JP5672226B2 - Rear wheel steering device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の後輪を操舵制御する後輪操舵装置に関する。 The present invention relates to a rear wheel steering device for steering control of a rear wheel of a vehicle.
従来より、車両のハンドル舵角、ヨーレート、横加速度などの車両の各種状態量を検出し、検出した状態量に基づいて後輪を操舵制御する後輪操舵装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a rear wheel steering device that detects various state quantities of a vehicle such as a steering angle of a vehicle, a yaw rate, a lateral acceleration, and the like, and controls steering of a rear wheel based on the detected state quantities.
後輪操舵装置は、通常、後輪を操舵するアクチュエータとしてのブラシレスモータと、ブラシレスモータの回転角を高い分解能で検出する回転角センサ(例えばレゾルバ)とを備える。後輪操舵装置は、回転角センサの検出値に基づいてブラシレスモータを制御することにより、後輪舵角を高い精度で制御できる。 The rear wheel steering device usually includes a brushless motor as an actuator for steering the rear wheel, and a rotation angle sensor (for example, a resolver) that detects the rotation angle of the brushless motor with high resolution. The rear wheel steering device can control the rear wheel steering angle with high accuracy by controlling the brushless motor based on the detection value of the rotation angle sensor.
レゾルバ等の回転角センサは、中立点からの相対的な回転角を検出するセンサである。従って、例えばイグニッションスイッチがオフの間にブラシレスモータが何らかの外力により動かされ、モータ回転角が変化すると、モータ回転角の連続性が保てなくなり、イグニッションスイッチオン後に中立点からのモータ回転角を正確に検出することができない。 A rotation angle sensor such as a resolver is a sensor that detects a relative rotation angle from a neutral point. Therefore, for example, if the brushless motor is moved by some external force while the ignition switch is off and the motor rotation angle changes, the continuity of the motor rotation angle cannot be maintained, and the motor rotation angle from the neutral point is accurately set after the ignition switch is turned on. Cannot be detected.
そこで、後輪操舵装置においては、絶対的な回転角を検出する別のセンサ設け、イグニッションスイッチオン後に、このセンサの検出値を用いて回転角センサの初期設定を行っている(例えば、特許文献1参照)。絶対的な回転角度を検出するセンサとしては、例えば左右の後輪を連結するシャフトのストローク量を検出するストロークセンサが用いられる。ストロークセンサにより検出されたストローク量から、モータの絶対的な回転角を求めることができる。 Therefore, in the rear wheel steering device, another sensor for detecting the absolute rotation angle is provided, and after the ignition switch is turned on, the rotation angle sensor is initially set using the detection value of this sensor (for example, Patent Documents). 1). As a sensor for detecting an absolute rotation angle, for example, a stroke sensor for detecting a stroke amount of a shaft connecting the left and right rear wheels is used. The absolute rotation angle of the motor can be obtained from the stroke amount detected by the stroke sensor.
