JP3096124B2 - Vehicle rear wheel steering system - Google Patents
Vehicle rear wheel steering systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、旋回時に後輪の転舵比
の位相反転制御を行なうための電動モータを設けた車両
の後輪操舵装置に関し、特に、後輪転舵制御系のフェー
ルの検出の改良に関するものである。ここで、転舵比θ
S は、後輪の舵角θR に対する前輪の舵角θF の比(=
θR/θF )で定義される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rear wheel steering device provided with an electric motor for performing a phase inversion control of a steering ratio of a rear wheel at the time of turning, and more particularly to a rear wheel steering control system. It relates to improved detection. Here, the steering ratio θ
S is the ratio of the front wheel steering angle theta F for the steering angle theta R of the rear wheels (=
θ R / θ F ).
【0002】[0002]
【従来の技術】車両の後輪操舵装置は、一般に、前輪舵
角に応じた所定の後輪舵角となるように後輪を転舵する
ようになっているが、この後輪転舵は、従来、車速等に
応じて設定されたところの所定の転舵比に従った比例制
御により行なわれている。所謂、車速感応型の後輪操舵
装置である。2. Description of the Related Art In general, a rear wheel steering device of a vehicle is designed to steer rear wheels so as to have a predetermined rear wheel steering angle corresponding to a front wheel steering angle. Conventionally, proportional control is performed according to a predetermined steering ratio set according to the vehicle speed or the like. This is a so-called vehicle speed sensitive rear wheel steering device.
【0003】このような後輪操舵装置にあっては、車両
の方向安定性を確保するため、車速の中高速領域におい
ては転舵比が正、即ち、同位相となるように制御される
のが一般的であるが、この制御は上記のように比例制御
によるために、ハンドル操舵の開始と同時に後輪が同位
相側へ転舵されることとなり、十分な回頭性が得られな
いという問題点があった。In such a rear-wheel steering system, in order to secure the directional stability of the vehicle, the steering ratio is controlled so as to be positive, that is, in the same phase in a middle to high speed range of the vehicle speed. However, since this control is based on the proportional control as described above, the rear wheels are turned to the same phase at the same time as the start of steering, so that sufficient turning performance cannot be obtained. There was a point.
【0004】そこでこの問題を解消するために、例え
ば、特開昭57−44568号や特開平2−24976
5号では、位相反転型の後輪操舵装置が提案されてい
る。これは、車両のヨーレートを検出可能にし、前輪転
舵の開始直後は後輪を前輪と逆位相側に転舵し、その後
はヨーレートの発生に応じて同位相側に転舵するという
ものであり、所謂「ヨーレートフィードバックによる位
相反転制御」といわれ、回頭性及び方向安定性の両立を
図ることができる。To solve this problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-44568 and Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 5 proposes a phase inversion type rear wheel steering device. This means that the yaw rate of the vehicle can be detected, the rear wheels are steered to the opposite phase to the front wheels immediately after the front wheel steering is started, and then steered to the same phase according to the occurrence of the yaw rate. This is called "phase inversion control by yaw rate feedback", and it is possible to achieve both turning performance and directional stability.
【0005】このように、ヨーレートフィードバックに
よる位相反転制御では、前輪転舵の開始直後の僅かな時
間で転舵比が逆相から同相に切り替わるという制御動作
を行なうことが極めて重要となる。そこで、位相反転型
の操舵装置においては、短時間のうちに転舵比を逆相か
ら同相に切り替えるために、高速の電動モータを採用す
ることが提案されようとしている。[0005] As described above, in the phase inversion control based on the yaw rate feedback, it is extremely important to perform a control operation in which the steering ratio switches from the opposite phase to the same phase in a short time immediately after the start of the front wheel steering. Therefore, in a phase inversion type steering device, it is going to be proposed to employ a high-speed electric motor in order to switch the steering ratio from the opposite phase to the same phase in a short time.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとしている課題】後輪操舵装置の転
舵比を制御するモータは車両の挙動に大きな影響を与え
るためにそのフェール状態を検知することが従来から行
なわれている。そして、フェールしたか否かは、通常、
転舵比センサからの出力をモニタすることにより検出さ
れる。転舵比センサはその応答性が低く、フェール発生
を検知する時期が遅れがちであるが、転舵比の位相反転
制御を行なわない従来の後輪転舵装置では、転舵比制御
のためのモータの応答速度自体が遅いために、問題は発
生しない。A motor for controlling the steering ratio of a rear wheel steering system has a large effect on the behavior of a vehicle, and therefore, it has been conventionally used to detect a failure state of the motor. And whether or not it failed is usually
It is detected by monitoring the output from the turning ratio sensor. The steering ratio sensor has a low response and the timing of detecting occurrence of a failure tends to be delayed, but in a conventional rear wheel steering device that does not perform phase inversion control of the steering ratio, a motor for controlling the steering ratio is used. Since the response speed itself is slow, no problem occurs.
【0007】即ち、図1において、ゾーンIは転舵比θ
S と車速に応じて決定された安全領域であり、ゾーンII
は反対に危険ゾーンである。位相反転型の後輪操作装置
に高速のモータを用いると、モータの制御系のフェール
等のフェールの検知がなされる前に、転舵比θS は容易
に危険ゾーンIIに移行してしまう。即ち、位相反転型の
後輪操作装置に高速のモータを用いる場合は、フェール
検知を極めて高速に行なわなければそのフェールに対処
できないのである。そこで、本発明はこのような従来技
術の欠点を改善するためになされたもので、その目的
は、位相反転型の操舵装置であって転舵比の制御をモー
タによって行なうような操舵装置において、高速に制御
系のフェールを検知できる車両の後輪操舵装置を提案す
るものである。That is, in FIG. 1, the zone I is the steering ratio θ.
Zone II is a safety area determined according to S and vehicle speed.
Is a danger zone. With high speed of the motor to the wheel operation apparatus after phase inversion type, before the failure of the detection of the failure of the control system of the motor is made, the steering ratio theta S would readily migrate into danger zone II. That is, when a high-speed motor is used for the phase inversion type rear wheel operating device, the failure cannot be dealt with unless the failure detection is performed at an extremely high speed. Therefore, the present invention has been made in order to improve such disadvantages of the prior art, and an object of the present invention is to provide a phase inversion type steering device in which a steering ratio is controlled by a motor. The present invention proposes a rear wheel steering device that can detect a control system failure at high speed.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】及びMeans for Solving the Problems and
【作用】上記課題を達成するため、この発明に係わる車
両の後輪操舵装置は、前輪の舵角に対する後輪の転舵比
を少なくとも2方向において可変制御するための、複数
相の励磁パターンにより回転方向が制御されるステップ
モータと、後輪の位相反転制御を行なうために、所定の
入力情報に基づいて前記ステップモータを駆動するため
の制御を行なう駆動制御手段と、後輪の位相反転制御を
行なうための論理演算を行なう第1論理演算回路と、こ
の演算結果を前記ステップモータに出力するための出力
回路とを有する第1の論理演算制御ユニットと、前記第
1論理演算回路からの出力をモニタするモニタ回路と、
前記モニタ回路からのモニタ結果を入力する入力回路
と、前記第1論理演算回路と同じ論理演算を行ない、該
論理演算結果と前記入力回路が入力したモニタ結果とを
照合することで、目標転舵比に対する前記ステップモー
タの駆動方向の整合性を判定する第2論理演算回路とを
有する第2の論理演算制御ユニットとを備え、前記第1
論理演算回路は、前記モニタ回路に前記励磁パターンを
出力し、前記第2論理演算回路は、前記第1論理演算回
路と同じ論理演算を行って前記励磁パターンを演算する
と共に、前記モニタ回路によりモニタされた前記励磁パ
ターンと、自身が演算した前記励磁パターンとを照合す
ることにより、前記目標転舵比に対する前記ステップモ
ータの駆動方向の整合性を判定する。目標転舵比に対す
る前記ステップモータの駆動方向の整合性の判定は原理
的に高速にできるものであり、そのために、たとえ、ス
テップモータとして高速なものが用いられても、早目に
モータ停止等のフェールセーフ処置を取り得る。In order to achieve the above object, a rear wheel steering device according to the present invention uses a multi-phase excitation pattern for variably controlling a steering ratio of a rear wheel to a steering angle of a front wheel in at least two directions. A step motor whose rotation direction is controlled, drive control means for controlling the step motor based on predetermined input information to perform phase inversion control of the rear wheel, and phase inversion control of the rear wheel To
A first logical operation circuit for performing a logical operation for performing
Output to output the calculation result of
A first logical operation control unit having a circuit;
A monitor circuit for monitoring an output from one logical operation circuit;
An input circuit for inputting a monitor result from the monitor circuit
Perform the same logical operation as the first logical operation circuit,
The logical operation result and the monitor result input by the input circuit are
By collating, the step mode with respect to the target turning ratio is obtained.
