JP5202509B2 - Rear wheel toe angle controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動アクチュエータ制御装置を備えた車両の後輪トー角制御装置に係り、電動アクチュエータの作動量検出手段に故障が疑われる異常状態が発生した際の制御技術に関する。 The present invention relates to a vehicle rear wheel toe angle control device including an electric actuator control device, and relates to a control technique when an abnormal state in which a malfunction is suspected in an operation amount detection means of an electric actuator occurs.
近年、車両の回頭性や操縦安定性を向上させるために、後輪のトー角を可変制御する後輪トー角可変装置を備えた4輪操舵車両が開発されている。後輪トー角可変装置としては、左右の後輪を支持するサスペンション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電動アクチュエータがそれぞれ設けられ、これら電動アクチュエータを駆動することによって左右両後輪のトー角を個別に可変制御できるように構成したものが知られている(例えば、特許文献1)。この種の電動アクチュエータを用いて後輪のトー角を制御するにあたっては、電動アクチュエータの出力軸の作動量を作動量検出手段により検出し、この作動量検出手段の出力に基づいて電動アクチュエータを制御するのが一般的である。 In recent years, in order to improve turning performance and steering stability of a vehicle, a four-wheel steering vehicle having a rear wheel toe angle varying device that variably controls a toe angle of a rear wheel has been developed. As the rear wheel toe angle varying device, an electric actuator is provided at a connecting portion of the suspension supporting the left and right rear wheels with the lateral link or the trailing link of the vehicle body, and both the left and right rear wheels are driven by driving these electric actuators. There is known a configuration in which the toe angle can be individually variably controlled (for example, Patent Document 1). When this type of electric actuator is used to control the toe angle of the rear wheel, the operation amount of the output shaft of the electric actuator is detected by the operation amount detection means, and the electric actuator is controlled based on the output of this operation amount detection means. It is common to do.
このような制御を行う場合、作動量検出手段に故障が発生すると、車両の通常走行に少なからず影響を生じることから、故障を正確に且つ迅速に検知する必要がある。そこで、本出願人は、車両の走行状態に応じて求められた制御指示値及び作動量検出手段による実測値に基づいてアクチュエータを制御する後輪トー角制御装置において、作動量検出手段による実測値と制御指示値との比較により故障が疑われる異常状態が、車両の旋回時の横力によるアクチュエータに対する負荷状態に応じて設定された判定時間にわたって継続した場合に作動量検出手段の故障と判定する発明を提案している(特許文献2参照)。 When such a control is performed, if a failure occurs in the operation amount detection means, the normal travel of the vehicle is affected, so it is necessary to detect the failure accurately and quickly. In view of this, the applicant of the present invention, in the rear wheel toe angle control device that controls the actuator based on the control instruction value obtained according to the running state of the vehicle and the actual measurement value by the operation amount detection means, When the abnormal state suspected of failure by comparing the control value with the control instruction value continues for a determination time set in accordance with the load state on the actuator due to the lateral force when the vehicle turns, it is determined that the operation amount detecting means is defective. An invention has been proposed (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2の発明では、所定の時間を要する作動量検出手段の故障が判定された後にアクチュエータを停止させるため、判定期間中にも後輪トー角を変化させることになって走行フィールを悪化させることがある。特に、旋回外側の後輪は大きな横力を発生させるため、旋回走行中に外輪側の作動量検出手段が故障すると、判定期間中のトー角変化が走行フィールに与える影響は大きい。 However, in the invention of Patent Document 2, the actuator is stopped after the failure of the operation amount detecting means that requires a predetermined time is determined, so that the rear wheel toe angle is changed even during the determination period, and the traveling feel is reduced. May be exacerbated. In particular, since the rear wheels on the outside of the turn generate a large lateral force, if the operation amount detecting means on the outer wheel side breaks during turning, the toe angle change during the determination period has a great influence on the running feel.
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、作動量検出手段が故障した際に故障判定期間中に車両の走行フィールが悪化することを抑制できる後輪トー角制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and provides a rear wheel toe angle control device capable of suppressing the deterioration of the running feeling of the vehicle during the failure determination period when the operation amount detection means fails. With the goal.
