(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、互いに逆ねじとなる一対のねじ部を有するねじ部材と、前記一対のねじ部に各々螺合し、逆ねじ作用により接離する一対のスライド部材と、一対の後輪を転舵させる操舵軸とを備え、前記電動機によって前記ねじ部材を回転させ、一方の前記スライド部材と連結した前記操舵軸を一方の後輪側に移動させて後輪を操舵する後輪操舵装置であって、
前記電動機を制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に基づいて、４個のスイッチング素子で構成したブリッジ回路によって前記電動機を正転駆動または逆転駆動する電動機駆動手段とを備える後輪操舵装置において、
前記制御手段とは別に構成され、前記制御手段の故障時に、前記一対のスライド部材を接近させる方向に前記電動機を駆動するスイッチング素子に所定時間通電する故障時対応回路を備えることを特徴とする後輪操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前輪の操舵に伴って、後輪を操舵する後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前輪の操舵に対応させて後輪を操舵する後輪操舵装置を備える４輪操舵システムが知られている。後輪操舵装置には、高速時安定性を向上させるために後輪を前輪と同じ方向に操舵する同位相操舵または／および小回り性を向上させるために後輪を前輪とは逆方向に操舵する逆位相操舵を行うものがある。
【０００３】
一般に、後輪操舵装置は、操舵軸にリンク機構を介して一対の後輪を連結し、この操舵軸を一方の後輪側に移動させて後輪を操舵する。後輪操舵装置には、この操舵軸を左右軸方向に移動させるために、例えば、操舵軸にねじ部材を並行して配設し、このねじ部材上で一対のスライド部材を往復移動させる方式がある。この方式では、クラッチ機構を介して一対のスライド部材の一方を操舵軸に連結し、スライド部材の往復移動によって操舵軸を連結したスライド部材側に移動させる。そして、操舵軸を左右軸方向に移動させることによって、後輪の向きを左方向または右方向に転舵させる。なお、後輪操舵装置は、前輪の操舵情報に対応して後輪の目標舵角や転舵方向を設定するとともに、後輪が転舵方向に目標舵角分転舵するように制御する制御手段を備える。さらに、このような後輪操舵装置は、一般に、舵角センサの故障等のシステム異常時に自動的に後輪を直進方向に戻すフェイルセーフシステムが組み込まれている。したがって、後輪操舵装置のシステムに異常があると、４輪操舵システムを搭載した車両は、自動的に前輪操舵のみの２輪操舵となる。
【０００４】
例えば、本出願人による特願平１０−１８２０９０号には電動式舵角制御装置の発明に係る電動式後輪転舵装置が記載されている。この電動式後輪転舵装置は、前記したスライド部材を往復移動させるために、前記したねじ部材（回転軸）に軸方向中央から互いに逆ねじとなる一対のねじ部が形成され、このねじ部に前記した一対のスライド部材（スライドブロック）が各々螺合する。そして、電動式後輪転舵装置は、このねじ部材を電動モータで正転駆動または逆転駆動し、逆ねじ作用によって一対のスライド部材を接近させたりまたは離間させたりする。さらに、この電動式後輪転舵装置は、この電動モータに電流を供給するために、通常時用モータ駆動回路と異常時用モータ駆動回路を備える。そして、電動式後輪転舵装置は、通常、電子制御ユニットからの信号に基づいて、通常時用モータ駆動回路から電動モータに電流を供給する。また、電動式後輪転舵装置は、フェイルセーフシステムとして、異常時検出回路によって通常時用モータ駆動回路異常等のシステム異常を検出すると、異常時用モータ駆動回路から電動モータに電流を供給し、スライド部材を接近させて中立位置に戻す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この電動式後輪転舵装置は、電子制御ユニットや異常時検出回路等からなる制御手段自体が故障した場合、後輪を中立位置に戻すことがきない。つまり、電動式後輪転舵装置は、異常時検出回路が故障している場合、システム異常が発生しても通常時用モータ駆動回路から異常時用モータ駆動回路に切り換えることができない。そのため、この電動式後輪転舵装置は、システム異常が発生していても電子制御ユニットからの信号に基づいて通常時用モータ駆動回路から電動モータに電流を供給し、後輪を転舵させる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、制御手段が故障した場合でも後輪を直進方向に戻すことができる後輪操舵装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明に係る後輪操舵装置は、電動機と、互いに逆ねじとなる一対のねじ部を有するねじ部材と、前記一対のねじ部に各々螺合し、逆ねじ作用により接離する一対のスライド部材と、一対の後輪を転舵させる操舵軸とを備え、前記電動機によって前記ねじ部材を回転させ、一方の前記スライド部材と連結した前記操舵軸を一方の後輪側に移動させて後輪を操舵する後輪操舵装置であって、前記電動機を制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に基づいて、４個のスイッチング素子で構成したブリッジ回路によって前記電動機を正転駆動または逆転駆動する電動機駆動手段とを備える後輪操舵装置において、前記制御手段とは別に構成され、前記制御手段の故障時に、前記一対のスライド部材を接近させる方向に前記電動機を駆動するスイッチング素子に所定時間通電する故障時対応回路を備えることを特徴とする。
この後輪操舵装置によれば、制御手段が故障した場合に、故障時対応回路によってスイッチング素子に所定時間通電し、電動機を所定時間回転駆動する。そして、後輪操舵装置は、この電動機の回転によってスライド部材を接近させる方向にねじ部材が回転する。その結果、後輪操舵装置は、この所定時間の間にスライド部材が中立位置に戻ると共に操舵軸も中立位置に戻り、後輪を直進方向に戻す。
【０００８】
なお、所定時間は、操舵軸が最大量移動している場合でも、一対のスライド部材を接近させる方向に電動機を駆動することによって、操舵軸を中立位置に戻すことができる十分な時間とする。ちなみに、本実施の形態では、所定時間を１０秒に設定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る後輪操舵装置の実施の形態を説明する。
【００１０】
本発明に係る後輪操舵装置は、この装置の制御手段が故障した場合に、スライド部材および操舵軸を中立位置に戻し、後輪を直進方向に戻すことができる。この後輪操舵装置は、前輪操舵に伴って後輪を転舵させる４輪操舵システムを搭載する車両に組み込まれ、高速安定性または／および小回り性を向上させる。なお、車両としては、土木工事用の大型車両から普通乗用車まで様々な車両を対象とする。
【００１１】
本実施の形態に係る後輪操舵装置は、制御手段としてメインＣＰＵ［Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ］とサブＣＰＵの２個のＣＰＵを備える。さらに、この後輪操舵装置は、２個のＣＰＵの少なくとも１個が故障した場合に後輪を直進方向に戻すために、故障時対応回路を備える。本実施の形態では、後輪操舵装置を一般的な４輪自動車に搭載し、前輪操舵装置と共に４輪操舵システムを構成する。
なお、本実施の形態では、「前」は自動車の進行方向であり、「後」は自動車の後退方向である。また、「左右方向」は自動車の幅方向であり、「左」は自動車の進行方向の左側であり、「右」は自動車の進行方向の右側である。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る後輪操舵装置１の全体構成について説明する。後輪操舵装置１は、主として、後輪操舵機構２、電子制御装置３、電動モータ４から構成される。
なお、本実施の形態では、電動モータ４が、特許請求の範囲に記載の電動機に相当する。
【００１３】
後輪操舵機構２は、一対の後輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる後輪操舵装置１のメカニカルな部分であり、電子制御装置３により制御され、電動モータ４によって回転駆動力が加えられる。後輪操舵機構２は、精密センサによる制御によらないで、中立位置（すなわち、後輪ＷＬ，ＷＲの直進方向）を機構的に位置決めできる機構として構成される。そのために、後輪操舵機構２は、電動モータ４の回転駆動力を直線駆動力に変換する直線駆動機構１０、転舵方向を選択するクラッチ機構２０および後輪ＷＬ，ＷＲを転舵させるために左右に従動する操舵シャフト３０からなる。
【００１４】
後輪操舵機構２は、クラッチ機構２０を点対称な作動原理を採る２個の機能ブロックに分け、さらに三重の同軸シリンダ構造のねじ式延縮機構である。つまり、後輪操舵機構２の直線駆動機構１０は、電動モータ４に回転駆動される１個の外部回転筒１１内で、一対の中間部スライド筒１２，１３を左右方向（操舵シャフト３０の軸方向）に延縮させる。ちなみに、後輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる場合には中間部スライド筒１２，１３を外部回転筒１１の左右外方に延び出して離間させ、後輪ＷＬ，ＷＲを直進方向に戻す場合には中間部スライド筒１２，１３を外部回転筒１１の内方に引き込み中立位置で停止させる。さらに、後輪操舵機構２は、中間部スライド筒１２，１３内にクラッチ機構２０の左右の機能ブロック２０Ｌ，２０Ｒ（図２参照）を各々配設し、クラッチ機構２０によって中間部スライド筒１２，１３のいずれか一方を操舵シャフト３０に連結させる。そして、後輪操舵機構２は、操舵シャフト３０を右方向に移動させて後輪ＷＬ，ＷＲを左方向に転舵させ、あるいは操舵シャフト３０を左方向に移動させて後輪ＷＬ，ＷＲを右方向に転舵させる。なお、後輪操舵機構２は、図示しないタイロッドおよびナックルアームを含む左右のリンク機構３１，３２を介して操舵シャフト３０の両端部が後輪ＷＬ，ＷＲに各々連結する。