A second logical operation circuit for determining consistency in the driving direction of the motor.
And a second logical operation control unit having
A logical operation circuit that stores the excitation pattern in the monitor circuit;
And the second logical operation circuit outputs the first logical operation circuit.
Calculates the excitation pattern by performing the same logical operation as the path
And the excitation path monitored by the monitor circuit.
The turn is compared with the excitation pattern calculated by itself.
Thus, the step mode with respect to the target turning ratio is
The consistency of the driving direction of the motor is determined. The determination of the consistency of the driving direction of the step motor with respect to the target steering ratio can be performed at a high speed in principle. Therefore, even if a high-speed step motor is used, the motor is stopped early. Fail-safe measures.
【0009】[0009]
【実施例】以下添付図面を参照しながら本発明の後輪操
舵装置を、車両の所謂「四輪操舵装置」に適用した実施
例について詳述する。この実施例の後輪転舵装置は次の
点を特徴とする。 :機械的な機構として、 −1:車速に応じて転舵比θS を変更するために、
高速ステップモータを転舵比可変機構に採用する。 −2:後輪を転舵するための油圧パワーシリンダ内
に、フェール時において後輪を中立位置に強制的に戻す
ためのスプリングを有する。 −3:フェール時において後輪が中立位置に容易に戻
すことができるように、油圧リリース回路を有する。 −4:フェール発生時に、後輪が短時間に中立位置に
戻されないように、リリース回路の油の単位時間当りの
リリース量を絞るためのオリフィスを有する。 :このモータの制御に2つのCPUを採用して、マス
タ側としてのCPUがモータの実際の制御を行ない、ス
レーブとしてのCPUがフェール検出を行なうというよ
うに機能分担がなされている。スレーブCPUに課され
ている負担を軽くして、スレーブCPUのコストダウン
を可能にするためである。 :スレーブ側CPUは、高速に転舵比制御系における
フェールを検出するために、 −1:マスタCPUが行なっている目標転舵比(TG
θS )の演算と同じ演算を行ない、その演算結果をマ
スタ側における演算結果と照合し、不一致があれば、モ
ータへの駆動電流を停止する。 −2:現在の転舵角から目標転舵角への目標回転方向
とモータに流された励磁電流の相間の位相から求められ
た実際のモータの回転方向とを照合し、不一致があれ
ば、モータへの駆動電流を停止する。励磁電流の相間の
位相はモータの各励磁コイルに流される実際の電流をモ
ニタする。 :フェールが検出されれば、モータを強制的に停止す
るとともに、パワーシリンダに供給されている油圧を抜
く。リリース回路内にあるオリフィスのために後輪が中
立位置に戻るのが遅れてしまうことにより発生が懸念さ
れる車体の挙動の不安定さは、モータの強制停止と油圧
のリリースとの同時実行により解消される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a rear wheel steering device of the present invention is applied to a so-called "four-wheel steering device" of a vehicle will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The rear wheel steering device of this embodiment has the following features. : As a mechanical mechanism, -1: in order to change the steering ratio theta S in accordance with the vehicle speed,
A high-speed stepping motor is used for the variable steering ratio mechanism. -2: A hydraulic power cylinder for steering the rear wheel has a spring for forcibly returning the rear wheel to the neutral position at the time of a failure. -3: A hydraulic release circuit is provided so that the rear wheel can be easily returned to the neutral position during a failure. -4: an orifice for reducing the release amount of oil in the release circuit per unit time so that the rear wheel is not returned to the neutral position in a short time when a failure occurs. : Two motors are used for the control of the motor, and the functions of the motors are divided such that the CPU on the master side actually controls the motors and the CPU on the slave side detects a failure. This is to reduce the burden imposed on the slave CPU and reduce the cost of the slave CPU. : The slave-side CPU detects a failure in the steering-ratio control system at a high speed. -1: The target steering ratio (TG) performed by the master CPU
The same calculation as θ S ) is performed, and the calculation result is compared with the calculation result on the master side. If there is a mismatch, the drive current to the motor is stopped. -2: The target rotation direction from the current steering angle to the target steering angle is compared with the actual motor rotation direction obtained from the phase between the phases of the exciting current supplied to the motor. Stop the drive current to the motor. The phase between the phases of the excitation current monitors the actual current flowing through each excitation coil of the motor. : If a failure is detected, the motor is forcibly stopped and the hydraulic pressure supplied to the power cylinder is released. The instability of the body behavior, which may be caused by the delay of the rear wheel returning to the neutral position due to the orifice in the release circuit, is due to the simultaneous execution of the forced stop of the motor and the release of the hydraulic pressure. Will be resolved.
【0010】〈四輪操舵装置の機械的構成〉図2は、実
施例の四輪操舵システムの構成を示す。図示のように、
後輪操舵装置10は、前輪12を転舵する前輪転舵機構
14に伝達シャフト52を介して機械的に連結され、こ
の前輪転舵機構14による前輪転舵と連動して、後輪1
6を前輪転舵機構14から入力される前輪舵角θF に
応じた所定の後輪の目標舵角TGθR となるよう転舵
する後輪転舵機構18と、この後輪転舵機構18内に設
けられ、前輪舵角θF に対する後輪舵角θRの比とし
て表される転舵比θS の設定および変更を行う転舵比
可変機構20と、この転舵比可変機構20を制御する制
御ユニット22とを備えてなる。制御ユニット22に
は、車速センサ24から車速V、前輪舵角センサ26
(ステアリングシャフトに設けられている。)から前輪
舵角θF 、転舵比センサ28から転舵比θS 、ヨー
レートセンサ25からのヨーレートψの各信号が入力さ
れるようになっている。<Mechanical Configuration of Four-Wheel Steering Apparatus> FIG. 2 shows a configuration of a four-wheel steering system according to an embodiment. As shown,
The rear wheel steering device 10 is mechanically connected via a transmission shaft 52 to a front wheel steering mechanism 14 that steers the front wheel 12, and interlocks with the front wheel steering by the front wheel steering mechanism 14 to operate the rear wheel 1.
6 and wheel steering mechanism 18 after the turning to be the target steering angle TGshita R of a predetermined rear wheel in accordance with the front wheel steering angle theta F inputted from the front wheel steering mechanism 14, in the rear wheel steering mechanism 18 and provided, steering-angle-ratio adjusting mechanism 20 for setting and changing the steering angle ratio theta S, expressed as a ratio of rear wheel steering angle theta R for the front wheel steering angle theta F, controls the steering-angle-ratio adjusting mechanism 20 And a control unit 22. The control unit 22 includes a vehicle speed V from the vehicle speed sensor 24 and a front wheel steering angle sensor 26.
(Provided on the steering shaft), the front wheel steering angle θ F , the steering ratio θ S from the steering ratio sensor 28, and the yaw rate か ら from the yaw rate sensor 25 are input.
【0011】後述するように、本転舵システムにおいて
は後輪を転舵するのは油圧の力による。その油圧の供給
源は図2のポンプ29である。ポンプ29は、オイルタ
ンク19に滞留したオイルを配管90を介して油圧リリ
ース回路31に送る。リリース回路31はフェール発生
時に後輪が強制的に中立位置にもたらされるように転舵
装置18内の油圧を抜くための回路である。また、91
は転舵機構18からのリターン配管である。As described later, in the present steering system, the rear wheels are steered by hydraulic force. The source of the hydraulic pressure is the pump 29 in FIG. The pump 29 sends the oil retained in the oil tank 19 to the hydraulic release circuit 31 via the pipe 90. The release circuit 31 is a circuit for releasing the hydraulic pressure in the steering device 18 so that the rear wheel is forcibly brought to the neutral position when a failure occurs. Also, 91
Is a return pipe from the steering mechanism 18.
