(57)【要約】【課題】  起動時等に故障誤検知をしたり、違和感を伴なう動作を行うことのないように改良された後輪操舵制御装置を提供する。【解決手段】  アクチュエータの温度が所定値以下のときには、前記アクチュエータの駆動状態を抑制することにより、左右後輪のアクチュエータの応答に差異が生じたり、遅れが生じるのを防止し、しかも誤った故障診断を行うことを回避することができる。【選択図】  図７
2009234547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右後輪を操舵制御する後輪操舵制御装置であって、
前記各後輪を転舵するためのアクチュエータと、
前記車両の状態を検出する車両状態センサと、
前記車両状態センサの出力に応じて前記アクチュエータを駆動する制御ユニットと、
前記アクチュエータの温度を検出する温度センサとを有し、
前記制御ユニットが、前記アクチュエータの温度が所定値以下のときには、前記アクチュエータの駆動状態を抑制することを特徴とする後輪操舵制御装置。
【請求項２】
前記制御ユニットが、前記アクチュエータをデューティ比駆動し、前記アクチュエータの温度が第１の温度以下の時には、デューティ比を実質的に０とし、前記アクチュエータの温度が、前記第１の温度よりも高い第２の温度以上の時には通常のデューティ比とし、前記アクチュエータの温度が前記第１の温度と前記第２の温度の間にあるときには、実質的に０から前記通常のデューティ比との間を連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の後輪操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のトー角を、車両の挙動に応じて制御することにより車両の走行安定性を改善するための装置に関し、特に、起動時等に故障誤検知をしたり、違和感を伴なう動作を行うことのないように改良された後輪操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右の後輪を支持する懸架装置におけるラテラルリンク、あるいはトレーリングリンクの車体との連結部に油圧シリンダなどの直線変位アクチュエータを設け、これを伸縮駆動することにより、左右輪のトー角を個々に変化させることができるように構成したトー角可変制御装置が知られている（特許文献１、２を参照されたい）。
【特許文献１】特公平８−２５４８２号公報
【特許文献２】特開平９−３０４３８号公報
【０００３】
このようなトー角可変制御装置或いは後輪操舵制御装置に於いては、起動時等や極寒時等に於いては、潤滑用グリース或いはオイルの粘性が高まり、与えられた駆動信号に対して、応答性が不良となることが考えられる。そのような場合に起き得る最も一般的な挙動としては、駆動信号に対するアクチュエータの応答遅れがある。
【０００４】
後輪操舵制御は、運転者の運転動作に対する車両の挙動を変更するものであるため、そのようなアクチュエータの応答遅れは、運転者に違和感を与えることとなる。
【０００５】
後輪操舵制御装置の故障は操縦安定性に影響を及ぼすことから、動作異常を確実に検知し、必要なフェールセーフ動作を行うようにすることが望まれる。しかるに、アクチュエータの応答性が不良となると、これをシステム故障であると誤診断することが考えられる。その結果、システム故障でないにも拘らず、後輪操舵制御装置が利用不可能となり、運転者に不要な不便をかけることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的は、起動時等に故障誤検知をしたり、違和感を伴なう動作を行うことのないように改良された後輪操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような発明は、本発明によれば、車両の左右後輪を操舵制御する後輪操舵制御装置であって、前記各後輪を転舵するためのアクチュエータと、前記車両の状態を検出する車両状態センサと、前記車両状態センサの出力に応じて前記アクチュエータを駆動する制御ユニットと、前記アクチュエータの温度を検出する温度センサとを有し、前記制御ユニットが、前記アクチュエータの温度が所定値以下のときには、前記アクチュエータの駆動状態を抑制することを特徴とする後輪操舵制御装置を提供することにより達成される。
【０００８】