上記課題を解決するために、第1の発明は、車両(V)の左右の後輪(5)のトー角を個別に変化させるべく左右一対に設けられた電動アクチュエータ(11)と、電動アクチュエータ(11)の作動量(ストローク量)を検出する左右一対の作動量検出手段(ストロークセンサ17)とを有し、設定した制御指示値および作動量検出手段による実測値に基づいて電動アクチュエータを制御する電動アクチュエータ制御装置(ECU12)を備えた後輪トー角制御装置(10)であって、前記電動アクチュエータ制御装置は、作動量検出手段による実測値と制御指示値との差が所定の閾値(S)以上あり、且つ作動量検出手段による実測値が変化しない場合に故障が疑われる異常状態と判定し、異常状態が第1判定時間(T1)にわたって継続した場合に作動量検出手段の故障と判定するものであり、異常状態が判定された場合、作動量検出手段の故障が判定される前に電動アクチュエータの作動を停止させるようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the first invention provides a pair of left and right electric actuators (11) for individually changing the toe angles of the left and right rear wheels (5) of the vehicle (V), and an electric actuator. A pair of left and right operation amount detection means (stroke sensor 17) for detecting the operation amount (stroke amount) of (11), and controls the electric actuator based on the set control instruction value and the actual measurement value by the operation amount detection means; A rear wheel toe angle control device (10) provided with an electric actuator control device (ECU12), wherein the electric actuator control device is configured such that a difference between an actual measurement value and a control instruction value by an operation amount detection means is a predetermined threshold value S) If the measured value by the operation amount detection means does not change, it is determined as an abnormal state in which a failure is suspected, and the abnormal state continues for the first determination time (T1). In this case, the operation of the electric actuator is determined to be a failure, and when the abnormal state is determined, the operation of the electric actuator is stopped before the failure of the operation amount detection unit is determined. To do.
この発明によれば、作動量検出手段が故障と判定される前に電動アクチュエータの作動を停止させることにより、従来よりも早期に電動アクチュエータの作動を停止させることができる。したがって、作動量検出手段が故障した際に、故障判定期間中の電動アクチュエータの作動による影響を抑制することができ、後輪トー角の変化によって車両の走行フィールが悪化することを防止できる。 According to the present invention, the operation of the electric actuator can be stopped earlier than before by stopping the operation of the electric actuator before the operation amount detection means is determined to be a failure. Therefore, when the operation amount detection means fails, it is possible to suppress the influence of the operation of the electric actuator during the failure determination period, and it is possible to prevent the traveling feeling of the vehicle from being deteriorated due to the change in the rear wheel toe angle .
また、第2の発明は、第1の発明に係る後輪トー角制御装置において、前記一対の作動量検出手段の一方が前記異常状態と判定された場合、前記車両が他方側に旋回走行中の場合に限り、前記電動アクチュエータ制御装置は、前記作動量検出手段の故障が判定される前に前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the rear wheel toe angle control device according to the first aspect of the present invention, when one of the pair of operation amount detecting means is determined to be in the abnormal state, the vehicle is turning on the other side. Only in this case, the electric actuator control device stops the operation of the electric actuator before it is determined that the operation amount detection unit is out of order.
この発明によれば、走行フィールに大きな影響を与える大きな横力を発生させ且つ実測値と制御指示値との間に偏差が出やすい旋回外側の後輪で、作動量検出手段の異常状態が判定された場合に、故障判定期間中の電動アクチュエータの作動によって走行フィールが悪化することを防止できる。 According to the present invention, the abnormal state of the operation amount detecting means is determined at the rear wheel outside the turn that generates a large lateral force that has a large influence on the running feeling and is likely to have a deviation between the actually measured value and the control instruction value. In this case, it is possible to prevent the travel feeling from being deteriorated by the operation of the electric actuator during the failure determination period.
また、第3の発明は、第1または第2の発明に係る後輪トー角制御装置において、異常状態が第1判定時間よりも短い第2判定時間(T2)にわたって継続した場合に、前記電動アクチュエータ制御装置が電動アクチュエータの作動を停止するようにしたことを特徴とする。 Further, when the third invention, which was continued in rear wheel toe angle control system according to the first or second invention, for a second determination time shorter abnormal state than the first determination time (T2), the electric The actuator control device stops the operation of the electric actuator.
