JP4862414B2 - Vehicle steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、運転者が操作する操作部と操向輪を転舵する転舵部とを機械的に断接するバックアップクラッチを備えたステアバイワイヤシステムによる車両用操舵制御装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field of a steering control device for a vehicle by a steer-by-wire system including a backup clutch that mechanically connects and disconnects an operation unit operated by a driver and a steering unit that steers a steered wheel.
従来、ハンドルと前輪の舵取り機構とが機械的に切り離された、いわゆるステアバイワイヤ(SBW)システムでは、ハンドルと舵取り機構とを機械的に連結するバックアップ手段としてバックアップクラッチを備えている。SBWシステムの一部に異常が発生した場合には、速やかにバックアップクラッチを接続してSBW制御を中止し、運転者の操舵負担を軽減するアシスト制御に切り替えている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来技術にあっては、バックアップクラッチが誤締結(意図的に締結していない)した場合、転舵側ではSBW制御を継続してしまう。さらに、操舵角に対する指令転舵角のステアリングギヤ比が機械的に結合されたときのステアリングギヤ比よりも小さくなるようなSBW制御を行っている場合(車速が高い場合や、操舵の切り始め等)に誤締結をしてしまうと、誤締結をしたときの操舵角と実転舵角の比(機械的結合により決まる比)を、SBW制御での操舵角に対する指令転舵角の比により決まる転舵角に戻すように転舵モータを駆動することになるので、バックアップクラッチが誤締結されている状態ではその角度から切り増し切り戻しに反した力が加えられる。つまり、この位置からハンドル操作し難くなるおそれがあった。 However, in the above prior art, when the backup clutch is erroneously engaged (not intentionally engaged), SBW control is continued on the steered side. In addition, when SBW control is performed such that the steering gear ratio of the command turning angle with respect to the steering angle is smaller than the steering gear ratio when mechanically coupled (when the vehicle speed is high, steering is started, etc.) ), The ratio of the steering angle to the actual turning angle (ratio determined by mechanical coupling) when erroneously fastening is determined by the ratio of the commanded turning angle to the steering angle in SBW control. Since the steered motor is driven so as to return to the steered angle, in the state where the backup clutch is erroneously engaged, a force that is increased from that angle and counters the switchback is applied. That is, it may be difficult to operate the handle from this position.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ステアバイワイヤ制御中、バックアップクラッチの誤締結を短時間にて判定することで、バックアップクラッチの誤締結が発生してもスムーズなハンドル操作を行うことができる車両用操舵制御装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and the object of the present invention is to determine the erroneous engagement of the backup clutch in a short time during the steer-by-wire control, thereby causing the erroneous engagement of the backup clutch. An object of the present invention is to provide a vehicle steering control device that can perform a smooth steering operation.
上述の目的を達成するため、本発明の車両用操舵制御装置では、
運転者が操作する操作部と、
前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作部に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータと、
前記転舵部に転舵力を付与する転舵アクチュエータと、
前記操作部と前記転舵部とを機械的に断接するバックアップクラッチと、
前記バックアップクラッチの開放により前記操作部と前記転舵部を切り離し、前記操作部の操作状態に応じた転舵角となるように前記転舵アクチュエータを駆動する制御指令を出力すると共に、前記転舵部の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように前記操舵反力アクチュエータを駆動する制御指令を出力するステアバイワイヤ制御手段と、
ステアバイワイヤ制御中、前記操作部の操作方向に対して前記転舵部の駆動方向が逆方向となった場合、前記バックアップクラッチが締結状態になったと判定するクラッチ締結判定手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, in the vehicle steering control device of the present invention,
An operation unit operated by the driver;
A steering part that is mechanically separated from the operation part and steers the steering wheel;
A steering reaction force actuator for applying a steering reaction force to the operation unit;
A steering actuator for applying a steering force to the steering unit;
A backup clutch that mechanically connects and disconnects the operation unit and the steering unit;
The operation unit and the steered unit are separated by releasing the backup clutch, and a control command for driving the steered actuator to output a steered angle according to an operation state of the operating unit is output, and the steered Steer-by-wire control means for outputting a control command for driving the steering reaction force actuator so as to apply a steering reaction force according to the steering state of the unit;
During steer-by-wire control, when the drive direction of the steered portion is opposite to the operation direction of the operation portion, clutch engagement determining means for determining that the backup clutch has been engaged,
It is provided with.
本発明の車両用操舵制御装置にあっては、ステアバイワイヤ制御手段において、バックアップクラッチの開放により操作部と転舵部とが切り離され、操作部の操作状態に応じた転舵角となるように転舵アクチュエータを駆動する制御指令が出力されると共に、転舵部の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように操舵反力アクチュエータを駆動する制御指令が出力される。このステアバイワイヤ制御中、クラッチ締結判定手段において、操作部の操作方向に対して転舵部の駆動方向が逆方向となった場合、バックアップクラッチが締結状態になったと判定される。
すなわち、ステアバイワイヤ制御中、車速が高い場合や操舵の切り始め等において、操舵角に対する指令転舵角のステアリングギヤ比を機械的に結合されたときのステアリングギヤ比よりも小さくすることがあり、バックアップクラッチが開放状態であると、操作の変化方向と転舵アクチュエータの駆動方向は同じ方向になる。つまり、操作の変化方向と転舵アクチュエータの駆動方向が逆であるということは、操舵/転舵の双方が関係するバックアップクラッチに異常が発生していることになる。したがって、この関係を利用すれば、バックアップクラッチの誤締結判定を行うことができる。しかも、操作の変化方向と転舵アクチュエータの駆動方向が逆であることを利用するため、各々の変化方向が解ればよく、バックアップクラッチの状態検出等に長い時間をかけることが無く、誤締結を判定できる。
この結果、ステアバイワイヤ制御中、バックアップクラッチの誤締結を短時間にて判定することで、バックアップクラッチの誤締結が発生してもスムーズなハンドル操作を行うことができる。
In the vehicle steering control device of the present invention, in the steer-by-wire control means, the operation unit and the steered unit are separated by releasing the backup clutch so that the steered angle according to the operation state of the operating unit is obtained. A control command for driving the steering actuator is output, and a control command for driving the steering reaction force actuator to output a steering reaction force according to the steering state of the steering unit is output. During this steer-by-wire control, in the clutch engagement determination means, when the drive direction of the steered portion is opposite to the operation direction of the operation portion, it is determined that the backup clutch has been engaged.
That is, during steer-by-wire control, the steering gear ratio of the command turning angle with respect to the steering angle may be made smaller than the steering gear ratio when mechanically coupled, such as when the vehicle speed is high or steering is started. When the backup clutch is in the released state, the change direction of the operation and the drive direction of the steering actuator are the same direction. That is, if the change direction of the operation and the driving direction of the steering actuator are opposite, an abnormality has occurred in the backup clutch related to both steering / steering. Therefore, if this relationship is utilized, the erroneous engagement determination of the backup clutch can be performed. In addition, since the change direction of the operation and the driving direction of the steering actuator are reversed, it is only necessary to understand each change direction, and it does not take a long time to detect the state of the backup clutch, etc. Can be judged.
As a result, during the steer-by-wire control, it is possible to perform a smooth steering operation even if the backup clutch is erroneously engaged by determining the erroneous engagement of the backup clutch in a short time.
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例4に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the vehicle steering control apparatus of the present invention will be described based on Examples 1 to 4 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
[全体構成]
図1は、実施例1の車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤ(SBW)システムの構成図である。
実施例1のSBWシステムは、ハンドル(操作部)1と、操舵反力モータ2(操舵反力アクチュエータ)と、操舵角センサ3と、バックアップクラッチ4と、バックアップケーブル5と、転舵モータ6(転舵アクチュエータ)と、転舵角センサ7と、舵取り機構8(転舵部)と、右前輪9a(操向輪)と、左前輪9b(操向輪)と、操舵反力コントローラ10(ステアバイワイヤ制御手段)と、転舵コントローラ11(ステアバイワイヤ制御手段)と、車速センサ12と、を備えている。
First, the configuration will be described.
[overall structure]
FIG. 1 is a configuration diagram of a steer-by-wire (SBW) system to which the vehicle steering control device of the first embodiment is applied.
The SBW system according to the first embodiment includes a steering wheel (operation unit) 1, a steering reaction force motor 2 (steering reaction force actuator), a
実施例1のSBWシステムはハード系として、運転者が操作するハンドル1と、前記ハンドル1とは機械的に切り離され、左右前輪9a,9bを転舵する舵取り機構8と、前記ハンドル1に操舵反力を付与する操舵反力モータ2と、前記舵取り機構8に転舵力を付与する転舵モータ6と、前記ハンドル1と前記舵取り機構8とを機械的に断接するバックアップクラッチ4と、を備えている。
そして、実施例1のSBWシステムはソフト系として、前記バックアップクラッチ4の開放により前記ハンドル1と前記舵取り機構8を切り離し、前記ハンドル1の操作状態に応じた転舵角となるように前記転舵モータ6を駆動する制御指令を出力する転舵装置用コントローラ11と、前記舵取り機構8の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように前記操舵反力モータ2を駆動する制御指令を出力する操舵反力装置用コントローラ10と、を備えている。
The SBW system of the first embodiment is a hardware system, and the
Then, the SBW system of the first embodiment is a software system, and the
また、SBWシステムの一部に異常が認められた場合には、速やかにバックアップクラッチ4を接続し、バックアップケーブル5を介してハンドル1と舵取り機構8とを機械的に連結してSBW制御を中止する。このシステム異常のうち、操舵反力モータ2と転舵モータ6の少なくとも一方を駆動可能である場合には、SBW制御から、運転者の操作力にアシスト力を付加するように操舵反力モータ2と転舵モータ6の少なくとも一方を駆動するアシスト制御に変更する。
In addition, when an abnormality is found in a part of the SBW system, the
[SBW制御系の構成]
図2は、実施例1のSBW制御の制御系を示すブロック図である。
入力情報をもたらすセンサとしては、前記操舵反力モータ2のモータ軸に設けられた操舵反力モータ角検出手段としての操舵角センサ3と、車速検出手段としての車速センサ12と、前記転舵モータ6のモータ軸に設けられた転舵モータ角検出手段としての転舵角センサ7と、を備えている。
[Configuration of SBW control system]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system for SBW control according to the first embodiment.
