JP2784767B2

JP2784767B2 - 車両の後輪操舵装置

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Publication number: JP2784767B2
Application number: JP9974688A
Authority: JP
Inventors: 博志大村
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JPH01273769A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電動機を駆動源として後輪を転舵する車両
の後輪転舵装置に関するものである。

（従来の技術）前輪転舵に応じて後輪をも転舵する４輪操舵装置等を
備えた車両においては、後輪を転舵するための後輪転舵
装置が必要となる。この後輪転舵装置としては、従来よ
り、その後輪転舵の駆動源に油圧を用いたものあるいは
電動機を用いたものが知られており、後者については例
えば実開昭62−25277号公報に開示されている。

上記電動機式の後輪転舵装置は、一般に、上記公報に
も記載されているように、電動機の駆動により、これに
連結された後輪転舵ロッド等の後輪転舵手段を変位させ
て後輪を転舵する構成とされており、油圧式のものに比
して後輪転舵の制御をきめ細かく行うことが可能であ
る。反面、後輪転舵の制御が専ら電気的に行われるの
で、この制御系の故障等の異常に対するフェイルセーフ
について十分な配慮が必要である。このため従来、特開
昭61−202977号公報に開示されているように、後輪転舵
手段をつねに所定の中立位置に向けて付勢するセンタリ
ングスプリング等の中立位置復帰手段を設け、異常発生
時にはこの中立位置復帰手段の付勢力によって、中立位
置から変位した後輪転舵手段を中立位置に復帰せしめる
工夫がなされている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、中立位置復帰手段による付勢力には一
定の限界があり、異常発生時、電動機への電源供給がな
されていると、電動機の有する保持力のため、後輪転舵
手段の中立位置への復帰が円滑に行われなくなることが
考えられる。これに対し、異常発生時後輪転舵手段と電
動機との連結を解除するクラッチ等を設けるようにすれ
ば、電動機の保持力の如何にかかわらず、後輪転舵手段
を中立位置へ確実に復帰させることが可能となるが、こ
の場合には上記保持力による抵抗が全くなるなるため、
中立位置への復帰が急激になされることとなり、運転者
等に違和感を与えることが考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、異常発生時、中立位置から変位した後輪転舵手段
を中立位置復帰手段の付勢力によって中立位置へ確実に
復帰せしめることができ、しかもこれを運転者等に違和
感を与えることなく実現することのできる車両の後輪転
舵装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明による車両の後輪転舵装置は、電動機の制御系
に異常が発生したとき、電動機への電源供給を遮断し
て、電動機等の有する慣性力と、電動機による回生制動
力を中立位置復帰手段の付勢力に対する抵抗力として利
用することにより、後輪転舵手段の中立位置への復帰が
徐々に行われるようにし、もって上記目的達成を図るよ
うにしたものである。

すなわち、第１図に示すように、後輪に連結され、変
位することによって該後輪を転舵する後輪転舵手段と、この後輪転舵手段をつねに所定の中立位置に向けて付
勢する中立位置復帰手段と、前記後輪転舵手段に連結機構を介して連結され、該後
輪転舵手段を前記中立位置復帰手段の付勢力に抗して前
記中立位置から変位させる電動機と、この電動機の作動を制御する制御系と、この制御系に
電動機を作動させて後輪転舵手段を中立位置に復帰させ
ることが困難な異常が発生したとき前記電動機への電源
供給を遮断する遮断手段と、前記電動機に回生制動力を生ぜしめるよう、該電動機
を含む閉回路を形成する閉回路形成手段とを備え、前記遮断手段による電動機への電源供給の遮断がなさ
れるとき、前記中立位置復帰手段の付勢力により中立位
置方向に回転される前記電動機を、前記閉回路形成手段
により前記電動機の回生制動力が抵抗として作用するよ
う構成させたことを特徴とするものである。

（作用）上記構成に示すように、電動機の作動を制御する制御
系に所定の異常が発生すると、遮断手段による電動機へ
の電源供給が遮断されるので、電動機は連結機構を介し
て入力される中立位置復帰手段の付勢力により中立位置
方向に回転せしめられ、これにより後輪転舵手段は、中
立位置復帰手段の付勢力と電動機等の有する慣性力との
差に応じた力で、徐々に中立位置へ復帰せしめられるこ
ととなる。また、後輪転舵装置が閉回路形成手段を備え
ているため、電動機に生じる回生制動力によってより一
層中立位置への復帰を徐々に行うことができる。

（発明の効果）このように本発明によれば、異常発生時、中立位置か
ら変位した後輪転舵手段を中立位置復帰手段の付勢力に
よって中立位置へ確実に復帰せしめることができ、しか
もこれを運転者等に違和感を与えることなく実現するこ
とができる。

