JP2730147B2

JP2730147B2 - 後輪操舵制御装置

Info

Publication number: JP2730147B2
Application number: JP5905189A
Authority: JP
Inventors: 秀樹楠
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JPH02237871A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、後輪を操舵する後輪操舵機構に組み付けら
れ回転位置に応じて同後輪の操舵角を制御するステップ
モータの回転を、前輪操舵角、前輪操舵速度、車速、車
両加速度、ヨーレート、横加速度等の車両の走行状態に
応じて制御することにより、後輪を前記車両の走行状態
に応じて操舵制御する後輪操舵制御装置に関する。

［従来技術］従来、この種の装置は、例えば特開昭59−227563号公
報に示されるように、通常時には、車両の走行状態に応
じて算出した目標後輪操舵角と後輪操舵角検出手段によ
り検出した実後輪操舵角とを比較しないでステップモー
タの回転を制御、いわゆるオープン制御方式により同モ
ータの回転を制御して後輪を前記目標後輪操舵角に制御
するようにしている。また、車両の発進時と前輪操舵角
又は後輪操舵角が基準値（＝±０）になった時には、前
記目標後輪操舵角と実後輪操舵角との差に対応した出力
信号によりステップモータの回転を制御、いわゆるフィ
ードバック制御方式により同モータの回転を制御してい
る。

そして、前記オープン制御により、車両走行に伴って
後輪操舵角検出手段が振動しても、該振動による実後輪
操舵角の変動が後輪の操舵制御に関係しないようにする
とともに、該変動の影響をなくすために後輪の操舵制御
が遅れることのないようにし、また前記フィードバック
制御により、目標後輪操舵角と実後輪操舵角との偏差が
大きくならないようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、上記従来の装置にあっては、ステップモー
タを含む後輪操舵機構に異常が発生して、後輪が目標後
輪操舵角に操舵されない場合については考慮されておら
ず、このような異常時に目標後輪操舵角に後輪を操舵し
ようとすると、実後輪操舵角が不適切に変動して、後輪
操舵制御装置による車両の走行安定性の向上を享受でき
ない場合がある。

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、
その目的は、前記異常を適切に検出し、同検出時には後
輪の操舵制御を停止して車両の走行安定性を向上させる
ようにした後輪操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］上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴
は、後輪（RW1,RW2）を操舵する後輪操舵機構（Ｂ）に
組み込まれ回転位置に応じて後輪（RW1,RW2）の操舵を
制御するステップモータ（48）と、車両の走行状態に応
じた目標後輪操舵角を決定する目標後輪操舵角決定手段
（61〜63,76,78,86）と、後輪操舵角を検出する後輪操
舵角検出手段（64）と、前記決定した目標後輪操舵角に
応じてステップモータ（48）を制御し後輪（RW1,RW2）
を同目標後輪操舵角に制御する操舵制御手段（77,80,8
5,87〜89,92）と、目標後輪操舵角決定手段（61〜63,7
6,78,86）により決定された目標後輪操舵角と後輪操舵
角検出手段（64）により検出した後輪操舵角との差が所
定範囲内にあるか否かを繰り返し判定し、前記差が所定
回数以上連続して所定範囲外になったとき操舵制御手段
（77,80,85,87〜89,92）による後輪（RW1,RW2）の操舵
制御を禁止する判定手段（79〜84,90,91）とを備えたこ
とにある。

［作用］上記のように構成した本発明においては、ステップモ
ータ（48）は、操舵制御手段（77,80,85,87〜89,92）の
制御の基に、目標後輪操舵角決定手段（61〜63,76,78,8
6）により車両の走行状態に応じて決定された目標後輪
操舵角に後輪（RW1,RW2）を操舵する。この後輪（RW1,R
W2）の操舵中、判定手段（79〜84,90,91）は、前記目標
後輪操舵角と後輪操舵角検出手段（64）により検出した
後輪操舵角との差が所定範囲内にあるか否かを繰り返し
判定する。この場合、ステップモータ（48）を含む後輪
操舵機構（Ｂ）に異常が発生していないために、後輪
（RW1,RW2）が的確に操舵されていて前記目標後輪操舵
角と前記検出した後輪操舵角との差が所定回数以上連続
して所定範囲外にならなければ、後輪（RW1,RW2）が目
標後輪操舵角に操舵され続ける。一方、ステップモータ
（48）を含む後輪操舵機構（Ｂ）に異常が発生したため
に、後輪（RW1,RW2）が的確に操舵されないで前記目標
後輪操舵角と前記検出した後輪操舵角との差が所定回数
以上連続して所定範囲外になると、判定手段（79〜84,9
0,91）は操舵制御手段（77,80,85,87〜89,92）による後
輪（RW1,RW2）の操舵制御を禁止するので、後輪（RW1,R
W2）の操舵が停止される。

