JP3999068B2

JP3999068B2 - Vehicle steering control system

Info

Publication number: JP3999068B2
Application number: JP2002217815A
Authority: JP
Inventors: 和正小玉; 正浩宮田; 隆博小城
Original assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: JP2004058770A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両の操舵制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の操舵装置、特に自動車用の操舵装置において、近年、その更なる高機能化の一端として、操舵ハンドルの操作角（ハンドル操作角）と車輪操舵角とを１：１比率に固定せず、ハンドル操作角の車輪操舵角への変換比（舵角変換比）を車両の運転状態に応じて可変とした、いわゆる可変舵角変換比機構を搭載したものが開発されている。車両の運転状態としては、例えば、車両速度（車速）を例示でき、高速運転時においては舵角変換比を小さくすることにより、ハンドル操作角の増加に対して操舵角が急激に大きくならないようにすれば、高速走行の安定化を図ることができる。他方、低速走行時には、逆に舵角変換比を大きくすることで、一杯まで切るのに必要なハンドルの回転数を減少させることができ、車庫入れや縦列駐車あるいは幅寄せなど、操舵角の大きい運転操作を非常に簡便に行なうことができる。
【０００３】
舵角変換比を可変化する機構としては、例えば特開平１１−３３４６０４号公報に開示されているように、ハンドル軸と車輪操舵軸とを、ギア比が可変な歯車式伝達部にて直結したタイプのものがあるが、この構成は、歯車式伝達部のギア比変更機構が複雑になる欠点がある。そこで、ハンドル軸と車輪操舵軸とを分離し、モータ等のアクチュエータにより車輪操舵軸を回転駆動するタイプのものが、例えば特開平１１−３３４６２８号公報等に提案されている。具体的には、角度検出部が検出するハンドル操作角と車両運転状態とに応じて定まる舵角変換比とに基づいて、コンピュータ処理により最終的に必要な車輪操舵角を演算し、その演算された車輪操舵角が得られるように、ハンドル軸から機械的に切り離された車輪操舵軸をアクチュエータ（モータ）により回転駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方式ではハンドル軸と車輪操舵軸とが機械的に分離されているために、以下のような不具合が生ずる場合がある。すなわち、ハンドルをある角度に切った状態で車両の運転を終了すると、車輪操舵軸のアクチュエータは、その運転終了時の角度位置にて回転動作を停止する。運転終了時の角度位置はアクチュエータの制御部内に記憶しておき、運転を再開するときには、その記憶された最終角度位置を初期角度位置とする形で、アクチュエータによる車輪操舵軸の駆動を再開する。しかし、何らかの要因により制御部が終了角度位置を見失ってしまうと、該アクチュエータによる車輪操舵軸の駆動制御を正常に再開できなくなる惧れがある。
【０００５】
本発明は、車輪操舵軸を駆動するアクチュエータの制御部が、車両運転終了時の角度位置を見失った場合でも、車輪操舵軸の駆動制御を正常に再開できる車両用操舵制御システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は、上記の課題を解決するために、
操舵用のハンドル軸と車輪操舵軸とが機械的に分離されてなり、ハンドル軸の操作角と車両の運転状態とに応じて前記車輪操舵軸に与えるべき操舵角を決定し、当該操舵角が得られるように前記車輪操舵軸をアクチュエータにより回転駆動するようにした可変舵角変換比機構を搭載した車両の車両用操舵制御システムにおいて、
前記ハンドル軸の角度位置（以下、ハンドル軸角度位置という）を検出するハンドル軸角度検出部と、
前記車輪操舵軸の角度位置（以下、操舵軸角度位置という）を検出する操舵軸角度検出部と、
前記車両の運転状態を検出する運転状態検出部と、
検出されたハンドル軸角度位置と車両の運転状態とに基づいて前記車輪操舵軸の目標角度位置を決定し、該操舵軸角度位置が前記目標角度位置に近づくように、前記アクチュエータの動作を制御する操舵制御部とを備え、
該操舵制御部は、前記操舵軸角度位置の検出結果を随時記憶する第一の記憶部と、車両運転終了時における前記車輪操舵軸の角度位置（以下、終了角度位置という）を記憶する第二の記憶部とを有し、車両運転開始時における前記車輪操舵軸の初期角度位置を、前記第二の記憶部に記憶された前回運転終了時の終了角度位置に基づいて決定するとともに、該第二の記憶部の記憶内容による初期角度位置の決定が不能となった場合には、前記第一の記憶部に記憶されている角度位置検出結果に基づいて前回運転終了時の終了角度位置を復元して使用するとともに、
前記操舵制御部はＣＰＵとそのワークメモリとなるＲＡＭとを有し、該ＲＡＭ内に予め定められたメモリエリアが前記第一の記憶部として定められ、他方、前記第二の記憶部は、前記ＣＰＵが前記ＲＡＭに対するデータ読出し／書込みを行なう第一の動作電圧においては、データの読出しのみが可能であり、他方、前記第一の動作電圧より高い第二の動作電圧を設定することによりデータの書込みが可能となるＰＲＯＭにて構成され、車両運転終了後も前記ＲＡＭ及びＰＲＯＭへの記憶内容保持のための電力供給が継続されるように構成され、
前記操舵制御部は、前記車輪操舵軸のアクチュエータの動作制御主体をなす主ＣＰＵと、該主ＣＰＵの処理動作のうち、少なくとも前記操舵軸角度位置の検出処理を前記主ＣＰＵと並行して行なう副ＣＰＵとを有し、前記主ＣＰＵのワークエリアをなす主ＣＰＵ側ＲＡＭと前記副ＣＰＵのワークエリアをなす副ＣＰＵ側ＲＡＭとのいずれかの、予め定められたメモリエリアが前記第一の記憶部として定められ、車両運転終了後も該メモリエリアの記憶内容保持のための電力供給が継続されるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の車両用操舵制御システムは、操舵用のハンドル軸と車輪操舵軸とが機械的に分離され、ハンドル軸の操作角（以下、ハンドル角ともいう）と車両の運転状態とに応じて車輪操舵軸に与えるべき操舵角（以下、車輪操舵角ともいう）を決定し、当該操舵角が得られるように車輪操舵軸をアクチュエータにより回転駆動する。例えば、車両の運転状態に応じて定まる舵角変換比によりハンドル角を車輪操舵角に変換し、当該車輪操舵角が得られるように車輪操舵軸のアクチュエータを駆動制御する。そして、車両運転終了時においては、車輪操舵軸の終了角度位置を第二の記憶部に記憶し、次回運転開始時には、その第二の記憶部に記憶された終了角度位置を用いて車輪操舵軸の初期角度位置を決定することにより、アクチュエータによる車輪操舵軸の駆動を問題なく再開できる。
【０００８】
しかし、上記第二の記憶部の記憶内容を用いた初期角度位置の決定処理が、何らかのトラブルにより不能となる場合がある。具体的には、第二の記憶部の終了角度位置に関する記憶内容が失われた場合や、運転終了時における第二の記憶部への終了角度位置の書込みに失敗した場合、さらには、第二の記憶部からのデータの読み出し自体が不能になった場合などがこれに該当する。いずれの場合も操舵制御部は終了角度位置を見失ってしまうことになり、次回運転開始時にアクチュエータによる車輪操舵軸の駆動制御を正常に再開できなくなる。
【０００９】
そこで、本発明では次のような点に着目して、上記の不具合の解決を図った。すなわち、車両運転中において操舵制御部は、ハンドル操作の推移により刻々変化する車輪操舵軸の目標角度位置を随時演算し、操舵軸角度位置がその都度目標角度位置に近づくように、アクチュエータの動作を制御している。従って、その制御処理のいわば主記憶部として使用される第一の記憶部には、操舵軸角度検出部がモニタする操舵軸角度位置の最新の情報が記憶保持されている。そこで、その第一の記憶部に残されている角度位置検出結果を用いれば、終了角度位置の情報取得に関して第二の記憶部を当てにすることができなくなった場合でも、前回運転終了時の終了角度位置を問題なく復元でき、アクチュエータによる車輪操舵軸の駆動制御を正常に再開することができる。
【００１０】
操舵制御部は、具体的には以下のように構成できる。すなわち、ＣＰＵとそのワークメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）とを有し、該ＲＡＭ内に予め定められたメモリエリアが第一の記憶部として定められる。他方、第二の記憶部は、ＣＰＵがＲＡＭに対するデータ読出し／書込みを行なう第一の動作電圧においては、データの読出しのみが可能であり、他方、第一の動作電圧とは異なる第二の動作電圧を設定することによりデータの書込み（書き換えを概念として含む）が可能となるＰＲＯＭ（Programmable Read Only Memory）にて構成され、車両運転終了後もＲＡＭ及びＰＲＯＭへの記憶内容保持のための電力供給が継続されるように構成される。例えば、制御部に含まれるＣＰＵは、ノイズ等による誤動作により暴走することがある。そこで、終了角度位置を記憶する第二の記憶部を、ワークメモリをなすＲＡＭとは異なる動作電圧においてのみ書込み可能となるＰＲＯＭにて構成しておけば、ＣＰＵが誤動作しても第二の記憶部内の情報が誤って書き換えられたりする心配がない。また、車両の運転を終了するということは、車両の運転駆動に使用する電装系（以下、主電装系と言う）の電源がＯＦＦされることを意味する（内燃機関を使用する自動車の場合は、イグニッションスイッチをＯＦＦにすることである）。操舵制御部のＲＡＭ及びＰＲＯＭへの電力供給が継続されていれば、主電装系の電源がＯＦＦになっても、最終書込み角度情報を記憶する第一の記憶部をなすＲＡＭの記憶内容は保持される。従って、該ＲＡＭの記憶内容に基づいて終了角度位置を復元することができる。
【００１１】
なお、上記のようなＰＲＯＭは電気的に記憶内容の変更が可能なＰＲＯＭであり、例えば周知のＥＥＰＲＯＭあるいはフラッシュメモリを使用できる。本発明のような車両用操舵制御システムにおいては、角度位置等、サイズのそれほど大きくないデータを頻繁に書き換える必要があるため、データの書き換え可能単位がフラッシュメモリよりも小さいＥＥＰＲＯＭ（バイト単位でデータ書き換えが可能）がより好適である。
【００１２】
