JPH1134900A

JPH1134900A - 後輪舵角制御装置

Info

Publication number: JPH1134900A
Application number: JP9194066A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kamei; 正一亀井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-09
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JP3289772B2

Abstract

(57)【要約】【課題】後輪転舵を行う駆動手段にかかる負荷を減少
させることができる後輪転舵角御装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ１００を車両状態情報に
基づいて制御するＥＣＵ１は、後輪６，７が縁石に当接
したり、アクチュエータ１００自身が故障していること
を、後輪６，７の実舵角と目標舵角との間の偏差変化量
を用いて判定し、このような場合には、後輪６，７の目
標舵角を補正して後輪６，７があまり転舵されないよう
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、後輪の舵角を制御
する後輪舵角制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】四輪操舵システム（４ＷＳ）に用いられ
る後輪舵角制御装置は、入力される車両の速度、加速度
及び前輪の舵角、或いはイグニションスイッチのオンオ
フ状態等の車両状態情報に応じて、後輪の転舵されるべ
き目標舵角を求め、この目標舵角に後輪実舵角が一致す
るよう、後輪を転舵するアクチュエータを制御する装置
として知られている。このような後輪舵角制御装置は特
開平６−２６３０４８号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
後輪舵角制御装置においては、後輪転舵中に後輪が縁石
等に当接した場合においても後輪を転舵するため、アク
チュエータに過大な負荷がかかる。本発明は、このよう
な課題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ等
の駆動手段にかかる負荷を減少させることができる後輪
舵角制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、後輪を転舵する駆動手段を後輪の実舵角
が目標舵角になるように制御する後輪舵角制御装置にお
いて、後輪の実舵角と目標舵角との間の偏差が広がった
場合に、後輪の目標舵角をこの目標舵角と実舵角との間
の偏差が所定値以下となるように補正することを特徴と
する。

【０００５】後輪の実舵角と目標舵角との間の偏差が広
がった場合には、後輪が縁石等の障害物に当接したもの
と十分に見做すことができるため、本装置は、このよう
な場合において、後輪の目標舵角をこの目標舵角と実舵
角との間の偏差が所定値以下となるように補正する。本
装置は後輪の実舵角が目標舵角になるように駆動手段を
制御するため、目標舵角の補正によって後輪の転舵量が
制限される。

【０００６】本後輪舵角制御装置は、後輪の目標舵角と
実舵角との大小関係が逆転した場合に、逆転の前におい
て後輪の実舵角と目標舵角との間の偏差が広がり、且
つ、逆転の後において後輪の実舵角と目標舵角との間の
偏差が広がった場合には、駆動手段が故障していると判
定することを特徴とする。

【０００７】後輪の実舵角と目標舵角との間の偏差は、
駆動手段が故障している場合にも広がる。通常、縁石等
の障害物は後輪の一側のみに位置するため、後輪の目標
舵角が実舵角よりも一側に大きい場合には後輪は一側に
は転舵されないので、舵角偏差が増大する。一方、後輪
の目標舵角が実舵角よりも他側に大きい場合には後輪は
他側に転舵される。したがって、後輪の目標舵角と実舵
角との大小関係が逆転することによって後輪が左右に転
舵された場合、逆転の前後においては一方向の転舵時の
みに偏差が広がる。しかしながら、駆動手段が故障して
いる場合には後輪は一側にも他側にも転舵されない。し
たがって、本後輪舵角制御装置は、後輪の目標舵角と実
舵角との大小関係の逆転前後において、共に後輪の実舵
角と目標舵角との間の偏差が広がった場合には、上記障
害物による偏差拡大ではなく駆動手段の故障であると判
定できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る後輪舵角
制御装置について説明する。同一要素又は同一機能を有
する要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明
は省略する。

【０００９】図１は、実施の形態に係る後輪舵角制御装
置を搭載した車両２を示す。この車両２は、ボディ３に
取付けられた前輪４，５及び後輪６，７を備える。

【００１０】前輪４，５は、ナックルアーム８，９及び
タイロッド１０，１１をそれぞれ介してフロントステア
リングギアボックス１２に機械的に接続されている。ギ
アボックス１２は、その軸を中心として回転可能なシャ
フト１３を介してステアリングホイール１４に接続され
ている。シャフト１３がその軸を中心として回転する
と、シャフト１３の回転に応じてギアボックス１２内の
ラックが、モータや油圧機構等による補助力によってそ
の長手方向に沿って移動し、ラックに係合したタイロッ
ド１０，１１がその長手方向に沿って移動する。シャフ
ト１３は、ステアリングホイール１４の操舵に応じて回
転するので、ステアリングホイール１４を操舵すること
により、ナックルアーム８，９にヒンジを介して接続さ
れたタイロッド１０，１１が、その長手方向に沿って移
動し、前輪４，５が操舵される。

