JP3477889B2 - 後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、自動車に利用しうる後
輪操舵制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より後輪操舵制御装置は特公平５−
２３９９０号公報に示されるように、車速センサ、前輪
舵角センサ、後輪舵角センサ等で構成される各種センサ
群を備え、後輪操舵用アクチュエータとマイクロコンピ
ュータとドライバを含む電子制御ユニットで構成されて
いる。そして、電子制御ユニットないしは後輪操舵用の
アクチュエータに異常が発生すると、電動モータへの通
電を遮断するようにされている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、後輪操舵装
置の場合、車速センサ、前輪舵角センサ、後輪舵角セン
サ等で構成される各種センサ群、後輪操舵を行うアクチ
ュエータ、マイクロコンピュータとドライバを含む電子
制御ユニットで構成されるが、このような構成にした場
合、太い配線を電子制御ユニットから後輪操舵用アクチ
ュエータまで引っぱらなければならなくなり、車両配線
とか電気ノイズによる影響が問題となる。 【０００４】このような問題を解決するために、センサ
からの情報に基づいて後輪の目標操舵量に関する情報を
出力する第１のデジタルプロセッサを持つ電子制御ユニ
ットと、この電子制御ユニットと通信を行い電子制御ユ
ニットが出力した後輪の目標操舵量に関する情報によ
り、後輪操舵信号を出力する第２のデジタルプロセッサ
を持ち、この第２のデジタルプロセッサの出力する後輪
操舵信号により電動モータを駆動するドライバを備えた
サーボユニットＳＶＵを持つ後輪操舵装置において、異
常が起こった場合には、電動モータを駆動するドライバ
に供給する電源を遮断することにより、電動モータの駆
動を中止してしまうということが考えられる。 【０００５】また最近では、１つの電子制御ユニットで
車両のシャシー制御を総合的に行うシステムが考えられ
てきているが、このようなシステム構成にした場合、ア
クチュエータ側が故障時には電子制御ユニットに対し影
響を及ぼしてしまうため、影響を及ぼさないような構成
とすることが望まれる。例えば、電子制御ユニットと第
２のデジタルプロセッサを含むサーボユニットＳＶＵの
システム構成にして前者と後者で通信を行う場合、後者
に異常が発生した時、電子制御ユニットに対し影響を及
ぼすことがある。例えば、電子制御ユニットとサーボユ
ニットＳＶＵ間での通信を割り込み処理で行っている
時、一方に異常が発生した場合には他方に対する通信割
り込み頻度が高くなり、デジタルプロセッサが動作して
いるためにビジー状態になる現象が発生し、電子制御ユ
ニットは本来の制御ができなくなる状態が生じてしまう
ことにより電子制御ユニットに対して影響を及ぼさない
構成としなければならない。従って、本発明の課題は、
操舵制御装置における配線の量を減らして電子制御ユニ
ットとアクチュエータとの接続を容易にし、電力損失の
低減及び電気ノイズに対しての信頼性の改善をはかると
共に、異常になった場合でも電子制御ユニットに対して
影響を及ぼさないようにすることである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、電動モータ（１２）、前記電動
モータにより後輪を操舵する後輪操舵機構（１１）、車
両の状態を検出するセンサ手段（１７，２０，２２，２
３，２４）、前記センサ手段からの情報に基づいて後輪
の目標操舵量に関する情報を出力する第１のデジタルプ
ロセッサ（１）を含む第１の制御手段（９）、及び前記
第１の制御手段と通信を行い、前記第１の制御手段が出
力した後輪の目標操舵量に関する情報により後輪操舵信
号を出力する第２のデジタルプロセッサ（８）と前記第
２のデジタルプロセッサの出力する後輪操舵信号を受け
て前記電動モータを駆動する電動モータ駆動手段（ＤＶ
２，ＤＶ３）を含む第２の制御手段（ＳＶＵ）を備えた
後輪操舵装置において、前記第１の制御手段と前記第２
の制御手段との間の通信状態を監視し、通信異常を検知
する通信異常検知手段を備え、通信異常を検知した時
に、前記第２の制御手段の第２のデジタルプロセッサを
リセット状態にすると共に、前記電動モータ駆動手段に
供給する電力を遮断する遮断手段（３）を備えたことを
特徴とする後輪操舵装置とした。 【０００７】なお、通信異常が発生した場合に前記第２
のデジタルプロセッサをリセット状態にし、前記電動モ
ータ駆動手段に供給する電力を遮断すると共に、前記電
