JP2015223868A

JP2015223868A - 後輪転舵制御装置

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Publication number: JP2015223868A
Application number: JP2014108081A
Authority: JP
Inventors: 康寛松永; Yasuhiro Matsunaga; 元広内山; Motohiro Uchiyama
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2034-05-26
Also published as: WO2015182431A1; JP6407564B2

Abstract

【課題】左右の後輪を独立転舵する後輪転舵装置において、転舵角を検出するセンサの故障時にも継続して左右独立転舵の制御が可能で、かつ左右の後輪を転舵させるアクチュエータの電子制御装置の故障時に、直進性を維持するフェールセーフ機能を備える。
【解決手段】二重化された絶対位置検出器３４、５８から得られる一方の絶対位置情報を、通信手段６１を経由して他方の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに接続された他方の絶対位置検出器３４、５８から得られる絶対位置情報と比較し異常を診断する検出系故障判定部５４Ｌ、５４Ｒを設ける。電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが故障したことを検出するマイクロプロセッサ相互監視部５８Ｌ、５８Ｒを設ける。正常な電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒで制御される後輪を故障した電子制御装置で制御される後輪と同位相の同一転舵角に転舵する制御系故障時対応部６０Ｌ、６０Ｒを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車などの車両に適用する後輪転舵制御装置に関する。

従来から、車両の安定走行性能を図る目的で、前輪転舵に加え、後輪を転舵させる後輪転舵装置が知られている。後輪転舵装置の制御装置は、マイクロコンピュータを内蔵し、車両の状態を常に監視するための各種センサ群の値から的確な転舵角やトー角の制御量を決定し、転舵のためのアクチュエータを駆動している。転舵装置は車両の走行性能を左右する重要な機能であり、その異常が発生した場合は、確実に異常を検知し、安全性能を維持することが望まれる。

後輪の左右後輪を独立に操舵制御する制御装置に関わる異常な状態に備えた例として、たとえば、特許文献１では、左右後輪の一方のトー角センサの故障が検出された際、故障が検出された後輪を転舵範囲限度に転舵させ、さらに他方の後輪をトー角センサが故障した側の後輪と同位相に転舵させることで車両の異常な挙動を回避する手段が提案されている。

特開２００９−２０８７１８号公報

特許文献１の構成では、故障時にトー角を駆動範囲限度まで駆動させる必要がある。そのため、異常後の転舵動作が大きくなり、少なからず車両の挙動に悪影響を及ぼす恐れがある。

この発明の目的は、左右それぞれの後輪を独立して転舵する後輪転舵装置において、転舵角を検出するセンサの故障時にも継続して左右独立転舵の制御が可能なフェールセーフ機能を備え、かつそのフェールセーフのための構成を制御系の故障等への対応に利用できる後輪転舵制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、左右の後輪を転舵させるアクチュエータの電子制御装置の故障時に、車両の直進性を維持できるようにすることである。

この発明の後輪転舵制御装置は、車両の左右の後輪を一対のアクチュエータ１４、１５によりそれぞれ独立に転舵する後輪転舵装置１２を制御する後輪転舵制御装置１３０であって、
前記一対のアクチュエータ１４、１５のそれぞれの絶対位置を検出するそれぞれ二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒと、前記各アクチュエータ１４、１５をそれぞれ制御する一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒとを有し、前記二重化された各絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの出力のうち、一方の出力は、この出力を行う絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒが設けられた前記アクチュエータ１４、１５を制御する前記電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに、他方の出力は他方の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒにそれぞれ入力され、
前記一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒは、
互いのデータの送受信のための通信手段６１と、
一方の前記電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに接続された前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの一方から得られる絶対位置情報を、前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの他方から得られる絶対位置情報と比較することで、前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒのいずれかの異常を診断する検出系故障判定部５４Ｌ、５４Ｒと、
この検出系故障判定部５４Ｌ、５４Ｒで前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒのうちいずれか一方が故障と判定された場合に、残りの正常な絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒから位置情報を取得することで、転舵動作の続行を可能とする検出系故障時対応部５９Ｌ、５９Ｒとを有する。

