JP4586258B2 - Vehicle steering control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の操舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、操舵ハンドルの回転伝達系と機械的に分離された転舵輪を駆動するために転舵モータを備え、操舵ハンドルの操舵角に対応する転舵角だけ転舵モータを駆動して転舵輪を転舵する車両の操舵制御装置として、特開平10‐310074号公報に記載されたものが知られている。
【0003】
この従来の車両の操舵制御装置では、転舵モータに加わる負荷を軸力センサを用いることなく検出する目的で、転舵モータに流れる電流を電流センサによって検出することによって転舵負荷を検出し、この検出された転舵負荷に基づいて操舵軸へ加える操舵反力を制御するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような操舵ハンドルの回転伝達系と機械的に分離された転舵輪を転舵モータで転舵する車両の操舵制御装置では、ドライバーが車両の停止状態で操舵を行った場合(つまり、据え切りを行った場合)には、図9に示すように、転舵輪100のタイヤにねじれが生じ、接地面の向きAと転舵輪100の向きB(転舵角δf又はδr)とにずれ(ねじれ角ν)が生じる。このため、据え切りを行った後にドライバーが操舵ハンドルをその状態のまま保持していると、この転舵輪100のねじれ角νと釣り合うために必要となる転舵負荷によって転舵モータに継続的に電流が流れ、転舵モータが温度上昇する問題がある。
【0005】
この問題に対して、上述した公報に記載された従来技術を適用した場合、転舵負荷が減少する方向に操舵反力を発生させて操舵ハンドルの位置を変化させることによって転舵輪のねじれを減少させることができ、結果的に前輪あるいは後輪のいずれか一方に転舵モータが設けられているシステムの場合にはその転舵モータの温度上昇を防止することができるようになる。
【0006】
しかしながら、上述した公報に記載された従来技術を、前輪と後輪の転舵角を各々に設けた転舵モータで個別に制御するシステムに適用しようとすれば、前輪と後輪の転舵負荷が異なるために、前輪と後輪のいずれか一方の転舵モータの負荷状態に基づいて操舵反力を発生させたとしても、据え切りを行った後の前後両方の転舵負荷を効果的に減少させることができるとは限らず、転舵モータの温度上昇を効果的に防止することができないという問題点があった。
【0007】
本発明は、このような従来の技術的課題を解決するためのされたものであって、車両の前輪と後輪の転舵角を各々に設けられた転舵モータによって個別に制御するシステムにおいて、前輪と後輪の転舵モータの温度上昇を効果的に抑制することができる車両の操舵制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、操舵ハンドルと機械的に分離された前輪と後輪とを個別に駆動するための転舵モータを備え、前記操舵ハンドルの操舵角に対応する転舵角が得られるように前記転舵モータを駆動して前記前輪と後輪を個別に転舵する車両の操舵制御装置において、前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前輪と後輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、前記目標転舵角に基づいて前記前輪と後輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、前記前輪と後輪との転舵負荷として前記前輪、後輪それぞれのタイヤのねじれによって生じる力と釣り合う負荷を検出あるいは推定する転舵負荷検出手段と、前記前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定する転舵モータ温度検出手段と、車両がほぼ停止した状態である場合に、前記転舵モータ温度検出手段の出力する前記前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷を所定量以下とする向きに操舵反力を発生させる操舵反力発生手段とを備えたものである。
【0009】
請求項2の発明は、操舵ハンドルと機械的に分離された前輪と後輪とを個別に駆動するための転舵モータを備え、前記操舵ハンドルの操舵角に対応する転舵角が得られるように前記転舵モータを駆動して前記前輪と後輪を個別に転舵する車両の操舵制御装置において、前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前輪と後輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、前記目標転舵角に基づいて前記前輪と後輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、前記前輪と後輪との転舵負荷として前記前輪、後輪それぞれのタイヤのねじれによって生じる力と釣り合う負荷を検出あるいは推定する転舵負荷検出手段と、前記前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定する転舵モータ温度検出手段と、車両がほぼ停止した状態である場合に、前記転舵モータ温度検出手段の出力する前記前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷をより大きく減少させる向きに操舵反力を発生させる操舵反力発生手段とを備えたものである。