動モータを固定しブレーキをかけることが望ましい。 【０００８】 【作用】本発明においては、センサ手段（１７，２０，
２２，２３，２４）が第１の制御手段（９）の入力に接
続されており、駆動手段（１２）が第２の手段（ＳＶ
Ｕ）の出力に接続されている。第１の制御手段が生成し
た目標舵角の情報が第２の制御手段に入力され、入力さ
れる目標舵角の情報に基づいて駆動手段を制御する第１
の制御手段は第１のデジタルプロセッサ（１）を含み、
第２の制御手段は、第１のデジタルプロセッサとは別の
独立した第２のデジタルプロセッサ（８）を含んでい
る。第１のデジタルプロセッサ及び第２のデジタルプロ
セッサは、各々マイコンのような汎用制御手段に特定の
プログラムを組み込んだものでもよいし特定の処理機能
を実行する専用のハードウェア回路であってもよい。 【０００９】本発明によれば、第一の制御手段と第２の
制御手段は、互いに独立した制御ユニットであり、これ
らは別々の位置に配置することができる。即ち、センサ
手段と接続される第１の制御手段は、センサ手段が設定
されている場所に近い位置に配置し、駆動手段と接続さ
れる第２の制御手段は、駆動手段に近い位置に配置する
ことが可能である。第１の制御手段をセンサ手段の近傍
に配置することにより、接続が容易になり、接続部分で
の電気ノイズの影響を受けにくくなるし、電力損失が低
減される。 【００１０】第１の制御手段と第２の制御手段との配線
においては、基本的には前者から後者に向かって目標舵
角の情報を送るだけで良いので、接続は容易なものとな
り、配線のインピーダンスを下げることにより、電気ノ
イズの影響を受けにくくすることができる。 【００１１】前記第２の制御手段（ＳＶＵ）は、第１の
制御手段が送信する信号を監視し、異常を検出すること
ができる。通信に異常が起こった場合、第１の制御手段
は、第２の制御手段の第２のデジタルプロセッサをリセ
ット状態にし、電動モータ駆動手段に供給する電力を遮
断し、第２の制御手段は第１の制御手段に対し影響を及
ぼさない状態にすることが可能となる。 【００１２】 【実施例】本発明を実施する自動車の操舵系の構成を図
１に示す。図１において、１３が左前輪、１４が右前
輪、１５が左後輪、１６が右後輪を示している。ステア
リングホイール１９の操舵軸は、前輪操舵機構１０と連
結されて、前輪操舵機構１０には、ラック＆ピニオン機
構が内蔵されており、ステアリングホイール１９に連動
してピニオンが回動すると、それと噛み合うラックが形
成されたラック軸１０ａが軸方向（左右方向）に移動
し、ラック軸１０ａが動くと、それに連結された前輪１
３及び１４の舵角が変わる。 【００１３】この実施例では、前輪舵角を検出するため
に、舵角検出器１７及び２０が設置してある。舵角検出
器１７は、ラック軸１０ａの軸方向の位置を検出するポ
テンショメータであり、舵角検出器２０は、ステアリン
グホイール１９の操舵軸の回転に伴ってパルスを発生す
るロータリーエンコーダである。舵角検出器１７及び２
０が出力する信号は、車内に設置された電子制御ユニッ
ト９に入力される。 【００１４】また、車速を検出するために、２種類の車
速検出器２２及び２３が設置してある。車速検出器２２
は実際の車輪の回転速度に基づいて車速を検出し、車速
検出器２３は、変速機の出力軸の回転速度に基づいて車
速を検出する。車速検出器２２、２３が出力する信号、
及び、ヨーレート検出器２４が出力する信号は、各々、
電子制御ユニット９に入力される。 【００１５】後輪１５及び１６は、ラック軸２５に連結
されており、ラック軸２５の軸方向（左右方向）の移動
に伴って後輪１５及び１６の舵角が変わる。ラック軸２
５は後輪操舵機構１１に連結されている。後輪操舵機構
１１は、駆動用の電動モータ（ブラシレスモータ）１
２、モータの回転位置を検出する磁極センサ１８、サー
ボユニットＳＶＵ、減速機を内蔵する。サーボユニット
ＳＶＵは、電子制御ユニット９から入力される目標舵角
情報に基づいて、電動モータ１２を駆動する。電動モー
タ１２を駆動すると、減速器を介して連結されたラック
軸２５が移動し、後輪の舵角が変わる。ラック軸２５に
は、後輪の舵角を検出する舵角検出器２１が設置されて
いる。この舵角検出器２１にはポテンショメータを用
い、舵角検出器２１が出力する信号は、サーボユニット
ＳＶＵに入力される。 【００１６】イグニションスイッチＩＧを介しバッテリ
ー２と接続された第１の電源ラインＤＩＧは、電子制御
ユニット９とサーボユニットＳＶＵに接続されている。
この第１の電源ラインＤＩＧは、流れる電流が比較的小
さいため、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの電線を使用してあ
