(57)【特許請求の範囲】
【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少なくとも３層以上で階層付け、各階層に関係する前記各検出値が正常か異常かを下位の階層から上位の階層へと順次チェックし、この結果に基づき、各階層のいずれにも異常がなければ、全ての階層の判断を同時に有効とし、各階層のいずれかに異常があれば、異常が発見された時点で異常のある階層及びその階層よりも上位の全ての階層の判断のみを無効にするとともに、異常のある階層よりも下位の全ての階層の判断を有効とす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少なくとも３層以上で階層付けられ、該制御部は、各階層に関係する前記各検出値が正常か異常かを下位の階層から上位の階層へと順次チェックし、この結果に基づき、各階層のいずれにも異常がなければ、全ての階層の判断を同時に有効とし、各階層のいずれかに異常があれば、異常が発見された時点で異常のある階層及びその階層よりも上位の全ての階層の判断のみを無効にするとともに、異常のある階層よりも下位の全ての階層の判断を有効とす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。
【発明の詳細な説明】
【発明が属する技術分野】
【０００１】
本発明は車両用制御方法及び車両用制御装置に関する。この車両用制御方法及び車両用制御装置は例えば電動パワーステアリング装置に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【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、ハンドルの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】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【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や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】
【課題を解決するための手段】
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少なくとも３層以上で階層付け、各階層に関係する前記各検出値が正常か異常かを下位の階層から上位の階層へと順次チェックし、この結果に基づき、各階層のいずれにも異常がなければ、全ての階層の判断を同時に有効とし、各階層のいずれかに異常があれば、異常が発見された時点で異常のある階層及びその階層よりも上位の全ての階層の判断のみを無効にするとともに、異常のある階層よりも下位の全ての階層の判断を有効とすることを特徴とする。
【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少なくとも３層以上で階層付けられ、該制御部は、各階層に関係する前記各検出値が正常か異常かを下位の階層から上位の階層へと順次チェックし、この結果に基づき、各階層のいずれにも異常がなければ、全ての階層の判断を同時に有効とし、各階層のいずれかに異常があれば、異常が発見された時点で異常のある階層及びその階層よりも上位の全ての階層の判断のみを無効にするとともに、異常のある階層よりも下位の全ての階層の判断を有効とす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】
【発明の実施の形態】
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。
【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、カウンタをクリアし、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が正常状態に復帰した時点で、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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【符号の説明】
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）
【図１】
0003854052.tif 000002
【図２】
0003854052.tif 000003
【図３】
0003854052.tif 000004
【図４】
0003854052.tif 000005
【図５】
0003854052.tif 000006
【図６】
0003854052.tif 000007
【図７】
0003854052.tif 000008
【図８】
0003854052.tif 000009