WO2011030446A1 - 後輪操舵装置の制御装置 - Google Patents

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WO2011030446A1
WO2011030446A1 PCT/JP2009/065931 JP2009065931W WO2011030446A1 WO 2011030446 A1 WO2011030446 A1 WO 2011030446A1 JP 2009065931 W JP2009065931 W JP 2009065931W WO 2011030446 A1 WO2011030446 A1 WO 2011030446A1
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rear wheel
steering
angle
rudder angle
deviation
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亨 ▲高▼島
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トヨタ自動車株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1581Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by comprising an electrical interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition

Definitions

  • the present invention relates to a technical field of a control device for a rear wheel steering device that controls various rear wheel steering devices such as ARS (Active Rear Steering).
  • ARS Active Rear Steering
  • Patent Document 1 A rear wheel steering device that prevents transmission of driving force from the rear wheel side has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the driving force transmission from the actuator side to the rear wheel side is allowed in the power transmission path that transmits the driving force from the actuator to the rear wheel, and the reverse direction is established.
  • a worm gear and an irreversible clutch mechanism that block transmission of driving force, it is possible to reliably prevent the turning angle of the rear wheels from changing.
  • the physical load for turning the rear wheels may change due to changes in driving conditions.
  • the physical load is likely to be significantly increased.
  • driving means such as an actuator that can give a steering force for urging the rear wheels to steer the rear wheels. Therefore, the consumption of various power storage means such as a battery for supplying power to the actuator increases.
  • Patent Document 1 does not have a description from such a viewpoint and cannot suppress the consumption of this type of power storage means. Further, apart from whether or not the technique described in Patent Document 2 can be applied to the rear wheel steering device, as disclosed in Patent Document 2, the drive current is simply reduced in the vicinity of the steering angle end. As a result, the range in which the steering angle control is possible is reduced from the beginning, and the effectiveness of the rear wheel steering device provided with the turning angle is significantly reduced. That is, in the conventional technology including the technology disclosed in the above-mentioned patent document, it is extremely difficult in practice to suppress the consumption of the power storage means while maintaining the effectiveness of the rear wheel steering device as much as possible. There is a problem.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and is a rear wheel steering device capable of effectively suppressing the consumption of power storage means while maintaining the effectiveness of the rear wheel steering device as much as possible. It is an object to provide a control device.
  • the control device for the first rear wheel steering device can supply a steering force for urging the rear wheel to the rear wheel of the vehicle according to the energized state.
  • a control device for a rear wheel steering device including a steering force supply unit and an energization unit capable of controlling the energization state, the target rudder angle setting unit configured to set a target rudder angle of the rear wheel, and the rear wheel
  • the energizing means is controlled so that the steering force is supplied based on a deviation between the actual steering angle specifying means for specifying the actual steering angle and the deviation between the set target steering angle and the specified actual steering angle.
  • And energization control for controlling the energization means so that the power supply to the steering force supply means is cut off when the specified actual rudder angle is greater than or equal to a reference rudder angle and the deviation is greater than or equal to a reference deviation. Means.
  • a control device for a first rear wheel steering device is a device for controlling a rear wheel steering device according to the present invention, which includes a steering force supply means and an energization means.
  • CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • processors or controllers or various storage means such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), buffer memory or flash memory, etc.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • flash memory etc.
  • processing units such as a single or a plurality of ECUs (Electronic Controlled Units), various controllers, various computer systems such as a microcomputer device, and the like may be employed.
  • the steering force supply means is, for example, a so-called direct-acting actuator that can convert the rotational power of the rotating electrical machine into a reciprocating motion in the axial direction, whether directly or indirectly.
  • This means is capable of supplying a steering force that prompts the rear wheels to steer in accordance with at least the energized state.
  • the “energized state” means details of various energization modes for the steering force supply means including the presence / absence of energization, timing of energization, drive voltage, drive current, drive power or drive duty ratio, and the like. In particular, it is controlled by the energizing means.
  • the energizing means is, for example, a wire harness, a cable, a connector, a terminal, a switching circuit, an inverter circuit, a relay circuit, or the like connected to the steering force supplying means under various physical, mechanical, electrical, or magnetic modes. It includes a single or a plurality of physical, mechanical, electrical, or magnetic means that can appropriately include a PWM control circuit or the like.
  • the target rudder angle setting unit sets the rear wheel target rudder angle
  • the energization control unit identifies the set target rudder angle and the identifying unit.
  • the energization means is controlled so that an appropriate steering force is applied to the rear wheel.
  • the practical control mode of the energization control means is not limited at all as long as the deviation is used as at least one reference information for control.
  • the actual steering angle follows the target steering angle.
  • various feedback controls such as PID control using the deviation as a parameter, feedforward control, and the like can be executed based on pre-adapted control conditions.
  • the “specific” according to the present invention is a comprehensive concept such as detection, calculation, derivation, identification, acquisition, or selection, and is a practical aspect as long as it can be finally determined as control reference information. Is a good idea in many ways.
  • the specifying unit may be a detection unit such as a steering angle sensor, or may acquire an actual steering angle equivalent value as a sensor output from the detection unit such as a steering angle sensor as an electric signal.
  • it may be an actual rudder angle equivalent value in which the correspondence with the actual rudder angle is determined in advance.
  • the energization control means controls the steering force supply means via the energization means based on the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle, and basically the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle. As long as there is, power supply through the energization means is continued.
  • the steering force required to steer the rear wheels increases as the actual rudder angle increases. Often the maximum in the steering angle region. In such a relatively large rudder angle region, the steering force for causing the actual rudder angle to follow the target rudder angle exceeds various physical, mechanical or electrical constraints or limits of the steering force supply means. There are many cases.
  • the energization control means is such that the specified actual rudder angle is greater than or equal to the reference rudder angle, and the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle is greater than or equal to the reference deviation.
  • the energization means is controlled so that the power supply to the steering force supply means is interrupted.
  • the practical aspect in cutting off the power supply is not particularly limited as long as the power consumption in the steering force supply means is not made obvious (that is, the power consumption does not necessarily need to be zero).
  • the electrical connection with the various power storage means may be interrupted by a relay circuit or the like, or the power supply may be substantially interrupted by a control action such that the drive duty ratio is zero.
  • the “deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle” is a value obtained by subtracting the actual rudder angle from the target rudder angle, and “the deviation is greater than or equal to the reference deviation” means that This means that the rudder angle is insufficient with respect to the target rudder angle by more than a standard deviation.
  • a positive or negative sign may be added depending on the steering direction of the rear wheel. In this case, strictly speaking, the magnitude relationship between the target rudder angle and the actual rudder angle may be reversed, but in such a case, a determination may be made in view of the above-mentioned purpose.
  • the “reference deviation” which is a judgment reference value relating to such deviation is preferably determined in advance experimentally, empirically, theoretically, or based on simulation, etc. It is a fixed or variable value that can be determined in consideration of the mutual benefits of wheel steering (which may be mutually contradictory).
  • the reference deviation is excessively small, the power supply can be cut off even when a special load is not applied to the steering force supply means. Conversely, if the reference deviation is excessively large, The control of blocking is not activated at a frequency that is practically beneficial. Therefore, the reference deviation is caused when the actual steering angle is made to follow the target steering angle because the steering force required for steering the rear wheels is excessive in view of the operational restrictions of the current steering force supply means. It is desirable to set so that a state where a kind of saturation occurs in the actual rudder angle can be accurately determined.
  • the “reference rudder angle” that is a determination reference value regarding the actual rudder angle is set in view of the point that the magnitude of the rudder angle corresponds to the magnitude of the load of the steering force supply means. It is a fixed or variable value, and may be a relatively large value near the rudder angle end, for example. Supplementally, in the relative small rudder angle region less than the reference rudder angle, even if a steady deviation occurs for some reason, the load of the steering force supply means itself does not increase, and it is apparent to the extent that power waste becomes a problem in practice. It is difficult to make it.
  • the vehicle is equipped with various electrical accessories that require power supply to drive the vehicle, and the amount of power that can be supplied to the steering power supply means depends on the operating status of these electrical accessories. Can be affected to a lesser extent. For this reason, even when the amount of power supplied to the steering force supply means is limited, it may be difficult to achieve the target steering angle.
  • the storage means such as a battery is relatively In the high load state, the influence of the power supply to the steering force supply means on the power storage means becomes relatively large. Therefore, the reference rudder angle is not necessarily limited to a value in the vicinity of the rudder angle end, and may be, for example, a variable value according to the state of the power storage unit at that time.
  • the energization control means may add a time element to the determination element for determining whether or not the power supply should be cut off. For example, when the deviation does not change over a constant or indefinite time range (that is, a so-called steady deviation has occurred), measures such as comparing the deviation with a reference deviation may be taken.
  • the control device for a rear wheel steering device According to the control device for a rear wheel steering device according to the present invention, useless power consumption that can occur when the actual steering angle causes an excessively large steady deviation with respect to the target steering angle is avoided. That is, when the rear wheel steering device can fully demonstrate its effectiveness in practice, the power consumption is not cut off, and the power consumption means is effectively consumed while maintaining the effectiveness of the rear wheel steering device as much as possible. It is possible to suppress it.
  • the steering force supply means is an actuator having a reverse efficiency smaller than a normal efficiency.
  • the actuator When the reverse efficiency is equal to or higher than the normal efficiency, the actuator may be driven by the reverse driving force input from the rear wheel according to the road surface input, and the power supply cutoff control according to the energization control means
  • the actuator According to the configuration in which the reverse efficiency is smaller than the normal efficiency, and preferably the actuator having the reverse efficiency of zero or less is used as the steering force supply means, such a concern. Therefore, it is extremely useful in practice to reduce power consumption for rear wheel steering.
