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JP2017019442A - Steering device - Google Patents

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JP2017019442A
JP2017019442A JP2015139943A JP2015139943A JP2017019442A JP 2017019442 A JP2017019442 A JP 2017019442A JP 2015139943 A JP2015139943 A JP 2015139943A JP 2015139943 A JP2015139943 A JP 2015139943A JP 2017019442 A JP2017019442 A JP 2017019442A
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JP
Japan
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angle
steering
rotation angle
shaft
relative
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Application number
JP2015139943A
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Japanese (ja)
Inventor
俊介 中浦
Shunsuke Nakaura
俊介 中浦
厚二 安樂
Koji Anraku
厚二 安樂
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JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device capable of suitably controlling a clutch.SOLUTION: A steering device includes: a steering mechanism which has a steering wheel 10 and a steering shaft 11; a turning mechanism for performing turning via a rack shaft 13; a clutch 50 for mechanically intermitting between the steering mechanism and the turning mechanism; and an ECU 40 for controlling driving of the clutch 50. The steering device includes: a first relative angle sensor 21 for detecting a rotation angle of the steering shaft 11 and a second relative angle sensor 22 for detecting a rotation angle of a pinion shaft 12. The ECU 40 calculates a first relative rotation angle to be the rotation angle of the steering shaft 11 through the first relative angle sensor 21 and calculates a second relative rotation angle to be the rotation angle of the pinion shaft 12 through the second relative angle sensor 22. The ECU 40 controls intermittence of the clutch 50 on the basis of the first relative rotation angle and the second relative rotation angle.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

車両の操舵装置では、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤが知られている。このような操舵装置には、ステアリングホイールから転舵輪への動力伝達を接離するクラッチが設けられたものがある(例えば、特許文献1参照)。   As a vehicle steering apparatus, a steer-by-wire in which a steering wheel and a steered wheel are mechanically separated is known. Some of such steering devices are provided with a clutch that connects and separates power transmission from a steering wheel to a steered wheel (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の操舵装置は、ステアリングホイール側に操舵反力を付与する反力モータと、転舵輪に転舵力を付与する駆動モータとを備えている。また、操舵装置には、ステアリングホイールの操舵角度(絶対角度)を検出する操舵角センサや、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ等が設けられている。操舵装置の制御装置は、操舵トルク等に応じて反力モータを駆動させてステアリングホイールに反力を付与させるとともに、操舵に合わせて駆動モータを駆動させて転舵動作を行わせている。操舵装置の制御装置は、操舵角度に対する転舵角度の比である舵角比を可変に制御している。   The steering device described in Patent Literature 1 includes a reaction force motor that applies a steering reaction force to the steering wheel side, and a drive motor that applies a steering force to the steered wheels. Further, the steering device is provided with a steering angle sensor that detects the steering angle (absolute angle) of the steering wheel, a steering torque sensor that detects the steering torque, and the like. The control device of the steering device drives the reaction force motor according to the steering torque or the like to apply the reaction force to the steering wheel, and drives the drive motor in accordance with the steering to perform the turning operation. The control device for the steering device variably controls the steering angle ratio, which is the ratio of the steering angle to the steering angle.

特開2011−5933号公報JP 2011-5933 A

ところで、上記の操舵装置は反力コントローラと転舵コントローラとを有している。反力コントローラと転舵コントローラとは通信回路を介して互いに情報の授受を行う。
反力コントローラは、反力モータの制御、クラッチの制御、転舵角度指令値の算出、ステアリングホイールの操舵絶対角度の算出等を行う。反力コントローラは、操舵絶対角度と転舵角度指令値と転舵角指令値を転舵コントローラに出力する。また反力コントローラは、反力モータによりステアリングホイールに操舵反力を付与できない場合や、転舵モータにより前輪の転舵制御を行えない場合にはクラッチに締結指令を出力する。
By the way, the above steering apparatus has a reaction force controller and a steering controller. The reaction force controller and the steering controller exchange information with each other via a communication circuit.
The reaction force controller performs reaction force motor control, clutch control, calculation of a steering angle command value, calculation of a steering wheel absolute angle, and the like. The reaction force controller outputs the steering absolute angle, the turning angle command value, and the turning angle command value to the turning controller. The reaction force controller outputs a fastening command to the clutch when the reaction force motor cannot apply the steering reaction force to the steering wheel or when the steering motor cannot perform the steering control of the front wheels.

転舵コントローラは、転舵モータの制御、クラッチの制御、転舵絶対角度の算出を行っている。また転舵コントローラは、反力モータのモニタ値が異常を示す値になった場合にはクラッチに締結指令を出力する。   The steered controller performs control of the steered motor, control of the clutch, and calculation of the steered absolute angle. Further, the steering controller outputs an engagement command to the clutch when the monitor value of the reaction force motor becomes a value indicating abnormality.

そして、クラッチを締結する際には、操舵絶対角度と転舵絶対角度とを一致させる必要があり、反力コントローラまたは転舵コントローラは、他方のコントローラから必要な絶対角度を取得してからクラッチの制御を実行することになる。このため、クラッチの制御の実行が遅れるなどのおそれがある。よって、クラッチの制御が好適に行うことができる操舵装置が求められている。   When the clutch is engaged, it is necessary to make the steering absolute angle and the steering absolute angle coincide with each other. The reaction force controller or the steering controller obtains the necessary absolute angle from the other controller and then the clutch Control will be executed. For this reason, there is a possibility that execution of clutch control is delayed. Therefore, there is a need for a steering device that can suitably control the clutch.

本発明の目的は、クラッチの制御を好適に行うことができる操舵装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a steering apparatus that can suitably control a clutch.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について説明する。
上記課題を解決する操舵装置は、ステアリングホイールおよび前記ステアリングホイールに固定されるステアリングシャフトを有する操舵機構と、ラック軸を介して転舵を行う転舵機構と、前記ステアリングシャフトに設けられ、前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に断続するクラッチと、前記クラッチの駆動を制御する制御部と、を備える操舵装置であって、前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ステアリングホイール側の部分である第1回転軸の回転角度を検出する第1角度検出部と、前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ラック軸側の部分である第2回転軸の回転角度を検出する第2角度検出部と、を備え、前記制御部は、前記第1角度検出部を通じて前記第1回転軸の回転角度である第1回転角度を算出し、前記第2角度検出部を通じて前記第2回転軸の回転角度である第2回転角度を算出して、前記第1回転角度と前記第2回転角度とに基づいて前記クラッチの断続を制御することをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A steering device that solves the above problems is provided in a steering mechanism having a steering wheel and a steering shaft that is fixed to the steering wheel, a steering mechanism that performs steering via a rack shaft, and the steering shaft. A steering device including a clutch that mechanically connects and disengages the mechanism and the steering mechanism, and a control unit that controls driving of the clutch, wherein the steering shaft has a portion closer to the steering wheel than the clutch. A first angle detection unit that detects a rotation angle of a certain first rotation shaft; and a second angle detection unit that detects a rotation angle of a second rotation shaft that is a portion of the steering shaft closer to the rack shaft than the clutch. The control unit includes a first rotation angle that is a rotation angle of the first rotation shaft through the first angle detection unit. And calculating a second rotation angle, which is a rotation angle of the second rotation shaft, through the second angle detection unit, and controlling on / off of the clutch based on the first rotation angle and the second rotation angle. The gist is to do.

