JP4719901B2 - 後輪操舵角制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、後輪操舵角を前輪操舵角に対して制御する後輪操舵角制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の後輪操舵角制御装置として、特開昭６１−２５７３６８号公報に掲載の技術を挙げることができる。
【０００３】
図１３は上記公報に掲載された後輪操舵角制御装置の全体機能ブロック構成図である。
【０００４】
図において、車速を検出する車速検出手段１と、前記検出車速に基づいて同車速が低いとき後輪を前輪に対して逆相に制御する舵角比を決定し、かつ、同検出車速が高いとき後輪を前輪に対して同相に制御する舵角比を決定する舵角比決定手段２と、前記決定舵角比に対応する制御信号を出力する出力手段３と、前記制御信号に応じて後輪転舵角を前記決定舵角比に設定する後輪操舵機構４と、車速を減少させる減速制御手段５を有する後輪操舵角制御装置を備えた車両において、後輪操舵機構４により設定された舵角比を検出する設定舵角比決定手段６と、前記設定角度比と前記検出設定舵角比との差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する判別手段７とを設け、前記差が前記許容範囲内にないとき減速制御手段５により車速を減速させるようにしたものである。
【０００５】
このように構成することにより、後輪転舵機構４が後輪転舵角を舵角比決定手段２により決定された舵角比に設定し、この設定舵角比を設定舵角比決定手段６が検出し、判別手段７が前記設定角度比と前記検出設定舵角比との差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別するので、後輪転舵機構４の故障により生じる舵角比設定状態の異常を検出できる。
【０００６】
そして、この異常検知時、即ち、決定舵角比と検出設定舵角比との差が所定値よりも大きいとき、減速制御手段５が車速を減少させるように作用するので、走行車両の後輪操舵機構４に故障が発生した場合、同故障により操縦安定性が悪化して進行方向の不安定になった車両をそのまま走行させ続けることがなくなり、車両走行の安全性を向上させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような公報に掲載された後輪操舵角制御装置は、例えば、舵角比決定手段２が故障すると、故障した舵角比決定手段２の指示によって減速制御手段５は必要としない車速の減速を指示する可能性がある。逆に、舵角比決定手段２が故障すると、車速を減速しなくなる可能性もある。即ち、車速の制御が確実でなくなる。また、設定舵角比決定手段６が故障しても、前者と同様の結果となる。
【０００８】
そして、上記公報に掲載された後輪操舵角制御装置は、後輪操舵機構４に中立復帰機能を持たないので、許容範囲外で故障すると、車速が減速された状態を維持することになる。また、故障したとき、車速制限が付されるので、他の制御との連繋がとれなくなる。
【０００９】
一方、他の公知文献として、特開平３−１５３４７１号公報に掲載の技術もある。この技術においては、後輪操舵機構４が故障したときに自動復帰し、運転者に不意の車両挙動を発生する可能性がある。また、後輪操舵機構４が故障した場合に自動復帰して、それを警告するが、他の制御との連繋は前者と同様にとれない。なお、当出願人による特開平７−４７９６３号公報に掲載の技術についても、この点については改良されていない。
【００１０】
そして、特開平３−１５３４７１号公報に掲載の技術は、警告灯と中立位置付勢手段が一つの動力遮断手段信号で制御されており、イニシャル時には必ず２ＷＳとなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、これらの点を解決すべく、後輪操舵角制御信号系統の異常に対して、走行車速を急激に変化させることなく通常の走行が可能な後輪操舵角制御装置の提供を課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の後輪操舵角制御装置は、検出車速に基づいて舵角比を決定する後輪舵角決定部と、前記後輪舵角決定部の決定舵角比に対応する制御信号を出力し、その制御信号に応じて後輪転舵角を設定する後輪操舵機構部と、前記後輪舵角決定部の入力及び演算処理、後輪操舵機構部に与える出力信号の異常を検出する監視部と、前記後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にあるか否かを検出する中立位置検出部と、前記監視部が異常を検出したとき、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にないことを報知し、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記報知を解除する報知決定部とを具備するものである。
