(57)【要約】【課題】  後輪転舵系の異常に伴う後輪中立復帰時において、高速走行中の走行安定性の確保と低速走行中の操舵操作性向上との両立を図る。【解決手段】  後輪６，６を中立位置方向へ付勢する中立復帰手段１２と、後輪転舵系に異常が発生したとき、モータ８ａへの通電を停止させる異常判断手段９ｃと、を備えた後輪転舵制御装置において、車速を検出する車速センサ１１と、異常発生時に後輪６，６が中立復帰しているとき、車速が高いほど中立復帰する速度を小さくする制動手段１３と、を備える。【選択図】      図２
2005335432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後輪転舵機構を駆動する後輪転舵モータと、
後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪転舵モータへの通電を停止させる異常時モータ停止手段と、
後輪を中立位置方向へ付勢する中立復帰手段と、
を備えた後輪転舵制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
異常発生時に後輪が中立復帰しているとき、車速が高いほど中立復帰する速度を小さくする制動手段と、
を備えることを特徴とする後輪転舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の後輪転舵制御装置において、
前記制動手段は、
車速が高いほど電気抵抗が大となる可変抵抗器と、
後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪転舵モータと可変抵抗器とを接続するスイッチと、
を備えることを特徴とする後輪転舵制御装置。
【請求項３】
後輪転舵機構を駆動する後輪転舵モータと、
後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪転舵モータへの通電を停止させる異常時モータ停止手段と、
後輪を中立位置方向へ付勢する中立復帰手段と、
を備えた後輪転舵制御装置において、
後輪舵角を検出する後輪舵角検出手段と、
異常発生時に後輪が中立復帰しているとき、後輪舵角が小さいほど中立復帰する速度を小さくする制動手段と、
を備えることを特徴とする後輪転舵制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の後輪転舵制御装置において、
前記制動手段は、
後輪舵角が小さいほど電気抵抗が大となる可変抵抗器と、
後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪転舵モータと可変抵抗器とを接続するスイッチと、
を備えることを特徴とする後輪転舵制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の後輪転舵制御装置において、
前記後輪転舵モータのモータ回転軸と連結され、モータ回転数を減速して出力する減速器を設け、
前記可変抵抗器は、減速器の出力を入力する回転軸と、この回転軸の回転に応じて位置変化する接点部材と、この接点部材と接触する抵抗体とを備え、接点部材と抵抗体との接触位置に応じて抵抗値を可変することを特徴とする後輪転舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪転舵機構を備えた後輪転舵制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の後輪転舵制御装置では、後輪転舵系に異常が発生したとき、電動モータへの電源供給を遮断し、電動モータに対し、モータ回転速度に応じた制動トルクを発生させることにより、後輪の中立復帰速度を変化させている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−３１２６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、後輪の中立戻りによるモータ回転速度に応じて制動力を変化させる構成であるため、目的の車両状況（高速走行、低速走行）に適した後輪の中立復帰速度を任意に設定できない。その結果、高速走行中の走行安定性の確保と低速走行中の操舵操作性向上とを両立するのが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、後輪転舵系の異常に伴う後輪中立復帰時において、高速走行中の走行安定性の確保と低速走行中の操舵操作性向上との両立を図る後輪転舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