る。 【００１７】図１に示した装置の実際の後輪操舵機構１
１の構成を図２に示す。 【００１８】サーボユニットＳＶＵ、電動モータ１２、
磁極センサ１８、及び舵角検出器２１は、後輪舵角機構
１１の同一ハウジング内に内蔵されている。サーボユニ
ットＳＶＵは、コネクタＣＮを介し、マイクロコンピュ
ータ８からのリレー駆動信号と電子制御ユニット９のマ
イクロコンピュータ１の出力するサーボユニット許可信
号ＥＮＢの２つの信号の論理積によりリレー信号が作ら
れ、リレードライバ６を介しリレーに接続されてサーボ
ユニットＳＶＵに電源を供給するように接続されてい
る。 【００１９】このような構成であるため、後輪操舵機構
１１を電源ライン及び電子制御ユニット９と接続するた
めの配線数が非常に少なく、特に、大電流を流す配線
が、電源ラインＰＩＧとアースだけであるため、電力損
失を最小限に抑えることができる。 【００２０】一方、電子制御ユニット９は各種センサ
（１７、２２、２３、２４）近傍に配置されているた
め、配線を短くすることができ、外部からの電気ノイズ
の影響を受けにくなる。 【００２１】図１の電子制御ユニット９の構成を図３に
示し、サーボユニットＳＶＵの構成を図４に示す。まず
図３を参照し、電子制御ユニット９の構成について説明
を行う。電子制御ユニット９は、マイクロコンピュータ
１、電源ユニット４、電源監視回路６、インターフェー
スＩＦ１、ＩＦ２を備えていて、マイクロコンピュータ
１は、Ａ／Ｄ変換器、タイマ及びシリアル通信回路を内
蔵している。電源ユニット４は、安定化された５Ｖ電源
を出力し、パワーオン時とか電源電圧低下時にリセット
信号を出力するリセット回路と、ウオッチドッグ回路を
備えている。インターフェースＩＦ１、ＩＦ２は、信号
の波形整形、増幅、レベル調整をする信号処理回路であ
る。 【００２２】マイクロコンピュータ１の入力ポートに
は、インターフェースＩＦ１を介して車輪速、舵角、ヨ
ーレート、変速機車速に関する信号が入力される。前輪
舵角、ヨーレートの信号はアナログ信号であるため、マ
イクロコンピュータ１に内蔵のＡ／Ｄ変換器により、所
定周期毎にサンプリングされ記憶される。 【００２３】電子制御ユニット９とサーボユニットＳＶ
Ｕとの間は通信線ＴＸＤ、ＲＸＤで互いに接続されてい
る。信号線ＴＸＤ、ＲＸＤは、インターフェースＩＦ２
を介して、マイクロコンピュータ１のシリアル通信回路
と接続されている。ＴＸＤで送信し、ＲＸＤで受信して
マイクロコンピュータ１とサーボユニットＳＶＵ間で情
報の通信を行っている。 【００２４】例えば、ここに記載される電子制御ユニッ
ト９は後輪操舵用の電子ユニットに限ったものではな
く、車両のシャシーを総合的に制御する電子ユニット、
又は、アンチロック、トラクション、サスペンションな
どのいずれかの電子制御ユニットでもよく、後輪操舵機
構の駆動に対し必要な情報をわたせるものならば限定さ
れない。 【００２５】電子制御ユニットから出力されるサーボユ
ニットＳＶＵ許可信号ＥＮＢは、通信状態を監視し通信
が正常に行われている場合にはＨｉを出力し、通信異常
時にはＬｏｗを出力して、サーボユニットＳＶＵの動作
を行うか否かを決める信号である。サーボユニットＳＶ
Ｕの動作が禁止された場合は、サーボユニットＳＶＵの
デジタルプロセッサはリセットされ、電動モータは固定
されてサーボユニットＳＶＵに電源を供給するリレー３
はオフとなる。 【００２６】次に、図４を参照してサーボユニットＳＶ
Ｕを説明する。サーボユニットＳＶＵは、マイクロコン
ピュータ８、電源ユニット７１、インターフェースＩＦ
３、抵抗器Ｒ１、ドライバＤＶ２、ＤＶ３及びリレード
ライバ６を備えている。また、Ａ／Ｄ変換器及びシリア
ル通信回路を内蔵していて、電源ユニット７１は、安定
化された５Ｖの電圧を出力する安定化電源と、パワーオ
ン時及び電圧低下時にリセットをかけるウオッチドッグ
タイマ回路を持っている。また、インターフェスＩＦ３
は、信号の波形整形、増幅、レベル調整を行う信号処理
回路である。 【００２７】電子制御ユニット９とサーボユニットＳＶ
Ｕを接続する信号線、及びサーボユニットＳＶＵ許可信
号ＥＮＢは、インターフェースＩＦ３を介し、マイクロ
コンピュータ８と接続されており、マイクロコンピュー
タ８は、信号線ＴＸＤで送信し、ＲＸＤで受信を行う。 【００２８】ドライバＤＶ２は、増幅器７４、電流レベ
ル検出器ＭＳ、ＭＯＣ、昇圧回路７５、論理回路７２は
ＰＷＭ合成回路を含み、電流制限回路ＣＬ１、ＣＬ２、
ゲートドライバ７６、７７で構成されている。ドライバ
ＤＶ３は、スイッチング素子（パワーＭＯＳ ＦＥＴ）
と保護用のダイオードでなる６組のスイッチングユニッ
トＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３で
構成されており、その出力に電動モータ１２のスター接
続された３相のコイルＵ、Ｖ、Ｗの各端子が接続されて
いる。 【００２９】抵抗器Ｒ１はドライバＤＶ３に流れる電流
に応じた電圧を出力し、この電圧レベルを増幅器７４が
増幅する。電流レベル検出器ＭＳ、ＭＯＣは、増幅器７
４の出力電圧を、しきい値ｒｅｆ１、ｒｅｆ２と比較し
て、電流が過大か否かを判別し、ＭＳ、ＭＯＣが出力す
る信号Ｓ１及びＳ２は、マイクロコンピュータ８及び電
流制限回路ＣＬ１、ＣＬ２に入力される。 【００３０】電動モータ１２を駆動するためには、Ｕ→
Ｖ、Ｖ→Ｗ、Ｗ→Ｕ、Ｖ→Ｕ、Ｗ→Ｖ、Ｕ→Ｗのいずれ
かの端子間に電流を流し、電流を流す端子を順次切り換
える必要がある。６組のスイッチングユニットＵ１１、
Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、ＵＵ２２、Ｕ２３の１対をオ
ンすることで、電動モータの１２の端子間に電流を流す
ことができる。但し、スイッチングユニットＵ１１とＵ
２１、Ｕ１２とＵ２２、Ｕ１３とＵ２３の対になったト
ランジスタを同時にオンすると、電源ラインＰＩＧとＰ
ＧＮＤ間がショートしてしまうため、そのような状況は
避けなければならない。 【００３１】通常、マイクロコンピュータ８は、出力ポ
ートＬＡ１、ＬＢ１、ＬＣ１、ＬＡ２、ＬＢ２、ＬＣ２
に信号を出力し電動モータ１２の端子間に電流を流すの
で、電源ラインＰＩＧとＰＧＮＤ間のショートは生じな
いが、論理回路７２で入力信号の組合せを識別し、マイ
クロコンピュータ８の動作に異常が生じた場合でも、Ｕ
１１とＵ２１、Ｕ１２とＵ２２、Ｕ１３とＵ２３の対に
なったトランジスタが同時にオンしないように制御す
る。また、論理回路７２にはインターフェースＩＦ３を
通ったサーボユニットＳＶＵ許可信号ＥＮＢも入力さ
れ、電動モータを固定することができる。 【００３２】電動モータ１２の駆動トルクは、コイルに
流す電流をＰＷＭ（パルス幅変調）制御することにより
調整される。電流のパルス幅を決定するＰＷＭ信号は、
マイクロコンピュータ８の出力ポートＰＷＭから出力さ
れる。論理回路７２の内部のＰＷＭ合成回路は、ＰＷＭ
信号とポートＬＡ２、ＬＢ２、ＬＣ２に出力する相切換
信号とを合成し、下側のスイッチングユニットＵ２１、
Ｕ２２、Ｕ２３の制御を行う信号を生成する。 【００３３】ポートＬＡ１、ＬＢ１、ＬＣ１に出力する
相切換信号は、論理回路７２、電流制限回路ＣＬ１、ゲ
ートドライバ７６を介し、スイッチングユニットＵ１
１、Ｕ１２、Ｕ１３のゲート端子に入力され、ポートＬ
Ａ２、ＬＢ２、ＬＣ２に出力される相切換信号は、論理
回路７２に含まれるＰＷＭ合成回路、電流制限回路ＣＬ
２、ゲートドライバ７７を介し、スイッチングユニット
Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３のゲート端子に入力される。ス
イッチングユニットＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、
Ｕ２２、Ｕ２３は、各々、ゲート端子に入力される信号
レベルに応じて制御される。 【００３４】電動モータ１２は、ブラシレスモータであ
り、回転子が永久磁石で構成され、固定子が電気コイル
になっている。従って、電動モータの回転子の磁極の位
置を検出し、磁極の位置と動かす方向に応じて電流を流
すコイルを切換える必要がある。この実施例では、電動
モータ１２の回転子の磁極の位置を検出する磁極センサ
１８が、電動モータ１２に付いている。この磁極センサ
１８は、検出した３相の信号をＨＡ、ＨＢ、ＨＣに入力
する。マイクロコンピュータ８は、入力ポートＨＡ、Ｈ
Ｂ、ＨＣの信号を参照して磁極の位置を検出し、検出し
た位置に基づいて生成した相切換信号をポートＬＡ１、
ＬＢ１、ＬＣ１、ＬＡ２、ＬＢ２、ＬＣ２に出力する。 【００３５】後輪の舵角を検出する舵角検出器２１は、
舵角に応じた電圧をマイクロコンピュータ８の入力ポー
トＶＲＳに入力する。マイクロコンピュータ８は入力ポ
ートの電圧レベルを周期的にサンプリングし、内蔵のＡ
／Ｄ変換器で数値に変換し、メモリに記憶する。マイク
ロコンピュータ８は、舵角検出器２１によって最初に検
出した舵角初期値と、磁極センサ１８が出力する信号を
カウントして求められる舵角変化量により、後輪の実舵
角値を得ている。 【００３６】図３に示した電子制御ユニット９のマイク
ロコンピュータ１の動作を図５に示し、図４に示したサ
ーボユニットＳＶＵのマイクロコンピュータ８の動作を
