JPH0692258A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステアリングの所定の回転角度毎にパルス信
号を発生するステアリングセンサを用いて後輪舵角を制
御する後輪操舵装置において、装置の起動後ステアリン
グ角を速やかに初期設定して、制御を速やかに開始でき
るようにする。 【構成】 ステアリングセンサ２４からの出力パルスに
基づきステアリング角を更新し、このステアリング角と
車速センサ２６が検出した車速とに基づき目標後輪舵角
を算出して、後輪舵角センサ１６にて検出される後輪舵
角が目標後輪舵角となるように、駆動モータ１２を介し
て後輪操舵機構１０を駆動する後輪操舵装置において、
車両停止を含む低速走行時には後輪を前輪の操舵方向と
は逆方向に操舵する逆相制御を実行するようにし、装置
の起動時には、逆相制御実行時にステアリング角から目
標後輪舵角を算出するのに用いるマップを用いて、後輪
舵角からステアリング角を初期設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両運転者により回転
駆動されるステアリング装置の操舵角と車速とに基づき
後輪舵角を制御する車両の後輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の装置においては、ス
テアリング装置の操舵角（以下、単にステアリング角と
いう。）を検出するために、ステアリング装置の所定の
回転角度毎にパルス信号を発生するステアリングセンサ
が使用されている。

【０００３】また、こうしたステアリングセンサは、ス
テアリング装置の角度変化によってパルス信号を発生す
るものであり、そのパルス信号だけではステアリング角
を検出することができないため、従来では、通常、ステ
アリングセンサを、ステアリング装置が中立位置にある
ときに基準パルスを出力するように構成し、当該装置の
起動後、ステアリングセンサからこの基準パルスが出力
されたときに、ステアリング角を基準角に初期設定し、
その後ステアリング角をステアリングセンサからのパル
ス信号により順次更新して行くことにより、制御に用い
るステアリング角を設定するようにしている。

【０００４】しかし、こうした後輪操舵装置において
は、起動後、ステアリングセンサから基準パルスが出力
されるまでは、ステアリング角を設定することができな
いため、後輪操舵制御の開始が遅れるという問題があっ
た。一方、こうした問題を解決するために、例えば特開
平２−２９９９７６号公報に開示されているように、ス
テアリング角をバッテリによりバックアップされた不揮
発性の記憶装置（バックアップＲＡＭ）に記憶してお
き、起動直後に、その記憶したステアリング角を読み込
み、その後、ステアリングセンサからのパルス信号によ
りステアリング角を順次更新して行くことにより、制御
に用いるステアリング角を速やかに設定できるようにし
た後輪操舵装置も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにバ
ックアップＲＡＭにステアリング角を記憶させる装置で
は、バッテリの充電や交換等のために、車両からバッテ
リを取り外した場合には、バックアップＲＡＭに記憶し
たステアリング角が消滅してしまう。

【０００６】このため、上記提案の装置においても、バ
ックアップＲＡＭに記憶したステアリング角が消滅した
際には、従来装置と同様、起動後、ステアリングセンサ
から基準パルスが出力されるのを待って、ステアリング
角を初期値設定しなければならず、後輪操舵制御の開始
が遅れてしまう。

【０００７】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、バックアップＲＡＭを使用することなく、起動後
速やかにステアリング角を初期設定して、後輪操舵制御
を実行することのできる車両の後輪操舵装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明は、図１に例示する如く、車両の後
輪を操舵するための後輪操舵機構と、該後輪操舵機構を
駆動するアクチュエータと、前記後輪の舵角を検出する
後輪舵角センサと、車速を検出する車速センサと、車両
運転者により回転駆動される前輪操舵用のステアリング
装置に設けられ、該ステアリング装置の所定の回転角度
毎にパルス信号を発生するステアリングセンサと、該ス
テアリングセンサからの出力パルスに基づき前記ステア
リング装置の操舵角を算出するステアリング角算出手段
と、該ステアリング角算出手段にて算出された前記ステ
アリング装置の操舵角と前記車速センサにて検出された
車速とに基づき、車両の走行停止時を含む目標後輪舵角
を算出し、前記後輪舵角センサにて検出される実際の後
輪舵角が該目標後輪舵角となるように、前記アクチュエ
ータを駆動制御する制御手段と、を備えた車両の後輪操
舵装置において、前記ステアリング角算出手段が、当該
装置の起動直後に、前記後輪舵角センサにて検出された
後輪舵角に基づき、前記ステアリング装置の操舵角を初
期設定するステアリング角初期設定手段と、該初期設定
された前記ステアリング装置の操舵角を、前記ステアリ
ングセンサからの出力パルスに基づき順次更新するステ
アリング角更新手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】上記のように構成された本発明の車両の後輪操
舵装置においては、制御手段が、ステアリング角算出手
段にて算出されたステアリング装置の操舵角と車速セン
サにて検出された車速とに基づき、車両の走行停止時を
含む目標後輪舵角を算出し、後輪舵角センサにて検出さ
れる実際の後輪舵角がその算出した目標後輪舵角となる
ように、アクチュエータを駆動制御する。

