操舵制御車両
【課題】操舵制御手段が制御不能となった場合に車両挙動をより安定化させる。
【解決手段】自動車Ｖは、左右後輪３ｒに設けられた後輪トー角可変機構６と、左右前輪３ｆと左右後輪３ｒに設けられた減衰力可変ダンパ４およびスタビライザ８とを有する。ＥＣＵ２０は、故障検出部３４によって左右両方の後輪トー角可変機構６に故障が検出された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、前輪３のダンパ４ｒの目標減衰力を大きく補正するとともに（ステップＳ６）、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正する（ステップＳ７）。また、ＥＣＵ２０は、故障検出部３４によって左右どちらかの後輪トー角可変機構６に故障が検出された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、故障した側の後輪３ｒの目標減衰力を小さく設定するとともに（ステップＳ１１，Ｓ１３）、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正する（ステップＳ７）。
【解決手段】自動車Ｖは、左右後輪３ｒに設けられた後輪トー角可変機構６と、左右前輪３ｆと左右後輪３ｒに設けられた減衰力可変ダンパ４およびスタビライザ８とを有する。ＥＣＵ２０は、故障検出部３４によって左右両方の後輪トー角可変機構６に故障が検出された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、前輪３のダンパ４ｒの目標減衰力を大きく補正するとともに（ステップＳ６）、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正する（ステップＳ７）。また、ＥＣＵ２０は、故障検出部３４によって左右どちらかの後輪トー角可変機構６に故障が検出された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、故障した側の後輪３ｒの目標減衰力を小さく設定するとともに（ステップＳ１１，Ｓ１３）、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正する（ステップＳ７）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御手段を有する操舵制御車両に係り、いずれか１つの操舵制御手段が故障した場合に他の制御手段を用いて車両挙動を安定化させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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直線変位する電動アクチュエータを左右後輪にそれぞれ設け、これらを伸縮駆動することによって左右両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）。
【０００３】
このような後輪トー角を可変制御する後輪トー角可変装置を備えた車両では、左右一方の後輪トー角可変装置の故障により、電動アクチュエータが制御指示値と異なる作動をした場合（セルフステア）や、電動アクチュエータが作動しなくなった場合（固着）、想定外の後輪横力やヨーモーメントが発生して車両挙動の安定性向上が望めないことがある。このような問題に対処すべく、左右の後輪のトー角を独立して制御可能な後輪トー角可変装置は、故障していない車輪のトー角を制御することにより車両挙動を安定化させるなどのフェールセーフ機能を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、後輪トー角可変装置が上記したようなフェールセーフ機能を備えていても、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの制御装置の故障や電動アクチュエータへの電源ラインの断線などにより、両後輪ともにトー角制御が不能に陥った場合、後輪トー角の制御による車両挙動の安定性向上は望めない。また、例え、左右一方の後輪トー角可変装置が故障した場合であっても、旋回走行時には外輪のコーナリングフォースが大きくなって車両の挙動に影響を与えるなど、車両の走行状態によってはフェールセーフ機能が車両挙動の安定化に十分寄与し得ないこともある。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、操舵制御手段が制御不能となった場合に車両挙動をより安定化させることのできる操舵制御車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１の発明は、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段（後輪トー角可変機構６）と、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられたサスペンション剛性制御手段（アクティブスタビライザ８）と、操舵制御手段（６）の故障を検出する故障検出手段（３４）とを有する操舵制御車両（Ｖ）であって、故障検出手段（３４）によって左右両方の操舵制御手段（６）に故障が検出された場合、サスペンション剛性制御手段（８）は、操舵制御手段（６）が故障した車輪（３）のサスペンション剛性を他の車輪（３）のサスペンション剛性よりも低くすることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、操舵制御手段が故障した車輪のサスペンション剛性が他の車輪のサスペンション剛性よりも低くされることにより、左右両方の操舵制御手段に故障が検出された場合であっても、当該車輪の接地荷重が小さくなって車両挙動に与える影響が小さくなる。したがって、左右の操舵制御手段の故障による車両挙動への影響が抑制される。
【０００９】
