JPH0872735A - 車両用補助舵角制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィードフォワード制御＋フィードバック制
御により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置にお
いて、高いフェールセーフ性能を確保しながら装置コス
トの低減を図ること。 【構成】 補助舵角フィードフォワード目標値算出手段
ｃと運動状態量推定手段ｄと補助舵角フィードバック目
標値算出手段ｆと補助舵角目標値算出手段ｇとを有する
メインＣＰＵｊと、補助舵角フィードフォワード目標値
算出手段ｃと補助舵角目標値算出手段ｇとを有し、補助
舵角目標値を算出するにあたって補助舵角フィードバッ
ク目標値はメインＣＰＵｊからの通信により得るサブＣ
ＰＵｋと、メインＣＰＵｊからの補助舵角目標値出力と
サブＣＰＵｋからの補助舵角目標値出力とを比較する出
力比較手段ｍとを備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィードフォワード制
御＋フィードバック制御により補助舵角を与える車両用
補助舵角制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フィードフォワード制御＋ヨーレ
イトフィードバック制御により後輪に補助舵角を与える
車両用補助舵角制御装置としては、例えば、特開平２−
１８１６８号公報に記載の装置が知られている。

【０００３】一方、特開昭５７−５５４０２号公報に
は、車載のエンジン制御系において、フェールセーフ性
能を向上させるために、メインＣＰＵとサブＣＰＵとを
用い、２つのＣＰＵ出力を比較し、２つのＣＰＵ出力に
所定の差が生じた時に演算処理制御系がフェールである
とする技術が記載されている。

【０００４】そこで、前者の車両用補助舵角制御装置
に、後者のフェールセーフ技術を採用した場合、メイン
ＣＰＵとサブＣＰＵには、それぞれに補助舵角フィード
フォワード目標値算出部と補助舵角フィードバック目標
値算出部と補助舵角目標値算出部とを有し、両ＣＰＵで
全く同様の演算処理を行なった結果である２つのＣＰＵ
出力を比較する組み合わせ装置となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記組
み合わせによる車両用補助舵角制御装置にあっては、メ
インＣＰＵとサブＣＰＵとで共に同じ演算処理を行なわ
せるため、サブＣＰＵ側でもメインＣＰＵと同等の大き
なプログラム容量を必要とし、装置コスト増となってし
まう。

【０００６】本発明は、上記問題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、フィードフォワード制
御＋フィードバック制御により補助舵角を与える車両用
補助舵角制御装置において、高いフェールセーフ性能を
確保しながら装置コストの低減を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の第１の発明では、図１のクレーム対応図
に示すように、車速検出手段ａと、ステアリング舵角検
出手段ｂと、車速検出値とステアリング舵角検出値に基
づいて補助舵角フィードフォワード目標値を算出する補
助舵角フィードフォワード目標値算出手段ｃと、自車に
生じる運動状態量を推定する運動状態量推定手段ｄと、
推定される運動状態量と同種の運動状態量を検出する運
動状態量検出手段ｅと、運動状態量検出値と運動状態量
推定値との偏差に基づく補償により補助舵角フィードバ
ック目標値を算出する補助舵角フィードバック目標値算
出手段ｆと、補助舵角フィードフォワード目標値と補助
舵角フィードバック目標値とに基づいて補助舵角目標値
を算出する補助舵角目標値算出手段ｇと、補助舵角目標
値が得られる制御指令を補助舵角アクチュエータｈに出
力する補助舵角制御手段ｉとを備えている車両用補助舵
角制御装置において、補助舵角フィードフォワード目標
値算出手段ｃと運動状態量推定手段ｄと補助舵角フィー
ドバック目標値算出手段ｆと補助舵角目標値算出手段ｇ
とを有するメインＣＰＵｊと、補助舵角フィードフォワ
ード目標値算出手段ｃと補助舵角目標値算出手段ｇとを
有し、補助舵角目標値を算出するにあたって補助舵角フ
ィードバック目標値は前記メインＣＰＵｊからの通信に
より得るサブＣＰＵｋと、前記メインＣＰＵｊからの補
助舵角目標値出力と前記サブＣＰＵｋからの補助舵角目
標値出力とを比較する出力比較手段ｍと、を備えている
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の第２の発明では、請求項１
記載の車両用補助舵角制御装置において、前記補助舵角
フィードバック目標値算出手段ｆに、補助舵角フィード
バック目標値の大きさを制限する舵角リミッタｐを設け
たことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の第３の発明では、請求項１
記載の車両用補助舵角制御装置において、前記出力比較
手段ｍが前記メインＣＰＵｊからの補助舵角目標値出力
と前記サブＣＰＵｋからの補助舵角目標値出力との偏差
が所定値を越えたと判断すると、前記補助舵角アクチュ
エータｈの制御を中止するフェールセーフ手段ｑを設け
たことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の第４の発明では、請求項１
乃至３記載の車両用補助舵角制御装置において、前記運
動状態量検出手段ｅをヨーレイトセンサとし、前記運動
状態量推定手段ｄを推定ヨーレイトを求める手段とした
ことを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の第５の発明では、請求項４
記載の車両用補助舵角制御装置において、前記運動状態
量推定手段ｄは、少なくとも補助舵角フィードフォワー
ド目標値と車速検出値とステアリング舵角検出値とアク
チュエータモデルと車両モデルに基づき推定ヨーレイト
を求める手段であることを特徴とする。