【００１０】また、ステアリング角算出手段では、ステ
アリング角初期設定手段が、当該装置の起動直後に、後
輪舵角センサにて検出された後輪舵角に基づきステアリ
ング角を初期設定し、その後、ステアリング角更新手段
が、この初期設定されたステアリング角をステアリング
センサからの出力パルスに基づき順次更新することによ
り、ステアリング角を設定する。

【００１１】つまり、本発明の後輪操舵装置は、制御手
段の動作により、車両停止時にステアリング装置が操舵
される所謂据え切り時にも後輪操舵を行ない、車両発進
時の操縦安定性を確保するようにされているため、車両
の走行停止後、電源がオフされ、当該装置が動作を停止
した時点の後輪舵角とステアリング角とは対応してい
る。そこで、本発明では、当該装置の起動直後に後輪舵
角センサにて検出された後輪舵角を読み込み、後輪操舵
制御の実行時とは逆に、後輪舵角からステアリング角を
逆算することにより、ステアリング角を初期設定するよ
うにしているのである。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図２は、本実施例の後輪操舵装置全体の構成を
表す概略構成図であり、図３はその制御系の電気的構成
を表す電気回路図である。

【００１３】図２に示す如く、本実施例の後輪操舵装置
は、車両の左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵するための
後輪操舵機構１０と、この後輪操舵機構１０を駆動する
直流モータ，ブラシレスモータ等からなる前記アクチュ
エータとしての駆動モータ１２と、駆動モータ１２の所
定の回転角度毎にパルス信号を発生するモータセンサ１
４と、後輪操舵機構１０による後輪２ＲＬ，２ＲＲの実
際の舵角を検出する後輪舵角センサ１６と、車両運転者
が左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵するためのステアリ
ングホイール１８からステアリングギヤボックス２０に
至るステアリングシャフト２２に取り付けられて、ステ
アリングシャフト２２の所定の回転角度毎にパルス信号
を発生するステアリングセンサ２４と、車速を検出する
車速センサ２６と、当該装置の異常時に車両運転者に警
告を与える警告ランプ２８と、これら各センサからの検
出信号に基づき目標後輪舵角を設定し、後輪舵角がこの
目標後輪舵角になるように駆動モータ１２を駆動制御す
ると共に、装置の異常を検出して警告ランプ２８を点灯
する電子制御装置（ＥＣＵ）３０とから構成されてい
る。

【００１４】ここでまず、ステアリングセンサ２４は、
図４（ａ）に示す如く、ステアリングシャフト２２に固
定されたスリット板３２と、このスリット板３２を挟む
ように配設された検出素子部３４とからなる周知のもの
である。すなわち、ステアリングセンサ２４のスリット
板３２には、ステアリングシャフト２２を中心とする所
定角度毎に回転角検出用のスリット３２ａが穿設される
と共に、スリット板３２の周縁の所定の位置に基準位置
検出用のスリット３２ｂが形成されている。そして、検
出素子部３４に設けられた一対のフォトインタラプタ３
４Ａ，３４Ｂにより、スリット３２ａを検出して、図４
（ｂ）に示す如く、ステアリングシャフト２２の所定の
回転角度毎にオン・オフ状態が反転し、位相がその反転
周期の１／２（△θ）だけずれた２種（Ａ相，Ｂ相）の
パルス信号を発生すると共に、検出素子部３４に設けら
れたフォトインタラプタ３４Ｚにより、スリット３２ｂ
を検出して、図４（ｂ）に示す如く、スリット３２ｂに
対応したステアリングシャフト２２の所定の回転角度位
置でオフ状態となるパルス信号（Ｚ相）を発生するよう
にされている。

