JPH06156293A - 後輪操舵装置のための電気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動モータの回転により後輪を操舵する後輪
操舵装置において、後輪の操舵負荷が過大になったこと
による電動モータの焼き付きを防止し、かつ同負荷の解
除時には後輪操舵機能を充分に発揮できるようにする。 【構成】 据え切り、縁石当たりなどで左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２の操舵負荷が過大になったとき、マイクロコ
ンピュータ３５はこの過大な操舵負荷を検出し、駆動回
路３６を制御して電動モータ２１への駆動電流の供給を
禁止する。一方、据え切り、縁石当たりなどが解除され
て目標舵角θr*と後輪舵角センサ３４によって検出され
た後輪舵角θr との偏差｜θr*−θr｜ が小さな所定値
Δθ未満になったとき、前記駆動電流の供給禁止を解除
して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵制御を再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動モータの回転によ
り後輪を操舵する後輪操舵装置を備えた車両に適用さ
れ、目標舵角と実舵角との差に応じて駆動電流を電動モ
ータに流して後輪を目標舵角に操舵する後輪操舵装置の
ための電気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば特
開平１−１８６４７４号公報に示されているように、目
標舵角と実舵角との偏差が所定時間以内に所定の範囲内
に入らない場合には、後輪操舵装置に異常が発生したと
判定して以降の電動モータへの駆動電流の供給を停止し
てしまうものがある。これにより、この装置によれば、
据え切り、縁石当たりなどで後輪の操舵負荷が電動モー
タの最大駆動力を上回った場合に、同モータの焼き付き
を防止できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、後輪操舵装置の故障とは別に、据え切
り、縁石当たりなどで後輪の操舵負荷が一旦電動モータ
の最大駆動力を上回ると、以降の後輪の操舵制御が停止
されてしまうので、後輪操舵装置による後輪操舵機能が
充分に発揮されないという問題があった。本発明は上記
問題に対処するためになされたもので、その目的は電動
モータの焼き付きを防止するとともに後輪操舵機能を充
分に発揮できるようにした後輪操舵装置のための電気制
御装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、電動モータの回転により
後輪を操舵する後輪操舵装置を備えた車両に適用され、
車両の走行状態に応じて後輪の目標舵角を決定する目標
舵角決定手段と、後輪の実舵角を検出する実舵角検出手
段と、目標舵角と実舵角との差に応じて駆動電流を電動
モータに流して同モータの回転を制御する駆動手段とを
備えた後輪操舵装置のための電気制御装置において、後
輪の操舵負荷が過大であることを検出する過大負荷検出
手段と、後輪の操舵負荷が過大であることの検出に応答
して駆動手段による電動モータへの駆動電流の供給を禁
止する禁止手段と、目標舵角と実舵角との差が所定値未
満になったとき前記禁止手段による駆動電流の供給禁止
を解除する解除手段とを設けたことにある。

【０００５】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、据え切り、縁石当たりなどで後輪の操舵負荷が
過大になると、過大負荷検出手段が前記状態を検出し
て、禁止手段が電動モータに対する駆動電流の供給を禁
止するので、電動モータには過大な電流が長時間流れる
ことがなくなり、同モータの焼き付きが未然に防止され
る。その後、前記据え切り、縁石当たりが解除されて後
輪の目標舵角と実舵角との偏差が所定値未満になったと
きには、解除手段が前記駆動電流の供給禁止を解除して
後輪操舵制御が再開されるので、後輪の操舵制御の停止
を必要最小限にとどめることができ、後輪操舵装置によ
る後輪操舵機能が充分に発揮される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する前輪
操舵装置１０と、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する後
輪操舵装置２０と、これらの後輪操舵装置２０を電気的
に制御する電気制御装置３０とを備えた車両の全体を概
略的に示している。

