JP2007153100A - Vehicular steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輌用操舵制御装置に係り、更に詳細には運転者による操舵入力手段の操舵操作変化量に対する操舵輪の転舵角変化量の比である操舵伝達比を変更する伝達比可変装置を備えた車輌用操舵制御装置に係る。 The present invention relates to a vehicle steering control device, and more specifically, a transmission ratio variable device that changes a steering transmission ratio that is a ratio of a steering wheel turning angle change amount to a steering operation change amount of a steering input means by a driver. The present invention relates to a vehicle steering control device.
自動車等の車輌に於いて、転舵駆動手段によってステアリングホイールの如き操舵入力手段に対し相対的に操舵輪を転舵することにより操舵伝達比(ステアリングギヤ比の逆数に対応)を変化させる伝達比可変装置を備え、伝達比可変装置により操舵伝達比を制御する操舵制御装置は従来より知られている。 In a vehicle such as an automobile, a transmission ratio that changes a steering transmission ratio (corresponding to the reciprocal of the steering gear ratio) by turning a steering wheel relative to a steering input means such as a steering wheel by a steering drive means. A steering control device that includes a variable device and controls the steering transmission ratio by the transmission ratio variable device is conventionally known.
また例えば下記の特許文献1に記載されている如く、伝達比可変装置を備えた操舵制御装置の一つとして、操舵系の舵角比を可変にする電動機と、操舵系の実舵角比を検出する実舵角比センサとを有し、電動機により操舵系の舵角比が変化される状況に於いて操舵輪の目標舵角比と検出された実舵角比との偏差が所定値以上の状況が所定時間以上継続したときに実舵角比センサが異常であると判定する故障検出手段を備えた操舵制御装置も既に知られている。 Further, as described in, for example, Patent Document 1 below, as one of the steering control devices including a transmission ratio variable device, an electric motor that makes the steering angle ratio of the steering system variable, and an actual steering angle ratio of the steering system And a deviation between the target steering angle ratio of the steered wheel and the detected actual steering angle ratio is a predetermined value or more in a situation where the steering angle ratio of the steering system is changed by an electric motor. A steering control device having a failure detection means for determining that the actual steering angle ratio sensor is abnormal when the above condition continues for a predetermined time or more is already known.
かかる操舵制御装置によれば、実舵角比センサに故障や異常が発生すると、実舵角比センサの故障や異常が故障検出手段により検出されるので、実舵角比センサに故障や異常が発生し、操舵系の舵角比を適正に制御することができなくなったときには、舵角比の制御を中止する等の適切な措置を講ずることができる。
一般に、伝達比可変装置を備えた操舵制御装置に於いては、上記特許文献1に記載されている如く、操舵輪の目標舵角比と検出された実舵角比との偏差の如き伝達比可変装置に於ける目標回転角度と検出された回転角度との偏差や伝達比可変装置に於ける回転角度を検出するセンサの電気信号に基づいてセンサの異常を検出することができる。 In general, in a steering control device equipped with a transmission ratio variable device, as described in Patent Document 1, a transmission ratio such as a deviation between a target steering angle ratio of a steered wheel and a detected actual steering angle ratio. The abnormality of the sensor can be detected on the basis of the deviation between the target rotation angle in the variable device and the detected rotation angle and the electrical signal of the sensor for detecting the rotation angle in the transmission ratio variable device.
しかし伝達比可変装置の作動状況によっては回転角度の偏差や回転角度センサの電気信号に基づく異常判定により回転角度センサの異常を検出することができない場合があり、そのため回転角度センサに異常が生じた場合に伝達比可変装置の作動停止の如き所要の措置を講ずることができない。 However, depending on the operating conditions of the transmission ratio variable device, the abnormality of the rotation angle sensor may not be detected by the abnormality determination based on the deviation of the rotation angle or the electric signal of the rotation angle sensor. In some cases, it is impossible to take necessary measures such as stopping the operation of the variable transmission ratio device.
特に伝達比可変装置の増速比が0である状況に於いては、伝達比可変装置の目標相対回転角度は0であり、正常な回転角度センサにより検出される相対回転角度も0である。一方回転角度センサに固着異常が生じた場合にも回転角度センサの検出値は0になり、そのため目標相対回転角度と回転角度センサの検出値との偏差は回転角度センサが正常な場合も異常な場合も0であり、回転角度の偏差に基づく異常判定によって回転角度センサの異常を検出することができない。このことは回転角度センサの電気信号に基づく異常判定の場合も同様である。 In particular, when the speed increasing ratio of the transmission ratio variable device is 0, the target relative rotation angle of the transmission ratio variable device is 0, and the relative rotation angle detected by a normal rotation angle sensor is also 0. On the other hand, the detected value of the rotational angle sensor becomes 0 even when a sticking abnormality occurs in the rotational angle sensor, and therefore the deviation between the target relative rotational angle and the detected value of the rotational angle sensor is abnormal even when the rotational angle sensor is normal. The case is also 0, and abnormality of the rotation angle sensor cannot be detected by abnormality determination based on the deviation of the rotation angle. The same applies to the abnormality determination based on the electrical signal of the rotation angle sensor.
