JPH06127408A - 後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リターンスプリングを用いず、かつ、電源系
の異常に対しても後輪を中立位置に復帰できるようにす
る。 【構成】 車載バッテリー５９から第１ヒューズ１０
１，第２ヒューズ１０２を介して接続された第１，第２
電源端子ＩＧＡ，ＩＧＢと、第１電源端子ＩＧＡを介し
て電力を受ける第１後輪舵角センサ２１ａと、第２電源
端子ＩＧＢを介して電力を受ける第２後輪舵角センサ２
１ｂと、第１電源端子ＩＧＡから電力を受け第１マイク
ロプロセッサ１に電力を供給する第１レギュレータ５５
と、第２電源端子ＩＧＢから電力を受けバックアップ用
マイクロプロセッサ３に電力を供給する第２レギュレー
タ５６と、第１マイクロプロセッサ１の異常時または第
１レギュレータの異常時に、第１マイクロプロセッサ１
側からバックアップ用マイクロプロセッサ３側へリレー
７，８を切り換えるセレクタ４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の後輪を操舵する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の前輪操舵に加え、後輪
も操舵させることにより車両の操縦性能を向上させる後
輪操舵装置が開発されている。例えば、特開平３−１４
３７７３号公報には、マイクロプロセッサを使ったコン
トロールユニットで後輪の舵角量を演算し、演算結果に
応じて後輪舵角機構を作動させる。後輪舵角機構はＤＣ
モータで制御している。コントロールユニットに異常が
発生した場合には、ＤＣモータと後輪制御機構間に配置
されたクラッチが開き、後輪舵角機構内に設けられたリ
ターンスプリングにより後輪は中立位置に復帰される。

【０００３】コントロールユニットには、通常、マイク
ロプロセッサの作動のためのＶｃｃ電圧を生成するため
のレギュレータが設置される。このレギュレータはバッ
テリーからの１２Ｖ電圧を５Ｖ程度の定電圧に変換す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車両においては、電動
モータの電力源はバッテリーから得ることになる。車両
のバッテリーの容量には限りがある。そこで、後輪を駆
動する電動モータも省電力であることが望ましい。しか
しながら、異常時の中立復帰にリターンスプリングを設
けると、リターンスプリングのばね力に抗して車輪を操
舵しなくてはならない。このため、従来は、電動モータ
のエネルギーの損失が大きく、通常に比べ大容量のバッ
テリーを積まなければならなかった。バッテリーが大容
量になると、その重量も増え、結果として加速性能や燃
費が悪化することになる。また、リターンスプリングの
ばね力に抗して車輪を操舵すると、制御性が悪くなる。
制御性を良くするには、更に電動モータを大型化しなけ
ればならなかった。

【０００５】そこで、リターンスプリングを用いない後
輪操舵装置が求められていた。しかし、単純に従来の技
術からリターンスプリングを取り除くと、コントロール
ユニットに異常が発生した場合、後輪を中立位置に戻す
ことができなくなる。後輪が左右いずれかの方向に操舵
されたまま放置されると、前輪の操縦性能が低下する。

【０００６】そこで、本発明においては、リターンスプ
リングを用いず、かつ、コントロールユニットの異常に
対しても後輪を中立位置に復帰できるようにすることを
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明においては、モータ；該モータによ
り制御される後輪操舵機構；前記モータを回転させるモ
ータドライバー；前記モータドライバーを制御可能な主
制御手段；前記モータドライバーを制御可能な副制御手
段；前記主制御手段，副制御手段及びモータドライバー
に接続され、主制御手段とモータドライバー間または副
制御手段とモータドライバー間のいずれか一方を接続す
る切換手段；車載のバッテリーから第１ヒューズを介し
て接続された第１電源端子；車載のバッテリーから第２
ヒューズを介して接続された第２電源端子；前記第１電
源端子を介して電力を受け作動し、前記後輪操舵機構の
動作量を検出する第１後輪舵角センサ；前記第２電源端
子を介して電力を受け作動し、前記後輪操舵機構の動作
量を検出する第２後輪舵角センサ；前記第１電源端子か
ら電力を受け前記主制御手段に電力を供給する第１レギ
ュレータ；前記第２電源端子から電力を受け前記副制御
手段に電力を供給する第２レギュレータ；第１レギュレ
ータの異常を検出する電源監視手段；主制御手段の異常
時、または、前記第１レギュレータの異常時に、主制御
手段側から副制御手段側へ切換手段を切り換える選択手
段；を備えた。また、前記主制御手段は車両状態に応じ
て後輪舵角を調整するとともに異常検出時には前記第１
後輪舵角センサの出力値を参照して後輪を中立位置に復
帰させようにした。また、前記副制御手段は第１レギュ
レータの異常時に、第２後輪舵角センサの出力値を参照
して後輪を中立位置に復帰させるようにした。

【０００８】

【作用】上記請求項１の発明によれば、通常は第１レギ
ュレータが主制御手段に電力を与え主制御手段が動作す
る。主制御手段は車両状態に応じて後輪舵角を調整す
る。これにより後輪操舵が行われる。

【０００９】ここで、第１ヒューズが切れた場合や第１
電源端子が外れた場合、第１電源端子に電圧がこなくな
る。したがって、第１後輪舵角センサ、第１レギュレー
タ、および主制御手段が非動作になる。また、第１レギ
ュレータが故障した場合には主制御手段が非動作にな
る。これらのとき、選択手段は主制御手段側から副制御
手段側へ切換手段を切り換える。副制御手段は第２レギ
ュレータから電力を受け作動し、第２後輪舵角センサの
出力を受けて後輪を中立位置に復帰させる。

【００１０】尚、第２ヒューズが切れた場合や、第２電
源端子が外れた場合、第２レギュレータが故障した場合
には主制御回路が正常に動作しているので、後輪が異常
に操舵されることはない。また、第２レギュレータの異
常検出や副制御手段の異常検出に応じて主制御手段が後
輪舵角を中立に移動させるよう制御を変更すればより安
全である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１２】図１に本発明の後輪操舵装置を搭載した車
両の構成を示す。前輪１３，１４は前輪操舵装置１０に
よりステアリングホイール１９の操舵角度に応じて操舵
される。前輪の操舵量は、前輪操舵装置１０のラックの
移動量を検出する第１前輪舵角センサ１７とステアリン
グホイール１９のシャフトに設けられた第２前輪舵角セ
ンサ２０により検出される。第１前輪舵角センサ１７に
は、例えばポテンショメータ等のような、リニアセンサ
を用いている。第２前輪舵角センサ２０には、回転時に
パルスを発するステアリングセンサを用いている。

【００１３】後輪１５，１６は後輪操舵機構１１により
操舵される。後輪操舵機構１１はモータ１２の回転に応
じて動作する。モータ１２の端部には、モータ１２の回
転角度を検出する磁極センサ１８が設けられている。ま
た、後輪１５，１６の実際の舵角を検出するための後輪
舵角センサ２１が設けられている。この後輪舵角センサ
２１は後輪舵角機構１１の内部に内蔵してもよい。

【００１４】車両には、他に、車両の速度を検出する２
系統の第１車速センサ２２，第２車速センサ２３および
車両のヨーレートを測定するヨーレートセンサ２４を備
える。

【００１５】モータ１２は電子制御装置９からの信号に
より制御される。電子制御装置９は、第１前輪舵角セン
サ１７，第２前輪舵角センサ２０，磁極センサ１８，後
輪舵角センサ２１，第１車速センサ２２，第２車速セン
サ２３，ヨーレートセンサ２４のセンサ出力を受け、モ
ータ１２の回転量を定め、モータ１２に制御信号を送り
制御する。

