JPH10203399A - 電動式後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動式後輪操舵装置において、制御線が断線
したり、コネクタ外れがあっても、制動電流によって電
動モータが確実に制動されるようにする。 【解決手段】 マイクロコンピュータ３１は、３相電流
出力回路３２を制御し、制御線５４ａ〜５４ｃを介して
電動モータのコイル２２ａｕ，２２ａｖ，２２ａｗに３
相交流電流を流して同モータを回転させる。また、マイ
クロコンピュータ３１は、後輪の操舵制御の正常及び異
常を表す信号をパイロット信号出力回路３３に供給す
る。パイロット信号出力回路３３は、前記信号に応じ
て、ロー又はハイレベルのパイロット信号をパイロット
信号線５６を介して制動制御回路４１に供給し、前記３
相交流信号の通電を許容し又はコイル２２ａｕ，２２ａ
ｗに直流を流す。また、断線、コネクタ外れにより、パ
イロット信号線５６が浮いた状態のとき、制動制御回路
４１はコイル２２ａｕ，２２ａｗに直流を流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
により後輪を操舵する電動式後輪操舵装置に係り、特に
後輪の操舵制御の異常時に電動モータを制動して路面か
らの逆入力により後輪が操舵されることのないようにし
た電動式後輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置においては、例えば
特開平７−７６２８３号公報に示されているように、電
動モータの回転を制御して後輪を操舵する操舵制御ユニ
ットが、後輪の操舵制御が正常なときには制御線を介し
て電動モータに同モータを回転させるための回転駆動電
流を流して、同モータの回転により後輪を操舵する。一
方、後輪の操舵制御に異常が発生したときには、操舵制
御ユニットは制御線を介して電動モータに同モータを制
動するための制動電流を流して、路面からの逆入力によ
る後輪の操舵を禁止するようにしている。

【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、操舵制御ユニットと電動モータを結ぶ制
御線が断線したり、同制御線の両端を操舵制御ユニット
及び電動モータにそれぞれ接続するためのコネクタが外
れた場合には、電動モータに制動電流が流れないので、
同モータの回転がフリー状態になって、路面からの逆入
力によって後輪が操舵されてしまうことがある。

【０００４】

【発明の概要】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、電動モータの回転により後輪
を操舵する電動式後輪操舵装置において、制御線が断線
したり、コネクタ外れがあっても、制動電流によって電
動モータが確実に制動されるようにすることにある。

【０００５】この目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、操舵制御ユニット内に設けられて後輪の操
舵制御の正常及び異常を表すパイロット信号を同操舵制
御ユニットに接続されたパイロット信号線を介して出力
するパイロット信号出力回路と、パイロット信号線に接
続されて同パイロット信号が後輪の操舵制御の正常を表
しているとき回転駆動電流を電動モータに流すことを許
容するとともに同パイロット信号が後輪の操舵制御の異
常を表しているとき又は同パイロット信号を入力しない
とき電動モータへ同モータを制動するための制動電流を
流す制動制御回路とを設けたことにある。

【０００６】これによれば、制動制御回路は、パイロッ
ト信号出力回路からパイロット信号線を介して異常を表
すパイロット信号を入力した場合も、パイロット信号線
を介してパイロット信号を入力しない場合も、電動モー
タに制動電流を流す。したがって、前記操舵制御の異常
検知の場合ばかりか、制御線と共にパイロット信号線が
断線したり、制御線を操舵制御ユニットと電動モータに
接続するためのコネクタの外れと共にパイロット信号線
を操舵制御ユニットと制動制御回路に接続するためのコ
ネクタが外れた場合にも、電動モータは制動されるの
で、路面からの逆入力により後輪が操舵されることがな
くなり、車両の走行安定性が良好に保たれる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明すると、図１は本発明に係る電動式後輪操
舵装置を備えた４輪操舵車を概略的に示している。

【０００８】この４輪操舵車は、操舵ハンドル１１の回
動により前輪ＦＷ，ＦＷを操舵する前輪操舵装置１０
と、後輪操舵機構２０、操舵制御ユニット３０及び制動
制御ユニット４０からなり、車両の走行状態に応じて後
輪ＲＷ，ＲＷを操舵するとともに前記後輪の操舵制御に
異常が発生したときに後輪ＲＷ，ＲＷの操舵を停止する
電動式後輪操舵装置とを備えている。