また上述の問題は、操舵伝達比可変装置が操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に回転させることにより操舵伝達比を変更する回転式の操舵伝達比可変装置である場合に限らず、操舵伝達比可変装置が操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に直線変位させることにより操舵伝達比を変更する直線変位式の操舵伝達比可変装置である場合にも同様である。 The above-mentioned problem is limited to the case where the steering transmission ratio variable device is a rotary steering transmission ratio variable device that changes the steering transmission ratio by rotating the steering wheel side member relative to the steering input means side member. The same applies to the case where the steering transmission ratio variable device is a linear displacement type steering transmission ratio variable device that changes the steering transmission ratio by linearly displacing the steering wheel side member relative to the steering input means side member. is there.
本発明は、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変装置を備えた車輌用操舵制御装置に於いて、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段の異常判定に関する上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、伝達比可変装置の目標相対変位量の大きさが小さくても操舵輪のセルフアライニングトルクが変化する状況に於いては伝達比可変装置の相対回転角度が変化することに着目することより、伝達比可変装置の目標相対変位量の大きさが小さい状況に於いても伝達比可変装置の相対変位量検出手段の異常を誤判定なく正確に判定し、相対変位量検出手段の異常に適正に対処することである。 The present invention relates to a vehicle steering control device including a steering transmission ratio variable device that changes a steering transmission ratio by displacing a steering wheel side member relative to a steering input means side member. The present invention has been made in view of the above-described problems relating to the abnormality determination of the detection means for detecting the relative displacement amount of the steering wheel side member with respect to the member, and the main problem of the present invention is the target relative displacement amount of the transmission ratio variable device. Focusing on the fact that the relative rotation angle of the variable transmission ratio device changes in a situation where the self-aligning torque of the steered wheels changes even when the size is small, the target relative displacement amount of the variable transmission ratio device is increased. Even in a small situation, the abnormality of the relative displacement detection means of the transmission ratio variable device is accurately determined without erroneous determination, and the abnormality of the relative displacement detection means is appropriately dealt with.
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵入力手段の操舵操作量に対する操舵輪の転舵量の比である操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算する手段と、前記相対変位量が前記目標相対変位量になるよう前記操舵伝達比可変手段を制御する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記操舵輪のセルフアライニングトルクの変化率を判定する判定手段と、前記目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つ前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて前記検出手段により検出される前記相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下であるときには前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止する異常時処理手段とを有することを特徴とする車輌用操舵制御装置によって達成される。 According to the present invention, the main problem described above is that the structure of claim 1, that is, the steering wheel side member relative to the steering input means side member is displaced relative to the steering input amount of the steering wheel. Steering transmission ratio variable means for changing a steering transmission ratio, which is a ratio of the steering amount, detection means for detecting a relative displacement amount of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member, and for the steering input means side member In a vehicle steering control device, comprising: means for calculating a target relative displacement amount of the steering wheel side member; and control means for controlling the steering transmission ratio variable means so that the relative displacement amount becomes the target relative displacement amount. Determining means for determining a rate of change of the self-aligning torque of the steered wheel, and a magnitude of the rate of change of the self-aligning torque when the target relative displacement amount is equal to or less than a first reference value. When the magnitude of the rate of change of the relative displacement detected by the detecting means is not more than a third reference value in a situation where it is not less than the second reference value, the steering wheel side with respect to the steering input means side member This is achieved by a vehicle steering control device having an abnormality processing means for preventing relative displacement of members.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記判定手段は車輌の旋回状態量の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される(請求項2の構成)。 Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 1, the determination means is configured such that the rate of change of the turning state amount of the vehicle is a fourth reference. It is comprised so that it may determine with the magnitude | size of the change rate of the said self-aligning torque being more than a 2nd reference value when it is more than a value (structure of Claim 2).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記判定手段は車速が第五の基準値以上である状況に於いて運転者の操舵操作量若しくは前記操舵状態量の変化率の大きさが第六の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される(請求項3の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 1, the determination means is a driver in a situation where the vehicle speed is equal to or higher than a fifth reference value. When the magnitude of the change rate of the steering operation amount or the steering state quantity is greater than or equal to the sixth reference value, it is determined that the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque is greater than or equal to the second reference value. (Constitution of Claim 3)
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の構成に於いて、前記異常時処理手段は前記目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つ前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて前記検出手段により検出される前記相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下である状態が基準時間以上継続したときに前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止するよう構成される(請求項4の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration according to claims 1 to 3, the abnormality processing means has a first target relative displacement amount that is the first. In the situation where the change rate of the self-aligning torque is not more than a reference value and the magnitude of the change rate of the self-aligning torque is not less than the second reference value, the change rate of the relative displacement detected by the detection means is the third value. The steering wheel side member is configured to be prevented from relative displacement with respect to the steering input means side member when a state equal to or less than the reference value continues for a reference time or longer (configuration of claim 4).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至4の構成に於いて、前記制御手段は前記異常時処理手段により前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位が阻止されたときには、前記操舵伝達比可変手段の制御を中止するよう構成される(請求項5の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration according to claims 1 to 4, the control means controls the steering input means side member with respect to the steering input means side member. When the relative displacement of the steering wheel side member is prevented, the control of the steering transmission ratio variable means is stopped (configuration of claim 5).
