WO2017130648A1 - 操舵制御装置 - Google Patents

操舵制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017130648A1
WO2017130648A1 PCT/JP2017/000098 JP2017000098W WO2017130648A1 WO 2017130648 A1 WO2017130648 A1 WO 2017130648A1 JP 2017000098 W JP2017000098 W JP 2017000098W WO 2017130648 A1 WO2017130648 A1 WO 2017130648A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control device
evaluation level
steering control
assist
determination unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/000098
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 正
佐々木 光雄
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to KR1020187015779A priority Critical patent/KR20180078312A/ko
Priority to JP2017563759A priority patent/JP6602398B2/ja
Priority to DE112017000192.7T priority patent/DE112017000192T5/de
Priority to US16/069,257 priority patent/US20190016377A1/en
Priority to CN201780004445.9A priority patent/CN108473157A/zh
Publication of WO2017130648A1 publication Critical patent/WO2017130648A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/049Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting sensor failures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062Details, component parts
    • B62D5/063Pump driven by vehicle engine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/22Multiple windings; Windings for more than three phases
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0241Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device including an electric motor including a motor driving unit, a motor control unit, and a winding set for applying a steering force to a steering mechanism for steering a steering wheel of a vehicle.
  • Patent Document 1 As a steering control device that assists and controls steering operation by a driver, one having an electric motor driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-025374 (Patent Document 1) is known.
  • the electric motor drive device of Patent Document 1 includes two inverters and two winding sets, and is configured by two systems (see the summary). In this motor drive device, when any one of the two systems of inverter (motor drive unit) or winding set is detected to be faulty, the power relay of the faulty system is cut off and the power supply to the faulty system is stopped. To do.
  • the maximum current limit value which is the upper limit value of the current supply limit value of the normal system, is set to a value equivalent to the maximum current limit value before failure detection, and power supply to the normal system is continued. Thereafter, when the vehicle speed detection value is less than a predetermined threshold value, the maximum current limit value of the normal system is set to zero, and the drive of the electric motor is stopped to create a state where no steering assist torque is generated. Thereby, the electric motor drive device of patent document 1 can make a driver aware of the occurrence of a failure without fail.
  • An object of the present invention is that an abnormality has occurred in a steering control device including an electric motor having a plurality of winding sets and a plurality of assist current output units that output motor drive currents flowing through the plurality of winding sets. This is to make the driver aware of the state as soon as possible and to suppress a decrease in maneuverability in a state where an abnormality has occurred.
  • the steering control device of the present invention provides: An electric motor having a plurality of winding sets and generating an assist torque for assisting a driver's steering operation; A plurality of assist current output units for outputting a motor drive current to be passed through the winding set in order to drive the electric motor, Detecting an abnormal state of the plurality of winding sets and the plurality of assist current output units, and including an evaluation level determination unit that determines an evaluation level of the abnormal state based on the abnormal state; The magnitude of the assist torque generated by the electric motor is changed based on the evaluation level.
  • the driver by changing the magnitude of the assist torque generated by the electric motor based on the evaluation level, the driver can quickly notice the state in which the abnormality has occurred, and in the state in which the abnormality has occurred. It is possible to suppress a decrease in maneuverability. Thereby, the safety
  • Other configurations, operations, and effects of the present invention will be described in detail in the following examples.
  • FIG. 1 is a control block diagram of a steering control device according to a first embodiment of the present invention. It is an example of the assist map figure of the steering control apparatus which concerns on 1st Example of this invention. It is a flowchart figure which concerns on the 1st Example of this invention. It is a flowchart figure of the risk level calculation which concerns on 1st Example of this invention. It is an example of the assist map figure of the steering control apparatus which concerns on 1st Example of this invention. It is an example of the icet map figure of the steering control apparatus which concerns on 1st Example of this invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle including a steering control device according to any one of the first to third embodiments according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a configuration of a steering control device according to a first embodiment of the present invention.
  • the steering control device 1 includes a control device 2 and a steering mechanism 3.
  • the steering mechanism 3 includes a steering wheel 4, a steering shaft 5, a pinion shaft 6, a rack shaft 7, a speed reduction mechanism 9, and an electric motor 10, and the electric motor 10 is connected to the rack shaft 7 via the speed reduction mechanism 8.
  • the steering wheel 4 When the steering wheel 4 is operated by the driver, the steering mechanism 3 is transmitted to the pinion shaft 6 via the steering shaft 5.
  • the rotational motion of the pinion shaft 6 is converted into the linear motion of the rack shaft 7, and the left and right steering wheels 8a, 8b connected to both ends of the rack shaft 7 are steered.
  • the rack shaft 7 is formed with rack teeth 7a that mesh with the pinion shaft 8, and the rotational motion of the pinion shaft 6 is converted into a linear motion by a rack and pinion mechanism.
  • a torque sensor 20 (21, 22) and a steering angle sensor 30 (31, 32) are provided between the steering shaft 5 and the pinion shaft 6.
  • the torque sensor 20 arranges a torsion bar (not shown) at the connection between the steering shaft 5 and the pinion shaft 6 and outputs a steering torque based on the torsion angle of the torsion bar.
  • the speed reduction mechanism 9 connected to the electric motor 10 uses, for example, a ball screw driven by a belt / pulley attached to the output shaft of the motor in FIG. With this configuration, the driving torque of the electric motor 10 is converted into a translational direction force of the rack shaft 7.
  • the speed reduction mechanism 9 may use a configuration using a rack and pinion as in the input of the steering wheel 4 or a configuration in which a nut of a ball screw is directly driven by a hollow motor or the like.
  • FIG. 2 is a control block diagram of the steering control device according to the first embodiment of the present invention.
  • the outline of the structure of the control apparatus 2 comprised from two systems and the electric motor 10 is shown.
  • system means motor control units 81 and 82, motor drive units 91 and 92, and assist current calculation units 71 and 72 respectively corresponding to the two winding sets 11 and 12 configured in the electric motor 10. Refers to a combination unit.
  • control apparatus 2 comprised from two systems is shown here, the number of systems may be more than two systems.
  • a system composed of the winding set 11, the motor control unit 81, the motor drive unit 91, and the assist current calculation unit 71 is referred to as a first system, and the winding set 12, the motor control unit 82, and the motor drive unit.
  • a system constituted by 92 and the assist current calculation unit 72 will be referred to as a second system for explanation.
  • the torque sensor 20, the steering angle sensor 30, and the vehicle speed sensor 40 are provided with separate sensors for the first system and the second system, respectively, but a common sensor is provided for the first system and the second system. May be.
  • the control device 2 is configured integrally with the electric motor 10, has a function of storing and executing various control processes, and includes control information such as the torque sensor 20, the steering angle sensor 30, and the vehicle speed sensor 40 (41, 42). Based on this, the electric motor 10 that applies steering assist torque to the steering mechanism 3 is drive-controlled. A specific control configuration of the control device 2 will be described in detail below.
  • the control device 2 includes assist current command units 51 and 52 and a risk determination unit (evaluation level determination unit) 60.
