JPH08207810A - 車輌の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子制御ユニット９とサ−ボユニットＳＶＵ
間を接続する信号線の断線等によるクロック信号の異常
発生に対して、安全に動作する装置を提供する。 【構成】 クロックパルスの有無等を調べるクロック停
止検知回路ＳＣＫをサ−ボユニットＳＶＵに設け、クロ
ックパルスの異常を検知した場合には、操舵制御を中止
してサ−ボ系にブレ−キをかける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に利用しうる操
舵制御装置に関し、特に故障に対する安全対策に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車においては、前輪の操舵
量に連動して、後輪の舵角調整機構を電気モ−タなどの
アクチュエ−タで操舵することが実施されている。

【０００３】この種の操舵制御装置は、例えば前輪舵角
センサ，車速センサ，後輪舵角センサ，モ−タ速度セン
サ等々で構成される各種センサ群と、電気モ−タと歯車
などで構成されるアクチュエ−タと、マイクロコンピュ
−タとドライバを含み電気モ−タの付勢を制御する電子
制御ユニットとで構成される。

【０００４】ところで、後輪操舵制御装置の場合、アク
チュエ−タの電気モ−タに比較的大きな電流を流す必要
があるので、電子制御ユニットとアクチュエ−タとを接
続するために太い電線を使用したり、電線の長さを短く
しないと電力の損失が大きくなる。従って、電子制御ユ
ニットをアクチュエ−タの近傍に設置することが望まれ
る。

【０００５】しかしながら、電子制御ユニットは、例え
ばヨ−レ−トセンサ，前輪舵角センサ，車輪速センサ，
Ｔ／Ｍ（変速機）車速センサなど、後輪から離れた位置
に配置される多数のセンサと接続する必要があるため、
電子制御ユニットを後輪の近くに配置すると、多数のセ
ンサと電子制御ユニットとを接続する配線を、それぞれ
長い距離に渡って引きまわさなければならず、配線の量
が増えるし、センサか電子制御ユニットに入力される各
種の信号が電気ノイズの影響を受け易くなるため不具合
いが生じる。

【０００６】このような不具合を回避するためには、独
立した電子制御ユニットを２つ設け、一方の電子制御ユ
ニットを各種センサの近傍に配置し、他方の電子制御ユ
ニットをアクチュエ−タの近傍に配置するように構成す
るのが望ましい。またその場合、２つの電子制御ユニッ
トを数本の信号線を含むシリアルインタ−フェ−スを介
して互いに接続し、目標舵角などの情報を、シリアル信
号の形で伝送するのが望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、独立した２
つの電子制御ユニットの間で情報を伝送する場合には、
確実な情報伝送を実現するために、一般に、情報を通す
信号線の他に、信号の現われるタイミングを示す周期が
一定のクロックパルスを通す信号線が設けられる。即
ち、クロックパルスの立上り又は立下りに同期した制御
を実施することにより、送信側の信号出力のタイミング
と受信側の信号サンプリングのタイミングとを同期させ
ることができ、情報伝送エラ−の発生を低減しうる。

【０００８】しかしながら、この種の装置においては次
のような故障や不具合が発生する可能性がある。

【０００９】（１）信号線の断線や接続部の接触不良 （２）クロックパルスを発生する回路の故障 （３）信号線の周囲で発生するノイズの影響による信号
線上の情報の変形 上記のような不具合が発生すると、２つの電子制御ユニ
ットの間で正常な情報伝送ができなくなる。特に、後輪
操舵制御装置の場合には、クロックパルスが停止する
と、操舵機構を駆動する電気モ−タがオ−バ−ランした
後で停止するか、又は回り続ける可能性がある。このよ
うな現象が発生すると、運転者の期待しない自動舵角調
整が実施されるため、運転が極めて難しくなる。

【００１０】また、上記のような操舵制御装置の異常な
動作に対して電気モ−タを停止させるためには、特別な
異常検出装置を設けなければならず、また電気モ−タを
停止させるために特別な信号線を格別に設ける必要があ
り、装置の製造コストが上昇するのは避けられない。

【００１１】従って本発明は、操舵制御装置の信頼性を
高めるための安全装置を安価で提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の車輌の操舵制御装置は、車輌の少なくとも
前輪の実舵角に関する情報を検出する舵角センサ手段
（１７，２０）；前記車輌の補助操舵機構に接続された
電気モ−タを含み、指示に応じて前記補助操舵機構の舵
角を調整する駆動手段（１２）；前記舵角センサ手段が
検出した情報に応じた制御情報を出力する第１の舵角制
御手段（９）；該第１の舵角制御手段とは別の独立した
制御手段であって、第１の舵角制御手段が出力する制御
情報に従って、前記駆動手段に指示を与える第２の舵角
制御手段（ＳＶＵ）；前記第１の舵角制御手段と第２の
舵角制御手段との間に介在され、実質的に周期が一定の
クロックパルス信号を通す第１の信号線（ＣＬＫ）と、
前記制御情報を通す第２の信号線（ＴＸＤ，ＲＸＤ）と
を含む情報伝送手段（ＩＦ２，ＩＦ３）；該情報伝送手
段の前記第１の信号線に関する異常を検出するクロック
異常検出手段（ＳＣＫ）；および該クロック異常検出手
段が異常を検知した場合に、前記補助操舵機構の舵角調
整を中止するように前記第２の舵角制御手段の制御を切
換える、クロック異常制御手段（Ｓ２Ｅ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２
Ｈ）；を備える。

【００１３】また請求項２においては、前記クロック異
常検出手段は、前記第１の信号線上の信号の有無を識別
し、前記クロック異常制御手段は、前記第１の信号線に
信号が現われていない場合に、前記補助操舵機構の舵角
調整を中止するように構成される。

【００１４】また請求項３においては、前記クロック異
常検出手段は、前記第１の信号線上の信号の周期が所定
の範囲内か否かを識別し、前記クロック異常制御手段
は、前記第１の信号線上の信号の周期が所定の範囲を外
れている場合に、前記補助操舵機構の舵角調整を中止す
るように構成される。

【００１５】また、請求項４においては、前記クロック
異常制御手段は、クロック異常検出手段が異常を検知し
た場合に、前記電気モ−タに制動をかけるように前記第
２の舵角制御手段の制御を切換える。

【００１６】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１７】

【作用】本発明においては、第１の舵角制御手段（９）
と第２の舵角制御手段（ＳＶＵ）を備えており、第１の
舵角制御手段は、舵角センサ手段（１７，２０）が検出
した情報に応じた制御情報を出力し、第２の舵角制御手
段は、第１の舵角制御手段が出力する制御情報に従っ
て、補助操舵機構の舵角を調整する駆動手段（１２）に
指示を与える。第１の舵角制御手段と第２の舵角制御手
段は、情報伝送のために、実質的に周期が一定のクロッ
クパルス信号を通す第１の信号線（ＣＬＫ）と、前記制
御情報を通す第２の信号線（ＴＸＤ，ＲＸＤ）とを含む
情報伝送手段（ＩＦ２，ＩＦ３）によって接続されてい
る。クロック異常検出手段（ＳＣＫ）は、情報伝送手段
の前記第１の信号線に関する異常を検出する。そして、
該クロック異常検出手段が異常を検知した場合には、ク
ロック異常制御手段（Ｓ２Ｅ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２Ｈ）が、前
記補助操舵機構の舵角調整を中止するように前記第２の
舵角制御手段の制御を切換える。

【００１８】例えば、信号線の断線や接続部の接触不
良，あるいはクロックパルスを発生する回路の故障によ
って、第２の舵角制御手段にクロックパルスが到達しな
くなると、第１の舵角制御手段の生成する制御情報が第
２の舵角制御手段に正しく伝達されなくなるので、異常
な自動操舵制御が実施される恐れがある。しかし本発明
によれば、クロック異常検出手段が異常を検知し、クロ
ック異常制御手段（Ｓ２Ｅ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２Ｈ）が、前記
補助操舵機構の舵角調整を中止するように第２の舵角制
御手段の制御を切換えるので、異常な自動操舵制御は回
避される。従って極めて安全な装置を提供しうる。

