JPH0829719B2 - 前後輪操舵装置 - Google Patents
前後輪操舵装置Info
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- JPH0829719B2 JPH0829719B2 JP7003889A JP7003889A JPH0829719B2 JP H0829719 B2 JPH0829719 B2 JP H0829719B2 JP 7003889 A JP7003889 A JP 7003889A JP 7003889 A JP7003889 A JP 7003889A JP H0829719 B2 JPH0829719 B2 JP H0829719B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- steering
- electric motor
- circuit
- steering angle
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/148—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering provided with safety devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ステアリングホイールにより転舵される前
輪と、前輪の転舵角度に応じて電動機により転舵される
後輪とを備える前後輪操舵装置に関する。
輪と、前輪の転舵角度に応じて電動機により転舵される
後輪とを備える前後輪操舵装置に関する。
〈従来の技術〉 従来の電動式かじ取り装置は、例えば特開昭61-27116
8号、同61-275057号公報等に開示されるように、ステア
リングホイールに付与される操舵トルクや操舵回転速度
等を検出し、CPU等からなる制御回路にて電動機をPWM制
御して補助トルクを発生させることにより、ステアリン
グホイールの操舵力軽減を図っている。この電動機を駆
動制御する電動機駆動回路は、CPUの出力ポートにベー
スを接続した４個のバイポーラトランジスタまたは電界
効果トランジスタからなるＨ形ブリッジ回路を備えてい
る。そしてブリッジ回路は、入力端子が電源に接続され
ると共に、出力端子が電動機に接続されており、CPUか
ら出力される制御信号に基づいてブリッジ回路の互いに
対辺をなす１組のトランジスタが駆動されることによ
り、電動機をPWM制御するようになっている。
8号、同61-275057号公報等に開示されるように、ステア
リングホイールに付与される操舵トルクや操舵回転速度
等を検出し、CPU等からなる制御回路にて電動機をPWM制
御して補助トルクを発生させることにより、ステアリン
グホイールの操舵力軽減を図っている。この電動機を駆
動制御する電動機駆動回路は、CPUの出力ポートにベー
スを接続した４個のバイポーラトランジスタまたは電界
効果トランジスタからなるＨ形ブリッジ回路を備えてい
る。そしてブリッジ回路は、入力端子が電源に接続され
ると共に、出力端子が電動機に接続されており、CPUか
ら出力される制御信号に基づいてブリッジ回路の互いに
対辺をなす１組のトランジスタが駆動されることによ
り、電動機をPWM制御するようになっている。
ところが、何等かの事情によりCPUやその出力部の故
障または電磁波障害による出力異常、誤動作、ソフトの
暴走等が発生すると、電動機の適正な制御が困難にな
る。このような故障は、例えばWDT（ウォッチドッグタ
イマ）や電流検出等による方法を用いても全てを検出す
ることが困難である。また、別個に設けた２系統のPWM
制御信号を同期させ、かつそれらの出力が一致する場合
にのみ電動機を駆動する制御方法も考えられるが、電動
機は20kHz相当のデューティ比制御により駆動されるの
で、実際上困難である。
障または電磁波障害による出力異常、誤動作、ソフトの
暴走等が発生すると、電動機の適正な制御が困難にな
る。このような故障は、例えばWDT（ウォッチドッグタ
イマ）や電流検出等による方法を用いても全てを検出す
ることが困難である。また、別個に設けた２系統のPWM
制御信号を同期させ、かつそれらの出力が一致する場合
にのみ電動機を駆動する制御方法も考えられるが、電動
機は20kHz相当のデューティ比制御により駆動されるの
で、実際上困難である。
このため、特にPWM制御により駆動される電動機にて
転舵される後輪を備えた前後輪操舵装置に於て、電動機
の駆動制御に充分な信頼性を確保することが重要な問題
となっていた。
転舵される後輪を備えた前後輪操舵装置に於て、電動機
の駆動制御に充分な信頼性を確保することが重要な問題
となっていた。
〈発明が解決しようとする課題〉 そこで、本発明の目的は、前輪を操舵するステアリン
グホイールの操舵に応じてPWM制御によって電動機を駆
動し、これによって後輪を転舵する前後輪操舵装置に於
て、比較的簡単な構成で信頼性を十分に向上させること
のできる前後輪制御装置を提供することにある。
グホイールの操舵に応じてPWM制御によって電動機を駆
動し、これによって後輪を転舵する前後輪操舵装置に於
て、比較的簡単な構成で信頼性を十分に向上させること
のできる前後輪制御装置を提供することにある。
［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 上述の目的は、本発明によれば、ステアリングホイー
