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JP2014172610A - Method for identifying increased friction in power-assisted rack-and-pinion steering system - Google Patents

Method for identifying increased friction in power-assisted rack-and-pinion steering system Download PDF

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JP2014172610A
JP2014172610A JP2014043224A JP2014043224A JP2014172610A JP 2014172610 A JP2014172610 A JP 2014172610A JP 2014043224 A JP2014043224 A JP 2014043224A JP 2014043224 A JP2014043224 A JP 2014043224A JP 2014172610 A JP2014172610 A JP 2014172610A
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JP
Japan
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rack
steering system
test current
change
friction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014043224A
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Japanese (ja)
Inventor
Schusteritz Klaus
シュステリツ クラウス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved method for identifying increased friction in a rack drive electric powered steering system.SOLUTION: The present invention relates to a method for identifying increased friction in a power-assisted rack-and-pinion steering system. In the method, a test current is applied to an electric servomotor 7 of the rack-and-pinion steering system, and a change in position of a rotor of the electric servomotor 7 as a result of the test current being applied to the electric servomotor 7 is detected. The detected change in position is then compared with a predetermined expected change in position. A friction state is determined depending on a result of the comparison. The invention also relates to a power-assisted rack-and-pinion steering system comprising the electric servomotor 7 and a control unit 10 for executing the method according to the invention, and also to a motor vehicle 1 comprising the rack-and-pinion steering system.

Description

本発明は、パワーアシスト型ラックピニオン式ステアリングシステムにおける摩擦の増大を認識する方法、及び、摩擦の増大を認識するように設計されたパワーアシスト型ラックピニオン式ステアリングシステムに関する。   The present invention relates to a method for recognizing an increase in friction in a power assisted rack and pinion steering system, and a power assisted rack and pinion steering system designed to recognize the increase in friction.

ラックドライブ電動ステアリング(Rack Drive Electric Power Assisted Steering:R−EPAS)システム、すなわち電力アシストによるラックピニオン式ステアリングシステムは、自動車における一般的な種類のステアリングシステムである。この種のステアリングシステムのステアリング機構においては、内部摩擦が増大する可能性があり、これは、自動車の乗り心地、及びステアリング動作に悪影響を及ぼす可能性がある。極端な場合には、運転者のためのパワーアシストが無くなり、その結果、自動車のステアリングが非常に困難になり、自動車は運転者が慣れていたように動作しなくなる。   A Rack Drive Electric Power Assisted Steering (R-EPAS) system, that is, a rack-and-pinion steering system with power assist, is a common type of steering system in an automobile. In the steering mechanism of this type of steering system, the internal friction may increase, which may adversely affect the riding comfort and steering operation of the automobile. In extreme cases, there is no power assist for the driver, and as a result, steering of the car becomes very difficult and the car does not work as the driver is accustomed.

ステアリング機構における摩擦は、例えば、跳ねた水等からステアリングシステムを保護するべきスリーブが損傷した場合に、水及び埃粒子の侵入により増大する可能性がある。また、湿気は錆につながる可能性があり、錆は、ステアリング機構における内部摩擦も増大させる。しかしながら、運転者のためのパワーアシストのせいで、運転者が摩擦の増大に初めて気付くのは、損傷したステアリングシステムの部品の完全な交換が必要となってしまい、それ故に高いコストの伴う、非常に後の段階になってからである。したがって、ステアリング機構における摩擦の増大を早い段階で検出することが重要である。   Friction in the steering mechanism can increase due to intrusion of water and dust particles if, for example, the sleeve that protects the steering system from splashed water or the like is damaged. Moisture can also lead to rust, which also increases internal friction in the steering mechanism. However, because of the power assist for the driver, the first time the driver notices increased friction is the need for a complete replacement of damaged steering system parts, which is therefore very costly It was after a later stage. Therefore, it is important to detect an increase in friction in the steering mechanism at an early stage.