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1又は2の車両の操舵制御装置において、前記転舵モータ温度検出手段は、前記前輪と後輪の転舵モータの電流値に基づいて温度値を推定することを特徴とするものである。
【0013】
【発明の効果】
請求項1の発明の車両の操舵制御装置では、操舵ハンドルの操作量に基づいて前輪と後輪との目標転舵角を算出し、この目標転舵角に基づいて前輪と後輪の転舵角を制御するときに、前輪と後輪の転舵負荷を検出あるいは推定し、前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定し、車両がほぼ停止した状態である場合には、前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷を所定量以下とする向きに操舵反力を発生させ、それぞれの操舵負荷を減少させる制御を行う。
【0014】
これにより、ドライバーが操舵ハンドルを保持する力を弱めた場合に、操舵ハンドルの操作量と転舵角の関係を所定の関係に維持した状態で、操舵反力を発生させることで操舵ハンドルの操舵角を自動的に変化させ、前輪と後輪の転舵負荷を減少させることができ、転舵負荷の減少に応じて前輪と後輪の転舵モータの温度上昇を抑制することができる。
さらにまた、前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定し、これら前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷を所定量以下とする向きに操舵反力を発生させるので、前輪と後輪のうち転舵モータの動作許容温度の上限値までの温度余裕代が小さい方の転舵負荷を確実に所定範囲内に抑えることができ、これに応じてその転舵モータの温度上昇を抑制することができる。
【0015】
請求項2の発明の車両の操舵制御装置では、前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定し、これら前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷をより大きく減少させる向きに操舵反力を発生させるので、前輪と後輪の転舵モータの動作許容温度の上限値までの温度余裕代のバランスを考慮して転舵負荷を減少させることができ、これに応じて前輪と後輪の両方の転舵モータの温度上昇を抑制することができる。
【0016】
請求項3の発明の車両の操舵制御装置では、転舵モータ温度検出手段が前輪と後輪の転舵モータの電流値に基づいて温度値を推定するので、請求項1又は2の発明の効果に加えて、転舵モータ内部の巻線など温度センサを設置するのが困難であるような部分の温度を推定することができ、転舵モータの温度上昇を抑制するための制御の信頼性を高められる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は本発明の第1の実施の形態の車両の操舵制御装置の構成を示している。本実施の形態では、前輪1、後輪2は共に転舵輪として操舵ハンドル3の操舵角に応じて互いに逆向きにそれぞれの所定の転舵角だけ転舵するように制御される。例えば、操舵ハンドル3が右に操舵された場合、前輪1は右方向に所定の転舵角だけ駆動され、後輪には逆に左方向に所定の転舵角だけ駆動される。操舵角センサ4は操舵ハンドル3の左右の操舵角を検出する。この操舵角センサ4は、例えばエンコーダ式のセンサを使用して操舵軸の回転量を検出する。前輪転舵モータ5はDCモータや誘導モータが用いられ、その回転出力によってステアリングシャフトを駆動し、前輪1を転舵する。前輪舵角センサ6は、前輪1の転舵角を検出する。後輪転舵モータ7は前輪転舵モータ5と同様に後輪2を転舵し、後輪舵角センサ8は後輪2の転舵角を検出する。これらの前輪舵角センサ6、後輪舵角センサ8は、例えばエンコーダ式のセンサを使用し、ステアリングシャフトの回転量を検出する。車速センサ9は車両11の車速を検出するものである。ヨーレートセンサ10は車両11のヨーレートを検出する。
【0020】
操舵制御装置12はマイクロコンピュータで構成されており、外部との情報の入出力を制御するI/Oインターフェイス、諸演算を実行するCPU、制御プログラムや各種の固定データを記憶するROM、そしてプログラム実行中に一時的にデータを記憶するRAMを備えている。駆動回路13はこの操舵制御装置12の指令に基づき前輪転舵モータ5、後輪転舵モータ7各々を駆動するものである。なお、前輪1、後輪2それぞれに対する転舵モータ5,7には転舵モータ5,7の温度を検出するための温度センサ15,16が取り付けられている。
