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JP2015089694A - Vehicular steering device, and position detection method for turning wheel in the same - Google Patents

Vehicular steering device, and position detection method for turning wheel in the same Download PDF

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JP2015089694A
JP2015089694A JP2013229309A JP2013229309A JP2015089694A JP 2015089694 A JP2015089694 A JP 2015089694A JP 2013229309 A JP2013229309 A JP 2013229309A JP 2013229309 A JP2013229309 A JP 2013229309A JP 2015089694 A JP2015089694 A JP 2015089694A
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shaft
rotation
steered
steering
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JP2013229309A
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小池 孝誌
Takashi Koike
孝誌 小池
清水 茂夫
Shigeo Shimizu
茂夫 清水
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular steering device capable of performing turning of a turning wheel in a steer-by-wire method just after a power supply is turned on.SOLUTION: A vehicular steering device includes an absolute position detector 15 of a turning shaft 5, a reference position detector 16 of the turning shaft 5, a rotation detector 17 of a turning motor 13, and a control part. The control part acquires absolute position information of the turning shaft 5 on the basis of the output of the absolute position detector 15 to write it in a current position counter when the power supply is turned on, then changes the value of the current position counter in accordance with the rotation amount of the turning motor 13 detected by the rotation detector 17, resets the value of the current position counter when the reference position detector 16 detects that the turning shaft 5 comes to the reference position, and then changes the value of the current position counter in accordance with the rotation amount of the turning motor 13 detected by the rotation detector 17.

Description

この発明は、ステアリングホイールと転舵輪の間を機械的に切り離した状態で転舵輪の転舵を行なうステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置に関する。   The present invention relates to a steer-by-wire vehicle steering apparatus that steers a steered wheel in a state where the steering wheel and the steered wheel are mechanically separated.

運転者によるステアリングホイールの操舵に応じて車両の転舵輪(一般には前輪)を転舵する車両用操舵装置として、ステアリングホイールの操舵に応じて回転する転舵用モータと、その転舵用モータから伝達する動力で軸方向に移動する転舵軸とを有し、転舵軸が軸方向に移動することで左右一対の転舵輪の向きを変化させるステアバイワイヤ方式のものが知られている。   As a vehicle steering device that steers a steered wheel (generally a front wheel) of a vehicle according to steering of a steering wheel by a driver, a steering motor that rotates according to steering of the steering wheel, and the steering motor A steer-by-wire system is known that has a steered shaft that moves in the axial direction with transmitted power, and changes the direction of a pair of left and right steered wheels by moving the steered shaft in the axial direction.

このステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置は、運転者によるステアリングホイールの操舵角をいったん電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵用モータを制御するので、例えば、車両の走行速度に応じて転舵輪の動作を変化させることが可能であり、車両の走行安定性や運動性能の向上を可能とするものとして期待されている。   In this steer-by-wire vehicle steering device, the steering angle of the steering wheel by the driver is once converted into an electrical signal, and the steering motor is controlled based on the electrical signal. For example, according to the traveling speed of the vehicle Therefore, it is expected that the operation of the steered wheels can be changed, and that the running stability and motion performance of the vehicle can be improved.

ところで、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置では、ステアリングホイールに対して転舵輪が機械的に切り離されているので、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角とが対応して変化するように転舵用モータを制御するには、ステアリングホイールの操舵角を検出するとともに、転舵軸の現在位置も検出することが必要となる。   By the way, in the steer-by-wire vehicle steering device, the steered wheels are mechanically separated from the steering wheel so that the steering angle of the steering wheel and the steered angle of the steered wheel change correspondingly. In order to control the steering motor, it is necessary to detect the steering angle of the steering wheel and to detect the current position of the steered shaft.

ここで、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置において、転舵軸の位置を検出するための手段としては、例えば、特許文献1に記載のものと、特許文献2に記載のものとが知られている。   Here, in the steer-by-wire vehicle steering device, as means for detecting the position of the steered shaft, for example, those described in Patent Document 1 and those described in Patent Document 2 are known. Yes.

特許文献1では、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置における転舵軸の位置を検出するための手段として、転舵軸が予め設定された基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器と、転舵用モータの回転量を検出する回転検出器とを設けている。   In Patent Document 1, as a means for detecting the position of the steered shaft in the steer-by-wire vehicle steering apparatus, a reference position detector that detects whether or not the steered shaft is at a preset reference position; And a rotation detector for detecting the rotation amount of the steering motor.

そして、車両用操舵装置の電源が入ったとき(例えば、車両のイグニッションキーがオンになったとき)に、まず、転舵軸が基準位置に移動するように転舵用モータを回転させ、転舵軸が基準位置にきたことを基準位置検出器で検出すると、その後は、転舵用モータの回転量を回転検出器で継続的に検出し、その転舵用モータの回転量を積算することにより転舵軸の現在位置を検出するようにしている。つまり、特許文献1の車両用操舵装置では、転舵用モータの回転積算量に基づく相対位置(すなわち、転舵軸の基準位置に対して転舵用モータの回転積算量に相当する分の距離を加算または減算した位置)を転舵軸の位置として検出している。   Then, when the power of the vehicle steering device is turned on (for example, when the ignition key of the vehicle is turned on), first, the steering motor is rotated so that the steered shaft moves to the reference position. When the reference position detector detects that the rudder shaft has come to the reference position, the rotation amount of the steering motor is continuously detected by the rotation detector, and the rotation amount of the steering motor is integrated. Thus, the current position of the steered shaft is detected. That is, in the vehicle steering apparatus of Patent Document 1, the relative position based on the rotation integration amount of the steering motor (that is, the distance corresponding to the rotation integration amount of the steering motor with respect to the reference position of the steering shaft). ) Is detected as the position of the turning shaft.

この構成を採用した場合、定位置で回転する転舵用モータの回転量に基づいて転舵軸の位置を検出するので、転舵軸の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸の位置を検出することが可能である。   When this configuration is adopted, the position of the steered shaft is detected based on the amount of rotation of the steered motor that rotates at a fixed position, so the position of the steered shaft is detected with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft. It is possible.

しかしながら、特許文献1の車両用操舵装置では、電源が入ったときに、転舵軸が基準位置に移動するように転舵用モータを回転させて、転舵軸が基準位置にきたことを基準位置検出器で検出するという初期動作を実行する必要があり、この初期動作が完了するまでの間は、転舵輪の転舵を行なうことができないという問題がある。   However, in the vehicle steering apparatus of Patent Document 1, when the power is turned on, the turning motor is rotated so that the turning shaft moves to the reference position, and the turning shaft comes to the reference position. There is a problem that it is necessary to execute an initial operation of detecting by the position detector, and the steered wheels cannot be steered until the initial operation is completed.

一方、特許文献2では、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置における転舵軸の位置を検出するための手段として、特許文献1のような転舵用モータの回転量の積算を行なわずに絶対位置として転舵軸の位置を検出することが可能な絶対位置検出器を設けている。この絶対位置検出器は、転舵軸が移動したときに互いに異なる電気角をもって回転するように設けられた2個のレゾルバを有し、その2個のレゾルバで検出される電気角の値の組み合わせを、予め記憶したデータテーブル(2個のレゾルバの電気角の値の組み合わせと転舵軸の位置との対応関係を予め記憶したもの)と対比することにより、転舵軸の位置を絶対位置として検出することを可能としている。   On the other hand, in Patent Document 2, as a means for detecting the position of a turning shaft in a steer-by-wire vehicle steering apparatus, the absolute position is calculated without integrating the amount of rotation of the turning motor as in Patent Document 1. Is provided with an absolute position detector capable of detecting the position of the steered shaft. This absolute position detector has two resolvers provided to rotate with different electrical angles when the steered shaft moves, and a combination of electrical angle values detected by the two resolvers. Is compared with a pre-stored data table (which stores in advance the correspondence between the combination of the electrical angle values of the two resolvers and the position of the steered shaft), thereby determining the position of the steered shaft as an absolute position. It is possible to detect.

この特許文献2の位置検出手段を採用した場合、特許文献1のような転舵用モータの回転量の積算を行なわずに、2個のレゾルバの現在の出力のみに基づいて転舵軸の位置を検出するので、電源を入れたときに、特許文献1のような初期動作を行なう必要がない。そのため、電源を入れた直後から、ステアバイワイヤ方式で転舵輪の転舵を行なうことが可能である。   When the position detecting means of this Patent Document 2 is adopted, the position of the steered shaft is based only on the current outputs of the two resolvers without integrating the rotation amount of the steering motor as in Patent Document 1. Therefore, when the power is turned on, there is no need to perform the initial operation as in Patent Document 1. Therefore, it is possible to steer the steered wheels by the steer-by-wire method immediately after turning on the power.

しかしながら、絶対位置として転舵軸の位置を検出する場合、転舵軸の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸の位置を検出することが困難である。例えば、特許文献2のように、2個のレゾルバの電気角の値の組み合わせに基づいて転舵軸の位置を絶対位置として検出する場合、いずれかのレゾルバの電気角の値に誤差が僅かでも生じると、その電気角に基づいて検出される転舵軸の位置が実際の位置から大きくずれるので、安定した精度で転舵軸の位置を検出することが難しい。また、差動トランスやリニアポテンショメータを用いて、転舵軸の位置を絶対位置として検出することも考えられるが、転舵軸の全ストロークにわたって転舵軸の位置を検出するには、長いストロークをもつ差動トランスやリニアポテンショメータを使用する必要があり、設置スペースおよび製造コストの観点から困難である。   However, when detecting the position of the steered shaft as an absolute position, it is difficult to detect the position of the steered shaft with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft. For example, as in Patent Document 2, when the position of the steered shaft is detected as an absolute position based on the combination of the electrical angle values of two resolvers, even if there is a slight error in the electrical angle value of one of the resolvers When this occurs, the position of the steered shaft detected based on the electrical angle is greatly deviated from the actual position, so that it is difficult to detect the position of the steered shaft with stable accuracy. It is also conceivable to detect the position of the steered shaft as an absolute position using a differential transformer or linear potentiometer, but to detect the position of the steered shaft over the entire stroke of the steered shaft, a long stroke is required. It is necessary to use a differential transformer or a linear potentiometer, which is difficult from the viewpoint of installation space and manufacturing cost.

特許第4165213号公報Japanese Patent No. 4165213 特開2009−292331号公報JP 2009-292331 A

この発明が解決しようとする課題は、電源を入れた直後からステアバイワイヤ方式で転舵輪の転舵を行なうことができ、車両走行中に転舵軸の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸の位置を検出することが可能な車両用操舵装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that the steered wheel can be steered by the steer-by-wire method immediately after the power is turned on, and the position of the steered shaft with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft while the vehicle is running. It is providing the vehicle steering device which can detect.

上記の課題を解決するため、この発明においては、以下の構成を車両用操舵装置に採用したのである。
ステアリングホイールの操舵に応じて回転する転舵用モータと、その転舵用モータから伝達する動力で軸方向に移動する転舵軸とを有し、前記転舵軸が軸方向に移動することで左右一対の転舵輪の向きを変化させる車両用操舵装置において、
前記転舵軸の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器と、前記転舵軸が予め設定された基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器と、前記転舵用モータの回転量を検出する回転検出器と、前記絶対位置検出器と前記基準位置検出器と前記回転検出器の出力とに基づいて動作する現在位置カウンタをもつ制御部とを設け、
前記制御部は、
電源が入ったときに、前記絶対位置検出器の出力に基づいて転舵軸の絶対位置情報を取得する第1のステップと、
前記第1のステップで取得した転舵軸の絶対位置情報を、前記現在位置カウンタの初期値として現在位置カウンタに書き込む第2のステップと、
前記第2のステップで現在位置カウンタの初期値を書き込んだ後、前記回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて前記現在位置カウンタの値を変化させる第3のステップと、
電源が入った後、前記転舵軸が基準位置にきたことを前記基準位置検出器で検出したときに、前記現在位置カウンタの値を予め設定された基準値にリセットする第4のステップと、
前記第4のステップで現在位置カウンタの値をリセットした後、前記回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて前記現在位置カウンタの値を変化させる第5のステップとを実行するように構成されている車両用操舵装置。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, the following configuration is employed in the vehicle steering apparatus.
A steering motor that rotates in response to steering of the steering wheel, and a steering shaft that moves in the axial direction by power transmitted from the steering motor, and the steering shaft moves in the axial direction In the vehicle steering device that changes the direction of the pair of left and right steered wheels,
An absolute position detector that detects the position of the steered shaft as an absolute position, a reference position detector that detects whether or not the steered shaft is at a preset reference position, and rotation of the steering motor A rotation detector for detecting a quantity, and a controller having a current position counter that operates based on the absolute position detector, the reference position detector, and the output of the rotation detector;
The controller is
A first step of obtaining the absolute position information of the steered shaft based on the output of the absolute position detector when the power is turned on;
A second step of writing the absolute position information of the steered shaft acquired in the first step into a current position counter as an initial value of the current position counter;
A third step of changing the value of the current position counter according to the amount of rotation of the steering motor detected by the rotation detector after writing the initial value of the current position counter in the second step;
A fourth step of resetting the value of the current position counter to a preset reference value when the reference position detector detects that the steered shaft has reached the reference position after the power is turned on;
After resetting the value of the current position counter in the fourth step, execute a fifth step of changing the value of the current position counter according to the amount of rotation of the steering motor detected by the rotation detector. A vehicle steering apparatus configured to perform the above.

このようにすると、電源が入ったときに、絶対位置検出器の出力に基づく転舵軸の絶対位置情報が、現在位置カウンタの初期値として現在位置カウンタに書き込まれ(第1のステップ、第2のステップ)、その後、回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて現在位置カウンタの値が変化する(第3のステップ)。このように、現在位置カウンタの値は、電源が入った直後から転舵軸の位置に対応して変化するので、電源を入れた直後から、現在位置カウンタの値に基づいて転舵軸の位置を検出することができる。そのため、電源を入れた直後から、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角とが対応して変化するように、転舵用モータを制御することが可能となる。また、車両を走行させるためのステアリングホイールの操舵に応じて転舵軸が基準位置にきたときに、現在位置カウンタの値が予め設定された基準値にリセットされ(第4のステップ)、それ以降は、リセットされた基準値を初期値として現在位置カウンタの値が変化する(第5のステップ)。これにより、車両走行中においては、転舵軸の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸の位置を検出することが可能となる。   In this way, when the power is turned on, the absolute position information of the steered shaft based on the output of the absolute position detector is written to the current position counter as the initial value of the current position counter (first step, second step). After that, the value of the current position counter changes according to the amount of rotation of the steering motor detected by the rotation detector (third step). Thus, since the value of the current position counter changes corresponding to the position of the steered shaft immediately after the power is turned on, the position of the steered shaft is determined based on the value of the current position counter immediately after the power is turned on. Can be detected. Therefore, immediately after turning on the power, the steering motor can be controlled so that the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steered wheels change correspondingly. Further, when the steered shaft reaches the reference position in accordance with the steering wheel for driving the vehicle, the value of the current position counter is reset to a preset reference value (fourth step) and thereafter The value of the current position counter changes with the reset reference value as an initial value (fifth step). As a result, the position of the steered shaft can be detected with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft while the vehicle is traveling.

