JP2020045083A - 後輪操舵システムの制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ホイールスピードセンサーのエラー発生の際に後輪操舵制御量の急激な変化を防止する後輪操舵システムの制御方法を提供する。【解決手段】本発明では、ホイールスピードセンサーの出力値に基づいてホイールスピードセンサーのエラーを検出し、前記ホイールスピードセンサーのエラーを検出した場合、エラーが検出された非正常ホイールスピードセンサーの出力値を除き、残りの正常ホイールスピードセンサーの出力値を用いて車速を推定し、前記推定された車速に基づいて後輪を操舵制御することを特徴とする、後輪操舵システムの制御方法を提供する。【選択図】図２ａ

Description

本発明は、ホイールスピードセンサー（Ｗｈｅｅｌ ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ）のエラー発生の際に後輪操舵制御量の急激な変化を防止する後輪操舵システムの制御方法に関する。
四輪操舵方式は、低速では後輪操舵角を前輪操舵角に対して反対の方向である逆位相に制御することにより回転半径を縮小させ、かつ、高速では後輪操舵角を前輪操舵角と同じ方向である同位相に制御することにより走行安定性を向上させる。
つまり、後輪操舵角の制御のために油圧装置やモーター及び減速機などのアクチュエータを装着することにより、車両の走行状況に応じて車両の後輪を適切に操舵し、結果として車両の走行性能を向上させる。
一方、従来の後輪操舵システムでは、４つのホイールスピードセンサーで測定されるホイールスピードの平均値に基づいて車速を推定し、推定された車速に応じて後輪を操舵制御する。
ところが、ホイールスピードセンサーから出力される信号にエラーがあるか、或いは急制動／急加速の際には特定のホイールがロックされるか或いはスピンが発生して、推定された車速が急変する可能性がある。このように車速が急変すると、後輪の操舵制御量も一緒に急変するから、後輪制御に対して違和感が発生し、安定した後輪制御が行われないという問題がある。
上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解を促進するためのものに過ぎず、この技術分野における通常の知識を有する者に、既に知られている従来技術に該当することを認めるものと受け止められてはならないだろう。
特開２０１５−１４８４９５公報
本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ホイールスピードセンサーのエラー発生の際に後輪操舵制御量の急激な変化を防止する後輪操舵システムの制御方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の構成は、コントローラがホイールスピードセンサーの出力値に基づいてホイールスピードセンサーのエラーを検出するエラー検出段階と、コントローラが、前記ホイールスピードセンサーのエラーを検出した場合、エラーが検出された非正常ホイールスピードセンサーの出力値を除き、残りの正常ホイールスピードセンサーの出力値を用いて車速を推定する車速推定段階と、コントローラが前記推定された車速に基づいて後輪を操舵制御する操舵制御段階とを含み、前記車速推定段階では、４つのホイールスピードセンサーのうち１つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、前記非正常ホイールスピードセンサーの対角に位置した正常ホイールスピードセンサーを除いた残りの２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値の平均値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することを特徴とすることができる。
前記エラー検出段階では、前記ホイールスピードセンサーに出力されるホイール加速度が設定値を超える場合、エラーが発生したと判断することができる。
前記車速推定段階で、４つのホイールスピードセンサーのうち２つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、残りの２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値の平均値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することができる。
前記車速推定段階では、４つのホイールスピードセンサーのうち３つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、残りの１つの正常ホイールスピードセンサーの出力値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することができる。
前記車速推定段階の後、非正常ホイールスピードセンサーの出力値と正常ホイールスピードセンサーの出力値との差の絶対値が設定値以下である状態が一定時間維持される場合、非正常ホイールスピードセンサーを正常と診断することができる。
前記車速推定段階では、加速ペダルの操作による車両加速の際に、すべてのホイールスピードセンサーの出力値のうちの最小値を基準に車速を推定することができる。
前記車速推定段階では、ブレーキペダルの操作による車両減速の際に、すべてのホイールスピードセンサーの出力値のうちの最大値を基準に車速を推定することができる。
前記車速推定段階では、車体姿勢制御装置の作動の際に、すべてのホイールスピードセンサーの出力値のうちの、最小値と最大値を除いた残りの２つの出力値の平均値を基準に車速を推定することができる。
前述した課題解決手段によって、本発明は、ホイールスピードセンサーで検出されるホイールスピードのエラー検出の際に、正常ホイールスピードセンサーで検出されるホイールスピードに基づいてエラーの発生したホイールスピードを代替して車速を推定することにより、より正確な車速の推定が可能であり、後輪操舵制御量が急変することを防止して、後輪操舵制御による違和感が発生するのを防止するという効果がある。