【００１１】後輪６，７は、ナックルアーム１５，１
６、タイロッド１７，１８を介して後輪転舵用のアクチ
ュエータ１００の後輪駆動シャフト１００ａの両端に接
続されている。アクチュエータ１００（駆動手段）は内
部にモータ本体１０１に接続された減速機構を有してお
り、この減速機構にリンクした後輪駆動シャフト１００
ａが、その長手方向（矢印Ｃで示す）に沿って移動する
ことで、前輪４，５と同様に後輪６，７が矢印θで示す
方向に転舵される。後輪６，７は、ボディ３内に配置さ
れたエンジン１９の駆動力によって回転させられる駆動
輪であり、エンジン１９からの駆動力はディファレンシ
ャルギア２０を介して後輪６，７に伝達される。なお、
エンジン１９はボディ３内に設けられたイグニションス
イッチＩＧをオン状態とすることによって起動する。

【００１２】この車両２は、ステアリングホイール１４
の操舵角に対応した操舵角信号Ａを出力する舵角センサ
２１と、前輪４，５の車輪速に対応した車輪速信号
ｖ₁，ｖ₂をそれぞれ出力する車輪速センサ２２，２３
と、駆動輪６，７の車輪速に対応した車輪速信号ｖ₃を
出力するスピードセンサ２４と、車両ヨー方向の角速度
に対応した角速度信号Ωを出力するヨーレートセンサ２
５とを備える。車両２の車速ｖは車輪速信号ｖ₁，ｖ₂，
ｖ₃のいずれか１つ、平均値、又は各信号ｖ₁，ｖ₂，ｖ₃
に重みづけを行ったものを車速とする。

【００１３】また、アクチュエータ１００はモータ本体
１０１と、モータ本体１０１に設けられた３つの磁極セ
ンサからなりモータ本体１０１のロータ回転位置に対応
した回転位置信号Θを出力する回転位置センサ１０２
と、後輪６，７の実舵角θが中立舵角θ₀よりも右側又
は左側にあることを示す判別信号Ｄを出力する中立セン
サ１０３とを備えている。

【００１４】車両２に搭載された電子回路ユニット（Ｅ
ＣＵ）１には、上記センサ２１〜２５，１０２，１０３
の出力及びイグニションスイッチＩＧのオンオフ情報Ｔ
を含めた車両状態情報（Ａ，ｖ，Ω，Θ，Ｄ，Ｔ）が入
力され、ＥＣＵ１は入力された車両状態情報に応じて後
輪６，７転舵の制御を行う。

【００１５】すなわち、本実施の形態に係る後輪舵角制
御装置は、車両状態情報（Ａ，ｖ，Ω，Θ，Ｄ，Ｔ）を
ＥＣＵ１に入力するセンサ２１〜２５，１０２，１０３
と、入力された情報に応じてアクチュエータ１００を制
御するＥＣＵ１とから構成され、ＥＣＵ１は入力される
車両状態情報に応じて後輪６，７の転舵されるべき目標
舵角θ_Aを演算し、演算された目標舵角θ_Aに後輪６，７
の実舵角θが一致するようにアクチュエータ１００を制
御する。

【００１６】図２は、アクチュエータ１００をシャフト
１００ａの長手方向に沿って破断した断面図である。本
アクチュエータ１００は、金属製の円筒状ハウジング１
０４と、ハウジング１０４の内壁に固着した樹脂材料１
０５と、樹脂材料１０５によってハウジング１０４の内
壁に固定されたステータ１０６及びステータ１０６内に
配置されたロータ１０７から構成されるインナーロータ
形のモータ本体１０１と、ロータ１０７の回転速度を減
速して回転駆動力を伝達する減速機構１０８と、減速機
構１０８の回転運動を長手方向Ｃに沿った直線運動に変
換して駆動力を駆動シャフト１００ａに伝達する変換機
構１０９とを備えている。

【００１７】ロータ１０７が回転すると、この駆動力は
減速機構１０８及び変換機構１０９を介して駆動シャフ
ト１００ａに伝達され、駆動シャフト１００ａが長手方
向Ｃに沿って移動する。駆動シャフト１００ａの両端に
はタイロッド１７，１８のアクチュエータ側端部１７
ａ，１８ａがボールジョイントによって連結されている
ため、ロータ１０７を回転させると後輪６，７が転舵さ
れる。

【００１８】減速機構１０８は、ロータ１０７を原動軸
としてロータ１０７先端部に固定された太陽歯車１０８
ａと、ハウジング１０４の内面に固着した樹脂によって
形成された固定内歯歯車１０８ｂと、太陽歯車１０８ａ
と固定内歯歯車１０８ｂの間に介在する複数の遊星歯車
１０８ｃとからなる第１遊星歯車機構を備える。

【００１９】減速機構１０８は、第１遊星歯車機構と共
通の固定内歯歯車１０８ｂと、第１遊星歯車機構の太陽
歯車１０８ａに対して同軸配置された原動軸としての太
陽歯車１０８ｅと、太陽歯車１０８ｅと固定内歯歯車１
０８ｂの間に介在する複数の遊星歯車１０８ｆとからな
る第２遊星歯車機構を更に備える。

