JP2006327271A - Vehicle control system and control method of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御システムに関し、特に所望の車両挙動特性を得る車両挙動制御を複数種備えた車両に関する。 The present invention relates to a vehicle control system, and more particularly to a vehicle provided with a plurality of types of vehicle behavior control for obtaining desired vehicle behavior characteristics.
従来、後輪の舵角を制御することで、所望の車両挙動特性を得るように制御する後輪舵角制御システム(以下、アクティブステアシステムと記載する)を備えた車両の技術が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。この公報には、アクティブステアシステムの異常を検出したときは、機械的に後輪舵角を固定することで、フェール発生時に後輪舵角が発生していたとしても車両挙動の安定化を図るものである。
近年、各輪に作用するブレーキ液圧制御によって車両挙動を制御するアクティブブレーキシステムの車両への搭載が一般化している。このアクティブブレーキシステムには、車両に作用する実ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサと、車速と操舵角等に基づいて目標ヨーレイトを算出する目標ヨーレイト算出部を有する。そして、ヨーレイトセンサにより検出された実ヨーレイトと算出された目標ヨーレイトの偏差が所定値以上のときは、車両挙動がオーバーステア傾向もしくはアンダーステア傾向にあると判断し、各輪のブレーキ液圧制御によって実ヨーレイトが目標ヨーレイトに収束するように制御される。 In recent years, an active brake system that controls vehicle behavior by brake hydraulic pressure control acting on each wheel has been generally installed in vehicles. This active brake system includes a yaw rate sensor that detects an actual yaw rate acting on the vehicle, and a target yaw rate calculation unit that calculates a target yaw rate based on a vehicle speed, a steering angle, and the like. When the deviation between the actual yaw rate detected by the yaw rate sensor and the calculated target yaw rate is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the vehicle behavior is in an oversteer tendency or an understeer tendency, and actual control is performed by brake hydraulic pressure control for each wheel. The yaw rate is controlled to converge to the target yaw rate.
上述したように、アクティブステアシステムとアクティブブレーキシステムの両方を搭載した車両を構成する上で、アクティブステアシステムの異常の検出後、従来技術に示すように後輪舵角を固定すると、以下に示す課題があった。 As described above, when a vehicle equipped with both an active steering system and an active brake system is configured, after detecting an abnormality in the active steering system, the rear wheel steering angle is fixed as shown in the prior art, the following is shown: There was a problem.
例えば、アクティブステアシステムの異常により後輪舵角が発生した状態で、運転者が直進走行しようとすると修正操舵により操舵角が発生する。操舵角が発生しているにも係わらずヨーレイトが発生していないと、アクティブブレーキシステムの誤作動や、センサの誤診断を行う虞がある。そこで、アクティブブレーキシステムの誤作動を回避するために、アクティブステアシステムの異常の度にアクティブブレーキシステムをも遮断する構成を取ると、車両システムとしてのロバスト性の低下を招く虞があった。 For example, when the driver tries to travel straight in a state where the rear wheel steering angle is generated due to an abnormality in the active steering system, the steering angle is generated by the correction steering. If the yaw rate is not generated even though the steering angle is generated, the active brake system may malfunction or the sensor may be erroneously diagnosed. Therefore, in order to avoid malfunction of the active brake system, if the active brake system is also shut off whenever the active steering system is abnormal, the robustness of the vehicle system may be reduced.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、車両挙動を制御するシステムを複数搭載した車両において、システムのロバスト性を確保可能な車両制御システム及び車両の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and the object of the present invention is to provide a vehicle control system and vehicle control capable of ensuring system robustness in a vehicle equipped with a plurality of systems for controlling vehicle behavior. It is to provide a method.
上記目的を達成するため、本発明では、運転者の操舵角を検出する操舵角センサと、前記操舵角に基づいて所望の車両挙動特性を得るように前輪及び/又は後輪に補助舵角を付与するアクティブステア手段と、車両挙動の状態量を検出する車両挙動状態量検出手段と、前記操舵角及び前記車両挙動状態量に基づいて所望の車両挙動特性を得るように4輪の制動力を各々制御するアクティブブレーキ手段と、を備えた車両制御システムにおいて、前記アクティブステア手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段により異常が検出されたときは、前記補助舵角を中立に戻して前記アクティブステア手段を停止し、前記アクティブブレーキ手段を継続する第1停止手段とを備えた。 To achieve the above object, according to the present invention, a steering angle sensor for detecting a steering angle of a driver, and an auxiliary steering angle for front wheels and / or rear wheels so as to obtain desired vehicle behavior characteristics based on the steering angle. Active steering means to be applied, vehicle behavior state quantity detection means for detecting a vehicle behavior state quantity, and braking force of four wheels so as to obtain a desired vehicle behavior characteristic based on the steering angle and the vehicle behavior state quantity In the vehicle control system comprising active brake means for controlling each of them, an abnormality detection means for detecting an abnormality of the active steering means, and when an abnormality is detected by the abnormality detection means, the auxiliary steering angle is made neutral. And a first stop means for returning and stopping the active steering means and continuing the active brake means.
よって、アクティブステア手段が異常のときは、アクティブステア手段が中立に戻されて停止するため、アクティブブレーキ手段を継続しても誤作動や誤診断を排除することが可能となり、システムのロバスト性の向上を図りつつ、安全性を確保することができる。 Therefore, when the active steer means is abnormal, the active steer means is returned to neutral and stops, so it is possible to eliminate malfunctions and misdiagnosis even if the active brake means is continued. Safety can be ensured while improving.
