JP2001158371A - 後輪操舵機構の電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 後輪の操舵シャフトを直線駆動機構で従動さ
せる後輪操舵機構において、機構上の中立位置でタイヤ
反力が生じても、直線駆動機構による振動を生じさせな
い後輪操舵機構の電子制御装置を提供する。 【解決手段】 この電子制御装置１０は、前輪操舵制御
システム１９０の前輪操舵から後輪操舵情報Ｓ1を設定
する目標舵角設定手段２０、後輪１６１，１６２の転舵
方向Ｄrを電磁アクチュエータ１４１，１４２に指示す
る転舵方向指示手段３０、後輪１６１，１６２の目標舵
角θrに従って電動モータ１２０に駆動電流ＩMを供給
し、後輪１６１，１６２の舵角を調整する舵角調整手段
４０、転舵しつつある後輪１６１，１６２の実舵角θR
を計測する実舵角計測手段５０を有している。目標舵角
設定手段２０は、前輪操舵情報Ｓ1の情報変換部２１、
その後輪操舵情報Ｓ２に基づく転舵方向Ｄrと目標舵角
θrの目標指示部２２を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前輪操舵に
伴って後輪も操舵し、この協働操舵によって、例えば走
行時の前輪操舵による最小回転半径を小さくするための
後輪操舵機構の電子制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車の姿勢制御を機構的
に、または油圧や電動で制御しながら補助するための後
輪操舵装置が知られている。

【０００３】一般に、後輪操舵機構には、後輪どうしを
リンク機構を介して操舵シャフトに連結した構造が採ら
れている。このような構造において、例えば、操舵シャ
フトにスライダ駆動軸を並行させ、このスライダ駆動軸
上でスライダを駆動力によって往復移動させる方式があ
る。この方式では、スライダをクラッチ機構を介して操
舵シャフトと連結させ、あるいは切り離すと共に、連結
させたスライダの往復移動に操舵シャフトを従動させ
る。そして、操舵シャフトを左右軸方向に従動させるこ
とにより、後輪の向きを左方または右方に転舵させる。

【０００４】図１２は後輪操舵機構の一例における要部
の斜視図である。この後輪操舵機構４００は、本出願人
が機構部を改良した電動制御による「後輪転舵装置」で
あり、精密センサで制御せずに機構的な中立位置に位置
決めさせる方式を採っている。この後輪操舵機構４００
では、２つのスライダ４２０Ｌ，４２０Ｒをスライダ駆
動軸４２１上の左右に配置する。加えて、それぞれのス
ライダ４２０Ｌ，４２０Ｒにはクラッチ機構４３０Ｌ，
４３０Ｒを設けてある。

【０００５】このため、いずれか一つのスライダ４２０
Ｌまたは４２０Ｒを、択一的に操舵シャフト４４０と連
結し、または切り離すことができる。このクラッチ機構
４３０Ｌ，４３０Ｒの作動レバー４２４Ｌ，４２４Ｒ
は、スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒがスライダ駆動軸４２
１の中央部にあるときだけ、電動アクチュエータ４２５
Ｌ，４２５Ｒによりケーシングの案内溝４３１に沿って
作動する。したがって、操舵シャフト４４０が１つのス
ライダ４２０Ｌまたは４２０Ｒによる従動以外には、決
して動けない構成になる。

【０００６】なお、操舵シャフト４４０の追従機構４２
６をセンタピース４４１上に設け、この追従機構４２６
を介して操舵ストロークセンサ４２７により、操舵シャ
フト４４０の左右従動方向とそのときの移動距離を検出
させる。また、両スライダ４３０Ｌ，４３０Ｒの別の従
動機構４２８を左スライダ４３０Ｌ上に代表させて設
け、この従動機構４２８を介して駆動ストロークセンサ
４２９により、両スライダ４３０Ｌ，４３０Ｒの移動距
離を検出させている。

【０００７】また、４４１は操舵シャフト４４０の中央
部に設けたセンタピース、４９１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、４１１は電動駆動手
段（以下、一例として電動モータという）、４１７は電
動駆動手段４１１の減速機構である。

【０００８】図１３は図１２に示す後輪操舵機構を車内
から路面方向に見た要部の透視図であり、図１３（ａ）
は後輪を進行方向に向って左方向に転舵させた状態を示
し、図１３（ｂ）は直進走行しているときの状態を示
す。図１３（ａ）に示す後輪操舵装置４００では、左右
スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒのスライダ駆動軸４２１
に、中央部から左右に振り分けてネジ部４２９Ｌと逆ネ
ジ部４２９Ｒが螺刻してある。

【０００９】このため、電動モータ４１１により減速機
構４１７を介してスライダ駆動軸４２１を回転させる
と、左右スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒが同時に外方に移
動して互いに遠ざかり、そして内方に引き戻されて接近
する。これに先立って、前述したクラッチ機構４３０Ｒ
を作動させれば、右スライダ４２０Ｒが、操舵シャフト
４４０を図面右に移動し、左右ナックル４４２，４４３
を介して左右後輪４４４，４４５を操舵角度（以下、舵
角という）θ1，θ1だけ転舵させることができる。

【００１０】また、左右スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒを
機構的な中立位置に戻して左右後輪４４４，４４５の舵
角θ1を（θ1＝０）としたいときは、電動モータ４１１
を逆転させてスライダ駆動軸４２１も逆転させる。これ
によって、前述した作動順序とは反対方向に各部が作動
し、左右スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒどうしが接近しな
がら、操舵シャフト４４０を図面左方向に引き戻す。そ
して、左右の後輪４４４，４４５が直進方向を向く。

【００１１】このとき、（ｂ）に示すセンタピース４４
１およびストッパ４９１に、左右スライダ４２０Ｌ，４
２０Ｒを図面左右方向（矢印４９８，４９９）から当接
させる。このため、操舵シャフト４４０がいずれの位置
にあっても、単に電動モータ４１１を逆転させるだけ
で、操舵シャフト４４０を正確に機構上の中立位置に位
置合せすることができる。以下、このスライダ駆動軸４
２１の中央部の位置を左右スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒ
の機構上の中立位置という。