しかしながら、ストロークセンサの分解能は回転角センサほど高くない。従って、ストロークセンサの検出値に基づいて回転角センサの初期設定を行ったとしても、回転角センサは正しい回転角を検出できないおそれがある。回転角センサの検出値が正確でない場合、適切な後輪操舵制御を行うことができない。 However, the resolution of the stroke sensor is not as high as that of the rotation angle sensor. Therefore, even if the rotation angle sensor is initially set based on the detection value of the stroke sensor, the rotation angle sensor may not be able to detect the correct rotation angle. If the detection value of the rotation angle sensor is not accurate, appropriate rear wheel steering control cannot be performed.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な操舵制御を行うことができないという後輪操舵装置の異常を検出できる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of detecting an abnormality of the rear wheel steering device in which appropriate steering control cannot be performed.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の後輪操舵装置は、後輪を操舵する後輪操舵機構と、イグニッションスイッチがオンされた場合に、イグニッションスイッチがオフの間に後輪操舵機構が動かされたか否かを判定する移動判定手段と、移動判定手段により後輪操舵機構が動かされたと判定された場合、後輪操舵機構を中立位置に戻す中立制御手段と、車両が直進状態となるときの操舵角である車両直進舵角を取得する車両直進舵角取得手段と、イグニッションスイッチがオフの間より前に取得した車両直進舵角と、イグニッションスイッチがオンされた後且つ後輪操舵機構を中立位置に戻した後に取得した車両直進舵角とを比較することにより、前記後輪操舵機構の異常を判定する異常判定手段とを備える。 In order to solve the above-described problems, a rear wheel steering device according to an aspect of the present invention includes a rear wheel steering mechanism that steers a rear wheel, and a rear wheel steering when the ignition switch is turned off when the ignition switch is turned on. A movement determining means for determining whether or not the mechanism has been moved, a neutral control means for returning the rear wheel steering mechanism to a neutral position when the movement determining means determines that the rear wheel steering mechanism has been moved, and the vehicle is in a straight traveling state Vehicle straight-ahead steering angle acquisition means for acquiring a vehicle straight-ahead steering angle that is a steering angle at the time of the vehicle, a vehicle straight-ahead steering angle acquired before the ignition switch is turned off, and after the ignition switch is turned on and the rear wheel And an abnormality determination means for determining an abnormality of the rear wheel steering mechanism by comparing with a straight traveling angle of the vehicle acquired after the steering mechanism is returned to the neutral position.
後輪操舵機構は、モータと、モータの相対的な回転角を検出する第1センサと、モータの絶対的な回転角を検出する第2センサとを備えてもよい。移動判定手段は、イグニッションスイッチがオフの間より前の第1センサの検出値と、イグニッションスイッチがオンされた後の第2センサの検出値とを比較することにより、後輪操舵機構が動かされたか否かを判定してもよい。 The rear wheel steering mechanism may include a motor, a first sensor that detects a relative rotation angle of the motor, and a second sensor that detects an absolute rotation angle of the motor. The movement determining means compares the detected value of the first sensor before the ignition switch is turned off with the detected value of the second sensor after the ignition switch is turned on , thereby moving the rear wheel steering mechanism. It may be determined whether or not.
後輪操舵機構が動かされたと判定された場合、イグニッションスイッチがオンされた後の第2センサの検出値を、イグニッションスイッチがオンされた後の第1センサの初期値として設定する初期値設定手段をさらに備えてもよい。 When it is determined that the rear wheel steering mechanism has been moved, initial value setting means for setting the detection value of the second sensor after the ignition switch is turned on as the initial value of the first sensor after the ignition switch is turned on May be further provided.
中立制御手段は、第2センサの検出値に基づいて後輪操舵機構を中立位置に制御してもよい。 The neutral control means may control the rear wheel steering mechanism to the neutral position based on the detection value of the second sensor.
車両直進舵角取得手段は、車両のブレーキ制御装置から車両直進舵角を取得してもよい。 The vehicle straight steering angle acquisition means may acquire the vehicle straight steering angle from the vehicle brake control device.
本発明によれば、後輪操舵装置の異常を適切に検出できる。 According to the present invention, it is possible to appropriately detect an abnormality in the rear wheel steering device.