［発明の効果］上記作用説明からも理解できるとおり、ステップモー
タ（48）を含む後輪操舵機構（Ｂ）に異常が発生して、
後輪（RW1,RW2）が車両の走行状態に応じた目標後輪操
舵角に追従して操舵されないとき、後輪（RW1,RW2）の
操舵制御が停止されるので、後輪（RW1,RW2）の操舵角
が不適切に変動することがなくなり、車両の走行安定性
が向上する。また、判定手段（79〜84,90,91）は、目標
後輪操舵角と検出後輪操舵角との差が所定範囲内にある
か否かを繰り返し判定し、目標後輪操舵角と検出後輪操
舵角との差が所定回数以上連続して所定範囲外になるこ
とを判定条件にしているので、後輪（RW1,RW2）の操舵
が操舵制御手段（77,80,85,87〜89,92）による操舵制御
から多少遅れても、むやみに後輪（RW1,RW2）の操舵制
御が停止されることはなく、後輪（RW1,RW2）の操舵に
よる車両の走行性能が後輪操舵機構（Ｂ）の異常とは無
関係に損なわれることもなくなる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、
第１図は本発明に係る前後輪操舵車の全体を概略的に示
している。この前後輪操舵車は左右前輪FW1,FW2を操舵
する前輪操舵機構Ａと、左右後輪RW1,RW2を左右前輪FW
1,FW2の操舵に連動して操舵する後輪操舵機構Ｂと、後
輪操舵機構Ｂを電気的に制御する電気制御回路Ｃとを備
えている。

前輪操舵機構Ａは軸方向に変位して左右前輪FW1,FW2
を操舵するラックバー11を有する。ラックバー11はピニ
オンギヤ12及び操舵軸13を介して操舵ハンドル14に接続
されると共に、その両端に固定したラックエンド15a,15
bに揺動可能に接続された左右タイロッド16a,16b及び同
タイロッド16a,16bに回転可能に接続された左右ナック
ルアーム17a,17bを介して左右前輪FW1,FW2を連結してい
る。操舵軸13の中間には四方弁からなる制御バルブ18が
組付けられ、同バルブ18は操舵軸13に作用する操舵トル
クに応じて油圧ポンプ21から導管P1を介してパワーシリ
ンダ22へ作動油を供給するとともに、同シリンダ22から
導管P2を介してリザーバ23へ作動油を排出する。なお、
油圧ポンプ21はエンジン24により駆動されるようになっ
ている。パワーシリンダ22は作動油の給排に応じてラッ
クバー11を軸方向に駆動して、左右前輪FW1,FW2の操舵
を助勢する。

後輪操舵機構Ｂは軸方向に変位して左右後輪RW1,RW2
を操舵するリレーロッド31を有する。リレーロッド31は
車体に支持されたハウジング32に軸方向に変位可能に支
持されており、その両端にて、上記前輪操舵機構Ａの場
合と同様、左右タイロッド33a,33b及び左右ナックルア
ーム34a,34bを介して左右後輪RW1,RW2を連結している。
ハウジング32内にはリレーロッド31を軸方向へ駆動する
ためのパワーシリンダ35が形成されており、同シリンダ
35はリレーロッド31に固定されたピストン35aにより液
密的に区画された左右油室35b,35cを有する。左右油室3
5b,35c内には、プレロードの付与されたスプリング36a,
36bがリレーロッド31を貫通させて組み込まれており、
同スプリング36a,36bはリレーロッド31を中立位置に付
勢している。

また、ハウジング32内には、パワーシリンダ35ととも
に油圧倣い機構を構成するスプールバルブ42が組み込ま
れている。このスプールバルブ42はハウジング32内に軸
方向に液密的かつ摺動可能に収容されたバルブスリーブ
42aと、同スリーブ42a内に軸方向に摺動可能に収容され
たバルブスプール42bとからなり、同スプール42bが同ス
リーブ42aに対して右方向へ変位したとき、油圧ポンプ4
3から導管P3を介して供給ポート42cに供給される作動油
を流入出ポート42dを介してパワーシリンダ35の左油室3
5bへ供給するとともに、同シリンダ35の右油室35c内の
作動油を流入出ポート42e、排出ポート42f及び導管P4を
介してリザーバ23へ排出する。また、バルブスプール42
bがバルブスリーブ42aに対して左方向へ変位したとき、
油圧ポンプ43から導管P3を介して供給ポート42cに供給
される作動油を流入出ポート42eを介してパワーシリン
ダ35の右油室35cへ供給すると共に、同シリンダ35の左
油室35b内の作動油を流入出ポート42d、排出ポート42f
及び導管P4を介してリザーバ23へ排出する。なお、油圧
ポンプ43はエンジン34により駆動されるようになってい
る。

