JP5382435B2 - Vehicle steering system - Google Patents

Vehicle steering system Download PDF

Info

Publication number
JP5382435B2
JP5382435B2 JP2009176793A JP2009176793A JP5382435B2 JP 5382435 B2 JP5382435 B2 JP 5382435B2 JP 2009176793 A JP2009176793 A JP 2009176793A JP 2009176793 A JP2009176793 A JP 2009176793A JP 5382435 B2 JP5382435 B2 JP 5382435B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission ratio
control motor
steering
ratio control
lock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009176793A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011031638A (en
Inventor
貴司 大野
稔 千徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2009176793A priority Critical patent/JP5382435B2/en
Publication of JP2011031638A publication Critical patent/JP2011031638A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5382435B2 publication Critical patent/JP5382435B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

本発明は、車両用操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus.

操舵部材と転舵機構とを連結する操舵軸の中途に回転伝達比の変更が可能な遊星ギヤ機構からなる伝達機構を備えた車両用操舵装置において、回転伝達比を変更する伝達比制御モータ等に異常が発生したときに、回転伝達比の変更を不可にロックするロック機構を備えた車両用操舵装置が提案されている(例えば特許文献1,2)。
また、入力部材と出力部材の相対回転角度が予め定めた設定角度以下であるときに、ロック部材を、遊星ギヤ機構の構成要素の回転を許容する回転許容位置に配置し、上記相対回転角度が上記設定角度を超えるときに、ロック部材を、上記構成要素の回転を阻止する回転阻止位置に配置する車両用操舵装置が提案されている(特許文献3)。
A transmission ratio control motor for changing a rotation transmission ratio in a vehicle steering apparatus having a transmission mechanism including a planetary gear mechanism capable of changing a rotation transmission ratio in the middle of a steering shaft connecting a steering member and a steering mechanism There has been proposed a vehicle steering apparatus provided with a lock mechanism that locks a change in rotation transmission ratio when an abnormality occurs in the vehicle (for example, Patent Documents 1 and 2).
Further, when the relative rotation angle between the input member and the output member is equal to or less than a predetermined set angle, the lock member is disposed at a rotation allowable position that allows rotation of the components of the planetary gear mechanism, and the relative rotation angle is There has been proposed a vehicle steering apparatus in which a lock member is disposed at a rotation prevention position that prevents rotation of the constituent element when the set angle is exceeded (Patent Document 3).

特許文献1では、エンジンの停止に伴ってロックピンをねじ歯車のスロットに挿入し、伝達比制御モータをロックする。また、エンジン始動時に、モータ軸に最大トルクを発生させて、伝達比制御モータが動かないことを確認し、これにより、ロックが正常であると判断する診断回路を備えている。   In Patent Document 1, a lock pin is inserted into a slot of a screw gear as the engine is stopped to lock a transmission ratio control motor. In addition, a diagnostic circuit for generating a maximum torque on the motor shaft at the time of starting the engine and confirming that the transmission ratio control motor does not move and thereby determining that the lock is normal is provided.

特表平2006−521957号公報Japanese National Patent Publication No. 2006-521957 特開2008−24058号公報JP 2008-24058 A 特開2002−145102号公報JP 2002-145102 A

特許文献1の診断回路では、ロックピンが正常にロックされていることを診断することはできるが、ロックピンのロックの解除が正常に行われるか否かの診断はできない。したがって、ECUがロック解除指令信号を出力していても、ロックピンがロックされた状態となっている場合が考えられる。その場合に、ECUが伝達比制御モータの回転制御を実施しようとすると、伝達比制御モータに通常よりも大きな電流が流れ、その結果、伝達比制御モータが焼損するおそれがある。   The diagnostic circuit of Patent Document 1 can diagnose that the lock pin is normally locked, but cannot diagnose whether or not the lock pin is normally unlocked. Therefore, even when the ECU outputs a lock release command signal, the lock pin may be locked. In this case, if the ECU tries to perform rotation control of the transmission ratio control motor, a larger current than usual flows in the transmission ratio control motor, and as a result, the transmission ratio control motor may be burned out.

一方、タイヤの切れ角が最大の状態でタイヤが何かの縁石等の障害物に乗り上げているときに、さらにハンドル(操舵部材)を回転させると、タイヤの角度は変化せずに、ハンドルのみが空転する現象が発生する。この場合、運転者は多大な違和感を感じる。
また、高μ路(路面の摩擦係数が高い、例えば石畳などの悪路)を走行(特に登坂走行)しているときに、伝達比制御モータの負荷が大きくなり、伝達比制御モータが焼損するおそれがある。
On the other hand, when the tire is riding on an obstacle such as a curb with the maximum turning angle of the tire, if the handle (steering member) is further rotated, the angle of the tire does not change, only the handle Occurs. In this case, the driver feels a great sense of discomfort.
Also, when traveling on a high μ road (road coefficient of friction on the road surface, such as a bad road such as a stone pavement) (especially climbing uphill), the load of the transmission ratio control motor increases and the transmission ratio control motor burns out. There is a fear.

そこで、本発明の目的は、伝達比制御モータの焼損の発生を未然に防止でき、フェイルセーフの確実性を増すことができる車両用操舵装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can prevent the transmission ratio control motor from being burned out and increase the reliability of fail-safe.

上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材(2)の操作に応じて回転する入力軸(3a)と転舵機構(9)の動作に連動して回転する出力軸(3b)との間に介在し、入力軸および出力軸間の伝達比を変更可能な伝達比可変機構(13)と、上記伝達比可変機構の上記伝達比を変更可能な伝達比制御モータ(14)と、上記伝達比制御モータの回転をロック可能なロック機構(29)と、上記伝達比制御モータのロータの回転位置(θ)を検出する回転位置検出装置(34)と、上記伝達比制御モータおよび上記ロック機構を制御する制御部(30)と、を備え、上記制御部は、ロック機構をロックさせるロックモードおよび上記ロックを解除するロック解除モードを設定可能なモード設定部(40)と、当該制御部の起動に伴って上記ロック機構の動作を診断する初期診断部(41)と、を含み、上記初期診断部は、上記ロック解除モードに設定されていることを確認した後、上記伝達比制御モータの上記ロータを、上記ロック機構によりロックされたときの上記ロータの遊び量(B)を超える第1の所定角度(A1)だけ回転させる回転変位指令を出力し、その回転変位指令の出力に伴う上記回転位置検出装置の検出値の変化量(Δθ)が上記第1の所定角度未満であるときに、上記ロック機構の第1の異常を検出し、上記初期診断部は、上記ロックモードに設定されていることを確認した後、上記伝達比制御モータの上記ロータを、上記ロック機構によりロックされたときの上記ロータの遊び量を超える第2の所定角度(A2)だけ回転させる回転変位指令を出力し、その回転変位指令に伴う上記回転位置検出装置の検出値の変化量が、上記遊び量を超えるときに、上記ロック機構の第2の異常を検出する車両用操舵装置(1)を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an input shaft (3a) that rotates in response to an operation of the steering member (2) and an output shaft (3b) that rotates in conjunction with the operation of the steering mechanism (9). A transmission ratio variable mechanism (13) interposed between the input shaft and the output shaft; a transmission ratio control motor (14) capable of changing the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism; A lock mechanism (29) capable of locking the rotation of the transmission ratio control motor, a rotational position detection device (34) for detecting the rotational position (θ) of the rotor of the transmission ratio control motor, the transmission ratio control motor, and the lock A control unit (30) for controlling the mechanism, wherein the control unit can set a lock mode for locking the lock mechanism and a lock release mode for releasing the lock, and the control unit With the start of An initial diagnosis unit (41) for diagnosing the operation of the lock mechanism, and after confirming that the initial diagnosis unit is set to the unlock mode, the rotor of the transmission ratio control motor is The rotational position detection device outputs a rotational displacement command for rotating the first predetermined angle (A1) exceeding the play amount (B) of the rotor when locked by the locking mechanism, and outputs the rotational displacement command. When the change amount (Δθ) of the detected value is less than the first predetermined angle, the first abnormality of the lock mechanism is detected, and the initial diagnosis unit is set to the lock mode. After confirming, a rotational displacement command for rotating the rotor of the transmission ratio control motor by a second predetermined angle (A2) exceeding the play amount of the rotor when locked by the locking mechanism is output. The change amount of the detection value of the rolling displacement commands the rotational position detecting device with the can, when more than the amount of play, to provide a vehicle steering system (1) for detecting a second abnormality in the lock mechanism.

本発明では、制御部の起動に伴う初期診断において、ロック解除モードであるにもかかわらず、ロック機構がロック状態にある場合に、これを第1の異常であるとして検出することができる。ロック解除モードであるのにロック機構がロック状態にあるときに、仮に、制御部が伝達比制御モータの回転制御を実施しようとすると、伝達比制御モータに通常よりも大きな電流が流れ、その結果、伝達比制御モータが焼損するおそれがある。これに対して、本発明では、制御部の起動に伴う初期診断時に、すなわち車両の走行を開始する前に、第1の異常を検出することができるので、これに応じた修理等の対処が可能となる。したがって、可及的に、伝達比制御モータの焼損の発生を未然に防止することができ、その結果、確実なフェイルセーフを実現することができる。   In the present invention, in the initial diagnosis associated with the activation of the control unit, when the lock mechanism is in the locked state in spite of the lock release mode, this can be detected as the first abnormality. If the control unit tries to control the rotation of the transmission ratio control motor when the lock mechanism is in the locked state even though it is in the unlocking mode, a larger current than normal flows through the transmission ratio control motor. The transmission ratio control motor may burn out. On the other hand, in the present invention, the first abnormality can be detected at the time of the initial diagnosis associated with the activation of the control unit, that is, before the vehicle starts to be driven. It becomes possible. Therefore, occurrence of burning of the transmission ratio control motor can be prevented as much as possible, and as a result, reliable fail safe can be realized.

また、上記初期診断部は、上記ロックモードに設定されていることを確認した後、上記伝達比制御モータの上記ロータを、上記ロック機構によりロックされたときの上記ロータの遊び量を超える第2の所定角度(A2)だけ回転させる回転変位指令を出力し、その回転変位指令に伴う上記回転位置検出装置の検出値の変化量が、上記遊び量を超えるときに、上記ロック機構の第2の異常を検出するので、下記の利点がある。すなわち、上記初期診断において、ロックモードであるにもかかわらず、ロック機構がロック状態にない場合に、これを第2の異常であるとして検出することができる。制御部の起動に伴う初期診断時に、すなわち車両の走行を開始する前に、第2の異常を検出することができるので、これに応じた修理等の対処が可能となる。したがって、確実なフェイルセーフを実現することができる。 In addition, the initial diagnosis unit confirms that the lock mode is set, and then secondly exceeds a play amount of the rotor when the rotor of the transmission ratio control motor is locked by the lock mechanism. When the amount of change in the detected value of the rotational position detecting device accompanying the rotational displacement command exceeds the play amount, a second displacement of the lock mechanism is output. Since an abnormality is detected , there are the following advantages. That is, in the initial diagnosis, when the lock mechanism is not in the locked state in spite of the lock mode, this can be detected as the second abnormality. Since the second abnormality can be detected at the time of the initial diagnosis accompanying the activation of the control unit, that is, before the vehicle starts to travel, it is possible to deal with repairs or the like according to the second abnormality. Therefore, reliable fail safe can be realized.

