JPH054272B2

JPH054272B2 -

Info

Publication number: JPH054272B2
Application number: JP20751984A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Myoshi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1993-01-19
Also published as: JPS6185275A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は車両の４輪操舵装置に関する。

（従来技術）車両の前輪の転舵に応じて後輪をも転舵制御す
るようにした４輪操舵装置に関して、例えば特開
昭59−92263号公報に記載されている如く、前輪
を転舵するステアリング装置の作動に連動して後
輪を転舵する装置に前後輪の転舵比特性を変える
転舵比可変機構を設けたものは公知である。

ところで、この転舵比可変機構を車速などの車
両の運転状態に応じてモータ等のアクチユエータ
で制御する場合、別途転舵比検出手段を設け、運
転状態に応じて要求される転舵比に対する実際の
転舵比のずれを補正する方が、転舵比制御の精度
向上のうえから好ましい。しかしながら、かかる
転舵比検出手段を設けた場合、その故障時には正
確な転舵補正をすることができず、要求転舵比と
は全く異なる転舵比に制御されるおそれがある。

（発明の目的）本発明は、前後輪の転舵比を車両の運転状態に
応じて変える転舵比可変機構を備えたものにおい
て、転舵比検出手段が故障してもその故障を始動
時に検出して転舵比を零に制御することができる
ようにし、車両の運転性を確保し、４輪操舵装置
の信頼性向上を図ることを基本的な目的とする。

そうして、かかる故障時に転舵比を零に制御す
る場合、車両の停止、始動を繰返すと、その始動
の度に転舵比零制御を行なわなければならず、無
駄であるばかりでなく、制御系にかかる負荷も多
くなる憾みがある。本発明はかかる再始動時の問
題をも解決しようとするものである。

（発明の構成）第１図に示す如く、車両１の前輪２に対する後
輪３の転舵比特性は、運転状態に応じて転舵可変
機構４により変えるようになされ、この転舵比制
御などに利用する転舵比検出手段５の故障を始動
時に検出する故障検出手段６を設け、故障時に転
舵比零制御手段７にて転舵比可変機構４を制御し
て転舵比が零となるようにしており、さらに、こ
の転舵比零制御を記憶する記憶手段８を設けて２
回目以降の始動時の転舵比零制御手段７の制御を
阻止するようにしている。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図乃至第９図に基
いて説明する。なお、第１図に示す構成要素に対
応する実施例の構成要素には同一の符号を用いて
いる。

実施例１本例は第２図乃至第８図に示されていて、前輪
２の転舵を後輪３に対し機械的に伝える例であ
る。

まず、左右の前輪２，２はナツクルアーム９，
９、タイロツド１０，１０を介してリレーロツド
１１の両端に連結されている。リレーロツド１１
にはハンドル１２からのシヤフト１３がラツク１
４とピニオン１５の噛合により連係し、ハンドル
１２の回転操作により、リレーロツド１１が左右
に移行して左右の前輪２，２が転舵するようにな
つている。

一方、左右の後輪３，３もナツクルアーム１
６，１６、タイロツド１７，１７を介してリレー
ロツド１８の両端に連結されていて、リレーロツ
ド１８の左右への移行により転舵するようになつ
ている。このリレーロツド１８は、前輪側リレー
ロツド１１の移行に連動して移行し、また、その
移行が油圧により助勢されるようになつている。

具体的には、前輪側のリレーロツド１１には前
後方向に延ばした作動ロツド１９の前端がラツク
２０とピニオン２１の噛合により連結され、この
作動ロツド１９の後端は前輪２と後輪３の転舵比
を変更する転舵比可変機構４を介して後輪側のリ
レーロツド１８より延設したコントロールロツド
２３に連結されている。そして、前輪２の転舵に
応じて作動ロツド１９が回転し、転舵比可変機構
４で決められた転舵比でもつてコントロールロツ
ド２３が左右にスライドして後輪３が転舵するよ
うになつている。

