JPS62218283A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

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、後輪転舵機構の電気系に異常が発生したとき
の操舵の安定性および安全性を高めるようにした車両の
４輪操舵装置に関する。

Ｃ従来技術〕 従来、自動車等の車両の４輪操舵装置として、例えば特
開昭５９−１２８０５４号公報に開示されているように
、車両の走行速度と前輪の転舵角に対応して後輪の転舵
角をステッピングモータにより制御し、このステッピン
グモータの転舵動作を複動型油圧シリンダを有する油圧
装置によりアシストするものが知られている。

このような車両の４輪操舵装置においては、上記ステッ
ピングモータおよびこれを制御する制御手段を含む電気
系の故障に対する安全性を確保することが必要とされる
。上記電気系の故障には、バッテリーの劣化、バッテリ
ー内の断線、バッテリーの出力端子の脱落、ベルト切れ
等があり、いずれの故障においても上記ステッピングモ
ータの駆動電力の低下を招来する。

従来の車両の４輪操舵装置では、主として、上記電気系
の故障に対する安全性を確保するために、上記油圧シリ
ンダのピストンを、例えば中立位置に復帰させる一対の
ばねが設けられる一方、電気系の故障の発生を検出する
電気系故障検出手段と、この電気系故障検出手段によっ
て電気系の故障が検出されたときに上記油圧回路の油圧
を抜いたり、上記ピストンの両側の受圧室を連通させて
その両者に作用する差圧を解消させたりする制御手段が
設けられている。従って、電気系の故障が発生すれば、
上記制御手段、電気系故障検出手段及びばねの作用によ
ってピストンが中立位置或いは同位相側の最大位置等に
復帰され、その位置に保持される。例えば、ピストンの
中立位置への復帰により、後輪の転舵比がＯとなり、車
両の操舵を前輪２輪のみに依存させ、走行上の安全性と
安定性とを得ようとするものであった。

しかしながら、上記のようにばねの力で油圧シリンダの
ピストンを中立位置に保持する場合には、ステアリング
ホイールの作動中に前記ソレノイドバルブが作動すると
、急に後輪の転舵比はＯとなるため、この点において改
善が要求される。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の事情を考慮してなされたものであ
って、ステアリングホイールの作動中に電気系の故障が
発生した場合であっても、後輪の転舵比を徐々に設定値
、例えばＯｌとなるようにすることにより、操舵の安定
性および安全性を高めるようにした車両の４輪操舵装置
の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明に係る車両の４輪操舵装置は、上記の目的を達成
するために、車両の運転状態に応じて変化する転舵比特
性で後輪を転舵する後輪転舵機構と、上記転舵比を可変
制御する電磁式アクチュエータとを備えた車両の４輪操
舵装置において、上記電磁式アクチュエータに供給され
る電源電圧が所定値以下であることを検出する第１検出
手段と、上記電源電圧の下降率が所定値以下であること
を検出する第２検出手段と、上記第１検出手段により検
出される電圧が所定値以下で、かつ上記第２検出手段に
より検出される電圧降下率が所定値以下のときに上記電
磁式アクチュエータにより上記転舵比を所定値に設定す
る制御手段とを設け、電源電圧が所定値以下で、かつ電
源電圧の下降率が所定値以下であるときに、電磁式アク
チュエータにより徐々に後輪の転舵比が所定値となるよ
うに構成したことを特徴とするものである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

前輪ステアリング装置１は、左右の前輪２にステアリン
グホイール３の回転をラックビニオン機構４、左右のタ
イロッド５およびナックルアーム６を介して伝達するよ
うに構成されている。後輪ステアリング装置７は、左右
の後輪８を互いに協調させて転舵するために、車体に摺
動自在に支持された後輪操舵ロッド９、左右一対のタイ
ロッド１０および左右一対のナックルアーム１１を備え
ている。上記後輪操舵ロッド９には図示しないランクが
形成され、このラックに、ピニオン軸１２に形成された
ピニオン１３が噛み合わされており、これらラックおよ
びピニオン１３によりステアリングギヤ機構１４が構成
されている。上記後輪操舵ロッド９には、復動油圧シリ
ンダよりなるパワーシリンダ１５のピストン１５ａが固
定され、このパワーシリンダ１５のシリンダは車体に［
されている。このパワーシリンダ１５の各圧油室１５ｂ
は、それぞれ圧油路１６・１７を介して上記ビニオン軸
１２の周囲に配設したコントロールバルブ１８に接続さ
れている。このコントロールバルブ１８は、圧油供給通
路１９とリターン油通路２０を介して、例えば電動モー
タ２１で駆動される油圧ポンプ２２に接続される。上記
コントロールバルブ１８は、後輪ステアリング装置７の
アシスト力およびその方向を制御するために、ビニオン
軸１２の回転に応答してパワーシリンダ１５の再圧油室
１５ｂの一方の圧油室１５ｂを選択して圧油供給通路１
９に接続し、その他方の圧油室１５ｂをリターン油路２
０に接続して、ピストン１５ａおよび後輪操舵ロッド９
をその一方の圧油室１５ｂ側から他方の圧油室１５ｂ側
に駆動させるように構成される。上記ピニオン軸１２は
、一対のベヘルギア２３・２４を介して、後輪ステアリ
ング装置７の転舵角を制御する電磁式アクチュエータで
あるステッピングモータ２５に連結され、このステッピ
ングモータ２５によりピニオン軸１２を正逆いずれかの
方向に回転させ、上記パワーシリンダ１５にアシストさ
れながら後輪操舵ロッド９を移動させて後輪８を左右に
転舵するように構成されている。上記ステッピングモー
タ２５には、ステッピングモータ２５の実際に動いたス
テップ数に対応する信号を、後述のモータ監視回路４８
に出力するセンサ５１が設けられている。

