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図面 (9)

課題

状況に応じた適切な制御を行うことのできる車両用制御方法及び車両用制御装置を提供する。

解決手段

車両用制御装置は、検出値を検出する検出手段1と、制御量CT1〜4を計算する演算部10と、各制御量に基づいて車両又は車両の一部を制御する制御部15よりなり、各制御量は、制御部に対して階層付けを行う。

概要

背景

車両用制御装置としての例えば電動パワーステアリング装置では、図8に示すような制御が行われている。電動パワーステアリング装置では、トルクセンサ車速センサ回転角センサ等の複数の検出手段を採用しており、ステップS91により、各制御手段により操舵トルク車速回転角等の複数の検出値が検出される。そして、ステップS92で各検出値が正常か否か判断され、ここで正常であれば、ステップS93において演算部により各検出値に基づいて各制御量が計算される。この後、ステップS94では制御部により各制御量に基づいて制御対象である電動モータが制御される。他方、ステップ92で各検出値が異常であると判断された場合、ステップ95へ進み、電動パワーステアリング装置の制御を停止する。

これにより、この電動パワーステアリング装置では、操舵トルク、車速等に応じ、ハンドル操舵が電動モータによりアシストされる。また、この電動パワーステアリング装置では、車速、回転角等により計算された舵角に応じ、ダンパー制御、戻し制御等が行なわれる。

概要

状況に応じた適切な制御を行うことのできる車両用制御方法及び車両用制御装置を提供する。

車両用制御装置は、検出値を検出する検出手段1と、制御量CT1〜4を計算する演算部10と、各制御量に基づいて車両又は車両の一部を制御する制御部15よりなり、各制御量は、制御部に対して階層付けを行う。

目的

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、状況に応じた適切な制御を行うことのできる車両用制御方法及び車両用制御装置を提供することを解決すべき課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

検出手段により複数の検出値を検出し、演算部により各該検出値に基づいて複数の制御量を計算し、制御部により各該制御量に基づいて車両又は該車両の一部を制御対象として制御する車両用制御方法において、各前記制御量を前記制御部に対して階層付けることを特徴とする車両用制御方法。

請求項2

複数の検出値を検出する検出手段と、各該検出値に基づいて複数の制御量を計算する演算部と、各該制御量に基づいて車両又は該車両の一部を制御対象として制御する制御部とを有する車両用制御装置において、各前記制御量は前記制御部に対して階層付けられていることを特徴とする車両用制御装置。

請求項3

演算部は各制御量の階層を随時調整可能であることを特徴とする請求項2記載の車両用制御装置。

請求項4

上位の階層の制御量は下位の階層の制御量の補正値であることを特徴とする請求項2又は3記載の車両用制御装置。

請求項5

各制御量は車両の安全走行性に基づいて階層付けられていることを特徴とする請求項2、3又は4記載の車両用制御装置。

請求項6

制御対象は電動パワーステアリング装置であることを特徴とする請求項2、3、4又は5記載の車両用制御装置。

--

0002

車両用制御装置としての例えば電動パワーステアリング装置では、図8に示すような制御が行われている。電動パワーステアリング装置では、トルクセンサ車速センサ回転角センサ等の複数の検出手段を採用しており、ステップS91により、各制御手段により操舵トルク車速回転角等の複数の検出値が検出される。そして、ステップS92で各検出値が正常か否か判断され、ここで正常であれば、ステップS93において演算部により各検出値に基づいて各制御量が計算される。この後、ステップS94では制御部により各制御量に基づいて制御対象である電動モータが制御される。他方、ステップ92で各検出値が異常であると判断された場合、ステップ95へ進み、電動パワーステアリング装置の制御を停止する。

背景技術

0003

これにより、この電動パワーステアリング装置では、操舵トルク、車速等に応じ、ハンドル操舵が電動モータによりアシストされる。また、この電動パワーステアリング装置では、車速、回転角等により計算された舵角に応じ、ダンパー制御、戻し制御等が行なわれる。

0004

しかし、上記従来の車両用制御装置では、各制御量が制御部に対して階層付けられていなかったため、ステップ92により、仮に検出値の一つが異常であると判断された場合、ステップ95へ進み、車両又は車両の一部の制御を停止する等、簡易な制御を行わざるを得ず、状況に応じた適切な制御がなされなかった。

発明が解決しようとする課題

0005

例えば、従来の電動パワーステアリング装置では、仮にトルクセンサ、回転角センサ等の一部の検出手段に異常を生じ、操舵トルク、回転角等の検出値の一つが異常となった場合、電動モータの制御を停止し、これにより車両の安全走行性を確保することとしている。しかしながら、電動モータの制御が停止されると、ハンドルの操舵がアシストされず、車両の運転者にとってハンドルが重く感じられることとなる。特に、この電動パワーステアリングでは、電動モータのイナーシャコギングトルクのため、ハンドルの操舵がアシストされないマニュアルステアリング装置に比し、かえってハンドルが重く感じられてしまう。