転舵比の変更はステツピングモータ２２の作動
によりなされるものであり、ステツピングモータ
２２は車両の車速を検出する車速センサ３２から
の出力に応じて制御信号を出力する制御回路２４
にて作動が制御されるようになつている。また、
転舵比変更機構４には転舵比を検出する転舵比検
出手段５が取り付けられて転舵比信号を制御回路
２４に出力するようになされ、また、制御回路２
４にはイグニツシヨンスイツチ２５を介して電源
２６が接続されている。

また、後輪側のリレーロツド１８は車体に固定
のパワーシリンダ２７を貫通していて、パワーシ
リンダ２７内はリレーロツド１８に固定したピス
トン２８にて２つの油圧室３０ａ，３０ｂに区画
されている。両油圧室３０ａ，３０ｂは、油管３
１ａ，３１ｂを介してコントロールバルブ３３に
接続され、コントロールバルブ３３にはリザーバ
タンク３４からの油供給管３５および油戻し管３
６が接続されている。コントロールバルブ３３
は、コントロールロツド２３の移行方向を検出
し、その移行方向に応じて油供給管３５を油圧室
３０ａ，３０ｂの一方に、油戻し管３６を油圧室
３０ａ，３０ｂの他方にそれぞれ連通せしめると
ともに、油供給管３５に介設したオイルポンプ３
７からの油圧をコントロールロツド２３の移行力
に応じた圧力に制御するものであり、パワーシリ
ンダ２７に導入された油圧がリレーロツド１８の
移行力、つまりは後輪３，３の転舵力を助勢す
る。

なお、上記オイルポンプ３７はエンジンにより
駆動され、また、油圧室３０ａ，３０ｂにはリレ
ーロツド１８を中立位置、つまり、後輪転舵零の
位置に付勢するスプリング３８，３８が介装され
ている。

上記転舵比可変機構４の具体的構成を第３図に
基づいて説明するに、まず、前記コントロールロ
ツド２３は車体３９に対し車幅方向に摺動可能に
支持されており、その移動軸線はl₁で示されてい
る。転舵比変更機構４は、上記移動軸線l₁と直交
する直交線l₂を中心として車体３９に回動可能に
支持されたホルダ４０を備え、このホルダ４０に
揺動アーム４１が揺動軸４２にて揺動可能に保持
されている。この揺動軸４２は、上記移動軸l₁と
直交線l₂との交点に位置するとともに、その揺動
軸線l₃は直交線l₂と直交する方向に延びている。

そして、上記コントロールロツド２３には連結
ロツド４３の一端がボールジヨイント４４にて連
結され、また、この連結ロツド４３の他端が揺動
アーム４１の先端にボールジヨイント４５にて連
結されている。この連結ロツド４３には、上記移
動軸線l₁上に回動軸４６をもつ回動付与アーム４
７の先端がボールジヨイント４８を介して連結さ
れていて、前輪側のリレーロツド１１より延ばし
た作動ロツド１９が回転軸４６に対し傘歯車４
９，５０の噛合により接続されている。回動付与
アーム４７は回動軸４６と一体にしたシリンダ５
１に嵌挿されていて、回動軸４６と直交する方向
での進退が許容されている。

そうして、ステツピングモータ２２の出力軸に
はウオーム５２が設けられていて、このウオーム
５２がホルダ４０の回動軸に設けたウオームホイ
ール５３と噛合つており、ステツピングモータ２
２の作動により転舵比が変更され、また、ホルダ
４０に取り付けた転舵比検出手段５によりホルダ
４０の回動角から転舵比を検出するようになつて
いる。

すなわち、上記転舵比可変機構４においては、
前輪２の転舵が作動ロツド１９、回動付与アーム
４７および連結ロツド４３を介して揺動アーム４
１に伝えられ、揺動アーム４１が揺動軸線l₃を中
心に揺動（回動）する。そして、ステツピングモ
ータ２２によるホルダ４０の回動角設定によりこ
の揺動軸線l₃がコントロールロツド２３の移動軸
線l₁と一致しているときは、揺動アーム４１の先
端の揺動軌跡は移動軸線l₁と直交する面内にあつ
て、前輪２が転舵されても連結ロツド４３を介し
てコントロールロツド２３を移行せしめる力は生
じないため、後輪３は転舵されない（転舵比は零
である。）。