【０００７】前輪操舵装置１０は回動操作により左右前
輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する操舵ハンドル１１を備え、
同ハンドル１１は操舵軸１２の上端に固定されている。
操舵軸１２の下端部はステアリングギヤボックス１３内
にてラックバー１４に噛合している。ラックバー１４は
ステアリングギヤボックス１３内にて軸方向に変位可能
に支持されるとともに、両端にてタイロッド１５ａ，１
５ｂ及びナックルアーム１６ａ，１６ｂを介して左右前
輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵可能に連結している。

【０００８】後輪操舵装置２０は後輪を操舵するために
ブラシレスモータなどの電動モータ２１を備えている。
電動モータ２１の回転軸はステアリングギヤボックス２
２内にて減速機構を介して軸方向に変位可能に支持され
たリレーロッド２３に接続されており、同ロッド２３は
同モータの回転軸の回転に応じて軸方向に変位する。リ
レーロッド２３の両端にはタイロッド２４ａ，２４ｂ及
びナックルアーム２５ａ，２５ｂを介して左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２が接続されていて、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２
はリレーロッド２３の軸方向の変位に応じて操舵され
る。

【０００９】電気制御装置３０は車速センサ３１、ヨー
レートセンサ３２、前輪舵角センサ３３及び後輪舵角セ
ンサ３４を備えている。車速センサ３１は車速Ｖを検出
して同車速Ｖを表す検出信号を出力する。ヨーレートセ
ンサ３２は車体の重心垂直軸回りのヨーレートγを検出
して同ヨーレートγを表す検出信号を出力する。前輪舵
角センサ３３は操舵軸１２の回転角を測定することより
左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の舵角θf を検出して同舵角θ
f を表す検出信号を出力する。後輪舵角センサ３４は電
動モータ２１の回転軸の回転角を測定することにより左
右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の舵角θr を検出して、同舵角θ
r を表す検出信号を出力する。なお、これらのヨーレー
トγ、前輪舵角θf 及び後輪舵角θr は左回転方向を正
とし、右回転方向を負とする。これらのセンサ３１〜３
４はマイクロコンピュータ３５に接続されている。マイ
クロコンピュータ３５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／
Ｏ、タイマなどからなり、同ＲＯＭ内に記憶した図２の
フローチャートに対応したプログラムを実行する。マイ
クロコンピュータ３５には駆動回路３６が接続されてい
て、駆動回路３６はマイクロコンピュータ３５からの制
御信号に応じた駆動電流Ｉを電動モータ２１に流して同
モータ２１の回転を制御する。また、駆動回路３６から
マイクロコンピュータ３５には駆動電流Ｉの大きさを表
す検出信号が供給されるようになっている。

【００１０】次に、上記のように構成した実施例の動作
を図２に示すフローチャートに沿って説明する。イグニ
ッションスイッチ（図示しない）が投入されると、マイ
クロコンピュータ３５は図２のステップ１００にてプロ
グラムの実行を開始し、ステップ１０２にて各センサ３
１〜３４及び駆動回路３６から車速Ｖ、ヨーレートγ、
前輪舵角θf、後輪舵角θr及び駆動電流Ｉを表す各検出
信号をそれぞれ入力する。次に、ステップ１０４にてＲ
ＯＭ内に設けたテーブルから車速Ｖに応じて変化するヨ
ーレート比例係数Ｋ1（図３(Ａ)参照）及び舵角比例係
数Ｋ2（図３(Ｂ)参照）を読み出して、下記数１の演算
の実行によって左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の目標舵角θr*
を計算する。

