JP2008238940A - Vehicular control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
ステアリングホイールと、操向輪を操向させるステアリングギヤとを機械的に分離させたステアバイワイヤ方式の車両用制御装置が開発されている。この車両用制御装置では、ステアリングホイールの回転を検出するセンサを設け、センサでステアリングホイールの操舵角度を検出し、これに相当する操向角度を制御装置で算出する。さらに、操向角度に操向輪の角度が一致するようにステアリングギヤを駆動させる。 A steer-by-wire vehicle control device has been developed in which a steering wheel and a steering gear for steering a steering wheel are mechanically separated. In this vehicle control device, a sensor for detecting the rotation of the steering wheel is provided, the steering angle of the steering wheel is detected by the sensor, and the steering angle corresponding to this is calculated by the control device. Further, the steering gear is driven so that the steering wheel angle matches the steering angle.
この種の車両用制御装置では、ステアリングホイールに反力を与えられるようにモータが設けられている。反力を与える際には、ステアリングホイールの回転角度と車速を検出し、これらに応じて目標反力トルクを演算する。目標反力トルクに応じたトルクがステアリングホイールに作用させられる。操向輪側では、モータをサーボ制御して操向させる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、イグニッションスイッチをOFFにした状態でステアリングホイールや操向輪が動かされたときは、ステアリングホイールの操舵角度と操向輪の操向角度が異なる角度になることがあった。この場合は、操舵角度と操向角度が不一致な状態でシステムが始動されるので、ステアリングホイールにいきなり大きい反力が発生してしまうことがあった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、操向角度と操舵角度の角度差によらずに適切な反力を与えることを主な目的とする。
However, when the steering wheel or the steering wheel is moved with the ignition switch turned off, the steering angle of the steering wheel may be different from the steering angle of the steering wheel. In this case, since the system is started in a state where the steering angle does not coincide with the steering angle, a large reaction force may suddenly occur on the steering wheel.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object thereof is to provide an appropriate reaction force regardless of the difference between the steering angle and the steering angle.
上記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、車両の車体に回転可能に支持されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに取り付けられ、前記ステアリングシャフトとともに回転するステアリングホイールと、前記ステアリングシャフトの回転を検出し、前記ステアリングシャフトの回転に伴いパルス列信号を発生するエンコーダから前記パルス列信号が供給され、前記パルス列信号をカウントし、第1のカウント信号を発生する第1のカウンタを有する第1の位置検出手段と、前記第1の位置検出手段の前記第1のカウンタから出力される第1のカウント信号を前記ステアリングホイールの回転量を示す信号に変換し、操舵角度信号として出力する操舵角度算出手段と、前記ステアリングホイールを回動させることができる駆動モータと、車両の車体に操向可能に支持された操向輪と、電動機を有し、車両の車体に対する前記操向輪の操向角度を変化させる駆動手段と、前記操向輪の操向角度の変化を検出し、前記操向輪の操向角度の変化に伴い検出信号を発生するエンコーダから供給される検出信号をカウントし、第2のカウント信号を出力する第2のカウンタを有する第2の位置検出手段と、前記第2の位置検出手段の前記第2のカウンタから供給される第2のカウント信号を前記操向輪の操向角の変化量を示す信号に変換し、操向角度信号として出力する操向角度算出手段と、前記操舵角度算出手段から操舵角度信号が供給されるとともに、前記操向角度算出手段から操向角度信号が供給され、操舵角度信号と操向角度信号とを比較し、両者の差である角度差信号を発生する角度差信号算出手段と、前記角度差信号算出手段から角度差信号が供給され、角度差信号に基いて前記駆動モータの駆動信号を作成する第1の駆動信号生成手段と、電源投入時に所定時間の間だけ始動状態信号を発生させる始動状態信号発生手段と、始動状態信号が発生したときに操向角度に対する操舵角度の角度差が減少するように前記駆動モータの駆動信号を作成する第2の駆動信号生成手段とを備えていることを特徴とする車両用制御装置とした。
この車両用制御装置は、第1の駆動信号生成手段で角度差信号に基づいて操舵反力をステアリングホイールに作用させる。始動時には、始動状態信号が発生して第2の駆動信号生成手段で角度差が減少するように駆動モータを駆動させる。この結果、始動時にステアリングホイールが操向角度に一致する角度まで回転させられる。
The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is a steering shaft rotatably supported on a vehicle body of a vehicle, a steering wheel attached to the steering shaft and rotating together with the steering shaft, and the steering A first counter having a first counter that detects rotation of the shaft and receives the pulse train signal from an encoder that generates a pulse train signal along with the rotation of the steering shaft, counts the pulse train signal, and generates a first count signal. 1 position detection means and a first count signal output from the first counter of the first position detection means is converted into a signal indicating the amount of rotation of the steering wheel, and output as a steering angle signal An angle calculating means and rotating the steering wheel; A drive motor capable of steering, a steered wheel supported to be steerable by a vehicle body of the vehicle, a drive means having an electric motor and changing a steering angle of the steered wheel with respect to the vehicle body of the vehicle, A second counter that detects a change in the steering angle, counts a detection signal supplied from an encoder that generates a detection signal in accordance with a change in the steering angle of the steering wheel, and outputs a second count signal; A second position detection means having a second count signal supplied from the second counter of the second position detection means is converted into a signal