JP2005029002A - ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両は、車両のシステムに電力を供給するバッテリ10と、バッテリ10から供給される電力で作動する電気モータ12で車輪Wを転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置11と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置11の作動を制御する操舵制御手段Usと、車両を走行させるエンジンEの作動をバッテリ10から供給される電力で制御するエンジン制御手段Ueと備える。バッテリ10の電圧の低下時に、エンジン制御手段Ueへの印加電圧が操舵制御手段Usへの印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るように、操舵制御手段Usへの印加電圧を昇圧する昇圧回路15を設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続を絶ち、ステアリングホイールの操作により発生する電気信号に基づいて、操舵制御手段がステアリングギヤボックスに設けた電気モータの駆動を制御して左右の車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ(SBW)式操舵装置は、下記特許文献1および下記特許文献2により公知である。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−5550号公報
【特許文献2】
特許第3364673号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置はステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続が絶たれており、バッテリを電源とする電気モータの駆動力でステアリングギヤボックスを駆動して車輪を転舵するため、操舵制御手段に給電するバッテリ電圧が低下すると車輪を的確に転舵できなくなる可能性があった。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、操舵制御手段に給電するバッテリの電圧低下時のフェイルセーフを図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、バッテリの電圧の低下時に、エンジン制御手段への印加電圧が操舵制御手段への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るように、操舵制御手段への印加電圧を昇圧する昇圧回路を設けたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両が提案される。
【0007】
上記構成によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、昇圧回路で操舵制御手段への印加電圧を昇圧することで、エンジン制御手段への印加電圧が操舵制御手段への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るようにするので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。また、このような電圧低下は発電系の故障により発生する場合が多いが、エンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【0008】
また請求項2に記載された発明によれば、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、エンジン制御手段の起動後に、そのエンジン制御手段の最低作動電圧を操舵制御手段の最低作動電圧よりも高くする最低作動電圧増加手段を備えたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両が提案される。
【0009】
上記構成によれば、エンジン制御手段の起動後に、最低作動電圧増加手段がエンジン制御手段の最低作動電圧を操舵制御手段の最低作動電圧よりも高くするので、バッテリの電圧が低下する過程で先ずエンジン制御手段の最低作動電圧を下回ってエンジンが停止するため、バッテリの電圧が更に低下して操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【0010】
また請求項3に記載された発明によれば、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、バッテリの電圧を監視するバッテリ電圧監視手段を備え、バッテリ電圧監視手段はバッテリの電圧の低下時にエンジン制御手段への給電を停止することを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両が提案される。
【0011】
上記構成によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、バッテリ電圧監視手段はエンジン制御手段への給電を停止するので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1は本発明の第1実施例を示すものに、操舵制御手段Usは車載の12Vのバッテリ10を電源とし、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置11の電気モータ12の作動を制御して車輪W,Wを転舵する。電気モータ12をPWM制御するためのHブリッジ回路13とバッテリ10との間には常開型のリレー14が配置される。Hブリッジ回路13およびリレー14を制御する操舵制御手段Usは、バッテリ10の電圧を所定値(実施例では2V)昇圧する昇圧回路15と、昇圧回路15で昇圧した電圧を所定電圧(例えば5V〜3.3V)に調圧するレギュレータ17と、レギュレータ17から供給される電力で作動するマイクロコンピュータ18と、マイクロコンピュータ18に接続されてHブリッジ回路13の作動を制御する駆動インターフェース19と、マイクロコンピュータ18に接続されてリレー14の作動を制御する駆動インターフェース20とを備える。
【0014】
バッテリ10と操舵制御手段Usとの間にはイグニッションスイッチ21が配置されており、イグニッションスイッチ21をオンすると操舵制御手段Usが作動を開始する。操舵制御手段Usの最低作動電圧は、実施例において6Vに設定される。
【0015】
