JPH0723103B2

JPH0723103B2 - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPH0723103B2
Application number: JP60273836A
Authority: JP
Inventors: 晃彦三好
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-12-04
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPS62131882A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両の前後輪を転舵するようにした４輪操舵
装置に関し、特に、制御系の異常時の安全性を高める対
策に関する。

（従来の技術）近年、この種の車両の４輪操舵装置は、車両の走行特性
を大きく変え得るものとして注目されており、基本的に
は、低車速時の前後輪の転舵比を逆位相に制御し、ステ
アリング特性をオーバーステア特性にして車両の回頭性
を高める一方、高車速時には、転舵比を同位相に保ち、
ステアリング特性をアンダステア特性にして車両の走行
安定性を確保するようにしたものである。

そして、この４輪操舵装置の一例として、本出願人は、
先に、斜板と呼ぶ揺動アームの傾斜角を変えることによ
り、前後輪の転舵比を可変制御するようにしたものを提
案している（特願昭59−48054号明細書および図面参
照）。

すなわち、この提案のものは、車両の後輪を転舵する後
輪転舵機構に連結され所定の移動軸線方向に移動可能な
移動部材と、該移動部材の移動軸線上に位置する揺動中
心をもって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記
移動部材とを連結する連結部材と、車両の前輪を転舵す
る前輪転舵機構に連係され、上記連結部材を移動部材の
移動軸線回りに回転させる回転付与アームとを備えてな
り、上記移動部材の移動軸線に対する揺動アームの揺動
中心線の傾斜角をアクチュエータによって変えることに
より、前後輪の転舵比を変えるようにしたものである。

ところで、上記提案例のように前後輪の転舵比を変える
ものに限らず、前輪舵角に応じて後輪舵角を直接アクチ
ュエータで制御するようにしたものをも含む４輪操舵装
置においては、アクチュエータを作動制御するためのコ
ントロールユニットにコネクタを結合して、該コネクタ
を通してコントロールユニットにアクチュエータの制御
に必要な信号を入出力させる構造が一般的に採用されて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、その場合、車両の走行振動等に起因してコネク
タがコントロールユニットから外れることも考えられ、
そのときには、コントロールユニットに対する制御に必
要な信号の入出力が全て絶たれて、車両の４輪操舵を適
正に実行することができなくなる。

本発明は斯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、コントロールユニットに正常時と異
常時とにそれぞれ対応した２つの制御機能を持たせ、か
つコントロールユニットに結合されるコネクタを上記２
つの制御機能に関連して所定の２系統に分けるようにす
ることにより、万一、一方のコネクタがコントロールユ
ニットから外れても、残りのコネクタによりコントロー
ルユニットによる後輪転舵に対する制御を確保できるよ
うにすることにある。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、本発明で講じた解決手段
は、第１図に示すように、ステアリングホイール10の操
作に応じて前後輪1_L,1_R,2_L,2_Rを転舵するようにした車
両の４輪操舵装置として、車両の前輪1_L,1_Rを転舵する
前輪転舵機構３と、後輪2_L,2_Rを転舵する後輪転舵機構1
2とを設けるとともに、上記後輪転舵機構12を介して後
輪舵角θ_Ｒを制御する第１および第２の舵角調整装置5
0,55を設け、コントロールユニット100により、上記第
１の舵角調整装置50を優先的に作動制御するとともに、
その第１の舵角調整装置50に対する制御の異常時には第
２の舵角調整装置55を作動制御するように構成する。

さらに、上記コントロールユニット100に対し、第１の
舵角調整装置50の制御に使用される信号を入出力させる
第１のコネクタ120と、第２の舵角調整装置55の制御に
使用される信号を入出力させる第２のコネクタ121とを
結合する構成とする。

（作用）したがって、本発明では、上記の構成により、コントロ
ールユニット100に、第１の舵角調整装置50を制御する
ための第１のコネクタ120と、第２の舵角調整装置55を
制御するための第２のコネクタ121との２つのコネクタ
が並列に結合されているので、万一、車両の走行振動等
によりコネクタ120,121の一方がコントロールユニット1
00から外れても、残りのコネクタ121,120を介して該コ
ネクタ121,120に対応する舵角調整装置55,50を作動制御
して、後輪2_L,2_Rに対する転舵制御を確保でき、よって
安全性を高め得ることになる。

