JPS63141877A - 電動式後輪操舵装置 - Google Patents

電動式後輪操舵装置

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JPS63141877A
JPS63141877A JP61290671A JP29067186A JPS63141877A JP S63141877 A JPS63141877 A JP S63141877A JP 61290671 A JP61290671 A JP 61290671A JP 29067186 A JP29067186 A JP 29067186A JP S63141877 A JPS63141877 A JP S63141877A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車の前輪操舵に連動して作動し、後輪
をモータで操舵、駆動する電動式後輪操舵装置に関する
ものである〇 〔従来の技術〕 従来、この種の電動式後輪操舵装置はハンドル状態セン
サや車速センサの信号に基づいて後輪の操舵角を指示し
、後輪が指示通りの操舵速度と操舵角になっているかの
フィードバック信号を得て後輪操舵指示角と後輪実舵角
との誤差を検出し、後輪の操舵駆動を行うモータへの印
加電圧を決定する演算を行う閉ループ制御が一般的に行
われていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら実際の自動車においては上記各センサが自
動車の各部に広範囲に取付けられているので、これらを
配線で接続する必要がある。このため、これら各センサ
の故障や配線の故障等の異常が発生すると後輪を操舵す
る必要のない時であっても無制御に後輪操舵されたり、
逆に電源線等の断線でモータが駆動されず後輪の位置が
定まらない等の危険な状態が発生する恐れがあるという
問題点があった。
この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、各種センサの故障やモータへの電源遮断等の異常が
発生した場合でも制御不能状態を防止できる電動式後輪
操舵装置を得ること全目的とする。
〔問題点を解決するだめの手段〕
この発明に係る電動式後輪操舵装置は、後輪を操舵駆動
するモータと逆転効率０以下のウオーム減速機との間に
電磁クラッチを配設し、かつ所定動作以外の異常と判断
した場合はモータの通電を遮断すると共に電磁クラッチ
を離脱状態とさせるコントロールユニットを備えたもの
である。
〔作用〕
この発明においては、各センサの故障や電源線の断線等
の異常が生じた場合、コントロールユニットはモータを
停止させると共に電磁クラッチを離脱状態とする。この
ため後輪操舵はその位置で固定され、後輪の制御不離状
態が防止される。
〔実施例〕
第１図はこの発明の一実施例による電動式後輪操舵装置
の構成を示す図である。図において、１はハンドル、２
はこのハンドル１の操舵トルクを伝達するステアリング
シャフト、３は内部にランクアンドピニオン等の運動方
向変換機構を内蔵した前輪操舵用ギヤボックス、４はこ
の前輪操舵用ギヤボックス３に接続された前輪操舵用タ
イロッド、５は前輪、６＃：ｔナックルアームで、タイ
ロッド４に連結されて前輪５を転舵するものである。
また７／ｆｉ内部にラックアンドピニオンの運動方向変
換機構を内蔵した後輪操舵用ギヤボックス。
８は後輪操舵用タイロッド、９は後輪％１０はタイロッ
ド８に連結されて後輪９を転舵するナックルアームであ
る。
１１は後輪９を操舵するための駆動源であるＤＣモータ
、１２はこのモータ１１の出力を機械的に結合または離
脱させる電磁クラッチ、１３Ｆｉこの電磁クラッチ１２
を介してモータ１１の出力を入力するウオームとウオー
ムホイルによる運動方向変換機構を有する減速機、１４
はこの減速機１３の減速後の回転角を検出する後輪操舵
角センサ、１５はモータ１１の電磁クラッチ１２とは反
対側の出力軸に結合され、モータ１１の回転方向と回転
速度を検出するモータ回転速度センチ、１６はステアリ
ングシャフト２の途中に配設され、ハンドルｌの操舵方
向、操舵角、操舵トルク、操舵速度等のうち少なくとも
その一つを検出する操舵状態センサ、１７は車速を検出
する車速センサ、２０は上記各種センサの入力信号に基
づきモータ１１と電磁クラッチ１２との駆動信号を送出
するコントロールユニットである。
第２図は上記コントロールユニット２０の内部ｆｌｆｇ
と電気配線および減速機構部とギヤダックスフ内部の構
成を示す図である。この第２図において、１８．１９ｕ
キースイツチおよびヒユーズで、こレラは車載のバッテ
リ２１とコントロール二二ツ）２０との間に接続されて
いる。１３ａ、１３ｂは減速機１３の内部を構成するウ
オームおよびこのウオーム１３ｇに噛合い運動方向変換
機能も有するウオームホイルで、逆転効率が０以下にな
っている。７ａＩ／′ｉこのウオームホイル１３ｂＫ固
定されたピニオン、７ｂはこのピニオン７ａ軸の回転力
を直線推力に変換するラックで、これらピニオン７ａお
