JPH06179374A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、電動モータによって後輪操舵する
機構において、後輪操舵の信頼性がさらに向上されるよ
うに改良した車両の後輪操舵装置を提供することを目的
とする。 【構成】イグニッションスイッチがオンされた直後にス
テップ101 で後輪舵角を検出し、ステップ102 〜104 に
よって後輪舵角を中立設定する。そして、ステップ105
で後輪操舵モータを停止した後、ステップ106 でモータ
回転角を“０”にクリアし、ステップ107 で前輪の操舵
角が中立設定された後に、ステップ108 で４ＷＳ制御を
開始する。以後はステップ109 で前輪操舵角並びに車速
を入力すると共に、ステップ110 でモータ回転角を入力
し、ステップ111 で求められた後輪転舵角目標値に基づ
いて電動モータを回転角制御し、後輪操舵を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動モータによって
後輪操舵するようにした、特に電動モータの位置制御を
改良した車両の後輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の４輪操舵装置においては、ステア
リングセンサ等からの検出信号に基づいて前輪の操舵角
を検出すると共に、車両の走行速度を検出し、この前輪
操舵角および車両の走行速度に基づいて後輪の目標操舵
角を算出することが行われ、この後輪目標操舵角に対応
して後輪が操舵制御されるようにしている。この様な後
輪操舵制御に際して、後輪を操舵駆動する手段としては
種々の方法が考えられているものであるが、例えば電動
モータによって後輪操舵機構を駆動することが考えられ
ている。

【０００３】この様な後輪の操舵制御を行う場合、その
操舵角が高精度に設定制御されるようにするため、後輪
の操舵中立位置が高精度に検出されるようにすることが
重要であり、例えばエンジンの起動時に後輪の操舵角が
中立位置に設定されるようにするもので、この中立位置
を基準にして、後輪駆動用の電動モータの制御基準位置
が設定されるようにしている。

【０００４】この様な後輪操舵用の電動モータの中立位
置を検出する手段としては、例えば後輪の実舵角を検出
するポテンショメータ等によるアブソリュート型の後輪
舵角センサを使用し、この舵角センサからの検出電圧が
例えば０〜５Ｖの範囲のものである場合には、その中間
電圧の２．５Ｖを検出することによって、後輪の中立位
置としている。

【０００５】この様なアブソリュート型の後輪舵角セン
サを用いれば、後輪の操舵角中立位置が検出できるもの
であるが、この後輪を操舵する電動モータの回転は、回
転減速機構（１／Ｎ）を介した後にその回転角が検出さ
れるようにしているものであり、したがって正確なモー
タの位置制御を行うことが困難である。

【０００６】この様な電動モータの回転角位置を検出す
る手段として、特定回転角毎に計数値が更新されるイン
クリメント型のモータ回転角センサを用いることが考え
られる。この様なインクリメント型の回転角センサを用
いれば、電動モータの回転角に基づいて後輪の転舵位置
の制御は正確に実行できるものであるが、例えば１回転
に１つのパルスを出力するＺ相付きの回転角センサであ
っても、モータが多回転するような場合には後輪の舵角
との関係が明確でないため、後輪の中立位置の検出が困
難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、インクリメント型のモータ
回転角センサを用いて後輪の操舵角制御が高精度に行わ
れるようにすると共に、後輪の中立位置が高精度に検出
され、且つこの後輪の実舵角位置が確実に後輪操舵を行
う電動モータの回転角位置に反映され、信頼性の高い後
輪操舵制御が行えるようにする車両の後輪操舵装置を提
供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両の後
輪操舵装置は、電動モータにより後輪を操舵するように
した装置において、前記後輪の操舵角位置を後輪舵角セ
ンサで検出し、前記電動モータの回転角をインクリメン
ト型のモータ回転角センサで検出するようにするもの
で、中立舵角位置検出手段で前記操舵角センサからの検
出信号に基づき前記後輪が中立位置を検出し、この後輪
舵角中立位置検出に対応して、前記モータ回転角センサ
の計数値に対応した回転角をクリアして回転角センサを
中立設定する。そして、前記車両の前輪操舵角並びに車
速に対応した後輪目標操舵角と前記モータ回転角センサ
からの検出信号に基づいて、後輪の操舵制御が行われる
ようにする。

