JP4962045B2 - Steering system - Google Patents
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Description
この発明は、ステアリングシステムに係り、特に操舵・ステアリング系にフェール(異常)が発生した場合に運転者に警告可能なステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a steering system, and more particularly to a steering system capable of warning a driver when a failure occurs in a steering / steering system.
車両には、人為操作可能なステアリングホイールと、このステアリングホイールと一体的に設けられ且つ車体構造部に対して軸支されるステアリングシャフトとを有するステアリングシステムを設置している。 A vehicle is provided with a steering system having a steering wheel that can be manually operated and a steering shaft that is provided integrally with the steering wheel and that is pivotally supported with respect to a vehicle body structure.
従来、電動パワーステアリング装置及び予防安全装置には、検出された障害物の方向ヘステアリングホイールを操舵させる時、ステアリングホイールをモータにより振動させて警告し(障害物との衝突方向に操作しようとした場合の禁止のための警告)、また、振動量を操舵中よりも操舵していない時に大きくするものがある。
車両の操舵制御システム及び操舵システム制御方法には、操舵角度異常(操舵輪の目標角度と実角度との偏差が規定値以上)を検出した場合のみ、ステアリングホイールをモータにより振動させて警報(ステアリングホイールとタイヤの角度が異なることで危険な方向に進行する場合の警告)するものがある。
車両操舵装置には、転舵アクチュエータ(モータ)の正常判定のため、モータを微小に振動させる指令を出して追随する場合に、正常と判定するものがある(モータの故障チェック)。
車両の操舵装置には、操舵ハンドル(ステアリングホイール)に付与される微小な操作力が所定の操作力より大きい場合に、運転者の運転操作状態の悪化と判定し(運転者の運転状態検出)、警告を行うものがある。
In the vehicle steering control system and the steering system control method, only when an abnormality in steering angle (deviation between the target angle of the steered wheel and the actual angle exceeds a specified value) is detected, the steering wheel is vibrated by a motor to alert (steering). There are warnings when traveling in a dangerous direction due to different angles of wheels and tires.
Some vehicle steering devices determine that a steering actuator (motor) is normal when a command for causing the motor to vibrate slightly is issued to follow the motor (motor failure check).
The vehicle steering device determines that the driving operation state of the driver is deteriorated when the minute operating force applied to the steering wheel (steering wheel) is larger than the predetermined operating force (detection of the driving state of the driver). There is something that warns you.
ところで、従来、ステアリングシステムにおいては、操舵モータが冗長性より2個搭載され、1個が故障であり、残る1個で操舵している時に、ステアリングホイールの振動による警告を行う場合は、上記の特許文献1、2とは異なり、通常操作に対する影響が低レベルの振動が必要であった。また、振動を発生するモータが故障した場合には、振動による警告が不可能になるという不都合があった。 By the way, in the conventional steering system, when two steering motors are mounted due to redundancy and one is malfunctioning and the remaining one is steering, when warning is given by vibration of the steering wheel, Unlike Patent Documents 1 and 2, vibration with a low level of influence on normal operation was required. In addition, when a motor that generates vibration fails, there is a disadvantage that warning due to vibration becomes impossible.
そこで、この発明の目的は、運転者に注意を喚起させる際に、運転者のステアリング操作等の通常操作に支障を来たす状態がないようにすること、操舵系の故障に際しても、確実に注意を喚起できる信頼性の高い注意システムを構築するステアリングシステムを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to make sure that the driver does not interfere with normal operations such as the steering operation, and to ensure that the driver is aware of the failure of the steering system. The object is to provide a steering system that builds a reliable attention system that can be evoked.
