JPH02303974A - 補助操舵制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、入力″情報として車速情報を含み前輪操舵時
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、特に、入力車速か突然に零となるような
巽常時のフェイルセーフ技術に関する。

（先行の技術） この種の先行する後輪転舵制御システム（補助操舵制御
システムの一例）としては、例えば、本願出願人が先に
特願昭６３−１６５９３２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。

と車速Ｖに基づいて目標後輪転舵角Ｏ８を決め、後輪を
前輪に対し同相（アンダーステア側）または逆相（オー
バステア側）に転舵し、例えば、前輪操舵車（２ＷＳ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） この先行する後輪転舵制御システムには、車速センサの
故障や車速センサからのハーネス断線等により入力信号
が突然に零となってしまうようなフェイル時に車両挙動
急変を防止するカットバルブが示されている。

このカットバルブは、フェイル判断時に出力される指令
により閉動作し、バルブ閉作動後、制御油圧の供給を遮
断し、バルブでの油リークを利用してアクチュエータの
油圧を徐々に低下させる。

しかしながら、フェイル判断後にカットバルブを閉じた
としても判断遅れやバルブ作動遅れ等によりフェイル直
後に後輪の急な舵角変動を許すことになり一時的に車両
挙動が急変してしまうし、また、後輪が逆相側に転舵さ
れている時に車速フェイルとなり力ットバルフを閉じた
としても、その後、アクチュエータの油圧が零となるま
で、車両の旋回特性としてはオーバステア特性を示し、
ハンドル操作量に対して旋回方向への口頭性が高く車両
スピンに至り易い。

そこで、接輪転舵コントロールユニットで目標接輪転舵
角θ、ｌを決める車速情報を、車速センサからの入力車
速に所定の変化制限を与えることで得られる制御車速と
し５人力車速が突然に零となるようなフェイル時であっ
ても徐々に値が零に近づく制御車速を用いることで後輪
の急な舵角変動を防止する案がある。

しかし、この場合、第５図に示すように実車速か後輪転
舵変化に対する車両挙動応答性の高い高速であるにもか
かわらず、車両挙動応答遅れを考慮して後輪転舵変化を
大きくしている低速での後輪転舵制御となる為、逆相側
に後輪転舵制御される場合には、過敏な応答性により急
激なオーバステア特性が出て車両挙動の急変を許す結果
となる。

本発明は、上述の問題に着目してなされたもので、入力
情報として車速情報を含む補助操舵制御システムにおい
て、入力車速のフェイル時に車両挙動の急変を防止する
と共に、高応答性で補助操舵制御されても旋回走行安全
性を確保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補助操舵制御システム
では、入力車速のフェイル時に入力車速に所定の変化制
限を与えた制御車速を車速″清報とすると共に正常時よ
りアンダーテア側の特性が得られる目標補助操舵量とす
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、ハンドル
操作による前輪操舵角を検出する前輪操舵角検出手段ａ
と、車速を検出する車速検出手段すと、前記車速検出手
段すからの入力車速に所定の変化制限を与えることで制
御車速を得る制御車速設定手段Ｃと、前記入力車速か制
御車速に対し所定量以上の差を持つことで入力車速の異
常を検出する入力車速異常検出手段ｄと、入力車速か正
常の時には、旋回時に最適なステア特性が得られる目標
補助操舵量を決め、入力車速か異常の時には、前輪操舵
角と制御車速とに基づいて入力車速か正常のときよりア
ンダーステア側の特性が得られる目標補助操舵量を決め
る補助操舵制御手段ｅと、を備えていることを特徴とす
る。

（作　用） 入力車速異常検出手段ｄにおいて、入力車速か制御車速
に対する差が小さく入力車速か正常であると検出された
時には、補助操舵制御手段ｅにおいて、例えば、前輪操
舵角と制御車速とに基づいて旋回時に最適なステア特性
が得られる目標補助操舵量を決められる。

入力車速異常検出手段ｄにおいて、入力車速か制御車速
に対し所定量以上の差を持つことで入力車速か異常であ
ると検出された時には、補助操舵制御手段ｅにおいて、
前輪操舵角と制御車速とに基づいて入力車速か正常の時
よりアンダーステア側の特性か得られる目標補助操舵量
を決められる。

