JP2016135642A - 後輪転舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロッドの軸方向の位置を検出するロッド位置検出器の異常を、車両走行前に発見することが可能な後輪転舵装置を提供する。
【解決手段】電源が投入されたときに、第２のロッド位置検出器５１で検出される第２のロッド１６の位置を初期位置Ｐ_０として記憶する。その後、第２のロッド１６を所定の指令値Ｃだけ軸方向に微小移動させる。その後、第２のロッド位置検出器５１で検出される第２のロッド１６の位置Ｐ_１と、第２のロッド１６の初期位置Ｐ_０との差分ΔＰ_１を算出する。その差分ΔＰ_１と指令値Ｃとを比較し、両者が一致しないときは異常と判定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車等の車両に用いられる後輪転舵装置に関する。

自動車の直進時あるいは旋回時の走行安定性を高めるために、前輪を転舵する機構に加えて後輪を転舵する機構も備えた自動車や、車両の走行状態に応じて後輪のトー角を変化させる機構を備えた自動車が実用化されつつある。

後輪の向きを変化させる後輪転舵装置として、左右一対の後輪にそれぞれ別個に設けられた直動アクチュエータで左右一対の後輪を独立して転舵する方式のものや、右側の後輪と左側の後輪の間を連結するように設けられた単一の直動アクチュエータで左右一対の後輪を一体に転舵する方式のものがある。前者の方式の後輪転舵装置として、例えば、特許文献１のものが知られている。また、後者の方式の後輪転舵装置として、例えば、特許文献２のものが知られている。

特許文献１の後輪転舵装置は、左右一対の後輪にそれぞれ別個に設けられた直動アクチュエータからなる。各直動アクチュエータは、電動モータと、左右いずれか一方の後輪のナックルに接続されるロッド（出力ロッド）と、電動モータから伝達する回転をロッドの軸方向移動に変換する送りねじ機構とを有する。この後輪転舵装置は、電動モータが回転すると、その電動モータの回転が送りねじ機構を介して伝達することでロッドが軸方向に移動し、このロッドの軸方向の移動に応じて、ロッドの接続された側の後輪の向きが変化するようになっている。

また、特許文献１の後輪転舵装置は、ロッドを軸方向に移動させる際の電動モータのフィードバック制御を行なうために、ロッドの軸方向の位置を検出するロッド位置検出器（ストロークセンサ）を有する。ロッド位置検出器は、ロッドが軸方向移動したときにそのロッドと一緒に軸方向移動するようにロッドの外周に固定された磁石と、ロッドの軸方向移動に伴って磁石に対する相対位置が変化するように磁石に対向して設けられた磁気センサとからなり、この磁気センサで検出される磁気に基づいてロッドの位置を検出するようになっている。

特許文献２の後輪転舵装置は、電動モータと、右側の後輪に設けられたタイロッドと左側の後輪に設けられたタイロッドとの間を連結するように、左右一対の後輪のタイロッドに接続されるロッド（シャフト）と、電動モータから伝達する回転をロッドの軸方向の移動に変換する運動変換機構とを有する。この後輪転舵装置は、電動モータが回転すると、その電動モータの回転が送りねじ機構を介して伝達することでロッドが軸方向に移動し、このロッドの軸方向の移動に応じて、左右一対の後輪の向きが一体に変化するようになっている。

また、特許文献２の後輪転舵装置は、車両のイグニッションスイッチがオフの間に後輪に外力が作用することでロッドが移動したか否かを判定するため、ロッドの軸方向の位置を検出するロッド位置検出器（ストロークセンサ）を有する。特許文献２では、イグニッションスイッチがオフされるときに記憶したロッドの軸方向の位置と、その後にイグニッションスイッチがオンされるときにロッド位置検出器で検出したロッドの軸方向の位置との差分を算出し、その差分が所定しきい値以下でないときは、車両のイグニッションスイッチがオフの間にロッドが移動したと判定するようにしている。

特開２００９−１７３１９２号公報 特開２０１３−１２６８４５号公報

特許文献１の後輪転舵装置において、ロッド位置検出器（ストロークセンサ）に何らかの異常が生じた場合、ロッド位置検出器の出力に基づく電動モータのフィードバック制御ができなくなり、後輪の転舵角が目標値から大きくずれるおそれがある。

特許文献２の後輪転舵装置においても、ロッド位置検出器（ストロークセンサ）に何らかの異常が生じた場合、車両のイグニッションスイッチがオフの間にロッドが移動したか否かを誤判定するおそれがある。

この発明が解決しようとする課題は、ロッドの軸方向の位置を検出するロッド位置検出器の異常を、車両走行前に発見することが可能な後輪転舵装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の後輪転舵装置を提供する。
電動モータと、
軸方向に移動可能に支持され、その軸方向の移動に応じて後輪の向きが変化するように前記後輪に接続されるロッドと、
前記電動モータから伝達する回転を前記ロッドの軸方向の移動に変換する運動変換機構と、
前記ロッドの軸方向の位置を検出するロッド位置検出器と、
前記ロッド位置検出器から前記ロッドの軸方向の位置に対応する信号が入力され、前記電動モータの駆動を制御する信号を出力する制御部とを有し、
前記制御部は、
電源が投入されたときに、前記ロッド位置検出器で検出されるロッドの位置を初期位置として記憶する初期位置記憶手段と、
その初期位置記憶手段で前記ロッドの初期位置が記憶された後、前記電動モータを駆動して前記ロッドを所定の指令値だけ軸方向に微小移動させる微小移動制御手段と、
その微小移動制御手段で前記ロッドが微小移動した後に前記ロッド位置検出器で検出される前記ロッドの位置と、前記初期位置記憶手段で記憶された前記ロッドの初期位置との差分を算出する差分算出手段と、
その差分算出手段で算出された差分と前記微小移動制御手段の前記指令値とを比較し、両者が一致しないときは異常と判定する異常判定手段とを有する後輪転舵装置。

