JPH0585390A - 後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後輪舵角を検出する後輪舵角センサの異常時
のフェイルセーフ対策を施したい。 【構成】 コントローラ６６に、後輪舵角センサの出力
異常を判別する処理、具体的には許容電圧範囲内か否
か、ゼロ電圧となるべきときにゼロとなるか否か、目標
舵角に対応する電圧か否かを比較する処理を付加し、異
常なとき後輪を中立点にロックする機構を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４輪操舵車両のための
後輪操舵装置に関するものであり、特にシステム異常発
生時のフェイルセーフ機構が付加された後輪操舵装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】後輪操舵装置の一例として、例えば図１
に例示するように、車両の前輪１０の操舵角を検出する
前輪舵角センサ１８、車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ６５、車両の後輪２０の舵角を変える後輪操舵機構
１００、後輪２０の舵角を検出する差動トランス５６、
前輪舵角センサ１８と車速センサ１８の値から目標とす
る後輪舵角（その一例が図４に示されている）を算出
し、差動トランス５６で検出される後輪舵角が算出され
た目標後輪舵角に一致するように、後輪操舵機構１００
を制御するコントローラ６６を備えたものが開発されて
いる。これにより、低速時には後輪を逆相にして最小旋
回半径を減少させ、高速時には後輪を同相にして車線変
更特性を向上させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記形式の従来技術で
は、車両が高速で走行するときに後輪が大きく転舵され
ることを防止するために、高速時には後輪を中立点の近
傍にロックする機構が付加されていることがある。この
ロック機構は例えば図１の４０に図示されるソレノイド
等を用い、後輪が最大でも１度程度しか操舵されないよ
うに規制する。これによってシステム異常が生じた場合
のフェイルセーフを確保する。しかしながらこのシステ
ムでは、車両が高速で走行している場合にしかフェイル
セーフが確保されない。換言すると車両が低速ないし中
速で走行しているときには、フェイルセーフ機能が得ら
れず、システム異常が生じると後輪舵角が意図しないも
のとされてしまう。そこで本発明では、中低速時にもフ
ェイルセーフ機能が確保される後輪操舵装置を開発する
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、車両
の前輪の操舵角を検出する前輪舵角センサ、車両の走行
速度を検出する車速センサ、車両の後輪の舵角を変える
後輪操舵機構、車両の後輪の舵角を検出する後輪舵角セ
ンサ、該前輪舵角センサと該車速センサの値から目標と
する後輪舵角を算出し、該後輪舵角センサで検出される
後輪舵角が算出された目標後輪舵角に一致するように該
後輪操舵機構を制御するコントローラとを備えた後輪操
舵装置において、該後輪操舵機構に後輪舵角を中立点近
傍に固定する中立ロック機構を、該コントローラに該後
輪舵角センサの出力が異常か否かを判別する手段と該異
常判別手段で異常が判別されたときに該中立ロック機構
を作動させる手段とを付加したことを特徴とする後輪操
舵装置を創作した。

【０００５】

【作用】本発明に係わる後輪操舵装置によると、中低速
を問わず後輪舵角センサの出力異常が判別され、異常時
には後輪が中立点近傍にロックされることから、後輪舵
角センサの異常出力によって後輪が意図しない転舵角に
調整される事態の発生を防止できる。

【０００６】

【実施例】次に本発明に係る後輪操舵装置を組込んだ一
実施例について説明する。図１において、図の上半分は
前輪の操舵系を示し、この操舵系はステアリングホイー
ル１６が回転されると、ウォーム１５が回転し、ラック
１４が切られた作動ロッド１１が軸方向に移動して前輪
１０を転舵する。作動ロッド１１にはピストン１２が固
定されており、ポンプ６０から圧送される作動油の圧力
がピストン１２の左方ないし右方から作用することによ
り操舵力がアシストされる。ポンプ６０とシリンダ１３
間の油路はコントロールバルブ１７によって切換えら
れ、左方に転舵するときにはピストン１２の右側から、
右方に転舵するときにはピストン１２の左側から圧力が
作用する。

【０００７】図中１８はステアリングセンサを示し、こ
のセンサ１８はステアリングホイール１６が単位角回転
する毎にパルスを出力するとともに、前輪１０が中立点
近傍にあるとき中立信号を出力する。ステアリングセン
サ１８の信号はコントローラ６６に入力される。図示６
５は車速センサを示し、この信号はコントローラ６６に
入力される。