また、第２の発明は、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段（後輪トー角可変機構６）と、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられたサスペンションストローク制御手段（減衰力可変ダンパ４、アクティブスタビライザ８）と、操舵制御手段（６）の故障を検出する故障検出手段（３４）とを有する操舵制御車両（Ｖ）であって、故障検出手段（３４）によって少なくとも１つの操舵制御手段（６）の故障が検出された場合、サスペンションストローク制御手段（４、８）は、操舵制御手段が（６）故障した車輪（３）の接地荷重が小さくなるようにサスペンションストロークを変化させることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、操舵制御手段が故障した車輪の接地荷重が小さくなるようにサスペンションストロークが変化することにより、すなわち操舵制御手段が故障した車輪の車両挙動への影響を小さくすることにより、少なくとも１つの操舵制御手段の故障が検出された場合において走行状態に応じて車両挙動への影響を抑制でき、挙動の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操舵制御手段が故障して車両挙動の向上が望めない場合、サスペンション剛性制御手段またはサスペンションストローク制御手段により、操舵制御手段が故障した車輪の車両挙動への影響を小さくして車両挙動の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る自動車の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態に係る自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る各種制御処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施形態に係る車両挙動制御装置について詳細に説明する。先ず、図１を参照して、車両挙動制御装を搭載した４輪操舵自動車（以下、単に自動車Ｖと記す）の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左前輪３ｆｌ、右前輪３ｆｒ、左後輪３ｒｌ、右後輪３ｒｒと記すとともに、総称する場合には車輪３、後輪３ｒ等と記す。
【００１４】
図１に示すように、自動車Ｖの車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がナックルやサスペンションアーム、スプリング、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパ４と記す）等からなるサスペンション５によって車体１に懸架されている。
【００１５】
自動車Ｖは、運転者によるステアリングホイール１９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３ｆｌ，３ｆｒが直接転舵される。また、自動車Ｖは、車体１と後輪側ナックルとの間にそれぞれ介装された左右の操舵アクチュエータ７ｌ，７ｒを伸縮駆動することにより、後輪トー角を個別に変化させる後輪トー角可変機構６ｌ，６ｒを備えている。さらに、自動車Ｖのフロントサスペンション５ｆおよびリヤサスペンション５ｒには、スタビライザアクチュエータ９ｆ，９ｒを駆動することにより、それぞれフロントサスペンション剛性およびリヤサスペンション剛性を変化させるアクティブスタビライザ（以下、単にスタビライザ８ｆ，８ｒと記す）が設けられている。
【００１６】
そして、自動車Ｖは、左右の操舵アクチュエータ７ｌ，７ｒや、各ダンパ４ｆｌ〜４ｒｒ、フロントおよびリヤスタビライザアクチュエータ９ｆ，９ｒ等を駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２０を備えている。
【００１７】
ダンパ４は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動液とするテレスコピック型であり、ＥＣＵ２０がピストンに組み込まれた磁気流体バルブへの供給電流を制御することにより、その減衰力が無段階かつ瞬時に変化する。また、操舵アクチュエータ７は、ＤＣモータ、減速機および送りねじ機構からなる直動式であり、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、左右後輪３ｒｌ，３ｒｒを独立して転舵する。そして、スタビライザアクチュエータ９は、車幅方向に延在するスタビライザ８の中間部に左右のスタビライザ半体を連結するように設けられており、ＤＣモータおよび減速機を備え、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、ロール方向に応じて左右のスタビライザ半体間に捩じれ角を与えてサスペンション剛性を無段階に変化させる。
【００１８】
自動車Ｖには、ステアリングホイール１９の操舵角を検出する操舵角センサ１０、車速を検出する車速センサ１１、横加速度を検出する横Ｇセンサ１２、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１３、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１４等が車体１の適所に設置されるとともに、ホイールハウス付近の車体の上下加速度を検出する上下Ｇセンサ１５と、ダンパ４のストローク速度を検出するストロークセンサ１６（図示せず）とが各車輪３ごとに設置されている。また、操舵アクチュエータ７には、その作動量（すなわち、左右後輪３ｒｌ，３ｒｒの実トー角）を検出するポジションセンサ１７ｌ，１７ｒ（図示せず）がそれぞれ設置され、スタビライザアクチュエータ９には、左右のスタビライザ半体間の捩じれ角度を検出する捩じれ角センサ１８ｆ，１８ｒ（図示せず）がそれぞれ設置されている。
【００１９】
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ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（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して各センサ１０〜１８、ダンパ４、操舵アクチュエータ７およびスタビライザアクチュエータ９等と接続されている。ＥＣＵ２０には、各センサ１０〜１８の検出信号が入力する入力インタフェース２１、操舵アクチュエータ７の駆動制御を行う後輪トー角制御部３０、後輪トー角可変機構６の故障を検出する故障検出部３４、ダンパ４の減衰力制御を行う減衰力制御部４０、スタビライザアクチュエータ９の駆動制御を行うロール剛性制御部５０、後輪トー角制御部３０や減衰力制御部４０、ロール剛性制御部５０からの駆動電流の出力に供される出力インタフェース２２とが内装されている。
