JPH10258757A - 操舵制御装置 - Google Patents
操舵制御装置Info
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- JPH10258757A JPH10258757A JP6662597A JP6662597A JPH10258757A JP H10258757 A JPH10258757 A JP H10258757A JP 6662597 A JP6662597 A JP 6662597A JP 6662597 A JP6662597 A JP 6662597A JP H10258757 A JPH10258757 A JP H10258757A
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Abstract
舵角を制御しているため、操舵角センサに故障等が発生
した場合には転舵制御が困難になるおそれがあった。 【解決手段】 3つの操舵角センサ4a,4b,4cに
よって操舵ハンドル1の操舵角を検出する。操舵角判定
回路27は、検出された各操舵角Θ1、Θ2、Θ3をも
とに下記演算式で得られるV1、V2,V3の値を判定
基準値Aと比較し、判定基準値Aより大となった2つの
演算式に共に検出結果が含まれる操舵角センサを故障と
判別し、他の2つの検出結果をもとに実操舵角Θを判定
する。 V1=|Θ1−Θ2|+|d(Θ1−Θ2)/dt| V2=|Θ2−Θ3|+|d(Θ2−Θ3)/dt| V3=|Θ3−Θ1|+|d(Θ3−Θ1)/dt|
Description
動に応じて転舵輪を転舵させる操舵制御装置に関し、特
に、操舵ハンドルに結合した操舵軸と転舵輪を転舵させ
る転舵機構とが機械的に分離され、これらの連結機構を
電気的制御装置で置換した操舵制御装置に関する。
(特開平2−85059)。操舵ハンドル102を取り
付けた操舵軸101には、モータを主要素とする反力機
構104が設けられており、この反力機構104によっ
て操舵軸101を回転駆動することで操舵ハンドル10
2に操舵反力が付与される。また、操舵軸101には、
操舵ハンドル102の操舵角を検出する操舵角センサ1
03が設けられており、この操舵角センサ103の検出
結果はコントローラ100に与えられる。転舵用のモー
タ105の回転は、減速機106を介してピニオン10
7に伝達され、このピニオン107と噛合したラック軸
108が軸方向に変位駆動され、転舵輪109が転舵さ
れる。ラック軸108の変位量は転舵角センサ110に
よって検出され、その検出結果がコントローラ100に
与えられる。そして、コントローラ100では、操舵角
センサ103で検出された操舵角と、転舵角センサ11
0の検出結果から得られる実転舵角とが一致するよう
に、モータ105のフィードバック制御を行っている。
制御装置では、操舵角センサ103の検出結果に基づい
て、転舵輪109の転舵角を制御しているため、実操舵
角に一致した正確な検出結果が得られない場合には、正
確な転舵制御が困難になるおそれがあった。また、故障
等によって操舵角センサ103から異常な検出値が出力
されるような場合には、転舵制御ができないおそれもあ
った。
されたものであり、その目的は、操舵角センサに故障等
が発生した場合にも、転舵制御が困難となる事態を回避
し、継続して転舵制御を実施することができる操舵制御
装置を提供することにある。
る操舵制御装置は、操舵ハンドルの回動に連動して転舵
輪を転舵させる操舵制御装置において、操舵ハンドルの
操舵角を検出する第1、第2及び第3の操舵角検出手段
と、第1、第2及び第3の操舵角検出手段で検出された
各操舵角の偏差をもとに操舵ハンドルの操舵角を判定す
る操舵角判定手段と、操舵角判定手段で判定された操舵
角をもとに転舵制御の目標となる目標制御量を演算する
目標制御量演算手段と、操舵ハンドルと機械的に分離さ