一般に、操舵伝達比可変手段を備えた操舵制御装置に於いては、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位量が目標相対変位量になるよう操舵伝達比可変手段によって操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材が相対的に変位せしめられることにより操舵伝達比が目標操舵伝達比になるよう制御されるので、目標相対変位量が0の状況に於いて操舵輪側部材に外力が作用し操舵輪側部材が急激に駆動されると、相対変位量が急激に0以外の値になる。従って目標相対変位量が0の状況に於いても操舵輪側部材が急激に駆動される状況に於ける相対変位量の変化率の大きさの大小により、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段が正常であるか否かを判定することができる。 In general, in a steering control device having a steering transmission ratio variable means, the steering transmission ratio variable means controls the steering input means side so that the relative displacement amount of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member becomes the target relative displacement amount. Since the steering wheel side member is displaced relative to the member, the steering transmission ratio is controlled to become the target steering transmission ratio, so that an external force is applied to the steering wheel side member when the target relative displacement amount is zero. When the steering wheel side member is actuated and rapidly driven, the relative displacement amount suddenly becomes a value other than zero. Therefore, even when the target relative displacement amount is 0, the steering wheel side member with respect to the steering input means side member depends on the magnitude of the rate of change of the relative displacement amount when the steering wheel side member is rapidly driven. It is possible to determine whether or not the detection means for detecting the relative displacement amount is normal.
上記請求項1の構成によれば、操舵輪のセルフアライニングトルクの変化率が判定され、目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて検出手段により検出される相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下であるときには操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されるので、目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下の状況に於いて検出手段に異常が発生しても、その異常を確実に判定することができ、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材が相対変位することを確実に防止することができる。 According to the configuration of the first aspect, the rate of change of the self-aligning torque of the steered wheels is determined, the target relative displacement amount is not more than the first reference value, and the rate of change of the self-aligning torque is large. When the magnitude of the rate of change of the relative displacement detected by the detecting means is less than or equal to the third reference value in a situation where the speed is greater than or equal to the second reference value, the steering wheel side member relative to the steering input means side member Since the relative displacement is prevented, even if an abnormality occurs in the detection means in a situation where the target relative displacement amount is equal to or smaller than the first reference value, the abnormality can be reliably determined, and the steering input It is possible to reliably prevent the steering wheel side member from being displaced relative to the means side member.
また上記請求項2の構成によれば、車輌の旋回状態量の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときにセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定されるので、第四の基準値を適宜に設定することによりセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況を確実に判定することができる。 According to the configuration of claim 2, the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque is greater than or equal to the second reference value when the rate of change of the turning state quantity of the vehicle is greater than or equal to the fourth reference value. Therefore, it is possible to reliably determine the situation where the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque is equal to or greater than the second reference value by appropriately setting the fourth reference value.
また上記請求項3の構成によれば、車速が第五の基準値以上である状況に於いて運転者の操舵操作量若しくは操舵状態量の変化率の大きさが第六の基準値以上であるときにセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定されるので、第五の基準値を適宜に設定することによりセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況を確実に判定することができる。 According to the third aspect of the present invention, in the situation where the vehicle speed is not less than the fifth reference value, the magnitude of the change rate of the steering operation amount or the steering state amount of the driver is not less than the sixth reference value. Since it is sometimes determined that the rate of change of the self-aligning torque is greater than or equal to the second reference value, the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque can be determined by appropriately setting the fifth reference value. It is possible to reliably determine a situation that is equal to or greater than the second reference value.
また上記請求項4の構成によれば、目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて検出手段により検出される相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下である状態が基準時間以上継続したときに、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されるので、検出手段が正常である状況に於いて操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が不必要に阻止される虞れを確実に低減しつつ、検出手段が異常であるときには操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位を確実に阻止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the target relative displacement amount is not more than the first reference value and the rate of change of the self-aligning torque is not less than the second reference value. And the relative displacement of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member is prevented when the change rate of the relative displacement detected by the detection means is not greater than the third reference value for a reference time or longer. Therefore, when the detection means is abnormal while reliably reducing the possibility that the relative displacement of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member is unnecessarily blocked in a situation where the detection means is normal. The relative displacement of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member can be reliably prevented.