そのために、別個のセンサを使用できるが、別個のセンサは、自動車のコストを上げてしまう。他の周知の方法は、一方ではステアリング機構に存在する摩擦と、他方では車道舗装の変化により生じる、又は、ホイールサスペンションに存在する摩擦とを確実に区別することができない。これにより、不要なコストのかかるステアリングシステムの交換につながる誤った診断がなされる可能性がある。   As a result, separate sensors can be used, but separate sensors increase the cost of the vehicle. Other well-known methods cannot reliably distinguish on the one hand the friction present in the steering mechanism and on the other hand the friction caused by changes in the road pavement or present in the wheel suspension. This can lead to erroneous diagnosis leading to unnecessary and costly steering system replacement.

これらの理由により、本発明の目的は、R−EPAS−ステアリングシステムにおける摩擦の増大を認識するための改善された方法を提供することにある。   For these reasons, it is an object of the present invention to provide an improved method for recognizing increased friction in R-EPAS-steering systems.

したがって、本発明は、少なくとも、
ラックピニオン式ステアリングシステムの電動サーボモータに試験電流を印加するステップと、
電動サーボモータに試験電流を印加したときに結果としての電動サーボモータのロータの位置変化を検出するステップと、
検出した位置変化を所定の予測される位置変化と比較するステップと、
比較の結果に応じて摩擦状態を確定するステップとを含む、パワーアシスト型ラックピニオン式ステアリングシステムにおける摩擦の増大を認識するための方法を提供する。
Therefore, the present invention at least
Applying a test current to the electric servo motor of the rack and pinion steering system;
Detecting a change in the position of the rotor of the electric servo motor as a result when a test current is applied to the electric servo motor;
Comparing the detected position change with a predetermined predicted position change;
A method for recognizing an increase in friction in a power assisted rack and pinion steering system including the step of determining a friction state according to a result of the comparison.

本発明の方法により、センサのような追加のステアリング構成要素を必要とすることなく、ステアリングシステムの内部の摩擦の増大を検出できるようになる。同時に、増大した内部摩擦を、他の原因の摩擦から確実に区別することができる。   The method of the present invention makes it possible to detect increased friction inside the steering system without the need for additional steering components such as sensors. At the same time, increased internal friction can be reliably distinguished from other causes of friction.

本発明は、ステアリングシステムのラックにサーボモータを接続するステアリング機構は、その設計により、汚れによって内部摩擦が増大する可能性が最も高い、という認識に基づくものである。それ故、ステアリングシステムのラックにサーボモータを接続するステアリング機構において摩擦の増大が確定されないならば、ステアリングシステム全体が記載の作用による悪影響を受けていない、ということが高い確度で考えられる。このステアリング機構は、通常はボールネジとして実現されるので、その複雑な機械的設計により、ステアリング機構が汚れや錆等の影響を特に受け易くなるのは尚更である。このようなR−EPAS−ステアリングシステムの電動サーボモータを制御するためには、サーボモータのロータの位置を正確に測定できるセンサが設けられている。それ故、本発明では、ステアリング機構における摩擦を測定するための別個のセンサの代わりに、サーボモータに試験電流を印加し、試験電流の結果として生じるサーボモータのロータの位置変化を観察することにより、摩擦を間接的に測定することを考えている。これは、ロータの位置を測定するためのセンサは通常は非常に正確だということによっても有利である。   The present invention is based on the recognition that a steering mechanism that connects a servo motor to a rack of a steering system is most likely to increase internal friction due to dirt due to its design. Therefore, if the increase in friction is not determined in the steering mechanism in which the servo motor is connected to the rack of the steering system, it is highly possible that the entire steering system has not been adversely affected by the described action. Since this steering mechanism is usually realized as a ball screw, the complicated mechanical design makes the steering mechanism particularly susceptible to dirt, rust and the like. In order to control the electric servo motor of such an R-EPAS-steering system, a sensor capable of accurately measuring the position of the rotor of the servo motor is provided. Therefore, in the present invention, instead of a separate sensor for measuring the friction in the steering mechanism, a test current is applied to the servomotor and the position change of the servomotor rotor resulting from the test current is observed. I am thinking of measuring friction indirectly. This is also advantageous by the fact that sensors for measuring the position of the rotor are usually very accurate.

