JPH0481362A - 車両用舵角制御装置の故障検出装置 - 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、車両の前輪及び後輪の何れか一方の舵角を制
御する舵角制御系を有する車両用舵角制御装置の故障検
出装置に関し、特に舵角制御系の故障を誤検出すること
なく正確に検出することができるようにしたものである
。

〔従来の技術〕

この種の車両用舵角制御装置の故障検出装置としては、
例えば本出願人が先に提案した実開平１１６８３６６号
公報に記載されているものかある。

この従来例は、後輪舵角センサで検出した実際の後輪舵
角θ、と操舵角センサで検出した操舵角に基づいて演算
した目標舵角θイとの差値の絶対値を誤差θ４とし、こ
の誤差Δθと予め設定された故障判断閾値αとを比較し
てΔθ〉αの状態力所定時間継続したときに後輪舵角制
御系の異常であると判断するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の車両用舵角制御装置の故障検
出装置にあっては、目標舵角と実際の移輪舵角との偏差
即ち制御誤差の絶対値がある所定値を越えたときに故障
発生と判断するようにしているので、舵角制御系に異常
が発生して、第１１図に示すように、外乱による実際の
後輪舵角θ。

と目標舵角θ、との誤差Δθに微小振幅の異常振動が重
畳されている場合であっても、誤差Δθが故障判断閾値
αを越えないときには、正常状態と判断することになり
、舵角制御系の故障を検出することができないという未
解決の課題があった。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目し
てなされたものであり、舵角制御系が制御誤差に重畳さ
れる微小振幅の異常振動を正確に検出することにより、
舵角制御系の故障判断を正確に行うことができる車両用
舵角制御装置の故障検出装置を提供することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項（１）に係る車両用
舵角制御装置の故障検出装置は、第１図の基本構成図に
示すように、車両の前輪及び後輪の何れか一方の舵角を
制御する舵角制御系を備えた車両用舵角制御装置におい
て、転舵輪の実舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵
角制御系に人力される外乱を検出する外乱検出手段と、
前記舵角検出手段の実舵角、前記舵角制御系の舵角目標
値及び前記外乱検出手段の外乱検出値とに基づいて当該
舵角制御系の特性を表す演算を行って制御誤差を演算す
る制御誤差演算手段と、該制御誤差演算手段の演算結果
を周波数分析して制御誤差周波数分析値を出力する誤差
周波数検出手段と、前記外乱検出手段の外乱検出値を周
波数分析して外乱周波数分析値を出力する外乱周波数検
出手段と、前記誤差周波数検出手段及び外乱周波数検出
手段の出力を比較して前記舵角制御系の故障を判断する
故障判断手段とを備えたことを特徴としている。

二こで、前記外乱検出手段は、転舵輪に作用する路面か
らの反力を検出するように構成することが好ましい。

〔作用〕

本発明においては、制御誤差周波数検出手段で制御誤差
の周波数分析値を算出すると共に、外乱周波数検出手段
で外乱の周波数分析値を算出し、画周波数分析値を故障
判断手段に入力することから、舵角制御系が正常である
ときには、制御誤差の周波数分析値と外乱周波数分析値
との差値が各周波数域において略等しい比較的小さな値
となるが、舵角制御系に発振が生じると、その発振周波
数に対応する周波数域の周波数分析値と外乱周波数分析
値との差値が他の周波数域の差値に比較して大きくなり
、これを検出することによって舵角制御系の発振による
故障を正確に検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明を四輪操舵車の後輪舵角制御系に適用し
た場合の第１実施例を示す概略構成図である。

図中、１は後輪舵角制御系であって、この後輪舵角制御
系１は、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを機械的に転舵する舵角
可変機構３と、この舵角可変機構３を駆動制御する制御
装置４とを備えている。

