JP3355221B2

JP3355221B2 - 電動式後輪操舵装置

Info

Publication number: JP3355221B2
Application number: JP16333893A
Authority: JP
Inventors: 正史大平; 譲治大塚; 好典小木曽
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH06344938A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動式後輪操舵装置に
係り、特に、１個のセンサーを設けるだけで、駆動制御
と異常検知の両方を行うことができるように工夫したも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】電動式後輪操舵装置は、例えば、図８乃
至図１０に示すような構成になっている。まず、ケーシ
ング１があり、ケーシング１の一側には電動モータｍが
取付けられている。この電動モータｍの出力軸２にはハ
イポイドギヤピニオン軸３が結合されている。上記ハイ
ポイドギヤピニオン軸３の左右両側には、ラジアル荷重
用の軸受４、５が設けられている。上記ハイポイドギヤ
ピニオン軸３には、ハイポイドピニオンギヤ６が形成さ
れており、このハイポイドピニオンギヤ６には、ケーシ
ング１のギヤボックス部７に内装されたハイポイドギヤ
ホイール８に形成されたハイポイドギヤ９が噛合してい
る。

【０００３】上記ハイポイドギヤホイール８には支持軸
１０が嵌着されていて、その先端は上方に突出してお
り、該突出端はギヤボックス部７に装着されたカバー１
１の軸中心部に軸受１２を介して回転自在に挿入されて
いる。そして、ハイポイドギヤホイール８であって、支
持軸１０の反対側に形成された小径部１３の外周とギヤ
ボックス部７との間には軸受１４が装着されている。こ
れら軸受１２、１４及び支持軸１０とによって、ハイポ
イドギヤホイール８を回転自在に支持している。

【０００４】ハイポイドギヤホイール８の小径部１３の
内周には、球面軸受１５が嵌合されている。この球面軸
受１５の軸中心は、ハイポイドギヤホイール８の軸中心
に対して偏心している。そして、この球面軸受１５にス
タッドシャフト１６の一側を嵌着するとともに、その先
端に形成したテーパ部１７をロッド１８に形成したテー
パ孔１９に挿入し、スタッドシャフト１６をロッド１８
に締結している。

【０００５】又、ハイポイドギヤホイール８に嵌着した
支持軸１０の上端には、図９に示すように、断面がＬ字
型であってレバー上の突片２０が形成されている。又、
カバー１１の上側には、支持軸１０の回転角を検出する
検出装置として、第１のポテンショメータ（第１センサ
ー）２１が装着されている。上記第１のポテンショメー
タ２１は、図示しないコントローラに接続されていると
ともに、その内部の回転検出軸２２の下部には、回転検
出軸２２と一体回転するレバー部材２３が嵌め込まれて
いる。このレバー部材２３は、ハイポイドギヤホイール
８の支持軸１０の上端部に形成された突片２０と同様に
断面がＬ字型をなしている。

【０００６】回転検出軸２２には、図９に示すように、
リターンスプリング２４が設けられている。このリター
ンスプリング２４の端部は、レバー部材２３の一側に取
付けられている。上記レバー部材２３は、支持軸１０の
突片２０と係合する関係にある。このときの支持軸１０
の突片２０とレバー部材２３との嵌め合わせには、図９
に示すように、互いにＬ字型の部分を嵌め合わせている
とともに、リターンスプリング２４の力で支持軸１０に
当接している。したがって、支持軸１０がどちらの方向
に回転しても、リターンスプリング２４を撓ませながら
レバー部材２３が回動して、第１のポテンショメータ２
１の回転検出軸２２を回転させるので、支持軸１０と第
１のポテンショメータ２１との間には柔軟性をもって連
係されている。そして、これらレバー部材２３とリター
ンスプリング２４とによって補正手段を構成している。

【０００７】ケーシング１の下部に形成されたロッドケ
ース部２５には、ロッド１８に対向させて監視用の第２
のポテンショメータ（第２センサー）２６が取付けられ
ている。この第２のポテンショメータ２６は、第１のポ
テンショメータ２１と同様に、コントローラに接続され
ており、その構成は第１のポテンショメータ２１と同様
のものである。図１０に示すように、ロッド１８に形成
された溝２７に、断面がＬ字型をなすレバー部材２３が
リターンスプリング２４の力によって当接されている。
このように、第２のポテンショメータ２６をロッド１８
の溝２７に当接させているので、ロッドが図中左右何れ
の方向に移動しても、リターンスプリング２４を撓ませ
ながら、レバー部材２３を回動させることになる。よっ
て、第２のポテンショメータ２６とロッド１８とは柔軟
性をもって連係されている。