前記制御部は、前記絶対位置検出器の出力と前記現在位置カウンタの出力とを比較し、その差が予め設定された閾値よりも大きくなったときに異常と判定する異常検出制御手段を設けることができる。このようにすると、絶対位置検出器と回転検出器のいずれかに異常が生じたときに、その異常を検出することが可能となる。   The control unit includes an abnormality detection control unit that compares the output of the absolute position detector and the output of the current position counter and determines an abnormality when the difference becomes larger than a preset threshold value. Can do. In this way, when an abnormality occurs in either the absolute position detector or the rotation detector, the abnormality can be detected.

前記ステアリングホイールと転舵輪の間を機械的に切り離した切り離し状態と、前記ステアリングホイールと転舵輪の間を機械的に接続した締結状態との間で切り替え可能なバックアップクラッチを更に有する場合、前記制御部は、前記異常検出制御手段で異常と判定したときに前記バックアップクラッチを切り離し状態から締結状態に切り替えるクラッチ切替手段を有する構成を採用することができる。このようにすると、絶対位置検出器と回転検出器のいずれかに異常が生じたときに、ステアリングホイールと転舵輪の間がバックアップクラッチで機械的に連結されるので、検出器の異常により車両が操舵不能となる事態が防止され、車両の安全性を確保することができる。   When the control device further includes a backup clutch that can be switched between a disconnected state in which the steering wheel and the steered wheels are mechanically separated and a fastening state in which the steering wheel and the steered wheels are mechanically connected. The unit may employ a configuration including a clutch switching unit that switches the backup clutch from the disengaged state to the engaged state when the abnormality detection control unit determines that an abnormality has occurred. In this way, when an abnormality occurs in either the absolute position detector or the rotation detector, the steering wheel and the steered wheel are mechanically connected by the backup clutch, so that the vehicle is A situation in which steering becomes impossible is prevented, and the safety of the vehicle can be ensured.

前記絶対位置検出器は、例えば、前記転舵軸を最大のストロークで移動させたときの前記転舵用モータの回転を1回転未満の回転に減速して伝達する減速機と、その減速機で減速した回転が入力されるように前記減速機に接続された回転角度センサとからなるものを採用することができるが、このようにすると、減速機の内部のバックラッシによって、転舵軸の絶対位置の検出精度が不安定となる可能性がある。   The absolute position detector includes, for example, a speed reducer that reduces and transmits the rotation of the steering motor when the turning shaft is moved with a maximum stroke to less than one rotation, and the speed reducer. A rotation angle sensor connected to the speed reducer so that the decelerated rotation can be input can be adopted. However, in this case, the absolute position of the steered shaft is caused by the backlash inside the speed reducer. The detection accuracy may be unstable.

そこで、前記絶対位置検出器は、前記転舵軸の軸方向に沿って軸直角方向に変位する傾斜をもつように前記転舵軸の外周に形成されたカム面と、そのカム面に接触した状態で前記転舵軸の軸直角方向に移動可能に支持された従動体と、その従動体を前記カム面に押し付ける付勢部材と、前記従動体の変位を検出する変位センサとからなるものを採用すると好ましい。このようにすると、従動体が付勢部材でカム面に押し付けられているので、従動体とカム面の間にガタが生じない。そのため、安定した精度をもって転舵軸の絶対位置を検出することが可能となる。   Therefore, the absolute position detector is in contact with the cam surface formed on the outer periphery of the steered shaft so as to have an inclination that is displaced in a direction perpendicular to the axis along the axial direction of the steered shaft. A driven body supported so as to be movable in a direction perpendicular to the turning shaft in a state, a biasing member that presses the driven body against the cam surface, and a displacement sensor that detects the displacement of the driven body. It is preferable to adopt it. In this case, since the driven body is pressed against the cam surface by the urging member, there is no backlash between the driven body and the cam surface. Therefore, it is possible to detect the absolute position of the steered shaft with stable accuracy.

上記構成の車両用操舵装置は、更に以下の構成を採用することができる。
トー角調整用モータと、そのトー角調整用モータから伝達する動力で前記転舵軸に対して軸方向に移動するトー角調整用軸と、前記転舵軸に対する前記トー角調整用軸の位置を絶対位置として検出する第2の絶対位置検出器と、前記転舵軸に対する前記トー角調整用軸の位置が予め設定されたトー角調整用の基準位置にあるか否かを検出する第2の基準位置検出器と、前記トー角調整用モータの回転量を検出する第2の回転検出器と、前記第2の絶対位置検出器と前記第2の基準位置検出器と前記第2の回転検出器の出力とに基づいて動作する第2の現在位置カウンタをもつ第2の制御部とを更に有し、
前記第2の制御部は、
電源が入ったときに、前記第2の絶対位置検出器の出力に基づいてトー角調整用軸の絶対位置情報を取得する第1のステップと、
前記第1のステップで取得したトー角調整用軸の絶対位置情報を、前記第2の現在位置カウンタの初期値として第2の現在位置カウンタに書き込む第2のステップと、
前記第2のステップで第2の現在位置カウンタの初期値を書き込んだ後、前記第2の回転検出器で検出されるトー角調整用モータの回転量に応じて前記第2の現在位置カウンタの値を変化させる第3のステップと、
電源が入った後、前記転舵軸に対する前記トー角調整用軸の位置が前記トー角調整用の基準位置にきたことを前記第2の基準位置検出器で検出したときに、前記第2の現在位置カウンタの値を予め設定されたトー角調整用の基準値にリセットする第4のステップと、
前記第4のステップで第2の現在位置カウンタの値をリセットした後、前記第2の回転検出器で検出されるトー角調整用モータの回転量に応じて前記第2の現在位置カウンタの値を変化させる第5のステップとを実行するように構成されている。
The vehicle steering apparatus having the above configuration can further employ the following configuration.
A toe angle adjusting motor, a toe angle adjusting shaft that moves in the axial direction with respect to the steered shaft by power transmitted from the toe angle adjusting motor, and a position of the toe angle adjusting shaft with respect to the steered shaft And a second absolute position detector for detecting whether or not the position of the toe angle adjusting shaft relative to the steered shaft is at a preset reference position for toe angle adjustment. Reference position detector, a second rotation detector for detecting the rotation amount of the toe angle adjusting motor, the second absolute position detector, the second reference position detector, and the second rotation. And a second controller having a second current position counter that operates based on the output of the detector,
The second controller is
A first step of obtaining absolute position information of a toe angle adjusting shaft based on an output of the second absolute position detector when the power is turned on;
A second step of writing the absolute position information of the toe angle adjusting axis acquired in the first step into a second current position counter as an initial value of the second current position counter;
After the initial value of the second current position counter is written in the second step, the second current position counter is set according to the rotation amount of the toe angle adjusting motor detected by the second rotation detector. A third step of changing the value;
After the power is turned on, the second reference position detector detects that the position of the toe angle adjusting shaft relative to the steered shaft has reached the toe angle adjusting reference position. A fourth step of resetting the value of the current position counter to a preset reference value for toe angle adjustment;
After resetting the value of the second current position counter in the fourth step, the value of the second current position counter according to the rotation amount of the toe angle adjusting motor detected by the second rotation detector. And a fifth step of changing.

このようにすると、電源が入ったときに、第2の絶対位置検出器の出力に基づくトー角調整用軸の絶対位置情報が、第2の現在位置カウンタに初期値として書き込まれ(第1のステップ、第2のステップ)、その後、第2の回転検出器で検出されるトー角調整用モータの回転量に応じて第2の現在位置カウンタの値が変化する(第3のステップ)。このように、第2の現在位置カウンタの値は、電源が入った直後からトー角調整用軸の位置に対応して変化するので、電源が入った直後から、第2の現在位置カウンタの値に基づいて転舵軸に対するトー角調整用軸の位置を検出することができる。その後、トー角調整用軸がトー角調整用の基準位置にきたときに、第2の現在位置カウンタの値が予め設定されたトー角調整用の基準値にリセットされ(第4のステップ)、それ以降は、リセットされた基準値を初期値として第2の現在位置カウンタの値が変化する(第5のステップ)。これにより、トー角調整用軸の全ストロークにわたって高い精度でトー角調整用軸の位置を検出することが可能となる。   In this way, when the power is turned on, the absolute position information of the toe angle adjusting shaft based on the output of the second absolute position detector is written to the second current position counter as an initial value (the first value). Then, the value of the second current position counter changes according to the rotation amount of the toe angle adjusting motor detected by the second rotation detector (third step). Thus, since the value of the second current position counter changes corresponding to the position of the toe angle adjusting shaft immediately after the power is turned on, the value of the second current position counter is immediately after the power is turned on. The position of the toe angle adjusting shaft relative to the steered shaft can be detected based on the above. Thereafter, when the toe angle adjusting shaft reaches the reference position for toe angle adjustment, the value of the second current position counter is reset to a preset reference value for toe angle adjustment (fourth step). Thereafter, the value of the second current position counter changes with the reset reference value as an initial value (fifth step). As a result, the position of the toe angle adjusting shaft can be detected with high accuracy over the entire stroke of the toe angle adjusting shaft.

前記第2の基準位置検出器としては、例えば、前記トー角調整用軸に固定された永久磁石と、前記トー角調整用軸が前記トー角調整用の基準位置にあるときに前記永久磁石に最接近するように前記転舵軸に固定された磁気センサとからなるものを採用することができる。   Examples of the second reference position detector include a permanent magnet fixed to the toe angle adjusting shaft, and the permanent magnet when the toe angle adjusting shaft is at the toe angle adjusting reference position. What consists of a magnetic sensor fixed to the steered shaft so as to be closest may be employed.

また、この発明では、上記の課題を解決するための転舵軸の位置検出方法として、以下の方法を提供する。
ステアリングホイールの操舵に応じて回転する転舵用モータと、その転舵用モータから伝達する動力で軸方向に移動する転舵軸とを有し、前記転舵軸が軸方向に移動することで左右一対の転舵輪の向きを変化させる車両用操舵装置における転舵軸の位置検出方法において、
前記転舵軸の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器と、前記転舵軸が予め設定された基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器と、前記転舵用モータの回転量を検出する回転検出器と、前記絶対位置検出器と前記基準位置検出器と前記回転検出器の出力とに基づいて動作する現在位置カウンタとを設け、
電源が入ったときに、前記絶対位置検出器の出力に基づいて転舵軸の絶対位置情報を取得する第1のステップと、
前記第1のステップで取得した転舵軸の絶対位置情報を、前記現在位置カウンタの初期値として現在位置カウンタに書き込む第2のステップと、
前記第2のステップで現在位置カウンタの初期値を書き込んだ後、前記回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて前記現在位置カウンタの値を変化させる第3のステップと、
電源が入った後、前記転舵軸が基準位置にきたことを前記基準位置検出器で検出したときに、前記現在位置カウンタの値を予め設定された基準値にリセットする第4のステップと、
前記第4のステップで現在位置カウンタの値をリセットした後、前記回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて前記現在位置カウンタの値を変化させる第5のステップとを実行し、
前記現在位置カウンタの値を前記転舵軸の位置として検出することを特徴とする転舵軸の位置検出方法。
Moreover, in this invention, the following method is provided as a position detection method of the turning shaft for solving said subject.
A steering motor that rotates in response to steering of the steering wheel, and a steering shaft that moves in the axial direction by power transmitted from the steering motor, and the steering shaft moves in the axial direction In the method of detecting the position of the steered shaft in the vehicle steering device that changes the direction of the pair of left and right steered wheels,
An absolute position detector that detects the position of the steered shaft as an absolute position, a reference position detector that detects whether or not the steered shaft is at a preset reference position, and rotation of the steering motor A rotation detector for detecting an amount; and a current position counter that operates based on the absolute position detector, the reference position detector, and the output of the rotation detector;
A first step of obtaining the absolute position information of the steered shaft based on the output of the absolute position detector when the power is turned on;
A second step of writing the absolute position information of the steered shaft acquired in the first step into a current position counter as an initial value of the current position counter;
A third step of changing the value of the current position counter according to the amount of rotation of the steering motor detected by the rotation detector after writing the initial value of the current position counter in the second step;
A fourth step of resetting the value of the current position counter to a preset reference value when the reference position detector detects that the steered shaft has reached the reference position after the power is turned on;
After resetting the value of the current position counter in the fourth step, execute a fifth step of changing the value of the current position counter according to the amount of rotation of the steering motor detected by the rotation detector. And
A method for detecting a position of a turning shaft, wherein the value of the current position counter is detected as a position of the turning shaft.

この転舵軸の位置検出方法を車両用操舵装置で実行すると、電源が入ったときに、絶対位置検出器の出力に基づく転舵軸の絶対位置情報が、現在位置カウンタの初期値として現在位置カウンタに書き込まれ(第1のステップ、第2のステップ)、その後、回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて現在位置カウンタの値が変化する(第3のステップ)。このように、現在位置カウンタの値は、電源が入った直後から転舵軸の位置に対応して変化するので、電源を入れた直後から、現在位置カウンタの値に基づいて転舵軸の位置を検出することができる。そのため、電源を入れた直後から、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角とが対応して変化するように、転舵用モータを制御することが可能となる。また、車両を走行させるためのステアリングホイールの操舵に応じて転舵軸が基準位置にきたときに、現在位置カウンタの値が予め設定された基準値にリセットされ(第4のステップ)、それ以降は、リセットされた基準値を初期値として現在位置カウンタの値が変化する(第5のステップ)。これにより、車両走行中においては、転舵軸の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸の位置を検出することが可能となる。   When this steering shaft position detection method is executed by the vehicle steering system, the absolute position information of the steered shaft based on the output of the absolute position detector is the current position counter as the initial value of the current position counter when the power is turned on. The value is written in the counter (first step, second step), and then the value of the current position counter changes according to the amount of rotation of the steering motor detected by the rotation detector (third step). Thus, since the value of the current position counter changes corresponding to the position of the steered shaft immediately after the power is turned on, the position of the steered shaft is determined based on the value of the current position counter immediately after the power is turned on. Can be detected. Therefore, immediately after turning on the power, the steering motor can be controlled so that the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steered wheels change correspondingly. Further, when the steered shaft reaches the reference position in accordance with the steering wheel for driving the vehicle, the value of the current position counter is reset to a preset reference value (fourth step) and thereafter The value of the current position counter changes with the reset reference value as an initial value (fifth step). As a result, the position of the steered shaft can be detected with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft while the vehicle is traveling.

