JPS6185273A

JPS6185273A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS6185273A
Application number: JP20751784A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Miyoshi; 三好　晃彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1986-04-30
Also published as: JPH052549B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は車両のグ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卸するように
したグ輪操舵装置に関して、例えば特開昭ｊター９．２
２ｔ３号公報に記載されている如（、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ュエータで制御する場合
、別途転舵比零制御手段を設け、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、かかる転舵比零制御手段を設けた場合、その故
障時には正確な転舵比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、転舵比零制
御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、グ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、
始動時は市速零であるから、そこから転舵比容にするた
めに必要な制ｉ’［］！ｉを予め求めておき、この制御
量の出力により転舵比を零にすることができるが、再始
動時に転舵比容制御をしようとすると、前回の始動時に
制御された転舵比容の位置からｔ記制御量での制御かな
され、転舵比が零の位置から逆に大きくずれてくる不具
合がある。

本発明は、かかる問題点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比可変機構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
舵比零制御手段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いる一
方、停止時は転舵比復帰手段８にて転舵比可変機構４を
制御して転舵比を転舵比零制御前の状態に戻すようにし
ている。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図乃至第２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。

一実施例／一本例は第２図乃至第２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はナックルアーム９゜９、タイ
口・ノド１０．１０を介してリレーロッド１１の両端に
連結されている。リレー口・ノド１１にはハンドル１２
からのシャフト１６がランク１４とピニオン１５の噛合
により連係し、ノｈンドル１２の回転操作により、リレ
ーロッド１１が左右に移行して左右の前輪２．２が転舵
するようになっている。

一方、左右の後輪３，６もナックルアーム１６゜１６、
タイロッド１７．１７を介してリレーロッド１８の両端
に連結されていて、リレーロッド１８の左右への移行に
より転舵するようになっている。

このリレーロッド１８は、前輪側リレーロット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
されるようになっている。

具体的には、前輪側のリレーロッド１１には前後方向に
延ばした作動ロッド１９の前端がラック２０とビニオン
２１の噛合により連結され、この作動ロッド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ッド１８より延設したコント
ロールロ・ノド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ッド１９が回転し、転舵比可変機
構４で決められた転舵比でもってコントロールロッド２
６が左右にスライドして後輪６が転舵するようになって
いる。

転舵比の変更はステッピングモータ２２の作動によりな
されるものであり、ステッピングモータ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
なっている。また、転舵比変更機構４には転舵比を検出
する転舵比零制御手段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
２４にはイグニッションスイッチ２５を介してバ・ンテ
リ電源２６が接続されている。

また、後輪側のリレーロッド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
リレーロッド１８に固定したピストン２８にて２つの油
圧室３［］ａ　、　６ｏｂに区画されている。両油圧室
６０ａ　、３０ｂは、油管３１ａ。

３１ｂを介してコントロールバルブ３乙に接続さし、コ
ントロールバルブ３３にバリサーバタンク６４からの油
供給管６５および油戻し管６６が接線すしている。コン
トロールバルブ５３＜Ｌ　コントロールロッド２６の移
行方向を検出し、その移行方向に応じて油供給管６５を
油圧室３０　ａ　、３０ｂの一方に、油戻し管６６を油
圧室３０６．３０ｂ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３７からの
油圧をコントロールロッド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
油圧かりレーロツド１８の移行力、つまりは後輪６，６
の転舵力を助勢する。

