JPH06312668A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の異常時に、後輪操舵機構に設けた中立
復帰バネの付勢力によって後輪を中立舵角に復帰させる
後輪操舵装置において、後輪の中立復帰速度を、後輪操
舵特性に影響を与えることなく、所望の値に設定できる
ようにする。 【構成】 後輪操舵用電動モータ１２の駆動回路４１内
のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６をトランジスタ切換回路
５６を介してオン／オフ制御することにより、後輪操舵
を行なう後輪操舵装置において、異常検出部５２が装置
の異常を検出すると、パワースイッチＳＷ１をオフして
駆動回路４１への電源供給を遮断し、制動制御部５４内
のパルス発生部５４ｃから所定周期で出力されるパルス
信号によって電動モータ１２の界磁巻線を短絡させる。
この結果、電動モータ１２には、このパルス信号のデュ
ーティ比に応じた制動トルクが発生することとなり、後
輪の中立復帰速度をこのパルス信号により任意に設定す
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の運転状態に応じ
て後輪舵角を制御する車両の後輪操舵制御装置に関し、
詳しくは、当該装置に異常が生じた際に、後輪を中立舵
角に復帰させる車両の後輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の後輪操舵装置において
は、前輪の操舵角，車速等の車両の運転状態に基づき後
輪の目標舵角を算出し、後輪舵角がこの目標舵角となる
ように、後輪操舵機構の動力源となる電動モータを通電
制御している。

【０００３】また、この種の装置においては、車両の各
種運転状態を検出するためのセンサやそのセンサによる
検出結果に従い目標舵角等を設定する制御回路等、当該
後輪操舵装置を構成する各部に何等かの異常が発生する
と、後輪を車両の運転状態に関係なく大きく操舵してし
まうことがあり、非常に危険である。

【０００４】そこで、従来より、この種の装置には、電
動モータの回転を受けて後輪を操舵する後輪操舵機構に
中立復帰バネを設け、こうしたシステム異常の発生時に
は、電動モータの通電を停止して、中立復帰バネの付勢
力により後輪を中立舵角に復帰させるようにしたものが
ある。

【０００５】また、このように、後輪操舵機構に後輪を
中立舵角に復帰させる中立復帰バネを設けた装置におい
ては、システム異常時に電動モータの通電を単に停止さ
せるだけでは、電動モータが、後輪操舵機構を介して受
ける中立復帰バネの付勢力により自由に回転するため、
システム異常が発生すると、後輪が中立舵角に速やかに
戻されることとなり、特に後輪を大きく操舵しているよ
うな場合には、後輪舵角が急変してしまう。

【０００６】このため、上記のようにシステム異常時に
電動モータの通電を停止して中立復帰バネの付勢力によ
り後輪を中立舵角に復帰させる装置においては、システ
ム異常時に、電動モータの通電を単に停止するだけでな
く、電動モータの界磁巻線を短絡することによって、電
動モータが後輪操舵機構側から受ける力によって回転す
る際に制動力を与えるようにしたものもある（ホンタ゛フ゜レリ
ュート゛サーヒ゛スマニュアル、構造編 No.60SS010 平成３年９月発
行：参照）。

【０００７】すなわち、この装置では、制御回路等の異
常によって後輪舵角を正常に制御できなくなったときに
は、電動モータの通電を停止して、中立復帰バネの付勢
力で後輪を中立舵角に戻し、しかも、この中立復帰時に
は、電動モータの界磁巻線を短絡することによって、電
動モータの回転によって界磁巻線に生じる起電力により
電動モータに電磁ブレーキがかかるようにし、これによ
って後輪舵角が急変するのを防止しているのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように電動モータの界磁巻線を短絡することにより、電
動モータ、延いては後輪操舵機構に制動力を与えるよう
にした場合、その制動力は電動モータの特性から一義的
に決定される。

【０００９】すなわち、後輪操舵機構を介して伝達され
る中立復帰バネの付勢力により電動モータが回転する場
合の、モータ軸の入力トルクをＴ1 、電動モータの回転
数をωとすると、界磁巻線短絡時に電動モータが発生す
る制動トルクＴ2 は、次式(1) で表すことができ、この
モデルを図で表すと、図１８に示す如くなる。また、こ
のモデルにおいて、入力トルクＴ1 から回転数ωへの応
答を式で表すと、次式(2) の如くなり、定常的（中立復
帰中）には、ｓ→０としたものから、回転数ωは次式
(3) で与えられる。

【００１０】

【数１】

【００１１】但し、上記(1)〜(3)式において、Ｊはモー
タロータのイナーシャ，ＫE は誘起電圧定数，ＫT はト
ルク定数，Ｌはモータコイルのインダクタンス，Ｒはコ
イル抵抗と回路抵抗の合成値，ｓはラプラス演算子であ
る。そして、上式(3) から明らかなように、中立復帰速
度は、概ね、中立復帰バネの付勢力とモータ特性とによ
り決定される。

【００１２】従って、後輪を中立舵角に復帰させる際に
電動モータの界磁巻線を短絡して中立復帰速度を抑制す
るようにした場合の制動力は、電動モータの特性から一
義的に決定されることとなるのである。このため、上記
従来の装置において、後輪舵角の中立復帰速度を所望の
値に設定するには、後輪操舵を行なう上で抵抗となる中
立復帰バネのバネ定数やセット荷重を調整したり、モー
タ特性である誘起電圧定数ＫE，トルク定数ＫTを変える
ことが必要があり、後輪操舵装置本来の目的である後輪
操舵時の特性に影響を与えることになる。

【００１３】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、上記のように後輪操舵機構に中立復帰バネを設
け、異常発生時には、電動モータの駆動を停止して、中
立復帰バネの付勢力により、後輪を中立舵角に復帰させ
るようにした車両の後輪操舵装置において、中立復帰バ
ネによる中立復帰速度を、後輪操舵特性に影響を与える
ことなく、所望の値に設定できるようにすることを目的
としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の後輪操舵装置は、図１
（ａ）に例示する如く、車両の後輪を操舵するための後
輪操舵機構と、該後輪操舵機構に、前記後輪を中立舵角
に復帰させるための付勢力を与える付勢手段と、前記後
輪操舵機構を前記付勢手段の付勢力に抗して駆動する電
動モータと、該電動モータを通電するための駆動回路
と、前記後輪の舵角が車両の運転状態に応じた目標舵角
となるよう、前記駆動回路を介して前記電動モータを通
電し、前記後輪操舵機構を駆動する後輪操舵制御手段
と、該後輪操舵制御手段を含む後輪操舵系の異常を検出
する異常検出手段と、該異常検出手段にて異常が検出さ
れると、前記駆動回路への電源供給を遮断して、前記後
輪操舵制御手段による後輪操舵制御を禁止する後輪操舵
禁止手段と、を備えた車両の後輪操舵装置において、前
記後輪操舵禁止手段の作動時に、前記電動モータの界磁
巻線を短絡して、前記電動モータの前記付勢力による回
転に制動力を与える制動手段と、該制動手段による前記
電動モータの界磁巻線の短絡を所定周期で実行させる制
動制御手段と、を設けたことを特徴としている。

【００１５】また請求項２に記載の後輪操舵装置は、図
１（ｂ）に例示する如く、車両の後輪を操舵するための
後輪操舵機構と、該後輪操舵機構に、前記後輪を中立舵
角に復帰させるための付勢力を与える付勢手段と、前記
後輪操舵機構を前記付勢手段の付勢力に抗して駆動する
電動モータと、該電動モータの界磁巻線を挟んでＨ型に
接続された多数のスイッチング素子と、各スイッチング
素子に並列接続されたスイッチング素子保護用のダイオ
ードとからなるＨブリッジ型の駆動回路と、前記後輪の
舵角が車両の運転状態に応じた目標舵角となるよう、前
記駆動回路のスイッチング素子をオン・オフして前記電
動モータを通電し、前記後輪操舵機構を駆動する後輪操
舵制御手段と、該後輪操舵制御手段を含む後輪操舵系の
異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段にて異
常が検出されると、前記駆動回路への電源供給を遮断し
て、前記後輪操舵制御手段による後輪操舵制御を禁止す
る後輪操舵禁止手段と、を備えた車両の後輪操舵装置に
おいて、前記後輪操舵禁止手段の作動時に、前記駆動回
路のスイッチング素子を全てオフすると共に、前記駆動
回路の電源供給端子間に所定の電気負荷を接続して、前
記電動モータの前記付勢力による回転に制動力を与える
第２の制動手段、を設けたことを特徴としている。