【００１２】

【作用】第１の発明の作用を説明する。

【００１３】車両走行時、メインＣＰＵｊでは、補助舵
角フィードフォワード目標値算出手段ｃにおいて、車速
検出手段ａからの車速検出値とステアリング舵角検出手
段ｂからのステアリング舵角検出値に基づいて補助舵角
フィードフォワード目標値が算出される。

【００１４】一方、運動状態量推定手段ｄにおいて、自
車に生じる運動状態量が推定され、運動状態量検出手段
ｅにおいて、推定される運動状態量と同種の運動状態量
が検出され、補助舵角フィードバック目標値算出手段ｆ
において、運動状態量検出値と運動状態量推定値との偏
差に基づく補償により補助舵角フィードバック目標値が
算出される。

【００１５】そして、補助舵角目標値算出手段ｇにおい
て、補助舵角フィードフォワード目標値と補助舵角フィ
ードバック目標値とに基づいて補助舵角目標値が算出さ
れ、補助舵角制御手段ｉにおいて、補助舵角目標値が得
られる制御指令が補助舵角アクチュエータｈに出力され
る。

【００１６】車両走行時、サブＣＰＵｋでは、補助舵角
フィードフォワード目標値算出手段ｃにおいて、車速検
出手段ａからの車速検出値とステアリング舵角検出手段
ｂからのステアリング舵角検出値に基づいて補助舵角フ
ィードフォワード目標値が算出される。そして、補助舵
角フィードバック目標値は、メインＣＰＵｊからの通信
により得られ、補助舵角目標値算出手段ｇにおいて、補
助舵角フィードフォワード目標値と補助舵角フィードバ
ック目標値とに基づいて補助舵角目標値が算出される。

【００１７】また、車両走行時、出力比較手段ｍでは、
メインＣＰＵｊからの補助舵角目標値出力とサブＣＰＵ
ｋからの補助舵角目標値出力とが比較される。

【００１８】すなわち、補助舵角フィードフォワード目
標値は、例えば±１°程度の出力となるのに対し、外乱
等によって生じる偏差に基づく補助舵角フィードバック
目標値は、例えば、±０．２°程度の出力があれば十分
な量であり、出力値レベルとしては補助舵角フィードフ
ォワード目標値の方がはるかに大きい。この点に着目
し、サブＣＰＵｋでは、出力に対する影響の小さい補助
舵角フィードバック目標値をメインＣＰＵｊからの通信
により得るようにしている。

【００１９】したがって、基本的には２つのＣＰＵから
の出力を比較するシステムを維持することで高いフェー
ルセーフ性能を確保しながら、サブＣＰＵｋの演算容量
が軽減されることで装置コストの低減が図られる。

【００２０】第２の発明の作用を説明する。

【００２１】補助舵角フィードバック目標値を算出する
にあたって、補助舵角フィードバック目標値算出手段ｆ
に、補助舵角フィードバック目標値の大きさを制限する
舵角リミッタｐを設けたことから、補助舵角フィードバ
ック目標値の出力値レベルを所定の制限値以下に抑制で
きる。

【００２２】第３の発明の作用を説明する。

【００２３】前記出力比較手段ｍが前記メインＣＰＵｊ
からの補助舵角目標値出力と前記サブＣＰＵｋからの補
助舵角目標値出力との偏差が所定値を越えたと判断する
と、フェールセーフ手段ｑによって前記補助舵角アクチ
ュエータｈの制御が中止されるため、確実なフェールセ
ーフ性能を確保できる。

【００２４】第４の発明の作用を説明する。

【００２５】補助舵角フィードバック目標値を算出する
にあたっては、補助舵角フィードバック目標値算出手段
ｆにおいて、ヨーレイトセンサからのヨーレイト検出値
と運動状態量推定手段ｄからの推定ヨーレイトとの偏差
に基づく補償により補助舵角フィードバック目標値が算
出される。

【００２６】したがって、フィードフォワード制御＋ヨ
ーレイトフィードバック制御により補助舵角を与える車
両用補助舵角制御装置において、高いフェールセーフ性
能を確保しながら装置コストの低減が図られる。