【００１９】

【実施例】本発明を実施する一形式の自動車の操舵系の
構成を図１に示す。図１において、１３が左前輪、１４
が右前輪、１５が左後輪、１６が右後輪をそれぞれ示し
ている。ステアリングホイ−ル１９の操舵軸は、前輪操
舵機構１０と連結されている。前輪操舵機構１０には、
ラック＆ピニオン機構が内蔵されており、ステアリング
ホイ−ル１９の回動に連動してピニオンが回動すると、
それと噛み合うラックが形成されたラック軸１０ａが軸
方向（左右方向）に移動し、ラック軸１０ａが動くと、
それに連結された前輪１３及び１４の舵角が変わる。

【００２０】この実施例では、前輪の舵角を検出するた
めに、２種類の舵角検出器１７及び２０が設置してあ
る。舵角検出器１７は、ラック軸１０ａの軸方向の位置
を検出するポテンショメ−タであり、舵角検出器２０
は、ステアリングホイ−ル１９の操舵軸の回転に伴なっ
てパルスを発生するロ−タリ−エンコ−ダである。舵角
検出器１７及び２０が出力する信号は、各々、車室内に
設置された電子制御ユニット（ＥＣＵ）９に入力され
る。

【００２１】また、車速を検出するために、２種類の車
速検出器２２及び２３が設置してある。車速検出器２２
は実際の車輪の回転速度に基づいて車速を検出し、車速
検出器２３は、変速機の出力軸の回転速度に基づいて車
速を検出する。また、車体のヨ−レ−トを検出するため
に、ヨ−レ−ト検出器２４が設置されている。車速検出
器２２，２３及びヨ−レ−ト検出器２４が出力する信号
は、各々、電子制御ユニット９に入力される。

【００２２】またこの実施例では、エンジンが回転して
いるか否かを識別するために、レギュレ−タＲＥＧの出
力（Ｌ端子）を、電子制御ユニット９およびサ−ボユニ
ットＳＶＵに接続してある。レギュレ−タＲＥＧは、エ
ンジンの出力に連結された車載発電機の出力電圧を安定
化する装置である。

【００２３】後輪１５及び１６は、ラック軸２５に連結
されており、ラック軸２５の軸方向（左右方向）の移動
に伴なって後輪１５及び１６の舵角が変わる。ラック軸
２５は後輪操舵機構１１に連結されている。後輪操舵機
構１１は、駆動用の電気モ−タ（ブラシレスモ−タ）１
２，該電気モ−タ１２の回転位置を検出する磁極センサ
１８，サ−ボユニットＳＶＵ，及び図示しない減速機を
内蔵している。サ−ボユニットＳＶＵは、電子制御ユニ
ット９から入力される目標舵角情報に基づいて、電気モ
−タ１２を駆動する。電気モ−タ１２を駆動すると、減
速機を介してそれに連結されたラック軸２５が移動し、
後輪の舵角が変わる。ラック軸２５には、後輪の舵角を
検出するために、舵角検出器２１が設置されている。こ
の舵角検出器２１はポテンショメ−タである。舵角検出
器２１が出力する信号は、サ−ボユニットＳＶＵに入力
される。

【００２４】イグニッションスイッチＩＧを介してバッ
テリ−２と接続された第１の電源ラインＤＩＧは、電子
制御ユニット９とサ−ボユニットＳＶＵに接続されてい
る。この第１の電源ラインＤＩＧは、流れる電流が比較
的小さいため、０．３ｍｍ（又は０．５ｍｍ）の径の電
線を使用して配線してある。一方、リレ−３を介してバ
ッテリ−２と接続された第２の電源ラインＰＩＧが、サ
−ボユニットＳＶＵに接続されている。この第２の電源
ラインＰＩＧは、流れる電流が大きいので、３ｍｍの径
の電線を使用して配線してある。

【００２５】図１に示した装置の実際の後輪操舵機構１
１の構成を図２に示す。図２を参照すると、サ−ボユニ
ットＳＶＵ，電気モ−タ１２，磁極センサ１８，及び舵
角検出器２１は、後輪操舵機構１１の同一のハウジング
に内蔵されている。サ−ボユニットＳＶＵは、コネクタ
ＣＮを介して、電源ラインＰＩＧ，ＤＩＧ及び電子制御
ユニット９と接続される。サ−ボユニットＳＶＵと電気
モ−タ１２は、ハウジングの内部で短い電線により接続
されている。

【００２６】このような構造であるため、後輪操舵機構
１１を電源ライン及び電子制御ユニット９と接続するた
めの配線の数が非常に少なく、特に、大電流を流す配線
が、電源ラインＰＩＧとア−スだけであるため、電力の
損失を最小限に抑えることができる。サ−ボユニットＳ
ＶＵと電気モ−タ１２は、ハウジングの内部で短い電線
により接続されているので、この部分での電力の損失は
ほとんどない。

【００２７】一方、電子制御ユニット９は、後輪操舵機
構１１から離れている代わりに、各種センサ（１７，２
２，２３，２４）に比較的近い位置に設置されているの
で、これらのセンサと電子制御ユニット９とを接続する
電線は比較的長さが短く、この配線の扱いは容易であ
る。各々のセンサには、安定化した電圧を供給する必要
があるので、１つのセンサあたり少なくとも３本の電線
で電子制御ユニット９と接続する必要があり、電線が短
いと大きなメリットが生じる。また、電線の長さが短い
ので、外部からの電気ノイズの影響を受けにくい。また
電子制御ユニット９とサ−ボユニットＳＶＵとを接続す
る部分については、後述するように、電線の数が少ない
ので、仮にこの部分の配線が長くなったとしても、外部
からの電気ノイズの影響を排除するのは容易である。例
えば、信号線路のインピ−ダンスを下げれば、外部から
の電気ノイズの影響は小さくなる。

【００２８】図１の電子制御ユニット９の構成を図３に
示し、サ−ボユニットＳＶＵの構成を図４に示す。まず
図３を参照し、電子制御ユニット９について説明する。
電子制御ユニット９は、マイクロコンピュ−タ１，電源
ユニット４，電圧監視回路６，アンドゲ−トＧ１，ドラ
イバＤＶ１，インタ−フェ−スＩＦ１およびＩＦ２を備
えている。マイクロコンピュ−タ１は、Ａ／Ｄ変換器，
タイマおよびシリアル通信回路を内蔵している。電源ユ
ニット４は、安定化された５Ｖの電圧を出力する安定化
電源と、パワ−オン時及び電源電圧低下時にリセット信
号を出力するリセット回路と、異常を検出するウオッチ
ドッグタイマ回路を備えている。インタ−フェ−スＩＦ
１およびＩＦ２は、信号の波形整形，増幅，レベル調整
等をする信号処理回路である。

【００２９】マイクロコンピュ−タ１の入力ポ−トに
は、インタ−フェ−スＩＦ１を介して、前記センサ２
４，１７，２０，２２及び２３から、それぞれヨ−レイ
ト，前輪舵角１，前輪舵角２，車輪速，及び変速機車速
に関する信号が入力される。また、レギュレ−タＲＥＧ
からのエンジン回転信号と、電源ラインからのバッテリ
電圧信号も印加される。マイクロコンピュ−タ１の入力
ポ−トに印加される。ヨ−レイト，前輪舵角１，及びバ
ッテリ電圧の信号は各々アナログ電圧であるため、これ
らの電圧のレベルがマイクロコンピュ−タ１に内蔵され
たＡ／Ｄ変換器によって所定周期毎にサンプリングさ
れ、数値に変換されてメモリに保持される。また前輪舵
角２，車輪速，及び変速機車速は、パルス信号であるた
め、各々の信号のパルスの周期がマイクロコンピュ−タ
１に内蔵されたタイマによって所定周期毎に測定され、
測定結果が舵角又は車速に変換されてメモリに保持され
る。エンジン回転信号は、エンジン回転の有無を示す２
値信号である。