この発明は、人為操作可能なステアリングホイールと、このステアリングホイールと一体的に設けられ且つ車体構造部に対して軸支されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに併設された電気モータと、この電気モータを制御するとともに該電気モータの異常を検知可能なモータ制御装置とを有するステアリングシステムにおいて、前記ステアリングシャフトと一体的に回動可能な回転部材と、前記車体構造部側に支持され前記回転部材に対して接触可能な移動部材とを備え、前記モータ制御装置が前記電気モータの異常を検知した時、前記移動部材を段発的に移動して前記回転部材に接触させ、前記移動部材を前記回転部材の表面上を滑動させることにより前記ステアリングシャフトに微振動を与え、前記ステアリングシャフトが中立点付近に位置する際には前記ステアリングシャフトの振動を停止させるように前記移動部材の動作状態を制御する振動発生機構を設けたことを特徴とする。 The present invention includes a steering wheel that can be manually operated, a steering shaft that is provided integrally with the steering wheel and that is pivotally supported with respect to a vehicle body structure, an electric motor that is attached to the steering shaft, and the electric motor. And a motor control device capable of detecting an abnormality of the electric motor and a rotating member rotatable integrally with the steering shaft, and supported on the vehicle body structure side to the rotating member. A movable member that can contact the movable member, and when the motor control device detects an abnormality in the electric motor, the movable member is moved stepwise to contact the rotating member, and the rotating member is rotated. give fine vibration to the steering shaft by sliding over the surface of the member, the steering sheet Shift is characterized in that a vibration generating mechanism for controlling an operation state of the moving member so as to stop the vibration of the steering shaft when located near the neutral point.
この発明のステアリングシステムは、フェール(故障)時を含め任意のタイミングで振動を発生させ、また、ステアリングシャフトの回転時のみに、回転速度に依存して振動周波数を変える振動を発生することができ、更に、運転への影響や振動システム構成を簡素化することができ、また、抵抗(機械的損失)と振動とによって操作速度を小さくすることができる。 The steering system of the present invention can generate vibration at any timing including when a failure (failure) occurs, and can generate vibration that changes the vibration frequency depending on the rotational speed only when the steering shaft rotates. Furthermore, the influence on driving and the vibration system configuration can be simplified, and the operation speed can be reduced by resistance (mechanical loss) and vibration.
この発明は、運転者に注意を喚起させる際に、運転者のステアリング操作等の通常操作に支障を来たす状態がないようにすること、操舵系の故障に際しても、確実に注意を喚起できる信頼性の高い注意システムを構築する目的を、移動部材を段発的に移動して回転部材に接触させ、移動部材を回転部材の表面上を滑動させることによりステアリングシャフトに微振動を与えて実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
The present invention makes it possible to ensure that there is no state that interferes with the normal operation of the driver, such as the steering operation, when the driver is alerted, and the reliability that can reliably call attention even when the steering system fails. The purpose of constructing a high-attention system is realized by moving the moving member step by step to contact the rotating member and sliding the moving member on the surface of the rotating member to give the steering shaft a slight vibration It is.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.
