JPH0615342B2 - 自動車の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車の後輪操舵装置に関するものである。

従来の技術 転舵操作に伴なう前輪の転舵と同時に後輪も転舵作動す
るようにした自動車において、前輪の転舵角θｆに対す
る後輪転舵角θｒの比率ｋ（＝θｒ／θｆ）を車速に応
じて可変とし、低車速域では後輪を前輪とは逆方向に転
舵作動（逆相転舵）させて旋回性の向上をはかり、中，
高速域では後輪を前輪と同方向に転舵作動（同相転舵）
させると共に、車速が増すに従って前後輪転舵比ｋを徐
々に１に近づけるよう制御することにより高速走行時の
転舵操作に対する安定性の向上をはかるようにした４輪
操舵装置は従来より種々開発され例えば特開昭５７−１
１１７３号公報にて既に公開されている。

発明が解決しようとする課題 上記のような後輪操舵装置のおいては、例えば前輪の転
舵角を検出し前輪転舵角信号をコントロールユニットに
入力させる前輪舵角センサや、上記コントロールユニッ
トに接続されている各種回路等にショート或は断線等の
異常が生じたとき、それを検知し得る自己診断機能を上
記コントロールユニットに持たせ、異常が発生したと自
己診断したときは後輪操舵制御を停止させ、後輪操舵装
置を持たない一般の操舵システム即ちステアリングハン
ドルの操作により前輪のみが操舵されるシステムになる
ようにするフェールセーフ装置を装備しておく必要があ
る。

ところが、従来の後輪操舵装置に装備されているフェー
ルセーフ装置は、その異常検知機能を向上させるために
例えば前輪の転舵角を検知する複数の前輪舵角センサを
設けその出力を比較する方法とか或は前輪舵角センサが
１個のみのときはその出力が該前輪舵角センサ固有の正
常動作範囲内にあるかをチェックする方法などが採られ
ているのが普通であるが、前者の場合はコスト的に難が
あり、後者の場合には前輪舵角センサから発せられる前
輪舵角信号の符号の違いが検出しにくい即ち右転舵した
にも拘らず左転舵していることを示すような前輪舵角信
号が出力されていてもその出力が上記正常動作範囲内で
あれば異常であることを検出できないと言う問題を有す
る。

本発明は、前輪操舵速度を検出し該前輪操舵速度によっ
て後輪操舵速度を制御する装置を附加したことにより、
早いハンドル操作時における後輪操舵の応答の遅れすぎ
を補償し、適度な遅れで後輪を操舵させるようにした自
動車用後輪操舵装置において、上記前輪操舵速度を用い
て前輪操舵力センサ（油圧センサ）等の異常を検知する
精度を向上させる装置を提供することを目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 本発明は、前輪操舵力の検出手段と前輪操舵速度の検出
手段と車速の検出手段と後輪転舵角の検出手段とを有
し、上記各検出手段の検出値のうち、前輪操舵力の検出
値と車速の検出値とで後輪操舵角目標値を演算すると共
に前輪操舵速度の検出値と車速の検出値とで後輪操舵速
度目標値を演算し、該後輪操舵角目標値及び後輪操舵速
度目標値に対応して電動モータの回転を制御するコント
ロールユニットを設け、該電動モータの回転により後輪
を転舵させる後輪転舵手段を設けた自動車の後輪操舵装
置において、上記前輪操舵力の検出手段の検出値の変化
方向と前輪操舵速度の検出手段が検出した前輪操舵速度
の方向との間に差異が生じたとき上記両検出手段のいず
れかに異常が発生したと判定するセンサ異常判定手段を
設けたことを特徴とするものである。

作 用 上記により、検出すべき項目に複数のセンサを使用する
無駄を省くことができると共に、検出すべき項目ごとに
単独に異常検出を行うよりも遥かに確実な異常検出がで
き、これによりシステム全体としてより確実なフェール
セーフ動作が可能となる。

