JPH10226352A - Vehicle steering system - Google Patents
Vehicle steering systemInfo
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- JPH10226352A JPH10226352A JP3244897A JP3244897A JPH10226352A JP H10226352 A JPH10226352 A JP H10226352A JP 3244897 A JP3244897 A JP 3244897A JP 3244897 A JP3244897 A JP 3244897A JP H10226352 A JPH10226352 A JP H10226352A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御手段が故障したときに、安定した操舵が
可能なリンクレスの車両用操舵装置の提供。
【解決手段】 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に
連結されていない操舵手段２と、操舵手段２の操舵角を
検出する操舵角検出手段３３と、操舵角検出手段３３が
検出した操舵角に応じて、舵取機構１の舵角を増減制御
し、操舵手段２に与えるべき反力を操舵角検出手段３３
が検出した操舵角に基づいて求め、求めた反力を操舵手
段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御
手段４と、その反力指示信号に基づき操舵手段２に与え
る反力を増減する反力増減手段７，３，３ａとを備えた
車両用操舵装置。制御手段４の故障を検出する第１故障
検出手段７と、第１故障検出手段７が制御手段４の故障
を検出したときは、反力を所定の固定値とする反力固定
手段７とを備えている。
(57) [Summary] To provide a linkless vehicle steering device capable of performing stable steering when a control means breaks down. SOLUTION: Steering means 2 not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of wheels, steering angle detecting means 33 for detecting a steering angle of the steering means 2, and steering detected by the steering angle detecting means 33. The steering angle of the steering mechanism 1 is controlled to increase or decrease according to the angle, and the reaction force to be applied to the steering means 2 is determined by the steering angle detection means 33.
And a control means for outputting a reaction force instruction signal for instructing the steering means to apply the obtained reaction force to the steering means, and a reaction force to be applied to the steering means 2 based on the reaction force instruction signal. A vehicle steering system provided with reaction force increasing / decreasing means 7, 3, 3a that increases / decreases. The first failure detection means 7 for detecting a failure of the control means 4 and the reaction force fixing means 7 for setting the reaction force to a predetermined fixed value when the first failure detection means 7 detects a failure of the control means 4. Have.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、運転者の操作に応
じて車両を操向させるための車両用操舵装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system for steering a vehicle according to a driver's operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両の操舵は、車室の内部に配された操
舵手段の操作、例えば、ステアリングホイールの回転
を、操舵用の車輪（一般的には前輪）の操向のために車
室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。近年に
おいては、舵取機構の中途に油圧シリンダ、電動モータ
等の操舵補助用のアクチュエータを配し、このアクチュ
エータを、操舵のためにステアリングホイールに加えら
れる操作力の検出結果に基づいて駆動して、ステアリン
グホイールの回転に応じた舵取機構の動作を、アクチュ
エータの発生力により補助し、操舵のための運転者の労
力負担を軽減する構成とした動力操舵装置（パワーステ
アリング装置）が広く普及している。2. Description of the Related Art Steering of a vehicle is performed by operating a steering means disposed inside the cabin, for example, by rotating a steering wheel to steer a steering wheel (generally, a front wheel). Is transmitted to a steering mechanism arranged outside the vehicle. In recent years, an actuator for assisting steering such as a hydraulic cylinder and an electric motor is arranged in the middle of the steering mechanism, and the actuator is driven based on a detection result of an operating force applied to a steering wheel for steering. 2. Description of the Related Art A power steering device (power steering device), which is configured to assist the operation of a steering mechanism in accordance with the rotation of a steering wheel with a force generated by an actuator to reduce a driver's labor burden for steering, has become widespread. ing.
【０００３】ところが、このような従来の車両用操舵装
置においては、操舵手段であるステアリングホイールと
舵取機構との機械的な連結が必要であり、車室の内部に
おけるステアリングホイールの配設位置が車室外での舵
取機構との連結が可能な位置に限定されるという問題が
あり、また、連結可能にステアリングホイールが配設さ
れた場合であっても、連結の実現のために複雑な連結構
造を要し、車両の軽量化、組立て工程の簡素化を阻害す
る要因となっている。However, in such a conventional steering apparatus for a vehicle, a mechanical connection between a steering wheel, which is a steering means, and a steering mechanism is required, and the position of the steering wheel in the vehicle interior is limited. There is a problem that the connection to the steering mechanism outside the vehicle compartment is limited, and even if the steering wheel is arranged to be connectable, complicated connection is required to realize the connection. This requires a structure, which is a factor that hinders weight reduction of the vehicle and simplification of the assembly process.
【０００４】実公平２−２９０１７号公報には、このよ
うな問題の解消を目的としたリンクレスのパワーステア
リング装置の例である車両用の操舵装置が開示されてい
る。このような車両用の操舵装置は、ステアリングホイ
ールを舵取機構から切り離して配し、また、動力操舵装
置における操舵補助用のアクチュエータと同様に、舵取
機構の中途に操舵用のアクチュエータとしての電動モー
タを配してなり、この電動モータを、マイクロプロセッ
サからなる制御手段が、ステアリングホイールの操作方
向及び操作量の検出結果に基づいて駆動制御することに
より、ステアリングホイールの操作に応じた操舵を行わ
せる構成となっている。[0004] Japanese Utility Model Publication No. 2-29017 discloses a vehicle steering system as an example of a linkless power steering system for solving such a problem. In such a vehicle steering system, a steering wheel is separated from a steering mechanism, and, similarly to a steering assist actuator in a power steering system, an electric motor as a steering actuator is provided in the middle of the steering mechanism. A motor is disposed, and the electric motor is controlled by a control means including a microprocessor based on a detection result of an operation direction and an operation amount of the steering wheel, thereby performing steering according to the operation of the steering wheel. It is configured to be.
【０００５】制御手段が出力した、舵取機構の舵角を増
減制御すべき舵角指示信号は、舵角増減手段に与えら
れ、舵角増減手段は、与えられた舵角指示信号に基づい
て電動モータを駆動する。The steering angle instruction signal output from the control means for increasing or decreasing the steering angle of the steering mechanism is given to the steering angle increasing / decreasing means, and the steering angle increasing / decreasing means based on the given steering angle instruction signal. Drive the electric motor.
【０００６】舵取機構に機械的に連結されないステアリ
ングホイールには、電動モータを備えた反力増減手段で
ある反力アクチュエータが付設されている。反力アクチ
ュエータは、車速及びステアリングホイールの操舵角の
検出結果に基づいて、制御手段が出力する反力指示信号
により、前記モータを駆動制御し、ステアリングホイー
ルに、車速の高低及び操舵角の大小に応じて大小とな
り、中立位置へ向かう反力を加える。これにより、ステ
アリングホイールと舵取機構とが機械的に連結された一
般的な車両用操舵装置（連結型の操舵装置）と同様の感
覚での操舵を行わせ得るようにしてある。A steering wheel which is not mechanically connected to the steering mechanism is provided with a reaction force actuator which is a reaction force increasing / decreasing means provided with an electric motor. The reaction force actuator drives and controls the motor by a reaction force instruction signal output from the control means based on the detection result of the vehicle speed and the steering angle of the steering wheel, and controls the steering wheel to change the vehicle speed and the steering angle. It becomes large or small accordingly, and applies a reaction force toward the neutral position. As a result, steering can be performed with the same feeling as a general vehicle steering device (connection type steering device) in which the steering wheel and the steering mechanism are mechanically connected.