【００３０】電子制御ユニット９とサ−ボユニットＳＶ
Ｕとの間は、４本の信号線ＲＬＳ，ＲＸＤ，ＴＸＤ及び
ＣＬＫで互いに接続されている。これらのうち、信号線
ＲＸＤ，ＴＸＤ及びＣＬＫは、インタ−フェ−スＩＦ２
を介して、マイクロコンピュ−タ１のシリアル通信回路
と接続されている。ＲＸＤは、サ−ボユニットＳＶＵか
らマイクロコンピュ−タ１に向かって伝送する２値信号
（シリアルデ−タ）を通す信号線であり、ＴＸＤは、マ
イクロコンピュ−タ１からサ−ボユニットＳＶＵに向か
って伝送する２値信号（シリアルデ−タ）を通す信号線
であり、ＣＬＫは通信デ−タのタイミングを定める周期
が一定のクロックパルスを通す信号線である。この実施
例では、信号線ＣＬＫに出力する信号は、マイクロコン
ピュ−タ１が生成し出力する。

【００３１】ＲＬＳは、サ−ボユニットＳＶＵが出力す
るパワ−電源遮断信号を通す信号線である。この例で
は、電圧監視回路６が異常に低い電源電圧を検出した場
合，マイクロコンピュ−タ１が出力ポ−トＲＬＭにパワ
−電源遮断信号を出力した場合，及びサ−ボユニットＳ
ＶＵが信号線ＲＬＳにパワ−電源遮断信号を出力した場
合、のいずれかの条件をアンドゲ−トＧ１が検出する
と、リレ−３が電力系の電源ラインＰＩＧに対する電力
の供給を遮断する。

【００３２】次に、図４を参照してサ−ボユニットＳＶ
Ｕを説明する。この例では、サ−ボユニットＳＶＵは、
マイクロコンピュ−タ８，電源ユニット７１，インタ−
フェ−スＩＦ３，抵抗器Ｒ１，ドライバＤＶ２，ＤＶ３
及びクロック検知回路ＳＣＫを備えている。マイクロコ
ンピュ−タ８は、Ａ／Ｄ変換器，タイマおよびシリアル
通信回路を内蔵している。電源ユニット７１は、安定化
された５Ｖの電圧を出力する安定化電源と、パワ−オン
時及び電源電圧低下時にリセット信号を出力するリセッ
ト回路と、異常を検出するウオッチドッグタイマ回路を
備えている。インタ−フェ−スＩＦ３は、信号の波形整
形，増幅，レベル調整等をする信号処理回路である。

【００３３】クロック停止検知回路ＳＣＫは、信号線Ｃ
ＬＫに所定周期のクロックパルスが現われているか否か
を識別する回路であり、この実施例では図９に示す構成
になっている。図９を参照すると、クロック停止検知回
路ＳＣＫは、抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成される分圧
回路と、Ｆ／Ｖ（周波数／電圧）変換器ＦＶ１，アナロ
グ比較器ＣＰ１，ＣＰ２及びアンドゲ−トＡＮＤを備え
ている。Ｆ／Ｖ変換器ＦＶ１は、入力される信号（ＣＬ
Ｋ）の周波数に比例する電圧をＶｆとして出力する。ア
ナログ比較器ＣＰ１は、Ｆ／Ｖ変換器ＦＶ１の出力電圧
Ｖｆを分圧回路が出力するしきい値電圧ＶＬと比較し
て、その結果を２値信号として出力し、アナログ比較器
ＣＰ２は、Ｆ／Ｖ変換器ＦＶ１の出力電圧Ｖｆを分圧回
路が出力するしきい値電圧ＶＨと比較してその結果を２
値信号として出力する。

【００３４】信号線ＣＬＫに所定周期のクロックパルス
が現われている場合には、ＶＬ＜Ｖｆ＜ＶＨになるの
で、ＣＰ１，ＣＰ２の出力が共に高レベルＨになり、ア
ンドゲ−トＡＮＤの出力もＨになる。しかし、電子制御
ユニット９とサ−ボユニットＳＶＵとを接続する信号線
ＣＬＫのトラブルによって信号線ＣＬＫにクロックパル
スが現われなくなったり、電子制御ユニット９の異常に
よって、信号線ＣＬＫに現われる信号の周波数が所定値
から大きくずれた場合、あるいはノイズの影響によって
信号に異常な波形が重畳された場合には、ＶＬ＞Ｖｆ，
又はＶｆ＞ＶＨになるので、ＣＰ１，ＣＰ２の少なくと
も一方の出力が低レベルＬになり、アンドゲ−トＡＮＤ
の出力もＬになる。従って、クロック検知回路ＳＣＫか
ら出力される２値信号を監視することによって、信号線
ＣＬＫに関する様々な異常を検知しうる。

【００３５】再び図４を参照する。電子制御ユニット９
とサ−ボユニットＳＶＵとを接続する４本の信号線ＲＬ
Ｓ，ＲＸＤ，ＴＸＤ及びＣＬＫのうち、信号線ＲＸＤ，
ＴＸＤ及びＣＬＫは、インタ−フェ−スＩＦ３を介し
て、マイクロコンピュ−タ８のシリアル通信回路と接続
されており、信号線ＲＬＳはマイクロコンピュ−タ８の
出力ポ−トＲＬＳと接続されている。マイクロコンピュ
−タ８は、信号線ＴＸＤに現われる２値信号（シリアル
デ−タ）を入力し、信号線ＲＸＤに２値信号を出力す
る。これらの信号のタイミングは、信号線ＣＬＫの信号
によって決定される。信号線ＣＬＫの信号は、前述のク
ロック停止検知回路ＳＣＫにも印加される。クロック停
止検知回路ＳＣＫの出力信号は、マイクロコンピュ−タ
８の入力ポ−トＰ１１及びドライバＤＶ２に印加され
る。クロック停止検知回路ＳＣＫからドライバＤＶ２に
印加される信号ＢＲＫによって、クロック停止検知回路
ＳＣＫが異常を検知した場合には、ドライバＤＶ２はそ
れに内蔵されるハ−ドウェアの制御により、モ−タ制御
を停止し制動状態にする。なお後述するように、クロッ
ク停止検知回路ＳＣＫが異常を検知した場合には、マイ
クロコンピュ−タ８のソフトウェア処理によっても、モ
−タ制御が制動モ−ドになる。即ち、この実施例では、
クロック信号の停止に対して、ハ−ドウェア制御とソフ
トウェア制御によって２重の安全対策が施されている。

【００３６】ドライバＤＶ２は、単一の集積回路であ
り、増幅器７４，電流レベル検出器ＭＳ，ＭＯＣ，昇圧
回路７５，論理回路７２，ＰＷＭ合成回路７３，電流制
限回路ＣＬ１，ＣＬ２，ゲ−トドライバ７６，７７及び
過熱センサＯＨＳを内蔵している。ドライバＤＶ３は、
スイッチング素子（パワ−ＭＯＳ ＦＥＴ）と保護用の
ダイオ−ドでなる６組のスイッチングユニットＵ１１，
Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｕ２３で構成されて
おり、その出力に電気モ−タ１２のスタ−接続された３
相のコイルＵ，Ｖ，Ｗの各端子が接続されている。

【００３７】抵抗器Ｒ０はドライバＤＶ３に流れる電流
に応じた電圧を出力し、この電圧のレベルを増幅器７４
が増幅する。電流レベル検出器ＭＳ及びＭＯＣは、増幅
器７４の出力電圧を、それぞれしきい値ｒｅｆ１及びｒ
ｅｆ２と比較して、電流が過大か否かを識別する。電流
レベル検出器ＭＳ及びＭＯＣが出力する信号Ｓ１及びＳ
２は、マイクロコンピュ−タ８および電流制限回路ＣＬ
１，ＣＬ２に入力される。