舵角可変機構３は、左右の後輪２Ｌ、２Ｒに取付けたナ
ックルアーム５Ｌ、５Ｒ間に、キングピン軸６Ｌ、６Ｒ
及びボールジヨイント７Ｌ、７Ｒを介してタイロッド８
が連結されていると共に、このタイロッド８に形成され
たすべりねじ９に、外周面に外歯を形成したナラ）１０
が螺合され、このナツト１０の外歯にステップモータ１
１の回転軸に取付けられた歯車１２が噛合された構成を
有し、ステップモータ１１を回転駆動することにより、
タイロッド８が左右方向に移動して後輪２Ｌ、２Ｒが転
舵される。なお、１３はタイロッド８を中立位置に復帰
させるリターンスプリングである。

制御装置４は、第３図に示すように、前輪の舵角δ、を
検出する例えば前輪のタイロッドに連結されたポテンシ
ョメータで構成される前輪舵角センサ１５と、車速を検
出する車速センサ１６と、駆動モータ１１の回転角を検
出する舵角検出手段としての回転方向に応じて９０度の
位相差を有する２種類のパルスＰａ及びＰ、を出力する
２組のロータリエンコーダ１７Ａ、１７Ｂと、これらロ
ータリエンコーダ１７Ａ、１７Ｂから出力されるパルス
ＰＡ及びＰ、が入力され、これら両パルスに基づいて回
転方向を弁別して加算パルス及び減算パルスを形成し、
これらをアップダウンカウンタで加減算してディジタル
値の現在モータ回転角θ、、θ、を出力する現在回転角
計測回路１８Ａ。

１８Ｂと、転舵輪となる後輪２Ｌ、２Ｒに作用する路面
からの反力を検出するようにタイロッド８にに配設され
た歪ゲージで構成される外乱検出手段としての外乱セン
サ１９と、前輪舵角センサ１５から出力される前輪舵角
検出値δ４、車速センサ１６から出力される車速検出値
■、現在回転角計測回路１８Ａ、１８Ｂから出力される
現在モータ回転角θ１．θ８及び外乱センサ１９から出
力される外乱検出値ｄが夫々入力されるマイクロコンピ
ュータ２０と、このマイクロコンピュータ２０から出力
される回転駆動信号Ｓ１、回転方向信号Ｓｚ、Ｓ、及び
故障信号Ｓ４が直接供給されるモータ駆動回路２１とを
備えている。

ここで、マイクロコンピュータ２０は、少なくともＡ／
Ｄ変換機能を有する入力インタフェース回路２０ａ、Ｄ
／Ａ変換機能を有する出力インタフェース回路２０ｂ、
演算処理装置２０ｃ及び記憶装置２０ｄを備えており、
演算処理装置２０ｃで、入出力インタフェース回路２０
ａを介して前輪舵角センサ１５の前輪舵角検出値δ１、
車速センサ１６の車速検出値■、現在回転角計測回路１
８Ａ、１８Ｂの現在モータ回転角θ４．θ、及び外乱セ
ンサ１９の外乱検出値ｄを読込み、前輪舵角検出値δＦ
及び車速検出値■に基づいて後輪舵角目標値δ、を算出
すると共に、現在回転角計測回路１８Ａの現在モータ回
転角θ、から後輪実舵角検出値δ８を算出し、これら後
輪舵角目標値δ８から実舵角検出値δえとの偏差εに基
づいてＰＩＤｉｉ制御して電流目標値■を形成し、この
電流目標値■を回転駆動信号Ｓ、として回転方向信号Ｓ
ｚ。

Ｓ３と共に出力インタフェース回路２０ｂからモータ駆
動回路２１に出力すると共に、現在回転角計測回路１８
Ｂの現在モータ回転角θ８から後輪実舵角δ□を算出し
、この後輪実舵角δ５、前記後輪舵角目標値５８及び外
乱検出値ｄに基づいて舵角制御系の特性を表す演算式に
従って後輪舵角推定値８１Ｉを算出し、この後輪舵角推
定値８１Ｉと後輪実舵角検出値６えとの偏差でなる制御
誤差ｅを算出し、この制御誤差ｅを周波数分析して各周
波数ｆ、（ｉ＝１．２．・・・・・・ｎ）での振幅を演
算すると共に、外乱検出値ｄに基づく周波数分析を行っ
て外乱の各周波数域の振幅を演算し、各周波数域ｆ、で
の制御誤差周波数分析値ｅｆｉと外乱周波数分析値ｄ、
、との偏差Ｓ、を算出し、この偏差Ｓ１から舵角制御系
に発振異常が発生しているか否かの故障判断を行い、故
障と判断されたときに例えば論理値“ｌ”の故障信号Ｓ
４をモータ駆動回路２１に出力してその電源を遮断する
。

