JP2006290135A - Steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、ハンドルと操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、操向車輪と転舵アクチュエータを有する転舵部と、がバックアップケーブルを介して機械的に分離・連結が可能とされたステアバイワイヤシステムによる操舵制御装置の技術分野に属する。 The present invention relates to a steer-by-wire system in which a steering unit having a steering wheel and a steering reaction force actuator and a steering unit having a steering wheel and a steering actuator can be mechanically separated and connected via a backup cable. It belongs to the technical field of steering control devices.
通常時はステアリングホイールと操向車輪とが機械的に繋がりがない、いわゆるステアバイワイヤ(以下、「SBW」と略称する。)として動作し、異常時には機械的にステアリングホイールと操向車輪とを繋いで動作させる機械的なバックアップケーブルを有し、操舵角センサ及び転舵角センサを有し、操舵反力モータおよび転舵モータを有し、操舵反力指令値および転舵指令値を算出するコントローラを有し、前記操舵反力指令値および前記転舵指令値に基づいて各モータを駆動させるシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Normally, the steering wheel and the steered wheel operate as a so-called steer-by-wire (hereinafter abbreviated as “SBW”), and the steering wheel and the steered wheel are mechanically connected in an abnormal state. A controller that has a mechanical backup cable to be operated in the vehicle, has a steering angle sensor and a steering angle sensor, has a steering reaction force motor and a steering motor, and calculates a steering reaction force command value and a steering command value And a system for driving each motor based on the steering reaction force command value and the steering command value is known (see, for example, Patent Document 1).
この種のSBWシステムにおいて、システムの一部に異常が認められた場合には、速やかにバックアップクラッチを繋いでステアリングホイールと操向車輪とを機械的に結合し、さらに、結合したことにより操舵が重くなるのを防止し、運転者への負荷を軽減するために電動パワーステアリング(以下、「EPS」と略称する。)の制御を行っていた。
しかしながら、従来の操舵制御装置にあっては、SBW制御の実行中において、システムの一部に異常が認められた場合、速やかにバックアップクラッチを繋いでステアリングホイールと操向車輪とを機械的に結合し、「SBW制御」から「EPS制御」に移行するようにしているため、下記に述べるような問題がある。 However, in the conventional steering control device, when an abnormality is recognized in a part of the system during execution of SBW control, the steering wheel and the steering wheel are mechanically coupled by quickly connecting the backup clutch. However, since the “SBW control” is shifted to the “EPS control”, there are the following problems.
バックアップケーブルが経時劣化等によりその伸び量が許容量を超えて異常な時にもそのまま使い続けられていると、「SBW制御」から何らかの失陥でバックアップケーブルを使用した制御、つまり「EPS制御」に移行した場合、この異常なケーブル伸びの影響により、操舵側では、運転者が操舵する際に本来なら操舵トルクが必要な領域でもケーブルがたるんだ状態では、トルクが必要ではなくなる、つまりこの領域では反力が発生しない。一方、転舵側では、操舵トルクセンサの検出値を基に「EPS制御」をするため、前述のように操舵側で本来のトルクが発生しないことにより、運転者の操舵に対して転舵側が動かない領域(不感帯)が生じることになる。さらに、このバックアップケーブルを「EPS制御」により使用し続けることによって、バックアップケーブルにストレスがかかり続けると、バックアップケーブルが劣化を促進してしまう、という問題があった。 If the backup cable continues to be used even when its extension exceeds the allowable amount due to deterioration over time, etc., it will be changed from SBW control to control using the backup cable due to some failure, that is, EPS control. In the case of a transition, due to the influence of this abnormal cable extension, on the steering side, even if the driver originally needs steering torque even when the steering torque is necessary, the torque is no longer needed, that is, in this area No reaction force is generated. On the other hand, since the EPS side performs “EPS control” based on the detected value of the steering torque sensor on the steered side, the actual torque is not generated on the steering side as described above. An area that does not move (dead zone) is generated. Furthermore, there is a problem that if the backup cable continues to be stressed by continuing to use the backup cable by “EPS control”, the backup cable promotes deterioration.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、バックアップケーブルの伸び異常時、操舵違和感や転舵性能低下の発生を抑えることができると共に、バックアップケーブルの劣化促進を防止することができる操舵制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and can suppress the occurrence of a sense of incongruity and a decrease in the steering performance when the backup cable is abnormally stretched, and the steering that can prevent the deterioration of the backup cable. An object is to provide a control device.
上記目的を達成するため、本発明では、ハンドルと操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、操向車輪と転舵アクチュエータを有する転舵部と、がバックアップケーブルを介して機械的に分離・連結が可能とされ、
前記操舵部と前記転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行うと共に、前記バックアップケーブルを介して前記操舵部と前記転舵部とを連結し、前記操舵反力アクチュエータと前記転舵アクチュエータのうち少なくとも一方をアシスト手段として操舵アシスト制御を行う操舵制御手段と、
を備えた操舵制御装置において、
前記ステアバイワイヤ制御が可能か否かを判断するステアバイワイヤ異常判断手段と、
前記バックアップケーブルの伸びであるケーブル伸び量を検出するケーブル伸び量検出手段と、
前記ケーブル伸び量が所定値以上となったとき、ケーブル異常であると判断するケーブル異常判断手段と、を設け、
前記操舵制御手段は、前記ステアバイワイヤ異常判断手段により前記ステアバイワイヤ制御が可能であると判断した場合、前記ケーブル異常判断手段がケーブル異常と判断しても、前記操舵アシスト制御を実行しないことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a steering unit having a steering wheel and a steering reaction force actuator and a steering unit having a steering wheel and a steering actuator are mechanically separated and connected via a backup cable. Is possible,
Steer-by-wire control is performed by turning the steering unit and the steered unit, and turning the steering control to make a turning angle according to the steering state, and the steering reaction force control giving the steering reaction force according to the turning state. And steering control means for connecting the steering section and the steering section via the backup cable, and performing steering assist control using at least one of the steering reaction force actuator and the steering actuator as an assist means,
In a steering control device with
Steer-by-wire abnormality determining means for determining whether the steer-by-wire control is possible;
A cable extension amount detecting means for detecting a cable extension amount which is an extension of the backup cable;
When the cable extension amount is equal to or greater than a predetermined value, a cable abnormality determining means for determining that the cable is abnormal is provided,
When the steering control unit determines that the steer-by-wire control is possible by the steer-by-wire abnormality determination unit, the steering assist control is not executed even if the cable abnormality determination unit determines that the cable is abnormal. And
よって、本発明の操舵制御装置にあっては、操舵制御手段において、ステアバイワイヤ異常判断手段によりステアバイワイヤ制御が可能であると判断した場合、ケーブル異常判断手段がケーブル伸び量が所定値以上となったことでケーブル異常と判断しても、操舵アシスト制御が実行されない。すなわち、バックアップケーブルに伸び異常が発生したとしても、バックアップケーブルを介して操舵部と転舵部とを連結し、操舵反力アクチュエータと転舵アクチュエータのうち少なくとも一方をアシスト手段とする操舵アシスト制御が実行されない。このため、例えば、ケーブル伸び異常が認められた場合、速やかに操舵アシスト制御が実行される場合のように、ケーブル伸び影響によって、操舵反力が発生しないことにより運転者に操舵違和感を与えたり、運転者の操舵に対し操向車輪が転舵しない不感帯が存在するという転舵性能低下の発生を抑えることができる。また、操舵アシスト制御が実行されないため、バックアップケーブルの使用頻度を下げることができ、バックアップケーブルのさらなる劣化を防止できる。この結果、バックアップケーブルの伸び異常時、操舵違和感や転舵性能低下の発生を抑えることができると共に、バックアップケーブルの劣化促進を防止することができる。 Therefore, in the steering control device of the present invention, when the steering control means determines that the steer-by-wire control is possible by the steer-by-wire abnormality determination means, the cable abnormality determination means causes the cable extension amount to exceed a predetermined value. Even if it is determined that the cable is abnormal, the steering assist control is not executed. In other words, even if an elongation abnormality occurs in the backup cable, the steering assist control is performed by connecting the steering unit and the steering unit via the backup cable and using at least one of the steering reaction force actuator and the steering actuator as an assist means. Not executed. For this reason, for example, when a cable elongation abnormality is recognized, the steering reaction force is not generated due to the influence of cable elongation, as in the case where steering assist control is performed quickly, and the driver feels uncomfortable steering, It is possible to suppress the deterioration of the steering performance that there is a dead zone in which the steered wheels do not steer with respect to the driver's steering. Further, since the steering assist control is not executed, the use frequency of the backup cable can be lowered, and further deterioration of the backup cable can be prevented. As a result, when the backup cable is abnormally stretched, it is possible to suppress an uncomfortable feeling of steering and a decrease in steering performance, and it is possible to prevent the deterioration of the backup cable.
以下、本発明の操舵制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例3に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the steering control device of the present invention will be described based on Examples 1 to 3 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は実施例1の操舵制御装置が適用されたSBWシステムを示す全体構成斜視図、図2は実施例1の操舵制御装置が適用されたSBWシステムの制御系ブロック図である。
実施例1の操舵制御装置が適用されたSBWシステムは、図1に示すように、ステアリングホイール1(ハンドル)と、トルクセンサ2と、操舵反力モータ3(操舵反力アクチュエータ)と、操舵角センサ4と、バックアップケーブル用クラッチ5と、バックアップケーブル6と、転舵モータ7(転舵アクチュエータ)と、転舵角センサ8と、操舵反力コントローラ9と、転舵コントローラ10と、車速センサ11と、右前輪12a(操向車輪)と、左前輪12b(操向車輪)と、を備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall configuration perspective view showing an SBW system to which the steering control device of the first embodiment is applied, and FIG. 2 is a control system block diagram of the SBW system to which the steering control device of the first embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the SBW system to which the steering control device of the first embodiment is applied includes a steering wheel 1 (handle), a
前記ステアリングホイール1と操舵反力モータ3を有する操舵部と、左右前輪12a,12bと転舵モータ7を有する転舵部と、がバックアップケーブル6を介して機械的に分離・連結が可能とされている。操舵部と転舵部とを機械的に分離するときには、バックアップケーブル用クラッチ5を開放し、操舵部と転舵部とを機械的に連結するときには、バックアップケーブル用クラッチ5を締結する。
The steering part having the
そして、前記バックアップケーブル用クラッチ5の開放により操舵部と転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする前記転舵コントローラ10による転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する前記操舵反力コントローラ9による操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御(以下、「SBW制御」と略称する。)を行う。
Then, the steering portion and the turning portion are separated by releasing the backup cable clutch 5, and the turning control by the
また、「SBW制御」が不可能であり、かつ、電動パワーステアリング制御(以下、「EPS制御」と略称する。)が可能である場合には、前記バックアップケーブル用クラッチ5の締結により、バックアップケーブル6を介して操舵部と転舵部とを連結し、前記操舵反力モータ4と前記転舵モータ7のうち少なくとも一方をアシスト手段として「EPS制御」(=操舵アシスト制御)を行う。
Further, when “SBW control” is impossible and electric power steering control (hereinafter, abbreviated as “EPS control”) is possible, the backup cable clutch 5 is engaged to establish a backup cable. The steering unit and the steering unit are connected via 6 and “EPS control” (= steering assist control) is performed using at least one of the steering reaction force motor 4 and the
実施例1の操舵制御装置が適用されたSBWシステムの制御系は、図2に示すように、入力情報を得るセンサ系として、操舵反力用モータ角センサ(=操舵角センサ4)と、車速センサ11と、転舵用モータ角センサ(=転舵角センサ8)と、を有する。 As shown in FIG. 2, the control system of the SBW system to which the steering control device of the first embodiment is applied is a steering reaction force motor angle sensor (= steering angle sensor 4), a vehicle speed as a sensor system for obtaining input information. A sensor 11 and a steering motor angle sensor (= steering angle sensor 8) are included.