【０００７】以上のように構成されたリンクレスの車両
用操舵装置は、ステアリングホイールの配設自由度の増
加、車両の軽量化等の前述した目的に加え、レバー、ペ
ダル等、ステアリングホイールに代わる新たな操舵手段
の実現、及び路面上の誘導標識の検出、衛星情報の受信
等の走行情報に従う自動運転システムの実現等、将来に
おける自動車技術の発展のために有用なものである。The linkless vehicle steering system configured as described above replaces the steering wheel, such as a lever and a pedal, in addition to the aforementioned objects of increasing the degree of freedom in arranging the steering wheel and reducing the weight of the vehicle. The present invention is useful for the development of automobile technology in the future, such as the realization of new steering means and the realization of an automatic driving system according to driving information such as detection of guidance signs on the road surface and reception of satellite information.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したようなリンク
レスの車両用操舵装置では、制御手段が故障したとき
は、反力指示値が異常な値となって、操舵が不安定にな
る問題がある。また、反力増減手段が故障したときは、
電動モータとステアリングホイールとを接続しているク
ラッチを切断するため、ステアリングホイールを中立位
置に復帰させるために設けられている捩ればねの作用に
より、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置
へ戻ったり、電動モータによる反力が無くなり、捩れば
ねによるばね反力のみになって軽くなり、ステアリング
ホイールを切り過ぎる問題がある。In the linkless vehicle steering system as described above, when the control means breaks down, the reaction force command value becomes an abnormal value and the steering becomes unstable. is there. Also, when the reaction force increase / decrease means breaks down,
To release the clutch connecting the electric motor and the steering wheel, the steering wheel suddenly returns to the neutral position when released, due to the action of the twisting spring provided to return the steering wheel to the neutral position. Also, there is a problem that the reaction force of the electric motor is lost, and only the spring reaction force due to the twisting is reduced so that the steering wheel is turned too much.
【０００９】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、第１，２発明では、制御手段が故障
したときに、安定した操舵が可能なリンクレスの車両用
操舵装置を提供することを目的とする。第３発明では、
制御手段が故障したときに、運転者がその故障に気付く
ことができるリンクレスの車両用操舵装置を提供するこ
とを目的とする。第４，５発明では、反力増減手段が故
障したときに、手を放すとステアリングホイールが急に
中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎ
たりすることがないリンクレスの車両用操舵装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the circumstances described above, and in the first and second inventions, a linkless vehicle steering apparatus capable of performing stable steering when a control means fails. The purpose is to provide. In the third invention,
It is an object of the present invention to provide a linkless vehicle steering system that allows a driver to notice the failure when the control means fails. According to the fourth and fifth inventions, a linkless vehicle steering system is provided in which, when the reaction force increasing / decreasing means breaks down, the steering wheel does not suddenly return to the neutral position when the hand is released and the steering wheel is not turned too much. The purpose is to provide.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
車両用操舵装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械
的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角
を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出
した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御
し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づ
いて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指
示する反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示
信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する
反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、前記
制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該第１
故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したときに、
前記反力を所定の固定値とする反力固定手段とを備える
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, wherein the steering means is not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of wheels, and a steering angle of the steering means is determined. A steering angle detecting means for detecting, and a steering angle of the steering mechanism is controlled to increase or decrease according to the steering angle detected by the steering angle detecting means, and a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle. Control means for outputting a reaction force instruction signal instructing to apply the obtained reaction force to the steering means, and reaction force increase / decrease means for increasing / decreasing the reaction force applied to the steering means based on the reaction force instruction signal. A first failure detecting means for detecting a failure of the control means;
When the failure detecting means detects a failure of the control means,
Reaction force fixing means for setting the reaction force to a predetermined fixed value.
【００１１】この車両用操舵装置では、第１故障検出手
段が、制御手段の故障を検出したときに、反力固定手段
が、反力を所定の固定値とする。これにより、制御手段
が故障したときに、安定した操舵が可能である。In this vehicle steering system, when the first failure detecting means detects a failure in the control means, the reaction force fixing means sets the reaction force to a predetermined fixed value. This enables stable steering when the control means breaks down.
【００１２】第２発明に係る車両用操舵装置は、車輪の
向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵
手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段
と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記
舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべ
き反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記
操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力す
る制御手段と、該反力指示信号に基づき前記操舵手段に
与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両
用操舵装置において、前記制御手段の故障を検出する第
１故障検出手段と、該第１故障検出手段が前記制御手段
の故障を検出したときに、前記反力指示信号に基づく反
力の付与を停止する手段とを備えることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, wherein the steering means is not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of wheels, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering means, The steering angle of the steering mechanism is increased or decreased according to the steering angle detected by the steering angle detection means, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is obtained by the steering means. Control means for outputting a reaction force instruction signal that instructs the steering means, and a reaction force increase / decrease means for increasing / decreasing the reaction force applied to the steering means based on the reaction force instruction signal. A first failure detection unit that detects a failure of the control unit; and a unit that stops applying a reaction force based on the reaction force instruction signal when the first failure detection unit detects a failure of the control unit. It is characterized by the following.
【００１３】この車両用操舵装置では、第１故障検出手
段が、制御手段の故障を検出したときに、停止する手段
が、反力増減手段が反力指示信号に基づいて行う反力付
与を停止する。これにより、制御手段が故障したとき
に、反力が異常な値とならず、また、反力増減手段の電
動モータの電磁誘導による回転抗力によって、ステアリ
ングホイールが軽くなり過ぎることがないので、制御手
段が故障したときに、安定した操舵が可能である。In this vehicle steering system, when the first failure detecting means detects a failure in the control means, the stopping means stops the reaction force application performed by the reaction force increasing / decreasing means based on the reaction force instruction signal. I do. Thus, when the control means breaks down, the reaction force does not become an abnormal value, and the steering wheel does not become too light due to the rotational drag caused by the electromagnetic induction of the electric motor of the reaction force increasing / decreasing means. When the means breaks down, stable steering is possible.
【００１４】第３発明に係る車両用操舵装置は、車輪の
向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵
手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段
と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記
舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべ
き反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記
操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力す
る制御手段と、該反力指示信号に基づき前記操舵手段に
与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両
用操舵装置において、前記制御手段の故障を検出する第
１故障検出手段と、該第１故障検出手段が前記制御手段
の故障を検出したときに、前記反力を増加させる増加手
段とを備えることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, wherein the steering means is not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of wheels, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering means, The steering angle of the steering mechanism is increased or decreased according to the steering angle detected by the steering angle detection means, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is obtained by the steering means. Control means for outputting a reaction force instruction signal that instructs the steering means, and a reaction force increase / decrease means for increasing / decreasing the reaction force applied to the steering means based on the reaction force instruction signal. A first failure detecting means for detecting a failure of the control means, and an increasing means for increasing the reaction force when the first failure detecting means detects a failure of the control means.
【００１５】この車両用操舵装置では、第１故障検出手
段が、制御手段の故障を検出したときに、増加手段が、
反力を増加させる。これにより、制御手段が故障したと
きに、安定した操舵が可能であり、また、運転者はその
故障に気付くことができる。In this vehicle steering system, when the first failure detecting means detects a failure in the control means, the increasing means comprises:
Increase the reaction force. Thus, when the control means breaks down, stable steering is possible, and the driver can notice the breakdown.