後輪転舵機構を駆動する後輪転舵モータと、
後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪転舵モータへの通電を停止させる異常時モータ停止手段と、
後輪を中立位置方向へ付勢する中立復帰手段と、
を備えた後輪転舵制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
異常発生時に後輪が中立復帰しているとき、車速が高いほど中立復帰する速度を小さくする制動手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の後輪転舵制御装置にあっては、車速が低いときには後輪中立復帰速度を高くでき、車速が高いときには後輪中立復帰速度を低くできるため、後輪転舵系の異常に伴う後輪中立復帰時において、高速走行中の走行安定性の確保と低速走行中の操舵操作性向上との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の後輪転舵制御装置を適用した車両のシステムブロック図であり、実施例１の後輪転舵制御装置は、ステアリングホイール１と、コラムシャフト２と、前輪転舵機構３と、前輪４，４と、後輪転舵機構５と、後輪６，６と、前輪転舵アクチュエータ７と、後輪転舵アクチュエータ８と、制御ユニット９と、操舵角センサ１０と、車速センサ（車速検出手段）１１とを備えている。
【０００９】
前輪転舵機構３は、ステアリングホイール１からコラムシャフト２に入力された回転を、ラックアンドピニオンにより車両の横方向運動へ変換し、前輪４，４を転舵させる。前輪転舵アクチュエータ７は、モータ７ａを備え、モータ７ａの回転軸がコラムシャフト２に連結されている。この前輪転舵アクチュエータ７は、制御ユニット９からの駆動指令に基づいて、前輪４，４の転舵角である前輪舵角を可変に制御する。
【００１０】
後輪転舵機構５は、後輪転舵アクチュエータ８の入力を車両横方向運動に変換し、後輪６，６を転舵させる。この後輪転舵機構５には、後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪を中立舵角に復帰させるコイルスプリング等を用いた中立復帰手段１２が設けられている。
【００１１】
後輪転舵アクチュエータ８は、前輪転舵アクチュエータ７と同様にモータ（後輪転舵モータ）８ａを備え、モータ８ａの回転により後輪転舵機構５のラック軸を左右に移動させる。この後輪転舵アクチュエータ８は、制御ユニット９からの駆動指令に基づいて、後輪６，６の転舵角である後輪舵角を可変に制御する。また、後輪転舵アクチュエータ８には、制御ユニット９からの指令に応じて、モータ８ａの回転に制動をかける制動手段１３が設けられている。
【００１２】
図２は実施例１の制御ユニット９の後輪転舵系の制御ブロック図、図３は実施例１の制動手段１３の構成を示す詳細図であり、制御ユニット９は、演算手段９ａと、モータ駆動手段９ｂと、異常判断手段（異常時モータ停止手段）９ｃと、抵抗値設定手段９ｄとを備えている。
【００１３】
演算手段９ａは、操舵角センサ１０からの操舵角信号と車速センサ１１からの車体速信号に応じて、目標後輪舵角を演算し、モータ駆動手段９ｂへ出力する。ここで、演算手段９ａは、図４に示すように、低速走行中には前輪４，４と逆相方向に転舵させる一方、中・高速走行中には、前輪４，４と同相に転舵させるように目標後輪舵角を演算する。これにより、低速走行中の旋回性能と高速走行中の走行安定性との両立を図ることができる。
【００１４】
モータ駆動手段９ｂは、演算手段９ａで演算された目標後輪舵角を得るモータ８ａの電流指令値を算出し、モータ８ａの実電流値を参照しつつ、モータ８ａに対し駆動電流を出力する。
【００１５】
異常判断手段９ｃは、後輪転舵系が正常のとき、制動手段１３のスイッチ１４に電圧を供給しつつ、操舵角センサ１０、車速センサ１１、制御ユニット９内部を含む後輪転舵系の異常をモニタリングする。そして、異常が認められたとき、モータ駆動手段９ｂに対し、モータ８ａの駆動を停止させる指令を出力するとともに、スイッチ１４への電圧供給を遮断する。
【００１６】
抵抗値設定手段９ｄは、車速センサ１１からの車体速信号に応じて、図５の車速に応じたトランジスタの電圧マップを参照しつつ、制動手段１３の可変抵抗器１５の抵抗値を変化させる。なお、図５のマップについては後述する。
【００１７】
制動手段１３は、スイッチ１４と可変抵抗器１５とから構成されている。