上記構成によれば、制御部が第1回転角度と第2回転角度とを算出した上でクラッチの断続を制御する。このため、異なる制御部が算出した第1回転角度と第2回転角度とを取得した上でクラッチの断続を制御するものと比べてより好適にクラッチの断続を制御することができる。   According to the above configuration, the control unit controls the engagement / disengagement of the clutch after calculating the first rotation angle and the second rotation angle. For this reason, the engagement / disengagement of the clutch can be controlled more suitably than the one that controls the engagement / disengagement of the clutch after obtaining the first rotation angle and the second rotation angle calculated by different control units.

上記操舵装置について、前記第1角度検出部は、前記第1回転軸の相対回転角度を検出する第1相対角度センサと、操舵に対する反力を前記第1回転軸に減速機を介して連結されるとともに、前記第1回転軸に付与する反力モータの相対回転角度を検出する第3相対角度センサと、を備え、前記制御部は、前記第1相対角度センサを通じて前記第1回転軸の相対回転角度である第1相対回転角度を算出し、前記第3相対角度センサを通じて前記反力モータの相対回転角度である第3相対回転角度を算出し、前記第1相対回転角度と前記第3相対回転角度とに基づいて前記第1回転軸の絶対回転角度を算出することが好ましい。   In the steering apparatus, the first angle detection unit is connected to a first relative angle sensor that detects a relative rotation angle of the first rotation shaft and a reaction force against steering to the first rotation shaft via a speed reducer. And a third relative angle sensor for detecting a relative rotation angle of a reaction force motor applied to the first rotation shaft, wherein the control unit is configured to detect relative rotation of the first rotation shaft through the first relative angle sensor. A first relative rotation angle that is a rotation angle is calculated, a third relative rotation angle that is a relative rotation angle of the reaction motor is calculated through the third relative angle sensor, and the first relative rotation angle and the third relative rotation angle are calculated. It is preferable to calculate an absolute rotation angle of the first rotation shaft based on the rotation angle.

上記構成によれば、第1回転軸の相対回転角度である第1相対回転角度と反力モータの相対回転角度である第3相対回転角度とを用いて第1回転軸の絶対回転角度(操舵角度)を算出することができる。これにより、第1回転軸に絶対回転角度を検出する操舵角センサが設けられることなく、第1回転軸の絶対回転角度を算出することができる。また、操舵角センサを第1回転軸に装着させるための遊びや取付公差等による操舵角度の検出精度の低下を抑制することができる。   According to the above configuration, the absolute rotation angle (steering) of the first rotation shaft using the first relative rotation angle that is the relative rotation angle of the first rotation shaft and the third relative rotation angle that is the relative rotation angle of the reaction force motor. Angle) can be calculated. Thereby, the absolute rotation angle of the first rotation shaft can be calculated without providing a steering angle sensor for detecting the absolute rotation angle on the first rotation shaft. In addition, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the steering angle due to play or attachment tolerance for attaching the steering angle sensor to the first rotation shaft.

上記操舵装置について、前記反力モータは、ベルトを介して前記第1回転軸に動力伝達可能に連結されることが好ましい。
上記構成によれば、反力モータがベルトを介して第1回転軸に連結される。このため、反力モータと第1回転軸とがギヤによって連結される場合に比べて作動音を抑制することができる。また、減速比の設定を比較的容易に行うことができる。
In the steering apparatus, it is preferable that the reaction force motor is coupled to the first rotating shaft via a belt so that power can be transmitted.
According to the above configuration, the reaction force motor is coupled to the first rotation shaft via the belt. For this reason, an operation noise can be suppressed compared with the case where a reaction force motor and the 1st axis of rotation are connected with a gear. Further, the reduction ratio can be set relatively easily.

上記操舵装置について、前記第2角度検出部は、前記第2回転軸の相対回転角度を検出する第2相対角度センサと、前記第2回転軸と前記ラック軸とを介して連動する第3回転軸に減速機を介して連結されるとともに、前記第3回転軸を駆動する転舵モータの相対回転角度を検出する第4相対角度センサと、を備え、前記制御部は、前記第2相対角度センサを通じて前記第2回転軸の相対回転角度である第2相対回転角度を算出し、前記第4相対角度センサを通じて前記転舵モータの相対回転角度である第4相対回転角度を算出し、前記第2相対回転角度と前記第4相対回転角度とに基づいて前記第2回転軸の絶対回転角度を算出することが好ましい。   In the steering apparatus, the second angle detection unit includes a second relative angle sensor that detects a relative rotation angle of the second rotation shaft, and a third rotation that is linked via the second rotation shaft and the rack shaft. A fourth relative angle sensor coupled to the shaft via a speed reducer and detecting a relative rotation angle of a steering motor that drives the third rotation shaft, and the control unit includes the second relative angle. A second relative rotation angle that is a relative rotation angle of the second rotation shaft is calculated through a sensor, a fourth relative rotation angle that is a relative rotation angle of the steering motor is calculated through the fourth relative angle sensor, and the second It is preferable to calculate an absolute rotation angle of the second rotation shaft based on two relative rotation angles and the fourth relative rotation angle.

上記構成によれば、第2回転軸の相対回転角度である第2相対回転角度と転舵モータの相対回転角度である第4相対回転角度とを用いて第2回転軸の絶対回転角度(転舵角度)を算出することができる。これにより、第2回転軸に絶対回転角度を検出する転舵角センサが設けられることなく、第2回転軸の絶対回転角度を算出することができる。   According to the above configuration, the absolute rotation angle (the rotation angle of the second rotation shaft) is calculated by using the second relative rotation angle that is the relative rotation angle of the second rotation shaft and the fourth relative rotation angle that is the relative rotation angle of the steering motor. Rudder angle) can be calculated. Accordingly, the absolute rotation angle of the second rotation shaft can be calculated without providing a turning angle sensor that detects the absolute rotation angle on the second rotation shaft.

本発明によれば、クラッチの制御を好適に行うことができる。   According to the present invention, clutch control can be suitably performed.

一実施形態の操舵装置の概略構成を示す簡略図。1 is a simplified diagram illustrating a schematic configuration of a steering device according to an embodiment. 同実施形態の操舵装置の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of the steering device of the embodiment. 同実施形態の操舵装置に設けられる複数の相対角度センサが検出した2種類の相対回転角度とこれら相対回転角度の角度差とを示すグラフ。3 is a graph showing two types of relative rotation angles detected by a plurality of relative angle sensors provided in the steering apparatus of the embodiment and an angle difference between these relative rotation angles.