ルにより転舵される前輪と、ステアリングホイールの操
舵角度を検出する舵角センサと、該舵角センサの操舵角
信号に基づいて駆動制御される電動機と、該電動機によ
り転舵される後輪とを備える前後輪操舵装置であって、
前記電動機を駆動制御する制御装置は、電動機の駆動方
向及び駆動トルクを決定する制御回路と、４個のトラン
ジスタからなるブリッジ回路の入力端子に電源を接続し
かつ出力端子に電動機を接続すると共に前記制御回路の
出力に基づいて前記ブリッジ回路の互いに対辺をなす１
組のトランジスタの内の一方にオン駆動信号を供給しか
つ他方にPWM駆動信号を供給して電動機を駆動制御する
駆動回路とからなり、前記制御回路は、前記操舵角信号
に応じて方向信号及びトルク信号を出力するメイン演算
ユニットと、操舵角信号に応じて方向信号を出力するサ
ブ演算ユニットとを備え、かつメイン演算ユニット及び
サブ演算ユニットからそれぞれ出力された方向信号が一
致した場合に前記１組のトランジスタにオン駆動信号及
びPWM駆動信号を供給するべく論理積回路を介して前記
駆動回路に接続されるものであることを特徴とする前後
輪操舵装置を提供することにより達成される。
ルにより転舵される前輪と、ステアリングホイールの操
舵角度を検出する舵角センサと、該舵角センサの操舵角
信号に基づいて駆動制御される電動機と、該電動機によ
り転舵される後輪とを備える前後輪操舵装置であって、
前記電動機を駆動制御する制御装置は、電動機の駆動方
向及び駆動トルクを決定する制御回路と、４個のトラン
ジスタからなるブリッジ回路の入力端子に電源を接続し
かつ出力端子に電動機を接続すると共に前記制御回路の
出力に基づいて前記ブリッジ回路の互いに対辺をなす１
組のトランジスタの内の一方にオン駆動信号を供給しか
つ他方にPWM駆動信号を供給して電動機を駆動制御する
駆動回路とからなり、前記制御回路は、前記操舵角信号
に応じて方向信号及びトルク信号を出力するメイン演算
ユニットと、操舵角信号に応じて方向信号を出力するサ
ブ演算ユニットとを備え、かつメイン演算ユニット及び
サブ演算ユニットからそれぞれ出力された方向信号が一
致した場合に前記１組のトランジスタにオン駆動信号及
びPWM駆動信号を供給するべく論理積回路を介して前記
駆動回路に接続されるものであることを特徴とする前後
輪操舵装置を提供することにより達成される。
〈作用〉 このようにすれば、２つの演算ユニットの方向信号出
力が不一致であった場合には後輪が転舵されないので、
一方の演算ユニットに不具合が生じたとしても、後輪舵
角が不定とならずに済む。また大舵角操舵で素早い切り
返し操舵を行う時のように、ステアリングホイールの動
きに電動機が十分に追従できなくなる場合にステアリン
グホイールの操舵方向と後輪の転舵方向とが不一致とな
っても、２つの演算ユニットの方向信号出力は同一なの
で、後輪の転舵制御に矛盾を発生ぜずに済む。
力が不一致であった場合には後輪が転舵されないので、
一方の演算ユニットに不具合が生じたとしても、後輪舵
角が不定とならずに済む。また大舵角操舵で素早い切り
返し操舵を行う時のように、ステアリングホイールの動
きに電動機が十分に追従できなくなる場合にステアリン
グホイールの操舵方向と後輪の転舵方向とが不一致とな
っても、２つの演算ユニットの方向信号出力は同一なの
で、後輪の転舵制御に矛盾を発生ぜずに済む。
〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は、本発明が適用された前後輪操舵装置の構成
を概略的に示している。ステアリングホイール１は、ス
テアリングシャフト２の上端に固着され、かつこのステ
アリングシャフト２を介してラックアンドピニオン式の
前輪ステアリングギア機構３に連結されている。前輪ス
テアリングギア機構３は、ステアリングシャフト２と一
体的に回動するピニオンギア４とそれに噛合するラック
５とからなっている。そしてラック５の両端が、それぞ
れタイロッド6L・6R及びナックルアーム7L・7Rを介して
左右前輪8L・8Rに連結されている。
を概略的に示している。ステアリングホイール１は、ス
テアリングシャフト２の上端に固着され、かつこのステ
アリングシャフト２を介してラックアンドピニオン式の
前輪ステアリングギア機構３に連結されている。前輪ス
テアリングギア機構３は、ステアリングシャフト２と一
体的に回動するピニオンギア４とそれに噛合するラック
５とからなっている。そしてラック５の両端が、それぞ
れタイロッド6L・6R及びナックルアーム7L・7Rを介して
左右前輪8L・8Rに連結されている。
ステアリングシャフト２には、その回転角度を検出す
るための例えばロータリーエンコーダ等により構成され
た舵角センサ９が取り付けられている。この舵角センサ
９は、CPUを備える制御装置10に接続されており、ステ
アリングホイール１の操舵角度を表わす信号を制御装置
10へ出力する。また、舵角センサ９により検出された操
舵角度を微分回路により微分演算すれば、ステアリング
ホイール１の操舵角速度を検出することができる。な
お、各前輪8L・8Rには、それぞれ制御装置10に接続され
た車速センサ11L・11Rが取り付けられており、車速を表
わす信号を制御装置10へ出力するようになっている。
るための例えばロータリーエンコーダ等により構成され
た舵角センサ９が取り付けられている。この舵角センサ
９は、CPUを備える制御装置10に接続されており、ステ
