JP3517989B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動モータによって
後輪もしくは前輪の操舵と共に、適宜操舵アシストを行
うようにした電動パワーステアリング装置にも適用でき
るようにした車両の操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両の４輪操舵を実行する装置
にあっては、前輪の操舵角を制御するステアリングの操
作角度や車両の走行速度に対応して後輪の操舵角および
操舵方向が求められるもので、この様にして求められた
目標後輪操舵角に対応して後輪操舵機構が制御される。

【０００３】この様な後輪操舵装置において、例えば特
開平２−７４４７０号公報に開示されるように、電動モ
ータを駆動源として用いることが提案されており、車速
センサやステアリングセンサからの検出信号に基づいて
後輪の目標操舵角を求め、この求められた目標操舵角に
対応して電動モータが駆動されるようにする。車両の４
輪操舵制御を実行する場合、特に後輪は車両の操縦安定
性を確保するために非常に重要な作用をするものであ
り、したがってこの後輪の操舵角が常に正常に設定され
るようにすることが重要である。

【０００４】電動モータを使用することにより後輪の操
舵制御を行うことで、特にフィードバック制御によっ
て、後輪の操舵角制御が高精度に実行できるものである
が、もしこの電動モータに短絡等の障害が発生した場合
には、後輪の操舵角が異常に設定されて安定操縦が困難
となる。このため、この様な異常発生時にはモータ電機
子の両端を電気的に短絡し、逆起電力を発生させること
によりモータに制動力を生じさせて停止させ、例えば後
輪の舵角を安全な中立位置に自動的に設定されるように
している。

【０００５】具体的には、電動モータに対して駆動電力
を供給する常閉の第1のリレーを設けると共に、電動モ
ータ電機子の両端を短絡する回路に常開の第2のリレー
を設け、電子制御ユニット等において異常を検出したと
きに第1のリレーを開いて駆動電力を遮断し、同時に第2
のリレーを閉じてモータ電機子の両端を短絡して回生制
動が作用されるようにして、後輪操舵装置を駆動する電
動モータが速やかに停止されるようにしている。

【０００６】しかし、この様に例えば２個のリレー回路
を設定するようにしたフェイルセーフ装置にあっては、
実質的に両リレー回路の動作タイミングが極めて接近し
て設定されるものであるため、特性のばらつき等によっ
て各リレー回路の動作タイミングがずれて、第１の常閉
型のリレーが開かれる以前に第２のリレーが閉じるよう
になり、結果として大電流が第２のリレーの接点部に通
電されることがある。このため、例えば第２のリレーの
接点回路に焼き付き現象が起き、以後の作動が不能とさ
れるようになる問題を有する。

【０００７】また、特開平１−１５３３８３号公報に開
示されたものは、後輪操舵を行う電動モータの駆動回路
として、バイポーラトランジスタあるいは電界効果型ト
ランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチ素子によって構成さ
れるブリッジ回路が用いられる。このブリッジ回路を構
成する例えば４個のスイッチ素子は、電子制御ユニット
を構成するＣＰＵのポート出力、あるいはハードウエア
ロジック信号によって駆動される。

【０００８】したがって、この様に構成される後輪操舵
装置において、例えばＣＰＵの暴走あるいはハードウエ
アの故障や断線やショート等によって、ブリッジ回路の
同一アームを構成する２つのスイッチ素子が同時にオン
されると、このブリッジ回路が短絡状態となって過電流
が流れ、スイッチ素子を構成するトランジスタが破壊さ
れたり、またブリッジ回路やケーブルが焼損するような
問題が存在する。