操舵制御部は、車輪操舵軸のアクチュエータの動作制御主体をなす主ＣＰＵと、該主ＣＰＵの処理動作のうち、少なくとも操舵軸角度位置の検出処理を主ＣＰＵと並行して行なう副ＣＰＵとを有するものとして構成できる。この場合、主ＣＰＵのワークエリアをなす主ＣＰＵ側ＲＡＭと副ＣＰＵのワークエリアをなす副ＣＰＵ側ＲＡＭとのいずれかの予め定められたメモリエリアを第一の記憶部として定めすることができる。そして、車両運転終了後も該メモリエリアの記憶内容保持のための電力供給が継続されるように構成しておく。このようにＣＰＵを２つ設け、主ＣＰＵが行なうのと同じ操舵軸角度位置の検出処理を副ＣＰＵにも実行させれば、主ＣＰＵと副ＣＰＵとにリセット等のトラブルが同時に発生する確率は極めて小さいから、どちらかのＣＰＵのＲＡＭには正常な角度検出結果が通常は残される。そこで、それらＣＰＵのＲＡＭの、該角度検出結果の格納エリアをなすメモリエリアを第一の記憶部として定めておくことで、主ＣＰＵにて終了角度位置を第二の記憶部に記憶する処理が不調に終わっても、上記メモリエリアの記憶内容を参照して終了角度位置を問題なく復元できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明が適用される車両用操舵制御システムの、全体構成の一例を模式的に示したものである（なお、本実施形態において「車両」は自動車とするが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない）。該車両用操舵制御システム１は、操舵用ハンドル２に直結されたハンドル軸３と、車輪操舵軸８とが機械的に分離された構成を有する。車輪操舵軸８はアクチュエータとしてのモータ６により回転駆動される。車輪操舵軸８の先端はステアリングギアボックス９内に延び、該車輪操舵軸８とともに回転するピニオン１０がラックバー１１を軸線方向に往復動させることにより、車輪１３，１３の転舵角が変化する。なお、本実施形態の車両用操舵制御システム１においては、ラックバー１１の往復動が、周知の油圧式、電動式あるいは電動油圧式のパワーアシスト機構１２により駆動補助されるパワーステアリングが採用されている。
【００１４】
ハンドル軸３の角度位置φは、ロータリエンコーダ等の周知の角度検出部からなるハンドル軸角度検出部１０１により検出される。他方、車輪操舵軸８の角度位置θは、同じくロータリエンコーダ等の角度検出部からなる操舵軸角度検出部１０３により検出される。また、本実施形態においては、自動車の運転状態を検出する運転状態検出部として、車速Ｖを検出する車速検出部（車速センサ）１０２が設けられている。車速検出部１０２は、例えば車輪１３の回転を検出する回転検出部（例えばロータリエンコーダやタコジェネレータ）で構成される。そして、操舵制御部１００が、検出されたハンドル軸３の角度位置φと車速Ｖとに基づいて、車輪操舵軸８の目標角度位置θ’を決定し、該車輪操舵軸８の角度位置θが目標角度位置θ’に近づくように、モータドライバ１８を介して、モータ６の動作を制御する。
【００１５】
なお、ハンドル軸３と車輪操舵軸８との間には、両者を一体回転可能にロック結合したロック状態と、該ロック結合を解除したアンロック状態との間で切り替え可能なロック機構１９が設けられている。ロック状態では、ハンドル軸３の回転角が変換されることなく（つまり、舵角変換比が１：１）車輪操舵軸８に伝達され、マニュアルステアリングが可能となる。該ロック機構１９のロック状態への切り替えは、異常発生時などにおいて操舵制御部１００からの指令によりなされる。
【００１６】
図２は、モータ６による車輪操舵軸８の駆動部ユニットの構成例を、自動車への取付状態にて示すものである。該駆動部ユニット１４において、ハンドル２（図１）の操作によりハンドル軸３を回転させると、モータケース３３がその内側に組み付けられたモータ６とともに一体的に回転するようになっている。本実施形態においては、ハンドル軸３は、ユニバーサルジョイント３１９を介して入力軸２０に連結され、該入力軸２０がボルト２１，２１を介して第一カップリング部材２２に結合されている。この第一カップリング部材２２にはピン３１が一体化されている。他方、ピン３１は、第二カップリング部材３２の一方の板面中央から後方に延びるスリーブ３２ａ内に係合してはめ込まれている。他方、筒状のモータケース３３は、第二カップリング部材３２の他方の板面側に一体化されている。なお、符号４４はゴムあるいは樹脂にて構成されたカバーであり、ハンドル軸３と一体的に回転する。また、符号４６は、コックピットパネル４８に一体化された駆動部ユニット１４を収容するためのケースであり、符号４５は、カバー４４とケース４６との間をシールするシールリングである。
【００１７】
モータケース３３の内側には、コイル３５，３５を含むモータ６のステータ部分２３が一体的に組み付けられている。該ステータ部分２３の内側には、モータ出力軸３６がベアリング４１を介して回転可能に組み付けられている。また、モータ出力軸３６の外周面には永久磁石からなる電機子３４が一体化されており、この電機子３４を挟む形でコイル３５，３５が配置されている。なお、コイル３５，３５からは、モータケース３３の後端面に連なるように給電端子５０が取り出され、該給電端子５０において給電ケーブル４２によりコイル３５，３５に給電がなされる。
【００１８】
後述の通り、本実施形態においてモータ６はブラシレスモータであり、給電ケーブル４２は、該ブラシレスモータの各相のコイル３５，３５に個別に給電する素線を集合させた帯状の集合ケーブルとして構成されている。そして、モータケース３３の後端側に隣接する形でハブ４３ａを有するケーブルケース４３が設けられ、その中に給電ケーブル４２が、ハブ４３ａに対してゼンマイ状に巻かれた形で収容されている。給電ケーブル４２の、給電端子５０に接続されているのと反対の端部は、ケーブルケース４３のハブ４３ａに固定されている。そして、ハンドル軸３がモータケース３３ひいては給電端子５０とともに正方向又は逆方向に回転すると、ケーブルケース４３内の給電ケーブル４２は、ハブ４３ａへの巻き付き又は繰り出しを生じさせることにより、上記モータケース３３の回転を吸収する役割を果たす。
【００１９】
モータ出力軸３６の回転は、減速機構７を介して所定比率（例えば１／５０）に減速された上で車輪操舵軸８に伝達される。本実施形態において減速機構７は、ハーモニックドライブ減速機にて構成してある。すなわち、モータ出力軸３６には、楕円型のインナーレース付ベアリング３７が一体化され、その外側に変形可能な薄肉の外歯車３８がはめ込まれている。そして、この外歯車３８の外側に、カップリング４０を介して車輪操舵軸８が一体化された内歯車３９，１３９が噛み合っている。内歯車３９，１３９は、同軸的に配置された内歯車（以下、第一内歯車ともいう）３９と内歯車（以下、第二内歯車ともいう）１３９とからなり、第一内歯車３９がモータケース３３に固定されて該モータケース３３と一体回転する一方、第二内歯車１３９はモータケース３３に非固定とされ、該モータケース３３に対して相対回転可能とされている。第一内歯車３９はこれと噛み合う外歯車３８との歯数差がゼロであり、外歯車３８との間での相対回転を生じない（つまり、回転するモータ出力軸３６に対して、第一内歯車３９ひいてはモータケース３３及びハンドル軸３が、遊転可能に結合されているともいえる）。他方、第二内歯車１３９は外歯車３８よりも歯数が大きく（例えば２）、内歯車１３９の歯数をＮ、外歯車３８と内歯車１３９との歯数差をｎとすると、モータ出力軸３６の回転をｎ／Ｎに減速した形で車輪操舵軸８に伝達する。また、内歯車３９，１３９は、本実施形態においては、コンパクト化を図るために、ハンドル軸３の入力軸２０、モータ出力軸３６及び車輪操舵軸８が同軸的に配置されている。
【００２０】
次に、ロック機構１９は、ハンドル軸３に対して相対回転不能なロックベース部（本実施形態においてはモータケース３３）側に固定されたロック部材５１と、ロック受けベース部（本実施形態においては、モータ出力軸３６側）に設けられたロック受け部材５２とを有する。図３に示すように、ロック部材５１は、ロック受け部材５２に形成されたロック受け部５３に係合するロック位置と、該ロック受け部５３から退避したアンロック位置との間で進退可能に設けられている。本実施形態においては、車輪操舵軸８と一体的に回転するロック受け部材５２の周方向にロック受け部５３が所定の間隔で複数形成され、ロック部材５１の先端に設けられたロック部５１ａが、車輪操舵軸８の回転角位相に応じて、それら複数のロック受け部５３の任意の１つのものに選択的に係合するようになっている。ハンドル軸３はモータケース３３に対し（本実施形態では、カップリング２２及びピンにより）相対回転不能に結合されている。ロック部材５１とロック受け部材５２とが非係合（非ロック状態）の場合は、モータ出力軸３６はモータケース３３に対して回転し、その回転が外歯車３８を経て第一内歯車３９及び第二内歯車１３９にそれぞれ伝達される。モータケース３３に固定された第一内歯車３９は、前述の通り外歯車３８に対して相対回転しないので、結果的にハンドル軸３と同速で回転する（つまり、ハンドル操作に追従して回転する）。また、第二内歯車１３９は、モータ出力軸３６の回転を車輪操舵軸８に減速して伝達し、車輪操舵軸８の回転駆動を担う。他方、ロック部材５１とロック受け部材５２とが係合してロック状態になると、モータ出力軸３６はモータケース３３に対して相対回転不能となる。そして、減速機構７の内歯車３９，１３９のうち、第一内歯車３９がモータケース３３に固定されているから、第一内歯車３９、外歯車３８及び第二内歯車１３９の順でハンドル軸３の回転が車輪操舵軸８に直接伝達されることとなる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、ロック受け部材５２は、モータ出力軸３６の一端の外周面に取り付けられ、各ロック受け部５３は、該ロック受け部材５２の外周面から半径方向に切れ込む凹状に形成されている。また、図２に示すように、ロック部材５１は、モータケース３３に設けられた回転ベース３００に対し、車輪操舵軸８とほぼ平行な軸線周りに回転可能に取り付けられ、その後端部５５ａが結合されている。また、ソレノイド５５の付勢が解除されたときに、ロック部材５１を元の位置に弾性復帰させる弾性部材５４が設けられている。ソレノイド５５の付勢及び付勢解除の動作により、ソレノイド５５ａの先端に設けられた凸部５５ａとロック部材５１の一端部５１ｂに形成された溝部を介してロック部材５１の先端に形成されたロック部５１ａが、前記したロック／アンロックのためにロック受け部材５２に対し接近／離間する。なお、ソレノイド５５の付勢時がロック状態となるかアンロック状態となるかは選択可能であるが、本実施形態では、ソレノイド５５の付勢時にアンロックとなるように定めてある。これによると、電源遮断時等においてソレノイド５５が付勢解除されたとき、弾性部材５４の作用によりロック状態となり、マニュアル操舵が可能となる。
【００２２】
図４は、操舵制御部１００の電気的構成の一例を示すブロック図である。操舵制御部１００の要部をなすのは２つのマイコン１１０及び１２０である。主マイコン１１０は、主ＣＰＵ１１１、制御プログラムを格納したＲＯＭ１１２、ＣＰＵ１１１のワークエリアとなる主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３及び入出力インターフェース１１４を有する。また、副マイコン１２０は、副ＣＰＵ１２１、制御プログラムを格納したＲＯＭ１２２、副ＣＰＵ１２１のワークエリアとなる副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３及び入出力インターフェース１２４を有する。車輪操舵軸８を駆動するモータ６（アクチュエータ）の動作制御を直接行なうのは主マイコン１１０であり、副マイコン１２０は、必要なパラメータ演算等、モータ６の動作制御に必要なデータ処理を主マイコン１１０と並行して行なうとともに、そのデータ処理結果を主マイコン１１０との間で通信することにより、主マイコン１１０の動作が正常であるかどうかを監視・確認し、必要に応じて情報の補完を行なう補助制御部としての機能を果たす。本実施形態において主マイコン１１０と副マイコン１２０とのデータ通信は、入出力インターフェース１１４，１２４間の通信によりなされる。なお、両マイコン１１０及び１２０は、自動車の運転終了後（すなわち、イグニッションＯＦＦ後）においても、図示しない安定化電源からの電源電圧Ｖｃｃ（例えば＋５Ｖ）の供給を受け、ＲＡＭ１１３，１２３あるいはＥＥＰＲＯＭ（後述）１１５の記憶内容が保持されるようになっている。