本発明に適用される後輪操舵システムの構成を示す概略図である。 本発明に係る後輪操舵システムの制御過程を順次示すフローチャートである。 本発明に係る後輪操舵システムの制御過程を順次示すフローチャートである。 本発明に係る車速推定結果と従来の車速推定結果とを比較して示す図である。
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面によって詳細に説明する。
本発明の後輪操舵システムの制御方法は、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から出力される信号にエラーが発生した場合、エラーが発生したホイールスピードセンサーを排除し、正常ホイールスピードセンサーを用いて車速を推定することにより、後輪操舵制御量の急激な変動を防止する方法であって、エラー検出段階、車速推定段階及び操舵制御段階を含んで構成できる。
図１、図２ａ及び図２ｂを参照して本発明を具体的に考察すると、まず、エラー検出段階では、コントローラ１がホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力値に基づいてホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のエラーを検出することができる。
例えば、前記ホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から出力されるホイール加速度が設定値を超える場合、エラーが発生したと判断し、エラーの発生したホイールスピードセンサーを検出することができる。
車速推定段階では、コントローラ１が前記ホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のエラーを検出した場合、エラーが検出された非正常ホイールスピードセンサーの出力値を除き、残りの正常ホイールスピードセンサーの出力値を用いて車速を推定することができる。
特に、前記車速推定段階では、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の中から１つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、前記非正常ホイールスピードセンサーの対角に位置した正常ホイールスピードセンサーを除いた残りの２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値の平均値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することができる。
操舵制御段階では、コントローラ１が前記推定された車速に基づいて後輪を操舵制御することができる。
すなわち、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の中から１つのホイールスピードセンサーのエラーが発生した場合、正常な３つのホイールスピードセンサーの出力値の平均値を用いず、２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値のみを用いる理由を説明すると、前輪と後輪とはホイールスピード差が多少発生し、旋回の際に左右のホイールスピードの差が発生する。
このため、もし前輪左側ホイールＦＬのホイールスピードセンサーＳ１の出力値であるホイールスピードのエラーが発生した場合、正常ホイールスピードセンサーＳ２、Ｓ３、Ｓ４である前輪右側ホイールＦＲ、後輪左側ホイールＲＬ、後輪右側ホイールＲＲで計測されたホイールスピードの平均値で非正常ホイールスピードを代替すると、正常後輪ホイールが正常前輪ホイールよりも一つ多く計算に含まれることにより、後輪の速度にさらに重みが生じたホイールスピード値に代替される。
したがって、非正常ホイールスピードセンサーＳ１のホイールスピードを代替するホイールスピードが前後左右のホイールと同じ重みを持つことができるように、非正常ホイールスピードである前輪左側ホイールＦＬのホイールスピードと共に、その対角に位置した正常ホイールスピードである後輪右側ホイールＲＲのホイールスピードを除き、残りの２つの正常前輪右側ホイールＦＲと正常後輪左側ホイールＲＬとの平均を求めて、その平均値で非正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを代替することにより、さらに正確な車速の推定が可能となる。
一方、本発明は、前記車速推定段階で４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の中から２つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、残りの２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値の平均値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することができる。
例えば、ＦＬとＦＲのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２の異常を検出した場合、ＲＬとＲＲのホイールスピードセンサーＳ３、Ｓ４のホイールスピードの平均値でＦＬとＦＲのホイールスピードを代替する。
また、前記車速推定段階で、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の中から３つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、残りの１つの正常ホイールスピードセンサーの出力値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することができる。