【０００９】この様な問題は、これまで述べてきた後輪
操舵に限らず、電動モータを用いて前輪を操舵する場合
や、さらに前輪の操舵アシストを行う電動パワーステア
リング装置等の操舵制御を行うに際しても、同様に起こ
り得る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、例えば４個のスイッチ素子
によって構成したブリッジ回路により、操舵制御用の電
動モータを駆動するようにした場合において、ＣＰＵの
暴走があった場合等において、ブリッジ回路を構成する
スイッチ素子に破壊が生ずるような状況の発生が確実に
阻止されるようにして、信頼性に富む後輪もしくは前輪
の操舵制御が実行されるようにした車両の操舵装置を提
供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１に記載の発明は、車両の後輪もしく
は前輪の少なくとも一方を操舵制御する操舵機構と、該
操舵機構の駆動源として設定される電動モータと、前記
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行
状態検出手段からの検出信号に基づき、前記後輪もしく
は前輪の少なくとも一方の操舵制御量およびその操舵方
向を算出する電子制御ユニットと、出力端間に前記電動
モータが接続されると共に、入力端間に電源が接続され
るようにした複数のスイッチ素子をブリッジ回路接続し
て構成され、前記電子制御ユニットにて算出された前記
操舵制御量およびその操舵方向に応じて駆動されるモー
タ駆動回路と、前記ブリッジ回路と前記電源との間に接
続され、前記ブリッジ回路の入力端を前記電源に接続
し、もしくはこの入力端間を短絡させて前記電動モータ
の両端が短絡されるようにする切換えスイッチ機構と、
前記ブリッジ回路や電動モータの異常発生を検出し、こ
の異常発生に伴い前記切換えスイッチ機構を切換え駆動
する切り換えスイッチ駆動手段とを具備し、前記異常発
生に伴って駆動される前記切換えスイッチ機構によっ
て、前記ブリッジ回路の入力端相互が短絡されて前記電
動モータの電機子の両端が短絡されるようにしたことを
特徴とする車両の操舵装置である。

【００１２】請求項２に記載の発明は、前記モータ駆動
回路が、前記電子制御ユニットで求められた操舵方向に
対応する前記電動モータの右もしくは左回転方向信号を
出力し、その方向に応じて前記ブリッジ回路を構成する
前記スイッチ素子をオンまたはオフ制御して、前記電動
モータの回転方向信号を出力する操舵方向出力手段を備
え、前記右もしくは左回転方向信号が切り換えられるに
際して、この右および左回転方向信号の双方が所定時間
範囲でオフ状態に設定されるようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載の車両の操舵装置である。

【００１３】請求項３に記載の発明は、前記モータ駆動
回路が、前記電子制御ユニットで求められた操舵制御量
に対応してデューティの設定されるパルス幅変調信号が
出力し、前記方向信号でオン・オフ制御するＰＷＭ出力
手段と、前記操舵方向出力手段からの右方向信号と共に
反転した左方向信号がゲート信号として供給される第１
の論理回路および前記操舵方向出力手段からの左方向信
号と共に反転した右方向信号がゲート信号として供給さ
れる第２の論理回路とを備え、この第１および第２の論
理回路には前記ＰＷＭ出力手段からのパルス幅変調信号
が供給され、この第１もしくは第２の論理回路からの出
力信号によって、前記操舵方向出力手段からの回転方向
信号でオン制御されるスイッチ素子の対角位置に設定さ
れるスイッチ素子がオン・オフ制御されるようにしたこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の車両の操舵装
置である。

【００１４】請求項４に記載の発明は、前記ＰＷＭ出力
手段が、通常動作時に出力パルス幅変調信号のデューテ
ィ比を規定される値以下に設定する手段を備えるととも
に、この出力パルス幅変調信号のデューティ比に基づい
て異常を検出するＰＷＭ信号検出手段を備え、このＰＷ
Ｍ信号検出手段からの出力信号によって前記切換えスイ
ッチ機構が制御されて、異常検出時に前記電動モータの
電機子の両端が短絡されるようにしたことを特徴とする
請求項３記載の車両の操舵装置である。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記ブリッジ回
路の１つのアームを構成する直列接続された２つのスイ
ッチ素子それぞれと前記電源との間に、それぞれ電流検
出用の抵抗を直列接続して設定すると共に、この抵抗そ
れぞれに流れる電流方向を検出する電流方向検出手段を
備え、前記電動モータに流される右方向回転もしくは左
方向回転の電流が検出されるようにしたことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の車両の操舵装置で
ある。