なお、上記の「二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ」とは、互いに独立した２つの絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒであっても、また一つの絶対位置検出器であって、それぞれ独立して検出可能な２系統の出力を有するものであっても良い意味である。

この構成によると、左右の後輪を独立転舵するアクチュエータ１４、１５の絶対位置を検出する絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、換言すれば左右の後輪のトー角または転舵角を検出するセンサである絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒを二重化し、これら絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの異常を診断する検出系故障判定部５４Ｌ、５４Ｒとその故障時の対応を行う検出系故障時対応部５９Ｌ、５９Ｒとを設け、二重化された一方の絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒが故障しても、残りの正常な絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒから位置情報を取得するようにしたため、左右独立転舵機能を維持することができる。
また、単に二重化して検出系故障判定部５４Ｌ、５４Ｒを設けただけでなく、二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの片方の出力は、他方の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに入力するため、検出系の二重化によるフェールセーフのための構成を制御系の故障等への対応に利用することができる。

この発明において、前記検出系故障判定部５４Ｌ、５４Ｒは、一方の前記電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに接続された前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの一方から得られる絶対位置情報を、前記通信手段６１を経由して他方の前記電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに接続された前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒの他方から得られる絶対位置情報と比較することで、前記二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒのいずれかの異常を診断する構成であっても良い。

この発明において、前記一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが故障したことを検出するマイクロプロセッサ相互監視部（制御系故障判定部）５６Ｌ、５６Ｒを設け、
このマイクロプロセッサ相互監視部（制御系故障判定部）５６Ｌ、５６Ｒにより前記一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒの一方が故障したと判定されたとき、正常な電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが、故障した電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒで制御される後輪の絶対位置情報を認識し、前記正常な電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒで制御される後輪を前記故障した電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒで制御される後輪と同位相の同一転舵角に転舵する制御系故障時対応部６０Ｌ、６０Ｒを設けても良い。

この構成の場合、一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒのうち一方が故障した際に、正常な電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒ側の車輪を、故障した電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒ側の車輪の転舵角と同位相に転舵する。電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが故障した側のアクチュエータ１４、１５は動作させることができないが、上記のように電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが正常側の車輪の転舵角を故障側と同位相に転舵させることで、片方の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒの故障時にも車両の直進性を維持することができる。

この発明の後輪転舵制御装置は、車両の左右の後輪を一対のアクチュエータによりそれぞれ独立に転舵する後輪転舵装置を制御する後輪転舵制御装置であって、前記一対のアクチュエータのそれぞれの絶対位置を検出するそれぞれ二重化された絶対位置検出器と、前記各アクチュエータをそれぞれ制御する一対の電子制御装置とを有し、前記二重化された各絶対位置検出器の出力のうち、一方の出力は、この出力を行う絶対位置検出器が設けられた前記アクチュエータを制御する前記電子制御装置に、他方の出力は他方の電子制御装置にそれぞれ入力され、前記一対の電子制御装置は、互いのデータの送受信のための通信手段と、一方の前記電子制御装置に接続された前記二重化された絶対位置検出器の一方から得られる絶対位置情報を、前記二重化された絶対位置検出器の他方から得られる絶対位置情報と比較することで、前記二重化された絶対位置検出器のいずれかの異常を診断する検出系故障判定部と、この検出系故障判定部で前記二重化された絶対位置検出器のうちいずれか一方が故障と判定された場合に、残りの正常な絶対位置検出器から位置情報を取得することで、転舵動作の続行を可能とする検出系故障時対応部とを有するため、左右それぞれの後輪を独立して転舵する後輪転舵装置において、転舵角を検出するセンサの故障時にも継続して左右独立転舵の制御が可能なフェールセーフ機能を備え、かつそのフェールセーフのための構成を制御系の故障等への対応に利用できる。