このようにすると、電源を投入したときに、ロッド位置検出器で検出されるロッドの位置が初期位置として記憶される。次に、電動モータが駆動し、ロッドが所定の指令値だけ軸方向に微小移動する。その後、ロッド位置検出器で検出されるロッドの位置と、初期位置記憶手段で記憶されたロッドの初期位置との差分が算出される。そして、その算出された差分と、前記微小移動制御手段の前記指令値とが比較され、両者が一致しないときに異常と判定される。このロッド位置検出器の異常判定は、車両走行前に短時間で行なうことが可能である。また、ロッド位置検出器の異常判定を行なうためのロッドの移動距離は微小なので、後輪の摩耗の問題がない。

上記の後輪転舵装置は、以下の構成を加えることができる。
前記制御部は、
前記微小移動制御手段で前記ロッドが微小移動した後、前記ロッドが前記初期位置に戻るように前記微小移動制御手段でのロッドの移動方向とは反対の軸方向に微小移動させる第２微小移動制御手段と、
その第２微小移動制御手段で前記ロッドが微小移動した後に前記ロッド位置検出器で検出される前記ロッドの位置と、前記初期位置記憶手段で記憶された前記ロッドの初期位置との差分を算出する第２差分算出手段と、
その第２差分算出手段で算出された差分がゼロか否かを判定し、ゼロでないときは異常と判定する第２異常判定手段とを更に有する。

このようにすると、前記ロッドの軸方向の往動時と複動時の両方で異常判定を行なうので、高い信頼性をもってロッド位置検出器の異常判定を行なうことが可能となる。

前記運動変換機構が、前記電動モータから前記ロッドへの動力伝達経路にバックラッシを有するものである場合、上記の後輪転舵装置に、更に以下の構成を加えると好ましいものとなる。
前記制御部は、電源が投入されたときに、前記運動変換機構のバックラッシを詰めるように前記電動モータを微小量回転させるガタ詰め制御手段を更に有し、
前記初期位置記憶手段は、前記ガタ詰め制御手段で前記電動モータが微小量回転した後に前記ロッド位置検出器で検出されるロッドの位置を前記初期位置として記憶する。

このようにすると、微小移動制御手段によるロッドの微小移動を行なう前に、ガタ詰め制御手段によってバックラッシの影響をあらかじめ取り除くので、バックラッシに起因する誤判定を防止することができ、また微小移動制御手段によるロッドの微小移動の距離を極めて小さく設定する（例えば、バックラッシの大きさと同程度かそれよりも小さく設定する）ことが可能となる。

前記ロッド位置検出器が、
前記ロッドが軸方向移動したときにそのロッドと一緒に軸方向移動するように前記ロッドの軸方向端面に接触して設けられたスライド部材と、
前記ロッドの軸方向移動に応じて伸縮するように前記スライド部材を前記ロッドの軸方向端面に押圧するスプリングと、
前記スライド部材に固定して取り付けられた磁石と、
前記ロッドの軸方向移動に伴って前記磁石に対する相対位置が変化するように前記磁石に対向して設けられた磁気センサとを有する構成である場合、
前記微小移動制御手段で前記ロッドを微小移動させる方向は、前記スプリングが伸びる側の軸方向とすると好ましい。

すなわち、前記スライド部材が何らかの原因で円滑に移動しなくなった場合、前記ロッドが軸方向に移動しても、前記スライド部材がロッドの移動に追従しなくなるおそれがある。この場合、前記スプリングが縮む側の軸方向に前記ロッドが移動する場合よりも、前記スプリングが伸びる側の軸方向に前記ロッドが移動する場合の方が、スライド部材がロッドの移動に追従しなくなる現象が生じやすい。そのため、微小移動制御手段で前記ロッドを微小移動させる方向（すなわち、ロッド位置検出器の異常を検出するときのロッドの移動方向）として、前記スプリングが伸びる側の軸方向を採用すると好ましい。

この発明の後輪転舵装置は、ロッド位置検出器に異常があるかどうかの判断を、車両の電源投入時に行なうため、ロッド位置検出器の異常を車両走行前の段階に検出することが可能である。

この発明の実施形態に係る後輪転舵装置を搭載した車両を示す概略図 図１に示す後輪転舵装置の断面図 図２に示す後輪転舵装置の転舵部の近傍の拡大断面図 図２に示す後輪転舵装置のトー角調整部の近傍の拡大断面図 図１に示す後輪転舵制御装置の制御系統の一例を示すブロック図 図５に示す後輪転舵制御装置による異常判定制御の一例を示すフロー図 図６に示す異常判定制御の他の例を示すフロー図 図６に示す異常判定制御の更に他の例を示すフロー図