また、上記後輪ステアリング装置７の転舵角を前輪ステ
アリング装置１の転舵角および走行速度に対応して制御
するために、前輪２の転舵角を検出する前輪転舵角セン
サ２６と、車速を検出する車速センサ２７と、これらの
出力を入力して上記電動モータ２１を駆動制御するコン
トローラ２８が設けられている。

このコントローラ２８は、第１図に示すように、予め設
定された転舵角特性（前輪転舵角に対する後輪転舵角の
特性）を記憶する特性記憶部２９と、上記前輪転舵角セ
ンサ２６および車速センサ２７の出力信号を上記特性記
憶部２９の記憶と照合してその状態での目標転舵角を演
算する目標転舵角演算部３０と、この演算結果に対応す
るパルス数信号を発生するパルスジェネレータ３１と、
このパルスジェネレータ３１のパルス信号に応答して上
記パルスモータ２５を駆動するドライバ３２とを有する
。また、バッテリ３３からは、５Ｖ定電圧回路４４を介
して上記コントローラ２８内のＣＰＵ４９に５■の駆動
電力が出力されると共に、前記パルスモータ２５と後述
のソレノイドバルブ３７とを駆動するドライバ３２・４
０に１２■の駆動電力が出力される。更に、バッテリー
３３は検出手段５０に接続されている。この検出手段５
０はバッテリーの電圧を検出する第１検出手段であるバ
ッテリー電圧監視回路４５と、バッテリー電圧降下率を
検出する第２検出手段であるバッテリー電圧降下率監視
回路４６とから構成されている。上記ＣＰＵ４９内には
、上記検出手段５０から異常信号を入力したときにパル
スレートの変更信号を前記パルスジェネレータ３１に出
力するパルスレート決定回路４７と、検出手段５０から
異常信号を入力したときに前記目標転舵角演算部３０の
目標転舵比をＯとする中立復帰指令部３６と、前記セン
サ５１およびパルスジェネレータ３１から出力された信
号とを比較し、両者が一致しない場合には後述のドライ
バ４０に復帰信号を出力するモータ監視回路４８とを有
している。さらに、上記パワーシリンダ１５の再圧油室
１５ｂを接続し、通常は閉弁されているソレノイドバル
ブ３７を介在させたバイパス油路３８と、再圧油室１５
ｂ内に挿入され、それぞれピストン１５ａを例えば中立
位置に復帰させるばね３９とが設けられる一方、上記コ
ントローラ２８内には、モータ監視回路４８からの信号
が入力された場合に上記ソレノイドバルブ３７を開弁さ
せるドライバ４０が設けられる。

なお、上記特性記憶部２９に記憶された転舵角特性は、
例えば低車速時には前輪転舵角が増大するにつれて後輪
転舵角が同位相（前後輪の転舵方向が同方向である状態
）から逆位相（前後輪の転舵方向が逆方向である状態）
へ変化し、高車速時には前輪転舵角が増大するにつれて
同位相で後輪転舵角が増大するが、前輪転舵角に対する
後輪転舵角の比が車両の走行状態に応じた横Ｇおよびヨ
ーレイトを発生させるように変化するようにしである。

上記の構成において、バッテリー電圧が後輪の転舵を行
うための性能保障電圧の下限（例えば６■）以上の場合
には、パルスレート決定回路４７からパルスジェネレー
タ３１には定常信号が出力され、又、中立復帰指令部３
６から目標転舵角演算部３０には信号は出力されていな
い。したがって、前輪転舵角センサ２６と車速センサ２
７との出力信号を特性記憶部２９の記憶と照合して目標
転舵角演算部３０で目標転舵角が演算され、この演算結
果に対応してパルスジェネレータ３１から定格駆動パル
スレート（例えば１２５ｐｐｓ）の信号が出力される。