導管P3と導管P4との間には、電磁切り換え弁44が接続
されている。電磁切り換え弁44は電磁ソレノイド44a及
びスプリング44bを備えており、同ソレノイド44aの励磁
解除によりスプリング44bの付勢力により第１状態に設
定されて、導管P3と導管P4との間の連通を許容する。ま
た、電磁ソレノイド44aが励磁されると、電磁切り換え
弁44は第２状態（図示状態）に設定されて、導管P3と導
管P4との間の連通を禁止する。

バルブスリーブ42aの右端部に設けた孔にはレバー45
が貫通され、同レバー45はその中間外周面にて傾動かつ
摺動可能に前記孔の内周面上に係合している。このレバ
ー45の下端部はピストン35aの外周上に設けた環状溝35a
1内に回動可能かつ上下方向に摺動可能に嵌合されてお
り、同レバー45の上端部はピン46の中央部に回動可能に
接続されている。ピン46の右端部はハウジング32に形成
した孔32aに軸方向に摺動可能に挿入され、その左端部
はその外周上に形成した雄ネジによりナット部材47に形
成した雌ネジに螺着されている。ナット部材47の外周上
には雄ネジが形成されていて、同部材47は該雄ネジによ
りハウジング32に設けた孔32bの内周上に形成した雌ネ
ジに螺着されている。かかる場合、ピン46、ナット部材
47を結合するネジ部と、ナット部材47、ハウジング32を
結合するネジ部とにおいては、それらのピッチ又はネジ
方向が異ならせてあり、ナット部材47の回転に応じてピ
ン46が軸方向へ変位するようになっている。ナット部材
47にはステップモータ48の回転軸が固定されており、同
部材47は同モータ48の回転に応じて回転するようになっ
ている。

バルブスプール42bは同スプール42bと一体的に形成し
た連結ロッド51の軸方向の変位に応じて同方向へ変位さ
れるようになっており、同ロッド51の左端部にはピン52
が固定されている。ピン52は、ハウジング32に回転可能
に支持され、かつ中立復帰スプリング（図示しない）に
より中立位置に付勢されたカムプレート53の上面に渦巻
状に形成したカム溝53aに嵌合しており、同プレート53
の回転に応じて連結ロッド51を軸方向へ変位させるよう
になっている。ただし、カムプレート53の基準回転位置
から所定の小さな回転角の範囲内では、カム溝53aは円
形（一定半径）に形成されており、同範囲内では連結ロ
ッド51が軸方向の基準位置に維持されるようになってい
る。（第２図の特性図の括弧書参照）また、カムプレー
ト53の外周側面には溝が形成され、同溝には一対のケー
ブル54,55がそれぞれ巻き付けられると共に、同ケーブ
ル54,55の各後端はカムプレート53の外周側面に固定さ
れている。これらのケーブル54,55は引っ張り力に応じ
てカムプレート53を回転させるもので、車体の適宜箇所
にて支持されて前方に延設され、それらの各前端は前輪
操舵機構Ａのラックエンド15a,15bに接続されている。

電気制御回路Ｃは前輪操舵角センサ61、車速センサ6
2、ヨーレートセンサ63及び後輪操舵角センサ64を備え
ている。前輪操舵角センサ61は操舵軸13の外周上に組み
付けられて、同軸13の回転角を計測することにより左右
前輪FW1,FW2の操舵角δｆを検出して、同操舵角δｆを
表す検出信号を出力する。車速センサ62は例えば変速機
の出力軸の回転数を計測することにより該回転数に比例
して変化する車速Ｖを検出して、同車速Ｖを表す検出信
号を出力する。ヨーレートセンサ63は車体の垂直回りの
回転角速度を計測することによりヨーレートγを検出し
て、同ヨーレートγを表す検出信号を出力する。後輪操
舵角センサ64はリレーロッド31の外周上側部に組み付け
られて、同ロッド31の軸方向の変位を計測することによ
り左右後輪RW1,RW2の操舵角δｒを検出して、同操舵角
δｒを表す検出信号を出力する。なお、前輪操舵角δｆ
及び後輪操舵角δｒは各輪の右方向（又は左方向）への
操舵時に正（又は負）の値となり、ヨーレートγは車両
が右旋回（又は左旋回）するときに正（又は負）の値と
なる。

これらのセンサ61〜64はマイクロコンピュータ65に接
続されており、同コンピュータ65はバス65aにそれぞれ
接続されたROM65b、CPU65c、RAM65d及びI/O65e（入出力
インターフェース）からなる。ROM65bは第３図のフロー
チャートに対応したプログラムを記憶するとともに、カ
ム53による前輪操舵角δｆに対する後輪操舵角δｒの特
性（第２図参照）、操舵角係数K_a及びヨーレート係数K_b
をそれぞれテーブルの形で記憶している。操舵角係数K_a
は車速Ｖの増加に従って負の値から零に徐々に変化し
（第４図の実線参照）、かつヨーレート係数K_bは車速Ｖ
の増加に従って零から正の値に徐々に変化する（第４図
の破線参照）ように設定されている。CPU65cはイグニッ
ションスイッチ（図示しない）の閉成から開成まで前記
プログラムを繰り返し実行し、RAM65dは前記プログラム
の実行に必要な変数を一時的に記憶するものである。

