JPS63184573A

JPS63184573A - 自動車のステアリング装置

Info

Publication number: JPS63184573A
Application number: JP62014490A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakajima; 中嶋　仁志
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-01-24
Filing date: 1987-01-24
Publication date: 1988-07-30

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、前後輪を同時に転舵する４輪操舵装置を備え
るとともに、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比（
減速比）を変化させ得るようにした自動車のステアリン
グ装置に関し、特に、４輪操舵装置の異常時の対策に関
するものである。

（従来の技術）一般に、自動車のステアリング装置は、ステアリングハ
ンドルの回転運動をラックアンドピニオン等のステアリ
ングギヤ装置を介してタイロッドの横方向の変位運動に
変換し、該タイロッドの両端部に連結された左右の操舵
車輪の向きを変化させるものであるが、上記ステアリン
グハンドルの回転Ｑ（ハンドル舵角）と車輪の切れ角（
車輪舵角）とは通常、常に一定の対応関係に保持されて
いる。しかし、例えば自動車の高速走行時には上記ハン
ドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を太きくして一定ハ
ンドル舵角に対する車輪舵角の大ぎざを小さくすること
が走行安定性を確保する上で望ましく、一方、低速走行
時には、自動車の挙動を俊敏化させて良好な運転フィー
リングを得、あるいは車庫入れを容易化する等の見地か
ら、上記伝達比を逆に小ざくして一定ハンドル舵角に対
する車輪舵角を大きくすることが望ましい。

そこで、かかる要求を満たすために、本出願人は、前に
、特開昭６０−１８６３９０号公報において、自動車の
車速に応じて上記のハンドル舵角に対する車輪舵角の伝
達比を変化させるようにしだ車速感応型のステアリング
装置を提案している。

これは、ステアリングハンドルの操舵力をステアリング
ギヤ装置を介して車輪に伝達する操舵ツク伝達経路中に
、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化させる
遊星歯車機構からなる伝達化可変手段を設け、この遊星
歯車機構の変速機能によってハンドル舵角に対する車輪
舵角の伝達比を変化させるようにしたものである。これ
によれば、ハンドルからステアリングコラムへの回転伝
達比が車速の高速時はど大きくなり、その結果、一定の
ハンドル舵角に対する車輪の転舵角が高速時には小さく
なっていわゆるハンドルが切れ難くなる一方、低速時に
は逆に大きくなってハンドルが切れ易くなり、車速に対
応した良好なステアリング特性が得られることになる。

他方、近年、自動車の走行特性を大ぎく変え１ｑるもの
として４輪操舵装置が注目されており、この４輪操舵装
置は、基本的には、低車速時や大舵角時に前後輪の転舵
比を逆位相に制御し、ステアリング特性をオーバーステ
ア特性にして自動車の回頭性を高める一方、高車速時あ
るいは小舵角時には、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自動車の走行安定性
を確保するようにしたものでおる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、このような４輪操舵装置においては、制御系
に故障等の異常が発生すると、前後輪の転舵比が変化せ
ずにある値に固定される虞れがある。

その場合、特に、転舵比が逆位相側で固定されると、高
車速時に不安定なオーバーステア特性になり、操舵特性
が却って悪化する。従って、こうした４輪操舵装置を備
えた自動車においては、その貨常時の操舵特性の変化を
補うためのフェイルセイフシステムを具備しでおくこと
が望まれる。

本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、上記したステアリング装置によって得
られる操舵特性に着目し、４輪操舵装置の異常による自
動車の操舵特性の変化を同ステアリング装置によって補
償するようにすることにより、万一、４輪操舵装置の異
常により転舵比が固定されても、その固定された転舵比
に対応して自動車の操舵特性を安全側に補正するように
することにある。

（問題点を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、前後輪を所定の転舵比になるように転
舵する４輪操舵装置３を備えた自動車に対し、ステアリ
ングハンドルの操舵力をステアリングギヤ装置を介して
車輪に伝達する操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角に対
する車輪舵角の伝達比を変化させる伝達化可変手段１２
を設ける。この伝達化可変手段１２は例えば遊星歯車門
構や差動歯車機構等と、その歯車殿溝を作動制御するス
テレピングモータ等のアクチュエータとで構成される。

また、車両のハンドル舵角や車速等、その運転状態を検
出する運転状態検出手段１０４と、該運転状態検出手段
１０４からの出力信号を入力して上記伝達化可変手段１
２に制御信号を出りする伝達比制御手段１０２とを設け
る。