The sensor lead to input information, a
演算処理を実行するコントローラとしては、バックアップクラッチ締結判定手段とモータ制御指令値算出手段とモータ駆動手段と指令転舵角算出手段と路面μ推定手段とを有する操舵反力コントローラ10と、バックアップクラッチ締結判定手段とモータ制御指令値算出手段とモータ駆動手段と路面μ推定手段とを有する転舵コントローラ11と、を備えている。なお、操舵反力コントローラ10と、転舵コントローラ11とは、双方向通信線により接続されている。
前記転舵コントローラ11では、指令転舵角算出手段により算出された指令転舵角θtaに対し、例えば、図3の転舵角制御ブロック図に示すように、予め与えておいた所望の特性に一致させるためのモデルマッチング補償器と、モデル化誤差を含む制御阻害要因を外乱として推定しキャンセルさせるためのロバスト補償器と、で構成されたロバストモデルマッチング手法を採用し、実転舵角θtを得るように転舵モータ6を駆動する。
前記バックアップクラッチ締結判定手段は、図4に示すフローチャートにしたがって、SBW制御中、バックアップクラッチ4が締結状態であるか否かの判定を行う。
The controller for executing the arithmetic processing includes a steering
In the
The backup clutch engagement determination means determines whether or not the
制御アクチュエータとしては、前記操舵反力コントローラ10から制御指令を受ける操舵反力アクチュエータとしての操舵反力モータ2と、前記転舵コントローラ11から制御指令を受ける転舵アクチュエータとしての転舵モータ6と、を備えている。
As the control actuator, a steering reaction force motor 2 as a steering reaction force actuator that receives a control command from the steering
[クラッチ締結判定処理]
図4は、実施例1の操舵反力コントローラ10及び転舵コントローラ11にて実行されるバックアップクラッチ締結判定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(クラッチ締結判定手段)。
[Clutch engagement determination process]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the backup clutch engagement determination process executed by the steering
ステップS101では、車速センサ12からの車速Vと、操舵角センサ3からの実操舵角θsと、転舵角センサ7からの実転舵角θtと、転舵コントローラ11からの転舵電流It(指令/実電流のどちらでも良いが、指令電流が先に変化するため、指令電流の方が望ましい。)を読み込み、ステップS102へ移行する。
In step S101, the vehicle speed V from the
ステップS102では、ステップS101での入力情報読み込みに続き、現在のバックアップクラッチ4への指令状況を確認するために、バックアップクラッチ4への指令が締結解除指令(ハンドル1と舵取り機構8とが非連結状態になるような指令を出している。)かどうかの判定を行い、YESの場合はステップS103へ移行し、NOの場合はステップS104へ移行する。
In step S102, following the input information reading in step S101, in order to confirm the current command status to the
ステップS103では、ステップS102でのバックアップクラッチ4への指令が締結解除指令であるとの判定に続き、ステップS101で読み込んだ実操舵角θsから操作の変化の方向を算出し、ステップS105へ移行する。
ここで、操作変化方向算出処理は、例えば、今回取得した実操舵角θs(n)の値から前回取得した実操舵角θs(n-1)の値を差し引いて、その値の符号により操作の変化方向を算出する。
In step S103, following the determination that the command to the
Here, in the operation change direction calculation process, for example, the value of the actual steering angle θs (n−1) acquired last time is subtracted from the value of the actual steering angle θs (n) acquired this time, and the operation is calculated according to the sign of the value. The change direction is calculated.
ステップS104では、ステップS102でのバックアップクラッチ4への指令が締結指令であるとの判定に続き、誤締結判定回数Neのカウント値をクリアし、ステップS101へ戻る。
すなわち、ハンドル1と舵取り機構8とが連結状態になるような指令を出していると判定されたため、バックアップクラッチ4を意図的に締結していることになる。よって、バックアップクラッチ4は誤締結している可能性が無くなるので、誤締結判定回数Neのカウント値をクリアする。
In step S104, following the determination that the command to the
That is, since it is determined that a command is issued so that the
ステップS105では、ステップS103での操作変化方向算出処理に続き、ステップS101で読み込んだ転舵電流Itから転舵モータ6の駆動の変化方向を算出し、ステップS106へ移行する。
ここで、転舵モータ6の駆動変化方向算出処理は、今回取得した転舵電流It(n)の値から前回取得した転舵電流It(n-1)の値を差し引いて、その値の符号により駆動の変化方向を算出する。
In step S105, following the operation change direction calculation process in step S103, the drive change direction of the turning motor 6 is calculated from the turning current It read in step S101, and the process proceeds to step S106.
Here, in the drive change direction calculation processing of the steering motor 6, the value of the steering current It (n-1) acquired last time is subtracted from the value of the steering current It (n) acquired this time, and the sign of the value is calculated. To calculate the driving change direction.
ステップS106では、ステップS105での転舵モータ6の駆動変化方向算出処理に続き、操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であるか否かの判定を行い、YESの場合はステップS107へ移行し、NOの場合はステップS108へ移行する。 In step S106, following the drive change direction calculation process of the steered motor 6 in step S105, it is determined whether or not the operation change direction and the drive change direction of the steered motor 6 are opposite. The process proceeds to step S107, and if NO, the process proceeds to step S108.
ステップS107では、ステップS106での操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であるとの判定に続き、誤締結判定回数Neをカウントアップし、ステップS109へ移行する。 In step S107, following the determination that the operation change direction in step S106 and the drive change direction of the steered motor 6 are opposite, the erroneous engagement determination number Ne is counted up, and the process proceeds to step S109.
ステップS108では、ステップS106での操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが同じ方向であるとの判定に続き、誤締結判定回数Neをカウントダウンし、ステップS101へ戻る。 In step S108, following the determination that the operation change direction and the drive change direction of the steered motor 6 are the same in step S106, the erroneous engagement determination number Ne is counted down, and the process returns to step S101.
ステップS109では、ステップS107での誤締結判定回数Neのカウントアップに続き、カウントされた誤締結判定回数Neが、所定値Nej(例えば、誤判定を防止しつつ、判定を早く行えるように10回程度とする。)以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS110へ移行し、NOの場合はステップS101へ戻る。 In step S109, following the count-up of the erroneous engagement determination number Ne in step S107, the counted erroneous engagement determination number Ne is a predetermined value Nej (for example, 10 times so that the determination can be performed quickly while preventing erroneous determination). It is determined whether or not it is greater than or equal to.) If YES, the process proceeds to step S110. If NO, the process returns to step S101.
ステップS110では、ステップS109でのカウントされた誤締結判定回数Neが所定値Nej以上であるとの判定に続き、バックアップクラッチ4が誤締結していると判定し、誤締結判定回数Neのカウント値をクリアし、ステップS111へ移行する。
In step S110, following the determination that the counted erroneous engagement determination number Ne in step S109 is greater than or equal to the predetermined value Nej, it is determined that the
ステップS111では、ステップS110でのバックアップクラッチ4の誤締結判定に続き、バックアップクラッチ4に締結指令(=連結指令)を出し、指令転舵角と実転舵角との矛盾を無くし、終了へと移行する。
ここで、バックアップクラッチ4に締結指令を出した後は、操舵反力アクチュエータ3と転舵アクチュエータ5の一方を駆動するSBW制御からアシスト制御に切り替えても良いし、また、図外のワーニングランプを点灯させ、運転者にアシスト制御への切り替え等を警告してもよい。
In step S111, following the erroneous engagement determination of the
Here, after issuing the engagement command to the
次に、作用を説明する。
[背景技術]
Next, the operation will be described.
[Background technology]
従来のSBWシステムでは、システムの一部に異常が発生した場合には、速やかにバックアップクラッチを接続し、ハンドルと舵取り機構とを機械的に連結し、SBW制御を中止していた。
しかしながら、SBWシステムの一部に異常が認められてバックアップクラッチを締結するのではなく、バックアップクラッチが誤締結(意図的に締結していない)した場合、転舵側ではSBW制御を継続してしまう。
さらに、操舵角に対する指令転舵角のステアリングギヤ比が機械的に結合されたときのステアリングギヤ比よりも小さくなるようなSBW制御を行っている場合(車速が高い場合や、操舵の切り始め等)に誤締結をしてしまうと、誤締結をしたときの操舵角と実転舵角の比(機械的結合により決まる比)を、SBW制御での操舵角に対する指令転舵角の比により決まる転舵角に戻すように転舵モータを駆動することになる。
このため、バックアップクラッチが誤締結されている状態ではその角度から切り増し、または、切り戻しと、その角度に戻すように、トルクが発生することになる。つまり、この位置からハンドル操作し難い状態になってしまう。
この状態になると転舵側は、その位置を保持しようとするため、駆動力を発生し、その駆動力は、操舵する方向と逆になる。そのため、運転者がこの状態から操舵を行うための操舵力は、その角度からの切り増し量、または、切り戻し量が大きいほど大きくなり、又時間が長いほど大きくなる。
In the conventional SBW system, when an abnormality occurs in a part of the system, the backup clutch is quickly connected, the steering wheel and the steering mechanism are mechanically connected, and the SBW control is stopped.
However, if an abnormality is recognized in a part of the SBW system and the backup clutch is not engaged, if the backup clutch is erroneously engaged (not intentionally engaged), SBW control will continue on the steered side. .