アリングホイール１の操舵角度を表わす信号を制御装置
10へ出力する。また、舵角センサ９により検出された操
舵角度を微分回路により微分演算すれば、ステアリング
ホイール１の操舵角速度を検出することができる。な
お、各前輪8L・8Rには、それぞれ制御装置10に接続され
た車速センサ11L・11Rが取り付けられており、車速を表
わす信号を制御装置10へ出力するようになっている。
後輪側には、制御装置10により駆動制御される電動機
12が配設され、その出力軸がかさ歯車機構13を介してラ
ックアンドピニオン式の後輪ステアリングギア機構14に
連結されている。後輪ステアリングギア機構14は、電動
機12の出力軸と一体的に回動するピニオンギア15とそれ
に噛合するラック16とを備えている。ラック16の両端
は、それぞれタイロッド17L・17R及びナックルアーム18
L・18Rを介して左右後輪19L・19Rに連結されている。
12が配設され、その出力軸がかさ歯車機構13を介してラ
ックアンドピニオン式の後輪ステアリングギア機構14に
連結されている。後輪ステアリングギア機構14は、電動
機12の出力軸と一体的に回動するピニオンギア15とそれ
に噛合するラック16とを備えている。ラック16の両端
は、それぞれタイロッド17L・17R及びナックルアーム18
L・18Rを介して左右後輪19L・19Rに連結されている。
ラック16には、その軸線方向の移動距離を検出する後
輪舵角センサ20が取り付けられている。この後輪舵角セ
ンサ20は、例えば、制御装置10から交流パルス信号を一
次コイルに入力し、かつラック16の移動に伴なうコアの
変位によって２次コイルから差動信号を出力する差動ト
ランス等の周知の構成からなっている。この差動信号に
基づいて制御装置10は後輪19L・19Rの舵角を検出する。
また、各後輪19L・19Rには、それぞれ制御装置10に接続
された車速センサ21・21が取り付けられている。
輪舵角センサ20が取り付けられている。この後輪舵角セ
ンサ20は、例えば、制御装置10から交流パルス信号を一
次コイルに入力し、かつラック16の移動に伴なうコアの
変位によって２次コイルから差動信号を出力する差動ト
ランス等の周知の構成からなっている。この差動信号に
基づいて制御装置10は後輪19L・19Rの舵角を検出する。
また、各後輪19L・19Rには、それぞれ制御装置10に接続
された車速センサ21・21が取り付けられている。
第２図に示されるように、制御装置10は、舵角センサ
９、車速センサ11・21及び後輪舵角センサ20が接続され
た制御回路22と、電動機12に接続された駆動回路23とを
有している。また、制御回路22には、駆動回路23の電流
センサ24が接続されている。
９、車速センサ11・21及び後輪舵角センサ20が接続され
た制御回路22と、電動機12に接続された駆動回路23とを
有している。また、制御回路22には、駆動回路23の電流
センサ24が接続されている。
制御回路22は、定電圧回路25、メインCPU26、サブCPU
27、及び入力インターフェイス回路28〜31を備えてい
る。定電圧回路25は、ヒューズ等を介してバッテリに接
続され、前記の各回路及び各CPUに一定電圧の電力を供
給する。入力インターフェイス回路28〜31は、それぞれ
対応する舵角センサ９、車速センサ11・21、後輪舵角セ
ンサ20及び電流センサ24に接続され、かつデータバス32
を介して両CPU26・27に接続されている。
27、及び入力インターフェイス回路28〜31を備えてい
る。定電圧回路25は、ヒューズ等を介してバッテリに接
続され、前記の各回路及び各CPUに一定電圧の電力を供
給する。入力インターフェイス回路28〜31は、それぞれ
対応する舵角センサ９、車速センサ11・21、後輪舵角セ
ンサ20及び電流センサ24に接続され、かつデータバス32
を介して両CPU26・27に接続されている。
入力インターフェイス回路28は、舵角センサ９からの
入力信号を処理して前輪8L・8Rの操舵角度及び方向を表
わす信号を出力する。インターフェイス回路29は、波形
整形回路及び演算回路等で構成され、各車速センサ11・
21からの入力信号を車速を表わす信号に変換して出力す
る。入力インターフェイス回路30は、周知の発振回路、
整流回路及びローパスフィルタ等で構成され、後輪舵角
センサ20の１次コイルに交流パルス信号を出力し、かつ
２次コイルからの入力信号を整形して出力する。入力イ
ンターフェイス回路31は、増幅回路及びA/Dコンバータ
等で構成され、電流センサ24からの入力信号をデジタル
信号に変換して出力する。
入力信号を処理して前輪8L・8Rの操舵角度及び方向を表
わす信号を出力する。インターフェイス回路29は、波形
整形回路及び演算回路等で構成され、各車速センサ11・
21からの入力信号を車速を表わす信号に変換して出力す
る。入力インターフェイス回路30は、周知の発振回路、
整流回路及びローパスフィルタ等で構成され、後輪舵角
センサ20の１次コイルに交流パルス信号を出力し、かつ
２次コイルからの入力信号を整形して出力する。入力イ
ンターフェイス回路31は、増幅回路及びA/Dコンバータ
等で構成され、電流センサ24からの入力信号をデジタル
信号に変換して出力する。
メインCPU26は、予め記憶されたプログラムに従って
各入力インターフェイス回路28〜31からの入力信号を処
理して電動機12の駆動方向及び駆動トルクを決定し、か