【００２０】
後輪トー角制御部３０は、操舵角センサ１０や車速センサ１１の検出信号に基づき規範ヨーレイトを設定し、規範ヨーレイトを実現するための目標後輪トー角を設定する目標後輪トー角設定部３１、故障検出部３４から故障信号を受け取った場合に目標後輪トー角設定部３１により設定された目標後輪トー角を補正する目標後輪トー角補正部３２、目標後輪トー角とポジションセンサ１７から入力した実後輪トー角との差に基づき操舵アクチュエータ７の目標電流を設定し、目標電流に基づく操舵アクチュエータ７の駆動電流を出力する駆動電流出力部３３を有している。
【００２１】
目標後輪トー角設定部３１は、具体的には、自動車Ｖの操縦安定性を高めるべく、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、加速時には目標後輪トー角をトーアウトに、減速時には目標後輪トー角をトーインに設定し、所定の車速よりも高速での旋回走行時には目標後輪トー角を前輪３ｆと同相に、所定の車速よりも低速での旋回走行時には目標後輪トー角を前輪３ｆと逆相に設定する。
【００２２】
故障検出部３４は、駆動電流出力部３３から出力された駆動電流とポジションセンサ１７から入力した実後輪トー角とを監視し、操舵アクチュエータ７の故障またはポジションセンサ１７の故障を検出し、左右どちらかまたは左右両方の操舵アクチュエータ７が制御不能となって固着状態となった場合、左右の後輪トー角可変機構６の故障状態に応じて故障信号を出力する。
【００２３】
減衰力制御部４０は、各センサ１０〜１５の検出信号に基づき各ダンパ４ｆｌ〜４ｒｒの目標減衰力を設定する目標減衰力設定部４１、故障検出部３４から故障信号を受け取った場合に目標減衰力設定部４１により設定された目標減衰力を補正する目標減衰力補正部４２、目標減衰力とストローク速度とに基づきダンパ４の目標電流を設定し、目標電流に基づくダンパ４の駆動電流を出力する駆動電流出力部４３を有している。
【００２４】
ロール剛性制御部５０は、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき車体１に作用するロールモーメントを推定し、このロールモーメントが基準値以上である場合、基準値を超えるロールモーメントを打ち消すアンチロールモーメントを発生させるための目標ロール剛性（捩じれ角）を設定する目標ロール剛性設定部５１、故障検出部３４から故障信号を受け取った場合に目標ロール剛性設定部５１により設定された目標ロール剛性を補正する目標ロール剛性補正部５２、目標ロール剛性と捩じれ角センサ１８から入力した実捩じれ角との差に基づきスタビライザアクチュエータ９の目標電流を設定し、目標電流に基づきスタビライザアクチュエータ９の駆動電流を出力する駆動電流出力部５３を有している。
【００２５】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る操舵制御車両の各種制御の処理手順について説明する。自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示す制御を実行する。
【００２６】
ＥＣＵ２０は、まず、目標後輪トー角設定部３１において、左右の後輪３ｒの目標後輪トー角を設定する（ステップＳ１）。目標後輪トー角の設定にあたり、目標後輪トー角設定部３１は、操舵角センサ１０や車速センサ１１の検出信号に基づき目標後輪トー角マップから左右後輪３ｒｌ，３ｒｒの目標後輪トー角を検索し、この値を目標後輪トー角として設定する。
【００２７】
次に、ＥＣＵ２０は、目標減衰力設定部４１において、前後左右の目標減衰力を設定する（ステップＳ２）。目標減衰力の設定にあたり、目標減衰力設定部４１は、各センサ１０〜１５の検出信号に基づき自動車Ｖの運動状態を判定した後、その判定結果からスカイフック制御値とロール制御値とピッチ制御値とを各車輪３についてそれぞれ算出する。そして、目標減衰力設定部４１は、これら３つの制御値から、ダンパ４のストローク速度の方向と符号が等しく、絶対値が最も大きいものを目標減衰力として選択する。
【００２８】
また、ＥＣＵ２０は、目標ロール剛性設定部５１において、フロントおよびリヤの目標ロール剛性を設定する（ステップＳ３）。目標ロール剛性の設定にあたり、目標ロール剛性設定部５１は、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき車体１に作用するロールモーメントを推定し、このロールモーメントが基準値以上である場合に目標ロール剛性マップからフロントおよびリヤサスペンション５の目標ロール剛性（捩じれ角）を検索し、この値を目標ロール剛性として設定する。
【００２９】
その後、ＥＣＵ２０は、目標後輪トー角補正部３２、目標減衰力補正部４２および目標ロール剛性補正部５２において、故障検出部３４から操舵アクチュエータ７の故障またはポジションセンサ１７の故障信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。故障信号が出力されていない場合（Ｎｏ）、各補正部３２，４２，５２は、ステップＳ１，ＳＳ２，Ｓ３で設定した目標後輪トー角、目標減衰力および目標ロール剛性をそのまま補正せずに出力し（ステップＳ８）、本処理を終了する。なお、ステップＳ８で出力された各目標制御値は、各駆動電流出力部３３，４３，５３においてそれぞれ目標電流に変換され、操舵アクチュエータ７、ダンパ４およびスタビライザアクチュエータ９へ駆動電流として出力される。
【００３０】
一方、ステップＳ４で故障信号が出力されている場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、各補正部３２，４２，５２において、左右ともに操舵アクチュエータ７が固着しているか否かを判定し（ステップＳ５）、左右どちらか一方の操舵アクチュエータ７のみが固着している場合（Ｎｏ）、左側操舵アクチュエータ７が固着しているか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００３１】
