JP6981353B2 - 操舵システム - Google Patents

操舵システム Download PDF

Info

Publication number
JP6981353B2
JP6981353B2 JP2018082555A JP2018082555A JP6981353B2 JP 6981353 B2 JP6981353 B2 JP 6981353B2 JP 2018082555 A JP2018082555 A JP 2018082555A JP 2018082555 A JP2018082555 A JP 2018082555A JP 6981353 B2 JP6981353 B2 JP 6981353B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
processing
auxiliary
steering system
execution ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018082555A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019188966A (ja
Inventor
憲治 柴田
隆宏 岡野
武成 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018082555A priority Critical patent/JP6981353B2/ja
Priority to CN201910298426.2A priority patent/CN110386187B/zh
Priority to US16/388,991 priority patent/US11472478B2/en
Publication of JP2019188966A publication Critical patent/JP2019188966A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6981353B2 publication Critical patent/JP6981353B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/003Backup systems, e.g. for manual steering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

本発明は、運転者による操作部材の操作に応じた車輪の転舵を転舵装置によって実現する操舵システムに関する。
車両用操舵システムの分野において、例えば、下記特許文献に記載されているように、1つの制御装置に、2つの処理を、詳しく言えば、転舵トルクを制御するための処理(主処理の一種である)と、当該制御装置の故障診断処理(補助処理の一種である)とを、故障診断処理の優先度を高く設定して実行させるように構成された操舵システムが検討されている。
特開2010−36806号公報
近年、制御装置による制御の下、操作部材の操作に応じた車輪の転舵を転舵装置に実行させる操舵システム、すなわち、いわゆるステアバイワイヤ式の操舵システムの開発も盛んであり、そのような操舵システムにおいては、操作部材の操作に応じた車輪の転舵を転舵装置に実行させるための処理(以下、「転舵処理」という場合がある)の制御装置における負担は比較的大きい。したがって、制御装置が、その転舵処理を含む主処理と、当該操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理との両方を実行する場合、特に、制御装置の負担が大きくなることが問題となる。その問題は、上記特許文献に記載されているように、補助処理の優先度を高く設定しても解消しない。また、その問題を、例えば、高性能な制御装置を用いることによって解消しようとすると、当該操舵システムのコストが高くなり、そのような制御装置を装備した操舵システムは、決して実用的なものとはならないのである。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用的なステアバイワイヤ式の操舵システムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の操舵システムは、当該操舵システムの制御装置が、操作部材の操作に応じた車輪の転舵を前記転舵装置に実行させる処理を含む主処理と、当該操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理とを、並行して実行可能とされ、かつ、車両の走行速度が閾速度以上であることを条件として、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成されたことを特徴とする。
車両の走行速度が高くなれば、車輪を転舵させる力が小さくて済むことから、主処理の実行比率を低めても、それ程の問題は生じない。そして、主処理の実行比率を低めれば、低めた分だけ、補助処理の実行比率を高めることができるため、補助処理を充実させることができる。つまり、本態様によれば、上述のように主処理,補助処理の制御装置における実行比率を変更することで、制御装置の処理負担が過大となることを防止しつつ、高性能な操舵システムを構築することが可能となる。
発明の態様
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
(1)車両に装備される操舵システムであって、
運転者によって操作される操作部材と、車輪を転舵させる転舵装置と、当該操舵システムの制御を司る制御装置とを備え、
前記制御装置が、
前記操作部材の操作に応じた車輪の転舵を前記転舵装置に実行させるための処理を含む主処理と、当該操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理とを、並行して実行可能とされ、かつ、車両の走行速度が閾速度以上であることを条件として、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された操舵システム。
本態様において、「制御装置」は、プロセッサ,RAM,ROM等を有するコンピュータを中心的な構成要素とする一般的な装置である。制御装置における「主処理の実行比率」,「補助処理の実行比率」とは、単位時間当たりにおいて制御装置が実行する全ての処理の処理量を「全体処理量」とした場合に、主処理,補助処理のそれぞれの処理量の全体処理量に占める割合と考えることができ、それぞれの処理の実行割合、それぞれの処理の制御装置における処理負担,処理負荷等と呼ぶこともできる。後に説明するように、種々の状況に応じて、主処理,補助処理の実行比率を変更することで、制御装置の処理の負担が過大となることを防止することができる。詳しく言えば、例えば、主処理を優先させる必要がある場合には、主処理の実行比率を増加させ、逆に、主処理に、多量の処理が要求されない場合には、主処理の実行比率を減少させればよい。そして、主処理の実行比率を減少させた分、補助処理の実行比率を増加させることで、充実した補助処理が実行できる。
本態様は、簡単に言えば、車両が比較的高速で走行しているときは主処理による負担は軽いと見做して、そのときに、充実した補助処理を行うようにした態様である。本態様によれば、制御装置の処理負担が過大となることを防止しつつ、高性能な操舵システムを構築することが可能となるのである。なお、車両の走行速度が比較的高い場合には、転舵装置による車輪の転舵を比較的小さな力で行うことができるため、転舵装置の負担は比較的軽い。本態様は、そのことに鑑みて、車両が比較的高速で走行しているときは、主処理による負担を軽くし、補助処理を充分に行うようにする態様であると考えることもできる。
一般的に、制御装置全体における処理量である全体処理量には上限があり、その全体処理量を有効に活用するという観点からすれば、制御装置は、常時、上限に近い全体処理量となる処理を実行することが望ましい。全体処理量の上限に近い処理を制御装置が実行する場合、主処理の実行比率の増加は、補助処理の実行比率の減少となり、補助処理の実行比率の増加は、主処理の実行比率の減少となる。主処理,補助処理の実行比率を変更する場合、例えば、それぞれの処理の内容を変更することでそれぞれの処理を実行する時間を変更してもよく、また、それぞれの処理の内容を変更することなく、それぞれの処理の単位時間当たりの実行回数を変更してもよい。