【００１３】
したがって、正常に動作しているとき、検出車速に基づいて舵角比を決定する所謂４ＷＳ制御を後輪舵角決定部と後輪操舵機構部によって行う。この一連の制御を監視部で、前記後輪舵角決定部の入力信号及びその処理、後輪操舵機構部に与える出力信号の異常を検出し、前記監視部が異常を検出した場合で、中立位置検出部の出力によって前記後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないとき、それを他の制御及び／または運転者に報知し、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記報知を解除するものである。
【００１４】
この報知は、中立位置検出部の出力によって後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にあるか否かを他の制御及び／または運転者に報知しているから、他の制御及び／または運転者は後輪舵角決定部及び後輪操舵機構部の異常を前提とする事態に対応することができるから、この後輪操舵角制御信号系統の異常によって、車両運動を急激に変化させることなく、安定した走行が可能となる。特に、中立位置検出部の出力を後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内になるように自動制御した場合等、何れも、報知は解除されるので、通常の走行が可能となる。
【００１５】
請求項２の後輪操舵角制御装置の前記後輪操舵機構部は、路面から後輪に伝えられた力で変化しない機構としたものであるから、前記後輪操舵機構部に対してエネルギーの供給が変化しても、運転者が意図しないにもかかわらず、後輪操舵機構部の出力状態が変化することがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の後輪操舵角制御装置の各実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態１の後輪操舵角制御装置の構成を示す全体概略説明図である。図２は本発明の実施の形態１の機構主要部の縦断面図、図３は図２に示す螺合部の拡大縦断面図、図４は図２の切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ線拡大断面図、図５は図４に示すモータの電気コイルの分布を示す図２の切断線Ｂ−ＢによるＢ−Ｂ線拡大断面図で、図６は３個のホールＩＣを示す図２の切断線Ｃ−ＣによるＣ−Ｃ線拡大断面図である。そして、図７は本発明の実施の形態１の後輪操舵角制御装置の制御系を示す全体ブロック構成図である。
【００２０】
図１において、前輪１３，１４は前輪操舵機構１０によりステアリングホイール１９の回動操作に応じて操舵される。前輪の操舵量は、前輪操舵機構１０のラック（前輪の操舵駆動のための操作軸）の移動量を検出する第１前輪舵角センサ１７とステアリングホイール１９が取り付けられた操舵軸に設けられた第２前輪舵角センサ２０により検出される。第１前輪舵角センサ１７には、例えば、ポテンショメータ等のようなリニアセンサを用い、第２前輪舵角センサ２０には、回転時にパルスを発生するロータリエンコーダ等のようなセンサを用いている。
【００２１】
後輪１５，１６は、後輪操舵機構１１により操舵される。後輪操舵機構１１は、ブラシレスモータからなるモータ１２の動力で動作する。モータ１２の端部には、モータ１２の回転角度を検出する磁極センサ１８（図２）が設けられている。また、後輪１５，１６の実際の舵角を検出するための後輪舵角センサ２１が後輪を操舵駆動する操作軸２５に結合されている。後輪舵角センサ２１の軸にはカムが配設され、そのカムによって開閉するスイッチによって後輪操舵機構１１の中立位置を検出する中立位置検出センサ６８が配設されている。この中立位置の検出は、カムの形状により中立を含む所定の許容範囲内に設定することができる。
【００２２】
本実施の形態の車両には、他に、車両の速度を検出する２系統の第１車速センサ２２、第２車速センサ２３、車両のヨーレートを測定するヨーレートセンサ２４を有している。
【００２３】
モータ１２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０からの信号により制御される。電子制御ユニット６０は、第１前輪舵角センサ１７、第２前輪舵角センサ２０、後輪舵角センサ２１、第１車速センサ２２、第２車速センサ２３、ヨーレートセンサ２４の各センサ出力をインターフェース６４を介して入力し、前輪の舵角及び車両の走行状態に対応した後輪の所要舵角を算出し、該所要舵角を実現するようにモータ１２を駆動する。電子制御ユニット６０は、図７に示すように、磁極センサ１８、中立位置検出センサ６８の各センサ出力をインターフェース６６を介して入力し、後輪の所要舵角出力を算出し、かつ、後輪操舵機構１１の位置が所定の許容範囲内にあるか否かの設定をする。また、中立位置検出センサ６８の出力は、電子制御ユニット６０を介さず、他の制御部に直接入力してもよい。