【００１６】

【作用】この様に構成される車両の操舵装置において
は、特に駆動源である電動モータの駆動回路において、
ブリッジ回路を構成するスイッチ素子の制御が適確に行
われて、接点の焼き付きが生ずるような現象の発生が確
実に阻止されると共に、ブリッジ回路を構成するスイッ
チ素子を構成するトランジスタの破壊が確実に防止さ
れ、後輪の操舵と共に前輪の操舵アシスト等の操舵制御
が信頼性を持って実行されるようになる。また、異常が
発生したような場合には、電動モータ電機子の両端が短
絡されるものであるため、効果的に制動力が作用して、
後輪等の操舵の信頼性が確保される。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は後輪の操舵制御を実行する４輪操舵装
置を行う車両10の操舵装置のシステム構成を示すもの
で、前輪11はステアリング12の操作に基づき操舵され、
このステアリング12にはその操舵角（前輪操舵角）を検
出するステアリングセンサ13が設けられている。

【００１８】また、後輪14には後輪操舵機構15が設けら
れ、この後輪操舵機構15には駆動源として直流電動モー
タ16が装備されて、この電動モータ16の回転が詳細は図
示されない減速歯車機構を介して後輪14に伝えられ、電
動モータ16の回転方向並びに回転量に応じて、後輪14が
操舵されるようにする。そして、電動モータ16には回転
角センサ17が設けられ、さらに後輪操舵機構15には後輪
舵角センサ18が設けられている。

【００１９】この様に構成された前輪11および後輪14の
操舵システムには、走行状態検出手段をなす、車速セン
サ19、車輪速センサ20およびヨーレートセンサ21等が適
宜設けられており、車速センサ19にて車両10の走行速度
を検出し、車輪速センサ20にて左右の前輪11それぞれの
車輪速を検出し、ヨーレートセンサ21にて車両10のヨー
角速度を検出する。

【００２０】そして、これらのセンサ類13、17〜21それ
ぞれからの検出信号は電子制御ユニット（ＥＣＵ）22に
対して入力され、ＥＣＵ22においてはその各センサ13、
17〜21それぞれからの検出信号に基づいて、後輪14の操
舵方向並びに操舵角を演算するもので、その演算結果に
基づいて求められた後輪操舵目標値に対応して、電動モ
ータ16を駆動制御する。このＥＣＵ22においては、この
様な後輪操舵制御に際しての異常発生も監視しているも
ので、この異常発生を検知したときには、警報ランプ23
を点灯し、ドライバに対してその異常を報知する。

【００２１】図２はＥＣＵ22に適宜内蔵される電動モー
タ16の駆動回路部を示すもので、ＣＰＵによって構成さ
れたコントローラ30を備える。このコントローラ30には
各センサからの検出信号が入力されているもので、これ
らのセンサ入力信号に基づいて後輪14の操舵目標値を演
算し、この目標値に対応してモータ右回転方向信号Ｒも
しくはモータ左回転方向信号Ｌを出力し、さらにモータ
16に対する通電量を表現するパルス幅変調（ＰＷＭ）信
号が出力される。そして、これらのコントローラ30から
の出力信号Ｒ、Ｌ、ＰＷＭは、ＦＥＴ駆動回路31に供給
される。

【００２２】電動モータ16の駆動電流を制御する駆動回
路は、第１ないし第４の半導体スイッチ素子で構成され
るＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 のブリッジ回路32で構成される。
具体的には、第１のトランジスタＦＥＴ1 と第３のトラ
ンジスタＦＥＴ3 との直列回路、および第２のトランジ
スタＦＥＴ2 と第４のトランジスタＦＥＴ4 との直列回
路によってブリッジ回路32が構成されるもので、このブ
リッジ回路32の出力端であるトランジスタＦＥＴ1 とＦ
ＥＴ3 との接続点と、トランジスタＦＥＴ2 とＦＥＴ4
との接続点の間に電動モータ16が接続される。