【００１５】なお、上記各フォトインタラプタ３４Ａ，
３４Ｂ，３４Ｚは、図３に示す如く、夫々、ＥＣＵ３０
から抵抗器Ｒを介して電源供給を受けることにより発光
する発光ダイオードＤと、上記スリット板３２を介して
発光ダイオードＤからの光を受光するフォトトランジス
タＴＲとから構成されている。

【００１６】また、検出素子部３４は、車両運転者がス
テアリングホイール１８を操舵していないステアリング
シャフト２２の中立位置（ステアリング角：０度）、及
びこの中立位置からステアリングシャフト２２が左又は
右方向に１回転，２回転と回転駆動されているとき（ス
テアリング角：±３６０度，±７２０度のとき）に、フ
ォトインタラプタ３４Ｚがスリット３２ｂを検出するよ
うに、位置調整されている。

【００１７】次に、後輪操舵機構１０は、図５（ａ）に
示す如く、駆動モータ１２の回転を減速する減速機１０
ａと、減速機１０ａからの回転出力を左右の後輪２Ｒ
Ｌ，２ＲＲに伝達するギヤ機構１０ｂとから構成されて
おり、後輪舵角センサ１６は、減速機１０ａの出力軸に
接続されて、図５（ｂ）に示す如く、ギヤ機構１０ｂの
ギヤ位置，延いては後輪舵角に対応して変化する電圧信
号を出力する。つまり、後輪舵角センサ１６は、図３に
示す如く、減速機１０ａの出力軸の回転位置に応じて抵
抗値が変化するポテンショメータにより構成されてお
り、ＥＣＵ３０からこの後輪舵角センサ１６に電源を供
給することにより、後輪舵角に対応した検出電圧が得ら
れるようにされている。

【００１８】なお、モータセンサ１４は、ステアリング
センサ２４と同様に、駆動モータ１２の回転軸に固定さ
れたスリット板と、このスリット板を挟むように配設さ
れた検出素子部とから構成されており、図３に示す如
く、検出素子部に設けられた２個のフォトインタラプタ
１４Ａ，１４Ｂにより、駆動モータ１２の所定回転角度
毎にオン・オフ状態が反転し、位相がその反転周期の１
／２だけずれた２種（Ａ相，Ｂ相）のパルス信号を発生
するようにされている。

【００１９】次にＥＣＵ３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ等からなる周知のマイクロコンピュータにより構成さ
れている。ＥＣＵ３０は、上述のように、駆動モータ１
２を駆動制御することにより後輪舵角を制御し、装置の
異常を検出した際には警告ランプ２８を点灯してその旨
を車両運転者に報知するが、こうした異常検出時には、
駆動モータ１２の通電を単に中止しただけでは、駆動モ
ータ１２が自由に回転するため、左右の後輪２ＲＬ，２
ＲＲが路面からの影響を受けて操舵されることがある。

【００２０】そこで、本実施例では、図３に示す如く、
駆動モータ１２にカットリレー１２ａを設け、後輪操舵
制御の実行時にはこのカットリレー１２ａをオンして、
ＥＣＵ３０側から駆動モータ１２の通電電流を制御でき
るようにし、異常発生時等に後輪操舵制御を中止する際
には、このカットリレー１２ａをオフして、駆動モータ
１２の正極端子と負極端子とを短絡することにより、駆
動モータ１２の回転を固定できるようにされている。

【００２１】また、ＥＣＵ３０は、車速が所定車速以上
となる車両の通常走行時には、ステアリングの操舵方向
と同方向に後輪操舵を行なう所謂同相制御を実行し、車
速が所定車速（例えば１０km/h）未満の車両停止時を含
む低速走行時には、図６に示す如きマップを用いて目標
後輪舵角を算出することにより、ステアリングの操舵方
向と逆方向に後輪操舵を行なう、所謂逆相制御を実行す
るようにされている。

【００２２】なお、この逆相制御の実行時には、図６に
示すマップから明かなように、車両の高速走行時に車両
運転者が通常に操舵するステアリング角範囲±θ（例え
ば、±９０度）では、後輪舵角が中立位置に近い小さな
値となるように設定される。これは、車速センサ２６の
故障等によって、車両が高速走行しているにもかかわら
ず、ＥＣＵ３０が車速が所定車速未満であると判断し
て、逆相制御を行なったときに、後輪２ＲＬ，２ＲＲが
前輪とは逆方向に大きく操舵されるのを防止して、安全
性を確保するためである。