【００１１】

【数１】θr*＝Ｋ1・γ＋Ｋ2・θf この目標舵角θr*の計算後、ステップ１０６にて車速Ｖ
と小さな所定値Ｖo を比較することより車両が停止中又
は低速走行中であるか否かを判定する。いま、車両が停
止中又は低速走行中であれば、前記ステップ１０６にて
「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ１０８に進
める。ステップ１０８においては禁止フラグINHFが”
０”であるか否かを判定する。この禁止フラグINHFは”
１”により電動モータ２１への駆動電流の供給禁止を表
すもので、初期状態においては”０”に設定されてい
る。したがって、ステップ１０８においては「ＹＥＳ」
と判定して、ステップ１１０にて前記計算した目標舵角
θr*から後輪舵角θr を減算した値θr*−θr を表す制
御信号を駆動回路３６に出力する。駆動回路３６は前記
制御信号に応じた駆動電流Ｉを電動モータ２１に出力し
て同モータ２１の回転を制御する。いま、左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２の操舵負荷がそれほど大きくなければ、電動
モータ２１の回転はリレーロッド２３に伝達されて同ロ
ッド２３は前記回転に応じて軸方向に変位する。このリ
レーロッド２３の軸方向の変位はタイロッド２４ａ，２
４ｂ及びナックルアーム２５ａ，２５ｂを介して左右後
輪ＲＷ１，ＲＷ２に伝達されて、同後輪ＲＷ１，ＲＷ２
は目標舵角θr*に操舵される。

【００１２】前記ステップ１１０の処理後、ステップ１
１２にて左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に過大負荷が付与され
ているか否かを判定する。この過大負荷の判定は下記
〜の条件により判定される。 駆動電流Ｉが過大である状態が所定時間以上継続して
いること。 目標舵角θr*が変化しているにもかかわらず、検出さ
れる後輪舵角θr が変化しないこと。 目標舵角θr*の変化率θr*/dtの絶対値｜θr*/dt｜が
検出された後輪舵角θrの変化率θr/dtの絶対値｜θr/d
t｜より極めて大きいこと。 目標舵角θr*と検出された後輪舵角θrとの差θr*−
θr の絶対値｜θr*−θr｜が所定値以上であること。 左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷が小さくて前記〜
の条件のいずれにも合致しなければ、ステップ１１２
にて「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１０２に
戻す。したがって、車両が停止中又は低速走行中であり
かつ左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷が過大でなけれ
ば、ステップ１０２〜１１２からなる循環処理が繰り返
し実行されて左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は目標舵角θr*に
操舵される。

【００１３】一方、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵角が
大きくなり、据え切り、縁石当りなどによって同後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２の操舵負荷が電動モータ２１の最大駆動力
を上回った場合には、前記〜の条件のいずれかに合
致する。この場合、ステップ１１２にて「ＹＥＳ」と判
定してプログラムをステップ１１４，１１６に進める。
ステップ１１４においては禁止フラグINHFを”１”に設
定し、ステップ１１６においては電動モータ２１への駆
動電流Ｉの供給禁止を表す制御信号を駆動回路３６に出
力する。これにより、駆動回路３６は駆動電流Ｉを電動
モータ２１に流さなくなるので、図４の実線に示すよう
に、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵は停止され後輪舵角
θr は以前の値に維持される。このように、車両が停止
中又は低速走行中に左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷
が据え切り、縁石当たりなどにより過大になっても、電
動モータ２１に長時間に渡って過大電流が流れなくなる
ので、同モータ２１の過大電流による焼き付きが未然に
防止される。

【００１４】前記ステップ１１６の処理後、プログラム
をステップ１０２に戻す。この場合、禁止フラグINHF
は”１”に設定されているので、ステップ１０８にて
「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１１８に進め
る。ステップ１１８においては目標舵角θr*と検出され
た後輪舵角θrとの差θr*−θr の絶対値｜θr*−θr｜
が小さな所定値Δθ未満であるか否かを判定する。い
ま、目標舵角θr*の絶対値｜θr*｜が図４の破線に示す
ように大きくて、前記維持されている後輪舵角θr との
差θr*−θrの絶対値｜θr*−θr｜が所定値Δθ以上で
あれば、ステップ１１８にて「ＮＯ」と判定してプログ
ラムをステップ１０２に戻す。そして、前記状態が続く
限り、ステップ１０２〜１０８，１１８からなる循環処
理を繰り返す。