indicating a change amount of the steering angle of the steering wheel, Steering angle calculation means for outputting the steering angle signal, and the steering angle signal is supplied from the steering angle calculation means, and the steering angle signal is supplied from the steering angle calculation means, and the steering angle signal and the steering angle are supplied. Compare the angle signal and An angle difference signal calculating means for generating an angle difference signal, and a first drive signal generating means for generating an angle difference signal from the angle difference signal calculating means and generating a drive signal for the drive motor based on the angle difference signal And a start state signal generating means for generating a start state signal only for a predetermined time when the power is turned on, and driving the drive motor so that the difference in steering angle with respect to the steering angle is reduced when the start state signal is generated. The vehicle control device includes a second drive signal generating means for generating a signal.
This vehicle control device causes the steering reaction force to act on the steering wheel based on the angle difference signal by the first drive signal generation means. At the time of starting, the driving motor is driven so that the starting state signal is generated and the angle difference is reduced by the second driving signal generating means. As a result, at the start, the steering wheel is rotated to an angle that matches the steering angle.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の車両用制御装置において、始動状態信号が発生したときに操向輪の操向を停止させる禁止信号発生回路を有することを特徴とする。
この車両用制御装置は、禁止信号発生回路が操向輪の操向を停止させる。これにより、停止状態にある操向輪の操向角度に対してステアリングホイールの操舵角度が一致するように駆動モータが駆動される。
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first aspect of the present invention, the vehicle control device further includes a prohibition signal generation circuit that stops the steering of the steered wheels when a start state signal is generated.
In this vehicle control device, the prohibition signal generation circuit stops the steering of the steering wheel. As a result, the drive motor is driven so that the steering angle of the steering wheel coincides with the steering angle of the steering wheel in the stopped state.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の車両用制御装置において、始動状態信号の発生によりカウントを開始するタイマと、操向角度に対する操舵角度の角度差が所定値以下にならないうちに前記タイマのカウント値が予め定められた値に達したら、警報信号を発生させる警報信号発生手段を有することを特徴とする。
この車両用制御装置は、タイマのカウント値が予め定められた値に達する前にステアリングホイールの駆動が完了すれば、そのまま走行を開始できる。ステアリングホイールと操向輪の角度差を減少できなかったときは警報を発して運転者に知らせる。
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first or second aspect, the difference between the steering angle with respect to the steering angle and the timer that starts counting upon generation of the start state signal is equal to or less than a predetermined value. If the count value of the timer reaches a predetermined value before the timer reaches, a warning signal generating means for generating a warning signal is provided.
This vehicle control device can start running as long as the driving of the steering wheel is completed before the count value of the timer reaches a predetermined value. When the angle difference between the steering wheel and the steering wheel cannot be reduced, an alarm is issued to inform the driver.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、始動状態信号が発生している間だけ前記第2の駆動信号生成手段が生成した駆動信号を前記駆動モータに供給させ、それ以外のときは、前記第1の駆動信号生成手段が生成した駆動信号を前記駆動モータに供給して、実際の操舵角度と操向角度の角度差に応じて算出される操舵反力が前記ステアリングホイールに作用するように切り換える駆動信号切り換え手段を有することを特徴とする。
この車両用制御装置は、ステアリングホイールの駆動が完了した後は、駆動モータを操舵反力の発生に使用する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to any one of the first to third aspects, the second drive signal generating means generates only while the start state signal is generated. In other cases, the drive signal is supplied to the drive motor. In other cases, the drive signal generated by the first drive signal generation means is supplied to the drive motor, so that the difference between the actual steering angle and the steering angle is obtained. Drive signal switching means for switching so that the steering reaction force calculated accordingly acts on the steering wheel is provided.
This vehicle control device uses the drive motor to generate a steering reaction force after the driving of the steering wheel is completed.
