JPH0443171A

JPH0443171A - 車両の後輪操舵装置

Info

Publication number: JPH0443171A
Application number: JP2150281A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Akita; 秋田　龍也
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-13

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）本発明は車両の後輪操舵装置、特に、前輪の操舵に応じ
て後輪を転舵させる後輪転舵機構を備えた車両の後輪操
舵装置に関する。

（従来の技術）前輪の操舵に応じて後輪を前輪とは逆方向に、あるいは
前輪と同方向に転舵させる４輪操舵装置において、後輪
をモータにより転舵させる構成は、例えば、特開昭５７
−４４５６８号公報により公知であるが、モータにより
後輪を転舵させるように構成されたものにおいて、該モ
ータが故障した場合には、当然のこと乍ら、後輪を転舵
させることができなかった。そこで、後輪転舵用のメイ
ンモータとは別にサブモータを設け、該メインモータの
故障時には、サブモータにより後輪を転舵し得るように
構成した後輪操舵装置が開発されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように、メインモータと該メインモー
タの故障時に後輪を転舵させるサブモータとを設けた後
輪操舵装置においては、通常、上記メンモータのみが使
用され、このため、特に、大きな転舵力が要求される据
え切り時等において該メインモータが過負荷状態となり
易く、その耐久性が問題となっていた。これに対処して
は、大容量のモータを使用することが考えられるが、こ
の場合には、メインモータの大型化を招くことになって
いた。

また、上記メインモータとしは、信頼性の高いものが使
用されており、該メインモータの故障発生の度合いは極
めて低いものである。従って、長期に渡ってサブモータ
が使用されず、しかもこの間、該サブモータが正常に作
動するかがチエツクされずに、メインモータの故障に伴
って実際に使用する際に、初めてサブモータの異常が判
明し、メインモータの故障時にサブモータも作動しない
といった事態を招く虞があった。

そこで本発明は、前輪の操舵に応じて後輪を転舵させる
後輪転舵機構を備えると共に、該後輪転舵機構の駆動手
段として、主駆動手段と該主駆動手段の故障時に作動す
る副駆動手段とを備えた車両の後輪操舵装置において、
上記主駆動手段の耐久性の向上ならびに該駆動手段の小
型化を図ると共に、副駆動手段を主駆動手段の故障時に
作動させる場合に、該副駆動手段の故障を事前に検出し
得るようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するために、本発明は次のように構成
したことを特徴とする。

まず、本願の第１請求項に係る発明（以下、第１発明と
いう）は、前輪の操舵に応じて後輪を転舵させる後輪転
舵機構を備えた車両の後輪操舵装置において、上記後輪
転舵機構の駆動手段として、主駆動手段と、該主駆動手
段の故障時に作動する副駆動手段とを設けると共に、低
速転舵時には、上記主駆動手段に加えて副駆動手段を作
動させる制御手段を設けたことを特徴とする。

また、本願の第２請求項に係る発明（以下、第２発明と
いう）は、上記第１発明の構成に加えて、低速転舵時に
副駆動手段の故障を検出する故障検出手段を設けたこと
を特徴とする。

（作　　用）第１、第２発明のいずれにおいても、主駆動手段の故障
時には、副駆動手段により後輪転舵機構が駆動されるこ
とになり、これにより、上記主駆動手段が故障した場合
においても、前輪の操舵に応じて後輪が転舵されること
になる。

そして、上記第１、第２発明においては、低速転舵時、
即ち、車速か極めて低い状態で後輪を転舵させる場合や
、所謂据え切り時等の大きな転舵力が要求される場合に
は、主駆動手段に加えて副駆動手段が作動され、これら
前駆動手段の出力により後輪転舵機構が駆動されること
になり、これにより、大きな転舵力が要求される場合に
おいても主駆動手段の負荷の増大が抑制されることにな
って、該主駆動手段の耐久性が向上することになる。

また、第２発明によれば、主駆動手段と副駆動手段とが
作動される低速転舵時には、故障検出手段により、副駆
動手段の故障が検出されることになって、低速転舵時に
は、その都度、副駆動手段が正常に作動するかがチエツ
クされることになり、これにより、当該後輪操舵装置の
作動の信頼性が一段と向上することになる。

（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図に示すように、この実施例に係る車両は、ハンド
ル１の操作により左右の前輪２，２を転舵させる前輪操
舵装２１０と、該装置１０による前輪２．２の転舵に応
じて左右の後輪３，３を転舵させる後輪操舵装置２０と
を有する。