れ、転舵輪に連結された転舵手段と、転舵輪の転舵量が
目標制御量となるように転舵手段を駆動制御する転舵制
御手段とを備えて構成する。
出された操舵角が略一致する場合には、任意の2つの操
舵角検出手段で検出された操舵角の偏差はすべてゼロに
近い値となる。ここで、第1の操舵角検出手段に故障等
が発生しているとすると、第2と第3の操舵角検出手段
で検出された各操舵角の偏差がゼロに近い値となり、第
1と第2、及び、第1と第3の2組の操舵角検出手段で
検出された各操舵角の偏差は、ゼロから離れた値を示
す。操舵角判定手段では、このように操舵角の偏差がゼ
ロから離れた値を示した際に、この2組の偏差の双方に
検出結果が含まれる操舵角検出手段を故障と判別し、残
る2つの操舵角検出手段の検出結果をもとに操舵角を判
定する。
ンドルの回動に連動して転舵輪を転舵させる操舵制御装
置において、操舵ハンドルの操舵角を検出する第1、第
2及び第3の操舵角検出手段と、第1、第2及び第3の
操舵角検出手段で検出された各操舵角の偏差の変化速度
をもとに操舵ハンドルの操舵角を判定する操舵角判定手
段と、操舵角判定手段で判定された操舵角をもとに転舵
制御の目標となる目標制御量を演算する目標制御量演算
手段と、操舵ハンドルと機械的に分離され、転舵輪に連
結された転舵手段と、転舵輪の転舵量が目標制御量とな
るように転舵手段を駆動制御する転舵制御手段とを備え
て構成する。
出された操舵角が略一致する場合には、任意の2つの操
舵角検出手段で検出された操舵角の偏差の変化速度も略
一致する。ここで、第1の操舵角検出手段に故障等が発
生しているとすると、第2と第3の操舵角検出手段で検
出された各操舵角の偏差の変化速度がゼロに近い値とな
り、第1と第2、及び、第1と第3の2組の操舵角検出
手段で検出された各操舵角の偏差の変化速度は、ゼロか
ら離れた値を示す。操舵角判定手段では、このように操
舵角の偏差の変化速度がゼロから離れた値を示した際
に、この2組の双方に検出結果が含まれる操舵角検出手
段を故障と判別し、残る2つの操舵角検出手段の検出結
果をもとに操舵角を判定する。なお、偏差の変化速度を
もとに判定することにより、生じた偏差が小さい状況で
あっても、その偏差の変化速度が大であれば、早期に故
障を判別することがでる。
ンドルの回動に連動して転舵輪を転舵させる操舵制御装
置において、操舵ハンドルの操舵角を検出する第1、第
2及び第3の操舵角検出手段と、第1、第2及び第3の
操舵角検出手段で検出された各操舵角の偏差とこの偏差
の変化速度とをもとに操舵ハンドルの操舵角を判定する
操舵角判定手段と、操舵角判定手段で判定された操舵角
をもとに転舵制御の目標となる目標制御量を演算する目
標制御量演算手段と、操舵ハンドルと機械的に分離さ
れ、転舵輪に連結された転舵手段と、転舵輪の転舵量が
前記目標制御量となるように転舵手段を駆動制御する転
舵制御手段とを備えて構成する。
出された操舵角が略一致する場合には、任意の2つの操
舵角検出手段で検出された操舵角の偏差やこの偏差の変
化速度も略一致する。ここで、第1の操舵角検出手段に
故障等が発生しているとすると、第2と第3の操舵角検
出手段で検出された各操舵角の偏差とその偏差の変化速
度がゼロに近い値となり、第1と第2、及び、第1と第
3の2組の操舵角検出手段で検出された各操舵角の偏差
とその偏差の変化速度は、ゼロから離れた値を示す。操
舵角判定手段では、このように操舵角の偏差と偏差の変
化速度がゼロから離れた値を示した際に、この2組の双
方に検出結果が含まれる操舵角検出手段を故障と判別
し、残る2つの操舵角検出手段の検出結果をもとに操舵
角を判定する。なお、検出された操舵角の偏差とその偏
差の変化速度との双方に基づいて判定することにより、
より正確にしかも早期に故障を判別することができる。
添付図面を参照して説明する。
の構成を概略的に示す。この操舵制御装置は、運転者が
操作するマスタ部A、車輪を操向させるスレーブ部B、
