JPH02274664A - 車両用補助操舵装置のフェールセーフ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両用補助操舵装置がその電子制御系の故障等
により車輪を補助操舵状態から急に補助舵角界の状態に
するのを防止するフェールセーフ装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 前輪操舵時、前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵
して高速旋回安定性や低速小廻り性能を向上させる車両
の補助操舵装置は、電磁比例弁により生じさせた液圧に
より上記の補助操舵を行うことが多い。ところで、補助
操舵状態で電磁比例弁の電子制御系が断線等の故障を生
ずると、電磁比例弁が上記の液圧を生じ得ず、車輪が一
挙に補助操舵状態から補助舵角界の状態となり、特に高
速走行中において危険である。

そこで本願出願人は先に特願昭６３−１６５９３２号に
より第３図の如きフェールセーフ装置を提案済である。

第３図は左右後輪２Ｌ、　２Ｒをアクチュエータ５によ
り補助操舵する装置を示し、アクチュエータ５の２室を
油路９　（９−１，９−２）及び１０（１０−１、１０
−２）により電磁比例弁６に接続する。この弁はソレノ
イド６Ｌ、　６Ｒへの供給′電流■Ｌ５ＩＲに応じポン
プ７からの油流を絞って油路９又は１０に油圧を発生さ
せ、ソレノイド６Ｌ、　６Ｒへの電流■い１、ヲコント
ローラ２１により最低値の０，０５ＡからＩＡの範囲で
制御する。又フェールセーフ対策のため、油路９，１０
中に夫々電磁式常閉力・ント弁２０を挿入し、この弁は
コントローラ２１により制御され、ソレノイド２０ａへ
の供給電流Ｉ、が０．７八以上の時油路９．１０を開通
するものとする。

コントローラ２１は後輪舵角制御情報から後輪補助舵角
を演算すると共に、内部情報から電磁比例弁６Ｌ、　６
Ｒの電子制御系に異常がないか否かを判別して異常がな
ければソレノイド２０ａへの通電ＩＦ＝０．７＾により
カット弁２０　（油路９，１０）を開通する。コントロ
ーラ２１は更に、上記演算補助舵角に応じた大きさだけ
電流ＩＬ（左補助操舵時）又はｌｌＩＣ右補助操舵時）
を最低値０．０５Ａから増大し、油路９又は１０に対応
した油圧を生じさせてアクチュエータ５をセンタリング
スプリング５Ｌ、　５Ｒに抗しストロークさせ、後輪を
演算舵角通りに補助操舵する。

ソレノイド６Ｌ又は６Ｒの電子制御系が故障して電磁比
例弁６が対応する油路９．１０へ油圧を発生し得なくな
ると、コントローラ２１は内部情報からこれを制御して
電流ｒｙを零となし、カット弁２０により油路９，１０
を遮断する。よって、この故障が前記後輪補助操舵状態
で生じても、後輪は一挙に補助舵角界の状態になること
がなく、カット弁２０の油リーク量とばね５Ｌ、　５Ｒ
のばね定数により決まる速度で徐々に補助舵角界の状態
になる。

（発明が解決しようとする課題） しかしかかるフェールセーフ対策では、上記の故障をコ
ントローラ２１で判別し、この判別後コントローラ２１
からの指令によりカット弁ソレノイド２０ａをＯＦＦ　
Ｌ、このＯＦＦを受けてカット弁２０が油路９．１０を
遮断する論理であったため、故障の発生から油路９，１
０の遮断迄に比較的長い応答遅れが生ずるのを禁じ得な
い。

第４図つき詳述するに、後輪舵角δ、がδ、１の補助操
舵状態で瞬時ｔ、に故障が発生したとすると、コントロ
ーラ２１がこれを判別して検知するのに２０〜４０ｍ　
ｓｅｃを必要とし、瞬時ｔ２この検知を終了することと
なる。その後５〜１０ｍ　ｓｅｃ遅れた瞬時ｔ３にコン
トローラ２１はカット弁ソレノイド２０ａのＯＦＦを終
えることができ、カット弁２０は更に１５〜２０ｍ　ｓ
ｅｃ遅れた瞬時Ｌ４にストロークを終了して油路９，１
０を遮断する。従って、故障発生瞬時ｔ、から油路９，
１０の遮断瞬時むイ迄に４０〜７０ｍ　ｓｅｅもの応答
遅れがあり、その間アクチュエータ５は内蔵ばね５Ｌ、
　５Ｒの戻り力により後輪舵角を２６．、＝０．４〜０
．５度も急変させる。これにともない、車両ヨーレート
会がΔφ１で示す如く急変し、前記故障時フェールセー
フ対策によってもなお大きな車両挙動の変化を生ずる。

