JPH0512144Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両の四輪操舵装置に関し、より具体
的には所謂車速関数制御方式の四輪操舵装置にお
けるフエールセーフ制御に関する。

（従来の技術） 従来の二輪操舵車両の場合、車両を旋回させる
には先ず前輪を転舵してコーナリングフオースを
発生せしめて車体を重心位置を中心にヨーイング
させ、それにより後輪にも横滑り角に因るコーナ
リングフオースを発生させて行っており、このこ
とが車両の運転に或る程度の熟練度を要する一因
となつていた。そこで近時後輪をも操舵して後輪
に強制的にコーナリングフオースを発生させる四
輪操舵装置が提案されつつある。かかる四輪操舵
装置の場合保安上の要請からフエールセーフ制御
が極めて重要となり、その一例としては特開昭60
−42161号公報記載の技術を挙げることが出来る。
この従来技術の場合センサ系の異常を検出して後
輪の異常操舵を防止している。

ところで、四輪操舵の制御方式としては種々提
案されているが、そのうち車速が比較的高速にあ
る場合前後輪を同位相とすると共にそれ以下の領
域にある場合は逆位相大舵角に制御して小廻り性
を向上させた所謂車速関数制御方式として知られ
るものがあり、その一例としては特公昭60−
44185号公報記載の技術を挙げることが出来る。
而して、かかる制御方式の場合も保安上の要請か
ら第２図に示す如く、特に高速時において前後輪
の舵角を検出して同位相にあるか否か所定単位時
間毎に検出し、同位相にない場合には後輪を強制
的に中立位置に戻す等のフエールセーフ制御が採
られることになる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながらかかるフエールセーフ制御では特
にモータ等で後輪を転舵する四輪操舵装置の場合
転舵動作時間に対して判定手段としてのマイク
ロ・コンピユータの演算速度が比較的高速である
ことから、車両が操舵ハンドルの切り返し動作を
行う時等、前輪の操舵速度が後輪の転舵速度を上
廻る場合見掛け上乃至一時的に逆位相状態が生
じ、その結果頻繁にフエールセーフ制御が行われ
てその都度警報乃至は警告灯が動作する等の煩わ
しさがあつた。かかる場合遅れを持って動作して
いる後輪は追って同位相状態になるのであるが、
追従動作の途中において検出が行われた場合逆位
相と判断されることになる。又、Ｓ字路進行中以
外にもノイズによる誤動作によつても同様の問題
が生じ得る。

従つて、本考案の目的は後輪の操舵遅れに起因
する影響をキヤンセルしつつ故障時にはフエール
セーフ制御動作を確実に行うことにあり、因つて
不要なフエールセーフ制御動作を制限して警告動
作等により乗員が受ける煩しさを低減し、更には
ノイズ等による誤動作を減少する車両の四輪操舵
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段及び作用） 上記の目的を達成するために本考案に係る車両
の四輪操舵装置は第１図に示す如く、前輪の操舵
角を検出する前輪操舵角検出手段１０と、後輪の
操舵角を検出する後輪操舵角検出手段１２と、車
速を検出する車速検出手段１４と、該車速検出手
段及び前輪操舵角検出手段並びに後輪操舵角検出
手段の出力を入力して後輪操舵角を演算する後輪
操舵角演算手段１６と、該後輪操舵角演算手段の
出力を入力して後輪を操舵する後輪操舵装置１８
と、及び前後輪の舵角から位相を比較し所定運転
状態において逆位相にある場合には前記後輪操舵
装置にフエールセーフ制御を動作させる位相判定
手段２０とを備えた車両の四輪操舵装置において
前記位相判定手段は、逆位相の検出回数が連続的
にｎ回（但し、ｎ＞２）を超えた場合に始めてフ
エールセーフ制御を動作させる如く構成した （実施例） 以下、添付図面に即して本考案の実施例を説明
する。第３図は本考案に係る車両の四輪操舵装置
の全体構成を示す説明図である。同図を参照して
説明すると、操舵ハンドル２２には操舵軸２４が
接続されており、該操舵ハンドル２２の回転運動
は前輪操舵ギヤボツクス２６内のラツク・ピニオ
ン機構（図示せず）を介してラツク軸２８に伝達
されて左右の直線運動に変換され、該直線運動に
よつてナツクルアーム３０，３０を介して前輪３
２，３２が転舵される。符号３４は後輪側のラツ
ク軸を示しており、該ラツク軸３４は後輪操舵ギ
ヤボツクス３６内に収容されたラツク・ピニオン
機構３８（第６図）を介して後述の如くモータ４
０によつて左右直線方向に移動せしめられ、ナツ
クルアーム４２，４２を介して後輪４４，４４を
転舵する。これらモータ４０、ラツク・ピニオン
機構３８、後輪操舵ギヤボツクス３６、ラツク軸
３４及びナツクルアーム４２をもつて前記した後
輪操舵装置を構成する。