【００１６】第４発明に係る車両用操舵装置は、車輪の
向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵
手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段
と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記
舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべ
き反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記
操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力す
る制御手段と、電動モータ及び該電動モータと前記操舵
手段とを接続／切断するクラッチを有し、前記反力指示
信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する
反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、前記
反力増減手段の故障を検出する第２故障検出手段と、該
第２故障検出手段が前記クラッチ以外の故障を検出した
ときに、前記クラッチの接続を継続する接続継続手段
と、前記第２故障検出手段が前記クラッチの故障を検出
したときに、前記クラッチを切断するクラッチ切断手段
とを備えることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, wherein the steering means is not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of wheels, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering means, The steering angle of the steering mechanism is increased or decreased according to the steering angle detected by the steering angle detection means, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is obtained by the steering means. Control means for outputting a reaction force instruction signal for instructing the steering means, an electric motor and a clutch for connecting / disconnecting the electric motor and the steering means, and providing the steering means based on the reaction force instruction signal. In a vehicle steering system provided with a reaction force increasing / decreasing means for increasing / decreasing the reaction force, a second failure detecting means for detecting a failure of the reaction force increasing / decreasing means, and the second failure detecting means detecting a failure other than the clutch. When detected, the A connection continuation means for continuing the switch connection, when the second failure detecting means detects a failure of the clutch, characterized in that it comprises a clutch cutting means for cutting the clutch.
【００１７】この車両用操舵装置では、第２故障検出手
段がクラッチ以外の反力増減手段の故障を検出したとき
に、接続継続手段がクラッチの接続を継続し、第２故障
検出手段がクラッチの故障を検出したときに、クラッチ
切断手段がクラッチを切断する。これにより、クラッチ
以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の
電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を
放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻った
り、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがな
い。In this vehicle steering system, when the second failure detecting means detects a failure in the reaction force increasing / decreasing means other than the clutch, the connection continuation means continues to connect the clutch, and the second failure detecting means causes the clutch to fail. When a failure is detected, the clutch disconnecting means disconnects the clutch. Thereby, when the reaction force increasing / decreasing means other than the clutch fails, the steering wheel suddenly returns to the neutral position when the hand is released due to the rotational drag caused by the electromagnetic induction of the electric motor of the reaction force increasing / decreasing means, or the steering wheel There is no overcut.
【００１８】第５発明に係る車両用操舵装置は、前記第
２故障検出手段が前記クラッチ及び前記電動モータ以外
の故障を検出したときに、前記電動モータを短絡する短
絡手段と、前記第２故障検出手段が前記電動モータの故
障を検出したときに、前記電動モータをオフにするモー
タオフ手段とを備えることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vehicle steering system comprising: a short-circuit means for short-circuiting the electric motor when the second failure detecting means detects a failure other than the clutch and the electric motor; And a motor-off means for turning off the electric motor when the detection means detects a failure of the electric motor.
【００１９】この車両用操舵装置では、第２故障検出手
段がクラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段の故障
を検出したときに、短絡手段が電動モータを短絡し、第
２故障検出手段が電動モータの故障を検出したときに、
モータオフ手段が電動モータをオフにする。これによ
り、クラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段が故障
したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起
因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイー
ルが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを
切り過ぎたりすることがない。In this vehicle steering system, when the second failure detecting means detects a failure of the reaction force increasing / decreasing means other than the clutch and the electric motor, the short-circuiting means short-circuits the electric motor, and the second failure detecting means operates the electric motor. When a motor failure is detected,
Motor-off means turns off the electric motor. Thereby, when the reaction force increasing / decreasing means other than the clutch and the electric motor fails, the steering wheel suddenly returns to the neutral position when the hand is released due to the rotational drag caused by the electromagnetic induction of the electric motor of the reaction force increasing / decreasing means. The steering wheel is not overturned.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。図１は、第１発明に係
る車両用操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図
である。この車両用操舵装置は、図示しない車体の左右
に配された一対の操舵用の車輪１０，１０に操舵動作を
行わせるための舵取機構１と、舵取機構１から切り離し
て配された操舵手段であるステアリングホイール２と、
ステアリングホイール２に反力を付与する電動モータ３
と、マイクロプロセッサを用いてなり電動モータ３を駆
動制御する反力増減部７と、舵取機構１の中途に配した
操舵モータ５を駆動制御する主舵角増減部８ａと、マイ
クロプロセッサを用いてなる制御手段である制御部４と
を備え、ステアリングホイール２の操作に応じた制御部
４の動作により、主舵角増減部８ａを介して操舵モータ
５を駆動し、舵取機構１を作動させる構成となってい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a vehicle steering system according to the first invention. This vehicle steering device includes a steering mechanism 1 for causing a pair of steering wheels 10, 10 arranged on the left and right sides of a vehicle body (not shown) to perform a steering operation, and a steering mechanism separately provided from the steering mechanism 1. A steering wheel 2 as a means;
Electric motor 3 for applying a reaction force to steering wheel 2
A reaction force increasing / decreasing unit 7 which uses a microprocessor to drive and control the electric motor 3, a main steering angle increasing / decreasing unit 8a which drives and controls the steering motor 5 disposed in the middle of the steering mechanism 1, and a microprocessor. And a control unit 4 which is a control means comprising: a steering motor 5 driven by a main steering angle increasing / decreasing unit 8a by an operation of the control unit 4 in accordance with an operation of the steering wheel 2 to operate the steering mechanism 1. It is configured to be.
【００２１】反力増減部７は、電動モータ３と、電動モ
ータ３及びステアリングホイール２を接続／切断する電
磁クラッチ３ａとで反力増減系（反力増減手段）を構成
しており、主舵角増減部８ａは、操舵モータ５と共に主
舵角増減手段を構成している。この車両用操舵装置に
は、フェールセーフのために、副舵角増減部８ｂと副舵
角増減部８ｂにより駆動される操舵モータ３７とで構成
される副舵角増減手段が設けられており、通常は、主舵
角増減部８ａ及び操舵モータ５が、制御部４が出力した
舵角指示信号に基づき舵取機構の舵角を増減し、主舵角
増減部８ａ又は操舵モータ５が故障したときは、副舵角
増減部８ｂ及び操舵モータ３７が、制御部４が出力した
舵角指示信号に基づき舵取機構１の舵角を増減するよう
になっている。The reaction force increasing / decreasing section 7 constitutes a reaction force increasing / decreasing system (reaction force increasing / decreasing means) by the electric motor 3 and the electromagnetic clutch 3a for connecting / disconnecting the electric motor 3 and the steering wheel 2. The angle increasing / decreasing unit 8a constitutes a main steering angle increasing / decreasing unit together with the steering motor 5. This vehicle steering system is provided with a sub-steering angle increasing / decreasing unit composed of a sub-steering angle increasing / decreasing unit 8b and a steering motor 37 driven by the sub-steering angle increasing / decreasing unit 8b for fail-safe. Normally, the main steering angle increasing / decreasing unit 8a and the steering motor 5 increase / decrease the steering angle of the steering mechanism based on the steering angle instruction signal output from the control unit 4, and the main steering angle increasing / decreasing unit 8a or the steering motor 5 fails. At this time, the auxiliary steering angle increasing / decreasing unit 8b and the steering motor 37 increase or decrease the steering angle of the steering mechanism 1 based on the steering angle instruction signal output by the control unit 4.