前記一対の電子制御装置が故障したことを検出する制御系故障判定部を設け、この制御系故障判定部により前記一対の電子制御装置の一方が故障したと判定されたとき、正常な電子制御装置が、故障した電子制御装置で制御される後輪の絶対位置情報を認識し、前記正常な電子制御装置で制御される後輪を前記故障した電子制御装置で制御される後輪と同位相の同一転舵角に転舵する制御系故障時対応部を設けた場合は、左右の後輪を転舵させるアクチュエータの電子制御装置の故障時に、車両の直進性を維持することができる。

この発明の第１の実施形態に係る後輪転舵制御装置を適用する後輪転舵装置を搭載した自動車の概略説明図である。同後輪転舵装置の一例を示す破断正面図である。図２の一部を拡大して示す断面図である。同後輪転舵制御装置の概念構成を示すブロック図である。他の実施形態に係る後輪転舵制御装置の概念構成を示すブロック図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１に、後輪転舵装置を搭載した自動車の概略構成図を示す。
自動車１の左右の前輪２，３は、図１に示すように、ステアリングホイール４の操舵角をラックアンドピニオンからなる主転舵装置である前輪転舵装置５に伝達することで左右に転舵される。ステアリングホイール４の操舵軸に対して設けた舵角センサ６、車速センサ７、およびヨーレートセンサ８の出力は、自動車１の全体の協調制御、統括制御等の制御を行うメインの電子制御ユニット９に入力される。この電子制御ユニット９は、ＥＣＵまたはＶＣＵと略称される制御手段である。

左右の後輪１０、１１は、シャシー（車体）に固定された後輪転舵装置１２により、この後輪転舵装置１２と連結された各タイロッドに対応するナックルアーム３２，３３を介して転舵される。後輪転舵装置１２は、左右の後輪１０、１１を一対の転舵モータ２７Ｌ，２７Ｒによりそれぞれ独立に転舵可能である。後輪１０、１１の転舵角については、舵角センサ６、車速センサ７、ヨーレートセンサ８などの、自動車１の走行情報の入力に応じて電子制御ユニット９で決定された目標転舵角を、後輪転舵制御装置１３０が受信し、この後輪転舵制御装置１３０により左右の後輪１０、１１がそれぞれ独立して制御される。

図２に、後輪転舵装置１２の一例の構成図を示す。図２の主要断面図を図３に示す。
後輪転舵装置１２は、左側の後輪１０を転舵する転舵部である第１のアクチュエータで１４と、右側の後輪１１を転舵する転舵部である第２のアクチュエータ１５から構成される。それぞれのアクチュエータ１４、１５は互いに同じ機械構成とされ、後輪転舵装置１２の中央線Ｘ−Ｘに対してほぼ対称構造とされるため、これ以降、第１アクチュエータ１４を用いて構造を説明する。なお、第１アクチュエータ１４の各部品の符号にＬ、第２アクチュエータの部品の符号にＲを付けることにするが、区別する必要がない場合にはＲ、Ｌを省略する。（１６〜４４までの符号と、４６の符号）

第１アクチュエータ１４は、ロッド１６の内径部に形成された雌ねじ１６ａと、シャフト１７の一端部に形成した雄ねじ１７ａとが螺合する台形ねじ１８と、シャフト１７を回転可能に支持するとともにスラスト方向の動きを拘束するスラスト軸受機構１９と、シャフト１７をラジアル方向に回転支持するラジアル軸受２０と、シャフト１７のフランジ１７ｂを遊星歯車機構のキャリアとし、その側面にピン２１で回転可能に支持した遊星歯車２２と、遊星歯車２２と噛み合う内歯車２３からなる減速機２４と、減速機２４の太陽歯車（サンギア）２５ａをその先端に形成した中空モータシャフト２５とステータ２６とからなるモータ２７とから構成され、これら台形ねじ１８と減速機２４とモータ２７はすべてロッド１６と同じ軸上に配置される。中空モータシャフト２５の一部分にはＮ、Ｓを交互に着磁した磁石２８が固定される。中空モーターシャフト２５は軸受４９でハウジング３２に支持されている。シャフト１７は滑り軸受４８でロッド１６に支持されている。

