JPH06298105A - 後輪操舵装置の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源部も独立して二系統制御とした後輪操舵機
構制御システム。 【構成】図１は後輪操舵機構のモータ18が前輪操舵に合
わせて制御される後輪操舵装置の制御系をブロック図
で、車両のバッテリー10から二つのラインでメイン電源
11、サブ電源15へつながれ、各ＣＰＵはお互いの制御系
統の電源部11、15の状態を監視し合って判定フラグを出
し、また後輪操舵に必要な各センサーの信号を入力して
演算を行い、後輪の操舵信号を出力する。操舵信号を受
けた比較部で判定フラグを基に正常か否かを判定を踏ま
え、正常であれば制御信号をモータ駆動手段へ送る。操
舵方向は二系統の信号を並列にすることで安全性を高め
ている。異常な制御系統の信号は抑制され、操舵は中立
位置に戻される。即ち電源部も独立にした二系統の制御
システムでそれぞれ相手の電源を監視しつつ制御するこ
とで電源系統の異常に対するフェイルセーフが確立でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両等において前輪操舵
に伴って後輪操舵も制御するいわゆる４ＷＳ（四輪操
舵）システムの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の走行性能を向上させる
ために電動モータ等で後輪を操舵するようなシステムが
特開昭61-146681 号公報などで提案されている。この方
式では、例えばシステム異常により後輪が勝手に操舵さ
れてしまう現象を防ぐために、後輪操舵のモータ駆動系
において十分な信頼性を確立するよう提案されており、
特開平2-249762号公報では、そのためのフェイルセーフ
として、モータ制御のＣＰＵ（演算ユニット）を２個使
用するダブルＣＰＵ方式が示されている。これは片方の
ＣＰＵ制御系統が何らかの異常を起こしても残りのＣＰ
Ｕ制御系で正しく制御できるので安全性が高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案のダ
ブルＣＰＵ方式では、その二系統の制御システムを駆動
するための電源が一つであるため、電源系統で異常また
は故障が生じると、両制御系統ともダウンしてしまい、
走行中に異常な操舵位置で止まってしまって車両走行が
不安定になる恐れがある、という問題がある。それを回
避するために機械的なバネ等で後輪を中立位置に戻す機
構を付加することも考えられるが、その方法では大掛か
りな複雑な装置となってしまう問題がある。従って本発
明の目的は、制御系統を大掛かりに変更せずにより確実
な制御を保証することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の構成は、操舵ハンドルの操舵に応じて後輪操
舵の駆動方向および駆動トルクを決定して後輪操舵駆動
部を制御する制御装置が主系統、副系統独立に設置され
ている後輪操舵装置の制御システムにおいて、前記主系
統に設置されたメイン電源と前記副系統に設置されたサ
ブ電源とで、それぞれ独立した電源部からなる電力供給
手段と、前記主系統の主演算部と前記副系統の副演算部
がお互い他の系統の電源部を監視する電源監視手段と、
前記電源監視手段によって、いずれか一方の前記電源部
が異常の際には、後輪操舵を中立位置に戻す制御とする
フェイルセーフ手段と、前記主演算部および前記副演算
部それぞれが独自に演算して制御指示を出力する制御指
示手段と、二つの前記制御指示を比較する制御比較手段
と、前記制御比較手段で決定された最終指示を受けて後
輪操舵を行う後輪操舵駆動手段とを有することを特徴と
する。

【０００５】

【作用】制御系がその電源部から二系統独立して設置さ
れ、後輪操舵のための演算を行い、制御信号を出す。制
御はこの二つの指示値を基に行われる。またお互いの電
源部を監視して、異常があれば制御信号の比較部に伝え
て正常な系統の制御信号のみを採用し、通常の制御を中
断して後輪を無操舵状態の中立位置に戻すフェイルセー
フ制御を行う。ＣＰＵ関係の異常に対しては従来通りの
フェイルセーフが適用される。