図６に示す。 【００３７】図５においてマイクロコンピュータ１の動
作を説明する。 【００３８】最初に、電源がオンすると初期化によりＣ
ＰＵのチェック、メモリのクリア、パラメータの初期
化、及び、各種モードの初期設定を実行する。また、信
号線を使用しサーボユニットＳＶＵとの間でデータの送
受信テストを実施し、通信系の異常の有無をを調べる。
通信系が正常時、ステップＳ１３でサーボユニットＳ
ＶＵ許可信号ＥＮＢをＨｉ出力にし、通信系に異常があ
るとＳ１２からＳ１Ｅに進む。ステップＳ１４では、サ
ーボ系のゲインパラメータの送信を行う。次のステップ
Ｓ１５−Ｓ１６−Ｓ１７−Ｓ１８−Ｓ１９−Ｓ１Ａ−Ｓ
１Ｂ−Ｓ１Ｃ−Ｓ１５−・・・は、何らかの異常が発生
するまで、５ｍｓごとの周期で繰り返し実行される。 【００３９】ステップＳ１５では、目標舵角の今回値を
Ｔ１に記憶し前回値をＴ２を記憶する、また、車速の今
回値をＳ１に記憶し前回値をＳ２に記憶する。そして次
にステップＳ１６では目標舵角の今回値Ｔ１を演算し記
憶する。ステップＳ１７では車速の今回値Ｓ１を演算し
記憶する。次のステップＳ１８では、目標舵角の今回値
Ｔ１と前回値Ｔ２との差分（目標舵角変化）ＴΔを演算
し、また同様に、車速の今回値と前回値との差分（車速
変化）ＳΔを演算し記憶する。そして次のステップＳ１
９で、信号線ＴＸＤ、ＲＸＤを使用し、目標舵角変化Ｔ
Δ、及び車速変化ＳΔの情報をサーボユニットＳＶＵに
対し送信する。つまり、電子制御ユニット９は、５ｍｓ
ごとの周期で目標舵角ＴΔ及び車速変化ＳΔの情報をサ
ーボユニットＳＶＵに対し送信する。 【００４０】電子制御ユニット９と同様に、サーボユニ
ットＳＶＵは５ｍｓの周期でサーボユニットＳＶＵにお
ける目標舵角と実舵角の偏差θｅの情報を電子制御ユニ
ット９に送信する。ステップＳ１Ａでは、マイクロコン
ピュータ１はサーボユニットＳＶＵから送られてきた情
報を受信する。前回受信してから今回受信するまでの１
周期の時間をしきい値と比較し異常の有無を判別する。
１周期の時間が５±１ｍｓの規定の範囲内ならば、正常
とみなしステップＳ１ＢからＳ１Ｃに進むが、そうでな
い場合には、ステップＳ１Ｅに進む。次のステップＳ１
Ｃでは、受信した舵角偏差θｅの値を、予め定められた
舵角偏差上限しきい値θｅｍと比較し、受信した舵角偏
差θｅが、θｅ＞θｅｍなら、時間のカウントを開始す
る。θｅ≦θｅｍになれば時間カウンタはクリアされる
が、θｅ＞θｅｍが長く続くと、継続時間が時間のしき
い値ｔｅｍ以上となり、ステップＳ１Ｅに進む。 【００４１】ステップＳ１Ｅでは、サーボユニットＳＶ
Ｕ許可信号ＥＮＢをＬｏ出力にして、サーボユニットの
駆動を禁止させる。通常はステップＳ１Ｅを実行するこ
とはないが、マイクロコンピュータが暴走したり、通信
回路が故障すると所定時間内に通信情報を受信できなく
なった場合にサーボユニットＳＶＵの動作を止めてしま
う。 【００４２】次に、図６を参照しサーボユニットＳＶＵ
のマイクロコンピュータ８の動作を説明する。電源がオ
ンすると初期化によりＣＰＵのチェック、メモリのクリ
ア、パラメータの初期化、及び、各種モードの初期設定
を実行する。また、信号線を使用しサーボユニットＳＶ
Ｕとの間でデータの送受信テストを実施し、通信系の異
常の有無を調べる。更には、パワー系の異常の有無を調
べる。具体的には、出力ポートＬＡ１、ＬＢ１、ＬＣ
１、ＬＡ２、ＬＢ２、ＬＣ２に出力する相切換信号を順
次切り替え、マイクロコンピュータ８のポートＭＩ及び
ＰＩＧＭに入力される電圧レベルをサンプリングしＡ／
Ｄ変換して入力し、予め定められたしきい値と比較し、
リレー３の状態、スイッチングユニットＵ１１、Ｕ１
２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３の状態、及び電動
モータ１２のコイルの状態（オープン、ショート）につ
いての異常の有無を調べる。 【００４３】ステップＳ２１の結果、通信系に異常が検
出された時には、ステップＳ２２からＳ２６に進み、パ
ワー系の異常が検出された時には、ステップＳ２３から
Ｓ２６に進む。ステップＳ２６では、出力ポートＬＡ
１、ＬＢ１、ＬＣ１、ＬＡ２、ＬＢ２、ＬＣ２に出力す
る相切換信号を制御して、スイッチングユニットＵ１
１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３を全てオ
フ状態に制御する。 【００４４】異常がない時には、ステップＳ２１−Ｓ２
２−Ｓ２３を通ってＳ２４に進む。 【００４５】ステップＳ２４では、電子制御ユニットか
ら送信される情報を入力し、サーボ系のゲインをセット
する。 【００４６】次のステップＳ２５では、舵角検出器２１
