JP2502746B2

JP2502746B2 - 車両動特性制御装置

Info

Publication number: JP2502746B2
Application number: JP1122059A
Authority: JP
Inventors: 泰毅石川; 恭裕白石
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPH02299983A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、前輪操舵時に前輪と後輪の少なくとも一方
を補助転舵する補助転舵制御システムやアクティブサス
ペンション制御システム等、電気的駆動信号をアクチュ
エータに出力することでヨーレイトや横加速度や車体ロ
ール等の車両動特性を最適に制御する車両動特性制御装
置に関する。

（先行の技術）この種の先行する後輪転舵制御システム（車両動特性
制御装置の一例）としては、例えば、本願出願人が先に
特願昭62−330281号により提案したシステムがある。

この後輪転舵制御システムは、前輪操舵角θ_Fと車速
Ｖに基づいて目標後輪転舵角θ_Rを決め、後輪を前輪に
対し同相または逆相に転舵し、例えば、前輪操舵車（2W
S車）に比較し、車体横すべり角がつくのを抑えて操縦
安定性を向上させたり、ヨーレイトの立上がりを増大さ
せて応答性を向上させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題）このような後輪転舵制御システムは、パワーシリンダ
による油圧アクチュエータを作動させるその制御手段が
マイクロコンピュータを主体として電気的信号を処理す
る後輪転舵コントロールユニットによる手段である為、
通常走行時等では発生し得ない特定の入力信号を与える
ことで開始判断をし、この開始判断後、輪転舵コントロ
ールユニットの内部で信号を発生させ、アクチュエータ
系の作動が正常であるかどうかを目視や所定の表示によ
り確認する自己診断機能を持たせている。

しかしながら、自己診断時に、一般的な手法に従って
通常制御時に出力される駆動電流と同じ駆動電流を内部
信号として所定時間出力する指令を与え、油圧アクチュ
エータの動作を確認するようにした場合には、後輪が動
作するかどうかは確認できても、後輪が一方向に切れっ
ぱなしになることで油圧アクチュエータの応答性の良否
を確認することも、さらには、油圧系へエアが混入して
いるかどうかを検出することもできない。

本発明は上述のような問題に着目してなされたもの
で、自己診断機能を持たせた車両動特性制御装置におい
て、自己診断時に油圧アクチュエータが動作しているか
どうかだけでなく油圧応答性の良否や油圧系へのエア混
入を確認できるようにすることを課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため本発明の車両動特性制御装置
では、自己診断時に、油圧アクチュエータのステップ応
答が飽和しないパルス幅を有するパルス駆動信号を与え
る手段とした。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、車両状
態を検出する所定の検出手段ａからの入力信号に基づい
て最適な車両動特性を得る電気的駆動信号を油圧アクチ
ュエータｂに出力する車両動特性制御手段ｃと、通常走
行時等では発生し得ない特定の入力信号の有無により自
己診断の開始判断を行なう自己診断開始判断手段ｄと、
前記油圧アクチュエータｂのステップ応答が飽和しない
パルス幅を有するパルス駆動信号を設定するパルス駆動
信号設定手段ｅと、自己診断が開始されると前記パルス
駆動信号設定手段ｅによるパルス駆動信号を油圧アクチ
ュエータｂに出力する指令を前記車両動特性制御手段ｃ
に対し与える自己診断手段ｆと、を備えていることを特
徴とする。

（作用）自己診断時は、通常走行時等では発生し得ない特定の
入力信号を外部から自己診断手段ｆに入力させると、自
己診断開始判断手段ｄにおいて、開始条件を満足するこ
とで、その後、自己診断手段ｆからパルス駆動信号設定
手段ｅによるパルス駆動信号を油圧アクチュエータｂに
出力する内部指令が車両動特性制御手段ｃに対し与えら
れる。そして、パルス駆動信号に対し油圧アクチュエー
タｂはステップ応答により動作すると共に、パルス駆動
信号のパルス幅設定によりその動作ストロークが飽和す
ることがない。

従って、自己診断時に油圧アクチュエータが動作して
いるかどうかだけでなく油圧応答性の良否や油圧系への
エア混入を確認できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第２図は実施例の後輪転舵制御システム（車両動特性
制御装置の一例）を搭載した４輪操舵車両の全体構成を
示す図である。

まず、構成を説明する。

第２図中、1L,1Rは夫々左右前輪、2L,2Rは左右後輪、
３はハンドルである。前輪1L,1Rは夫々ハンドル３によ
りステアリングギヤ４を介して転舵可能とし、後輪2L,2
Rは夫々後輪転舵アクチュエータ５により転舵可能とす
る。