以下、本発明の車両制御システムを実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a vehicle control system of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[車両制御システムの構成]
図1は実施例1の車両制御システムを表すシステム構成図である。実施例1の車両には、エンジンを制御するエンジンコントローラ(以下、ECUと記載)1と、自動変速機を制御する自動変速機コントローラ(以下、ATCUと記載)2と、各種メータ類を制御するメータコントローラ(以下、MCUと記載)3と、運転者の操舵角を検出する操舵角センサ7と、車両の挙動に係わる状態量(ヨーレイト・横加速度・前後加速度等)を検出する一体型センサ8が搭載されている。
[Configuration of vehicle control system]
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a vehicle control system according to the first embodiment. The vehicle according to the first embodiment controls an engine controller (hereinafter referred to as ECU) 1 that controls an engine, an automatic transmission controller (hereinafter referred to as ATCU) 2 that controls an automatic transmission, and various meters. Meter controller (hereinafter referred to as MCU) 3, steering angle sensor 7 for detecting the steering angle of the driver, and integrated
操舵角センサ7内には、角度変化に応じて検出される電気信号を角度信号として出力するコントローラ7aが設けられ、ノイズ成分等を除去した値が所定周期毎(例えば10msec毎)に出力される。また、一体型センサ8内には、車両の挙動変化に応じて検出される電気信号をヨーレイト信号、横加速度信号、前後加速度信号として出力するコントローラ8aが設けられ、ノイズ成分等を除去した値が所定周期毎(例えば5msec毎)に出力される。
The steering angle sensor 7 is provided with a
また、運転者の操舵角に対して前輪4aの舵角を加算・減算制御可能な前輪操舵ユニット40と、後輪5aの舵角を制御可能な後輪操舵ユニット50と、各車輪4a,5aの制動力を走行状態に応じて独立に制御可能なブレーキユニット60が搭載されている。
In addition, a front
前輪操舵ユニット40は、前輪コントローラ4と、この前輪コントローラ4の指令に基づいて作動する前輪アクチュエータ41から構成され、車両前方のインストルメントパネル下方に配置されている。後輪操舵ユニット50は、後輪コントローラ5と、この後輪コントローラ5の指令に基づいて作動する後輪アクチュエータ51から構成され、車両後方の後輪近傍に配置されている。ブレーキユニット60は、ブレーキコントローラ6と、このブレーキコントローラ6の指令に基づいて作動するブレーキアクチュエータ61から構成され、エンジンルーム内に配置されている。
The front
ECU1,ATCU2,MCU3,操舵角センサ7,ブレーキコントローラ6及び後輪コントローラ5には、低速通信制御ポートが設けられ、低速CAN通信線100により接続されている。この低速CAN通信線100の通信速度は、10msec毎に各コントローラから出力されるデータを送受信可能に構成されている。
The
尚、CAN通信とは、2本の通信線にハイ信号とロー信号の組み合わせを出力し、これらの信号の偏差からbit信号を送受信するものである。よって、外乱等により信号が乱れたとしても、2本の通信線に同時に外乱が発生するため、偏差を取ることで安定したbit信号を送受することができる。また、この通信線内には、各コントローラから出力されたセンサ信号等が一定周期、または某かのイベント発生毎に出力され、必要なコントローラのみが必要な情報を受け取るように構成されている。 In CAN communication, a combination of a high signal and a low signal is output to two communication lines, and a bit signal is transmitted / received based on a deviation between these signals. Therefore, even if a signal is disturbed due to a disturbance or the like, a disturbance occurs simultaneously on the two communication lines. Therefore, a stable bit signal can be transmitted and received by taking a deviation. Further, in this communication line, sensor signals and the like output from each controller are output at a constant cycle or every time an event occurs, and only a necessary controller receives necessary information.
前輪コントローラ4,後輪コントローラ5,ブレーキコントローラ6及び一体型センサ8には、高速通信制御ポートが設けられ、高速CAN通信線200により接続されている。この高速CAN通信線200の通信速度は、1msec毎に各コントローラから出力されるデータを送受信可能に構成されている。尚、低速CAN通信線100を介した通信では、単位時間内に送受信可能なデータ量が少なく、高速CAN通信線200を介した通信では、単位時間内に送受信可能なデータ量が多いことを表す。
The
尚、上述したように、ブレーキコントローラ6及び後輪コントローラ5には、高速通信制御ポートと低速通信制御ポートの両方が設けられ、高速CAN通信線200と低速CAN通信線100の両方に接続されている。
As described above, the
〔4輪アクティブステアシステム〕
図2は、4輪アクティブステアシステムの構成を表すシステム図である。実施例1の車両には、ある車速で運転者がある操舵角を発生させた場合には、操舵フィーリングや車両挙動特性としてこの程度のヨーレイトと横加速度を達成するのが最適であるという理論に基づき、前後輪に補助舵角が付与される4輪アクティブステアシステムが搭載されている。すなわち、ヨーレイトセンサや横加速度センサ等によるフィードバック制御系では、運転者の操舵意図を反映したものではなく、実際に発生した車両挙動に基づいて制御を開始するため、応答遅れを生じると共に、運転者の操舵意図に沿った最適な車両挙動特性を得られない。そこで、操舵角と車速に対しフィードフォワード制御によって車両挙動が発生する前に前後輪補助舵角が設定され、素早い応答を確保している。
[4-wheel active steering system]
FIG. 2 is a system diagram showing a configuration of a four-wheel active steering system. The theory that the vehicle of the first embodiment is optimal to achieve such yaw rate and lateral acceleration as steering feeling and vehicle behavior characteristics when a driver generates a certain steering angle at a certain vehicle speed. Based on this, a four-wheel active steering system is provided in which auxiliary steering angles are given to the front and rear wheels. In other words, the feedback control system using a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor, or the like does not reflect the driver's steering intention, but starts control based on the actually generated vehicle behavior. It is not possible to obtain the optimal vehicle behavior characteristics according to the steering intention. Therefore, before and after the vehicle behavior is generated by feedforward control with respect to the steering angle and the vehicle speed, the front and rear wheel auxiliary steering angles are set to ensure a quick response.
