JP2014184745A - Steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵制御装置に関し、特に電動パワーステアリングシステムを有する操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device, and more particularly to a steering control device having an electric power steering system.
従来より、トルクセンサから出力される操舵トルクの検出値をもとに、操舵ハンドルの操舵力をアシストするアクチュエータを備えた電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）システムが知られている。また後輪転舵システムとして、前輪の操舵状態や車両挙動に応じて後輪の転舵角をアクチュエータにより制御するアクティブリアステアリング（ＡＲＳ：Active Rear Steering）システムも知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering (EPS) system including an actuator that assists the steering force of a steering wheel based on a detected value of steering torque output from a torque sensor is known. As a rear wheel steering system, an active rear steering (ARS) system is also known in which a steering angle of a rear wheel is controlled by an actuator in accordance with a steering state of a front wheel and a vehicle behavior.
一般にＥＰＳシステムは、トルクセンサにより検出される操舵トルクと車輪速センサによって検出された車速とに基づいて、操舵力のアシスト制御を行う。特許文献１は、トルクセンサの故障時に、操舵ハンドルの操舵角、操舵角の角速度および車速に基づいて操舵アシスト制御を行う電動パワーステアリング装置を開示している。
Generally, an EPS system performs steering force assist control based on a steering torque detected by a torque sensor and a vehicle speed detected by a wheel speed sensor.
ところで後輪転舵システムであるＡＲＳシステムを搭載した車両において、ＡＲＳシステムに異常が発生すると、異常の種類によっては、後輪が転舵された状態で固定されることがある。運転者は、後輪の舵角がロックされた状態で車両の直進状態を維持しようとすると、操舵ハンドルを操作して前輪の舵角を後輪の舵角に合わせることになる。 By the way, in a vehicle equipped with an ARS system that is a rear wheel steering system, if an abnormality occurs in the ARS system, the rear wheel may be fixed in a steered state depending on the type of abnormality. When the driver tries to maintain the vehicle in a straight traveling state with the steering angle of the rear wheel locked, the driver operates the steering handle to adjust the steering angle of the front wheel to the steering angle of the rear wheel.
ＥＰＳシステムは運転者の操舵をアシストするため、操舵制御装置としての重要度は高く、可能な限り操舵アシスト制御を実施することが好ましい。しかしながら不要なアシスト力を生成することは好ましくなく、たとえば車両が直進走行しているような状態においてアシスト力を生成することは好ましくない。 Since the EPS system assists the driver's steering, the importance as the steering control device is high, and it is preferable to perform the steering assist control as much as possible. However, it is not preferable to generate unnecessary assist force. For example, it is not preferable to generate assist force in a state where the vehicle is traveling straight ahead.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、不要なアシスト力の生成を禁止または制限する操舵制御技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a steering control technique for prohibiting or restricting generation of unnecessary assist force.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の操舵制御装置は、操舵部材に加えられた操舵トルクを検出するトルク検出部と、検出された操舵トルクに基づいた第１操舵アシスト制御を実施する第１制御部と、トルク検出部の異常を判定する第１異常判定部と、トルク検出部の異常発生時に、車両が旋回していることを示す状態量に基づいた第２操舵アシスト制御を実施する第２制御部と、車両後輪を転舵可能な後輪転舵システムと、後輪転舵システムの異常を判定する第２異常判定部とを備え、第２制御部は、後輪転舵システムの異常発生時に、第２操舵アシスト制御を禁止または制限する。 In order to solve the above-described problems, a steering control device according to an aspect of the present invention performs a torque detection unit that detects a steering torque applied to a steering member, and a first steering assist control based on the detected steering torque. A first control unit that performs a second steering assist control based on a state quantity indicating that the vehicle is turning when an abnormality occurs in the torque detection unit. A second control unit to be implemented, a rear wheel steering system that can steer the vehicle rear wheel, and a second abnormality determination unit that determines abnormality of the rear wheel steering system, the second control unit is a rear wheel steering system When the abnormality occurs, the second steering assist control is prohibited or restricted.
この態様によると、後輪転舵システムに異常が発生したことを契機として、第２操舵アシスト制御を禁止または制限するため、不適切なアシスト力の生成を回避することが可能となる。なお第２操舵アシスト制御を制限するとは、車両が旋回していることを示す状態量に基づいて算出されるアシスト力よりも小さいアシスト力を生成することを意味する。 According to this aspect, since the second steering assist control is prohibited or restricted when an abnormality has occurred in the rear wheel steering system, it is possible to avoid generation of inappropriate assist force. Limiting the second steering assist control means generating an assist force that is smaller than the assist force calculated based on the state quantity indicating that the vehicle is turning.
第２異常判定部は、後輪転舵システムから異常検出信号を受信すると、後輪転舵システムの異常を判定してもよい。後輪転舵システムが自身の異常を検出し、その異常を示す信号を第２異常判定部が受信することで、第２異常判定部は、後輪転舵システムの異常を正確に判定することが可能となる。 A 2nd abnormality determination part may determine the abnormality of a rear-wheel steering system, if an abnormality detection signal is received from a rear-wheel steering system. When the rear wheel steering system detects its own abnormality and the second abnormality determination unit receives a signal indicating the abnormality, the second abnormality determination unit can accurately determine the abnormality of the rear wheel steering system. It becomes.
