JPH03114975A

JPH03114975A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPH03114975A
Application number: JP22863990A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Miyoshi; 三好　晃彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 1991-05-16
Also published as: JPH0513872B2

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、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵するように
した車両の４輪操舵装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、この種車両の４輪操舵装置として、例えば特
開昭５７−１１１７３号公報に開示されるように、後輪
の転舵角を、車速や前輪の転舵角等を要素とする運転状
態に応じて変化させ、低車速域では前輪と後輪とを逆位
相に、高車速域では同位相にすることにより、車輪の横
すべりを防止して走行安定性を向上させるとともに、低
車速域での小廻り性の向上を図り得るようにしたものは
知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記従来のものでは、車速や前輪転舵角等を
それぞれセンサで検出し、その検出結果゛。

に基づいて後輪転舵角を自動制御しているが、これらの
センサとりわけ車速センサが故障を生じた場合、例えば
、高速走行時カブラ抜は等によって車速センサからの出
力信号が急になくなった場合、これに基づいて後輪が操
舵されるのを中止する必要がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、特に、車速センサの異常をチエツク
し、その異常時には後輪転舵制御を中止して後輪の異常
制御を未然に防止し得る４輪操舵装置を提供せんとする
ものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、車両の
４輪操舵装置として、前輪を転舵するステアリング装置
と、後輪を転舵する後輪転舵装置と、車速を検出する車
速センサと、該車速センサからの出力信号が入力され、
低車速時後輪が前輪の転舵方向と逆方向の逆位相に、高
車速時後輪が前輪の転舵方向と同方向の同位相になるよ
う制御信号を上記後輪転舵装置に出力する制御手段と、
パ上記車速センサからの出力信号に基づいて車速の変化
量を求め、その変化量が所定値以上のとき車速センサの
故障と判断するセンサ故障判別手段と、該センサ故障判
別手段からの出力信号を受けて後輪転舵制御を中止とす
る制御信号を上記後輪転舵装置に出力する安全制御手段
とを備える構成にするものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、車速センサの故障時、
特に、そのセンサからの出力信号が車速の異常な変化状
態を示すときには、その故障をセンサ故障判別手段が速
やかに検出し、該センサ故障判別手段からの出力信号を
受ける安全制御手段によって後輪転舵ｔｌａｌが中止さ
れる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る車両の４輪操舵装置の全体構成を
示し、１は左右゛の前輪２ａ、２ｂを転舵するステアリ
ング装置であって、該ステアリング装置１は、ステアリ
ング３と、ラック＆ピニオン機構４と、左右のタイロッ
ド５，５と、左右のナックルアーム６．６とからなる。

また、７は左右の後輪８ａ、８ｂを転舵する後輪転舵装
置であって、該後輪転舵装置７は、両端が左右の後輪８
ａ、８ｂにナックルアーム９．９およびタイロッド１０
，１０を介して連結された車体横方向に延びるロッド１
１を備えている。該ロッド１１はロッド１１に形成した
ラック１２に噛合するピニオン１３の回転動により車体
横方向に移動するもの、で、上記ビニ、オン、１３はピ
ニオン軸′１４および一対の傘歯車１５ａ、１５ｂより
なる伝動機構１５を介してピニオ・ン駆動用ステッピン
グモータ１６に回転動可能に連結されている。

また、上記クツ下１１には、該゛ロッド１１を操作ロッ
ドとする油圧アクチュエータ１７が接続されている。該
油圧アクチュエータ１７は、ロッド１１に固着したピス
トン１７ａにより車体横方向に仕切られた左転用油圧室
１７ｂおよび右転用油圧室１７ｃを備えているとともに
、該各部圧室１７ｂ、１７ｃはそれぞれ油圧通路１７ｄ
、１７ｅを介して、油圧アクチエエータ１７への油供給
方向および油圧を制御するコントロールバルブ１８に連
通し、該コントロールバルブ１８には油供給通路１９お
よび油戻し路２０を介して油圧ポンプ２１が接続されて
いる。上記コントロールバルブ１８は、ピニオン軸１４
の回転方向を検出して後輪８ａ、８ｂの左方向転舵（図
中反時計方向への転舵）時には油供給通路１９を左転用
油圧室１７ｂに連通すると共に右転用油圧室１７ｃを油
戻し路、２０に連通する一方、後輪８ａ、８ｂの右方向
転舵（図中時計方向への転舵）時には上記とは逆の連通
状態とし、同時に油圧ポンプ２１からの油圧をピニオン
軸１４の回転力に応じた圧力に減圧するものであり、ピ
ニオン１３によるロッド１１の車体横方向移動時には油
圧アクチュエータ１７への圧油供給により上記ロッド１
１の車体横方向移動を助勢するようにしている。尚、上
記ステッピングモータ１６に保持電流が通電されずにロ
ッド１１が自由に動くようになるとき、つまり後輪８ａ
、８ｂがフリー状態となるときには、上記ロッド１１が
スプリング等からなる機械的手段（図示せず）により中
立位置に保持されて後輪８ａ、８ｂの転舵角が零に維持
されるようになっている。