よびラック７ｂによりギヤデックスフの内部が構成され
ている。
２０１はコントロールユニット２０に内蔵されたフェー
ルセーフリレーでｓ　ＩＫ　動’　（ル２０１　ａと常
開接点２０１ｂとを有している。２０２はモータ１１へ
の印加電圧の方向を切替える・４ワートランジスタユニ
ツト、２０３ｔｆマイクロコンピユータ２０４用の電源
回路、２０５はハンドル操舵状態上ンサ１６からの状態
信号（操舵方向、操舵角、操舵トルク、操舵速度等）を
マイクロコンピュータ２０４用の入力信号に変換する入
力１々回路に相当するハンドル状態信号入力回路、２０
６は車速センサ１７からの車速信号の入力Ｉ／Ｆ回路を
形成する車速信号入力回路、２０７は後輪操舵角センサ
１４からの後輪操舵角度信号の入力Ｉ／Ｆ回路を形成す
る後輪操舵信号入力回路、２０８はモータ回転速度セン
サ１５からのモータ回転速度信号の入力Ｉ／Ｆ回路を形
成するモータ回転信号入力回路、２０９はマイクロコン
ピュータ２０４の判断によって上記フェールセーフリレ
ー２０１の駆動コイル２０１１を通電、遮断するフェー
ルセーフリレー駆動回路、２１０はマイクロコンピュー
タ２０４の指示により、モータ１１を右方向に回転させ
るようパワートランジスタユニット２０２を駆動するパ
ワートランジスタ駆動回路（右）、２１１はこれとは逆
にモータ１１を左方向に回転させるよう１５ワートラン
ジスタユニツト２０２を駆動するパワートランジスタ駆
動回路（左）、２１２＃′ｉ−１クロコンピユータ２０
４の指示により電磁クラッチ１２の作動をオン／オフ制
御する電磁クラッチ駆動回路である。
次に上記構成の電動式後輪操舵装置の動作について説明
する。先ず、ノ・ンドル１を右（または左）に操舵する
と、操舵トルクはステアリングシャフト２を介してギヤ
ボックス３に伝達され、回転運動が直線運動に変換され
てタイロッド４を右（または左）に駆動し、ナックルア
ーム６を介して前輪５を右（または左）に転舵する。こ
の時、ステアリングシャフト２の途中に配設され之操舵
状態センサ１６から／Ｓンドル１の操舵時の各種情報を
検出し、コントロールユニット２０へ操舵状態信号を出
力する。コントロールユニット２０は操舵センサ１６か
らの信号以外に車速センサ１７からの車速信号、後輪操
舵角センサ１４からの後輪操舵角度信号およびモータ回
転速度センサ１５からのモータ回転信号を入力としてそ
れぞれの状態に最適の後輪操舵角度を演算し、モータ１
１および電磁クラッチ１２を駆動して後輪９を目標の操
舵角度に制御しようとする。ここで電磁クラッチ１２が
駆動されるとクラッチは機械的に結合され、次にモータ
１１が駆動されるとモータ１１はコントロールユニット
２０の指示に従って右（または左）に回転する。この回
転速度信号は前述したように、モータ回転速度センサ１
５によりコントロールユニット２０ヘフイードバツクさ
れ、またモータ１１の回転力は減速機１３に伝達され、
減速と同時に運動方向が転換されてギヤがツクスフに伝
達されると共に、後輪操舵角センサ１４から後輪操舵信
号カコントロールユニット２０にフィード／ぐツクされ
る。ギヤがツクスフによって回転運動が直線運動に変換
されてタイロッド８およびナックルアーム１０を介して
後輪９が右（または左）に転舵され、後輪操舵角度がコ
ントロールユニット２０の指示する後輪操舵角度と一致
するとモータ１１の駆動に停止する。このような動作を
繰り返すことによって後輪９と前輪５の操舵角度に対し
て一定の関数で目標角度に制御を行う。
次にコントロールユニット２０の動作について説明する
。キースイッチ１８を閉成するとバッテリ２１からキー
スイッチ１８および電源回路２０３を介してマイクロコ
ンピュータ２０４に電源が供給リレ、マイクロコンピュ
ータ２０４は作動を開始する。ここでマイクロコンピュ
ータ２０４は、ハンドル操舵状態上ンサ１６．車速セン
サ１７゜後輪操舵角センサ１４およびモータ回転速度セ
ンサ１５の各信号を、それぞれ７１ンドル状態信号入力
回路２０５．車速信号入力回路２０６．後輪操舵信号入
力回路２０７およびモータ回転信号入力回路２０８を介
して取込む。マイクロコンピュータ２０４Ｆｉ上記各セ
ンサの情報により、前後輪５゜９の状態と車速およびモ
ータ回転速度すなわち後輪操舵速度を認識し、この情報
により後輪９の操舵目標角度およびシステムとしての７
工−ルセーフ作動の要否を演算により算出する。この演
算結果に基づいて設定された後輪操舵目標値と後輪操舵
角センサ１４によって検出された後輪実舵角の間に誤差
がある場合、この誤差を打消すよう右または左方向へモ
ータ１１を回転させるための回転指示カマイクロコンピ
ュータ２０４から送出され、・ぐワートランジスタ駆動
回路（右）２１０（または・ぐワートランジスタ駆動回
路（左）２１１）がオンする。フェールセーフリレーＫ
ｉｔｈ回ｕ　２０９はシステムが正常と判断されている
限シフエールセーフリレー２０１の駆動を行い、バッテ
リ２１からヒユーズ１９．常開接点２０１ｂおよびパワ
ートランジスタユニット２０２のトランジスタを介して
モータ１１に給電され、右（または左）に回転し、ウオ
