JP2001180512A

JP2001180512A - 後輪操舵装置の制御装置

Info

Publication number: JP2001180512A
Application number: JP2000259085A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Furuumi; 洋古海; Kunio Shirakawa; 邦雄白川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2001-07-03
Also published as: US6381527B1; DE10050381B4; DE10050381A1

Abstract

(57)【要約】【課題】４ＷＳ車の後輪操舵装置の小型化、軽量化を
図りつつ、中立位置への戻り動作や操舵角に対応する左
右の外側位置への移動の際にねじ部の噛込み現象の発生
を電気的制御で防止し、円滑な後輪操舵動作を保証す
る。【解決手段】４ＷＳ車等の後輪操舵装置１１０の動作
を制御し、電子回路を利用した電気的構成で実現され、
目標操舵角設定部２０、実操舵角計測部５０、第１操舵
角調整部４０、減速量演算部６０から構成される。目標
操舵角設定部は目標操舵角に係る信号を出力し、実操舵
角計測装置は後輪の実操舵角を計測して出力し、操舵角
調整部は目標操舵角と実操舵角の差が０になるようにモ
ータの回転動作を制御する駆動信号を生成する。減速量
演算部は、モータ駆動状態を条件にして、実操舵角に係
る信号に基づきモータの実速度を算出し、かつこの実速
度と予め用意された設定速度とを比較して実速度が設定
速度よりも大きいときに減速量を算出し、減速量に係る
信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は後輪操舵装置の制御
装置に関し、特に、４ＷＳ車のごとく前輪の操舵に関連
させて後輪を操舵するように構成された車両において後
輪操舵装置の動作を電気的に改良した後輪操舵装置の制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、４ＷＳ車（四輪操舵車）が知られ
ている。４ＷＳ車は、四輪車両の運転においてハンドル
（操舵輪）を切ったときに、前輪の向きを変える（前輪
の転舵）と同時に後輪の向きも変える（後輪の転舵）と
いう仕組みを有している。この仕組みによって、例え
ば、後輪を前輪と同方向に転舵することにより高速走行
中の車線変更において安定して走ることができ、あるい
は、低速走行で狭い場所で右左折するとき後輪を前輪と
逆方向に転舵することにより小回りで右左折することが
できる。前輪の転舵方向に対する後輪の転舵方向は走行
の目的に応じて定められる。かかる４ＷＳ車は、通常の
前輪操舵装置と共に、ハンドルの操作に応じて、前輪の
操舵に関連して後輪を操舵する後輪操舵装置を備えてい
る。４ＷＳ車において後輪操舵装置は必須の装置であ
る。なお、後輪操舵装置は「後輪転舵装置」とも呼ばれ
るが、本明細書の説明では「後輪操舵装置」という技術
用語を用いることにする。また「操舵」と「転舵」は実
質的に同じ技術的意味である。

【０００３】従来の後輪操舵装置の基本的な構造を概説
する。４輪車両における車体後部の両側に位置する２つ
の後輪は、それぞれ、軸方向を車幅方向に向けて配置さ
れた１本の操舵ロッドの両端にナックルアーム等の機構
を介して連結されている。操舵ロッドに対して、これ
を、その軸方向であってかつ車両前方に向かって左右の
いずれかの方向に移動させるための機構とその駆動装置
が設けられる。左右の２つの後輪の間には、操舵ロッド
による連結関係が形成されている。操舵ロッドが、その
軸方向にて中央の中立位置にあるとき、両側の２つの後
輪は転舵されることなく車両前方の直進方向に向いてい
る。操舵ロッドが駆動装置の動作に応じて左右のいずれ
かの方向に移動するとき、ナックルアームの作用に基づ
いて、左右２つの後輪は操舵ロッドの移動方向の反対と
なる方向に転舵される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】次に後輪操舵装置を正
確に理解するため後輪操舵装置の一例を図面を参照して
説明する。図１６〜図２２は、本出願人が先に提案した
先願に開示される後輪操舵装置の要部構成を概略的に示
す。図１６〜図２２に示された後輪操舵装置は特願平１
１−１６９６０９号の明細書に記述された装置を要約し
て説明するための図である。なおこの特許出願は平成１
１年６月１６日に出願され、かつ平成１２年３月２１日
に特開平２０００−７９８８１号として公開されてい
る。本発明は、上記後輪操舵装置の機構の上での望まし
くない点をさらに改良するものである。そこで以下に図
１６〜図２２に基づき上記特許出願に記述された後輪操
舵装置の改良すべき技術課題を明らかにする。

【０００５】図１６は後輪操舵装置の要部を分解して示
す。後輪操舵装置４００において、前述した操舵ロッド
４４０が設けられ、これに平行な位置関係でねじ軸４２
１が配置されている。ねじ軸４２１は、中央を境にして
左右でねじの切り方が逆になっている。そこで、図中、
ねじ軸４２１では左ねじ部４２１Ｌと右ねじ部４２１Ｒ
が示されている。ねじ軸４２１は、モータ４１１から減
速機構４１７を介して回転動力が伝達され、時計方向ま
たは反時計方向に回転する。このねじ軸４２１に対し
て、左右の位置関係にある左スライドブロック４２０Ｌ
と右スライドブロック４２０Ｒが配置される。左右のス
ライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒの各々は、雄ねじと
雌ねじによる螺合関係に基づき、ねじ軸４２１に係合さ
れている。ねじ軸４２１は、その回転動作および上記螺
合関係に基づき、左右のスライドブロック４２０Ｌ，４
２０Ｒの各々をねじ軸４２１に平行な方向に移動させる
駆動軸である。ねじ軸４２１による左右のスライドブロ
ック４２０Ｌ，４２０Ｒの移動の例は図１８と図１９を
参照して後で説明する。操舵ロッド４４０の中央にセン
タピース４４１が固定されている。左スライドブロック
４２０Ｌと右スライドブロック４２０Ｒは、操舵ロッド
４４０において、センタピース４４１の両側位置に配置
されている。操舵ロッド４４０は、左スライドブロック
４２０Ｌと右スライドブロック４２０Ｒの各々に形成さ
れた孔に貫通されている。

【０００６】左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２０
Ｒの各々にはクラッチ機構４３０Ｌ，４３０Ｒが付設さ
れている。操舵ロッド４４０が左右のスライドブロック
４２０Ｌ，４２０Ｒの各々の孔に貫通されるという配置
関係において、クラッチ機構４３０Ｌ，４３０Ｒがオン
動作されると、スライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒは
操舵ロッド４４０に連結される。クラッチ機構４３０
Ｌ，４３０Ｒがオフ動作されると、スライドブロック４
２０Ｌ，４２０Ｒと操舵ロッド４４０との連結は解除さ
れる。上記の連結動作では、左右のスライドブロック４
２０Ｌ，４２０Ｒのいずれか１つが操舵ロッド４４０と
連結され、残りのスライドブロックは連結解除の状態に
ある。左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒの両
方が同時に操舵ロッド４４０に連結されることはない。

【０００７】クラッチ機構４３０Ｌ，４３０Ｒは、それ
ぞれ、横方向に突き出た作動レバー４２４Ｌ，４２４Ｒ
を備えている。作動レバー４２４Ｌ，４２４Ｒは、それ
ぞれ、クラッチ機構４３０Ｌ，４３０Ｒのクラッチリン
グ４３２Ｌ，４３２Ｒに設けられている。作動レバー４
２４Ｌ，４２４Ｒは、ケーシング（図示せず）に形成さ
れた図１７に示すごとき案内溝４３１に沿って移動す
る。案内溝４３１の横方向溝部分によって作動レバー４
２４Ｌ，４２４Ｒはねじ軸４２１に平行な方向の移動が
一定の範囲で動くようにされる。従ってスライドブロッ
ク４２０Ｌ，４２０Ｒについてのねじ軸４２１に平行な
方向の動きは制限され、一定範囲内でのみ動き得る。さ
らに作動レバー４２４Ｌ，４２４Ｒは、左右のスライド
ブロック４２０Ｌ，４２０Ｒがねじ軸４２１の中央部に
対応する場所に位置するときにだけ、電動アクチュエー
タ４２５Ｌ，４２５Ｒの作動により、案内溝４３１の縦
方向溝部分に沿って動き得る。図１７に示される状態で
は、作動レバー４２４Ｌ，４２４Ｒは共に案内溝４３１
の縦方向の部分の上限位置にセットされている。この状
態によれば、左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２０
Ｒのねじ軸４２１に平行な方向の動きが全くできないよ
うになっている。

【０００８】以上の構成に基づき、クラッチ機構４３０
Ｌ，４３０Ｒの動作が定められ、さらにクラッチ機構４
３０Ｌ，４３０Ｒに関係付けられた左スライドブロック
４２０Ｌまたは右スライドブロック４２０Ｒの動きが定
められる。操舵ロッド４４０は、左スライドブロック４
２０Ｌまたは右スライドブロック４２０Ｒの動きに応じ
てその軸方向に動くようにされている。

【０００９】また操舵ロッド４４０の軸方向の動作に追
従して作動する追従機構４２６がセンタピース４４１の
上側に設けられる。操舵ストロークセンサ４２７は追従
機構４２６を介して操舵ロッド４４０の動作方向と動作
量（移動距離）を検出する。さらに左右のスライドブロ
ック４２０Ｌ，４２０Ｒの動きに追従して作動する他の
追従機構４２８を、代表的に左スライドブロック４３０
Ｌに関連して設けている。駆動ストロークセンサ４２９
は追従機構４２８を介して左右のスライドブロック４３
０Ｌ，４３０Ｒの動作方向と動作量（移動距離）を検出
する。

【００１０】また図１６において後輪操舵装置４００の
下側には、図示しないケーシング内面から突き出させた
ストッパ４９１が設けられている。ストッパ４９１は中
立位置を定め、左右のスライダブロック４３０Ｒ，４３
０Ｌの戻り移動において中立位置に停止させるためのも
のである。

【００１１】図１８と図１９は車両において後輪操舵装
置を上側から見た図である。図１８と図１９において４
４４と４４５は車両の左右の後輪を示し、上方が車両の
前方であり、直進方向となる。図１８は左右の後輪４４
４，４４５を直進方向に向って左方向に角度θで転舵さ
せた状態を示し、図１９は左右の後輪４４４，４４５を
直進方向に向け（中立位置でθ＝０）、車両が直進して
いる状態を示す。

【００１２】モータ４１１によってねじ軸４２１を予め
定められた特定方向に回転させると、左ねじ部４２１Ｌ
と右ねじ部４２１Ｒの逆ねじ作用に基づき、左右のスラ
イドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒは同時に外側に移動し
て互いに遠ざかる。モータ４１１によってねじ軸４２１
を上記特定方向の逆方向に回転させると、左ねじ部４２
１Ｌと右ねじ部４２１Ｒの逆ねじ作用に基づき、左右の
スライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒは同時に内側に移
動して互いに接近する。そこで、例えば中央の中立位置
に位置する右スライドブロック４２０Ｒを外側（図１８
中の右方向）に移動させるときに、これに先立って前述
のクラッチ機構４３０Ｒをオン動作させれば、右スライ
ドブロック４２０Ｒが操舵ロッド４４０に連結され、操
舵ロッド４４０は右スライドブロック４２０Ｒの右方向
の移動に伴って一緒に右方向に移動する。操舵ロッド４
４０が右方向に移動すると、図１８に示されるごとく、
左右のナックルアーム４４２，４４３を介して左右の後
輪４４４，４４５が操舵角度θだけ転舵される。

【００１３】次に、図１８に示される外側に移動して離
れた状態にある左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２
０Ｒを中央の中立位置に戻し、図１９に示すごとく左右
の後輪４４４，４４５の操舵角θを０としたいときに
は、モータ４１１を逆転させてねじ軸４２１も逆転させ
る。このとき、左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２
０Ｒは同時に接近し、右スライドブロック４２０Ｒと連
結状態にある操舵ロッド４４０は左方向に戻される。そ
の結果、左右の後輪４４４，４４５が直進方向を向く。