が検出した後輪舵角を、磁極カウンタ８７に初期値とし
てセットする。磁極センサ１８により得られる舵角情報
は相対的な値であるので、最初に、舵角検出器２１が検
出した実舵角を初期値として採用する。 【００４７】続くステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ
２Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ２Ｃ、Ｓ２Ｄ、・・・は、何らかの異
常が検出されるまで、５ｍｓ周期で繰り返し実行され
る。 【００４８】ステップＳ２７では、信号線ＴＸＤ、ＲＸ
Ｄを使用し電子制御ユニット９から送信される舵角目標
値の変化情報ＴΔ及び車速の変化情報ＳΔを受信し、レ
ジスタに記憶する。ステップＳ２８では、舵角目標値の
変化情報ＴΔ及び車速の変化情報ＳΔを、前回受信して
から今回受信するまでの１周期の時間を予め定められた
しきい値と比較し異常の有無を判別する。１周期の時間
が５±１ｍｓの範囲内ならば、ステップＳ２９に進み、
そうでない場合には、ステップＳ２Ｆに進む。 【００４９】ステップＳ２Ｆでは、受信異常を示す診断
情報を記憶し、通信線により電子制御ユニット９に送信
する。そして、次にステップＳ２Ｉでは、電動モータ１
２の駆動を停止し、後輪舵角を固定して以後の動作を中
止する。 【００５０】ステップＳ２９では、受信した舵角目標値
の変化情報ＴΔ、及び車速の変化情報ＳΔをそれぞれの
上限しきい値Ｔref 及びＳref と比較し、ＴΔ＜Ｔref
かつＳΔ＜Ｓref の場合には、ステップＳ２Ａに進む
が、上記条件以外の場合には、エラーとみなしてステッ
プＳ２Ｇに進む。 【００５１】この実施例では、５ｍｓの間で目標舵角及
び車速が一瞬のうちに大きく変化することがないため、
受信する舵角情報は目標舵角の最大値よりはるかに小さ
いために、受信した舵角目標値の変化情報ＴΔ及び車速
の変化情報ＳΔのどちらかが大きい時には、データ伝送
上のエラーが生じている可能性が高いと判断し、予め定
められたしきい値以上になった場合に異常とする。 【００５２】ステップＳ２Ｇでは、データエラーを示す
診断情報を記憶し、信号線ＴＸＤ、ＲＸＤを使用し電子
制御ユニットに送信する。次のステップＳ２Ｉでは、電
動モータ１２の駆動を停止し、後輪の舵角を固定して以
後の動作を中止する。 【００５３】ステップＳ２Ａでは、サーボユニットＳＶ
Ｕの目標舵角Ｔθに、受信した最新の舵角ＴΔを加算し
て目標舵角Ｔθを更新する。 【００５４】ステップＳ２Ｂでは、更新された目標舵角
Ｔθを上限しきい値Ｔmax と比較し、Ｔθ＜Ｔmax なら
次にステップＳ２Ｃに進み、そうでなければＳ２Ｈに進
む。 【００５５】ステップＳ２Ｈでは、目標舵角異常を示す
診断情報を記憶し、電子制御ユニット９に送信する。次
のステップＳ２Ｉでは、電動モータ１２の駆動を停止
し、後輪舵角を固定する。 【００５６】ステップＳ２Ｃでは、電動モータのサーボ
系の制御を行い、このサーボ系の構成を図７に示す。 【００５７】つぎのステップＳ２Ｄでは、最新の目標舵
角Ｔθと、舵角検出器２１により検出された実舵角との
差分を舵角偏差θｅとして記憶し、ステップＳ２Ｅで、
舵角偏差θｅの情報を電子制御ユニット９に送信する。
ステップＳ２Ｄにおける実舵角として、図７に示す磁極
カウンタ８７により算出されるＲＡＧＬを採用してもよ
い。その場合、θｅ＝ΔＡＧＬになる。 【００５８】次に、図７を参照してサーボユニットＳＶ
Ｕのサーボ系を説明する。 【００５９】目標舵角Ｔθは、微分部９０及び減算部９
２に入力される。微分部９０では、目標舵角Ｔθの時間
微分値ＳＡＧＬＡを計算し、微分ゲイン設定部９１に入
力する。微分ゲイン設定部９１は、ＳＡＧＬＡの絶対値
から微分ゲインＹＴＤＩＦＧＡＩＮを求める。なお、微
分ゲイン設定部９１の各ブロック中に示したグラフは、
横軸が入力値で縦軸が出力値の関係を示している。 【００６０】この例では、微分値ＳＡＧＬＡの絶対値が
４ deg/sec以下の場合には、微分ゲインは０に、また、
微分値ＳＡＧＬＡの絶対値が１２ deg/sec以上の場合に
は、微分ゲインが４にセットされ、上記以外では、微分
ゲインは０〜４の範囲の値になる。 【００６１】減算部９２は、目標舵角Ｔθと実舵角ＲＡ
ＧＬとの偏差である舵角偏差ΔＡＧＬを演算する。実舵
角ＲＡＧＬは、磁極カウンタ８７から出力される。磁極
カウンタ８７は、磁極センサ１８が出力する３相のパル
ス信号間の位相差から電動モータ１２の回転方向を識別
し、パルス信号のパルス数をそれまでのカウント値に加
算又は減算して舵角値を検出する。磁極センサ１８から