（実施例）以下添付図面を参照しながら本発明の実施例について
詳述する。

第２および３図は、本発明による車両の後輪操舵装置
の一実施例を示す全体構成図およびその要部詳細図であ
る。

第２図に示すように、後輪転舵装置２は、前輪転舵に
応じて後輪をも転舵する４輪操舵装置の一部を構成する
ものであって、後輪転舵手段たる後輪転舵ロッド４と、
中立位置復帰手段６と、電動機たるサーボモータ８と、
連結解除手段たるクラッチ10と、遮断手段たるコントロ
ールユニット12とを備えてなり、また、コントロールユ
ニット12により制御系の一部が構成されている。

後輪転舵ロッド４は、車幅方向に延設され、その両端
部が左右１対のタイロッド14L,14Rおよびナックルアー
ム16L,16Rを介して左右１対の後輪18L,18Rに連結されて
なり、該後輪転舵ロッド４が車幅方向に変位することに
より後輪18L,18Rを転舵するようになっている。

中立位置復帰手段６は、後輪転舵ロッド４に付設さ
れ、第４図にその断面を詳細に示すように、車体20に固
定されたケーシング22を有し、このケーシング22内には
１対のばね受け24a,24bが遊嵌されて、これらばね受け2
4a,24bの間に圧縮ばね26が配設されている。上記後輪転
舵ロッド４はケーシング22を貫通して延び、この後輪転
舵ロッド４には１対の鍔部4a,4bが間隔をおいて形成さ
れ、該鍔部4a,4bにより上記ばね受け24a,24bを受止する
構成とされており、後輪転舵ロッド４は圧縮ばね26によ
ってつねに所定の中立位置（すなわち、後輪18L,18Rが
舵角零の直進状態となる位置）に向けて付勢されてい
る。上記圧縮ばね26は、コーナリング時のサイドフォー
スに打ち勝つだけのばね力を備えたものとされている。

サーボモータ８は、ステップモータであって、第３図
に示すように、その出力軸8aが、歯車列28aとボールね
じ28bとからなる減速機構28を介して後輪転舵ロッド４
に連結され、第２図に示すように、コントロールユニッ
ト12からの制御信号により作動して、後輪転舵ロッド４
を中立位置復帰手段６の付勢力に抗して中立位置から変
位させるようになっている。このサーボモータ８の出力
軸8aには、該出力軸8aの回転に制動を加えるブレーキ30
が設けられ、このブレーキ30の作動により、出力軸8a
（ひいては後輪転舵ロッド４）をロックして該後輪転舵
ロッド４を所定の変位状態に保持することができるよう
になっている。このブレーキ30の作動は、コントロール
ユニット12によって制御される。

クラッチ10は、サーボモータ８の出力軸8aと歯車列28
aとの間に設けられ、後述する所定の異常発生時、後輪
転舵ロッド４とサーボモータ８との連結を解除し、これ
により中立位置から変位した後輪転舵ロッド４を中立位
置復帰手段６の付勢力によって中立位置に復帰させるよ
うになっている。このクラッチ10の作動は、コントロー
ルユニット12によって制御される。

第５図は、上記ブレーキ30およびクラッチ10を詳細に
示す断面図である。

ブレーキ30は、サーボモータ８の出力軸8aに固設さ
れ、両面に放射状に延びる複数の凹凸溝が形成されたデ
ィスク32のサーボモータ８側の凹凸溝と噛合する凹凸溝
を有するリングプレート34と、このリングプレート34を
ケーシング35に固設された吸着板36に吸着せしめるソレ
ノイド38とからなり、ソレノイド38に通電されていない
OFF状態では、リングプレート34をディスク32と共に自
由に回転させる一方、ソレノイド38に通電されているON
状態では、リングプレート34をディスク32との噛合状態
を維持させたまま吸着板36に吸着さしめて、ディスク32
の回転、すなわちサーボモータ８の出力軸8aの回転に制
動を加えるようになっている。

クラッチ10は、直列に２つ設けられたツインクラッチ
であって、上流側（ブレーキ30側）のクラッチ10Aはノ
ーマルオープン型、下流側（歯車列28a側）のクラッチ1
0Bはノーマルクローズ型とされている。すなわち、クラ
ッチ10Aは、ディスク32の下流側の凹凸溝と噛合する凹
凸溝を有するリングプレート40と、このリングプレート
40を、出力軸8aと同軸の回転軸42に固設されたディスク
44に吸着せしめるソレノイド46とからなり、ソレノイド
46に通電されていないOFF状態では、リングプレート40
とディスク44との連結が解除される一方、ソレノイド46
に通電されているON状態では、リングプレート40とディ
スク44とが面接触により連結されるようになっている。
なお、リングプレート40はディスク32とはつねに噛合状
態を維持している。また、クラッチ10Bは、回転軸42に
固設されたハブ48にスプライン結合されたリングプレー
ト50と、このリングプレート50の下流側の面に当接して
スプリグ52のばね力によりリングプレート50を上流側に
押圧するパッド54と、このパッド54により押圧されたリ
ングプレート50の上流側への所定量以上の移動を規制す
るようにリングプレート50の上流側の面に当接する、回
転軸42と同軸の回転軸56に固設されたドラム58と、リン
グプレート50を下流側から吸引して該リングプレート50
とドラム58とを引き離すソレノイド60とからなり、ソレ
ノイド60に通電されていないOFF状態では、リングプレ
ート50とドラム58とが面接触により連結され、ソレノイ
ド60に通電されているON状態では、リングプレート50と
ドラム58との連結が解除されるようになっている。