また、上記ロック機構は、上記ロータの周方向に等しい間隔で配置された複数のロック位置で上記ロータをロック可能であり、上記制御部は、上記初期診断部によって、上記ロック機構の第2の異常が検出されたときに、上記伝達比制御モータのロータを上記間隔に相当する回転角度以上の第3の所定角度だけ回転させる回転変位指令を出力する場合がある(請求項)。ロックモードであるにもかかわらず、ロック機構がロック状態にないという第2の異常が検出されたときに、伝達比制御モータのロータをロック位置の配置間隔に相当する回転角度以上の第3の所定角度変位させる。これにより、ロック機構が正常に作動していれば、隣接するロック位置でロック機構のロックが達成されることになる。一時的なロック不良を自然に解消することが可能となる。 Further, the lock mechanism can lock the rotor at a plurality of lock positions arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor, and the control unit can perform the second diagnosis of the lock mechanism by the initial diagnosis unit. when an abnormality is detected, there is a case of outputting the rotational displacement command for rotating the rotor of the transmission ratio control motor by a third predetermined angle greater than the rotational angle corresponding to the spacing (claim 2). When the second abnormality that the lock mechanism is not in the locked state is detected in spite of being in the lock mode, the rotor of the transmission ratio control motor is moved to a third angle greater than the rotation angle corresponding to the lock position arrangement interval. Displace by a predetermined angle. Thereby, if the lock mechanism is operating normally, the lock mechanism is locked at the adjacent lock position. It becomes possible to eliminate the temporary lock failure naturally.

また、上記伝達比制御モータの温度を検出する温度検出装置(35)と、上記伝達比制御モータの電流を検出する電流検出装置(36)と、を備え、上記制御部は、上記温度検出装置による検出温度(T)および上記電流検出装置による検出電流(i)に基づいて、上記伝達比制御モータの異常を判定し、その異常の判定に応じて上記ロック機構にロック指令信号を出力するとともに、上記伝達比制御モータの電流を零にするフェイルセーフ機能を有する場合がある(請求項)。この場合、伝達比制御モータの状態の監視がより確実となり、したがって、高μ路(路面の摩擦係数が高い、例えば石畳などの悪路)を走行(特に登坂走行)する条件であっても、伝達比制御モータの過熱焼損の発生を未然に防止することができ、その結果、確実なフェイルセーフを実現することができる。 A temperature detection device (35) for detecting the temperature of the transmission ratio control motor; and a current detection device (36) for detecting a current of the transmission ratio control motor, wherein the control unit includes the temperature detection device. The transmission ratio control motor is determined to be abnormal on the basis of the detected temperature (T) by the sensor and the current detected by the current detector (i), and a lock command signal is output to the lock mechanism in response to the determination of the abnormality. In some cases, the transmission ratio control motor has a fail-safe function for reducing the current to zero (claim 3 ). In this case, monitoring of the state of the transmission ratio control motor becomes more reliable, and therefore, even under conditions of traveling on a high μ road (a road with a high friction coefficient, for example, a bad road such as a stone pavement) Occurrence of overheat burning of the transmission ratio control motor can be prevented in advance, and as a result, reliable fail safe can be realized.

また、上記操舵軸に負荷されるトルク(P)を検出するトルクセンサ(32)を備え、上記制御部は、上記フェイルセーフ機能が実行されているときに、上記トルクセンサの出力値が所定値(P1)以下であることを条件として、フェイルセーフ機能を解除し、伝達比制御モータを伝達比制御する機能を有する場合がある(請求項)。フェイルセーフによりロック機構がロック状態にあるとき、運転者が操舵軸に多大な操舵入力を及ぼしている場合(トルクセンサの出力値が所定値以上の場合)には、運転者が冷静さを失っていると判断し、安全確保のためにロック機構によるロックを維持する。一方、運転者による操舵入力が低い場合(トルクセンサの出力値が所定値未満の場合)には、運転者が平静を取り戻していると判断し、ロック機構によるロックを解除して、伝達比制御モータを通常制御する状態(すなわち伝達比制御する状態)に戻す。すなわち、緊急状態回避のためのフェイルセーフ機能が実行されていても、安全な操舵が可能な状態に戻っていると判断したときには、通常制御に戻す。 In addition, a torque sensor (32) for detecting a torque (P) loaded on the steering shaft is provided, and the control unit outputs an output value of the torque sensor at a predetermined value when the fail-safe function is executed. with the proviso that it (P1) hereinafter, may have a function to cancel the fail-safe function, and controls the transmission ratio of the transmission ratio control motor (claim 4). When the lock mechanism is locked by fail-safe, if the driver exerts a large steering input on the steering shaft (when the output value of the torque sensor is greater than or equal to the predetermined value), the driver loses his coolness. It is determined that the lock mechanism is locked to ensure safety. On the other hand, when the steering input by the driver is low (when the output value of the torque sensor is less than the predetermined value), it is determined that the driver has returned to calm, the lock mechanism is released, and the transmission ratio control is performed. The motor is returned to the normal control state (that is, the transmission ratio control state). That is, even if the fail-safe function for avoiding the emergency state is executed, when it is determined that the state is returned to a state where safe steering is possible, the normal control is returned.

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。   In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of a steering device for vehicles of one embodiment of the present invention. 伝達比可変機構の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a transmission ratio variable mechanism. 図3(a)はロック機構とロックされる出力ギヤの概略図であり、図3(b)はロック時にロックされる出力ギヤの遊び量を説明する概略図である。FIG. 3A is a schematic diagram of the lock mechanism and the output gear to be locked, and FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the play amount of the output gear locked at the time of locking. フェイルセーフ動作およびフェイルセーフ動作からの復帰動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the return operation | movement from a fail safe operation | movement and a fail safe operation | movement. 初期診断の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of an initial diagnosis. 伝達比制御モータの焼損防止の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the operation | movement of burnout prevention of a transmission ratio control motor.

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3とステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有し、自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸8とを有している。ピニオン軸7およびラック軸8によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構9が構成されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, a vehicle steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, an intermediate shaft 5 connected to the steering shaft 3 via a universal joint 4, and an intermediate shaft. A rack shaft as a steered shaft extending in the left-right direction of the automobile, having a pinion shaft 7 connected to 5 through a universal joint 6 and a rack 8a meshing with the pinion 7a provided in the vicinity of the end of the pinion shaft 7 8. The pinion shaft 7 and the rack shaft 8 constitute a turning mechanism 9 including a rack and pinion mechanism.

ラック軸8は、車体に固定されるハウジング(図示せず)内に、複数の軸受(図示せず)を介して、軸方向X1に沿って直線往復動可能に支持されている。ラック軸8の各端部には、それぞれタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する転舵輪11に連結されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック8aによって、ラック軸8の軸方向X1の直線運動に変換される。これにより、転舵輪11の転舵が達成される。
The rack shaft 8 is supported in a housing (not shown) fixed to the vehicle body through a plurality of bearings (not shown) so as to be capable of linear reciprocation along the axial direction X1. A tie rod 10 is coupled to each end of the rack shaft 8. Each tie rod 10 is connected to a corresponding steered wheel 11 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion in the axial direction X1 of the rack shaft 8 by the pinion 7a and the rack 8a. Thereby, the turning of the steered wheel 11 is achieved.

また、車両用操舵装置1は、ラック軸8に操舵補助力を付与することのできる、電動ポンプ式の操舵補助機構12と、操舵部材2の操舵角に対する転舵輪11の転舵角の比(伝達比)を変更することのできる伝達比可変機構13とを備えている。伝達比可変機構13は、伝達比を変更することのできる伝達比制御モータ14を含んでいる。また、伝達比可変機構13には、操舵部材2に操舵反力を付与することのできる反力制御モータ15が一体に設けられている。   In addition, the vehicle steering apparatus 1 is capable of applying a steering assist force to the rack shaft 8, and the ratio of the steering angle of the steered wheels 11 to the steering angle of the steering member 2 (the electric pump-type steering assist mechanism 12 ( A transmission ratio variable mechanism 13 capable of changing the transmission ratio). The transmission ratio variable mechanism 13 includes a transmission ratio control motor 14 that can change the transmission ratio. The transmission ratio variable mechanism 13 is integrally provided with a reaction force control motor 15 that can apply a steering reaction force to the steering member 2.

ステアリングシャフト3は、操舵部材2の側の入力軸3aと、転舵機構9の側の出力軸3bとの2軸に分割構成されている。
操舵補助機構12について具体的に説明する。ピニオン軸7の途中部には、操舵部材2に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生ずるトーションバー16と、このトーションバー16のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁17が介装されている。
The steering shaft 3 is divided into two shafts: an input shaft 3a on the steering member 2 side and an output shaft 3b on the steering mechanism 9 side.
The steering assist mechanism 12 will be specifically described. In the middle of the pinion shaft 7, a torsion bar 16 that twists according to the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering member 2, and an opening degree according to the direction and magnitude of the twist of the torsion bar 16. A hydraulic control valve 17 that changes is interposed.

この油圧制御弁17は、転舵機構9に操舵補助力を与えるパワーシリンダ18に接続されている。パワーシリンダ18は、ラック軸8に一体に設けられたピストン19と、ピストン19によって区画された一対の油室20,21とを有している。一対の油室20,21は、それぞれ、対応する油路22,23を介して、油圧制御弁17に接続されている。油圧制御弁17は、操舵補助力発生用の油圧ポンプ24およびリザーバタンク25と、それぞれ対応する油路26,27を介して接続されている。   The hydraulic control valve 17 is connected to a power cylinder 18 that gives a steering assist force to the steering mechanism 9. The power cylinder 18 includes a piston 19 provided integrally with the rack shaft 8, and a pair of oil chambers 20 and 21 defined by the piston 19. The pair of oil chambers 20 and 21 are connected to the hydraulic control valve 17 via corresponding oil passages 22 and 23, respectively. The hydraulic control valve 17 is connected to a hydraulic pump 24 and a reservoir tank 25 for generating a steering assist force through corresponding oil passages 26 and 27, respectively.