  • the energization control means is configured such that the deviation is less than a predetermined return deviation in a state where the power supply is cut off. When this happens, the power supply is resumed.
  • the target rudder angle is changed to the decreasing side (that is, the neutral side), for example, in the process of resetting the target rudder angle in a state where the power supply is cut off, and the target rudder angle and the actual rudder are changed.
  • Deviation from the angle is less than the return deviation (it is not excluded that it is the same value as the standard deviation, but is preferably a value set in an area less than the standard deviation in terms of giving control hysteresis characteristics, etc.)
  • the power supply can be restarted quickly. Therefore, it is possible to keep the rear wheel steering device in an operating state as much as possible while preventing an excessive load of the power storage means from being applied, which is beneficial in practice.
  • this return deviation may be zero.
  • the state where the deviation is less than the return deviation means that the target rudder angle is less than the actual rudder angle, and the target rudder angle crosses the actual rudder angle (that is, the actual rudder angle)
  • the power storage means immediately after the restart is due to the control direction of the rudder angle being on the neutral side with a light load. Therefore, it is possible to reliably prevent an excessive load from being applied, and this is effective as a safer measure.
  • control device for the second rear wheel steering device is capable of supplying a steering force for urging the rear wheel of the vehicle to drive the rear wheel according to the energized state.
  • a control device for a rear wheel steering device comprising force supply means and energization means capable of controlling the energization state, the target rudder angle setting means for setting a target rudder angle of the rear wheel, Energization for controlling the energization means so that the steering force is supplied based on a deviation between the actual rudder angle identifying means for identifying the actual rudder angle and the set target rudder angle and the identified actual rudder angle
  • the set target rudder angle is set as an actual rudder angle that defines the deviation.
  • an actual rudder angle setting means is provided.
  • the actual steering angle is not less than the reference steering angle and the deviation is not less than the reference deviation.
  • the actual rudder angle setting means sets the target rudder angle at that time as the actual rudder angle that defines the deviation. That is, according to the second rear wheel steering device of the present invention, the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle is a deviation between the target rudder angles and becomes zero (note that the target rudder angle is zero). Since the angle is replaced as an actual steering angle that defines the deviation, in order to determine the deviation, the replaced actual steering angle is used instead of the specified actual steering angle).
  • the carry-out power from the energization means (that is, the steering force supplied from the steering force supply means) becomes a small value corresponding to that at the time of convergence of the target, and it is possible to avoid waste of power resources. is there.
  • control device for the third rear wheel steering device can supply a steering force for urging the rear wheel to the rear wheel of the vehicle according to the energized state.
  • a control device for a rear wheel steering device including a steering force supply unit and an energization unit capable of controlling the energization state, the target rudder angle setting unit configured to set a target rudder angle of the rear wheel, and the rear wheel
  • the energizing means is controlled so that the steering force is supplied based on a deviation between the actual steering angle specifying means for specifying the actual steering angle and the deviation between the set target steering angle and the specified actual steering angle.
  • Offset angle setting means for setting, and the energization control means A target steering angle which is, and controlling said energizing means based on the deviation between the set steering angle correction offset angle is added to the actual steering angle that is the specific.
  • the control device for the third rear wheel steering device is similar to the control device for the second rear wheel steering device, and the actual steering angle is not less than the reference steering angle and the deviation is the standard deviation.
  • the offset angle to be added to the actual steering angle specified by the specifying means is set by the offset angle setting means according to the deviation. That is, as an effect, the deviation between the target rudder angle and the specified actual rudder angle is eliminated in terms of control in the same manner as the control device of the second rear wheel steering device. Accordingly, waste of electric power resources is preferably avoided in the same manner as the control device for the second rear wheel steering device.
  • control device for the second or third rear wheel steering device according to the present invention, further includes reference deviation setting means for setting the reference deviation in accordance with a predetermined state quantity in the vehicle.
  • the reference deviation is set according to the state quantity of the vehicle by the reference deviation setting means.
  • vehicle state quantity is a state quantity in which the correspondence relationship with the load of the steering force supply means in the vehicle is specified in advance experimentally, empirically, theoretically, or based on simulation.
  • the predetermined state quantity in the vehicle may include at least one of the speed of the vehicle, the actual steering angle of the rear wheel, and the lateral acceleration of the vehicle.
  • the load required to steer the rear wheels decreases as the vehicle speed increases, increases as the actual steering angle increases, and increases as the lateral acceleration increases. That is, these are suitable as the state quantities of the vehicle, and if the reference deviation is set in consideration of these, it becomes possible to determine with high accuracy whether or not power resources are wasted.
  • the offset angle setting means may set the offset angle according to an increase amount when the set target steering angle increases. Increase correction.
  • the offset angle is corrected to the increase side according to the increase amount. For this reason, waste of electric power resources can be reliably suppressed.
  • the offset angle setting means is configured to respond to a predetermined state quantity in the vehicle when the set target steering angle increases. The offset angle is corrected to decrease.
  • the offset angle is corrected to decrease according to the state quantity of the vehicle.
  • the state quantity of the vehicle for example, the vehicle speed, the steering angle or the lateral acceleration can be suitably included as described above
  • the load required for turning the rear wheels may be reduced.
  • power resources are not wasted and the actual rudder angle can be made to follow the target rudder angle. Therefore, by correcting the offset angle to the decreasing side in this way, it is possible to enjoy as much as possible the practical benefits related to rear wheel steering.
  • the offset angle setting means when the set target steering angle is less than the specified actual steering angle, Decrease the set offset angle.
  • the target rudder angle is less than the specified actual rudder angle (that is, when the target rudder angle crosses the actual rudder angle in the direction opposite to the rudder angle end direction).
  • the set offset angle is corrected to the decreasing side.
  • such an offset angle is set to zero. For this reason, it is possible to eliminate restrictions imposed on the rear wheel steering device as early as possible from the viewpoint of avoiding waste of power resources, and to receive the maximum practical benefit of the rear wheel steering device. .
  • the target rudder angle setting means includes the target steering angle based on a predetermined state quantity or driver steering quantity in the vehicle. Set the rudder angle.
  • the target rudder angle is set on the basis of various driver steering amounts such as steering torque, steering angle or steering angular velocity, or various vehicle state quantities as described above.
  • driver steering amounts such as steering torque, steering angle or steering angular velocity, or various vehicle state quantities as described above.
  • effectiveness of the rear wheel steering device can be optimized.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing a configuration of a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic characteristic diagram illustrating a time transition of a rear wheel steering angle and an ARS drive current in the vehicle of FIG. 1. It is a flowchart of the basic control performed in the vehicle of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the basic configuration of the vehicle 10.
  • a vehicle 10 includes a pair of left and right front wheels FL and FR as steering wheels, and is configured to be able to travel in a desired direction by turning these front wheels.
  • the pair of left and right rear wheels RL and RR are also steered wheels, and by turning these rear wheels, the turning operation of the vehicle is assisted and the vehicle behavior is stabilized. It has become.
  • the vehicle 10 is an example of a “vehicle” according to the present invention that includes the ECU 100, the EPS actuator 200, the EPS driving device 300, the ARS actuator 400, and the ARS driving device 500.
  • the ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, and a RAM (not shown) and is configured to be able to control the entire operation of the vehicle 10, and is an example of a “control device for a rear wheel steering device” according to the present invention. .
  • the ECU 100 is configured to execute ARS power saving control, which will be described later, according to a control program stored in the ROM.
  • the ECU 100 is an integrated electronic control unit configured to function as an example of each of “target rudder angle setting means”, “actual rudder angle specifying means”, and “energization control means” according to the present invention. All the operations related to each means are configured to be executed by the ECU 100.
  • the physical, mechanical, and electrical configurations of each of the units according to the present invention are not limited to this.
  • each of these units includes a plurality of ECUs, various processing units, various controllers, a microcomputer device, and the like. It may be configured as various computer systems.
  • a steering input (that is an example of the “driver steering amount” according to the present invention) given from the driver via the steering wheel 11 is connected to the steering wheel 11 so as to be coaxially rotatable. It is transmitted to the upper steering shaft 12, which is a shaft body that can rotate in the same direction.
  • the upper steering shaft 12 is connected to the lower steering shaft 13 via a steering torque sensor 16 at the downstream end thereof.
  • the steering torque sensor 16 is a sensor configured to be able to detect the driver steering torque MT given from the driver via the steering wheel 11.
  • the upper steering shaft 12 is connected to the lower steering shaft 13 by a torsion bar (not shown). Rings for detecting a rotational phase difference are fixed to both upstream and downstream ends of the torsion bar.
  • This torsion bar is twisted in the rotational direction in accordance with the steering torque (ie, driver steering torque MT) transmitted through the upstream portion of the upper steering shaft 12 when the driver of the vehicle 10 operates the steering wheel 11.
  • the configuration is such that the steering torque can be transmitted to the downstream portion while causing such a twist. Therefore, when the steering torque is transmitted, a rotational phase difference is generated between the above-described rings for detecting the rotational phase difference.
  • the steering torque sensor 16 is configured to detect the rotational phase difference and to convert the rotational phase difference into a steering torque and output it as an electrical signal corresponding to the steering torque MT. Further, the steering torque sensor 16 is electrically connected to the ECU 100, and the detected steering torque MT is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.
  • the steering angle sensor 17 is an angle sensor configured to be able to detect a steering angle MA that represents the amount of rotation of the upper steering shaft 12.
  • the steering angle sensor 17 is electrically connected to the ECU 100, and the detected steering angle MA is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.
  • the rack and pinion mechanism is a steering force transmission mechanism including a pinion gear 14 connected to a downstream end portion of the lower steering shaft 13 and a rack bar 15 formed with gear teeth that mesh with gear teeth of the pinion gear.