なお、本実施の形態では、外部回転筒１１が特許請求の範囲に記載のねじ部材に相当し、中間部スライド筒１２，１３が特許請求の範囲に記載のスライド部材に相当し、操舵シャフト３０が特許請求の範囲に記載の操舵軸に相当する。また、本実施の形態では、「外」は自動車Ａの幅方向の外側であり、「内」は自動車Ａの幅方向の中央側である。
【００１５】
電子制御装置３は、前輪操舵装置ＦＳからの前輪操舵情報ＳＦや車速センサＳＰＳからの車速信号Ｖに基づいて、後輪ＷＬ，ＷＲの目標舵角と転舵方向を設定する。さらに、電子制御装置３は、設定した目標舵角と転舵方向に応じて、後輪操舵機構２の左右の電磁アクチュエータ２１，２２を作動するためのソレノイド電流ＩＳおよび電動モータ４を回転駆動するための電動機電圧ＶＭを出力し、電磁アクチュエータ２１，２２および電動モータ４を制御する。
【００１６】
電動モータ４は、減速機構４ａを介して、外部回転筒１１を正回転または逆回転させる。ちなみに、外部回転筒１１が正回転されると一対の中間部スライド筒１２，１３が離間し、外部回転筒１１が逆回転されると一対の中間部スライド筒１２，１３が接近する。電動モータ４は、直流モータであり、電動機電圧ＶＭが印加されると電動機電流ＩＭが流れ、正転駆動または逆転駆動する。なお、電動モータは、励磁方法の種類によって異なる駆動回路を用いれば、その他の異なる電動モータを用いてもよい。
【００１７】
次に、図２乃至図６を参照して、後輪操舵機構２について詳細に説明する。
後輪操舵機構２は、直線駆動機構１０により電動モータ４の回転駆動力を直線駆動力に変換する。そして、後輪操舵機構２は、クラッチ機構２０の左機能ブロック２０Ｌまたは右機能ブロック２０Ｒのいずれか一方で直線駆動機構１０と駆動シャフト３０を連結し、直線駆動機構１０の直線駆動力で操舵シャフト３０を従動する。なお、後輪操舵機構２は、左機能ブロック２０Ｌで連結した場合には操舵シャフト３０が左方向に移動し、後輪ＷＬ，ＷＲを右方向に転舵させる。他方、後輪操舵機構２は、右機能ブロック２０Ｒで連結した場合には操舵シャフト３０が右方向に移動し、後輪ＷＬ，ＷＲを左方向に転舵させる。また、後輪操舵機構２は、機構上の中立位置に戻すことによって、後輪ＷＬ，ＷＲを直進方向に戻す。
【００１８】
まず、図２を参照して、直線駆動機構１０について説明する。直線駆動機構１０は、主として、外部回転筒１１と左右の中間部スライド筒１２，１３からなる。
【００１９】
外部回転筒１１は、外周面に、減速機構４ａの最終歯車４ｂ（図４参照）に噛合する外歯歯車１１ａが形成される。そして、外部回転筒１１は、電動モータ４の駆動歯車からの回転駆動力が減速機構４ａを介して外歯歯車１１ａに伝達され、回転する。なお、外部回転筒１１は、ケーシング（図示せず）内に回転自在に支持される。
【００２０】
さらに、外部回転筒１１は、内周面に、中央部から左右に振り分けて互いに逆ねじとなる左ねじ部１１ｂと右ねじ部１１ｃが螺刻される。そして、外部回転筒１１は、左右両側から一対の中間部スライド筒１２，１３が螺入される。なお、外部回転筒１１と中間部スライド筒１２，１３は、同軸となる。
【００２１】
中間部スライド筒１２，１３は、各外周面の内端部から中央部に、左ねじ部１１ｂまたは右ねじ部１１ｃに各々螺合するねじ部１２ａ，１３ａが螺刻される。さらに、中間部スライド筒１２，１３は、各外周面の外端部に摺動案内用の突起１２ｂ，１３ｂが各々形成されるとともに、各内周面の内端側に移動突起１２ｃ，１３ｃが操舵シャフト３０に向けて各々形成される。この突起１２ｂ，１３ｂをケーシングに設けられた軸方向の溝（図示せず）に係合させることによって、中間部スライド筒１２，１３がケーシングに対して回転不能に支持される。
【００２２】
そのため、外部回転筒１１がケーシングに対して回転すると、中間部スライド筒１２，１３は、外部回転筒１１に螺合するため、ケーシングに対して左右軸方向に移動する。したがって、電動モータ４が正転駆動すると、逆ねじ作用によって、中間部スライド筒１２，１３が外部回転筒１１から左右外方に延び出して離間する。なお、左右外方に延び出した場合、突起１２ｂ，１３ｂがケーシングの左右端部の各ストッパ（図示せず）に各々当接し、中間部スライド筒１２，１３は最外延出位置で停止する。ちなみに、中間部スライド筒１２，１３が最外延出位置を越えて延び出さないように、ケーシング内での各部の取付位置および取付方向が予め調節されている。他方、電動モータ４が逆転駆動すると、逆ねじ作用によって、中間部スライド筒１２，１３が外部回転筒１１の内方に引き込まれ、機構上の中立位置に戻る。
【００２３】
なお、中間部スライド筒１２，１３の一方に、駆動ストロークセンサ１４が設けられる（図１および図４）。なお、本実施の形態では、左中間部スライド筒１２の突起１２ｂの延出方向に、駆動ストロークセンサ１４が設けられる。駆動ストロークセンサ１４は、両中間部スライド筒１２，１３の軸方向の移動距離Ｌ２を検出する。
【００２４】
次に、図２および図３を参照して、クラッチ機構２０について説明する。クラッチ機構２０は、左右機能ブロック２０Ｌ，２０Ｒを有し、中間部スライド筒１２，１３に各々配設される。なお、左機能ブロック２０Ｌと右機能ブロック２０Ｒは点対称で同一構成を有するので、図３に示す左機能ブロック２０Ｌの構成を代表して説明する。
【００２５】
左機能ブロック２０Ｌは、左電磁アクチュエータ２１、左内部クラッチ筒２３、左バネ機構２５、案内用貫通溝２６ａおよび案内用溝２６ｂからなる。
【００２６】
左電磁アクチュエータ２１は、ソレノイドを内蔵し、左内部クラッチ筒２３の外周部に配置される。左電磁アクチュエータ２１は、ソレノイドに通電されると可動ピン２１ａを突き出すアクチュエータである。なお、電磁アクチュエータは、機構部での取付位置や取付方向によって、回動作動に伴い可動ピンを揺動させるものであってもよい。
【００２７】
左内部クラッチ筒２３は、左中間部スライド筒１２に内接し、左中間部スライド筒１２と同軸に摺動回転する。左内部クラッチ筒２３は、外周面の外端側に、アーム状のクラッチレバー２３ａが突設される。クラッチレバー２３ａは、左中間部スライド筒１２に形成された案内用貫通溝２６ａに突き出し、案内用貫通溝２６ａに沿って移動可能である。なお、案内用貫通溝２６ａは、左中間部スライド筒１２の外端部からＬ字状に内周面から外周面に貫通して削設される。また、ケーシングにも同様に、案内用溝２６ｂが形成される。そして、左内部クラッチ筒２３は、クラッチレバー２３ａが左バネ機構２５に付勢され、軸端部から見て反時計回り方向に回転付勢される。なお、左バネ機構２５は、例えば、ねじりバネ等のバネである。
【００２８】
そのため、左機能ブロック２０Ｌは、中間部スライド筒１２，１３が中立位置の時に左電磁アクチュエータ２１に通電されると、可動ピン２１ａの先端部が押し出され、左バネ機構２５による回転付勢に抗してクラッチレバー２３ａが案内用貫通溝２６ａおよび案内用溝２６ｂに沿って押し下げられる。すると、左機能ブロック２０Ｌは、クラッチレバー２３ａが案内用貫通溝２６ａおよび案内用溝２６ｂに導かれて、左内部クラッチ筒２３が左中間部スライド筒１２内で一定角度回転（軸端部から見て時計回り方向に回転）する。つまり、左内部クラッチ筒２３は、クラッチレバー２３ａが案内用貫通溝２６ａおよび案内用溝２６ｂによって案内可能な中間部スライド筒１２，１３が中立位置の時だけ回転可能である。
【００２９】
さらに、左内部クラッチ筒２３は、内周面の外端部に、複数の内歯歯車状のクラッチ歯２３ｃ，・・・２３ｃが突設される。なお、クラッチ歯２３ｃ，・・・２３ｃは、所定ピッチで形成される。そして、操舵シャフト３０の外周面に、クラッチ歯２３ｃと同数の外歯歯車状の係合歯３０ａ，・・・３０ａが突設される。係合歯３０ａ，・・・３０ａは、各クラッチ歯２３ｃ，・・・２３ｃに対向する位置に同様のピッチで形成される。そのため、クラッチ歯２３ｃと係合歯３０ａは、各係合歯３０ａと各クラッチ歯２３ｃをスプライン結合させると、各係合歯３０ａを各クラッチ歯２３ｃ，２３ｃ間に形成される谷溝２３ｅ内に滑り込ませることができる配置である。したがって、左電磁アクチュエータ２１に通電し、クラッチレバー２３ａを押し下げて左内部クラッチ筒２３を回転させ、各クラッチ歯２３ｃを各係合歯３０ａ，３０ａ間に形成される谷溝３０ｂ内に滑り込ませることができる。
【００３０】
なお、左右電磁アクチュエータ２１，２２（図１参照）が通電されず非励磁の場合、左右機能ブロック２０Ｌ，２０Ｒと操舵シャフト３０がそれぞれ係合（クラッチオン）状態にある。他方、左右電磁アクチュエータ２１，２２（図１参照）が通電されて励磁された場合、左右機能ブロック２０Ｌ，２０Ｒと操舵シャフト３０が非係合（クラッチオフ）状態にある。なお、中間部スライド筒１２，１３が中立位置以外の位置では、案内用溝２６ｂ、２７ｂにより内部クラッチ筒２３，２４が元に戻らない（すなわち、回転不能）構造であるため、左右機能ブロック２０Ｌ，２０Ｒが作動しない。
【００３１】
また、各内部クラッチ筒２３，２４は、内端部に、係止鈎２３ｄ、２４ｄが設けられる。係止鈎２３ｄ、２４ｄは、両内部クラッチ筒２３，２４が同時に回転した時に互いに係止し合って左右移動を抑止するために、内部クラッチ筒２３，２４の各内端から延び出して形成される。
【００３２】
次に、図２および図３を参照して、操舵シャフト３０について説明する。操舵シャフト３０は、内部クラッチ筒２３，２４内に挿入される。なお、操舵シャフト３０は、外部回転筒１１、中間部スライド筒１２，１３および内部クラッチ筒２３，２４と同軸である。さらに、操舵シャフト３０は、図示しないタイロッドおよびナックルアームを含む左右のリンク機構３１，３２（図１参照）を介して両端部が左右の後輪ＷＬ，ＷＲに各々連結する。そのため、後輪ＷＬ，ＷＲは、キングピン（図示せず）を介して転舵可能となる。
【００３３】
また、操舵シャフト３０は、外周面の一方の軸端部に、ガイドピン３０ｃ，３０ｃが突設される。操舵シャフト３０は、ガイドピン３０ｃ，３０ｃがケーシングに凹状に削設されたガイド（図示せず）に沿って摺動し、左右軸方向に移動可能に軸支されるとともに、ケーシングに対して回り止めされる。
【００３４】
さらに、操舵シャフト３０は、外周面の中央部に、左右中間部スライド筒１２，１３に向けて左右センタリング突起３０ｅ，３０ｆが突設される。なお、前記した左右中間部スライド筒１２，１３の移動突起１２ｃ、１３ｃは、左右センタリング突起３０ｅ，３０ｆの軸方向外端面３０ｇ，３０ｈと当接する位置に形成される。
【００３５】