ここで、駆動モータ１１を駆動して舵角可変機構３を制
御する後輪舵角制御系１は、一般に第４図に示すように
、後輪舵角目標値δ７と舵角可変機構３による後輪実舵
角δ８とが比較部３１に供給され、この比較部３１で算
出された偏差εがＰＩＤ制御部３２に供給されて目標電
流値■に変換され、この目標電流値■がモータ駆動回路
２１で駆動電流Ｉに変換されて駆動モータ１１に供給さ
れ、この駆動モータ１１の回転によって舵角可変機構３
で後輪２Ｌ、２Ｒの実舵角δえが制御されるブロック線
図で表すことができる。

この第４図において、モータ駆動回路２１の伝達関数は
、操舵の周波数範囲では“１”と見做すことができ、ま
た駆動モータ１１のトルク定数をＫＴ、駆動モータ１１
の慣性モーメントを１１粘性をＤ、リターンスプリング
１３のバネ定数をＫ、ギヤ比をに０とすると、電流を入
力とした後輪実舵角δ１までの伝達特性は、 にア／Ｋ。

Ｉｓ”　　＋ＤＳ＋に で表すことができる。

ここで、タイヤの発生するコーナリングフォースＣ１ｌ
を外乱として考えると、このコーナリングフォースＣ１
１は駆動モータ１１に対してトルク外乱ｄとして伝達さ
れるので、このトルク外乱ｄが第４図に示すように、後
輪舵角制御系に影響を与えることになる。このトルク外
乱ｄは、ａ＝Ｃ，・ξ／Ｌｘ’Ｋｏ　　・・・・・・・
・・・・・（１）で表すことができる。ここに、ξはト
レール、ＬＫはナックルアーム長である。

したがって、後輪実舵角検出値δ７は、後輪舵角目標値
δ、とトルク外乱ｄとから下記（２）式で表される線型
の伝達特性で記述することができる。

ｔ −Ｃ５”Ｋ、＋ＳＫ、＋に、） Ｋ。

Ｓ ・・・・・・・・・・・・（２） この後輪舵角制御系における後輪実舵角検出値６つの予
測値δ８を上記（２）式に基づいて算出すると、外乱ｄ
を零としたときの予測値を８．、　　（＝δａ＋／（Ｓ
”Ｋｓ＋ＳＫＰ＋に＋）Ｋｔ／Ｋｏ）とすると、である
。

したがって、 予測値８ＩＩ＋は、 ・・・・・・・・・・・・（４） で表すことができる。

同様に、 後輪実舵角検出値δえ を零としたとき の予測値ｌ　ａｇは、 である。

そして、後輪実舵角検出値δ８の予測値８１Ｉは、８ｍ
　＝８＊Ｉ＋−Ｌｔｚ　　　　　　　　　・・・・・・
・・・・・・（６）ｔ で表すことができる。

したがって、制御誤差ｅは、 ｅ＝８．−δ貢　　　　　　　　　・・・・・・・・・
・・・（７）で算出することができる。

そして、算出された制御誤差ｅを例えば高速フーリエ変
換による周波数分析によって、所定数の周波数ｆ１〜ｆ
７毎の振幅ｅｆＩ”””ｅｒｎを算出すると共に、外乱
ｄに基づいて前記（５）式の演算によって算出した（ｄ
／ｄ　ｔ）δ１を同様に高速フーリエ変換による周波数
分析によって所定数の周波数ｆ１〜ｆ７毎の振幅ｄｆｌ
〜ｄ０を算出する。