【００２０】第１遊星歯車機構の遊星歯車１０８ｃの回
動軸は、第２遊星歯車機構の原動軸１０８ｅに固定され
た腕１０８ｄの先端部で回動可能に支えられており、第
２遊星歯車機構の原動軸１０８ｅは第１遊星歯車機構の
従動軸を構成する。ロータ１０７を回転させることによ
って第１遊星歯車機構の太陽歯車１０８ａを回転させる
と、太陽歯車１０８ａ及び固定内歯歯車１０８ｂに噛合
した遊星歯車１０８ｃが太陽歯車１０８ａの周囲を公転
し、遊星歯車１０８ｃを軸支する腕１０８ｄの基端部に
固定された第２遊星歯車機構の原動軸１０８ｅが太陽歯
車１０８ａと同軸で回転する。第２遊星歯車機構の原動
軸１０８ｅが回転すると、第１遊星歯車機構と同様にそ
の従動軸となる変換機構１０９のナット１０９ａが原動
軸１０８ｅと同軸で回転する。

【００２１】変換機構１０９は、内面に螺子溝の形成さ
れたナット１０９ａと、この螺子溝に噛合する螺子１０
９ｂとからなる。ハウジング１０４に固定され連通した
筒状部材１０４ａは、内面に長手方向Ｃに沿って延びた
凸条１０４ｂを有しており、筒状部材１０４ａ内に位置
する駆動シャフト１００ａの一端部には長手方向Ｃに沿
って延びた溝１００ｂを有している。駆動シャフト１０
０ａの溝１００ｂ及び筒状部材１０４ａの凸条１０４ｂ
は噛合してスプラインを構成し、駆動シャフト１００ａ
の軸を中心とする回転を制限している。また、ロータ１
０７及びナット１０９ａはボールベアリングＢによって
ハウジング１０４内で支えられており、ハウジング１０
４に対して回転することができる。なお、駆動シャフト
１００ａは、右端筒状部材１０４ａ、ナット１０９ａ、
太陽歯車１０８ｅ，１０８ａ、ロータ１０７、左端筒状
部材１０４ｃ内面に固定された支持材１０４ｄの中空部
を貫いており、ハウジング１０４に対して長手方向Ｃに
沿って移動することができる。

【００２２】ナット１０９ａは、スプラインによる制限
によって駆動シャフト１００ａに対して相対的に回転で
きるため、ナット１０９ａがロータ１０７の回転によっ
て駆動シャフト１００ａの軸を中心として回転すると、
駆動シャフト１００ａの一部をなす変換機構１０９の螺
子１０９ｂが駆動シャフト１００ａの長手方向Ｃに沿っ
て移動し、後輪６，７が転舵される。

【００２３】ロータ１０７は外表面を円周方向に囲む磁
石１０７ａを有しており、ロータ１０７を取り囲むステ
ータ１０６は鉄心の積層コア１０６ａ及び磁石１０７ａ
に対向する位置の積層コア１０６ａに巻かれた巻線１０
６ｂを有している。ＥＣＵ１から制御信号Ｐが巻線１０
６ｂに入力されると、ステータ１０６に対してロータ１
０７が回転する。なお、ステータ１０６はガラス繊維を
含有した樹脂材料１０５内に少なくとも一部分が埋設さ
れている。

【００２４】ロータ１０７の回転位置はロータの一端部
に固定された磁石１０２ａ及びホール素子１０２ｂから
構成される回転位置センサ１０２によって検出される。
すなわち、磁石１０２ａ及びホール素子１０２ｂはロー
タ１０７の回転位置に応じて出力信号が異なるように非
接触配置されている。回転位置センサ１０２によって検
出されたロータ１０７の回転位置情報に基づいてＥＣＵ
１はステータ１０６に制御信号Ｐを供給し、ロータ１０
７を回転させる。すなわち、本アクチュエータ１００に
用いられるモータは、ロータ１０７の回転位置を非接触
で検出してステータ１０６に制御信号Ｐを供給する回転
界磁形のＤＣブラシレスモータである。なお、回転位置
センサ１０２については後述する。

【００２５】駆動シャフト１００ａの長手方向Ｃの大体
の位置は中立センサ１０３によって検出される。すなわ
ち、中立センサ１０３は、後輪駆動シャフト１００ａの
表面の一部を磁化することによって形成されたＮ極領域
１０３ａ及びＳ極領域１０３ｂと、磁化領域１０３ａ，
１０３ｂに対向する位置に固定されたホール素子１０３
ｃとから構成される。Ｎ極領域１０３ａ及びＳ極領域１
０３ｂは、後輪駆動シャフト１００ａの移動方向Ｃ、す
なわち、後輪駆動シャフト１００ａの長手方向Ｃに沿っ
て整列している。

【００２６】図３は、後輪駆動シャフト１００ａの位置
Ｘと中立センサ３４を構成するホール素子１０３ｃの出
力信号Ｄのレベルとの関係を示すグラフである。ホール
素子１０３ｃがＮ極領域１０３ａに対向した時にはＬレ
ベル（ローレベル）の信号が出力され、Ｓ極領域１０３
ｂに対向した時にはＨレベル（ハイレベル）の信号が出
力されるものとする。

【００２７】図４は、後輪駆動シャフト１００ａの位置
Ｘと後輪実舵角θとの関係を示すグラフである。Ｎ極領
域１０３ａとＳ極領域１０３ｂとの境界の直上にホール
素子１０３ｃが位置する時には、後輪６，７の実舵角θ
は中立舵角θ₀である。