前記後輪転舵アクチュエータ５は、スプリングセンタ
式油圧アクチュエータとし、室5Rに油圧を供給する時、
圧力に比例した舵角だけ後輪2L,2Rを夫々右に転舵し、
室5Lに油圧を供給する時、圧力に比例した舵角だけ後輪
2L,2Rを夫々左に転舵するものとする。

前記アクチュエータ室5L,5Rへの油圧を制御する電磁
比例式後輪転舵制御バルブ６を設け、このバルブ６は可
変絞り6a,6b,6c,6dをブリッジ接続した構成で、このブ
リッジ回路にポンプ7,リザーバ８及びアクチュエータ室
5L,5Rからの油路9,10を夫々接続する。

そして、この制御バルブ６は更にソレノイド6L,6Rを備
え、これらソレノイド6L,6RはOFF時、夫々可変絞り6a,6
b及び6c,6dを全開させて両アクチュエータ室5L,5Rを無
圧状態にし、ソレノイド6L又は6Rのディザー付駆動電流
I_L ^*又はI_R ^*によるON時、可変絞り6c,6d又は6a,6bを電流
値に応じた開度に絞ってアクチュエータ室5L又は5Rにデ
ィザー付駆動電流I_L ^*又はI_R ^*の電流値に応じた油圧を供
給するものとする。この油圧は前記したようにその値に
応じた角度だけ後輪2L,2Rを対応方向へ転舵する。

前記電磁比例式後輪転舵制御バルブ６と後輪転舵アク
チュエータ５との間の油路9,10（カットバルブ20の前後
の油路を夫々９−1,9−２及び10−1,10−２と称する）
の途中には、ソレノイド開閉弁構造のカットバルブ20が
挿入されている。このカットバルブ20は常閉型とし、イ
グニッションOFF時やフェイル時であり、ソレノイド20a
にソレノイド駆動電流I_Fが供給されない時は、油路９−
1,9−２間及び10−1,10−２間を遮断し、正常に後輪転
舵制御が行なわれている時であり、ソレノイド駆動電流
I_Fが供給されている時は、油路９−1,9−２間及び10−
1,10−２間を連通させる。

尚、このカットバルブ20が閉作動するフェイル時とは、
マイコン暴走やセンサ異常や制御バルブ６のソレノイド
6L,6Rが断線やショートした時であり、フェイル時に
は、カットバルブ20の閉作動と共に警報ランプ21を点灯
させる。

前記制御バルブソレノイド6L,6Rにディザー付駆動電
流I_L ^*又はI_R ^*を印加したり、カットバルブソレノイド20
aにソレノイド駆動電流I_Fを印加したり、警報ランプ21
にON・OFF信号を印加する後輪転舵コントロールユニッ
ト30には、後輪転舵制御の入力情報をもたらすセンサ類
として、ハンドル操舵方向及びハンドル操舵角θを検出
するハンドル操舵角センサ40と、ハンドルの中立位置を
所定の舵角範囲でのON信号により検出するハンドル中立
位置センサ41と、車速Ｖを検出する車速センサ42と、イ
グニッションスイッチ43等が接続されている。

また、加速急変フェイルを検出する入力情報手段（実開
昭62−54067号参照），自己診断開始時の特定の信号を
発生する手段及び自己診断時に制御バルブ６の動作確認
に代えカットバルブ20の動作を確認する操作信号を発生
する手段、即ち、３通りの機能を兼用する入力手段とし
てブレーキスイッチ44が接続されている。

さらに、自己診断時に後輪転舵動作を数値により正確に
確認する手段として後輪転舵センサ45が接続されてい
る。

そして、この後輪転舵コントロールユニット30には、
第３図のブロック回路図に示すように、内部回路とし
て、A/D変換器30a、中立舵角推定値演算回路30b、バッ
クアップメモリ30c、前輪操舵角演算回路30d、目標後輪
転舵角演算回路30e、D/A変換器30f、θ_R−Ｉ変換回路30
g、ディザー設定回路30h、ソレノイド駆動回路30i、異
常検出回路30j、フェイルセーフ回路30k、ソレノイド駆
動回路30l、表示駆動回路30m、自己診断回路30n、A/D変
換器30o、タイマー回路30p、自己診断開始判断手段30
q、表示駆動回路30rを有する。