油圧ポンプ24は、例えばギヤポンプからなり、電動モータ28によって駆動され、リザーバタンク25に貯蔵されている作動油をくみ出して油圧制御弁17に供給する。油圧制御弁17は、トーションバー16のねじれの方向に応じて、油圧ポンプ24を油室20,21の何れか一方に接続するとともに、リザーバタンク25を油室20,21の何れか他方に接続するように、内部の油路を切り換える。油圧制御弁17、パワーシリンダ18、油圧ポンプ24および電動モータ28によって、上記の操舵補助機構12が構成されている。   The hydraulic pump 24 is composed of, for example, a gear pump, is driven by the electric motor 28, pumps out the hydraulic oil stored in the reservoir tank 25, and supplies the hydraulic oil to the hydraulic control valve 17. The hydraulic control valve 17 connects the hydraulic pump 24 to one of the oil chambers 20 and 21 and connects the reservoir tank 25 to either one of the oil chambers 20 and 21 according to the twist direction of the torsion bar 16. Switch the oil passage inside. The steering assist mechanism 12 is configured by the hydraulic control valve 17, the power cylinder 18, the hydraulic pump 24, and the electric motor 28.

車両用操舵装置1は、伝達比制御モータ14の回転をロック可能なロック機構29を備えている。また、車両用操舵装置1は、伝達比制御モータ14、反力制御モータ15およびロック機構29の動作を制御することにより操舵を制御する操舵制御部30と、操舵補助機構12の油圧ポンプ24の電動モータ28の動作を制御する操舵補助制御部31とを備えている。操舵制御部30および操舵補助制御部31は、それぞれ電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)により構成され、例えば車載ネットワークを介して互いに信号伝達可能に接続されている。   The vehicle steering apparatus 1 includes a lock mechanism 29 that can lock the rotation of the transmission ratio control motor 14. The vehicle steering apparatus 1 includes a steering control unit 30 that controls steering by controlling the operations of the transmission ratio control motor 14, the reaction force control motor 15, and the lock mechanism 29, and the hydraulic pump 24 of the steering assist mechanism 12. A steering assist control unit 31 that controls the operation of the electric motor 28 is provided. The steering control unit 30 and the steering assist control unit 31 are each configured by an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit), and are connected so as to be able to transmit signals to each other via, for example, an in-vehicle network.

操舵制御部30には、操舵部材2に負荷される操舵トルクを検出するトルクセンサ32と、ステアリングシャフト3の出力軸3bの回転角を検出する回転角センサ33と、伝達比制御モータ14のロータの回転位置を検出する回転位置検出装置としての例えばレゾルバからなる回転角センサ34と、伝達比制御モータ14の例えばモータハウジングの温度を検出する温度センサ35と、伝達比制御モータ14に流れる電流を検出する電流検出装置としての電流センサ36と、車両の走行状態(車速、転舵角等)を検出する走行状態センサ37がそれぞれ接続されており、各センサ32〜37からの検出信号が、操舵制御部30に入力されるようになっている。   The steering control unit 30 includes a torque sensor 32 that detects a steering torque applied to the steering member 2, a rotation angle sensor 33 that detects a rotation angle of the output shaft 3 b of the steering shaft 3, and a rotor of the transmission ratio control motor 14. As a rotational position detecting device for detecting the rotational position, a rotational angle sensor 34 made of, for example, a resolver, a temperature sensor 35 for detecting the temperature of, for example, a motor housing of the transmission ratio control motor 14, and a current flowing through the transmission ratio control motor 14. A current sensor 36 serving as a current detection device to be detected and a running state sensor 37 for detecting a running state (vehicle speed, turning angle, etc.) of the vehicle are connected to each other, and detection signals from the sensors 32 to 37 are used for steering. It is input to the control unit 30.

操舵制御部30は、伝達比制御モータ14を伝達比制御するべく駆動制御する伝達比制御部38と、反力制御モータ15を反力制御するべく駆動制御する反力制御部39と、ロック機構29をロックするロックモードおよびロックを解除するロック解除モードを設定するモード設定部40と、システムの起動に伴ってロック機構29の異常を診断する初期診断部41とを含んでいる。   The steering control unit 30 includes a transmission ratio control unit 38 that controls the transmission ratio control motor 14 to control the transmission ratio, a reaction force control unit 39 that controls the reaction force control motor 15 to control the reaction force, and a lock mechanism. A mode setting unit 40 for setting a lock mode for locking 29 and a lock release mode for releasing the lock, and an initial diagnosis unit 41 for diagnosing an abnormality of the lock mechanism 29 when the system is activated.

図2は伝達比可変機構13の概略断面図である。図2に示すように、ステアリングシャフト3の入力軸3aおよび出力軸3bは、互いの先端を相対向させて同軸上に回転可能に支持されている。
伝達比可変機構13は、入力サンギヤ42aおよび出力サンギヤ42bと、両ギヤ42a,42bに、それぞれ噛合する複数の入力遊星ギヤ43aおよび出力遊星ギヤ43bと、これらの入力遊星ギヤ43aおよび出力遊星ギヤ43bを対応する支軸44を介して同行回転可能に支持しているキャリア45と、このキャリア45を軸回りに回転させる上記伝達比制御モータ14とを備えている。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the transmission ratio variable mechanism 13. As shown in FIG. 2, the input shaft 3a and the output shaft 3b of the steering shaft 3 are supported so as to be coaxially rotatable with their tips opposed to each other.
The transmission ratio variable mechanism 13 includes an input sun gear 42a and an output sun gear 42b, a plurality of input planetary gears 43a and output planetary gears 43b that mesh with the gears 42a and 42b, and the input planetary gears 43a and the output planetary gears 43b. The carrier 45 is supported so as to be able to rotate along with the corresponding support shaft 44, and the transmission ratio control motor 14 that rotates the carrier 45 about its axis.

入力サンギヤ42aおよび出力サンギヤ42bは、入力軸3aおよび出力軸3bの相対向する端部に、それぞれ、設けられている。入力サンギヤ42aは入力軸3aと同行回転し、出力サンギヤ42bは出力軸3bと同行回転する。図示のように、入力サンギヤ42aの外径と出力サンギヤ42bの外径とは異なっている。入力サンギヤ42aおよび出力サンギヤ42bの外周には、互いに異なる数の歯がそれぞれ形成されている。   The input sun gear 42a and the output sun gear 42b are provided at opposite ends of the input shaft 3a and the output shaft 3b, respectively. The input sun gear 42a rotates along with the input shaft 3a, and the output sun gear 42b rotates along with the output shaft 3b. As illustrated, the outer diameter of the input sun gear 42a is different from the outer diameter of the output sun gear 42b. Different numbers of teeth are formed on the outer circumferences of the input sun gear 42a and the output sun gear 42b, respectively.

入力サンギヤ42aには、複数の入力遊星ギヤ43aが、それぞれ噛み合わされており、出力サンギヤ42bには、複数の出力遊星ギヤ43bが、それぞれ噛み合わされている。各入力遊星ギヤ43aとそれぞれ対応する出力遊星ギヤ43bとは、共通の支軸44によって支持されている。複数の入力遊星ギヤ43aおよび複数の出力遊星ギヤ43bは、中空円筒形のキャリア45の内部に収容されている。   A plurality of input planet gears 43a are meshed with the input sun gear 42a, and a plurality of output planet gears 43b are meshed with the output sun gear 42b. Each input planetary gear 43a and the corresponding output planetary gear 43b are supported by a common support shaft 44. The plurality of input planetary gears 43 a and the plurality of output planetary gears 43 b are accommodated inside a hollow cylindrical carrier 45.

キャリア45は、両側の端壁45a,45bの軸心をそれぞれ貫通する支持孔を有し、各支持孔にそれぞれ支持された軸受を介して入力軸3aおよび出力軸3bが、それぞれ支持されている。キャリア45と両軸3a,3bとは、両軸3a,3bの同軸上に相対回転可能である。キャリア45の外周には、伝動ギヤ46が全周に亘って形成されており、この伝動ギヤ46には、伝達比制御モータ14の出力ギヤ47が噛み合わされている。   The carrier 45 has support holes penetrating through the axial centers of the end walls 45a and 45b on both sides, and the input shaft 3a and the output shaft 3b are supported via bearings respectively supported by the support holes. . The carrier 45 and the two shafts 3a and 3b are relatively rotatable on the same axis of the two shafts 3a and 3b. On the outer periphery of the carrier 45, a transmission gear 46 is formed over the entire circumference, and the output gear 47 of the transmission ratio control motor 14 is meshed with the transmission gear 46.

このように構成された車両用操舵装置1において、操舵のために操舵部材2が回転操作された場合、この操舵部材2に連結された入力軸3aが回転し、伝達比可変機構13の入力サンギヤ42aが回転する。伝達比制御モータ14が非駆動状態にある場合、入力サンギヤ42aの回転により、これに噛合する入力遊星ギヤ43aが、支軸44を共通とする出力遊星ギヤ43bと共に支軸44回りに回転する。この回転により、出力遊星ギヤ43bに噛合する出力サンギヤ42bに回転力が加わり、この出力サンギヤ42bが設けてある出力軸3bが回転することとなり、この回転に応じて前述した操舵がなされる。   In the vehicle steering apparatus 1 configured as described above, when the steering member 2 is rotated for steering, the input shaft 3 a connected to the steering member 2 rotates, and the input sun gear of the transmission ratio variable mechanism 13 is rotated. 42a rotates. When the transmission ratio control motor 14 is in a non-driven state, the input planetary gear 43a meshing with the input sun gear 42a rotates around the support shaft 44 together with the output planetary gear 43b having the support shaft 44 in common. As a result of this rotation, a rotational force is applied to the output sun gear 42b meshing with the output planetary gear 43b, and the output shaft 3b provided with the output sun gear 42b rotates, and the above-described steering is performed according to this rotation.

このとき、入力軸3aから出力軸3bへの回転伝達は、入力サンギヤ42a、入力遊星ギヤ43a、出力遊星ギヤ43bおよび出力サンギヤ42bの歯数によって定まる固有の回転比にてなされる。この結果、転舵輪11は、操舵部材2の操作方向に、この操舵部材2の操舵角に前記回転比を乗じた角度相当分だけ転舵されることになり、操舵部材2から操舵用の転舵輪11への伝達比は一定値となる。   At this time, rotation transmission from the input shaft 3a to the output shaft 3b is performed at a specific rotation ratio determined by the number of teeth of the input sun gear 42a, the input planet gear 43a, the output planet gear 43b, and the output sun gear 42b. As a result, the steered wheels 11 are steered in the operation direction of the steering member 2 by an amount corresponding to the angle obtained by multiplying the steering angle of the steering member 2 by the rotation ratio. The transmission ratio to the steering wheel 11 is a constant value.