【００２２】舵取機構１は、公知のように、車体の左右
方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸１１の両端
部と、車輪１０，１０を支持するナックルアーム１２，
１２とを、各別のタイロッド１３，１３により連結し、
操舵軸１１の両方向への摺動によりタイロッド１３，１
３を介してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車
輪１０，１０を左右に操向させるものであり、この操向
は、操舵軸１１の中途部に同軸的に構成された操舵モー
タ５の回転を、適宜の運動変換機構により操舵軸１１の
摺動に変換して行われる。As is well known, the steering mechanism 1 includes both ends of a steering shaft 11 that extends in the left-right direction of the vehicle body and slides in the axial direction, and knuckle arms 12 that support the wheels 10, 10.
12 are connected by separate tie rods 13, 13, respectively.
The tie rods 13 and 1 are moved by sliding the steering shaft 11 in both directions.
The knuckle arms 12, 12 are pushed and pulled via 3 to steer the wheels 10, 10 to the left and right. This steering is performed by the steering motor 5, which is coaxially formed in the middle of the steering shaft 11. The rotation is converted into sliding of the steering shaft 11 by an appropriate motion conversion mechanism.
【００２３】操舵軸１１は、操舵軸ハウジング１４との
間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの
回転を拘束されており、操舵モータ５の回転は、操舵軸
１１の軸長方向の摺動に変換され、操舵モータ５の回転
に応じた操舵（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行わ
れる。副舵角増減手段の操舵モータ３７の回転は、ウォ
ームギヤ機構３９及びピニオン軸４０を介して、操舵軸
１１に伝達される。The rotation of the steering shaft 11 is restricted by rotation restricting means (not shown) interposed between the steering shaft 11 and the steering shaft housing 14. And the steering (steering of the steering wheels 10, 10) according to the rotation of the steering motor 5 is performed. The rotation of the steering motor 37 of the auxiliary steering angle increasing / decreasing means is transmitted to the steering shaft 11 via the worm gear mechanism 39 and the pinion shaft 40.
【００２４】このように操舵される車輪１０，１０の舵
角は、操舵モータ５の一側の操舵軸ハウジング１４と操
舵軸１１との相対摺動位置を媒介として、舵角センサ１
６により検出されるようになしてあり、舵角センサ１６
の出力は、操舵モータ５の回転位置を検出するロータリ
エンコーダ１５の出力と共に、制御部４に与えられる。
タイロッド１３，１３には、車輪１０，１０が路面から
受ける路面反力により加わる軸力を検出する軸力センサ
９，９が付設され、軸力センサ９，９の各出力は、制御
部４に与えられる。The steering angles of the wheels 10 and 10 thus steered are determined by the relative sliding position between the steering shaft housing 14 on one side of the steering motor 5 and the steering shaft 11 as a medium.
6 and a steering angle sensor 16
Is supplied to the control unit 4 together with the output of the rotary encoder 15 that detects the rotational position of the steering motor 5.
The tie rods 13, 13 are provided with axial force sensors 9, 9 for detecting an axial force applied by the road surface reaction force that the wheels 10, 10 receive from the road surface. Given.
【００２５】ステアリングホイール２に反力を付与する
電動モータ３は、回転軸３０のケーシングに固定して取
り付けてあり、その回転運動は、電磁クラッチ３ａを介
して、また、ウォームギヤ機構３ｂによりその回転方向
が変換されて、回転軸３０に伝えられる。ステアリング
ホイール２は、回転軸３０の一側の突出端に同軸的に固
定されており、他側の突出端は、所定の弾性を有する捩
ればね３１により、図示しない車体の適宜部位に連結さ
れている。An electric motor 3 for applying a reaction force to the steering wheel 2 is fixedly mounted on a casing of a rotating shaft 30 and its rotational movement is performed by an electromagnetic clutch 3a and by a worm gear mechanism 3b. The direction is changed and transmitted to the rotating shaft 30. The steering wheel 2 is coaxially fixed to a protruding end on one side of the rotating shaft 30, and the protruding end on the other side is connected to an appropriate portion of a vehicle body (not shown) by a torsion spring 31 having a predetermined elasticity. I have.
【００２６】電動モータ３は、制御部４から与えられる
反力指示信号（モータ目標電圧信号）に応じた反力増減
部７からの通電により正逆両方向に駆動され、回転軸３
０の一端に取り付けたステアリングホイール２に、その
操作方向と逆方向の力（反力）を付与する動作をなす。
従って、ステアリングホイール２の回転操作には、電動
モータ３が発生する反力に抗する操舵トルクを加える必
要があり、このようにしてステアリングホイール２に加
えられる操舵トルクは、トルクセンサ３２により検出さ
れる。トルクセンサ３２の出力は、制御部４に与えられ
る。The electric motor 3 is driven in both forward and reverse directions by energization from a reaction force increasing / decreasing unit 7 according to a reaction force instruction signal (motor target voltage signal) given from a control unit 4.
The operation of applying a force (reaction force) in a direction opposite to the operation direction to the steering wheel 2 attached to one end of the steering wheel 2 is performed.
Therefore, it is necessary to apply a steering torque against the reaction force generated by the electric motor 3 to the rotation operation of the steering wheel 2. The steering torque applied to the steering wheel 2 in this manner is detected by the torque sensor 32. You. The output of the torque sensor 32 is provided to the control unit 4.
【００２７】ステアリングホイール２の操作量（操舵
角）は、操舵角検出手段であるロータリエンコーダ３３
により、操作方向を含めて検出される。この検出結果
は、制御部４に与えられる。また、電動モータ３に流れ
る電流は、電流センサ７ａにより検出され、制御部４に
与えられる。The operation amount (steering angle) of the steering wheel 2 is determined by a rotary encoder 33 serving as a steering angle detecting means.
Is detected including the operation direction. This detection result is provided to the control unit 4. Further, a current flowing through the electric motor 3 is detected by the current sensor 7a and is provided to the control unit 4.
【００２８】なお、回転軸３０の他端と車体の一部との
間に介装された捩ればね３１は、以上のように行われる
回転操作の停止時に、その弾性により回転軸３０を回転
させて、ステアリングホイール２を所定の中立位置に復
帰させる作用をする。この復帰は、機械的に切り離され
た舵取機構１側にて生じる車輪１０，１０の直進方向へ
の復帰動作に伴ってステアリングホイール２を戻すため
に必要なものである。The torsion spring 31 interposed between the other end of the rotating shaft 30 and a part of the vehicle body causes the rotating shaft 30 to rotate due to its elasticity when the rotating operation performed as described above is stopped. Thus, the steering wheel 2 returns to a predetermined neutral position. This return is necessary for returning the steering wheel 2 in accordance with the return operation of the wheels 10, 10 in the straight traveling direction that occurs on the mechanically separated steering mechanism 1 side.
