車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置、該裝置的故障判斷方法
【專利說明】車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置、該裝置的故障判斷方法
[0001]本申請(qǐng)要求2014年2月27日提交的日本專利申請(qǐng)2014-036630號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置，尤其涉及在傳感器等產(chǎn)生了故障的情況下能夠簡易地檢測該故障的產(chǎn)生，并且在故障產(chǎn)生后能夠繼續(xù)進(jìn)行車輛的轉(zhuǎn)向操作的車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置以及該裝置的故障判斷方法和轉(zhuǎn)向馬達(dá)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]作為車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置的一個(gè)例子，提出有不對(duì)轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械式連結(jié)的被稱為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的裝置。
[0004]在該裝置中，轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)不進(jìn)行機(jī)械式連結(jié)。該裝置具備轉(zhuǎn)舵控制器，該轉(zhuǎn)舵控制器根據(jù)來自設(shè)置在轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)側(cè)以及轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)側(cè)的各種傳感器的輸入來控制設(shè)置在轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)側(cè)的轉(zhuǎn)向馬達(dá)。作為設(shè)置在轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)側(cè)的傳感器的一個(gè)例子，能夠列舉對(duì)由駕駛員進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的轉(zhuǎn)向操作部的轉(zhuǎn)向操作角進(jìn)行檢測的轉(zhuǎn)向操作角傳感器、對(duì)施加至轉(zhuǎn)向操作部的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測的轉(zhuǎn)矩傳感器等。作為設(shè)置在轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)側(cè)的傳感器的一個(gè)例子，能夠列舉對(duì)轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測的馬達(dá)角傳感器、對(duì)通過轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)來轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角進(jìn)行檢測的轉(zhuǎn)向角傳感器等。
[0005]例如，參照日本特開平10 - 197238號(hào)公報(bào)、日本特開2013 — 112279號(hào)公報(bào)。
[0006]在上述的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，代替轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的機(jī)械式連結(jié)，通過轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)來自各種傳感器的輸入對(duì)轉(zhuǎn)向馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，來進(jìn)行與轉(zhuǎn)向操作部的旋轉(zhuǎn)操作相應(yīng)的車輛的轉(zhuǎn)向操作，所以需要檢測傳感器的故障或者與轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作連動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件的故障等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供一種在傳感器或者與轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作連動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件等中產(chǎn)生了故障的情況下，通過簡易的處理來檢測故障的產(chǎn)生的車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置以及車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置的故障判斷方法等。
[0008]作為本發(fā)明的一個(gè)方式的車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置具備:轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)，通過與操作部的操作相應(yīng)的轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)來使車輛的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向；馬達(dá)角傳感器，將轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角作為周期性的電角進(jìn)行檢測；轉(zhuǎn)向角傳感器，檢測轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角；存儲(chǔ)器，預(yù)先存儲(chǔ)檢測的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系；以及故障判斷器，通過對(duì)檢測出的電角與檢測出的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系和存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行比較來判斷有無故障。
[0009]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，故障判斷器通過對(duì)由馬達(dá)角傳感器檢測出的電角與由轉(zhuǎn)向角傳感器檢測出的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系和存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行比較來判斷有無故障，所以不需要附加機(jī)構(gòu)就能夠簡易地檢測故障的產(chǎn)生。
[0010]另外，也可以在上述的結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步附加如下的部件:轉(zhuǎn)向操作角傳感器，檢測操作部的轉(zhuǎn)向操作角；順序存儲(chǔ)器，順序存儲(chǔ)從馬達(dá)角傳感器檢測出的電角；推斷轉(zhuǎn)向角計(jì)算器，在由故障判斷器判斷為有故障時(shí)，基于存儲(chǔ)于順序存儲(chǔ)器的電角和從轉(zhuǎn)向操作角傳感器檢測出的轉(zhuǎn)向操作角來計(jì)算轉(zhuǎn)向輪的推斷轉(zhuǎn)向角；以及轉(zhuǎn)舵控制器，基于轉(zhuǎn)向操作角和上述計(jì)算出的推斷轉(zhuǎn)向角來控制轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。
[0011 ] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)舵控制器能夠基于轉(zhuǎn)向操作角和推斷轉(zhuǎn)向角繼續(xù)地對(duì)轉(zhuǎn)向馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所以能夠繼續(xù)故障產(chǎn)生后的車輛的轉(zhuǎn)向操作。
[0012]關(guān)于上述的各結(jié)構(gòu)所涉及的故障判斷器，也可以在轉(zhuǎn)向角為與轉(zhuǎn)向輪的中立位置對(duì)應(yīng)的角度時(shí)執(zhí)行對(duì)從馬達(dá)角傳感器檢測出的電角與從轉(zhuǎn)向角傳感器檢測出的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系和存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行比較的判斷。通過該結(jié)構(gòu)，能夠減少判斷次數(shù)，并能夠減少處理負(fù)荷。