さらに、２２は車速を検出する車速センサ、２３はステ
アリング３の操舵量により前輪転舵角を検出する前輪転
舵角センサ、２４は後輪転舵装置７のステッピングモー
タ１６の回転量により後輪転舵角を検出する後輪転舵角
センサ、２５はエンジン回転数を検出するエンジン回転
数検出手段、２６はインヒビタスイッチやバックランプ
スイッチ等によって変速機のギヤ位置を検出するギヤ位
置検出手段であって、上記各センサないし検出手段２２
〜２６からの出力信号はそれぞれコントローラ２７に入
力されている。該コントローラ２７はステッピングモー
タドライバ２８に制御信号を出力することにより該ステ
ッピングモータドライバ２８を介して上記ステッピング
モータ１６を作動制御するものであり、コントローラ２
７にはバッテリ電源Ｂおよびイブニラシラン電源ＩＧが
接続されている。尚、２９はコントローラ２７からの出
力信号を受けて前輪２ａ、２ｂおよび後輪８ａ、８ｂの
転舵状態と車両の挙動とを図形表示する表示装置である
。

そして、７上記コントローラ２７の電気制御回路は第２
図に示されている。すなわち、第２図において、３０は
前輪転舵角に応じた制御信号（回転方向切換信号および
補正パルス信号）をステッピングモータドライバ２８に
出力する後輪転舵用制御手段であって、該制御手段３０
は、後述のセンサ故障判別部３５の第１メモリ群に格納
されている前輪転舵角および車速の各位を基に予め記憶
されたモードに従って所望の後輪転舵角を演算する演算
部３１と、該演算部３１で演算された後輪転舵角とセン
サ故障判別部３５の第１メモリ群に格納されている実際
の後輪転舵角との大小を比較して偏差信号を出力する比
較回路３２と、該比較回路３２の偏差信号に基づきステ
ッピングモータドライバ２８に制御信号を出力する制御
信号発生部３３とからなる。ここで、上記演算部３１に
記憶されたモードは、走行安定性および小廻り性の向上
を図るべく前輪転舵角に応じて後輪転舵角を決定するよ
うになっている。その具体例としては、例えば第３図に
示すように、前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角θＲの
比つまり転舵比θＲ／θＦは全体として車体Ｖが高速に
なるほど大きく、低速になるに従って小さくなり、極低
速では負（逆位相）になるようになっており、また中・
高車速域では前輪転舵角θＦが所定値θＰ′より大きく
なると、前輪転舵角θＦが増加しても後輪転舵角θＲは
増加せず、各車速において一定となるようになっている
。

また、３４は一定時間毎にインターラブドリクエスト信
号（以下ＩＲＱ信号という）を出力するタイマ、３５は
該タイマ３４からのＩＲＱ信号を受けるごとに作動を開
始するセンサ故障判別部であって、このセンサ故障判別
部３５は、前輪転舵角センサ２３からの前輪転舵角信号
、車速センサ２２からの車速信号および後輪転舵角セン
サ２４からの後輪転舵角信号の各変化状態に基づいて上
記センサ２２〜２４の故障時を判別する機能を有すると
ともに、そのセンサ故障判別時ステッピングモータドラ
イバ２８とイブニラシラン電源ＩＧとを導通ずるリレー
３６に対しＯＦＦ作動信号を出力することにより、ステ
ッピングモータ１６への保持電流の通電を遮断して後輪
転舵角を零とするようにした安全制御手段としての機能
を有している。

次に、上記コントローラ２７の作動を第４図および第５
図により説明する。第４図はコントローラ２７の制御手
段３０での作動を示すメインフローチャートであり、第
５図はコントローラ２７のセンサ故障判別部３５での作
動を示す割込み処理ルーチンである。