【００２７】第５の発明の作用を説明する。

【００２８】運動状態量推定手段ｄで自車に生じる運動
状態量を推定するにあたっては、アクチュエータモデル
において、アクチュエータ動特性を用いて補助舵角フィ
ードフォワード目標値により実際に補助舵角アクチュエ
ータｈが動作する量が推定され、車両モデルにおいて、
この補助舵角推定値と車速検出値とステアリング舵角検
出値と線形２自由度平面車両モデルを用いてヨーレイト
が推定される。

【００２９】したがって、車両モデル以外にアクチュエ
ータモデルを用いてヨーレイトを推定するようにしてい
ることで、補助舵角アクチュエータｈの動特性の影響を
受けない精度の高いフィードバック制御が達成される。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３１】まず、構成を説明する。

【００３２】図２は本発明実施例の車両用補助舵角制御
装置が適用された四輪操舵車両を示す全体システム図で
ある。

【００３３】図２において、前輪１，２の操舵は、ステ
アリングハンドル３と機械リンク式ステアリング機構４
によって行なわれる。これは、例えば、ステアリングギ
ア、ピットマンアーム、リレーロッド、サイドロッド
５，６、ナックルアーム７，８等で構成される。

【００３４】そして、後輪９，１０の転舵は、電動式ス
テアリング装置１１（補助舵角アクチュエータｈに相
当）によって行なわれる。この後輪９，１０間は、ラッ
クシャフト１２、サイドロッド１３，１４、ナックルア
ーム１５，１６により連結され、ラック１２が内挿され
たラックチューブ１７には、減速機構１８とモータ１９
とフェイルセーフソレノイド２０が設けられ、このモー
タ１９とフェイルセーフソレノイド２０は、車速センサ
２１（車速検出手段ａに相当），前輪舵角センサ２２
（ステアリング舵角検出手段ｂに相当），リア舵角サブ
センサ２３，リア舵角メインセンサ２４，ヨーレイトセ
ンサ２５（運動状態量検出手段ｅに相当）等からの信号
を入力するコントローラ２６により駆動制御される。

【００３５】図３は電動式ステアリング装置１１の具体
的な構成を示す断面図である。

【００３６】図３において、ラック１２が内挿されたラ
ックチューブ１７はブラケットを介して車体に固定され
ている。そして、ラック１２の両端部には、ボールジョ
イント３０，３１を介してサイドロッド１３，１４が連
結されている。減速機構１８は、モータ１９のモータ軸
に連結されたモータピニオン３２と、該モータピニオン
３２に噛合するリングギア３３と、該リングギア３３に
固定されると共にラックギア１２ａに噛み合うラックピ
ニオン３５とによって構成されている。従って、モータ
１９のモータ軸が回転すると、モータピニオン３２→リ
ングギア３３→ラックピニオン３５へと回転が伝達さ
れ、回転するラックピニオン３５とラックギア１２ａと
の噛み合いによりラックシャフト１２が軸方向へ移動し
て後輪９，１０の転舵が行なわれる。この後輪９，１０
の転舵量は、ラックシャフト１２の移動量、即ち、モー
タ軸の回転量に比例する。

【００３７】前記ラックピニオン３５には、その回転量
により後輪舵角を検出するポテンショメータ構造のリア
舵角メインセンサ２４が設けられている。

【００３８】前記フェイルセーフソレノイド２０には、
ロックピン２０ａが進退可能に設けられていて、電子制
御系等のフェイル時には、ラックシャフト１２に形成さ
れたロック溝１２ｂにロックピン２０ａを嵌入させるこ
とでラックシャフト１２を、後輪９，１０が中立舵角位
置を保つ位置に固定するようにしている。

【００３９】図４はコントローラ２６を中心とする電子
制御系を示すブロック図である。

【００４０】図４において、２１は車速センサ、２２は
前輪舵角センサ、２４はリア舵角メインセンサ、２５は
ヨーレイトセンサ、２６はコントローラ、２６ａはメイ
ンＣＰＵ、２６ｂはサブＣＰＵ、２６ｃはモータ駆動回
路、２６ｄは比較器（出力比較手段ｍに相当）、２６ｅ
はフェールセーフ回路（フェールセーフ手段ｑに相当）
である。

【００４１】前記メインＣＰＵ２６ａは、フィードフォ
ワード目標値算出部２６１ａ（補助舵角フィードフォワ
ード目標値算出手段ｃに相当）と、推定ヨーレイト算出
部２６２ａ（運動状態量推定手段ｄに相当）と、フィー
ドバック目標値算出部２６３ａ（補助舵角フィードバッ
ク目標値算出手段ｆに相当）と、後輪舵角目標値算出部
２６４ａ（補助舵角目標値算出手段ｇに相当）と、舵角
サーボ算出部２６５ａ（補助舵角制御手段ｉに相当）を
有する。