したがって、サーボモータ８の作動による出力軸8aの
回転は、ブレーキ30およびクラッチ10BがOFF状態でかつ
クラッチ10AがON状態のときにのみ、歯車列28aに伝達さ
れることとなるが、平常時における後輪転舵はこの状態
において行われるようになっている。なお、クラッチ10
として、クラッチ10Aおよび10Bを２つ直列に設けてなる
ツインクラッチとしてのは、いずれか一方が焼付等によ
り作動不能に陥った場合においても、他方をONまたはOF
F状態とすることにより、サーボモータ８と歯車列28a
（ひいては後輪転舵ロッド４）との連結を解除すること
ができるようにするためであり、また、一方をノーマル
オープン型、他方をノーマルクローズ型としたのは、カ
プラの外れ等により両クラッチ10A,10Bへの給電が停止
したとき上記連結を解除するためにはノーマルオープン
型のクラッチが必要であるが、両方共ノーマルオープン
型とすることは平常時における動力伝達のために両クラ
ッチをON状態とすることが必要となり、消費電力が余分
に必要となるからである。

第２図に示すように、コントロールユニット12は、上
記サーボモータ８、ブレーキ30およびクラッチ10の作動
制御を行うものであることはすでに述べたとおりである
が、このコントロールユニット12による制御は、同図に
示すように、後輪操舵装置２が４輪操舵装置の一部を構
成するものであることから、所要の４輪操舵機能を果す
べく行われるようになっている。

４輪操舵装置は、後輪操舵手段２のほかに、前輪転舵
機構70と、走行条件に応じた適切な後輪転舵制御のため
にコントロールユニット12へ種々の情報を送る各種セン
サ等とを備えてなっている。

前輪転舵機構70は、車幅方向に延設され、両端部が左
右１対のタイロッド72L,72Rおよびナックルアーム74L,7
4Rを介して左右１対の前輪76L,76Rに連結されたラック7
8と、一端部にラック78と噛合するピニオン80が設けら
れるとともに他端部にステアリングホイール82が設けら
れたステアリングシャフト84とからなり、ステアリング
ホイール82のハンドル操作により、ラック78を車幅方向
に変位させて前輪76L,76Rを転舵するようになってい
る。

コントロールユニット12による後輪転舵制御は、車速
感応で行われるようになっており、車速に応じた転舵比
（後輪舵角／前輪舵角）の変更の一例としては第６図に
示すような場合がある。同図に示す制御特性を付与した
ときには、前輪舵角に対する後輪舵角は、車速が大きく
なるに従って同位相方向へ変化することとなり、このよ
うすを第７図に示す。

このような後輪転舵制御をなすべく、コントロールユ
ニット12には、ハンドル舵角センサ86、車速センサ88、
および上記サーボモータ８の回転位置を検出するロータ
リエンコーダ62からの信号が入力され、コントロールユ
ニット12では、ハンドル舵角（理論的に前輪舵角と等し
い）と車速とに基づいて目標後輪舵角を演算し、必要と
する後輪転舵量に対応する制御信号がサーボモータ８に
出力される。そして、サーボモータ８の作動が適正にな
されているか否かをロータリエンコーダ62によって常時
監視しつつ、つまりフィードバック制御の下で後輪の18
L,18Rの転舵がなされるようになっている。

上記後輪転舵制御においては、フェイルセーフのため
に、その制御系が２重構成とされている。すなわち、上
記ハンドル舵角センサ86に対して前輪舵角センサ90が付
加され、車速センサ88に対して第２の車速センサ92が付
加され、ロータリエンコーダ62に対して、クラッチ10よ
りも後輪転舵ロッド４側の部材の機械的変位を検出する
後輪舵角センサ64が付加されており、これら３組のセン
サにおいて、対応するセンサの両者が同一の値を検出し
たときにのみ後輪転舵を行うようにされている。したが
って、上記３組のセンサにおいて、例えば第１の車速セ
ンサ88で検出した車速と第２の車速センサ92で検出した
車速とが異なるときには、異常（故障）発生ということ
で、後述するフェイルモード時の制御によって後輪18L,
18Rを中立位置に保持するようになっている。

また、各種の異常検出のために、コントロールユニッ
ト12には、スイッチ94,96,98,100からのON・OFF信号が
入力され、またオルタネータのＬ端子102からは発電の
有無を表す信号が入力される。ここで上記スイッチ94は
ニュートラルクラッチスイッチ、スイッチ96はインヒビ
タースイッチ、スイッチ98はブレーキスイッチ、スイッ
チ100はエンジンスイッチである。ここで、ニュートラ
ルスイッチ94は、手動変速機を備えた車両において、手
動変速器のシフト位置がニュートラルあるいはクラッチ
ペダルを踏み込んだときにOFF信号が出力され、それ以
外はON信号が出力されるようになっている。インヒビタ
ースイッチ96は、自動変速器を備えた車両において、そ
のレンジがニュートラル（Ｎ）あるいはパーキング
（Ｐ）にあるときには、ON信号が出力され、走行レンジ
にあるときにはOFF信号が出力されるようになってい
る。ブレーキスイッチ98はブレーキペダルを踏み込んだ
ときにON信号が出力され、エンジンスイッチ100はエン
ジンが運転状態にあるときON信号が出力されるようにな
っている。