また上記請求項5の構成によれば、異常時処理手段により操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されたときには、操舵伝達比可変手段の制御が中止されるので、異常時処理手段により操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されたにも拘らず操舵伝達比可変手段の制御が継続されることを確実に防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the relative displacement of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member is blocked by the abnormal time processing means, the control of the steering transmission ratio variable means is stopped. Even if the relative displacement of the steering wheel side member relative to the steering input means side member is prevented by the processing means, it is possible to reliably prevent the control of the steering transmission ratio variable means from being continued.
[課題解決手段の好ましい態様]
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、操舵入力手段側部材はアッパステアリングシャフトであり、操舵輪側部材はロアステアリングシャフトであり、操舵伝達比制御手段はアッパステアリングシャフトに対し相対的にロアステアリングシャフトを回転変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成される(好ましい態様1)。
[Preferred embodiment of problem solving means]
According to one preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects, the steering input means side member is an upper steering shaft, the steering wheel side member is a lower steering shaft, and steering transmission ratio control is performed. The means is configured to change the steering transmission ratio by rotationally displacing the lower steering shaft relative to the upper steering shaft (preferred aspect 1).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、操舵入力手段側部材は操舵入力手段側のタイロッド部材であり、操舵輪側部材は操舵輪側部材側のタイロッド部材であり、操舵伝達比制御手段は操舵入力手段側のタイロッド部材に対し相対的に操舵輪側部材側のタイロッド部材を直線変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成される(好ましい態様2)。 According to another preferred aspect of the present invention, the steering input means side member is a tie rod member on the steering input means side, and the steering wheel side member is a steering wheel side member. The steering transmission ratio control means is configured to change the steering transmission ratio by linearly displacing the tie rod member on the steering wheel side member side relative to the tie rod member on the steering input means side ( Preferred embodiment 2).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2乃至5又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、判定手段は車輌の横加速度の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される(好ましい態様3)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the above-described claims 2 to 5 or the preferred aspect 1 or 2, the determination means is configured such that the rate of change in the lateral acceleration of the vehicle is the fourth reference. When the value is greater than or equal to the value, the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque is determined to be greater than or equal to the second reference value (preferred aspect 3).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2乃至5又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、判定手段は車輌のヨーレートと車速との積の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される(好ましい態様4)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the above-mentioned claims 2 to 5 or the preferred embodiment 1 or 2, the judging means is configured so that the rate of change of the product of the yaw rate and the vehicle speed of the vehicle is large. It is configured to determine that the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque is greater than or equal to the second reference value when it is greater than or equal to the fourth reference value (preferred aspect 4).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2乃至5又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、判定手段は車輌のヨーレートの変化率の大きさが車速に応じて可変設定される第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される(好ましい態様5)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the above-described claims 2 to 5 or the preferred aspect 1 or 2, the judging means can vary the magnitude of the change rate of the yaw rate of the vehicle according to the vehicle speed. It is configured to determine that the magnitude of the rate of change of the self-aligning torque is equal to or greater than the second reference value when the value is equal to or greater than the set fourth reference value (preferred aspect 5).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項3乃至5又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、運転者の操舵操作量の変化率は操舵角の変化率であるよう構成される(好ましい態様6)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claims 3 to 5 or preferred aspect 1 or 2, the change rate of the steering operation amount of the driver is the change rate of the steering angle. Constructed (preferred embodiment 6).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項3乃至5又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、運転者の操舵操作量の変化率は操舵角速度の変化率であるよう構成される(好ましい態様7)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claims 3 to 5 or preferred aspect 1 or 2, the change rate of the steering operation amount of the driver is the change rate of the steering angular velocity. Constructed (preferred embodiment 7).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項3乃至5又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、運転者の操舵状態量の変化率は操舵トルクの変化率であるよう構成される(好ましい態様8)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claims 3 to 5 or preferred aspect 1 or 2, the change rate of the steering state quantity of the driver is the change rate of the steering torque. Constructed (Preferred Aspect 8)
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5又は好ましい態様1乃至8の構成に於いて、操舵伝達比可変手段は操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止するロック装置を有し、異常時処理手段はロック装置を作動させることにより操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位を阻止するよう構成される(好ましい態様9)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fifth aspects or the preferred aspects 1 to 8, the steering transmission ratio variable means is relative to the steering wheel side member with respect to the steering input means side member. A locking device for preventing displacement is provided, and the abnormality processing means is configured to prevent relative displacement of the steering wheel side member with respect to the steering input means side member by operating the locking device (preferable aspect 9).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5又は上記好ましい態様1乃至9の構成に於いて、目標相対変位量を演算する手段は操舵伝達比可変手段の増速比が所望の増速比になるよう目標相対変位量を演算するよう構成される(好ましい態様10)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects or the preferred aspects 1 to 9, the means for calculating the target relative displacement is the speed increasing ratio of the steering transmission ratio varying means. Is configured to calculate the target relative displacement amount so as to obtain a desired speed increase ratio (preferred aspect 10).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5又は上記好ましい態様1乃至9の構成に於いて、目標相対変位量を演算する手段はステアリングギヤ比が所望のステアリングギヤ比になるよう目標相対変位量を演算するよう構成される(好ましい態様11)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects or the preferred aspects 1 to 9, the means for calculating the target relative displacement amount has a desired steering gear ratio. The target relative displacement amount is calculated so as to satisfy (preferred aspect 11).