In addition, when SBW control is performed such that the steering gear ratio of the command turning angle with respect to the steering angle is smaller than the steering gear ratio when mechanically coupled (when the vehicle speed is high, steering is started, etc.) ), The ratio of the steering angle to the actual turning angle (ratio determined by mechanical coupling) when erroneously fastening is determined by the ratio of the commanded turning angle to the steering angle in SBW control. The steered motor is driven to return to the steered angle.
For this reason, in a state where the backup clutch is erroneously engaged, torque is generated so that the angle is increased from the angle or switched back to the angle. That is, it becomes difficult to operate the handle from this position.
In this state, the steered side tries to maintain the position, so that a driving force is generated, and the driving force is opposite to the steering direction. Therefore, the steering force for the driver to steer from this state increases as the amount of increase or return from the angle increases, and increases as the time increases.
[バックアップクラッチ誤締結判定作用]
これに対し、実施例1の車両用操舵制御装置では、操舵角に対する指令転舵角のステアリングギヤ比が機械的に結合されたときのステアリングギヤ比よりも小さくなるようなSBW制御を行っている場合、クラッチ誤締結であると操作方向と転舵の駆動方向とが逆方向になる点に着目し、SBW制御中、バックアップクラッチ4の誤締結を短時間にて判定することができるようにした。
[Backup clutch erroneous engagement determination action]
On the other hand, in the vehicle steering control device of the first embodiment, SBW control is performed such that the steering gear ratio of the command turning angle with respect to the steering angle is smaller than the steering gear ratio when mechanically coupled. In this case, attention is paid to the fact that the operation direction and the driving direction of the steering are reversed when the clutch is erroneously engaged, so that the erroneous engagement of the
すなわち、SBW制御時には、バックアップクラッチ4の開放によりハンドル1と舵取り機構8とが切り離され、転舵コントローラ11において、ハンドル1の操作状態に応じた転舵角となるように転舵モータ6を駆動する制御指令が出力されると共に、操舵反力コントローラ10において、舵取り機構8の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように操舵反力モータ2を駆動する制御指令が出力される。
That is, at the time of SBW control, the steering wheel 6 is disconnected from the
そして、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grが機械的に結合されたときのステアリングギヤ比Grよりも小さいSBW制御中であって、バックアップクラッチ4が誤締結した場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS105→ステップS106→ステップS107→ステップS109へと進む。すなわち、ステップS106では、操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であると判定され、次のステップS107では、誤締結判定回数Neをカウントアップされ、次のステップS109では、カウントアップされた誤締結判定回数Neが、所定値Nej(例えば、10回程度)未満であることで、ステップS101へ戻る。
そして、瞬間的に操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが同方向であると判定されると、ステップS106→ステップS108へと進み、誤締結判定回数Neがカウントダウンされるものの、操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であるとの判定が継続し、ステップS109における、カウントされた誤締結判定回数Neが所定値Nej(例えば、10回程度)以上という条件が成立すると、ステップS110へ進み、バックアップクラッチ4が誤締結していると判定し、誤締結判定回数Neのカウント値をクリアし、次のステップS111では、バックアップクラッチ4に締結指令が出される。
When the
If it is determined that the operation change direction and the drive change direction of the steered motor 6 are instantaneously the same direction, the process proceeds from step S106 to step S108, and the erroneous engagement determination number Ne is counted down. The determination that the change direction and the drive change direction of the steered motor 6 are opposite is continued, and there is a condition that the counted erroneous engagement determination number Ne in step S109 is equal to or greater than a predetermined value Nej (for example, about 10 times). If established, the process proceeds to step S110, where it is determined that the
ここで、図4に示すフローチャートにて利用された、操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であるという判定ロジックにより、バックアップクラッチ4の誤締結判定をすることができる理由について以下説明する。
操舵角θsに対する指令転舵角θtaのステアリングギヤ比(=θta/θs)が機械的連結時のステアリングギヤ比よりも小さい場合において、図5に誤締結してさらに切り増した時の各舵角と転舵電流の関係を示し、図6に誤締結して切り戻した時の各舵角と転舵電流の関係を示す。
図5及び図6に示す何れの場合にも、バックアップクラッチ4が誤締結を起こすと、操作の変化方向と転舵電流の変化方向とが逆になることが言える。
Here, the reason why the erroneous engagement determination of the
When the steering gear ratio (= θta / θs) of the command turning angle θta with respect to the steering angle θs is smaller than the steering gear ratio at the time of mechanical connection, each steering angle when further tightened due to erroneous engagement in FIG. The relationship between the steering current and the steering current is shown in FIG.
5 and 6, it can be said that if the
すなわち、SBW制御中、車速が高い場合や操舵の切り始め等において、操舵角に対する指令転舵角のステアリングギヤ比を機械的に結合されたときのステアリングギヤ比よりも小さくすることがあり、バックアップクラッチ4が開放状態であると、操作の変化方向と転舵モータ6の駆動方向は同じ方向になる。つまり、操作の変化方向と転舵モータ6の駆動方向が逆であるということは、操舵/転舵の双方が関係するバックアップクラッチ4に異常が発生していることになる。したがって、この関係を利用すれば、バックアップクラッチ4の誤締結判定を行うことができる。
しかも、操作の変化方向と転舵モータ6の駆動方向が逆であることを利用するため、各々の変化方向が解ればよく、バックアップクラッチ4の状態検出等に長い時間をかけることが無く、誤締結を判定できる。
In other words, during SBW control, when the vehicle speed is high or when steering is started, the steering gear ratio of the command turning angle relative to the steering angle may be made smaller than the steering gear ratio when mechanically coupled. When the clutch 4 is in the released state, the change direction of the operation and the drive direction of the steered motor 6 are the same direction. In other words, the fact that the change direction of the operation and the drive direction of the steered motor 6 are opposite means that an abnormality has occurred in the
In addition, since the change direction of the operation and the driving direction of the steering motor 6 are reversed, it is only necessary to understand each change direction, and it does not take a long time to detect the state of the
なお、図7に誤締結時に指令転舵角と実転舵角とに偏差がある場合、誤締結して保舵した時の各舵角と転舵電流の関係を示し、図8に誤締結時に指令転舵角と実転舵角とに偏差がない場合、誤締結して保舵した時の各舵角と転舵電流の関係を示す。
図7においては、指令転舵角と実転舵角の偏差を無くそうと転舵電流が積算され、増加してゆくが(転舵制御に積分要素がある場合)、指令転舵角と実転舵角の関係は、保舵後、一定値を保つ関係となる。また、図8においては、指令転舵角と実転舵角の偏差がない状態で保舵しているため、転舵電流はほとんど増減しないし、指令転舵角と実転舵角の関係は、保舵後、一定値を保つ関係となる。
よって、バックアップクラッチ4の誤締結が発生した後、保舵している状態では、操作の変化方向が出ないことで、バックアップクラッチ4の誤締結判定は行われないものの、誤締結状態のままでも保舵を妨げることにはならない。
In addition, when there is a deviation between the command turning angle and the actual turning angle at the time of erroneous engagement, FIG. 7 shows the relationship between each steering angle and the steering current when erroneously engaged and maintained, and FIG. When there is no deviation between the command turning angle and the actual turning angle, the relationship between each turning angle and the turning current when the steering is held in error is shown.
In FIG. 7, the steering current is integrated and is increased so as to eliminate the deviation between the command turning angle and the actual turning angle (when there is an integral element in the turning control), but the command turning angle and the actual turning angle are increased. The relationship of the turning angle is a relationship that maintains a constant value after steering. Further, in FIG. 8, since the steering is maintained in a state where there is no deviation between the command turning angle and the actual turning angle, the turning current hardly increases or decreases, and the relationship between the command turning angle and the actual turning angle is After the steering, the relationship is maintained at a constant value.
Therefore, after the erroneous engagement of the
次に、効果を説明する。
実施例1の車両用操舵制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering control device according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 運転者が操作するハンドル1と、前記ハンドル1とは機械的に切り離され、左右前輪9a,9bを転舵する舵取り機構8と、前記ハンドル1に操舵反力を付与する操舵反力モータ2と、前記舵取り機構8に転舵力を付与する転舵モータ6と、前記ハンドル1と舵取り機構8とを機械的に断接するバックアップクラッチ4と、前記バックアップクラッチ4の開放により前記ハンドル1と舵取り機構8を切り離し、前記ハンドル1の操作状態に応じた転舵角となるように前記転舵モータ6を駆動する制御指令を出力すると共に、前記舵取り機構8の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように前記操舵反力モータ2を駆動する制御指令を出力する操舵反力コントローラ10及び転舵コントローラ11と、ステアバイワイヤ制御中、前記ハンドル1の操作方向に対して前記舵取り機構8の駆動方向が逆方向となった場合、前記バックアップクラッチ4が締結状態になったと判定するクラッチ締結判定手段(図4)と、を備えたため、ステアバイワイヤ制御中、バックアップクラッチの誤締結を短時間にて判定することで、バックアップクラッチ4の誤締結が発生してもスムーズなハンドル操作を行うことができる。
(1) The
(2) 前記クラッチ締結判定手段(図4)は、前記バックアップクラッチ4に対し締結解除指令を出力しているステアバイワイヤ制御中(ステップS102)、前記ハンドル1の操作方向に対して前記舵取り機構8の駆動方向が逆方向と判定されると誤締結判定回数Neをカウントアップし(ステップS107)、前記ハンドル1の操作方向に対して前記舵取り機構8の駆動方向が逆方向でないと判定されると誤締結判定回数Neをカウントダウンし(ステップS108)、カウントアップされたときの誤締結判定回数Neが所定値Nej以上となった場合(ステップS109)、前記バックアップクラッチ4が締結状態になったと判定するため、誤ったバックアップクラッチ4の締結判定を防止しつつ、誤締結判定を発生から早期タイミングで行うことができる。
(2) During the steer-by-wire control in which the clutch engagement determination means (FIG. 4) outputs an engagement release command to the backup clutch 4 (step S102), the
(3) 前記クラッチ締結判定手段(図4)は、ステアバイワイヤ制御中、前記バックアップクラッチ4が締結状態になったと判定した場合、前記バックアップクラッチ4に対し締結指令を出力するため(ステップS111)、バックアップクラッチ4の誤締結判定後、ステアバイワイヤ制御からアシスト制御等に制御を遷移することで、ステアリングロック状態になることを防止することができる。
ちなみに、実施例1の発明により、誤締結を素早く検知し、アシスト制御等に制御を遷移させることで、10N程度の小さな操作力変化だけで操舵することが可能になる。
(3) The clutch engagement determination means (FIG. 4) outputs an engagement command to the
Incidentally, according to the invention of the first embodiment, it is possible to steer with only a small change in operating force of about 10 N by quickly detecting erroneous fastening and shifting the control to assist control or the like.