入力情報にしたがって演算処理を行うコントローラとしては、操舵反力用モータ角情報と車速情報とを入力する操舵反力装置用コントローラ(=操舵反力コントローラ9)と、転舵用モータ角情報と車速情報とを入力する転舵装置用コントローラ(=転舵コントローラ10)と、を有する。 As a controller that performs arithmetic processing according to input information, a steering reaction force device controller (= steering reaction force controller 9) that inputs steering reaction force motor angle information and vehicle speed information, steering motor angle information, and vehicle speed. A steering device controller (= steering controller 10) for inputting information.
「SBW制御」時の反力制御は、実操舵角θsにゲインKaを掛けた値と、実操舵角速度dθs/dtにゲインKsを掛けた値と、を足し合わせ、かつ、指令転舵角θtaと実転舵角θtとの偏差にゲインKfaを掛けた値と、偏差微分値にゲインKfsを掛けた値と、を足し合わせて左右前輪12a,12bの転舵状態に応じた操舵反力トルクを設定し、リミッタ処理を施してモータ制御指令値Tmsとする(図6参照)。そして、フィードフォワード制御+フィードバック制御+ロバスト補償による反力サーボ制御により、モータ制御指令値Tmsから指令電流を求め、操舵反力モータ3を駆動する。 The reaction force control during SBW control is the sum of the value obtained by multiplying the actual steering angle θs by the gain Ka and the value obtained by multiplying the actual steering angular velocity dθs / dt by the gain Ks, and the command turning angle θta Reaction torque according to the steered state of the left and right front wheels 12a, 12b by adding the value obtained by multiplying the deviation between the actual turning angle θt and the gain Kfa and the value obtained by multiplying the deviation differential value by the gain Kfs. Is set and a limiter process is performed to obtain a motor control command value Tms (see FIG. 6). Then, by a reaction force servo control by feedforward control + feedback control + robust compensation, a command current is obtained from the motor control command value Tms, and the steering reaction force motor 3 is driven.
「SBW制御」時の転舵制御は、例えば、実操舵角θsに車速等に応じて設定されるギア比Gを乗算した指令転舵角θtaと、転舵モータ7の回転角から求めた実転舵角θtとの偏差から転舵トルクに変換し、リミッタ処理を施してモータ制御指令値とする。そして、フィードフォワード制御+フィードバック制御+ロバスト補償による転舵サーボ制御により、モータ制御指令値から指令電流Itaを求め、転舵モータ7を駆動する(図7参照)。
The steering control during the “SBW control” is, for example, an actual steering angle θta obtained by multiplying the actual steering angle θs by a gear ratio G set according to the vehicle speed or the like, and the actual steering angle θ obtained from the rotation angle of the
そして、前記操舵反力装置用コントローラには、ケーブル伸び量算出手段と、ケーブル張力推定手段と、モータ制御指令値算出手段と、モータ駆動手段と、指令転舵角算出手段と、操舵反力モータ熱負荷算出手段と、を備えている。また、前記転舵装置用コントローラには、ケーブル伸び量算出手段と、ケーブル張力推定手段と、モータ制御指令値算出手段と、モータ駆動手段と、転舵モータ熱負荷算出手段と、を備えている。 The steering reaction force device controller includes a cable extension amount calculating means, a cable tension estimating means, a motor control command value calculating means, a motor driving means, a command turning angle calculating means, a steering reaction force motor. Thermal load calculation means. The steering device controller includes cable extension amount calculation means, cable tension estimation means, motor control command value calculation means, motor drive means, and steered motor thermal load calculation means. .
コントローラからの指令にしたがって制御動作するアクチュエータとしては、前記操舵反力装置用コントローラにより駆動される操舵反力用アクチュエータ(=操舵反力モータ3)と、前記前記転舵装置用コントローラにより駆動される転舵用アクチュエータ(=転舵モータ7)と、を有する。 The actuator that performs a control operation in accordance with a command from the controller is driven by the steering reaction force actuator (= steering reaction force motor 3) driven by the steering reaction force device controller and the steering device controller. A steering actuator (= steering motor 7).
次に、作用を説明する。
[操舵制御処理]
図3は実施例1のコントローラ9,10にて実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この処理は、所定の制御周期(例えば、10msec)で実行される(操舵制御手段)。
Next, the operation will be described.
[Steering control processing]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS1では、既存のシステムで「SBW制御」が可能か否かの判断を行い、YESの場合はステップS2へ移行し、NOの場合はステップS8へ移行する(ステアバイワイヤ異常判断手段)。
すなわち、ステアバイワイヤシステムの一部に異常が発生しても、「SBW制御」が可能である場合には、ステップS2へ移行する。
In step S1, it is determined whether or not “SBW control” is possible in the existing system. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process proceeds to step S8 (steer-by-wire abnormality determination unit).
That is, if “SBW control” is possible even if an abnormality occurs in a part of the steer-by-wire system, the process proceeds to step S2.
ステップS2では、ステップS1での「SBW制御」可能との判断に続き、バックアップケーブル6のケーブル伸び量Scを検出し(ケーブル伸び量検出手段)、これを読み込み、ステップS3へ移行する。
ここで、「ケーブル伸び量Scの検出」は、例えば、バックアップケーブル用クラッチ5を締結した状態で操舵反力モータ3に電流を流し、ステアリングホイール1を回転させる。そして、操舵反力モータ3に流れる電流がある閾値を超えたときのステアリングホイール1の角度を測定する。これを左/右回転のそれぞれで測定し、この測定した角度の差分値にケーブル伸び量換算用ゲインKcを乗じたものをバックアップケーブル6のケーブル伸び量Scとして検出する。
In step S2, following the determination that “SBW control” is possible in step S1, the cable extension amount Sc of the backup cable 6 is detected (cable extension amount detection means), this is read, and the process proceeds to step S3.
Here, “detection of the cable extension amount Sc”, for example, causes the
ステップS3では、ステップS2でのケーブル伸び量Scの読み込みに続き、ケーブル伸び量Scが所定値Sca以上あることでケーブル伸び量異常か否かを判断し、YESの場合はステップS4へ移行し、NOの場合はステップS5へ移行する(ケーブル異常判断手段)。
ここで、「所定値Sca」は、初期組付け時のガタ及び耐久試験等を考慮し、予め決定された値であり、例えば、6mm等に設定する。
In step S3, following the reading of the cable extension amount Sc in step S2, it is determined whether or not the cable extension amount Sc is equal to or greater than a predetermined value Sca, and if YES, the process proceeds to step S4. If NO, the process proceeds to step S5 (cable abnormality determining means).
Here, the “predetermined value Sca” is a value determined in advance in consideration of a looseness at the time of initial assembly, a durability test, and the like, and is set to 6 mm, for example.
ステップS4では、ステップS3でのケーブル伸び量異常との判断に続き、図外のワーニングランプ(報知手段)を点灯し、ステップS5へ移行する。 In step S4, following the determination that the cable extension amount is abnormal in step S3, a warning lamp (notification means) (not shown) is turned on, and the process proceeds to step S5.
ステップS5では、ステップS3でのケーブル伸び量正常との判断、あるいは、ステップS4でのワーニングランプの点灯に続き、バックアップケーブル用クラッチ5が開放(操舵部と転舵部とが機械的に繋がっていない)か否かを判断し、YESの場合はステップS7へ移行し、NOの場合はステップS6へ移行する。 In step S5, following the determination that the cable extension amount is normal in step S3 or lighting of the warning lamp in step S4, the backup cable clutch 5 is released (the steering unit and the steering unit are mechanically connected). If YES, the process proceeds to step S7. If NO, the process proceeds to step S6.
ステップS6では、ステップS5でのバックアップケーブル用クラッチ5が締結であるとの判断に続き、操舵部と転舵部との機械的結合を切るためにバックアップケーブル用クラッチ5を開放とし、ステップS7へ移行する。 In step S6, following the determination that the backup cable clutch 5 is engaged in step S5, the backup cable clutch 5 is released in order to break the mechanical connection between the steering unit and the steered unit, and the process proceeds to step S7. Transition.
ステップS7では、ステップS5でのバックアップケーブル用クラッチ5が開放であるとの判断、あるいは、ステップS6でのバックアップケーブル用クラッチ5の開放に続き、操舵部と転舵部とを機械的に切り離した状態で、操舵側と転舵側とで各々算出された指令値に基づいて操舵反力モータ3と転舵モータ7を駆動する「SBW制御」を行い、リターンへ移行する。
In step S7, following the determination that the backup cable clutch 5 is disengaged in step S5 or the disengagement of the backup cable clutch 5 in step S6, the steering unit and the steering unit are mechanically separated. In this state, “SBW control” is performed to drive the steering reaction force motor 3 and the steered
ステップS8では、ステップS1での既存のシステムで「SBW制御」が不可能であるとの判断に続き、「EPS制御」が可能か否かを判断し、YESの場合はステップS9へ移行し、NOの場合はステップS10へ移行する。 In step S8, following the determination that “SBW control” is not possible in the existing system in step S1, it is determined whether “EPS control” is possible. If YES, the process proceeds to step S9. If NO, the process proceeds to step S10.
ステップS9では、ステップS8での「EPS制御」が可能であるとの判断に続き、バックアップケーブル用クラッチ5を締結し、操舵部と転舵部とを機械的に結合した状態で「EPS制御」を行い、リターンへ移行する。 In step S9, following the determination that "EPS control" is possible in step S8, the backup cable clutch 5 is engaged, and the "EPS control" is performed in a state where the steering portion and the steered portion are mechanically coupled. And proceed to return.