尚、コントロールユニット100においては、上記両コネ
クタ120,121が共にコントロールユニット100に結合され
ている正常時には、第１の舵角調整装置50に対する制御
が優先的に行われ、第２の舵角調整装置55に対する制御
は行われない。そして、第１のコネクタ120がコントロ
ールユニット100から外れたとき、或いは第１の舵角調
整装置50に対する制御が異常状態となったときに初め
て、第２の舵角調整装置55に対する制御が行われる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図および第３図において、1_L,1_R,2_L,2_Rは車両の４
つの車輪であって、左右の前輪1_L,1_Rは前輪転舵機構３
により、また左右の後輪2_L,2_Rは後輪転舵機構12により
それぞれ連係されている。

上記前輪転舵機構３は、左右一対のナックルアーム4_L,4
_Rおよびタイロッド5_L,5_Rと、該左右のタイロッド5_L,5_R
同士を連結するリレーロッド６とからなる。また、この
前輪転舵機構３にはラックピニオン式のステアリング機
構７を介してステアリングホイール10が連係されてい
る。すなわち、上記リレーロッド６にはラック８が形成
されている一方、上端にステアリングホイール10を連結
せしめたステアリングシャフト11の下端には上記ラック
８と噛み合うピニオン９が取り付けられており、ステア
リングホイール10の操作に応じて左右の前輪1_L,1_Rを転
舵するようになされている。

一方、上記後輪転舵機構12は上記前輪転舵機構３と同様
に、左右のナックルアーム13_L,13_Rおよびタイロッド1
4_L,14_Rと、該タイロッド14_L,14_R同士を連結するリレー
ロッド15とを有し、さらに油圧式のパワーステアリング
機構16を備えている。該パワーステアリング機構16は、
車体に固定されかつ上記リレーロッド15をピストンロッ
ドとするパワーシリンダ17を備え、該パワーシリンダ７
内は上記リレーロッド15に一体的に取り付けたピストン
17aによって２つの油圧室17b,17cに区画形成され、この
シリンダ17内の油圧室17b,17cはそれぞれ配管18,19を介
してコントロールバルブ20に接続されている。また、該
コントロールバルブ20にはリザーブタンク21に至る油供
給管22および油排出管23の２本の配管が接続され、上記
油供給管22には図示しない車載エンジンにより駆動され
る油圧ポンプ24が配設されている。上記コントロールバ
ルブ20は、公知のスプールバルプ式のもので構成されて
いて、上記リレーロッド15に連結部材25を介して一体的
に取り付けられた筒状のバルブケーシング20aと、該バ
ルブケーシング20a内に嵌装された図示しないスプール
バルブとを備えてなり、スプールバルブの移動に応じて
パワーシリンダ17の一方の油圧室17b（17c）に油圧ポン
プ24からの圧油を供給してリレーロッド15に対する駆動
力をアシストするものである。また、上記パワーシリン
ダ17内にはリレーロッド15をニュートラル位置（後輪
2_L,2_Rの舵角θ_Ｒが零となる位置）に付勢するリターン
スプリング17d,17dが縮装されている。

上記前輪転舵機構３のリレーロッド６には上記ステアリ
ング機構７を構成するラック８以外に今一つのラック26
が形成され、該ラック26には車体前後方向に延びる回転
軸28の前端に取り付けたピニオン27が噛み合わされ、該
回転軸28の後端は転舵比制御機構29を介して上記後輪転
舵機構12に連係されている。

上記転舵比制御機構29は、第４図にも詳示するように、
車体に対し車幅方向に移動軸線l₁上を摺動自在に保持さ
れたコントロールロッド30を有し、該コントロールロッ
ド30の一端は上記コントロールバルブ20のスプールバル
ブに連結されている。また、転舵比制御機構29は、基端
部がＵ字状ホルダ31に支持ピン32を介して揺動自在に支
承された揺動アーム33を備え、上記ホルダ31は車体に固
定したケーシング34に上記コントロールロッド30の移動
軸線l₁と直交する回動軸線l₂を持つ支持軸35を介して回
動自在に支持されている。上記揺動アーム33の支持ピン
32は上記両軸線l₁,l₂の交差部に位置して回動軸線l₂と
直交する方向に延びており、ホルダ31を支持軸35（回動
軸線l₂）回りに回動させることにより、その先端の支持
ピン32とコントロールロッド30の移動軸線l₁とのなす傾
斜角、つまり支持ピン32を中心とする揺動アーム33の揺
動軌跡面が移動軸線l₁と直交する面（以下、基準面とい
う）に対してなす傾斜角を変化させるようになされてい
る。

