JPH06211151A - 後輪操舵装置のための電気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 警報器が作動不能であっても運転者が後輪の
操舵異常を認識できるようにする。 【構成】 マイクロコンピュータ３５は、車速センサ３
１、ヨーレートセンサ３２及び前輪舵角センサ３３によ
り検出される車速、ヨーレート及び前輪舵角に応じて決
定した目標舵角θr*に左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵制
御する。この左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵制御に異常
が発生した場合には、後輪舵角センサ３４、電動モータ
２１の一部などが正常であることを条件に、左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２を微小舵角θroに操舵するとともに同舵角
θroに維持する。これにより、車両の直進走行中におけ
る操舵ハンドル１１の中立位置が機械的な中立位置（左
右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を中立状態に保った場合の操舵ハ
ンドル１１の中立位置）から僅かに左又は右にずれるの
で、運転者は後輪の操舵異常を認識できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車速センサ、ヨーレー
トセンサ、前輪舵角センサなどの各種センサによる車両
の状態検出に応答して後輪操舵装置内に設けたアクチュ
エータを制御することにより後輪を操舵する後輪操舵装
置のための電気制御装置に係り、特にセンサ、アクチュ
エータなどの一部が故障して後輪の操舵制御に異常が発
生した場合に同異常に対処する後輪操舵装置のための電
気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば特
開昭６２−１４６７７２号公報に示されているように、
後輪が前輪に対して逆相に操舵されているとき同後輪の
操舵制御に異常が発生すると、この異常を検出して後輪
を中立位置に復帰させるとともに警報器を作動させて運
転者に前記異常の発生を知らせるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、警報器に断線、ショートなどの故障が発
生していて同警報器が作動不能である場合には、運転者
は後輪の操舵異常に気が付かないという問題がある。本
発明は上記問題に対処するためになされたもので、その
目的は、警報器が作動不能であっても運転者が後輪操舵
異常を認識できるようにした後輪操舵装置のための電気
制御装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、後輪を操舵するアクチュ
エータを有してなる後輪操舵装置のための電気制御装置
であって、車両の状態を検出する各種センサと、各種セ
ンサによる車両の状態検出に応答してアクチュエータを
制御し後輪を操舵制御する第１操舵制御手段とを備えた
後輪操舵装置のための電気制御装置において、後輪の操
舵異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段によっ
て後輪の操舵異常が検出されたとき第１操舵制御手段に
よる操舵制御を中止するとともにアクチュエータを制御
して後輪を所定の小さな舵角に操舵制御する第２操舵制
御手段とを設けたことにある。

【０００５】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、各種センサ、アクチュエータの一部、第１操舵
制御手段の一部などに故障が発生して後輪操舵が異常に
なると、異常検出手段がこの異常の発生を検出して、第
２操舵制御手段が第１操舵制御手段による操舵制御を中
止するとともにアクチュエータを制御して後輪を所定の
小さな舵角に操舵制御する。これにより、車両を直進走
行させるために維持するハンドルの回動位置が機械的な
中立位置（後輪を中立状態に保った場合のハンドルの回
動位置）から僅かに左又は右にずれるので、たとえ後輪
操舵の異常を知らせる警報器が故障により作動しなくて
も、運転者は後輪の操舵異常を認識できる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する前輪
操舵装置１０と、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する後
輪操舵装置２０と、後輪操舵装置２０を電気的に制御す
る電気制御装置３０とを備えた車両の全体を概略的に示
している。

【０００７】前輪操舵装置１０は回動操作により左右前
輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する操舵ハンドル１１を備え、
同ハンドル１１は操舵軸１２の上端に固定されている。
操舵軸１２の下端部はステアリングギヤボックス１３内
にてラックバー１４に噛合している。ラックバー１４は
ステアリングギヤボックス１３内にて軸方向に変位可能
に支持されるとともに、両端にてタイロッド１５ａ，１
５ｂ及びナックルアーム１６ａ，１６ｂを介して左右前
輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵可能に連結している。

【０００８】後輪操舵装置２０は後輪を操舵するための
アクチュエータとしてのブラシレスモータなどの電動モ
ータ２１を備えている。この電動モータ２１は２つの並
列接続した界磁巻線を備え、少なくとも一方の巻線に通
電すれば同モータ２１は回転駆動される。電動モータ２
１の回転軸はステアリングギヤボックス２２内にて減速
機構を介して軸方向に変位可能に支持されたリレーロッ
ド２３に接続されており、同ロッド２３は同モータ２１
の回転に応じて軸方向に変位する。減速機構の逆効率は
小さく設定されていて、リレーロッド２３側からの外部
入力により電動モータ２１が回転駆動されることがない
ようになっている。リレーロッド２３の両端にはタイロ
ッド２４ａ，２４ｂ及びナックルアーム２５ａ，２５ｂ
を介して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が接続されていて、左
右後輪ＲＷ１，ＲＷ２はリレーロッド２３の軸方向の変
位に応じて操舵される。