ロッド１６は、その両端を滑り軸受４７で支持されるとともに、回転防止機構２９で回転を拘束され、軸方向の移動のみ可能とされる。回転防止機構２９は、軸受３０で支持された円柱状のストッパ３１の先端３１ａをロッド１６に形成した長穴１６ｂに挿入した構成である。軸受３０はハウジング３２に固定され、ロッド１６が軸方向に移動した際にはストッパ３１の先端３１ａは長穴１６ｂ上を移動し、ロッド１６の回転防止と機械的リミットとして機能し、ロッド１６の移動範囲を制限する。ストッパ３１の先端３１ａと長穴１６ｂの側面とには一定の隙間があるが、これらが接触しても、軸受３０によりストッパ３１が回転するため、これらの偏摩耗を抑制する。

モータ２７には回転角を検出する回転検出器３３が固定される。回転検出器３３は、たとえばレゾルバであり、中空モータシャフト２５の一端部にレゾルバのロータ３３ａ、これに対峙するハウジング３２にレゾルバのステータ３３ｂが固定される。中空モータシャフト２５の両端は軸受で回転支持され、その孔２５ｂにはロッド１６が挿入される。孔２５ｂの内部に台形ねじ１８が配置されるため、後輪転舵装置の軸方向長さを短くすることができる。

モータ２７を回転すると、減速機２４で減速されてシャフト１７の端部に形成した雄ねじ１７ａが回転し、その回転量に応じてロッド１６Ｌが左右に移動し、ロッド１６Ｌの先端に固定された図示しないボールジョイントを介して図示しないナックルアーム３２、３３を動かして後輪１０のトー角を調整する。

後輪１０の転舵角は、ロッド１６の絶対位置を絶対位置検出器３４で検出することで把握する。検出情報は後輪転舵制御装置１３０に入力される。位置検出器３４は、たとえばアナログ出力のホールＩＣ３５と磁石３６を用いた磁気検出器である。ロッド１６に固定したホルダ３７内に磁石３６を固定し、磁石３６に対峙するハウジング３２側にホールＩＣ３５を固定し、ホールＩＣ３５に印加される磁束変化を位置出力に変換することでロッド１６の絶対位置を検出する。ホールＩＣ３５としてプログラム可能なものを用いれば、予めロッド１６の位置と磁束密度の関係をプログラムすることで絶対位置精度を向上することができる。また、ホールＩＣ３５の出力が２系統あるものを選択すれば、後述するように一方の出力系が絶対位置検出器３４となり、他方の出力系が冗長系の絶対位置検出器５８となる。またホールＩＣ３５の出力が１系統であれば、もうひとつホールＩＣ３５と磁石３６を設けて、一方を絶対位置検出器３４、他方を冗長系の絶対位置検出器５８とする。片方が故障しても残りのセンサで位置検出が可能となり、信頼性が向上する。

なお、絶対位置検出器３４としてホールＩＣ３５を利用した磁気方式を説明したが、軸方向の移動量を回転に変換して、回転角センサで検出する方式であってもよく、検出方法は限定されない。また、自動車の始動時に絶対位置検出器３４からロッド１６の絶対位置を検出し、その後は回転検出器３３の信号をカウントして、転舵位置を算出する方式であってもよい。

図３を用いて、スラスト軸受機構１９について説明する。
シャフト１７の端面に形成した内径部１７ｃには、スラスト力を受けるフランジ３８ａを形成した連結軸３８Ｌと、フランジ３８ａの両側には保持器付のスラスト軸受３９と、スラスト軸受３９の転走面となる軌道輪４０と、スペーサ４１がそれぞれ挿入される。また、内径部１７ｃに隣接した側面１７ｄには、リング板４２と、押え板４３が配置され、ボルト４４で押え板４３をシャフト１７の側面１７ｄ側に押さえこみ、スラスト軸受３９に予圧が与えられる。シャフト１７の内部にスラスト軸受機構１９を配置することで軸方向の長さを短縮することが可能となる。