図１に、この発明の実施形態に係る後輪転舵装置を搭載した車両１の概略構成図を示す。この車両１は自動車であり、左右一対の前輪２Ｌ，２Ｒと左右一対の後輪３Ｌ，３Ｒとを有する。

前輪２Ｌ，２Ｒは、ステアリングホイール４の操舵角に応じて前輪転舵機構５のステアリングロッド６が移動することで転舵される。すなわち、運転者がステアリングホイール４を操舵したとき、ステアリングホイール４の回転がステアリングコラム７を介して前輪転舵機構５に伝達し、これにより前輪転舵機構５のステアリングロッド６が軸方向に移動し、この直線移動がタイロッド８Ｌ，８Ｒを介して伝わることで、前輪２Ｌ，２Ｒの向きが一体に変化するようになっている。ステアリングホイール４と一体に回転するステアリングコラム７には、舵角センサ９が設けられている。舵角センサ９、車速センサ１０、ヨーレートセンサ１１の出力は、電子制御ユニット１２（ＥＣＵ）に入力される。

後輪３Ｌ，３Ｒは、後輪転舵装置１３で転舵される。後輪転舵装置１３は、車両１の左右方向に細長いケース１４と、ケース１４で軸方向に移動可能に支持された第１のロッド１５および第２のロッド１６とを有する。第１のロッド１５および第２のロッド１６は、その軸方向が車両１の左右方向となる向きで配置されている。ケース１４は、図示しないサスペンションを介して車体１７を支持する後輪３Ｌ，３Ｒの側ではなく、サスペンションを介して支持される車体１７の側に固定されている。

第１のロッド１５は、その軸方向の移動に応じて後輪３Ｒの向きが変化するように後輪３Ｒに接続されている。具体的には、第１のロッド１５の端部にボールジョイント１８ＲＬを介してタイロッド１９Ｒの一端が連結され、そのタイロッド１９Ｒの他端がボールジョイント１８ＲＲを介してナックルアーム２０Ｒに連結されている。第１のロッド１５が軸方向に移動すると、これに連動してナックルアーム２０Ｒが支点２１Ｒを中心に揺動し、後輪３Ｒの向きが変化する。

同様に、第２のロッド１６も、その軸方向の移動に応じて後輪３Ｌの向きが変化するように後輪３Ｌに接続されている。具体的には、第２のロッド１６の端部にボールジョイント１８ＬＲを介してタイロッド１９Ｌの一端が連結され、そのタイロッド１９Ｌの他端がボールジョイント１８ＬＬを介してナックルアーム２０Ｌに連結されている。第２のロッド１６が軸方向に移動すると、これに連動してナックルアーム２０Ｌが支点２１Ｌを中心に揺動し、後輪３Ｌの向きが変化する。

後輪３Ｌ，３Ｒの転舵角は、舵角センサ９、車速センサ１０、ヨーレートセンサ１１等、車両１の走行情報を元に、電子制御ユニット１２からの指令を受けて後輪転舵制御装置２２で制御される。また後輪３Ｌ，３Ｒの転舵角は、左右で独立して制御される。

図２〜図４に、後輪転舵装置１３の構成を示す。後輪転舵装置１３は、左右一対の後輪３Ｌ，３Ｒの向きを同じ方向に変化させる転舵部１３ａと、左右一対の後輪３Ｌ，３Ｒの向きを互いに逆方向に変化させてトー角を変化させるトー角調整部１３ｂとを有する。

図３に示すように、転舵部１３ａは、第１の電動モータ２３と、第１の電動モータ２３から伝達する回転を減速する第１の減速機２４と、第１の電動モータ２３から第１の減速機２４を介して伝達する回転を第１のロッド１５の軸方向の移動に変換する第１の運動変換機構２５と、第１のロッド１５の軸方向の位置を検出する第１のロッド位置検出器２６とを有する。

第１の電動モータ２３は、第１のロッド１５を囲むように同軸に設けられた中空のロータ２７と、そのロータ２７を回転駆動するステータ２８とからなる。ロータ２７は、ケース１４の内周に装着した左右一対の転がり軸受２９で回転可能に支持された中空のロータ軸３０と、ロータ軸３０と一体に回転するようにロータ軸３０の外周に固定されたロータコア３１とを有する。ステータ２８は、ロータコア３１と径方向に対向するようにケース１４の内周に固定されている。ステータ２８に通電すると、ステータ２８とロータコア３１の間に作用する電磁力によってロータコア３１に回転力が発生し、ロータコア３１と一体にロータ軸３０が回転する。

第１の電動モータ２３には、ロータ２７の回転角を検出する第１の回転検出器３２が取り付けられている。第１の回転検出器３２は、例えば、ロータ軸３０と一体に回転するようにロータ軸３０に固定されたレゾルバロータ３３と、これに対峙するようにケース１４に固定されたレゾルバステータ３４とからなるレゾルバを採用することができる。

第１の減速機２４は、ロータ２７の端部外周に設けられた太陽歯車３５と、太陽歯車３５を囲むように設けられたリング状の内歯歯車３６と、太陽歯車３５と内歯歯車３６の両者に噛み合う遊星歯車３７と、遊星歯車３７を自転可能かつ公転可能に支持する遊星キャリヤ３８とを有する遊星歯車機構である。内歯歯車３６はケース１４に固定されている。

