(57)【要約】【課題】急激な後輪のトー角変化によって車両運動が乱れることを防止するトー角変更装置を提供する。【解決手段】後輪のトー角αを変更可能とするトー角変更装置のアクチュエータである電動機を駆動制御するトー角変更制御ＥＣＵの目標電流算出部において、目標トー角αＴと現在のトー角αに対し、ステップＳ１６およびステップＳ１７において車両の走行状態がほぼ直進またはほぼ停止状態の場合は、ステップＳ１８においてトー角αの目標変化速度を最大値のωｍａｘに設定する。旋回状態の場合は、トー角αの目標変化速度ωＴ＝ωｍａｘ｛１−（｜θＨ｜／θｍａｘ）｝とする。【選択図】図７
2008201173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備わる後輪のトー角を変更するアクチュエータと、該アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置において、
車両の車速を取得する車速取得手段と、
前輪の転舵状態量を取得する前輪転舵状態量取得手段と、
少なくとも前記車速と前記前輪転舵状態量に応じて左右の後輪のそれぞれの目標トー角を演算する目標トー角演算手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記目標トー角に応じて前記アクチュエータの作動を制御し、
前記各後輪の目標トー角までの変化速度を、車両の旋回状態を示す状態量にもとづいて設定することを特徴とするトー角変更装置。
【請求項２】
前記車両の旋回状態を示す状態量とは、操向ハンドルの操作角、前輪の転舵角、車両の横加速度および車両のヨーレートのうちの少なくとも１つを含んでおり、
前記制御手段は、前記車両の旋回状態を示す状態量が大きいほど前記各後輪の目標トー角までの変化速度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のトー角変更装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記制御手段または前記アクチュエータの異常を検知して、目標トー角を所定の値に設定変更させる異常検知手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトー角変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、四輪自動車の左右の後輪を独立にトー制御できる車両のトー角変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の旋回性などを向上させる目的で、後輪のトー角を制御する４輪操舵装置が種々提案されている。例えば、低速走行時には、前輪と後輪のトー角を逆位相にして最小回転半径を小さくすることができ、高速走行時には、前輪と後輪のトー角を同位相にして車線変更などの際の操縦性を高めることができる。また、左右の後輪のトー角を独立に制御する技術として、油圧機構によるアクチュエータを用いたもの、油圧機構に代えて送りねじ機構によるアクチュエータを用いたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両の４輪操舵装置において、トー角変更装置の異常を検出したときに、後輪のトー角を中立位置に移動させる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平６−４７３８８号公報（図２、図３、図４）
【特許文献２】特開平６−２９３２７６号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車速と操向ハンドルの操作角に応じて後輪の目標トー角を算出して、目標トー角になるように後輪を速やかに制御すると、急激な後輪のトー角変化によって車両運動の違和感を与える場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、前記問題を解決するトー角変更装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため請求項１の発明は、車両に備わる後輪のトー角を変更するアクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、を備え、後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置において、車両の車速を取得する車速取得手段と、前輪の転舵状態量を取得する前輪転舵状態量取得手段と、少なくとも車速と前輪転舵状態量に応じて左右の後輪のそれぞれの目標トー角を演算する目標トー角演算手段と、を備え、制御手段は、目標トー角に応じてアクチュエータの作動を制御し、各後輪の目標トー角までの変化速度を、車両の旋回状態を示す状態量にもとづいて設定することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、後輪の目標トー角までの変化速度を車両の旋回状態を示す状態量にもとづいて設定することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトー角変更装置において、車両の旋回状態を示す状態量とは、操向ハンドルの操作角、前輪の転舵角、車両の横加速度および車両のヨーレートのうちの少なくとも１つを含んでおり、車両の旋回状態を示す状態量が大きいほど各後輪の目標トー角までの変化速度を小さくすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、操向ハンドルの操作角、前輪の転舵角、車両の横加速度および車両のヨーレートのうちの少なくとも一つの状態量から旋回状態が激しいほど後輪のトー角の変化速度を小さく設定することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のトー角変更装置において、制御手段またはアクチュエータの異常を検知して、制御手段に目標トー