【００２３】この場合、第１ないし第４のトランジスタ
ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 には、それぞれ寄生ダイオードが並
列接続された状態で存在する。そして、これらのトラン
ジスタＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 のゲートそれぞれには、ＦＥ
Ｔ駆動回路31からのゲート信号Ｇ1 〜Ｇ4 が供給されて
いる。

【００２４】この様に構成されるブリッジ回路32の入力
端間には、バッテリ電源33が接続されるもので、このバ
ッテリ電源33の正端子とトランジスタＦＥＴ1 とＦＥＴ
2 との接続点との間にはリレー回路34が接続される。こ
のリレー回路34は励磁コイルによって駆動される可動接
片を有するもので、励磁コイルに励磁電流が流れる状態
で可動接片が固定端子ａに接続され、電源33の正端子が
ブリッジ回路32に直接接続される。また励磁コイルの非
励磁時には、可動接片が固定端子ｂに接続されると共
に、電源33の負端子がブリッジ回路32に接続される。バ
ッテリ電源33の負端子は、トランジスタＦＥＴ3 とＦＥ
Ｔ4 との接続点に接続されるもので、リレー回路34の非
励磁時にはブリッジ回路32の両入力端子がバッテリ電源
33の負端子に接続されて、短絡される。

【００２５】リレー回路34の励磁コイルは、コントロー
ラ30の出力で制御されるリレー駆動回路35によって励磁
制御されるもので、コントローラ30で異常が検出されず
に正常状態と判断された状態では、励磁コイルに励磁電
流が与えられる。しかし、コントローラ30で異常が検出
されたときには、リレー駆動回路35によってリレー回路
34の励磁コイルが非励磁状態とされ、可動接片が固定接
片ｂに接続される。

【００２６】ブリッジ回路32を構成する第１のトランジ
スタＦＥＴ1 と、第２のトランジスタＦＥＴ2 それぞれ
とリレー回路34との間には、それぞれ電流検出用の抵抗
Ｒ1およびＲ2 が接続され、これらの抵抗Ｒ1 およびＲ2
それぞれの端子電圧が電流検出回路36に入力され、抵
抗Ｒ1 およびＲ2 部分に特に過電流が流れた状態で、こ
れがコントローラ30において検出されるようにしてい
る。

【００２７】図３はＦＥＴ駆動回路31の具体的な構成例
を示すもので、コントローラ30からのモータ右回転方向
信号Ｒおよび左回転方向信号Ｌと共に、パルス変調され
たＰＷＭ信号が入力され、トランジスタＦＥＴ1 〜ＦＥ
Ｔ3 に対するゲート信号Ｇ1〜Ｇ4 を発生するゲート駆
動回路311 〜314 を備える。

【００２８】コントローラ30からの信号ＲおよびＬは、
それぞれＦＥＴ1 およびＦＥＴ2 それぞれのゲート駆動
回路311 および312 に供給し、信号Ｌおよび信号Ｒをイ
ンバータ315 で反転した信号とＰＷＭ信号はアンド回路
316 に供給する。また、信号Ｒおよび信号Ｌをインバー
タ317 で反転した信号とＰＷＭ信号はアンド回路318に
供給するもので、これらアンド回路316 および318 から
の出力信号がＦＥＴ3およびＦＥＴ4 の駆動回路313 お
よび314 に入力される。

【００２９】この様に構成される装置において、ＥＣＵ
22において求められた後輪操舵目標に基づき、例えばそ
の右操舵方向に対応してコントローラ30からの出力であ
る右回転方向信号ＲがＨレベルに設定され、左回転方向
信号ＬがＬレベルとされると共に、電動モータ16に対す
る通電量に対応するＰＷＭ信号が出力される。