第１の運動変換機構２５は、第１の減速機２４で減速した回転が入力される第１のナット３９と、第１のナット３９にねじ係合する第１のねじ軸４０とを有する送りねじ機構である。第１のナット３９は、第１の減速機２４の遊星キャリヤ３８と一体に回転するように遊星キャリヤ３８に接続されている。第１のナット３９の内周には、ねじ山の断面形状が台形の雌ねじが形成されている。第１のねじ軸４０の外周には、ねじ山の断面形状が台形の雄ねじが形成されている。第１のナット３９と第１のねじ軸４０は、いずれも第１のロッド１５と同軸に配置されている。

第１のナット３９は、ケース１４に取り付けた軸受４１で回転可能に支持されるとともに、図示しないスラスト軸受で軸方向に移動しないように支持されている。第１のねじ軸４０は、第１のロッド１５と一体に移動するように第１のロッド１５に固定されている。第１のロッド１５は、回り止め機構４２で回転を防止され、軸方向の移動のみ可能となっている。回り止め機構４２は、第１のロッド１５と一体に形成されたスプライン軸４３と、ケース１４の内側に設けられたスプライン穴４４である。また、第１のロッド１５は、ケース１４の内周に取り付けた滑り軸受４５で軸方向に摺動可能に支持されている。

第１のロッド位置検出器２６は、第１のロッド１５の軸方向位置を絶対値として検出する検出器である。ここで、位置を絶対値として検出するとは、位置を検出する方法として移動量の積算により位置検出を行なうのではなく、第１のロッド位置検出器２６の現在の出力のみに基づいて位置検出を行なうことである。このような第１のロッド位置検出器２６として、例えば、第１のロッド１５と一体に軸方向に移動するように第１のロッド１５に固定された永久磁石４６と、永久磁石４６に対向するようにケース１４に固定された磁気センサ４７（例えば、アナログ出力のホールＩＣ）とからなるものを採用することができる。

磁気センサ４７は、第１のロッド１５が軸方向移動したときに、その軸方向移動に伴って永久磁石４６に対する相対位置が変化するように永久磁石４６に対向して設けられている。磁気センサ４７で検出される磁束密度は、第１のロッド１５の軸方向位置に応じて変化する。第１のロッド位置検出器２６は、磁気センサ４７で検出される磁束密度を位置情報に変換することで第１のロッド１５の軸方向位置を絶対値として検出する。なお、第１のロッド位置検出器２６で第１のロッド１５の軸方向位置を絶対値として検出した後は、第１の電動モータ２３の回転角を検出する第１の回転検出器３２の信号をカウントすることで、第１のロッド１５の軸方向位置を検出するようにしてもよい。

図４に示すように、トー角調整部１３ｂは、第２の電動モータ４８と、第２の電動モータ４８から伝達する回転を減速する第２の減速機４９と、第２の電動モータ４８から第２の減速機４９を介して伝達する回転を第２のロッド１６の軸方向の移動に変換する第２の運動変換機構５０と、第２のロッド１６の軸方向の位置を検出する第２のロッド位置検出器５１とを有する。第２のロッド１６は、第１のロッド１５と同軸上に配置されている。

第２の電動モータ４８は、第２のロッド１６を囲むように同軸に設けられた中空のロータ５２と、そのロータ５２を回転駆動するステータ５３とからなる。ロータ５２は、ケース１４の内周に装着した左右一対の転がり軸受５４で回転可能に支持された中空のロータ軸５５と、ロータ軸５５と一体に回転するようにロータ軸５５の外周に固定されたロータコア５６とを有する。ステータ５３は、ロータコア５６と径方向に対向するようにケース１４の内周に固定されている。ステータ５３に通電すると、ステータ５３とロータコア５６の間に作用する電磁力によってロータコア５６に回転力が発生し、ロータコア５６と一体にロータ軸５５が回転する。

第２の電動モータ４８には、ロータ５２の回転角を検出する第２の回転検出器５７が取り付けられている。第２の回転検出器５７は、例えば、ロータ軸５５と一体に回転するようにロータ軸５５に固定されたレゾルバロータ５８と、これに対峙するようにケース１４に固定されたレゾルバステータ５９とからなるレゾルバを採用することができる。

第２の減速機４９は、ロータ５２の端部外周に設けられた太陽歯車６０と、太陽歯車６０を囲むように設けられたリング状の内歯歯車６１と、太陽歯車６０と内歯歯車６１の両者に噛み合う遊星歯車６２と、遊星歯車６２を自転可能かつ公転可能に支持する遊星キャリヤ６３とを有する遊星歯車機構である。内歯歯車６１はケース１４に固定されている。

第２の運動変換機構５０は、第２の減速機４９で減速した回転が入力されるスプラインナット６４と、スプラインナット６４にスプライン嵌合する第２のロッド１６と、第２のロッド１６の端部に一体に設けられた第２のナット６５と、第２のナット６５にねじ係合する第２のねじ軸６６とを有する送りねじ機構である。第２のナット６５は、第２のロッド１６とは別体に形成したものを第２のロッド１６に固定してもよい。スプラインナット６４は、第２の減速機４９の遊星キャリヤ６３と一体に設けられている。第２のナット６５と第２のねじ軸６６は、いずれも第２のロッド１６と同軸に配置されている。