第１アクチュエータ１４側の連結軸３８Ｌの一端面に形成された雌ねじ３８Ｌｂと、第２アクチュエータ１５側の連結軸３８Ｒの一端部に形成された雄ねじ３８Ｒａとが、ハウジング４５の中央壁４５ａに開けた孔４５ｂを介して螺合結合し、それぞれの連結軸３８Ｌ、３８Ｒはハウジング４５に固定される。なお、シャフト１７のラジアル方向振れを抑えるため、ハウジング４５とシャフト１７の円筒外径部１７ｅとの間にラジアル軸受４６が挿入される。ラジアル軸受４６としては、たとえば外輪付きの針状ころ軸受を用いる。

ハウジング３２（Ｌ）、３２（Ｒ）とハウジング４５は連結されて１つのハウジングとされ、その中に第１のアクチュエータ１４と第２のアクチュエータ１５が組み込まれる。
第１アクチュエータ１４のロッド１６Ｌを左右に移動すると、ロッド１６Ｌと連結される後輪１０が転舵され、トー角が調整される。また、第２アクチュエータ１５のロッド１６Ｒを移動すると、ロッド１６Ｒと連結される後輪１１が転舵され、トー角が調整される。後輪転舵装置１２がシャシー（車体）に固定される方式でありながら、左右の後輪１０、１１を左右独立に転舵することができる。

また、第１アクチュエータ１４の連結軸３８Ｌと第２アクチュエータ１５の連結軸３８Ｒとがハウジング４５の中央壁４５ａを介して螺合締結されているため、第１アクチュエータ１４のシャフト１６Ｌと第２アクチュエータ１５のシャフト１６Ｒに加わる負荷がハウジング４５の中央壁４５ａに均等に印加されるため、左右後輪１０、１１のバランスを確保できる。
なお、ここではハウジング３２Ｌ、３２Ｒ、４５は３つに分割されているが、これらをねじ締結して一体化したものを１つのハウジングとして呼ぶ。

図４に、上記構成の後輪転舵装置１２を制御する後輪転舵制御装置１３０の概念構成のブロック図を示す。
後輪転舵制御装置１３０は、それぞれ左右の後輪の転舵を行う転舵部である第１アクチュエータ１４、第２アクチュエータ１５を独立して制御する一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒで構成され、電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒは互いに同じ制御構成となっている。また、第１アクチュエータ１４、第２アクチュエータ１５の構成部品であるモータ２７、回転角検出器３３、絶対位置検出器３４も互いに同じ構成であり、これらの同一の構成部の符号にＬ、Ｒを付けることにする（２７、３３、３４、及び４７〜５７、５９、６０までの符号）。さらに絶対位置検出器３４の２系統目の検出器として図２には図示していないが、絶対位置検出器５８Ｌ、５８Ｒを装備する。すなわち、第１、第２の各アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒには、それぞれ二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、５８Ｌ、絶対位置検出器３４Ｒ、５８Ｒを備える。これ以降、後輪転舵制御装置１３０の説明のために、電子制御装置１３Ｌと第１アクチュエータ１４を用いるが、説明において、区別する必要が無い場合には、Ｌ、Ｒを省略する。

第１アクチュエータ１４の電子制御装置１３Ｌは、マイクロプロセッサ４９、指令側および検出側の入力インターフェース部５０（５０Ｌ，５０Ｒ）、５０′（５０Ｌ′、５０Ｒ′）、出力インターフェース部５１、およびモータ駆動部５２で構成される。指令側および検出側の入力インターフェース部５０、５０′は、互いに別の電子素子であっても、一つの電子素子の一部ずつであっても良い。