【００１４】左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２０
Ｒを同時に中央の位置に向かって接近させるとき、最終
的に、左右のスライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒは矢
印４９８，４９９に示すごとくストッパ４９１に左右の
側から接触し、押し付けられる。左右のスライドブロッ
ク４２０Ｌ，４２０Ｒは、その接近動作がストッパ４９
１によって制限され、これにより中央の中立位置に停止
する。またこのとき左スライドブロック４２０Ｌはセン
タピース４４１の左端にも接触し、その移動が制限され
る。このようにして操舵ロッド４４０が、操舵によって
中立位置以外のいずれかの位置にある場合に、その後に
おいては、モータ４１１を逆転させ、操舵ロッド４４０
を正確に機構上の中立位置に位置合せする。

【００１５】同様にして、左スライドブロック４２０Ｌ
については、そのクラッチ機構４３０Ｌをオン動作させ
ることにより操舵ロッド４４０と連結し、後輪４４４，
４４５を右方向に向けて転舵させ、またその後、直進方
向の中立位置に戻すことができる。

【００１６】上記構成を有する後輪操舵装置では、次の
ような課題が提起される。

【００１７】左方向または右方向に転舵された後輪４４
４，４４５を直進方向に戻す際、例えば素早い操舵に応
答させてスライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒを高速で
中立位置に戻すことがある。この場合、戻りの移動動作
が速すぎると、スライドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒが
ストッパ４９１に当たって中立位置で停止しようとする
とき、モータ４１１の回転動作による慣性の作用が存在
するので、ねじ軸４２１がさらに回転し、その結果、ス
ライドブロックのねじ孔に押し込まれてしまうことがあ
る。この動作状態を図解する。

【００１８】図２０は、一例として、右スライドブロッ
ク４２０Ｒがストッパ４９１の右端面に接触し力が加わ
った状態の要部を拡大して示している。ねじ軸４２１を
逆方向（矢印４５１に示す方向）に回転させ、右スライ
ドブロック４２０Ｒを左方向（矢印４９９に示す方向）
に移動させて戻すと、右スライドブロック４２０Ｒが中
立位置でストッパ４９１の右側端面に接触し、押し付け
られる。この状態に関して、図２０中、一点鎖線で描か
れた円４５２を拡大して２つの場合を示したのが、図２
１および図２２である。

【００１９】図２１および図２２では、右スライドブロ
ック４２０Ｒの雌ねじ４５３と、ねじ軸４２１の右ねじ
部４２１Ｒの雄ねじ４５４との関係が示されている。図
２１に示されるごとく、右スライドブロック４２０Ｒが
ストッパ４９１に当たったときにねじ軸４２１の回転が
直ぐに停止すれば、雄ねじ４５４において問題となる変
形は生じない。他方、図２２に示されるごとく、右スラ
イドブロック４２０Ｒがストッパ４９１に当たったとき
にモータ４１１の回転動作の慣性力でねじ軸４２１の回
転の停止が上記慣性で遅れると、雄ねじ４５４において
問題となる変形（噛込み状態）が生じる。図２２に示し
た噛込み状態が発生すると、雌ねじ４５３から雄ねじ４
５４が外れない状態になりやすく、次に後輪を操舵しよ
うとするとき、ねじ軸４２１の回転を再開できなくな
る。

【００２０】上記の例では後輪転舵後の中立位置への戻
り動作における噛込み状態発生の問題を説明した。しか
しながら、後輪を右方または左方へ転舵させて予め設定
された操舵角に対応する転舵位置へ正確に後輪を向ける
場合にも、外側位置に対応して設けたストッパによって
スライドブロックの停止位置を定めるので、モータの慣
性動作の関係で、同様な問題が生じる。左右の外側位置
に対応して設けられたストッパも、前述のストッパ４９
１と同様に、ケーシングの内面に形成された凸部であ
る。

【００２１】中立位置への戻り動作、あるいは操舵角に
対応する左右の外側位置への移動動作における上記の噛
込み状態の発生を避けるためには、例えば、十分に大き
な径のねじ軸４２１と大きな内径の左右のスライドブロ
ック４２０Ｌ，４２０Ｒを用い、さらに雄ねじ４５４や
雌ねじ４５３の剛性を高めることが必要である。しか
し、この構成を採用すると、後輪操舵装置４００が全体
として大型化する。後輪操舵装置４００が大型化する
と、大型のモータ４１１と大電流用駆動回路が必要にな
り、製作コストの上昇を招く。

【００２２】なお、後輪操舵装置の機構的構成は、スラ
イドブロック４２０Ｌ，４２０Ｒとねじ軸４２１を利用
して構成された前述の例に限定されない。機構的な面で
その他の構成例を有する後輪操舵装置においても、左右
へ移動するスライド部材とこれらのスライド部材を移動
させる機構との動力伝達機構がねじ軸機構で構成されて
いる限り、前述の噛込みの現象に関する問題は同様に起
きる。

【００２３】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、４ＷＳ車の後輪操舵装置の小型化、軽量化を
図りつつ、中立位置への戻り動作や操舵角に対応する左
右の外側位置への移動の際にスライダ部材のねじ部と、
これを左右に移動させるねじ軸機構のねじ部の噛込み現
象の発生を電気的制御で防止し、円滑な後輪操舵動作を
保証する後輪操舵装置の制御装置を提供することにあ
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
後輪操舵装置の制御装置は、上記の目的を達成するため
に、次のように構成される。

【００２５】第１の後輪操舵装置の制御装置（請求項１
に対応）は、４ＷＳ車等の後輪操舵装置の動作を制御す
るもので、次の構成を有する。まず制御装置が適用され
る後輪操舵装置は、前提の構成として、後輪操舵を行う
駆動用モータの回転動作に伴って回転する回転力伝達部
材（外側回転筒等）と、逆ねじ関係のねじ部に基づく螺
合部を介して回転力伝達部材の回転力を受け、反対方向
に移動する一対のスライド部材（左右のスライド筒等）
と、一対のスライド部材のいずれか一方と２つの後輪の
間に設けられた操舵ロッドとの間で連結関係を作るクラ
ッチ機構（内側クラッチ筒等）と、前記一対のスライド
部材の中立位置を定め、スライド部材の各々の移動を制
限する第１ストッパとを備える。一対のスライド部材
は、互いに離れるように中央の中立位置から操舵角に対
応する外側位置まで移動し、または互いに接近するよう
に外側位置から中立位置へ移動するように設けられてい
る。螺合部は、回転力伝達部材と一対のスライド部材と
を関係づけ、回転力伝達部材の回転に応じて一対のスラ
イド部材を互いに離れさせまたは接近させる。以上の構
成を有する後輪操舵装置は、クラッチ機構によって一方
のスライド部材と操舵ロッドとの間に連結関係を持たせ
た状態で、モータの回転に基づき一対のスライド部材を
離れさせて後輪を操舵角に転舵させ、モータの逆転に基
づき一対のスライド部材を接近させて後輪を中立位置に
戻すように動作する。一対のスライド部材の戻り動作に
おいて、上記中立位置での停止は、上記第１ストッパを
利用して機構的に設定されている。

【００２６】以上の後輪操舵装置に対して本発明に係る
制御装置が設けられる。この制御装置は、電子回路を利
用した電気的構成で実現され、目標操舵角設定部と、実
操舵角計測装置（操舵ストロークセンサと実操舵角計測
部）と、操舵角調整部と、減速量演算部から構成され
る。目標操舵角設定部は目標操舵角に係る信号を出力す
る。実操舵角計測装置は、後輪の実操舵角を計測してこ
の実操舵角に係る信号を出力する。操舵角調整部は、目
標操舵角に係る信号と実操舵角に係る信号を取り入れて
これらの２つの信号の差が０になるようにモータの回転
動作を制御する駆動信号を生成し、この駆動信号をモー
タへ与え、一対のスライド部材を、後輪を目標の操舵角
に転舵させるべく外側位置へ移動させ、または、後輪を
直進方向に向けるべく中立位置へ戻すという機能を有す
る。減速量演算部は、モータの駆動状態を条件にして、
実操舵角に係る信号に基づきモータの実速度を算出し、
かつこの実速度と予め用意された設定速度とを比較して
実速度が設定速度よりも大きいときに減速量を算出し、
減速量に係る信号を出力する。以上の制御装置の構成に
よれば、操舵角調整部は、減速量に係る信号を取り入
れ、駆動信号から減速量を差し引く減算部を含む。

【００２７】第１の後輪操舵装置の制御装置によれば、
例えば、後輪転舵の後にモータの逆転で左右のスライダ
部材を中立位置に戻そうとするとき、スライダ部材を中
立位置に停止させるにあたってケーシングに形成された
第１ストッパで機械的構成で強制的に停止させるが、中
立位置となる直前で、モータの実際の回転速度を基準と
なる設定速度と比較してモータの駆動信号を調整し、モ
ータの回転速度を減速し、噛込み状態が発生するのを防
止する。

【００２８】第２の後輪操舵装置の制御装置（請求項２
に対応）は、上記の構成において、モータの駆動状態の
上記条件が、一対のスライド部材が中立位置へ戻る移動
でありかつスライド部材が中立位置に近い設定範囲に入
ることであるということで特徴づけられる。これによっ
て、一対のスライド部材が中立位置で停止する直前にモ
ータの回転速度を上記減速量を利用して減速させる。

【００２９】第３の後輪操舵装置の制御装置（請求項３
に対応）は、上記の構成において、最外位置の最外位置
を定め、一対のスライド部材の各々の移動を制限する第
２ストッパを備えており、かつ、モータの駆動状態の上
記条件が、一対のスライド部材が外側位置へ移動しかつ
スライド部材が最外位置に近い設定範囲に入ることであ
るということで特徴づけられている。これにより、一対
のスライド部材が最外位置で停止する直前にモータの回
転速度を減速量を利用して減速させる。

【００３０】第４の後輪操舵装置の制御装置（請求項４
に対応）は、上記の各構成において、減速量演算部は、
実速度を算出する実操舵角微分器と、実操舵角に対応す
る設定速度を定めた速度マップを有することを特徴とす
る。

【００３１】第５の後輪操舵装置の制御装置（請求項５
に対応）は、前述の回転力伝達部材と、一対のスライド
部材と、逆ねじ関係のねじ部に基づく螺合部と、クラッ
チ機構と、第１ストッパとからなる前提構成を有する後
輪操舵装置において、前述の目標操舵角設定部と、実操
舵角計測装置と、操舵角調整部とを備え、さらにモータ
の駆動状態を条件にし、かつ実操舵角が設定範囲に入っ
たことを条件にしてモータの回転動作を抑制する駆動抑
制信号を出力する駆動抑制部とを備えるように構成され
る。当該操舵角調整部は、駆動抑制信号を取り入れ、こ
の駆動抑制信号で駆動信号を調整し、モータの回転速度
を減速させる。

【００３２】第６の後輪操舵装置の制御装置（請求項６
に対応）は、上記第５の構成において、上記駆動抑制信
号は、操舵角調整部に設けられたＰＷＭ制御信号を生成
する駆動制御部に入力され、駆動抑制信号でＰＷＭ制御
信号の生成を停止するように構成される。

【００３３】第７の後輪操舵装置の制御装置（請求項７
に対応）は、上記第５の構成において、駆動抑制信号
は、操舵角調整部に設けられた駆動信号を生成するモー
タ駆動用ブリッジ回路に入力され、駆動抑制信号でモー
タ駆動用ブリッジ回路の接続関係を変えてモータの短絡
回路を形成し、モータによる自己発電作用で強制停止す
るようにしたことを特徴とする。

【００３４】第８の後輪操舵装置の制御装置（請求項８
に対応）は、上記第７の構成において、モータ駆動用ブ
リッジ回路に含まれる４つのスイッチ素子のオン・オフ
動作を駆動抑制信号で制御して短絡回路を形成すること
を特徴とする。

【００３５】第９の後輪操舵装置の制御装置（請求項９
に対応）は、上記第７の構成において、モータ駆動用ブ
リッジ回路にモータに対して短絡路を形成することが可
能なリレー回路を設け、このリレー回路を駆動抑制信号
で制御して短絡回路を形成することを特徴とする。

【００３６】第１０の後輪操舵装置の制御装置（請求項
１０に対応）は、上記の各構成において、モータの駆動
状態の上記条件は一対のスライド部材が中立位置へ戻る
移動であり、スライド部材が中立位置に近い設定範囲に
入ることを条件に、駆動抑制手段は、一対のスライド部
材が中立位置で停止する直前にモータの回転を抑制する
ことを特徴とする。