操舵制御装置は、後輪舵角を検出する後輪舵角検出部と、車輪速度を検出する速度検出部をさらに備えてもよい。第２異常判定部は、後輪舵角検出部により検出された後輪検出舵角と、速度検出部により検出された後輪速度から算出される後輪推定舵角との差分が所定の閾値より大きいときに、後輪転舵システムの異常を判定してもよい。第２異常判定部が、車両の状態量から後輪転舵システムの異常を推定することで、第２制御部が、第２操舵アシスト制御を好適に禁止または制限することが可能となる。 The steering control device may further include a rear wheel steering angle detection unit that detects a rear wheel steering angle and a speed detection unit that detects a wheel speed. The second abnormality determination unit is configured such that a difference between a rear wheel detection rudder angle detected by the rear wheel rudder angle detection unit and a rear wheel estimated rudder angle calculated from the rear wheel speed detected by the speed detection unit is a predetermined threshold value. When larger, the abnormality of the rear wheel steering system may be determined. When the second abnormality determination unit estimates the abnormality of the rear wheel steering system from the state quantity of the vehicle, the second control unit can suitably prohibit or restrict the second steering assist control.
操舵制御装置は、速度検出部の出力補正が行われたことを示す情報を取得する補正情報取得部をさらに備えてもよい。第２異常判定部は、速度検出部の出力補正が行われている場合に差分と比較する閾値を、出力補正が行われていない場合に差分と比較する閾値よりも小さくしてもよい。これにより出力補正が行われている場合に、第２異常判定部は早期に後輪転舵システムの異常を推定することが可能となる。 The steering control device may further include a correction information acquisition unit that acquires information indicating that the output correction of the speed detection unit has been performed. The second abnormality determination unit may make the threshold compared with the difference when the output correction of the speed detection unit is performed smaller than the threshold compared with the difference when the output correction is not performed. Thus, when output correction is performed, the second abnormality determination unit can estimate an abnormality of the rear wheel steering system at an early stage.
第２異常判定部は、車両の旋回状態がアンダーステア状態およびオーバーステア状態でない場合であって、且つ、後輪検出舵角と後輪推定舵角との差分が所定の閾値より大きいときに、後輪転舵システムの異常を判定してもよい。これにより第２異常判定部は、後輪転舵システムの異常判定精度を高めることが可能となる。 The second abnormality determination unit is a case where the turning state of the vehicle is not an understeer state or an oversteer state, and the difference between the detected rear wheel angle and the estimated rear wheel angle is greater than a predetermined threshold value. An abnormality in the wheel steering system may be determined. Thereby, the second abnormality determination unit can improve the abnormality determination accuracy of the rear wheel steering system.
本発明によれば、不要なアシスト力の生成を禁止または制限する操舵制御技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering control technique which prohibits or restrict | limits the production | generation of an unnecessary assist force can be provided.
図１は、車両操舵制御装置１が搭載された車両を概略的に示す。車両操舵制御装置１は、運転者によって回動操作される操舵部材である操舵ハンドル１０を備える。操舵ハンドル１０は、操舵軸１１の上端に固定される。操舵軸１１には操舵角検出部である操舵角センサ１３が設けられ、操舵角センサ１３は、運転者により回動操作される操舵ハンドル１０の操舵角を検出する。なお操舵角検出部は、後述するＥＰＳモータの回転角を検出する回転角センサとして構成されてもよい。また操舵軸１１にはトルク検出部であるトルクセンサ１４が設けられ、トルクセンサ１４は、操舵ハンドル１０に加えられた操舵トルクを検出する。
FIG. 1 schematically shows a vehicle on which a vehicle