実施例2は、転舵アクチュエータの駆動力値によりバックアップクラッチの誤締結可能性を判定し、ステアリングギヤ比を機械的結合時のステアリングギヤ比よりも小さく設定する例である。
なお、システム構成については、図1〜図3に示した実施例1の構成と同様であるため、図示並びに説明を省略する。
The second embodiment is an example in which the possibility of erroneous engagement of the backup clutch is determined based on the driving force value of the steering actuator, and the steering gear ratio is set smaller than the steering gear ratio at the time of mechanical coupling.
Since the system configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, illustration and description thereof are omitted.
[ステアリングギヤ比変更処理]
図9は、実施例2の操舵反力コントローラ10及び転舵コントローラ11にて実行されるステアリングギヤ比変更処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(ステアリングギヤ比変更手段)。
[Steering gear ratio change processing]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the steering gear ratio changing process executed by the steering
ステップS201では、車速センサ12からの車速Vと、操舵角センサ3からの実操舵角θsと、転舵角センサ7からの実転舵角θtと、転舵コントローラ11からの転舵電流It(指令/実電流のどちらでも良いが、指令電流が先に変化するため、指令電流の方が望ましい。)を読み込み、ステップS202へ移行する。
In step S201, the vehicle speed V from the
ステップS202では、ステップS201での入力情報読み込みに続き、ステップS201で読み込んだ転舵電流Itおよび既知である転舵モータ6の機械的な定数とから、転舵モータ6の駆動力Ftを算出し、ステップS203へ移行する。 In step S202, following the input information reading in step S201, the driving force Ft of the steering motor 6 is calculated from the steering current It read in step S201 and the known mechanical constant of the steering motor 6. The process proceeds to step S203.
ステップS203では、ステップS202での駆動力Ft算出処理に続き、転舵モータ6の駆動力Ftは所定値Ftj以上か否かを判定し、YESの場合はステップS204へ移行し、NOの場合はステップS205へ移行する。
ここで、転舵モータ6の駆動力Ftの所定値Ftjは、通常の転舵に必要な駆動力よりも大きい値に設定される。
In step S203, following the driving force Ft calculation process in step S202, it is determined whether or not the driving force Ft of the steered motor 6 is equal to or greater than a predetermined value Ftj. If YES, the process proceeds to step S204. If NO, The process proceeds to step S205.
Here, the predetermined value Ftj of the driving force Ft of the steering motor 6 is set to a value larger than the driving force required for normal steering.
ステップS204では、ステップS203での転舵モータ6の駆動力Ftは所定値Ftj以上であるとの判定に続き、駆動力判定回数Nfをカウントアップし、ステップS206へ移行する。 In step S204, following the determination that the driving force Ft of the steered motor 6 in step S203 is equal to or greater than the predetermined value Ftj, the driving force determination number Nf is counted up, and the process proceeds to step S206.
ステップS205では、ステップS203での転舵モータ6の駆動力Ftは所定値Ftj未満であるとの判定に続き、駆動力判定回数Nfをカウントダウンし、ステップS201へ戻る。 In step S205, following the determination that the driving force Ft of the steered motor 6 is less than the predetermined value Ftj in step S203, the driving force determination number Nf is counted down, and the process returns to step S201.
ステップS206では、ステップS204での駆動力判定回数Nfのカウントアップに続き、カウントされた駆動力判定回数Nfが、所定値Nfj(例えば、誤判定を防止しつつ、判定を早く行えるように5回程度とする。)以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS207へ移行し、NOの場合はステップS201へ戻る。 In step S206, following the count-up of the driving force determination number Nf in step S204, the counted driving force determination number Nf is set to a predetermined value Nfj (for example, five times so that the determination can be performed quickly while preventing erroneous determination). It is determined whether or not it is greater than or equal to. If YES, the process proceeds to step S207, and if NO, the process returns to step S201.
ステップS207では、ステップS206でのカウントされた駆動力判定回数Nfが所定値Nfj以上であるとの判定に続き、バックアップクラッチ4が誤締結している可能性が生じたと判定し、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを、ステップS201で読み込んだ車速V、実操舵角θs、実転舵角θtを基に、機械的結合時のステアリングギヤ比を1とした場合、1よりも小さな値に決定し、ステップS208へ移行する。なお、このような処理をすることで、図4にて説明した誤締結判定ロジックを有効にする。
In step S207, following the determination that the counted driving force determination number Nf in step S206 is equal to or greater than the predetermined value Nfj, it is determined that there is a possibility that the
ステップS208では、ステップS207でのステアリングギヤ比Grを1よりも小さくする処理に続き、図4で説明したバックアップクラッチ4の誤締結判定処理を実行し、ステップS209へ移行する。
In step S208, following the process of making the steering gear ratio Gr smaller than 1 in step S207, the erroneous engagement determination process for the
ステップS209では、ステップS208でのバックアップクラッチ4の誤締結判定処理に続き、誤締結と判定されたか否かを判定し、YESの場合はステップS210へ移行し、NOの場合はステップS201へ戻る。
In step S209, following the erroneous engagement determination process of the
ステップS210では、ステップS209での誤締結との判定に続き、次回以降の判定を正確に行うための処理として、駆動力判定回数Nfのカウント値をクリアし、終了へ移行する。 In step S210, following the determination of erroneous engagement in step S209, as a process for accurately performing the subsequent determination, the count value of the driving force determination number Nf is cleared, and the process proceeds to the end.
次に、作用を説明する。
[ステアリングギヤ比変更作用]
SBW制御中であって、転舵モータ6の駆動力Ftが、通常の転舵に必要な駆動力よりも大きい時には、図9のフローチャートにおいて、ステップS201→ステップS202→ステップS203→ステップS204→ステップS206へと進む。すなわち、ステップS203では、転舵モータ6の駆動力Ftが所定値Ftj以上であると判定され、次のステップS204では、駆動力判定回数Nfをカウントアップされるが、次のステップS206では、カウントアップされた駆動力判定回数Nfが、所定値Nfj(例えば、5回程度)未満であることで、ステップS201へ戻る。
そして、瞬間的に駆動力Ftが所定値Ftj未満であると判定されると、ステップS203→ステップS205へと進み、駆動力判定回数Nfがカウントダウンされるものの、駆動力Ftが所定値Ftj以上であるとの判定が継続し、ステップS206における、カウントされた駆動力判定回数Nfが所定値Nfj(例えば、5回程度)以上という条件が成立すると、ステップS207へ進み、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grが、1よりも小さな値に決定される。
そして、ステアリングギヤ比Grを1よりも小さな値に設定した後、図4に示すフローチャートにしたがって、バックアップクラッチ4の誤締結判定処理が実行される。
Next, the operation will be described.
[Steering gear ratio changing action]
When SBW control is being performed and the driving force Ft of the steering motor 6 is larger than the driving force required for normal steering, in the flowchart of FIG. 9, step S201 → step S202 → step S203 → step S204 → step Proceed to S206. That is, in step S203, it is determined that the driving force Ft of the steered motor 6 is equal to or greater than the predetermined value Ftj. In the next step S204, the driving force determination number Nf is counted up, but in the next step S206, the counting is performed. When the increased driving force determination number Nf is less than a predetermined value Nfj (for example, about 5 times), the process returns to step S201.
If it is determined that the driving force Ft is momentarily less than the predetermined value Ftj, the process proceeds from step S203 to step S205, and the driving force determination number Nf is counted down, but the driving force Ft is greater than or equal to the predetermined value Ftj. If it is determined that there is a condition, and the condition that the counted driving force determination number Nf in step S206 is equal to or greater than a predetermined value Nfj (for example, about 5 times), the process proceeds to step S207, and command steering for the steering angle θs The steering gear ratio Gr, which is the ratio of the angle θta, is determined to be smaller than 1.