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は転舵角可変装置及び電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a vehicle steering control device according to the present invention applied to a vehicle equipped with a turning angle varying device and an electric power steering device.
図1に於いて、10FL及び10FRはそれぞれ車輌12の左右の前輪を示し、10RL及び10RRはそれぞれ車輌の左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪10FL及び10FRは運転者によるステアリングホイール14の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動式パワーステアリング装置16によりラックバー18及びタイロッド20L及び20Rを介して転舵される。
In FIG. 1, 10FL and 10FR respectively indicate the left and right front wheels of the
図示の実施例に於いては、電動式パワーステアリング装置16はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電動機22と、電動機22の回転トルクをラックバー18の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構24とを有し、ハウジング26に対し相対的にラックバー18を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する補助操舵力発生装置として機能する。尚補助操舵力発生装置は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
In the illustrated embodiment, the electric
ステアリングホイール14はアッパステアリングシャフト28A、転舵角可変装置30、ロアステアリングシャフト28B、ユニバーサルジョイント32を介して電動式パワーステアリング装置16のピニオンシャフト34に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置30はハウジング36Aの側にてアッパステアリングシャフト28Aの下端に連結され、回転子36Bの側にてロアステアリングシャフト28Bの上端に連結された補助転舵駆動用の電動機36を含んでいる。
The
かくして転舵角可変装置30はアッパステアリングシャフト28Aに対し相対的にロアステアリングシャフト28Bを回転駆動することにより、ステアリングホイール14の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪10FL及び10FRの舵角の比、即ち操舵伝達比(ステアリングギヤ比の逆数)を変化させるステアリングギヤ比可変装置(操舵伝達比可変手段)として機能すると共に、必要に応じて運転者の操舵に関係なく左右の前輪10FL及び10FRをステアリングホイール14に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置としても機能する。
Thus, the turning
尚図1には示されていないが、転舵角可変装置30はロック装置を有し、ロック装置は転舵角可変装置30が正常に作動可能であるときには非作動状態に維持され、転舵角可変装置30が正常に作動できないときには作動状態にもたらされ、これによりアッパステアリングシャフト28Aに対し相対的にロアステアリングシャフト28Bが回転することを阻止する。
Although not shown in FIG. 1, the turning
図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト28Aには該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ40及び操舵トルクTsを検出する操舵トルクセンサ42が設けられており、転舵角可変装置30にはハウジング36A及び回転子36Bの相対回転角度をアッパステアリングシャフト22Aに対するロアステアリングシャフト22Bの相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ44が設けられており、これらのセンサの出力は操舵制御装置46へ供給される。
In the illustrated embodiment, the
また操舵制御装置46には車速センサ48により検出された車速Vを示す信号、横加速度センサ50により検出された車輌の横加速度Gyが入力される。尚回転角度センサ44はロアステアリングシャフト28Bの回転角度θaを検出するセンサに置き換えられ、相対回転角度θreは操舵角の差θa−θとして求められてもよい。
Further, a signal indicating the vehicle speed V detected by the
後述の如く、操舵制御装置46は車速Vが低い領域に於いては転舵角可変装置30の目標増速比Kvgtが正の値になり、車速Vが高い領域に於いては目標増速比Kvgtが負の値になるよう、車速Vに基づいて転舵角可変装置30の目標増速比Kvgtを演算し、目標増速比Kvgtに基づいて目標相対回転角度θretを演算し、目標相対回転角度θretと相対回転角度θreとの偏差が0になるよう転舵角可変装置30の電動機36を制御する。
As will be described later, in the
電動式パワーステアリング装置16は電動式パワーステアリング(EPS)制御装置56により制御され、電動式パワーステアリング制御装置56は操舵制御装置46と必要な情報の授受を行う。電動式パワーステアリング制御装置56は操舵トルクTsに基づいて図4に示されたグラフに対応するマップより基本目標アシストトルクTabを演算し、車速Vに基づいて図5に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvを演算し、車速係数Kvと基本目標アシストトルクTabとの積として目標アシストトルクTaを演算し、アシストトルクが目標アシストトルクTaになるよう電動式パワーステアリング装置16を制御する。
The electric
特に図示の実施例に於いては、操舵制御装置46は転舵角可変装置30の増速比Kvgtを演算し、増速比Kvgtの絶対値が基準値よりも大きい状況に於いては、従来の場合と同様目標相対回転角度θretと相対回転角度θreとの偏差の絶対値が基準値以上であるときに回転角度センサ44が異常であると判定し、ロック装置を作動させると共に、転舵角可変装置30の制御を中止する。
In particular, in the illustrated embodiment, the
また操舵制御装置46は増速比Kvgtの絶対値が基準値以下の状況に於いては、車輌の旋回状態量としての車輌の横加速度Gyの変化率の絶対値又は車輌のヨーレートγと車速Vとの積の変化率の絶対値がその基準値以上であり且つ相対回転角度θreの変化率の絶対値がその基準値以下である状態が基準時間以上経過したとき、又は操舵操作量としての操舵角θ又は操舵角速度θd又は操舵トルクTsの変化率の絶対値がその基準値以上であり且つ相対回転角度θreの変化率の絶対値がその基準値以下である状態が基準時間以上経過したときに、回転角度センサ44が異常であると判定し、ロック装置を作動させると共に、転舵角可変装置30の制御を中止する。
Further, the
次に図2に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於ける転舵角可変装置の制御及び異常判定ルーチンについて説明する。尚図2に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。 Next, the control of the turning angle varying device and the abnormality determination routine in the illustrated embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control according to the flowchart shown in FIG. 2 is started by closing an ignition switch not shown in the figure, and is repeatedly executed at predetermined time intervals.