【００２８】図５は、回転位置センサ１０２を示す。こ
の回転位置センサ１０２は、半周がＮ極で残りの半周が
Ｓ極の円環状の磁石１０２ａと、磁石１０２ａの外周に
沿って１２０度おきに配置された３つのホール素子１０
２ｂとから構成される。なお、上述のように円環状の磁
石１０２ａはロータ１０７と同軸に固定されている。

【００２９】図６は、中立センサ１０３の出力Ｄ及びホ
ール素子１０２ｂからの出力Ａ、出力Ｂ及び出力Ｃのレ
ベルの関係を示す表である。ホール素子１０２ｂの出力
（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、ロータ１０７の回転角が６０度変わ
る毎に切り替り、ロータ１０７が１回転する間にホール
素子１０２ｂからは６つの異なる出力パターン（Ａ，
Ｂ，Ｃ）＝（Ｌ，Ｌ，Ｈ）（Ｈ，Ｌ，Ｈ）、（Ｈ，Ｌ，
Ｌ）、（Ｈ，Ｈ，Ｌ）、（Ｌ，Ｈ，Ｌ）、（Ｌ，Ｈ，
Ｈ）が出力される。中立センサ１０３の出力ＤがＬレベ
ルからＨレベルに切り替るとき、後輪６，７の実舵角は
中立舵角θ₀を横切る。このときの回転位置センサ１０
２の出力を（Ｈ，Ｈ，Ｌ）とする。

【００３０】なお、回転位置センサ１０２の出力は異な
る６つのパターンの繰り返しなので、出力（Ｈ，Ｈ，
Ｌ）が得られた場合、常に後輪６，７の実舵角が中立舵
角θ₀であるとは限らない。したがって、本装置では中
立センサ１０３の出力Ｄが切り替ったときの回転位置セ
ンサ１０２の出力（Ａ，Ｂ，Ｃ）、すなわち、回転位置
信号ΘをＥＣＵ１に記憶させることにより、後輪中立舵
角θ₀の位置を特定する。後輪中立舵角θ₀の位置が特定
されている場合、中立舵角位置の回転位置センサ１０２
の出力パターンから現在の回転位置のパターンまでの変
位量を検知することにより、中立舵角θ₀からの舵角偏
差、すなわち、後輪６，７の実舵角θを検出することが
できる。ＥＣＵ１は、実舵角θの検出後、入力される車
両状態情報（Ａ，ｖ，Ω，Θ，Ｄ，Ｔ）に応じて制御信
号Ｐをアクチュエータ１００に出力し、車両走行中の後
輪６，７の転舵制御を行う。

【００３１】図７は、ＥＣＵ１における処理ステップを
示すフローチャートである。図１に示したＥＣＵ１は、
ステップＳ１において、イグニションスイッチＩＧがオ
ン状態とされると、ＥＣＵ１は車両状態情報（Ａ，ｖ，
Ω，Θ，Ｄ，Ｔ）の測定を開始する（Ｓ２）。次に、こ
れらの車両状態情報を測定しながら初期状態チェックモ
ードを実行する（Ｓ３）。初期状態チェックモードの終
了後、前輪操舵角Ａ、車速ｖ及び角速度Ωを用いた走行
中の後輪舵角制御モードを実行できるかどうかについて
判定する（Ｓ４）。後輪舵角制御モードが実行できる場
合は車両状態情報を用いた走行中の後輪舵角制御モード
を実行し（Ｓ５）、後輪舵角制御モードが実行できない
場合、すなわち、初期状態チェックモードの実行（Ｓ
３）で実舵角θが特定できないことが判定されたり、ア
クチュエータ１００が故障であると判定された場合に
は、後輪舵角を固定する後輪舵角固定モードを実行する
（Ｓ６）。

【００３２】図８は、図７において説明したステップＳ
３の初期状態チェックモードにおけるＥＣＵ１の処理ス
テップを示すフローチャートである。この初期状態チェ
ックモードではアクチュエータ１００へかかる負荷を減
少させつつ後輪６，７を転舵し、後輪中立舵角位置の特
定及びアクチュエータ１００の故障判定を行う。以下、
詳細に説明する。

【００３３】まず、ＥＣＵ１は、後述のフラグＦ_N、Ｆ_D
を全て０に設定し、変数ｎに０を代入した後（Ｓ１
１）、後輪６，７が正（右）方向に転舵されるような目
標舵角θ_A(n)を演算する（Ｓ１２）。すなわち、実舵角
は現在特定されていないので、現在の回転位置センサ１
０２の回転位置信号Θを仮の中立舵角を示すものとして
設定し、この中立舵角よりも正（右）方向の舵角を目標
舵角θ_A(n)として演算する。なお、この演算においては
仮の実舵角θ_(n)（本ステップでは仮の中立舵角に等し
い）と目標舵角θ_A(n)との間の偏差絶対値が所定値γよ
りも大きい場合には目標舵角θ_A(n)を、仮の実舵角θ
_(n)との偏差が所定値γとなるように補正する。実舵角
θ_(n)が目標舵角θ_A(n)に近づくように後輪転舵が行わ
れた場合の実舵角の変化率の上限を制限しているのであ
る。なお、以下の説明においては、このように変化率が
制限された目標舵角の演算を変化率制限演算として説明
する。