スイッチ１４は、異常判断手段９ｃから電圧供給がなされているとき、OFF（開）の状態を保持し、制御ユニット９の異常判断手段９ｃにより電圧供給が遮断されたとき、ON（閉）となる常閉のスイッチである。そして、スイッチ１４は、異常判断手段９ｃからの電圧供給が遮断されると、モータ８ａとモータ駆動手段９ｂとを結ぶ界磁巻線１６と可変抵抗器１５とを連通させ、界磁巻線１６を短絡させる。
【００１８】
可変抵抗器１５は、後輪転舵系に異常が発生し、界磁巻線１６を短絡させたとき、モータ８ａの回転により発生する誘起電圧と負荷抵抗１５ａの抵抗値とから決まる制動トルクを発生させ、モータ８ａの回転に制動をかけるものである。この可変抵抗器１５の抵抗値は、抵抗値設定手段９ｄがトランジスタ１５ｂにかける電圧の大きさを可変することで任意に設定できる。なお、トランジスタ１５ｂは、高電圧をかけるほど電流が流れやすくなる特性を有するMOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)である。
【００１９】
図５の車速に応じたトランジスタの電圧マップに示すように、抵抗値設定手段９ｄによりトランジスタ１５ｂにかけられる電圧は、車速ゼロ付近が最も高く、車速が高くなるほど徐々に低くなるように設定されている。よって、可変抵抗器１５は、車速が高くなるほど抵抗値が大きくなる。
【００２０】
可変抵抗器１５には、後輪転舵系が正常のとき、抵抗値設定手段９ｄからの電圧に応じて電荷を蓄え、抵抗値設定手段９ｄに異常が生じたとき、トランジスタ１５ｂに電圧をかけるためのコンデンサ１５ｃが設けられている。また、抵抗値設定手段９ｄとトランジスタ１５ｂとの間には、整流用のダイオード１５ｄが設けられている。
【００２１】
次に、作用を説明する。
［異常判断制御処理］
図６は、制御ユニット９の異常判断手段９ｃで実行される後輪転舵系の異常判断制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２２】
ステップS1では、操舵角センサ１０、車速センサ１１、制御ユニット９内部を含む後輪転舵系に異常が発生したかどうかを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS3へ移行する。
【００２３】
ステップS2では、モータ駆動手段９ｂに対し、モータ８ａの駆動を停止させる指令を出力し、ステップS4へ移行する。
【００２４】
ステップS3では、制動手段１３のスイッチ１４への電圧供給を継続し、ステップS5へ移行する。
【００２５】
ステップS4では、制動手段１３のスイッチ１４への電圧供給を停止し、リターンへ移行する。
【００２６】
ステップS5では、モータ駆動手段９ｂに対し、モータ８ａの駆動を継続する指令を出力し、リターンへ移行する。
【００２７】
［異常判断制御作動］
後輪転舵系に異常が発生した場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4へと進む流れとなり、ステップS2では、モータ８ａへの通電が停止され、ステップS4では、モータ８ａの界磁巻線１６が短絡され、モータ８ａと可変抵抗器１５とが連通される。
【００２８】
すなわち、後輪転舵系の異常発生によりモータ８ａが停止すると、中立復帰手段１２の作用により、後輪６，６が中立位置へ復帰するのに伴い、後輪転舵機構５から受ける力によってモータ８ａが回転する。このとき、短絡した界磁巻線１６には誘起電圧が発生するが、界磁巻線１６には可変抵抗器１５が接続しているため、モータ８ａには、可変抵抗器１５の抵抗値に応じた制動力が与えられる。そして、可変抵抗器１５の抵抗値は、車速が高くなるほど大きくなるように設定されているため、車速が低いときは小さな制動力が発生し、車速が高いときは大きな制動力が発生する。
【００２９】
［従来技術の問題点］
後輪を転舵させるシステムでは、後輪転舵系の異常発生により、後輪が中立位置以外の位置で停止してしまうと、ステアリングホイールと後輪舵角との中立位置ずれが発生し、車両の操縦性が悪化する。
【００３０】
特開平６−３１２６６８号公報に記載の車両の後輪操舵装置では、後輪転舵系に異常が発生したとき、電動モータの駆動回路への通電が停止され、電動モータが中立復帰バネにより回転されると、電動モータの駆動回路内のツェナーダイオードを介して、電動モータの回転に応じた誘起電圧が印可される。この誘起電圧と抵抗器により決定される電流に比例した制動トルクにより、電動モータの回転が制動される。
【００３１】
