JP3713385B2

JP3713385B2 - Vehicle steering device

Info

Publication number: JP3713385B2
Application number: JP23494398A
Authority: JP
Inventors: 勝利西崎; 雅也瀬川; 孝修高松; 史郎中野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: JP2000053015A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device of a vehicle which can contribute to the stability of a vehicle action by strengthening a control system through change of the control mode according to a break down state of the control system in case of steering without connecting a steering member with a wheel mechanically. SOLUTION: In a steering device a movement of a steering actuator 2 (a') of a steering drive device is transmitted to wheels 4 so as to change a steering angle without connecting a steering member 1 with the wheels 4 mechanically. This steering device comprises the steering drive device 2, 2', sensors 11, 13, 14, 15, and 16 for detecting changing amounts which affect to instability of a vehicle action, a mode which controls the steering actuator 2 based on detected changing amounts so as to prevent the instability of the vehicle action, when at least one of components of the control system which has controllers 20a, 20b, 20c and 20d for the steering drive device according to the changing amount is in break down state, in accordance with the break down state of any components of the control system, and a mode which controls the steering actuator 2 so as to change the steering angle in accordance with an input of operation.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイール等の操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータの動きを車輪に、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、転舵角が変化するように伝達可能な車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリングホイールを車輪に機械的に連結せずに転舵するため、そのステアリングホイールの操作角に応じて操舵用アクチュエータを制御する制御システムが開発されている。
【０００３】
その制御システムは、ステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサと、車輪の転舵角を検出する転舵角センサと、それらセンサに接続される制御装置を有する。その制御装置は、操作角と目標転舵角との間の予め定められた関係を記憶し、その関係と検出操作角に基づき目標転舵角を演算し、その目標転舵角と検出転舵角との偏差をなくすように操舵用アクチュエータを制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記操舵装置では、カーブ走行時における速度超過やドライバーの運転ミス等により車両挙動が不安定になると、車両がスピンやドリフトを起こし、ドライバーの意図に沿って操舵することができなくなる。
【０００５】
そこで、車両挙動の不安定化に影響する変量をセンサにより検出し、その検出変量に基づいて操舵用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止するように制御するシステムが提案されている。
【０００６】
その制御システムはフェールセーフのために冗長システムとされ、構成要素の一部に故障が生じた場合、車両挙動の不安定化を防止するための制御を解除し、ステアリングホイールの操作角に応じて転舵角を変化させるための制御に切り換えられる。
【０００７】
しかし、制御システムの構成要素の一部に故障が生じた場合、故障内容の如何に拘らず常に車両挙動の不安定化を防止できなくなるのでは、システムとして脆弱で実用に供することができない。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータを含む操舵用駆動装置と、その操作部材の操作入力値を含む車両挙動の不安定化に影響する変量を検出するセンサと、その検出変量に応じて前記操舵用駆動装置を制御するステアリング系制御装置とを有する制御システムを備え、その操舵用アクチュエータの動きを車輪に、操作部材を車輪に機械的に連結することなく、転舵角が変化するように伝達可能な車両の操舵装置に適用される。
本発明においては、その制御システムの構成要素が正常状態か故障状態かを判断する手段が設けられ、その制御システムは、構成要素の中の何れが正常状態で何れが故障状態かに応じて複数の制御モードの間でモード変更可能とされ、その制御モードとして、その制御システムに故障がない時に操舵用アクチュエータを検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードと、その制御システムの構成要素の少なくとも一つが故障状態である時に操舵用アクチュエータを検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードと、その制御システムの構成要素の少なくとも一つが故障状態である時に操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードとを有する。
本発明の構成によれば、制御システムの構成要素の少なくとも一つが故障状態である時でも、車両挙動の不安定化を防止することが可能になり、制御システムを頑強にできる。
【００１０】
そのステアリング系制御装置は、前記制御システムの構成要素として第１制御部と第２制御部を有し、その第１制御部は、その操舵用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算を検出変量に応じて実行可能とされ、その第２制御部は、その第１制御部による演算結果に応じて操舵用アクチュエータを制御する上で必要な演算と、その操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行可能とされ、その第１制御部と第２制御部が正常状態である場合、その操舵用アクチュエータを検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードとされ、その第１制御部が故障状態であって第２制御部が正常状態である場合、その操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードとされるのが好ましい。
この構成によれば、制御システムを構成する第１制御部は、操舵用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算を検出変量に応じて実行可能であり、第２制御部は、その第１制御部による演算結果に応じて操舵用アクチュエータを制御する上で必要な演算と、その操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行可能である。よって、その第１制御部と第２制御部が正常状態であれば、制御システムの他の構成要素の故障が生じた場合でも、車両挙動の不安定化を防止することが可能になる。また、その第１制御部が故障状態であっても第２制御部が正常状態であれば、操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御することが可能になる。
【００１１】
そのステアリング系制御装置は、前記制御システムの構成要素として第３制御部を有し、その操舵用駆動装置は、その操舵用アクチュエータと代替え使用可能に配置された操舵用予備アクチュエータを有し、その第１制御部は、その操舵用予備アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算を検出変量に応じて実行可能とされ、その第３制御部は、その第１制御部による演算結果に応じて操舵用予備アクチュエータを制御する上で必要な演算と、その操舵用予備アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行可能とされ、第１制御部が正常状態であって、第２制御部と第３制御部の中の少なくとも一方が正常状態である場合、その操舵用アクチュエータまたは操舵用予備アクチュエータを検出変量に応じて車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードとされ、第１制御部が故障状態であって、第２制御部と第３制御部の中の少なくとも一方が正常状態である場合、その操舵用アクチュエータまたは操舵用予備アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードとされるのが好ましい。
これにより、その第１制御部が正常状態であれば、第２制御部と第３制御部の中の少なくとも一方が正常状態であれば、車両挙動の不安定化を防止することが可能になる。
【００１２】
そのステアリング系制御装置は、前記制御システムの構成要素として第４制御部を有し、その操作部材に付与される操作反力を発生する反力アクチュエータを有し、その第４制御部は、その操作反力を発生するように反力アクチュエータを制御する上で必要な演算を実行可能とされ、制御システムの構成要素の何れかが故障状態である場合、操作反力が発生しないように反力アクチュエータの制御が行われない制御モードとされるのが好ましい。
これにより、制御システムの構成要素の何れかが故障状態である場合、操作反力が発生しないので、ドライバーに故障発生を認識させることが可能になる。
【００１３】
その検出変量に応じて車両の制動力および駆動力の中の少なくとも一方を、車両挙動の不安定化を防止するように制御可能な走行系制御装置を備え、その操舵用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードにおいては、その走行系制御装置により制動力および駆動力の中の少なくとも一方が車両挙動の不安定化を防止するように制御され、その操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードにおいては、車両挙動の不安定化を防止するための走行系制御装置による制御は解除されるのが好ましい。
これにより、制御システムに故障が生じても、検出変量に応じて操舵用アクチュエータを制御して車両挙動の不安定化を防止できる場合は、同一の検出変量に応じて走行系制御装置によっても制動力および駆動力の中の少なくとも一方の制御により車両挙動が不安定になるのを防止できる。また、操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードにおいては、同一の検出変量に応じて車両挙動が不安定になるのを走行系制御装置による制御により保障できないことから、車両挙動の不安定化を防止するための走行系制御装置による制御は解除される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す車両の操舵装置は、ステアリングホイール（操作部材）１の回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータ２を含む操舵用駆動装置を備えている。その操舵用アクチュエータ２の動きを前部左右車輪４に、ステアリングホイール１を車輪４に機械的に連結することなく、ステアリングギヤ３を介して転舵角が変化するように伝達可能である。
【００１５】
そのアクチュエータ２は、例えば公知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、そのアクチュエータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのステアリングロッド７の動きは、タイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達される。
【００１６】
このステアリングギヤ３は公知のものを用いることができ、アクチュエータ２の動きを車輪４の転舵角に変換できれば構成は限定されない。図示の例では、アクチュエータ２として用いられる電磁クラッチ付き電動モータにより回転駆動されるギヤ３ａと、このギヤ３ａに一体化されるボールナット３ｂと、このボールナット３ｂにボールを介して螺合するボールスクリューシャフト３ｃを有し、そのボールスクリューシャフト３ｃがステアリングロッド７に一体化される。これにより、そのアクチュエータ２の回転運動がステアリングロッド７の直線運動に変換され、車輪４に伝達される。そのアクチュエータ２の動きの車輪４への伝達は、アクチュエータ２を駆動していない状態では上記クラッチにより切断される。これにより、そのアクチュエータ２の動きの車輪４への伝達は解除可能とされている。なお、アクチュエータ２が駆動されていない状態では、車輪４がセルフアライニングトルクにより直進操舵位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１７】
上記操舵用駆動装置は、そのアクチュエータ２と代替え使用可能に配置された操舵用予備アクチュエータ２′を有する。その予備アクチュエータ２′の動きを前部左右車輪４に、ステアリングホイール１を車輪４に機械的に連結することなく、ステアリングギヤ３を介して転舵角が変化するように伝達可能である。
【００１８】
その予備アクチュエータ２′は、例えば公知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、その予備アクチュエータ２′の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する予備運動変換機構を有する。
この予備運動変換機構は、予備アクチュエータ２′の動きを車輪４の転舵角に変換できれば構成は限定されない。図示の例では、予備アクチュエータ２′として用いられる電磁クラッチ付き電動モータにより回転駆動されるピニオン３ａ′と、このピニオン３ａ′に噛み合うラック３ｂ′を有し、そのラック３ｂ′がステアリングロッド７に一体化される。これにより、その予備アクチュエータ２′の回転運動がステアリングロッド７の直線運動に変換され、車輪４に伝達される。その予備アクチュエータ２′の動きの車輪４への伝達は、予備アクチュエータ２′を駆動していない状態では上記クラッチにより切断される。これにより、その予備アクチュエータ２′の動きの車輪４への伝達は解除可能とされている。
【００１９】
そのステアリングホイール１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。その回転シャフト１０を介してステアリングホイール１に付与される操作反力を発生するため、その回転シャフト１０にトルクを付加する反力アクチュエータ１９が設けられている。その反力アクチュエータ１９は、その回転シャフト１０と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００２０】
ステアリングホイール１を直進操舵位置に復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材３０が設けられている。この弾性部材３０は、例えば、回転シャフト１０に弾力を付与する渦巻きバネにより構成できる。上記反力アクチュエータ１９が回転シャフト１０にトルクを付加していない時、その弾力によりステアリングホイール１は直進操舵位置に復帰する。
【００２１】
ステアリングホイール１の操作入力値を含む車両挙動の不安定化に影響する変量を検出するセンサとして、角度センサ１１、トルクセンサ１２、速度センサ１４、横加速度センサ１５、ヨーレートセンサ１６が設けられている。
【００２２】
その角度センサ１１は、ステアリングホイール１の操作入力値として、その回転シャフト１０の回転角に対応する操作角δｈを検出する。そのトルクセンサ１２は、そのステアリングホイール１の操作トルクＴとして、その回転シャフト１０により伝達されるトルクを検出する。その横加速度センサ１５は車両の横加速度Ｇｙを検出し、ヨーレートセンサ１６は車両のヨーレートγを検出し、速度センサ１４は車速ｖを検出する。
【００２３】
その操舵用のアクチュエータ２および予備アクチュエータ２′の出力値を検出する出力値センサとして、そのステアリングロッド７の作動量に対応する車輪４の転舵角δを検出する転舵角センサ１３が設けられている。本実施形態では、その転舵角センサ１３は、上記ピニオン３ａ′の回転角の検出センサにより構成されている。
【００２４】
その車両挙動の不安定化に影響する変量を検出するセンサによる検出変量に応じて上記操舵用駆動装置を制御するため、第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを有するステアリング系制御装置が設けられている。
その第１制御部２０ａに、角度センサ１１、転舵角センサ１３、横加速度センサ１５、ヨーレートセンサ１６、速度センサ１４、第２制御部２０ｂ、第３制御部２０ｃ、および第４制御部２０ｄが接続されている。その第２制御部２０ｂは、その第１制御部２０ａ、第３制御部２０ｃ、第４制御部２０ｄ、転舵角センサ１３、およびアクチュエータ２に接続される。その第３制御部２０ｃは、その第１、第２制御部２０ａ、２０ｂ、第４制御部２０ｄ、転舵角センサ１３、および予備アクチュエータ２′に接続される。その第４制御部２０ｄは、その第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃとトルクセンサ１２と角度センサ１１と反力アクチュエータ１９に接続される。これにより、それら複数の第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは互いに接続されている。
なお、その横加速度Ｇｙとヨーレートγに相関する変量として、操作角δｈと車速ｖ以外に、例えば車輪速を検出するセンサを第１制御部２０ａに接続してもよい。
【００２５】
その第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが全て正常で故障がない場合、第１、第２制御部２０ａ、２０ｂによりアクチュエータ２が制御され、第１、第４制御部２０ａ、２０ｄにより反力アクチュエータ１９が制御される。この場合、各制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの制御モードは後述のように第１制御モードとされる。図２は、この第１制御モードにおける車速が零でない場合の制御ブロック線図を示す。このブロック線図において、第１、第２、第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｄに対応する箇所は２点鎖線で囲まれる。
【００２６】
その図２において、Ｇｙは横加速度の検出値、Ｇｙ^*は横加速度の目標値、γはヨーレートの検出値、δは転舵角の検出値、δ_G ^*は横加速度に基づく転舵角の目標値、δγ^*はヨーレートに基づく転舵角の目標値、δ^*は転舵角の目標値、δｈは操作角の検出値、ｖは車速の検出値、Ｔは操作トルクの検出値、Ｔ^*は操作トルクの目標値、ｉ^*はアクチュエータ２および予備アクチュエータ２′の駆動電流の目標値、ｉｈ^*は反力アクチュエータ１９の駆動電流の目標値を示す。
【００２７】
Ｋ１は検出操作角δｈに対する目標横加速度Ｇｙ^*のゲインであり、Ｇｙ^*＝Ｋ１・δｈの関係より目標横加速度Ｇｙ^*が求められる。このゲインＫ１は、最適な制御を行えるように調整される。発生可能な横加速度は車速が小さくなると小さくなる。例えば図３に示すように、目標横加速度Ｇｙ^*の最大値Ｇｙmax ^*は、一定車速ｖａ（例えば４０ｋｍ／時）未満までは車速ｖに応じて増加し、一定車速ｖａ以上では一定とされる。よって、そのゲインＫ１は車速ｖの関数とされ、その目標横加速度Ｇｙ^*は車速ｖに応じて定められる。
その目標横加速度Ｇｙ^*は第１制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御部２０ａにより、操作角δｈと車速ｖと目標横加速度Ｇｙ^*との間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係と検出操作角δｈと検出車速ｖとに基づき目標横加速度Ｇｙ^*が演算される。
【００２８】
Ｋ２は検出操作角δｈに対する目標操作トルクＴ^*のゲインであり、Ｔ^*＝Ｋ２・δｈの関係より目標操作トルクＴ^*が求められる。このゲインＫ２は最適な制御を行えるように調整される。
その目標操作トルクＴ^*は第１制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御部２０ａにより、操作角δｈと目標操作トルクＴ^*との間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係と検出操作角δｈに基づき目標操作トルクＴ^*が演算される。
なお、検出操作角δｈに代えて検出操作トルクＴを用い、Ｔ^*＝Ｋ２・Ｔの関係より目標操作トルクＴ^*を求めるようにしてもよく、この場合、目標操作トルクＴ^*を演算できるように、トルクセンサ１２による検出操舵トルクＴを第１制御部２０ａに送るようにする。
【００２９】
Ｇ１は、目標横加速度Ｇｙ^*から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差に対する横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*の伝達関数である。すなわち、δ_G ^*＝Ｇ１・（Ｇｙ^*−Ｇｙ）の関係より横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*が求められる。この伝達関数Ｇ１は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインをＫａ、ラプラス演算子をｓ、時定数をＴａとして、Ｇ１＝Ｋａ〔１＋１／（Ｔａ・ｓ）〕になる。そのゲインＫａ及び時定数Ｔａは最適な制御を行えるように調整される。
その横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*は第１制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御部２０ａによって、目標横加速度Ｇｙ^*から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差と横加速度Ｇｙに基づく目標転舵角δ_G ^*との間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係と目標横加速度Ｇｙ^*と検出横加速度Ｇｙに基づき横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*が演算される。
【００３０】