なお、操舵シャフト３０のガイドピン３０ｃ、３０ｃの延出方向に、操舵シャフト３０の左右軸方向への従動による移動距離を検出する操舵ストロークセンサ３３（図１、図４参照）が設けられる。操舵ストロークセンサ３３は、操舵シャフト３０の左右移動方向と移動距離Ｌ１を検出する。
【００３６】
それでは、図４および図５を参照して、後輪操舵機構２の動作について説明する。ここでは、動作の一例として、操舵シャフト３０を右方向に移動させて後輪ＷＬ，ＷＲを左方向に転舵し、転舵後、操舵シャフト３０を中立位置に戻して後輪ＷＬ，ＷＲを直進方向に戻す場合について説明する。
【００３７】
まず、左右中間部スライド筒１２，１３が中立位置の時に、左電磁アクチュエータ２１（図１参照）が、通電されて励磁し、可動ピンによって左内部クラッチ筒２３のクラッチレバー２３ａを押し下げる（図２参照）。すると、左内部クラッチ筒２３が回転し、左内部クラッチ筒２３の各クラッチ歯２３ｃ（図２参照）が操舵シャフト３０の各谷溝３０ｂと対向する位置に回転する。そして、左機能ブロック２０Ｌと操舵シャフト３０が非係合（クラッチオフ）状態になる。このとき、右電磁アクチュエータ２２は非励磁なので、右機能ブロック２０Ｒは、各係合歯３０ａを介して操舵シャフト３０と係合する。その結果、操舵シャフト３０が、右機能ブロック２０Ｒを介して右中間部スライド筒１３と連結し、右中間部スライド筒１３に従動して右方向に移動可能となる。
【００３８】
続いて、図４に示すように電動モータ４を正回転させると、外部回転筒１１が回転する。すると、外部回転筒１１のねじ部１１ｂ，１１ｃと左右中間部スライド筒１２，１３のねじ部１２ａ、１３ａによる逆ねじ作用により、左右中間部スライド筒１２，１３が外部回転筒１１の外方に延び出し離間する。このとき、左内部クラッチ筒２３の各クラッチ歯２３ｃと操舵シャフト３０の各係合歯３０ａは係合しないが、右内部クラッチ筒２４の各クラッチ歯２４ｃと操舵シャフト３０の各係合歯３０ａは係合している（図２参照）。そのため、操舵シャフト３０が、右内部クラッチ筒２４を介して右中間部スライド筒１３に押しやられるため、右中間部スライド筒１３の延出に伴って右方向に従動する。さらに、操舵シャフト３０の右方向への移動（すなわち、右後輪ＷＲ側への移動）に連動して、両後輪ＷＬ，ＷＲが自動車Ａの直進方向に対して左方向に転舵する。
【００３９】
転舵後、図５に示すように電動モータ４を逆回転させると、外部回転筒１１が逆回転する。すると、外部回転筒１１のねじ部１１ｂ，１１ｃと左右中間部スライド筒１２，１３のねじ部１２ａ、１３ａによる逆ねじ作用により、左右中間部スライド筒１２，１３が外部回転筒１１の内方に引き込まれ接近する。このとき、右中間部スライド筒１３の移動突起１３ｃが、左方向に移動し、操舵シャフト３０のセンタリング突起３０ｆに当接する。そして、移動突起１３ｃの移動に伴ってセンタリング突起３０ｆが左方向に移動するため、右中間部スライド筒１３の引込に伴って操舵シャフト３０が左方向に従動する。さらに、操舵シャフト３０の左方向への移動（すなわち、左後輪ＷＬ側への移動）に連動して、両後輪ＷＬ，ＷＲの転舵方向が左方向から直進方向に変わる。そして、操舵シャフト３０および左右中間部スライド筒１２，１３が中立位置となり、両後輪ＷＬ，ＷＲの転舵方向が直進方向に戻される。
【００４０】
なお、後輪操舵を行う場合、電子制御装置３は、駆動ストロークセンサ１４によって左右中間部スライド筒１２，１３および操舵ストロークセンサ３３によって操舵シャフト３０を監視しながら、前輪の操舵状況を前提条件として左右電磁アクチュエータ２１，２２および電動モータ４を制御する。そして、後輪操舵装置１は、前輪操舵に協働させて後輪ＷＬ，ＷＲを左方向または右方向に転舵したり、直進方向に戻して、自動車Ａの姿勢制御をアシストする後輪操舵を実現している。
【００４１】
次に、図６を参照して、左右内部クラッチ筒２３，２４の係止鈎２３ｄ，２４ｄによる作用について説明する。
【００４２】
なお、ケーシングの各案内用溝２６ｂ，２７ｂの中央縦部２６ｃ、２７ｃの長さは、左右中間部スライド筒１２，１３の各案内用貫通溝２６ａ、２７ａの中央縦部２６ｄ，２７ｄより短く形成してある。これは、左右内部クラッチ筒２３，２４の各クラッチレバー２３ａ，２４ａが案内用貫通溝２６ａ、２７ａから外れ落ちないようにするためである。
【００４３】
左右電磁アクチュエータ２１，２２のいずれか一方が作動すると、作動した側の内部クラッチ筒２３または２４が回転する。このとき、左右内部クラッチ筒２３，２４の係止鈎２３ｄ，２４ｄは、相対的に接近するが、互いに係止し合う位置までは接近しない。
【００４４】
しかし、両電磁アクチュエータ２１，２２が作動して両内部クラッチ筒２３，２４が同時に回転すると、係止鈎２３ｄ，２４ｄは、互いに係止し合う位置まで移動することができる。そして、係止鈎２３ｄ，２４ｄ同士が係止し合うと両電磁アクチュエータ２１，２２の同時作動による誤った後輪操舵とみなし、両内部クラッチ筒２３，２４が係止鈎２３ｄ，２４ｄの係止によって外方に延び出さない構造となっている。したがって、両電磁アクチュエータ２１，２２が同時に作動した場合には、後輪ＷＬ，ＷＲは操舵されずに直進方向が維持される。
【００４５】
それでは、図７を参照して、電子制御装置３について説明する。電子制御装置３は、メインＣＰＵ４０、サブＣＰＵ５０、ソレノイド通電手段６０、故障時対応回路７０、電動機駆動手段８０および電動機電流検出手段９０から構成される。電子制御装置３は、メインＣＰＵ４０が前輪操舵装置ＦＳからの前輪操舵情報ＳＦおよび車速センサＳＰＳからの車速信号Ｖ等に基づいて目標舵角θｒと操舵方向Ｄｒを設定する。そして、電子制御装置３は、メインＣＰＵ４０が目標舵角θｒと操舵方向Ｄｒに基づいて、メインＦＥＴ［Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ］制御による電動モータ４への制御と左右電磁アクチュエータ２１，２２への制御を行う。さらに、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴが故障した場合、電子制御装置３は、サブＣＰＵ５０がサブＦＥＴ制御による電動モータ４への制御を行う。また、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障した場合、電子制御装置３は、故障時対応回路７０が逆回転用メインＦＥＴ制御による電動モータ４への制御を行う。なお、メインＣＰＵ４０とサブＣＰＵ５０は、互いにＣＰＵを監視し、双方向通信する。
なお、本実施の形態では、メインＣＰＵ４０とサブＣＰＵ５０が特許請求の範囲に記載の制御手段に相当し、故障時対応回路７０が特許請求の範囲に記載の故障時対応回路に相当する。
【００４６】
まず、図７を参照して、メインＣＰＵ４０について説明する。メインＣＰＵ４０は、目標舵角設定部４１、転舵方向設定部４２、減算部４３、ＰＩＤ演算部４４、駆動制御部４５、第１実舵角計測部４６および第２実舵角計測部４７からなる。メインＣＰＵ４０は、電動モータ４を制御するために電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａ（図９参照）に対してメインＦＥＴ制御を行うとともに、左右電磁アクチュエータ２１，２２の制御を行う。なお、メインＦＥＴ制御は、故障時対応回路７０の論理判定を介して行なわれる。そのために、メインＣＰＵ４０は、故障時対応回路７０に電動機制御信号ＳＭＣを出力するとともに、転舵方向Ｄｒの情報を内蔵レジスタに設定する。さらに、メインＣＰＵ４０は、サブＣＰＵ５０を監視し、サブＣＰＵ５０にサブＣＰＵ監視情報ＳＳＭを送信する。また、メインＣＰＵ４０は、ウォッチドッグタイマによる自己監視機能を備え、サブＣＰＵ５０から送信されるメインＣＰＵ監視情報ＳＭＭ等を加味して自己の故障を判断し、故障時対応回路７０にメイン信号ＳＭを送信する。
【００４７】
目標舵角設定部４１は、前輪操舵装置ＦＳからの前輪操舵情報ＳＦと車速センサＳＰＳからの車速信号Ｖおよび第１実舵角計測部４６からの第１実舵角θＲ１が入力され、後輪ＷＬ，ＷＲの目標舵角θｒと操舵方向Ｄｒおよび制御モードを設定する。目標舵角設定部４１は、前輪操舵情報ＳＦに含まれる前輪舵角および車速信号Ｖに基づいて、後輪ＷＬ，ＷＲの目標舵角θｒを設定する。さらに、目標舵角設定部４１は、目標舵角θｒ、前輪の操舵方向および第１実舵角θＲ１に基づいて、操舵方向Ｄｒおよび制御モードを設定する。ちなみに、第１実舵角θＲ１は、正負の値であり、この符号によって後輪ＷＬ，ＷＲの実際の操舵方向の情報も含む。なお、車速センサＳＰＳは、後輪操舵装置１の専用センサであってもよいし、他のシステムの車速センサを利用してもよい。車速センサＳＰＳの車速信号Ｖは単位時間当たりのパルス数であり、メインＣＰＵ４０は、このパルス数から車速を演算する。また、車速の情報は、車速センサＳＰＳから得る情報ではなく、前輪操舵情報ＳＦに含めて前輪操舵装置ＦＳから入力される情報としてもよい。
【００４８】
転舵方向設定部４２は、目標舵角設定部４１で設定した転舵方向Ｄｒを内蔵レジスタに設定する。
【００４９】
減算器４３は、目標舵角設定部４１で設定した目標舵角θｒから第１実舵角計測部４６で演算された第１実舵角θＲ１を減算し、実際に後輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる角度である舵角偏差Δθｒを演算する。
【００５０】
ＰＩＤ演算部４４は、減算器４３で演算された舵角偏差Δθｒからその比例項、積分項および微分項を演算する。なお、これら比例項等のパラメ−タは、舵角偏差Δθｒに基づく値である。また、各種の演算係数は、後輪操舵機構２の構造特性に基づいて決まる値であり、予め作動試験等で求めた統計上の平均値等を用いてもよい。
【００５１】