【0012】上記制御ユニット22による転舵比可変機
構20の制御は、中車速若しくは高車速領域において、
前輪12が舵角零から転舵されたとき、この前輪転舵の
開始直後は転舵比θS を負に、その後は該転舵比θS
を正にするように行われる岩ゆる位相反転制御が行な
われる。図3は後輪転舵機構18を示す斜視図であり、
図4に、後輪転舵機構18内の転舵比可変機構20を図
3のV−V方向で詳細に示す。The control of the turning ratio variable mechanism 20 by the control unit 22 is performed in the middle vehicle speed or high vehicle speed range.
When the front wheel 12 is steered from a steering angle of zero, the steering ratio θ S is negative immediately after the start of the front wheel steering, and thereafter, the steering ratio θ S
The phase inversion control is performed so as to make positive. FIG. 3 is a perspective view showing the rear wheel steering mechanism 18.
FIG. 4 shows the turning ratio variable mechanism 20 in the rear wheel turning mechanism 18 in detail in the direction V-V in FIG.
【0013】図3に示すように、後輪転舵機構18は、
転舵比可変機構20と、油圧切換バルブ32と、後輪操
舵ロッド34と、変位伝達機構36と、油圧パワーシリ
ンダ38とを備えている。転舵比可変機構20は、出力
ロッド40と、ベベルギヤ42と、揺動軸部材44と、
振子アーム46と、連結ロッド48とを備えてなり、こ
れら各部材は図4に示すようにケース50に収容されて
いる。As shown in FIG. 3, the rear wheel steering mechanism 18 includes:
The variable steering ratio mechanism 20, hydraulic switching valve 32, rear wheel steering rod 34, displacement transmission mechanism 36, and hydraulic power cylinder 38 are provided. The turning ratio variable mechanism 20 includes an output rod 40, a bevel gear 42, a swing shaft member 44,
A pendulum arm 46 and a connecting rod 48 are provided, and these members are accommodated in a case 50 as shown in FIG.
【0014】出力ロッド40は、その軸線L3 方向に
摺動可能にケース50に支持され、該軸L3 方向にス
トローク変位することによって、変位伝達機構36を介
して後輪操舵ロッド34をその軸方向(車幅方向)に変
位せしめ、これにより、該後輪操舵ロッド34の両端部
に連結された後輪を転舵するようになっている。ベベル
ギヤ42は、出力ロッド40の軸線L3 と同軸の軸線
L1 のまわりに回転可能にケース50に支持されてい
る。そして、該ベベルギヤ42と噛合する伝達シャフト
52の後端部のピニオン52aが、ハンドル30の操舵
により回転するのに伴って軸線L1 まわりに回転する
ようになっている。即ち、前輪舵角θF は、前輪転舵
機構14から伝達シャフト52を介して後輪転舵機構1
8に入力されることとなる。The output rod 40 is supported slidably casing 50 in the axial L 3 directions, by stroke displacement to the axis L 3 direction, the rear wheel steering rod 34 through the displacement transmitting mechanism 36 that It is displaced in the axial direction (vehicle width direction), whereby the rear wheels connected to both ends of the rear wheel steering rod 34 are steered. Bevel gear 42 is rotatably supported by the case 50 around the axis L 3 and the coaxial axes L 1 of the output rod 40. Then, the pinion 52a of the rear end of the transfer shaft 52 to the bevel gear 42 meshing is adapted to rotate about the axis L 1 along with the rotation by the steering of the steering wheel 30. In other words, the front wheel steering angle θ F is changed from the front wheel steering mechanism 14 via the transmission shaft 52 to the rear wheel steering mechanism 1.
8 will be input.
【0015】揺動軸部材44は、出力ロッド40の軸線
L3 と同軸となる位置(図示の位置)を取り得る軸線
L2 を有し、揺動ギヤ54に固設されている。この揺
動ギヤ54は、制御ユニット22によって制御されるサ
ーボモータ56の駆動により回転するウォーム58と噛
合して、軸線L2 と交差する紙面に垂直な軸線まわり
に回動し、これにより揺動軸部材44をも同時に回動せ
しめるようになっている。即ち、後に詳細な説明から明
らかになるように、サーボモータ56はその回転角度位
置により転舵比を可変的に設定できる。振子アーム46
は、揺動軸部材44の軸線L2 まわりに揺動可能に該
揺動軸部材44に連結されていて、該振子アーム46の
軸線L4 が、揺動軸部材44の回動軸線と揺動軸部材
44の軸線L2 との交点を通るよう、揺動軸部材44
への連結位置が定められている。The oscillating shaft member 44 has an axis L 2 that can take a position (position shown) coaxial with the axis L 3 of the output rod 40, and is fixed to the oscillating gear 54. The oscillating gear 54 meshes with a worm 58 that is rotated by the drive of a servomotor 56 controlled by the control unit 22, and rotates around an axis perpendicular to the paper plane that intersects with the axis L 2 , thereby oscillating. The shaft member 44 is also rotated at the same time. That is, as will be apparent from the detailed description later, the servo motor 56 can variably set the steering ratio depending on the rotational angle position. Pendulum arm 46
Is connected to the swing shaft member 44 so as to swing around the axis L 2 of the swing shaft member 44, and the axis L 4 of the pendulum arm 46 swings with the rotation axis of the swing shaft member 44. so as to pass through the intersection of the axis L 2 of the shaft member 44, pivot shaft member 44
The connection position to is determined.
【0016】連結ロッド48は、出力ロッド40の軸線
L3 と平衡な軸線L5 を有しており、上記出力ロッ
ド40、ベベルギヤ42および振子アーム46に連結さ
れている。出力ロッド40への連結は、出力ロッド40
の端部に固設されたレバー40aに連結ロッド48の一
端部を螺着することによってなされ、ベベルギヤ42へ
の連結は、ベベルギヤ42の軸線L1 から距離γの点
において該ベベルギヤ42に形成された挿通孔42aに
連結ロッド48の他端部を挿通させることによってなさ
れ、振子アーム46への連結は、連結ロッド48の端部
に全方向回転可能に設けらたボールジョイント部材60
の挿通孔60aに振子アーム46を挿通させることによ
ってなされている。従って、連結ロッド48は、出力ロ
ッド40に対しては固定されているが、ベベルギヤ42
に対しては軸線L5 方向(即ち軸線L3 方向)に摺
動可能であり、振子アーム46に対しては軸線L4 方
向(図示の状態では軸線L3 に直交する方向)に摺動
可能である。なお、振子アーム46の軸線L4 は、揺
動軸部材44の回動により軸線L3 の直交方向に対し
て傾き、この傾いた方向に振子アーム46が摺動するこ
ととなるが、この場合においても軸線L3 の直交方向
の摺動成分を含み、かつ、ボールジョイント部材60の
回転作用により軸線L4 と軸線L5 との挾角変化が
吸収されるので、振子アーム46から連結ロッド48へ
伝達される力のうち軸線L3 の直交方向の成分は上記
連結点において吸収され、該方向の相対移動が可能とな
る。The connecting rod 48 has an axis L 5 balanced with the axis L 3 of the output rod 40, and is connected to the output rod 40, the bevel gear 42 and the pendulum arm 46. The connection to the output rod 40
Be done by the end screwed to one end of the connecting rod 48 fixed to the lever 40a, the connection to the bevel gear 42 is formed on the bevel gear 42 at a point from the axis L 1 of the bevel gear 42 of the distance γ The other end of the connecting rod 48 is inserted through the insertion hole 42a, and the connection to the pendulum arm 46 is performed by a ball joint member 60 provided at the end of the connecting rod 48 so as to be rotatable in all directions.
The pendulum arm 46 is inserted through the insertion hole 60a. Therefore, the connecting rod 48 is fixed with respect to the output rod 40 but the bevel gear 42
For slidable in the axial L 5 direction (i.e. the axis L 3 direction), slidable (the direction perpendicular to the axis L 3 in the state shown) the axis L 4 direction relative to the pendulum arm 46 It is. Incidentally, the axis L 4 of the pendulum arm 46, the inclination by the rotation of the pivot shaft member 44 in the cross direction of the axis L 3, but the pendulum arm 46 is able to slide in the inclined direction, in this case comprises a sliding component orthogonal the direction of the axis L 3 even, and, since挾角change in the axis L 4 and the axis which L 5 is absorbed by the rotation action of the ball joint member 60, connecting the pendulum arm 46 the rod 48 component in the orthogonal direction of the axis L 3 of the force transmitted to the is absorbed in the connection point, thereby enabling relative movement of said direction.