Then, after setting the steering gear ratio Gr to a value smaller than 1, an erroneous engagement determination process for the
ここで、図9に示すフローチャートにて利用された、転舵モータ6の駆動力Ftが所定値Ftj以上であるという判定ロジックにより、バックアップクラッチ4の誤締結可能性が大であることを判定することができる理由について以下説明する。
Here, it is determined that the possibility of erroneous engagement of the
SBWシステムが正常時における操向輪の転舵負荷は、操向輪である左右前輪9a,9bが路面から受ける操向のための抵抗力に相当し、この路面抵抗力に対抗できる駆動力を転舵アクチュエータに付与すれば、左右前輪9a,9bの転舵動作が確保される。
しかし、バックアップクラッチ4が誤締結している時の操向輪の転舵負荷は、操向輪である左右前輪9a,9bが路面から受ける路面抵抗力と、ハンドル1側からバックアップクラッチ4を介して入力される転舵抵抗力(運転者による操舵力またはモータによる操舵反力)と、の和に相当し、この路面抵抗力と転舵抵抗力との和に対抗できる駆動力を転舵アクチュエータに付与する必要があり、正常時における転舵に必要な駆動力よりも大きな駆動力となってしまう。この点は、図7に示すように、誤締結して保舵したときに転舵電流が上昇特性を示すことからも明かである。
よって、転舵モータ6の駆動力Ftが所定値Ftj(通常の転舵に必要な駆動力よりも大きい値)以上であるという判定ロジックにより、バックアップクラッチ4の誤締結可能性が大であることを判定することができる。
The steering load of the steered wheels when the SBW system is normal corresponds to the resisting force for steering that the left and right
However, the steering load of the steered wheels when the
Therefore, there is a high possibility that the
上記のように、実施例2では、転舵モータ6の駆動力Ftが所定値Ftj以上の場合には、バックアップクラッチ4が誤締結している可能性があるため、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを1よりも小さな値に設定することで、図4に示す誤締結判定ロジックを有効にすることができ、より精度の高い誤締結判定が可能になる。
また、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを1よりも大きな値に設定したまま、つまり、クイック制御を継続したときのハンドル1の取られを防止することができる。
さらに、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを1よりも小さな値に設定することで、指令転舵角θtaの変位分を小さくできるため、転舵モータ6の駆動力を抑える(負荷を小さくする)ことができ、誤締結したときの操舵力の増加を抑えることができる。
As described above, in the second embodiment, when the driving force Ft of the steering motor 6 is equal to or greater than the predetermined value Ftj, the
Further, it is possible to prevent the
Further, by setting the steering gear ratio Gr, which is the ratio of the command turning angle θta to the steering angle θs, to a value smaller than 1, the amount of displacement of the command turning angle θta can be reduced. The force can be suppressed (the load can be reduced), and an increase in steering force when erroneously engaged can be suppressed.
次に、効果を説明する。
実施例2の車両用操舵制御装置にあっては、実施例1の効果(1)〜(3)に加え、下記に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering control apparatus according to the second embodiment, in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(4) ステアバイワイヤ制御中、前記バックアップクラッチ4が誤締結をしている可能性がある場合、前記ハンドル1の操作量に対する前記舵取り機構8の転舵量の比であるステアリングギヤ比Grを、前記ハンドル1と前記舵取り機構8とが機械的に連結されたときのステアリングギヤ比Grより小さく設定するステアリングギヤ比変更手段(図9)を設け、前記クラッチ締結判定手段(図4)は、前記ステアリングギヤ比変更手段によりステアリングギヤ比Grが変更された場合、前記バックアップクラッチ4が締結状態であるか否かを判定するため、誤締結判定ロジックを有効にすることで、より精度の高いバックアップクラッチ4の誤締結判定を行うことができる。加えて、クイック制御を継続したときのハンドル1の取られを防止することができる。さらに、転舵モータ6の駆動力を小さく抑えることができる。
(4) During the steer-by-wire control, when there is a possibility that the
(5) 前記ステアリングギヤ比変更手段(図9)は、前記転舵モータ6の駆動力Ftが所定値Ftj以上のとき(ステップS203)、前記ハンドル1の操作量に対する前記舵取り機構8の転舵量の比であるステアリングギヤ比Grを、前記ハンドル1と前記舵取り機構8とが機械的に連結されたときのステアリングギヤ比Grより小さく設定するため(ステップS207)、バックアップクラッチ4の状態検出等に長い時間をかけることなく、転舵モータ6の駆動力Ftにより応答良く短時間にてバックアップクラッチ4が誤締結している可能性があることを判定し、誤締結判定ロジックを有効にするためのギヤ比変更を行うことができる。
(5) The steering gear ratio changing means (FIG. 9) turns the
実施例3は、推定転舵角に対する実転舵角の偏差によりバックアップクラッチの誤締結可能性を判定し、ステアリングギヤ比を機械的結合時のステアリングギヤ比よりも小さく設定する例である。
なお、システム構成については、図1〜図3に示した実施例1の構成と同様であるため、図示並びに説明を省略する。
The third embodiment is an example in which the possibility of erroneous engagement of the backup clutch is determined based on the deviation of the actual turning angle with respect to the estimated turning angle, and the steering gear ratio is set smaller than the steering gear ratio at the time of mechanical coupling.
Since the system configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, illustration and description thereof are omitted.
[ステアリングギヤ比変更処理]
図10は、実施例3の操舵反力コントローラ10及び転舵コントローラ11にて実行されるステアリングギヤ比変更処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(ステアリングギヤ比変更手段)。なお、ステップS301、ステップS307〜ステップS310は、図9に示すフローチャートのステップS201、ステップS207〜ステップS210にそれぞれ相当するステップであるため、説明を省略する。
[Steering gear ratio change processing]
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the steering gear ratio changing process executed by the steering
ステップS302では、ステップS301での入力情報読み込みに続き、ステップS301で読み込んだ実操舵角θに応じた指令転舵角θtaから推定される推定転舵角θt^に対する実転舵角θtの転舵角偏差Δθtを算出し、ステップS303へ移行する。 In step S302, following the input information reading in step S301, the turning of the actual turning angle θt with respect to the estimated turning angle θt ^ estimated from the command turning angle θta corresponding to the actual steering angle θ read in step S301. The angular deviation Δθt is calculated, and the process proceeds to step S303.
ステップS303では、ステップS302での転舵角偏差Δθt算出処理に続き、転舵角偏差Δθtは所定値Δθtj以上か否かを判定し、YESの場合はステップS304へ移行し、NOの場合はステップS305へ移行する。
ここで、転舵角偏差Δθtの所定値Δθtjは、通常の転舵モータ6のモータ制御応答性が想定される値よりも大きい値に設定される。
In step S303, following the turning angle deviation Δθt calculation processing in step S302, it is determined whether the turning angle deviation Δθt is equal to or greater than a predetermined value Δθtj. If YES, the process proceeds to step S304. If NO, step S304 is performed. The process proceeds to S305.
Here, the predetermined value Δθtj of the turning angle deviation Δθt is set to a value larger than a value assumed to be a normal motor control response of the turning motor 6.
ステップS304では、ステップS303での転舵角偏差Δθtは所定値Δθtj以上であるとの判定に続き、偏差判定回数Naをカウントアップし、ステップS306へ移行する。 In step S304, following the determination that the turning angle deviation Δθt is greater than or equal to the predetermined value Δθtj in step S303, the deviation determination number Na is counted up, and the process proceeds to step S306.
ステップS305では、ステップS303での転舵角偏差Δθtは所定値Δθtj未満であるとの判定に続き、偏差判定回数Naをカウントダウンし、ステップS301へ戻る。 In step S305, following the determination that the turning angle deviation Δθt is less than the predetermined value Δθtj in step S303, the deviation determination number Na is counted down, and the process returns to step S301.
ステップS306では、ステップS304での偏差判定回数Naのカウントアップに続き、カウントされた偏差判定回数Naが、所定値Naj(例えば、誤判定を防止しつつ、判定を早く行えるように5回程度とする。)以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS307へ移行し、NOの場合はステップS301へ戻る。 In step S306, following the count-up of the deviation determination number Na in step S304, the counted deviation determination number Na is a predetermined value Naj (for example, about five times so that the determination can be made quickly while preventing erroneous determination). If it is YES, the process proceeds to step S307, and if it is NO, the process returns to step S301.
次に、作用を説明する。
[ステアリングギヤ比変更作用]
SBW制御中であって、実操舵角θに応じた指令転舵角θtaから推定される推定転舵角θt^に対する実転舵角θtの転舵角偏差Δθtが、通常の転舵モータ6のモータ制御応答性が想定される値よりも大きい時には、図10のフローチャートにおいて、ステップS301→ステップS302→ステップS303→ステップS304→ステップS306へと進む。すなわち、ステップS303では、転舵角偏差Δθtが所定値Δθtj以上であると判定され、次のステップS304では、偏差判定回数Naをカウントアップされるが、次のステップS306では、カウントアップされた偏差判定回数Naが、所定値Naj(例えば、5回程度)未満であることで、ステップS301へ戻る。
そして、瞬間的に転舵角偏差Δθtが所定値Δθtj未満であると判定されると、ステップS303→ステップS305へと進み、偏差判定回数Naがカウントダウンされるものの、転舵角偏差Δθtが所定値Δθtj以上であるとの判定が継続し、ステップS306における、カウントされた偏差判定回数Naが所定値Naj(例えば、5回程度)以上という条件が成立すると、ステップS307へ進み、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grが、1よりも小さな値に決定される。
そして、ステアリングギヤ比Grを1よりも小さな値に設定した後、図4に示すフローチャートにしたがって、バックアップクラッチ4の誤締結判定処理が実行される。
Next, the operation will be described.
[Steering gear ratio changing action]
During the SBW control, the turning angle deviation Δθt of the actual turning angle θt with respect to the estimated turning angle θt ^ estimated from the command turning angle θta corresponding to the actual steering angle θ When the motor control responsiveness is larger than the assumed value, the process proceeds from step S301 to step S302 to step S303 to step S304 to step S306 in the flowchart of FIG. That is, in step S303, it is determined that the turning angle deviation Δθt is greater than or equal to the predetermined value Δθtj, and in the next step S304, the deviation determination number Na is counted up, but in the next step S306, the counted deviation is increased. When the determination number Na is less than a predetermined value Naj (for example, about 5 times), the process returns to step S301.
When it is determined that the turning angle deviation Δθt is instantaneously less than the predetermined value Δθtj, the process proceeds from step S303 to step S305, and the deviation determination number Na is counted down, but the turning angle deviation Δθt is a predetermined value. If the determination that Δθtj or more is continued and the condition that the counted deviation determination number Na is greater than or equal to a predetermined value Naj (for example, about 5 times) is established in step S306, the process proceeds to step S307, and a command for the steering angle θs is issued. The steering gear ratio Gr, which is the ratio of the turning angle θta, is determined to be smaller than 1.