【００１２】例えば、何らかの事情が急に生じて左右後
輪４４４，４４５を直進方向に向けたい場合も考えられ
る。このときでも、左右スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒを
中立位置に戻させるだけで、直ちに後輪操舵を打ち切る
などのフェイルセーフな制御が実現できる。また、後輪
を右向きから左向きに切り返すときは、両スライダ４２
０Ｌ，４２０Ｒを機構上の絶対的な中立位置に容易に戻
し得る。そして、この状態からその反対向きに後輪を転
舵させるため、中立位置を基準にして新たな舵角を正確
に決定することができる。

【００１３】また、同様にして、左のクラッチ機構４３
０Ｌと左スライダ４２０Ｌにより、後輪を右方に向けて
転舵させたり直進方向に戻したりできる。したがって、
この機構的な中立位置を精密な位置センサなどに頼らな
いので、高価なアナログ回路で複雑なフィードバック制
御を行なわない。このため、広い舵角範囲の後輪操舵で
ありながら比較的に安価な構成を実現できる。なお、前
述した中立位置では、左右スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒ
をセンタピース４４１で位置決めすると共に、ケーシン
グのストッパ４９１に当接させて位置をずらさないよう
確実に支持させておく。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例による後輪操舵機構の電子制御装置には次に述べる
ような問題点があった。左右後輪４４４，４４５の向き
を、例えば、左転舵状態から機構上の中立位置を越えて
右転舵状態に切り換える際、先ず、電動モータ４１１を
逆転させて両スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒを中立位置に
引き戻す必要がある。

【００１５】図１４は右スライダが中立位置に引き戻さ
れてストッパに当接した状態の要部拡大図である。スラ
イダ駆動軸４２１を逆方向（矢印４２８）に逆転させ、
右スライダ４２０Ｒを図面左方向（矢印４２９）にスラ
イドさせて引き戻すと、右スライダ４２０Ｒが中立位置
でストッパ４９１に当接する。

【００１６】図１５はタイヤ反力による後輪の追従遅れ
を説明する図である。スライダ４２０Ｌ，４２０Ｒが中
立位置に停止すれば、操舵シャフト４４０も機構上の中
立位置に支持される。ところが、例えば右後輪４４５
は、タイヤ接地面Ｇに対するタイヤの弾性変形、右ナッ
クル４４３その他機構部の弾性変形に伴って、微小な角
度θ2ではあるが、まだ左転舵状態にある。そして、後
輪操舵の追従遅れにより操舵シャフト４４０を右方向
（左転舵状態）に引き戻そうとする方向のタイヤ反力
（矢印４３２）が働く。

【００１７】このような状態で、左のクラッチ機構４３
０Ｌを係合させて左方向（右転舵状態）に転舵させよう
とすると、左電動アクチュエータ４２５Ｌを駆動し、か
つ、電動モータ４１１を正転方向に回転させる必要があ
る。ところが、後輪操舵機構４００が機構的なバックラ
ッシュを有しているため、前述したタイヤ反力（矢印４
３２）に伴って、このバックラッシュ分だけ操舵シャフ
ト４４０が右方向（左転舵状態）に戻されてしまう。

【００１８】したがって、後輪の舵角が、操舵シャフト
４４０の従動に基づいて計測され、操舵シャフト４４０
が引き戻された方向（左転舵方向）に、その従動距離に
従った舵角として検出される。このため、後輪操舵制御
上では、後輪操舵機構４００が未だ左転舵状態にあると
認識し、再び舵角を中立位置に戻すべくスライダ駆動軸
４２１を逆転させる。

【００１９】以後、スライダ駆動軸４２１を繰り返し逆
転して操舵シャフト４４０を引き戻しながら振動状態に
なり、いつまで経っても操舵シャフト４４０を右方向
（左転舵方向）に従動できない可能性があった。特に、
自動車の積載重量が大きかったり、また、戻し速度が早
過ぎると、このようなタイヤ反力（矢印４３２）が生じ
やすく、これらを操舵制御で解決することが重要な技術
上の課題であった。

【００２０】そこで、本発明の目的は、後輪の操舵シャ
フトを直線駆動機構で従動させる後輪操舵機構におい
て、機構上の中立位置でタイヤ反力が生じても、直線駆
動機構による振動を生じさせない後輪操舵機構の電子制
御装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による後輪操舵機構の電子制御装置は、一対
の直線駆動機構の一方に車両の後輪の操舵シャフトを従
動させながら、双方の直線駆動機構を操舵シャフトに沿
って互いに接離させ、直線駆動機構の往復スライドによ
って後輪を操舵させる後輪操舵機構の電子制御装置であ
って、直線駆動機構に付与する目標舵角と、操舵シャフ
トによる後輪の実舵角との対応関係を制御履歴として記
憶した履歴記憶手段と、この履歴記憶手段による制御履
歴に基づいて、後輪の実舵角が機構上の中立位置から目
標舵角とは反対方向に位置ずれするか判定し、この位置
ずれが判定されたときは、位置ずれ直前の制御をそのま
ま継続させる制御継続手段とを有したものである。

【００２２】この電子制御装置によれば、履歴記憶手段
の制御履歴から制御継続手段によって中立位置からの実
舵角の位置ずれが識別される。このような位置ずれが識
別されても、これに伴った直線駆動機構の制御モードを
遂行させない。このため、中立位置でタイヤ反力が生じ
ても、操舵シャフトが振動状態に陥らず、予定していた
制御モードを継続して遂行することができる。