【００２４】
また、インターフェース６４には、後輪操舵角制御内容を選択する選択スイッチ７１が接続されており、選択スイッチ７１の信号が電子制御ユニット６０に入力されている。そして、インターフェース６６は電子制御ユニット６０からの出力を、インジケータ６７でその状態を出力する。
【００２５】
後輪操舵機構１１の主要な構造を図２に示す。車両の進行方向に対して直角に設けられている操作軸２５の両端部には、ボールジョイント５３を介して後輪のナックルアーム（図示せず）が接続されている。操作軸２５の両端部はブーツ２８により保護されている。
【００２６】
操作軸２５は、ブラシレスモータからなるモータ１２の中空回転軸２７を貫通している。操作軸２５には略円筒状の雄ねじ部材２６が固着されている。図３に示すように、中空回転軸２７の大径に膨出した箇所の内周面には台形雌ねじ２７ｆが刻まれており、雄ねじ部材２６の大径に膨出した箇所の外周面には、台形雌ねじ２７ｆに螺合する台形雄ねじ２６ｍが刻まれており、これらの台形雌ねじ２７ｆ及び台形雄ねじ２６ｍが内面及び外面とで螺合している。
【００２７】
特に、台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍとの間の噛み合いは、逆効率を「０」とすることによって、路面からの力で噛み合いが変化しないようにしている。即ち、操作軸２５の移動しようとする外力が加わっても、操作軸２５に一体に固着されている円筒状の雄ねじ部材２６が、その台形雄ねじ２６ｍと台形雌ねじ２７ｆの噛み合いが、その逆効率を「０」としているから、操作軸２５に加わる外力によって中空回転軸２７が回転することがない。
【００２８】
また、操作軸２５に一体に固着された雌ねじ部材２６には、ロータリポテンショメータからなる後輪舵角センサ２１の回転軸に一端が固着された半径方向に延びるアームの先端が係合している。操作軸２５がその軸心が延びる方向（操舵駆動方向）に往復動すると、後輪舵角センサ２１の回転軸が正逆回転し、後輪舵角センサ２１の出力信号レベルが、操作軸２５の位置（後輪舵角）に対応する。
【００２９】
モータ１２の中空回転軸２７には、４極の円筒状の磁石４２を配設している。磁石４２の側周面を略円筒状の磁性体ヨーク４３が取り囲んでおり、磁性体ヨーク４３より磁石４２に向けて磁極４３ａ（図４）が突出しており、磁極４３ａに電気コイル４４が巻かれている。
【００３０】
図４及び図５に示すように、ヨーク４３からは磁石４２に向けて１２本の磁極４３ａが突出しており、電気コイル４４の各コイルは、３本の突起を一単位にした磁極グループのそれぞれに巻かれている。電気コイル４４の巻き方を図５に示すように、６相に巻かれているが、半分の３相を１系統とした２系統となっている。電気コイル４４ａ，４４ｂ，４４ｃを１系統目、電気コイル４４ｄ，４４ｅ，４４ｆを２系統目としている。電気コイル４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ及び４４ｆの一端は、それぞれ端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２及びＷ２から出力される。電気コイル４４ａ，４４ｂ，４４ｃの他端は電気的に接続されている。また、電気コイル４４ｄ，４４ｅ，４４ｆの他端も電気的に接続されている。このように、モータ１２は３相４極２系統のブラシレスモータとなっているので、１系統が故障により動かなくても、他の系統によりモータを回転させることができる。また、２系統を同時に作動させれば、パワーを上げることができる。電気コイル４４はそれぞれの系統ごとに、ターミナル及びワイヤーハーネスを介して、モータドライバ６５に接続されている。
【００３１】
なお、図２に示す磁極センサ１８は、モータハウジングに固定されており、図６に示すように、３個のホールＩＣ５０が設けられている。３個のホールＩＣ５０は、それぞれ６０度ずつずれて配置されている。３個のホールＩＣ５０の出力は、後述の電子制御ユニット６０において、磁極信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣとして使用される。
【００３２】
モータ１２の中空回転軸（モータ軸）２７が回転すると、３個のホールＩＣ５０に対して磁石４２が回転し、磁極センサ１８の３本の出力である磁極信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣがハイレベルとローレベル間で変化する。例えば、モータ１２が反時計回りに回転するときには磁極センサ１８の磁極信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣが切り換わる。この磁極信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの切り換わりに同期して電気コイル４４の各電気コイルの電流を切り換えれば、磁石４２、即ち、ロータが回転する。