従って、入力車速のフェイル時に車速情報として入力車
速に所定の変化制限を与えることで得られる制御車速か
用いられる為、車速情報の変化が緩やかとなり車両挙動
の急変が防止される。

また、制御車速か低速を示し高応答性で補助操舵制御さ
れても必ず安全サイドのアンダーステア側の特性となる
為、旋回走行安全性が確保される。

（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図は実施側の後輪転舵制御システム（補助操舵制御
システムの一例）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、＋Ｌ、　ＩＲは夫々左右前輪、２Ｌ、　２Ｒ
は左右接輪、３はハンドルである。前輪ＩＬ、　ＩＲ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２１．２Ｒは夫々掛輪転舵アクチュエー
タ５により転舵可能とする。

前記接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５日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５１．　ＳＲへの油圧を制御する
電磁比例式接輪転舵制御パルフロを設け、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９．１
０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。

６日を備え、これらソレノイド６Ｌ、　６ＲはＯＦＦ　
ｖｆ、夫々可変絞り６ａ、　６ｂ及び６ｃ、　６ｄを全
開させて両アクチュエータ室ＳＲ，５Ｌを無圧状態にし
、ソレノイド６Ｌ又は６Ｒのディザ−付駆動電流ＩＬ＊
又は■。＊にょるＯＮ時、可変絞り６ｃ、　６ｄ又は６
ａ、　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−付駆動電流Ｉ、＊又は■。

＊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。

前記電磁比例式接輪転舵制御パルフロと接輪転舵アクチ
ュエータ５との間の油路９，１０（カットバルブ２０の
前後の届路を夫々９−１．９−２及び１０−Ｉ、　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Ｏ
ＦＦ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■、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、正常に接輪
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■、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６１．６Ｒにディザ−付駆動
電流ＩＬ＊又はＩＲ＊を印加したり、カットパルフッレ
ノイド２０ａにソレノイド駆動電流Ｉ、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、入力情報をもたらすセ
ンサ頌として、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、接輪転舵コントロールユニット３０の定電
圧回路に電源を供給するスイッチとしてのイグニッショ
ンスイッチ４３等が接続されている。

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３Ｏ
ｄ、　？！輪転舵角演算回路３０ｅ、Ｄ／Ａ変換器３０
ｆ、θ□−■変換回路３０９、ディザ−設定回路３０ｈ
、ソレノイド駆動回路３０１、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３０β
、表示駆動回路３０ｍ、自己診断回路３０ｎ　、制御′
車速設定回路３０ｏを有する。

次に、作用を説明する。

第４図は制御車速ＶＣＮの設定処理及び入力車速Ｖ　Ｉ
Ｎの異常判断処理を介して行なわれる後輪転舵制御作動
の流れを示すフローチャートである。

ステップ５０では、ハンドル操舵角θと配憶中立舵角推
定値θＣアと入力車速ＶＩＮが読み込まれる。

本前輪操舵角関連・［＾報の演算処理 ステップ５１では、ハンドル操舵角０と記゛口中立舵角
推定値θ。。とによって前輪操舵角θ、が下記の式で演
算される。

０、＝１０−〇。ｕｌ ステップ５２では、前記前輪操舵角０１に基づく微分演
算により前輪操舵角微分値０．（前輪操舵速度に相当）
と前輪操舵角二階微分値ｂ°、（前輪操舵加速度に相当
）が下記の式で求められる。

凸、−ｄθＦ／ｄｔ、　　θ、＝ｄθＦ／ａｔ本制御束
速の設定処理 ステップ５３では、今回読み込まれた入力車速ＶＩＮと
前回読み込まれた人力車速ＶＩＮ−１との差の絶対値Ｉ
Ｖ１Ｎ−ＶＩＮ−１１が設定変化制限値Ｖ。の範囲内か
どうかが判断され、ＹＥＳの場合には、ステップ５７！
ｌで今回読み込まれた人力車速Ｖ　ＩＮがそのまま制御
車速ＶｃＮとして設定され、また、Ｎｏの場合には、ス
テップ５５で前回読み込まれた入力車速Ｖ　ｌＮ−１に
設定変化制限値Ｖ。を加えた値が制御車速Ｖ　ＣＮとし
て設定される。