また、上記揺動アーム33の先端部にはボールジョイント
36を介してコネクティングロッド37の一端部が連結さ
れ、該コネクティングロッド37の他端部はボールジョイ
ント38を介して上記コントロールロッド30の他端部に連
結されており、揺動アーム33先端の第４図左右方向の変
位に応じてコントロールロッド30を左右方向に変位させ
るようになされている。

上記コネクティングロッド37は、そのボールジョイント
36に近い部位において回転付与アーム40にボールジョイ
ント41を介して摺動可能に支持されている。この回転付
与アーム40は、上記移動軸線l₁上に支持軸42を介して回
動自在に支持した大径の傘歯車43と一体に設けられ、該
傘歯車43には第３図に示すように上記回転軸28の後端に
取り付けた傘歯車44が噛合されており、ステアリングホ
イール10の回動を回転付与アーム40に伝達するようにな
されている。このため、ステアリングホイール10の回動
角に応じた量だけ回転付与アーム40およびコネクティン
グロッド37が移動軸線l₁回りに回動し、それに伴って揺
動アーム33が支持ピン32を中心にして揺動された場合、
ピン32の軸線がコントロールロッド30の移動軸線l₁と一
致しているときには、揺動アーム33先端のボールジョイ
ント36は上記基準面上を揺動するのみで、コントロール
ロッド30は静止保持されるが、ピン32の軸線が移動軸線
l₁に対し傾斜して揺動アーム33の揺動軌跡面が基準面か
らずれていると、このピン32を中心にした揺動アーム33
の揺動に伴ってボールジョイント36が第４図の左右方向
に変位して、この変位はコネクティングロッド37を介し
てコントロールロッド30に伝達され、該コントロールロ
ッド30が移動軸線l₁に沿って移動して、コントロールバ
ルブ20のスプールバルブを作動させるように構成されて
いる。すなわち、ピン32の軸線を中心とした揺動アーム
33の揺動角が同じであっても、コントロールロッド30の
左右方向の変位はピン32の傾斜角つまりホルダ31の回動
角の変化に伴って変化する。

そして、上記支持ピン32の移動軸線l₁に対する傾斜角す
なわちホルダ31の基準面に対する傾斜角を変化させるた
めに、ホルダ31の支持軸35には、第５図に示すようにウ
ォームホイールとしてのセクタギヤ45が取り付けられ、
このセクタギヤ45には回転軸46上のウォームギヤ47が噛
合されている。また、上記回転軸46には傘歯車48が取り
付けられ、この傘歯車48には傘歯車49が噛み合わされ、
該傘歯車49は後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒを制御する第１の舵
角調整装置としてのステッピングモータ50の出力軸50a
上に取り付けられており、ステッピングモータ50を作動
させてセクタギヤ45を回動させることにより、ホルダ31
の基準面に対する傾斜角を変更して後輪2_L,2_Rの舵角θ
_Ｒを制御し、セクタギヤ45を、その中心線がウォームギ
ヤ47の回転軸46の中心線と直角になる中立位置（このと
き、上記揺動アーム33先端のボールジョイント36は基準
面上を回動し、後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒはθ_Ｒ＝０にな
る）から第５図時計回り方向に回動させたときには、前
後輪1_L,2_L（1_R,2_R）間の転舵比（後輪転舵角θ_R/前輪転
舵角θ_Ｆ）を後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_Rと逆方向に向く逆位
相に制御する一方、反対に反時計回り方向に回動させた
ときには、転舵比を後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_Rと同じ方向に
向く同位相に制御するように構成されている。