操舵アクチュエータ７が左右ともに固着している場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、目標減衰力補正部４２において、前輪３ｆに対して設けられたダンパ４ｆｌ，４ｆｒの目標減衰力を大きく補正し（ステップＳ６）、さらに、目標ロール剛性補正部５２において、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正し（ステップＳ７）、補正された目標減衰力および目標ロール剛性を出力して（ステップＳ８）本処理を終了する。
【００３２】
一方、操舵アクチュエータ７が左側のみ固着している場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、目標後輪トー角補正部３２において、右側後輪トー角を左側後輪トー角と同一値（右側がトーインであれば、左側もトーイン）に補正し（ステップＳ１０）、目標減衰力補正部４２において、左後のダンパ４ｒｌの目標減衰力を小さく補正する（ステップＳ１１）。そして、ＥＣＵ２０は、目標ロール剛性補正部５２において、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正し（ステップＳ７）、補正された目標後輪トー角、目標減衰力および目標ロール剛性を出力して（ステップＳ８）本処理を終了する。
【００３３】
他方、操舵アクチュエータ７が右側のみ固着している場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、目標後輪トー角補正部３２において、左側後輪トー角を右側後輪トー角と同一値に補正し（ステップＳ１２）、目標減衰力補正部４２において、右後のダンパ４ｒｌの目標減衰力を小さく補正する（ステップＳ１３）。そして、ＥＣＵ２０は、目標ロール剛性補正部５２において、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正し（ステップＳ７）、補正された目標後輪トー角、目標減衰力および目標ロール剛性を出力して（ステップＳ８）本処理を終了する。
【００３４】
このように、操舵アクチュエータ７が左右ともに固着した場合に、ステップＳ６で前輪３ｆのダンパ４ｆｌ、４ｆｒの目標減衰力を大きく補正するとともに、ステップＳ７でフロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正することにより、旋回走行時など車体にロールモーメントが作用した場合であっても、操舵が不能になった後輪３ｒの接地荷重の増大が防止され、車両挙動への影響が抑制される。
【００３５】
また、操舵アクチュエータ７が左右どちらか一方のみが固着した場合、ステップＳ１０またはステップＳ１２で固着していない側の操舵アクチュエータ７の目標後輪トー角を固着した操舵アクチュエータ７のトー角と同一値に補正することにより、自動車Ｖの直進安定性が確保される。また、ステップＳ１１またはステップＳ１３で操舵アクチュエータ７が固着した側のダンパ４の目標減衰力を小さく設定し、ステップＳ７でフロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正することにより、旋回走行時など車体１にロールモーメントが作用した場合であっても、操舵が不能になった後輪３ｒの接地荷重の増大が防止され、車両挙動への影響が抑制される。
【００３６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、後輪操舵制御について言及したが、ステアバイワイヤ装置や可変ギヤレシオステアリング装置等を備えていれば前輪操舵制御にも適用可能である。また、上記実施形態は減衰力可変ダンパを搭載した車両に本発明を適用したものであるが、サスペンションストローク制御手段としてアクティブ制御式のエアサスペンションやハイドロニューマチックサスペンション等を搭載した車両にも適用可能である。これらサスペンション装置を用いた場合、操舵アクチュエータ７が固着した後輪３ｒの接地荷重が小さくなるように、操舵制御不能となった車輪３のサスペンション長を短く（車高を低く）、他の車輪３のサスペンション長を長く（車高を高く）すればよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、１つのＥＣＵ２０が全ての制御をおこなっているが、各制御手段に対してＥＣＵがそれぞれ設けられるような形態であってもよい。このような場合、操舵アクチュエータ７の故障がＥＣＵの故障に起因するものであってもよく、他のＥＣＵがダンパ４の制御およびスタビライザ８の制御のみを行えばよい。さらに、上記実施形態では、左右両方の後輪３ｒに故障が検出された場合およびどちらか一方の後輪３ｒに故障が検出された場合であっても、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正しているが、リヤスタビライザ８ｒのロール剛性が相対的に小さくなりさえすればよいため、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高くするとともにリヤスタビライザ８ｒの目標ロール剛性を低くしたり、リヤスタビライザ８ｒの目標ロール剛性のみを低くしたりしてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、自動車や制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等について適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 車体
３ 車輪
４ 減衰力可変ダンパ（サスペンションストローク制御手段）
５ サスペンション
６ 後輪トー角可変機構（操舵制御手段）
７ 操舵アクチュエータ
８ アクティブスタビライザ（サスペンション剛性制御手段、サスペンションストローク制御手段）
９ スタビライザアクチュエータ
２０ ＥＣＵ
３０ 後輪トー角制御部
３２ 目標後輪補正部
３４ 故障検出部
４０ 減衰力制御部
４２ 目標減衰力補正部
５０ ロール剛性制御部
５２ 目標ロール剛性補正部
Ｖ 自動車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御手段を有する操舵制御車両に係り、いずれか１つの操舵制御手段が故障した場合に他の制御手段を用いて車両挙動を安定化させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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直線変位する電動アクチュエータを左右後輪にそれぞれ設け、これらを伸縮駆動することによって左右両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）。