例えば、ＦＬ、ＦＲ及びＲＬのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３の異常を検出した場合、ＲＲのホイールスピードセンサーＳ４のホイールスピードで、エラーが発生したＦＬ、ＦＲ、ＲＬのホイールスピードを代替する。
前記車速推定段階の後に、非正常ホイールスピードセンサーの出力値と正常ホイールスピードセンサーの出力値との差の絶対値が設定値以下である状態が一定時間維持される場合は、非正常ホイールスピードセンサーを正常と診断することができる。
例えば、エラーホイールスピードセンサーのホイールスピードから正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを減算した値の絶対値が一定値以下であり、且つこの状態が５００ｍｓ以上維持される場合は、エラーの発生したホイールスピードセンサーを正常と診断する。
一方、前記車速推定段階では、加速ペダルの操作による車両加速の際に、すべてのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力値のうちの最小値を基準に車速を推定することができる。
すなわち、ＡＰＳセンサー３によって加速ペダルを踏むと判断した場合、ホイールスピンの発生確率が相対的に高いので、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のホイールスピードのうちの最も低いホイールスピードを基準に車速を推定する。
前記車速推定段階では、ブレーキペダルの操作による車両減速の際に、すべてのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力値のうちの最大値を基準に車速を推定することができる。
すなわち、ＢＰＳセンサー５によってブレーキペダルを踏むと判断した場合、ホイールロックの発生確率が相対的に高いので、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のホイールスピードのうちの最も高いホイールスピードを基準に車速を推定する。
また、前記車速推定段階では、車体姿勢制御装置の作動の際に、すべてのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力値のうちの、最小値と最大値を除いた残りの２つの出力値の平均値を基準に車速を推定することができる。
例えば、車体姿勢制御装置は、ＥＳＣ７（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）であり、ＥＳＣ７のオン作動の際に、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のホイールスピードのうちの２番目と３番目のホイールスピードの平均値を基準に車速を推定する。
次に、添付された図２ａ及び図２ｂを参照して本発明の後輪操舵システムの制御過程を順次説明する。各ホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から出力されるホイールスピードの入力を受けて前記ホイール加速度を検出し（Ｓ１０）、検出されたホイール加速度がＡを超えるホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４があるか否かを判断する（Ｓ２０）。
Ｓ２０の判断結果、ホイール加速度がＡを超える非正常ホイールスピードセンサーが１つである場合、前記非正常ホイールスピードセンサーと共にその対角に位置した正常ホイールスピードセンサーを除いた残りの２つの正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードの平均値で非正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを代替する（Ｓ３０）。
また、Ｓ２０の判断結果、ホイール加速度がＡを超える非正常ホイールスピードセンサーが２つである場合、２つの正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードの平均値で非正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを代替する（Ｓ４０）。
Ｓ２０の判断結果、ホイール加速度がＡを超える非正常ホイールスピードセンサーが３つである場合、１つの正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードで非正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを代替する（Ｓ５０）。
また、Ｓ２０の判断結果、ホイール加速度がＡを超える非正常ホイールスピードセンサーが４つである場合、ＥＭＳ９（Ｅｎｇｉｎｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）で演算された車速値で非正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを代替する（Ｓ６０）。
次いで、エラーが発生したホイールスピードセンサーのホイールスピードから正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを減算した値の絶対値がＢ以下であり、且つこの状態が５００ｍｓ以上維持されるか否かを判断し（Ｓ７０）、前記条件を満足した場合、エラーの発生したホイールスピードセンサーを正常と診断し、正常ホイールスピードセンサーのホイールスピードを車速の推定に使用する（Ｓ８０）。
一方、前記Ｓ７０の後、加速ペダルの操作によって車両を加速するか否かを判断し（Ｓ９０）、加速ペダルによる加速走行と判断した場合、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のホイールスピードの中から最小値を選択し（Ｓ１００）、選択された値を基準に最終的に車速を推定する（Ｓ１５０）。