これによれば、アクチュエータの応答遅れが生じ得るような状況下に於いては、後輪操舵制御装置の作動を抑制し、運転者に違和感を与えることが回避される。また、アクチュエータの応答遅れが生じなくなった段階で後輪操舵制御装置の作動を開始することから、故障誤検知をする惧れが解消される。特に、前記制御ユニットが、前記アクチュエータをデューティ比駆動し、前記アクチュエータの温度が第１の温度以下の時には、デューティ比を実質的に０とし、前記アクチュエータの温度が、前記第１の温度よりも高い第２の温度以上の時には通常のデューティ比とし、前記アクチュエータの温度が前記第１の温度と前記第２の温度の間にあるときには、実質的に０から前記通常のデューティ比との間を連続的に変化するようにし、アクチュエータの温度が、第１の温度から第２の温度に変化する間に、後輪操舵制御装置の作動抑制状態から通常作動状態への変化を徐々に及び又は連続的に行われるようにすると、運転者に違和感を与えることが好適に回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に基づく後輪操舵制御装置の好適実施例について詳しく説明する。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤや電動アクチュエータ等については、それぞれ数字の符号に左右を示す添字ＬまたはＲを付して、例えば、後輪５Ｌ（左）、後輪５Ｒ（右）と記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪５と記す。
【００１１】
図１は実施形態に係る後輪操舵制御装置１０を適用した自動車Ｖの概略構成図である。自動車Ｖは、タイヤ２Ｌ，２Ｒが装着された前輪３Ｌ・３Ｒと、タイヤ４Ｌ，４Ｒが装着された後輪５Ｌ，５Ｒとを備えており、これら前輪３Ｌ，３Ｒおよび後輪５Ｌ，５Ｒが、左右のフロントサスペンション６Ｌ，６Ｒおよびリヤサスペンション７Ｌ，７Ｒによってそれぞれ車体１に懸架されている。
【００１２】
また、自動車Ｖには、ステアリングホイール８の操舵により、ラックアンドピニオン機構を介して左右の前輪３Ｌ，３Ｒを直接転舵する前輪操舵装置９と、左右のリヤサスペンション７Ｌ，７Ｒに対して設けられた左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを伸縮駆動することにより、後輪５Ｌ，５Ｒのトー角を個別に変化させる後輪操舵制御装置１０とが備わっている。
【００１３】
自動車Ｖには、各種システムを統括制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２の他、車輪速センサ１３、前輪舵角センサ１４、ヨーレイトセンサ１５、横加速度センサ１６、前後加速度センサ１８、アクセルペダルセンサ１９及びブレーキ圧センサ２０の他、図示しない種々のセンサが設置されており、各センサの検出信号はＥＣＵ１２に入力して車両の制御に供される。なお、舵角センサ１４はステアリングホイール８の操舵量を検出しており、その検出値から前輪３の転舵角が算出される。
【００１４】
各電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒには、出力ロッドのストローク位置を検出するストロークセンサ１７Ｌ，１７Ｒ（トー角センサ）がそれぞれ設置されている。ストロークセンサ１７Ｌ，１７Ｒの信号がＥＣＵ１２に入力することで、電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒのフィードバック制御が行われる。これにより、各電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒは、ＥＣＵ１２によって決定された所定量だけ伸縮動し、後輪５Ｌ，５Ｒのトー角を正確に変化させる。
【００１５】
ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線を介して各センサ１３〜２０等や、電動アクチュエータ１１と接続されている。ＥＣＵ１２は、各センサ１３〜２０等の検出結果に基づいて後輪トー角を算出し、各電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの変位量を決定した上で後輪５のトー角制御を行う。
【００１６】
このように構成された自動車Ｖによれば、左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを同時に対称的に変位させることにより、両後輪５Ｌ，５Ｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる他、左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、両後輪５Ｌ，５Ｒを左右に転舵することも可能である。例えば、自動車Ｖは、各種センサによって把握される車両の運動状態に基づき、加速時に後輪５をトーアウトに、制動時に後輪５をトーインに変化させ、高速旋回走行時に後輪５を前輪舵角と同相に、低速旋回走行時に後輪５を前輪舵角と逆相にトー角制御（転舵）して、操縦性を高めるべく後輪トー角制御を行う。
【００１７】
次に、後輪操舵制御装置の具体的構成について図２および図３を参照して説明する。図２は左側リヤサスペンション７Ｌの斜視図であり、図３は左側リヤサスペンション７Ｌの背面図である。ダブルウィッシュボーン式のリヤサスペンション７は、後輪５を回転自在に支持するナックル２１と、ナックル２１を上下動可能に車体１に連結するアッパアーム２２およびロアアーム２３と、後輪５のトー角を変化させるべくナックル２１と車体１とに連結された電動アクチュエータ１１と、後輪５の上下動を緩衝する懸架スプリング付きダンパ２４等で構成されている。