つ駆動方向を表わす方向信号ｇ・ｈ及び駆動トルクを表
わすパルス幅変調信号（PWM信号）ｉ・ｊを駆動回路23
に向けて出力する。これら信号ｇ・ｈ・ｉ・ｊを出力す
るメインCPU26の各出力端子は、それぞれ対応するANDゲ
ート33〜36の入力端子に接続されている。
各入力インターフェイス回路28〜31からの入力信号を処
理して電動機12の駆動方向及び駆動トルクを決定し、か
つ駆動方向を表わす方向信号ｇ・ｈ及び駆動トルクを表
わすパルス幅変調信号（PWM信号）ｉ・ｊを駆動回路23
に向けて出力する。これら信号ｇ・ｈ・ｉ・ｊを出力す
るメインCPU26の各出力端子は、それぞれ対応するANDゲ
ート33〜36の入力端子に接続されている。
サブCPU27は、同様に各入力インターフェイス回路28
〜31からの入力信号を処理して電動機10の駆動方向を決
定し、かつ駆動方向を表わす方向信号ｇ′・ｈ′を出力
する。サブCPU27の方向信号ｇ′を出力する出力端子
は、メインCPU26から方向信号ｇ及びPWM信号ｉをそれぞ
れ入力するANDゲート33・35の入力端子に接続されてい
る。また、方向信号ｈ′を出力する出力端子が、メイン
CPU26から方向信号ｈ及びPWM信号ｊをそれぞれ入力する
ANDゲート34・36の入力端子に接続されている。
〜31からの入力信号を処理して電動機10の駆動方向を決
定し、かつ駆動方向を表わす方向信号ｇ′・ｈ′を出力
する。サブCPU27の方向信号ｇ′を出力する出力端子
は、メインCPU26から方向信号ｇ及びPWM信号ｉをそれぞ
れ入力するANDゲート33・35の入力端子に接続されてい
る。また、方向信号ｈ′を出力する出力端子が、メイン
CPU26から方向信号ｈ及びPWM信号ｊをそれぞれ入力する
ANDゲート34・36の入力端子に接続されている。
駆動回路23には、昇圧回路37、ゲートドライブ回路3
8、スイッチ回路39、リレー回路40及び電流センサ24が
設けられている。ゲートドライブ回路38は、昇圧回路37
を介してバッテリに接続され、かつ制御回路22のANDゲ
ート33〜36の各出力端子に接続されている。スイッチ回
路39は、４個の電界効果トランジスタ（FET）41〜44か
らなるＨ形ブリッジ回路で構成され、その入力端子がリ
レー回路40を介してバッテリに接続されている。各FET4
1〜44のゲートは、ゲートドライブ回路38に接続されて
いる。FET41・42は、ドレインがバッテリに接続され、
かつソースがそれぞれFET44・43のドレインに接続され
ている。FET43・44は、ソースが電流センサ24を介して
接地されている。スイッチ回路39の出力端子、即ちFET4
1のソースとFET44のドレインとの接続部及びFET42のソ
ースとFET43のドレインとの接続部間には、電動機12が
接続されている。
8、スイッチ回路39、リレー回路40及び電流センサ24が
設けられている。ゲートドライブ回路38は、昇圧回路37
を介してバッテリに接続され、かつ制御回路22のANDゲ
ート33〜36の各出力端子に接続されている。スイッチ回
路39は、４個の電界効果トランジスタ（FET）41〜44か
らなるＨ形ブリッジ回路で構成され、その入力端子がリ
レー回路40を介してバッテリに接続されている。各FET4
1〜44のゲートは、ゲートドライブ回路38に接続されて
いる。FET41・42は、ドレインがバッテリに接続され、
かつソースがそれぞれFET44・43のドレインに接続され
ている。FET43・44は、ソースが電流センサ24を介して
接地されている。スイッチ回路39の出力端子、即ちFET4
1のソースとFET44のドレインとの接続部及びFET42のソ
ースとFET43のドレインとの接続部間には、電動機12が
接続されている。
昇圧回路37は、バッテリの電圧を昇圧してゲートドラ
イブ回路38に出力する。ゲートドライブ回路38は、制御
回路22の各ANDゲート33〜36から入力する信号に基づ
き、スイッチ回路39のFET41〜44の各ゲートに駆動信号
を出力する。電流センサ24は、電動機12に通電された電
流を検出し、入力インターフェイス回路31に信号を出力
する。
イブ回路38に出力する。ゲートドライブ回路38は、制御
回路22の各ANDゲート33〜36から入力する信号に基づ
き、スイッチ回路39のFET41〜44の各ゲートに駆動信号
を出力する。電流センサ24は、電動機12に通電された電
流を検出し、入力インターフェイス回路31に信号を出力
する。
第３図には、メインCPU26及びサブCPU27から出力され
る信号が例示されている。メインCPU26からの方向信号
ｇとサブCPU27からの方向信号ｇ′とが一致すると、AND
ゲート33から方向信号がゲートドライブ回路38に出力さ
れ、この信号に対応するデューティファクタの駆動信号
によってFET41がオン駆動される。そして、メインCPU26
からのPWM信号ｉとサブCPU27からの方向信号ｇ′とが一
致すると、ANDゲート35からPWM信号がゲートドライブ回
路38に出力され、この信号に対応するデューティファク
タの駆動信号によってFET41と対辺をなすFET43がPWM駆
動される。従って、電動機12がPWM制御される。
る信号が例示されている。メインCPU26からの方向信号
ｇとサブCPU27からの方向信号ｇ′とが一致すると、AND
ゲート33から方向信号がゲートドライブ回路38に出力さ
れ、この信号に対応するデューティファクタの駆動信号