【０００９】

【作用】この様に構成される車両の後輪操舵装置によれ
ば、例えばエンジンを起動するイグニッションスイッチ
が操作されたときに、後輪舵角センサからの検出信号に
基づいて、後輪が中立位置に設定される。この様な後輪
中立位置が後輪舵角センサから検出信号に対応して設定
されたならば、これに合わせるようにしてインクリメン
ト型モータ回転角センサの回転角を表現する計数値がク
リアされ、モータ回転角センサ中立基準設定されるよう
になり、それ以降はこの回転角センサからの計数値に基
づいて後輪操舵角が実舵角と対応して求められるように
なり、算出された後輪目標舵角に対応した後輪操舵が高
精度に信頼性の得られる状態で行われるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は４輪操舵のシステム構成を示すもの
で、ステアリング11によって前輪12が操舵されるように
すると共に、後輪13は後輪操舵機構14によって操舵され
るように構成され、後輪操舵機構14は電動モータ15を駆
動源として備えている。そして、この電源モータ15は電
子制御ユニット（ＥＣＵ）16からの指令によって回転制
御されるもので、後輪操舵はＥＣＵ16において求められ
た後輪操舵角目標にしたがって実行されるようになって
いる。

【００１１】ここで、後輪操舵機構14には後輪舵角セン
サ17が設けられ、また電動モータ15にはモータ回転角セ
ンサ18が設けられて、これらセンサ17および18からの検
出信号はＥＣＵ16に供給され、後輪13が後輪操舵角目標
に対応して操舵制御されるようする。

【００１２】ステアリング11にはステアリングセンサ19
が設けられ、またこの車両には車速センサ20が設定され
るもので、このステアリングセンサ19からのステアリン
グ角検出信号、および車速センサ20からの車速信号はＥ
ＣＵ16に入力され、このＥＣＵ16においてはステアリン
グ操舵角情報並びに車速情報に基づいて、後輪13の操舵
角目標を演算する。21はＥＣＵ16において例えばセンサ
類の異常が検出されたときにドライバに対して警告を発
する警告ランプである。

【００１３】ここで、モータ回転角センサ18はインクリ
メント型で構成されるもので、例えば図２で示すように
構成される。すなわち、この回転角センサ18は電動モー
タ15の回転軸31と一体的に回転される円盤32を備え、こ
の円盤32には軸31を中心とする円周に沿って、等間隔で
多数のスリット331 、332 、…が形成されている。ま
た、この円盤32の外周の一か所には切り欠き34が形成さ
れるもので、この円盤32の外周の一部を取り囲むように
して検出読取り器35が設定される。

【００１４】図３の（Ａ）は円盤32の一部を拡大して示
すもので、スリット331 、332 、…はそのそれぞれの周
方向の長さと相互間隔が等しく設定されるもので、例え
ばスリット331 の後縁のＡ点、およびスリット332 と33
3 との中間位置のＢ点に対応して、検出読取り器35のフ
ォトインタラプタが設定されるようにする。具体的に
は、スリット331 、332 、…の配置周期が角度θで設定
されたとすると、Ａ点およびＢ点の角度差が“θ＋θ／
４”に設定されるようにする。

【００１５】この様に検出読取り器35のフォトインタラ
プタが設定されると、Ａ点およびＢ点それぞれからのＡ
相信号およびＢ相信号は、同図の（Ｂ）で示すようにそ
れぞれθ／２のパルス幅で発生され、このＡおよびＢ相
検出信号の間にθ／４の位相差が存在するようになる。
また、切り欠き34に対応して円盤32の１回転、すなわち
ステアリングの１回転に対応して１つのＺ相信号が検出
されるもので、このＺ相信号はステアリングの中立位置
で出力されるように設定されている。