スプラインナット６４は、ケース１４に取り付けた軸受６７で回転可能に支持されている。スプラインナット６４は、第２の減速機４９の遊星キャリヤ６３と一体に回転するように遊星キャリヤ６３に接続されている。スプラインナット６４と第２のロッド１６の間には複数のボール６８が組み込まれている。第２のロッド１６の外周には軸方向に延びる溝６９が形成され、この溝６９にボール６８が係合している。スプラインナット６４には、ボール６８を循環させる循環機構（図示せず）が設けられている。そして、スプラインナット６４に回転が入力されると、ボール６８を介してスプラインナット６４と第２のロッド１６の間でトルク伝達がなされ、スプラインナット６４と第２のロッド１６が一体に回転するようになっている。また、ボール６８が溝６９を転がることで、第２のロッド１６とスプラインナット６４が軸方向に相対移動可能となっている。また、第２のロッド１６は、ケース１４の内周に取り付けた滑り軸受７０で回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持されている。ここでは、ボール６８を介してスプラインナット６４と第２のロッド１６との間でトルク伝達を行なうボールスプラインを例に挙げて説明したが、ボールスプラインに代えて、ボール６８を介さず直接接触によりトルク伝達を行なうインボリュートスプラインとしてもよい。すなわち、第２のロッド１６の外周に形成した軸方向に延びる突条と、スプラインナット６４の内周に形成して軸方向に延びる溝とを係合させる構成としてもよい。

第２のロッド位置検出器５１は、第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置を絶対値として検出する検出器である。このような第２のロッド位置検出器５１として、例えば、第２のロッド１６と一体に軸方向に移動する永久磁石７１と、永久磁石７１に対向する位置を第１のロッド１５と一体に軸方向に移動する磁気センサ７２（例えば、アナログ出力のホールＩＣ）とからなるものを採用することができる。

磁気センサ７２は、第１のロッド１５に固定して設けられた支持部材７３に支持されている。この磁気センサ７２は、第２のロッド１６が第１のロッド１５に対して軸方向に相対移動したときに、その相対移動に伴って永久磁石７１に対する相対位置が変化するように永久磁石７１に対向して設けられている。磁気センサ７２で検出される磁束密度は、第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置に応じて変化する。第２のロッド位置検出器５１は、磁気センサ７２で検出される磁束密度を位置情報に変換することで第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置を絶対値として検出する。なお、第２のロッド位置検出器５１で第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置を絶対値として検出した後は、第２の電動モータ４８の回転角を検出する第２の回転検出器５７の信号をカウントすることで、第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置を検出するようにしてもよい。

永久磁石７１は、第２のロッド１６と一体に軸方向に移動するスライド部材７４に固定されている。スライド部材７４は、中空円筒状であり、第１のロッド１５の外周に軸方向にスライド可能に嵌合している。スライド部材７４には、軸方向に長く延びる長穴７５が形成されている。第１のロッド１５の外周には、長穴７５に係合するピン７６が固定されている。スライド部材７４は、長穴７５とピン７６の係合によって、第１のロッド１５に対する軸方向の相対移動を可能としながら第１のロッド１５に回り止めされている。

スライド部材７４の一端には、第２のロッド１６の軸方向端面（ここでは第２のナット６５の軸方向端面）に接触する内向きのフランジ７７が設けられている。第１のロッド１５の外周にはスプリング７８が装着されている。スプリング７８の一端はスライド部材７４に接触し、スプリング７８の他端は、第１のロッド１５の外周に固定されたスプリングシート７９に支持されている。スプリング７８は、スライド部材７４を軸方向に押圧することで、フランジ７７と第２のロッド１６の軸方向端面との間に予圧を付与している。すなわち、スプリング７８は、第２のロッド１６が第１のロッド１５に対して軸方向に相対移動したとき、その相対移動に応じて伸縮するようにスライド部材７４を第２のロッド１６の軸方向端面に押圧している。

ここで、第２のロッド１６が回転しながら第１のロッド１５に対して軸方向に相対移動するとき、スライド部材７４はスプリング７８の予圧により第２のロッド１６と一体に軸方向に移動するが、スライド部材７４はピン７６と長穴７５の係合によって回り止めされているので回転しない。フランジ７７と第２のロッド１６の軸方向端面との間には、摩耗を防止するためにスラスト軸受を組み込んでもよい。

第１の電動モータ２３および第２の電動モータ４８は、図５に示す後輪転舵制御装置２２で制御される。この後輪転舵制御装置２２の入力側には、車両１の電源を投入するイグニッションスイッチ８０と、第１のロッド１５の軸方向位置を絶対値として検出する第１のロッド位置検出器２６と、第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置を絶対値として検出する第２のロッド位置検出器５１とが接続されている。第１のロッド位置検出器２６から後輪転舵制御装置２２に、第１のロッド１５の軸方向の位置に対応する信号が入力され、第２のロッド位置検出器５１から後輪転舵制御装置２２に、第２のロッド１６の第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置に対応する信号が入力される。