本発明によれば、始動時には始動状態信号を発生させて操向角度に操舵角度が一致するように駆動モータを駆動させるようにしたので、操舵角度と操向角度の角度差が小さい状態で運転を開始することが可能になり、車両の進行をさらに安定させることができる。 According to the present invention, at the time of starting, a start state signal is generated and the drive motor is driven so that the steering angle coincides with the steering angle, so that the driving is performed with a small difference between the steering angle and the steering angle. Can be started, and the progress of the vehicle can be further stabilized.
図1及び図2に示すように、車両用制御装置1は、運転者が操作する入力手段であるステアリングホイール2が取り付けられたステアリングシャフト3と、操向輪(以下、タイヤという)4を操向させるステアリングギヤ5とが機械的に接続されておらず、ステアリングシャフト3側の第一の制御装置6と、ステアリングギヤ5の第二の制御装置7と介して電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle control apparatus 1 operates a
ステアリングシャフト3は、車体に固定されたハウジング11に回転自在に支持されている。ハウジング11内には、電動機に減速機構を取り付けた駆動モータ12が収容されており、駆動モータ12の動力をステアリングシャフト3に伝達可能に連結されている。さらに、ハウジング11には、ステアリングホイール2の回転に応じてパルス信号を出力する第1のエンコーダ13と、ステアリングホイール2の操舵角度の中立点を検出する第2のエンコーダ14とが取り付けられている。駆動モータ12は、駆動回路16を介して第一の制御装置6に接続されている。駆動回路16は、スイッチング素子などを有し、不図示の電源からの電流を駆動モータ12に供給するように構成されている。
The
第1のエンコーダ13は、インクリメンタル式のロータリエンコーダが用いられている。ロータリエンコーダは、ステアリングホイール2と共に回転する不図示の円板を有し、この円板には2列のパターンが形成されている。各パターンは、例えば、周方向に等間隔に形成された略同じ幅のスリットからなり、一方のパターンのスリットの配置に対して他方のパターンのスリットの配置を周方向にスリット幅の1/4だけずらして配置されている。したがって、円板を挟んで発光素子と受光素子を配置すれば、それぞれのパターンに対応して1/4周期だけパルスの発生タイミングがずれた信号が得られる。このようなパルス信号の一例を図3に示す。以下、一方のパターンによって発生する第1のパルス信号をA相の回転検出信号Awとし、他方のパターンによって発生する第2のパルス列信号をB相の回転検出信号Bwとする。
The
第2のエンコーダ14は、操舵角度をリセットする位置を検出する中心位置検出センサとして使用される。例えば、ステアリングホイール2を操舵可能な範囲で回転させたときに1回転するように減速された円板にマーカを設け、このマーカを検出したときにパルス信号を出力するセンサが用いられる。マーカは、タイヤ4が直進方向に向くときのステアリングホイール2の回転位置に対応して設けられている。車両は、直進方向に対して右側及び左側のそれぞれに同じ量だけタイヤ4を操向可能に構成されているので、このときのステアリングホイール2の回転位置は、操舵可能な領域の中立点に相当する。したがって、運転者がステアリングホイール2を回転させているときに、中立点に達する度に初期位置信号として中立点位置信号Cw(図3参照)が1つ出力される。中立点位置信号Cwは、回転検出信号Aw,Bwのそれぞれの周期の1/2よりも長く、回転検出信号Aw,Bwのそれぞれの周期よりも短い時間幅のパルス信号である。
The
第一の制御装置6は、第1のカウント手段として、それぞれの回転検出信号Aw,Bwが入力されるアップダウン判定回路21と、回転検出信号Awが入力されるエッジ検出回路22Aと、回転検出信号Bwが入力されるエッジ検出回路22Bと、第1のカウンタであるアップダウンカウンタ24とを有する。
アップダウンカウンタ24は、各エッジ検出回路22A,22Bの出力がOR回路25を介して接続されると共に、アップダウン判定回路21の出力及びリセット信号整形手段23の出力が接続されている。リセット信号整形手段23は、中立点位置信号Cwが入力されたときにアップダウンカウンタ24の第1のカウント信号をリセットするリセット信号を生成し、リセット端子に入力する。
The
The up / down
アップダウンカウンタ24から出力される第1のカウント信号は、操舵角度算出手段26に接続されている。操舵角度算出手段26は、操舵角度マップ27を検索して操舵角度を算出する。操舵角度マップ27は、アップダウンカウンタ24のカウント値と操舵角度を対応付けた構成を有する。操舵角度算出手段26の出力は、操舵角度信号出力回路28と、角度差信号算出手段29に接続されている。
The first count signal output from the up / down
角度差信号算出手段29は、実操舵角度に加えて、操向角度信号受信手段37を介して第二の制御装置7の操向角度の信号が入力される。操向角度に対する実操舵角度の角度差の算出結果が角度差信号算出手段29の出力として操舵反力算出手段30と、角度差信号比較手段31に入力される。
操舵反力算出手段30は、操舵反力マップ38を検索して駆動モータ12で発生させる操舵反力を算出する。操舵反力マップ38は、角度差と操舵反力を対応付けた構成を有する。操舵反力は、操向角度に操舵角度を一致させるような大きさ及び向きが選択される。操舵反力算出手段30の出力は、第1の駆動信号生成手段39に接続されている。第1の駆動信号生成手段39は、操舵反力算出手段30で演算した操舵反力の信号を受け取って駆動モータ12の駆動信号を生成する。第1の駆動信号生成手段39の出力は、駆動信号切り換え手段40に接続されている。駆動信号切り換え手段40には、始動状態信号発生手段41と第2の駆動信号生成手段42も接続されており、駆動回路16に駆動信号を出力する。
