JPH0285074A - 車両用４輪操舵装置 - 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、自動車等に適応され、運転者の操作に従う前
輪操舵と共に後輪を補助操舵するようにした車両用４輪
操舵装置に関する。

（従来の技術） 従来、ハンドル操作に従って前輪を操舵する前輪操舵装
置と、車速センサ及びハンドル操舵角センサからの車速
検出値及びハンドル操舵角検出値に基づいて目標後輪転
舵！及び目標後輪転舵方向を演算する目標後輪舵角演算
回路を有し、後輪の補助操舵制御を行なう後輪舵角制御
装置とを備えた車両用４輪操舵装置としては、例えば、
特開昭６０−１６１２６６号（特願昭５９−１５３４３
号）の公報に記載されているようなものが知られている
。

尚、マイクロコンピュータで構成される目標後輪舵角演
算回路のフェイルセーフ手段としては、一般にウオッチ
ドックタイマ−が用いられる。

このウオッチドックタイマ−は、マイクロコンビ二一夕
が正常に動作していることを確認する為、所定時間間隔
でパルスを発生させて外部回路で監視するシステムであ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来装置にあっては、フェイ
ルセーフ手段として用いられるウオッチドックタイマ−
が、単に所定時間内に１回パルスが出力されれば正常と
判断するシステムであった為、以下に列挙するような問
題があった。

■　後輪舵角制御性能はハンドル中立位置検出精度に左
右されるが、このハンドル中立位置の良否はウオッチド
・ンクタイマーでは判断出来ない為、ハンドル中立位置
検出精度が出ないような走行パターンにおいては、必ず
しも所期の性能が確保出来ない。

■　ウオッチドックタイマ−ではハンドル操舵角センサ
から全く信号が途絶えてしまうようなモード以外は異常
判断が出来ない為、異常な操舵角信号により操舵性能を
悪化させるような後輪舵角制御を許してしまう。

■　ウオッチドックタイマ−では目標後輪舵角演算回路
を構成するマイクロコンピュータが極端に暴走する以外
は異常が判断出来ない為、例えば、−時的な電磁障害等
でマイクロコンピュータの一時記憶データ（ＲＡＭ）が
書き換わった場合にも、書き換わったデータによる後輪
舵角制御を許してしまう。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、ハンドル操舵角検出手段によるハンドルの中立位置検
出精度が出ていない場合や、ハンドル操舵角検出手段が
異常信号を出力するような故障時や、目標後輪舵角演算
回路において正規の性能が発揮されていない場合等の異
常モードを検出し、直ちに、これらの異常モードに対応
出来る車両用４輪操舵装置の開発を課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の車両用４輪操舵装置
では、第１図のクレーム概念図に示すように、ハンドル
操作に従って前輪を操舵する前輪操舵装置１と、車速検
出手段２及びハンドル操舵角検出手段３からの車速検出
値Ｖ及びハンドル操舵角検出値θに基づいて目標後輪転
舵量６＊及び目標後輪転舵方向Ｈ＊を演算する目標後輪
舵角演算回路４を有する後輪舵角制御装置５とを備えた
車両用４輪操舵装置において、前記後輪舵角制御装置５
の検出手段として、前記ハンドル操舵角検出手段３以外
にハンドル操舵方向検出手段６を設け、前記後輪舵角制
御装置５には、前記目標後輪舵角演算回路４以外に、前
記ハンドル操舵方向検出手段６からのハンドル操舵方向
検出値Ｓと車速検出値Ｖとに基づいて定常的な後輪転舵
方向を推定する後輪転舵方向推定回路７と、前記復輪転
舵方向推定回路了からの推定後輪転舵方向Ｈ８と前記目
標後輪舵角演算回路４からの目標後輪転舵方向Ｈ＊ある
いは推定後輪転舵方向Ｈ＃と実後輪転舵方向Ｈ□とが一
致しない状態が所定時間以上継続した場合に所定のフェ
イルセーフモードにするフェイルセーフ回路８とを設け
た事を特徴とする手段とした。

