JP3586337B2 - 車両運動性制御装置の故障診断方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両挙動のフィードバック制御に用いる実運動状態量センサの故障を診断するための故障診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の操作量や車両の運動状態量（車速、ヨーレイト、横加速度等）に従って演算した目標運動状態量と、実運動状態量センサで検出した実運動状態量とを一致させるように、フィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と称す）で電動機等の発生動力を制御するように構成した４輪操舵システムが公知となっている（特開平５−１５５３５０号公報など参照）。
【０００３】
この種のＦ／Ｂ制御によって車両挙動を制御する車両に於いては、実運動状態量を検出するセンサが異常を来すと正常なＦ／Ｂ制御が行えなくなるので、例えばロータリーエンコーダと差動トランスといった具合に、ある運動状態量を検出するのに方式が異なる２つのセンサを併用し、双方の出力を比較することでセンサの故障診断を行うようにすることがフェールセーフの観点から望ましい。ところが、このような冗長系の採用は、製造コストの高騰を招く不都合がある。
【０００４】
そこで、既に設けられている別のセンサの信号から、必要な運動状態量を演算で推定し、その推定値と実値とを比較してセンサの故障を診断する手法を採ることが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、断線による出力停止や、接触不良によるチャタリングなどのように、因果関係が明瞭な故障の診断は比較的容易にかつ的確に行い得るが、構造が複雑なセンサの場合は、故障により現れる事象を予想し難く、推定値の精度が低いこともあって、信号の出力状況から信頼性の高い診断を下すことは困難であった。
【０００６】
誤診断を少なくするには、推定値と実値との差（以下「エラー」と称す）に対する故障判定のしきい値を大きくしたり、長時間をかけて診断したりすることが考えられるが、前者は故障を見逃す確率が高くなり、後者は故障診断中は信頼性に欠ける制御状態を継続せねばならないという不都合がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、故障診断を確実に行うことができ、しかもセンサの故障が原因で故障診断中に車両挙動に影響を及ぼすことのないように改良された車両運動性制御装置の故障診断方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明に於いては、実運動状態量の検出値とモデル運動状態量とを一致させるように車両挙動をＦ／Ｂ制御する車両運動性制御装置の故障診断方法として、上記のエラーがしきい値を超えると故障診断モードに入り、その際、
▲１▼Ｆ／Ｂ制御を継続して行う通常制御続行領域、
▲２▼Ｆ／Ｂ制御量を漸減させる減少制御領域、
▲３▼Ｆ／Ｂ制御を停止する制御停止領域、
を順次経た上でフェールセーフモードに移行するようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用される４輪操舵車両ＶＣの全体構成を図式的に示している。図１に於いて、ステアリングホイール１が一端に固着されたステアリングシャフト２は、前輪転舵装置３の転舵ロッド４と機械的に連結されている。この転舵ロッド４の両端は、左右前輪５を支持する各ナックルアーム６にタイロッド７を介してそれぞれ連結されている。
【００１１】
後車軸側に配置された後輪転舵装置８は、車幅方向に延在する転舵ロッド９を、電動モータ１０で駆動するようになっている。そして転舵ロッド９の両端は、前輪５側の転舵ロッド４と同様に、左右後輪１１を支持するナックルアーム１２にタイロッド１３を介してそれぞれ連結されている。
【００１２】
前後両転舵装置３・８には、各転舵ロッド４・９の位置を検知して各車輪５・１１の転舵量を検出するために、舵角センサ１４・１５が設けられている。また、ステアリングシャフト２には、ステアリングホイール１の操舵量を検知するための舵角センサ１６が設けられている。さらに、各車輪５・１１には車速センサ１７がそれぞれ設けられ、車体の適所にはヨーレイトセンサ１８が設けられ、ブレーキペダルにはブレーキ作動センサ１９が設けられている。
【００１３】
これらの各センサ１４〜１９は、電動モータ１０を駆動制御するコンピュータユニット２０に電気的に接続されている。
【００１４】