及び、マスタ部Aとスレーブ部Bとを電気的に制御する
制御部Cで構成される。
られた操舵軸2と、操舵軸2を回転駆動する操舵軸モー
タ3とを備えると共に、操舵軸2には、操舵ハンドル1
の実操舵角Θを検出するための3つの操舵角センサ4
a,4b,4cと、操舵力Tを検出するための操舵力セ
ンサ5を設けている。
る際の駆動源となる転舵軸モータ11を備えており、こ
の転舵軸モータ11と転舵軸13との間には、転舵軸モ
ータ11の回転運動を直線運動に変換して転舵軸13を
軸方向に変位させる変換器12を設けている。転舵軸1
3の両端は、それぞれタイロッド15a,15b及びナ
ックルアーム16a,16bを介して操向車輪14a,
14bに各々接続されており、転舵軸13が軸方向に沿
って変位することで、その変位量及び変位方向に応じ
て、各操向車輪14a,14bの転舵がなされる機構と
なっている。タイロッド15a,15bには、左右の操
向車輪14a,14bからそれぞれタイロッド15a,
15bに付与される軸力(転舵反力)を検出する転舵反
力センサ18a,18bが取り付けられている。また、
転舵軸13には、この転舵軸13の変位量を検出する転
舵変位量センサ17が設けられており、転舵軸13の変
位量を転舵変位量センサ17で検出することで、操向車
輪14a,14bの実転舵量が検知できる。
り、この操舵角判定回路27では、後に詳述するよう
に、3つの操舵角センサ4a,4b,4cでそれぞれ検
出された操舵角Θ1、Θ2、Θ3の値をもとに操舵ハン
ドル1の実操舵角Θを判定している。
量演算器25に与えられ、目標制御量演算器25では、
転舵制御、すなわち実操舵角Θに対応するように操向車
輪14a,14bを転舵させる際の目標となる目標制御
量θが演算される。また、転舵変位量センサ17の検出
結果は転舵変位量演算器22に与えられ、転舵変位量演
算器22は、この転舵変位量センサ17の検出結果をも
とに転舵軸13の変位量を転舵変位量Xとして求めると
共に、転舵変位量Xに比例する制御量bX(bは操舵変
位キ゛ヤ比に相当する係数)を出力する。目標制御量演算
器25で演算された目標制御量θと転舵変位量演算器2
2で演算された制御量bXとは、ともに転舵軸モータ制
御回路26に与えられる。転舵軸モータ制御回路26
は、与えられた目標制御量θと制御量bXとをもとに、
操向車輪14a,14bの転舵量が目標制御量θとなる
ように転舵軸モータ11の駆動制御を行う。すなわち、
転舵軸13の制御変位量Msを下記の(1)式によって
算出し、制御変位量Msに応じた転舵制御信号を転舵軸
モータ11に出力する。なお、(1)式中、Gsは転舵
制御信号のゲインを示すゲイン係数である。
サ5によって検出され、その検出結果は操舵力演算器2
3に与えられる。操舵力演算器23は、操舵力センサ5
の検出結果をもとに操舵軸2に付与された操舵力Tを演
算すると共に、操舵力Tが付与された方向に操舵軸2を
回転させるための制御量aT(aは操舵力ギヤ比に相当
する係数)に応じた制御量信号を出力する。また、転舵
に伴って転舵軸13に付与される転舵反力は転舵反力セ
ンサ18a,18bによって検出され、その検出結果は
転舵反力演算器24に与えられる。転舵反力演算器24
は、転舵反力センサ18a,18bの検出結果をもとに
転舵軸13に付与された転舵反力Fを演算する。操舵力
演算器23で演算された制御量aTと転舵反力演算器2
4で演算された転舵反力Fとは、ともに操舵軸モータ制
御回路21に与えられる。操舵軸モータ制御回路21
は、与えられた制御量aTと転舵反力Fとをもとに、操
舵軸モータ3の回転制御量Mmを下記の(2)式によっ
て算出し、回転制御量Mmに応じた反力制御信号を操舵
軸モータ3に出力する。なお、(2)式中、Gmは出力
信号のゲインを示すゲイン係数である。
角の判定処理について、図2のフローチャートをもとに
説明する。なお、このフローチャートは、イグニッショ