【００１６】後輪操舵機構１１を図２に示す。ここで
は、後輪舵角センサ２１を後輪操舵機構１１内に内蔵し
た例を示す。後輪操舵機構１１には、磁極センサ１８，
モータ１２のモータハウジング４０及び後輪舵角センサ
２１がハウジング３８に固定されるカバー３６上に一体
に設けられている。図３は、図２の後輪操舵機構１１の
背面からみた部分断面図である。ラック軸２５が車両の
進行方向に対して直角に設けられている。ラック軸２５
の両端部はボールジョイント５３を介して車両のナック
ルアームに接続されている。ラック軸２５の両端部はブ
ーツ２８により保護されている。ハウジング３８の図示
右端にはチューブ３９がはめ込まれている。チューブ３
９を用いることでラック軸２５の長さが変わってもハウ
ジング３８を変更せずに対応できる。ラック軸２５には
ラック２６が刻まれている。ラック２６は車両の前後方
向に延びるピニオン２７と噛み合う。ラックガイドカバ
ー３２がハウジング３８に固定され、ラックガイド３１
をラック２６に向けてばね付勢する。ラック２５はラッ
クガイド３１によりピニオン２７側へ押しつけられる。
ピニオン２７は図４に示すようにギヤ２９に焼きばめ
（圧入）により固定される。また、ピニオン２７とギヤ
２９はピン３７により相対回転を阻止する。

【００１７】ギヤ２９の面と平行に後輪舵角センサ２１
が設けられる。後輪舵角センサ２１はポテンショメータ
を内蔵し、軸５４の回転角度を検出する。軸５４には、
レバー３３を介してピン３４が設けられている。ピン３
４は、ギヤ２９に設けられた孔３５にはめ込まれてい
る。これにより、ギヤ２９が回転すると軸５４が回転す
る。ギヤ２９の回転量はラック２５の横移動量に対応す
るため、後輪の舵角量が後輪舵角センサ２１により検出
できる。

【００１８】後輪舵角センサ２１は、図２４に示すよう
に、内部に抵抗体１０７ａ，１０７ｂと、導体１０８
ａ，１０８ｂと、レバー１０６と、摺動子１０５ａ，１
０５ｂを備える。抵抗体１０７ａ，１０７ｂと導体１０
８ａ，１０８ｂは円弧上に配置されている。レバー１０
６は軸５４に固定されており、軸５４の回転とともに移
動する。レバー１０６には、摺動子１０５ａ，１０５ｂ
が固定されている。摺動子１０５ａは導体１０８ａと抵
抗体１０７ａ間を導通する。摺動子１０５ｂは導体１０
８ｂと抵抗体１０７ｂ間を導通する。抵抗体１０７ａ，
１０７ｂは、それぞれ一端に電圧源に、他端がグランド
端子に接続されている。したがって、軸５４の回転にと
もなって、導体１０８ａ，１０８ｂの電圧が変化する。
導体１０８ａ，１０８ｂの電圧を検出することにより、
後輪の舵角を検出することができる。

【００１９】図３に示すように、ギヤ２９はモータ１２
のモータ軸４１の先端に設けられたピニオン３０と噛み
合う。ピニオン３０とギヤ２９は、ハイポイドギヤを構
成する。このハイポイドギヤはモータ１２のモータ軸４
１の回転をギヤ２９の回転として伝えるが、ラック２５
側からギヤ２９を回転させようとしたとき、モータ１２
のモータ軸４１は回転しないように逆効率零になるよう
に設定されている。また、ピニオン３０とギヤ２９は、
減速比を大きくとるようにＨＲＨ（ハイレシオハイポイ
ド）ギヤを形成している。ギヤ比はモータ１２の極数
や、操舵角の分解能等により定められるため、車両によ
って異なるが、本実施例では６７対１に設定されてい
る。

【００２０】モータ１２の断面を図５に示す。モータ軸
４１はモータハウジング４０内に回動可能に固定され
る。回転軸の回りには２極の磁石４２が固定されてい
る。また、モータハウジング４０には、磁石４２に対向
してコア４３が固定されており、コア４３にはモータ巻
線４４が巻かれている。図６に、図５のモータ１２のＡ
−Ａ断面を示す。コア４３には内部に向けて延びる１２
本の突起４３ａが形成されており、モータ巻線４４はこ
の突起４３ａに巻かれる。モータ巻線４４の巻き方を図
７に示す。図７は磁極センサ１８側からモータ巻線４４
をみた図である。モータ巻線４４は６相に巻かれている
が、半分の３相を１系統として、２系統となっている。
巻線４４ａ，４４ｂ，４４ｃを１系統目、巻線４４ｄ，
４４ｅ，４４ｆを２系統目としている。巻線４４ａ，４
４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅおよび４４ｆの一端はそ
れぞれ端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２およびＷ２か
ら出力される。巻線４４ａ，４４ｂ，４４ｃの他端は電
気的に接続されている。また、巻線４４ｄ，４４ｅ，４
４ｆの他端も電気的に接続されている。このように、モ
ータ１２は３相２極２系統のブラシレスモータとなって
いる。このため、１系統が故障により動かなくても、他
の系統によりモータを回転させることができる。

【００２１】また、２系統を同時に作動させれば、パワ
ーが下がることはない。モータ巻線４４はそれぞれの系
統ごとにターミナル４５を介してワイヤーハーネス４６
に接続されている。

【００２２】図５において、モータハウジング４０の一
端は開口端となっており、ここに磁極センサ１８が取付
けられる。基板４９のホルダ４７は、モータハウジング
４０の開口端に固定される。基板４９上には３個のホー
ルＩＣ５０が設けられている。また、モータ１２のモー
タ軸４１の端部にはローター５２が固定される。このロ
ーター５２には磁石５１が設けられている。ホルダ４７
はカバー４８により蓋をされる。磁石５１は、図８に示
すように、２極の円板状に形成されている。基板４９に
は、図９に示すように、３個のホールＩＣ５０が、それ
ぞれ６０度ずつずれて配置されている。３個のホールＩ
Ｃ５０の出力は、後述の電子制御装置９において、磁極
信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣとして使用される。

【００２３】モータ軸４１が回転すると、図１０の磁石
５１回転状態に示すようにホールＩＣ（図示Ａ，Ｂ，
Ｃ）に対して磁石５１が回転し、磁極センサ１８の３本
の出力である磁極信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣが図示のように
ハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）間で変化する。図
１０はモータが時計回り（ＣＷ）に回転している状態を
示す。モータが反時計回り（ＣＣＷ）に回転するときに
は図示右から左へ向かう方向に磁極センサ１８の磁極信
号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣが切り換わる。この磁極信号ＨＡ，
ＨＢ，ＨＣの切り換わりに同期してモータ巻線４４の巻
線電流を切り換えればモータが回転する。モータの回転
時の電流方向については後述する。

【００２４】次に、図１１を参照して電子制御装置９の
詳細を説明する。電子制御装置９は車載のバッテリー５
９に接続されている。バッテリー５９はヒューズを介し
て電源端子ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢに接続されている。ま
た、バッテリー５９は、イグニッションスイッチＩＧＳ
Ｗおよび第１ヒューズ１０１を介して電源端子ＩＧＡに
接続されている。また、バッテリー５９は、イグニッシ
ョンスイッチＩＧＳＷおよび第２ヒューズ１０２を介し
て電源端子ＩＧＢに接続されている。電源端子ＩＧＡ，
ＩＧＢはそれぞれ第１定電圧レギュレータ５５および第
２定電圧レギュレータ５６に接続されている。第１定電
圧レギュレータ５５は定電圧Ｖｃｃ１を出力する。第２
定電圧レギュレータ５６は定電圧Ｖｃｃ２を出力する。

【００２５】電子制御装置９は、第１マイクロプロセッ
サ１，第２マイクロプロセッサ２，バックアップ用マイ
クロプロセッサ３の３つのマイクロプロセッサ（図示Ｃ
ＰＵ）を備える。第１マイクロプロセッサ１，第２マイ
クロプロセッサ２は定電圧Ｖｃｃ１により作動する。バ
ックアップ用マイクロプロセッサ３は定電圧Ｖｃｃ２に
より作動する。前述した第１前輪舵角センサ１７，第２
前輪舵角センサ２０，第１車速センサ２２，第２車速セ
ンサ２３，ヨーレートセンサ２４，磁極センサ１８の出
力はインターフェース５７を介してそれぞれ第１マイク
ロプロセッサ１，第２マイクロプロセッサ２に接続され
ている。また、後輪舵角センサ２１の出力はインターフ
ェース５８を介して第１マイクロプロセッサ１，第２マ
イクロプロセッサ２およびバックアップ用マイクロプロ
セッサ３に接続されている。ここでは、第１前輪舵角セ
ンサ１７の出力をθｆ１，第２前輪舵角センサ２０の出
力をθｆ２，第１車速センサ２２の出力をＶ１，第２車
速センサ２３の出力をＶ２，ヨーレートセンサ２４の出
力をγ，磁極センサ１８の３本の出力をＨＡ，ＨＢ，Ｈ
Ｃ，後輪舵角センサ２１の２本の出力をθｒ１，θｒ２
としている。