後輪転舵制御装置２２の出力側には、第１のロッド１５を軸方向に移動させる駆動源としての第１の電動モータ２３と、第２のロッド１６を第１のロッド１５に対して軸方向に相対移動させる駆動源としての第２の電動モータ４８と、異常報知部８１とが接続されている。異常報知部８１は、前輪転舵装置５または後輪転舵装置１３の異常を運転者に報知する車載装置であり、例えば、運転席に設けられたモニタディスプレイ、ステアリング警告灯、音声出力装置等を採用することができる。後輪転舵制御装置２２は、第１の電動モータ２３の駆動を制御する信号と、第２の電動モータ４８の駆動を制御する信号とを各モータ２３，４８の電源装置に出力する。

上記の後輪転舵装置１３において、例えば、第２のロッド位置検出器５１に何らかの異常が生じた場合、第２のロッド位置検出器５１の出力に基づく第２の電動モータ４８のフィードバック制御ができなくなり、左側の後輪３Ｌの向きが目標値から大きくずれるおそれがある。また、スライド部材７４の内周と第１のロッド１５の外周との間に、何らかの原因で異常な摺動抵抗が生じた場合にも、第２のロッド１６が第１のロッド１５に対して軸方向に相対移動してもスライド部材７４が追従しなくなり（このときスライド部材７４の端部のフランジ７７は、第２ロッドから離れた状態となる）、第２のロッド位置検出器５１で第２のロッド１６の正しい位置を検出することができないおそれがある。

そこで、後輪転舵制御装置２２は、車両１の電源が投入されたときに、第２のロッド位置検出器５１の異常の有無を判定する異常判定制御を行なう。以下、図６に基づいて、後輪転舵制御装置２２で行なう異常判定制御の一例を説明する。

後輪転舵制御装置２２は、運転者がイグニッションスイッチ８０を操作して車両１の電源が投入されたときに、第２のロッド位置検出器５１で検出される第２のロッド１６の位置（第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置）を初期位置Ｐ_０として記憶する（ステップＳ_１１、Ｓ_１２）。

次に、後輪転舵制御装置２２は、第２の電動モータ４８を駆動して第２のロッド１６を所定の指令値Ｃ（例えば、０．１〜０．５ｍｍ程度の微小距離）だけ軸方向に微小移動させる（ステップＳ_１３）。第２の電動モータ４８は、第２のロッド１６が第１のロッド１５に対して指令値Ｃだけ軸方向に相対移動した時点で停止する。

ここで、指令値Ｃの正負（すなわち第２のロッド１６を微小移動させる方向）は、スプリング７８が伸びる側の軸方向を選択すると好ましい。すなわち、スライド部材７４が何らかの原因で第１のロッド１５に対して円滑に相対移動しなくなった場合、第２のロッド１６が第１のロッド１５に対して軸方向に相対移動しても、スライド部材７４が第２のロッド１６の移動に追従しなくなるおそれがある。この場合、スプリング７８が縮む側の軸方向に第２のロッド１６が移動する場合よりも、スプリング７８が伸びる側の軸方向に第２のロッド１６が移動する場合の方が、スライド部材７４が第２のロッド１６の移動に追従しなくなる現象が生じやすい。そのため、ステップＳ_１３で第２のロッド１６を微小移動させる方向として、スプリング７８が伸びる側の軸方向を採用すると好ましい。指令値Ｃの正負（すなわち第２のロッド１６を微小移動させる方向）は、初期位置Ｐ_０に対する可動範囲に余裕がある側の軸方向を選択してもよい。

第２のロッド１６が第１のロッド１５に対して指令値Ｃだけ微小移動した後、第２のロッド位置検出器５１で検出される第２のロッド１６の位置（第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置）を位置Ｐ_１として記憶する（ステップＳ_１４）。続いて、この第２のロッド１６の微小移動後の位置Ｐ_１と、第２のロッド１６の初期位置Ｐ_０との差分ΔＰ_１を算出する（ステップＳ_１５）。

その後、差分ΔＰ_１と指令値Ｃとを比較し、両者が一致するか否かを判定する（ステップＳ_１６）。一致するか否かの判定方法としては、例えば、差分ΔＰ_１と指令値Ｃの差が所定のしきい値以下のときは一致すると判定し、差分ΔＰ_１と指令値Ｃの差が所定のしきい値よりも大きいときは一致しないと判定する方法を採用することができる。

そして、差分ΔＰ_１と指令値Ｃが一致するときは、第２のロッド位置検出器５１が正常であると判定する（ステップＳ_１７）。一方、差分ΔＰ_１と指令値Ｃが一致しないときは、第２のロッド位置検出器５１に異常があると判定する（ステップＳ_１８）。

第２のロッド位置検出器５１が正常であると判定されたときは、第２のロッド１６が初期位置Ｐ_０に戻るように、第２の電動モータ４８を反対方向に駆動する（ステップＳ_１９）。すなわち、ステップＳ_１３での第２のロッド１６の移動方向とは反対の軸方向に、ステップＳ_１３での指令値Ｃと同じ距離だけ第２のロッド１６が軸方向に微小移動するように、第２の電動モータ４８を駆動する（ステップＳ_１９）。一方、第２のロッド位置検出器５１に異常があると判定されたときは、図５に示す異常報知部８１で、運転者に異常を報知するように異常報知部８１を作動させる。