ンスイッチがオンされることで開始され、所定時間毎
(例えば、2msec.)に実行される。
プ」を「S」と記す)において、3つの操舵角センサ4
a,4b,4cでそれぞれ検出された各操舵角Θ1、Θ
2、Θ3の値を読み込む。
に、検出された各操舵角のうち、いずれか2つの操舵角
の偏差(絶対値)とその偏差の変化速度(絶対値)との
和として求められるV1,V2,V3の値をそれぞれ演
算する。
角センサで検出された操舵角がほぼ一致する場合には操
舵角の偏差はゼロに近い値となるが、一方の操舵角セン
サに故障等が発生している場合にはこの偏差はゼロから
離れた値を示す。また、右辺第2項となる偏差の変化速
度(偏差の微分値)の項を含めることで、第1項の偏差
が小さい場合にもその変化速度が大であれば大きな値を
示すこととなり、故障等が発生した操舵角センサを早期
に判別することができる。例えば、検出値Θ1の値が異
常値の場合には、Θ1を含むV1及びV3の値が所定の
判定基準値Aよりも大となり、検出値Θ2の値が異常値
の場合には、Θ2を含むV1及びV2の値が所定の判定
基準値Aよりも大となり、検出値Θ3の値が異常値の場
合には、Θ3を含むV2及びV3の値が所定の判定基準
値Aよりも大となる。従って、判定基準値Aより大とな
ったVの演算式中に共通に検出結果が含まれる操舵角セ
ンサに異常があることが分かる。
演算されるV1,V2又はV3の値が、所定の判定基準
値Aより大であれば、判定基準値Aより大となったVの
演算式中に共通に含まれる検出結果に異常があることが
分かる。
おいて、V1,V2,V3の値を判定基準値Aと比較
し、V1,V2,V3の値が全て判定基準値A以下の場
合には(S104、S106及びS108で「N
o」)、S110で全ての操舵角センサ4a,4b,4
cが正常に機能していると判別し、S112で舵角演算
(Θ1+Θ2+Θ3)/3を行う。その演算結果を操舵
ハンドル1の実操舵角Θとして判定し、このルーチンを
終了する。
ある場合には(S106で「Yes」、S114で「Y
es」)、V2とV3の双方の演算式中に含まれる操舵
角Θ3の値に異常があると判別し(S116)、この場
合には、S118において舵角演算(Θ1+Θ2)/2
を行い、その演算結果を操舵ハンドル1の実操舵角Θと
して判定し、このルーチンを終了する。
ある場合には(S104で「Yes」、S120で「N
o」、S122で「Yes」)、V1とV3の双方の演
算式中に含まれる操舵角Θ1の値に異常があると判別し
(S124)、この場合には、S126において舵角演
算(Θ2+Θ3)/2を行い、その演算結果を操舵ハン
ドル1の実操舵角Θとして判定し、このルーチンを終了
する。
ある場合には(S104で「Yes」、S120で「Y
es」、S128で「No」)、V1とV2の双方の演
算式中に含まれる操舵角Θ2の値に異常があると判定し
(S130)、この場合には、S132において舵角演
算(Θ1+Θ3)/2を行い、その演算結果を操舵ハン
ドル1の実操舵角Θとして判定し、このルーチンを終了
する。
3の演算結果のみが判定基準値Aより大となり、同様に
S114で「No」の場合にはV2の演算結果のみが、
またS122で「No」の場合にはV1の演算結果のみ
が、それぞれ判定基準値Aより大となる。前述したよう
に、通常、1つの操舵角センサに異常がある場合には、
必ず2つのV演算の結果が判定基準値Aより大となるた
め、このような場合には、各操舵角センサの検出結果は
正常であり、ノイズの影響等により誤演算が行われたも
のとみなす(S134、S136)。そして、検出され
た各操舵角の値をもとに舵角演算(Θ1+Θ2+Θ3)
/3を行い、その演算結果を操舵ハンドル1の実操舵角
Θとして判定する(S112、S138)。
基準値Aより大である場合には(S104で「Ye
s」、S120で「Yes」、S128で「Ye
s」)、全ての操舵角センサ4a,4b,4cに異常が
