JPH06156297A - 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、据え切り時に縁石などにより後輪の
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、かつ縁石などの脱出に伴う同負荷の解除時
には後輪操舵機能を充分に発揮できるようにする。 【構成】 据え切り時に縁石などによる左右後輪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。この状態で、変速機４０の出力軸４０ａの回
転をピックアップする回転センサ３１から１パルスの出
力があったとき、コンピュータ３５は左右後輪ＲＷ１，
ＲＷ２の回転に伴い同後輪ＲＷ１，ＲＷ２が縁石から脱
出したとの判断の基に、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、
据え切りにより後輪が縁石などに当たって後輪の操舵負
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
により後輪が縁石などに当たって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、車輪の回転を検出する車輪回転検出
手段と、前記車輪回転検出手段により車輪の回転が検出
され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、据え切りによって後輪が縁石などに当たって後
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、車両が発進されると、車輪回
転検出手段が前記車両発進のための車輪の回転を検出し
て、解除手段が前記駆動電流の供給禁止を解除するの
で、後輪の操舵制御が再開される。この場合、前記車両
の発進によって後輪の縁石当たりは解除されるので、後
輪は電動モータによって操舵される。その結果、本発明
によれば、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、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，１５
ｂ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ＲＷ１，ＲＷ
２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は回転センサ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。回転センサ３１は変速機４０の
出力軸４０ａに固定された回転板４１の回転を検出し、
同回転板４１の非回転時にはローレベル又はハイレベル
に維持されるとともに同回転板４１の回転時には同回転
に対応してローレベルとハイレベルを交互に繰り返すパ
ルス列からなるピックアップ信号を出力する。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θf 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θr 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
〜３４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”１”によ
り電動モータ２１への駆動電流の供給禁止を表す禁止フ
ラグINHFを”０”に初期設定して、ステップ１０４〜１
３２からなる循環処理を繰り返し実行する。

【００１１】ステップ１０４においては回転センサ３１
からピックアップ信号を入力し、このピックアップ信号
に基づいて同信号の周期（パルス間隔）に反比例する車
速Ｖを計算する。この車速Ｖの計算後、ステップ１０６
にて各センサ３２〜３４及び駆動回路３６からヨーレー
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１０８
にてＲＯＭ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。

【００１２】

【数１】θr*＝Ｋ1・γ＋Ｋ2・θf この目標舵角θr*の計算後、ステップ１１０にて車速Ｖ
と予め定めた微小値Ｖo を比較することより車両が停止
中又はほぼ停止中であるか否かを判定する。いま、車両
が停止中又はほぼ停止中であれば、前記ステップ１１０
にて「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ１１２
に進める。ステップ１１２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
は最初”０”に設定されているので、ステップ１１２に
て「ＹＥＳ」と判定して、ステップ１１４にて前記計算
した目標舵角θr*と後輪舵角θr の偏差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
ＲＷ１，ＲＷ２が縁石などに接触していなくて同後輪Ｒ
Ｗ１，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，
２４ｂ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，ＲＷ
２は目標舵角θr*に操舵される。

【００１３】前記ステップ１１４の処理後、ステップ１
１６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。

【００１４】前述のように、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の
操舵負荷が小さくて同後輪ＲＷ１，ＲＷ２が目標舵角θ
r*に操舵されれば、前記〜の条件のいずれにも合致
しないので、ステップ１１６にて「ＮＯ」と判定してプ
ログラムをステップ１０４に戻す。したがって、車両が
停止中又はほぼ停止中でありかつ左右後輪ＲＷ１，ＲＷ
２の操舵負荷が過大でなければ、ステップ１０４〜１１
６からなる循環処理が繰り返し実行されて左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２は目標舵角θr*に操舵され続ける。この場
合、車速Ｖはほぼ零であり、舵角比例係数Ｋ2 は絶対値
の大きな負の値（図３(Ｂ)参照）であるので、左右後輪
ＲＷ１，ＲＷ２は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２とは逆相方向
に大きく操舵され得る。

【００１５】一方、据え切りによって左右後輪ＲＷ１，
ＲＷ２が縁石などに当接した状態で同後輪ＲＷ１，ＲＷ
２の目標舵角θr*が大きくなり、同後輪ＲＷ１，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１１６にて「ＹＥＳ」と判定してプログ
ラムをステップ１１８，１２０に進める。ステップ１１
８においては禁止フラグINHFを”１”に設定し、ステッ
プ１２０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、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、車両が停止中又はほぼ停止中に左右後輪ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２の操舵負荷が据え切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。