駆動制御部４５は、ＰＩＤ演算部４４で演算した舵角偏差Δθｒの比例項、積分項および微分項に基づいて、舵角偏差Δθｒの大きさに応じた電動モータ４に流す目標電動機電流を設定する。そして、駆動制御部４５は、この目標電動機電流、舵角偏差Δθｒ、電動機電流検出手段９０からの電動機電流信号ＩＭＯおよび目標舵角設定部４１からの転舵方向Ｄｒに基づいて、ＰＷＭ［Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ］信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦおよびリレーオン信号ＲＯＮ、リレーオフ信号ＲＯＦを生成する。なお、このＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦおよびリレーオン信号ＲＯＮ、リレーオフ信号ＲＯＦで電動機制御信号ＳＭＣを構成する。この電動機制御信号ＳＭＣの各信号は、故障時対応回路７０で論理判定されてメイン電動機駆動信号ＳＭＤとして、電動機駆動手段８０に出力される。なお、電動機制御信号ＳＭＣは、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａを制御する信号である。具体的には、メインリレー８１と正転用リレー８６，８７にはリレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦが設定され、メインＦＥＴ８２，８４にはＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦが設定され、メインＦＥＴ８３，８５にはオン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦが設定される（図９参照）。
【００５２】
後輪操舵装置１のシステム正常時、駆動制御部４５は、リレーオン信号ＲＯＮを出力する。つまり、駆動制御部４５は、電動機駆動手段８０のメインリレー８１のコイルにリレーオン信号ＲＯＮを出力し、メインリレー８１をオンする（図９参照）。さらに、駆動制御部４５は、電動機駆動手段８０の正転用リレー８６，８７の各コイルにリレーオン信号ＲＯＮを各々出力し、正転用リレー８６，８７をオンする（図９参照）。なお、リレーオン信号ＲＯＮを出力するとは各リレーにコイル電流を供給することであり、リレーオフ信号ＲＯＦを出力するとは各リレーにコイル電流を供給しないことである。
【００５３】
さらに、駆動制御部４５は、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭを電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ８２のゲートＧ１またはメインＦＥＴ８４のゲートＧ３に出力し、メインＦＥＴ８２またはメインＦＥＴ８４をＰＷＭ駆動する（図９参照）。なお、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭをゲートＧ１かゲートＧ３のどちらのゲートに出力するかは、転舵方向Ｄｒおよび舵角偏差Δθｒによって決まる。つまり、駆動制御部４５は、転舵方向Ｄｒと舵角偏差Δθｒに基づいて、後輪ＷＬ，ＷＲの舵角を大きくするか小さくするのかを判断する。そして、駆動制御部４５は、舵角を大きくする場合には電動モータ４を正転駆動（すなわち、中間部スライド筒１２，１３を離間）するためにゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力し、舵角を小さくする場合には電動モータ４を逆転駆動（すなわち、中間部スライド筒１２，１３を接近）するためにゲートＧ３にＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力する。さらに、駆動制御部４５は、ゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力する場合には、メインＦＥＴ８３のゲートＧ２にオン信号ＶＯＮを出力し、メインＦＥＴ８３をオン駆動する。他方、駆動制御部４５は、ゲートＧ３にＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力する場合には、メインＦＥＴ８５のゲートＧ４にオン信号ＶＯＮを出力し、メインＦＥＴ８５をオン駆動する。また、駆動制御部４５は、ゲートＧ１またはゲートＧ３のうちＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力しないゲートにはオフ信号ＶＯＦを出力し、メインＦＥＴ８２またはメインＦＥＴ８４をオフする。そして、駆動制御部４５は、メインＦＥＴ８２をオフする場合にはメインＦＥＴ８３のゲートＧ２にオフ信号ＶＯＦを出力してメインＦＥＴ８３をオフし、メインＦＥＴ８４をオフする場合にはメインＦＥＴ８５のゲートＧ４にオフ信号ＶＯＦを出力してメインＦＥＴ８５をオフする。その結果、電動モータ４の正転駆動または逆転駆動によって後輪操舵機構２の操舵シャフト３０が左右軸方向に移動または中立位置に戻り、後輪ＷＬ，ＷＲが左方向、右方向転舵または直進方向となる。
【００５４】
後輪操舵装置１のシステム正常時から電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障した時、駆動制御部４５は、瞬時にリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。つまり、駆動制御部４５は、電動機駆動手段８０のメインリレー８１のコイルにリレーオフ信号ＲＯＦを出力してメインリレー８１をオフし、メインＦＥＴ回路８ａによる電動モータ４の回転駆動を停止する（図９参照）。なお、このとき、二重安全対策として、正転用リレー８６，８７の各コイルにリレーオフ信号ＲＯＦを各々出力し、正転用リレー８６，８７をオフするようにしてもよい。
【００５５】
また、後輪操舵装置１のシステム正常時から駆動ストロークセンサ１４または操舵ストロークセンサ３３のいずれか一方が故障した時、まず、駆動制御部４５は、オン信号ＶＯＮを出力するとともに、リレーオン信号ＲＯＮとリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。つまり、駆動制御部４５は、メインＦＥＴ８４，８５のゲートＧ３，Ｇ４にオン信号ＶＯＮを各々出力し、メインＦＥＴ８４およびメインＦＥＴ８５をオン駆動（つまり、１００％のデューティ比でＰＷＭ駆動）する（図９参照）。なお、このとき、メインＦＥＴ８２，８３のゲートＧ１，Ｇ２にはオフ信号ＶＯＦを供給している。さらに、駆動制御部４５は、電動機駆動手段８０のメインリレー８１のコイルに引き続きリレーオン信号ＲＯＮを出力し、メインリレー８１をオンする（図９参照）。また、駆動制御部４５は、二重安全対策として、電動機駆動手段８０の正転用リレー８６，８７の各コイルにリレーオフ信号ＲＯＦを各々出力し、正転用リレー８６，８７をオフする。なお、正転用リレー８６，８７をオンしておくことも可能である。このとき、電動モータ４は逆転駆動されるため、後輪操舵機能２は機構上の中立位置に戻り、後輪ＷＬ、ＷＲが直進方向に戻る。続いて、駆動制御部４５は、中立位置判定後、電動機駆動手段８０のメインリレー８１のコイルにリレーオフ信号ＲＯＦを出力し、メインリレー８１をオフする（図９参照）。この場合の中立位置の判定は、第１実舵角計測部４６からの第１実舵角θＲ１または第２実舵角計測部４７からの第２実舵角θＲ２および電動機電流検出手段９０からの電動機電流信号ＩＭＯによって判定する。例えば、駆動制御部４５は、第１実舵角θＲ１が中立位置を示す角度の±１°以内または第２実舵角θＲ２が中立位置を示す角度の±１°以内かつ電動機電流信号ＩＭＯが３０Ａ以上になると、中立位置と判定する。つまり、駆動ストロークセンサ１４または操舵ストロークセンサ３３のいずれか一方が故障しているが、他方のストロークセンサは正確な移動距離を検出しているため、第１実舵角θＲ１または第２実舵角θＲ２のいずれか一方は正しい値である。したがって、第１実舵角θＲ１または第２実舵角θＲ２のうちの一方は必ず中立位置を示す値となる。さらに中立位置判定の精度を上げるために、電動モータ４が１００％のデューティ比で逆転駆動されかつ電動モータ４が中立位置で停止したことを条件に加えるために、電動機電流信号ＩＭＯが３０Ａ以上であることを判定条件とする。つまり、電動モータ４に電動機電圧ＶＭが印加され、電動モータ４が回転駆動していると、逆起電力が発生する。そのため、電動機電流ＩＭは、逆起電力分低減し、電動モータ４が１００％のデューティ比で駆動されても３０Ａ未満となる。しかし、後輪操舵機構２が機構上の中立位置に戻ると、機構上、電動モータ４の回転が停止し、逆起電力も発生しない。したがって、後輪操舵機構２が機構上の中立位置に戻ると、電動機電圧ＶＭにほぼ比例した電動機電流ＩＭが流れるため、電動機電流信号ＩＭＯが３０Ａ以上となる。
【００５６】
さらに、メインＣＰＵ４０は、メインＣＰＵ４０が正常か故障かを示すメイン信号ＳＭを生成する。メインＣＰＵ４０は、メインＣＰＵ監視情報ＳＭＭ等を利用して、ウォッチドッグタイマによる自己監視機能によってメイン信号ＳＭを生成する。なお、メイン信号ＳＭは、メインＣＰＵ４０が正常の場合にはＨ信号、メインＣＰＵ４０が故障の場合にはＬ信号である。また、メインＣＰＵ４０は、サブＣＰＵ５０の動作を監視し、サブＣＰＵ５０にサブＣＰＵ監視情報ＳＳＭを送信する。メインＣＰＵ４０は、サブＣＰＵ５０で演算された車速や実舵角等を自己で演算した車速や実舵角等と比較し、サブＣＰＵ５０を監視する。
【００５７】
第１実舵角計測部４６は、操舵ストロークセンサ３３からの移動距離Ｌ１が入力され、この移動距離Ｌ１を後輪ＷＬ，ＷＲの実際の舵角である第１実舵角θＲ１に変換する。なお、操舵ストロークセンサ３３は操舵シャフト３０の移動方向を検出できるので、第１実舵角θＲ１は、操舵シャフト３０の中立位置から左方向への移動距離を正値とし、右方向への移動距離を負値とする。
【００５８】
第２実舵角計測部４７は、駆動ストロークセンサ１４からの移動距離Ｌ２が入力され、この移動距離Ｌ２を第２実舵角θＲ２に変換する。なお、駆動ストロークセンサ１４は移動した方向を検出することができないので、第２実舵角θＲ２は、操舵シャフト３０の移動方向に関係なく設定され、正値とする。
【００５９】