【００３７】第１１の後輪操舵装置の制御装置（請求項
１１に対応）は、上記の各構成において、外側位置の最
外位置を定め、一対のスライド部材の各々の移動を制限
する第２ストッパを備え、さらに、モータの駆動状態の
上記条件は一対のスライド部材が外側位置へ移動するこ
とであり、スライド部材が最外位置に近い設定範囲に入
ることを条件に、駆動抑制部は、一対のスライド部材が
最外位置で停止する直前にモータの回転を抑制すること
を特徴とする。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００３９】図１に従って本発明の第１の実施形態を説
明する。図１では、４輪操舵式自動車のごとき車両１０
０と、この車両１００に設けられた左右の２つの後輪１
６１，１６２と、後輪１６１，１６２の間に設けられた
後輪操舵装置１１０と、後輪操舵装置１１０の動作を制
御する制御装置１０が示されている。後輪操舵装置１１
０は、車両１００における前輪操舵に関連させて後輪１
６１，１６２を転舵させる。後輪操舵装置１１０の基本
的構成および動作原理は、前述した特願平１１−１６９
６０９号に開示される後輪操舵装置４００と実質的に同
じである。しかしながら、本実施形態による後輪操舵１
１０は、装置具体化の観点から、以下に説明されるよう
に細部に関して後輪操舵装置４００とは相違する構成を
有している。後輪操舵装置１１０は、後輪操舵装置４０
０で説明した通り、後輪転舵のため移動した操舵ロッド
をその中立位置へ戻すとき、中立位置の位置決めをスト
ッパを利用して機構的に行うという特徴を有している。
後輪操舵装置１１０は、構成の上で前述の後輪操舵装置
４００と実質的に同じであることから、例えば中立位置
への戻り動作での位置決めに関して機構的な面から同じ
問題を有している。すなわち、操舵ロッドの中立位置へ
の戻り動作の際に、左右のスライダ部材のねじ部と、ス
ライダ部材のねじ部と螺合する駆動機構のねじ部との間
で噛込み状態が発生する。そこで制御装置１０は、後輪
操舵装置１１０による後輪操舵の動作を制御するという
一般的な制御機能に加えて、噛込み状態の発生を防止す
るという制御機能をも有している。制御装置１０におけ
る当該噛込み状態の発生を電気的または電子的な制御処
理により防止するための制御系の構成部分が、本発明の
特徴的な部分となる。本実施形態による後輪操舵装置用
の制御装置１０によれば、操舵ロッドの中立位置への戻
り動作などの際に左右のスライダ部材のねじ部と、これ
に螺合するねじ部との噛込み状態の発生を電気的制御処
理で防止し、これにより円滑な後輪操舵動作を保証して
いる。なお、図１で左側方向が車両１００の前部側とな
り、矢印１０１は車両１００の直進方向を示している。
さらに図１では（Ａ）の側を左側、（Ｂ）の側を右側と
する。

【００４０】最初に機械系を説明する。機械系の説明で
は、図１と共に、図２〜図６を参照する。後輪操舵装置
１１０の基本的構成および動作原理は、前述した特願平
１１−１６９６０９号に開示される後輪操舵装置４００
と実質的に同じである。他方、上記のごとく装置具体化
の観点から細部に関し相違する構成を有する。後輪操舵
装置１１０は、後輪操舵装置４００で説明した通り、操
舵ロッドをその中立位置へ戻すとき、中立位置の位置決
めを機構的に行うという特徴を有している。後輪操舵装
置１１０は、モータ１２０からの回転動力を左右の後輪
１６１，１６２の転舵力に変換する直線駆動機構（図２
に示す１３０）と、転舵方向を選択するクラッチ機構
（図２に示す１４０Ｌ，１４０Ｒ）と、後輪を転舵する
ため左右に移動する操舵ロッド１５０を備えている。

【００４１】図２〜図６を参照して、直線駆動機構１３
０と、左右のクラッチ機構１４０Ｌ，１４０Ｒと、操舵
ロッド１５０の動作に関連する機構を説明する。左右の
２つのクラッチ機構１４０Ｌ，１４０Ｒは、クラッチ機
能（操舵ロッド１５０との連結および連結解除の機能）
を実現する機構であり、左右対象な構造となっている。
左右のクラッチ機構１４０Ｌ，１４０Ｒは、同軸の位置
関係にある３重同軸筒構造と、操舵ロッド１５０の軸方
向での外側または内側に向けての移動を生じさせるねじ
式移動機構とを利用して構成されている。３重同軸筒構
造とねじ式移動機構は以下に詳述される。

【００４２】図２は、直線駆動機構１３０とクラッチ機
構１４０Ｌ，１４０Ｒと操舵ロッド１５０を分解して示
している。外側回転筒１３１の中に左右の開口から左右
の２つのスライド筒１３３，１３４が螺合関係に基づき
挿入される。左右の２つのスライド筒１３３，１３４の
各々の中に外側開口から内側クラッチ筒１４３，１４４
が挿入される。さらに左右の２つの内側クラッチ筒１４
３，１４４の中に操舵ロッド１５０が貫通される。図４
に、組み付けられて成る後輪操舵装置１１０が縦断面図
で示されている。図４で明らかなように、外側回転筒１
３１とスライド筒１３３，１３４と内側クラッチ筒１４
３，１４４とによって３重同軸筒構造が形成されてい
る。

【００４３】外側回転筒１３１は３重同軸筒構造の最も
外側に位置する筒体である。外側回転筒１３１は直線駆
動機構１３０を形成する。外側回転筒１３１には、外側
周囲に外歯歯車１３２が設けられ、内周面に雌ねじ１３
１ａが形成されている。外歯歯車１３２には、モータ１
２０の出力軸に固定された歯車１２１が噛合される。歯
車１２１と外歯歯車１３２の間には減速機構を設けるこ
ともできる。後述される図４の構成では減速機構１２２
が示されている。モータ１２０は例えば直流モータであ
る。

【００４４】外側回転筒１３１の内周面に形成された雌
ねじ１３１ａは、実際には、その中央から左右の箇所に
おいて互いに逆ねじとなっている。外側回転筒１３１の
内部には、中間筒となる左右の２つのスライド筒１３
３，１３４が外側回転筒１３１と同軸になるように配置
されている。スライド筒１３３，１３４は、図２に示さ
れるごとく、外周面に雄ねじ１３３ａ，１３４ａが形成
されている。スライド筒１３３の雄ねじ１３３ａとスラ
イド筒１３４の雄ねじ１３４ａとは、互いに逆ねじとな
っており、さらに外側回転筒１３１の内周面における対
応する雌ねじと螺合されるように形成されている。スラ
イド筒１３３，１３４が外側回転筒１３１の内部に配置
されるとき、スライド筒１３３，１３４の雄ねじ１３３
ａ，１３４ａは外側回転筒１３１の内周面に形成された
対応する箇所の雌ねじに螺合させられる。さらにスライ
ド筒１３３，１３４の外周面における軸方向の外側端部
には、摺動案内用の突起１３３Ａ，１３４Ａが形成され
る。突起１３３Ａ，１３４Ａは、図示しないケーシング
の一部に係合され、ケーシング対して左右のスライド筒
１３３，１３４が回転するのを防止する機能を有する。

【００４５】上記の構成によれば、モータ１２０が特定
方向に回転動作を行うと、歯車１２１と外歯歯車１３２
の噛合関係に基づいて外側回転筒１３１が回転する。外
側回転筒１３１が回転すると、その内周面の雌ねじ１３
１ａ（実際には逆ねじ関係にある左右のねじ部）と左右
のスライド筒１３３，１３４の雄ねじ１３３ａ，１３４
ａの噛合関係に基づいて、左右の２つのスライド筒１３
３，１３４を左右の外側方向へスライド移動させる。従
って左右のスライド筒１３３，１３４は離れるように軸
方向における外側へ移動する。モータ１２０が上記特定
方向の逆の方向に回転動作を行うと、外側回転筒１３１
の回転方向が逆になり、その結果、左右のスライド筒１
３３，１３４を内側方向へスライド移動させる。従って
左右のスライド筒１３３，１３４は接近するようにその
軸方向における内側へ移動する。この内側方向への移動
で、左右の２つのスライド筒１３３，１３４は、機構上
の中立位置に戻される。なお上記の左右のスライド筒１
３３，１３４のスライド移動において、前述のごとく各
々には突起１３３Ａ，１３４Ａが設けられているので、
回転することはない。

【００４６】上記の外側方向への移動動作で、摺動案内
用の突起１３３Ａ，１３４Ａを、図示しないケーシング
に設けた左右の端部のストッパに接触させ、左右の２つ
のスライド筒１３３，１３４の移動を制限する。また機
構上の中立位置から外側に向かって移動した左右のスラ
イド筒１３３，１３４が、最外位置を越えないように、
ケーシング内の構造が形成されている。

【００４７】左右の２つのスライド筒１３３，１３４の
各々の内部には前述したクラッチ機構１４０Ｌ，１４０
Ｒが組み込まれる。図３は、図２に示した左側のクラッ
チ機構１４０Ｌの組付け状態における要部の構成を示
す。

【００４８】図２と図３を参照して左側のクラッチ機構
１４０Ｌの構造を説明する。ここでは代表的に左側のク
ラッチ機構１４０Ｌを説明するが、右側のクラッチ機構
１４０Ｒも、構造が点対称になるだけで同じ構造を有し
ている。

【００４９】図３に示すごとく、クラッチ機構１４０Ｌ
は、ソレノイドを内蔵した電磁アクチュエータ１４１
と、スライド筒１３３の内部に同軸の位置関係で配置さ
れ、内接状態で摺動回転できるようにされた内側クラッ
チ筒１４３とから構成される。内側クラッチ筒１４３は
スライド筒１３３の外側開口から挿入される。内側クラ
ッチ筒１４３の外周端部に形成された突起１４３Ａは、
一点鎖線１４２Ｌに示される通り、スライド筒１３３の
端部に切欠きで形成されたＬ字型案内溝１４５Ａに係合
され、さらに突出させて、図示しないケーシングに形成
されたコ字型案内溝１４５Ｂに係合される。突起１４３
Ａはクラッチレバーとしての機能を有する。図３に示さ
れるごとく、電磁アクチュエータ１４１は、ソレノイド
への通電によって可動ピン１４１ａを突き出すアクチュ
エータである。電磁アクチュエータ１４１の可動ピン１
４１ａは、バネ機構１４３Ｂで弾性的に支持された突起
１４３Ａに当たるようになっている。内側クラッチ筒１
４３は、バネ機構１４３Ｂによって、その軸端から見て
反時計回りに付勢されている。

【００５０】上記構成によれば、図３に示された状態に
おいて、電磁アクチュエータ１４１のソレノイドに対し
て通電を行うと、その可動ピン１４１ａが突き出され、
バネ機構１４３Ｂの付勢力に対抗して内側クラッチ筒１
４３の突起１４３Ａを押し下げる。このとき突起１４３
Ａは、案内溝１４５Ａおよび案内溝１４５Ｂの円周方向
の部分に沿って移動する。そして、突起１４３Ａが押し
下げられると、内側クラッチ筒１４３はスライド筒１３
３の内部で一定角度回転させられる。

【００５１】さらに内側クラッチ筒１４３の外端開口部
には内周面の円周方向に沿って内歯歯車状の複数のクラ
ッチ歯１４３Ｃが形成されている。他方、内側クラッチ
筒１４３の内部に貫通される操舵ロッド１５０の外周面
の円周方向には、クラッチ歯１４３Ｃと同じ数の外歯歯
車状の係合歯１５１が形成されている。クラッチ歯１４
３Ｃと係合歯１５１は同じピッチとなるように作られて
いる。操舵ロッド１５０の係合歯１５１を外側からクラ
ッチ歯１４３Ｃにスプライン結合させれば、係合歯１５
１がクラッチ歯１４３Ｃの間の隙間に入り込む位置関係
にすることができる。