作動量検出手段の故障が疑われる場合であっても、外力によって電動アクチュエータが作動し難い場合があり、このような場合にまで作動量検出手段の故障と判定することは望ましくない。そこで、この発明によれば、第2判定時間を設け、電動アクチュエータが外力によって作動できない状態が継続し得ると想定される間は電動アクチュエータの作動を継続させることで、作動量検出手段が故障していないにも拘わらず電動アクチュエータの作動を停止させることを回避できる。 Even when a failure of the operation amount detection means is suspected, the electric actuator may be difficult to operate due to an external force, and it is not desirable to determine that the operation amount detection means has failed until such a case. Therefore, according to the present invention, the second determination time is provided, and while it is assumed that the state in which the electric actuator cannot be operated by an external force can be continued, the operation of the electric actuator is continued, so that the operation amount detection unit fails. Although it is not, it is possible to avoid stopping the operation of the electric actuator.
また、第4の発明は、第1〜第3のいずれかの発明に係る後輪トー角制御装置において、異常状態が第1判定時間にわたって継続しない場合、前記電動アクチュエータ制御装置が電動アクチュエータ(11)の作動を再開させるようにしたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the rear wheel toe angle control device according to any one of the first to third aspects of the invention, when the abnormal state does not continue for the first determination time, the electric actuator control device controls the electric actuator (11 ) Is restarted.
この発明によれば、作動量検出手段の故障が判定されなかった場合には一旦作動停止させた電動アクチュエータを再度作動させ、その作動量を早期に制御指示値に近づけることができ、車両の走行フィールの低下を抑制できる。 According to the invention, it is operated again the electric actuator is operated temporarily stopped if the failure of the operation quantity detection means is not determined, can be brought close to the early control instruction value the operation amount, the running of the vehicle Ru can suppress a decrease in feel.
また、第5の発明は、第1〜第4のいずれかの発明に係る後輪トー角制御装置において、前記電動アクチュエータ制御装置が電源回路を短絡させることにより電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする。 Further, the fifth invention, in the rear wheel toe angle control system according to the first to fourth invention of any one of, that causes stopping the operation of the electric actuator by the electric actuator control device to short-circuit the power supply circuit Features.
この発明によれば、電動アクチュエータを回生制動状態にして制動力を発生させ、慣性力や外力によって作動状態が継続する電動アクチュエータを早期に停止状態にすることができる。 According to the present invention, the electric actuator can be brought into a regenerative braking state to generate a braking force, and the electric actuator whose operating state can be continued by an inertial force or an external force can be quickly brought into a stopped state.
本発明によれば、作動量検出手段が故障した際に故障判定期間中に車両の走行フィールが悪化することを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the driving | running | working feeling of a vehicle deteriorates during a failure determination period when the operation amount detection means fails.
以下、本発明にかかる電動アクチュエータ制御装置を適用した後輪トー角制御装置10の一実施形態について図面を参照して説明する。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。
Hereinafter, an embodiment of a rear wheel toe angle control device 10 to which an electric actuator control device according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the description, for the wheels and members arranged for them, that is, tires, electric actuators, etc., subscripts L or R indicating left and right are attached to the numerals, respectively, for example,