制御装置が、それぞれがコンピュータを有する複数の制御ユニットを含んで構成されている場合、それら複数の制御ユニットの各々が主処理,補助処理の実行比率を変更するようにしてもよく、また、それら複数の制御ユニットの一部となる1以上の制御ユニットだけが主処理,補助処理の実行比率を変更するようにしてもよい。いずれにおいても、制御装置全体における主処理,補助処理の実行比率が変更される。また、主処理,補助処理の実行比率は、制御装置全体における主処理,補助処理の実行比率であるか、個々の制御ユニットの主処理,補助処理の実行比率であるかに拘わらず、0となる場合も含まれる。つまり、制御装置全体において、或いは、個々の制御ユニットにおいて、主処理,補助処理のいずれかが実行されないように、主処理,補助処理の実行比率を変更してもよいのである。
主処理に含まれる「操作部材の操作に応じた車輪の転舵を転舵装置に実行させる処理(以下、「転舵処理」という場合がある)」は、ステアバイワイヤ式操舵システムにおける基本的な処理である。例えば、車輪の転舵角が、操作部材であるステアリングホイールの操作角に対応する角度となるように、転舵装置を制御するための制御処理である。ステアバイワイヤ式操舵システムでは、運転者の操舵フィーリングを適切なものとするために、操作部材に操作反力を付与するための反力アクチュエータを備える場合が多く、主処理は、上記転舵処理に加え、反力アクチュエータが発生させる操作反力を制御するための処理(以下、「反力処理」という場合がある)を始め、転舵処理に付随する処理を含むものであってもよい。
操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理は、操舵システムの作動自体に直接的には関係しない処理であり、その種類が限定されるものではないが、例えば、当該操舵システムの健全性を確認するための処理等が含まれる。具体的には、後に説明するように、当該操舵システムが故障傾向にあることを認知するための故障傾向認知処理,車輪の転舵が適切に行い得る状態に当該操舵システムがあるか否かといったこと等を判断するシステム適正性判断処理等が含まれる。
(2)前記補助処理が、当該操舵システムが故障傾向にあることを認知するための故障傾向認知処理を含む( 1)項に記載の操舵システム。
本態様は、補助処理の種類に関する限定を加えた態様である。「故障傾向認知処理」には、当該操舵システムにおいて、電気的失陥等が今将に発生していることを検知する緊急的な処理を含ませることができるが、補助処理の実行比率を変更することを前提とするならば、このままの作動を続ければ、ある程度の時間の経過によって当該操舵システムが故障に至る可能性が高いことを認知するための処理が中心的となる処理であることが望ましい。例えば、転舵装置,上記反力アクチュエータ等を構成する構成部品の疲労の状態等、喫緊には問題とならない状態を認知するような処理等を、故障傾向認知処理とすることが望ましい。なお、運転者が操作部材に加える操作力に依らずに、転舵装置が有する駆動源の力によって車輪を転舵するステアバイワイヤ式の操舵システムにおいては、特に、転舵装置の故障傾向を認知することが有意義である。
(3)前記補助処理が、車輪の転舵が適正に行われる状態に当該操舵システムがあるか否かを判断するシステム適正性判断処理を含む( 1)項または( 2)項に記載の操舵システム。
故障とは呼べないまでも、何らかの原因で、操作部材の操作に応じた車輪の転舵が実行されなくなることもあり得る。具体的に言えば、例えば、操作部材の操作量と車輪の転舵量との間に、ある程度を超えたズレが生じるような事象が発生することも予測され、また、冗長系として同じ機能の複数のセンサが設けられている場合において、それらのセンサの各々の値がある程度を超えて食い違っているような事象が発生することも予測される。。本態様は、平たく言えば、そのような事象の有無を判断する処理を、補助処理として実行する態様である。なお、それらの事象は、当該操舵システムに既に故障が発生しているときの事象と擬制することができるため、システム適正性判断処理は、システム故障判断処理の一種と考えることもできる。
(4)前記転舵装置が、駆動電流の供給によって作動させられるものであり、
前記制御装置が、車両の走行速度が前記閾速度以上であることに加え、前記駆動電流が閾電流以下であることをさらなる条件として、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された( 1)項ないし( 3)項のいずれか1つに記載の操舵システム。
駆動電流が大きい場合には、転舵装置の負荷は大きく、逆に、駆動電流が小さい場合には、転舵装置の負荷は小さいと言える。本態様は、そのことに鑑みたものであり、本態様によれば、より確実に転舵装置の負荷が小さいときに、補助処理を充実させることができるのである。
(5)前記制御装置が、
(A)第1モードにおいても、(B)前記主処理の実行比率が前記第1モードにおけるよりも低く、かつ、前記補助処理の実行比率が前記第1モードにおけるよりも高く設定された第2モードにおいても、作動可能とされ、
自身の作動を、前記第1モードでの作動から前記第2モードでの作動に切り換えることで、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の操舵システム。
主処理,補助処理の実行比率は、連続的に変更されるように設定してもよいが、複数の特定の値に設定することもできる。そして、本態様のように、主処理,補助処理のそれぞれに、互いに値の異なる2つの設定実行比率を設定し、制御装置の作動モードとして、主処理の実行比率が高い方の設定実行比率となり、かつ、補助処理の実行比率が低い方の設定実行比率となるように第1モードを設定するとともに、主処理の実行比率が低い方の設定実行比率となり、かつ、補助処理の実行比率が高い方の設定実行比率となるように第2モードを設定することもできる。そのように第1モード,第2モードを設定して、それらのモードの間で制御装置の作動を切り換えることで、状況に応じて、簡便に、主処理,補助処理の実行比率を変更することが可能となる。
(6)前記転舵装置が、複数の駆動源を有し、かつ、前記制御装置が、それぞれが前記複数の駆動源のうちの1つ以上ものを制御する複数の制御ユニットを有し、
前記転舵装置が、前記複数の駆動源のうちの、前記複数の制御ユニットのいずれかによって制御されているものに依存した駆動力によって、車輪を転舵するように構成された( 1)項ないし( 5)項のいずれか1つに記載の操舵システム。
(7)前記複数の制御ユニットのうちの少なくとも1つのものの各々が、前記主処理と前記補助処理とを選択的に実行可能な両処理実行ユニットとされ、かつ、その少なくとも1つの両処理実行ユニットのうちの少なくとも1つが、前記主処理に代えて前記補助処理を実行することによって、前記制御装置が、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された( 6)項に記載の操舵システム。
上記2つの態様によれば、複数の駆動源のうちの、主処理を実行している制御ユニットによって作動させられているものだけで、車輪を転舵するようにできるため、主処理を実行する制御ユニットの数を変更することで、主処理の実行比率を変更することが可能となる。さらに、後者の態様によれば、いくつかの上記両処理実行ユニットが、選択的に主処理と補助処理とを実行可能とされているため、両処理実行ユニットが主処理と補助処理とのいずれを実行するかによって、容易に、主処理,補助処理の実行比率を変更することが可能となる。なお、両処理実行ユニットの数は、特に限定されるものではなく、例えば、複数の制御ユニットの1つだけが、両処理実行ユニットとされてもよく、複数のものが両処理実行ユニットとされてもよい。また、複数の制御ユニットが両処理実行ユニットとされている場合、それら複数の両処理実行ユニットの全てが、主処理と補助処理との一方を選択的に実行してもよく、それら複数の両処理実行ユニットの一部だけが、主処理と補助処理との一方を選択的に実行してもよい。