【００１６】

【作用】上記のように構成された請求項１に記載の後輪
操舵装置においては、後輪操舵制御手段が、後輪の舵角
が車両の運転状態に応じた目標舵角となるように、駆動
回路を介して電動モータを通電することにより、後輪操
舵機構を駆動し、異常検出手段が、この後輪操舵制御手
段を含む後輪操舵系の異常を検出する。そして、この異
常検出手段が、後輪操舵系の異常を検出すると、後輪操
舵禁止手段が、駆動回路への電源供給を遮断することに
より、後輪操舵制御手段による後輪操舵制御を禁止す
る。また、後輪操舵機構には、後輪を中立舵角に復帰さ
せる付勢手段が備えられているため、後輪操舵禁止手段
が駆動回路への電源供給を遮断すると、電動モータが、
後輪操舵機構側から入力される付勢手段の付勢力により
回転する。この結果、後輪は、付勢手段の付勢力により
中立舵角方向に操舵されることとなる。

【００１７】またこうした後輪の中立復帰時には、制動
手段が、電動モータの界磁巻線を短絡することにより、
電動モータに制動トルクを発生させ、更に制動制御手段
が、この制動手段による電動モータ界磁巻線の短絡動作
を所定周期で実行させる。従って、異常発生時に後輪が
中立舵角に復帰する際の操舵速度（中立復帰速度）は、
制動制御手段が制御する電動モータ界磁巻線の短絡周期
と、付勢手段の付勢力とにより決定されることとなる。

【００１８】また、次に請求項２に記載の後輪操舵装置
においては、請求項１に記載の後輪操舵装置と同様、後
輪操舵制御手段が、後輪の舵角が車両の運転状態に応じ
た目標舵角となるように、駆動回路を介して電動モータ
を通電することにより、後輪操舵機構を駆動し、異常検
出手段が、この後輪操舵制御手段を含む後輪操舵系の異
常を検出する。そして、この異常検出手段が、後輪操舵
系の異常を検出すると、後輪操舵禁止手段が、駆動回路
への電源供給を遮断することにより、後輪操舵制御手段
による後輪操舵制御を禁止する。また、後輪操舵機構に
は、後輪を中立舵角に復帰させる付勢手段が備えられて
いるため、後輪操舵禁止手段が駆動回路への電源供給を
遮断すると、電動モータが、後輪操舵機構側から入力さ
れる付勢手段の付勢力により回転する。この結果、後輪
は、付勢手段の付勢力により中立舵角方向に操舵される
こととなる。

【００１９】一方、請求項２に記載の後輪操舵装置にお
いては、電動モータを通電駆動するための駆動回路が、
電動モータの界磁巻線を挟んでＨ型に接続された多数の
スイッチング素子と、各スイッチング素子に並列接続さ
れたスイッチング素子保護用のダイオードとからなるＨ
ブリッジ型の駆動回路により構成されており、後輪操舵
禁止手段の作動時には、第２の制動手段が、駆動回路の
スイッチング素子を全てオフし、その電源供給端子間に
所定の電気負荷を接続することにより、電動モータの回
転に制動力を与える。この結果、本発明においては、後
輪の中立復帰速度は、この電気負荷の大きさ（抵抗値）
と、付勢手段の付勢力とにより決定されることとなる。

【００２０】すなわち、まずＨブリッジ型の駆動回路
は、スイッチング素子を全てオフし、更にその電源供給
端子を短絡した状態で、電動モータを後輪操舵機構側か
ら回転させると、その回転により発生した起電力によ
り、各スイッチング素子に設けられたダイオードを介し
て電流が流れ、電動モータに一定の制動トルクが発生す
る。しかし、本発明では、異常発生時に、駆動回路の電
源供給端子を電気負荷を介して接続しているため、この
電気負荷により流れる電流が制限され、制動トルクは電
気負荷の大きさにより変化する。従って、本発明におい
ては、後輪の中立復帰速度が、電気負荷の大きさ（抵抗
値）と、付勢手段の付勢力とにより決定されることとな
るのである。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図２は、請求項１に記載の発明が適用された第
１実施例の後輪操舵装置全体の構成を表わす概略構成図
である。

【００２２】図２に示す如く、本実施例の後輪操舵装置
は、車両の左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵するための
後輪操舵機構１０と、この後輪操舵機構１０を駆動する
ための三相ブラシレスモータからなる電動モータ１２
と、電動モータ１２の所定の回転角度毎に三相のパルス
信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを発生する磁極センサ２０と、後
輪操舵機構１０に取り付けられて後輪２ＲＬ，２ＲＲの
舵角θｒを検出する後輪舵角センサ２２と、車両運転者
が左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵するためのステアリ
ングホイール２４からステアリングギヤボックス２６に
至るステアリングシャフト２８に取り付けられて、ステ
アリングシャフト２８の回転角度（つまり前輪操舵角θ
ｓ）を検出するステアリングセンサ３０と、車速Ｖｓを
検出する車速センサ３２と、車体に生じたヨーレイトＷ
ｓを検出するヨーレイトセンサ３４と、これら各センサ
からの検出信号に基づき後輪舵角θｒを制御する電子制
御装置（ＥＣＵ）４０とから構成されている。

【００２３】また、後輪操舵機構１０は、図３に示す如
く、電動モータ１２の回転軸に固定されたヘリカルギヤ
１３と、ヘリカルギヤ１３に噛合され電動モータ１２の
回転を減速して入力するヘリカルギヤ１４と、ヘリカル
ギヤ１４の回転軸に設けられたウォームギヤ１５と、ウ
ォームギヤ１５に噛合されたウォームホイール１６と、
ウォームホイール１６の回転軸に取り付けられたピニオ
ンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７に噛合され、ピニオン
ギヤ１７の回転を直進移動に変換して左右後輪２ＲＬ，
２ＲＲのタイロッドに伝達するラック１８と、ラック１
８が中立位置から図３における左右方向に変位した際、
その変位量に応じた付勢力をラック１８に与える中立復
帰バネ１９と、から構成されている。

【００２４】なお、後輪舵角を検出する後輪舵角センサ
２２は、ウォームホイール１６の回転軸に取り付けられ
ており、その回転位置から後輪舵角を検出する。また、
中立復帰バネ１９のセット荷重は、車両の通常走行中に
タイヤから外力が入力されたとしても、後輪２ＲＬ，２
ＲＲを中立舵角に保持できる荷重（例えば、１００kg・
ｆ）に設定されている。

【００２５】このように構成された本実施例の後輪操舵
機構１０においては、電動モータ１２が回転すると、ヘ
リカルギヤ１３，１４を介して、ウォームギヤ１５が回
転する。すると、ウォームホイール１６が回され、ピニ
オンギヤ１７も回転する。ピニオンギヤ１７の回転によ
りラック１８が直線移動し、タイロッドを介して左右後
輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵する。またこのとき、中立復帰
バネ１９は、ラック１８の移動にともない収縮し、ラッ
ク１８に付勢力を与える。そして、この付勢力は、ラッ
ク１８から、ピニオンギヤ１７，ウォームホイール１
６，ウォームギヤ１５，ヘリカルギヤ１４，ヘリカルギ
ヤ１３を介して、電動モータ１２に伝達される。

【００２６】従って、電動モータ１２を駆動してラック
１８を中立位置から変位させている状態（つまり、左右
後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵している状態）で、電動モー
タ１２の駆動を中止すると、中立復帰バネ１９が発生す
る付勢力によって電動モータ１２が後輪操舵時とは逆方
向に回転し、ラック１８，延いては左右後輪２ＲＬ，２
ＲＲが中立舵角に復帰するようになる。