一方、ステツピングモータ２２の作動により揺
動軸線l₃が第４図に示す如く移動軸線l₁に対して
右下がりに傾くと、揺動アーム４１の先端の揺動
軌跡が移動軸線l₁に対して傾斜し、前輪２の転舵
に応じて揺動アーム４１の揺動により連結ロツド
４３を介してコントロールロツド２３を左右に移
行せしめる力が生じ、後輪３は前輪２に対して同
位相で転舵される。また、揺動軸線l₃が逆に傾く
と後輪３は逆位相で転舵される。つまり、ステツ
ピングモータ２２はホルダ４０を回動させて揺動
軸線l₃の傾斜角を変えて揺動アーム４１の揺動軌
跡を変え、前輪２の転舵角に対する後輪３の転舵
角を変える、つまり、転舵比をマイナス（逆位
相）からプラス（同位相）の間で変えることにな
る。

また、本例の場合、上記ホルダ４０は揺動軸４
２の両端部を支持するアーム５４，５４がＵ字状
に連なつていて、車体側にはこのアーム５４，５
４の基端部に当接して揺動軸４２の回動角を規制
するストツパ５５，５５が設けられている。

さて、転舵比可変機構４のステツピングモータ
２２の作動を制御する制御回路２４の構成は第５
図に示されている。

すなわち、制御回路２４は特性切換手段５６、
中央処理装置５７、ステツピングモータ駆動回路
５８および外部記憶手段８を備えている。特性切
換手段５６は車速センサ３２からの出力を受けて
転舵比特性切換信号（車速信号）を中央処理装置
５７に出力する。中央処理装置５７は、転舵比演
算手段と、転舵比検出手段５の故障を検出する故
障手段と、この故障手段により転舵比を零に制御
する転舵比零制御手段を備えていて、ステツピン
グモータ駆動回路５８に転舵比制御のためのステ
ツピングモータ回転方向信号So₁と駆動パルス信
号So₂とを出力し、ステツピングモータ２２の駆
動により転舵比を変更する。

具体的には、上記転舵比演算手段は、転舵比特
性切換のための車速信号に基き、予め記憶された
第６図に示す転舵比特性線のうちの一つを選定演
算し、ステツピングモータ駆動回路５８に車速に
応じた転舵比に変更するための制御信号を出力す
る。

故障検出手段は、エンジン始動時、イングニツ
シヨンスイツチ２５からの作動信号（オン）によ
り作動するもので、転舵比検出手段５からの信号
を受けて現時点での転舵比ポジシヨンを判定し、
そこから車速零時の転舵比ポジシヨンに転舵比を
合わせていき（始動時だから車速零のポジシヨン
にする。このポジシヨンを以下ターゲツトともい
う）、このターゲツトに合わせるために要するス
テツピングモータ駆動量が先に検出された転舵比
ポジシヨンからみて妥当か否かにより転舵比検出
手段５の故障を検出する。そして、故障と判断さ
れるとき、中央処理装置５７では外部記憶手段８
への故障の記憶を行なうとともに、転舵比零制御
手段により転舵比を零にする制御が行なわれる。

外部記憶手段８は、電源が切れても情報が消え
ないメモリで構成されていて、上記故障の記憶を
行ない、エンジン再始動時に転舵比零制御手段に
よる制御を阻止するための故障信号を出すように
なされている。この外部記憶手段８としてはラツ
チリレーや不揮発性メモリが用いられる。