【００１６】この様な回転角センサ18において、電動モ
ータ15の正回転および逆回転に対応してＡ相信号および
Ｂ相信号が図４で示すように発生される。そして、例え
ばＡ相信号がローレベルの状態でＢ相信号が立下がると
き、およびＢ相信号がハイレベルの状態でＡ相信号が立
下がるときに、電動モータの回転角度を示すカウントア
ップ（インクリメント）信号が発生され、モータ15の回
転角がその計数値に対応して出力され、モータ15の正転
時にはその計数値が上昇するようになる。

【００１７】また、その逆に例えばＡ相信号がハイレベ
ルでＢ相信号が立ち下がるとき、およびＢ相信号がロー
レベルでＡ相信号が立下がったときに、カウントダウン
（デクリメント）信号が発生され、モータ15の逆転時に
はその計数値が減少されるようになり、その計数値に基
づいて電動モータ15の回転角度位置が求められる。

【００１８】図５は後輪操舵を行うためにＥＣＵ16にお
いて行われる処理の流れを示しているもので、イグニッ
ションスイッチがオン（ＩＧ−ＯＮ）されてこの車両の
起動操作がされると、ステップ101 で後輪操舵角センサ
17からの信号を読み込む。このセンサ17からは操舵角に
対応した電圧のアナログ信号が入力されるもので、例え
ば図６で示すように後輪舵角θr に対応した電圧値とし
て入力され、この信号はＥＣＵ16内のＡ／Ｄコンバータ
によってディジタル信号に変換され、後輪の操舵角値と
して読み込まれる。

【００１９】ステップ102 ではこの後輪操舵角信号が中
立位置に対応した値であるか否かを判定するもので、図
６に対応して操舵角信号電圧θr が中立位置範囲を示す
αより小さいか、あるいはβよりも大きいかを判定する
もので、後輪の操舵方向が判定される。そして、ステッ
プ102 で“θr ＜α”と判定されたときは、ステップ10
3 に進んで後輪操舵の電動モータ15に右回転の指令を出
し、また“θr ＞β”と判定されたときは、ステップ10
4 に進んで電動モータ15の左回転の指令を出して、後輪
13が中立位置の方向に操舵されるようにする。

【００２０】この様な操作によって後輪13の舵角が中立
位置に設定されるように制御されるもので、ステップ10
2 においてその中立位置が確認されたならば、ステップ
105に進んで後輪操舵用の電動モータ15を停止させる。
すなわち、イグニッションスイッチが操作された直後
に、後輪13の舵角が中立位置に設定制御される。後輪13
の操舵角が中立位置に設定されたならば、ステップ106
でモータ回転角センサ15の回転角θm を“０”にクリア
する。

【００２１】この様な車両の起動時にあっては、前輪12
のステアリングも初期設定のために中立位置に設定され
るもので、ステアリングセンサ19からの検出信号に基づ
き、ステップ107 で前輪操舵角の中立位置が検出された
か否かを判定する。そして、前輪12の操舵角が中立位置
に設定されたことが確認されたならば、ステップ108で
４輪操舵（４ＷＳ）制御を開始させる。

【００２２】すなわち、ステップ109 で車速並びに前輪
12の操舵角を入力し、さらにステップ110 で後輪操舵用
の電動モータ15の回転角センサ15からの出力値を入力し
て、後輪13の操舵角を確認する。そして、ステップ111
でステップ109 において入力された車速並びに前輪12の
舵角に基づいて、後輪13の目標転舵角を演算する。

【００２３】この様に後輪13の目標転舵角θr が算出さ
れたならば、ステップ112 で目標転舵角θr と電動モー
タ15の回転角θm とを比較し、この両者が一致するまで
ステップ113 で後輪操舵用の電動モータ15を回転制御
し、後輪13がこの目標転舵角に設定されるように後輪操
舵する。そして、ステップ113 で目標転舵角とモータ15
の回転角θm とが一致されたならば、ステップ114 で後
輪13の操舵用の電動モータ15の停止制御を行い、車両走
行状態に対応した後輪操舵が終了される。