【００２７】また、本実施例の後輪操舵機構１０におい
ては、電動モータ１２からラック１８までの動力伝達系
にウォームギヤ１５を設け、電動モータ１２の回転をウ
ォームギヤ１５からウォームホイール１６に伝達するこ
とにより、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵するように構
成されているため、図４に示す如く、電動モータ１２に
よる後輪操舵時（モータ側からの後輪駆動時）には、電
動モータ１２の発生トルクは効率良くラック１８に伝達
されるが、中立復帰バネ１９による後輪の中立復帰時
（後輪側からのモータ駆動時）には、中立復帰バネ１９
の付勢力が電動モータ１２に伝わり難くなる。従って、
中立復帰バネ１９による後輪の中立復帰時には、電動モ
ータ１２による後輪操舵時に比べ、ラック１８（延いて
は後輪舵角）がゆっくりと中立位置に戻されることとな
る。なお、このように構成したのは、電動モータ１２の
駆動によって後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵した後、後輪舵
角をその舵角に保持するための保持電流を低減するため
である。

【００２８】次にＥＣＵ４０には、図５に示す如く、電
動モータ１２を通電するための駆動回路として、電動モ
ータ１２のＵ・Ｖ相，Ｖ・Ｗ相，Ｗ・Ｕ相の各界磁巻線
に双方向に電流を流して、電動モータ１２を双方向に回
転駆動するために、各界磁巻線を挟んで各々Ｈ型に接続
された６個のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６と、各トラン
ジスタＴＲ１〜ＴＲ６に並列接続されたダイオードＤ１
〜Ｄ６とからなる周知のＨ型ブリッジ型の駆動回路４１
が備えられている。

【００２９】そして、この駆動回路４１の正極側電源供
給端子４１ａには、バッテリ４３の正極がパワースイッ
チＳＷ１を介して接続され、負極側電源供給端子４１ｂ
には、バッテリ４３の負極が接続された接地ラインに接
続され、更に、パワースイッチＳＷ１から正極側電源供
給端子４１ａに至る電流経路には電流検出用の抵抗器Ｒ
ｘが設けられている。

【００３０】なおパワースイッチＳＷ１は、外部から入
力される制御信号がLow レベルであるときオン状態とな
ってバッテリ４３から駆動回路４１に電源供給を可能と
し、外部から入力される制御信号がHighレベルであると
きオフ状態となってバッテリ４３から駆動回路４１への
電源供給経路を遮断する。

【００３１】また次に、ＥＣＵ４０には、上記各センサ
からの検出信号に基づき車両の運転状態に応じた後輪舵
角指令値を算出して、後輪舵角がこの指令値となるよう
に電動モータ１２の通電電流をデューティ制御するため
のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）及び電動モータ１２
の回転方向を表す方向指令信号を発生する後輪指令値演
算部５０、後輪指令値演算部５０の動作状態，上記抵抗
器Ｒｘの端子電圧Ａ，Ｂ，磁極センサ２０の出力パルス
ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ等から当該装置の異常を判定し、当該
装置が正常であればLow レベル、当該装置に異常があれ
ばHighレベルとなる異常検出信号を出力する異常検出部
５２、異常検出部５２からの異常検出信号に基づき、当
該装置の正常時には電動モータ１２を後輪指令値演算部
５０からの出力信号に応じて駆動し、当該装置の異常時
には電動モータ１２の駆動を停止して電動モータ１２の
回転に制動をかける制動制御部５４、及び、後輪指令値
演算部５０からの方向指令信号，磁極センサ２０からの
三相パルス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ，制動制御部５４から
の制御信号Ｓａ，Ｓｂ等に基づき駆動回路４１内の各ト
ランジスタＳ１〜Ｓ６をオン／オフさせるトランジスタ
切換回路５６が備えられている。

【００３２】ここで、後輪指令値演算部５０は、ＣＰ
Ｕ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュ
ータにより構成されている。そして、後輪指令値演算部
５０においては、５ｍsec.毎に実行される図６に示す指
令値演算処理により後輪舵角指令値を算出し、２ｍsec.
毎に実行される図７に示すモータ駆動処理により方向指
令信号及びＰＷＭ信号を出力する。以下、この後輪指令
値演算部５０にて実行される各処理について説明する。

【００３３】図６に示す如く、指令値演算処理において
は、まずステップ１１０にて、ステアリングセンサ３
０，車速センサ３２、及びヨーレイトセンサ３４により
検出された前輪操舵角θｓ、車速Ｖｓ及びヨーレイトＷ
ｓを各々読み込み、続くステップ１２０にて、これら各
検出値θｓ，Ｖｓ，Ｗｓが予め設定されていた正常範囲
内にあるか否か、つまり上記各センサは正常に動作して
いるか否か、を判断する。

【００３４】そして、このステップ１２０にて、上記各
センサが正常に動作していると判断されると、続くステ
ップ１３０に移行して、上記読み込んだ検出結果θｓ，
Ｖｓ，Ｗｓに基づき、車両旋回時の目標ヨーレイトＷｏ
を算出し、次ステップ１４０にて、ヨーレイトＷｓを目
標ヨーレイトＷｏに制御するための後輪舵角指令値θｒ
ｏを算出する。

【００３５】一方、ステップ１２０にて、上記各検出値
θｓ，Ｖｓ，Ｗｓの少なくとも一つが予め設定されてい
た正常範囲から外れており、その検出結果から正常な後
輪操舵制御を実行できないと判断されると、ステップ１
５０に移行して、後輪２ＲＬ，２ＲＲを中立舵角方向に
操舵すべく、現在の後輪舵角指令値θｒｏを所定量だけ
減算することにより、後輪舵角指令値θｒｏを更新す
る。

【００３６】こうして、ステップ１４０またはステップ
１５０にて、最新の後輪舵角指令値θｒｏが算出される
と、今度は続くステップ１６０に移行して、上記求めた
後輪舵角指令値θｒｏと、後輪舵角センサ２２により検
出された現在の後輪舵角θｒとから、後輪舵角θｒを後
輪舵角指令値θｒｏに制御するためのモータ回転角指令
値θｍｏを算出し、当該処理を一旦終了する。

【００３７】次に、図７に示すモータ駆動処理において
は、まずステップ２１０にて、磁極センサ２０から出力
される三相のパルス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷに基づき、現
在のモータ回転角θｍを算出し、続くステップ２２０に
て、モータ回転角速度ｄθｍを算出する。そして、次ス
テップ２３０にて、この算出したモータ回転角θｍ及び
モータ回転角速度ｄθｍと、上記指令値演算処理で算出
したモータ回転角指令値θｍｏとに基づき、次式(4) を
用いてモータ電流指令値Ｉｍｏを算出する。

【００３８】 Ｉｍｏ＝Ｋｐ×（θｍ−θｍｏ）−Ｋｄ×ｄθｍ …(4) なお、上記(4) 式において、Ｋｐは比例ゲイン，Ｋｄは
微分ゲインである。このように、ステップ２３０にてモ
ータ電流指令値Ｉｍｏが算出されると、今度はステップ
２４０にて、モータ回転角指令値θｍｏがモータ回転角
θｍより大きいか否かを判断する。そして、モータ回転
角指令値θｍｏがモータ回転角θｍより大きければ、ス
テップ２５０にて、トランジスタ切換回路５６に出力す
る方向指令信号を「High」レベルに設定し、逆に、モー
タ回転角指令値θｍｏがモータ回転角θｍ以下であれ
ば、ステップ２６０にて、方向指令信号を「Low 」レベ
ルに設定する。

【００３９】また続くステップ２７０では、上記ステッ
プ２３０にて算出したモータ電流指令値Ｉｍｏに基づき
トランジスタＴＲ１〜ＴＲ６の駆動デューティ比を求
め、これに対応したＰＷＭ信号を出力し、当該処理を一
旦終了する。次に、異常検出部５２は、各種論理回路か
らなるロジック回路として構成されており、図８に示す
手順で、５ｍsec.毎に、装置の異常判定を行なう。