角を所定の値に設定変更させる異常検知手段を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、異常検知手段が制御手段またはアクチュエータの異常を検知したとき、制御手段に目標トー角を所定の値に設定変更させ、その目標トー角までの変化速度を車両の旋回状態を示す状態量にもとづいて設定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、後輪の目標トー角までの変化速度を、車両の旋回状態を示す状態量にもとづいて設定することができ、例えば、所定のヨーレート以上の旋回状態で後輪のトー角変化に対する車両挙動変化が大きい状況では、後輪のトー角の変化速度を小さくするので、異常検知手段が制御手段またはアクチュエータの異常を検知した場合にトー角を中立位置に戻すときも、トー角の変化速度を、車両挙動の乱れを抑えながら達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《実施形態》
本発明の実施形態を図１から図６を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態に係るトー角変更装置を含む操舵システムを備えた四輪自動車の全体概念図であり、図２は電動パワーステアリング装置の構成図である。
【００１４】
図１に示すように、操舵システム１００は、前輪１Ｌ、１Ｒを転舵させる操向ハンドル３による操舵を電動機４で補助する電動パワーステアリング装置１１０、操向ハンドル３の操作角と車速とに応じて後輪２Ｌ、２Ｒのトー角をそれぞれ独立にアクチュエータ３０によって変更させるトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ、電動パワーステアリング装置１１０およびトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒを制御する操舵制御装置１３０（以下、操舵制御ＥＣＵと称する）、操作角センサ（前輪転舵状態量取得手段）ＳＨ、車速センサ（車速取得手段）ＳＶなどを含んで構成されている。
【００１５】
（電動パワーステアリング装置）
電動パワーステアリング装置１１０は、図２に示すように操向ハンドル３が設けられたメインステアリングシャフト３ａと、シャフト３ｃと、ピニオン軸７とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）３ｂによって連結され、また、ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａは、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９、９を介して左右の前輪１Ｌ、１Ｒが連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３の操作時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９、９は転舵機構を構成する。
なお、ピニオン軸７はその上部、中間部、下部を軸受３ｄ、３ｅ、３ｆを介してステアリングギアボックス６に支持されている。
【００１６】
また、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機４を備えており、この電動機４の出力軸に設けられたウォームギア５ａが、ピニオン軸７に設けられたウォームホイールギア５ｂに噛合している。
すなわち、ウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとで減速機構が構成されている。また、電動機４の回転子と電動機４に連結されてているウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとピニオン軸７とラック軸８とラック歯８ａとタイロッド９、９などにより、ステアリング系が構成されている。
【００１７】
電動機４は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するものである。
【００１８】
また、電動パワーステアリング装置１１０は、電動機４を駆動する電動機駆動回路２３と、電動機４の回転角を検出するレゾルバ２５と、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクを検出するトルクセンサＳＴと、ピニオン軸７の回転角を検出する操作角センサＳＨと、トルクセンサＳＴの出力を増幅する差動増幅回路２１と、車両の速度（車速）を検出する車速センサＳＶとを備えている。
そして、操舵システム１００の操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０の機能部である電動機４を駆動制御する後記する電動パワーステアリング制御部１３０ａ（図５参照）を有している。
【００１９】
電動機駆動回路２３は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、電動パワーステアリング制御部１３０ａからのＤＵＴＹ（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機４を駆動するものである。
また、電動機駆動回路２３は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流を検出する機能を備えている。
【００２０】
車速センサＳＶは、車両の車速ＶＳを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号ＶＳを出力する。
操舵制御ＥＣＵ１３０の機能構成については、電動パワーステアリング装置１１０の制御とトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの制御とをまとめて後記する。
【００２１】
（トー角変更装置）