実施例 以下本発明の実施例を附図を参照して説明する。

第１図において、１はステアリングホイール（以下単に
ハンドルと称す）、２はコントロールバルブ、３は前輪
操舵用のギヤボックス、４はタイロッド、５はナックル
アーム、６は前輪であり、ハンドル１の回転操作により
ギヤボックス３，タイロッド４，ナックルアーム５を介
して前輪６が操舵されると共に、ハンドル１の操舵トル
クに応じてコントロールバルブ２が作動し、図示しない
エンジンにより駆動される油圧ポンプ７の吐出油がコン
トロールバルブ２を通り左右の油圧配管１０ａ，１０ｂ
のいずれか一方を通って油圧パワシリンダ９の左右油圧
室９ａ，９ｂのいずれか一方に供給され、操舵方向の油
圧補助力を発生させ、ハンドル操作力の軽減をはかるよ
うになっている。

８はリザーブタンクである。

上記左右の油圧配管１０ａ，１０ｂの途中には左右の油
圧センサ１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けられ、該油圧セ
ンサ１１ａ，１１ｂは油圧配管１０ａ，１０ｂ内の各油
圧を検出して該検出した油圧を電気信号に変換し操舵油
圧差演算増幅装置１２に送出するようになっている。

該操舵油圧差演算増幅装置１２は、両油圧センサ１１
ａ，１１ｂの両出力信号の差から操舵補助力を演算し、
操舵補助力に応じた操舵補助力信号をコントロールユニ
ット１３へ出力するようになっている。

１４はハンドル角速度センサであり、該ハンドル角速度
センサ１４はハンドル１の操舵方向を判別すると共に、
操舵角速度に応じた操舵角速度信号をコントロールユニ
ット１３へ出力するようになっている。

又車速センサ１５は車速に応じた車速信号をコントロー
ルユニット１３へ出力する。

電動モータ１６，電磁クラッチ１７，ウオームギヤ１
８，ウオームセクタ１９，右側レバー２０，コネクチン
グロッド２１，左側レバー２２等は後輪操舵機構であ
る。

即ち、電動モータ１６はエンジン始動時オン作動する電
磁クラッチ１７を介してウオームギヤ１８を回転させ、
ウオームセクタ１９にその回転を減速して伝え、該ウオ
ームセクタ１９と一体的に回転するよう回転軸２０ａに
取付けられた右側レバー２０を揺動させると共に、該右
側レバー２０にコネクチングロッド２１を介して結合さ
れた左側レバー２２は上記右側レバー２０と連動して回
転軸２２ａまわりに揺動するようになっている。

右側レバー２０および左側レバー２２の途中にはそれぞ
れ後輪サスペンションの後側ラテラルリンク２３の基端
部が回動可能に取付けられており、前側ラテラルリンク
２４の基端部は図示しない車体に回動可能に取付けられ
ているので、上記右側レバー２０および左側レバー２２
の揺動に伴ない、後側ラテラルリンク２３はほぼ車体左
右方向に移動し、後輪２５を転舵させるようになってい
る。

２６はウオームセクタ１９，右側レバー２０の回転軸２
０ａの回転角度を検出する回転角度センサ、２７は電動
モータ１６の回転速度を検出するモータ回転速度センサ
で、上記回転角度センサ２６およびモータ回転速度セン
サ２７はそれぞれ検出信号をコントロールユニット１３
へ出力するようになっている。