このようにして検出した位置変化を、次に、予測される所定の位置変化と比較する。予測される位置変化は、例えば、技術的に完全な比較システムを用いて、実験により、全ての自動車クラスについて、又は、各自動車について、個々に、各自動車を構成する際の最終的な措置の範囲内で、実際に使用されるステアリングシステムで決定され得る。この場合、予測される位置変化は、ステアリング機構の摩擦状態のある特定の許容可能な劣化が既に考慮されているように補正されていてもよい。   The position change thus detected is then compared with a predicted predetermined position change. The expected change in position is, for example, a final measure in configuring each vehicle, either experimentally, for all vehicle classes or individually for each vehicle, using a technically complete comparison system. Within a range, it can be determined by the steering system actually used. In this case, the predicted position change may be corrected so that a certain allowable degradation of the steering mechanism's friction state has already been taken into account.

特に、検出した位置変化が予測される位置変化よりも少ない場合、摩擦の増大を確定することができる。この場合、増大した摩擦がサーボモータのロータの可動性を制限しているということが推測できる。極端な場合には、ステアリング機構において摩擦の増大がある場合、試験電流を印加してもロータは全く動けない。   In particular, if the detected position change is less than the predicted position change, an increase in friction can be determined. In this case, it can be inferred that the increased friction limits the mobility of the rotor of the servo motor. In extreme cases, if there is an increase in friction in the steering mechanism, the rotor will not move at all even when a test current is applied.

試験電流は、所定の電流強度を有していることが好ましい。所定の電流強度は、対応する特定のトルクを引き起こし、サーボモータがこのトルクをステアリング機構へ作用させる。試験電流の電流強度は周知であるので、検出した位置変化を高い信頼性で評価することができる。   The test current preferably has a predetermined current intensity. The predetermined current intensity causes a corresponding specific torque, and the servo motor applies this torque to the steering mechanism. Since the current intensity of the test current is well known, the detected position change can be evaluated with high reliability.

この場合、所定の電流強度は、ラックピニオン式ステアリングシステムのラックの位置が変化しないように選択されていることが特に好ましい。これにより、サーボモータから試験電流により実施される動きは、ステアリングシステムのこの部分に生じるあそびに限定される(「あそび」は、力又はトルクが伝達される前の移動の自由を指す)。サーボモータは、通常、ステアリング機構と固く接続されているので、あそびとは、ここでは本質的に、例えば、ボールネジの軸におけるボールの動きによりステアリング機構の内側に生じるあそびのことである。つまり、ステアリング機構は、本発明の方法のこの変形の形態の範囲内において、サーボモータからステアリングシステムのラックへトルクの実際の測定可能な伝達が行われる程の制御はされない。したがって、試験電流の電流強度は、通常のアシスト動作に必要な電流強度よりも低い。   In this case, it is particularly preferable that the predetermined current intensity is selected so that the position of the rack of the rack and pinion type steering system does not change. This limits the movement performed by the test current from the servo motor to the play that occurs in this part of the steering system ("play" refers to the freedom of movement before force or torque is transmitted). Since the servo motor is normally firmly connected to the steering mechanism, the play here essentially means the play that occurs inside the steering mechanism, for example by the movement of the ball on the axis of the ball screw. That is, the steering mechanism is not controlled to the extent that an actual measurable transmission of torque from the servo motor to the rack of the steering system is within the scope of this variation of the method of the present invention. Therefore, the current intensity of the test current is lower than that required for normal assist operation.

この場合、試験電流を印加するステップ、位置変化を検出するステップ、及び、比較のステップを、複数の異なる試験電流について行うことができる。その結果、様々な試験条件を作り、試験することができ、これにより、方法の信頼性は比較的高くなる。例えば、ロータ(及び、付属のステアリング機構のうちロータと固く接続された部分)を動かすために最低限必要な1つの電流強度を決定するために、複数の異なる電流強度を有する試験電流を使用することができる。この最低限の電流強度が時間の経過と共に上昇する場合、内部摩擦が増大したと推測できる。次に、増大の程度を、摩擦状態の判定のために使用することができる。   In this case, the step of applying the test current, the step of detecting the position change, and the step of comparing can be performed for a plurality of different test currents. As a result, various test conditions can be created and tested, which makes the method relatively reliable. For example, test currents having a plurality of different current strengths are used to determine the minimum current strength required to move the rotor (and the portion of the attached steering mechanism that is firmly connected to the rotor). be able to. If this minimum current intensity increases over time, it can be assumed that internal friction has increased. The degree of increase can then be used for determining the frictional state.