  • the assist current command units 51 and 52 drive current that drives the electric motor 10 based on a steering torque value detected by the torque sensor 20 or a vehicle speed value detected by, for example, a vehicle speed sensor 40 installed in a differential gear (not shown). Is output to the electric motor 10 side.
  • the danger determination unit 60 detects an abnormality such as a torque sensor value and controls the assist current command units 51 and 52.
  • the assist current command units 51 and 52 include assist current calculation units 71 and 72, motor control units 81 and 82, and motor drive units 91 and 92, and drive the electric motor 10 to the winding sets 11 and 12.
  • An assist current output unit that outputs a motor drive current is configured.
  • the assist current calculation units 71 and 72 are motor command currents (current command values) for driving and controlling the electric motor 10 based on the steering torque values and the vehicle speed values detected by the torque sensors 21 and 22 and the vehicle speed sensors 41 and 42. Is calculated.
  • the motor control units 81 and 82 generate a motor drive signal for the electric motor 10 based on the motor command current.
  • the motor driving units 91 and 92 include a device (inverter) that converts electric power from a DC power source into an AC power source, and energizes the electric motor 10 with a motor driving current according to a motor driving signal.
  • the risk determination unit 60 includes output signals from the assist current calculation units 71 and 72, output signals from the motor control units 81 and 82, output signals from the motor drive units 91 and 92, signals from the winding sets 11 and 12 of the electric motor 10,
  • the abnormality of each signal can be detected from the torque sensor value signal of the torque sensor 20, the steering angle sensor value signal of the steering angle sensor 30, and the vehicle speed sensor value signal of the vehicle speed sensor 40. That is, each signal includes abnormal information (abnormal signal) indicating an abnormal state of the unit or sensor that outputs the signal, and the risk determination unit 60 inputs the abnormal information of each unit or each sensor from each signal. Alternatively, an abnormality of each sensor is detected. Further, the risk determination unit 60 determines a risk level (evaluation level) from each abnormality signal, and transmits a signal to the assist current calculation units 71 and 72 based on the determination.
  • FIG. 3 shows an assist map for obtaining a target current value to be supplied to the electric motor 10 calculated by the assist current calculation units 71 and 72.
  • the assist map is a reference map for setting a target current value to be supplied to the electric motor 10 based on the vehicle speed value and the torque sensor value, and is stored in the memories of the assist current calculation units 71 and 72.
  • the assist current calculation units 71 and 72 calculate a target current value, that is, a current command value to be given to the motor control units 81 and 82, using the assist map.
  • the assist map has a relationship with the target current value so that the assist torque value by the electric motor 10 increases as the torque sensor value increases.
  • FIG. 3 shows assist maps for four vehicle speeds indicated by a, b, c, and d.
  • the relationship between the torque sensor value and the target current value is set for each vehicle speed, and is set such that the target current value with respect to the torque sensor value increases as the vehicle speed decreases.
  • the vehicle speed decreases in the order of d, c, b, and a.
  • an upper limit value is set for the target current value, and a target current value equal to or higher than a predetermined torque sensor value is set constant for each vehicle speed a, b, c, d.
  • the predetermined torque sensor value at which the target current value is constant is the same torque sensor value at each vehicle speed a, b, c, d.
  • the risk determination unit 60 calculates the risk level.
  • the calculation process of the risk determination unit 60 is shown in the flowchart of FIG.
  • the risk determination unit 60 captures signals from the winding sets 11 and 12, motor control units 81 and 82, motor drive units 91 and 92, torque sensors 21 and 22, steering angle sensors 31 and 32, and vehicle speed sensors 41 and 42. (Step S101). It is determined from the captured signal whether each component is normal (step S102). If all the components are normal, the process returns to the start. When an abnormal state is detected, a risk level is calculated (step S103), and the assist map is changed according to the risk level (step S104). After changing the assist map, return to the start and continue monitoring for further abnormal conditions.
  • the risk determination unit (evaluation level determination unit) 60 is a processing unit that calculates a risk level (evaluation level), and is a risk level calculation unit (evaluation level calculation unit) or a risk level determination unit (evaluation level determination unit). You may call it.
  • the coefficient kp is calculated from all the failed parts and the specified cause of abnormality or location (step S201).
  • the risk level is set depending on the cause of the abnormality or the location of the abnormality.
  • the kp value is high.
  • the coefficient ks is calculated from the presence / absence of a substitute for the abnormal part (step S202).
  • the risk level becomes small, and the coefficient ks is set to a small value.
  • the risk level becomes high and the coefficient ks is set to a large value.
  • the coefficient ks changes the risk level depending on whether or not there is a substitute, and also increases the risk level when performing backup control using a substitute compared to when performing normal control.
  • backup control there is backup control that is executed using an alternative torque sensor signal when the torque sensor 20 fails.
  • the risk level determination unit 60 determines that the risk level has increased.
  • the progress determination coefficient kc is a coefficient used for determining an increase in the degree of risk after a component failure.
  • the elapsed determination coefficient kc is the elapsed time after it is determined that there is a component in an abnormal state, or the number of ignition on / off times, and the value of the coefficient kc increases as the elapsed time or the number of ignition on / off increases.
  • a comprehensive risk level is calculated from the product of the above coefficients kp, ks, kc (step S204).
  • the risk level is calculated for each part, and the sum of the levels is the risk level value.
  • the assist map is changed in step S104 in FIG.
  • the assist torque generated by the electric motor 10 is reduced by changing the assist map in accordance with the increase in the risk level determined by the risk determination unit 60.
  • the assist map is selected so that the upper limit value of the target current value (current command value) is reduced in accordance with the increase in the risk level determined by the risk determination unit 60.
  • FIG. 6 shows an example of an assist map diagram of the steering control device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an example of an assist map for obtaining a motor current value supplied to the electric motor 10 according to the risk level.
  • the target current value supplied to the electric motor 10 is set for the torque sensor value for each vehicle speed value. That is, in the assist map, the relationship between the torque sensor value and the target current value supplied to the electric motor 10 is set.
  • FIG. 6 a plurality of assist maps e, f, g, h in which upper limit values are set at a plurality of levels are shown for one characteristic curve showing the relationship between the torque sensor value and the target current value. .
  • the torque sensor value reaching the upper limit value decreases in the order of e ⁇ f ⁇ g ⁇ h
  • the assist map e reaches the upper limit value with the largest torque sensor value
  • the assist map h has the smallest torque sensor value with the upper limit value.
  • a target current value is calculated from a curve having an upper limit value e.
  • the target current value for the torque sensor value is calculated using a curve in which the upper limit value of the target current value is reduced as f ⁇ g ⁇ h as the risk level increases.
  • the assist torque when the torque sensor value is low and the steering torque required by the driver is low and the vehicle is traveling at high speed is the curve of e during normal operation. The same. In this way, the assist torque is not reduced during high-speed driving and in high-risk driving conditions that cause great damage in the event of an accident.
  • the steering torque required during traveling is low, it is difficult for the driver to notice an abnormal state by reducing the assist torque. Therefore, safety is ensured by performing the same assist control as in the normal state.