【０００８】第１ポテンショメータ２１と第２ポテンシ
ョメータ２６とは、コントローラに接続されていて、こ
のコントローラにおいて、第１のポテンショメータ２１
と第２のポテンショメータ２６との検出電圧が比較演算
されている。よって、第１のポテンショメータ２１の電
圧に変化があれば、コントローラはそれを異常と判断
し、第２のポテンショメータ２６からの情報に切換える
フェールセーフ機能を働かせる。そして、ロッド１８の
移動量を第２のポテンショメータ２６によって検出し、
この検出信号をコントローラに出力して、車両走行のフ
ェイルセーフ機能を発揮させるようにしている。

【０００９】上記構成において、電動モータｍが駆動す
ると、ハイポイドギヤピニオン軸３が回転するととも
に、このハイポイドギヤピニオン軸３の回転に伴ってハ
イポイドギヤホイール８が回転する。このように、ハイ
ポイドギヤホイール８が回転すれば、スタッドシャフト
１６がハイポイドギヤホイール８の軸線を中心として回
動するが、このように回動するスタッドシャフト１６
は、ロッド１８の軸線に沿った直線方向以外の運動を、
球面軸受１５によって吸収されるので、結局、スタッド
シャフト１６はロッド１８をその軸線方向に移動する。
そして、上記スタッドシャフト１６の移動方向に応じ
て、ロッド１８が図中左右何れか一方に移動し、ロッド
１８の両端に連結した図示しないサイドロッドを介して
後輪を操舵する。

【００１０】ハイポイドギヤホイール８が回転すれば、
この回転角が支持軸１０、支持軸１０の突片２０、レバ
ー部材２３を介して、第１のポテンショメータ２１に伝
達され、第１のポテンショメータ２１は、ハイポイドギ
ヤホイール８の回転角を検出するとともに、この検出信
号を図示していないコントローラにフィードバックす
る。又、ハイポイドギヤホイール８の回転は、球面軸受
１５によってロッド１８の軸線方向の移動に変換され、
このときのロッド１８の移動量は、第２のポテンショメ
ータ２６によって検出され、コントローラにフィードバ
ックされる。通常は、第１のポテンショメータ２１の検
出値に基づいて駆動制御を行なうとともに、第１のポテ
ンショメータ２１の検出値と第２のポテンショメータ２
６の検出値の異同に基づいて異常検知を行う。尚、実際
には、異なる場所で検知をおこなっているので、値が同
じになるということはなく、ある一定の関数関係にある
ものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。すなわち、装置の駆動制御
及び異常検知のために、二個のセンサー、すなわち、第
１のポテンショメータ２１と第２のポテンショメータ２
６を必要とし、部品点数が増加してしまうとともに、そ
れだけ組立作業にも手間取り、コスト的にも好ましいも
のではなかった。

【００１２】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、必要とするセンサーの
個数を減少させることを可能とし、それによって、組立
作業を容易なものとし、コストの低減を図ることが可能
な電動式後輪操舵装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による電動式後輪操舵装置は、電動モータの出
力軸と一体回転するハイポイドピニオンギヤと、上記ハ
イポイドピニオンギヤに噛合したハイポイドギヤと、こ
のハイポイドギヤを一体成形したハイポイドギヤホイー
ルと、上記ハイポイドギヤホイールの回転力をロッドに
伝達する伝達機構と、を具備してなる電動式後輪操舵装
置において、上記ハイポイドギヤホイールの回転角を検
出する第１センサーを取付け、該センサーのセンサー出
力を測定する出力測定手段と、該センサーの抵抗を測定
する抵抗測定手段と、該センサーの出力先を出力測定手
段あるいは抵抗測定手段の何れか一方に切り換える高速
切換手段と、上記出力測定手段及び抵抗測定手段に接続
した制御手段とを備え、上記制御手段は、出力測定手段
からの出力値に基づいて駆動制御するとともに、抵抗測
定手段からの出力値に基づいて異常検知を行うようにし
たことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】すなわち、従来は、１個のセンサーによって駆
動制御を行うとともに、別のセンサーによって異常検知
を行うようにしていたのに対して、１個のセンサーのみ
を使用し、該センサーによって駆動制御をなすととも
に、そのセンサーの抵抗を測定することにより、又は、
電動モータのモータ電流を測定することにより、異常検
知を行おうとするものであり、それによって、１個のセ
ンサーでこと足りる構成として、構成の簡略化、組立作
業の容易化、コストの低減を図らんとするものである。