第８図は、上記制御系をブロック図で示したものであ
る。

マイクロプロセッサ104はＩとIIとの２重構造とさ
れ、このマイクロプロセッサ104には、車速センサ88,92
およびスイッチ94,96,98,100ならびにオルタネータのＬ
端子102からの信号がバッファ106を介して入力され、ま
たセンサ86,90,64からの信号がA/D変換器108を介して入
力され、ロータリエンコーダ62からの信号がインタフェ
ース110を介して入力される。他方マイクロプロセッサ1
04において生成された信号は、モータ駆動回路112を介
してサーボモータ８に送出され、またブレーキ駆動回路
114を介してブレーキ30に送出され、あるいはクラッチ
駆動回路116を介してクラッチ10に送出される。この後
輪転舵制御は、オルタネータのＬ端子102からの信号が
ハイ（Hi）となったことを条件に開始されるようになっ
ている。なお、同図中符号118はバッテリー、120はイグ
ニッションキースイッチ、122はリレーで、後述する所
定の異常が発生したときには、リレー駆動回路124の作
動によってコイル126への通電が停止され、この結果リ
レー122の接点の切換えがなされて警告ランプ128が点灯
する。

次に、４輪操舵装置において発生し得る異常とその処
置について説明する。

本実施例においては、異常の発生箇所に対応した処置
が施されるようになっており、処置の態様としては以下
の２つの態様がある。

処置態様Ａ（第１フェイルモード時の制御）後輪18L,18Rの制御およびその位置判定が依然として
可能な場合の態様である。すなわち、サーボモータ８に
よて後輪転舵ロッド４を中立位置に復帰させることが可
能なときには、このサーボモータ８によって中立位置へ
の復帰を行うようになっている。具体的には、本処置の
内容は、次のようになっている。

警告ランプ128の点灯の後に、サーボモータ８の駆動により後輪転舵ロッド４を中立
位置に復帰せしめ、その後ブレーキ30をONにする。

処置態様Ｂ（第２フェイルモード時の制御）後輪18L,18Rの制御またはその位置判定が不能となっ
た場合の態様である。本処置の内容は、次のとおりであ
る。

警告ランプ128の点灯の後に、サーボモータ８への給電を停止し、その後クラッチ10AをOFFにして、サーボモータ８と後
輪転舵ロッド４との連結を解除し、中立位置復帰手段６のばね力によって後輪転舵ロッド
４が中立位置に復帰するのを待った後に、ブレーキ30をONにし、クラッチ10AをONにして、サーボモータ８と後輪転舵
ロッド４とを連結する。

上記処置態様Ｂにおいて、クラッチ10AをOFFにする動
作が急激になされると、後輪転舵ロッド４が中立位置復
帰手段６のばね力によって短時間のうちに中立位置へ復
帰することとなるが、前後輪が同位相状態にあるときに
このような現象が起きると車両姿勢に悪影響を及ぼすこ
とが考えられるので、本実施例においては、同位相側に
変位している後輪転舵ロッド４の中立位置への復帰が徐
々に行われるように、コントロールユニット12によって
サーボモータ８の作動を制御するようになっている。す
なわち、第９図に示すように、コントロールユニット12
は、異常発生と同時にサーボモータ８の作動を停止させ
る制御を行い、これにより、サーボモータ８および減速
機構28の有する慣性力を、中立位置復帰手段６のばね力
に対する抵抗力として利用し、後輪転舵ロッド４を徐々
に中立位置へ復帰せしめるようになっている。この場
合、上記慣性力を大きくすることにより、中立位置復帰
手段６のばね力に対する抵抗力を増大させることが可能
となるが、そのためには、例えば、減速機構28の歯車列
28aを構成する各歯車を、断面２次モーメントが大きく
なるような形状に形成するようにすればよい。

以下、異常モードとその設定条件を各系統に分類し、
対応する処置態様について説明する。

車速信号系統本系統に異常が発生したと判定されたときには、前記
態様Ａの処置がなされる。

（１）第１の車速センサ88の変化量エラー本判定は、ブレーキスイッチ98がOFF状態であり、か
つ第１の車速センサ88が|dV₁/dt|＞ａ（定数）の減速度
を検知したことが条件とされる。ここでV₁は第１の車速
センサ88が検出した車速を表わす。すなわち、車両の制
動がなされていないものにもかかわらず所定以上の減速
を示したときには第１の車速センサ88の異常と判定され
る。

（２）第２の車速センサ92の変化量エラー本判定は、上記第１の車速センサ88のときと同様に、
ブレーキスイッチ98がOFF状態であり、かつ第２の車速
センサ92が|dV₂/dt|＞ａ（定数）の減速度を検知したこ
とが条件とされる。ここでV₂は第２の車速センサ92が検
出した車速を表わす。