さらに、上記４輪操舵装置３の異常により前後輪の転舵
比が固定されたことを検出する４輪操舵異常検出手段１
０９と、該４輪操舵異常検出手段１０９の出力を受け、
前後輪の転舵比が固定されたときには、その固定された
転舵比による操舵特性を補償するように上記伝達比制御
手段１０２の伝達比可変手段１２に対する出力特性を補
正する伝達比補正手段１１０とを設ける。

（作用）したがって、本発明では、上記の構成により、自動車の
走行中、ステアリングハンドルを操舵して車輪を転舵す
ると、該ハンドルの舵角等、車両の運転状態が運転状態
検出手段１０４により検出され、この運転状態検出手段
１０４からの出ノＪ信号を受けた伝達比制御手段１０２
により伝達化可変手段１２が作動制御されて、ハンドル
舵角に対する車輪舵角の伝達比が上記検出された車両の
運転状態に応じて可変制御される。一方、自動車の走行
中は４輪操舵装置３が作動し、この作動により、自動車
の前後輪の転舵比か所定の転舵比になるように制御され
る。

そして、上記４輪操舵装置３に異常が生じて自動車の前
後輪の転舵比が固定された場合、そのことが４輪操舵異
常検出手段１０９により検出され、この検出手段１０９
の出力を受けた伝達比補正手段１１０により上記伝達比
制御手段１０２の伝達化可変手段１２に対する出力特性
が補正され、その伝達化可変手段１２によるハシドル舵
角に対する車輪舵角の伝達比特性が上記固定された転舵
比にＪこる操舵特性を補償するにうに変更される。この
ため、４輪操舵装置３の異常により転舵比が固定されて
も、その固定転舵比に対応して伝達比特性が補正される
こととなり、例えば転舵比が逆位相側で固定されて自動
車の操舵特性が不安定になるとぎには、ハンドル舵角に
対する車輪舵角の伝達比が増大してハンドルが切れ難く
なり、自動車の回頭性が低下するように補正される。こ
のことによって４輪操舵装置３の異常に良好に対処する
ことができるのである。

（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図において、１Ｌ〜２Ｒは本発明の実施例に係る４
輪操舵式の自動車における４つの車輪であって、これら
４つの車輪１Ｌ〜２Ｒは４輪操舵装置３によって転舵さ
れる。この４輪操舵装置３は、左右の前輪１Ｌ、１Ｒを
連係する前輪転舵は構４と１、同様に左右の後輪２Ｌ、
２Ｒを転舵する接輪転舵機構２５と、前後輪ＩＬ、２Ｌ
　　（１Ｒ。

２Ｒ）の転舵比（後輪転舵角θＲ／前輪転舵角θＦ）を
可変制御する転舵比制御は構４２とを備えてなる。

上記前輪転舵機構４は、左右一対のナックルアーム５Ｌ
、５Ｒおよびタイロッド６Ｌ、６Ｒと、該左右のタイロ
ッド６Ｌ、６Ｒ同士を連結するりレーロツド７とからな
る。また、この前輪転舵機）昔４には第３図にも示すよ
うにラックピニオン式のステアリングギヤ装置８、中間
Ｉ／！９およびハンドル軸１０を介してステアリングハ
ンドル１１が連係されており、ステアリングハンドル１
１の操作に応じて左右の前輪１Ｌ、１Ｒを転舵するよう
になされている。

上記中間軸９とハンドル軸１０との間、つまりハンドル
１１とステアリングギヤ装置８との間の操舵力伝達経路
の途中にはハンドル舵角θＨに対する前輪１Ｌ、１Ｒの
転舵角θＦへの伝達比を変化させる伝達化可変装置１２
が設けられている。

この伝達化可変装置１２は、第４図ないし第６図に拡大
詳示するように、上記中間軸９と同一軸線上に対向配置
されかつ中間軸９と反対側の端部において互いに噛み合
う入力ギヤ１３．１４を介して上記ハンドル軸１０に駆
動連結された入力軸１５と、該入力軸１５と中間軸９と
の間に配設された遊星歯車機構１６とを備えてなる。上
記遊星歯車機構１６は上記入力軸１５に固着されたサン
ギヤ１７と、上記中間軸９に固着されたリングギヤ１８
と、該両ギヤ１７．１８間に両ギヤ１７，１８とそれぞ
れ噛み合うように等角度間隔で配置された例えば３個の
プラネタリピニオン１９，１９゜・・・と、該各ピニオ
ン１９をピニオンｆ’Ｊ１２０を介して担持しかつ上記
入力軸１５上に回転自在に外嵌合されたピニオンキャリ
ア２１とからなる。また、上記ピニオンキャリア２１に
はセクタギヤ２２が形成され、該セクタギヤ２２にはア
クチュエータとしてのステッピングモータ２３の出力軸
２３ａに固着したピニオン２４が噛み合わされており、
ステッピングモータ２３の回転によりピニオンキャリア
２１を入力軸１５回りに回転させて該キャリア２１に担
持されたプラネタリピニオン１９゜１９、・・・をサン
ギヤ１７とリングギヤ１８との間で転勤させ、このピニ
オン１９，１９．・・・の転動によりハンドル軸１０な
いしサンギヤ１７からリングギヤ１８および中間’！’
！９に至る回転量を増減制御することにより、ハンドル
舵角θＨに対する前輪転舵角θＦの伝達比を変化させる
ように構成されている。

