(57)【要約】【課題】  既存の制御装置に対して大幅な変更を加えることなく、しかも互いに干渉することなく、協調して作動させることのできる車両用協調制御システムを提供する。【解決手段】  各車両制御装置の出力段に、対応する車両制御装置からの制御信号及び集中制御装置からの制御信号のいずれかを選択して、対応する車両制御装置のアクチュエータに供給するための選択手段を設ける。通常は、車両制御装置に代えて、集中制御装置が協調的に各部の制御を行うが、集中制御装置の失陥に際しては、個々の車両制御装置により各部の制御を行う。【選択図】  図１
2009274670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両制御装置と、前記車両制御装置を協調制御する集中制御装置とを備える車両用協調制御システムであって、
前記各車両制御装置の出力段に、対応する前記車両制御装置からの制御信号及び前記集中制御装置からの制御信号のいずれかを選択して、対応する前記車両制御装置のアクチュエータに供給するための選択手段を有することを特徴とする協調制御システム。
【請求項２】
前記選択手段が、前記集中制御装置の指令に応じて選択動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の協調制御システム。
【請求項３】
前記選択手段が、前記集中制御装置からハイレベル出力信号に応じて、前記集中制御装置からの制御信号を選択することを特徴とする請求項２に記載の協調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の車両制御装置を協調制御する集中制御装置を備える車両用協調制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な状況下に於いて車両の操縦性、取扱性或いは取廻性を最適化するために、様々な制御装置が車両に搭載される。そのようなものとしては、少なくとも前輪舵角を制御入力として左右輪及び又は前後輪の制動力及び又は駆動力の配分を制御する装置（以下ＶＳＡと略）、少なくとも前輪舵角を制御入力として車両の後輪の舵角を制御する装置（以下ＲＴＣと略）等がある。特許文献１に記載されているＶＳＡ装置は、左右或いは前後のブレーキを自動的にかけることにより、制動力のバランスにより車両の挙動の乱れを通常の挙動に戻す働きをする。これは予め決めた車両運動に対する偏差をフィードバックすることによって成立させている。特に、特許文献１は、ドライバーの意志としての操舵角を、横加速度から求まる横すべり角速度の変化で規制することを開示している。
【特許文献１】特許第３２１４８２４号
【０００３】
特許文献２に提案されている後輪トー角制御装置（ＲＴＣ）では、従来から４輪操舵（４ＷＳ）として知られている形式のものに於いて、車両の横滑り角を零にすること（あるいは予め設定した値にすること）を目標値として車両の挙動を安定化するようにしている。その手法に関して、速度により前輪後輪の切れ角比を持ち替える（低速は逆相、高速では同相）等様々な手法が開示されているが、基本的にＲＴＣあるいは４ＷＳは、操舵角に対する実車両特性モデルのヨーレート応答の、理想車両特性モデルのヨーレート応答に対する偏差を最小化しようとするフィードバック制御を制御の基本としている。
【特許文献２】特許第３１７９２７１号
【０００４】
上記ＶＳＡは原理的に制動力のバランスでヨーモーメントを発生するためタイヤの横すべり角が限界を越えた領域すなわち車両の限界域でも効果を発生できるが、ブレーキを頻繁にかけることは実用上許容できないことから、ある程度極端な事態（限界挙動）に対応して起動されることになる。一方、ＲＴＣは、後輪の微少横すべり角を用いてヨーモーメントを発生させるために通常領域（通常挙動）での制御に適する。従って、ＶＳＡとＲＴＣを組み合わせれば、全走行領域において効果のある車両挙動安定化装置が実現することになる。しかしながら、ＶＳＡ及びＲＴＣは、それぞれフィードバック系及びフィードフォワード系の制御原理に基づくものであることから、単純にＶＳＡ及びＲＴＣを同時に起動すると、お互いの干渉が悪影響を及ぼし、制御動作が不安定になることが考えられる。
【０００５】
そのようなことから、ＶＳＡ、ＲＴＣ等を含むものであって良い複数の制御装置を一体的なシステムに統合することにより、複数の制御装置により実現される複数の機能を協調的に実現することが考えられる。しかしながら、システム設計が複雑となり、しかも仕様の変更がある度にシステムプログラムを再設計する必要が生じ、多大な工数が必要となる。また、１つの制御装置の失陥が全体に対して影響を及ぼすため、システムの頑健性（ロバストネス）が低下する。更に、複数の制御装置を集中管理する部分に失陥が生ずると、システム全体がダウンする惧れがある。