上記従来技術では、モータの誘起電圧は抵抗器の抵抗値により決まり、制動のON/OFFタイミングはダイオードの降伏電圧により決まるため、図７に示すように、制動トルクは常に一定値となる。そして、後輪の中立復帰速度を任意に設定するためには、あらかじめ抵抗器の電圧値とダイオードの降伏電圧とを調整する必要がある。すなわち、上記従来技術にあっては、図７に示すように、常に一定の制動トルクであるため、目的の車両状態（高速走行、低速走行）に適した後輪の中立復帰速度を設定できないという問題がある。
【００３２】
［車速に応じた後輪の中立復帰速度設定作用］
これに対し、実施例１では、制動手段１３に、車速に応じて抵抗値を変化させる可変抵抗器１５を設け、低速走行中は可変抵抗器１５の抵抗値を小さくし、高速走行中には可変抵抗器１５の抵抗値を大きくするように設定した。
【００３３】
これにより、低速走行中に後輪転舵系に異常が発生した場合には、図８に示すように、後輪６，６を素早く中立位置に戻すことができるため、ステアリングの中立ずれが短時間に抑えられ、操舵操作性を高めることができる。
【００３４】
一方、高速走行中に後輪転舵系に異常が発生した場合には、図９に示すように、後輪６，６をゆっくりと中立位置に戻すことができるため、後輪舵角の変化に伴う車両挙動の変化を小さく抑えることができ、走行安定性を確保できる。
【００３５】
次に、効果を説明する。
実施例１の後輪転舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００３６】
(1) 後輪６，６を中立位置方向へ付勢する中立復帰手段１２と、後輪転舵系に異常が発生したとき、モータ８ａへの通電を停止させる異常判断手段９ｃと、を備えた後輪転舵制御装置において、車速を検出する車速センサ１１と、異常発生時に後輪６，６が中立復帰しているとき、車速が高いほど中立復帰する速度を小さくする制動手段１３と、を備えるため、高速走行中の走行安定性と低速走行中の操舵操作性向上との両立を図ることができる。
【００３７】
(2) 制動手段１３は、車速が高いほど電気抵抗が大となる可変抵抗器１５と、後輪転舵系に異常が発生したとき、モータ８ａと可変抵抗器１５とを接続するスイッチ１４と、を備えるため、可変抵抗器１５の抵抗値を変化させるだけで、車速に応じた所望の制動力が得られる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、後輪舵角に応じて後輪の中立復帰速度を変化させる例である。
【００３９】
まず、実施例２の構成を説明するが、実施例１と同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図１０は実施例２の制御ユニット２０の後輪転舵制御系の制御ブロック図、図１１は実施例２の制動手段２１の構成を示す詳細図であり、図１０に示すように、制御ユニット２０は、図２に示した実施例１の構成に対し、抵抗値設定手段９ｄを省略した構成となっている。
【００４０】
図１１に示すように、制動手段２１は、スイッチ１４と、減速器２２と、可変抵抗器２３とから構成されている。減速器２２は、図１２に示すように、モータ８ａの回転軸２４に減速ギヤ部２５を取り付けたもので、図１３に示す可変抵抗器２３の回転範囲となるように、減速を行う。可変抵抗器２３は、減速ギヤ部２５の回転を受けた回転軸２３ｃ、可変抵抗器２３の内部の抵抗体２３ａと接点２３ｂの位置が可動することにより、抵抗値が変化するものである。
【００４１】
図１４は、可変抵抗器２３の抵抗特性を示す図であり、図に示すように、可変抵抗器２３は、後輪舵角（モータ回転角）が中立位置のとき、最も抵抗値が大きくなり、最大舵角位置（最大モータ回転角）では、最も抵抗値が低くなるように設定されている。
【００４２】
次に、作用を説明する。
［後輪舵角に応じた中立復帰速度設定作用］
実施例２では、後輪転舵系に異常が発生したとき、後輪舵角が小さい（中立位置に近い）ほど可変抵抗器２３の抵抗値が大きくなり、モータ８ａの回転に大きな制動力がかけられる。よって、図１５に示すように、後輪６，６の中立復帰速度は、後輪舵角が大きいときには高く、後輪舵角が小さくなるに従って徐々に低くなる。
【００４３】
すなわち、低速走行中、操舵角を大きく切っているときに異常が発生した場合には、後輪舵角が小さくなるまでは後輪６，６が素早く中立方向へ戻るため、ステアリングの中立ずれ量を短時間で小さくできる。
【００４４】
一方、高速走行中には、運転者は、大きな操舵を必要としていないので、操舵角が小さい範囲となり、後輪舵角も小さい範囲に留まっているため、このときに異常が発生した場合には、後輪６，６はゆっくりと中立位置へと戻すことができる。
【００４５】
次に、効果を説明する。
実施例２の後輪転舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００４６】