上記において、コントロールユニット１３は両油圧セン
サ１１ａ，１１ｂの両出力信号の差から操舵補助力を演
算し、操舵補助力に応じた操舵補助力信号を出力する操
舵油圧差演算増幅装置１２の該操舵補助力信号と、車速
センサ１５の車速信号とから後輪の操舵方向と後輪操舵
角目標値を決定すると共に、ハンドル角速度センサ１４
の操舵角速度信号と前記車速センサ１５の車速信号とか
ら電動モータの回転方向とモータ回転速度第１目標値を
演算し、又上記後輪操舵角目標値と前記回転角度センサ
２６の信号入力による現在の後輪操舵角実際値との偏差
を減少する方向で該偏差の大きさに応じたモータ回転速
度第２目標値を演算し、上記モータ回転速度第１目標値
とモータ回転速度第２目標値との和をもってモータ回転
速度目標値を設定し、該モータ回転速度目標値とモータ
回転速度センサ２７の信号入力による現在のモータ回転
速度との偏差に基づき電動モータ１６の駆動信号を発す
るようになっている。

上記において、前述したように操舵補助力はハンドル１
の操舵トルクに応じて制御されるものであるから、該操
舵補助力は前輪操舵力に対応し、従って操舵補助力に応
じた操舵補助力信号を発する操舵油圧差演算増幅装置１
２は、前輪操舵力に応じた前輪操舵力信号を発する前輪
操舵力検出手段に相当し、コントロールユニット１３は
基本的には前輪操舵力と車速とから後輪操舵角目標値を
決定するものであるといえる。又、ハンドル操作が早け
れば大き目のモータ回転速度第１目標値が上乗せされて
モータ回転速度目標値が設定されるので、後輪転舵の立
ち上り特性を向上させる。

又、高速走行中に外乱を受けた場合、ハンドル角は直進
状態に保たれていても外乱により生じた車の挙動は前輪
に発生するコーナリングフォースを介し、油圧パラシリ
ンダ９の左右油圧９ａ，９ｂの油圧差として検出される
ので、後輪が操舵されて車両が安定化する。同様に、旋
回中に急減速した場合も、ハンドル角固定状態でも後輪
が切り増され、タックイン現象をおさえる働らきをし、
車両固有の安定性を向上させることができる。

上記のような自動車の後輪操舵装置において、本発明は
両油圧センサ１１ａ，１１ｂの出力信号に基づき操舵油
圧差演算増幅装置１２が発する操舵補助力信号が示す操
舵補助力の変化方向即ち前輪操舵力の変化方向と、ハン
ドル角速度センサ１４が発する操舵角速度信号が示す操
舵角速度の方向との間に差異が生じたとき上記両油圧セ
ンサ１１ａ，１１ｂ或は操舵油圧差演算増幅装置１２又
はハンドル角速度センサ１４のいずれかに異常が発生し
たと判定するセンサ異常判定部２８を設けたものであ
る。

即ち、上記操舵油圧差演算増幅装置１２が例えば第２図
に示すように両油圧センサ１１ａ，１１ｂの両出力信号
に差がないとき即ち差圧がゼロのとき出力電圧が2.5 ボ
ルトであり、左の油圧室９ｂの油圧が右の油圧室９ａの
油圧より大である右切り時に、差圧が正であり、上記差
圧がゼロのときの出力電圧である2.5 ボルトより高い出
力電圧を出力するとすれば、右の油圧室９ａの油圧が左
の油圧室９ｂの油圧より大である左切り時には差圧が負
であり、上記差圧がゼロのときの出力電圧である2.5 ボ
ルトより低い出力電圧を出力することになるので、該出
力電圧が差圧がゼロのときの出力電圧である2.5 ボルト
より高いか或は低いかにより操舵補助力の方向が右切り
方向に働いているか或は左切り方向に働いているかを判
定することができる。

又、ハンドル角速度センサ１４として例えば第３図(イ),
(ロ)に示すような９０゜位相差の二相パルス信号を出力
するロータリーエンコーダを用いた場合には、左切り時
と右切り時とでは上記二相パルス信号間でパルスの立ち
上り順序が逆になるので該パルスの立ち上り順序から操
舵速度の方向を判定することができる。