(前輪操舵ユニットの構成について)
前輪アクチュエータ41は、ステアリングホイールとラック&ピニオン機構との間のステアリングシャフト上に設けられている。ステアリングシャフトはステアリングホイールに接続された第1ステアリングシャフトと、ピニオンに接続された第2ステアリングシャフトから構成され、前輪側モータ42の駆動により、第1ステアリングシャフトの回転角に対する第2ステアリングシャフトの回転角を加減算可能に制御する。尚、この前輪アクチュエータは周知の技術であるため、説明を省略する。
(Configuration of front wheel steering unit)
The
前輪側モータ42には、前輪側モータ42の回転角を検出する前輪側回転角センサ43が設けられ、前輪コントローラ4に出力される。前輪コントローラ4内には、目標舵角に対する前輪側モータ42の駆動量を演算する演算部401と、前輪側モータ42の制御量を前輪側回転角センサ43の検出値に基づいてフィードバック制御するサーボ制御部402と、前輪側モータ42に対して電流値を出力する前輪側ドライバ部403が設けられている。
The front
(後輪操舵ユニットの構成について)
後輪アクチュエータ51は、左右後輪5aの間に設けられている。左右後輪5aは平行リンクにより連結され、このリンクの一辺を後輪側モータ51により車幅方向に移動させると、平行リンクの弾性変形によって後輪5aに舵角が発生する。尚、この後輪アクチュエータは周知の技術であるため、説明を省略する。
(Configuration of rear wheel steering unit)
The
後輪側モータ52には、後輪側モータ52の回転角を検出する後輪側回転角センサ53が設けられ、後輪コントローラ5に出力される。後輪コントローラ5内には、目標舵角に対する後輪側モータ52の駆動量を演算する演算部501と、後輪側モータ52の制御量を後輪側回転角センサ53の検出値に基づいてフィードバック制御するサーボ制御部502と、後輪側モータ52に対して電流値を出力する後輪側ドライバ部503と、操舵角センサ7により検出された操舵角と車速に基づいて前後輪の目標舵角を演算する目標値演算部504が設けられている。前輪コントローラ4は、この前輪の目標舵角に基づき、前輪側モータ42を制御する。
The rear wheel side motor 52 is provided with a rear wheel side rotation angle sensor 53 that detects the rotation angle of the rear wheel side motor 52 and is output to the
(4輪アクティブステア制御構成)
低速CAN通信線100に接続された後輪コントローラ5では、低速CAN通信線100に接続された操舵角センサ7からの操舵角情報、及び低速CAN通信線100に接続されたATCU2からの車速情報を受信し、目標値演算部504において、この2つの値に基づく目標前輪舵角と目標後輪舵角を演算する。目標前輪舵角は後輪コントローラ5から高速CAN通信線200を介して前輪コントローラ4に出力される。上述したように、目標前輪舵角と目標後輪舵角は低速CAN通信線100の通信速度に制限されるため、10msec毎に演算されることとなる。
(4-wheel active steering control configuration)
The
前輪コントローラ4では、受信した目標前輪舵角となるように前輪側モータ42を駆動する。このとき、サーボ制御部402及び前輪側ドライバ403では、前輪側モータ回転角センサ43の検出値及び電流センサ等の値に基づいて1msec毎に制御量が演算され、200μsec毎に前輪側モータ42に出力する。このような処理は、マルチタスク処理等によって実行され、CPUの処理能力に応じて適宜割り付けられる。
The
後輪コントローラ5では、演算した目標後輪舵角となるように後輪側モータ52を駆動する。このとき、サーボ制御部502及び後輪側ドライバ503では、後輪側モータ回転角センサ53の検出値及び電流センサ等の値に基づいて1msec毎に制御量が演算され、200μsec毎に後輪側モータ52に出力する。
The
また、前輪4a及び後輪5aの補助舵角は、タイヤの向きを直接変更する制御であり、言い換えると、タイヤと路面との間に発生するタイヤ力の主に横力をアクチュエータにより直接制御することとなる。このとき、各アクチュエータにフェール等が発生すると、車両の挙動(特に旋回状態)に直接影響を与える虞があるため、常にフェールチェックを実行する必要がある。そこで、前輪コントローラ4では、高速CAN通信線200を介して後輪側のフェール関連情報(例えばアクチュエータ信号等)を複数回送受信し、目標値演算部504により新たな目標値が演算されるまでの間、常に監視する。同様に、後輪コントローラ5では、高速CAN通信線200を介して前輪側のフェール関連情報(例えばアクチュエータ信号等)を複数回送受信し、目標値演算部504により新たな目標値が演算されるまでの間、常に監視する。
The auxiliary steering angles of the
〔ABS/TCS/VDC制御システム〕
図3は、ABS/TCS/VDC制御システムの構成を表すシステム図である。実施例1の車両には、タイヤと路面間のスリップ状態を監視し、タイヤ力のうち主に制動力を制御して、制動時に最も高い制動力が得られるように(車輪のロックを回避するように)制御するABS制御と、発進時等の駆動力出力時に最も効率よく路面にトルクが伝達できるように(所定のスリップ率以上にスリップしないように)制御するTCS制御と、旋回時等にオーバーステアやアンダーステアの発生を抑制し、所望の車両挙動が得られるように(各輪に独立した制動力を与えて)制御するVDC制御を行うABS/TCS/VDC制御システムが搭載されている。
[ABS / TCS / VDC control system]
FIG. 3 is a system diagram showing the configuration of the ABS / TCS / VDC control system. In the vehicle of the first embodiment, the slip state between the tire and the road surface is monitored, and the braking force is mainly controlled among the tire forces so as to obtain the highest braking force during braking (avoids locking of wheels). ABS control to be performed, TCS control to be able to transmit torque to the road surface most efficiently when driving force is output at the time of starting, etc. (so as not to slip beyond a predetermined slip ratio), and during turning An ABS / TCS / VDC control system that performs VDC control to suppress oversteer and understeer and to control the vehicle so as to obtain the desired vehicle behavior (by giving independent braking force to each wheel) is installed.