【００２３】本発明の請求項２記載の後輪操舵機構の電
子制御装置は、履歴記憶手段が、前後する二つの制御モ
ードの検索順序を制御履歴として記憶する構成であっ
て、前記制御継続手段が、目標舵角と実舵角を二つのア
ドレスとした２次元の検索テーブルに各制御モードを格
納させた構成であることを特徴とした。これによれば、
目標舵角と実舵角の２次元アドレスの検索順序によっ
て、中立位置での操舵シャフトの位置ずれが識別され
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による後輪操舵機構の電子制御装置の一構成例を概略的
に説明する図である。この後輪操舵機構の電子制御装置
１０は、４輪操舵方式の自動車に搭載した後輪操舵機構
１００を電子制御するための装置である。

【００２５】このような自動車には、一般の４輪駆動
（４ＷＤ）車を含むが、主として低速走行時に前輪操舵
に伴って後輪を転舵させる車両であれば、土木工事用の
大型車両から普通乗用車までいずれも含まれる。以下、
一般的な４輪自動車を一例として述べる。

【００２６】後輪操舵機構１００は、本出願人が、精密
センサによる制御に頼らず中立位置を機構的に位置決め
させる改良をした機構であり、駆動源の駆動力を転舵力
に変換する直線駆動機構１３０、転舵方向を選択するク
ラッチ機構１４０、後輪操舵のため左右従動を行なう操
舵シャフト１５０を有する。また、直線駆動機構１３０
には、例えば電動モータからなる電動駆動手段１２０
（以下、電動モータという）を駆動源として回転駆動力
が加えられる。これらの点では、前述した従来例と共通
する。

【００２７】つまり、クラッチ機構１４０が、左右対象
な作動原理を採る２つの機能ブロックに分けられる点で
共通する。これに対して、３重の同軸シリンダ構造のネ
ジ式延縮機構である点で、前記従来例とは異なる。すな
わち、本機構１００が、１つの外部回転筒内で、２つの
中間部スライド筒を前記駆動従動機構と同様に離間させ
て左右外方に延び出させ、続いて内方に引き込み中立位
置に止める。しかも、それぞれの中間部スライド筒内
に、クラッチ機構１４０の各機能ブロックを設けてあ
る。なお、このクラッチ機構１４０の各機能ブロックか
ら本発明による直線駆動機構を構成する。

【００２８】図２は図１に示す機構を分解して図示した
斜視図である。図２に示す直線駆動機構１３０の外部回
転筒１３１には、その外歯歯車１３２に、電動モータ１
２０の駆動歯車が減速機構１２１を介して回転可能に噛
合される。電動モータ１２０は、回転駆動を行なうため
の直流モータである。また、励磁方法の種類によって異
なる駆動回路を用いれば、その他の異なる電動モータを
代用することもできる。

【００２９】外部回転筒１３１の内周面には、その中央
部から図面左右に振り分けて互いに逆ネジを螺刻してあ
る。そして、外部回転筒１３１内に、２つの中間部スラ
イド筒１３３，１３４を図面左右に並べて外部回転筒１
３１と同軸に配置し、それぞれを外部回転筒１３１の内
周面の各逆ネジと螺合させる。両中間部スライド筒１３
３，１３４外周面の左右外端部には、摺動案内用の突起
１３３Ａ，１３４Ａを形成し、図示しないケーシングに
設けた軸方向の溝に係合させることにより、ケーシング
に対して両中間部スライド筒１３３，１３４が回転不能
に支持してある。

【００３０】このため、電動モータ１２０の回転によっ
て、２つの中間部スライド筒１３３，１３４を外部回転
筒１３１の図面左右外方に延び出させることができる。
また、電動モータ１２０を逆転させることにより、内方
に引き込んで機構上の中立位置に引き戻すこともでき
る。この場合、摺動案内用の突起１３３Ａ，１３４Ａ
を、図示しないケーシング内の左右端部のストッパに当
接させ、双方の中間部スライド筒１３３，１３４を停止
させる。そして、中立位置から延び出した中間部スライ
ド筒１３３，１３４が、最外延出位置を越えないよう
に、ケーシング内での各部の取付位置および取付方向を
予め調節してある。

【００３１】各中間部スライド筒１３３，１３４には、
前述したクラッチ機構１４０の２つの機能ブロック１４
０Ｌ，１４０Ｒをそれぞれ図面左右に配置させてある。

【００３２】図３は図２に示すクラッチ機構の左機能ブ
ロックを分解して図示した斜視図である。この左機能ブ
ロック１４０Ｌは、ソレノイドを内蔵した左電磁アクチ
ュエータ１４１を外周部に、また、中間部スライド筒１
３３と同軸に摺動回転する内部クラッチ筒１４３を内接
させて併有する。左電磁アクチュエータ１４１は、ソレ
ノイドの通電によって可動ピンを突き出すアクチュエー
タを一例として述べる。この他、機構部での取付位置と
取付方向によっては、回転作動に伴い可動ピンを揺動さ
せる方式であってもよい。

【００３３】内部クラッチ筒１４３外周の外端部には、
アーム状のクラッチレバー１４３Ａを突設させ、このク
ラッチレバー１４３Ａが突き出された案内用貫通溝１４
５Ａ（図２参照）を、前述した左中間部スライド筒１３
３外端部で周方向に削設してある。ケーシングにも同様
の案内用溝１４５Ｂが形成されている。このとき、内部
クラッチ筒１４３が、例えばねじりバネその他の左バネ
機構１４３Ｂによって軸端部から見て反時計廻りの方向
に回転付勢してある。

【００３４】このため、中立位置で左電磁アクチュエー
タ１４１に通電すると、その可動ピン先端部が押し出さ
れ、回転付勢に抗して内部クラッチ筒１４３のクラッチ
レバー１４３Ａを案内用貫通溝１４５Ａおよび案内用溝
１４５Ｂに沿って押し下げる。そして、案内用貫通溝１
４５Ａおよび案内用溝１４５Ｂにクラッチレバー１４３
Ａが導かれながら、内部クラッチ筒１４３を中間部スラ
イド筒１３３内で一定角度だけ回転させる。したがっ
て、内部クラッチ筒１４３を案内用貫通溝１４５Ａおよ
び案内用溝１４５Ｂのある中立位置でだけ回転させるこ
とができる。