【0017】このように、転舵比可変機構20における
振子アーム46と連結ロッド48との連結が、両者を軸
線L3 の直交方向に相対移動となるようにしてなされ
ているので、振子アーム46が回動したときの該振子ア
ーム46と連結ロッド48との連結点の軌跡は、軸線L
3 を中心とする半径γの円筒の外周面上の円軌跡また
は楕円軌跡となる。[0017] Thus, the connection between the connecting rod 48 and the pendulum arm 46 in the steering-angle-ratio adjusting mechanism 20, so have been made so as to be moved relative to each other in the direction perpendicular to the axis L 3, pendulum arm 46 The locus of the connecting point between the pendulum arm 46 and the connecting rod 48 when is rotated is the axis L
A circular locus or an elliptical locus on the outer peripheral surface of the cylinder having a radius γ centered at 3 .
【0018】図5は、揺動軸部材8の軸線L2 を出力
ロッド40の軸線L3 に対してθ傾けたとき(即ち、
振子アーム46の軸線L4 を軸線L3 の直交方向に
対してθ傾けたとき)の出力ロッド40の変位のようす
をすめす図である。同図から明らかなように、振子アー
ム46が左右いずれの方向に揺動したとしても、その揺
動量が等しければ振子アーム46と連結ロッド48との
連結点の変位は、軸線L3 方向にそれぞれSであり、
出力ロッド40と連結ロッド48は固定連結されている
から出力ロッド4の変位も軸線L3 方向にそれぞれS
となる。FIG. 5 shows a case where the axis L 2 of the swinging shaft member 8 is inclined by θ with respect to the axis L 3 of the output rod 40 (ie,
Is a diagram to uninhabitable a state of displacement of the output rod 40 of the axis L 4 of the pendulum arm 46 when tilted θ with respect to the orthogonal direction of the axis L 3). As apparent from the figure, even pendulum arm 46 swings to the left or right direction, the displacement of the connecting point between the connecting rod 48 and the pendulum arm 46 being equal the swing amount, respectively the axis L 3 direction S
Output rod 40 and the connecting rod 48 each also displacement of the output rod 4 from being fixedly connected to the shaft line L 3 direction S
Becomes
【0019】上述のように、図5に示す出力ロッド40
の左右変位量は、振子アーム46の揺動量が等しければ
それぞれSで互いに等しくなるが、この変位量S自体
は、ハンドル操舵量が同じであり、これに伴うベベルギ
ヤ42の回転量が同じであっても、θの大きさによって
変化する。従って、上記転舵比θS は、サーボモータ
56の作動制御による揺動軸46の傾きθの大きさの設
定および変更により、設定および変更することができ
る。さらに、揺動軸部材44は上記の如く反時計回りに
傾かせるのみならず時計回りにも傾かせることができ、
この時にはベベルギヤ42の回転に対する出力ロッド4
0の移動方向が上記の場合と逆になる。これにより、ハ
ンドルの操舵もしくは前輪に対し後輪を同位相にも逆位
相にも転舵させることができる。上記転舵比可変機構2
0により設定および変更された転舵比θS は、図3に
示すように、揺動軸部材44に取り付けられた転舵比セ
ンサ28により、揺動軸部材44の傾きθに基づいて検
出されるようになっている。As described above, the output rod 40 shown in FIG.
Are equal to each other if the swing amount of the pendulum arm 46 is equal. However, the displacement amount S itself is the same as the steering amount of the steering wheel, and the rotation amount of the bevel gear 42 accompanying this is the same. However, it changes depending on the magnitude of θ. Accordingly, the steering ratio theta S is the setting and changing of the amount of inclination theta of the pivot shaft 46 by the operation control of the servo motor 56 can be set and changed. Further, the swing shaft member 44 can be tilted not only counterclockwise as described above but also clockwise,
At this time, the output rod 4 against the rotation of the bevel gear 42
The moving direction of 0 is opposite to the above case. As a result, it is possible to steer the steering wheel or steer the rear wheels in the same or opposite phases with respect to the front wheels. Variable steering ratio mechanism 2
The steering ratio θ S set and changed by 0 is detected based on the inclination θ of the swing shaft member 44 by the steering ratio sensor 28 attached to the swing shaft member 44 as shown in FIG. It has become so.
【0020】次に、後輪転舵機構18における転舵比可
変機構20以外の部分について説明する。まず、上記油
圧切換バルブ32は、バルブハウジング62と該ハウジ
ング62内に該ハウジング62に対して上記出力ロッド
40の軸線L3 と平行な軸線L 6 方向に変位可能に
収容されたスプール64とからなっている。スプール5
2は変位伝達機構36を介して出力ロッド40および後
輪操舵ロッド34によって変位せしめられる。このスプ
ール64の変位によって油圧パワーシリンダ38への油
圧の供給が制御される、つまり図示のバルブハウジング
62に対する中立位置から右方向に変位すると油圧パワ
ーシリンダ38の右油室66へ油圧が供給され、左方向
に変位すると油圧パワーシリンダ38の左油室68へ油
室が供給される。Next, the turning ratio of the rear wheel turning mechanism 18 is determined.
Parts other than the change mechanism 20 will be described. First, the above oil
The pressure switching valve 32 includes a valve housing 62 and the housing
The output rod relative to the housing 62
40 axis L3 Axis L parallel to 6 Displaceable in the direction
And a spool 64 accommodated therein. Spool 5
2 is an output rod 40 and a rear through a displacement transmission mechanism 36.
It is displaced by the wheel steering rod 34. This sp
To the hydraulic power cylinder 38 due to the displacement of the
The supply of pressure is controlled, ie the valve housing shown
When it is displaced rightward from the neutral position with respect to
-Hydraulic pressure is supplied to the right oil chamber 66 of the cylinder 38,
To the left oil chamber 68 of the hydraulic power cylinder 38
A chamber is supplied.
【0021】上記後輪操舵ロッド34は上記室ロッド4
0の軸線L3 と平行な車幅方向に伸び、かつその方向
に変位して図示しないタイロッド、ナックルアームを介
して左右両端に連結された後輪を転舵するものであり、
上記変位は油圧パワーシリンダ38の油圧力によって行
なわれる。また、この後輪操舵ロッド34にはセンタリ
ングバネ70が設けられている。油圧切換バルブ32や
油圧パワーシリンダ38の油圧系に破損や故障が生じて
油圧パワーシリンダ38における油圧が消失した場合や
この後輪操舵装置10の機械系に破損や故障が生じ、そ
れによって上記油圧系をドレンに開放して油圧パワーシ
リンダ38における油圧を消失させた場合に、このセン
タリングバネ70によって後輪操舵ロッド34を中立位
置に、つまり後輪が転舵されず直進状態にある位置に位
置決めし、いわゆるフェイルセーフを図るように構成さ
れている。The rear wheel steering rod 34 is connected to the chamber rod 4
0 extending in the axial L 3 parallel to the vehicle width direction, and tie rods (not shown) displaced in that direction, which steers the rear wheels coupled to the left and right ends via a knuckle arm,
The displacement is performed by the hydraulic pressure of the hydraulic power cylinder 38. The rear wheel steering rod 34 is provided with a centering spring 70. If the hydraulic system of the hydraulic power cylinder 38 is lost due to damage or failure of the hydraulic system of the hydraulic switching valve 32 or the hydraulic power cylinder 38, or damage or failure of the mechanical system of the rear wheel steering device 10, the hydraulic system When the system is released to the drain and the hydraulic pressure in the hydraulic power cylinder 38 is lost, the rear wheel steering rod 34 is positioned by the centering spring 70 at a neutral position, that is, at a position where the rear wheel is not steered and is in a straight running state. In addition, it is configured to achieve a so-called fail-safe.
【0022】上記油圧パワーシリンダ38は油圧縮力に
よって後輪操舵ロッド34を車幅方向に変位させるもの
であり、ピストン72が直接後輪操舵ロッド34に固設
され、このピストン72の左右には左右の油室68,6
6を形成するシール部材74,76が配設されている。
このシール部材74,76は油圧パワーシリンダ38の
ハウジング78に固定されかつ後輪操舵ロッド34とは
摺動可能である。The hydraulic power cylinder 38 is for displacing the rear wheel steering rod 34 in the vehicle width direction by an oil compression force, and a piston 72 is directly fixed to the rear wheel steering rod 34. Left and right oil chambers 68, 6
6 are provided.
The seal members 74 and 76 are fixed to a housing 78 of the hydraulic power cylinder 38 and are slidable with the rear wheel steering rod 34.