【００３８】電気モ−タ１２を駆動するためには、Ｕ→
Ｖ，Ｖ→Ｗ，Ｗ→Ｕ，Ｖ→Ｕ，Ｗ→Ｖ，Ｕ→Ｗのいずれ
かの端子間に電流を流し、電流を流す端子を順次に切り
換える必要がある。６組のスイッチングユニットＵ１
１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｕ２３の１対を
オンにすることで、電気モ−タ１２の端子間に電流を流
すことができる。但し、スイッチングユニットＵ１１と
Ｕ２１，Ｕ１２とＵ２２，及びＵ１３とＵ２３の、対に
なったトランジスタが同時にオンすると、電源ラインＰ
ＩＧとＰＧＮＤ間がショ−トするので、そのような状況
は避けなければならない。

【００３９】通常、マイクロコンピュ−タ８は、その出
力ポ−トＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１，ＬＡ２，ＬＢ２，Ｌ
Ｃ２に適当な信号を出力して電気モ−タ１２の端子間に
電流を流すので、電源ラインＰＩＧ−ＰＧＮＤ間のショ
−トは生じない。しかし、論理回路７２は、入力される
信号の状態の組合せを識別し、マイクロコンピュ−タ８
の動作に異常が生じた場合であっても、スイッチングユ
ニットＵ１１とＵ２１，Ｕ１２とＵ２２，及びＵ１３と
Ｕ２３の、対になったトランジスタが同時にオンしない
ように制御する。

【００４０】電気モ−タ１２の駆動トルクは、コイルに
流す電流をＰＷＭ（パルス幅変調）制御することによっ
て調整される。電流のパルス幅を決定するＰＷＭ信号
は、マイクロコンピュ−タ８の出力ポ−トＰＷＭから出
力される。ＰＷＭ合成回路７３は、マイクロコンピュ−
タ８がポ−トＰＷＭに出力するＰＷＭ信号と、ポ−トＬ
Ａ２，ＬＢ２，ＬＣ２に出力する相切換信号とを合成
し、下側のスイッチングユニットＵ２１，Ｕ２２，Ｕ２
３のオン／オフを制御する２値信号を生成する。

【００４１】マイクロコンピュ−タ８がポ−トＬＡ１，
ＬＢ１及びＬＣ１に出力する相切換信号は、論理回路７
２，電流制限回路ＣＬ１及びゲ−トドライバ７６を介し
て、それぞれスイッチングユニットＵ１１，Ｕ１２及び
Ｕ１３のゲ−ト端子に入力され、マイクロコンピュ−タ
８がポ−トＬＡ２，ＬＢ２及びＬＣ２に出力する相切換
信号は、ＰＷＭ合成回路７３，電流制限回路ＣＬ２及び
ゲ−トドライバ７７を介して、それぞれスイッチングユ
ニットＵ２１，Ｕ２２及びＵ２３のゲ−ト端子に入力さ
れる。スイッチングユニットＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，
Ｕ２１，Ｕ２２及びＵ２３は、各々、ゲ−ト端子に入力
される２値信号のレベルの高低に応じてオン／オフす
る。

【００４２】この実施例で使用している電気モ−タ１２
は、ブラシレスモ−タであり、回転子が永久磁石で構成
され、固定子が電気コイルになっている。従って、電気
モ−タ１２を希望するように回転させるためには、常に
回転子の磁極の位置を検出し、磁極の位置と動かす方向
に応じて電流を流すコイルを切換える必要がある。この
実施例では、電気モ−タ１２の回転子の磁極の位置を検
出する磁極センサ１８が、電気モ−タ１２に内蔵されて
いる。この磁極センサ１８は、検出した３相の信号を、
マイクロコンピュ−タ８の入力ポ−トＨＡ，ＨＢ，ＨＣ
に印加する。マイクロコンピュ−タ８は、入力ポ−トＨ
Ａ，ＨＢ，ＨＣの信号を参照して磁極の位置を検出し、
検出した位置に基づいて生成した相切換信号を、ポ−ト
ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１，ＬＡ２，ＬＢ２及びＬＣ２に
出力する。

【００４３】後輪の舵角を検出する舵角検出器２１は、
舵角に応じた電圧をマイクロコンピュ−タ８の入力ポ−
トＶＲＳに印加する。マイクロコンピュ−タ８は、入力
ポ−トＶＲＳの電圧のレベルを周期的にサンプリング
し、内蔵のＡ／Ｄ変換器で数値に変換し、その結果をメ
モリに保存する。なおこの実施例では、マイクロコンピ
ュ−タ８は、舵角検出器２１によって最初に検出した舵
角初期値と、磁極センサ１８が出力する信号を計数して
求められる舵角変化量とに基づいて、後輪の実舵角値を
得ている。

【００４４】ドライバＤＶ２に内蔵された過熱センサＯ
ＨＳの構成を図８に示す。図８を参照すると、過熱セン
サＯＨＳには、抵抗器Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６でなる分圧回路
と、サ−ミスタＴＳ，アナログ比較器ＣＰ３及びＣＰ４
が備わっている。ドライバＤＶ２は、ドライバＤＶ３の
近傍に配置されているので、例えばドライバＤＶ３内の
スイッチングユニットＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ２
１，Ｕ２２，Ｕ２３が異常に発熱すると、ドライバＤＶ
２の温度も上昇する。サ−ミスタＴＳはドライバＤＶ２
に内蔵されているので、ドライバＤＶ２自体の発熱や、
ドライバＤＶ３の発熱による温度上昇を検出できる。即
ち、サ−ミスタＴＳから出力される信号Ｖｔの電圧は、
ドライバＤＶ２，ＤＶ３の温度変化に従って変化する。

【００４５】アナログ比較器ＣＰ３は、サ−ミスタＴＳ
から出力される信号Ｖｔの電圧と分圧回路が出力するし
きい値電圧ＶＬ２とを比較し、その比較結果に応じた２
値信号を出力する。また、アナログ比較器ＣＰ４は、サ
−ミスタＴＳから出力される信号Ｖｔの電圧と分圧回路
が出力するしきい値電圧ＶＨ２とを比較し、その比較結
果に応じた２値信号を出力する。即ち、サ−ミスタＴＳ
の検出した温度と、しきい値電圧ＶＬ２に相当する第１
の温度との大小関係に応じてアナログ比較器ＣＰ３の出
力信号レベル（Ｈ／Ｌ）が定まり、サ−ミスタＴＳの検
出した温度と、しきい値電圧ＶＨ２に相当する第２の温
度との大小関係に応じてアナログ比較器ＣＰ４の出力信
号レベル（Ｈ／Ｌ）が定まる。アナログ比較器ＣＰ３，
ＣＰ４から出力される２ビットの２値信号は、マイクロ
コンピュ−タ８の入力ポ−トＯＨＷに入力される。ま
た、（第１の温度）＜（第２の温度）であり、第１の温
度および第２の温度は、いずれも、ドライバＤＶ２，Ｄ
Ｖ３が動作不能になる可能性の高い所定の上限温度より
も充分低い値に定められている。従って、マイクロコン
ピュ−タ８は、その入力ポ−トＯＨＷの状態を監視する
ことによって、ドライバＤＶ２，ＤＶ３が動作不能にな
る前に、過熱状態を検知しうる。

【００４６】図３に示した電子制御ユニット９のマイク
ロコンピュ−タ１の動作を図５に示し、図４に示したサ
−ボユニットＳＶＵのマイクロコンピュ−タ８の動作を
図６に示す。まず、図５を参照してマイクロコンピュ−
タ１の動作を説明する。

【００４７】電源がオンすると、初期化を実行する。即
ち、ＣＰＵ自体のチェック，メモリクリア，パラメ−タ
の初期化及び各種モ−ドセットを実行する。また、信号
線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬＫを使用して、サ−ボユニット
ＳＶＵとの間でデ−タの送受信のテストを実施し、通信
系の異常の有無を調べる。更に、サ−ボユニットＳＶＵ
から電子制御ユニット９に伝送された情報の内容に基づ
いて、パワ−系の異常（リレ−の動作不良，スイッチン
グユニットＵ１１〜Ｕ２３のブリッジ，モ−タコイルオ
−プン，モ−タコイルショ−ト）の有無を調べる。