ステップS10では、ステップS8での「EPS制御」が不可能であるとの判断に続き、バックアップケーブル用クラッチ5を締結し、操舵部と転舵部とを機械的に結合した状態で制御を停止し、アシストのない直結操舵系とし、リターンへ移行する。 In step S10, following the determination that “EPS control” is impossible in step S8, the backup cable clutch 5 is engaged, and the control is stopped in a state where the steering unit and the steering unit are mechanically coupled. Then, a direct-coupled steering system with no assist is made, and a return is made.
[操舵制御切り替え作用]
「SBW制御」が可能で、ケーブル伸び量Scも正常である時には、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5→ステップS7→リターンへと進む流れが繰り返され、ステップS7では、バックアップケーブル用クラッチ5のを開放したままで、ステアリングホイール1への操舵状態に応じた転舵角を得る制御指令を転舵モータ7に出力する転舵制御と、左右前輪12a,12bの転舵状態に応じて操舵反力トルクを付与する制御指令を操舵反力モータ3に出力する操舵反力制御と、による通常の「SBW制御」が実行される。
[Steering control switching action]
When “SBW control” is possible and the cable extension amount Sc is normal, the flow of step S1, step S2, step S3, step S5, step S7, and return is repeated in the flowchart of FIG. Then, with the backup cable clutch 5 left open, the steering control for outputting a control command for obtaining a turning angle corresponding to the steering state of the
そして、「SBW制御」が可能であるが、ケーブル伸び量Scが伸び異常であると判断されると、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4→ステップS5→(ステップS6→)ステップS7→リターンへと進む流れが繰り返され、ステップS4にてワーニングランプが点灯され、運転者にケーブル伸び異常を知らせ、ステップS7では、ケーブル伸び異常であるのもかかわらず、「EPS制御」へ切り替えることなく、上記通常の「SBW制御」がそのまま継続して実行される。 Then, although “SBW control” is possible, if it is determined that the cable extension amount Sc is abnormally extended, in the flowchart of FIG. 3, step S1, step S2, step S4, step S5, step S6, and step S6. The flow from step S7 to return is repeated, the warning lamp is turned on in step S4, and the driver is informed of the cable extension abnormality. In step S7, regardless of the cable extension abnormality, “EPS control” is entered. Without switching, the normal “SBW control” is continuously executed as it is.
そして、「SBW制御」は不可能であるが、「EPS制御」は可能であると判断されると、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9にてバックアップケーブル用クラッチ5を締結し、「SBW制御」から「EPS制御」へと切り替えられ、その後、判断条件が変わらない限り、「EPS制御」がそのまま維持される。 If it is determined that “SBW control” is not possible but “EPS control” is possible, the process proceeds from step S1 to step S8 to step S9 in the flowchart of FIG. 3, and backup is performed in step S9. The cable clutch 5 is engaged and switched from “SBW control” to “EPS control”. Thereafter, “EPS control” is maintained as it is unless the determination condition is changed.
さらに、「SBW制御」が不可能で、かつ、「EPS制御」も不可能であると判断されると、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS8→ステップS10へと進み、ステップS10にてバックアップケーブル用クラッチ5を締結し、「SBW制御」と「EPS制御」を共に停止し、ステアリングホイール1と左右前輪12a,12bとを直結する直結ステアリングモードに切り替えられる。この直結ステアリングモードでは、「EPS制御」とは異なりアシスト力を得ることができないが、ステアリングホイール1に加えた操舵力のみにより左右前輪12a,12bを転舵することが保証される。
Further, if it is determined that “SBW control” is not possible and “EPS control” is also impossible, the process proceeds from step S1 to step S8 to step S10 in the flowchart of FIG. The backup cable clutch 5 is engaged, both “SBW control” and “EPS control” are stopped, and the steering mode is switched to the direct connection steering mode in which the
[操舵制御作用]
実施例1の操舵制御装置にあっては、例えば、「SBW制御」中、ステップS1において、「SBW制御」が可能であると判断した場合、ステップS3において、ケーブル伸び異常と判断しても、ステップS3からステップS4→ステップS5→ステップS7へと進み、「SBW制御」がそのまま維持される。すなわち、バックアップケーブル6に伸び異常が発生したとしても、バックアップケーブル6を介して操舵部と転舵部とを連結し、操舵反力モータ3と転舵モータ7のうち少なくとも一方をアシスト手段とする「EPS制御」が実行されない。
[Steering control action]
In the steering control device of the first embodiment, for example, during “SBW control”, when it is determined in step S1 that “SBW control” is possible, even if it is determined in step S3 that the cable extension is abnormal, From step S3 to step S4 → step S5 → step S7, the “SBW control” is maintained as it is. That is, even if an elongation abnormality occurs in the backup cable 6, the steering unit and the turning unit are connected via the backup cable 6, and at least one of the steering reaction force motor 3 and the turning
例えば、バックアップケーブル6が経時劣化等によりその伸び量が許容量を越えたままで使い続けられる状況下で、「SBW制御」から「EPS制御」に移行した場合や、「SBW制御」中にケーブル伸び異常が認められることで、速やかに「EPS制御」に移行する場合、ケーブル伸び影響により、操舵側では、運転者が操舵する際に本来なら操舵トルクが必要な領域でもケーブルがたるんだ状態ではトルクが必要ではなくなる、つまりこの領域では反力が発生しない。一方、転舵側では、操舵トルクセンサの検出値を基に「EPS制御」をするため、前述のように操舵側で本来のトルクが発生しないことにより、運転者の操舵に対して転舵側が動かない領域(不感帯)が生じることになる。さらに、このバックアップケーブルを「EPS制御」により使用し続けることによって、バックアップケーブルにストレスがかかり続けると、バックアップケーブルが劣化を促進してしまう。 For example, when the backup cable 6 continues to be used with its elongation exceeding the allowable amount due to deterioration over time, etc., when the switch is made from “SBW control” to “EPS control” or during the “SBW control” When the shift to EPS control is promptly made due to an abnormality, the torque on the steering side when the driver is steering and the cable is slack even when the steering torque is originally required due to the influence of cable elongation. Is no longer necessary, that is, no reaction force is generated in this region. On the other hand, since the EPS side performs “EPS control” based on the detected value of the steering torque sensor on the steered side, the actual torque is not generated on the steering side as described above. An area that does not move (dead zone) is generated. Further, by continuing to use this backup cable by “EPS control”, if the backup cable continues to be stressed, the backup cable promotes deterioration.
これに対し、実施例1では、バックアップケーブル6に伸び異常が発生したら「EPS制御」を実行しないため、操舵反力が発生しないことにより運転者に操舵違和感を与えたり、運転者の操舵に対し操向車輪が転舵しない不感帯が存在する転舵性能低下の発生を抑えることができる。
また、バックアップケーブル6に伸び異常が発生したら「EPS制御」を実行しないため、「EPS制御」へ切り替える場合に比べ、バックアップケーブル6の使用頻度を下げることができ、バックアップケーブル6のさらなる劣化を防止できる。
さらに、バックアップケーブル6に伸び異常が発生したらワーニングランプを点灯して運転者に警告を発するため、速やかにディーラー等に車をもってゆき、バックアップケーブル6の交換や修理を促すことができる。
加えて、バックアップケーブル6に伸び異常が発生したら「EPS制御」ではなく、通常の「SBW制御」を実行するため、「SBW制御」での制御則の設定により、ステアリングギア比を自由に設定できる等、その自由度も向上する。
On the other hand, in the first embodiment, since “EPS control” is not executed when the back-up cable 6 is abnormally stretched, the steering reaction force is not generated, thereby giving the driver a feeling of steering discomfort, It is possible to suppress the occurrence of deterioration of the steering performance in which there is a dead zone where the steered wheels do not steer.
In addition, if the backup cable 6 is abnormally stretched, “EPS control” is not executed, so the frequency of use of the backup cable 6 can be reduced compared to switching to “EPS control” and further deterioration of the backup cable 6 is prevented. it can.
In addition, when an abnormality occurs in the backup cable 6, a warning lamp is turned on and a warning is issued to the driver. Therefore, the vehicle can be quickly taken to the dealer or the like to prompt the user to replace or repair the backup cable 6.
In addition, if an abnormal expansion occurs in the backup cable 6, normal “SBW control” is executed instead of “EPS control”, so the steering gear ratio can be set freely by setting the control law in “SBW control”. The degree of freedom is also improved.
次に、効果を説明する。
実施例1の操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) ステアリングホイール1と操舵反力モータ3を有する操舵部と、左右前輪12a,12bと転舵モータ7を有する転舵部と、がバックアップケーブル6を介して機械的に分離・連結が可能とされ、前記操舵部と前記転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によって「SBW制御」を行うと共に、前記バックアップケーブル6を介して前記操舵部と前記転舵部とを連結し、前記操舵反力モータ3と前記転舵モータ7のうち少なくとも一方をアシスト手段として「EPS制御」を行う操舵制御手段と、を備えた操舵制御装置において、前記「SBW制御」が可能か否かを判断するステアバイワイヤ異常判断手段(ステップS1)と、前記バックアップケーブル6の伸びであるケーブル伸び量Scを検出するケーブル伸び量検出手段(ステップS2)と、前記ケーブル伸び量Scが所定値Sca以上となったとき、ケーブル異常であると判断するケーブル異常判断手段(ステップS3)と、を設け、前記操舵制御手段は、前記ステアバイワイヤ異常判断手段により前記「SBW制御」が可能であると判断した場合、前記ケーブル異常判断手段がケーブル異常と判断しても、前記「EPS制御」を実行しないため、バックアップケーブル6の伸び異常時、操舵違和感や転舵性能低下の発生を抑えることができると共に、バックアップケーブル6の劣化促進を防止することができる。
(1) The steering part having the
(2) 前記操舵制御手段は、前記「SBW制御」が可能との判断中にケーブル異常が判断されると、前記操舵部と前記転舵部とを切り離した前記「SBW制御」を実行するため、ステアリングギア比を自由に設定できる等、「EPS制御」を実行する場合に比べ、操舵制御自由度を向上させることができる。 (2) The steering control means executes the “SBW control” in which the steering unit and the steered unit are separated when a cable abnormality is determined during the determination that the “SBW control” is possible. The degree of freedom in steering control can be improved compared to the case where “EPS control” is executed, such as setting the steering gear ratio freely.