【0023】上記変位伝達機構36は、出力ロッド34
とスプール64と後輪操舵ロッド34とに係合し、上記
出力ロッド40の変位によって上記スプール64を所定
方向に変位させる方向に作動せしめられるとともに、該
スプール64の変位により生じる上記後輪操舵ロッド3
4の変位によって上記スプール64を上記と反対の方向
に変位させる方向に作動せしめられるように構成されて
いる。The displacement transmission mechanism 36 includes an output rod 34
, The spool 64 and the rear wheel steering rod 34 are engaged with each other, the displacement of the output rod 40 causes the spool 64 to be displaced in a predetermined direction, and the rear wheel steering rod generated by the displacement of the spool 64. 3
4 is configured to be operated in a direction to displace the spool 64 in a direction opposite to the above direction.
【0024】すなわち、この変位伝達機構36は、縦レ
バーと横レバーからなる十字レバーで構成されており、
縦レバーの一端Aが出力ロッド40に、他端Bが後輪操
舵ロッド34に、横レバーの一端が斜体に固設された後
輪操舵装置10のケースに、他端Dが上記スプール64
に係合されている。上記係合端A,B,Dはそれぞれ出
力ロッド40、後輪操舵ロッド34およびスプール64
に対して軸線方向には移動不可能に、その他の方向には
移動可能にかつ回転可能に係合せしめられ、係合端Cは
ボールジョイントによって回転は可能にかつ移動は不可
能に係合されている。That is, the displacement transmitting mechanism 36 is constituted by a cross lever composed of a vertical lever and a horizontal lever.
One end A of the vertical lever is connected to the output rod 40, the other end B is connected to the rear wheel steering rod 34, one end of the horizontal lever is connected to the case of the rear wheel steering device 10 which is fixed in an oblique body, and the other end D is connected to the spool 64.
Is engaged. The engagement ends A, B, and D are respectively provided with an output rod 40, a rear wheel steering rod 34, and a spool 64.
Are engaged with each other so as to be axially immovable and movably and rotatably in other directions, and the engagement end C is rotatably and non-movably engaged by a ball joint. ing.
【0025】上記出力ロッド40が軸線L3 方向にス
トローク変位することによって、変位伝達機構36を介
して後輪操舵ロッド34をその軸方向に変位せしめ、こ
れにより、該後輪操舵ロッド34の両端部に連結された
図示しない後輪を転舵するようになっているが、その転
舵量伝達の作動原理は、本発明と直接関係がなく、また
これについては特開平1−273772号公報に詳述さ
れているので、その詳細な説明は省略する。以上詳述し
たように、本実施例に係る後輪操舵装置10は、前輪転
舵機構14に機械的に連結された後輪転舵機構18内に
設けられた転舵比可変機構20を制御することにより位
相反転制御を行うようになっているので、前輪12が舵
角零のときには後輪14を機械的に確実に舵角零に保持
することができる。[0025] By the output rod 40 strokes displaced in the axial L 3 directions, allowed displace the rear wheel steering rod 34 through the displacement transmitting mechanism 36 in the axial direction, thereby, the both ends of the rear-wheel steering rod 34 Although the rear wheel (not shown) connected to the steering unit is steered, the operation principle of the steering amount transmission is not directly related to the present invention, and this is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-273772. Since it is described in detail, its detailed description is omitted. As described in detail above, the rear wheel steering device 10 according to the present embodiment controls the variable turning ratio mechanism 20 provided in the rear wheel turning mechanism 18 mechanically connected to the front wheel turning mechanism 14. As a result, the phase inversion control is performed, so that when the front wheels 12 have the zero steering angle, the rear wheels 14 can be mechanically and reliably maintained at the zero steering angle.
【0026】〈油圧回路〉後輪転舵機構18のための油
圧回路について図2,図6によって説明する。前述した
ように、本転舵システムにおいては後輪を転舵するのは
油圧の力による。そして、油圧切換バルブ32や油圧パ
ワーシリンダ38の油圧系に破損や故障が生じて油圧パ
ワーシリンダ38における油圧が消失した場合やこの後
輪操舵装置10の機械系や電気系に破損や故障が生じ、
それに応じて上記油圧系をドレンに開放して油圧パワー
シリンダ38における油圧を消失させた場合に、後輪操
舵ロッド34を中立位置に位置決めするのがセンタリン
グバネ70である。図2において、ポンプ29と転舵機
構18の間に介在する油圧リリース回路31は、バネ7
0を作動させるために転舵装置18内の油圧を抜くため
の回路である。<Hydraulic Circuit> A hydraulic circuit for the rear wheel steering mechanism 18 will be described with reference to FIGS. As described above, in this steering system, the rear wheels are steered by hydraulic pressure. If the hydraulic system of the hydraulic switching valve 32 or the hydraulic power cylinder 38 is damaged or malfunctions and the hydraulic pressure in the hydraulic power cylinder 38 is lost, or the mechanical or electrical system of the rear wheel steering device 10 is damaged or malfunctions. ,
The centering spring 70 positions the rear wheel steering rod 34 at the neutral position when the hydraulic system is released to the drain and the hydraulic pressure in the hydraulic power cylinder 38 is lost accordingly. In FIG. 2, the hydraulic release circuit 31 interposed between the pump 29 and the steering mechanism 18 includes a spring 7
This is a circuit for releasing the hydraulic pressure in the steering device 18 in order to activate the zero.
【0027】リリース回路31の詳細な構成を図6に示
す。この回路31は、高圧通路としての配管90と低圧
通路としての配管91とを接続する第1,第2の2つの
リリース通路81と82とを有する。両リリース通路8
1と82とは互いに並列とされて、第1リリース通路8
1がポンプ29に近い側に位置してポンプ側のリリース
通路を構成し、第2リリース通路82がコントロールバ
ルブ16に近い側に位置してパワーシリンダ側のリリー
ス通路を構成する。FIG. 6 shows a detailed configuration of the release circuit 31. This circuit 31 has first and second two release passages 81 and 82 that connect a pipe 90 as a high-pressure passage and a pipe 91 as a low-pressure passage. Both release passage 8
1 and 82 are arranged in parallel with each other to form a first release passage 8.
The first release passage 82 is located closer to the pump 29 to form a release passage on the pump side, and the second release passage 82 is located closer to the control valve 16 to form a release passage on the power cylinder side.
【0028】上記第1リリース通路81と第2リリース
通路82には、電磁開閉弁83と電磁切換弁85が夫々
接続されている。第2リリース通路82には絞り84が
接続される。第2リリース通路82と配管90との間に
設けられた開閉弁85は3ポート2ポジションの切換弁
である。開閉弁83は制御ユニット22からの信号RL
1 により開閉制御される。即ち、 RL1 =1: 閉 RL1 =0: 開 である。切換弁85は制御ユニット22からの信号RL
2 により制御される。即ち、RL2 =0のときは、
配管90を、ポンプ29(第1リリース通路81)側と
油圧切換バルブ32(第2リリース通路82)側とで分
断すると共に、バルブ32側の配管90を第2リリース
通路82と連通させる。一方、RL2 =1のときは、
配管90を、ポンプ29(第1リリース通路81)側と
油圧切換バルブ32(第2リリース通路82)側とで連
通させるとともに、第2リリース通路82を分断する。
RL1 =0,RL2 =0の状態での等価回路を図7
に、RL1 =1,RL2 =1の状態での等価回路を
図8に示す。尚、図9の制御ユニットの回路図及び図1
2の制御手順のフローチヤートから明らかになるが、上
記信号(RL1,RL2 )は制御ユニットが認識した
フェール状態を表わす信号FAIL信号から生成され
る。An electromagnetic opening / closing valve 83 and an electromagnetic switching valve 85 are connected to the first release passage 81 and the second release passage 82, respectively. A throttle 84 is connected to the second release passage 82. The on-off valve 85 provided between the second release passage 82 and the pipe 90 is a three-port two-position switching valve. The on-off valve 83 is a signal RL from the control unit 22.
1 is controlled to open and close. That is, RL 1 = 1: closed RL 1 = 0: open. The switching valve 85 receives a signal RL from the control unit 22.
2 is controlled. That is, when RL 2 = 0,
The pipe 90 is divided between the pump 29 (first release passage 81) side and the hydraulic pressure switching valve 32 (second release passage 82) side, and the pipe 90 on the valve 32 side communicates with the second release passage 82. On the other hand, when RL 2 = 1,
The pipe 90 communicates with the pump 29 (first release passage 81) side and the hydraulic pressure switching valve 32 (second release passage 82) side, and disconnects the second release passage 82.