図1〜図11は、この発明の第1実施例を示すものである。図2において、1は車両、2はステアリングシステムである。このステアリングシステム2は、いわゆるステアバイワイヤ方式(ステアバイワイヤシステム)を採用したものであり、機械的に連結の無い操作機構3と操舵機構4とを備え、操舵機構4を電気的に駆動してギヤレシオを自由に可変可能とする。
1 to 11 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is a vehicle and 2 is a steering system. The steering system 2 employs a so-called steer-by-wire system (steer-by-wire system), and includes an
図2に示すように、操作機構3には、車体構造部であるステアリングコラム5に対して軸支されたステアリングシャフト6と、このステアリングシャフト6の上端部位に一体的に設けられて人為操作可能なステアリングホイール7と、ステアリングシャフト6の下端部位に取り付けられた反力発生手段8及び振動発生機構9とが備えられている。反力発生手段8は、ステアリングホイール7に反力を与える。振動発生機構9は、ステアリングシャフト6を介してステアリングホイール7に微振動を伝達する。
また、ステアリングシャフト6の軸部位には、ステアリングコラム5の上端でステアリングホイール7の回転角を検出する第1回転角センサ10と、ステアリングコラム5の下端と反力発生手段8間ではステアリングホイール7の回転トルクを検出するトルクセンサ11と、ステアリングホイール7の回転角を検出する第2回転角センサ12及びクラッチ13とが取り付けられている。このクラッチ13は、反力発生手段8・振動発生機構9に対してステアリングホイール7を接続又は解放する。
ステアリングコラム5には、内蔵されたギヤに連結した電気モータであるステアリングモータ14が取り付けられる。このステアリングモータ14は、ステアリングシャフト6に併設され、ステアリングホイール7の回転に対する反力又は回転をアシストするアシスト力(パワーステアリング力)を出力する。
As shown in FIG. 2, the
Further, a shaft portion of the
A
操舵機構4には、操舵輪としての左前輪15L、右前輪15Rと、この左前輪15L、右前輪15Rを駆動する左タイロッド16L、右タイロッド16Rと、この左タイロッド16L、右タイロッド16Rに連結するラック軸を内蔵したステアリングボックス17と、このステアリングボックス17のラック軸に連結したピニオン軸18と、このピニオン軸18に取り付けられてギヤを内蔵した操舵モータギヤボックス19とが備えられている。
また、ピニオン軸18には、操舵モータギヤボックス19の上側でピニオン軸18の回転角を検出する第3回転角センサ20、第4回転角センサ21が取り付けられている。
操舵モータギヤボックス19には、内蔵したギヤに連結するようにアクチュエータとして2つの第1操舵モータ22、第2操舵モータ23が取り付けられている。この第1操舵モータ22及び第2操舵モータ23は、左前輪15L、右前輪15Rの操舵制御を行う。
The steering mechanism 4 is connected to the
A third
Two
ステアリングシステム2は、制御装置としてのステアリング制御装置24によって駆動される。このステアリング制御装置24には、操作用制御装置25と第1操舵用制御装置26と第2操舵用制御装置27とが備えられ、また、反力発生機構8と振動発生機構9と第1回転角センサ10とトルクセンサ11と第2回転角センサ12とステアリングモータ14と第3回転角センサ20と第4回転角センサ21と第1操舵モータ22と第2操舵モータ23とが連絡している。
操作用制御装置25は、ステアリングモータ14と車両情報検出手段28と表示警報装置29とに直接連絡し、ステアリングモータ14の反力やアシスト力を指令する。
第1操舵用制御装置26は、第1操舵モータ22に直接連絡し、この第1操舵モータ22を駆動制御する。
第2操舵用制御装置27は、第2操舵モータ23に直接連絡し、この第2操舵モータ23を駆動制御する。
車両情報検出手段28は、車速、エンジン回転数、イグニションスイッチ状態、シフト位置等の各種車両情報を検出して操作用制御装置25に出力する。
表示警報装置29は、警告灯の表示又はブザーを警報する。
The steering system 2 is driven by a
The
The first
The second
The vehicle information detection means 28 detects various vehicle information such as the vehicle speed, the engine speed, the ignition switch state, the shift position, etc., and outputs it to the
The
前記振動発生機構9は、図3〜図5に示すように、回転側部30と固定側部31とから構成される。
回転側部30は、ステアリングシャフト6と一体的に回転可能で且つ外周面に凹凸部分を構成するように複数の突起32が形成された回転部材である振動プレート33を備えている。