【００３０】したがって、図３で示したＦＥＴ駆動回路
31において、ＦＥＴ1 ゲート駆動回路331 からのゲート
信号がＨレベルとされてトランジスタＦＥＴ1 がオンさ
れると共に、アンド回路318 のゲートが開かれて、ＦＥ
Ｔ4 ゲート駆動回路314 からＰＷＭ信号に対応したゲー
ト信号Ｇ4 が得られて、トランジスタＦＥＴ4 がＰＷＭ
信号の周期に対応してオン・オフされる。

【００３１】このとき、コントローラ30からの左回転方
向信号ＬがＬレベルであるため、ＦＥＴ2 ゲート駆動回
路312 および313 からの出力ゲート信号Ｇ2 およびＧ3
はＬレベルに保たれて、トランジスタＦＥＴ2 およびＦ
ＥＴ3 はオフ状態とされ、図２で矢印で示すような電動
モータ16の駆動電流が流される。すなわち、電動モータ
16に対してはＰＷＭ信号に対応して電流量の設定される
右回転方向の駆動電流が流され、この電動モータ16が所
定の速度で右方向に回転駆動され、後輪14がその回転方
向に対応して操舵される。

【００３２】このようにして実行される電動モータ16の
駆動制御に際して、ブリッジ回路32を構成するトランジ
スタＦＥＴ1 がオンされた状態においては、これと同一
のアームを構成するトランジスタＦＥＴ３が必ずオフの
状態に設定され、ブリッジ回路32を構成する同一アーム
を構成する２個のスイッチ素子が同時にオンされること
がない。

【００３３】また、コントローラ30を構成するＣＰＵの
暴走等によって、トランジスタＦＥＴ1 とＦＥＴ2 とが
同時にオンされるような状態となった場合においても、
これらのトランジスタＦＥＴ1 およびＦＥＴ2 がオンさ
れる状態では、ＦＥＴ駆動回路31のアンド回路316 およ
び318 のゲートが閉じられものであるため、ゲート駆動
回路313 および314 の両ゲート信号Ｇ3 およびＧ4 がＬ
レベルに保たれて、トランジスタＦＥＴ3 およびＦＥＴ
4 が必ずオフ状態とされる。したがって、この様な異常
時においてもブリッジ回路32のアーム短絡は生じない。

【００３４】しかし、操舵方向の切り換え時において、
ＦＥＴ駆動回路31を構成するゲート駆動回路311 〜314
に対して信号が入力されてから、これが出力に現れるま
での遅れ時間にばらつきが存在する。したがって、ブリ
ッジ回路32を構成する４個のトランジスタＦＥＴ1 〜Ｆ
ＥＴ4 のオン・オフの切り換えタイミングにずれが生じ
て、ブリッジ回路32の同一アームの２つのトランジスタ
が瞬間的に同時にオンすることが考えられる。

【００３５】したがって、後輪操舵方向の切り換えに際
しては、コントローラ30から出力される左右の回転方向
信号（Ｒ信号、Ｌ信号）を、図４で示すように所定の規
定時間ｔ（例えば１制御周期分の時間）の間、Ｒ信号お
よびＬ信号を共にオフ状態に設定する。この様にすれ
ば、ブリッジ回路32の方向切り換え時における瞬間的な
短絡が確実に防止される。

【００３６】図５はＰＷＭ信号の異常検出回路の例を示
すもので、コントローラ30を構成するメインＣＰＵ301
と共に、サブＣＰＵ302 が設定され、メインＣＰＵ301
から出力されるＰＷＭ信号を、規定のデューティ比以下
に設定するもので、例えばＬレベル１０％のデューティ
比９０％を最大デューティ比とする。