車両操舵制御装置１は、操舵軸１１の下端に接続された前輪側転舵機構である前輪転舵ユニット４０を備えている。前輪転舵ユニット４０は、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、操舵軸１１の下端に一体的に組み付けられたピニオンギアの回転がラックバーに伝達されるようになっている。また、前輪転舵ユニット４０には、運転者によって操舵ハンドル１０に入力される操舵トルクをアシストするためのＥＰＳアクチュエータ５１が設けられている。ＥＰＳアクチュエータ５１は電動モータであるＥＰＳモータを有し、ＥＰＳモータの発生するトルク（所謂、アシスト力）がラックバーに伝達されるようになっている。
The vehicle
この構成により、操舵軸１１の回転力がピニオンギアを介してラックバーに伝達されるとともに、ＥＰＳアクチュエータ５１のアシスト力がラックバーに伝達される。これによりラックバーは、ピニオンギアからの回転力およびＥＰＳアクチュエータ５１のアシスト力によって軸線方向に変位し、ラックバーの両端に接続された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が左右に転舵されるようになっている。
With this configuration, the rotational force of the
また車両操舵制御装置１は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に応じて左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させることができる。このため車両操舵制御装置１は、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させるための後輪転舵ユニット４１を備えている。後輪転舵ユニット４１は、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させる回転駆動力を発生するＡＲＳアクチュエータ３１を備え、ＡＲＳアクチュエータ３１は電動モータであるＡＲＳモータを有している。後輪転舵ユニット４１は周知のギア機構を有していて、ＡＲＳモータの回転を減速するとともに、減速した回転運動を軸線方向運動に変換し、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に伝達する。
Further, the vehicle
この構成により、運転者による操舵ハンドル１０の回動操作に応じて、すなわち、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に合わせてＡＲＳモータが回転駆動し、ギア機構によって減速された回転が軸線方向運動に変換される。そして、この軸線方向運動が左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に伝達されて、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が左右に転舵されるようになっている。
With this configuration, the ARS motor is driven to rotate in accordance with the turning operation of the
後輪舵角検出部である後輪舵角センサ３３は、転舵される左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の転舵角を検出する。たとえば後輪舵角センサ３３は、後輪舵角に対応するＡＲＳモータの回転角を検出してもよく、また左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の転舵角を直接検出するものであってもよい。
A rear wheel
また車両操舵制御装置１は、ブレーキを制御するためのブレーキ制御システムを備えている。各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２には車両速度検出部である車輪速センサ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ（以下、特に区別しない場合には、「車輪速センサ６１」という）が設けられ、各車輪速センサ６１は、ＢＲＫ（ブレーキ）制御装置（以下、「ＢＲＫ−ＥＣＵ６０」という）に、検出した車輪速度を供給する。ＢＲＫ−ＥＣＵ６０は、ブレーキペダルの踏み込み量や車両速度に応じてブレーキ機構（図示せず）を制御して、各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に必要な制動力を付与する。
The vehicle
車両操舵制御装置１において、ＥＰＳ制御装置（以下、「ＥＰＳ−ＥＣＵ５０」という）が、ＥＰＳアクチュエータ５１の動作を制御し、具体的にはＥＰＳモータの回転を制御して、運転者の操舵ハンドル１０の操舵に対するアシスト力を提供する。ＥＰＳ−ＥＣＵ５０およびＥＰＳアクチュエータ５１は、ＥＰＳシステム５２を構成する。またＡＲＳ制御装置（以下、「ＡＲＳ−ＥＣＵ３０」という）が、ＡＲＳアクチュエータ３１の動作を制御し、具体的にはＡＲＳモータの回転を制御して、後輪ＲＷ１，ＲＷ２に対して転舵角を与える。ＡＲＳ−ＥＣＵ３０およびＡＲＳアクチュエータ３１は、ＡＲＳシステム３２を構成する。またＢＲＫ−ＥＣＵ６０がブレーキ機構（図示せず）を制御して、各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に制動力を付与する。
In the vehicle
ＥＰＳ−ＥＣＵ５０、ＡＲＳ−ＥＣＵ３０、ＢＲＫ−ＥＣＵ６０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワーク２に接続して、互いに通信可能とされる。各ＥＣＵはＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備えている。
The EPS-
車両操舵制御装置１において、ＥＰＳシステム５２は、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクに基づいた操舵アシスト制御を実施する。以下、このアシスト制御を「第１操舵アシスト制御」と呼ぶ。トルクセンサ１４に何らかの異常が発生すると、ＥＰＳシステム５２は、トルクセンサ１４の検出値の代わりに、車両が旋回していることを示す状態量、たとえば操舵角センサ１３により検出される操舵角、操舵角速度および車輪速センサ６１により検出される車速に基づいた操舵アシスト制御を実施する。以下、トルクセンサ１４の検出値を使用しないアシスト制御を「第２操舵アシスト制御」と呼ぶ。このようにＥＰＳシステム５２は、トルクセンサ１４が正常に動作していれば第１操舵アシスト制御を実施し、一方でトルクセンサ１４の動作に異常が発生すると、第２操舵アシスト制御を実施するように構成されている。
In the vehicle