Ｇ２は、目標横加速度Ｇｙ^*から検出ヨーレートγと検出車速ｖの積γ・ｖを差し引いた偏差に対するヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*の伝達関数である。ここで、図４において矢印４０で示す方向に車速ｖで旋回する車両１００に、矢印４１で示す方向に作用する目標横加速度Ｇｙ^*と矢印４２で示す方向に作用する目標ヨーレートγ^*との関係は、Ｇｙ^*＝γ^*・ｖである。よって、目標横加速度Ｇｙ^*が車速ｖに応じて定められることで、γ^*＝Ｇｙ^*／ｖから目標ヨーレートγ^*も車速ｖに応じて定められる。これにより、δγ^*＝Ｇ２・ｖ・（γ^*−γ）の関係より、その目標ヨーレートγ^*と検出ヨーレートγの偏差を打ち消すようにヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*が求められる。この伝達関数Ｇ２は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインをＫｂ、ラプラス演算子をｓ、時定数をＴｂとして、Ｇ２＝Ｋｂ〔１＋１／（Ｔｂ・ｓ）〕になる。そのゲインＫｂおよび時定数Ｔｂは最適な制御を行えるように調整される。
そのヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*は第１制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御部２０ａによって、目標横加速度Ｇｙ^*からヨーレートγと車速ｖの積を差し引いた偏差とヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*との間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係と目標横加速度Ｇｙ^*と検出ヨーレートγと検出車速ｖに基づきヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*が演算される。
【００３１】
その第１制御部２０ａは、その横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*とヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*の和に対応する目標転舵角δ^*を演算する。その目標転舵角δ^*はアクチュエータ２および予備アクチュエータ２′の目標出力値に対応する。これにより、第１制御部２０ａは、操舵用のアクチュエータ２および予備アクチュエータ２′を車両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算を検出変量に応じて実行する。
【００３２】
Ｇ３は、目標転舵角δ^*から検出転舵角δを差し引いた偏差に対するアクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′の目標駆動電流ｉ^*の伝達関数であり、ｉ^*＝Ｇ３・（δ^*−δ）の関係より目標駆動電流ｉ^*が求められる。その伝達関数Ｇ３は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインをＫｃ、ラプラス演算子をｓ、時定数をＴｃとして、Ｇ３＝Ｋｃ〔１＋１／（Ｔｃ・ｓ）〕になる。そのゲインＫｃおよび時定数Ｔｃは最適な制御を行えるように調整される。
【００３３】
Ｇ４は、目標操作トルクＴ^*から検出操作トルクＴを差し引いた偏差に対する反力アクチュエータ１９の目標駆動電流ｉｈ^*の伝達関数である。すなわち、ｉｈ^*＝Ｇ４・（Ｔ^*−Ｔ）の関係より反力アクチュエータ１９の目標駆動電流ｉｈ^*が求められる。この伝達関数Ｇ４は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインをＫｄ、ラプラス演算子をｓ、時定数をＴｄとして、Ｇ４＝Ｋｄ〔１＋１／（Ｔｄ・ｓ）〕になる。そのゲインＫｄおよび時定数Ｔｄは最適な制御を行えるように調整される。
その目標駆動電流ｉｈ^*は第４制御部２０ｄにより演算される。すなわち、第４制御部２０ｄにより、目標操作トルクＴ^*から検出操作トルクＴを差し引いた偏差と目標駆動電流ｉｈ^*との間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係と目標操作トルクＴ^*と検出操作トルクＴに基づき目標駆動電流ｉｈ^*が演算される。この演算のため、第１制御部２０ａから目標操作トルクＴ^*の演算結果が第４制御部２０ｄに送られる。これにより、第４制御部２０ｄは操作反力を発生するように反力アクチュエータ１９を制御する上で必要な演算を実行する。
【００３４】
図５は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常状態で、車速が零の場合における制御装置の制御ブロック線図を示す。この場合、車両の横加速度とヨーレートは生じないので、Ｋ３を検出操作角δｈに対する目標転舵角δ^*のゲインとして、δ^*＝Ｋ３・δｈの関係より目標転舵角δ^*が求められる。このゲインＫ３は、最適な制御を行えるように調整される。他は走行中の場合と同様である。
その目標転舵角δ^*は第１制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御部２０ａにより、検出操作角δｈと目標転舵角δ^*との間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係と検出操作角δｈに基づき目標転舵角δ^*が演算される。これにより、第１制御部２０ａはアクチュエータ２および予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行する。
【００３５】
図６のフローチャートを参照して第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ全てが正常で故障がない場合（後述の第１制御モード）における制御手順を説明する。
【００３６】
まず、センサによる車速ｖ、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγの検出データが第１制御部２０ａに読み込まれ、操作角δｈの検出データが第１、第４制御部２０ａ、２０ｄに読み込まれ、転舵角δの検出データが第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに読み込まれ、操作トルクＴの検出データが第４制御部２０ｄに読み込まれる（ステップ１）。
次に、検出操作角δｈに応じて求められる目標操作トルクＴ^*から検出操作トルクＴを差し引いた偏差が零になるように、反力アクチュエータ１９の目標駆動電流ｉｈ^*が、第４制御部２０ｄにより求められる（ステップ２）。その目標駆動電流ｉｈ^*が印加されることで反力アクチュエータ１９が駆動される。
【００３７】
次に、第１制御部２０ａにより車速ｖが零か否かが判断される（ステップ３）。
車速が零でない場合、第１制御部２０ａにより、検出操作角δｈと車速ｖから目標横加速度Ｇｙ^*が求められ、その目標横加速度Ｇｙ^*から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差が零になるように横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*が求められ、その目標横加速度Ｇｙ^*に対応する目標ヨーレートγ^*と検出車速ｖの積から検出ヨーレートγと検出車速ｖの積を差し引いた偏差が零になるように、すなわち、目標ヨーレートγ^*から検出ヨーレートγを差し引いた偏差が零になるようにヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*が求められ、その横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*とヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*の和により目標転舵角δ^*が求められる（ステップ４）。
車速が零である場合、第１制御部２０ａにより、検出操作角δｈから目標転舵角δ^*が求められる（ステップ５）。
【００３８】
次に、第２制御部２０ｂにより、目標転舵角δ^*から検出転舵角δを差し引いた偏差が零になるように、操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ^*が求められる（ステップ６）。その目標駆動電流ｉ^*が印加されることで操舵用アクチュエータ２が駆動される。
次に、第１制御部２０ａは制御を終了するか否かを判断し（ステップ７）、終了しない場合はステップ１に戻る。その終了判断は、例えば車両の始動用キースイッチがオンか否かにより判断できる。
【００３９】
これにより、ステアリングホイール１とステアリングギヤ３を機械的に連結することなく操舵を行う車両において、操作角δｈと車速ｖに対する目標横加速度Ｇｙ^*の関係と、操作角δｈと車速ｖに対する目標ヨーレートγ^*の関係は予め定められる。これによって、操作角δｈと車速ｖを検出することで、目標横加速度Ｇｙ^*と目標ヨーレートγ^*を定めることができる。その目標横加速度Ｇｙ^*から実際の横加速度Ｇｙを差し引いた偏差と目標ヨーレートγ^*から実際のヨーレートγを差し引いた偏差を打ち消すように操舵用アクチュエータ２を制御することで、車両が運動限界近傍に達する前に車両挙動の安定化を図ることができる。
【００４０】
また、その目標横加速度Ｇｙ^*から検出ヨーレートγと検出車速ｖの積を差し引いた偏差に基づき、ヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*が求められる。車両における横加速度はヨーレートと車速の積に対応することから、その目標横加速度Ｇｙ^*から検出ヨーレートγと検出車速ｖの積を差し引いた偏差は、目標ヨーレートγ^*から検出ヨーレートγを差し引いた偏差と検出車速ｖとの積に対応する。これにより、その目標横加速度Ｇｙ^*から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差を打ち消すように横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^*を求め、その目標横加速度Ｇｙ^*から検出ヨーレートγと検出車速ｖの積を差し引いた偏差、すなわち、目標ヨーレートγ^*から検出ヨーレートγを差し引いた偏差を打ち消すようにヨーレートに基づく目標転舵角δγ^*を求め、両目標転舵角δ_G ^*、δγ^*の和から検出転舵角δを差し引いた偏差を打ち消すように操舵用アクチュエータ２の制御量を求め、確実に車両挙動の安定化を図ることができる。
【００４１】
上記操舵用駆動装置と、センサと、ステアリング系制御装置とを有する制御システムが正常状態か故障状態かを判断するため、上記各制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄそれぞれが故障状態か否かを判断するシステムが、それら第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ自身により構成されている。その制御システムは、制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れが正常状態で何れが故障状態かに応じて複数の制御モードの間でモード変更可能とされている。
【００４２】
本実施形態では、図７のフローチャートに示すように、先ず、各制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄそれぞれが、自身を含めた制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れかが故障状態か否かを判断する（ステップ１）。その判断は、各制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが同一の演算を行い、その演算結果を互いに比較し、少なくとも２者間で演算結果が一致する場合は正常であると判断し、その正常な演算結果と一致しない演算結果の場合は故障状態であると判断する。
制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れも故障状態でない場合はステップ１を繰り返す。
制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れかが故障状態である場合、その故障状態の制御部が自身か否かを判断する（ステップ２）。
自身が故障状態である場合、自身による制御を停止する（ステップ３）。この制御の停止は、例えば自身への電力供給を切断することで行ったり、また、故障状態である制御部へ正常状態の制御部から電力供給の切断信号を出力することで行ってもよい。なお、制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の一つでも制御を停止する場合、アラーム信号を発信し、ブザーやランプ等によりドライバーに警告を発するようにする。
自身が故障状態でない場合、制御モード変更を行い（ステップ４）、ステップ１に戻る。すなわち、それら複数の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れが正常状態で何れが故障状態であるかに応じて複数の制御モードが設定される。本実施形態では、以下の表１に示すように、その制御モードとして第１〜第９制御モードが設定されている。その表１において、○は正常状態であることを示し、×は故障状態であることを示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
その第１制御モードでは、全ての制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常で、図８の（１）に示すように、全ての制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの間で互いに信号の授受が可能であることから、上述の制御が行われる。
その第２制御モードでは、第１制御部２０ａが故障状態で第２〜第４制御部２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常であることから、図８の（２）に示すように、第２〜第４制御部２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第３制御モードでは、第１制御部２０ａと第３制御部２０ｃが故障状態で第２、第４制御部２０ｂ、２０ｄが正常であることから、図８の（３）に示すように、第２、第４制御部２０ｂ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第４制御モードでは、第１制御部２０ａと第２制御部２０ｂが故障状態で第３、第４制御部２０ｃ、２０ｄが正常であることから、図８の（４）に示すように、第３、第４制御部２０ｂ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第５制御モードでは、第４制御部２０ｄが故障状態で第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃが正常であることから、図８の（５）に示すように、第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第６制御モードでは、第３、第４制御部２０ｃ、２０ｄが故障状態で、第１、第２制御部２０ａ、２０ｂが正常であることから、図８の（６）に示すように、第１、第２制御部２０ａ、２０ｂの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第７制御モードでは、第２、第４制御部２０ｂ、２０ｄが故障状態で、第１、第３制御部２０ａ、２０ｃが正常であることから、図８の（７）に示すように、第１、第３制御部２０ａ、２０ｃの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第８制御モードでは、第３制御部２０ｃが故障状態で第１、第２、第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｄが正常であることから、図８の（８）に示すように、第１、第２、第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
その第９制御モードでは、第２制御部２０ｂが故障状態で第１、第３、第４制御部２０ａ、２０ｃ、２０ｄが正常であることから、図８の（９）に示すように、第１、第３、第４制御部２０ａ、２０ｃ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能である。
【００４５】
なお、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の一台のみが正常である場合も考えられるが、本実施形態では、複数の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによる同一演算の演算結果が少なくとも２者間で一致するか否かにより正常状態か故障状態かを判断している。よって、一台のみが正常である場合も全て故障状態であると見做し、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによる制御を停止する。
また、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃのみが正常である場合も考えられるが、第３制御部２０ｃは第２制御部２０ｂの予備制御部として機能することから、第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃは択一的に使用される。よって、第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃのみが正常である場合は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが故障状態であると見做し、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによる制御を停止する。
【００４６】
本実施形態では、第１制御部２０ａが正常状態であって、第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃの中の少なくとも一方が正常状態である場合、アクチュエータ２または予備アクチュエータ２′を検出変量に応じて車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードとされる。また、第１制御部２０ａが故障状態であって、第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃの中の少なくとも一方が正常状態である場合、アクチュエータ２または予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードとされる。また、第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの何れかが故障状態である場合、操作反力が発生しないように反力アクチュエータ１９の制御が行われない制御モードとされる。
【００４７】
図９は、その第２〜第４制御モードにおける制御ブロック線図を示す。その第２〜第４制御モードにおいては第１制御部２０ａは故障状態であるため、車両挙動の安定化のための制御は行われない。また、その第２〜第４制御モードにおいては第４制御部２０ｄは正常であるため反力アクチュエータ１９の制御は可能であるが、ドライバーに制御系が故障状態であることを認識させるため、ドライバーに操作反力を与えないように反力アクチュエータ１９の制御を行わない。よって、第２〜第４制御モードにおいては、ステアリングホイール１の操作角に応じて転舵角δが変化するようにアクチュエータ２が制御される。
【００４８】
その図９において、検出操作角δｈに対する目標転舵角δ^*の上記ゲインＫ３と検出操作角δｈから、目標転舵角δ^*がδ^*＝Ｋ３・δｈの関係より求められる。
その目標転舵角δ^*は、第２、第３制御モードにおいては第２制御部２０ｂにより演算され、第４制御モードにおいては第３制御部２０ｃにより演算される。すなわち、第２、第３制御部２０ｂ、２０ｃにおいて、検出操作角δｈと目標転舵角δ^*との間の予め定められた関係が記憶され、その関係と検出操作角δｈに基づき、第２、第３制御モードにおいては第２制御部２０ｂにより、第４制御モードにおいては第３制御部２０ｃにより、目標転舵角δ^*が演算される。その検出操作角δｈを検出する角度センサ１１は第１制御部２０ａと第４制御部２０ｄに接続され、第２〜第４制御モードにおいては第１制御部２０ａによる制御は停止されているので、その操作角δｈの検出信号は第４制御部２０ｄから第２制御部２０ｂあるいは第３制御部２０ｃに送られる。
その目標転舵角δ^*から検出転舵角δを差し引いた偏差に対する目標駆動電流ｉ^*の上記伝達関数Ｇ３と、その演算された目標転舵角δ^*と検出転舵角δから、目標駆動電流ｉ^*がｉ^*＝Ｇ３・（δ^*−δ）の関係から求められる。
その目標駆動電流ｉ^*は、第２、第３制御モードにおいては第２制御部２０ｂにより演算され、第４制御モードにおいては第３制御部２０ｃにより演算される。すなわち、第２、第３制御部２０ｂ、２０ｃにおいて、目標転舵角δ^*から検出転舵角δを差し引いた偏差と目標駆動電流ｉ^*との間の予め定められた関係が記憶され、その関係と目標転舵角δ^*と検出転舵角δから、第２、第３制御モードにおいては第２制御部２０ｂにより、第４制御モードにおいては第３制御部２０ｃにより、目標駆動電流ｉ^*が演算される。
その目標駆動電流ｉ^*に応じて、第２、第３制御モードにおいてはアクチュエータ２が駆動され、第４制御モードにおいては予備アクチュエータ２′が駆動される。すなわち、第２制御部２０ｂは、アクチュエータ２を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行し、第３制御部２０ｃは、予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行する。
これにより、第２〜第４制御モードにおいては、全ての制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常な場合における図６に示した制御手順の中で、ステップ１、ステップ５、ステップ６、ステップ７が順次実行される。
【００４９】
図１０は、その第５〜第９制御モードにおける車速が零でない場合の制御ブロック線図を示し、図１１は、その第５〜第９制御モードにおける車速が零の場合の制御ブロック線図を示す。その第５〜第７制御モードにおいては第４制御部２０ｄは故障状態であるため、反力アクチュエータ１９の制御は行われず、ドライバーに操作反力は与えられない。また、その第８、第９制御モードにおいては第１、第４制御部２０ａ、２０ｄは正常であるため反力アクチュエータ１９の制御は可能であるが、ドライバーに制御系が故障状態であることを認識させるため、ドライバーに与える操作反力が発生しないように反力アクチュエータ１９の制御を行わない。よって、この第５〜第９制御モードにおいては、アクチュエータ２が検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を防止するように制御される。
【００５０】
その第５、第６制御モードの第１制御モードとの相違は、反力アクチュエータ１９の制御が行われない点にあり、他は同様とされる。
その第７制御モードの第１制御モードとの相違は、反力アクチュエータ１９の制御が行われず、第１制御モードにおいて第２制御部２０ｂによりなされる演算が第３制御部２０ｃによりなされ、第１制御モードにおいてアクチュエータ２が制御されるのに代えて予備アクチュエータ２′が制御される点にあり、他は同様とされる。
その第８制御モードの第１制御モードとの相違は、反力アクチュエータ１９の制御が行われない点にあり、他は同様とされる。
その第９制御モードの第１制御モードとの相違は、反力アクチュエータ１９の制御が行われず、第１制御モードにおいて第２制御部２０ｂによりなされる演算が第３制御部２０ｃによりなされ、第１制御モードにおいてアクチュエータ２が制御されるのに代えて予備アクチュエータ２′が制御される点にあり、他は同様とされる。
すなわち、第５〜第９制御モードにおいては、全ての制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常な場合における図６に示した制御手順の中で、ステップ１、ステップ３、ステップ４、ステップ５、ステップ６、ステップ７が順次実行される。
【００５１】