【００３５】内部クラッチ筒１４３内周の外端部には、
複数の内歯歯車状のクラッチ歯１４３Ｃ，・・・１４３Ｃ
を突条に設け、それぞれのクラッチ歯１４３Ｃを内部ク
ラッチ筒１４３と同軸をなす所定ピッチで形成する。そ
して、前述した操舵シャフト１５０（図１、２参照）外
周に、同数の外歯歯車状の係合歯１５１，・・・１５１を
突設させ、それぞれの係合歯１５１を各クラッチ歯１４
３Ｃと対向する位置で同様のピッチに形成する。

【００３６】このため、操舵シャフト１５０の各係合歯
１５１を外方から各クラッチ歯１４３Ｃにスプライン結
合させれば、各係合歯１５１がクラッチ歯１４３Ｃの谷
溝内に滑り込める配置になる。そこで、前述した左電磁
アクチュエータ１４１を励磁してクラッチレバー１４３
Ａを押し下げ、クラッチ歯１４３Ｃを各係合歯１５１の
谷溝内に滑り込ませる。

【００３７】以下、それぞれの電磁アクチュエータ１４
１、１４２が非励磁のとき、左右機能ブロック１４０
Ｌ、１４０Ｒがクラッチオン状態にあるといい、いずれ
かの電磁アクチュエータ１４１、１４２が励磁される
と、左右機能ブロック１４０Ｌまたは１４０Ｒがクラッ
チオフ状態にあるという。

【００３８】以上、左機能ブロック１４０Ｌについて述
べたが、右機能ブロック１４０Ｒを、左機能ブロック１
４０Ｌと左右対象にして同様に構成してある。したがっ
て、左または右電磁アクチュエータ１４１，１４２の作
動によって、内部クラッチ筒１４３開口端の各クラッチ
歯１４３Ｃ，１４４Ｃが、操舵シャフト１５０の各係合
歯１５１，１５２と対向する位置に回転する。

【００３９】これにより、クラッチ機構１４０の左また
は右機能ブロック１４０Ｌ，１４０Ｒが、各係合歯１５
１，１５２を介して操舵シャフト１５０と係合する。し
かも、中立位置以外の位置では、案内用溝１４５Ｂ、１
４６Ｂにより内部クラッチ筒１４３，１４４を元に戻さ
ない構造にしてあるため、それ以外の位置で左右機能ブ
ロック１４０Ｌ，１４０Ｒが作動することは双方ともあ
り得ない。

【００４０】操舵シャフト１５０は、一方の軸端部にガ
イドピン１５９を有する。このため、ケーシングに凹条
に削設したガイドに沿ってガイドピン１５９を摺動さ
せ、左右軸方向に移動可能に軸支されると共に、ケーシ
ングに対して廻り止めされている。そして、図示しない
タイロッドおよびナックルアームを含む左および右リン
ク機構１５５，１５６（図１参照）を介して、操舵シャ
フト１５０の両端部を自動車の右および左後輪１６１，
１６２に連結させてある。

【００４１】このため、図示しないキングピンを介して
両後輪１６１，１６２が転舵可能に構成される。操舵シ
ャフト１５０外周の軸方向中央部には、左右中間部スラ
イド筒１３３，１３４に向けて左右センタリング突起１
５３，１５４を形成する。そして、各センタリング突起
１５３，１５４の軸方向端面が当接する位置で、左右中
間部スライド筒１３３，１３４内周に操舵シャフト１５
０に向けた移動突起１３３Ｂ，１３４Ｂを形成してあ
る。

【００４２】また、各内部クラッチ筒１４３，１４４の
内方端部には、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係止鈎１４３Ｄ，１４
４Ｄを延び出させて形成してある。なお、前述した操舵
シャフト１５０のガイドピン１５９延出方向には、図面
左右方向への操舵シャフト１５０の従動による移動距離
を検出する操舵ストロークセンサ１５７（図１参照）を
併設してある。続いて、後輪操舵機構１００の作用をま
とめて述べる。

【００４３】図４、図５は図１に示す後輪操舵機構の要
部の部分断面図である。以下、一例として、右電磁アク
チュエータ１４２を作動させた場合について説明する。
図４に示す直線駆動機構１３０の右中間部スライド筒１
３４が、右電磁アクチュエータ１４２の作動によって操
舵シャフト１５０と係合される。これにより操舵シャフ
ト１５０の従動に伴う移動方向が決定される。

【００４４】続いて、電動モータ１２０を回転させる
と、左右中間部スライド筒１３３，１３４が外部回転筒
１３１の外方に延び出す。このとき、左中間部スライド
筒１３３のクラッチ歯１４３Ｃは、その溝内に操舵シャ
フト１５０の左係合歯１５１を滑り込ませるため係合し
ない。しかし、右中間部スライド筒１３４のクラッチ歯
１４４Ｃが操舵シャフト１５０の右係合歯１５２と係合
する。このため、操舵シャフト１５０が、右内部クラッ
チ筒１４４を介して右中間部スライド筒１３４に押しや
られ、右中間部スライド筒１３４の延出と共に操舵シャ
フト１５０が右方向に従動する。これに連動して、両後
輪１６１，１６２の向きが自動車の直進方向の左方に転
舵される。

【００４５】また、図５に示す電動モータ１２０を逆転
させると、外部回転筒１３１も逆転して左右中間部スラ
イド筒１３３，１３４が内方に引き込まれる。このと
き、右中間部スライド筒１３４の移動突起１３４Ｂがセ
ンタリング突起１５４に当接してセンタリング突起１５
４を引き戻し、右中間部スライド筒１３４の引き込みと
共に操舵シャフト１５０が左方向に従動する。これによ
り両後輪１６１，１６２の向きが連動して直進方向に戻
される。