まずステップ10に於いては、操舵角センサ60により検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ20に於いては車速Vに基づいて図3に示されたグラフに対応するマップより転舵角可変装置30の目標増速比Kvgtが演算され、ステップ30に於いては目標増速比Kvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置24の目標相対回転角度θretが演算され、ステップ40に於いては目標相対回転角度θretと転舵角可変装置30の相対回転角度θreとの偏差として回転角度偏差Δθreが演算される。
First, at step 10, a signal indicating the steering angle θ detected by the steering angle sensor 60 is read, and at step 20, the graph shown in FIG. The target speed increase ratio Kvgt of the turning
ステップ50に於いては回転角度偏差Δθreの微分値Δθredが例えば時間微分値として演算されると共に、Kp及びKdをそれぞれ比例項ゲイン及び微分項ゲイン(何れも正の定数)として、下記の式1に従って転舵角可変装置30の電動機36に対する目標制御電圧Vstが演算される。
Vst=KpΔθre+KdΔθred ……(1)
In
Vst = KpΔθre + KdΔθred (1)
ステップ60に於いては転舵角可変装置30の増速比Kvgが下記の式2に従って演算されると共に、増速比Kvgの絶対値が0に近い正の定数である基準値Kvgo以下であるか否かの判別、即ち転舵角可変装置30の相対回転角度θreが実質的に0であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ80へ進み、否定判別が行われたときにはステップ70へ進む。
Kvg=θre/θ ……(2)
In step 60, the speed increase ratio Kvg of the turning
Kvg = θre / θ (2)
ステップ70に於いては回転角度偏差Δθreの絶対値が基準値Δθreo(正の定数)以上である状態が基準時間To(正の定数)以上継続したか否かの判別、即ち転舵角可変装置30に何らかの異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ110へ進み、否定判別が行われたときにはステップ100へ進む。 In step 70, it is determined whether or not the state where the absolute value of the rotation angle deviation Δθre is equal to or greater than the reference value Δθreo (positive constant) continues for the reference time To (positive constant), that is, the turning angle varying device. It is determined whether or not any abnormality has occurred in 30. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 110. If a negative determination is made, the process proceeds to step 100.
ステップ80に於いては車輌の旋回状態量に基づいて回転角度センサ44に異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ110へ進み、否定判別が行われたときにはステップ90へ進む。
In
この場合、1サイクル前の車輌の横加速度Gy、車輌のヨーレートγ、車速V、転舵角可変装置30の相対回転角度θreの値をそれぞれGyf、γf、Vf、θrefとし、Gyo、γVo、θreoをそれぞれ正の一定の基準値として、
(A)|Gy−Gyf|≧Gyo且つ|θre−θref|≦θreo
(B)|γV−γfVf|≧γVo且つ|θre−θref|≦θreo
の少なくとも一方の条件が成立する状態が基準時間T1(正の定数)以上継続した場合に、回転角度センサ64に異常が生じていると判定されてよい。
In this case, the values of the lateral acceleration Gy of the vehicle one cycle before, the yaw rate γ of the vehicle, the vehicle speed V, and the relative rotation angle θre of the turning
(A) | Gy−Gyf | ≧ Gyo and | θre−θref | ≦ θreo
(B) | γV−γfVf | ≧ γVo and | θre−θref | ≦ θreo
When the state in which at least one of the conditions is satisfied continues for the reference time T1 (positive constant) or more, it may be determined that an abnormality has occurred in the rotation angle sensor 64.