固定側部31は、車体構造部であるステアリングコラム5側に支持された固定ガイド34と、振動プレート33の突起32に対して径方向から接触可能で且つ固定ガイド34内で往復動される移動部材であるコンタクト体35と、このコンタクト体35から離間して固定ガイド34内に収容されたソレノイド36と、コンタクト体35とソレノイド36間でコンタクト体35に押圧力を付与するスプリング37とを備えている。図4、図5に示すように、コンタクト体35には、振動プレート33の突起32側の先端側に、側面視で略中央部位に先細る突部38を備えた突面部39が形成されている。この突面部39は、コンタクト体35自体を段発的に移動させるものであり、隣接する突起32、32に接触している状態において突部38がこの隣接する突起32、32間の略中央部位に位置される。
振動発生機構9は、移動部材であるコンタクト体35を段発的に移動して回転部材である振動プレート33に接触させ、コンタクト体35を振動プレート33表面である外周面上を滑動させることによりステアリングシャフト6に微振動を与えることが可能なものである。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
The rotating
The
The
操作用制御装置25には、ステアリングシャフト6の中立点を検知可能であり、ステアリングシャフト6が中立点付近に位置する際に振動発生機構9の振動を停止させるとともに、ステアリングシャフト6が中立点付近以外の位置では振動発生機構9に振動を発生させるように移動部材であるコンタクト体35の動作状態を制御する振動制御装置25Aが設けられている。
また、操作用制御装置25には、電気モータであるステアリングモータ14を制御するとともに、このステアリングモータ14の異常を検知可能なモータ制御装置25Bが設けられる。
The
The
操作用制御装置25の振動制御装置25Aは、振動発生機構9のソレノイド36をオン・オフする制御信号を出力するものであり、オン信号では、コンタクト体35を引き寄せてスプリング37を縮め、このコンタクト体35の突面部39を振動プレート33の突起32から離間させて振動を発生させないようにする一方、オフ信号では、コンタクト体35の引き寄せを解除し、スプリング37の押圧力によってこのコンタクト体35の突面部39を振動プレート33の突起32に接触させ、操舵機能に与える影響が小さなレベルで段発的に振動を発生させる。
操作用制御装置25の振動制御装置25Aがオン信号を出力するタイミングは、ステアリングホイール7の回転角度が中点(直進)付近の場合である。
The
The timing at which the
また、振動発生機構9は、図6に示すように、第1の変形例として、コンタクト体35の先端側に丸形状の円弧面部40を形成しても、同様な効果を得る。
As shown in FIG. 6, the
更に、振動発生機構9は、図7、図8に示すように、第2の変形例として、コンタクト体35を円形状に形成することも可能である。この場合、円形状のコンタクト体35は、支持軸41に回転可能に支持される。この支持軸41は、枠状の固定部材42で固定される。この固定部材42は、支持軸41を支持する両側の側部43・43と、この側部43・43に連設してスプリング37を保持する保持部44とからなる。
Furthermore, as shown in FIGS. 7 and 8, the
更にまた、振動発生機構9は、図9に示すように、第3の変形例として、ステアリングシャフト6に固定されて外周面に凹凸部分(平歯等)を形成するプレート側歯部45を備えた振動プレート33と、中心軸46に回転可能に支持されて振動プレート33よりも大径の歯車47とからなる。この歯車47は、外周面のギヤ側歯部48が振動プレート33のプレート側歯部45に噛み合うことで接触による振動を発生させる。この場合、振動発生機構9においては、プレート側歯部45とギヤ側歯部48との噛み合う時の隙間状態によって振動レベルを調整することが可能である。この図9の振動発生機構9においては、振動の発生のオン・オフがクラッチ13のオン・オフで実施される。
また、この図9の振動発生機構9において、図10に示すように、歯車47には、外周面のギヤ側歯部48に凹凸部分の無い区間Lを一定の長さに形成することも可能である。この場合、この区間Lは、ステアリングホイール7の中心付近等の箇所に対応して形成されるものであり、振動を発生させないようにする。
更に、この図9の振動発生機構9において、図11に示すように、振動プレート33と歯車47との大きさ(直径)をステアリングホイール7の左右回転範囲に合わせることで、ステアリングホイール7の中心付近での振動を停止することが可能となる。この図11の振動発生機構9では、例えば、ステアリングシャフト6を左右に1.5回転(最大)した時に、歯車47が0.5回転する場合を示している。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the
Further, in the
Further, in the
次に、この第1実施例における操舵・ステアリングモータ系のフェール(異常)時(ステアリングモータによる振動発生無し)について、図1のフローチャートに基づいて説明する。