上記前輪操舵装ａＦ１０は、車幅方向に配設されて、両
端部がタイロッド１１．１１およびナックルアーム１２
，１２を介して左右の前輪２，２にそれぞれ連結された
前輪操舵ロッド１３と、上記ハンドル１の操作に伴って
前輪操舵ロッド１３を左右方向に変位させるラック＆と
ニオン式のステアリングギャ機構１４とを有し、ハンド
ル１の操作方向に、その操作量に対応する角度だけ前輪
２．２が転舵されるようになっている。

また、上記後輪操舵装置２０は、車幅方向に配設されて
、両端部がタイロッド２１．２１およびナックルアーム
２２，２２を介して左右の後輪３．３に連結された後輪
操舵ロッド２３および該操舵ロッド２３を左右方向に変
位させる従来周知の構成とされたボールネジ機構２４と
からなる後輪転舵機構２５と、該転舵機構２５を駆動す
るメインモータ２６と、該メインモータ２６の故障時に
上記後輪転舵機構２５を駆動するサブモータ２７と、こ
れらのモータ２６．２７の出力を後輪転舵機構２５に伝
達する複数のギヤ列でなる伝達機構２８と、該伝達機構
２８と上記メインモータ２６およびサブモータ２７との
間にそれぞれ設けられた第１、第２クラッチ２９．３０
とを有する。

また、上記後輪操舵ロッド２３には、該ロッド２３を中
立位置に保持するセンタリングバネ３１が設けられてい
る。そして、左右の後輪３，３が、上記メインモータ２
６もしくはサブモータ２７の回転方向に対応する方向に
、その回転量に応じた角度だけ転舵されるようになって
いる。

更に、この後輪操舵装置２０には、上記各モータ２６．
２７および第１、第２クラッチ２９．３０の作動を制御
するコントローラ３２が備えられ、このコントローラ３
２には、上記ハンドル１の操舵角（前輪２．２の舵角）
を検出する前輪舵角センサ３３からの信号と、車速を検
出する車速センサ３４からの信号と、上記メインモータ
２６の回転位置を検出するエンコーダ３５からの信号と
、上記後輪操舵ロッド２３の左右方向の変位量に基づい
て後輪３．３の舵角を検出する２つの後輪舵角センサ３
６．３７からの信号とが入力されるようになっている。

そして、このコントローラ３２は、上記の各入力信号に
基づいて、前輪２゜２の転舵時に、後輪３．３の転舵方
向ならびに転舵量を決定し、低速時には、前輪２．２と
逆方向（逆位相）に、また高速時には、前輪２，２と同
方向（同位相）に後輪３，３を転舵させるように、上記
メインモータ２６もしくはサブモータ２７の駆動するよ
うになっている。

なお、上記コントローラ３２には、１各入力信号に基づ
いて各モータ２６，２７および第１、第クラッチ２９．
３０等の作動を制御する制御用ＣＰＵと、該制御用ＣＰ
Ｕの異常ならびに後輪操舵系の異常を検出する異常検出
用ＣＰＵとが内蔵されており、該異常検出用ＣＰＵによ
り検出される後輪操舵系の故障には、制御ＣＰＵの故障
、各モータ２６，２７の故障、エンコーダ３５の故障、
後輪舵角センサ３６，３７の故障等がある。

なお、上記コントローラ３２には、上記異常検出用ＣＰ
ＬＪにより異常を検出した場合に、これを運転者に知ら
せる警告ランプ３８が接続されている。

ここで、第２図に基づいて、上記後輪転舵機構２５とそ
の周辺の構成を更に詳しく説明すると、該後輪転舵機構
２５における後輪操舵ロッド２３を摺動自在に支持する
ケーシング３９には、上記ボールネジ機構２４が回転自
在に支持されており、このボールネジ機構２４の一側舒
には、該ボールネジ機構２４を駆動させる駆動ギヤ２４
ａが固設されている。また、上記ケーシング３９に取り
付けられたメインモータ２６の回転軸２６ａの端部には
、電磁クラッチでなる上記第１クラツチ２９が設けられ
ていると共に、同じくゲージング３９に取り付けられた
サブモータ２７の回転軸２７ａの端部には、上記第１ク
ラツチ２９と同様に電磁クラッチでなる第２クラツチ３
ｏが設けられている。そして、上記各モータ２６．２７
の出力を第１、第２クラッチ２９．３０を介してボール
ネジ機構２４における駆動ギヤ２４ａに伝達する伝達Ｉ
！楕２８は、上記第１クラツチ２９によりメインモータ
２６の回転軸２６ａに対して断接される第１出力軸４０
と、上記第２クラツチ３ｏによりサブモータ２７の回転
軸２７ａに対して断接される第２主力軸４１と、上記第
１出力軸４ｏの中間部に取り付けられてアイドルギヤ４
２に噛合する第１出力ギヤ４３と、上記第２出力軸４１
に取り付けられて第１出力軸４ｏの軸端部の中間ギヤ４
４に噛合する第２出力ギヤ４５とを有する。