0006

また、従来の電動パワーステアリング装置では、検出手段としての車速センサのみに異常を生じ、検出値としての車速が異常となった場合、やはり車両の安全走行性のため、車速が予め固定したものであるものとみなして電動モータの制御を行い、これにより車両の安全走行性を確保することとしている。しかしながら、車速を固定値とみなして電動モータの制御を行うと、実際の車速がその固定値より高い場合、電動モータのアシストが過剰となり、運転者が不安を感じることもある。

0007

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、状況に応じた適切な制御を行うことのできる車両用制御方法及び車両用制御装置を提供することを解決すべき課題とする。

0008

本発明の車両用制御方法は、検出手段により複数の検出値を検出し、演算部により各該検出値に基づいて複数の制御量を計算し、制御部により各該制御量に基づいて車両又は該車両の一部を制御対象として制御する車両用制御方法において、各前記制御量を前記制御部に対して階層付けることを特徴とする。

課題を解決するための手段

0009

また、本発明の車両用制御装置は、複数の検出値を検出する検出手段と、各該検出値に基づいて複数の制御量を計算する演算部と、各該制御量に基づいて車両又は該車両の一部を制御対象として制御する制御部とを有する車両用制御装置において、各前記制御量は前記制御部に対して階層付けられていることを特徴とする。

0010

本発明の車両用制御方法及び車両用制御装置では、各制御量が制御部に対して階層付けられているため、車両の状況に応じ、基本的な下位の階層から付加的な上位の階層へと順次制御量が選択される。こうであれば、仮に一部の検出値が異常であった場合、その異常な検出値が付加的なものであれば、その異常な検出値はないものとし、基本的な他の検出値に基づいて制御量が計算され、その制御量に基づいて制御対象が制御される。こうして、この車両用制御方法及び車両用制御装置では、車両又は車両の一部の制御が状況に応じて適切になされることとなる。

0011

したがって、本発明の車両用制御方法及び車両用制御装置によれば、検出手段の状況に応じて適切に車両又は車両の一部の制御を行うことが可能である。

0012

本発明の車両用制御方法及び車両用制御装置では、制御量が計算される各階層をハードウエア又はソフトウエアのいずれによっても実現可能である。また、ハードウエアの階層とソフトウエアの階層とを混在させることもできる。ソフトウエアのみで各階層の処理を行う場合、1つのコンピュータでこれら各階層の処理を行うこともでき、複数のコンピュータを使用して各階層の処理を分散させたり相互監視を行わせるともできる。

0013

また、本発明の車両用制御方法及び車両用制御装置では、演算部が各制御量の階層を随時調整可能であることが望ましい。こうであれば、仮に一部の検出値が異常であった後に回復すれば、直ちにその検出値に基づいて制御量が計算され、その制御量に基づいて制御対象が制御される。こうして、この車両用制御方法及び車両用制御装置では、車両又は車両の一部の制御がリアルタイムに適切になされることとなる。

0014

さらに、本発明の車両用制御方法及び車両用制御装置では、上位の階層の制御量が下位の階層の制御量の補正値であることが望ましい。こうであれば、ハードウエア又はソフトウエアによって実現する各階層を簡易なものとすることができ、処理速度の迅速化及び製造コストの低廉化を実現することができる。

0015

各制御量は車両の安全走行性に基づいて階層付けられていることが望ましい。こうであれば、最も下位の階層の制御量により車両の安全走行の上で基本的な制御を確保しつつ、より上位の階層の制御量により快適な走行性等の付加的な制御を行うことができる。こうして、より安全で、より快適な車両の走行が可能となる。

0016

本発明の車両用制御方法及び車両用制御装置は、制御対象を電動パワーステアリング装置として実現することができる。これにより、操舵に関して安全走行の上で基本的な制御を確保しつつ、快適な操舵性等の付加的な制御を行うことが可能となる。

0017

以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。

発明を実施するための最良の形態

0018

実施形態の電動パワーステアリング装置は、図1に示すように、検出手段1、演算部10、制御部15及び制御対象としての電動モータMを有している。

0019

検出手段1はモータ電流センサ2、ロータ位置センサ3、トルクセンサ4、車速センサ6及び操舵角センサ5で構成される。これらモータ電流センサ2、ロータ位置センサ3、トルクセンサ4、車速センサ6及び操舵角センサ5は、各々検出値であるモータ電流ロータ位置、操舵トルク、車速及び操舵角を検出して演算部10及び制御部15へ出力する。

0020

演算部10は第1〜4階層11〜14で構成される。これら第1〜4階層11〜14は、検出手段1より入力した各検出値に基づいて各制御量CT1〜4を計算し、制御部15へ出力する。