【００２９】以上のように制御部４には、舵取機構１の
側にて実際に生じている操舵の状態が、ロータリエンコ
ーダ１５及び舵角センサ１６からの入力として与えら
れ、また操舵手段としてのステアリングホイール２の操
作の状態が、トルクセンサ３２及びロータリエンコーダ
３３からの入力として夫々与えられており、これらに加
えて制御部４には、車両の走行速度を検出する車速セン
サ６の出力が与えられている。車速センサ６の出力は、
反力増減部７にも与えられる。As described above, the control unit 4 is provided with the steering state actually occurring on the steering mechanism 1 side as inputs from the rotary encoder 15 and the steering angle sensor 16, and as a steering means. The operation state of the steering wheel 2 is given as an input from the torque sensor 32 and the rotary encoder 33, respectively. In addition, the control unit 4 receives the output of the vehicle speed sensor 6 for detecting the traveling speed of the vehicle. Has been given. The output of the vehicle speed sensor 6 is
It is also given to the reaction force increasing / decreasing unit 7.
【００３０】一方、制御部４の出力は、前述したよう
に、ステアリングホイール２に反力を付与するための反
力増減部７と、舵取機構１に操舵動作を行わせるための
主舵角増減部８ａとに与えられており、反力増減部７及
び主舵角増減部８ａは、制御部４からの指示信号に応じ
て各別の制御動作を行うようになしてある。制御部４
は、ステアリングホイール２に付与すべき反力を、例え
ば、車速センサ６からの入力として与えられる車速の高
低に応じて大小となるように決定し、トルクセンサ３２
及び電流センサ７ａからの入力をフィードバック信号と
して、反力を発生させるべく反力増減部７に反力指示信
号を与える反力制御を行う。On the other hand, the output of the control unit 4 is, as described above, a reaction force increasing / decreasing unit 7 for applying a reaction force to the steering wheel 2 and a main steering angle for causing the steering mechanism 1 to perform a steering operation. The reaction force increasing / decreasing unit 7 and the main steering angle increasing / decreasing unit 8a perform different control operations according to an instruction signal from the control unit 4. Control unit 4
Determines the magnitude of the reaction force to be applied to the steering wheel 2 according to the level of the vehicle speed given as an input from the vehicle speed sensor 6, for example.
Then, using the input from the current sensor 7a as a feedback signal, a reaction force control for giving a reaction force instruction signal to the reaction force increasing / decreasing unit 7 to generate a reaction force is performed.
【００３１】また、制御部４は、ロータリエンコーダ３
３からの入力によりステアリングホイール２の操作方向
を含めた操作角度を認識し、舵取機構１に付設された舵
角センサ１６の入力より認識される実舵角度との舵角偏
差を求め、この舵角偏差を車速センサ６からの入力とし
て与えられる車速の遅速に応じて大小となるように補正
して目標舵角を求め、この目標舵角が得られるまで操舵
モータ５を駆動する舵取制御動作を行う。このとき、ロ
ータリエンコーダ１５からの入力は、操舵モータ５が所
望の回転位置に達したか否かを調べるためのフィードバ
ック信号として用いられる。The control unit 4 includes the rotary encoder 3
The operation angle including the operation direction of the steering wheel 2 is recognized based on the input from the steering wheel 3, and the steering angle deviation from the actual steering angle recognized from the input of the steering angle sensor 16 attached to the steering mechanism 1 is obtained. The steering angle deviation is corrected to be large or small according to the vehicle speed given as an input from the vehicle speed sensor 6 to obtain a target steering angle, and the steering control for driving the steering motor 5 until the target steering angle is obtained. Perform the operation. At this time, an input from the rotary encoder 15 is used as a feedback signal for checking whether or not the steering motor 5 has reached a desired rotational position.
【００３２】以下に、このような構成の第１発明に係る
車両用操舵装置の動作を、それを示すフローチャートに
基づき説明する。図２は、第１発明に係る車両用操舵装
置の動作を示すフローチャートである。反力増減部７
は、制御部４の故障を検出したときは（Ｓ３０）、電動
モータ３に印加する電圧を所定の固定値とし（Ｓ３
２）、その電圧を出力して（Ｓ３４）電動モータ３を駆
動する。反力増減部７は、制御部４の故障を検出しない
ときは（Ｓ３０）、制御部４が出力した反力指示信号
（モータ目標電圧信号）を読み込み（Ｓ３６）、そのモ
ータ目標電圧をモータ印加電圧として出力し（Ｓ３
４）、電動モータ３を駆動して、次の制御に移る。The operation of the steering apparatus for a vehicle according to the first invention having such a configuration will be described below with reference to a flowchart showing the operation. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the first invention. Reaction force increase / decrease section 7
When a failure of the control unit 4 is detected (S30), the voltage applied to the electric motor 3 is set to a predetermined fixed value (S3
2) The voltage is output (S34) to drive the electric motor 3. When the failure of the control unit 4 is not detected (S30), the reaction force increase / decrease unit 7 reads the reaction force instruction signal (motor target voltage signal) output by the control unit 4 (S36), and applies the motor target voltage to the motor. Output as voltage (S3
4) The electric motor 3 is driven to move to the next control.
【００３３】図３は、第２発明に係る車両用操舵装置の
第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
第２発明に係る車両用操舵装置の第１の実施の形態の構
成は、制御内容以外は上述した第１発明に係る車両用操
舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。第２
発明に係る車両用操舵装置の反力増減部７は、制御部４
の故障を検出したときは（Ｓ４０）、電動モータ３に印
加する電圧の出力を停止し（Ｓ４２）、電動モータ３を
駆動しない。このとき、電磁クラッチ３ａは切断され
ず、電動モータ３の電磁誘導による回転抗力が作用する
ので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることは
ない。反力増減部７は、制御部４の故障を検出しないと
きは（Ｓ４０）、制御部４が出力した反力指示信号（モ
ータ目標電圧信号）を読み込み（Ｓ４４）、そのモータ
目標電圧をモータ印加電圧として出力し（Ｓ４６）、電
動モータ３を駆動して、次の制御に移る。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the vehicle steering system according to the second invention.
The configuration of the first embodiment of the vehicle steering system according to the second invention is the same as the configuration of the above-described vehicle steering system according to the first invention except for the control contents, and thus the description thereof is omitted. Second
The reaction force increasing / decreasing unit 7 of the vehicle steering system according to the present invention includes a control unit 4.
(S40), the output of the voltage applied to the electric motor 3 is stopped (S42), and the electric motor 3 is not driven. At this time, the electromagnetic clutch 3a is not disengaged and the rotational drag due to the electromagnetic induction of the electric motor 3 acts, so that the steering wheel 2 does not become too light. When detecting no failure of the control unit 4 (S40), the reaction force increase / decrease unit 7 reads the reaction force instruction signal (motor target voltage signal) output by the control unit 4 (S44), and applies the motor target voltage to the motor. The voltage is output as a voltage (S46), and the electric motor 3 is driven to move to the next control.
【００３４】図４は、第３発明に係る車両用操舵装置の
動作を示すフローチャートである。第３発明に係る車両
用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した第１発明
に係る車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を
省略する。第３発明に係る車両用操舵装置の制御部４
は、ロータリエンコーダ３３により検出したステアリン
グホイール２の操舵角に応じた反力指示トルク値ＴM を
テーブルから読み込み（Ｓ５０）、その反力指示トルク
値ＴM が異常な値であるか否かを判定する（Ｓ５２）。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the third invention. The configuration of the vehicle steering system according to the third invention is the same as the configuration of the vehicle steering system according to the first invention described above, except for the control contents, and thus the description is omitted. Control unit 4 of the vehicle steering system according to the third invention
Reads a reaction instruction torque value T M corresponding to the steering angle of the steering wheel 2 detected by the rotary encoder 33 from a table (S50), and determines whether the reaction instruction torque value T M is an abnormal value. A determination is made (S52).