上位の電子制御ユニット９で決定された後輪転舵角の目標値は、指令側の入力インターフェース部５０を介してマイクロプロセッサ４９に送信される。マイクロプロセッサ４９は、制御目標値を受け、モータ制御目標値演算部５３で、転舵モータ２７の駆動量目標値を演算（この実施形態の場合、転舵角からモータの回転数を算出）し、演算された駆動量を利用して互いのマイクロプロセッサの異常を診断するためのマイクロプロセッサ相互監視部５６を備えている。これら左右のマイクロプロセッサ相互監視部５６Ｌ，５６Ｒは、請求項で言う制御系故障判定部を構成する。

マイクロプロセッサ４９では、転舵モータ２７の制御を実行するため、モータ制御目標値演算部５３で演算された結果に基づくモータ駆動指令が出力インターフェース部５１を経由してモータ駆動部５２へ送信される。転舵モータ２７として、例えばブラシレスモータを使用した場合、制御の基本は、トルク（電流）、速度、位置の制御となり、本システムの制御対象は位置（舵角）であるため、マイクロプロセッサ４９に実装される制御系（図示せず）は、電流制御系の上位に速度制御系と位置制御系を構成する複合制御系となる。よって、モータ駆動指令値は、図４には記載していないが、電子制御ユニット９からの指令によって算出された演算結果の他、モータ電流検出値と回転角検出値などのフィードバック値に基づき目標舵角に到達するよう制御される。これらの制御系は例えばソフトウエアの演算によって制御を行うようにマイクロプロセッサ４９に実装される。

この構成の後輪転舵制御装置１３０は、絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒに絶対位置検出器５８Ｌ、５８Ｒを付加して二重化したため、絶対位置検出器３４Ｌ，３４Ｒが故障した場合でも制御を続行させることが可能となる。
例えば、第１アクチュエータ１４の絶対位置検出器３４Ｌが故障した場合について説明する。まず、絶対位置検出器３４Ｌの故障診断のため、絶対位値検出器３４Ｌのデータは、検出側の入力インターフェース部５０Ｌ′を経由して、検出系故障判定部５４Ｌに入力される。一方、冗長系の絶対位置検出器５８Ｌの位置情報は、電子制御装置１３Ｒの左後輪転舵位置格納部５５Ｒから通信インターフェース部５７Ｒ、５７Ｌを経由して検出系故障判定部５４Ｌに入力される。また、回転角検出器３３Ｌの情報も検出系故障判定部５４Ｌに入力され、ここで検出系故障判定部５４Ｌは、二重化された絶対位置検出器３４Ｌ、５８Ｌの比較の結果と、回転角検出器３３Ｌの情報から正常な絶対位置を判断し、故障診断を行う。なお、前記通信インターフェース部５７Ｒ、５７Ｌとその間の配線により、通信手段６１が構成される。

検出系故障判定部５４によるによる故障診断方法としては種々の方法が採れるが、例えば、冗長系の絶対位置検出器５８の出力を正逆反転させ、その反転させた出力を１系統目の回転角検出器３３の出力と加算する。または両絶対位置検出器３４、５８の出力の差分を取る。このとき、両絶対位置検出器３４、５８が正常であれば、加算された出力または差分は零になるはずである。したがって、加算された出力または差分が、零を基準とした許容範囲から脱していると、いずれかの絶対位置検出器３４、５８が故障であると判断する。また、各絶対位置検出器３４、５８の出力と回転角検出器３３の出力とは、アクチュエータ１４、１５の所定部分の位置とその位置を変える駆動源である転舵モータ２７の回転位置との出力であるから、一定の関係がある。したがって、その関係を試験やシミュレーションにより調べてテーブル（図示せず）等に設定しておき、各絶対位置検出器３４、５８の出力と回転角検出器３３の出力の関係が前記テーブルに設定された範囲に対して許容値を超えるまで外れていると、その許容値を超えた絶対位置検出器３４、５８の方が異常であると判定する。

絶対位置検出器３４Ｌの故障が検出された場合、検出系故障対応部５９は、冗長系の絶対位置検出器５８Ｌは正常なため、１系統目の絶対位置検出器３４Ｌに変えて、引き続き冗長系の絶対位置検出器５８Ｌから取得した情報を基に制御を続行させる。