上記転舵比検出手段５および故障検出手段によ
る転舵比ポジシヨンの判断について説明すれば、
まず、転舵比検出手段５は第７図に示す如く揺動
軸４２が車速零の転舵比ポジシヨン、つまりター
ゲツトにきたときＨ（ハイ）とＬ（ロー）の間で信
号が切換わる第１信号と、転舵比零ポジシヨンで
上記信号切換がある第２信号とを故障検出手段に
出力する。従つて、故障検出手段はこの第１と第
２の信号の組合せが（Ｈ，Ｌ）でるれば転舵比は
ポジシヨン（逆位相外領域）、（Ｌ、Ｌ）であれ
ばポジシヨン（逆位相領域）、（Ｌ、Ｈ）であれ
ばポジシヨン（同位相領域）にあると判断し、
さらに、転舵比検出手段５はカプラ抜けのとき信
号（Ｈ、Ｈ）を出力するようになつていて、故障
検出手段は（Ｈ、Ｈ）信号を受けるとカプラ抜け
による故障と判断するようになつている。

上記転舵比ポジシヨンの判断、そこからの故障
検出および転舵比零制御のための処理の流れは第
８図に示されているので、同図を参照して説明を
進める。同図の記号Ｎは転舵比零制御のためステ
ツピングモータ駆動回路５８に出力した駆動パル
ス数である。

まず、エンジンが始動されると、外部記憶手段
８における固定メモリの読み込みが行なわれ、こ
れより前の始動において転舵比検出手段５の故障
が検出されていたか否かの確認がなされる（ステ
ツプS₁、S₂）。以前に故障が検出されていた場合
は以後の制御は中止され、そうでない場合は次の
ステツプに進む。

すなわち、故障検出手段において、Ｎ値の初期
化、転舵比の読み込み、転舵比ポジシヨンの判定
を行なう（ステツプS₃〜S₇）。そして、ポジシヨ
ンが判定された場合、ターゲツト方向に／パル
ス出力する都度、転舵比読み込みおよび信号が
（Ｌ、Ｌ）か否かの判断を行なう（ステツプS₈〜
S₁₀）。ポジシヨンは信号（Ｈ、Ｌ）のときであ
り、ステツプS₁₀での（Ｌ、Ｌ）の判断は転舵比
がターゲツトにきたか否かの判断であり、YES
の場合は転舵比検出手段５に故障がなく、転舵比
はターゲツトに合つたとして転舵比演算手段によ
る車速に応じた転舵比制御が開始される（ステツ
プS₁₁）。NOの場合、Ｎがリミツト値より小か否
か判断され（ステツプS₁₂）、YESならばステツプ
S₈〜S₁₀を繰返し、NOならば転舵比検出手段５
の故障としてはステツプS₂₂に進む。上記リミツ
ト値は第７図に示す如く、ストツパ５５のポジシ
ヨン（ホルダ４０がストツパ５５に当接している
ポジシヨン）からターゲツトまでの揺動軸４２を
回動させるのに要する駆動パルス数であり、Ｎ＞
リミツト値の場合は転舵比ポジシヨンが逆位相領
域に入つても信号の変化がなく、転舵比検出手段
５が故障していると判断することができる。

ステツプS₆、S₇でポジシヨン、が判定され
たときもポジシヨンの場合と同様である。な
お、ステツプS₁₃でのＮの初期化はポジシヨン
からへ移行した場合のポジシヨン側でのカウ
ントパルス数がポジシヨン側でのカウントパル
ス数に加算されるのを防止するためのものであ
る。また、ステツプS₁₆の判断はターゲツトか否
かの判断であり、ステツプS₂₀の判断はポジシヨ
ンからポジシヨンに移行したか否かの判断で
ある。さらに、ステツプS₁₇でのリミツト値は転
舵比零ポジシヨンからターゲツトまで、つまりポ
ジシヨン全行程の移動に要する駆動パルス数で
あり、ステツプS₂₁でのリミツト値はポジシヨン
全行程の移動に要する駆動パルス数である。