第４図に示すメインフローチャートにおいて、先ず、ス
タートして第１ステツプＳｌでシステムイニシャライズ
を行ったのち、第２ステツプＳ２でセンサ故障判別部３
５に格納されている前輪転舵角および車速の各位を基に
所望の後輪転舵角θｋを計算する。そして、第３ステツ
プＳ３でこの後輪転舵角θＲとセンサ故障判別手段３５
に格納されている実際の後輪転舵角θＲ′との大小比較
の結果に基づいてステッピングモータドライバ２８に対
し回転方向切換信号を出力し、さらに第４ステップＳ４
で補正パルス信号を出力する。

次いで、第５ステツプＳ５で上記第２ステツプＳ２にお
いて計算された後輪転舵角θＲを実際の後輪転舵角θＲ
′として比較回路３２のメモリ内に格納したのち、第６
ステツプＳ８で後述の割込み処理において故障フラグが
ＯＮになっているか否かを判別する。この判別がＹＥＳ
であるときには第７ステツプＳ７で割込み処理を禁止し
たのち、第２ステツプＳ２に戻って作動を繰り返す。一
方、判別がＮｏであるときには直ちに第２ステツプＳ２
に戻って作動を繰り返す。

また、第５図に示す割込み処理ルーチンにおいて、ＩＲ
Ｑ信号を受けて作動を開始し、先ず、第１ステツプ８１
で前輪転舵角θＦ、車速Ｖおよび後輪転舵角θＲを読込
んだのち、第２ステツプＳ２で前回の作動時に第１メモ
リ群ＭｌθＦ％Ｍ　ＩＶ。

ＭｌθＲに格納した前輪転舵角θＦ、車速Ｖおよび後輪
転舵角θＲを第２メモリ群Ｍ２θＦ　、　Ｍ２Ｖ。

Ｍ２θＲに移し変え、また第３ステツプＳ３でその空１
．Ｎ　ター第１メモリ群Ｍｌ　６）”Ｐ　、　ＭＩＶ、
　Ｍｌ　６１Ｒに上記第１ステツプＳｌで読込んだ前輪
転舵角θＦ１車速Ｖおよび後輪転舵角θＲを格納する。

しかる後、第４ステツプＳ４で上記第１および第２メモ
リ群にそれぞれ格納されている前輪転舵角θＦからその
変化１１（Ｉ　ＭｌθＰ−Ｍ２０Ｆ＋）を求め、該変化
量が設定値より大きいか否かを判定する。この設定値は
普通の操舵において前輪転舵角θＦがもっと急激に変化
されるときのＩＲＱ信号発生間隔当りの前輪転舵角変化
量である。そして、この判定がＮｏであるときには、第
５ステツプＳ５で前輪転舵角θＦの変化量が零の状態（
ＭｌθＦ−Ｍ２θＦ）にあるか否かを判定する。

そして、この判定がＮＯであるときつまり前輪転舵角θ
Ｆが変化しているときには、第６ステツプＳ６で’ＨＣ
ＯＵＮＴ”を零にクリアしたのち、第７ステツプＳ７で
車速Ｖが零か否かを判定する。

車速Ｖ＃０のＮｏの場合には、さらに第８ステツプＳ８
で上記第１および第２メモリ群にそれぞれ格納されてい
る車速Ｖからその変化量（Ｉ　ＭＩＶ−Ｍ２Ｖｌ）が設
定値より大きいか否かを判定する。

この設定値は普通の車両走行時において車速Ｖが最も急
激に変化するときのＩＲＱ信号発生間隔当りの車速変化
量（加速度）である。

上記第８ステツプＳ８での判定がＮｏであるときには、
第９ステツプＳ９で第１および第２メモリ群にそれぞれ
格納されている後輪転舵角θＲからその変化量（１Ｍ１
θＲ−Ｍ２θＲ１）が設定値より大きいか否かを判定す
る。この設定値は普通の操舵において後輪転舵角θＲが
最も急激に変化されるときのＩＲＱ信号発生間隔当りの
後輪転舵角変化量である。そして、この判定がＮｏであ
るときには、さらに第１０ステツプＳ１０で後輪転舵角
θＲの変化量が零の状態（ＭｌθＲ−Ｍ２θＲ）にある
か否かを判定する。この判定がＮＯであるときつまり後
輪転舵角θＲが変化しているときには割込み処理を終了
する。