図２は、本実施例の車両操舵制御装置１の機能ブロックを示す図である。制御部１００は、主としてＥＰＳ−ＥＣＵ５０により構成されるが、制御部１００の機能の一部が他のＥＣＵ、たとえばＡＲＳ−ＥＣＵ３０またはＢＲＫ−ＥＣＵ６０などにより構成されてもよい。制御部１００において、アシスト制御部１１０が操舵アシスト力を生成する機能を有し、具体的には第１制御部１１２が、トルクセンサ１４の検出値に基づいた第１操舵アシスト制御を、第２制御部１１４が、車両が旋回していることを示す状態量に基づいた第２操舵アシスト制御を実施する。
FIG. 2 is a functional block diagram of the vehicle
＜第１操舵アシスト制御＞
第１制御部１１２は、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクと、車輪速センサ６１により検出される車速とに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ５１のＥＰＳモータを駆動する。第１制御部１１２は、操舵トルクおよび車速に対するアシスト力を定めたアシストマップを記憶部（図示せず）に保持しており、このアシストマップを参照して、検出される操舵トルクと車速に対応するＥＰＳモータのアシスト力を決定して、対応する電流をＥＰＳモータに印加する。これによりＥＰＳモータはアシスト力を発生し、運転者による操舵ハンドル１０の操作負荷を軽減する。なお車両操舵制御装置１において、車輪速センサ６１の検出値はＢＲＫ−ＥＣＵ６０に出力されており、第１制御部１１２は、車輪速センサ６１の検出値をネットワーク２を介してＢＲＫ−ＥＣＵ６０から取得する。
<First steering assist control>
The
第１制御部１１２による第１操舵アシスト制御は、トルクセンサ１４が正常に動作していることを前提として実施される。そのためトルクセンサ１４が故障して、トルクセンサ異常判定部１０２がトルクセンサ１４の異常を判定すると、第１制御部１１２は、第１操舵アシスト制御を中止する。このときアシスト制御部１１０は、操舵アシスト制御の切り替え処理を行い、具体的には第２制御部１１４が、第２操舵アシスト制御を開始する。
The first steering assist control by the
＜第２操舵アシスト制御＞
第２制御部１１４は、車両が旋回していることを示す状態量に基づいた第２操舵アシスト制御を実施する。本実施例では第２制御部１１４が、車両が旋回していることを示す状態量として、操舵角および操舵角速度を利用する場合について説明するが、それ以外にも、たとえばヨーレートセンサや横加速度センサなどの検出値が利用されてもよい。
<Second steering assist control>
The
第２制御部１１４は、操舵角センサ１３により検出される操舵角θstr、操舵角センサ１３の検出値θstrから導出される操舵角速度ｄθstr／ｄｔ、および車輪速センサ６１により検出される車速Ｖとに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ５１のＥＰＳモータを駆動する。第２制御部１１４は、操舵角θstrおよび車速Ｖに対するアシスト力を定めた第１アシストマップと、操舵角速度ｄθstr／ｄｔおよび車速Ｖに対するアシスト力を定めた第２アシストマップとを記憶部（図示せず）に保持している。
The
図３（ａ）は、操舵角θstrおよび車速Ｖに対するアシスト力を定めた第１アシストマップの一例を示す。第１アシストマップでは、ある操舵角に対して車速が大きいほど、付与するべきアシスト力が大きくなることが定義されている。なお図３（ａ）は第１アシストマップを示しているが、操舵角速度ｄθstr／ｄｔおよび車速Ｖに対するアシスト力を定めた第２アシストマップは、ある操舵角速度に対して車速が大きいほど、付与するべきアシスト力が小さくなる特性を有している。第２制御部１１４は、第１アシストマップを参照して、検出された操舵角θstrおよび車速Ｖに対する第１アシスト力を求め、また第２アシストマップを参照して、検出された操舵角速度ｄθstr／ｄｔおよび車速Ｖに対する第２アシスト力を求め、第１アシスト力と第２アシスト力の加算値（以下、「アシスト力Ｔbase」とよぶ）を導出する。
FIG. 3A shows an example of a first assist map in which the assist force with respect to the steering angle θstr and the vehicle speed V is determined. The first assist map defines that the assist force to be applied increases as the vehicle speed increases with respect to a certain steering angle. Although FIG. 3A shows the first assist map, the second assist map that determines the assist force with respect to the steering angular velocity dθstr / dt and the vehicle speed V is given as the vehicle speed increases with respect to a certain steering angular velocity. The power assist force is reduced. The
このような第２操舵アシスト制御によると、車両旋回状態量をもとにアシスト力Ｔbaseを導出しているため、低摩擦路など路面反力が少ない走行路面では、アシスト力Ｔbaseが過剰となることがある。そこで第２制御部１１４は、路面反力の低下をタイヤスリップ状態量によって検出して、タイヤスリップ状態量に応じたアシスト力の補正ゲインＣを求め、アシスト力Ｔbaseに補正ゲインＣを乗算することでアシスト力を制限する。
According to such second steering assist control, since the assist force Tbase is derived based on the vehicle turning state amount, the assist force Tbase becomes excessive on a traveling road surface with a small road reaction force such as a low friction road. There is. Therefore, the
スリップ状態量Δθは、車輪速度の左右差から求められる推定舵角θwhlと、操舵角θstrの差分の絶対値として導出される。第２制御部１１４は既知の関数を用いて、前輪側の車輪速センサ６１ａ、６１ｂの検出値をもとに前輪の推定舵角θf-whlを算出し、また後輪側の車輪速センサ６１ｃ、６１ｄの検出値をもとに後輪の推定舵角θr-whlを算出する。第２制御部１１４は前後輪の推定舵角θf-whl、θr-whlを算出すると、それぞれの推定舵角と操舵角θstrの差分の絶対値Δθを算出する。