次に、図７を参照して、サブＣＰＵ５０について説明する。サブＣＰＵ５０は、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障した時、電動モータ４を制御するために電動機駆動手段８０のサブＦＥＴ回路８０ｂ（図９参照）に対してサブＦＥＴ制御を行う。そのため、サブＣＰＵ５０は、サブ電動機駆動信号ＳＳＤを出力する。サブＣＰＵ５０は、メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障すると、サブリレー８８にリレーオン信号ＲＯＮを出力するとともに、サブＦＥＴ８９のゲートＧ５にＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力する。なお、このリレーオン信号ＲＯＮ（またはリレーオフ信号）とＰＷＭ信号ＶＰＷＭ（またはオフ信号ＶＯＦ）でサブ電動機駆動信号ＳＳＤを構成する。つまり、サブＣＰＵ５０は、電動機駆動手段８０のサブリレー８８のコイルにリレーオン信号ＲＯＮを出力し、サブリレー８８をオンする（図９参照）。さらに、サブＣＰＵ５０は、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭを電動機駆動手段８０のサブＦＥＴ８９のゲートＧ５に出力し、サブＦＥＴ８９をＰＷＭ駆動する（図９参照）。なお、サブＣＰＵ５０は、電動機電流ＩＭを電流制限するために、３０％のデューティ比のＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力する。そのため、電動モータ４には１０Ａ程度の電動機電流ＩＭが流れる。このとき、電動モータ４は逆転駆動されるため、後輪操舵機能２は機構上の中立位置に戻り、後輪ＷＬ、ＷＲが直進方向に戻る。そして、サブＣＰＵ５０は、後輪操舵機能２が機構上の中立位置に戻ったと判断すると、サブリレー８８にリレーオフ信号ＲＯＦを出力し、サブＦＥＴ回路８０ｂによる電動モータ４の逆転駆動を停止する。なお、中立判定は、第２実舵角によって判定する。例えば、サブＣＰＵ５０は、第２実舵角が中立位置を示す角度の±１°以内になると、中立位置と判定する。ちなみに、サブＣＰＵ５０は、駆動ストロークセンサ１４からの移動距離Ｌ２が入力され、第２実舵角を演算する。また、サブＣＰＵ５０は、車速センサＳＰＳから車速信号Ｖが入力され、車速制限を行う。つまり、所定速度以下では、路面との静摩擦によって後輪ＷＬ，ＷＲが動かない。そこで、サブＣＰＵ５０は、例えば、車速２ｋｍ／ｈ未満ではリレーオン信号ＲＯＮおよびＰＷＭ信号ＶＰＷＭを出力せず、サブＦＥＴ８９をＰＷＭ駆動しない。なお、車速センサＳＰＳの車速信号Ｖは単位時間当たりのパルス数であり、サブＣＰＵ５０は、このパルス数から車速を演算する。ちなみに、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ８２，８３，８４，８５が全て正常の時、サブＣＰＵ５０は、サブリレー８８にリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。
【００６０】
さらに、サブＣＰＵ５０は、メインＣＰＵ４０を監視し、メインＣＰＵ４０にメインＣＰＵ監視情報ＳＭＭを送信する。サブＣＰＵ５０は、メインＣＰＵ４０で演算された車速や実舵角等を自己で演算した車速や実舵角等と比較し、メインＣＰＵ４０を監視する。また、サブＣＰＵ５０は、ウォッチドッグタイマによる自己監視機能を備え、メインＣＰＵ４０から送信されるサブＣＰＵ監視情報ＳＳＭ等を加味して自己の故障を判断し、故障時対応回路７０にサブ信号ＳＳを送信する。なお、サブ信号ＳＳは、サブＣＰＵ５０が正常の場合にはＨ信号、サブＣＰＵ５０が故障の場合にはＬ信号である。
【００６１】
次に、図７を参照して、ソレノイド通電手段６０について説明する。ソレノイド通電手段６０は、転舵方向設定部４２が内蔵レジスタに設定した転舵方向Ｄｒに基づいて、左右電磁アクチュエータ２１，２２のソレノイドの一方を選択し、選択したソレノイドのコイルにソレノイド電流ＩＳを供給する。そして、ソレノイド通電手段６０は、左右電磁アクチュエータ２１，２２の可動ピンを作動させる。なお、ソレノイド通電手段６０がソレノイド電流ＩＳを供給するのは、操舵シャフト３０が機構上の中立位置近傍にある時のみである。そのために、転舵方向設定部４２に第１実舵角θＲ１を導入して、中立位置を判定している。
【００６２】
次に、図８および図９を参照して、故障時対応回路７０について説明する。故障時対応回路７０は、故障判断部７１、メインリレー制御部７２、上段正転用ＦＥＴ駆動部７３、下段正転用ＦＥＴ駆動部７４、上段逆転用ＦＥＴ駆動部７５、下段逆転用ＦＥＴ駆動部７６、上段正転用リレー制御部７７および下段正転用リレー制御部７８から構成される。故障時対応回路７０は、メインＣＰＵ４０からのメイン信号ＳＭと電動機制御信号ＳＭＣおよびサブＣＰＵ５０からのサブ信号ＳＳが入力され、電動機駆動手段８０にメイン電動機駆動信号ＳＭＤを出力し、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａを制御する（図９参照）。故障時対応回路７０は、メインＣＰＵ４０とサブＣＰＵ５０からなる制御手段が故障した時に、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａの逆転用メインＦＥＴ８４，８５を所定時間オン駆動し、後輪操舵機構２を機構上の中立位置に戻して後輪ＷＬ，ＷＲを直進方向に戻す。なお、故障時対応回路７０は、メインＣＰＵ４０とサブＣＰＵ５０からなる制御手段が正常の場合には、メインＣＰＵ４０からの電動機制御信号ＳＭＣをそのままメイン電動機駆動信号ＳＭＤとして出力する。そこで、故障時対応回路７０は、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０による制御に影響されないように、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０とは別体のアナログ回路で構成される。
なお、以下の論理判定において、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭはＨ／Ｌ信号であり、オン信号ＶＯＮはＨ信号であり、オフ信号ＶＯＦはＬ信号であり、リレーオン信号ＲＯＮはＨ信号であり、リレーオフ信号ＲＯＦはＬ信号である。
【００６３】
故障判断部７１は、メイン信号ＳＭとサブ信号ＳＳに基づいて、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障しているか否かを判断する。そのために、故障判断部７１は、ＡＮＤ回路７１ａを備える。ＡＮＤ回路７１ａは、メイン信号ＳＭとサブ信号ＳＳが入力され、Ｈ信号またはＬ信号を出力する。つまり、メイン信号ＳＭとサブ信号ＳＳが共にＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７１ａは、Ｈ信号を出力する。他方、メイン信号ＳＭおよびサブ信号ＳＳの少なくとも一方がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＡＮＤ回路７１ａは、Ｌ信号を出力する。したがって、ＡＮＤ回路７１ａから出力される信号がＨ信号の場合にはメインＣＰＵ４０とサブＣＰＵ５０が共に正常であり、Ｌ信号の場合にはメインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障である。
【００６４】
メインリレー制御部７２は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣのメインリレー８１に対する信号に基づいて、メインリレー８１をオン／オフ制御する。特に、メインリレー制御部７２は、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の時に、所定時間経過後にメインリレー８１をオフし、メインＦＥＴ回路８０ａへの電源電圧ＰＳＰからの供給を停止する（すなわち、所定時間の間だけメインＦＥＴ回路８０ａに電源電圧ＰＳＰから１２Ｖを供給する）（図９参照）。そのために、メインリレー制御部７２は、反転回路７２ａ、ディレイ回路７２ｂ、ＡＮＤ回路７２ｃおよびＯＲ回路７２ｄを備える。反転回路７２ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号が入力され、その信号を反転してＨ信号またはＬ信号を出力する。ディレイ回路７２ｂは、反転回路７２ａのＨ／Ｌ信号が入力され、リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。なお、ディレイ回路７２ｂは、Ｈ信号がトリガとなりタイマが起動する。ＡＮＤ回路７２ｃは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣのメインリレー８１に対する信号（リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦ）が入力され、リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。ＯＲ回路７２ｄは、ディレイ回路７２ｂからの信号とＡＮＤ回路７２ｃからの信号が入力され、リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ディレイ回路７２ｂは、反転回路７２ａがＬ信号を出力するので、常時リレーオフ信号ＲＯＦを出力すると共にタイマを起動しない。この場合、ＡＮＤ回路７２ｃは、ＡＮＤ回路７１ａの出力がＨ信号のため、電動機制御信号ＳＭＣのメインリレー８１に対する信号をそのまま出力する。さらに、ＯＲ回路７２ｄは、ディレイ回路７２ｂの出力がリレーオフ信号ＲＯＦのため、ＡＮＤ回路７２ｃの出力（すなわち、電動機制御信号ＳＭＣのメインリレー８１に対する信号）をそのままメインリレー８１に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、反転回路７２ａは、Ｈ信号を出力する。そして、ディレイ回路７２ｂは、反転回路７２ａからのＨ信号が入力されると同時にリレーオン信号ＲＯＮを出力するとともに、Ｈ信号をトリガとしてタイマを起動する。さらに、ディレイ回路７２ｂは、タイマによって所定時間（例えば、１０秒後）が経過すると、リレーオフ信号ＲＯＦを出力する。すなわち、ディレイ回路７２ｂは、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の時に、リレーオン信号ＲＯＮを所定時間出力後、リレーオフ信号ＲＯＦを出力する。なお、所定時間は、操舵シャフト３０が最大量移動している場合でも、逆転用メインＦＥＴ８４，８５がオン駆動することによって後輪操舵機構２を中立位置に戻すことができる十分な時間とする。この場合、ＡＮＤ回路７２ｃは、ＡＮＤ回路７１ａの出力がＬ信号のため、メインＣＰＵ４０が暴走して電動機制御信号ＳＭＣのメインリレー８１に対する信号が不定であった場合でも、リレーオフ信号ＲＯＦを出力する。そのとき、７２ｄは、ＯＲ回路のため、ディレイ回路７２ｂからの信号をそのままメインリレー８１に出力する。なお、ディレイ回路７２ｂに代えて、第２実舵角計測部４７からの第２実舵角θＲ２を比較器に導入し、この比較器によって第２実舵角θＲ２が中立位置を示す角度の±１°以内になるまではＨ信号を、そして±１°以内になるとＬ信号をＯＲ回路７２ｄに出力するようにしてもよい。