一方、上記ｊＩ４ステップＳ４での判定がＹＥＳである
ときには、前輪転舵角センサ２３が故障したと判断し、
第１１ステツプ８１１でステッピングモータドライバ２
８とイグニッション電源ＩＧとを導通するリレー３６に
対しＯＦＦ作動信号を出力し、さらに第１２ステツプＳ
１２でｊｉｌｌメモリ群ＭｌθＰ　ＳＭＩＶ、ＭｌθＲ
を全て零にクリアするとともに故障フラグをＯＮにして
割込み処理を終了する。

また、上記ｔ！４５ステップＳ５での判定がＹＥＳであ
るときには、第１３ステツプＳ１３で’ＨＣＯＵＮＴ”
に“１＃を加算したのち、１１１４ステツプＳ１４でこ
の”ＨＣＯＵＮＴ’が設定値より大きいか否かを判定す
る。この判定値は、普通の操舵において前輪転舵角θＦ
が最も長い間一定に維持されるときの時間をＩＰＱ信号
の発生間隔時間で割った値である。そして、この判定が
Ｎｏであるときには、前輪転舵角セνす２３が正常であ
ると判断して前述の第７ステツプＳ７に進む一方、判定
がＹＥＳであるときには、上記第４ステツプＳ４での判
定がＹＥＳであるときと同様に前輪転舵角センサ２３が
故障したと判断し、第１１．第１２ステップＳｌｌ、　
　５１２の処理をして終了する。

さらに、上記第７ステツプＳ７で車速Ｖが零であるＹＥ
Ｓの場合には、第１５ステツプＳ１５で’ＨＣＯＵＮＴ
″を零以外の値にしたのち、第１６ステツプ８１Ｂでエ
ンジン回転数検出手段２５からの出力信号に基づいてそ
の回転数が高いか否かを判定する。この判定がＮｏであ
るときつまりエンジン回転数が低いときには、車速セン
サ２２による車速ｖ−０の検出が正しいと判断し、前述
の第８ステツプＳ８に進む一方、判定がＹＥＳであると
きには、さらに第１７ステツプＳ１７でギヤ位置検出手
段２６からの出力信号に基づいて変速機のギヤが第ルン
ジ、第２レンジ、Ｄレンジまたはリバースレンジになっ
ているか否かを判定する。

そして、この判定がＮｏであるときつまり変速機のギヤ
がニニートラルレンジまたはパーキングレンジになって
いるときには、上記第１６ステツプ８１Ｂでの判定がＮ
Ｏであるときと同様に車速センサ２２による車速ｖ−０
の検出が正しいと判断し、第８ステツプＳ８に進む一方
、判定がＹＥＳであるときには、車速センサ２２が故障
したと判断し、上述と同様に第１１．第１２ステップＳ
ｌｌ、　Ｓ１２の処理をして終了する。

また、上記第８ステツプＳ８での判定がＹＥＳの場合に
は、車速センサ２２が故障したと判断し、また上記ｍ９
ステツプＳ９での判定がＹＥＳの場合には、後輪転舵角
センサ２４が故障したと判断し、各々第１１．第１２ス
テップＳｌｌ、　８１２の処理をして終了する。さらに
、上記第１０ステツプＳＩＯでの判定がＹＥＳであると
きには、第１８ステツプ５１８で後輪制御中か否か（つ
まりメイン制御手段３０の制御信号発生部３３からステ
ッピングモータドライバ２８に制御信号を出力している
か否カリを判定する。この判定がＮＯの場合には、割込
み処理を終了する一方、判定がＹＥＳの場合には、後輪
制御中にも拘らず後輪転舵角に変化がないのは不自然で
あるので、後輪転舵角センサ２４が故障したと判断し、
同じく第１１．第１２ステツプの処理をして終了する。

したがって、上記実施例においては、車速センサ２２、
前輪転舵角センサ２３および後輪転舵角センサ２４とが
それぞれ正常に作動している場合には、コントローラ２
７のメイン制御手段３ｏから前輪転舵角に応じた制御信
号がステッピングモータドライバ２８に出力されること
により、該ステッピングモータドライバ２８を介してス
テッピングモータ１６つまり後輪転舵装Ｗ７がフィード
バック制御されて後輪転舵角が所望転舵角になるように
制御される。