0021

詳細には、第1階層11は、電動モータMによるアシストを行わないが、電動モータMにコギングトルクが発生しない(ハンドルがマニュアルステアリング装置以上には重くならない)ような制御量を出力するように構成する。

0022

第2階層12は、操舵トルクに応じた基本的なアシスト力を発生させる制御量を出力するように構成する。

0023

第3階層13は、第2階層12による基本的なアシスト力に対して操舵角に応じた補正を行う制御量を出力するように構成する。この第3階層13での補正は、ハンドルの切り込み時と戻し時とでアシスト力を異ならせるための補正である。

0024

第4階層14は、第3階層13によって補正されたアシスト力に対して、車速及び操舵角速度に応じた補正を行う制御量を出力するように構成する。この第4階層14での補正は、ハンドル戻り性能の向上を図るためのハンドル戻し制御、高速走行時のハンドルの収斂性向上及び切り込み時の手応え感向上を図るためのダンピング制御である。

0025

このように、最も下位の第1階層11は電動モータMによるアシストを停止しても走行時の安全性を損なわないような制御を行い、第2階層12では基本的なアシスト性能を発揮する制御を司り、第3階層13及び第4階層14では基本的なアシスト性能をより安全で、より快適な性能に順次補正する制御をそれぞれ司る。

0026

制御部15は、検出手段1より入力した各検出値と演算部10より入力した各制御量CT1〜4とから制御電流CIを計算し、制御対象としての電動モータMへ出力する。

0027

ここで、演算部10及び制御部15は、コンピュータ及び電動モータMの駆動回路を含めたインターフェイス回路で構成されている。

0028

次に、この電動パワーステアリング装置の制御方法について図1及び図2〜7を用いて説明する。

0029

まず、運転者がイグニッションスイッチをONにすると、図2に示すように、メインプログラムが実行される。

0030

メインプログラムでは、ステップS1において、種々のフラグ、カウンタクリアし、出力状態等を初期状態に設定する。

0031

ステップS2ではタイマ1〜5を所定の値にセットしてスタートさせる。このタイマがカウントアップするとインタラプトを発生する。

0032

ステップS3ではコンピュータをウエイト状態とし、タイマ1〜5からのインタラプトを待つ。タイマ1〜5のインタラプトが発生すると、図3〜7に示すように、対応したインタラプトサービスルーチンが実行される。

0033

まず、タイマ1〜4からのインタラプトにより実行される図3〜6に示す演算部10のインタラプトサービスルーチンについて説明する。

0034

タイマ1からのインタラプトにより、図3に示すように、第1階層11のインタラプトサービスルーチンが実行される。ステップS11では、ロータ位置センサ3より入力したロータ位置に基づき制御量CT1を計算する。

0035

タイマ2からのインタラプトにより、図4に示すように、第2階層12のインタラプトサービスルーチンが実行される。ステップS12では、トルクセンサ4より入力した操舵トルクに基づき制御量CT2を計算する。

0036

タイマ3からのインタラプトにより、図5に示すように、第3階層13のインタラプトサービスルーチンが実行される。ステップS13では、操舵角センサ5より入力した操舵角に基づき制御量CT3を計算する。

0037

タイマ4からのインタラプトにより、図6に示すように、第4階層14のインタラプトサービスルーチンが実行される。ステップS14では、操舵角速度及び車速に基づき制御量CT4を計算する。ここで、操舵角速度は操舵角センサ5より入力した操舵角を微分して得る。

0038

以上の第1〜4階層11〜14のインタラプトサービスルーチンにおける制御量CT1〜4は全く独立に計算され、第1〜4階層11〜14の相互間で影響を与えることはない。また、タイマ1〜4により一定時間ごとに計算されるため、一部の検出値が異常であった後に回復すれば、直ちにその検出値に基づいて制御量CT1〜4が計算される。

0039

次に、タイマ5からのインタラプトにより実行される図7に示す制御部15のインタラプトサービスルーチンについて説明する。

0040

まず、ステップS21では、ロータ位置センサ3より入力したロータ位置が正常であるか否かをチェックする。ロータ位置が正常であればステップS22に進み、ロータ位置が正常でなければステップS30に進む。ステップS30では、電動モータMによるアシストが行えないため、コンピュータによるコントロールを停止する。

0041

ステップS22では、制御量CT1に基づき電動モータMへ出力する制御電流CIを計算する。この制御電流CIは、ロータ位置に基づいて演算されるものであり、電動モータMの磁石による界磁を弱める「弱め界磁制御」を行うものである。同制御により電動モータMにコギングトルクが発生しないため、ハンドルがマニュアルステアリング装置以上に重くなることはない。