【００６５】
上段正転用ＦＥＴ駆動部７３は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣの上段正転用メインＦＥＴ８２に対する信号に基づいて、上段正転用メインＦＥＴ８２をＰＷＭ駆動またはオフする。そのために、上段正転用ＦＥＴ駆動部７３は、ＡＮＤ回路７３ａを備える。ＡＮＤ回路７３ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣの上段正転用メインＦＥＴ８２に対する信号（ＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦ）が入力され、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７３ａは、電動機制御信号ＳＭＣのＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま上段正転用メインＦＥＴ８２のゲートＧ１に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＡＮＤ回路７３ａは、オフ信号ＶＯＦを上段正転用メインＦＥＴ８２のゲートＧ１に出力する。
【００６６】
下段正転用ＦＥＴ駆動部７４は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣの下段正転用メインＦＥＴ８３に対する信号に基づいて、下段正転用メインＦＥＴ８３をオン駆動またはオフする。そのために、下段正転用ＦＥＴ駆動部７４は、ＡＮＤ回路７４ａを備える。ＡＮＤ回路７４ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣの下段正転用メインＦＥＴ８３に対する信号（オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦ）が入力され、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７４ａは、電動機制御信号ＳＭＣのオン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま下段正転用メインＦＥＴ８３のゲートＧ２に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＡＮＤ回路７４ａは、オフ信号ＶＯＦを下段正転用メインＦＥＴ８３のゲートＧ２に出力する。
【００６７】
上段逆転用ＦＥＴ駆動部７５は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号、反転回路７２ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣの上段逆転用メインＦＥＴ８４に対する信号に基づいて、上段逆転用メインＦＥＴ８４をＰＷＭ駆動、オン駆動またはオフする。特に、上段逆転用ＦＥＴ駆動部７５は、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合に、上段逆転用メインＦＥＴ８４をオン駆動する。なお、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合、メインリレー制御部７２によって所定時間の間だけメインＦＥＴ回路８０ａに電源電圧ＰＳＰから１２Ｖが供給されるので、所定時間の間だけ上段逆転用メインＦＥＴ８４がオン駆動される。そのために、上段逆転用ＦＥＴ駆動部７５は、ＡＮＤ回路７５ａとＯＲ回路７５ｂを備える。ＡＮＤ回路７５ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣの上段逆転用メインＦＥＴ８４に対する信号（ＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦ）が入力され、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦを出力する。ＯＲ回路７５ｂは、反転回路７２ａからのＨ／Ｌ信号とＡＮＤ回路７５ａからのＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７５ａは、ＡＮＤ回路７１ａの出力がＨ信号のため、電動機制御信号ＳＭＣの上段逆転用メインＦＥＴ８４に対する信号をそのまま出力する。さらに、ＯＲ回路７５ｂは、反転回路７２ａの出力がＬ信号のため、ＡＮＤ回路７５ａの出力（すなわち、電動機制御信号ＳＭＣの上段逆転用メインＦＥＴ８４に対する信号）をそのまま上段逆転用メインＦＥＴ８４のゲートＧ３に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＯＲ回路７５ｂは、反転回路７２ａの出力がＨ信号のため、オン信号ＶＯＮを上段逆転用メインＦＥＴ８４のゲートＧ３に出力する。
【００６８】
下段逆転用ＦＥＴ駆動部７６は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号、反転回路７２ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣの下段逆転用メインＦＥＴ８５に対する信号に基づいて、下段逆転用メインＦＥＴ８５をオン駆動またはオフする。特に、下段逆転用ＦＥＴ駆動部７６は、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合に、下段逆転用メインＦＥＴ８５をオン駆動する。なお、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合、メインリレー制御部７２によって所定時間の間だけメインＦＥＴ回路８０ａに電源電圧ＰＳＰからの１２Ｖが供給されるので、所定時間の間だけ下段逆転用メインＦＥＴ８５がオン駆動される。そのために、下段逆転用ＦＥＴ駆動部７６は、ＡＮＤ回路７６ａとＯＲ回路７６ｂを備える。ＡＮＤ回路７６ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣの下段逆転用メインＦＥＴ８５に対する信号（オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦ）が入力され、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦを出力する。ＯＲ回路７６ｂは、反転回路７２ａからのＨ／Ｌ信号とＡＮＤ回路７５ａからのオン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７６ａは、ＡＮＤ回路７１ａの出力がＨ信号のため、電動機制御信号ＳＭＣの下段逆転用メインＦＥＴ８５に対する信号をそのまま出力する。さらに、ＯＲ回路７６ｂは、反転回路７２ａの出力がＬ信号のため、ＡＮＤ回路７６ａの出力（すなわち、電動機制御信号ＳＭＣの下段逆転用メインＦＥＴ８５に対する信号）をそのまま下段逆転用メインＦＥＴ８５のゲートＧ４に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＯＲ回路７６ｂは、反転回路７２ａの出力がＨ信号のため、オン信号ＶＯＮを下段逆転用メインＦＥＴ８５のゲートＧ４に出力する。
【００６９】
上段正転用リレー制御部７７は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣの上段正転用リレー８６に対する信号に基づいて、上段正転用リレー８６をオン／オフ制御する。そのために、上段正転用リレー制御部７７は、ＡＮＤ回路７７ａを備える。ＡＮＤ回路７７ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣの上段正転用リレー８６に対する信号（リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦ）が入力され、リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７７ａは、電動機制御信号ＳＭＣのリレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦをそのまま上段正転用リレー８６に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＡＮＤ回路７７ａは、リレーオフ信号ＲＯＦを上段正転用リレー８６に出力する。
【００７０】
下段正転用リレー制御部７８は、ＡＮＤ回路７１ａからの信号と電動機制御信号ＳＭＣの下段正転用リレー８７に対する信号に基づいて、下段正転用リレー８７をオン／オフ制御する。そのために、下段正転用リレー制御部７８は、ＡＮＤ回路７８ａを備える。ＡＮＤ回路７８ａは、ＡＮＤ回路７１ａからのＨ／Ｌ信号と電動機制御信号ＳＭＣの下段正転用リレー８７に対する信号（リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦ）が入力され、リレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦを出力する。つまり、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０が共に正常の場合）、ＡＮＤ回路７８ａは、電動機制御信号ＳＭＣのリレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦをそのまま下段正転用リレー８７に出力する。他方、ＡＮＤ回路７１ａからの信号がＬ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障の場合）、ＡＮＤ回路７８ａは、リレーオフ信号ＲＯＦを下段正転用リレー８７に出力する。
【００７１】