の信号により得られる舵角値は相対値である。この例で
は、図６のステップＳ２５で最初に舵角検出器２１が検
出した実舵角を磁極カウンタ８７に予めセットしてある
ため、磁極カウンタ８７が出力する値ＲＡＧＬは実舵角
になる。 【００６２】舵角偏差ΔＡＧＬは、舵角偏差不感帯９３
で処理され、舵角偏差値ＥＴＨ２になる。舵角偏差不感
帯９３は、入力値（舵角偏差ΔＡＧＬ）の絶対値が所定
値Ｅ２ＰＭＡＸ以下の場合には、舵角偏差値ＥＴＨ２を
０にし、舵角偏差ΔＡＧＬが小さい時に制御を停止させ
る。舵角偏差不感帯９３が出力舵角偏差値ＥＴＨ２は、
比例部９６及び微分部９４に入力される。 【００６３】比例部９６は、予めセットされた比例ゲイ
ンの値を舵角偏差値ＥＴＨ２に掛けた値を比例制御値Ｐ
ＡＧＬＡとして出力する。微分部９４は、舵角偏差値Ｅ
ＴＨ２を時間微分して舵角偏差微分値ＳＥＴＨ２を求
め、乗算部９５で、舵角偏差微分値ＳＥＴＨ２に微分ゲ
インＹＴＤＩＦＧＡＩＮを掛け、微分制御値ＤＡＧＬＡ
を算出する。加算部９７では、比例制御値ＰＡＧＬＡと
微分制御値ＤＡＧＬＡとを加算した結果を、制御舵角値
ＨＰＩＤとして出力する。 【００６４】制御舵角値ＨＰＩＤは、舵角偏差リミッタ
９８を通り、制御量ＡＮＧになる。 【００６５】舵角偏差リミッタ９８は、入力値に比例し
た出力を生成するとともに、制御量ＡＮＧが１．５ｄｅ
ｇ以上、又は−１．５ｄｅｇ以下にならないように出力
値の範囲を制限する。制御量ＡＮＧは、パルス幅変調変
換部９９に入力され、パルス幅変調信号ＰＷＭ１に変換
される。即ち、周期が一定で制御量ＡＮＧに比例したパ
ルス幅のパルス信号ＰＷＭ１が生成される。このパルス
幅変調信号ＰＷＭ１が、モータドライバに入力される。
モータドライバ５は、パルス幅変調信号ＰＷＭ１に応じ
電動モータ１２のオン／オフのタイミングを決める。従
ってパルス幅変調信号ＰＷＭ１により、電動モータ１２
の駆動トルクが変化する。電動モータ１２が回転する
と、磁極センサ１８がパルスを発生するので、磁極カウ
ンタ８７のカウンタ値、即ち、実舵角値ＲＡＧＬが変わ
り、舵角偏差ΔＡＧＬが変わる。このサーボ系は、舵角
偏差ΔＡＧＬが０に近づくように電動モータ１２を制御
する。 【００６６】１つの変形実施例について説明する。この
実施例の電子制御ユニット９Ｂの構成を図８に示し、サ
ーボユニットＳＶＵ２の構成を図９に示す。前述の実施
例と同様に、電子制御ユニット９Ｂは目標舵角情報ＴΔ
をサーボユニットＳＶＵ２に送り、サーボユニットＳＶ
Ｕ２は舵角偏差情報θｅを電子制御ユニット９Ｂに送る
が、アナログ電圧として信号線ＴΔ及びθｅに現れる。 【００６７】電子制御ユニット９Ｂのマイクロコンピュ
ータ１Ｂは、目標舵角情報ＴΔをＤ／Ａ変換器によりア
ナログ電圧に変換した信号をポートＤ／Ａに出力し、イ
ンターフェースＩＦ３ＢのバッファＢＦを通り、マイク
ロコンピュータ８ＢのポートＡ／Ｄに入力される。この
信号は、マイクロコンピュータ８Ｂに内蔵されたＡ／Ｄ
変換器で変換された後、前記実施例の舵角情報ＴΔと同
様に処理される。 【００６８】マイクロコンピュータ８Ｂは、内部で生成
した舵角偏差情報θｅを、Ｄ／Ａ変換しポートＤ／Ａに
出力する。この信号は、インターフェースＩＦ３Ｂ、信
号線θｅ、インターフェースＩＦ２ＢのバッファＢＦを
通って、マイクロコンピュータ１ＢのポートＡ／Ｄに入
力される。マイクロコンピュータ１Ｂは、ポートＡ／Ｄ
に入力される信号の電圧をＡ／Ｄ変換し、舵角偏差情報
θｅを生成する。この舵角偏差情報θｅは、前記実施例
と同様に処理される。 【００６９】この実施例では、サーボユニットのマイク
ロコンピュータ８Ｂが異常を検出した場合、エラー信号
ＥＲＲを出力する。この信号は、マイクロコンピュータ
１Ｂの入力ポートＰ１に入力される。マイクロコンピュ
ータ１Ｂは、定期的に入力ポートＰ１の状態を参照し
て、サーボユニットの異常の有無を調べる。 【００７０】 【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、第１の制
御手段と第２の制御手段は、互いに独立した制御ユニッ
トであり、これらは別々の位置に配置することができ
る。即ちち第１の制御手段は各種センサに近い位置（例
えば車内）、第２の制御手段は駆動手段に近い位置（例
えば後輪操舵機構と同一のハウジング内）に配置する事
が可能である事によりセンサとの接続が容易になり電気
ノイズの影響を受けにくくなるし、電力損失が低減され
る。 【００７１】第２の制御手段が異常となった場合でも第
１の制御手段は第２の制御手段のデジタルプロセッサを
リセット状態にし、電動モータを駆動するドライバに対
しては電力の供給を遮断し、電磁的に電動モータを固定