  • an assist map curves f, g, h in which the target current value decreases due to an increase in the danger level is used.
  • FIG. 7 shows another example of an icet map of the steering control device according to the first embodiment of the present invention.
  • the assist map reduction range due to the increase of the danger level by the danger determination unit 60 is changed.
  • the curve of the target current value supplied to the electric motor 10 with respect to the torque sensor value according to the increase in the risk level is composed of curves i, j, k, and l compressed at a constant ratio in the axial direction of the target current value.
  • the assist map upper limit value with respect to the increase in the risk level is set to an assist map that gradually increases as L1, L2, and L3.
  • assist torque is set to zero when safety is ensured when the vehicle speed is zero or the ignition key is off.
  • the danger level refers to a state in which the probability of a component failure is increased in the operation by the driver and a state in which the probability that the safety of vehicle traveling is lost due to the failure of the component is increased. Further, the risk level is determined based on the magnitude of damage assumed depending on the driving state such as the vehicle speed at that time.
  • the method for calculating the progress determination coefficient kc in step S203 in the flowchart of FIG. 5 can be changed as follows.
  • the elapsed determination coefficient kc is a coefficient used to determine an increase in the degree of risk after a component failure.
  • the elapsed time after determining that there is a component in an abnormal state, or the ignition key ON / OFF The coefficient kc increases as the elapsed time or the number of ignition on / off increases.
  • the value of the elapsed determination coefficient kc may be calculated from the cumulative energization amount of the current supplied to the winding sets 11 and 12 of the electric motor 10 or the increase in the accumulated energization time. In this case, the elapsed determination coefficient kc is increased as the accumulated energization amount increases or the accumulated energization time increases.
  • the progress determination coefficient kc may be calculated from the travel distance of the vehicle. In this case, the progress determination coefficient kc is increased as the travel distance of the vehicle increases.
  • the progress determination coefficient kc may be calculated from the cumulative number of steering wheel operations or the number of steering wheel switching times. In this case, the progress determination coefficient kc is increased in accordance with an increase in the cumulative number of operations of the steering wheel, the cumulative number of rotations, or the number of steering wheel switching.
  • temperature sensors 23, 24a, and 24b are provided in the electric motor 10 and the motor driving units 91 and 92, respectively (see FIG. 2), and the risk determination unit 60 is provided with the temperature sensors 23, 24a, and 24b.
  • the danger level may be determined on the basis of the temperature history detected by.
  • FIG. 8 shows a flowchart of risk level calculation according to the third embodiment of the present invention.
  • Step S601 Each signal of the winding sets 11 and 12, the motor control units 81 and 82, the motor drive units 91 and 92, the torque sensors 21 and 22, the steering angle sensors 31 and 32, and the vehicle speed sensors 41 and 42 is taken into the risk determination unit 60 ( Step S601). It is determined from the captured signal whether each component is normal (step S602). If all the components are normal, the process returns to the start. When an abnormal state is detected, a risk level is calculated (step S603), and the assist map is changed according to the risk level (step S604). Further, the warning level is changed by the warning device (warning means) according to the risk level (step S605). After changing the warning level, return to the start and continue monitoring for further abnormal conditions.
  • the warning device is a device that informs the driver of the abnormal state, and for example, a buzzer or the like can be used as the warning device.
  • An increase in the warning level is notified to the driver by changing the sound volume, sound pressure and frequency.
  • Other warning devices may be performed by turning on the indicator lamp, applying vibration to the steering wheel, or changing the engine starting performance by the ignition key.
  • a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • a vehicle equipped with a steering control device will be described.
  • any of the steering control devices 1 described in the first embodiment or the second embodiment may be used as the steering control device provided in the vehicle.
  • FIG. 12 shows a schematic diagram of a vehicle 601 equipped with the steering control device 1 of the present invention.
  • This vehicle 601 includes an engine 602 as a power source.
  • the power source is not limited to the engine, but may be one using an electric motor alone or a combination of an electric motor and an engine.
  • the rotation of the engine 602 drives the steered wheels 8a and 8b via the speed reducer 603.
  • the front wheels 8a and 8b are drive wheels and the rear wheels 8c and 8d are driven wheels, but the configuration of the wheels is not limited to this.
  • the vehicle 601 includes the steering control device 1 and the control device 2, the brake device 605 and the control device 606 of the brake device, the vehicle-mounted map information presentation device 607, the GPS 608, and at least one of a camera, sonar, or laser radar.
  • a sensor 609 including a longitudinal acceleration sensor, a lateral acceleration sensor, and a yaw rate sensor, and vehicle speed sensors 41 and 42.
  • the vehicle 601 also includes a vehicle integrated control device 620 that performs integrated control by inputting the status (signals) of the devices, actuators, sensors, and devices mounted on the vehicle 601 described above, and signals are transmitted through an in-vehicle LAN such as CAN. Can be exchanged.
  • a vehicle integrated control device 620 that performs integrated control by inputting the status (signals) of the devices, actuators, sensors, and devices mounted on the vehicle 601 described above, and signals are transmitted through an in-vehicle LAN such as CAN. Can be exchanged.
  • the vehicle integrated control device 602 receives device statuses from the engine control device 604, the brake control device 606, the control device 2 of the steering control device 1, and the like.
  • the vehicle integrated control device 602 is provided with a danger determination unit 621, and the failure of each control device and failure information are sent.
  • the risk level of the vehicle is determined based on the failure information, and the information is output to the control device 2. Therefore, also when a failure of the vehicle 601 other than the abnormal state of the electric motor 10 of the steering control device 1 is detected, the danger level increases similarly, and the assist torque is reduced according to the danger level. Alternatively, the warning level by the warning device is changed.
  • Each signal from the in-vehicle map information presentation device 607, the GPS 608, and a sensor 609 such as a camera, sonar or laser radar is input to the vehicle integrated control device 602. Therefore, information on the vehicle position, the vehicle running state, and the vehicle surroundings can be obtained from the signals described above. Based on these pieces of information, the risk determination unit 621 determines the risk level and outputs the information to the control device 2 of the steering control device 1. Therefore, the risk determination unit 621 comprehensively determines information on the vehicle position, the vehicle running state, and the surroundings of the vehicle, and changes the risk level.
  • the plurality of motor drive units 91 of the steering control device 1 fail and the risk level is increased and the assist torque is reduced.
  • the risk level is reduced.
  • the assist torque by the electric motor is increased.
  • the steering performance is improved by reducing the steering torque required by the driver.
  • the risk determination unit 621 is provided in the vehicle integrated control device 620, so that the failure level of each device in the vehicle 601, the vehicle running state, and the vehicle surrounding state are comprehensively determined and the risk level is set. It can be calculated.
  • the electric motor 10 changes the plurality of assist maps shown in FIGS. 3, 6, and 7 in accordance with the increase in the danger level determined by the danger determination unit 60. Reduce the generated assist torque.
  • the plurality of assist maps are set so that the upper limit value of the current command value calculated by the assist current calculation units 71 and 72 decreases as the danger level determined by the risk determination unit 60 increases.