【００５２】さらに内側クラッチ１４３の内端開口部に
はさらに内方に延びるロック爪１４３Ｄが設けられてい
る。

【００５３】上記では代表的に左側のクラッチ機構１４
０Ｌについて述べたが、右側のクラッチ機構１４０Ｒも
同様な構成を有する。すなわち、クラッチ機構１４０Ｒ
は、右側のスライド筒１３４に対応して内側クラッチ筒
１４４が設けられる。スライド筒１３４には外側開口に
Ｌ字型案内溝１４６Ａが形成され、案内溝１４６Ａに対
応するケーシングの箇所にコ字型案内溝１４６Ｂが形成
されている。この場合、Ｌ字型案内溝１４５ＡとＬ字型
案内溝１４６Ａとは作り方が異なっている。図２に示さ
れるごとく、Ｌ字型案内溝１４５Ａでは軸方向の溝部分
に対して円周方向の上方に向かって溝が切られているの
に対して、Ｌ字型案内溝１４６Ａでは軸方向の溝部分に
対して円周方向の下方に向かって溝が切られている。内
側クラッチ筒１４４の外周面の外側には突起１４４Ａが
形成され、外側開口の内周面の円周方向に沿って複数の
クラッチ歯１４４Ｃが形成されている。さらに内側クラ
ッチ筒１４４の内端開口部にはさらに内方に延びるロッ
ク爪１４４Ｄが設けられる。また複数のクラッチ歯１４
４Ｃに対応して操舵ロッド１５０の外周面の円周方向に
複数の係合歯１５２が形成されている。さらに右側の内
側クラッチ筒１４４の突起１４４Ａに対して右側の電磁
アクチュエータ１４２（図１に示される）が設けられて
いる。

【００５４】上記の左右のクラッチ機構１４０Ｌ，１４
０Ｒによれば、予め定められた位置関係にセットするこ
とにより生じるクラッチ歯１４３Ｃ，１４４Ｃと係合歯
１５１，１５２の係合関係に基づいて、操舵ロッド１５
０との連結関係を作ることができる。また内側クラッチ
筒１４３，１４４の内端に設けられたロック爪１４３
Ｄ，１４４Ｄは、内側クラッチ筒１４３，１４４の双方
が同時に回転したときに、互いに係止し合って左右移動
を抑止させる部材である。

【００５５】また操舵ロッド１５０は、図２および図３
に示すように、例えば左側の端部にガイドピン１５９が
設けられている。ガイドピン１５９に対応して、図示し
ないケーシングに凹条案内部が形成されている。操舵ロ
ッド１５０は、ガイドピン１５９が凹条（溝）案内部で
摺動状態で移動させられるので、回転を生じることな
く、左右の軸方向に移動することが可能となるように取
り付けられている。なお前述した操舵ロッド１５０のガ
イドピン１５９の延出方向には、例えば図２中の左右方
向への操舵ロッド１５０の移動距離を検出する操舵スト
ロークセンサ１５７（図１に示される）が設けられてい
る。さらに操舵ロッド１５０の外周面の軸方向中央部に
は、組付け状態において、左右のスライド筒１３３，１
３４に対応した左右のセンタ突起１５３，１５４が形成
されている。左右のスライド筒１３３，１３４の内周面
には、センタ突起１５３，１５４の外側端面１５３ａ，
１５４ａが当たるように、操舵ロッド１５０に向けた突
起１３３Ｂ，１３４Ｂが形成されている。さらに操舵ロ
ッド１５０の両端部は、ナックルアームを含む左右のリ
ンク機構１５５，１５６（図１に示される）を介して自
動車１００の左右の後輪１６１，１６２に連結される。
左右の後輪１６１，１６２は、図示しないキングピンに
よって転舵可能に構成される。

【００５６】次に後輪操舵装置１１０の動作を説明す
る。この説明では、図４〜図６を参照する。図４〜図６
は後輪操舵装置１１０を組み付けた状態での要部の縦断
面図である。図４〜図６では、モータ１２０の出力軸に
固定された歯車１２１と外側回転筒１３１の外歯歯車１
３２との間に減速機構１２２を設けた例が示されてい
る。また外側回転筒１３１は、左右に配置された２つの
ベアリング１３５で回転自在に支持されている。

【００５７】この実施形態において、最初、左右のスラ
イド筒１３３，１３４は、共に中央部にて接近した状態
にあり、中立位置にあるものとする。このとき左右の２
つの後輪１６１，１６２は転舵角が０であって直進方向
に向いている。この状態は図４に示されている。図４に
おいて、（ａ）は後輪操舵装置１１０の要部縦断面図、
（ｂ）は左右のスライド筒１３３，１３４と内側クラッ
チ筒１４３，１４４との関係、（ｃ）はケーシングに形
成された案内溝１４５Ｂ，１４６Ｂでの突起１４３Ａ，
１４４Ａの位置を示している。

【００５８】図４に示すごとく、操舵ロッド１５０が中
央の中立位置にあるとき、左右のスライド筒１３３，１
３４は外側回転筒１３１の内部でその中央位置にあり、
接近した状態にある。このとき、センタ突起１５３，１
５４は、それぞれ、左右のスライド筒１３３，１３４の
内周面に形成された突起１３３Ｂ，１３４Ｂに当たって
いる。操舵ロッド１５０のセンタ突起１５３，１５４
に、左右のスライド筒１３３，１３４の突起１３３Ｂ，
１３４Ｂが当たることによって中央の中立位置が定めら
れ、左右のスライド筒の戻り移動が制限される。左右の
スライド筒１３３，１３４が中立位置にあるとき、内側
クラッチ筒１４３に形成された突起１４３Ａはバネ機構
１４３ＢによりＬ字型案内溝１４５Ａの円周部分の上端
にあり、これに対して、内側クラッチ筒１４４に形成さ
れた突起１４４Ａはバネ機構１４４ＢによりＬ字型案内
溝１４６Ａの円周部分の下端にあるようにセットされ
る。さらに当該中立位置にあるとき、内側クラッチ機構
１４３，１４４が円周方向に関して突起１４３Ａ，１４
４Ａの位置に基づき決まる位置に存在するため、内側ク
ラッチ機構１４３，１４４のクラッチ歯１４３Ｃ，１４
４Ｃと、操舵ロッド１５０の係合歯１５１，１５２とが
当たった状態にある。従って操舵ロッド１５０の軸方向
の移動が制限され、操舵ロッド１５０は中立位置に保持
される。

【００５９】上記の中立位置の状態において、例えば図
５の矢印１０１に示されるように操舵ロッド１５０を右
方向に動かすために、図５中で左側の電磁アクチュエー
タ１４１を作動させるものとする。左側の電磁アクチュ
エータ１４１をオン動作させると、突起１４３Ａが押し
下げられ、内側クラッチ筒１４３が回転し、クラッチ歯
１４３Ｃと係合歯１５１の当接関係が解除され、操舵ロ
ッド１５０が右方向へ移動できるようになる。

【００６０】上記のごとく電磁アクチュエータ１４１を
作動させた状態で、次にモータ１２０を或る方向に回転
動作させると、外側回転筒１３１が回転し、さらに外側
回転筒１３１の雌ねじと左右のスライド筒１３３，１３
４の雄ねじとの螺合関係に基づいて、左右のスライド筒
１３３，１３４が、矢印１０２に示すごとく互いに離れ
るように、外側回転筒１３１の両端部の外方に移動す
る。このとき、上記のごとき、操舵ロッド１５０の複数
の係合歯１５１の各々は左側のスライド筒１３３のクラ
ッチ歯１４３Ｃの間に位置し、操舵ロッド１５０の右方
向の移動を制限しない。他方、右側のスライド筒１３４
のクラッチ歯１４４Ｃは操舵ロッド１５０の右側の係合
歯１５２に当たっている。このため、操舵ロッド１５０
はスライド筒１３４に右方向へ押され、スライド筒１３
４の右方向への移動に従って操舵ロッド１５０は右方向
に移動する。操舵ロッド１５０の右方向の移動に連動し
て、左右の２つの後輪１６１，１６２の向きが自動車１
００の直進方向に対して右方へ転舵される。右方へ転舵
された後輪１６１，１６２が目標とする操舵角になるよ
うに、操舵ロッド１５０の移動は当該操舵角に対応する
外側位置で停止される。操舵ロッド１５０を、外側位置
の最外位置で停止させるときには、ケーシングに設けら
れた案内溝１４５Ｂ，１４６Ｂやケーシングに形成され
た壁部１３３Ｃ，１３４Ｃの部分をストッパとして用い
て移動を制限することにより停止させられる。

【００６１】図５に示された転舵に対応する状態におい
て、次に図６に示すように、モータ１２０を逆転させる
と、外側回転筒１３１も逆転し、左右のスライド筒１３
３，１３４が矢印１０３に示すごとく内側方向に移動さ
れる。このとき、右側のスライド筒１３４の内周面に形
成された突起１３４Ｂがセンタ突起１５４に当接してセ
ンタ突起１５４を内側方向へ移動させる。この作用関係
に基づいて、右側のスライド筒１３４の内側方向への移
動に従って、操舵ロッド１５０は、矢印１０４に示され
る左方向に移動し中立位置の方向に戻される。これによ
り２つの後輪１６１，１６２の向きが、操舵ロッド１５
０の移動に連動して直進方向に戻される。左右のスライ
ド筒１３３，１３４が中央の中立位置に戻り、左右のス
ライド筒１３３，１３４は、操舵ロッド１５０のセンタ
突起１５３，１５４に当接して移動が制限され、中立位
置に停止される。左右のスライド筒１３３，１３４が中
立位置に戻ったときには、電磁アクチュエータ１４１は
オフ動作され、図４に示した状態になる。これによって
操舵ロッド１５０は再び中央の中立位置に戻ることにな
る。

【００６２】図４における操舵ロッド１５０の上記右方
向の移動において、案内溝１４５Ａ，１４５Ｂ，１４６
Ａ，１４６Ｂは操舵ロッド１５０の右方向の移動が阻害
されないように形成されている。

【００６３】図４において、前述の動作とは反対に、中
立位置にある操舵ロッド１５０を左方向へ移動させ、そ
れにより後輪１６１，１６２を転舵させ、再びもとの中
立位置に戻すときには、右側の電磁アクチュエータ１４
２をオン動作させ、かつモータ１２０を予め定めれられ
た方向に回転動作させることにより、上記の右方向の説
明の場合と同様に行うことが可能である。

【００６４】上記のごとく後輪操舵装置１１０によって
後輪１６１，１６２を右方向または左方向に転舵すると
き、その中立位置への戻り動作において、ストッパ部材
で機構的に中立位置に停止させる構成を採用しているの
で、特別な防止策が用意されない限り、前述したように
噛込み状態が発生する。すなわち、中立位置では操舵ロ
ッドのセンタ突起１５３，１５４がスライド筒１３３，
１３４の内周面に設けられた突起１３３Ｂ，１３４Ｂに
当たって当該中立位置に停止することになるが、このと
き、モータ１２０の回転を減速させない限り、モータの
回転による慣性で外側回転筒１３１の雌ねじとスライド
筒１３３，１３４の雄ねじとの間で噛込み状態が発生す
る。本実施形態による後輪操舵装置１１０では、かかる
噛込み状態の発生を、以下に説明するごとく、制御装置
１０によるモータ１２０の回転速度を制御することによ
り防止するものである。

【００６５】上記の機械系の構成に基づいて操舵ロッド
１５０の右方向または左方向の移動およびこれに伴う後
輪１６１，１６２の操舵を行うときには、操舵ストロー
クセンサ１５７で操舵ロッド１５０の移動量（Ｌ）を検
出しながら、左右の２つの前輪の操舵状況を前提条件と
して、左右の電磁アクチュエータ１４１，１４２のオン
・オフ動作とモータ１２０の回転動作を制御する。この
制御は前述した制御装置１０によって行われる。前輪の
操舵に協働させて後輪１６１，１６２を右向きまたは左
向きに転舵させ、あるいは直進方向（中立位置）に戻
し、これにより自動車１００の走行安定性および走行性
能の向上を補助する後輪操舵が実現される。特に、本実
施形態による制御では、中立位置への戻り動作において
前述の噛込み状態が生じないように、モータ１２０の戻
り動作のための逆転動作でモータの慣性に配慮して望ま
しい減速制御が行われる。