【0021】
次に操舵制御装置12が実行する操舵制御機能について図2に基づいて説明する。実際には、この図2は操舵制御装置12のROMに組み込まれた制御プログラムの操舵制御機能の構成をブロックに分けて示したものである。操舵制御装置12の操舵制御機能は、前輪1と後輪2の目標転舵角を算出する目標転舵角算出部21、その目標転舵角に基づいて前輪1と後輪2の転舵角を制御する転舵角制御部22、前輪1と後輪2の転舵負荷を検出する転舵負荷検出部23、前輪1と後輪2の転舵モータ5,7の温度を検出する転舵モータ温度検出部24、転舵負荷と転舵モータ温度とに基づいて操舵反力を発生する操舵反力生成部25から構成される。
【0022】
目標転舵角算出部21は、操舵ハンドル3の操舵角に基づいて所定の関係となるように前輪1と後輪2の目標転舵角を算出する。そのためにまず、操舵ハンドル3の操舵角δsを操舵角センサ4の出力に基づいて演算し、操舵角δsに基づいて前輪1の目標転舵角δf* と後輪2の目標転舵角δr* を算出する。例えば、前輪1の目標転舵角δf* を操舵角δsのk倍(例えば、k=40/540とし、操舵角540°で転舵角40°)の関係とし、また、後輪2の目標転舵角δr* を操舵角δsの−k/2倍に等しくする。すなわち、前輪1に対して後輪2を逆相に1/2の角度だけ転舵するのである。
【0023】
【数1】
なお、操舵角δsと前輪1及び後輪2の目標転舵角δf* ,δr* との関係は上記に限定されるものではない。
【0024】
転舵角制御部22は、次のようにして転舵角の制御を行う。前輪舵角センサ6の出力によって前輪転舵角δfを算出し、後輪舵角センサ8によって後輪転舵角δrを算出する。そして目標転舵角算出部21が出力する前輪目標転舵角δf* 及び後輪目標転舵角δr* に対する実際の転舵角との差分に応じて前輪1及び後輪2の転舵モータ5,7の電流指令If* とIr* を演算し、転舵モータ5,7に対して与えて転舵角のフィードバック制御を行う。このフィードバック制御には、PID制御やモデル規範型制御が一般的に用いられる。
【0025】
転舵負荷検出部23は、前後輪の転舵モータ5,7の電流指令値や実際の電流値、転舵モータ5,7の出力トルクの検出値を用いる方法や、ステアリングラックに軸圧センサなどを取り付けて転舵軸力を検出する方法などを採用することができるが、ここでは転舵モータ5,7の電流指令値If* ,Ir* に基づいて転舵負荷の検出(推定)を行う場合について説明する。そのためには、まず転舵負荷、すなわち転舵モータ5,7の電流指令値If* ,Ir* に基づいて転舵輪である前輪1、後輪2それぞれのねじれ角νf,νrの大きさを推定する。これには、転舵輪1,2のねじれ角νf,νrの大きさに対する転舵モータ5,7の電流指令値If* ,Ir* の変化を車両11において計測し、テーブルデータとして予めROMに記憶させておき、これを参照することにより転舵輪1,2のねじれ角νf,νrを推定する方法をとる。なお、このテーブルデータでは、電流指令値If* ,Ir* の増加に対してねじれ角νf,νrが増加する関係になる。また、転舵負荷の推定においては、転舵負荷の車速による補正(車速が大きくなるほど転舵負荷を減少させる)や路面摩擦係数による補正(路面摩擦係数が小さいほど転舵負荷を減少させる)、車両重量による補正(車両重量が大きくなるほど転舵負荷を増加させる)を行ってもよい。
【0026】
転舵モータ温度検出部24による転舵モータの温度検出あるいは温度推定には、転舵モータ5,7それぞれの内部や表面に温度センサを取り付けてその温度信号を用いることができ、また巻線部分などの温度センサの取り付けが困難な部分の温度は電流指令値を積分することによって温度の補正を行い、温度を推定する方法を採用してもよい。さらには、モータの電流値等に基づいてモータの抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいてモータの温度を推定する方法を採用することもできる。しかしながら、本実施の形態では転舵モータ5,7に対する電流指令値If* ,Ir* に基づいてモータ内部の温度を推定する方法を採用している。
【0027】
このため、本実施の形態の転舵モータ温度検出部24では、図3に示すように転舵モータ5,7の電流指令値If* ,Ir* の絶対値に対して温度上昇係数を定めている。これは、予め電流指令値に対して単位時間当たりのモータ内部の温度上昇を実験的に決めてもよいし、モータの特性データに基づいて決めてもよい。転舵モータ温度検出部24では、この温度上昇係数を積算して転舵モータの温度Tf,Trを推定する。温度上昇係数の積算値の初期値はモータの表面に取り付けた温度センサ15,16の電源投入時の温度検出値Tfo,Troを利用する。そして、推定した転舵モータ5,7それぞれの温度に基づいて、モータ仕様で定められている動作許容温度の上限値までの温度余裕代を計算する。この温度余裕代は、電流指令値に対する温度上昇率に応じて補正を行ってもよく、例えば、ある一定の電流指令値に対する温度上昇率が大きいほど温度余裕代が小さくなるように補正してもよい。