【００４６】したがって、後輪操舵を行なうときには、
操舵ストロークセンサ１５７で操舵シャフト１５０を監
視しながら、前輪の操舵状況を前提条件として左右電磁
アクチュエータ１４１，１４２と電動モータ１２０を制
御すればよい。そして、前輪操舵に協働させて後輪を右
向き、左向きに転舵させ、また、中立位置に戻して自動
車の姿勢制御を助ける後輪操舵が実現できる。

【００４７】図６は図１〜図５に示す左右内部クラッチ
筒の係止鈎による作用を説明する図であり、（ａ）に要
部の部分断面を示し、（ｂ）に係止鈎の部分を透視して
示し、（ｃ）にケーシング内から見た案内用溝を示す。
ケーシングの各案内用溝１４５Ｂ，１４６Ｂの中央縦部
は、その長さが左右中間部スライド筒１３３，１３４の
各案内用貫通溝１４５Ａ，１４６Ａの縦部の長さより短
く形成してあり、各クラッチレバー１４３Ａ，１４４Ａ
が案内用貫通溝１４５Ａ，１４６Ａから外れ落ちない構
成にしてある。

【００４８】前述した電磁アクチュエータ１４１，１４
２のうち、いずれか一方が作動すると、各内部クラッチ
筒１４３または１４４が回転する。このとき、係止鈎１
４３Ｄ，１４４Ｄどうしが相対的に接近し合うが、互い
に係止し合う位置までは移動できない。

【００４９】しかし、双方の電磁アクチュエータ１４
１，１４２によって両内部クラッチ筒１４３，１４４が
同時に回転すると、係止鈎１４３Ｄ，１４４Ｄどうしが
互いに係止し合う距離を移動できる。これら係止鈎１４
３Ｄ，１４４Ｄによれば、両電磁アクチュエータ１４
１，１４２の同時作動を誤った後輪操舵とみなし、両内
部クラッチ筒１４３，１４４を外方に引き出さない機構
が実現できる。

【００５０】図７は図１に示す電子制御装置の一構成例
を図示したブロック図である。この電子制御装置１０
は、自動車の前輪操舵制御システム１９０の前輪操舵情
報Ｓ1によって、後輪１６１，１６２の目標舵角θrおよ
び転舵方向Ｄrを設定するための目標舵角設定手段２０
と、この目標舵角設定手段２０からの転舵方向Ｄrを電
磁アクチュエータ１４１，１４２に指示するための転舵
方向指示手段３０と、同じく目標舵角θrに基づいて電
動モータ１２０に駆動電流ＩMを供給し、後輪１６１，
１６２の舵角を調整する舵角調整手段４０とを有してい
る。

【００５１】さらに、これら各手段２０〜４０と共に、
転舵しつつある後輪１６１，１６２の実際の舵角（以
下、省略して実舵角という）θRを計測するための実舵
角計測手段５０とを併設してある。前記目標舵角設定手
段２０、転舵方向指示手段３０、舵角調整手段４０から
本発明による制御継続手段を、また、後述するステータ
スレジスタから本発明による履歴記憶手段を構成する。

【００５２】各手段２０〜５０は、例えば半導体プロセ
スによる公知のプログラマブルシーケンスコントロー
ラ、これに内蔵したアナログデジタル変換器、およびマ
イクロプログラムを用いて複数の制御アクションとして
容易に構成できる。この他にも、公知のマイクロプロセ
ッサ、その制御メモリおよび周辺回路からなるプロセッ
サシステムとすれば、これら各機能をそのファームウェ
アで実現できる。

【００５３】転舵方向指示手段３０は、目標舵角設定手
段２０が決めた適切な転舵方向Ｄrを導入し、この転舵
方向Ｄrを内蔵レジスタに設定する転舵方向設定部３１
と、設定した転舵方向Ｄrに対応した左または右電磁ア
クチュエータ１４１，１４２のソレノイドを選択し、該
当する電磁アクチュエータ１４１または１４２を作動さ
せるためのソレノイド通電部３２とを有している。

【００５４】舵角調整手段４０は、例えばＰＩＤ制御に
よって舵角調整を行なう手段であり、目標舵角θrから
の実舵角θRの減算器４１、その舵角偏差ΔθrのＰＩＤ
演算部４２、電動モータ１２０のパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）制御を行ないながら回転方向を切り替える駆動制御
部４４、電動モータ１２０の電動機駆動部４５を有し、
これらを順に配置してある。

【００５５】これら各部は、前述したように制御アクシ
ョンまたはファームウェアによる各処理機能として実現
できる。例えば、各処理機能を１つ以上の単位アクショ
ンから構成し、それぞれの単位アクションを入力パラメ
ータに基づいてシーケンスコントロールできる。あるい
は、入力パラメータの変化を契機として割込み処理を行
なっても、また、いくつかの処理機能を並列処理させて
もよい。

【００５６】ＰＩＤ演算部４２は、舵角偏差Δθrから
その比例項、積分項、微分項を求める演算部である。こ
れら比例項等のパラメータは舵角偏差Δθrであり、ま
た、各種の演算係数は、後輪操舵機構１００の構造特性
に基づいて決まる値である。簡易には、予め作動試験等
で求めた統計上の平均値を用いればよい。

【００５７】この舵角調整手段４０によれば、目標舵角
θrから実舵角θRを減算して舵角偏差Δθrを求め、こ
の舵角偏差Δθrを変数としてＰＩＤ演算を行なう。そ
して、その演算結果からＰＷＭ制御のゲインを決め、電
動モータ１２０をデューティコントロールする。

【００５８】このため、ＰＩＤ演算結果に基づいて電動
モータ１２０と直線駆動機構１３０の外部回転筒１３１
の回転が適切に制御され、これに伴って中間部スライド
筒１３３，１３４が共に外方に向けて移動しながら操舵
シャフト１５０を図面上下（図１参照）軸方向に従動さ
せ、これにより後輪１６１，１６２が目標舵角θrに転
舵される。

【００５９】続いて、後輪１６１，１６２を中立位置に
戻すときは、電動モータ１２０と外部回転筒１３１の逆
転に伴って中間部スライド筒１３３，１３４が内方に向
けて引き戻される。