上記構成によれば、制御システムの構成要素の少なくとも一つが故障状態である時でも、車両挙動の不安定化を防止することが可能になり、頑強な制御システムを得ることができる。また、制御システムの構成要素として、アクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を車両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算を検出変量に応じて実行可能な第１制御部２０ａと、その第１制御部２０ａによる演算結果に応じてアクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を制御する上で必要な演算と、そのアクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行可能な第２制御部２０ｂあるいは第３制御部２０ｃの中の少なくとも一方が正常状態であれば、車両挙動の不安定化を防止することが可能になる。すなわち、制御システムの一部が故障しても、車両挙動の安定化を図ることができる。また、その第１制御部２０ａが故障状態であっても第２制御部２０ｂおよび第３制御部２０ｃの中の少なくとも一方が正常状態であれば、アクチュエータ２または予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御できる。さらに、制御システムの構成要素の何れかが故障状態である場合、操作反力が発生しないので、ドライバーに故障発生を認識させることが可能になる。
【００５２】
図１２〜図１５は上記実施形態の変形例を示す。なお、上記実施形態との相違点を説明し、同様部分は同一符号で示して説明は省略する。
【００５３】
この変形例においては、図１２に示すように、車両の前後左右車輪４を制動するための制動システムが操舵装置に接続される。すなわち、ブレーキペダル５１の踏力に応じた制動圧をマスターシリンダ５２により発生させる。その制動圧は、制動圧制御ユニット５３により増幅されると共に各車輪４のブレーキ装置５４に分配され、各ブレーキ装置５４が各車輪４に制動力を作用させる。その制動圧制御ユニット５３は、コンピューターにより構成される走行系制御装置６０に接続される。この走行系制御装置６０に、第１制御部２０ａと、各車輪４それぞれの制動力を個別に検出する制動力センサ６１と、各車輪４それぞれの回転速度を個別に検出する車輪速センサ６２が接続される。この走行系制御装置６０は、その車輪速センサ６２により検知される各車輪４の回転速度と制動力検知センサ６１によるフィードバック値に応じて、制動圧を増幅すると共に分配することができるように制動圧制御ユニット５３を制御する。これにより、各車輪の制動力を個別に制御することが可能とされている。なお、制動圧制御ユニット５３は、ブレーキペダル５１の操作がなされていない場合でも、内蔵するポンプにより制動圧を発生することが可能とされている。
【００５４】
ステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの全部または一部により操舵用アクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モードにおいては、その走行系制御装置６０により制動力が車両挙動の不安定化を防止するように制御される。
【００５５】
すなわち、その走行系制御装置６０は、第１制御部２０ａと同様に、検出横加速度Ｇｙ、検出ヨーレートγ、検出車速ｖ、目標横加速度Ｇｙ^*、横加速度に基づく転舵角目標値δ_G ^*、ヨーレートに基づく転舵角目標値δγ^*から目標転舵角δ^*を演算する。図１３は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常状態である場合のブロック線図を示し、その走行系制御装置６０に検出横加速度Ｇｙ、検出ヨーレートγ、検出車速ｖが入力され、また、第１制御部２０ａから目標横加速度Ｇｙ^*、横加速度に基づく転舵角目標値δ_G ^*、ヨーレートに基づく転舵角目標値δγ^*が入力される。なお、走行系制御装置６０において、目標横加速度Ｇｙ^*、横加速度に基づく転舵角目標値δ_G ^*、ヨーレートに基づく転舵角目標値δγ^*を演算するようにしてもよい。
【００５６】
この変形例では、目標横加速度Ｇｙ^*から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差と、目標ヨーレートγ^*から検出ヨーレートγを差し引いた偏差を打ち消すために、上記実施形態のようにステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより操舵用アクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を制御するだけでなく、走行系制御装置６０により制動圧制御ユニット５３を制御する。すなわち、走行系制御装置６０は、車両挙動の不安定化に影響する変量を検出するセンサの検出変量に応じて、車両の制動力を車両挙動の不安定化を防止するように制動圧制御ユニット５３を介して制御する。この際、ステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃによる操舵用アクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′の制御の重みαと走行系制御装置６０による制御の重みβの割合は予め定められる。
【００５７】
図１４は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常で、制動力が車両挙動の不安定化を防止するように制御される場合の変形例のフローチャートを示す。上記実施形態との相違は、ステップ４において求めた目標転舵角δ^*に、そのステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃによる制御の予め設定した重み割合α／（α＋β）を掛けた値を新たな目標転舵角δ^*とし（ステップ４ａ′）、その新たな目標転舵角δ^*に基づきステップ６においてアクチュエータ２の駆動電流の目標値を演算する。その重み割合α／（α＋β）は、例えば０．５に設定される。この重み割合α／（α＋β）の設定値は変更可能であってもよく、凍結路面や雪道を走行する場合は通常路面を走行する場合よりも小さく設定するのが好ましい。
【００５８】
一方、走行系制御装置６０においては、そのステップ４において求めた目標転舵角δ^*に、その走行系制御装置６０による制御の重み割合β／（α＋β）を掛けた値を新たな目標転舵角δ^*とし、その新たな目標転舵角δ^*と検出転舵角δの偏差をなくすように制動圧制御ユニット５３を制御する。例えば、各車輪４の制動力の変化による転舵角δの変化を、この転舵角δの変化に影響を及ぼす車速ｖ、車輪速、転舵角δ、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ毎に実験により予め求めてテーブルとして記憶し、そのテーブルとセンサにより検出した車速ｖ、車輪速、転舵角δ、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγに基づき制動圧制御ユニット５３を制御する。第１制御モード以外の第５〜第９制御モードにおいても同様とされる。
【００５９】
この変形例によれば、路面凍結等による走行路と車両との間の摩擦抵抗の低下等により、操舵により発生可能な横加速度Ｇｙやヨーレートγの最大値が減少しても、制動力の制御を操舵制御と干渉することなく行うことで、車両挙動が不安定になるのを防止できる。また、操舵制御のみであれば、車輪４が実際に転舵するまで車両挙動の安定化を図ることができないため、車輪４のタイヤの弾性による制御遅れがあるのに対して、制動力の制御によれば車輪４のタイヤの弾性による制御遅れはないので、迅速に車両挙動を安定化できる。例えば図１５に示すように、操舵時において車両１００の挙動が安定している場合は破線で示す経路を進行するのに対して、車両挙動が不安定になって矢印Ａで示すモーメントにより２点鎖線で示すようにオーバーステア状態からスピンするおそれがある場合、外輪の制動力を内輪の制動力よりも大きくすることで矢印Ｂで示すモーメントを作用させて車両挙動を安定化させることができる。また、車両挙動が不安定になって矢印Ｂで示すモーメントにより１点鎖線で示すようにアンダーステア状態からドリフトするおそれがある場合、内輪の制動力を外輪の制動力よりも大きくすることで矢印Ａで示すモーメントを作用させて車両挙動を安定化させることができる。
【００６０】
上記変形例においては、ステアリング系制御装置の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによる制御モードが第２〜第４制御モードになった場合、すなわち、操舵用のアクチュエータ２または予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードにおいては、走行系制御装置６０による制御モードも変更され、走行系制御装置６０による車両挙動の不安定化を防止するための制動力の制御は解除される。この場合、走行系制御装置６０による制動圧制御ユニット５３の制御は、ステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとは独立した公知の制御、例えば各車輪４の制動力を均等にしたり、アンチロック機能を奏する制御が行われる。
【００６１】
上記変形例によれば、制御システムに故障が生じても、検出変量に応じてアクチュエータ２または予備アクチュエータ２′を制御して車両挙動の不安定化を防止できる場合は、同一の検出変量に応じて走行系制御装置６０によっても制動力の制御により車両挙動が不安定になるのを防止できる。また、検出変量に応じてアクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードにおいては、同一の検出変量に応じて車両挙動が不安定になるのを走行系制御装置６０による制御により保障できないことから、車両挙動の不安定化を防止するための走行系制御装置６０による制動力の制御は解除される。他は上記実施形態と同様とされる。
【００６２】
なお、上記変形例において、制動力に代えて各車輪４の駆動力を制御するようにしてもよい。すなわち、走行系制御装置により車両のエンジンスロットルの開度を調節して駆動力を増加することで、図１５において内輪の制動力を外輪の制動力よりも大きくした場合と同様にモーメントを作用させて車両挙動を安定化させることができ、また、駆動力の減少により、外輪の制動力を内輪の制動力よりも大きくした場合と同様にモーメントを作用させて車両挙動を安定化させることができる。また、各車輪４の制動力と駆動力の双方を制御するようにしてもよい。
【００６３】
本発明は上記実施形態や変形例に限定されない。例えば、検出操作角δｈに代えて検出操作トルクＴが操作入力値に対応するものとしてもよく、この場合、Ｇｙ^*＝Ｋ１・Ｔの関係より目標横加速度Ｇｙ^*を求めるようにすればよい。
また、操作部材は回転操作されるステアリングホイールに限定されず、例えば、操作入力値が操作トルクに対応する場合、回転しないように車体に取り付けられるハンドルを用いることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材を車輪に機械的に連結せずに転舵する場合に、制御システムの故障状態に応じて制御モードを変更することで、制御システムを頑強にして車両挙動の安定化に貢献でき、さらに制御システムの故障をドライバーに認識させることができる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の操舵装置の第１モードにおける車両走行時の制御ブロック線図
【図３】本発明の実施形態の操舵装置における車速と目標横加速度の最大値との関係を示す図
【図４】本発明の実施形態の操舵装置の作用説明図
【図５】本発明の実施形態の操舵装置の第１モードにおける車両停車時の制御ブロック線図
【図６】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【図７】本発明の実施形態の操舵装置の制御モードを判断する手順を示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態の操舵装置の制御モードの説明図
【図９】本発明の実施形態の操舵装置の第２〜第４モードにおける制御ブロック線図
【図１０】本発明の実施形態の操舵装置の第５〜第９モードにおける車両走行時の制御ブロック線図
【図１１】本発明の実施形態の操舵装置の第５〜第９モードにおける車両停車時の制御ブロック線図
【図１２】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の構成説明図
【図１３】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の制御ブロック線図
【図１４】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【図１５】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の作用説明図
【符号の説明】
１ステアリングホイール
２操舵用アクチュエータ
２′ 操舵用予備アクチュエータ
３ステアリングギヤ
４車輪
１１角度センサ
１２トルクセンサ
１３転舵角センサ
１４速度センサ
１５横加速度センサ
１６ヨーレートセンサ
１９反力アクチュエータ
２０ａ第１制御部
２０ｂ第２制御部
２０ｃ第３制御部
２０ｄ第４制御部
６０走行系制御装置
１００車両[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention transmits the movement of a steering actuator driven according to the operation of an operation member such as a steering wheel to a wheel so that the turning angle changes without mechanically connecting the operation member to the wheel. The present invention relates to a possible vehicle steering system.
[0002]
[Prior art]
In order to steer a steering wheel without being mechanically connected to the wheel, a control system for controlling a steering actuator according to an operation angle of the steering wheel has been developed.
[0003]
The control system includes an operation angle sensor that detects an operation angle of a steering wheel, a turning angle sensor that detects a turning angle of a wheel, and a control device connected to the sensors. The control device stores a predetermined relationship between the operation angle and the target turning angle, calculates a target turning angle based on the relationship and the detected operation angle, and calculates the target turning angle and the detected turning angle. The steering actuator is controlled so as to eliminate the deviation from the corner.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above steering device, if the vehicle behavior becomes unstable due to an excessive speed during driving on a curve or a driver's driving mistake, the vehicle will spin or drift, and cannot be steered according to the driver's intention.
[0005]
Therefore, a system has been proposed in which a variable that affects vehicle behavior instability is detected by a sensor, and a steering actuator is controlled based on the detected variable to prevent instability of the vehicle behavior.
[0006]
The control system is a redundant system for fail-safe operation. When a failure occurs in a part of the components, the control to prevent the vehicle behavior from becoming unstable is released and the control system is operated according to the steering wheel operating angle. It is switched to control for changing the turning angle.
[0007]
However, when a failure occurs in a part of the components of the control system, the system is fragile and cannot be put to practical use because the vehicle behavior cannot be always destabilized regardless of the content of the failure.
[0008]
It is an object of the present invention to provide a vehicle steering apparatus that can solve the above problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention includes a steering drive device that includes a steering actuator that is driven in response to an operation of an operation member, a sensor that detects a variable that affects destabilization of vehicle behavior including an operation input value of the operation member, A control system having a steering system control device for controlling the steering drive device in accordance with the detected variable, and the movement of the steering actuator is connected to the wheel and the operation member is not mechanically connected to the wheel. The present invention is applied to a vehicle steering apparatus capable of transmitting so that the steering angle changes.
  In the present invention, means for determining whether the component of the control system is in a normal state or a failure state is provided, and the control system includes a plurality of control systems depending on which of the components is in a normal state and which is in a failure state. The mode can be changed between control modes, and as the control mode,A control mode for controlling the steering actuator to prevent instability of the vehicle behavior based on the detected variable when there is no failure in the control system;A control mode for controlling the steering actuator to prevent instability of the vehicle behavior based on the detected variable when at least one of the components of the control system is in a failure state; and at least one of the components of the control system And a control mode for controlling the steering actuator so that the turning angle changes according to the operation input value when one of them is in a failure state.
  According to the configuration of the present invention, even when at least one of the components of the control system is in a failure state, it is possible to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, and the control system can be made robust.
[0010]
The steering system control device has a first control unit and a second control unit as components of the control system, and the first control unit prevents the steering actuator from destabilizing the vehicle behavior. The calculation necessary for the control can be executed according to the detected variable, and the second control unit calculates the calculation necessary for controlling the steering actuator according to the calculation result by the first control unit, When the steering actuator can perform calculations necessary to control the turning angle to change according to the operation input value, and the first control unit and the second control unit are in a normal state, the steering is performed. When the first control unit is in a failure state and the second control unit is in a normal state, the control mode is set to control the actuator for preventing the vehicle behavior from becoming unstable based on the detected variable. Acti Preferably, the turning angle in accordance with eta on an operation input value is a control mode for controlling so as to change.