試験電流を印加するステップ、位置変化を検出するステップ、及び、比較のステップをそれぞれ、電動サーボモータの回転とは反対の方向に行う。これにより、サーボモータのロータは、1回又は複数回前後に動かされる可能性がある。その結果、一方では、試験期間が長くなる可能性があり、他方では、ステアリング機構のあそび全体をこの方法のために確実に使用できる。したがって、試験電流はサーボモータが通常のアシスト動作中に行った最後の動きと同じ方向にロータを動かす、ということが想像できる。この場合、試験電流によるロータの更なる動きは不可能になる可能性がある。なぜなら、ステアリング機構において更なるあそびを期待できないからである。これに対し、ロータを適切な試験電流によって逆回転方向に動かす場合、いずれの場合にもステアリング機構におけるあそびを本発明の方法に利用することができる。   A test current application step, a position change detection step, and a comparison step are each performed in a direction opposite to the rotation of the electric servo motor. As a result, the rotor of the servo motor may be moved back and forth once or multiple times. As a result, on the one hand, the test period can be long, and on the other hand, the entire play of the steering mechanism can be reliably used for this method. Thus, it can be imagined that the test current moves the rotor in the same direction as the last movement the servomotor made during normal assist operation. In this case, further movement of the rotor due to the test current may not be possible. This is because no further play can be expected in the steering mechanism. On the other hand, when the rotor is moved in the reverse rotation direction by an appropriate test current, play in the steering mechanism can be used in the method of the present invention in any case.

ロータの位置の時間的推移を検出し、ロータの位置の所定の予測される時間的推移と比較することも可能である。ロータの位置変化を測定するためにロータの位置の測定点が2つしか必要ないならば、さらに多くの測定点を検出することで試験方法の精度を上げることができる。時間的推移を評価することにより、特に固着/スライド効果(adhesion/sliding effects)を試験し、評価することができる。したがって、ロータの動作(スライド段階)につながる試験電流を、特定の期間(固着段階:adhesion phase)の後に初めて印加することが考えられる。そして、固着段階の期間を、ステアリング機構に占める摩擦の程度として使用することができる。   It is also possible to detect the temporal transition of the rotor position and compare it with a predetermined predicted temporal transition of the rotor position. If only two measurement points of the rotor position are required to measure the change in the position of the rotor, the accuracy of the test method can be improved by detecting more measurement points. By evaluating the time course, in particular adhesion / sliding effects can be tested and evaluated. Therefore, it is conceivable that the test current leading to the operation (sliding phase) of the rotor is applied for the first time after a specific period (adhesion phase). The period of the fixing stage can be used as the degree of friction that occupies the steering mechanism.

試験電流は、所定の波形を有していてもよい。その場合、信号処理方法の範囲内において、結果として生じるサーボモータのロータの位置の信号プロフィール(signal profiles)を評価することによりステアリング機構の摩擦状態を測定するために、正弦信号プロフィール等を使用することが考えらえる。   The test current may have a predetermined waveform. In that case, within the scope of the signal processing method, a sine signal profile or the like is used to measure the friction state of the steering mechanism by evaluating the resulting signal profiles of the servomotor rotor position. I can think of that.

少なくとも、試験電流を印加するステップ、及び、位置変化を検出するステップは、ラックピニオン式ステアリングシステムが作動停止しているときに行われることが好ましい。これにより、ステアリング動作(steering behavior)に対する予期しない介入による運転者の違和感(irritation)が回避されるとともに、方法の精度が高まる。この方法は、自動車が停止したとき、特に、運転者によって停車されたときに行われることが特に好ましい。   At least the step of applying a test current and the step of detecting a change in position are preferably performed when the rack and pinion type steering system is not operating. This avoids driver irritation due to unexpected interventions in steering behavior and increases the accuracy of the method. This method is particularly preferably performed when the vehicle is stopped, especially when it is stopped by the driver.