FIG. 7 shows an equivalent circuit in a state where RL 1 = 0 and RL 2 = 0.
FIG. 8 shows an equivalent circuit in a state where RL 1 = 1 and RL 2 = 1. The circuit diagram of the control unit of FIG. 9 and FIG.
As will be apparent from the flow chart of the control procedure 2, the signals (RL 1 , RL 2 ) are generated from a signal FAIL representing a fail state recognized by the control unit.
【0029】〈制御ユニットの構成〉図9は制御ユニッ
ト22の詳細な構成を示すブロック図である。同図に示
すように、ユニット22は、マスタCPU100とスレ
ーブCPU101とを含む。後述の制御手順(図12)
から解るように、マスタのCPU100だけがモータ5
6を実際に駆動する。これらのCPU100,101
は、各種センサからの信号(ヨーレート信号ψ、前輪転
舵角θF ,車速V,転舵比θS )を入力するための
夫々の入力ポートを有する。これは、スレーブCPU1
01もヨーレート信号ψ、前輪転舵角θF ,車速V,
転舵比θS を入力することにより、モータ56を制御
するための演算をマスタCPU100と同じように実行
するためである。モータ56を駆動するための励磁信号
はA,A/,B,B/の4つである。これらの励磁信号
はモータ56の夫々の励磁相コイルA,A/,B,B/
に出力される。便宜上、マスタCPUからの励磁信号を
AM ,A/M ,BM ,B/M とし、スレーブC
PU101からの励磁信号をAS ,A/S ,BS,
B/S とする。ここで、信号名に付された“/”はそ
の信号の反転を意味する。かくして、マスタCPUの出
力ポートからはAM ,A/M ,BM ,B/M が
出力され、スレーブCPU101の出力ポートからはA
S ,A/S,BS ,B/S が出力される。励磁信
号AM とAS ,A/M とA/ S ,BM とBS
,B/M とB/S の夫々の組は4つのANDゲー
ト102の夫々に入力される。換言すれば、AM とA
S ,A/M とA/S ,BM とBS ,B/M
とB/S の夫々の組において論理値が共に“1”であ
るときのみに励磁相コイルのドライバに夫々のドライバ
103を介して電流が流れる。各々のコイルに流れる電
流はモニタ回路104により夫々モニタされ、モニタ信
号AR ,A/R ,BR ,B/R として、夫々の
CPUの割り込み入力ポート105に入力される。<Structure of Control Unit> FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a computer 22. Shown in the figure
As described above, the unit 22 has a thread with the master CPU 100.
CPU101. Control procedure described later (FIG. 12)
As can be understood from FIG.
6 is actually driven. These CPUs 100 and 101
Are signals from various sensors (yaw rate signal ψ, front wheel rotation)
Steering angle θF , Vehicle speed V, steering ratio θS ) To enter
Each has an input port. This is the slave CPU1
01 is also the yaw rate signal ψ, the front wheel turning angle θF , Vehicle speed V,
Steering ratio θS To control the motor 56
The same operation as the master CPU 100
To do that. Excitation signal for driving motor 56
Are four of A, A /, B and B /. These excitation signals
Are the respective excitation phase coils A, A /, B, B /
Is output to For convenience, the excitation signal from the master CPU is
AM , A /M , BM , B /M And slave C
The excitation signal from PU 101 is AS , A /S , BS,
B /S And Here, “/” added to the signal name is
Means the inversion of the signal. Thus, the output of the master CPU
A from power portM , A /M , BM , B /M But
A is output from the output port of the slave CPU 101.
S , A /S, BS , B /S Is output. Excitation signal
Issue AM And AS , A /M And A / S , BM And BS
, B /M And B /S Each set has four AND games
Are input to each of the clients 102. In other words, AM And A
S , A /M And A /S , BM And BS , B /M
And B /S In both sets, the logical values are both "1".
Only when the excitation phase coil driver is
A current flows through 103. Electric current flowing through each coil
Are monitored by the monitor circuit 104, respectively.
Issue AR , A /R , BR , B /R As each of
It is input to the interrupt input port 105 of the CPU.
【0030】図10,図11は、夫々、モータ56を半
時計方向CCW、または時計方向CWに回転させるため
の励磁信号信号AR ,A/R ,BR ,B/R 間
の位相関係を示す。即ち、信号AR ,A/R ,BR
,B/R のいずれかが立ち上がり信号として夫々の
CPUの各々の割り込み入力ポート105に入力されれ
ば、各CPUはその入力を割り込み入力として処理す
る。後述するように、夫々のCPUは各信号を立ち上が
り時点の時間変化を記憶していけば、各CPUはモータ
56の実際の回転方向を監視することができる。FIGS. 10 and 11 show the phase relationship among the excitation signal signals A R , A / R , BR , and B / R for rotating the motor 56 in the counterclockwise direction CCW or clockwise direction CW, respectively. Show. That is, the signals AR , A / R , BR
, B / R is input to each interrupt input port 105 of each CPU as a rising signal, each CPU processes the input as an interrupt input. As will be described later, each CPU can monitor the actual rotation direction of the motor 56 if each signal stores the time change at the time of rising each signal.
【0031】図10,図11のタイミングチャートによ
れば、監視信号AR ,A/R が入力した時点が信号
BR ,B/R よりも進んで入力されれば、モータ5
6はCCWに回転しているものと推定でき、遅れて入力
されればCWに回転しているものと推定できる。モニタ
信号AR ,A/R ,BR ,B/R はモータコイ
ルに流される電流をモニタしているものであるので、C
PUが暴走した場合のみならず、ドライバ回路103が
ショートしたりオープンしたり、あるいはコイルがショ
ートしたり断線したりした場合でも、それらは回転方向
の不一致として現象するので、フェールとして認識でき
る。According to the timing charts of FIGS. 10 and 11, if the monitoring signals A R and A / R are inputted earlier than the signals B R and B / R , the motor 5
6 can be estimated to be rotating in the CCW, and if input late, it can be estimated to be rotating in the CW. Since the monitor signals AR , A / R , BR , and B / R monitor the current flowing through the motor coil, C
Not only when the PU goes out of control, but also when the driver circuit 103 is short-circuited or opened, or when the coil is short-circuited or disconnected, they are recognized as failures because they occur as rotational direction mismatch.
【0032】ここで留意すべきは、回転方向によりモー
タの暴走を検知することは極めて高速に行なわれ得ると
いうことである。本実施例のモータが約3000ステッ
プのステップモータであるならば、原理的には1〜2ス
テップだけモータが反対方向に暴走しただけでフェール
状態を認識できる。このようなモータのフェールの高速
認識は、本実施例のような位相反転型の転舵比制御型の
後輪転舵装置の登場によって初めて必要となったもので
ある。It should be noted that detecting runaway of the motor based on the direction of rotation can be performed at a very high speed. If the motor of this embodiment is a stepping motor having about 3000 steps, in principle, the failure state can be recognized only by the stepping of the motor in the opposite direction by one or two steps. Such high-speed recognition of motor failure is necessary for the first time with the advent of a phase-reversal type steering ratio control type rear wheel steering device as in this embodiment.
【0033】以上がフェール検出の論理であり、次に、
フェールセーフの論理を説明する。本実施例では、フェ
ールが検出されると、モータ56への駆動電流を停止
し、同時に、パワーシリンダに供給されている油圧を抜
く。本実施例では、フェール状態は、 :前述の回転方向の不一致、 :各CPUにおける目標転舵比TGθS の演算結果
間の不一致、 :種々のセンサにおいて検出された断線等、 のフェールとして定義される。The logic of failure detection has been described above.
The fail-safe logic will be described. In this embodiment, when a failure is detected, the drive current to the motor 56 is stopped, and at the same time, the hydraulic pressure supplied to the power cylinder is released. In this embodiment, the fail state: above the rotational direction of mismatch,: discrepancies between calculation result of the target steering ratio TGshita S in each CPU,: various disconnection or the like which is detected at the sensor, defined as the failure You.