【０００３】
このような後輪トー角を可変制御する後輪トー角可変装置を備えた車両では、左右一方の後輪トー角可変装置の故障により、電動アクチュエータが制御指示値と異なる作動をした場合（セルフステア）や、電動アクチュエータが作動しなくなった場合（固着）、想定外の後輪横力やヨーモーメントが発生して車両挙動の安定性向上が望めないことがある。このような問題に対処すべく、左右の後輪のトー角を独立して制御可能な後輪トー角可変装置は、故障していない車輪のトー角を制御することにより車両挙動を安定化させるなどのフェールセーフ機能を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、後輪トー角可変装置が上記したようなフェールセーフ機能を備えていても、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの制御装置の故障や電動アクチュエータへの電源ラインの断線などにより、両後輪ともにトー角制御が不能に陥った場合、後輪トー角の制御による車両挙動の安定性向上は望めない。また、例え、左右一方の後輪トー角可変装置が故障した場合であっても、旋回走行時には外輪のコーナリングフォースが大きくなって車両の挙動に影響を与えるなど、車両の走行状態によってはフェールセーフ機能が車両挙動の安定化に十分寄与し得ないこともある。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、操舵制御手段が制御不能となった場合に車両挙動をより安定化させることのできる操舵制御車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１の発明は、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段（後輪トー角可変機構６）と、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられたサスペンション剛性制御手段（アクティブスタビライザ８）と、操舵制御手段（６）の故障を検出する故障検出手段（３４）とを有する操舵制御車両（Ｖ）であって、故障検出手段（３４）によって左右両方の操舵制御手段（６）に故障が検出された場合、サスペンション剛性制御手段（８）は、操舵制御手段（６）が故障した車輪（３）のサスペンション剛性を他の車輪（３）のサスペンション剛性よりも低くすることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、操舵制御手段が故障した車輪のサスペンション剛性が他の車輪のサスペンション剛性よりも低くされることにより、左右両方の操舵制御手段に故障が検出された場合であっても、当該車輪の接地荷重が小さくなって車両挙動に与える影響が小さくなる。したがって、左右の操舵制御手段の故障による車両挙動への影響が抑制される。
【０００９】
また、第２の発明は、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段（後輪トー角可変機構６）と、左右前輪（３ｆ）と左右後輪（３ｒ）との少なくとも一方に設けられたサスペンションストローク制御手段（減衰力可変ダンパ４、アクティブスタビライザ８）と、操舵制御手段（６）の故障を検出する故障検出手段（３４）とを有する操舵制御車両（Ｖ）であって、故障検出手段（３４）によって少なくとも１つの操舵制御手段（６）の故障が検出された場合、サスペンションストローク制御手段（４、８）は、操舵制御手段が（６）故障した車輪（３）の接地荷重が小さくなるようにサスペンションストロークを変化させることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、操舵制御手段が故障した車輪の接地荷重が小さくなるようにサスペンションストロークが変化することにより、すなわち操舵制御手段が故障した車輪の車両挙動への影響を小さくすることにより、少なくとも１つの操舵制御手段の故障が検出された場合において走行状態に応じて車両挙動への影響を抑制でき、挙動の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操舵制御手段が故障して車両挙動の向上が望めない場合、サスペンション剛性制御手段またはサスペンションストローク制御手段により、操舵制御手段が故障した車輪の車両挙動への影響を小さくして車両挙動の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る自動車の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態に係る自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る各種制御処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施形態に係る車両挙動制御装置について詳細に説明する。先ず、図１を参照して、車両挙動制御装を搭載した４輪操舵自動車（以下、単に自動車Ｖと記す）の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左前輪３ｆｌ、右前輪３ｆｒ、左後輪３ｒｌ、右後輪３ｒｒと記すとともに、総称する場合には車輪３、後輪３ｒ等と記す。
【００１４】
図１に示すように、自動車Ｖの車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がナックルやサスペンションアーム、スプリング、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパ４と記す）等からなるサスペンション５によって車体１に懸架されている。
【００１５】