【００３５】反力指示トルク値ＴM が異常な値であると
判定したときは（Ｓ５２）、反力指示トルク値ＴM に所
定の重み係数を乗算し（Ｓ５４）、この所定の重みを乗
算した反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行
う（Ｓ５６）。制御部４は、反力指示トルク値ＴM が異
常な値でないと判定したときは（Ｓ５２）、読み込んだ
反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行い（Ｓ
５６）、次の制御に移る。When it is determined that the reaction force instruction torque value T M is abnormal (S52), the reaction force instruction torque value T M is multiplied by a predetermined weighting coefficient (S54), and the predetermined weight is multiplied. The steering reaction force control is performed using the obtained reaction force instruction torque value T M (S56). When the control unit 4 determines that the reaction force instruction torque value T M is not an abnormal value (S52), the control unit 4 performs steering reaction force control using the read reaction force instruction torque value T M (S52).
56) Transfer to the next control.
【００３６】図５は、操舵反力制御（Ｓ５６）の動作を
詳細に示すフローチャートである。制御部４は、トルク
センサ３２により操舵トルク値ＴS を検出し（Ｓ８）、
反力指示トルク値ＴM とこの操舵トルク値ＴS とのトル
ク偏差ΔＩn ＝ＴM −ＴS を演算して（Ｓ１０）、反力
制御の積分要素Ｉn ＝ΔＩn ×ＫI （ＫI ：所定の積分
定数）を演算する（Ｓ１２）。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the steering reaction force control (S56) in detail. The control unit 4 detects the steering torque value T S by the torque sensor 32 (S8),
The torque deviation [Delta] I n = T M -T S between the steering torque value T S of the reaction force instruction torque value T M Toko calculates (S10), the reaction force control integral element I n = ΔI n × K I (K I : predetermined integration constant) is calculated (S12).
【００３７】次に、比例要素Ｐn ＝（ΔＩn −Δ
Ｉn-1 ）×ＫP （ΔＩn-1 ：前回周期のトルク偏差、Ｋ
P ：所定の比例定数）を演算し（Ｓ１４）、電動モータ
３の目標電流ＪM ＝Ｊ0 ＋Ｉn ＋Ｐn （Ｊ0 ：前回周期
の目標電流）を演算する（Ｓ１６）。次に、電流センサ
７ａにより、電動モータ３の電流ＪS を検出し（Ｓ１
８）、電動モータ３の目標電流ＪM と実際の電流ＪS と
の電流偏差ΔＩn ´＝ＪM −Ｊ S を演算する（Ｓ２
０）。Next, the proportional element Pn= (ΔIn−Δ
In-1) × KP(ΔIn-1: Torque deviation of previous cycle, K
P: Predetermined proportional constant) (S14), and the electric motor
3 target current JM= J0+ In+ Pn(J0: Previous cycle
Is calculated (S16). Next, the current sensor
7a, the current J of the electric motor 3SIs detected (S1
8), the target current J of the electric motor 3MAnd the actual current JSWhen
Current deviation ΔIn´ = JM−J S(S2
0).
【００３８】次に、制御部４は、反力制御の積分要素Ｉ
n ´＝ΔＩn ´×ＫI ´（ＫI ´：所定の積分定数）を
演算し（Ｓ２２）、比例要素Ｐn ´＝（ΔＩn ´−ΔＩ
n-1´）×ＫP ´（ΔＩn-1 ´：前回周期の電流偏差、
ＫP ´：所定の比例定数）を演算する（Ｓ２４）。次
に、電動モータ３の目標電圧ＶM ＝Ｖ0 ＋Ｉn ´＋Ｐn
´（Ｖ0 ：前回周期の目標電圧）を演算し（Ｓ２６）、
反力増減部７にこのモータ目標電圧ＶM を出力させて、
電動モータ３を駆動する。Next, the control unit 4 controls the integral element I of the reaction force control.
n ′ = ΔI n ′ × K I ′ (K I ′: predetermined integration constant) is calculated (S22), and the proportional element P n ′ = (ΔI n ′ −ΔI)
n-1 ') × K P ' (ΔI n-1 ': current deviation in the previous cycle,
K P ': a predetermined proportional constant) is calculated (S24). Next, the target voltage V M = V 0 + I n ′ + P n of the electric motor 3
'(V 0 : target voltage in the previous cycle) is calculated (S26),
The reaction force increasing / decreasing unit 7 outputs the motor target voltage V M ,
The electric motor 3 is driven.
【００３９】次に、目標電流ＪM を前回周期の目標電流
Ｊ0 に、目標電圧ＶM を前回周期の目標電圧Ｖ0 に、ト
ルク偏差ΔＩn を前回周期のトルク偏差ΔＩn-1 に、電
流偏差ΔＩn ´を前回周期の電流偏差ΔＩn-1 ´にそれ
ぞれ移し（Ｓ２８）リターンする。Next, the target current J M target current J 0 of the previous period, the target voltage V M to the target voltage V 0 which last cycle, the torque deviation [Delta] I n the torque deviation [Delta] I n-1 of the previous cycle, The current deviation ΔI n ′ is transferred to the current deviation ΔI n-1 ′ of the previous cycle (S28), and the process returns.
【００４０】図６は、第２発明に係る車両用操舵装置の
第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
第２発明に係る車両用操舵装置の第２の実施の形態の構
成は、上述した第１発明に係る車両用操舵装置の構成と
同様であるので、説明を省略する。この車両用操舵装置
の制御部４は、ロータリエンコーダ３３により検出した
ステアリングホイール２の操舵角に応じた反力指示トル
ク値ＴM をテーブルから読み込み（Ｓ６０）、その反力
指示トルク値ＴM が異常な値であるか否かを判定する
（Ｓ６２）。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the vehicle steering system according to the second invention.
The configuration of the second embodiment of the vehicle steering system according to the second invention is the same as the configuration of the above-described vehicle steering system according to the first invention, and a description thereof will be omitted. The control unit 4 of the vehicle steering system reads a reaction force instruction torque value T M corresponding to the steering angle of the steering wheel 2 detected by the rotary encoder 33 from the table (S60), and the reaction force instruction torque value T M is read. It is determined whether the value is abnormal (S62).
【００４１】反力指示トルク値ＴM が異常な値であると
判定したときは（Ｓ６２）、操舵反力制御を停止する
（Ｓ６６）。制御部４は、反力指示トルク値ＴM が異常
な値でないと判定したときは（Ｓ６２）、読み込んだ反
力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行い（Ｓ６
４）、次の制御に移る。このとき、電動モータ３は駆動
されないが、電磁クラッチ３ａは切断されず、電動モー
タ３の電磁誘導による回転抗力が作用するので、ステア
リングホイール２が軽くなり過ぎることはない。When it is determined that the reaction force instruction torque value T M is an abnormal value (S62), the steering reaction force control is stopped (S66). When the control unit 4 determines that the reaction force instruction torque value T M is not an abnormal value (S62), the control unit 4 performs steering reaction force control using the read reaction force instruction torque value T M (S6).