によってFET41がオン駆動される。そして、メインCPU26
からのPWM信号ｉとサブCPU27からの方向信号ｇ′とが一
致すると、ANDゲート35からPWM信号がゲートドライブ回
路38に出力され、この信号に対応するデューティファク
タの駆動信号によってFET41と対辺をなすFET43がPWM駆
動される。従って、電動機12がPWM制御される。
しかし、メインCPU26及びサブCPU27からの方向信号ｇ
・ｇ′が一致しない場合には、FET41がオン駆動されな
いので、電動機12には電流が流れない。従って、例えば
メインCPU26に何らかのトラブルがあった場合には電動
機12が駆動されないこととなり、後輪19L・19Rの転舵信
頼性が高まる。
・ｇ′が一致しない場合には、FET41がオン駆動されな
いので、電動機12には電流が流れない。従って、例えば
メインCPU26に何らかのトラブルがあった場合には電動
機12が駆動されないこととなり、後輪19L・19Rの転舵信
頼性が高まる。
他方、メインCPU26からの方向信号ｈとサブCPU27から
の方向信号ｈ′とが一致する場合には、ANDゲート34か
らゲートドライブ回路38に出力される方向信号に基づい
てFET42がオン駆動される。そして、メインCPU26からの
PWM信号ｊとサブCPU27からの方向信号ｈ′とが一致して
ANDゲート36からゲートドライブ回路38に出力されるPWM
信号に基づいて、FET42と対辺をなすFET44がPWM駆動さ
れる。また、メインCPU26及びサブCPU27からの方向信号
ｈ・ｈ′が一致しない場合には、FET42がオン駆動され
ないので、電動機12には電流が流れない。このように、
両CPU26・27からの方向信号の一致・不一致を論理積を
とることで比較的簡単に電動機12の駆動方向及びタイミ
ングを確認することができる。
の方向信号ｈ′とが一致する場合には、ANDゲート34か
らゲートドライブ回路38に出力される方向信号に基づい
てFET42がオン駆動される。そして、メインCPU26からの
PWM信号ｊとサブCPU27からの方向信号ｈ′とが一致して
ANDゲート36からゲートドライブ回路38に出力されるPWM
信号に基づいて、FET42と対辺をなすFET44がPWM駆動さ
れる。また、メインCPU26及びサブCPU27からの方向信号
ｈ・ｈ′が一致しない場合には、FET42がオン駆動され
ないので、電動機12には電流が流れない。このように、
両CPU26・27からの方向信号の一致・不一致を論理積を
とることで比較的簡単に電動機12の駆動方向及びタイミ
ングを確認することができる。
第４図には、メインCPU26に於ける処理がフローチャ
ートを用いて概略的に示されている。まず、イグニッシ
ョンスイッチをオン位置に操作してスイッチ回路22及び
駆動回路23に電力を供給する。ステップP1では、メイン
CPU26が初期化即ちイニシャライズされ、内部レジスタ
等の記憶データ消去及びアドレス指定等が行なわれる。
次のステップP2では、別に定義されているサブルーチン
に従って初期故障診断が行なわれ、全てが正常に機能し
ている場合にのみ以下の処理を行なう。
ートを用いて概略的に示されている。まず、イグニッシ
ョンスイッチをオン位置に操作してスイッチ回路22及び
駆動回路23に電力を供給する。ステップP1では、メイン
CPU26が初期化即ちイニシャライズされ、内部レジスタ
等の記憶データ消去及びアドレス指定等が行なわれる。
次のステップP2では、別に定義されているサブルーチン
に従って初期故障診断が行なわれ、全てが正常に機能し
ている場合にのみ以下の処理を行なう。
ステップP3に於て、各車速センサ11・21からの出力信
号に基づいて車速Ｖを読み込み、続くステップP4に於
て、ステアリングホイール１の操作量に対する後輪の転
舵量即ち転舵比ｋを、データテーブル１から車速Ｖをア
ドレスとしてマップ検索する。転舵比ｋは、或る車速V1
を基準としてそれより小さい低速域で逆位相を表わす負
値をとり、かつV1より大きい高速域で同位相を表わす正
値をとる。
号に基づいて車速Ｖを読み込み、続くステップP4に於
て、ステアリングホイール１の操作量に対する後輪の転
舵量即ち転舵比ｋを、データテーブル１から車速Ｖをア
ドレスとしてマップ検索する。転舵比ｋは、或る車速V1
を基準としてそれより小さい低速域で逆位相を表わす負
値をとり、かつV1より大きい高速域で同位相を表わす正
値をとる。
次に、ステップP5に於て、舵角センサ９からの出力信
号θｆ′を読み込み、ステップP6に於て、舵角センサ９
の中立補正定数θＭを出力信号θｆ′から引いて中立位
置からの舵角θＦを算出する。この舵角θＦがステアリ
ングシャフト２の回転角に対応する前輪8L・8Rの舵角を
表わす。
号θｆ′を読み込み、ステップP6に於て、舵角センサ９
の中立補正定数θＭを出力信号θｆ′から引いて中立位
置からの舵角θＦを算出する。この舵角θＦがステアリ
ングシャフト２の回転角に対応する前輪8L・8Rの舵角を
表わす。
ステップP7では、前輪舵角θＦの正負に基づいてステ
アリングホイール１の転舵方向を判別する。即ち、前輪
舵角θＦが正の場合には右方向に転舵したとしてステッ
プP8でフラグF1を０に設定し、前輪舵角θＦが負の場合
には左方向に転舵したとしてステップP9でθＦを正値化
した後にステップP10でフラグF1を１に設定する。そし
て、ステップP11に於て、前輪舵角θｆに転舵比ｋを乗
じてその絶対値をとり、後輪19L・19Rの目標舵角θRTを