尚操舵油圧差演算増幅装置１２およびハンドル角速度セ
ンサ１４の両出力信号間にタイミング差があるときは、
一方の出力信号が出力されてから所定時間例えば１秒間
以内に他方の出力信号が出力されたかどうかを監視する
ことにより上記出力信号のタイミング差による誤動作を
防ぐことができる。

上記実施例ではハンドル角速度センサ１４としてロータ
リエンコーダを用いた例を述べたが、操舵油圧差演算増
幅装置１２と同じようにアナログ信号を発するもの例え
ば直流式の速度計用発電機を用いてもよいことは勿論で
あり、この場合には出力信号の正負により操舵角速度の
方向を判定できる。

又上記実施例は、油圧式パワステアリング装置を装備し
た自動車に本発明を適用し、油圧パワシリンダの左右油
圧室の油圧差によって生じる操舵補助力から前輪操舵力
を検出するようにした例を示しているが、前輪操舵力検
出手段は上記に限らず、例えばハンドル操舵力を検出す
る操舵トルクセンサ等、従来より公知の任意のものを採
用出来る。

パワステアリング装置，後輪操舵機構およびリヤサスペ
ンション構造は第１図の実施例に限定されることなく、
本発明の目的の範囲内において任意の構成を採用するこ
とができる。

発明の効果 上記のように本発明によれば、前輪操舵力と車速とから
後輪操舵角目標値を決定すると共に、前輪操舵速度と車
速とから後輪操舵速度目標値を決定し、該後輪操舵角目
標値と後輪操舵速度目標値とに対応して電動モータを回
転駆動させて後輪を転舵させるようにした自動車の後輪
操舵装置において、上記前輪操舵力の変化方向と前輪操
舵速度の方向との間に差異が生じたとき前輪操舵力の検
出手段或は前輪操舵速度の検出手段に異常が発生したと
判定するセンサ異常判定手段を設けたことにより、検出
すべき項目毎に複数のセンサを使用するという無駄を省
き、検出すべき項目毎に単独にセンサの異常検出を行な
うよりも遥かに確実に異常検出を行なうことができ、こ
れにより確実なフェールセーフ動作が可能となるもの
で、実用上多大の効果をもたらし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面説明図、第２図は
操舵油圧の差圧に対する操舵油圧差演算増幅装置の出力
特性図、第３図(イ),(ロ)はそれぞれハンドル角速度セン
サとして用いられた９０゜位相差の二相パルス信号を発
するロータリエンコーダの左切り時および右切り時にお
ける出力特性図である。 １……ステアリングホイール、２……コントロールバル
ブ、３……ギヤボックス、６……前輪、９……油圧パワ
シリンダ、１１ａ，１１ｂ……油圧センサ、１３……コ
ントロールユニット、１４……ハンドル角速度センサ、
１５……車速センサ、１６……電動モータ、２５……後
輪、２６……回転角度センサ、２７……モータ回転速度
センサ、２８……センサ異常判定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪操舵力の検出手段（１２）と、前輪操
   舵速度の検出手段（１４）と、後輪転舵角の検出手段
   （２６）と、車速の検出手段（１５）とを有し、前記で
   検出した前輪操舵力と車速とで後輪操舵角の目標値を演
   算すると共に、前輪操舵速度と車速とで後輪操舵速度の
   目標値を演算し、該後輪操舵角の目標値と後輪操舵速度
   の目標値とに対応して電動モータ（１６）の回転を制御
   するコントロールユニット（１３）を設け、該電動モー
   タ（１６）の回転にて後輪を転舵させる後輪転舵手段を
   設けた自動車の後輪操舵装置において、上記前輪操舵力
   の検出手段（１２）の検出値の変化方向と前輪操舵速度
   の検出手段（１４）が検出した前輪操舵速度の方向との
   間に差異が生じたとき上記両検出手段（１２）と（１
   ４）のいずれかに異常が生じたと判定するセンサ異常判
   定手段（２８）を設けたことを特徴とする自動車の後輪
   操舵装置。