一方、伝達比制御モータ14を駆動してキャリア45を回転させた場合、入力軸3aの回転は、キャリア45と共に入力サンギヤ42aおよび出力サンギヤ42bの回りを回転しつつ、それぞれの支軸44回りに回転する入力遊星ギヤ43aおよび出力遊星ギヤ43bを介して出力サンギヤ42bおよび出力軸3bに伝達される。
このとき、入力軸3aから出力軸3bへの回転伝達は、前述した固有の回転比からキャリア45の回転分だけ増減された回転比にてなされ、入力軸3aおよび出力軸3b間の回転比、すなわち操舵部材2から転舵輪11への伝達比を無段階に変更することができることになる。
On the other hand, when the transmission ratio control motor 14 is driven to rotate the carrier 45, the input shaft 3a rotates around the respective support shafts 44 while rotating around the input sun gear 42a and the output sun gear 42b together with the carrier 45. It is transmitted to the output sun gear 42b and the output shaft 3b through the rotating input planetary gear 43a and output planetary gear 43b.
At this time, rotation transmission from the input shaft 3a to the output shaft 3b is performed at a rotation ratio that is increased or decreased by the rotation of the carrier 45 from the inherent rotation ratio described above, and the rotation ratio between the input shaft 3a and the output shaft 3b, That is, the transmission ratio from the steering member 2 to the steered wheel 11 can be changed steplessly.

一方、車両走行中、操舵部材2には、転舵輪11のセルフアライメントトルク及び外乱入力が伝達比可変機構13を経て伝達されており、これらの力が運転者が操舵を行う際の反力トルクとして作用している。そして前述したように伝達比可変機構13の伝達比を変更した場合、操舵部材2に作用する反力トルクは、この伝達比の変更に応じて変化する。例えば、伝達比制御モータ14を駆動して伝達比を大に変更すると、操舵部材2に作用する反力トルクは大きくなるため、急に操舵部材2が重くなり、運転者に違和感を与えるおそれがある。   On the other hand, during traveling of the vehicle, the self-alignment torque and disturbance input of the steered wheels 11 are transmitted to the steering member 2 via the transmission ratio variable mechanism 13, and these forces are reaction force torques when the driver steers. Is acting as. As described above, when the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism 13 is changed, the reaction force torque acting on the steering member 2 changes according to the change in the transmission ratio. For example, when the transmission ratio control motor 14 is driven to change the transmission ratio to a large value, the reaction force torque acting on the steering member 2 increases, and thus the steering member 2 suddenly becomes heavy, which may cause the driver to feel uncomfortable. is there.

このような運転者への違和感を軽減するために、上記の反力制御モータ15が設けられている。すなわち、入力軸3aの中途には、図2に示すように、反力ギヤ48が嵌着固定されており、この反力ギヤ48には、反力制御モータ15の出力ギヤ49が噛合させてある。反力制御モータ15は、伝達比制御モータ14の駆動に応じて駆動され、操舵部材2に作用する反力トルクの増減に応じて、この増減分を打ち消すように反力ギヤ48を介して入力軸3aに反力トルクを付加するように構成してある。   In order to reduce such discomfort to the driver, the reaction force control motor 15 is provided. That is, as shown in FIG. 2, a reaction force gear 48 is fitted and fixed in the middle of the input shaft 3a, and an output gear 49 of the reaction force control motor 15 is engaged with the reaction force gear 48. is there. The reaction force control motor 15 is driven according to the drive of the transmission ratio control motor 14 and is input via the reaction force gear 48 so as to cancel the increase / decrease according to the increase / decrease of the reaction force torque acting on the steering member 2. The reaction force torque is applied to the shaft 3a.

反力ギヤ48よりも上位置の入力軸3aには、図1に示すように、操舵部材2に加えられる操舵トルクを検出する上記トルクセンサ32が入力軸3aに設けてある。このトルクセンサ32としては、軸倍角(極数の1/2)が異なる2つのレゾルバを備える公知のツインレゾルバを用いることができる。
ツインレゾルバは、入力軸3aをトーションバーにより連結された上下の2軸に分割し、両軸のそれぞれにレゾルバを取付けて構成されている。これら2つのレゾルバにより上記2軸の回転角度をそれぞれ検出して、トーションバーの捩れに応じて上記2軸間に生じる相対角変位を算出し、操舵トルクを算出する構成となっている。なお、これら2つのレゾルバによる検出信号は、1回転内に軸倍角と同数の波形がそれぞれ現れる信号として得られ、これら2つの信号を組み合わせることにより、前述の操舵トルクが求められると共に、入力軸3aの回転角度が得られる。
As shown in FIG. 1, the input shaft 3a above the reaction force gear 48 is provided with the torque sensor 32 for detecting the steering torque applied to the steering member 2 on the input shaft 3a. As the torque sensor 32, a known twin resolver including two resolvers having different shaft angle multipliers (1/2 of the number of poles) can be used.
The twin resolver is configured by dividing the input shaft 3a into two upper and lower shafts connected by a torsion bar, and attaching a resolver to each of both shafts. The two resolvers detect the rotation angles of the two axes, calculate the relative angular displacement generated between the two axes in accordance with the torsion of the torsion bar, and calculate the steering torque. The detection signals from these two resolvers are obtained as signals in which the same number of waveforms as the shaft angle multiplier appear in one rotation. By combining these two signals, the aforementioned steering torque is obtained and the input shaft 3a is obtained. The rotation angle is obtained.

このようなトルクセンサ32により検出される操舵トルクおよび入力軸3aの回転角度は、図1に示すように操舵制御部30に与えられている。また、出力軸3bの回転角度を検出する上記回転角センサ33は、伝達比可変機構13よりも下位置の出力軸3bに取り付けられており、この回転角センサ33により検出される出力軸3bの回転角度も操舵制御部30に与えられている。また、操舵制御部30には、走行状態センサ37により検出された車速、転舵角等、操舵に影響を及ぼす種々の走行状態の検出結果も与えられている。   The steering torque detected by the torque sensor 32 and the rotation angle of the input shaft 3a are given to the steering control unit 30 as shown in FIG. The rotation angle sensor 33 for detecting the rotation angle of the output shaft 3 b is attached to the output shaft 3 b below the transmission ratio variable mechanism 13, and the output shaft 3 b detected by the rotation angle sensor 33. The rotation angle is also given to the steering control unit 30. In addition, the steering control unit 30 is also provided with detection results of various traveling states that affect the steering, such as the vehicle speed and the turning angle detected by the traveling state sensor 37.

操舵制御部30は、操舵部材2の回転操作に応じた操舵を行わせるべく伝達比制御モータ14に動作指令を発し、伝達比制御モータ14を回転駆動する伝達比制御動作を行う(伝達比制御部38の機能に相当)。この伝達比制御動作は、トルクセンサ32から得られる操舵部材2の操舵角を予め定めた制御マップに適用して目標伝達比を求め、この目標伝達比を得るべく、伝達比制御モータ14を駆動制御することによりなされる。走行状態センサ37により検出される走行状態は、目標伝達比を与えるこめの制御マップの選定に用いられる。   The steering control unit 30 issues an operation command to the transmission ratio control motor 14 to perform steering according to the rotation operation of the steering member 2, and performs a transmission ratio control operation for rotationally driving the transmission ratio control motor 14 (transmission ratio control). Equivalent to the function of the unit 38). In this transmission ratio control operation, the steering angle of the steering member 2 obtained from the torque sensor 32 is applied to a predetermined control map to obtain a target transmission ratio, and the transmission ratio control motor 14 is driven to obtain this target transmission ratio. This is done by controlling. The traveling state detected by the traveling state sensor 37 is used to select a control map that gives a target transmission ratio.

また、操舵制御部30は、操舵角に応じた操舵反力を操舵部材2に付与するために反力制御モータ15に動作指令を発し、反力制御モータ15を回転駆動する反力制御動作を行う(反力制御部39の機能に相当)。この反力制御動作は、例えば、予め定めた制御マップに従って目標操舵反力を求め、この目標操舵反力を発生すべく反力制御モータ15を駆動制御することによりなされる。走行状態センサ37により検出される走行状態は、目標操舵反力を与えるための制御マップの選定に用いられる。   Further, the steering control unit 30 issues an operation command to the reaction force control motor 15 in order to apply a steering reaction force according to the steering angle to the steering member 2, and performs a reaction force control operation for rotationally driving the reaction force control motor 15. Performed (corresponding to the function of the reaction force control unit 39). This reaction force control operation is performed, for example, by obtaining a target steering reaction force according to a predetermined control map and drivingly controlling the reaction force control motor 15 so as to generate this target steering reaction force. The traveling state detected by the traveling state sensor 37 is used to select a control map for applying the target steering reaction force.

伝達比制御モータ14は、操舵制御部30から図示しないモータ駆動回路を介して与えられる動作指令に従って駆動され、前述したように伝達比可変機構13に作用して、操舵部材2から転舵輪11への伝達比を無段階に変更する動作をなす。
反力制御モータ15は、トルクセンサ32による検出結果に基づき操舵制御部30から図示しないモータ駆動回路を介して与えられる制御指令に従って駆動され、前述したように入力軸3aに作用し、操舵部材2に回転力を加えて、前記伝達比の変更に応じて操舵部材2に作用する反力トルクの変化を補償する動作をなす。
The transmission ratio control motor 14 is driven in accordance with an operation command given from the steering control unit 30 via a motor drive circuit (not shown), and acts on the transmission ratio variable mechanism 13 as described above, from the steering member 2 to the steered wheels 11. The operation is to change the transmission ratio of steplessly.
The reaction force control motor 15 is driven according to a control command given from the steering control unit 30 via a motor drive circuit (not shown) based on the detection result by the torque sensor 32, and acts on the input shaft 3a as described above to operate the steering member 2. An operation is performed to compensate for a change in the reaction force torque acting on the steering member 2 in accordance with the change in the transmission ratio.

伝達比制御モータ14は、例えば、走行状態センサ37による検出結果の1つである車速の遅速に応じて、回転速度が高低になるように操舵制御部30により速度制御されている。前述したように、操舵部材2から転舵輪11への伝達比は、伝達比制御モータ14の回転速度の高低に応じて大小になるから、低速走行時には操舵部材2の操舵角に対する転舵角変化を大きくし、運転操作を容易に行わせることができる。また、高速走行時には操舵部材2の操作に対する転舵角変化を小さくし、急激な操舵による車両の不安定な挙動を未然に防止して走行安定性を向上させることができる。   The transmission ratio control motor 14 is speed-controlled by the steering control unit 30 so that the rotational speed becomes high or low, for example, according to the slow speed of the vehicle speed, which is one of the detection results by the running state sensor 37. As described above, the transmission ratio from the steering member 2 to the steered wheels 11 becomes larger or smaller depending on the rotational speed of the transmission ratio control motor 14, so that the change in the steering angle with respect to the steering angle of the steering member 2 during low speed traveling. It is possible to make the driving operation easier. Further, when the vehicle is traveling at high speed, the change in the turning angle with respect to the operation of the steering member 2 can be reduced, and the unstable behavior of the vehicle due to abrupt steering can be prevented in advance, thereby improving traveling stability.

