JP2008238943A - Vehicular control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
ステアリングホイールと、操向輪を操向させるステアリングギヤとを機械的に分離させたステアバイワイヤ方式の車両用制御装置が開発されている。この車両用制御装置では、ステアリングホイールの回転を検出するセンサを設け、センサでステアリングホイールの操舵角度を検出し、これに相当する操向角度を制御装置で算出する。さらに、操向角度に操向輪の角度が一致するようにステアリングギヤを駆動させる。 A steer-by-wire vehicle control device has been developed in which a steering wheel and a steering gear for steering a steering wheel are mechanically separated. In this vehicle control device, a sensor for detecting the rotation of the steering wheel is provided, the steering angle of the steering wheel is detected by the sensor, and the steering angle corresponding to this is calculated by the control device. Further, the steering gear is driven so that the steering wheel angle matches the steering angle.
この種の車両用制御装置では、ステアリングホイールに反力を与えられるようにモータが設けられている。反力を与える際には、ステアリングホイールの回転角度と車速を検出し、これらに応じて目標反力トルクを演算する。目標反力トルクに応じたトルクがステアリングホイールに作用させられる。操向輪側では、モータをサーボ制御して操向させる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、イグニッションスイッチをOFFにした状態でステアリングホイールや操向輪が動かされたときは、ステアリングホイールの操舵角度と操向輪の操向角度が異なる角度になることがあった。この場合は、操舵角度と操向角度が不一致な状態でシステムが始動されるので、ステアリングホイールにいきなり大きい反力が発生してしまうことがあった。
また、イグニッションスイッチをONからOFFに切り換えるときにノイズが発生すると、ノイズの信号に基づいて操向輪が移動してしまい、操舵角度と操向角度が不一致になることがあった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、始動時や終了時に操向角度と操舵角度を一致させるようにすることを主な目的とする。
However, when the steering wheel or the steering wheel is moved with the ignition switch turned off, the steering angle of the steering wheel may be different from the steering angle of the steering wheel. In this case, since the system is started in a state where the steering angle does not coincide with the steering angle, a large reaction force may suddenly occur on the steering wheel.
Further, if noise is generated when the ignition switch is switched from ON to OFF, the steered wheel moves based on the noise signal, and the steering angle and the steered angle may not match.
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its main object to make the steering angle coincide with the steering angle at the start and at the end.
前記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、車両の車体に回転可能に支持されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに取り付けられ、前記ステアリングシャフトと共に回転するステアリングホイールと、前記ステアリングシャフトに操舵反力を作用可能な電動機と、前記ステアリングホイールの操舵角度を駆動輪の操向角度に一致させるように前記電動機の駆動制御を行う第一の制御装置と、車両の車体に操向可能に支持された前記操向輪と、車両の車体に対する前記操向輪の操向角度を変化させる駆動手段と、前記駆動手段の駆動制御を行う第二の制御装置と、を有し、前記第一の制御装置には、電源投入時に始動状態信号を発生させる第1の始動状態信号発生手段と、電源遮断時に終了状態信号を発生させる第1の終了状態信号発生手段と、始動状態信号が発生したときに操向角度に対する操舵角度の角度差が減少するように前記駆動モータの駆動信号を作成する駆動信号生成手段とが設けられ、前記第二の制御装置には、電源投入時に始動状態信号を発生させる第2の始動状態信号発生手段と、電源遮断時に終了状態信号を発生させる第2の終了状態信号発生手段と、始動状態信号が発生したときに操向角度に対する操舵角度の角度差が一定値以下になるまで、及び終了状態信号が発生したときに前記動輪の操向を停止させる禁止信号発生回路と、電源から前記第一の制御装置及び前記第二の制御装置に供給していた電力を遮断したときに、前記第一の制御装置を前記第二の制御装置より先に停止させる時間差形成手段とが設けられていることを特徴とする車両用制御装置とした。
この車両用制御装置は、イグニッションスイッチをOFFにするなど、電力供給が遮断されると、第一の制御装置が先に停止し、後から第二の制御装置が停止する。第一の制御装置の停止時に発生したノイズ等の信号が第二の制御装置に送信された場合には、見かけ上、操向角度と操舵角度の角度差が生じることがあるが、第二の制御装置では、終了状態信号が発生することで操向輪の操向が停止されるので、ノイズ等によって操向輪が誤って操向されることはない。
The invention according to
In this vehicular control device, when power supply is interrupted, such as turning off an ignition switch, the first control device stops first, and the second control device stops later. When a signal such as noise generated when the first control device is stopped is transmitted to the second control device, an apparent difference between the steering angle and the steering angle may occur. In the control device, since the steering of the steered wheels is stopped when the end state signal is generated, the steered wheels are not erroneously steered by noise or the like.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の車両用制御装置において、時間差形成手段は、前記第二の制御装置に設けられた定圧電源回路に接続されたコンデンサからなることを特徴とする。
この車両用制御装置は、コンデンサに蓄電された電気エネルギを利用して第二の制御装置の停止を第一の制御装置より遅らせる。
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first aspect, the time difference forming means includes a capacitor connected to a constant pressure power supply circuit provided in the second control device. .