【０００９】電気制御装置３０は車速センサ３１、ヨー
レートセンサ３２、前輪舵角センサ３３及び後輪舵角セ
ンサ３４を備えている。車速センサ３１は変速機（図示
しない）の出力軸の回転を測定することにより車速Ｖを
検出して同車速Ｖを表す検出信号を出力する。ヨーレー
トセンサ３２は車体の重心垂直軸回りのヨーレートγを
検出して同ヨーレートγを表す検出信号を出力する。前
輪舵角センサ３３は操舵軸１２の回転角を測定すること
より左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の舵角θf を検出して同舵
角θf を表す検出信号を出力する。後輪舵角センサ３４
は電動モータ２１の回転軸の回転角を測定することによ
り左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の舵角θr を検出して同舵角
θr を表す検出信号を出力する。なお、これらのヨーレ
ートγ、前輪舵角θf 及び後輪舵角θr は左回転方向を
正とするとともに右回転方向を負とする。

【００１０】これらのセンサ３１〜３４はマイクロコン
ピュータ３５に接続されている。マイクロコンピュータ
３５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、タイマなどか
らなり、同ＲＯＭ内に記憶した図２のフローチャートに
示すプログラムを実行する。マイクロコンピュータ３５
には駆動回路３６ａ，３６ｂ及び警報器３７が接続され
ている。駆動回路３６ａ，３６ｂはマイクロコンピュー
タ３５により制御されてバッテリ３８からの駆動電流を
電動モータ２１の各界磁巻線にそれぞれ流して同モータ
２１の回転を独立に制御する。なお、このバッテリ３８
からの電圧は各センサ３１〜３４、マイクロコンピュー
タ３５及び警報器３７にも供給されている。警報器３７
は運転席近傍に設けられたランプ、ブザーなどで構成さ
れ、ランプの点灯、ブザーの放音などにより左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２の操舵異常を運転者に警告する。

【００１１】次に、上記のように構成した実施例の動作
を図２に示すフローチャートに沿って説明する。イグニ
ッションスイッチ（図示しない）が投入されると、マイ
クロコンピュータ３５は図２のステップ１００にてプロ
グラムの実行を開始し、ステップ１０２にて各センサ３
１〜３４から車速Ｖ、ヨーレートγ、前輪舵角θf及び
後輪舵角θrを表す各検出信号をそれぞれ入力する。次
に、ステップ１０４にてＲＯＭ内に設けたテーブルから
車速Ｖに応じて変化するヨーレート比例係数Ｋ1（図３
(Ａ)参照）及び舵角比例係数Ｋ2（図３(Ｂ)参照）を読
み出すとともに、下記数１の演算の実行によって左右後
輪ＲＷ１，ＲＷ２の目標舵角θr*を計算する。

【００１２】

【数１】θr*＝Ｋ1・γ＋Ｋ2・θｆ この目標舵角θｒ＊の計算後、ステップ１０６にて同目
標舵角θr*と前記入力した後輪舵角θr の偏差Δθ（＝
θr*−θr ）に応じて同偏差Δθを小さくするための制
御信号を駆動回路３６ａ，３６ｂに供給する。駆動回路
３６ａ，３６ｂは、供給された制御信号に応じた駆動電
流を電動モータ２１の各系列の巻線にそれぞれ流す。こ
れにより、電動モータ２１は目標舵角θr*に対応した方
向に回転し、同回転をリレーロッド２３に伝達して同ロ
ッド２３を前記回転に応じて軸方向に変位させる。この
リレーロッド２３の軸方向の変位はタイロッド２４ａ，
２４ｂ及びナックルアーム２５ａ，２５ｂを介して左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２に伝達されて、同後輪ＲＷ１，ＲＷ
２は目標舵角θr*の方向に操舵される。