上述した後輪転舵装置１３は、第２のロッド位置検出器５１に異常があるかどうかの判断を、車両１の電源投入時に行なうため、第２のロッド位置検出器５１の異常を車両１の走行前の段階に検出することが可能である。また、第２のロッド位置検出器５１の異常判定を行なうための第２のロッド１６の移動距離が微小である（すなわち指令値Ｃの大きさが微小である）ので、後輪３Ｌと路面の間の摩擦による後輪３Ｌの摩耗が生じにくい。また、短時間で異常判定を行なうことができる。

図７に、後輪転舵制御装置２２で行なう異常判定制御の他の例を示す。この異常判定制御は、図６に示す異常判定制御にステップＳ_２０〜Ｓ_２４を追加したものである。すなわち、第２のロッド１６を初期位置Ｐ_０から一方の軸方向に微小移動させるときに第２のロッド位置検出器５１の異常判定を行なった後に、第２のロッド１６が反対の軸方向に微小移動して初期位置Ｐ_０に戻るときにも第２のロッド位置検出器５１の異常判定を行なうようにしている。

ステップＳ_１９の後、第２のロッド位置検出器５１で検出される第２のロッド１６の位置（第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置）を位置Ｐ_２として記憶する（ステップＳ_２０）。続いて、この第２のロッド１６の微小移動後の位置Ｐ_２と、第２のロッド１６の初期位置Ｐ_０との差分ΔＰ_２を算出する（ステップＳ_２１）。

その後、差分ΔＰ_２がゼロか否かを判定する（ステップＳ_２２）。ゼロか否かの判定方法としては、例えば、差分ΔＰ_２が所定の微小値以下のときはゼロであると判定し、差分ΔＰ_２が所定の微小値よりも大きいときはゼロでないと判定する方法を採用することができる。

そして、差分ΔＰ_２がゼロであるときは、第２のロッド位置検出器５１が正常であると判定する（ステップＳ_２３）。一方、差分ΔＰ_２がゼロでないときは、第２のロッド位置検出器５１に異常があると判定する（ステップＳ_２４）。

このように、ステップＳ_２０〜Ｓ_２４を追加すると、第２のロッド１６の軸方向の往動時と複動時の両方で異常判定を行なうので、高い信頼性をもって第２のロッド位置検出器５１の異常判定を行なうことが可能となる。

ところで、第２の運動変換機構５０が、第２の電動モータ４８から第２ロッドへの動力伝達経路にバックラッシ（例えば、第２のナット６５と第２のねじ軸６６の間に設けられた微小なガタ）を有する場合がある。この場合、図８に示すように、ステップＳ_１７よりも前に、第２の運動変換機構５０のバックラッシを詰めるように第２の電動モータ４８を微小量回転させるガタ詰めのステップを追加すると好ましい。

すなわち、運転者がイグニッションスイッチ８０を操作して車両１の電源が投入されたとき（ステップＳ_３１）、第２のロッド１６がステップＳ_１３の指令値Ｃよりも小さい微小指令値Ｔ（例えば、０．０１〜０．１ｍｍ程度の移動量に相当する値）だけ軸方向に移動するように、第２の電動モータ４８を微小量回転させる（ステップＳ_３１）。これにより、第２のナット６５と第２のねじ軸６６の間の微小なガタが詰められる。このとき、ステップＳ_３１における第２の電動モータ４８の回転方向は、ステップＳ_１３における第２の電動モータ４８の回転方向と同方向である。

電動モータが微小指令値Ｔだけ微小量回転した後、第２のロッド位置検出器５１で検出される第２のロッド１６の位置（第１のロッド１５に対する軸方向の相対位置）を初期位置Ｐ_０として記憶する（ステップＳ_１２）。その後、図６の場合と同様にして、第２のロッド位置検出器５１の異常判定を行なう（ステップＳ_１３〜ステップＳ_１８）。

そして、第２のロッド位置検出器５１が正常であると判定されたときは、第２のロッド１６が初期位置Ｐ_０に戻るように、第２の電動モータ４８を反対方向に駆動する（ステップＳ_１９）。すなわち、ステップＳ_１３での第２のロッド１６の移動方向とは反対の軸方向に、ステップＳ_１３での指令値ＣとステップＳ_３１での微小指令値Ｔを合計した距離（Ｃ＋Ｔ）と同じ距離だけ第２のロッド１６が軸方向に微小移動するように、第２の電動モータ４８を駆動する（ステップＳ_１９）。

このように、ステップＳ_３１を追加すると、ステップＳ_１９によるロッドの微小移動を行なう前に、ステップＳ_３１によってバックラッシの影響をあらかじめ取り除くので、第２の運動変換機構５０のバックラッシに起因する誤判定を防止することができ、またステップＳ_１９による第２のロッド１６の微小移動の距離Ｃを極めて小さく設定する（例えば、バックラッシの大きさと同程度かそれよりも小さく設定する）ことが可能となる。

上記各実施形態では、第２のロッド位置検出器５１の異常判定制御を例に挙げて説明したが、同様にして、第１のロッド位置検出器２６の異常判定制御を行なうことも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