I/O65eは各種センサ61〜64からの各検出信号を入力す
るとともに、電磁ソレノイド44aの励磁・非励磁を表す
励磁・非励磁データ及びステップモータ48の回転角を表
す回転制御データΔｒをそれぞれ出力するもので、同I/
O65eには各種センサ61〜64、励磁回路66及び駆動回路67
が接続されている。励磁回路66はマイクロコンピュータ
65から供給された励磁・非励磁データを以前の記憶デー
タに代えて更新記憶するとともに、該更新記憶データに
応じて電磁ソレノイド44aの励磁・非励磁を制御する。
駆動回路67はマイクロコンピュータ65から供給された回
転制御データΔｒに応じた駆動パルスをステップモータ
48に供給することにより同モータ48を前記回転制御デー
タΔｒに対応した角度分だけ回転させ、その後ステップ
モータ48を前記回転後の位置に維持制御する。

次に、上記のように構成した実施例の動作を説明す
る。操舵ハンドル14が回動されると、該回動は操舵軸1
3、ピニオンギヤ12、ラックバー11、左右タイロッド16
a,16b及び左右ナックルアーム17a,17bを介して左右前輪
FW1,FW2に伝達され、同前輪FW1,FW2は操舵ハンドル14の
回動に応じて操舵される。また、かかる場合、制御バル
ブ18が操舵軸13に作用する操舵トルクに応じてパワーシ
リンダ22に対する作動油の給排を制御し、パワーシリン
ダ22が前記給排の制御された作動油圧力を利用すること
により、ラックバー11を軸方向へ駆動して前記左右前輪
FW1,FW2の操舵を助勢する。

次に、左右後輪RW1,RW2の操舵動作について説明する
が、まずケーブル54,55及びカムプレート53による操舵
動作について説明する。なお、かかる場合、後述する電
気制御回路Ｃにより、電磁ソレノイド44aは励磁されて
いて、電磁切り換え弁44は第２状態（図示状態）に設定
されているものとする。その結果、導管P3と導管P4との
間の連通が禁止され、油圧ポンプ43から吐出された作動
油は導管P3を介してスプールバルブ42の供給ポート42c
に供給されるとともに、同バルブ42の排出ポート42fに
おける作動油は導管P4を介してリザーバ23へ排出される
ようになっている。

前記左右前輪FW1,FW2の操舵に伴うラックバー11の軸
方向の変位はラックエンド15a,15bを介してケーブル54,
55に伝達され、同ケーブル54,55がラックバー11の前記
軸方向の変位量すなわち左右前輪FW1,FW2の操舵量に対
応した量だけ前方へ引張られる。このようにしてケーブ
ル54,55が引っ張られた結果、カムプレート53は左右前
輪FW1,FW2の操舵量に対応した量だけ回転する。

かかる場合、左右前輪FW1,FW2の操舵量が少なくてカ
ムプレート53の回転量が少なければ、カム溝53aの半径
は一定であるので、ピン52及び連結ロッド51は基準位置
に保たれ、バルブスプール42bも基準位置に保たれる。
その結果、パワーシリンダ35、スプールバルブ42等によ
り構成される油圧倣い機構の作用及びスプリング36a,36
bの作用によって、リレーロッド31は中立位置に維持さ
れるので、左右後輪RW1,RW2は操舵されずに中立状態に
維持される。

一方、左右前輪FW1,FW2の操舵量が多くなってカムプ
レート53の回転量も多くなれば、カムプレート53の回転
により、ピン52はカム溝53a内を中心又は円周方向へ前
記操舵量に対応して移動し、連結ロッド51は軸方向へ前
記操舵量に対応して変位する。この連結ロッド51の変位
により、バルブスプール42bは同ロッド51と共に変位し
てバルブスリーブ42aとの間に相対的な変位差が生じ、
スプールバルブ42、パワーシリンダ35、レバー45等から
なる油圧倣い機構が前記相対的な変位差をなくすように
作動油圧力によりリレーロッド31を駆動して左右後輪RW
1,RW2を操舵する。かかる場合、左右前輪FW1,FW2が左方
向へ操舵されたとすれば、ケーブル54の引っ張り力によ
りカムプレート53は時計方向へ回転し、ピン52のカム溝
53a内の中心方向への移動により連結ロッド51及びバル
ブスプール42bが左方向へ変位する。そして、前記油圧
倣い機構がバルブスプール42bの変位に伴う同スプール4
2bとバルブスリーブ42aとの相対的な変位差をなくすよ
うにリレーロッド31を駆動するので、同ロッド31も左方
向へ変位し、該変位が左右タイロッド33a,33b及び左右
ナックルアーム34a,34bを介して左右後輪RW1,RW2に伝達
され、同後輪RW1,RW2は右方向すなわち左右前輪FW1,FW2
に対して逆相に前記カム溝53aの特性に従って操舵され
る。