従って、第２図に示すように、第１クラツチ２９が接続
されたときには、メインモータ２６の出力が伝達機構２
８を介してボールネジ機構２４の駆動ギヤ２４ａに伝達
され、また、第１クラツチ２９が遮断され、且つ第２ク
ラツチ３０が接続された場合には、サブモータ２７の出
力が伝動機構２８を介して駆動ギヤ２４ａに伝達され、
更に、上記第１、第２クラッチ２９．３０が共に接続さ
れたとには、上記メインモータ２６およびサブモータ２
７の出力が伝動機構２８を介して駆動ギヤ２４ａに伝達
され、これにより、ボールネジ機構２４により後輪操舵
ロッド２３が所定方向に所定量だけ変位されることにな
って、左右の後輪３，３が転舵されるようになっている
。

次に、上記コントローラ３２による後輪３．３の転舵制
御の具体的動作を、第３図に示すフローチャートに従っ
て説明すると、このコントローラ３２は、まず、ステッ
プＳｌにおいて、故障発生状態であるかを判定し、故障
でないとときには、ステップＳ２において、車速センサ
３４からの信号に基づいて低速かを判定し、高速であれ
ば、ステップＳ３によりメインモータ２６により、前輪
２．２と同方向に後輪３．３を所定量転舵させる。また
、上記ステップＳ２において、低速であると判定したと
ときには、ステップＳ４でメインモータ２６とサブモー
タ２７とにより、後輪３゜３を前輪２，２と逆方向に転
舵させる。次いで、ステップＳ５を実行し、サブモータ
２７の故障を判定し、故障であれば、ステップＳ６にお
いてフラグＦを１にセットする。一方、上記ステップＳ
ｌにおいて故障と判定したときには、ステップＳ７で警
報ランプ３８を点灯させ、ステップＳ８において、故障
モードを認識する０次いで、ステ・ンブＳ９においては
、上記ステップＳ８の認識結果に基づいてコントローラ
３２に内蔵された制御用ＣＰＵが故障かを判定し、故障
であれば、ステップＳ２２を実行して、第１、第２クラ
ッチ２９．３０を遮断し、２輪操舵状態とする。また、
上記ステップＳ９において、故障でないと判定したとき
には、ステップＳＩＯにおいて、メインモータ２６の故
障を判定し、故障であれば、ステップｓ１□でフラグＦ
＝１（サブモータ２７が異常であるが）を判定し、ＹＥ
Ｓであれば、ステップＳ２２を実行する。また、Ｎｏの
場合、即ち、サブモータ２７が正常であると判定したと
きには、ステップｓ１□において、サブモータ２７によ
り後輪３．３を転舵させる。一方、上記ステップＳＩＯ
により、メインモータ２６が故障でないと判定したとき
には、ステップＳ１３で後輪舵角検出器としてのエンコ
ーダ３５および後輪舵角センサ３６，３７の故障を判定
し、故障でない場合には、ステップＳ１４で上記後輪舵
角検出器からの出力信号に基づいて、後輪３．３の転舵
位置を認識する。また、上記ステップＳ１３において、
故障を判定したときには、ステップＳ１５で、後輪舵角
検出器の全ての信号が不一致かを判定し、ＹＥＳであれ
ば、ステップＳ２２を実行し、また、Ｎｏであれば、ス
テップＳ１６で、正常に作動している２つの後輪舵角検
出器の信号により、後輪の３．３の転舵値１を認識する
。その後、コントローラ３２は、ステップ５１７を実行
し、前輪舵角センサ３３および上記後輪舵角検出器から
の信号に基づいて左右の後輪３，３が前輪２．２と逆方
向（逆位相）に転舵されているかを判定し、ＹＥＳの場
合、即ち、逆方向に転舵されている場合には、ステップ
Ｓ１８でメインモータを比較的速い速度Ｍｓ１で駆動し
て、後輪３．３を中立位置に復帰させて２輪操舵状態と
する。また、上記ステップＳ、７において、Ｎｏと判定
したとき、即ち、後輪３，３が前輪２，２と同方向に転
舵されている場合には、ステップＳ１９において、メイ
ンモータを速度Ｍｓ１より遅い速度Ｍｓ２で駆動して後
輪３，３を中立位置に復帰させ、２輪操舵状態にする。

