JPH06156300A - 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、前輪の据え切り時に後輪操舵用の電
動モータの焼き付きを防止し、かつ同据え切りの解除時
には後輪操舵機能を充分に発揮できるようにする。 【構成】 マイクロコンピュータ３６は前輪舵角センサ
３３により検出された前輪舵角に比例して後輪の目標舵
角を決定するとともに駆動回路３７を制御し、駆動回路
３７が電動モータ２１に駆動電流を流して左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２を目標舵角に操舵する。左右前輪ＦＷ１，Ｆ
Ｗ２の据え切り時にパワーステアリング装置のライン圧
が高くなると、コンピュータ３６は油圧センサ３４によ
り検出されたライン圧に基づいて駆動回路３７を制御
し、電動モータ２１への駆動電流の供給を禁止する。一
方、据え切りが解除されてライン圧が低くなると、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、
前輪の据え切りなどで後輪の操舵角が大きくなって同後
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
でも、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、前輪の据
え切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、その目的は後輪の操舵負
荷の増大による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、
前輪舵角を検出する前輪舵角センサと、前記検出された
前輪舵角に比例し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、前輪
の操舵を助勢するためのパワーステアリング装置のライ
ン圧を検出する油圧センサと、前記検出されたライン圧
が所定油圧より高くなったとき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、前記検出
されたライン圧が所定油圧より低くなったとき禁止手段
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、前輪を据え切りして前輪の操舵負荷が過大にな
ると、パワーステアリング装置のライン圧が高くなる。
この場合、油圧センサにより検出されるライン圧が高く
なって、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。したがって、前輪の据え切りによって後輪
の目標舵角が大きくなって同後輪の操舵負荷が過大にな
る場合には、前記駆動電流の供給禁止によって電動モー
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
切りが解除されてパワーステアリング装置のライン圧が
低くなれば、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。また、こ
の前輪操舵装置１０はステアリングギヤボックス１３に
組み付けた制御バルブ１７及び同ギヤボックス１３内に
設けたパワーシリンダ（図示しない）からなるパワース
テアリング装置を備えている。制御バルブ１７はエンジ
ンにより駆動される油圧ポンプ１８ａからの作動油を操
舵軸１２に付与される操舵トルクに応じてパワーシリン
ダの一方の油室に供給するとともに同シリンダの他方の
油室内の作動油をリザーバ１８ｂに排出し、パワーシリ
ンダは前記作動油の給排により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２
の操舵を助勢する。

【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２
３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，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、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、油圧センサ３
４及び後輪舵角センサ３５を備えている。車速センサ３
１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
測定することにより左右前輪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。油圧
センサ３４はパワーステアリング装置のライン圧Ｐ（制
御バルブ１７の上流の油圧）を検出して、同ライン圧Ｐ
を表す検出信号を出力する。後輪舵角センサ３５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３１〜３５
はマイクロコンピュータ３６に接続されている。マイク
ロコンピュータ３６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３６には駆動回路３７が接続されてい
て、駆動回路３７はマイクロコンピュータ３６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３７から
マイクロコンピュータ３６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】また、油圧センサ３４にはエンジン回転数
制御回路４１が接続されている。このエンジン回転数制
御回路４１は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の据え切りなど
でパワーステアリング装置のライン圧Ｐが高くなった場
合に、内燃機関４２の空気流量を多くしてエンジンの回
転数を上昇させることによりエンジンストールを避ける
ためのものである。

【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３６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
１〜３５及び駆動回路３７から車速Ｖ、ヨーレートγ、
前輪舵角θf、ライン圧Ｐ、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１０６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３７に出力する。駆動
回路３７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。前記
ステップ１０６の処理後、ステップ１０８にて左右後輪
ＲＷ１，ＲＷ２に対して過大な負荷が付与されているか
否かを判定する。

【００１３】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】いま、車両が通常走行していて左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２の操舵負荷が過大でなければ、前記〜
の条件のいずれにも合致しないので、ステップ１０８に
て「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１０２に戻
す。したがって、車両が通常走行していれば、ステップ
１０２〜１０８からなる循環処理が繰り返し実行され続
ける。この循環処理中、前記ステップ１０６の処理によ
り電動モータ２１は目標舵角θr*と後輪舵角θr との差
θr*−θr に応じて回転し、リレーロッド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，ＲＷ２は目標舵角θr*に
操舵される。