【００３４】後輪右転舵用の目標舵角θ_A(n)を演算した
後（Ｓ１２）、仮の実舵角θ_(n)と目標舵角θ_A(n)との
間の偏差△θ_(n)を演算し（Ｓ１３）、偏差△θ_(n)が零
となるように、すなわち、仮の実舵角θ_(n)が目標舵角
θ_A(n)に一致するような制御信号Ｐをアクチュエータ１
００に出力し、後輪６，７を右転舵する（Ｓ１４）。

【００３５】次に、さらに右方向の目標舵角θ_A(n+1)を
変化率制限演算する（Ｓ１５）。しかる後、回転位置信
号Θから新たに検出された仮の実舵角θ_(n+1)と演算さ
れた目標舵角θ_A(n+1)との間の偏差△θ_(n+1)を演算す
る（Ｓ１６）。また、前回の偏差△θ_(n)と今回の偏差
△θ_(n+1)との間の差、すなわち、偏差変化量δ（△
θ）_n+1を演算し（Ｓ１７）、演算された偏差変化量δ
（△θ）_n+1が所定値α以下であるかどうかを判定する
（Ｓ１８）。偏差変化量δ（△θ）_n+1が所定値α以下
である場合は、後輪６，７が縁石等の障害物に当接して
いないものと十分に推定できるため、仮の実舵角θ
_(n+1)が目標舵角θ_A(n+1)になるような制御信号Ｐをア
クチュエータ１００に出力し、後輪６，７を右転舵する
（Ｓ１９）。この右転舵は、後輪６，７の最大転舵角以
内であれば（Ｓ２０）、ステップＳ１８において偏差変
化量δ（△θ）_n+1が所定値αよりも大きくならない限
り（ステップＳ３３でＦ_D＝０）、中立センサ１０３の
出力レベルＤが切り替って中立舵角位置が特定されるま
で（Ｓ２１）、ｎにｎ＋１を代入し（Ｓ３４）、新たな
目標舵角θ_A(n+1)を演算することで（Ｓ１５）行われ
る。

【００３６】右転舵中に偏差変化量δ（△θ）_n+1が所
定値αよりも大きくなった場合は（Ｓ１８）、後輪６，
７が障害物に当接したか、又はアクチュエータ１００が
故障したものと十分に推定できるので、目標舵角θ
_A(n+1)を仮の実舵角θ_(n)に変更することで、目標舵角
θ_A(n+1)と仮の実舵角θ_(n)との間の偏差が所定値β
（本ステップではβ＝０）以下となるように目標舵角θ
_A(n+1)を補正し（Ｓ３１）、フラグＦ_Dに１をたてた後
（Ｓ３２）、ステップＳ１９において後輪６，７があま
り転舵されないようにする（β＝０の場合は転舵量＝
０）。

【００３７】右転舵中に中立舵角位置が特定できた場合
は（Ｓ２１）、その旨を示すフラグＦ_Nに１をたてた後
（Ｓ２２）、これ以上の転舵の必要はないとして負
（左）方向の目標舵角θ_A(n+2)を変化率制限演算し（Ｓ
２３）、左転舵を行う準備をする。また、右転舵中に中
立舵角位置が特定できないまま後輪６，７の最大転舵角
を超えた場合には（Ｓ２０）、真の中立舵角θ₀が仮の
中立舵角よりも左側にあるものと推定できるため、左転
舵を行うための変化率制限演算を実行する（Ｓ２３）。
さらに、右転舵中に中立舵角位置を特定できないまま、
障害物当接又はアクチュエータ故障があると推定された
場合には（Ｓ３３においてＦ_D＝１）、これ以上の転舵
によってアクチュエータ１００に負荷をかけないように
左転舵を行うための変化率制限演算を実行する（Ｓ２
３）。

【００３８】左転舵用の目標舵角θ_A(n+2)が演算された
後（Ｓ２３）、右転舵と同様に、仮の実舵角θ_(n+2)と
目標舵角θ_A(n+2)との間の偏差△θ_(n+2)を演算し（Ｓ
２４）、仮の実舵角θ_(n+2)が目標舵角θ_A(n+2)に一致
するように後輪６，７を左転舵する（Ｓ２５）。なお、
右転舵中に既に中立舵角位置が特定できている場合に
は、以後の転舵制御に真の実舵角の値を用いることもで
きる。

【００３９】次に、さらに左方向の目標舵角θ_A(n+3)を
変化率制限演算する（Ｓ２６）。しかる後、仮の実舵角
θ_(n+3)と演算された目標舵角θ_A(n+3)との間の偏差△
θ_(n+ ₃₎を演算する（Ｓ２７）。また、前回の偏差△θ
_(n+2)と今回の偏差△θ_(n+3)との間の差、すなわち、偏
差変化量δ（△θ）_n+3を演算し（Ｓ２８）、演算され
た偏差変化量δ（△θ）_n+3が所定値α以下であるかど
うかを判定する（Ｓ２９）。偏差変化量δ（△θ）_n+3
が所定値α以下である場合、これは後輪６，７を左右に
転舵できたことを意味するため、アクチュエータ１００
が正常であると判定し、既に中立舵角位置が特定されて
いる場合には（Ｓ３０）、初期状態チェックモードを終
了する。なお、中立センサ１０３が中立舵角位置の特定
のための転舵を必要としないものである場合は、このた
めの転舵を行う必要はない。