（３）車速不一致エラー本判定は、第1,第２の車速センサ88,92の検出値が例
えば|V₁−V₂|＞ｂ（定数）で表わされるように一致しな
いことが条件とされる。

この場合、少なくともいずれか一方の車速センサの異
常が発生したと考えられるため、その異常がいずれのセ
ンサ88,92に発生しているか否かにかかわらず、異常と
判定されて、前述したように、態様Ａの処理がなされ
る。

（４）両車速センサ88,92の同時異常本判定は、オルタネータのＬ端子102からの信号がハ
イ（Hi）であることと、第１、第２の車速センサ88,92
の出力が零（V₁＝V₂＝０）であることを前提として、手
動変速機付車両にあっては、ニュートラルクラッチスイ
ッチ94のON状態が一定時間継続したことを条件に、他方
自動変速機付車両にあっては、インヒビタースイッチ96
がOFFF、エンジンスイッチ100がON、並びにブレーキス
イッチ98がOFFの状態が一定時間継続したことを条件に
両センサ88,92の同時異常と判定される。

すなわち、発電量から判断して走行可能なエンジン回
転数でありシフト位置から走行中と考え得るにもかかわ
らず、車速が零ということは、センサ88,92に何らかの
異常が発生したことに外ならない。

後輪転舵機構系統本系統に異常が発生していると判定されたときには、
態様Ｂの処置がなされる。

（１）制御ズレ（その１）本判定は、ロータリエンコーダ62の出力（EN）と後輪
舵角センサ64の出力すなわち後輪舵角（θＲ）との不一
致、例えば|f（EN）−Ｇ（θＲ）｜＞Ｃ（定数）である
ことが条件とされる。

（２）制御ズレ（その２）本判定は、コントロールユニット12によって設定され
た目標後輪舵角（θｒ）と実後輪舵角（θＲ）との不一
致、例えば｜θｒ−θR|＞Ｃ（定数）であることが条件
とされる。

（３）後輪基準位置エラー本判定は、制御開始時（イニシャライズ時）に後輪の
センタ基準が見つからないことが条件とされる。ここ
で、イニシャライズはエンジンスイッチ100をONしたこ
とを条件として行われるようになっている。

DCサーボモータ系統本系統に異常が発生していると判定されたときには、
態様Ｂの処置がなされる。

（１）回転量エラー本判定は、制御量とモータ８の回転量（エンコーダ62
の検出値）が一致していないことが条件とされる。

（２）モータモニタエラー本判定は以下の場合になされる。

モータコイルの断線、短絡。

ハーネスの断線、短絡。

モータ駆動回路112の故障。

後輪舵角センサ系統本系統に異常が発生していると判定されたときには態
様Ｂの処置がなされる。

（１）ロータリエンコーダモニタエラー本判定は、エンコーダ62から出力されるコードに異常
が認められたことが条件とされる。

（２）後輪舵角センサモニタエラー本判定は後輪舵角センサ63の出力が設定範囲を越えた
ことが条件とされる。

前輪舵角センサ系統本系統に異常が発生していると判定されたときには、
態様Ａの処置がなされる。

（１）ハンドル舵角センサモニタエラー本判定はハンドル舵角センサ86の出力が設定範囲を越
えたことが条件とされる。

（２）前輪舵角センサモニタエラー本判定は前輪舵角センサ90の出力が設定範囲を越えた
ことが条件とされる。

（３）前輪舵角不一致エラー本判定はハンドル舵角センサ86と前輪舵角センサ90と
の出力の差が一定値以上になったことが条件とされる。

電磁クラッチの切断作動不良クラッチ10の切断作動不良と判定されたときには、態
様Ａの処置がなされる。

本判定は、クラッチ10Aおよび10Bに対してOFF信号を
出力し、かつサーボモータ８を作動させたときに、後輪
舵角センサ64の出力が一定値以上変動したこと、また
は、クラッチ10Aおよび10Bに対してON信号を出力し、か
つサーボモータ８を作動させたときに、後輪舵角センサ
64の出力が一定値以上変動したことが条件とされる。

コントロールユニット系統本系統に異常が発生していると判定されたときには、
態様Ｂの処置がなされる。

（１） RAMエラー本判定は、RAMの読み書きチェックにおいて異常が認
められたことが条件とされる。

（２） ROMエラー本判定は、ROMのダムサムチェックにおいて異常
が認められたことが条件とされる。

（３） FRCエラー本判定は、自走カウンタのイニシャルチェックにおい
て異常が認められたことが条件とされる。

（４） A/Dエラー本判定は、A/D変換器108のI/Oチェックにおいて異常
が認められたことが条件とされる。

マイクロプロセッサ系統（１）演算エラー本判定は、マイクロプロセッサＩの演算結果とマイク
ロプロセッサIIの演算結果とが一致しないことが条件と
される。

（２）通信エラー本判定は、マイクロプロセッサＩとIIとの間の相互通
信が不能となったことが条件とされる。

ブレーキブレーキ30に異常が発生したときは、態様Ｂの処置が
なされる。このブレーキ30の異常の判定は、例えば次の
ようにして行えばよい。

（１）ブレーキ30によってモータ８の出力軸8aがロッ
クされたままの場合。

ブレーキ30を非作動（アンロック）とした状態でサー
ボモータ８を回転させる制御を行い、このときにロータ
リエンコーダ62、後輪舵角センサ64の出力が無い場合、
（後輪18L,18Rが転舵されない）。