この発明の車両用操舵装置は、電源が入ったときに、絶対位置検出器の出力に基づく転舵軸の絶対位置情報が、現在位置カウンタの初期値として現在位置カウンタに書き込まれ、その後、回転検出器で検出される転舵用モータの回転量に応じて現在位置カウンタの値が変化する。このように、現在位置カウンタの値は、電源が入った直後から転舵軸の位置に対応して変化するので、電源を入れた直後から、現在位置カウンタの値に基づいて転舵軸の位置を検出することができる。そのため、電源を入れた直後からステアバイワイヤ方式で転舵輪の転舵を行なうことが可能である。また、車両を走行させるためのステアリングホイールの操舵に応じて転舵軸が基準位置にきたときに、現在位置カウンタの値が予め設定された基準値にリセットされ、それ以降は、リセットされた基準値を初期値として現在位置カウンタの値が変化する。これにより、車両走行中においては、転舵軸の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸の位置を検出することが可能となる。   In the vehicle steering apparatus of the present invention, when the power is turned on, the absolute position information of the steered shaft based on the output of the absolute position detector is written to the current position counter as the initial value of the current position counter, and then rotated. The value of the current position counter changes according to the rotation amount of the steering motor detected by the detector. Thus, since the value of the current position counter changes corresponding to the position of the steered shaft immediately after the power is turned on, the position of the steered shaft is determined based on the value of the current position counter immediately after the power is turned on. Can be detected. Therefore, it is possible to steer the steered wheels by the steer-by-wire method immediately after turning on the power. In addition, when the steered shaft reaches the reference position according to the steering wheel for driving the vehicle, the value of the current position counter is reset to a preset reference value, and thereafter the reset reference The value of the current position counter changes with the value as an initial value. As a result, the position of the steered shaft can be detected with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft while the vehicle is traveling.

この発明の第1実施形態にかかる車両用操舵装置を示す概略図Schematic which shows the steering apparatus for vehicles concerning 1st Embodiment of this invention. 図1の転舵アクチュエータを示す断面図Sectional drawing which shows the steering actuator of FIG. 図1および図2に示す車両用操舵装置の制御系を示すブロック図1 is a block diagram showing a control system of the vehicle steering system shown in FIGS. 図3に示す制御部による転舵軸の位置検出制御の一例を示すフロー図The flowchart which shows an example of position detection control of the turning axis by the control part shown in FIG. 図3に示す制御部による異常判定制御の一例を示すフロー図The flowchart which shows an example of abnormality determination control by the control part shown in FIG. 図2の絶対位置検出器を他の例に置き換えた転舵アクチュエータを示す断面図Sectional drawing which shows the steering actuator which replaced the absolute position detector of FIG. 2 with the other example この発明の第2実施形態にかかる車両用操舵装置の転舵アクチュエータの断面図Sectional drawing of the steering actuator of the steering apparatus for vehicles concerning 2nd Embodiment of this invention. 図7に示す車両用操舵装置の制御系を示すブロック図The block diagram which shows the control system of the steering apparatus for vehicles shown in FIG. 図8に示す第2の制御部によるトー角調整用軸の位置検出制御の一例を示すフロー図The flowchart which shows an example of the position detection control of the shaft for toe angle adjustment by the 2nd control part shown in FIG. 図8に示す第2の制御部による異常判定制御の一例を示すフロー図The flowchart which shows an example of abnormality determination control by the 2nd control part shown in FIG.

図1に、この発明の第1実施形態にかかる車両用操舵装置を示す。この車両用操舵装置は、運転者によるステアリングホイール1の操舵角を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵アクチュエータ2を駆動することにより転舵輪3の向きを変化させるステアバイワイヤ方式のものである。   FIG. 1 shows a vehicle steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. This vehicle steering device converts the steering angle of the steering wheel 1 by the driver into an electrical signal, and drives the steering actuator 2 based on the electrical signal to change the direction of the steered wheels 3. Is.

車両用操舵装置は、運転者により操舵されるステアリングホイール1と、車両の挙動に応じてステアリングホイール1に操舵反力を与える反力アクチュエータ4と、ステアリングホイール1の操舵角に応じて左右一対の転舵輪3(図では左右一対の前輪)の向きが変わるように転舵軸5を動かす転舵アクチュエータ2と、ステアリングホイール1と転舵アクチュエータ2の間で回転の伝達と遮断を切り替えるバックアップクラッチ6とを有する。   The vehicle steering apparatus includes a steering wheel 1 that is steered by a driver, a reaction force actuator 4 that applies a steering reaction force to the steering wheel 1 according to the behavior of the vehicle, and a pair of left and right according to the steering angle of the steering wheel 1. A steered actuator 2 that moves the steered shaft 5 so that the direction of the steered wheels 3 (a pair of left and right front wheels in the figure) changes, and a backup clutch 6 that switches between transmission and interruption of rotation between the steering wheel 1 and the steered actuator 2. And have.

反力アクチュエータ4は、ステアリングホイール1と一体に回転するようにステアリングホイール1に接続した操舵軸7と、操舵軸7の回転角に基づいてステアリングホイール1の操舵角を検出する操舵角検出器8と、ステアリングホイール1に付与する操舵反力の元になる回転トルクを発生する反力モータ9と、反力モータ9で発生する回転トルクを増幅して操舵軸7に伝達する減速機10と、ステアリングホイール1から操舵軸7に入力される回転をバックアップクラッチ6に伝達する操舵側連結軸11とを有する。   The reaction force actuator 4 includes a steering shaft 7 connected to the steering wheel 1 so as to rotate integrally with the steering wheel 1, and a steering angle detector 8 that detects the steering angle of the steering wheel 1 based on the rotation angle of the steering shaft 7. A reaction force motor 9 that generates a rotational torque that is a source of a steering reaction force applied to the steering wheel 1, a reduction gear 10 that amplifies the rotational torque generated by the reaction force motor 9 and transmits the amplified torque to the steering shaft 7. A steering-side connecting shaft 11 that transmits rotation input from the steering wheel 1 to the steering shaft 7 to the backup clutch 6 is provided.

転舵軸5は、その両端がナックルアーム12を介して転舵輪3に連結され、転舵軸5が軸方向に移動すると、これに連動して左右一対の転舵輪3の向きが変化するようになっている。ここで、転舵軸5が軸方向の一方のストローク端から他方のストローク端まで移動するとき(すなわち転舵輪3を左右いずれかの側に最大の転舵角で転舵した状態から反対側に最大の転舵角で転舵した状態になるまで転舵軸5を軸方向に移動させたとき)、転舵軸5は、130mm程度軸方向に移動する。   Both ends of the steered shaft 5 are connected to the steered wheels 3 via the knuckle arms 12, and when the steered shaft 5 moves in the axial direction, the direction of the pair of left and right steered wheels 3 changes in conjunction with this. It has become. Here, when the steered shaft 5 moves from one stroke end in the axial direction to the other stroke end (that is, the steered wheel 3 is steered to the left or right side at the maximum steer angle from the opposite side to the opposite side). When the steered shaft 5 is moved in the axial direction until the steering wheel is turned at the maximum turning angle), the steered shaft 5 moves in the axial direction by about 130 mm.

バックアップクラッチ6は、図示しないコイルに通電したときに正逆両方向の回転の伝達をいずれも遮断し、コイルへの通電を停止したときに正逆両方向の回転をいずれも伝達する電磁クラッチである。このバックアップクラッチ6は、正常時は、ステアリングホイール1と転舵輪3の間を機械的に切り離した切り離し状態に保持し、異常時は、ステアリングホイール1と転舵輪3の間を機械的に接続した締結状態に切り替えられる。   The backup clutch 6 is an electromagnetic clutch that interrupts transmission of both forward and reverse rotations when energized to a coil (not shown) and transmits both forward and reverse rotations when energization of the coil is stopped. The backup clutch 6 is maintained in a disconnected state in which the steering wheel 1 and the steered wheel 3 are mechanically separated when normal, and the steering wheel 1 and the steered wheel 3 are mechanically connected when abnormal. It is switched to the fastening state.

図2に示すように、転舵アクチュエータ2は、転舵用モータ13と、転舵用モータ13から伝達する動力で軸方向に移動する転舵軸5と、転舵用モータ13から伝達する回転を転舵軸5の軸方向移動に変換する運動変換機構14と、転舵軸5の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器15と、転舵軸5が予め設定された基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器16と、転舵用モータ13の回転量を検出する回転検出器17と、バックアップクラッチ6を介して操舵側連結軸11に連結された転舵側連結軸18とを有する。   As shown in FIG. 2, the steered actuator 2 includes a steered motor 13, a steered shaft 5 that moves in the axial direction with power transmitted from the steered motor 13, and a rotation transmitted from the steered motor 13. Is converted into axial movement of the steered shaft 5, an absolute position detector 15 for detecting the position of the steered shaft 5 as an absolute position, and the steered shaft 5 is at a preset reference position. A reference position detector 16 for detecting whether or not, a rotation detector 17 for detecting the amount of rotation of the steering motor 13, and a steering side connecting shaft connected to the steering side connecting shaft 11 via the backup clutch 6. 18.

転舵用モータ13は、ステアリングホイール1の操舵に応じて回転するように制御される。すなわち、操舵角検出器8で検出されるステアリングホイール1の操舵角に対応して転舵輪3の転舵角が変化するように転舵用モータ13は回転する。   The steered motor 13 is controlled to rotate in accordance with the steering of the steering wheel 1. That is, the steered motor 13 rotates so that the steered angle of the steered wheels 3 changes corresponding to the steered angle of the steering wheel 1 detected by the steering angle detector 8.

運動変換機構14は、転舵用モータ13の回転が入力されるボールナット20と、ボールナット20にボール21を介してねじ係合するねじ軸22とからなるボールねじ機構である。ねじ軸22は、転舵軸5に一体に形成されている。転舵用モータ13のモータ軸23には、駆動ギヤ24が固定されている。駆動ギヤ24は、ボールナット20に固定された従動ギヤ25と噛み合っており、この噛み合いによって、転舵用モータ13の回転がボールナット20に入力されるようになっている。   The motion conversion mechanism 14 is a ball screw mechanism including a ball nut 20 to which rotation of the steering motor 13 is input, and a screw shaft 22 that is screw-engaged with the ball nut 20 via a ball 21. The screw shaft 22 is formed integrally with the steered shaft 5. A drive gear 24 is fixed to the motor shaft 23 of the steering motor 13. The drive gear 24 meshes with a driven gear 25 fixed to the ball nut 20, and rotation of the steering motor 13 is input to the ball nut 20 by this meshing.

ボールナット20は、軸方向に移動しないように保持されるとともに、軸受26で回転可能に支持されている。一方、ねじ軸22は、回転しないように回り止めされるとともに、軸方向に移動可能に支持されている。そのため、転舵用モータ13の回転がボールナット20に入力されると、そのボールナット20の回転に応じてねじ軸22が軸方向に移動し、このねじ軸22と一体に転舵軸5も軸方向に移動する。   The ball nut 20 is held so as not to move in the axial direction and is rotatably supported by a bearing 26. On the other hand, the screw shaft 22 is supported so as not to rotate and to be movable in the axial direction. Therefore, when the rotation of the steering motor 13 is input to the ball nut 20, the screw shaft 22 moves in the axial direction according to the rotation of the ball nut 20, and the steered shaft 5 is integrated with the screw shaft 22. Move in the axial direction.

絶対位置検出器15は、転舵用モータ13のモータ軸23に接続された減速機27と、減速機27に接続された回転角度センサ28とからなる。減速機27は、例えば、遊星歯車減速機やウォーム歯車減速機である。回転角度センサ28は、減速機27の出力軸の角度を絶対角度として検出するセンサであり、例えば、電気抵抗が角度に対応して変化するポテンショメータである。減速機27の減速比は、転舵軸5を最大のストロークで移動させたときの転舵用モータ13の回転を1回転未満の回転に減速して伝達するような減速比に設定されている。回転角度センサ28は、減速機27で減速して入力される回転の回転角を検出することで、転舵軸5の位置を絶対位置として検出する。すなわち、回転角度センサ28は、転舵用モータ13の回転量の積算を行なわずに、回転角度センサ28の現在の出力のみに基づいて転舵軸5の位置を検出する。   The absolute position detector 15 includes a speed reducer 27 connected to the motor shaft 23 of the steering motor 13 and a rotation angle sensor 28 connected to the speed reducer 27. The reducer 27 is, for example, a planetary gear reducer or a worm gear reducer. The rotation angle sensor 28 is a sensor that detects the angle of the output shaft of the speed reducer 27 as an absolute angle. For example, the rotation angle sensor 28 is a potentiometer whose electrical resistance changes according to the angle. The speed reduction ratio of the speed reducer 27 is set to a speed reduction ratio such that the rotation of the steering motor 13 when the steered shaft 5 is moved with the maximum stroke is decelerated to less than one rotation and transmitted. . The rotation angle sensor 28 detects the position of the turning shaft 5 as an absolute position by detecting the rotation angle of rotation input after being decelerated by the speed reducer 27. That is, the rotation angle sensor 28 detects the position of the steered shaft 5 based only on the current output of the rotation angle sensor 28 without integrating the rotation amount of the steering motor 13.

基準位置検出器16は、転舵軸5に固定された永久磁石30と、転舵軸5が基準位置にあるときに永久磁石30に最接近するように転舵アクチュエータ2の筐体31に固定された磁気センサ32とからなる。永久磁石30は、転舵軸5の軸直角方向を磁化方向とする向きで転舵軸5に取り付けられている。磁気センサ32は、転舵軸5が基準位置にあるときに永久磁石30と転舵軸5の軸直角方向に対向するように配置されている。磁気センサ32は、例えば、ホールICである。転舵軸5の基準位置は、車両が直進するとき(すなわち転舵角がゼロのとき)の転舵軸5の位置(中立位置)に設定されている。磁気センサ32は、転舵軸5の軸方向の位置が基準位置に合致したときにパルス信号を出力するように構成されている。   The reference position detector 16 is fixed to the casing 31 of the steered actuator 2 so as to be closest to the permanent magnet 30 when the steered shaft 5 is at the reference position. Magnetic sensor 32. The permanent magnet 30 is attached to the steered shaft 5 so that the direction perpendicular to the axis of the steered shaft 5 is a magnetization direction. The magnetic sensor 32 is disposed so as to oppose the permanent magnet 30 and the steered shaft 5 in the direction perpendicular to the axis when the steered shaft 5 is at the reference position. The magnetic sensor 32 is, for example, a Hall IC. The reference position of the steered shaft 5 is set to the position (neutral position) of the steered shaft 5 when the vehicle goes straight (that is, when the steered angle is zero). The magnetic sensor 32 is configured to output a pulse signal when the axial position of the steered shaft 5 matches the reference position.