【００２３】次に、ＥＣＵ３０にて実際に実行される後
輪操舵制御、特にＥＣＵ３０において起動直後に実行さ
れる後輪操舵制御について、図７に示すフローチャート
に沿って詳しく説明する。なお、図７に示す後輪操舵制
御は、図示しないイグニッションスイッチがオンするこ
とにより、ＥＣＵ３０に電源が投入されて、ＥＣＵ３０
が起動することにより開始される。

【００２４】図７に示す如く、この後輪操舵制御が開始
されると、まずステップ１１０にて、後輪舵角センサ１
６からの検出信号に基づき、後輪舵角を読み込む。そし
て、続くステップ１２０にて、この読み込んだ後輪舵角
に基づき、図６に示した逆相制御用のマップを逆引きす
ることにより、後輪舵角に対応したステアリング角を読
み込み、これをステアリング角の初期値として設定す
る、ステアリング角初期設定手段としての処理を実行す
る。

【００２５】こうして、ステアリング角の初期値を設定
すると、今度はステップ１３０に移行して、ステアリン
グセンサ２４からの出力信号を読み込む。そして、続く
ステップ１４０にて、ステアリングセンサ２４からの出
力信号の内、Ａ相又はＢ相の信号が変化したか否かを判
断し、この信号が変化している場合には、ステップ１５
０にて、その変化状態に応じてステアリング角を更新す
る、ステアリング角更新手段としての処理を実行する。
なおこうしたステアリング角の更新手順については、従
来より周知であるので、説明は省略する。

【００２６】次に、ステップ１５０にてステアリング角
の更新処理を実行した場合、或はステップ１４０にて、
ステアリングセンサ２４から出力されたＡ相及びＢ相の
信号が共に変化していないと判断された場合には、ステ
ップ１６０に移行して、ステアリングセンサ２４からＺ
相の信号（Low レベル）が入力されたか否かを判断す
る。そして、ステアリングセンサ２４からＺ相の信号が
入力されていなければ、後述のステップ２００に移行
し、ステアリングセンサからＺ相の信号が入力されてい
れば、現在、実際のステアリング角は基準角（０度，±
３６０度，±７２０度，…）であることから、続くステ
ップ１７０に移行して、現在制御に用いているステアリ
ング角とこの基準角とのずれ量を算出する。

【００２７】次にステップ１８０では、ステップ１７０
で算出したステアリング角と基準角とのずれ量が予め設
定された許容範囲（例えば、基準角±９０度）内にある
か否かを判断する。そして、ステアリング角と基準角と
のずれ量が許容範囲内にある場合には、ステップ１９０
にて、ステアリング角を基準角に補正した後、ステップ
２００に移行し、逆に、ステアリング角と基準角とのず
れ量が許容範囲から外れている場合には、ステップ２１
０に移行する。

【００２８】次に、ステップ１６０にて、ステアリング
センサ２４からＺ相の信号が入力されていないと判断さ
れた場合、或は、ステアリング角と基準角とのずれ量が
許容範囲内にあり、ステップ１９０にて、ステアリング
角を基準角に補正した場合に実行されるステップ２００
においては、ステアリング角と車速とに基づき目標後輪
舵角を算出し、この目標後輪舵角と後輪舵角センサ１６
にて検出された実際の後輪舵角との偏差に基づき、駆動
モータ１２の制御量を算出して、駆動モータ１２を駆動
制御する、制御手段としての処理を実行する。そして、
こうしたモータ駆動制御が終了すると、再度ステップ１
３０に移行することにより、上記処理を繰返し実行す
る。

【００２９】一方、ステップ１８０にて、ステアリング
角と基準角とのずれ量が許容範囲から外れていると判断
された場合には、後輪舵角センサ１６，ステアリングセ
ンサ２４，或は駆動モータ１２から後輪操舵機構１０に
至る当該装置の駆動系に、何等かの異常が発生している
と考えられるので、ステップ２１０にて、その旨を車両
運転者に報知するために、警告ランプ２８を点灯し、続
くステップ２２０にて、カットリレー１２ａをオフし
て、駆動モータ１２の正極端子と負極端子とを短絡する
ことにより、駆動モータ１２を現在の回転位置で固定
し、当該後輪操舵制御を終了する。