  • the plurality of assist maps are set such that the current command values calculated by the assist current calculation units 71 and 72 gradually decrease in accordance with an increase in the danger level determined by the risk determination unit 60.
  • this invention is not limited to each above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

複数の巻線組を有する電動モータと複数の巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部とを備えた操舵制御装置において、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制する。 本発明の操舵制御装置は、複数の巻線組11,12を有し、運転者のハンドル操作を補助するためのアシストトルクを発生する電動モータ10と、電動モータ10を駆動するために巻線組11,12に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部51,52と、を備えると共に、複数の巻線組11,12及び複数のアシスト電流出力部51,52の異常状態を検出し、異常状態に基づいて異常状態の評価レベルを判定する評価レベル判定部60を備え、評価レベルに基づいて電動モータ10が発生するアシストトルクの大きさを変化させる。

Description

操舵制御装置
 本発明は、車両の操舵輪を操舵する操舵機構に操舵力を付与するためのモータ駆動部、モータ制御部及び巻線組からなる電動モータを備えた操舵制御装置に関する。
 運転者によるハンドル操作をアシスト制御する操舵制御装置として、特開2012-025374号公報(特許文献1)に記載された電動機駆動装置を備えたものが知られている。特許文献1の電動機駆動装置は、2つのインバータ及び2組の巻線組を備え、2系統で構成されている(要約参照)。この電動機駆動装置では、2系統のうちのいずれか1系統のインバータ(モータ駆動部)又は巻線組の故障を検出した場合、故障系統の電源リレーを遮断し、故障系統への電力供給を停止する。一方、正常系統の電流供給制限値の上限値である最大電流制限値を故障検出以前の最大電流制限値と同等の値に設定し、正常系統への電力供給を継続して行う。その後、車速検出値が所定の閾値未満の場合に、正常系統の最大電流制限値をゼロとして電動機の駆動を停止し、操舵アシストトルクが発生しない状態を作り出す。これにより、特許文献1の電動機駆動装置は、運転者に確実に故障発生を気付かせることができる。
特開2012-25374号公報
 特許文献1の電動機駆動装置では、1つの系統が故障した場合、正常な他の系統でハンドルのアシスト制御を継続する。そして、車速検出値が所定の閾値未満の場合に、正常な系統による電動機(電動モータ)の駆動を停止し、操舵アシストトルクが全く発生しない状態を作り出す。
 このため、特許文献1の電動機駆動装置では、車速検出値が所定の閾値未満で操舵アシストトルクがゼロのときは、運転者は重いハンドルを操作しなければならず、車両の操縦性は著しく低下する。特に低速走行のときは、必要とする操舵トルクが大きいため、高速走行のときよりも電動モータによるアシストトルクが必要になる。そのため、低速での右左折や車庫入れなどにおいてアシストトルクがゼロになると、車両の操縦性が著しく低下するという課題があった。
 本発明の目的は、複数の巻線組を有する電動モータと複数の巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部とを備えた操舵制御装置において、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制することにある。
 上記目的を達成するために、本発明の操舵制御装置は、
 複数の巻線組を有し、運転者のハンドル操作を補助するためのアシストトルクを発生する電動モータと、
 前記電動モータを駆動するために前記巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部と、を備えると共に、
 前記複数の巻線組及び前記複数のアシスト電流出力部の異常状態を検出し、前記異常状態に基づいて異常状態の評価レベルを判定する評価レベル判定部を備え、
 前記評価レベルに基づいて前記電動モータが発生するアシストトルクの大きさを変化させる。
 本発明によれば、評価レベル基づいて電動モータが発生するアシストトルクの大きさを変化させることで、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制することができる。これにより、操舵制御装置に異常が生じている状態における車両の安全性を向上することができる。本発明のその他の構成、作用及び効果は以下の実施例において詳細に説明する。
本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の構成を示す概略図である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の制御ブロック図である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアシストマップ図の一例である。 本発明の第一実施例に係るフローチャート図である。 本発明の第一実施例に係る危険度レベル算出のフローチャート図である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアシストマップ図の一例である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアイストマップ図の一例である。 本発明の第三実施例に係る危険度レベル算出のフローチャート図である。 本発明の第四実施例に係り、第1実施例乃至第三実施例のいずれかの操舵制御装置を備えた車両の構成を示す概略図である。
 自動車などのハンドル操作をアシストするための操舵制御装置に本発明を適用した実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。
 以下、第一実施例に係る操舵制御装置の構成について説明する。
 図1に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の構成の概略図を示す。
 操舵制御装置1は、制御装置2と操舵機構3とを備えている。操舵機構3は、ステアリングホイール4、ステアリングシャフト5、ピニオン軸6、ラック軸7、減速機構9及び電動モータ10を有し、電動モータ10は減速機構8を介してラック軸7に接続される。この操舵機構3は、運転者によってステアリングホイール4が操作されると、ステアリングシャフト5を介してピニオン軸6に回転が伝達される。ピニオン軸6の回転運動はラック軸7の直動運動に変換されて、ラック軸7の両端に連結される左右の操舵輪8a,8bが転舵される。ラック軸7にはピニオン軸8とかみ合うラック歯7aが形成されており、ピニオン軸6の回転運動はラックアンドピニオンの機構により直動運動に変換される。
 また、ステアリングシャフト5とピニオン軸6の間にはトルクセンサ20(21,22)及び操舵角センサ30(31,32)が設けられる。トルクセンサ20はステアリングシャフト5とピニオン軸6の接続部にトーションバー(図示せず)を配置し、トーションバーのねじれ角に基づいて操舵トルクを出力する。電動モータ10に接続される減速機構9は、例えば図1ではモータの出力軸に取り付けられたベルト・プーリによって駆動されるボールねじを用いる。この構成によって電動モータ10の駆動トルクをラック軸7の並進方向力に変換する。なお、減速機構9はステアリングホイール4の入力と同様にラックアンドピニオンを用いる構成や、ボールねじのナットを中空モータなどで直接駆動する構成などを用いてもよい。
 図2に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の制御ブロック図を示す。図2では、2系統から構成される制御装置2と電動モータ10の構成の概略を示す。
 ここで、「系統」とは、電動モータ10内に構成される2つの巻線組11,12にそれぞれ対応するモータ制御部81,82、モータ駆動部91,92及びアシスト電流演算部71,72の組合せ単位をいう。なお、ここでは2系統から構成される制御装置2を示すが、系統数は2系統よりも多数であってもよい。
 本実施例では、巻線組11、モータ制御部81、モータ駆動部91及びアシスト電流演算部71で構成される系統を第一系統と呼び、巻線組12、モータ制御部82、モータ駆動部92及びアシスト電流演算部72で構成される系統を第二系統と呼んで説明する。本実施例では、トルクセンサ20、操舵角センサ30及び車速センサ40は第一系統及び第二系統のそれぞれに個別のセンサを設けているが、第一系統及び第二系統に共通のセンサを設けてもよい。
 制御装置2は、電動モータ10と一体的に構成され、各種制御処理を記憶および実行する機能を有し、トルクセンサ20、操舵角センサ30及び車速センサ40(41,42)などの制御情報に基づいて、操舵機構3に操舵のアシストトルクを付与する電動モータ10を駆動制御する。制御装置2の具体的な制御構成については、以下で詳細に説明する。