【００１５】

【実施例】以下、図１乃至図６を参照して本発明の第１
実施例を説明する。尚、従来と同一部分には同一符号を
付して示しその説明は省略する。この実施例の場合に
は、第１センサーとしての第１のポテンショメータ２１
のみを使用し、従来使用していた第２センサとしての第
２のポテンショメータ２６をなくしている。そして、第
１のポテンショメータ２１と所定の回路１０１により、
必要な制御と異常検知の両方を行うようにしたものであ
る。上記第１のポテンショメータ２１と回路１０１と
は、図２に示すような関係にある。

【００１６】第１のポテンショメータ２１からは端子
Ｉ、Ｏ、Ｇが出ており、これら端子Ｉ、Ｏ、Ｇを介し
て、回路１０１と接続されている。回路１０１には、ス
イッチ部１０３、１０５、１０７が設けられているとと
もに、センサー出力検出器１０９が設けられている。
又、スイッチ部１０３と１０５の間には抵抗測定器１１
１が設けられており、この抵抗測定器１１１によってＩ
−Ｏ間の抵抗値を測定する。又、スイッチ部１０５と１
０７との間にも抵抗測定器１１３が設けられており、こ
の抵抗測定器１１３によってＯ−Ｇ間の抵抗値を測定す
る。そして、センサー出力検知時には、上記スイッチ部
１０３、１０５、１０７が機能して、接続状態を全てｃ
−ａの状態にする。これに対して、抵抗測定時には、ス
イッチ部１０３、１０５、１０７が機能して、接続状態
を全てｃ−ｂの状態にする。上記各スイッチ部１０３、
１０５、１０７は、高速で切換可能なアナログ電子スイ
ッチであり、その切換は図３に示すようなタイミングで
行われる。そして、センサー出力と抵抗との関係が予め
設定された基準値を越えた場合に異常が発生したものと
判断する。

【００１７】図３に示す構成を書き換えると図４に示す
ような構成になる。この図４において、まず、抵抗（Ω
1 ）、（Ω2 ）を測定すると次に示すようなものとな
る。 Ω1 ＝Ｒ1 ＋Ｒ3 −−−−（Ｉ） Ω2 ＝Ｒ2 ＋Ｒ3 −−−−（II）したがって、（Ｒ1 ）と（Ｒ2 ）は次のようなものとな
る。Ｒ1 ＝Ω1 −Ｒ3 −−−−（III) Ｒ2 ＝Ω2 −Ｒ3 −−−−（IV) 上記式（III)と(IV)より、測定値より得られる（Ｒ1 ）
と（Ｒ2 ）を計算すると、次の式（Ｖ）に示すようなも
のとなる。但し、（Ｒ3 ）はセンサー内蔵の抵抗である
ので定数とする。Ｒ1 ＋Ｒ2 ＝Ω1 ＋Ω2 −２Ｒ3 −−−−（Ｖ）上記式（Ｖ）より得られる抵抗値（Ｒs ＝Ｒ1 ＋Ｒ2 ）
と、予めセンサーに設定されている抵抗値（Ｒa)とを比
較し、一致していれば断線等の異常がないものと判断す
ることになる。但し、実際にはある程度の幅をもった比
較になる。又、このような異常検知とは別に通常のフィ
ードバック制御も行っている。すなわち、図３に示すよ
うに、２msec毎にセンサー出力を測定して、出力軸が予
め設定された位置に移動しているか否かの判断を行うも
のである。尚、本実施例では２msec毎にセンサー出力を
測定することとしたが、２msecに限定されるものではな
く、任意の時間で切り替えるようにしてもよい（一般的
には、短い時間で切り替える方が信頼性を上げることが
できる）。