一方、上記後輪転舵機構２５は上記前輪転舵機ｆｓ４と
同様に、左右のナックルアーム２６Ｌ、２６Ｒおよびタ
イロッド２７Ｌ、２７Ｒと、該タイロッド２７Ｌ、２７
Ｒ同士を連結するリレーロッド２８とを有し、ざらに油
圧式のパワーステアリング機構２９を備えている。該パ
ワーステアリング機８Ｓ２９は、車体に固定されかつ上
記リレーロッド２８をピストンロッドとする油圧シリン
ダよりなるパワーシリンダ３０を備え、該パワーシリン
ダ３０内は上記リレーロッド２８に一体的に取り付けた
ピストン３０ａによって２つの油圧室３０ｂ、３０Ｃに
区画形成され、このシリンダ３０内の油圧室３０ｂ、３
０Ｃはそれぞれ油圧配管３１．３２を介してコントロー
ルバルブ３３に接続されている。また、該コントロール
バルブ３３にはリザーブタンク３４に至る油供給管３５
および油排出管３６の２本の配管が接続され、上記油供
給管３５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３７が配設されている。上記コントロールバ
ルブ３３は、公知のスプールバルブ式のもので構成され
ていて、上記リレーロッド２８に連結部材３８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３３ａ
と、該バルブケーシング３３ａ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る。そして、このコント
ロールバルブ３３のスプールバルブの移動に応じてパワ
ーシリンダ３０の一方の油圧室３０ｂ（３０Ｃ）に油圧
ポンプ３７からの圧油を供給することにより、パワーシ
リンダ３０を作動させてリレーロッド２８に対する駆動
力をアシストし、実質的に後輪２Ｌ、２Ｒを転舵するよ
うに構成されている。

また、上記パワーシリンダ３０内にはピストン３０ａを
介してリレーロッド２８をニュートラル位置（後輪２Ｌ
、２Ｒの転舵角θＲが零となる位置）に付勢するセンタ
リング機構としての１対のリターンスプリング３０ｄ、
３０ｄが縮装されており、パワーシリンダ３０の作動時
（一方の油圧室３０ｂ　（３０ｃ）への圧油供給時）に
リターンスプリング３０ｄ、３０ｄの付勢力に抗して後
輪２Ｌ、２Ｒを転舵するようになされている。

上記前輪転舵機構４のりレーロツド７には上記ステアリ
ングギヤ装置８を構成するラック以外に今一つのラック
３９が形成され、該ラック３９には車体前後方向に延び
る回転軸４１の前端に取り付けたピニオン４０が噛み合
わされ、該回転軸４１の後端は上記転舵比制御ａ構４２
を介して上記後輪転舵機構２５に連係されている。