【０００８】図１中下半分は後輪２０の操舵装置を示
し、サーボモータ５８がウオーム５７を回転させ、ウオ
ーム５７がウオームホイール３１を回転させ、ウオーム
ホイール３１がボールナット２８を回転させ、ボールナ
ット２８が回転することによってねじ部２７（図２，３
参照）を介して作動ロッド２１を軸方向に移動させて後
輪２０を操舵させる。ボールナット２８にはストッパ３
２が固定されており、ストッパ３２には扇形の切欠３３
が形成されている（図２，３参照）。またストッパ３２
に隣接する部分に電磁ソレノイド４０が固定されてお
り、そのプランジャ４３が突出するとストッパ３２の切
欠き３３内に突出して、ボールナット２８の回転範囲、
ひいては後輪２０の転舵範囲を規制する。この実施例で
はプランジャ４３が切欠き３３内に突出すると、後輪２
０は中立点を中心にして±１度の範囲でしか動けなくな
る。すなわちソレノイド４０とストッパ３２が中立ロッ
ク機構を構成し、これが作動すると後輪２０はほぼ中立
点にロックされる。

【０００９】なお図１中、３０は後輪操舵機構のハウジ
ングを模式的に示すものであり、ここにバネ受け２２，
２３とばね２６が圧縮状態でセットされており、後輪２
０に操舵力が作用しないとばね２６によって後輪２０を
中立点に復帰させる。なお、後輪操舵機構の詳細は図
２，３に詳細に説明されている。ここで図１で説明しな
かった部分についてのみ説明すると、図示４５はソレノ
イドコイル、４２はアーマチュア、４４はばね、４１は
ハウジングである。ここでプランジャ４３はソレノイド
コイル４５に通電されないとばね４４によって図２の実
線位置に後退しており、通電されると点線位置のように
前進して切欠き３３中に入り込む。

【００１０】さて図中５６は後輪舵角センサとして用い
られている差動トランスを示し、これはハウジング３０
の側に固定されたコイルと作動ロッド２１の側に固定さ
れた磁性体５５とで構成され、そのコイルの電圧から、
ハウジング３０に対する作動ロッド２１の位置、すなわ
ち後輪２０の操舵角に相当する信号を出力する。図１中
６６はコントローラを示し、ステアリングセンサ１８と
車速センサ６５の信号を入力してサーボモータ５８を制
御する。このとき作動トランス５６の電圧が参照されフ
ィートバック制御に供される。

【００１１】すなわちコントローラ６６は、図４に例示
される関係で後輪２０の目標舵角を算出し、差動トラン
ス５６の出力がこの目標舵角に相当するように、サーボ
モータ５８を制御する。ここで目標舵角は図４に示すよ
うに低速で逆相、中速で中立点に固定、高速では同相に
設定されており、低速では小回りを可能とし、高速で車
線変更を容易とする。図４によく示されているように、
高速時にはソレノイド４０がオンされ、プラジャ４３が
切欠き３３中に突出し、後輪２０が１°以上転舵しない
ようにする。なお以上は周知の技術であり、詳しい説明
は省略する。

【００１２】さて図５は本発明を具現化するためにコン
トローラ６６に付加された処理手順を示している。この
処理手順は所定間隔で繰返し実行されるようにプログラ
ムされている。さてステップＳ２は前回以前にステップ
Ｓ３２で異常フラングがオンされているか否かを判別す
るものであり、すでに異常であれば再度ステップＳ３２
以後の異常処理をし、今回の実行を終了する。一方いま
だ異常が判別されていないと、ステップＳ４以後が実行
される。ステップＳ４は差動トランス５６の電圧を入力
してこれをＶとして記憶する。