制御系の異常の場合につき説明する。
マイクロプロセッサ４９（ＬまたはＲ）に異常が発生した場合、各転舵部である第１アクチュエータ１４あるいは第２アクチュエータ１５の駆動が不可能となり、車両の操作性を損ねてしまう上、タイヤの偏摩耗の原因にもなってしまう。そこで、これらの問題を回避するために、正常側のマイクロプロセッサ４９（ＲまたはＬ）が故障側の絶対位置を認識し、正常側の後輪を故障側の後輪と同位相に移動させ、車両の走行方向の中心軸とタイヤの向きにずれは生じるが、制御上車両の直進性を確保することが可能となる。具体的な手段を以下に説明する。

絶対位値検出器は、冗長系として２系統の出力が可能な様、絶対位値検出器３４に加え、絶対位値検出器５８を備えている。
マイクロプロセッサ４９は、通常の制御のため絶対位置検出器３４から絶対位置を取得する。一方で、他方の電子制御装置１３の異常な状態に備えて、他方の冗長系絶対位置検出器５８から、他方の絶対位置を取得し、右（または左）後輪転舵位置格納部５５に位置情報を格納する。

マイクロプロセッサ４９の故障は、制御系故障判定部であるマイクロプロセッサ相互監視部５６によって検出される。マイクロプロセッサ相互監視部５６によって故障が検出されると、制御系故障対応部６０は、正常なマイクロプロセッサ４９が、故障したマイクロプロセッサ４９で制御される後輪の絶対位置情報を認識し、前記正常な電子制御装置で制御される後輪を前記故障したマイクロプロセッサ４９で制御される後輪と同位相の同一転舵角に転舵する。

例えば、第１アクチュエータ１４を制御する電子制御装置１３Ｌの故障が、電子制御装置１３Ｒのマイクロプロセッサ相互監視部５６Ｒで検出された場合、電子制御装置１３Ｒは左後輪転舵位置格納部５５Ｒから第１アクチュエータ１４の絶対位置情報を取得する。そして、第２アクチュエータ１５の転舵角を、故障した第１アクチュエータ１４の転舵角と同位相に駆動して、バックアップモードへ遷移したことを電子制御ユニット９へ送信する。このような一連の処理を制御系故障対応部６０により行う。

図５にこの発明の第２の実施形態に係る後輪転舵制御装置１３０の制御構成図を示す。図４に示す第１の実施形態では、制御系の故障時の対処のため、冗長系の絶対位置検出器５８の位置情報は、１系統目の絶対位置検出器３４が接続されている電子制御装置１３Ｌ，１３Ｒに対し他方の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒに入力される。その結果、絶対位置検出器３４の故障を検知するために、冗長系の絶対位置検出器５８の位置情報は２つの電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒ間の通信手段６１を経由して１系統目の絶対位置検出器３４が接続されている電子制御装置１３Ｌ，１３Ｒ側に通知され、二重化された絶対位置検出器３４、５８の出力値を比較し故障判定している。

第２の実施形態では、少なくとも一対の電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが正常な状態では、冗長系の絶対位置検出器５８の位置情報を１系統目の絶対位置検出器３４が接続されている電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒの検出系故障判定部５４に直接入力することで絶対位置検出器３４の故障検出を行う。但し、この場合も、制御系の故障時の対応を実現するために、冗長系の絶対位置検出器５８の位置情報は２つの電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒのそれぞれに入力する構成としている。
このように第２の実施形態においても、絶対位置検出器３４の故障時と、電子制御装置１３の故障時の両方に対処できる。なお、図５に示す第２の実施形態において、特に説明した事項の他は、第１の実施形態と同様である。