【００３７】このデューテイ比の設定されたメインＣＰ
Ｕ301 からの出力ＰＷＭ信号は、ＦＥＴ駆動回路31に対
して入力されると共に、ＰＷＭ信号の異常状態を検出す
る手段であるサブＣＰＵ302 に入力する。このサブＣＰ
Ｕ302 では、ＰＷＭ信号が規定時間内に立上がりエッジ
があるか否かを判定するもので、例えばＰＷＭ信号の繰
り返し周期を５０μ秒とし、規定時間ｔを５００μ秒と
した場合、例えば図６で示すような正常時においては、
ＰＷＭ信号の立上がりエッジは１０回検出される。ま
た、ＣＰＵ301 が暴走したりあるいは出力ポートが故障
しているような異常時には、図６で示されるようにＰＷ
Ｍ信号の立上がりエッジの計数値が極端に少なかった
り、また多くなったりするため、その異常が確実に検出
できる。

【００３８】この例では、サブＣＰＵ302 においてＰＷ
Ｍ信号の異常検出を行っているが、規定時間内にＰＷＭ
信号の立上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出さ
れる場合にはＬレベルの正常信号を出力し、エッジが一
度も検出されないような場合には、Ｈレベルの異常信号
を出力するような回路で構成することもできる。

【００３９】この様にして、サブＣＰＵ302 からＨレベ
ルの異常信号が出力されると、この信号がアンド回路40
に入力されて、メインＣＰＵ301 からのリレー信号がリ
レー駆動回路35に入力され、図２で示したリレー回路34
の励磁コイルに励磁電流を流すようになる。すなわち、
可動接片が固定接点ｂに投入され、ブリッジ回路32に対
する電源の供給をカットする。

【００４０】また、ブリッジ回路32に接続されている電
流検出用の抵抗Ｒ1 およびＲ2 において、電動モータ16
に流れる電流が検出されるもので、電流検出回路36にお
いてこの電流量に対応した電圧が検出され、コントロー
ラ30に対して入力される。したがって、例えば電動モー
タ16がロックされて過電流が長時間流れるような場合に
は、コントローラ30においてこの電流異常が検出され、
ＰＷＭ異常信号と同様にリレー駆動回路35に指令が出力
され、リレー回路34が切り換え駆動されて、ブリッジ回
路32に対する電源が遮断される。

【００４１】この様な異常検出手段によって、コントロ
ーラ30もしくは電動モータ15等の異常状態が検出とされ
たときには、リレー回路34の励磁コイルの励磁電流を断
ち、接片をｂ接点に切り換えてブリッジ回路32に対する
電源をカットし、ブリッジ回路32の両入力端が接地に接
続される。そして、図２で矢印で示したような電動モー
タ16に対する電源回路が形成されたとしても、このとき
オン状態とされているトランジスタＦＥＴ1 およびＦＥ
Ｔ4 を介して電動モータ16の電機子の両端を短絡する回
路が形成され、この電動モータ16に対して短絡制動の回
路が形成される。したがって、図７で示されるようにブ
リッジ回路32に対する電源供給を、リレー回路34によっ
てカットするのみの場合に比較して、短時間で後輪操舵
が確実に停止できる。

【００４２】電流検出回路36においては、電動モータ16
に流れる電流量の検出は可能であるが、電流の流れてい
る方向を検出することができず、一定方向で電動モータ
16が回転しているような場合には、その回転方向信号に
電流の方向が一致しているため、特に問題とはならな
い。しかし、操舵方向の切り換えと共に電動モータ16の
回転方向が切り換えられた直後において、電動モータ16
の回転方向と電流の方向が異なっている場合には、精度
の高い電流フィードバック制御ができない。

【００４３】この様な問題点に対処するため、図８で示
すように右電流検出回路41および左電流検出回路42を設
ける。これらの検出回路41および42は、それぞれ抵抗Ｒ
1 およびＲ2 の両端の電位を比較するコンパレータによ
って構成されるもので、右方向回転検出回路41において
は右方向（ＦＥＴ1 からモータ16を介してＦＥＴ4 ）に
電流が流れているときのみ、左方向回転検出回路42では
左方向（ＦＥＴ2 からモータ16を介してＦＥＴ3 ）に電
流が流れているときのみ、その電流に相当する電圧が出
力され、コントローラ30に入力される。そして、操舵方
向の切り換え直後において、精度のよい電流フィードバ
ック制御が可能とされるようにする。