【００６０】実舵角計測手段５０は、前述した操舵シャ
フト１５０の操舵ストロークセンサ１５７によって、操
舵シャフト１５０が軸方向に従動する移動距離Ｌを実測
し、この移動距離Ｌを後輪１６１，１６２の実舵角θR
に変換する手段である。例えば、操舵シャフト１５０の
中立位置から左方を正の値、右方を負の値、また、機構
上の中立位置を零とした数値によれば演算し易い。この
数値は、前述した操舵ストロークセンサ１５７の変位量
を介して操舵シャフト１５０の移動距離Ｌを計測して求
めた値である。

【００６１】このとき、操舵シャフト１５０の移動距離
Ｌから、逆三角関数演算によって実舵角θが一義的に求
まる。簡易には、例えば移動距離Ｌそのままを実舵角θ
Rに相当する値として送出すればよい。この場合、後述
する目標舵角設定手段２０で逆三角関数演算を含む演算
を行なうことができる。

【００６２】図８は図７に示す目標舵角設定手段の一構
成例を図示したブロック図である。この目標舵角設定手
段２０は、前輪舵角および車速を含む前輪操舵情報Ｓ1
に基づいて後輪１６１、１６２の目標舵角θrを求める
情報変換部２１と、この情報変換部２１の目標舵角θr
に基づく転舵方向Ｄrと制御手順を指示する目標指示部
２２とを有する手段である。目標指示部２２には、操舵
制御のための制御手順テーブル２３、操舵制御における
直前の制御モードを各種ステータス情報Ｓ3として格納
したステータスレジスタ２４、その他の図示しないレジ
スタが含まれる。

【００６３】図９は図８に示す制御手順テーブルの一ア
ドレス例を図示した構成図である。この制御手順テーブ
ル２３は、実舵角θRと目標舵角θrとに基づいて制御手
順を検索するための２次元検索テーブルである。つま
り、実舵角θRと目標舵角θrを、それぞれ複数の角度範
囲に区切り、各角度範囲を組み合わせた検索アドレスに
一群の制御手順を制御モードとして配列してある。

【００６４】例えば、実舵角θRと目標舵角θrを、機構
上の中立位置Ｎ、左操舵Ｌ、右操舵Ｒの各状態にある三
つの角度範囲にそれぞれ区切る。これにより、各角度範
囲を組み合わせて９個の検索キーＡ、Ｂ、Ｃ〜Ｈ、Ｊを
設ける。

【００６５】また、目標舵角θrが左への操舵Ｌを指示
されても、実舵角θRが右方への操舵Ｒにあるときであ
って、実舵角θRが機構上の中立位置Ｎ近傍の角度範囲
内にあると、前述したタイヤ反力による振動状態が生じ
る可能性がある。このため、中立位置Ｎ近傍に別の角度
範囲を設定して検索キーＡを細分化した別の検索キーＡ
0を設け、タイヤ反力に妨げられない左転舵制御を中立
位置近傍で可能にさせる。同様に、検索キーＪを細分化
した別の検索キーＪ0を設け、同じく右転舵制御を可能
にさせる。

【００６６】この他にも、これら左および右操舵Ｌ、Ｒ
をさらに細分化すれば、中立位置近傍から最大舵角まで
の操舵制御を一層きめ細かく行なうことができる。ま
た、マイクロプロセッサシステムの場合には、これら検
索キーＡ、Ｂ、Ｃ〜Ｈ、Ｊなどに代えて実舵角θRと目
標舵角θrとの各角度範囲に対応させた２次元のアドレ
スを用いてもよい。

【００６７】図１０は図９に示す制御手順テーブルの各
検索キーに、後輪操舵のための複数の制御モードを対応
づけた一例の配置図である。このような制御手順テーブ
ル２３の各検索キーＡ、Ａ0、Ｂ、Ｃ〜Ｈ、Ｊ0、Ｊに
は、前述した各制御モードを実舵角θRと目標舵角θrの
各組合せに対応させてある。そして、前述したステータ
ス情報を参照しながら、検索した制御モードにより後輪
操舵のための適切な制御手順を決定する。参考のため図
中の各検索キーＡ、Ａ0、Ｂ、Ｃ〜Ｈ、Ｊ0、Ｊに矢印を
付記し、該当する制御手順に伴う実舵角θRの操舵方向
を示す。

【００６８】先ず、制御手順テーブル２３中央部の後輪
操舵の停止制御モードを述べる。この停止制御モード
は、前述した転舵方向指示手段３０と舵角調整手段４０
とに操舵制御の停止を指示するモードであって、実舵角
θRと目標舵角θrがともに中立位置Ｎにある検索キーＥ
と対応づける。また、転舵方向指示手段３０によって左
右の電磁アクチュエータ１４１、１４２を消磁させると
ともに、舵角調整手段４０によって電動モータ１２０へ
の駆動電流ＩMの供給を打ち切らせる。

【００６９】次に、停止制御モードを挟むセンタリング
モードを述べる。このセンタリングモードは、同様に操
舵シャフト１５０のセンタリングを指示するモードであ
って、目標舵角θrが中立位置Ｎであって、実舵角θRが
左および右操舵Ｌ、Ｒにある検索キーＦ、Ｄ、および後
述する検索キーＡ0、Ｊ0と対応づける。また、転舵方向
指示手段３０によって左右の電磁アクチュエータ１４
１、１４２を消磁させるとともに、舵角調整手段４０に
よって電動モータ１２０を逆転させる。なお、検索キー
Ａ0、Ｊ0については、後述する復旧制御モード、左およ
び右転舵制御モードにも対応づける。