【００４０】すなわち、異常検出部５２においては、ま
ずステップ３１０にて、電流検出用の抵抗器Ｒｘの両端
電圧（Ｂ−Ａ）が予め設定された正常範囲内にあるか否
かを判断することにより、モータ電流が正常であるか否
かを判断する。そして、このステップ３１０にて、モー
タ電流が正常であると判断されると、ステップ３２０に
て、パワースイッチＳＷ１の駆動回路側電圧Ｂが正常範
囲内にあるか否かによって、パワースイッチＳＷ１が正
常に動作しているか否かを判断する。

【００４１】また、このステップ３２０にて、パワース
イッチＳＷ１が正常であると判断されると、ステップ３
３０にて、後輪指令値演算部５０内のＣＰＵから周期的
に出力される異常判定用のウオッチドッグパルスを監視
することにより、後輪指令値演算部５０，特にＣＰＵが
正常に動作しているか否かを判断する。

【００４２】また次に、ステップ３３０にて、後輪指令
値演算部５０が正常に動作していると判断されると、ス
テップ３４０にて、バッテリ４３の出力電圧（電源電
圧）が予め設定された正常範囲（例えば８Ｖ〜１６Ｖ）
内にあるか否かを判断する。また更に、このステップ３
４０にて、電源電圧が正常であると判断されると、ステ
ップ３５０にて、後輪指令値演算部５０にて算出された
モータ回転角θｍとモータ回転角指令値θｍｏとの差が
所定範囲内にあるか否かによって、磁極センサ２０が正
常に動作しているか否かを判断する。

【００４３】そして、ステップ３５０にて、磁極センサ
２０が正常に動作していると判断されると、当該装置は
正常であるとして、ステップ３６０にて異常検出信号を
Lowレベルに設定し、逆に、上記各ステップ３１０〜ス
テップ３５０のいずれかで異常が判定されると、ステッ
プ３７０にて異常検出信号をLow レベルに設定する。

【００４４】次に、制動制御部５４は、図５に示す如
く、後輪指令値演算部５０からのＰＷＭ信号が直接入力
されると共に、異常検出部５２からの異常検出信号が否
定回路５４ａを介して入力され、異常検出部５２からの
異常検出信号がLow レベルであるとき（すなわち当該装
置の正常時）に、後輪指令値演算部５０からのＰＷＭ信
号を制御信号Ｓａとしてトランジスタ切換回路５６に出
力するアンド回路５４ｂと、周波数５０Ｈｚ，デューテ
ィ比３０％の図９に示す如きパルス信号Ｐｏを発生する
パルス発生部５４ｃと、パルス発生部５４ｃからのパル
ス信号Ｐｏ及び異常検出部５２からの異常検出信号が入
力され、異常検出部５２からの異常検出信号がHighレベ
ルであるとき（すなわち当該装置の異常時）に、パルス
発生部５４ｃからのパルス信号Ｐｏを制御信号Ｓｂとし
てトランジスタ切換回路５６に出力するアンド回路５４
ｄと、から構成されている。

【００４５】従って、トランジスタ切換回路５６には、
異常検出部５２にて当該装置が正常である旨が検出され
ている場合には、後輪指令値演算部５０からのＰＷＭ信
号が制御信号Ｓａとして入力されると共に、Low レベル
の制御信号Ｓｂが入力され、逆に異常検出部５２にて当
該装置の異常が検出されている場合には、パルス発生部
５４ｃからのパルス信号Ｐｏが制御信号Ｓｂとして入力
されると共に、Low レベルの制御信号Ｓａが入力される
こととなる。

【００４６】なお、この制動制御部５４は、異常検出部
５２からの異常検出信号をそのまま制御信号としてパワ
ースイッチＳＷ１に出力するようにされている。このた
め、異常検出部５２が当該装置の異常を検出した際に
は、パワースイッチＳＷ１がオフ状態となって、駆動回
路４１への電源供給が遮断されることとなる。

【００４７】トランジスタ切換回路５６は、制御信号Ｓ
ｂがLow レベルである場合には、後輪指令値演算部５０
からの方向指令信号と、磁極センサ２０からの三相パル
ス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷとに基づき、電動モータ１２を
方向指令信号に応じた回転方向に回転駆動すべく、オン
するトランジスタの組合せがＳ１〜Ｓ３，及びＳ４〜Ｓ
６からそれぞれ１つずつ選択され、制御信号Ｓａ，換言
すれば後輪指令値演算部５０からのＰＷＭ信号に応じた
デューティ比で、選択されたトランジスタのオン／オフ
が行われる。逆に、制御信号ＳｂがHighレベルである場
合には、強制的に接地側トランジスタＴＲ４〜ＴＲ６が
オフされ、正極側トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３がオンさ
れる。なお、このトランジスタ切換回路５６は、異常検
出部５２と同様、各種論理回路からなるロジック回路に
より構成されている。

【００４８】以上のように構成された本実施例の後輪操
舵装置において、装置に異常が発生していない場合に
は、異常検出部５２からLow レベルの異常検出信号が出
力される。従って、この場合には、パワースイッチＳＷ
１に、制動制御部５４を介して、Low レベルの制御信号
が入力されることとなり、パワースイッチＳＷ１がオン
状態となって、駆動回路４１を介して電動モータ１２を
駆動できるようになる。また、この場合、制動制御部５
４からは、後輪指令値演算部５０から出力されたＰＷＭ
信号がそのまま制御信号Ｓａとして出力され、制御信号
ＳｂはLow レベルとなって出力されないため、トランジ
スタ切換回路５６は、三相パルス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ
と制御信号Ｓａと方向指令信号とに基づき、駆動回路４
１の各トランジスタＳ１〜Ｓ６をオン／オフさせる。こ
の結果、従来の後輪操舵装置と同様、後輪２ＲＬ，２Ｒ
Ｒの舵角を、車両運転者による前輪２ＦＬ，２ＦＲの操
舵角，車速，ヨーレイト等の車両走行状態に応じて最適
に制御することができる。

【００４９】一方、装置に異常が発生して、異常検出部
５２によりその旨が検出された場合には、異常検出部５
２からの異常検出信号がHighレベルに変化する。する
と、制動制御部５４を介してパワースイッチＳＷ１に入
力される制御信号もHighレベルとなるため、パワースイ
ッチＳＷ１がオフ状態となって、駆動回路４１への電源
供給が遮断され、駆動回路４１による電動モータ１２の
駆動が停止される。従って、後輪操舵を行なっている状
態で異常検出部５２にて装置の異常が検出された場合に
は、中立復帰バネ１９が発生する付勢力によって電動モ
ータ１２が後輪操舵時とは逆方向に回転し、後輪舵角が
中立舵角に復帰されることとなる。

【００５０】ところで、こうした中立復帰時に、駆動回
路４１内のトランジスタＳ１〜Ｓ６を全てオフしていれ
ば、各相Ｕ，Ｖ，Ｗの界磁巻線は開放状態となるため、
図１０に一点鎖線で示す如く、電動モータ１２の回転に
制動がかからず、後輪舵角が急変してしまう。また、例
えば、駆動回路４１内のトランジスタＳ１〜Ｓ３を全て
オンし、トランジスタＳ４〜Ｓ６を全てオフすることに
より、電動モータ１２の各相Ｕ，Ｖ，Ｗの界磁巻線の両
端を短絡すれば、図１０に点線で示す如く、電動モータ
１２の回転に制動をかけることができるが、この場合に
は、制動力が大きくなりすぎ、後輪舵角が中立舵角に復
帰するのに時間がかかる。

【００５１】しかし、本実施例では、装置に異常が発生
して、異常検出部５２からの異常検出信号がHighレベル
になると、制動制御部５４が、制御信号Ｓａを後輪指令
値演算部５０から出力されるＰＷＭ信号に関係なくLow
レベルとし、パルス発生部５４ｃから出力されるパルス
信号Ｐｏを制御信号Ｓｂとして、トランジスタ切換回路
５６に出力し、トランジスタ切換回路５６が、トランジ
スタＳ４〜Ｓ６をオフ状態としたまま、その入力された
制御信号Ｓｂに応じて駆動回路４１内のトランジスタＳ
１〜Ｓ３をオン／オフする。