【００４４】これまで示した実施例にあっては、後輪操
舵の駆動源として直流モータを使用するように説明した
が、この後輪操舵の駆動源として直流プラシレスモータ
を使用することもできる。図９は後輪操舵の駆動源とし
て３相ブラシレスモータ161を使用している例を示すも
ので、モータ駆動回路は６個のトランジスタＦＥＴ1〜
ＦＥＴ6 によって構成される３相ブリッジ回路で構成さ
れる。

【００４５】この様な３相ブラシレスモータ161 を使用
した場合においても、前記直流電動モータ16を使用した
場合と同様に、モータ駆動回路を構成するブリッジ回路
のアームの短絡や、リレーの焼き付きを防止して、３相
ブラシレスモータ161 に異常が発生した場合に、その暴
走を防止して確実に停止させることができて、後輪操舵
の信頼性が確実に確保できる。

【００４６】また、実施例においては全て４輪操舵にお
ける後輪操舵を想定して示しているが、電動モータを使
用した操舵機構としては前輪の操舵を同様に行うことの
できるものであり、また電動パワーステアリング機構に
おいては、前輪操舵のアシストとして、同様に前輪に対
して操舵力を作用させる操舵装置が考えられる。これら
の場合においても、実施例で示した後輪操舵の場合と同
様に電動モータによって操舵機構を駆動するもので、実
施例がそのまま応用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る車両の操舵
装置によれば、例えば4個のスイッチ素子によって構成
したブリッジ回路を用いて操舵制御用の電動モータを駆
動する場合、操舵制御を実行するCPUの暴走があった場
合等に、ブリッジ回路を構成するスイッチ素子に破壊が
生ずるような状況の発生、例えば同一アームのスイッチ
素子が同時にオンされるような状況の発生が確実に阻止
され、信頼性に富む後輪もしくは前輪の操舵制御が実行
される。また、何らかの異常が発生される状況では、モ
ータ電機子の両眼が短絡されて安全性が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る車両の操舵装置を説
明するためのシステム構成図。

