JPH0543546B2 - - Google Patents

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JPH0543546B2
JPH0543546B2 JP60173772A JP17377285A JPH0543546B2 JP H0543546 B2 JPH0543546 B2 JP H0543546B2 JP 60173772 A JP60173772 A JP 60173772A JP 17377285 A JP17377285 A JP 17377285A JP H0543546 B2 JPH0543546 B2 JP H0543546B2
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JP
Japan
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steering
vehicle speed
vehicle
control valve
signal
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JP60173772A
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JPS6234861A (ja
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Takaaki Uno
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE19863625907 priority patent/DE3625907A1/de
Priority to US06/893,287 priority patent/US4687214A/en
Publication of JPS6234861A publication Critical patent/JPS6234861A/ja
Publication of JPH0543546B2 publication Critical patent/JPH0543546B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/146Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by comprising means for steering by acting on the suspension system, e.g. on the mountings of the suspension arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/148Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering provided with safety devices

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は前輪とともに後輪をも操舵するように
した車両の4輪操舵装置のフエイルセーフに関す
る。
(従来の技術) このような車両の4輪操舵装置としては従来、
たとえば特開昭59−128054号公報に掲載されたも
のがある。
一般に四輪駆動車の操舵特性としては、第6図
aに示すように、低速時においては前輪と後輪と
を逆位相で操舵して小回り性能による実用性能等
を向上させ、高速時には前輪と後輪とを同位相方
向に操舵して走行安定性を向上させるようにして
いる。この操舵特性は縦軸に舵角比、すなわち後
輪舵角と前輪舵角の比をとつている。この操舵特
性の別の差し方としては第6図bに示すようなも
のがあり、これは縦軸に舵角ゲイン、すなわち後
輪舵角と旋回横G、あるいは後輪舵角と操舵トル
クとの比をとつて表したものであつて、第6図a
に示すものと実質的に変わるものではない。
あるいは第3図に示すように、中低速時には後
輪を全く操舵せず(直進状態)、高速時において
のみ後輪を前輪と同位相で操舵して走行安定性の
向上を図る特性もあり、第3図aは舵角比で表し
たものであり、第3図bは舵角ゲインで表したも
のである。そして、これらの四輪操舵車は、中低
速時の後輪を全く操舵しない状況において敏感な
操舵応答性を実現するためには、ステアリングギ
ヤ比を大きくステアリング剛性を高くすることが
望ましい。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記公報に掲載された車両の4
輪操舵装置にあつては、第7図に示すように、後
輪操舵システムの制御系統の失陥時には走行安定
性を確保することを目的として後輪を自動的に直
進状態に戻して固定するようにしたため、前述の
ように中低速時に敏感な操舵応答性を実現するよ
う構成された四輪操舵車にあつては、かえつて高
速時の走行安定性を害する結果を招くという問題
点があつた。高速時には後輪が前輪と同位相側に