【００５２】このため、本実施例の後輪操舵装置におい
ては、装置異常時に、電動モータ１２の各相Ｕ，Ｖ，Ｗ
の界磁巻線がパルス発生部５４ｃから出力されるパルス
信号Ｐｏに応じて短絡されることとなり、電動モータ１
２には、図９に示す如く、パルス信号ＰｏがHighレベル
のとき制動が加わり、パルス信号ＰｏがLow レベルのと
きには非制動状態となる。従って、後輪舵角の中立復帰
時に電動モータ１２に発生する制動力は、各界磁巻線を
連続的に短絡した場合に比べて、パルス信号Ｐｏのデュ
ーティ比に応じた量だけ小さくなる。

【００５３】このため、本実施例によれば、図１０に実
線で示す如く、後輪の中立復帰速度を、パルス発生部５
４ｃから出力されるパルス信号Ｐｏのデューティ比によ
り最適に設定することができるようになり、このパルス
信号Ｐｏのデューティ比を調整すれば、その中立復帰速
度を自由に変化させることが可能となる。

【００５４】なお、上記のように、装置の異常発生時に
後輪が中立舵角に復帰した後は、中立復帰バネ１９のセ
ット荷重により後輪が中立舵角に保持されるので、タイ
ヤから加わる外力によって後輪が操舵されることはな
い。ここで、本実施例では、後輪の中立復帰速度を決定
するパルス信号Ｐｏを発生するパルス発生部５４ｃを、
予め設定された固定のデューティ比（本実施例では３０
％）のパルス信号Ｐｏを発生するものとして説明した
が、例えば、図１１（ａ）に示す如く、パルス発生部５
４ｃを、ワンショットマルチバイブレータにより構成
し、このワンショットマルチバイブレータに、車速セン
サ３２から出力される車速Ｖｓに応じたパルス信号（車
速信号）を入力するようにしてもよい。

【００５５】そして、この場合、例えば、ワンショット
マルチバイブレータが、図１１（ｂ）に示す如く、入力
パルス１個につき ２．５ｍsec.間Highレベルとなるパ
ルス信号を出力し、車速センサ３２が、車速６０km/h
で、１分間に２０×６３７個のパルス信号を出力すると
すれば、車速が１５km/hの低速走行時には、車速信号の
周期は１８．９ｍsec.となるため、パルス信号Ｐｏのデ
ューティ比は約１３％となり、車速が６０km/hの中速走
行時には、パルス信号Ｐｏのデューティ比は約５３％と
なり、車速が１００km/hの高速走行時には、パルス信号
Ｐｏのデューティ比は８８％となる。

【００５６】すなわち、このようにパルス発生部５４ｃ
をワンショットマルチバイブレータにより構成し、これ
に車速センサ３２から出力される車速Ｖｓに応じたパル
ス信号を入力するようにすれば、パルス信号Ｐｏのデュ
ーティ比が、車速Ｖｓが高くなるほど増加する。

【００５７】従って、この場合には、車速Ｖｓが高くな
るほど、電動モータ１２に加わる制動力が大きくなり、
車両の低速走行時には、弱い制動で後輪の中立復帰を速
やかに行ない、車両の直進安全性を早期に確保させ、逆
に車両の高速走行時には、強い制動で後輪の中立復帰を
ゆっくり（例えば０．１deg/sec.）と行ない、後輪の中
立復帰が車体挙動に影響を与えるのを防止する、といっ
たことが可能となる。

【００５８】また、例えば、パルス発生部５４ｃを、図
１２（ａ）に示す如く、２個のワンショットマルチバイ
ブレータ６２，６４、一方のワンショットマルチバイブ
レータ６４に入力信号を反転して入力する否定回路６
６、及び各ワンショットマルチバイブレータ６２，６４
からの出力パルスの和をとるオア回路６８からなる３個
のパルス発生回路６０と、これら各パルス発生回路６０
からの出力パルスの和をとるオア回路７０と、により構
成し、各パルス発生回路６０に、磁極センサ２０から出
力される三相パルス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを各々入力す
るようにしてもよい。

【００５９】すなわち、パルス発生部５４ｃをこのよう
に構成した場合には、各パルス発生回路６０から、各相
Ｕ，Ｖ，Ｗのパルス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷの立ち上がり
及び立下がりで所定時間（例えば５０ｍsec.）Highレベ
ルとなるパルス信号が出力されるため、パルス発生部５
４ｃからは、これらパルス信号を合成した図１２（ｂ）
に示すパルス信号Ｐｏが出力されるようになる。

【００６０】従って、この場合には、電動モータ１２の
回転が速くなると、パルス信号Ｐｏのデューティ比が大
きくなって制動力が大きくなり、逆に電動モータ１２の
回転が遅くなると、パルス信号Ｐｏのデューティ比が小
さくなって制動力が小さくなる。このため、この場合に
は、電動モータ１２の回転速度、延いては後輪の中立復
帰速度を、略一定にすることができ、後輪を、安全な復
帰速度で、しかも確実に中立舵角に復帰させることがで
きるようになる。

【００６１】またこのように、本実施例では、制動制御
部５４に、電動モータ１２の制動用のパルス信号Ｐｏを
発生するパルス発生部５４ｃを設け、装置の異常時には
このパルス信号Ｐｏを制御信号Ｓｂとしてトランジスタ
切換回路５６に出力するように構成したが、例えば制動
制御部５４をマイクロコンピュータ等により構成し、異
常発生時には、電動モータ１２の回転角速度を監視しな
がら、制御信号ＳｂのHigh／Low 切り換えを行なうよう
にしてもよい。以下、このように制動制御部５４を構成
した場合のモータ制動処理動作を、図１３に示すフロー
チャートに沿って説明する。

【００６２】図１３に示す如く、このモータ制動処理に
おいては、まずステップ４１０にて、磁極センサ２０か
ら出力される三相のパルス信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷに基づ
き、現在のモータ回転角θｍを算出し、続くステップ４
２０にて、モータ回転角速度ｄθｍを算出する。

【００６３】そして、次ステップ４３０にて、異常検出
部５２からの異常検出信号がHighレベルになっているか
否か、つまり装置に異常が発生しているか否かを判定
し、異常検出信号がLow レベルで、装置に異常が発生し
ていなければ、ステップ４４０に移行して、後輪指令値
演算部５０からのＰＷＭ信号をそのまま制御信号Ｓａと
して設定し、次ステップ４５０にて、制御信号ＳｂをLo
w レベルに設定して、処理を一旦終了する。

【００６４】一方、ステップ４３０にて、異常検出部５
２からの異常検出信号がHighレベルで、装置に異常が発
生している場合には、ステップ４６０に移行して、制御
信号ＳａをLow レベルに設定し、トランジスタ切換回路
５６へのＰＷＭ信号の出力を停止する。そして、続くス
テップ４７０にて、上記ステップ４２０で算出したモー
タ回転角速度ｄθｍが予め設定された基準値δより大き
いか否かを判定し、モータ回転角速度ｄθｍが基準値δ
より大きければ、モータ回転角速度ｄθｍを抑えるため
に、制御信号ＳｂをHighレベルに設定し、逆にモータ回
転角速度ｄθｍが基準値δθ以下であれば、ステップ４
５０に移行して、制御信号ＳｂをLow レベルに設定し、
当該処理を終了する。

【００６５】このように、制動制御部５４においてモー
タ制動処理を実行するようにした場合、モータ回転角速
度ｄθｍが基準値δより大きければ、制御信号ＳｂがHi
ghレベルとなって、電動モータ１２に制動がかかり、モ
ータ回転角速度ｄθｍが基準値δ以下であれば、制御信
号ＳｂがLow レベルとなって、電動モータ１２が非制動
状態となる。従って、この場合には、電動モータ１２の
回転角速度ｄθｍが略基準値δに制御されることとな
り、後輪の中立復帰速度を一定にすることができる。な
お、このモータ制動処理においては、モータ回転角速度
ｄθｍが基準値δより大きいか否かによって制御信号Ｓ
ｂのHigh／Low を切り換えるようにしたが、例えば、モ
ータ回転角速度ｄθｍに応じて制御信号Ｓｂのデューテ
ィ比を設定するようにしても、後輪の中立復帰速度を一
定にすることができる。