図1に示すように、ステアリング制御装置24のプログラムがスタートすると(ステップA01)、先ず、ステアリングシステム2のフェール(異常)を検出したか否かを判断し(ステップA02)、このステップA02がNOの場合には、この判断を継続する。
このステップA02がYESの場合には、操舵モータ系がフェールか否かを判断する(ステップA03)。この操舵モータ系のフェールとは、2個の第1、第2操舵モータ22、23のうち1個が故障停止して操舵する場合、又は、第1、第2操舵モータ22、23の双方が故障停止し、メカニカル(機械的操作)機構により操舵可能な場合とする(限定した性能により操舵機能を継続する場合)。
このステップA03がYESの場合には、表示警報装置29を動作して表示・警報を開始するとともに、フェールを検知した操舵モータを停止し、正常な1個の操舵モータで操舵する(ステップA04)。
そして、クラッチ13を接続動作し、反力発生機構8・振動発生機構9をステアリングシャフト6に接続する(ステップA05)。
その後、振動発生機構9によりステアリングホイール7の回転時に振動を与え、ステアリングモータ14を作動し、操作反力を発生させる(ステップA06)。
一方、前記ステップA03がNOの場合には、ステアリングモータ14がフェールか否かを判断する(ステップA07)。
このステップA07がYESの場合には、表示警報装置29を動作して表示・警報を開始するとともに、フェールを検知したステアリングモータ14を停止する(ステップA08)。
そして、クラッチ13を接続し、反力発生機構8・振動発生機構9をステアリングシャフト6に接続する(ステップA09)。
その後、振動発生機構9によりステアリングホイール7の回転時に振動を与える(ステップA10)。
前記ステップA07がNOの場合には、その他のフェールとして、規定のフェールセーフを実施する(ステップA11)。
Next, the steering / steering motor system failure (abnormality) in the first embodiment (no vibration generated by the steering motor) will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 1, when the program of the
If this step A02 is YES, it is determined whether or not the steering motor system has failed (step A03). The failure of the steering motor system is when one of the two first and
If this step A03 is YES, the
Then, the clutch 13 is connected and the reaction
Thereafter, vibration is applied by the
On the other hand, if step A03 is NO, it is determined whether or not the
When this step A07 is YES, the
Then, the clutch 13 is connected, and the reaction
Thereafter, vibration is applied by the
When step A07 is NO, a prescribed fail safe is performed as another fail (step A11).
即ち、この第1実施例において、2個の操舵モータのうち1個が故障し、残る1個で操舵を行う場合に、操舵は可能だがフェール状態より所定の場所に退避して停車してもらうことを、運転者に注意することが必要である。早急に路肩等の場所に停車することを警告灯・ブザー又は振動等により運転者に促したり、エンジントルク・回転数の制限をかけて所定の速度で退避走行を促す(この場合、エンジン制御装置と協調制御を行う)。 That is, in this first embodiment, when one of the two steering motors fails and steering is performed with the remaining one, steering is possible, but the vehicle is retracted to a predetermined place from the fail state and stopped. It is necessary to pay attention to the driver. Immediately stop the vehicle on a road shoulder or other location with a warning light, buzzer, or vibration, or limit the engine torque and speed to encourage retreating at a specified speed (in this case, the engine controller And coordinated control).