なお、トルクセンサ32により検出された入力軸3aの回転角度および回転角センサ33により検出された出力軸3bの回転角度は、伝達比制御モータ14の制御のためのフィードバック情報として用いられる。
反力制御モータ15は、伝達比制御モータ14の回転速度の遅速に応じて、入力軸3aに付加する反力トルクを増減するように操舵制御部30により駆動制御されている。この結果、低速走行時に伝達比を大きくした時には、入力軸3aに作用する反力トルクを小さくし、高速走行時に伝達比を小さくした時には、操舵部材2に付加する反力トルクを大きくすることにより、操舵部材2に作用する反力トルクを伝達比の変更の如何に拘わらず一定に維持することができる。これにより伝達比を変更した場合にも運転者に違和感を与えずに済む。
The rotation angle of the input shaft 3 a detected by the torque sensor 32 and the rotation angle of the output shaft 3 b detected by the rotation angle sensor 33 are used as feedback information for controlling the transmission ratio control motor 14.
The reaction force control motor 15 is drive-controlled by the steering control unit 30 so as to increase or decrease the reaction force torque applied to the input shaft 3a in accordance with the slow speed of the transmission ratio control motor 14. As a result, when the transmission ratio is increased during low speed traveling, the reaction torque acting on the input shaft 3a is reduced, and when the transmission ratio is decreased during high speed traveling, the reaction torque applied to the steering member 2 is increased. The reaction torque acting on the steering member 2 can be kept constant regardless of the change of the transmission ratio. Thus, even when the transmission ratio is changed, the driver does not feel uncomfortable.

なお、トルクセンサ32により検出された操舵トルクは、操舵部材2を操作する運転者が体感する反力トルクを示す情報として、反力制御モータ15の制御のためのフィードバック情報として用いられる。
以上のような伝達比可変機構13には、入力軸3aと出力軸3bとの間の差動を拘束する上記のロック機構29が備えられている。ロック機構29は、キャリア45の外面に対向するように配置されたソレノイドである。ロック機構29は、車体に固定された本体50と、本体50から突出する出力ロッド51とを有している。
The steering torque detected by the torque sensor 32 is used as feedback information for controlling the reaction force control motor 15 as information indicating the reaction force torque experienced by the driver operating the steering member 2.
The transmission ratio variable mechanism 13 as described above is provided with the lock mechanism 29 that restricts the differential between the input shaft 3a and the output shaft 3b. The lock mechanism 29 is a solenoid arranged to face the outer surface of the carrier 45. The lock mechanism 29 has a main body 50 fixed to the vehicle body and an output rod 51 protruding from the main body 50.

図3(a)および(b)に示すように、ロック機構29は、励磁に応じて出力ロッド51を伸長させ、伸長した出力ロッド51の先端を、伝達比制御モータ14のロータと同行回転する上記出力ギヤ47の外周47a(のギヤ歯を形成していない部分)に設けられた複数のロック孔52の何れかに嵌合させ、伝達制御モータ14の回転を拘束する。ロック孔52は、出力ギヤ47の外周47aの周方向に等間隔に配置されている。例えば、伝達比制御モータ14のロータ(すなわち出力ギヤ47)の回転角度C(例えば45°)に相当する配置間隔で配置されている。ロック機構29が出力ギヤ47(伝達比制御モータ14)の回転を拘束すると、これに伴って、キャリア45の回転が拘束される。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the lock mechanism 29 extends the output rod 51 in response to excitation, and rotates the tip of the extended output rod 51 along with the rotor of the transmission ratio control motor 14. The output gear 47 is engaged with any one of a plurality of lock holes 52 provided on the outer periphery 47a (portion where the gear teeth are not formed) to restrain the rotation of the transmission control motor 14. The lock holes 52 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the outer periphery 47 a of the output gear 47. For example, they are arranged at an arrangement interval corresponding to the rotation angle C (for example, 45 °) of the rotor of the transmission ratio control motor 14 (ie, the output gear 47). When the lock mechanism 29 restricts the rotation of the output gear 47 (transmission ratio control motor 14), the rotation of the carrier 45 is restricted accordingly.

なお、図3(b)に示すように、ロック機構29の出力ロッド51がロック孔52に係合した状態で、出力ギヤ47は、回転方向に遊び量Bを有している。
このようにロック機構29の動作によりキャリア45の回転が拘束された状態で操舵部材2が回転操作された場合、操舵部材2に連結された入力軸3aが回転し、伝達比可変機構13の入力サンギヤ42aが回転する。この回転により、入力サンギヤ42aに噛み合う入力遊星ギヤ43aが支軸44を共通とする出力遊星ギヤ43bと共に回転する。この回転により、出力遊星ギヤ43bに噛み合う出力サンギヤ42bに回転力が加わり、出力サンギヤ42bを備える出力軸3bが回転することになり、この回転に応じた操舵がなされる。
As shown in FIG. 3B, the output gear 47 has a play amount B in the rotation direction in a state where the output rod 51 of the lock mechanism 29 is engaged with the lock hole 52.
Thus, when the steering member 2 is rotated in a state where the rotation of the carrier 45 is restricted by the operation of the lock mechanism 29, the input shaft 3 a connected to the steering member 2 rotates and the input of the transmission ratio variable mechanism 13 is rotated. The sun gear 42a rotates. By this rotation, the input planetary gear 43a meshing with the input sun gear 42a rotates together with the output planetary gear 43b having the common support shaft 44. By this rotation, a rotational force is applied to the output sun gear 42b that meshes with the output planetary gear 43b, and the output shaft 3b including the output sun gear 42b rotates, and steering is performed in accordance with this rotation.

このとき、入力軸3aから出力軸3bへの回転伝達は、入力サンギヤ42a、入力遊星ギヤ43a、出力遊星ギヤ43bおよび出力サンギヤ42bの歯数によって定まる固有の回転伝達比にてなされ、転舵輪11は、操舵部材2の操作方向に、操舵部材2の操作量(操舵角)に回転伝達比を乗じた角度(転舵角)相当分だけ転舵されることになる。すなわち、操舵部材2から転舵輪11への機械的な伝動による操舵がなされる。   At this time, the rotation transmission from the input shaft 3a to the output shaft 3b is performed at a specific rotation transmission ratio determined by the number of teeth of the input sun gear 42a, the input planet gear 43a, the output planet gear 43b, and the output sun gear 42b. Is steered in the operation direction of the steering member 2 by an amount corresponding to an angle (steering angle) obtained by multiplying the operation amount (steering angle) of the steering member 2 by the rotation transmission ratio. That is, steering is performed by mechanical transmission from the steering member 2 to the steered wheels 11.

伝達比制御モータ14に対する伝達比制御および反力制御モータ15に対する反力制御の実施中に、図4のフローチャートのステップS1に示すように、操舵制御部30は、入力側の各センサ、並びに出力側の上記伝達比制御モータ14及び反力制御モータ15のフェイル発生の有無を調べる異常診断を行っており、この異常診断の結果、フェイルが発生していると診断された場合(図4のステップS1においてYESの場合)、図4のステップS2において、フェイル発生下での誤った伝達比制御および反力制御を停止すると共に、伝達比可変機構13のロック機構29に動作指令を発するフェイルセーフ動作を実行する。   During execution of the transmission ratio control for the transmission ratio control motor 14 and the reaction force control for the reaction force control motor 15, as shown in step S1 of the flowchart of FIG. When a failure diagnosis is performed to check whether or not the transmission ratio control motor 14 and the reaction force control motor 15 on the side have failed, the result of the failure diagnosis is that a failure has occurred (step in FIG. 4). In the case of YES in S1), in step S2 of FIG. 4, a fail-safe operation that stops erroneous transmission ratio control and reaction force control under the occurrence of a failure and issues an operation command to the lock mechanism 29 of the transmission ratio variable mechanism 13 Execute.

具体的には、伝達比制御モータ14および反力制御モータ15のそれぞれの制御電流を零にすることにより、伝達比制御および反力制御を停止する。また、ロック機構29をロック状態にするためのロックモードを設定し、そのロックモードの設定に応じて、ロック機構29にロック指令信号を出力し、ロック機構29の出力ロッド51をロック孔52に係合させる。   Specifically, the transmission ratio control and the reaction force control are stopped by setting the control currents of the transmission ratio control motor 14 and the reaction force control motor 15 to zero. In addition, a lock mode for setting the lock mechanism 29 to the locked state is set, a lock command signal is output to the lock mechanism 29 according to the setting of the lock mode, and the output rod 51 of the lock mechanism 29 is inserted into the lock hole 52. Engage.

これにより、伝達比可変機構13の伝達比制御モータ14の出力ギヤ47とともにキャリア45の回転が拘束される。その結果、操舵部材2の回転操作が、伝達比可変機構13による減速を経て転舵機構9に伝わる。従って、フェイル発生に伴う操舵制御及び反力制御の停止時における緊急の操舵を、操舵部材2から転舵機構9への機械的な伝動によるマニュアル操舵によって行わせることができる。   Thereby, the rotation of the carrier 45 is restrained together with the output gear 47 of the transmission ratio control motor 14 of the transmission ratio variable mechanism 13. As a result, the rotation operation of the steering member 2 is transmitted to the steering mechanism 9 through deceleration by the transmission ratio variable mechanism 13. Therefore, emergency steering when stopping the steering control and the reaction force control accompanying the occurrence of the failure can be performed by manual steering by mechanical transmission from the steering member 2 to the steering mechanism 9.

このとき、ロック機構29は、伝達比可変機構13の上記出力ギヤ47とともに上記キャリア45の回転を拘束するが、この回転拘束には、大きな力は必要ない。ロック機構29としては、上述したソレノイド等、小型で簡素な構成のアクチュエータを用いることができ、複雑な構成を必要とせずに確実に実現することができる。
上記のようにフェイルセーフ動作を実行した後、図4のステップS3において、トルクセンサ32から操舵トルクPを取り込み、ステップS4において、その操舵トルクPが所定値P1未満になるか否かが監視される。
At this time, the lock mechanism 29 restrains the rotation of the carrier 45 together with the output gear 47 of the transmission ratio variable mechanism 13, but a large force is not necessary for this rotation restraint. As the lock mechanism 29, an actuator having a small and simple configuration such as the solenoid described above can be used, and can be reliably realized without requiring a complicated configuration.
After performing the fail safe operation as described above, in step S3 of FIG. 4, the steering torque P is taken from the torque sensor 32, and in step S4, it is monitored whether or not the steering torque P becomes less than a predetermined value P1. The

そのステップS4において、操舵トルクPが所定値P1以上である場合(ステップS4においてNOの場合)には、フェイルセーフ動作を継続し、ステップS4において、操舵トルクPが所定値P1未満と判定された場合(ステップS4においてYES)には、フェイルセーフ動作を停止し、ステップS5に示すように、伝達比制御および反力制御を開始するとともに、ロック解除モードに設定し、伝達比制御モータ14(出力ギヤ47およびキャリア45)の回転拘束を解除する。   If the steering torque P is greater than or equal to the predetermined value P1 in step S4 (NO in step S4), the fail-safe operation is continued. In step S4, it is determined that the steering torque P is less than the predetermined value P1. In the case (YES in step S4), the fail safe operation is stopped, and as shown in step S5, the transmission ratio control and the reaction force control are started, the lock release mode is set, and the transmission ratio control motor 14 (output) is set. The rotational restraint of the gear 47 and the carrier 45) is released.