This vehicle control device uses the electrical energy stored in the capacitor to delay the stop of the second control device from the first control device.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の車両用制御装置において、始動状態信号の発生によりカウントを開始するタイマと、操向角度に対する操舵角度の角度差が所定値以下ならないうちに前記タイマのカウント値が予め定められた値に達したら、警報信号を発生させる警報信号発生手段を有することを特徴とする。
この車両用制御装置は、タイマのカウント値が予め定められた値に達する前にステアリングホイールの駆動が完了すれば、そのまま走行を開始できる。ステアリングホイールと駆動輪の角度差を減少できなかったときは警報を発して運転者に知らせる。
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first or second aspect, the difference between the steering angle with respect to the steering angle and the timer that starts counting upon generation of the start state signal is equal to or less than a predetermined value. If the count value of the timer reaches a predetermined value before it reaches, a warning signal generating means for generating a warning signal is provided.
This vehicle control device can start running as long as the driving of the steering wheel is completed before the count value of the timer reaches a predetermined value. When the angle difference between the steering wheel and the drive wheel cannot be reduced, an alarm is issued to inform the driver.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、始動状態信号が発生している間だけ前記第2の駆動信号生成手段が生成した駆動信号を前記駆動モータに供給させ、それ以外のときは、前記駆動信号生成手段が生成した駆動信号を前記駆動モータに供給して、実際の操舵角度と操向角度の角度差に応じて算出される操舵反力が前記ステアリングホイールに作用するように切り換える駆動信号切り換え手段を有することを特徴とする。
この車両用制御装置は、ステアリングホイールの駆動が完了した後は、駆動モータを操舵反力の発生に使用する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to any one of the first to third aspects, the second drive signal generating means generates only while the start state signal is generated. The drive signal is supplied to the drive motor, otherwise, the drive signal generated by the drive signal generator is supplied to the drive motor and calculated according to the difference between the actual steering angle and the steering angle. Drive signal switching means for switching the steering reaction force to act on the steering wheel.
This vehicle control device uses the drive motor to generate a steering reaction force after the driving of the steering wheel is completed.
本発明によれば、始動時にステアリングホイールと操向輪の角度差を小さくすることができるので、運転開始時に車両の進行をさらに安定させることができる。終了時には第一の制御装置が第二の制御装置より先に停止し、この間は操向輪の操向が禁止されるので、ノイズ等で操向輪が操向されることがなくなる。 According to the present invention, since the angle difference between the steering wheel and the steered wheel can be reduced at the time of starting, the progress of the vehicle can be further stabilized at the start of driving. At the end, the first control device stops before the second control device, and during this time, steering of the steering wheel is prohibited, so that the steering wheel is not steered due to noise or the like.
図1及び図2に示すように、車両用制御装置1は、運転者が操作する入力手段であるステアリングホイール2が取り付けられたステアリングシャフト3と、操向輪(以下、タイヤという)4を操向させるステアリングギヤ5とが機械的に接続されておらず、ステアリングシャフト3側の第一の制御装置6と、ステアリングギヤ5の第二の制御装置7と介して電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ステアリングシャフト3は、車体に固定されたハウジング11に回転自在に支持されている。ハウジング11内には、電動機に減速機構を取り付けた駆動モータ12が収容されており、駆動モータ12の動力をステアリングシャフト3に伝達可能に連結されている。さらに、ハウジング11には、ステアリングホイール2の回転に応じてパルス信号を出力する第1のエンコーダ13と、ステアリングホイール2の操舵角度の中立点を検出する第2のエンコーダ14とが取り付けられている。駆動モータ12は、駆動回路16を介して第一の制御装置6に接続されている。駆動回路16は、スイッチング素子などを有し、不図示の電源からの電流を駆動モータ12に供給するように構成されている。
The steering shaft 3 is rotatably supported by a housing 11 fixed to the vehicle body. The housing 11 accommodates a