【００１８】
アッパアーム２２およびロアアーム２３は、基端がそれぞれゴムブッシュジョイント２５，２６を介して車体１に連結され、先端がそれぞれボールジョイント２７，２８を介してナックル２１の上部および下部に連結されている。電動アクチュエータ１１は、基端がゴムブッシュジョイント２９を介して車体１に連結され、先端がゴムブッシュジョイント３０を介してナックル２１の後部に連結されている。懸架スプリング付きダンパ２４は、上端が車体１に固定され、下端がゴムブッシュジョイント３１を介してナックル２１の上部に連結されている。
【００１９】
このような構成を採ることにより、電動アクチュエータ１１Ｌが伸長駆動されると、ナックル２１の後部が車幅方向外側に回動することにより、後輪５Ｌのトー角は車両進行方向に対して内向き（トーイン側）に変化し、電動アクチュエータ１１Ｌが収縮駆動されると、ナックル２１の後部が車幅方向内側に回動することにより、後輪５Ｌのトー角は車両進行方向に対して外向き（トーアウト側）に変化する。
【００２０】
次に、図４を参照して電動アクチュエータ１１およびストロークセンサ１７について説明する。図４は電動アクチュエータ１１の縦断面図である。電動アクチュエータ１１は、車体１側のゴムブッシュジョイント２９が形成された第１ハウジング３２ａ、および複数のボルト３３で第１ハウジング３２ａに締結された第２ハウジング３２ｂからなるハウジング３２と、第２ハウジング３２ｂに伸縮自在に支持され、ナックル２１側のゴムブッシュジョイント３０が形成された出力ロッド３５とを備えている。第１ハウジング３２ａの内部には駆動源であるブラシ付きのＤＣモータ４１が収容され、ボルト３６で第１ハウジング３２ａに締結されている。第２ハウジング３２ｂの内部には遊星歯車式の減速機５１と、弾性を有するカップリング５６と、台形ねじを用いた送りねじ機構６１とが収容されている。ＤＣモータ４１が駆動されると、回転軸４２の回転が減速機５１によって減速され、送りねじ機構６１によって直線運動に変換されて出力ロッド３５が直線駆動される。
【００２１】
第２ハウジング３２ｂの外周面に設けられたストロークセンサ１７は、出力ロッド３５の外周面に取り付けられたボルト６６によって出力ロッド３５に固着されたマグネット７１と、センサハウジング７２内に収容された差動変圧器７３とから構成されている。差動変圧器７３は、出力ロッド３５の直線駆動方向と平行に延在するようにマグネット７１に近接して配置され、両端が第２ハウジング３２ｂに固着されている。差動変圧器７３には、図示しない１次コイルと、１次コイルの軸方向両端に近接する同一巻き数の２つの２次コイルとが巻装されており、マグネット７１が１次コイルの長手方向に移動した際に生じる差動電圧を検出することにより、出力ロッド３５の伸縮ストロークが求められる。
【００２２】
このような後輪操舵制御装置によれば、各後輪を逆位相で対称的に転舵したり、同位相で同一角度を転舵したり或いは各後輪を独立に転舵することが可能である。特に、両後輪を同位相に転舵することにより、後輪に対する横力を自在に発生することが出来るため、車両の操縦安定性を改善したり、或いはヨーレート規範制御等に好適に適用することが可能である。
【００２３】
図５は、上記した後輪操舵制御装置１０の制御構造を示す概略ブロック図である。ＥＣＵ１２は、車体速度演算ユニット９２、制御指示角度演算ユニット８３、故障診断ユニット８５、演算制御指示調停ユニット８６、角度−長さ変換ユニット８７、フェールセーフ動作ユニット８８、モータ位置フィードバックデューティ演算ユニット８９、補正ユニット９０及びＥＣＵ出力ユニット９１を有する。また、制御指示角度演算ユニット８３内には、舵角フィードフォワード制御部、ヨーフィードバック制御部、アクセルペダル制御部、ブレーキ圧制御部及び舵角比例制御部を含む。
【００２４】
車輪速センサ１３、前輪舵角センサ１４、ヨーレイトセンサ１５、横加速度センサ１６、前後加速度センサ１８、アクセルペダルセンサ１９及びブレーキ圧センサ２０の出力は、制御指示角度演算ユニット８３に送られ、制御指示角度演算ユニット８３内の様々な制御部による制御出力から、所定の協調制御ロジックに基づき統括制御出力即ち目標後輪ヨー角が得られる。車輪速センサ１３の出力は、車体速度演算ユニット９２により車体速度に変換される。目標後輪ヨー角は、演算制御指示調停ユニット８６に送られ、目標後輪ヨー角が、与えられた車体速度に対して適正な範囲に抑制される。即ち、図６に示されるように、車体速度に応じて許容される左右後輪ヨー角の合計値の上限が規定され、左右後輪ヨー角の合計値がこの上限値以下即ち通常制御範囲内に保たれるようにする。演算制御指示調停ユニット８６の出力値（角度値）は角度−長さ変換ユニット８７に入力され、電動アクチュエータ１１の出力端の変位を測定するストロークセンサ（位置センサ）１７の出力に対応する変位値に変換される。
【００２５】