次に、図３、図４を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図３は左後輪側のトー角変更装置の平面図であり、図４はトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図３では、左後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置１２０Ｌを示している。トー角変更装置１２０Ｌは、アクチュエータ３０、トー角変更制御装置（以下、トー角変更制御ＥＣＵと称する）３７を備えている。
なお、図３は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。ちなみに、トー角変更制御ＥＣＵ３７は、本発明における制御手段を構成する。
【００２２】
車体のリアサイドフレーム１１にほぼ車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、ほぼ車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム１３の後端に後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、ほぼ鉛直方向の回動軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。
【００２３】
アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回動軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。
【００２４】
図４に示すように、アクチュエータ３０は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５などを備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータなどで構成されている。そして、コイルの巻線温度を検出する温度センサ３１ａを有し、トー角変更制御ＥＣＵ３７の後記する自己診断部８１ｄ（図６参照）に検出温度信号を入力する。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）などが組み合わされて構成されている。
【００２５】
送りねじ部３５は、円筒形状に形成されたロッド３５ａと、このロッド３５ａの内部に挿入されて円筒形状をし、内周側にスクリュー溝３５ｂが形成されたナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。
送りねじ部３５は、減速機構３３および電動機３１とともに細長形状のほぼ円筒形状のケース本体３４内に収容されている。また、ケース本体３４の送りねじ部３５側にはブーツ３６がケース本体３４の端部とロッド３５ａの端部との間を蓋うように取り付けられており、ケース本体３４の端部から露出したロッド３５ａの外周面に埃や異物が付着したり、ケース本体３４の内部に外部から埃や異物や水が侵入しないようなっている。
【００２６】
減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。スクリュー軸３５ｄとナット３５ｃのスクリュー溝３５ｂとの噛合の摩擦力により、電動機３１が通電されて駆動されていない状態においても、後輪のトー角が一定に保持される。
【００２７】
また、アクチュエータ３０には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。
【００２８】
このように構成されたアクチュエータ３０は、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図３参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端（図４において右側の端）に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２（図３参照）に回動自在に連結されている。電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図４の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図３の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図４の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図３の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回する。
【００２９】
なお、アクチュエータ３０のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックルなど後輪２Ｌのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、本実施形態においてトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したがそれに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。
例えば、ダブルウイッシュボーン式サスペンションのサイドロッドや、ストラット式サスペンションのサイドロッドに前記アクチュエータ３０を組み込むことによっても実現できる。
【００３０】
また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に取り付けられている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、アクチュエータ３０のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８、温度センサ３１ａとコネクタなどを介して接続されている。また、左右のトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７同士の間と、トー角変更制御ＥＣＵ３７、３７と操舵制御ＥＣＵ１３０との間とは通信回線で接続されている。