【００２６】電子制御装置９には、図２４に示すよう
に、第３定電圧レギュレータ１０３と第４定電圧レギュ
レータ１０４が配置されている。第３定電圧レギュレー
タ１０３は後輪舵角センサ２１の抵抗体１０７ａの一端
に約８Ｖの定電圧を供給する。

【００２７】第４定電圧レギュレータ１０４は後輪舵角
センサ２１の抵抗体１０７ｂの一端に約８Ｖの定電圧を
供給する。抵抗体１０７ａ，１０７ｂの他端は電子制御
装置９の内部でグランド端子に接続されている。後輪舵
角センサ２１の導体１０７ａ，１０７ｂから電子制御装
置９に延びる２本の信号は、それぞれ第１後輪舵角信号
θｒ１，第２後輪舵角信号θｒ２として処理される。こ
のように、抵抗体１０７ａ，導体１０８ａ，摺動子１０
５ａが第１後輪舵角センサ２１ａとして動作し、抵抗体
１０７ｂ，導体１０８ｂ，摺動子１０５ｂが第２後輪舵
角センサ２１ｂとして動作する。

【００２８】前述したように電子制御装置９は３相２系
統のモータ１２を制御する。ここでは２系統のモータを
それぞれＭ１，Ｍ２として説明する。モータＭ１の各相
の端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は電子制御装置９の第１モータ
ドライバー５に接続されている。モータＭ２の各相の端
子Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２は電子制御装置９の第２モータドラ
イバー６に接続されている。

【００２９】ここで、第１モータドライバー５の詳細を
図１２を参照して説明する。第１モータドライバー５は
相切換信号ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，
ＬＢ２１，ＬＣ２１からなる相切換信号群Ｌ１とパルス
幅変調（Pulse Width Modulation) 信号ＰＷＭ１により
制御される。ハイサイド側を制御するための相切換信号
ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１はゲート駆動回路Ｇ１１
に入力される。ゲート駆動回路Ｇ１１はＭＯＳＦＥＴで
あるトランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１をオン
−オフ駆動する。これらのトランジスタＴＡ１１，ＴＢ
１１，ＴＣ１１は、電源端子ＰＩＧＡからパターンヒュ
ーズＰＨ，チョークコイルＴＣおよび過電流保護回路Ｏ
ＣＤＣを介して得られる高電圧を、それぞれモータＭ１
の３相の各端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に接続可能に配置され
ている。一方、ローサイド側を制御するための相切換信
号ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１は、パルス幅変調信号
合成回路ＰＷＭＣＣを介してゲート駆動回路Ｇ２１に接
続されている。パルス幅変調信号合成回路ＰＷＭＣＣは
相切換信号ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１をそれぞれパ
ルス幅変調信号ＰＷＭ１と合成する。ゲート駆動回路Ｇ
２１はＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＴＡ２１，ＴＢ
２１，ＴＣ２１をオン−オフ駆動する。これらのトラン
ジスタＴＡ２１，ＴＢ２１，ＴＣ２１は、モータＭ１の
３相の各端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１とバッテリー５９のグラ
ンド間を接続可能に配置されている。

【００３０】各トランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ
１１，ＴＡ２１，ＴＢ２１，ＴＣ２１には保護用のダイ
オードＤ３〜８がそれぞれ接続されている。尚、過電流
保護回路ＯＣＤＣは過電流を検出した時、パルス幅変調
信号合成回路ＰＷＭＣＣに信号ＯＣＣを送り、パルス幅
変調をカットする。

【００３１】次に、再び図１０を参照してモータＭ１の
回転動作について説明する。相切換信号のパターンは、
磁極信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの状態に応じて表１のように
設定するとモータＭ１は回転する。時計方向の回転（Ｃ
Ｗ）は右切り、反時計方向の回転（ＣＣＷ）は左切りに
設定してある。表１における右回転の順１のように、磁
極信号が（ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ）＝（Ｈ，Ｌ，Ｈ）の場合
を想定する。このとき、相切換信号に（ＬＡ１１，ＬＢ
１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１）＝
（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ）が出力される。この状態は
図１０の図示Ａの範囲の状態を示す。磁極センサ１８の
磁石５１の回転状態に示すように、３つのホールＩＣの
内磁極信号ＨＡとＨＣがハイレベルとなっている。巻線
電流の方向はＵからＶとなり、このときモータが回転し
磁石５１は図示時計方向に回転する。磁石５１が１５度
程回転すると、磁極信号ＨＡがハイレベルからローレベ
ルに切り換わる。これに合わせて相切換信号を（ＬＡ１
１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２
１）＝（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ）に切り換えるとモー
タは連続して回転するようになる。このように、時計方
向の回転（ＣＷ）または反時計方向の回転（ＣＣＷ）を
モータに与えるには、表１の順にしたがって相切換信号
のパターンを切り換えればよい。

【００３２】

【表１】

【００３３】尚、第２モータドライバー６もほぼ同一構
成である。ただし、相切換信号ＬＡ１１，ＬＢ１１，Ｌ
Ｃ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１からなる相切換
信号群Ｌ１の代わりに相切換信号ＬＡ１２，ＬＢ１２，
ＬＣ１２，ＬＡ２２，ＬＢ２２，ＬＣ２２からなる相切
換信号群Ｌ２が入力され、パルス幅変調信号ＰＷＭ１の
代わりにパルス幅変調信号ＰＷＭ２が入力されてモータ
Ｍ２の３相の各端子Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に出力される点で
異なる。

【００３４】図１１において、第１モータドライバー５
は電源端子ＰＩＧＡおよびＩＧＡから電力を得る。第１
モータドライバー５の入力には第１リレー７が接続され
ている。第１リレー７は、第１マイクロプロセッサ１か
ら出力された信号である相切換信号群Ｌ１（Ｌ１は相切
換信号ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ
２１，ＬＣ２１からなる信号群）およびパルス幅変調信
号ＰＷＭ１と、バックアップ用マイクロプロセッサ３か
ら出力された信号である相切換信号群Ｌ３（Ｌ３は相切
換信号ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ
２１，ＬＣ２１からなる信号群）およびパルス幅変調信
号ＰＷＭ３とのいずれか一方を第１モータドライバー５
に出力する。第１リレー７はセレクタ４からの信号Ｓ３
により切り換えられる。同様に、モータＭ２の各相の端
子Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２は電子制御装置９の第２モータドラ
イバー６に接続されている。第２モータドライバー６は
電源端子ＰＩＧＢおよびＩＧＢから電力を得る。第２モ
ータドライバー６の入力には第２リレー８が接続されて
いる。第２リレー８は、第１マイクロプロセッサ１から
出力された信号である相切換信号群Ｌ１およびパルス幅
変調信号ＰＷＭ１と、バックアップ用マイクロプロセッ
サ３から出力された信号である相切換信号群Ｌ３および
パルス幅変調信号ＰＷＭ３とのいずれか一方を第１モー
タドライバー５に出力する。第２リレー８はセレクタ４
からの信号Ｓ４により切り換えられる。

【００３５】第１リレー７と第１モータバライバー５の
間には第３リレー７５が設けられている。この第３リレ
ー７５はブレーキ信号発生回路６７により駆動される。
ブレーキ信号発生回路６７にはセレクタ４からの信号Ｓ
３が入力される。ブレーキ信号発生回路６７は、信号Ｓ
３がハイレベルになったとき、所定時間だけ第３リレー
７５を開とするように働く。信号Ｓ３は、後述するが、
第１マイクロプロセッサ１または第２マイクロプロセッ
サ２のいずれかが異常の場合ハイレベルとなる。リレー
７５を開とすると、モータＭ１にはブレーキがかかる。
第３リレー７５を開とする所定時間はモータＭ１が確実
に停止するだけの時間に設定しておく。

【００３６】同様に、第２リレー８と第２モータバライ
バー６の間には第４リレー７６が設けられ、この第４リ
レー７６はブレーキ信号発生回路６８により駆動され
る。ブレーキ信号発生回路６８にはセレクタ４からの信
号Ｓ４が入力され、信号Ｓ４がハイレベルになったと
き、所定時間だけ第４リレー７６を開とするように働
く。