【００４８】通信系が正常で、パワ−系も正常であれ
ば、ステップＳ１２−Ｓ１３を通ってＳ１４に進むが、
通信系に異常があるとＳ１２からＳ１Ｈに進み、パワ−
系に異常があるとＳ１３からＳ１ｉに進む。Ｓ１Ｈで
は、通信系が異常であることを示す診断情報をそれ自身
のメモリに保存するとともに、信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，
ＣＬＫを使用して、サ−ボユニットＳＶＵに、前記診断
情報を送信する。Ｓ１ｉでは、パワ−系が異常であるこ
とを示す診断情報をそれ自身のメモリに保存するととも
に、信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬＫを使用して、サ−ボ
ユニットＳＶＵに、前記診断情報を送信する。そして次
のＳ１Ｊで、出力ポ−トＲＬＭの信号レベルを低レベル
に切換えて、リレ−３をオフする。これによってパワ−
系の電源ラインＰＩＧへの電力供給は遮断される。

【００４９】次のステップＳ１４では、サ−ボ系のゲイ
ンを定めるパラメ−タの情報を、内部メモリ（ＲＯＭ）
から読み出し、その情報を信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬ
Ｋを使用して、サ−ボユニットＳＶＵに送信する。

【００５０】次のステップＳ１５−Ｓ１６−Ｓ１７−Ｓ
１８−Ｓ１９−Ｓ１Ａ−Ｓ１Ｂ−Ｓ１Ｃ−Ｓ１Ｄ−Ｄ１
Ｅ−Ｓ１５−・・・は、通常のル−プ処理として繰り返
し実行される。またこのル−プ処理は、５ｍsec に１回
の割合いで周期的に実行される。

【００５１】ステップＳ１５では、最新の目標舵角Ｔ１
およびその時間微分値ｄＴ１／ｄｔを計算してそれぞれ
の値を所定のレジスタにストアする。なお実際の時間微
分値ｄＴ１／ｄｔは、Ｎ×５ｍsec 毎に求められる目標
舵角Ｔ１の変化量であり、ステップＳ１５をＮ回（この
実施例では６回）実行する度に、１つの時間微分値ｄＴ
１／ｄｔが求められる。

【００５２】次のステップＳ１６では、１計算周期（こ
の例では５ｍsec ）の間の目標舵角Ｔ１の変化分ΔＴを
求める。具体的には、舵角差分累積値Ｔθを保持するレ
ジスタの内容を最新の目標舵角Ｔ１から減算した結果を
ΔＴとする。舵角差分累積値Ｔθは、初期状態では０で
あり、１計算周期（この例では５ｍsec ）毎に、目標舵
角Ｔ１の値が加算され更新される。

【００５３】ステップＳ１７では、目標舵角の変化分Δ
Ｔを予め定めた上限値αと比較する。そして、ΔＴ＞α
の場合には、ステップＳ１８に進み、ΔＴを上限値αで
置きかえる。従って、目標舵角の変化分ΔＴは、α以下
に制限される。

【００５４】次のステップＳ１９では、最新の目標舵角
の変化分ΔＴを加味した舵角差分累積値Ｔθを求める。
即ち、前回までのＴθに最新のΔＴを加算した結果を今
回までの舵角差分累積値Ｔθとする。

【００５５】上記処理で求められる目標舵角の変化分Δ
Ｔと、時間微分値ｄＴ１／ｄｔは、後輪操舵系の舵角に
対応付けられているが、サ−ボユニットＳＶＵが後輪操
舵系を制御するためには、モ−タの駆動量（ラック軸の
移動ストロ−ク）及び駆動速度の情報が必要になる。従
って、舵角から駆動量への単位の変換が必要になる。と
ころが、一般に舵角とラック軸の移動ストロ−クとの関
係は、車種毎に異なっているので、舵角から駆動量への
単位の変換の計算内容も、車種毎に変更する必要があ
る。しかしながら、舵角から駆動量への単位の変換を、
電子制御ユニット９の内部で実施して、変換後の情報を
サ−ボユニットＳＶＵに送信することにより、車種毎に
異なる計算は、サ−ボユニットＳＶＵが実施する必要は
なくなり、サ−ボユニットＳＶＵを全ての車種に共通に
使用可能になる。

【００５６】この実施例では、電子制御ユニット９が実
行するステップＳ１Ａ，Ｓ１Ｂにおいて、舵角から駆動
量への単位の変換を実施している。ステップＳ１Ａで
は、予め定めた関数ｆ１( ) にΔＴをパラメ−タとして
代入することにより、モ−タの目標駆動量の変化分ΔＴ
２を求めている。また次のステップＳ１Ｂでは、予め定
めた関数ｆ２( ) にｄＴ１／ｄｔをパラメ−タとして代
入することにより、モ−タの目標駆動速度ＶＴ１を求め
ている。

【００５７】またこの実施例では、送信するデ−タ量を
減らすために、ステップＳ１Ａで求められるΔＴ２の精
度を、ステップＳ１Ｂで求められるＶＴ１の精度よりも
落してある。なお実際には、ステップＳ１Ｂは新しい微
分値ｄＴ１／ｄｔが求められる毎に、即ち５ｍsec 周期
のＮ周期に１回の割合いで実行される。

【００５８】そして次のステップＳ１Ｃで、信号線ＲＸ
Ｄ，ＴＸＤ，ＣＬＫを使用して、目標駆動量の変化分Δ
Ｔ２および目標駆動速度ＶＴ１の情報を、シリアル２値
デ−タの形でサ−ボユニットＳＶＵに送信する。つま
り、電子制御ユニット９は、５ｍsec に１回の割合い
で、目標駆動量の変化分ΔＴ２および目標駆動速度ＶＴ
１の情報を、サ−ボユニットＳＶＵに送信する。但し、
比較的ビット数の多い目標駆動速度ＶＴ１の情報につい
ては、予めＮ個の情報に分割しておき、１／Ｎの部分情
報を５ｍsec に１回の割合いで順次に送信するようにし
ている。

【００５９】電子制御ユニット９と同様に、サ−ボユニ
ットＳＶＵは５ｍsec に１回の割合いで、情報を電子制
御ユニット９に送信する。ここでサ−ボユニットＳＶＵ
から電子制御ユニット９に入力される情報は、最新のサ
−ボユニットＳＶＵの状態を示すステ−タス情報であ
る。マイクロコンピュ−タ１は、サ−ボユニットＳＶＵ
から送られるステ−タス情報を受信して、それをステッ
プＳ１Ｄで識別する。サ−ボユニットＳＶＵが正常であ
れば、ステップＳ１ＤからＳ１Ｅに進むが、何らかの異
常が検出された場合には、ステップＳ１Ｆに進む。

【００６０】通常はステップＳ１Ｆを実行することはな
いが、例えばサ−ボユニットＳＶＵのマイクロコンピュ
−タが暴走したり、通信回路に故障が生じたり、ドライ
バの過熱が検知されたり、クロック信号（ＣＬＫ）の異
常が検知されるとステップＳ１Ｆに進む。マイクロコン
ピュ−タの暴走，通信回路の故障などの場合には、ステ
ップＳ１Ｆから直ちにＳ１Ｇに進み、電源リレ−３を遮
断し、通信用のクロック信号（ＣＬＫ）の出力を停止す
る。但し、サ−ボユニットＳＶＵにおいて、ドライバの
過熱が検知された場合には、ＳＶＵからのステ−タス情
報を参照してサ−ボユニットＳＶＵが「中立復帰制御」
の実施を完了したか否かを調べ、完了してなければステ
ップＳ１ＦからＳ１Ｅに進み、サ−ボユニットＳＶＵが
「中立復帰制御」の実施を完了するまで待った後、ステ
ップＳ１Ｇを実行する。