第1のエンコーダ13は、インクリメンタル式のロータリエンコーダが用いられている。ロータリエンコーダは、ステアリングホイール2と共に回転する不図示の円板を有し、この円板には2列のパターンが形成されている。各パターンは、例えば、周方向に等間隔に形成された略同じ幅のスリットからなり、一方のパターンのスリットの配置に対して他方のパターンのスリットの配置を周方向にスリット幅の1/4だけずらして配置されている。したがって、円板を挟んで発光素子と受光素子を配置すれば、それぞれのパターンに対応して1/4周期だけパルスの発生タイミングがずれた信号が得られる。このようなパルス信号の一例を図3に示す。以下、一方のパターンによって発生する第1のパルス信号をA相の回転検出信号Awとし、他方のパターンによって発生する第2のパルス列信号をB相の回転検出信号Bwとする。
The
第2のエンコーダ14は、操舵角度をリセットする位置を検出する中心位置検出センサとして使用される。例えば、ステアリングホイール2を操舵可能な範囲で回転させたときに1回転するように減速された円板にマーカを設け、このマーカを検出したときにパルス信号を出力するセンサが用いられる。マーカは、タイヤ4が直進方向に向くときのステアリングホイール2の回転位置に対応して設けられている。車両は、直進方向に対して右側及び左側のそれぞれに同じ量だけタイヤ4を操向可能に構成されているので、このときのステアリングホイール2の回転位置は、操舵可能な領域の中立点に相当する。したがって、運転者がステアリングホイール2を回転させているときに、中立点に達する度に初期位置信号として中立点位置信号Cw(図3参照)が1つ出力される。中立点位置信号Cwは、回転検出信号Aw,Bwのそれぞれの周期の1/2よりも長く、回転検出信号Aw,Bwのそれぞれの周期よりも短い時間幅のパルス信号である。
The
第一の制御装置6は、第1のカウント手段として、それぞれの回転検出信号Aw,Bwが入力されるアップダウン判定回路21と、回転検出信号Awが入力されるエッジ検出回路22Aと、回転検出信号Bwが入力されるエッジ検出回路22Bと、第1のカウンタであるアップダウンカウンタ24とを有する。
アップダウンカウンタ24は、各エッジ検出回路22A,22Bの出力がOR回路25を介して接続されると共に、アップダウン判定回路21の出力及びリセット信号整形手段23の出力が接続されている。リセット信号整形手段23は、中立点位置信号Cwが入力されたときにアップダウンカウンタ24の第1のカウント信号をリセットするリセット信号を生成し、リセット端子に入力する。
The first control device 6 includes, as first counting means, an up /
The up / down
アップダウンカウンタ24から出力される第1のカウント信号は、操舵角度算出手段26に接続されている。操舵角度算出手段26は、操舵角度マップ27を検索して操舵角度を算出する。操舵角度マップ27は、アップダウンカウンタ24のカウント値と操舵角度を対応付けた構成を有する。操舵角度算出手段26の出力は、操舵角度信号出力回路28と、角度差信号算出手段29に接続されている。
The first count signal output from the up / down
角度差信号算出手段29は、実操舵角度に加えて、操向角度信号受信手段37を介して第二の制御装置7の操向角度の信号が入力される。操向角度に対する実操舵角度の角度差の算出結果が角度差信号算出手段29の出力として操舵反力算出手段30と角度差信号比較手段31に入力される。
操舵反力算出手段30は、操舵反力マップ38を検索して駆動モータ12で発生させる操舵反力を算出する。操舵反力マップ38は、角度差と操舵反力を対応付けた構成を有する。操舵反力は、操向角度に操舵角度を一致させるような大きさ及び向きが選択される。操舵反力算出手段30の出力は、第1の駆動信号生成手段39に接続されている。第1の駆動信号生成手段39は、操舵反力算出手段30で演算した操舵反力の信号を受け取って駆動モータ12の駆動信号を生成する。第1の駆動信号生成手段39の出力は、駆動信号切り換え手段40に接続されている。駆動信号切り換え手段40には、第1の始動状態信号発生手段53、第1の終了状態信号発生手段54、0第2の駆動信号生成手段42も接続されており、駆動回路16に駆動信号を出力する。
In addition to the actual steering angle, the angle difference
The steering reaction force calculation means 30 searches the steering
第1の始動状態信号発生手段53は、タイマ53Aを有し、第1の始動状態信号を予め定められた時間継続して出力できるようになっている。同様に、第1の終了状態信号発生手段54は、タイマ54Aを有し、第1の終了状態信号を予め定められた時間継続して出力できるようになっている。第1の始動状態信号発生手段53及び第1の終了状態信号発生手段54の出力は、駆動信号切り換え手段40と、第2の駆動信号生成手段42と、角度差信号比較手段31に接続されている。
第1の始動状態信号発生手段53の入力は、電圧比較手段55に接続されている。電圧比較手段55は、定電圧発生回路45の電圧とメモリ57に格納されている信号を比較し、比較結果を出力する。メモリ57には、始動時の電圧に相当する第1の閾値が格納されている。
第2の終了状態信号発生手段54の入力は、電圧比較手段56に接続されている。電圧比較手段56は、定電圧発生回路45の電圧とメモリ58に格納されている信号を比較し、比較結果を出力する。メモリ58には、終了時の電圧に相当する第2の閾値が格納されている。
定電圧発生回路45は、第一の制御装置6外に設けられたイグニッションスイッチ43がONになったとき電源44から所定の電圧が印加される。
The first start state signal generating means 53 has a
The input of the first start state signal generation means 53 is connected to the voltage comparison means 55. The voltage comparison means 55 compares the voltage of the constant
The input of the second end
The constant
角度差信号比較手段31は、始動状態信号の入力を受けたときに角度差信号算出手段29から角度差信号を取得し、メモリ50に格納されているデータと比較するように構成されている。比較結果は、第2の駆動信号生成手段42と警報信号発生手段51に出力される。
第2の駆動信号生成手段42は、始動時の駆動信号を生成して駆動信号切り換え手段40に出力する。
警報信号発生手段51は、ランプ52に接続されている。角度差信号比較手段31から信号が出力されたらランプ52を点灯させる。ランプ52は、インストルメントパネルに配設されている。
The angle difference
The second drive signal generation means 42 generates a drive signal at the time of start and outputs it to the drive signal switching means 40.