これに対し、車両を加速しない場合、ブレーキペダルの操作によって車両を減速するか否かを判断し（Ｓ１１０）、ブレーキペダルによる減速走行と判断した場合、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のホイールスピードの中から最大値を選択し（Ｓ１２０）、選択された値を基準に最終的に車速を推定する（Ｓ１５０）。
これに対し、前述した加速または減速操作が行われていない状態で、ＥＳＣ７の作動による制動が発生するか否かを判断し（Ｓ１３０）、制動状況が発生した場合、４つのホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のホイールスピードのうち、最小値と最大値を除いた残りの２つのホイールスピードの平均値を確保し（Ｓ１４０）、確保された平均値を基準に最終的に車速を推定する（Ｓ１５０）。
続いて、最終的に推定された車速に基づいて後輪を操舵制御する（Ｓ１６０）。
上述したように、本発明は、ホイールスピードセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で検出されるホイールスピードのエラーを検出した場合、正常ホイールスピードセンサーで検出されるホイールスピードに基づいてエラーの発生したホイールスピードを代替して車速を推定することにより、図３に示すように、従来の一般な車速推定結果よりもさらに正確な車速の推定が可能であり、後輪操舵制御量が急変することを防止して、後輪操舵制御による違和感が発生することを防止する。
本発明は、前述した具体例のみについて詳細に説明されたが、本発明の技術思想の範囲内で様々な変形及び修正を加え得るのは当業者にとって明らかであり、それらの変形及び修正も添付された特許請求の範囲に属するのは当然のことである。
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ ホイールスピードセンサー
１ コントローラ
３ ＡＰＳセンサー
５ ＢＰＳセンサー
７ ＥＳＣ
９ ＥＭＳ

Claims (8)

  1. コントローラがホイールスピードセンサーの出力値に基づいてホイールスピードセンサーのエラーを検出するエラー検出段階と、
    コントローラが、前記ホイールスピードセンサーのエラーを検出した場合、エラーが検出された非正常ホイールスピードセンサーの出力値を除き、残りの正常ホイールスピードセンサーの出力値を用いて車速を推定する車速推定段階と、
    コントローラが前記推定された車速に基づいて後輪を操舵制御する操舵制御段階とを含み、
    前記車速推定段階では、４つのホイールスピードセンサーのうち１つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、前記非正常ホイールスピードセンサーの対角に位置した正常ホイールスピードセンサーを除いた残りの２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値の平均値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することを特徴とする、後輪操舵システムの制御方法。
  2. 前記エラー検出段階では、
    前記ホイールスピードセンサーに出力されるホイール加速度が設定値を超える場合、エラーが発生したと判断することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
  3. 前記車速推定段階で、
    ４つのホイールスピードセンサーのうち２つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、残りの２つの正常ホイールスピードセンサーの出力値の平均値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
  4. 前記車速推定段階では、
    ４つのホイールスピードセンサーのうち３つの非正常ホイールスピードセンサーを検出した場合、残りの１つの正常ホイールスピードセンサーの出力値で非正常ホイールスピードセンサーの出力値を代替することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
  5. 前記車速推定段階の後、非正常ホイールスピードセンサーの出力値と正常ホイールスピードセンサーの出力値との差の絶対値が設定値以下である状態が一定時間維持される場合、非正常ホイールスピードセンサーを正常と診断することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
  6. 前記車速推定段階では、
    加速ペダルの操作による車両加速の際に、すべてのホイールスピードセンサーの出力値のうちの最小値を基準に車速を推定することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
  7. 前記車速推定段階では、
    ブレーキペダルの操作による車両減速の際に、すべてのホイールスピードセンサーの出力値のうちの最大値を基準に車速を推定することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
  8. 前記車速推定段階では、
    車体姿勢制御装置の作動の際に、すべてのホイールスピードセンサーの出力値のうちの、最小値と最大値を除いた残りの２つの出力値の平均値を基準に車速を推定することを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵システムの制御方法。
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