（２）ブレーキ30によりサーボモータ８の出力軸8aを
ロックすることが不能な場合。

ブレーキ30をロックさせる制御を行うとともに、サー
ボモータ８を回転させる制動を行ったときに、ロータリ
エンコーダ62、後輪舵角センサ64の出力がある場合（後
輪18L,18Rが転舵されてしまう）。

次に前述したような異常の態様とこれに応じたフェイ
ルセーフのための制御とについて、第10図〜第12図のフ
ローチャートを参照し説明する。

なお、以下の説明でＰあるいはＳはステップを示す。

全体制御（第10図）まず、第10図のPOにおいてシステムイニシャライズが
行われる。このとき、このイニシャライズの時点で切り
得る異常の検定が行われる（例えば後輪基準位置のエラ
ーのチェック、コントロールユニット12のROM、RAM等の
エラーチェック等）。

次いで、P1において各センサあるいはスイッチからの
信号が入力されて、前述した異常の判定が順次行われ
る。すなわち、車速信号系統に異常がある場合（P2の判
別でYESのとき）、前輪舵角センサ系統に異常がある場
合（P3の判別でYESのとき）、クラッチ10に異常がある
場合（P4の判別でYESのとき）、のいずれか１つに該当
したときは、P5に移行して、後述する処置態様Ａ（第１
フェイルモード時の制動）が原則としてなされる。

上記P2〜P4の判別ですべてNOのときは、P6〜P11の異
常判定がなされる。このP6〜P11の判定で、後輪転舵機
構系統に異常がある場合（P6の判別でYESのとき）、サ
ーボモータ８に異常がある場合（P7の判別でYESのと
き）、後輪舵角センサ系統に異常がある場合（P8の判別
でYESのとき）、コントロールユニット系統に異常があ
る場合（P9の判別でYESのとき）、マイクロプロセッサ
系統に異常がある場合（P10の判別でYESのとき）、ブレ
ーキ30に異常がある場合（P11の判別でYESのとき）、の
いずれか１つに該当する場合は、P12に移行する。この
場合は、後述する処置態様Ｂ（第２フェイルモードの制
御）がなされる。

前記P2〜P4およびP6〜P11の判別ですべてNOのとき
は、異常がないときであり、このときはP13において、
正常時の制御がなされる。すなわち、第６図に示す転舵
比特性を実用するような制御がなされる。

処置態様Ａ（第11図）前記P5での制御の詳細を、第11図に示す。

まず、S1において、警告ランプ128を点灯させて、運
転者に異常が生じたことを知らせる。次いで、後輪転舵
制御とその位置判定が正常に行われるかをチェックすべ
く、S2,S3の判定がなされる。すなわち、後輪舵角セン
サ64が正常であり（S2の判別がYESのとき）、かつロー
タリエンコーダ62が正常であるとき（S3の判別がYESの
とき）は、S4において、サーボモータ８を作動制御して
後輪転舵ロッド４を中立位置へと徐々に復帰させる。こ
の後、S5においてサーボモータ８そのものが正常である
ことを確認し（S5の判別がYESのとき）、引き続き後輪
転舵ロッド４が実際に中立位置となったことを確認した
後（S6の判別でYESのとき）、S7においてブレーキ30を
作動させて、後輪転舵ロッド４が中立位置となっている
状態でサーボモータ８の出力軸8aをロックする。このと
き、クラッチ10Aは接続されたままであり、したがっ
て、後輪転舵ロッド４は、中立位置復帰手段６のばね力
と、減速機構28を介したサーボモータ８の抵抗と、ブレ
ーキ30のロック作用とによって、強固に中立位置に保持
される。

一方、前記S2,S3あるいはS5のいずれかの判別でNOの
ときは、サーボモータ８により後輪転舵ロッド４を中立
位置へ正確に復帰させることが不可能な場合であり、こ
の場合は、後述する第12図の処置態様ＢにおけるS11へ
移行する。