(8)前記制御装置が、前記少なくとも1つの両処理実行ユニットとして、2以上の両処理実行ユニットを有し、
それら2以上の両処理実行ユニットの各々が、互いに交代しつつ、前記主処理に代えて前記補助処理を実行するようにされた( 7)項に記載の操舵システム。
本態様によれば、複数の両処理実行ユニットに、万遍なく補助処理を実行させることができ、また、両処理実行ユニットのうちの1つが失陥したような場合であっても、他の両処理実行ユニットによって補助処理を実行させるようにすることも可能である。
実施例の操舵システムの全体構成を示す模式図である。 図1の操舵システムの転舵装置が有する転舵アクチュエータの一部を示す断面図である。 図1の操舵システムの制御装置が実行する処理に関して、当該制御装置の作動モードによって実行される処理が異なることを説明するためのチャートである。 作動モードを決定するために実行されるプログラムを示すフローチャートである。
以下、請求可能発明を実施するための形態として、請求可能発明の実施例である操舵システムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
[A]操舵システムの構成
i)全体構成
実施例の操舵システムは、図1に模式的に示すように、それぞれが車両10の前輪である左右の2つの車輪12を転舵するものであり、大まかには、それら車輪12を転舵するための転舵装置14と、運転者によって操作される操作部材であるステアリングホイール16を有する操作装置18と、ステアリングホイール16の操作に応じた車輪12の転舵を転舵装置14に実行させるための制御装置20とを含んで構成されている。
車輪12の各々は、サスペンション装置を介して回動可能に車体に支持されたステアリングナックル22によって、回転可能に保持されている。転舵装置14は、駆動源としての電動モータ24を有して転舵ロッド26を左右に動かす転舵アクチュエータ28と、転舵ロッド26の両端にそれぞれ一端がボールジョイント30を介して連結されたリンクロッド32とを含んで構成されている。リンクロッド32の各々の他端は、対応するステアリングナックル22に設けられたナックルアーム34にボールジョイント36を介して連結されている。転舵ロッド26が左右に動かされることによって、各ステアリングナックル22が回動して各車輪12が転舵される。
ii)転舵装置の構成
転舵装置14を構成する転舵アクチュエータ28の構造について、図2をも参照しつつ説明すれば、転舵アクチュエータ28は、図2に示すように、ハウジング40内に、転舵ロッド26を、それの軸線の回りに回転不能かつ左右に移動可能に保持している。転舵ロッド26の外周にはねじ溝42が形成されている。また、ハウジング40内には、保持筒44がそれの軸線の回りに回転可能かつ左右に移動不能に保持されている。この保持筒44には、ベアリングボールを保持するナット46が固定的に保持されている。ナット46と転舵ロッド26とは互いに螺合させられて、それらはボールねじ機構を構成している。電動モータ24(以下、他の電動モータと区別するため「転舵モータ24」ということとする)は、ハウジング40の外部に、自身の軸線と転舵ロッド26の軸線とが互いに平行となる姿勢で配設されており、モータ軸48の先端には、タイミングプーリ50が付設されている。保持筒44の外周には、タイミングプーリ50と同様に係合歯52が形成されており、保持筒44は、タイミングプーリ50と対をなすもう1つのタイミングプーリとして機能する。保持筒44,タイミングプーリ50には、タイミングベルト54が巻き掛けられており、転舵モータ24の回転(厳密には、モータ軸48の回転である)によって、ナット46が回転し、転舵ロッド26が、左右方向において、転舵モータ24の回転方向に応じた向きに移動させられる。
転舵モータ24は、3相のブラシレスDCモータであり、4系統のものとされている。詳しく言えば、モータ軸48の外周には、4系統に共通する磁石56が周方向に並んで固定的に配設されており、それら磁石56に対向するようにして、4系統に対応した4セットのコイル58a,58b,58c,58dが配設されている。コイル58a,58b,58c,58dのいずれかへの通電によっても転舵モータ24は回転し、また、複数のものへの通電,全てへの通電によっても転舵モータ24は回転する。転舵モータ24が発生させるトルク、すなわち、転舵ロッド26を左右に移動させる力は、概して、コイル58a,58b,58c,58dに供給される電流の合計に比例したものとなる。なお、転舵モータ24が4系統のモータであることに鑑み、4つの電動モータが存在すると擬制して、以下、図1に示すように、4系統の各々に対応する転舵モータ24の部分を、便宜的に、転舵モータ24a,24b,24c,24dと呼ぶ場合があることとする。したがって、転舵モータ24a,24b,24c,24dは、転舵装置14の4つの駆動源と考えることができるのである。
iii)操作装置の構成
図1に示すように、操作装置18は、ステアリングホイール16と、ステアリングホイール16に固定されてステアリングホイール16と一体的に回転可能とされたステアリングシャフト60と、電動モータ62とを含んで構成されている。電動モータ62のモータ軸はステアリングシャフト60と一体化されており、電動モータ62は、ステアリングホイール16に回転トルクを付与する。この回転トルクは、運転者によるステアリングホイール16の操作、つまり、ステアリング操作に対する反力(操作反力)として機能する。そのことに鑑み、この電動モータ62を、以下、反力モータ62と呼ぶこととする。ちなみに、反力モータ62は、反力アクチュエータを構成するものとなる。
反力モータ62は、詳しい構造の図示は省略するが、転舵モータ24が4系統であるのに対して、2系統のブラシレスDCモータとされている。そのことを考慮して、2つの電動モータが存在すると擬制して、以下、図1に示すように、2系統の各々に対応する反力モータ62の部分を、便宜的に、反力モータ62a,62bと呼ぶ場合があることとする。なお、操作反力は、ステアリングホイール16を中立位置(右にも左にも操作されていない位置)に戻す力として機能する。操作反力は、反力モータ62a,62bのいずれか若しくは両方への通電によって発生し、その大きさは、概して、反力モータ62a,62bに供給される電流の合計に比例したものとなる。
iv)制御装置の構成
当該操舵システムの制御を司る制御装置20は、図1に示すように、5つの電子制御ユニット(以下、「ECU」と略す場合がある)70SAB,70SC,70SD,70CA,70CBを含んで構成されている。ECU70SAB,70SC,70SD,70CA,70CBは、図ではそれぞれ、[ECUSAB],[ECUSC],[ECUSD],[ECUCA],[ECUCB]と表されている。なお、以下の説明において、ECU70SAB,70SC,70SD,70CA,70CBを、それらを互いに区別する必要がない場合には、「ECU70」と総称する場合があることとする。
ECU70SAB,70SC,70SDは、転舵装置14を制御する。詳しく言えば、上述の転舵モータ24の4系統に対応して、ECU70SABは、転舵アクチュエータ28の転舵モータ24aおよび転舵モータ24bを、ECU70SCは、転舵アクチュエータ28の転舵モータ24cを、ECU70SDは、転舵アクチュエータ28の転舵モータ24dを、それぞれ制御し、それぞれ、CPU,ROM,RAM等によって構成されるコンピュータと、対応する転舵モータ24a,24b,24c,24dの駆動回路(ドライバ)であるインバータとを含んで構成されている。ちなみに、ECU70SABは、転舵モータ24a,24bのそれぞれの駆動回路である2つのインバータを含んで構成されている。インバータは、図では省略しているが電源に接続されており、対応する転舵モータ24a,24b,24c,24dに、コンピュータの指令に基づく駆動電流を供給する。そして、その駆動電流の供給を受けた転舵モータ24a,24b,24c,24dは、すなわち、転舵装置14は、その駆動電流によって作動させられるのである。なお、以下の説明では、ECU70SAB,70SC,70SDを、それぞれ、転舵ECU70SAB,70SC,70SDと呼び、それらを区別する必要のないときには、転舵ECU70Sと総称する場合があることとする。なお、ECU70SABは、メイン転舵ECU70Sとして機能し、ECU70SC,70SDは、それぞれサブ転舵ECU70Sとして機能する。