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る後輪操舵装置10を説明するための図である。図1に示す後輪操舵装置10は、後輪を操舵する後輪操舵機構11と、後輪操舵機構11を制御する後輪操舵ECU12とを備える。
FIG. 1 is a view for explaining a rear
図1に示すように、後輪操舵機構11は、サイドロッド13L,13Rと、シャフト14と、ブラシレスモータ15と、レゾルバ16と、ストロークセンサ17等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the rear wheel steering mechanism 11 includes
図1に示すように、シャフト14の両端には、ボールジョイント18L,18Rを介してサイドロッド13L,13Rが接続されている。サイドロッド13L,13Rは、ナックルアームを介して左右の後輪(図示せず)に接続されている。
As shown in FIG. 1,
ブラシレスモータ15は、後輪操舵ECU12からの制御信号により回転を制御される。ブラシレスモータ15の回転によりシャフト14が軸方向(車幅方向)に移動し、左右後輪が転舵する。左右後輪の転舵角は、シャフト14の移動量、すなわちブラシレスモータ15の回転角に比例する。
The rotation of the
レゾルバ16は、ブラシレスモータ15の回転角を検出する。レゾルバ16は、後輪舵角がゼロとなるモータの回転位置である中立点からの相対的な回転角を検出する。レゾルバ16により検出された回転角信号(レゾルバ電気角)は、後輪操舵ECU12に送られる。後輪操舵ECU12は、レゾルバ16からの回転角信号に基づいて、ブラシレスモータ15の回転をフィードバック制御する。
The
ストロークセンサ17は、シャフト14の基準点からの絶対的な移動量(ストローク量)を検出する。ストロークセンサ17としては、例えばポテンショメータを好適に用いることができる。ストロークセンサ17により検出されたストローク量から、ブラシレスモータ15の中立点からの絶対的な回転角を求めることができる。以下においては、ストローク量から求められる絶対的な回転角を「ストローク角」と呼ぶ。ストロークセンサ17により検出されたストローク角信号は、後輪操舵ECU12に送られる。
The
図1に示すように、後輪操舵ECU12には、イグニッションスイッチ20からのオン/オフ信号、車速センサ21からの車速信号、操舵角センサ22からの操舵角信号、ヨーレートセンサ23からのヨーレート信号等が入力される。後輪操舵ECU12は、これらの信号に基づいてブラシレスモータ15の回転量を制御し、左右の後輪を操舵する。これらの信号を用いた後輪操舵制御(以下、「通常後輪操舵制御」と呼ぶ)については公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 1, an on / off signal from the
また、後輪操舵ECU12は、ブレーキECU30と通信可能とされている。ブレーキECU30は、ブレーキECU30に接続された各種センサからの信号に基づいて車両の走行状態をモニタし、車両の走行状態に応じた最適な制動力を自動的に発生させる機能を有する。後輪操舵ECU12の行う自動制動制御として、車両安定性制御(VSC:Vehicle Stability Control)がある。VSCは、カーブを曲がる時に起こりやすい横滑りを抑え、車両を安定させる。VSCにおいては、操舵角センサからの情報を基に、車両が直進状態となるときのハンドル操舵角(以下、「車両直進舵角」と呼ぶ)を常時監視している。タイヤの空気圧等の条件により、ハンドル操舵角が0度の場合でも、車輪の転舵角が0度になるとは限らない。本実施形態において、後輪操舵ECU12は、ブレーキECU30から車両直進舵角の情報を取得し、図2において説明する制御において利用する。
Further, the rear
図2は、本実施形態に係る後輪操舵装置10の制御を説明するためのフローチャートである。この制御は、イグニッションスイッチ20がオンされた場合に行われる。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the control of the rear
イグニッションスイッチ20からオン信号が入力されると、後輪操舵ECU12はまず、イグニッションスイッチがオフの間に後輪操舵機構11が動かされたか否かを判定する(S10)。例えば、後輪に何らかの外力が作用した場合、この外力によりシャフト14が移動し、それによりブラシレスモータ15が回転させられる。
When an ON signal is input from the
S10の判定は、イグニッションスイッチオフ前のレゾルバ16の検出値(レゾルバ電気角)と、イグニッションスイッチオフ後のストロークセンサ17の検出値(ストローク角)とを比較することにより行われる。
The determination in S10 is performed by comparing the detection value (resolver electrical angle) of the
具体的には、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチオン後に検出したストローク角と、イグニッションスイッチオフ前に記憶したレゾルバ電気角との差分を動かされ量とする。そして、この動かされ量が所定の動かされ判定角度以下である場合、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチ20がオフの間に後輪操舵機構11が動かされていないと判定する。一方、動かされ量が動かされ判定角度を超える場合、後輪操舵ECU12は後輪操舵機構11が動かされたと判定する。このS10の処理を行うために、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチ20のオフ信号が入力されたときのストロークセンサ角を不揮発性メモリに記憶しておく。
Specifically, the rear