【００１５】この循環処理中、ステップ１０４にて計算
される目標舵角θr*の絶対値｜θr*｜が小さくなって、
前記維持されている後輪舵角θr との差θr*−θr の絶
対値｜θr*−θr｜ が所定値Δθ未満になると、ステッ
プ１１８にて「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステッ
プ１２０，１２２に進める。ステップ１２０においては
禁止フラグINHFを”０”に戻し、ステップ１２２におい
ては駆動回路３６に対して電動モータ２１への駆動電流
Ｉの供給禁止の解除を表す制御信号を出力する。これに
より、駆動回路３６は電動モータ２１へ駆動電流Ｉを供
給可能となる。前記ステップ１２２の処理後、ステップ
１１０にて前記と同様に目標舵角θr*から後輪舵角θr
を減算した値θr*−θrを表す制御信号を駆動回路３６
に出力する。駆動回路３６は前記と同様に電動モータ２
１に前記制御信号に応じた駆動電流Ｉを供給して同モー
タ２１の回転を制御する。この場合、目標舵角θr*の絶
対値｜θr*｜は大きくなくて左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の
操舵負荷は大きくないので（据え切り、縁石当たりなど
が解除されるので）、図４に示すように、同後輪ＲＷ
１，ＲＷ２は前記と同様に目標舵角θr*に追従して操舵
制御され始める。このように、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２
の据え切り、縁石当たりなどが解除されて目標舵角θr*
と検出された後輪舵角θr との偏差｜θr*−θr｜ が小
さくなったときには、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵制
御が再開されるので、同後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵制御
の停止を必要最小限にとどめることができ、後輪操舵機
能が充分に発揮される。

【００１６】一方、車両が中高速走行し始めると、ステ
ップ１０６にて「ＮＯ」すなわち車速Ｖが小さな所定値
Ｖo 未満でないと判定してプログラムをステップ１２４
〜１２８に進める。ステップ１２４，１２６において
は、電動モータ２１への駆動電流Ｉの供給禁止状態のま
まステップ１２８の処理が実行されることがないよう
に、前述したステップ１２０，１２２の処理と同様にし
て電動モータ２１への駆動電流Ｉの供給が許容される。
ステップ１２８においては、前述したステップ１１０の
処理と同様に、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が目標舵角θr*
に操舵制御される。このように、車両が中高速走行中に
あっては、据え切り、縁石当たりなどによって左右後輪
ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷が過大になることはないの
で、常に後輪ＲＷ１，ＲＷ２は目標舵角θr*に追従して
操舵される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る車両の全体概略図で
ある。

【図２】 図１のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムのフローチャートである。

【図３】 (Ａ)は車速に対するヨーレート比例係数の変
化特性図、(Ｂ)は車速に対する舵角比例係数の変化特性
図である。

【図４】 目標後輪舵角と実後輪舵角の時間変化特性図
である。

【符号の説明】

ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…後輪、１０…
前輪操舵装置、２０…後輪操舵装置、２１…電動モー
タ、３０…電気制御装置、３１…車速センサ、３２…ヨ
ーレートセンサ、３３…前輪舵角センサ、３４…後輪舵
角センサ、３５…マイクロコンピュータ、３６…駆動回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田川 真一 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの回転により後輪を操舵する
   後輪操舵装置を備えた車両に適用され、車両の走行状態
   に応じて後輪の目標舵角を決定する目標舵角決定手段
   と、後輪の実舵角を検出する実舵角検出手段と、前記目
   標舵角と実舵角との差に応じて駆動電流を前記電動モー
   タに流して同モータの回転を制御する駆動手段とを備え
   た後輪操舵装置のための電気制御装置において、後輪の
   操舵負荷が過大であることを検出する過大負荷検出手段
   と、前記後輪の操舵負荷が過大であることの検出に応答
   して前記駆動手段による前記電動モータへの駆動電流の
   供給を禁止する禁止手段と、前記目標舵角と実舵角との
   差が所定値未満になったとき前記禁止手段による駆動電
   流の供給禁止を解除する解除手段とを設けたことを特徴
   とする後輪操舵装置のための電気制御装置。