【００６１】ステップＳ１Ｅでは、５ｍsec 毎に発生す
るタイマ割込の情報を参照し、５ｍsec が経過するまで
待機する。これによって、ステップＳ１５〜Ｓ１Ｅのル
−プを１回実行するのに要する時間が５ｍsec になる。

【００６２】次に、図６を参照してサ−ボユニットＳＶ
Ｕのマイクロコンピュ−タ８の動作を説明する。電源が
オンすると、マイクロコンピュ−タ８は、ステップＳ２
１で初期化を実行する。即ち、ＣＰＵ自体のチェック，
メモリクリア，パラメ−タの初期化及び各種のモ−ドセ
ットを実行する。また、信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬＫ
を使用して、電子制御ユニット９との間で通信のテスト
を実施し、通信系の異常の有無を調べる。更に、パワ−
系の異常の有無を調べる。具体的には、出力ポ−トＬＡ
１，ＬＢ１，ＬＣ１，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２に出力す
る相切換信号を順次に切り換えながら、マイクロコンピ
ュ−タ８のポ−トＭＩ及びＰＩＧＭに入力される電圧の
レベルをサンプリングしＡ／Ｄ変換して入力し、入力し
た値を予め定めたしきい値と比較することによって、リ
レ−３の状態，スイッチングユニットＵ１１，Ｕ１２，
Ｕ１３，Ｕ２１，Ｕ２２及びＵ２３の状態，及び電気モ
−タ１２のコイルの状態（オ−プン，ショ−ト）のそれ
ぞれについて、異常の有無を検査する。

【００６３】ステップＳ２１の検査の結果、通信系の異
常が検出された時には、ステップＳ２２からＳ２６に進
み、パワ−系の異常が検出された時には、ステップＳ２
３からＳ２６に進む。ステップＳ２６では、出力ポ−ト
ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２に出
力する相切換信号を制御して、スイッチングユニットＵ
１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ２１，Ｕ２２及びＵ２３を全
てオフ状態に制御するとともに、信号線ＲＬＳのレベル
を制御して、リレ−３をオフにする。

【００６４】異常がない時には、ステップＳ２１−Ｓ２
２−Ｓ２３を通ってＳ２４に進む。ステップＳ２４で
は、信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬＫを使用して電子制御
ユニット９から送信される情報（サ−ボ系のゲインを定
めるパラメ−タ）を入力し、この情報によってサ−ボ系
（図７参照）のゲインをセットする。

【００６５】次のステップＳ２５では、舵角検出器２１
が検出した後輪の実舵角を、磁極カウンタ（図７参照）
８７に初期値としてセットする。舵角検出器２１の検出
値の分解能は比較的低いが、磁極センサ１８が出力する
パルスを計数することにより、分解能の高い舵角情報が
得られる。しかし磁極センサ１８によって得られる舵角
情報は相対的な変化であるので、最初に、舵角検出器２
１が検出した実舵角を初期値として採用し、この初期値
と舵角変化から求められる分解能の高い実舵角を、磁極
カウンタ８７によって生成する。

【００６６】続くステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ
２Ａ，Ｓ２Ｂ，Ｓ２Ｃ，Ｓ２Ｄ，Ｓ２Ｅ，Ｓ２Ｆ，Ｓ２
７，・・・は、何らかの異常が検出されるまで、ル−プ
処理として繰り返し実行される。またこのル−プ処理
は、５ｍsec に１回の割合いで定期的に実行される。

【００６７】ステップＳ２７では、信号線ＲＸＤ，ＴＸ
Ｄ，ＣＬＫを使用して電子制御ユニット９から送信され
る情報、即ち目標駆動量の変化分ΔＴ２および目標駆動
速度ＶＴ１（１／Ｎの部分情報）を、それぞれ受信し、
所定のレジスタにストアする。ステップＳ２８では、情
報ΔＴ２及びＶＴ１を、前回受信してから今回受信する
までの１周期の経過時間が予め定めたしきい値（５±１
ｍsec ）の範囲内か否かを調べる。時間が４〜６ｍsec
の範囲内であれば次にステップＳ２９に進むが、この時
間を外れた場合には、診断情報用のメモリに受信不良を
示す情報を保存し、次にステップＳ２Ｇに進む。

【００６８】ステップＳ２Ｇでは、メモリに保持される
診断情報の内容を、信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬＫを使
用して電子制御ユニット９に送信する。そして次のステ
ップＳ２Ｈでは、電気モ−タ１２の駆動を停止し（制動
をかける）、後輪の操舵系の状態をその時の舵角に固定
して以後の動作を中止する。

【００６９】ステップＳ２９では、受信した情報ΔＴ２
を、予め定めたしきい値Ｔref と比較する。しきい値Ｔ
ref は上限値であり、ΔＴ２＜Ｔrefであれば次にステ
ップＳ２Ａに進むが、ΔＴ２≧Ｔrefの場合にはデ−タ
エラ−とみなして次にステップＳ２Ｇに進む。また、デ
−タエラ−を示す情報を診断情報としてメモリにストア
する。

【００７０】この実施例では、目標舵角及び車速が一瞬
（５ｍsec）のうちに大きく変化することはありえない
ので、受信する情報ΔＴ２は目標舵角の最大値と比べる
とはるかに小さい。従って、受信した舵角情報ΔＴ２が
しきい値Ｔref より大きい場合には、デ−タ伝送上のエ
ラ−などが生じている可能性が高い。ここでしきい値と
して定めるＴrefは、目標駆動量の最大値よりもはるか
に小さくすることができる。従って、デ−タエラ−が生
じた場合には、それによって目標駆動量が本来の値から
大きくずれる前に、その異常を検出しうる。

【００７１】ステップＳ２Ａでは、サ−ボユニットＳＶ
Ｕにおける目標駆動量Ｔθに、受信した最新の目標駆動
量の変化分ΔＴ２を加算して目標駆動量Ｔθを更新す
る。目標駆動量Ｔθの情報は、所定のレジスタに保持さ
れる。

【００７２】ステップＳ２Ｂでは、更新された目標駆動
量Ｔθをしきい値（上限値）Ｔmaxと比較する。Ｔθ＜
Ｔmax なら次にステップＳ２Ｃに進み、そうでなければ
「目標駆動量異常」を診断情報としてメモリにストアし
た後、Ｓ２Ｇに進む。

【００７３】次のステップＳ２Ｃでは、電気モ−タ１２
を駆動するサ−ボ系の制御を実施する。このサ−ボ系の
構成が図７に示されている。このサ−ボ系の詳細につい
ては後で説明する。

【００７４】次のステップＳ２Ｄでは、前述の過熱セン
サＯＨＳが出力する信号を参照し、ドライバが過熱状態
か否かを識別する。正常であれば次にステップＳ２Ｅに
進むが、過熱状態が検出されている場合には、その状態
を示す情報を診断情報としてメモリにストアし、次にス
テップＳ２ｉに進む。ステップＳ２ｉでは、診断情報、
即ち過熱状態を示す情報を電子制御ユニット９に送信
し、次のステップＳ２Ｊに進む。

【００７５】モ−タドライバ（ＤＶ２，ＤＶ３）の温度
が異常に上昇すると、保護回路の作動や故障の発生によ
って、モ−タの駆動が突然停止し、それ以後の制御が不
可能になる場合がある。しかしながら、後輪操舵機構の
操舵位置が常に中立からずれた状態であると自動車の運
転が難しいので、何らかの手段を用いて操舵位置を中立
に戻す必要がある。但し、戻しスプリングのような機械
要素を用いると、装置の大型化や製造コストの上昇など
の不具合が生じる。