ECU70CA,70CBは、操作装置18を制御する。詳しく言えば、ECU70SA,70SBと同様に、反力モータ62の2系統に対応して、ECU70CAは、反力モータ62aを、ECU70CBは、反力モータ62bを、それぞれ制御し、それぞれ、CPU,ROM,RAM等によって構成されるコンピュータと、対応する反力モータ62a若しくは反力モータ62bの駆動回路(ドライバ)であるインバータとを含んで構成されている。インバータは、図では省略しているが電源に接続されており、対応する反力モータ62a若しくは反力モータ62bに、コンピュータの指令に基づく電流を供給する。なお、以下の説明では、ECU70CA,70CBを、それぞれ、反力ECU70CA,70CBと呼び、それらを区別する必要のないときには、反力ECU70Cと呼ぶ場合があることとする。
転舵モータ24a,24b,24c,24dは、それぞれ、モータ軸48に付設された磁石56と自身のコイル58a,58b,58c,58dとの相対位相(「電気角」と呼ぶこともできる)、すなわち、モータ軸48の回転角度を検出するための回転角センサ(例えば、レゾルバ,エンコーダ等である)72a,72b,72c,72dと、自身に流れる電流を検出するための電流センサ74a,74b,74c,74dとを有している。また、転舵アクチュエータ28は、それぞれが転舵量を検出するための2つの転舵量センサ76ab,76cdを有している。転舵量は、車輪12の転舵角を表すものと考えることができ、左右方向における中立位置からの転舵ロッド26の移動量である。同様に、反力モータ62a,62bは、それぞれ、モータ軸の回転角度を検出するための回転角センサ78a若しくは78bと、自身に流れる電流を検出するための電流センサ80a若しくは80bを有している。また、操作装置18は、2系統に対応して、それぞれがステアリング操作における操作量を検出するための2つの操作量センサ82a,82bを有している。操作量は、具体的には、中立位置からのステアリングホイール16の回転角である。さらに、車両10には、当該車両10の走行速度を検出するための車速センサ84,当該車両10に生じている横加速度を検出するための横加速度センサ86が配設されている。なお、回転角センサ72a,72b,72c,72d、電流センサ74a,74b,74c,74d、転舵量センサ76ab,76cd、回転角センサ78a,78b、電流センサ80a,80b、操作量センサ82a,82b,車速センサ84,横加速度センサ86は、図では、それぞれ、[RSA],[RSB],[RSC],[RSD]、[ISA],[ISB],[ISC],[ISD]、[θAB],[θCD]、[RCA],[RCB]、[ICA],[ICB]、[δA],[δB]、[v]、[G]と表されている。
車内には、CAN(“car area network” or “contorable area network”)88が配設されており、各ECU70SAB,70SC,70SD,70CA,70CBは、CAN88に接続されて、互いに通信可能とされている。上述した回転角センサ72a,72b,72c,72d、電流センサ74a,74b,74c,74d、転舵量センサ76ab,76cd、回転角センサ78a,78b、電流センサ80a,80b、操作量センサ82a,82b、車速センサ84、横加速度センサ86も、CAN88に接続されており、各ECU70は、それら各種センサのうちの対応するものの検出信号をCAN88を介して受け取り、その受け取った検出信号が示す検出値に基づいて、対応する転舵モータ24a,24b,24c若しくは24d,または、対応する反力モータ62a若しくは62bへ供給される電流の制御等を行う。
[B]制御装置が実行する処理
本操舵システムは、転舵装置14,操作装置18の制御のための処理である主処理と、当該操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理とを実行する。以下に、それらの処理の内容、それらの処理の実行に関する当該制御装置20の作動モード等について説明する。
i)主処理
主処理には、転舵ECU70SAB,70SC,70SDの各々によって実行される転舵処理と、反力ECU70CA,70CBの各々によって実行される反力処理とが含まれる。転舵処理は、ステアリングホイール16の操作に応じた車輪12の転舵を転舵装置14に実行させるための制御処理である。反力処理は、簡単に言えば、ステアリングホイール16に、操作量に応じた操作反力を反力モータ62a,62bによって付与させるための制御処理である。以下に、各処理について、詳しく説明する。
なお、車輪12の転舵については、転舵ECU70SAB、転舵モータ24a,24b操作量センサ82a、転舵量センサ76abを含んで構成される1つの系統と、転舵ECU70SC、転舵モータ24c,操作量センサ82b,転舵量センサ76cdを含んで構成されるもう1つの系統と、転舵ECU70SD、転舵モータ24d,操作量センサ82b,転舵量センサ76cdを含んで構成されるさらに1つの系統との合計3つの系統(以下、「転舵系統」という場合がある)が設けられている。言い換えれば、転舵ECU70SABが制御を司るメイン転舵系統と、転舵ECU70SC,転舵ECU70SDがそれぞれ制御を司る2つのサブ転舵系統とが設けられている。
後に詳しく説明するように、通常時における制御装置20の作動モードとして第1モード,第2モードの2つのモードが設けられており、車輪12の転舵については、第1モードでは、それら3つの転舵系統の全てによって、同時に、かつ、転舵モータ24a,24b,24c,24dが均等にトルクを発生させるようにして、行われ、第2モードでは、メイン転舵系統と2つのサブ転舵系統のうちの1つとによって、同時に、かつ、転舵モータ24a,24b,24c若しくは転舵モータ24a,24b,24dが均等にトルクを発生させるようにして、行われる。
操作反力の付与については、反力ECU70CA,反力モータ62a,操作量センサ82aを含んで構成される1つの系統と、反力ECU70CB,反力モータ62b,操作量センサ82bを含んで構成されるもう1つの系統との2つの系統(以下、「反力系統」という場合がある)が設けられている。通常時には、操作反力の付与は、2つの反力系統の両方によって、同時に、かつ、反力モータ62a,62bが均等にトルクを発生させるようにして、行われる。
なお、車輪12の転舵,操作反力の付与のいずれについても、上記3つの転舵系統若しくは2つの反力系統のうちの1つが失陥した場合には、失陥していない他の系統によって行うことが可能とされている。いずれの系統に対しても失陥が生じていない場合に必要な制御処理および失陥時の処理については、よく知られた処理であるため、詳しい説明を省略することとする。
また、転舵処理,反力処理のいずれについても、以下の説明では、断わりのない限り、上記3つの転舵系統若しくは2つの反力系統のうちの1つの系統によって行われる処理を、代表して説明することとし、その際、転舵ECU70S,転舵モータ24,回転角センサ72,電流センサ74,操作量センサ82,転舵量センサ76,反力ECU70C,反力モータ62,回転角センサ78,電流センサ80といった総称を用いることとする。
i-a)転舵処理
転舵処理では、転舵ECU70S(詳しく言えば、ECU70Sが有するコンピュータである)は、操作量センサ82の検出に基づいて、ステアリングホイール16の操作量δを取得し、その操作量δに基づいて、当該操舵システムにおいて設計上で設定されている設定ステアリングギヤ比(簡単に言えばθ/δである)に従って、実現すべき転舵量θとしての目標転舵量θ*を決定する。そして、転舵ECU70Sは、転舵量センサ76の検出に基づいて、現時点での実際の転舵量θを取得し、目標転舵量θ*に対する実際の転舵量θの偏差である転舵量偏差Δθを求める。この転舵量偏差Δθに基づいて、転舵モータ24に供給されるべき電流である目標供給電流IS *を決定する。簡単に言えば、PDI制御則に従う次式