  • the rotation of the pinion gear 14 is converted into the horizontal movement of the rack bar 15 in the drawing, so that the steering force is applied to each steered wheel via a tie rod and a knuckle (not shown) connected to both ends of the rack bar 15. It is configured to be transmitted. That is, in the vehicle 10, a so-called rack and pinion type steering system is realized.
  • the EPS actuator 200 includes an EPS motor as a DC brushless motor including a rotor (not shown) that is a rotor to which a permanent magnet is attached and a stator that is a stator that surrounds the rotor.
  • This EPS motor is configured to be capable of generating an assist torque TA in the rotation direction when the rotor is rotated by the action of a rotating magnetic field formed in the EPS motor by energizing the stator via the EPS driving device 500. ing.
  • a reduction gear (not shown) is fixed to the motor shaft that is the rotation shaft of the EPS motor, and this reduction gear is also meshed with the pinion gear 14.
  • the assist torque TA generated from the EPS motor functions as an assist torque that assists the rotation of the pinion gear 14.
  • the pinion gear 14 is connected to the lower steering shaft 13 as described above, and the lower steering shaft 13 is connected to the upper steering shaft 12. Accordingly, the driver steering torque MT applied to the upper steering shaft 12 is transmitted to the rack bar 15 in an appropriately assisted manner by the assist torque TA, so that the driver's steering burden is reduced.
  • the EPS drive device 300 is an electric drive circuit including a PWM circuit, a transistor circuit, an inverter, and the like that are configured to be energized to the stator of the EPS motor.
  • the EPS driving device 300 is electrically connected to a battery (not shown), and is configured to be able to supply a driving voltage to the EPS motor by electric power supplied from the battery.
  • the EPS driving device 300 is electrically connected to the ECU 100, and the operation is controlled by the ECU 100.
  • the ARS actuator 400 includes an ARS motor as a DC brushless motor including a rotor (not shown) as a rotor to which a permanent magnet is attached, and a stator as a stator surrounding the rotor, and the rotational movement of the ARS motor.
  • This is a known direct acting actuator having a conversion mechanism that converts it into a linear motion in the left-right direction, and is an example of the “steering force supply means” according to the present invention.
  • the ARS motor is configured to generate torque by rotating the rotor by the action of a rotating magnetic field formed in the ARS motor by energizing the stator via the ARS driving device 500.
  • the ARS actuator 400 is connected to the rear steering rod 19.
  • the rear steering rod 19 is configured to be able to be driven in the illustrated left-right direction in accordance with a steering force in the illustrated left-right direction that is generated as a result of converting the rotational motion of the ARS motor into a linear motion.
  • the left and right rear wheels are connected via the. Therefore, the steering angle of the rear wheel RL and the rear wheel RR is set to ⁇ rmax to ⁇ rmax by the ARS actuator 400 (note that the positive and negative signs are attached for convenience of control, and the right steering direction or the left steering direction). It is variable in the steering angle range.
  • the rear steering rod 19 is provided with a steering angle sensor 18 capable of detecting a rear wheel steering angle ⁇ r (where ⁇ r is equal on the left and right) as the steering angle of each rear wheel.
  • the steering angle sensor 18 is electrically connected to the ECU 100, and the detected rear wheel steering angle ⁇ r is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.
  • the ARS actuator 400 has a reverse efficiency (that is, an efficiency with which the ARS actuator is driven by the reverse power supply from each rear wheel to the ARS actuator 400) is a normal efficiency (that is, a normal efficiency from the ARS actuator 400 to each rear wheel).
  • the efficiency with which each rear wheel is driven by power supply is less than zero, and is less than or equal to zero. Therefore, the ARS actuator 400 is basically not driven by input of power from the rear wheels due to road surface disturbance, road surface input, road surface friction, or the like.
  • the ARS drive device 500 is an electric drive circuit including a PWM circuit, a transistor circuit, an inverter, and the like that is configured to be energized to the stator of the ARS motor, and is an example of the “energization unit” according to the present invention.
  • the ARS driving device 500 is electrically connected to a battery (not shown), and is configured to be able to supply a driving current Idars to the ARS motor using electric power supplied from the battery.
  • the ARS driving device 500 is electrically connected to the ECU 100, and its operation is controlled by the ECU 100.
  • the ARS actuator 400 and the ARS drive device 500 constitute an example of the “rear wheel drive device” according to the present invention.
  • the operation state of the ARS actuator 400 is controlled by the ECU 100.
  • the ECU 100 first determines a target rear wheel steering angle ⁇ rtg which is a target value of the rear wheel steering angle based on the steering angle MA detected by the steering angle sensor 17 and the vehicle speed V which is the speed of the vehicle 10 (that is, according to the present invention). Is an example of “rear wheel target rudder angle”).
  • the ECU 100 refers to a target rear wheel steering angle map stored in advance in the ROM and using the steering angle MA and the vehicle speed V as parameters.
  • one target rear wheel steering angle ⁇ rtg is associated with these parameters, and the ECU 100 sets the target rear wheel steering angle ⁇ rtg corresponding to the steering angle MA and the vehicle speed V at that time. Is selectively acquired.
  • the vehicle 10 is equipped with various sensors required for behavior control of the vehicle, and the vehicle speed V is detected by a vehicle speed sensor which is one of them.
  • the vehicle speed sensor is electrically connected to the ECU 100, and the detected vehicle speed V is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.
  • the vehicle 10 is provided with a lateral acceleration sensor that can detect Gy that is the lateral acceleration of the vehicle 10.
  • the steering angle deviation ⁇ r obtained by subtracting the rear wheel steering angle ⁇ r detected by the steering angle sensor 18 from the set target rear wheel steering angle ⁇ rtg (that is, in the present invention).
  • the ECU 100 controls the ARS driving device 500 in a form that feeds back the “deviation between the set target rudder angle and the specified actual rudder angle”.
  • the driving current Idars is supplied from the ARS driving device 500, the ARS motor of the ARS actuator 400 is driven, and the steering force that promotes the steering to the rear wheels RL and RR is supplied via the rear steering rod 19, Each rear wheel is driven.
  • FIG. 2 is a schematic characteristic diagram illustrating the time transition of the rear wheel steering angle ⁇ r and the ARS drive current Idars.
  • the time transition of the rear wheel steering angle ⁇ r is shown in the upper row, and the time transition of the drive current Idars of the ARS actuator 400 is shown in the lower row, as a solid line.
  • the control of the rear wheel steering angle ⁇ r is started, and the rear wheel steering angle ⁇ r moves from the neutral position NTL to one steering direction in the target rear wheel steering angle ⁇ rtg (see the broken line in the figure, the time T0). After that, it is assumed that the change starts to follow the actual steering angle ⁇ r in a short period of time.
  • the ARS actuator 400 may exceed the corresponding load range in some cases.
  • the steering angle deviation ⁇ r which is the deviation between the target rear wheel steering angle ⁇ rtg and the rear wheel steering angle ⁇ r, remains as a steady deviation without being eliminated.
  • FIG. 2 shows this state, and such a phenomenon occurs in the time domain from time T1 to time T2.
  • the driving current Idars is basically determined according to the steering angle deviation ⁇ r, the value becomes large in a state where the steering angle deviation ⁇ r remains as a steady deviation in this way.
  • the load required to steer the rear wheel exceeds the physical or electrical limit of the ARS actuator 400 in this way.
  • the rear wheel steering angle ⁇ r does not change any more. For this reason, compared with the effectiveness of the actual ARS actuator 400, a considerable waste of power resources may occur. In this embodiment, such waste of power resources is preferably avoided by ARS power saving control.
  • FIG. 3 is a flowchart of ARS power saving control.
  • the ECU 100 determines whether or not the rear wheel steering angle ⁇ r is larger than the reference steering angle ⁇ rth (step S101).
  • the absolute value of the rear wheel steering angle ⁇ r is taken into consideration, but this is merely a consideration of the fact that a positive and negative sign is attached for control purposes. Since there is no negative region, conceptually, it is only necessary to compare the rear wheel steering angle ⁇ r with the reference steering angle ⁇ rth.
  • the reference rudder angle ⁇ rth defined for the rear wheel rudder angle ⁇ r is an appropriate value set in the vicinity of the rudder angle end (that is, ⁇ rmax described above).
  • step S101: NO When the rear wheel rudder angle ⁇ r is equal to or smaller than the reference rudder angle ⁇ rth (step S101: NO), the ECU 100 executes step S101 at a constant period and substantially puts the process into a standby state.
  • step S101: YES when the rear wheel rudder angle ⁇ r is larger than the reference rudder angle ⁇ rth (step S101: YES), the ECU 100 further indicates a time value in which the rudder angle deviation ⁇ r is larger than the reference deviation ⁇ rth and the state continues. It is determined whether or not the duration time Tlst exceeds the reference value Tlstth (step S102).
  • the continuation time Tlst is measured by the built-in timer from the time when the rudder angle deviation ⁇ r first exceeds the reference deviation ⁇ rth. As long as the state in which the rudder angle deviation ⁇ r exceeds the reference deviation ⁇ rth continues, Has been.
  • step S102 NO
  • the ECU 100 performs the process. Returning to step S101, a series of processing is repeated.
  • step S102 when the steering angle deviation ⁇ r exceeds the reference deviation ⁇ rth and the state continues for a period longer than the reference value Tlstth (step S102: YES), that is, the steering angle deviation ⁇ r causes waste of power resources.
  • the ECU 100 controls the ARS driving device 500 to cut off the supply of the driving current Idars to the ARS actuator 400 (step S103).