操舵されることにより走行安定性が向上するから
である。
(問題点を解決する手段) そこで本発明は車速に応じた電気信号を出力す
る車速センサと、前輪操舵システテムおよび後輪
操舵システムと、を備え、車速センサの信号出力
に応じて前輪と後輪とが互に独立して操舵される
車両の4輪操舵装置において、前記後輪操舵シス
テムは油圧を制御され、油圧系失陥時後輪を中立
に戻す弾性体を有するとともに、前記車速センサ
の信号出力から車速センサまたは該車速センサの
信号伝達経路の断線および接触不良を検知する断
線・接触不良検知手段と該断線・接触不良検知手
段が断線および接触不良を検知したとき、前記後
輪操舵システムを制御して後輪を常に前輪と同位
相方方向に操舵させる制御手段と、を設けたこと
を構成としている。
(作用) このような車両の4輪操舵装置は、前輪操舵シ
ステムおよび後輪操舵システムにより前輪および
後輪をそれぞれ独自に操舵し、車両の走行状態に
応じた最適な操舵を実現する。万一油圧系が正常
で車速センサまたは車速センサの信号伝達経路の
断線および接触不良が検知された場合、制御手段
は後輪操舵システムを制御して、前述のような車
両の走行状態に応じて後輪操舵の代りに後輪を常
に前輪と同位相に操舵するようにする。このた
め、中低速時に敏感な操舵応答性を実現するよう
四輪操舵車が構成されていても、高速時に走行安
定性が害されることを防止することができる。
(実施例) 以下本発明の実施例について図面に基づいて説
明する。第1〜4図は本発明の第1実施例に係る
車両の4輪操舵装置を示す図である。
まず構成について説明すると、第1図におい
て、11は車体、12R,12Lは前輪、13
R,13Lは後輪を示している。前輪12R,1
2Lは、それぞれがナツクルアーム14R,14
Lおよびサイドロツド15R,15Lを介してラ
ツク16の端部へ連結されている。ラツク16に
はピニオン17が噛合し、ピニオン17がステア
リングシヤフト18を介して操向ハンドル19に
連結されている。このラツク16およびピニオン
17はステアリングギア機構20を構成する。
後輪13R,13Lは、それぞれがセミトレー
リングアーム21R,21Lを介して後輪サスペ
ンシヨンメンバ22に揺動可能に支持されてい
る。後輪サスペンシヨンメンバ22は、その両端
がインシユレータラバー23R,23Lを介しピ
ン24R,24Lにより車体11へ弾性的に支持
され、また、デイフアレンシヤルギアハウジング
25が図示しないボルトにより固定されている。
このデイフアレンシヤルギアハウジング25も、
また、インシユレータラバー26を介してピン2
7により車体11へ弾性的に支持されている。な
お、28R,28Lはデイフアレンシヤルギアハ
ウジング25内のデイフアレンシヤルギアと後輪
13R,13Lとを接続するドライブシヤフトで
ある。
29はリザーバ30内の作動流体を加圧して吐
出する第1ポンプ、31はステアリングシヤフト
18に設けられた第1ポンプ29と配管P1を介
して接続するとともにリザーバ30と配管P2
介して接続した第1制御弁であり、第1制御弁3
1はまた配管P3,P4を介してラツク16に設け
られたパワーシリンダ32へ接続している。第1
制御弁31は操向ハンドル19へ加えられる操舵
力に応じて流路面積が変化する4つの可変オリフ
イス31a,31b,31c,31dを有し、第
1ポンプ29が吐出する圧力流体を操向ハンドル
19の操作に応じ制御してパワーシリンダ32へ
供給する。パワーシリンダ32は、ラツク16と
固定したピストン33とが車体11へ設けられた
シリンダボデイ34内に摺動自在に嵌入して、2
つの流体室35,36を画成している。このパワ
ーシリンダ32は、第1制御弁31から圧力流体
を供給される流体室35,36の圧力差に対応し
た操舵補助力を生じ、ラツク16を操舵方向に対
応して押圧する。これら第1ポンプ29、リザー
バ30、第1制御弁31およびパワーシリンダ3
2が、周知のパワーステアリング装置37を構成
する。また、このパワーステアリング装置37
は、前述の操向ハンドル19、ステアリングシヤ
フト18、ステアリング機構20、ラツク16、
サイドロツド15、ナツクルアーム14とともに
前輪操舵システム38を構成する。
39はリザーバ40内の作動流体を加圧して吐
出する第2ポンプであり、該ポンプ39の吐出ポ
ートは配管P5を介し第2制御弁45に接続され
ている。第2制御弁45は、また、配管P6を介
しリザーバ40に接続するとともに、一対の配管
P7,P8を介し後輪サスペンシヨンメンバ22と
車体11との間に介装された4つのアクチユエー
タ46a,46b,46c,46dへ接続してい
る。この第2制御弁45も、前記第1制御弁31
と同様に、第2ポンプ39から供給される圧力流
体を操向ハンドル19の操作に応じ制御してアク
チユエータ46a,46b,46c,46dへ供
給する。アクユエータ46a,46b,46c,
46dは、車体11および後輪サスペンシヨンメ
ンバ22にピンジヨイントにより結合し、供給さ
れる圧力流体の作用によりインシユレータラバー