本発明の方法では、温度を測定する更なるステップを行ってもよい。この場合、測定した温度に応じて比較を実行する。これには、ステアリング機構において温度と共に変化する潤滑剤の粘性を考慮できるという利点がある。したがって、ステアリング機構に悪影響を及ぼすことなく、低温では、高温の場合よりも高い内部摩擦が予測される。   In the method of the present invention, a further step of measuring the temperature may be performed. In this case, the comparison is performed according to the measured temperature. This has the advantage that the viscosity of the lubricant that varies with temperature in the steering mechanism can be taken into account. Therefore, higher internal friction is predicted at low temperatures than at high temperatures without adversely affecting the steering mechanism.

運転者がラックピニオン式ステアリングシステムのステアリングコラムに加えられたトルクも検出することができる。これは、方法の実施中にステアリングシステムのラックが運転者によって動かされたかどうかをチェックするために特に重要なことであり、運転者によってラックが動かされたら測定結果が誤りとなるであろう。   Torque applied by the driver to the steering column of the rack and pinion type steering system can also be detected. This is particularly important for checking whether the steering system rack has been moved by the driver during the implementation of the method, and if the rack is moved by the driver, the measurement results will be erroneous.

試験電流を印加するステップ、及び、位置変化を検出するステップを、方法の精度を上げるために繰り返して行ってもよく、検出した位置変化を統計的に評価する。統計的な評価により、例えば、平均値を決定することができ、及び/又は、いわゆる異常値、つまり、説明できない極端な値を排除することができる。   The step of applying the test current and the step of detecting the position change may be repeated to improve the accuracy of the method, and the detected position change is statistically evaluated. Statistical evaluation can, for example, determine average values and / or eliminate so-called outliers, ie extreme values that cannot be explained.

方法の全ての形態において、確定された摩擦状態が閾値を超えたら欠陥状態を警告することが考えられる。警告は、例えば、ダッシュボードにおける対応する表示、又は、警告音によって行うことができる。   In all forms of the method, it is conceivable to warn of a defect condition if the determined friction condition exceeds a threshold value. The warning can be performed by, for example, a corresponding display on the dashboard or a warning sound.

本発明の第2の観点は、電動サーボモータと制御ユニットとを備えるパワーアシスト型ラックピニオン式ステアリングシステムに関する。この場合、制御ユニットは、本発明の前記方法を実施するために設計されている。   A second aspect of the present invention relates to a power assist type rack and pinion type steering system including an electric servo motor and a control unit. In this case, the control unit is designed to carry out the method of the invention.

また、本発明は、このようなラックピニオン式ステアリングシステムを有する自動車を提供する。   The present invention also provides an automobile having such a rack and pinion type steering system.

本発明のラックピニオン式ステアリングシステムの一実施形態を有する自動車を示す図である。1 is a diagram showing an automobile having an embodiment of a rack and pinion type steering system of the present invention. 本発明の方法の一実施形態のフローチャートである。3 is a flowchart of an embodiment of the method of the present invention.

本発明を、実施形態の説明を参考にして以下により詳しく説明する。図1は、本発明のラックピニオン式ステアリングシステムの一実施形態を有する自動車1を示す。自動車1は、4つの車輪2−1〜2−4を有し、これら4つの車輪のうち、図示した例では2つの前輪2−1,2−1が自動車1のステアリング(操舵)のために使用されている。運転者は、ステアリングの命令を、ステアリングホイール3を介して伝達する。ステアリングホイール3のステアリングコラムは、歯車4を介してラック5に接続されている。ステアリングホイール3に所望のステアリング角度を設定することにより、ステアリングコラムを対応して回転させ、この回転が歯車4を介してラック5へ伝達される。これにより、ラック5はその縦軸に沿って押され、したがって、車輪2−1,2−2の設定角度(舵角)を変更する。ステアリングは非常に大きな力を必要とし得るので、パワーアシストが通常は備えられており、パワーアシストは、本実施形態においては、電動サーボモータ7によって提供される。サーボモータ7もラック5に連結されており、これにより、ボールネジ等のステアリング機構を介した連結が実現されている。   The invention is explained in more detail below with reference to the description of the embodiments. FIG. 1 shows an automobile 1 having an embodiment of a rack and pinion type steering system of the present invention. The automobile 1 has four wheels 2-1 to 2-4, and among these four wheels, in the illustrated example, two front wheels 2-1 and 2-1 are used for steering the automobile 1. It is used. The driver transmits a steering command via the steering wheel 3. A steering column of the steering wheel 3 is connected to a rack 5 via a gear 4. By setting a desired steering angle on the steering wheel 3, the steering column is rotated correspondingly, and this rotation is transmitted to the rack 5 via the gear 4. As a result, the rack 5 is pushed along its vertical axis, and therefore the set angles (steering angles) of the wheels 2-1 and 2-2 are changed. Since steering may require a very large force, power assist is usually provided, and power assist is provided by the electric servo motor 7 in this embodiment. The servomotor 7 is also connected to the rack 5, thereby realizing connection via a steering mechanism such as a ball screw.