トー角変更制御ＥＣＵ３７には、車両に搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。また、操舵制御ＥＣＵ１３０、電動機駆動回路２３にも前記とは別系統でバッテリなどの電源から電力が供給される（図示せず）。
【００３１】
（操舵制御ＥＣＵ）
次に、図５を参照しながら操舵制御ＥＣＵの機能を説明する。
図５は操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略制御機能構成図である。
操舵制御ＥＣＵ１３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されている。
図５に示すように操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０を制御する電動パワーステアリング制御部１３０ａと、本発明の特徴である後輪２Ｌ、２Ｒのトー角の目標値を演算する目標トー角演算部（目標トー角演算手段）７１を備えている。
【００３２】
（電動パワーステアリング制御部）
電動パワーステアリング制御部１３０ａは、詳細な説明を省略するが、特開２００２−５９８５５号公報の図２に記載されているような電動機４を駆動制御するための目標電流信号を設定し、その信号をイナーシャ補正し、さらにダンピング補正し、補正された目標電流を、電動機駆動回路の出力電流をフィードバック制御して、電動機駆動回路２３にＤＵＴＹ（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）信号を出力する。
【００３３】
（目標トー角演算部）
次に、図５を参照しながら後輪目標トー角演算部について説明する。
目標トー角演算部７１は、車速信号ＶＳと、操向ハンドル３の操作角θＨとから左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれの目標トー角αＴＬ、αＴＲを生成し、左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれのトー角変更を制御するトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７に目標トー角αＴＬ、αＴＲを入力する。この目標トー角αＴＬ、αＴＲの生成は、予め左右の後輪２Ｌ、２Ｒごとに設定されたトー角テーブル７１ａを操作角θＨ、操作角θＨの角速度ωＨ、車速ＶＳとにもとづいて参照することによって行なわれる。
なお、角速度ωＨは目標トー角演算部７１内で操作角θＨを微分して求める。
例えば、次式（１）、（２）のように設定される。
αＴＬ＝ＫＬ（ＶＳ，ωＨ，θＨ）・θＨ            ・・・・（１）
αＴＲ＝ＫＲ（ＶＳ，ωＨ，θＨ）・θＨ            ・・・・（２）
ここで、ＫＬ（ＶＳ）、ＫＲ（ＶＳ）は車速ＶＳ、操作角θＨおよび角速度ωＨに依存する前後輪操舵比であり、後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが、車速が所定の低速の範囲では、操向ハンドル３の操作角θＨに応じて後輪２Ｌ、２Ｒが逆位相に、小回りがしやすいように各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが生成される。
【００３４】
前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲では、角速度ωＨの絶対値が所定の値以下で、かつ、操作角θＨが左右の所定の範囲以内の場合は、操作角θＨに応じて同位相に各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される。つまり、レーンチェンジにおける横すべり角βを小さくするように各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される。
しかし、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、角速度ωＨの絶対値が所定の値を超えるか、または、操作角θＨが左右の所定の範囲を超える大きな操作角θＨの場合は、操作角θＨに応じた逆位相に各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される。
なお、目標トー角演算部７１で生成される目標トー角αＴＬ、αＴＲは、旋回安定性の観点から必ずしもアッカーマン・ジャントのジオメトリに従う必要はない。また、操作角θＨが０°のとき目標トー角αＴＬ、αＴＲが、それぞれ、例えば、２°のトーインの設定になっていても良い。
【００３５】
（トー角変更制御ＥＣＵ）
次に、図６を参照しながらトー角変更制御ＥＣＵの詳細な構成を説明する。図６はトー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの制御機能のブロック構成図である。
図６に示すように、トー角変更制御ＥＣＵ３７はアクチュエータ３０、つまり電動機３１を駆動制御する機能を有し、制御部８１と電動機駆動回路８３とで構成されている。また、各トー角変更制御ＥＣＵ３７は、操舵制御ＥＣＵ１３０と通信線を介して接続され、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７とも通信線を介して接続されている。
【００３６】
制御部８１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されており、目標電流算出部８１ａ、電動機制御信号生成部８１ｃ、自己診断部（異常検知手段）８１ｄを有している。