図1に示すように、本発明による後輪トー角制御装置10を備えた車両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とを備えた4輪自動車であり、前輪3L・3R及び後輪5L・5Rが、左右のフロントサスペンション6L・6R及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。
As shown in FIG. 1, a vehicle V including a rear wheel toe angle control device 10 according to the present invention includes
この車両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左右一対の後輪トー角制御装置10L・10Rとが備わっている。
This vehicle V is provided for a front wheel steering device 9 that directly steers left and right
また、この車両Vには、電動アクチュエータ11を駆動制御して後輪5のトー角を制御するECU(Electronic Control Unit)12と、車速センサ13、操舵角センサ14、ヨーレイトセンサ15、及び横加速度センサ16と、その他の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。
The vehicle V also includes an ECU (Electronic Control Unit) 12 that controls the electric actuator 11 to control the toe angle of the rear wheel 5, a
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13〜16等や、電動アクチュエータ11L・11Rと接続されている。ECU12は、各センサ13〜16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5L・5Rのトー角制御を行う。
The
電動アクチュエータ11L・11Rは、出力ロッドが軸方向に直線的に進退動作する直動型のアクチュエータであり、この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作し、後輪5L・5Rのトー角を変化させる。
The
このように構成された車両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、車両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5L・5Rをトーアウトに、制動時に後輪5L・5Rをトーインに変化させ、高速旋回走行時に後輪5L・5Rを前輪舵角と同相に、低速旋回走行時に後輪5L・5R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。
According to the vehicle V configured in this way, the left and right
図2、図3に示すように、リヤサスペンション7Lは、ダブルウィッシュボーン型のものであり、後輪5L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及びロアアーム23と、後輪5L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11Lと、後輪5L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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
アッパアーム22及びロアアーム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の上部及び下部に連結されている。電動アクチュエータ11L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。
The
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。
By adopting such a configuration, when the
図4に示すように、電動アクチュエータ11L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、及び複数のボルト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の内部には駆動源となる電動モータ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。電動モータ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。
As shown in FIG. 4, the
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17L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。
The
次に、図5を参照してECU12について説明する。ECU12は、マイクロコンピュータ82と、左右のモータ駆動部86L・86Rとを有している。マイクロコンピュータ82は、制御目標値演算部83と、駆動信号生成部84と、故障検知部85とを有している。
Next, the
制御目標値演算部83は、車速センサ13、操舵角センサ14、ヨーレイトセンサ15、及び横加速度センサ16からの入力信号に基づいて後輪トー角制御目標値を算出する。駆動信号生成部84は、制御目標値演算部83から入力される後輪トー角制御目標値を電動アクチュエータ11L・11Rのストローク量に換算し、この制御目標ストローク量(制御指示値)と、ストロークセンサ17L・17Rからの入力信号が示す実ストローク量(実測値)と比較して、両者が近づくように電動アクチュエータ11L・11Rを駆動する駆動信号を生成する。故障検知部85は、後に説明する故障検知の手順に従ってストロークセンサ17L・17Rの固着故障を検知する。
The control target
左右のモータ駆動部86L・86Rは、それぞれゲート駆動回路および複数のトランジスタを備えたブリッジ回路を有し、駆動信号生成部84によって生成された駆動信号に基づいて、各電動アクチュエータ11L、11Rへの駆動電流の制御を行うとともに、故障検知部85によって故障が疑われる異常状態或いは故障が検知され、後述するモータブレーキ指示信号を受け取った場合に、電動アクチュエータ11の端子間を短絡させることにより、電動モータ41を回生制動状態にして制動力を働かせつつその作動を停止させる。なお、端子間の短絡は、ゲート駆動回路によってトランジスタのゲート端子をオン・オフ制御することにより行われる。
The left and right
以下に、故障検知部85の処理内容について説明する。図6・図7は、図5に示した故障検知部85での故障検知の要領を説明するグラフである。故障検知部85では、ストロークセンサ17L・17Rが故障の疑われる異常状態にあるか否かを判断し、この異常状態が発生すると、経過時間のカウントを開始し、異常状態が所定の第1判定時間T1が経過するまで継続した場合に、ストロークセンサ17L・17Rの固着故障と判定する。