In addition to the actual steering angle, the angle difference signal calculating unit 29 receives a steering angle signal of the second control device 7 via the steering angle
The steering reaction force calculation means 30 searches the steering
始動状態信号発生手段41は、第一の制御装置6外に設けられたイグニッションスイッチ43がONになったときに始動状態信号を発生させる。始動状態信号発生手段41は、タイマ41Aを有し、始動状態信号を予め定められた時間継続して出力できるようになっている。
イグニッションスイッチ43は、電源44と定電圧発生回路45の間に設けられている。定電圧発生回路45の出力は、他に供給されると共に、電圧比較手段46にも接続されている。電圧比較手段46は、メモリ47に格納されているデータと定電圧発生回路45の電圧を比較し、比較結果を始動状態信号発生手段41に出力する。
始動状態信号発生手段41の出力は、駆動信号切り換え手段40と、第2の駆動信号生成手段42と、角度差信号比較手段31と、タイマ48と、始動状態信号出力回路49とに接続されている。
The starting state signal generating means 41 generates a starting state signal when an ignition switch 43 provided outside the
The ignition switch 43 is provided between the
The output of the starting state signal generating means 41 is connected to a driving signal switching means 40, a second driving signal generating means 42, an angle difference signal comparing means 31, a
始動状態信号出力回路49は、第二の制御装置7に接続され、始動状態信号を送信する。
角度差信号比較手段31は、始動状態信号の入力を受けたときに角度差信号算出手段29から角度差信号を取得し、メモリ50に格納されているデータと比較するように構成されている。比較結果は、第2の駆動信号生成手段42とタイマ48に出力される。
駆動信号生成手段42は、始動時の駆動信号を生成して駆動信号切り換え手段40に出力する。
タイマ48は、始動状態信号の入力からカウントを開始する。角度差信号がゼロになったらカウント値をリセットする。カウント値は、警報信号発生手段51に出力される。
警報信号発生手段51は、ランプ52に接続されている。カウント値が予め定められた値を越えたらランプ52を点灯させる。ランプ52は、インストルメントパネルに配設されている。
The starting state
The angle difference
The drive
The
The alarm signal generating means 51 is connected to the
図2に示すように、ステアリングギヤ5は、駆動手段として電動機に減速機構が取り付けられた操向モータ61と、操向モータ61の回転をタイロッド63の直線運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。タイロッド63の両端にはタイロッド63とナックルアーム64を介してタイヤ4が接続されている。操向モータ61は、駆動回路65を介して第二の制御装置7に接続されている。駆動回路65は、スイッチング素子などを有し、不図示の電源からの電流を操向モータ61に供給するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the steering gear 5 includes a
操向モータ61には、操向モータ61の回転から操向角度を検出する第3のエンコーダ66が取り付けられている。第3のエンコーダ66は、前記と同様にインクリメンタル式のロータリエンコーダを使用している。第3のエンコーダ66からは、第4のパルス列信号であるA相の回転検出信号Agと、パルスの発生タイミングが1/4周期ずれた第5のパルス列信号であるB相の回転検出信号Bgとが出力される。
ステアリングギヤ5には、操向角度をリセットする位置を検出する中心位置検出センサとして、操向角度の中立点を検出する第4のエンコーダ67が取り付けられている。第4のエンコーダ67は、タイロッド63が最も右に移動したラックエンドから、最も左に移動したラックエンドまでの間の中間地点を検出することで操向角度の中立点を検出するもので、タイロッド63と共に移動する不図示のマーキングを検出して初期位置信号として中立点位置信号Cg(図3参照)を1つ出力するように構成されている。中立点位置信号Cgは、回転検出信号Ag,Bgのそれぞれの周期の1/2よりも長く、回転検出信号Ag,Bgのそれぞれの周期よりも短い時間幅のパルス信号である。
The
A
第二の制御装置7は、第2のカウント手段として、それぞれの回転検出信号Ag,Bgが入力されるアップダウン判定回路71と、回転検出信号Agが入力されるエッジ検出回路72Aと、回転検出信号Bgが入力されるエッジ検出回路72Bと、第2のカウンタであるアップダウンカウンタ74とを有する。
アップダウンカウンタ74は、各エッジ検出回路72A,72Bの出力がOR回路75を介して接続されると共に、アップダウン判定回路71の出力及びリセット信号整形手段76の出力が接続されている。リセット信号整形手段76は、中立点位置信号Cgが入力されたときにアップダウンカウンタ74の第2のカウント信号をリセットするリセット信号を生成し、リセット端子に入力する。
操向角度算出手段79は、操向角度マップ80を検索して操向角度を算出する。操向角度マップ80は、アップダウンカウンタ74のカウント値と操向角度を対応付けた構成を有する。操向角度の信号は、出力回路81を通して第一の制御装置6の操向角度信号受信手段37(図1参照)に出力される。
The second control device 7 includes, as second counting means, an up / down
The up / down
The steering angle calculation means 79 searches the