以下、図1〜図3を参照して、操舵装置の一実施形態について説明する。本実施形態の操舵装置は、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されるステアバイワイヤである。
図1に示されるように、操舵装置は、運転者により操作されるステアリングホイール10、およびステアリングホイール10に固定されるステアリングシャフト11を備えている。ステアリングシャフト11におけるステアリングホイール10とは反対側の端部には、ピニオンシャフト12が設けられている。ピニオンシャフト12に設けられたピニオンギヤ12aは、ラック軸13に設けられたラックギヤ14に噛み合わされている。ピニオンシャフト12の回転運動は、ピニオンギヤ12aおよびラックギヤ14を介してラック軸13の軸方向の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動がラック軸13の両端にそれぞれ連結されたタイロッド15,15を介して左右の転舵輪16,16にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪16,16の転舵角が変更される。なお、ステアリングホイール10およびステアリングシャフト11は、操舵機構を構成する。また、ピニオンシャフト12、ラック軸13、およびラックギヤ14は、転舵機構を構成する。
Hereinafter, an embodiment of the steering apparatus will be described with reference to FIGS. The steering apparatus of this embodiment is a steer-by-wire in which a steering mechanism and a steering mechanism are mechanically separated.
As shown in FIG. 1, the steering apparatus includes a steering wheel 10 operated by a driver and a steering shaft 11 fixed to the steering wheel 10. A pinion shaft 12 is provided at the end of the steering shaft 11 opposite to the steering wheel 10. A pinion gear 12 a provided on the pinion shaft 12 is meshed with a rack gear 14 provided on the rack shaft 13. The rotational motion of the pinion shaft 12 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 13 via the pinion gear 12 a and the rack gear 14. The reciprocating linear motion is transmitted to the left and right steered wheels 16 and 16 via tie rods 15 and 15 respectively connected to both ends of the rack shaft 13, whereby the steered angles of the steered wheels 16 and 16 are changed. The The steering wheel 10 and the steering shaft 11 constitute a steering mechanism. The pinion shaft 12, the rack shaft 13, and the rack gear 14 constitute a steering mechanism.

操舵装置は、ステアリングシャフト11に操舵反力を付与する反力モータ30を備えている。反力モータ30は、減速機を介してステアリングシャフト11に連結されている。
反力モータ30の回転軸には、第1プーリ31が固定されている。第1プーリ31の外周には、歯が等間隔に設けられている。第1プーリ31の歯数は、例えば43である。ステアリングシャフト11の中間部には、第2プーリ18が固定されている。第2プーリ18の外周には、歯が等間隔に設けられている。第2プーリ18の歯数は、例えば133である。
The steering device includes a reaction force motor 30 that applies a steering reaction force to the steering shaft 11. The reaction force motor 30 is connected to the steering shaft 11 via a speed reducer.
A first pulley 31 is fixed to the rotating shaft of the reaction force motor 30. Teeth are provided at equal intervals on the outer periphery of the first pulley 31. The number of teeth of the first pulley 31 is 43, for example. A second pulley 18 is fixed to an intermediate portion of the steering shaft 11. Teeth are provided at equal intervals on the outer periphery of the second pulley 18. The number of teeth of the second pulley 18 is 133, for example.

第1プーリ31と第2プーリ18との間には、ベルト32が巻き掛けられている。第1プーリ31と第2プーリ18とベルト32とが減速機として機能する。反力モータ30の駆動力は減速機を介してステアリングシャフト11に付与される。   A belt 32 is wound around the first pulley 31 and the second pulley 18. The first pulley 31, the second pulley 18, and the belt 32 function as a speed reducer. The driving force of the reaction force motor 30 is applied to the steering shaft 11 via the speed reducer.

反力モータ30には、反力モータ30の回転軸の回転角度である第3相対回転角度θ3を検出する第3相対角度センサ33が設けられている。第3相対角度センサ33としては、MRセンサが採用されている。MRセンサは、回転軸の回転に応じてsin信号およびcos信号の2つのアナログ信号を生成する。   The reaction force motor 30 is provided with a third relative angle sensor 33 that detects a third relative rotation angle θ3 that is the rotation angle of the rotation shaft of the reaction force motor 30. An MR sensor is employed as the third relative angle sensor 33. The MR sensor generates two analog signals, a sin signal and a cos signal, according to the rotation of the rotating shaft.

ステアリングシャフト11において、第2プーリ18とステアリングホイール10との間には、トルクセンサ19が設けられている。トルクセンサ19はステアリングシャフト11に付与される操舵トルクを検出する。   In the steering shaft 11, a torque sensor 19 is provided between the second pulley 18 and the steering wheel 10. The torque sensor 19 detects a steering torque applied to the steering shaft 11.

操舵装置は、操舵機構と転舵機構との間を機械的に断続するクラッチ50と、クラッチ50を制御するECU40とを備えている。クラッチ50は、ステアリングシャフト11の第2プーリ18が設けられている位置よりも転舵輪16側に設けられている。クラッチ50は、ECU40からの通電が行われることで切断され、ECU40からの通電が停止されることで接続される。クラッチ50が切断されると、ステアリングホイール10と転舵輪16とが機械的に分離される。クラッチ50が接続されると、ステアリングホイール10と転舵輪16とが機械的に連結される。反力モータ30は、ステアリングシャフト11におけるクラッチ50よりもステアリングホイール10側の部分に反力を付与する。ここで、ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもステアリングホイール10側の部分が第1回転軸に相当し、ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもラック軸13側の部分が第2回転軸に相当する。ECU40が制御部に相当する。   The steering device includes a clutch 50 that mechanically connects and disconnects between the steering mechanism and the steering mechanism, and an ECU 40 that controls the clutch 50. The clutch 50 is provided closer to the steered wheel 16 than the position where the second pulley 18 of the steering shaft 11 is provided. The clutch 50 is disconnected when power is supplied from the ECU 40 and is connected when power supply from the ECU 40 is stopped. When the clutch 50 is disengaged, the steering wheel 10 and the steered wheel 16 are mechanically separated. When the clutch 50 is connected, the steering wheel 10 and the steered wheel 16 are mechanically coupled. The reaction force motor 30 applies a reaction force to a portion of the steering shaft 11 closer to the steering wheel 10 than the clutch 50. Here, the portion of the steering shaft 11 closer to the steering wheel 10 than the clutch 50 corresponds to the first rotation shaft, and the portion of the steering shaft 11 closer to the rack shaft 13 than the clutch 50 corresponds to the second rotation shaft. The ECU 40 corresponds to the control unit.

操舵装置は、ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもステアリングホイール10側の部分の回転角度を検出する第1角度検出部と、ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもラック軸13側の部分の回転角度を検出する第2角度検出部とを備える。第1角度検出部は、第1相対角度センサ21を備えている。第2角度検出部は、第2相対角度センサ22を備えている。第1相対角度センサ21は、ステアリングシャフト11におけるクラッチ50よりもステアリングホイール10側の部分に設けられ、ステアリングシャフト11におけるクラッチ50よりもステアリングホイール10側の部分の相対回転角度を検出する。第2相対角度センサ22は、ステアリングシャフト11におけるクラッチ50よりもラック軸13側の部分に設けられ、ステアリングシャフト11におけるクラッチ50よりもラック軸13側の部分の相対回転角度を検出する。第1相対角度センサ21および第2相対角度センサ22としては、たとえばレゾルバが採用される。レゾルバは、回転軸の回転に応じてsin信号およびcos信号の2つのアナログ信号を生成する。なお、第3相対角度センサ33は、第1角度検出部に備えられる。   The steering device detects a rotation angle of a portion of the steering shaft 11 closer to the steering wheel 10 than the clutch 50 and a rotation angle of a portion of the steering shaft 11 closer to the rack shaft 13 than the clutch 50. A second angle detector. The first angle detection unit includes a first relative angle sensor 21. The second angle detection unit includes a second relative angle sensor 22. The first relative angle sensor 21 is provided in a portion of the steering shaft 11 closer to the steering wheel 10 than the clutch 50, and detects a relative rotation angle of a portion of the steering shaft 11 closer to the steering wheel 10 than the clutch 50. The second relative angle sensor 22 is provided in a portion of the steering shaft 11 closer to the rack shaft 13 than the clutch 50, and detects a relative rotation angle of a portion of the steering shaft 11 closer to the rack shaft 13. For example, a resolver is employed as the first relative angle sensor 21 and the second relative angle sensor 22. The resolver generates two analog signals, a sin signal and a cos signal, according to the rotation of the rotating shaft. The third relative angle sensor 33 is provided in the first angle detection unit.