これは、下記のような場面で特に効果がある。すなわち、例えば、転舵輪11が縁石に乗り上げた状態で、フェイルセーフが実行され、運転者が操舵部材2を最大の操舵角で操舵しているような場合である。
このように、フェイルセーフによりロック機構29がロック状態にあるとき、運転者が操舵軸に多大な操舵入力を及ぼしている場合(操舵トルクPが所定値P1以上の場合)には、運転者が冷静さを失っていると判断し、安全確保のために、伝達比制御および反力制御を停止するとともに、ロック機構29によるロックを維持する。
This is particularly effective in the following situations. That is, for example, when the steered wheel 11 rides on the curb, fail safe is executed, and the driver is steering the steering member 2 at the maximum steering angle.
As described above, when the lock mechanism 29 is in the locked state due to fail-safe, when the driver exerts a large steering input on the steering shaft (when the steering torque P is equal to or greater than the predetermined value P1), the driver In order to ensure safety, the transmission ratio control and the reaction force control are stopped and the lock by the lock mechanism 29 is maintained.

一方、運転者による操舵入力が低い場合(操舵トルクPが所定値P1未満の場合)には、運転者が平静を取り戻していると判断し、ロック機構29によるロックを解除して、伝達比制御モータ14を通常制御する状態(すなわち伝達比制御する状態)に戻すとともに、反力制御モータ15を通常制御する状態(すなわち反力制御する状態)に戻し、また、ロック機構29によるロックを解除し、伝達比可変機構13の伝達比が可変な状態とする。すなわち、緊急状態回避のためのフェイルセーフ機能が実行されていても、安全な操舵が可能な状態に戻っていると判断したときには、通常制御に戻す。   On the other hand, when the steering input by the driver is low (when the steering torque P is less than the predetermined value P1), it is determined that the driver has returned to calm, the lock by the lock mechanism 29 is released, and transmission ratio control is performed. The motor 14 is returned to the normal control state (ie, the transmission ratio control state), the reaction force control motor 15 is returned to the normal control state (ie, the reaction force control state), and the lock by the lock mechanism 29 is released. The transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism 13 is variable. That is, even if the fail-safe function for avoiding the emergency state is executed, when it is determined that the state is returned to a state where safe steering is possible, the normal control is returned.

なお、以上のフェイルセーフ動作によりマニュアル操舵に移行させる場合、操舵部材2を操作する運転者に体感される操舵感が変化する。したがって、操舵制御部30は、ロック機構29への動作指令の出力に併行して、警報音の鳴動、音声メッセージの発生等の警報動作を行わせ、操舵感が変化することを運転者に報知することが好ましい。
また、伝達比制御モータ14および反力制御モータ15の一方又は両方をダイレクトドライブモータとし、それぞれに対応する入力軸3a及び出力軸3bに直接回転力を伝達するようにしてもよい。
In addition, when making it shift to manual steering by the above fail safe operation | movement, the steering feeling sensed by the driver | operator who operates the steering member 2 changes. Therefore, the steering control unit 30 performs alarm operations such as sounding an alarm sound and generating a voice message in parallel with the output of the operation command to the lock mechanism 29, and notifies the driver that the steering feeling changes. It is preferable to do.
Alternatively, one or both of the transmission ratio control motor 14 and the reaction force control motor 15 may be direct drive motors, and the rotational force may be directly transmitted to the corresponding input shaft 3a and output shaft 3b.

また、上記の操舵制御部30は、システムの起動時に、すなわちイグニッションスイッチがオンされたときに、ロック機構29の異常を初期診断する機能(初期診断部41の機能に相当)を有している。
具体的には、図5のフローチャートに示すように、システムの起動に伴って、ステップS1において、フェイルフラッグFFが0に初期設定される。次いで、ステップS2において、ロック解除モードにあるか否かが判定される。ロック解除モードにあると確認されると(ステップS2においてYES)、ステップS3において、伝達比制御モータ14の回転角センサ34(例えばレゾルバ)の信号に基づいて伝達比制御モータ14のロータの回転位置θを取り込み、前回取得値として記憶する。
Further, the steering control unit 30 has a function (corresponding to the function of the initial diagnosis unit 41) for initial diagnosis of an abnormality of the lock mechanism 29 when the system is started, that is, when the ignition switch is turned on. .
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 5, the fail flag FF is initialized to 0 in step S <b> 1 as the system is started. Next, in step S2, it is determined whether or not the lock release mode is set. If it is confirmed that the lock release mode is set (YES in step S2), the rotational position of the rotor of the transmission ratio control motor 14 is determined in step S3 based on the signal of the rotation angle sensor 34 (for example, resolver) of the transmission ratio control motor 14. Capture θ and store it as the previous acquired value.

次いで、ステップS4において、伝達比制御モータ14のロータを第1の所定角度A1だけ回転変位させる。第1の所定角度A1は、ロック機構29によりロックされたときの伝達比制御モータ14のロータの遊び量B(例えばB=1°)を超える角度であり(A1>B)、例えば5°である(A1=5°)。
このようにロータを第1の所定角度A1だけ回転変位させた後、ステップS5において、再び、伝達比制御モータ14のロータの回転位置θを取り込み、ステップS6において、今回取り込んだ回転位置θと前回取得した回転位置θとの間の回転位置変化量Δθを算出する。
Next, in step S4, the rotor of the transmission ratio control motor 14 is rotationally displaced by the first predetermined angle A1. The first predetermined angle A1 is an angle that exceeds the play amount B (for example, B = 1 °) of the rotor of the transmission ratio control motor 14 when locked by the lock mechanism 29 (A1> B), for example, 5 °. Yes (A1 = 5 °).
After the rotor is rotationally displaced by the first predetermined angle A1 in this way, in step S5, the rotational position θ of the rotor of the transmission ratio control motor 14 is captured again. In step S6, the rotational position θ captured this time and the previous time A rotational position change amount Δθ between the acquired rotational position θ is calculated.

算出された回転位置変化量Δθが、第1の所定角度A1未満である(Δθ<A1)場合(ステップS7においてYESの場合)には、ロック解除モードであるにもかかわらず、ロック機構29がロックされた状態にあると判断し、ステップS8において、第1の異常信号を出力した後、ステップS9において、フェイルフラッグFFを1(フェイル発生に相当)に設定し、処理を終了する。   When the calculated rotational position change amount Δθ is less than the first predetermined angle A1 (Δθ <A1) (YES in step S7), the lock mechanism 29 is in spite of the lock release mode. In step S8, the first abnormal signal is output. After that, in step S9, the fail flag FF is set to 1 (corresponding to the occurrence of a failure), and the process ends.

一方、算出された回転位置変化量Δθが第1の所定角度A1以上である場合(ステップS7においてNOの場合であり、Δθ≧A1である場合)には、ロック解除モードにおいて、ロック機構29が正常に機能していて、ロック機構29のロックが解除された状態にあると判断し、ステップS10において、正常信号を出力した後、初期診断の処理を終了する。   On the other hand, when the calculated rotational position change amount Δθ is equal to or larger than the first predetermined angle A1 (in the case of NO in step S7 and Δθ ≧ A1), the lock mechanism 29 is in the unlock mode. It is determined that the lock mechanism 29 is functioning normally and the lock mechanism 29 is unlocked, and after a normal signal is output in step S10, the initial diagnosis process is terminated.

また、ステップS2において、ロック解除モードにないと判定された場合(ステップS2においてNOの場合)には、ステップS11に進み、伝達比制御モータ14のレゾルバの信号に基づいて伝達比制御モータ14のロータの回転位置θを取り込み、前回取得値として記憶する。
次いで、ステップS12において、伝達比制御モータ14のロータを第2の所定角度A2だけ回転変位させる。第2の所定角度A2は、ロック機構29によりロックされたときのロータの遊び量B(例えばB=1°)を超える角度であり(A2>B)、例えば5°である(A2=5°)。
If it is determined in step S2 that the lock release mode is not set (NO in step S2), the process proceeds to step S11, and the transmission ratio control motor 14 is controlled based on the resolver signal of the transmission ratio control motor 14. The rotational position θ of the rotor is taken in and stored as the previous acquired value.
Next, in step S12, the rotor of the transmission ratio control motor 14 is rotationally displaced by the second predetermined angle A2. The second predetermined angle A2 is an angle exceeding the play amount B (for example, B = 1 °) of the rotor when locked by the lock mechanism 29 (A2> B), for example, 5 ° (A2 = 5 °). ).

このようにロータを第2の所定角度A2だけ回転変位させた後、ステップS13において、再び、伝達比制御モータ14のロータの回転位置θを取り込み、今回取り込んだ回転位置θと前回取得した回転位置θとの間の回転位置変化量ΔθをステップS14において算出する。
ステップS14において算出された回転位置変化量Δθが、ステップS15において、上記遊び量B(ロック機構29によってロックされたときの、伝達比制御モータ14のロータの遊び量)以下である(Δθ≦B)と判断された場合(ステップS15においてNOの場合)には、ステップS10に進み、ロック機構29が正常である旨の正常信号を出力した後、初期診断の処理を終了する。
After the rotor has been rotationally displaced by the second predetermined angle A2 in this way, in step S13, the rotational position θ of the rotor of the transmission ratio control motor 14 is captured again, and the rotational position θ acquired this time and the rotational position acquired last time. In step S14, the rotational position change amount Δθ with respect to θ is calculated.
The rotational position change amount Δθ calculated in step S14 is equal to or less than the play amount B (play amount of the rotor of the transmission ratio control motor 14 when locked by the lock mechanism 29) in step S15 (Δθ ≦ B). ) Is determined (NO in step S15), the process proceeds to step S10 to output a normal signal indicating that the lock mechanism 29 is normal, and then the initial diagnosis process is terminated.

一方、ステップS14において算出された回転位置変化量Δθが、ステップS15において上記遊び量Bを超えている(B<Δθ)と判断された場合(ステップS15においてYESの場合)には、次のステップS16に進む。
そのステップS16では、伝達比制御モータ14のロータを第3の所定角度A3だけ回転変位させる。第3の所定角度A3は、ロック機構29によるロック位置の配置間隔に相当する回転角度C(例えば45°)以上の角度である(A3≧C)。
On the other hand, when it is determined in step S15 that the rotational position change amount Δθ calculated in step S14 exceeds the play amount B (B <Δθ) (YES in step S15), the next step Proceed to S16.
In step S16, the rotor of the transmission ratio control motor 14 is rotationally displaced by a third predetermined angle A3. The third predetermined angle A3 is an angle equal to or greater than a rotation angle C (for example, 45 °) corresponding to the arrangement interval of the lock position by the lock mechanism 29 (A3 ≧ C).