 制御装置2は、アシスト電流指令部51,52と危険判定部(評価レベル判定部)60とから構成されている。アシスト電流指令部51,52は、トルクセンサ20が検出した操舵トルク値や、例えば図示外のディファレンシャルギヤに設置された車速センサ40が検出した車速値などに基づいて電動モータ10を駆動させる駆動電流を演算し、これを電動モータ10側へと出力する。危険判定部60は、トルクセンサ値などの異常を検出して、アシスト電流指令部51,52を制御する。
 アシスト電流指令部51,52は、アシスト電流演算部71,72と、モータ制御部81,82と、モータ駆動部91,92とから構成され、巻線組11,12に電動モータ10を駆動するモータ駆動電流を出力するアシスト電流出力部を構成する。アシスト電流演算部71,72は、トルクセンサ21,22、及び車速センサ41,42が検出した操舵トルク値と車速値とに基づいて、電動モータ10を駆動制御するモータ指令電流(電流指令値)を演算する。モータ制御部81,82は、モータ指令電流に基づき電動モータ10に対するモータ駆動信号を生成する。モータ駆動部91,92は、直流電源の電力を交流電源に変換する装置(インバータ)を備え、モータ駆動信号に応じて電動モータ10に対してモータ駆動電流を通電させる。
 危険判定部60は、アシスト電流演算部71,72の出力信号、モータ制御部81,82の出力信号、モータ駆動部91,92の出力信号、電動モータ10の巻線組11,12の信号、トルクセンサ20のトルクセンサ値の信号、操舵角センサ30の操舵角センサ値の信号及び車速センサ40の車速センサ値の信号から、各信号の異常を検出することができる。すなわち、各信号はその信号を出力するユニット又はセンサの異常状態を示す異常情報(異常信号)を含み、危険判定部60は各信号から各ユニット又は各センサの異常情報を入力して、各ユニット又は各センサの異常を検出する。また危険判定部60では、それぞれの異常信号から危険度レベル(評価レベル)を判定し、その判定に基づいてアシスト電流演算部71,72に信号を伝達する。
 図3に、アシスト電流演算部71,72で演算する電動モータ10に供給する目標電流値を求めるアシストマップを示す。アシストマップとは、車速値とトルクセンサ値に基づいて電動モータ10に供給する目標電流値を設定するための参照マップであり、アシスト電流演算部71,72のメモリ内に記憶されている。アシスト電流演算部71,72は、このアシストマップを用いて目標電流値、すなわちモータ制御部81,82に与える電流指令値を演算する。
 アシストマップは、図3に示すように、トルクセンサ値の増加にしたがって電動モータ10によるアシストトルク値が増加するように目標電流値との関係を設定したものである。図3では、a、b、c、dで示す4つの車速に対する各アシストマップを示している。このトルクセンサ値と目標電流値の関係は車速毎に設定されており、車速が低いほどトルクセンサ値に対する目標電流値が大きくなるように設定されている。図3では、d、c、b、aの順に、車速が低くなる。また、目標電流値には上限値が設定されており、所定のトルクセンサ値以上での目標電流値を、車速a、b、c、d毎に一定に設定してある。なお図3では、目標電流値が一定となる所定のトルクセンサ値は、各車速a、b、c、dにおいて同じトルクセンサ値にしてある。
 以上の構成から、危険判定部60で危険度レベルを算出する。危険判定部60の演算処理を図4のフローチャートで示す。
 危険判定部60に、巻線組11,12、モータ制御部81,82、モータ駆動部91,92、トルクセンサ21,22、操舵角センサ31,32及び車速センサ41,42の各信号を取り込む(ステップS101)。取り込んだ信号から各部品が正常であるかを判断(ステップS102)して、各部品の全てが正常であればスタートに戻る。異常状態が検知された場合は危険度レベルを算出し(ステップS103)、危険度レベルに応じたアシストマップに変更する(ステップS104)。アシストマップ変更後はスタートに戻り、更なる異常状態の監視を継続する。
 危険判定部(評価レベル判定部)60は、危険度レベル(評価レベル)を算出する処理部であり、危険度レベル算出部(評価レベル算出部)又は危険度レベル決定部(評価レベル決定部)と呼んでもよい。
 次に危険度レベルの算出方法を図5のフローチャートで示す。
 全ての故障部品と、特定される異常原因又は異常個所から係数kpを算出する(ステップS201)。異常原因又は異常個所により危険度レベルが設定され、例えば巻線組11,12の銅線の断線やモータ駆動部91,92内のトランジスタの焼損などの回復困難な異常原因又は異常個所ほど、係数kp値は高い。
 次に異常状態の部品の代替品の有無から係数ksを算出する(ステップS202)。ここで、代替品が有ると危険度レベルは小さくなり、係数ksは小さな値に設定される。一方、代替品が無ければ危険度レベルは高くなり、係数ksは大きな値に設定される。
 係数ksは、代替品の有無により危険度レベルを変化させるほか、代替品を用いてバックアップ制御を実行する場合に、通常の制御実行時と比べて、危険度レベルを高くする。バックアップ制御の一例として、トルクセンサ20が故障した場合に、代替トルクセンサ信号を用いて実行するバックアップ制御がある。このバックアップ制御が実行された場合に、危険レベル判定部60は危険度が上昇したと判定する。
 次に経過判定係数kcを算出する(ステップS203)。経過判定係数kcは部品故障後からの危険度の上昇を判定するのに用いる係数である。一例として、経過判定係数kcは異常状態の部品があると判断されてからの経過時間、或いはイグニッションオンオフ回数とし、経過時間やイグニションオンオフ回数が増加するほど係数kcの値が高くなる。
 以上の係数kp,ks,kcの積から総合的な危険度レベルを算出する(ステップS204)。尚、複数の異常状態が発生した場合は、各部品ごとに危険度レベルを算出し、その総和が危険度レベル値となる。
 この危険度レベル値に応じて、図4のステップS104で、アシストマップの変更を行う。この場合、危険判定部60で判定する危険度レベルの上昇に応じて、アシストマップを変更することで、電動モータ10により発生するアシストトルクを低減するようにする。また、危険判定部60で判定する危険度レベルの上昇に応じて、目標電流値(電流指令値)の上限値が低減するように、アシストマップが選択される。
 図6に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアシストマップ図の一例を示す。図6では、危険度レベルに応じて電動モータ10に供給するモータ電流値を求めるアシストマップの一例を示している。
 アシストマップは、上述したように、車速値ごとに、電動モータ10に供給する目標電流値がトルクセンサ値に対して設定してある。すなわちアシストマップでは、トルクセンサ値と電動モータ10に供給する目標電流値との関係が設定される。図6では、トルクセンサ値と目標電流値との関係を示す一つの特性曲線に対して、上限値が複数のレベルに設定された複数のアシストマップe,f,g,hが示されている。また、上限値に至るトルクセンサ値は、e→f→g→hの順に小さくなり、アシストマップeは最も大きなトルクセンサ値で上限値に至り、アシストマップhは最も小さなトルクセンサ値で上限値に至る。
 危険判定部60で危険度レベルがゼロ、つまり全ての部品に異常状態がない場合は、上限値がeの曲線から目標電流値を算出する。危険度レベルが上昇した場合は、危険度レベルが上昇するほど、目標電流値の上限値をf→g→hのように低減した曲線を用いて、トルクセンサ値に対する目標電流値を算出する。
 いずれかの部品に異常が発生している状態であっても、トルクセンサ値が低く、運転者が必要とする操舵トルクが低い高速走行中の場合のアシストトルクは、正常時のeの曲線と同じとする。このように、高速走行中と、事故を起こした場合の被害が大きい危険度の高い走行条件とでは、アシストトルクを低減しない。そもそも走行中に必要とする操舵トルクが低いため、アシストトルクの低減で運転者に異常状態を気付かせ難いため、正常時と同じアシスト制御を行うことで安全性を確保する。トルクセンサ値が上昇する低速走行時では、危険度レベルの上昇により目標電流値が低下したアシストマップ(f,g,hの曲線)を用いている。そのため、運転者が必要な操舵トルクが上昇して異常状態を気付きやすい。また、低速走行のため、仮に正常な全ての代替部品に異常が発生し、電動モータ10によるアシスト力が完全に消失してもタイヤ反力が小さいため、運転者の対応で車両走行の不安定化を防止可能である。
 図7に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアイストマップ図の他の例を示す。図7の例では、危険判定部60による危険レベルの上昇によるアシストマップの低減幅を変化させている。
 危険度レベルの上昇に応じて、トルクセンサ値に対する、電動モータ10へ供給する目標電流値の曲線が、目標電流値の軸方向に一定の比率で圧縮した曲線i,j,k,lからなるアシストマップとする。このとき危険度レベルの上昇に対するアシストマップ上限値の低減幅はL1,L2,L3のように除々に大きくなるアシストマップとする。これにより、危険度レベルが低いときは、アシストトルクの低減幅は小さく、運転者に要求される操舵トルクの増加が小さいため、操作性に感じる違和感は低い。そのため、ディーラなどに修理に持っていく間においては、操作性及び安全性は高い状態が維持される。