なお、上記オイルポンプ６７はエンジンにより駆動され
、また、油圧室３Ｄａ、３０ｂにはリレーロンド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＝Ｔ変機構４の具体的構成を第３図に基いて
説明するに、まず、ｒ６１記コントロールロッド２６は
車体６９に対して車幅方向に摺動可能に支持されており
、その移動軸線はノ１で示されている。転舵比変型機構
４は、上記移動軸線１１と直交する直交線ノ２を中心と
して車体６９に回動可能番こ支持されたホルダ４０を備
え、このホルダ４０には揺動アーム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
移動軸線ノ１と直交線１２との交点に位’Ｒ−するとと
もに、その揺動軸線ｊ３は直交線１２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ッド２６には連結ロッド４
３の一端がボールジヨイント４４にて連結され、また、
この連結ロッド４６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。この連結ロッ
ド４６には、上記移動軸線ノ１−ヒに回動軸４６をもっ
回動付り、アーム４７の先端がボールジヨイント４８を
介して連結されていて、前輪側のリレーロンド１１より
延ばした作動ロッド１９が回転軸４６に対し傘歯車４９
゜５０の噛合により接続されている。回動付与アーム４
７は回動軸４６と一体にしたシリンダ５１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、ステッピングモータ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４
０の回動軸に設けたウオームホイール５３と噛合ってお
り、ステッピングモータ２２の作動により転舵比が変更
され、また、ホルダ４゜に取り付けた転舵比零制御手段
５によりホルダ４０の回動可から転舵比を検出するよう
になっている。

すなわち、上記転舵比可変機構４においては、前輪２の
転舵が作動ロッド１９、回動付与アーム４７および連結
ロッド４３を介して揺動アーム４１に伝えられ、揺動ア
ーム４１が揺動軸線ノ３を中心に揺動（回動）する。そ
して、ステッピングモータ２２によるホルダ４０の回動
角度設定によりとの揺動軸線１３がコントロールロツｌ
’　２３　（７）移動軸線ｔ１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１１と直交
する面内にあって、前輪２が転舵されても連結ロッド４
３を介してコントロールロッド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、ステッピングモータ２２の作動により揺動軸線１
３が第７図に示す如く移動軸線１１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ｊ
！１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ッド４６を介してコントロール
ロッド２３を左右に移行せしめる力が生じ、後輪６は前
輪２に対して同位相で転舵される。また、揺動軸線ノ３
が逆に傾くと後輪３は逆位相で転舵される。つまり、ス
テッピングモータ２２はホルダ４０を回動させて揺動軸
線ノ３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４２の両端
部を支持するアーム５４．５４がＵ字状に連すっていて
、車体側にはこのアーム５４．５４の基端部に当接して
揺動軸４２の回動角を規制するストッパ５５．５５が設
けられている。

さて、転舵比可変機構４のステッピングモータ２２の作
動を制御する制御回路２４の構成は第６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、ステッピングモータ駆動回路５８および通電
制御手段５９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用特性切換信号（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、転舵比病ｌｉ［′ｆ一段と、転舵比零制御手段
５の故障を４輪操舵装置の始動時（エンジン始動時）に
検出する故障検出ｐ段と、故障源のとき、転舵比検出信
号に基き車速零での要求転舵比に実際の転舵比を一致せ
しめる補ＩＥ手段と、故障性のとき、転舵比を零に制御
する転舵比容制御手段と、転舵比特性線をした場合、４
輪操舵装置の停止時（エンジン停止時）に転舵ＩＬを零
制御前の状態に戻す転舵比復帰手段とを備えていて、ス
テッピングモータ駆動回路５８に転舵比側−のためのス
テッピングモータ回転方向信号Ｓｏ＋と駆動パルス信号
８０２とを出力するようになされている。

また、通電制御手段５９は、バッテリ電源２６から中央
処理装置５７およびステッピングモータ駆動回路５８へ
の通電のオン・オフをイグニッションスイッチ２５のオ
ン・オフで切換える第１リレースイツチ６０と、Ｉ−記
通電をイグニッションスイッチ２５のオフ後の所定時間
保持する第２リレースイツチ６１と、この第２リレース
イツチ６１の作動を制御するトランジスタ６２とを備え
、また、イグニッションスイッチ２５から始動信ｋｊＳ
ｏ３、停止信号８０４を中央処理装置５７へ送るように
なされている。この場合、トランジスタ６２へは中央処
理装置５７からオン・オフの信号が送られる。

そうして、上記中央処理装置５７の転舵比演算手段は、
転舵比特性切換のための車速信号に基き、予め記憶され
た第乙図に示す転舵比特性線のうちの一つを選定演算し
、ステッ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、イグニッションスイ
ッチ２５からの始動信号５０３（＋オン）を受けて作動
するもので、転舵比零制御手段５からの信号を受けてこ
の転舵比零制御手段５の故障の有無を判定する。すなわ
ち、転舵比零制御手段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ョンにきたとき出力信号がＩ−
Ｉ　（ハイ）とＬ（ロー）との間で切換わる第１信号と
、転舵比容ポジションで１−記信号切換がある第２信号
とを中央処理装置５７番こ出力し、さらに、カブラ抜け
があると（１−１、Ｈ）の信号を出力するようになって
いる。