【００４２】前記サブＣＰＵ２６ｂは、フィードフォワ
ード目標値算出部２６１ｂ（補助舵角フィードフォワー
ド目標値算出手段ｃに相当）と、後輪舵角目標値算出部
２６４ｂ（補助舵角目標値算出手段ｇに相当）と、舵角
サーボ算出部２６５ｂとを有し、後輪舵角目標値算出部
２６４ｂにおいて、後輪舵角目標値δR^*を算出するにあ
たって後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*は前記メイ
ンＣＰＵ２６ａから信号線による内部通信で得る。

【００４３】前記モータ駆動回路２６ｃは、舵角サーボ
算出部２６５ａからのモータ指令電流ＩM^*をモータ１９
へのモータ駆動電流ＩM に変換する。

【００４４】前記比較器２６ｄは、メインＣＰＵ２６ａ
からのモータ指令電流ＩM^*とサブＣＰＵ２６ｂからのモ
ータ算出電流ＩS^*とを入力し、両電流レベルに所定以上
の差があるかどうかを比較する。

【００４５】前記フェールセーフ回路２６ｅは、比較器
２６ｄからフェール時をあらわす信号が出力された時、
所定のフェールセーフ動作を実行する指令が出力され
る。

【００４６】次に、作用を説明する。

【００４７】［メインＣＰＵでの制御処理作動］図５は
コントローラ２６のメインＣＰＵ２６ａで行なわれる制
御処理作動の流れを示すフローチャートであり、以下、
各ステップについて説明する。

【００４８】ステップ４０では、車速Ｖとステアリング
舵角θと実ヨーレイトψ'sとリア舵角メインセンサ値δ
rsとが読み込まれる。

【００４９】ここで、実ヨーレイトψ'sは、ヨーレイト
センサ２５からのヨーレイトセンサ値Ｖψ' と、温度ド
リフトによる影響を取り除く検出ヨーレイト補正処理に
よって得られた最新のヨーレイトゼロ補正メモリ値Ｖ
ψ'om により算出される。

【００５０】ステップ４１では、車速Ｖとステアリング
舵角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく下記
の式により後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF
^*（以下、＊は目標値を表すものとする。）が算出され
る。

【００５１】δRFF^*＝Ｋθ＋τθ＋τ’θ このステップでの算出処理は、フィードフォワード目標
値算出部２６１ａで行なわれる。

【００５２】ステップ４２では、アクチュエータモデル
を用い、後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF^*を与
えた場合、実際に後輪舵角アクチュエータが後輪を操舵
する量である後輪舵角推定値δRFF^#（以下、＃は推定値
を表すものとする。）が算出される。このアクチュエー
タモデルは、後輪舵角指令値に対し実際のアクチュエー
タを駆動させて得られる実後輪舵角の伝達特性で与えら
れる。

【００５３】ステップ４３では、車両モデルを用い、車
速Ｖとステアリング舵角θと後輪舵角推定値δRFF^#を与
えての走行を想定した場合のヨーレイト推定値ψ'^#が算
出される。この車両モデルとしては、線形２自由度平面
車両モデルが用いられる。

【００５４】ステップ４４では、ヨーレイトセンサモデ
ルを用い、ヨーレイト推定値ψ'^#から推定ヨーレイト
ψ's^# が算出される。このヨーレイトセンサモデルは、
センサの周波数応答等のセンサ動特性の実験結果に基づ
く伝達関数で与えられる。

【００５５】尚、ステップ４２〜４４の算出処理は、推
定ヨーレイト算出部２６２ａで行なわれる。

【００５６】ステップ４５では、実ヨーレイトψ'sと推
定ヨーレイトψ's^# との差によりヨーレイト偏差ψ'eが
算出される。

【００５７】ステップ４６では、一次遅れのフィルタを
構成するフィードバック補償器−１により、ヨーレイト
偏差ψ'eを入力とし、ヨーレイトセンサ２５の出力に含
まれる高周波ノイズを除去した出力信号ψ'ec1を得る。

【００５８】ステップ４７では、１次／１次のフィルタ
を構成するフィードバック補償器−２により、ψ'ec1と
車速Ｖを入力とし、外乱に対する車両の過渡応答が調整
された出力信号ψ'ec2を得る。

【００５９】ステップ４８では、フィードバック比例ゲ
インＫｐにより、ψ'ec2と車速Ｖを入力とし、フィード
バック後輪舵角指令値δRFBO^* が算出される。

【００６０】ステップ４９では、舵角リミッタにより、
車速Ｖに応じて、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO
^* の最大値を例えば±０．２°になるように滑らかに制
限したフィードバック後輪舵角制限指令値δRFBL^* が算
出される。