23R,23Lを変形して後輪サスペンシヨンメ
ーバ22をピン27を中心に回動させる。すなわ
ち、これらのアクチユエータ46a,46b,4
6c,46dは、圧力流体の作用より後輪サスペ
ンシヨンメンバ22を回動することで後輪13
R,13Lを操舵させる。また、第2制御弁45
のインレツト側配管P5とドレン側配管P6との間
にバイパス管P9を接続し、該バイパス管P9には
制御回路42と接続した圧力補償型の流量制御弁
50を設けたものである。コントローラ42は、
車速センサ43と接続し、車速に応じて流量制御
弁50を駆動する。この流量制御弁50の駆動に
より第2ポンプ39が吐出する圧力流体をリザー
バ40へ還流することで第2制御弁45へ供給さ
れる圧力流体の流量を制御する。これら流量制御
弁50、コントローラ42および車速センサ43
は流量調整手段44を構成し、上述した第2ポン
プ39、流量調整手段44、第2制御弁45、ア
クチユエータ46a,46b,46c,46d、
インシユレータラバー23、ピン24、後輪サス
ペンシヨンメンバ22、セミトレーリングアーム
21は、コンプライアンスステア用制御装置(後
輪操舵システム)47を構成する。また、コント
ローラ42には車速センサ43とともに車両が走
行状態かどうかを検知する走行状態検出センサ4
1が接続されており、この走行状態検出センサ4
1から信号を入力したコントローラ42は車両が
走行状態にもかかわらず車両速度が異常に低い時
とか、車速が急激に大巾に変化したとき流量制御
弁50への電流を停止して流量制御弁50を全閉
にする。走行状態検出センサ41は第2図に示す
ように、イグニシヨンスイツチ51、インヒビタ
スイツチ52、クラツクスイツチ53、ブレーキ
スイツチ54を含んでいる。但し、この車両は手
動変速機を有するものとする。
次に作用について説明する。
この車両の操舵装置は、車両の前輪12R,1
2Lおよび後輪13R,13Lを操向ハンドル1
9の操作に応じて操舵させるもので、パワーステ
アリング装置37が操舵補助力を生じて操向ハン
ドル19による前輪12R,12Lを操舵を助勢
し、コンプライアンスステア制御装置47が操向
ハンドル19の操作に応じて後輪13R,13L
を操舵する。そして、コンプライアンスステア制
御装置47にあつては、操向ハンドル19の操作
に対する後輪13R,13Lの操舵角を車速Vに
応じて制御している。
今、車両が高速走行中に操向ハンドル19に操
作力が加えられ、操向ハンドル19が例えば左方
向(以下の説明中において同じ)に操作される
と、第1制御弁31は可変オリフイス31a,3
1dが開かれるとともに可変オリフイス31b,
31cが絞られ、各配管P3,P4内に流出する圧
力流体に圧力差が生じる。すなわち、第1制御弁
31は、配管P3を介してパワーシリンダ32の
一方の流体室35へ圧力流体を供給するため、パ
ワーシリンダ32は操舵補助力を生じてラツク1
6を押圧する。したがつて、前輪12R,12L
は、ステアリングギア機構20を介して操向ハン
ドル19から伝達される操作力およびパワーシリ
ンダ32が生じる操舵補助力により操舵される。
同様に、操向ハンドル19が操作されると、第
2制御弁45は可変オリフイス45a,45bが
開かれるとともに可変オリフイス45b,45c
が絞られる。また、車速センサ43からの高速信
号によりコントローラ42は流量制御弁50に信
号を出力して流量制御弁50に通電する電流を小
さくし、流量制御弁50を絞つて第2制御弁45
に供給される流体量を多くしている。従つて、第
2制御弁45から各配管P7,P8内へ流出する圧
力流体に大きな圧力差が生じ、アクチユエータ4
6a,46bには配管P7を介し圧力流体が供給
される。このため、アクチユエータ46a,46
dは、インシユレータラバー23R,23Lを大
きく変形して後輪サスペンシヨンメンバ22を図
中反時計方向に大きく回動させ、第3図に示すよ
うに高速時には後輪13R,13Lを左方向すな
わち前輪12R,12Lと同一方向に大きく操舵
する。このことにより、車両は高速時に前輪と後
輪とを同位相方向に操舵して走行安定性を向上さ
せている。
次に、車両が低速走行中に操向ハンドル19に
左方向に操作力が加えられた場合は、前輪は前述
と同様にして左方向に操舵される。一方、車速セ
ンサ43は車両の低速走行を検知してコントロー
ラ42に低速信号を出力し、コントローラ42は
流量制御弁50に信号を出力して流量制御弁50
に通電する電流を大きくする。このため、流量制
御弁50は開かれて第2ポンプ39からら吐出さ
れた圧力流体がリザーバ40にドレンされる量を
増大し、第2制御弁45および配管P7,P8に供
給される流体量を零にする。このことによりアク
チユエータ46a,46b,46c,46dは作
動せず、第3図に示すように低速時には後輪13
R,13Lを全く操舵しない。このようにして、
車両が低速時には小回り性能の向上を図つてい
る。
このような車両の4輪操舵装置において、コン
プライアンスステア制御装置47が失陥、すなわ
ち、油圧系が正常で車速センサ43または車速セ