ECU40は、第1相対角度センサ21から第1相対回転角度θ1を、第2相対角度センサ22から第2相対回転角度θ2をそれぞれ直接取得して、これら第1相対回転角度θ1および第2相対回転角度θ2に基づきクラッチ50を制御する。このためECU40自身がECU40による指示とその結果とを直接監視することができるのでシステムの安全設計に有利である。また別々にECUを設けるよりも安価な構成とすることができる。なお、第1相対回転角度θ1が第1回転角度に相当し、第2相対回転角度θ2が第2回転角度に相当する。   The ECU 40 directly acquires the first relative rotation angle θ1 from the first relative angle sensor 21 and the second relative rotation angle θ2 from the second relative angle sensor 22, respectively, and the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation. The clutch 50 is controlled based on the angle θ2. For this reason, since the ECU 40 itself can directly monitor the instruction by the ECU 40 and the result thereof, it is advantageous for the safety design of the system. Moreover, it can be set as a cheaper structure rather than providing ECU separately. The first relative rotation angle θ1 corresponds to the first rotation angle, and the second relative rotation angle θ2 corresponds to the second rotation angle.

操舵装置は、運転者の操舵に応じて、転舵輪16を転舵させるラック駆動機構60を備えている。ラック駆動機構60は、転舵力の発生源である転舵モータ61、転舵モータ61の回転を減速する減速機(例えばウォーム減速機)63と、ラック軸13に噛み合わされる第2ピニオンシャフト65とを備えている。第2ピニオンシャフト65は、ラック軸13に設けられた第2ラックギヤ66に噛み合わせられる第2ピニオンギヤ65aを有している。第2ピニオンシャフト65の回転運動は、第2ピニオンギヤ65aおよび第2ラックギヤ66を介してラック軸13の軸方向の往復直線運動に変換される。なお、ラック駆動機構60は、ピニオンシャフト12、ラック軸13、およびラックギヤ14とともに転舵機構を構成する。第2ピニオンシャフト65が第3回転軸に相当する。   The steering device includes a rack drive mechanism 60 that steers the steered wheels 16 according to the steering of the driver. The rack drive mechanism 60 includes a turning motor 61 that is a source of turning force, a speed reducer (for example, a worm speed reducer) 63 that reduces the rotation of the turning motor 61, and a second pinion shaft that is meshed with the rack shaft 13. 65. The second pinion shaft 65 has a second pinion gear 65 a that meshes with a second rack gear 66 provided on the rack shaft 13. The rotational motion of the second pinion shaft 65 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 13 via the second pinion gear 65a and the second rack gear 66. The rack drive mechanism 60 constitutes a turning mechanism together with the pinion shaft 12, the rack shaft 13, and the rack gear 14. The second pinion shaft 65 corresponds to the third rotation axis.

転舵モータ61には、転舵モータ61の回転軸の回転角度を検出する第4相対角度センサ62が設けられている。第4相対角度センサ62としてはMRセンサが採用されている。第4相対角度センサ62は、第2角度検出部に備えられる。   The turning motor 61 is provided with a fourth relative angle sensor 62 that detects the rotation angle of the rotating shaft of the turning motor 61. An MR sensor is employed as the fourth relative angle sensor 62. The fourth relative angle sensor 62 is provided in the second angle detection unit.

減速機63は、転舵モータ61の回転軸に設けられるウォーム61a、およびウォーム61aが噛み合うウォームホイール63aを有している。ウォームホイール63aには、第2ピニオンシャフト65が固定されている。   The speed reducer 63 has a worm 61a provided on the rotating shaft of the steering motor 61, and a worm wheel 63a with which the worm 61a meshes. A second pinion shaft 65 is fixed to the worm wheel 63a.

図2に示されるように、ECU40は、第4相対角度センサ62から得られる転舵モータ61の回転角度によってフィードバック制御を行いながら、ステアリングホイール10の操舵に合わせて転舵輪16が転舵するように転舵モータ61を駆動制御する。ECU40は、第1相対角度センサ21および第3相対角度センサ33を通じて検出される第1相対回転角度θ1と第3相対回転角度θ3とに基づき操舵角を演算し、当該操舵角に基づき転舵輪16の目標転舵角を演算する。そしてECU40は、転舵モータ61の回転角に基づき検出される実際の転舵角を目標転舵角に一致させるように、転舵モータ61を制御する。なお、ステアリングホイール10が操作された分だけ転舵輪16を転舵させるようにしてもよい。このときECU40は、実際の転舵角を操舵角に一致させるように転舵モータ61を制御する。なお、図2では、説明の便宜上、第1相対角度センサ21からの出力に第1相対回転角度を示す符号「θ1」を付し、第2相対角度センサ22からの出力に第2相対回転角度を示す符号「θ2」を付している。また、第3相対角度センサ33からの出力に第3相対回転角度を示す符号「θ3」を付し、第4相対角度センサ62からの出力に第4相対回転角度を示す符号「θ4」を付している。   As shown in FIG. 2, the ECU 40 steers the steered wheels 16 in accordance with the steering of the steering wheel 10 while performing feedback control according to the rotation angle of the steered motor 61 obtained from the fourth relative angle sensor 62. The steering motor 61 is driven and controlled. The ECU 40 calculates a steering angle based on the first relative rotation angle θ1 and the third relative rotation angle θ3 detected through the first relative angle sensor 21 and the third relative angle sensor 33, and the steered wheels 16 based on the steering angle. The target turning angle is calculated. Then, the ECU 40 controls the steered motor 61 so that the actual steered angle detected based on the rotational angle of the steered motor 61 matches the target steered angle. Note that the steered wheels 16 may be steered by the amount that the steering wheel 10 is operated. At this time, the ECU 40 controls the steered motor 61 so that the actual steered angle matches the steering angle. In FIG. 2, for convenience of explanation, a sign “θ1” indicating the first relative rotation angle is attached to the output from the first relative angle sensor 21, and the second relative rotation angle is added to the output from the second relative angle sensor 22. The symbol “θ2” is attached. Further, a sign “θ3” indicating the third relative rotation angle is added to the output from the third relative angle sensor 33, and a sign “θ4” indicating the fourth relative rotation angle is added to the output from the fourth relative angle sensor 62. doing.