角度差信号算出手段82には、操舵角度信号受信手段85を介して第一の制御装置6の操舵角度信号出力回路28から送信される操舵角度の信号が入力される。角度差信号算出手段82の出力は、操向角度決定手段83に接続されている。操向角度決定手段83は、目標操向角度マップ86を検索して目標操向角度を算出する。目標操向角度マップ86は、実際の操向角度に対する角度差が大きい場合には、出力が大きくなるように設定されている。目標操向角度の信号は、駆動信号生成手段87で駆動信号に変換されて駆動回路65に出力される。
A steering angle signal transmitted from the steering angle
また、第二の制御装置7には、始動状態信号受信手段88が設けられている。始動状態信号受信手段88は、第一の制御装置6の始動状態信号出力回路49から送信された始動状態信号を禁止信号発生回路89に受け渡す。禁止信号発生回路89は、始動状態信号を受けて禁止信号を駆動信号生成手段87に出力する。
The second control device 7 is provided with a starting state signal receiving means 88. The starting state signal receiving means 88 passes the starting state signal transmitted from the starting state
次に、この実施の形態の作用について説明する。
運転者がステアリングホイール2を回転させると、第1のエンコーダ13から回転角度に応じて2通りのパルス列信号(回転検出信号Aw,Bw)が第一の制御装置6に出力される。アップダウン判定回路21は、回転検出信号Awと回転検出信号Bwのそれぞれのパルス列信号の信号レベルが変化する順番からステアリングホイール2の回転方向を判定する。図3の矢印AA1に示す方向では、回転検出信号Awがハイレベルになってから、回転検出信号Bwがハイレベルになる。この場合には、例えば、ステアリングホイール2が右方向に操舵されているとみなし、アップダウンカウンタ24にカウントアップするように指令する。逆に、図3の矢印AA2に示す方向では、回転検出信号Bwがハイレベルになってから、回転検出信号Awがハイレベルになる。この場合には、ステアリングホイール2が左方向に操舵されているとみなし、アップダウンカウンタ24にカウントダウンするように指令する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the driver rotates the steering wheel 2, two pulse train signals (rotation detection signals Aw, Bw) are output to the
エッジ検出回路22Aは、回転検出信号Awのパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、OR回路25に出力する。同様に、エッジ検出回路22Bは、回転検出信号Bwのパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、OR回路25に出力する。OR回路25は、両エッジ検出回路22A,22Bの信号の論理和を演算し、いずれかのエッジ検出回路22A,22Bがエッジを検出したらパルスが立ち上がるような信号を作成する。これによって、第1のエンコーダ13から出力されるパルス状の信号の分解能が4倍になる。
アップダウンカウンタ24は、直進走行に相当する中立点位置を基準にしてOR回路25から出力されるパルス信号をカウントする。アップダウン判定回路21がカウントアップを指令しているときは、入力されたパルスを前回までのパルス数のカウント値に加算する。アップダウン判定回路21がカウントダウンを指令しているときは、入力されたパルスを前回までのパルス数のカウント値から減算する。
The edge detection circuit 22 </ b> A detects the rising edge and the falling edge of the rotation detection signal Aw pulse, and outputs them to the
The up / down counter 24 counts pulse signals output from the
操舵角度算出手段26は、アップダウンカウンタ24のカウント値として出力される第1のカウント信号で操舵角度マップ27を検出し、第1のカウント信号に対応する実操舵角度を取得する。実操舵角度の信号(操舵角度信号)は、操舵角度信号出力回路28から第二の制御装置7に向けて送信される。
The steering angle calculation means 26 detects the
第二の制御装置7では、操舵角度信号を操舵角度信号受信手段85で受信する。角度差信号算出手段82は、実操舵角度に対応する操向角度(以下、目標操向角度という)を算出する。さらに、操向角度算出手段79で算出された現在のタイヤ4の操向角度(以下、実操向角度という)と、目標操向角度の差を算出し、角度差信号として出力する。
操向角度決定手段83は、角度差信号で目標操向角度マップ86を検索して操向角度の指令値を決定する。この指令値は、角度差がゼロになるような操向角に相当する。駆動信号生成手段87は、指令値に応じた駆動信号を作成して駆動回路65に出力し、操向モータ61を回転させ、ステアリングロッド62を移動させる。これによって、タイロッド63等で連結されたタイヤ4の角度が変化する。
In the second control device 7, the steering angle signal is received by the steering angle signal receiving means 85. The angle difference signal calculation means 82 calculates a steering angle corresponding to the actual steering angle (hereinafter referred to as a target steering angle). Further, the difference between the current steering angle of the tire 4 calculated by the steering angle calculation means 79 (hereinafter referred to as the actual steering angle) and the target steering angle is calculated and output as an angle difference signal.