この結果、ステアリングシャフト6と一体的に回動可能な回転部材である振動プレート33と、車体構造部であるステアリングコラム5側に支持され振動プレート33に対して接触可能な移動部材であるコンタクト体35とを備え、このコンタクト体35を段発的に移動して振動プレート33に接触させ、コンタクト体35を振動プレート33の表面上を滑動させることによりステアリングシャフト6に微振動を与える。
これにより、フェール時を含め任意のタイミングで振動を発生することができ、また、ステアリングシャフト6の回転時のみに、回転速度に依存して振動周波数を変える振動を発生することができ、運転への影響や振動システム構成を簡素化にすることができ、更に、抵抗(機械損)と振動とによって、操作速度を小さくすることができる。
As a result, the
As a result, vibration can be generated at any timing including during a failure, and vibration that changes the vibration frequency depending on the rotation speed can be generated only when the
また、ステアリングシャフト6が中立点付近に位置する際に振動発生機構9の振動を停止させるとともに、ステアリングシャフト6が中立点付近以外の位置では振動発生機構9に振動を発生させるようにコンタクト体35の動作状態を制御する。
これにより、モータが正常な場合等で、振動を与える必要がない状況では、振動をなくすことができ、また、ステアリングシャフト6の中立点を運転者が容易に判別することができ、ステアリングの操作角等を正確に把握させることができる。
The
As a result, in a situation where the motor is normal and the vibration does not need to be applied, the vibration can be eliminated, and the neutral point of the
図12〜図18は、この発明の第2実施例を示すものである。
この第2実施例においては、上述の第1実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
この第2実施例の特徴とするところは、特許請求の範囲の請求項3、4に係る発明であり、以下の点にある。即ち、ステアリングモータ14によって振動を発生させ、また、もし、ステアリングモータ14がフェール(異常)の場合でも、振動発生機構9によって振動を発生させる。
操作用制御装置25のモータ制御装置25Bは、電気モータであるステアリングモータ14の異常を検知した場合に振動制御装置25Aを動作可能とする一方、ステアリングモータ14の異常を検知しない場合にはステアリングモータ14の駆動により振動制御を行う振動制御機能を有する。
また、操作用制御装置25は、図2のステアリングシステム2において、ステアリングシャフト6の回転を検知して該ステアリングシャフト6の回転角度位置及び回転角速度と車速とのうち一つ以上を取得可能な取得手段25Cを備えている。
12 to 18 show a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, portions that perform the same functions as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals.
The features of the second embodiment are the inventions according to
The
Further, in the steering system 2 of FIG. 2, the
また、前記モータ制御装置25Bは、電気モータであるステアリングモータ14の駆動制御を、人為操作に対して操作反力を発生可能な反力制御を行い、且つ、ステアリングモータ14の異常を検知しない場合には、前記反力制御に加えて、ステアリングシャフト6の回転角速度に対する振動周波数の変更、車速に対する振動有無の切り替え、車速に対する振動レベルの変更、ステアリングシャフト6の左右回転角度位置に対する振動有無の切り替えのうちのいずれか一つ以上を併せて実行する。
Further, the
ステアリングモータ14の駆動により振動制御を実施する場合に、図14〜図18に述べるように、各種の振動条件がある。
図14に示すように、ステアリングホイール7の角速度によって実施するもので、ステアリングホイール7の角速度が一定値G以下の場合に、図14のAのように等差的(直線状)に又は図14のBのように等比的(曲線状)に、発生する振動周波数を増加し、これにより、ステアリングホイール7を早く回せば振動周波数が早くなり、運転者に対する注意を高くすることができる。
また、図15に示すように、振動のオン・オフを車速によって実施するもので、振動のオン・オフの切り替えの車速には、高速側からでオンする第1車速値V1と低速側からでオンする第2車速値V2とでヒステリシスHが設定されている。そして、車速が一定値(第1車速値V1又は第2車速値V2)以下でのみ振動をオンとし、高速走行の場合には、振動により操舵操作に影響がでないようにオフする。
更に、図16に示すように、振動レベルを車速によって実施するもので、車速が第3車速値V3以下で低い場合には、振動を強くし、そして、車速が第3車速値V3以上で、車速が増加すればする程、振動を減少させ、その後、車速が第4車速値V4になったら、極小として振動による操舵に影響が出ないようにする。
更にまた、図17に示すように、振動のオン・オフをステアリングホイール7の左右回転角度によって実施するもので、ステアリングホイール7の回転角度が中点(直進:0)から左右の一定範囲で振動をオフとし、ステアリングホイール7の回転角度の中点位置を運転者が容易に把握できるようにする。この振動のオン・オフにおいては、左回転角度側でヒステリシスH1、右回転角度側でヒステリシスH2のヒステリシスが設定されている。
また、図18に示すように、ステアリングモータ14による操作反力と振動とを組み合わせた出力を実施するもので(正常時は、操作反力のみ発生)、ステアリングホイール7の回転角度が中点(直進:0)の場合に、ステアリングホイール7に与える操作反力を最小とし、また、ステアリングホイール7の回転角度の増加により、ステアリングホイール7の左右回転角度において、左右の一定の回転角度値K1又は回転角度値K2までは、図14のAのように等差的(直線状)に又は図14のBのように等比的(曲線状)に操作反力を増加する。