Below, the processing content of the
また、故障が疑われる異常状態にあるストロークセンサ17が旋回外輪側である場合(図6)、この異常状態が第1判定時間T1よりも短い第2判定時間T2が経過するまで継続した場合には、電動アクチュエータ11の端子間を短絡させて電動モータ41に制動力を働かせつつ作動を停止させるべく、モータブレーキ指示信号を送出する。一方、故障が疑われる異常状態にあるストロークセンサ17が旋回内輪側である場合(図7)、ストロークセンサ17L・17Rの固着故障と判定すると同時にモータブレーキ指示信号を送出する。
In addition, when the stroke sensor 17 in an abnormal state suspected of malfunctioning is on the turning outer wheel side (FIG. 6), when this abnormal state continues until a second determination time T2 shorter than the first determination time T1 elapses. Sends a motor brake instruction signal to stop the operation while applying a braking force to the electric motor 41 by short-circuiting the terminals of the electric actuator 11. On the other hand, when the stroke sensor 17 in an abnormal state suspected of failure is on the turning inner wheel side (FIG. 7), the motor brake instruction signal is transmitted simultaneously with the determination that the
ここで、故障が疑われる異常状態にあるか否かの判断は、ストロークセンサ17L・17Rによる実測値と制御指示値との比較により行われる。具体的には、ストロークセンサ17L・17Rによる実測値が変化せず、且つその実測値と制御指示値との間に所定の閾値S以上の偏差が生じた場合に、故障が疑われる異常状態にあるものと判断される。
Here, the determination of whether or not there is an abnormal state in which a failure is suspected is made by comparing the actual measurement values by the
電動アクチュエータ11L・11Rでは、ECU12での制御指示値、すなわち目標トー角に対応する制御目標ストローク量に基づく駆動信号で伸び方向あるいは縮み方向に動作するが、このとき、電動アクチュエータ11L・11Rのストローク位置が制御指示値に向けて変化する際の変化量が、ストロークセンサ17L・17Rによる実測値として現れるまでに要する時間が、電動アクチュエータ11L・11Rに作用する外力による負荷状態に応じて変化する。
The
すなわち、外力の向きが電動アクチュエータ11L・11Rの動作を抑制する向きであれば、電動アクチュエータ11L・11Rが動作し難いことから、実測値と制御指示値との間に偏差がすぐに現れ、逆に外力の向きが電動アクチュエータ11L・11Rの動作を助長する向きであれば、電動アクチュエータ11L・11Rが動作し易いことから、実測値と制御指示値との間に偏差が現れ難い。
That is, if the direction of the external force is a direction that suppresses the operation of the
一方、車両Vが旋回走行中には、車体1がロールすることにより、旋回外側の後輪5は旋回内輪側の後輪5よりも大きな横力を発生させる。図8は、後輪5の横力および電動アクチュエータ11L・11Rに作用する外力の状態を説明する模式図であり、(A)に車両Vを真上から見た図を、(B)に車両Vを真後ろから見た図を、(C)に後輪5L・5Rを真上から見た図をそれぞれ示している。なお、ここでは、右旋回の例を示すが、左旋回ではこれと左右対称に現れる。
On the other hand, when the vehicle V is turning, the
つまり、図8(A)に示すように、車両Vが旋回すると、図8(B)に示すように、遠心力で車体1が旋回外側に傾斜するロールが発生する。このとき、旋回外側の後輪5Lに作用する荷重Woが旋回内輪側の後輪5Rの荷重Wiより大きくなり、さらに路面とタイヤの摩擦により旋回外側の後輪5Lに作用する横力Foが旋回内輪側の後輪5Rの横力Fiよりも大きくなる。
That is, as shown in FIG. 8A, when the vehicle V turns, as shown in FIG. 8B, a roll is generated in which the
この横力Fo・Fiは、図8(C)に示すように、電動アクチュエータ11L・11Rに軸力FAを生じさせる。この軸力FAは、旋回外側で大きく、旋回外側の電動アクチュエータ11Lでは縮み方向に作用し、旋回内側の電動アクチュエータ11Rでは伸び方向に作用する。そのため、旋回外側では伸び側で伸び難く、縮み側で縮みやすいといった現象が顕著に現れ、電動アクチュエータ11Lは軸力FAによって動作に大きな影響を受ける。一方、旋回内側では軸力FAが小さいことから、電動アクチュエータ11Rが軸力FAによって動作に受ける影響は小さい。
As shown in FIG. 8C, the lateral force Fo · Fi generates an axial force FA in the
ここで、リヤサスペンション7L・7Rのボールジョイント27・28を結ぶキングピン軸K(図3参照)に対して、横力Fo・Fiが作用するタイヤ4L・4Rの接地部と電動アクチュエータ11L・11Rとが同じ側にあるため、タイヤ4L・4Rに作用する横力Fo・Fiが電動アクチュエータ11L・11Rに縮み方向の軸力FAを生じさせる。
Here, with respect to the kingpin axis K (see FIG. 3) connecting the ball joints 27 and 28 of the
このように、旋回外輪側の電動アクチュエータ11Lでは、リヤサスペンション7の諸元に応じ、伸び動作または縮み動作が大きな軸力FAによって抑制されるため、ストロークセンサ17Lによる実測値が変化し難く、実測値と制御指示値との間に偏差が出やすくなることがある。このような状態にあるために、ストロークセンサ17Lが正常であるにも拘わらず、ストロークセンサ17Lによる実測値と制御指示値との間に偏差が生じやすくなっている場合にまで、固着故障と判定した後にモータブレーキ指示信号を送出すると、大きな横力Foを発生する旋回外側の後輪5Lによって車両Vの走行フィールが悪化する。
As described above, in the