 危険度レベルの上昇に伴ってアシストトルクを低減することで、運転者に要求される操舵トルクが増加するため、操作性は低下する。しかし、故障状態に運転者が気付きやすく、或いは、気付いていたが修理に出さずにいる状態から修理に出すように促す効果がある。
 尚、安全が確保されている車速ゼロ或いはイグニションキーオフのときは、アシストトルクをゼロとする。
 危険度レベルとは、運転者による操縦において、部品故障の確率が高まった状態と、その部品が故障することによって車両走行の安全性が失われる確率が高まった状態を指す。また、そのときの車速などの運転状態によって想定される被害の大小も踏まえて、危険度レベルを判定する。
 本実施例では、図5のフローチャートのステップS203における、経過判定係数kcの算出方法を、下記のように変更することができる。
 経過判定係数kcは、部品故障後からの危険度の上昇を判定するのに用いる係数であり、上述の説明では、異常状態の部品があると判断されてからの経過時間、或いはイグニッションキーのオンオフ回数とし、経過時間やイグニションオンオフ回数が増加するほど係数kcの値が高くなるようにした。
 これに対して、電動モータ10の巻線組11,12に供給する電流の累積通電量、或いは累積通電時間の増加から、経過判定係数kcの値を算出するようにしてもよい。この場合、累積通電量の増加、或いは累積通電時間の増加により、経過判定係数kcが大きくなるようにする。
 或いは、経過判定係数kcは、車両の走行距離から算出するようにしてもよい。この場合、車両の走行距離の増加に応じて、経過判定係数kcが大きくなるようにする。
 或いは、経過判定係数kcは、ハンドルの累積操作回数、又はハンドルの切換えし回数から算出するようにしてもよい。この場合、ハンドルの累積操作回数、累積回転数又はハンドルの切換えし回数の増加に応じて、経過判定係数kcが大きくなるようにする。
 上述した係数kp,ks,kcの他、電動モータ10及びモータ駆動部91,92にそれぞれ温度センサ23及び24a,24bを設け(図2参照)、危険判定部60は温度センサ23,24a,24bが検出する温度履歴に基づいて、危険レベルを判定するようにしてもよい。
 本発明に係る第二実施例について、図8を参照して説明する。
 本実施例では、危険判定部60による演算処理のみが第一実施例と異なる。本実施例における操舵制御装置1の基本構造及び制御装置2の構成は、第一実施例と同様であり、説明を省略する。
 危険判定部60による演算処理を図8のフローチャートを用いて説明する。図8に、本発明の第三実施例に係る危険度レベル算出のフローチャート図を示す。
 危険判定部60に巻線組11,12、モータ制御部81,82、モータ駆動部91,92、トルクセンサ21,22、操舵角センサ31,32及び車速センサ41,42の各信号を取り込む(ステップS601)。取り込んだ信号から各部品が正常であるかを判断(ステップS602)して、各部品の全てが正常であればスタートに戻る。異常状態が検知された場合は危険度レベルを算出し(ステップS603),危険度レベルに応じたアシストマップに変更する(ステップS604)。更に、危険度レベルに応じて警告装置(警告手段)による警告レベルの変更を行う(ステップS605)。警告レベルの変更後はスタートに戻り、更なる異常状態の監視を継続する。
 警告装置による警告レベル(警告量)を変化させることで、警告が車両の操縦性を低下させることを抑制する。
 警告装置は、運転者に異常状態を知らせる装置であり、例えば、警告装置としてブザーなどの音を用いることができる。警告レベルの上昇は、音量、音圧および周波数を変化させることで、運転者に知らせる。他に警告装置としては、表示灯を点灯する、ハンドルに振動を付与する、或いはイグニションキーによるエンジンの始動性能を変化させることで行ってもよい。
 本発明に係る第三実施例について、図9を参照して説明する。本実施例では、操舵制御装置を備えた車両について説明する。なお、車両が備える操舵制御装置は、第一実施例又は第二実施例で説明した操舵制御装置1のいずれを用いてもよい。
 図12に、本発明の操舵制御装置1を備えた車両601の概略図を示す。
 この車両601は、動力源としてエンジン602を備える。なお、動力源は、エンジンに限定するものではなく、電気モータを単体で用いたもの、或いは電気モータをエンジンと組合せたものでもよい。エンジン602の回転は、減速機603を介して操舵輪8a,8bを駆動する。本実施例では、前輪8a,8bを駆動輪とし、後輪8c,8dを従動輪とする例を説明しているが、車輪の構成はこれに限るわけではない。
 他に車両601は、操舵制御装置1及び制御装置2と、ブレーキ装置605及びブレーキ装置の制御装置606と、車載地図情報呈示装置607と、GPS608と、少なくともカメラ、ソナー又はレーザレーダのいずれかを含むセンサ609と、前後加速度センサ、横加速度センサ及びヨーレイトセンサを含むセンサ611と、車速センサ41,42とを備える。
 また車両601は、上述した車両601に搭載された装置、アクチュエータ、センサ、機器類の状態(信号)を入力することで統合制御を行う車両統合制御装置620を備え、CANなどの車内LANを通じて信号の授受を行えるようになっている。
 本実施例では、車両統合制御装置602は、エンジン制御装置604、ブレーキの制御装置606、操舵制御装置1の制御装置2などから装置の状態が入力される。車両統合制御装置602内には、危険判定部621を備え、各制御装置の不具合や、故障情報が送られる。この故障情報を基に車両の危険度レベルを判断し、その情報を制御装置2に出力する。よって、操舵制御装置1の電動モータ10の異常状態以外の車両601の故障を検知した場合も同様に危険度レベルが上昇し、その危険度レベルに応じてアシストトルクを低減する。または、警告装置による警告レベルを変化させる。
 車両統合制御装置602には、車載地図情報呈示装置607と、GPS608と、カメラ、ソナー又はレーザレーダなどのセンサ609とからの各信号が入力される。そのため、上述した信号から車両位置、車両走行状態及び車両周囲の情報を得ることができる。これらの情報に基づいて、危険判定部621で危険度レベルを判定し、その情報を操舵制御装置1の制御装置2に出力する。よって危険判定部621は、車両位置、車両走行状態及び車両の周囲の情報を総合的に判断し、危険度レベルの変更を行う。
 一例として、操舵制御装置1の複数のモータ駆動部91が故障することにより、危険度レベルが上昇し、アシストトルクを低減した状態を想定する。この状態において、前述したGPS608と、カメラ、ソナー又はレーザレーダなどのセンサ609とから得られた車両周囲の情報により、運転者による操舵トルクが大きいと判断された場合には、危険度レベルを低減して電動モータによるアシストトルクを上昇させる。これにより、運転者が必要とする操舵トルクが減少することで操舵性が向上する。
 以上説明したように、車両統合制御装置620に危険判定部621を設けることで、車両601内の各装置の故障状態、車両走行状態及び車両周囲の状態を総合的に判断して危険度レベルを算出できる。
 本発明に係る上述の各実施例によれば、危険レベルに基づいて電動モータ10が発生するアシストトルクの大きさを変化させることで、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制することができる。これにより、操舵制御装置1に異常が生じている状態における車両の安全性を向上することができる。このために、上述の各実施例では、危険判定部60で判定する危険レベルの上昇に応じて、図3、図6及び図7に示す複数のアシストマップを変更することで、電動モータ10により発生するアシストトルクを低減する。或いは、複数のアシストマップは、危険判定部60で判定する危険レベルの上昇に応じて、アシスト電流演算部71,72で演算する電流指令値の上限値が低減するように設定される。或いは、複数のアシストマップは、危険判定部60で判定する危険レベルの上昇に応じて、アシスト電流演算部71,72で演算する電流指令値が漸減するように設定される。
 なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
1…操舵制御装置,2…操舵機構,3…制御装置,4…ステアリングホイール,5…ステアリングシャフト,6…ピニオン軸,7…ラック軸,8a,8b…操舵輪,9…減速機構,10…電動モータ,20,21,22…トルクセンサ,30,31,32…操舵角センサ,40,41,42…車速センサ,51,52…アシスト電流指令部,60…危険判定手段,71,72…アシスト電流演算部,81,82…モータ制御部,91,92…モータ駆動部,101…イグニッションキー,102…走行距離

Claims (20)

  1.  複数の巻線組を有し、運転者のハンドル操作を補助するためのアシストトルクを発生する電動モータと、
     前記電動モータを駆動するために前記巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部と、を備えると共に、
     前記複数の巻線組及び前記複数のアシスト電流出力部の異常状態を検出し、前記異常状態に基づいて異常状態の評価レベルを判定する評価レベル判定部を備え、
     前記評価レベルに基づいて前記電動モータが発生するアシストトルクの大きさを変化させることを特徴とする操舵制御装置。
  2.  請求項1に記載の操舵制御装置において、
