JP6407564B2 - 後輪転舵制御装置 - Google Patents
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Description
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。
主および冗長系となるそれぞれ独立して検出可能な2系統の出力系を有し前記一対のアクチュエータ14、15のうちの第1のアクチュエータ14の絶対位置を検出する絶対位置検出器である第1の二重化された絶対位置検出器34L,58Lと、主および冗長系となるそれぞれ独立して検出可能な2系統の出力系を有し前記一対のアクチュエータ14、15のうちの第2のアクチュエータ15の絶対位置を検出する絶対位置検出器である第2の二重化された絶対位置検出器34R、58Rと、前記各アク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。
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。
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。
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)
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。
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。
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14、15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。
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。
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。
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。
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。
・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。
9…電子制御ユニット
10、11…後輪
12…後輪転舵装置
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 (3)
- 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、
主および冗長系となるそれぞれ独立して検出可能な2系統の出力系を有し前記一対のアクチュエータのうちの第1のアクチュエータの絶対位置を検出する絶対位置検出器である第1の二重化された絶対位置検出器と、主および冗長系となるそれぞれ独立して検出可能な2系統の出力系を有し前記一対のアクチュエータのうちの第2のアクチュエータの絶対位置を検出する絶対位置検出器である第2の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に記載の前記後輪転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に記載の前記後輪転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。
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