【００１６】前記ステップ１２０の処理後、プログラム
をステップ１０４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１１２にて
「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１２２に進め
る。ステップ１２２においては回転センサ３１からピッ
クアップ信号を入力し、前記駆動電流の供給が禁止され
てから少なくとも１パルスが入力されたか否かを判定す
る。いま、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２及び左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２が全く回転しなくて（車両が停止してお
り）、１パルスも入力されなければ、ステップ１２２に
て「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１０４に戻
す。そして、前記状態が続く限り、ステップ１０４〜１
１２，１２２からなる循環処理を繰り返す。

【００１７】この循環処理中、変速機４０の回転軸４０
ａが回転して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２及び左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２が多少でも回転し（車両が多少でも動き）、
ピックアップ信号の１パルスの入力が検出されると、ス
テップ１２２にて「ＹＥＳ」と判定してプログラムをス
テップ１２４に進める。ステップ１２４においては、所
定の短時間だけ駆動回路３６に対して電動モータ２１へ
の駆動電流Ｉの供給禁止を解除して、目標舵角θr*と後
輪舵角θrの偏差θr*−θrを表す制御信号を出力する。
したがって、電動モータ２１はふたたび駆動回路３６に
より駆動制御される。この場合、前記左右後輪ＲＷ１，
ＲＷ２の回転によって同後輪ＲＷ１，ＲＷ２の縁石など
への接触が解除されていれば、電動モータ２１は回転で
き、この回転はリレーロッド２３に伝達されるので左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２は目標舵角θr*に向かって操舵され
る。一方、前記左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の回転では同後
輪ＲＷ１，ＲＷ２の縁石などへの接触が解除されなけれ
ば、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷は過大のままで
あるので、電動モータ２１は回転できずに同後輪ＲＷ
１，ＲＷ２も操舵されない。そして、前記ステップ１２
４による駆動電流の一時的な禁止解除のための短時間が
経過すると、ステップ１２６にて後輪舵角センサ３４か
ら新たに後輪舵角θr を表す検出信号を入力して同後輪
舵角θr が前記禁止解除前に比べて変化しているか否か
により左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が操舵されたか否かを判
定する。

【００１８】左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が操舵されていれ
ば、ステップ１２６にて「ＹＥＳ」と判定してプログラ
ムをステップ１２８，１３０に進める。ステップ１２８
においては禁止フラグINHFを”０”に戻し、ステップ１
３０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１３０の処理
後、ステップ１０４〜１１６からなる循環処理を実行し
て前述したように左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を目標舵角θ
r*に操舵制御する。このように、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ
２の回転により同後輪ＲＷ１，ＲＷ２と縁石などとの接
触が解除されると、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。

【００１９】また、前記ステップ１２４の処理によって
も左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が未だ縁石などのために操舵
されていなければ、ステップ１２６にて「ＮＯ」と判定
してプログラムをステップ１０４に戻す。この場合、禁
止フラグINHFは”１”に設定されたままであるので、前
述のステップ１０４〜１１２，１２２からなる循環処理
がふたたび繰り返される。この循環処理中のステップ１
２２においては、前記ステップ１２４による一時的な駆
動電流禁止解除の終了時から以降にピックアップ信号の
少なくとも１パルスが入力されたか否かを判定する。

【００２０】一方、車両が発進されて車速Ｖが微小値Ｖ
o 以上になると、ステップ１１０にて「ＮＯ」すなわち
車速Ｖが微小値Ｖo 未満でないと判定してプログラムを
ステップ１３２に進める。ステップ１３２においては、
前述したステップ１１４の処理と同様に、左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２が目標舵角θr*に操舵制御される。このよう
に、車両が通常に走行していれば据え切りによって左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷が過大になることはない
ので、後輪ＲＷ１，ＲＷ２は常に目標舵角θr*に追従し
て操舵される。

【００２１】なお、上記実施例においては、左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２の回転を変速機４０の出力軸４０ａに設け
た回転板４１の回転の有無により検出するようにした
が、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２及び左右後輪ＲＷ１，ＲＷ
２のうちの従動輪の回転を直接検出して車両の発進を検
出するようにしてもよい。この場合、左右前輪ＦＷ１，
ＦＷ２又は左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２のうちの従動輪の回
転軸に回転板を固定し、上記実施例と同様の回転センサ
により回転板の回転をピックアップするようにすればよ
い。

【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。

【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…回転センサ、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、４０…変速機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 種市 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、車輪の回転を検出する車輪
   回転検出手段と、前記車輪回転検出手段により車輪の回
   転が検出され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。