この４輪操舵車両ＶＣに於いては、ステアリングホイール１を運転者が操舵すると、前輪転舵装置３の転舵ロッド４が機械的に駆動されて前輪５が転舵される。それと同時に、ステアリングホイール１の操舵量および転舵ロッド４の移動量が、各舵角センサ１４・１６を介してコンピュータユニット２０にそれぞれ入力される。そしてこれら前輪転舵角、車速、及びヨーレイトの各入力値に基づいて求めた車両ＶＣの走行状況に応じた後輪１１の最適転舵量がコンピュータユニット２０で決定され、それに従って電動モータ１０が駆動されて後輪１１が転舵されるようになっている。
【００１５】
図２は、上述した４輪操舵車両ＶＣに於ける車両運動性制御装置の基本的な制御ブロック図である。この車両運動性制御装置は、ステアリングホイール１の操舵角θに対する理想的なヨーレイトを予め設定した関数式（或いはマップ）に基づいて算出するモデルヨーレイト演算部２１と、予めタイヤのグリップ特性や車両の応答特性を加味して定めた関数式に基づいて操舵角θに対するフィードフォワード（以下Ｆ／Ｆ）制御量を出力するＦ／Ｆ制御部２２と、実際に車両ＶＣに作用している実ヨーレイトとモデルヨーレイトとの偏差に応じたＦ／Ｂ制御量を出力するＦ／Ｂ制御部２３とを有しており、Ｆ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量との加算値に従って後輪転舵装置８を制御するようになっている。
【００１６】
次に、実運動状態量値としてのヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１８の故障診断に関わる処理について、図３を参照して説明する。先ず、左右の従動輪（本実施例に於いては後輪１１）の回転速度差に予め実験で求めた係数を乗ずることで、現時点に車両ＶＣに作用していると推定される運動状態量値として推定ヨーレイトを得る。次いで車両ＶＣに作用している実ヨーレイトをヨーレイトセンサ１８の出力から読み込む。
【００１７】
図３に於いて、演算で推定した推定ヨーレイトとヨーレイトセンサ１８が検出した実ヨーレイトとを比較し、両者間のエラーが予め定めたしきい値を下回っている状態下では、センサ出力は正常なものと見なしてＦ／Ｂ制御を行う（正常制御モード）。そしてエラーがしきい値を超えた時は、しきい値の設定との関係で予め定めた所定時間だけ通常のＦ／Ｂ制御を継続する通常制御続行領域に入る。この通常制御続行領域でエラーの発生状況を監視し、ノイズなどにより一時的に発生したエラーか、継続して発生するエラーかを判別する。
【００１８】
なお、しきい値の大きさと通常制御続行領域の時間との関係は、図４のように設定されている。即ち、しきい値を低く設定したならば通常制御続行領域の時間を長くし、その反対にしきい値を高く設定したならば通常制御続行領域の時間を短くする。これにより、エラーが急激に増大した時は速やかにＦ／Ｂ制御を停止して大きな挙動変化が生ずることを防止し、緩やかにエラーが生じた時は挙動変化が少ないので、通常制御続行領域の時間を長くとることで誤診断が生じないようにできる。
【００１９】
通常制御続行領域を通じてエラーが発生している場合は、所定時間かけて徐々にＦ／Ｂ制御を減少させる減少制御領域に入る。
【００２０】
そしてはＦ／Ｂ制御を完全に停止する制御停止領域を経て故障を確定したならば、フェールセーフモードを実行し、警告灯の点灯並びに演算機の停止を行う。
【００２１】
なお、この間、目標値に応じたオープンループ制御（Ｆ／Ｆ制御）を継続して行うようにすれば、車両運動性制御を完全に停止してしまうのに比して運転者に与える違和感を緩和できる。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、通常制御続行領域で暫く信号の様子が見られるので、瞬間的なノイズ等をとらえて誤診断を下すことが防止される。また、推定回路の演算精度が低くて通常制御続行領域よりも長時間に渡ってエラーがしきい値を超えていることがあったとしても、減少制御領域を経ることで直ぐにはフェールセーフが実行されないので、Ｆ／Ｂ制御が停止するまでの間を診断時間に充てることができる。従って、信頼性の高い故障診断を確実にかつ安全に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される４輪操舵車両の全体構成を図式的に示す平面図。
【図２】本発明が適用される車両運動性制御装置の基本的な制御ブロック図。
【図３】故障診断モードを説明するためのエラー線図。