従来のアシスト動作では、運転者によってステアリングホイール3に加えられたトルクを測定するために、例えばステアリングコラムに配置されたトルクセンサ9が使用される。トルクセンサ9は、センサ信号を制御ユニット10へ伝達する。制御ユニット10は、サーボモータ7のための動作電流を予め指定することにより、サーボモータ7も制御する。パワーアシストのために、制御ユニット10は、サーボモータ7がトルクセンサ9のセンサ信号に応じたトルクを提供するように、サーボモータ7を制御する。なお、このトルクは、運転者の命令に応じてラック5がシフトするのを助ける。制御ユニット10は、サーボモータ7のロータに設けられたセンサ8と接続されており、センサ8は、ロータの位置を検出して制御ユニット10へ知らせる。このことは、アシスト動作中のサーボモータ7の正確な制御のために必要である。   In the conventional assist operation, in order to measure the torque applied to the steering wheel 3 by the driver, for example, a torque sensor 9 disposed on the steering column is used. The torque sensor 9 transmits a sensor signal to the control unit 10. The control unit 10 also controls the servo motor 7 by designating an operating current for the servo motor 7 in advance. For power assist, the control unit 10 controls the servo motor 7 so that the servo motor 7 provides torque according to the sensor signal of the torque sensor 9. This torque helps the rack 5 shift in response to the driver's command. The control unit 10 is connected to a sensor 8 provided on the rotor of the servo motor 7, and the sensor 8 detects the position of the rotor and notifies the control unit 10. This is necessary for accurate control of the servo motor 7 during the assist operation.

パワーアシストが欠陥によって行われない場合、運転者は、ステアリングホイール3をラック5に対して直接機械的に連結することにより自動車1を制御し続けることができ、これは、安全性の理由から重要である。   If power assist is not performed due to a fault, the driver can continue to control the vehicle 1 by mechanically connecting the steering wheel 3 directly to the rack 5, which is important for safety reasons. It is.

本発明の方法により、ステアリング機構6の内部の例えば汚れ又は腐食による摩擦の増大を確定させることができる。摩擦の増大が早い段階で認識される場合、湿気又は汚れがさらに侵入するのを防止するために、ステアリング機構6を清浄にし、再封止すれば多くの場合は十分である。これにより、相当に高いコストのかかるステアリングシステムの構成要素の交換が回避される。   The method according to the invention makes it possible to determine an increase in friction, for example due to dirt or corrosion, inside the steering mechanism 6. If an increase in friction is recognized at an early stage, it is often sufficient to clean and reseal the steering mechanism 6 to prevent further penetration of moisture or dirt. This avoids the replacement of the components of the steering system which are quite expensive.