ンサ43の信号伝達経路に断線および接触不良が
発生したした場合について説明するなお、油圧系
失陥時は油圧低下に伴い、インシユレータラバー
23R,23Lの復元力により後輪は中立位置に
戻される。第2図において、たとえば、イグニシ
ヨンスイツチ51からON信号、変速段がNシフ
ト以外にセレクトされてインヒビタスイツチ52
からOFF信号、クラツチを踏込まないでクラツ
チスイツチ53からOFF信号、ブレーキを踏込
まないでブレーキスイツチ54からOFF信号が
出力されたときには車両は走行状態にあるはずで
あり、これらの信号を入力したAND回路55は
H信号を出力する。このとき、車速センサ43か
ら出力された信号がD/A変換器56により信号
変換し、この信号を入力した比較回路57により
車速が所定値(Vc)以上のときは比較回路57
はH信号を出力する。このときはコンプライアン
スステア制御装置47は失陥してることは無く、
AND回路55および比較回路57からのH信号
はNAND回路58に入力され、NAND回路58
はOR回路59にL信号を出力する。ところが、
車両が走行しているにもかかわらず比較回路57
からL信号がNAND回路58に入力されたとき
は、車速センサ43あるいはその信号伝達経路の
断線等の失陥が生じたと見ることができ、
NAND回路58はOR回路59にH信号を出力す
る。H信号を入力したOR回路59はバルブ制御
回路60にH信号を出力し、このことによりバル
ブ制御回路60は流量制御弁50に通電する電流
を遮断して流量制御弁50を絞つたまま固定し
て、第2制御弁45および配管P7,P8に供給さ
れる圧力流体量を第4図に示すように車速に無関
係に多くして操舵比を一定(K)にする。このことに
より、車両が中低速域においては小回り性能等を
多少低下させるとはいえ、最も危険な高速域にお
いて前輪と後輪を同位相方向に操舵して走行安定
性を維持することができる。
次に、車速センサ43から出力された信号が
D/A変換器56により信号変換し、この信号に
よる車速データはサンプルホールド回路61に一
時記憶された後、図外のクロツクに同期して所定
時間後にレジスタ62に移動して記憶され、この
とき同時にサンプルホールド回路61には新たな
信号による車速データが記憶される。このように
車速センサ43により所定時間毎に車速がサンプ
リングされ、サンプルホールド回路61およびレ
ジスタ62に順次その車速データが記憶されて移
動されていく。サンプホールド回路61およびレ
ジスタ62は差動増巾器63に信号を出力し、差
動増巾器63はそのときの車速と所定時間前の車
速差を検出してその大きさに相当する信号を次の
比較回路64に出力する。比較回路64は所定時
間の間の車速変化を所定値ΔV以上が否か判断
し、所定値以上のときは、車速センサ43あるい
はその信号伝達経路の接触不良等の失陥と判断し
てOR回路59にH信号を出力する。H信号を入
力したOR回路59はバルブ制御回路60にH信
号を出力し、このことによりバルブ制御回路60
は流量制御弁50に通電する電流を遮断して流量
制御弁50を絞つたまま固定して、第2制御弁4
5および配管P7,P8に供給される圧力流体量を
第4図に示すように車速に無関係に多くして操舵
比を一定(K)にする。このことにより危険な高車速
域において前輪と後輪を同位相方向に操舵して走
行安定性を維持することができる。
第5図には、この発明の第2実施例を示す。
この第2実施例は、操向ハンドル19の操舵に
対する後輪13R,13Lの操舵角とともに、後
輪13R,13Lの操舵方向が変更可能に構成さ
れたものである。なお、前記第1実施例と同一の
部分には同一の番号を付して、その説明は省略す
る。
同図に示すように、第2制御弁45とアクチユ
エータ46a,46b,46c,46dとを接続
する配管P7,P8には、駆動回路71に接続され
た方向切換弁72が介装されている。この方向切
換弁72は、第2制御弁45側の配管P7とアク
チユエータ46(以下、添字の無い番号で代表す
る)側の配管P7とを接続するとともに第2制御
弁45側の配管P8とアクチユエータ46側の配
管P8とを接続する第1切換位置と、第2制御
弁45側の配管P7,P8とアクチユエータ46側
の配管P7,P8とをそれぞれ遮断する第2切換位
置と、第2制御弁45側の配管P7とアクチユ
エータ46側の配管P8とを接続するとともに第
2制御弁45側の配管P8とアクチユエータ46
側の配管P7とを接続する第3切換位置と、を
有している。この方向切換弁72は、駆動回路7
1に接続された車速センサ43からの車速信号に
より操作され、第6図に示すように、低速時にお
いては前輪と後輪とを逆位相で操舵して小回り性
能による実用性能等を向上させ、高速時には前輪
と後輪とを同位相方向に操舵して走行安定性を向
上させている。この第2実施例においては、走行
状態検出センサ41および車速センサ43からの
信号により前記第1実施例と同様にコンプライア
ンスステア制御装置47の流量調整手段44の制
御系統の失陥を半断したときは、バルブ制御回路