The alarm signal generating means 51 is connected to the
図2に示すように、ステアリングギヤ5は、駆動手段として電動機に減速機構が取り付けられた操向モータ61と、操向モータ61の回転をタイロッド63の直線運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。タイロッド63の両端にはタイロッド63とナックルアーム64を介してタイヤ4が接続されている。操向モータ61は、駆動回路65を介して第二の制御装置7に接続されている。駆動回路65は、スイッチング素子などを有し、不図示の電源からの電流を操向モータ61に供給するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the steering gear 5 includes a
操向モータ61には、操向モータ61の回転から操向角度を検出する第3のエンコーダ66が取り付けられている。第3のエンコーダ66は、前記と同様にインクリメンタル式のロータリエンコーダを使用している。第3のエンコーダ66からは、第4のパルス列信号であるA相の回転検出信号Agと、パルスの発生タイミングが1/4周期ずれた第5のパルス列信号であるB相の回転検出信号Bgとが出力される。
ステアリングギヤ5には、操向角度をリセットする位置を検出する中心位置検出センサとして、操向角度の中立点を検出する第4のエンコーダ67が取り付けられている。第4のエンコーダ67は、タイロッド63が最も右に移動したラックエンドから、最も左に移動したラックエンドまでの間の中間地点を検出することで操向角度の中立点を検出するもので、タイロッド63と共に移動する不図示のマーキングを検出して初期位置信号として中立点位置信号Cg(図3参照)を1つ出力するように構成されている。中立点位置信号Cgは、回転検出信号Ag,Bgのそれぞれの周期の1/2よりも長く、回転検出信号Ag,Bgのそれぞれの周期よりも短い時間幅のパルス信号である。
The
A
第二の制御装置7は、第2のカウント手段として、それぞれの回転検出信号Ag,Bgが入力されるアップダウン判定回路71と、回転検出信号Agが入力されるエッジ検出回路72Aと、回転検出信号Bwが入力されるエッジ検出回路72Bと、第2のカウンタであるアップダウンカウンタ74とを有する。
アップダウンカウンタ74は、各エッジ検出回路72A,72Bの出力がOR回路75を介して接続されると共に、アップダウン判定回路71の出力及びリセット信号整形手段73の出力が接続されている。リセット信号整形手段73は、中立点位置信号Cgが入力されたときにアップダウンカウンタ74の第2のカウント信号をリセットするリセット信号を生成し、リセット端子に入力する。
操向角度算出手段79は、操向角度マップ80を検索して操向角度を算出する。操向角度マップ80は、アップダウンカウンタ74のカウント値と操向角度を対応付けた構成を有する。操向角度の信号は、出力回路81を通して第一の制御装置6の操向角度信号受信手段37(図1参照)に出力される。
The
The up / down
The steering angle calculation means 79 searches the steering angle map 80 and calculates the steering angle. The steering angle map 80 has a configuration in which the count value of the up / down
角度差信号算出手段82には、操舵角度信号受信手段85を介して第一の制御装置6の操舵角度信号出力回路28から送信される操舵角度の信号が入力される。角度差信号算出手段82の出力は、操向角度決定手段83と、角度差信号比較手段90が接続されている。操向角度決定手段83は、目標操向角度マップ86を検索して目標操向角度を算出する。目標操向角度マップ86は、実際の操向角度に対する角度差が大きい場合には、出力が大きくなるように設定されている。目標操向角度の信号は、駆動信号生成手段87で駆動信号に変換されて駆動回路65に出力される。
A steering angle signal transmitted from the steering angle
さらに、第二の制御装置7は、外部の電源44にイグニッションスイッチ43を介して接続される定電圧発生回路93を有する。定電圧発生回路93は、コンデンサ94と、2つの電圧比較手段95,96に接続されている。
電圧比較手段95は、定電圧発生回路93の電圧とメモリ97に格納されている始動時の電圧に相当する第1の閾値と定電圧発生回路93の電圧を比較し、比較結果を第2の始動状態信号発生手段99に出力する。第2の始動状態信号発生手段99は、タイマ99Aを有しており、一定時間の間、第2の始動状態信号を角度差信号比較手段90に出力可能になっている。
電圧比較手段96は、定電圧発生回路93の電圧とメモリ98に格納されている終了時の電圧に相当する第2の閾値と定電圧発生回路93の電圧を比較し、比較結果を第2の終了状態信号発生手段100に出力する。第2の終了状態信号発生手段100は、タイマ100Aを有しており、一定時間の間、第2の終了状態信号を角度差信号比較手段90に出力可能になっている。
角度差信号比較手段90は、第2の始動状態信号又は第2の終了状態信号の入力を受け、角度差信号算出手段82から角度差信号を取得し、メモリ101に格納されているデータと比較するように構成されている。比較結果は、禁止信号発生回路102に出力される。禁止信号発生回路102は、禁止信号を発生させて駆動信号生成手段87に出力する。