【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、複数の車両制御装置を協調制御する集中制御装置を備える車両用協調制御システムに於いて、既存の制御装置に対して大幅な変更を加えることなく、しかも互いに干渉することなく、協調して作動させることのできる車両用協調制御システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、上記したようなシステムに於いて、集中制御装置が失陥した場合でも、各車両制御装置の作動を継続して維持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような発明は、本発明によれば、複数の車両制御装置と、前記車両制御装置を協調制御する集中制御装置とを備える車両用協調制御システムであって、前記各車両制御装置の出力段に、対応する前記車両制御装置からの制御信号及び前記集中制御装置からの制御信号のいずれかを選択して、対応する前記車両制御装置のアクチュエータに供給するための選択手段を有することを特徴とする協調制御システムを提供することにより達成される。好ましくは、前記選択手段は、前記集中制御装置の指令に応じて選択動作を行う。  
【発明の効果】
【０００９】
このようなシステムに於いては、通常は、集中制御装置が、車両制御装置の出力段に協調制御信号を供給することにより、車両制御装置の機能を集中して実現する。集中制御装置の失陥時には、集中制御装置の機能を停止し、前記車両制御装置がそれぞれの機能を実現するようにしている。通常は、集中制御装置がハイレベル選択信号を各選択手段に供給し、集中制御装置からの制御信号が、対応する車両制御装置のアクチュエータに送られるようにし、集中制御装置の失陥時には、フェイルセーフ動作として、集中制御装置がローレベル選択信号を各選択手段に供給し、対応する車両制御装置からの制御信号が、そのアクチュエータに送られるようにする。
【００１０】
このようにすれば、既存の複数の車両制御装置を大幅な変更を加えることなく組み合わせても、集中制御装置が正常に動作しているときは、システム全体としての協調が達成され、集中制御装置が正常に動作できなくなったときでも、各車両制御装置が個々に所要の制御動作を行うことができるため、システムは、大きな問題を伴なうことなく、異常時に対する対策を含んだ協調制御を実現することができる。また、車種毎に異なる構成を設定しても、新たに設計し直す必要がなく、製造コストを低減することができ、集中制御装置に失陥が生じても、それがシステム全体に及ぼす影響を最小化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、車両挙動安定化制御装置（ＶＳＡ）及び後輪トー角制御装置（ＲＴＣ）を組み合わせた車両用協調制御システムのブロック図である。ＶＳＡは、理想的な車両モデルからなる規範ヨーレート部１０を有し、規範ヨーレート部１０は、車速、前輪舵角及び横加速度に基づいて、規範ヨーレートを出力する。規範ヨーレートと、車両１４に於いて実測された実ヨーレートとの偏差がＶＳＡ制御部１１に入力され。ＶＳＡ制御部１１から得られるＶＳＡ制御信号は、液圧制御量変換部１２により、車両１４の４輪のブレーキシリンダに加えられる液圧に対応する信号に変換され、更に、後記する選択スイッチ１８を介して、車両１４の４輪のブレーキシリンダに加えられる液圧が制御される。このようにして、車両１４が規範ヨーレートに従って走行するように制御される。
【００１３】
このように、ＶＳＡ制御は、ブレーキを使用して車両の操縦性を制御するものであるため、出力の損失を伴なうことから、車両が限界的な条件下にあるときにのみ作動するようにするのが望ましい。そこで、制御介入閾値部１３は、車速及び規範ヨーレートを考慮し、その限界的な領域をマップにより指定し、そのような領域内に車速及び規範ヨーレートが含まれるときにのみＶＳＡ制御が実行されるように、ＶＳＡ制御部１１に作用するようにしている。図２は、制御介入閾値部１３が出力する制御介入閾値信号及びＶＳＡ制御部１１により算出されるＶＳＡ制御計算値を示す。制御介入閾値信号がローである区間（時間）のみ、ＶＳＡ制御計算値がＶＳＡ制御出力値として、ＶＳＡ制御部１１から出力される。
【００１４】
一方、ＲＴＣは、理想的な車両モデルからなる規範ヨーレート部１５を有し、規範ヨーレート部１５は、車速及び前輪舵角に基づいて、規範ヨーレートを出力する。規範ヨーレートと、車両１４に於いて実測された実ヨーレートとの偏差が、ＲＴＣ制御部１６に入力され、ＲＴＣ制御部１６から得られるＲＴＣ制御信号は、後記する選択スイッチ１９を介して、車両１４の、図示されない後輪転舵装置のアクチュエータに供給され、車両１４が規範ヨーレートに従って走行するように、後輪が適宜転舵される。ＲＴＣ制御は、ブレーキを使用する代わりに、後輪を僅かな角度で転舵するのみで、出力の損失が実質的に伴わないことから、格別制限なく定常的に実行される。