【００６１】ステップ５０では、微小変化吸収器によ
り、δRFBL^* と後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*と
に基づいて、フィードバック後輪舵角制限指令値δRFBL
^* にヒステリシスを設け、フィードバックによる微小な
ヨーレイトの振動を取り除いたフィードバック後輪舵角
制限指令値δRFBH^* が算出される。

【００６２】ステップ５１では、２次／２次のフィルタ
を構成するアクチュエータ位相補償器により、フィード
バック後輪舵角制限指令値δRFBH^* を入力とし、アクチ
ュエータ制御系で設定されている伝達特性を希望する伝
達特性に変更して後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*
が算出される。

【００６３】尚、ステップ４５〜５１の算出処理は、フ
ィードバック目標値算出部２６３ａで行なわれる。

【００６４】ステップ５２では、後輪舵角フィードフォ
ワード目標値δRFF^*と後輪舵角フィードバック目標値δ
RFB^*との和により後輪舵角目標値δR^*が算出される。こ
のステップでの算出処理は、後輪舵角目標値算出部２６
４ａで行なわれる。

【００６５】ステップ５３では、リア舵角メインセンサ
値δrsとロバストモデルマッチング手法を用いて後輪舵
角目標値δR^*が得られるモータ指令電流ＩM^*がモータ駆
動回路２６ｃと比較器２６ｄに出力される。このステッ
プでの処理は、舵角サーボ算出部２６５ａにより行なわ
れる。

【００６６】［サブＣＰＵでの制御処理作動］図６はコ
ントローラ２６のサブＣＰＵ２６ｂで行なわれる制御処
理作動の流れを示すフローチャートであり、以下、各ス
テップについて説明する。

【００６７】ステップ６０では、車速Ｖとステアリング
舵角θが読み込まれる。

【００６８】ステップ６１では、車速Ｖとステアリング
舵角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく式に
より、上記ステップ４１と同様に、後輪舵角フィードフ
ォワード目標値δRFF^*が算出される。

【００６９】このステップでの算出処理は、フィードフ
ォワード目標値算出部２６１ｂで行なわれる。

【００７０】ステップ６２では、メインＣＰＵ２６ａか
ら後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*が読み込まれ
る。

【００７１】ステップ６３では、ステップ６１で求めた
後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF^*とステップ６
２で読み込んだ後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*と
の和により後輪舵角目標値δR^*が算出される。このステ
ップでの算出処理は、後輪舵角目標値算出部２６４ｂで
行なわれる。

【００７２】ステップ６４では、リア舵角メインセンサ
値δrsとロバストモデルマッチング手法を用いてステッ
プ６３での後輪舵角目標値δR^*が得られるモータ算出電
流ＩS^*が比較器２６ｄに出力される。このステップでの
処理は、舵角サーボ算出部２６５ｂにより行なわれる。

【００７３】［出力比較によるフェール検出］図７はコ
ントローラ２６の比較器２６ｄで行なわれるフェール検
出処理作動の流れを示すフローチャートであり、以下、
各ステップについて説明する。

【００７４】ステップ７０では、メインＣＰＵ２６ａか
らのモータ指令電流ＩM^*と、サブＣＰＵ２６ｂからのモ
ータ算出電流ＩS^*が入力される。

【００７５】ステップ７１では、電流値差絶対値｜ΔＩ
｜がフェールしきい値Ａ以下かどうかが判断される。こ
こで、｜ΔＩ｜は、｜ΔＩ｜＝｜ＩM^*−ＩS^*｜の式によ
り算出される。

【００７６】ステップ７２では、ステップ７１でＹＥＳ
と判断された時、演算処理制御系が正常であるとし、後
輪舵角制御をそのまま継続する。

【００７７】ステップ７３では、ステップ７１でＮＯと
判断された時、演算処理制御系がフェールであるとし、
フェールセーフ回路２６ｅに対しフェールセーフ動作を
行なう指令を出力する。尚、フェールセーフ動作として
は、後輪舵角制御を中止し、後輪舵角を中立位置にて固
定し、警報を発する等を行なう。

【００７８】［後輪舵角制御作用］走行時の後輪舵角制
御作用は、メインＣＰＵ２６ａで行なわれる制御処理に
よってなされ、図５に示すフローチャートにしたがって
実行される。

【００７９】すなわち、ステップ４１において、車速Ｖ
とステアリング舵角θを用いた位相反転ディレイ制御方
式に基づく式により後輪舵角フィードフォワード目標値
δRFF^*が算出される。