【0028】
操舵反力生成部25は操舵ハンドル3に対する反力モータ14に所定の操舵反力を発生させるものであり、発生させる操舵反力の大きさは次のようにして算出する。本実施の形態では前輪1、後輪2のうち転舵モータ5,7の温度余裕代が小さい方の転舵負荷、ここでは、転舵負荷検出部23の出力するねじれ角νf,νrの大きさに基づいて操舵角δsの目標変化量Δδs* を算出する。これは、転舵モータ5,7の温度余裕代が小さい方のねじれ角に対応する操舵角を数1式を用いて算出し、操舵角の目標変化量Δδs* とする。そして図4に示したように操舵ハンドル3の操舵角の目標変化量Δδs* に対して反力モータ14の電流指令値Ih* を定めるデータテーブルをROM若しくはRAMに予め格納しておき、このデータテーブルを参照して目標変化量Δδs* に対する電流指令値Ih* を算出する。
【0029】
こうして算出した電流指令値Ih* を反力モータ14に対して出力することにより、図5のグラフに示すように、反力モータ14によって操舵ハンドル3に操舵角δsがδs* に戻るような操舵反力を発生させる。そしてこの結果、元の転舵角δf1,δr1は、ねじれ角νf,νrを所定値以下にするような転舵角δf2,δr2に変化し、転舵モータ5,7に流れる電流が0若しくは0近くまで小さくなり、その温度上昇を抑制できることになる。
【0030】
以上の構成による第1の実施の形態の車両の操舵制御装置の動作を、図6に示したフローチャートに基づいて説明する。この処理は、例えば100msの周期で繰り返し実行される。まず目標転舵角算出部21において操舵ハンドル3に対する操舵角センサ4から操舵角δsを入力し、目標転舵角算出処理を行い、前後輪1,2に対する目標転舵角δf* ,δr* を算出する。そして転舵角制御部22は検出した実転舵角δf,δrと目標転舵角δf* ,δr* との差分から目標電流指令値If* ,Ir* を算出し、前輪転舵モータ5、後輪転舵モータ7をフィードバック制御する(ステップS1,S2)。
【0031】
続いて、転舵負荷検出部23において前輪1と後輪2のねじれ角νf,νrの推定演算を行う(ステップS3)。そして転舵モータ温度検出部24が、前後輪の転舵モータ5,7の温度Tf,Trの推定演算を行う(ステップS4)。
【0032】
続いて、操舵制御装置12は車速センサ9の車速信号Vに基づき、車両11がほぼ停止状態にあるかどうかを判断する(ステップS5)。ここで車両11がほぼ停止状態である場合とは、車速が例えば2km/h以下であることをいう。
【0033】
ステップS5において、車両11がほぼ停止状態であると判断された場合には、ステップS6に進む。ステップS6では、操舵反力生成部25が必要な操舵反力Δδs* を算出し、この操舵反力に対応する反力モータ14に対する電流指令値Ih* を求め、反力モータ14を駆動して操舵ハンドル3の操舵反力を制御する。
【0034】
他方、ステップS5において車両11が停止状態でないと判断された場合(つまり、走行状態の場合)には、ステップS7に進む。ステップS7では、走行中に操舵ハンドル3が中立位置に戻る動きを実現するための操舵反力を発生させる。この場合には、例えば、操舵ハンドル3の操舵角が大きくなるのにしたがって操舵反力モータ14の電流指令値を大きくするようにして、ドライバーが操舵力を弱めた場合に操舵ハンドル3が自身で中立位置に戻る動きをするように制御する。
【0035】
以上の制御により、図7(a)〜(c)に示すように、いま据え切りの操舵を行って、時刻t1で操舵を停止させた場合に、前輪転舵モータ5の温度余裕代が後輪転舵モータ7の温度余裕代よりも小さかったとして、時刻t2で前輪1の推定されるねじれ角νfを所定量以下(ここでは、0)とするような操舵反力を発生させて操舵角δsをΔδs* だけ補正する。この結果、時刻t3で前輪1のねじれ角がほぼ0となり、また後輪2のねじれ角も0に近づくようになる。
【0036】
これにより、第1の実施の形態によれば、操舵ハンドルの操舵操作により転舵輪の向きと接地面の向きとにずれが生じても、短時間内に転舵輪の向きを接地面の向きと可能な限り近づくように自動的に補正することができ、転舵モータに転舵電流が流れ続けることにより温度上昇するのを抑制することができる。
【0037】
なお、上記の第1の実施の形態において、図2の機能ブロック図における操舵反力生成部25が実行する操舵反力の演算方法は、次のようであってもよい(第2の実施の形態)。
【0038】
すなわち、操舵反力生成部25は、前輪1と後輪2の転舵負荷、ここでは前輪1と後輪2のねじれ角νf,νrの大きさと、前輪1と後輪2の転舵モータ5,7の温度余裕代に基づいて操舵ハンドル3の操舵角δsの目標変化量Δδs* を算出する。いま、前輪1のねじれ角νf、後輪1のねじれ角νrであって(接地面の方向に対して右方向に転舵角がずれている場合を正として)、前輪1と後輪2の転舵モータ5,7の温度余裕代がそれぞれΔTf,ΔTrである(この数値が大きいほど温度余裕代が大きい)であるとすると、操舵角δsを変化させた後の前輪1と後輪2のねじれ角の大きさが、前輪1と後輪2の温度余裕代の比(ΔTf/ΔTr)に応じて減少するように、次の数2式によって操舵角の目標変化量Δδs* を算出する。