【００６６】また、このように後輪の中立復帰速度が一
定となるように制御信号Ｓｂを制御する場合、必ずしも
磁極センサ２０を使用する必要はなく、例えば、後輪舵
角センサ２２からの検出信号に基づき後輪舵角の変化速
度を演算して、この値が所定値となるように制御信号Ｓ
ｂを制御するようにしてもよく、また電動モータ１２に
流れる電流から電動モータ１２の回転速度を検出して、
その回転速度が所定値となるように制御信号Ｓｂを制御
するようにしてもよい。

【００６７】次に、本実施例では、装置の異常発生時に
トランジスタ切換回路５６へのＰＷＭ信号の入力を禁止
するために、制動制御部５４内に否定回路５４ａ及びア
ンド回路５４ｂを設けたが、例えば、異常検出部５２か
ら出力される異常検出信号を後輪指令値演算部５０にも
入力し、後輪指令値演算部５０側で、この異常検出信号
がHighレベルであれば、ＰＷＭ信号の出力を停止するよ
うにすれば、制動制御部５４内に否定回路５４ａ及びア
ンド回路５４ｂを設ける必要はなく、後輪指令値演算部
５０から出力されるＰＷＭ信号をそのまま制御信号Ｓａ
としてトランジスタ切換回路５６に入力させることがで
きる。

【００６８】また更に、本実施例では、電動モータ１２
に三相ブラシレスモータを使用したが、電動モータ１２
には、ＤＣモータ等、従来より使用されている種々の電
動モータを使用することができる。以上、請求項１に記
載の発明が適用された後輪操舵装置について説明した
が、次に、請求項２に記載の発明が適用された後輪操舵
装置について本発明の第２実施例として説明する。

【００６９】なお、本実施例の後輪操舵装置の全体構成
は図２に示した上記実施例と全く同様であり、ＥＣＵ４
０の内部構成が異なるだけであるので、装置の全体構成
等については説明を省略し、ＥＣＵ４０の構成及びその
動作についてのみ説明する。まず、図１４は本実施例の
後輪舵角装置のＥＣＵ４０の内部構成を表している。図
１４に示す如く、本実施例のＥＣＵ４０には、上記実施
例と同様、６個のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６と、各ト
ランジスタＴＲ１〜ＴＲ６に並列接続されたダイオード
Ｄ１〜Ｄ６とからなるＨ型ブリッジ型の駆動回路７１が
備えられている。そして、上記実施例と同様、この駆動
回路７１の正極側電源供給端子７１ａは、電流検出用の
抵抗器Ｒｘ、パワースイッチＳＷ２を介して、バッテリ
４３の正極に接続可能になっており、負極側電源供給端
子７１ｂには、バッテリ４３の負極が接続された接地ラ
インに接続されている。

【００７０】一方、パワースイッチＳＷ２は、駆動回路
７１とバッテリ４３との接続を遮断した際、上記実施例
のように、駆動回路７１の正極側電源供給端子７１ａを
開放するのではなく、その電源供給端子７１ａに、一端
が接地された負荷Ｚ１を接続するように構成されてい
る。従って、このパワースイッチＳＷ２をオフして、駆
動回路７１への電源供給経路を遮断した際には、駆動回
路７１の電源供給端子７１ａ，７１ｂ間に負荷Ｚ１が接
続されることとなる。

【００７１】また、本実施例のＥＣＵ４０には、上記実
施例と同様マイクロコンピュータにより構成された後輪
指令値演算部８０、当該装置の異常を判定して、装置の
異常時にHighレベルとなる異常検出信号を出力する異常
検出部８２、及び、これら各部からの出力信号に応じて
駆動回路７１のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６をオン／オ
フするトランジスタ切換回路８６が備えられている。

【００７２】ここで後輪指令値演算部８０は、上記実施
例の後輪指令値演算部５０と同様、指令値演算処理及び
モータ駆動処理を実行して、後輪舵角を車両の運転状態
に応じた舵角に制御するための方向指令信号及びＰＷＭ
信号を出力するが、この後輪指令値演算部８０には、異
常検出部８２からの異常検出信号が入力され、異常検出
信号がHighレベルである場合、つまり装置に異常が発生
している場合には、ＰＷＭ信号の出力を停止するように
されている。

【００７３】また、トランジスタ切換回路８６は、異常
検出部８２から出力された異常検出信号がLow レベル
で、当該装置に異常が発生していないときには、後輪指
令値演算部８０から出力されたＰＷＭ信号及び方向指令
信号と、磁極センサ２０からの三相パルス信号ＰＵ，Ｐ
Ｖ，ＰＷとに基づき、駆動回路７１内の各トランジスタ
ＴＲ１〜ＴＲ６をオン／オフして、電動モータ１２を回
転駆動し、異常検出信号がHighレベルで、当該装置に異
常が発生している場合には、駆動回路７１内の各トラン
ジスタＴＲ１〜ＴＲ６を全てオフ状態にするように構成
されている。

【００７４】なお、異常検出部８２は、上記実施例と全
く同様に構成されており、図８に示した手順で異常判定
を行なう。また、この異常検出部８２から出力された異
常検出信号は、パワースイッチＳＷ２にも入力され、パ
ワースイッチＳＷ２は、この異常検出信号がLow レベル
であれば、駆動回路７１にバッテリ４３を接続し、異常
検出信号がHighレベルであれば、駆動回路７１の電源供
給端子７１ａ，７１ｂ間に負荷Ｚ１を接続する。

【００７５】以上のように構成された本実施例の後輪操
舵装置においては、装置に異常が発生していない場合に
は、異常検出部８２がLow レベルの異常検出信号を出力
するため、パワースイッチＳＷ２が駆動回路７１にバッ
テリ４３を接続し、後輪指令値演算部８０が電動モータ
１２駆動のためのＰＷＭ信号及び方向指令信号をトラン
ジスタ切換回路８６に出力し、トランジスタ切換回路８
６がこの信号に応じて駆動回路７１の各トランジスタＴ
Ｒ１〜ＴＲ６をオン／オフする。この結果、上記実施例
の後輪操舵装置と同様、後輪２ＲＬ，２ＲＲが、車両運
転者による前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角，車速，ヨーレ
イト等の車両走行状態に応じた舵角に制御されることと
なる。

【００７６】一方、装置に異常が発生して、異常検出部
８２によりその旨が検出された場合には、異常検出部８
２からの異常検出信号がHighレベルに変化するため、パ
ワースイッチＳＷ２が駆動回路７１への電源供給経路を
遮断して駆動回路７１の電源供給端子７１ａ，７１ｂ間
に負荷Ｚを接続し、トランジスタ切換回路８６が駆動回
路７１内の各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ６を全てオフ状
態にする。

【００７７】従って、後輪操舵を行なっている状態で異
常検出部８２にて装置の異常が検出された場合には、中
立復帰バネ１９が発生する付勢力によって電動モータ１
２が後輪操舵時とは逆方向に回転し、後輪舵角が中立舵
角に復帰されることとなるが、このとき、電動モータ１
２の各相Ｕ，Ｖ，Ｗの界磁巻線は、駆動回路７１内でト
ランジスタＳ１〜Ｓ６に並列接続されたダイオードＤ１
〜Ｄ６を介して負荷Ｚが接続された状態となるため、電
動モータ１２の回転によっての各界磁巻線に発生した起
電力により負荷Ｚに電流が流れ、電動モータ１２には、
この電流，延いては負荷Ｚの大きさに応じた制動力が発
生する。