一時的な異常でロック機構29のロックが達成されていない場合に、ステップS16において、上記第2の所定角度A3だけ、伝達比制御モータ14のロータを回転変位させ、これにより、伝達比制御モータ14が、隣接するロック位置でロックされるか否かを再検査する。
すなわち、ステップS11〜ステップS15と同じ処理であるステップS17〜ステップS21を実行し、ロック機構29がロック状態にあるか否かを再判定する。再判定の結果、回転位置変化量Δθが遊び量B以下である(Δθ≦B)場合(ステップS21においてNOの場合)には、ロック機構29が正常にロックされた状態にあると判断し、ステップS10において、正常信号を出力した後、初期診断の処理を終了する。
If the lock mechanism 29 has not been locked due to a temporary abnormality, the rotor of the transmission ratio control motor 14 is rotationally displaced by the second predetermined angle A3 in step S16, thereby the transmission ratio control motor. 14 re-examines whether it is locked in the adjacent lock position.
That is, Steps S17 to S21, which are the same processes as Steps S11 to S15, are executed to determine again whether or not the lock mechanism 29 is in the locked state. As a result of the re-determination, when the rotational position change amount Δθ is equal to or less than the play amount B (Δθ ≦ B) (NO in step S21), it is determined that the lock mechanism 29 is normally locked, In step S10, after outputting a normal signal, the initial diagnosis process is terminated.

再判定の結果、回転位置変化量Δθが、依然として遊び量Bを超えている(B<Δθ)場合(ステップS21においてYESの場合)には、ステップS22において、ロックモードにあるにもかかわらずロック機構29がロック状態にない旨の、第2の異常信号を出力した後、ステップS23において、フェイルフラッグFFを1に設定し、初期診断の処理を終了する。   As a result of the re-determination, if the rotational position change amount Δθ still exceeds the play amount B (B <Δθ) (YES in step S21), in step S22, the lock is set regardless of the lock mode. After outputting the second abnormal signal indicating that the mechanism 29 is not in the locked state, the fail flag FF is set to 1 in step S23, and the initial diagnosis process is terminated.

本実施の形態によれば、操舵制御部30の起動に伴う初期診断において、ロック解除モードであるにもかかわらず、ロック機構29がロック状態にある場合に、これを第1の異常であるとして検出することができる。
ロック解除モードであるのにロック機構29がロック状態にあるときに、仮に、操舵制御部30が伝達比制御モータ14の回転制御を実施しようとすると、伝達比制御モータ14に通常よりも大きな電流が流れ、その結果、伝達比制御モータ14が焼損するおそれがある。これに対して、本実施の形態では、操舵制御部30の起動に伴う初期診断時に、すなわち車両の走行を開始する前に、第1の異常(ロック解除モードであるにもかかわらず、ロック機構29がロックされている異常)を検出することができるので、これに応じた修理等の対処が走行前に可能となる。したがって、可及的に、伝達比制御モータ14の焼損の発生を未然に防止することができ、その結果、確実なフェイルセーフを実現することができる。
According to the present embodiment, in the initial diagnosis accompanying the activation of the steering control unit 30, when the lock mechanism 29 is in the locked state in spite of the unlocking mode, this is regarded as the first abnormality. Can be detected.
If the steering control unit 30 tries to control the rotation of the transmission ratio control motor 14 when the lock mechanism 29 is in the locked state even in the unlocking mode, the transmission ratio control motor 14 has a larger current than usual. As a result, the transmission ratio control motor 14 may burn out. On the other hand, in the present embodiment, at the time of the initial diagnosis accompanying the activation of the steering control unit 30, that is, before starting the running of the vehicle, the first abnormality (although the lock mechanism is in the unlocked mode) Therefore, it is possible to take measures such as repairs before traveling according to this. Therefore, it is possible to prevent the transmission ratio control motor 14 from being burned out as much as possible, and as a result, it is possible to realize a reliable fail safe.

また、上記初期診断部41は、ロックモードに設定されていることを確認した後、伝達比制御モータ14を、ロック機構29によりロックされたときのロータ(出力ギヤ47)遊び量Bを超える第2の所定角度A2だけ回転させる回転変位指令を出力し、その回転変位指令に伴う回転角センサ34の検出による回転位置変化量Δθが、遊び量Bを超えているときに、上記ロック機構29の第2の異常を検出する。すなわち、初期診断において、ロックモードであるにもかかわらず、ロック機構29がロック状態にない場合に、これを第2の異常であるとして検出することができる。したがって、車両の走行を開始する前に、第2の異常を検出することができるので、これに応じた修理等の対処が可能となり、その結果、確実なフェイルセーフを実現することができる。   In addition, after confirming that the lock mode is set, the initial diagnosis unit 41 exceeds the rotor (output gear 47) play amount B when the transmission ratio control motor 14 is locked by the lock mechanism 29. When the rotation position change amount Δθ detected by the rotation angle sensor 34 accompanying the rotation displacement command exceeds the play amount B, the rotation mechanism command is output. A second abnormality is detected. That is, in the initial diagnosis, when the lock mechanism 29 is not in the locked state in spite of the lock mode, this can be detected as the second abnormality. Accordingly, since the second abnormality can be detected before the vehicle starts to travel, it is possible to cope with repairs and the like according to this, and as a result, a reliable fail safe can be realized.

また、上記のようにロックモードであるにもかかわらず、ロック機構29がロック状態にないという上記第2の異常が検出されたときに、伝達比制御モータ14をロック位置の配置間隔に相当する回転角度C以上の第3の所定角度A3だけ回転変位させる。これにより、ロック機構29が正常に作動していれば、隣接するロック位置でロック機構29のロックが達成されることになる。これにより、一時的なロック不良を自然に解消することが可能となる。   Further, when the second abnormality that the lock mechanism 29 is not in the locked state is detected in spite of the lock mode as described above, the transmission ratio control motor 14 corresponds to the arrangement interval of the lock position. The rotation is displaced by a third predetermined angle A3 that is equal to or greater than the rotation angle C. Thereby, if the lock mechanism 29 is operating normally, the lock mechanism 29 is locked at the adjacent lock position. Thereby, it becomes possible to eliminate the temporary lock failure naturally.

また、操舵制御部30は、伝達比制御モータ14の焼損を防止する機能を有している。具体的には、図6のフローチャートを参照して、ステップS1において、温度センサ35により検出された温度Tを取り込み、ステップS2において、温度Tが予め定めた所定温度T1以上であるか否かが判定される。温度Tが所定温度T1以上である場合には、ステップS14に進み、フェイルフラッグFFを1に設定する。   Further, the steering control unit 30 has a function of preventing the transmission ratio control motor 14 from burning out. Specifically, referring to the flowchart of FIG. 6, in step S1, the temperature T detected by the temperature sensor 35 is captured, and in step S2, whether or not the temperature T is equal to or higher than a predetermined temperature T1 is determined. Determined. When the temperature T is equal to or higher than the predetermined temperature T1, the process proceeds to step S14, and the fail flag FF is set to 1.

一方、ステップS2において、温度Tが所定温度T1未満である(T<T1)と判定された場合(ステップS2においてNOの場合)には、タイマー(タイマーカンウト)をスタートした(ステップS3)後、ステップS6において、タイムアップ(タイマーカウントアップ)するまでの間(例えば30秒間)、電流センサ36により検出された電流iを取り込み(ステップS4)、電流積算値Wを算出する(ステップS5)という動作を繰り返す。   On the other hand, if it is determined in step S2 that the temperature T is lower than the predetermined temperature T1 (T <T1) (NO in step S2), a timer (timer count) is started (step S3). In step S6, the current i detected by the current sensor 36 is captured (step S4) until the time is up (timer count up) (for example, 30 seconds), and the current integrated value W is calculated (step S5). Repeat the operation.

次いで、ステップS7では、タイムアップするまでの間に積算された電流積算値Wが予め定めた所定値W1以上であるか否かが判定される。ステップS7において、電流積算値Wが所定値W1以上であると判定された場合(ステップS7においてYESの場合)には、ステップS14に進み、フェイルフラッグFFを1に設定する。
ステップS7において、電流積算値Wが所定値W1未満であると判定された場合(ステップS7においてNOの場合)には、タイマー(タイマーカンウト)をスタートした(ステップS8)後、ステップS12において、タイムアップ(タイマーカウントアップ)するまでの間(例えば30秒間)、電流センサ36により検出された電流iを取り込み(ステップS9)、今回取得した電流iの値と前回の取得値との偏差Δiを算出する(ステップS10)という動作を繰り返す。
Next, in step S7, it is determined whether or not the current integrated value W accumulated until the time is up is equal to or greater than a predetermined value W1. If it is determined in step S7 that the integrated current value W is greater than or equal to the predetermined value W1 (YES in step S7), the process proceeds to step S14, and the fail flag FF is set to 1.
If it is determined in step S7 that the current integrated value W is less than the predetermined value W1 (NO in step S7), a timer (timer count) is started (step S8), and then in step S12. Until the time is up (timer count up) (for example, for 30 seconds), the current i detected by the current sensor 36 is captured (step S9), and the deviation Δi between the current i value acquired this time and the previous acquired value is obtained. The operation of calculating (step S10) is repeated.

偏差Δiが予め定めた所定値Δi1未満(i<Δi1)のままで、タイムアップ(タイマーカウントアップ)した場合(ステップS12でYESの場合)には、ステップS13に進んで、フェイルフラッグFFを0に設定する。
一方、タイムアップする前に、偏差Δiが所定値Δi1以上になった場合(ステップS11においてYESの場合)には、ステップS14に進み、フェイルフラッグFFを1に設定する。
If the deviation Δi remains less than the predetermined value Δi1 (i <Δi1) and the time is up (timer count up) (YES in step S12), the process proceeds to step S13, and the fail flag FF is set to 0. Set to.
On the other hand, if the deviation Δi is equal to or greater than the predetermined value Δi1 before the time is up (YES in step S11), the process proceeds to step S14, and the fail flag FF is set to 1.