【００３７】セレクタ４は第１マイクロプロセッサ１か
ら信号Ｓ１を受け、また、第２マイクロプロセッサ２か
ら信号Ｓ２を受け、信号Ｓ３およびＳ４をそれぞれ第１
リレー７，第２リレー８に出力する。信号Ｓ３およびＳ
４はバックアップ用マイクロプロセッサ３にも送られ
る。

【００３８】第２マイクロプロセッサ２は第１マイクロ
プロセッサ１の出力である相切換信号群Ｌ１およびパル
ス幅変調信号ＰＷＭ１を傍受している。また、第２マイ
クロプロセッサ２は第１マイクロプロセッサ１とデータ
送受信している。

【００３９】セレクタ４の構成を図１３に示す。セレク
タ４には電源電圧を監視するコンパレータＣＯＭＰ１が
備えられている。コンパレータＣＯＭＰ１は電源端子Ｉ
ＧＡおよびＩＧＢからダイオードＤ１およびＤ２を介し
て電源電圧を得ている。この電源電圧が抵抗により分圧
されて基準電圧ｒｅｆが生成される。基準電圧ｒｅｆは
前述の定電圧Ｖｃｃ１よりも若干高い電圧に設定されて
いる。本実施例の場合、Ｖｃｃ１は約５Ｖの出力を行
う。そこで、基準電圧ｒｅｆを７Ｖ程度に設定してい
る。コンパレータＣＯＭＰ１はこの基準電圧ｒｅｆと定
電圧Ｖｃｃ１の電圧値を比較する。定電圧Ｖｃｃ１の電
圧値が正常であれば、コンパレータＣＯＭＰ１はローレ
ベルの電圧を出力する。定電圧Ｖｃｃ１の電圧値が基準
電圧ｒｅｆ以上に高くなるとコンパレータＣＯＭＰ１は
ハイレベルの電圧を出力する。コンパレータＣＯＭＰ１
の出力は反転されてアンド回路ＡＮＤ１およびアンド回
路ＡＮＤ２に入力される。第１マイクロプロセッサ１か
らの出力Ｓ１と第２マイクロプロセッサ２からの出力Ｓ
２も同様に反転されアンド回路ＡＮＤ１およびアンド回
路ＡＮＤ２に入力される。第１マイクロプロセッサ１の
出力Ｓ１は第１マイクロプロセッサ１内で異常判定が行
われたときハイレベルとなり、それ以外はローレベルと
なる。また、第２マイクロプロセッサ２の出力Ｓ２は第
２マイクロプロセッサ２内で異常判定が行われたときハ
イレベルとなり、それ以外はローレベルとなる。したが
って、アンド回路ＡＮＤ１の出力Ｓ３は、定電圧Ｖｃｃ
１の値が異常上昇したとき、第１マイクロプロセッサ１
が異常判定したとき、または、第２マイクロプロセッサ
２が異常判定したとき、信号Ｓ３およびＳ４はローレベ
ルとなる。第１リレー７は信号Ｓ３がローレベルのとき
バックアップ用マイクロプロセッサ３側に切り換わる。
また、第２リレー８は信号Ｓ４がローレベルのときバッ
クアップ用マイクロプロセッサ３側に切り換わる。定電
圧Ｖｃｃ１，第１マイクロプロセッサ１，第２マイクロ
プロセッサ２共に正常のときには信号Ｓ３およびＳ４は
ハイレベルとなる。第１リレー７は信号Ｓ３がハイレベ
ルのとき第１マイクロプロセッサ１側に切り換わる。ま
た、第２リレー８は信号Ｓ４がハイレベルのとき第１マ
イクロプロセッサ１側に切り換わる。これにより、定電
圧Ｖｃｃ１，第１マイクロプロセッサ１，第２マイクロ
プロセッサ２等のシステムが正常のときには、第１モー
タドライバー５，第２モータドライバー６は第１マイク
ロプロセッサ１からの相切換信号群Ｌ１およびパルス幅
変調信号ＰＷＭ１に応じてモータＭ１，Ｍ２を回転させ
る。また、システムに異常が発生したときには、第１モ
ータドライバー５，第２モータドライバー６はバックア
ップ用マイクロプロセッサ３からの相切換信号群Ｌ３お
よびパルス幅変調信号ＰＷＭ３に応じてモータＭ１，Ｍ
２を回転させる。よって、システム異常時にもバックア
ップ用マイクロプロセッサ３によりモータの制御ができ
る。バックアップ用マイクロプロセッサ３の電源には定
電圧Ｖｃｃ２を使っているので、定電圧Ｖｃｃ１が異常
時でもモータ制御が可能である。また、定電圧Ｖｃｃ２
が異常のときには、第１マイクロプロセッサ１でモータ
制御ができる。

【００４０】次に、第１マイクロプロセッサ１および第
２マイクロプロセッサ２の構成を図１４に示す。第１マ
イクロプロセッサ１と第２マイクロプロセッサ２はほぼ
同一の構成をしており、第１マイクロプロセッサ１の出
力信号が第１リレー７，第２リレー８に送られる点にお
いて異なる。以下、第１マイクロプロセッサ１の構成に
ついて説明する。第１マイクロプロセッサ１の制御はブ
ロック図で表すと、目標舵角演算部６０，モータサーボ
制御部６１，相切換制御部６２，磁極センサ異常判定部
６３，オープン制御部６４，第２マイクロプロセッサ監
視部６５およびスイッチＳＷ１からなる。尚、第２マイ
クロプロセッサ２の制御も同様にブロック図で表すと、
目標舵角演算部６６，モータサーボ制御部７０，相切換
制御部７１，磁極センサ異常判定部７２，オープン制御
部７３，第１マイクロプロセッサ監視部７４およびスイ
ッチＳＷ２からなる。

【００４１】目標舵角演算部６０はヨーレート値γ，車
速Ｖおよびステアリング角θｓから目標舵角値ＡＧＬＡ
を求める。図示していないが、車速Ｖは２つの車速セン
サ２２，２３の出力値Ｖ１，Ｖ２から求める。このと
き、２つの車速値の平均を車速Ｖとしてもよいし、２つ
の車速値の内最大値を車速Ｖとしてもよい。車速を２系
統で検出することにより、車速センサの異常を検出する
ことができる。また、図示していないが、前輪舵角θｓ
は２つの前輪舵角センサ１７，２０の出力値θｆ１，θ
ｆ２から求める。通常は第１前輪舵角センサ１７にポテ
ンショメータを用いるが、ポテンショメータは精度が荒
い。また、第２前輪舵角センサ２０にステアリングセン
サを用いると、舵角量を精度よく検出できるが、初期舵
角量を検出することができない。そこで、第１前輪舵角
センサ１７で第２舵角センサ２０の出力の中立点を求
め、中立点を求めた後は第２前輪舵角センサ２０の出力
をステアリング角θｓとする。

【００４２】目標舵角演算部６０の制御ブロック図を図
１５に示す。ステアリングゲイン設定部８２およびヨー
レートゲイン設定部８３は車速Ｖの値に応じてそれぞれ
ステアリングゲインＫ１（Ｖ），ヨーレートゲインＫ２
（Ｖ）を設定する。積算部８４はステアリングゲインＫ
１（Ｖ）とステアリング角θｓとを積算し、ステアリン
グ制御量θ２を得る。積算部８５はヨーレートゲインＫ
２（Ｖ）とヨーレートγとを積算し、ヨーレート制御量
θ３を得る。一方、逆相量設定部８１はステアリング角
θｓから逆相制御量θ１を得る。加算部８７は逆相制御
量θ１，ステアリング制御量θ２およびヨーレート制御
量θ３を加算し目標舵角ＡＧＬＡを得る。

【００４３】ここで、逆相量設定部８１はステアリング
角θｓが約２００度以下の場合には逆相制御量θ１を零
とし、ステアリング角θｓが約２００度以上となったと
き所定のゲインをかけるよう設定している。これによ
り、運転者がステアリングホイール１９を大きく回した
場合、目標舵角ＡＧＬＡは逆相になり、車両は小回りが
きくようになる。尚、高速走行中はステアリングホイー
ル１９を２００度以上回すことはないので、高速走行中
には後輪は逆相になることはない。