60は流量制御弁50に通電する電流を遮断する
よう流量制御弁50に信号を出力するほかに駆動
回路71にも信号を出力し、方向切換弁72を第
1切換位置に固定して配管P7,P8の第2制御弁
45側とアクチユエータ46側とをそれぞれ連通
する。この第2実施例によれば、コンプライアン
スステア制御装置47が正常に作動しているとき
は第6図に示すような操舵特性で4輪が操舵さ
れ、コンプライアンスステア制御装置47の制御
系統に失陥を生じたときは第4図に示すような操
舵特性で4輪を操舵して、危険な高車速域におい
て走行安定性を維持することができる。
なお、前記第1、第2実施例においては変速機
が手動のものについて説明したが、自動変速機を
有する車両についても適用できることはいうまで
もなく、そのときは、走行状態検出センサ41は
クラツチスイツチ53の代りにパーキングブレー
キスイツチを用いることが考えられる。また、前
記実施例においてはコンプライアンスステア制御
装置47の流量調整手段44の車速センサ43が
失陥を生じた場合について説明したが、制御系統
の他の部品の失陥や断線あるいは接触不良等にも
適用することができる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明に係る車両の4輪操
舵装置によれば、油圧系が正常で車速センサの信
号出力から車速センサまたは車速センサの信号伝
達経路の断線および接触不良が検知されたとき、
後輪が常に前輪と同位相方向に操舵されるので、
最も危険な車両高速域において、車速センサから
の信号出力に異常が発生した場合で油圧系が正常
であるとき、必要最小限の走行安定性を確実に維
持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明による車両の4輪操舵装置
の第1実施例を示す図であり、第1図はその全体
構成図、第2図は制御系統のブロツク図、第3図
は操舵特性図、第4図は制御系統失陥時の操舵特
性図、第5図は第2実施例を示す全体構成図、第
6図は他の操舵特性図、第7図は従来の車両の4
輪操舵装置の制御系統失陥時の操舵特性図であ
る。 11……車体、12……前輪、13……後輪、
14……ナツクルアーム、15……サイドロツ
ド、16……ラツク、17……ピニオン、18…
…ステアリングシヤフト、19……操向ハンド
ル、20……ステアリングギア機構、21……セ
ミトレーリングアーム、22……後輪サスペンシ
ヨンメンバ、23L,23R……インシユレータ
ラバー(弾性体)、24……ピン、25……デイ
フアレンシヤルギアハウジング、26……インシ
ユレータラバー、27……ピン、28……ドライ
ブシヤフト、29……第1ポンプ、30……リザ
ーバ、31……第1制御弁、32……パワーシリ
ンダ、33……ピストン、34……シリンダボデ
イ、35,36……流体室、37……パワーステ
アリング装置、38……前輪操舵システム、39
……第2ポンプ、40……リザーバ、41……走
行状態検出センサ、42……コントローラ(制御
手段)、43……車速センサ、44……流量調整
手段、45……第2制御弁、46……アクチユエ
ータ、47……コンプライアンスステア制御装
置、50……流量制御弁、51……イグニシヨン
スイツチ、52……インヒビタスイツチ、53…
…クラツチスイツチ、54……ブレーキスイツ
チ、55……AND回路、56……A/D変換器、
57……比較回路、(断線・接触不良検知手段)、
58……NAND回路(断線・接触不良検知手
段)、59……OR回路(断線・接触不良検知手
段)、60……バルブ制御回路、61……サンプ
ルホールド回路(断線・接触不良検知手段)、6
2……レジスタ(断線・接触不良検知手段)、6
3……差動増巾器(断線・接触不良検知手段)、
64……比較回路(断線・接触不良検知手段)、
71……駆動回路、72……方向切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 車速に応じた電気信号を出力する車速センサ
    と、前輪操舵システムおよび後輪操舵システム
    と、を備え、車速センサの信号出力に応じて前輪
    と後輪とが互に独立して操舵される車両の4輪操
    舵装置において、前記後輪操舵システムは油圧を
    制御され、油圧系失陥時後輪を中立に戻す弾性体
    を有するとともに、前記車速センサの信号出力か
    ら車速センサまたは該車速センサの信号伝達経路
    の断線および接触不良を検知する断線・接触不良
    検知手段と、該断線・接触不良検知手段が断線お
    よび接触不良を検知したとき、前記後輪操舵シス
    テムを制御して後輪を常に前輪と同位相方向に操
    舵させる制御手段と、を設けたことを特徴とする
    車両の4輪操舵装置。
JP60173772A 1985-08-06 1985-08-06 車両の4輪操舵装置 Granted JPS6234861A (ja)

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