Further, the
The voltage comparison means 95 compares the voltage of the constant
The voltage comparison means 96 compares the voltage of the constant
The angle difference signal comparison means 90 receives the input of the second start state signal or the second end state signal, acquires the angle difference signal from the angle difference signal calculation means 82, and compares it with the data stored in the
次に、この実施の形態の作用について説明する。
運転者がステアリングホイール2を回転させると、第1のエンコーダ13から回転角度に応じて2通りのパルス列信号(回転検出信号Aw,Bw)が第一の制御装置6に出力される。アップダウン判定回路21は、回転検出信号Awと回転検出信号Bwのそれぞれのパルス列信号の信号レベルが変化する順番からステアリングホイール2の回転方向を判定する。図3の矢印AA1に示す方向では、回転検出信号Awがハイレベルになってから、回転検出信号Bwがハイレベルになる。この場合には、例えば、ステアリングホイール2が右方向に操舵されているとみなし、アップダウンカウンタ24にカウントアップするように指令する。逆に、図3の矢印AA2に示す方向では、回転検出信号Bwがハイレベルになってから、回転検出信号Awがハイレベルになる。この場合には、ステアリングホイール2が左方向に操舵されているとみなし、アップダウンカウンタ24にカウントダウンするように指令する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the driver rotates the
エッジ検出回路22Aは、回転検出信号Awのパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、OR回路25に出力する。同様に、エッジ検出回路22Bは、回転検出信号Bwのパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、OR回路25に出力する。OR回路25は、両エッジ検出回路22A,22Bの信号の論理和を演算し、いずれかのエッジ検出回路22A,22Bがエッジを検出したらパルスが立ち上がるような信号を作成する。これによって、第1のエンコーダ13から出力されるパルス状の信号の分解能が4倍になる。
アップダウンカウンタ24は、直進走行に相当する中立点位置を基準にしてOR回路25から出力されるパルス信号をカウントする。アップダウン判定回路21がカウントアップを指令しているときは、入力されたパルスを前回までのパルス数のカウント値に加算する。アップダウン判定回路21がカウントダウンを指令しているときは、入力されたパルスを前回までのパルス数のカウント値から減算する。
The edge detection circuit 22 </ b> A detects the rising edge and the falling edge of the rotation detection signal Aw pulse, and outputs them to the
The up / down counter 24 counts pulse signals output from the
操舵角度算出手段26は、アップダウンカウンタ24のカウント値として出力される第1のカウント信号で操舵角度マップ27を検出し、第1のカウント信号に対応する実操舵角度を取得する。実操舵角度の信号(操舵角度信号)は、操舵角度信号出力回路28から第二の制御装置7に向けて送信される。
The steering angle calculation means 26 detects the
第二の制御装置7では、操舵角度信号を操舵角度信号受信手段85で受信する。角度差信号算出手段82は、実操舵角度に対応する操向角度(以下、目標操向角度という)を算出する。さらに、操向角度算出手段79で算出された現在のタイヤ4の操向角度(以下、実操向角度という)と、目標操向角度の差を算出し、角度差信号として出力する。
操向角度決定手段83は、角度差信号で目標操向角度マップ86を検索して操向角度の指令値を決定する。この指令値は、角度差がゼロになるような操向角に相当する。駆動信号生成手段87は、指令値に応じた駆動信号を作成して駆動回路65に出力し、操向モータ61を回転させ、ステアリングロッド62を移動させる。これによって、タイロッド63等で連結されたタイヤ4の角度が変化する。
In the
The steering angle determination means 83 searches the target
操向モータ61が回転すると、第3のエンコーダ66から2通りの回転検出信号Ag,Bgが出力される。第二の制御装置7は、アップダウン判定回路71でそれぞれの回転検出信号Ag,Bgのそれぞれのパルス列信号の信号レベルの変化から回転方向を判定する。判定のアルゴリズムは、第一の制御装置6のアップダウン判定回路21と同じである。また、各エッジ検出回路72A,72BとOR回路75で回転検出信号Ag,Bgに対して分解能が4倍のパルス信号を作成する。