(3) 後輪６，６を中立位置方向へ付勢する中立復帰手段１２と、後輪転舵系に異常が発生したとき、モータ８ａへの通電を停止させる異常判断手段９ｃと、を備えた後輪転舵制御装置において、後輪舵角を検出する後輪舵角検出手段と、異常発生時に後輪６，６が中立復帰しているとき、後輪舵角が小さいほど中立復帰する速度を小さくする制動手段２１と、を備えるため、高速走行中の制御領域である小舵角で故障した場合には、車両挙動を小さく抑えつつ中立復帰させ、低速走行中に制御領域である大舵角で故障した場合には、ステアリングの中立ずれを短時間に抑えられる。
【００４７】
(4) 制動手段２１は、後輪舵角が小さいほど電気抵抗が大となる可変抵抗器２３と、後輪転舵系に異常が発生したとき、モータ８ａと可変抵抗器２３とを接続するスイッチ１４と、を備えるため、可変抵抗器２３の抵抗値を変化させるだけで、後輪舵角に応じた所望の制動力が得られる。
【００４８】
(5) モータ８ａのモータ回転軸２４と連結され、モータ回転数を減速して出力する減速器２２を設け、可変抵抗器２３は、減速器２２の出力を入力する回転軸２３ｃと、この回転軸２３ｃの回転に応じて位置変化する接点２３ｂと、この接点２３ｂと接触する抵抗体２３ａとを備え、接点２３ｂと抵抗体２３ａとの接触位置に応じて抵抗値を可変するため、後輪舵角を検出する手段を別に設けることなしに、後輪舵角に応じた後輪６，６の中立復帰速度を設定できる。
【００４９】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例１，２に限定されるものではなく、例えば、制動手段や可変抵抗器の具体的構成は任意である。制動手段は、中立舵角に復帰させるコイルスプリング等を制限するものや、後輪転舵機構のラック軸の左右移動を制限するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例１の後輪転舵制御装置を適用した車両のシステムブロック図である。
【図２】実施例１の制御ユニット９の後輪転舵系の制御ブロック図である。
【図３】実施例１の制動手段１３の構成を示す詳細図である。
【図４】車速に応じた後輪／前輪舵角比を示す図である。
【図５】車速に応じたトランジスタの電圧マップである。
【図６】制御ユニット９の異常判断手段９ｃで実行される後輪転舵系の異常判断制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】従来制御の問題を示す図である。
【図８】実施例１の低速走行中の後輪中立戻り作用を示す図である。
【図９】実施例１の高速走行中の後輪中立戻り作用を示す図である。
【図１０】実施例２の制御ユニット２０の後輪転舵制御系の制御ブロック図である。
【図１１】実施例２の制動手段２１の構成を示す詳細図である。
【図１２】減速器２２および可変抵抗器２３の構造を示す図である。
【図１３】可変抵抗器２３の構造を示す図である。
【図１４】可変抵抗器２３の抵抗特性を示す図である。
【図１５】実施例２の後輪中立戻り作用を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ステアリングホイール
２  コラムシャフト
３  前輪転舵機構
４  前輪
５  後輪転舵機構
６  後輪
７  前輪転舵アクチュエータ
８  後輪転舵アクチュエータ
８ａ  モータ
９  制御ユニット
９ａ  演算手段
９ｂ  モータ駆動手段
９ｃ  異常判断手段
９ｄ  抵抗値設定手段
１０  操舵角センサ
１１  車速センサ
１２  中立復帰手段
１３  制動手段
１４  スイッチ
１５  可変抵抗器
１５ａ  負荷抵抗
１５ｂ  トランジスタ
１５ｃ  コンデンサ
１５ｄ  ダイオード
【図１】
2005335432.tif 000003
【図２】
2005335432.tif 000004
【図３】
2005335432.tif 000005
【図４】
2005335432.tif 000006
【図５】
2005335432.tif 000007
【図６】
2005335432.tif 000008
【図７】
2005335432.tif 000009
【図８】
2005335432.tif 000010
【図９】
2005335432.tif 000011
【図１０】
2005335432.tif 000012
【図１１】
2005335432.tif 000013
【図１２】
2005335432.tif 000014
【図１３】
2005335432.tif 000015
【図１４】
2005335432.tif 000016
【図１５】
2005335432.tif 000017