回転検出器17は、転舵用モータ13のモータ軸23が連続的に回転するときに一定角度ごとに出力信号が周期的に変化するセンサであり、例えば、レゾルバである。レゾルバは、モータ軸23と一体に回転するロータ17aと、ロータ17aを囲むように設けられた環状のステータ17bとからなる。ステータ17bは、転舵アクチュエータ2の筐体31に固定されている。ステータ17bは、外部から一定の交流電圧が印加される励磁コイルと、この励磁コイルの通電により交流の電圧が誘起される2組の出力コイルとを有し、この2組の出力コイルに誘起される2相の交流電圧(A相、B相)がロータ17aの回転角に応じて変化する性質を利用して、ロータ17aの回転量および回転方向を検出することが可能となっている。回転検出器17として、モータ軸23が一定角度回転するごとにパルス信号を出力するインクリメンタルエンコーダを使用してもよい。   The rotation detector 17 is a sensor whose output signal periodically changes at every constant angle when the motor shaft 23 of the steering motor 13 is continuously rotated, and is, for example, a resolver. The resolver includes a rotor 17a that rotates integrally with the motor shaft 23, and an annular stator 17b that is provided so as to surround the rotor 17a. The stator 17b is fixed to the housing 31 of the steered actuator 2. The stator 17b has an exciting coil to which a constant alternating voltage is applied from the outside, and two sets of output coils in which an alternating voltage is induced by energization of the exciting coil, and is induced by the two sets of output coils. The amount and direction of rotation of the rotor 17a can be detected by utilizing the property that the two-phase AC voltages (A phase and B phase) change according to the rotation angle of the rotor 17a. As the rotation detector 17, an incremental encoder that outputs a pulse signal each time the motor shaft 23 rotates by a certain angle may be used.

バックアップクラッチ6は、図示しないコイルに通電したときに、操舵側連結軸11と転舵側連結軸18の間を機械的に切り離し、コイルへの通電を停止したときに、操舵側連結軸11と転舵側連結軸18の間を機械的に連結する電磁クラッチである。転舵側連結軸18には第1傘歯車33が固定され、この第1傘歯車33に噛み合う第2傘歯車34がモータ軸23に固定されている。   The backup clutch 6 mechanically disconnects the steering side connecting shaft 11 and the steered side connecting shaft 18 when energized to a coil (not shown), and when the energization to the coil is stopped, The electromagnetic clutch mechanically connects the steered side connecting shafts 18. A first bevel gear 33 is fixed to the steered side connecting shaft 18, and a second bevel gear 34 that meshes with the first bevel gear 33 is fixed to the motor shaft 23.

転舵用モータ13およびバックアップクラッチ6は、図3に示す制御部40で制御される。この制御部40の入力側には、転舵軸5の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器15と、転舵用モータ13の回転量を検出する回転検出器17と、転舵軸5が基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器16と、ステアリングホイール1の操舵角を検出する操舵角検出器8とが接続されている。   The steering motor 13 and the backup clutch 6 are controlled by the control unit 40 shown in FIG. On the input side of the controller 40, an absolute position detector 15 that detects the position of the steered shaft 5 as an absolute position, a rotation detector 17 that detects the amount of rotation of the steering motor 13, and the steered shaft 5 A reference position detector 16 that detects whether or not is at the reference position and a steering angle detector 8 that detects the steering angle of the steering wheel 1 are connected.

制御部40の出力側には、転舵軸5を移動させるための転舵用モータ13と、バックアップクラッチ6と、異常報知部41とが接続されている。異常報知部41は、車両用操舵装置の異常を運転者に報知する車載装置であり、例えば、運転席に設けられたモニタディスプレイ、ステアリング警告灯、音声出力装置等を採用することができる。   On the output side of the control unit 40, a steering motor 13 for moving the steered shaft 5, the backup clutch 6, and an abnormality notification unit 41 are connected. The abnormality notification unit 41 is an in-vehicle device that notifies the driver of an abnormality in the vehicle steering device, and for example, a monitor display, a steering warning light, a voice output device, or the like provided in the driver's seat can be employed.

車両用操舵装置は、電源が入っているときは、ステアリングホイール1と転舵輪3の間を機械的に切り離した状態で、転舵用モータ13の動力で転舵輪3を転舵する。このとき、ステアリングホイール1の操舵角と転舵輪3の転舵角とが対応して変化するように転舵用モータ13を制御するには、ステアリングホイール1の操舵角を検出するとともに、転舵軸5の現在位置も検出することが必要となる。   When the power is on, the vehicle steering device steers the steered wheels 3 with the power of the steered motor 13 in a state where the steering wheel 1 and the steered wheels 3 are mechanically disconnected. At this time, in order to control the steered motor 13 so that the steering angle of the steering wheel 1 and the steered angle of the steered wheel 3 change correspondingly, the steering angle of the steering wheel 1 is detected and steered. It is also necessary to detect the current position of the shaft 5.

そこで、制御部40は、車両用操舵装置に電源が入ったときに、転舵軸5の現在位置を検出する位置検出制御を行ない、この位置検出制御で検出される転舵軸5の現在位置が、操舵角検出器8で検出されるステアリングホイール1の操舵角に応じて変化するように、転舵用モータ13を制御する。この制御を行なうために、制御部40は、絶対位置検出器15と基準位置検出器16と回転検出器17の出力とに基づいて動作する現在位置カウンタ42を有する。現在位置カウンタ42は、絶対位置検出器15と基準位置検出器16と回転検出器17の出力とに応じて内部の値を変化させ、その値を転舵軸5の現在の軸方向位置として出力する論理回路である。   Therefore, the control unit 40 performs position detection control for detecting the current position of the steered shaft 5 when the vehicle steering device is turned on, and the current position of the steered shaft 5 detected by this position detection control. However, the steering motor 13 is controlled so as to change according to the steering angle of the steering wheel 1 detected by the steering angle detector 8. In order to perform this control, the control unit 40 has a current position counter 42 that operates based on the outputs of the absolute position detector 15, the reference position detector 16, and the rotation detector 17. The current position counter 42 changes the internal value according to the outputs of the absolute position detector 15, the reference position detector 16 and the rotation detector 17, and outputs the value as the current axial position of the steered shaft 5. Logic circuit.

以下、図4に基づいて、制御部40で行なう転舵軸5の位置検出制御の一例を説明する。   Hereinafter, an example of position detection control of the steered shaft 5 performed by the control unit 40 will be described with reference to FIG.

まず、車両用操舵装置の電源が入ったとき(例えば、車両のイグニッションキーがオンになったとき)に、制御部40は、絶対位置検出器15の出力に基づいて転舵軸5の絶対位置情報を取得し(ステップS)、その取得した絶対位置情報を、現在位置カウンタ42の初期値として現在位置カウンタ42に書き込む(ステップS)。 First, when the vehicle steering device is turned on (for example, when an ignition key of the vehicle is turned on), the control unit 40 determines the absolute position of the steered shaft 5 based on the output of the absolute position detector 15. Information is acquired (step S 1 ), and the acquired absolute position information is written in the current position counter 42 as an initial value of the current position counter 42 (step S 2 ).

その後、運転者がステアリングホイール1を操舵すると、操舵角検出器8で検出されるステアリングホイール1の操舵角に応じて転舵軸5が移動するように、転舵用モータ13が回転する。このとき、制御部40は、転舵軸5が基準位置にきたことを基準位置検出器16で検出するまでの間、回転検出器17で検出される転舵用モータ13の回転量および回転方向に応じて現在位置カウンタ42の値を変化させる(ステップS、S)。すなわち、回転検出器17で正方向の回転を検出したときは、その回転量に応じて現在位置カウンタ42の値をカウントアップし、回転検出器17で逆方向の回転を検出したときは、その回転量に応じて現在位置カウンタ42の値をカウントダウンする。ここで、現在位置カウンタ42の値は、転舵用モータ13の回転積算量に基づく相対位置(すなわち、転舵軸5の基準位置に対して転舵用モータ13の回転積算量に相当する分の距離を加算または減算した位置)に対応している。 Thereafter, when the driver steers the steering wheel 1, the steering motor 13 rotates so that the steered shaft 5 moves according to the steering angle of the steering wheel 1 detected by the steering angle detector 8. At this time, the control unit 40 detects the rotation amount and the rotation direction of the steering motor 13 detected by the rotation detector 17 until the reference position detector 16 detects that the steered shaft 5 has reached the reference position. In response to this, the value of the current position counter 42 is changed (steps S 3 and S 4 ). That is, when the rotation detector 17 detects forward rotation, the current position counter 42 is counted up according to the amount of rotation, and when the rotation detector 17 detects reverse rotation, The value of the current position counter 42 is counted down according to the rotation amount. Here, the value of the current position counter 42 is a relative position based on the accumulated rotation amount of the steering motor 13 (that is, an amount corresponding to the accumulated rotation amount of the steering motor 13 with respect to the reference position of the steered shaft 5). Corresponds to the position obtained by adding or subtracting the distance.

そして、転舵軸5が基準位置(すなわち車両が直進するときの転舵軸5の位置)にきたことを基準位置検出器16で検出したときは、現在位置カウンタ42の値を予め設定された基準値(この実施形態ではゼロ)にリセットする(ステップS、S)。その後、制御部40は、回転検出器17で検出される転舵用モータ13の回転量および回転方向に応じて現在位置カウンタ42の値を変化させる(ステップS)。 Then, when the reference position detector 16 detects that the steered shaft 5 has reached the reference position (that is, the position of the steered shaft 5 when the vehicle goes straight), the value of the current position counter 42 is set in advance. Reset to the reference value (zero in this embodiment) (steps S 4 and S 5 ). Thereafter, the control unit 40 changes the value of the current position counter 42 according to the rotation amount and rotation direction of the steering motor 13 detected by the rotation detector 17 (step S 6 ).

ステップSを実行した後、再び、転舵軸5が基準位置にきたことを基準位置検出器16で検出したときは、その都度、現在位置カウンタ42の値を基準値にリセットすることも可能である。しかし、現在位置カウンタ42の値を基準値にリセットする動作は、電源が入ってから最初に転舵軸5が基準位置にきたことを基準位置検出器16で検出したときにのみ行なうようにし、それ以降は、再び、転舵軸5が基準位置にきたことを基準位置検出器16で検出しても、現在位置カウンタ42の値をリセットしないようにすると好ましい。このようにすると、車両走行中において、基準位置をまたいで転舵軸5が移動するときの転舵用モータ13の制御を安定させることができる。 After executing step S 5, again, when it is detected that the steering shaft 5 has come to a reference position by the reference position detector 16 each time, also possible to reset the current value of the position counter 42 to the reference value It is. However, the operation of resetting the value of the current position counter 42 to the reference value is performed only when the reference position detector 16 first detects that the steered shaft 5 has reached the reference position after the power is turned on. Thereafter, it is preferable not to reset the value of the current position counter 42 even if the reference position detector 16 detects that the steered shaft 5 has reached the reference position. In this way, it is possible to stabilize the control of the steering motor 13 when the steered shaft 5 moves across the reference position while the vehicle is traveling.

ここで、転舵軸5が基準位置にきたことを検出するに際し、転舵用モータ13が正方向と逆方向のうちの予め設定されたいずれか一方の回転方向に回転しているときは、転舵軸5が基準位置にきたことを検出しないようにし、転舵用モータ13が他方の回転方向に回転しているときにのみ、転舵軸5が基準位置にきたことを検出するようにすると、転舵軸5が基準位置にきたことを高い位置精度をもって検出することが可能となる。また、転舵軸5が基準位置にきたことを検出するに際し、基準位置検出器16を構成する磁気センサ32の出力信号のエッジを基準として検出を行なうと、高い位置精度をもって転舵軸5が基準位置にきたことを検出することが可能である。   Here, when detecting that the steered shaft 5 has reached the reference position, when the steered motor 13 is rotating in one of the preset rotational directions of the forward direction and the reverse direction, It is made not to detect that the steered shaft 5 has come to the reference position, and only when the steered motor 13 is rotating in the other rotation direction, to detect that the steered shaft 5 has come to the reference position. Then, it is possible to detect with high positional accuracy that the steered shaft 5 has come to the reference position. Further, when detecting that the turning shaft 5 has reached the reference position, if the detection is performed based on the edge of the output signal of the magnetic sensor 32 constituting the reference position detector 16, the turning shaft 5 can be detected with high positional accuracy. It is possible to detect the arrival at the reference position.

車両用操舵装置の電源が入ったとき、制御部40は、以上のようにして転舵軸5の位置検出制御を行なう。そして、制御部40は、この位置検出制御で検出される転舵軸5の現在位置が、操舵角検出器8で検出されるステアリングホイール1の操舵角に応じて変化するように、転舵用モータ13を制御する。   When the vehicle steering device is turned on, the control unit 40 performs position detection control of the steered shaft 5 as described above. And the control part 40 is for steering so that the present position of the turning shaft 5 detected by this position detection control may change according to the steering angle of the steering wheel 1 detected by the steering angle detector 8. The motor 13 is controlled.

また、制御部40は、車両用操舵装置に電源が入った後、上述の位置検出制御と並行して異常判定制御を行なう。異常判定制御は、絶対位置検出器15と回転検出器17のいずれかに異常が生じたときに、その異常を検出する制御である。この異常判定制御を、図5に基づいて説明する。   The control unit 40 performs abnormality determination control in parallel with the above-described position detection control after the vehicle steering apparatus is powered on. The abnormality determination control is a control for detecting an abnormality when an abnormality occurs in either the absolute position detector 15 or the rotation detector 17. This abnormality determination control will be described with reference to FIG.

図5に示すように、制御部40は、絶対位置検出器15の出力と現在位置カウンタ42の出力とを比較する。すなわち、絶対位置検出器15の出力に基づいて取得される転舵軸5の絶対位置情報と、回転検出器17の出力に応じて変化する現在位置カウンタ42の値とを比較する(ステップS11)。 As shown in FIG. 5, the control unit 40 compares the output of the absolute position detector 15 with the output of the current position counter 42. That is, the absolute position information of the steered shaft 5 which is obtained based on the output of the absolute position detector 15, and the current value of the position counter 42 which changes according to the output of the rotation detector 17 compares (Step S 11 ).