【０００９】後輪操舵機構２０は、図２に示すように、
車体に固定されたハウジング２１内に組み込まれた電動
モータ２２と、同ハウジング２１を軸方向に貫通するリ
レーロッド２３とを備え、電動モータ２２の回転による
リレーロッド２３の軸方向の変位に応じて後輪ＲＷ，Ｒ
Ｗが操舵されるようになっている。電動モータ２２は、
リレーロッド２３の外周上にてハウジング２１に固定さ
れて固定子を構成するコイル２２ａと、コイル２２ａに
対向するようにリレーロッド２３とコイル２２ａとの間
にてハウジング２１に軸回りに回転可能に組み付けた鉄
製の円筒部材２２ｂ及び同部材２２ｂの外周上に固定し
た永久磁石２２ｃを有する回転子とからなるブラシレス
モータにより構成されている。

【００１０】電動モータ２２の回転は、第１遊星歯車機
構２４、第２遊星歯車機構２５及びナット２６を介して
リレーロッド２３に伝達されるようになっている。第１
及び第２遊星歯車機構２４，２５は、それぞれハウジン
グ２１に軸回りに回転可能に組み付けられたサンギヤ２
４ａ，２５ａと、ハウジング２１の内周面に固定された
リングギヤ２４ｂ，２５ｂと、サンギヤ２４ａ，２５ａ
及びリングギヤ２４ｂ，２５ｂにそれぞれ噛み合った複
数のプラネタリギヤ２４ｃ，２５ｃとを備えている。な
お、リングギヤ２４ｂ，２５ｂは共通の部材により構成
されている。サンギヤ２４ａは円筒部材２２ｂに動力伝
達可能に接続されているとともに、サンギヤ２５ａは、
プラネタリギヤ２４ｃに回転可能に組み付けられて同ギ
ヤ２４ｃの公転をサンギヤ２５ａに伝達する回転シャフ
ト２７を介して、プラネタリギヤ２４ｃに動力伝達可能
に接続されている。

【００１１】ナット２６はハウジング２１に軸回りに回
転可能に組み付けられているとともに、内周面にてリレ
ーロッド２３の外周面に形成した雄ネジ部２３ａに噛み
合っており、プラネタリギヤ２５ｃに回転可能に組み付
けられて同ギヤ２５ｃの公転をナット２６に伝達する回
転シャフト２８を介して、プラネタリギヤ２５ｃに動力
伝達可能に接続されている。これにより、電動モータ２
２が正方向及び負方向に回転すると、リレーロッド２３
が左方向及び右方向にそれぞれ変位して、後輪ＲＷ，Ｒ
Ｗは右方向及び左方向に操舵される。

【００１２】操舵制御ユニット３０は、車体の適宜箇所
に組み付けられており、図３に示すように、マイクロコ
ンピュータ３１、３相電流出力回路３２及びパイロット
信号出力回路３３からなる。マイクロコンピュータ３１
にはバッテリ５１から電力が供給されるようになってい
るとともに、車速センサ、前輪操舵角センサ、ヨーレー
トセンサ（又は横加速度センサ）、後輪操舵角センサな
どの複数のセンサ５２，５２…が接続されており、図示
しないプログラムの実行により次のの機能を有す
る。

【００１３】複数のセンサ５２，５２…により検出さ
れた車速、前輪操舵角、ヨーレート（又は横加速度）、
後輪操舵角などを入力し、同入力した車速、前輪操舵
角、ヨーレート（又は横加速度）などに基づいて車両の
走行状態を検出して、同走行状態に応じた目標後輪舵角
を決定し、同目標後輪操舵角と前記検出された後輪操舵
角との比較により電動モータ２２の回転方向及び回転量
を表す制御信号を３相電流出力回路３２に供給する。た
だし、この制御信号の供給は、で詳しく述べる後輪の
操舵制御の異常が検出されない場合であり、後輪の操舵
制御の異常が検出された場合には前記制御信号の供給が
停止される。

【００１４】前記複数のセンサ５２，５２…からの信
号に基づいて各センサ５２，５２…の異常を検出した
り、マイクロコンピュータ３１自体の異常を検出した
り、電動モータ２２の異常を検出したりして、いずれか
の異常検出時には後輪の操舵制御の異常としてローレベ
ルの信号をパイロット信号出力回路３３のトランジスタ
Ｔr1のベースに供給する。一方、前記異常を検出しない
場合には、前記トランジスタＴr1のベースをハイレベル
に保つ。

