JP6579377B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
この発明の目的は、新規な方法で異常が発生したか否かを判定できる車両用操舵装置を提供することである。
この構成によれば、両転舵モータおよびこれらの制御手段に異常がなく、路面の摩擦係数の増大、左右転舵輪のタイヤ空気圧の低下等によって、転舵モータのフィードバック制御の追従性が一時的に低下しただけである場合には、左転舵角偏差および右転舵角偏差は共に大きくなるため、異常が発生したと判定されにくい。これにより、転舵モータのフィードバック制御の追従性が一時的に低下しただけであるにも拘わらず、異常が発生したと誤判定されるのを抑制できる。
請求項3に記載の発明は、前記左転舵角偏差の絶対値が第3閾値よりも大きくかつ前記左転舵角偏差の時間変化率の絶対値が第4閾値未満となったとき、または前記右転舵角偏差の絶対値が前記第3閾値よりも大きくかつ前記右転舵角偏差の時間変化率の絶対値が前記第4閾値未満となったときに、異常が発生したと判定する手段(50)をさらに含む、請求項1に記載の車両用操舵装置である。
請求項5に記載の発明は、車速を取得する車速取得手段(30)と、前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第1閾値を変更させる手段(51)と、前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第2閾値を変更させる手段(51)とをさらに含む、請求項2に記載の車両用操舵装置である。
図1は、この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明するための図解図であり、左右独立転舵システムが採用されたステア・バイ・ワイヤシステムの構成が示されている。
この車両用操舵装置1は、運転者が操向のために操作する操舵部材としてステアリングホイール2と、左転舵輪3Lおよび右転舵輪3Rと、ステアリングホイール2の回転操作に応じて駆動される左転舵モータ4Lおよび右転舵モータ4Rと、左転舵モータ4Lの駆動力に基づいて左転舵輪3Lを転舵する左転舵機構5Lと、右転舵モータ4Rの駆動力に基づいて右転舵輪3Rを転舵する右転舵機構5Rとを備えている。
ステアリングホイール2は、車体側に回転可能に支持された回転シャフト6に連結されている。この回転シャフト6には、ステアリングホイール2に作用する反力トルク(操作反力)を発生する反力モータ7が設けられている。この反力モータ7は、例えば、回転シャフト6と一体の出力シャフトを有する電動モータにより構成されている。
操舵角センサ8、トルクセンサ9および車速センサ11、左転舵角センサ10L、右転舵角センサ10R、左転舵モータ4L、右転舵モータ4Rおよび反力モータ7は、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)30にそれぞれ接続されている。ECU30は、左転舵モータ4L、右転舵モータ4Rおよび反力モータ7を制御する。
ECU30は、マイクロコンピュータ31と、マイクロコンピュータ31によって制御され、左転舵モータ4Lに電力を供給する駆動回路(インバータ回路)32Lと、左転舵モータ4Lに流れるモータ電流を検出する電流検出部33Lとを含む。ECU30は、さらに、マイクロコンピュータ31によって制御され、右転舵モータ4Rに電力を供給する駆動回路(インバータ回路)32Rと、右転舵モータ4Rに流れるモータ電流を検出する電流検出部33Rとを含む。ECU30は、さらに、マイクロコンピュータ31によって制御され、反力モータ7に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)34と、反力モータ7に流れるモータ電流を検出する電流検出部35とを含む。
転舵モータ制御部40は、角速度演算部41L,41Rと、目標転舵角設定部42と、転舵角偏差演算部43L,43Rと、PI制御部(転舵角)44L,44Rと、角速度偏差演算部45L,45Rと、PI制御部(角速度)46L,46Rと、電流偏差演算部47L,47Rと、PI制御部(電流)48L,48Rと、PWM(Pulse Width Modulation)制御部49L,49Rと、異常判定部50とを含む。
目標転舵角設定部42は、操舵角θhおよび車速Vに基づいて、左転舵輪3Lの転舵角の目標値である左目標転舵角δL *と、右転舵輪3Rの転舵角の目標値である右目標転舵角δR *とを設定する。
図4は、異常判定部50の動作を説明するためのフローチャートである。図4の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
異常判定部50は、転舵角偏差演算部43Lによって演算された左転舵角偏差ΔδLと、転舵角偏差演算部43Rによって演算された右転舵角偏差ΔδRとを取得する(ステップS1)。