また、左右前輪FW1,FW2が右方向へ操舵されたとすれ
ば、ケーブル55の引っ張り力によりカムプレート53は反
時計方向へ回転し、ピン52のカム溝53a内の円周方向へ
の移動により連結ロッド51及びバルブスプール42bが右
方向へ変位するので、リレーロッド31も右方向へ変位す
る。これにより、左右後輪RW1,RW2は左方向へ操舵され
るので、かかる場合にも、同後輪RW1,RW2は左右前輪FW
1,FW2に対して逆相に前記カム溝53aの特性に従って操舵
されることになる。

このようにして、ケーブル54,55を介した左右後輪RW
1,RW2の操舵制御により、第２図のグラフに示すよう
に、左右前輪FW1,FW2の操舵量が小さいときには左右後
輪RW1,RW2は中立状態に維持され、かつ左右前輪FW1,FW2
の操舵量が大きくなると、左右後輪RW1,RW2は左右前輪F
W1,FW2とは逆相に同前輪FW1,FW2の操舵量の増加に従っ
てその操舵量を増加させながら操舵されるので、車両を
急旋回させるときのように左右前輪FW1,FW2を大蛇角に
操舵した場合における車両の小回り性能が良好となる。

次に、電気制御回路Ｃにより左右後輪RW1,RW2が操舵
制御される場合について説明する。この電気制御回路Ｃ
においては、CPU65cがイグニッションスイッチの閉成と
同時に第３図のステップ70にてプログラムの実行を開始
して、ステップ71〜75からなる初期設定ルーチンの処理
後、ステップ76〜94から操舵制御ルーチンの処理を実行
し続けており、該操舵制御により、前記ケーブル54,55
を介した左右後輪RW1,RW2の操舵制御に該電気制御回路
Ｃによる後輪の操舵制御が重畳される。

ステップ71においては、励磁データがI/O65eを介して
励磁回路66に供給される。励磁回路66は該供給データを
記憶するとともに、該記憶データに応じて電磁ソレノイ
ド44aを励磁するので、電磁切り換え弁44が第２状態
（図示状態）に設定され、導管P3と導管P4との間の連通
が禁止される。前記ステップ71の処理後、ステップ72に
て後輪操舵機構Ｂの異常検出に利用される異常検出用カ
ウントデータＮが初期値「０」に設定される。

次に、ステップ73にて前輪操舵角センサ61及び後輪操
舵角センサ64からの各検出信号により表された前輪操舵
角δｆ及び後輪操舵角δｒがI/O65eを介してそれぞれ読
み込まれ、ステップ74,75の処理により両操舵角δf,δ
ｒに基づいてステップモータ48の初期回転位置（車両発
進前のステップモータ48の回転位置）が算出されて新目
標回転位置データSTEP_NEWとして設定される。すなわ
ち、ステップ74にてケーブル54,55及びカムプレート53
により操舵されている左右後輪RW1,RW2の操舵量δ
_Ｃ（以下単にケーブル54,55等による後輪操舵量δ_Ｃと
いう）がROM65b内の操舵特性テーブル（第２図参照）の
参照により前輪操舵角δｆに応じて算出され、ステップ
75にて該算出操舵量δ_Ｃを後輪操舵角δｒから差し引く
ようにしてステップモータ48の初期回転位置が算出され
る。かかる初期回転位置の算出にあたっては、レバー45
のレバー比、ピン46及びナッド部材47の回転／変位変換
率、バルブスリーブ42cとレバー45との接続点の位置等
が当然考慮される。かかる場合、車両は停止しており、
後輪操舵角センサ64は振動していないので、同センサ64
からの後輪操舵角δｒ値は正確であり、前記初期回転位
置も正確に算出される。

かかる初期設定ルーチンの処理後、前述のステップ76
〜94からなる操舵制御ルーチンの処理が実行されるが、
該ルーチンの処理中のステップ76においては前輪操舵角
センサ61、車速センサ62及びヨーレートセンサ63からの
各検出信号により表された前輪操舵軸δｆ、車速Ｖ及び
ヨーレートγがI/O65eを介して読み込まれ、ステップ77
にて前記ステップ74の処理と同様にして前輪操舵角δｆ
に基づきケーブル54,55等による後輪操舵量δ_Ｃが算出
される。ステップ78においては、ROM65b内の操舵角係数
用及びヨーレート係数用テーブルが参照されて、車速Ｖ
に応じて変化する操舵角比係数K_a及びヨーレート係数K_b
（第４図の実線及び破線参照）が導出される。ステップ
79においては、異常検出用カウントデータＮに「１」が
加算される。