S *=α・Δθ+β・dΔθ+γ・∫Δθ
dΔθ:転舵量偏差Δθの微分値,∫Δθ:転舵量偏差Δθの積分値
α:比例項ゲイン,β:微分項ゲイン,γ:積分項ゲイン
に基づいて、目標供給電流IS *が決定される。その目標供給電流IS *を転舵モータ24に供給すべく、ECU70Sが有する駆動回路であるインバータが、回転角センサ72の検出による転舵モータ24の回転角RS,電流センサ74の検出による転舵モータ24に実際に流れている電流ISに基づいて、適切な作動を行う。
この転舵処理では、実際の転舵量θを検出しつつ車輪12の転舵が行われるため、その転舵は、応答性や精度に優れたものとなる。また、詳しい説明は省略するが、目標供給電流IS *の決定のための上記式における比例項ゲインα,微分項ゲインβ,積分項ゲインγを、車速センサ84の検出による車両の走行速度v,横加速度センサ86の検出に基づく横加速度G等に応じて異なる値に決定することで、車両の走行状態等に応じた適切な特性の車輪12の転舵、平たく言えば、味付けの良い転舵,運転者が望むであろう性能の転舵等を、転舵装置14によって行わせることが可能となる。
一方で、この転舵処理では、転舵ECU70Sは、複数のセンサによる検出に基づいて転舵処理が実行される。具体的には、転舵量θに関係するセンサとして、転舵量センサ76と回転角センサ72という2つのセンサによる検出値を利用して、車輪12の転舵の制御を行っている。さらに詳しく言えば、転舵量センサ76の検出に基づく転舵量θの制御ループ(アウタループ)の中に、回転角センサ72の検出に基づく転舵モータ24の回転角RSの制御ループ(マイナループ)が存在している。また、上述の目標供給電流IS *の決定のための手順は複雑なものとなっている。それらのため、当該転舵処理における転舵ECU70Sの処理量が相当に大きいものとなっている。言い換えれば、1回の処理を繰り返し実行する場合のその1回の処理に費やす時間を処理サイクル時間と呼べば、転舵処理の処理サイクル時間を、ある程度長くする必要があるのである。
i-b)反力処理
反力処理は、反力ECU70Cによって実行される。反力処理では、反力ECU70Cは、操作量センサ82の検出に基づいて、ステアリングホイール16の操作量δを取得する。取得した操作量δに基づいて、ステアリングホイール16を中立位置にまで戻す方向のトルクをステアリングホイール16に付与すべく、反力モータ62に供給すべき電流ICである目標供給電流IC *を決定し、反力ECU70Cが有する駆動回路であるインバータが、回転角センサ78の検出による反力モータ62の回転角RC,電流センサ80の検出による反力モータ62に実際に流れている電流ICに基づいて、適切な作動を行う。ちなみに、反力モータ62が発生させるトルクは、概ね、反力モータ62に供給されている電流ICに応じたものとなり、そして、操作量δ、すなわち、ステアリングホイール16の中立位置からの変位角に概ね比例したものとなるように、設定されている。
なお、この反力処理による反力ECU70Cの負担は、比較的小さく、反力処理の処理サイクル時間は、上記転舵処理の処理サイクル時間よりも短くされている。
ii)補助処理
本操舵システムでは、当該操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理として、2つの処理、詳しくは、車輪12の転舵が適正に行われる状態に当該操舵システムがあるか否かを判断するシステム適正性判断処理と、当該操舵システムが故障傾向にあることを認知するための処理である故障傾向認知処理とを実行するように構成されている。それらシステム適正性判断処理,故障傾向認知処理は、主に転舵装置14の正常性に関係した処理であることから、転舵装置14を制御するための電子制御ユニットである転舵ECU70Sの各々によって実行される。詳しく言えば、後に説明するように、サブ転舵ECU70Sとされた転舵ECU70SC,70SDのいずれかにおいてに実行される。
ii-a)システム適正性判断処理
システム適正性判断処理では、操作量センサ82の検出結果に基づいて取得された操作量δに基づく車輪12の転舵と、取得された操作量δと転舵量センサ76の検出結果に基づいて取得された転舵量θとに基づく車輪12の転舵とを比較することで、適正な車輪12の転舵が行われているか否かが判断される。詳しく言えば、取得された操作量δに基づけば、上記設定ステアリングギヤ比に従って理論的な転舵量θである理論転舵量θTHが求まる。この理論転舵量θTHと、転舵量センサ76によって検出された実際の転舵量θとの差が閾差以上となっている場合に、当該操舵システムが、車輪12の転舵が適正に行われる状態にはないと判断される。なお、このシステム適正性判断処理による判断は、メイン転舵系統と、2つのサブ転舵系統のうちの当該システム適正性判断処理を実行していない一方とに対して行われる。
また、システム適正性判断処理では、それぞれが2つの転舵系統に対応した2つの転舵量センサ76ab,76cdの各々による検出結果が互いにある程度以上食い違っている場合や、2つの反力系統に対応した2つの操作量センサ82a,82bの検出結果が互いにある程度以上食い違っている場合にも、当該操舵システムが、車輪12の転舵が適正に行われる状態にはないと判断される。
ii-b)故障傾向認知処理
故障傾向認知処理では、当該操舵システムの故障に繋がるような力が作用しているか否かが検知され、特に、転舵装置14に作用する力が検知される。そして、そのような力、つまり、過大入力が作用した場合には、例えば、疲労によって損傷を受けることによる転舵装置14の故障が発生する可能性を考慮し、過大入力の累積を記憶する。具体的に言えば、過大入力を受けた回数が履歴としてカウントされる。推定された過大入力の累積が、設定程度を超えた場合、すなわち、過大入力を受けた回数のカウント値が、設定値を超えた場合に、当該操舵システムが故障傾向にあると判断される。
転舵装置14への過大入力は、例えば、転舵量センサ76の検出結果に基づいて取得された転舵量θの変化と、電流センサ74の検出結果に基づいて取得された転舵モータ24に流れる電流ISの変化との関係に基づいて推定される。具体的には、一例であるが、逆起電力に依拠して過大な電流ISが転舵モータ24に流れたようなときに、車輪12が比較的激しく縁石等に接触して転舵装置14に大きな負荷が掛かったと推定され、車輪12が転舵装置14による転舵範囲の終端、すなわち、転舵エンドにおいて、長い時間、大きな電流ISが転舵モータ24に供給されたようなときに、転舵装置14に大きな負荷が掛かったと推定される。
上述したように、過大入力の推定の手順等は、複雑であり、また、その推定には、微分演算等、難易度が高くかつ時間のかかる処理を要する。故障傾向認知処理の詳しい説明については、ここでは省略するが、上記複雑さ、難易度の高さ等を伴うことで、当該故障傾向認知処理の実行による転舵ECU70Sへの負担、すなわち、当該故障傾向認知処理を含む補助処理の実行による転舵ECU70Sへの負担は比較的大きい。言い換えれば、当該処理の処理サイクル時間は比較的長くせざるを得ないのである。
iii)制御装置の処理負担と作動モード
制御装置20において、上記主処理と上記補助処理とを並行して実行すると、それぞれの処理の処理サイクル時間が長いことから、当該制御装置20の負担は大きい。詳しく言えば、制御装置20の2つのサブ転舵ECU70SC,70SDのいずれかでは、主処理としての転舵処理と、システム適正性判断処理,故障傾向認知処理を含む補助処理とを、時分割によって並行して実行する場合に、負担は大きい。制御装置が単位時間当たりに実行する全処理の処理量を、全体処理量と定義すれば、その全体処理量のうちの実行される各処理の処理量の割合を、実行比率と定義することができ、その定義に従って、主処理の実行比率,補助処理の実行比率も定義することができる。本制御装置20では、2つのサブ転舵ECU70SC,70SDの各々が、主処理である転舵処理と、上記補助処理とを選択的に実行することにより、主処理,補助処理の実行比率を変更し、当該制御装置20の負担が過度とはならないようにしている。そして、処理の実行による負担を小さくすることで、サブ転舵ECU70SC,70SD、ひいては、制御装置20を、簡便で安価なもので済ませることが可能となるのである。