あると判定して(S140)、舵角判定制御を中止し
(S142)、予め定められた他の故障対処処理に移行
する。
ドル1の実操舵角Θが判定される。
置の動作を概略的に説明する。車両が直進している状態
から操舵ハンドル1が回転されると、このとき3つの操
舵角センサ4a,4b,4cで検出された操舵角Θ1、
Θ2、Θ3の値をもとに、操舵角判定回路27において
操舵ハンドル1の実操舵角Θが判定される。この実操舵
角Θをもとに目標制御量演算器25で目標制御量θが演
算されると、式(1)により制御変位量Msが生じ、転
舵軸モータ制御回路26からは、制御変位量Msに応じ
た転舵制御信号が出力される。この転舵制御信号を受け
て転舵軸モータ11が作動し、転舵軸13が変位して操
向車輪14a,14bが転舵される。この操向車輪14
a,14bの実転舵量に対応する転舵変位量Xが転舵変
位量演算器22を介して転舵軸モータ制御回路26に与
えられ、前出の(1)式に基づいて転舵軸モータ11の
フィードバック制御がなされる。そして、θ≒bXとな
った時点で転舵軸モータ11の動作が停止する。
ると転舵反力Fが発生するため、操舵軸モータ制御回路
21には、この転舵反力Fを示す信号と操舵力Tに応じ
た制御量aTとが与えられ、前出の(2)式に基づいて
操舵軸モータ3の駆動制御、すなわち操舵軸2に与えら
れる反力制御がなされる。そして、aT≒Fとなった時
点で操舵軸モータ3の動作が停止する。
ハンドル1を回すと、操舵軸2の回転角が増加するため
目標制御量θも増加する。このため、(1)式における
制御変位量Msが増加して転舵軸13が変位駆動され
る。転舵軸13が変位すると転舵反力Fが増大するた
め、(2)式における回転制御量Mmが変化して、操舵
反力が増大するように操舵軸モータ3が再び回転駆動さ
れる。この動作の繰り返しにより、操舵ハンドル1の操
舵角に対応した操向車輪14a,14bの転舵角が得ら
れると共に、転舵反力に応じた操舵反力が得られる。な
お、操舵ハンドル1を戻す際にも同様に、操舵ハンドル
1の戻し回転角に対応して操向車輪14a、14bの転
舵角が追従すると共に、操舵ハンドル1の操舵力Tも転
舵反力Fに対応して減少する。
2において、V1等を求める演算式を、2つの操舵角の
偏差とその偏差の変化速度との和として例示したが、図
3(a)に示すように、V1等を求める演算式を操舵角
の偏差の項のみとするか、或いは図3(b)に示すよう
に、操舵角の偏差の変化速度の項のみとしてもよい。
センサ4a,4b,4cを備える構成を例示したが、こ
の例に限定するものではなく、少なくとも3つ以上の操
舵角センサを備えることで、前述したような舵角判定処
理を実施できる。
サ17の出力をフィードバックすることにより転舵軸モ
ータ11の駆動制御を行う場合を例示したが、このよう
なフィードバック制御が行われる場合に限定するもので
はない。例えば、転舵軸モータ11をステップモータで
構成し、このステップモータの回転量を目標制御量θに
応じて算出し、この算出結果に基づいてステップモータ
の回転を制御してもよく、このような場合には、フィー
ドバック制御は不要となる。
操舵制御装置によれば、第1、第2及び第3の操舵角検
出手段によって操舵ハンドルの操舵角をそれぞれ検出す
ると共に、操舵角判定手段によって、各操舵角検出手段
で検出された各操舵角の偏差、各操舵角の偏差の変化速
度、或いは各操舵角の偏差とこの偏差の変化速度とをも
とに、操舵ハンドルの操舵角を判定するので、いずれか
の操舵角センサに故障等が発生した場合にも、転舵制御
が困難となる事態を回避し、継続して転舵制御を実施す
ることが可能となる。
ブロック図である。
ーチャートである。
トのうち、S102で行う演算処理の他の実施形態を示
す図である。
る。
ハンドル、2…操舵軸、3…操舵軸モータ、4a、4
b、4c…操舵角センサ、5…操舵力センサ、11…転
舵軸モータ、13…転舵軸、14a,14b…操向車輪