また、表示駆動回路30rには、自己診断時に自己診断結
果を表示する自己診断表示器22が接続されている。

この自己診断表示器22には、第３図に示すように、後輪
転舵制御系正常表示ランプ22aと、油圧系エア混入表示
ランプ22bと、カットバルブ正常表示ランプ22cと、カッ
トバルブ異常表示ランプ22dを有する。

次に、作用を説明する。

（イ）モード判断処理作動第４図はイグニッションスイッチ43をONとしてから判
断が開始される自己診断モードが通常制御モードかのモ
ード判断処理作動の流れを示すフローチャートである。

まず、ステップ50では、イグニッションスイッチ43が
ONかどうかが判断され、ONとなった時点からステップ51
以降の処理が開始される。

ステップ51では、イグニッションスイッチ43がONとな
った時点からブレーキスイッチ信号BSと中立位置信号CP
とタイマー値Ｔとが読み込まれる。

ステップ52では、自己診断開始条件を満足するかどう
かが判断される。

ここで、自己診断開始は、通常走行時等では発生し得な
い特定の入力信号の有無で判断されるもので、実施例の
自己診断開始条件は、イグニッションスイッチ43がONと
なった時点から10秒という時間範囲内に、ブレーキスイ
ッチ44からのブレーキスイッチ信号BSが10回以上レベル
変化すると共にハンドル中立位置センサ41からの中立位
置信号CPが10回以上レベル変化するという条件に設定さ
れている。

そして、イグニッションスイッチ43がONとなった時点
から10秒経過した時点で上記自己診断開始条件を満足す
る場合にはステップ53へ進み、自己診断モードの開始指
令が出力される。

また、イグニッションスイッチ43がONとなった時点か
ら10秒経過するまでと、10秒経過した時点で上記自己診
断開始条件を満足しない場合にはステップ54へ進み、後
輪転舵制御を行なう通常制御モードの開始指令が出力さ
れる。

従って、イグニッションスイッチ43をOFFからONに切
換えた後、直ちに後輪転舵制御を行なう通常制御に入り
たい場合には、特定の信号を発生するブレーキ及びステ
アリング操作を行なわなければ自動的に通常制御となる
し、自己診断を行なう場合には、イグニッションスイッ
チ43をOFFからONに切換えた後、10秒以内に10回以上の
ブレーキ操作と、10回以上のステアリング操作を行なう
ことで自己診断を開始させることができる。

尚、自己診断開始条件は、通常走行時等では発生し得な
い特定の入力信号とすれば足りるもので、具体的には実
施例以外にも、様々な条件設定が可能である。

（ロ）後輪転舵制御作動及び自己診断作動第５図は第４図のモード判断処理作動で通常制御モー
ドの指令が出力されている時に行なわれる後輪転舵制御
作動及び自己診断モード開始指令が出力されてから所定
時間行なわれる自己診断作動の流れを示すフローチャー
トである。

ステップ60では、上記モード判断処理作動により自己
診断モード開始指令が出力されている時か否かが判断さ
れ、自己診断モード開始指令が出力されていない時に
は、ステップ61以降の後輪転舵制御作動が行なわれ、自
己診断モード開始指令が出力されている時には、ステッ
プ67以降の自己診断作動が行なわれる。

＊後輪転舵制御作動ステップ61では、ハンドル操舵角θと車速Ｖと記憶中
立舵角推定値θ_CMとが読み込まれる。

ステップ62では、ハンドル操舵角θと記憶中立舵角推
定値θ_CMとによって前輪操舵角θ_Fが下記の式で演算さ
れる。

θ_F＝｜θ−θ_CM｜ステップ63では、車速Ｖと前輪操舵角θ_Fとに基づい
て目標後輪転舵角θ_Rが演算される。

ステップ64では、目標後輪転舵角θ_Rが、予め与えら
れたθ_R−Ｉ特性テーブルにより駆動電流I_LまたはI_Rに
変換される。

ステップ65では、ステップ64で得られた駆動電流I_Lま
たはI_Rに所定の振幅，周波数によるディザーを付加した
ディザー付駆動電流I_L ^*またはI_R ^*が制御バルブソレノイ
ド6Lまたは6Rに出力される。

ステップ66では、バルブソレノイド20aに対しカット
バルブ20を開くON信号によるソレノイド駆動電流I_Fが出
力される。

従って、この後輪転舵制御作動で、例えば、前輪操舵
角θ_Fに対し後輪を一瞬逆相に転舵制御し、その後、同
相に転舵制御する１次進みの位相反転制御を行なった場
合には、コーナリングフォースの発生をヨーの発生方向
に積極的に加えることでヨーレイトの立上がりが向上
し、そして、十分なヨーイングが得られた後に後輪を同
相側に転舵してヨーレイトの増加を抑えることで、車体
横すべり角がつくのが抑えられ、操舵安定性が増すし高
い応答性が得られる。この１次進みの位相反転制御は、
特に、低，中速域で効果的である。