本発明は前記の故障をコントローラにより判別する必要
がないようにして前記の応答遅れを小さくし、上述の問
題を解消することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明フェールセーフ装置は、前輪操舵
時、前輪及び後輪の少なくとも一方を演算舵角だけ、電
磁比例弁により生じさせた液圧により補助操舵し、前記
電磁比例弁が通電不能になる故障時前記液圧の供給回路
を電磁式常閉カット弁により遮断するようにした車両用
補助操舵装置において、 非補助操舵中も前記電磁比例弁に、前記電磁式常閉カン
ト弁を開き得る微弱電流を供給し、該電磁比例弁よりア
ース側の電路中に前記電磁式常閉カット弁を挿入したも
のである。

（作　用） 前輪操舵時、補助舵角が演算され、この演算舵角に応じ
た電流を受けて電磁比例弁は液圧を発生する。この液圧
は前輪及び後輪の少なくとも一方を上記演算舵角だけ補
助操舵する。

電磁比例弁が正常に通電されている場合、これへの通電
電流がその後、電磁式常閉カット弁に流れてこれを開い
ており、上記液圧の供給回路を開通状態に保って上記の
補助操舵を可能にする。

電磁比例弁が通電不能になる故障時、電磁式常閉カット
弁への通電量も該カット弁を開状態に保ち得る値以下と
なり、上記の液圧供給回路を遮断する。よって、当該故
障が補助操舵状態で生じても、補助操舵していた液圧が
直ちに消失し、−挙に補助舵角界の状態になるのを防止
し得る。

ところで、故障時カット弁通電電流をカット弁閉レベル
に低下させるのに、電磁比例弁の故障を判別してカット
弁閉指令を発するような論理とせず、電磁比例弁よりア
ース側の電路中にカット弁を挿入し、電磁比例弁の通電
電流がカット弁にも流れるようにして、電磁比例弁の通
電不能時カット弁もその分遣電量を低下され、前記の遮
断を行う構成としたから、故障判別及びカット弁閉指令
に要する時間が応答遅れとならず、実質的な応答遅れは
カット弁が通電量を低下されてから遮断を行うに要する
僅かな時間だけとなる。よって、この応答遅れ中におけ
る不可避な補助舵角の変化量が僅かで、この変化にとも
なう車両の挙動変化を小さくすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に暴き詳細に説明する。

第１図は本発明の一例構成になるフェールセーフ装置を
具えた車両の操舵システムを示し、二の操舵システムは
前輪操舵時後輪を補助操舵するよう構成したものである
。

図中ＩＬ、　ＩＲは夫々左右前輪、２Ｌ、　２Ｒは左右
後輪、３はステアリングホイールである。前輪ＩＬ、　
ＩＩ？は夫々ステアリングホイール３によりステアリン
グギヤ４を介して転舵可能とし、後輪２Ｌ、　２Ｒは夫
々後輪転舵アクチュエータ５により転舵可能とするウア
クチュエータ５はスプリングセンタ式油圧アクチュエー
タとし、室５ａに油圧を供給する時圧力に比例した舵角
だけ後輪２Ｌ、　２Ｒを夫々センタリングスプリング５
Ｌに抗し右に転舵し、室５ｂに油圧を供給する時圧力に
比例した舵角だけ後輪２Ｌ、　２ｉ１を夫々センタリン
グスプリング５Ｒに抗し左に転舵するものとする。

アクチュエータ室５ａ、　５ｂへの油圧を制御する電磁
比例弁６を設け、この弁６は可変絞り６ａ、　６ｂ。

６ｃ、　６ｄをブリッジ接続して具え、このブリッジ回
路にポンプ７、リザーバ８及びアクチュエータ室５Ｌ、
　５１？からの油路９　（９−１，９−２）、　１０（
１０−１，１Ｏ−２）を夫々接続する。弁６は更にソレ
ノイド６Ｌ、　６Ｒを具え、これらソレノイドはＯＦＦ
時（例えば０．３５Ａの微弱電流通電時）夫々対応する
可変絞り組６ａ。