【００１５】３相電流出力回路３２にもバッテリ５１か
らの電力が供給されるようになっており、同出力回路３
２は、マイクロコンピュータ３１からの制御信号に応答
して、電動モータ２２の回転方向に応じた位相ずれを有
する３相交流信号Ｕ，Ｖ，Ｗ（回転駆動電流）を形成し
て、操舵制御ユニット３０に固定したコネクタ５３の一
方の接続端子に出力する。このコネクタ５３の一方の接
続端子には、制御線５４ａ〜５４ｃの一端に組み付けた
コネクタ５３の他方の接続端子が嵌合されるようになっ
ている。制御線５４ａ〜５４ｃの他端にはコネクタ５５
の一方の接続端子が組み付けられており、同接続端子は
制動制御ユニット４０に固定したコネクタ５５の他方の
接続端子に嵌合されるようになっている。コネクタ５５
の他方の接続端子は、電動モータ２２のコイル２２ａを
構成する３相のコイル２２ａｕ，２２ａｖ，２２ａｗの
各一端に接続され、コイル２２ａｕ，２２ａｖ，２２ａ
ｗの各他端は共通に接続されている。そして、両コネク
タ５３，５５の一方の接続端子と他方の接続端子との嵌
合により、操舵制御ユニット３０の３相電流出力回路３
２と電動モータ２２の３相のコイル２２ａｕ，２２ａ
ｖ，２２ａｗとが制御線５４ａ〜５４ｃを介して電気的
に接続されることになる。

【００１６】パイロット信号出力回路３３は、バッテリ
５１からの電源供給線に抵抗ｒ1を介してコレクタを接
続するとともにエミッタを接地したＮＰＮ型のトランジ
スタＴr1を備え、同トランジスタＴr1のベースにはマイ
クロコンピュータ３１から後輪の操舵制御の異常の有無
を表す信号が供給されるようになっている。トランジス
タＴr1のコレクタはコネクタ５３の一方の接続端子に接
続されており、同コネクタ５３の他方の接続端子にはパ
イロット信号線５６の一端が接続されている。パイロッ
ト信号線５６の他端はコネクタ５５の一方の接続端子に
接続されている。

【００１７】制動制御ユニット４０は、ＮＰＮ型のトラ
ンジスタＴr2，Ｔr3及び抵抗ｒ2，ｒ3からなる制動制御
回路４１を備えている。トランジスタＴr2のコレクタは
抵抗ｒ2を介してバッテリ５１からの電力供給線に接続
されており、そのエミッタはコイル２２ａｕの一端に接
続されている。トランジスタＴr3のコレクタはコイル２
２ａｗの一端に接続されており、そのエミッタは接地さ
れている。両トランジスタＴr2，Ｔr3の各ベースは、コ
ネクタ５５のパイロット信号線５６に対応した他方の接
続端に共通に接続されているとともに、バッテリ５１か
らの電力供給線に一端を接続した抵抗ｒ3の他端に共通
に接続されている。

【００１８】上記のように構成した本発明においては、
コネクタ５３，５５の嵌合により操舵制御ユニット３０
と制動制御ユニット４０を接続した状態で、車両を走行
させる。これにより、マイクロコンピュータ３１は、後
輪ＲＷ，ＲＷの操舵制御の異常を検出しない状態では、
各種センサ５２，５２…からの検出信号に基づいて車両
の走行状態に応じて後輪ＲＷ，ＲＷを操舵するための制
御信号を発生する。そして、３相電流出力回路３２が前
記制御信号に応じて３相交流信号Ｕ，Ｖ，Ｗ（回転駆動
電流）を発生すると、同信号Ｕ，Ｖ，Ｗはコネクタ５
３、制御線５４ａ〜５４ｃ及びコネクタ５５を介して電
動モータ２２のコイル２２ａｕ，２２ａｖ，２２ａｗに
供給される。一方、このとき、マイクロコンピュータ３
１はトランジスタＴr1のベースをハイレベルに維持する
ので、パイロット信号出力回路３３は後輪ＲＷ，ＲＷの
正常を示すローレベルのパイロット信号をコネクタ５
３、パイロット信号線５６及びコネクタ５５を介して制
動制御ユニット４０に供給する。これにより、トランジ
スタＴr2，Ｔr3は共にオフして前記３相交流信号Ｕ，
Ｖ，Ｗのコイル２２ａｕ，２２ａｖ，２２ａｗへの供給
を許容する。