ECU40は、反力モータ30の駆動制御を通じて操舵トルクに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。すなわち、ECU40はトルクセンサ19を通じて検出される操舵トルクに基づき目標操舵反力(目標反力トルク)を演算する。そしてECU40は、ステアリングシャフト11に付与される実際の操舵反力(反力トルク)を目標操舵反力に一致させるように、反力モータ30を駆動制御する。   The ECU 40 executes reaction force control for generating a steering reaction force corresponding to the steering torque through the drive control of the reaction force motor 30. That is, the ECU 40 calculates a target steering reaction force (target reaction force torque) based on the steering torque detected through the torque sensor 19. The ECU 40 controls the reaction force motor 30 so that the actual steering reaction force (reaction torque) applied to the steering shaft 11 matches the target steering reaction force.

ここで、図3を参照して、ECU40による絶対回転角度の算出を説明する。
ECU40は、第1相対角度センサ21から取得される2つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第1相対回転角度θ1を算出する。ECU40は、第3相対角度センサ33から取得される2つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第3相対回転角度θ3を算出する。
Here, the calculation of the absolute rotation angle by the ECU 40 will be described with reference to FIG.
The ECU 40 calculates the first relative rotation angle θ1 by obtaining the arc tangent from the two analog signals acquired from the first relative angle sensor 21. The ECU 40 calculates the third relative rotation angle θ3 by obtaining the arc tangent from the two analog signals acquired from the third relative angle sensor 33.

図3に示したグラフの縦軸は第1相対回転角度θ1と第3相対回転角度θ3とを示し、横軸はステアリングシャフト11の多回転の絶対回転角度φを示している。破線は第1相対回転角度θ1の遷移を示し、実線は第3相対回転角度θ3の遷移を示している。なお、第1相対角度センサ21の出力信号は軸倍角2倍であって、第3相対角度センサ33の出力信号は軸倍角1倍である。そして、ステアリングシャフト11と反力モータ30との回転比の違いにより、実線の波形の位相および破線の波形の位相が回転とともにずれていく。第1相対回転角度θ1はレゾルバの検出範囲の回転角度(0°〜360°)である。第3相対回転角度θ3は、MRセンサの検出範囲の回転角度(0°〜360°)である。すなわち、第1相対回転角度θ1および第3相対回転角度θ3のそれぞれからでは、ステアリングシャフト11の多回転の回転角度である絶対回転角度φを算出することができない。   The vertical axis of the graph shown in FIG. 3 represents the first relative rotation angle θ1 and the third relative rotation angle θ3, and the horizontal axis represents the multi-rotation absolute rotation angle φ of the steering shaft 11. The broken line indicates the transition of the first relative rotation angle θ1, and the solid line indicates the transition of the third relative rotation angle θ3. The output signal of the first relative angle sensor 21 has a double shaft angle, and the output signal of the third relative angle sensor 33 has a shaft angle multiplier of 1. Then, due to the difference in the rotation ratio between the steering shaft 11 and the reaction force motor 30, the phase of the solid waveform and the phase of the broken waveform shift with rotation. The first relative rotation angle θ1 is the rotation angle (0 ° to 360 °) of the resolver detection range. The third relative rotation angle θ3 is a rotation angle (0 ° to 360 °) of the detection range of the MR sensor. That is, from each of the first relative rotation angle θ1 and the third relative rotation angle θ3, the absolute rotation angle φ that is the multiple rotation angle of the steering shaft 11 cannot be calculated.

そこで、ECU40は、これら第1相対回転角度θ1と第3相対回転角度θ3との角度差(|θ1−θ3|)を算出する。軸倍角2倍の第1相対角度センサ21を通じて得られる第1相対回転角度θ1を基準とする角度差を図3のグラフの太線で示す。また軸倍角1倍の第3相対角度センサ33を通じて得られる第3相対回転角度θ3を基準とする角度差を図3のグラフの太破線で示す。図3に示すように、絶対回転角度φが大きくなるほど、角度差(|θ1−θ3|)が絶対回転角度φに比例して大きくなる。このため、ECU40は、角度差(|θ1−θ3|)に対する絶対回転角度φを予め把握していることで、角度差(|θ1−θ3|)から絶対回転角度φを算出することができる。ECU40は、メモリ41を有している。メモリ41には、角度差(|θ1−θ3|)に対する絶対回転角度φが予め記憶されている。   Therefore, the ECU 40 calculates an angle difference (| θ1−θ3 |) between the first relative rotation angle θ1 and the third relative rotation angle θ3. The angle difference based on the first relative rotation angle θ1 obtained through the first relative angle sensor 21 having the double shaft angle of double is indicated by a thick line in the graph of FIG. Further, an angle difference based on the third relative rotation angle θ3 obtained through the third relative angle sensor 33 having a shaft angle multiplier of 1 is indicated by a thick broken line in the graph of FIG. As shown in FIG. 3, as the absolute rotation angle φ increases, the angle difference (| θ1−θ3 |) increases in proportion to the absolute rotation angle φ. For this reason, the ECU 40 can calculate the absolute rotation angle φ from the angle difference (| θ1-θ3 |) by grasping the absolute rotation angle φ with respect to the angle difference (| θ1-θ3 |) in advance. The ECU 40 has a memory 41. The memory 41 stores in advance an absolute rotation angle φ with respect to the angle difference (| θ1−θ3 |).

また、ECU40は、第2相対角度センサ22から取得される2つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第2相対回転角度θ2を算出する。ECU40は、第4相対角度センサ62から取得される2つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第4相対回転角度θ4を算出する。   Further, the ECU 40 calculates the second relative rotation angle θ2 by obtaining the arc tangent from the two analog signals acquired from the second relative angle sensor 22. The ECU 40 calculates the fourth relative rotation angle θ4 by obtaining the arc tangent from the two analog signals acquired from the fourth relative angle sensor 62.

そして、ECU40は、これら第2相対回転角度θ2と第4相対回転角度θ4との角度差(|θ2−θ4|)を算出する。ピニオンシャフト12の絶対回転角度が大きくなるほど、角度差(|θ2−θ4|)がピニオンシャフト12の絶対回転角度に比例して大きくなる。ピニオンシャフト12の絶対回転角度はステアリングシャフト11のクラッチ50よりもラック軸13側の部分の絶対回転角度と同一である。このため、ECU40は、角度差(|θ2−θ4|)に対するピニオンシャフト12の絶対回転角度を予め把握していることで、角度差(|θ2−θ4|)からピニオンシャフト12の絶対回転角度を算出することができる。メモリ41には、角度差(|θ2−θ4|)に対するピニオンシャフト12の絶対回転角度が予め記憶されている。またECU40は、ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもラック軸13側の部分の絶対回転角度を算出することができる。   Then, the ECU 40 calculates an angle difference (| θ2-θ4 |) between the second relative rotation angle θ2 and the fourth relative rotation angle θ4. As the absolute rotation angle of the pinion shaft 12 increases, the angle difference (| θ2−θ4 |) increases in proportion to the absolute rotation angle of the pinion shaft 12. The absolute rotation angle of the pinion shaft 12 is the same as the absolute rotation angle of the portion of the steering shaft 11 closer to the rack shaft 13 than the clutch 50. Therefore, the ECU 40 knows in advance the absolute rotation angle of the pinion shaft 12 with respect to the angle difference (| θ2-θ4 |), so that the absolute rotation angle of the pinion shaft 12 is determined from the angle difference (| θ2-θ4 |). Can be calculated. The memory 41 stores in advance the absolute rotation angle of the pinion shaft 12 with respect to the angle difference (| θ2−θ4 |). Further, the ECU 40 can calculate the absolute rotation angle of the portion of the steering shaft 11 closer to the rack shaft 13 than the clutch 50.