【0039】
【数2】
そして、第1の実施の形態と同様に、図4に示したように操舵ハンドル3の操舵角の目標変化量Δδs* に対して反力モータ14の電流指令値Ih* を定めるデータテーブルを参照して目標変化量Δδs* に対する電流指令値Ih* を算出する。そして、この電流指令値Ih* を反力モータ14に対して出力することにより、図5のグラフに示すように、反力モータ14によって操舵ハンドル3に操舵角δsがδs* に戻るような操舵反力を発生させる。
【0040】
これにより、元の転舵角δf1,δr1は、ねじれ角νf,νrを所定値以下にするような転舵角δf2,δr2に変化し、転舵モータ5,7に流れる電流が0若しくは0近くまで小さくなり、その温度上昇を抑制できることになる。
【0041】
以上の制御により、図8(a)〜(c)に示すように、いま据え切りの操舵を行って時刻t1で操舵を停止させた場合に、時刻t2で前輪1と後輪2のねじれ角νf,νrを前輪1と後輪2の転舵モータ5,7の温度余裕代ΔTf,ΔTrの比等の関係で重み付けして減少させるような操舵反力を発生して操舵角δsをΔδs* だけ補正する。この結果、時刻t3で前輪1と後輪2のねじれ角が前輪1と後輪2の温度余裕代の比等の関係で重み付けされた大きさとなり、ほぼ0若しくは0に近くなり、転舵モータに転舵電流が流れ続けることにより温度上昇するのを抑制できる。
【0042】
さらになお、上記の第2の実施の形態では、操舵ハンドル3の操作量に対して前輪1と後輪2を逆相に転舵する転舵制御を前提としたが、車両によっては前輪1と後輪2とを同相に転舵する転舵制御をとることもある。そのような場合には、数2式に代えて、次の数3式を用いて操舵ハンドル3の操舵角δsの目標変化量Δδs* を算出し、上記と同様の操舵反力の制御を行えばよい。
【0043】
【数3】
また、より一般的には、次の数4式を満たす複数の操舵角の目標変化量Δδs* のそれぞれに対して、操舵角δsを変化させた後の前輪1と後輪2のねじれ角の大きさの和、すなわち、|νf−Δδf|+|νr−Δδr|を算出し、この和を最小とする操舵角の目標変化量Δδs* を選択すればよい。
【0044】
【数4】
なお、ここでは転舵モータ5,7の温度余裕代に応じて重み付けした操舵角の目標変化量Δδs* を算出したが、転舵モータ5,7の仕様(定格電流など)や軸荷重の比などから予め定めておいた比に応じて重み付けした操舵角の目標変化量Δδs* を算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のシステム構成を示すブロック図。
【図2】上記の第1の実施の形態における操舵制御装置の機能構成を示すブロック図。
【図3】上記の実施の形態における転舵モータの電流指令値と温度上昇係数との関係を示すグラフ。
【図4】上記の実施の形態における操舵ハンドルの目標変化量と反力モータの電流指令値との関係を示すグラフ。
【図5】上記の実施の形態における操舵角の変化と転舵角の変化との関係を示すグラフ。
【図6】上記の実施の形態による操舵制御処理のフローチャート。
【図7】上記の実施の形態による操舵制御処理のタイミングチャート。
【図8】本発明の第2の実施の形態による操舵制御処理のタイミングチャート。
【図9】転舵輪の向きと接地面の向きとの間のずれ発生のメカニズムを示す説明図。
【符号の説明】
1 前輪
2 後輪
3 操舵ハンドル
4 操舵角センサ
5 前輪転舵モータ
6 前輪舵角センサ
7 後輪転舵モータ
8 後輪舵角センサ
9 車速センサ
10 ヨーレートセンサ
11 車両
12 操舵制御装置
13 駆動回路
14 反力モータ
15 温度センサ
16 温度センサ
21 目標転舵角算出部
22 転舵角制御部
23 転舵負荷検出部
24 転舵モータ温度検出部
25 操舵反力生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a steering motor is provided to drive a steered wheel mechanically separated from the rotation transmission system of the steering handle, and the steered wheel is driven by driving the steered motor by a steered angle corresponding to the steering angle of the steering handle. As a steering control device for a vehicle to be steered, a device described in JP-A-10-310074 is known.