決定する。
アリングホイール１の転舵方向を判別する。即ち、前輪
舵角θＦが正の場合には右方向に転舵したとしてステッ
プP8でフラグF1を０に設定し、前輪舵角θＦが負の場合
には左方向に転舵したとしてステップP9でθＦを正値化
した後にステップP10でフラグF1を１に設定する。そし
て、ステップP11に於て、前輪舵角θｆに転舵比ｋを乗
じてその絶対値をとり、後輪19L・19Rの目標舵角θRTを
決定する。
ステップP12では、車速Ｖが所定車速V0を超えている
か否かを判断する。車速Ｖが所定車速V0を超えている場
合には、ステップP13でフラグF1の値を判別し、フラグF
1＝１であればステップP14でフラグF3を１に設定し、ま
たはフラグF1が０であればステップP15でフラグF3を０
に設定する。同様に、車速Ｖが所定車速V0以下の場合に
は、ステップP16でフラグF1の値の判別し、フラグF1＝
１であればステップP17でフラグF3を０に設定し、また
はフラグF1＝０であればステップP18でフラグF3を１に
設定する。
か否かを判断する。車速Ｖが所定車速V0を超えている場
合には、ステップP13でフラグF1の値を判別し、フラグF
1＝１であればステップP14でフラグF3を１に設定し、ま
たはフラグF1が０であればステップP15でフラグF3を０
に設定する。同様に、車速Ｖが所定車速V0以下の場合に
は、ステップP16でフラグF1の値の判別し、フラグF1＝
１であればステップP17でフラグF3を０に設定し、また
はフラグF1＝０であればステップP18でフラグF3を１に
設定する。
ステップP19では、後輪舵角センサ20からの出力信号
に基づいて後輪舵角θＲを読み込む。続くステップP20
に於て、後輪舵角θＲの正負を判別する。後輪舵角θＲ
が正即ち後輪の転舵方向が右であればステップP21でフ
ラグF2を０に設定し、θＲが負即ち後輪の転舵方向が左
であればステップP24でθＲを正値化した後にステップP
25でフラグF2を１に設定する。
に基づいて後輪舵角θＲを読み込む。続くステップP20
に於て、後輪舵角θＲの正負を判別する。後輪舵角θＲ
が正即ち後輪の転舵方向が右であればステップP21でフ
ラグF2を０に設定し、θＲが負即ち後輪の転舵方向が左
であればステップP24でθＲを正値化した後にステップP
25でフラグF2を１に設定する。
次に、ステップP24に於てフラグF2とフラグF3との値
を比較して判別する。両フラグF2・F3の値が異なる場合
には、ステップP25に於て後輪目標舵角θRTから後輪舵
角θＲを引いて偏差ΔθＲを算出する。
を比較して判別する。両フラグF2・F3の値が異なる場合
には、ステップP25に於て後輪目標舵角θRTから後輪舵
角θＲを引いて偏差ΔθＲを算出する。
両フラグF2・F3の値が同じ場合には、ステップP26に
於て後輪目標舵角θRTから後輪舵角θＲを引いて偏差Δ
θＲを算出し、かつステップP27で偏差ΔθＲの正負を
判別する。偏差ΔθＲが正の場合にはそのまま次のステ
ップP32に進むが、負の場合にはステップP28で偏差Δθ
Ｒを正値化した後にステップP29でフラグF3の値を判別
し、フラグF3＝０であればステップP30でフラグF3を１
に置き換え、フラグF3＝１であればステップP31でフラ
グF3を０に置き換える。
於て後輪目標舵角θRTから後輪舵角θＲを引いて偏差Δ
θＲを算出し、かつステップP27で偏差ΔθＲの正負を
判別する。偏差ΔθＲが正の場合にはそのまま次のステ
ップP32に進むが、負の場合にはステップP28で偏差Δθ
Ｒを正値化した後にステップP29でフラグF3の値を判別
し、フラグF3＝０であればステップP30でフラグF3を１
に置き換え、フラグF3＝１であればステップP31でフラ
グF3を０に置き換える。
次にステップP32に於て、データテーブル２から偏差
ΔθＲをアドレスとして後輪操舵力Ｄをマップ検索す
る。この後輪操舵力Ｄは、電動機12に供給する電流のデ
ューティファクタ即ち電流値を表わし、例えば偏差Δθ
Ｒが０に近い低偏差域では、Ｄ＝０の不感帯を有し、か
つ偏差が増加すると増加して高偏差域では一定値をとる
ように設定することができる。
ΔθＲをアドレスとして後輪操舵力Ｄをマップ検索す
る。この後輪操舵力Ｄは、電動機12に供給する電流のデ
ューティファクタ即ち電流値を表わし、例えば偏差Δθ
Ｒが０に近い低偏差域では、Ｄ＝０の不感帯を有し、か
つ偏差が増加すると増加して高偏差域では一定値をとる
ように設定することができる。
続くステップP33に於て、後輪操舵力Ｄが０か否かを
判別する。ここでＤ＝０の場合には、ステップP34に於
てメインCPU26から出力される方向信号ｇ・ｈ及びPWM信
号ｉ・ｊをそれぞれ０・０・１・１に設定する。また、
Ｄ≠０の場合には、ステップP35でフラグF3の値を判別
する。フラグF3＝０の場合には、ステップP36で信号ｇ
・ｈ・ｉ・ｊをそれぞれ１・０・Ｄ・０に設定する。フ
ラグF3＝１の場合には、ステップP37で信号ｇ・ｈ・ｉ
・ｊをそれぞれ０・１・０・Ｄに設定する。そして、こ
のようにして設定された信号ｇ・ｈ・ｉ・ｊをステップ
P38で出力する。この後に、ステップP39に於て、別に定
義されたサブルーチンに従って電動機12及びスイッチ回
路39等の駆動系の故障診断を行ない、かつステップP1か
ら一連の処理を繰り返して行なう。
判別する。ここでＤ＝０の場合には、ステップP34に於
てメインCPU26から出力される方向信号ｇ・ｈ及びPWM信