６ｂ及び６ｃ、　６ｄを全開させて両アクチュエータ室
５ａ５ｂを無圧状態にし、ソレノイド６し又は６Ｒの電
流値ＩＬ又はＩ、ｌを例えば０．８〜１．３Ａの範囲で
制御する時、ソレノイド６Ｌ又は６ＲはＯＮして対応す
る可変絞り組６ｃ、　６ｄ又は６ａ、　６ｂを電流値に
応じた開度に絞ってアクチュエータ室５ｂ又は５ａに電
流値１、又はｒＲに応じた油圧を供給するものとする。

この油圧は前記したようにその値に応じた角度だけ後輪
を対応方向へ転舵する。

油路９−Ｌ　１０−１　と９−２．１０−２との間に、
これら油路を遮断、開通する電磁式常閉カット弁２０を
設ける。このカット弁はソレノイド２０ａを具え、これ
への通電量Ｉ、が例えば０．７Ａ未満の時図示の如（に
油路９−１．９−２間及び１０−１．１０−２間を夫々
遮断し、Ｉ２≧０．７への時は油路９−１．９−２間及
び１０４゜１０−２間を夫々開通するものとする。そし
て、ソレノイド２０ａをソレノイド６Ｌ、　６Ｒのアー
ス側電路に挿入してＩＦ　＝　ＩＬ　＋　Ｌ＋となるよ
うにし、ソレノイド６Ｌ、　６Ｒへの電流ＩＬ　、　１
ｇを夫々コントローラ２１により制御する。なおこのコ
ントローラには、ステアリングホイール操舵角θを検出
する操舵角センサ１２からの信号及び車速■を検出する
車速センサ１３からの信号を夫々入力する。

上記実施例の作用を次に説明する。

コントローラ２１は後輪を操舵しない時もソレノイド６
Ｌ、　６ＲにＩＬ　＝０．３５Ａ及びＩｇ　＝０．３５
４の微弱電流を供給する。しかしてソレノイド６Ｌ、　
６Ｒは夫々このような微弱電流では対応する絞り６ｃ、
　６ｄ及び６ａ、　６ｂの全開状態を保ち、油路９−１
．１０−１に油圧を生じさせない。一方ソレノイド６Ｌ
、　６Ｒが共に通電可能な正常時、電流ｒい■１は夫々
ソレノイド２０ａに通流し、これへの供給電流ＩＦを０
．７八にする。よって、カット弁２０は油路９−１．９
−２間及び１０−１．１０−２間を開通し、アクチュエ
ータ５を電磁比例弁６からの油圧に応動させ得る状態に
保つ。

ここでステアリングホイール３により前輪ＩＬ１、ｌを
操舵すると、コントローラ２１は操舵角θ及び車速■か
ら後輪舵角を演算し、後輪操舵方向に応じたソレノイド
６Ｌ又は６Ｒを演算舵角に応じた電流ｒｉ、　＝０．８
〜１，３八又は１ｍ　＝０．８〜１．３ＡによりＯＮす
る。これにより電磁比例弁６は絞り６ｃ、　６ｄ又は６
ａ、　６ｂを開度減少されて油路９　（９−Ｌ　９−２
）又は１０（１０−１，１Ｏ−２）へ演算舵角に応じた
油圧を出力する。油路９又は１０への油圧は室５ｂ又は
５ａに達してアクチュエータ５をスプリング５Ｒ又は５
Ｌに抗し対応方向へストロークさせ、後輪を左又は右へ
上記の演算舵角だけ転舵することができる。

ところでこの際ソレノイド２０ａへの電流１、は、ソレ
ノイド６Ｌ又は６Ｒの通電ｆｆ１ｔ＋、又は１．が増大
されるため、その分大きくなり、カット弁２０を開状態
に保って上記の後輪操舵を補償する。