ステップ90に於いては操舵状態量に基づいて回転角度センサ44に異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ110へ進み、否定判別が行われたときにはステップ100へ進む。
In step 90, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the
この場合、1サイクル前の操舵角θ、操舵角速度θd、操舵トルクTsをそれぞれθf、θdf、Tsfとし、θo、θdo、Tsoをそれぞれ正の一定の基準値として
(C)|θ−θf|≧θo且つ|θre−θref|≦θreo
(D)|θd−θdf|≧θdo且つ|θre−θref|≦θreo
(E)|Ts−Tsf|≧Tso且つ|θre−θref|≦θreoの少なくとも何れかの条件が成立する状態が基準時間T2(正の定数)以上継続した場合に、回転角度センサ64に異常が生じていると判定されてよい。
In this case, the steering angle θ, the steering angular velocity θd, and the steering torque Ts one cycle before are θf, θdf, and Tsf, respectively, and θo, θdo, and Tso are respectively positive constant reference values (C) | θ−θf | ≧ θo and | θre−θref | ≦ θreo
(D) | θd−θdf | ≧ θdo and | θre−θref | ≦ θreo
(E) If at least one of the conditions | Ts−Tsf | ≧ Tso and | θre−θref | ≦ θreo continues for a reference time T2 (a positive constant) or longer, the rotation angle sensor 64 is abnormal. It may be determined that it has occurred.
ステップ100に於いては転舵角可変装置30の電動機36に対し目標制御電圧Vstにて制御電流が通電されることにより、転舵角可変装置30の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御され、ステップ110に於いては転舵角可変装置30がそのロック装置によりロックされ、アッパステアリングシャフト28Aに対するロアステアリングシャフト28Bの相対回転が機械的に阻止されると共に、転舵角可変装置30の制御が中止される。
In step 100, a control current is supplied to the
かくして図示の実施例によれば、ステップ20に於いて車速Vに基づいて転舵角可変装置30の目標増速比Kvgtが演算され、ステップ30に於いて目標増速比Kvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置24の目標相対回転角度θretが演算され、ステップ40に於いて目標相対回転角度θretと転舵角可変装置30の相対回転角度θreとの偏差として回転角度偏差Δθreが演算され、ステップ50及び100に於いて転舵角可変装置30の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御される。
Thus, according to the illustrated embodiment, the target speed increase ratio Kvgt of the turning
そしてステップ60に於いて転舵角可変装置30の相対回転角度θreが実質的に0であるか否かの判別が行われ、相対回転角度θreが実質的に0であると判別されると、ステップ80に於いて車輌の旋回状態量としての車輌の横加速度Gy若しくは車輌のヨーレートγと車速Vとの積に基づいて回転角度センサ44に異常が生じているか否かの判別が行われ、ステップ90に於いて操舵状態量としての操舵角θ又は操舵角速度θd又は操舵トルクTsに基づいて回転角度センサ44に異常が生じているか否かの判別が行われ、ステップ80又は90に於いて回転角度センサ44に異常が生じていると判別されると、ステップ110に於いて転舵角可変装置30がそのロック装置によりロックされ、アッパステアリングシャフト28Aに対するロアステアリングシャフト28Bの相対回転が機械的に阻止されると共に、転舵角可変装置30の制御が中止される。
Then, in step 60, it is determined whether or not the relative rotation angle θre of the turning
従って図示の実施例によれば、転舵角可変装置30の相対回転角度θreが実質的に0であり、回転角度偏差Δθreの絶対値によっては回転角度センサ44が正常であるか否かを判定することができない状況に於いても、車輌の旋回状態量又は操舵状態量の変化が比較的大きく、左右前輪のセルフアライニングトルクの変化が比較的大きいことに起因してアッパステアリングシャフト28Aに対しロアステアリングシャフト28Bが相対的に回転駆動され、これらの間比較的大きい相対回転が生じる状況を判定し、その相対回転を回転角度センサ44が正常に検出しているか否かにより回転角度センサ44が正常であるか否かを確実に判定することができ、回転角度センサ44に異常が生じ、転舵角可変装置30による正常な操舵伝達比(ステアリングギヤ比)の制御を行うことができないときには、転舵角可変装置30の制御を確実に停止させることができる。
Therefore, according to the illustrated embodiment, the relative rotation angle θre of the turning
特に図示の実施例によれば、回転角度センサ44に異常が生じているか否かの判別は、ステップ80に於ける車輌の旋回状態量に基づく判別及びステップ90に於いて操舵状態量に基づく判別により行われるので、車輌の旋回状態量に基づく判別又は操舵状態量に基づく判別の一方しか行われない場合に比して、回転角度センサ44が正常であるか否かを確実に且つ正確に判定することができる。
In particular, according to the illustrated embodiment, whether or not an abnormality has occurred in the
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
例えば上述の実施例に於いては、操舵伝達比可変手段はアッパステアリングシャフト28Aに対し相対的にロアステアリングシャフト28Bを回転駆動することにより操舵伝達比を変更する転舵角可変装置30であるが、操舵伝達比可変手段は操舵伝達比を変更し得るものである限り当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよく、例えば操舵入力手段側部材が操舵入力手段側のタイロッド部材であり、操舵輪側部材が操舵輪側部材側のタイロッド部材であり、操舵伝達比制御手段は操舵入力手段側のタイロッド部材に対し相対的に操舵輪側部材側のタイロッド部材を直線変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成されたものであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the steering transmission ratio variable means is the turning angle