【００１３】ステップＳ６はこのようにして読込まれて
電圧Ｖが正常にとりえる最大値Ｖmax と比較するもので
あり、Ｖmax 以上ならステップＳ３２以後の異常処理に
進む。正常なら次にステップＳ８が実行される。ステッ
プＳ８は電圧Ｖが正常にとりえる最小値Ｖmin と比較す
るものであり、Ｖmin 以下ならステップＳ３２以後に進
む。ステップＳ６，Ｓ８でイエスとなるのは差動トラン
ス５６が断線等して明らかな異常電圧を生じたときであ
る。次にステップＳ１０で車速が中速か否かをみる。ま
たステップＳ１２ではステアリングセンサ１８から中立
信号が出力されているか否かをみる。車速が中速であれ
ば図４から後輪舵角はゼロのはずである。一方前輪舵角
がゼロであるときも後輪舵角はゼロ近傍のはずである。
そこでステップＳ１０とＳ１２のいずれかでイエスにな
れば後輪舵角はゼロのはずである。そこでステップＳ１
４では電圧Ｖがゼロに近いかどうかみる。ここで△Ｖは
微小量に設定されている。またこの差動トランス５６は
後輪２０が中立点にあるときゼロ電圧となる関係におか
れている。そこでイエスなら異常ではないため、異常処
理には進まない。しかしながらステップＳ１６，１８，
２０によってＣ１の期間連続して中立点近傍に相当する
電圧にならないとステップＳ２０がイエスとなってステ
ップＳ３２以後の異常処理をする。ステップＳ２０は、
後輪舵角が中立点近傍にあるべきときに、差動トランス
の出力がそれに相当する電圧にならない場合であり、差
動トランス５６の出力異常が考えられる。

【００１４】Ｖが許容域であり、しかもゼロであるべき
ときにゼロであるときは、次にステップＳ２２で図４の
関係から目標舵角を算出する。そしてステップＳ２４
で、その目標舵角に相当する差動トランスの出力電圧Ｖ
１を算出する。ステップＳ２６は、差動トランス５６の
実際の出力電圧ＶがステップＳ２４で算出された電圧Ｖ
１に近似するか否かを判別するものであり、近似してい
ればステップＳ３２，３４，３６をスキップして処理を
終了する。一方ステップＳ２７，２８，３０の処理によ
り、Ｃ２期間以上継続して近似していなければステップ
Ｓ３２以後の異常処理をする。

【００１５】さて、ステップＳ６，Ｓ８で許容電圧範囲
になく、ステップＳ１４で、ゼロであるべきときにゼロ
でなく、あるいはステップＳ２６であるべき電圧が出力
されていないと、まずステップＳ３２で異常フラッグを
オンとし、次にステップＳ３４でサーボモータ５４をオ
フする。これによって後輪２０はばね２６の力で中立点
に復帰する。そこでステップＳ３６でソレノイド４０が
オンして中立点近傍に固定される。さてこの実施例で
は、 １）許容範囲内にあるか否か ２）ゼロであるべきときにゼロであるか否か ３）あるべき値にあるか否か によって異常を判別しているが、この３種の条件は３種
全部用いることなく、うち１種を用いることでも異常は
判別される。

【００１６】

【発明の効果】本発明によると、後輪舵角センサの出力
異常が生じても、後輪が変に制御されることはなく中央
点に固定されることから、中低速を問わずフェイルセー
フが確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】システム構成図

【図２】後輪操舵機構断面図

【図３】図２のIII −III 断面図

【図４】目標後輪舵角を示す図

【図５】処理手順の一例

【符号の説明】

１８ 前輪舵角センサ ４０，３２ 中立ロック機構 ５６ 差動トランス（後輪舵角センサ） ６５ 車速センサ ６６ コントローラ １００ 後輪操舵機構 Ｓ６，Ｓ８ 第１の異常判別処理 Ｓ１０〜Ｓ２０ 第２の異常判別処理 Ｓ２２〜Ｓ３０ 第３の異常判別処理 Ｓ３６ 中立ロック機構作動処理

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前輪の操舵角を検出する前輪舵角
   センサ、 車両の走行速度を検出する車速センサ、 車両の後輪の舵角を変える後輪操舵機構、 車両の後輪の舵角を検出する後輪舵角センサ、 該前輪舵角センサと該車速センサの値から目標とする後
   輪舵角を算出し、該後輪舵角センサで検出される後輪舵
   角が算出された目標後輪舵角に一致するように該後輪操
   舵機構を制御するコントローラ、 とを備えた後輪操舵装置において、 該後輪操舵機構に、後輪舵角を中立点近傍に固定する中
   立ロック機構を、 該コントローラに、該後輪舵角センサの出力が異常か否
   かを判別する手段と、 該異常判別手段で異常が判別されたときに該中立ロック
   機構を作動させる手段とを付加したことを特徴とする後
   輪操舵装置。