アップダウン判定回路71の指令に従ってアップダウンカウンタ74はOR回路75から出力されるパルス信号をカウントアップ又はカウントダウンする。アップダウンカウンタ74のカウント値として出力される第2のカウント信号で操向角度算出手段79が操向角度マップ80を検索し、操向角度算出手段79がカウント値で操向角度マップ80を検索し、実操向角度を求める。実操向角度の信号(操向角度信号)は、前記した角度差信号算出手段82及び操向角度決定手段83に入力され、操向モータ61の制御に利用される。さらに、出力回路81から第一の制御装置6に送られる。
When the
The up / down counter 74 counts up or down the pulse signal output from the
第一の制御装置6では、操向角度信号を操向角度信号受信手段37で受信し、角度差信号算出手段29で実操向角度に対応する操舵角度(以下、目標操舵角度という)を算出する。さらに、操舵角度算出手段26で算出した実際の操舵角度(以下、実操舵角度という)を操向角度信号として取得し、目標操舵角度に対する実操舵角度との角度差を算出する。このとき得られる角度差信号で操舵反力算出手段30が操舵反力マップ38を検索して操舵反力が決定される。第1の駆動信号生成手段39が操舵反力に応じて駆動モータ12の駆動信号を生成させ、駆動信号切り換え手段40を経由して駆動回路16から駆動モータ12に通電させる。駆動モータ12に連結された回転軸であるステアリングシャフト3に、駆動モータ12の回転によって力が発生する。この力は、ステアリングホイール2を操作する運転者にとって負荷として作用する。これによって、ステアリングホイール2の操舵角度とタイヤ4の実際の操向角度が速やかに一致するようになる。また、路面状態などのインフォメーションが運転者に伝達され、操作性が向上する。
In the first control device 6, the steering angle signal is received by the steering angle
ここで、車両用制御装置1の始動時の動作について説明する。
イグニッションスイッチ43がOFFのときは、第一の制御装置6及び第二の制御装置7が動作しないので、ステアリングホイール2を回転させたり、外力などでタイヤ4の向きが変えられたりしたときは、実操舵角度と実操向角度が不一致になる。この状態でイグニッションスイッチ43がONになると、電源44から定電圧発生回路45に電圧が印加される。電圧比較手段55は、定電圧発生回路45の電圧がメモリ57に登録されている第1の閾値を越えたら、第1の始動状態信号発生手段53から第1の始動状態信号を出力させる。第1の始動状態信号は、タイマ53Aで定められた間出力される。このときの時間間隔は、実操舵角度を実操向角度に略一致させるのに十分な時間であって、運転に支障の無い時間である。
Here, the operation at the start of the
When the
また、第1の始動状態信号は、駆動信号切り換え手段40に入力され、実操舵角度に基づいて第1の駆動信号生成手段39から出力された駆動信号を無効にする。第1の始動状態信号は、さらに第2の駆動信号生成手段42にも入力され、第2の駆動信号生成手段42が作成した駆動信号が駆動信号切り換え手段40を通して駆動回路16に入力されて駆動モータ12を駆動させる。駆動モータ12の駆動量及び駆動方向は、角度差信号比較手段31が角度差信号算出手段29から取得した角度差から決定する。角度差信号比較手段31は、実操舵角度が実操向角度に略一致したとき、つまり角度差信号の値がメモリ50に格納されている所定角度以下になったら、第2の駆動信号生成手段42による駆動信号の生成を停止させる。このときの角度は、ゼロでも良いし、一定の値でも良い。一定の値とは、車両を走行させるときにステアリングホイール2の角度に対して走行する方向が大きくなることがない値であり、車種によって異なる値を予め設定できる。
Further, the first start state signal is input to the drive signal switching means 40, and the drive signal output from the first drive signal generating means 39 is invalidated based on the actual steering angle. The first start state signal is further input to the second drive signal generation means 42, and the drive signal created by the second drive signal generation means 42 is input to the
この間、第二の制御装置7でも同様の処理が実施される。すなわち、電源44から定電圧発生回路93に電圧が印加される。電圧比較手段95は、定電圧発生回路93の電圧がメモリ97に登録されている第1の閾値を越えたら、第2の始動状態信号発生手段99から第2の始動状態信号を出力させる。第2の始動状態信号は、タイマ99Aで定められた間出力される。このときの時間間隔は、実操舵角度を実操向角度に略一致させるのに十分な時間であって、運転に支障の無い時間である。
第2の始動状態信号は、角度差信号比較手段90に入力される。実操舵角度と実操向角度の角度差がメモリ101に格納されている値を越えていたら、禁止信号発生回路102が禁止信号を駆動信号生成手段87に出力し、駆動信号の生成を禁止する。これによって、タイヤ4が現在位置で固定される。角度差がメモリ101に格納されている値以下になったら、禁止信号の発生を停止させ、タイヤ4の操向を可能にする。また、タイマ99Aのカウント値が所定値に達したときも、禁止信号の発生が停止される。
