JP2009056996A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、走行中に、車速検出手段が故障して舵角比制御機能が継続できなくなった場合に、走行安定性に影響を与えることがなく、運転者の操舵感覚に違和感を抱かせることがない車両用操舵制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明は、運転者に操舵されるステアリング操作手段に連結された操舵軸と、この操舵軸とは機械的に連結されていない状態で、かつ操向車輪に連結された転舵軸と、車両速度を検出する車速検出手段と、この車速検出手段により検出された車両速度に基づいて操舵軸の操舵角に対する転舵軸の転舵角の舵角比を制御する舵角比制御手段とを備えた車両用操舵制御装置において、舵角比制御手段による舵角比制御実行中に、車速検出手段が故障であると判定された場合には、故障であると判定される直前の舵角比制御手段により算出された舵角比の値に固定する故障時制御手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は車両用操舵制御装置に係り、特に、運転者に操舵されるステアリング操作手段の操舵状態に対して、操向車輪を所望の転舵角に転舵することが可能な車両用操舵制御装置に関する。

車両には、運転者が人為的に操舵するステアリングハンドルの操舵状態を検出し、車両の走行状態を考慮して操向車輪を所望の転舵状態に制御する、いわゆるステアバイワイヤ方式の車両用操舵制御装置を搭載しているものがある。車両用操舵制御装置には、運転者に操舵されるステアリング操作手段に連結された操舵軸と、この操舵軸とは機械的に連結されていない状態で、かつ操向車輪に連結された転舵軸と、車両速度を検出する車速検出手段と、この車速検出手段により検出された車両速度に基づいて前記操舵軸の操舵角に対する前記転舵軸の転舵角の舵角比を制御する舵角比制御手段とを備えたものがある。これにより、この車両用操舵制御装置は、車両速度に基づいて舵角比を変更可能（バリアブルギアレシオ：ＶＧＲ）としている。

従来の車両用操舵制御装置には、ステアリング操作手段の操舵状態及び車両の走行状態に応じて、操向車輪を転舵する２つの転舵モータを夫々制御する制御手段を含む２つの制御システムを備え、少なくとも１つの制御システムが故障した場合、ステアリング操作手段に対して全システムが正常時の場合と異なる動きを付与することで、運転者に故障が発生したことを体感させ、修理を促すものがある。
特開２００４−２９１８７７号公報

ところで、上記特許文献１に開示される車両用操舵制御装置においては、走行中に車速検出手段の故障等により舵角比制御手段による舵角比制御機能が継続できなくなった場合、舵角比を通常のステアリング操作手段の操舵角に相当する転舵角（タイヤ切れ角）に制御する。つまり、従来の車両用操舵制御装置においては、故障時に舵角比制御機能がついていない車両とおなじ転舵角となるように制御を行っている。
このとき、高速走行中で、舵角比制御機能が継続できなくなった正常時最後の舵角比と、故障により切り換わる舵角比との差が大きい場合には、運転者によるステアリング操作手段の操舵状態に対して故障前と故障時とで操向車輪の転舵状態が変化してしまうため、走行安定性に影響を与える問題があり、運転者の操舵感覚に違和感を抱かせる問題がある。

この発明は、高速走行中に、車速検出手段が故障して舵角比制御機能が継続できなくなった場合に、走行安定性に影響を与えることがなく、運転者の操舵感覚に違和感を抱かせることがない車両用操舵制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、運転者に操舵されるステアリング操作手段に連結された操舵軸と、この操舵軸とは機械的に連結されていない状態で、かつ操向車輪に連結された転舵軸と、車両速度を検出する車速検出手段と、この車速検出手段により検出された車両速度に基づいて前記操舵軸の操舵角に対する前記転舵軸の転舵角の舵角比を制御する舵角比制御手段とを備えた車両用操舵制御装置において、前記舵角比制御手段による舵角比制御実行中に、前記車速検出手段が故障であると判定された場合には、故障であると判定される直前の前記舵角比制御手段により算出された舵角比の値に固定する故障時制御手段を備えていることを特徴とする。

この発明の車両用操舵制御装置は、高速走行中に、車速検出手段が故障しても、舵角比が通常設定値（一般的に高速走行時の舵角比よりも高い舵角比に設定されている）に戻されることがないので、走行安定性に影響を与えることがない。これにより、この発明の車両用操舵制御装置は、車速検出手段の故障時に舵角比が故障前と変化することがないので、運転者の操舵感覚に違和感を与えることがない。

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図２は、この発明の実施例を示すものである。図１は車両用操舵制御装置の制御フローチャート、図２は車両用操舵制御装置のシステム構成図である。
図２において、１は車両、２は車両用操舵制御装置である。車両用操舵制御装置２は、いわゆるステアバイワイヤ方式を採用したものであり、運転者に操舵されるステアリング操作手段３と、このステアリング操作手段３の操舵状態を考慮して操向車輪４・５を転舵する転舵機構６と、ステアリング操作手段３及び転舵機構６を制御する操舵制御手段７とを備えてる。
前記ステアリング操作手段３は、運転者に操舵されるステアリングハンドル８に連結された操舵軸９を備え、操舵軸９をステアリングコラム１０に回動可能に支持している。ステアリングコラム１０には、運転者がステアリングハンドル８を操舵した際の回転に対する反力又は回転をアシスト（助勢）するステアリングモータ１１を設けている。ステアリングモータ１１の駆動力は、ステアリングコラム１０に内蔵されたステアリングモータギヤを介して操舵軸９に伝達される。
また、ステアリングコラム１０には、操舵軸９の回転角をステアリングハンドル８の回転角として検出する第１・第２回転角センサ１２・１３と、操舵軸９の回転トルクをステアリングハンドル８の回転トルクとして検出するトルクセンサ１４と、反力発生機構１５と、回転ストッパ機構１６とを設けている。

前記転舵機構６は、ステアリング操作手段３の操舵軸９とは機械的に連結されていない状態で、ステアリングハンドル８の操作状態を考慮して回転される転舵軸１７を備え、転舵軸１７の回転運動を内蔵するステアリングギヤにより直線運動に変換してラック軸１８に伝達するステアリングギヤボックス１９を備え、ラック軸１８の両端に直線運動を左右の操向動輪４・５に伝達して転舵する左右のタイロッド２０・２１を備えている。
ステアリングギヤボックス１９には、転舵軸１７を回転可能に支持する転舵モータギヤボックス２２を設けている。転舵モータギヤボックス２２には、転舵軸１７を回転させて操向舵輪４・５を所望の転舵状態に動作する第１・第２転舵モータ２３・２４を設けている。第１・第２転舵モータ２３・２４の駆動力は、転舵モータギヤボックス２２に内蔵された転舵モータギヤにより転舵軸１７に伝達される。また、転舵モータギヤボックス２２には、転舵軸１７の回転角を検出する第１・第２回転角センサ２５・２６を設けている。

前記ステアリングモータ１１、第１・第２回転角センサ１２・１３、トルクセンサ１４、第１・第２転舵モータ２３・２４、第１・第２回転角センサ２５・２６は、操舵制御手段７に接続している。操舵制御手段７には、表示警報装置２７、車両情報検出装置２８を接続している。表示警報装置２７は、車両１のアラーム等の表示・ブザー等による通知を行う。車両情報検出装置２８は、車両速度を検出する車速検出手段、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段等からなり、各種車両情報を検出する。
操舵制御手段７は、ステアリングモータ１１を制御するステアリングモータ用制御手段２９と、第１・第２転舵モータ２３・２４を制御する第１・第２転舵モータ用制御手段３０・３１と、舵角比を制御する舵角比制御手段３２とを備えている。ステアリングモータ用制御手段２９は、第１・第２回転角センサ１２・１３により検出された回転角、トルクセンサ１４により検出されたトルクに基づいて、ステアリングモータ１１を制御する。第１・第２転舵モータ用制御手段３０・３１は、第１・第２回転角センサ２５・２６により検出された回転角、舵角比制御手段３２により算出された舵角比に基づいて、第１・第２転舵モータ２３・２４を制御する。舵角比制御手段３２は、車両情報検出装置２８の車速検出手段により検出された車両速度に基づいて、操舵軸９の操舵角に対する転舵軸１７の転舵角の舵角比を制御する。

この車両用操舵制御装置２は、操舵制御手段７に故障時制御手段３３を備えている。故障時制御手段３３は、舵角比制御手段３２による舵角比制御実行中に、車速検出手段が故障であると判定された場合には、故障であると判定される直前の舵角比制御手段３２により算出された舵角比の値に固定する。
また、この車両用操舵制御装置２は、操舵制御手段７に通常制御移行手段３４を備えている。通常制御移行手段３４は、故障時制御手段３３による故障時制御実行中に、車速検出手段が正常状態に戻ったときに、故障時制御実行中に固定された舵角比の値と、新たに舵角比制御手段３２により算出された舵角比の値との差が設定値を超えている場合には、この差を徐々に減少させて前記新たに算出された舵角比の値に移行させる。

次に作用を説明する。
車両用操舵制御装置２は、図１に示すように、制御がスタートすると（１０１）、車両情報検出装置２８の車速検出手段が故障したかを判断する（１０２）。
この判断（１０２）がＹＥＳの場合は、故障であると判定される直前の舵角比の値をそのまま制御用の舵角比として現在の舵角比の設定を維持し（１０３）、設定された制御用の舵角比に基づき転舵機構６により操向車輪４・５を転舵し（１０４）、リターンする（１０５）。
一方、前記判断（１０２）において、車速検出手段が正常でＮＯの場合は、現在の車両速度に基づいて舵角比を算出し（１０６）、現在の制御に使用中の舵角比と算出された新たな舵角比との差の絶対値が設定値（一定時間あたりの舵角比を変更可能な最大の値）を超えているかを判断する（１０７）。
この判断（１０７）がＮＯの場合は、算出された舵角比の値を制御用の舵角比に設定し（１０８）、設定された制御用の舵角比に基づき転舵機構６により操向車輪４・５を転舵し（１０４）、リターンする（１０５）。この判断（１０７）がＹＥＳの場合は、現在の舵角比が算出された舵角比を超えているかを判断する（１０９）。
この判断（１０９）がＮＯの場合は、現在の舵角比に設定値を加えた値を制御用の舵角比に設定し（１１０）、設定された制御用の舵角比に基づき転舵機構６により操向車輪４・５を転舵し（１０４）、リターンする（１０５）。この判断（１０９）がＹＥＳの場合は、現在の舵角比から設定値を引いた値を制御用の舵角比に設定し（１１１）、設定された制御用の舵角比に基づき転舵機構６により操向車輪４・５を転舵し（１０４）、リターンする（１０５）。

このように、この車両用操舵制御装置２は、高速走行中に車速検出手段が故障した場合に故障直前の舵角比を維持することにより、高速走行中に車速検出手段が故障しても、舵角比が通常設定値（一般的に高速走行時の舵角比よりも高い舵角比に設定されている）に戻されることがないので、走行安定性に影響を与えることがない。
これにより、この車両用操舵制御装置２は、車速検出手段の故障時に舵角比が故障前と変化することがないので、運転者の操舵感覚に違和感を与えることがない。
また、この車両用操舵制御装置２は、舵角比が固定された車速検出手段の故障時から車速検出手段の故障が直り正常制御に戻す場合でも、故障時制御の固定した舵角比から徐々に正常制御の舵角比へ戻すので、故障時の舵角比の値と、正常制御へ戻して最初に算出された舵角比の値との差が大きい場合でも、そのまま算出された舵角比により制御されることがないので、安定性の高い舵角比制御を実現することが可能である。
これにより、この車両用操舵制御装置２は、信頼性の高い操舵システムの実現に貢献できる。

この発明は、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵制御装置による舵角比制御機能のフェールセーフ制御であるが、ギア比制御一般に応用可能である。

実施例を示す車両用操舵制御装置の制御フローチャートである。 実施例を示す車両用操舵制御装置のシステム構成図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車両用操舵制御装置
３ ステアリング操作手段
４・５ 操向車輪
６ 転舵機構
７ 操舵制御手段
８ ステアリングハンドル
９ 操舵軸
１１ ステアリングモータ
１２・１３ 第１・第２回転角センサ
１４ トルクセンサ
１７ 転舵軸
１９ ステアリングギヤボックス
２２ 転舵モータギヤボックス
２３・２４ 第１・第２転舵モータ
２５・２６ 第１・第２回転角センサ
２７ 表示警報装置
２８ 車両情報検出装置
２９ ステアリングモータ用制御手段
３０・３１ 第１・第２転舵モータ用制御手段
３２ 舵角比制御手段
３３ 故障時制御手段
３４ 通常制御移行手段

Claims (2)

1. 運転者に操舵されるステアリング操作手段に連結された操舵軸と、
   この操舵軸とは機械的に連結されていない状態で、かつ操向車輪に連結された転舵軸と、
   車両速度を検出する車速検出手段と、
   この車速検出手段により検出された車両速度に基づいて前記操舵軸の操舵角に対する前記転舵軸の転舵角の舵角比を制御する舵角比制御手段とを備えた車両用操舵制御装置において、
   前記舵角比制御手段による舵角比制御実行中に、前記車速検出手段が故障であると判定された場合には、
   故障であると判定される直前の前記舵角比制御手段により算出された舵角比の値に固定する故障時制御手段を備えていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 前記故障時制御手段による故障時制御実行中に、前記車速検出手段が正常状態に戻ったときに、
   故障時制御実行中に固定された舵角比の値と、新たに前記舵角比制御手段により算出された舵角比の値との差が設定値を超えている場合には、
   この差を徐々に減少させて前記新たに算出された舵角比の値に移行させる通常制御移行手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。

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