According to this configuration, the first control unit constituting the control system can execute a calculation necessary for controlling the steering actuator so as to prevent instability of the vehicle behavior according to the detected variable, The second control unit performs control necessary for controlling the steering actuator according to the calculation result by the first control unit, and controls the steering actuator so that the turning angle changes according to the operation input value. Can perform necessary calculations. Therefore, if the first control unit and the second control unit are in a normal state, it is possible to prevent instability of the vehicle behavior even when other components of the control system fail. In addition, even if the first control unit is in a failure state, if the second control unit is in a normal state, the steering actuator can be controlled so that the turning angle changes according to the operation input value. .
[0011]
The steering system control device has a third control unit as a component of the control system, and the steering drive device has a steering preliminary actuator arranged to be used in place of the steering actuator, The first control unit can execute a calculation necessary for controlling the steering preliminary actuator so as to prevent instability of the vehicle behavior according to the detected variable, and the third control unit 1 Calculation required for controlling the steering preliminary actuator according to the calculation result by the control unit, and calculation necessary for controlling the steering preliminary actuator so that the turning angle changes according to the operation input value When the first control unit is in a normal state and at least one of the second control unit and the third control unit is in a normal state, the steering actuator or Control mode for controlling the spare actuator for the vehicle so as to prevent instability of the vehicle behavior in accordance with the detected variable, the first control unit is in a failure state, and the second control unit and the third control unit When at least one of the steering actuators is in a normal state, the control mode is preferably set to control the steering actuator or the steering preliminary actuator so that the turning angle changes according to the operation input value.
Accordingly, if the first control unit is in a normal state, it is possible to prevent instability of the vehicle behavior if at least one of the second control unit and the third control unit is in a normal state. .
[0012]
The steering system control device includes a fourth control unit as a component of the control system, and includes a reaction force actuator that generates an operation reaction force applied to the operation member. The calculation required to control the reaction force actuator so as to generate an operation reaction force can be executed, and if any of the components of the control system is in a failure state, the reaction force is prevented from being generated. It is preferable that the control mode is such that the actuator is not controlled.
Thereby, when any of the components of the control system is in a failure state, an operation reaction force is not generated, so that the driver can recognize the occurrence of the failure.
[0013]
A traveling system control device capable of controlling at least one of the braking force and driving force of the vehicle according to the detected variable so as to prevent instability of the vehicle behavior is provided. In the control mode for controlling to prevent the stabilization, at least one of the braking force and the driving force is controlled by the traveling system control device to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, and the steering actuator is controlled. In the control mode in which the turning angle is controlled so as to change according to the operation input value, it is preferable that the control by the traveling system control device for preventing the vehicle behavior from becoming unstable is canceled.
As a result, even if a failure occurs in the control system, if the steering actuator can be controlled in accordance with the detected variable to prevent instability of the vehicle behavior, it can also be controlled by the traveling system control device in accordance with the same detected variable. It is possible to prevent vehicle behavior from becoming unstable by controlling at least one of power and driving force. Further, in the control mode in which the steering actuator is controlled so that the turning angle changes according to the operation input value, the vehicle behavior becomes unstable according to the same detected variable by the control by the traveling system control device. Since this cannot be guaranteed, the control by the traveling system control device for preventing the vehicle behavior from becoming unstable is released.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The vehicle steering apparatus shown in FIG. 1 includes a steering drive apparatus including a steering actuator 2 that is driven in response to a rotation operation of a steering wheel (operation member) 1. The movement of the steering actuator 2 can be transmitted to the front left and right wheels 4 and the steering wheel 1 via the steering gear 3 so as to change the turning angle without mechanically connecting the steering wheel 1 to the wheels 4.
[0015]
The actuator 2 can be constituted by an electric motor such as a known brushless motor. The steering gear 3 has a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the output shaft of the actuator 2 into the linear motion of the steering rod 7. The movement of the steering rod 7 is transmitted to the wheel 4 through the tie rod 8 and the knuckle arm 9.
[0016]
The steering gear 3 can be a known one, and the configuration is not limited as long as the movement of the actuator 2 can be converted into the turning angle of the wheel 4. In the illustrated example, a gear 3a that is rotationally driven by an electric motor with an electromagnetic clutch used as the actuator 2, a ball nut 3b that is integrated with the gear 3a, and a ball that is screwed into the ball nut 3b via a ball. A screw shaft 3 c is provided, and the ball screw shaft 3 c is integrated with the steering rod 7. Thereby, the rotational motion of the actuator 2 is converted into the linear motion of the steering rod 7 and transmitted to the wheels 4. The transmission of the movement of the actuator 2 to the wheel 4 is disconnected by the clutch when the actuator 2 is not driven. Thereby, the transmission of the movement of the actuator 2 to the wheel 4 can be released. In the state where the actuator 2 is not driven, the wheel alignment is set so that the wheel 4 can be returned to the straight steering position by the self-aligning torque.
[0017]
The steering drive device has a steering preliminary actuator 2 ′ arranged to be usable in place of the actuator 2. The movement of the preliminary actuator 2 ′ can be transmitted to the front left and right wheels 4 and the steering wheel 1 via the steering gear 3 so that the turning angle can be changed without mechanically connecting the steering wheel 1 to the wheels 4.
[0018]
The spare actuator 2 'can be constituted by an electric motor such as a known brushless motor. The steering gear 3 has a preliminary motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the output shaft of the preliminary actuator 2 ′ into the linear motion of the steering rod 7.
The configuration of the preliminary motion conversion mechanism is not limited as long as the motion of the preliminary actuator 2 ′ can be converted into the turning angle of the wheel 4. In the illustrated example, there is a pinion 3 a ′ that is rotationally driven by an electric motor with an electromagnetic clutch that is used as a reserve actuator 2 ′, and a rack 3 b ′ that meshes with the pinion 3 a ′, and the rack 3 b ′ is integrated with the steering rod 7. It becomes. Thereby, the rotational motion of the preliminary actuator 2 ′ is converted into the linear motion of the steering rod 7 and transmitted to the wheel 4. The transmission of the movement of the spare actuator 2 'to the wheel 4 is disconnected by the clutch when the spare actuator 2' is not driven. Thereby, the transmission of the movement of the preliminary actuator 2 'to the wheel 4 can be released.
[0019]
The steering wheel 1 is connected to a rotating shaft 10 that is rotatably supported by the vehicle body side. In order to generate an operation reaction force applied to the steering wheel 1 via the rotation shaft 10, a reaction force actuator 19 that applies torque to the rotation shaft 10 is provided. The reaction force actuator 19 can be constituted by an electric motor such as a brushless motor having an output shaft integrated with the rotary shaft 10.
[0020]
An elastic member 30 is provided that provides elasticity in a direction to return the steering wheel 1 to the straight steering position. The elastic member 30 can be constituted by, for example, a spiral spring that imparts elasticity to the rotary shaft 10. When the reaction force actuator 19 does not apply torque to the rotary shaft 10, the steering wheel 1 returns to the straight steering position due to its elasticity.
[0021]
An angle sensor 11, a torque sensor 12, a speed sensor 14, a lateral acceleration sensor 15, and a yaw rate sensor 16 are provided as sensors for detecting variables that affect the instability of the vehicle behavior including the operation input value of the steering wheel 1. .
[0022]
The angle sensor 11 detects an operation angle δh corresponding to the rotation angle of the rotary shaft 10 as an operation input value of the steering wheel 1. The torque sensor 12 detects the torque transmitted by the rotary shaft 10 as the operation torque T of the steering wheel 1. The lateral acceleration sensor 15 detects the lateral acceleration Gy of the vehicle, the yaw rate sensor 16 detects the yaw rate γ of the vehicle, and the speed sensor 14 detects the vehicle speed v.
[0023]
As an output value sensor for detecting the output values of the steering actuator 2 and the spare actuator 2 ', a turning angle sensor 13 for detecting the turning angle δ of the wheel 4 corresponding to the operation amount of the steering rod 7 is provided. ing. In the present embodiment, the turning angle sensor 13 is configured by a detection sensor for the rotation angle of the pinion 3a ′.
[0024]
Steering system control having first to