(3) 運転者に操舵制御系の異常を報知するワーニングランプ(報知手段)を設け、前記操舵制御手段は、前記ケーブル異常判断手段がケーブル異常と判断したとき、前記ワーニングランプで異常を報知するため、速やかにディーラー等に車をもってゆき、バックアップケーブル6の交換や修理を促すことができる。 (3) A warning lamp (notification means) for notifying the driver of abnormality in the steering control system is provided, and the steering control means notifies the abnormality with the warning lamp when the cable abnormality determination means determines that the cable is abnormal. Therefore, it is possible to promptly bring the vehicle to a dealer or the like and prompt the user to replace or repair the backup cable 6.
実施例2は、「SBW制御」が可能との判断中にケーブル異常が判断されると、操舵部と転舵部とを機械的に連結し、操舵部と転舵部との間の機械的なギア比を維持する固定ギア比ステアバイワイヤ制御(以下、「固定ギア比SBW制御」と略称する。)を実行するようにした例である。なお、構成的には、図1及び図2に示す実施例1の構成と同じであるため、図示並びに説明を省略する。 In the second embodiment, when a cable abnormality is determined while it is determined that “SBW control” is possible, the steering unit and the steered unit are mechanically coupled, and the mechanical unit between the steered unit and the steered unit is mechanically connected. This is an example in which a fixed gear ratio steer-by-wire control (hereinafter, abbreviated as “fixed gear ratio SBW control”) for maintaining an appropriate gear ratio is executed. Since the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, illustration and description thereof are omitted.
次に、作用を説明する。
[操舵制御処理]
図4は実施例2のコントローラ9,10にて実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(操舵制御手段)。なお、ステップS21〜ステップS24は、図3のステップ1〜ステップS4にそれぞれ対応し、ステップS28〜ステップS30は、図3のステップS8〜ステップS10にそれぞれ対応するので、説明を省略する。
Next, the operation will be described.
[Steering control processing]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS25では、ステップS24でのワーニングランプの点灯に続き、バックアップケーブル用クラッチ5が締結(操舵部と転舵部とが機械的に連結)か否かを判断し、YESの場合はステップS27へ移行し、NOの場合はステップS26へ移行する。 In step S25, following the lighting of the warning lamp in step S24, it is determined whether or not the backup cable clutch 5 is engaged (the steering unit and the steered unit are mechanically coupled). If YES, the process proceeds to step S27. If NO, the process proceeds to step S26.
ステップS26では、ステップS25でのバックアップケーブル用クラッチ5が開放であるとの判断に続き、操舵部と転舵部との機械的に連結するためにバックアップケーブル用クラッチ5を締結とし、ステップS27へ移行する。 In step S26, following the determination that the backup cable clutch 5 is disengaged in step S25, the backup cable clutch 5 is engaged to mechanically connect the steering unit and the steered unit, and the process proceeds to step S27. Transition.
ステップS27では、ステップS25でのバックアップケーブル用クラッチ5が締結であるとの判断、あるいは、ステップS26でのバックアップケーブル用クラッチ5の締結に続き、操舵部と転舵部とを機械的に連結した状態で、操舵部と転舵部との間の機械的なギア比(=1)を維持する「固定ギア比SBW制御」を行い、リターンへ移行する。 In step S27, following the determination that the backup cable clutch 5 is engaged in step S25 or the engagement of the backup cable clutch 5 in step S26, the steering unit and the steering unit are mechanically coupled. In the state, “fixed gear ratio SBW control” is performed to maintain the mechanical gear ratio (= 1) between the steering unit and the steered unit, and the process proceeds to return.
ステップS31では、ステップS23でのケーブル伸び量正常との判断に続き、バックアップケーブル用クラッチ5が開放(操舵部と転舵部とが機械的に繋がっていない)か否かを判断し、YESの場合はステップS33へ移行し、NOの場合はステップS32へ移行する。 In step S31, following the determination that the cable extension amount is normal in step S23, it is determined whether or not the backup cable clutch 5 is disengaged (the steering unit and the steered unit are not mechanically connected). If so, the process proceeds to step S33. If NO, the process proceeds to step S32.
ステップS32では、ステップS5でのバックアップケーブル用クラッチ5が締結であるとの判断に続き、操舵部と転舵部との機械的結合を切るためにバックアップケーブル用クラッチ5を開放とし、ステップS33へ移行する。 In step S32, following the determination that the backup cable clutch 5 is engaged in step S5, the backup cable clutch 5 is released in order to break the mechanical connection between the steering unit and the steered unit, and the process proceeds to step S33. Transition.
ステップS33では、ステップS31でのバックアップケーブル用クラッチ5が開放であるとの判断、あるいは、ステップS32でのバックアップケーブル用クラッチ5の開放に続き、操舵部と転舵部とを機械的に切り離した状態で、操舵側と転舵側とで各々算出された指令値に基づいて操舵反力モータ3と転舵モータ7を駆動する通常の「SBW制御」を行い、リターンへ移行する。
In step S33, following the determination that the backup cable clutch 5 is disengaged in step S31 or the disengagement of the backup cable clutch 5 in step S32, the steering section and the steering section are mechanically disconnected. In this state, normal “SBW control” for driving the steering reaction force motor 3 and the steered
[固定ギア比SBW制御処理]
図5は実施例2のコントローラ9,10にて「固定ギア比SBW制御」(図4のステップS27)に切り替えられた後に実行される固定ギア比SBW制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Fixed gear ratio SBW control processing]
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a fixed gear ratio SBW control process executed after switching to “fixed gear ratio SBW control” (step S27 in FIG. 4) by the
ステップS27-1では、車速V、実操舵角θs、実転舵角θt、操舵モータ熱負荷値Tls、転舵モータ熱負荷値Tltを読み込み、ステップS27-2へ移行する。
ここで、車速Vは車速センサ11から取得し、実操舵角θsは操舵角センサ4から取得し、実転舵角θtは転舵角センサ8から取得し、操舵モータ熱負荷値Tlsは操舵反力モータ熱負荷算出手段(アクチュエータ使用頻度相当値検出手段)から読み込み、転舵モータ熱負荷値Tltは転舵モータ熱負荷算出手段(アクチュエータ使用頻度相当値検出手段)から読み込む。なお、操舵反力モータ3の熱負荷値と転舵モータ7の熱負荷値は、例えば、現在から過去にさかのぼったある所定時間Tp(例えば10分)内における各モータ3,7の発熱量とする。
In step S27-1, the vehicle speed V, the actual steering angle θs, the actual turning angle θt, the steering motor thermal load value Tls, and the steering motor thermal load value Tlt are read, and the process proceeds to step S27-2.
Here, the vehicle speed V is obtained from the vehicle speed sensor 11, the actual steering angle θs is obtained from the steering angle sensor 4, the actual turning angle θt is obtained from the turning angle sensor 8, and the steering motor thermal load value Tls is obtained from the steering reaction. It is read from the force motor thermal load calculation means (actuator usage frequency equivalent value detection means), and the turning motor thermal load value Tlt is read from the steering motor thermal load calculation means (actuator usage frequency equivalent value detection means). The thermal load value of the steering reaction motor 3 and the thermal load value of the
ステップS27-2では、ステップS27-1での入力情報の取得に続き、ケーブル伸び量Sc、操舵モータ熱負荷値Tls、転舵モータ熱負荷値Tltとから、操舵反力トルクの大きさや転舵制御の追従性の上げ度合いを決定し、ステップS27-3へ移行する。
すなわち、ケーブル伸び量Scが小さいほど、操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくすると共に転舵モータ7の制御追従性を上げ、かつ、操舵モータ熱負荷値Tls及び転舵モータ熱負荷値Tltに応じ、一方のモータに負荷が偏らないように両モータ3,7の負荷を決定する。例えば、操舵反力モータ3の操舵モータ熱負荷値Tlsが高い場合は、操舵反力トルクの大きさを上げる比率を下げ、転舵制御の追従性を上げる比率を上げる。逆に、転舵モータ7の転舵モータ熱負荷値Tltが高い場合は、操舵反力トルクの大きさを上げる比率を上げ、転舵制御の追従性を上げる比率を下げる。
In step S27-2, following the acquisition of the input information in step S27-1, the magnitude of the steering reaction torque and the steering are calculated from the cable extension amount Sc, the steering motor thermal load value Tls, and the steered motor thermal load value Tlt. The degree of control follow-up is determined and the process proceeds to step S27-3.
That is, as the cable extension amount Sc is smaller, the torque output from the steering reaction force motor 3 is increased and the control followability of the steered
ステップS27-3では、ステップS27-2での操舵反力トルクの大きさや転舵制御の追従性の上げ度合いの決定に続き、ケーブル伸び量Scから実操舵角θsと実転舵角θtとの差分の絶対値にケーブル伸び量換算用ゲインKcを乗じたものを差し引いた値Scdを算出し、ステップS27-4へ移行する(ケーブル張力推定手段に相当)。
この場合の指令転舵角θtaはギア比1で制御を行っているので、実操舵角θsに等しい。そのため基本的には、実操舵角θに実転舵角θは追従する。なお、値Scdの算出式は、
Scd=Sc−Kc・(|θs−θt|)
となる。
In step S27-3, following the determination of the magnitude of the steering reaction torque in step S27-2 and the degree of increase in the followability of the turning control, the actual steering angle θs and the actual turning angle θt are calculated from the cable extension amount Sc. A value Scd obtained by subtracting the product of the cable expansion amount conversion gain Kc and the absolute value of the difference is calculated, and the process proceeds to step S27-4 (corresponding to cable tension estimating means).
The command turning angle θta in this case is equal to the actual steering angle θs because the control is performed with a gear ratio of 1. Therefore, basically, the actual turning angle θ follows the actual steering angle θ. The calculation formula for the value Scd is
Scd = Sc−Kc ・ (| θs−θt |)
It becomes.
ステップS27-4では、ステップS27-3での値Scdの算出に続き、値Scdが予め定めておいた所定値Sct以下か否かを判断し、YESの場合はステップS27-5へ移行し、NOの場合はステップS27-8へ移行する。
ここで、「所定値Sct」は、バックアップケーブル6に僅かにテンションがかかるくらいの値、言い換えると、テンションによって制御遅れが発生するような値であり、例えば、10Nに対する伸び量(10/Kt)とする。但し、Ktは伸び量から張力に換算するためのゲイン[N/m]である。なお、値Scdの算出に代え、バックアップケーブル6の張力を直接検出するようにしても良い。
In step S27-4, following the calculation of the value Scd in step S27-3, it is determined whether or not the value Scd is equal to or smaller than a predetermined value Sct. If YES, the process proceeds to step S27-5. If NO, the process moves to step S27-8.