３Ｌ，３Ｒ 後輪
１５ 第１のロッド
１６ 第２のロッド
２２ 後輪転舵制御装置
２３ 第１の電動モータ
２５ 第１の運動変換機構
２６ 第１のロッド位置検出器
４６ 永久磁石
４７ 磁気センサ
４８ 第２の電動モータ
５０ 第２の運動変換機構
５１ 第２のロッド位置検出器
７１ 永久磁石
７２ 磁気センサ
７４ スライド部材
７８ スプリング

Claims (4)

1. 電動モータ（４８）と、
   軸方向に移動可能に支持され、その軸方向の移動に応じて後輪（３Ｌ）の向きが変化するように前記後輪（３Ｌ）に接続されるロッド（１６）と、
   前記電動モータ（４８）から伝達する回転を前記ロッド（１６）の軸方向の移動に変換する運動変換機構（５０）と、
   前記ロッド（１６）の軸方向の位置を検出するロッド位置検出器（５１）と、
   前記ロッド位置検出器（５１）から前記ロッド（１６）の軸方向の位置に対応する信号が入力され、前記電動モータ（４８）の駆動を制御する信号を出力する制御部（２２）とを有し、
   前記制御部（２２）は、
   電源が投入されたときに、前記ロッド位置検出器（５１）で検出されるロッド（１６）の位置を初期位置（Ｐ_０）として記憶する初期位置記憶手段（Ｓ_１２）と、
   その初期位置記憶手段（Ｓ_１２）で前記ロッド（１６）の初期位置（Ｐ_０）が記憶された後、前記電動モータ（４８）を駆動して前記ロッド（１６）を所定の指令値（Ｃ）だけ軸方向に微小移動させる微小移動制御手段（Ｓ_１３）と、
   その微小移動制御手段（Ｓ_１３）で前記ロッド（１６）が微小移動した後に前記ロッド位置検出器（５１）で検出される前記ロッド（１６）の位置（Ｐ_１）と、前記初期位置記憶手段（Ｓ_１２）で記憶された前記ロッド（１６）の初期位置（Ｐ_０）との差分（ΔＰ_１）を算出する差分算出手段（Ｓ_１５）と、
   その差分算出手段（Ｓ_１５）で算出された差分（ΔＰ_１）と前記微小移動制御手段（Ｓ_１３）の前記指令値（Ｃ）とを比較し、両者が一致しないときは異常と判定する異常判定手段（Ｓ_１６，Ｓ_１８）とを有する後輪転舵装置。
2. 前記制御部（２２）は、
   前記微小移動制御手段（Ｓ_１３）で前記ロッド（１６）が微小移動した後、前記ロッド（１６）が前記初期位置（Ｐ_０）に戻るように前記微小移動制御手段（Ｓ_１３）でのロッド（１６）の移動方向とは反対の軸方向に微小移動させる第２微小移動制御手段（Ｓ_１９）と、
   その第２微小移動制御手段（Ｓ_１９）で前記ロッド（１６）が微小移動した後に前記ロッド位置検出器（５１）で検出される前記ロッドの位置（Ｐ_２）と、前記初期位置記憶手段（Ｓ_１２）で記憶された前記ロッド（１６）の初期位置（Ｐ_０）との差分（ΔＰ_２）を算出する第２差分算出手段（Ｓ_２１）と、
   その第２差分算出手段（Ｓ_２１）で算出された差分（ΔＰ_２）がゼロか否かを判定し、ゼロでないときは異常と判定する第２異常判定手段（Ｓ_２２，Ｓ_２４）とを更に有する請求項１に記載の後輪転舵装置。
3. 前記運動変換機構（５０）は、前記電動モータ（４８）から前記ロッド（１６）への動力伝達経路にバックラッシを有するものであり、
   前記制御部（２２）は、電源が投入されたときに、前記運動変換機構（５０）のバックラッシを詰めるように前記電動モータ（４８）を微小量回転させるガタ詰め制御手段（Ｓ_３１）を更に有し、
   前記初期位置記憶手段（Ｓ_１２）は、前記ガタ詰め制御手段（Ｓ_３１）で前記電動モータ（４８）が微小量回転した後に前記ロッド位置検出器（５１）で検出されるロッド（１６）の位置を前記初期位置（Ｐ_０）として記憶する請求項１または２に記載の後輪転舵装置。
4. 前記ロッド位置検出器（５１）は、
   前記ロッド（１６）が軸方向移動したときにそのロッド（１６）と一緒に軸方向移動するように前記ロッド（１６）の軸方向端面に接触して設けられたスライド部材（７４）と、
   前記ロッド（１６）の軸方向移動に応じて伸縮するように前記スライド部材（７４）を前記ロッド（１６）の軸方向端面に押圧するスプリング（７８）と、
   前記スライド部材（７４）に固定して取り付けられた磁石（７１）と、
   前記ロッド（１６）の軸方向移動に伴って前記磁石（７１）に対する相対位置が変化するように前記磁石（７１）に対向して設けられた磁気センサ（７２）とを有する構成であり、
   前記微小移動制御手段（Ｓ_１３）で前記ロッド（１６）を微小移動させる方向は、前記スプリング（７８）が伸びる側の軸方向である請求項１から３のいずれかに記載の後輪転舵装置。

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