摩擦の増大を認識するために、制御ユニット10は、サーボモータ7に試験電流を印加し、センサ8を用いて、試験電流によって引き起こされるサーボモータ7のロータの位置変化を観察する。既述したように、ロータの動作性に対する内部摩擦の作用により、摩擦の不都合な増大を確実に認識することができる。この場合、周囲温度又はステアリング機構6自体における温度を測定するため、及び、測定した温度に基づいてステアリング機構6における摩擦に対する温度影響を排除するために、制御ユニット10と接続された温度センサ11が設けられていてもよい。   In order to recognize the increase in friction, the control unit 10 applies a test current to the servo motor 7 and uses the sensor 8 to observe the position change of the rotor of the servo motor 7 caused by the test current. As already mentioned, the effect of internal friction on the operability of the rotor can reliably recognize an inconvenient increase in friction. In this case, a temperature sensor 11 connected to the control unit 10 is used to measure the ambient temperature or the temperature in the steering mechanism 6 itself, and to eliminate the temperature effect on the friction in the steering mechanism 6 based on the measured temperature. It may be provided.

図2は、図1の自動車1において実施され得るような、本発明の方法の一実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の方法は、例えば、自動車1が運転停止した後、ステップS0から始まる。ステップS1において、ラックピニオン式ステアリングシステムの電動サーボモータ7に試験電流を印加する。ステップS2において、電動サーボモータ7に試験電流を印加することによる電動サーボモータ7のロータの位置変化を検出する。任意のステップS3において、ステアリング機構6における摩擦に対する温度影響を排除できるように、温度センサ11を用いて温度を測定してもよい。続いて、ステップS4において、ステップS2において検出した位置変化を所定の予測される位置変化と比較する。ステップS3において温度を測定した場合、測定した温度に応じて予測される位置変化を、例えば、複数の所定のデータセットから測定した温度に割り当てられたデータセットを選択することにより決定することができる。後続のステップS5において、ステップS4の比較の結果に応じた摩擦状態が確定される。この場合、ステップS6において、内部摩擦が許容できない程増大していると確定されたとき、ステップS7において欠陥ルーチンを実施する。この欠陥ルーチンは、例えば、運転者に対する欠陥の警告を含んでいてもよい。摩擦の増大が確定されなければ、欠陥ルーチンは実施されない。続いて、この方法は、あり得る両方の場合において、直ぐにもしくは待機期間の後、帰路(return branch)によってステップS1へ続くか、又は自動車の運転再開までに終了する。   FIG. 2 shows a flowchart of one embodiment of the method of the present invention as may be implemented in the automobile 1 of FIG. The method of the present embodiment starts from step S0 after the automobile 1 has stopped operating, for example. In step S1, a test current is applied to the electric servo motor 7 of the rack and pinion type steering system. In step S <b> 2, a change in the position of the rotor of the electric servomotor 7 caused by applying a test current to the electric servomotor 7 is detected. In an arbitrary step S3, the temperature may be measured using the temperature sensor 11 so that the temperature effect on the friction in the steering mechanism 6 can be eliminated. Subsequently, in step S4, the position change detected in step S2 is compared with a predetermined predicted position change. When the temperature is measured in step S3, the position change predicted according to the measured temperature can be determined, for example, by selecting a data set assigned to the measured temperature from a plurality of predetermined data sets. . In the subsequent step S5, the friction state corresponding to the comparison result in step S4 is determined. In this case, when it is determined in step S6 that the internal friction is unacceptably increased, a defect routine is executed in step S7. This defect routine may include, for example, a defect warning to the driver. If the increase in friction is not determined, the defect routine is not performed. Subsequently, in both possible cases, the method continues to step S1 either immediately or after a waiting period, by return branch, or ends by resuming operation of the car.

図2の方法を、特に、試験の信頼性を上げるために複数回実施してもよい。ステップS1,S2,S4,S5を複数回実施する方法の変形例も考えられる。このような方法の例を上に挙げた。   The method of FIG. 2 may be performed multiple times, particularly to increase test reliability. Variations of the method of performing steps S1, S2, S4, S5 multiple times are also conceivable. Examples of such methods are given above.