処置態様Ｂ（第12図）まず、S10で警告ランプ128を点灯させた後、S11にお
いてサーボモータ８への給電を停止する。すなわち、リ
レー駆動回路124の作動によりリレー122の接点切換えを
行い、モータ駆動回路112への電源供給路を遮断する。
これにより、サーボモータ８の暴走等の不具合が発生す
るのを未然に防止するとともに、給電状態においてサー
ボモータ８が有していた保持力を解除して中立位置復帰
手段６による後輪転舵ロッド４の中立位置への復帰を可
能ならしめる。なお、この場合、クラッチ10AをOFFする
ことによっても同様のことが可能となるが、前者の場合
には、サーボモータ８および減速機構28の有する慣性力
を中立位置復帰手段６のばね力に対する抵抗力として利
用することができる。すなわち、中立位置から変位した
後輪転舵ロッド４を、単に中立位置復帰手段６のばね力
により急激に中立位置へ復帰させるのではなく、このば
ね力を上記慣性力により緩和して中立位置復帰手段６を
徐々に中立位置に復帰せしめ、これにより、運転者等に
違和感を与えるような車両姿勢の急激な変化を防止す
る。

但し、前後輪の舵角が逆位相状態にあるときには、後
輪転舵ロッド４の中立位置への復帰を急激に行っても車
両姿勢は安定側に移行することとなるため特に悪影響が
なく、また、同位相状態で上記のように中立位置へ徐々
に復帰させている最中に逆方向にハンドル操作がなされ
ると、本来同位相側にあるべき後輪が逆位相側に転じて
車両姿勢が不安定となるため、S12において、前輪実舵
角（θＦ）と後輪実舵角（θＲ）とが逆位相か否かの判
別を行い、逆位相になった場合（S12の判別でYESのと
き）にはクラッチ10AをOFF状態とし、それ以外の場合に
は（S12の判別でNOのとき）は中立位置へ徐々に復帰さ
せる動作が継続される。

また、S13においては、後輪転舵ロッド４がセンタリ
ング（すなわち、中立位置へ向かう変位）をしているか
否かの判別を行い、サーボモータ８への給電停止動作の
異常等によりセンタリングがなされていないとき（S13
の判別でNOのとき）はクラッチ10AをOFFにし、センタリ
ングしている場合（S13の判別でYESのとき）は中立位置
へ徐々に復帰させる動作が継続される。

S11におけるサーボモータ８への給電停止動作から所
定時間が経過すると（S14の判別でYESのとき）クラッチ
10AがOFFにされる（S15）。上記所定時間は、中立位置
復帰に必要とされる時間を考慮して設定されているが、
コーナリングフォース等の外力の程度により中立位置へ
の復帰に時間がかかる場合にはその間にハンドル操作に
より逆位相に転じる可能性が高くなるため、所定時間経
過時、中立位置への復帰が完了しているか否かにかかわ
らずクラッチ10AがOFFにされる。

なお、ハンドル操作により逆位相に転じた場合には、
S12によりクラッチ10AがOFFにされるのであるが、この
動作は逆位相に転じた後に初めて行われるものであるた
め、上記所定時間を区切ることにより、ハンドル操作に
より逆位相に転じることを極力押えるようにするもので
ある。

S15におけるクラッチOFF動作の後、後輪転舵ロッド４
が中立位置へ復帰したことが後輪舵角センサ64からの信
号により確認されるまでクラッチ10AはOFF状態とされ
（S16の判別でNOのとき）、中立位置へ復帰したことが
確認されると（S16の判別でYESのとき）ブレーキ30が再
度ONにされ（S17）、さらにクラッチ10Aも再度ONにされ
（S18）、以後、ブレーキ30およびクラッチ10AはON状態
のまま保持され、これにより、後輪転舵ロッド４は、中
立位置復帰手段６のばね力と、ブレーキ30のロック作用
とによって強固に中立位置に保持される。

なお、後輪舵角センサ64に異常が発生した場合には、
中立位置以外で後輪転舵ロッド４とサーボモータ８との
連結がなされるのを防止するため、S18のクラッチON動
作はなされず、クラッチ10AはOFF状態に保持され、後輪
転舵ロッド４は中立位置復帰手段６のばね力によって中
立位置に保持される。

なお、上記クラッチOFF作動制御は、ノーマルオープ
ン型のクラッチ10Aについて行うものとして述べたが、
ノーマルクローズ型のクラッチ10Bについて行うように
してもよい。この場合には、上記の場合とON・OFFを逆
にして作動させるようにすればよい。

以上詳述したように、本実施例によれば、４輪操舵装
置に故障等による異常が生じたとき、後輪転舵ロッド４
を確実に中立位置へ復帰させた後この中立位置に保持し
て通常の２輪操舵車両としての走行機能を確保すること
ができるのみならず、異常の態様を区別して、極力サー
ボモータ８を利用して中立位置へ復帰させる一方、止む
を得ない場合のみ中立位置復帰手段６を利用して中立位
置へ復帰させ、しかもその際可能な限り徐々に復帰させ
るようになっているので、中立位置へ復帰させるまでの
過渡状態を極力好ましいものとすることができる。