一方、車速センサ２２、前輪転舵角センサ２３および後
輪転舵角センサ２４の少なくとも１つの変化状態に異常
がみられる場合、例えば上記各センサ２２〜２４からの
出力信号では前輪転舵角、車速または後輪転舵角が普通
の操舵ではありえない速度でもって急激に変化している
状態になっている場合等には、コントローラ２７のセン
サ故障判別部３５がそれをセンサ２２〜２４の故障時と
判断し、ステッピングモータドライバ２８とイグニッシ
ョン電源！Ｇとを導通するリレー３６に対しＯＦＦ作動
信号を出力することにより、ステッピングモータ１６へ
の保持電流の通電が遮断され、後輪転舵角が零に維持さ
れる。このため、車両の操舵は、前輪２　ａ　ｒ　　２
　ｂのみが転舵される二輪操舵となり、故障したセンサ
２２〜２４からの出力信号に基づいて後輪８ａ、８ｂが
異常制御されるのを防止でき、安全性の向上を図ること
ができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例を包含するものである。

例えば、上記実施例では、コントローラ２７のセンサ故
障判別部３５において、センサ２２〜２４の故障を検出
すると、後輪転舵角を零にして前輪２ａ、２ｂのみが転
舵される二輪操舵とするよう制御したが、センサ故障時
の制御は、この他に、正常時の後輪転舵制御を中止し、
前輪転舵角に対する後輪転舵角の比（θＲ／θＦ）を一
定にしたり、後輪の転舵角を一定にしたりするなどの方
法を用いてもよい。

また、上記実施例では、センサ故障判別部３５は、車速
センサ２２、前輪転舵角センサ２３および後輪転舵角セ
ンサ２４の故障を判断する機能のみならず、センサ故障
判別時後輪転舵角を零とするようにステッピングモータ
ドライバ２８とイグニツシジン電源ＩＧとを導通するリ
レー３６に対しＯＦＦ作動信号を出力する安全制御手段
としての機能をも有していたが、センサ故障判別手段と
安全制御手段とを別々に設け、センサ故障を検出したセ
ンサ故障判別手段からの出力信号を安全制御手段で受け
、該安全制御手段から後輪転舵制御を中止とする制御信
号を後輪転舵装置に出力するようにしてもよいのは勿論
である。

さらに、上記センサ故障判別部３５は、上記実施例の如
く車速センサ２２、前輪転舵角センサ２３および後輪転
舵角センサ２４の全ての故障時を判別するようにしたが
、本発明では、用途やコントローラ２７の制御モード等
との関係で少なくとも車速センサ２２の故障時、特にそ
のセンサ２２からの出力信号が車速の異常な変化状態を
示す故障時のみを判別するようにすればよい。

（発明の効果）以上の如く、本発明における車両の４輪操舵装置によれ
ば、車速センサからの出力信号が車速の異常な変化状態
を示す故障時には′、その故障を速やかに検出して後輪
転舵制御が中止されるので、車速センサの故障による後
輪の異常制御を未然に防止でき、安全性の向上を図るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は全体構成
図、第２図はコントローラの電気制御回路図、第３図は
前輪転舵角に対する後輪転舵角特性を示した特性図、第
４図はコントローラの制御手段での作動を示すメインフ
ローチャート図、第５図はコントローラのセンサ故障判
別部での作動を示す割込み処理ルーチン図である。１・・・ステアリング装置２　ａ　ｍ　２　ｂ・・・前輪７・・・後輪転舵装置８ａ、８ｂ・・・後輪２２・・・車速センサ３０・・・制御手段３５・・・センサ故障判別部（センサ故障判別手段・安全制御手段）７ｎ−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前輪を転舵するステアリング装置と、後輪を転舵
する後輪転舵装置と、車速を検出する車速センサと、該
車速センサからの出力信号が入力され、低車速時後輪が
前輪の転舵方向と逆方向の逆位相に、高車速時後輪が前
輪の転舵方向と同方向の同位相になるよう制御信号を上
記後輪転舵装置に出力する制御手段と、上記車速センサ
からの出力信号に基づいて車速の変化量を求め、その変
化量が所定値以上のとき車速センサの故障と判断するセ
ンサ故障判別手段と、該センサ故障判別手段からの出力
信号を受けて後輪転舵制御を中止とする制御信号を上記
後輪転舵装置に出力する安全制御手段とからなることを
特徴とする車両の４輪操舵装置。