【００６６】次に、前述の図１、および図７〜図１５に
基づいて、上記の制御装置１０の構成と制御内容を説明
する。

【００６７】図１に基づいて制御装置１０の基本的構成
を説明する。図１に示すごとく制御装置１０は目標操舵
角設定部２０と転舵方向指示部３０と第１操舵角調整部
４０と実操舵角計測部５０と減速量演算部６０を含んで
成る。制御装置１０に対して、外部から、後輪１６１，
１６２の操舵を指示する指令信号Ｓ１が与えられる。指
令信号Ｓ１は目標操舵角設定部２０に入力される。目標
操舵角設定部２０は、指令信号Ｓ１に基づいて、後輪１
６１，１６２の転舵方向の情報（信号Ｄｒで表される）
と、制御目標量である転舵角（目標操舵角）の情報（信
号θｒで表される）とを生成する。転舵方向を表す信号
Ｄｒは転舵方向指示部３０に与えられる。転舵角を表す
信号θｒは第１操舵角調整部４０に与えられる。転舵方
向指示部３０は、転舵方向を表す信号Ｄｒに基づいて、
通常、オフ状態にある左右の２つの電磁アクチュエータ
１４１，１４２のいずれか一方をオン動作させる信号を
出力する。第１操舵角調整部４０は、転舵角を表す信号
θｒに基づいて、モータ１２０の回転動作量を決定する
駆動信号（駆動電流）Ｉ_Mを生成し出力する。第１操舵
角調整部４０での駆動信号Ｉ_Mの生成に関連して、操舵
ストロークセンサ１５７から出力される操舵ロッド１５
０の移動量を表す信号Ｌを利用して、制御目標量である
転舵角を表す信号θｒを調整する。操舵ロッド１５０の
移動量を表す信号Ｌは実操舵角計測部５０に入力され、
この信号Ｌに基づいて後輪１６１，１６２における実際
の転舵角（実操舵角）と推定される量（信号θ_Rで表さ
れる）を算出する。得られた実際の転舵角を表す信号θ
_Rは減速量演算部６０と第１操舵角調整部４０に与えら
れる。減速量演算部６０は、後輪１６１，１６２の実際
の転舵角を表す信号θ_Rに基づいて、減速量を表す信号
ωｒを算出する。減速量を表す信号ωｒを算出するとき
には、モータ１２０の駆動状態を条件とする。具体的に
は、後述するごとく、モータ１２０が戻りのための逆転
状態にあるときにωｒは算出され、出力される。モータ
１２０の駆動状態に係る信号は、この実施形態の場合に
は後輪転舵のときに中立位置への戻りのためのモータ逆
転が開始されたか否かを判定すればよいから、例えば図
７に示す第１操舵角調整部４０内の第１駆動制御部４４
の出力信号を用いて作ることができる。信号ωｒは第１
操舵角調整部４０に与えられる。上記の第１操舵角調整
部４０では、制御目標量である転舵角を表す信号θｒ
と、実際の転舵角を表す信号θ_Rと、減速量を表す信号
ωｒとを用いて駆動信号Ｉ_Mを生成する。

【００６８】上記において、実操舵角計測部５０でＬか
らθ_Rを算出するときには、例えば逆三角関数演算が用
いられる。

【００６９】次に図７〜図９を参照して制御装置１０の
構成をさらに詳細に説明する。

【００７０】図７では、転舵方向指示部３０と第１操舵
角調整部４０の内部が詳細に示されている。目標操舵角
設定部２０に入力される指令信号Ｓ１は、前輪操舵制御
装置１９０から与えられる。従って、制御装置１０によ
って動作制御される後輪操舵装置１１０は、前輪操舵装
置と関連して動作することになる。目標操舵角設定部２
０の内部では目標操舵角テーブル（マップ）が用意され
ている。目標操舵角設定部２０は、この目標操舵角テー
ブルを用いて、指令信号Ｓ１に含まれる自動車１００の
速度および前輪の操舵角等の操舵状況に係る情報に基づ
き、上記の転舵方向を表す信号Ｄｒと転操舵角を表す信
号θｒを生成する。

【００７１】転舵方向指示部３０は、転舵方向決定部３
１とソレノイド通電部３２を含んでいる。転舵方向決定
部３１には転舵方向を表す信号Ｄｒが入力される。転舵
方向決定部３１は、転舵方向を表す信号Ｄｒに基づい
て、左右の２つの電磁アクチュエータ１４１，１４２の
うちのいずれをオン動作させるかを決定する。転舵方向
決定部３１から出力される信号はソレノイド通電部３２
に与えられ、ソレノイド通電部３２から、決定された電
磁アクチュエータ（１４１または１４２）に対して、こ
れをオン動作させるためのソレノイド駆動電流が通電さ
れる。

【００７２】第１操舵角調整部４０は、減算器４１とＰ
ＩＤ演算部４２と減算器４３と第１駆動制御部４４と第
１モータ駆動部４５によって構成されている。減算器４
１では、第１操舵角調整部４０に入力された目標となる
転舵角を表す信号θｒから、実際の転舵角を表す信号θ
_Rが減算される。減算器４１は偏差（θｒ−θ_R）を表す
信号Δθｒを出力する。信号ΔθｒはＰＩＤ演算部４２
に入力される。ＰＩＤ演算部４２では、偏差を表す信号
Δθｒに対してＰＩＤ処理（比例・積分・微分の処理）
を行う。ＰＩＤ処理された偏差を表す信号Δθｒは、後
輪１６１，１６２の転舵量を決める信号となる。後輪操
舵装置１１０によって後輪の転舵が行われ、信号θ_Rが
信号θｒに近づくと、信号Δθｒは０に近づく。

【００７３】減算器４３ではＰＩＤ処理された信号Δθ
ｒから減速量を表す信号ωｒを減算する。減速量を表す
信号ωｒは、この実施形態の場合には、減速量演算部６
０において、モータ１２０が戻りのための逆転状態が生
じたという条件の下で生成され、出力される。ＰＩＤ処
理された信号Δθｒから信号ωｒを減算する処理を行う
理由は次の通りである。ＰＩＤ処理された信号Δθｒは
後輪１６１，１６２の転舵量を決める信号である。後輪
の転舵はモータ１２０の回転動作で行われるが、モータ
１２０が回転動作が開始され転舵が完了した後において
モータ１２０を逆転させ再び操舵ロッド１５０を中立位
置へ戻すとき、前述のねじの噛合い状態が生じないよう
に中立位置に戻す制御を行うためには、モータ１２０に
よる慣性も考慮してモータ１２０の回転動作を減速して
停止させる必要がある。そこで、減速量演算部６０で、
実際の転舵角を表す信号θ_Rから、モータ１２０の動作
停止の関与する減速量に係る信号ωｒを算出し、第１操
舵角調整部４０の減算器４３で、ＰＩＤ処理された信号
Δθｒから信号ωｒを減算し、駆動信号Ｉ_Mを制限する
ようにした。

【００７４】減算器４３から出力された偏差信号（Δθ
ｒ−ωｒ）は第１駆動制御部４４に入力される。第１駆
動制御部４４は、偏差信号（Δθｒ−ωｒ）に基づいて
ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を生成し出力する。第
１駆動制御部４４から出力されたＰＷＭ信号は第１モー
タ駆動部４５に入力され、ここで駆動信号Ｉ_Mに変換さ
れる。駆動信号Ｉ_Mはモータ１２０を回転駆動させるた
めの電流である。駆動信号Ｉ_Mは偏差信号（Δθｒ−ω
ｒ）に基づくＰＷＭ信号として生成される。従ってモー
タ１２０の回転動作はＰＷＭに基づくディーティ制御に
基づいて制御される。

【００７５】図８は減速量演算部６０の内部構成を示し
ている。減速量演算部６０は、入力ゲート６１と実操舵
角微分器６２と速度マップ６３と減算器６４と出力ゲー
ト６５とから構成される。入力ゲートは６１には、実際
の転舵角を表す信号θ_Rがモータ１２０の駆動条件（こ
の例の場合には逆転状態であること）に従って入力され
る。入力ゲート６１が開いているときには、信号θ
_Rは、並列に配置された実操舵角微分器６２と速度マッ
プ６３に入力される。

【００７６】実操舵角微分器６２は信号θ_Rを微分処理
する。実操舵角微分器６２は微分処理で得られた信号Δ
θ_Rを出力する。実操舵角微分器６２から出力される信
号Δθ_Rは、実際の操舵角を微分したものであるから、
実際の戻り速度を意味する。

【００７７】速度マップ６３では、図９のグラフに示さ
れる実操舵角・目標速度変換特性に従って、入力された
信号θ_Rに対応する目標速度（信号ω）が取得され、出
力される。速度マップ６３の内容については図９を参照
して後で説明される。減算器６４では、信号Δθ_Rから
信号ωを引いた偏差を表す信号ｅが求められる。偏差を
表す信号ｅは出力ゲート６５に入力される。出力ゲート
６５は、信号ｅが正の値をとるときには増幅して得られ
た信号ωｒを出力し、信号ｅが負の値をとるときにはそ
の出力を行わない。出力ゲート６５は増幅機能を有して
いる。信号ωｒは減速量を表す信号である。

【００７８】減速量演算部６０では、モータ１２０が逆
転することを駆動条件として、このときの実際の転舵角
を表す信号θ_Rが、入力ゲート６１で選択的に入力され
る。モータ１２０の逆転時の信号θ_Rにおける変化量す
なわち実際の戻り速度（信号Δθ_R）を演算すると共に
信号θ_Rを変数として速度マップ６３で目標速度を検索
し、対応する目標速度を表す信号ωを決定して取得す
る。次に、実際の戻り速度を表すΔθ_Rから目標速度を
表す信号ωを減算し、出力ゲート６５の作用に基づき所
定条件の下でモータ１２０の減速量を表す信号ωｒを出
力する。上記の減算器６４と出力ゲート６５からなる回
路部分の技術的意味は、実際の戻り速度、すなわち戻り
時のモータ１２０の実際の回転速度（Δθ_R）が、噛込
み状態が発生しないと考えられる目標速度（ω）よりも
大きいときには信号ωｒを出力して減速制御を行い、小
さいときにはそのままとして減速制御を行わないという
ことである。すなわち、実際の回転速度（Δθ_R）＞目
標速度（ω）であるときに、減速量を表す信号ωｒを出
し、噛込み状態を防止する減速制御を行う。

【００７９】次に図９を参照して速度マップ６３の内容
について説明する。速度マップ６３は、横軸が実際の転
舵角すなわち実操舵角（θ_R）を表し、縦軸が目標速度
（ω）を表す座標系において、特定の変換特性で特徴づ
けられた変換テーブルである。横軸においてθ_Rは正負
の値をとり得る。図９では、２つの変換特性６３ａと変
換特性６３ｂとが示されている。速度マップ６３は、メ
モリにおいて変換特性６３ａと変換特性６３ｂのいずれ
かを格納することにより形成されている。変換特性６３
ａ，６３ｂはそれぞれ目標速度を設定する特性であり、
実操舵角に対して当該変換特性で得られる目標速度は、
噛込み状態が生じない望ましいモータの速度を意味して
いる。従って、或る実操舵角に対して変換特性６３ａま
たは変換特性６３ｂで定まる目標速度よりも高いモータ
速度は噛込み状態が発生するモータ速度として減速を行
うことが必要となる。なお速度マップとして、変換特性
６３ａを備えるか、または変換速度６３ｂを備えるか
は、制御の目的に応じて異なる。従って、変換特性は任
意に選択される。また変換特性６３ａ，６３ｂの両方を
備えて選択的に用いるように構成することもできる。

【００８０】第１の変換特性６３ａは、正の範囲では、
θ_Rが０のときに最小値ωminをとり、θ_Rの値が次第に
大きくなると目標速度ωが一定の変化率で次第で大きく
なる特性であり（正の傾きの比例直線特性）、また負の
範囲では、θ_Rが０よりも次第に小さくなるとωが一定
の変化率で次第で大きくなる特性である（負の傾きの比
例直線特性）。変化特性６３ａによれば、実操舵角θ_R
が、θ２とθ７で最大値ωmaxとなりかつ０で最小値ωm
inとなり、θ７〜θ２の第１演算範囲で実操舵角に対応
する目標速度（ω）を求める。第１演算範囲で、モータ
１２０の実際の戻り速度と目標速度とが比較される。