     前記アシスト電流出力部は、
     電流指令値を演算するアシスト電流演算部と、
     前記電流指令値に基づいてモータ駆動信号を生成するモータ制御部と、
     前記モータ駆動信号に基づいて前記巻線組にモータ駆動電流を出力するモータ駆動部と、
    を備え、
     前記アシスト電流演算部は、
     トルクセンサにより検出される操舵トルク値及び前記評価レベル判定部で判定した前記評価レベルに基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクを算出することを特徴とする操舵制御装置。
  3.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記アシスト電流演算部は、
     前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備えると共に、
     前記評価レベル判定部で判定する評価レベルの上昇に応じて、前記アシストマップを変更することで、前記電動モータにより発生するアシストトルクを低減することを特徴とする操舵制御装置。
  4.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記アシスト電流演算部は、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備え、
     前記複数のアシストマップは、前記評価レベル判定部で判定する評価レベルの上昇に応じて、前記電流指令値の上限値が低減するように設定されることを特徴とする操舵制御装置。
  5.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記アシスト電流演算部は、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備え、
     前記複数のアシストマップは、前記評価レベル判定部で判定する評価レベルの上昇に応じて、前記電流指令値が漸減するように設定されることを特徴とする操舵制御装置。
  6.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記アシスト電流演算部は、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備え、
     前記複数のアシストマップは、前記評価レベル判定部で判定する評価レベルに応じて、前記電流指令値の低減幅が変化するように設定されることを特徴とする操舵制御装置。
  7.  請求項6に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部による評価レベルの上昇に応じて、前記アシストマップにおける前記電流指令値の前記低減幅が増加することを特徴とする操舵制御装置。
  8.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記アシスト電流出力部は、車速センサからの指令値がゼロ又はイグニッションキーがオフの場合、前記電流指令値をゼロとすることを特徴とする操舵制御装置。
  9.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記評価レベル判定部は、前記モータ駆動部、前記モータ制御部、前記巻線組、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値の異常から、危険度の上昇を判定することを特徴とする操舵制御装置。
  10.  請求項9に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、前記評価レベル判定部で危険度有と判定されてからの経過時間又はイグニッションキーのオンオフ回数の増加で、危険度が上昇したと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  11.  請求項9に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、前記評価レベル判定部で危険度有と判定されてからの前記モータ駆動部から前記巻線組へ通電される前記モータ駆動電流の累積電流量及び累積通電時間の増加に伴い、危険度が上昇したと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  12.  請求項9に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、前記評価レベル判定部で危険度有と判断されてからの車両の走行距離の増加に伴い、危険度が上昇したと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  13.  請求項9に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、前記評価レベル判定部で危険度有と判断されてからのハンドルの操作回数及び累積回転数から危険度が上昇したと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  14.  請求項2に記載の操舵制御装置において,
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記トルクセンサが故障して代替トルクセンサ信号によるバックアップ制御が実行された場合に、前記評価レベル判定部は危険度が上昇したと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  15.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記電動モータおよび前記モータ駆動部に温度センサを備え、
     前記評価レベル判定部は、前記温度センサが検出する温度履歴に基づき、評価レベルを判定することを特徴とする操舵制御装置。
  16.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は前記評価レベルとして危険度を判定し、
     前記評価レベル判定部は、異常原因または異常個所に応じて危険度レベルを可変することを特徴とする操舵制御装置。
  17.  請求項16に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部における危険度の判定は、前記トルクセンサの異常よりも前記モータ駆動部及び前記巻線組の異常の方を、危険度が高いと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  18.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、前記評価レベルとして危険度を判定し、異常個所におけるバックアップの有無及び数に応じて、危険度を判定することを特徴とする操舵制御装置。
  19.  請求項2に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、前記評価レベルとして危険度を判定し、危険度有と判断された場合に警告装置で警告を行うことを特徴とする操舵制御装置。
  20.  請求項19に記載の操舵制御装置において、
     前記評価レベル判定部は、危険度に応じて警告装置による警告レベル及び警告方法を変えることを特徴とする操舵制御装置。
PCT/JP2017/000098 2016-01-25 2017-01-05 操舵制御装置 WO2017130648A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020187015779A KR20180078312A (ko) 2016-01-25 2017-01-05 조타 제어 장치
JP2017563759A JP6602398B2 (ja) 2016-01-25 2017-01-05 操舵制御装置
DE112017000192.7T DE112017000192T5 (de) 2016-01-25 2017-01-05 Lenksteuervorrichtung
US16/069,257 US20190016377A1 (en) 2016-01-25 2017-01-05 Steering control device
CN201780004445.9A CN108473157A (zh) 2016-01-25 2017-01-05 操舵控制装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-011198 2016-01-25
JP2016011198 2016-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017130648A1 true WO2017130648A1 (ja) 2017-08-03

Family

ID=59398139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/000098 WO2017130648A1 (ja) 2016-01-25 2017-01-05 操舵制御装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190016377A1 (ja)
JP (1) JP6602398B2 (ja)
