JPH06156298A - 四輪操舵車のための電気制御装置 - Google Patents

四輪操舵車のための電気制御装置

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Publication number
JPH06156298A
JPH06156298A JP31505292A JP31505292A JPH06156298A JP H06156298 A JPH06156298 A JP H06156298A JP 31505292 A JP31505292 A JP 31505292A JP 31505292 A JP31505292 A JP 31505292A JP H06156298 A JPH06156298 A JP H06156298A
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JP
Japan
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wheel steering
steering angle
rear wheel
rear wheels
neutral position
Prior art date
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Pending
Application number
JP31505292A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Uehara
康生 上原
Takeshi Goto
武志 後藤
Hidemori Tsuka
秀守 塚
Hideki Kuzutani
秀樹 葛谷
Shinichi Tagawa
真一 田川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異常発生時に後輪の操舵を停止して後輪を中
立位置に復帰させる四輪操舵車のための電気制御装置に
おいて、後輪舵角が大きいときには中立位置への復帰速
度を速くして後輪が不適切に操舵されている時間を短縮
する。 【構成】 車速センサ31、ヨーレートセンサ32、前
輪舵角センサ33、マイクロコンピュータ35の一部な
どに異常が発生すると、同コンピュータ35がこの異常
を検出して駆動回路36a,36bに対して後輪を中立
位置に復帰させるための制御信号を出力し、駆動回路3
6a,36bが電動モータ21の回転を制御して後輪を
中立位置に復帰させる。この場合、後輪舵角センサ34
によって検出される後輪舵角の絶対値が大きいほど、電
動モータ21を駆動するための駆動電流のデューティ比
を大きくして、電動モータ21の回転速度を速めて後輪
の操舵速度を速くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、後輪操舵機構内に設け
たアクチュエータを駆動制御して後輪を目標舵角に操舵
する四輪操舵車のための電気制御装置に係り、特に電気
制御装置内の一部に異常が発生した場合にアクチュエー
タを駆動制御して後輪を中立位置に復帰させるようにし
た四輪操舵車のための電気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開平1
−202578号公報に示されているように、電気制御
装置内の異常に応答して後輪を中立位置に復帰させる
際、車速が大きく、後輪舵角が大きいほど、後輪の中立
位置への復帰速度を遅くするようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
のように後輪舵角が大きいほど後輪の中立位置への復帰
速度を遅くすると、大舵角に操舵されている後輪を中立
位置まで復帰させるために多くの時間を費やし、後輪の
不適切な操舵状態が長く続いて車両の操安性上好ましく
ない。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、異常発生時に後輪が不適切に操舵され
ている時間を短縮して車両の操安性を良好にした四輪操
舵車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、アクチュエータを駆動制
御して後輪を目標舵角に操舵する操舵制御手段と、操舵
制御手段の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手
段によって異常が検出されたときアクチュエータを駆動
制御して後輪を中立位置に復帰させる中立復帰制御手段
とを備えた四輪操舵車のための電気制御装置において、
後輪舵角を検出する後輪舵角検出手段と、前記検出され
た後輪舵角によって中立復帰制御手段を制御して後輪舵
角が大きくなるにしたがって後輪の中立位置への復帰速
度を速くする速度制御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、操舵制御手段に異常が発生して、中立復帰制御
手段によって後輪の中立位置への復帰が制御される際、