【００２３】
ハンドル軸角度検出部１０１、車速検出部１０２及び操舵軸角度検出部１０３の各出力は、主マイコン１１０及び副マイコン１２０の入出力インターフェース１１４，１２４にそれぞれ分配入力される。本実施形態では、いずれの検出部もロータリエンコーダで構成され、そのエンコーダからの計数信号が図示しないシュミットトリガ部を経て入出力インターフェース１１４，１２４のデジタルデータポートに直接入力されている。また、主マイコン１１０の入出力インターフェース１１４には、前述のロック機構１９の駆動部をなすソレノイド５５が、ソレノイドドライバ５６を介して接続されている。
【００２４】
モータ６はブラシレスモータ、本実施形態では３相ブラシレスモータにて構成され、ＰＷＭ制御により回転速度が調整される。また、モータドライバ１８には、モータ６の電源となる車載バッテリー５７が接続されている。モータドライバ１８が受電するバッテリー５７の電圧（電源電圧）Ｖｓは、自動車の各所に分散した負荷の状態や、オルタ−ネータの発電状態により随時変化する（例えば９〜１４Ｖ）。本実施形態においては、このような変動するバッテリー電圧Ｖｓを、安定化電源回路を介さず、モータ電源電圧として直接使用する。操舵制御部１００は、このように相当幅にて変動する電源電圧Ｖｓの使用を前提として、モータ６の制御を行なうので、電源電圧Ｖｓの測定部が設けられている。本実施形態では、モータ６への通電経路（ドライバ１８の直前）から電圧測定用の分岐経路が引き出され、そこに設けられた分圧抵抗６０，６０を経て電圧測定信号を取り出している。該電圧測定信号はコンデンサ６１により平滑化された後、電圧フォロワ６２を経て入出力インターフェース１１４，１２４のＡ／Ｄ変換機能付入力ポート（以下、Ａ／Ｄポートという）に入力される。
【００２５】
また、過電流発生の有無など、モータ６の通電状態を監視するために、モータ６への通電経路上に電流検出部が設けられている。具体的には、経路上に設けられたシャント抵抗（電流検出抵抗）５８の両端電圧差を電流センサ７０により測定し、該両端電圧差に基づく電流Ｉｓの測定信号を入出力インターフェース１１４，１２４のＡ／Ｄポートに入力するようにしている。なお、シャント抵抗以外にも、ホール素子や電流検出コイルなど、電磁的な原理に基づいて電流検出するプローブを用いてもよい。
【００２６】
図４に戻り、両マイコン１１０，１２０のＲＡＭ１１３，１２３には、それぞれ以下のようなメモリエリアが形成されている。
▲１▼車速測定値メモリ：車速センサ１０２からの現在の車速の測定値を記憶する。
▲２▼ハンドル軸角度位置（φ）カウンタメモリ：ハンドル軸角度位置検出部１０１をなすロータリエンコーダからの計数信号をカウントし、ハンドル軸角度位置φを示すそのカウント値を記憶する。なお、ロータリエンコーダは回転方向の識別が可能なものを使用し、正方向回転の場合はカウンタをインクリメントし、逆方向回転の場合はデクリメントする。
▲３▼舵角変換比（α）算出値メモリ：車速測定値に基づいて算出された舵角変換比αを記憶する。
▲４▼目標操舵軸角度位置（θ’）算出値メモリ：現在のハンドル軸角度位置φと舵角変換比αとの値から、例えばφ×αにより算出された操舵軸角度位置の目標値、すなわち目標操舵軸角度位置θ’の値を記憶する。
▲５▼操舵軸角度位置（θ）カウンタメモリ：操舵軸角度検出部１０３をなすロータリエンコーダからの計数信号をカウントし、操舵軸角度位置θを示すそのカウント値を記憶する。操舵軸角度検出部１０３は、回転方向の識別が可能なインクリメント型ロータリエンコーダとして構成され、車輪操舵軸８の回転方向が正であれば上記のカウンタをインクリメントし、逆であればカウンタをデクリメントする。
▲６▼Δθ算出値メモリ：目標操舵軸角度位置θ’と現在の操舵軸角度位置θとの隔たりΔθ（≡θ’−θ）の算出値を記憶する。
▲７▼電源電圧（Ｖｓ）測定値メモリ：モータ６の電源電圧Ｖｓの測定値を記憶する。
▲８▼デューティ比（η）決定値メモリ：モータ６をＰＷＭ通電するための、Δθと電源電圧Ｖｓとに基づいて決定されたデューティ比ηを記憶する。
▲９▼電流（Ｉｓ）測定値メモリ：電流センサ７０による電流Ｉｓの測定値を記憶する。
【００２７】
また、主マイコン１１０の入出力インターフェース１１４には、運転終了時（つまり、イグニッションＯＦＦ時）における車輪操舵軸８の角度位置、すなわち終了角度位置を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ１１５が第二の記憶部として設けられている。該ＥＥＰＲＯＭ１１５（ＰＲＯＭ）は、主ＣＰＵ１１１が主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１２に対するデータ読出し／書込みを行なう第一の動作電圧（＋５Ｖ）においては、主ＣＰＵ１１１によるデータの読出しのみが可能であり、他方、第一の動作電圧（＋５Ｖ）とは異なる第二の動作電圧（本実施形態では、第一の動作電圧より高い電圧が採用される：例えば＋７Ｖ）を設定することにより主ＣＰＵ１１１によるデータの書込みが可能となるものであり、主ＣＰＵ１１１が暴走しても内容が誤って書き換えられることがない。第二の動作電圧は、ＥＥＰＲＯＭ１１５と入出力インターフェース１１４との間に介在する図示しない昇圧回路によって生成される。
【００２８】
以下、車両用操舵制御システム１の動作について説明する。
図８には、主マイコン１１０による制御プログラムの主ルーチンの処理の流れを示すものである。Ｓ１は初期化処理であり、前回イグニッションスイッチをＯＦＦにしたときの終了処理にてＥＥＰＲＯＭ１１５に書き込まれている車輪操舵軸８の終了角度位置（後述）を読み出し、該終了角度位置を、処理開始に際しての車輪操舵軸８の初期角度位置として設定することを要旨とする。具体的には、終了角度位置を示すカウンタ値を、前述の操舵軸角度位置カウンタメモリにセットする。なお、後述するＥＥＰＲＯＭ１１５へのデータ書込み完了フラグは、この時点でクリアしておく。
【００２９】
初期化処理が終了すれば、Ｓ２に進んで操舵制御処理となる。該操舵制御処理は、パラメータサンプリングの間隔を均一化するために、一定の周期（例えば数百μｓ）にて繰り返し実行される。その詳細を、図９により説明する。Ｓ２０１においては、現在の車速Ｖの測定値をリードし、次いでＳ２０２ではハンドル軸角度位置φをリードする。そして、Ｓ２０３においては、車速Ｖの算出値から、ハンドル軸角度位置φを目標操舵軸角度位置θ’に変換するための舵角変換比αを決定する。舵角変換比αは、車速Ｖに応じて異なる値が設定される。具体的には、図６に示すように、車速Ｖが一定以上に大きい状態では、舵角変換比αは小さく設定され、車速Ｖが一定以下に小さい低速走行時には舵角変換比αは大きく設定される。本実施形態では、図５に示すような、種々の車速Ｖに対応した舵角変換比αの設定値を与えるテーブル１３０をＲＯＭ１１２（１２２）に格納しておき、このテーブル１３０を参照して現在の車速Ｖに対応する舵角変換比αを補間法により算出する。なお、本実施形態においては、車両の運転状態を示す情報として車速Ｖを用いているが、これ以外にも、車両が受ける横圧や路面の傾斜角等を車両の運転状態を示す情報としてセンサにより検出し、その検出値に応じて舵角変換比αを特有の値に設定することが可能である。また、車速Ｖに応じて舵角変換比αの基本値を決定し、上記のような車速以外の情報に基づいて、その基本値を随時補正して使用することも可能である。
【００３０】
Ｓ２０４では、検出されたハンドル軸角度位置φに、決定された舵角変換比αを乗じて目標操舵軸角度位置θ’を算出する。そして、Ｓ２０５において、現在の操舵軸角度位置θを読み取る。Ｓ２０６では、操舵軸角度位置カウンタから求められた現在の操舵軸角度位置θと目標操舵軸角度位置θ’との隔たりΔθ（＝θ’−θ）を算出する。さらにＳ２０７においては、現在の電源電圧Ｖｓの測定値を読み取る。
【００３１】
モータ６は、目標操舵軸角度位置θ’と現在の操舵軸角度位置θとの差（Δθ）が縮小するように車輪操舵軸８を回転駆動する。そして、操舵軸角度位置θが目標操舵軸角度位置θ’に迅速かつスムーズに近づくことができるように、Δθが大きいときはモータ６の回転速度を大きくし、逆にΔθが小さいときはモータ６の回転速度を小さくする。基本的にはΔθをパラメータとした比例制御であるが、オーバーシュートやハンチング等を抑制し、制御の安定化を図るために、Δθの微分あるいは積分を考慮した周知のＰＩＤ制御を行なうことが望ましい。
【００３２】
モータ６は前述の通りＰＷＭ制御されており、回転速度は、そのデューティ比ηを変更することにより調整される。電源電圧Ｖｓが一定であれば、デューティ比により回転速度をほぼ一義的に調整できるが、本実施形態では前述の通り電源電圧Ｖｓは一定でない。従って、電源電圧Ｖｓも考慮してデューティ比ηを定めるようにする。例えば、図７に示すように、種々の電源電圧ＶｓとΔθとの各組み合わせに対応したデューティ比ηを与える二次元のデューティ比変換テーブル１３１をＲＯＭ１１２（１２２）に格納しておき、電源電圧Ｖｓの測定値とΔθの算出値に対応するデューティ比ηの値を読み取って用いることができる。なお、モータ６の回転速度は負荷によっても変動する。この場合、電流センサ７０によるモータ電流Ｉｓの測定値を元に、モータ負荷の状態を推定し、デューティ比ηを補正して用いることも可能である。
【００３３】
ここまでの処理は、図４の主マイコン１１０と副マイコン１２０との双方にて並列的に実行される。例えば、主マイコン１１０の動作が正常であるかどうかは、主マイコン１１０のＲＡＭ１１３に記憶された各パラメータの演算結果を副マイコン１２０に随時転送し、副マイコン１２０側にて、ＲＡＭ１２３の記憶内容と照合することにより、異常発生の有無を監視させることができる。他方、主マイコン１１０側では、決定されたデューティ比ηを元にＰＷＭ信号を生成する。そして、操舵軸角度検出部１０３をなすロータリエンコーダからの信号を参照してモータドライバ１８に該ＰＷＭ信号を出力することにより、モータ６をＰＷＭ制御する。
【００３４】
図８に戻り、Ｓ３ではイグニッションスイッチがＯＦＦされているかどうかを確認し、もしＯＦＦされている場合はＳ４の終了処理となる。すなわち、イグニッションスイッチがＯＦＦになっている場合は、自動車の運転が終了したことを意味するから、主マイコン１１０において操舵軸角度位置カウンタに記憶されている、車輪操舵軸８の終了角度位置を読み出し、これをＥＥＰＲＯＭ１１５に格納し、さらに、ＲＡＭ１１３に設けられたデータ書込み完了フラグをセットして処理を終了する。
【００３５】
ところで、この終了処理に何らかの異常が発生した場合、ＥＥＰＲＯＭ１１５に終了角度位置が正常に書き込まれないことがありえる。既に説明した通り、車輪操舵軸８の角度位置θは、一種のインクリメント型ロータリエンコーダにて検出されているから、上記のようなトラブルが生じて、前回運転終了時の角度位置である終了角度位置θ_Ｅが見失われてしまうと、運転開始に際しての初期角度位置θ_Ｉの設定が不能となってしまい、操舵制御処理を開始することができなくなってしまう。
【００３６】