  • the ECU 100 determines whether the steering angle deviation ⁇ r is less than the threshold A and the target rear wheel steering angle ⁇ rtg is less than the rear wheel steering angle ⁇ r, that is, the target rear wheel steering angle ⁇ rtg. Changes in the direction opposite to the steering angle end direction (ie, the neutral direction), crosses the rear wheel steering angle ⁇ r, and determines whether or not the steering angle deviation ⁇ r is less than the threshold A (step S104). ).
  • step S104 When the steering angle deviation ⁇ r is greater than or equal to the threshold A or the target rear wheel steering angle ⁇ rtg is greater than or equal to the rear wheel steering angle ⁇ r (step S104: NO), the ECU 100 continues to cut off the drive current, and the steering angle deviation When ⁇ r is less than threshold A and target rear wheel steering angle ⁇ rtg is less than rear wheel steering angle ⁇ r (step S104: YES), ECU 100 resumes the supply of drive current Idars (step S105). When step S105 is executed, the process returns to step S101, and a series of processes is repeated. The ARS power saving control is executed as described above.
  • step S104 two different types of determination conditions are provided for permitting the return of the drive current, but the determination conditions in the rear stage, that is, the target rear wheel steering angle ⁇ rtg is less than the rear wheel steering angle ⁇ r. Whether or not the steering angle deviation ⁇ r is nothing but zero. Therefore, both the zero and the threshold A are values that can function as an example of the “return deviation” according to the present invention, and the same benefits can be enjoyed even if only one of the determination conditions is used. .
  • the drive current Idars for the ARS actuator 400 is reduced. Supply is cut off.
  • the standard deviation ⁇ rth referred to in step S102 may be a fixed value that is experimentally adapted, but is set each time based on the vehicle speed V, lateral acceleration Gy, and rear wheel steering angle ⁇ r at that time. It may be a variable value.
  • the load required for the ARS actuator 400 when turning the rear wheel changes according to the state of the vehicle 10.
  • the friction between the rear wheels and the road surface decreases, so that the load required for turning the rear wheels is basically reduced.
  • the reference deviation ⁇ rth can be set relatively large, and the frequency with which the power supply is cut off can be reduced.
  • the rear wheel steering angle ⁇ r and the lateral acceleration Gy Since the load increases as the rear wheel steering angle ⁇ r and the lateral acceleration Gy increase, it is desirable to set the reference deviation ⁇ rth relatively small.
  • Each of these state quantities is an example of a “vehicle state quantity” according to the present invention, and the correspondence between each state quantity and the reference deviation ⁇ rth is experimentally, empirically, theoretically or simulated in advance. Based on this, it may be determined so that the waste or consumption of the battery can be reliably avoided while maintaining the effect of the rear wheel drive as much as possible.
  • Second Embodiment In the first embodiment, waste of power is avoided by cutting off the power supply to the ARS actuator 400, but the power saving effect can also be realized under other control modes.
  • ARS power saving control according to the second embodiment will be described.
  • the ARS power saving control according to the second embodiment is similar to the ARS power saving control according to the first embodiment illustrated in FIG. 3 in many parts.
  • the ARS power saving control according to FIG. 3 is referred to. It will be explained in.
  • the vehicle configuration according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the ECU 100 detects the target rear wheel steering angle ⁇ rtg at that time by the steering angle sensor 19 when the determination condition according to step S102 is satisfied (step S102: YES).
  • the rear wheel steering angle ⁇ r is set instead of the rear wheel steering angle ⁇ r.
  • the ECU 100 continues the normal drive control of the ARS actuator 400. That is, in this case, since the steering angle deviation ⁇ r becomes zero, the ARS 400 does not supply the driving force that wastes the electric power resource, and the consumption of the electric power resource accumulated in the battery is favorably reduced. is there.
  • ⁇ Third Embodiment> The effect similar to 2nd Embodiment is realizable also by other control.
  • ARS power saving control will be described as a third embodiment of the present invention.
  • the ARS power saving control according to the third embodiment is similar to the ARS power saving control according to the first embodiment illustrated in FIG. 3 in many parts, and here, a form referring to FIG. It will be explained in.
  • the vehicle configuration according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the ECU 100 sets the offset steering angle ⁇ rofs corresponding to the steering angle deviation ⁇ r at that time.
  • the offset steering angle ⁇ rofs is an example of the “offset angle” according to the present invention.
  • the ECU 100 adds the set offset steering angle ⁇ rofs to the rear wheel steering angle ⁇ r to update the rear wheel steering angle ⁇ r.
  • the steering angle deviation ⁇ r becomes zero, and the carry-out of power from the battery is suppressed.
  • the offset steering angle ⁇ rofs is not necessarily a value corresponding to the steering angle deviation ⁇ r.
  • the target rear wheel steering angle ⁇ rtg when the target rear wheel steering angle ⁇ rtg is increased (that is, when a further cut-in request in the steering angle end direction is generated), the target rear wheel steering angle ⁇ rtg is increased according to the increase amount.