【００７８】以下、この理由について、電動モータ１２
のＵ・Ｖ相の界磁巻線に生じた起電力により発生する制
動力を例にとり説明する。まず、異常検出部８２が異常
を検出した場合、電動モータ１２のＵ・Ｖ相の界磁巻線
は、駆動回路７１を介して図１５に示すように負荷Ｚに
接続される。そして、駆動回路７１内では、トランジス
タＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ５が全てオフ状態とな
っているため、中立復帰バネ１９の付勢力により電動モ
ータ１２が回転して、電動モータ１２にＵ相からＶ相へ
向けて電流を流そうとする起電力が発生した場合には、
各トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ５に並列
接続されたダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５の向きに
従い、ダイオードＤ２，Ｄ４を介して図１５に点線で示
した経路ｉ1 で負荷Ｚに電流が流れ、逆に、電動モータ
１２にＶ相からＵ相へ向けて電流を流そうとする起電力
が発生した場合には、ダイオードＤ１，Ｄ５を介して図
１５に一点鎖線で示した経路ｉ2 で負荷Ｚに電流が流れ
る。

【００７９】ここで、電動モータ１２の回転により発生
する起電力は、電動モータ１２の回転数ωに比例してＫ
E ・ωで与えられる。なお、ＫE は誘起電圧定数であ
る。また、上記のようにダイオードＤ１，Ｄ４（又はダ
イオードＤ２，Ｄ５）により形成される電流ループｉ1
（又はｉ2 ）の回路インピーダンスＺｉは、Ｕ・Ｖ相の
界磁巻線のインダクタンスをＬ，界磁巻線のコイル抵抗
とダイオードＤ１，Ｄ４（またはＤ２，Ｄ５）の順方向
抵抗との合成値をＲとすると、次式(5) の如く表され
る。なお、(5) 式において、ｓは微分演算子（制御工学
の分野ではラプラス演算子と呼ばれる）である。

【００８０】 Ｚｉ＝Ｌｓ＋Ｒ＋Ｚ …(5) 従って、Ｕ，Ｖ相の界磁巻線に流れる電流ｉは、次式
(6) の如くなり、 ｉ＝ＫE・ω／（Ｌｓ＋Ｒ＋Ｚ） …(6) 電動モータ１２には、この電流に比例した制動トルクＴ
2 （＝ＫT・ｉ）が発生する。なお、ＫTはトルク定数で
ある。そして、この制動トルクＴ2 は、トルク定数ＫT
と上記(6) 式とから、次式(7) の如く記述でき、この
(7) 式から、負荷Ｚの大きさ（抵抗値）により制動トル
クを調整できることがわかる。

【００８１】 Ｔ2 ＝ＫT・ＫE・ω／（Ｌｓ＋Ｒ＋Ｚ） …(7) このように、本実施例の後輪操舵装置においては、装置
に異常が発生して、中立復帰バネ１９により後輪が中立
舵角に戻される場合には、電動モータ１２に負荷Ｚの大
きさに応じた制動トルクが発生する。従って、本実施例
の後輪操舵装置によれば、後輪舵角の中立復帰時に電動
モータ１２に発生する制動力を、負荷Ｚの大きさに応じ
て、電動モータ１２の界磁巻線を連続的に短絡する従来
装置に比べて小さくすることができ、後輪の中立復帰速
度を、負荷Ｚの大きさにより任意に設定することが可能
となる。

【００８２】なお、本実施例の後輪操舵装置のように負
荷Ｚを用いて後輪の中立復帰速度を所望の値に設定する
場合、中立復帰時に中立復帰バネ１９から電動モータ１
２の回転軸に入力される入力トルクＴ1 は、その後輪操
舵機構１０各部のギヤ比と効率とにより容易に算出でき
るので、希望する中立復帰速度ωo を決めれば、負荷Ｚ
の大きさを次式(8) を用いて簡単に設定することができ
る。但し、実際の設計に当たっては、入力トルクＴ1 は
中立復帰バネ１９の力に加えてタイヤからの外力もある
ことを考慮に入れ、負荷Ｚには、次式(8) で求めた値よ
り小さめの値を設定することが望ましい。

【００８３】

【数２】

【００８４】ここで、本実施例では、異常発生時に駆動
回路に接続する負荷Ｚに抵抗値が予め設定された固定負
荷を使用するものとして説明したが、例えば図１６に示
す如く、駆動回路９１の電源供給端子９１ａ，９１ｂ間
に、電動モータ９３が発生した起電力に応じて回路抵抗
が変化する制動制御回路９５を設け、この制動制御回路
９５の動作によって、後輪の中立復帰速度を略一定に制
御するようにしてもよい。以下、この制動制御回路９５
の構成及び作用について詳しく説明する。

【００８５】なお、図１６は、後輪操舵機構１０を駆動
する電動モータ９３がＤＣモータからなり、その駆動回
路９１がＤＣモータの界磁巻線を挟んでＨ型に接続され
た４個のトランジスタ及びダイオードにより構成された
後輪操舵装置を表しており、トランジスタ切換回路９７
は、異常検出部９９にて異常が検出されると、上記実施
例と同様、駆動回路９１内の各トランジスタをオフする
ようにされている。また、パワースイッチＳＷ３は、上
記実施例のパワースイッチＳＷ２と同様、異常検出部９
９にて異常が検出された場合に駆動回路９１への電源供
給経路を遮断するようにされているが、制動制御回路９
５は、このパワースイッチＳＷ３のオン／オフ状態に関
係なく、駆動回路９１の電源供給端子９１ａ，９１ｂ間
に常に接続されるようになっている。

【００８６】図１６に示す如く、制動制御回路９５の例
としては、カソードが駆動回路９１の正極側電源供給端
子９１ａに接続され、アノードが抵抗器Ｒａを介して駆
動回路９１の負極側電源供給端子９１ｂに接続された降
伏電圧が約７．５ＶのツェナーダイオードＤａと、同じ
くカソードが駆動回路９１の正極側電源供給端子９１ａ
に接続され、アノードが抵抗器Ｒｅ，Ｒｆ（Ｒｅ＝Ｒｆ
＝１ｋΩ）を介して駆動回路９１の負極側電源供給端子
９１ｂに接続された降伏電圧が約２Ｖのツェナーダイオ
ードＤｂと、ベースが抵抗器Ｒｂを介してツェナーダイ
オードＤａのアノードに接続され、コレクタが抵抗器Ｒ
ｅと抵抗器Ｒｆとの結合点に接続され、エミッタが駆動
回路９１の負極側電源供給端子９１ｂに接続されたＮＰ
Ｎ型のトランジスタＴＲａと、ベースが抵抗器Ｒｃを介
して前記トランジスタＴＲａのコレクタに接続され、コ
レクタが半固定抵抗器Ｒｄを介して駆動回路９１の正極
側電源供給端子９１ａに接続され、エミッタが駆動回路
９１の負極側電源供給端子９１ｂに接続されたＮＰＮ型
のトランジスタＴＲｂとから構成されている。

【００８７】このように構成された制動制御回路９５に
おいては、装置に異常が発生して、パワースイッチＳＷ
３及び駆動回路９１内のトランジスタがオフされ、電動
モータ９３が中立復帰バネ１９により回転されると、駆
動回路９１内のダイオードを介して、電動モータ９３の
回転に応じた誘起電圧が印加される。

【００８８】またこのときの印加電圧Ｖｍは、図１５に
示したように、電動モータ９３の回転方向に関係なく、
駆動回路９１の正極側が正となり、図１７に示す如く、
ツェナーダイオードＤａのアノード側の端子電圧Ｖａ、
トランジスタＴＲａのオン／オフ状態、トランジスタＴ
Ｒａのコレクタ電圧Ｖｂ、トランジスタＴＲｂのオン／
オフ状態は、その印加電圧Ｖｍに応じて変化する。

【００８９】そして、例えば、電動モータ９３の回転に
より、制動制御回路９５に５Ｖの電圧Ｖｍが印加された
場合には、図１７に示す如く、トランジスタＴＲｂがオ
ンとなり、半固定抵抗器Ｒｄの抵抗値により決定される
電流が流れ、電動モータ９３には、この電流に比例した
制動トルクが発生する。

【００９０】一方、電動モータ９３の回転により生じる
誘起電圧は、電動モータ９３の回転速度が低くなるに従
い低下する。そして、電動モータ９３の回転速度の低下
により制動制御回路９５への印加電圧Ｖｍが３Ｖ以下に
なると、図１７に示す如くトランジスタＴＲｂはオフ状
態となる。この結果、電動モータ９３の回転速度が低下
すると、制動制御回路９５のインピーダンスは高くな
り、電動モータ９３に制動がかからず回転速度が増加す
る。