かかる後輪操舵状態で、上記の如く大きくされていたソ
レノイド電流ＩＬ又はＩＲが、対応ソレノイド６Ｌ又は
６Ｒの制御系の断線等による故障で雰になると、ソレノ
イド２０ａへは正常な系統のソレノイド６Ｒ又は６Ｌの
微弱電流０．３５Ａのみが流れることになる。この場合
カット弁２０は、当該故障の瞬時にソレノイド２０ａへ
の通電量１、を開弁電流値０．７Ａ未満にされて閉じ、
アクチュエータ室５ｂ又は５ａ内の圧力が上記の故障時
も即座に抜けることのないようにする。よって当該故障
時、後輪が補助操舵状態から一挙に補助舵角界の状態に
なって車両挙動の急変を生ずるこことはなく、カット弁
２０の油リーク量とスプリング５Ｌ、　５Ｒのばね定数
により決まる速度で徐々に補助舵角界の状態になる。

ところで、ソレノイド２０ａをソレノイド６Ｌ、εＲよ
りアース側の電路中に挿入してソレノイド６Ｌ。

６Ｒの通電不能時カット弁２０を閉じる構成であるため
、かかる故障と同時にソレノイド２０ａの電流低減がな
されることとなり、この電流低減からカット弁２０が閉
止する迄に要する時間（第４図中ｔ□〜ｔ４に相当する
１５〜２０ｍ　ｓｅｃ　）が故障発生からカット弁閉止
宿の応答遅れとなるだけである。第４図と同条件で示す
第２図につき付言すると、故障発生瞬時ｔ１からカット
弁閉止瞬時ｔ４迄の応答遅れは第４図中瞬時ｔ、〜ｔ４
間の時間に相当する１５〜２０ｍ　ｓｅｃのみであり、
この応答遅れにともなう後輪舵角変化量をΔδ−ｚ＝０
．１〜０．２度程度に、又ヨーレート変化量をΔψ２程
度に抑制することができる。

なお後輪操舵状態で大きくされていたソレノイド電流１
、又は工、でな（、他方の微弱電流■８又はＩＬ　（０
，３５Ａ）が対応ソレノイドの制御系の故障で０になっ
た場合、正常なソレノイドり電流が０．８〜１．３Ａで
あるため、カット弁ソレノイド電流１１も０．８〜１．
３Ａとなり、カット弁２０は上記の故障にもかかわらず
閉じない。しかしこの故障は、後輪を操舵していた油圧
を消失させるものでないため、後輪を相変らず演算舵角
に保つことができ、従って当該故障時はカット弁２０を
閉じる必要がないことから問題とならない。

（発明の効果） かくして本発明フェールセーフ装置は電磁比例弁６より
アース側の電路に電磁式常閉カット弁２０を挿入したか
ら、電磁比例弁６が通電不能となった故障をコントロー
ラ２１で判別しなくても、この故障時にカット弁２０を
閉じて補助舵角が急に零になる危険を防止することがで
きる。従って故障発生からカット弁が閉じる迄の応答遅
れを、上記の判別に要する時間及び判別結果がカット弁
に至るに要する時間だけ短縮することができ、この応答
遅れにともなう不可避な補助舵角変化を小さくして車両
挙動の急変を最小限にし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す車両の操舵システム図
、 第２図は同システムにおける後輪操舵系の故障時の後輪
舵角変化及び車両ヨーレート変化を示すタイムチャート
。 第３図は従来の後輪操舵装置用フェールセーフ対策を示
すシステム図、 第４図は同フユールセーフ対策が機能した時の後輪舵角
変化及び車両ヨーレート変化を示すタイムチャートであ
る。 ＩＬ、　ＩＲ・・・前輪　　　　２Ｌ、　２Ｒ・・・後
輪３・・・ステアリングホイール ４・・・ステアリングギヤ ５・・・後輪転舵アクチュエータ ６Ｌ、　６Ｒ・・・同ソレノイド １３・・・車速センサ ６・・・電磁比例弁 １２・・・操舵角センサ ２０・・・電磁式常閉カット弁 ２０ａ・・・同ソレノイド　　２１・・・コントローラ
特 許 出 願 人 日産自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前輪操舵時、前輪及び後輪の少なくとも一方を演算
   舵角だけ、電磁比例弁により生じさせた液圧により補助
   操舵し、前記電磁比例弁が通電不能になる故障時前記液
   圧の供給回路を電磁式常閉カット弁により遮断するよう
   にした車両用補助操舵装置において、 非補助操舵中も前記電磁比例弁に、前記電磁式常閉カッ
   ト弁を開き得る微弱電流を供給し、該電磁比例弁よりア
   ース側の電路中に前記電磁式常閉カット弁を挿入したこ
   とを特徴とする車両用補助操舵装置のフェールセーフ装
   置。