  • the offset rudder angle ⁇ rofs may be increased. In this way, the feedback control according to the steering angle deviation ⁇ r can be always brought into a converged state, so that meaningless power from the battery is reliably avoided.
  • the offset steering angle ⁇ rofs can be reduced (released) depending on the situation. That is, as described above with respect to the steering angle deviation ⁇ r, depending on the state quantities of the vehicle 10 (for example, the vehicle speed V, the rear wheel steering angle ⁇ r, and the lateral acceleration Gy), the ARS actuator 400 side required for the steering of the rear wheels The load increases or decreases. Using this point, for example, in the high vehicle speed region, the offset steering angle ⁇ rofs may be decreased. At this time, the timing at which the offset steering angle ⁇ rofs is decreased may be further variable, and the speed at which the offset steering angle ⁇ rofs is decreased may be variable.
  • the offset steering angle ⁇ rofs may be corrected to decrease.
  • the offset steering angle ⁇ rofs may be preferably zero.
  • the present invention can be used for control of a rear wheel steering device that can steer a rear wheel of a vehicle.

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Abstract

後輪操舵装置の効能を可及的に維持しつつ蓄電手段の消耗を効果的に抑制する。 後輪操舵装置としてARSアクチュエータ400及びARS駆動装置500を備えた車両10において、ECU100は、ARS電力節減制御を実行する。当該制御においては、後輪舵角δrが基準舵角δrthよりも大きい場合に、目標後輪舵角δrtgと後輪舵角δrとの差分値である舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrthより大きく且つその状態が継続している時間たる継続時間Tlstが基準値Tlstthを超えたことを条件として、ARSアクチュエータ400に対する電力供給が遮断される。

Description

後輪操舵装置の制御装置
 本発明は、例えばARS(Active Rear Steering)等の各種後輪操舵装置を制御する後輪操舵装置の制御装置の技術分野に関する。
 後輪操舵装置において、後輪側からの駆動力伝達を防止するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された車両用後輪操舵装置によれば、アクチュエータから後輪に駆動力を伝達する動力伝達経路に、アクチュエータ側から後輪側への駆動力伝達を許容して逆方向の駆動力の伝達を阻止するウォームギア及び不可逆クラッチ機構を配置することにより、後輪の転舵角が変化するのを確実に防止することが可能であるとされている。
 尚、後輪操舵装置とは異なる技術分野においては、舵角エンド付近においてモータへの駆動電流を低減補正する電動パワーステアリング装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2003-237614号公報 特開2007-269070号公報
 車両においては、走行条件の変化等により後輪を転舵するための物理的負荷が変化することがある。特に、エンド付近の舵角範囲においては、係る物理的負荷は顕著に大きくなり易い。このような舵角制御に際しての物理的負荷が大きくなる舵角範囲においては、後輪に対し後輪の転舵を促す操舵力を付与可能な、例えばアクチュエータ等の駆動手段に要求される負荷が増加することになるため、このアクチュエータへ電力を供給するバッテリ等の各種蓄電手段の消耗が大きくなってしまう。
 特許文献1には、このような観点に立った記述はなく、この種の蓄電手段の消耗を抑制することができない。また、特許文献2に記載される技術を後輪操舵装置に適用可能であるか否かは別として、特許文献2に開示されるように、単に舵角エンド付近において駆動電流を低下させてしまっては、舵角制御が可能となる範囲が最初から縮小されることになり、折角備わる後輪操舵装置の効能が著しく減じられてしまう。即ち、上記特許文献に開示された技術を含む従来の技術では、後輪操舵装置の効能を可及的に維持しつつ蓄電手段の消耗を抑制することが実践的にみて甚だしく困難であるという技術的問題点がある。
 本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、後輪操舵装置の効能を可及的に維持しつつ蓄電手段の消耗を効果的に抑制することが可能な後輪操舵装置の制御装置を提供することを課題とする。
 上述した課題を解決するため、本発明に係る第1の後輪操舵装置の制御装置は、車両の後輪に対し、通電状態に応じて該後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な操舵力供給手段と、前記通電状態を制御可能な通電手段とを備えた後輪操舵装置の制御装置であって、前記後輪の目標舵角を設定する目標舵角設定手段と、前記後輪の実舵角を特定する実舵角特定手段と、前記設定された目標舵角と前記特定された実舵角との偏差に基づいて前記操舵力が供給されるように前記通電手段を制御すると共に、前記特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ前記偏差が基準偏差以上である場合に、前記操舵力供給手段に対する電力供給が遮断されるように前記通電手段を制御する通電制御手段とを具備することを特徴とする。
 本発明に係る第1の後輪操舵装置の制御装置は、操舵力供給手段と、通電手段とを備えた本発明に係る後輪操舵装置を制御する装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
 本発明に係る操舵力供給手段とは、例えば、直接的又は間接的に別によらず回転電機の回転動力を軸線方向の往復運動に変換可能な、所謂直動型アクチュエータ等を好適な一形態とする手段であり、少なくとも通電状態に応じて後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な手段である。ここで、「通電状態」とは、通電の有無、通電のタイミング、駆動電圧、駆動電流、駆動電力或いは駆動デューティ比等を含む、操舵力供給手段に対する各種通電態様の詳細を意味し、本発明では特に、通電手段によって制御される。通電手段とは、例えば、操舵力供給手段と物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種態様の下に接続された、ワイヤハネス、ケーブル、コネクタ、端子、スイッチング回路、インバータ回路、リレー回路或いはPWM制御回路等を適宜に含み得る、単一又は複数の物理的、機械的、電気的または磁気的な各種手段を包括する。
 本発明に係る後輪操舵装置の制御装置によれば、目標舵角設定手段により、後輪の目標舵角が設定され、通電制御手段が、この設定された目標舵角と、特定手段により特定される後輪の実舵角との偏差に基づいて、後輪に対し然るべき操舵力が付与されるように通電手段を制御する。この際、通電制御手段の実践的制御態様は、当該偏差を少なくとも制御上の一参照情報として使用する限りにおいて何ら限定されないが、好適な一形態としては、実舵角が目標舵角に追従するように、当該偏差をパラメータとした、PID制御等の各種フィードバック制御や、予め適合された制御条件に基づいてフィードフォワード制御等が実行され得る。
 尚、本発明に係る「特定」とは、検出、算出、導出、同定、取得或いは選択等の包括概念であって、最終的に、制御上の参照情報として確定させ得る限りにおいて、実践的態様は多岐にわたってよい趣旨である。例えば、特定手段は、舵角センサ等の検出手段であってもよいし、舵角センサ等の検出手段からセンサ出力としての実舵角相当値を電気信号として取得してもよい。また、特定されるのは、実舵角であっても、実舵角との対応関係が予め確定した実舵角相当値であってもよい。
 ところで、通電制御手段は、目標舵角と実舵角との偏差に基づいて通電手段を介して操舵力供給手段を制御しており、基本的には、目標舵角と実舵角との偏差がある限り、通電手段を介した電力供給は継続される。
 一方、後輪を転舵させるために必要となる操舵力は、実舵角以外の要素が共通であれば、実舵角が大きくなるに連れて大きくなり、舵角エンド及び舵角エンド近傍の舵角領域において最大となることが多い。このように相対的に大きい舵角領域においては、実舵角を目標舵角に追従させるための操舵力が、操舵力供給手段の物理的、機械的又は電気的な各種の制約或いは限界を超えることも少なくない。
 この場合、通電を継続したところで、実舵角と目標舵角との偏差が少なくとも実践上有益なる程度には減少しないといった状況が生じ得る。即ち、このような状況においては、目標舵角の達成に寄与し難い電力資源の浪費が継続的に生じることになる。このような電力資源の浪費は、後輪の舵角制御に係る実践上の利益を超えた不利益となり得る。
 そこで、本発明に係る後輪操舵装置の制御装置において、通電制御手段は、特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ目標舵角と実舵角との偏差が基準偏差以上である場合に、操舵力供給手段に対する電力供給が遮断されるように通電手段を制御する。
 この際、電力供給を遮断するにあたっての実践的態様は、操舵力供給手段における電力消費を顕在化させない限りにおいて特に限定されず(即ち、必ずしも電力消費はゼロでなくてもよい)、バッテリ等の各種蓄電手段との電気的接続がリレー回路等によって遮断されてもよいし、駆動デューティ比がゼロとされる等、制御上の作用により電力供給が実質的に遮断されてもよい。
 本発明に係る、「目標舵角と実舵角との偏差」とは、目標舵角から実舵角を減じてなる値であり、「偏差が基準偏差以上である」とは、即ち、実舵角が目標舵角に対し基準偏差以上不足している状態を意味する。尚、実践的な制御態様においては、後輪の転舵方向によって正負の符号が付帯されることがある。この場合、厳密に言えば目標舵角と実舵角の大小関係が逆転し得るが、無論このような場合等には、上述の趣旨に鑑みた判断がなされてよい。
 ここで、このような偏差に関する判断基準値である「基準偏差」とは、好適には、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、電力の浪費抑制効果及び後輪操舵による実益(これらは相互に背反し得る)を相互に協調的に考慮して定められ得る固定又は可変な値である。
 尚、基準偏差が過剰に小さい場合、操舵力供給手段に特段の負荷が加わっていない場合であっても電力供給が遮断され得るし、反対に基準偏差が過剰に大きい場合には、電力供給を遮断する旨の制御が実践上有益なる頻度で発動しなくなる。従って、基準偏差は、実舵角を目標舵角に追従させるに際して、後輪の操舵に要する操舵力が現状の操舵力供給手段の動作上の制約等に鑑みて過大であることに起因して実舵角に一種のサチュレーションが生じている状態を的確に判定し得るように設定されるのが望ましい。
 また、実舵角に関する判断基準値である「基準舵角」とは、先に述べたように、舵角の大小が操舵力供給手段の負荷の大小に夫々対応する点に鑑みて設定される固定又は可変な値であり、例えば、舵角エンド付近の相対的に大きい値であってよい。補足すると、基準舵角未満の相対的小舵角領域では、何らかの理由で定常偏差が生じたとして、操舵力供給手段の負荷自体は大きくならず、電力浪費が実践上問題となる程度には顕在化し難いのである。
 但し、車両には、その駆動に電量供給を必要とする各種の電装補器類が搭載されており、操舵力供給手段へ供給可能な電力量は、これら電装補器類の稼動状況に大なり小なり影響を受け得る。このような理由により操舵力供給手段に対する供給電力量が制限を受けた場合にも、同様に目標舵角の達成が困難となりかねないが、この場合には特に、バッテリ等の蓄電手段は相対的高負荷状態にあり、操舵力供給手段への電力供給が蓄電手段に与える影響は相対的に大きくなる。従って、基準舵角とは、必ずしも舵角エンド付近の値に限定されず、例えば、その時点の蓄電手段の状態に応じて可変な値であってもよい。