詳しく言えば、本操舵システムでは、制御装置20の作動モードとして、第1モード,第2モードの2つが設定されており、それらのいずれかのモードで、制御装置20が作動するようにされている。具体的には、第1モードであるか第2モードであるかに拘わらず、反力ECU70CA,70CBでは、主処理としての反力処理が、メイン転舵ECU70SABでは、主処理としての転舵処理が、それぞれ実行されるものの、第1モードでは、サブ転舵ECU70SC,70SDのいずれにおいても、主処理としての転舵処理が実行され、第2モードでは、サブ転舵ECU70SC,70SDの一方において、主処理である転舵処理が、他方において、補助処理が、それぞれ実行される。つまり、サブ転舵ECU70SC,70SDの各々が、主処理と前記補助処理とを選択的に実行可能な両処理実行ユニットとされ、それらが交代しつつ、ある時期において、それらサブ転舵ECU70SC,70SDの一方だけが、主処理と補助処理とを選択的に実行するようにされているのである。
各作動モードで実行される処理を図解すれば、第1モードは、図3(a)のチャートのように表し、第2モードは、図3(b)のチャートのように表すことができる。それらのチャートに示すように、実行すべき各処理を纏めて制御装置20が実行する場合におけるそれらの処理の繰り返しの時間ピッチを、処理ピッチtpと呼べば、本制御装置20では、処理ピッチtpは、いずれの作動モードでも等しくされている。この処理ピッチtp毎に、実行される各処理が繰り返されるのであるが、処理ピッチtp内において各処理に費やされる時間を処理サイクル時間tcと呼べば、それらのチャートに示すように、転舵処理,システム適正性判断処理,故障傾向認知処理,反力処理の処理サイクル時間tcは、それぞれ、tcS,tcD1,tcD2,tcCと表すことができる。ちなみに、チャートでは、解り易く説明するために、便宜的に、転舵処理の処理サイクル時間tcSと、補助処理であるシステム適正性判断処理の処理サイクル時間tcD1と故障傾向認知処理の処理サイクル時間tcD2との合計とが、それぞれ、処理ピッチtpと等しくなるものとして扱っている。なお、前述のように、また、後に詳しく説明するように、補助処理は、ある期間ごとに、サブ転舵ECU70SCとサブ転舵ECU70SDとが交代して行うようにされているが、図3(b)のチャートでは、サブ転舵ECU70SCにおいて、補助処理が実行される状態を示している。
上述の各処理の実行比率εは、ECU70ごとに考えれば、処理ピッチtpに対する各処理の処理サイクル時間tcと考えることができ、具体的には、転舵処理の実行比率εS,システム適正性判断処理の実行比率εD1,故障傾向認知処理の実行比率εD2,反力処理の実行比率εCは、それぞれ、tcS/tp,tcD1/tp,tcD2/tp,tcC/tpと考えることができる。この考えに従えば、第1モードにおいて、サブ転舵ECU70SCにおける主処理の実行比率εM,補助処理の実行比率εAは、百分率で表せば、それぞれ、
εM=εS=100%,εA=εD1+εD2=0%
となり、第2モードにおいて、サブ転舵ECU70SCにおける主処理の実行比率εM,補助処理の実行比率εAは、それぞれ、
εM=εS=0%,εA=εD1+εD2=100%
となる。
制御装置20全体で考えた場合には、第1モードにおいて、主処理の実行比率εM,補助処理の実行比率εAは、反力処理の1つの反力ECU70Cにおける実行比率εCを30%とすれば、
εM=(100×3+30×2)/500=72%,εA=0%
となり、第2モードにおいて、主処理の実行比率εM,補助処理の実行比率εAは、
εM=(100×2+30×2)/500=52%
εA=100/500=20%
となる。
つまり、制御装置20全体で考えた場合でも、両処理実行ユニットであるサブ転舵ECU70SCについて考えた場合でも、第2モードでは、第1モードと比較して、主処理の実行比率εMが低く、補助処理の実行比率εAが高く設定されている。逆に言えば、第1モードでは、第2モードと比較して、主処理の実行比率εMが高く、補助処理の実行比率εAが低く設定されているのである。
以上の説明から解るように、制御装置20の作動モードが、第1モードから第2モードへ切り換えられることによって、主処理の実行比率εMが低められ、補助処理の実行比率εAが高められるのであり、第2モードから第1モードへ切り換えられることによって、主処理の実行比率εMが高められ、補助処理の実行比率εAが低められるのである。
iv)作動モードの切換
主処理の実行比率εM,補助処理の実行比率εAの変更、すなわち、上記2つの作動モードの切換に関して、大まかに言えば、その切換は、車両10の走行状態,当該操舵システムの状態に基づいて行われる。より具体的に言えば、本操舵システムでは、標準の作動モードが第1モードとされ、車両10の走行速度vが閾速度v0以上であるという第1条件を充足し、かつ、転舵モータ24に供給される電流(駆動電流)ISが閾電流ITH以下であるという第2条件を充足している場合に、作動モードが第2モードとされる。
車両10が比較的高速で走行しているときには、車輪12の転舵は比較的小さな力で行うことができ、転舵モータ24における4系統の全てがトルクを発生させなくても、充分に車輪12の転舵を行うことができる。上記第1条件は、そのことを考慮して設定された条件である。また、転舵モータ24に供給されている駆動電流ISが比較的小さい場合には、実際に転舵装置14が力を発揮しておらず、転舵モータ24における4系統の全てがトルクを発生させなくても済む。上記第2条件は、そのことを考慮して設定された条件である。なお、本操舵システムでは、より確実に車輪12の円滑な転舵を担保するという理由から、第1条件,第2条件の両方の充足によって、作動モードが第2モードとされるが、例えば、第1条件を充足するだけで、作動モードが第2モードとされるようにしてもよい。
上記第1条件の充足を判断するために用いられる車両10の走行速度vは、車両10に搭載されている車速センサ84の検出に基づいて取得すればよい。また、上記第2条件の充足を判断するために用いられる転舵モータ24に供給されている駆動電流ISは、転舵モータ24の4系統に対応して設けられた電流センサ74a,74b,74c,74dの各々の検出に基づく電流を合計することによって取得すればよい。ちなみに、制御装置20が第2モードで作動している場合には、転舵モータ24c,24dのいずれかには駆動電流は供給されておらず、実際には、3つの電流センサ4a,74b,74c 、あるいは、3つの電流センサ74a,74b,74dの各々の検出に基づく電流が合計されることによって取得される。
先に説明したように、補助処理は、設定した時間の経過ごとに、それぞれが両処理実行ユニットとされたサブ転舵ECU70SCとサブ転舵ECU70SDとが、交代して行う。上述のように、システム適正性判断処理は、2つのサブ転舵系統のうちの当該処理を実行していない一方に対して行われるため、当該操舵システム全体に亘って、車輪12の転舵の適正性を判断するための配慮である。
v)作動モード切換のフロー
制御装置20の作動モードの切換は、図4にフローチャートを示す作動モード決定プログラムを、制御装置20が実行することによって行われる。この作動モード決定プログラムは、処理サイクル時間が短い処理であるため、本操舵システムでは、図3のチャートに示すように、処理量に余裕のある反力ECU70C(反力ECU70CA,70CBのうちのいずれかである)によって、処理ピッチtpの中で行われる。ちなみに、処理ピッチtpは、例えば、0.5msec〜10msec 程度に設定されている。以下に、その作動モード選択プログラムに従った処理を、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