次に、上記のように構成した操舵装置の作用について説明する。
操舵装置がステアバイワイヤとして機能するときには、ECU40がクラッチ50を切断する。ECU40は、運転者による操舵に応じて反力モータ30を駆動させることによって操舵反力をステアリングシャフト11に付与するとともに、運転者の操舵に応じて転舵モータ61を駆動させることにより転舵輪16を転舵させる。
Next, the operation of the steering device configured as described above will be described.
When the steering device functions as a steer-by-wire, the ECU 40 disconnects the clutch 50. The ECU 40 applies a steering reaction force to the steering shaft 11 by driving the reaction force motor 30 according to the steering by the driver, and drives the steering motor 61 according to the driver's steering, thereby turning the steered wheels 16. To steer.

すなわち、ECU40は、車両の電源がオンされると、第1相対角度センサ21および第3相対角度センサ33から得られる第1相対回転角度θ1と第3相対回転角度θ3とからステアリングホイール10の操舵角度(絶対回転角度φ)を算出する。また、ECU40は、車両の電源がオンされると、第2相対角度センサ22および第4相対角度センサ62から得られる第2相対回転角度θ2と第4相対回転角度θ4とからピニオンシャフト12の絶対回転角度(転舵角度)を算出する。   That is, when the power of the vehicle is turned on, the ECU 40 steers the steering wheel 10 from the first relative rotation angle θ1 and the third relative rotation angle θ3 obtained from the first relative angle sensor 21 and the third relative angle sensor 33. An angle (absolute rotation angle φ) is calculated. Further, when the power of the vehicle is turned on, the ECU 40 determines the absolute value of the pinion shaft 12 from the second relative rotation angle θ2 and the fourth relative rotation angle θ4 obtained from the second relative angle sensor 22 and the fourth relative angle sensor 62. A rotation angle (steering angle) is calculated.

そしてECU40は、ステアリングシャフト11の絶対回転角度φに対応する転舵角度となるように転舵モータ61を駆動制御する。また、ECU40は、ステアリングシャフト11に付与される実際の反力トルクが目標反力トルクに一致するように、反力モータ30を駆動制御する。   The ECU 40 drives and controls the steering motor 61 so that the steering angle corresponds to the absolute rotation angle φ of the steering shaft 11. Further, the ECU 40 controls the reaction force motor 30 so that the actual reaction force torque applied to the steering shaft 11 matches the target reaction force torque.

このように操舵装置がステアバイワイヤとして機能するときには、クラッチ50によって操舵機構と転舵機構との間の動力伝達経路が機械的に分離されているので、転舵輪16からの振動等はステアリングホイール10に伝達されることが抑制される。ステアリングホイール10の操作に応じて転舵輪16が転舵されるため、運転者は快適な操舵を行うことができる。   Thus, when the steering device functions as a steer-by-wire, the power transmission path between the steering mechanism and the steered mechanism is mechanically separated by the clutch 50, so vibrations from the steered wheels 16 are not affected by the steering wheel 10. It is suppressed that it is transmitted to. Since the steered wheels 16 are steered according to the operation of the steering wheel 10, the driver can perform comfortable steering.

また、ECU40は、第1相対回転角度θ1と第2相対回転角度θ2との角度差が大きくなったときには転舵モータ61などに何らかの異常が発生したおそれがあるからである。なお、ECU40は、クラッチ50を接続するとき、第1相対回転角度θ1と第2相対回転角度θ2との角度差がなくなるように反力モータ30と転舵モータ61との少なくとも一方を制御しつつ、クラッチ50を接続させるようにしてもよい。クラッチ50を接続することにより、操舵機構と転舵機構とが機械的に接続され、ステアリングシャフト11の回転を転舵輪16に直接伝達することが可能となる。   Further, the ECU 40 may have some abnormality in the steered motor 61 or the like when the angle difference between the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 becomes large. The ECU 40 controls at least one of the reaction force motor 30 and the steered motor 61 so that the angle difference between the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 is eliminated when the clutch 50 is connected. The clutch 50 may be connected. By connecting the clutch 50, the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically connected, and the rotation of the steering shaft 11 can be directly transmitted to the steered wheels 16.

なお、転舵モータ61に異常が発生したときには、ECU40は、クラッチ50を接続させる。そして、ECU40は、反力モータ30を駆動制御することで、ステアリングシャフト11にアシスト力を付与する。ステアリングシャフト11にアシスト力が付与されることで運転者の操舵が補助される。   When an abnormality occurs in the steering motor 61, the ECU 40 connects the clutch 50. The ECU 40 controls the reaction force motor 30 to apply assist force to the steering shaft 11. The driver's steering is assisted by applying an assist force to the steering shaft 11.

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)ECU40が第1相対回転角度θ1と第2相対回転角度θ2とを算出した上でクラッチ50の断続を制御する。このため、異なるECUが算出した第1相対回転角度θ1と第2相対回転角度θ2とを取得した上でクラッチ50の断続を制御するものと比べてより好適にクラッチ50の断続を制御することができる。
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The ECU 40 controls the engagement and disengagement of the clutch 50 after calculating the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2. For this reason, it is possible to control the engagement / disengagement of the clutch 50 more suitably than the one that controls the engagement / disengagement of the clutch 50 after acquiring the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 calculated by different ECUs. it can.

(2)ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもステアリングホイール10側の相対回転角度である第1相対回転角度θ1と反力モータ30の相対回転角度である第3相対回転角度θ3とを用いてステアリングホイール10の絶対回転角度(操舵角度)を算出することができる。これにより、ステアリングホイール10の絶対回転角度を検出する操舵角センサが設けられることなく、ステアリングホイール10の絶対回転角度を算出することができる。また、操舵角センサをステアリングシャフト11に装着させるための遊びや取付公差等による操舵角度の検出精度の低下を抑制することができる。   (2) A steering wheel using a first relative rotation angle θ1 that is a relative rotation angle closer to the steering wheel 10 than the clutch 50 of the steering shaft 11 and a third relative rotation angle θ3 that is a relative rotation angle of the reaction force motor 30. Ten absolute rotation angles (steering angles) can be calculated. Accordingly, the absolute rotation angle of the steering wheel 10 can be calculated without providing a steering angle sensor that detects the absolute rotation angle of the steering wheel 10. In addition, it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of the steering angle due to play for mounting the steering angle sensor on the steering shaft 11, mounting tolerance, or the like.