一方（右後輪２Ｒ側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０から通信線を介して入力される車速ＶＳと、操作角θＨと、後輪２Ｒの目標トー角αＴＲと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｒのトー角αＲとにもとづいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
他方（左後輪２Ｌ側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０から通信線を介して入力される車速ＶＳと、操作角θＨと、後輪２Ｌの目標トー角αＴＬと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｌのトー角αＬとにもとづいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
【００３７】
ここで、目標電流信号とは、アクチュエータ３０を所望の速度で所望の作動量（後輪２Ｌ、２Ｒを所望のトー角αＴＬ、αＴＲにする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。
このように目標電流算出部８１ａにおいて目標トー角に対して現在のトー角をフィードバックして、目標電流信号を補正することにより、後輪２Ｌ（または２Ｒ）の転舵に要する電流値が車速ＶＳ、路面環境、車両の運動状態、タイヤの磨耗状態などによって変化するのをフィードバックして、目標のトー角に所望のトー角の変化速度で設定制御することができる。
【００３８】
電動機制御信号生成部８１ｃは、目標電流算出部８１ａから目標電流信号が入力され、電動機駆動回路８３に電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路８３は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のブリッジ回路などで構成され、電動機制御信号にもとづいて電動機３１に電動機電流を供給する。
【００３９】
また、図６に示すように自己診断部８１ｄは、自身が属する側のトー角変更装置１２０Ｌまたはトー角変更装置１２０Ｒのストロークセンサ３８の位置信号や電動機駆動回路８３のホール素子からの検出信号、温度センサ３１ａからの温度信号、目標電流算出部８１ａの状態監視にもとづき、異常状態を検出したか否かを判定する。
例えば、自己診断部８１ｄは、温度センサ３１ａの信号が所定値を超える場合は、電動機３１の巻線温度異常と判断し、所定の目標トー角αＳＬ（または目標トー角αＳＲ）、例えば、０°を目標電流算出部８１ａに入力する。ここで、目標トー角αＳＬは異常検知時の左後輪２Ｌに対する目標トー角であり、目標トー角がαＳＲは異常検知時の右後輪２Ｒに対する目標トー角である。また、自己診断部８１ｄは、目標電流算出部８１ａと電動機駆動回路８３のホール素子からの検出信号を監視するとともに、ストロークセンサ３８からの位置信号により、アクチュエータ３０の固着の有無を判定し、固着と判定した場合は、電動機駆動回路８３に電動機３１への給電停止を指令し、目標電流算出部８１ａに現在のトー角を目標トー角αＳＬ（または目標トー角αＳＲ）として入力する。そして、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常状態検知信号と、異常を検知して前記対処したモードの信号を送信する。
【００４０】
なお、異常検知手段として、自己診断部８１ｄだけでなく、ウォッチドッグ回路を周辺回路として設けて制御部８１を監視し、制御部８１の異常を検出したとき電動機駆動回路８３に電動機３１への給電停止を指令し、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常状態検知信号を出力させるようにしても良い。
【００４１】
さらに、自己診断部８１ｄは、他方の側のトー角変更装置１２０Ｒ（またはトー角変更装置１２０Ｌ）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄからの異常検知信号を受信をしていないかチェックし、異常検知信号を受信している場合は、その前記対処したモードの信号にもとづいて、目標電流算出部８１ａに目標トー角αＳＬ（または目標トー角αＳＲ）を入力する。
つまり、自身のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応するトー角変更装置１２０Ｌ（またはトー角変更装置１２０Ｒ）が健全に作動しているか否かを示す信号を受信して監視しているとともに、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応するトー角変更装置１２０Ｒ（またはトー角変更装置１２０Ｌ）が健全に作動しているか否かを示す信号を監視し、いずれかの側が異常である場合は、両方のトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７は所定の同一モードの対処をする。
【００４２】
次に、図７を参照しながら、目標電流算出部におけるトー角変更の制御の流れを説明する。図７は目標電流算出部におけるトー角変更の制御の流れを示すフローチャートである。以下の制御の流れは所定の周期、例えば、１ｍｓｅｃの周期で繰り返し行なわれる。
なお、以下のフローチャートでは、左右のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒとも共通のフローチャートであるので、目標トー角αＴＬ、αＴＲは代表的にαＴで表し、現在のトー角αＬ、αＲは代表的にαで表し、異常検出時の目標トー角αＳＬ、αＳＲは代表的にαＳで表してある。
【００４３】