Then, after setting the steering gear ratio Gr to a value smaller than 1, an erroneous engagement determination process for the
ここで、図10に示すフローチャートにて利用された、転舵角偏差Δθtが所定値Δθtj以上であるという判定ロジックにより、バックアップクラッチ4の誤締結可能性が大であることを判定することができる理由について以下説明する。
Here, it is possible to determine that the possibility of erroneous engagement of the
SBWシステムが正常時における転舵制御においては、実操舵角θに応じて指令転舵角θtaが計算されると、指令転舵角θtaを得る駆動指令が転舵モータ6に出力され、操向輪である左右前輪9a,9bがモータ駆動力により転舵され、実転舵角θtが発生する。このとき、指令転舵角θtaと実転舵角θtとの関係は、転舵モータ6のモータ制御応答性から想定される応答遅れ分の小さな転舵角偏差を持つことになる。
しかし、バックアップクラッチ4が誤締結している時の転舵制御においては、実操舵角θに応じて指令転舵角θtaが計算されると、指令転舵角θtaを得る駆動指令が転舵モータ6に出力されることでのモータ駆動力と、ハンドル1側からバックアップクラッチ4を介して入力される転舵方向の力と、を合わせた力により、操向輪である左右前輪9a,9bが転舵し、実転舵角θtが発生する。したがって、バックアップクラッチ4が誤締結すると、指令転舵角θtaと実転舵角θtとの関係は、モータ制御応答遅れ分により追従する関係が崩れ、転舵モータ6のモータ制御応答性から想定される応答遅れ分より大きな転舵角偏差を持つことになる。この点は、図5及び図6に示すように、誤締結してさらに切り増した時、あるいは、切り戻した時の実転舵角と指令転舵角との偏差が時間の経過にしたがって徐々に拡大する特性を示すことからも明かである。
よって、転舵角偏差Δθtが所定値Δθtj(転舵モータ6のモータ制御応答性が想定される値よりも大きい値)以上であるという判定ロジックにより、バックアップクラッチ4の誤締結可能性が大であることを判定することができる。
In the steering control when the SBW system is normal, when the command turning angle θta is calculated according to the actual steering angle θ, a drive command for obtaining the command turning angle θta is output to the steering motor 6 and the steering is performed. The left and right
However, in the steering control when the
Therefore, the determination logic that the turning angle deviation Δθt is equal to or greater than the predetermined value Δθtj (a value larger than the value assumed for the motor control response of the turning motor 6) is likely to cause erroneous engagement of the
上記のように、実施例3では、転舵角偏差Δθtが所定値Δθtj以上の場合には、バックアップクラッチ4が誤締結している可能性があるため、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを1よりも小さな値に設定することで、図4に示す誤締結判定ロジックを有効にすることができ、より精度の高い誤締結判定が可能になる。
また、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを1よりも大きな値に設定したまま、つまり、クイック制御を継続したときのハンドル1の取られを防止することができる。
さらに、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grを1よりも小さな値に設定することで、指令転舵角θtaの変位分を小さくできるため、転舵モータ6の駆動力を抑える(負荷を小さくする)ことができる。
As described above, in the third embodiment, when the turning angle deviation Δθt is equal to or larger than the predetermined value Δθtj, the
Further, it is possible to prevent the
Further, by setting the steering gear ratio Gr, which is the ratio of the command turning angle θta to the steering angle θs, to a value smaller than 1, the amount of displacement of the command turning angle θta can be reduced. Force can be reduced (load can be reduced).
次に、効果を説明する。
実施例3の車両用操舵制御装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3)及び実施例2の(4)の効果に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering control device of the third embodiment, in addition to the effects (1), (2), (3) of the first embodiment and (4) of the second embodiment, the following effects can be obtained.
(6) 前記ステアリングギヤ比変更手段(図10)は、前記ハンドル1の操作量に応じた指令転舵角θtaから推定される推定転舵角θt^に対する実転舵角θtの偏差Δθtが所定角度Δθtj以上のとき(ステップS303)、前記ハンドル1の操作量に対する前記舵取り機構8の転舵量の比であるステアリングギヤ比Grを、前記ハンドル1と前記舵取り機構8とが機械的に連結されたときのステアリングギヤ比Grより小さく設定するため(ステップS307)、バックアップクラッチ4の状態検出等に長い時間をかけることなく、転舵角偏差Δθtにより応答良く短時間にてバックアップクラッチ4が誤締結している可能性があることを判定し、誤締結判定ロジックを有効にするためのギヤ比変更を行うことができる。
(6) The steering gear ratio changing means (FIG. 10) has a predetermined deviation Δθt of the actual turning angle θt with respect to the estimated turning angle θt ^ estimated from the command turning angle θta corresponding to the operation amount of the
実施例4は、実施例1〜実施例3の誤締結判定処理において、転舵側の電流値にしきい値を設け、電流値がそのしきい値を超えた時にバックアップクラッチ4が誤締結したと判定する例である。
なお、システム構成については、図1〜図3に示した実施例1の構成と同様であるため、図示並びに説明を省略する。
In Example 4, in the erroneous engagement determination process of Examples 1 to 3, a threshold value is provided for the current value on the steering side, and the
Since the system configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, illustration and description thereof are omitted.
[クラッチ締結判定処理]
図11は、実施例4の操舵反力コントローラ10及び転舵コントローラ11にて実行されるバックアップクラッチ締結判定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(クラッチ締結判定手段)。なお、ステップS401〜ステップS406は、図4のフローチャートのステップS101〜ステップS106のそれぞれのステップに対応するので、説明を省略する。
[Clutch engagement determination process]
FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the backup clutch engagement determination process executed by the steering
ステップS407では、ステップS406での操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であるとの判定に続き、車速センサ12からの車速Vと、操舵角センサ3からの実操舵角θsと、転舵角センサ7からの実転舵角θtと、操舵反力コントローラ10からの操舵角に対する指令転舵角の比Grと、転舵コントローラ11からの転舵電流Itと、路面μ推定手段からの路面μ値μeと、を読み込み、ステップS408へ移行する。
In step S407, following the determination that the operation change direction in step S406 and the drive change direction of the steering motor 6 are opposite, the vehicle speed V from the
ステップS408では、ステップS407での入力情報読み込みに続き、読み込んだ各情報から転舵電流しきい値Ithを算出し、ステップS409へ移行する。
すなわち、転舵に必要な電流が小さいと思われる状況では、この転舵電流しきい値Ithを小さく設定することで、判定時間を短くすることが可能である。この転舵電流しきい値Ithは、車速、実転舵角等の車両状態量から車両モデルに基づいて、セルフアライニングトルクを算出し、想定される電流値から設定する。この場合、簡易的に、車速、実転舵角の組み合わせで予め設定しても良い。
例えば、以下のような状況での転舵電流しきい値Ithの決め方が挙げられる。
(a) 図12に示すように、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grが大きいほど(ただし、操作部と転舵部を直結したステアリングギヤ比よりも小さな値とする。)、転舵電流しきい値Ithを小さな値に設定する。
(b) 図13に示すように、実操舵角θsから操舵角速度θsp(=dθs/dt)を算出し、操舵角速度θspが低いほど、転舵電流しきい値Ithを小さな値に設定する。
(c) 図14に示すように、路面摩擦係数μeが低いほど、転舵電流しきい値Ithを小さな値に設定する。
つまり、車両に運動を発生させる力は、タイヤと路面との摩擦力から発生するので、路面μが変わると横力も変化し、セルフアライニングトルクも変化するため、同じ車速で同じ舵角を切るのに必要な電流も変化する。
また、ハンドル切り戻し時には、転舵側において切り増し方向に偏差が出るため、切り増し方向に駆動されるので、電流が大き目になる。逆に、ハンドル切り増し時には、転舵側において切り戻し方向に偏差が出るため、切り戻し方向に駆動されるので、電流が小さ目になる。よって、転舵電流しきい値Ithを、ハンドル切り戻し時に比べ、切り増し時に小さく設定する。
In step S408, following the input information reading in step S407, a steered current threshold Ith is calculated from each read information, and the process proceeds to step S409.
That is, in a situation where the current required for turning is considered to be small, the determination time can be shortened by setting the turning current threshold value Ith small. The steering current threshold Ith is set from an assumed current value by calculating a self-aligning torque based on a vehicle model such as a vehicle speed and an actual steering angle based on a vehicle model. In this case, it may be set in advance simply by a combination of the vehicle speed and the actual turning angle.
For example, there is a method of determining the steering current threshold value Ith in the following situation.
(a) As shown in FIG. 12, as the steering gear ratio Gr, which is the ratio of the commanded turning angle θta to the steering angle θs, is larger (however, a value smaller than the steering gear ratio in which the operation unit and the turning unit are directly connected) Set the steering current threshold Ith to a small value.
(b) As shown in FIG. 13, the steering angular velocity θsp (= dθs / dt) is calculated from the actual steering angle θs, and the steered current threshold Ith is set to a smaller value as the steering angular velocity θsp is lower.
(c) As shown in FIG. 14, the steered current threshold Ith is set to a smaller value as the road surface friction coefficient μe is lower.
In other words, the force that causes the vehicle to move is generated from the frictional force between the tire and the road surface, so if the road surface μ changes, the lateral force also changes and the self-aligning torque also changes, so the same steering speed is cut at the same vehicle speed. The current required for this also changes.
Further, at the time of turning back the steering wheel, a deviation is generated in the direction of increase on the steered side, so that the current is increased because of driving in the direction of increase in turn. On the other hand, when the steering wheel is increased, a deviation occurs in the return direction on the steered side, so that the current is reduced because the steering is driven in the return direction. Therefore, the turning current threshold value Ith is set to be smaller when the steering wheel is turned more than when the steering wheel is turned back.
ステップS409では、ステップS408での転舵電流しきい値Ithの算出処理に続き、転舵電流Itは転舵電流しきい値Ith以上であるか否かの判定を行い、YESの場合はステップS410へ移行し、NOの場合はステップS411へ移行する。 In step S409, following the calculation process of the steering current threshold Ith in step S408, it is determined whether the steering current It is equal to or greater than the steering current threshold Ith. If YES, step S410 is determined. If NO, the process moves to step S411.