fourth control units

20a, 20b, 20c, and 20d in order to control the steering drive device in accordance with a variable detected by a sensor that detects a variable affecting the instability of the vehicle behavior. A device is provided.
The first control unit 20a includes an angle sensor 11, a turning angle sensor 13, a lateral acceleration sensor 15, a yaw rate sensor 16, a speed sensor 14, a second control unit 20b, a third control unit 20c, and a fourth control unit 20d. It is connected. The second control unit 20b is connected to the first control unit 20a, the third control unit 20c, the fourth control unit 20d, the turning angle sensor 13, and the actuator 2. The third control unit 20c is connected to the first and

second control units

20a and 20b, the fourth control unit 20d, the turning angle sensor 13, and the spare actuator 2 '. The fourth control unit 20d is connected to the first to

third control units

20a, 20b, and 20c, the torque sensor 12, the angle sensor 11, and the reaction force actuator 19. Accordingly, the plurality of first to

fourth control units

20a, 20b, 20c, and 20d are connected to each other.
As a variable correlated with the lateral acceleration Gy and the yaw rate γ, in addition to the operation angle δh and the vehicle speed v, for example, a sensor that detects a wheel speed may be connected to the first control unit 20a.
[0025]
When the first to

fourth control units

20a, 20b, 20c, and 20d are all normal and there is no failure, the actuator 2 is controlled by the first and

second control units

20a and 20b, and the first and

fourth control units

20a, 20a, The reaction force actuator 19 is controlled by 20d. In this case, the control mode of each

control unit

20a, 20b, 20c, 20d is set to the first control mode as will be described later. FIG. 2 shows a control block diagram when the vehicle speed is not zero in the first control mode. In this block diagram, portions corresponding to the first, second, and