そこで、本実施形態では、以下のような本発明特有の態様を有した初期化処理を行なう。図１０は、その第一の実施形態を示す主ＣＰＵ１１１側のフローチャートである。処理の要旨は、車両運転開始時において、主ＣＰＵ１１１のリセットを副ＣＰＵ１２１が検出したときに、副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３に記憶されている最後の角度位置θの検出結果を前回運転終了時の終了角度位置θ_Ｅとして採用する、というものである。具体的にはＳ１０１において、副ＣＰＵ１２１が主ＣＰＵ１１１のリセットを検出しているかどうかを調べる。もしリセットと判定されたとき、副ＣＰＵ１２１は主ＣＰＵ１１１に対してリセット検出を通知し、主ＣＰＵ１１１はこれを受けてＳ１０２に進む。リセットを検出していなければ、Ｓ１０４に進みＥＥＰＲＯＭ１１５内の終了角度位置θ_Ｅを読み出し、前記した初期角度位置θ_Ｉとしてカウンタにセットする。
【００３７】
Ｓ１０２においては、ＥＥＰＲＯＭ１１５のデータ書込み完了フラグにアクセスし、このフラグがクリアされているかどうかを調べる。フラグがクリアされておらず、データ書込み完了のフラグ値がセットされているようであれば、Ｓ１０４に進んでＥＥＰＲＯＭ１１５内の終了角度位置θ_Ｅを読み出し、前記した初期角度位置θ_Ｉとしてカウンタにセットする。他方、Ｓ１０２においてフラグがクリアされている場合は、前回終了時にＥＥＰＲＯＭ１１５への終了角度位置θ_Ｅの書込みに失敗したことを意味するから、ＥＥＰＲＯＭ１１５内の情報はもはや使用できない。そこで、主ＣＰＵ１１１の動作監視を行なう副ＣＰＵ１２１のＲＡＭ１２３には、最後の角度位置θの検出結果を示すカウンタ値も残っているはずであるから、この値の転送を副ＣＰＵ１２１に要求する。そして、Ｓ１０３において、このデータを受け取り、これを初期角度位置θ_Ｉ（すなわち、終了角度位置θ_Ｅの復元値）としてカウンタにセットする。最後に、初期化処理に際してＳ１０５に進み、データ書込み完了フラグをクリアする。
【００３８】
なお、主マイコン１１０と副マイコン１２０とは、イグニッションＯＦＦ後も動作電源がバックアップされているから、主ＣＰＵ１１１がリセットされた場合も、主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３の記憶内容は保持されている可能性がある。従って、主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３に残された最後の角度位置θの検出結果を、終了角度位置θ_Ｅの復元値として用いることもできる。しかし、ＣＰＵのリセットは、多くはプログラムの暴走により生ずることが多く、ＲＡＭの記憶値の相当部分が破壊を受けている可能性もある。そこで、より慎重に対応する態様として、図１１に示すような初期化処理を採用することもできる。処理の要旨は、車両の運転開始時において、主ＣＰＵ１１１のリセットを副ＣＰＵ１２１が検出したときに、主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３と副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３とにそれぞれ記憶されている最後の角度位置θの検出結果を比較し、両者が一致した場合に該角度位置θの検出結果を前回運転終了時の終了角度位置θ_Ｅとして採用する。
【００３９】
図１１においては、図１０と相違するステップのみ説明を行ない、図１０と共通するステップの説明は省略する。すなわち、Ｓ１１０では、副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３の最後の角度位置θの検出結果を受信し、Ｓ１１１では主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３の後の角度位置θの検出結果を読み出して、Ｓ１１２において両者を比較する。もし両者が一致していれば（誤差の範囲の不一致は許容される）、Ｓ１１３に進み、副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３（又は主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３）の最後の角度位置θを終了角度位置θ_Ｅの復元値としてカウンタにセットする。
【００４０】
また、上記の処理では、Ｓ１１２において、主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３と副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３とにそれぞれ記憶されている最後の角度位置θの検出結果の比較結果が不一致であった場合に異常と判定し、所定の異常対応処理を行なうようになっている。主ＣＰＵ１１１が暴走等の要因でリセットされた場合、不一致となった結果のうち特に信頼できないのは、主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３側の検出結果であるといえる。しかし、副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３の値も、正常であるかどうかを確認するべき情報が他に残されていない状況であるから、念のため不採用として異常対応処理とする、というのが本態様の主旨である。本実施形態では、Ｓ１１４において異常対応処理の一つして警報処理を行なう。これは、例えば自動車のコックピットパネル等に配置された警報ランプを点灯したり、あるいは音声による警報出力を行なう処理である。また、異常対応処理は、基本的には自動車を修理工場に持ち込んで、マイコン設定等をやり直す処理が中心となるが、修理が終わるまで自動車の運転が不能になると、修理工場への自動車の搬送等が甚だ面倒になる。そこで、車速等に応じて舵角変換比を変更しない、マニュアルステアリングを最小限の機能として確保できるように構成しておけば、自動車の運転を継続できる。そこで、本実施形態ではＳ１１５において、このマニュアルステアリングを可能とするルーチンを起動して処理を終了するようにしている。該ルーチンにおいては、図１のロック機構１９（具体的には図４のロック用ソレノイド５５）を作動させ、ハンドル軸３と車輪操舵軸８とを一体回転可能にロック結合した状態とする。
【００４１】
なお、以上は初期化処理を中心に説明したが、主ＣＰＵ１１１のリセットによるＥＥＰＲＯＭ１１５への終了角度位置θの書込み失敗は、そもそも図８の終了処理（Ｓ４）で発生するトラブルであるから、この段階で不具合の芽を摘み取っておくことも有効である。具体的には、図１２のような終了処理を行なうことが可能である。すなわち、自動車（車両）の運転終了後、Ｓ４０１において主ＣＰＵ１１１のリセットを副ＣＰＵ１２１が検出しているかどうかを確認する。そして、もし検出している場合はＳ４０４に進み、副ＣＰＵ側ＲＡＭ１２３に記憶されている最後の角度位置θの検出結果を、終了角度位置θ_ＥとしてＥＥＰＲＯＭ（ＰＲＯＭ）１１５に記憶する。なお、主ＣＰＵ１１１のリセットが検出されなかった場合は、主ＣＰＵ側ＲＡＭ１１３に記憶されている最後の角度位置θの検出結果を、終了角度位置θ_ＥとしてＥＥＰＲＯＭ１１５に記憶する（Ｓ４０２）。Ｓ４０３では、ＲＡＭ１１３に設けられたデータ書込み完了フラグをセットして処理を終了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用操舵制御システムの全体構成を模式的に示す図。
【図２】駆動部ユニットの一実施例を示す縦断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明の車両用操舵制御システムの電気的構成の一例を示すブロック図。
【図５】舵角変換比と車速との関係を与えるテーブルの模式図。
【図６】車速に応じて舵角変換比を変化させるパターンの一例を示す模式図。
【図７】モータ電源電圧と角度偏差Δθとによりデューティ比を決定するための二次元テーブルの模式図。
【図８】本発明の車両用操舵制御システムにおけるコンピュータ処理の主ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図９】図８の操舵制御処理の詳細の一例を示すフローチャート。
【図１０】図８の初期化処理を、本発明の第一の実施形態として構成した例を示すフローチャート。
【図１１】図８の初期化処理を、本発明の第二の実施形態として構成した例を示すフローチャート。
【図１２】図８の終了処理を本発明の実施形態として構成した例を示すフローチャート。
【符号の説明】
３ハンドル軸
６モータ（アクチュエータ）
８車輪操舵軸
１００操舵制御部
１０１ハンドル軸角度検出部
１０３操舵軸角度検出部
１１１主ＣＰＵ
１１５ＥＥＰＲＯＭ（第二の記憶部）
１１３主ＣＰＵ側ＲＡＭ
１２１副ＣＰＵ
１２３副ＣＰＵ側ＲＡＭ（第一の記憶部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering control system for a vehicle such as an automobile.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in a steering device for a vehicle, particularly a steering device for an automobile, as one end of further enhancement of function, the steering wheel operating angle (handle operating angle) and the wheel steering angle are not fixed at a 1: 1 ratio, A vehicle equipped with a so-called variable steering angle conversion ratio mechanism in which the conversion ratio of the steering wheel operation angle to the wheel steering angle (steering angle conversion ratio) is variable according to the driving state of the vehicle has been developed. As the driving state of the vehicle, for example, the vehicle speed (vehicle speed) can be exemplified, and at the time of high-speed driving, the steering angle is not increased rapidly by increasing the steering wheel operation angle by reducing the steering angle conversion ratio. If this is done, it is possible to stabilize high-speed running. On the other hand, when driving at low speeds, the steering angle conversion ratio can be increased to reduce the number of steering wheel rotations required to turn the steering wheel fully. Driving operation can be performed very simply.