ブレーキアクチュエータ61には、運転者のブレーキペダル操作によってブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ62と、各輪に制動力を発生させるホイルシリンダ63が接続されている。また、各輪の回転速度を検出する車輪速センサ64と、マスタシリンダ圧を検出する圧力センサ62aが設けられている。ブレーキアクチュエータ61内には、マスタシリンダ62とホイルシリンダ63との間を遮断する遮断弁と、ホイルシリンダ63内の液圧を減圧可能な減圧弁と、ホイルシリンダ63内の液圧を運転者の意図に係わらず増圧可能なポンプ等が内蔵され、各輪の制動力を制御可能に構成されている。
Connected to the
エンジンには、ECU1の指令信号に基づいて、エンジンの燃料噴射量を制御する電子制御インジェクタ11と、スロットル開度を制御する電子制御スロットル12が設けられ、必要に応じてエンジンの出力トルクを制御可能に構成されている。
The engine is provided with an
(ABS制御について)
ブレーキコントローラ6において、車輪のロック傾向が検出されるとロック傾向のホイルシリンダ圧の増減圧を繰り返し、最適スリップ率により最大限制動力を確保する。
(About ABS control)
When the
(TCS制御について)
ブレーキコントローラ6において、車輪の駆動スリップが検出されると、過大なエンジンの出力を低下させるようにトルクダウン指令を出力し、燃料噴射量制御やスロットル開度制御を行って、車輪の駆動スリップを防止する。尚、駆動輪のホイルシリンダ圧を増大させてスリップを防止してもよいし、ATCU2に対しアップシフト指令を出力することで駆動スリップを回避してもよく、特に限定しない。
(About TCS control)
When wheel drive slip is detected in the
(VDC制御について)
ABS制御とTCS制御については、車両の前後方向の挙動を制御する制御であり、VDC制御は車両の左右方向(旋回状態)の制御である。運転者がある車速である操舵を行うと、それに応じて荷重移動やヨーレイトが発生する。このとき、タイヤのコーナリングフォースの限界値等が予め推定されているため、その限界値を越えない目標ヨーレイトが算出される。一体型センサ8により検出される実ヨーレイトが目標ヨーレイトと比較され、実ヨーレイトが目標ヨーレイトを越えると、オーバーステア傾向となり、過大なヨーレイトが発生していると判断して、ヨーレイトを打ち消すために前輪の旋回外輪及び/又は後輪の旋回内輪に制動力を発生させる。一方、実ヨーレイトが目標ヨーレイトよりも小さいと、アンダーステア傾向となり、十分なヨーレイトが発生していないと判断して、ヨーレイトを発生させるために前輪の旋回内輪及び/又は後輪の旋回外輪に制動力を発生させる。すなわち、ヨーレイトフィードバック制御によって車両挙動を制御している。
(About VDC control)
The ABS control and the TCS control are controls that control the behavior of the vehicle in the front-rear direction, and the VDC control is a control in the left-right direction (turning state) of the vehicle. When the driver performs steering at a certain vehicle speed, load movement and yaw rate are generated accordingly. At this time, since the limit value of the cornering force of the tire is estimated in advance, a target yaw rate that does not exceed the limit value is calculated. The actual yaw rate detected by the
また、ABS/TCS/VDC制御システムでは、各センサ値を他のセンサ値との論理モニタによりフェールチェックを実行する。ここで、論理モニタとは、例えば一体型センサ8のヨーレイト値と、車速と舵角に基づくヨーレイト理論値とを比較し、これらの値の整合が取れているかどうかをモニタリングするものである。尚、詳細については後述する。
In the ABS / TCS / VDC control system, each sensor value is subjected to a fail check by logical monitoring with other sensor values. Here, the logic monitor compares, for example, the yaw rate value of the
上述したように、4輪アクティブステアシステムとVDC制御システムとは、共に車両の挙動(旋回状態)を制御する。基本的な制御分担としては、タイヤの摩擦限界近傍をVDC制御システムが担当し、十分にタイヤの摩擦力が確保された領域を4輪アクティブステアシステムが担当する。 As described above, both the four-wheel active steering system and the VDC control system control the behavior (turning state) of the vehicle. As basic control sharing, the VDC control system is in charge of the vicinity of the tire friction limit, and the four-wheel active steering system is in charge of a region where the tire friction force is sufficiently secured.
(4輪アクティブステアシステムの異常時停止処理)
次に、4輪アクティブステアシステムの異常時停止処理について図4のフローチャートに基づいて説明する。
(4-wheel active steer system stop processing when abnormal)
Next, stop processing when the four-wheel active steering system is abnormal will be described with reference to the flowchart of FIG.
〔4輪アクティブステアシステムの異常判定〕
ステップS1では、4輪アクティブステアシステムの異常判定を行い、異常が発生していないときはステップS2へ進み通常制御を実行し、異常が発生しているときはステップS3へ進む。尚、前輪コントローラ4に異常が発生しているときは、前輪側モータ42が停止することに起因する中立ズレに相当する値を、前輪コントローラ4から操舵角オフセット値としてブレーキコントローラ6に出力する。
[Failure determination of 4-wheel active steering system]
In step S1, abnormality determination of the four-wheel active steering system is performed. If no abnormality has occurred, the process proceeds to step S2, and normal control is executed. If an abnormality has occurred, the process proceeds to step S3. When an abnormality has occurred in the
〔車両安定性判断(VDC制御誤作動回避処理)〕
ステップS3では、異常時の前輪舵角(操舵角と前輪側モータ回転角の合計に相当)、後輪舵角(後輪側モータ回転角に相当)、車速、車両諸元に基づいて、車体横滑り角βを算出する。
ステップS4では、車体横滑り角βがVDCの作動開始閾値に対応する所定値β0よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップS5へ進み、それ以外のときはステップS7へ進む。
[Vehicle stability judgment (VDC control malfunction avoidance processing)]
In step S3, based on the front wheel steering angle at the time of abnormality (equivalent to the sum of the steering angle and the front wheel side motor rotation angle), the rear wheel steering angle (equivalent to the rear wheel side motor rotation angle), the vehicle speed, and the vehicle specifications, The skid angle β is calculated.
