JP3999068B2 - Vehicle steering control system - Google Patents
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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θE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θI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θE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θEを読み出し、前記した初期角度位置θI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θEを読み出し、前記した初期角度位置θI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θE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θI(すなわち、終了角度位置θE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θE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θE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θE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θE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θE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
115 EEPROM(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
[0014]
An angular position φ of the
[0015]
A
[0016]
FIG. 2 shows an example of the configuration of the drive unit of the wheel steering shaft 8 by the
[0017]
Inside the
[0018]
As will be described later, in this embodiment, the
[0019]
The rotation of the
[0020]
Next, the
[0021]
In the present embodiment, the
[0022]
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration of the
[0023]
The outputs of the handle shaft
[0024]
The
[0025]
In addition, in order to monitor the energization state of the
[0026]
Returning to FIG. 4, the
(1) Vehicle speed measurement value memory: Stores the current vehicle speed measurement value from the
(2) Handle shaft angular position (φ) counter memory: Counts a count signal from the rotary encoder constituting the handle shaft angular
(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
(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
(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
(9) Current (Is) measurement value memory: Stores a measurement value of the current Is by the
[0027]
The input /
[0028]
Hereinafter, the operation of the vehicle
FIG. 8 shows the flow of processing of the main routine of the control program by the
[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
[0032]
The
[0033]
The processing so far is executed in parallel in both the
[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
[0035]
By the way, if any abnormality occurs in the end process, the end angle position may not be normally written in the
[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
[0037]
In S102, the data write completion flag in the
[0038]
The
[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
[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
[0041]
Although the above description has focused on the initialization process, the failure to write the end angle position θ to the
[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
8
115 EEPROM (second storage unit)
113 Main CPU RAM
121 Sub CPU
123 Secondary CPU side RAM (first storage unit)
Claims (5)
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 .
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