上記実施例では、処置態様Ｂにおいて後輪転舵ロッド
４を中立位置へ徐々に復帰せしめるための手段として、
サーボモータ８への給電を停止したときにサーボモータ
８および減速機構28が有する慣性力を用いたもの、すな
わち、この慣性力を中立位置復帰手段６のばね力に対る
抵抗力として利用するようにしたものであるが、サーボ
モータ８への給電を停止したとき、サーボモータ８に回
生制動力（すなわち、サーボモータ８を発電機として機
能させることにより得られる制動力）を生ぜしめるよう
にすれば、上記慣性力に加えて回生制動力をもばね力に
対する抵抗力として利用することができ、後輪転舵ロッ
ド４の中立位置への復帰を徐々に行わしめる上で一層効
果的である。このような回生制動力を利用した中立位置
復帰を行わしめるためには、サーボモータ８を駆動する
モータ駆動回路124への電源供給路が遮断されたとき、
サーボモータ８を含む閉回路を形成する閉回路形成手段
をコントロールユニット12に設けるようにすればよい。

第13図は、コントロールユニット12のモータ駆動回路
112を示す回路図であって、この図により、サーボモー
タ８に回生制動力を生ぜしめる構成について説明すると
以下のとおりである。

モータ駆動回路112は、サーボモータ８に接続された
４つのトランジスタ112A,112B,112C,112Dを備えてな
り、リレー122がONの状態で、トランジスタ112Aおよび1
12DをONにすることによりサーボモータ８を一方向に回
転させ、トランジスタ112Bおよび112CをONにすることに
よりサーボモータ８を逆方向に回転させるようになって
いる。そして各トランジスタのコレクタとマイクロプロ
セッサ104とに接続されたモニタ回路112a,112b,112c,11
2dにより、サーボモータ８の作動が正常になされている
か否かの監視をするようになっている。

上記モータ駆動回路112においては、第12図に示す処
置態様ＢのS11においてサーボモータ８への給電が停止
されると（すなわち、第13図においてリレー122がOFFに
なると）、サーボモータ８が作動していたときにいずれ
か一方はOFF状態であったトランジスタ112C,112Dが双方
共にONされて、サーボモータ８とこれらトランジスタ11
2C,112Dとで閉回路が形成されるようになっている。上
記給電停止および閉回路形成はマイクロプロセッサ104
からの制御信号に基づいて行われる。このようにして閉
回路が形成されると、サーボモータ８にその出力軸8aか
ら外部負荷が入力されて該サーボモータ８が回転せしめ
られたとき、サーボモータ８には回転に対して逆方向に
回生制動トルクが生ずる。そして、このトルクは、サー
ボモータ８の回転速度が大きければ大きいほど増大し、
これにより、サーボモータ８は外部負荷とバランスしな
がら回転することとなる。サーボモータ８への給電を停
止したときサーボモータ８に入力される外部負荷は中立
位置復帰手段６のばね力等であり、このばね力は後輪転
舵ロッド４が中立位置から大きく変位するほど大きくな
り、これによりサーボモータ８をより速く回転させるよ
うになるが、上記閉回路によってサーボモータ８に回生
制動力（トルク）を生ぜしめることにより、ばね力に対
してその大きさに応じた抵抗力が得られるので、後輪転
舵ロッド４の中立位置への復帰を略一定速度で徐々に行
わしめることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す概念ブロック図、第２図は本発明による車両の後輪操舵装置の一実施例を
示す全体構成図、第３図は該装置の要部詳細図、第４図は該装置の中立位置復帰手段の詳細断面図、第５図は該装置のブレーキおよびクラッチの詳細断面
図、第６および７図は該装置を構成要素の一部とする４輪操
舵装置の作用を示す特性図、第８図は該装置の制御系のブロック図、第９図は該装置のコントロールユニットによる制御特性
を示す特性図、第10,11および12図は該装置のコントロールユニットに
よる制御例を示すフローチャート、第13図はサーボモータ８を含む閉回路を示すモータ駆動
回路図である。２……後輪操舵装置４……後輪転舵ロッド（後輪転舵手段）６……中立位置復帰手段８……サーボモータ（電動機） 8a……出力軸 10……クラッチ 10A……ノーマルオープン型クラッチ 10B……ノーマルクローズ型クラッチ 12……コントロールユニット（遮断手段）（閉回路形成
手段） 18L,18R……後輪 28……減速機構 28a……歯車列 28b……ボールねじ 30……ブレーキ 62……ロータリエンコーダ 64……後輪舵角センサ 112……モータ駆動回路 122……リレー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】後輪に連結され、変位することによって該
後輪を転舵する後輪転舵手段と、この後輪転舵手段をつねに所定の中立位置に向けて付勢
する中立位置復帰手段と、前記後輪転舵手段に連結機構を介して連結され、該後輪
転舵手段を前記中立位置復帰手段の付勢力に抗して前記
中立位置から変位させる電動機と、この電動機の作動を制御する制御系と、この制御系に電動機を作動させて後輪転舵手段を中立位
置に復帰させることが困難な異常が発生したとき前記電
動機への電源供給を遮断する遮断手段と、前記電動機に回生制動力を生ぜしめるよう、該電動機を
含む閉回路を形成する閉回路形成手段とを備え、前記遮断手段による電動機への電源供給の遮断がなされ
るとき、前記中立位置復帰手段の付勢力により中立位置
方向に回転される前記電動機を、前記閉回路形成手段に
より前記電動機の回生制動力が抵抗として作用するよう
構成させたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。