【００８１】第２の変換特性６３ｂは、正の範囲ではθ
_Rが０〜θ３のときに最小値ωminをとり、θ_Rの値がθ
３から次第に大きくなると目標速度ωが一定の変化率で
次第で大きくなる特性であり（正の傾きの比例直線特
性）、また負の範囲ではθ_Rが０〜θ８のときに最小値
ωminをとり、θ_Rの値がθ８から次第に大きくなると目
標速度ωが一定の変化率で次第で大きくなる特性である
（負の傾きの比例直線特性）。変化特性６３ｂによれ
ば、実操舵角θ_Rが、θ１とθ６で最大値ωmaxとなりか
つθ８〜θ３で最小値ωminとなり、θ６〜θ１の第２
演算範囲で、入力される実操舵角に対応する目標速度
（ω）を求める。第２演算範囲で、モータ１２０の実際
の戻り速度と目標速度とが比較される。

【００８２】上記のごとく速度マップ６３は、メモリに
おいて、上記の正負の実操舵角θ_Rをアドレスとして、
変換特性６３ａまたは変換特性６３ｂに基づく対応関係
を満たすように各々の目標速度（ω）を登録して成るマ
ップである。かかる速度マップ６３を有する減速量演算
部６０によれば、後輪の転舵に関する実操舵角θ_Rが中
立位置の近傍の所定の演算範囲（第１演算範囲または第
２演算範囲）の中に入ると、この目標速度（ω）を速度
マップ６３から取得し、実際の戻り速度（Δθ _R）から
の減算に用いる。

【００８３】変換特性６３ａと変換特性６３ｂのうちい
ずれの変換特性を用いるかは、後輪操舵の制御目的に応
じて任意に選択することができる。変換特性６３ａと変
換特性の６３ｂの違いは次の通りである。同じ実操舵角
に対して、変換特性６３ａで得られる目標速度の方が変
換特性６３ｂで得られる目標速度よりも大きくなるよう
に設定されている。さらに変換特性６３ｂでは、θ８〜
θ３の間で目標速度が最小の一定値に保持される不変帯
が設定されている。これに対して変換特性６３ａでは、
上記不変帯なるものは設定されていない。かかる変換特
性については、上記の変換特性６３ａ，６３ｂに限定さ
れず、後輪操舵装置１１０の操舵特性に応じて任意に定
めることができる。

【００８４】直進方向を向いている後輪１６１，１６２
を指令信号Ｓ１に基づいて右または左へ転舵するとき、
操舵ロッド１５０を中立位置から外方へ移動させるた
め、ＰＩＤ演算部４２でＰＩＤ処理された信号Δθｒに
基づいて、モータ１２０の回転動作を決める駆動信号Ｉ
_Mが作られる。駆動信号Ｉ_Mによってモータ１２０が回転
動作すると、前述の通り直線駆動機構１３０の外側回転
筒１３１の回転が行われ、これに伴って左右の２つのス
ライド筒１３３，１３４が共に外方に向けて移動し、さ
らにスライド筒の外方移動に伴って操舵ロッド１５０
が、転舵方向指示部３０の出力信号に基づく内側クラッ
チ筒１４３，１４４のクラッチ動作に従って決まる方向
に移動する。これにより、左右の後輪１６１，１６２は
目標とする転舵角θｒになるように転舵される。

【００８５】続いて、上記転舵状態にある後輪１６１，
１６２を中立位置に戻すときは、再び入力される指令信
号Ｓ１に基づいて目標とする転舵角θｒとして０を設定
し、第１操舵角調整部４０でモータ逆転用の駆動信号Ｉ
_Mを生成する。モータ１２０が駆動信号Ｉ_Mで逆転動作を
行うとき、直線駆動機構１３０の外側回転筒１３１が逆
に回転し、これに伴って左右の２つのスライド筒１３
３，１３４が共に内方に向けて互いに接近するごとくス
ライド移動する。さらにスライド筒の移動に伴って操舵
ロッド１５０が中立位置に向かって移動する。これによ
り、左右の後輪１６１，１６２は直進方向に戻される。
このとき、実際の転舵角θ_Rが中立位置の近傍の所定の
演算範囲（第１演算範囲または第２演算範囲）の中に入
り、かつモータ１２０の実際の戻り速度（Δθ_R）が目
標速度（ω）よりも大きいときには、噛込み状態が発生
する可能性が高いので、減算器４３で、ＰＩＤ処理され
たΔθｒから減速量を表す信号ωｒを減算して駆動信号
Ｉ_Mを作り、この駆動信号でモータ１２０の逆転動作を
減速制御する。

【００８６】Δθｒからωｒを減算して作られた駆動信
号Ｉ_Mによるモータ１２０の逆転制御によれば、前述し
た速度マップ６３に用意された目標速度（ω）を得るた
めの変換特性（６３ａ，６３ｂ）を利用して実操舵角θ
_Rに比例した目標速度（ω）を求め、さらに減速量を表
す信号ωｒを求め、この信号ωｒを制御目標値であるΔ
θｒから減じて駆動信号Ｉ_Mを作る。従って、中立位置
の近傍でモータの逆転で減速制御を行い、これによりモ
ータ１２０の回転トルクに基づくねじ部の噛込みを抑制
することができる。このため、直線駆動機構１３０にお
ける外側回転筒１３１とスライド筒１３３，１３４との
間を強い力で締め上げることがなく、外側回転筒１３１
の雌ねじとスライド筒１３３，１３４の雄ねじの間で噛
込み状態が生じるのを防止できる。その結果、左右の２
つのスライド筒１３３，１３４およびクラッチ機構がロ
ック状態になるのを避けることができる。

【００８７】以上の制御装置１０の構成によれば、後輪
転舵後に中立位置に戻るためのモータ１２０の逆転動作
の制御に関し、中立位置近傍でモータの実際の回転速度
が目標速度よりも大きいとき減速制御を行うようにした
ため、後輪操舵装置１１０に設けられた機構上の中立位
置を定める部分で左右のスライド筒１３３，１３４が機
構部に当たることなく、緩やかに停止させ、噛込み状態
の発生を防止することができる。

【００８８】上記第１実施形態による制御装置１０の第
１操舵角調整部４０と減速量演算部６０に基づく逆転時
の減速制御は、次のように応用することもできる。

【００８９】後輪操舵装置１１０によって後輪１６１，
１６２を右方向または左方向で予め設定された転舵角で
転舵させる場合において、設定された最大の転舵角（操
舵角）に対応する最外の外側位置に位置決めするときに
もケーシングに設けたストッパ部で機構的に位置決めを
行うので、モータの慣性に起因する上記噛込み状態が発
生する。そこで、このような場合にも、図１、図７、図
８に示した制御装置１０によって最外位置での位置決め
における噛込み状態の発生を防止することができる。た
だし、この場合に減算量演算部６０の速度マップ６３に
は、図１０に示される変換特性１６３ａまたは変換特性
１６３ｂが格納される。変換特性１６３ａによって第３
演算範囲（θ１２〜θ_M，θ１７〜θ_M）が設定される。
変換特性１６３ｂによって第４演算範囲（θ１１〜
θ_M，θ１６〜θ_Mであり、θ１３〜θ _Mおよびθ１８〜
θ_Mでωmin）が設定される。この場合の噛込み状態を防
止する減速制御では、減速量演算部６０の入力ゲート６
１に入力されるモータ１２０の駆動状態はモータ１２０
が正転状態であることを条件として減速量演算が行われ
る。後輪操舵制御によって後輪の実操舵角θ_Rが大きく
なり、最大の転舵角に近い所定の演算範囲（第３演算範
囲または第４演算範囲）に入ると、モータ１２０の実際
の速度（Δθ_R）と、変換特性（１６３ａまたは１６３
ｂ）で得られる目標速度（ω）とを比較し、実際の速度
が目標速度よりも大きいときには、前述の通り減速制御
を行う。これによって、モータ１２０の駆動信号Ｉ_Mを
低減し、モータ１２０の回転を減速して、最大転舵角で
の噛込み状態の発生を防止する。

【００９０】上記の速度マップ６３において、図９に示
された変換特性と、図１０に示された変換特性の両方を
用意して、中立位置への戻り動作、および操舵角に対応
する外側位置への移動動作で、それぞれの状況を認識す
る構成を設け、いずれの場合にも噛込み状態の発生を防
止するように構成することもできる。また図７に示され
た制御装置１０の回路構成において、減算器４３の配置
位置は図示した位置に限定されない。例えばＰＩＤ演算
部４２の前段に設けることもできる。

【００９１】次に図１１と図１２を参照して本発明の第
２実施形態を説明する。図１１は図７に対応する図であ
る。図１１において、図７で説明された要素と実質的に
同一の要素には同一の符号を付し、その詳細については
先の説明を援用する。第２実施形態による制御装置２１
０は、第１実施形態の制御装置１０と比較すると、第２
操舵角調整部２４０と駆動抑制部２６０の構成が異な
る。駆動抑制部２６０の具体的な回路構成は図１２に示
される。

【００９２】第２操舵角調整部２４０は、減算器４１と
ＰＩＤ演算部４２と第２駆動制御部２４４と第１モータ
駆動部４５とからなっている。減算器４１とＰＩＤ演算
部４２と第１モータ駆動部４５は第１実施形態で説明し
たものと同じである。第２駆動制御部２４４は第１駆動
制御部４４と類似する機能を有する。すなわち、ＰＩＤ
演算部４２から出力される信号が第２駆動制御部２４４
に入力され、第２駆動制御部２４４は、入力された信号
（Δθｒに相当）に基づいてＰＷＭ信号（パルス幅変調
信号）を生成し出力する。第２駆動制御部２４４から出
力されたＰＷＭ信号は第１モータ駆動部４５に入力さ
れ、ここでモータ１２０を回転させるための駆動信号Ｉ
_Mに変換される。加えて、第２駆動制御部２４４には、
ＰＷＭ信号を生成し出力するのを停止する遮断スイッチ
部を内蔵している。第２駆動制御部２４４に設けられた
遮断スイッチ部のオン・オフ動作は、駆動抑制部２６０
から与えられる信号Ｓ２に基づいて制御される。この遮
断スイッチ部は、例えば、第２駆動制御部２４４の動作
開始と共にオン状態に維持され、信号Ｓ２が１になるこ
とによりオフ閉状態になる出力ゲートである。

【００９３】駆動制御部２６０は、図１２に示される通
り、入力ゲート６１と、抑制範囲設定部２６２と、それ
ぞれ２入力端子を有する上限比較部２６３と下限比較部
２６４とＡＮＤゲート２６５とから成っている。入力ゲ
ート６１は第１実施形態で説明したものと同じであり、
実操舵角θ_Rが入力され、モータ１２０の駆動状態を条
件（逆転状態であること等）にして当該実操舵角を内部
に取り入れる。入力ゲート６１から出力された実操舵角
を表す信号は、上限比較部２６３と下限比較部２６４の
各々の一方の入力端子に与えられる。上限比較部２６３
と下限比較部２６４の各々の他方の入力端子には抑制範
囲設定部２６２から与えられる。上限比較部２６３で
は、実操舵角と、抑制範囲設定部２６２から与えられた
上限に相当する操舵角とが比較され、実操舵角が上限相
当操舵角よりも小さいとき、正論理値「１」が出力され
る。下限比較部２６４では、実操舵角と、抑制範囲設定
部２６２から与えられた下限に相当する操舵角とが比較
され、実操舵角が下限相当操舵角よりも大きいとき、正
論理値「１」が出力される。上限比較部２６３と下限比
較部２６４の出力はＡＮＤゲート２６５の入力端子に与
えられる。上限比較部２６３と下限比較部２６４の出力
が１であるときにのみ、ＡＮＤゲート２６５から出力さ
れる信号Ｓ２が１となる。信号Ｓ２が１になると、第２
駆動制御部２４４内の前述の遮断スイッチ部がオフされ
る。