即ち、制御車速Ｖ　ＣＮは入力車速Ｖｌ）１の変化をＶ
。

に制限することで得られる。

＊入力車速の異常判断処理 ステップ５６では、入力車速ＶＩＮの異常を判断するに
あたっての基準となる車速情報差ΔＶが下記の式で求め
られる。

△Ｖ　”　ｌ　Ｖ　ＩＮ　　ＶＣＮ　ｌステップ５７で
は、車速情報差ΔＶか入力車速異常判断しきい値Δｖｏ
未満かどうかが判断され、ΔＶ〈△ｖｏの場合には、入
力車速ＶＩＮが正常であるとの判断に基づいてステップ
５８〜ステツプ６０の正常時の車速対応定数演算処理へ
進み、又、ΔＶ≧ΔＶｏの場合には、入力車速ＶＩＮが
ハーネス断線等により異常であるとの判断に基づいてス
テップ６１〜ステツプ６３の異常時の車速対応定数演算
処理へ進む。

＊車速対応定数演算処理 ステップ５８〜ステツプ６３は、目標、後輪転舵角０゜
を下記の式で決めるようにした場合の各車速対応定数に
、Ｔ、Ｔ”の演算処理ステップである。

ＯＲ＝　Ｋ　Ｘ　ＣＩ　Ｆ　十Ｔ　Ｘθ、＋１−’ｘθ
、・・・（１）ステップ５８〜ステツプ６０は、入力車
速ＶＩＮか正常時の車速対応定数演算処理で、各車速対
応定数に、Ｔ、ｖ’　は制御車速ＶＣＮの関数ｔ（ＶＣ
Ｎ）により求められる。

尚、各車速対応定数に、Ｔ、Ｔ’の関数は、第６図に示
すような関係で制御車速ｖＣＮに対応した定数が得られ
る関数である。

ステ・ノブ６１〜ステツプ６３は、入力車速ｖ１、が異
常時の車速対応定数演算処理で、車速対応定数にのみは
制御車速ＶＣＮの関数ｆ（ＶｃＮ）により求められ、車
速対応定数Ｔ、Ｔ’　はｆ　（０）の関数によりＴ、Ｔ
′二〇とされる。

即ち、第６図に示すように、車速対応定数には車両をア
ンダーステア特性とする同相項であり、車速対応定数Ｔ
、Ｔ’　は車両をオーバステア特性とする逆相項である
。

本目標後輪転舵角演算処理 ステップ６４では、前輪操舵角θ４．前輪操舵角微分値
θい前輪操舵角二階微分値θ１．各車速対応定数に、Ｔ
、Ｔ’　とに基づいて上記（１）式により目標後輪転舵
角θ、が演算される。

本出力処理 ステップ６５では、目標後輪転舵角θ８が、予め与えら
れたθ、じ■特性テーブルにより駆動電流■、またはＩ
　１１に変換される。

ステップ６６では、ステップ６５で得られた駆動電流■
、またはＩｌｌに所定の振幅０周波数によるディザ−を
付加したディザ−付駆動電流ＩＬ＊または■□＊か制御
バルブソレノイド６Ｌまたは６Ｒに出力される。

次に、入力車速ｖｌＮが正常時の場合と異常時の場合と
に分けて後輪転舵制御作動を説明する。

（イ）入力車速正常時 入力車速ＶＩＮが正常の時には、ステップ５７−ステッ
プ５８→ステツプ５９→ステツプ６０→ステツプ６゛４
→ステツプ６５゛→ステ・ンブ６６へと進む流れとなり
、第５図に示すように、前輪操舵角０．に対し後輪２ｎ
、　２Ｌを一瞬逆相に転舵制御し、その後、同相に転舵
制御する、所謂、１次進みの位相反転制御が行なわれる
。

