JPH0361173A - 中立舵角推定装置 - 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、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、操舵角絶対値を入力情報とす
るシステムに適用される中立舵角推定装置に関する。

（従来の技術） 従来の操舵角センタ検出装置（中立舵角推定装置）とし
ては、例えば、特開昭５９−２６３１０号公報に記載の
装置が知られている。

この従来装置は、走行中のハンドル切れ角の変化が設定
範囲内であり、且つ、その間の走行距離が基準値を超え
た時、その走行時におけるハンドル切れ角を操舵角セン
タとして保持すると共に、前記基準値を可変とし、走行
開始時よりも所定距離走行後の方が大きい基準値となる
ように基準値を変更する、即ち、走行距離に応じて基準
値を厳しくすることで高精度で安定した操舵角センタを
得るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような操舵角センタ検出装置にあっ
ては、操舵角センタ（中立舵角推定値）の演算設定条件
である基準値を、走行開始時よりも所定距離走行後の方
が大きい基準値となるように変更する装置としている為
、操舵角センタの演算条件を満足する限り走行中、常に
操舵角センタが演算により更新される。

この結果、初Ｎ月の操舵角センタの演算条件を甘くし徐
々に演算条件を厳しくすると、応答性を良くしながら構
出精度が高められるが、厳しい演算条件を満足して操舵
角センタがほぼ正規の値に設定された後、ハンドル切れ
角センサでの一時的な故障や高速ハンドル転回による操
作信号の読み飛ばし等が発生した時に操舵角センタの演
算条件を満足し、操舵角センタが正規の値から大きく外
れて設定された場合、その後、更に厳しい演算条件を満
足しない限り操舵角センタが更新されず、相当の長時間
にわたって操舵角センタが正規の値から大きく外れたま
まとなる。

尚、ハンドル切れ角センサは、例えば、ハンドル操作に
伴なって回転する円板状のセンサディスクの外周上に等
間隔で多数形成されたスリットと、該スリット上に配置
された光センサとの組合せにより構成され、ハンドル操
作時に出力される光の通過遮断による０Ｎ−ＯＦＦパル
ス信号をカウントすることで検出するようにしている。

本発明は、上述の問題に着目してなされたもので、ハン
ドル中立位置センサを用いないで中立舵角推定値を得る
中立舵角推定装置において、走行中における中立舵角推
定演算系の故障発生等にかかわらず、精度の高い中立舵
角推定値を維持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中立舵角推定装置では
、中立舵角推定値の演算条件が限界値に達した場合には
、その時の中立舵角推定値を固定する手段とした。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、ハンドル
操舵角検出手段ａ及び走行距離検出手段すと、少なくと
もハンドル操舵角が修正舵角範囲で、修正舵角範囲での
走行距離が設定走行距離以上という条件を満足する時、
修正舵角範囲のハンドル操舵角検出値に基づき中立舵角
推定値の演算を行なう中立舵角推定値演算手段Ｃと、中
立舵角推定値の演算条件を甘い初期条件から更新する毎
に厳しくする演算条件変更手段ｄと、前記中立舵角推定
値の演算条件限界値を設定する演算条件限界値設定手段
ｅと、中立舵角推定値の演算条件が演算条件限界値に達
した場合には、その時の中立舵角推定値を固定する中立
舵角推定値固定手段ｆと、を備えていることを特徴とす
る。

（作　用） 車両走行開始時で、少なくともハンドル操舵角検出手段
ａからのハンドル操舵角が修正舵角範囲で、走行距離検
出手段すからの修正舵角範囲での走行距離が設定走行距
離以上という甘い初期条件を満足する時、中立舵角推定
値演算手段Ｃにおいて、修正舵角範囲のハンドル操舵角
検出値に基づき中立舵角推定値の演算が行なわれる。

そして、車両走行開始後、中立舵角推定値が設定された
ら、演算条件変更手段ｄにおいて、中立舵角推定値の演
算条件が甘い初期条件から更新する毎に厳しい演算条件
に設定され、中立舵角推定値の更新演算条件を満足する
毎に中立舵角推定値の演算が行なわれ、中立舵角推定値
が更新される。