そして、算出された各周波数毎の制御誤差ｅ及び外乱ｄ
の振幅ｅｆｔ””ｅｆａ及びｄｆｌ”’ｄｆｎをもとに
、下記（８）式の演算を行って偏差Ｓ、（ｉ＝１゜２・
・・・・・ｎ）を算出する。

Ｓ　＝　＝　ｅ　ｔｉ　−ｄ　ｔｉ　　　　　　　　　
””””””（８）この偏差Ｓ、は、後輪舵角予測値８
ＩＩが外乱ｄの影響を受けた舵角制御系が正常に動作す
るときの伝達特性を表す前記（２）式に基づいて演算さ
れているので、舵角制御系の故障によって値が大きくな
ると考えられるが、特に舵角制御系に発振があると、第
５図に示すように、その発振周波数ｆ、に対応する周波
数の偏差ＳｘＯ値が他の周波数ｆ、に対応する周波数の
偏差Ｓｉに対して大きな値をとることから、下記（９）
式の演算を行って故障判断値■、を算出する。

・・・・・・・・・・・・（９） このようにして算出した故障判断値■、の何れかがか予
め設定した故障判断閾値■。を越えるときに、後輪舵角
制御系が発振していると判断することができる。

ｄの絶対値に応じて設定する故障判断閾値Ｘと比較する
ことにより、外乱の影響を受けない正確な故障判断を行
うことができる。すなわち、合算値絶対値を表するので
、この制御誤差ｅが故障判断閾値Ｘを越えたときに後輪
舵角制御系に故障が発生したものと判断することができ
る。

また、マイクロコンピュータ２０の記憶装置２０ｄには
、演算処理装置２０ｃの演算処理に必要なプログラムが
格納されていると共に、第６図に示す外乱検出値ｄの絶
対値と故障判断閾値Ｘとの関係を表すマツプを記憶して
いる。

モータ駆動回路２１は、第７図に示すように、電源入力
端子２１ａが電源リレー２１ｂを介して極性切換リレー
２１ｃの常閉接点ｔＡ及び極性切換リレー２１ｄの常開
接点ｔ、に接続され、これら極性切換リレー２１ｃ及び
２１ｄの可動接点ｔｃ間に前記ステップモータ１１が接
続され、且つ極性切換リレー２１ｃの常開接点ｔｌ及び
極性切換リレー２１ｄの常閉接点ｔａがパワートランジ
スタ２１ｅを介して接地された構成を有する。ここで、
電源リレー２１ｂはそのリレーコイルｌｂの一端が電源
端子２１ａに、他端がパワートランジスタ２１ｆを介し
て接地され、パワートランジスタ２１ｆのベースにマイ
クロコンピュータ２０から出力される故障信号Ｓ４が供
給される。また、極性切換リレー２１ｃ及び２１ｄのリ
レーコイルｌｃ及び１６の一端が接地され、他端にマイ
クロコンピュータ２０から出力される回転方向信号Ｓ２
及びＳ、が供給される。さらに、パワートランジスタ２
１ｅのベースにパルス幅変調回路２１ｇが接続され、こ
のパルス幅変調回路２１ｇにマイクロコンピュータ２０
から出力される駆動制御信号Ｓ１が供給されると共に、
ステップモータ１１の駆動電流を検出する電流センサ２
１ｈからの電流検出値が供給され、このパルス幅変調回
路２１ｇで電流センサ２１ｈの電流検出値と駆動制御信
号Ｓ１とを比較して両者が一致するようにデユーティ比
を制御してパルス信号を形成し、これをパワートランジ
スタ２１ｅに供給する。なお、２１ｉは、逆極性電圧を
吸収するフライホイールダイオードである。