ステップＳ１１では、目標トー角αＴ、操作角θＨ、現在のトー角αを読み込む。ステップＳ１２では、自己診断部８１ｄから異常検知信号が有るか否かをチェックする。異常検知信号が有る場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３へ進み、自己診断部８１ｄから入力された目標トー角αＳを目標トー角αＴとし、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１２において異常検知信号がない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４へ進む。
なお、自己診断部８１ｄが目標トー角αＳを目標電流算出部８１ａに入力できない他の異常状態、例えば、制御部８１を構成するＣＰＵが故障の場合は、前記したように自身の属するトー角変更制御ＥＣＵ３７のウオッチドッグ回路が動作して、自身の側の電動機駆動回路８３を停止するので、このフローチャートは機能しない。ちなみに、その場合、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常検知信号を入力する。
【００４４】
ステップＳ１４では、目標トー角αＴと現在のトー角αとの差分の絶対値が所定値Δα０以下であるか否かをチェックする。ここで、Δα０は適切な正の小さな値であり、差分の絶対値が所定値Δα０以下の場合（Ｙｅｓ）は、電動機３１を作動させる必要がないとして、ステップＳ１１に戻る。差分の絶対値が所定値Δα０を超える場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１５に進み、今回の繰り返しのトー角α（今回のトー角α）と、前回の繰り返しのトー角α（前回のトー角α）の差から、トー角変化速度ωを算出する。
【００４５】
ステップＳ１６では、車速ＶＳが０か否かをチェックする。車速ＶＳ＝０の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１８へ進み、そうでない場合は、ステップＳ１７へ進む。
ここでの判定は、車速ＶＳ＝０である必要は無く、極めて低速、例えば、１０ｋｍ／ｈ以下であるか否としても良い。要は、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角αを後記する最大変化速度ωｍａｘで変更しても車両の走行の安定性などに支障をきたさない車速ＶＳであれば良い。
【００４６】
ステップＳ１７では、操向ハンドル３の操作角θＨの範囲が所定の小さい正値Δθ０の範囲（−Δθ０≦θＨ≦Δθ０）であるか否かをチェックする。
ここで、Δθ０は所定の正値であり、車両がほぼ直進状態である操向角θＨの範囲である。そして、操向角θＨが本発明の車両の旋回状態を示す状態量に対応し、操向角θＨが前記所定の範囲を超えている場合は旋回状態であると判定し、後記するように操向角θＨの絶対値が大きいほど旋回状態が強いと考える。
θＨが±Δθ０の範囲内であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１８へ進み、トー角αの目標変化速度ωＴ＝ωｍａｘとする。ステップＳ１７において、θＨが±Δθ０の範囲を超えている場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１９へ進み、トー角αの目標変化速度ωＴ＝ωｍａｘ｛１−（｜θＨ｜／θｍａｘ）｝とする。
ここで、θｍａｘは正値で操向ハンドル３の最大操向角である。また、ωｍａｘは予め設定されたトー角の変化速度の最大値であり、左右への変化方向に応じて正負の両方がある。したがって、ωｍａｘはトー角αを変更させる方向に従って、正負のいずれかの値をとる。
【００４７】
ステップＳ１８、ステップＳ１９の後ステップＳ２０へ進み、目標電流値を算出する。この目標電流値は、トー角αの目標変化速度ωＴの値に応じて予め用意されＲＯＭに記憶させたテーブルを参照して算出される。後輪２Ｌ、２Ｒのトー角変更に要する電動機３１のトルクは、車速ＶＳにも影響されるので、このテーブルにはトー角αの目標変化速度ωＴだけでなく車速ＶＳのパラメータも入れて算出しても良い。
ステップＳ２１では、ステップＳ１５で算出されたトー角変化速度ωとステップＳ１９で算出されたトー角αの目標変化速度ωＴとの差分の絶対値が所定の正値Δω以下か否かをチェックする。Δω以下の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１１に戻り、そうでない場合は、ステップＳ２２で、目標電流値を補正してステップＳ１１へ戻る。
【００４８】
なお、ステップＳ２２における目標電流値の補正は、実際の路面状況などからステップＳ２０で算出された目標電流値がトー角αの目標変化速度ωＴに対して過大であったり、過少であったりする場合にそれを補正するためのものであり、トー角変化速度ωと目標変化速度ωＴとの差分の±符号と目標変化速度ωＴのトー角αの変化方向に応じて、電流値を増減する。また、当然ながら電流値が所定の最大電流値を超えるような補正はしない。
【００４９】
以上、本実施形態によれば、前記のようにステップＳ１９において、車両が走行状態でほぼ直進の場合は、操作角θＨの絶対値が大きいほどトー角αの目標変化速度ωＴを最大変化速度ωｍａｘより絶対値が小さくなるように設定するので、操作角θＨの絶対値大きいほど、つまり、車両の旋回状態が強いほど旋回中におけるトー角αの変化速度ωを小さくできる。その結果、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角αの変更中の車両の走行安定性が増大する。
また、自己診断部８１ｄが前記したような異常を検出して、目標トー角αＳを目標電流算出部８１ａ入力した場合でも、車両が旋回中の場合は変化速度ωを小さくするので、運転者が意図しないトー角αの変更による車両の運動が緩やかになり、走行安定性が増す。
【００５０】