ーム１３ａ、ウオームホイル１３ｂ。
ビニオン７ａおよびラック７ｂを介して後輪９か右（ま
たは左）に転舵される。そして後輪実舵の誤差が打消さ
れるとマイクロコンピュータ２０４はパワートランジス
タ駆動回路（右）２１０（または・ぐワートランジスタ
駆動回路（左）２１１）を遮断しモータ１１は停止する
。以上の動作を繰り返して後輪を前輪の操舵角度に対し
て一定の関数で目標角度に制御する。
また、上記のように各センサ本体や各センサ間の配線お
よびコントロールユニット２０等が正常に動作するので
Ｔｒｉなく、何等かの原因で異常が生じた場合、マイク
ロコンピュータ２０４の判断によってフェールセーフリ
レー駆動回路２０９は遮断指示が出される。これにより
フェールセーフリレー２０１の駆動コイル２０１＆は遮
断され常開接点２０１ｂは開路する。従ってモータ１１
および電磁クラッチ１２への通電は遮断され、モータ１
１が停止すると共に電磁クラッチ１２が作動し、モータ
１１の出力軸とウオーム１３ａとの結合を離脱させる。
ウオーム１３ａとウオームホイル１３ｂとは逆転効率θ
以下であるため固定され、ピニオン７＆、ラック７ｂも
固定されて後輪９は後輪転舵中であっても故障の位置で
転舵しないよう固定される。従って上記フェールセーフ
作動後は従来の自動車と同様に前輪操舵のみで走行すれ
ば良く、危険を最小限に抑えることができる。
また、バッテリ２１からヒユーズ１９．常開接点２０１
ｂを介して／ぐワートランジスタユニット２０２、モー
タ１１および電磁クラッチ１２を駆動する回路の一部で
断線故障等を生じた場合も同様に後輪９はフェールセー
フ作動点で固定される。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明の電動式後輪操舵装置によれば、
後輪操舵用のモータと減速機との間に電磁クラッチを設
け、装置の異常時にはモータを停止させると共に電磁ク
ラッチを離脱状態とするようにしたので、各センサの故
障や配線の断線等の異常が生じた場合でも後輪の操舵は
その位置で固定され、従って後輪の異常な動作による制
御不能状態を防止できると共に、異常発生後も前輪によ
る修正操舵で引続き走行が可能である等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例による電動式後輪操舵装置
の構成図、第２図は同電動式後輪操舵装置の要部を示す
グロック構成図である。 １・・・ハンドル、５・・・前輪、７・・・後輪操舵用
ギヤざツクス、９・・・後輪、１１・・・そ−タ、１２
・・・電磁クラッチ、１３・・・減速機、１３ａ・・・
ウオーム、１３ｂ・・・ウオームホイル、１４・−・後
輪操舵角センサ、１５・−・モータ回転速度センサ、１
６・・・ハンドル操舵状態センサ、１７・・・車速セン
サ、２０・・・コントロールユニット。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すＯ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）前輪の操舵状態に応じて後輪をモータで操舵駆動
    する電動式後輪操舵装置において、ハンドルの操舵方向
    、操舵角、操舵トルク、操舵速度等のうち少なくとも一
    つの操舵状態を検出するハンドル操舵状態センサ、車速
    を検出する車速センサ、上記モータの回転方向および回
    転速度を検出するモータ回転速度センサ、後輪の操舵角
    度を検出する後輪操舵角センサ、上記モータとこのモー
    タの回転力を伝達する逆転効率０以下のウオーム減速機
    との間に挿設され、該モータの回転力を結合、離脱させ
    る電磁クラッチ、上記ウオーム減速機の出力により駆動
    され、上記後輪を転舵させる後輪操舵用ギヤボツクス、
    上記各センサの信号を入力し、これら各センサの信号に
    基づき上記モータを駆動制御すると共に、所定動作以外
    の異常と判断した場合該モータの通電を遮断しかつ上記
    電磁クラッチを離脱状態とさせるコントロールユニツト
    を備えたことを特徴とする電動式後輪操舵装置。
  2. （２）モータおよび電磁クラツチヘの電源供給ラインの
    途中に配設された常開接点を有するフエールセーフリレ
    ーと、このフエールセーフリレーを駆動させるフエール
    セーフリレー駆動回路とを備え、コントロールユニツト
    が各センサの信号により装置の異常と判断した場合、該
    コントロールユニツトは上記フエールセーフリレー駆動
    回路に対しフエールセーフリレーの遮断信号を送出する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電動式後
    輪操舵装置。
JP29067186A 1986-12-04 1986-12-04 電動式後輪操舵装置 Expired - Lifetime JPH0624940B2 (ja)

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