次に、上記実施例の動作をマイクロコンピュータ２０の
処理手順を示す第８図及び第９図を伴って説明する。

第８図は駆動モータ１１を制御する舵角制御処理であっ
て、先ずステップ■で、前輪舵角センサ１５の前輪舵角
検出値δ、及び車速センサ１６の車速検出値■を読込む
。

次いで、ステップ■に移行して、前記ステップ■で読込
んだ前輪舵角δ、及び車速Ｖに基づいて後輪の目標舵角
３．を算出し、これを記憶装置２０ｄの所定記憶領域に
更新記憶する。この後輪の目標舵角δ５は、例えば車速
Ｖに基づいて下記ＧＯ）式の演算を行って定常機すべり
角を零とするように前輪舵角δ、に対する後輪目標舵角
δ、の比Ｋを算出し、この舵角比Ｋに前輪舵角δ、を乗
算することにより算出することができる。

ここで、ａは前輪及び重心点間距離、ｂは後輪及び重心
点間距離、ｌはホイールベース、Ｃｒ、Ｃ＊は前、後輪
コーナリングパワー、Ｍは車両質量である。

したがって、目標後輪舵角δ８は、上記００）式から明
らかなように、車速か所定車速未満であるときには車両
の旋回性能が向上するように、後輪の転舵方向が前輪の
それと逆方向になり、また車速か所定車速を越えると、
車両の走行安定性を向上させるように後輪の転舵方向が
前輪のそれと同方向となるように設定される。

次いで、ステップ■に移行して、上記ステップ■で算出
した目標後輪舵角５Ｒに基づいて駆動モータ１１の目標
モータ回転角σを算出し、これを記憶装置２０ｄの所定
記憶領域に更新記憶する。

次いで、ステップ■に移行して、現在回転角計測回路１
８Ａに格納されている駆動モータ１１の現在モータ回転
角θ、を読込み、次いでステップ■に移行して前記ステ
ップ■で算出した目標モータ回転角ｌから現在モータ回
転角θヶを減算して両者の偏差εを算出してからステッ
プ■に移行する。

このステップ■では、ＰＩＤ！ｌＪ？１１を行うために
、偏差εをもとに下記（１１）式の演算を行って目標電
流値■を算出し、これを記憶装置２０ｄの所定記憶領域
に更新記憶する。

ここで、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋ１は積分ゲイン、Ｋ、は
微分ゲイン、Ｓは微分演算子である。

次いで、ステップ■に移行して、左切りであるか否かを
判定する。この判定は、前回の目標モータ回転角σ（Ｘ
−０と今回の目標モータ回転角ｉ□。

を比較することにより行い、σ。、〉？Ｊ□−１，であ
るときには、左切りと判断してステップ■に移行し、転
舵方向信号Ｓ２及びＳ３を共に論理値“０”としてから
ステップ［相］に移行し、σ（に）　≦σ（ト１）であ
るときには、右切りと判断してステップ■に移行し、転
舵方向信号Ｓ２及びＳ３を共に論理値“１”としてから
ステップ［相］に移行する。

ステップ［相］では、上記ステップ■で算出した目標電
流値■を駆動制御信号ＳＩとしてモータ駆動回路２１に
出力すると共に、転舵方向信号Ｓ２及びＳ３をモータ駆
動回路２１に出力してから前記ステップ■に戻る。

このように、モータ駆動回路２１に駆動制御信号Ｓ１及
び転舵方向信号Ｓｔ、３３が入力されると、転舵方向信
号Ｓ、、Ｓ、が論理値“０”　（又は論理値“１”）で
あるときには、極性切換リレー２１Ｃ及び２１ｄは、そ
れらのリレーコイル７！。及び２６が非付勢状態（又は
付勢状態）となるので、可動接点ｔ、が常閉接点ｔＡ　
（又は常閉接点ｔ、）側に切換えられており、駆動モー
タ１１に正極性（又は逆極性）の直流電流が入力される
状態となる。この状態で、パルス幅変調回路２１ｇから
駆動制御信号ＳＩの電流値に応じたデユーティ比のパル
ス信号がパワートランジスタ２１ｅのベースに供給され
ることから、このパルス信号に応じたパルス電流が駆動
モータ１１に供給され、この駆動モータ１１が正転（又
は逆転）駆動されてタイロッド８が右動（又は左動）し
て後輪２Ｌ、２Ｒが左転舵（又は右転舵）される。この
とき、後輪２Ｌ、２Ｒの実舵角δ７は、駆動モータ１１
の回転角θに比例するので、実舵角δ８はδ３＝に０θ
（Ｋ　Ｏはナツト１０及び歯車１２のギヤ比、すべりね
じ９のリード長、ナックルアーム５Ｌ、５Ｒのレバー比
等で決定される定数）で表すことができる。