【０００６】

【発明の効果】この発明の効果として、二系統電源によ
る二系統制御の電源相互監視により、単一電源の二系統
制御に比べて、電源系統からの異常に対しても後輪操舵
制御が異常になることがなく、より安全を保証できる。
元のバッテリが異常という場合には車両全体も異常であ
り、操舵装置の異常まで判定に至ることはない。従って
駆動電源ラインの異常から制御装置側に対するフェイル
セーフであれば充分確実な制御が保証できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、図２に模式的に示す車両の後輪操舵機
構にあるモータ１８が前輪操舵に合わせてＥＣＵ（電子
回路制御装置）２０からの指示で制御される後輪操舵装
置の制御系をブロック図で示したものである。車両のバ
ッテリー１０から二つのラインでメイン電源１１、サブ
電源１５へつながれ、メイン電源１１からメインＣＰＵ
（主演算部）１２、比較部１３、モータ駆動手段１４に
電力が供給され、一方、サブ電源部１５からはサブＣＰ
Ｕ（副演算部）１６、同じく前記比較部１３、モータ駆
動手段１４に電力が供給される。両ＣＰＵにはセンサー
部１７の各種センサーからの信号が同様に入力される。
また、各ＣＰＵはお互いの制御系統の電源部１１、１５
の状態を監視し合い、電源部の異常を検出するよう接続
されている。比較部は両ＣＰＵからの各種制御信号を受
け、それらを基にモータ駆動手段１４へ信号を送る。モ
ータ駆動手段１４は制御信号を基に後輪操舵のモータ１
８をメイン電源１１またはサブ電源１５の電力により駆
動して後輪操舵を行う。後輪操舵に用いられるセンサー
としては、図２に示すステアリングセンサー２１、車速
センサー２２、モータ位置センサー２３の他に、目的に
よっては制御を向上するために図示しない車輪速センサ
ー、ヨーレートセンサー、横Ｇセンサー等が接続され
る。

【０００８】二つのＣＰＵ１２、１６は、互いに相手の
ＣＰＵの電源部のチェックを行って判定フラグを出し、
また後輪操舵に必要な各センサーの信号を入力して演算
を行い、後輪の操舵信号を出力する。操舵信号を受けた
比較部では、判定フラグを基に正常か否かを判定を踏ま
え、その結果を基に、正常であれば制御信号をモータ駆
動手段へ送る。

【０００９】両演算部における後輪操舵制御に関するこ
の処理のフローチャートを図３に示す。両ＣＰＵのルー
チンとも同じ流れで、監視対象の電源部が相手の電源部
になって異なっているのみである。このルーチン一回が
一回の後輪操舵制御を意味し、操舵制御は通常連続的に
行われるので、このルーチンを例えば５msec毎に行うよ
うに全体のプログラムを組む。内容は同一なので代表と
してメインＣＰＵ１２のルーチンで説明する。

【００１０】図３のメインＣＰＵ側のフローチャート
で、ステップ２００はメインＣＰＵ１２がまずサブ電源
の電圧をA/D 変換を通して取り込む。次にステップ２０
２で各センサーの信号をやはりA/D 変換を通して取り込
む。次にステップ２０４でサブ電源の異常の有無を判定
し、正常であればステップ２０６で各信号値を基に後輪
操舵角度θr を計算し、ステップ２１２のモータ制御が
実行される。ステップ２０４の判定で、異常があればス
テップ２０８でサブ電圧異常フラグを出力し、ステップ
２１０でθr を減じてこのループを通過するごとにθr
が０になるまで減算され、そしてステップ２１２でモー
タ制御を実行する。サブＣＰＵ側ではステップ１０４が
相手のメイン電源の異常を判定する。これらのルーチン
が繰り返されて後輪操舵の制御が実行される。