イグニッションスイッチ21のオンによりバッテリ10から給電されるエンジン制御手段Ueは、バッテリ電圧を所定電圧(例えば5V)に調圧するレギュレータ22と、レギュレータ22から供給される電力で作動するマイクロコンピュータ23と、マイクロコンピュータ23に接続されてエンジンEの電子燃料噴射弁の作動を制御する駆動インターフェース24とを備える。エンジン制御手段Ueの最低作動電圧は、実施例において6Vに設定される。
【0016】
次に、上記構成を備えた第1実施例の作用を説明する。
【0017】
イグニッションスイッチ21をオンするとバッテリ10が操舵制御手段Usに接続されてマイクロコンピュータ18が作動する。マイクロコンピュータ18が駆動インターフェース20を介してリレー14にオン指令信号を出力すると、リレーコイル14aが励磁されてリレー14がオンすることことで、Hブリッジ回路13がバッテリ10に接続される。マイクロコンピュータ18は、車速Vと、ドライバーがステアリングホイールに入力する操舵トルクTとに基づいて、駆動インターフェース19を介してステア・バイ・ワイヤ式操舵装置11の電気モータ12をPWM制御し、その結果、ステアリングホイールの操作に応じた車輪W,Wの転舵角を得ることができる。
【0018】
一方、イグニッションスイッチ21をオンするとエンジン制御手段Ueがバッテリ10に接続され、バッテリ電圧をレギュレータ22で調圧した5Vの電圧がマイクロコンピュータ23に印加される。マイクロコンピュータ23は、例えばスロットル開度θTHに基づいて、駆動インターフェース24を介してエンジンEの電子燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する。
【0019】
さて、バッテリ10の正常時の電圧は約12Vであるため、最低作動電圧が共に6Vである操舵制御手段Usおよびエンジン制御手段Ueは支障なく作動することができるが、例えばACジェネレータの故障等によりバッテリ10の電圧が12Vから次第に低下する場合がある。バッテリ10の電圧が前記最低作動電圧である6Vに低下したとき、操舵制御手段Usがエンジン制御手段Ueよりも先に機能を停止してしまうと、エンジンEによる車両の走行中に車輪W,Wの操舵機能が充分に発揮されなくなる可能性がある。
【0020】
しかしながら本実施例では、操舵制御手段Usに設けた昇圧回路15がバッテリ電圧を2V昇圧することにより、バッテリ電圧が4Vに低下するまでレギュレータ17に最低作動電圧である6Vが印加されることになり、エンジン制御手段Ueが電圧低下により機能を停止しても、しばらくの間は操舵制御手段Usの機能を確保することができる。特に、エンジン制御手段Ueが機能を停止することで、その消費電力の分だけバッテリ10の負荷が軽減されため、操舵制御手段Usの機能をより長い時間に亘って確保することができる。
【0021】
このように、バッテリ電圧の低下時にエンジン制御手段Ueの機能を操舵制御手段Usの機能に先立って停止させることにより、操舵制御手段Usによる車輪W,Wの操舵機能が阻害される前にエンジンEへの燃料供給を遮断して車両を強制的に停止させ、車両の安全を確保することができる。
【0022】
次に、図2に基づいて本発明の第2実施例を説明する。第2実施例において、第1実施例の構成要素に対応する構成要素に第1実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【0023】
第2実施例の操舵制御手段Usは昇圧回路15を備えておらず、その代わりにマイクロコンピュータ18に接続された駆動インターフェース31を備える。また第2実施例のエンジン制御手段Ueとバッテリ10との間には、常閉型のリレー32と、それに並列に接続されたツェナーダイオード33とよりなる最低作動電圧増加手段34が接続されており、前記駆動インターフェース31とリレーコイル32aとの間にリレー制御スイッチ35が接続される。ツェナーダイオード33の降伏電圧は、実施例では2Vとされる。リレー制御スイッチ35は、バッテリ10の電圧を監視するバッテリ電圧監視手段36からの信号によりオン・オフされる。
【0024】
しかして、バッテリ電圧監視手段36で監視したバッテリ電圧が正常であるときにはリレー制御スイッチ35はオフしており、従ってエンジン制御手段Ueの最低作動電圧増加手段34の常閉型のリレー32はオンしており、エンジン制御手段Ueのレギュレータ22にはバッテリ電圧がそのまま印加される。この状態での第2実施例の作用は、前述した第1実施例と同じである。
【0025】
例えばACジェネレータの故障等によりバッテリ10の電圧が12Vから次第に低下して8Vに近づくと、バッテリ電圧監視手段36からの信号でリレー制御スイッチ35がオンし、エンジン制御手段Ueの最低作動電圧増加手段34のリレー32がオフする。その結果、バッテリ10とレギュレータ22とがツェナーダイオード33を介して接続され、レギュレータ22にはバッテリ電圧からツェナーダイオード33の降伏電圧である2Vを差し引いた電圧が印加される。そのため、バッテリ電圧が8Vまで低下するとレギュレータ22に印加される電圧はエンジン制御手段Ueの最低作動電圧である6Vまで低下してしまい、エンジンEへの燃料供給が強制的に遮断されて車両は停止する。
【0026】
このとき、操舵制御手段Usには、その最低作動電圧である6Vより高い8Vのバッテリ電圧が印加されるため、エンジン制御手段Ueが電圧低下により機能を停止しても、しばらくの間は操舵制御手段Usの機能を確保することができる。特に、エンジン制御手段Ueが機能を停止することで、その消費電力の分だけバッテリ10の負荷が軽減されため、操舵制御手段Usの機能を長い時間に亘って確保することができる。
【0027】
次に、図3に基づいて本発明の第3実施例を説明する。第3実施例において、第2実施例の構成要素に対応する構成要素に第2実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【0028】
第2実施例の変形である第3実施例は、第2実施例の最低作動電圧増加手段34の代わりに常閉型のリレー37を備えており、このリレー37はバッテリ電圧監視手段36からの信号でオフするようになっている。
【0029】
しかして、バッテリ電圧監視手段36で監視したバッテリ電圧が低下して操舵制御手段Usおよびエンジン制御手段Ueの最低作動電圧である6Vに近づくと、バッテリ電圧監視手段36からの信号でリレー37がオフし、エンジン制御手段Ueへの通電が遮断される。その結果、操舵制御手段Usの作動停止に先立ってエンジン制御手段Ueを作動停止させ、操舵制御手段Usの機能が確保されている間にエンジンEへの燃料供給を断って車両を停止させることができる。
【0030】