而して、前輪のラツク軸２８上には前記した前
輪操舵角検出手段たる前輪操舵角センサ４８が装
着されており、該前輪操舵角センサ４８は第４図
に示す如く差動変圧器よりなり、ラツク軸２８上
に形成された大径部及びその両端に嵌装された金
属環よりなるコア５０を備え、更に車体側に対向
配置された一次コイル５２及びそれに隣接して巻
装された検出コイル５４，５４を備える。又、後
輪側のラツク軸３４上にも同一構造の後輪操舵角
センサ５６が装着される。又、車両の適宜位置に
は前記した車速検出手段たる車速センサ５８が配
置され、該車速センサ５８は第５図ａに示す如
く、駆動軸乃至ブレーキ部（図示せず）に取着さ
れたギヤパルサ６０及びそれに対峙して固定配置
された永久磁石６２よりなり、ギヤパルサ６０が
回転すると永久磁石６２から出力している磁束が
変化して同図ｂに示す如く車輪３２，４４の回転
数に比例した周波数信号が得られるものである。
該車速センサ５８及び前後輪操舵角センサ４８，
５６の出力は制御ユニツト６４に接続されてお
り、該制御ユニツト６４はこれらの出力に基づい
てモータ４０の動作を制御して後輪を操舵すると
共に、必要に応じて警告灯６６を介して警告す
る。

この制御ユニツト６４について第６図を参照し
て更に説明すると、車速センサ５８の出力は制御
ユニツト６４に入力された後、波形整形回路６８
において矩形波に波形整形され、次いでマイク
ロ・コンピユータ７０に入力される。マイクロ・
コンピユータ７０は前記した後輪操舵角演算手段
及び位相判定手段として機能するものであり、入
力インタフエース回路７０ａ、Ａ／Ｄ変換回路７
０ｂ，CPU７０ｃ，ROM７０ｄ，RAM７０ｅ
及び出力インタフエース回路７０ｆから構成され
る。同様に、前輪操舵角センサ４８及び後輪操舵
角センサ５６の出力も制御ユニツト６４に入力さ
れた後レベル修正回路７２を介して適宜増幅さ
れ、マイクロ・コンピユータ７０のＡ／Ｄ変換回
路７０ｂに入力されてデジタル変換される。該マ
イクロ・コンピユータ内においてCPU７０ｃは
これらの入力値に基づいてモータ制御回路７４に
制御値を出力し、モータ４０を動作せしめ乃至は
その動作を停止せしめる。又、必要に応じドライ
バ回路７６を介して警告灯６６を点灯する。

続いて、第７図フロー・チヤートを参照して本
考案に係る装置の動作を説明する。

先ず、ステツプ80において車速センサ５８で検
出した車速Ｖが同位相切換え車速Vrefを超えて
いるか否か判断する。本考案の場合所謂車速関数
制御方式と呼ばれる制御方式に基づいており、か
かる方式の場合第８図に示される如く車速が適宜
設定した基準値Vrefを超えると前後輪が同位相
に制御される如く構成されるため、本ステツプで
該車速Vrefを超えるか否か判断する。

ステツプ80において基準車速Vrefを超えると
判断された場合には、続いてステツプ82において
後輪舵角θRの絶対値、即ち転舵方向が左右いづ
れであろうとその絶対値が所定基準舵角θRmin
を超えているか否か判断する。該所定基準舵角
θRminは操舵ハンドル２２によるのではない転
舵動作、例えば横風等の外乱等によつて結果的に
後輪に発生した舵角に付いての所定最小値であ
り、該所定値以下の値であれば走行安定性上支障
ないので、演算を簡略化するために無視するもの
とする。

続いて、ステツプ84において後輪の舵角方向
SignθRと前輪の舵角方向SignθFが等しいか否
か、即ち前後輪が同位相か否か判断し、同位相で
はないと判断された場合はステツプ86においてフ
リツプフロツプＦ／Ｆのビツトを１にする。尚、
ステツプ82において所定基準舵角θRmin未満と
判断された場合及びステツプ84で同位相と判断さ
れた場合はフリツプフロツプＦ／Ｆのビツトを０
にする（ステツプ88）。

次いで、ステツプ90においてステツプ86又はス
テツプ88のフリツプフロツプのビツト値に応じ、
シフトレジスタReg−shiftのビツトをシフトす
る。例えば、該レジスタにおいて（０……101）
とされていた場合、フリツプフロツプの値が１で
あると（０……1011）の如くビツトをシフトす
る。続いてステツプ92において、該レジスタのビ
ツト値のうち下位ｎビツト、例えば３ビツトの値
が全て１か否か判断する。肯定された場合逆位相
が３回連続したことになるので、ステツプ94にお
いて始めてフエールセーフ制御に移行し、前記制
御ユニツト６４においてCPU７０ｃはモータ４
０への通電を停止し乃至は該モータを逆方向へ回
転させて後輪４４，４４を中立位置に強制的に戻
し、更に必要に応じて警告灯６６を介して警告動
作を行う。尚、該レジスタは、車速Ｖが前記切換
え車速Vrefを下廻つた際にリセツトされる（ス
テツプ96）。