fourth control units

20a, 20b, and 20d are surrounded by a two-dot chain line.
[0026]
In FIG. 2, Gy is a detected value of lateral acceleration, Gy^*Is the target value of the lateral acceleration, γ is the detected value of the yaw rate, δ is the detected value of the turning angle, δ_G ^*Is the target value of the turning angle based on the lateral acceleration, δγ^*Is the target turning angle based on yaw rate, δ^*Is the target value of the turning angle, δh is the detected value of the operating angle, v is the detected value of the vehicle speed, T is the detected value of the operating torque, T^*Is the target value of the operating torque, i^*Is the target value of the drive current for actuator 2 and spare actuator 2 ', ih^*Indicates the target value of the drive current of the reaction force actuator 19.
[0027]
K1 is the target lateral acceleration Gy with respect to the detected operation angle δh.^*Gain, Gy^*= Target lateral acceleration Gy from the relationship of K1 · δh^*Is required. The gain K1 is adjusted so that optimum control can be performed. The lateral acceleration that can be generated decreases as the vehicle speed decreases. For example, as shown in FIG. 3, the target lateral acceleration Gy^*Maximum value Gymax^*Increases according to the vehicle speed v up to a constant vehicle speed va (for example, 40 km / hour), and is constant above the constant vehicle speed va. Therefore, the gain K1 is a function of the vehicle speed v, and the target lateral acceleration Gy^*Is determined according to the vehicle speed v.
The target lateral acceleration Gy^*Is calculated by the first controller 20a. That is, the first control unit 20a controls the operation angle δh, the vehicle speed v, and the target lateral acceleration Gy.^*Is stored in advance, and the target lateral acceleration Gy is determined based on the relationship, the detected operation angle δh, and the detected vehicle speed v.^*Is calculated.
[0028]
K2 is the target operation torque T with respect to the detected operation angle δh.^*Gain, and T^*= Target operating torque T from the relationship of K2 · δh^*Is required. The gain K2 is adjusted so that optimum control can be performed.
Target operation torque T^*Is calculated by the first controller 20a. That is, the first control unit 20a controls the operation angle δh and the target operation torque T.^*Is stored in advance, and the target operation torque T based on the relationship and the detected operation angle δh is stored.^*Is calculated.
The detected operation torque T is used instead of the detected operation angle δh, and T^*= Target operating torque T from the relationship of K2 · T^*In this case, the target operation torque T^*So that the steering torque T detected by the torque sensor 12 is sent to the first controller 20a.
[0029]
G1 is the target lateral acceleration Gy^*Target turning angle δ based on lateral acceleration with respect to deviation obtained by subtracting detected lateral acceleration Gy from_G ^*Is the transfer function. That is, δ_G ^*= G1 ・ (Gy^*-Gy), the target turning angle δ based on the lateral acceleration_G ^*Is required. For example, when PI control is performed, the transfer function G1 is G1 = Ka [1 + 1 / (Ta · s)], where Ka is the gain, s is the Laplace operator, and Ta is the time constant. The gain Ka and time constant Ta are adjusted so that optimal control can be performed.
Target turning angle δ based on the lateral acceleration_G ^*Is calculated by the first controller 20a. That is, by the first control unit 20a, the target lateral acceleration Gy^*The target turning angle δ based on the deviation obtained by subtracting the detected lateral acceleration Gy from the lateral acceleration Gy_G ^*Is stored in advance, and the relationship and the target lateral acceleration Gy^*And the target turning angle δ based on the lateral acceleration based on the detected lateral acceleration Gy_G ^*Is calculated.
[0030]
G2 is the target lateral acceleration Gy^*The target turning angle δγ based on the yaw rate with respect to the deviation obtained by subtracting the product γ · v of the detected yaw rate γ and the detected vehicle speed v^*Is the transfer function. Here, the target lateral acceleration Gy acting in the direction indicated by the arrow 41 on the vehicle 100 turning at the vehicle speed v in the direction indicated by the arrow 40 in FIG.^*And the target yaw rate γ acting in the direction indicated by the arrow 42^*The relationship with Gy^*= Γ^*-V. Therefore, the target lateral acceleration Gy^*Is determined according to the vehicle speed v,^*= Gy^*/ V to target yaw rate γ^*Is also determined according to the vehicle speed v. As a result, δγ^*= G2 ・ v ・ (γ^*−γ), the target yaw rate γ^*And the target turning angle δγ based on the yaw rate so as to cancel out the deviation of the detected yaw rate γ^*Is required. For example, when PI control is performed, the transfer function G2 is G2 = Kb [1 + 1 / (Tb · s)] where the gain is Kb, the Laplace operator is s, and the time constant is Tb. The gain Kb and the time constant Tb are adjusted so that optimum control can be performed.
Target turning angle δγ based on the yaw rate^*Is calculated by the first controller 20a. That is, by the first control unit 20a, the target lateral acceleration Gy^*The target turning angle δγ based on the deviation obtained by subtracting the product of the yaw rate γ and the vehicle speed v from the yaw rate^*Is stored in advance, and the relationship and the target lateral acceleration Gy^*Target yaw rate γγ based on yaw rate based on detected yaw rate γ and detected vehicle speed v^*Is calculated.
[0031]
The first control unit 20a has a target turning angle δ based on the lateral acceleration._G ^*And target turning angle δγ based on yaw rate^*Target turning angle δ corresponding to the sum of^*Is calculated. The target turning angle δ^*Corresponds to the target output values of the actuator 2 and the spare actuator 2 '. As a result, the first control unit 20a executes a calculation necessary for controlling the steering actuator 2 and the spare actuator 2 'so as to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, according to the detected variable.
[0032]
G3 is the target turning angle δ^*Target drive current i of actuator 2 or spare actuator 2 'with respect to deviation obtained by subtracting detected turning angle δ from^*And i^*= G3 · (δ^*−δ), the target drive current i^*Is required. For example, when PI control is performed, the transfer function G3 is G3 = Kc [1 + 1 / (Tc · s)] where the gain is Kc, the Laplace operator is s, and the time constant is Tc. The gain Kc and the time constant Tc are adjusted so that optimal control can be performed.
[0033]
G4 is the target operation torque T^*The target drive current ih of the reaction force actuator 19 with respect to the deviation obtained by subtracting the detected operation torque T from^*Is the transfer function. Ih^*= G4 ・ (T^*-T), the target drive current ih of the reaction force actuator 19^*Is required. For example, when performing PI control, the transfer function G4 is G4 = Kd [1 + 1 / (Td · s)] where the gain is Kd, the Laplace operator is s, and the time constant is Td. The gain Kd and time constant Td are adjusted so that optimal control can be performed.
The target drive current ih^*Is calculated by the fourth control unit 20d. That is, the fourth control unit 20d performs the target operation torque T^*Deviation obtained by subtracting detected operation torque T from target drive current ih^*Is stored in advance, and the relationship and the target operating torque T^*And the target drive current ih based on the detected operation torque T^*Is calculated. For this calculation, the target operation torque T from the first controller 20a.^*The calculation result is sent to the fourth control unit 20d. As a result, the fourth control unit 20d performs a calculation necessary for controlling the reaction force actuator 19 so as to generate an operation reaction force.
[0034]
FIG. 5 is a control block diagram of the control device when all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d are in a normal state and the vehicle speed is zero. In this case, since the lateral acceleration and the yaw rate of the vehicle do not occur, K3 is set to the target turning angle δ with respect to the detected operation angle δh.^*As the gain of δ^*= Target turning angle δ from the relationship of K3 · δh^*Is required. The gain K3 is adjusted so that optimum control can be performed. Others are the same as when traveling.
The target turning angle δ^*Is calculated by the first controller 20a. That is, the first control unit 20a performs the detected operation angle δh and the target turning angle δ.^*And a predetermined turning angle δh based on the relationship and the detected operation angle δh.^*Is calculated. Thus, the first control unit 20a performs a calculation necessary for controlling the actuator 2 and the spare actuator 2 'so that the turning angle changes according to the operation input value.
[0035]
A control procedure in the case where all of the first to

fourth control units

20a, 20b, 20c, and 20d are normal and there is no failure (first control mode described later) will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0036]
First, detection data of the vehicle speed v, lateral acceleration Gy, and yaw rate γ by the sensor is read into the first control unit 20a, and detection data of the operation angle δh is read into the first and

fourth control units

20a and 20d, thereby turning the steering angle. Detection data of δ is read into the first to

third control units

20a, 20b, and 20c, and detection data of the operation torque T is read into the fourth control unit 20d (step 1).
Next, the target operation torque T obtained according to the detected operation angle δh^*The target drive current ih of the reaction force actuator 19 is set so that the deviation obtained by subtracting the detected operation torque T from the target actuator current ih is zero.^*Is obtained by the fourth control unit 20d (step 2). The target drive current ih^*Is applied to drive the reaction force actuator 19.
[0037]
Next, it is judged by the 1st control part 20a whether the vehicle speed v is zero (step 3).
When the vehicle speed is not zero, the first control unit 20a determines the target lateral acceleration Gy from the detected operation angle δh and the vehicle speed v.^*Is obtained, and the target lateral acceleration Gy^*The target turning angle δ based on the lateral acceleration so that the deviation obtained by subtracting the detected lateral acceleration Gy from the vehicle becomes zero._G ^*Is obtained, and the target lateral acceleration Gy^*Target yaw rate γ corresponding to^*So that the difference obtained by subtracting the product of the detected yaw rate γ and the detected vehicle speed v from the product of the detected vehicle speed v becomes zero, that is, the target yaw rate γ^*The target turning angle δγ based on the yaw rate so that the deviation obtained by subtracting the detected yaw rate γ from zero becomes zero^*And the target turning angle δ based on the lateral acceleration_G ^*And target turning angle δγ based on yaw rate^*The target turning angle δ^*Is determined (step 4).
When the vehicle speed is zero, the first control unit 20a makes the target turning angle δ from the detected operation angle δh.^*Is determined (step 5).
[0038]
Next, by the second control unit 20b, the target turning angle δ^*The target drive current i of the steering actuator 2 is set so that the deviation obtained by subtracting the detected turning angle δ from the steering wheel becomes zero.^*Is determined (step 6). The target drive current i^*Is applied to drive the steering actuator 2.
Next, the 1st control part 20a judges whether control is complete | finished (step 7), and when not complete | finished, it returns to step 1. The end determination can be made based on, for example, whether or not the vehicle start key switch is on.
[0039]
Thus, in a vehicle that performs steering without mechanically connecting the steering wheel 1 and the steering gear 3, the target lateral acceleration Gy with respect to the operation angle δh and the vehicle speed v is obtained.^*And the target yaw rate γ with respect to the operating angle δh and the vehicle speed v^*The relationship is determined in advance. Accordingly, the target lateral acceleration Gy is detected by detecting the operation angle δh and the vehicle speed v.^*And target yaw rate γ^*Can be determined. The target lateral acceleration Gy^*Deviation obtained by subtracting actual lateral acceleration Gy from target yaw rate γ^*By controlling the steering actuator 2 so as to cancel the deviation obtained by subtracting the actual yaw rate γ from the vehicle, the vehicle behavior can be stabilized before the vehicle reaches the vicinity of the motion limit.
[0040]
Further, the target lateral acceleration Gy^*Based on the deviation obtained by subtracting the product of the detected yaw rate γ and the detected vehicle speed v from the target turning angle δγ based on the yaw rate^*Is required. Since the lateral acceleration in the vehicle corresponds to the product of the yaw rate and the vehicle speed, the target lateral acceleration Gy^*The difference obtained by subtracting the product of the detected yaw rate γ and the detected vehicle speed v from the target yaw rate γ^*This corresponds to the product of the deviation obtained by subtracting the detected yaw rate γ from the detected vehicle speed v. Thereby, the target lateral acceleration Gy^*Target turning angle δ based on the lateral acceleration so as to cancel the deviation obtained by subtracting the detected lateral acceleration Gy from_G ^*And the target lateral acceleration Gy^*Is a deviation obtained by subtracting the product of the detected yaw rate γ and the detected vehicle speed v, that is, the target yaw rate γ^*The target turning angle δγ based on the yaw rate so as to cancel out the deviation obtained by subtracting the detected yaw rate γ from^*Both target turning angles δ_G ^*, Δγ^*Thus, the control amount of the steering actuator 2 can be obtained so as to cancel the deviation obtained by subtracting the detected turning angle δ from the sum of the two, and the vehicle behavior can be reliably stabilized.
[0041]
In order to determine whether the control system including the steering drive device, the sensor, and the steering system control device is in a normal state or a failure state, whether each of the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is in a failure state is determined. The system to judge is comprised by these 1st-