【００４０】また、中立舵角位置が特定されていない場
合には（Ｓ３０）、仮の実舵角θ_(n ₊₃₎が目標舵角θ
_A(n+3)に一致するように後輪６，７を左転舵する（Ｓ３
７）。この左転舵は、後輪６，７の最大転舵角以内であ
れば（Ｓ３８）、ステップＳ２９において偏差変化量δ
（△θ）_n+3が所定値αよりも大きくならない限り、中
立センサ１０３の出力レベルＤが切り替って中立舵角位
置が特定されるまで（Ｓ３９）、ｎにｎ＋１を代入し
（Ｓ４０）、新たな目標舵角θ_A(n+3)を演算することで
（Ｓ２６）行われる。

【００４１】左転舵中に、偏差変化量δ（△θ）_n+3が
所定値αよりも大きくなった場合には（Ｓ２９）、障害
物当接又はアクチュエータ故障があると推定される。ア
クチュエータ故障の場合は、後輪６，７を左右のいずれ
にも転舵することができないが、障害物当接の場合は通
常縁石等の障害物は後輪６，７の片側のみに位置するた
め左右いずれかには転舵できるものと推定できる。した
がって、左転舵中のみならず、右転舵中においても偏差
変化量δ（△θ）_n+1が所定値αを越え、障害物当接又
はアクチュエータ故障の疑いがあった場合には（ステッ
プＳ３５においてＦ_D＝１）、アクチュエータ１００が
故障であると判断し、図１に示した警告ランプＷを点灯
させ（Ｓ４１）、初期状態チェックモードを終了する。
すなわち、本後輪舵角制御装置においては、ステップＳ
２３において後輪６，７の目標舵角θ_Aと実舵角θとの
大小関係が逆転した場合に、逆転の前において後輪６，
７の実舵角θと目標舵角θ_Aとの間の偏差△θが広がり
（Ｓ３５においてＦ_D＝１）、且つ、逆転の後において
後輪６，７の実舵角θと目標舵角θ_Aとの間の偏差△θ
が広がった場合には（Ｓ２９においてＮＯ）、アクチュ
エータ１００が故障していると判定する。

【００４２】また、十分に右転舵ができた場合は（ステ
ップ３５においてＦ_D＝０）、後輪６，７の一方側に障
害物があるものと推定し、目標舵角θ_A(n+3)を仮の実舵
角θ_(n+3)に変更することで、これらの偏差が所定値β
以下となるように目標舵角θ_A _(n+3)を補正し、ステップ
Ｓ３７において後輪が転舵されないようにアクチュエー
タ１００を制御し、中立舵角位置が特定されないまま
（Ｓ３９）最大転舵角を越えて転舵した場合には（Ｓ３
８）、後輪６，７を仮の中立舵角位置まで転舵しなおし
て、初期状態チェックモードを終了する。

【００４３】中立舵角位置が特定され、また、アクチュ
ータ１００も正常であることが初期状態チェックモード
において判別された場合には、走行中の後輪舵角制御モ
ードを実行する（Ｓ５）。

【００４４】図９は、図７において説明したステップＳ
５の後輪舵角制御モードにおけるＥＣＵ１の処理ステッ
プを示すフローチャートである。この後輪舵角制御モー
ドではアクチュエータ１００へかかる負荷を減少させつ
つ後輪６，７を転舵し、負荷のかかる状態から後輪６，
７が脱した場合にはスムーズに後輪６，７を目標舵角ま
で転舵すると同時に、アクチュエータ１００の故障判定
をも行う。以下、詳説する。

【００４５】まず、後述のフラグＦを０に設定し、変数
Ｋに０を代入した後（Ｓ５１）、入力される前輪操舵角
Ａ、車速ｖ及び角速度Ωから後輪６，７の転舵されるべ
き目標舵角θ_(K)を変化率制限演算する（Ｓ５２）。す
なわち、車速信号ｖから車両２が走行しているものと判
断することができる場合、ＥＣＵ１はこの時の車速ｖに
あわせて、後輪６，７の舵角が前輪操舵角信号Ａから得
られる前輪舵角と同位相又は逆位相となるように、目標
舵角θ_(K)を演算する。また、これにヨー角速度信号Ω
や実舵角θの情報を用いて、車体スリップ角を演算し、
演算されたスリップ角に基づいて目標舵角θ_(K)を演算
することもできる。本ステップにおいても変化率制限演
算を行うため、実舵角θ_(K)と目標舵角θ_A(K)との間の
偏差絶対値が所定値γよりも大きい場合には目標舵角θ
_A(K)を、実舵角θ_(K)との偏差が所定値γとなるように
補正する。実舵角θ_(K)が目標舵角θ_A(k)に近づくよう
に後輪転舵が行われた場合の実舵角の変化率の上限を制
限している。