さらに、中立舵角推定値の更新演算条件が、中立舵角推
定値の演算条件限界値を設定する演算条件限界値設定手
段ｅによる演算条件限界値に達した場合には、中立舵角
推定値固定手段子において、その時の中立舵角推定値が
走行を終了するまでそのまま固定される。

従って、走行中、演算条件の厳しい演算条件限界値に達
した時に中立舵角推定値固定手段ｆにおいて中立舵角推
定値が固定された場合には、その後、ハンドル舵角セン
サａや中立舵角推定値演算手段Ｃ等の中立舵角推定値演
算系において故障が発生しても、中立舵角推定値固定手
段ｆで設定されたほぼ正規の中立舵角推定値がそのまま
維持されることになる。

（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図は実施例の中立舵角推定装置が適用された後輪転
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
す図である。

まず、構成を説明する。

第２図中、＋１．　ＩＲ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＋Ｌ、　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２Ｌ、　２Ｒ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、このパルフロ
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６１６Ｒを
備え、これらソレノイド６Ｌ、　６ＲはＯＦＦ時、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５Ｌ、　５Ｒを無圧状態にし、ソレノ
イド６Ｌ又は６Ｒのデイザ−付駆動電流■、＊又は１．
＊によるＯＮ時、可変絞り６ｃ、　６ｄ又は６ａ、　６
ｂ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にデイザ−付駆動電流Ｉ、＊又はＩＲ＊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
列応方向へ転舵する。

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１０１、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■、か供給されない時は、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■、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にデイザ−付駆動
電流工、−＊又は■８＊を印加したり、カットバルブソ
レノイド２０ａにソレノイド駆動電流■、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
センサ類として、ハンドル操舵方向及びハンドル操舵角
Ｏを検出するハンドル操舵角センサ４０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。

そして、この後輪転舵コントロールユニット３０には、
第３図のフ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３０
ｄ、後輪転舵角演算回路３０ｅ、Ｄ／Ａ変換器３０ｆ　
、　ｅ　１１−Ｉ変換回路３０９、デイザ−設定回路３
０ｈ、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３０
℃、表示駆動回路３０ｍを有する。

前記ハンドル操舵角センサ４０は、第４図に示すように
、ハンドル３と共に回転するステアリングシャフト５０
に固定された円板状のセンサディスク５１と、該センサ
ディスク５１の全周にわたって教程間隔で開穴された操
舵角検出用スリット５１ａに対応して半ピツチ間隔に配
置された２組の発光ダイオード及びフォトＩＣ（第１セ
ンサ部４０ａと第２センサ部４０ｂ）とによって構成さ
れ、ハンドル転回量に応じたパルス数をカウントする　
０ ことで操舵角Ｏが検出されると共に、第５図及び第６図
に示すように、右旋回時と左旋回時とでは両センサ部４
０ａ、　４０ｂからの出力パルス波形の位相のズ１ノ方
が異なることで旋回方向を検出するようにしている。

次に、作用を説明する。

（イ）中立舵角推定値演算処理作動 第７図はイグニッションスイッチ４３をＯＮとなった時
点からスタートする中立舵角推定値演算処理作動の流れ
を示すフローチャートである。