作動モードの処理は、まず、ステップ1(以下、「S1」と略す。他のステップも同様である)において、第2モードにおいて補助処理を実行するサブ転舵ECU70SC,70SDの切換のためのタイムカウンタ値tが、カウントアップ時間Δtだけカウントアップされる。S2では、タイムカウンタ値tが設定値t0となったか否かが判断される。サブ転舵ECU70SC,70SDのいずれが補助処理を実行するかは、補助処理実行ユニットフラグFのフラグ値によって決定される。このフラグFのフラグ値が“0”の場合は、サブ転舵ECU70SCが、第2モードにおいて、補助処理を実行し、“1”の場合は、第2モードにおいて、サブ転舵ECU70SDが、補助処理を実行するようにされている。S2においてタイムカウンタ値tが設定値t0となったと判断されたきには、S3において、現時点でのフラグ値Fが、“0”であるか“1”であるかが判断される、現時点のフラグ値Fが、“0”の場合は、S4において、フラグ値Fが“1”とされ、現時点のフラグ値Fが、“1”の場合は、S5において、フラグ値Fが“0”とされ、続くS6において、タイムカウンタ値tがリセットされる。
補助処理実行ユニットフラグFが切り換えられた場合であっても、また、切り換えられなかった場合であっても、次のS7において、車速センサ84の検出に基づいて取得された車両10の走行速度vが、閾速度v0以上であるか否かが判定される。走行速度vが閾速度v0以上のときは、S8において、転舵モータ24に供給されている駆動電流ISが、閾電流ITH以下であるか否かが判定される。駆動電流ISが、閾電流ITH以下のときは、S9において、制御装置20の作動モードが、第2モードに決定される。一方、S7において車両10の走行速度vが閾速度v0未満であると判定されたとき、あるいは、S8において駆動電流ISが閾電流ITHを超えていると判定されたときには、S10において、制御装置20の作動モードが、第1モードに決定される。
以上説明したように、状況に応じて作動モードを変更することによって、つまり、制御装置20が実行する主処理,補助処理の各々の実行比率を変更することによって、制御装置20の処理の負担が過大となることを防止することができる。詳しく言えば、制御装置20の負担の増大を抑えつつ、主処理の実行比率を増加させることで、充分な力で車輪12の転舵を行うことができ、補助処理の実行比率を増加させることで、充分に補助処理を実行することができるのである。
10:車両 12:車輪 14:転舵装置 16:ステアリングホイール(操作部材) 18:操作装置 20:制御装置 24,24a,24b,24c,24d:転舵モータ〔駆動源〕 28:転舵アクチュエータ 62,62a,62b:反力モータ 70SAB,70SC,70SD,70CA,70CB:電子制御ユニット(ECU) 72a,72b,72c,72d:回転角センサ 74a,74b,74c,74d:電流センサ 76ab,76cd:転舵量センサ 82a,82b:操作量センサ 84:車速センサ

Claims (8)

  1. 車両に装備される操舵システムであって、
    運転者によって操作される操作部材と、車輪を転舵させる転舵装置と、当該操舵システムの制御を司る制御装置とを備え、
    前記制御装置が、
    前記操作部材の操作に応じた車輪の転舵を前記転舵装置に実行させるための処理を含む主処理と、当該操舵システムの作動に関連した補助的な処理である補助処理とを、並行して実行可能とされ、かつ、車両の走行速度が閾速度以上であることを条件として、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された操舵システム。
  2. 前記補助処理が、当該操舵システムが故障傾向にあることを認知するための故障傾向認知処理を含む請求項1に記載の操舵システム。
  3. 前記補助処理が、車輪の転舵が適正に行われる状態に当該操舵システムがあるか否かを判断するシステム適正性判断処理を含む請求項1または請求項2に記載の操舵システム。
  4. 前記転舵装置が、駆動電流の供給によって作動させられるものであり、
    前記制御装置が、車両の走行速度が前記閾速度以上であることに加え、前記駆動電流が閾電流以下であることをさらなる条件として、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の操舵システム。
  5. 前記制御装置が、
    (A)第1モードにおいても、(B)前記主処理の実行比率が前記第1モードにおけるよりも低く、かつ、前記補助処理の実行比率が前記第1モードにおけるよりも高く設定された第2モードにおいても、作動可能とされ、
    自身の作動を、前記第1モードでの作動から前記第2モードでの作動に切り換えることで、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の操舵システム。
  6. 前記転舵装置が、複数の駆動源を有し、かつ、前記制御装置が、それぞれが前記複数の駆動源のうちの1つ以上ものを制御する複数の制御ユニットを有し、
    前記転舵装置が、前記複数の駆動源のうちの、前記複数の制御ユニットのいずれかによって制御されているものに依存した駆動力によって、車輪を転舵するように構成された請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の操舵システム。
  7. 前記複数の制御ユニットのうちの少なくとも1つのものの各々が、前記主処理と前記補助処理とを選択的に実行可能な両処理実行ユニットとされ、かつ、その少なくとも1つの両処理実行ユニットのうちの少なくとも1つが、前記主処理に代えて前記補助処理を実行することによって、前記制御装置が、前記主処理の実行比率を低め、前記補助処理の実行比率を高めるように構成された請求項6に記載の操舵システム。
  8. 前記制御装置が、前記少なくとも1つの両処理実行ユニットとして、2以上の両処理実行ユニットを有し、
    それら2以上の両処理実行ユニットの各々が、互いに交代しつつ、前記主処理に代えて前記補助処理を実行するようにされた請求項7に記載の操舵システム。
JP2018082555A 2018-04-23 2018-04-23 操舵システム Active JP6981353B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018082555A JP6981353B2 (ja) 2018-04-23 2018-04-23 操舵システム
CN201910298426.2A CN110386187B (zh) 2018-04-23 2019-04-15 转向***
US16/388,991 US11472478B2 (en) 2018-04-23 2019-04-19 Steering system having different operation modes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018082555A JP6981353B2 (ja) 2018-04-23 2018-04-23 操舵システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019188966A JP2019188966A (ja) 2019-10-31
JP6981353B2 true JP6981353B2 (ja) 2021-12-15

Family

ID=68237433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018082555A Active JP6981353B2 (ja) 2018-04-23 2018-04-23 操舵システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11472478B2 (ja)
JP (1) JP6981353B2 (ja)
CN (1) CN110386187B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6981354B2 (ja) 2018-04-23 2021-12-15 トヨタ自動車株式会社 操舵システム
EP3792149B1 (en) 2019-08-22 2023-09-27 Jtekt Corporation Steering device and steering method