後輪操舵機構11が動かされていないと判定された場合(S10のN)、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチオフ前に記憶したレゾルバ電気角をレゾルバ16の電気角の初期値に設定する(S12)。これは、ブラシレスモータ15が動かされていないので、イグニッションスイッチオフ前のレゾルバ電気角がそのまま保持されていると判断できるからである。このS12の処理を行うために、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチ20のオフ信号が入力されたときのレゾルバ電気角を不揮発性メモリに記憶しておく。S12の後、後輪操舵ECU12は、通常後輪操舵制御に移行する(S14)。
If it is determined that the rear wheel steering mechanism 11 is not moved (N in S10), the rear
一方、後輪操舵機構11が動かされたと判定された場合(S10のY)、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチオン後に検出したストローク角を、レゾルバ16の電気角の初期値に設定する(S16)。ブラシレスモータ15が動かされている場合、イグニッションスイッチオフ前に記憶したレゾルバ電気角は保持されていないと考えられる。そこで、イグニッションスイッチオン後に検出されたストローク角の方が記憶されたレゾルバ電気角よりも信頼度が高いと判断し、このような処理を行う。
On the other hand, when it is determined that the rear wheel steering mechanism 11 has been moved (Y in S10), the rear
しかしながら、通常、ストロークセンサ17の分解能はレゾルバ16よりも低い。従って、イグニッションスイッチオン後に検出したストローク角と、イグニッションスイッチオフ前に記憶したレゾルバ16の電気角とが一致しておらず、差分が発生している可能性がある。この場合、モータ回転角の連続性が保てていないので、レゾルバ16は中立点からの回転角を正確に検出することができない。そこで、本実施形態においては、以下に説明する処理を行うことにより、ストロークセンサ17で検出されたストローク角の信頼性を検証する。
However, the resolution of the
まず、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチオン後に検出したストローク角から、ブラシレスモータ15の中立点を算出する。そして、後輪操舵ECU12は、ブラシレスモータ15の回転角を算出した中立点まで戻す(S18)。
First, the rear
次に、後輪操舵ECU12は、ブレーキECU30に対して車両直進舵角の検出指示を出し、ブレーキECU30から車両直進舵角を取得する(S20)。この車両直進舵角をθsr1とする。
Next, the rear
次に、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチオフ前に記憶した車両直進舵角(前トリップ車両直進舵角θsr2と呼ぶ)と、現在の車両直進舵角θsr1とを比較する(S22)。具体的には、後輪操舵ECU12は、前トリップ車両直進舵角θsr2と車両直進舵角θsr1の差分の絶対値|θsr2−θsr1|が、所定の閾値以上であるか否か判定する。このS22の処理を行うために、後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチ20のオフ信号が入力されたとき、車両直進舵角θsr2をブレーキECU30から取得し、これを前トリップ車両直進舵角θsr2として不揮発性メモリに記憶しておく。
Next, the rear-
差分の絶対値|θsr2−θsr1|が閾値以上である場合(S22のY)、後輪操舵ECU12は、異常と判定する(S24)。前トリップ車両直進舵角θsr2と車両直進舵角θsr1との間に差分が発生しているということは、ストロークセンサ17で検出されたストローク角の信頼性が低いことを意味する。従って、この場合、レゾルバ16で検出された回転角が正確とは断定できず、適切な後輪操舵制御を行うことができないとして異常判定を行う。
If the absolute value of the difference | θsr2−θsr1 | is equal to or greater than the threshold (Y in S22), the rear
差分の絶対値|θsr2−θsr1|が閾値未満である場合(S22のN)、後輪操舵ECU12は、通常後輪操舵制御に移行する(S14)。前トリップ車両直進舵角θsr2と車両直進舵角θsr1との間に差分が発生していない若しくは差分が小さいということは、ストロークセンサ17で検出されたストローク角の信頼性が高いことを意味する。この場合、レゾルバ16で検出された回転角が正確と断定できるので、通常後輪操舵制御に移行する。
If the absolute value of the difference | θsr2−θsr1 | is less than the threshold (N in S22), the rear
図3は、車両直進舵角について説明するための図である。図3において、縦軸は車両直進舵角を表し、横軸は時間を表す。図3において、曲線40はブレーキECU30により検出された車両直進舵角を表す。なお、曲線40の一部が点線になっているが、これはその区間は車両直進舵角を検出していないことを表す。後輪操舵ECU12は、イグニッションスイッチがオフされたときの車両直進舵角を前トリップ車両直進舵角として不揮発性メモリに記憶しておく(符号42で表す)。
FIG. 3 is a diagram for explaining the vehicle straight steering angle. In FIG. 3, the vertical axis represents the vehicle straight steering angle, and the horizontal axis represents time. In FIG. 3, a