号ｉ・ｊをそれぞれ０・０・１・１に設定する。また、
Ｄ≠０の場合には、ステップP35でフラグF3の値を判別
する。フラグF3＝０の場合には、ステップP36で信号ｇ
・ｈ・ｉ・ｊをそれぞれ１・０・Ｄ・０に設定する。フ
ラグF3＝１の場合には、ステップP37で信号ｇ・ｈ・ｉ
・ｊをそれぞれ０・１・０・Ｄに設定する。そして、こ
のようにして設定された信号ｇ・ｈ・ｉ・ｊをステップ
P38で出力する。この後に、ステップP39に於て、別に定
義されたサブルーチンに従って電動機12及びスイッチ回
路39等の駆動系の故障診断を行ない、かつステップP1か
ら一連の処理を繰り返して行なう。
サブCPU27に於ても、上述したメインCPU26と同様の処
理が行なわれる。即ち、電動機12の駆動方向に関して後
輪を転舵しない場合に方向信号ｇ′・ｈ′を０・０に設
定し、または右方向に転舵する場合に信号ｇ′・ｈ′を
１・０に設定し、逆に左方向に転舵する場合に信号ｇ′
・ｈ′を０・１に設定して出力する。
理が行なわれる。即ち、電動機12の駆動方向に関して後
輪を転舵しない場合に方向信号ｇ′・ｈ′を０・０に設
定し、または右方向に転舵する場合に信号ｇ′・ｈ′を
１・０に設定し、逆に左方向に転舵する場合に信号ｇ′
・ｈ′を０・１に設定して出力する。
［発明の効果］ 上述したように本発明によれば、PWM制御により電動
機を駆動して後輪を転舵する前後輪操舵装置に於て、ス
テアリングホイールの操作量に応じて電動機の駆動方向
及びトルクを決定するCPUとは別個に、電動機の駆動方
向のみを決定するサブCPUを設け、かつ双方から出力さ
れる電動機の駆動方向が一致した場合にのみスイッチ回
路のFETが駆動される比較的簡単な構成とするにより、
電動機の駆動制御に於ける信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。しかも４つのFETからなるスイッチ回路に
対し、論理積（AND）回路を介して２つのCPUの出力を直
接的に作用させるため、ソフトウェアで演算処理する場
合に比して制御を簡略化でき、かつ高い応答性が得られ
る。
機を駆動して後輪を転舵する前後輪操舵装置に於て、ス
テアリングホイールの操作量に応じて電動機の駆動方向
及びトルクを決定するCPUとは別個に、電動機の駆動方
向のみを決定するサブCPUを設け、かつ双方から出力さ
れる電動機の駆動方向が一致した場合にのみスイッチ回
路のFETが駆動される比較的簡単な構成とするにより、
電動機の駆動制御に於ける信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。しかも４つのFETからなるスイッチ回路に
対し、論理積（AND）回路を介して２つのCPUの出力を直
接的に作用させるため、ソフトウェアで演算処理する場
合に比して制御を簡略化でき、かつ高い応答性が得られ
る。
第１図は、本発明を適用した前後輪操舵装置の構成全体
を示す概念図である。 第２図は、第１図示の実施例に使用される電動機駆動制
御回路を示すブロック図である。 第３図は、第２図のメインCPU及びサブCPUからの出力信
号を示す線図である。 第４図は、第２図のメインCPUの処理を示すフローチャ
ートである。 １……ステアリングホイール、２……ステアリングシャ
フト、３……前輪ステアリングギア機構、４……ピニオ
ンギア、５……ラック、6L・6R……タイロッド、7L・7R
……ナックルアーム、8L・8R……前輪、９……舵角セン
サ、10……制御装置、11L・11R……車速センサ、12……
電動機、13……かさ歯車機構、14……後輪ステアリング
ギア機構、15……ピニオンギア、16……ラック、17L・1
7R……タイロッド、18L・18R……ナックルアーム、19L
・19R……後輪、21L・21R……車速センサ、22……制御
回路、23……駆動回路、24……電流センサ、25……定圧
回路、26……メインCPU、27……サブCPU、28〜31……入
力インターフェイス回路、32……データバス、33〜36…
…ANDゲート、37……昇圧回路、38……ゲートドライブ
回路、39……スイッチ回路、40……リレー回路、41〜44
……FET
を示す概念図である。 第２図は、第１図示の実施例に使用される電動機駆動制
御回路を示すブロック図である。 第３図は、第２図のメインCPU及びサブCPUからの出力信
号を示す線図である。 第４図は、第２図のメインCPUの処理を示すフローチャ
ートである。 １……ステアリングホイール、２……ステアリングシャ
フト、３……前輪ステアリングギア機構、４……ピニオ
ンギア、５……ラック、6L・6R……タイロッド、7L・7R
……ナックルアーム、8L・8R……前輪、９……舵角セン
サ、10……制御装置、11L・11R……車速センサ、12……
電動機、13……かさ歯車機構、14……後輪ステアリング
ギア機構、15……ピニオンギア、16……ラック、17L・1
7R……タイロッド、18L・18R……ナックルアーム、19L
・19R……後輪、21L・21R……車速センサ、22……制御
回路、23……駆動回路、24……電流センサ、25……定圧
回路、26……メインCPU、27……サブCPU、28〜31……入
力インターフェイス回路、32……データバス、33〜36…
…ANDゲート、37……昇圧回路、38……ゲートドライブ
回路、39……スイッチ回路、40……リレー回路、41〜44
……FET
