JPH0624940B2 - 電動式後輪操舵装置 - Google Patents

電動式後輪操舵装置

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JPH0624940B2
JPH0624940B2 JP29067186A JP29067186A JPH0624940B2 JP H0624940 B2 JPH0624940 B2 JP H0624940B2 JP 29067186 A JP29067186 A JP 29067186A JP 29067186 A JP29067186 A JP 29067186A JP H0624940 B2 JPH0624940 B2 JP H0624940B2
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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運動して作動し、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。
〔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やセ
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つているか
のフイードバツ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つ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怒れがあるという
問題があつた。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、安全に後輪操舵がなされると共に各種センサ
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
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
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
電磁クラツチを配設し、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ツチ
を離脱状態とさせるコントロールユニツトを備えたもの
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ツ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、後輪の制御不能状
態が防止される。
また後輪操舵の際に車速、操舵状態、モータ回転速度、
後輪操舵角度が参照されるので、目標後輪操舵角へ良好
な操舵感覚で安全に操舵できる。
〔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は内部にラツ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ツクス、４はこ
の前輪操舵用ギヤボツクス３に接続された前輪操舵用タ
イロツド、５は前輪、６はナツクルアームで、タイロツ
ド４に連結されて前輪５を転舵するものである。
また７は内部にラツ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ツクス、８は後輪操舵用
タイロツド、９は後輪、１０はタイロツド８に連結され
て後輪９を転舵するナツクルアームである。
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
させる電磁クラツチ、１３はこの電磁クラツチ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の電磁クラツチ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サ、１６はステアリング
シヤフト２の途中に配設され、ハンドル１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と電磁クラツチ１２との駆動信号を送出するコ
ントロールユニツトである。
第２図は上記コントロールユニツト２０の内部構成と電
気配線および減速機構部とギヤボツクス７内部の構成を
示す図である。この第２図において、１８，１９はキー
スイツチおよびヒユーズで、これらは車載のバツテリ２
１とコントロールユニツト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１３ａ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以下になつ
ている。７ａはこのウオームホイル１３ｂに固定された
ピニオン、７ｂはこのピニオン７ａ軸の回転力を直線推
力に変換するラツクで、これらピニオン７ａおよびラツ
ク７ｂによりギヤボツクス７の内部が構成されている。
２０１はコントロールユニツト２０に内蔵されたフエー
ルセーフリレーで、駆動コイル２０１ａと常開接点２０
１ｂとを有している。２０２はモータ１１への印加電圧
の方向を切替えるパワートランジスタユニット、２０３
はマイクロコンピュータ２０４用の電源回路、２０５は
ハンドル操舵状態センサ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
ピユータ２０４用の入力信号に変換する入力I/F回路に
相当するハンドル状態信号入力回路、２０６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はマイクロコンピユータ２０４の判
断によつて上記フエールセーフリレー２０１の駆動コイ
ル２０１ａを通電、遮断するフエールセーフリレー駆動
回路、２１０はマイクロコンピユータ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を駆動させ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（左）、２１２
はマイクロコンピユータ２０４の指示により、電磁クラ
ツチ１２の作動をオン／オフ制御する電磁クラツチ駆動
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、ハンドル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ヤフト２を介してギヤ
ボツクス３に伝達され、回転運動が直線運動に変換され
てタイロツド４を右（または左）に駆動し、ナツクルア
ーム６を介して前輪５を右（または左）に転舵する。こ
の時、ステアリングシヤフト２の途中に配設された操舵
状態センサ１６からハンドル１の操舵時の各種情報を検
出し、コントロールユニツト２０へ操舵状態信号を出力
する。コントロールユニツト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１１
および電磁クラツチ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。ここで電磁クラツチ12が駆動
されるとクラツ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ツト２０
の指示に従つて右（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１５に
よりコントロールユニツト２０へ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ボツクス７に伝達され
ると共に、後輪操舵角センサ１４から後輪操舵信号がコ
ントロールユニット２０にフイードバツクされる。ギヤ
ボツクス７によつて回転運動が直線運動に変換されてタ
イロツド８およびナツクルアーム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
ルユニツト２０の指示する後輪操舵角度と一致するモー
タ１１の駆動は停止する。このような動作を繰り返すこ
とによつて後輪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ツト２０の動作について説明す
る。キースイツチ１８を閉成するとバツテリ２１からキ
ースイツチ１８および電源回路203を介してマイクロコ
ンピユータ２０４に電源が供給され、マイクロコンピユ
ータ２０４は作動を開始する。ここでマイクロコンピユ
ータ２０４は、ハンドル操舵状態センサ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、それぞれハ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。マイクロコンピユータ２０４は上記の各セン
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フエ
ー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によつ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がマイクロコンピユ
ータ２０４から送出され、パワートランジスタ駆動回路
（右）２１０（またはパワートランジスタ駆動回路
（左）２１１）がオンする。フエールセーフリレー駆動
回路２０９はシステムが正常と判断されている限りフエ
ールセーフリレー２０１の駆動を行い、バツテリ２１か
らヒユーズ１９，常開接点２０１ｂおよびパワートラン
ジスタユニツト２０２のトランジスタを介してモータ１
１に給電され、右（または左）に回転し、ウオーム１３
ａ，ウオームホイル１３ｂ，ピニオン７ａおよびラツク
７ｂを介して後輪９が右（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ユー
タ２０４はパワートランジスタ駆動回路（右）２１０
（またはパ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センサ間の配線およ
びコントロールユニツト２０等が正常に動作するのでは
なく、何等かの原因で異常が生じた場合、マイクロコン
ピユータ２０４の判断によつてフエールセーフリレー駆
動回路２０９は遮断指示が出される。これによりフエー
ルセーフリレー２０１の駆動コイル２０１ａは遮断され
常開接点２０１ｂは開路する。従つてモータ１１および
電磁クラツチ１２への通電は遮断され、モータ１１が停
止すると共に電磁クラツチ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０以下で
あるため固定され、ピニオン７ａ，ラツク７ｂも固定さ
れて後輪９は後輪転舵中であつても故障の位置で転舵し
ないよう固定される。従つて上記フエールセーフ作動後
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、バツテリ２１からヒユーズ１９，常開接点２０１
ｂを介してパワートランジスタユニツト２０２，モータ
１１および電磁クラツチ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はフエールセーフ
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ツチを設
け、装置の異常時にはモータを停止させると共に電磁ク
ラツ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、従つ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。
また後輪操舵の際にモータ回転速度も参照するので、安
全に目標操舵角にすることができる。
【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
ブロツク構成図である。 １……ハンドル、５……前輪、７……後輪操舵用ギヤボ
ツクス、９……後輪、１１……モータ、１２……電磁ク
ラツチ、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、１６……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
ニツト。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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ツチ、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
    かつ上記電磁クラツ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. 【請求項２】モータおよび電磁クラツチへの電源供給ラ
    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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KR (1) KR940004683B1 (ja)
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