 尚、通電制御手段は、電力供給を遮断すべきか否かを判断するにあたっての判断要素に、時間要素を加えてもよい。例えば、一定又は不定な時間範囲にわたって偏差が変化しない場合に(即ち、所謂定常偏差が生じた状態である)、その偏差を基準偏差と比較する等の措置を講じてもよい。
 このように、本発明に係る後輪操舵装置の制御装置によれば、実舵角が目標舵角に対し過度に大きい定常偏差を生じるような場合に生じ得る無駄な電力消費が回避される。即ち、後輪操舵装置が、その効能を実践上十分に発揮し得る場合に電力消費が遮断されることはなく、後輪操舵装置の効能を可及的に維持しつつ蓄電手段の消耗を効果的に抑制することが可能となるのである。
 本発明に係る第1の後輪操舵装置の制御装置の一の態様では、前記操舵力供給手段は、逆効率が正効率よりも小さいアクチュエータである。
 逆効率が正効率と同等或いはそれ以上である場合、アクチュエータは、路面入力に応じて後輪から入力される逆駆動力によって駆動される可能性があり、通電制御手段に係る電力供給の遮断制御が少なからず阻害される可能性があるが、このように逆効率が正効率よりも小さい、望ましくは逆効率がゼロ以下であるアクチュエータを操舵力供給手段として備える構成によれば、そのような懸念がないため、後輪操舵に係る電力消費を節減するにあたって実践上極めて有益である。
 本発明に係る第1の後輪操舵装置の制御装置の他の態様では、前記通電制御手段は、前記通電制御手段は、前記電力供給が遮断された状態において前記偏差が所定の復帰用偏差未満となった場合に、前記電力供給を再開する。
 この態様によれば、電力供給が遮断された状態で、例えば目標舵角が再設定される過程において、目標舵角が減少側(即ち、ニュートラル側)へ変化して、目標舵角と実舵角との偏差が復帰用偏差(基準偏差と同値であることを排除しないが、好適には、制御にヒステリシス性を持たせる等の意味合いから基準偏差未満の領域で設定される値である)未満となった場合に、迅速に電力供給を再開させることができる。従って、蓄電手段の過剰な負荷が加わることを防止しつつ、後輪操舵装置を可及的に稼動状態に維持することが可能となり、実践上有益である。
 尚、この復帰用偏差はゼロであってもよい。この場合、偏差が復帰用偏差未満である状態とは、即ち、目標舵角が実舵角未満である状態を意味し、目標舵角が実舵角を横切った状態(即ち、実舵角の制御方向が、過渡的又は一時的にせよ実舵角が減少する側へ反転した状態)と等価である。このように、目標舵角が実舵角未満に変化したことを電力供給の再開条件とした場合、舵角の制御方向が負荷の軽いニュートラル側であることに起因して、再開直後に蓄電手段に過度な負荷が加わることを確実に防止することが可能となり、より安全側の措置として有効である。
 上述した課題を解決するため、本発明に係る第2の後輪操舵装置の制御装置は車両の後輪に対し、通電状態に応じて該後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な操舵力供給手段と、前記通電状態を制御可能な通電手段とを備えた後輪操舵装置の制御装置であって、前記後輪の目標舵角を設定する目標舵角設定手段と、前記後輪の実舵角を特定する実舵角特定手段と、前記設定された目標舵角と前記特定された実舵角との偏差に基づいて前記操舵力が供給されるように前記通電手段を制御する通電制御手段と、前記特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ前記偏差が基準偏差以上である場合に、前記設定された目標舵角を、前記偏差を規定する実舵角として設定する実舵角設定手段とを具備することを特徴とする。
 本発明に係る第2の後輪操舵装置の制御装置によれば、第1の後輪操舵装置の制御装置と異なり、実舵角が基準舵角以上であり且つ偏差が基準偏差以上である場合に、実舵角設定手段によって、その時点の目標舵角が、偏差を規定する実舵角として設定される。即ち、本発明に係る第2の後輪操舵装置によれば、目標舵角と実舵角との偏差とは、即ち、目標舵角同士の偏差となって、ゼロとなる(尚、目標舵角は、偏差を規定する実舵角として置換されるため、偏差を確定させるにあたっては、特定される実舵角に替えて、この置換された実舵角が利用されるのである)。
 このため、実現象として、後輪の舵角が目標舵角に追従しておらずとも、制御上は、後輪の舵角は目標舵角に追従しているものとして扱われる。従って、通電手段からの持ち出し電力(即ち、操舵力供給手段から供給される操舵力)は、目標収束時のそれに相当する小さい値となり、電力資源の浪費を好適に回避することが可能となるのである。
 上述した課題を解決するため、本発明に係る第3の後輪操舵装置の制御装置は、車両の後輪に対し、通電状態に応じて該後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な操舵力供給手段と、前記通電状態を制御可能な通電手段とを備えた後輪操舵装置の制御装置であって、前記後輪の目標舵角を設定する目標舵角設定手段と、前記後輪の実舵角を特定する実舵角特定手段と、前記設定された目標舵角と前記特定された実舵角との偏差に基づいて前記操舵力が供給されるように前記通電手段を制御する通電制御手段と、前記特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ前記偏差が基準偏差以上である場合に、前記偏差に応じて、前記特定された実舵角に加算すべきオフセット角を設定するオフセット角設定手段とを具備し、前記通電制御手段は、前記設定された目標舵角と、前記特定された実舵角に前記設定されたオフセット角が加算された修正舵角との偏差に基づいて前記通電手段を制御することを特徴とする。
 本発明に係る第3の後輪操舵装置の制御装置は、上記第2の後輪操舵装置の制御装置と類似するものであって、実舵角が基準舵角以上であり且つ偏差が基準偏差以上である場合に、オフセット角設定手段によって、偏差に応じて、特定手段により特定された実舵角に加算されるべきオフセット角が設定される。即ち、その効能としては、上記第2の後輪操舵装置の制御装置と同様にして、制御上、目標舵角と特定された実舵角との偏差が解消されるのである。従って、第2の後輪操舵装置の制御装置と同様にして、電力資源の浪費が好適に回避されるのである。
 本発明に係る第2又は第3の後輪操舵装置の制御装置の一の態様では、前記車両における所定の状態量に応じて前記基準偏差を設定する基準偏差設定手段を更に具備する。
 この態様によれば、基準偏差設定手段により車両の状態量に応じて基準偏差が設定される。ここで、「車両の状態量」とは、車両において、操舵力供給手段の負荷との対応関係が予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて規定された状態量であって、この種の状態量に応じて基準偏差が設定されることによって、電力資源の浪費が生じているか否かを、より高精度に判別することが可能となる。
 尚、この態様では、前記車両における所定の状態量は、前記車両の速度、前記後輪の実舵角及び前記車両の横加速度のうち少なくとも一つを含んでもよい。
 後輪を転舵させるのに要する負荷は、車速が高い程小さくなり、実舵角が大きい程大きくなり、横加速度が大きい程大きくなる。即ち、これらは、上記車両の状態量として好適であり、これらを考慮して基準偏差を設定すれば、電力資源が浪費されているか否かの判断がより高精度に可能となる。
 本発明に係る第3の後輪操舵装置の制御装置の他の態様では、前記オフセット角設定手段は、前記設定される目標舵角が増加した場合に、その増加量に応じて前記オフセット角を増加補正する。
 この態様によれば、後輪の目標舵角が増加した場合(即ち、より舵角エンド側へ切り込むことに相当する)に、その増加量に応じてオフセット角が増加側に補正される。このため、電力資源の浪費を確実に抑制することが可能となる。
  本発明に係る第3の後輪操舵装置の制御装置の他の態様では、前記オフセット角設定手段は、前記設定される目標舵角が増加した場合に、前記車両における所定の状態量に応じて前記オフセット角を減少補正する。
 この態様によれば、後輪の目標舵角が増加した場合(即ち、より舵角エンド側へ切り込むことに相当する)に、車両の状態量に応じてオフセット角が減少補正される。車両の状態量(先に述べたような、例えば、車速、舵角或いは横加速度等を好適に含み得る)によっては、後輪の転舵に要する負荷が軽減される場合がある。このような場合には、電力資源の浪費は生じることがなく、且つ実舵角を目標舵角へより追従させることが可能となる。従って、このように、オフセット角を減少側へ補正することにより、後輪操舵に係る実践上の利益を可及的に享受することが可能となる。
 本発明に係る第3の後輪操舵装置の制御装置の他の態様では、前記オフセット角設定手段は、前記設定される目標舵角が前記特定された実舵角未満となった場合に、前記設定されたオフセット角を減少補正する。
 この態様によれば、目標舵角が特定される実舵角未満となった場合(即ち、目標舵角が、舵角エンド方向とは逆側へ実舵角を横切った場合に相当する)に、設定されたオフセット角が減少側へ補正される。また、望ましい態様の一として、このようなオフセット角がゼロとされる。このため、電力資源の浪費回避の観点から後輪操舵装置に加えられる制約を可及的に早期に排除し、後輪操舵装置に係る実践上の利益を最大限に享受することが可能となる。
 本発明に係る第1、第2又は第3の後輪操舵装置の制御装置の他の態様では、前記目標舵角設定手段は、前記車両における所定の状態量又はドライバ操舵量に基づいて前記目標舵角を設定する。
 この態様によれば、例えば、操舵トルク、操舵角或いは操舵角速度等の各種ドライバ操舵量又は上述した如き各種車両の状態量に基づいて目標舵角が設定されるため、目標舵角を的確に設定することが可能となり、後輪操舵装置の効能が最適化され得る。このように後輪操舵装置を最適に駆動せしめ得る構成においては、即ち、電量資源の浪費回避に係る実践上の利益と併せて、極めて望ましい効果が奏される。
 本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
本発明の第1実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図1の車両における後輪舵角及びARS駆動電流の一時間推移を例示する概略特性図である。 図1の車両においてなされる基本制御のフローチャートである。
 FL、FR…車輪、10…車両、11…ステアリングホイル、12…アッパーステアリングシャフト、13…ロアステアリングシャフト、14…ピニオンギア、16…操舵角センサ、17…操舵トルクセンサ、18…舵角センサ、100…ECU、200…EPSアクチュエータ、300…EPS駆動装置、400…ARSアクチュエータ、410…リアステアリングロッド、500…ARS駆動装置。
 以下、適宜図面を参照して本発明の後輪駆動装置の制御装置に係る各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
 <実施形態の構成>
 始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る車両10の構成について説明する。ここに、図1は、車両10の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。
 図1において、車両10は、操舵輪として左右一対の前輪FL及びFRを備え、これら前輪が転舵することにより所望の方向に進行可能に構成されている。また、車両10においては、左右一対の後輪RL及びRRもまた操舵輪であり、これら後輪が転舵することにより、車両の旋回動作が補助され、又車両挙動の安定化が図られる構成となっている。車両10は、ECU100、EPSアクチュエータ200、EPS駆動装置300、ARSアクチュエータ400及びARS駆動装置500を備えた、本発明に係る「車両」の一例である。
 ECU100は、夫々不図示のCPU、ROM及びRAMを備え、車両10の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「後輪操舵装置の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述するARS電力節減制御を実行可能に構成されている。
 尚、ECU100は、本発明に係る「目標舵角設定手段」、「実舵角特定手段」及び「通電制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
 車両10では、ステアリングホイル11を介してドライバより与えられる操舵入力(即ち、本発明に係る「ドライバ操舵量」の一例である)が、ステアリングホイル11と同軸回転可能に連結され、ステアリングホイル11と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト12に伝達される。アッパーステアリングシャフト12は、その下流側の端部において、操舵トルクセンサ16を介してロアステアリングシャフト13と連結されている。