ここで、上記転舵比制御機構４２について第７図により
説明する。この転舵比制御機構４２は、車体に対し車幅
方向に移動軸線ｇ１上を摺動自在に保持されたコントロ
ールロッド４３を有し、該コントロールロッド４３の一
端は上記コントロールバルブ３３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４２は、基端部がＵ字状ホルダ４
４に支持ピン４５を介して揺動自在に支承された揺動ア
ーム４６を備え、上記ホルダ４４は車体に固定したケー
シング（図示せず〉に上記コントロールロッド４３の移
ｖＪ軸線ｐ１と直交する回動軸線、ｌ！２を持つ支持軸
４７を介して回動自在に支持されている。上記揺動アー
ム４６の支持ピン４５は上記両軸線ｆＪ＋、、１）２の
交差部に位置して回動軸線ρ２と直交する方向に延びて
おり、ホルダ４４を支持軸４７（回動軸線ｆＪ２）回り
に回動させることにより、その先端の支持ピン４５とコ
ントロールロッド４３の移動軸線ｇ１とのな・す傾斜角
、つまり支持ピン４５を中心とする揺動アーム４６の揺
動軌跡面が移動軸線ｇ１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４６の先端部にはボールジヨイン
ト４８を介してコネクティングロッド４９の一端部が連
結され、該コネクティング口ツド４９の他端部はボール
ジヨイント５０を介して上記コントロールロッド４３の
他端部に連結されており、揺動アーム４６先端部の第７
図左右方向の変位に応じてコントロールロッド４３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４９は、そのボールジヨイン
ト４８に近い部位において回転付与アーム５１にボール
ジヨイント５２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５１は、上記移動軸線１１上に支持軸
５３を介して回動自在に支持した大径の傘歯車５４と一
体に設けられ、該傘歯車５４には上記回転軸４１の後端
に取り付けた傘歯車５５が噛合されており、ステアリン
グハンドル１１の回動を回転付与アーム５１に伝達する
ようになされている。このため、ステアリングハンドル
１１の回動角に応じた量だけ回転付与アーム５１および
コネクティングロッド４９が移動軸線９１回りに回動し
、それに伴って揺動アーム４６が支持ピン４５を中心に
して揺動された場合、ピン４５の軸線がコントロールロ
ッド４３の移動軸線１１と一致しているとぎには、揺動
アーム４６先端のボールジヨイント４８は上記基準面上
を揺動するのみで、コントロールロッド４３は静止保持
されるが、ピン４５の軸線が移８軸線ｊ１に対し傾斜し
て揺動アーム４６の揺動軌跡面が基準面からずれている
と、このピン４５を中心にした揺動アーム４６の揺動に
伴ってボールジヨイント４８が第７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４９を介してコ
ントロールロッド４３に伝達され、該コントロールロッ
ド４３が移動軸線ｊｌに沿って移動して、コントロール
バルブ３３のスプールバルブを作動させるように借成さ
れている。すなわち、支持ピン４５の軸線を中心とした
揺動アーム４６の揺動角か同じであっても、コントロー
ルロッド４３の左右方向の変位はピン４５の傾斜角つま
りホルダ４４の回動角の変化に伴って変化する。

そして、上記支持ピン４５の移動軸線１１に対する傾斜
角すなわちボルダ４４の基準面に対する傾斜角を変化さ
せるために、ホルダ４４の支持軸４７にはウオームホイ
ールとしてのセクタギヤ５６が取り付けられ、このセク
タギヤ５６には回転軸５７上のウオームギヤ５８が噛合
されている。

また、上記回転軸５７には傘歯車５９が取り付けられ、
この傘歯車５９にはアクチュエータとしてのステッピン
グモータ６１の出力軸６１ａ上に取り付けた傘歯車６０
が噛合されており、ステッピングモータ６１を作動させ
てセクタギヤ５６を回動させることにより、ホルダ４４
の基準面に対する傾斜角を変更して後輪２Ｌ、２Ｒの転
舵角θＲつまり前後輪１Ｌ、２Ｌ　（１Ｒ，２Ｒ）の転
舵比を制御し、例えばセクタギヤ５６を、その中心線が
つｔ−ムギャ５８の回転軸５７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３６先端部のボール
ジヨイント４８は基準面上を回動し、後輪２Ｌ、２Ｒの
転舵角θＲはθＲ＝ｏになる）から一方向に回動させた
ときには、前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比を後輪２Ｌ、２Ｒ
が前輪ＩＬ。

１Ｒと逆方向に向く逆位相に制御する一方、反対に他方
向に回動させたとぎには、転舵比を後輪２Ｌ、２Ｒが前
輪１Ｌ、１Ｒと同じ方向に向く同位相に制御するにうに
溝成されている。

尚、上記ホルダ４４の支持軸４７には、上記ステッピン
グモータ６１により制御された実際の転舵比を上記セク
タギヤ５６の回動角に基づいて検出するポテンショメー
タよりなる転舵比センサ１０１が設けられている。また
、上記ホルダ４４を支持するケーシングには、上記セク
タギヤ５６の左右両側方にセクタギヤ５６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６２．６３が取り付けられ、セクタギヤ５６が上
記逆位相側のストッパ部材６２に当接したときのステッ
ピングモータ６１の制御位置をその初期位置とするよう
になされている。さらに、第７図中、６４は後輸転舵機
＠２５におけるリレーロッド２８の最大移動範囲を規制
するロッドストッパである。