【００８０】一方、ステップ４２〜ステップ４４におい
て、各モデルを用い自車に生じる推定ヨーレイトψ's^#
が算出され、ステップ４５〜ステップ５１において、ヨ
ーレイトセンサ２５からのヨーレイトセンサ値Ｖψ' に
基づく実ヨーレイトψ'sと推定ヨーレイトψ's^# との差
であるヨーレイト偏差ψ'eに基づく補償により後輪舵角
フィードバック目標値δRFB^*が算出される。

【００８１】そして、ステップ５２において、後輪舵角
フィードフォワード目標値δRFF^*と後輪舵角フィードバ
ック目標値δRFB^*との和により後輪舵角目標値δR^*が算
出され、ステップ５３において、後輪舵角目標値δR^*が
得られるモータ指令電流ＩM^*がモータ駆動回路２６ｃに
出力される。そして、モータ駆動回路２６ｃによりモー
タ駆動電流ＩM が電動式ステアリング装置１１のモータ
１９に与えられる。

【００８２】［演算処理制御系のフェール検出］演算処
理制御系のフェール検出は、図７に示すフローチャート
にしたがって実行される。

【００８３】すなわち、ステップ７０でメインＣＰＵ２
６ａからのモータ指令電流ＩM^*と、サブＣＰＵ２６ｂか
らのモータ算出電流ＩS^*が入力され、ステップ７１で電
流値差絶対値｜ΔＩ｜がフェールしきい値Ａ以下かどう
かが判断され、ステップ７１でＮＯと判断された時、演
算処理制御系がフェールであると検出される。このしき
い値Ａは、例えば、ステップ４９でのリミッタ値０．２
°の倍の０．４°に相当する電流値に設定してある。

【００８４】このフェール検出は、メインＣＰＵ２６ａ
でのモータ指令電流ＩM^*の算出と、サブＣＰＵ２６ｂで
のモータ算出電流ＩS^*の算出が条件となるが、サブＣＰ
Ｕ２６ｂでは、図６のフロチャートに示すように、後輪
舵角フィードバック目標値δRFB^*はメインＣＰＵ２６ａ
から通信により得るようにし、サブＣＰＵ２６ｂでの後
輪舵角フィードバック目標値δRFB^*の算出処理を省略し
ている点に大きな特徴がある。

【００８５】これは、車速Ｖとステアリング舵角θによ
り決められる後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF^*
は、例えば±１°程度の出力となるのに対し、外乱等に
よって生じるヨーレイト偏差ψ'eに基づく後輪舵角フィ
ードバック目標値δRFB^*は、例えば、最大でもステップ
４９のリミッタ値である±０．２°程度の出力となり、
出力値レベルとしては後輪舵角フィードフォワード目標
値δRFF^*の方が後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*よ
りはるかに大きい。この点に着目し、サブＣＰＵ２６ｂ
では、出力に対する影響の小さい後輪舵角フィードバッ
ク目標値δRFB^*をメインＣＰＵ２６ａからの通信により
得るようにしている。

【００８６】また、ステップ４９で舵角リミッタを行な
っているため、Ｆ／Ｂ目標値算出部２６３ａが誤った演
算値を出力しても確実に±０．２°以下になり、高いフ
ェールセーフ性能を確保できる。

【００８７】したがって、基本的には２つのＣＰＵ２６
ａ，２６ｂからの出力を比較するシステムを維持してい
ることで高いフェールセーフ性能を確保しながら、サブ
ＣＰＵ２６ｂの演算容量が大幅に軽減されることで、サ
ブＣＰＵ２６ｂとしては容量の小さなＣＰＵを用いるこ
とができ、同容量の２つのＣＰＵを用いる場合に比べ装
置コストの低減が図られる。

【００８８】［ヨーレイトフィードバック制御作用］上
記ステップ４２〜ステップ４４で自車に生じる推定ヨー
レイトψ's^# を推定するにあたっては、ステップ４２の
アクチュエータモデル６０において、後輪舵角フィード
フォワード目標値δRFF^*から電動式ステアリング装置１
１の動特性の影響を取り除いた後輪舵角推定値δRFF^#が
算出され、ステップ４３の車両モデル６１において、こ
の後輪舵角推定値δRFF^#と車速Ｖとステアリング舵角θ
と線形２自由度平面車両モデルを用いてヨーレイト推定
値ψ'^#が算出され、ステップ４４のヨーレイトセンサモ
デル６２において、ヨーレイトセンサ２５の動特性を用
いてステップ４３から出力されるヨーレイト推定値ψ'^#
を補正した推定ヨーレイトψ's^# が算出される。

【００８９】したがって、車両モデル６１以外にアクチ
ュエータモデル６０とヨーレイトセンサモデル６２を用
いて推定ヨーレイトψ's^# を算出するようにしているこ
とで、後輪ステアリング装置１１の動特性及びヨーレイ
トセンサ２５の動特性の影響を受けない精度の高いフィ
ードバック制御が達成される。言い換えると、推定ヨー
レイトψ's^# が正確に算出されることで、通常走行時に
おいて、外乱の影響を受けない限りフィードバック制御
が働かないことになる。