まず、ステップ７０では、ステップに至って後輪転舵制
御の開始指令が出力されるまで後輪転舵制御が禁止され
る。

ステップ７１では、記憶中立舵角推定値０゜、、Ｉがリ
セットされる。

ステップＹ２では、中立舵角推定値演算の初期条件Ｖ。

、ｅｏ、Ｌｏが設定される。

ここで、Ｖｏは車速条件であり、例えば、初期車速条件
として３０ｋｍ／ｈに設定される。

Ｏｏは修正操舵角条件であり、例えば、初期修正１ 操舵角条件として１０°（ｄｅ９）に設定される。

し。は車速条件と修正操舵角条件を満足する状態での連
続走行距離条件であり、例えば、初期条件として１２．
５ｍに設定される。

ステップ７３では、別のフローチャートにまり車速Ｖと
修正操舵角ＯＳと連続走行距離ヒとが算出される。

ステップア４では、中立舵角推定値演算の各条件を同時
に満足するかどうかが判断される。

即ち、車速Ｖが車速条件Ｖ。以上で、修正操舵角０、が
修正操舵角条件Ｏ８以下で、連続走行距離りが連続走行
距離り。以上という３条件を同時に満足するかどうかが
判断される。

尚、この演算条件判断において、車速条件と修正操舵角
条件を同時に満足する時には、ハンドル操舵角０の右方
向最大舵角０ＩＪＡＸと左方向最大舵角ｅ　１ｊｌＮと
が別のフローチャートにより設定され、車速条件と修正
操舵角条件のいずれかの条件でも満足しないと右方向最
大舵角０ｕＡｘと左方向最大舵角０．１Ｎとはクリアさ
れる。

　２ そして、ステップ７４の演算条件を全て満足する時には
、ステップγ５へ進み、右方向最大舵角ｅ　ＬＩＡＸと
左方向最大舵角ｅｕ＋Ｎとの平均値を求める下記の式に
より中立舵角推定値Ｏｃが算出される。

ステップ７６では、ステップ７５での中立舵角推定値Ｏ
６の算出が１回目かどうかが判断され、１回目の算出で
ある場合には、ステップ７７及びステップ７８へ進み、
２回目以降の算出である場合には、ステップ７９以降の
中立舵角推定値の更新処理へ進む。

ステップ７７では、１回目の中立舵角推定値ｅ　Ｃ１が
、記憶中立舵角推定値ｅｃｕとして設定される。

ステップ７８では、記憶中立舵角推定値０゜２の設定に
より後輪転舵制御の開始指令が出力される。

ステップγ９では、ステップ７５での中立舵角推定値０
゜の算出が２回目以降の算出であること　３ で、今回の算出値Ｏ６Ｎと前回の算出値ｅ。Ｎ−１との
加算平均値を最新の記憶中立舵角推定値Ｏ６Ｖとして更
新設定する処理が行なわれる。

ステップ８０では、中立舵角推定値が更新された場合、
この更新時にステップ７３で算出された車速Ｖ、修正操
舵角Ｏｓ、連続走行距離りが演算条件限界値Ｖ　、、、
、、　ｅ　ｍＩｎ＋　Ｌ　ｍａ。を全で満足するかどう
かが判断され、満足しない場合には、ステップ８１以降
の更新演算条件設定処理へ進み、満足する場合には、ス
テップ８９へ進む。

ステップ８１では、中立舵角推定値が更新された場合、
この更新時にステップＹ３で算出された車速Ｖ、修正操
舵角０５．連続走行距離りが次に中立舵角推定値を更新
する場合の中立舵角推定値演算条件Ｖ。、ｅｏ、Ｌ、と
して設定される。

ステップ８２では、車速条件Ｖ。が条件限界値Ｖｆｆｉ
、、、以上かどうかが判断され、Ｖｏ≧Ｖ□８Ｘの場合
には、ステップ８３で、■□、８が車速条件Ｖｏとして
設定される。

ステップ８４では、修正操舵角条件Ｏ８が条件　４ 限界値ｅ、、、以下かどうかが判断され、Ｏｏ≦０□１
１の場合には、ステップ８５でｅ　ｍｉｎが修正操舵角
条件０゜とじて設定される。

ステップ８６では、連続走行距離条件り。が条件限界値
Ｌ　ｍａｎ以上かどうかが判断され、し。≧Ｌ□８の場
合には、ステップ８γでしｆｆｉ、、ｘが連続走行距離
条件り。として設定される。