(3)反力モータ30がベルト32を介してステアリングシャフト11に連結される。このため、反力モータ30とステアリングシャフト11とがギヤによって連結される場合に比べて作動音を抑制することができる。また、減速比の設定を比較的容易に行うことができる。   (3) The reaction force motor 30 is connected to the steering shaft 11 via the belt 32. For this reason, an operation noise can be suppressed compared with the case where the reaction force motor 30 and the steering shaft 11 are connected by a gear. Further, the reduction ratio can be set relatively easily.

(4)ピニオンシャフト12の相対回転角度である第2相対回転角度θ2と転舵モータ61の相対回転角度である第4相対回転角度θ4とを用いてピニオンシャフト12の絶対回転角度(転舵角度)を算出することができる。これにより、ピニオンシャフト12等に絶対回転角度を検出する転舵角センサが設けられることなく、ステアリングシャフト11のクラッチ50よりもラック軸13側の絶対回転角度を算出することができる。   (4) The absolute rotation angle (steering angle) of the pinion shaft 12 using the second relative rotation angle θ2 that is the relative rotation angle of the pinion shaft 12 and the fourth relative rotation angle θ4 that is the relative rotation angle of the steering motor 61. ) Can be calculated. Thereby, the absolute rotation angle closer to the rack shaft 13 than the clutch 50 of the steering shaft 11 can be calculated without providing a turning angle sensor for detecting the absolute rotation angle on the pinion shaft 12 or the like.

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、第1相対角度センサ21の出力信号が軸倍角2倍であって、第3相対角度センサ33の出力信号が軸倍角1倍であるものを用いた。しかしながら、第1相対角度センサ21および第3相対角度センサ33の出力信号が同じ軸倍角であるものを用いてもよい。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above embodiment, the output signal of the first relative angle sensor 21 is 2 times the shaft angle multiplier, and the output signal of the third relative angle sensor 33 is 1 time the shaft angle multiplier. However, the output signals of the first relative angle sensor 21 and the third relative angle sensor 33 may be the same shaft angle multiplier.

・上記実施形態では、第1相対角度センサ21および第2相対角度センサ22としてレゾルバを用いたが、少なくとも一方にMRセンサを用いてもよく、またホールセンサを用いてもよい。   In the above embodiment, the resolver is used as the first relative angle sensor 21 and the second relative angle sensor 22, but an MR sensor may be used for at least one of them, or a Hall sensor may be used.

・上記実施形態では、第3相対角度センサ33および第4相対角度センサ62としてMRセンサを用いたが、少なくとも一方にホールセンサを用いてもよく、またレゾルバを用いてもよい。   In the above embodiment, MR sensors are used as the third relative angle sensor 33 and the fourth relative angle sensor 62, but a Hall sensor may be used for at least one of them, or a resolver may be used.

・上記実施形態では、ベルト32を介して反力モータ30をステアリングシャフト11に連結した。しかしベルト32に代えてギヤを介して反力モータ30をステアリングシャフト11に連結してもよい。   In the above embodiment, the reaction force motor 30 is connected to the steering shaft 11 via the belt 32. However, the reaction force motor 30 may be connected to the steering shaft 11 via a gear instead of the belt 32.

・上記実施形態において、第1プーリ31の歯数、第2プーリ18の歯数は、減速比の大小関係が維持されれば、任意に設定可能である。
・上記実施形態では、ステアリングシャフト11に反力モータ30を1個設けたが、反力モータを2個以上設けてもよい。この場合、2個以上の反力モータをステアリングシャフト11に連結し、2個以上の反力モータのうち少なくとも1個の反力モータの相対回転角度と第1相対回転角度θ1との回転角度差から絶対回転角度φを算出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the number of teeth of the first pulley 31 and the number of teeth of the second pulley 18 can be arbitrarily set as long as the reduction ratio is maintained.
In the above embodiment, one reaction force motor 30 is provided on the steering shaft 11, but two or more reaction force motors may be provided. In this case, two or more reaction force motors are connected to the steering shaft 11, and the rotation angle difference between the relative rotation angle of at least one reaction force motor of the two or more reaction force motors and the first relative rotation angle θ1. From the above, the absolute rotation angle φ may be calculated.

・上記実施形態では、1個のECU40がクラッチ50、反力モータ30、および転舵モータ61を制御したが、反力モータ30を制御するECU(反力制御装置)と転舵モータ61を制御するECU(転舵制御装置)を個別に設けてもよい。この場合、ECU40、反力制御装置、転舵制御装置は車載通信(CANなど)を通じて相互に情報の授受を行う。また、転舵制御装置は、転舵モータ61の回転角に基づき検出される実際の転舵角を目標転舵角に一致させるように、転舵モータ61を制御する。目標転舵角は転舵角制御装置自身が演算してもよいし、ECU40から取り込むようにしてもよい。また、反力制御装置は、反力モータ30の駆動制御を通じて操舵トルクに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。すなわち、反力制御装置は操舵トルクに基づき目標操舵反力を演算し、実際の操舵反力を目標操舵反力に一致させるように、反力モータ30を駆動制御する。なお、反力制御装置は反力モータ30と一体に設けてもよい。また転舵制御装置は転舵モータ61と一体に設けてもよい。   In the above embodiment, one ECU 40 controls the clutch 50, the reaction force motor 30, and the steering motor 61. However, the ECU (reaction force control device) that controls the reaction force motor 30 and the steering motor 61 are controlled. An ECU (steering control device) may be provided individually. In this case, the ECU 40, the reaction force control device, and the turning control device exchange information with each other through in-vehicle communication (such as CAN). Further, the turning control device controls the turning motor 61 so that the actual turning angle detected based on the rotation angle of the turning motor 61 matches the target turning angle. The target turning angle may be calculated by the turning angle control device itself or may be taken in from the ECU 40. In addition, the reaction force control device executes reaction force control that generates a steering reaction force according to the steering torque through the drive control of the reaction force motor 30. That is, the reaction force control device calculates the target steering reaction force based on the steering torque, and drives and controls the reaction force motor 30 so that the actual steering reaction force matches the target steering reaction force. The reaction force control device may be provided integrally with the reaction force motor 30. The steering control device may be provided integrally with the steering motor 61.

・上記実施形態では、ステアリングシャフト11に相対回転角度を検出する第1相対角度センサ21を設けたが、ステアリングシャフト11に絶対回転角度を検出する絶対角度センサを設けてもよい。このようにしても、ECU40がステアリングシャフト11の回転角度とピニオンシャフト12の回転角度とを直接取得してクラッチ50を制御することができれば、クラッチ50を好適に制御することができる。   In the above embodiment, the steering shaft 11 is provided with the first relative angle sensor 21 that detects the relative rotation angle. However, the steering shaft 11 may be provided with an absolute angle sensor that detects the absolute rotation angle. Even in this case, if the ECU 40 can directly acquire the rotation angle of the steering shaft 11 and the rotation angle of the pinion shaft 12 to control the clutch 50, the clutch 50 can be suitably controlled.