【００１３】前記ステップ１０６の処理後、ステップ１
０８にて車速センサ３１、ヨーレートセンサ３２、前輪
舵角センサ３３、マイクロコンピュータ３５、駆動回路
３６ａ，３６ｂ、電動モータ２１などの故障により後輪
操舵に異常が発生しているか否かを判定する。この異常
の判定においては、例えば下記〜に示すような条件
の基に前記異常が発生しているか否かを判定する。 検出車速Ｖが車両走行上あり得ない値を示している。 検出ヨーレートγが車両走行上あり得ない値を示して
いる。 検出前輪舵角θfが車両走行上あり得ない値を示して
いる。 検出車速Ｖ、検出ヨーレートγ及び検出前輪舵角θf
が車両走行上あり得ない関係にある。 目標舵角θr*又は検出後輪舵角θrが車両走行上あり
得ない値を示していたり、両舵角θr*，θr間の偏差Δ
θの絶対値｜Δθ｜が非常に大きい。

【００１４】目標舵角θr*の変化率dθr*/dt又は検出
後輪舵角θrの変化率dθr/dtが車両走行上あり得ない示
していたり、両変化率dθr*/dt，dθr/dtの偏差の絶対
値｜dθr*/dt−dθr/dt｜が非常に大きい。

【００１５】後輪の操舵が正常であれば、ステップ１０
８にて「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１０２
に戻す。そして、前記異常が発生しない限り、ステップ
１０２〜１０８からなる循環処理を繰り返し実行して左
右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を目標舵角θr*に操舵する。

【００１６】次に、車速センサ３１、ヨーレートセンサ
３２、前輪舵角センサ３３、マイクロコンピュータ３
５、駆動回路３６ａ，３６ｂ、電動モータ２１などに異
常が発生した場合について説明する。この場合、ステッ
プ１０８にて「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステッ
プ１１０以降へ進める。ステップ１１０にて後輪操舵角
θr を後輪舵角センサ３４から読み込んで、ステップ１
１２にて同読み込んだ後輪舵角θrの絶対値｜θr｜が予
め決めた微小舵角θroより大きいか否かを判定する。こ
の微小舵角θroは車両の走行に不都合が生じない程度の
舵角であって、車両を直進走行させるために操舵ハンド
ル１１を維持する回転位置が機械的な中立位置（左右後
輪ＲＷ１，ＲＷ２を中立に保った状態における操舵ハン
ドル１１の回転位置）からオフセットしていることを運
転者が気がつく程度の後輪舵角（例えば１度程度）であ
る。後輪舵角θrの絶対値｜θr｜が微小舵角θro以下で
あれば、ステップ１１２にて「ＮＯ」と判定してプログ
ラムをステップ１２０に進める。ステップ１２０におい
ては、作動信号が警報器３７に出力されるとともに前記
ステップ１０８の判定処理により検出された異常の種類
を表すデータがマイクロコンピュータ３５内に記憶され
る。警報器３７は前記作動信号に応答してランプを点灯
させたり、ブザー音を発音させて左右後輪ＲＷ１，ＲＷ
２に操舵異常が発生したことを運転者に知らせる。ま
た、マイクロコンピュータ３５内に記憶された異常デー
タは、後の修理、故障原因の究明などに利用される。前
記ステップ１２０の実行後、ステップ１２２にてプログ
ラムの実行を停止する。この場合、ステアリングギヤボ
ックス ２２内の減速機構の逆効率は小さいので、路面
から左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に付与される外力によって
リレーロッド２３が軸方向に変位することはなく、同後
輪ＲＷ１，ＲＷ２は微小舵角θroに維持される。

【００１７】一方、後輪舵角θrの絶対値｜θr｜が微小
舵角θroより大きければ、ステップ１１２にて「ＹＥ
Ｓ」と判定してプログラムをステップ１１４に進める。
ステップ１１４においては、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の
中立方向への操舵（復帰）が可能であるか否かを判定す
る。この判定処理は左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を所定の小
さな舵角θroに操舵するために必要な最低限の装置の作
動が正常であるか否かを判定するもので、具体的には後
輪舵角センサ３４、電動モータ２１の少なくとも一方の
巻線、駆動回路３６ａ，３６ｂの少なくとも一方及びマ
イクロコンピュータ３５の左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操
舵を司る部分が正常であるか否かを判定する。これらの
装置が正常でなければ、ステップ１１４にて「ＮＯ」と
判定してプログラムをステップ１２０，１２２に進め、
前述した場合と同様に、異常の種類を表すデータをマイ
クロコンピュータ３５内に記憶し、警報器３７を作動さ
せてプログラムの実行を停止する。