Here, the “predetermined value Sct” is a value that slightly tensions the backup cable 6, in other words, a value that causes a control delay due to the tension. For example, the amount of elongation with respect to 10N (10 / Kt) And However, Kt is a gain [N / m] for converting the elongation amount into the tension. Instead of calculating the value Scd, the tension of the backup cable 6 may be directly detected.
ステップS27-5では、ステップS27-4での値Scdが所定値Sct以下であるとの判断に続き、車速Vがゼロ(車両停止)であるか否かを判断し、YESの場合はステップS27-6へ移行し、NOの場合はステップS27-8へ移行する。 In step S27-5, following the determination that the value Scd in step S27-4 is equal to or less than the predetermined value Sct, it is determined whether or not the vehicle speed V is zero (vehicle stop). If YES, step S27 is determined. -6. If NO, the process moves to step S27-8.
ステップS27-6では、ステップS27-5での車速V=0との判断に続き、バックアップケーブル用クラッチ5を開放し、ステップS27-7へ移行する。
ここで、バックアップケーブル用クラッチ5を開放するのは、ステップS27-4のScd≦Sct条件と、ステップS27-5のV=0条件と、が共に成立することで、安全性を保ちつつバックアップケーブル6にストレスを与えることを防止することを目的とする。なお、V=0の条件に代え、操舵角が中立のときや、操舵角速度≒0のときなど、バックアップ移行時の遅れ影響が少ない条件としても良い。
In step S27-6, following the determination that the vehicle speed V = 0 in step S27-5, the backup cable clutch 5 is released, and the process proceeds to step S27-7.
Here, the backup cable clutch 5 is released because the Scd ≦ Sct condition in step S27-4 and the V = 0 condition in step S27-5 are both satisfied, so that the backup cable is maintained while maintaining safety. The purpose is to prevent 6 from being stressed. It should be noted that instead of the condition of V = 0, it is also possible to use a condition with little influence of delay at the time of backup transition, such as when the steering angle is neutral or when the steering angular velocity is approximately zero.
ステップS27-7では、ステップS27-6でのバックアップケーブル用クラッチ5の開放に続き、操舵側と転舵側との各々で算出された指令値に基づいて各モータ3,7を駆動する通常の「SBW制御」を行い、ステップS27-1へ戻る。
In step S27-7, following the release of the backup cable clutch 5 in step S27-6, the
ステップS27-8では、ステップS27-4での値Scdが所定値Sctを超えているとの判断に続き、バックアップケーブル用クラッチ5は締結か否かを判断し、YESの場合にはリターンへ移行し、「固定ギア比SBW制御」を継続する。NOの場合はステップS27-9へ移行する。 In step S27-8, following the determination that the value Scd in step S27-4 exceeds the predetermined value Sct, it is determined whether the backup cable clutch 5 is engaged or not. Then, the “fixed gear ratio SBW control” is continued. If NO, the process moves to step S27-9.
ステップS27-9では、ステップS27-8でのバックアップケーブル用クラッチ5が開放であるとの判断に続き、操舵/転舵間における角度の位置ズレ(=Nズレ)があるか否かを判断し、YESの場合はステップS27-10へ移行し、NOの場合はステップS27-11へ移行する。 In step S27-9, following the determination that the backup cable clutch 5 is disengaged in step S27-8, it is determined whether or not there is an angular misalignment (= N misalignment) between steering / steering. If YES, the process proceeds to step S27-10, and if NO, the process proceeds to step S27-11.
ステップS27-10では、ステップS27-9でのNズレ有りとの判断に続き、Nズレ補正を行うように操舵側と転舵側との各々で算出された指令値に基づいて各モータ3,7を駆動する「SBW制御」を行い、ステップS27-11へ移行する。 In step S27-10, following the determination of the presence of N deviation in step S27-9, each motor 3, based on the command values calculated on the steering side and the steered side so as to perform N deviation correction. “SBW control” for driving 7 is performed, and the process proceeds to step S27-11.
ステップS27-11では、ステップS27-9でのNズレ無しとの判断、あるいは、ステップS27-10でのNズレ補正に続き、バックアップケーブル用クラッチ5を締結し、「固定ギア比SBW制御」を行い、リターンへ移行する。 In step S27-11, following the determination that there is no N deviation in step S27-9 or the N deviation correction in step S27-10, the backup cable clutch 5 is engaged, and “fixed gear ratio SBW control” is performed. And go to return.
[操舵制御切り替え作用]
「SBW制御」が可能で、ケーブル伸び量Scも正常である時には、図4のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS31→(ステップS32→)ステップS33→リターンへと進む流れが繰り返され、ステップS33では、バックアップケーブル用クラッチ5のを開放したままで、ステアリングホイール1への操舵状態に応じた転舵角を得る制御指令を転舵モータ7に出力する転舵制御と、左右前輪12a,12bの転舵状態に応じて操舵反力トルクを付与する制御指令を操舵反力モータ3に出力する操舵反力制御と、による通常の「SBW制御」が実行される。
[Steering control switching action]
When “SBW control” is possible and the cable extension amount Sc is also normal, in the flowchart of FIG. 4, the flow proceeds from step S21 → step S22 → step S23 → step S31 → (step S32 →) step S33 → return. Repeatedly, in step S33, the steering control for outputting to the steering motor 7 a control command for obtaining a turning angle corresponding to the steering state of the
そして、「SBW制御」が可能であるが、ケーブル伸び量Scが伸び異常であると判断されると、図4のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS24→ステップS25→(ステップS26→)ステップS27→リターンへと進む流れが繰り返され、ステップS24にてワーニングランプが点灯され、運転者にケーブル伸び異常を知らせ、ステップS27では、ケーブル伸び異常であるのもかかわらず、「EPS制御」へ切り替えることなく、ギア比を1にして転舵制御と操舵反力制御を行う「固定ギア比SBW制御」が実行される。 Then, although “SBW control” is possible, if it is determined that the cable extension amount Sc is abnormally extended, in the flowchart of FIG. 4, step S21 → step S22 → step S23 → step S24 → step S25 → (step S26 →) Step S27 → Return is repeated, the warning lamp is turned on in step S24, and the driver is informed of cable extension abnormality. In step S27, “EPS Without switching to “control”, “fixed gear ratio SBW control” is performed in which the gear ratio is set to 1 and the steering control and the steering reaction force control are performed.
そして、「SBW制御」は不可能であるが、「EPS制御」は可能であると判断されると、図4のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS28→ステップS29へと進み、ステップS29にてバックアップケーブル用クラッチ5を締結し、「SBW制御」から「EPS制御」へと切り替えられ、その後、判断条件が変わらない限り、「EPS制御」がそのまま維持される。 If it is determined that “SBW control” is not possible but “EPS control” is possible, in the flowchart of FIG. 4, the process proceeds from step S21 to step S28 to step S29, and backup is performed in step S29. The cable clutch 5 is engaged and switched from “SBW control” to “EPS control”. Thereafter, “EPS control” is maintained as it is unless the determination condition is changed.
さらに、「SBW制御」が不可能で、かつ、「EPS制御」も不可能であると判断されると、図4のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS28→ステップS30へと進み、ステップS30にてバックアップケーブル用クラッチ5を締結し、「SBW制御」と「EPS制御」を共に停止し、ステアリングホイール1と左右前輪12a,12bとを直結する直結ステアリングモードに切り替えられる。この直結ステアリングモードでは、「EPS制御」とは異なりアシスト力を得ることができないが、ステアリングホイール1に加えた操舵力のみにより左右前輪12a,12bを転舵することが保証される。
Furthermore, if it is determined that “SBW control” is not possible and “EPS control” is not possible, the process proceeds from step S21 to step S28 to step S30 in the flowchart of FIG. The backup cable clutch 5 is engaged, both “SBW control” and “EPS control” are stopped, and the steering mode is switched to the direct connection steering mode in which the
[操舵制御作用]
実施例2の操舵制御装置にあっては、例えば、「SBW制御」中、ステップS21において、「SBW制御」が可能であると判断した場合、ステップS23において、ケーブル伸び異常と判断しても、ステップS23からステップS24→ステップS25→ステップS26→ステップS27へと進み、「SBW制御」から「固定ギア比SBW制御」に切り替えられる。
[Steering control action]
In the steering control device according to the second embodiment, for example, during “SBW control”, when it is determined in step S21 that “SBW control” is possible, even if it is determined in step S23 that the cable extension is abnormal, The process proceeds from step S23 to step S24 → step S25 → step S26 → step S27, where “SBW control” is switched to “fixed gear ratio SBW control”.
すなわち、バックアップケーブル6に伸び異常が発生したとしても、バックアップケーブル6を介して操舵部と転舵部とを連結し、操舵反力モータ3と転舵モータ7のうち少なくとも一方をアシスト手段とする「EPS制御」が実行されないことで、実施例1に記載したように、バックアップケーブル6の伸び異常時、操舵違和感や転舵性能低下の発生を抑えることができる。
That is, even if an elongation abnormality occurs in the backup cable 6, the steering unit and the turning unit are connected via the backup cable 6, and at least one of the steering reaction force motor 3 and the turning
加えて、「固定ギア比SBW制御」では、予めバックアップケーブル用クラッチ5を繋いでおくことで、二次失陥発生時にバックアップケーブル用クラッチ5を繋ぐまでの時間が要らなくなるので、この分の遅れが無くなり、二次失陥時の変動を最小限に抑えることができる。 In addition, in the “fixed gear ratio SBW control”, by connecting the backup cable clutch 5 in advance, it is not necessary to connect the backup cable clutch 5 when a secondary failure occurs. And the fluctuation at the time of secondary failure can be minimized.
「固定ギア比SBW制御」では、バックアップケーブル用クラッチ5は繋がっているが、バックアップケーブル6の伸び量が許容値を超えている、つまりバックアップケーブル6には相応のたるみが生じているため、「固定ギア比SBW制御」を行っても、そのたるみ分によりバックアップケーブル6のストレスがほとんどかからないため、バックアップケーブル6の劣化(さらなる伸び量の増加等)を防止できる。 In the “fixed gear ratio SBW control”, the backup cable clutch 5 is connected, but the extension amount of the backup cable 6 exceeds an allowable value, that is, the backup cable 6 has a corresponding slack. Even if the “fixed gear ratio SBW control” is performed, the back-up cable 6 is hardly stressed due to the slack, and therefore the deterioration of the back-up cable 6 (further increase in the amount of elongation, etc.) can be prevented.