【図４】しきい値の大きさと通常制御続行領域の継続時間との設定を表す関係図。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 前輪転舵装置
４ 転舵ロッド
５ 前輪
６ ナックルアーム
７ タイロッド
８ 後輪転舵装置
９ 転舵ロッド
１０ 電動モータ
１１ 後輪
１２ ナックルアーム
１３ タイロッド
１４〜１６ 舵角センサ
１７ 車速センサ
１８ ヨーレイトセンサ
１９ ブレーキ作動センサ
２０ コンピュータユニット
２１ モデルヨーレイト演算部
２２ Ｆ／Ｆ制御部
２３ Ｆ／Ｂ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両挙動のフィードバック制御に用いる実運動状態量センサの故障を診断するための故障診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の操作量や車両の運動状態量（車速、ヨーレイト、横加速度等）に従って演算した目標運動状態量と、実運動状態量センサで検出した実運動状態量とを一致させるように、フィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と称す）で電動機等の発生動力を制御するように構成した４輪操舵システムが公知となっている（特開平５−１５５３５０号公報など参照）。
【０００３】
この種のＦ／Ｂ制御によって車両挙動を制御する車両に於いては、実運動状態量を検出するセンサが異常を来すと正常なＦ／Ｂ制御が行えなくなるので、例えばロータリーエンコーダと差動トランスといった具合に、ある運動状態量を検出するのに方式が異なる２つのセンサを併用し、双方の出力を比較することでセンサの故障診断を行うようにすることがフェールセーフの観点から望ましい。ところが、このような冗長系の採用は、製造コストの高騰を招く不都合がある。
【０００４】
そこで、既に設けられている別のセンサの信号から、必要な運動状態量を演算で推定し、その推定値と実値とを比較してセンサの故障を診断する手法を採ることが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、断線による出力停止や、接触不良によるチャタリングなどのように、因果関係が明瞭な故障の診断は比較的容易にかつ的確に行い得るが、構造が複雑なセンサの場合は、故障により現れる事象を予想し難く、推定値の精度が低いこともあって、信号の出力状況から信頼性の高い診断を下すことは困難であった。
【０００６】
誤診断を少なくするには、推定値と実値との差（以下「エラー」と称す）に対する故障判定のしきい値を大きくしたり、長時間をかけて診断したりすることが考えられるが、前者は故障を見逃す確率が高くなり、後者は故障診断中は信頼性に欠ける制御状態を継続せねばならないという不都合がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、故障診断を確実に行うことができ、しかもセンサの故障が原因で故障診断中に車両挙動に影響を及ぼすことのないように改良された車両運動性制御装置の故障診断方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明に於いては、実運動状態量の検出値とモデル運動状態量とを一致させるように車両挙動をＦ／Ｂ制御する車両運動性制御装置の故障診断方法として、上記のエラーがしきい値を超えると故障診断モードに入り、その際、
▲１▼Ｆ／Ｂ制御を継続して行う通常制御続行領域、
▲２▼Ｆ／Ｂ制御量を漸減させる減少制御領域、
▲３▼Ｆ／Ｂ制御を停止する制御停止領域、
を順次経た上でフェールセーフモードに移行するようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用される４輪操舵車両ＶＣの全体構成を図式的に示している。図１に於いて、ステアリングホイール１が一端に固着されたステアリングシャフト２は、前輪転舵装置３の転舵ロッド４と機械的に連結されている。この転舵ロッド４の両端は、左右前輪５を支持する各ナックルアーム６にタイロッド７を介してそれぞれ連結されている。
【００１１】
後車軸側に配置された後輪転舵装置８は、車幅方向に延在する転舵ロッド９を、電動モータ１０で駆動するようになっている。そして転舵ロッド９の両端は、前輪５側の転舵ロッド４と同様に、左右後輪１１を支持するナックルアーム１２にタイロッド１３を介してそれぞれ連結されている。
【００１２】