このパルス信号に応答してドライバ３２はステッピング
モータ２５を駆動するので、４輪操舵がなされる。一方
、エンジンが運転されている間に上述のような電気系の
故障が発生すると、バッテリーの電圧は低下して上記所
定値を下回ることになり、バッテリー電圧監視回路４５
からパルスレート決定回路４７と中立復帰指令部３６と
に低電圧検出信号が出力される。このとき、バッテリー
電圧降下率監視回路４６から中立復帰指令部３６とパル
スレート決定回路４７とに出力される電圧降下率検出信
号が、所定値以下であるという信号であれば、中立復帰
指令部３６から目標転舵角演算部３０に中立復帰信号が
出力されるので、目標転舵角演算部３０の目標転舵比が
Ｏとされ、これに対応した信号がパルスジェネレータ３
１に出力され、かつ、パルスレート決定［１４７からパ
ルスジェネレータ３１にパルスレート変更信号が出力さ
れる。上記両信号に対応して、パルスジェネレータ３１
からドライバ３２には、第３図に示すように、ステッピ
ングモータ２５に入力されるパルス数が、上記定格駆動
パルスレートより低いフェールセーフ駆動パルスレート
（例えば２５ｐ、ｐｓ）となるように信号が出力される
。これにより、ステッピングモータ２５では必要トルク
以上のトルクが発生すると共に、ステッピングモータ２
５はゆっくりと回転するので、後輪ステアリング装置７
をゆっくりと中立位置に復帰させることができる。

ここで、ステッピングモータ２５を駆動することができ
る電圧がドライバ３２に入力されるとは限らないため、
パルスジェネレータ３１とセンサ５１とからの信号をモ
ータ監視回路４８で比較し、所定のステップ数を駆動し
た後に後輪ステアリング装置７が中立位置に復帰されて
いるか否かを判別する。後輪ステアリング装置７が中立
位置に復帰されていなければ、モータ監視回路４８はバ
ッテリー電圧が所定の電圧以下であると判別して、復帰
信号をドライバ４０に出力する。この復帰信号を入力し
たドライバ４０により上記ソレノイドバルブ３７が開弁
されて、上記パワーシリンダ１５の再圧油室１５ｂがバ
イパス油路３８で接続され、再圧油室１５ｂの圧力差が
解消されるので、ピストン１５ａがばね３９によって中
立位置或いは同位相側の最大位置等に復帰されることに
なる。例えばピストン１５ａの中立位置への復帰により
、後輪ステアリング装置７は中立位置に復帰される。

尚、バッテリー電圧が完全に降下した場合には、ＣＰＵ
４９がリセットされるため、ドライバ４０に電流が流れ
なくなる。したがって、ソレノイドバルブ３７が開弁さ
れ、後輪ステアリング装置７は中立位置或いは同位相側
の最大位置等に復帰される。

更に、上記実施例では電気系の異常時にステッピングモ
ータ２５を中立位置に固定するようにしているが、中立
位置に限定されるものではなく、例えば同位相側の中間
位置、或いは同位相側の最大位置等要求に応じて所定位
置に固定することができる。

〔発明の効果〕

本発明の車両、の４輪操舵装置は以上のように、電磁式
アクチュエータに供給される電源電圧が所定値以下であ
ることを検出する第１検出手段と、上記電源電圧の下降
率が所定値以下であることを検出する第２検出手段と、
上記第１検出手段により検出される電圧が所定値以下で
、かつ上記第２検出手段により検出される電圧降下率が
所定値以下のときに上記電磁式アクチュエータにより転
舵比を所定値に設定する制御手段とを設けているので、
電気系の故障が発生した場合に電磁式アクチュエータで
後輪ステアリング装置を所定位置に固定させることがで
きる。したがって、ステアリングホイールの作動中に電
気系の故障が発生したときであっても、後輪ステアリン
グ装置をゆっ（りと所定位置に復帰させることができる
ので、操舵が不安定になるおそれがなくなり、安全性を
一段と高めることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の４輪操舵に係わる電気系の
要部を示す回路図、第２図は本発明の一実施例の全体概
略構成図、第３図はパルスレート変更時におけるトルク
の向上を示すグラフである。 ７は後輪転舵機構（後輪ステアリング装置）、２５はス
テッピングモータ（電磁式アクチュエータ）、３１はパ
ルスジェネレータ、３２はドライバ、３６は中立復帰指
令部、４５はバッテリー電圧監視回路（第１検出手段）
、４６はバッテリー電圧降下率監視回路（第２検出手段
）、４７はパルスレート決定回路であり、パルスジェネ
レータ３１とドライバ３２と中立復帰指令部３６とパル
スレート決定回路４７とにより制御手段を構成している
。 ＄１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、車両の運転状態に応じて変化する転舵比特性で後輪
   を転舵する後輪転舵機構と、上記転舵比を可変制御する
   電磁式アクチュエータとを備えた車両の４輪操舵装置に
   おいて、上記電磁式アクチュエータに供給される電源電
   圧が所定値以下であることを検出する第１検出手段と、
   上記電源電圧の下降率が所定値以下であることを検出す
   る第２検出手段と、上記第１検出手段により検出される
   電圧が所定値以下で、かつ上記第２検出手段により検出
   される電圧降下率が所定値以下のときに上記電磁式アク
   チュエータにより上記転舵比を所定値に設定する制御手
   段とを設けたことを特徴とする車両の４輪操舵装置。