また、上記ホルダ31を支持するケーシング34には、上記
セクタギヤ45の左右両側方にセクタギヤ45の回動範囲を
規制するピンよりなる逆位相側および同位相側のストッ
パ部材51,52が取り付けられており、第５図の下側部に
示すように、セクタギヤ45が逆位相側に回動したときに
は、その中立位置からの回動角が例えば−17.5゜となる
と、セクタギヤ45が逆位相側ストッパ部材51に当接して
それ以上の回動が規制される一方、セクタギヤ45の同位
相側への回動時には、中立位置からの回動角が例えば20
゜になると、セクタギヤ45が同位相側のストッパ部材52
に当接して動きが規制されるようになされている。そし
て、上記セクタギヤ45が上記逆位相側のストッパ部材51
に当接したときのステッピングモータ50の制御位置をそ
の初期位置とするように構成されている。

一方、上記パワーステアリング機構16におけるパワーシ
リンダ17に接続された配管18,19同士は連通管53で連通
され、該連通管53の途中にはパワーシリンダ17の両油圧
室17b,17cの連通又はその遮断を制御する２位置電磁切
換弁54が配設されており、該電磁切換弁54は、給電励磁
によるオフセット位置では開弁して連通管53を開くこと
により、パワーシリンダ17の両油圧室17b,17c同士を連
通する一方、ノーマル位置では閉弁して連通管53を閉じ
ることにより、両油圧室17b,17c間の連通を遮断するよ
うに設けられている。そして、この電磁切換弁54の作動
に伴いパワーシリンダ17の後輪転舵に対するアシスト力
をなくし、その内部のリターンスプリング17d,17dの付
勢力によって後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒをθ_Ｒ＝０に固定す
るようにした第２の舵角調整装置55が構成されている。
尚、第３図中、39は後輪転舵機構12におけるリレーロッ
ド15の最大移動範囲を規制するロッドストッパである。

上記ステッピングモータ50および電磁切換弁54は、第６
図に示すように、車両のイグニッションキースイッチ11
7のON操作に伴って車載バッテリ118から供給される電源
をシステム電源として作用するマイクロコンピュータ内
蔵のコントロールユニット100によって作動制御される
ように構成され、このコントロールユニット100には車
両の走行速度SPDを検出する車速センサ101からの検出信
号が入力されている。

上記コントロールユニット100の内部構成を第７図によ
って説明すると、コントロールユニット100は制御部と
してのCPU102と所定の制御データを記憶するROM103とを
備え、上記CPU102は、バッテリ電圧（12V）を5Vの定電
圧に保つ定電圧回路104からの出力電圧Vccによって作動
し、CPU102の暴走を検出するCPU暴走検出部105、出力電
圧Vccが4.5V以下に低下したことを検出する出力電圧検
出部106およびイグニッションキースイッチ117のON操作
開始時にリセット信号を出力するパワーオンリセット部
107からの各出力を受けてリセットされる。

また、上記車速センサ101の出力信号はインタフェイス1
08を経て積分フィルタ109に入力され、該フィルタ109で
チャタリングを除去された後、波形整形回路110で信号
波形を整形されてCPU102に供給される。

さらに、コントロールユニット100は、CPU102の出力を
受けてステッピングモータ50を駆動するステッピングモ
ータドライバ111と、該ドライバ111の出力に基づいてド
ライバ111およびモータ50の作動状態を検出する作動状
態検出インタフェイス112とを有しているとともに、CPU
102からのカレントダウン指令信号を受けてステッピン
グモータ50に対するバッテリ電源からの出力電流をモー
タ50の非制御中（モータ出力軸50aの回転を停止させて
いるとき）に各相とも例えば100mAに制限するカレント
ダウン部113を有している。

また、コントロールユニット100には、上記CPU102の出
力に基づいて電磁切換弁54に対しコントロールユニット
100を経由した12Vのバッテリ電源を給電して該切換弁54
を駆動するためのソレノイドドライバ114と、上記電磁
切換弁54の作動状態を監視してその制御系の断線を検出
する作動状態モニタ115とが設けられているとともに、
上記ステッピングモータドライバ50におけるトランジス
タの開放故障或いはそのモータ制御系の短絡故障、ハー
ネス断線、後術のコネクタ抜け等が生じたときにCPU102
の出力を受けてワーニングランプ119を点灯させるラン
プドライバ116が設けられている。