 操舵トルクセンサ16は、ドライバからステアリングホイル11を介して与えられるドライバ操舵トルクMTを検出可能に構成されたセンサである。アッパーステアリングシャフト12は、図示せぬトーションバーによりロアステアリングシャフト13に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両10のドライバがステアリングホイル11を操作した際にアッパーステアリングシャフト12の上流部を介して伝達される操舵トルク(即ち、ドライバ操舵トルクMT)に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ16は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクMTに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ16は、ECU100と電気的に接続されており、検出された操舵トルクMTは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
 操舵角センサ17は、アッパーステアリングシャフト12の回転量を表す操舵角MAを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ17は、ECU100と電気的に接続されており、検出された操舵角MAは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
 ロアステアリングシャフト13の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト13の下流側端部に接続されたピニオンギア14及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー15を含む操舵力伝達機構であり、ピニオンギア14の回転がラックバー15の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー15の両端部に連結されたタイロッド及びナックル(符号省略)を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、車両10では所謂ラックアンドピニオン式の操舵方式が実現されている。
 EPSアクチュエータ200は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むDCブラシレスモータとしてのEPSモータを備える。このEPSモータは、EPS駆動装置500を介した当該ステータへの通電によりEPSモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクTAを発生可能に構成されている。
 一方、EPSモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア14と噛合している。このため、EPSモータから発せられるアシストトルクTAは、ピニオンギア14の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア14は、先に述べたようにロアステアリングシャフト13に連結されており、ロアステアリングシャフト13は、アッパーステアリングシャフト12に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト12に加えられるドライバ操舵トルクMTは、アシストトルクTAにより適宜アシストされた形でラックバー15に伝達され、ドライバの操舵負担が軽減される構成となっている。
 EPS駆動装置300は、EPSモータのステータに対し通電可能に構成された、PWM回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。EPS駆動装置300は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりEPSモータに駆動電圧を供給可能に構成されている。また、EPS駆動装置300は、ECU100と電気的に接続されており、その動作はECU100により制御される構成となっている。
 ARSアクチュエータ400は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むDCブラシレスモータとしてのARSモータと、このARSモータの回転運動を図示左右方向の直線運動に変換する変換機構とを有する公知の直動型アクチュエータであり、本発明に係る「操舵力供給手段」の一例である。このARSモータは、ARS駆動装置500を介した当該ステータへの通電によりARSモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することによりトルクを生じる構成となっている。
 ここで、ARSアクチュエータ400は、リアステアリングロッド19と接続されている。リアステアリングロッド19は、ARSモータの回転運動が直線運動に変換された結果として生じる図示左右方向への操舵力に応じて図示左右方向に駆動可能に構成されており、左右の両端部にナックル等を介して左右の後輪が連結される構成となっている。従って、ARSアクチュエータ400によって、後輪RL及び後輪RRの舵角は、δrmax~-δrmax(尚、正負の符号は、制御の便宜上付帯されるものであり、右転舵方向又は左転舵方向を意味する)の舵角範囲で可変となる。
 このリアステアリングロッド19には、各後輪の舵角たる後輪舵角δr(尚、δrは、左右で等しい)を検出可能な舵角センサ18が配設されている。この舵角センサ18は、ECU100と電気的に接続されており、検出された後輪舵角δrは、ECU100により一定または不定の周期で参照される構成となっている。
 尚、ARSアクチュエータ400は、逆効率(即ち、各後輪からARSアクチュエータ400への逆動力供給によりARSアクチュエータが駆動される効率)が正効率(即ち、ARSアクチュエータ400から各後輪への正規の動力供給により各後輪が駆動される効率)未満であり、且つゼロ以下となっている。従って、ARSアクチュエータ400は、基本的に、路面外乱や、路面入力或いは路面摩擦等による後輪からの動力の入力によって駆動されることはない。
 ARS駆動装置500は、ARSモータのステータに対し通電可能に構成された、PWM回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路であり、本発明に係る「通電手段」の一例である。ARS駆動装置500は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力を利用して、ARSモータに対し駆動電流Idarsを供給可能に構成されている。また、ARS駆動装置500は、ECU100と電気的に接続されており、その動作はECU100により制御される構成となっている。このように、本実施形態に係る車両10においては、ARSアクチュエータ400とARS駆動装置500とによって、本発明に係る「後輪駆動装置」の一例が構成されている。
 <実施形態の動作>
  <ARSアクチュエータ400の制御>
 車両10において、ARSアクチュエータ400の動作状態は、ECU100によって制御される。ECU100は、先ず操舵角センサ17により検出される操舵角MAと車両10の速度たる車速Vとに基づいて、後輪舵角の目標値である目標後輪舵角δrtg(即ち、本発明に係る「後輪の目標舵角」の一例である)を設定する。この際、ECU100は、予めROMに格納された、操舵角MAと車速Vとをパラメータとする目標後輪舵角マップを参照する。目標後輪舵角マップには、これらパラメータに対し一の目標後輪舵角δrtgが対応付けられており、ECU100は、その時点の操舵角MAと車速Vとに対応する目標後輪舵角δrtgを、選択的に取得する構成となっている。
 尚、図1には示されないが、車両10には、車両の挙動制御上必要とされる各種のセンサが搭載されており、車速Vは、そのうちの一である車速センサによって検出される。この車速センサは、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速Vは、ECU100により一定または不定の周期で参照される構成となっている。また、同様に、車両10には、車両10の横方向加速度たGyを検出可能な横加速度センサが備わる。
 目標後輪舵角δrtgが設定されると、舵角センサ18により検出される後輪舵角δrをこの設定された目標後輪舵角δrtgから減じてなる舵角偏差Δδr(即ち、本発明に係る「設定された目標舵角と特定された実舵角との偏差」の一例である)をフィードバックする形で、ECU100がARS駆動装置500を制御する。ARS駆動装置500から駆動電流Idarsが供給されることにより、ARSアクチュエータ400のARSモータが駆動され、リアステアリングロッド19を介して後輪RL及びRRにこれらの転舵を促す操舵力が供給され、各後輪が駆動される。
  <ARS電力節減制御の詳細>
 次に、図2を参照し、ARSアクチュエータ400及びARS駆動装置500を備えた構成における、実制御上の問題点について説明する。ここに、図2は、後輪舵角δr及びARS駆動電流Idarsの一時間推移を例示する概略特性図である。
 図2において、上段には後輪舵角δrの時間推移が、また下段には、ARSアクチュエータ400の駆動電流Idarsの時間推移が夫々実線にて示される。ここで、時刻T0において後輪舵角δrの制御が開始され、後輪舵角δrが、中立位置NTLから一の転舵方向へ、目標後輪舵角δrtg(図示破線参照、尚、時刻T0以降暫時の期間においては実舵角δrと略一致している)に追従するように変化し始めたとする。
 ところが、後輪の転舵に要する操舵力は、車両10の走行条件に応じて変化するため、場合によっては、ARSアクチュエータ400が対応する負荷範囲を超えることがある。このような負荷範囲では、目標後輪舵角δrtgと後輪舵角δrとの偏差である舵角偏差Δδrが解消されないまま定常偏差として残存する。図2には、この様子が示されており、時刻T1から時刻T2にかけての時間領域において、このような現象が生じている。
 一方、駆動電流Idarsは、基本的には舵角偏差Δδrに応じて決定されるから、舵角偏差Δδrがこのように定常偏差として残存した状態では、その値は大きくなる。ところが、ARS駆動装置500を介してバッテリからどれだけ電力が持ち出されても、このように後輪を転舵させるのに要する負荷がARSアクチュエータ400の物理的又は電気的限界を超えている状態では、後輪舵角δrはそれ以上変化しない。このため、実際のARSアクチュエータ400の効能に比較して、著しい電力資源の浪費が生じ得る。本実施形態では、このような電力資源の浪費が、ARS電力節減制御により好適に回避されるのである。
 ここで、図3を参照し、ARS電力節減制御の詳細について説明する。ここに、図3は、ARS電力節減制御のフローチャートである。
 図3において、ECU100は、後輪舵角δrが基準舵角δrthよりも大きいか否かを判別する(ステップS101)。尚、図3においては、後輪舵角δrの絶対値とされるが、これは制御上正負の符号が付帯される点を考慮したものに過ぎず、基本的に転舵方向に正領域も負領域もないから、概念上は、後輪舵角δrを基準舵角δrthと比較するだけでよい。ここで、後輪舵角δrに対し定義される基準舵角δrthは、概ね舵角エンド(即ち、上述したδrmaxである)近傍で設定された適合値である。
 後輪舵角δrが基準舵角δrth以下である場合(ステップS101:NO)、ECU100は、ステップS101を一定周期で実行して、実質的に処理を待機状態とする。一方、後輪舵角δrが基準舵角δrthよりも大きい場合(ステップS101:YES)、ECU100は更に、舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrthより大きく、且つその状態が継続している時間値である継続時間Tlstが基準値Tlstthを超えたか否かを判別する(ステップS102)。
 継続時間Tlstは、最初に舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrthを超えた時点から、内蔵タイマにより計測が開始されており、舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrthを超えた状態が継続する限り、積算カウントされている。
 舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrth以下であるか、又は舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrthより大きくても継続時間Tlstが未だ基準値Tlstthを超えない場合(ステップS102:NO)、ECU100は、処理をステップS101に戻し、一連の処理を繰り返す。
 一方、舵角偏差Δδrが基準偏差Δδrthを超え、且つその状態が基準値Tlstthよりも長い期間にわたって継続している場合(ステップS102:YES)、即ち、舵角偏差Δδrが電力資源の浪費を招来し得る程度の定常偏差であると判断される場合、ECU100は、ARS駆動装置500を制御し、ARSアクチュエータ400に対する駆動電流Idarsの供給を遮断する(ステップS103)。