【００４４】ステアリングゲイン設定部８２はステアリ
ングゲインＫ１（Ｖ）を、車速が例えば３０Km/h以下で
は零とし、３０〜４０Km/h程度で負の値とし、４０Km/h
以上で正の値とする。また、ヨーレートゲイン設定部８
３はヨーレートゲインＫ２（Ｖ）を、車速が例えば３０
Km/h以下では零とし、３０〜４０Km/h程度以上で正の値
とする。尚、具体的な数値は車両により異なる。これに
より、約３０Km/hの低速走行中には後輪の舵角制御量を
前述の逆相制御量θ１のみとし、高車速になるとステア
リング角とヨーレートの量に応じた同相制御を行う。こ
こで、ステアリングゲインＫ１（Ｖ）を３０〜４０Km/h
程度で負の値とするのは、走行中の操舵時に一瞬だけ逆
相制御し、その後同相にする（ヨーレートが出始めると
同相に戻る）位相反転制御を行うためである。尚、ヨー
レート制御量θ３は、操舵フィーリングを増すために、
所定量以上でリミッタをかけるようにしてもよい。

【００４５】図１６にモータサーボ制御部６１の制御ブ
ロック図を示す。微分部９０は目標舵角値ＡＧＬＡを微
分し、微分値ＳＡＧＬＡを得る。微分ゲイン設定部９１
は目標舵角値の微分値ＳＡＧＬＡから微分ゲインＹＴＤ
ＩＦＧＡＩＮを求める。ここでは微分値ＳＡＧＬＡの絶
対値から微分ゲインＹＴＤＩＦＧＡＩＮを得る。微分値
ＳＡＧＬＡの絶対値が０．１２ｄｅｇ以下の場合には微
分ゲインは０に、微分値ＳＡＧＬＡの絶対値が０．４８
ｄｅｇ以上の場合には微分ゲインは４に設定され、微分
値ＳＡＧＬＡの絶対値が０．１２〜０．４８ｄｅｇの場
合には微分ゲインは０〜４の値になる。モータＭ１の回
転角度θｍは磁極センサ１８の出力から得る。図示して
いないが、モータ回転角度θｍは磁極センサ１８の出力
値ＨＡ，ＨＢ，ＨＣと後輪舵角センサ２１の出力値θｒ
から求める。通常は後輪舵角センサ２１にポテンショメ
ータを用いるが、ポテンショメータは精度が荒い。ま
た、磁極センサ１８は舵角量を精度よく検出できるが、
初期舵角量を検出することができない。そこで、後輪舵
角センサ２１のいずれかの出力，または平均値で磁極セ
ンサ１８の中立点を求め、中立点を求めた後は磁極セン
サ１８の出力変化からモータ回転角度θｍを求めてい
る。回転角度θｍはバッファ１００を介して実舵角値Ｒ
ＡＧＬとして減算部９２に与えられる。減算部９２は目
標舵角値ＡＧＬＡから実舵角値ＲＡＧＬを減算し、舵角
偏差ΔＡＧＬを求める。この舵角偏差ΔＡＧＬは偏差舵
角不感帯付与部９３を介して処理される。偏差舵角不感
帯付与部９３は舵角偏差ΔＡＧＬの絶対値が所定値Ｅ２
ＰＭＡＸ以下の場合に舵角偏差値ＥＴＨ２を０として処
理するものであり、舵角偏差ΔＡＧＬの値が小さいと
き、制御を停止させるものである。得られた舵角偏差値
ＥＴＨ２は比例部９６および微分部９４に送られる。比
例部９６は舵角偏差値ＥＴＨ２を所定の比例ゲインだけ
積算し、比例項ＰＡＧＬＡを得る。また、微分部９４は
舵角偏差値ＥＴＨ２を微分し、舵角偏差微分値ＳＥＴＨ
２を得る。舵角偏差微分値ＳＥＴＨ２と前述の微分ゲイ
ンＹＴＤＩＦＧＡＩＮとが積算部９５により積算され、
微分項ＤＡＧＬＡが得られる。比例項ＰＡＧＬＡと微分
項ＤＡＧＬＡは加算部９７により加算され舵角値ＨＰＩ
Ｄが得られる。舵角値ＨＰＩＤは偏差舵角リミッタ９８
によりリミッタがかけられる。偏差舵角リミッタ９８は
制御量ＡＮＧが舵角値ＨＰＩＤに比例して与えられ、か
つ、制御量が１．５ｄｅｇ以上または−１．５ｄｅｇ以
下にならないように、制御量ＡＮＧを与える。制御量Ａ
ＮＧはパルス幅変調変換部９９にてパルス幅変調信号に
変換され、第１モータドライバー５に送られる。第１モ
ータドライバー５はパルス幅変調信号に応じてモータＭ
１を回転させる。このように、モータＭ１はサーボ制御
される。また、舵角偏差はＰＤ制御される。この内、微
分項の微分ゲインは目標舵角値の微分値に応じて変更さ
れる。微分ゲインは目標舵角値の微分値が小さいとき０
となり、制御は比例項のみによりなされる。尚、上記Ｐ
Ｄ制御に積分項を追加するようにしても構わない。ま
た、モータＭ１の回転角度は電源電圧の変動によっても
変化するので、バッテリー電圧を測定し、バッテリー電
圧に応じて制御量ＡＧＬを補正するようにしてもよい。

【００４６】第１マイクロプロセッサ１の磁極センサ信
号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの入力端子には、図１７に示すよう
に、第１マイクロプロセッサ１の割込み端子と通常入力
端子を使用している。磁極センサ信号ＨＡ，ＨＢはイク
スクルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ１の入力端子に接続され
ている。磁極センサ信号ＨＣとイクスクルーシブＯＲ回
路ＥＸＯＲ１の出力端子はイクスクルーシブＯＲ回路Ｅ
ＸＯＲ２の入力端子に接続されている。磁極センサ信号
ＨＡ，ＨＢ，ＨＣのうちいずれか１つに変化があると、
イクスクルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ２の出力が変化す
る。

【００４７】磁極センサ信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣのうちい
ずれか１つに変化があると、第１マイクロプロセッサ１
は、図１８に示すような、磁極センサ信号エッジ割り込
みルーチンを実行する。この磁極センサ信号エッジ割り
込みルーチンは磁極センサ信号を認識するとともに、図
１４の磁極センサ異常判定部６３の機能を果たしてい
る。ここでは、割り込みがある度に、磁極センサ信号の
状態を読み、今回値として記憶すると共に、今まで記憶
していた今回値を前回値として更新する処理を行う。図
１８において、ステップ２００では、今まで記憶してい
た磁極センサ信号を前回値として更新する。次に、ステ
ップ２０１にて、磁極センサ信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの入
力端子の状態を読み、今回値として記憶する。次に、ス
テップ２０２にて、表２に示すマップから前回予測値を
読みだす。磁極センサ１８は、後述するが、磁極センサ
信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣのうちいずれか１つが順に変化す
るよう構成されている。したがって、前回値と今回値に
対して、ＨＡ，ＨＢ，ＨＣのうちのいずれか１つの極性
が変化したものになるはずである。表２のマップの前回
予測値には今回値に対してありうる状態の全て記憶され
ている。具体的には、今回値が（ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ）＝
（Ｌ，Ｌ，Ｈ）であったとき、前回予測値は（Ｈ，Ｌ，
Ｈ）または（Ｌ，Ｈ，Ｈ）となる。図１８のステップ２
０３ではこの前回予測値と実際の前回値とを比較する。
磁極センサ１８が正常に機能しておれば、前回予測値と
前回値は一致するはずである。前回予測値と前回値は一
致しておれば、ステップ２０４で異常フラグＦａｂｎを
０とする。また、前回予測値と前回値は一致していなけ
れば、ステップ２０５で異常フラグＦａｂｎを１とす
る。

【００４８】この後、磁極センサ信号エッジ割り込みル
ーチンを終了する。これにより、以後の処理において
は、異常フラグＦａｂｎが１となっていれば、磁極セン
サ１８に異常があったことがわかる。