4th control parts

20a, 20b, 20c, 20d itself. In the control system, the mode can be changed between a plurality of control modes depending on which of the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is in a normal state and which is in a failure state.
[0042]
In the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 7, first, each of the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is in a state where any of the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d including itself is in a failure state. (Step 1). The determination is that each

control unit

20a, 20b, 20c, and 20d performs the same calculation, compares the calculation results with each other, and determines that the calculation results are normal if at least two of the calculation results match. If the calculation result does not match the correct calculation result, it is determined that there is a failure state.
If none of the

controllers

20a, 20b, 20c, and 20d is in a failure state, step 1 is repeated.
If any of the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is in a failure state, it is determined whether or not the control unit in the failure state is itself (step 2).
If it is in a failure state, control by itself is stopped (step 3). This control may be stopped by, for example, cutting off the power supply to itself, or by outputting a power supply disconnection signal from the control unit in the normal state to the control unit in a failure state. When control is stopped even in one of the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d, an alarm signal is transmitted and a warning is given to the driver by a buzzer or a lamp.
If it is not in a fault state, the control mode is changed (step 4) and the process returns to step 1. That is, a plurality of control modes are set according to which of the plurality of

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is in a normal state and which is in a failure state. In the present embodiment, as shown in Table 1 below, first to ninth control modes are set as the control modes. In Table 1, “◯” indicates a normal state, and “×” indicates a failure state.
[0043]
[Table 1]

[0044]
In the first control mode, all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d are normal, and as shown in (1) of FIG. 8, signals are mutually transmitted between all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d. Since the transfer is possible, the above-described control is performed.
In the second control mode, since the first control unit 20a is in a failure state and the second to

fourth control units

20b, 20c, and 20d are normal, as shown in FIG. 4 Signals can be exchanged only between the

controllers

20b, 20c, and 20d.
In the third control mode, since the first control unit 20a and the third control unit 20c are in a failure state and the second and

fourth control units

20b and 20d are normal, as shown in (3) of FIG. Signals can be exchanged between the second and

fourth control units

20b and 20d only.
In the fourth control mode, since the first control unit 20a and the second control unit 20b are in a failure state and the third and

fourth control units

20c and 20d are normal, as shown in (4) of FIG. Signals can be exchanged only between the third and

fourth control units

20b and 20d.
In the fifth control mode, since the fourth control unit 20d is in a failure state and the first to

third control units

20a, 20b, and 20c are normal, as shown in (5) of FIG. 3 Signals can be exchanged only between the

control units

20a, 20b, and 20c.
In the sixth control mode, since the third and

fourth control units

20c and 20d are in a failure state and the first and

second control units

20a and 20b are normal, as shown in (6) of FIG. Signals can be exchanged between the first and

second control units

20a and 20b only.
In the seventh control mode, since the second and

fourth control units

20b and 20d are in a failure state and the first and

third control units

20a and 20c are normal, as shown in (7) of FIG. Signals can be exchanged only between the first and

third control units

20a and 20c.
In the eighth control mode, since the third control unit 20c is in a failure state and the first, second, and

fourth control units

20a, 20b, and 20d are normal, as shown in (8) of FIG. Signals can be exchanged only between the first, second, and

fourth control units

20a, 20b, and 20d.
In the ninth control mode, since the second control unit 20b is in a failure state and the first, third, and

fourth control units

20a, 20c, and 20d are normal, as shown in (9) of FIG. Signals can be exchanged only between the first, third, and

fourth control units

20a, 20c, and 20d.
[0045]
In addition, although it is conceivable that only one of all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is normal, in this embodiment, the calculation result of the same calculation by a plurality of

control units

20a, 20b, 20c, and 20d Is determined to be in a normal state or a failure state based on whether or not the two match. Therefore, even when only one unit is normal, it is assumed that all are in a failure state, and control by all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d is stopped.
In addition, it is conceivable that only the second control unit 20b and the third control unit 20c among all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d are normal, but the third control unit 20c is a spare for the second control unit 20b. Since it functions as a control unit, the second control unit 20b and the third control unit 20c are alternatively used. Therefore, when only the second control unit 20b and the third control unit 20c are normal, it is considered that all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d are in a failure state, and all the

control units

20a, 20b, 20c, Control by 20d is stopped.
[0046]
In the present embodiment, when the first control unit 20a is in a normal state and at least one of the second control unit 20b and the third control unit 20c is in a normal state, the actuator 2 or the spare actuator 2 ′ is detected. Accordingly, the control mode is set to prevent the vehicle behavior from becoming unstable. Further, when the first control unit 20a is in a failure state and at least one of the second control unit 20b and the third control unit 20c is in a normal state, the actuator 2 or the spare actuator 2 'is set according to the operation input value. Thus, the control mode is set so that the turning angle changes. In addition, when any of the first to

fourth control units

20a, 20b, 20c, and 20d is in a failure state, the control mode is set such that the reaction force actuator 19 is not controlled so that the operation reaction force is not generated.
[0047]
FIG. 9 shows a control block diagram in the second to fourth control modes. In the second to fourth control modes, since the first control unit 20a is in a failure state, control for stabilizing the vehicle behavior is not performed. Further, in the second to fourth control modes, the fourth control unit 20d is normal, so that the reaction force actuator 19 can be controlled. However, in order to make the driver recognize that the control system is in a failure state, the driver The reaction force actuator 19 is not controlled so that the operation reaction force is not applied to the actuator. Therefore, in the second to fourth control modes, the actuator 2 is controlled such that the turning angle δ changes according to the operation angle of the steering wheel 1.
[0048]
In FIG. 9, the target turning angle δ with respect to the detected operation angle δh.^*From the gain K3 and the detected operation angle δh, the target turning angle δ^*Is δ^*= It is calculated | required from the relationship of K3 * deltah.
The target turning angle δ^*Is calculated by the second control unit 20b in the second and third control modes, and is calculated by the third control unit 20c in the fourth control mode. That is, in the second and

third control units

20b and 20c, the detected operation angle δh and the target turning angle δ^*A predetermined relationship between the first and second control modes is stored, and based on the relationship and the detected operation angle δh, the second control unit 20b in the second and third control modes and the third control unit 20c in the fourth control mode. From the target turning angle δ^*Is calculated. The angle sensor 11 that detects the detected operation angle δh is connected to the first control unit 20a and the fourth control unit 20d, and the control by the first control unit 20a is stopped in the second to fourth control modes. The detection signal of the operation angle δh is sent from the fourth control unit 20d to the second control unit 20b or the third control unit 20c.
The target turning angle δ^*Target drive current i with respect to the deviation obtained by subtracting the detected turning angle δ from^*And the calculated target turning angle δ^*And the detected turning angle δ, the target drive current i^*I^*= G3 · (δ^*It is obtained from the relationship -δ).
The target drive current i^*Is calculated by the second control unit 20b in the second and third control modes, and is calculated by the third control unit 20c in the fourth control mode. That is, in the second and

third control units

20b and 20c, the target turning angle δ^*Deviation obtained by subtracting the detected turning angle δ from the target drive current i^*Is stored in advance, and the relationship and the target turning angle δ^*And the detected turning angle δ by the second control unit 20b in the second and third control modes and by the third control unit 20c in the fourth control mode.^*Is calculated.
The target drive current i^*Accordingly, the actuator 2 is driven in the second and third control modes, and the spare actuator 2 'is driven in the fourth control mode. That is, the second control unit 20b performs a calculation necessary to control the actuator 2 so that the turning angle changes according to the operation input value, and the third control unit 20c operates the spare actuator 2 '. Calculation necessary for controlling the turning angle to change according to the input value is executed.
Thus, in the second to fourth control modes, step 1, step 5, step 6, step in the control procedure shown in FIG. 6 when all the

control units

20a, 20b, 20c, 20d are normal. 7 are executed sequentially.
[0049]
FIG. 10 shows a control block diagram when the vehicle speed in the fifth to ninth control modes is not zero, and FIG. 11 shows a control block diagram when the vehicle speed in the fifth to ninth control modes is zero. Show. In the fifth to seventh control modes, since the fourth control unit 20d is in a failure state, the reaction force actuator 19 is not controlled, and no operation reaction force is applied to the driver. In the eighth and ninth control modes, since the first and

fourth control units

20a and 20d are normal, the reaction force actuator 19 can be controlled. However, the driver is informed that the control system is in a failure state. For recognition, the reaction force actuator 19 is not controlled so that an operation reaction force applied to the driver is not generated. Therefore, in the fifth to ninth control modes, the actuator 2 is controlled based on the detected variable so as to prevent the vehicle behavior from becoming unstable.
[0050]
The fifth and sixth control modes are different from the first control mode in that the reaction force actuator 19 is not controlled, and the others are the same.
The difference between the seventh control mode and the first control mode is that the reaction actuator 19 is not controlled, and the calculation performed by the second control unit 20b in the first control mode is performed by the third control unit 20c. In the control mode, the spare actuator 2 'is controlled instead of the actuator 2 being controlled, and the others are the same.
The difference between the eighth control mode and the first control mode is that the reaction force actuator 19 is not controlled, and the others are the same.
The difference between the ninth control mode and the first control mode is that the reaction force actuator 19 is not controlled, and the calculation performed by the second control unit 20b in the first control mode is performed by the third control unit 20c. In the control mode, the spare actuator 2 'is controlled instead of the actuator 2 being controlled, and the others are the same.
That is, in the fifth to ninth control modes, step 1, step 3, step 4, step 5 in the control procedure shown in FIG. 6 when all the

control units

20a, 20b, 20c, 20d are normal. Step 6 and Step 7 are sequentially executed.
[0051]
According to the above configuration, even when at least one of the components of the control system is in a failure state, it is possible to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, and a robust control system can be obtained. In addition, as a component of the control system, a first control unit 20a capable of executing a calculation necessary for controlling the actuator 2 or the spare actuator 2 'so as to prevent instability of the vehicle behavior according to the detected variable; The calculation necessary for controlling the actuator 2 or the spare actuator 2 'according to the calculation result by the first control unit 20a and the turning angle of the actuator 2 or the spare actuator 2' vary according to the operation input value. If at least one of the second control unit 20b or the third control unit 20c capable of executing a calculation necessary for control is performed in a normal state, it is possible to prevent instability of the vehicle behavior. Become. That is, even if a part of the control system breaks down, the vehicle behavior can be stabilized. Further, even if the first control unit 20a is in a failure state, if at least one of the second control unit 20b and the third control unit 20c is in a normal state, the actuator 2 or the spare actuator 2 'is set to the operation input value. Accordingly, the turning angle can be controlled to change. Further, when any of the constituent elements of the control system is in a failure state, no operation reaction force is generated, so that the driver can recognize the failure occurrence.
[0052]
12 to 15 show modifications of the above embodiment. Differences from the above embodiment will be described, like parts are denoted by like reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0053]
In this modification, as shown in FIG. 12, a braking system for braking the front, rear, left and right wheels 4 of the vehicle is connected to the steering device. That is, a braking pressure corresponding to the depression force of the brake pedal 51 is generated by the master cylinder 52. The braking pressure is amplified by the braking pressure control unit 53 and distributed to the brake device 54 of each wheel 4, and each brake device 54 applies a braking force to each wheel 4. The braking pressure control unit 53 is connected to a traveling system control device 60 configured by a computer. The traveling system control device 60 includes a first control unit 20a, a braking force sensor 61 that individually detects the braking force of each wheel 4, and a wheel speed sensor 62 that individually detects the rotational speed of each wheel 4. Connected. The traveling system control device 60 amplifies and distributes the braking pressure according to the rotational speed of each wheel 4 detected by the wheel speed sensor 62 and the feedback value from the braking force detection sensor 61 so that the braking pressure can be distributed. The pressure control unit 53 is controlled. Thereby, it is possible to individually control the braking force of each wheel. The braking pressure control unit 53 can generate a braking pressure by a built-in pump even when the brake pedal 51 is not operated.
[0054]
In the control mode in which the steering actuator 2 or the spare actuator 2 'is controlled by all or a part of the steering