|ΔδL−ΔδR|≧α …(1)
前記式(1)において、|ΔδL−ΔδR|は、左転舵角偏差ΔδLと右転舵角偏差ΔδRとの差の絶対値である。また、α(>0)は、予め設定された第1閾値である。後述するように、第1閾値αは、車速Vに応じて変更されてもよい。
ステップS3では、異常判定部50は、次式(2)で示される第2条件を満たしているか否かを判別する。
or
|dΔδR/dt|<β and |ΔδR|>γ …(2)
前記式(2)において、|dΔδL/dt|は、左転舵角偏差ΔδLの時間微分値の絶対値であり、左転舵角偏差ΔδLの時間変化率の絶対値を表している。|dΔδR/dt|は、右転舵角偏差ΔδRの時間微分値の絶対値であり、右転舵角偏差ΔδRの時間変化率の絶対値を表している。β(>0)は、予め設定された第2閾値である。γ(>0)は、予め設定された第3閾値である。後述するように、第2閾値βおよび第3閾値γは、車速Vに応じて変更されてもよい。
前記ステップS2において、第1条件を満たしていると判別された場合(ステップS2:YES)、つまり、|ΔδL−ΔδR|がα以上である場合には、異常判定部50は、異常が発生していると判別し、フェール処理を行う(ステップS4)。フェール処理では、左転舵モータ4Lおよび右転舵モータ4Rを停止状態にさせる。例えば、異常判定部50は、転舵モータ4L,4Rに電流が供給されないように、PWM制御部49L,49Rを制御する。
|dΔδL/dt|<β
or
|dΔδR/dt|<β …(3)
この場合には、異常判定部50は、「左転舵角偏差ΔδLの時間変化率の絶対値|dΔδL/dt|が第2閾値βよりも小さい」か、または「右転舵角偏差ΔδRの時間変化率の絶対値|dΔδR/dt|が第2閾値βよりも小さい」ときに、第2条件を満たしていると判別する。
Claims (6)
- 左転舵輪および右転舵輪を個別に転舵するための左転舵機構および右転舵機構を含み、操向のために操作される操舵部材と前記左転舵機構および右転舵機構とが機械的に結合されておらず、前記左転舵機構が左転舵モータによって駆動され、前記右転舵機構が右転舵モータによって駆動される車両用操舵装置であって、
前記左転舵輪の転舵角の目標値である左目標転舵角および前記右転舵輪の転舵角の目標値である右目標転舵角を設定する目標転舵角設定手段と、
前記左転舵輪の転舵角である左転舵角を取得する左転舵角取得手段と、
前記右転舵輪の転舵角である右転舵角を取得する右転舵角取得手段と、
前記左転舵角と前記左目標転舵角との差である左転舵角偏差が小さくなるように前記左転舵モータを制御する左モータ制御手段と、
前記右転舵角と前記右目標転舵角との差である右転舵角偏差が小さくなるように前記右転舵モータを制御する右モータ制御手段と、
前記左転舵角偏差と前記右転舵角偏差との差の絶対値が第1閾値以上になったときに、異常が発生したと判定する判定手段とを含む、車両用操舵装置。 - 前記左転舵角偏差の時間変化率の絶対値および前記右転舵角偏差の時間変化率の絶対値の少なくとも一方が第2閾値未満となったときに、異常が発生したと判定する判定手段をさらに含む、請求項1に記載の車両用操舵装置。
- 前記左転舵角偏差の絶対値が第3閾値よりも大きくかつ前記左転舵角偏差の時間変化率の絶対値が第4閾値未満となったとき、または前記右転舵角偏差の絶対値が前記第3閾値よりも大きくかつ前記右転舵角偏差の時間変化率の絶対値が前記第4閾値未満となったときに、異常が発生したと判定する判定手段をさらに含む、請求項1に記載の車両用操舵装置。
- 車速を取得する車速取得手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第1閾値を変更させる手段とをさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。 - 車速を取得する車速取得手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第1閾値を変更させる手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第2閾値を変更させる手段と、
をさらに含む、請求項2に記載の車両用操舵装置。 - 車速を取得する車速取得手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第1閾値を変更させる手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第3閾値を変更させる手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速に応じて前記第4閾値を変更させる手段と、
をさらに含む、請求項3に記載の車両用操舵装置。
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