 駆動電流Idarsの供給が遮断されると、ECU100は、舵角偏差Δδrが閾値A未満であり且つ目標後輪舵角δrtgが後輪舵角δr未満であるか、即ち、目標後輪舵角δrtgが舵角エンド方向とは逆方向(即ち、ニュートラル方向)に変化して、後輪舵角δrを横切った上で、舵角偏差Δδrが閾値A未満であるか否かを判別する(ステップS104)。
 舵角偏差Δδrが閾値A以上であるか、又は目標後輪舵角δrtgが後輪舵角δr以上である場合(ステップS104:NO)、ECU100は、駆動電流の遮断を継続し、舵角偏差Δδrが閾値A未満であり、且つ目標後輪舵角δrtgが後輪舵角δr未満である場合(ステップS104:YES)、ECU100は、駆動電流Idarsの供給を再開する(ステップS105)。ステップS105が実行されると、処理はステップS101に戻され、一連の処理が繰り返される。ARS電力節減制御は以上のように実行される。
 尚、ステップS104においては、駆動電流の復帰許可に関し、相異なる二種類の判断条件が設けられているが、後段の判断条件、即ち、目標後輪舵角δrtgが後輪舵角δr未満であるか否かとは、舵角偏差Δδrがゼロ未満であるか否かに他ならない。従って、このゼロと閾値Aとは、共に本発明に係る「復帰用偏差」の一例として機能し得る値であり、いずれか一方の判断条件のみが使用されたとしても同様の利益が享受され得る。
 但し、本実施形態の如くに両者を複合条件として利用する場合、基本的には目標後輪舵角δrtgが実舵角δr未満に低下した場合に電力の供給を再開させつつ、例えば、目標後輪舵角δrtgの時間変化量が過剰に大きくARSアクチュエータ400に要求される負荷が低下しない場合等における駆動電流の供給再開を防止することが可能であり、安全側の措置として有効である。
 このように、本実施形態に係るARS電力節減制御によれば、舵角偏差Δδrを詰めることができない程度にARSアクチュエータ400に要求される負荷が高い場合には、ARSアクチュエータ400に対する駆動電流Idarsの供給が遮断される。
 ここで特に、ARSアクチュエータ400は、逆効率がゼロ以下のアクチュエータであり、駆動電流Idarsの供給が遮断された状態において、後輪舵角δrが、転舵輪たる後輪からの逆入力により中立位置NTL(好適には、δr=0である)に復帰することはない。このため、電力節減の効果と引き換えに、ARSアクチュエータ400により提供される後輪操舵の利益が阻害されることはなく、後輪操舵の効能を可及的に維持しつつ、バッテリに蓄積された有限な電力資源の有効なる利用が実現されるのである。
 尚、ステップS102において参照される基準偏差Δδrthは、実験的に適合された固定値であってもよいが、その時点の車速V、横加速度Gy及び後輪舵角δrに基づいてその都度設定される可変な値であってもよい。
 即ち、後輪を転舵させるにあたってARSアクチュエータ400に要求される負荷は、車両10の状態に応じて変化する。例えば、高車速領域では、後輪と路面との摩擦が減少するため、基本的に、後輪の転舵に要する負荷は小さくなる。このような場合には、基準偏差Δδrthを相対的に大きく設定することができ、電力供給が遮断される頻度を少なくすることができる。後輪舵角δr及び横加速度Gyについても同様であり、後輪舵角δr及び横加速度Gyは、夫々大きい程当該負荷が大きくなるから、基準偏差Δδrthを相対的に小さく設定することが望ましい。
 これら各状態量は、本発明に係る「車両の状態量」の一例であり、各状態量と基準偏差Δδrthとの対応関係は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、可及的に後輪駆動の効能を維持しつつバッテリの浪費或いは消耗については確実に回避し得るように定められていてもよい。
<第2実施形態>
 第1実施形態においては、ARSアクチュエータ400への電力供給を遮断することにより電力の浪費が回避されたが、電力の節減効果は、他の制御態様の下にも実現可能である。以下に、第2実施形態に係るARS電力節減制御について説明する。尚、第2実施形態に係るARS電力節減制御は、多くの部分において図3に例示された第1実施形態に係るARS電力節減制御と同様であり、ここでは、既出の図3を参照する形で説明することとする。尚、第2実施形態に係る車両構成は第1実施形態と等しいものとする。
 第2実施形態に係るARS電力節減制御において、ECU100は、ステップS102に係る判断条件が満たされた場合(ステップS102:YES)、その時点の目標後輪舵角δrtgを、舵角センサ19により検出される後輪舵角δrに替えて後輪舵角δrとして設定する。
 このように後輪舵角δrの置換処理が終了すると、ECU100は、通常のARSアクチュエータ400の駆動制御を継続する。即ち、この場合、舵角偏差Δδrはゼロとなるため、ARS400からは電力資源を浪費する駆動力が供給されることはなくなり、バッテリに蓄積された電力資源の消費量が好適に節減されるのである。
<第3実施形態>
 第2実施形態と同様の効果は、更に他の制御によっても実現可能である。ここで、本発明の第3実施形態として、このようなARS電力節減制御について説明する。尚、第3実施形態に係るARS電力節減制御は、多くの部分において図3に例示された第1実施形態に係るARS電力節減制御と同様であり、ここでは、既出の図3を参照する形で説明することとする。尚、第3実施形態に係る車両構成は第1実施形態と等しいものとする。
 第3実施形態に係るARS電力節減制御において、ECU100は、ステップS102に係る判断条件が満たされた場合(ステップS102:YES)、その時点の舵角偏差Δδrに相当するオフセット舵角δrofsを設定する。オフセット舵角δrofsは、本発明に係る「オフセット角」の一例である。このようにオフセット舵角δrofsを設定すると、ECU100は、この設定したオフセット舵角δrofsを後輪舵角δrに加算して、後輪舵角δrを更新する。その結果、第2実施形態と同様に、舵角偏差Δδrはゼロとなり、バッテリからの電力の持ち出しが抑制される。尚、オフセット舵角δrofsは、必ずしも舵角偏差Δδrに相当する値である必要はない。
 尚、第3実施形態においては、目標後輪舵角δrtgが増加した場合(即ち、更に舵角エンド方向への切り込み要求が生じた場合)に、目標後輪舵角δrtgの増加量に応じてオフセット舵角δrofsを増加させてもよい。このようにすれば、舵角偏差Δδrに応じたフィードバック制御を常時収束状態とすることができ、バッテリからの無意味な電力の持ち出しが確実に回避される。
 一方、第3実施形態においては、状況によりオフセット舵角δrofsを減少(リリース)させることもできる。即ち、先に舵角偏差Δδrに関して記述したように、車両10の状態量(例えば、車速V、後輪舵角δr及び横加速度Gy)によっては、後輪の転舵に要するARSアクチュエータ400側の負荷が増減する。この点を利用して、例えば、高車速領域においては、オフセット舵角δrofsを減少さてもよい。この際、オフセット舵角δrofsを減少させるタイミングを更に可変としてもよいし、オフセット舵角δrofsを減少させる速度を可変としてもよい。
 また、同様に、目標後輪舵角δrtgが後輪舵角δrよりも減少した場合(例えば、ステップS104に係る判断条件が満たされた場合)等においても、電力節減の必要が生じない旨の判断が可能であり、このような場合においてもオフセット舵角δrofsが減少補正されてよい。尚、この場合、ARSアクチュエータ400は、通常の後輪操舵制御を行い得るから、望ましくは、オフセット舵角δrofsはゼロとされてもよい。
 本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う後輪操舵装置の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 本発明は、車両の後輪を転舵させることが可能な後輪操舵装置の制御に利用可能である。

Claims (11)

  1.  車両の後輪に対し、通電状態に応じて該後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な操舵力供給手段と、
     前記通電状態を制御可能な通電手段と
     を備えた後輪操舵装置の制御装置であって、
     前記後輪の目標舵角を設定する目標舵角設定手段と、
     前記後輪の実舵角を特定する実舵角特定手段と、
     前記設定された目標舵角と前記特定された実舵角との偏差に基づいて前記操舵力が供給されるように前記通電手段を制御すると共に、前記特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ前記偏差が基準偏差以上である場合に、前記操舵力供給手段に対する電力供給が遮断されるように前記通電手段を制御する通電制御手段と
     を具備することを特徴とする後輪操舵装置の制御装置。
  2.  前記操舵力供給手段は、逆効率が正効率よりも小さいアクチュエータである
     ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  3.  前記通電制御手段は、前記電力供給が遮断された状態において前記偏差が所定の復帰用偏差未満となった場合に、前記電力供給を再開する
     ことを特徴とする請求の範囲第1又は第2項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  4.  車両の後輪に対し、通電状態に応じて該後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な操舵力供給手段と、
     前記通電状態を制御可能な通電手段と
     を備えた後輪操舵装置の制御装置であって、
     前記後輪の目標舵角を設定する目標舵角設定手段と、
     前記後輪の実舵角を特定する実舵角特定手段と、
     前記設定された目標舵角と前記特定された実舵角との偏差に基づいて前記操舵力が供給されるように前記通電手段を制御する通電制御手段と、
     前記特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ前記偏差が基準偏差以上である場合に、前記設定された目標舵角を、前記偏差を規定する実舵角として設定する実舵角設定手段と
     を具備することを特徴とする後輪操舵装置の制御装置。
  5.  車両の後輪に対し、通電状態に応じて該後輪の転舵を促す操舵力を供給可能な操舵力供給手段と、
     前記通電状態を制御可能な通電手段と
     を備えた後輪操舵装置の制御装置であって、
     前記後輪の目標舵角を設定する目標舵角設定手段と、
     前記後輪の実舵角を特定する実舵角特定手段と、
     前記設定された目標舵角と前記特定された実舵角との偏差に基づいて前記操舵力が供給されるように前記通電手段を制御する通電制御手段と、
     前記特定された実舵角が基準舵角以上であり且つ前記偏差が基準偏差以上である場合に、前記偏差に応じて、前記特定された実舵角に加算すべきオフセット角を設定するオフセット角設定手段と
     を具備し、
     前記通電制御手段は、前記設定された目標舵角と、前記特定された実舵角に前記設定されたオフセット角が加算された修正舵角との偏差に基づいて前記通電手段を制御する
     ことを特徴とする後輪操舵装置の制御装置。
  6.  前記車両における所定の状態量に応じて前記基準偏差を設定する基準偏差設定手段を更に具備する
     ことを特徴とする請求の範囲第4項又は第5項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  7.  前記車両における所定の状態量は、前記車両の速度、前記後輪の実舵角及び前記車両の横加速度のうち少なくとも一つを含む
     ことを特徴とする請求の範囲第6項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  8.  前記オフセット角設定手段は、前記設定される目標舵角が増加した場合に、その増加量に応じて前記オフセット角を増加補正する
     ことを特徴とする請求の範囲第5項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  9.  前記オフセット角設定手段は、前記設定される目標舵角が増加した場合に、前記車両における所定の状態量に応じて前記オフセット角を減少補正する
     ことを特徴とする請求の範囲第5項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  10.  前記オフセット角設定手段は、前記設定された目標舵角が前記特定された実舵角未満となった場合に、前記設定されたオフセット角を減少補正する
     ことを特徴とする請求の範囲第5項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
  11.  前記目標舵角設定手段は、前記車両における所定の状態量又はドライバ操舵量に基づいて前記目標舵角を設定する
     ことを特徴とする請求の範囲第1項、第4項又は第5項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
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