0042

ステップS23では、トルクセンサ4より入力した操舵トルクが正常であるか否かをチェックする。操舵トルクが正常であればステップS24に進み、操舵トルクが正常でなければステップS29に進む。

0043

ステップS24では、制御量CT2に基づき電動モータMへ出力する制御電流CIを補正して、具体的には操舵トルクの増大に応じてアシスト力を大きくするように補正し、ステップS25に進む。

0044

ステップS25では、操舵角センサ5より入力した操舵角が正常であるか否かをチェックする。操舵角が正常であればステップS26に進み、操舵角が正常でなければステップS29に進む。

0045

ステップS26では、制御量CT3に基づき電動モータMへ出力する制御電流CIを補正して、具体的には操舵角の増減からハンドルの切り込み状態か切り戻し状態かを判別し、切り込み時にはアシスト力を大きく、切り戻し時にはアシスト力を小さく補正し、ステップS27に進む。

0046

ステップS27では、車速センサ6より入力した車速が正常であるか否かをチェックする。車速が正常であればステップS28に進み、車速が正常でなければステップS29に進む。

0047

ステップS28では、制御量CT4に基づき電動モータMへ出力する制御電流CIを補正して、ステップS29に進む。ステップS28での補正は、操舵角を微分して得た操舵角速度と車速とに基づくハンドル戻し制御及びダンピング制御である。

0048

最後に、ステップS29では、制御電流CIを電動モータMへ出力し、リターンする。

0049

こうして、この電動パワーステアリング装置では、制御部15のインタラプトサービスルーチンにおいて、タイマ5により一定時間ごとに、制御量CT1〜CT4に基づき電動モータMへ出力する制御電流CIが計算される。また、その際、検出手段1の状況に応じて制御電流CIが計算されるため、電動モータMは最も適切な制御がされることとなる。

0050

例えば、車速センサ6のみが異常であるなら、第1〜3階層11〜13、すなわちステップS22で得た制御電流CIにステップS24、S26での補正を施すまでのステップは有効であり、車速を用いる第4階層14、すなわちステップS28のみが無効となる。これにより、異常をきたした検出手段1に関係する階層よりも下位の階層は全て有効に機能するため、検出手段1の状況に応じて最大限の制御を行うことができる。

0051

そして、車速センサ6の前記異常が断線等による持続的なものである場合は、第1〜3階層11〜13のみでの制御を続けることとなる。前記異常がノイズによる一過性のものであれば、車速センサ6が正常状態復帰した時点で、ステップS27からステップS28へ進むことができ、第4階層14も有効状態に復帰し、以降は全階層11〜14での制御を行うこととなる。

0052

また、この電動パワーステアリング装置では、上位の階層の制御量は下位の階層の制御量の補正値となっているため、第1〜4階層11〜14を簡易なものとすることができ、処理速度の迅速化及び製造コストの低廉化を実現することができる。ここで、第1階層11が最も下位の階層であり、第4階層14が最も上位の階層である。

0053

さらに、この電動パワーステアリング装置では、第1階層11の制御量CT1により車両の安全走行の上で基本的な制御を確保しつつ、より上位の階層12〜14の制御量CT2〜4により快適な走行性等の付加的な制御を行っている。

0054

したがって、この電動パワーステアリング装置によれば、操舵に関して安全走行の上で基本的な制御を確保しつつ、快適な操舵性等の付加的な制御を行うことが可能となる。

0055

なお、実施形態の電動パワーステアリング装置では、第1〜4階層11〜14をソフトウエアによって実現したが、この一部又は全部をハードウエアによって実現することも可能である。さらには、複数のコンピュータを使用して第1〜4階層11〜14の処理を分散させたり相互監視を行わせるとも可能である。

0056

図1実施形態の電動パワーステアリング装置に係るブロック図である。
図2実施形態の電動パワーステアリング装置に係るメインプログラムのフローチャートである。
図3実施形態の電動パワーステアリング装置に係る第1階層のインタラプトサービスルーチンのフローチャートである。
図4実施形態の電動パワーステアリング装置に係る第2階層のインタラプトサービスルーチンのフローチャートである。
図5実施形態の電動パワーステアリング装置に係る第3階層のインタラプトサービスルーチンのフローチャートである。
図6実施形態の電動パワーステアリング装置に係る第4階層のインタラプトサービスルーチンのフローチャートである。
図7実施形態の電動パワーステアリング装置に係る制御部のインタラプトサービスルーチンのフローチャートである。
図8従来の電動パワーステアリング装置の制御を示すフローチャートである。

図面の簡単な説明

0057

1…検出手段(2…モータ電流センサ、3…ロータ位置センサ、4…トルクセンサ、5…車速センサ、6…回転角センサ)
10…演算部(11、12、13、14…第1〜4階層)
CT1、CT2、CT3、CT4…制御量
15…制御部
M…制御対象(電動モータ)

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