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、モータ１２を２系統の電気コイルを備えるものとして、制御上は仮想的にモータＭ１とＭ２に２分割し、モータドライバを２系統としている。これは、片方のモータやモータドライバに故障が生じた場合でも他方を駆動して中立復帰ができるようにするためである。モータＭ１系統が故障と判断されたとき、例えば、モータＭ１のモータドライバー内で異常電流が検出されたような場合には、当該回路を開とする。そして、モータＭ２を駆動して、後輪操舵系を中立復帰させることができる。また、モータＭ２系統が故障と判断されたとき、当該回路を開として、モータＭ１を駆動して後輪操舵系を中立復帰させることができる。これらの場合、片方のモータだけでの駆動になるので出力は下がるが、後輪操舵系にクラッチやリターンスプリングを備えなくても、中立復帰が実現する。
【００３４】
勿論、本発明を実施する場合には、後輪操舵系にクラッチを配設し、中立復帰を行わせてもよいし、ハンドル（クランクハンドル図１２参照）でモータ１２の回転軸を回転し、それによつて、マニュアル操作で中立復帰を行わせてもよい。
【００３５】
次に、図７を用いて、本実施の形態１の後輪操舵角制御装置の制御系について説明する。
【００３６】
電子制御ユニット６０は車載のバッテリー５９に接続されている。バッテリー５９は、ヒューズ及びイグニッションスイッチＳＷを介して定電圧レギュレータ５８に接続され、そこから電子制御ユニット６０の各部に定電圧電力が供給される。
【００３７】
電子制御ユニット６０は、主制御を行うマイクロプロセッサからなる舵角制御部６２と、異常監視及び出力制御を行う電子回路からなる監視出力部６３と、前述した第１前輪舵角センサ１７、第２前輪舵角センサ２０、第１車速センサ２２、第２車速センサ２３、ヨーレートセンサ２４の出力はインターフェース６４を介して、磁極センサ１８及び中立位置検出センサ６８の出力はインターフェース６６を介して、舵角制御部６２に入力されている。ここでは、第１前輪舵角センサ１７の出力、第２前輪舵角センサ２０の出力、第１車速センサ２２の出力、第２車速センサ２３の出力、ヨーレートセンサ２４の出力、磁極センサ１８の３本の出力ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ、後輪舵角センサ２１の出力を用いて、舵角制御部６２は、後輪操舵角制御に必要な情報としている。
【００３８】
後輪操舵角制御内容を選択する選択スイッチ７１は、インターフェース６４を介して、舵角制御部６２に入力されている。選択スイッチ７１の操作によって、異常時に、舵角制御部６２は後輪操舵機構１１を中立位置に設定するように後輪の所定舵角を変化させる。
【００３９】
更に、他の制御部７０は、他のエンジン制御等を行う制御系であり、送受信部６９は、舵角制御部６２と他の制御部７０との送受信を行う。報知部７２は他の制御部７０を介して、視覚的及び／または聴覚的に警告、ダイアグを出力する。
【００４０】
前述したように電子制御ユニット６０は、３相２系統のブラシレスモータからなるモータ１２を制御する。モータ１２の各相の端子は電子制御ユニット６０に接続されたモータドライバ６５に接続されている。
【００４１】
次に、本実施の形態の後輪操舵角制御装置について説明する。
【００４２】
図８は本発明の実施の形態１の監視出力部、舵角制御部のプログラムのフローチャート、図９は本発明の実施の形態１の舵角制御部（他の制御部、例えば、エンジン制御装置）で車速制限を行うプログラムのフローチャート、図１０は本発明の実施の形態１の運転者に対する報知を行うプログラムのフローチャートである。
【００４３】
図８は本実施の形態の監視出力部、舵角制御部が実行するメインプログラムである。まず、ステップＳ０１で信号系の電源が供給されていないときは、ステップＳ０５で中立スイッチ信号の出力を許可する出力を出す。なお、ステップＳ０５の中立スイッチ信号の出力は、中立位置検出センサ６８の出力状態を他の制御部７０に出力することを意味する。ステップＳ０１で信号系の電源が供給されているとき、ステップＳ０２で舵角制御部６２の入力及び演算処理、後輪操舵機構１１に与える出力信号を監視することによりシステムの異常を検出する。ステップＳ０２でシステムの異常が検出されないとき、ステップＳ０３で通常の制御を行う。
【００４４】
即ち、舵角制御部６２によって、モータドライバ６５がモータ１２に通電すると、モータ１２の中空回転軸２７が回転し、中空回転軸２７と一体の台形雌ねじ２７ｆが回転する。この回転により、台形雌ねじ２７ｆに螺合した台形雄ねじ２６ｍが中空回転軸２７の延びる方向に移動する。台形雄ねじ２６ｍが一体となった操作軸２５が、中空回転軸２７の延びる方向に移動する。操作軸２５の両端をそれぞれ左右輪のそれぞれに、従来の連結態様と同様に連結することにより、操作軸２５の前記移動により、左右輪が操舵される。
【００４５】