【００１８】上記第１のポテンショメータ２１と回路１
０１及び制御手段１１５を機能ブロックで示すと図５に
示すようなものとなる。高速切換手段Ａは既に述べたス
イッチ部１０３、１０５、１０７に相当するものであ
り、又、抵抗測定手段Ｂ、出力測定手段Ｃは、回路１０
１に相当するものである。又、制御手段１１５は、演算
手段Ｄ、出力制御手段Ｅ、判断手段Ｆとから構成されて
いる。

【００１９】以上の構成を基に図６のフローチャートを
参照してその作用を説明する。まず、スタートして、第
１センサー（第１のポテンショメータ２１）の出力を読
み込み、駆動軸の作動制御を行う（ステップＳ１）。次
に、ステップＳ２に移行して、（Ω１）、（Ω２）の抵
抗測定を行う。そして、ステップＳ３に移行して、（Ω
１）及び（Ω２）より測定される実測値に基づいて抵抗
値（Ｒｓ＝Ｒ１＋Ｒ２）を算出する。そして、ステップ
Ｓ４に移行して、抵抗値（Ｒｓ＝Ｒ１＋Ｒ２）が予め設
定された抵抗値（Ｒａ）と一致するか否かを判別し、一
致していない場合にはステップＳ５に移行して電導モー
タｍの駆動を停止する。これに対して、一致している場
合にはステップＳ１に戻って上記手順を繰り返し行うこ
とになる。

【００２０】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。すなわち、第１のポテンショメータ
２１と回路１０１と制御手段１１５によって、１個のセ
ンサ（第１のポテンショメータ２１）のみによって、駆
動制御と異常検知を行うことができるようになった。よ
って、従来必要であったもう一つのセンサー（従来例で
示した第２のポテンショメータ２６）が不要となり、そ
れによって、部品点数を減少させて、組立作業を容易に
してコストの低減を図ることができる。

【００２１】

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による電動式
後輪操舵装置によると、１個のセンサーのみを使用し、
該センサーによって駆動制御をなすとともに、そのセン
サーの抵抗を測定することにより異常検知を行おうとす
る構成であるので、センサーが１個ですみ、それによっ
て、構成の簡略化、組立作業の容易化、コストの低減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図で電動式後輪操舵
装置の断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す図で第１のポテンシ
ョメータと回路との関係を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す図でセンサー出力の
測定と抵抗測定のタイミングを示す図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す図で抵抗測定を説明
するための図である。

【図５】本発明の第１実施例を示す機能ブロック図であ
る。

【図６】本発明の第１実施例を示す図で作用を説明する
ためのフローチャートである。

【図７】本発明の第２実施例を示す図で電動式後輪操舵
装置の断面図である。

【図８】従来例を示す図で電動式後輪操舵装置の断面図
である。

【図９】従来例を示す図で電動式後輪操舵装置の要部の
斜視図である。

【図１０】従来例を示す図で電動式後輪操舵装置の要部
の斜視図である。

【符号の説明】

６ハイポイドピニオンギヤ８ハイポイドギヤホイール９ハイポイドギヤ１８ロッド２１第１のポテンショメータ２６第２のポテンショメータｍ電動モータ１０１回路１１５制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−105093（ＪＰ，Ａ) 特開平２−151566（ＪＰ，Ａ) 特開平５−112251（ＪＰ，Ａ) 特開平６−329043（ＪＰ，Ａ) 実開平５−581（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/00 B62D 6/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータの出力軸と一体回転するハイ
ポイドピニオンギヤと、上記ハイポイドピニオンギヤに
噛合したハイポイドギヤと、上記ハイポイドギヤを一体
成形したハイポイドギヤホイールと、上記ハイポイドギ
ヤホイールの回転力をロッドに伝達する伝達機構と、を
具備してなる電動式後輪操舵装置において、上記ハイポ
イドギヤホイールの回転角を検出する第１センサーを取
付け、該センサーのセンサー出力を測定する出力測定手
段と、該センサーの抵抗を測定する抵抗測定手段と、該
センサーの出力先を出力測定手段あるいは抵抗測定手段
の何れか一方に切り換える高速切換手段と、上記出力測
定手段及び抵抗測定手段に接続した制御手段とを備え、
上記制御手段は、出力測定手段からの出力値に基づいて
駆動制御するとともに、抵抗測定手段からの出力値に基
づいて異常検知を行うようにしたことを特徴とする電動
式後輪操舵装置。