ここで、さらに、上記コントロールユニット100のCPU10
2において行われる信号処理手順を第８図ないし第10図
に基づいて説明する。第８図は信号処理のプログラムの
メインルーチンを示し、イグニッションキースイッチ11
7のON操作によるスタートの後、先ず、ステップS₁でシ
ステムの初期化を行い、次のステップS₂でシステムチェ
ックを行う。このシステムチェックは上記ステッピング
モータ50に対する制御システムが正常な状態にあるか否
かをチェックするものであり、第９図に示すサブルーチ
ンに沿って処理される。すなわち、最初のステップS₃で
上記カレントダウン部113に対するカレントダウン指令
信号の出力を解除した後、ステップS₄でステッピングモ
ータ50に対する全ての励磁相をON状態（励磁状態）に保
つ信号を出力し、次いでステップS₅で一定時間の経過を
待った後、ステップS₆でモータ励磁相の励磁状態を作動
状態検出インタフェイス112によってモニタリングし、
次のステップS₇て励磁相が全てLoレベルか否かを判定す
る。この判定がYESのときには、ステップS₈において今
度はステッピングモータ50に対する全ての励磁相をOFF
状態（励磁解除状態）に保つ信号を出力し、次いでステ
ップS₉で一定時間の経過を待った後、ステップS₁₀で上
記ステップS₆と同様にその励磁状態をモニタリングし、
ステップS₁₁で励磁相が全てHiレベルか否かを判定す
る。この判定がYESであるときには、制御システムが正
常状態にあると見做し、ステップS₁₂でステッピングモ
ータ50に対する励磁状態およびカレントダウン指令状態
を再設定した後、上記メインルーチンの次のステップS
₁₅に復帰する。

一方、上記ステップS₇での判定がNOであるときには、ス
テッピングモータドライバ111における駆動トランジス
タの開放故障と見做し、またステップS₁₁での判定がNO
であるときには、モータ50とコントロールユニット100
との間の短絡故障、コネクタ抜け、ハーネス断線等と見
做し、いずれのときでも制御システムの異常時と判定し
てステップS₁₃に進み、パワーシリンダ17の両油圧室17
b,17cを連通させる連通バルブとしての電磁切換弁54をO
N信号を出力するとともにワーニングランプ119を点灯さ
せ、次いでステップS₁₄でインタラプトルーチンの割込
みを禁止し、以後は上記ステップS₁₃,S₁₄を繰り返す。

そして、こうしたシステムチェックの終了後、メインル
ーチンにおけるステップS₁₅に進んでステッピングモー
タ50の現在ステップ数MPをMP＝０に、またその目標ステ
ップ数CPをCP＝−580にそれぞれ設定するとともに、モ
ータ位置初期化制御モードの実行を示すフラグF₁をF₁＝
１にセットする。上記目標ステップ数CPは、ステッピン
グモータ50の制御初期位置、つまりセクタギヤ54が逆位
相側ストッパ部材51に当接して転舵比が逆位相側の最大
転舵比になっている位置をCP＝０とし、そこからモータ
50をその目標制御位置に制御するときにモータ50に入力
されるパルス信号のステップ数を示すものであり、ま
た、現在ステップ数MPは、モータ50の現在の制御位置の
上記制御初期位置からのステップ数を示すものである。
尚、上記フラグF₁は、モータ50をその制御位置の初期化
のために制御するモータ位置初期化制御モードのときに
はF₁＝１にセットされるが、車速SPDに応じて転舵比を
制御する車速感応制御モードのときにはF₁＝０にリセッ
トされる。

この後、ステップS₁₆に進み、上記ステップS₂と同様に
システムチェックを行った後、ステップS₁₇において上
記フラグF₁がF₁＝１か否かの判定を行う。この判定がF₁
＝１のYESであるとき、つまりモータ50の位置初期化制
御モードを行うときには、ステップS₁₈に進み、上記モ
ータ50に対する目標ステップ数CPが現在ステップ数MPに
等しいか否かを判定し、この判定がCP≠MPのNOのときに
はそのまま上記ステップS₁₆に戻る。また、判定がCP＝M
PのYESでモータ50の制御位置初期化が終了しているとき
には、ステップS₁₉に進み、モータ50の目標ステップ数C
Pおよび現在ステップ数MPをCP＝MP＝０にし、かつフラ
グF₁をF₁＝０にリセットするとともに、このモータ50の
制御位置初期化を１度実行し終ったことを識別するため
のフラグF₂をF₂＝１にセットした後、上記ステップS₁₆
に戻る。