[0013]另外，也可以使上述的各結(jié)構(gòu)所涉及的馬達(dá)角傳感器為旋轉(zhuǎn)變壓器。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，馬達(dá)電角的可靠性提高，并能夠簡易地檢測在轉(zhuǎn)向角傳感器、轉(zhuǎn)向馬達(dá)、或者與轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作連動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件中產(chǎn)生的故障等。
[0014]一種車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置的故障判斷方法，該車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置具備:轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)，通過與操作部的操作相應(yīng)的轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)來使車輛的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向；馬達(dá)角傳感器，將轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角作為周期性的電角進(jìn)行檢測；轉(zhuǎn)向角傳感器，檢測轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角；以及存儲(chǔ)器，預(yù)先存儲(chǔ)檢測的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置的故障判斷方法具備:通過對(duì)檢測出的電角與檢測出的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系和存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行比較來判斷有無故障的步驟。
[0015]根據(jù)該故障判斷方法，不需要附加機(jī)構(gòu)就能夠簡易地檢測故障的產(chǎn)生。
[0016]一種車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置中的轉(zhuǎn)向馬達(dá)的控制方法，該車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置具備:轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)，通過與操作部的操作相應(yīng)的轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)來使車輛的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向；馬達(dá)角傳感器，將上述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角作為周期性的電角進(jìn)行檢測；轉(zhuǎn)向角傳感器，檢測上述轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角；以及存儲(chǔ)器，預(yù)先存儲(chǔ)上述檢測的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置還具備:轉(zhuǎn)向操作角傳感器，檢測上述操作部的轉(zhuǎn)向操作角；順序存儲(chǔ)器，順序存儲(chǔ)上述檢測出的電角；以及轉(zhuǎn)舵控制器，控制上述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，該車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置中的轉(zhuǎn)向馬達(dá)的控制方法的特征在于，通過對(duì)上述檢測出的電角與上述檢測出的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系和存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)器的電角與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行比較來判斷有無故障，基于有故障的判斷來讀出存儲(chǔ)于上述順序存儲(chǔ)器的電角，基于讀出的電角與上述檢測出的轉(zhuǎn)向操作角來計(jì)算上述轉(zhuǎn)向輪的推斷轉(zhuǎn)向角，上述轉(zhuǎn)舵控制器基于上述轉(zhuǎn)向操作角以及推斷轉(zhuǎn)向角來控制上述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。
[0017]通過該控制方法，轉(zhuǎn)舵控制器也能夠基于轉(zhuǎn)向操作角和推斷轉(zhuǎn)向角來繼續(xù)地對(duì)轉(zhuǎn)向馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所以能夠繼續(xù)故障產(chǎn)生后的車輛的轉(zhuǎn)向操作。
【附圖說明】
[0018]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明上述以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚。其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的要素，其中，
[0019]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置的概要圖。
[0020]圖2是圖1所示的E⑶的框圖。
[0021]圖3是表示馬達(dá)電角一轉(zhuǎn)向角對(duì)應(yīng)映射圖的一個(gè)例子的圖。
[0022]圖4是表示E⑶的功能的框圖。
[0023]圖5是表示E⑶的處理的主流程。
[0024]圖6是表示E⑶的有無故障判斷處理的子流程圖。
[0025]圖7是表示E⑶的故障位置判斷處理的子流程圖。
[0026]圖8是表示E⑶的推斷轉(zhuǎn)向角計(jì)算處理的子流程圖。
[0027]圖9是表示E⑶的車輛停止處理的子流程圖。
[0028]圖10表示E⑶的馬達(dá)控制處理的子流程圖。
[0029]圖11是表示轉(zhuǎn)向操作角一馬達(dá)電角對(duì)應(yīng)映射圖的一個(gè)例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031]如圖1所示，車輛用轉(zhuǎn)向操作裝置I作為主要的結(jié)構(gòu)具備:轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)10，具備由車輛的駕駛員進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的作為操作部的轉(zhuǎn)向盤14 ;轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)30，具備與轉(zhuǎn)向盤14的旋轉(zhuǎn)操作相應(yīng)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向馬達(dá)34 ;以及作為控制器的ECU50，根據(jù)轉(zhuǎn)向盤14的旋轉(zhuǎn)角(轉(zhuǎn)向操作角)來驅(qū)動(dòng)控制轉(zhuǎn)向馬達(dá)34。
[0032]轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)10包括設(shè)置于車輛的駕駛席的轉(zhuǎn)向柱12、由駕駛員進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的轉(zhuǎn)向盤14、檢測轉(zhuǎn)向盤14的旋轉(zhuǎn)角(轉(zhuǎn)向操作角)的轉(zhuǎn)向操作角傳感器16、檢測作用于轉(zhuǎn)向盤14的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器18、以及向轉(zhuǎn)向盤14賦予與駕駛員的轉(zhuǎn)向操作方向反方向的力的反作用力馬達(dá)20而構(gòu)成。
[0033]在轉(zhuǎn)向柱12內(nèi)收納有與轉(zhuǎn)向盤14的旋轉(zhuǎn)中心部連結(jié)的軸15。軸15是在轉(zhuǎn)向柱12的軸向上延伸的部件，軸15被配置在轉(zhuǎn)向柱12內(nèi)的軸承(未圖示)以自由旋轉(zhuǎn)的方式支承。
[0034]轉(zhuǎn)向操作角傳感器16被配設(shè)成繞轉(zhuǎn)向柱12內(nèi)的軸15，并與E⑶50電連接。轉(zhuǎn)向操作角傳感器16對(duì)與轉(zhuǎn)向盤14的旋轉(zhuǎn)操作連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)的軸15的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測。轉(zhuǎn)向操作角傳感器16例如利用霍爾傳感器來檢測安裝在軸15的外周的磁鐵的磁力，并將軸15的旋轉(zhuǎn)角作為轉(zhuǎn)向操作角Θ h順序輸出至ECU50偵U。
[0035]在本說明書中，轉(zhuǎn)向操作角傳感器16以轉(zhuǎn)向盤14的中立位置為基準(zhǔn)，將向右方向的旋轉(zhuǎn)操作作為正的電壓值進(jìn)行輸出，將向左方向的旋