The steering angle determination means 83 searches the target steering angle map 86 with the angle difference signal to determine the steering angle command value. This command value corresponds to a steering angle such that the angle difference is zero. The drive signal generation means 87 creates a drive signal corresponding to the command value and outputs it to the
操向モータ61が回転すると、第3のエンコーダ66から2通りの回転検出信号Ag,Bgが出力される。第二の制御装置7は、アップダウン判定回路71でそれぞれの回転検出信号Ag,Bgのそれぞれのパルス列信号の信号レベルの変化から回転方向を判定する。判定のアルゴリズムは、第一の制御装置6のアップダウン判定回路21と同じである。また、各エッジ検出回路72A,72BとOR回路75で回転検出信号Ag,Bgに対して分解能が4倍のパルス信号を作成する。
アップダウン判定回路71の指令に従ってアップダウンカウンタ74はOR回路75から出力されるパルス信号をカウントアップ又はカウントダウンする。アップダウンカウンタ74のカウント値として出力される第2のカウント信号で操向角度算出手段79が操向角度マップ80を検索し、実操向角度を求める。実操向角度の信号(操向角度信号)は、前記した角度差信号算出手段82及び操向角度決定手段83に入力され、操向モータ61の制御に利用される。さらに、出力回路81から第一の制御装置6に送られる。
When the
The up / down counter 74 counts up or down the pulse signal output from the
第一の制御装置6では、操向角度信号を操向角度信号受信手段37で受信し、角度差信号算出手段29で実操向角度に対応する操舵角度(以下、目標操舵角度という)を算出する。さらに、操舵角度算出手段26で算出した実際の操舵角度(以下、実操舵角度という)を操向角度信号として取得し、目標操舵角度に対する実操舵角度との角度差を算出する。このとき得られる角度差信号で操舵反力算出手段30が操舵反力マップ38を検索して操舵反力が決定される。第1の駆動信号生成手段39が操舵反力に応じて駆動モータ12の駆動信号を生成させ、駆動信号切り換え手段40を経由して駆動回路16から駆動モータ12に通電させる。駆動モータ12に連結された回転軸であるステアリングシャフト3に、駆動モータ12の回転によって力が発生する。この力は、ステアリングホイール2を操作する運転者にとって負荷として作用する。これによって、ステアリングホイール2の操舵角度とタイヤ4の実際の操向角度が速やかに一致するようになる。また、路面状態などのインフォメーションが運転者に伝達され、操作性が向上する。
In the
ここで、車両用制御装置1の始動時の動作について説明する。
イグニッションスイッチ43がOFFのときは、第一の制御装置6及び第二の制御装置7が動作しないので、ステアリングホイール2を回転させたり、外力などでタイヤ4の向きが変えられたりしたときは、実操舵角度と実操向角度が不一致になることがある。この状態でイグニッションスイッチ43がONになると、電源44から定電圧発生回路45に電圧が印加される。電圧比較手段46は、定電圧発生回路45の電圧がメモリ47に登録されている閾値を越えたら、始動状態信号発生手段41から始動状態信号を出力させる。始動状態信号は、タイマ41Aで定められた間出力される。このときの時間間隔は、実操舵角度を実操向角度に略一致させるのに十分な時間であって、運転に支障の無い時間である。始動状態信号が出力されると、始動状態信号出力回路49から第二の制御装置7に送信されると共に、タイマ48がカウントを開始する。
Here, the operation at the start of the vehicle control device 1 will be described.