Claims (15)

パワーアシスト型ラックピニオン式ステアリングシステムにおける摩擦の増大の認識方法であって、
試験電流を前記ラックピニオン式ステアリングシステムの電動サーボモータ(7)に印加するステップと、
前記電動サーボモータ(7)に前記試験電流を印加したときに結果としての前記電動サーボモータ(7)のロータの移置変化を検出するステップと、
前記検出した位置変化を所定の予測される位置変化と比較するステップと、
前記比較の結果に応じて摩擦状態を確定するステップとを含む方法。
A method for recognizing an increase in friction in a power assist type rack and pinion type steering system,
Applying a test current to the electric servo motor (7) of the rack and pinion steering system;
Detecting a change in displacement of the rotor of the electric servo motor (7) as a result when the test current is applied to the electric servo motor (7);
Comparing the detected position change to a predetermined predicted position change;
And determining a friction state according to the result of the comparison.
請求項1に記載の方法において、
前記検出した位置変化が前記予測される位置変化よりも小さい場合、摩擦が増大した状態と確定する方法。
The method of claim 1, wherein
A method of determining that the friction is increased when the detected position change is smaller than the predicted position change.
請求項1又は2に記載の方法において、
前記試験電流は、所定の電流強度を有する方法。
The method according to claim 1 or 2,
The test current has a predetermined current intensity.
請求項3に記載の方法において、
前記所定の電流強度は、前記ラックピニオン式ステアリングシステムのラック(5)の位置は変化しないように選択されている方法。
The method of claim 3, wherein
The method wherein the predetermined current intensity is selected such that the position of the rack (5) of the rack and pinion type steering system does not change.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法において、
前記試験電流を印加するステップ、前記位置変化を検出するステップ、及び前記比較のステップを、複数の異なる試験電流について行う方法。
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein
A method of performing the step of applying the test current, the step of detecting the change in position, and the step of comparing for a plurality of different test currents.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法において、
前記試験電流を印加するステップ、前記位置変化を検出するステップ、及び、前記比較のステップをそれぞれ、前記電動サーボモータ(7)の回転とは反対の方向に実行する方法。
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein
A method of executing the step of applying the test current, the step of detecting the change in position, and the step of comparing, respectively, in a direction opposite to the rotation of the electric servo motor (7).
請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法において、
前記ロータの位置の時間的推移を検出し、前記ロータの位置の所定の予測される時間的推移と比較する方法。
In the method of any one of Claims 1-6,
A method of detecting a temporal transition of the rotor position and comparing it to a predetermined predicted temporal transition of the rotor position.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法において、
前記試験電流は、所定の波形を有している方法。
In the method of any one of Claims 1-7,
The test current has a predetermined waveform.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法において、
少なくとも、前記試験電流を印加するステップ、及び前記位置変化を検出するステップを、前記ラックピニオン式ステアリングシステムの作動停止時に行う方法。
The method according to any one of claims 1 to 8, wherein
A method of performing at least the step of applying the test current and the step of detecting the position change when the operation of the rack and pinion type steering system is stopped.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法において、
温度を測定する更なるステップを実行し、
前記測定した温度に応じて前記比較のステップを実行する方法。
The method according to any one of claims 1 to 9, wherein
Perform further steps to measure the temperature,
A method of performing the comparison step according to the measured temperature.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法において、
運転者によって前記ラックピニオン式ステアリングシステムのステアリングコラムに加えられるトルクを検出する方法。
The method according to any one of claims 1 to 10, wherein
A method of detecting torque applied by a driver to a steering column of the rack and pinion type steering system.
請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法において、
前記試験電流を印加するステップ、及び、前記位置変化を検出するステップを繰り返して実施し、前記検出した位置変化を統計的に評価する方法。
The method according to any one of claims 1 to 11, wherein
A method of statistically evaluating the detected position change by repeatedly performing the step of applying the test current and the step of detecting the position change.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法において、
前記確定した摩擦状態が閾値を超えている場合、欠陥状態を示す方法。
The method according to any one of claims 1 to 12, wherein
A method of indicating a defect state when the determined friction state exceeds a threshold value.
電動サーボモータ(7)と、
制御ユニット(10)とを備え、
前記制御ユニット(10)は、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法を実施するために設計されている、パワーアシスト型ラックピニオン式ステアリングシステム。
An electric servo motor (7);
A control unit (10),
A power-assisted rack and pinion steering system, wherein the control unit (10) is designed to carry out the method according to any one of the preceding claims.
請求項14に記載のラックピニオン式ステアリングシステムを備える自動車(1)。   An automobile (1) comprising the rack and pinion type steering system according to claim 14.
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