During this time, the same processing is performed in the
The second start state signal is input to the angle difference signal comparison means 90. If the angle difference between the actual steering angle and the actual steering angle exceeds the value stored in the
次に、イグニッションスイッチ43をONからOFFにした場合の処理について説明する。
第一の制御装置6では、電圧比較手段56が電圧降下を検出し、メモリ58に格納されている第2の閾値を下回ったら、第1の終了状態信号発生手段54から第1の終了状態信号を出力させる。第1の終了状態信号は、タイマ54Aで定められた間出力される。このときの時間間隔は、実操舵角度を実操向角度に略一致させるのに十分な時間である。
第1の終了状態信号を受け取った角度差信号比較手段31、第2の駆動信号生成手段42及び駆動信号切り換え手段40は、駆動モータ12を駆動させて、タイヤ4の操向角度に操舵角度が一致するようにステアリングシャフト3に駆動力を作用させる。操舵角度と操向角度の角度差が一定値以下になったら、駆動モータ12を停止させる。タイマ54Aの時間経過によって第1の終了状態信号の出力が停止した場合も駆動モータ12が停止する。
Next, processing when the
In the first control device 6, when the
The angle difference
第二の制御装置7では、電圧比較手段96が電圧降下を検出し、メモリ98に格納されている第2の閾値を下回ったら、第2の終了状態信号発生手段100から第2の終了状態信号を出力させる。第2の終了状態信号は、タイマ100Aで定められた間出力される。
第2の終了状態信号を受け取った角度差信号比較手段90は、禁止信号発生回路102から禁止信号を出力させ、タイヤ4を停止させる。第二の制御装置7にはコンデンサ94が設けられているので、第一の制御装置6より電圧降下が緩やかになる。その結果、第一の制御装置6側でステアリングホイール2側で操向角度に操舵角度を一致させる動作を行い、角度差が一定値以下になり、第一の制御装置6の電源が落ちた後、第二の制御装置7の電源が落ちる。
なお、実操舵角度と実操向角度の角度差が一定値以下になる前に、第1の始動状態信号や第1の終了状態信号の出力が停止したときは、警報信号発生手段51がランプ52を点灯させる。
In the
The angle difference signal comparison means 90 that has received the second end state signal causes the prohibition
When the output of the first start state signal and the first end state signal is stopped before the difference between the actual steering angle and the actual steering angle becomes a certain value or less, the alarm signal generating means 51 52 is turned on.
この実施の形態では、イグニッションスイッチ43がONになったときは、タイヤ4の操向角度に合わせてステアリングホイール2を回動させるようにしたので、イグニッションスイッチ43がOFFの状態でタイヤ4とステアリングホイール2のそれぞれの角度が不一致になっていたときでも両者の角度が略一致した状態で運転を開始できる。このため、運転開始時に車両の進行をさらに安定させることができる。
始動時にステアリングホイール2側を駆動させて角度差を減少させるようにしたので、タイヤ4を操向させる場合に比べて少ない力で済む。ステアリングホイール2側を駆動させる間、タイヤ4の操向を禁止したので、短時間に角度差を減少させることができる。
In this embodiment, when the
Since the angle difference is reduced by driving the
イグニッションスイッチ43をOFFにしたときは、第一の制御装置6が停止した後で第二の制御装置7が停止し、この間は禁止信号発生回路102が禁止信号を出力し続ける。このため、第一の制御装置6の電源が落ちるときにノイズが発生しても、第二の制御装置7が誤作動してタイヤ4が操向されることはない。
When the
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、遅延手段は、コンデンサ94に限定されない。2つの制御装置6,7の停止に時間差を設ける手段であれば如何なる手段でも良い。
イグニッションスイッチ43がOFFになったときは、第二の制御装置7に不図示の電源から電圧が供給され、スタンバイ状態が維持されるようにしても良い。
警報信号発生手段51は、運転者に状態を知らせることができるものであればランプに限定されない。例えば、音で状態を知らせる手段であっても良い。
Note that the present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiment.