KR (1) KR20180078312A (ja)
CN (1) CN108473157A (ja)
DE (1) DE112017000192T5 (ja)
WO (1) WO2017130648A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2568925B (en) * 2017-11-30 2022-09-28 Trw Ltd Power-assisted steering assembly
JP7230488B2 (ja) * 2018-12-21 2023-03-01 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
CN114730444A (zh) * 2019-11-06 2022-07-08 三菱电机楼宇解决方案株式会社 楼宇的用户评价指标计算方法和用户评价指标计算装置
JP2021081055A (ja) * 2019-11-22 2021-05-27 ナブテスコ株式会社 駆動ユニット、及び、電動パワーステアリング装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06321119A (ja) * 1993-05-14 1994-11-22 Toyota Motor Corp 車輌用操舵装置の故障診断処理装置
JPH1159462A (ja) * 1997-08-22 1999-03-02 Toyota Motor Corp 舵角センサ異常検出装置およびこれを備えた車輌
JP2005059795A (ja) * 2003-08-19 2005-03-10 Toyoda Mach Works Ltd 電気式動力舵取装置
JP2006130959A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2012025372A (ja) * 2010-06-24 2012-02-09 Denso Corp 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
WO2013105225A1 (ja) * 2012-01-11 2013-07-18 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0958505A (ja) * 1995-08-30 1997-03-04 Jidosha Kiki Co Ltd 電動式パワーステアリング装置
JP3600805B2 (ja) * 2001-07-11 2004-12-15 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置およびこれに用いられる異常検出時の制御方法
JP4135537B2 (ja) * 2003-03-14 2008-08-20 三菱自動車工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US7828112B2 (en) * 2006-05-26 2010-11-09 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering device
JP4631928B2 (ja) * 2008-05-12 2011-02-16 トヨタ自動車株式会社 車両のステアリング装置
JP2010132253A (ja) * 2008-11-10 2010-06-17 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP5229645B2 (ja) 2010-06-24 2013-07-03 株式会社デンソー 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
CN102923183B (zh) * 2012-10-26 2015-07-29 湖南大学 一种智能车辆转向机构及其控制方法
JP2017077868A (ja) * 2015-10-22 2017-04-27 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06321119A (ja) * 1993-05-14 1994-11-22 Toyota Motor Corp 車輌用操舵装置の故障診断処理装置
JPH1159462A (ja) * 1997-08-22 1999-03-02 Toyota Motor Corp 舵角センサ異常検出装置およびこれを備えた車輌
JP2005059795A (ja) * 2003-08-19 2005-03-10 Toyoda Mach Works Ltd 電気式動力舵取装置
JP2006130959A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2012025372A (ja) * 2010-06-24 2012-02-09 Denso Corp 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
WO2013105225A1 (ja) * 2012-01-11 2013-07-18 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180078312A (ko) 2018-07-09
CN108473157A (zh) 2018-08-31
DE112017000192T5 (de) 2018-08-02
JP6602398B2 (ja) 2019-11-06
US20190016377A1 (en) 2019-01-17
JPWO2017130648A1 (ja) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6602398B2 (ja) 操舵制御装置
US10766523B2 (en) Steering device
JP4449790B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
KR101724902B1 (ko) 차량의 통합형 전, 후륜 파워 조향 시스템 및 그 제어 방법
JP2010166740A (ja) 電気自動車の制御装置
US11472475B2 (en) Control apparatus and method for catch-up reduction in motor driven power steering system
WO2012144069A1 (ja) 電動パワーステアリング装置
KR101205596B1 (ko) 차량의 쏠림을 보상하기 위한 방법 및 장치
KR20130029807A (ko) 스티어링 각도의 전기 기계적 설정 방법 및 전기 기계식 스티어링 시스템을 구비한 자동차
KR102172577B1 (ko) 전동식 동력 조향장치의 고장 진단장치 및 그 제어방법
JP5050402B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP2018008652A (ja) ステアリング装置
JP5332213B2 (ja) ステアバイワイヤシステムの診断装置およびステアバイワイヤシステムの診断方法
JP2018510089A (ja) 操舵システムを動作させる方法及び操舵システム
KR101765625B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 제어 장치 및 방법
JP4243146B2 (ja) 電動ステアリング装置におけるバッテリ状態判定装置
JP2011251640A (ja) 車両のステアリング装置
KR101704208B1 (ko) 전동식 조향 시스템의 제어 방법
JP3955026B2 (ja) 電動ステアリング装置におけるバッテリ状態判定装置
KR101393208B1 (ko) 조향제어 방법, 전자제어장치 및 조향제어 시스템
JP2014088138A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP4419828B2 (ja) 横加速度センサ異常検出装置
KR100835197B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법
JP2012224280A (ja) 電動パワーステアリング装置
KR100738429B1 (ko) 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프티 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17743882

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017563759

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187015779

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112017000192

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17743882

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1