自動車Ｖは、運転者によるステアリングホイール１９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３ｆｌ，３ｆｒが直接転舵される。また、自動車Ｖは、車体１と後輪側ナックルとの間にそれぞれ介装された左右の操舵アクチュエータ７ｌ，７ｒを伸縮駆動することにより、後輪トー角を個別に変化させる後輪トー角可変機構６ｌ，６ｒを備えている。さらに、自動車Ｖのフロントサスペンション５ｆおよびリヤサスペンション５ｒには、スタビライザアクチュエータ９ｆ，９ｒを駆動することにより、それぞれフロントサスペンション剛性およびリヤサスペンション剛性を変化させるアクティブスタビライザ（以下、単にスタビライザ８ｆ，８ｒと記す）が設けられている。
【００１６】
そして、自動車Ｖは、左右の操舵アクチュエータ７ｌ，７ｒや、各ダンパ４ｆｌ〜４ｒｒ、フロントおよびリヤスタビライザアクチュエータ９ｆ，９ｒ等を駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２０を備えている。
【００１７】
ダンパ４は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動液とするテレスコピック型であり、ＥＣＵ２０がピストンに組み込まれた磁気流体バルブへの供給電流を制御することにより、その減衰力が無段階かつ瞬時に変化する。また、操舵アクチュエータ７は、ＤＣモータ、減速機および送りねじ機構からなる直動式であり、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、左右後輪３ｒｌ，３ｒｒを独立して転舵する。そして、スタビライザアクチュエータ９は、車幅方向に延在するスタビライザ８の中間部に左右のスタビライザ半体を連結するように設けられており、ＤＣモータおよび減速機を備え、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、ロール方向に応じて左右のスタビライザ半体間に捩じれ角を与えてサスペンション剛性を無段階に変化させる。
【００１８】
自動車Ｖには、ステアリングホイール１９の操舵角を検出する操舵角センサ１０、車速を検出する車速センサ１１、横加速度を検出する横Ｇセンサ１２、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１３、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１４等が車体１の適所に設置されるとともに、ホイールハウス付近の車体の上下加速度を検出する上下Ｇセンサ１５と、ダンパ４のストローク速度を検出するストロークセンサ１６（図示せず）とが各車輪３ごとに設置されている。また、操舵アクチュエータ７には、その作動量（すなわち、左右後輪３ｒｌ，３ｒｒの実トー角）を検出するポジションセンサ１７ｌ，１７ｒ（図示せず）がそれぞれ設置され、スタビライザアクチュエータ９には、左右のスタビライザ半体間の捩じれ角度を検出する捩じれ角センサ１８ｆ，１８ｒ（図示せず）がそれぞれ設置されている。
【００１９】
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ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（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して各センサ１０〜１８、ダンパ４、操舵アクチュエータ７およびスタビライザアクチュエータ９等と接続されている。ＥＣＵ２０には、各センサ１０〜１８の検出信号が入力する入力インタフェース２１、操舵アクチュエータ７の駆動制御を行う後輪トー角制御部３０、後輪トー角可変機構６の故障を検出する故障検出部３４、ダンパ４の減衰力制御を行う減衰力制御部４０、スタビライザアクチュエータ９の駆動制御を行うロール剛性制御部５０、後輪トー角制御部３０や減衰力制御部４０、ロール剛性制御部５０からの駆動電流の出力に供される出力インタフェース２２とが内装されている。
【００２０】
後輪トー角制御部３０は、操舵角センサ１０や車速センサ１１の検出信号に基づき規範ヨーレイトを設定し、規範ヨーレイトを実現するための目標後輪トー角を設定する目標後輪トー角設定部３１、故障検出部３４から故障信号を受け取った場合に目標後輪トー角設定部３１により設定された目標後輪トー角を補正する目標後輪トー角補正部３２、目標後輪トー角とポジションセンサ１７から入力した実後輪トー角との差に基づき操舵アクチュエータ７の目標電流を設定し、目標電流に基づく操舵アクチュエータ７の駆動電流を出力する駆動電流出力部３３を有している。
【００２１】
目標後輪トー角設定部３１は、具体的には、自動車Ｖの操縦安定性を高めるべく、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、加速時には目標後輪トー角をトーアウトに、減速時には目標後輪トー角をトーインに設定し、所定の車速よりも高速での旋回走行時には目標後輪トー角を前輪３ｆと同相に、所定の車速よりも低速での旋回走行時には目標後輪トー角を前輪３ｆと逆相に設定する。
【００２２】
故障検出部３４は、駆動電流出力部３３から出力された駆動電流とポジションセンサ１７から入力した実後輪トー角とを監視し、操舵アクチュエータ７の故障またはポジションセンサ１７の故障を検出し、左右どちらかまたは左右両方の操舵アクチュエータ７が制御不能となって固着状態となった場合、左右の後輪トー角可変機構６の故障状態に応じて故障信号を出力する。
【００２３】
減衰力制御部４０は、各センサ１０〜１５の検出信号に基づき各ダンパ４ｆｌ〜４ｒｒの目標減衰力を設定する目標減衰力設定部４１、故障検出部３４から故障信号を受け取った場合に目標減衰力設定部４１により設定された目標減衰力を補正する目標減衰力補正部４２、目標減衰力とストローク速度とに基づきダンパ４の目標電流を設定し、目標電流に基づくダンパ４の駆動電流を出力する駆動電流出力部４３を有している。
【００２４】
ロール剛性制御部５０は、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき車体１に作用するロールモーメントを推定し、このロールモーメントが基準値以上である場合、基準値を超えるロールモーメントを打ち消すアンチロールモーメントを発生させるための目標ロール剛性（捩じれ角）を設定する目標ロール剛性設定部５１、故障検出部３４から故障信号を受け取った場合に目標ロール剛性設定部５１により設定された目標ロール剛性を補正する目標ロール剛性補正部５２、目標ロール剛性と捩じれ角センサ１８から入力した実捩じれ角との差に基づきスタビライザアクチュエータ９の目標電流を設定し、目標電流に基づきスタビライザアクチュエータ９の駆動電流を出力する駆動電流出力部５３を有している。