【0034】図9において、これらのフェール状態を認
識すると、マスタCPU100はフェール信号FAIL
M を、スレーブCPU101はフェール信号FAIL
SをANDゲート109に出力する。即ち、フェール信
号FAILM とフェール信号FAILS のいずれか
が“1”となるとRL1 ,RL2 が“0”となって
ドライバ103がオフになって、ソレノイド83,85
がオフする。ソレノイド83,85がオフするとリリー
ス回路31が動作して図7のようなリリース通路を形成
することは前述した。In FIG. 9, when these fail states are recognized, the master CPU 100 issues a fail signal FAIL
M , the slave CPU 101 outputs a failure signal FAIL
S is output to the AND gate 109. That is, when either the fail signal FAIL M or the fail signal FAIL S becomes “1”, RL 1 and RL 2 become “0”, the driver 103 is turned off, and the solenoids 83 and 85 are turned off.
Turns off. As described above, when the solenoids 83 and 85 are turned off, the release circuit 31 operates to form a release passage as shown in FIG.
【0035】図12,図13に示された制御手順を説明
することにより、マスタCPU100とスレーブCPU
101における制御動作を説明する。図12は、マスタ
CPU100とスレーブCPU101夫々の制御手順の
メインルーチンのフローチヤートであり、また、図14
は、マスタCPU100とスレーブCPU101の夫々
においてなされる割り込み信号の処理手順である。By explaining the control procedures shown in FIGS. 12 and 13, the master CPU 100 and the slave CPU
The control operation in 101 will be described. FIG. 12 is a flowchart of a main routine of a control procedure of each of the master CPU 100 and the slave CPU 101.
7 is a processing procedure of an interrupt signal performed in each of the master CPU 100 and the slave CPU 101.
【0036】先ず、図12のステップS2において、夫
々のCPUは、入力ポート108から、ヨーレート信号
ψ、前輪転舵角θF ,車速V,転舵比θS ,FG信
号、そして、各センサの断線信号を入力する。ここで、
FG信号とはステップモータ56の回転に応じて出力さ
れるところの回転位置信号であり、モータの1回転に一
定の数のパルスとして発生する信号である。ステップS
4では、前記断線信号のいずれかが“1”であるかを調
べる。いずれの断線信号でも“1”であれば、4WSシ
ステムのフェールとして、ステップS6において励磁信
号AM ,A/ M ,BM ,B/M とAS ,A/
S ,BS ,B/S とを“0”にしてモータへの励
磁電流を遮断する。また、パワーシリンダ38に供給さ
れる油圧を抜くために、ステップS8でFAIL信号を
“1”にする。First, in step S2 of FIG.
Each CPU receives a yaw rate signal from an input port 108.
ψ, front wheel steering angle θF , Vehicle speed V, steering ratio θS , FG
And a disconnection signal of each sensor. here,
The FG signal is output according to the rotation of the step motor 56.
This is a rotation position signal where
This signal is generated as a fixed number of pulses. Step S
In step 4, it is checked whether any of the disconnection signals is "1".
Bell. If any disconnection signal is “1”, the 4WS
As a failure of the stem, the excitation signal
Issue AM , A / M , BM , B /M And AS , A /
S , BS , B /S To “0” to excite the motor
Cut off magnetic current. The power supplied to the power cylinder 38 is also
In order to release the oil pressure, the FAIL signal is
Set to “1”.
【0037】ステップS4で断線がないことが確認され
ればステップS10に進む。ステップS10において、
夫々のCPUは目標転舵比TGθS を上記のセンサ信
号(ヨーレート信号ψ、前輪転舵角θF ,車速V,転
舵比θS )に基づいて演算する。ステップS12にお
いて、夫々のCPUは演算した目標転舵比TGθSを他
方のCPUにバス110(図9)を通して送り、ステッ
プS14ではその他方からの目標転舵比TGθS を受
ける。ステップS16では自身が演算した目標転舵比T
GθS を他方が計算した目標転舵比TGθS と照合
する。照合が取れればステップS20で、目標転舵比T
GθS から励磁信号(AM ,A/ M ,BM ,B
/M 、またはAS ,A/S ,BS ,B/S )
を演算してステップS22でモータ56に出力する。It is confirmed in step S4 that there is no disconnection.
If so, the process proceeds to step S10. In step S10,
Each CPU has the target turning ratio TGθS The above sensor signal
Signal (yaw rate signal ψ, front wheel turning angle θF , Vehicle speed V, rolling
Rudder ratio θS ). In step S12
And each CPU calculates the calculated target turning ratio TGθ.SThe other
To the other CPU through the bus 110 (FIG. 9) and
In step S14, the target steering ratio TGθ from the other sideS Receiving
I can. In step S16, the target turning ratio T calculated by itself is calculated.
GθS Is the target steering ratio TGθ calculated by the otherS And match
I do. If the collation is obtained, the target turning ratio T is determined in step S20.
GθS From the excitation signal (AM , A / M , BM , B
/M Or AS , A /S , BS , B /S )
Is calculated and output to the motor 56 in step S22.
【0038】一方、ステップS18で各々のCPUが演
算した目標転舵比TGθS 間の照合がとれなければ、
ステップS6,ステップS8にすすんで、励磁信号を切
ると共にフェール信号を発生してパワーシリンダ38へ
の油圧を抜く。各CPUはモータのコイルに流される電
流のモニタ信号AR ,A/R ,B R ,B/R を
割り込み信号として入力することは前述した。これらの
信号が夫々のCPUに入力されると、各々のCPUは図
13に示された割り込み処理ルーチンを実行する。即
ち、そのステップS30では、割り込み信号として入力
されたモニタ信号AR ,A/R ,BR ,B/R
の現在の論理値を読み取って記憶する。ステップS32
では、前回読み取ったモニタ信号と今回読み取ったモニ
タ信号との比較からモータ56の実際の回転方向を演算
する。そして、ステップS34では、目標転舵比TGθ
S とモニタされた回転方向との対比からモータが目標
方向に回転しているかを判断する。もし不一致ならばス
テップS36で励磁信号をオフするとともに、ステップ
S38でフェール信号を発生して油圧を抜く。かくし
て、モニタ信号を割り込み処理してモータの実際の回転
方向を推定することにより、モータの暴走を極めて高速
に検出することができる。On the other hand, in step S18, each CPU
Calculated target turning ratio TGθS If there is no match between
Proceed to steps S6 and S8 to turn off the excitation signal.
And generates a fail signal to the power cylinder 38
Release hydraulic pressure. Each CPU is powered by a motor coil.
Flow monitor signal AR , A /R , B R , B /R To
The input as the interrupt signal has been described above. these
When the signal is input to each CPU, each CPU
The interrupt processing routine shown in FIG. Immediately
In step S30, an input as an interrupt signal is made.
Monitor signal AR , A /R , BR , B /R
Read and store the current logical value of. Step S32
Now, the monitor signal read last time and the monitor
The actual rotation direction of the motor 56 is calculated from the comparison with the motor signal.
I do. Then, in step S34, the target turning ratio TGθ
S Motor is targeted based on the comparison between
Determine if it is rotating in the direction. If they do not match,
In step S36, the excitation signal is turned off, and
In S38, a fail signal is generated to release the hydraulic pressure. Hide
Process the monitor signal to interrupt the actual rotation of the motor.
Estimating the direction makes motor runaway extremely fast
Can be detected.
【0039】図14は、「位相反転制御」が行なわれよ
うとする過程でフェールが発生の検出がなされた場合に
おける動作のタイミングチャートを示す。本実施例の転
舵装置は高速にモータフェールを検出するので、転舵比
が逆相側に大きく触れないうちにフェールセーフ動作に
移行することができる。そして、フェールセーフ動作
は、フェール検出と同時にモータをカットし、油圧を抜
くというものなので、図1から明らかなように、パワー
シリンダに油圧が残っている過程で、後輪が中立位置か
ら外れた状態で留まっている時間が短くなる。尚、モー
タ56からのFG信号は各CPUが他方のCPUと間
で、励磁信号を出力ポート106から出力したり、他方
のCPUに目標転舵比TGθS を出力するときのタイ
ミングの同期付けに使用する。FIG. 14 is a timing chart of the operation when the occurrence of a failure is detected in the process of performing the "phase inversion control". Since the steering device of this embodiment detects a motor failure at a high speed, it is possible to shift to the fail-safe operation before the steering ratio greatly touches the opposite phase side. Then, the fail-safe operation is to cut the motor and detect the hydraulic pressure at the same time as the detection of the failure, so that the rear wheel is displaced from the neutral position while the hydraulic pressure remains in the power cylinder, as is apparent from FIG. The time spent in the state is shortened. Incidentally, FG signal from the motor 56 between each CPU and other CPU, and outputs the excitation signal from the output port 106, the synchronization with the timing when outputting the target steering ratio TGshita S to the other CPU use.