When the ignition switch 43 is OFF, the
また、始動状態信号は、駆動信号切り換え手段40に入力され、実操舵角度に基づいて第1の駆動信号生成手段39から出力された駆動信号を無効にする。始動状態信号は、さらに第2の駆動信号生成手段42にも入力され、第2の駆動信号生成手段42が作成した駆動信号が駆動信号切り換え手段40を通して駆動回路16に入力されて駆動モータ12を駆動させる。駆動モータ12の駆動量及び駆動方向は、角度差信号比較手段31が角度差信号算出手段29から取得した角度差から決定する。
The start state signal is input to the drive signal switching means 40, and the drive signal output from the first drive signal generating means 39 is invalidated based on the actual steering angle. The start state signal is further input to the second drive signal generation means 42, and the drive signal created by the second drive signal generation means 42 is input to the
駆動モータ12が駆動した結果、ステアリングシャフト3が回動してステアリングホイール2がタイヤ4の操向角度に一致するように回動させられる。ステアリングホイール2の操舵角度は、第1のエンコーダ13から第一の制御装置6に入力されるので、このデータを角度差信号比較手段31でモニタすれば、ステアリングホイール2の移動を確認できる。角度差信号比較手段31は、実操舵角度が実操向角度に略一致したとき、つまり角度差信号の値がメモリ50に格納されている設定角度以下になったら、駆動信号生成手段42による駆動信号の生成を停止させる。さらに、タイマ48のカウントを停止させる。このときの角度は、ゼロでも良いし、一定の値でも良い。一定の値とは、車両が走行開始するときにステアリングホイール2の角度に対して走行方向が大きく異なることがない値であり、車種によって最適な値を予め設定できる。
As a result of the
一方、第二の制御装置7では、始動状態信号が始動状態信号受信手段88から禁止信号発生回路89に入力される。禁止信号発生回路89は、始動状態信号が入力されている間は、禁止信号を発生させて駆動信号生成手段87における駆動信号の発生を停止させる。このため、タイヤ4は操向されず、ステアリングホイール2のみが駆動されて、角度差を減少させる。
そして、タイマ41Aで定められた時間経過したら始動状態信号の発生が終了する。以降は第一の制御装置6では駆動信号切り換え手段40が第1の駆動信号生成手段39の駆動信号が採用される。第二の制御装置7では禁止信号の発生が停止して操向モータ61でタイヤ4を操向可能になる。ステアリングホイール2とタイヤ4の角度が略一致した状態で運転が開始され、運転者の操舵に合わせてタイヤ4が操向されるようになる。
On the other hand, in the second control device 7, the starting state signal is input from the starting state signal receiving means 88 to the prohibition
Then, when the time determined by the
なお、実操舵角度が実操向角度に略一致する前に、タイマ48のカウント値が所定の値に達したら、警報信号発生手段51がランプ52を点灯させる。運転者は、イグニッションスイッチ43を入れなおしたり、ステアリングホイール2を手動で回転させたりする。
If the count value of the
この実施の形態では、イグニッションスイッチ43がONになったときは、タイヤ4の操向角度に合わせてステアリングホイール2を回動させるようにしたので、イグニッションスイッチ43がOFFの状態でタイヤ4とステアリングホイール2のそれぞれの角度が不一致になっていたときでも両者の角度が略一致した状態で運転を開始できる。このため、運転開始時に車両の進行をさらに安定させることができる。
始動時にステアリングホイール2側を駆動させて角度差を減少させるようにしたので、タイヤ4を操向させる場合に比べて少ない力で済む。ステアリングホイール2側を駆動させる間、タイヤ4の操向を禁止したので、短時間に角度差を減少させることができる。
In this embodiment, when the ignition switch 43 is turned on, the steering wheel 2 is rotated in accordance with the steering angle of the tire 4, so that the tire 4 and the steering wheel are steered with the ignition switch 43 turned off. Even when the angles of the wheels 2 are not coincident, the operation can be started in a state where the angles of the two are substantially coincident. For this reason, the progress of the vehicle can be further stabilized at the start of driving.
Since the angle difference is reduced by driving the steering wheel 2 at the time of starting, less force is required compared with the case where the tire 4 is steered. Since the steering of the tire 4 is prohibited while the steering wheel 2 side is driven, the angle difference can be reduced in a short time.
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、第1、第2の制御装置6,7を1つの制御装置から構成しても良い。
Note that the present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiment.