そうして、ステツプS₇、S₁₂、S₁₇、S₂₁で故障
が判定されると、外部記憶手段８の固定メモリへ
の「故障」の書き込みが行なわれ（ステツプ
S₂₂）、次いで、転舵比零制御手段による制御が行
なわれる。すなわち、一方のストツパポジシヨン
から他方のストツパポジシヨンまでの移動（揺動
軸４２の回動）に相当する駆動パルス数以上の信
号がステツピングモータ駆動回路５８に出力され
て、一旦ホルダ４０を片方のストツパ５５に当
て、次いで、このストツパ５５から転舵比零ポジ
シヨンまでの移動に要する駆動パルス数の信号出
力があつて、転舵比零のポジシヨンに揺動軸４２
を回動させ、以後の制御が中止される（ステツプ
S₂₃、S₂₄）。

なお、転舵比検出手段５は、その故障がない場
合、転舵比演算手段での転舵比制御において、実
際の転舵比が要求転舵比に合致しているか否かを
判断して実際の転舵比を補正するためのフイード
バツク制御に利用することができる。このフイー
ドバツク制御は特定の車速時にのみ行なつてもよ
い。

従つて、この実施例においては、エンジン始動
時、転舵比検出手段５からの信号に基いて故障検
出手段にて故障の有無が判断され、故障無のとき
は、転舵比演算手段により車速に応じた転舵比が
演算されて、ステツピングモータ２２の駆動によ
り要求転舵比となるようにオープン制御でもつて
転舵比が変更される。つまり、前輪２の操舵に伴
つて後輪３が車速に応じた転舵比でもつて転舵さ
れ、車両は４輪操舵で運転されることになる。一
方、故障有のときは、転舵比零制御手段にて直ち
に転舵比が零に固定されて以後の制御は中止さ
れ、前輪２の操舵にかかわらず後輪３は前後方向
に平行となつたまま、つまり転舵零であり、車両
は２輪操舵で運転されることになる。

そうして、このように故障によつて転舵比を一
旦零に制御した後は、エンジンを再始動する場
合、外部記憶手段８からの故障信号により転舵比
を再度零に制御する動作が阻止され、不要な制御
の省略により始動時間が短縮されるとともに、制
御系の負荷が軽減される。

なお、転舵比検出手段５の故障時にはワーニン
グランプの点灯などによる警報を行ない、運転者
に２輪操舵での運転しなければならないことを知
らせるようにしてもよい。

実施例２本例は第９図に示されていて、前輪２の転舵に
伴う後輪３の転舵制御を電気的に行なう例であ
る。

すなわち、本例の４輪操舵装置は、ステアリン
グシヤフト１３に設けられたハンドル舵角センサ
７１、このハンドル舵角センサ７１からのハンド
ル舵角信号と、車速センサ３２からの車速信号を
受けてステツピングモータ駆動回路５８に制御信
号を出力する制御回路７２、ステツピングモータ
駆動回路５８からの駆動信号により後輪３を転舵
させるステツピングモータ２２とを備えている。

本例の場合、転舵比可変機構４においては、ス
テツピングモータ２２が一対の傘歯車よりなる伝
達機構７３を介して後輪側リレーロツド１８のラ
ツク７４に噛合するピニオン７５に連係してお
り、油圧のコントロールバルブ３３はピニオン７
５の回転方向および回転力を検出して油通路およ
び油圧を変えるようになされている。また、ステ
ツピングモータ２２には後輪転舵角センサ７６が
取り付けられ、後輪転舵角信号を制御回路７２へ
出力するようになされている。また、制御回路７
２には、前輪２と後輪３の転舵モードを図形表示
する表示手段７７、後輪３の転舵モードを設定す
る制御モード切換えスイツチ７８、バツテリから
イグニツシヨンスイツチを介して通電する作動用
通電線７９およびハンドル舵角および転舵比零制
御記憶用の通電線８０が接続されている。