【００９４】抑制範囲設定部２６２と上限比較部２６３
と下限比較部２６４とＡＮＤゲート２６５からなる回路
構成で設定される「抑制範囲」は、例えば、図９で示さ
れた変換特性６３ａで決まる第１演算範囲または変換特
性６３ｂで決まる第２演算範囲、あるいは、図１０で示
された変換特性１６３ａで決まる第３演算範囲または変
換特性１６３ｂで決まる第４演算範囲である。ここで
「抑制範囲」とは、後輪操舵装置１１０のモータ１２０
を回転動作させて後輪１６１，１６２を転舵または戻り
動作させる場合において、後輪の実操舵角が当該範囲に
含まれるとき、モータ１２０の回転を停止（または抑
制）させる範囲を意味する。従って、本実施形態の制御
装置２１０に基づく後輪操舵の制御では、後輪１６１，
１６２の実操舵角が上記の第１演算範囲等に含まれると
き、ＡＮＤゲート２６５の出力信号Ｓ２を「１」とし、
これにより駆動信号Ｉ_Mを０にしてモータ１２０の回転
動作を停止させる。

【００９５】抑制範囲を、前述の第１演算範囲、第２演
算範囲、第３演算範囲、第４演算範囲のいずれにするか
ということは、後輪操舵の制御目的に応じて任意に選択
される。抑制範囲として第１演算範囲を用いるときに
は、上限相当操舵角としてθ２が設定され、下限相当操
舵角としてθ７が設定される。同様に、抑制範囲として
第２演算範囲を用いるときには、上限相当操舵角として
θ１が設定され、下限相当操舵角としてθ６が設定され
る。抑制範囲として第３演算範囲を用いるときには、正
の範囲では上限相当操舵角としてθmaxが設定され、下
限相当操舵角としてθ１２が設定され、負の範囲では上
限相当操舵角としてθ１７が設定され、下限相当操舵角
としてθmax（負の値）が設定される。抑制範囲として
第４演算範囲を用いるときには、正の範囲では上限相当
操舵角としてθmaxが設定され、下限相当操舵角として
θ１１が設定され、負の範囲では上限相当操舵角として
θ１６が設定され、下限相当操舵角としてθmax（負の
値）が設定される。

【００９６】以上のごとく、抑制範囲設定部２６２によ
って上限相当操舵角と下限相当操舵角を適宜に設定する
ことにより抑制範囲として第１から第４の演算範囲のい
ずれかを選択して後輪操舵を制御し、前述の噛込み状態
が発生する可能性が高くなった状態で信号Ｓ２を「１」
としてモータ１２０の回転を停止する。すなわち、後輪
１６１，１６２の実操舵角が設定された上記演算範囲に
含まれるとき、ＡＮＤゲート２６５の出力信号Ｓ２を
「１」とし、第２駆動制御部２４４内の遮断スイッチ部
をオフにして駆動信号Ｉ_Mを０にし、これによりモータ
１２０の回転動作を停止する。

【００９７】モータ１２０の回転が停止すると、前述の
直線駆動機構１３０の外側回転筒１３１の回転トルクが
消失する。このため、第１の実施形態と同様に、スライ
ド筒１３３，１３４とクラッチ筒１４０Ｌ，１４０Ｒと
の間でロック状態が生じるのを防止することができる。

【００９８】上記の第２実施形態による制御装置２１０
では、駆動抑制部２６０の抑制範囲設定部２６２によっ
て上限相当操舵角および下限相当操舵角を設定して第１
〜第４の演算範囲のいずれかを抑制範囲として設定する
ようにしたが、例えば第１演算範囲と第３演算範囲の両
方を抑制範囲として同時に設定するように構成すること
もできる。このような場合には、好ましくは、後輪１６
１，１６２の右方転舵または左方転舵におけるモータ１
２０の正転と逆転を識別する構成を付加し、正転時の最
外位置でのモータ停止、逆転時の戻り動作における中立
位置でのモータ停止を行えるように構成される。

【００９９】なおモータ１２０の停止を行う抑制範囲と
しては、第１〜第４の演算範囲以外にも後輪制御の目的
に応じて他の範囲を選択することができる。

【０１００】また上記の構成において、駆動信号Ｉ_Mを
０にする代わりに、その値を十分に小さな一定値に制限
させてもよい。この他、第２駆動制御部２４４におい
て、遮断スイッチ部を設ける代わりに、モータ１２０を
回転駆動を制御するデューティ比の最大値を小さな値に
制限させることもできる。以上のごとく駆動信号または
デューティ比に対して制限を与える構成を採用した方が
余計な回路を付設する必要がなく、構成が簡易であると
いう利点を有する。

【０１０１】次に図１３〜図１５に基づいて本発明の第
３の実施形態を説明する。この実施形態による制御装置
３１０は、前述の第２実施形態と同様に、直線駆動機構
１３０の外側回転筒１３１と左右のスライド筒１３３，
１３４との間で噛込み状態の発生の可能性があるときに
モータ１２０の回転を停止させる機能を有している。た
だしこの実施形態の場合には、モータ１２０の発電作用
を利用して、モータ１２０の回転停止を強制的に行い、
停止能力を高めている点で、第２実施形態と異なってい
る。図１３において、上記の図７および図１１で示した
要素と同一の要素には同一の符号を付して先の説明を援
用し、ここでは詳細な説明を省略する。第２実施形態の
構成と比較すると、制御装置３１０において第３操舵角
調整部３４０が設けられている点が異なっている。第３
操舵角調整部３４０は、減算器４１とＰＩＤ演算部４２
と第１駆動制御部４４と第２モータ駆動部３４５から成
る。減算器４１とＰＩＤ演算部４２と第１駆動制御部４
４の構成は、第１実施形態の構成と同じである。また制
御装置３１０は第２実施形態と同様に駆動抑制部２６０
を有している。駆動抑制部２６０は、第２実施形態で説
明したものと同じ構成および作用を有している。従って
駆動抑制部２６０からモータ１２０の回転を停止させる
タイミングを与える信号Ｓ２が出力される。信号Ｓ２の
作成方法は図１２を参照して先に説明した通りである。

【０１０２】図１４を参照して第２モータ駆動部３４５
の具体的構成を説明する。第２モータ駆動部３４５は、
スイッチ素子としての作用する４つの電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４から成るブリッジ回路であ
る。電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のドレイン・ソー
ス間にはバイパスダイオードＤ１〜Ｄ４が接続されてい
る。ブリッジ回路において、端子Ａには正電圧Ｖ_Bの電
源部（バッテリ）３４９が接続され、端子Ｂはアース
（ＧＮＤ）に接続されている。中間に位置する出力端子
Ｃ，Ｄの間にモータ１２０が接続されている。さらに電
界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のゲートＧ１〜Ｇ４には
各電界効果トランジスタをオン・オフする信号（信号Ｓ
２またはその反転信号）が入力される。

【０１０３】上記のブリッジ回路から成る第２モータ駆
動部３４５によれば、通常の後輪操舵の動作では、第１
駆動制御部４４から出力されるパルス幅変調信号を、４
つの電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４の各ゲートＧ１〜
Ｇ４に、所定の論理条件を満たすように入力させ、これ
により、モータ１２０の回転動作（正転または逆転、お
よび回転速度）を制御している。すなわち、Ｑ１とＱ４
のゲートにパルス変調信号を与えて動作させ、かつＱ２
とＱ３のゲートには何の信号も与えず動作をオフ状態に
保持すると、モータ１２０に駆動信号Ｉ_Mに基づく電流
が流れて、モータ１２０を正転させる。反対にＱ２とＱ
３のゲートにパルス変調信号を与えて動作させ、かつＱ
１とＱ４のゲートには何の信号も与えず動作をオフ状態
に保持すると、モータ１２０に逆向きの駆動信号Ｉ_Mに
基づく駆動電流が流れて、モータ１２０を逆転させる。

【０１０４】上記のように、後輪操舵装置１１０のモー
タ１２０を、第２モータ駆動部のブリッジ回路を形成す
る電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のオン・オフ動作を
第１駆動制御部４４からの出力信号で制御することに基
づいて、後輪１６１，１６２の転舵は制御される。そし
て例えばモータ１２０が正転され、後輪１６１，１６２
が左方または右方に転舵されている場合において、前述
のごとく後輪の実操舵角が、駆動抑制部２６０で設定さ
れた所定演算範囲に含まれる結果、出力信号Ｓ２におい
て「１」が生じると、当該信号Ｓ２は正論理として電界
効果トランジスタＱ１のゲートＧ１に入力され、他方、
残りの電界効果トランジスタＱ２〜Ｑ４には反転した信
号Ｓ２（「０」）が入力される。そうすると、電界効果
トランジスタＱ１のみがオン状態になり、電界効果トラ
ンジスタＱ２〜Ｑ４はオフ状態になり、その結果、端子
Ｄ、逆流バイパス用ダイオードＤ３、電界効果トランジ
スタＱ１、端子Ｃ、モータ１２０の順に閉回路が形成さ
れる。このため、モータ１２０において、モータ１２０
自身の回転に基づいて逆起電力Ｖ_SGが誘起される。モー
タ１２０にかかる逆起電力が誘起されると、モータ１２
０のもともとの回転動作が強制的に抑制され、直線駆動
機構１３０の外側回転筒１３１の回転トルクが急激に消
失する。従って、スライド筒１３３，１３４の移動速度
を強制的に短時間で減速させ、前述したロック状態の発
生を防止することが可能となる。

【０１０５】またモータ１２０が逆転されている場合に
当該回転動作を停止させるときには、電界効果トランジ
スタＱ３のゲートＧ３に信号Ｓ２（「１」）が入力さ
れ、その他の電界効果トランジスタのゲートにはその反
転信号を入力することによって、端子Ｃ、逆流バイパス
用ダイオードＤ１、電界効果トランジスタＱ３、端子
Ｄ、モータ１２０の順に閉回路を形成する。この閉回路
を形成すると、モータ１２０において逆起電力が誘起さ
れ、同様にモータ１２０においてその逆転動作を強制的
に停止させるトルクが発生する。

【０１０６】次に図１５は、第３実施形態の変形例を示
し、第２モータ駆動部３４５の他の回路構成例を示して
いる。図１５において、図１４で説明した要素と実質的
に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。図１４の回路構成と比較して相違する点は、この第
２モータ駆動部３４５がリレー駆動部３４６Ａとリレー
接点３４６Ｂを備えていることである。リレー駆動部３
４６Ａは、励磁コイルを含み、端子Ａとアースとの間に
接続されている。リレー接点３４６Ｂは、ノーマルコン
タクト端子ＮＣと、端子Ｄに接続されたノーマルオープ
ン端子ＮＯと、端子Ｃに接続された可動端子３４６Ｃを
有する。端子Ｃに接続された可動端子３４６Ｃは、通
常、ノーマルコンタクト端子ＮＣに接続されている。こ
の場合、第２モータ駆動部３４５は、モータ１２０に対
して駆動電流を供給する通常のブリッジ回路として動作
する。

【０１０７】上記の構成を有する第２モータ駆動部３４
５において、駆動抑制部２６０から出力される前述の信
号Ｓ２において「１」が生じると、当該信号Ｓ２は正論
理としてリレー駆動部３４６Ａに与えられ、これを駆動
させる。リレー駆動部３４６Ａが動作すると、励磁作用
が生じ、リレー接点３４６Ｂにおいて可動端子３４６Ｃ
がノーマルオープンの端子ＮＯに接続される。この結
果、モータ１２０に関して閉じた回路が形成される。そ
のため、モータ１２０は発電機として作用し、その発電
作用で制動負荷が作られ、モータ１２０の回転動作を停
止させる。こうして、モータ１２０は急速に減速され、
前述の噛込み状態の発生を防止することができる。

【０１０８】上記実施形態の説明では、駆動抑制部２６
０から出力される信号Ｓ２を、第２駆動制御部２４４ま
たは第２モータ駆動部３４５の内部に入力させる回路構
成例について説明した。その他の構成例として、信号Ｓ
２を、例えば、図１３の破線３４７で示すように、第１
駆動制御部４４と第２モータ駆動部３４５の間に設けた
開閉部３４８に与えて、信号Ｓ２において「１」が生じ
たときには開閉部３４８を閉動作させるように構成する
こともできる。この場合にも、モータ１２０の過度の回
転を抑制し、前述の噛込み状態の発生を防止することが
できる。