そして、絶対位置検出器15の出力に基づく絶対位置情報と現在位置カウンタ42の出力値との差が、予め設定された閾値以下のときは、絶対位置検出器15と回転検出器17のいずれも正常であると判定する(ステップS12、S13)。一方、絶対位置検出器15の出力に基づく絶対位置情報と現在位置カウンタ42の出力値との差が、予め設定された閾値よりも大きいときは、絶対位置検出器15と回転検出器17のいずれかに異常が生じていると判定する(ステップS12、S14)。 When the difference between the absolute position information based on the output of the absolute position detector 15 and the output value of the current position counter 42 is equal to or less than a preset threshold value, both the absolute position detector 15 and the rotation detector 17 judged to be normal (step S 12, S 13). On the other hand, when the difference between the absolute position information based on the output of the absolute position detector 15 and the output value of the current position counter 42 is larger than a preset threshold value, whichever of the absolute position detector 15 and the rotation detector 17 is used. It is determined that a crab abnormality has occurred (steps S 12 and S 14 ).

絶対位置検出器15と回転検出器17のいずれかに異常が生じていると判定されたときは、図3に示す異常報知部41で、運転者に異常を報知するように異常報知部41を作動させるとともに、図3に示すバックアップクラッチ6の通電を停止して、バックアップクラッチ6を切り離し状態から締結状態に切り替える(ステップS15)。 When it is determined that an abnormality has occurred in either the absolute position detector 15 or the rotation detector 17, the abnormality notifying unit 41 is used to notify the driver of the abnormality by the abnormality notifying unit 41 shown in FIG. While operating, the power supply of the backup clutch 6 shown in FIG. 3 is stopped, and the backup clutch 6 is switched from the disconnected state to the engaged state (step S 15 ).

この実施形態の車両用操舵装置を使用すると、車両用操舵装置に電源が入ったときに、絶対位置検出器15の出力に基づく転舵軸5の絶対位置情報が、現在位置カウンタ42の初期値として現在位置カウンタ42に書き込まれ(ステップS、S)、その後、回転検出器17で検出される転舵用モータ13の回転量に応じて現在位置カウンタ42の値が変化する(ステップS)。このように、現在位置カウンタ42の値は、電源が入った直後から転舵軸5の位置に対応して変化するので、電源を入れた直後から、現在位置カウンタ42の値に基づいて転舵軸5の位置を検出することができる。そのため、電源を入れた直後から、ステアリングホイール1の操舵角と転舵輪3の転舵角とが対応して変化するように、転舵用モータ13を制御することが可能である。つまり、電源を入れた直後からステアバイワイヤ方式で転舵輪3の転舵を行なうことが可能である。 When the vehicle steering device of this embodiment is used, when the vehicle steering device is turned on, the absolute position information of the steered shaft 5 based on the output of the absolute position detector 15 is the initial value of the current position counter 42. As the current position counter 42 (steps S 1 and S 2 ), and then the value of the current position counter 42 changes according to the amount of rotation of the steering motor 13 detected by the rotation detector 17 (step S). 3 ). Thus, since the value of the current position counter 42 changes corresponding to the position of the steered shaft 5 immediately after the power is turned on, the steering is performed based on the value of the current position counter 42 immediately after the power is turned on. The position of the shaft 5 can be detected. Therefore, immediately after the power is turned on, the steering motor 13 can be controlled so that the steering angle of the steering wheel 1 and the turning angle of the steered wheels 3 change correspondingly. That is, it is possible to steer the steered wheels 3 by the steer-by-wire method immediately after turning on the power.

ところで、基準位置検出器16や回転検出器17の出力を使用せずに、絶対位置検出器15の出力のみに基づいて転舵軸5の位置を検出することも可能であるが、このようにすると、転舵軸5の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸5の位置を検出することが困難である。すなわち、転舵用モータ13から回転角度センサ28に入力される回転は減速機27で減速されているので、その減速後の回転に基づいて検出される転舵軸5の移動量の分解能は低くならざるを得ない。また、減速機27の内部のバックラッシによって、転舵軸5の絶対位置の検出精度が不安定となる可能性もある。また、減速機27および回転角度センサ28にかえて、差動トランスやリニアポテンショメータを、転舵軸5の位置を絶対位置として検出する手段として用いることも考えられるが、転舵軸5の全ストロークにわたって転舵軸5の位置を検出するには、長いストロークをもつ差動トランスやリニアポテンショメータを使用する必要があり、設置スペースおよび製造コストの観点から困難である。   By the way, it is possible to detect the position of the steered shaft 5 based only on the output of the absolute position detector 15 without using the outputs of the reference position detector 16 and the rotation detector 17 as described above. Then, it is difficult to detect the position of the steered shaft 5 with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft 5. That is, since the rotation input from the steering motor 13 to the rotation angle sensor 28 is decelerated by the speed reducer 27, the resolution of the movement amount of the steered shaft 5 detected based on the rotation after the deceleration is low. I have to be. Further, the detection accuracy of the absolute position of the steered shaft 5 may become unstable due to the backlash inside the speed reducer 27. Further, instead of the speed reducer 27 and the rotation angle sensor 28, it is conceivable to use a differential transformer or a linear potentiometer as means for detecting the position of the steered shaft 5 as an absolute position. In order to detect the position of the steered shaft 5 over a long distance, it is necessary to use a differential transformer or a linear potentiometer having a long stroke, which is difficult from the viewpoint of installation space and manufacturing cost.

そこで、この実施形態の車両用操舵装置では、車両走行中において、転舵軸5の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸5の位置を検出するため、ステアリングホイール1の操舵に応じて転舵軸5が基準位置にきたときに、現在位置カウンタ42の値が予め設定された基準値にリセットし(ステップS、S)、それ以降は、リセットされた基準値を初期値として現在位置カウンタ42の値が変化するようにしている(ステップS)。これにより、車両走行中においては、転舵軸5の全ストロークにわたって高い精度で転舵軸5の位置を検出することが可能となっている。 Therefore, in the vehicle steering device of this embodiment, the position of the steered shaft 5 is detected with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft 5 during traveling of the vehicle. When 5 reaches the reference position, the value of the current position counter 42 is reset to a preset reference value (steps S 4 and S 5 ), and thereafter the current position counter is set with the reset reference value as an initial value. The value of 42 is changed (step S 6 ). As a result, it is possible to detect the position of the steered shaft 5 with high accuracy over the entire stroke of the steered shaft 5 while the vehicle is traveling.

また、この実施形態の車両用操舵装置では、転舵軸5の基準位置を、車両が直進するときの転舵軸5の位置(すなわち転舵角がゼロの中立位置)に設定しているので、現在位置カウンタ42の値を基準値にリセットする動作が、車両の操舵を開始した後の初期の段階で行なわれる。そのため、絶対位置検出器15の検出精度が低くても車両の操舵に支障がなく、絶対位置検出器15として安価なセンサを採用することが可能である。   Further, in the vehicle steering apparatus of this embodiment, the reference position of the steered shaft 5 is set to the position of the steered shaft 5 when the vehicle goes straight (that is, the neutral position where the steered angle is zero). The operation of resetting the value of the current position counter 42 to the reference value is performed at an initial stage after starting the steering of the vehicle. Therefore, even if the detection accuracy of the absolute position detector 15 is low, there is no problem in steering the vehicle, and an inexpensive sensor can be used as the absolute position detector 15.

また、この実施形態の車両用操舵装置においては、絶対位置検出器15と回転検出器17のいずれかに異常が生じたときに、その異常を検出することが可能であり、信頼性が高い。さらに、異常を検出したときは、ステアリングホイール1と転舵輪3の間がバックアップクラッチ6で機械的に連結されるので、絶対位置検出器15または回転検出器17の異常により車両が操舵不能となる事態が防止され、車両の安全性を確保することができる。   Moreover, in the vehicle steering apparatus of this embodiment, when an abnormality occurs in either the absolute position detector 15 or the rotation detector 17, the abnormality can be detected, and the reliability is high. Further, when an abnormality is detected, the steering wheel 1 and the steered wheel 3 are mechanically connected by the backup clutch 6, so that the vehicle cannot be steered due to an abnormality in the absolute position detector 15 or the rotation detector 17. The situation is prevented and the safety of the vehicle can be ensured.

上記実施形態では、転舵軸5の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器15として、転舵軸5を最大のストロークで移動させたときの転舵用モータ13の回転を1回転未満の回転に減速して伝達する減速機27と、その減速機27で減速した回転が入力されるように減速機27に接続された回転角度センサ28とからなるものを採用した。しかし、この絶対位置検出器15を採用した場合、減速機27の内部のバックラッシによって、転舵軸5の絶対位置の検出精度が不安定となる可能性がある。   In the above embodiment, as the absolute position detector 15 that detects the position of the steered shaft 5 as an absolute position, the rotation of the steered motor 13 when the steered shaft 5 is moved with the maximum stroke is less than one rotation. A speed reducer 27 that decelerates and transmits the rotation and a rotation angle sensor 28 that is connected to the speed reducer 27 so that the speed reduced by the speed reducer 27 is input. However, when this absolute position detector 15 is employed, the absolute position detection accuracy of the steered shaft 5 may become unstable due to the backlash inside the speed reducer 27.

そこで、図6に示す絶対位置検出器15を採用すると、転舵軸5の絶対位置の検出精度を安定化することができる。この絶対位置検出器15は、転舵軸5の軸方向に沿って軸直角方向に変位する傾斜をもつように転舵軸5の外周に形成されたカム面50と、そのカム面50に接触した状態で転舵軸5の軸直角方向に移動可能に支持された従動ピン51と、その従動ピン51をカム面50に押し付ける付勢部材52と、従動ピン51の変位を検出する変位センサ53とからなる。   Therefore, when the absolute position detector 15 shown in FIG. 6 is employed, the detection accuracy of the absolute position of the steered shaft 5 can be stabilized. This absolute position detector 15 is in contact with the cam surface 50 formed on the outer periphery of the steered shaft 5 so as to have an inclination that is displaced in the direction perpendicular to the axis along the axial direction of the steered shaft 5. In this state, the driven pin 51 supported so as to be movable in the direction perpendicular to the axis of the steered shaft 5, a biasing member 52 that presses the driven pin 51 against the cam surface 50, and a displacement sensor 53 that detects the displacement of the driven pin 51. It consists of.

カム面50は、転舵軸5の軸方向の一端側から他端側に向かって次第に深くなるように形成されており、その軸方向の長さは、転舵軸5を軸方向の一方のストローク端から他方のストローク端まで移動させたときの移動量(この実施形態では130mm程度)よりも長く形成されている。また、カム面50の傾斜の大きさは、転舵軸5が軸方向の一方のストローク端から他方のストローク端まで移動するときにカム面50の傾斜に沿って移動する従動ピン51の移動量(例えば10mm程度)が、転舵軸5の軸方向の移動量(この実施形態では130mm程度)よりも小さくなる(好ましくは10分の1以下になる)ように設定されている。   The cam surface 50 is formed so as to gradually become deeper from one end side in the axial direction of the steered shaft 5 toward the other end side, and the axial length of the cam surface 50 is one of the axial directions of the steered shaft 5. It is formed longer than the movement amount (in this embodiment, about 130 mm) when moved from the stroke end to the other stroke end. The inclination of the cam surface 50 is determined by the amount of movement of the driven pin 51 that moves along the inclination of the cam surface 50 when the steered shaft 5 moves from one stroke end in the axial direction to the other stroke end. (For example, about 10 mm) is set to be smaller (preferably 1/10 or less) than the amount of movement of the steered shaft 5 in the axial direction (in this embodiment, about 130 mm).

従動ピン51は、転舵軸5の軸方向に移動しないように転舵アクチュエータ2の筐体31に取り付けられた滑り軸受54で、転舵軸5の外周のカム面50に向けて進退可能に支持されている。従動ピン51の前端には、カム面50に転接するローラ51aが設けられている。従動ピン51の外周には、付勢部材52の一端を受けるばね座55が固定されている。付勢部材52の他端は滑り軸受54で支持されている。付勢部材52は、例えば、転舵軸5の軸直角方向に伸縮するように配置された圧縮コイルばねである。   The driven pin 51 is a sliding bearing 54 attached to the casing 31 of the steered actuator 2 so as not to move in the axial direction of the steered shaft 5, and can be advanced and retracted toward the cam surface 50 on the outer periphery of the steered shaft 5. It is supported. A roller 51 a that is in rolling contact with the cam surface 50 is provided at the front end of the driven pin 51. A spring seat 55 that receives one end of the urging member 52 is fixed to the outer periphery of the driven pin 51. The other end of the urging member 52 is supported by a slide bearing 54. The urging member 52 is, for example, a compression coil spring disposed so as to expand and contract in the direction perpendicular to the axis of the steered shaft 5.

変位センサ53は、従動ピン51の後端に固定された永久磁石53aと、永久磁石53aに対向する位置に転舵軸5の軸直角方向に移動しないように設けられた磁気センサ53bとからなる。磁気センサ53bは、例えば、ホールICであり、転舵アクチュエータ2の筐体31に固定したプリント基板56に実装されている。   The displacement sensor 53 includes a permanent magnet 53a fixed to the rear end of the driven pin 51, and a magnetic sensor 53b provided so as not to move in a direction perpendicular to the axis of the steered shaft 5 at a position facing the permanent magnet 53a. . The magnetic sensor 53b is a Hall IC, for example, and is mounted on a printed circuit board 56 fixed to the casing 31 of the steered actuator 2.

そして、転舵用モータ13が回転し、転舵軸5が軸方向に移動すると、その転舵軸5の移動に応じて従動ピン51が転舵軸5の軸直角方向に移動する。このとき、従動ピン51の後端の永久磁石53aが従動ピン51と一体に移動することによって、磁気センサ53bを貫く磁束密度が変化する。そのため、磁気センサ53bで検出される磁束密度に基づいて、転舵軸5の位置を絶対位置として検出することができる。   When the steered motor 13 rotates and the steered shaft 5 moves in the axial direction, the driven pin 51 moves in the direction perpendicular to the steered shaft 5 in accordance with the movement of the steered shaft 5. At this time, the permanent magnet 53a at the rear end of the driven pin 51 moves integrally with the driven pin 51, whereby the magnetic flux density penetrating the magnetic sensor 53b changes. Therefore, based on the magnetic flux density detected by the magnetic sensor 53b, the position of the steered shaft 5 can be detected as an absolute position.