ステップ８８では、車速Ｖ、修正操舵角ＯＳ。

連続走行距離しがクリアされる。

ステップ８９では、ステップ８０において演算条件限界
値ｖ　、、、、　ｅ　ｍｉ。、Ｌｍａｘを全て満足した
場合、その時の記憶中立舵角推定値０゜Ｖが固定記憶中
立舵角推定値Ｏｃいとして記憶設定され、その後、中立
舵角推定値０゜の演算処理はイクニツションスイッヂ４
３をＯＦＦにするまで行なわれない。

従って、中立舵角推定値演算処理作動では、下記に列挙
する特徴を有する。

■　車両走行開始後、最も甘い演算初期条件で１回目の
中立舵角推定値０゜１が記憶中立舵角推定値　５ ｅ　ｃｕとして設定されたら、その後、ステップ８１〜
ステツプ８７で中立舵角推定値Ｏ６の演算条件が更新す
る毎に厳しい演算条件に設定される為、初期の中立舵角
推定値Ｏ６の応答が良く、早期に後輪転舵制御を開始す
ることが出来るし、その後、中立舵角推定値Ｏｃが更新
される毎に中立舵角推定値０゜の精度を徐々に向上させ
ることが出来る。

■　中立舵角推定値０゜の更新演算条件が、演算条件限
界値Ｖ、、、、、０７ｉｎ＋Ｌｍａｙに達した場合には
、ステップ８９でその時の記憶中立舵角推定値ｅ　ｃｕ
を固定記憶中立舵角推定値ｅ　ｃｖｘとして記憶設定す
るようにしている為、その後、ハンドル舵角センサ４０
や中立舵角推定値演算回路３０ｂ等の中立舵角推定値演
算系において故障が発生しても、はぼ正規の中立舵角推
定値である固定記憶中立舵角推定値ｅ　ｃｕｘがそのま
ま維持されることになり、精度の良い中立舵角推定値ｅ
　ＣＩＪＸでの後輪転舵制御が確保される。

■　中立舵角推定値演算条件に車速条件を含み、　６ しかも車速条件の範囲かが初期車速条件Ｖ。（例えば、
３０ｋｍ／ｈ）以上で最大車速条件Ｖｆｆｉ、、　　（
例えば、８０ｋｍ／ｈ）としている為、３０ｋｍ／ｈ未
満の低車速時や８０ｋｍ／ｈを超える高車速時には中立
舵角推定値演算が行なわれない。

この為、小半径旋回を行なう低車速時にほぼ１回転した
位置でのハンドル保舵状態で一定距離または一定時間旋
回走行した場合、中立位置誤検出が防止されるし、また
、タイヤスリップ角が大きくなる高車速走行時に少しハ
ンドルを切った保舵状態で大半径旋回走行した場合、少
し切ったハンドル操舵角を中立位置と誤検出してしまい
、直進状態とならない位置を中立舵角推定値Ｏ６として
設定することも防止される。

（ロ）後輪転舵制御及びフェイルセーフ作動第８図は第
７図において後輪転舵制御開始指令が出力されてから行
なわれる後輪転舵制御作動及びフェイルセーフ作動の流
れを示すフローチャトである。

ステップ９０では、異常検出回路３０ｊで何らか　Ｙ の異常が検出された場合に出力されるフェイル指令の出
力時かどうかが判断され、フェイル指令が出力されてい
ない時には、ステップ９１以降の後輪転舵制御作動が行
なわれ、フェイル指令か出力されている時には、ステッ
プ９７以降のフェイルセーフ作動が行なわれる。