以上説明したように、本実施形態に係る後輪操舵装置10によれば、イグニッションスイッチをオンしてレゾルバ16の初期設定を行った後に、ブレーキECU30から取得した車両直進舵角を利用して、該初期設定の信頼性を検証することができる。後輪操舵装置とは別のシステムを利用することにより、後輪操舵装置10の信頼性を向上することができる。
As described above, according to the rear
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiment. It should be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention.
10 後輪操舵装置、 11 後輪操舵機構、 12 後輪操舵ECU、 14 シャフト、 15 ブラシレスモータ、 16 レゾルバ、 17 ストロークセンサ、 20 イグニッションスイッチ、 21 車速センサ、 23 ヨーレートセンサ、 30 ブレーキECU。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
イグニッションスイッチがオンされた場合に、前記イグニッションスイッチがオフの間に前記後輪操舵機構が動かされたか否かを判定する移動判定手段と、
前記移動判定手段により前記後輪操舵機構が動かされたと判定された場合、前記後輪操舵機構を中立位置に戻す中立制御手段と、
車両が直進状態となるときの操舵角である車両直進舵角を取得する車両直進舵角取得手段と、
前記イグニッションスイッチがオフの間より前に取得した車両直進舵角と、前記イグニッションスイッチがオンされた後且つ前記後輪操舵機構を中立位置に戻した後に取得した車両直進舵角とを比較することにより、前記後輪操舵機構の異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする後輪操舵装置。 A rear wheel steering mechanism for steering the rear wheels;
A movement determination means for determining whether or not the rear wheel steering mechanism is moved while the ignition switch is off when the ignition switch is turned on;
When it is determined by the movement determination means that the rear wheel steering mechanism has been moved, neutral control means for returning the rear wheel steering mechanism to a neutral position;
Vehicle straight steering angle acquisition means for acquiring a vehicle straight steering angle that is a steering angle when the vehicle is in a straight traveling state;
Comparing the vehicle straight steering angle acquired before the ignition switch is off with the vehicle straight steering angle acquired after the ignition switch is turned on and after the rear wheel steering mechanism is returned to the neutral position. By means of abnormality determination means for determining abnormality of the rear wheel steering mechanism,
A rear wheel steering apparatus comprising:
前記移動判定手段は、前記イグニッションスイッチがオフの間より前の前記第1センサの検出値と、前記イグニッションスイッチがオンされた後の第2センサの検出値とを比較することにより、前記後輪操舵機構が動かされたか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の後輪操舵装置。 The rear wheel steering mechanism includes a motor, a first sensor that detects a relative rotation angle of the motor, and a second sensor that detects an absolute rotation angle of the motor,
The movement determination means, by the ignition switch compares the detected value of the first sensor prior between off, the detected value of the second sensor after the ignition switch is turned on, the rear wheel 2. The rear wheel steering apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the steering mechanism is moved.
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