ステップＳ０２でシステムの異常が検出されると、ステップＳ０４でモータドライバ６５の出力を禁止し、ステップＳ０５で中立スイッチ信号の出力を許可する出力を出す。
【００４６】
次に、図９の本実施の形態の車速制限を行うプログラムについて説明する。この車速制限を行うプログラムは、他の制御部７０でエンジンを制御し車速制限を実行する。本実施の形態では、他の制御部７０のエンジン制御で車速制限を実行する場合として説明する。
【００４７】
まず、ステップＳ１１で送受信部６９からの通信信号が異常であるか判断し、正常のとき、ステップＳ１３で車速制限要求が、送受信部６９を介して舵角制御部６２から出力されているか判断し、車速制限要求がないときには、そのまま、このルーチンを脱する。車速制限要求があるときには、ステップＳ１４で車速制限を行う。ステップＳ１１で送受信部６９からの通信信号が異常であると判断したとき、ステップＳ１２で前述のステップＳ０５で中立スイッチ信号の出力を許可して、中立位置検出センサ６８の出力状態を他の制御部７０に入力しているので、その信号を直接判断する。中立位置検出センサ６８の出力状態が中立にあるときは、車速を制限する必要がないから、そのまま、このルーチンを脱する。中立位置検出センサ６８の出力状態が中立にないときは、車速を制限する必要があるから、ステップＳ１４で車速制限を行う。
【００４８】
図１０は運転者への警告のフローチャートで、本実施の形態では、他の制御部７０で視覚的及び／または聴覚的に報知する場合として説明する。
【００４９】
車速制限が設定されているとき、ステップＳ２１で中立位置検出センサ６８の状態を見て、中立位置検出センサ６８の出力状態が中立にあるときは、そのまま、このルーチンを脱する。中立位置検出センサ６８の出力状態が中立にないときは、ステップＳ２２で運転者に車速を制限する必要がある状態で異常が発生しているので、報知部７２で異常を視覚的及び／または聴覚的に報知する。即ち、表示、ブザー音等で報知する。
【００５０】
したがって、運転者は報知部７２で異常が報知されたとき、マニュアルで中立舵角への戻しを行うことができる。即ち、回転付勢系の異常の場合に、視覚的及び／または聴覚的に報知が解除されるようにマニュアルで転舵することで、後輪が転舵のままとなるという事態を回避することができる。特に、マニュアル操作で中立舵角への戻しを行うと、ステップＳ１２、ステップＳ２２でそれが検出され、自動的に速度制限が解除される。
【００５１】
また、モータ１２の中空回転軸２７を操作軸２５が貫通しているので、操作軸２５と直交する方向のサイズ（幅）は極く小さくし、それによって出力トルクが少くなる分を、モータ１２を操作軸２５の延びる方向に長いものとすることにより補うことができ、操舵装置は操作軸２５を中心にした小径のものとすることができる。台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍとからなる台形ねじ結合では、台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍとの相対的な回転により、両者が相対的にそれらの軸心の延びる方向に移動し、上述のように操舵が行なわれるが、台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍと間に該方向に相対的な力が加わっても、これによっては両者のいずれも回転せず、台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍとの一方が軸心の延びる方向に関しては固定されていると、台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍとの両者共に該方向には移動しない。
【００５２】
したがって、車輪から操作軸２５に、該操作軸２５が直線移動可能な方向に力が加わっても、これによってモータ１２の負荷が増大することはない。故に、操舵のための所要トルクは低くてもよく、しかも、モータ１２の非通電時においても車輪から操作軸２５に加わる力による操作軸２５の移動は、台形雌ねじ２７ｆと台形雄ねじ２６ｍからなる台形ねじ結合により阻止される。
【００５３】
図７の舵角制御部６２及び監視出力部６３を、図１２に示すように舵角制御部６２及びリレー７５に置き換えることができる。
【００５４】
図１２は本発明の実施の形態２の後輪操舵角制御装置の制御系を示す全体ブロック構成図である。
【００５５】
例えば、電源の供給不備、マイクロプロセッサの異常等が発生して後輪を中立状態に戻せない場合、電子制御ユニット６０のリレー７５がオンし、後輪操舵機構１１に取り付けた中立位置検出センサ６８の信号をエンジン制御等の他の制御部７０に直接接続する。また、中立位置検出センサ６８は、後輸の転舵量が所定の許容範囲内で、小さいときに接点が開き、大きいときは閉じてＧＮＤに接続される。
【００５６】
図７の実施の形態と図１２の実施の形態の何れであっても、中立位置検出センサ６８の状態を監視出力部６３またはリレー７５を介さず直接出力することもできる。また、この図１２の実施の形態は舵角制御部６２と監視出力部６３を分離することに格別意味のないことを示すものである。