【００２５】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る操舵制御車両の各種制御の処理手順について説明する。自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示す制御を実行する。
【００２６】
ＥＣＵ２０は、まず、目標後輪トー角設定部３１において、左右の後輪３ｒの目標後輪トー角を設定する（ステップＳ１）。目標後輪トー角の設定にあたり、目標後輪トー角設定部３１は、操舵角センサ１０や車速センサ１１の検出信号に基づき目標後輪トー角マップから左右後輪３ｒｌ，３ｒｒの目標後輪トー角を検索し、この値を目標後輪トー角として設定する。
【００２７】
次に、ＥＣＵ２０は、目標減衰力設定部４１において、前後左右の目標減衰力を設定する（ステップＳ２）。目標減衰力の設定にあたり、目標減衰力設定部４１は、各センサ１０〜１５の検出信号に基づき自動車Ｖの運動状態を判定した後、その判定結果からスカイフック制御値とロール制御値とピッチ制御値とを各車輪３についてそれぞれ算出する。そして、目標減衰力設定部４１は、これら３つの制御値から、ダンパ４のストローク速度の方向と符号が等しく、絶対値が最も大きいものを目標減衰力として選択する。
【００２８】
また、ＥＣＵ２０は、目標ロール剛性設定部５１において、フロントおよびリヤの目標ロール剛性を設定する（ステップＳ３）。目標ロール剛性の設定にあたり、目標ロール剛性設定部５１は、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき車体１に作用するロールモーメントを推定し、このロールモーメントが基準値以上である場合に目標ロール剛性マップからフロントおよびリヤサスペンション５の目標ロール剛性（捩じれ角）を検索し、この値を目標ロール剛性として設定する。
【００２９】
その後、ＥＣＵ２０は、目標後輪トー角補正部３２、目標減衰力補正部４２および目標ロール剛性補正部５２において、故障検出部３４から操舵アクチュエータ７の故障またはポジションセンサ１７の故障信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。故障信号が出力されていない場合（Ｎｏ）、各補正部３２，４２，５２は、ステップＳ１，ＳＳ２，Ｓ３で設定した目標後輪トー角、目標減衰力および目標ロール剛性をそのまま補正せずに出力し（ステップＳ８）、本処理を終了する。なお、ステップＳ８で出力された各目標制御値は、各駆動電流出力部３３，４３，５３においてそれぞれ目標電流に変換され、操舵アクチュエータ７、ダンパ４およびスタビライザアクチュエータ９へ駆動電流として出力される。
【００３０】
一方、ステップＳ４で故障信号が出力されている場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、各補正部３２，４２，５２において、左右ともに操舵アクチュエータ７が固着しているか否かを判定し（ステップＳ５）、左右どちらか一方の操舵アクチュエータ７のみが固着している場合（Ｎｏ）、左側操舵アクチュエータ７が固着しているか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００３１】
操舵アクチュエータ７が左右ともに固着している場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、目標減衰力補正部４２において、前輪３ｆに対して設けられたダンパ４ｆｌ，４ｆｒの目標減衰力を大きく補正し（ステップＳ６）、さらに、目標ロール剛性補正部５２において、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正し（ステップＳ７）、補正された目標減衰力および目標ロール剛性を出力して（ステップＳ８）本処理を終了する。
【００３２】
一方、操舵アクチュエータ７が左側のみ固着している場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、目標後輪トー角補正部３２において、右側後輪トー角を左側後輪トー角と同一値（右側がトーインであれば、左側もトーイン）に補正し（ステップＳ１０）、目標減衰力補正部４２において、左後のダンパ４ｒｌの目標減衰力を小さく補正する（ステップＳ１１）。そして、ＥＣＵ２０は、目標ロール剛性補正部５２において、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正し（ステップＳ７）、補正された目標後輪トー角、目標減衰力および目標ロール剛性を出力して（ステップＳ８）本処理を終了する。
【００３３】
他方、操舵アクチュエータ７が右側のみ固着している場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、目標後輪トー角補正部３２において、左側後輪トー角を右側後輪トー角と同一値に補正し（ステップＳ１２）、目標減衰力補正部４２において、右後のダンパ４ｒｌの目標減衰力を小さく補正する（ステップＳ１３）。そして、ＥＣＵ２０は、目標ロール剛性補正部５２において、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正し（ステップＳ７）、補正された目標後輪トー角、目標減衰力および目標ロール剛性を出力して（ステップＳ８）本処理を終了する。
【００３４】
このように、操舵アクチュエータ７が左右ともに固着した場合に、ステップＳ６で前輪３ｆのダンパ４ｆｌ、４ｆｒの目標減衰力を大きく補正するとともに、ステップＳ７でフロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正することにより、旋回走行時など車体にロールモーメントが作用した場合であっても、操舵が不能になった後輪３ｒの接地荷重の増大が防止され、車両挙動への影響が抑制される。
【００３５】