The slip state amount Δθ is derived as an absolute value of the difference between the estimated steering angle θwhl obtained from the difference between the left and right wheel speeds and the steering angle θstr. The
図３（ｂ）は、スリップ状態量Δθと補正ゲインＣとの対応表を示す。この対応表に示されるように、スリップ状態量Δθが０から所定の範囲において、車輪速センサ６１のセンサばらつき等を吸収するべく不感帯が設定されている。第２制御部１１４は、前後輪それぞれのスリップ状態量Δθに対応する補正ゲインＣを導出し、そのうち小さい方の補正ゲインＣを、アシスト力Ｔbaseに乗算することで、付与するべきアシスト力（Ｔbaes×Ｃ）を決定する。以上が、第２操舵アシスト制御の説明である。
FIG. 3B shows a correspondence table between the slip state amount Δθ and the correction gain C. As shown in the correspondence table, when the slip state amount Δθ is in a predetermined range from 0, a dead zone is set to absorb sensor variations of the wheel speed sensor 61 and the like. The
本実施例の車両操舵制御装置１は、車両後輪を転舵可能なＡＲＳシステム３２を搭載している。ＡＲＳシステム３２は後輪ＲＷ１およびＲＷ２の転舵角を制御するものであり、ＡＲＳ−ＥＣＵ３０は、車両の走行状態、たとえば車速や旋回状態に応じて、前輪ＦＷ１およびＦＷ２の転舵角と同位相あるいは逆位相で、後輪ＲＷ１およびＲＷ２の転舵制御を行っている。
The vehicle
このＡＲＳシステム３２に異常が発生すると、異常の種類によっては後輪ＲＷ１およびＲＷ２が、異常発生時の転舵角でロックされることがある。たとえばＡＲＳアクチュエータ３１におけるＡＲＳモータが故障したり、またＡＲＳモータへの印加電流が過大となるような場合、ＡＲＳシステム３２は異常の発生を検知して、ＡＲＳモータの駆動を停止する。このような場合、後輪ＲＷ１およびＲＷ２が、異常発生時の転舵角で固定される。
When an abnormality occurs in the
図４（ａ）は、後輪ＲＷ１およびＲＷ２が転舵された状態で固定された様子を示す。図４（ａ）に示す状態で後輪ＲＷ１およびＲＷ２の舵角がロックされると、車両の直進状態を維持するためには、運転者が操舵ハンドル１０を操作して、後輪ＲＷ１およびＲＷ２と同じ転舵角だけ前輪ＦＷ１およびＦＷ２を転舵する必要がある。 FIG. 4A shows a state where the rear wheels RW1 and RW2 are fixed in a steered state. When the rudder angles of the rear wheels RW1 and RW2 are locked in the state shown in FIG. 4 (a), in order to maintain the vehicle in a straight traveling state, the driver operates the steering handle 10 to change the rear wheels RW1 and RW2. It is necessary to steer the front wheels FW1 and FW2 by the same turning angle as.
図４（ｂ）は、前輪ＦＷ１およびＦＷ２を転舵して車両が直進している様子を示す。運転者は操舵ハンドル１０を操作して、後輪ＲＷ１およびＲＷ２の転舵角に前輪ＦＷ１およびＦＷ２の転舵角を合わせることで、全ての車輪が同じ方向を向くようになり、車両は進行方向に対して斜めを向きつつ、直進走行が維持されている。
FIG. 4B shows a state in which the vehicle is traveling straight by turning the front wheels FW1 and FW2. The driver operates the
図４（ｂ）に示す車両状態において、第２操舵アシスト制御を実施する場合、操舵ハンドル１０が操作されて、操舵角センサ１３は操舵角θstrを検出するために、アシスト力が算出される。しかしながら、図４（ｂ）に示す車両状態は直進走行を維持している状態にあり、ＥＰＳアクチュエータ５１がアシスト力を発生することは好ましくない。
In the vehicle state shown in FIG. 4B, when the second steering assist control is performed, the steering handle 10 is operated, and the
なお既述したように、第２操舵アシスト制御では、スリップ状態量に応じた補正ゲインＣによってアシスト力Ｔbaseを制限している。直進走行時には、前輪ＦＷ１およびＦＷ２の車輪速度、また後輪ＲＷ１およびＲＷ２の車輪速度は同じであるため、前輪の推定舵角θf-whlおよび後輪の推定舵角θr-whlは、ともに０と算出される。したがってスリップ状態量Δθは操舵角θstrに等しくなり、図３（ｂ）に示す対応表に基づいて補正ゲインＣが導出されるが、操舵角θstrがΔθmaxよりも小さければ、補正ゲインＣが０より大きい値をとり、アシスト力（Ｔbase×Ｃ）が生成されることになる。特に操舵角θstrが不感帯にあるような場合には、補正ゲインＣが１であるため、アシスト力Ｔbaseがそのまま発生される。このようにＡＲＳシステム３２の異常発生時に第２操舵アシスト制御を継続すると、直進走行中であってもアシスト力が生成される可能性があるため、本実施例の車両操舵制御装置１は、ＡＲＳシステム３２に異常が発生したときには、第２操舵アシスト制御を禁止または制限するように動作する。