上記各実施形態の作用、効果を次に纏め直して説明する。
・後輪１０、１１を独立して転舵が可能な後輪転舵装置１２において、左右後輪１０、１１のいずれかの絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒが故障した場合でも、二重化のための絶対位置検出器３４Ｌ、３４Ｒによる検出器の冗長性を確保することによって、機能を続行させることが可能となる。
・後輪１０、１１を独立して転舵が可能な後輪転舵装置１２の後輪転舵制御装置１３０を２つの電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒで構成し、いずれかの電子制御装置１３Ｌ、１３Ｒが故障した場合、正常側の後輪を異常側の後輪と同相に駆動させることが可能であり、実質的な車両の直線性を維持することが可能となる。
・異常側のトー角を転舵範囲限度（リミット端）まで動かす必要がないので、故障時のトー角制御範囲を小さく制御でき、トー角変更による車両の安定性を確保できる。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…自動車
９…電子制御ユニット
１０、１１…後輪
１２…輪転舵装置
１３Ｌ、１３Ｒ…電子制御装置
１４、１５…アクチュエータ
２７Ｌ，２７Ｒ…転舵モータ
３４Ｌ、３４Ｒ…絶対位置検出器
４９Ｌ、４９Ｒ…マイクロプロセッサ
５４Ｌ、５４Ｒ…検出系故障判定部
５６Ｌ、５６Ｒ…マイクロプロセッサ相互監視部（制御系故障判定部）
５８Ｌ、５８Ｒ…絶対位置検出器
５９Ｌ、５９Ｒ…検出系故障時対応部
６０Ｌ、６０Ｒ…制御系故障時対応部
６１…通信手段
１３０…後輪転舵制御装置

Claims

車両の左右の後輪を一対のアクチュエータによりそれぞれ独立に転舵する後輪転舵装置を制御する後輪転舵制御装置であって、
前記一対のアクチュエータのそれぞれの絶対位置を検出するそれぞれ二重化された絶対位置検出器と、前記各アクチュエータをそれぞれ制御する一対の電子制御装置とを有し、前記二重化された各絶対位置検出器の出力のうち、一方の出力は、この出力を行う絶対位置検出器が設けられた前記アクチュエータを制御する前記電子制御装置に、他方の出力は他方の電子制御装置にそれぞれ入力され、
前記一対の電子制御装置は、
互いのデータの送受信のための通信手段と、
一方の前記電子制御装置に接続された前記二重化された絶対位置検出器の一方から得られる絶対位置情報を、前記二重化された絶対位置検出器の他方から得られる絶対位置情報と比較することで、前記二重化された絶対位置検出器のいずれかの異常を診断する検出系故障判定部と、
この検出系故障判定部で前記二重化された絶対位置検出器のうちいずれか一方が故障と判定された場合に、残りの正常な絶対位置検出器から位置情報を取得することで、転舵動作の続行を可能とする検出系故障時対応部とを有し、
一方の前記電子制御装置に接続された前記二重化された絶対位置検出器の一方から得られる絶対位置情報は、前記通信手段を経由して他方の前記電子制御装置に入力される
ことを特徴とする後輪転舵制御装置。
請求項１に記載の前記後輪独舵制御装置において、前記検出系故障判定部は、一方の前記電子制御装置に接続された前記二重化された絶対位置検出器の一方から得られる絶対位置情報を、前記通信手段を経由して他方の前記電子制御装置に接続された前記二重化された絶対位置検出器の他方から得られる絶対位置情報と比較することで、前記二重化された絶対位置検出器のいずれかの異常を診断する後輪転舵制御装置。
請求項１または請求項２に記載の前記後輪独舵制御装置において、
前記一対の電子制御装置が故障したことを検出する制御系故障判定部を設け、
この制御系故障判定部により前記一対の電子制御装置の一方が故障したと判定されたとき、正常な電子制御装置が、故障した電子制御装置で制御される後輪の絶対位置情報を認識し、前記正常な電子制御装置で制御される後輪を前記故障した電子制御装置で制御される後輪と同位相の同一転舵角に転舵する制御系故障時対応部を設けた後輪転舵制御装置。