また上述の実施例に於いては、各基準値Gyo、γVo、θreo、θo、θdo、Tsoは正の定数であるが、これらの基準値の何れかが可変設定されてもよい。また上記(B)は車輌のヨーレートγと車速Vとの積の変化率について判定されるようになっているが、例えばγoが車速Vに応じて可変設定される正の基準値として、上記(B)は下記の(B′)の判定に置き換えられてもよい。(B′)|γ−γf|≧γo且つ|θre−θref|≦θreo In the above-described embodiments, the reference values Gyo, γVo, θreo, θo, θdo, and Tso are positive constants, but any of these reference values may be variably set. Further, the above (B) is determined with respect to the rate of change of the product of the yaw rate γ and the vehicle speed V of the vehicle. For example, as a positive reference value in which γo is variably set according to the vehicle speed V, ( B) may be replaced with the following determination (B ′). (B ′) | γ−γf | ≧ γo and | θre−θref | ≦ θreo
また上述の実施例に於いては、(A)及び(B)の少なくとも一方の条件が成立する状態が基準時間T1以上継続した場合に、回転角度センサ64に異常が生じていると判定されるようになっているが、(A)及び(B)の両方の条件が成立する状態が基準時間T1以上継続した場合に、回転角度センサ64に異常が生じていると判定されるよう修正されてもよい。 In the embodiment described above, it is determined that an abnormality has occurred in the rotation angle sensor 64 when the state where at least one of the conditions (A) and (B) is satisfied continues for the reference time T1 or more. However, when the state where both the conditions (A) and (B) are satisfied continues for the reference time T1 or more, the rotation angle sensor 64 is corrected so that it is determined that an abnormality has occurred. Also good.
また上述の実施例に於いては、車速Vに基づいて転舵角可変装置30の目標増速比Kvgtが演算され、目標増速比Kvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置24の目標相対回転角度θretが演算されるようになっているが、転舵角可変装置24の目標相対回転角度θretは例えば図6に示されたグラフに対応するマップより目標ステアリングギヤ比Rsgtが演算され、目標ステアリングギヤ比Rsgtに基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて演算されるよう修正されてもよい。尚図6に於いて、Rsgoは増速比が0になるステアリングギヤ比である。
In the above-described embodiment, the target speed increase ratio Kvgt of the turning
また上述の実施例に於いては、ステップ70、80、90に於いてはそれぞれ所定の状態が固有の基準時間To〜T2以上継続したか否かの判別が行われるようになっているが、ステップ70〜90の何れかの所定の状態になった時点よりステップ70〜90の何れかの所定の状態が基準時間T3(正の定数)以上継続したときに回転角度センサ64に異常が生じていると判定されるよう修正されてもよい。例えばステップ70の所定の状態が基準時間Toよりも短いΔT1時間継続した後、増速比Kvgの大きさが基準値Kvgo以下になり、ステップ80又は90の所定の状態がΔT2時間継続し、ΔT1+ΔT2が基準時間T3以上になったときに回転角度センサ64に異常が生じていると判定されてもよい。
In the above-described embodiment, in
この場合には図示の実施例の場合よりも早期にステップ70〜90の何れかに於いて肯定判別が行われるので、回転角度センサ64に異常が生じた場合に図示の実施例の場合よりも早期にその異常を判定することができる。 In this case, an affirmative determination is made in any of steps 70 to 90 earlier than the case of the illustrated embodiment, and therefore, when an abnormality occurs in the rotation angle sensor 64, the determination is made as compared to the case of the illustrated embodiment. The abnormality can be determined at an early stage.
更に上述の実施例に於いては、パワーステアリング装置は電動式パワーステアリング装置16であるが、パワーステアリング装置は少なくとも操舵トルクに応じて操舵アシストトルクを発生するものである限り、例えば油圧式のパワーステアリング装置の如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
Further, in the above-described embodiment, the power steering device is the electric
16 電動式パワーステアリング装置
14 ステアリングホイール
30 転舵角可変装置
40 操舵角センサ
42 トルクセンサ
44 回転角度センサ
46 操舵制御装置
48 車速センサ
50 横加速度センサ
52 ヨーレートセンサ
56 電動式パワーステアリング(EPS)制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005350392A JP2007153100A (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Vehicular steering control device |
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