【００７６】この実施例においては、モ−タの駆動が不
可能になる可能性のある所定温度まで、モ−タドライバ
近傍の温度が上昇する前に、過熱センサＯＨＳによりド
ライバの過熱を検知し、ステップＳ２Ｊで、通常の操舵
制御を中止するとともに、後輪操舵機構の操舵位置が中
立位置に戻るように、モ−タ１２の駆動を制御する。即
ち、目標位置を操舵機構の中立位置に変更し、その目標
位置に近づくようにモ−タ１２を駆動する。

【００７７】また、この実施例では図８に示すように、
過熱センサＯＨＳは２種類のしきい値ＶＬ２，ＶＨ２に
よって識別された２種類の信号を出力するので、それら
を参照することによって２種類の過熱状態を識別するこ
とができる。ステップＳ２Ｊの中立復帰制御において
は、過熱状態に応じてモ−タ制御系の制御ゲインを切換
えるようにしている。即ち、比較的温度の低い過熱状態
の場合には、モ−タの駆動ができなくなるまでに時間の
余裕があるので、ゆっくりとモ−タを駆動して操舵位置
を中立に戻すが、比較的温度の高い過熱状態の場合に
は、モ−タの駆動ができなくなるまでの時間の余裕が少
ないので、比較的速くモ−タを駆動して操舵位置を中立
に戻す。

【００７８】ステップＳ２Ｅでは、クロック停止検知回
路ＳＣＫが出力する信号を参照する。そして、信号線Ｃ
ＬＫに所定周期のクロックパルスが現われている場合に
は次にステップＳ２Ｆに進むが、信号線ＣＬＫのクロッ
クパルスが途断えている場合や、クロックパルスの周波
数が異常である場合には、その異常を診断情報としてメ
モリにストアし、ステップＳ２Ｇに進む。そして、ステ
ップＳ２Ｇで、メモリに保持される診断情報の内容を、
信号線ＲＸＤ，ＴＸＤ，ＣＬＫを使用して電子制御ユニ
ット９に送信する。更に次のステップＳ２Ｈでは、電気
モ−タ１２の駆動を停止する（制動をかける）ようにド
ライバＤＶ２に出力する信号を制御し、後輪の操舵系の
状態をその時の舵角に固定して以後の動作を中止する。

【００７９】ステップＳ２Ｆでは、５ｍsec 毎に発生す
るタイマ割込の情報を参照し、５ｍsec が経過するまで
待機してからステップＳ２７に戻る。これによって、ス
テップＳ２７〜Ｓ２Ｆのル−プを１回実行するのに要す
る時間が５ｍsec になる。

【００８０】電子制御ユニット９の処理の一部分と、サ
−ボユニットＳＶＵのサ−ボ系の主要部の構成を図７に
示す。図７を参照して説明する。なお実際には、図７に
示す制御系は、モ−タドライバ５，電気モ−タ１２及び
磁極センサ１８の部分を除き、全てマイクロコンピュ−
タ１又はマイクロコンピュ−タ８のソフトウェア処理に
よって実現される。図７のモ−タドライバ５は、図４の
ドライバＤＶ２及びＤＶ３に対応している。またこの制
御系のゲインは、図６のステップＳ２４でセットされ
る。

【００８１】電子制御ユニット９において生成される目
標舵角Ｔ１は、前述のステップＳ１６に相当する減算部
１０１と、Ｓ１５の一部に相当する微分部１０２に入力
される。減算部１０１では、目標舵角Ｔ１と舵角差分累
積値Ｔθとの差分との差分、即ち目標舵角Ｔ１の変化分
ΔＴを求めて出力する。舵角差分累積値Ｔθは、メモリ
１０３に保持される前回までの累積値に、最新の変化分
ΔＴを加算部１０４で加算した結果をメモリ１０３に書
込むことにより得られる。微分部１０２では、目標舵角
Ｔ１の時間微分値、即ちｄＴ１／ｄｔを求め出力する。
前述のステップＳ１Ａに相当する変換部１０５では、入
力される目標舵角Ｔ１の変化分ΔＴの単位を、舵角から
モ−タ駆動量（ラック軸の移動ストロ−ク）に変換する
計算処理を実施して計算の結果ΔＴ２を出力する。ま
た、前述のステップＳ１Ｂに相当する変換部１０６で
は、入力される目標舵角の時間微分値ｄＴ１／ｄｔの単
位を、舵角からモ−タ駆動量（ラック軸の移動ストロ−
ク）に変換する計算処理を実施して計算の結果ＶＴ１を
出力する。

【００８２】電子制御ユニット９が出力する情報ΔＴ２
及びＶＴ１がサ−ボユニットＳＶＵに入力される。モ−
タ駆動量の差分であるΔＴ２は、加算部１１１とメモリ
１１２で累積され、モ−タ駆動量Ｔθ２に変換される。
即ち、メモリ１１２に保持される前回までの累積値に最
新の差分ΔＴ２を加算部１１１で加算した結果をメモリ
１１２に書込むことにより、目標舵角Ｔ１に相当するモ
−タ駆動量Ｔθ２が得られる。なお以下の説明において
は、便宜上、モ−タ駆動量Ｔθ２を目標舵角と呼ぶこと
にする。

【００８３】目標舵角Ｔθ２は減算部９２に入力され、
目標舵角Ｔθ２の時間微分値であるＶＴ１は微分ゲイン
設定部９１に入力される。微分ゲイン設定部９１は、Ｖ
Ｔ１の絶対値から微分ゲインＹＴＤＩＦＧＡＩＮを求め
る。なお、微分ゲイン設定部９１等の各ブロック中に示
したグラフは、入力値と出力値との関係を示し、横軸が
入力値、縦軸が出力値を示している。この例では、微分
値ＶＴ１の絶対値が４ｄｅｇ／ｓｅｃ以下の場合には微
分ゲインは０に、微分値ＳＡＧＬＡの絶対値が１２ｄｅ
ｇ／ｓｅｃ以上の場合には微分ゲインは４にセットさ
れ、それ以外の場合には微分ゲインは０〜４の範囲の値
になる。

【００８４】減算部９２は、目標舵角Ｔθ２と実舵角
（モ−タ回転角に相当する）ＲＡＧＬとの偏差、即ち舵
角偏差ΔＡＧＬを計算する。実舵角ＲＡＧＬは、磁極カ
ウンタ８７から出力される。磁極カウンタ８７は、磁極
センサ１８が出力する３相のパルス信号間の位相差から
電気モ−タ１２の回転方向を識別し、パルス信号のパル
ス数をそれまでの計数値に加算又は減算して舵角値を検
出する。磁極センサ１８からのパルス信号によって得ら
れる舵角値は相対値（回転角度）であるが、この例では
図６のステップＳ２５で最初に（駆動を開始する前に）
舵角検出器２１が検出した実舵角値を磁極カウンタ８７
にプリセットしてあるので、磁極カウンタ８７が出力す
る値ＲＡＧＬは実舵角になる。

【００８５】舵角偏差ΔＡＧＬは、舵角偏差不感帯付与
部９３で処理され、舵角偏差値ＥＴＨ２になる。舵角偏
差不感帯付与部９３は、入力値（舵角偏差ΔＡＧＬ）の
絶対値が所定値Ｅ２ＰＭＡＸ以下の場合には舵角偏差値
ＥＴＨ２を０にするものであり、舵角偏差ΔＡＧＬが小
さい時に制御を停止させるものである。舵角偏差不感帯
付与部９３が出力する舵角偏差値ＥＴＨ２は、比例部９
６及び微分部９４に入力される。

【００８６】比例部９６は、予めセットされた比例ゲイ
ンの値を舵角偏差値ＥＴＨ２に掛けた値を比例制御値Ｐ
ＡＧＬＡとして出力する。微分部９４は、舵角偏差値Ｅ
ＴＨ２を時間微分して舵角偏差微分値ＳＥＴＨ２を求め
る。更に、掛算部９５で、舵角偏差微分値ＳＥＴＨ２に
前述の微分ゲインＹＴＤＩＦＧＡＩＮを掛けた結果が微
分制御値ＤＡＧＬＡとして求められる。加算部９７で
は、比例制御値ＰＡＧＬＡと微分制御値ＤＡＧＬＡとを
加算した結果を、制御舵角値ＨＰＩＤとして出力する。