【００５７】
具体的には、正常時は舵角制御部６２により、リレー７５はオフされている。このリレー７５は電源が供給されないときに、その接点がオンする。また、舵角制御部６２は自己診断機能を有している。エンジン制御等の他の制御部７０は、中立位置検出センサ６８の信号がＧＮＤレベルの場合、車速制御を制限する。但し、電子制御ユニット６０との通信が正常に行われている場合、車速制限は行わない。手動復帰部により、後輪操舵機構１１が中立に戻された場合、中立位置検出センサ６８の信号はキャンセルされ、車速制限は解除される。後輸が中立へ戻る故障の報知と、手動複帰部によって戻す報知とを別にすることで、手動復帰で中立に戻ったことを運転者に知らせることができる。
【００５８】
なお、舵角が大きい場合は、車速制限だけでなく、スタビリティ制御との連繋等の必要な処置をとることで、後輸が大きく転舵されたままでも安全な状態を確保しつつ走行性能の制限を最小にできる。また、後輸の転舵量が少ない時は、運転者にそれを報知することができる。
【００５９】
図１１に示すように、本発明の実施の形態の後輪操舵角制御装置は、第１車速センサ２２、第２車速センサ２３等の検出車速に基づいて舵角比を決定する舵角制御部６２からなる後輪舵角決定部８１と、後輪舵角決定部８１の決定舵角比に対応する制御信号を出力し、その制御信号に応じて後輪転舵角を設定する後輪操舵機構１１からなる後輪操舵機構部８２と、後輪舵角決定部８１の入力及び演算処理、後輪操舵機構１１からなる後輪操舵機構部８２に与える出力信号の異常を検出するステップＳ０１乃至ステップＳ０５のルーチンからなる監視部８３と、後輪操舵機構１１からなる後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないときを検出する中立位置検出センサ６８からなる中立位置検出部８４と、監視部８３が異常を検出したとき、後輪操舵機構１１からなる後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にないことを報知し、後輪操舵機構１１からなる後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記車速制限を解除するステップＳ１１乃至ステップＳ１４並びにステップＳ２１乃至ステップＳ２２のルーチンからなる報知決定部８５とを具備するものである。
【００６０】
したがって、正常に動作しているとき、検出車速に基づいて、同検出車速が低いとき後輪を前輪に対して逆相に制御する舵角比を決定し、かつ、同検出車速が高いとき後輪を前輪に対して同相に制御する舵角比を決定すると後輪舵角決定部８１と後輪操舵機構部８２によって行う。この一連の制御を監視部８３で、後輪舵角決定部８１の入力信号及びその処理、後輪操舵機構部８２に与える出力信号の異常を検出し、監視部８３が異常を検出した場合で、中立位置検出部８４の出力によって後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないとき、それを視覚的及び／または聴覚的に報知し、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記報知を解除するものである。
【００６１】
この報知は、中立位置検出部８４の出力によって後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にあるか否かを他の制御及び／または運転者に報知しているから、他の制御及び／または運転者は後輪舵角決定部８１及び後輪操舵機構部８２の異常を前提とする事態に対応することができるから、この後輪操舵角制御信号系統の異常によって、車両運動を急激に変化させることなく、安定した走行が可能となる。特に、中立位置検出部８４の出力を後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内になるように自動制御した場合、マニュアル制御した場合、何れも、報知は解除されるので、通常の走行が可能となる。
【００６２】
この車速制限の解除は、中立位置検出部８４の出力によって後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないことを視覚的及び／または聴覚的に報知しているから、運転者は後輪舵角決定部８１及び後輪操舵機構部８２の異常を前提とする事態の発生を理解し、それに対応することができるから、この後輪操舵角制御信号系統の異常によって、走行車速を急激に変化させることなく、通常の走行が可能となる。特に、中立位置検出部８４の出力を後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内になるように自動制御した場合、マニュアル制御した場合、何れも、後輪操舵角制御信号系統の異常を表示した上での対応であるから、運転者に予告なく制御が急変するものでないので、通常の走行が可能となる。