ステップS410では、ステップS409での転舵電流Itは転舵電流しきい値Ith以上であるとの判定に続き、電流判定回数Niをカウントアップし、ステップS412へ移行する。 In step S410, following the determination that the turning current It in step S409 is greater than or equal to the turning current threshold Ith, the current determination number Ni is counted up, and the process proceeds to step S412.
ステップS411では、ステップS409での転舵電流Itは転舵電流しきい値Ith未満であるとの判定に続き、電流判定回数Niをカウントダウンし、ステップS401へ戻る。 In step S411, following the determination that the turning current It in step S409 is less than the turning current threshold Ith, the current determination number Ni is counted down, and the process returns to step S401.
ステップS412では、ステップS410での電流判定回数Niのカウントアップに続き、カウントされた電流判定回数Niが、所定値Nij(例えば、誤判定を防止しつつ、判定を早く行えるように5回程度とする。)以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS413へ移行し、NOの場合はステップS401へ戻る。 In step S412, following the count-up of the current determination number Ni in step S410, the counted current determination number Ni is set to a predetermined value Nij (for example, about five times so that the determination can be made quickly while preventing erroneous determination). If it is YES, the process proceeds to step S413, and if NO, the process returns to step S401.
ステップS413では、ステップS412でのカウントされた電流判定回数Niが所定値Nij以上であるとの判定に続き、バックアップクラッチ4が誤締結していると判定し、電流判定回数Niのカウント値をクリアし、ステップS414へ移行する。
In step S413, following the determination that the counted current determination number Ni in step S412 is equal to or greater than the predetermined value Nij, it is determined that the
ステップS414では、ステップS413でのバックアップクラッチ4の誤締結判定に続き、バックアップクラッチ4に締結指令(=連結指令)を出し、指令転舵角と実転舵角との矛盾を無くし、終了へと移行する。
ここで、バックアップクラッチ4に締結指令を出した後は、操舵反力アクチュエータ3と転舵アクチュエータ5の一方を駆動するSBW制御からアシスト制御に切り替えても良いし、また、図外のワーニングランプを点灯させ、運転者にアシスト制御への切り替え等を警告してもよい。
In step S414, following the erroneous engagement determination of the
Here, after issuing the engagement command to the
次に、作用を説明する。
[バックアップクラッチ誤締結判定作用]
実施例4の車両用操舵制御装置では、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grが機械的に結合されたときのステアリングギヤ比Grよりも小さいSBW制御中、あるいは、小さく設定されたSBW制御中であって、バックアップクラッチ4が誤締結した場合、図11のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS405→ステップS406→ステップS407→ステップS408→ステップS409→ステップS410→ステップS412へと進む。すなわち、ステップS406では、操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であると判定され、ステップS409では、転舵電流Itが転舵電流しきい値Ith以上であると判定され、ステップS410では、電流判定回数Niがカウントアップされ、ステップS412では、カウントされた電流判定回数Niが、所定値Nij(例えば、5回程度)未満であることで、ステップS401へ戻る。
そして、瞬間的に転舵電流Itが転舵電流しきい値Ith未満であると判定されると、ステップS409→ステップS411へと進み、電流判定回数Niがカウントダウンされるものの、転舵電流Itが転舵電流しきい値Ith以上であるとの判定が継続し、ステップS412における、カウントされた電流判定回数Niが所定値Nij(例えば、5回程度)以上という条件が成立すると、ステップS413へ進み、バックアップクラッチ4が誤締結していると判定し、電流判定回数Niのカウント値をクリアし、次のステップS414では、バックアップクラッチ4に締結指令が出される。
Next, the operation will be described.
[Backup clutch erroneous engagement determination action]
In the vehicle steering control device of the fourth embodiment, during SBW control in which the steering gear ratio Gr, which is the ratio of the command turning angle θta to the steering angle θs, is smaller than the steering gear ratio Gr when mechanically coupled, or When the
When it is determined that the turning current It is momentarily less than the turning current threshold Ith, the process proceeds from step S409 to step S411, and the current determination number Ni is counted down, but the turning current It is When it is determined that the turning current threshold value is greater than or equal to the steering current threshold value Ith, and the condition that the counted current determination number Ni is greater than or equal to a predetermined value Nij (for example, about 5 times) in step S412, the process proceeds to step S413. Then, it is determined that the
上記のように、実施例4では、操作変化方向と転舵モータ6の駆動変化方向とが逆であるとき、転舵電流Itが転舵電流しきい値Ith以上であるという判定ロジックにより、バックアップクラッチ4の誤締結判定をする。
つまり、転舵側に流れる電流により、操作方向とは逆の駆動方向が決まるので、転舵電流Itを利用することにより、より早いタイミングでバックアップクラッチ4の誤締結判定を行うことが可能となる。
加えて、転舵電流Itは、通常時のSBW制御で使用する電流値であるため、バックアップクラッチ4の誤締結判定の際、他のセンサを用いる必要もない。
As described above, in the fourth embodiment, when the operation change direction and the drive change direction of the steered motor 6 are opposite, the judgment logic that the steered current It is equal to or greater than the steered current threshold Ith is used for backup. An erroneous engagement determination of the clutch 4 is made.
That is, since the driving direction opposite to the operation direction is determined by the current flowing to the steered side, the erroneous engagement determination of the
In addition, since the steering current It is a current value used in the normal SBW control, it is not necessary to use another sensor when determining erroneous engagement of the
次に、効果を説明する。
実施例4の車両用操舵制御装置にあっては、実施例1〜実施例3の効果に加え、下記に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering control device of the fourth embodiment, the effects listed below are obtained in addition to the effects of the first to third embodiments.
(7) 前記転舵アクチュエータは、転舵モータ6であり、前記クラッチ締結判定手段(図11)は、ステアバイワイヤ制御中、前記ハンドル1の操作方向に対して前記舵取り機構8の駆動方向が逆方向となった場合で(ステップS406)、且つ、前記転舵モータ6へのモータ電流値Itが転舵電流しきい値Ith以上であるとき(ステップS409)、前記バックアップクラッチ4が締結状態になったと判定するため、バックアップクラッチ4の誤締結判定の際、他のセンサを用いる必要もなく、誤締結の発生から早期タイミングでバックアップクラッチ4の誤締結判定を行うことができる。
(7) The steered actuator is a steered motor 6, and the clutch engagement determining means (FIG. 11) has the drive direction of the
(8) 前記クラッチ締結判定手段(図11)は、前記ハンドル1の操舵角θsに対する前記舵取り機構8の指令転舵角θtaの比であるステアリングギヤ比Grが大きいほど、前記転舵電流しきい値Ithを小さな値に設定するため(ステップS408)、ステアリングギヤ比が異なることによる電流変動分の違いに対して素早い誤締結判定を行うことができる。
(8) The clutch engagement determination means (FIG. 11) determines that the steering current threshold increases as the steering gear ratio Gr, which is the ratio of the command turning angle θta of the
(9) 前記クラッチ締結判定手段(図11)は、前記ハンドル1の操舵角速度θspが低いほど、前記転舵電流しきい値Ithを小さな値に設定するため(ステップS408)、操舵角速度θspが異なることによる電流変動分の違いに対して素早い誤締結判定を行うことができる。
(9) The clutch engagement determination means (FIG. 11) sets the steering current threshold Ith to a smaller value as the steering angular velocity θsp of the
(10) 前記クラッチ締結判定手段(図11)は、路面摩擦係数μeが低いほど、前記転舵電流しきい値Ithを小さな値に設定するため(ステップS408)、路面摩擦係数μeが異なることによる電流変動分の違いに対して素早い誤締結判定を行うことができる。 (10) The clutch engagement determination means (FIG. 11) sets the steering current threshold Ith to a smaller value as the road surface friction coefficient μe is lower (step S408), and therefore, the road surface friction coefficient μe is different. A quick erroneous fastening determination can be made for the difference in current fluctuation.
以上、本発明の車両用操舵制御装置を実施例1〜実施例4に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the vehicle steering control apparatus of the present invention has been described based on the first to fourth embodiments, the specific configuration is not limited to these embodiments, and each claim of the claims Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.
例えば、実施例2,3では、駆動力が所定値以上のとき、あるいは、転舵角偏差が所定値以上の時、バックアップクラッチの誤締結の可能性があると判定し、ステアリングギヤ比を1以下に設定する例を示したが、ステアリングギヤ比を1以下としても車両挙動に与える影響が小さい直進走行時などにおいて、ステアリングギヤ比を1以下に設定して誤締結判定を行うようにしても良い。 For example, in Examples 2 and 3, when the driving force is greater than or equal to a predetermined value, or when the turning angle deviation is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that there is a possibility of erroneous engagement of the backup clutch, and the steering gear ratio is set to 1. In the example shown below, the steering gear ratio may be set to 1 or less to make an erroneous engagement determination, for example, when the vehicle is traveling straight ahead with little influence on the vehicle behavior even if the steering gear ratio is 1 or less. good.
実施例1〜4では、バックアップ機構としてバックアップクラッチとバックアップケーブルを備えたステアバイワイヤシステムへの適用例を示したが、例えば、バックアップクラッチのみを有するSBWシステムであっても適用することができる。要するに、バックアップクラッチの開放により操作部と転舵部を切り離し、操作部の操作状態に応じた転舵角となるように転舵アクチュエータを駆動する制御指令を出力すると共に、転舵部の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように操舵反力アクチュエータを駆動する制御指令を出力するステアバイワイヤ制御を実行する車両用操舵制御装置であれば適用できる。 In the first to fourth embodiments, an example of application to a steer-by-wire system including a backup clutch and a backup cable as a backup mechanism has been shown. However, for example, the present invention can also be applied to an SBW system having only a backup clutch. In short, the operation part and the turning part are separated by releasing the backup clutch, and a control command for driving the turning actuator to output a turning angle corresponding to the operation state of the operating part is output, and the turning of the turning part is performed. Any vehicle steering control device that executes steer-by-wire control that outputs a control command for driving a steering reaction force actuator so as to apply a steering reaction force according to a state can be applied.