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−273768（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−257676（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−85074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−254829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−173758（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−23185（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】ステアリングホイールにより転舵される前
輪と、ステアリングホイールの操舵角度を検出する舵角
センサと、該舵角センサの操舵角信号に基づいて駆動制
御される電動機と、該電動機により転舵される後輪とを
備える前後輪操舵装置であって、 前記電動機を駆動制御する制御装置は、前記電動機の駆
動方向及び駆動トルクを決定する制御回路と、 ４個のトランジスタからなるブリッジ回路の入力端子に
電源を接続しかつ出力端子に前記電動機を接続すると共
に前記制御回路の出力に基づいて前記ブリッジ回路の互
いに対辺をなす１組のトランジスタの内の一方にオン駆
動信号を供給しかつ他方にPWM駆動信号を供給して前記
電動機を駆動制御する駆動回路とからなり、 前記制御回路は、前記操舵角信号に応じて方向信号及び
トルク信号を出力するメイン演算ユニットと、前記操舵
角信号に応じて方向信号を出力するサブ演算ユニットと
を備え、かつ前記メイン演算ユニット及び前記サブ演算
ユニットからそれぞれ出力された方向信号が一致した場
合に前記１組のトランジスタにオン駆動信号及びPWM駆
動信号を供給するべく論理積回路を介して前記駆動回路
に接続されるものであることを特徴とする前後輪操舵装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003889A JPH0829719B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 前後輪操舵装置 |
| US07/498,209 US5202830A (en) | 1989-03-22 | 1990-03-22 | Motor drive control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003889A JPH0829719B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 前後輪操舵装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6311107A Division JP2613028B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 電動式かじ取り装置の電動機駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249762A JPH02249762A (ja) | 1990-10-05 |
| JPH0829719B2 true JPH0829719B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13420017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003889A Expired - Fee Related JPH0829719B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 前後輪操舵装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5202830A (ja) |
| JP (1) | JPH0829719B2 (ja) |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2936211B2 (ja) * | 1991-07-22 | 1999-08-23 | 自動車機器株式会社 | 電動式動力舵取装置における電流制限方法 |
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| JP3079282B2 (ja) * | 1992-02-04 | 2000-08-21 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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| US5473539A (en) * | 1992-12-11 | 1995-12-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrically operated power steering apparatus |
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