【００４９】

【表２】

【００５０】図１４における相切換制御部６２の動作を
示すフローチャートを図１９に示す。ステップ２１０で
は、前述の異常フラグＦａｂｎが１となっていれば以下
の処理をスキップする。つまり、磁極センサ１８の異常
時には相切換制御ルーチンを実施しない。ステップ２１
１で、前述の磁極センサ信号のエッジ割り込みがあった
か否かを判定する。割り込みがあった場合、ステップ２
１２〜２１４にて、時計方向の回転をすべきであれば方
向フラグＤＩに値ＣＷをセットし、反時計方向の回転を
すべきであれば方向フラグＤＩに値ＣＣＷをセットす
る。次に、ステップ２１５にて、下記の表３のマップに
基づき相切換信号パターンをセットする。

【００５１】相切換信号は６ビット信号であり、各ビッ
トは下記の表４のように定められている。各ビットはハ
イレベル「Ｈ」とローレベル「Ｌ」を取りうる。ステッ
プ２１５では、今まで出力していた相切換パターンと方
向フラグＤＩの状態から次回の相切換パターンを設定す
る。例えば、現状値が（ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１
１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１）＝（Ｈ，Ｌ，Ｌ，
Ｌ，Ｈ，Ｌ）であって、ＤＩ＝ＣＷ（時計方向の回転）
であれば、次回値として（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ）を
セットする。設定された相切換パターンは第１マイクロ
プロセッサ１においては相切換信号群Ｌ１として出力さ
れる。尚、第２マイクロプロセッサ２においては相切換
信号群Ｌ２として出力される。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】図１４におけるオープン制御部６４の動作
を示すフローチャートを図２０に示す。ステップ２２０
では、前述の異常フラグＦａｂｎが０となっていれば以
下の処理をスキップする。つまり、磁極センサ１８の正
常時にはオープン制御ルーチンを実施しない。したがっ
て、磁極センサ１８の正常時には上述の相切換制御ルー
チンが実施され、磁極センサ１８の異常時には本オープ
ン制御ルーチンが実施される。このオープン制御ルーチ
ンではオープン制御実施中フラグＦｏｐ１およびタイマ
ーＴを使用する。タイマーＴに所定時間をセットする
と、その後タイマーＴは次第にデクリメントされ、所定
時間後に０となる。オープン制御実施中フラグＦｏｐ１
は初期状態で０にセットされている。ステップ２２１で
は、オープン制御実施中フラグＦｏｐ１の状態を判断
し、オープン制御実施中フラグＦｏｐ１が０であると、
次にステップ２２２にて、タイマーＴを所定時間（例え
ば１秒）にセットする。そして、タイマーＴが０以下に
なるまでの間、ステップ２２４にて、相切換パターンに
モータブレーキパターンがセットされる。モータブレー
キパターンは、（ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ
２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１）＝（Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，
Ｈ）、（ＬＡ１２，ＬＢ１２，ＬＣ１２，ＬＡ２２，Ｌ
Ｂ２２，ＬＣ２２）＝（Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｈ）に設
定される。所定時間を経過すると、ステップ２２５に
て、オープン制御実施中フラグＦｏｐ１が１にセットさ
れる。次に、この状態でタイマーＴは０以下であるの
で、ステップ２２７にて表５に示すマップから次回の相
切換パターンをセットする。次に、ステップ２２８にて
タイマーＴを再びセットする。ステップ２２６ではタイ
マーＴが０以下のときのみステップ２２７を実行させる
ので、ステップ２２７はタイマーＴに設定された所定時
間毎に実行される。ステップ２２７において、次回値は
現状の相切換パターン及び後輪舵角センサ２１の出力す
る後輪舵角値θｒ１と所定値Ａ１との比較結果に応じて
設定される。Ａ１は零に近い値（例えば０．５度）に設
定してある。例えば、現状の相切換パターンが（ＬＡ１
１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２
１）＝（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ）であり、後輪舵角値
θｒが−１度であった場合には、次回の相切換パターン
は（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ）となる。表５のマップ
は、後輪舵角値が負の場合は右回転するように、後輪舵
角値が正の場合は左回転するように、設定してある。い
ずれの場合にも後輪舵角の絶対値が零に近づくように作
用する。後輪舵角の絶対値が所定値Ａ１以下となると、
相切換パターンは（Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ）となる。
このパターンの場合、モータ１２は停止する。よって、
オープン制御ルーチンでは、後輪舵角が零になり中立復
帰するように相切換パターンを制御する。

【００５５】

【表５】

【００５６】次に、図１４の第２マイクロプロセッサ監
視部６５の動作を示すフローチャートを図２１に示す。
第１マイクロプロセッサ１では自分で計算したパルス幅
変調信号（ＰＷＭ１），相切換信号（相切換信号群Ｌ
１），回転方向（ＤＩ１）を有する。また、第２マイク
ロプロセッサ２から通信により、第２マイクロプロセッ
サ２で計算したパルス幅変調信号（ＰＷＭ２），相切換
信号（相切換信号群Ｌ２），回転方向（ＤＩ２）を得
る。これらを相互比較することにより、第１マイクロプ
ロセッサ１または第２マイクロプロセッサ２の異常を検
出する。まず、ステップ２３０ではパルス幅変調信号の
差の絶対値を計算し、所定値Ａ２より小さいか否かを判
断する。所定値Ａ２は第１マイクロプロセッサ１，第２
マイクロプロセッサ２での考えられる計算誤差幅から予
め定められている。ステップ２３１では相切換信号が一
致しているか否かを判断する。また、ステップ２３２で
は回転方向が一致しているか否かを判断する。判断の結
果、第１マイクロプロセッサ１と第２マイクロプロセッ
サ２との間で、パルス幅変調信号の差が小さく、相切換
信号が一致しており、かつ、回転方向が一致している場
合、第１マイクロプロセッサ１，第２マイクロプロセッ
サ２共正常であると判断し、信号Ｓ１をローレベルとす
る。また、いずれかに不一致があった場合、信号Ｓ１を
ハイレベルとする。信号Ｓ１がハイレベルになると、前
述したセレクタ４はリレーを駆動して第１リレー７，第
２リレー８を第１マイクロプロセッサ１側からバックア
ップ用マイクロプロセッサ３側へ切り換える。

【００５７】第２マイクロプロセッサ２の第１マイクロ
プロセッサ監視部７４も第１マイクロプロセッサ１の第
２マイクロプロセッサ監視部６５とほぼ同一の動作を行
う。

【００５８】図２２に第１マイクロプロセッサ監視部７
４の動作を示すフローチャートを示す。判断を行うステ
ップ２４０〜２４２は、第１マイクロプロセッサ１の第
２マイクロプロセッサ監視部６５のステップ２３０〜２
３２と同一である。判断の結果、第１マイクロプロセッ
サ１と第２マイクロプロセッサ２との間で、パルス幅変
調信号の差が小さく、相切換信号が一致しており、か
つ、回転方向が一致している場合、第１マイクロプロセ
ッサ１，第２マイクロプロセッサ２共正常であると判断
し、信号Ｓ２をローレベルとする。また、いずれかに不
一致があった場合、信号Ｓ２をハイレベルとする。信号
Ｓ２がハイレベルになると、前述したセレクタ４はリレ
ーを駆動して第１リレー７，第２リレー８を第１マイク
ロプロセッサ１側からバックアップ用マイクロプロセッ
サ３側へ切り換える。

【００５９】図２３にバックアッププロセッサ３の動作
を示すフローチャートを示す。まず、ステップ２５０に
て、信号Ｓ３またはＳ４がハイレベルになるまで待機す
る。

【００６０】信号Ｓ３またはＳ４がハイレベルになる
と、次に、ステップ２５１で、タイマーＴが０以下にな
るまでの待機する。タイマーＴは時間毎にカウントダウ
ンされるタイマーであり、最初は所定値に設定されてい
る。タイマーＴが０以下になると、ステップ２５２に
て、表６に示すマップから次回の相切換パターンをセッ
トする。次に、ステップ２５３にてタイマーＴを所定時
間（例えば１秒）にセットする。ステップ２５１ではタ
イマーＴが０以下のときのみステップ２５２を実行させ
るので、以後、ステップ２５２はタイマーＴに設定され
た所定時間毎に実行される。ステップ２５２において、
次回値は現状の相切換パターン及び後輪舵角センサ２１
の出力する後輪舵角値θｒ２と所定値Ａ１との比較結果
に応じて設定される。表６では、前述のオープン制御部
６４にて使用したものと同一のパターンを使用してい
る。したがって、バックアッププロセッサ３の制御にお
いても、後輪舵角が零になり中立復帰するように相切換
パターンが制御される。尚、信号Ｓ３またはＳ４がハイ
レベルになると、前述のブレーキ信号発生回路６７，６
８及び第３，第４リレー７５，７６を用いたハードウェ
ア構成により所定時間だけモータＭ１，Ｍ２にブレーキ
がかかる。その後、バックアッププロセッサ３による中
立復帰が行われることになる。