[0003]
In this conventional vehicle steering control device, for the purpose of detecting the load applied to the steering motor without using an axial force sensor, the steering load is detected by detecting the current flowing through the steering motor with a current sensor, The steering reaction force applied to the steering shaft is controlled based on the detected turning load.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a vehicle steering control device that steers a steered wheel that is mechanically separated from the rotation transmission system of the steering handle with a steered motor, when the driver steers with the vehicle stopped (that is, 9), the tire of the steered wheel 100 is twisted, and the ground contact surface direction A and the steered wheel 100 direction B (steering angle δf or δr) are shifted. (Twist angle ν) is generated. For this reason, if the driver holds the steering handle in that state after performing the stationary stop, the steering motor continuously receives the steering load necessary to balance the twist angle ν of the steered wheel 100. There is a problem that current flows and the temperature of the steering motor rises.
[0005]
When the conventional technology described in the above-mentioned publication is applied to this problem, the twist of the steered wheels is reduced by changing the position of the steering handle by generating a steering reaction force in a direction in which the steered load is reduced. As a result, in the case of a system in which a steered motor is provided on either the front wheel or the rear wheel, temperature rise of the steered motor can be prevented.
[0006]
However, if the prior art described in the above-mentioned publication is applied to a system that individually controls the turning angles of the front wheels and the rear wheels, the turning loads of the front wheels and the rear wheels Therefore, even if the steering reaction force is generated based on the load condition of the steering motor of either the front wheel or the rear wheel, both the front and rear steering loads are effectively There is a problem that the temperature rise of the steered motor cannot be effectively prevented without being necessarily reduced.
[0007]
The present invention has been made to solve such a conventional technical problem, and is a system in which the turning angles of the front wheels and the rear wheels of a vehicle are individually controlled by the respective turning motors. Another object of the present invention is to provide a vehicle steering control device that can effectively suppress the temperature rise of the front and rear wheel steering motors.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a steering motor for individually driving a front wheel and a rear wheel mechanically separated from the steering handle is provided, so that a steering angle corresponding to the steering angle of the steering handle can be obtained. In a vehicle steering control device for individually driving the front wheel and the rear wheel by driving the steering motor, a target for calculating a target turning angle of the front wheel and the rear wheel based on an operation amount of the steering handle Steering angle calculating means, steered angle control means for controlling the steered angle of the front and rear wheels based on the target steered angle, and the front wheel and rear wheel as steered loads of the front wheel and rear wheel A steering load detection means for detecting or estimating a load that balances the force generated by the torsion of each tire, a steering motor temperature detection means for detecting or estimating the temperature of the front and rear wheel steering motors, and a vehicle If stopped, before The temperature of the steering motor for the front and rear wheels output from the steering motor temperature detecting means is compared with the preset upper limit value of the allowable operating temperature, and is added to the steering motor with the smaller margin. Steering reaction force generating means for generating a steering reaction force in a direction to greatly reduce the turning load is provided.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the steering control device for a vehicle according to the first or second aspect , the steered motor temperature detecting means estimates a temperature value based on current values of the steered motors of the front and rear wheels. It is characterized by.
[0013]
【The invention's effect】
In the vehicle steering control device according to the first aspect of the invention, the target turning angle between the front wheels and the rear wheels is calculated based on the operation amount of the steering handle, and the steering of the front wheels and the rear wheels is calculated based on the target turning angle. when controlling the angular detects or estimates a steering load between the front wheels and the rear wheels, to detect or estimate the temperature of the steering motor of the front wheels and the rear wheels, when the vehicle is in a state of almost stopped, the front wheel Compare the temperature of each of the rear wheel steering motors with the preset upper limit value of the allowable operating temperature, and set the steering load applied to the steering motor with the smaller margin to a predetermined amount or less. Control is performed to generate a steering reaction force and reduce the respective steering loads.