[0003]
As a mechanism for varying the rudder angle conversion ratio, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-334604, a handle shaft and a wheel steering shaft are directly connected by a gear-type transmission unit having a variable gear ratio. Although there is a type, this configuration has a drawback that the gear ratio changing mechanism of the gear transmission is complicated. Therefore, a type in which the steering wheel shaft and the wheel steering shaft are separated and the wheel steering shaft is rotationally driven by an actuator such as a motor has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-334628. Specifically, based on the steering wheel operation angle detected by the angle detection unit and the steering angle conversion ratio determined according to the vehicle driving state, a finally necessary wheel steering angle is calculated by computer processing, and the calculation is performed. The wheel steering shaft mechanically separated from the handle shaft is rotationally driven by an actuator (motor) so as to obtain a wheel steering angle.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, since the handle shaft and the wheel steering shaft are mechanically separated, the following problems may occur. That is, when the driving of the vehicle is finished with the steering wheel turned at a certain angle, the wheel steering shaft actuator stops rotating at the angular position at the end of the driving. The angle position at the end of the operation is stored in the controller of the actuator, and when the operation is resumed, the driving of the wheel steering shaft by the actuator is resumed with the stored final angle position as the initial angle position. However, if the control unit loses sight of the end angle position for some reason, there is a possibility that the drive control of the wheel steering shaft by the actuator cannot be resumed normally.
[0005]
It is an object of the present invention to provide a vehicle steering control system that can normally resume the drive control of the wheel steering shaft even when the control unit of the actuator that drives the wheel steering shaft loses sight of the angular position at the end of vehicle operation. is there.
[0006]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to solve the above problems, the present invention
The steering wheel shaft and the wheel steering shaft are mechanically separated, and the steering angle to be given to the wheel steering shaft is determined according to the operation angle of the steering wheel shaft and the driving state of the vehicle. In a vehicle steering control system for a vehicle equipped with a variable steering angle conversion ratio mechanism in which the wheel steering shaft is rotationally driven by an actuator so as to be obtained,
A handle shaft angle detector for detecting an angle position of the handle shaft (hereinafter referred to as a handle shaft angle position);
A steering shaft angle detector for detecting an angular position of the wheel steering shaft (hereinafter referred to as a steering shaft angular position);
A driving state detector for detecting a driving state of the vehicle;
A target angular position of the wheel steering shaft is determined based on the detected steering wheel shaft angular position and the driving state of the vehicle, and the operation of the actuator is controlled so that the steering shaft angular position approaches the target angular position. A steering control unit,
The steering control unit stores a detection result of the steering shaft angular position at any time, and a second storage unit that stores an angular position of the wheel steering shaft at the end of vehicle operation (hereinafter referred to as an end angular position). And determining an initial angle position of the wheel steering shaft at the start of vehicle operation based on an end angle position at the end of the previous operation stored in the second storage unit, and When it is impossible to determine the initial angular position based on the storage contents of the second storage unit, the end angular position at the end of the previous operation is restored based on the angular position detection result stored in the first storage unit. as well as to use,
The steering control unit includes a CPU and a RAM serving as a work memory thereof, and a predetermined memory area in the RAM is defined as the first storage unit, while the second storage unit is configured as described above. In the first operating voltage at which the CPU reads / writes data from / to the RAM, only data can be read, while the second operating voltage higher than the first operating voltage is set to set the data It is composed of a PROM that can be written, and is configured so that power supply for holding stored contents in the RAM and PROM is continued even after the vehicle operation is completed,
The steering control unit includes a main CPU that controls the operation of the wheel steering shaft actuator, and a sub CPU that performs at least the steering shaft angular position detection processing in parallel with the main CPU among the processing operations of the main CPU. A first memory unit is a predetermined memory area of a main CPU side RAM that forms a work area of the main CPU and a sub CPU side RAM that forms a work area of the sub CPU. The power supply for holding the stored contents of the memory area is continued even after the vehicle operation ends.
[0007]
In the vehicle steering control system of the present invention described above, the steering handle shaft and the wheel steering shaft are mechanically separated, and depending on the operation angle of the handle shaft (hereinafter also referred to as the handle angle) and the driving state of the vehicle. A steering angle to be given to the wheel steering shaft (hereinafter also referred to as a wheel steering angle) is determined, and the wheel steering shaft is rotationally driven by an actuator so as to obtain the steering angle. For example, the steering wheel angle is converted into a wheel steering angle by a steering angle conversion ratio determined according to the driving state of the vehicle, and the actuator of the wheel steering shaft is driven and controlled so that the wheel steering angle is obtained. At the end of vehicle operation, the end angle position of the wheel steering shaft is stored in the second storage unit, and at the next start of operation, the end angle position stored in the second storage unit is used to store the wheel steering shaft. By determining the initial angle position, the driving of the wheel steering shaft by the actuator can be resumed without any problem.
[0008]
However, the initial angle position determination process using the storage contents of the second storage unit may be disabled due to some trouble. Specifically, when the stored content related to the end angle position of the second storage unit is lost, or when writing of the end angle position to the second storage unit at the end of operation fails, This is the case, for example, when reading data from the storage unit becomes impossible. In either case, the steering control unit loses sight of the end angle position, and the drive control of the wheel steering shaft by the actuator cannot be resumed normally at the start of the next operation.
[0009]
Therefore, in the present invention, focusing on the following points, the above problems have been solved. That is, during vehicle operation, the steering control unit calculates the target angle position of the wheel steering shaft that changes momentarily as the steering wheel operates, and operates the actuator so that the steering shaft angle position approaches the target angle position each time. I have control. Therefore, the latest information on the steering shaft angle position monitored by the steering shaft angle detection unit is stored and held in the first storage unit used as the main storage unit in the control process. Therefore, if the angular position detection result remaining in the first storage unit is used, even when the second storage unit cannot be relied on regarding the acquisition of the end angle position information, The end angle position can be restored without any problem, and the drive control of the wheel steering shaft by the actuator can be resumed normally.
[0010]
Specifically, the steering control unit can be configured as follows. That is, it has a CPU and a RAM (Random Access Memory) as its work memory, and a predetermined memory area in the RAM is determined as the first storage unit. On the other hand, the second storage unit can only read data at the first operating voltage at which the CPU reads / writes data from / to the RAM, and on the other hand, the second operation is different from the first operating voltage. Consists of PROM (Programmable Read Only Memory) that allows data to be written (including rewriting as a concept) by setting voltage, and supplies power to retain stored contents in RAM and PROM even after vehicle operation ends Is configured to continue. For example, the CPU included in the control unit may run away due to malfunction due to noise or the like. Therefore, if the second storage unit for storing the end angle position is configured by a PROM which can be written only at an operating voltage different from that of the RAM constituting the work memory, the second memory can be stored even if the CPU malfunctions. There is no worry that the information in the department will be rewritten accidentally. Further, the termination of the vehicle operation means that the power source of the electrical system used for driving the vehicle (hereinafter referred to as the main electrical system) is turned off (in the case of an automobile using an internal combustion engine). , Turn off the ignition switch). If the power supply to the RAM and PROM of the steering control unit is continued, even if the power of the main electrical system is turned off, the storage contents of the RAM that forms the first storage unit that stores the final writing angle information are retained. Is done. Therefore, the end angle position can be restored based on the stored contents of the RAM.
[0011]
The PROM as described above is a PROM that can electrically change the stored contents. For example, a well-known EEPROM or flash memory can be used. In a vehicle steering control system such as the present invention, data that is not so large, such as angular position, needs to be rewritten frequently. Therefore, the data rewritable unit is smaller than that of flash memory. Is possible).
[0012]
The steering control unit includes a main CPU that mainly controls the operation of the wheel steering shaft actuator, and a sub CPU that performs at least a steering shaft angular position detection process in parallel with the main CPU among the processing operations of the main CPU. Can be configured. In this case, a predetermined memory area of either the main CPU side RAM that forms the work area of the main CPU or the sub CPU side RAM that forms the work area of the sub CPU can be defined as the first storage unit. And it is comprised so that the electric power supply for the memory content holding | maintenance of this memory area may be continued even after completion | finish of vehicle driving. In this way, if two CPUs are provided and the sub CPU performs the same steering shaft angle position detection process as the main CPU performs, the probability that a trouble such as a reset will occur simultaneously in the main CPU and the sub CPU is not likely. Since it is extremely small, a normal angle detection result is usually left in the RAM of either CPU. Therefore, by defining a memory area that forms the storage area of the angle detection result in the RAM of these CPUs as the first storage unit, the main CPU can store the end angle position in the second storage unit. Even if the operation ends abnormally, the end angle position can be restored without any problem with reference to the stored contents of the memory area.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows an example of the overall configuration of a vehicle steering control system to which the present invention is applied (in the present embodiment, “vehicle” is an automobile, but the present invention is applied). The subject is not limited to this). The vehicle steering control system 1 has a configuration in which a handle shaft 3 directly connected to a steering handle 2 and a wheel steering shaft 8 are mechanically separated. The wheel steering shaft 8 is rotationally driven by a motor 6 as an actuator. The tip of the wheel steering shaft 8 extends into the steering gear box 9, and the pinion 10 that rotates together with the wheel steering shaft 8 reciprocates the rack bar 11 in the axial direction, thereby changing the turning angle of the wheels 13 and 13. . In the vehicle steering control system 1 of the present embodiment, power steering is employed in which the reciprocation of the rack bar 11 is driven and assisted by a known hydraulic, electric or electrohydraulic power assist mechanism 12. Yes.
[0014]
An angular position φ of the handle shaft 3 is detected by a handle shaft angle detection unit 101 including a known angle detection unit such as a rotary encoder. On the other hand, the angular position θ of the wheel steering shaft 8 is detected by a steering shaft angle detection unit 103 that is also composed of an angle detection unit such as a rotary encoder. In the present embodiment, a vehicle speed detection unit (vehicle speed sensor) 102 that detects the vehicle speed V is provided as a driving state detection unit that detects the driving state of the automobile. The vehicle speed detection unit 102 is configured by, for example, a rotation detection unit (for example, a rotary encoder or a tachometer) that detects the rotation of the wheel 13. Then, the steering control unit 100 determines the target angular position θ ′ of the wheel steering shaft 8 based on the detected angular position φ of the handle shaft 3 and the vehicle speed V, and the angular position θ of the wheel steering shaft 8 is determined. The operation of the motor 6 is controlled via the motor driver 18 so as to approach the target angular position θ ′.
[0015]
A lock mechanism 19 is provided between the handle shaft 3 and the wheel steering shaft 8 so as to be switchable between a locked state in which the two are locked together so as to rotate together and an unlocked state in which the lock connection is released. It has been. In the locked state, the rotation angle of the handle shaft 3 is transmitted to the wheel steering shaft 8 without being converted (that is, the steering angle conversion ratio is 1: 1), thereby enabling manual steering. The lock mechanism 19 is switched to the locked state by a command from the steering control unit 100 when an abnormality occurs.
[0016]
FIG. 2 shows an example of the configuration of the drive unit of the wheel steering shaft 8 by the motor 6 in an attached state to the automobile. In the drive unit 14, when the handle shaft 3 is rotated by operating the handle 2 (FIG. 1), the motor case 33 rotates integrally with the motor 6 assembled inside thereof. In the present embodiment, the handle shaft 3 is connected to the input shaft 20 via a universal joint 319, and the input shaft 20 is coupled to the first coupling member 22 via bolts 21 and 21. A pin 31 is integrated with the first coupling member 22. On the other hand, the pin 31 is engaged and fitted in a sleeve 32 a extending rearward from the center of one plate surface of the second coupling member 32. On the other hand, the cylindrical motor case 33 is integrated on the other plate surface side of the second coupling member 32. Reference numeral 44 denotes a cover made of rubber or resin, which rotates integrally with the handle shaft 3. Reference numeral 46 denotes a case for housing the drive unit 14 integrated with the cockpit panel 48, and reference numeral 45 denotes a seal ring that seals between the cover 44 and the case 46.