また、演算処理装置２０ｃは所定時間例えば２０　ｔｓ
ｓｅｃ毎のタイマ割込処理によって第９図に示す故障判
断処理を実行する。

この故障判断処理は、先ずステップ■で、現在回転角計
測回路１８Ｂに格納されている現在モータ回転角θ□。

を読込み、次いでステップ＠に移行して現在モータ回転
角θ１ｏをギヤ比Ｎで除算して後輪実舵角δ、　　（＝
θＩＩ（。／Ｎ）を算出する。

次いで、ステップ＠に移行して、外乱センサ１９の外乱
検出値ｄを読込むと共に、後輪舵角目標値ＴｉＲを読出
し、次いでステップ［相］に移行して前記（３）〜（６
）式に従って後輪舵角予測値８１を算出する。

次いで、ステップ＠に移行して、前記（７）式に従って
制御誤差ｅを算出してからステップ［相］に移行する。

このステップ［相］では、制御誤差ｅを高速フーリエ変
換処理を行うことにより周波数分析して、予め設定した
周波数ｆ、〜ｆ７毎の振幅ｅｆｌ”’ｅｆｎを算出する
。

次いで、ステップＯに移行して、前記ステップ［相］の
後輪舵角予測値８Ｒを算出する際に求めた（ｄ／ｄｔ）
８え２を高速フーリエ変換を行うことにより周波数分析
して、予め設定した周波数ｆ、−ｆ、毎の振幅ｄｆ、〜
ｄ０を算出する。

次いで、ステップ［相］に移行して、算出された角振幅
ｅｆｌ”＝ｅｆ＋＋及びｄｆｌ〜ｄｆｎをもとに前記（
８）式の演算を行って、各周波数ｆ１〜ｆ７毎の偏差Ｓ
Ｉ〜Ｓｆｉを算出する。

次いで、ステップ＠に移行して、算出された偏及び平均
値ＳＮ　　（＝Ｓア／　ｎ　）を算出し、次いでステッ
プ［相］に移行して、前記（９）式に従って故障判断値
■、を算出する。

次いで、ステップ■に移行して、故障判断値Ｖ。

の何れかが予め設定した故障判断閾値■。より大きいか
否かを判定し、Ｖ、＞Ｖ。であるときには、後輪舵角制
御系で発振が生じたものと判断してステップ＠に移行し
、論理値゛０′°の故障信号Ｓ４を出力インタフェース
回路２０ｂを介してモータ駆動回路２１に出力してから
タイマ割込処理を終了し、■、≦■。であるときには、
後輪舵角制御系に発振が生じていないものと判断してス
テップ０に移行する。

このステップ０では、ステップ＠で読込んだ外乱検出値
ｄの絶対値をもとに予め記憶装置２０ｄに記憶された外
乱検出値ｄと故障判断閾値Ｘとの関係を表すマツプを参
照して、外乱検出値ｄの絶対値に応じた故障判断閾値Ｘ
を算出してからステップ［相］に移行する。

このステップ［相］では、ステップ＠で算出した合算値
Ｓｔが故障判断閾値Ｘより大きいか否かを判定し、Ｓｔ
　＞Ｘであるときには、後輪舵角制御系に異常が発生し
たものと判断して前記ステップ＠に移行し、Ｓア≦Ｘで
あるときには、後輪舵角制御系が正常状態であるものと
判断してステップ［相］に移行し、論理値“１”の故障
信号Ｓ４を出力インタフェース回路２０ｂを介してモー
タ駆動回路２１に出力してからタイマ割込処理を終了し
て第７図の処理に復帰する。