尚、前記ハンドル操舵方向検出手段６としは、ハンドル
操舵トルクを検出するハンドル操舵トルク検出手段やハ
ンドル操舵角を検出する前輪操舵角検出手段やパワース
テアリングのアシスト圧を検出するステアリングアシス
ト圧検出手段等が用いられる。

（作　用） 後輪転舵方向推定は、目標後輪舵角演算回路４以外に設
けられた後輪転舵方向推定回路７において、ハンドル操
舵方向検出手段６からのハンドル操舵方向検出値Ｓと車
速検出値Ｖとに基づいて定常的な後輪転舵方向が推定さ
れる。

そして、フェイルセーフ回路８において、後輪転舵方向
推定回路７からの推定後輪転舵方向Ｈ１と目標後輪舵角
演算回路４からの目標後輪転舵方向Ｈ＊あるいは後輪転
舵方向推定回路７からの推定後輪転舵方向Ｈ′と実後輪
転舵方向Ｈ８とが一致しない状態が所定時間以上継続し
た場合に所定のフェイルセーフモードにされる。

従って、ハンドル操舵角検出手段３や目標後輪舵角演算
回路４の信号異常や演算結果の異常等が検出され、直ち
に、所定のフェイルセーフモードで対応出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

実施例の車両用４輪操舵装置は、第２図に示すように、
ハンドル操作に従って前輪１０を操舵する油圧パワース
テアリングによる前輪操舵装置１１と、後輪１２を所定
の舵角量及び操舵方向に制御する後輪舵角制御装置１３
を備えている。

前記前輪操舵装置１１には、ハンドル１４．ステアリン
グシャフト１５．パワーステアリングギヤ１６．サイド
ロッド１７．ナックルアーム１８が設けられている。

前記後輪操舵装置１３には、油圧ポンプ１９゜油圧制御
バルブ２０．シリンダアクチュエータ２１、サイドロッ
ド２２．ナックルアーム２３が設けられている。

前記油圧ポンプ１９は、パワーステアリングギヤ１６か
ら油路２４を介して操舵時に送られてくる加圧油で作動
する油圧モータ２５により駆動され、前輪操舵用油圧系
とは別系統の後輪操舵用油圧を発生する様にしている。

前記油圧制御バルブ２０は、３位置切換のソレノイドバ
ルブ構造であって、後述するコントローラ３５からソレ
ノイド２０ａまたは２０ｂへの制御信号により、リザー
ブタンク２６−吸込油路２７−油圧ポンプ１９→吐出油
路２８を経過して送られてきた加圧油を右操舵油路２９
に供給するか、左操舵油路３０に供給するかの切り換え
と共に、トレー油路３１に戻す作動を併用することで左
右操舵油路２９．３０への供給油圧制御が行なわれる。

前記シリンダアクチュエータ２１には、両ロッドピスト
ン２１ａ及びリターンスプリング２１ｂを有する。

尚、後輪１２のサスペンションとしては、マウントブツ
シュ４０を介して車体に支持されたサスペンションメン
バ４１と、該サスペンションメンバ４１と復輸アクスル
とを連結するＡアーム４２及びサスペンションリンク４
３とが設けられている。

前記油圧制御バルブ２０の作動制御を行なう後輪舵角制
御の電子制御系としては、第２図及び第３図に示すよう
に、電気的信号により操舵角θ。

車速Ｖを検出する操舵角センサ３２．車速センサ３４と
、操舵角θと車速Ｖに基づいて目標後輪転舵量及び目標
後輪転舵方向を含む目標後輪舵角６ｒを演算するマイク
ロコンピュータ５０（目標後輪舵角演算回路）及びドラ
イブ回路５１．５２を有するコントローラ３５が設けら
れている。

尚、前記操舵角センサ３２は、ステアリングシャフト１
５の部分に設けられたパルス方式のロータリーエンコー
ダが用いられている。

また、前記マイクロコンピュータ５０では、下記の後輪
舵角制御関数に基づいて目標後輪舵角ろ８が求められる
。

ろ、”＝（Ｋ＋τ。・ｓ）　　（θ／Ｎ）但し、 に：第４図に示すように車速Ｖ。未満の低車速時には前
輪１０に対し逆相に転舵し、車速ｖ０以上の高車速時に
は前輪１０に対し同相に転舵させるようにした車速Ｖの
関数 Ｔ０；第５図に示すように車速Ｖの増大に応じて小さな
値となる車速対応係数 Ｓニラプラス演算子 Ｎニステアリングギヤ比 である。