一方、上記ステップS₁₇での判定がF₁＝０のNOでモータ5
0を転舵比変更のために制御するときには、ステップS₂₀
に進んで車速センサ101により検出された車速SPDがSPD
＝０（停車状態）にあるか否かを判定し、この判定がYE
Sのときには、ステップS₂₁においてさらに上記フラグF₂
がF₂＝０かであるか否かを判定する。そして、このステ
ップS₂₁での判定がF₂＝１のNOであるときにはそのまま
上記ステップS₁₆に戻るが、判定がF₂＝０のYESでモータ
50の制御位置初期化を車速SPD＝０の停車時に実行して
いないときには、ステップS₂₂でフラグF₁をF₁＝１にセ
ットし、次のステップS₂₃でモータ50の目標ステップ数C
Pをその制御初期位置に対応するCP＝−580に設定した
後、上記ステップS₁₆に戻る。

また、上記ステップS₂₀での判定がSPD≠０のNOであると
きにはステップS₂₄に進み、検出された車速SPDを予め車
速に応じて設定されてROM103に記憶されている制御デー
タテーブルに照合して、モータ50の目標ステップ数CPを
実際の車速SPDに対応する目標ステップ数CP＝ｆ（SPD）
にセットし、次のステップS₂₅で上記両フラグF₁,F₂を共
にF₁＝F₂＝０にリセットした後、上記ステップS₁₆に戻
る。尚、上記ROM103に記憶されている制御データテーブ
ルは、第11図に示すように車速SPDに応じて前後輪1_L,2_L
（1_R,2_R）の転舵比が変化し、車速SPDが低い場合には、
車両の回頭性を良好にするために、後輪2_L,2_Rが前輪1_L,
1_Rに対して逆方向にすなわち逆位相で転舵されて、転舵
比が負となる一方、車速SPDが例えば約67km/時に達した
ときには、転舵比が零になり、前輪1_L,1_Rの転舵に関係
なく後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒがθ_Ｒ＝０に保たれて車両が
通常の２輪操舵状態になる。さらに高速走行の場合に
は、コーナリング時の後輪2_L,2_Rのグリップ力を向上さ
せて走行安定性を高めるために、後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_R
と同方向にすなわち同位相に転舵されて、転舵比が正と
なるように設定されている。

また、第10図はCPU102に内蔵されているタイマにセット
された時間が経過したときに上記メインルーチンに対し
て割込み処理されるインタラプトルーチンを示し、この
インタラプトルーチンでは、先ず、最初のステップS₃₀
でモータ50の目標ステップ数CPが現在ステップ数MPと等
しいことを判定する。この判定がCP＝MPのYESのとき、
つまりモータ50へのパルス信号の出力が不要でモータ50
をその制御位置に保持するときには、ステップS₃₁に進
んでカレントダウン指令信号をカレントダウン部113に
出力することにより、モータ50への印加電圧を低下させ
てその発熱量を抑え、次いでステップS₃₈で次回の割込
み処理を発生させる上記タイマをセットした後、上記メ
インルーチンにおける割込み後のステップに復帰する。

また、上記ステップS₃₀での判定がCP≠MPのNOであると
きには、ステップS₃₂に進んで上記カレントダウン部113
に対するカレントダウン指令信号の出力を解除した後、
ステップS₃₃に進み、上記モータ50の目標ステップ数CP
と現在ステップ数MPとの大小関係を判定する。この判定
がCP＞MPのYESであるときには、ステップS₃₄に進んでモ
ータ50が転舵比の同位相方向に１ステップだけ動くよう
にその励磁相を切り換え、次いでステップS₃₅で現在ス
テップ数MPをMP←MP＋１に更新した後、上記ステップS
₃₈に移る。一方、上記ステップS₃₃での判定がCP＜MPのN
Oであるときには、ステップS₃₆に進んでモータ50が転舵
比の逆位相方向に１ステップだけ動くように励磁相を切
り換え、ステップS₃₇で現在ステップ数MPをMP←MP−１
に更新した後、上記ステップS₃₈に移る。

よって、以上の如き制御フローにより、コントロールユ
ニット100では、ステッピングモータ50（第１の舵角調
整装置）を優先的に作動制御するとともに、その制御の
異常時にはワーニングランプ119を点灯させかつ第２の
舵角調整装置55の電磁切換弁54を作動制御するように構
成されている。