【００６３】
また、後輪操舵機構部８２は、バネの弾性力で復帰するものではなく、かつ、路面から後輪に伝えられた力で変化しない機構としたものであるから、後輪操舵機構部８２に対してエネルギーの供給が変化しても、運転者が意図しないとき、後輪操舵機構部８２の出力状態が変化することがない。
【００６４】
そして、報知を解除する報知決定部５３は、監視部８３が異常を検出し、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にないことを表示しているとき、マニュアル操作によってのみ許容され、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内に変化させるものである。したがって、運転者が意識しない不用意な車両挙動は発生しない。
【００６５】
ところで、上記実施の形態の後輪操舵角制御装置は、第１車速センサ２２、第２車速センサ２３等の検出車速に基づいて、後輪を前輪に対して所定の舵角比に制御する後輪舵角決定部８１は、舵角制御部６２から構成したものであるが、本発明を実施する場合には、検出車速に応じて制御する舵角比を決定する機能を有するものであればよい。
【００６６】
また、後輪舵角決定部８１の決定舵角比に応じて後輪転舵角を設定する後輪操舵機構部８２は、モータＭ１及びモータＭ２からなるモータ１２、後輪を操舵駆動する操作軸２５、操作軸２５に固着した略円筒状の雄ねじ部材２６と、雄ねじ部材２６と噛み合う中空回転軸２７等からなる後輪操舵機構１１で構成したが、本発明を実施する場合には、後輪舵角決定部８１の決定舵角比に対応する制御信号を出力し、その制御信号に応じて後輪転舵角を設定する機能を有しておればよい。
【００６７】
そして、後輪舵角決定部８１の入力及び演算処理、後輪操舵機構１１からなる後輪操舵機構部８２に与える出力信号の異常を検出する監視部８３は、監視出力部６３からなるものであるが、本発明を実施する場合には、後輪舵角決定部８１の入力及び演算処理、及び／または後輪操舵機構部８２に与える出力信号の異常を検出するものであればよく、例えば、マイクロプロセッサからなる舵角制御部６２によって後輪操舵機構部８２に与える出力信号の異常を検出するものであればよい。具体的には、入力及び出力の異常、マイクロプロセッサの異常を検出するものであればよい。殊に、監視部８３は、後輪操舵機構１１に設定された舵角比を検出し、後輪舵角決定部８１が出力する設定角度比と前記検出設定舵角比との差が所定の許容範囲内にあるか否かの判別についても行うのが一般的である。
【００６８】
更に、後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないときを検出する中立位置検出部８４は、後輪操舵機構１１の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないときを検出する中立位置検出センサ６８としたものであるが、本発明を実施する場合には、後輪操舵機構部８２の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないときを検出するものであればよい。
【００６９】
更にまた、報知決底部８５は、監視部８３が異常を検出したとき、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にないことを報知し、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記車速制限要求を解除することによりステップＳ１１乃至ステップＳ１４並びにステップＳ２１乃至ステップＳ２２のルーチンにより車速の制限と解除を行うものであるが、本発明を実施する場合には、監視部８３が異常を検出したとき、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にないことを報知し、後輪操舵機構部８２の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、報知を解除するものであればよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の後輪操舵角制御装置は、検出車速に基づいて舵角比を決定する後輪舵角決定部と、前記後輪舵角決定部の決定舵角比に対応する制御信号を出力し、その制御信号に応じて後輪転舵角を設定する後輪操舵機構部と、前記後輪舵角決定部の入力及び演算処理、後輪操舵機構部に与える出力信号の異常を検出する監視部と、前記後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないときを検出する中立位置検出部と、前記監視部が異常を検出したとき、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にないことを報知し、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記報知を解除する報知決定部とを具備するものである。