なお、メイン電動機駆動信号ＳＭＤは、メインリレー制御部７２、上段正転用ＦＥＴ駆動部７３、下段正転用ＦＥＴ駆動部７４、上段逆転用ＦＥＴ駆動部７５、下段逆転用ＦＥＴ駆動部７６、上段正転用リレー制御部７７および下段正転用リレー制御部７８から出力される各信号によって構成される。
【００７２】
次に、図９を参照して、電動機駆動手段８０について説明する。電動機駆動手段８０は、メインＦＥＴ回路８０ａとサブＦＥＴ回路８０ｂを備える。メインＦＥＴ回路８０ａは、メインＣＰＵ４０に制御されるとともに、ＣＰＵ４０，５０の故障時に対応するために故障時対応回路７０に制御される。そのため、メインＦＥＴ回路８０ａは、メインＣＰＵ４０から出力される電動機制御信号ＳＭＣに故障時対応回路７０で論理判定が加味されたメイン電動機駆動信号ＳＭＤが入力される。そして、メインＦＥＴ回路８０ａは、メイン電動機駆動信号ＳＭＤに基づいて電動機電圧ＶＭを電動モータ４に印加し、電動モータ４を正転駆動または逆転駆動する。他方、サブＦＥＴ回路８０ｂは、メインＦＥＴ回路８０ａのメインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障した時に、サブＣＰＵ５０に制御される。そのため、サブＦＥＴ回路８０ｂは、サブＣＰＵからサブ電動機駆動信号ＳＳＤが入力される。そして、サブＦＥＴ回路８０ｂは、サブ電動機駆動信号ＳＳＤに基づいて電動機電圧ＶＭを電動モータ４に印加し、電動モータ４を逆転駆動する。
【００７３】
メインＦＥＴ回路８０ａは、メインリレー８１、パワー電界トランジスタであるメインＦＥＴ８２，８３，８４，８５および正転用リレー８６，８７で構成される。メインＦＥＴ回路８０ａは、電源電圧（パワー系）ＰＳＰとグランドＧＮＤ間に４個のメインＦＥＴ８２，８３，８４，８５でブリッジ回路が構成され、電源電圧ＰＳＰから１２Ｖの電圧が供給される。メインＦＥＴ８２，８３は、電動モータ４を正転駆動するための正転用のメインＦＥＴであり、両方がオンした時に電動モータ４が正転駆動する。また、メインＦＥＴ８４，８５は、電動モータ４を逆転駆動するための逆転用のメインＦＥＴであり、両方がオンした時に電動モータ４が逆転駆動する。なお、電源電圧ＰＳＰとブリッジ回路の間にはメインリレー８１が接続される。そして、メインリレー８１は、メイン電動機駆動信号ＳＭＤのリレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦが入力され、ブリッジ回路への電源電圧ＰＳＰからの１２Ｖの供給または供給を停止する。なお、メインリレー８１は、後輪操舵装置１のシステム正常時にはオンされ、後輪操舵装置１のシステム異常時にはオフされる。メインリレー８１は、リレーオン信号ＲＯＮの場合にはコイル電流が流れてオンし、ブリッジ回路に電源電圧ＰＳＰからの１２Ｖを供給する。また、メインリレー８１は、リレーオフ信号ＲＯＦの場合にはコイル電流が流れずオフし、ブリッジ回路に電源電圧ＰＳＰからの１２Ｖを供給しない。
なお、本実施の形態では、メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５が、特許請求の範囲に記載のスイッチング素子に相当する。
【００７４】
メインＦＥＴ回路８０ａは、電動モータ４がメインＦＥＴ８２とメインＦＥＴ８３の間に直列にかつメインＦＥＴ８４とメインＦＥＴ８５の間に直列に接続される。さらに、メインＦＥＴ８２と電動モータ４の間には上段正転用リレー８６が接続され、メインＦＥＴ８３と電動モータ４の間には下段正転用リレー８７が接続される。そして、正転用リレー８６，８７は、メイン電動機駆動信号ＳＭＤのリレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦが各々入力され、正転用のメインＦＥＴ８２、メインＦＥＴ８３および電動モータ４間を接続または非接続とする。つまり、正転用リレー８６，８７によって、電動モータ４への正転駆動用の電動機電圧ＶＭの印加を確実に停止することができる。なお、正転用リレー８６，８７は、後輪操舵装置１のシステム正常時にはオンされ、後輪操舵装置１のシステム異常時にはオフされる。正転用リレー８６，８７は、リレーオン信号ＲＯＮの場合にはコイル電流が流れてオンし、正転用のメインＦＥＴ８２、メインＦＥＴ８３および電動モータ４間を接続する。また、正転用リレー８６，８７は、リレーオフ信号ＲＯＦの場合にはコイル電流が流れずオフし、正転用のメインＦＥＴ８２、メインＦＥＴ８３および電動モータ４間を非接続とする。
【００７５】
そして、電動モータ４を正転駆動する場合、メインＦＥＴ回路８０ａは、上段正転用メインＦＥＴ８２のゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、上段正転用メインＦＥＴ８３のゲートＧ２にオン信号ＶＯＮ、逆転用メインＦＥＴ８４，８５の各ゲートＧ３，Ｇ４にオフ信号ＶＯＦおよびメインリレー８１と正転用リレー８６，８７にリレーオン信号ＲＯＮが各々入力され、電動モータ４を正転駆動するための電動機電圧ＶＭを印加する。他方、電動モータ４を逆転駆動する場合、メインＦＥＴ回路８０ａは、上段逆転用メインＦＥＴ８４のゲートＧ３にＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、下段逆転用メインＦＥＴ８５のゲートＧ４にオン信号ＶＯＮ、正転用メインＦＥＴ８２，８３の各ゲートＧ１，Ｇ２にオフ信号ＶＯＦおよびメインリレー８１と正転用リレー８６，８７にリレーオン信号ＲＯＮが各々入力され、電動モータ４を逆転駆動するための電動機電圧ＶＭを印加する。なお、電動モータ４に印加される電動機電圧ＶＭは、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比によって決定される。そして、電動モータ４に流れる電動機電流ＩＭは、電動機電圧ＶＭに対応する。例えば、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比が７０％（すなわち、７（論理レベル１）：３（論理レベル０））の場合、１２Ｖ×（７／１０）＝８．４Ｖが電動機電圧ＶＭとなり、電動モータ４に連続して８．４Ｖが印加されていることになる。なお、メインＦＥＴ回路８０ａには最大３０Ａ以上の電動機電流ＩＭが流れるため、メインＦＥＴ回路８０ａの配線には、最大の電動機電流ＩＭに対応する太線が使用される。
【００７６】
また、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障した場合、メインＣＰＵ４０によるメインＦＥＴ制御ではなく、メインＦＥＴ回路８０ａが故障時対応回路７０によって制御される。つまり、故障時対応回路７０がＣＰＵ故障と判断すると、メインＦＥＴ回路８０ａは、故障時対応回路７０によってメインリレー８１にリレーオン信号ＶＯＮと正転用リレー８６，８６にリレーオフ信号ＶＯＦおよび逆転用メインＦＥＴ８４，８５のゲートＧ３，Ｇ４にオン信号ＶＯＮが各々入力され、電動モータ４に逆転駆動するための電動機電圧ＶＭを印加する。さらに、所定時間経過後、メインＦＥＴ回路８０ａは、故障時対応回路７０によってメインリレー８１にリレーオフ信号ＶＯＦが入力され、電動モータ４への電動機電圧ＶＭの印加を完全に停止する。
【００７７】
サブＦＥＴ回路８０ｂは、サブリレー８８と電界効果トランジスタであるサブＦＥＴ８９で構成される。サブＦＥＴ回路８０ｂは、電源電圧（信号系）ＰＳＳとグランドＧＮＤ間に接続され、電源電圧ＰＳＳから１２Ｖの電圧が供給される。サブリレー８８は、サブ電動機駆動信号ＳＳＤのリレーオン信号ＲＯＮまたはリレーオフ信号ＲＯＦが入力され、サブＦＥＴ８９への電源電圧ＰＳＰからの１２Ｖの供給または供給を停止する。サブリレー８８は、リレーオン信号ＲＯＮの場合にはコイル電流が流れてオンし、サブリレー８８に電源電圧ＰＳＳからの１２Ｖを供給する。また、サブリレー８８は、リレーオフ信号ＲＯＦの場合にはコイル電流が流れずオフし、サブリレー８８に電源電圧ＰＳＳからの１２Ｖを供給しない。また、サブＦＥＴ回路８０ｂは、電動モータ４が逆転駆動するように、サブリレー８８とサブＦＥＴ８９間に電動モータ４が直列に接続される。サブＦＥＴ８９は、ゲートＧ５にサブ電動機駆動信号ＳＳＤのＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、電動モータ４をＰＷＭ駆動またはオフする。ちなみに、電源電圧（パワー系）ＰＳＰと電源電圧（信号系）ＰＳＳでは、バッテリ（図示せず）近傍で分岐され、配線の太さが異なり、電源電圧（パワー系）ＰＳＰが太線で電源電圧（信号系）ＰＳＳが細線である。
【００７８】
メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障した場合、サブＦＥＴ回路８０ｂは、サブＣＰＵ５０によって車速が２ｋｍ／ｈ以上と判定された時にサブリレー８８にリレーオン信号ＲＯＮとサブＦＥＴ８９にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力され、電動モータ４を逆転駆動する電動機電圧ＶＭを印加する。さらに、サブＦＥＴ回路８０ｂは、後輪操舵機構２が機構上の中立位置に戻ると、サブＣＰＵ５０によってサブリレー８８にリレーオフ信号ＲＯＦが入力され、電動モータ４への電動機電圧ＶＭの印加を停止する。なお、サブＣＰＵ５０によりタイヤへの路面反力が減少する車速以上になってから中立戻しを実行するため、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭは３０％のデューティ比で良く、電動機電流ＩＭは１０Ａ程度しか流れない。そこで、サブＦＥＴ回路８０ｂの配線には細線を使用し、制御素子の放熱、ハーネス、カプラ等のコストダウンを図る事ができる。他方、メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５が全て正常の場合、サブＦＥＴ回路８０ｂは、サブＣＰＵ５０によってサブリレー８８にリレーオフ信号ＲＯＦが入力され、サブＦＥＴ回路８０ｂによって電動モータ４に電動機電圧ＶＭを印加しない。
【００７９】