そこで、故障が疑われる異常状態にあるストロークセンサ17が旋回外輪側である場合には、異常状態が第2判定時間T2にわたって継続した時点で、モータブレーキ指示信号を送出して電動アクチュエータ11の端子間を短絡させる。これにより、走行フィールの悪化が予想される旋回外輪側において故障判定を行っている場合、故障判定期間中の電動アクチュエータ11の作動によって走行フィールが悪化することが回避される。また、端子間を短絡させて電動アクチュエータ11の作動を停止させることにより、横力Foが作動方向の軸力を生じさせていることにより、通電停止後にも慣性力によって作動状態を維持し易い電動アクチュエータ11を早期に停止状態にすることができる。 Therefore, when the stroke sensor 17 in an abnormal state suspected of malfunctioning is on the turning outer wheel side, when the abnormal state continues for the second determination time T2, a motor brake instruction signal is sent to the terminal of the electric actuator 11 Short-circuit between them. Thereby, when the failure determination is performed on the side of the turning outer wheel where deterioration of the traveling feeling is expected, the deterioration of the traveling feeling due to the operation of the electric actuator 11 during the failure determination period is avoided. Further, by short-circuiting the terminals to stop the operation of the electric actuator 11, the lateral force Fo generates an axial force in the operation direction, so that the operation state is easily maintained by the inertial force even after the energization is stopped. The actuator 11 can be brought into a stop state at an early stage.
次に、図9を参照して、図5に示した故障検知部85での故障検知の手順について説明する。
Next, with reference to FIG. 9, the procedure of the failure detection in the
故障検知部85はまず、監視するストロークセンサ17Rによる実測値が一定であるか否か、および実測値と制御指示値との偏差(絶対値)が閾値S以上となるか否かに基づいて、右側ストロークセンサ17Rが故障の疑われる異常状態にあるか否かを判定する(ステップST1)。ステップST1で右側ストロークセンサ17Rが故障の疑われる異常状態にあると判定された場合(Yes)、車速や操舵角、横加速度などに基づいて、車両Vが左旋回走行中であるか否かを判定する(ステップST2)。
The
ステップST2で車両Vが左旋回走行中であると判定された場合(Yes)、異常状態にある右側ストロークセンサ17Rが旋回外輪側であるため、異常状態が第2判定時間T2にわたって継続するか否かを判定する(ステップST3)。ステップST3で異常状態が第2判定時間T2にわたって継続しないと判定された場合(No)、このまま本処理を終了する。一方、ステップST3で異常状態が第2判定時間T2にわたって継続したと判定された場合(Yes)、右側モータ駆動部86Rに対してモータブレーキ指示信号を送出して右側電動アクチュエータ11Rを作動停止する(ステップST4)。
If it is determined in step ST2 that the vehicle V is turning left (Yes), whether or not the abnormal state continues for the second determination time T2 because the
その後、異常状態が第1判定時間T1にわたって継続するか否かを判定する(ステップST5)。なお、ステップST2で車両Vが左旋回走行中でないと判定された場合(No)には、故障判定期間中に右側電動アクチュエータ11Rの作動が車両フィールに与える影響はそれほど大きくないため、ステップST3,ST4の処理を行わずにステップST5の処理に進む。
Thereafter, it is determined whether or not the abnormal state continues for the first determination time T1 (step ST5). If it is determined in step ST2 that the vehicle V is not traveling left turn (No), the effect of the operation of the right
ステップST5で異常状態が第1判定時間T1にわたって継続したと判定された場合(Yes)、右側ストロークセンサ17Rを固着故障と判定して(ステップST6)本処理を終了する。一方、ステップST5で異常状態が第1判定時間T1にわたって継続しないと判定された場合(No)、右側電動アクチュエータ11Rの作動を再開すべく、右側モータ駆動部86Rに対してモータブレーキ解除信号を送出し(ステップST7)、本処理を終了する。
If it is determined in step ST5 that the abnormal state has continued for the first determination time T1 (Yes), the
ステップST1に戻って説明すると、右側ストロークセンサ17Rが故障の疑われる異常状態にないと判定された場合(No)、監視するストロークセンサ17Lによる実測値が一定であるか否か、および実測値と制御指示値との偏差(絶対値)が閾値S以上となるか否かに基づいて、左側ストロークセンサ17Lが故障の疑われる異常状態にあるか否かを判定する(ステップST8)。ステップST8で左側ストロークセンサ17Lが故障の疑われる異常状態にないと判定された場合(No)、そのまま本処理を終了する。一方、ステップST8で左側ストロークセンサ17Lが故障の疑われる異常状態にあると判定された場合(Yes)、左側ストロークセンサ17Lについても、右側ストロークセンサ17Rについて行った処理(ステップST2〜ステップST7)と同様の処理を行う。
Returning to step ST1, when it is determined that the