速度制御手段は、後輪舵角検出手段によって検出される
後輪舵角が大きくなるにしたがって後輪の中立位置への
復帰速度を速くする。したがって、前記異常が発生した
とき、後輪が大舵角に操舵されていても、後輪が不適切
に操舵されている時間を短縮できて車両の操安性が良好
になる。
【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
操舵機構10と、左右後輪RW1,RW2を操舵する後
輪操舵機構20と、後輪操舵機構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】前輪操舵機構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】後輪操舵機構20は後輪を操舵するために
並列に設けた2系列の巻線を内蔵した電動モータ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22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,2
4b及びナックルアーム25a,25bを介して左右後
輪RW1,RW2が接続されていて、同後輪RW1,R
W2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は変速機(図示
しない)の出力軸の回転を測定することにより車速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
正とするとともに右回転方向を負とする。
【0010】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36a,36bが接続されていて、各
駆動回路36a,36bはマイクロコンピュータ35に
より制御されてバッテリ40からの駆動電流を電動モー
タ21の2系列の各巻線にそれぞれ流す。なお、このバ
ッテリ40からの電圧は各センサ31〜34及びマイク
ロコンピュータ35にも供給されている。
【0011】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101にて車速センサ
31、ヨーレートセンサ32、前輪舵角センサ33、マ
イクロコンピュータ35の一部などに異常が発生してい
るか否かを判定する。この異常の判定においては、例え
ば下記〜に示すような条件の基に前記異常が発生し
ているか否かを判定する。 検出車速Vが車両走行上あり得ない値を示している。 検出ヨーレートγが車両走行上あり得ない値を示して
いる。 検出前輪舵角θfが車両走行上あり得ない値を示して
いる。 検出車速V、検出ヨーレートγ及び検出前輪舵角θf
が車両走行上あり得ない関係にある。 目標舵角θr*と検出後輪舵角θrとの偏差θの絶対値
|θ|が非常に大きい。
【0012】前記異常が発生していなければ、ステップ
101にて「NO」と判定してプログラムをステップ1
02に進め、同ステップ102にて各センサ31〜34
から車速V、ヨーレートγ、前輪舵角θf及び後輪舵角
θr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、ステップ106にて下記数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。
【0013】
【数1】θr*=K1・γ+K2・θf この目標舵角θr*の計算後、ステップ108にて同目標
舵角θr*と前記入力した後輪舵角θr の偏差Δθ(=θ
r*−θr )を計算し、ステップ110にてこの偏差Δθ
を用いて電動モータ21に供給される駆動電流値を決定
するためのデューティ比DT1を決定する。このデューテ
ィ比DT1の決定においては、前記偏差Δθの絶対値|Δ
θ|に基づきマイクロコンピュータ35のROM内に設
けられて図4の特性を示すデータを記憶したテーブルが
参照され、同絶対値|Δθ|に対応したデューティ比D
T1が導出される。次に、ステップ112にて前記計算し
た偏差Δθの正負の符号sign(Δθ)を表す信号と前記導
出したデューティ比DT1を表す信号とからなる制御信号
を駆動回路36a,36bにそれぞれ出力する。駆動回
路36a,36bは、バッテリ40から供給されデュー
ティ比DT1で決まる大きさの駆動電流を電動モータ21
の各系列の巻線に対して正負の符号 sign(Δθ) で決ま
る方向にそれぞれ流す。これにより、電動モータ21は
目標舵角θr*に対応した方向に回転し、同回転をリレー
ロッド23に伝達して同ロッド23を前記回転に応じて
軸方向に変位させる。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2
5a,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*の方向に操
舵される。
【0014】前記ステップ112の処理後、プログラム
をステップ101に戻し、同ステップ101にて前記異
常判定をふたたび行う。そして、各センサ31〜33及
びマイクロコンピュータ35の一部に異常が発生しない