[0014]
Thus, when the driver has weakened force holding the steering wheel, while maintaining the relationship of the steering angle and the operation amount of the steering wheel in a predetermined relationship, the steering wheel by generating steering steering reaction force The steering angle can be automatically changed to reduce the steering load on the front wheels and the rear wheels, and the temperature increase of the steering motor on the front wheels and the rear wheels can be suppressed according to the decrease in the steering load.
Furthermore, the temperature of the front and rear wheel steering motors is detected or estimated, and the temperature of each of the front wheel and rear wheel steering motors is compared with a preset upper limit value of the allowable operating temperature. Since the steering reaction force is generated in such a direction that the steering load applied to the smaller steering motor is less than or equal to the predetermined amount, the margin of temperature up to the upper limit of the allowable operating temperature of the steering motor among the front wheels and rear wheels The steering load with a smaller value can be reliably suppressed within a predetermined range, and the temperature increase of the steering motor can be suppressed accordingly.
[0015]
In the vehicle steering control device according to the second aspect of the invention, the temperatures of the front and rear wheel steering motors are detected or estimated, and the temperatures of the front and rear wheel steering motors are set in advance. The steering reaction force is generated in a direction that greatly reduces the steering load applied to the steering motor with the smaller margin compared to the upper limit value of the steering wheel. The steering load can be reduced in consideration of the balance of the temperature margin up to the upper limit value, and the temperature rise of the steering motors of both the front wheels and the rear wheels can be suppressed accordingly.
[0016]
In the vehicle steering control device according to the third aspect of the invention, the steering motor temperature detecting means estimates the temperature value based on the current values of the front and rear wheel steering motors. In addition, it is possible to estimate the temperature of parts where it is difficult to install a temperature sensor such as a winding inside the steering motor, and to improve the reliability of the control to suppress the temperature rise of the steering motor. Enhanced.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a vehicle steering control apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, both the
[0020]
The
[0021]
Next, the steering control function executed by the
[0022]
The target turning
[0023]
[Expression 1]
The relationship between the steering angle δs and the target turning angles δf * and δr * of the
[0024]
The turning
[0025]
The steered
[0026]
For the temperature detection or temperature estimation of the turning motor by the turning motor
[0027]
For this reason, in the steered motor
[0028]
The steering
[0029]
By outputting the current command value Ih * calculated in this way to the reaction force motor 14, as shown in the graph of FIG. 5, the reaction force motor 14 causes the steering handle 3 to return the steering angle δs to δs *. Generate reaction force. As a result, the original steered angles δf1 and δr1 are changed to steered angles δf2 and δr2 so that the torsion angles νf and νr are not more than predetermined values, and the current flowing through the steered motors 5 and 7 is 0 or 0. It becomes small near, and the temperature rise can be suppressed.
[0030]
The operation of the vehicle steering control apparatus according to the first embodiment having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This process is repeatedly executed at a cycle of 100 ms, for example. First, the target turning
[0031]
Subsequently, the steering
[0032]
Subsequently, the
[0033]
If it is determined in step S5 that the
[0034]
On the other hand, when it is determined in step S5 that the
[0035]
With the above control, as shown in FIGS. 7A to 7C, when the stationary steering is now performed and the steering is stopped at time t1, the temperature margin of the front wheel steering motor 5 is reduced. Assuming that the temperature margin of the wheel steering motor 7 is smaller than the margin of temperature, a steering reaction force is generated such that the estimated torsion angle νf of the
[0036]
As a result, according to the first embodiment, even if a deviation occurs between the direction of the steered wheel and the direction of the grounding surface due to the steering operation of the steering handle, the direction of the steered wheel is changed to the direction of the grounding surface within a short time. The correction can be automatically made so as to be as close as possible, and the temperature rise can be suppressed by continuing the flow of the steering current to the steering motor.
[0037]
In the first embodiment, the steering reaction force calculation method executed by the steering
[0038]
That is, the steering
[0039]
[Expression 2]
Then, as in the first embodiment, as shown in FIG. 4, refer to the data table that determines the current command value Ih * of the reaction force motor 14 with respect to the target change amount Δδs * of the steering angle of the
[0040]
As a result, the original turning angles δf1 and δr1 change to the turning angles δf2 and δr2 so that the torsion angles νf and νr are equal to or less than predetermined values, and the current flowing through the turning motors 5 and 7 is 0 or close to 0. And the temperature rise can be suppressed.