本実施の形態によれば、伝達比制御モータ14の温度、電流、および電流積算値の何れか一つでも対応する条件に該当すると、フェイルセーフを実行するようにしたので、伝達比制御モータ14の状態の監視が確実である。したがって、特に、高μ路(路面の摩擦係数が高い、例えば石畳などの悪路)を走行(特に登坂走行)するような条件であっても、伝達比制御モータ14の過熱焼損の発生を未然に防止することができ、その結果、確実なフェイルセーフを実現することができる。   According to the present embodiment, when any one of the temperature, current, and current integrated value of the transmission ratio control motor 14 meets the corresponding condition, the fail safe is executed. Therefore, the transmission ratio control motor 14 Monitoring of the state of is reliable. Therefore, even when the vehicle travels on a high μ road (a road with a high coefficient of friction on the road surface, for example, a rough road such as a stone pavement) (especially, traveling on an uphill), the transmission ratio control motor 14 is not overheated. As a result, reliable fail safe can be realized.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば上記の実施の形態では、ロック機構29は、伝達比制御モータ14と同行回転する出力ギヤ47をロックしたが、これに限らず、伝達比制御モータ14のロータをロックするようにしてもよいし、また、伝達比可変機構13のキャリア45をロックするようにしてもよいし、また、伝達比可変機構13の他の伝達要素をロックするようにしてもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the lock mechanism 29 locks the output gear 47 that rotates together with the transmission ratio control motor 14, but the present invention is not limited thereto. The rotor of the transmission ratio control motor 14 may be locked, the carrier 45 of the transmission ratio variable mechanism 13 may be locked, and other transmission elements of the transmission ratio variable mechanism 13 may be locked. You may make it lock. In addition, various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

1…車両用操舵装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト、3a…入力軸、3b…出力軸、9…転舵機構、11…転舵輪、12…操舵補助機構、13…伝達比可変機構、14…伝達比制御モータ、15…反力制御モータ、17…油圧制御弁、18…パワーシリンダ、24…油圧ポンプ、28…電動モータ、29…ロック機構、30…操舵制御部、31…操舵補助制御部、32…トルクセンサ、33…回転角センサ、34…回転角センサ(回転位置検出装置)、35…温度センサ(温度検出装置)、36…電流センサ(電流検出装置)、37…走行状態センサ、38…伝達比制御部、39…反力制御部、40…モード設定部、41…初期診断部、47…出力ギヤ、47a…外周、50…本体、51…出力ロッド、52…ロック孔、θ…回転位置、Δθ…回転位置変化量、A1…第1の所定角度、A2…第2の所定角度、A3…第3の所定角度、B…遊び量、C…(配置間隔に相当する)回転角度、i…電流、Δi…偏差、T…温度、P…操舵トルク   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle steering device, 2 ... Steering member, 3 ... Steering shaft, 3a ... Input shaft, 3b ... Output shaft, 9 ... Steering wheel, 11 ... Steering wheel, 12 ... Steering assist mechanism, 13 ... Transmission ratio variable mechanism , 14 ... Transmission ratio control motor, 15 ... Reaction force control motor, 17 ... Hydraulic control valve, 18 ... Power cylinder, 24 ... Hydraulic pump, 28 ... Electric motor, 29 ... Lock mechanism, 30 ... Steering control unit, 31 ... Steering Auxiliary control unit 32 ... torque sensor 33 ... rotation angle sensor 34 ... rotation angle sensor (rotation position detection device) 35 ... temperature sensor (temperature detection device) 36 ... current sensor (current detection device) 37 ... travel State sensor 38 ... Transmission ratio control unit 39 ... Reaction force control unit 40 ... Mode setting unit 41 ... Initial diagnosis unit 47 ... Output gear 47a ... Outer periphery 50 ... Main body 51 ... Output rod 52 ... Lock Hole, θ ... times Position, Δθ ... rotational position change amount, A1 ... first predetermined angle, A2 ... second predetermined angle, A3 ... third predetermined angle, B ... play amount, C ... (corresponding to arrangement interval), rotation angle, i: current, Δi: deviation, T: temperature, P: steering torque

Claims (4)

操舵部材の操作に応じて回転する入力軸と転舵機構の動作に連動して回転する出力軸との間に介在し、入力軸および出力軸間の伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、
上記伝達比可変機構の上記伝達比を変更可能な伝達比制御モータと、
上記伝達比制御モータの回転をロック可能なロック機構と、
上記伝達比制御モータのロータの回転位置を検出する回転位置検出装置と、
上記伝達比制御モータおよび上記ロック機構を制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、ロック機構をロックさせるロックモードおよび上記ロックを解除するロック解除モードを設定可能なモード設定部と、当該制御部の起動に伴って上記ロック機構の動作を診断する初期診断部と、を含み、
上記初期診断部は、上記ロック解除モードに設定されていることを確認した後、上記伝達比制御モータの上記ロータを、上記ロック機構によりロックされたときの上記ロータの遊び量を超える第1の所定角度だけ回転させる回転変位指令を出力し、その回転変位指令の出力に伴う上記回転位置検出装置の検出値の変化量が上記第1の所定角度未満であるときに、上記ロック機構の第1の異常を検出し、
上記初期診断部は、上記ロックモードに設定されていることを確認した後、上記伝達比制御モータの上記ロータを、上記ロック機構によりロックされたときの上記ロータの遊び量を超える第2の所定角度だけ回転させる回転変位指令を出力し、その回転変位指令に伴う上記回転位置検出装置の検出値の変化量が、上記遊び量を超えるときに、上記ロック機構の第2の異常を検出する、車両用操舵装置。
A transmission ratio variable mechanism that is interposed between an input shaft that rotates in response to an operation of the steering member and an output shaft that rotates in conjunction with the operation of the steering mechanism, and that can change the transmission ratio between the input shaft and the output shaft; ,
A transmission ratio control motor capable of changing the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism;
A lock mechanism capable of locking the rotation of the transmission ratio control motor;
A rotational position detector for detecting the rotational position of the rotor of the transmission ratio control motor;
A control unit that controls the transmission ratio control motor and the lock mechanism;
The control unit includes a mode setting unit capable of setting a lock mode for locking the lock mechanism and an unlock mode for releasing the lock, and an initial diagnosis unit for diagnosing the operation of the lock mechanism when the control unit is activated. Including,
The initial diagnosis unit confirms that the lock release mode is set, and then the first diagnosis unit exceeds a play amount of the rotor when the rotor of the transmission ratio control motor is locked by the lock mechanism. When the rotational displacement command for rotating by a predetermined angle is output, and the amount of change in the detection value of the rotational position detecting device accompanying the output of the rotational displacement command is less than the first predetermined angle, the first of the lock mechanism to detect the abnormality,
The initial diagnosis unit confirms that the lock mode is set, and then a second predetermined amount exceeding the play amount of the rotor when the rotor of the transmission ratio control motor is locked by the lock mechanism. A rotational displacement command for rotating by an angle is output, and when the amount of change in the detected value of the rotational position detection device accompanying the rotational displacement command exceeds the play amount, a second abnormality of the lock mechanism is detected; Vehicle steering system.
請求項1において、上記ロック機構は、上記ロータの周方向に等しい間隔で配置された複数のロック位置で上記ロータをロック可能であり、
上記制御部は、上記初期診断部によって、上記ロック機構の第2の異常が検出されたときに、上記伝達比制御モータのロータを上記間隔に相当する回転角度以上の第3の所定角度だけ回転させる回転変位指令を出力する、車両用操舵装置。
Oite to claim 1, said locking mechanism is lockable the rotor at a plurality of locking positions which are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor,
When the second abnormality of the lock mechanism is detected by the initial diagnosis unit, the control unit rotates the rotor of the transmission ratio control motor by a third predetermined angle equal to or greater than the rotation angle corresponding to the interval. A steering apparatus for a vehicle that outputs a rotational displacement command.
請求項1または2において、上記伝達比制御モータの温度を検出する温度検出装置と、 上記伝達比制御モータの電流を検出する電流検出装置と、を備え、
上記制御部は、上記温度検出装置による検出温度および上記電流検出装置による検出電流に基づいて、上記伝達比制御モータの異常を判定し、その異常の判定に応じて上記ロック機構にロック指令信号を出力するとともに、上記伝達比制御モータの電流を零にするフェイルセーフ機能を有する、車両用操舵装置。
The temperature detection device according to claim 1 or 2 that detects the temperature of the transmission ratio control motor, and the current detection device that detects the current of the transmission ratio control motor,
The control unit determines an abnormality of the transmission ratio control motor based on the temperature detected by the temperature detection device and the current detected by the current detection device, and outputs a lock command signal to the lock mechanism according to the determination of the abnormality. A steering apparatus for a vehicle having a fail-safe function for outputting and making the current of the transmission ratio control motor zero.
請求項において、上記操舵軸に負荷されるトルクを検出するトルクセンサを備え、
上記制御部は、上記フェイルセーフ機能が実行されているときに、上記トルクセンサの出力値が所定値以下であることを条件として、フェイルセーフ機能を解除し、伝達比制御モータを伝達比制御する機能を有する、車両用操舵装置。
The torque sensor according to claim 3 , further comprising a torque sensor for detecting a torque applied to the steering shaft,
The controller may, when the fail-safe function is executed, the condition that the output value of the torque sensor is equal to or less than a predetermined value, cancel the fail-safe function, and controls the transmission ratio of the transmission ratio control motor A vehicle steering apparatus having a function.
JP2009176793A 2009-07-29 2009-07-29 Vehicle steering system Expired - Fee Related JP5382435B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009176793A JP5382435B2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Vehicle steering system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009176793A JP5382435B2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Vehicle steering system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011031638A JP2011031638A (en) 2011-02-17
JP5382435B2 true JP5382435B2 (en) 2014-01-08

Family

ID=43761167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009176793A Expired - Fee Related JP5382435B2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Vehicle steering system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5382435B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108698631B (en) * 2016-03-18 2021-04-06 克诺尔转向系统日本有限公司 Power steering apparatus
JP7071145B2 (en) * 2018-02-14 2022-05-18 株式会社デンソーテン Lock control device and lock control method
JP6777683B2 (en) * 2018-05-08 2020-10-28 株式会社デンソーテン Vehicle control device and vehicle control method
JP6777684B2 (en) * 2018-05-10 2020-10-28 株式会社デンソーテン Vehicle control device and vehicle control method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002272172A (en) * 2001-03-15 2002-09-20 Toshiba Corp Disk storage having fluid bearing spindle motor, and method for detecting failure in the spindle motor
JP4946220B2 (en) * 2006-07-10 2012-06-06 株式会社デンソー Vehicle steering system
JP5029102B2 (en) * 2007-04-05 2012-09-19 株式会社ジェイテクト Transmission ratio variable device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011031638A (en) 2011-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7974754B2 (en) Vehicle steering control system
JP3869803B2 (en) Steering device
KR100939946B1 (en) Steering system for vehicle
JP4574495B2 (en) Vehicle steering system
US20100288576A1 (en) Vehicle steering system
JP2010143240A (en) Steering control device
KR20060046457A (en) Steering apparatus for steerable vehicle
JP2010023655A (en) Motor unit, electric power steering device, and vehicular steering device
JP5382435B2 (en) Vehicle steering system
JP4485802B2 (en) Hydraulic servo steering device
JP2002535192A (en) Torque generating device and driving method thereof
JP2004155282A (en) Vehicle steering apparatus
JPH111175A (en) Steering system for vehicle
JP2005112025A (en) Steering control device
JP5408472B2 (en) Vehicle steering system
JP4055520B2 (en) Vehicle steering system
JP2008273419A (en) Steering controlling device of vehicle
JP4315566B2 (en) Variable transmission ratio steering device
JP6888531B2 (en) Steering by wire system
JP4114686B2 (en) Vehicle steering system
JP4802641B2 (en) Vehicle steering system
JP4062038B2 (en) Vehicle steering system
JP3758556B2 (en) Vehicle steering device
JP4983469B2 (en) Steering device
JP6521301B2 (en) Vehicle steering system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120625

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130807

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130918

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5382435

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees