JP3551427B2 - Steering control device - Google Patents

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JP3551427B2
JP3551427B2 JP15701797A JP15701797A JP3551427B2 JP 3551427 B2 JP3551427 B2 JP 3551427B2 JP 15701797 A JP15701797 A JP 15701797A JP 15701797 A JP15701797 A JP 15701797A JP 3551427 B2 JP3551427 B2 JP 3551427B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的に非連結状態の操舵機構と転舵機構とを有し、これらの連動制御を電気的に行う操舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような操舵制御装置における一般的な制御方法としては、操舵位置センサによって操舵ハンドルの実操舵位置を検出し、この検出結果を基に転舵輪の目標転舵位置を演算する。そして、転舵輪の実転舵位置を転舵位置センサで検出し、この実転舵位置が目標転舵位置に追従するように転舵制御を行っている。このため、例えば、転舵位置センサに故障が発生した場合には、転舵輪の実転舵位置を検出することが不可能となるため、転舵制御を継続することが困難となってしまう。
【0003】
そこで、特開平5−147550号には、制御系に異常が発生した場合に、操舵ハンドルに反力を付与する操舵モータと転舵輪を転舵させる転舵モータとを電気的に接続することが開示されている。これは、操舵ハンドルと操舵モータのロータが連結されているため、操舵ハンドルを回転操作することで操舵モータが回転駆動される。これを利用して、制御系に故障が発生した際には、操舵モータを発電機として使用し、発電された電力を転舵モータに供給して、転舵輪を転舵駆動するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、操舵ハンドルの回転操作によって電力を発生させるため、その発電量が操舵ハンドルの回転速度に応じて変化してしまう。このため、転舵モータを駆動させるために供給される電力は、操舵ハンドルの回転速度に応じて変化することになるので、操舵ハンドルの操舵位置に応じて転舵輪の転舵位置を制御することは、実質的に困難であった。
【0005】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、転舵輪の転舵位置を検出する転舵位置センサに故障が発生した際にも、継続して転舵制御を行い得る操舵制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項1にかかる操舵制御装置は、機械的に非連結状態の操舵機構と転舵機構とを有し、これら操舵機構と転舵機構との連動制御を行う操舵制御装置において、操舵ハンドルの操舵位置を検出する操舵位置検出手段と、操舵ハンドルに付与する操舵反力を発生する操舵反力発生手段と、転舵輪を転舵させる転舵力を発生する転舵力発生手段と、転舵輪の転舵位置を検出する転舵位置検出手段と、操舵位置と転舵位置との偏差に応じて、転舵力発生手段の駆動制御を行い、転舵輪の転舵位置を制御する第1制御手段と、転舵位置検出手段の故障を判定する故障判定手段と、転舵位置検出手段が故障と判定された場合に、第1制御手段による制御を中止し、操舵位置検出手段で検出された操舵位置に応じて、転舵力発生手段手段で発生する転舵力を制御する第2制御手段とを備えて構成する。
【0007】
第1制御手段では、操舵位置と転舵位置との偏差に基づいて転舵輪の転舵位置を制御しているため、転舵位置検出手段に故障が発生した場合には、転舵位置制御の継続が困難な状態となる。この際には、操舵ハンドルを操作しても転舵がなされない状況となるが、このような場合には、通常、運転者は転舵させたい方向に更に操舵ハンドルを操作しようとする。本発明では、通常行われるこのような運転者の行動パターンを基に故障判定を行う。
【0008】
また、転舵力発生手段で所定の転舵力を発生させた場合、転舵輪は転舵力とタイヤ反力とが釣り合う位置で静止することになる。このタイヤ反力は、転舵輪の転舵位置(転舵角)が増加するに連れて増加する傾向にあるため、操舵ハンドルの操舵位置(操舵角)の増加に伴って、発生する転舵力を増加させることで、ハンドル操作に追従するように、転舵輪の転舵位置を制御することができる。第2制御手段では、このようにして転舵位置検出手段が故障の際にも、転舵輪の転舵制御を継続して実施し、操舵が困難となる事態を回避する。
【0009】
請求項2にかかる操舵制御装置では、請求項1にかかる操舵制御装置が車両の速度を検出する車速検出手段を更に備えており、第2制御手段は、操舵位置と車速に基づいて、転舵力発生手段で発生する転舵力を制御する。
【0010】
タイヤ反力は、転舵輪の転舵位置と車速とに応じて変化するため、転舵力発生手段で発生する転舵力を、第2制御手段によって転舵位置と車速とを基に制御することで、車両の走行状態に合った操舵制御が可能となる。
【0011】
請求項3にかかる操舵制御装置は、請求項1の故障判定手段が、操舵の負荷状態が所定の判定基準値より大となる状態が、一定の時間にわたり継続した場合に、転舵位置検出手段が故障であると判定する。
【0012】
操舵制御が正常に実施されている状況では、操舵ハンドルの送り操作によって操舵の負荷状態が大となるが、希望の転舵位置に向かって転舵がなされるに連れて、操舵ハンドルの戻し操作が行われ、これに伴って操舵の負荷状態は次第に減少する。一方、転舵位置検出手段に故障が発生した場合には、転舵位置が操舵位置に追従するような制御が実施されないため、操舵の負荷状態が大となる状況が正常時に比べて長時間続くことになる。そこで故障判定手段では、故障判定の基準となる判定基準値を設け、操舵の負荷状態が判定基準値よりも大となる時間が一定時間継続した場合に、転舵位置検出手段が故障であると判定する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【0014】
図1に本実施形態にかかる操舵制御装置の構成を概略的に示す。この操舵制御装置は、運転者が操作するマスタ部10、車輪21を転舵させるスレーブ部20、マスタ部10とスレーブ部20との連動制御を電気的に実施するコントローラ30で構成される。
【0015】
マスタ部10は、操舵ハンドル11が取り付けられた操舵軸12と、操舵軸12を回転駆動することで操舵ハンドル11に付与する操舵反力を発生する操舵軸モータ13とを備えると共に、操舵軸12には、操舵ハンドル11の操舵位置を検出する操舵角センサ14と、操舵ハンドル11に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ15とを備えている。
【0016】
スレーブ部20は、転舵軸22を変位駆動する際の転舵力を発生する転舵軸モータ23を備えており、この転舵軸モータ23と転舵軸22との間には、転舵軸モータ23の回転運動を直線運動に変換して転舵軸22を軸方向に沿って変位させる変換機24を設けている。転舵軸22には、この転舵軸22の変位位置を検出するストロークセンサ25が設けられており、転舵軸22の変位位置と車輪21の転舵位置が対応するため、転舵軸22の変位位置をストロークセンサ25で検出することで、車輪21の転舵位置(転舵角)を検出している。
【0017】
コントローラ30には、操舵角センサ14、トルクセンサ15、ストロークセンサ25の各検出結果の他に、車両の速度を検出する車速センサ16の検出結果が与えられ、これらの検出結果を基に操舵軸モータ13及び転舵軸モータ23の駆動制御を行って、車輪21の転舵位置制御及び操舵ハンドル11に付与する反力制御を実施している。なお、操舵軸モータ13及び転舵軸モータ23は共に直流モータで構成しており、印加電圧のDuty値を制御することにより駆動制御を実施している。
【0018】
以下に、コントローラ30で実施する各制御処理について説明する。
【0019】
車輪21の転舵位置制御は以下のように実施している。操舵角センサ14で検出された実操舵位置θrと車速センサ16で検出された車速Sとを基に、実操舵位置θrに対応する車輪21の目標転舵位置Xmを演算する。そして、ストロークセンサ25で検出された実転舵位置Xrと演算された目標転舵位置Xmとの偏差に基づき、転舵軸モータ23に与える印加電圧のDuty値V1を下記の(1)式によって演算し、演算されたDuty値に対応する制御信号を転舵軸モータ23に出力する。なお、(1)式中、K1は制御信号のゲインを示すゲイン係数である。
V1=K1・(Xm−Xr) …(1)。
【0020】
また、操舵ハンドル11に付与する反力の制御は次のように実施している。まず、ストロークセンサ25で検出された実転舵位置Xrと車速センサ16で検出された車速Sを基に、実転舵位置Xrに対応する操舵ハンドル11の目標操舵位置θmを演算する。そして、操舵角センサ14で検出された実操舵位置θrと演算された目標操舵位置θmとの偏差に基づき、操舵軸モータ13に与える印加電圧のDuty値V2を下記の(2)式によって演算し、演算されたDuty値に対応する制御信号を操舵軸モータ13に出力する。なお、(2)式中、K2は制御信号のゲインを示すゲイン係数である。
V2=K2・(θm−θr) …(2)。
【0021】
ストロークセンサ25に故障が発生した場合には、車輪21の実転舵位置Xrが検出不能となるため、前述した(1)式、(2)式に基づく操舵制御が困難となる。このため、コントローラ30は、ストロークセンサ25が正常に機能しているか否かを判断する故障判定を実施している。
【0022】
この故障判定は、トルクセンサ15の検出結果となる操舵トルクTと、操舵トルクTが判定基準値Tsよりも大となる継続時間に基づいて実施される。通常、運転者は、操舵ハンドル11を回転操作したにも関わらず、車両の進路が変わらない場合には、操舵ハンドル11をその方向に更に回転させようとする行動をとる。このように操舵ハンドル11を操作した場合には、故障によって目標操舵位置θmがいかなる値をとった場合にも、前述した(2)式において、目標操舵位置θmと実操舵位置θrとの偏差がより一層増大することになる。これにより、操舵軸モータ13から発生される操舵反力が増大するので、この操舵反力の増大を、本実施形態では一例として、操舵トルクTの増大として検出する。そして更に、正常時のハンドル操作と区別するため、操舵トルクTが判定基準値Tsよりも大となる時間が所定時間を越えて継続した場合に、ストロークセンサ25に故障が発生したものと判定する。これは、操舵制御が正常に実施されている状況下では、実操舵位置θrに追従するように実転舵位置Xrが制御されるため、目標転舵位置Xmと実転舵位置Xrとの偏差は時間の経過と共に次第に減少するが、ストロークセンサ25に故障が発生した場合には、追従制御が困難となり偏差が大となる状況が正常時に比べて長時間続くことに基づく。
【0023】
コントローラ30では、図2に示すフローチャートに沿ってストロークセンサ25の故障判定を実施している。
【0024】
図2のフローチャートは例えば6msec毎に起動され、まず、ステップ101(以下、ステップを「S」と記す)において、トルクセンサ15で検出された操舵トルクTが読み込まれると共に、タイマのカウント値t(初期値:ゼロ)が読み込まれる。
【0025】
続くS103では、読み込まれた操舵トルクTが判定基準値Tsよりも大であるかが判断され、操舵トルクTが判定基準値Tsよりも大である場合には(S103で「Yes」)、S105に進んで、タイマのカウント値tをインクリメントし、このカウント値tを記憶する。
【0026】
続くS107では、記憶したタイマのカウント値tが予め設定された値tsよりも大であるかが判断され、カウント値tがtsより大である場合には(S107で「Yes」)、S109に進み、ストロークセンサ25に故障が発生したものと判定する。
【0027】
一方、S103で操舵トルクTが判定基準値Ts以下である場合には(S103で「No」)、S111に進み、その時のタイマのカウント値tをゼロにリセットした後、S113でストロークセンサ25が正常であると判定し、このフローを終了する。また、S107において、タイマのカウント値tがts以下の場合にも(S107で「No」)、同様にS113に進み、ストロークセンサ25が正常であると判定する。
【0028】
以上のようにしてストロークセンサ25の故障判定が実施されるが、S109で故障と判定された場合には、前述した(1)式、(2)式に基づく操舵制御は直ちに中止され、以下で説明する故障時の操舵制御に移行する。
【0029】
ストロークセンサ25の故障時における転舵制御は、操舵ハンドル11の実操舵位置θrと車速Sとを基に、転舵軸モータ23で発生する転舵力を制御することにより実施する。転舵軸モータ23から所定の転舵力を発生させると、車輪21は、図3に示すように、転舵位置と車速に応じて決まるタイヤ反力と、発生した転舵力とが釣り合う位置まで転舵される。従って、車速Sと実操舵位置θrとに応じた転舵力を転舵軸モータ23から発生させることで、操舵ハンドル11の実操舵位置θrに対応するように、車輪21の転舵位置を制御することが可能となる。
【0030】
図4にストロークセンサ25が故障の際に、コントローラ30で実施される転舵制御のフローチャートを示す。
【0031】
このフローチャートは例えば6msec毎に起動され、まず、S201で操舵角センサ14で検出された実操舵位置θrと車速センサ16で検出された車速Sの値が読み込まれる。
【0032】
続くS203で、読み込まれた実操舵位置θrと車速Sを基に、転舵軸モータ23に与える印加電圧のDuty値を演算する。この場合、実操舵位置θrと車速Sとに応じた印加電圧のDuty値を予めマップ化しておき、検出された実操舵位置θrと車速Sに基づいて、転舵軸モータ23に与える印加電圧のDuty値をマップ検索してもよい。
【0033】
そして、S205において、S203で求められたDuty値に対応する制御信号を転舵軸モータ23に出力し、このフローを終了する。
【0034】
このようにS201〜S205を繰り返し実施することで、ストロークセンサ25が故障の際にも、正常時とほぼ同様に転舵制御を実施することが可能となる。
【0035】
また、この際、操舵ハンドル11に付与する反力の制御は、図5のフローチャートに沿って実施される。この場合、実操舵位置θrと車速Sから求まるタイヤ反力に応じた操舵反力を、操舵ハンドル11に付与するように制御される。
【0036】
このフローチャートは例えば6msec毎に起動され、まず、S301で操舵角センサ14で検出された実操舵位置θrと車速センサ16で検出された車速Sの値が読み込まれる。
【0037】
続くS303で、読み込まれた実操舵位置θrと車速Sを基に、この際に発生するタイヤ反力に相当する値を演算すると共に、演算された値に応じた操舵反力を操舵ハンドル11に付与するように、操舵軸モータ13に与える印加電圧のDuty値を演算する。この場合、実操舵位置θrと車速Sとに応じた印加電圧のDuty値を予めマップ化しておき、検出された実操舵位置θrと車速Sに基づいて、操舵軸モータ13に与える印加電圧のDuty値をマップ検索してもよい。
【0038】
そして、S305において、S303で求められたDuty値に対応する制御信号を操舵軸モータ13に出力し、このフローを終了する。
【0039】
このようにS301〜S305を繰り返し実施することで、ストロークセンサ25が故障の際にも、タイヤ反力に応じた操舵反力の制御を実施することが可能となる。
【0040】
以上説明した実施形態では、実操舵位置θrと車速Sとに基づいて、転舵軸モータ23で発生する転舵力を制御する例を示したが、車速Sを考慮せず、実操舵位置θrに基づいて転舵力を制御することも可能である。例えば図6に示すように、転舵軸モータ23で発生する転舵力の大きさを実操舵位置θrに比例させるなど、少なくとも、実操舵位置θrに連れて転舵力が増加するように制御する。この場合、その際の車速Sに応じてタイヤ反力が増減するため、発生した転舵力とタイヤ反力とが釣り合って静止する車輪21の転舵位置が車速Sに応じて変化することになる。しかし、通常、運転者は希望する転舵量が得られるように操舵ハンドル11を操作するため、例えば、転舵量が不足していると感じた場合には更に操舵ハンドル11の送り操作が行なわれ、転舵が行き過ぎたと感じた場合には操舵ハンドル11の戻し操作が行われる。これにより転舵軸モータ23で発生する転舵力が増減され、結果的に希望する転舵位置に転舵がなされる。
【0041】
また、トルクセンサ15で検出される操舵トルクの値を基に操舵の負荷状態を検知して、ストロークセンサ25の故障を判定したが、この他にも、操舵軸モータ13に与えられる印加電圧のDuty値、操舵軸モータ13に流れる電流値、或いは、前述した(2)式における実操舵位置θrと目標操舵位置θmとの偏差などに基づいて、操舵の負荷状態を検知することもできる。この場合も同様に、検知された操舵負荷の大きさが所定の判定基準値よりも大となる時間が一定の時間にわたり継続した場合に、ストロークセンサ25に故障が発生したものと判定する。
【0042】
更に、操舵軸モータ13によって操舵反力を発生させる場合を例示したが、この他にも、例えばバネ機構を利用することで、操舵ハンドル11の操作量に応じ、操舵ハンドル11の中立位置に向かうような操舵反力を発生させることができる。このように機械的な変位を利用して操舵反力を発生させた場合にも、本実施形態と同様の手法で、ストロークセンサ25の故障判定を実施できる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1にかかる操舵制御装置では、操舵位置に応じて転舵力を制御する第2制御手段を備えることで、転舵位置検出手段が故障の際にも、操舵ハンドルの実操舵位置に応じた転舵輪の転舵制御を継続することができ、これにより操舵が困難となる事態を回避することができる。
【0044】
請求項2にかかる操舵制御装置では、更に車速検出手段を備え、第2制御手段によって、操舵位置と車速に基づいて転舵力を制御することとしたので、車両の走行状態を考慮した、より好適な操舵制御が可能となる。
【0045】
請求項3にかかる操舵制御装置では、故障判定手段によって、負荷状態と時間とを基に故障判定を行うので、正常時のハンドル操作と区別でき、転舵位置検出手段の故障を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態にかかる操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】ストロークセンサの故障を判定するフローチャートである。
【図3】転舵位置とタイヤ反力との関係を示すグラフである。
【図4】ストロークセンサが故障時に実施する、転舵制御を示すフローチャートである。
【図5】ストロークセンサが故障時に実施する、反力制御を示すフローチャートである。
【図6】他の実施形態にかかる、実操舵位置と発生する転舵力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10…マスタ部、11…操舵ハンドル、12…操舵軸、13…操舵軸モータ、14…操舵角センサ、15…トルクセンサ、20…スレーブ部、21…車輪(転舵輪)、22…転舵軸、23…転舵軸モータ、25…ストロークセンサ、30…コントローラ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering control device that includes a steering mechanism and a turning mechanism that are mechanically disconnected from each other, and that electrically controls the interlocking of these mechanisms.
[0002]
[Prior art]
As a general control method in such a steering control device, an actual steering position of a steering wheel is detected by a steering position sensor, and a target steering position of a steered wheel is calculated based on the detection result. Then, the actual turning position of the steered wheels is detected by a turning position sensor, and the turning control is performed so that the actual turning position follows the target turning position. For this reason, for example, when a failure occurs in the steered position sensor, it becomes impossible to detect the actual steered position of the steered wheels, and it becomes difficult to continue the steering control.
[0003]
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-147550 discloses that, when an abnormality occurs in a control system, a steering motor for applying a reaction force to a steering wheel and a steering motor for steering a steered wheel are electrically connected. It has been disclosed. Since the steering wheel and the rotor of the steering motor are connected, the steering motor is rotationally driven by rotating the steering wheel. By utilizing this, when a failure occurs in the control system, the steering motor is used as a generator, the generated power is supplied to the steering motor, and the steered wheels are steered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since electric power is generated by rotating the steering wheel, the amount of power generation changes according to the rotation speed of the steering wheel. Therefore, the electric power supplied to drive the steering motor changes according to the rotation speed of the steering wheel, so that the steering position of the steered wheels is controlled according to the steering position of the steering wheel. Was practically difficult.
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to continue turning control even when a fault occurs in a turning position sensor that detects a turning position of a turning wheel. It is to provide a steering control device capable of performing the following.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, a steering control device according to a first aspect of the present invention includes a steering control device that includes a steering mechanism and a turning mechanism that are mechanically disconnected from each other, and that performs an interlocking control of the steering mechanism and the turning mechanism. Steering position detecting means for detecting the steering position of the steering wheel, steering reaction force generating means for generating a steering reaction force applied to the steering wheel, turning force generating means for generating a turning force for turning the steered wheels, A steering position detecting means for detecting a steered position of the steered wheels, and a first control for controlling the steered position of the steered wheels by performing drive control of the steered force generating means in accordance with a deviation between the steered position and the steered position. The control means, the failure determination means for determining the failure of the steered position detecting means, and the control by the first control means are stopped when the steered position detecting means is determined to be faulty, and the detection is detected by the steering position detecting means. Generated by the turning force generating means in accordance with the steering position Constituting a second control means for controlling the steering force.
[0007]
In the first control means, the steered position of the steered wheels is controlled based on the deviation between the steered position and the steered position. It becomes difficult to continue. At this time, the steering wheel is not steered even if the steering wheel is operated. In such a case, the driver usually tries to further operate the steering wheel in the direction to be steered. In the present invention, failure determination is performed based on such a driver's behavior pattern that is usually performed.
[0008]
Also, when a predetermined turning force is generated by the turning force generating means, the steered wheels stop at a position where the turning force and the tire reaction force balance. Since the tire reaction force tends to increase as the steered position (steering angle) of the steered wheels increases, the steering force generated as the steering position (steering angle) of the steering wheel increases. Is increased, the steered position of the steered wheels can be controlled so as to follow the steering wheel operation. In this way, even when the steered position detecting means is out of order, the steered control of the steered wheels is continuously performed by the second control means to avoid a situation in which steering becomes difficult.
[0009]
In the steering control device according to the second aspect, the steering control device according to the first aspect further includes a vehicle speed detection unit that detects a speed of the vehicle, and the second control unit performs steering based on the steering position and the vehicle speed. The steering force generated by the force generating means is controlled.
[0010]
Since the tire reaction force changes according to the steered position of the steered wheels and the vehicle speed, the steering force generated by the steered force generating means is controlled by the second control means based on the steered position and the vehicle speed. Thus, steering control suitable for the running state of the vehicle can be performed.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a steering control device according to the first aspect of the present invention, wherein the failure determination unit determines that the steering load state is larger than a predetermined determination reference value for a predetermined time. Is determined to be faulty.
[0012]
In a situation where the steering control is normally performed, the steering load state is increased by the steering operation of the steering wheel, but as the steering operation is performed toward the desired steering position, the steering operation is returned. Is performed, and accordingly, the steering load state gradually decreases. On the other hand, when a failure occurs in the steered position detecting means, the control in which the steered position follows the steered position is not performed, so that the situation where the steering load state is large lasts longer than normal. Will be. Therefore, in the failure determination means, a determination reference value serving as a reference for failure determination is provided, and when the time during which the steering load state is larger than the determination reference value continues for a certain period of time, it is determined that the steered position detection means is faulty. judge.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 schematically shows a configuration of a steering control device according to the present embodiment. The steering control device includes a master unit 10 operated by a driver, a slave unit 20 that steers wheels 21, and a controller 30 that electrically performs interlocking control between the master unit 10 and the slave unit 20.
[0015]
The master unit 10 includes a steering shaft 12 to which a steering handle 11 is attached, a steering shaft motor 13 that generates a steering reaction force applied to the steering handle 11 by rotating the steering shaft 12, and a steering shaft 12. Is provided with a steering angle sensor 14 for detecting a steering position of the steering wheel 11 and a torque sensor 15 for detecting a steering torque applied to the steering wheel 11.
[0016]
The slave unit 20 includes a steered shaft motor 23 that generates a steering force when the steered shaft 22 is displaced and driven. Between the steered shaft motor 23 and the steered shaft 22, there is a steered shaft. A converter 24 is provided for converting the rotational movement of the shaft motor 23 into a linear movement and displacing the steered shaft 22 along the axial direction. The steered shaft 22 is provided with a stroke sensor 25 for detecting the displacement position of the steered shaft 22. Since the displaced position of the steered shaft 22 corresponds to the steered position of the wheels 21, the steered shaft 22 The steered position (steered angle) of the wheel 21 is detected by detecting the displacement position of the wheel 21 with the stroke sensor 25.
[0017]
The controller 30 receives the detection results of the steering angle sensor 14, the torque sensor 15, and the stroke sensor 25, as well as the detection results of a vehicle speed sensor 16 that detects the speed of the vehicle. The drive control of the motor 13 and the steering shaft motor 23 is performed to perform the steering position control of the wheels 21 and the reaction force control applied to the steering wheel 11. The steering shaft motor 13 and the turning shaft motor 23 are both DC motors, and drive control is performed by controlling the Duty value of the applied voltage.
[0018]
Hereinafter, each control process performed by the controller 30 will be described.
[0019]
The steering position control of the wheels 21 is performed as follows. Based on the actual steering position θr detected by the steering angle sensor 14 and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 16, a target turning position Xm of the wheel 21 corresponding to the actual steering position θr is calculated. Then, based on the deviation between the actual turning position Xr detected by the stroke sensor 25 and the calculated target turning position Xm, the duty value V1 of the voltage applied to the turning shaft motor 23 is calculated by the following equation (1). Calculated, and outputs a control signal corresponding to the calculated Duty value to the steered shaft motor 23. In the equation (1), K1 is a gain coefficient indicating the gain of the control signal.
V1 = K1 · (Xm−Xr) (1).
[0020]
The control of the reaction force applied to the steering wheel 11 is performed as follows. First, based on the actual turning position Xr detected by the stroke sensor 25 and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 16, a target steering position θm of the steering wheel 11 corresponding to the actual turning position Xr is calculated. Then, based on the deviation between the actual steering position θr detected by the steering angle sensor 14 and the calculated target steering position θm, a duty value V2 of the applied voltage applied to the steering shaft motor 13 is calculated by the following equation (2). , And outputs a control signal corresponding to the calculated Duty value to the steering shaft motor 13. In the equation (2), K2 is a gain coefficient indicating the gain of the control signal.
V2 = K2 · (θm−θr) (2).
[0021]
If a failure occurs in the stroke sensor 25, the actual steering position Xr of the wheel 21 cannot be detected, so that steering control based on the above-described equations (1) and (2) becomes difficult. For this reason, the controller 30 performs a failure determination for determining whether the stroke sensor 25 is functioning normally.
[0022]
This failure determination is performed based on the steering torque T, which is the detection result of the torque sensor 15, and the duration during which the steering torque T is larger than the determination reference value Ts. Usually, the driver takes an action to further rotate the steering wheel 11 in that direction when the course of the vehicle does not change despite the rotational operation of the steering wheel 11. When the steering handle 11 is operated in this manner, the deviation between the target steering position θm and the actual steering position θr in the above-described equation (2) is obtained regardless of the value of the target steering position θm due to a failure. It will increase even more. As a result, the steering reaction force generated by the steering shaft motor 13 increases. Therefore, in the present embodiment, the increase in the steering reaction force is detected as an example of the increase in the steering torque T in the present embodiment. Further, in order to distinguish the steering operation from a normal steering operation, if the time during which the steering torque T is greater than the determination reference value Ts continues beyond a predetermined time, it is determined that a failure has occurred in the stroke sensor 25. . This is because the actual steering position Xr is controlled so as to follow the actual steering position θr under the condition that the steering control is normally performed, and therefore, the deviation between the target steering position Xm and the actual steering position Xr. Is gradually reduced with the passage of time. However, if a failure occurs in the stroke sensor 25, the situation where the follow-up control becomes difficult and the deviation increases becomes longer than normal.
[0023]
The controller 30 determines the failure of the stroke sensor 25 according to the flowchart shown in FIG.
[0024]
The flowchart of FIG. 2 is started, for example, every 6 msec. First, in step 101 (hereinafter, the step is referred to as “S”), the steering torque T detected by the torque sensor 15 is read, and the count value t ( (Initial value: zero) is read.
[0025]
In subsequent S103, it is determined whether the read steering torque T is larger than the criterion value Ts. If the steering torque T is larger than the criterion value Ts ("Yes" in S103), S105 is performed. Then, the count value t of the timer is incremented, and this count value t is stored.
[0026]
In subsequent S107, it is determined whether or not the stored count value t of the timer is greater than a preset value ts. If the count value t is greater than ts ("Yes" in S107), the process proceeds to S109. Then, it is determined that the stroke sensor 25 has failed.
[0027]
On the other hand, when the steering torque T is equal to or smaller than the determination reference value Ts in S103 (“No” in S103), the process proceeds to S111, and the count value t of the timer at that time is reset to zero. It is determined that it is normal, and this flow ends. Also in S107, if the count value t of the timer is equal to or smaller than ts (“No” in S107), the process similarly proceeds to S113, and determines that the stroke sensor 25 is normal.
[0028]
The failure determination of the stroke sensor 25 is performed as described above. If the failure is determined in S109, the steering control based on the above-described equations (1) and (2) is immediately stopped. The operation shifts to steering control at the time of failure to be described.
[0029]
The turning control at the time of failure of the stroke sensor 25 is performed by controlling the turning force generated by the turning shaft motor 23 based on the actual steering position θr of the steering wheel 11 and the vehicle speed S. When a predetermined turning force is generated from the turning shaft motor 23, the wheel 21 is positioned at a position where the tire reaction force determined according to the turning position and the vehicle speed and the generated turning force are balanced, as shown in FIG. Steered until. Accordingly, the turning position of the wheels 21 is controlled so as to correspond to the actual steering position θr of the steering wheel 11 by generating the turning force according to the vehicle speed S and the actual steering position θr from the turning shaft motor 23. It is possible to do.
[0030]
FIG. 4 shows a flowchart of the steering control performed by the controller 30 when the stroke sensor 25 fails.
[0031]
This flowchart is started, for example, every 6 msec. First, the values of the actual steering position θr detected by the steering angle sensor 14 and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 16 are read in S201.
[0032]
In S203, the duty value of the voltage applied to the steered shaft motor 23 is calculated based on the read actual steering position θr and vehicle speed S. In this case, the duty value of the applied voltage corresponding to the actual steering position θr and the vehicle speed S is mapped in advance, and based on the detected actual steering position θr and the vehicle speed S, the applied voltage applied to the turning shaft motor 23 is determined. The Duty value may be searched by map.
[0033]
Then, in S205, a control signal corresponding to the Duty value obtained in S203 is output to the steered shaft motor 23, and this flow ends.
[0034]
By repeatedly performing S201 to S205 in this manner, even when the stroke sensor 25 is out of order, it is possible to perform the steering control in substantially the same manner as in the normal state.
[0035]
At this time, control of the reaction force applied to the steering wheel 11 is performed according to the flowchart of FIG. In this case, control is performed such that a steering reaction force corresponding to the tire reaction force obtained from the actual steering position θr and the vehicle speed S is applied to the steering wheel 11.
[0036]
This flowchart is started, for example, every 6 msec. First, the values of the actual steering position θr detected by the steering angle sensor 14 and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 16 are read in S301.
[0037]
In step S303, a value corresponding to the tire reaction force generated at this time is calculated based on the read actual steering position θr and vehicle speed S, and a steering reaction force corresponding to the calculated value is applied to the steering wheel 11. The duty value of the applied voltage to be applied to the steering shaft motor 13 is calculated so as to be applied. In this case, the duty value of the applied voltage corresponding to the actual steering position θr and the vehicle speed S is mapped in advance, and based on the detected actual steering position θr and the vehicle speed S, the duty of the applied voltage to be applied to the steering shaft motor 13 is determined. The value may be searched by map.
[0038]
Then, in S305, a control signal corresponding to the Duty value obtained in S303 is output to the steering shaft motor 13, and this flow ends.
[0039]
By repeatedly performing S301 to S305 in this manner, it is possible to control the steering reaction force according to the tire reaction force even when the stroke sensor 25 fails.
[0040]
In the embodiment described above, an example in which the turning force generated by the turning shaft motor 23 is controlled based on the actual steering position θr and the vehicle speed S has been described. However, the actual steering position θr is not considered without considering the vehicle speed S. It is also possible to control the steering force on the basis of. For example, as shown in FIG. 6, control is performed such that the magnitude of the turning force generated by the turning shaft motor 23 is proportional to the actual steering position θr, so that the turning force increases at least with the actual steering position θr. I do. In this case, since the tire reaction force increases or decreases according to the vehicle speed S at that time, the steering position of the stationary wheel 21 changes according to the vehicle speed S because the generated steering force and the tire reaction force are balanced. Become. However, since the driver normally operates the steering wheel 11 so as to obtain a desired steering amount, for example, when the driver feels that the steering amount is insufficient, the steering wheel 11 is further fed. If it is felt that the steering has gone too far, the returning operation of the steering wheel 11 is performed. As a result, the steering force generated by the steering shaft motor 23 is increased or decreased, and as a result, the steering is performed to a desired steering position.
[0041]
Further, the load state of the steering is detected based on the value of the steering torque detected by the torque sensor 15, and the failure of the stroke sensor 25 is determined. In addition to this, the applied voltage applied to the steering shaft motor 13 is determined. The steering load state can also be detected based on the Duty value, the current value flowing through the steering shaft motor 13, or the deviation between the actual steering position θr and the target steering position θm in the above-described equation (2). Also in this case, similarly, when the time during which the magnitude of the detected steering load becomes larger than the predetermined determination reference value continues for a certain period of time, it is determined that the stroke sensor 25 has failed.
[0042]
Furthermore, although the case where the steering reaction force is generated by the steering shaft motor 13 is illustrated, in addition to this, for example, a spring mechanism is used to move the steering handle 11 toward the neutral position according to the operation amount of the steering handle 11. Such a steering reaction force can be generated. Thus, even when the steering reaction force is generated using the mechanical displacement, the failure determination of the stroke sensor 25 can be performed in the same manner as in the present embodiment.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the steering control device according to the first aspect includes the second control unit that controls the turning force according to the steering position, so that the steering wheel can be operated even when the turning position detection unit fails. The steering control of the steered wheels according to the actual steering position can be continued, thereby avoiding a situation in which the steering becomes difficult.
[0044]
The steering control device according to claim 2 further includes a vehicle speed detection unit, and the second control unit controls the steering force based on the steering position and the vehicle speed. Suitable steering control becomes possible.
[0045]
In the steering control device according to the third aspect, the failure determination is performed by the failure determination unit based on the load state and the time, so that the failure can be distinguished from a normal operation of the steering wheel, and the failure of the steering position detection unit is accurately detected. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a steering control device according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart for determining a failure of a stroke sensor.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a steering position and a tire reaction force.
FIG. 4 is a flowchart illustrating steering control performed when a stroke sensor fails.
FIG. 5 is a flowchart showing reaction force control performed when the stroke sensor fails.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an actual steering position and a generated turning force according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Master part, 11 ... Steering wheel, 12 ... Steering axis, 13 ... Steering axis motor, 14 ... Steering angle sensor, 15 ... Torque sensor, 20 ... Slave part, 21 ... Wheel (steering wheel), 22 ... Steering axis , 23: Steering shaft motor, 25: Stroke sensor, 30: Controller.

Claims (3)

機械的に非連結状態の操舵機構と転舵機構とを有し、これら操舵機構と転舵機構との連動制御を行う操舵制御装置において、
前記操舵ハンドルの操舵位置を検出する操舵位置検出手段と、
前記操舵ハンドルに付与する操舵反力を発生する操舵反力発生手段と、
前記転舵輪を転舵させる転舵力を発生する転舵力発生手段と、
前記転舵輪の転舵位置を検出する転舵位置検出手段と、
操舵位置と転舵位置との偏差に応じて、前記転舵力発生手段の駆動制御を行い、前記転舵輪の転舵位置を制御する第1制御手段と、
前記転舵位置検出手段の故障を判定する故障判定手段と、
前記転舵位置検出手段が故障と判定された場合に、前記第1制御手段による制御を中止し、前記操舵位置検出手段で検出された操舵位置に応じて、前記転舵力発生手段手段で発生する転舵力を制御する第2制御手段とを備える操舵制御装置。
In a steering control device that has a steering mechanism and a steering mechanism that are mechanically uncoupled, and performs an interlocking control of the steering mechanism and the steering mechanism,
Steering position detection means for detecting a steering position of the steering wheel;
Steering reaction force generating means for generating a steering reaction force to be applied to the steering wheel;
Turning force generating means for generating a turning force for turning the steered wheels,
Turning position detecting means for detecting a turning position of the steered wheels,
First control means for performing drive control of the turning force generating means in accordance with a deviation between a steering position and a turning position, and controlling a turning position of the steered wheels;
Failure determination means for determining a failure of the steered position detection means;
When the steering position detecting means is determined to be out of order, the control by the first control means is stopped, and the steering force is generated by the steering force generating means in accordance with the steering position detected by the steering position detecting means. A second control means for controlling a turning force to be applied.
車両の速度を検出する車速検出手段を更に備えており、
前記第2制御手段は、前記操舵位置と車速に基づいて、前記転舵力発生手段で発生する転舵力を制御する請求項1記載の操舵制御装置。
It further comprises a vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle,
The steering control device according to claim 1, wherein the second control means controls a turning force generated by the turning force generating means based on the steering position and a vehicle speed.
前記故障判定手段は、操舵の負荷状態が所定の判定基準値より大となる状態が、一定の時間にわたり継続した場合に、前記転舵位置検出手段が故障であると判定する請求項1記載の操舵制御装置。2. The failure position determination unit according to claim 1, wherein the failure determination unit determines that the steering position detection unit has a failure when a state in which the steering load state is larger than a predetermined determination reference value continues for a predetermined time. Steering control device.
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