この絶対位置検出器15を採用すると、従動ピン51が付勢部材52でカム面50に押し付けられているので、従動体とカム面50の間にガタが生じない。そのため、安定した精度をもって転舵軸5の絶対位置を検出することが可能である。   When this absolute position detector 15 is employed, the driven pin 51 is pressed against the cam surface 50 by the urging member 52, so that no play occurs between the driven body and the cam surface 50. Therefore, it is possible to detect the absolute position of the steered shaft 5 with stable accuracy.

図7に、この発明の第2実施形態の車両用操舵装置を示す。この車両用操舵装置は、第1実施形態の車両用操舵装置にトー角調整機構60を付加したものである。第1実施形態に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 7 shows a vehicle steering apparatus according to a second embodiment of the present invention. This vehicle steering device is obtained by adding a toe angle adjusting mechanism 60 to the vehicle steering device of the first embodiment. Portions corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

トー角調整機構60は、トー角調整用モータ61と、トー角調整用モータ61から伝達する動力で転舵軸5に対して軸方向に移動するトー角調整用軸62と、転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置を絶対位置として検出する第2の絶対位置検出器63と、転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置が予め設定されたトー角調整用の基準位置にあるか否かを検出する第2の基準位置検出器64と、トー角調整用モータ61の回転量を検出する第2の回転検出器65とを有する。   The toe angle adjusting mechanism 60 includes a toe angle adjusting motor 61, a toe angle adjusting shaft 62 that moves in the axial direction with respect to the steered shaft 5 by the power transmitted from the toe angle adjusting motor 61, and the steered shaft 5. A second absolute position detector 63 for detecting the position of the toe angle adjusting shaft 62 as an absolute position, and a toe angle adjusting reference position in which the position of the toe angle adjusting shaft 62 with respect to the steered shaft 5 is preset. A second reference position detector 64 for detecting whether or not the motor is in the position of the motor, and a second rotation detector 65 for detecting the rotation amount of the toe angle adjusting motor 61.

トー角調整用軸62は、スプラインナット66に軸方向に移動可能に挿入されている。スプラインナット66は、軸方向に移動しないように保持されるとともに、軸受67で回転可能に支持されている。トー角調整用軸62の外周には、軸方向に延びるスプライン溝68が形成されている。スプライン溝68とスプラインナット66の間に複数のボール69が組み込まれ、このボール69が転がることで、トー角調整用軸62はスプラインナット66に対して軸方向に移動可能に支持されている。また、このボール69を介してスプラインナット66とスプライン溝68とが係合することにより、スプラインナット66とトー角調整用軸62の間でトルク伝達がなされ、トー角調整用軸62がスプラインナット66と一体に回転するようになっている。   The toe angle adjusting shaft 62 is inserted into the spline nut 66 so as to be movable in the axial direction. The spline nut 66 is held so as not to move in the axial direction and is rotatably supported by a bearing 67. A spline groove 68 extending in the axial direction is formed on the outer periphery of the toe angle adjusting shaft 62. A plurality of balls 69 are incorporated between the spline groove 68 and the spline nut 66, and the toe angle adjusting shaft 62 is supported so as to be movable in the axial direction with respect to the spline nut 66 by rolling the balls 69. Further, when the spline nut 66 and the spline groove 68 are engaged with each other via the ball 69, torque is transmitted between the spline nut 66 and the toe angle adjusting shaft 62, and the toe angle adjusting shaft 62 is connected to the spline nut. 66 and rotate together.

トー角調整用モータ61のモータ軸70には駆動ギヤ71が固定されている。駆動ギヤ71は、スプラインナット66に固定された従動ギヤ72と噛み合っており、この噛み合いによって、トー角調整用モータ61の回転がスプラインナット66に入力されるようになっている。トー角調整用軸62は、転舵軸5と同軸上に配置されている。トー角調整用軸62の一端には雌ねじ73が形成されており、この雌ねじ73に転舵軸5の一端に形成された雄ねじ74がねじ係合している。   A drive gear 71 is fixed to the motor shaft 70 of the toe angle adjusting motor 61. The drive gear 71 is engaged with a driven gear 72 fixed to the spline nut 66, and the rotation of the toe angle adjusting motor 61 is input to the spline nut 66 by this engagement. The toe angle adjusting shaft 62 is arranged coaxially with the steered shaft 5. A female screw 73 is formed at one end of the toe angle adjusting shaft 62, and a male screw 74 formed at one end of the steered shaft 5 is screw-engaged with the female screw 73.

トー角調整用モータ61を回転させると、トー角調整用モータ61の回転が、駆動ギヤ71、従動ギヤ72を順に介してスプラインナット66に伝達する。スプラインナット66が回転すると、雄ねじ74と雌ねじ73が相対回転することによって、雄ねじ74と雌ねじ73のねじ込み深さが変化し、その結果、トー角調整用軸62が軸方向に移動し、転舵輪3のトー角が変化する。   When the toe angle adjusting motor 61 is rotated, the rotation of the toe angle adjusting motor 61 is transmitted to the spline nut 66 through the drive gear 71 and the driven gear 72 in this order. When the spline nut 66 rotates, the male screw 74 and the female screw 73 rotate relative to each other, thereby changing the screwing depth of the male screw 74 and the female screw 73. As a result, the toe angle adjusting shaft 62 moves in the axial direction, and the steered wheels The toe angle of 3 changes.

トー角調整用モータ61を回転させたとき、左右一対の転舵輪3(すなわちトー角調整用軸62側の転舵輪3と転舵軸5側の転舵輪3)のうち、トー角調整用軸62側の転舵輪3のみのトー角が変化する。反対側の転舵輪3のトー角も調整するには、転舵用モータ13とトー角調整用モータ61の両方のモータを回転させることで、トー角調整用軸62の軸方向位置と転舵輪3との軸方向位置とをそれぞれ変化させる。このようにしてトーインやトーアウトの調整を行なうことができる。   When the toe angle adjusting motor 61 is rotated, of the pair of left and right steered wheels 3 (that is, the steered wheel 3 on the toe angle adjusting shaft 62 side and the steered wheel 3 on the steered shaft 5 side), the toe angle adjusting shaft The toe angle of only the steered wheel 3 on the 62 side changes. In order to adjust the toe angle of the opposite steered wheel 3 as well, by rotating both the steered motor 13 and the toe angle adjusting motor 61, the axial position of the toe angle adjusting shaft 62 and the steered wheel are rotated. 3 and the axial direction position are respectively changed. In this way, toe-in and toe-out can be adjusted.

第2の絶対位置検出器63は、トー角調整用モータ61のモータ軸70に接続された減速機75と、減速機75に接続された回転角度センサ76とからなる。回転角度センサ76は、減速機75の出力軸の角度を絶対角度として検出するセンサであり、例えば、電気抵抗が角度に対応して変化するポテンショメータである。減速機75の減速比は、トー角調整用軸62を最大のストロークで移動させたときのトー角調整用モータ61の回転を1回転未満の回転に減速して伝達するような減速比に設定されている。回転角度センサ76は、減速機75で減速して入力される回転の回転角を検出することで、転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置を絶対位置として検出する。すなわち、回転角度センサ76は、トー角調整用モータ61の回転量の積算を行なわずに、回転角度センサ76の現在の出力のみに基づいて転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置を検出する。   The second absolute position detector 63 includes a speed reducer 75 connected to the motor shaft 70 of the toe angle adjusting motor 61 and a rotation angle sensor 76 connected to the speed reducer 75. The rotation angle sensor 76 is a sensor that detects the angle of the output shaft of the speed reducer 75 as an absolute angle, and is, for example, a potentiometer whose electrical resistance changes in accordance with the angle. The reduction ratio of the reduction gear 75 is set to such a reduction ratio that the rotation of the toe angle adjusting motor 61 when the toe angle adjusting shaft 62 is moved with the maximum stroke is reduced to less than one rotation and transmitted. Has been. The rotation angle sensor 76 detects the position of the toe angle adjusting shaft 62 with respect to the steered shaft 5 as an absolute position by detecting the rotation angle of rotation input after being decelerated by the speed reducer 75. That is, the rotation angle sensor 76 does not integrate the rotation amount of the toe angle adjusting motor 61, and determines the position of the toe angle adjusting shaft 62 relative to the steered shaft 5 based only on the current output of the rotation angle sensor 76. To detect.

第2の基準位置検出器64は、トー角調整用軸62に固定された永久磁石77と、トー角調整用軸62がトー角調整用の基準位置にあるときに永久磁石77に最接近するようにアーム78を介して転舵軸5に固定された磁気センサ79とからなる。永久磁石77は、トー角調整用軸62の回転が磁気センサ79の出力に影響するのを防止するため、トー角調整用軸62の外周に沿って周方向に延びるリング形状とされている。また、永久磁石77は、内周面と外周面がそれぞれ単一の磁極(N極またはS極)となるようにラジアル着磁したものを使用している。磁気センサ79は、トー角調整用軸62が基準位置にあるときに永久磁石77の外径側に対向するように配置されている。磁気センサ79は、例えば、ホールICである。トー角調整用軸62の基準位置は、トー角がゼロのときのトー角調整用軸62の位置(すなわち中立位置)に設定されている。磁気センサ79は、トー角調整用軸62の軸方向の位置が基準位置に合致したときにパルス信号を出力するように構成されている。   The second reference position detector 64 is closest to the permanent magnet 77 when the toe angle adjusting shaft 62 is in the reference position for toe angle adjustment, and the permanent magnet 77 fixed to the toe angle adjusting shaft 62. Thus, the magnetic sensor 79 is fixed to the steered shaft 5 via the arm 78. The permanent magnet 77 has a ring shape extending in the circumferential direction along the outer periphery of the toe angle adjusting shaft 62 in order to prevent the rotation of the toe angle adjusting shaft 62 from affecting the output of the magnetic sensor 79. Further, the permanent magnet 77 is a magnet that is radially magnetized so that the inner peripheral surface and the outer peripheral surface each have a single magnetic pole (N pole or S pole). The magnetic sensor 79 is disposed so as to face the outer diameter side of the permanent magnet 77 when the toe angle adjusting shaft 62 is at the reference position. The magnetic sensor 79 is, for example, a Hall IC. The reference position of the toe angle adjusting shaft 62 is set to the position of the toe angle adjusting shaft 62 when the toe angle is zero (that is, the neutral position). The magnetic sensor 79 is configured to output a pulse signal when the position of the toe angle adjusting shaft 62 in the axial direction matches the reference position.

第2の回転検出器65は、トー角調整用モータ61のモータ軸70が連続的に回転するときに一定角度ごとに出力信号が周期的に変化するセンサであり、例えば、レゾルバである。レゾルバは、モータ軸70と一体に回転するロータ65aと、ロータ65aを囲むように設けられた環状のステータ65bとからなる。ステータ65bは、転舵アクチュエータ2の筐体31に固定されている。ステータ65bは、外部から一定の交流電圧が印加される励磁コイルと、この励磁コイルの通電により交流の電圧が誘起される2組の出力コイルとを有し、この2組の出力コイルに誘起される2相の交流電圧(A相、B相)がロータ65aの回転角に応じて変化する性質を利用して、ロータ65aの回転量および回転方向を検出することが可能となっている。第2の回転検出器65として、モータ軸70が一定角度回転するごとにパルス信号を出力するインクリメンタルエンコーダを使用してもよい。   The second rotation detector 65 is a sensor whose output signal periodically changes at every constant angle when the motor shaft 70 of the toe angle adjusting motor 61 continuously rotates, and is, for example, a resolver. The resolver includes a rotor 65a that rotates integrally with the motor shaft 70, and an annular stator 65b that is provided so as to surround the rotor 65a. The stator 65 b is fixed to the housing 31 of the steering actuator 2. The stator 65b has an exciting coil to which a constant alternating voltage is applied from the outside, and two sets of output coils in which an alternating voltage is induced by energization of the exciting coil, and is induced by the two sets of output coils. It is possible to detect the amount and direction of rotation of the rotor 65a by utilizing the property that the two-phase AC voltage (A phase, B phase) changes according to the rotation angle of the rotor 65a. As the second rotation detector 65, an incremental encoder that outputs a pulse signal each time the motor shaft 70 rotates by a certain angle may be used.

トー角調整用モータ61は、図8に示す第2の制御部80で制御される。第2の制御部80の入力側には、転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置を絶対位置として検出する第2の絶対位置検出器63と、トー角調整用モータ61の回転量を検出する第2の回転検出器65と、転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置が予め設定されたトー角調整用の基準位置にあるか否かを検出する第2の基準位置検出器64とが接続されている。   The toe angle adjusting motor 61 is controlled by the second control unit 80 shown in FIG. On the input side of the second control unit 80, the second absolute position detector 63 that detects the position of the toe angle adjusting shaft 62 with respect to the steered shaft 5 as an absolute position, and the rotation amount of the toe angle adjusting motor 61 And a second reference position for detecting whether or not the position of the toe angle adjusting shaft 62 relative to the steered shaft 5 is at a preset toe angle adjusting reference position. A detector 64 is connected.

第2の制御部80の出力側には、トー角調整用軸62を転舵軸5に対して移動させるためのトー角調整用モータ61と、異常報知部41とが接続されている。   On the output side of the second control unit 80, a toe angle adjusting motor 61 for moving the toe angle adjusting shaft 62 with respect to the steered shaft 5 and an abnormality notifying unit 41 are connected.

第2の制御部80は、車両用操舵装置に電源が入ったときに、トー角調整用軸62の現在位置を検出する位置検出制御を行なう。この制御を行なうために、第2の制御部80は、第2の絶対位置検出器63と第2の基準位置検出器64と第2の回転検出器65の出力とに基づいて動作する第2の現在位置カウンタ81を有する。第2の現在位置カウンタ81は、第2の絶対位置検出器63と第2の基準位置検出器64と第2の回転検出器65の出力とに応じて内部の値を変化させ、その値をトー角調整用軸62の現在の軸方向位置として出力する論理回路である。   The second control unit 80 performs position detection control for detecting the current position of the toe angle adjusting shaft 62 when the vehicle steering apparatus is powered on. In order to perform this control, the second control unit 80 operates based on the outputs of the second absolute position detector 63, the second reference position detector 64, and the second rotation detector 65. Current position counter 81. The second current position counter 81 changes the internal value in accordance with the outputs of the second absolute position detector 63, the second reference position detector 64, and the second rotation detector 65, This is a logic circuit that outputs the current axial position of the toe angle adjusting shaft 62.

以下、図9に基づいて、第2の制御部80で行なうトー角調整用軸62の位置検出制御の一例を説明する。   Hereinafter, an example of position detection control of the toe angle adjusting shaft 62 performed by the second control unit 80 will be described with reference to FIG.