In step S4, it is determined whether or not the vehicle body side slip angle β is larger than a predetermined value β0 corresponding to the VDC operation start threshold value. If larger, the process proceeds to step S5. Otherwise, the process proceeds to step S7.
〔VDC制御作動確保処理〕
ステップS5では、VDCを作動させ、ステップS6においてVDC作動が終了したかどうかを判断し、VDC作動が終了したときはステップS11に進む。
[VDC control operation ensuring process]
In step S5, the VDC is operated, and in step S6, it is determined whether or not the VDC operation is finished. When the VDC operation is finished, the process proceeds to step S11.
〔論理モニタ誤診断回避処理〕
ステップS7では、車速、操舵角δ、及び車両諸元に基づいてヨーレイト推定値f*を算出する。
ステップS8では、車速、実ヨーレイトf、車両諸元に基づいて操舵角推定値δ*を算出する。
ステップS9では、実ヨーレイトfとヨーレイト推定値f*との偏差Δfが、VDCの論理モニタにより異常と判定される所定値f0よりも小さいかどうか、かつ、実操舵角δと操舵角推定値δ*との偏差Δδが、VDCの論理モニタにより異常と判定される所定値δ0よりも小さいかどうかを判定する。各条件を満たしたときは異常と誤診断する虞がないと判断してステップS10へ進み、それ以外のときは異常と誤診断する虞があると判断してステップS11へ進む。
[Logic monitor misdiagnosis avoidance process]
In step S7, the yaw rate estimated value f * is calculated based on the vehicle speed, the steering angle δ, and the vehicle specifications.
In step S8, an estimated steering angle value Δ * is calculated based on the vehicle speed, actual yaw rate f, and vehicle specifications.
In step S9, whether or not the deviation Δf between the actual yaw rate f and the yaw rate estimated value f * is smaller than a predetermined value f0 determined to be abnormal by the VDC logic monitor, and the actual steering angle δ and the steering angle estimated value δ It is determined whether or not the deviation Δδ from * is smaller than a predetermined value δ0 determined to be abnormal by the VDC logic monitor. If each condition is satisfied, it is determined that there is no possibility of erroneous diagnosis as an abnormality, and the process proceeds to step S10. Otherwise, it is determined that there is a possibility of erroneous diagnosis as abnormality, and the process proceeds to step S11.
〔4輪アクティブステアシステム停止処理〕
ステップS10では、後輪コントローラ5による制御を停止し、異常発生時の後輪舵角に固定する。
ステップS11では、後輪を中立に戻せるかどうか、すなわち、システムの信号のモニタ状況から前輪系統のみ異常が発生し、後輪系統には異常が発生していない場合、もしくはモータの温度上昇等により一時的に制御を停止する暫定異常か、後輪を中立に戻せない即時に制御を停止する異常かどうかを判断し、後輪を中立に戻せるときはステップS12及びS13へ進み、後輪を中立に戻して本制御フローを終了する。
ステップS14では、後輪コントローラ5による制御を停止し、異常発生時の後輪舵角に固定すると共に、VDCを遮断する。
[4-wheel active steering system stop processing]
In step S10, the control by the
In step S11, whether or not the rear wheel can be returned to neutral, that is, if only the front wheel system has an abnormality due to the monitoring status of the system signal and no abnormality has occurred in the rear wheel system, or due to a temperature rise of the motor, etc. Determine whether it is a temporary abnormality that temporarily stops control, or an abnormality that immediately stops control when the rear wheel cannot be returned to neutral.If the rear wheel can be returned to neutral, proceed to Steps S12 and S13, where the rear wheel is neutral. This control flow is finished by returning to step S2.
In step S14, the control by the
(異常時停止処理の作用)
次に、上記フローチャートに基づく異常時停止処理の作用について説明する。
〔4輪アクティブステアシステムの異常判定について〕
前輪コントローラ4に異常が発生しているときは、前輪コントローラ4から前輪側モータ回転角を操舵角オフセット値としてブレーキコントローラ6に出力する。すなわち、前輪コントローラ4に異常が発生した場合、前輪側モータ42が停止することに起因する中立ズレが発生する。運転者はステアリングホイールを操舵する際、車両前方の状態を目視により認識し、その目視に基づいて操舵を行うため、操舵角にオフセット値が発生したとしても、適宜修正して通常と同じ操舵(不要な横滑り角の発生なく)を継続できる。よって、VDC制御において操舵角のオフセット値を認識しておけば、誤作動や誤診断を招くことはない。一方、後輪コントローラ5に異常が発生しているときは、後輪の補助舵角を中立に戻せない虞があり、このときは、車両の安全を確保可能かどうかの各種判断を後述する処理において実行する。
(Operation of abnormal stop processing)
Next, the operation of the abnormal stop process based on the flowchart will be described.
[Abnormality judgment of 4-wheel active steering system]
When an abnormality has occurred in the
〔車両安定性判断について〕
後輪の補助舵角が残った状態で後輪コントローラ5を停止した場合には、運転者が修正操舵を与え続けなければ、後輪補助舵角に基づく後輪横滑り角の発生により車両挙動を安定できない虞がある。また、後輪補助舵角が小さければ、後輪コントローラ5を停止した場合でも、車両挙動は単に2輪操舵車両と同じになるだけであり、特に問題はない。
[About vehicle stability judgment]
When the
そこで、4輪アクティブステアシステムに異常が発生した場合には、異常検出時の前後輪補助舵角に基づく車体横滑り角βが、VDCの作動開始閾値に対応する所定横滑り角β0よりも大きいかどうかを判断する。所定横滑り角β0より小さいときは、車両が安定と判断でき、その場合は特にVDCが誤作動を起こすこともない。このときは、各種センサ等の論理モニタによる誤診断を回避する処理へ進む。 Therefore, if an abnormality occurs in the four-wheel active steering system, whether the vehicle body side slip angle β based on the front and rear wheel auxiliary steering angles at the time of abnormality detection is larger than a predetermined side slip angle β0 corresponding to the VDC operation start threshold value. Judging. When the vehicle is smaller than the predetermined side slip angle β0, it can be determined that the vehicle is stable, and in that case, the VDC does not particularly malfunction. At this time, the process proceeds to a process for avoiding misdiagnosis by a logic monitor such as various sensors.