すなわち、車速や操舵角、横加速度などに基づいて、車両Vが右旋回走行中であるか否かを先ず判定する(ステップST9)。ステップST9で車両Vが右旋回走行中であると判定された場合(Yes)、異常状態にある左側ストロークセンサ17Lが旋回外輪側であるため、異常状態が第2判定時間T2にわたって継続するか否かを判定する(ステップST10)。ステップST10で異常状態が第2判定時間T2にわたって継続しないと判定された場合(No)、このまま本処理を終了する。一方、ステップST10で異常状態が第2判定時間T2にわたって継続したと判定された場合(Yes)、左側モータ駆動部86Lに対してモータブレーキ指示信号を送出して左側電動アクチュエータ11Lを作動停止する(ステップST11)。
That is, based on the vehicle speed, steering angle, lateral acceleration, and the like, it is first determined whether or not the vehicle V is turning right (step ST9). If it is determined in step ST9 that the vehicle V is traveling right turn (Yes), the abnormal state continues for the second determination time T2 because the
その後、異常状態が第1判定時間T1にわたって継続するか否かを判定する(ステップST12)。なお、ステップST9で車両Vが右旋回走行中でないと判定された場合(No)には、故障判定期間中に左側電動アクチュエータ11Lの作動が車両フィールに与える影響はそれほど大きくないため、ステップST10,ST11の処理を行わずにステップST12の処理に進む。
Thereafter, it is determined whether or not the abnormal state continues for the first determination time T1 (step ST12). If it is determined in step ST9 that the vehicle V is not turning right (No), the effect of the operation of the left
ステップST12で異常状態が第1判定時間T1にわたって継続したと判定された場合(Yes)、左側ストロークセンサ17Lを固着故障と判定して(ステップST13)本処理を終了する。一方、ステップST11で異常状態が第1判定時間T1にわたって継続しないと判定された場合(No)、左側電動アクチュエータ11Lの作動を再開すべく、左側モータ駆動部86Lに対してモータブレーキ解除信号を送出し、このまま本処理を終了する。
When it is determined in step ST12 that the abnormal state has continued for the first determination time T1 (Yes), the
このように故障判定がECU12によって行われた車両Vでは、次のような作用効果を得ることができる。図10および図11は、旋回走行中に電動アクチュエータ11を駆動して後輪5のトー角を変化させている際に外輪側のストロークセンサ17が異常状態に陥った場合の、電動アクチュエータ11のストローク量の変化を示すグラフである。図中、実線は本発明によるストローク量を示し、破線は従来技術によるストローク量を示している。
As described above, in the vehicle V in which the failure determination is performed by the
まず、従来技術による故障判定を行った場合の電動アクチュエータ11のストローク変化について説明する。ストロークセンサ17が固着すると、ストロークセンサ17L・17Rによる実測値と制御指示値との偏差が大きくなって閾値Sを超える。この時点で、故障が疑われる異常状態にあるものと判断されて故障判定のためのカウントが開始される。一方、電動アクチュエータ11は、実測値と制御指示値との偏差に基づいて駆動が継続される。そして、異常状態の経過時間が第1判定時間T1に達すると、ストロークセンサ17の故障と判定され、同時にECU12によってモータブレーキ指示信号が送出される。その後モータブレーキが作用すると、電動アクチュエータ11のストローク量は、慣性力による電動モータ41のオーバーランによって除々に変化速度を低下させ、やがて一定になる。
First, the stroke change of the electric actuator 11 when the failure determination according to the prior art is performed will be described. When the stroke sensor 17 is fixed, the deviation between the actually measured values by the
一方、本発明による故障判定を行った場合、ストロークセンサ17が固着して故障判定のためのカウントが開始されるまでは従来と同じであるが、異常状態の経過時間が第2判定時間T2に達すると、この時点でECU12によってモータブレーキ指示信号が送出される。その後モータブレーキが作用すると、第1判定時間の経過を待たずに、電動アクチュエータ11のストローク量が除々に変化速度を低下させてやがて一定になる。
On the other hand, when the failure determination according to the present invention is performed, until the stroke sensor 17 is fixed and counting for failure determination is started, the elapsed time of the abnormal state is set to the second determination time T2. At this point, the
そして、モータブレーキを作用させても電動アクチュエータ11にはストローク変化が残存することから、ストロークセンサ17が故障していない場合には、故障判定期間(カウント開始から第1判定時間に達するまでの間)にわたって異常状態が継続するか否かによって故障を判定することができる。しがたって、一旦モータブレーキを作用させても、異常状態が第1判定時間にわたって継続しなければ、故障と判定されず、図11に示すように、故障判定のためのカウントがリセットされるとともにモータブレーキが解除され通電が再開される。一方、ストロークセンサ17が故障している場合には、図10に示すように、異常状態の経過時間が第1判定時間に達した時点で故障と判定される。 