JPH0512189B2 - - Google Patents

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前輪転舵角センサが故障を
生じた場合でも、異常な制御が行われないように
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、前輪転舵角
センサからの出力信号が変化しなくなる故障を検
出し、その故障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、前輪の転舵角を検出する前輪転舵角センサ
と、該前輪転舵角センサからの出力信号が入力さ
れ前輪転舵角に応じた制御信号を上記後輪転舵装
置に出力する制御手段と、上記前輪転舵角センサ
からの出力信号が所定時間以上継続して変化しな
い状態を検出し、前輪転舵角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、前輪転舵角セ
ンサの故障時、特に、そのセンサからの出力信号
が所定時間以上継続して変化しなくなる故障時に
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つて後輪転舵制御が中止さ
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つて、該ステアリング
装置１は、ステアリング３と、ラツク＆ピニオン
機構４と、左右のタイロツド５，５と、左右のナ
ツクルアーム６，６とからなる。

また、７は左右の後輪８ａ，８ｂを転舵する後
輪転舵装置であつて、該後輪転舵装置７は、両端
が左右の後輪８ａ，８ｂにナツクルアーム９，９
およびタイロツド１０，１０を介して連結された
車体横方向に延びるロツド１１を備えている。該
ロツド１１はロツド１１に形成したラツク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、上記ピニオン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ツピ
ングモータ１６に回転動可能に連結されている。
また、上記ロツド１１には、該ロツド１１を操作
ロツドとする油圧アクチユエータ１７が接続され
ている。該油圧アクチユエータ１７は、ロツド１
１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、該各油圧室１７
ｂ，１７ｃはそれぞれ油圧通路１７ｄ，１７ｅを
介して、油圧アクチユエータ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２
１が接続されている。上記コントロールバルブ１
８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によるロツド１１の
車体横方向移動時には油圧アクチユエータ１７へ
の圧油供給により上記ロツド１１の車体横方向移
動を助勢するようにしている。尚、上記ステツピ
ングモータ１６の保持電流が通電されずにロツド
１１が自由に動くようになるとき、つまり後輪８
ａ，８ｂがフリー状態になるときには、上記ロツ
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，８
ｂの転舵角が零に維持されるようになつている。

さらに、２２は車速を検出する車速センサ、２
３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のステツピングモータ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はインヒビタスイツチやバツクランプスイツ
チ等によつて変速機のギヤ位置を検出するギヤ位
置検出手段であつて、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
はステツ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ツピングモータドライ
バ２８を介して上記ステツピングモータ１６を作
動制御するものであり、コントローラ２７にはバ
ツテリ電源Ｂおよびイグニツシヨン電源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８
ａ，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、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）をステツピ
ングモータドライバ２８に出力する後輪転舵用制
御手段であつて、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値を基に予め記憶さ
れたモードに従つ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ツピングモータド
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
定するようになつている。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
速になるに従つて小さくなり、極低速では負（逆
位相）になるようになつており、また中・高速車
域では前輪転舵角θFが所定値θF′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つ
ている。

また、３４は一定時間毎にインターラプトリク
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つ
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ツピングモ
ータドライバ２８とイグニツシヨン電源IGとを
導通するリレー３６に対しOFF作動信号を出力
することにより、駆動用ステツピングモータ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
ーチヤートであり、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ヤートにおいて、
先ず、スタートして第１ステツプＳ１でシステム
イニシヤライズを行つたのち、第２ステツプＳ２
でセンサ故障判別部３５に格納されている前輪転
舵角および車速の各値を基に所望の後輪転舵角
θR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ツピングモータドライバ２
８に対し回転方向切換信号を出力し、さらに第４
ステツプ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Ｓ６で後述の割込み
処理において故障フラグがONになつているか否
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に戻つて作動を繰り返す。一
方、判別がNOであるときには直ちに第２ステツ
プＳ２に戻つて作動を繰り返す。

また、第５図に示す割込み処理ルーチンにおい
て、IRQ信号を受けて作動を開始し、先ず、第１
ステツプＳ１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Ｍ１θF，Ｍ１Ｖ，
Ｍ１θR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
の空いた第１メモリ群Ｍ１θF，Ｍ１Ｖ，Ｍ１θR
に上記第１ステツプＳ１で読込んだ前輪転舵角
θF、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からその変化量（1M１θF−Ｍ２θF１）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がもつ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（Ｍ
１θF＝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θFが変化しているときには、第６ステツ
プＳ６で“HCOUNT”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（｜Ｍ
１Ｖ−Ｍ２Ｖ｜）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（｜Ｍ１θR−Ｍ２θR｜）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（Ｍ１θR＝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、上記第４ステツプＳ４で判定が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Ｓ１１でステツピングモ
ータドライバ２８とイグニツシヨン電源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Ｓ１２で第１メモリ群Ｍ
１θF，Ｍ１Ｖ，Ｍ１θR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、上記第５ステツプ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、第14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
で割つた値である。そして、この判定がNOであ
るときには、前輪転舵角センサ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
ステツプＳ１１，Ｓ１２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YES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Ｓ１６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１レンジ、第２レンジ、Ｄレンジまたは
リバースレンジになつ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
のギヤがニユートラルレンジまたはパーキングレ
ンジになつているときには、上記第16ステツプＳ
１６での判定がNO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ステツプＳ１１，
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、また上記第９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ステツプＳ１１，Ｓ１２
の処理をして終了する。さらに、上記第10ステツ
プＳ１０での判定がYESであるときには、第18
ステツプＳ１８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からステツ
ピングモータドライバ２８に制御信号を出力して
いるか否か）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。

したがつて、上記実施例においては、前輪転舵
角センサ２３、車速センサ２２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２７のメイン制御手段３０か
ら前輪転舵角に応じた制御信号がステツピングモ
ータドライバ２８に出力されることにより、該ス
テツピングモータドライバ２８を介してステツピ
ングモータ１６つまり後輪転舵装置７がフイード
バツ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、前輪転舵角センサ２３、車速センサ２２
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、例えば前輪転舵
角センサ２３からの出力信号では前輪転舵角が異
常に長い間一定に維持されている状態になつてい
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、ステツピングモータドライバ２８とイグニ
ツシヨン電源IGとを導通するリレー３６に対し
OFF作動信号を出力することにより、ステツピ
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２ａ，２ｂ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、前輪転舵角センサ２３、車速センサ２２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
るようにステツピングモータドライバ２８とイグ
ニツシヨン電源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、上記実施例では、センサ故障判別部３
５は、前輪転舵角センサ２３、車速センサ２２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前
輪転舵角センサ２３の故障時、特にそのセンサ２
３からの出力信号が所定時間以上継続して変化し
なくなる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、前輪転舵角センサからの出力信号が
所定時間以上継続して変化しなくなる故障時に
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、前輪転舵角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ヤート図、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、２ａ，２ｂ…前輪、７
…後輪転舵装置、８ａ，８ｂ…後輪、２３…前輪
転舵角センサ、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）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、前輪の転舵角を検出す
   る前輪転舵角センサと、該前輪転舵角センサから
   の出力信号が入力され前輪転舵角に応じた制御信
   号を上記後輪転舵装置に出力する制御手段と、上
   記前輪転舵角センサからの出力信号が所定時間以
   上継続して変化しない状態を検出し、前輪転舵角
   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。