まず、車両用操舵装置の電源が入ったとき(例えば、車両のイグニッションキーがオンになったとき)に、第2の制御部80は、第2の絶対位置検出器63の出力に基づいてトー角調整用軸62の絶対位置情報を取得し(ステップS21)、その取得した絶対位置情報を、第2の現在位置カウンタ81の初期値として第2の現在位置カウンタ81に書き込む(ステップS22)。 First, when the power of the vehicle steering device is turned on (for example, when the ignition key of the vehicle is turned on), the second control unit 80 determines the toe based on the output of the second absolute position detector 63. The absolute position information of the angle adjusting shaft 62 is acquired (step S 21 ), and the acquired absolute position information is written in the second current position counter 81 as an initial value of the second current position counter 81 (step S 22). ).

その後、車両が走行を開始すると、車両の走行状況に応じてトー角調整用軸62が軸方向に移動するように、トー角調整用モータ61が回転する。このとき、第2の制御部80は、トー角調整用軸62がトー角調整用の基準位置にきたことを第2の基準位置検出器64で検出するまでの間、第2の回転検出器65で検出されるトー角調整用モータ61の回転量および回転方向に応じて第2の現在位置カウンタ81の値を変化させる(ステップS23、S24)。すなわち、第2の回転検出器65で正方向の回転を検出したときは、その回転量に応じて第2の現在位置カウンタ81の値をカウントアップし、第2の回転検出器65で逆方向の回転を検出したときは、その回転量に応じて第2の現在位置カウンタ81の値をカウントダウンする。ここで、第2の現在位置カウンタ81の値は、トー角調整用モータ61の回転積算量に基づく相対位置(すなわち、トー角調整用軸62の基準位置に対してトー角調整用モータ61の回転積算量に相当する分の距離を加算または減算した位置)に対応している。 Thereafter, when the vehicle starts traveling, the toe angle adjusting motor 61 rotates so that the toe angle adjusting shaft 62 moves in the axial direction according to the traveling state of the vehicle. At this time, the second control unit 80 performs the second rotation detector until the second reference position detector 64 detects that the toe angle adjusting shaft 62 has reached the toe angle adjusting reference position. The value of the second current position counter 81 is changed in accordance with the rotation amount and rotation direction of the toe angle adjusting motor 61 detected at 65 (steps S 23 and S 24 ). That is, when the second rotation detector 65 detects forward rotation, the second current position counter 81 counts up according to the amount of rotation, and the second rotation detector 65 reverses the direction. Is detected, the value of the second current position counter 81 is counted down according to the amount of rotation. Here, the value of the second current position counter 81 is a relative position based on the rotation integration amount of the toe angle adjusting motor 61 (that is, the toe angle adjusting motor 61 has a reference position of the toe angle adjusting shaft 62). This corresponds to the position obtained by adding or subtracting the distance corresponding to the accumulated rotation amount).

そして、トー角調整用軸62がトー角調整用の基準位置(すなわち転舵輪3のトー角がゼロとなるときのトー角調整用軸62の位置)にきたことを第2の基準位置検出器64で検出したときは、第2の現在位置カウンタ81の値を予め設定された基準値(この実施形態ではゼロ)にリセットする(ステップS24、S25)。その後、第2の制御部80は、第2の回転検出器65で検出されるトー角調整用モータ61の回転量および回転方向に応じて第2の現在位置カウンタ81の値を変化させる(ステップS26)。 The second reference position detector detects that the toe angle adjusting shaft 62 has reached the reference position for toe angle adjustment (that is, the position of the toe angle adjusting shaft 62 when the toe angle of the steered wheels 3 becomes zero). If it is detected at 64, the value of the second current position counter 81 is reset to a preset reference value (zero in this embodiment) (steps S 24 and S 25 ). Thereafter, the second control unit 80 changes the value of the second current position counter 81 in accordance with the rotation amount and the rotation direction of the toe angle adjusting motor 61 detected by the second rotation detector 65 (Step S80). S 26).

車両用操舵装置の電源が入ったとき、第2の制御部80は、以上のようにしてトー角調整用軸62の位置検出制御を行なう。そして、第2の制御部80は、この位置検出制御で検出されるトー角調整用軸62の現在位置が、車両の走行状態に応じて予め設定された位置に移動するように、トー角調整用モータ61を制御する。   When the vehicle steering apparatus is turned on, the second control unit 80 performs position detection control of the toe angle adjusting shaft 62 as described above. Then, the second control unit 80 adjusts the toe angle so that the current position of the toe angle adjusting shaft 62 detected by the position detection control moves to a position set in advance according to the traveling state of the vehicle. The motor 61 is controlled.

また、第2の制御部80は、車両用操舵装置に電源が入った後、トー角調整用軸62の位置検出制御と並行して異常判定制御を行なう。異常判定制御は、第2の絶対位置検出器63と第2の回転検出器65のいずれかに異常が生じたときに、その異常を検出する制御である。この異常判定制御を、図10に基づいて説明する。   The second control unit 80 performs abnormality determination control in parallel with position detection control of the toe angle adjusting shaft 62 after the vehicle steering apparatus is powered on. The abnormality determination control is a control for detecting an abnormality when any one of the second absolute position detector 63 and the second rotation detector 65 is abnormal. This abnormality determination control will be described with reference to FIG.

図10に示すように、第2の制御部80は、第2の絶対位置検出器63の出力と第2の現在位置カウンタ81の出力とを比較する。すなわち、第2の絶対位置検出器63の出力に基づいて取得されるトー角調整用軸62の絶対位置情報と、第2の回転検出器65の出力に応じて変化する第2の現在位置カウンタ81の値とを比較する(ステップS31)。 As shown in FIG. 10, the second control unit 80 compares the output of the second absolute position detector 63 with the output of the second current position counter 81. That is, the absolute current position information of the toe angle adjusting shaft 62 acquired based on the output of the second absolute position detector 63 and the second current position counter that changes in accordance with the output of the second rotation detector 65. The value 81 is compared (step S 31 ).

そして、第2の絶対位置検出器63の出力に基づく絶対位置情報と第2の現在位置カウンタ81の出力値との差が、予め設定された第2の閾値以下のときは、第2の絶対位置検出器63と第2の回転検出器65のいずれも正常であると判定する(ステップS32、S33)。一方、第2の絶対位置検出器63の出力に基づく絶対位置情報と第2の現在位置カウンタ81の出力値との差が、予め設定された第2の閾値よりも大きいときは、第2の絶対位置検出器63と第2の回転検出器65のいずれかに異常が生じていると判定する(ステップS32、S34)。 When the difference between the absolute position information based on the output of the second absolute position detector 63 and the output value of the second current position counter 81 is equal to or less than a preset second threshold value, the second absolute It is determined that both the position detector 63 and the second rotation detector 65 are normal (steps S 32 and S 33 ). On the other hand, when the difference between the absolute position information based on the output of the second absolute position detector 63 and the output value of the second current position counter 81 is larger than a preset second threshold, It is determined that an abnormality has occurred in either the absolute position detector 63 or the second rotation detector 65 (steps S 32 and S 34 ).

第2の絶対位置検出器63と第2の回転検出器65のいずれかに異常が生じていると判定されたときは、図8に示す異常報知部41で、運転者に異常を報知するように異常報知部41を作動させる(ステップS35)。このときトー角調整制御を中止するようにしてもよい。ここで、トー角調整機構60によるトー角の調整範囲は、通常±2度程度と小さいため、第2の絶対位置検出器63と第2の回転検出器65のいずれかに異常が生じたと判定したときでも、バックアップクラッチ6の締結は行なわないようにしても良い。 When it is determined that an abnormality has occurred in either the second absolute position detector 63 or the second rotation detector 65, the abnormality notification unit 41 shown in FIG. 8 notifies the driver of the abnormality. Then, the abnormality notifying unit 41 is operated (step S 35 ). At this time, the toe angle adjustment control may be stopped. Here, since the toe angle adjustment range by the toe angle adjusting mechanism 60 is usually as small as about ± 2 degrees, it is determined that an abnormality has occurred in either the second absolute position detector 63 or the second rotation detector 65. Even when this is done, the backup clutch 6 may not be fastened.

第2実施形態の車両用操舵装置を使用すると、車両用操舵装置に電源が入ったときに、第2の絶対位置検出器63の出力に基づくトー角調整用軸62の絶対位置情報が、第2の現在位置カウンタ81に初期値として書き込まれ(ステップS21、S22)、その後、第2の回転検出器65で検出されるトー角調整用モータ61の回転量に応じて第2の現在位置カウンタ81の値が変化する(ステップS33)。このように、第2の現在位置カウンタ81の値は、電源が入った直後からトー角調整用軸62の位置に対応して変化するので、電源が入った直後から、第2の現在位置カウンタ81の値に基づいて転舵軸5に対するトー角調整用軸62の位置を検出することができる。その後、トー角調整用軸62がトー角調整用の基準位置にきたときに、第2の現在位置カウンタ81の値が予め設定されたトー角調整用の基準値にリセットされ(ステップS24、S25)、それ以降は、リセットされた基準値を初期値として第2の現在位置カウンタ81の値が変化する(ステップS26)。これにより、車両走行中においては、トー角調整用軸62の全ストロークにわたって高い精度でトー角調整用軸62の位置を検出することが可能となっている。 When the vehicle steering apparatus of the second embodiment is used, the absolute position information of the toe angle adjusting shaft 62 based on the output of the second absolute position detector 63 is obtained when the vehicle steering apparatus is turned on. 2 as an initial value (steps S 21 and S 22 ), and then the second current position counter 81 according to the rotation amount of the toe angle adjusting motor 61 detected by the second rotation detector 65. The value of the position counter 81 changes (step S 33 ). Thus, since the value of the second current position counter 81 changes corresponding to the position of the toe angle adjusting shaft 62 immediately after the power is turned on, the second current position counter 81 is turned on immediately after the power is turned on. Based on the value of 81, the position of the toe angle adjusting shaft 62 with respect to the steered shaft 5 can be detected. Thereafter, when the toe angle adjusting shaft 62 reaches the reference position for toe angle adjustment, the value of the second current position counter 81 is reset to a preset reference value for toe angle adjustment (step S 24 , S 25), thereafter, the value of the second current position counter 81 changes the reset reference value as an initial value (step S 26). Thereby, during traveling of the vehicle, the position of the toe angle adjusting shaft 62 can be detected with high accuracy over the entire stroke of the toe angle adjusting shaft 62.

また、この第2実施形態の車両用操舵装置は、第2の絶対位置検出器63と第2の回転検出器65のいずれかに異常が生じたときに、その異常を検出することが可能なので、信頼性が高い。   Further, the vehicle steering apparatus according to the second embodiment can detect an abnormality when an abnormality occurs in one of the second absolute position detector 63 and the second rotation detector 65. High reliability.

上記各実施形態では、転舵用モータ13から伝達する回転を転舵軸5の軸方向移動に変換する運動変換機構14として、ボールねじ機構を採用した車両用操舵装置を例に挙げて説明したが、ボールねじ機構にかえて、ボール21を介さない滑りねじ機構を採用してもよい。また、ボールねじ機構にかえて、転舵用モータ13の回転が入力されるピニオンと、そのピニオンに噛み合うように転舵軸5に一体に形成されたラックとからなるラックピニオン機構を採用することも可能である。この場合、転舵用モータ13とラックピニオン機構の間には、転舵用モータ13の回転を減速してラックピニオン機構に伝達する減速装置を組み込むことができる。   In each of the above-described embodiments, the vehicle steering device employing a ball screw mechanism as an example of the motion conversion mechanism 14 that converts the rotation transmitted from the steering motor 13 into the axial movement of the steering shaft 5 has been described. However, instead of the ball screw mechanism, a sliding screw mechanism without the ball 21 may be adopted. Further, instead of the ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism including a pinion to which rotation of the steering motor 13 is input and a rack integrally formed with the steering shaft 5 so as to mesh with the pinion is adopted. Is also possible. In this case, a reduction gear that decelerates the rotation of the steering motor 13 and transmits it to the rack and pinion mechanism can be incorporated between the steering motor 13 and the rack and pinion mechanism.

また、上記各実施形態では、ステアリングホイール1と転舵輪3の間を機械的に切り離した切り離し状態と、ステアリングホイール1と転舵輪3の間を機械的に接続した状態とを切り替え可能なバックアップクラッチ6を設けた車両用操舵装置を例に挙げて説明したが、この発明は、バックアップクラッチ6が存在しない車両用操舵装置(すなわち、常時、ステアリングホイール1と転舵輪3の間が切り離されているもの)に適用してもよい。   Moreover, in each said embodiment, the backup clutch which can switch between the isolation | separation state which disconnected mechanically between the steering wheel 1 and the steered wheel 3, and the state which connected between the steering wheel 1 and the steered wheel 3 mechanically. Although the vehicle steering apparatus provided with 6 has been described as an example, the present invention is directed to a vehicle steering apparatus in which the backup clutch 6 does not exist (that is, the steering wheel 1 and the steered wheels 3 are always disconnected). May also be applied.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 ステアリングホイール
3 転舵輪
5 転舵軸
6 バックアップクラッチ
13 転舵用モータ
15 絶対位置検出器
16 基準位置検出器
17 回転検出器
27 減速機
28 回転角度センサ
40 制御部
42 現在位置カウンタ
50 カム面
51 従動ピン
52 付勢部材
53 変位センサ
61 トー角調整用モータ
62 トー角調整用軸
63 第2の絶対位置検出器
64 第2の基準位置検出器
65 第2の回転検出器
77 永久磁石
79 磁気センサ
80 第2の制御部
81 第2の現在位置カウンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 3 Steering wheel 5 Steering shaft 6 Backup clutch 13 Steering motor 15 Absolute position detector 16 Reference position detector 17 Rotation detector 27 Reduction gear 28 Rotation angle sensor 40 Control part 42 Current position counter 50 Cam surface 51 Follower pin 52 Biasing member 53 Displacement sensor 61 Toe angle adjustment motor 62 Toe angle adjustment shaft 63 Second absolute position detector 64 Second reference position detector 65 Second rotation detector 77 Permanent magnet 79 Magnetic sensor 80 Second control unit 81 Second current position counter

Claims (8)