〔VDC制御作動確保処理について〕
所定横滑り角β0よりも大きいときは車両の安定性が低下していると判断でき、その場合はVDCが作動する領域である。VDC制御は、前述したようにタイヤ力の限界近傍で作動するものであり、安全性の確保の観点から確実に作動を確保する必要がある。そこで、まずVDC制御を作動させ、この作動が終了する迄、すなわち、車体横滑り角が所定値β0よりも小さくなるまでは、VDC制御を継続する。
[VDC control operation ensuring process]
When it is larger than the predetermined side-slip angle β0, it can be determined that the stability of the vehicle is lowered, and in this case, it is a region where the VDC operates. As described above, the VDC control operates near the limit of the tire force, and it is necessary to ensure the operation reliably from the viewpoint of ensuring safety. Therefore, the VDC control is first activated, and the VDC control is continued until this operation is completed, that is, until the vehicle body side slip angle becomes smaller than the predetermined value β0.
〔論理モニタ誤診断回避処理について〕
論理モニタ誤診断回避処理では、
条件1)操舵角δの値に基づいてヨーレイト推定値f*を演算し、このヨーレイト推定値f*と実ヨーレイトfとの偏差Δfが所定値f0未満のときは正常と判断する(第1論理モニタ部に相当)。
条件2)実ヨーレイトfの値に基づいて操舵角推定値δ*を演算し、この操舵角推定値δ*と実操舵角δとの偏差Δδが所定値δ0未満のときは正常と判断する(第2論理モニタ部に相当)。
これらの条件1,2が成立したときは、後輪補助舵角をそのまま固定し、アクティブステア制御を停止してもVDC制御で行われる論理モニタが誤診断する虞がない。
[About logic monitor misdiagnosis avoidance processing]
In the logic monitor misdiagnosis avoidance process,
Condition 1) The yaw rate estimated value f * is calculated based on the value of the steering angle δ, and when the deviation Δf between the yaw rate estimated value f * and the actual yaw rate f is less than the predetermined value f0, it is determined that the value is normal (first logic) Equivalent to the monitor part).
Condition 2) An estimated steering angle value δ * is calculated based on the value of the actual yaw rate f, and when the deviation Δδ between the estimated steering angle value δ * and the actual steering angle δ is less than a predetermined value δ0, it is determined as normal ( Equivalent to the second logic monitor unit).
When these
〔4輪アクティブステアシステム停止処理について〕
一方、上記各条件1,2のいずれかが不成立のときは論理モニタによる誤診断を招く虞があるため後輪を中立に戻せるかどうかを判定する。中立に戻せないときは、誤作動や誤診断を招く虞があるため、後輪の補助舵角を固定し、アクティブステア制御を停止すると共に、VDC制御を遮断し、警告灯等を用いて運転者に異常を報知する。
[4 wheel active steering system stop processing]
On the other hand, when any of the
後輪の補助舵角を中立に戻せるとき、すなわち、前輪系統のみ異常が発生し、後輪系統には異常が発生していない場合、もしくはモータの温度上昇等により一時的に制御を停止する暫定異常の場合には、後輪を中立に戻して後輪コントローラ5による制御を停止する。これにより、VDC制御の誤作動や誤診断を回避することが可能となり、4輪アクティブステアシステムに異常が発生したとしても、VDC制御の遮断を回避することができる。また、車両システムのロバスト性の向上を図りつつ、安全性を確保することができる。
When the auxiliary steering angle of the rear wheels can be returned to neutral, i.e., when only the front wheel system is abnormal and there is no abnormality in the rear wheel system, or when the control temporarily stops due to motor temperature rise, etc. In the case of an abnormality, the rear wheel is returned to neutral and control by the
以下、本実施例の作用効果について列挙する。 Hereafter, it enumerates about the effect of a present Example.
(1)4輪アクティブステアシステムの異常が検出されたときは、補助舵角を中立に戻してアクティブステア制御を停止し、VDC制御を継続することとした。よって、車両システムのロバスト性の向上を図りつつ、安全性を確保することができる。 (1) When an abnormality in the four-wheel active steering system is detected, the auxiliary steering angle is returned to neutral, the active steering control is stopped, and the VDC control is continued. Therefore, safety can be ensured while improving the robustness of the vehicle system.
(2)4輪アクティブステアシステムの異常が検出され、かつ、車体横滑り角に基づいて車両安定性判断により車両が安定と判断されたときは、アクティブステア制御により付与された補助舵角を固定して停止し、VDC制御を継続することとした。よって、後輪補助舵角を中立に戻せない場合であっても、安全性を確保することができる。特に車体横滑り角の演算には、前輪横滑り角と後輪横滑り角がパラメータに含まれるため、異常発生時の前後輪舵角の状態を考慮することが可能となり、正確に車両安定性を判断することができる。 (2) When an abnormality in the four-wheel active steering system is detected and the vehicle is determined to be stable based on the vehicle side slip angle, the auxiliary steering angle given by the active steering control is fixed. And VDC control was continued. Therefore, safety can be ensured even when the rear wheel auxiliary steering angle cannot be returned to neutral. In particular, the vehicle side slip angle calculation includes the front wheel side slip angle and the rear wheel side slip angle as parameters, so it is possible to take into account the state of the front and rear wheel rudder angles when an abnormality occurs, and to accurately determine vehicle stability. be able to.