次に、ステップ80にて後輪操舵角センサ64からの検出
信号により表された後輪操舵角δｒがI/O65eを介して読
み込まれた後、ステップ81にて車速Ｖが50km/h程度の中
速を表す所定値V₀と比較され、車速Ｖが低速を表してい
れば、同ステップ81における「YES」との判定の基に、
ステップ82にて目標後輪操舵角δｒ＊と後輪操舵角δｒ
との差の絶対値｜δｒ＊−δr|が所定の小さな値ε_１以
下であるか否かが判定される。また、車速Ｖが高速を表
していれば、前記ステップ81における「NO」との判定の
基に、ステップ83にて前記絶対値｜δｒ＊−δr|が所定
の小さな値ε_２以下であるか否かが判定される。かかる
場合、後述するように、目標後輪操舵角δｒ＊はステッ
プ86の処理により以前に設定されたものであって左右後
輪RW1,RW2の操舵されるべき操舵角を表しており、また
後輪操舵角δｒは前記目標後輪操舵角δｒ＊に操舵制御
された後の左右後輪RW1,RW2の実舵角であり、前記ステ
ップ82,83の処理はステップモータ48の脱調等により左
右後輪RW1,RW2が正常に操舵制御されているか否かを判
定するものである。また、前記絶対値｜δｒ＊δr|が所
定範囲ε₁,ε_２内にあるか否かを判定するようにしたの
は後輪操舵角センサ64の車両走行中における振動に伴う
検出誤差を考慮したものであり、しかも各所定値ε₁,ε
_２はε_１＞ε_２の関係にあって低速に比べて高速ほど左
右後輪RW1,RW2の操舵制御に高精度が要求されるように
なっている。

今、左右後輪RW1,RW2の操舵制御が正常に行われてい
て前記絶対値｜δｒ＊−δr|が各所定範囲ε₁,ε_２内に
あれば、前記ステップ82,83にてそれぞれ「YES」と判定
され、ステップ84にて異常検出用カウントデータＮが
「０」にクリアされる。これにより、かかる左右後輪RW
1,RW2の操舵制御が正常な場合には、前記ステップ79に
て異常検出用カウントデータＮに「１」が加算されて
も、同データＮは「１」より大きくなることはない。

前記ステップ84の処理後、ステップ85にて、後述する
ステップ87（ただし、初回にはステップ75）の処理によ
り前回の左右後輪RW1,RW2の操舵制御のために算出され
てステップモータ48の前回の目標回転位置を表す新回転
位置データSTEP_NEWが、旧回転位置データSTEP_OLDとして
記憶される。次に、ステップ86にて、前記ステップ76,7
8の処理により設定された前輪操舵角δｆ、ヨーレート
γ、操舵角係数K_a及びヨーレート係数K_bに基づき、下記
演算式の実行により目標後輪操舵角δｒ＊が算出される
とともに、ステップ87にて、目標後輪操舵角δｒ＊から
ケーブル54,55等による後輪操舵量δr_Cを差し引くよう
な前記ステップ75と同様な演算処理により、ステップモ
ータ48の新たな目標回転位置を示す新回転位置データST
EP_NEWが新たに設定される。

δｒ＊＝K_a・δｆ＋K_b・γ かかるステップ87の処理後、ステップ88にて新回転位
置データSTEP_NEWcから旧回転位置データSTEP_OLDを減算
することによりステップモータ48の回転制御データΔｒ
が算出され、ステップ89にて該回転制御データΔｒがI/
O65eを介して駆動回路67へ出力される。

駆動回路67は前記供給された回転制御データΔｒに応
じた駆動パルスをステップモータ48に供給して、同モー
タ48の回転を前記回転制御データΔｒに対応した角度分
だけ制御し、その後同モータ48の回転位置を維持制御す
る。これにより、ステップモータ48は前記回転制御デー
タΔｒに対応した角度分だけナット部材47を回転させ、
該ナット部材47の回転に対応した量だけピン45が軸方向
へ変位する。このピン45の変位により、レバー44の上端
部も左右方向へ変位し、バルブスリーブ42aがバルブス
プール42bに対して左右方向へ変位して同スリーブ42aと
同スプール43bとの間に相対的変位ができるので、上述
のケーブル54,55によるバルブスプール42bの変位の場合
と同様に、スプールバルブ42、パワーシリンダ35、レバ
ー45等からなる油圧ならい機構の作用によって左右後輪
RW1,RW2が前記ピン46の変位すなわちステップモータ48
の回転位置に応じて操舵される。