system control units

20a, 20b, 20c, and 20d so as to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, the traveling system control is performed. The braking force is controlled by the device 60 so as to prevent the vehicle behavior from becoming unstable.
[0055]
That is, the traveling system control device 60, like the first control unit 20a, detects the detected lateral acceleration Gy, the detected yaw rate γ, the detected vehicle speed v, and the target lateral acceleration Gy.^*, Steering angle target value δ based on lateral acceleration_G ^*, Steering angle target value δγ based on yaw rate^*To the target turning angle δ^*Is calculated. FIG. 13 shows a block diagram when all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d are in a normal state, and the detected lateral acceleration Gy, the detected yaw rate γ, and the detected vehicle speed v are input to the traveling system control device 60. Further, the target lateral acceleration Gy from the first control unit 20a^*, Steering angle target value δ based on lateral acceleration_G ^*, Steering angle target value δγ based on yaw rate^*Is entered. In the traveling system control device 60, the target lateral acceleration Gy^*, Steering angle target value δ based on lateral acceleration_G ^*, Steering angle target value δγ based on yaw rate^*May be calculated.
[0056]
In this modification, the target lateral acceleration Gy^*The deviation obtained by subtracting the detected lateral acceleration Gy from the target yaw rate γ^*In order to cancel the deviation obtained by subtracting the detected yaw rate γ from the

steering system controller

20a, 20b, 20c as in the above embodiment, not only the steering actuator 2 or the spare actuator 2 'is controlled, but also the traveling system control device The braking pressure control unit 53 is controlled by 60. In other words, the traveling system control device 60 determines the braking force of the vehicle so that the braking force of the vehicle is prevented from destabilizing the vehicle behavior according to the detected variable of the sensor that detects the variable affecting the destabilization of the vehicle behavior. Control through 53. At this time, the ratio of the control weight α of the steering actuator 2 or the reserve actuator 2 ′ by the steering

system control units

20 a, 20 b, and 20 c and the control weight β by the traveling system control device 60 is determined in advance.
[0057]
FIG. 14 shows a flowchart of a modified example in a case where all the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d are normal and the braking force is controlled to prevent the vehicle behavior from becoming unstable. The difference from the above embodiment is that the target turning angle δ obtained in step 4 is^*Is multiplied by a preset weight ratio α / (α + β) for control by the

control units

20a, 20b, and 20c of the steering system to obtain a new target turning angle δ.^*(Step 4a ′), and the new target turning angle δ^*Based on the above, the target value of the drive current of the actuator 2 is calculated in step 6. The weight ratio α / (α + β) is set to 0.5, for example. The set value of the weight ratio α / (α + β) may be changeable, and is preferably set smaller when traveling on a frozen road surface or snowy road than when traveling on a normal road surface.
[0058]
On the other hand, in the traveling system control device 60, the target turning angle δ obtained in step 4 is obtained.^*Is multiplied by the weight ratio β / (α + β) of the control by the traveling system control device 60 to obtain a new target turning angle δ.^*And the new target turning angle δ^*The braking pressure control unit 53 is controlled so as to eliminate the deviation of the detected turning angle δ. For example, the change in the turning angle δ due to the change in the braking force of each wheel 4 is tested for each vehicle speed v, wheel speed, turning angle δ, lateral acceleration Gy, and yaw rate γ that affect the change in the turning angle δ. The braking pressure control unit 53 is controlled based on the vehicle speed v, wheel speed, turning angle δ, lateral acceleration Gy, and yaw rate γ detected by the table and sensors. The same applies to the fifth to ninth control modes other than the first control mode.
[0059]
According to this modification, even if the maximum value of the lateral acceleration Gy and the yaw rate γ that can be generated by steering decreases due to a decrease in frictional resistance between the traveling road and the vehicle due to road surface freezing or the like, the braking force is controlled. By performing the above without interfering with the steering control, it is possible to prevent the vehicle behavior from becoming unstable. Further, if only the steering control is performed, the vehicle behavior cannot be stabilized until the wheels 4 are actually steered, and therefore there is a control delay due to the elasticity of the tires of the wheels 4, while the control of the braking force is controlled. Since there is no control delay due to the elasticity of the tires of the wheels 4, the vehicle behavior can be stabilized quickly. For example, as shown in FIG. 15, when the behavior of the vehicle 100 is stable during steering, the vehicle travels along a route indicated by a broken line, whereas the vehicle behavior becomes unstable and two points are generated by a moment indicated by an arrow A. When there is a possibility of spinning from an oversteer state as indicated by a chain line, the moment indicated by the arrow B can be applied to stabilize the vehicle behavior by making the braking force of the outer wheel larger than the braking force of the inner wheel. Further, when the vehicle behavior becomes unstable and there is a risk of drifting from the understeer state as indicated by the one-dot chain line due to the moment indicated by the arrow B, the braking force of the inner ring is made larger than the braking force of the outer wheel by the arrow A The vehicle behavior can be stabilized by applying the moment indicated by.
[0060]
In the above modification, when the control mode by the

control units

20a, 20b, 20c, and 20d of the steering system control device is the second to fourth control modes, that is, the steering actuator 2 or the spare actuator 2 'is operated. In the control mode in which the turning angle is controlled in accordance with the input value, the control mode by the traveling system control device 60 is also changed, and the control for preventing the vehicle behavior from becoming unstable by the traveling system control device 60. Power control is released. In this case, the control of the braking pressure control unit 53 by the traveling system control device 60 is a known control independent of the

control units

20a, 20b, 20c, 20d of the steering system, for example, equalizing the braking force of each wheel 4 Control that provides an anti-lock function is performed.
[0061]
According to the above modification, even if a failure occurs in the control system, if the actuator 2 or the spare actuator 2 'can be controlled according to the detected variable to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, the same detected variable is used. Thus, the traveling system control device 60 can also prevent the vehicle behavior from becoming unstable due to the control of the braking force. Further, in a control mode in which the actuator 2 or the spare actuator 2 'is controlled to change the turning angle according to the operation input value according to the detected variable, the vehicle behavior becomes unstable according to the same detected variable. Therefore, the control of the braking force by the traveling system control device 60 for preventing the vehicle behavior from becoming unstable is canceled. Others are the same as in the above embodiment.
[0062]
In the modification, the driving force of each wheel 4 may be controlled instead of the braking force. In other words, by adjusting the opening of the engine throttle of the vehicle and increasing the driving force by the traveling system control device, the moment is applied in the same manner as in the case where the braking force of the inner wheel is made larger than the braking force of the outer wheel in FIG. The vehicle behavior can be stabilized by reducing the driving force, and the moment can be applied to stabilize the vehicle behavior in the same manner as when the braking force of the outer ring is made larger than the braking force of the inner ring. . Further, both the braking force and the driving force of each wheel 4 may be controlled.
[0063]
The present invention is not limited to the above embodiments and modifications. For example, instead of the detected operation angle δh, the detected operation torque T may correspond to the operation input value. In this case, Gy^*= Target lateral acceleration Gy from the relationship of K1 · T^*Should be requested.
Further, the operation member is not limited to a steering wheel that is rotated, and for example, when an operation input value corresponds to an operation torque, a handle attached to the vehicle body so as not to rotate can be used.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the operation member is steered without being mechanically connected to the wheel, the control mode is changed according to the failure state of the control system, thereby making the control system robust and stabilizing the vehicle behavior. It is possible to provide a vehicle steering apparatus that can contribute to the realization of the vehicle and that allows the driver to recognize a failure in the control system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a steering device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram when the vehicle travels in the first mode of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the vehicle speed and the maximum value of the target lateral acceleration in the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a control block diagram when the vehicle is stopped in the first mode of the steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for determining a control mode of the steering device according to the embodiment of the invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a control mode of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a control block diagram in the second to fourth modes of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a control block diagram when the vehicle travels in the fifth to ninth modes of the steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a control block diagram when the vehicle is stopped in the fifth to ninth modes of the steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of a steering apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a control block diagram of a steering apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing a control procedure of a steering apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of a steering apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Steering wheel
2 Steering actuator
2 'Spare actuator for steering
3 Steering gear
4 wheels
11 Angle sensor
12 Torque sensor
13 Steering angle sensor
14 Speed sensor
15 Lateral acceleration sensor
16 Yaw rate sensor
19 Reaction force actuator
20a 1st control part
20b 2nd control part
20c 3rd control part
20d 4th control part
60 Traveling system control device
100 vehicles

Claims

A steering drive device including a steering actuator that is driven in response to an operation of the operation member, a sensor that detects a variable affecting the instability of the vehicle behavior including an operation input value of the operation member, and a detection variable And a control system having a steering system control device for controlling the steering drive device in response.
In a steering apparatus for a vehicle that can transmit the movement of the steering actuator to the wheel and the steering angle to change without mechanically connecting the operation member to the wheel.
Means for determining whether a component of the control system is normal or faulty,
The control system can be changed between a plurality of control modes depending on which of the components is in a normal state and which is in a failure state.
As a control mode, when there is no failure in the control system , a control mode for controlling the steering actuator to prevent instability of the vehicle behavior based on the detected variable, and at least one of the components of the control system fails. A control mode for controlling the steering actuator to prevent instability of the vehicle behavior based on the detected variable when in a state, and operating the steering actuator when at least one of the components of the control system is in a fault state And a control mode for controlling the turning angle to change in accordance with the input value.

The steering system control device has a first control unit and a second control unit as components of the control system,
The first control unit can execute a calculation necessary for controlling the steering actuator so as to prevent instability of the vehicle behavior according to the detected variable,
The second control unit is configured so that a calculation required for controlling the steering actuator according to a calculation result by the first control unit and a turning angle of the steering actuator according to an operation input value are changed. Operations necessary for control can be executed,
When the first control unit and the second control unit are in a normal state, the control mode is set to control the steering actuator so as to prevent instability of the vehicle behavior based on the detected variable.
When the first control unit is in a failure state and the second control unit is in a normal state, the control mode is set to control the steering actuator so that the turning angle changes according to the operation input value. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the vehicle steering apparatus is a vehicle steering apparatus.

The steering system control device has a third control unit as a component of the control system,
The steering drive device has a spare actuator for steering arranged to be used in place of the steering actuator,
The first control unit can execute a calculation necessary for controlling the steering preliminary actuator so as to prevent instability of the vehicle behavior in accordance with the detected variable,
The third control unit calculates necessary for controlling the steering preliminary actuator according to the calculation result by the first control unit, and the steering angle of the steering preliminary actuator changes according to the operation input value. It is possible to perform operations necessary for control,
If the first control unit is in a normal state and at least one of the second control unit and the third control unit is in a normal state, the steering actuator or the steering preliminary actuator is moved in accordance with the detected variable. It is a control mode that controls to prevent destabilization,
When the first control unit is in a failure state and at least one of the second control unit and the third control unit is in a normal state, the steering actuator or the steering preliminary actuator is steered according to the operation input value. The vehicle steering apparatus according to claim 2, wherein the vehicle steering apparatus is set to a control mode in which the angle is changed.

The steering system control device has a fourth control unit as a component of the control system,
A reaction force actuator that generates an operation reaction force applied to the operation member;
The fourth control unit can execute a calculation necessary for controlling the reaction force actuator so as to generate the operation reaction force,
The control mode in which the control of the reaction force actuator is not performed so that the operation reaction force is not generated when any of the components of the control system is in a failure state. Vehicle steering device.

A traveling system control device capable of controlling at least one of the braking force and driving force of the vehicle according to the detected variable so as to prevent instability of the vehicle behavior,
In the control mode in which the steering actuator is controlled to prevent the vehicle behavior from becoming unstable, at least one of the braking force and the driving force is prevented by the traveling system control device from causing the vehicle behavior to become unstable. Controlled by
The control by the traveling system control device for preventing instability of the vehicle behavior is canceled in the control mode in which the steering actuator is controlled to change the turning angle in accordance with the operation input value. The vehicle steering device according to any one of?