1 ハンドル(操作部)
2 操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)
3 操舵角センサ
4 バックアップクラッチ
5 バックアップケーブル
6 転舵モータ(転舵アクチュエータ)
7 転舵角センサ
8 舵取り機構(転舵部)
9a 右前輪(操向輪)
9b 左前輪(操向輪)
10 操舵反力コントローラ(ステアバイワイヤ制御手段)
11 転舵コントローラ(ステアバイワイヤ制御手段)
12 車速センサ
1 Handle (operating part)
2 Steering reaction force motor (steering reaction force actuator)
3
7
9a Front right wheel (steering wheel)
9b Left front wheel (steering wheel)
10 Steering reaction force controller (steer-by-wire control means)
11 Steering controller (steer-by-wire control means)
12 Vehicle speed sensor
Claims (11)
前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作部に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータと、
前記転舵部に転舵力を付与する転舵アクチュエータと、
前記操作部と前記転舵部とを機械的に断接するバックアップクラッチと、
前記バックアップクラッチの開放により前記操作部と前記転舵部を切り離し、前記操作部の操作状態に応じた転舵角となるように前記転舵アクチュエータを駆動する制御指令を出力すると共に、前記転舵部の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように前記操舵反力アクチュエータを駆動する制御指令を出力するステアバイワイヤ制御手段と、
ステアバイワイヤ制御中、前記操作部の操作方向に対して前記転舵部の駆動方向が逆方向となった場合、前記バックアップクラッチが締結状態になったと判定するクラッチ締結判定手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。 An operation unit operated by the driver;
A steering part that is mechanically separated from the operation part and steers the steering wheel;
A steering reaction force actuator for applying a steering reaction force to the operation unit;
A steering actuator for applying a steering force to the steering unit;
A backup clutch that mechanically connects and disconnects the operation unit and the steering unit;
The operation unit and the steered unit are separated by releasing the backup clutch, and a control command for driving the steered actuator to output a steered angle according to an operation state of the operating unit is output, and the steered Steer-by-wire control means for outputting a control command for driving the steering reaction force actuator so as to apply a steering reaction force according to the steering state of the unit;
During steer-by-wire control, when the drive direction of the steered portion is opposite to the operation direction of the operation portion, clutch engagement determining means for determining that the backup clutch has been engaged,
A vehicle steering control device comprising:
前記クラッチ締結判定手段は、前記バックアップクラッチに対し締結解除指令を出力しているステアバイワイヤ制御中、前記操作部の操作方向に対して前記転舵部の駆動方向が逆方向と判定されると誤締結判定回数をカウントアップし、前記操作部の操作方向に対して前記転舵部の駆動方向が逆方向でないと判定されると誤締結判定回数をカウントダウンし、カウントアップされたときの誤締結判定回数が所定値以上となった場合、前記バックアップクラッチが締結状態になったと判定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to claim 1,
In the steer-by-wire control that outputs an engagement release command to the backup clutch, the clutch engagement determination means erroneously determines that the drive direction of the steered portion is opposite to the operation direction of the operation portion. Counts up the number of times of fastening, and counts down the number of times of wrong fastening when it is determined that the driving direction of the steered portion is not opposite to the direction of operation of the operating portion, and determines wrong fastening when counted up. When the number of times becomes equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the backup clutch has been engaged.
前記クラッチ締結判定手段は、ステアバイワイヤ制御中、前記バックアップクラッチが締結状態になったと判定した場合、前記バックアップクラッチに対し締結指令を出力することを特徴とする車両用操舵制御装置。 In the vehicle steering control device according to claim 1 or 2,
The vehicle steering control device, wherein the clutch engagement determination means outputs an engagement command to the backup clutch when it is determined that the backup clutch is engaged during the steer-by-wire control.
ステアバイワイヤ制御中、前記バックアップクラッチが誤締結をしている可能性がある場合、前記操作部の操作量に対する前記転舵部の転舵量の比であるステアリングギヤ比を、前記操作部と前記転舵部とが機械的に連結されたときのステアリングギヤ比より小さく設定するステアリングギヤ比変更手段を設け、
前記クラッチ締結判定手段は、前記ステアリングギヤ比変更手段によりステアリングギヤ比が変更された場合、前記バックアップクラッチが締結状態であるか否かを判定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 3,
During steer-by-wire control, when there is a possibility that the backup clutch is erroneously engaged, a steering gear ratio, which is a ratio of the turning amount of the turning unit to the operation amount of the operation unit, is set to the operation unit and the operation unit. A steering gear ratio changing means for setting the steering gear ratio to be smaller than the steering gear ratio when mechanically connected to the steered portion;
The vehicle steering control device, wherein the clutch engagement determining means determines whether or not the backup clutch is in an engaged state when the steering gear ratio is changed by the steering gear ratio changing means.
前記ステアリングギヤ比変更手段は、前記転舵アクチュエータの駆動力値が所定値以上のとき、前記操作部の操作量に対する前記転舵部の転舵量の比であるステアリングギヤ比を、前記操作部と前記転舵部とが機械的に連結されたときのステアリングギヤ比より小さく設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 In the vehicle steering control device according to claim 4,
When the driving force value of the steering actuator is greater than or equal to a predetermined value, the steering gear ratio changing unit is configured to set a steering gear ratio, which is a ratio of a steering amount of the steering unit to an operation amount of the operating unit, as the operation unit. The steering control device for a vehicle is set to be smaller than a steering gear ratio when the steering unit and the steering unit are mechanically connected.
前記ステアリングギヤ比変更手段は、前記操作部の操作量に応じた指令転舵角から推定される推定転舵角に対する実転舵角の偏差が所定角度以上のとき、前記操作部の操作量に対する前記転舵部の転舵量の比であるステアリングギヤ比を、前記操作部と前記転舵部とが機械的に連結されたときのステアリングギヤ比より小さく設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 In the vehicle steering control device according to claim 4 or 5,
When the deviation of the actual turning angle with respect to the estimated turning angle estimated from the command turning angle corresponding to the operation amount of the operation unit is equal to or greater than a predetermined angle, the steering gear ratio changing unit Steering for a vehicle, wherein a steering gear ratio, which is a ratio of a steering amount of the steering section, is set smaller than a steering gear ratio when the operation section and the steering section are mechanically connected. Control device.
前記転舵アクチュエータは、転舵モータであり、
前記クラッチ締結判定手段は、ステアバイワイヤ制御中、前記操作部の操作方向に対して前記転舵部の駆動方向が逆方向となった場合で、且つ、前記転舵モータへのモータ電流値が転舵電流しきい値以上であるとき、前記バックアップクラッチが締結状態になったと判定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 6,
The steering actuator is a steering motor,
The clutch engagement determination unit is configured so that, during steer-by-wire control, the driving direction of the steered portion is opposite to the operation direction of the operating portion, and the motor current value to the steered motor is changed. A steering control device for a vehicle, wherein when the steering current threshold value is equal to or greater than a steering current threshold value, it is determined that the backup clutch has been engaged.
前記クラッチ締結判定手段は、前記操作部の操作量に対する前記転舵部の転舵量の比であるステアリングギヤ比が大きいほど、前記転舵電流しきい値を小さな値に設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 In the vehicle steering control device according to claim 7,
The clutch engagement determination means sets the steering current threshold value to a smaller value as the steering gear ratio, which is the ratio of the steering amount of the steering unit to the operation amount of the operation unit, is larger. A vehicle steering control device.
前記クラッチ締結判定手段は、前記操作部の操作速度が低いほど、前記転舵電流しきい値を小さな値に設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 In the vehicle steering control device according to claim 7 or 8,
The vehicle steering control device, wherein the clutch engagement determination unit sets the steering current threshold value to a smaller value as the operation speed of the operation unit is lower.
前記クラッチ締結判定手段は、路面摩擦係数が低いほど、前記転舵電流しきい値を小さな値に設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to any one of claims 7 to 9,
The vehicle steering control device, wherein the clutch engagement determination means sets the steering current threshold value to a smaller value as the road surface friction coefficient is lower.
前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作部に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータと、
前記転舵部に転舵力を付与する転舵アクチュエータと、
前記操作部と前記転舵部とを機械的に断接するバックアップクラッチと、を備え、
前記バックアップクラッチの開放により前記操作部と前記転舵部を切り離し、前記操作部の操作状態に応じた転舵角となるように前記転舵アクチュエータを駆動する制御指令を出力すると共に、前記転舵部の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように前記操舵反力アクチュエータを駆動する制御指令を出力するステアバイワイヤ制御を実行する車両用操舵制御装置において、
前記ステアバイワイヤ制御中、前記操作部の操作方向に対して前記転舵部の駆動方向が逆方向となった場合、前記バックアップクラッチが締結状態になったと判定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
An operation unit operated by the driver;
A steering part that is mechanically separated from the operation part and steers the steering wheel;
A steering reaction force actuator for applying a steering reaction force to the operation unit;
A steering actuator for applying a steering force to the steering unit;
A backup clutch that mechanically connects and disconnects the operation unit and the steering unit,
The operation unit and the steered unit are separated by releasing the backup clutch, and a control command for driving the steered actuator to output a steered angle according to an operation state of the operating unit is output, and the steered In a vehicle steering control device that executes steer-by-wire control that outputs a control command to drive the steering reaction force actuator so as to apply a steering reaction force according to a steering state of the unit,
During the steer-by-wire control, when the drive direction of the steered portion is opposite to the operation direction of the operation portion, it is determined that the backup clutch has been engaged. apparatus.
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