上記について再度第２図を参照しつつ説明する
と、従来技術の場合逆位相が検出される度にフエ
ールセーフ制御が行われ、例えば後輪が強制的に
中立位置に戻されると共に警告動作が行われるこ
とになる。即ち、検出速度に比しモータの動作速
度が遅いため一時的に乃至は見掛け上逆位相にな
る場合にもフエールセーフ制御に移行する不都合
があつたものである。それに対し本考案の場合、
逆位相状態が連続的にｎ回、例えば３回検出され
た場合に始めてフエールセーフ制御に移行するの
で、不要なフエールセーフ制御を行う回数を減少
させることが出来る。尚、この３回なる値は本実
施例では許容される動作遅れを約30msに設定し
ており、コンピユータ７０の演算速度を10ms程
度に設定したことに基づくものである。

かかる如く構成したことにより不要なフエール
セーフ制御回数を減少し、警告動作の煩瑣感を解
消することが出来るものである。又、ノイズ等に
よる誤動作も減少させることが出来るものであ
る。

第９図は本考案に係る四輪操舵装置の動作の別
の例を示すフロー・チヤートであり、第７図フロ
ー・チヤートと相違する点はステツプ82の後、ス
テツプ84aにおいて、後輪の舵角方向SignθRを、
前輪の１検出機会前の舵角方向SignθFlと比較す
る点のみである。その結果、第２図に示す如く、
例えば２回目の検出時の後輪舵角は１回目の前輪
舵角の方向と、３回目の後輪舵角は２回目の前輪
舵角の方向と比較して位相を判定するので、モー
タ等の動作遅れを吸収することが出来、更に不要
なフエールセーフ制御を省くことが出来る利点を
備える。尚、場合によつては当該検出時の前輪舵
角方向SignθFと１検出機会前の後輪舵角方向
SignθRlとを比較しても良く、又比較対象として
２検出機会前の値を選択しても良い。

（考案の効果） 本考案に係る車両の四輪操舵装置は、位相判定
手段を設けると共に該位相判定手段は逆位相の検
出回数が連続的にｎ回（但しｎ＞２）を超えた場
合に始めてフエールセーフ制御に移行する如く構
成したので、不要なフエールセーフ制御を頻発さ
せてその都度後輪を強制的に中立位置に戻す乃至
は警告する等の回数を減少させることが出来、乗
員に与える煩瑣感を低減することが出来る利点を
備える。又、ノイズ等による誤動作も減少させる
ことが出来る利点を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のクレーム対応図、第２図は本
考案に係る車両の四輪操舵装置の動作を従来技術
と比較する説明図、第３図は本考案に係る四輪操
舵装置の全体構成を示す説明図、第４図は前
（後）輪操舵角センサの説明斜視図、第５図ａ，
ｂは車速センサの説明図、第６図は制御ユニツト
の詳細を示す説明ブロツク図、第７図は本考案に
係る装置の動作を示す説明フロー・チヤート図、
第８図は本考案に係る装置で採用する車速関数制
御の特性曲線図及び第９図は本考案に係る装置の
動作の別の例を示す説明フロー・チヤート図であ
る。 １０……前輪操舵角検出手段（前輪操舵角セン
サ４８）、１２……後輪操舵角検出手段（後輪操
舵角センサ５６）、１４……車速検出手段（車速
センサ５８）、１６……後輪操舵角演算手段（マ
イクロ・コンピユータ７０）、１８……後輪操舵
装置（ラツク軸３４、後輪操舵ギヤボツクス３
６、ラツク・ピニオン機構３８、、モータ４０、
ナツクルアーム４２）、２０……位相判定手段
（マイクロ・コンピユータ７０）、３２，３２……
前輪、４４，４４……後輪、６４……制御ユニツ
ト、７４……モータ制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ａ 前輪の操舵角を検出する前輪操舵角検出手段
   と、 ｂ 後輪の操舵角を検出する後輪操舵角検出手段
   と、 ｃ 車速を検出する車速検出手段と、 ｄ 該車速検出手段及び前輪操舵角検出手段並び
   に後輪操舵角検出手段の出力を入力して後輪の
   操舵角を演算する後輪操舵角演算手段と、 ｅ 該後輪操舵角演算手段の出力を入力して後輪
   を操舵する後輪操舵装置と、 及び ｆ 前後輪の舵角から位相を比較し、所定運転状
   態において逆位相にある場合には前記後輪操舵
   装置にフエールセーフ制御を動作させる位相判
   定手段と、 を備えた車両の四輪操舵装置において、前記位相
   判定手段は、逆位相の検出回数が連続的にｎ回
   （但し、ｎ＞２）を超えた場合に始めてフエール
   セーフ制御を動作させる如く構成したことを特徴
   とする車両の四輪操舵装置。