従って、前輪操舵初期に後輪２Ｒ１２Ｌを一瞬逆相に転
舵制御を行なうことでコーナリングフォースの発生がヨ
ーの発生方向に積極的に加えられ、ヨーレイトの立上が
りが向上し、そして、ト分なヨーインクが得られた後に
後輪２Ｒ，２１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）ｆＤえられ
る。

この１次進みの位相反転制御により、高い応答性の確保
と操舵安定性の増大を両立することができる。

尚、この位相反転制御は、第５図に示すように、車速か
低車速であるほど応答性を過敏にするために逆相域を大
きくとり同相へ位相反転するタイミングを遅らせ、車速
か高車速であるほど同相へ位相反転するタイミングを早
めることから、特に、低、中速域で効果的である。

（ロ）入力車速異常時 入力車速ＶＩＮが車速センサ４２の故障やハーネスの断
線等により異常となった時には、ステップ５７→ステツ
プ６７→ステツプ６２→ステツプ６３−ステップ６４→
ステツプ６５→ステツプ６６へと進む流れとなり、制御
車速Ｖ　ＣＮと車速対応定数ににより目標後輪転舵角θ
□かＯｎ二に×０゜の同相項式により求められることに
なり、その結果、第５図に示す正常時の１次進みの位相
反転制御に代え、後輪を前輪と同じ方向にのみ転舵する
同相制御が行なわれる。

従って、入力車速異常時に車速情報として入力車速ＶＩ
Ｎに変化制限を与えることで得られる制御車速ｖｃＮが
用いられる為、第７図に示すように、入力車速異常発生
後の車速情報の変化が緩やかとなり車両挙動の急変が防
止される。

また、制御車速Ｖ　ＣＮが低速を示し高応答性で後輪転
舵制御されてもその制御は同相制御であり、入力車速正
常時より安全サイドのアンダーステア側の特性となる為
、旋回走行安全性が確保される。

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、実施例では補助操舵制御システムとして後輪転
舵制御システムの例を示したが、前輪転舵制御システム
や前輪操舵時に前、後輪を転舵制御する補助転舵制御シ
ステムにも適用できるのは勿論であり、制御内容も実施
例に限られるものではない。

（発明の効果） 息子説明してきたように、本発明の補助操舵制御システ
ムにあっては、入力車速のフェイル時に入力車速に所定
の変化制限を与えた制御車速を車速情報とすると共に入
力車速か正常の時よりアンダーステア側の特性が得られ
る目標補助操舵量とする手段とした為、入力情報として
車速情報を含む補助操舵制御システムにおいて、入力車
速のフェイル時に車両挙動の急変を防止すると共に、高
応答性で補助操舵制御されても旋回走行安全性を確保す
ることが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の補助操舵制御システムのクレーム対応
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
ユニットのフロック回路図、 第４図は後輪転舵制御作動の流れを示すフローチャート
、 第５図は接輪転舵制御の一例を示すタイムチャート、 第６図は実施例システムでの各車速対応定数の特性図１
、 第７図は実施例システムで入力車速に異常が発生した場
合の入力車速、制御車速、実車速の各特性を示すタイム
チャートである。 ａ・・・前輪操舵角検出手段 ｂ・・・車速検出手段 Ｃ・・・制御車速設定手段 ｄ・・−人力車速異常検出手段 ｅ・・・補助操舵制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ハンドル操作による前輪操舵角を検出する前輪操舵
   角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記車速検出手段からの入力車速に所定の変化制限を与
   えることで制御車速を得る制御車速設定手段と、 前記入力車速が制御車速に対し所定量以上の差を持つこ
   とで入力車速の異常を検出する入力車速異常検出手段と
   、 入力車速が正常の時には、旋回時に最適なステア特性が
   得られる目標補助操舵量を決め、入力車速が異常の時に
   は、前輪操舵角と制御車速とに基づいて入力車速が正常
   の時よりアンダーステア側の特性が得られる目標補助操
   舵量を決める補助操舵制御手段と、を備えていることを
   特徴とする補助操舵制御システム。