When vibration control is performed by driving the
As shown in FIG. 14, the operation is performed according to the angular velocity of the
Further, as shown in FIG. 15, the vibration is turned on / off depending on the vehicle speed, and the vehicle speed for switching the vibration on / off is from the first vehicle speed value V1 that is turned on from the high speed side and from the low speed side. Hysteresis H is set with the second vehicle speed value V2 that is turned on. Then, the vibration is turned on only when the vehicle speed is equal to or less than a certain value (the first vehicle speed value V1 or the second vehicle speed value V2), and in the case of high speed traveling, the vibration is turned off so that the steering operation is not affected by the vibration.
Further, as shown in FIG. 16, the vibration level is implemented by the vehicle speed. When the vehicle speed is low at the third vehicle speed value V3 or lower, the vibration is strengthened, and the vehicle speed is at the third vehicle speed value V3 or higher. As the vehicle speed increases, the vibration is reduced. After that, when the vehicle speed reaches the fourth vehicle speed value V4, it is minimized so that the steering by the vibration is not affected.
Furthermore, as shown in FIG. 17, the vibration is turned on / off by the left / right rotation angle of the
Further, as shown in FIG. 18, the combined output of the operation reaction force and vibration by the
次いで、操舵・ステアリングモータ系のフェール(異常)時(ステアリングモータによる振動発生有り)について、図12のフローチャートに基づいて説明する。
図12に示すように、ステアリング制御装置24のプログラムがスタートすると(ステップB01)、先ず、ステアリングシステム2のフェール(異常)を検出したか否かを判断し(ステップB02)、このステップB02がNOの場合には、この判断を継続する。
このステップB02がYESの場合には、操舵モータ系がフェールか否かを判断する(ステップB03)。
このステップB03がYESの場合には、表示警報装置29を動作して表示・警報を開始するとともに、フェールを検知した操舵モータを停止し、正常な1個の操舵モータで操舵する(ステップB04)。
そして、ステアリングモータ14がフェールか否かを判断する(ステップB05)。
このステップB05がYESの場合には、表示警報装置29を動作して表示・警報を開始するとともに、フェールを検知したステアリングモータ14を停止する(ステップB06)。
そして、クラッチ13を接続し、反力発生機構8・振動発生機構9をステアリングシャフト6に接続する(ステップB07)。
その後、振動発生機構9によりステアリングホイール7の回転時に振動を与える(ステップB08)。この場合、ステアリングホイール7を回す角速度により、振動レベル(振動周波数)が可変される。
前記ステップB05がNOの場合には、ステアリングモータ14による振動を発生する(ステップB09)。この場合、ステアリングホイール7を回す角速度により、振動レベル(振動周波数)が可変されたり、車速により振動をオン・オフしたり、回転角度により振動をオン・オフする。
一方、前記ステップB03がNOの場合には、ステアリングモータ14がフェールか否かを判断する(ステップB10)。
このステップB10がYESの場合には、表示警報装置29を動作して表示・警報を開始するとともに、フェールを検知したステアリングモータ14を停止する(ステップB11)。
そして、クラッチ13を接続し、反力発生機構8・振動発生機構9をステアリングシャフト6に接続する(ステップAB12)。
その後、振動発生機構9によりステアリングホイール7の回転時に振動を与える(ステップB13)。
前記ステップB10がNOの場合には、その他のフェールとして、規定のフェールセーフを実施する(ステップB14)。
Next, a failure (abnormality) of the steering / steering motor system (with vibration generated by the steering motor) will be described based on the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 12, when the program of the
If this step B02 is YES, it is determined whether or not the steering motor system has failed (step B03).