EP3782875B1 (en) * 2019-08-22 2022-07-20 Jtekt Corporation Steering device and method for detecting anomaly in steering device

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329744A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Toyota Autom Loom Works Ltd パワーステアリング装置におけるハンドル角補正装置及び車両
JP2006182078A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Hitachi Ltd パワーステアリング装置
KR100651141B1 (ko) * 2005-10-24 2006-11-29 주식회사 만도 자동차의 전기식 동력 보조 조향 장치
JP4727410B2 (ja) * 2005-12-16 2011-07-20 トヨタ自動車株式会社 ステアリング制御装置および電動車両
JP4426535B2 (ja) * 2006-01-17 2010-03-03 本田技研工業株式会社 車両の周辺監視装置
JP2009056820A (ja) 2007-08-29 2009-03-19 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4631930B2 (ja) * 2008-05-14 2011-02-16 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP5151791B2 (ja) * 2008-08-07 2013-02-27 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
DE102009012932A1 (de) * 2009-03-12 2010-09-23 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Lenkungssystems in einem Kraftfahrzeug
JP5816019B2 (ja) 2011-07-29 2015-11-17 Ntn株式会社 冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置
US9889880B2 (en) * 2014-03-11 2018-02-13 Nsk Ltd. Motor control device, electric power steering device using same, and vehicle
JP6025268B2 (ja) * 2014-10-31 2016-11-16 富士重工業株式会社 車両の走行制御装置
DE102014226781A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines resultierenden Sollwerts zur Regelung einer Lenkeinrichtung sowie Fahrzeug
JP6521073B2 (ja) 2015-07-31 2019-06-05 日産自動車株式会社 ステアバイワイヤシステム及びステアバイワイヤシステムの制御方法
CN106428197B (zh) * 2016-11-15 2018-11-09 南京航空航天大学 基于多模式转向***助力耦合器的控制器及控制方法
CA3040864C (en) 2016-12-09 2021-11-02 Halliburton Energy Services, Inc. Directional drilling with stochastic path optimization of operating parameters
US10212400B2 (en) * 2017-05-01 2019-02-19 Cnh Industrial America Llc Systems of acquiring image data for an autonomous work vehicle
US10543853B2 (en) * 2017-07-05 2020-01-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for providing collaborative control of a vehicle
JP6981354B2 (ja) 2018-04-23 2021-12-15 トヨタ自動車株式会社 操舵システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN110386187B (zh) 2022-05-10
CN110386187A (zh) 2019-10-29
US11472478B2 (en) 2022-10-18
US20190322314A1 (en) 2019-10-24
JP2019188966A (ja) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6981354B2 (ja) 操舵システム
US20210016824A1 (en) Steering device
JP6981353B2 (ja) 操舵システム
EP1149754B1 (en) Controller for vehicle steering apparatus and method for detecting abnormality in the controller
JP6579377B2 (ja) 車両用操舵装置
JP2015160504A (ja) 車両用操舵装置、当該装置の故障判定方法、及び転舵モータの制御方法
JP5971512B2 (ja) 車両用操舵装置
KR20070007863A (ko) 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치
JP5224032B2 (ja) 操舵制御装置
CN110641547B (zh) 车辆用转向***
EP3715214B1 (en) Motor controller
US20210122413A1 (en) Steering control device
CN112937673A (zh) 转向控制装置
US11685429B2 (en) Steering control device
JP3915595B2 (ja) レゾルバを用いた回転角度検出装置およびこの装置を用いた制御装置
JP6984345B2 (ja) 操舵制御装置
EP4116172A1 (en) Steer-by-wire steering system
US20220097761A1 (en) Steering control device
JP3958701B2 (ja) 車両のスリップ検出装置
JP7388995B2 (ja) 操舵制御装置
WO2023139722A1 (ja) 操舵制御装置及び操舵制御方法
EP3792152A1 (en) Steering control device
US20230219618A1 (en) Steer-by-wire steering system
CN112550439A (zh) 转向控制装置
JP2022014795A (ja) 転舵角制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211007

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211019

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211101

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6981353

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151