【００４６】次に、ＥＣＵ１は実舵角θ_(K)が目標舵角
θ_A(K)との偏差△θ_(K)を演算し（Ｓ５３）、アクチュ
エータ１００に制御信号Ｐを出力することによって実舵
角θ_(K ₎が目標舵角θ_A(K)に一致するように後輪６，７
を転舵する（Ｓ５４）。

【００４７】次に、新しい目標舵角θ_A(K+1)を変化率制
限演算する（Ｓ５５）。しかる後、回転位置信号Θから
新たに検出された実舵角θ_(K+1)と演算された目標舵角
θ_A(K ₊₁₎との間の偏差△θ_(K+1)を演算する（Ｓ５
６）。Ｋの値が４よりも小さい場合は（Ｓ５７）、前回
の偏差△θ_(K)と今回の偏差△θ_(K+1)との符号が同一、
すなわち、実舵角θと目標舵角θ_Aとの間の大小関係が
逆転していない場合（Ｓ５８）は、前回の偏差△θ_(K)
と今回の偏差△θ_(n+1)との間の差、すなわち、偏差変
化量δ（△θ）_K+1を演算する（Ｓ５９）。さらに、演
算された偏差変化量δ（△θ）_K+1が所定値α以下であ
るかどうかを判定する（Ｓ６０）。偏差変化量δ（△
θ）_K+1が所定値α以下である場合は、後輪６，７が縁
石等の障害物に当接していないものと十分に推定できる
ため、実舵角θ_(K+1)が目標舵角θ_A(K+1)になるような
制御信号Ｐをアクチュエータ１００に出力し、後輪６，
７を転舵する（Ｓ６１）。この転舵は、イグニションス
イッチＩＧがオフ状態とされる前であれば（Ｓ６２）、
ステップＳ５９において偏差変化量δ（△θ）_K+1が所
定値αよりも大きくならない限り、ＫにＫ＋１を代入し
（Ｓ６３）、新たな目標舵角θ_A(K+1)を演算することで
（Ｓ５５）行われる。

【００４８】転舵中に偏差変化量δ（△θ）_K+1が所定
値αよりも大きくなった場合には（Ｓ６０）、故障判定
の前提条件判定（Ｓ６５）が満たされている（Ｆ＝１）
かどうかについて判定し（Ｓ６７）、満たされていない
場合は後輪６，７が障害物に当接したか又はアクチュエ
ータ１００が故障したかどうかを判別することはできな
いため、後輪６，７が障害物に当接したものと推定す
る。したがって、この場合には、目標舵角θ_A(K+1)を実
舵角θ_(K+1)に変更し、目標舵角θ_A(K+1)と実舵角θ
_(K+1)との間の偏差△θ_(K+1)が所定値β（本ステップで
はβ＝０）以下となるように目標舵角θ_A(K+1)を補正し
（Ｓ６９）、その後のステップＳ６１において後輪６，
７があまり転舵されないように制御する（本ステップで
は転舵量＝０）。

【００４９】なお、故障判定の前提条件判定（Ｓ６５）
は、ステップＳ５７においてＫが４以上になった場合に
実行する。ステップＳ６５では、後輪６，７の目標舵
角θ_Aと実舵角θとの大小関係が逆転したかどうか、
この逆転の前において後輪６，７の実舵角θと目標舵角
θ_Aとの間の偏差△θが広がることを判定できるかどう
か、この逆転の後において後輪６，７の実舵角θと目
標舵角θ_Aとの間の偏差△θが広がることを判定できる
かどうかの３つの条件が全て満たされるかどうかについ
て判定する。

【００５０】すなわち、の逆転の有無については、△
θ_(K)と△θ_(K-1)の符号が逆であるかどうかについて判
定する。の逆転前の偏差拡大の判定の有無について
は、逆転前の偏差△θの広がる方向が隣接する偏差間で
同一であるかどうか、すなわち、△θ_(K-1)と△θ_(K-2)
の符号が同一であるかどうかについて判定する。また、
の逆転後の偏差拡大の判定の有無については、逆転後
の偏差△θの広がる方向が隣接する偏差間で同一である
かどうか、すなわち、△θ_(K+1)と△θ_(K)の符号が同一
であるかどうかについて判定する。これらの条件〜
が満たされた場合には、その旨を示すフラグＦに１をた
てる（Ｓ６６）。そして、現在の偏差変化量δ（△θ）
_K+1がαよりも大きいかどうか、すなわち、障害物当接
又はアクチュエータ故障のいずれかが生じていると推定
できる場合に（Ｓ６０）、フラグＦが１である場合には
（Ｓ６７）、故障判定の前提条件が満たされているた
め、目標舵角と実舵角との間の大小関係が逆転した後の
今回の偏差変化量δ（△θ）_K+ ₁に加えて、逆転前の前
回の偏差変化量δ（△θ）_Kも所定値αよりも大きかっ
たかどうかについて判定する（Ｓ６８）。前回の偏差変
化量δ（△θ）_Kも所定値αよりも大きいと判定された
場合、後輪６，７の左右転舵の双方ともが十分に行われ
ていないと推定し、アクチュエータ１００が故障してい
るものとして、警告ランプＷを点灯させる。また、前回
の偏差変化量δ（△θ）_Kのみが所定値α以下と判定さ
れた場合は、障害物当接が生じているものと推定するこ
とができるため、目標舵角θ_A(K+1)を実舵角θ_(K+1)に
変更し（Ｓ６９）、その後のステップＳ６１において後
輪６，７が転舵されないように制御する。なお、次の新
しい目標舵角θ_Aを演算する（Ｓ５５）前にフラグＦに
は０をたてておき（Ｓ６４）、故障判定前提条件の成立
有無情報をリセットしておく。