4) Move to the next control. At this time, the electric motor 3 is not driven, but the electromagnetic clutch 3a is not disengaged, and the rotational drag due to the electromagnetic induction of the electric motor 3 acts, so that the steering wheel 2 does not become too light.
【００４２】図７は、第４，５発明に係る車両用操舵装
置の故障時処理の動作を示すフローチャートである。第
４，５発明に係る車両用操舵装置の構成は、制御内容以
外は上述した第１発明に係る車両用操舵装置の構成と同
様であるので、説明を省略する。第４，５発明に係る車
両用操舵装置の制御部４は、反力増減部７、電動モータ
３及び電磁クラッチ３ａで構成される反力増減系（反力
増減手段）の故障を検出した場合（Ｓ７０）、電磁クラ
ッチ３ａが故障しておらず（Ｓ７１）、電動モータ３が
故障していないときは（Ｓ７２）、電動モータ３を短絡
し（Ｓ７４）、電動モータ３の電源リレー（図示せず）
をオフにして（Ｓ８０）リターンする。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the fourth and fifth aspects of the present invention when a failure occurs. The configuration of the vehicle steering system according to the fourth and fifth inventions is the same as the configuration of the vehicle steering system according to the first invention described above, except for the control content, and therefore the description is omitted. The control unit 4 of the vehicle steering system according to the fourth and fifth inventions detects a failure in the reaction force increasing / decreasing system (reaction force increasing / decreasing means) composed of the reaction force increasing / decreasing unit 7, the electric motor 3, and the electromagnetic clutch 3a. (S70) If the electromagnetic clutch 3a has not failed (S71) and the electric motor 3 has not failed (S72), the electric motor 3 is short-circuited (S74), and the power supply relay of the electric motor 3 (shown). Z)
Is turned off (S80) and the routine returns.
【００４３】図８は、電動モータ３の駆動回路を示す回
路図である。この駆動回路は、電源端子と接地端子との
間に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の直列回路と、トラ
ンジスタＴｒ３，Ｔｒ４の直列回路とが並列接続され、
トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の接続節点とトランジスタ
Ｔｒ３，Ｔｒ４の接続節点とを橋絡するように電動モー
タ３が接続されている。トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と
接地端子との間には、電流センサ７ａが接続されてい
る。FIG. 8 is a circuit diagram showing a drive circuit of the electric motor 3. In this drive circuit, a series circuit of transistors Tr1 and Tr2 and a series circuit of transistors Tr3 and Tr4 are connected in parallel between a power supply terminal and a ground terminal,
The electric motor 3 is connected so as to bridge a connection node between the transistors Tr1 and Tr2 and a connection node between the transistors Tr3 and Tr4. A current sensor 7a is connected between the transistors Tr2 and Tr4 and the ground terminal.
【００４４】制御部４は、電動モータ３を短絡するとき
は（Ｓ７４）、電源端子側のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ
３をオンにし、接地端子側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ
４をオフにする。これにより、電動モータ３がステアリ
ングホイール２の回転に従って回転する場合に、電磁誘
導により、電動モータ３の回転を妨げようとする磁界が
発生するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎ
ることはない。When the electric motor 3 is short-circuited (S74), the control unit 4 sets the power supply terminal side transistors Tr1 and Tr
3 is turned on, and the transistors Tr2 and Tr on the ground terminal side are turned on.
Turn 4 off. Thus, when the electric motor 3 rotates according to the rotation of the steering wheel 2, a magnetic field is generated by electromagnetic induction to prevent the rotation of the electric motor 3, so that the steering wheel 2 does not become too light.
【００４５】制御部４は、電磁クラッチ３ａが故障して
いるときは（Ｓ７１）、電磁クラッチ３ａをオフにし
（切断し）（Ｓ７６）、電動モータ３をオフにし（駆動
回路の各トランジスタをオフにし）（Ｓ７８）、電動モ
ータ３の電源リレーをオフにして（Ｓ８０）リターンす
る。制御部４は、電動モータ３が故障しているときは
（Ｓ７２）、電動モータ３をオフにし（駆動回路の各ト
ランジスタをオフにし）（Ｓ７８）、電動モータ３の電
源リレーをオフにして（Ｓ８０）リターンする。制御部
４は、反力増減系の故障を検出しない場合（Ｓ７０）
は、そのままリターンする。When the electromagnetic clutch 3a is out of order (S71), the controller 4 turns off (disconnects) the electromagnetic clutch 3a (S76) and turns off the electric motor 3 (turns off each transistor of the drive circuit). (S78), the power relay of the electric motor 3 is turned off (S80), and the routine returns. When the electric motor 3 is out of order (S72), the controller 4 turns off the electric motor 3 (turns off each transistor of the drive circuit) (S78), and turns off the power supply relay of the electric motor 3 (S78). S80) Return. When the control unit 4 does not detect a failure of the reaction force increasing / decreasing system (S70).
Returns as it is.
【００４６】尚、以上の実施の形態は、本発明に係る車
両用操舵装置の一例を示すものであり、反力アクチュエ
ータとしての電動モータ３、操舵モータ５の構成を限定
するものではなく、また、操舵手段として、ステアリン
グホイール２に代えて、レバー、ジョイスティック等の
他の操作手段を用いることができることは言うまでもな
い。The above embodiment shows an example of a vehicle steering system according to the present invention, and does not limit the configurations of the electric motor 3 and the steering motor 5 as reaction force actuators. Needless to say, instead of the steering wheel 2, other operating means such as a lever and a joystick can be used as the steering means.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明の第１発明に係る車両用操舵装置
によれば、制御手段が故障したときに、安定した操舵が
可能である。According to the steering apparatus for a vehicle according to the first aspect of the present invention, stable steering can be performed when the control means fails.
【００４８】第２発明に係る車両用操舵装置によれば、
制御手段が故障したときに、反力が異常な値とならず、
また、反力増減手段の電動モータの電磁誘導による回転
抗力によって、ステアリングホイールが軽くなり過ぎる
ことがなく、制御手段が故障したときに、安定した操舵
が可能である。According to the vehicle steering system of the second invention,
When the control means fails, the reaction force does not become an abnormal value,
In addition, the steering wheel does not become too light due to the rotational drag caused by the electromagnetic induction of the electric motor of the reaction force increasing / decreasing means, and stable steering can be performed when the control means breaks down.
【００４９】第３発明に係る車両用操舵装置によれば、
制御手段が故障したときに、安定した操舵が可能であ
り、また、運転者はその故障に気付くことができる。According to the vehicle steering system of the third invention,
When the control means fails, stable steering is possible, and the driver can notice the failure.
【００５０】第４発明に係る車両用操舵装置によれば、
クラッチ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増
減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力によ
り、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ
戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりするこ
とがない。According to the vehicle steering system of the fourth invention,
When the reaction force increase / decrease means other than the clutch breaks down, the steering wheel suddenly returns to the neutral position when the hand is released due to the rotational drag caused by the electromagnetic induction of the electric motor of the reaction force increase / decrease means, or the steering wheel is turned too much Or not.
【００５１】第５発明に係る車両用操舵装置によれば、
クラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段が故障した
ときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因す
る回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが
急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り
過ぎたりすることがない。According to the vehicle steering system of the fifth invention,
When the reaction force increasing / decreasing means other than the clutch and the electric motor fails, the steering wheel suddenly returns to the neutral position when the hand is released due to the rotational drag caused by the electromagnetic induction of the electric motor of the reaction force increasing / decreasing means. There is no overcut.