してブレーキをかけることにより安定性の向上をはかる
ことも可能となる。 【００７２】また異常時には、第２の制御手段のデジタ
ルプロセッサにリセットをかけることにより、第２の制
御手段は第１の制御手段に対し、影響を及ぼさないもの
となる。つまり、第１の制御手段に対し、第２の制御手
段のデジタルプロセッサの動作を止めることにより通信
による割り込みがかからなくなり、第２の制御手段は動
作を停止した状態で、第１の制御手段は通常の処理を行
うことが可能となる。 【００７３】例えば、第１の制御手段は後輪操舵用の電
子ユニットに限定されるものでなく、車両のシャシーを
総合的に制御する電子ユニット、又は、アンチロック、
トラクション、サスペンションなどのいずれかの電子ユ
ニットでもよく、第２の制御手段（ＳＶＵ）との情報の
受け渡しに異常が起こった場合には、前記第２の制御手
段の行う処理を止めて後輪操舵用の電動モータをロック
し、第１の制御手段に対して悪影響を及ぼさないように
すると共に、第１の制御手段は前記の通常制御を可能と
することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 実施例の自動車の操舵系の構成を示すブロッ
ク図である。 【図２】 図１の後輪操舵機構１１の外観を示す一部切
欠平面図である。 【図３】 図１の電子制御ユニット９の構成を示すブロ
ック図である。 【図４】 図１のサーボユニットＳＶＵの構成を示すブ
ロック図である。 【図５】 図３の中のマイクロコンピュータ１の動作を
示すフローチャートである。 【図６】 図４の中ののマイクロコンピュータ８の動作
を示すフローチャートである。 【図７】 実施例のサーボ系の構成を示すブロック図で
ある。 【図８】 変形例の電子制御ユニットの構成を示すブロ
ック図である。 【図９】 変形例のサーボユニットＳＶＵの構成を示す
ブロック図である。 【符号の説明】 １，１Ｂ：マイクロコンピュータ ２：バッテリー ３：リレー ４：電源ユニット ５：モータドライバ ８，８Ｂ：マイク
ロコンピュータ ９：電子制御ユニット １０：前輪操舵機
構 １０ａ：ラック軸 １１：後輪操舵機
構 １２：電動モータ（ブラシレスモータ） １３：左前輪 １４：右前輪 １５：左後輪 １６：右後輪 １７，２０：舵角検出器 １８：磁極センサ １９：ステアリングホイール ２１：舵角検出器 ２２，２３：車速検出器 ２４：ヨーレート
検出器 ２５：ラック軸 ７１：電源ユニッ
ト ８７：磁極カウンタ ＤＶ２，ＤＶ３：ドライバ ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３：インターフェース ＤＩＧ，ＰＩＧ：電源ライン ＳＶＵ：サーボユニット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−156300（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41960（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−239261（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−51681（ＪＰ，Ｕ) 特公 平５−23990（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 7/14 B62D 6/00 B60R 16/02

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電動モータ、前記電動モータにより後輪
   を操舵する後輪操舵機構、車両の状態を検出するセンサ
   手段、前記センサ手段からの情報に基づいて後輪の目標
   操舵量に関する情報を出力する第１のデジタルプロセッ
   サを含む第１の制御手段、及び前記第１の制御手段と通
   信を行い、前記第１の制御手段が出力した後輪の目標操
   舵量に関する情報により後輪操舵信号を出力する第２の
   デジタルプロセッサと前記第２のデジタルプロセッサの
   出力する後輪操舵信号を受けて前記電動モータを駆動す
   る電動モータ駆動手段を含む第２の制御手段を備えた後
   輪操舵装置において、前記第１の制御手段と前記第２の
   制御手段との間の通信状態を監視し、通信異常を検知す
   る通信異常検知手段を備え、通信異常を検知した時に、
   前記第２の制御手段の第２のデジタルプロセッサをリセ
   ット状態にすると共に、前記電動モータ駆動手段に供給
   する電力を遮断する遮断手段を備えたことを特徴とする
   後輪操舵装置。