＊後輪転舵制御作動 ステップ９１では、ハンドル操舵角０と車速Ｖと記憶中
立舵角推定値ｅ。ｕ（固定記憶中立舵角推定値０゜ｕｘ
を含む）とが読み込まれる。

ステップ９２では、ハンドル操舵角Ｏと記憶中立舵角推
定値Ｏ６，Ｊとによって前輪操舵角ＯＦが下記の式で演
算される。

ＯＦ二　〇−〇ｏ２ ステップ９３では、車速Ｖと前輪操舵角Ｏ２とに基づい
て目標後輪転舵角ＯＲが演算される。

ステップ９４では、目標後輪転舵角０８が、予め与えら
れたｅ　Ｒ−Ｉ特性テーブルにより駆動電流ＩＬまたは
■８に変換される。

ステップ９５では、ステップ９４で得られた駆　８ 動電流工、または工８に所定の振幅１周波数によるデイ
ザ−を付加したデイザ−付駆動電流工、＊またはＩＲ＊
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９６では、バルブソレノイド２０ａに対しカッ
トバルブ２０を開＜ＯＮ信号によるソレノイド駆動電流
■、が出力される。

＊フェイルセーフ作動 ステップ９７では、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
電流工、が出力される。

ステップ９８では、警報ランプ２１に点灯信号（ＯＮ）
が出力される。

ステップ９９では、フェイルセーフ指令からの経過時間
ΔＴが所定時間ΔＴｏ（例えば１５０ｍ５ｅｃ）になっ
たか否かをチエツクし、△Ｔ≧△Ｔｏになったらステッ
プ１００で制御パルフロのソレノイド６Ｌまたは６Ｒの
デイザ−付駆動電流Ｌ＊または■□＊をＯＦＦする指令
が出力される。

従って、後輪転舵制御作動で、例えば、第９図　９ に示すように、前輪操舵角Ｏｒ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、高
い応答性と操舵安定性とか両立した旋回性能が得られる
。

また、フェイルセーフ作動では、カットバルブ２０で油
圧をカットし、その後、カットバルブ２０での油のリー
クを利用して徐々に後輪を中立位置に戻す作動を行なう
ようにしている為、フェイル時の車両挙動急変が防止さ
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、実施例では後輪転舵制御システムに適用された
中立舵角推定装置の例を示したが、前輪　０ 操舵時に前輪と後輪を共に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、操
舵角絶対値を入力情報とし、中立舵角推定装置を必要と
するシステムであれば他のシステムに適用できるのは勿
論である。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、ハンドル
中立位置センサを用いないで中立舵角推定値を得る中立
舵角推定装置において、中立舵角推定値の演算条件が限
界値に達した場合には、その時の中立舵角推定値を固定
する手段とした為、走行中における中立舵角推定演算系
の故障発生等にかかわらず、精度の高い中立舵角推定値
を維持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図は本発明の中立舵角推定装置のクレーム対応図、 第２図は本発明実施例の中立舵角推定装置を適用した後
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、 １ 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図はハンドル操舵角センサを示す図、第５図及び第
６図はハンドル操舵角センサでの右旋回時及び左旋回時
における操舵角パルス信号を示す図、 第７図は中立舵角推定値演算処理作動の流れを示すフロ
ーチャート、 第８図は後輪転舵制御作動及びフェイルセーフ作動の流
れを示すフローチャート、 第９図は後輪転舵制御の一例を示すタイムチャートであ
る。 ａ・・−ハンドル操舵角検出手段 ｂ・・・走行距離検出手段 Ｃ・・・中立舵角推定値演算手段 ｄ・・・演算条件変更手段 ｅ・−・演算条件限界値設定手段 ｆ・・・中立舵角推定値固定手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ハンドル操舵角検出手段及び走行距離検出手段と、 少なくともハンドル操舵角が修正舵角範囲で、修正舵角
   範囲での走行距離が設定走行距離以上という条件を満足
   する時、修正舵角範囲のハンドル操舵角検出値に基づき
   中立舵角推定値の演算を行なう中立舵角推定値演算手段
   と、 中立舵角推定値の演算条件を甘い初期条件から更新する
   毎に厳しくする演算条件変更手段と、前記中立舵角推定
   値の演算条件限界値を設定する演算条件限界値設定手段
   と、 中立舵角推定値の演算条件が演算条件限界値に達した場
   合には、その時の中立舵角推定値を固定する中立舵角推
   定値固定手段と、 を備えていることを特徴とする中立舵角推定装置。