＊自己診断作動ステップ67では、自己診断作動を時間制限するタイマ
ーが起動される。

ステップ68では、自己診断作動の制限時間である５分
を経過しているかどうかが判断され、５分経過前の場合
にはステップ69以降の自己診断処理が行なわれ、自己診
断作動から５分を経過した場合には、ステップ80へ進
み、自己診断モードの終了指令（通常制御モード指令に
指令変更）が出力される。

ステップ69では、ブレーキスイッチ44からのブレーキ
信号BSがブレーキ操作を示すON信号かどうかが判断さ
れ、OFF信号の場合には、ステップ70以降に進み、後輪
転舵制御系の後輪転舵制御動作が正常に行なわれるかど
うかを確認する通常の自己診断処理が行なわれる。

ステップ70では、第６図の上部タイムチャートに示す
ように、自己診断回路30nからのCPU指令電圧に基づき後
輪転舵アクチュエータ５のステップ応答が飽和しないパ
ルス幅を有するディザー付パルス駆動電流I_LP ^*またはI
_RP ^*が制御バルブ６のソレノイド6Lまたは6Rに出力され
る。尚、後輪転舵アクチュエータ５のステップ応答が飽
和しないパルス幅とは、後輪転舵アクチュエータ５にエ
ア混入のない正常時とエア混入時とで実転舵角に検出可
能な差を生じさせるパルス幅（例えば、100msec程度）
をいい、第７図に示すように、A:Bの比が1:9以下となる
ようなパルス幅とすれば良く、Ｂが（Ａ＋Ｂ）に対して
90％を超えた場合には、エア混入時にも実転舵角が大き
くなり、油圧応答性の良否やエア混入時かどうかの検出
が不可能となる。

ステップ71では、後輪転舵角センサ45から実後輪転舵
角δ_R読み込まれる。

ステップ72では、実後輪転舵角δ_Rが予め設定されて
いるエア混入判断しきい値δ_RO以上かどうかが判断され
る。

そして、δ_R≧δ_ROの場合には、ステップ73へ進み、油
圧系へのエア混入がなく油圧応答が良好であるとの判断
に基づき後輪転舵制御系正常表示ランプ22aに対し点灯
指令が出力される。

また、δ_R＜δ_ROの場合には、ステップ74へ進み、油圧
応答が悪くなる油圧系へのエア混入があるとの判断に基
づき油圧径エア混入表示ランプ22bに対し点灯指令が出
力される。

尚、この後輪転舵制御動作は、後輪タイヤが動くかどう
かを目視することによっても確認できることは勿論であ
る。

上記後輪転舵制御動作が正常であると確認できる時で
所定の油圧が後輪転舵アクチュエータ５に供給されてい
る時、カットバルブ系のフェイル動作確認を行ないたい
場合には、車室内においてブレーキ操作を行ないON信号
によるブレーキスイッチ信号を発生させると、ステップ
69からステップ75以降へ進み、カットバルブ系のフェイ
ル動作確認が行なわれる。

ステップ75では、第６図の下部タイムチャートに示す
ように、バルブソレノイド20aに対しカットバルブ20を
閉じるOFF信号によるソレノイド駆動電流I_Fが出力され
る。

ステップ76では、後輪転舵角センサ45から実後輪転舵
角δ_Rが読み込まれる。

ステップ77では、実後輪転舵角δ_Rが０になっかかど
うかが判断される。

そして、カットバルブ20を閉じる指令を与えてから所
定時間の経過時点でδ_R＝０となった場合には、ステッ
プ78へ進み、カットバルブ20が正常に動作しているとの
判断に基づきカットバルブ正常表示ランプ22cに対し点
灯指令が出力される。

また、カットバルブ20を閉じる指令を与えてから所定時
間の経過時点でδ_R＝０とならない場合には、ステップ7
9へ進み、カットバルブ20に何らかの異常が発生してい
るとの判断に基づきカットバルブ異常表示ランプ22dに
対し点灯指令が出力される。

以上説明してきたように自己診断作動にあっては、下
記に列挙するような特徴を有する。

自己診断が開始されると、自動的にディザー付パル
ス駆動電流I_LP ^*またはI_RP ^*が制御バルブ６のソレノイド
6Lまたは6Rに出力される為、後輪転舵アクチュエータ５
がステップ応答により左右交互にストローク動作する。