【００７１】
したがって、正常に動作しているとき、所謂４ＷＳ制御を後輪舵角決定部と後輪操舵機構部によって行い、この一連の制御を監視部で、前記後輪舵角決定部の入力信号及びその処理、後輪操舵機構部に与える出力信号の異常を検出し、前記監視部が異常を検出した場合、前記中立位置検出部の出力によって前記後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にないとき、それを他の制御部及び／または運転者に報知し、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記報知を解除するものである。
【００７２】
この報知は、中立位置検出部の出力によって後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内にあるか否かを他の制御及び／または運転者に報知しているから、他の制御及び／または運転者は後輪舵角決定部及び後輪操舵機構部の異常を前提とする事態に対応することができるから、この後輪操舵角制御信号系統の異常によって、車両運動を急激に変化させることなく、安定した走行が可能となる。特に、中立位置検出部の出力を後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内になるように自動制御した場合等、何れも、報知は解除されるので、通常の走行が可能となる。
【００７３】
請求項２の後輪操舵角制御装置の前記後輪操舵機構部は、バネの弾性力で復帰するものではなく、かつ、路面から後輪に伝えられた力で変化しない機構としたものであるから、前記後輪操舵機構部に対してエネルギーの供給が変化しても、運転者が意図しないにもかかわらず、後輪操舵機構部の出力状態が変化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態１の後輪操舵角制御装置の構成を示す全体概略説明図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態１の機構主要部の縦断面図である。
【図３】 図３は図２に示す螺合部の拡大縦断面図である。
【図４】 図４は図２の切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図５】 図５は図４に示すモータの電気コイルの分布を示す図２の切断線Ｂ−ＢによるＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図６】 図６は３個のホールＩＣを示す図２の切断線Ｃ−ＣによるＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図７】 図７は本発明の実施の形態１の後輪操舵角制御装置の制御系を示す全体ブロック構成図である。
【図８】 図８は本発明の実施の形態１の監視出力部が監視及び出力制御するメインプログラムのフローチャートである。
【図９】 図９は本発明の実施の形態１の舵角制御部（他の制御部、例えば、エンジン制御装置）で車速制限を行うプログラムのフローチャートである。
【図１０】 図１０は本発明の実施の形態１の運転者に対する報知を行うプログラムのフローチャートである。
【図１１】 図１１は本発明の実施の形態１の後輪操舵角制御装置の全体機能ブロック構成図である。
【図１２】 図１２は本発明の実施の形態２の後輪操舵角制御装置の制御系を示す全体ブロック構成図である。
【図１３】 図１３は従来の公報に掲載された後輪操舵角制御装置の全体機能ブロック構成図である。
【符号の説明】
１１ 後輪操舵機構
６２ 舵角制御部
６８ 中立位置検出センサ
８１ 後輪舵角決定部
８２ 後輪操舵機構部
８３ 監視部
８４ 中立位置検出部
８５ 報知決定部

Claims (2)

1. 検出車速に基づいて舵角比を決定する後輪舵角決定部と、
   前記後輪舵角決定部の決定舵角比に対応する制御信号を出力し、その制御信号に応じて後輪転舵角を設定する後輪操舵機構部と、
   前記後輪舵角決定部で検出車速に基づいて決定した前記後輪操舵機構部に与える舵角比の異常を前記後輪舵角決定部及び前記後輪操舵機構部から検出する監視部と、
   前記後輪操舵機構部の出力状態が中立を含む所定の許容範囲内であるか否かを検出する中立位置検出部と、
   前記監視部が異常を検出したとき、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にないことを報知し、前記後輪操舵機構部の出力状態が所定の許容範囲内にあるとき、前記報知を解除する報知決定部と
   を具備することを特徴とする後輪操舵角制御装置。
2. 前記後輪操舵機構部は、路面から後輪に伝えられた力で変化しない機構としたことを特徴とする請求項１に記載の後輪操舵角制御装置。

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