つまり、転舵比は第１と第２の信号の組合せが（ＩＩ　
、　Ｌ　）ならば逆位相外領域、（Ｌ　、　Ｌ　）なら
ば逆位相鎖酸、（Ｌ　、　１１　）ならば同位相領域に
あることになる。また、車速か低くなって零になると、
１−記信号は（Ｌ　、　Ｌ　）から（Ｈ、Ｌ　）に切換
わるから、車速零時は（ＩＴ　、　Ｌ　）の信号が転舵
比零制御手段５から出力される。従って、故障検出手段
は、第２図に処理の流れを示すように、転舵比信号を読
み取り、エンジン始動時、つまり、車速零時の信号が（
Ｉｔ　、　Ｌ　）であれば転舵比零制御手段５は正常で
あると判断し、（）−（、Ｌ　）以外の信号であれば転
舵比零制御手段５の故障と判断する（ステップ８１．８
２）。

補正手段は、故障検出手段での判断が故障源（ステップ
Ｓ２の判断ＹＥＳ）のとき、転舵比零制御手段５の信号
が（Ｈ、Ｌ　）から（Ｌ、Ｌ）に切換わるまでステッピ
ングモータ駆動回路５８に／パルスずつ駆動パルス信号
８０２を出力し、実際の転舵比を車速零時の転舵比ポジ
ションに一致せしめる（ステップＳ３）。その後、転舵
比演算手段により車速に応じた転舵比制御がオープンル
ープで開始される。

転舵比容制御手段は、故障検出手段での判断が故障性（
ステップＳ２の判断Ｎｏ）のとき、現時点では実際の転
舵比が車速零のポジションにあるからこの車速零のポジ
ションから転舵比容のポジションに至るまでの転舵比制
御に要する予め設定された駆動パルス数で信号８０２を
出力して実際の転舵比を転舵比容のポジションとし、転
舵比演算手段による制御を阻止する（ステップＳ　４　
、　Ｓｓ）。

転舵比復帰手段は、故障検出手段による故障信号をホー
ルドしていて、イグニッションスイッチオフ、つまり停
止信号８０４を受けると、上記転舵比容ポジションから
車速零ポジションまでの転舵比制御に要する駆動パルス
数（ステップＳ４の逆パルス）で信号８０２を出力し、
実際の転舵比を車速零のポジションとする（ステップ８
６．Ｓ？）。

なお、通電制御手段５９においては、バッテリ電源２６
から第１リレースイツチ６０を介して通電があると、中
央処理装置５７からトランジスタ６２ヘオン信号が出力
されて第２リレースイツチ６１がオンとなり、イグニッ
ションスイッチ２５がオフになっても第２リレースイツ
チ６１を介しての通電により転舵比復帰手段８の制御を
確保し、この制御の終了信号（オフ信号）が中央処理装
置５７からトランジスタ６２へ出力され、中央処理装置
５７への通電か断たれる。

従。て、この実施例においては、エンジン始動時、転舵
比零制御手段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、転舵比の車速零
での補正がなされた後、転舵比零制御手段により車速に
応じた転舵比か演算されて、ステッピングモータ２２の
駆動により要求転舵比となるようにオープンループ制御
でもって転舵比が変更される。つまり、前輪２の操舵に
伴って後輪３が車速に応じた転舵比でもって転舵され、
車両はグ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、車両は前輪２の操舵に
かかわらず後輪６が前後方向に平行となったままの２輪
操舵で運転されることになる。

そして、エンジンが停止されると、転舵比は転舵比容ポ
ジションから車速零のポジションに戻り、再始動時はこ
の車速零のポジションから転舵比容制御がなされること
になる。