(3)検出された異常が4輪アクティブステアシステムを即時停止する異常かどうか、もしくは一時停止する暫定異常かどうかを検出し、即時停止する異常が検出されたときはアクティブステアシステム及びVDC制御の両方を停止することとした。よって、安全性が十分に確保されない状態を運転者に素早く報知することができる。また、暫定異常のときは、VDC制御を継続することで、異常が解消された時点で再度アクティブステアシステムの制御を復帰することができる。 (3) Detect whether the detected abnormality is an abnormality that immediately stops the four-wheel active steering system or a temporary abnormality that temporarily stops. If an abnormality that stops immediately is detected, the active steering system and VDC control Both were decided to stop. Therefore, it is possible to quickly notify the driver of a state in which safety is not sufficiently ensured. Further, in the case of a temporary abnormality, by continuing the VDC control, the control of the active steering system can be restored again when the abnormality is resolved.
(4)車両安定性判断は、異常検出時の補助舵角に基づく車体横滑り角βが、VDC制御の作動開始閾値に対応する所定横滑り角β0よりも小さいときは車両が安定と判断することとした。よって、4輪アクティブステアシステムに異常が発生した状態で車両の安定性が低下していると判断されたときは、VDC制御作動して、車両が安定となった後、アクティブステアシステムの停止処理が成されるので、安全性を確保することができる。 (4) The vehicle stability judgment is that the vehicle is judged to be stable when the vehicle side skid angle β based on the auxiliary steering angle at the time of abnormality detection is smaller than a predetermined skid angle β0 corresponding to the operation start threshold of VDC control. did. Therefore, when it is determined that the stability of the vehicle has deteriorated in the state where an abnormality has occurred in the four-wheel active steering system, the VDC control operation is performed, and after the vehicle becomes stable, the active steering system is stopped. Therefore, safety can be ensured.
(5)操舵角δに基づいて車両のヨーレイト推定値f*を演算し、このヨーレイト推定値f*と実ヨーレイトとの偏差が所定値f0以上のときは異常と判断することとした。よって、VDC制御における論理モニタにおけるセンサ等の誤診断を回避することができる。 (5) The yaw rate estimated value f * of the vehicle is calculated based on the steering angle δ, and when the deviation between the yaw rate estimated value f * and the actual yaw rate is greater than or equal to a predetermined value f0, it is determined that there is an abnormality. Therefore, it is possible to avoid erroneous diagnosis of sensors or the like in the logic monitor in VDC control.
(6)実ヨーレイトfに基づいて操舵角推定値δ*を演算し、この操舵角推定値δ*と実操舵角δとの偏差Δδが所定値δ0以上のときは異常と判断することとした。よって、VDC制御における論理モニタにおけるセンサ等の誤診断を回避することができる。 (6) The estimated steering angle value δ * is calculated based on the actual yaw rate f, and when the deviation Δδ between the estimated steering angle value δ * and the actual steering angle δ is greater than or equal to a predetermined value δ0, it is determined that there is an abnormality. . Therefore, it is possible to avoid erroneous diagnosis of sensors or the like in the logic monitor in VDC control.
次に、実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。図5は実施例2の4輪アクティブステアシステムの異常時停止処理を表すフローチャートである。実施例1では、ステップS7〜ステップS9において、論理モニタにより診断されるヨーレイトや操舵角に基づいて判断した。これに対し、実施例2では、ステップS81及びステップS91において、車体横滑り角に基づいて判断する点が異なる。 Next, Example 2 will be described. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only different points will be described. FIG. 5 is a flowchart showing stop processing when an abnormality occurs in the four-wheel active steering system according to the second embodiment. In Example 1, in Steps S7 to S9, the determination was made based on the yaw rate and the steering angle diagnosed by the logic monitor. On the other hand, the second embodiment is different in that determination is made based on the vehicle body side slip angle in step S81 and step S91.
ステップS81では、前輪舵角と中立時の後輪補助舵角(δ=0)、車速、車両諸元に基づき仮想車体横滑り角β’を算出する。 In step S81, the virtual vehicle body side slip angle β ′ is calculated based on the front wheel steering angle, the neutral rear wheel auxiliary steering angle (δ = 0), the vehicle speed, and the vehicle specifications.
ステップS91では、ステップS3において演算した車体横滑り角βと仮想車体横滑り角β’との偏差Δβが所定値Δβ1より大きいかどうかを判断し、大きいときは誤診断を招く虞があるためステップS11へ進み、それ以外のときは誤診断を招く虞がないためステップS10へ進む(第3論理モニタ部に相当)。 In step S91, it is determined whether or not the deviation Δβ between the vehicle body side slip angle β calculated in step S3 and the virtual vehicle body side slip angle β ′ is larger than a predetermined value Δβ1. Otherwise, the process proceeds to step S10 (corresponding to the third logic monitor unit) since there is no possibility of causing a misdiagnosis.
すなわち、VDC制御において論理モニタを行う際、誤診断が発生する要因は後輪補助舵角の影響による。よって、異常発生時の車体横滑り角βと後輪補助舵角を中立に戻した場合の仮想車体横滑り角β’との偏差が大きいとは、それだけ後輪補助舵角の影響によって誤診断する可能性が高い状況となる。このように、車体横滑り角に基づいて誤診断を回避することで、個々のパラメータの条件を演算することなく、各パラメータ全体の誤診断を回避することができる。 That is, when logical monitoring is performed in VDC control, the cause of erroneous diagnosis is due to the influence of the rear wheel auxiliary steering angle. Therefore, a large deviation between the vehicle side slip angle β at the time of occurrence of the abnormality and the virtual vehicle side slip angle β ′ when the rear wheel auxiliary rudder angle is returned to neutral can be erroneously diagnosed by the influence of the rear wheel auxiliary rudder angle. The situation becomes high. In this way, by avoiding misdiagnosis based on the side slip angle of the vehicle body, it is possible to avoid misdiagnosis of the entire parameters without calculating individual parameter conditions.