As described above, in the second steering assist control, the assist force Tbase is limited by the correction gain C corresponding to the slip state amount. When traveling straight ahead, the wheel speeds of the front wheels FW1 and FW2 and the wheel speeds of the rear wheels RW1 and RW2 are the same, so the estimated steering angle θf-whl of the front wheels and the estimated steering angle θr-whl of the rear wheels are both 0 and Calculated. Therefore, the slip state amount Δθ becomes equal to the steering angle θstr, and the correction gain C is derived based on the correspondence table shown in FIG. 3B. If the steering angle θstr is smaller than Δθmax, the correction gain C is greater than zero. The assist force (Tbase × C) is generated with a large value. In particular, when the steering angle θstr is in the dead zone, the correction gain C is 1, so the assist force Tbase is generated as it is. As described above, if the second steering assist control is continued when an abnormality occurs in the
図２に戻って、ＡＲＳ異常判定部１０４は、ＡＲＳシステム３２が正常に動作しているか、または異常が発生しているかを判定する。ＡＲＳ−ＥＣＵ３０は、ＡＲＳシステム３２の異常を自律的に検出する機能を有している。ＡＲＳ−ＥＣＵ３０は、後輪舵角センサ３３および／またはＡＲＳアクチュエータ３１の異常を検出すると、異常検出信号を制御部１００に送信する。ＡＲＳ異常判定部１０４は、ＡＲＳ−ＥＣＵ３０から異常検出信号を受信することで、ＡＲＳシステム３２の異常を判定することができる。なおＡＲＳ−ＥＣＵ３０は、後輪舵角センサ３３および／またはＡＲＳアクチュエータ３１が異常か否かを示す状態信号を定期的に制御部１００に送信してもよく、ＡＲＳ異常判定部１０４は、異常であることを示す状態信号を異常検出信号として受信することで、ＡＲＳシステム３２の異常を判定してもよい。
Returning to FIG. 2, the ARS
ＡＲＳ異常判定部１０４がＡＲＳシステム３２の異常を判定すると、第２制御部１１４は第２操舵アシスト制御を禁止または制限する。なお、第２操舵アシスト制御を禁止するとは、実施中の制御を停止することを意味し、また第２操舵アシスト制御を制限するとは、算出されるアシスト力（Ｔbase×Ｃ）よりも小さいアシスト力を生成することを意味する。このように第２制御部１１４が、ＡＲＳシステム３２の異常発生時に第２操舵アシスト制御を禁止または制限することにより、不要なアシスト力の生成を回避する。なお第１制御部１１２が第１操舵アシスト制御の実行中に、ＡＲＳ異常判定部１０４がＡＲＳシステム３２の異常を判定すると、その後、トルクセンサ１４に異常が発生した場合であっても、第２制御部１１４による第２操舵アシスト制御への移行が禁止される。
When the ARS
以上はＡＲＳ異常判定部１０４が、ＡＲＳシステム３２から送信される異常検出信号に基づいてＡＲＳシステム３２の異常を判定する例であるが、ＡＲＳ異常判定部１０４は、車両の状態を示す情報から、ＡＲＳシステム３２の異常発生を推定する機能を有する。具体的にＡＲＳ異常判定部１０４は、後輪検出舵角と後輪推定舵角θr-whlとの差分が所定の閾値より大きいときに、ＡＲＳシステム３２の異常を判定する。
The above is an example in which the ARS
ＡＲＳ異常判定部１０４は、ＡＲＳ−ＥＣＵ３０から、後輪舵角センサ３３により検出された後輪舵角を受信する。この受信した後輪検出舵角と、後輪２輪の速度の左右差から算出される後輪推定舵角θr-whlとの差分（以下、「後輪舵角誤差」という）が所定の閾値より大きいときに、ＡＲＳ異常判定部１０４は、ＡＲＳシステム３２に異常が生じていることを推定する。
The ARS
なお後輪舵角誤差は、車両の旋回状態がアンダーステア状態およびオーバーステア状態である場合に大きくなる傾向がある。たとえば車両がアンダーステア状態にあるとき、タイヤがスリップすることで車両旋回軌跡が大きくなり、２つの後輪速度の左右差は小さくなる。そのため後輪推定舵角θr-whlは後輪検出舵角に対して小さく算出されることになり、したがって後輪舵角誤差は大きくなる。ＡＲＳ異常判定部１０４は、後輪舵角誤差が大きくなっている要因が、車両がアンダーステア状態またはオーバーステア状態にあるためなのか、またはＡＲＳシステム３２に異常が生じているためなのかを区別することが好ましい。
The rear wheel steering angle error tends to increase when the turning state of the vehicle is an understeer state or an oversteer state. For example, when the vehicle is in an understeer state, the vehicle's turning trajectory increases due to slipping of the tire, and the left-right difference between the two rear wheel speeds decreases. Therefore, the estimated rear wheel steering angle θr-whl is calculated to be smaller than the detected rear wheel steering angle, and therefore the rear wheel steering angle error increases. The ARS
そのためＡＲＳ異常判定部１０４は、車両の旋回状態がアンダーステア状態またはオーバーステア状態にあるか否かを示す情報を取得する。アンダーステア状態／オーバーステア状態の判定は、周知の手法に基づいてＢＲＫ−ＥＣＵ６０によって行われ、ＡＲＳ異常判定部１０４は、ＢＲＫ−ＥＣＵ６０から車両の旋回状態を示す情報を受信する。なおＡＲＳ異常判定部１０４は、車両に設けられた各種センサの情報から、車両の旋回状態がアンダーステア状態またはオーバーステア状態にあるか否かを判定してもよい。
Therefore, the ARS