この第９図において、ステップ［相］〜＠の処理が制御
誤差演算手段に対応し、ステップ［相］の処理が誤差周
波数検出手段に対応し、ステップＯの処理が外乱周波数
検出手段に対応し、ステップ［相］〜［相］の処理が故
障判断手段に対応している。

このように、故障判断処理において、後輪舵角制御系が
正常状態と判断されたときには、故障信号Ｓ、が論理値
“１”となり、これがモータ駆動回路２１に供給される
ので、モータ駆動回路２１の電源リレー２１ｂのリレー
コイル！わが通電状態となってその常開接点が閉じるこ
とにより、駆動モータ１１に駆動電流が供給されるが、
逆に後輪舵角制御系が故障状態と判断されたときには、
故障信号Ｓ４が論理値“０“となることにより、ｔ！リ
レー２１ｂのリレーコイルｌ、が非通電状態となって常
開接点が開くことにより、駆動モータ１１への駆動電流
の供給が遮断され、駆動モータの駆動が停止される。

したがって、上記故障判断処理において、制御誤差ｅ及
び外乱検出値ｄの周波数分析を行って、所定数の周波数
ｆ＋”ｆ−毎の振幅ｅｒ＋〜ｅ、７及びｄｆｌ〜ｄｆｎ
を算出し、これらの偏差３１〜Ｓ７を求め、これらの偏
差Ｓ、−５ｆｉから故障判断値■１〜■７を求め、これ
ら故障判断値■、〜■７を予め設定した故障判断閾値■
。と比較することにより、後輪舵角制御系に発振異常が
発生したか否かの故障判断を行うようにしているので、
後輪舵角制御系が正常状態であるときには、偏差ＳＩ〜
Ｓ７が略等しい値となり、故障判断値Ｖ、〜■７も零近
傍の値となり、■、≦■。となって、後輪舵角制御系に
発振異常が生じていないものと判断される。ところが、
後輪舵角制御系に発振異常が発生すると、第５図に示す
ように、その発振周波数ｆ、に対応する偏差ＳＸＯ値が
他の周波数ｆ。

に対応する偏差Ｓ、に比較して大きな値となる。

このため、故障判断値Ｖｘが大きな値となって、故障判
断閾値■。を越えることになるので、ステップ■からス
テップ＠に移行して論理値“０”の故障信号Ｓ４を出力
してモータ駆動回路２１の駆動モータ１１への出力電流
を遮断し、駆動モータ１１が停止される。このため、タ
イロッド８がリターンスプリング１３によって中立位置
に復帰され、この位置で固定される。

また、後輪舵角制御系に発振異常が生じていない場合に
、外乱検出値ｄに基づいて変化する故障判断閾値Ｘと、
後輪舵角予測値８Ｒ及び後輪実舵角検出値δ、の偏差で
なる制御誤差ｅに対応した（ｄ／ｄｔ）　ｌ；　＊ｚと
を比較して故障判断するようにしているので、後輪操舵
系の負荷変化即ち外乱の影響を考慮して正確な故障判断
を行うことができる。

しかも、上記実施例のように、後輪舵角制御用の舵角検
出手段（ロータリエンコーダ１７Ａ及び現在回転角計測
回路１８Ａ）と故障判断用の舵角検出手段（ロークリエ
ンコーダ１７Ｂ及び現在回転角計測回路１８Ｂ）とを別
個に設けることにより、より信鯨性を向上させることが
できる。

なお、上記実施例においては、制御誤差ｅ及び外乱検出
値ｄを周波数分析する場合には、高速フーリエ変換によ
る周波数分析によって、所定周波数ｆ１〜ｆ７毎の振幅
を算出する場合について説明したが、これに限定される
ものではな（、第１０図に示すように、所定数ｎ個のバ
ンドパスフィルタＦ１〜Ｆ、、を設け、これらバンドパ
スフィルタＦ、〜Ｆ、から各周波数毎の振幅出力を得る
ようにしてもよい。