【0040】〈変形〉本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形が可能である。例えば、上記実施例では、
2つのCPUは略同等の機能を有しているが、スレーブ
のCPUの負荷を軽減することによりスレーブCPUの
コストダウンを図ることができる。この負荷軽減には2
つのアプローチが考えられる。先ず、スレーブCPU1
01は、マスタCPU100と同じく、モニタ信号を入
力して回転方向の演算を行なっていたが、この演算をマ
スタCPUに任せて、回転方向の演算結果をマスタから
バスライン110で受け取るように変更してもよい。<Modifications> The present invention can be variously modified without departing from the spirit thereof. For example, in the above embodiment,
Although the two CPUs have substantially the same function, the cost of the slave CPU can be reduced by reducing the load on the slave CPU. To reduce this load, 2
There are two approaches. First, the slave CPU 1
01, in the same manner as the master CPU 100, the monitor signal was input to perform the calculation in the rotation direction. However, this calculation is left to the master CPU, and the calculation result in the rotation direction is changed from the master to the bus line 110. You may.
【0041】図15は、このような変形例としての1つ
の提案である。同図において、マスタCPU100だけ
がドライバ200を介してモータ56に励磁信号を送る
ようになっている。励磁信号は途中でモニタ回路201
によりモニタされ、そのモニタ信号はマスタCPU10
0とスレーブCPUの割り込み回路に入力される。スレ
ーブCPU101は、自身が計算した目標転舵比TGθ
S とモニタ信号との整合性とを検討し、問題がなけれ
ば、ENABLE信号を“1”とし、問題があれば
“0”とする。ドライバ回路200においては、ENA
BLE信号が“1”のときにのみ、励磁信号がモータ5
6に送られるようになっている。FIG. 15 shows one proposal as such a modification. In the figure, only the master CPU 100 sends an excitation signal to the motor 56 via the driver 200. The excitation signal is supplied to the monitor circuit 201 on the way.
Is monitored by the master CPU 10
0 is input to the interrupt circuit of the slave CPU. The slave CPU 101 calculates the target turning ratio TGθ calculated by itself.
The compatibility between S and the monitor signal is examined. If there is no problem, the ENABLE signal is set to “1”, and if there is a problem, it is set to “0”. In the driver circuit 200, ENA
Only when the BLE signal is “1” is the excitation signal
6 to be sent.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
目標転舵比に対するステップモータの駆動方向の整合性
の判定は原理的に高速にできるものであり、そのため
に、たとえ、ステップモータとして高速なものが用いら
れても、早目にモータ停止等のフェールセーフ処置を取
り得る。As described above, according to the present invention,
The determination of the consistency of the driving direction of the step motor with respect to the target turning ratio can be performed at a high speed in principle. Therefore, even if a high-speed step motor is used, the motor stop or the like can be performed early. Fail-safe measures can be taken.
【図1】従来技術によって発生する現象を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating a phenomenon that occurs according to the related art.
【図2】本発明の好適な実施例である四輪操舵システム
の全体構成を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an overall configuration of a four-wheel steering system according to a preferred embodiment of the present invention.
【図3】図1に示した実施例の後輪転舵装置の主要部分
の構成を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the rear wheel steering device according to the embodiment illustrated in FIG. 1;
【図4】図1に示した実施例の転舵比可変機構の主要部
分の構成を説明する図。FIG. 4 is a view for explaining a configuration of a main part of the variable steering ratio mechanism of the embodiment shown in FIG. 1;
【図5】図4の転舵比可変機構の動作原理を説明する
図。FIG. 5 is a view for explaining the operation principle of the turning ratio variable mechanism of FIG. 4;
【図6】図2の油圧リリース回路の構成を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a hydraulic release circuit in FIG. 2;
【図7】FIG. 7
【図8】図6の油圧リリース回路の動作を説明する図。FIG. 8 is a view for explaining the operation of the hydraulic release circuit of FIG. 6;
【図9】図2の制御ユニットの回路構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of the control unit in FIG. 2;
【図10】FIG. 10
【図11】モータの回転方向を検出する論理を説明する
タイミングチャート。FIG. 11 is a timing chart illustrating logic for detecting the rotation direction of the motor.
【図12】FIG.
【図13】制御ユニットの各CPUの制御手順を示すフ
ローチヤート。FIG. 13 is a flowchart showing a control procedure of each CPU of the control unit.
【図14】本実施例のフェール発生時におけるモータ停
止と油圧リリース動作を同時に行なうときの効果を説明
するタイミングチャート。FIG. 14 is a timing chart for explaining the effect of simultaneously stopping the motor and releasing the hydraulic pressure when a failure occurs in the embodiment.
【図15】図2の変形例を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a modification of FIG. 2;
18 後輪転舵機構、 20 転舵比可変機構、 22 制御ユニット、 31 油圧リリース回路、 56 ステップモータ、 83 開閉バルブ、 85 切換バルブ、 100 マスタCPU、 101 スレーブCPU Reference Signs List 18 rear wheel turning mechanism, 20 turning ratio variable mechanism, 22 control unit, 31 hydraulic release circuit, 56 step motor, 83 opening / closing valve, 85 switching valve, 100 master CPU, 101 slave CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−271074(JP,A) 特開 平2−24272(JP,A) 特開 平3−217374(JP,A) 実開 平2−27976(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 B62D 7/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-271074 (JP, A) JP-A-2-24272 (JP, A) JP-A-3-217374 (JP, A) JP-A-3-217374 27976 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 6/00 B62D 7/14
Claims (1)
くとも2方向において可変制御するための、複数相の励
磁パターンにより回転方向が制御されるステップモータ
と、 後輪の位相反転制御を行なうために、所定の入力情報に
基づいて前記ステップモータを駆動するための制御を行
なう駆動制御手段と、後輪の位相反転制御を行なうため
の論理演算を行なう第1論理演算回路と、この演算結果
を前記ステップモータに出力するための出力回路とを有
する第1の論理演算制御ユニットと、 前記第1論理演算回路からの出力をモニタするモニタ回
路と、前記モニタ回路からのモニタ結果を入力する入力
回路と、前記第1論理演算回路と同じ論理演算を行な
い、該論理演算結果と前記入力回路が入力したモニタ結
果とを照合することで、目標転舵比に対する前記ステッ
プモータの駆動方向の整合性を判定する第2論理演算回
路とを有する第2の論理演算制御ユニットとを備え、 前記第1論理演算回路は、前記モニタ回路に前記励磁パ
ターンを出力し、 前記第2論理演算回路は、前記第1論理演算回路と同じ
論理演算を行って前記励磁パターンを演算すると共に、
前記モニタ回路によりモニタされた前記励磁パターン
と、自身が演算した前記励磁パターンとを照合すること
により、前記目標転舵比に対する前記ステップモータの
駆動方向の整合性を判定する ことを特徴とする車両の後
輪操舵装置。1. A step motor in which the rotation direction is controlled by a multi-phase excitation pattern for variably controlling a steering ratio of a rear wheel with respect to a steering angle of a front wheel in at least two directions, and a phase inversion control of a rear wheel. Drive control means for performing control for driving the step motor based on predetermined input information, and for performing phase inversion control of rear wheels.
First logical operation circuit for performing the logical operation of
And an output circuit for outputting the
A first logical operation control unit, and a monitor circuit for monitoring an output from the first logical operation circuit.
And input for inputting the monitoring result from the monitoring circuit
And the same logical operation as that of the first logical operation circuit is performed.
The result of the logical operation and the monitor connection input by the input circuit.
By comparing the result with the target steering ratio,
Logic operation for determining the consistency of the drive direction of the stepper motor
A second logical operation control unit having a first path and a second path, wherein the first logical operation circuit is provided with the excitation path to the monitor circuit.
And outputting a turn, wherein the second logical operation circuit is the same as the first logical operation circuit.
A logic operation is performed to calculate the excitation pattern,
The excitation pattern monitored by the monitor circuit
And the excitation pattern calculated by itself.
By this, the stepping motor with respect to the target steering ratio
A rear wheel steering device for a vehicle, which determines consistency of a driving direction .
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1709392A JP3096124B2 (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Vehicle rear wheel steering system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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JPH05213220A JPH05213220A (en) | 1993-08-24 |
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NL1014182C2 (en) * | 2000-01-26 | 2001-07-27 | Special Products For Industry | Wheel provided with drive means. |
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