【図２】上記実施例の後輪操舵制御部の構成を示す図。

【図３】この操舵制御部の特にＦＥＴ駆動回路部を説明
する構成図。

【図４】同じく左右回転方向信号の状態を説明する図。

【図５】コントローラにおけるＰＷＭ異常検出手段を説
明する構成図。

【図６】この異常検出手段で検出されるＰＷＭ信号を説
明する図。

【図７】ブリッジ回路による短絡制動の効果を説明する
図。

【図８】モータ電流の方向異常を検出する手段を説明す
る構成図。

【図９】この発明の他の実施例を説明するための駆動回
路を示す構成図。

【符号の説明】

10…車両、11…前輪、12…ステアリング、13…ステアリ
ングセンサ、 14…後輪、15…後輪操舵機構、16…電動
モータ、17…モータ回転角センサ、18…後輪舵角セン
サ、19…車速センサ、20…車輪速センサ、21…ヨーレー
トセンサ、22…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、23…警報
ランプ、30…コントローラ（ＣＰＵ）、31…ＦＥＴ駆動
回路、32…ブリッジ回路、33…バッテリ電源、34…リレ
ー回路、35…リレー駆動回路、36…電流検出回路、ＦＥ
Ｔ1 〜ＦＥＴ6 …トランジスタ（スイッチ素子）、Ｒ1
、Ｒ2 …抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 (56)参考文献 特開 平６−99834（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−182875（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−115446（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−18160（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−19270（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−74470（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 - 6/06 B62D 5/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の後輪もしくは前輪の少なくとも一
   方を操舵制御する操舵機構と、 該操舵機構の駆動源として設定される電動モータと、 前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、 該走行状態検出手段からの検出信号に基づき、前記後輪
   もしくは前輪の少なくとも一方の操舵制御量およびその
   操舵方向を算出する電子制御ユニットと、 出力端間に前記電動モータが接続されると共に、入力端
   間に電源が接続されるようにした複数のスイッチ素子を
   ブリッジ回路接続して構成され、前記電子制御ユニット
   にて算出された前記操舵制御量およびその操舵方向に応
   じて駆動されるモータ駆動回路と、 前記ブリッジ回路と前記電源との間に接続され、前記ブ
   リッジ回路の入力端を前記電源に接続し、もしくはこの
   入力端間を短絡させて前記電動モータの両端が短絡され
   るようにする切換えスイッチ機構と、 前記ブリッジ回路や電動モータの異常発生を検出し、こ
   の異常発生に伴い前記切換えスイッチ機構を切換え駆動
   する切り換えスイッチ駆動手段とを具備し、 前記異常発生に伴って駆動される前記切換えスイッチ機
   構によって、前記ブリッジ回路の入力端相互が短絡され
   て前記電動モータの電機子の両端が短絡されるようにし
   たことを特徴とする車両の操舵装置。
2. 【請求項２】 前記モータ駆動回路が、 前記電子制御ユニットで求められた操舵方向に対応する
   前記電動モータの右もしくは左回転方向信号を出力し、
   その方向に応じて前記ブリッジ回路を構成する前記スイ
   ッチ素子をオンまたはオフ制御して、前記電動モータの
   回転方向信号を出力する操舵方向出力手段を備え、 前記右もしくは左回転方向信号が切り換えられるに際し
   て、この右および左回転方向信号の双方が所定時間範囲
   でオフ状態に設定されるようにしたことを特徴とする請
   求項１に記載の車両の操舵装置。
3. 【請求項３】 前記モータ駆動回路が、 前記電子制御ユニットで求められた操舵制御量に対応し
   てデューティの設定されるパルス幅変調信号が出力し、
   前記方向信号でオン・オフ制御するＰＷＭ出力手段と、 前記操舵方向出力手段からの右方向信号と共に反転した
   左方向信号がゲート信号として供給される第１の論理回
   路および前記操舵方向出力手段からの左方向信号と共に
   反転した右方向信号がゲート信号として供給される第２
   の論理回路とを備え、 この第１および第２の論理回路には前記ＰＷＭ出力手段
   からのパルス幅変調信号が供給され、この第１もしくは
   第２の論理回路からの出力信号によって、前記操舵方向
   出力手段からの回転方向信号でオン制御されるスイッチ
   素子の対角位置に設定されるスイッチ素子がオン・オフ
   制御されるようにしたことを特徴とする請求項１または
   ２のいずれかに記載の車両の操舵装置。
4. 【請求項４】 前記ＰＷＭ出力手段が、通常動作時に出
   力パルス幅変調信号のデューティ比を規定される値以下
   に設定する手段を備えると共に、この出力パルス幅変調
   信号のデューティ比に基づいて異常を検出するＰＷＭ信
   号検出手段を備え、このＰＷＭ信号検出手段からの出力
   信号によって前記切換えスイッチ機構が制御されて、異
   常検出時に前記電動モータ電機子の両端が短絡されるよ
   うにしたことを特徴とする請求項３記載の車両の操舵装
   置。
5. 【請求項５】 前記ブリッジ回路の１つのアームを構成
   する直列接続された２つのスイッチ素子それぞれと前記
   電源との間に、それぞれ電流検出用の抵抗を直列接続し
   て設定すると共に、この抵抗それぞれに流れる電流方向
   を検出する電流方向検出手段を備え、前記電動モータに
   流される右方向回転もしくは左方向回転の電流が検出さ
   れるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の車両の操舵装置。