【００１８】また、前記左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を所定
の小さな舵角θroに操舵するために必要な最低限の装置
の作動が正常であれば、ステップ１１４にて「ＹＥＳ」
と判定してプログラムをステップ１１６に進める。ステ
ップ１１６においては、前記入力した後輪操舵角θr に
基づいて駆動回路３６ａ，３６ｂを制御し、駆動回路３
６ａ，３６ｂ及び電動モータ２１の作動の基に左右後輪
ＲＷ１，ＲＷ２を中立方向へ操舵する。このステップ１
１６の処理後、ステップ１１８にて後輪舵角θrの絶対
値｜θr｜が微小舵角θro以下であるか否かを判定し、
同絶対値｜θr｜が微小舵角θroより大きければ、同ス
テップ１１８にて「ＮＯ」と判定してプログラムをステ
ップ１００に戻す。後輪舵角θrの絶対値｜θr｜が微小
舵角θro以下に達するまでステップ１１０〜１１８の処
理を繰り返し実行し、同絶対値｜θr｜が微小舵角θro
以下に達した時点で、ステップ１１８にて「ＹＥＳ」と
判定して、前述したステップ１２０，１２２の処理によ
りプログラムの実行を停止する。

【００１９】上記作動説明からも理解できるように、上
記実施例によれば、車速センサ３１、ヨーレートセンサ
３２、前輪舵角センサ３３、マイクロコンピュータ３５
の一部、駆動回路３６ａ，３６ｂの一方、又は電動モー
タ２１の一方の巻線などに故障が発生して左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２の操舵が異常になると、左右後輪ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２を微小舵角θroまでの操舵が可能であることを条件
に、同後輪ＲＷ１，ＲＷ２は微小舵角θroに操舵される
とともに同舵角θroに維持される。したがって、上記実
施例によれば、前記のような左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の
操舵異常時には、車両の直進走行中における操舵ハンド
ル１１の中立位置が機械的な中立位置（左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２を中立状態に保った場合の操舵ハンドル１１
の中立位置）から僅かに左又は右にずれるので、たとえ
警報器３７が故障により作動しなくても、運転者は後輪
の操舵異常を認識できる。

【００２０】なお、上記実施例においては、図４に示す
ように、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵異常時には同後
輪ＲＷ１，ＲＷ２の中立位置を基準に微小舵角±θroに
操舵するようにしたが、この中立位置を運転者の位置に
より左右にずらす、例えば右ハンドル車であれば中立位
置を図示破線で示すように左寄りにするようにしてもよ
い。これにより、操舵ハンドル１１の位置により車両の
右偏向又は左偏向に対する運転車の寛容さの相違を補正
することができる。また、上記実施例においては、左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２に操舵異常が発生しても後輪舵角θ
r が微小舵角θro以内であれば同後輪ＲＷ１，ＲＷ２を
操舵しないようにしたが、前記操舵異常時に後輪舵角θ
r が微小舵角θro以内であっても、左右後輪ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２を微小舵角θroまで操舵するようにしてもよい。

【００２１】また、上記実施例において、左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２の操舵異常を運転者に知らせる手段として、
前記異常時にパワーステアリング装置又はサスペンショ
ン装置を制御して、操舵ハンドル１１の操作を重くした
り、車高を変更する手段をさらに加えるようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る車両の全体概略図で
ある。

【図２】 図１のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムを示すフローチャートである。

【図３】 (Ａ)は車速に対するヨーレート比例係数の変
化特性図、(Ｂ)は車速に対する舵角比例係数の変化特性
図である。

【図４】 後輪の舵角範囲を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…後輪、１０…
前輪操舵装置、２０…後輪操舵装置、２１…電動モー
タ、３０…電気制御装置、３１…車速センサ、３２…ヨ
ーレートセンサ、３３…前輪舵角センサ、３４…後輪舵
角センサ、３５…マイクロコンピュータ、３６ａ，３６
ｂ…駆動回路、３７…警報器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田川 真一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 葛谷 秀樹 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後輪を操舵するアクチュエータを有して
   なる後輪操舵装置のための電気制御装置であって、車両
   の状態を検出する各種センサと、前記各種センサによる
   車両の状態検出に応答して前記アクチュエータを制御し
   後輪を操舵制御する第１操舵制御手段とを備えた後輪操
   舵装置のための電気制御装置において、 後輪の操舵異常を検出する異常検出手段と、 前記異常検出手段によって後輪の操舵異常が検出された
   とき前記第１操舵制御手段による操舵制御を中止すると
   ともに前記アクチュエータを制御して後輪を所定の小さ
   な舵角に操舵制御する第２操舵制御手段とを設けたこと
   を特徴とする後輪操舵装置のための電気制御装置。