【００７０】続いて、後輪１６１、１６２の左転舵制御
モードを、目標舵角θrが左操舵Ｌであって、実舵角θR
が中立位置近傍の右操舵Ｒ、中立位置Ｎおよび左操舵Ｌ
にある各検索キーＡ0、Ｂ、Ｃに対応づける。また、右
転舵制御モードを、目標舵角θrが右操舵Ｒであって、
実舵角θRが中立位置近傍の左操舵Ｌ、中立位置Ｎおよ
び右操舵Ｒにある各検索キーＪ0、Ｈ、Ｇに対応づけ
る。なお、検索キーＡ0、Ｊ0については、前述したセン
タリングモード、後述する復旧制御モードにも対応づけ
る。

【００７１】これら左および右転舵制御モードは、同様
に操舵制御における左または右転舵を指示するモードで
あって、転舵方向指示手段３０によって左および右電磁
アクチュエータ１４１、１４２のいずれか一方のみを励
磁させる。その後、舵角調整手段４０によって電動モー
タ１２０を正転または逆転方向に回転させながら、舵角
調整手段４０によって、実舵角θRが所望の目標舵角θr
になるよう直線駆動手段１３０を駆動制御させる。

【００７２】さらに、転舵した後輪の復旧制御モード
を、目標舵角θrが左操舵Ｌであって、実舵角θRが右操
舵Ｒである検索キーＡ、Ａ0と対応づけてある。同様
に、目標舵角θrが右操舵Ｒ、実舵角θRが左操舵Ｌの検
索キーＪ、Ｊ0とも対応づける。このため、各検索キー
Ａ0、Ｊ0については、前述した左転舵または右転舵制御
モードおよびセンタリングモードに兼用される。

【００７３】これら復旧制御モードは、操舵シャフト１
５０を機構上の中立位置に向けて復旧させるモードであ
って、転舵方向指示手段３０によって左右の電磁アクチ
ュエータ１４１、１４２を消磁させたまま、舵角調整手
段４０によって電動モータ１２０を逆転方向に回転駆動
させる。

【００７４】検索キーＡ0の角度範囲内では、左転舵制
御モードを選択するか、復旧制御モードを選択するか、
センタリングモードを選択するかのいずれか一つを判定
するための条件が、その直前の制御モードによって決定
される。すなわち、その直前の制御モードが左転舵制御
モード（検索キーＢの角度範囲内）であったときは、そ
のまま左転舵制御モードが、選択される。

【００７５】同様に、その直前の制御モードが、復旧制
御モード（検索キーＡの角度範囲内）およびセンタリン
グモード（検索キーＢの角度範囲内）であったときも、
そのまま復旧制御モードまたはセンタリングモードが選
択される。また、検索キーＪ0の角度範囲内においても
同様に、直前の制御モードが右転舵制御モードであった
ときそのまま右転舵制御モードが選択される。

【００７６】簡易には、マイクロコントローラに設定し
たアクション番号を各制御モードとして用いればよい。
例えば、目標舵角θrに対する実舵角θRの２次元アレー
に各検索キーＡ、Ａ0、Ｂ、Ｃ〜Ｈ、Ｊ0、Ｊを登録して
おき、それぞれのアクション番号をキー検索することが
できる。

【００７７】ステータスレジスタ２４には、直前に遂行
した制御モードの検索キーＡ、Ａ0、Ｂ、Ｃ〜Ｈ、Ｊ0、
Ｊをステータス情報Ｓ3として登録しておく。このステ
ータスレジスタ２４によって、直前の後輪操舵制御にお
ける制御モードがステータス情報Ｓ3から明らかにな
る。続いて、本発明の実施形態における作用について説
明する。

【００７８】図１１は図８に示す目標舵角設定手段によ
る目標舵角設定業務の一例のフローチャートである。こ
の目標舵角設定業務は、後輪操舵制御の稼働中に前輪操
舵制御システム１９０から新たな前輪操舵情報Ｓ1が送
出されるごとに遂行されるが、簡易には定期的に遂行さ
せてもよい。先ず、前輪操舵情報Ｓ1を情報変換部２１
に導入し、情報変換処理（ステップＳＴ１）を実行す
る。

【００７９】この情報変換処理ＳＴ１では、現在の走行
速度などに基づいて、前輪操舵情報Ｓ1から目標舵角θr
を決定するとともに、実舵角計測手段５０から目標指示
部２２に後輪１６１、１６２の実舵角θRが得られる
と、操舵制御のための手順決定処理（ステップＳＴ２）
に移行する。

【００８０】手順決定処理ＳＴ２では、実舵角θRが導
入されると、得られた実舵角θRと目標舵角θrに基づい
て、制御手順テーブル２３から適切な制御モードを決定
する。また、前述したステータスレジスタ２４のステー
タス情報から直前の制御モードを参照しながら適切な制
御モードを決定する。

【００８１】信号出力処理（ステップＳＴ３）では、手
順決定処理ＳＴ２で決定された制御モードに基づいて転
舵方向指示手段３０に転舵方向Ｄrを、また、舵角調整
手段４０に目標舵角θrと転舵方向Ｄrに関する信号を送
出する。これにより、左右の電磁アクチュエータ１４
１、１４２のいずれかが必要に応じて駆動され、また、
電動モータ１２０が適切に駆動制御される。

【００８２】以上述べたように、後輪１６１、１６２を
右操舵Ｒから実舵角θRの中立位置Ｎを越えて左操舵Ｌ
するとき、タイヤ反力により再び右操舵Ｒに戻ることが
ある。また、左操舵Ｌから右操舵Ｒさせるとき、実舵角
θRが左操舵Ｌの状態に戻ることがある。しかし、この
目標舵角設定業務によれば、たとえ実舵角θRが戻され
ても、前述した直線駆動機構１３０の振動を事前に防止
できる。以下、これらについて説明を加える。

【００８３】図９に示す検索キーＡ0の角度範囲では、
目標舵角θrが左操舵Ｌを指示しているにもかかわら
ず、実舵角θRが、いまだ右操舵Ｒの状態であることを
示している。したがって、通常は復旧制御モードによ
り、電動モータ１２０を逆転駆動させて実舵角θRが中
立位置Ｎを示すよう制御させる。