このように、演算制御指示調停ユニット８６により、車体速度に応じて許容される左右後輪ヨー角の合計値の上限を規定することにより、その理由の如何に関わらず、過大なヨー角の発生を防止することができ、システムの信頼性を向上できる。この構成は、別途設けられるフェールセーフ構造のバックアップとしても、或いはその一部とすることができる。また、上限が規定される対象としては、左右後輪ヨー角の合計値に限らず、左右後輪のそれぞれのヨー角に対して上限を設けるようにしても良い。
【００２６】
角度−長さ変換ユニット８７の出力はフェールセーフ動作ユニット８８に送られ、後記する故障診断ユニット８５から得られる前回値を参照し、前回値がフェール状態を示す場合には、目標後輪ヨー角の出力を遮断する。前回値がフェール状態を示さない場合には、目標後輪ヨー角の出力と位置センサ１７の出力との間の偏差をモータ位置フィードバックデューティ演算ユニット８９に送り、電動アクチュエータ１１を駆動するためのデューティ信号を発生する。電動アクチュエータ１１のモータに供給される電流を検出するための電流センサ８１の出力も、モータ位置フィードバックデューティ演算ユニット８９に送られ、所要のフィードバック制御に利用される。
【００２７】
モータ位置フィードバックデューティ演算ユニット８９の出力は、補正ユニット９０を介して、電動アクチュエータ１１のモータに供給される。また、電動アクチュエータ１１の内部或いはそれに接するように設けられた温度センサ８２の出力が、補正ユニット９０に送られる。補正ユニット９０は、モータ位置フィードバックデューティ演算ユニット８９のデューティ信号を、温度センサ８２の検出温度がｔ１以下のときは遮断し（即ち、ゲイン０）、温度センサ８２の検出温度が、ｔ１よりも高いｔ２以上のときは、そのまま（即ち、ゲイン１）通過させる。検出温度がｔ１とｔ２の間である場合には、ゲイン０とゲイン１との間を連続的に変化する。本実施例では、ゲインが、検出温度ｔ１とｔ２の間で、温度に対して直線的に変化する。しかしながら、所望に応じて、ゲインがステップ状に或いは曲線状に変化するものであっても良い。
【００２８】
この車両には、ＶＳＡ（車両挙動安定化制御システム）８４が備えられており、様々なセンサの出力に基づき、車両の挙動が不安定になり、或いは不安定になることが予測された状況下に於いては、左右輪の制動力及び又は駆動力の分配比を調整し、車両の挙動を改善する。故障診断ユニット８５は、様々なセンサの出力に基づき、電動アクチュエータ１１の出力端の変位を測定する位置センサ１７の出力を評価し、後輪操舵制御装置１０の故障の有無を検出する。故障が検出された場合には、ＥＣＵ出力として警告灯を点灯する。同時にフェール信号を発生し、所定のフェール動作を引き起こすとともに、フェール信号を非揮発性メモリに記憶し、フェールセーフ動作ユニット８８のための前回値として利用する。
【００２９】
このように、図示された実施例によれば、起動時等や極寒時等に於いて、アクチュエータの温度が所定値以下のときには、電動アクチュエータ１１の駆動信号を遮断し、その温度が通常の動作に適するレベルに達したときに、アクチュエータを通常通りに駆動するようにしている。従って、起動時等や極寒時等に於いて、潤滑用グリース或いはオイルの粘性が高まり、与えられた駆動信号に対して、応答性が不良となるような場合には、アクチュエータの駆動状態を抑制することにより、運転者に違和感を与えることが回避され、故障診断ユニット８５による故障誤検知の惧れが解消される。
【００３０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。更にこれら変更の他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に基づく後輪操舵制御装置を備えた自動車の概略構成図である。
【図２】リヤサスペンションの斜視図
【図３】リヤサスペンションの背面図
【図４】電動アクチュエータの縦断面図である。
【図５】本発明に基づく後輪操舵制御装置の実施例を示すブロック図である。
【図６】図５に示された後輪操舵制御装置の演算制御指示調停ユニットの特性を示すグラフである。
【図７】図５に示された後輪操舵制御装置の補正ユニットの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
Ｖ      自動車
１      車体
３      前輪
５      後輪
１０    後輪操舵制御装置
１１    電動アクチュエータ
１２    ＥＣＵ
１３    車輪速センサ
１４    前輪舵角センサ
１７    ストロークセンサ（位置センサ）
８２    温度センサ
８３    制御指示角度演算ユニット
８９    モータ位置フィードバックデューティ演算ユニット
９０    補正ユニット
９２    車体速度演算ユニット
【図１】
2009234547.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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