また、操舵アクチュエータ７が左右どちらか一方のみが固着した場合、ステップＳ１０またはステップＳ１２で固着していない側の操舵アクチュエータ７の目標後輪トー角を固着した操舵アクチュエータ７のトー角と同一値に補正することにより、自動車Ｖの直進安定性が確保される。また、ステップＳ１１またはステップＳ１３で操舵アクチュエータ７が固着した側のダンパ４の目標減衰力を小さく設定し、ステップＳ７でフロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正することにより、旋回走行時など車体１にロールモーメントが作用した場合であっても、操舵が不能になった後輪３ｒの接地荷重の増大が防止され、車両挙動への影響が抑制される。
【００３６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、後輪操舵制御について言及したが、ステアバイワイヤ装置や可変ギヤレシオステアリング装置等を備えていれば前輪操舵制御にも適用可能である。また、上記実施形態は減衰力可変ダンパを搭載した車両に本発明を適用したものであるが、サスペンションストローク制御手段としてアクティブ制御式のエアサスペンションやハイドロニューマチックサスペンション等を搭載した車両にも適用可能である。これらサスペンション装置を用いた場合、操舵アクチュエータ７が固着した後輪３ｒの接地荷重が小さくなるように、操舵制御不能となった車輪３のサスペンション長を短く（車高を低く）、他の車輪３のサスペンション長を長く（車高を高く）すればよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、１つのＥＣＵ２０が全ての制御をおこなっているが、各制御手段に対してＥＣＵがそれぞれ設けられるような形態であってもよい。このような場合、操舵アクチュエータ７の故障がＥＣＵの故障に起因するものであってもよく、他のＥＣＵがダンパ４の制御およびスタビライザ８の制御のみを行えばよい。さらに、上記実施形態では、左右両方の後輪３ｒに故障が検出された場合およびどちらか一方の後輪３ｒに故障が検出された場合であっても、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高く補正しているが、リヤスタビライザ８ｒのロール剛性が相対的に小さくなりさえすればよいため、フロントスタビライザ８ｆの目標ロール剛性を高くするとともにリヤスタビライザ８ｒの目標ロール剛性を低くしたり、リヤスタビライザ８ｒの目標ロール剛性のみを低くしたりしてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、自動車や制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等について適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 車体
３ 車輪
４ 減衰力可変ダンパ（サスペンションストローク制御手段）
５ サスペンション
６ 後輪トー角可変機構（操舵制御手段）
７ 操舵アクチュエータ
８ アクティブスタビライザ（サスペンション剛性制御手段、サスペンションストローク制御手段）
９ スタビライザアクチュエータ
２０ ＥＣＵ
３０ 後輪トー角制御部
３２ 目標後輪補正部
３４ 故障検出部
４０ 減衰力制御部
４２ 目標減衰力補正部
５０ ロール剛性制御部
５２ 目標ロール剛性補正部
Ｖ 自動車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段と、左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられたサスペンション剛性制御手段と、前記操舵制御手段の故障を検出する故障検出手段とを有する操舵制御車両であって、
前記故障検出手段によって左右両方の操舵制御手段に故障が検出された場合、前記サスペンション剛性制御手段は、操舵制御手段が故障した車輪のサスペンション剛性を他の車輪のサスペンション剛性よりも低くすることを特徴とする操舵制御車両。
【請求項２】
左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段と、左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられたサスペンションストローク制御手段と、前記操舵制御手段の故障を検出する故障検出手段とを有する操舵制御車両であって、
前記故障検出手段によって少なくとも１つの操舵制御手段の故障が検出された場合、前記サスペンションストローク制御手段は、操舵制御手段が故障した車輪の接地荷重が小さくなるようにサスペンションストロークを変化させることを特徴とする操舵制御車両。
【請求項１】
左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段と、左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられたサスペンション剛性制御手段と、前記操舵制御手段の故障を検出する故障検出手段とを有する操舵制御車両であって、
前記故障検出手段によって左右両方の操舵制御手段に故障が検出された場合、前記サスペンション剛性制御手段は、操舵制御手段が故障した車輪のサスペンション剛性を他の車輪のサスペンション剛性よりも低くすることを特徴とする操舵制御車両。
【請求項２】
左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられた操舵制御手段と、左右前輪と左右後輪との少なくとも一方に設けられたサスペンションストローク制御手段と、前記操舵制御手段の故障を検出する故障検出手段とを有する操舵制御車両であって、
前記故障検出手段によって少なくとも１つの操舵制御手段の故障が検出された場合、前記サスペンションストローク制御手段は、操舵制御手段が故障した車輪の接地荷重が小さくなるようにサスペンションストロークを変化させることを特徴とする操舵制御車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２５４２６８（Ｐ２０１０−２５４２６８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３８９０６（Ｐ２００９−１３８９０６）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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