For example, the delay means is not limited to the
When the
The alarm signal generating means 51 is not limited to a lamp as long as it can inform the driver of the state. For example, a means for informing the state by sound may be used.
1 車両用制御装置
2 ステアリングホイール
3 ステアリングシャフト
4 タイヤ(操向輪)
5 ステアリングギヤ
6 第一の制御装置
12 駆動モータ
24 アップダウンカウンタ(第1のカウンタ、第1の位置検出手段)
26 操舵角度算出手段
29 角度差信号算出手段
30 操舵反力算出手段
31 角度差信号比較手段
39 第1の駆動信号生成手段
40 駆動信号切り換え手段
42 第2の駆動信号生成手段
43 イグニッションスイッチ
44 電源
51 警報信号発生手段
52 ランプ
53 第1の始動状態信号発生手段
54 第1の終了状態信号発生手段
61 操向モータ
66 第3のエンコーダ
74 アップダウンカウンタ(第2のカウンタ、第2の位置検出手段)
99 第2の始動状態信号発生手段
100 第2の終了状態信号発生手段
102 禁止信号発生回路
DESCRIPTION OF
5 Steering gear 6
26 steering angle calculation means 29 angle difference signal calculation means 30 steering reaction force calculation means 31 angle difference signal comparison means 39 first drive signal generation means 40 drive signal switching means 42 second drive signal generation means 43
99 Second start state signal generation means 100 Second end state signal generation means 102 Inhibition signal generation circuit
Claims (4)
前記ステアリングシャフトに取り付けられ、前記ステアリングシャフトと共に回転するステアリングホイールと、
前記ステアリングシャフトに操舵反力を作用可能な電動機と、
前記ステアリングホイールの操舵角度を駆動輪の操向角度に一致させるように前記電動機の駆動制御を行う第一の制御装置と、
車両の車体に操向可能に支持された前記操向輪と、
車両の車体に対する前記操向輪の操向角度を変化させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動制御を行う第二の制御装置と、
を有し、
前記第一の制御装置には、電源投入時に始動状態信号を発生させる第1の始動状態信号発生手段と、電源遮断時に終了状態信号を発生させる第1の終了状態信号発生手段と、始動状態信号が発生したときに操向角度に対する操舵角度の角度差が減少するように前記駆動モータの駆動信号を作成する駆動信号生成手段とが設けられ、
前記第二の制御装置には、電源投入時に始動状態信号を発生させる第2の始動状態信号発生手段と、電源遮断時に終了状態信号を発生させる第2の終了状態信号発生手段と、始動状態信号が発生したときに操向角度に対する操舵角度の角度差が一定値以下になるまで、及び終了状態信号が発生したときに前記動輪の操向を停止させる禁止信号発生回路と、電源から前記第一の制御装置及び前記第二の制御装置に供給していた電力を遮断したときに、前記第一の制御装置を前記第二の制御装置より先に停止させる時間差形成手段とが設けられていることを特徴とする車両用制御装置。 A steering shaft rotatably supported on the vehicle body;
A steering wheel attached to the steering shaft and rotating together with the steering shaft;
An electric motor capable of applying a steering reaction force to the steering shaft;
A first control device that performs drive control of the electric motor so as to make the steering angle of the steering wheel coincide with the steering angle of the drive wheel;
The steering wheel supported to be steerable by a vehicle body;
Driving means for changing a steering angle of the steering wheel with respect to a vehicle body;
A second control device for controlling the driving of the driving means;
Have
The first control device includes a first start state signal generating means for generating a start state signal when power is turned on, a first end state signal generating means for generating an end state signal when the power is shut off, and a start state signal. Drive signal generating means for generating a drive signal of the drive motor so that the difference in steering angle with respect to the steering angle is reduced when
The second control device includes: a second start state signal generating unit that generates a start state signal when the power is turned on; a second end state signal generating unit that generates an end state signal when the power is turned off; and a start state signal When the difference between the steering angle and the steering angle is equal to or less than a certain value, and when the end state signal is generated, a prohibition signal generation circuit that stops the steering of the driving wheel, And a time difference forming means for stopping the first control device before the second control device when the power supplied to the control device and the second control device is cut off. A control apparatus for a vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007081382A JP2008238943A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Vehicular control device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011148328A (en) * | 2010-01-19 | 2011-08-04 | Toyota Motor Corp | Steering device |
JP2014118058A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Showa Corp | Steering device, switching device for the same, and program |
JP2021160689A (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 株式会社ジェイテクト | Steering control device |
-
2007
- 2007-03-27 JP JP2007081382A patent/JP2008238943A/en not_active Withdrawn
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