ステアリングホイール(1)の操舵に応じて回転する転舵用モータ(13)と、その転舵用モータ(13)から伝達する動力で軸方向に移動する転舵軸(5)とを有し、前記転舵軸(5)が軸方向に移動することで左右一対の転舵輪(3)の向きを変化させる車両用操舵装置において、
前記転舵軸(5)の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器(15)と、前記転舵軸(5)が予め設定された基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器(16)と、前記転舵用モータ(13)の回転量を検出する回転検出器(17)と、前記絶対位置検出器(15)と前記基準位置検出器(16)と前記回転検出器(17)の出力とに基づいて動作する現在位置カウンタ(42)をもつ制御部(40)とを設け、
前記制御部(40)は、
電源が入ったときに、前記絶対位置検出器(15)の出力に基づいて転舵軸(5)の絶対位置情報を取得する第1のステップ(S)と、
前記第1のステップ(S)で取得した転舵軸(5)の絶対位置情報を、前記現在位置カウンタ(42)の初期値として現在位置カウンタ(42)に書き込む第2のステップ(S)と、
前記第2のステップ(S)で現在位置カウンタ(42)の初期値を書き込んだ後、前記回転検出器(17)で検出される転舵用モータ(13)の回転量に応じて前記現在位置カウンタ(42)の値を変化させる第3のステップ(S)と、
電源が入った後、前記転舵軸(5)が基準位置にきたことを前記基準位置検出器(16)で検出したときに、前記現在位置カウンタ(42)の値を予め設定された基準値にリセットする第4のステップ(S、S)と、
前記第4のステップ(S、S)で現在位置カウンタ(42)の値をリセットした後、前記回転検出器(17)で検出される転舵用モータ(13)の回転量に応じて前記現在位置カウンタ(42)の値を変化させる第5のステップ(S)とを実行するように構成されている車両用操舵装置。
A steering motor (13) that rotates in response to steering of the steering wheel (1), and a steering shaft (5) that moves in the axial direction by power transmitted from the steering motor (13); In the vehicle steering apparatus for changing the direction of the pair of left and right steered wheels (3) by moving the steered shaft (5) in the axial direction,
An absolute position detector (15) for detecting the position of the steered shaft (5) as an absolute position, and a reference position detector for detecting whether the steered shaft (5) is at a preset reference position. (16), a rotation detector (17) for detecting the amount of rotation of the steering motor (13), the absolute position detector (15), the reference position detector (16), and the rotation detector ( And a control unit (40) having a current position counter (42) that operates based on the output of (17),
The control unit (40)
A first step (S 1 ) for obtaining absolute position information of the steered shaft (5) based on the output of the absolute position detector (15) when the power is turned on;
A second step (S 2 ) of writing the absolute position information of the steered shaft (5) acquired in the first step (S 1 ) into the current position counter (42) as an initial value of the current position counter (42). )When,
After the initial value of the current position counter (42) is written in the second step (S 2 ), the current value is determined according to the amount of rotation of the steering motor (13) detected by the rotation detector (17). A third step (S 3 ) for changing the value of the position counter (42);
When the reference position detector (16) detects that the steered shaft (5) has reached the reference position after the power is turned on, the value of the current position counter (42) is set to a preset reference value. A fourth step (S 4 , S 5 ) to reset to
After resetting the values of the fourth step (S 4, S 5) at the current position counter (42), according to the amount of rotation of the steering motor (13) detected by the rotation detector (17) A vehicle steering apparatus configured to execute a fifth step (S 6 ) for changing a value of the current position counter (42).
前記制御部(40)は、前記絶対位置検出器(15)の出力と前記現在位置カウンタ(42)の出力とを比較し、その差が予め設定された閾値よりも大きくなったときに異常と判定する異常検出制御手段(S11、S12、S14)を有する請求項1に記載の車両用操舵装置。 The control unit (40) compares the output of the absolute position detector (15) with the output of the current position counter (42), and when the difference becomes larger than a preset threshold value, The vehicle steering apparatus according to claim 1, further comprising an abnormality detection control means for determining (S 11 , S 12 , S 14 ). 前記ステアリングホイール(1)と転舵輪(3)の間を機械的に切り離した切り離し状態と、前記ステアリングホイール(1)と転舵輪(3)の間を機械的に接続した締結状態との間で切り替え可能なバックアップクラッチ(6)を更に設け、
前記制御部(40)は、前記異常検出制御手段(S11、S12、S14)で異常と判定したときに前記バックアップクラッチ(6)を切り離し状態から締結状態に切り替えるクラッチ切替手段(S15)を有する請求項2に記載の車両用操舵装置。
Between the separated state in which the steering wheel (1) and the steered wheel (3) are mechanically separated from each other, and the fastening state in which the steering wheel (1) and the steered wheel (3) are mechanically connected. The switchable backup clutch (6) is further provided,
Wherein the control unit (40), the abnormality detection control means (S 11, S 12, S 14) in abnormal judgment the clutch switching means for switching from a state disconnecting the backup clutch (6) to the fastening state when the (S 15 The vehicle steering apparatus according to claim 2, further comprising:
前記絶対位置検出器(15)は、前記転舵軸(5)の軸方向に沿って軸直角方向に変位する傾斜をもつように前記転舵軸(5)の外周に形成されたカム面(50)と、そのカム面(50)に接触した状態で前記転舵軸(5)の軸直角方向に移動可能に支持された従動体(51)と、その従動体(51)を前記カム面(50)に押し付ける付勢部材(52)と、前記従動体(51)の変位を検出する変位センサ(53)とからなる請求項1から3のいずれかに記載の車両用操舵装置。   The absolute position detector (15) has a cam surface formed on the outer periphery of the steered shaft (5) so as to have an inclination that is displaced in a direction perpendicular to the axis along the axial direction of the steered shaft (5). 50), a follower (51) supported so as to be movable in a direction perpendicular to the axis of the steered shaft (5) in contact with the cam surface (50), and the follower (51) as the cam surface The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, comprising an urging member (52) that is pressed against (50) and a displacement sensor (53) that detects a displacement of the driven body (51). 前記絶対位置検出器(15)は、前記転舵軸(5)を最大のストロークで移動させたときの前記転舵用モータ(13)の回転を1回転未満の回転に減速して伝達する減速機(27)と、その減速機(27)で減速した回転が入力されるように前記減速機(27)に接続された回転角度センサ(28)とからなる請求項1から3のいずれかに記載の車両用操舵装置。   The absolute position detector (15) decelerates and transmits the rotation of the steering motor (13) to less than one rotation when the steered shaft (5) is moved with the maximum stroke. A rotation angle sensor (28) connected to the speed reducer (27) so that rotation decelerated by the speed reducer (27) is input. The steering apparatus for vehicles as described. トー角調整用モータ(61)と、そのトー角調整用モータ(61)から伝達する動力で前記転舵軸(5)に対して軸方向に移動するトー角調整用軸(62)と、前記転舵軸(5)に対する前記トー角調整用軸(62)の位置を絶対位置として検出する第2の絶対位置検出器(63)と、前記転舵軸(5)に対する前記トー角調整用軸(62)の位置が予め設定されたトー角調整用の基準位置にあるか否かを検出する第2の基準位置検出器(64)と、前記トー角調整用モータ(61)の回転量を検出する第2の回転検出器(65)と、前記第2の絶対位置検出器(63)と前記第2の基準位置検出器(64)と前記第2の回転検出器(65)の出力とに基づいて動作する第2の現在位置カウンタ(81)をもつ第2の制御部(80)とを更に有し、
前記第2の制御部(80)は、
電源が入ったときに、前記第2の絶対位置検出器(63)の出力に基づいてトー角調整用軸(62)の絶対位置情報を取得する第1のステップ(S21)と、
前記第1のステップ(S21)で取得したトー角調整用軸(62)の絶対位置情報を、前記第2の現在位置カウンタ(81)の初期値として第2の現在位置カウンタ(81)に書き込む第2のステップ(S22)と、
前記第2のステップ(S22)で第2の現在位置カウンタ(81)の初期値を書き込んだ後、前記第2の回転検出器(65)で検出されるトー角調整用モータ(61)の回転量に応じて前記第2の現在位置カウンタ(81)の値を変化させる第3のステップ(S23)と、
電源が入った後、前記転舵軸(5)に対する前記トー角調整用軸(62)の位置が前記トー角調整用の基準位置にきたことを前記第2の基準位置検出器(64)で検出したときに、前記第2の現在位置カウンタ(81)の値を予め設定されたトー角調整用の基準値にリセットする第4のステップ(S24、S25)と、
前記第4のステップ(S24、S25)で第2の現在位置カウンタ(81)の値をリセットした後、前記第2の回転検出器(65)で検出されるトー角調整用モータ(61)の回転量に応じて前記第2の現在位置カウンタ(81)の値を変化させる第5のステップ(S26)とを実行するように構成されている請求項1から6のいずれかに記載の車両用操舵装置。
A toe angle adjusting motor (61), a toe angle adjusting shaft (62) that moves in the axial direction with respect to the steered shaft (5) by power transmitted from the toe angle adjusting motor (61), and A second absolute position detector (63) for detecting the position of the toe angle adjusting shaft (62) with respect to the steered shaft (5) as an absolute position, and the toe angle adjusting shaft with respect to the steered shaft (5) The rotation amount of the second reference position detector (64) for detecting whether or not the position of (62) is at a preset reference position for toe angle adjustment and the toe angle adjustment motor (61) is determined. A second rotation detector (65) for detecting, an output of the second absolute position detector (63), the second reference position detector (64), and the second rotation detector (65); A second control unit (80) having a second current position counter (81) that operates based on And,
The second control unit (80)
A first step (S 21 ) of obtaining absolute position information of the toe angle adjusting shaft (62) based on the output of the second absolute position detector (63) when the power is turned on;
The absolute position information of said first step toe angle adjusting shaft obtained in (S 21) (62), said second current second current position counter as the initial value of the position counter (81) (81) A second step of writing (S 22 );
After writing the initial value of the second step the second current position counter (81) with (S 22), the second toe angle adjusting motor detected by the rotation detector (65) (61) A third step (S 23 ) for changing the value of the second current position counter (81) in accordance with the amount of rotation;
After the power is turned on, the second reference position detector (64) indicates that the position of the toe angle adjusting shaft (62) relative to the steered shaft (5) has reached the reference position for toe angle adjustment. A fourth step (S 24 , S 25 ) that, when detected, resets the value of the second current position counter (81) to a preset reference value for toe angle adjustment;
The fourth step (S 24, S 25) after resetting the second value of the current position counter (81), the second toe angle adjusting motor detected by the rotation detector (65) (61 The fifth step (S 26 ) is performed to change the value of the second current position counter (81) in accordance with the amount of rotation of the second current position counter (81). Vehicle steering system.
前記第2の基準位置検出器(64)は、前記トー角調整用軸(62)に固定された永久磁石(77)と、前記トー角調整用軸(62)が前記トー角調整用の基準位置にあるときに前記永久磁石(77)に最接近するように前記転舵軸(5)に固定された磁気センサ(79)とからなる請求項6に記載の車両用操舵装置。   The second reference position detector (64) includes a permanent magnet (77) fixed to the toe angle adjusting shaft (62) and the toe angle adjusting shaft (62) serving as a reference for adjusting the toe angle. The vehicle steering apparatus according to claim 6, comprising a magnetic sensor (79) fixed to the steered shaft (5) so as to be closest to the permanent magnet (77) when in position. ステアリングホイール(1)の操舵に応じて回転する転舵用モータ(13)と、その転舵用モータ(13)から伝達する動力で軸方向に移動する転舵軸(5)とを有し、前記転舵軸(5)が軸方向に移動することで左右一対の転舵輪(3)の向きを変化させる車両用操舵装置における転舵軸の位置検出方法において、
前記転舵軸(5)の位置を絶対位置として検出する絶対位置検出器(15)と、前記転舵軸(5)が予め設定された基準位置にあるか否かを検出する基準位置検出器(16)と、前記転舵用モータ(13)の回転量を検出する回転検出器(17)と、前記絶対位置検出器(15)と前記基準位置検出器(16)と前記回転検出器(17)の出力とに基づいて動作する現在位置カウンタ(42)とを設け、
電源が入ったときに、前記絶対位置検出器(15)の出力に基づいて転舵軸(5)の絶対位置情報を取得する第1のステップ(S)と、
前記第1のステップ(S)で取得した転舵軸(5)の絶対位置情報を、前記現在位置カウンタ(42)の初期値として現在位置カウンタ(42)に書き込む第2のステップ(S)と、
前記第2のステップ(S)で現在位置カウンタ(42)の初期値を書き込んだ後、前記回転検出器(17)で検出される転舵用モータ(13)の回転量に応じて前記現在位置カウンタ(42)の値を変化させる第3のステップ(S)と、
電源が入った後、前記転舵軸(5)が基準位置にきたことを前記基準位置検出器(16)で検出したときに、前記現在位置カウンタ(42)の値を予め設定された基準値にリセットする第4のステップ(S、S)と、
前記第4のステップ(S、S)で現在位置カウンタ(42)の値をリセットした後、前記回転検出器(17)で検出される転舵用モータ(13)の回転量に応じて前記現在位置カウンタ(42)の値を変化させる第5のステップ(S)とを実行し、
前記現在位置カウンタ(42)の値を前記転舵軸(5)の位置として検出することを特徴とする転舵軸の位置検出方法。
A steering motor (13) that rotates in response to steering of the steering wheel (1), and a steering shaft (5) that moves in the axial direction by power transmitted from the steering motor (13); In the method of detecting the position of the steered shaft in the vehicle steering device for changing the direction of the pair of left and right steered wheels (3) by moving the steered shaft (5) in the axial direction,
An absolute position detector (15) for detecting the position of the steered shaft (5) as an absolute position, and a reference position detector for detecting whether the steered shaft (5) is at a preset reference position. (16), a rotation detector (17) for detecting the amount of rotation of the steering motor (13), the absolute position detector (15), the reference position detector (16), and the rotation detector ( 17) and a current position counter (42) that operates based on the output of
A first step (S 1 ) for obtaining absolute position information of the steered shaft (5) based on the output of the absolute position detector (15) when the power is turned on;
A second step (S 2 ) of writing the absolute position information of the steered shaft (5) acquired in the first step (S 1 ) into the current position counter (42) as an initial value of the current position counter (42). )When,
After the initial value of the current position counter (42) is written in the second step (S 2 ), the current value is determined according to the amount of rotation of the steering motor (13) detected by the rotation detector (17). A third step (S 3 ) for changing the value of the position counter (42);
When the reference position detector (16) detects that the steered shaft (5) has reached the reference position after the power is turned on, the value of the current position counter (42) is set to a preset reference value. A fourth step (S 4 , S 5 ) to reset to
After resetting the values of the fourth step (S 4, S 5) at the current position counter (42), according to the amount of rotation of the steering motor (13) detected by the rotation detector (17) And a fifth step (S 6 ) for changing the value of the current position counter (42),
A method for detecting a position of a steered shaft, wherein the value of the current position counter (42) is detected as the position of the steered shaft (5).
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