更に、ステップＳ２０では、２輪操舵状態になったかを
判定し、ＹＥＳであれば、上記ステップＳ、〜ステップ
Ｓ＋９の制御動作を繰り返す。また、このステップＳ２
０で、ＮＯと判定したときには、ステップＳ２１で、所
定時間が経過したかを判定し、所定時間が経過する式で
は、制御を続行し、所定時間が経過しても２輪操舵状態
が達成されない場合には、ステップＳ２２において、第
１、第２クラッチ２９．３０を遮断して、センタリング
バネ３１により後輪３．３を中立位置に復帰させる。な
お、この場合、第１、第２クラッチ２９．３０の遮断に
より後輪３．３を中立位置に復帰させる場合に、復帰の
途中で後輪３，３の姿勢が不安定になる虞があるので、
警報を発して、運転者に速度を低下させるように警告す
るようにしても良い。

上記のように、メインモータ２６の故障時には、サブモ
ータ２７により後輪転舵機構２５が駆動されることにな
り、これにより、上記メインモータ２６が故障した場合
においても、前輪２゜２の操舵に応じて左右の後輪３．
３を転舵させることができる。

そして、特に、低速走行時に、前輪２．２の転舵に応じ
て後輪３，３を転舵させる場合、即ち、車速か極めて低
い状態で後輪３，３を転舵させる場合や、所謂据え切り
時等の大きな転舵力が要求される場合には、上記メイン
モータ２６に加えてサブモータ２７が作動され、これら
両モータ２６．２７の出力により後輪転舵機構２５が駆
動されることになり、これにより、大きな転舵力が要求
される場合においてもメイン２６の負荷の増大が抑制さ
れることになって、該メインモータ２６の耐久性が向上
すると共に、これに伴って、該メインモータ２６の小型
化を図ることが可能となる。

更に、メインモータ２６とサブモータ２７とが作動され
る低速転舵時には、コントローラ３２により、上記サブ
モータ２７の故障が検出されることになって、低速転舵
時には、その都度、サブモータ２７が正常に作動するか
がチエツクされることになり、これにより、当該後輪操
舵装置２０の作動の信頼性が一段と向上することになる
。

（発明の効果）以上のように、第１、第２発明のいずれにおいても、主
駆動手段の故障時には、副駆動手段により後輪転舵機構
が駆動されることになって、上記主駆動手段が故障した
場合においても、前輪の操舵に応じて後輪を転舵させる
ことができる。

そして、上記第１、第２発明においては、低速転舵時、
即ち、車速か極めて低い状態で後輪を転舵させる場合や
、所謂据え切り時等の大きな転舵力が要求される場合に
は、主駆動手段に加えて副駆動手段が作動され、これら
両駆動手段の出力により後輪転舵機構が駆動されること
になり、これにより、大きな転舵力が要求される場合に
おいても主駆動手段の負荷の増大が抑制されることにな
って、該主駆動手段の耐久性が向上することになると共
に、これに伴って、該主駆動手段の小型化を図ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は第１、第２発明に共通の実施例を示すもので、第
１図は後輪操舵装置が装備された車両の操舵装置の全体
システム図、第２図は該後輪操舵装置を構成する後輪転
舵機構とその周辺の構成を示す拡大断面図、第３図はコ
ントローラによる制御動作を示すフローチャート図であ
る。２・・・前輪、３・・・後輪、２０・・・後輪操舵装置
、２５・・・後輪転舵機構、２６・・・主駆動手段（メ
インモータ）、２７・・・副駆動手段（サブモータ）、
３２・・・制御手段、故障検出手段（コントローラ）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前輪の操舵に応じて後輪を転舵させる後輪転舵機
構を備えた車両の後輪操舵装置において、上記後輪転舵
機構の駆動手段として、主駆動手段と、該主駆動手段の
故障時に作動する副駆動手段とを設けると共に、低速転
舵時には、上記主駆動手段に加えて副駆動手段を作動さ
せる制御手段を設けたことを特徴とする車両の後輪操舵
装置。
（２）前輪の操舵に応じて後輪を転舵させる後輪転舵機
構を備えた車両の後輪操舵装置において、上記後輪転舵
機構の駆動手段として、主駆動手段と、該主駆動手段の
故障時に作動する副駆動手段とを設けると共に、低速転
舵時には、上記主駆動手段に加えて副駆動手段を作動さ
せる制御手段と、低速転舵時に上記副駆動手段の故障を
検出する故障検出手段とを設けたことを特徴とする車両
の後輪操舵装置。