【００１５】
図示されたシステムは、更に協調制御部１７を有し、協調制御部１７には、車速、前輪舵角、横加速度及び実ヨーレートが入力され、ＶＳＡ及びＲＴＣの出力段に、選択スイッチ１８、１９を介して協調制御信号を送る。協調制御信号は、所望に応じて適宜定められるものであって良く、例えば、一方の制御装置から或る操作量出力があった場合には、他方の制御装置からの操作量出力をやや低減するものや、所定の伝達関数に基づき、両制御装置の協調を増進するように定められたものであって良い。
【００１６】
選択スイッチ１８の２つの入力には、液圧制御量変換部１２を介してＶＳＡ制御部１１からの信号及び協調制御部１７からの協調制御信号が加えられる。選択スイッチ１８の出力は、車両１４の４輪のブレーキシリンダに加えられる液圧を制御するアクチュエータに供給される。一方、ＶＳＡにはＩＯポート２０が設けられ、協調制御部１７からの制御信号に基づき、ＶＳＡ制御部１１からの制御信号及び協調制御部１７からの制御信号のいずれかを、対応するアクチュエータに供給するように選択スイッチ１８を制御する。
【００１７】
図３は、協調制御部１７の、特にＶＳＡ制御部１１に関連する部分を詳細に示す。協調制御部１７は、ＣＰＵからなる制御中枢をなす集中コントローラ３０と、集中コントローラ３０に必要な電力を供給する電源回路３３とを有する。集中コントローラ３０の出力は、ＮＯＴ回路３１を介してトランジスタ３０のベースに加えられる。トランジスタ３０のベースには、電源回路３３から抵抗Ｒ１を介してバイアス電流が加えられ、トランジスタ３０のコレクタは、抵抗Ｒ２を介して電源回路３３に接続されている。トランジスタ３０のエミッタは接地されている。このようにして、トランジスタ３０のコレクタは、第１の出力ポート２２を介して、選択スイッチ１８のための選択信号を供給する。一方、集中コントローラ３０からは、第２の出力ポート２４を介して、ＶＳＡ用の協調制御信号が出力される。
【００１８】
特に、本実施例では、選択スイッチ１８は、協調制御部１７からＩＯポート２０に加えられる選択信号がハイレベルである場合には協調制御部１７からの制御信号を選択し、選択信号がローレベルである場合にはＶＳＡ制御部１１からの制御信号を選択する。特に、協調制御部１７の異常時には選択信号がローレベルとなるようなフェイルセーフ動作を協調制御部１７に設けておくことにより、システム全体として、高いロバストネスを実現することができる。
【００１９】
協調制御部１７の、ＲＴＣ制御に関連する部分も、ＶＳＡ制御に関連する部分と同様であって、第１の出力ポート２３を介して、選択スイッチ１８のための選択信号を供給し、集中コントローラ３０からは、第２の出力ポート２５を介して、ＲＴＣ用の協調制御信号が出力される。選択スイッチ１９についても、その入力にＲＴＣ制御部１６からの信号及び協調制御部１７からの協調制御信号が加えられる点を除いて、選択スイッチ１８と同様の構造、機能及び作用を備えたものであるため、その詳しい説明を省略する。この場合も、協調制御部１７からの選択信号は、ＲＴＣのＩＯポート２１に加えられ、この選択信号により、選択スイッチ１９が制御される。
【００２０】
いずれにせよ、協調制御部１７自体に失陥が生じた場合、協調制御部１７が何ら関与しない状態（協調制御部１７が協調制御を行わない状態）とし、各車両制御装置が、それ自体の或いは既存の制御動作を行うようにしている。従って、協調制御部１７自体に失陥が生じても、多少の制約を伴ない得るが、車両の挙動を破綻させることなく、その作動を継続させることができる。
【００２１】
以上本発明の特定の実施例について説明したが、本発明は上記に限定されない。例えば、上記実施例は、ＶＳＡ及びＲＴＣを含む車両用協調制御システムについてのものであったが、本発明は他の制御装置を構成要素とする車両用協調制御システムについても適用可能である。また、制御装置の入力信号も、車速、前輪舵角、横加速度及び実ヨーレートに限らず、他の入力信号を含むものであって良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に於ける制御介入閾値部の作動要領を示す波形図である。
【図３】協調制御部１７のＶＳＡ制御部１１に関連する部分を詳細に示す回路図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ＶＳＡ規範ヨーレート部
１１  ＶＳＡ制御部
１２  液圧制御量変換部
１３  制御介入閾値部
１４  車両
１５  規範ヨーレート部
１６  ＲＴＣ制御部
１８，１９  選択スイッチ
【図１】
2009274670.tif 000003
【図２】
2009274670.tif 000004
【図３】
2009274670.tif 000005