【００８４】しかし、目標舵角θrが、右操舵Ｒを指示
してから連続的に左操舵Ｌを指示するよう変更されたと
き、実舵角θRが、右操舵Ｒの状態からいったんは中立
位置Ｎを示す状態になっても、前述したタイヤ反力によ
り再び右操舵Ｒの状態になってしまうことがあった。

【００８５】そうすると、また復旧制御モードとなって
電動モータ１２０を逆転駆動させ、実舵角θRを中立位
置Ｎに戻す制御がなされる。そして、目標舵角θrが左
操舵Ｌを指示していても、電動モータ１２０の逆転駆動
→実舵角θRが中立位置Ｎを示す→タイヤ反力による実
舵角θRの戻り→電動モータ１２０の逆転駆動が繰り返
される。このため、直線駆動機構１３０が振動してしま
うおそれがあった。

【００８６】そこで、本発明によれば、検索キーＡ0を
用いようとするとき、これが検索キーＢ、Ａ0の順であ
ったか、または検索キーＡ、Ａ0もしくは検索キーＤ、
Ａ0の順であったかを判定し、その結果によって、中立
位置近傍での検索キーＡ0による制御モードの決定をそ
のまま継続させようとするものである。

【００８７】これを実現させるため、予め直前の検索キ
ーを制御履歴として登録しておき、この制御履歴を参照
して検索キーＡ0を用いる直前に、三つの検索キーＡ、
Ｂ、Ｄのいずれが用いられたかに基づいて制御モードを
決定する。

【００８８】つまり、タイヤ反力による実舵角θRの戻
りが生じるときは、直前の検索キーがＢであるから、こ
のときには左転舵制御モードを選択する。また、直前の
検索キーがＡおよびＤであるときは、復旧制御モードま
たはセンタリングモードを選択することができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
後輪の操舵シャフトを直線駆動機構で従動させる後輪操
舵機構において、目標舵角に対する実舵角の制御履歴を
記憶しておき、この制御履歴を参照しながら直線駆動機
構の制御手順を決定する。このため、機構上の中立位置
でタイヤ反力による操舵シャフトの位置ずれが生じて
も、直線駆動機構が操舵制御をスムーズに遂行できる後
輪操舵機構の電子制御装置を提供することができる。

【００９０】また、本発明の請求項２記載の装置によれ
ば、目標舵角と実舵角との対応状況を２次元マトリクス
に構成されて、二つのアドレスからなる検索順序が参照
されるため、シーケンスプログラムに適した実用的な後
輪操舵の履歴管理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による後輪操舵機構の電子
制御装置の一構成例を概略的に説明する図

【図２】図１に示す機構を分解して図示した斜視図

【図３】図２に示すクラッチ機構の左機能ブロックを分
解して図示した斜視図

【図４】図１に示す後輪操舵機構の要部の部分断面図

【図５】図１に示す後輪操舵機構の要部の部分断面図

【図６】図１〜図５に示す左右中間部スライド筒の係止
鈎による作用を説明する図

【図７】図１に示す電子制御装置の一構成例を図示した
ブロック図

【図８】図７に示す目標舵角設定手段の一構成例を図示
したブロック図

【図９】図８に示す制御手順テーブルの一アドレス例を
図示した配置図

【図１０】図９に示す制御手順テーブルの各アドレス
に、後輪操舵のための複数の制御モードを格納した一例
の配置図

【図１１】図８に示す目標舵角設定手段による履歴制御
業務の一例のフローチャート

【図１２】後輪操舵機構の一例における要部の斜視図

【図１３】図１２に示す後輪操舵機構を車内から路面方
向に見た要部の透視図

【図１４】右スライダがストッパに当接した状態の要部
拡大図

【図１５】タイヤ反力による後輪の追従遅れを説明する
図

【符号の説明】

１０…電子制御装置、２０…目標舵角設定手段、３０・・
・転舵方向指示手段、４０・・・舵角調整手段、５０・・・実
舵角計測手段、１００・・・後輪操舵機構、１２０・・・電動
駆動手段（電動モータ）、１３０・・・直線駆動機構、１
４０・・・クラッチ機構、１５０・・・操舵シャフト、１５７
・・・操舵ストロークセンサ、１６１，１６２・・・後輪、Ｄ
r…転舵方向、ＩM・・・駆動電流、Ｓ1…前輪操舵情報、Ｓ
3…ステータス情報、θR・・・実舵角、θr・・・目標舵角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D032 CC02 CC03 CC50 DA01 DA02 DA06 DA23 DB11 DC01 DC02 DC03 DC07 DD02 DD17 DD20 DE20 EA04 EB01 EB08 EC22 EC23 GG01 3D033 CA02 CA04 CA05 CA11 CA13 CA18 CA21 CA27 3D034 CA02 CC09 CC12 CC14 CD04 CD11 CD12 CD13 CE03 CE05 CE09 CE13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の直線駆動機構の一方に車両の後輪
   の操舵シャフトを従動させながら、双方の直線駆動機構
   を操舵シャフトに沿って互いに接離させ、直線駆動機構
   の往復スライドによって後輪を操舵させる後輪操舵機構
   の電子制御装置であって、 前記直線駆動機構に付与する目標舵角と、操舵シャフト
   による後輪の実舵角との対応関係を制御履歴として記憶
   した履歴記憶手段と、 この履歴記憶手段による制御履歴に基づいて、後輪の実
   舵角が機構上の中立位置から目標舵角とは反対方向に位
   置ずれするか判定し、この位置ずれが判定されたとき
   は、位置ずれ直前の制御をそのまま継続させる制御継続
   手段とを有した後輪操舵機構の電子制御装置。
2. 【請求項２】 前記履歴記憶手段が、前後する二つの制
   御モードの検索順序を制御履歴として記憶する構成であ
   って、前記制御継続手段が、目標舵角と実舵角を二つの
   アドレスとした２次元の検索テーブルに各制御モードを
   格納させた構成であることを特徴とした請求項１記載の
   後輪操舵機構の電子制御装置。