【００３０】以上説明したように、本実施例の後輪操舵
装置においては、車速が所定車速（例えば１０km/h）未
満の車両停止時を含む低速走行時に、後輪２ＲＬ，２Ｒ
Ｒを前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵方向とは逆方向に操舵す
る逆相制御を実行することにより、車両停止時のステア
リング角と後輪舵角とが常に対応するようにし、ＥＣＵ
３０の起動直後に、後輪舵角センサ１６により検出され
た後輪舵角と逆相制御用のマップとからステアリング角
を初期設定するようにされている。

【００３１】このため、本実施例の後輪操舵装置によれ
ば、車両からバッテリが外されたとしても、ＥＣＵ３０
の起動時には、ステアリング角を正確且つ速やかに初期
設定することができる。また、本実施例の後輪操舵装置
においては、ステアリングセンサ２４からステアリング
角の基準角を表すＺ相信号が出力されたときに、制御に
用いるステアリング角を基準角に補正し、しかもそのず
れ量が許容範囲から外れているときには、ステアリング
センサ２４或は後輪舵角センサ１６に何等かの異常があ
ると判定して、その旨を車両運転者に報知すると共に、
駆動モータ１２の回転を固定するようにされている。こ
のため、後輪操舵制御の制御精度を向上できると共に、
センサ異常時の安全性を向上することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の後輪操舵装
置においては、車両停止時にステアリング装置が操舵さ
れる所謂据え切り時にも後輪操舵を行なうことにより、
当該装置の動作停止時にも後輪舵角とステアリング角と
が対応するようにし、当該装置の起動直後に後輪舵角セ
ンサにて検出された後輪舵角に基づき、ステアリング角
を初期設定するようにしている。このため、本発明の後
輪操舵装置によれば、従来装置のように、車両からバッ
テリが取り外されること等により、後輪操舵制御の遅れ
が生じることはなく、装置の起動時に、ステアリング角
を、常に、正確且つ速やかに初期設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を例示するブロック図である。

【図２】実施例の後輪操舵装置全体の構成を表す概略構
成図である。

【図３】実施例の後輪操舵装置の制御系の構成を表す電
気回路図である。

【図４】実施例のステアリングセンサの構成及びその出
力信号を表す説明図である。

【図５】実施例の後輪操舵機構の構成及びこの後輪操舵
機構に取り付けられた後輪舵角センサからの出力信号を
表す説明図である。

【図６】後輪操舵の逆相制御を実行する際に使用される
目標後輪舵角算出用のマップを表す説明図である。

【図７】ＥＣＵにて実行される後輪操舵制御を表すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

２ＦＬ，２ＦＲ…前輪 ２ＲＬ，２ＲＲ…後輪 １
０…後輪操舵機構 １２…駆動モータ １２ａ…カットリレー １４…
モータセンサ １６…後輪舵角センサ １８…ステアリングホイール ２０…ステアリングギヤボックス ２２…ステアリン
グシャフト ２４…ステアリングセンサ ２６…車速センサ ２
８…警告ランプ ３０…電子制御装置（ＥＣＵ） ３２…スリット板
３４…検出素子部 ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｚ…フォトインタラプタ Ｄ…発光ダイオード Ｒ…抵抗器 ＴＲ…フォトト
ランジスタ

フロントページの続き (72)発明者 稲葉 隆史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の後輪を操舵するための後輪操舵機
   構と、 該後輪操舵機構を駆動するアクチュエータと、 前記後輪の舵角を検出する後輪舵角センサと、 車速を検出する車速センサと、 車両運転者により回転駆動される前輪操舵用のステアリ
   ング装置に設けられ、該ステアリング装置の所定の回転
   角度毎にパルス信号を発生するステアリングセンサと、 該ステアリングセンサからの出力パルスに基づき前記ス
   テアリング装置の操舵角を算出するステアリング角算出
   手段と、 該ステアリング角算出手段にて算出された前記ステアリ
   ング装置の操舵角と前記車速センサにて検出された車速
   とに基づき、車両の走行停止時を含む目標後輪舵角を算
   出し、前記後輪舵角センサにて検出される実際の後輪舵
   角が該目標後輪舵角となるように、前記アクチュエータ
   を駆動制御する制御手段と、 を備えた車両の後輪操舵装置において、 前記ステアリング角算出手段が、 当該装置の起動直後に、前記後輪舵角センサにて検出さ
   れた後輪舵角に基づき、前記ステアリング装置の操舵角
   を初期設定するステアリング角初期設定手段と、 該初期設定された前記ステアリング装置の操舵角を、前
   記ステアリングセンサからの出力パルスに基づき順次更
   新するステアリング角更新手段と、 を備えたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。