以上のようにＡＲＳ異常判定部１０４は、車両の旋回状態を把握することで、車両がアンダーステア状態またはオーバーステア状態にあるのか否かを判定する。これによりＡＲＳ異常判定部１０４は、車両の旋回状態がアンダーステア状態およびオーバーステア状態でない場合であって、且つ、後輪舵角誤差が所定の閾値より大きいときに、ＡＲＳシステム３２の異常を判定することが可能となる。ＡＲＳ異常判定部１０４がＡＲＳシステム３２の異常を判定すると、第２制御部１１４は第２操舵アシスト制御を禁止または制限して、不要なアシスト力の生成を回避する。なお第１制御部１１２が第１操舵アシスト制御の実行中に、ＡＲＳ異常判定部１０４がＡＲＳシステム３２の異常を判定すると、その後、トルクセンサ１４に異常が発生した場合であっても、第２制御部１１４による第２操舵アシスト制御への移行が禁止される。なおＡＲＳ異常判定部１０４は、車両の旋回状態がアンダーステア状態またはオーバーステア状態にある場合には、ＡＲＳシステム３２が異常であるとは判定しない。アンダーステア状態またはオーバーステア状態は、運転者による操舵ハンドル１０の操作状況により改善が見込まれるため、第２制御部１１４は、アンダーステア状態またはオーバーステア状態にあるときは第２操舵アシスト制御を制限し、アンダーステア状態またはオーバーステア状態が解消されたら速やかに第２操舵アシスト制御を再開することが好ましい。
As described above, the ARS
なお車輪速センサ６１が検出する車輪速度には、センサ誤差が含まれるため、車両が直進走行している場合でも、検出される車輪速度に左右差が生じることがある。そのためＢＲＫ−ＥＣＵ６０は、直進走行中に車輪速度差が生じる場合に、車輪速センサ６１間のセンサ誤差を吸収するべく、車輪速センサ６１の出力値を補正する機能を有している。ＢＲＫ−ＥＣＵ６０は、車輪速センサ６１の出力補正が行われたか否かを示す情報を制御部１００に送信する。この情報は、定期的に送信されてもよいが、ＢＲＫ−ＥＣＵ６０は、車輪速センサ６１の出力補正を行ったときに、出力補正を行ったことを示す情報を制御部１００に送信してもよい。
Since the wheel speed detected by the wheel speed sensor 61 includes a sensor error, there may be a difference between the detected wheel speeds even when the vehicle is traveling straight ahead. Therefore, the BRK-
補正情報取得部１０６が、車輪速センサ６１の出力補正が行われたことを示す情報を取得すると、ＡＲＳ異常判定部１０４は、車輪速センサ６１の出力補正が行われている場合に後輪舵角誤差と比較する閾値を、出力補正が行われていない場合に後輪舵角誤差と比較する閾値よりも小さくする。車輪速センサ６１の出力補正が行われると、車輪速センサ６１の検出値の精度が高くなるため、車輪速センサ６１の出力補正が行われている場合に後輪舵角誤差と比較する閾値を小さくすることで、ＡＲＳ異常判定部１０４は、より早くＡＲＳシステム３２の異常状態を正確に推定することが可能となる。
When the correction
図５は、実施例における操舵制御のフローチャートを示す。トルクセンサ異常判定部１０２は、トルクセンサ１４が正常に動作しているか否かを判定する（Ｓ１０）。トルクセンサ１４が正常に動作していれば（Ｓ１０のＹ）、第１制御部１１２が、トルクセンサ１４が検出する操舵トルクに基づいて第１操舵アシスト制御を実施する（Ｓ１２）。一方、トルクセンサ１４の動作に異常が生じていれば（Ｓ１０のＮ）、第２制御部１１４が、車両が旋回していることを示す状態量に基づいて第２操舵アシスト制御を実施する（Ｓ１４）。
FIG. 5 shows a flowchart of the steering control in the embodiment. The torque sensor abnormality determination unit 102 determines whether or not the
第２操舵アシスト制御の実施中、ＡＲＳ異常判定部１０４がＡＲＳ−ＥＣＵ３０から異常検出信号を受信すると（Ｓ１６のＹ）、ＡＲＳシステム３２に異常が生じていることを判定し、第２制御部１１４が、第２操舵アシスト制御を禁止または制限する（Ｓ２０）。またＡＲＳ異常判定部１０４は、異常検出信号を受信しなくても（Ｓ１６のＮ）、後輪検出舵角と後輪推定舵角との差分が所定の閾値より大きければ、ＡＲＳシステム３２に異常が生じていることを推定し（Ｓ１８のＹ）、第２制御部１１４が、第２操舵アシスト制御を禁止または制限する（Ｓ２０）。なおＳ１８において、ＡＲＳ異常判定部１０４は、車両の旋回状態がアンダーステア状態およびオーバーステア状態でないことを条件として、ＡＲＳシステム３２の異常を推定してもよい。ＡＲＳシステム３２に異常が生じていなければ（Ｓ１８のＮ）、トルクセンサ１４の異常が解消しない限り（Ｓ１０のＮ）、第２操舵アシスト制御が継続して実施される。
When the ARS
以上、実施例をもとに本発明を説明した。実施例はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. The embodiments are merely examples, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are within the scope of the present invention.
実施例においてＡＲＳ異常判定部１０４が、車両に設けられた各種センサの情報から、車両の旋回状態がアンダーステア状態またはオーバーステア状態にあるか否かを判定してもよいことを説明したが、具体的には以下の手法を用いてよい。
In the embodiment, it has been described that the ARS
（１）車両の操舵角および車速から求められる理想的な横加速度（またはヨーレート）と、横加速度センサ（またはヨーレートセンサ）の出力から得られる実際の横加速度（またはヨーレート）との差分から車両の旋回状態を推定する手法。
（２）車両の操舵角および車速から求められる理想的な横加速度（またはヨーレート）と、車輪速センサ６１の前輪または後輪の左右差から求められる旋回横加速度（もしくはヨーレート）の推定値との差分から車両の旋回状態を推定する手法。
（３）車輪速センサ６１の前輪２輪の左右差から求められる横加速度（またはヨーレート）の推定値と、車輪速センサ６１の後輪２輪の左右差から求められる横加速度（またはヨーレート）の推定値との差分から車両の旋回状態を推定する手法。
(1) From the difference between the ideal lateral acceleration (or yaw rate) obtained from the steering angle and vehicle speed of the vehicle and the actual lateral acceleration (or yaw rate) obtained from the output of the lateral acceleration sensor (or yaw rate sensor), A technique for estimating the turning state.