そして、第６図に示すように、上記コントロールユニッ
ト100に対し車載バッテリ118からの電源を供給しかつ制
御に必要な信号を入出力させるために、コントロールユ
ニット100には第１および第２の２つのコネクタ120,121
が結合されている。上記第１のコネクタ120には、イグ
ニッションキースイッチ117に接続された電源端子120a
と、アース端子120bと、車速センサ101に接続された車
速信号入力端子120cと、ステッピングモータ50の各相に
接続されたモータ出力端子120d〜120iとの９つの端子が
設けられており、この第１のコネクタ120により、コン
トロールユニット100にバッテリ118からの電源を入力さ
せるとともに、モータ50の制御に使用される車速信号お
よびモータ制御信号を入出力させるようになされてい
る。

一方、第２のコネクタ121には、イグニッションキース
イッチ117に接続された電源端子121aと、アース端子121
bと、ワーニングランプ119に接続されたランプ出力端子
121cと、電磁切換弁54へバッテリ118からの電源を供給
する電源供給端子121dおよびその作動を制御する制御信
号出力端子121eとの５つの端子が設けられており、この
第２のコネクタ121により、コントロールユニット100に
バッテリ118からの電源を入力させるとともに、電磁切
換弁54およびワーニングランプ119の制御に使用される
信号を出力させるようになされている。

次に、上記実施例の作動について説明する。

先ず、使用停止状態にある車両を運転すべく、そのイグ
ニッションキースイッチ117をON操作すると、それに伴
ってシステムチェックが行われる。そして、ステッピン
グモータ50に対する制御システムが正常な状態であると
きには、コントロールユニット100からステッピングモ
ータ50に580ステップのパルス信号が出力されてモータ5
0が作動し、このモータ50の作動によりセクタギヤ45が
逆位相方向（第５図で時計回り方向）に回動し、そのセ
クタギヤ45の逆位相側ストッパ部材51との当接によりモ
ータ50の制御初期位置が位置決めされる。

このようなモータ50の位置決め後、車両が走行状態に移
行すると、そのときの車速SPDが車速センサ101により検
出されて該車速センサ101からコントロールユニット100
に検出信号が出力され、このコントロールユニット100
におけるCPU102により車速SPDに応じた転舵比が算出さ
れ、その転舵比に対応したパルス信号がモータ50に出力
されてモータ50が作動する。このモータ50の作動により
セクタギヤ45が回動して該セクタギヤ45に連結されてい
る揺動アーム33の揺動軌跡面が基準面に対し傾斜変更さ
れ、この変更によりステアリングホイール10の操作つま
り前輪1_L,1_Rの転舵に連動して移動軸線l₁回りに回動す
るコネクティングロッド37の動きに対するコントロール
ロッド30の移動方向および移動距離が変化し、このコン
トロールロッド30の移動に応じて後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_R
に対し上記算出された所定の転舵比になるよう、パワー
ステアリング機構16のパワーシリンダ17によってアシス
トされながら転舵される。このことにより、車両の４輪
1_L,1_R,2_L,2_Rが低車速時には転舵比が逆位相に、また高
車速時には転舵比が同位相にそれぞれなるように制御さ
れる。

一方、上記システムチェックの結果、ステッピングモー
タドライバ111における故障や短絡故障等によってモー
タ50に対する制御システムが異常状態にあるときには、
モータ50の制御は停止され、その替り、ワーニングラン
プ119が点灯されてシステムの異常が表示されるととも
に、電磁切換弁54にON制御信号が出力されて該切換弁54
がオフセット位置の開弁状態に切り換えられ、このこと
により上記パワーシリンダ17の両油圧室17b,17cが連通
管53を介して連通する。このため、パワーシリンダ17の
後輪転舵に対するアシスト力がなくなり、後輪2_L,2_Rは
実質的に転舵されずにリターンスプリング17d,17dの付
勢力によって舵角θ_Ｒがθ_Ｒ＝０となる中立位置に保持
される。その結果、車両はその前輪1_L,1_Rのみが転舵さ
れる通常の２輪操舵状態に固定される。

また、上記の如き車両の運転中、車両が走行停止して車
速SPDがSPD＝０になると、その都度、上記と同様にして
システムチェックおよびモータ50の制御初期位置への位
置決めが行われる。