そうして、制御回路７２は、ハンドル舵角信号
から演算した前輪転舵量と車速信号から演算した
転舵比とから後輪転舵量を演算して制御信号を出
力する転舵角演算部と、ハンドル舵角信号と後輪
転舵角信号とから転舵比を検出する転舵比検出部
と、エンジン始動時にこの転舵比検出部の出力信
号を受け、転舵比を車速零でのポジシヨンに合わ
せる際のステツピングモータ駆動パルス数ない
し、転舵比信号の変化が妥当か否かにより、転舵
比検出手段を構成するハンドル舵角センサ７１、
後輪転舵角センサ７６および転舵比検出部の故障
の有無を検出する故障検出手段と、この故障検出
時、ステツピングモータ２２を駆動して後輪３を
一方向へ限界まで転舵した後、そこから転舵比零
のポジシヨンまで後輪３を逆方向に転舵して転舵
比を零とし、以後の転舵制御を中止せしめる転舵
比零制御と手段、この転舵比零制御を記憶して２
回目以降の始動時に転舵比零制御手段の作動を阻
止する記憶手段とを備えている。

また、制御モード切換スイツチ７８は、低車速
域などにおいて、後輪３を前輪２に対して逆位相
で転舵するオートモードと、後輪３を前輪２に対
して同位相で転舵するクラブモードとを運転者が
選択してマニアル設定するためのスイツチであ
り、各モードでも転舵比は車速に応じて変化す
る。

なお、上記各実施例では転舵比を車速やこの車
速と設定モードに応じて変えるようにしたが、こ
れらの因子に対し車体に作用する横加速度など他
の因子を組合わせて転舵比の変更制御を行なうよ
うにしてもよい。さらには、転舵比の変更は、横
加速度、制御モード切換えスイツチ７８、ハンド
ル舵角のいずれか一つのみで制御したり、あるい
はこれらの組合わせで制御するようにしてもよ
い。

また、上記各実施例では、転舵比可変機構４の
駆動にステツピングモータを用いたが、通常の直
流モータなど他の駆動手段を用いてもよい。この
場合、転舵比検出手段の故障検出および転舵比零
制御は駆動手段の作動時間をみて行なうことがで
きる。

（発明の効果）本発明によれば、始動時に転舵比検出手段の故
障の有無をみて故障有のとき転舵比を零にするよ
うにしたから、故障時でも後輪が運転状態に応じ
て要求される転舵比と異なる転舵比で転舵される
ことを防止して、前輪のみが操舵される２輪操舵
の運転性を確保することができ、４輪操舵装置の
信頼性を向上させることができる。そうして、一
旦、転舵比検出手段の故障により転舵比零制御が
なされると、そのことが記憶され、２回目以降の
始動時に転舵比零制御を繰返すことがなくなるか
ら、制御系にかかる負荷が軽減されるとともに、
始動時間の短縮が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図乃至第８図は
実施例１に関するもので、第２図は４輪操舵装置
の全体構成図、第３図は転舵比変更機構を一部断
面で表わした平面図、第４図は第３図のＡ―Ａ線
断面図、第５図は制御系統図、第６図は転舵比特
性図、第７図は転舵比検出信号特性図、第８図は
中央処理装置での処理の流れを示す図、第９図は
実施例２の４輪操舵装置の全体構成図である。１……車両、２……前輪、３……後輪、４……
転舵比可変機構、５……転舵比検出手段、６……
故障検出手段、７……転舵比零制御手段、８……
記憶手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１前輪に対する後輪の転舵比特性を変える転舵
比可変機構を備え、車両の運転状態に応じて上記
転舵比変更機構を制御するようにした４輪操舵装
置において、前輪に対する後輪の転舵比を検出す
る転舵比検出手段と、始動時に転舵比検出手段の
故障を検出する故障検出手段と、この故障検出手
段によつて上記転舵比検出手段の故障を検出した
際に転舵比が零となるように上記転舵比可変機構
を制御する転舵比零制御手段と、この転舵比零制
御手段による転舵比可変機構の転舵比零制御を記
憶して２回目以降の始動時に転舵比零制御手段の
作動を阻止する記憶手段とを設けたことを特徴と
する車両の４輪操舵装置。