また、コントローラ３５には、電子制御系のフェイルセ
ーフ手段として、前輪の操舵方向を検出するハンドル操
舵方向検出手段としての操舵トルクセンサ３３が設けら
れると共に、該操舵トルクセンサ３３からの操舵トルク
Ｔｓと車速Ｖとに基づいて定常的な後輪転舵方向を推定
する後輪転舵方向推定回路５３と、該後輪転舵方向推定
回路５３からの推定後輪転舵方向と前記マイクロコンピ
ュータ５０からの目標後輪転舵方向とが一致しない状態
が所定時間以上継続した場合にマイクロコンピュータ５
０をリセットするか、ドライブ回路５１．５２を遮断し
て実後輪転舵角δ８が零になるフェイルセーフモードに
するフェイルセーフ回路５４とが設けられている。

前記操舵トルクセンサ３３は、第６図の（操舵トルクＴ
ｓ）／（操舵角θ）の周波数特性に示すように、操舵ト
ルクＴ５と操舵角θとの定常的な特性はほぼ等しく、ハ
ンドル操舵方向は操舵トルクＴ５の電圧値で検出するこ
とにより、第７図に示すように、右切り時か左切り時か
を知ることが出来るという理由により用いられる。

前記後輪転舵方向推定回路５３は、第３図に示すように
、車速センサ３４からの信号を電圧値に変換するＦ／Ｖ
コンバータ５３１と、操舵トルクセンサ３３からの電圧
信号との比較によりハンドル右切り時には出力１でハン
ドル左切り時には出力０の操舵トルク信号Ａを出力する
第１コンパレータ５３２と、同相と逆相の境界車速Ｖ。

との大小比較により車速１０以上の時には出力１で車速
Ｖ。未満の時には出力０の車速信号臼を出力する第１コ
ンパレータ５３３と、信号Ａ、Ｂの入力の中で１が一個
の時にだけ出力１の回路判断信号Ｃが得られる排他的Ｏ
Ｒ回路５３４とを備えた構成となっている。

前記フェイルセーフ回路５４は、第３図に示すように、
排他的ＯＲ回路５３４からの回路判断信号Ｃとマイクロ
コンピュータ５０からのマイコン判断信号Ｄ（左切りの
時に出力１．右切りの時に出力Ｏ）とを入力し、両信号
が一致した時にのみ一致を示す出力０の一致判断信号Ｅ
を出力する排他的ＯＲ回路５４１と、−時的な判断ずれ
によってフェイルセーフモードとならぬようにする遅延
回路５４２と、該遅延回路５４２からの出力が連続して
１の時にフェイルセーフ信号を出力する出力コンパレー
タ５４３とを備えた構成になっている。

次に、作用を説明する。

（イ）後輪転舵方向推定判断 後輪転舵方向推定判断は、後輪転舵方向推定回路５３に
より行なわれる。

まず、第１コンパレータ５３２では、操舵トルクセンサ
３３からの電圧信号との比較によりハンドル右切り時に
は出力１でハンドル左切り時には出力Ｏの操舵トルク信
号Ａが出力される。

一方、　Ｆ／Ｖコンバータ５３１で車速センサ３４から
の信号を電圧値に変換し、この電圧値を入力する第１コ
ンパレータ５３３では、同相と逆相の境界車速ｖ０との
大小比較により車速１０以上の時には出力１で車速ｖ０
未溝の時には出力Ｏの車速信号臼が出力される。

そして、排他的ＯＲ回路５３４では、前記操舵トルク信
号Ａと車速信号臼とを入力し、両信号Ａ、Ｂの入力の中
で１が一個の時に左切りを示す出力１が、また、両画信
号Ａ、Ｂが１．１または０．０の時に右切りを示す信号
０が回路判断信号Ｃとして出力される。