1 エンジンコントローラ(ECU)
2 自動変速機コントローラ(ATCU)
3 メータコントローラ(MCU)
4a 前輪
4 前輪コントローラ
5a 後輪
5 後輪コントローラ
6 ブレーキコントローラ
7 操舵角センサ
8 一体型センサ
9 ブレーキコントローラ
40 前輪操舵ユニット
50 後輪操舵ユニット
60 ブレーキユニット
100 低速CAN通信線
200 高速CAN通信線
1 Engine controller (ECU)
2 Automatic transmission controller (ATCU)
3 Meter controller (MCU)
100 Low-speed CAN communication line
200 High-speed CAN communication line
Claims (8)
前記操舵角に基づいて所望の車両挙動特性を得るように前輪及び/又は後輪に補助舵角を付与するアクティブステア手段と、
車両挙動の状態量を検出する車両挙動状態量検出手段と、
前記操舵角及び前記車両挙動状態量に基づいて所望の車両挙動特性を得るように4輪の制動力を各々制御するアクティブブレーキ手段と、
を備えた車両制御システムにおいて、
前記アクティブステア手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されたときは、前記補助舵角を中立に戻して前記アクティブステア手段を停止し、前記アクティブブレーキ手段を継続する第1停止手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御システム。 A steering angle sensor for detecting the steering angle of the driver;
Active steering means for providing an auxiliary steering angle to the front wheels and / or the rear wheels so as to obtain a desired vehicle behavior characteristic based on the steering angle;
Vehicle behavior state quantity detection means for detecting a vehicle behavior state quantity;
Active braking means for controlling the braking force of each of the four wheels so as to obtain a desired vehicle behavior characteristic based on the steering angle and the vehicle behavior state quantity;
In a vehicle control system comprising:
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the active steering means;
When an abnormality is detected by the abnormality detection means, a first stop means for returning the auxiliary steering angle to neutral, stopping the active steering means, and continuing the active brake means;
A vehicle control system comprising:
車両が安定かどうかを判断する車両安定性判断手段と、
前記異常検出手段により異常が検出され、かつ、前記車両安定性判断手段により車両が安定と判断されたときは、前記アクティブステア手段により付与された補助舵角を固定して停止し、前記アクティブブレーキ手段を継続する第2停止手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to claim 1,
Vehicle stability determination means for determining whether the vehicle is stable;
When an abnormality is detected by the abnormality detection means and the vehicle is determined to be stable by the vehicle stability determination means, the auxiliary steering angle given by the active steering means is fixed and stopped, and the active brake Second stop means for continuing the means;
A vehicle control system comprising:
前記異常検出手段は、検出された異常がアクティブステア手段を即時停止する異常か一時停止する暫定異常かどうかを検出する手段であり、
前記異常検出手段により暫定異常が検出されたときは前記第1停止手段を実行し、即時停止する異常が検出されたときはアクティブステア手段及びアクティブブレーキ手段の両方を停止する第3停止手段を設けたことを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to claim 1 or 2,
The abnormality detection means is means for detecting whether the detected abnormality is an abnormality that immediately stops the active steering means or a temporary abnormality that temporarily stops,
The first stop means is executed when a temporary abnormality is detected by the abnormality detection means, and a third stop means is provided for stopping both the active steering means and the active brake means when an abnormality that stops immediately is detected. A vehicle control system characterized by that.
前記車両安定性判断部は、異常検出時の補助舵角に基づく車体横滑り角が、アクティブブレーキ手段の作動開始閾値に対応する所定横滑り角よりも小さいときは車両が安定と判断することを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to any one of claims 2 to 3,
The vehicle stability determination unit determines that the vehicle is stable when a vehicle side skid angle based on an auxiliary steering angle at the time of detecting an abnormality is smaller than a predetermined skid angle corresponding to an operation start threshold value of an active brake means. Vehicle control system.
前記異常検出手段は、前記操舵角センサの値に基づいて車両挙動の状態量推定値を演算し、この車両挙動状態量推定値と前記車両挙動状態量検出手段により検出された車両挙動状態量との偏差が所定値以上のときは異常と判断する第1論理モニタ部を備えたことを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to any one of claims 1 to 4,
The abnormality detection means calculates a state quantity estimated value of the vehicle behavior based on the value of the steering angle sensor, and the vehicle behavior state quantity estimated value and the vehicle behavior state quantity detected by the vehicle behavior state quantity detection means A vehicle control system comprising a first logic monitor unit that determines that an abnormality is detected when the deviation of the vehicle is greater than or equal to a predetermined value.
前記異常検出手段は、前記車両挙動状態量検出手段の値に基づいて操舵角推定値を演算し、この操舵角推定値と前記操舵角センサにより検出された操舵角との偏差が所定値以上のときは異常と判断する第2論理モニタ部を備えたことを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to any one of claims 1 to 5,
The abnormality detection means calculates a steering angle estimated value based on the value of the vehicle behavior state quantity detection means, and a deviation between the steering angle estimated value and the steering angle detected by the steering angle sensor is not less than a predetermined value. A vehicle control system comprising a second logic monitor unit that determines that an abnormality occurs.
前記異常検出手段は、異常検出時の補助舵角に基づく車体横滑り角と、補助舵角が中立の場合の仮想車体横滑り角との偏差を演算し、この偏差が所定値以上のときは異常と判断する第3論理モニタ部を備えたことを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to any one of claims 1 to 6,
The abnormality detection means calculates a deviation between a vehicle body side slip angle based on the auxiliary steering angle at the time of abnormality detection and a virtual vehicle body side slip angle when the auxiliary steering angle is neutral, and if this deviation is equal to or greater than a predetermined value, the abnormality is detected. A vehicle control system comprising a third logic monitor for determining.
前記アクティブステア手段の異常が検出されたときは、前記補助舵角を中立に戻して前記アクティブステア手段を停止し、前記アクティブブレーキ手段を継続することを特徴とする車両の制御方法。 Active steer means for providing an auxiliary steering angle to the front wheels and / or rear wheels so as to obtain a desired vehicle behavior characteristic based on the steering angle, and a desired vehicle behavior characteristic based on the steering angle and the vehicle behavior state quantity And an active brake means for controlling the braking force of the four wheels.
A vehicle control method comprising: when an abnormality of the active steering means is detected, returning the auxiliary steering angle to neutral, stopping the active steering means, and continuing the active braking means.
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