[固定ギア比SBW制御作用]
「固定ギア比SBW制御」では、ケーブル伸び量Scが既知であるため、図5のフローチャートにおいて、ステップS27-1→ステップS27-2へ進み、ステップS27-2では、ケーブル伸び量Scが小さいほど、操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくすると共に転舵モータ7の制御追従性を上げている。
[Fixed gear ratio SBW control action]
In the “fixed gear ratio SBW control”, since the cable extension amount Sc is known, the process proceeds from step S27-1 to step S27-2 in the flowchart of FIG. 5, and in step S27-2, the smaller the cable extension amount Sc is, In addition, the torque output from the steering reaction motor 3 is increased and the control followability of the steered
すなわち、ケーブル伸び量Scが小さいほどバックアップケーブル6のたるみが小さく、操舵側と転舵側との間での制御に支障のない許容値が小さくなるため、転舵側の追従性を上げることと、操舵反力側の指令反力トルクを大きくして操舵スピードを抑えることで、操舵角に対して転舵角が追従できるようにする。これによって、操舵角と転舵角との差を小さくすることができ、バックアップケーブル6にストレスがかかる頻度を下げることが可能となる。 That is, as the cable extension amount Sc is smaller, the sag of the backup cable 6 is smaller, and the allowable value that does not hinder the control between the steering side and the steered side is smaller. By increasing the command reaction torque on the steering reaction force side to suppress the steering speed, the turning angle can follow the steering angle. As a result, the difference between the steering angle and the turning angle can be reduced, and the frequency with which the backup cable 6 is stressed can be reduced.
ここで、操舵反力側の指令反力トルクは、図6に示すように、実操舵角θsとその時間微分値ωs(=dθs/dt)に車速に応じたゲインKaおよびKsを各々乗じ、加え合わせたものをTsとする(Ts=Ka×θs+Ks×ωs)。
さらに操舵反力装置用コントローラで算出された指令転舵角θtaと転舵装置用コントローラから読み込んだ実転舵角θtとの偏差(θta−θt)とその偏差の時間微分値(=d(θta−θt)/dt)に車速に応じたゲインKfaおよびKfsを各々乗じ、加え合わせたものをTtsとする(Tts=Kfa×(θta−θt)+Kfs×ωts)。
前記TsとTtsとを加え合わせたものにさらに操舵反力補正値Tmcを加え合わせたものをTsa(=Ts+Tts+Tmc)とする。これに車速、ヨーレート、横加速度等から推定した路面μから求められたリミット値Lsでリミッター処理を施したものを操舵反力の指令値Tmsとする。
これにより、操舵角や操舵角加速度が大きくなったときに反力が大きくなり過ぎることを防止し、ステアリングホイール1を切り増しできなくなり、または、切り増しづらくなることを防止し、車両特性に応じた操舵反力にすることが可能となる。そして、ケーブル伸び量Scが小さいほど、大きな値による操舵反力補正値Tmcを加えることで、意図的にステアリングホイール1を切り増しづらくなるようにできる。
Here, the command reaction force torque on the steering reaction force side is obtained by multiplying the actual steering angle θs and its time differential value ωs (= dθs / dt) by gains Ka and Ks corresponding to the vehicle speed, respectively, as shown in FIG. The sum is Ts (Ts = Ka × θs + Ks × ωs).
Further, the deviation (θta−θt) between the command turning angle θta calculated by the steering reaction force controller and the actual turning angle θt read from the turning device controller, and the time differential value (= d (θta Multiply -θt) / dt by gains Kfa and Kfs according to the vehicle speed, and add them to obtain Tts (Tts = Kfa × (θta−θt) + Kfs × ωts).
Tsa (= Ts + Tts + Tmc) is obtained by adding the steering reaction force correction value Tmc to the sum of Ts and Tts. The limit value Ls obtained from the road surface μ estimated from the vehicle speed, the yaw rate, the lateral acceleration, etc. is subjected to a limiter process, and this is used as the steering reaction force command value Tms.
This prevents the reaction force from becoming too large when the steering angle or the steering angular acceleration is increased, prevents the
また、転舵制御の追従性は、図7のロバストマッチング手法を採用した転舵角制御ブロックに示すように、算出される外乱補償分の出力Irに可変リミッターを設け、このリミッター値を上げ下げすることで転舵制御の追従性を上げ下げする。例えば、ケーブル伸び量Scが小さいほど、リミッター値を上げれば、外乱補償分が多くなるので、追従性は上がる。 In addition, as shown in the turning angle control block employing the robust matching method in FIG. 7, the followability of the turning control is provided with a variable limiter for the output Ir for the calculated disturbance compensation, and this limiter value is raised or lowered. In this way, the followability of the turning control is raised and lowered. For example, if the limit value is increased as the cable extension amount Sc is smaller, the amount of disturbance compensation increases, and the follow-up performance increases.
さらに、上記のように、ケーブル伸び量Scが小さいほど、操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくすると共に転舵モータ7の制御追従性を上げる場合において、図5のフローチャートにおいて、ステップS27-1→ステップS27-2へ進み、ステップS27-2では、操舵側/転舵側モータの使用頻度(ある一定時間での操舵モータ熱負荷値Tls及び転舵モータ熱負荷値Tlt)に応じて、操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくする度合いと、転舵モータ7の制御追従性を上げる度合いを決定するようにしている。
Further, as described above, when the cable elongation amount Sc is smaller, the torque output from the steering reaction motor 3 is increased and the control followability of the steered
したがって、操舵反力モータ3と転舵モータ7とのどちらか一方のモータに負荷が偏らなくなるため、操舵反力モータ3と転舵モータ7とが過熱状態となることを抑制することができる。
Therefore, since the load is not biased to either one of the steering reaction force motor 3 and the
加えて、ケーブル伸び量Scが小さいほど、操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくすると共に転舵モータ7の制御追従性を上げ、かつ、操舵モータ熱負荷値Tls及び転舵モータ熱負荷値Tltに応じて、操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくする度合いと転舵モータ7の制御追従性を上げる度合いを決定する場合において、図5のフローチャートにおいて、ステップS27-1→ステップS27-2→ステップS27-3へ進み、ステップS27-3では、値Scd(=Sc−Kc・(|θs−θt|))を算出する。そして、この値Scdが設定値Sct以下で、かつ、車速Vがゼロのときには、図5のフローチャートにおいて、ステップS27-3からステップS27-4→ステップS27-5→ステップS27-6→ステップS27-7へ進み、バックアップケーブル用クラッチ5を開放して「SBW制御」を行う。そして、「SBW制御」に入ったが、Scd≦Sct、かつ、車速V≠0となった場合、あるいは、Scd>Sctとなった場合には、図5のフローチャートにおいて、ステップS27-4またはステップS27-5からステップS27-8→ステップS27-9→(ステップS27-10→)ステップS27-11へ進み、必要に応じてNズレを補正し、再度、バックアップケーブル用クラッチ5を締結して「固定ギア比SBW制御」とする。
In addition, as the cable extension amount Sc is smaller, the torque output from the steering reaction force motor 3 is increased and the control followability of the steered
すなわち、転舵側が縁石等の物理的にさらなる切り増しができないような状況において、運転者が操舵を行い、操舵部と転舵部との間にバックアップケーブル6の伸び量以上の差が生じると、バックアップケーブル6が張り、バックアップケーブル6にさらなるストレスをかけてしまうことになる。 That is, when the driver steers in a situation where the turning side cannot physically increase further, such as a curbstone, and a difference greater than the extension amount of the backup cable 6 occurs between the steering part and the turning part. If the backup cable 6 is stretched, the backup cable 6 is further stressed.
そこで、車速Vがゼロで、かつ、ケーブル伸び量Scから操舵角と転舵角の差を差し引いた値Scdが、予め定めておいた設定値Sctよりも小さくなった場合にのみ、バックアップケーブル用クラッチ5を開放することで、左右前輪12a,12bが縁石等に接触した状況において運転者が操舵を行い、操舵部と転舵部との間にバックアップケーブル6の伸び量以上の差が生じていも、クラッチ開放による逃げで、バックアップケーブル6が張ることはないので、バックアップケーブル6にさらなるストレスがかかることを防止することができる。ちなみに、図8は左右前輪12a,12bが縁石等に接触し、実操舵角θsと実転舵角θtとの追従性が解け、実転舵角θtがθt1の固定値のままで推移を開始した時点から僅かに経過し、舵角偏差θtd(=θs1−θt1)が設定値を超えたt1時点にてバックアップケーブル用クラッチ5を開放する場合のタイムチャートである。 Therefore, the backup cable is used only when the vehicle speed V is zero and the value Scd obtained by subtracting the difference between the steering angle and the turning angle from the cable extension amount Sc is smaller than the predetermined set value Sct. By disengaging the clutch 5, the driver steers in a situation where the left and right front wheels 12a, 12b are in contact with the curb, etc., and a difference greater than the extension amount of the backup cable 6 occurs between the steering part and the steered part. However, since the backup cable 6 is not stretched due to the escape due to the clutch being released, it is possible to prevent the backup cable 6 from being further stressed. Incidentally, in FIG. 8, the left and right front wheels 12a and 12b contact the curbstone, the followability between the actual steering angle θs and the actual turning angle θt is solved, and the transition starts with the actual turning angle θt remaining at a fixed value of θt1. 6 is a time chart when the backup cable clutch 5 is disengaged at a time t1 when the steering angle deviation θtd (= θs1−θt1) exceeds a set value.
さらに、Scd≦Sct、かつ、車速V=0という条件成立により、バックアップケーブル用クラッチ5を開放した状態で二次失陥が発生しても、車両は停止状態であるので安全性は保たれる。また、バックアップケーブル用クラッチ5を開放する条件を複数にしているため、頻繁にバックアップケーブル用クラッチ5を繋げたり離したりする必要が無くなり、Nズレが発生する局面を極力抑えることが可能となる。 Further, if the condition of Scd ≦ Sct and the vehicle speed V = 0 is satisfied, even if a secondary failure occurs with the backup cable clutch 5 opened, the vehicle is in a stopped state, so safety is maintained. . In addition, since a plurality of conditions for releasing the backup cable clutch 5 are provided, it is not necessary to frequently connect or disengage the backup cable clutch 5, and it is possible to suppress the occurrence of N deviation as much as possible.
次に、効果を説明する。
実施例2の操舵制御装置にあっては、実施例1の(1),(3)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the second embodiment, in addition to the effects (1) and (3) of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(4) 前記操舵制御手段は、前記「SBW制御」が可能との判断中にケーブル異常が判断されると、前記バックアップケーブル6により前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結し、前記操舵部と前記転舵部との間の機械的なギア比を維持する「固定ギア比SBW制御」を実行するため、二次失陥時の変動を最小限に抑えることができると共に、バックアップケーブル6のさらなる伸び量の増加等による劣化も防止することができる。 (4) When a cable abnormality is determined during the determination that the “SBW control” is possible, the steering control unit mechanically connects the steering unit and the steered unit by the backup cable 6; In order to execute the “fixed gear ratio SBW control” that maintains the mechanical gear ratio between the steering unit and the steered unit, it is possible to minimize fluctuations at the time of secondary failure, and to perform backup. Deterioration due to further increase in the amount of extension of the cable 6 can also be prevented.