【００９０】次に、効果を説明する。

【００９１】（１）フィードフォワード目標値算出部２
６１ｂと後輪舵角目標値算出部２６４ｂとを有し、後輪
舵角目標値δR^*を算出するにあたって後輪舵角フィード
バック目標値δRFB^*はメインＣＰＵ２６ａからの通信に
より得るサブＣＰＵ２６ｂと、メインＣＰＵ２６ａから
モータ指令電流ＩM^*と、サブＣＰＵ２６ｂからのモータ
算出電流ＩS^*を比較する比較器２６ｄを設けた装置とし
たため、各ＣＰＵ２６ａ，２６ｂ内での演算結果及びサ
ーボ算出部２６５ａ，２６５ｂからの電流ＩM^*，ＩS^*を
比較でき、高いフェールセーフ性能を確保しながら装置
コストの低減を図ることができる。

【００９２】（２）運動状態量検出手段として、ヨーレ
イトセンサ２５を用い、推定ヨーレイトψ's^# との偏差
により後輪舵角フィードバック目標値δRFB^*を得る装置
としたため、フィードフォワード制御＋ヨーレイトフィ
ードバック制御により後輪舵角を与える車両用補助舵角
制御装置において、上記（１）の効果、つまり、高いフ
ェールセーフ性能を確保しながら装置コストの低減を図
ることができる。

【００９３】（３）自車に生じる推定ヨーレイトψ's^#
を推定するにあたって、後輪舵角フィードフォワード目
標値δRFF^*から電動式ステアリング装置１１の動特性の
影響を取り除いた後輪舵角推定値δRFF^#を算出するアク
チュエータモデルと、この後輪舵角推定値δRFF^#と車速
Ｖとステアリング舵角θと線形２自由度平面車両モデル
を用いてヨーレイト推定値ψ'^#を算出する車両モデルと
を用いて行なう装置としたため、電動式ステアリング装
置１１の動特性の影響を受けない精度の高いフィードバ
ック制御を達成することができる。

【００９４】（４）自車に生じる推定ヨーレイトψ's^#
を推定するにあたって、アクチュエータモデルと車両モ
デルに加え、ヨーレイトセンサモデルを用いて行なう装
置としたため、（３）の効果に加え、ヨーレイトセンサ
２５の動特性の影響を受けない精度の高いフィードバッ
ク制御を達成することができる。

【００９５】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００９６】例えば、実施例では、後輪のみに補助舵角
を与える補助舵角制御装置の例を示したが、前輪のみあ
るいは前後輪に補助舵角を与えるような補助舵角制御装
置にも適用することができる。

【００９７】実施例では、運動状態量としてヨーレイト
を用いる例を示したが、横速度や横加速度やこれらを複
合的に表したヨー運動量を用いるようにしてもよい。

【００９８】実施例では補助舵角アクチュエータとし
て、電動式ステアリング装置を用いる例を示したが、油
圧や空圧式ステアリング装置であっても適用できる。

【００９９】

【発明の効果】請求項１記載の発明にあっては、フィー
ドフォワード制御＋フィードバック制御により補助舵角
を与える車両用補助舵角制御装置において、補助舵角フ
ィードフォワード目標値算出手段と運動状態量推定手段
と補助舵角フィードバック目標値算出手段と補助舵角目
標値算出手段とを有するメインＣＰＵと、補助舵角フィ
ードフォワード目標値算出手段と補助舵角目標値算出手
段とを有し、補助舵角目標値を算出するにあたって補助
舵角フィードバック目標値はメインＣＰＵからの通信に
より得るサブＣＰＵと、メインＣＰＵからの補助舵角目
標値出力とサブＣＰＵからの補助舵角目標値出力とを比
較する出力比較手段とを備えた装置としたため、高いフ
ェールセーフ性能を確保しながら装置コストの低減を図
ることができるという効果が得られる。

【０１００】請求項２記載の発明にあっては、補助舵角
フィードバック目標値算出手段の演算結果によらず補助
舵角フィードバック目標値の出力レベルを所定の制限値
以下に抑制することができる。

【０１０１】請求項３記載の発明にあっては、出力比較
手段がメインＣＰＵからの補助舵角目標値出力とサブＣ
ＰＵからの補助舵角目標値出力との偏差が所定値を越え
たと判断すると、フェールセーフ手段によって補助舵角
アクチュエータの制御が中止されるため、確実なフェー
ルセーフ性能を確保できる。