【００９１】従って、本実施例の後輪操舵装置におい
て、装置の異常時には、電動モータ９３が、略３Ｖの誘
起電圧を発生する略一定の回転速度で回転することとな
り、後輪の中立復帰速度を略一定に制御することができ
るようになる。一方、装置の正常時には、パワースイッ
チＳＷ３がオン状態となるため、制動制御回路９５への
印加電圧は、正常時の電源電圧８〜１６Ｖとなる。そし
て、この場合には、図１７に示す如く、トランジスタＴ
Ｒｂはオフ状態となるので、当該回路のインピーダンス
は高くなり、当該装置において無駄な電流を消費するこ
となく、電動モータ９３を駆動できるようになる。

【００９２】なお、装置の異常時には、電動モータ９３
の回転速度が、誘起電圧が３Ｖ以上となる回転速度まで
上昇すると、電動モータ９３に制動がかかり、電動モー
タ９３の回転が抑制されるので、制動制御回路９５に最
小の電源電圧８Ｖを越える電圧が印加されることはな
い。

【００９３】このように本実施例の後輪操舵装置におい
ては、後輪の中立復帰時には、制動制御回路９５内の半
固定抵抗器Ｒｄによりモータ電流、延いては制動力が決
定され、ツェナーダイオードＤｂの降伏電圧及び抵抗器
Ｒｅ，Ｒｆの比率により、制動のオン／オフタイミング
が決定される。従って、半固定抵抗器Ｒｄの抵抗値とツ
ェナーダイオードＤｂの降伏電圧と抵抗器Ｒｅ，Ｒｆの
比率を調整することにより、後輪の中立復帰速度を任意
の値に設定することができるようになる。

【００９４】なお、ツェナーダイオードＤａは、装置の
正常時にトランジスタＴＲｂがオン状態となって電源電
力を無駄に消費するのを防止するためのものであるた
め、このツェナーダイオードＤａには、電流電源の電圧
保障範囲の最低値を基準とし、トランジスタＴＲａのベ
ース・エミッタ間電圧だけ低い降伏電圧のものを使用す
ればよい。

【００９５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
後輪操舵装置においては、異常発生時の後輪の中立復帰
速度が、電動モータ界磁巻線の短絡周期と付勢手段の付
勢力とにより決定される。このため本発明によれば、電
動モータ界磁巻線の短絡周期を調整することにより、後
輪の中立復帰速度を、後輪の操舵特性に影響を与えるこ
となく所望の値に設定することができるようになる。

【００９６】また、請求項２に記載の後輪操舵装置にお
いては、異常発生時の後輪の中立復帰速度が、駆動回路
の電源供給端子を接続する電気負荷と付勢手段の付勢力
とにより決定される。このため本発明によれば、異常発
生時に駆動回路の電源供給端子を接続する電気負荷の大
きさを調整することにより、後輪の中立復帰速度を、後
輪の操舵特性に影響を与えることなく所望の値に設定す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を例示するブロック図である。

【図２】第１実施例の後輪操舵装置全体の構成を表わす
概略構成図である。

【図３】第１実施例の後輪操舵機構の構成を表わす説明
図である。

【図４】第１実施例の後輪操舵機構の動力伝達特性を表
す説明図である。

【図５】第１実施例のＥＣＵの内部構成を表す電気回路
図である。

【図６】第１実施例の後輪指令値演算部にて実行される
指令値演算処理を表すフローチャートである。

【図７】第１実施例の後輪指令値演算部にて実行される
モータ駆動処理を表すフローチャートである。

【図８】第１実施例の異常検出部における異常検出動作
を表すフローチャートである。

【図９】第１実施例のパルス発生部から出力されるパル
ス信号を表す説明図である。

【図１０】第１実施例の制動制御による後輪の舵角変化
を表すタイムチャートである。

【図１１】パルス発生部を車速センサからの出力信号に
より動作させる場合の構成及びその出力パルスを表す説
明図である。

【図１２】パルス発生部を磁極センサからの出力信号に
より動作させる場合の構成及びその出力パルスを表す説
明図である。

【図１３】制動制御部をマイクロコンピュータにより構
成した場合の処理動作の一例を表すフローチャートであ
る。

【図１４】第２実施例の後輪操舵装置におけるＥＣＵの
内部構成を表す電気回路図である。

【図１５】第２実施例のモータ制動動作を説明する説明
図である。

【図１６】第２実施例のＥＣＵの他の構成例を表す電気
回路図である。

【図１７】図１６に示した制動制御回路の動作を表す説
明図である。

【図１８】従来の後輪操舵装置における動力伝達系のモ
デルを表す説明図である。

【符号の説明】

２ＲＬ，２ＲＲ…後輪 １０…後輪操舵機構 １
２，９３…電動モータ １５…ウォームギヤ １６…ウォームホイール １
７…ピニオンギヤ １８…ラック １９…中立復帰バネ ２０…磁極セ
ンサ ２２…後輪舵角センサ ３０…ステアリングセンサ
３２…車速センサ ３４…ヨーレイトセンサ ４０…電子制御装置（ＥＣ
Ｕ） ４１，７１，９１…駆動回路 ４３…バッテリ ５０，８０…後輪指令値演算部 ５２，８２，９９…
異常検出部 ５４…制動制御部 ５４ｃ…パルス発生部 ５６，８６，９７…トランジスタ切換回路 ９５…制
動制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の後輪を操舵するための後輪操舵機
   構と、 該後輪操舵機構に、前記後輪を中立舵角に復帰させるた
   めの付勢力を与える付勢手段と、 前記後輪操舵機構を前記付勢手段の付勢力に抗して駆動
   する電動モータと、 該電動モータを通電するための駆動回路と、 前記後輪の舵角が車両の運転状態に応じた目標舵角とな
   るよう、前記駆動回路を介して前記電動モータを通電
   し、前記後輪操舵機構を駆動する後輪操舵制御手段と、 該後輪操舵制御手段を含む後輪操舵系の異常を検出する
   異常検出手段と、 該異常検出手段にて異常が検出されると、前記駆動回路
   への電源供給を遮断して、前記後輪操舵制御手段による
   後輪操舵制御を禁止する後輪操舵禁止手段と、 を備えた車両の後輪操舵装置において、 前記後輪操舵禁止手段の作動時に、前記電動モータの界
   磁巻線を短絡して、前記電動モータの前記付勢力による
   回転に制動力を与える制動手段と、 該制動手段による前記電動モータの界磁巻線の短絡を所
   定周期で実行させる制動制御手段と、 を設けたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。
2. 【請求項２】 車両の後輪を操舵するための後輪操舵機
   構と、 該後輪操舵機構に、前記後輪を中立舵角に復帰させるた
   めの付勢力を与える付勢手段と、 前記後輪操舵機構を前記付勢手段の付勢力に抗して駆動
   する電動モータと、 該電動モータの界磁巻線を挟んでＨ型に接続された多数
   のスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列接続
   されたスイッチング素子保護用のダイオードとからなる
   Ｈブリッジ型の駆動回路と、 前記後輪の舵角が車両の運転状態に応じた目標舵角とな
   るよう、前記駆動回路のスイッチング素子をオン・オフ
   して前記電動モータを通電し、前記後輪操舵機構を駆動
   する後輪操舵制御手段と、 該後輪操舵制御手段を含む後輪操舵系の異常を検出する
   異常検出手段と、 該異常検出手段にて異常が検出されると、前記駆動回路
   への電源供給を遮断して、前記後輪操舵制御手段による
   後輪操舵制御を禁止する後輪操舵禁止手段と、 を備えた車両の後輪操舵装置において、 前記後輪操舵禁止手段の作動時に、前記駆動回路のスイ
   ッチング素子を全てオフすると共に、前記駆動回路の電
   源供給端子間に所定の電気負荷を接続して、前記電動モ
   ータの前記付勢力による回転に制動力を与える第２の制
   動手段、 を設けたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。