For example, you may comprise the 1st,
1 車両用制御装置
2 ステアリングホイール
3 ステアリングシャフト
4 タイヤ(操向輪)
5 ステアリングギヤ
6 第一の制御装置
12 駆動モータ
24 アップダウンカウンタ(第1のカウンタ、第1の位置検出手段)
26 操舵角度算出手段
29 角度差信号算出手段
30 操舵反力算出手段
31 角度差信号比較手段
39 第1の駆動信号生成手段
40 駆動信号切り換え手段
41 始動状態信号発生手段
42 第2の駆動信号生成手段
43 イグニッションスイッチ
44 電源
48 タイマ
51 警報信号発生手段
52 ランプ
61 操向モータ
66 第3のエンコーダ
74 アップダウンカウンタ(第2のカウンタ、第2の位置検出手段)
89 禁止信号発生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus for vehicles 2
26 steering angle calculation means 29 angle difference signal calculation means 30 steering reaction force calculation means 31 angle difference signal comparison means 39 first drive signal generation means 40 drive signal switching means 41 start state signal generation means 42 second drive signal generation means 43
89 Prohibition signal generation circuit
Claims (4)
前記ステアリングシャフトに取り付けられ、前記ステアリングシャフトとともに回転するステアリングホイールと、
前記ステアリングシャフトの回転を検出し、前記ステアリングシャフトの回転に伴いパルス列信号を発生するエンコーダから前記パルス列信号が供給され、前記パルス列信号をカウントし、第1のカウント信号を発生する第1のカウンタを有する第1の位置検出手段と、
前記第1の位置検出手段の前記第1のカウンタから出力される第1のカウント信号を前記ステアリングホイールの回転量を示す信号に変換し、操舵角度信号として出力する操舵角度算出手段と、
前記ステアリングホイールを回動させることができる駆動モータと、
車両の車体に操向可能に支持された操向輪と、
電動機を有し、車両の車体に対する前記操向輪の操向角度を変化させる駆動手段と、
前記操向輪の操向角度の変化を検出し、前記操向輪の操向角度の変化に伴い検出信号を発生するエンコーダから供給される検出信号をカウントし、第2のカウント信号を出力する第2のカウンタを有する第2の位置検出手段と、
前記第2の位置検出手段の前記第2のカウンタから供給される第2のカウント信号を前記操向輪の操向角の変化量を示す信号に変換し、操向角度信号として出力する操向角度算出手段と、
前記操舵角度算出手段から操舵角度信号が供給されるとともに、前記操向角度算出手段から操向角度信号が供給され、操舵角度信号と操向角度信号とを比較し、両者の差である角度差信号を発生する角度差信号算出手段と、
前記角度差信号算出手段から角度差信号が供給され、角度差信号に基いて前記駆動モータの駆動信号を作成する第1の駆動信号生成手段と、
電源投入時に所定時間の間だけ始動状態信号を発生させる始動状態信号発生手段と、
始動状態信号が発生したときに操向角度に対する操舵角度の角度差が減少するように前記駆動モータの駆動信号を作成する第2の駆動信号生成手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。 A steering shaft rotatably supported on the vehicle body;
A steering wheel attached to the steering shaft and rotating together with the steering shaft;
A first counter that detects rotation of the steering shaft and that receives the pulse train signal from an encoder that generates a pulse train signal as the steering shaft rotates, counts the pulse train signal, and generates a first count signal. First position detecting means comprising:
Steering angle calculation means for converting the first count signal output from the first counter of the first position detection means into a signal indicating the amount of rotation of the steering wheel, and outputting as a steering angle signal;
A drive motor capable of rotating the steering wheel;
A steering wheel supported to be steerable by a vehicle body;
A driving means having an electric motor and changing a steering angle of the steering wheel with respect to a vehicle body;
A change in the steering angle of the steering wheel is detected, a detection signal supplied from an encoder that generates a detection signal in accordance with a change in the steering angle of the steering wheel is counted, and a second count signal is output. Second position detecting means having a second counter;
The steering which converts the 2nd count signal supplied from the 2nd counter of the 2nd position detection means into the signal which shows the change amount of the steering angle of the steering wheel, and outputs it as a steering angle signal An angle calculation means;
A steering angle signal is supplied from the steering angle calculation means, and a steering angle signal is supplied from the steering angle calculation means. The steering angle signal is compared with the steering angle signal, and an angle difference that is the difference between the two is calculated. An angle difference signal calculating means for generating a signal;
First drive signal generation means for supplying an angle difference signal from the angle difference signal calculation means and creating a drive signal of the drive motor based on the angle difference signal;
Starting state signal generating means for generating a starting state signal only for a predetermined time when the power is turned on;
And a second drive signal generating means for generating a drive signal of the drive motor so that an angle difference between the steering angle and the steering angle is reduced when a start state signal is generated. Control device.
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