(5) 前記操舵制御手段は、前記「固定ギア比SBW制御」を実行する際、前記ケーブル伸び量Scが小さいほど、前記操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくすると共に、前記転舵モータ7の制御追従性を上げるため、ケーブル伸び量Scが小さい、つまり、操舵側と転舵側との間で制御に支障が無い許容値が小さい場合、操舵角と転舵角の差を小さく抑えるようにすることで、バックアップケーブル6にストレスがかかる頻度を下げることが可能となる。 (5) When executing the “fixed gear ratio SBW control”, the steering control means increases the torque output from the steering reaction force motor 3 as the cable extension amount Sc decreases, and the steering motor. In order to improve the control followability of No. 7, when the cable extension amount Sc is small, that is, when the allowable value that does not hinder the control between the steering side and the steered side is small, the difference between the steering angle and the steered angle is kept small. By doing so, it is possible to reduce the frequency with which the backup cable 6 is stressed.
(6) 前記操舵反力モータ3の熱負荷値Tlsと転舵モータ7の熱負荷値Tltを算出し、前記操舵制御手段は、前記「固定ギア比SBW制御」を実行する際、前記ケーブル伸び量Scが小さいほど、前記操舵反力モータ3の出力するトルクを大きくすると共に、前記転舵モータ7の制御追従性を上げ、かつ、前記操舵反力モータ熱負荷値Tlsと転舵モータ熱負荷値Tltに応じ、一方のモータに負荷が偏らないように両モータ3,7の負荷を決定するため、両モータ3,7のうち一方が過熱状態になることを抑制することができる。
(6) The thermal load value Tls of the steering reaction motor 3 and the thermal load value Tlt of the steered
(7) 前記バックアップケーブル6の張力を推定するケーブル張力推定手段を設け、前記操舵制御手段は、前記「固定ギア比SBW制御」中、前記推定されたケーブル張力が所定値以上の場合、前記SBW制御を実行し、操舵角と転舵角との差による角度位置ズレを補正した後、再度、前記バックアップケーブル6により前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結し、前記「固定ギヤ比SBW制御」を実行するため、固定ギア比SBW制御中に、バックアップケーブル6が張った場合にも速やかに張りを解消でき、バックアップケーブル6にさらなるストレスがかかることを防止できると共に、二次失陥が発生しても安全性が保たれる。 (7) Cable tension estimation means for estimating the tension of the backup cable 6 is provided, and the steering control means determines that the SBW when the estimated cable tension is not less than a predetermined value during the “fixed gear ratio SBW control”. After executing the control and correcting the angular position deviation due to the difference between the steering angle and the turning angle, the steering portion and the turning portion are mechanically connected again by the backup cable 6, and the "fixed gear" Because the ratio SBW control is executed, even if the backup cable 6 is stretched during the fixed gear ratio SBW control, the tension can be quickly eliminated, and further stress can be prevented from being applied to the backup cable 6 and the secondary loss can be prevented. Safety is maintained even if a fault occurs.
実施例3は、「SBW制御」が可能との判断中にケーブル異常が判断されると、操舵部と転舵部とを機械的に連結し、操舵部と転舵部との間の機械的なギア比を維持する「固定ギア比SBW制御」を実行するに際し、ケーブル張力を推定し、ケーブルに張力がかかった場合にセルフステアを防止するようにした例である。なお、構成的には、図1及び図2に示す実施例1の構成と同じであるため、図示並びに説明を省略する。 In the third embodiment, when a cable abnormality is determined during the determination that “SBW control” is possible, the steering unit and the steered unit are mechanically coupled to each other, and the mechanical unit between the steering unit and the steered unit is mechanically connected. This is an example in which the cable tension is estimated when executing the “fixed gear ratio SBW control” for maintaining a proper gear ratio, and self-steer is prevented when the cable is tensioned. Since the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, illustration and description thereof are omitted.
次に、作用を説明する。
[固定ギア比SBW制御処理]
図9は実施例3のコントローラ9,10にて「固定ギア比SBW制御」(図4のステップS27)に切り替えられた後に実行される固定ギア比SBW制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、基本制御は、実施例2の図4に示すフローチャートにしたがって実行される。
Next, the operation will be described.
[Fixed gear ratio SBW control processing]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the fixed gear ratio SBW control process executed after switching to “fixed gear ratio SBW control” (step S27 in FIG. 4) by the
ステップS27-21では、ケーブル張力推定手段により推定されたバックアップケーブル6の張力Tcを読み込み、ステップS27-22へ移行する。
ここで、「バックアップケーブル6の張力Tc」は、例えば、実操舵角θsから実転舵角θtとの差分にの絶対値にケーブル伸び量換算用ゲインKcを乗じたものからケーブル伸び量Scを差し引いた値Std(=Kc・|θs−θt|−Sc)に、張力換算用ゲインKtを乗じることで推定される(Tc=Std・Kt)。
In step S27-21, the tension Tc of the backup cable 6 estimated by the cable tension estimating means is read, and the process proceeds to step S27-22.
Here, the “tension Tc of the backup cable 6” is obtained by multiplying the cable elongation amount Sc by, for example, multiplying the absolute value of the difference between the actual steering angle θs and the actual turning angle θt by the cable elongation amount conversion gain Kc. It is estimated by multiplying the subtracted value Std (= Kc · | θs−θt | −Sc) by the tension conversion gain Kt (Tc = Std · Kt).
ステップS27-22では、ステップS27-21でのケーブル張力Tcの読み込みに続き、読み込んだバックアップケーブル6の張力Tcが、予め決められた所定値Tca(バックアップケーブル6に僅かにテンションがかかるくらいの値、例えば、10N)以上か否かの判断を行い、YESの場合はステップS27-23へ移行し、NOの場合はリターン(「固定ギア比SBW制御」の継続)へ移行する。 In step S27-22, following the reading of the cable tension Tc in step S27-21, the read tension Tc of the backup cable 6 is a predetermined value Tca (a value that slightly tensions the backup cable 6). For example, it is determined whether or not 10N) or more. If YES, the process proceeds to step S27-23, and if NO, the process proceeds to return (continuation of “fixed gear ratio SBW control”).
ステップS27-23では、ステップS27-22でのケーブル張力Tcが所定値Tca以上であるとの判断に続き、操舵反力トルクを大きくする、転舵制御の追従性を下げる、指令転舵角を下げる、の3つのうち、少なくとも1つを行うように変更し、リターンへ移行する。
ここで、「操舵反力トルクを大きくする」とは、実施例2にて図6に基づき説明した通りである。また、「転舵制御の追従性を下げる」とは、実施例2にて図7に基づき説明した通りである。さらに、「指令転舵角を下げる」とは、図10に示すように、ケーブル張力Tcが所定値Tca以上の領域にて、ケーブル張力Tcが大きくなるほど大きくなる指令転舵角補正量θtacを求め、通常の指令転舵角から指令転舵角補正量θtacを差し引くことにより指令転舵角を下げる。
In step S27-23, following the determination that the cable tension Tc in step S27-22 is equal to or greater than the predetermined value Tca, the steering reaction torque is increased, the followability of the steering control is reduced, and the command turning angle is set. Change to perform at least one of the three, and move to return.
Here, “increasing the steering reaction torque” is as described in the second embodiment with reference to FIG. Further, “decreasing the followability of the steering control” is as described based on FIG. 7 in the second embodiment. Furthermore, “decreasing the command turning angle” means obtaining a command turning angle correction amount θtac that increases as the cable tension Tc increases in a region where the cable tension Tc is equal to or greater than a predetermined value Tca, as shown in FIG. Then, the command turning angle is lowered by subtracting the command turning angle correction amount θtac from the normal command turning angle.
[固定ギア比SBW制御作用]
「固定ギア比SBW制御」では、操舵側と転舵側とが結合されていて、さらに、バックアップケーブル6の張力Tcが所定値Tca以上であるということは、操舵側と転舵側とが強結状態にあることになる。このため、この状態で通常と同様の制御を転舵モータ7に対して行うと、その追従性の高さから、転舵側が動くことにより操舵側が動き、操舵側の動きにより指令転舵角が変化してさらに転舵側が動くという繰り返し、すなわち、セルフステアになる可能性がある。
[Fixed gear ratio SBW control action]
In the “fixed gear ratio SBW control”, the steering side and the steered side are combined, and the fact that the tension Tc of the backup cable 6 is equal to or greater than the predetermined value Tca means that the steering side and the steered side are strong. It will be in a conclusion state. For this reason, if the same control as usual is performed on the
これに対し、実施例3では、バックアップケーブル6の張力Tcが所定値Tca以上となった場合には、転舵側の制御の追従性をさげることで、または、転舵制御に用いる指令転舵角を通常の値よりも小さくし、転舵側のさらなる動作を抑制すること、または、操舵反力側の反力トルクを通常より大きくして前述の影響によりさらに切り増し方向に動作使用とすることを抑制することで、バックアップケーブル6に張力がかかった場合にもセルフステアを防止することが可能となる。 On the other hand, in Example 3, when the tension Tc of the backup cable 6 is equal to or greater than the predetermined value Tca, the followability of the control on the turning side is reduced, or the command turning used for turning control is performed. Decrease the angle from the normal value to suppress further movement on the steered side, or increase the reaction torque on the steering reaction force side to be larger than normal, and use it in the direction of further increase due to the above-mentioned influence. By suppressing this, self-steering can be prevented even when tension is applied to the backup cable 6.
次に、効果を説明する。
実施例3の操舵制御装置にあっては、実施例1の(1),(3)の効果、実施例2の(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the third embodiment, in addition to the effects (1) and (3) of the first embodiment and the effect (4) of the second embodiment, the following effects can be obtained.
(8) 前記バックアップケーブル6の張力を推定するケーブル張力推定手段を設け、前記操舵制御手段は、前記「固定ギア比SBW制御」を実行する際、前記推定されたケーブル張力Tcが所定値Tca以上の場合、前記転舵モータ7の制御追従性を下げる、または、転舵制御に用いる指令転舵角の値を通常よりも小さくする、または、前記操舵反力モータ3の出力するトルクを通常よりも大きくする、の3つのうち少なくとも1つを行うため、バックアップケーブル6に張力がかかった場合にもセルフステアを防止することができる。
(8) Cable tension estimation means for estimating the tension of the backup cable 6 is provided, and when the steering control means executes the “fixed gear ratio SBW control”, the estimated cable tension Tc is equal to or greater than a predetermined value Tca. In this case, the control followability of the
以上、本発明の操舵制御装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the steering control apparatus of this invention has been demonstrated based on Example 1-3, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each claim of a claim is a claim. Design changes and additions are allowed without departing from the gist of the invention.