[0041]
With the above control, as shown in FIGS. 8A to 8C, when the stationary steering is performed and the steering is stopped at time t1, the twist angles of the
[0042]
Furthermore, in the second embodiment described above, it is assumed that the
[0043]
[Equation 3]
More generally, the twist angles of the
[0044]
[Expression 4]
Here, the target change amount Δδs * of the steering angle weighted according to the temperature margin of the steered motors 5 and 7 is calculated. However, the specifications (rated current, etc.) of the steered motors 5 and 7 and the ratio of the axial load are calculated. For example, the target change amount Δδs * of the steering angle weighted according to a predetermined ratio may be calculated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration according to a first embodiment of this invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the steering control device in the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a current command value of a steered motor and a temperature increase coefficient in the above embodiment.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a target change amount of the steering wheel and a current command value of the reaction force motor in the embodiment.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a change in steering angle and a change in steering angle in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of steering control processing according to the embodiment.
FIG. 7 is a timing chart of steering control processing according to the embodiment.
FIG. 8 is a timing chart of steering control processing according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a mechanism of occurrence of deviation between the direction of the steered wheels and the direction of the ground contact surface.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前輪と後輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、
前記目標転舵角に基づいて前記前輪と後輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
前記前輪と後輪との転舵負荷として前記前輪、後輪それぞれのタイヤのねじれによって生じる力と釣り合う負荷を検出あるいは推定する転舵負荷検出手段と、
前記前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定する転舵モータ温度検出手段と、
車両がほぼ停止した状態である場合に、前記転舵モータ温度検出手段の出力する前記前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷を所定量以下とする向きに操舵反力を発生させる操舵反力発生手段とを備えて成る車両の操舵制御装置。A steering motor for individually driving the front and rear wheels mechanically separated from the steering handle is provided, and the steering motor is driven so as to obtain a steering angle corresponding to the steering angle of the steering handle. In the vehicle steering control device for individually turning the front wheel and the rear wheel,
Target turning angle calculation means for calculating a target turning angle of the front wheel and the rear wheel based on an operation amount of the steering handle;
Turning angle control means for controlling the turning angles of the front wheels and the rear wheels based on the target turning angle;
Steering load detection means for detecting or estimating a load that balances the force generated by the twisting of the tires of the front wheels and the rear wheels as the steering load of the front wheels and the rear wheels ,
Steering motor temperature detection means for detecting or estimating the temperature of the front and rear wheel steering motors;
When the vehicle is almost stopped, the temperature of the steering motor for the front and rear wheels output from the steering motor temperature detecting means is compared with the preset upper limit value of the allowable operating temperature. A steering control device for a vehicle, comprising steering reaction force generating means for generating a steering reaction force in a direction in which a steering load applied to a steering motor with a smaller margin is set to a predetermined amount or less.
前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前輪と後輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、
前記目標転舵角に基づいて前記前輪と後輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
前記前輪と後輪との転舵負荷として前記前輪、後輪それぞれのタイヤのねじれによって生じる力と釣り合う負荷を検出あるいは推定する転舵負荷検出手段と、
前記前輪と後輪の転舵モータの温度を検出あるいは推定する転舵モータ温度検出手段と、
車両がほぼ停止した状態である場合に、前記転舵モータ温度検出手段の出力する前記前輪と後輪の転舵モータの温度各々を予め設定されている動作許容温度の上限値と比較し、余裕代が小さい方の転舵モータに加わっている転舵負荷をより大きく減少させる向きに操舵反力を発生させる操舵反力発生手段とを備えて成る車両の操舵制御装置。A steering motor for individually driving the front and rear wheels mechanically separated from the steering handle is provided, and the steering motor is driven so as to obtain a steering angle corresponding to the steering angle of the steering handle. In the vehicle steering control device for individually turning the front wheel and the rear wheel,
Target turning angle calculation means for calculating a target turning angle of the front wheel and the rear wheel based on an operation amount of the steering handle;
Turning angle control means for controlling the turning angles of the front wheels and the rear wheels based on the target turning angle;
Steering load detection means for detecting or estimating a load that balances the force generated by the twisting of the tires of the front wheels and the rear wheels as the steering load of the front wheels and the rear wheels ,
Steering motor temperature detection means for detecting or estimating the temperature of the front and rear wheel steering motors;
When the vehicle is almost stopped, the temperature of the steering motor for the front and rear wheels output from the steering motor temperature detecting means is compared with the preset upper limit value of the allowable operating temperature. A steering control device for a vehicle, comprising steering reaction force generating means for generating a steering reaction force in a direction in which a steering load applied to a steering motor having a smaller margin is further reduced.
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