即ち、後輪転舵方向推定判断は、第８図に示すように、
後輪転舵方向推定回路５３からの回路判断信号Ｃにより
推定される。

（ロ）フェイルセーフ処理 フェイルセーフの判断及び出力は、フエイルセ−フ回路
５４で行なわれる。

まず、排他的ＯＲ回路５４１では、前記後輪転舵方向推
定回路５３からの回路判断信号Ｃ（左切りの時に出力１
．右切りの時に出力０）と、マイクロコンピュータ５０
からのマイコン判断信号Ｄ（左切りの時に出力１．右切
りの時に出力Ｏ）とを入力し、両信号が一致した時、即
ち、推定方向と演算方向とが一致した時、一致を示す出
力Ｏにより、また不一致の時は出力１により一致判断信
号Ｅが出力される。

そして、遅延回路５４２では、マイコン判断による操舵
方向と定常的な操舵方向を判断した場合に後輪舵角関数
が金分項を有する時等に一時的な判断ずれが生じる場合
があるし、また、過渡的には操舵トルクＴｓと操舵角θ
には位相差が存在する為、この様な時に誤ってフェイル
セーフモードに沼ちぬ様に連続して不一致を示す１の信
号出力があるかどうかがチエツクされる。

最後に出力コンパレータ５４３では、前記遅延回路５４
２からの出力が連続して１の時にフェイルセーフ信号を
出力し、マイクロコンピュータ５０をリセットにすると
か、両ドライブ回路５１゜５２を遮断するとか等、後輪
転舵角６８を零として少なくとも前輪操舵性能が確保さ
れるフェイルセ−フードにする。

以上説明してきたように、実施例の車両用４輪操舵装置
にあっては、操舵角センサ３２による前輪操舵方向検出
をチエツクする操舵トルクセンサ３３と、マイクロコン
ピュータ５０による目標後輪転舵方向を含む目標後輪舵
角δ、°の演算値をチエツクする後輪転舵方向推定回路
５３及びフェイルセーフ回路５４を外部手段として設け
た構成とした為、操舵角センサ３２によるハンドルの中
立位置検出精度が出ていない場合や、操舵角センサ３２
が異常信号を出力するような故障時や、マイクロコンピ
ュータ５０において正規の性能が発揮されたいない場合
等の異常モードを検出し、直ちに、これらの異常モード
にフェイルセーフモードで対応出来るという効果が得ら
れる。

即ち、下記の様な場合に有効である。

■　後輪舵角制御性能はハンドル中立位置検出精度に左
右されるが、このハンドル中立位置の良否が判断出来る
為、ハンドル中立位置検出精度が出ないような走行パタ
ーンにおいても、少なくとも前輪操舵性能が確保される
。

■　操舵角センサ３２から全く信号が途絶えてしまうよ
うなモード以外でも異常判断が出来る為、異常な操舵角
信号により操舵性能を悪化させるような後輪舵角制御を
許すことがない。

■　目標後輪舵角演算回路を構成するマイクロコンピュ
ータ５０が極端に暴走する以外でも異常が判断出来る為
、例えば、−時的な電磁障害等でマイクロコンピュータ
５０の一時記憶データ（ＲＡＭ）が書き換わった場合に
も、書き換わったデータによる後輪舵角制御を許すこと
がない。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、実施例ではハンドル操舵方向検ｄ１手段として
ハンドル操舵トルクを検出するハンドル操舵トルクセン
サの例を示したが、ハンドル操舵角を検出する操舵角セ
ンサ（但し、マイクロコンピュータ用の操舵角センサが
パルスタイプであればポテンショタイプ等）であっても
良いし、さらに、パワーステアリングのアシスト圧を検
出するステアリングアシスト圧検出センサであっても良
く、ハンドルから前輪に至る前輪操舵系に設けられ、ハ
ンドル操舵方向を検出出来る手段であれば実施例に限ら
れることはない。