【０１０９】前述の各実施形態による制御装置では、図
２で説明した構造を有する後輪操舵装置１１０を制御す
る例を説明したが、本発明に係る制御装置は、図１６に
示した構造を有する後輪操舵装置に適用することもでき
る。前述の実施形態の後輪操舵装置の制御装置は、中立
位置の直進方向状態にある後輪を操舵して中立位置への
戻り動作および外側位置への移動動作での噛込み状態の
発生を防止するようにしたが、後輪操舵の最中での再度
の後輪操舵の際にも、操舵状態に係る情報を取り込むこ
とによって本発明に係る後輪操舵装置の制御装置を同様
に適用することができる。本発明に係る後輪操舵装置の
制御装置は前述の実施形態に限定されず、請求項に記載
された技術的思想から逸脱しない範囲で任意に変更する
ことができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。

【０１１１】前輪操舵装置に関連して後輪を転舵させる
後輪操舵装置において、逆ねじ作用に基づく螺合関係を
有する直線駆動機構で操舵ロッドを左右の軸方向に移動
させて後輪を左右に転舵させるとき、直線駆動機構内の
左右のスライド部材が中立位置に戻る直前あるいは最外
の外側位置に移動する直前でモータの実際の回転速度を
調べ、基準の設定速度よりも速すぎてねじの螺合部で噛
込み状態が生じるおそれのあるときにはモータの回転速
度を減速させ、またはモータ駆動信号をゼロにし、また
はモータの逆起電力による自己発電作用を利用して急速
に抑制させる電子的な制御回路を設けたため、噛込み状
態の発生を阻止し、ロック状態の発生を防止し、後輪操
舵を円滑に行うことができる。

【０１１２】後輪操舵装置の制御装置による電子的な制
御に基づいて中立位置戻り時の噛込み状態の発生を防止
するようにしたため、４ＷＳ車の後輪操舵装置の小型
化、軽量化を図りつつ、滑らかに動作する後輪操舵装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態による後輪操舵装置
およびその制御装置の構成を概略的に示す構成図であ
る。

【図２】図１に示した後輪操舵装置の機械的構成を分解
して示す斜視図である。

【図３】クラッチ機構における操舵ロッドと内側クラッ
チ筒の関係を分解して示した斜視図である。

【図４】組み立てられた状態の機械的構成の要部（ａ）
と、左右の内側クラッチ筒の関係（ｂ）と、ケーシング
に設けられた左右のコ字型案内溝（ｃ）の関係を示す要
部断面図である。

【図５】操舵ロッドを中立位置から外側位置へ移動させ
る機械的構成の動作を説明する要部縦断面図である。

【図６】操舵ロッドを外側位置から中立位置へ移動させ
る機械的構成の動作を説明する要部縦断面図である。

【図７】図１に示した制御装置の詳細な回路構成を示す
ブロック図である。

【図８】図７に示す減速量演算部の詳細な構成を示すブ
ロック図である。

【図９】速度マップに格納される変換特性例を示す特性
図である。

【図１０】速度マップに格納される他の変換特性例を示
す特性図である。

【図１１】本発明による制御装置の他の実施形態を示す
ブロック図である。

【図１２】図１１に示した駆動抑制部の内部構成を示す
ブロック図である。

【図１３】本発明の制御装置の他の実施形態を示すブロ
ック図である。

【図１４】図１３に示した第２モータ駆動部の内部構成
を示す電気回路図である。

【図１５】図１３に示した第２モータ駆動部の他の構成
例を示す電気回路図である。

【図１６】本発明の課題を説明する前提となる後輪操舵
装置の機械的構成を説明する要部斜視図である。

【図１７】ケーシングに設られたクラッチレバー案内用
の案内溝を示す図である。

【図１８】転舵状態に後輪を維持する後輪操舵装置の要
部の平面図である。

【図１９】直進状態に後輪を維持する後輪操舵装置の要
部の平面図である。

【図２０】中立位置に戻るときの停止状態におけるスラ
イドブロックの状態を示す部分状態図である。

【図２１】正常な螺合状態を示すねじ部の関係図であ
る。

【図２２】噛込み状態が発生した異常な螺合状態を示す
ねじ部の関係図である。

【符号の説明】

１０制御装置２０目標操舵角設定部３０転舵方向指示部４０第１操舵角調整部５０実操舵角計測部６０減速量演算部１００自動車１１０後輪操舵装置１２０モータ１３０直線駆動機構１４０Ｌ，１４０Ｒ内側クラッチ筒１５０操舵ロッド１６１，１６２後輪２４０第２操舵角調整部２６０駆動抑制部３４０第３操舵角調整部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転に伴って回転する回転力伝
達部材と、互いに離れるように中央の中立位置から操舵角に対応す
る外側位置まで移動し、または互いに接近するように前
記外側位置から前記中立位置へ移動するように設けられ
た一対のスライド部材と、前記回転力伝達部材と前記一対のスライド部材とを関係
づけ、前記回転力伝達部材の回転に応じて前記一対のス
ライド部材を互いに離れさせまたは接近させるようにし
た逆ねじ関係のねじ部に基づく螺合部と、前記一対のスライド部材のいずれか一方と、２つの後輪
の間に設けられた操舵ロッドとの間で連結関係を作るク
ラッチ機構と、前記中立位置を定め、前記一対のスライド部材の各々の
移動を制限する第１ストッパとを備え、前記クラッチ機構によって前記一対のスライド部材の一
方と前記操舵ロッドとの間に連結関係を持たせた状態
で、前記モータの回転に基づき前記一対のスライド部材
を離れさせて前記後輪を前記操舵角に転舵させ、前記モ
ータの逆転に基づき前記一対のスライド部材を接近させ
て前記後輪を前記中立位置に戻す後輪操舵装置におい
て、目標操舵角に係る信号を出力する目標操舵角設定手段
と、前記後輪の実操舵角を計測してこの実操舵角に係る信号
を出力する実操舵角計測手段と、前記目標操舵角に係る信号と前記実操舵角に係る信号を
取り入れてこれらの２つの信号の差が０になるように前
記モータの回転動作を制御する駆動信号を生成し、この
駆動信号を前記モータへ与え、前記一対のスライド部材
を、前記後輪を前記操舵角に転舵させるべく前記外側位
置へ移動させ、または、前記後輪を直進方向に向けるべ
く前記中立位置へ戻す操舵角調整手段と、前記モータの駆動状態を条件にして、前記実操舵角に係
る信号に基づき前記モータの実速度を算出し、かつこの
実速度と予め用意された設定速度とを比較して前記実速
度が前記設定速度よりも大きいときに減速量を算出し、
前記減速量に係る信号を出力する減速量演算手段とを備
え、前記操舵角調整手段は、前記減速量に係る信号を取り入
れ、前記駆動信号から前記減速量を差し引く減算手段を
含むことを特徴とする後輪操舵装置の制御装置。
【請求項２】前記モータの駆動状態の前記条件は、前
記一対のスライド部材が前記中立位置へ戻る移動であり
かつ前記スライド部材が前記中立位置に近い設定範囲に
入ることであり、前記一対のスライド部材が前記中立位
置で停止する直前に前記モータの回転速度を前記減速量
を利用して減速させることを特徴とする請求項１記載の
後輪操舵装置の制御装置。
【請求項３】前記外側位置の最外位置を定め、前記一
対のスライド部材の各々の移動を制限する第２ストッパ
を備え、前記モータの駆動状態の前記条件は、前記一対のスライ
ド部材が前記外側位置へ移動しかつ前記スライド部材が
前記最外位置に近い設定範囲に入ることであり、前記一
対のスライド部材が前記最外位置で停止する直前に前記
モータの回転速度を前記減速量を利用して減速させるこ
とを特徴とする請求項１記載の後輪操舵装置の制御装
置。
【請求項４】前記減速量演算手段は、前記実速度を算
出する実操舵角微分器と、前記実操舵角に対応する前記
設定速度を定めた速度マップを有することを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の後輪操舵装置の制
御装置。
【請求項５】モータの回転に伴って回転する回転力伝
達部材と、互いに離れるように中央の中立位置から操舵角に対応す
る外側位置まで移動し、または互いに接近するように前
記外側位置から前記中立位置へ移動するように設けられ
た一対のスライド部材と、前記回転力伝達部材と前記一対のスライド部材とを関係
づけ、前記回転力伝達部材の回転に応じて前記一対のス
ライド部材を互いに離れさせまたは接近させるようにし
た逆ねじ関係のねじ部に基づく螺合部と、前記一対のスライド部材のいずれか一方と、２つの後輪
の間に設けられた操舵ロッドとの間で連結関係を作るク
ラッチ機構と、前記中立位置を定め、前記一対のスライド部材の各々の
移動を制限する第１ストッパとを備え、前記クラッチ機構によって一方の前記スライド部材と前
記操舵ロッドとの間に連結関係を持たせた状態で、前記
モータの回転に基づき前記一対のスライド部材を離れさ
せて前記後輪を前記操舵角に転舵させ、前記モータの逆
転に基づき前記一対のスライド部材を接近させて前記後
輪を前記中立位置に戻す後輪操舵装置において、目標操舵角に係る信号を出力する目標操舵角設定手段
と、前記モータの実操舵角を計測してこの実操舵角に係る信
号を出力する実操舵角計測手段と、前記目標操舵角に係る信号と前記実操舵角に係る信号を
取り入れてこれらの２つの信号の差が０になるように前
記モータの回転動作を制御する駆動信号を生成し、この
駆動信号を前記モータへ与え、前記一対のスライド部材
を、前記後輪を前記操舵角に転舵させるべく前記外側位
置へ移動させ、または、前記後輪を直進方向に向けるべ
く前記中立位置へ戻す操舵角調整手段と、前記モータの駆動状態を条件にし、かつ前記実操舵角が
設定範囲に入ったことを条件にして前記モータの回転動
作を抑制する駆動抑制信号を出力する駆動抑制手段とを
備え、前記操舵角調整手段は、前記駆動抑制信号を取り入れ、
この駆動抑制信号で前記駆動信号を調整し、前記モータ
の回転速度を減速させることを特徴とする後輪操舵装置
の制御装置。
【請求項６】前記駆動抑制信号は、前記操舵角調整手
段に設けられたＰＷＭ制御信号を生成する駆動制御手段
に入力され、前記駆動抑制信号で前記ＰＷＭ制御信号の
生成を停止するようにしたことを特徴とする請求項５記
載の後輪操舵装置の制御装置。
【請求項７】前記駆動抑制信号は、前記操舵角調整手
段に設けられた前記駆動信号を生成するモータ駆動用ブ
リッジ回路に入力され、前記駆動抑制信号で前記モータ
駆動用ブリッジ回路の接続関係を変えて前記モータの短
絡回路を形成し、前記モータによる自己発電作用で強制
停止するようにしたことを特徴とする請求項５記載の後
輪操舵装置の制御装置。
【請求項８】前記モータ駆動用ブリッジ回路に含まれ
る４つのスイッチ素子のオン・オフ動作を前記駆動抑制
信号で制御して前記短絡回路を形成することを特徴とす
る請求項７記載の後輪操舵装置の制御装置。
【請求項９】前記モータ駆動用ブリッジ回路に前記短
絡路の形成を可能にするリレー回路を設け、このリレー
回路を前記駆動抑制信号で制御して前記短絡回路を形成
することを特徴とする請求項７記載の後輪操舵装置の制
御装置。
【請求項１０】前記モータの駆動状態の前記条件は前
記一対のスライド部材が前記中立位置へ戻る移動であ
り、前記スライド部材が前記中立位置に近い前記設定範
囲に入ることを条件に、前記駆動抑制手段は、前記一対
のスライド部材が前記中立位置で停止する直前に前記モ
ータの回転を抑制することを特徴とする請求項５〜９の
いずれか１項に記載の後輪操舵装置の制御装置。
【請求項１１】前記外側位置の最外位置を定め、前記
一対のスライド部材の各々の移動を制限する第２ストッ
パを備え、前記モータの駆動状態の前記条件は前記一対のスライド
部材が前記外側位置へ移動することであり、前記スライ
ド部材が前記最外位置に近い前記設定範囲に入ることを
条件に、前記駆動抑制手段は、前記一対のスライド部材
が前記最外位置で停止する直前に前記モータの回転を抑
制することを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に
記載の後輪操舵装置の制御装置。