この場合、上記コントロールユニット100に第１および
第２の２つのコネクタ120,121が結合されていて、コン
トロールユニット100に対しバッテリ電源が２つのコネ
クタ120,121を経て入力されるので、万一、コネクタ12
0,121の一方がコントロールユニット100から外れてもコ
ントロールユニット100に対する電源の供給を確保で
き、よってシステムの安全性を高めることができる。

また、上記第１のコネクタ120には第１の舵角調整装置
としてのステッピングモータ50を作動制御するのに必要
な信号系が、また第２のコネクタ121には第２の舵角調
整装置55の電磁切換弁54を作動制御するのに必要な信号
系がそれぞれまとめられているので、第１のコネクタ12
0がコントロールユニット100から外れたときには、第２
のコネクタ121を通して電磁切換弁54を作動制御して後
輪2_L,2_Rを舵角θ_Ｒ＝０に固定する一方、第２のコネク
タ121がコントロールユニット100から外れたときには、
第１のコネクタ120を通して通常通りにステッピングモ
ータ50を制御して後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒを可変制御する
ことができ、よってコネクタ120,121の一方が外れても
後輪2_L,2_Rの転舵に対する制御を確保でき、安全性をよ
り一層高めることができる。

尚、上記実施例では、車両の前後輪1_L,1_R,2_L,2_Rの転舵
比を車速SPDに応じて可変制御するようにした４輪操舵
装置に適用した場合を例示したが、本発明は後輪を車速
および前輪舵角に応じて直接アクチュエータによって駆
動するようにした４輪操舵装置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、本発明によれば、ステアリングホ
イールの操作により前後の車輪を転舵するようにした車
両の４輪操舵装置において、後輪の舵角を第１および第
２の２つの舵角調整装置の一方によって制御するように
構成し、その２つの舵角調整装置を作動制御するための
コントロールユニットに対し、第１の舵角調整装置制御
用のコネクタと第２の舵角調整装置制御用のコネクタと
を並列に結合したことにより、これら２つのコネクタの
一方の結合が外れてもコントロールユニットによる後輪
転舵に対する制御を確保することができ、よって車両の
４輪操舵装置の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図である。第２図ないし第
11図は本発明の実施例を示し、第２図は４輪操舵装置の
概略構成を示す平面図、第３図は同模式斜視図、第４図
は転舵比制御機構の縦断面図、第５図はストッパ部材に
より規制されるセクタギヤ回動範囲を示す説明図であ
る。第６図はコントロールユニットに対する各機器の接
続状態を示す説明図、第７図はコントロールユニットの
内部構成を示すブロック図、第８図はコントロールユニ
ットにおけるCPUで処理されるメインルーチンを示すフ
ローチャート図、第９図は同システムチェックのための
サブルーチンを示すフローチャート図、第10図は同イン
タラプトルーチンを示すフローチャート図、第11図はRO
Mに記憶されている制御データテーブルを示す特性図で
ある。 1_L,1_R……前輪、2_L,2_R……後輪、３……前輪転舵機構、
７……ステアリング機構、10……ステアリングホイー
ル、12……後輪転舵機構、16……パワーステアリング機
構、17……パワーシリンダ、17b,17c……油圧室、17d…
…リターンスプリング、20……コントロールバルブ、29
……転舵比制御機構、30……コントロールロッド、33…
…揺動アーム、37……コネクティングロッド、40……回
転付与アーム、50……ステッピングモータ（第１の舵角
調整装置）、54……電磁切換弁、55……第２の舵角調整
装置、100……コントロールユニット、101……車速セン
サ、102……CPU、103……ROM、120,121……コネクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールの操作に応じて前後
輪を転舵するようにした車両の４輪操舵装置であって、前輪を転舵する前輪転舵機構と、後輪を転舵する後輪転
舵機構と、該後輪転舵機構を介して後輪舵角を制御する
第１および第２の舵角調整装置と、該第１の舵角調整装
置を優先的に作動制御するとともに、その制御の異常時
には第２の舵角調整装置を作動制御するコントロールユ
ニットとを備えてなり、上記コントロールユニットには、上記第１の舵角調整装
置の制御に使用される信号を入出力させる第１のコネク
タと、上記第２の舵角調整装置の制御に使用される信号
を入出力させる第２のコネクタとが結合されていること
を特徴とする車両の４輪操舵装置。