また、上記実施例においては、外乱検出手段として歪ゲ
ージで構成される外乱センサを適用した場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、磁歪素子等
の他の力センサを適用するとこができる。

さらに、上記実施例においては、後輪舵角制御系の故障
判断をマイクロコンピュータ２０を適用して行う場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、比
較器、アナログバンドパスフィルタ等の電子回路を組み
合わせて構成することもできる。

また、上記実施例においては、後輪舵角制御系の故障判
断を行う場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、前輪舵角制御系の故障判断を行うようにし
てもよい。この場合には、ステアリングホイールの回転
角又は操舵トルクを検出し、これに基づいて目標モータ
回転角を算出する。

さらに、上記実施例においは、舵角検出手段として、ロ
ータリエンコーダ１７Ａ、モータ回転角計測回路１８Ａ
を適用した場合について説明したが、これに限らず後輪
側のタイロッド８の移動量をポテンショメータ等の移動
量センサで直接検出するか又はナックルアームの回転量
を回転センサで検出するようにしてもよい。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る車両用舵角制御装置
の故障検出装置によれば、制御誤差演算手段で、目標舵
角、実舵角及び外乱に基づいて制御誤差を算出し、この
制御誤差を周波数分析して所定数の周波数毎の制御誤差
周波数分析値を求めると共に、外乱検出値を周波数分析
して所定数の周波数毎の外乱周波数分析値を求め、画周
波数分析値を比較することにより舵角制御系の故障判断
を行うようにしているので、舵角制御系の発振異常によ
る故障を正確に検出することができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略構成を示す基本構成図、第２図は
本発明の一実施例を示す概略構成図、第３図は制御装置
の一例を示すブロック図、第４図は後輪舵角制御系のブ
ロック線図、第５図は周波数と周波数毎の偏差Ｓ、との
関係を示す特性線図、第６図は外乱検出値と故障判断閾
値との関係を示す特性線図、第７図はモータ駆動回路を
示すブロツク図、第８図は舵角制御処理の一例を示すフ
ローチャート、第９図は故障判断処理の一例を示すフロ
ーチャート、第１０図は周波数分析値演算手段の他の実
施例を示すブロック図、第１１図は時間に対する制御誤
差の関係を示す特性線図である。 図中、１は後輪舵角制御系、２Ｌ、２Ｒは後輪、３は舵
角可変機構、４は制御装置、８はタイロッド、１１は駆
動モータ、１５は前輪舵角センサ、１６は車速センサ、
１７Ａ、１７Ｂはロークリエンコーダ、１８Ａ、１８Ｂ
は現在回転角計測回路、１９は外乱センサ、２０はマイ
クロコンピュータ、２１はモータ駆動回路である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の前輪及び後輪の何れか一方の舵角を制御す
   る舵角制御系を備えた車両用舵角制御装置において、転
   舵輪の実舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵角制御
   系に入力される外乱を検出する外乱検出手段と、前記舵
   角検出手段の実舵角、前記舵角制御系の舵角目標値及び
   前記外乱検出手段の外乱検出値とに基づいて当該舵角制
   御系の特性を表す演算を行って制御誤差を演算する制御
   誤差演算手段と、該制御誤差演算手段の演算結果を周波
   数分析して制御誤差周波数分析値を出力する誤差周波数
   検出手段と、前記外乱検出手段の外乱検出値を周波数分
   析して外乱周波数分析値を出力する外乱周波数検出手段
   と、前記誤差周波数検出手段及び外乱周波数検出手段の
   出力を比較して前記舵角制御系の故障を判断する故障判
   断手段とを備えたことを特徴とする車両用舵角制御装置
   の故障検出装置。
2. （２）前記外乱検出手段は、転舵輪に作用する路面から
   の反力を検出するように構成されている請求項（１）記
   載の車両用舵角制御装置の故障検出装置。