かかる場合、左右前輪FW1,FW2の操舵角δｆが小さく
てケーブル54,55等による後輪操舵量δr_Cが「０」であ
れば（第２図参照）、ステップモータ48の回転制御のみ
により、左右後輪RW1,RW2は目標後輪操舵角δｒ＊に操
舵制御される。しかしながら、左右前輪FW1,FW2の操舵
角δｆが大きくてケーブル54,55等による後輪操舵量δr
_Cが「０」でなければ（第２図参照）、該後輪操舵量δr
_Cにステップモータ48による操舵制御が重畳されて、左
右後輪RW1,RW2は目標後輪操舵角δｒ＊に操舵される。

上記ステップ89の処理後、ステップモータ48の回転が
充分確保される時間が経過した後（少なくともステップ
80の処理が再び行われるまでにはステップモータ48の回
転駆動が終了するような時間経過後）、プログラムはス
テップ76に戻されて、目標後輪操舵角δｒ＊と左右後輪
RW1,RW2の操舵角（実舵角）δｒとの差が所定範囲ε₁,
ε_２を越えるまで、ステップ76〜89からなる循環処理に
より左右後輪RW1,RW2の操舵制御がなされる。かかる場
合、前記ステップ76〜89からなる循環処理は、RAM65dに
記憶されているステップモータ48の旧回転位置データST
EP_OLDを利用した（実後輪操舵角δｒを利用しない）オ
ープン制御方式により左右後輪RW1,RW2の操舵を制御す
るものであるので、ステップモータ48の脱調等が生じな
い限り、後輪操舵角センサ64が車両走行に伴って振動し
て検出後輪操舵角δｒが変動しても、同後輪RW1,RW2の
操舵制御が不安定になることはない。

一方、ステップモータ48に脱調等が生じて目標後輪操
舵角δｒ＊と左右後輪RW1,RW2の操舵角（実舵角）δｒ
との差が所定値ε₁,ε_２より大きくなると、上記ステッ
プ76〜89からなる循環処理中、ステップ82,83にて「N
O」と判定され、プログラムはステップ90,91へ進められ
る。かかる場合、車速Ｖが低速を表していれば、ステッ
プ82における「NO」との判定の基に、ステップ90にて異
常検出用カウントデータＮが所定値N₁と比較される。ま
た、車速Ｖが高速を表していれば、ステップ83における
「NO」との判定の基に、ステップ91にて異常検出用カウ
ントデータＮが所定値N₂と比較される。なお、所定値
N₁,N₂は少なくとも「２」以上の自然数に設定され、か
つN₁はN₂より大きな値に設定されている。

今、異常検出用カウントデータＮが所定値（低速走行
時には「N₁」、高速走行時には「N₂」）以下であれば、
ステップ90,91における「YES」との判定の基に、ステッ
プ92にて、左右後輪RW1,RW2の現在の実後輪操舵角δｒ
（ステップ80にて読み込み）と、ケーブル54,55等によ
る現在の後輪操舵量δr_C（ステップ77にて算出）とに基
づき、上記ステップ75の処理と同様にしてステップモー
タ48の現回転位置が算出されるとともに旧回転位置デー
タSTEP_OLDとして設定される。このステップ92の処理
後、ステップ86〜89からなる前述の処理により、左右後
輪RW1,RW2が目標後輪操舵角δｒ＊に操舵制御される。
かかる場合、前記ステップ76〜83,90〜92,86〜89からな
る循環処理は、実後輪操舵角δｒを利用したフィードバ
ック制御方式により左右後輪RW1,RW2の操舵を制御する
ものであるので、前述のようにステップモータ48の脱調
等の理由によりオープン制御不能となった後輪操舵制御
が回復され、左右後輪RW1,RW2の操舵角（実舵角）δｒ
と目標後輪操舵角δｒ＊との差が所定範囲ε₁,ε_２内に
納まるように左右後輪RW1,RW2が操舵制御される。そし
て、かかるステップ76〜83,90〜92,86〜89の処理によっ
て前記差の絶対値｜δｒ＊−δr|が所定値ε₁,ε_２以下
になると、ステップ82,83における「YES」との判定の基
に、上記ステップ76〜89からなるオープン制御が行われ
るようになる。

一方、前記ステップ76〜83,90〜92,86〜89からなるフ
ィードバック制御処理を行っても、左右後輪RW1,RW2の
操舵角（実舵角）δｒと目標後輪操操舵δｒ＊との差の
絶対値｜δｒ＊−δr|が所定値ε₁,ε_２以下にならなけ
れば、ステップ82,83における「NO」との判定の基に前
記フィードバック制御が再び行われる。かかるフィード
バック制御においては、前記オープン制御のステップ84
のような異常検出用カウントデータＮのクリア処理がな
されないので、前記フィードバック制御を一回行う毎に
同データＮは「１」ずつ増加する。そして、この異常検
出用カウントデータＮが所定値（低速走行時には
「N₁」、高速走行時には「N₂」）より大きくなると、ス
テップ90,91における「NO」との判定の基に、ステップ9
3にてI/O65eを介して非励磁データが励磁回路66へ出力
され、ステップ94にてプログラムの実行が終了される。