従って、自己診断時に後輪転舵アクチュエータ５が動
作しているかどうかの確認を目視や表示ランプ22aの点
灯により行なうことができるだけでなく、動作がステッ
プ応答であることで油圧応答性の良否の確認を行なうこ
ともできる。

さらに、ディザー付パルス駆動電流I_LP ^*またはI_RP ^*は後
輪転舵アクチュエータ５のステップ応答が飽和しないパ
ルス幅を有すると共に、パルス駆動電流の出力時に実後
輪転舵角δ_Rを後輪転舵角センサ45により検出するよう
にしている為、ディザー付パルス駆動電流I_LP ^*またはI
_RP ^*の出力に対して実後輪転舵角δ_Rが所定以下となるこ
とで自己診断時に油圧系にエア混入があるかどうかを検
出することができるし、また、パルス駆動電流I_LP ^*また
はI_RP ^*の出力に対する実後輪転舵角δ_Rを監視すること
で的確に油圧応答の良否を確認することも可能である。

通常の後輪転舵制御系の自己診断の途中において、
車室内でのブレーキ操作によりON信号によるブレーキス
イッチ信号BSを発生させると、今まで行なわれていた後
輪転舵制御系の後輪転舵制御動作を確認する自己診断に
代え、カットバルブ系のフェイル動作の確認する自己診
断が開始されるようにしている為、後輪転舵制御系の自
己診断の途中で異なる診断対象であるカットバルブ20が
正常に動作しているかどうかの確認を、切換時期明確性
と切換操作容易性とコスト的有利性とを同時に満足しな
がら行なうことができる。

自己診断の時間を５分に制限している為、自己診断
を停止させることを忘れ長時間にわたって後輪転舵アク
チュエータ５に油圧が供給され続けて油温が異常に上昇
した場合に生じるようなシール類等の破損による耐久性
低下が防止される。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが具体的
な構成及び制御内容等はこの実施例に限られるものでは
ない。

例えば、実施例では車両動特性制御装置として後輪転
舵制御システムの例を示したが、前輪操舵時に前輪と後
輪とをアクチュエータにより転舵制御する補助転舵制御
システムやアクティブサスペンション制御システム等、
電気的駆動信号をアクチュエータに出力することで車両
動特性を最適に制御するシステムであれば適用できる。

また、実施例では、実後輪転舵角を後輪転舵角センサ
により検出する例を示したが、実後輪転舵角に相当する
後輪転舵アクチュエータの油圧を検出する油圧センサを
用いても良い。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の車両動特性制御装
置にあっては、自己診断時に、油圧アクチュエータのス
テップ応答が飽和しないパルス幅を有するパルス駆動信
号を与える手段とした為、自己診断機能を持たせた車両
動特性制御装置において、自己診断時に油圧アクチュエ
ータが動作しているかどうかだけでなく油圧応答性の良
否や油圧系へのエア混入を確認出来るという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両動特性制御装置のクレーム対応
図、第２図は後輪転舵制御システムを搭載した４輪操舵車両
の全体構成を示す図、第３図は後輪転舵制御システムの後輪転舵コントロール
ユニットのブロック回路図、第４図は自己診断モードか通常制御モードかのモード判
断処理作動の流れを示すフローチャート、第５図は後輪転舵制御作動及び自己診断作動の流れを示
すフローチャート、第６図は自己診断時における各信号や特性を示すタイム
チャート、第７図はパルス駆動電流のパルス幅決定手法を示す説明
図である。ａ…検出手段ｂ…油圧アクチュエータｃ…車両動特性制御手段ｄ…自己診断開始判断手段ｅ…パルス駆動信号設定手段ｆ…自己診断手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両状態を検出する所定の検出手段からの
入力信号に基づいて最適な車両動特性を得る電気的駆動
信号を油圧アクチュエータに出力する車両動特性制御手
段と、通常走行時等では発生し得ない特定の入力信号の有無に
より自己診断の開始判断を行なう自己診断開始判断手段
と、前記油圧アクチュエータのステップ応答が飽和しないパ
ルス幅を有するパルス駆動信号を設定するパルス駆動信
号設定手段と、自己診断が開始されると前記パルス駆動信号設定手段に
よるパルス駆動信号を油圧アクチュエータに出力する指
令を前記車両動特性制御手段に対し与える自己診断手段
と、を備えていることを特徴とする車両動特性制御装置。