【０１０２】請求項４記載の発明にあっては、請求項１
乃至３記載の車両用補助舵角制御装置において、運動状
態量検出手段をヨーレイトセンサとし、運動状態量推定
手段を推定ヨーレイトを求める手段としたため、フィー
ドフォワード制御＋ヨーレイトフィードバック制御によ
り補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、
請求項１記載の発明の効果を達成することができるとい
う効果が得られる。

【０１０３】請求項５記載の発明にあっては、請求項４
記載の車両用補助舵角制御装置において、運動状態量推
定手段は、少なくとも補助舵角フィードフォワード目標
値と車速検出値とステアリング舵角検出値とアクチュエ
ータモデルと車両モデルに基づき推定ヨーレイトを求め
る手段としたため、補助舵角アクチュエータの動特性の
影響を受けない高精度のヨーレイトフィードバック制御
としながら性きゅこう４記載の発明の効果を達成できる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用補助舵角制御装置を示すクレー
ム対応図である。

【図２】実施例の車両用補助舵角制御装置が適用された
四輪操舵車両を示す全体システム図である。

【図３】実施例装置の電動式ステアリング装置の断面図
である。

【図４】実施例装置のコントローラを中心とする電子制
御系を示すブロック図である。

【図５】実施例装置のコントローラのメインＣＰＵで行
なわれる制御処理作動の流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】実施例装置のコントローラのサブＣＰＵで行な
われる制御処理作動の流れを示すフローチャートであ
る。

【図７】実施例装置のコントローラの比較器で行なわれ
るフェール検出処理作動の流れを示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

ａ 車速検出手段 ｂ ステアリング舵角検出手段 ｃ 補助舵角フィードフォワード目標値算出手段 ｄ 運動状態量推定手段 ｅ 運動状態量検出手段 ｆ 補助舵角フィードバック目標値算出手段 ｇ 補助舵角目標値算出手段 ｈ 補助舵角アクチュエータ ｉ 補助舵角制御手段 ｊ メインＣＰＵ ｋ サブＣＰＵ ｍ 出力比較手段 ｐ 舵角リミッタ ｑ フェールセーフ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車速検出手段と、 ステアリング舵角検出手段と、 車速検出値とステアリング舵角検出値に基づいて補助舵
   角フィードフォワード目標値を算出する補助舵角フィー
   ドフォワード目標値算出手段と、 自車に生じる運動状態量を推定する運動状態量推定手段
   と、 推定される運動状態量と同種の運動状態量を検出する運
   動状態量検出手段と、運動状態量検出値と運動状態量推
   定値との偏差に基づく補償により補助舵角フィードバッ
   ク目標値を算出する補助舵角フィードバック目標値算出
   手段と、 補助舵角フィードフォワード目標値と補助舵角フィード
   バック目標値とに基づいて補助舵角目標値を算出する補
   助舵角目標値算出手段と、 補助舵角目標値が得られる制御指令を補助舵角アクチュ
   エータに出力する補助舵角制御手段とを備えている車両
   用補助舵角制御装置において、 補助舵角フィードフォワード目標値算出手段と運動状態
   量推定手段と補助舵角フィードバック目標値算出手段と
   補助舵角目標値算出手段とを有するメインＣＰＵと、 補助舵角フィードフォワード目標値算出手段と補助舵角
   目標値算出手段とを有し、補助舵角目標値を算出するに
   あたって補助舵角フィードバック目標値は前記メインＣ
   ＰＵからの通信により得るサブＣＰＵと、 前記メインＣＰＵからの補助舵角目標値出力と前記サブ
   ＣＰＵからの補助舵角目標値出力とを比較する出力比較
   手段と、 を備えていることを特徴とする車両用補助舵角制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用補助舵角制御装置
   において、 前記補助舵角フィードバック目標値算出手段に、補助舵
   角フィードバック目標値の大きさを制限する舵角リミッ
   タを設けたことを特徴とする車両用補助舵角制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車両用補助舵角制御装置
   において、 前記出力比較手段が前記メインＣＰＵからの補助舵角目
   標値出力と前記サブＣＰＵからの補助舵角目標値出力と
   の偏差が所定値を越えたと判断すると、前記補助舵角ア
   クチュエータの制御を中止するフェールセーフ手段を設
   けたことを特徴とする車両用補助舵角制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載の車両用補助舵角制
   御装置において、 前記運動状態量検出手段をヨーレイトセンサとし、前記
   運動状態量推定手段を推定ヨーレイトを求める手段とし
   たことを特徴とする車両用補助舵角制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の車両用補助舵角制御装置
   において、 前記運動状態量推定手段は、少なくとも補助舵角フィー
   ドフォワード目標値と車速検出値とステアリング舵角検
   出値とアクチュエータモデルと車両モデルに基づき推定
   ヨーレイトを求める手段であることを特徴とする車両用
   補助舵角制御装置。