励磁回路66は該非励磁データを以前から記憶していた
励磁データに代えて記憶して、該記憶データにより電磁
ソレノイド44aの励磁を解除する。これにより、導管P3
と導管P4との間が連通してスプールバルブ42に対する作
動油の給排が停止するので、同バルブ42は作動を停止
し、左右後輪RW1,RW2はスプリング36a,36bにより中立状
態に復帰制御されて、当該車両は従前のような２輪操舵
車として機能するようになる。

このように、前記フィードバック制御を所定回数N₁,N
₂だけ行っても、左右後輪RW1,RW2の操舵制御が回復しな
い場合には、同後輪RW1,RW2の操舵制御を停止するの
で、後輪操舵機構Ｂ内に回復できないような異常が発生
しても問題ない。また、前述のように、所定値N₁を所定
値N₂より大きく設定して、低速走行時には高速走行時に
比べてフィードバックによる回復制御が多く行われるよ
うにしたので、高速走行時における異常に対する処置が
速くなされるようになるとともに、車両発進直後におい
て作動油の温度が低くて同油の粘性が高いときに、油圧
倣い機構の動作が鈍いために生じるステップモータ48の
脱調をより良く回復させることができる。

なお、上記実施例においては、車両の走行状態として
前輪操舵角δｆ、車速Ｖ及びヨーレートγを検出して左
右後輪RW1,RW2の操舵制御に利用したが、前記状態量δ
f,V,γに代えて又は加えて、前輪操舵速度、車両の加速
度、横加速度等の状態量を検出して同後輪RW1,RW2の操
舵制御に利用するようにしてもよい。

また、上記実施例においてはステップモータ48の以前
の回転位置を表すデータとして旧回転位置データSTEP
_OLDを記憶しておくようにしたが、該以前の回転位置に
関するデータとして前回の目標後輪操舵角δｒ＊を記憶
しておき、該記憶した前回の目標後輪操舵角δｒ＊と新
たに算出した目標後輪操舵角δｒ＊とに応じて回転制御
データΔｒを算出するようにしてもよい。

さらに、上記実施例においては、左右後輪RW1,RW2の
大舵角逆相操舵のために行うケーブル53,54等による操
舵制御に電気制御回路Ｃによる操舵を重畳するようにし
たが、本発明は前記ケーブル53,54等による逆相操舵制
御をやめて、前記電気制御回路Ｃによる操舵制御のみを
行う後輪操舵制御装置にも適用される。かかる場合に
は、上記ステップ74,77におけるケーブル54,55等による
後輪操舵量δr_Cの算出処理、及びステップ75,87,92にお
ける該後輪操舵量δr_Cを考慮したステップモータ48の新
旧回転位置データSTEP_NEW,STEP_OLDの算出処理が不要と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す後輪操舵制御装置を備
えた車両の全体概略図、第２図は第１図のケーブル等に
よる後輪の操舵特性図及び同図のカムプレートのカム特
性図、第３図は第１図のマイクロコンピュータにて実行
されるプログラムに対応したフローチャート、第４図は
車速に応じて変化する操舵角係数及びヨーレート係数の
特性図である。符号の説明Ａ……前輪操舵機構、Ｂ……後輪操舵機構、Ｃ……電気
制御回路、FW1,FW2……前輪、RW1,RW2……後輪、14……
操舵ハンドル、22,35……パワーシリンダ、31……リレ
ーロッド、32……ハウジング、42……スプールバルブ、
44……電磁切り換え弁、45……レバー、46……ピン、47
……ナット部材、48……ステップモータ、61……前輪操
舵角センサ、62……車速センサ、63……ヨーレートセン
サ、64……後輪操舵角センサ、65……マイクロコンピュ
ータ、66……励磁回路、67……駆動回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】後輪を操舵する後輪操舵機構に組み込まれ
回転位置に応じて後輪の操舵を制御するステップモータ
と、車両の走行状態に応じた目標後輪操舵角を決定する目標
後輪操舵角決定手段と、後輪操舵角を検出する後輪操舵角検出手段と、前記決定した目標後輪操舵角に応じて前記ステップモー
タを制御し後輪を同目標後輪操舵角に制御する操舵制御
手段と、前記目標後輪操舵角決定手段により決定された目標後輪
操舵角と前記後輪操舵角検出手段により検出した後輪操
舵角との差が所定範囲内にあるか否かを繰り返し判定
し、前記差が所定回数以上連続して所定範囲外になった
とき前記操舵制御手段による後輪の操舵制御を禁止する
判定手段とを備えたことを特徴とする後輪操舵制御装
置。