【００５１】後輪６，７が障害物に当接している等と判
定され（Ｓ６０）、その後目標舵角θ_A(K+1)が補正され
た場合には（Ｓ６９）、ステップＳ６１において後輪
６，７は転舵されないが、後輪６，７が障害物から脱し
た場合には、後輪６，７は次の目標舵角θ_Aに向かって
転舵される。上述のように後輪６，７が長く障害物に当
接している間は後輪６，７が転舵されないため（Ｓ６
１）、アクチュエータ１００に負荷はあまりかからな
い。しかしながら、この時実舵角θは固定されたままな
ので、車両状態情報から求められる本来の車両挙動を制
御するための目標舵角θ_Aが、この実舵角θから大きく
離れてしまう場合があり、実舵角がこの目標舵角θ_Aに
一致するようにアクチュエータ１００を制御すると、後
輪６，７が急速に転舵され、運転操作者が違和感を感じ
る場合がある。本装置では、ステップＳ５５において、
目標舵角θ_Aを変化率制限演算しているため、このよう
に車両挙動を制御するための目標舵角θ_Aが実舵角θか
ら大きく離れてしまった場合においても、その変化率の
上限を制限してスムーズに後輪６，７を転舵することが
できる。

【００５２】なお、上述の実施形態においては、後輪を
一側へ転舵できない場合に、目標舵角を実舵角としてモ
ータ１０１への通電を遮断するが、一側への後輪転舵不
能状態は必ずしもアクチュエータ１００の故障ではな
く、一側への後輪転舵に対する過負荷状態である場合が
ある。したがって、後輪の目標舵角が実舵角を横切る時
点でモータへの通電遮断を解除し、他側への後輪転舵状
態を監視してアクチュエータ１００の故障か否かを判定
している。このようにモータ１０１への通電遮断解除タ
イミングを選定することによって、後輪の急速な転舵を
防止することができる。

【００５３】以上、説明したように、本実施の形態に係
る後輪舵角制御装置は、後輪６，７を転舵する駆動手段
１００を後輪６，７の実舵角θが目標舵角θ_Aになるよ
うに制御する後輪舵角制御装置において、後輪６，７の
実舵角θと目標舵角θ_Aとの間の偏差△θが広がった場
合に、後輪６，７の目標舵角θ_Aをこの目標舵角θ_Aと実
舵角θとの間の偏差△θが所定値β以下となるように補
正する。なお、所定値βは上記実施の形態においては０
であったが、これは必ずしも０である必要はなく、後輪
転舵量が制限されるものであればよい。また、偏差△θ
の広がりを判定する代わりに、偏差△θそのものを判定
してもよいが、偏差△θの広がりを検出すればより確実
に障害物当接等の状況を判定できる。

【００５４】また、本装置は、後輪６，７の目標舵角θ
_Aと実舵角θとの大小関係が逆転した場合に、逆転の前
において後輪６，７の実舵角θと目標舵角θ_Aとの間の
偏差△θが広がり、且つ、逆転の後において後輪６，７
の実舵角θと目標舵角θ_Aとの間の偏差△θが広がった
場合には、駆動手段１００が故障していると判定する。

【００５５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の後輪舵
角制御装置は、後輪が縁石等に当接した場合においては
後輪の転舵量が制限されるため、駆動手段にかかる負荷
を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る後輪舵角制御装置を搭載した
車両のシステム構成図。

【図２】アクチュエータの断面図。

【図３】シャフトの位置と出力Ｄのレベルの関係を示す
グラフ。

【図４】シャフトの位置と後輪実舵角の関係を示すグラ
フ。

【図５】回転位置センサを示す説明図。

【図６】中立センサ及び回転位置センサの出力Ａ〜出力
Ｄを示す図。

【図７】ＥＣＵ内の処理ステップを示すフローチャー
ト。

【図８】ＥＣＵ内の処理ステップを示すフローチャー
ト。

【図９】ＥＣＵ内の処理ステップを示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１…ＥＣＵ、６，７…後輪、１００…駆動手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】後輪を転舵する駆動手段を前記後輪の実
舵角が目標舵角になるように制御する後輪舵角制御装置
において、前記後輪の実舵角と目標舵角との間の偏差が
広がった場合に、前記後輪の目標舵角をこの目標舵角と
実舵角との間の偏差が所定値以下となるように補正する
ことを特徴とする後輪舵角制御装置。
【請求項２】前記後輪の目標舵角と実舵角との大小関
係が逆転した場合に、前記逆転の前において前記後輪の
実舵角と目標舵角との間の偏差が広がり、且つ、前記逆
転の後において前記後輪の実舵角と目標舵角との間の偏
差が広がった場合には、前記駆動手段が故障していると
判定することを特徴とする請求項１に記載の後輪舵角制
御装置。