Since the stroke change remains in the electric actuator 11 even when the motor brake is applied, if the stroke sensor 17 has not failed, the failure determination period (from the start of counting until the first determination time is reached). ) Can be determined by whether or not the abnormal state continues. Therefore, even if the motor brake is applied once, if the abnormal state does not continue for the first determination time, it is not determined as a failure, and the count for failure determination is reset as shown in FIG. The motor brake is released and energization is resumed. On the other hand, when the stroke sensor 17 is out of order, as shown in FIG. 10, it is determined as a failure when the elapsed time of the abnormal state reaches the first determination time.
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。例えば、上記実施形態では、後輪トー角制御装置10に電動アクチュエータ制御装置を適用しているが、電動アクチュエータを用いるものであれば、電動パワーステアリングの制御装置など、他の制御装置にも適用することができる。また、上記実施形態では、電源回路を短絡させることによって電動アクチュエータ11の作動を停止させているが、単に電動アクチュエータ11への電流を0にすることで作動を停止させてもよい。これら変更の他、各装置の具体的構成や配置など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。 Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, the electric actuator control device is applied to the rear wheel toe angle control device 10, but as long as the electric actuator is used, the control device is also applied to other control devices such as an electric power steering control device. can do. In the above embodiment, the operation of the electric actuator 11 is stopped by short-circuiting the power supply circuit. However, the operation may be stopped simply by setting the current to the electric actuator 11 to zero. In addition to these changes, the specific configuration and arrangement of each device can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
V 車両
5L・5R 後輪
10L・10R 後輪トー角制御装置
11L・11R 電動アクチュエータ
12 ECU(電動アクチュエータ制御装置)
17L・17R ストロークセンサ(作動量検出手段)
85 故障検知部
86L・86R モータ駆動部
17L / 17R Stroke sensor (operation amount detection means)
85 Failure detection unit 86L / 86R Motor drive unit
Claims (5)
前記電動アクチュエータ制御装置は、前記作動量検出手段による実測値と制御指示値との差が所定の閾値以上あり、且つ前記作動量検出手段による実測値が変化しない場合に故障が疑われる異常状態と判定し、当該異常状態が第1判定時間にわたって継続した場合に前記作動量検出手段の故障と判定するものであり、前記異常状態が判定された場合、前記作動量検出手段の故障が判定される前に前記電動アクチュエータの作動を停止させるようにしたことを特徴とする後輪トー角制御装置。 A control instruction that includes a pair of left and right electric actuators for individually changing the toe angles of the left and right rear wheels of the vehicle, and a pair of left and right operation amount detection means for detecting the operation amount of the electric actuator. A rear wheel toe angle control device comprising an electric actuator control device for controlling the electric actuator based on a value and an actual measurement value by the operation amount detection means,
The electric actuator control device has an abnormal state in which a failure is suspected when a difference between an actual measurement value by the operation amount detection unit and a control instruction value is equal to or greater than a predetermined threshold value and the actual measurement value by the operation amount detection unit does not change. When the abnormal state continues for the first determination time, it is determined that the operation amount detection unit is malfunctioning. When the abnormal state is determined, the malfunction of the operation amount detection unit is determined. A rear wheel toe angle control device characterized in that the operation of the electric actuator is previously stopped.
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