【００１９】したがって、コイル２２ａｕ，２２ａｖ，
２２ａｗは回転磁界を発生して、回転部材２２ｂ及び永
久磁石２２ｃが前記制御信号に応じた方向に回転する。
この回転部材２２ｂの回転は第１及び第２遊星歯車機構
２４，２５及びナット２６を介してリレーロッド２３に
伝達され、同ロッド２３が軸方向に変位して後輪ＲＷ，
ＲＷを操舵する。したがって、この場合には、後輪Ｒ
Ｗ，ＲＷは車両の走行状態に応じて左右に操舵される。

【００２０】一方、マイクロコンピュータ３１が後輪Ｒ
Ｗ，ＲＷの操舵制御の異常を検出した場合には、同コン
ピュータ３１は後輪ＲＷ，ＲＷを操舵するための制御信
号の発生を停止するとともに、トランジスタＴr1のベー
スにローレベル信号を供給する。これにより、３相電流
出力回路３２は前記３相交流信号Ｕ，Ｖ，Ｗを出力しな
くなるとともに、パイロット信号出力回路３３は後輪Ｒ
Ｗ，ＲＷの操舵制御の異常を示すハイレベルのパイロッ
ト信号をコネクタ５３、パイロット信号線５６及びコネ
クタ５５を介して制動制御ユニット４０に供給する。こ
れにより、トランジスタＴr2，Ｔr3は共にオンして、コ
イル２２ａｕ，２２ａｗにバッテリ５１からの直流電流
（制動制御電流）を流す。したがって、この場合には、
回転部材２２ｂ及び永久磁石２２ｃの回転が前記直流電
流により制動され、すなわち電動モータ２２の回転は制
動される。その結果、この場合には、リレーロッド２３
の軸方向の変位も規制され、後輪ＲＷ，ＲＷが路面から
の逆入力により左右に操舵されることがなくなり、車両
の走行安定性が良好に保たれる。

【００２１】また、制御線５４ａ〜５４ｃと共にパイロ
ット信号線５６が断線したり、コネクタ５３，５５の嵌
合が外れたりすると、パイロット信号線５６は電源に接
続された状態でなくなるとともに接地されてもない状
態、すなわち浮いた状態となる。この場合、トランジス
タＴr2，Ｔr3のベースには、抵抗ｒ3を介してハイレベ
ルの電圧が付与されるので、トランジスタＴr2，Ｔr3は
共にオンして、前記と同様にコイル２２ａｕ，２２ａｗ
にバッテリ５１からの直流電流（制動制御電流）を流
す。その結果、この場合にも、電動モータ２２の回転が
制動されて、後輪ＲＷ，ＲＷが路面からの逆入力により
左右に操舵されることがなくなり、車両の走行安定性が
良好に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動式後輪操舵装置を備えた４
輪操舵車の概略図である。

【図２】 図１の後輪操舵機構の縦断面図である。

【図３】 図１の操舵制御ユニット及び制動制御ユニッ
トの電気ブロック図である。

【符号の説明】

１０…前輪操舵装置、２０…後輪操舵機構、２２…電動
モータ、２２ａ，２２ａｕ，２２ａｖ，２２ａｗ…コイ
ル、３０…操舵制御ユニット、３１…マイクロコンピュ
ータ、３２…３相電流出力回路、３３…パイロット信号
出力回路、４０…制動制御ユニット、４１…制動制御回
路、５１…バッテリ、５３，５５…コネクタ、５４ａ〜
５４ｃ…制御線、５６…パイロット信号線。

Claims (1)

【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
   構内に組み込まれて回転により後輪を操舵する電動モー
   タと、後輪の操舵制御の正常時に前記電動モータを回転
   させるための回転駆動電流を制御線を介して同モータに
   流して後輪の操舵を制御するとともに後輪の操舵制御の
   異常時に前記回転駆動電流を前記制御線を介して前記電
   動モータへ流すことを停止する操舵制御ユニットとを有
   する電動式後輪操舵装置において、前記操舵制御ユニッ
   ト内に設けられて後輪の操舵制御の正常及び異常を表す
   パイロット信号を同操舵制御ユニットに接続されたパイ
   ロット信号線を介して出力するパイロット信号出力回路
   と、前記パイロット信号線に接続されて前記パイロット
   信号が後輪の操舵制御の正常を表しているとき前記回転
   駆動電流を電動モータに流すことを許容するとともに前
   記パイロット信号が後輪の操舵制御の異常を表している
   とき又は前記パイロット信号を入力しないとき前記電動
   モータへ同モータを制動するための制動電流を流す制動
   制御回路とを備えたことを特徴とする電動式後輪操舵装
   置。