【００６１】

【表６】

【００６２】尚、本実施例においては、ブラシレスモー
タの回転センサとして、磁極センサ１８を使用している
が、発光ダイオードを利用した光パルス式のセンサ等の
エンコーダを用いても構わない。

【００６３】本実施例においては、抵抗体１０７ａ，導
体１０８ａ，摺動子１０５ａから第１後輪舵角センサ２
１ａを構成している。また、抵抗体１０７ｂ，導体１０
８ｂ，摺動子１０５ｂから第２後輪舵角センサ２１ｂを
構成している。このように、本実施例では、後輪舵角セ
ンサ２１内を２系統とし、独立した２本の後輪舵角信号
を得たが、後輪舵角センサ自体を２個用意し、それぞれ
の出力を第１後輪舵角信号θｒ１，第２後輪舵角信号θ
ｒ２として処理してもよい。

【００６４】本実施例においては、モータ１２と、モー
タ１２により制御される後輪操舵機構１１と、モータ１
２を回転させるモータドライバー５，６と、モータドラ
イバー５，６を制御可能な主制御手段である第１マイク
ロプロセッサ１と、モータドライバー５，６を制御可能
な副制御手段であるバックアップ用マイクロプロセッサ
３と、第１マイクロプロセッサ１，バックアップ用マイ
クロプロセッサ３及びモータドライバー５，６に接続さ
れ、第１マイクロプロセッサ１とモータドライバー５，
６間またはバックアップ用マイクロプロセッサ３とモー
タドライバー５，６間のいずれか一方を接続する切換手
段であるリレー７，８と、車載のバッテリー５９から第
１ヒューズ１０１を介して接続された第１電源端子ＩＧ
Ａと、車載のバッテリー５９から第２ヒューズ１０２を
介して接続された第２電源端子ＩＧＢと、第１電源端子
ＩＧＡを介して電力を受け作動し、後輪操舵機構１１の
動作量を検出する第１後輪舵角センサ２１ａと、第２電
源端子ＩＧＢを介して電力を受け作動し、後輪操舵機構
１１の動作量を検出する第２後輪舵角センサ２１ｂと、
第１電源端子ＩＧＡから電力を受け第１マイクロプロセ
ッサ１に電力を供給する第１レギュレータ５５と、第２
電源端子ＩＧＢから電力を受けバックアップ用マイクロ
プロセッサ３に電力を供給する第２レギュレータ５６
と、第１レギュレータ５５の異常を検出する電源監視手
段であるセレクタ４内のコンパレータＣＯＭＰ１と、第
１マイクロプロセッサ１の異常時、または、前記第１レ
ギュレータの異常時に、第１マイクロプロセッサ１側か
らバックアップ用マイクロプロセッサ３側へリレー７，
８を切り換える選択手段であるセレクタ４とを備えてい
る。また、第１マイクロプロセッサ１は車両状態に応じ
て後輪舵角を調整するとともに異常検出時には第１後輪
舵角センサ２１ａの出力値を参照して後輪を中立位置に
復帰させている。また、第１マイクロプロセッサ１は第
１レギュレータ５５の異常時に、第２後輪舵角センサ２
１ｂの出力値を参照して後輪を中立位置に復帰させてい
る。

【００６５】これによれば、通常は第１レギュレータ５
５が第１マイクロプロセッサ１に電力を与え第１マイク
ロプロセッサ１が動作する。第１マイクロプロセッサ１
は車両状態に応じて後輪舵角を調整する。これにより４
輪操舵が行われる。

【００６６】ここで、第１ヒューズ１０１が切れた場合
や第１電源端子ＩＧＡが外れた場合、第１電源端子ＩＧ
Ａに電圧がこなくなる。したがって、第１電源端子ＩＧ
Ａから電力を受ける第１後輪舵角センサ２１ａ、第１レ
ギュレータ５５、及び第１マイクロプロセッサ１が非動
作になる。また、第１レギュレータ５５が故障した場
合、第１マイクロプロセッサ１が非動作になる。これら
のとき、セレクタは第１マイクロプロセッサ１側からバ
ックアップ用マイクロプロセッサ３側へリレー７，８を
切り換える。バックアップ用マイクロプロセッサ３は第
２レギュレータ５６から電力を受け作動し、第２後輪舵
角センサ２１ｂの出力を受けて後輪を中立位置に復帰さ
せる。

【００６７】尚、第２ヒューズ１０２が切れた場合や、
第２電源端子ＩＧＡが外れた場合、第２レギュレータ５
６が故障した場合には主制御回路が正常に動作している
ので、後輪が異常に操舵されることはない。また、第２
レギュレータ５６の異常検出やバックアップ用マイクロ
プロセッサ３の異常検出に応じて第１マイクロプロセッ
サ１が後輪舵角を中立に移動させるよう制御を変更すれ
ばより安全である。

【００６８】よって、電源系の故障が発生しても、リタ
ーンスプリングを使用せずに後輪舵角を中立位置に復帰
できる。したがって、後輪操舵機構１１にリターンスプ
リングが不要となる。これにより、モータ１２の駆動ト
ルクを小さくでき、小型化ができる。また、操舵速度を
速くすることができる。

【００６９】尚、本実施例では切換手段としてリレーを
用いたが、トランジスタ等で電子的スイッチを構成する
ようにしてもよい。

【００７０】

【発明の効果】請求項１に記載された本発明によれば、
電源系の故障が発生した場合でも、リターンスプリング
を用いず、後輪を中立位置に復帰できる。したがって、
後輪操舵機構にリターンスプリングが不要となる。これ
により、モータの駆動トルクを小さくでき、小型化がで
きる。また、操舵速度を速くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成図