[0017]
Inside the motor case 33, the stator portion 23 of the motor 6 including the coils 35 is integrally assembled. A motor output shaft 36 is rotatably mounted inside the stator portion 23 via a bearing 41. Further, an armature 34 made of a permanent magnet is integrated on the outer peripheral surface of the motor output shaft 36, and coils 35, 35 are arranged so as to sandwich the armature 34. A power supply terminal 50 is taken out from the coils 35 and 35 so as to be continuous with the rear end surface of the motor case 33, and power is supplied to the coils 35 and 35 through the power supply cable 42 at the power supply terminal 50.
[0018]
As will be described later, in this embodiment, the motor 6 is a brushless motor, and the power supply cable 42 is configured as a belt-like collective cable in which strands that individually feed power to the coils 35 and 35 of each phase of the brushless motor are assembled. ing. And the cable case 43 which has the hub 43a in the form adjacent to the rear end side of the motor case 33 is provided, and the electric power feeding cable 42 is accommodated in the form wound by the spring shape with respect to the hub 43a in it. . The end of the power supply cable 42 opposite to the end connected to the power supply terminal 50 is fixed to the hub 43 a of the cable case 43. When the handle shaft 3 rotates in the forward direction or the reverse direction together with the motor case 33 and the power supply terminal 50, the power supply cable 42 in the cable case 43 is wound around or fed out to the hub 43a, so that the motor case 33 is provided. Plays the role of absorbing the rotation of
[0019]
The rotation of the motor output shaft 36 is transmitted to the wheel steering shaft 8 after being decelerated to a predetermined ratio (for example, 1/50) via the speed reduction mechanism 7. In this embodiment, the speed reduction mechanism 7 is composed of a harmonic drive speed reducer. That is, an elliptical bearing 37 with an inner race is integrated with the motor output shaft 36, and a deformable thin external gear 38 is fitted to the outside thereof. Further, the internal gears 39 and 139 with which the wheel steering shaft 8 is integrated via the coupling 40 are engaged with the outside of the external gear 38. The internal gears 39 and 139 include an coaxially arranged internal gear (hereinafter also referred to as a first internal gear) 39 and an internal gear (hereinafter also referred to as a second internal gear) 139. While fixed to the motor case 33 and rotating integrally with the motor case 33, the second internal gear 139 is not fixed to the motor case 33 and is rotatable relative to the motor case 33. The first internal gear 39 has no difference in the number of teeth from the external gear 38 meshing with the first internal gear 39 and does not cause relative rotation with the external gear 38 (that is, with respect to the rotating motor output shaft 36, It can also be said that the internal gear 39 and thus the motor case 33 and the handle shaft 3 are coupled so as to be freely rotatable). On the other hand, if the number of teeth of the second internal gear 139 is larger than that of the external gear 38 (for example, 2), the number of teeth of the internal gear 139 is N, and the number of teeth difference between the external gear 38 and the internal gear 139 is n, the motor output The rotation of the shaft 36 is transmitted to the wheel steering shaft 8 in a form decelerated to n / N. In the present embodiment, the internal gears 39 and 139 are coaxially arranged with the input shaft 20 of the handle shaft 3, the motor output shaft 36, and the wheel steering shaft 8 in order to reduce the size.
[0020]
Next, the lock mechanism 19 includes a lock member 51 fixed to the lock base portion (in this embodiment, the motor case 33) that cannot rotate relative to the handle shaft 3, and a lock receiving base portion (in this embodiment). Has a lock receiving member 52 provided on the motor output shaft 36 side). As shown in FIG. 3, the lock member 51 can advance and retreat between a lock position that engages with a lock receiving portion 53 formed on the lock receiving member 52 and an unlock position that is retracted from the lock receiving portion 53. Is provided. In the present embodiment, a plurality of lock receiving portions 53 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the lock receiving member 52 that rotates integrally with the wheel steering shaft 8, and a lock portion 51 a provided at the tip of the lock member 51 is provided. In accordance with the rotational angle phase of the wheel steering shaft 8, it selectively engages with any one of the plurality of lock receiving portions 53. The handle shaft 3 is coupled to the motor case 33 (in the present embodiment, by the coupling 22 and the pin) so as not to be relatively rotatable. When the lock member 51 and the lock receiving member 52 are not engaged (in an unlocked state), the motor output shaft 36 rotates with respect to the motor case 33, and the rotation passes through the external gear 38 and the first internal gear 39 and Each is transmitted to the second internal gear 139. Since the first internal gear 39 fixed to the motor case 33 does not rotate relative to the external gear 38 as described above, as a result, the first internal gear 39 rotates at the same speed as the handle shaft 3 (that is, rotates following the handle operation). To do). The second internal gear 139 decelerates and transmits the rotation of the motor output shaft 36 to the wheel steering shaft 8 and is responsible for driving the wheel steering shaft 8 to rotate. On the other hand, when the lock member 51 and the lock receiving member 52 are engaged and locked, the motor output shaft 36 cannot rotate relative to the motor case 33. Of the internal gears 39 and 139 of the speed reduction mechanism 7, the first internal gear 39 is fixed to the motor case 33, and therefore the handle shaft in the order of the first internal gear 39, the external gear 38 and the second internal gear 139. 3 rotation is directly transmitted to the wheel steering shaft 8.
[0021]
In the present embodiment, the lock receiving member 52 is attached to the outer peripheral surface of one end of the motor output shaft 36, and each lock receiving portion 53 is formed in a concave shape that cuts in the radial direction from the outer peripheral surface of the lock receiving member 52. Has been. Further, as shown in FIG. 2, the lock member 51 is attached to the rotation base 300 provided in the motor case 33 so as to be rotatable around an axis substantially parallel to the wheel steering shaft 8, and the rear end portion 55a is coupled. Has been. Further, an elastic member 54 is provided that elastically returns the lock member 51 to its original position when the solenoid 55 is released from the bias. A lock formed at the tip of the lock member 51 through a projection 55a provided at the tip of the solenoid 55a and a groove formed at one end 51b of the lock member 51 by the biasing and releasing operation of the solenoid 55. The portion 51a approaches / separates from the lock receiving member 52 for locking / unlocking as described above. Note that it is possible to select whether the solenoid 55 is energized in a locked state or an unlocked state, but in this embodiment, it is determined that the solenoid 55 is unlocked when the solenoid 55 is energized. According to this, when the energization of the solenoid 55 is released at the time of power-off or the like, the locked state is obtained by the action of the elastic member 54, and manual steering is possible.
[0022]
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration of the steering control unit 100. The two microcomputers 110 and 120 form the main part of the steering control unit 100. The main microcomputer 110 has a main CPU 111, a ROM 112 storing control programs, a main CPU RAM 113 serving as a work area for the CPU 111, and an input / output interface 114. The sub-microcomputer 120 includes a sub-CPU 121, a ROM 122 that stores a control program, a sub-CPU side RAM 123 that serves as a work area for the sub-CPU 121, and an input / output interface 124. The main microcomputer 110 directly controls the operation of the motor 6 (actuator) that drives the wheel steering shaft 8, and the sub-microcomputer 120 performs data processing necessary for operation control of the motor 6, such as necessary parameter calculation. 110 is performed in parallel with the data processing result, and the data processing result is communicated with the main microcomputer 110 to monitor / confirm whether the operation of the main microcomputer 110 is normal, and supplement the information as necessary. It functions as an auxiliary control unit. In this embodiment, data communication between the main microcomputer 110 and the sub-microcomputer 120 is performed by communication between the input / output interfaces 114 and 124. Both the microcomputers 110 and 120 are supplied with a power supply voltage Vcc (for example, +5 V) from a stabilized power supply (not shown) even after the operation of the automobile is finished (that is, after the ignition is turned off), and RAMs 113 and 123 or an EEPROM (described later). ) 115 stored contents are held.
[0023]
The outputs of the handle shaft angle detection unit 101, the vehicle speed detection unit 102, and the steering shaft angle detection unit 103 are distributed and input to the input / output interfaces 114 and 124 of the main microcomputer 110 and the sub microcomputer 120, respectively. In this embodiment, each detection unit is constituted by a rotary encoder, and a count signal from the encoder is directly input to digital data ports of the input / output interfaces 114 and 124 via a Schmitt trigger unit (not shown). In addition, a solenoid 55 that constitutes the drive unit of the lock mechanism 19 is connected to the input / output interface 114 of the main microcomputer 110 via a solenoid driver 56.
[0024]
The motor 6 is a brushless motor, which is a three-phase brushless motor in this embodiment, and the rotation speed is adjusted by PWM control. The motor driver 18 is connected to an in-vehicle battery 57 serving as a power source for the motor 6. The voltage (power supply voltage) Vs of the battery 57 that is received by the motor driver 18 changes from time to time (for example, 9 to 14 V) depending on the state of the load dispersed in various parts of the automobile and the power generation state of the alternator. In the present embodiment, such a varying battery voltage Vs is directly used as a motor power supply voltage without going through a stabilized power supply circuit. Since the steering control unit 100 controls the motor 6 on the premise of using the power supply voltage Vs that fluctuates in a considerable range as described above, a measurement unit for the power supply voltage Vs is provided. In this embodiment, a branch path for voltage measurement is drawn out from the energization path to the motor 6 (immediately before the driver 18), and the voltage measurement signal is taken out through the voltage dividing resistors 60, 60 provided there. The voltage measurement signal is smoothed by the capacitor 61 and then input to the input ports with an A / D conversion function (hereinafter referred to as A / D ports) of the input / output interfaces 114 and 124 via the voltage follower 62.
[0025]
In addition, in order to monitor the energization state of the motor 6 such as the presence or absence of occurrence of overcurrent, a current detection unit is provided on the energization path to the motor 6. Specifically, a voltage difference between both ends of a shunt resistor (current detection resistor) 58 provided on the path is measured by the current sensor 70, and a measurement signal of the current Is based on the voltage difference between both ends is input to the input / output interfaces 114 and 124. Input to the A / D port. In addition to the shunt resistor, a probe that detects a current based on an electromagnetic principle such as a Hall element or a current detection coil may be used.
[0026]
Returning to FIG. 4, the RAMs 113 and 123 of both microcomputers 110 and 120 have the following memory areas, respectively.
(1) Vehicle speed measurement value memory: Stores the current vehicle speed measurement value from the vehicle speed sensor 102.
(2) Handle shaft angular position (φ) counter memory: Counts a count signal from the rotary encoder constituting the handle shaft angular position detection unit 101, and stores a count value indicating the handle shaft angular position φ. Note that a rotary encoder that can identify the rotation direction is used, and the counter is incremented for forward rotation and decremented for reverse rotation.