また、実施例では、フェイルセーフ判断を、マイクロコ
ンピュータでの演算結果との比較により行なう例を示し
たが、リヤサスペンションの横変位等から実後輪転舵方
向を直接検出し、この実後輪転舵方向との比較により行
なうようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明（９６てさたよう１：１、本発明の車両用４輪
操舵装置にあっては、後輪舵角制御装置には、目標後輪
舵角演算回路以外に、ハンドル操舵方向検山手段からの
ハンドル操舵方向検出値と車速検出値とに基づいて定常
的な後輪転舵方向を推定する後輪転舵方向推定回路と、
後輪転舵方向推定回路からの推定後輪転舵方向と目標後
輪舵角演算回路からの目標後輪転舵方向あるいは推定後
輪転舵方向と実後輪転舵方向とが一致しない状態が所定
時間以上継続した場合に所定のフェイルセーフモードに
するフェイルセーフ回路とを設けた為、ハンドル操舵角
検出手段によるハンドルの中立位置検出精度が出ていな
い場合や、ハンドル操舵角検出手段の異常信号を出力す
るような故障時や、目標後輪舵角演算回路において正規
の性能が発揮されたいない場合等の異常モードを検出し
、直ちに、これらの異常モードに対応出来るという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用４輪操舵装置を示すクレーム概
念図、第２図は実施例の車両用４輪操舵装置を示す全体
図、第３図は実施例装置の後輪舵角制御の電子制御系を
示す制御回路図、第４図は実施例装置での後輪舵角制御
関数の車速対応係数にの特性図、第５図は実施例装置で
の後輪舵角制御関数の車速対応係数Ｔ。の特性図、第６
図は操舵トルク／操舵角の操舵周波数特性図、第７図は
操舵トルクセンサからの出力電圧特性図、第８図は後輪
転舵方向を推定する後輪転舵方向推定回路での各出力信
号表を示す図、第９図はツユエールセーフ回路での各信
号出力表を示す図である。 １・・・前輪操舵装置 ２・・・車速検出手段 ３・・・ハンドル操舵角検出手段 ４・・−目標後輪、舵角演算回路 ５・・・後輪舵角制御装置 ６・・・ハンドル操舵方向検出手段 ７・・・後輪操舵方向推定回路 ８・・・フェイルセーフ回路 ■・・・車速検出値 θ・・・ハンドル操舵角検出値 δ＊・・・目標後輪転舵量 Ｈ＊・・・目標後輪転舵方向 Ｓ・・・ハンドル操舵方向検出値 Ｈｌ・・・推定後輪転舵方向 ＨＲ・・・実後輪転舵方向

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ハンドル操作に従って前輪を操舵する前輪操舵装置
   と、 車速検出手段及びハンドル操舵角検出手段からの車速検
   出値及びハンドル操舵角検出値に基づいて目標後輪転舵
   量及び目標後輪転舵方向を演算する目標後輪舵角演算回
   路を有する後輪舵角制御装置とを備えた車両用４輪操舵
   装置において、前記後輪舵角制御装置の検出手段として
   、前記ハンドル操舵角検出手段以外にハンドル操舵方向
   検出手段を設け、 前記後輪舵角制御装置には、前記目標後輪舵角演算回路
   以外に、前記ハンドル操舵方向検出手段からのハンドル
   操舵方向検出値と車速検出値とに基づいて定常的な後輪
   転舵方向を推定する後輪転舵方向推定回路と、 前記後輪転舵方向推定回路からの推定後輪転舵方向と前
   記目標後輪舵角演算回路からの目標後輪転舵方向あるい
   は推定後輪転舵方向と実後輪転舵方向とが一致しない状
   態が所定時間以上継続した場合に所定のフェイルセーフ
   モードにするフェイルセーフ回路とを設けた事を特徴と
   する車両用４輪操舵装置。 ２）前記ハンドル操舵方向検出手段が、ハンドル操舵ト
   ルクを検出するハンドル操舵トルク検出手段である請求
   項１記載の車両用４輪操舵装置。 ３）前記ハンドル操舵方向検出手段が、ハンドル操舵角
   を検出する前輪操舵角検出手段である請求項１記載の車
   両用４輪操舵装置。 ４）前記ハンドル操舵方向検出手段が、パワーステアリ
   ングのアシスト圧を検出するステアリングアシスト圧検
   出手段である請求項１記載の車両用４輪操舵装置。