前後両転舵装置３・８には、各転舵ロッド４・９の位置を検知して各車輪５・１１の転舵量を検出するために、舵角センサ１４・１５が設けられている。また、ステアリングシャフト２には、ステアリングホイール１の操舵量を検知するための舵角センサ１６が設けられている。さらに、各車輪５・１１には車速センサ１７がそれぞれ設けられ、車体の適所にはヨーレイトセンサ１８が設けられ、ブレーキペダルにはブレーキ作動センサ１９が設けられている。
【００１３】
これらの各センサ１４〜１９は、電動モータ１０を駆動制御するコンピュータユニット２０に電気的に接続されている。
【００１４】
この４輪操舵車両ＶＣに於いては、ステアリングホイール１を運転者が操舵すると、前輪転舵装置３の転舵ロッド４が機械的に駆動されて前輪５が転舵される。それと同時に、ステアリングホイール１の操舵量および転舵ロッド４の移動量が、各舵角センサ１４・１６を介してコンピュータユニット２０にそれぞれ入力される。そしてこれら前輪転舵角、車速、及びヨーレイトの各入力値に基づいて求めた車両ＶＣの走行状況に応じた後輪１１の最適転舵量がコンピュータユニット２０で決定され、それに従って電動モータ１０が駆動されて後輪１１が転舵されるようになっている。
【００１５】
図２は、上述した４輪操舵車両ＶＣに於ける車両運動性制御装置の基本的な制御ブロック図である。この車両運動性制御装置は、ステアリングホイール１の操舵角θに対する理想的なヨーレイトを予め設定した関数式（或いはマップ）に基づいて算出するモデルヨーレイト演算部２１と、予めタイヤのグリップ特性や車両の応答特性を加味して定めた関数式に基づいて操舵角θに対するフィードフォワード（以下Ｆ／Ｆ）制御量を出力するＦ／Ｆ制御部２２と、実際に車両ＶＣに作用している実ヨーレイトとモデルヨーレイトとの偏差に応じたＦ／Ｂ制御量を出力するＦ／Ｂ制御部２３とを有しており、Ｆ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量との加算値に従って後輪転舵装置８を制御するようになっている。
【００１６】
次に、実運動状態量値としてのヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１８の故障診断に関わる処理について、図３を参照して説明する。先ず、左右の従動輪（本実施例に於いては後輪１１）の回転速度差に予め実験で求めた係数を乗ずることで、現時点に車両ＶＣに作用していると推定される運動状態量値として推定ヨーレイトを得る。次いで車両ＶＣに作用している実ヨーレイトをヨーレイトセンサ１８の出力から読み込む。
【００１７】
図３に於いて、演算で推定した推定ヨーレイトとヨーレイトセンサ１８が検出した実ヨーレイトとを比較し、両者間のエラーが予め定めたしきい値を下回っている状態下では、センサ出力は正常なものと見なしてＦ／Ｂ制御を行う（正常制御モード）。そしてエラーがしきい値を超えた時は、しきい値の設定との関係で予め定めた所定時間だけ通常のＦ／Ｂ制御を継続する通常制御続行領域に入る。この通常制御続行領域でエラーの発生状況を監視し、ノイズなどにより一時的に発生したエラーか、継続して発生するエラーかを判別する。
【００１８】
なお、しきい値の大きさと通常制御続行領域の時間との関係は、図４のように設定されている。即ち、しきい値を低く設定したならば通常制御続行領域の時間を長くし、その反対にしきい値を高く設定したならば通常制御続行領域の時間を短くする。これにより、エラーが急激に増大した時は速やかにＦ／Ｂ制御を停止して大きな挙動変化が生ずることを防止し、緩やかにエラーが生じた時は挙動変化が少ないので、通常制御続行領域の時間を長くとることで誤診断が生じないようにできる。
【００１９】
通常制御続行領域を通じてエラーが発生している場合は、所定時間かけて徐々にＦ／Ｂ制御を減少させる減少制御領域に入る。
【００２０】
そしてはＦ／Ｂ制御を完全に停止する制御停止領域を経て故障を確定したならば、フェールセーフモードを実行し、警告灯の点灯並びに演算機の停止を行う。
【００２１】
なお、この間、目標値に応じたオープンループ制御（Ｆ／Ｆ制御）を継続して行うようにすれば、車両運動性制御を完全に停止してしまうのに比して運転者に与える違和感を緩和できる。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、通常制御続行領域で暫く信号の様子が見られるので、瞬間的なノイズ等をとらえて誤診断を下すことが防止される。また、推定回路の演算精度が低くて通常制御続行領域よりも長時間に渡ってエラーがしきい値を超えていることがあったとしても、減少制御領域を経ることで直ぐにはフェールセーフが実行されないので、Ｆ／Ｂ制御が停止するまでの間を診断時間に充てることができる。従って、信頼性の高い故障診断を確実にかつ安全に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される４輪操舵車両の全体構成を図式的に示す平面図。