限り、ステップ101における「NO」との判定の基
に、ステップ101〜112からなる循環処理を繰り返
し実行して左右後輪RW1,RW2を目標舵角θr*に操
舵する。
【0015】次に、車速センサ31、ヨーレートセンサ
32、前輪舵角センサ33、マイクロコンピュータ35
の一部などに異常が発生した場合について説明する。前
記ステップ101〜112からなる循環処理中、ステッ
プ101にて「YES」と判定してプログラムをステッ
プ116以降へ進める。ステップ116においては後輪
舵角センサ34から後輪舵角θr を入力し、ステップ1
18においては後輪舵角θrの絶対値|θr|を用いてデ
ューティ比DT2を決定する。このデューティ比DT2の決
定においても、前記絶対値|θr| に基づきマイクロコ
ンピュータ35のROM内に設けられて図5(A)の特性
を示すデータを記憶したテーブルが参照され、同絶対値
|θr| に対応したデューティ比DT2が導出される。次
に、ステップ120にて後輪舵角θrの正負符号の反対
の符号−sign(θr)を表す信号と前記導出したデューテ
ィ比DT2を表す信号とからなる制御信号を駆動回路36
a,36bにそれぞれ出力する。駆動回路36a,36
bは、前述の場合と同様にして、電動モータ21の回転
を制御するので、左右後輪RW1,RW2は中立方向へ
向かって操舵される。
【0016】前記ステップ120の処理後、ステップ1
22にて後輪舵角θrの絶対値|θr|が所定の微小値θ
0以下であるか否かを判定する。後輪舵角θrの絶対値|
θr|が微小値θ0以下でなければ、ステップ122にて
「NO」と判定してプログラムをステップ116に戻
し、前記絶対値|θr|が微小値θ0 になるまでステッ
プ116〜122からなる循環処理を繰り返し実行して
左右後輪RW1,RW2を中立位置に復帰制御する。こ
の左右後輪RW1,RW2の中立位置への復帰制御によ
り、後輪舵角θrの絶対値|θr|が微小値θ0 以下にな
ると、ステップ122にて「YES」と判定してステッ
プ124にてプログラムの実行を停止する。以降、左右
後輪RW1,RW2はスプリングを内蔵した中立付勢機
構(図示しない)などにより中立位置に維持される。
【0017】上記作動説明のように、車速センサ31、
ヨーレートセンサ32、前輪舵角センサ33、マイクロ
コンピュータ35の一部などに異常が発生した際、後輪
舵角θrの絶対値|θr|が大きいほど、デューティ比D
T2が大きな値に設定されて電動モータ21への駆動電流
は大きく設定されるので、同モータ21の回転速度が速
くなる。したがって、図5(B)に示すように、異常発生
時に左右後輪RW1,RW2が大きく操舵されているほ
ど、同後輪RW1,RW2は中立位置に向かって速く操
舵されるので、同後輪RW1,RW2の不適切な操舵状
態が長時間続くことがなくなり、車両の操安性が良好に
なる。また、上記実施例においては、電動モータ21内
に巻線を2系統設けるとともに2つの駆動回路36a,
36bによって各巻線に駆動電流をそれぞれ流すように
したので、一系統の巻線が断線などしても電動モータ2
1を回転駆動させることができる。
【0018】なお、上記実施例においては、後輪舵角セ
ンサ34には異常が発生しにくいために同センサ34を
一つのみ設けるようにしたが、同センサ34は異常発生
時に左右後輪RW1,RW2を中立位置に戻すために利
用されるので、複数の後輪舵角センサを設けて一方の異
常時には他方を利用できるようにして左右後輪RW1,
RW2の確実な中立復帰動作を確保できるようにすると
さらによい。
【0019】(変形例)次に、上記実施例のプログラム
の一部を変更した変形例について説明する。この変形例
に係るプログラムは、図6のフローチャートに示すよう
に、上記実施例のステップ116〜120の処理をステ
ップ130〜140の処理に変更したもの、すなわち車
速センサ31、ヨーレートセンサ32、前輪舵角センサ
33、マイクロコンピュータ35の一部などに異常が発
生した場合の処理を置換したものである。
【0020】ステップ101にて「YES」すなわち異
常ありと判定されると、ステップ130にて前輪舵角セ
ンサ33からの前輪舵角θf 及び後輪舵角センサ34か
らの後輪舵角θr を入力して、ステップ132にて前輪
舵角θfと後輪舵角θrの積θf・θrが「0」より大きい
か否かを判定する。この判定は、 前輪舵角θf と後輪
舵角θr が正負の同符号であるか否かを判定することに
より、左右後輪RW1,RW2が左右前輪FW1,FW
2に対して同相に操舵されているか逆相に操舵されてい
るかを判定するものである。前記異常発生時に、左右後
輪RW1,RW2が左右前輪FW1,FW2に対して同
相に操舵されていれば積θf・θr は正であるので、ステ
ップ132にて「YES」と判定してプログラムをステ
ップ134,136に進める。ステップ134において
はROM内に記憶されていて図7(A)の実線で示す特性
のデータテーブルを参照して後輪舵角θrの絶対値|θr
|に対応したデューティ比DT3を決定し、ステップ13
6においては後輪舵角θrの正負符号の反対の符号−sig