(転舵輪)、21…操舵軸モータ制御回路、25…目標
制御量演算器、26…転舵軸モータ制御回路、27…操
舵角判定回路。
Claims (3)
- 【請求項1】 操舵ハンドルの回動に連動して転舵輪を
転舵させる操舵制御装置において、 前記操舵ハンドルの操舵角を検出する第1、第2及び第
3の操舵角検出手段と、前記第1、第2及び第3の操舵
角検出手段で検出された各操舵角の偏差をもとに前記操
舵ハンドルの操舵角を判定する操舵角判定手段と、前記
操舵角判定手段で判定された操舵角をもとに転舵制御の
目標となる目標制御量を演算する目標制御量演算手段
と、前記操舵ハンドルと機械的に分離され、転舵輪に連
結された転舵手段と、前記転舵輪の転舵量が前記目標制
御量となるように前記転舵手段を駆動制御する転舵制御
手段とを備える操舵制御装置。 - 【請求項2】 操舵ハンドルの回動に連動して転舵輪を
転舵させる操舵制御装置において、 前記操舵ハンドルの操舵角を検出する第1、第2及び第
3の操舵角検出手段と、前記第1、第2及び第3の操舵
角検出手段で検出された各操舵角の偏差の変化速度をも
とに前記操舵ハンドルの操舵角を判定する操舵角判定手
段と、前記操舵角判定手段で判定された操舵角をもとに
転舵制御の目標となる目標制御量を演算する目標制御量
演算手段と、前記操舵ハンドルと機械的に分離され、転
舵輪に連結された転舵手段と、前記転舵輪の転舵量が前
記目標制御量となるように前記転舵手段を駆動制御する
転舵制御手段とを備える操舵制御装置。 - 【請求項3】 操舵ハンドルの回動に連動して転舵輪を
転舵させる操舵制御装置において、 前記操舵ハンドルの操舵角を検出する第1、第2及び第
3の操舵角検出手段と、前記第1、第2及び第3の操舵
角検出手段で検出された各操舵角の偏差とこの偏差の変
化速度とをもとに前記操舵ハンドルの操舵角を判定する
操舵角判定手段と、前記操舵角判定手段で判定された操
舵角をもとに転舵制御の目標となる目標制御量を演算す
る目標制御量演算手段と、前記操舵ハンドルと機械的に
分離され、転舵輪に連結された転舵手段と、前記転舵輪
の転舵量が前記目標制御量となるように前記転舵手段を
駆動制御する転舵制御手段とを備える操舵制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6662597A JP3577190B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 操舵制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6662597A JP3577190B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 操舵制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10258757A true JPH10258757A (ja) | 1998-09-29 |
JP3577190B2 JP3577190B2 (ja) | 2004-10-13 |
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ID=13321270
Family Applications (1)
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JP6662597A Expired - Fee Related JP3577190B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 操舵制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3577190B2 (ja) |
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