【図２】本発明が適用される車両運動性制御装置の基本的な制御ブロック図。
【図３】故障診断モードを説明するためのエラー線図。
【図４】しきい値の大きさと通常制御続行領域の継続時間との設定を表す関係図。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 前輪転舵装置
４ 転舵ロッド
５ 前輪
６ ナックルアーム
７ タイロッド
８ 後輪転舵装置
９ 転舵ロッド
１０ 電動モータ
１１ 後輪
１２ ナックルアーム
１３ タイロッド
１４〜１６ 舵角センサ
１７ 車速センサ
１８ ヨーレイトセンサ
１９ ブレーキ作動センサ
２０ コンピュータユニット
２１ モデルヨーレイト演算部
２２ Ｆ／Ｆ制御部
２３ Ｆ／Ｂ制御部
Claims (1)
- 実運動状態量の検出値とモデル運動状態量とを一致させるように車両挙動をフィードバック制御する車両運動性制御装置の故障診断方法であって、
センサが出力した実運動状態量と、推定演算回路で求めた推定運動状態量との差が所定値を超えると故障診断モードに入り、その際、フィードバック制御を継続して行う通常制御続行領域と、フィードバック制御量を漸減させる減少制御領域と、フィードバック制御を停止する制御停止領域とを順次経た上でフェールセーフモードに移行するようにしたことを特徴とする車両運動性制御装置の故障診断方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14874296A JP3586337B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 車両運動性制御装置の故障診断方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14874296A JP3586337B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 車両運動性制御装置の故障診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09301212A JPH09301212A (ja) | 1997-11-25 |
| JP3586337B2 true JP3586337B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=15459617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14874296A Expired - Fee Related JP3586337B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 車両運動性制御装置の故障診断方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3586337B2 (ja) |
| DE (1) | DE19720440B4 (ja) |
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| FR2916535B1 (fr) * | 2007-05-25 | 2009-07-31 | Renault Sas | Dispositif de diagnostic pour une analyse a posteriori du comportement d'un vehicule automobile et procede correspondant |
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1996
- 1996-05-20 JP JP14874296A patent/JP3586337B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-05-15 DE DE1997120440 patent/DE19720440B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| DE19720440A1 (de) | 1997-12-18 |
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