しかして、この第3実施例によっても、前記第1、第2実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【0031】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0032】
例えば、実施例では操舵制御手段Usの最低作動電圧とエンジン制御手段Ueの最低作動電圧とが一致しているが、それらは必ずしも一致する必要はない。
【0033】
また実施例ではエンジン制御手段UeがエンジンEの燃料噴射量を制御しているが、エンジンEの点火を制御するものであっても良く、要するにエンジンEを停止させることが可能であれば良い。
【0034】
尚、操舵制御手段Usのレギュレータ17やマイクロコンピュータ18に低電圧対応の部品を採用したり、操舵制御手段Usのリレー14を半導体化したり、操舵制御手段Usに内蔵電源を設けたりすることで操舵制御手段Usの最低作動電圧を低下させれば、本発明と同様の効果を得ることも可能である。
【0035】
また実施例ではハードウエアによりエンジンEを停止させるものを説明したが、本発明には、昨今自動車において一般化されてきたCAN通信等を用いたソフトウエアによりエンジンEを停止させるものも含まれる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、昇圧回路で操舵制御手段への印加電圧を昇圧することで、エンジン制御手段への印加電圧が操舵制御手段への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るようにするので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。また、このような電圧低下は発電系の故障により発生する場合が多いが、エンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【0037】
また請求項2に記載された発明によれば、エンジン制御手段の起動後に、最低作動電圧増加手段がエンジン制御手段の最低作動電圧を操舵制御手段の最低作動電圧よりも高くするので、バッテリの電圧が低下する過程で先ずエンジン制御手段の最低作動電圧を下回ってエンジンが停止するため、バッテリの電圧が更に低下して操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【0038】
また請求項3に記載された発明によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、バッテリ電圧監視手段はエンジン制御手段への給電を停止するので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係るSBW式操舵装置およびエンジンの制御系のブロック図
【図2】第2実施例に係るSBW式操舵装置およびエンジンの制御系のブロック図
【図3】第3実施例に係るSBW式操舵装置およびエンジンの制御系のブロック図
【符号の説明】
10 バッテリ
11 ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置
12 電気モータ
15 昇圧回路
34 最低作動電圧増加手段
36 バッテリ電圧監視手段
E エンジン
Ue エンジン制御手段
Us 操舵制御手段
W 車輪
Claims (3)
- 車両のシステムに電力を供給するバッテリ(10)と、
バッテリ(10)から供給される電力で作動する電気モータ(12)で車輪(W)を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置(11)と、
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置(11)の作動を制御する操舵制御手段(Us)と、
車両を走行させるエンジン(E)の作動をバッテリ(10)から供給される電力で制御するエンジン制御手段(Ue)と、
を備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、
バッテリ(10)の電圧の低下時に、エンジン制御手段(Ue)への印加電圧が操舵制御手段(Us)への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るように、操舵制御手段(Us)への印加電圧を昇圧する昇圧回路(15)を設けたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両。 - 車両のシステムに電力を供給するバッテリ(10)と、
バッテリ(10)から供給される電力で作動する電気モータ(12)で車輪(W)を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置(11)と、
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置(11)の作動を制御する操舵制御手段(Us)と、
車両を走行させるエンジン(E)の作動をバッテリ(10)から供給される電力で制御するエンジン制御手段(Ue)と、
を備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、
エンジン制御手段(Ue)の起動後に、そのエンジン制御手段(Ue)の最低作動電圧を操舵制御手段(Us)の最低作動電圧よりも高くする最低作動電圧増加手段(34)を備えたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両。 - 車両のシステムに電力を供給するバッテリ(10)と、
バッテリ(10)から供給される電力で作動する電気モータ(12)で車輪(W)を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置(11)と、
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置(11)の作動を制御する操舵制御手段(Us)と、
車両を走行させるエンジン(E)の作動をバッテリ(10)から供給される電力で制御するエンジン制御手段(Ue)と、
を備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、
バッテリ(10)の電圧を監視するバッテリ電圧監視手段(36)を備え、バッテリ電圧監視手段(36)はバッテリ(10)の電圧の低下時にエンジン制御手段(Ue)への給電を停止することを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両。
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