【００２４】すなわち、イグニッションスイッチがオン
されてこの車両の起動操作がされた直後において、後輪
13が電動モータ15によって舵角中立位置に操舵され、そ
の中立位置が設定された状態で操舵停止される。そし
て、この後輪13の舵角中立位置が設定された状態で、こ
の後輪13を操舵する電動モータ15が初期設定され、モー
タ回転角“０”が設定されるもので、以後このモータ15
の初期基準位置に基づいてモータ15の回転角がモータ回
転角センサ18によって読み取られ、このモータ回転角セ
ンサ18からの回転角読取り値に基づいて後輪操舵制御さ
れる。

【００２５】この様に後輪13の操舵用の電動モータ15の
後輪舵角に対応した基準回転角が設定された後に、前輪
12の操舵角さらに車両走行速度に基づいて算出された後
輪舵角目標値と、後輪13を操舵する電動モータ15の回転
角とを対比することによって後輪操舵制御が行われるも
ので、後輪13の操舵角制御が正確に且つ信頼性を持って
実行されるようになる。

【００２６】上記実例においては、イグニッションスイ
ッチのオン直後に後輪13を中立位置に復帰させ、後輪舵
角センサ17によって後輪13の舵角が中立位置に設定され
たことが検出された後に、回転角センサ18からの検出信
号に基づいて後輪13の舵角位置の検出制御をするように
した。

【００２７】しかし、イグニッションスイッチがオンさ
れた直後に後輪舵角センサ17によって後輪13の現在舵角
位置を検出し、この後輪舵角θr をモータ回転角センサ
18の回転角を示す計数値（θm ）に変換し、以後このモ
ータ回転角センサ18からの検出信号に基づいて後輪舵角
位置の制御を行わせるようにしてもよい。この場合、後
輪舵角センサ17からの検出舵角（θm)が中立位置（α≦
θr ≦β）となったときに、モータ回転角センサ18の計
数値（θm ）が“±０”となっているか否かを確認し、
その値がずれている場合にはモータ回転角センサ18の計
数値（θm ）を“０”にクリアするような、モータ回転
角中立補正手段を設けるようにする。

【００２８】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る車両の後輪
操舵装置によれば、電動モータによって後輪を操舵制御
する場合に、この電動モータの回転角位置と後輪の舵角
位置とが常に対応設定されるものであり、後輪操舵角の
目標値に基づいて電動モータを駆動制御することによっ
て高精度に後輪操舵制御が行え、車両の４輪操舵の信頼
性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る後輪操舵装置の設定
される車両を説明する構成図。

【図２】（Ａ）は上記車両に装備されるモータ回転角セ
ンサを説明する側面から見た構成図、（Ｂ）は同じく正
面図。

【図３】（Ａ）は上記回転角センサの円盤の一部を拡大
して示す図、（Ｂ）はこのセンサからの検出信号を説明
する図。

【図４】上記回転角センサの回転角検出動作を説明する
図。

【図５】上記後輪操舵装置の後輪操舵処理を説明するフ
ローチャート。

【図６】後輪舵角センサの出力を説明する図。

【符号の説明】

11…ステアリング、12…前輪、13…後輪、14…後輪操舵
機構、 15…電動モータ、16…電子制御ユニット、17…
後輪舵角センサ、18…モータ回転角センサ、19…ステア
リングセンサ、20…車速センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 三津男 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】 後輪を操舵する電動モータと、 前記後輪の操舵角位置を検出する後輪舵角センサと、 前記電動モータの回転角を検出するインクリメント型の
   モータ回転角センサと、 車両の起動操作後に、前記操舵角センサからの検出信号
   に基づき前記後輪舵角が中立位置に設定されたことを検
   出する中立舵角位置検出手段と、 この後輪舵角中立位置検出に対応して、前記モータ回転
   角センサの計数値に対応した回転角をクリアする回転角
   センサ中立設定手段とを具備し、 前記車両の前輪操舵角並びに車速に対応した後輪目標操
   舵角と前記モータ回転角センサからの検出信号に基づい
   て、後輪の操舵制御が行われるようにしたことを特徴と
   する車両の後輪操舵装置。