また、本実施形態では、トー角変更制御ＥＣＵ３７に目標電流を算出させるとともに、アクチュエータ３０と一体に構成し、操舵制御ＥＣＵ１３０と別個に配置して構成することで、ストロークセンサ３８からの検出値（位置情報）を操舵制御ＥＣＵ１３０に戻すことなくトー角変更制御ＥＣＵ３７内で位置制御および電流制御のフィードバック処理が可能になる。よって、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ側のみでフィードバックループが形成されるので、個々のアクチュエータ３０のバラツキに合わせて設定が可能になり（操舵制御ＥＣＵ１３０に合わせて設定しなくても済み）、処理速度を上げることが可能になる。つまり、操舵制御ＥＣＵ１３０は、各トー角変更制御ＥＣＵ３７に対してどれだけ移動してほしいのかという指示を出さず、目標トー角の信号を出力するだけなくて良いので、操舵制御ＥＣＵ１３０の負荷を最小にすることが可能になる。
また、これにより、車両の種類に応じた操舵力を持つアクチュエータ３０に対応した電動機駆動回路８３を有するトー角変更制御ＥＣＵ３７への交換が容易になる。
【００５１】
また、アクチュエータ３０の電動機３１と操舵制御ＥＣＵ１３０とを接続すると、フィードバックループが非常に長くなり、フィードバックループが長くなることによって位相遅れが大きくなり、制御精度が低下するという問題がある。これに対して、本実施形態では、トー角変更制御ＥＣＵ３７の制御部８１自身が目標電流を算出できるようにしたので、フィードバックループを最短にすることが可能になり、制御精度を向上できるようになる。
【００５２】
（変形例）
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態における目標トー角演算部７１において用いる操向角θＨの代わりに、図１には線枠で示すように前輪転舵角検出センサ（前輪転舵状態量取得手段）ＳＦＳを設けて、前輪転舵角δを検出して用いるようにし、目標電流算出部８１ａにおいても前輪転舵角δを用いて目標電流値を算出するようにしても良い。
【００５３】
（２）また、ステップＳ１７における車両のほぼ直進状態の走行か否かをの判定を走行角θＨを用いる代わりに、図１に示すように横加速度センサＳＧＳまたはヨーレートセンサＳＹを設けて、所定の横加速度または所定のヨーレートを超える値が検出された場合にほぼ直進状態ではないと判定しても良い。さらに、本発明の旋回状態を示す状態量として横加速度またはヨーレートを用い、ステップＳ１９における目標変化速度ωＴの演算において、所定の横加速度の最大値または所定のヨーレートの最大値に対する検出された横加速度またはヨーレートの比の絶対値を用いても良い。
特に、旋回性能を高めるために後輪２Ｌ、２Ｒのトー角αＬ、αＲを積極的に速やかに変更したい場合は、コーナーの入口において操向角θＨまたは前輪転舵角δが大きくても車両が旋回運動を始めていないときには、最大変化速度ωｍａｘでトー角αＬ、αＲを変更始め、その後横加速度またはヨーレートを検出したときに、変化速度ωを小さくするので都合が良い。
【００５４】
（３）前記実施形態は、目標電流を設定して電動機３１に流す電流を制御したが、電動機３１に印加される電圧を目標電圧に設定することもでき、電動機３１に流す電流を制御することもできる。
（４）前記実施形態において、左右のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは個別のトー角変更制御ＥＣＵ３７を有するものとした、また、操舵制御ＥＣＵ１３０とも別個に設けるものとしたがそれに限定されるものではない。
（４ａ）この３つのＥＣＵの機能のＣＰＵで構成する部分を１つのＣＰＵで対応する構成としても良い。
（４ｂ）また、２つのトー角変更制御ＥＣＵ３７の機能のＣＰＵで構成する部分を１つのＣＰＵで対応する構成としても良い。
（４）本発明の電動パワーステアリング装置１１０には、操向ハンドル３と前輪１Ｌ、１Ｒとが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（Steer By Wire）が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るトー角変更装置を含む操舵システムを備えた四輪自動車の全体概念図である。
【図２】操舵システムの電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図３】操舵システムの左後輪側のトー角変更装置の構成図である。
【図４】トー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
【図５】操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略制御機能構成図である。
【図６】トー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの制御機能ぼブロック構成図である。
【図７】トー角変更制御ＥＣＵの目標電流算出部におけるトー角変更の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１Ｌ、１Ｒ  前輪
２Ｌ、２Ｒ  後輪
３      操向ハンドル
３０    アクチュエータ
３１    電動機（アクチュエータ）
３１ａ  温度センサ
３３    減速機構（アクチュエータ）
３５    送りねじ部（アクチュエータ）
３７    トー角変更制御ＥＣＵ（制御手段）
３８    ストロークセンサ
７１    目標トー角演算部（目標トー角演算手段）
８１    制御部
８１ａ  目標電流算出部
８１ｃ  電動機制御信号生成部
８１ｄ  自己診断部（異常検知手段）
８３    電動機駆動回路
１２０Ｌ、１２０Ｒ  トー角変更装置
１３０  操舵制御ＥＣＵ
ＳＦＳ  前輪転舵角センサ（前輪転舵状態量取得手段）
ＳＨ    操作角センサ（前輪転舵状態量取得手段）
ＳＧＳ  横加速度センサ
ＳＶ    車速センサ（車速取得手段）
ＳＹ    ヨーレートセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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