【００１５】一方、据え切りなどにより左右前輪ＦＷ
１，ＦＷ２が大舵角に操舵されると、上記数１の第２項
Ｋ2・θfによって左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵角も大
きくなる。これにより、左右後輪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１０８にて「ＹＥＳ」と判定してプログラ
ムをステップ１１０に進める。ステップ１１０において
はライン圧Ｐが所定の大きな値Ｐh 以上であるか否かを
判定する。前記のように左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が据え
切りなどで大舵角に操舵されていれば、ライン圧Ｐが大
きな値になっているので、同ステップ１１０にて「ＹＥ
Ｓ」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３７に出力す
る。これにより、駆動回路３７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。前記ステップ１１２の処理
後、ステップ１１４にて前記ステップ１１０と同様にラ
イン圧Ｐが所定値Ｐh 以上であるか否かを判定する。ラ
イン圧Ｐが所定値Ｐh 以上であれば、ステップ１１４に
て「ＹＥＳ」と判定してステップ１１２，１１４からな
る循環処理を繰り返し実行し続ける。これにより、左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵負荷が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ
２の据え切りなどにより過大になっても、電動モータ２
１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】また、ライン圧Ｐを表す検出信号はエンジ
ン回転数制御回路４１にも供給され、同回路４１はライ
ン圧Ｐが大きい（Ｐ≧Ｐh） ことに基づいて内燃機関４
２を制御することによりエンジンに供給される空気量を
増大させてエンジン回転数を上げる。これにより、左右
前輪ＦＷ１，ＦＷ２が据え切りされてその操舵トルクが
大きくなって、油圧ポンプの吐出量が増大してエンジン
負荷が大きくなっても、エンジンストールを回避するこ
とができる。

【００１７】前記ステップ１１２，１１４からなる循環
処理中、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の据え切りが停止され
ると、ライン圧Ｐは低くなる。したがって、ステップ１
１４にて「ＮＯ」すなわちライン圧Ｐは所定値Ｐh より
小さいと判定してプログラムをステップ１１６に進め
る。ステップ１１６においては駆動回路３７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３７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
１１６の処理後、プログラムをステップ１０２に戻し、
ステップ１０２〜１０８からなる循環処理をふたたび実
行し始める。このステップ１０２〜１０８からなる循環
処理により、駆動回路３７は前記と同様に電動モータ２
１に駆動電流Ｉを供給して同モータ２１の回転を制御す
るので、左右後輪ＲＷ１，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（図４参照）。
このように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の据え切りが解除
されれば、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。

【００１８】また、前記ステップ１０８にて「ＹＥＳ」
すなわち左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が過大負荷状態である
と判定されたとき、ライン圧Ｐが所定値Ｐh より低けれ
ば、ステップ１１０にて「ＮＯ」と判定してプログラム
をステップ１１８へ進める。ステップ１１８においては
各種センサ、アクチュエータなどの異常判定を行うフェ
イル処理が実行される。このフェイル処理において各種
センサ、アクチュエータ等に異常が発生していれば左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵を停止したり、異常でない一
部のセンサ、アクチュエータなどを利用した後輪操舵制
御を行ったりする。また、異常が治癒されれば、プログ
ラムをステップ１０２に戻してふたたびステップ１０２
〜１０８からなる循環処理を実行してもよい。

【００１９】なお、上記実施例においてはステップ１１
０，１１４にてライン圧Ｐと同一の所定値Ｐh と比較す
るようにしたが、ステップ１１４にてライン圧Ｐとステ
ップ１１０の場合より低い所定値Ｐh−ΔＰとを比較す
るようにして駆動電流の供給禁止と禁止解除の頻繁な繰
り返し（ハンチング）を避けるようにしてもよい。

【００２０】また、上記実施例においては、油圧センサ
３４により検出されたライン圧Ｐをステップ１１０にて
所定値Ｐh と比較するようにしたが、ライン圧Ｐと所定
圧Ｐh とをエンジン回転数制御回路４１で比較した結果
を利用するようにしてもよい。この場合、エンジン回転
数制御回路４１にてライン圧Ｐが高いことを検出した検
出信号をマイクロコンピュータ３６が入力して、同コン
ピュータ３６はステップ１１０，１１４にて前記検出信
号の有無により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の据え切りを判
定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。

【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…油圧セ
ンサ、３５…後輪舵角センサ、３６…マイクロコンピュ
ータ、３７…駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00 (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、前輪舵角を検出
   する前輪舵角センサと、前記検出された前輪舵角に比例
   し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、前輪の操舵を
   助勢するためのパワーステアリング装置のライン圧を検
   出する油圧センサと、前記検出されたライン圧が所定油
   圧より高くなったとき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、前記検出
   されたライン圧が所定油圧より低く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。