次に、図７を参照して、電動機電流検出手段９０について説明する。電動機電流検出手段９０は、電動モータ４に対して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、電動モータ４に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさと方向を検出する。そして、電動機電流検出手段９０は、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯをメインＣＰＵ４０にフィードバック（負帰還）する。
【００８０】
それでは、図１乃至図９を参照して、電子制御装置３の動作およびそれに伴う後輪転舵機構２と電動モータ４の動作について説明する。ここでは、後輪操舵装置１のシステムが正常時と後輪操舵装置１のシステムが異常時に分けて説明する。なお、後輪操舵装置１のシステム異常は、メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０の少なくとも一方が故障、メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障（すなわち、メインＦＥＴ回路８０ａが故障）、操舵ストロークセンサ３３または駆動ストロークセンサ１４が故障等である。なお、メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個の故障判定は、メインＣＰＵ４０で目標電動機電流と電動機電流検出手段９０で検出した電動機電流ＩＭＯを比較し、この差が所定値以上の場合に故障と判定する。また、操舵ストロークセンサ３３または駆動ストロークセンサ１４の故障判定は、メインＣＰＵ４０で第１実舵角θＲ１と第２実舵角θＲ２を比較し、この差が所定値以上の場合に故障と判定する。
【００８１】
後輪操舵装置１のシステムが正常時について説明する。まず、電子制御装置３は、メインＣＰＵ４０で前輪操舵情報ＳＦや車速信号Ｖから目標操舵θｒ、操舵方向Ｄｒと制御モードを設定する。続いて、メインＣＰＵ４０は、目標操舵θｒ、転舵方向Ｄｒおよび第１実舵角θＲ１等に基づいて電動機制御信号ＳＭＣを生成する。そして、電子制御装置３は、転舵方向Ｄｒに基づいて、ソレノイド通電手段６０によって左右電磁アクチュエータ２１，２２のいずれか一方を作動させたり、両方の作動を停止させる。さらに、電子制御装置３は、故障時対応回路７０を介して電動機制御信号ＳＭＣに対応したメイン電動機駆動信号ＳＭＤを電動機駆動手段８０に送信し、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａによって電動モータ４を正転駆動または逆転駆動させたり、駆動を停止させる。すると、後輪操舵機構２の操舵シャフト３０が、後輪ＷＬ側または後輪ＷＲ側に移動したり、あるいは中立位置に戻る。その結果、後輪ＷＬ，ＷＲが、左方向または右方向に転舵したり、あるいは直進方向に戻る。ちなみに、メインＣＰＵ４０からのメイン信号ＳＭとサブＣＰＵ５０からのサブ信号ＳＳは、共にＨ信号（正常）である。
【００８２】
メインＣＰＵ４０およびサブＣＰＵ５０のいずれか一方が故障時について説明する。このとき、メインＣＰＵ４０のメイン信号ＳＭおよびサブＣＰＵ５０のサブ信号ＳＳの少なくとも一方が、Ｌ信号（故障）となる。そのため、電子制御装置３の故障時対応回路７０は、故障判断部７１で故障と判断し、メイン電動機駆動信号ＳＭＤにおいてメインリレー８１にリレーオン信号ＲＯＮ、逆転用メインＦＥＴ８４，８５にオン信号ＶＯＮ、正転用リレー８６，８７にリレーオフ信号ＲＯＦを設定する。そして、電子制御装置３は、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａによって電動モータ４を逆転駆動させる。すると、後輪操舵機構２の操舵シャフト３０が、中立位置側に移動し、やがて中立位置に戻る。その結果、後輪ＷＬ，ＷＲが、直進方向に戻る。さらに、故障時対応回路７０は、所定時間経過後、メイン電動機駆動信号ＳＭＤにおいてメインリレー８１にリレーオフ信号ＲＯＦを設定する。そして、電子制御装置３は、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａによる電動モータ４の駆動を完全に停止させる。
【００８３】
メインＦＥＴ８２，８３，８４，８５の少なくとも１個が故障の時について説明する。このとき、電子制御装置３のサブＣＰＵ５０が、サブ電動機駆動信号ＳＳＤにおいてサブリレー８８にリレーオン信号ＲＯＮ、サブＦＥＴ８９にＰＷＭ信号ＶＰＷＭを設定する。さらに、電子制御装置３のメインＣＰＵ４０が、電動機制御信号ＳＭＣにおいてメインリレー８１にリレーオフ信号ＲＯＦを設定し、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａによる電動モータ４の駆動を完全に停止させる。そして、電子制御装置３は、電動機駆動手段８０のサブＦＥＴ回路８０ｂによって電動モータ４を逆転駆動させる。すると、後輪操舵機構２の操舵シャフト３０が、中立位置側に移動し、やがて中立位置に戻る。その結果、後輪ＷＬ，ＷＲが、直進方向に戻る。続いて、サブＣＰＵ５０が、第１実舵角等に基づいて後輪操舵機構２が機構上の中立位置に戻ったと判断すると、サブ電動機駆動信号ＳＤＤにおいてサブリレー８８にリレーオフ信号ＲＯＦを設定する。そして、電子制御装置３は、電動機駆動手段８０のサブＦＥＴ回路８０ｂによる電動モータ４の駆動を完全に停止させる。
【００８４】
操舵ストロークセンサ３３または駆動ストロークセンサ１４が故障の時について説明する。このとき、電子制御装置３のメインＣＰＵ４０が、電動機制御信号ＳＭＣにおいてメインリレー８１にリレーオン信号ＲＯＮ、上段逆転用メインＦＥＴ８４と下段逆転用メインＦＥＴ８５にオン信号ＶＯＮ、正転用リレー８６，８７にリレーオフ信号ＲＯＦを設定する。そして、電子制御装置３は、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａによって電動モータ４を逆転駆動させる。そして、後輪操舵機構２の操舵シャフト３０が、中立位置側に移動し、やがて中立位置に戻る。その結果、後輪ＷＬ，ＷＲが、直進方向となる。続いて、メインＣＰＵ４０が、第１実舵角θＲ１または第２実舵角θＲ２および電動機電流信号ＩＭＯに基づいて後輪操舵機構２が機構上の中立位置に戻ったと判断すると、電動機制御信号ＳＭＣにおいてメインリレー８１にリレーオフ信号ＲＯＦを設定する。そして、電子制御装置３は、電動機駆動手段８０のメインＦＥＴ回路８０ａによる電動モータ４の駆動を完全に停止させる。
【００８５】
この後輪操舵装置１によれば、メインＣＰＵ４０とサブＣＰＵ５０からなる制御手段が故障しても、故障時対応回路７０によって確実に後輪ＷＬ，ＷＲを直進方向に戻すことができる。そのため、後輪操舵装置１の制御手段が故障しても後輪が誤操舵されないので、自動車Ａは前輪による２輪操舵となり、フェイルセーフの信頼性がより向上する。
【００８６】
以上、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、故障時対応回路をアナログ回路で構成したが、ディジタル回路によって構成してもよい。
また、制御手段をメインＣＰＵとサブＣＰＵの２個のＣＰＵで構成したが、ＣＰＵを１個にするなど他の構成でもよい。
また、後輪操舵機構２をねじ部材（外部回転筒）と操舵軸（操舵シャフト）を同軸上に構成したが、ねじ部材と操舵軸を並行に構成する等の他の後輪操舵機構でもよい。
また、電動モータを正転駆動した場合には一対の中間部スライド筒が離間し、逆転駆動した場合には一対の中間部スライド筒が接近するように構成したが、その逆に動作するように構成してもよい。
また、４個のメインＦＥＴの少なくとも１個が故障した場合を検出し、故障を検出した場合にはサブＣＰＵによってサブＦＥＴ回路で電動モータを逆転駆動する構成としたが、出来る限りメイン側で電動モータを駆動するために、４個のメインＦＥＴの故障を各々検出できるセンサ等を設け、正転用メインＦＥＴの故障を検出した場合にはメインＣＰＵによってメインＦＥＴ回路の逆転用メインＦＥＴで電動モータを逆転駆動するように構成してもよい。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に係る後輪操舵装置は、制御手段が故障した場合に、故障時対応回路によって操舵軸およびスライド部材を中立位置に戻し、後輪を確実に直進方向に戻すことができる。そのため、後輪操舵装置は、故障した制御手段によって後輪が誤って転舵されないので、フェイルセーフの信頼性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る後輪操舵装置の全体構成図である。
【図２】図１の後輪操舵装置の後輪操舵機構の分解斜視図である。
【図３】図２に示すクラッチ機構の左機能ブロックの斜視図である。
【図４】図１の後輪操舵装置の後輪操舵機構の要部の部分断面図である。（電動モータが正転駆動し、操舵シャフト右方向移動時）
【図５】図１の後輪操舵装置の後輪操舵機構の要部の部分断面図である。（操舵シャフト右方向移動後、電動モータが逆転駆動時）
【図６】図２に示す左右中間部スライド筒の係止鈎による作用を説明する図であり、（ａ）は後輪操舵機構の要部の部分断面図であり、（ｂ）は後輪操舵機構の係止鈎部分を一部破断した部分正面図であり、（ｃ）はケーシング内から見た案内用溝である。
【図７】図１の後輪操舵装置の電子制御装置のブロック構成図である。
【図８】図７の電子制御装置の故障時対応回路の論理回路図である。
【図９】図７の電子制御装置の電動機駆動手段の回路図である。
【符号の説明】
１・・・後輪操舵装置
４・・・電動モータ（電動機）
１１・・・外部回転筒（ねじ部材）
１１ｂ・・・左ねじ部（ねじ部）
１１ｃ・・・右ねじ部（ねじ部）
１２・・・左中間部スライド筒（スライド部材）
１３・・・右中間部スライド筒（スライド部材）
３０・・・操舵シャフト（操舵軸）
４０・・・メインＣＰＵ（制御手段）
５０・・・サブＣＰＵ（制御手段）
７０・・・故障時対応回路
８０・・・電動機駆動手段
８０ａ・・・メインＦＥＴ回路（ブリッジ回路）
８２，８３，８４，８５・・・メインＦＥＴ（スイッチング素子）
ＷＬ・・・左後輪
ＷＲ・・・右後輪
【図１】
0004287565.tif 000002
【図２】
0004287565.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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