【図２】本発明の実施例に使用する後輪操舵機構の正面
図

【図３】図２の後輪操舵機構の部分断面図

【図４】図２の後輪操舵機構の断面図

【図５】本発明の実施例に使用するモータの断面図

【図６】本発明の実施例に使用するモータの断面図

【図７】図５，６のモータの巻線説明図

【図８】本発明の実施例に使用する磁石の正面図

【図９】本発明の実施例に使用する磁極センサの基板の
正面図

【図１０】本発明のブラシレスモータの作動説明図

【図１１】本発明の実施例に使用する電子制御装置の回
路構成図

【図１２】図１１の電子制御装置のドライバーの回路構
成図

【図１３】図１１の電子制御装置のセレクタの回路構成
図

【図１４】図１１の電子制御装置のマイクロプロセッサ
の機能ブロック図

【図１５】図１４のマイクロプロセッサの目標舵角演算
部の機能ブロック図

【図１６】図１４のマイクロプロセッサのモータサーボ
制御部の機能ブロック図

【図１７】図１１の電子制御装置の磁極センサ入力回路
の回路構成図

【図１８】図１４の磁極センサ異常判定部のフローチャ
ート

【図１９】図１４の相切換制御部のフローチャート

【図２０】図１４のオープン制御部のフローチャート

【図２１】図１４の第２マイクロプロセッサ監視部のフ
ローチャート

【図２２】図１４の第１マイクロプロセッサ監視部のフ
ローチャート

【図２３】図１１のバックアップ用マイクロプロセッサ
のフローチャート

【図２４】本発明の実施例に使用する後輪舵角センサの
回路配線図

【符号の説明】

１ 第１マイクロプロセッサ（主制御手段） ２ 第２マイクロプロセッサ ３ バックアップ用マイクロプロセッサ（副制御手段） ４ セレクタ（選択手段） ５，６ 第１，第２モータドライバー（モータドライバ
ー） ７，８ 第１，第２リレー（切換手段） ９ 電子制御装置 １０ 前輪操舵装置 １１ 後輪操舵機
構 １２ モータ １３，１４ 前輪 １５，１６ 後輪 １７，２０ 第１，第２前輪舵角センサ １８ 磁極センサ １９ ステアリングホイール ２１ 後輪舵角センサ ２１ａ 第１後輪舵角センサ ２１ｂ 第２後輪
舵角センサ ２２，２３ 第１，第２車速センサ ２４ ヨーレートセンサ ２５ ラック軸 ２６ ラック ２７ ピニオン ２８ ブーツ ２９ ギヤ ３０ ピニオン ３１ ラックガイ
ド ３２ ラックガイドカバー ３３ レバー ３４ ピン ３５ 孔 ３６ カバー ３７ ピン ３８ ハウジング ３９ チューブ ４０ モータハウジング ４１ モータ軸 ４２ 磁石 ４３ コア ４３ａ 突起 ４４ モータ巻線 ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ 巻
線 ４５ ターミナル ４６ ワイヤーハ
ーネス ４７ ホルダ ４８ カバー ４９ 基板 ５０ ホールＩＣ ５１ 磁石 ５２ ローター ５３ ボールジョイント ５４ 軸 ５５，５６ 第１，第２レギュレータ ５７，５８ インターフェース ５９ バッテリー ６０，６６ 目標舵角演算部 ６１，７０ モー
タサーボ制御部 ６２，７１ 相切換制御部 ６３，７２ 磁極センサ異常判定部 ６４，７３ オープン制御部 ６５ 第２マイクロプロセッサ監視部 ６７，６８ ブレーキ信号発生回路 ７４ 第１マイクロプロセッサ監視部 ７５，７６ 第３，第４リレー ８１ 逆相量設定部 ８２ ステアリン
グゲイン設定部 ８３ ヨーレートゲイン設定部 ８４，８５，９５
積算部 ８７，９７ 加算部 ９０，９４ 微分
部 ９１ 微分ゲイン設定部 ９２ 減算部 ９３ 偏差舵角不感帯付与部 ９６ 比例部 ９８ 偏差舵角リミッタ ９９ パルス幅変
調変換部 １００ バッファ １０１ 第１ヒューズ １０２ 第２ヒュ
ーズ １０３，１０４ 第３，第４レギュレータ １０５ａ，１０５ｂ 摺動子 １０６ レバー １０７ａ，１０７ｂ 抵抗体 １０８ａ，１０８
ｂ 導体 ＡＧＬＡ 目標舵角値 ＡＮＤ１，ＡＮＤ
２ アンド回路 ＡＮＧ 制御量 ＣＯＭＰ１ コンパレータ（電源監視手段） Ｄ１〜８ ダイオード ＤＡＧＬＡ 微分
項 Ｅ２ＰＭＡＸ以下 所定値 ＥＴＨ２ 舵角偏
差値 ＥＸＯＲ１，ＥＸＯＲ２ イクスクルーシブＯＲ回路 Ｇ１１，Ｇ２１ ゲート駆動回路 ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ
磁極信号 ＨＰＩＤ 舵角値 ＩＧＡ 第１電源端子 ＩＧＢ 第２電源
端子 ＩＧＳＷ イグニッションスイッチ Ｋ１（Ｖ） ステ
アリングゲイン Ｋ２（Ｖ） ヨーレートゲイン Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
相切換信号群 ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，
ＬＣ２１ 相切換信号 Ｍ１，Ｍ２ モータ ＯＣＤＣ 過電流
保護回路 ＰＡＧＬＡ 比例項 ＰＨ パターンヒ
ューズ ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢ 電源端子 ＰＷＭ１，ＰＷＭ２ パルス幅変調信号 ＲＡＧＬ 実舵角値 ＰＷＭＣＣ パルス幅変調信号合成回路 ｒｅｆ 基準電圧 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６ 信号 ＳＡＧＬＡ 微分値 ＳＥＴＨ２ 舵角
偏差微分値 ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ ＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１，ＴＡ２１，ＴＢ２１，
ＴＣ２１ トランジスタ ＴＣ チョークコイル Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２ 端子 Ｖ 車速 Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ
２ 定電圧 ＹＴＤＩＦＧＡＩＮ 微分ゲイン ΔＡＧＬ 舵角偏
差 γ ヨーレート値 θ１ 逆相制御量 θ２，θ３ ステアリング制御量 θｍ 回転角度 θｒ１ 第１後輪舵角信号 θｒ２ 第２後輪
舵角信号 θｒ 後輪舵角信号 θｓ ステアリング角 尚、括弧内は実施例の構成の名称が対応する請求項の構
成と名称が異なる場合における請求項の構成の名称を表
す。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】第１リレー７と第１モータドライバー６の
間には第３リレー７５が設けられている。この第３リレ
ー７５はブレーキ信号発生回路６７により駆動される。
ブレーキ信号発生回路６７にはセレクタ４からの信号Ｓ
３が入力される。ブレーキ信号発生回路６７は、信号Ｓ
３がローレベルになったとき、所定時間だけ第３リレー
７５を開とするように働く。信号Ｓ３は、後述するが、
第１マイクロプロセッサ１または第２マイクロプロセッ
サ２のいずれかが異常の場合ローレベルとなる。リレー
７５を開とすると、モータＭ１にはブレーキがかかる。
第３リレー７５を開とする所定時間はモータＭ１が確実
に停止するだけの時間に設定しておく。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】図２３にバックアップ用マイクロプロセッ
サ３の動作を示すフローチャートを示す。まず、ステッ
プ２５０にて、信号Ｓ３またはＳ４がローレベルになる
まで待機する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】 信号Ｓ３またはＳ４がローレベルになる
と、次に、ステップ２５１で、タイマーＴが０以下にな
るまでの待機する。タイマーＴは時間毎にカウントダウ
ンされるタイマーであり、最初は所定値に設定されてい
る。タイマーＴが０以下になると、ステップ２５２に
て、表６に示すマップから次回の相切換パターンをセッ
トする。次に、ステップ２５３にてタイマーＴを所定時
間（例えば１秒）にセットする。ステップ２５１ではタ
イマーＴが０以下のときのみステップ２５２を実行させ
るので、以後、ステップ２５２はタイマーＴに設定され
た所定時間毎に実行される。ステップ２５２において、
次回値は現状の相切換パターン及び後輪舵角センサ２１
の出力する後輪舵角値θｒ２と所定値Ａ１との比較結果
に応じて設定される。表６では、前述のオープン制御部
６４にて使用したものと同一のパターンを使用してい
る。したがって、バックアップ用マイクロプロセッサ３
の制御においても、後輪舵角が零になり中立復帰するよ
うに相切換パターンが制御される。尚、信号Ｓ３または
Ｓ４がローレベルになると、前述のブレーキ信号発生回
路６７，６８及び第３，第４リレー７５，７６を用いた
ハードウェア構成により所定時間だけモータＭ１，Ｍ２
にブレーキがかかる。その後、バックアップ用マイクロ
プロセッサ３による中立復帰が行われることになる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽田野 武 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 間 瀬 久 康 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 浜 島 茂 充 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 中 島 洋 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 松 本 只 一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ；該モータにより制御される後輪
   操舵機構；前記モータを回転させるモータドライバー；
   前記モータドライバーを制御可能な主制御手段；前記モ
   ータドライバーを制御可能な副制御手段；前記主制御手
   段，副制御手段及びモータドライバーに接続され、主制
   御手段とモータドライバー間または副制御手段とモータ
   ドライバー間のいずれか一方を接続する切換手段；車載
   のバッテリーから第１ヒューズを介して接続された第１
   電源端子；車載のバッテリーから第２ヒューズを介して
   接続された第２電源端子；前記第１電源端子を介して電
   力を受け作動し、前記後輪操舵機構の動作量を検出する
   第１後輪舵角センサ；前記第２電源端子を介して電力を
   受け作動し、前記後輪操舵機構の動作量を検出する第２
   後輪舵角センサ；前記第１電源端子から電力を受け前記
   主制御手段に電力を供給する第１レギュレータ；前記第
   ２電源端子から電力を受け前記副制御手段に電力を供給
   する第２レギュレータ；第１レギュレータの異常を検出
   する電源監視手段；主制御手段の異常時、または、前記
   第１レギュレータの異常時に、主制御手段側から副制御
   手段側へ切換手段を切り換える選択手段；を備え、前記
   主制御手段は車両状態に応じて後輪舵角を調整するとと
   もに異常検出時には前記第１後輪舵角センサの出力値を
   参照して後輪を中立位置に復帰させ、 前記副制御手段は第１レギュレータの異常時に、第２後
   輪舵角センサの出力値を参照して後輪を中立位置に復帰
   させることを特徴とする後輪操舵装置。