When this step B03 is YES, the
Then, it is determined whether or not the
When this step B05 is YES, the
Then, the clutch 13 is connected, and the reaction
Thereafter, vibration is applied by the
When step B05 is NO, vibration is generated by the steering motor 14 (step B09). In this case, the vibration level (vibration frequency) is varied depending on the angular speed of turning the
On the other hand, if step B03 is NO, it is determined whether or not the
When this step B10 is YES, the
Then, the clutch 13 is connected, and the reaction
Thereafter, vibration is applied when the
When step B10 is NO, the prescribed fail safe is implemented as another fail (step B14).
この第2実施例によれば、モータ制御装置25Bは、ステアリングモータ14の異常を検知した場合に振動制御装置9を動作可能とする一方、ステアリングモータ14の異常を検知しない場合にはステアリングモータ14の駆動により振動制御を行う振動制御機能を有する。
これにより、ステアリングモータ14の故障の複数のパターンに対してロバストなシステムを提供することができ、信頼性を向上することができる。また、モータ制御装置25Bが、ステアリングモータ14を含めて複数のモータに対してフェイルセーフを行わなければならない時に、ピークの制御負荷を下げることができる。
また、操作用制御装置25は、ステアリングシャフト6の回転を検知してこのステアリングシャフト6の回転角度位置及び回転角速度と車速とのうち一つ以上を取得する。また、モータ制御装置25Bは、ステアリングモータ14の駆動制御を、人為操作に対して操作反力を発生可能な反力制御を行い、且つ、ステアリングモータ14の異常を検知しない場合には、前記反力制御に加えて、ステアリングシャフト6の回転角速度に対する振動周波数の変更、車速に対する振動有無の切り替え、車速に対する振動レベルの変更、ステアリングシャフト6の左右回転角度位置に対する振動有無の切り替えのうちのいずれか一つ以上を併せて実行する。
これにより、運転に与える影響を小さくするように、状況に応じて振動を与えるような制御を可能にするとともに、一つのモータで反力と振動を両方付与することができる。
また、この第2実施例においては、図13に示すように、クラッチの無いステアリングシステム2においても、正常時に振動の発生を停止し、異常時にはステアリングモータ14によって振動を発生させることができる。
According to the second embodiment, the
As a result, a robust system can be provided for a plurality of failure patterns of the
Further, the
As a result, it is possible to perform control that applies vibration according to the situation so as to reduce the influence on driving, and it is possible to apply both reaction force and vibration with a single motor.
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 13, even in the steering system 2 without the clutch, the generation of vibration can be stopped when it is normal, and the vibration can be generated by the
移動部材を回転部材の表面上を滑動させることによりステアリングシャフトに微振動を与えることを、他の制御にも適用することができる。 Giving the steering shaft a slight vibration by sliding the moving member on the surface of the rotating member can be applied to other controls.
1 車両
2 ステアリングシステム
3 操作機構
4 操舵機構
5 ステアリングコラム
6 ステアリングシャフト
7 ステアリングホイール
8 反力発生機構
9 振動発生機構
13 クラッチ
14 ステアリングモータ
22 第1操舵モータ
23 第2操舵モータ
24 ステアリング制御装置
25 操作用制御装置
26 第1操舵用制御装置
27 第2操舵用制御装置
28 車両情報検出手段
29 表示警報装置
33 振動プレート
35 コンタクト体
36 ソレノイド
37 スプリング
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