【００１１】そしてこのように判定された結果、出力は
比較部でメイン、サブの信号を電源部チェックの結果に
照らし合わせてモータ駆動手段へ出力する。この比較部
の動作を図４で説明する。両ＣＰＵから出力される制御
信号は方向信号と電力制御信号としてのデューティ信号
の二つがある。これらの方向信号はそれぞれお互いの制
御装置から出されるフェイル信号とともにＯＲ回路４
３、４４に接続される。このＯＲ回路４３、４４の結果
がＡＮＤ回路４５で両者一致した場合のみモータ駆動手
段へ出力される。つまり方向信号は二系統の信号を並列
にすることで安全性を高めている。また二つの電力制御
信号はそれぞれ自身のＣＰＵから出されるフェイル信号
と共にＡＮＤ回路４０、４１に入力され、いずれかの電
源が異常の場合は、これらのＡＮＤ回路の出力のうち正
常なシステムの電力制御信号がＯＲ回路４２で選択され
て、モータ駆動手段１４の一部である相切り換えロジッ
ク５０に出力される。また正常時では両フェイル信号が
Ｌｏであるので、ＮＯＲ回路４６に接続された両フェイ
ル信号はＮＯＲ回路４６でＨｉとなり、ＡＮＤ回路４７
でメイン側の電力制御信号が相切り換えロジック５０に
出力される。

【００１２】例えば仮にサブ電源１５系統に異常があっ
たとすると、メインＣＰＵ１２は異常を検知してＶs フ
ェイル信号をＨｉにする。すると方向信号を受けるＯＲ
回路４３はサブＣＰＵ１６からの方向信号を強制的にＨ
ｉにする。そのためＡＮＤ回路４５でメインＣＰＵ１２
の方向信号のみをモータ駆動手段に出力する。なおこの
異常時の方向信号は図３のフローチャートで説明したよ
うに、操舵を中立位置へ戻すルーチンとなっている。ま
た逆にメイン電源１１が異常になった場合でも、同様な
ロジックによって異常な制御系統の信号は抑制され、操
舵は中立位置に戻される。

【００１３】以上のように二系統の制御システムで、電
源部も独立にして二系統にし、それぞれの演算部（ＣＰ
Ｕ）が相手の電源を監視しつつ制御することで電源系統
の異常に対するフェイルセーフが確立でき、単一系統で
の電源部に異常が発生した場合の後輪が中立でない位置
で固定されてしまう問題が回避される。そのため後輪操
舵機構部に変更を加えることなく安全性を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】後輪操舵装置制御系のブロック図。

【図２】後輪操舵装置の模式的なシステム構成図。

【図３】各系統の制御フローチャート図。

【図４】制御装置の比較部の詳しい構成図。

【符号の説明】

１１ メイン電源（電力供給手段） １２ メインＣＰＵ（主演算部、制御指示手段） １３ 比較部（制御比較手段） １４ モータ駆動手段（後輪操舵駆動部、後輪操舵駆動
手段） １５ サブ電源（電力供給手段） １６ サブＣＰＵ（副演算部、制御指示手段） １７ センサー部 １８ モータ（後輪操舵駆動手段） ２０ ＥＣＵ（電子回路制御装置、メイン・サブの制御
系統） ２１ ステアリングセンサー ２２ 車速センサー ２３ モータ位置センサー ４０、４１、４５、４７ ＡＮＤ回路（制御比較手段） ４３、４４、４２ ＯＲ回路（制御比較手段） ４６ ＮＯＲ回路（制御比較手段） ５０ 相切り換えロジック（モータ駆動手段） ステップ１０４、２０４……電源監視手段 ステップ１１０、２１０……フェイルセーフ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 嘉彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵ハンドルの操舵に応じて後輪操舵の駆
   動方向および駆動トルクを決定して後輪操舵駆動部を制
   御する制御装置が主系統、副系統独立に設置されている
   後輪操舵装置の制御システムにおいて、 前記主系統に設置されたメイン電源と前記副系統に設置
   されたサブ電源とで、それぞれ独立した電源部からなる
   電力供給手段と、 前記主系統の主演算部と前記副系統の副演算部がお互い
   他の系統の電源部を監視する電源監視手段と、 前記電源監視手段によって、いずれか一方の前記電源部
   が異常の際には、後輪操舵を中立位置に戻す制御とする
   フェイルセーフ手段と、 前記主演算部および前記副演算部それぞれが独自に演算
   して制御指示を出力する制御指示手段と、 二つの前記制御指示を比較する制御比較手段と、 前記制御比較手段で決定された最終指示を受けて後輪操
   舵を行う後輪操舵駆動手段とを有することを特徴とする
   後輪操舵装置の制御システム。