実施例1では、「SBW制御」が可能であると判断し、かつ、ケーブル伸び異常と判断した場合、「SBW制御」を継続する操舵制御手段の例を示し、実施例2,3では、「SBW制御」が可能であると判断し、かつ、ケーブル伸び異常と判断した場合、「固定ギア比SBW制御」に切り替える操舵制御手段の例を示したが、要するに、操舵制御手段は、「SBW制御」が可能であると判断した場合、ケーブル伸び異常と判断しても、バックアップケーブルにストレスをかける「EPS制御」を実行しないものであれば、実施例以外の制御に切り替えるものも含まれる。 In the first embodiment, an example of steering control means that continues “SBW control” when it is determined that “SBW control” is possible and it is determined that the cable extension is abnormal is shown. The example of the steering control means that switches to `` fixed gear ratio SBW control '' when it is determined that `` SBW control '' is possible and it is determined that the cable extension is abnormal has been shown. If it is determined that the cable extension is possible, even if it is determined that the cable extension is abnormal, “EPS control” that stresses the backup cable is not executed, and switching to control other than the embodiment is also included.
実施例1〜3では、バックアップケーブルとバックアップケーブル用クラッチとをバックアップ手段とするステアバイワイヤシステムに適用した操舵制御装置の例を示したが、バックアップケーブルを有するシステムであれば、実施例1〜3以外のステアバイワイヤシステムにも適用することができる。 In the first to third embodiments, an example of a steering control device applied to a steer-by-wire system using a backup cable and a backup cable clutch as a backup means has been described. It can be applied to other steer-by-wire systems.
1 ステアリングホイール(ハンドル)
2 トルクセンサ
3 操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)
4 操舵角センサ
5 バックアップケーブル用クラッチ
6 バックアップケーブル
7 転舵モータ(転舵アクチュエータ)
8 転舵角センサ
9 操舵反力コントローラ
10 転舵コントローラ
11 車速センサ
12a 右前輪(操向車輪)
12b 左前輪(操向車輪)
1 Steering wheel (handle)
2 Torque sensor 3 Steering reaction force motor (steering reaction force actuator)
4 Steering angle sensor 5 Backup cable clutch 6
8 Steering angle sensor 9 Steering
12b Front left wheel (steering wheel)
Claims (9)
前記操舵部と前記転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行うと共に、前記バックアップケーブルを介して前記操舵部と前記転舵部とを連結し、前記操舵反力アクチュエータと前記転舵アクチュエータのうち少なくとも一方をアシスト手段として操舵アシスト制御を行う操舵制御手段と、
を備えた操舵制御装置において、
前記ステアバイワイヤ制御が可能か否かを判断するステアバイワイヤ異常判断手段と、
前記バックアップケーブルの伸びであるケーブル伸び量を検出するケーブル伸び量検出手段と、
前記ケーブル伸び量が所定値以上となったとき、ケーブル異常であると判断するケーブル異常判断手段と、を設け、
前記操舵制御手段は、前記ステアバイワイヤ異常判断手段により前記ステアバイワイヤ制御が可能であると判断した場合、前記ケーブル異常判断手段がケーブル異常と判断しても、前記操舵アシスト制御を実行しないことを特徴とする操舵制御装置。 A steering part having a steering wheel and a steering reaction force actuator, and a steering part having a steering wheel and a steering actuator can be mechanically separated and connected via a backup cable.
Steer-by-wire control is performed by turning the steering unit and the steered unit, and turning the steering control to make a turning angle according to the steering state, and the steering reaction force control giving the steering reaction force according to the turning state. And steering control means for connecting the steering section and the steering section via the backup cable, and performing steering assist control using at least one of the steering reaction force actuator and the steering actuator as an assist means,
In a steering control device with
Steer-by-wire abnormality determining means for determining whether the steer-by-wire control is possible;
A cable extension amount detecting means for detecting a cable extension amount which is an extension of the backup cable;
When the cable extension amount is equal to or greater than a predetermined value, a cable abnormality determining means for determining that the cable is abnormal is provided,
The steering control means does not execute the steering assist control even when the cable abnormality determination means determines that the cable is abnormal when the steer-by-wire abnormality determination means determines that the steer-by-wire control is possible. A steering control device.
前記操舵制御手段は、前記ステアバイワイヤ制御が可能との判断中にケーブル異常が判断されると、前記操舵部と前記転舵部とを切り離した前記ステアバイワイヤ制御を実行することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 1,
The steering control means performs the steer-by-wire control in which the steering unit and the steered unit are separated when a cable abnormality is determined during the determination that the steer-by-wire control is possible. Control device.
前記操舵制御手段は、前記ステアバイワイヤ制御が可能との判断中にケーブル異常が判断されると、前記バックアップケーブルにより前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結し、前記操舵部と前記転舵部との間の機械的なギア比を維持する固定ギア比ステアバイワイヤ制御を実行することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 1,
The steering control means mechanically connects the steering unit and the steered unit by the backup cable when a cable abnormality is determined during the determination that the steer-by-wire control is possible, and the steering unit and the steering unit A steering control device that performs a fixed gear ratio steer-by-wire control that maintains a mechanical gear ratio with a steered portion.
前記操舵制御手段は、前記固定ギア比ステアバイワイヤ制御を実行する際、前記ケーブル伸び量が小さいほど、前記操舵反力アクチュエータの出力するトルクを大きくする、または、前記転舵アクチュエータの制御追従性を上げる、の2つのうち少なくとも1つを行うことを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 3,
When performing the fixed gear ratio steer-by-wire control, the steering control means increases the torque output from the steering reaction force actuator as the cable extension amount decreases, or increases the control followability of the steering actuator. A steering control device that performs at least one of the two operations.
前記操舵反力アクチュエータと転舵アクチュエータの使用頻度相当値を検出するアクチュエータ使用頻度相当値検出手段を設け、
前記操舵制御手段は、前記固定ギア比ステアバイワイヤ制御を実行する際、前記ケーブル伸び量が小さいほど、前記操舵反力アクチュエータの出力するトルクを大きくすると共に前記転舵アクチュエータの制御追従性を上げ、かつ、前記アクチュエータ使用頻度相当値に応じ、一方のアクチュエータに負荷が偏らないように両アクチュエータの負荷を決定することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 4,
Actuator use frequency equivalent value detecting means for detecting a use frequency equivalent value of the steering reaction force actuator and the steering actuator is provided,
When the steering control means executes the fixed gear ratio steer-by-wire control, the smaller the cable extension amount, the larger the torque output from the steering reaction force actuator and the control followability of the steering actuator, In addition, the steering control device determines the loads of both actuators so that the load is not biased to one of the actuators according to the actuator use frequency equivalent value.
前記バックアップケーブルの張力を推定するケーブル張力推定手段を設け、
前記操舵制御手段は、前記固定ギア比ステアバイワイヤ制御中、前記推定されたケーブル張力が所定値以上の場合、前記ステアバイワイヤ制御を実行し、操舵角と転舵角との差による角度位置ズレを補正した後、再度、前記バックアップケーブルにより前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結し、前記固定ギヤ比ステアバイワイヤ制御を実行することを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to any one of claims 3 to 5,
A cable tension estimating means for estimating the tension of the backup cable is provided,
The steering control means performs the steer-by-wire control during the fixed gear ratio steer-by-wire control when the estimated cable tension is equal to or greater than a predetermined value, and performs angular position deviation due to a difference between the steering angle and the turning angle. After the correction, the steering control device again performs the fixed gear ratio steer-by-wire control by mechanically connecting the steering unit and the steered unit again by the backup cable.
前記バックアップケーブルの張力を推定するケーブル張力推定手段を設け、
前記操舵制御手段は、前記固定ギア比ステアバイワイヤ制御を実行する際、前記推定されたケーブル張力が所定値以上の場合、前記転舵アクチュエータの制御追従性を下げる、または、転舵制御に用いる指令転舵角の値を通常よりも小さくする、または、前記操舵反力アクチュエータの出力するトルクを通常よりも大きくする、の3つのうち少なくとも1つを行うことを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to any one of claims 3 to 6,
A cable tension estimating means for estimating the tension of the backup cable is provided,
The steering control means, when executing the fixed gear ratio steer-by-wire control, reduces the control followability of the steered actuator if the estimated cable tension is equal to or greater than a predetermined value, or a command used for steer control. A steering control device that performs at least one of three operations: a value of a turning angle is made smaller than usual or a torque output from the steering reaction force actuator is made larger than usual.
運転者に操舵制御系の異常を報知する報知手段を設け、
前記操舵制御手段は、前記ケーブル異常判断手段がケーブル異常と判断したとき、前記報知手段で異常を報知することを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to any one of claims 1 to 7,
Provide a notification means for notifying the driver of the abnormality of the steering control system,
The steering control device is characterized in that when the cable abnormality determining means determines that the cable is abnormal, the notification means notifies the abnormality.
前記操舵部と前記転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行うと共に、前記バックアップケーブルを介して前記操舵部と前記転舵部とを連結し、前記操舵反力アクチュエータと前記転舵アクチュエータのうち少なくとも一方をアシスト手段として操舵アシスト制御を行う操舵制御装置において、
前記ステアバイワイヤ制御が可能であると判断している場合、ケーブル伸び量が所定値以上となったことでケーブル異常と判断しても、前記操舵アシスト制御を実行しないことを特徴とする操舵制御装置。
A steering part having a steering wheel and a steering reaction force actuator, and a steering part having a steering wheel and a steering actuator can be mechanically separated and connected via a backup cable.
Steer-by-wire control is performed by turning the steering unit and the steered unit, and turning the steering control to make a turning angle according to the steering state, and the steering reaction force control giving the steering reaction force according to the turning state. In the steering control device for performing the steering assist control by connecting the steering unit and the steered unit via the backup cable and performing at least one of the steering reaction force actuator and the steered actuator as an assisting means,
When it is determined that the steer-by-wire control is possible, the steering assist control is not executed even if it is determined that the cable is abnormal because the cable extension amount is equal to or greater than a predetermined value. .
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2005
- 2005-04-08 JP JP2005112757A patent/JP2006290135A/en active Pending
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WO2008059731A1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-05-22 | Jtekt Corporation | Vehicle steering device |
JP2008126752A (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Jtekt Corp | Vehicular steering device |
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