・上記実施形態では、ピニオンシャフト12に相対回転角度を検出する第2相対角度センサ22を設けたが、ピニオンシャフト12に絶対回転角度を検出する絶対角度センサを設けてもよい。このようにしても、ECU40がステアリングシャフト11の回転角度とピニオンシャフト12の回転角度とを直接取得してクラッチ50を制御することができれば、クラッチ50を好適に制御することができる。   In the above embodiment, the second relative angle sensor 22 that detects the relative rotation angle is provided on the pinion shaft 12, but an absolute angle sensor that detects the absolute rotation angle may be provided on the pinion shaft 12. Even in this case, if the ECU 40 can directly acquire the rotation angle of the steering shaft 11 and the rotation angle of the pinion shaft 12 to control the clutch 50, the clutch 50 can be suitably controlled.

10…ステアリングホイール、11…ステアリングシャフト、12…ピニオンシャフト、12a…ピニオンギヤ、13…ラック軸、14…ラックギヤ、15…タイロッド、16…転舵輪、18…第2プーリ、19…トルクセンサ、21…第1相対角度センサ、22…第2相対角度センサ、30…反力モータ、31…第1プーリ、32…ベルト、33…第3相対角度センサ、40…ECU、41…メモリ、50…クラッチ、60…ラック駆動機構、61…転舵モータ、61a…ウォーム、62…第4相対角度センサ、63…減速機、63a…ウォームホイール、65…第2ピニオンシャフト、65a…第2ピニオンギヤ、66…第2ラックギヤ、θ1…第1相対回転角度、θ2…第2相対回転角度、θ3…第3相対回転角度、θ4…第4相対回転角度、φ…絶対回転角度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Steering wheel, 11 ... Steering shaft, 12 ... Pinion shaft, 12a ... Pinion gear, 13 ... Rack shaft, 14 ... Rack gear, 15 ... Tie rod, 16 ... Steering wheel, 18 ... Second pulley, 19 ... Torque sensor, 21 ... 1st relative angle sensor, 22 ... 2nd relative angle sensor, 30 ... Reaction force motor, 31 ... 1st pulley, 32 ... Belt, 33 ... 3rd relative angle sensor, 40 ... ECU, 41 ... Memory, 50 ... Clutch, DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... Rack drive mechanism, 61 ... Steering motor, 61a ... Worm, 62 ... 4th relative angle sensor, 63 ... Reduction gear, 63a ... Worm wheel, 65 ... 2nd pinion shaft, 65a ... 2nd pinion gear, 66 ... 1st Two rack gears, θ1: first relative rotation angle, θ2: second relative rotation angle, θ3: third relative rotation angle, θ4: fourth relative rotation Every time, φ ... absolute rotational angle.

Claims (4)

ステアリングホイールおよび前記ステアリングホイールに固定されるステアリングシャフトを有する操舵機構と、
ラック軸を介して転舵を行う転舵機構と、
前記ステアリングシャフトに設けられ、前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に断続するクラッチと、
前記クラッチの駆動を制御する制御部と、を備える操舵装置であって、
前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ステアリングホイール側の部分である第1回転軸の回転角度を検出する第1角度検出部と、
前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ラック軸側の部分である第2回転軸の回転角度を検出する第2角度検出部と、を備え、
前記制御部は、前記第1角度検出部を通じて前記第1回転軸の回転角度である第1回転角度を算出し、前記第2角度検出部を通じて前記第2回転軸の回転角度である第2回転角度を算出して、前記第1回転角度と前記第2回転角度とに基づいて前記クラッチの断続を制御する
操舵装置。
A steering mechanism having a steering wheel and a steering shaft fixed to the steering wheel;
A steering mechanism that steers through the rack shaft;
A clutch provided on the steering shaft and mechanically interrupting the steering mechanism and the steering mechanism;
A control unit that controls the driving of the clutch,
A first angle detector that detects a rotation angle of a first rotating shaft that is a portion of the steering shaft closer to the steering wheel than the clutch;
A second angle detection unit that detects a rotation angle of a second rotation shaft that is a portion closer to the rack shaft than the clutch of the steering shaft;
The control unit calculates a first rotation angle that is a rotation angle of the first rotation shaft through the first angle detection unit, and a second rotation that is a rotation angle of the second rotation shaft through the second angle detection unit. A steering device that calculates an angle and controls the engagement and disengagement of the clutch based on the first rotation angle and the second rotation angle.
前記第1角度検出部は、前記第1回転軸の相対回転角度を検出する第1相対角度センサと、
前記第1回転軸に減速機を介して連結されるとともに、操舵に対する反力を前記第1回転軸に付与する反力モータの相対回転角度を検出する第3相対角度センサと、を備え、
前記制御部は、前記第1相対角度センサを通じて前記第1回転軸の相対回転角度である第1相対回転角度を算出し、前記第3相対角度センサを通じて前記反力モータの相対回転角度である第3相対回転角度を算出し、前記第1相対回転角度と前記第3相対回転角度とに基づいて前記第1回転軸の絶対回転角度を算出する
請求項1に記載の操舵装置。
The first angle detector includes a first relative angle sensor that detects a relative rotation angle of the first rotation shaft;
A third relative angle sensor that is coupled to the first rotation shaft via a speed reducer and that detects a relative rotation angle of a reaction force motor that applies a reaction force against steering to the first rotation shaft;
The controller calculates a first relative rotation angle that is a relative rotation angle of the first rotation shaft through the first relative angle sensor, and a first rotation angle that is a relative rotation angle of the reaction force motor through the third relative angle sensor. The steering device according to claim 1, wherein three relative rotation angles are calculated, and an absolute rotation angle of the first rotation shaft is calculated based on the first relative rotation angle and the third relative rotation angle.
前記反力モータは、ベルトを介して前記第1回転軸に動力伝達可能に連結される
請求項2に記載の操舵装置。
The steering apparatus according to claim 2, wherein the reaction force motor is connected to the first rotating shaft via a belt so as to be able to transmit power.
前記第2角度検出部は、前記第2回転軸の相対回転角度を検出する第2相対角度センサと、
前記第2回転軸と前記ラック軸とを介して連動する第3回転軸に減速機を介して連結されるとともに、前記第3回転軸を駆動する転舵モータの相対回転角度を検出する第4相対角度センサと、を備え、
前記制御部は、前記第2相対角度センサを通じて前記第2回転軸の相対回転角度である第2相対回転角度を算出し、前記第4相対角度センサを通じて前記転舵モータの相対回転角度である第4相対回転角度を算出し、前記第2相対回転角度と前記第4相対回転角度とに基づいて前記第2回転軸の絶対回転角度を算出する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の操舵装置。
The second angle detection unit includes a second relative angle sensor that detects a relative rotation angle of the second rotation shaft;
A fourth rotation shaft is connected to a third rotation shaft that is linked via the second rotation shaft and the rack shaft via a speed reducer, and detects a relative rotation angle of a steering motor that drives the third rotation shaft. A relative angle sensor,
The controller calculates a second relative rotation angle that is a relative rotation angle of the second rotation shaft through the second relative angle sensor, and a second rotation angle that is a relative rotation angle of the steering motor through the fourth relative angle sensor. 4. The relative rotation angle is calculated, and the absolute rotation angle of the second rotation shaft is calculated based on the second relative rotation angle and the fourth relative rotation angle. Steering device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022157218A1 (en) * 2021-01-25 2022-07-28 Thyssenkrupp Presta Ag Steer-by-wire steering system comprising an adapted control signal, and method for operating a steer-by-wire steering system

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