(3) Steering angle conversion ratio (α) calculated value memory: Stores the steering angle conversion ratio α calculated based on the vehicle speed measurement value.
(4) Target steering shaft angular position (θ ′) calculated value memory: The target value of the steering shaft angular position calculated by, for example, φ × α from the value of the current steering wheel angular position φ and the steering angle conversion ratio α, That is, the value of the target steering shaft angular position θ ′ is stored.
(5) Steering shaft angular position (θ) counter memory: Counting signals from the rotary encoder constituting the steering shaft angle detecting unit 103 are counted, and the count value indicating the steering shaft angular position θ is stored. The steering shaft angle detection unit 103 is configured as an increment type rotary encoder capable of identifying the rotational direction, and increments the counter if the rotational direction of the wheel steering shaft 8 is positive, and decrements the counter if the reverse. .
(6) Δθ calculated value memory: Stores a calculated value of the difference Δθ (≡θ′−θ) between the target steering shaft angular position θ ′ and the current steering shaft angular position θ.
(7) Power supply voltage (Vs) measurement value memory: The measurement value of the power supply voltage Vs of the motor 6 is stored.
(8) Duty ratio (η) determined value memory: Stores the duty ratio η determined based on Δθ and the power supply voltage Vs for energizing the motor 6 with PWM.
(9) Current (Is) measurement value memory: Stores a measurement value of the current Is by the current sensor 70.
[0027]
The input / output interface 114 of the main microcomputer 110 is provided with an EEPROM 115 as a second storage unit for storing the angular position of the wheel steering shaft 8 at the end of operation (that is, when the ignition is OFF), that is, the end angle position. It has been. The EEPROM 115 (PROM) can only read data by the main CPU 111 at the first operating voltage (+ 5V) at which the main CPU 111 reads / writes data to / from the main CPU side RAM 112, while the first operation is performed in the first operation voltage. Data can be written by the main CPU 111 by setting a second operating voltage different from the voltage (+5 V) (in this embodiment, a voltage higher than the first operating voltage is adopted: for example, +7 V). Even if the main CPU 111 runs out of control, the contents are not erroneously rewritten. The second operating voltage is generated by a booster circuit (not shown) interposed between the EEPROM 115 and the input / output interface 114.
[0028]
Hereinafter, the operation of the vehicle steering control system 1 will be described.
FIG. 8 shows the flow of processing of the main routine of the control program by the main microcomputer 110. S1 is an initialization process, in which the end angle position (described later) of the wheel steering shaft 8 written in the EEPROM 115 in the end process when the ignition switch was previously turned off is read, and the end angle position is read when the process is started. The gist is to set it as the initial angular position of the wheel steering shaft 8. Specifically, the counter value indicating the end angle position is set in the steering shaft angle position counter memory described above. A data write completion flag to the EEPROM 115 described later is cleared at this time.
[0029]
When the initialization process ends, the process proceeds to S2 and the steering control process is performed. The steering control process is repeatedly executed at a constant period (for example, several hundred μs) in order to make the parameter sampling intervals uniform. Details thereof will be described with reference to FIG. In S201, the current measured value of the vehicle speed V is read, and then in S202, the steering wheel shaft angular position φ is read. In S203, a steering angle conversion ratio α for converting the steering wheel shaft angular position φ to the target steering shaft angular position θ ′ is determined from the calculated value of the vehicle speed V. The steering angle conversion ratio α is set to a different value depending on the vehicle speed V. Specifically, as shown in FIG. 6, the steering angle conversion ratio α is set to be small when the vehicle speed V is higher than a certain level, and the steering angle conversion ratio α is set to be large at low speeds when the vehicle speed V is low below a certain level. Is done. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a table 130 for giving a set value of the steering angle conversion ratio α corresponding to various vehicle speeds V is stored in the ROM 112 (122), and the present table 130 is referred to as the current value. The steering angle conversion ratio α corresponding to the vehicle speed V is calculated by the interpolation method. In the present embodiment, the vehicle speed V is used as information indicating the driving state of the vehicle, but in addition to this, the lateral pressure received by the vehicle, the inclination angle of the road surface, etc. are used as information indicating the driving state of the vehicle. And the steering angle conversion ratio α can be set to a specific value according to the detected value. It is also possible to determine the basic value of the steering angle conversion ratio α in accordance with the vehicle speed V and correct the basic value as needed based on information other than the vehicle speed as described above.
[0030]
In S204, the target steering shaft angular position θ ′ is calculated by multiplying the detected steering shaft angular position φ by the determined steering angle conversion ratio α. In S205, the current steering shaft angular position θ is read. In S206, a difference Δθ (= θ′−θ) between the current steering shaft angular position θ obtained from the steering shaft angular position counter and the target steering shaft angular position θ ′ is calculated. In step S207, the current measured value of the power supply voltage Vs is read.
[0031]
The motor 6 rotationally drives the wheel steering shaft 8 so that the difference (Δθ) between the target steering shaft angular position θ ′ and the current steering shaft angular position θ is reduced. Then, the rotational speed of the motor 6 is increased when Δθ is large, and conversely, when Δθ is small, so that the steering shaft angular position θ can quickly and smoothly approach the target steering shaft angular position θ ′. Reduce the rotation speed of the. Basically, the proportional control uses Δθ as a parameter, but in order to suppress overshoot and hunting and stabilize the control, it is desirable to perform well-known PID control considering the differential or integral of Δθ. .
[0032]
The motor 6 is PWM controlled as described above, and the rotation speed is adjusted by changing the duty ratio η. If the power supply voltage Vs is constant, the rotational speed can be adjusted almost uniquely by the duty ratio. However, in this embodiment, the power supply voltage Vs is not constant as described above. Therefore, the duty ratio η is determined in consideration of the power supply voltage Vs. For example, as shown in FIG. 7, a two-dimensional duty ratio conversion table 131 that gives a duty ratio η corresponding to each combination of various power supply voltages Vs and Δθ is stored in the ROM 112 (122), and the power supply voltage Vs. The value of the duty ratio η corresponding to the measured value and the calculated value of Δθ can be read and used. Note that the rotational speed of the motor 6 varies depending on the load. In this case, the state of the motor load can be estimated based on the measured value of the motor current Is by the current sensor 70, and the duty ratio η can be corrected and used.
[0033]
The processing so far is executed in parallel in both the main microcomputer 110 and the sub-microcomputer 120 in FIG. For example, whether the operation of the main microcomputer 110 is normal or not is determined by transferring the calculation results of each parameter stored in the RAM 113 of the main microcomputer 110 to the sub-microcomputer 120 as needed, By checking, it is possible to monitor whether or not an abnormality has occurred. On the other hand, the main microcomputer 110 generates a PWM signal based on the determined duty ratio η. The motor 6 is PWM-controlled by outputting the PWM signal to the motor driver 18 with reference to a signal from the rotary encoder constituting the steering shaft angle detection unit 103.
[0034]
Returning to FIG. 8, in S3, it is confirmed whether or not the ignition switch is turned off. If it is turned off, the process ends in S4. That is, when the ignition switch is OFF, it means that the driving of the automobile has been completed. Therefore, the end angle position of the wheel steering shaft 8 stored in the steering shaft angle position counter in the main microcomputer 110 is read out. This is stored in the EEPROM 115, and further, a data write completion flag provided in the RAM 113 is set, and the process is terminated.
[0035]
By the way, if any abnormality occurs in the end process, the end angle position may not be normally written in the EEPROM 115. As already described, since the angular position θ of the wheel steering shaft 8 is detected by a kind of incremental rotary encoder, the above-described trouble occurs, and the end angular position that is the angular position at the end of the previous operation. If theta _E will be missing, it becomes impossible to set the initial angular position theta _I of in operation start, it becomes impossible to start the steering control process.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, initialization processing having the following aspects specific to the present invention is performed. FIG. 10 is a flowchart on the main CPU 111 side showing the first embodiment. The summary of the processing is that when the sub CPU 121 detects the reset of the main CPU 111 at the start of vehicle driving, the detection result of the last angular position θ stored in the sub CPU side RAM 123 is the end angular position at the end of the previous driving. to adopt as θ _E, is that. Specifically, in S101, it is checked whether or not the sub CPU 121 detects reset of the main CPU 111. If it is determined to be reset, the sub CPU 121 notifies the main CPU 111 of the reset detection, and the main CPU 111 receives this and proceeds to S102. If not detect the reset, it reads the completion angular position theta _E in EEPROM115 proceeds to S104, and sets the counter as the initial angular position theta _I described above.
[0037]
In S102, the data write completion flag in the EEPROM 115 is accessed to check whether this flag is cleared. Flag is not cleared, if as the flag value of the data write completion is set, it reads the completion angular position theta _E in EEPROM115 proceeds to S104, sets the counter as the the initial angular position theta _I To do. On the other hand, if the flag is cleared in S102, it means that it has failed to write the end angular position theta _E to EEPROM115 the last time, the information in EEPROM115 no longer available. Therefore, since the counter value indicating the detection result of the last angular position θ should remain in the RAM 123 of the sub CPU 121 that monitors the operation of the main CPU 111, the sub CPU 121 is requested to transfer this value. In S103, this data is received and set in the counter as the initial angular position θ _I (that is, the restored value of the end angular position θ _E ). Finally, the process proceeds to S105 in the initialization process, and the data write completion flag is cleared.
[0038]
The main microcomputer 110 and the sub-microcomputer 120 are backed up after the ignition is turned off, so that even if the main CPU 111 is reset, the stored contents of the main CPU RAM 113 may be retained. . Therefore, the detection result of the last angular position theta left on the main CPU side RAM 113, may be used as the reconstruction value of the end angle position theta _E. However, the reset of the CPU is often caused by a program runaway, and a considerable part of the stored value of the RAM may be damaged. In view of this, an initialization process such as that shown in FIG. The summary of the processing is that the detection result of the last angular position θ stored in the main CPU side RAM 113 and the sub CPU side RAM 123 when the sub CPU 121 detects the reset of the main CPU 111 at the start of driving of the vehicle. comparison, to employ a detection result of the angle position theta as the end angular position theta _E at the time of the previous operation ends when they match.
[0039]
In FIG. 11, only the steps different from FIG. 10 will be described, and the description of the steps common to FIG. 10 will be omitted. That is, in S110, the detection result of the last angular position θ of the sub CPU side RAM 123 is received. In S111, the detection result of the angular position θ after the main CPU side RAM 113 is read out, and both are compared in S112. If the two match (the mismatch of the error range is allowed), the process proceeds to S113, and the final angular position θ of the sub CPU side RAM 123 (or the main CPU side RAM 113) is used as the restored value of the end angular position θ _E. To the counter.