(2) An ideal lateral acceleration (or yaw rate) obtained from the steering angle and vehicle speed of the vehicle and an estimated value of the turning lateral acceleration (or yaw rate) obtained from the left / right difference between the front wheels or the rear wheels of the wheel speed sensor 61. A method of estimating the turning state of a vehicle from the difference.
(3) The estimated value of the lateral acceleration (or yaw rate) obtained from the lateral difference between the two front wheels of the wheel speed sensor 61 and the lateral acceleration (or yaw rate) obtained from the lateral difference between the two rear wheels of the wheel speed sensor 61. A method for estimating the turning state of a vehicle from the difference from the estimated value.
また実施例において補正情報取得部１０６がＢＲＫ−ＥＣＵ６０から、車輪速センサ６１の出力補正が行われたことを示す情報を取得することを説明したが、補正情報取得部１０６は、ＢＲＫ−ＥＣＵ６０から提供される車輪速センサ６１の出力を、独自に補正することも可能である。たとえば補正情報取得部１０６は、車両が一定速度で直進走行をしている場合に、車輪速センサ６１の出力値にばらつきが生じていれば、各車輪速センサ６１の出力値を合わせるように補正する。なお補正情報取得部１０６は、車輪速センサ６１の出力値を補正すると、その補正した出力値をアシスト制御部１１０に提供するとともに、出力補正済みであることを示す情報もアシスト制御部１１０に提供する。なお車両が一定速度で直進走行している状態を判定するためには、車輪加速度が一定値以下であること、横加速度が一定値以下であること、ヨーレートが一定値以下であること、などの情報を用いてもよい。
In the embodiment, it has been described that the correction
１・・・車両操舵制御装置、２・・・ネットワーク、１０・・・操舵ハンドル、１１・・・操舵軸、１３・・・操舵角センサ、１４・・・トルクセンサ、３０・・・ＡＲＳ−ＥＣＵ、３１・・・ＡＲＳアクチュエータ、３２・・・ＡＲＳシステム、３３・・・後輪舵角センサ、４０・・・前輪転舵ユニット、４１・・・後輪転舵ユニット、５０・・・ＥＰＳ−ＥＣＵ、５１・・・ＥＰＳアクチュエータ、５２・・・ＥＰＳシステム、６０・・・ＢＲＫ−ＥＣＵ、６１・・・車輪速センサ、１００・・・制御部、１０２・・・トルクセンサ異常判定部、１０４・・・ＡＲＳ異常判定部、１０６・・・補正情報取得部、１１０・・・アシスト制御部、１１２・・・第１制御部、１１４・・・第２制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
検出された操舵トルクに基づいた第１操舵アシスト制御を実施する第１制御部と、
前記トルク検出部の異常を判定する第１異常判定部と、
前記トルク検出部の異常発生時に、車両が旋回していることを示す状態量に基づいた第２操舵アシスト制御を実施する第２制御部と、
車両後輪を転舵可能な後輪転舵システムと、
前記後輪転舵システムの異常を判定する第２異常判定部と、を備えた操舵制御装置であって、
前記第２制御部は、前記後輪転舵システムの異常発生時に、第２操舵アシスト制御を禁止または制限することを特徴とする操舵制御装置。 A torque detector for detecting a steering torque applied to the steering member;
A first control unit that performs first steering assist control based on the detected steering torque;
A first abnormality determination unit for determining abnormality of the torque detection unit;
A second control unit that performs second steering assist control based on a state quantity indicating that the vehicle is turning when an abnormality occurs in the torque detection unit;
A rear wheel steering system capable of steering the vehicle rear wheels;
A second abnormality determination unit for determining an abnormality of the rear wheel steering system, and a steering control device comprising:
The second control unit prohibits or restricts second steering assist control when an abnormality occurs in the rear wheel steering system.
車輪速度を検出する速度検出部をさらに備え、
前記第２異常判定部は、前記後輪舵角検出部により検出された後輪検出舵角と、前記速度検出部により検出された後輪速度から算出される後輪推定舵角との差分が所定の閾値より大きいときに、前記後輪転舵システムの異常を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の操舵制御装置。 A rear wheel steering angle detector for detecting a rear wheel steering angle;
It further comprises a speed detector that detects the wheel speed,
The second abnormality determination unit has a difference between a rear wheel detection rudder angle detected by the rear wheel rudder angle detection unit and a rear wheel estimated rudder angle calculated from the rear wheel speed detected by the speed detection unit. 3. The steering control device according to claim 1, wherein an abnormality of the rear wheel steering system is determined when larger than a predetermined threshold value. 4.
前記第２異常判定部は、前記速度検出部の出力補正が行われている場合に前記差分と比較する閾値を、出力補正が行われていない場合に前記差分と比較する閾値よりも小さくすることを特徴とする請求項３に記載の操舵制御装置。 A correction information acquisition unit that acquires information indicating that output correction of the speed detection unit has been performed;
The second abnormality determination unit makes a threshold value to be compared with the difference when output correction of the speed detection unit is performed smaller than a threshold value to be compared with the difference when output correction is not performed. The steering control device according to claim 3.
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