【００８７】制御舵角値ＨＰＩＤは、舵角偏差リミッタ
９８を通り、制御量ＡＮＧになる。舵角偏差リミッタ９
８は、入力値に比例した出力を生成するとともに、制御
量ＡＮＧが１．５ｄｅｇ以上、又は−１．５ｄｅｇ以下
にならないように出力値の範囲を制限する。制御量ＡＮ
Ｇは、パルス幅変調変換部９９に入力され、パルス幅変
調信号ＰＷＭ１に変換される。即ち、周期が一定で制御
量ＡＮＧに比例したパルス幅のパルス信号ＰＷＭ１が生
成される。このパルス幅変調信号ＰＷＭ１が、モ−タド
ライバ５に入力される。モ−タドライバ５は、パルス幅
変調信号ＰＷＭ１に応じて、電気モ−タ１２の通電のオ
ン／オフのタイミング、即ち電流を決定する。従ってパ
ルス幅変調信号ＰＷＭ１によって、電気モ−タ１２の駆
動トルクが変化する。電気モ−タ１２が回転すると、磁
極センサ１８がパルスを発生するので、磁極カウンタ８
７の計数値、即ち実舵角値ＲＡＧＬが変わり、舵角偏差
ΔＡＧＬが変わる。このサ−ボ系は、舵角偏差ΔＡＧＬ
が０に近づくように、電気モ−タ１２を制御する。

【００８８】但し、信号線ＣＬＫのクロック信号が遮断
された場合のように、ブレ−キモ−ドになると、電気モ
−タ１２の駆動が早く停止するような制御が実施され
る。即ち、電気モ−タ１２の回転に対して制動をかける
ように、ドライバＤＶ２に制御信号が印加される。

【００８９】クロック停止検知回路ＳＣＫの変形例を図
１０に示す。図１０を参照するとこの回路には、抵抗器
１２２とコンデンサ１２３でなる積分回路と、抵抗器１
２４，１２５でなる分圧回路とアナログ比較器ＣＰＡが
含まれている。積分回路の出力電圧Ｖｃは、正常時は入
力されるクロックパルスのデュ−ティに応じた中間的な
電圧になり、Ｖｃ＜Ｖｔｈになるので、アナログ比較器
ＣＰＡの出力電圧は高レベルＨになる。しかし、例えば
電子制御ユニット９とサ−ボユニットＳＶＵとを接続す
る信号線の断線によって、信号線ＣＬＫにクロックパル
スが現われなくなると、積分回路の出力電圧Ｖｃが約５
Ｖの高レベルになるので、Ｖｃ＞Ｖｔｈになり、アナロ
グ比較器ＣＰＡの出力電圧が低レベルＬになる。従っ
て、アナログ比較器ＣＰＡの出力レベルを監視すること
によって、信号線ＣＬＫの断線等の異常を検知しうる。

【００９０】以上説明した実施例によれば、次のような
効果が得られる。

【００９１】例えば、信号線の断線や接続部の接触不
良，あるいはクロックパルスを発生する回路の故障によ
って、第２の舵角制御手段であるサ−ボユニットＳＶＵ
にクロックパルスが到達しなくなり、第１の舵角制御手
段である電子制御ユニット９の生成する制御情報が第２
の舵角制御手段に正しく伝達されなくなったとしても、
クロック異常検出手段（ＳＣＫ）が異常を検知し、クロ
ック異常制御手段（Ｓ２Ｅ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２Ｈ）が、補助
操舵機構の舵角調整を中止するように第２の舵角制御手
段の制御を切換えるので、異常な自動操舵制御は回避さ
れる。従って極めて安全な装置を提供しうる。

【００９２】また、図９に示すような構成のクロック停
止検知回路を採用することにより、信号線ＣＬＫの断線
だけでなく、クロックパルスを発生する回路の故障によ
るクロックパルスの周波数の大幅な変化や、周囲のノイ
ズの影響によって生じる誤動作も防止しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の自動車の操舵系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】 図１の後輪操舵機構１１の外観を示す一部切
欠平面図である。

【図３】 図１の電子制御ユニット９の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】 図１のサ−ボユニットＳＶＵの構成を示すブ
ロック図である。

【図５】 図３のマイクロコンピュ−タ１の動作を示す
フロ−チャ−トである。

【図６】 図４のマイクロコンピュ−タ８の動作を示す
フロ−チャ−トである。

【図７】 実施例のサ−ボ系の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】 実施例の過熱センサの構成を示すブロック図
である。

【図９】 実施例のクロック停止検知回路の構成を示す
ブロック図である。

【図１０】 クロック停止検知回路の変形例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１：マイクロコンピュ−タ ２：バッテリ− ３：リレ− ４：電源ユニット ６：電圧監視回路 ８：マイクロコンピ
ュ−タ ９：電子制御ユニット １０：前輪操舵機構 １０ａ：ラック軸 １１：後輪操舵機構 １２：電気モ−タ（ブラシレスモ−タ） １３：左前輪 １４：右前輪 １５：左後輪 １６：右後輪 １７，２０：舵角検出器 １８：磁極センサ １９：ステアリングホイ−ル ２１：舵角検出器 ２２，２３：車速検出器 ２４：ヨ−レ−ト検
出器 ２５：ラック軸 ７１：電源ユニット ８７：磁極カウンタ Ｇ１：アンドゲ−ト ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３：ドライバ ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３：インタ−フェ−ス ＩＧ：イグニッションスイッチ ＤＩＧ，ＰＩＧ：電
源ライン ＳＶＵ：サ−ボユニット ＯＨＳ：過熱センサ ＴＳ：サ−ミスタ ＳＣＫ：クロック停
止検知回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輌の少なくとも前輪の実舵角に関する
   情報を検出する舵角センサ手段；前記車輌の補助操舵機
   構に接続された電気モ−タを含み、指示に応じて前記補
   助操舵機構の舵角を調整する駆動手段；前記舵角センサ
   手段が検出した情報に応じた制御情報を出力する第１の
   舵角制御手段；該第１の舵角制御手段とは別の独立した
   制御手段であって、第１の舵角制御手段が出力する制御
   情報に従って、前記駆動手段に指示を与える第２の舵角
   制御手段；前記第１の舵角制御手段と第２の舵角制御手
   段との間に介在され、実質的に周期が一定のクロックパ
   ルス信号を通す第１の信号線と、前記制御情報を通す第
   ２の信号線とを含む情報伝送手段；該情報伝送手段の前
   記第１の信号線に関する異常を検出するクロック異常検
   出手段；および該クロック異常検出手段が異常を検知し
   た場合に、前記補助操舵機構の舵角調整を中止するよう
   に前記第２の舵角制御手段の制御を切換える、クロック
   異常制御手段；を備える車輌の操舵制御装置。
2. 【請求項２】 前記クロック異常検出手段は、前記第１
   の信号線上の信号の有無を識別し、前記クロック異常制
   御手段は、前記第１の信号線に信号が現われていない場
   合に、前記補助操舵機構の舵角調整を中止する、前記請
   求項１記載の車輌の操舵制御装置。
3. 【請求項３】 前記クロック異常検出手段は、前記第１
   の信号線上の信号の周期が所定の範囲内か否かを識別
   し、前記クロック異常制御手段は、前記第１の信号線上
   の信号の周期が所定の範囲を外れている場合に、前記補
   助操舵機構の舵角調整を中止する、前記請求項１記載の
   車輌の操舵制御装置。
4. 【請求項４】 前記クロック異常制御手段は、クロック
   異常検出手段が異常を検知した場合に、前記電気モ−タ
   に制動をかけるように前記第２の舵角制御手段の制御を
   切換える、前記請求項１，請求項２，又は請求項３記載
   の車輌の操舵制御装置。