[0040]
In the above processing, in S112, it is determined that there is an abnormality when the comparison result of the detection results of the last angular position θ stored in the main CPU side RAM 113 and the sub CPU side RAM 123 is inconsistent. Anomaly handling processing is performed. When the main CPU 111 is reset due to a runaway or the like, it can be said that it is a detection result on the main CPU side RAM 113 side that is not particularly reliable among the mismatched results. However, since there is no other information left to confirm whether the value of the secondary CPU-side RAM 123 is normal, it is assumed that the abnormality handling process is not adopted as a precaution in this mode. The main point. In this embodiment, an alarm process is performed as one of the abnormality handling processes in S114. This is a process of turning on an alarm lamp disposed on, for example, a cockpit panel of an automobile, or outputting an alarm by voice. In addition, abnormality handling processing is basically the process of bringing the car to a repair shop and reconfiguring the microcomputer settings, etc., but if the car becomes inoperable until the repair is completed, the car is transported to the repair shop. Etc. are troublesome. Accordingly, if the steering angle conversion ratio is not changed according to the vehicle speed or the like and the manual steering is ensured as a minimum function, the driving of the automobile can be continued. Therefore, in this embodiment, in S115, a routine that enables this manual steering is started and the process is terminated. In this routine, the lock mechanism 19 shown in FIG. 1 (specifically, the locking solenoid 55 shown in FIG. 4) is actuated to lock the handle shaft 3 and the wheel steering shaft 8 so as to be integrally rotatable.
[0041]
Although the above description has focused on the initialization process, the failure to write the end angle position θ to the EEPROM 115 due to the reset of the main CPU 111 is a trouble that occurs in the end process (S4) of FIG. It is also effective to pick out defective buds. Specifically, an end process as shown in FIG. 12 can be performed. That is, after the driving of the automobile (vehicle) is completed, it is confirmed whether or not the sub CPU 121 detects the reset of the main CPU 111 in S401. Then, if you are detecting the flow proceeds to step S404, the detection result of the last angular position theta stored in the sub CPU side RAM 123, and stored in EEPROM (PROM) 115 as an end angular position theta _E. If the reset of the main CPU 111 is not detected, the detection result of the last angular position θ stored in the main CPU side RAM 113 is stored in the EEPROM 115 as the end angular position θ _E (S402). In S403, the data write completion flag provided in the RAM 113 is set and the process is terminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a vehicle steering control system of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a drive unit.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the vehicle steering control system of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of a table giving a relationship between a steering angle conversion ratio and a vehicle speed.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a pattern for changing the steering angle conversion ratio according to the vehicle speed.
FIG. 7 is a schematic diagram of a two-dimensional table for determining a duty ratio based on a motor power supply voltage and an angle deviation Δθ.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a main routine of computer processing in the vehicle steering control system of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of details of the steering control process of FIG. 8;
FIG. 10 is a flowchart showing an example in which the initialization process of FIG. 8 is configured as the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing an example in which the initialization process of FIG. 8 is configured as a second embodiment of the present invention.
12 is a flowchart showing an example in which the end process of FIG. 8 is configured as an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
3 Handle shaft 6 Motor (actuator)
8 Wheel steering shaft 100 Steering control unit 101 Steering shaft angle detection unit 103 Steering shaft angle detection unit 111 Main CPU
115 EEPROM (second storage unit)
113 Main CPU RAM
121 Sub CPU
123 Secondary CPU side RAM (first storage unit)

Claims

操舵用のハンドル軸と車輪操舵軸とが機械的に分離されてなり、ハンドル軸の操作角と車両の運転状態とに応じて前記車輪操舵軸に与えるべき操舵角を決定し、当該操舵角が得られるように前記車輪操舵軸をアクチュエータにより回転駆動するようにした可変舵角変換比機構を搭載した車両の車両用操舵制御システムにおいて、
前記ハンドル軸の角度位置（以下、ハンドル軸角度位置という）を検出するハンドル軸角度検出部と、
前記車輪操舵軸の角度位置（以下、操舵軸角度位置という）を検出する操舵軸角度検出部と、
前記車両の運転状態を検出する運転状態検出部と、
検出されたハンドル軸角度位置と車両の運転状態とに基づいて前記車輪操舵軸の目標角度位置を決定し、該操舵軸角度位置が前記目標角度位置に近づくように、前記アクチュエータの動作を制御する操舵制御部とを備え、
該操舵制御部は、前記操舵軸角度位置の検出結果を随時記憶する第一の記憶部と、車両運転終了時における前記車輪操舵軸の角度位置（以下、終了角度位置という）を記憶する第二の記憶部とを有し、車両運転開始時における前記車輪操舵軸の初期角度位置を、前記第二の記憶部に記憶された前回運転終了時の終了角度位置に基づいて決定するとともに、該第二の記憶部の記憶内容による初期角度位置の決定が不能となった場合には、前記第一の記憶部に記憶されている角度位置検出結果に基づいて前回運転終了時の終了角度位置を復元して使用するとともに、
前記操舵制御部はＣＰＵとそのワークメモリとなるＲＡＭとを有し、該ＲＡＭ内に予め定められたメモリエリアが前記第一の記憶部として定められ、他方、前記第二の記憶部は、前記ＣＰＵが前記ＲＡＭに対するデータ読出し／書込みを行なう第一の動作電圧においては、データの読出しのみが可能であり、他方、前記第一の動作電圧より高い第二の動作電圧を設定することによりデータの書込みが可能となるＰＲＯＭにて構成され、車両運転終了後も前記ＲＡＭ及びＰＲＯＭへの記憶内容保持のための電力供給が継続されるように構成され、
前記操舵制御部は、前記車輪操舵軸のアクチュエータの動作制御主体をなす主ＣＰＵと、該主ＣＰＵの処理動作のうち、少なくとも前記操舵軸角度位置の検出処理を前記主ＣＰＵと並行して行なう副ＣＰＵとを有し、前記主ＣＰＵのワークエリアをなす主ＣＰＵ側ＲＡＭと前記副ＣＰＵのワークエリアをなす副ＣＰＵ側ＲＡＭとのいずれかの、予め定められたメモリエリアが前記第一の記憶部として定められ、車両運転終了後も該メモリエリアの記憶内容保持のための電力供給が継続されるように構成されていることを特徴とする車両用操舵制御システム。The steering wheel shaft and the wheel steering shaft are mechanically separated, and the steering angle to be given to the wheel steering shaft is determined according to the operation angle of the steering wheel shaft and the driving state of the vehicle. In a vehicle steering control system for a vehicle equipped with a variable steering angle conversion ratio mechanism in which the wheel steering shaft is rotationally driven by an actuator so as to be obtained,
A handle shaft angle detector for detecting an angle position of the handle shaft (hereinafter referred to as a handle shaft angle position);
A steering shaft angle detector for detecting an angular position of the wheel steering shaft (hereinafter referred to as a steering shaft angular position);
A driving state detector for detecting a driving state of the vehicle;
A target angular position of the wheel steering shaft is determined based on the detected steering wheel angular position and the driving state of the vehicle, and the operation of the actuator is controlled so that the steering shaft angular position approaches the target angular position. A steering control unit,
The steering control unit stores a first storage unit that stores the detection result of the steering shaft angular position as needed, and a second storage unit that stores an angular position of the wheel steering shaft at the end of vehicle operation (hereinafter referred to as an end angular position). And determining an initial angle position of the wheel steering shaft at the start of vehicle operation based on an end angle position at the end of the previous operation stored in the second storage unit, and When it is impossible to determine the initial angular position based on the storage contents of the second storage unit, the end angular position at the end of the previous operation is restored based on the angular position detection result stored in the first storage unit. as well as to use,
The steering control unit includes a CPU and a RAM serving as a work memory thereof, and a predetermined memory area in the RAM is defined as the first storage unit, while the second storage unit is configured as described above. In the first operating voltage at which the CPU reads / writes data from / to the RAM, only data can be read, while the second operating voltage higher than the first operating voltage is set to set the data It is composed of a PROM that can be written, and is configured so that the power supply for holding the stored contents in the RAM and PROM is continued even after the vehicle operation ends,
The steering control unit includes a main CPU that controls the operation of the wheel steering shaft actuator, and a sub CPU that performs at least the steering shaft angular position detection process in parallel with the main CPU among the processing operations of the main CPU. A first memory unit is a predetermined memory area of a main CPU side RAM that forms a work area of the main CPU and a sub CPU side RAM that forms a work area of the sub CPU. The vehicle steering control system is characterized in that the power supply for holding the stored contents of the memory area is continued even after the vehicle operation ends .

前記操舵制御部は、車両運転開始時において、前記主ＣＰＵのリセットを前記副ＣＰＵが検出したときに、副ＣＰＵ側ＲＡＭに記憶されている最後の角度位置検出結果を前記終了角度位置として採用する請求項１記載の車両用操舵制御システム。 The steering control unit adopts the last angular position detection result stored in the sub CPU side RAM as the end angular position when the sub CPU detects a reset of the main CPU at the start of vehicle operation. The vehicle steering control system according to claim 1 .

前記操舵制御部は、車両の運転開始時において、前記主ＣＰＵのリセットを前記副ＣＰＵが検出したときに、前記主ＣＰＵ側ＲＡＭと前記副ＣＰＵ側ＲＡＭとにそれぞれ記憶されている最後の角度位置検出結果を比較し、両者が一致した場合に該角度位置検出結果を前記終了角度位置として採用する請求項１又は請求項２に記載の車両用操舵制御システム。 The steering control unit is configured to store the last angular position stored in the main CPU side RAM and the sub CPU side RAM when the sub CPU detects a reset of the main CPU at the start of driving of the vehicle. The vehicle steering control system according to claim 1 or 2, wherein when the detection results are compared and the two coincide, the angular position detection result is adopted as the end angular position .

前記可変舵角変換比機構は、ハンドル軸と車輪操舵軸とを一体回転可能にロック結合したロック状態と、該ロック結合を解除したアンロック状態との間で切り替え可能なロック機構を有し、前記操舵制御部は、前記主ＣＰＵ側ＲＡＭと前記副ＣＰＵ側ＲＡＭとにそれぞれ記憶されている最後の角度位置検出結果の比較結果が不一致であった場合に異常と判定し、前記ロック機構をロック状態とする異常対応処理を行なう請求項３記載の車両用操舵制御システム。 The variable rudder angle conversion ratio mechanism has a lock mechanism that can be switched between a locked state in which the handle shaft and the wheel steering shaft are locked together so as to be integrally rotatable and an unlocked state in which the lock coupling is released, The steering control unit determines that there is an abnormality when the comparison result of the last angular position detection result stored in the main CPU side RAM and the sub CPU side RAM is not consistent, and locks the lock mechanism. The vehicle steering control system according to claim 3, wherein an abnormality handling process for setting the state is performed .

前記操舵制御部は、車両の運転終了時において、前記主ＣＰＵのリセットを前記副ＣＰＵが検出したときに、前記副ＣＰＵ側ＲＡＭに記憶されている最後の角度位置検出結果を前記終了角度位置として前記ＰＲＯＭに記憶する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操舵制御システム。 The steering control unit, during operation end of the vehicle, the reset of the main CPU when it detects that the sub CPU, the end angle position of the last corner of the position detection result stored in the sub-CPU-side RAM The vehicle steering control system according to any one of claims 1 to 4, wherein the steering control system is stored in the PROM .