n(θr)を表す信号と前記導出したデューティ比DT3
表す信号とからなる制御信号を駆動回路36a,36b
にそれぞれ出力する。
【0021】一方、左右後輪RW1,RW2が左右前輪
FW1,FW2に対して逆相に操舵されていれば積θf・
θr は負であるので、ステップ132にて「NO」と判
定してプログラムをステップ138,140に進める。
ステップ138においてはROM内に記憶されていて図
7(A)の破線で示す特性のデータテーブルを参照して後
輪舵角θrの絶対値|θr|に対応したデューティ比DT4
を決定し、ステップ140においては後輪舵角θr の正
負符号の反対の符号−sign(θr) を表す信号と前記導出
したデューティ比DT4を表す信号とからなる制御信号を
駆動回路36a,36bにそれぞれ出力する。この場合
のデューティ比DT4は、左右後輪RW1,RW2が左右
前輪FW1,FW2に対して同相に操舵されている前記
場合のデューティ比DT3に比べ、同一の後輪舵角θrの
絶対値|θr|に対して大きな値に設定されるので、同
後輪RW1,RW2が同前輪FW1,FW2に対して逆
相に操舵されている場合には、同後輪RW1,RW2が
左右前輪FW1,FW2に対して同相に操舵される場合
に比べて左右後輪RW1,RW2の中立位置への復帰速
度が速くなる(図7(B)参照)。このように同相と逆相
とで左右後輪RW1,RW2の中立位置への復帰速度を
異ならせるようにしたのは、車両が高速走行中には左右
後輪RW1,RW2は左右前輪FW1,FW2に対して
同相に操舵されかつ車両が低速走行中には同後輪RW
1,RW2は同前輪FW1,FW2に対して逆相に操舵
されているためであり(図3参照)、これにより高速走
行時における左右後輪RW1,RW2の急速な操舵を回
避でき、車両の走行安定性が良好となる。
【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
プログラムを示す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】 目標舵角と後輪舵角の偏差の絶対値に対する
デューティ比の変化特性図である。
【図5】 (A)は後輪舵角の絶対値に対するデューティ
比の変化特性図であり、(B)は後輪舵角に対する後輪の
中立復帰速度の変化特性図である。
【図6】 変形例に係るプログラムの一部を示すフロー
チャートである。
【図7】 (A)は後輪舵角の絶対値に対するデューティ
比の変化特性図であり、(B)は後輪舵角に対する後輪の
中立復帰速度の変化特性図である。
【符号の説明】
FW1,FW2…前輪、RW1,RW2…後輪、10…
前輪操舵機構、20…後輪操舵機構、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、36a,36
b…駆動回路、40…バッテリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚 秀守 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 葛谷 秀樹 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 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】 電気的に制御されるアクチュエータを有
    し同アクチュエータの作動により後輪を操舵する後輪操
    舵機構を備えた四輪操舵車のための電気制御装置であっ
    て、前記アクチュエータを駆動制御して後輪を目標舵角
    に操舵する操舵制御手段と、前記操舵制御手段の異常を
    検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって異
    常が検出されたとき前記アクチュエータを駆動制御して
    後輪を中立位置に復帰させる中立復帰制御手段とを備え
    た四輪操舵車のための電気制御装置において、後輪舵角
    を検出する後輪舵角検出手段と、前記検出された後輪舵
    角によって前記中立復帰制御手段を制御して後輪舵角が
    大きくなるにしたがって後輪の中立位置への復帰速度を
    速くする速度制御手段とを設けたことを特徴とする四輪
    操舵車のための電気制御装置。
JP31505292A 1992-11-25 1992-11-25 四輪操舵車のための電気制御装置 Pending JPH06156298A (ja)

Priority Applications (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190002881A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 현대모비스 주식회사 차량의 후륜 조향 제어 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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