因に、転舵比容制御にあたっては転舵比可変機構４のホ
ルダ４０をストッパ５５に一旦当て、そこから転舵比容
ポジションまでの設定パルス数を出力する方式も考えら
れるが、この場合はストッパ当接時点の異音発生が問題
となるものの、本実施例の場合は、車速零の転舵比ポジ
ションから転舵比容のポジションへ揺動軸４２を直接移
行せしめるから、上記異音発生の心配はない。そして、
かかる直接的ポジションの移行制御ができるのは、停止
時に転舵比を車速零のポジションに戻すからである。そ
うして、また、停止時に転舵比復帰制卸をせずに、始動
時に転舵比零側脚をしたことを別途記憶しておいて、再
始動時の転舵比容制御を禁出する手法も考えられるが、
この場合は高価な記憶手段が必要となるも、本実施例の
場合、かかる記憶手段は不要となる。

なお、転舵比零制御手段５の故障時にはり−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。

また、故障検出手段で転舵比零制御手段５から入力した
信号が（１−ｆ　、　Ｌ　）の場合でも、補正手段での
車速零転舵比補正時に数パルス出力しても信号が（Ｌ　
、　Ｌ　）に変わらないときは転舵比零制御手段５の故
障と判断し、直ちに転舵比容制御に移るようにしてもよ
い。この場合、車速零転舵比補正時の数パルスに相当す
るだけ、転舵比容制御でのポジションがずれるが、これ
は小さな誤差であり運転に支障はなく許容することがで
きる。

−実施例２一本例は第２図に示されていて、前輪２の転舵に伴う後輪
６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、ステアリングシャフ
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６２からの車速信号を受けてステッピングモータ駆
動回路５８に制御信号を出力する側脚回路７２、ステッ
ピングモータ駆動回路５８からの駆動信号により後輪６
を転舵させるステッピングモータ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、ステッピン
グモータ２２が一対の傘歯車よりなる伝達機構７６を介
して後輪側リレーロッド１８のラック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７５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・ンビングモータ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７２には、前輪
２と後輪６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ッ
チ７８、バッテリからイグニッションスイッチを介して
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油井
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
輪転舵酸を波体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
出部の出力を受け、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、故障無
のとき転舵比検出信号を受けて車速零転舵比ボジシミン
に実際の転舵比を補正する補正手段と、故障有のとき車
速零の転舵比ポジションから転舵比容のボジンヨンまで
の制御に要する駆動パルス数ヲハンドル舵角に応じて演
算してステッピングモータ駆動回路５８に出力し、転舵
比を零とする転舵比容制御手段と、故障有の信号をホー
ルドし、エンジン停止時に車速零の転舵比とするためそ
のときのハンドル舵角に応じた駆動パルス数をステッピ
ングモータ駆動回路５８に出力し、後輪６を車速零の転
舵比まで転舵する転舵比復帰手段とを備えている。

また、制御モード切換えスイッチ７８は、低車速域など
において、後輪６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６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
ためのスイッチであり、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ッチ
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、」二記各実施例では、転舵比可変機構４の駆動に
ステッ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、転舵比容制御
および転舵比復帰制御など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、始動時に転舵比零制御手段の故障の有
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１卜して、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
、グ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、転舵比零制御手段の故障により転舵比容
制御がなされると、停止時に転舵比を故障検出時の状態
に戻すから、再始動時は先の始動時と同じ制御を行なう
だけて転舵比を零とすることができ、始動。

停止を繰返しても高価な記憶手段を用いることなく、パ
ターン化した簡単な制御で車両の運転性を確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図乃至第２図は実施例／
に関するもので、第２図はグ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７図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は制御系統図
、第４図は転舵比特性図、第７図は転舵比検出信号特性
図、第２図は中央処理装置での処理の流れを示す図、第
２図は実施例２のグ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・・・・
・・転舵比零制御手段、６・・・・・・故障検出手段、
７・・・・・・転舵比容制御手段、８・・・・・・転舵
比復帰手段第６図も７図巣８０

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っ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、停止時に転舵比可
変機構を制御して転舵比零制御前の故障検出時の状態に
転舵比を戻す転舵比復帰手段とを設けたことを特徴とす
る車両の４輪操舵装置。