【図１】本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a vehicle steering system according to the present invention.
【図２】第１発明に係る車両用操舵装置の動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the vehicle steering system according to the first invention.
【図３】第２発明に係る車両用操舵装置の動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the second invention.
【図４】第３発明に係る車両用操舵装置の動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the third invention.
【図５】操舵反力制御の動作を詳細に示すフローチャー
トである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation of steering reaction force control in detail.
【図６】第２発明に係る車両用操舵装置の動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the second invention.
【図７】第４，５発明に係る車両用操舵装置の故障時処
理の動作を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an operation of a vehicle steering device according to the fourth and fifth aspects of the present invention when a failure occurs.
【図８】反力増減手段の電動モータの駆動回路を示す回
路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a drive circuit of an electric motor of a reaction force increasing / decreasing means.
１ 舵取機構 ２ ステアリングホイール（操舵手段） ３ 電動モータ（反力増減手段、反力増減系、反力固定
手段） ３ａ 電磁クラッチ（反力増減手段、反力増減系、反力
固定手段） ４ 制御部（制御手段） ５ 操舵モータ（主舵角増減手段） ６ 車速センサ（車速検出手段） ７ 反力増減部（反力増減手段、反力増減系、反力固定
手段、 第１故障検出手段、第２故障検出手段） ８ａ 主舵角増減部（主舵角増減手段） ８ｂ 副舵角増減部（副舵角増減手段） １６ 舵角センサ ３０ 回転軸 ３３ ロータリエンコーダ（操舵角検出手段） ３７ 操舵モータ（副舵角増減手段）Reference Signs List 1 steering mechanism 2 steering wheel (steering means) 3 electric motor (reaction force increasing / decreasing means, reaction force increasing / decreasing system, reaction force fixing means) 3a electromagnetic clutch (reaction force increasing / decreasing means, reaction force increasing / decreasing system, reaction force fixing means) 4 Control section (control means) 5 Steering motor (main steering angle increasing / decreasing means) 6 Vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 7 Reaction force increasing / decreasing section (reaction force increasing / decreasing means, reaction force increasing / decreasing system, reaction force fixing means, first failure detecting means 8a Main steering angle increasing / decreasing unit (main steering angle increasing / decreasing unit) 8b Secondary steering angle increasing / decreasing unit (sub steering angle increasing / decreasing unit) 16 Steering angle sensor 30 Rotary shaft 33 Rotary encoder (steering angle detecting unit) 37 Steering motor (sub steering angle increasing / decreasing means)
フロントページの続き (72)発明者 武藤 哲次 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Tetsuji Muto 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation
Claims (5)
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した
操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前
記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求
め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する
反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示信号に
基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増
減手段とを備えた車両用操舵装置において、 前記制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該
第１故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したとき
に、前記反力を所定の固定値とする反力固定手段とを備
えることを特徴とする車両用操舵装置。1. A steering device that is not mechanically connected to a steering mechanism that changes the direction of a wheel, a steering angle detection device that detects a steering angle of the steering device, and a steering angle detected by the steering angle detection device. A reaction force instruction for instructing that the steering angle of the steering mechanism is increased or decreased, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is applied to the steering means. A vehicle steering system comprising: a control unit that outputs a signal; and a reaction force increasing / decreasing unit that increases / decreases the reaction force applied to the steering unit based on the reaction force instruction signal. A vehicle steering system comprising: a failure detection unit; and a reaction force fixing unit that sets the reaction force to a predetermined fixed value when the first failure detection unit detects a failure of the control unit.
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した
操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前
記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求
め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する
反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示信号に
基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増
減手段とを備えた車両用操舵装置において、 前記制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該
第１故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したとき
に、前記反力指示信号に基づく反力の付与を停止する手
段とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。2. A steering device that is not mechanically connected to a steering mechanism that changes the direction of a wheel, a steering angle detection device that detects a steering angle of the steering device, and a steering angle detected by the steering angle detection device. A reaction force instruction for instructing that the steering angle of the steering mechanism is increased or decreased, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is applied to the steering means. A vehicle steering system comprising: a control unit that outputs a signal; and a reaction force increasing / decreasing unit that increases / decreases the reaction force applied to the steering unit based on the reaction force instruction signal. A vehicle steering system comprising: a failure detection unit; and a unit that stops applying a reaction force based on the reaction force instruction signal when the first failure detection unit detects a failure in the control unit. .
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した
操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前
記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求
め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する
反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示信号に
基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増
減手段とを備えた車両用操舵装置において、 前記制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該
第１故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したとき
に、前記反力を増加させる増加手段とを備えることを特
徴とする車両用操舵装置。3. A steering mechanism not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of a wheel, a steering angle detection means for detecting a steering angle of the steering means, and a steering angle detected by the steering angle detection means. A reaction force instruction for instructing that the steering angle of the steering mechanism is increased or decreased, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is applied to the steering means. A vehicle steering system comprising: a control unit that outputs a signal; and a reaction force increasing / decreasing unit that increases / decreases the reaction force applied to the steering unit based on the reaction force instruction signal. A vehicle steering system comprising: a failure detection unit; and an increasing unit that increases the reaction force when the first failure detection unit detects a failure of the control unit.
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した
操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前
記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求
め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する
反力指示信号を出力する制御手段と、電動モータ及び該
電動モータと前記操舵手段とを接続／切断するクラッチ
を有し、前記反力指示信号に基づき前記操舵手段に与え
る前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操
舵装置において、 前記反力増減手段の故障を検出する第２故障検出手段
と、該第２故障検出手段が前記クラッチ以外の故障を検
出したときに、前記クラッチの接続を継続する接続継続
手段と、前記第２故障検出手段が前記クラッチの故障を
検出したときに、前記クラッチを切断するクラッチ切断
手段とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。4. A steering device that is not mechanically connected to a steering mechanism that changes the direction of wheels, a steering angle detection device that detects a steering angle of the steering device, and a steering angle detected by the steering angle detection device. A reaction force instruction for instructing that the steering angle of the steering mechanism is increased or decreased, a reaction force to be applied to the steering means is obtained based on the steering angle, and the obtained reaction force is applied to the steering means. Control means for outputting a signal; an electric motor; and a clutch for connecting / disconnecting the electric motor and the steering means. A second failure detecting means for detecting a failure of the reaction force increasing / decreasing means, and connecting the clutch when the second failure detecting means detects a failure other than the clutch. Continue to connect If, when the second failure detecting means detects a failure of the clutch, a vehicle steering system, characterized in that it comprises a clutch cutting means for cutting the clutch.
び前記電動モータ以外の故障を検出したときに、前記電
動モータを短絡する短絡手段と、前記第２故障検出手段
が前記電動モータの故障を検出したときに、前記電動モ
ータをオフにするモータオフ手段とを備える請求項４記
載の車両用操舵装置。5. A short-circuit means for short-circuiting the electric motor when the second failure detecting means detects a failure other than the clutch and the electric motor, and the second failure detecting means detects a failure of the electric motor. The vehicle steering apparatus according to claim 4, further comprising: a motor-off unit that turns off the electric motor when the electric motor is detected.
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-
1997
- 1997-02-17 JP JP3244897A patent/JP3643942B2/en not_active Expired - Fee Related
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