ざらに、上記伝達北回変装＠１２および４輪操舵装置３
を制御するシステムについて第８図ないし第１１図によ
り説明するに、１００は伝達比可変装置１２ｉＰ３よび
４輪操舵装置３の転舵比側りＶ機Ｗｉ４２を作動制御す
るコンピュータを内蔵するコントロールユニットで市っ
て、このコントロールユニット１００は、上記伝達化可
変装置１２に制御信号を出力してそのステッピングモー
タ２３を作動制御する伝達比制御部１０２と、４輪操舵
装置３における転舵比制御機構４２のステッピングモー
タ６１を作動制御する転舵比制御部１０３とからなる。

上記伝達比制御部１０２には、上記ステアリングハンド
ル１１のハンドル舵角θト１を検出するエンコーダより
なるハンドル舵角センサ１０４と、上記ステッピングモ
ータ２３の回転角を検出するモータ回転角センサ１０５
と、自動車の車速Ｖを検出する車速センサー１０６との
各出力信号が入力されている。そして、この伝達比制御
部１０２は、第８図に詳ホするように、上記ハンドル舵
角セン１す１０４および車速センサ１０６によりそれぞ
れ検出されたハンドル舵角０日および車速Ｖを、予め第
９図（ａ）〜（Ｃ）の実線に示すように設定されて記・
鷹されている特性マツプに照合比較して伝達化可変装置
１２で制御すぺぎ目標制御釘Ｒ（目標伝達比）を演算す
る制御ε演算部１０７と、該制御ε演算部１０７の出力
信号に基づいてステッピングモータ２３に、上記演算さ
れた目標制御１Ｒに対応するモータ駆動信号を発生する
モータ駆動信号発生部１０８とからなる。そして、上記
特性マツプは図示の如く、一定のハンドル舵角θＨにお
いて車速Ｖが速くなるほどハンドル舵角θＨに対する車
輪舵角θＦの伝達比Ｒが増大してハンドルが切れ難くな
るように設定されている。

一方、上記４輪操舵装置３におけるステッピングモータ
６１は、転舵比１ｔｉｌＪ御部１０３からの出ツノによ
って作動ｆｌｉｌ制御されるように構成され、この転舵
比制御部１０３には上記車速センサ１０６と、上記転舵
比センサ１０１との各検出信号か入力されている。そし
て、この転舵比制御部１０３において、車速センサ１０
６により検出された車速Ｖの信号を入力し、予め設定記
憶された転舵比特性に対し上記検出された車速Ｖを照合
して、該車速。

■に応シタ前後？ａ１Ｌ、２Ｌ　　（ＩＲ，２Ｒ）（７
）目標転舵比を設定するとともに、前後輪１Ｌ、２Ｌの
転舵比が上記設定された目５転舵比になるようにステッ
ピングモータ６］を駆動してセクタギヤ５６を回動させ
、ホルダ４４の基準面に対する傾斜角を変更して、後輪
２し、２Ｒの転舵角θＲを変えることにより、前後輪１
Ｌ、２Ｌの転舵比を目標値に可変制御するように構成さ
れている。

尚、上記転舵比特性は、第１１図に示すように、車速■
に応じて前後輪ＩＬ、２Ｌの転舵比が変化し、車速Ｖが
低い場合には、自動車の口頭性を良好にするために、後
輪２Ｌ、２Ｒが前輪１Ｌ、１Ｒに対して逆方向につまり
逆位相で転舵されて、転舵比が負となる一方、車速Ｖが
所定値に達したときには、転舵比が零になり、前輪ＩＬ
、１Ｒの転舵に関係なく後輪２Ｌ、２Ｒの転舵角θＲが
θＲ＝ｏに保たれて自動車が通常の２輪操舵状態になる
。ざらに高速走行の場合には、コーナリング時の後輪２
Ｌ、２Ｒ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２Ｌ、２Ｒが前輪ＩＬ、１Ｒと同方向につ
まり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。この第１１図は所定ハンドル舵角時におけ
る車速に対する転舵比特性を示している。

また、上記転舵比センサ１０’ｌの出力信号はフィード
バック信号として入力されており、このフィードバック
信号により実際の転舵比が目標転舵比に一致するように
ステッピングモータ６］を制御するようになされている
。そして、このステッピングモータ６１によりυ］御さ
れた実際の転舵比が目標転舵比に一致しないときには、
ステッピングモータ６１にいわゆる脱調（空回り）の異
常状態が生じていると見做し、所定のフェイルセイフモ
ードに移行させるように構成されている。

ここで、上記コントロールユニット１００の伝達比制御
部１０２において、上記の如き４輪操舵装置３のステッ
ピングモータ６１の脱調等、該４輪操舵装置３の制御系
の異常によりフェイルセイフモードに移行したときに、
伝達化可変装置１２においてハンドル舵角θＨに対する
車輪舵角θＦの伝達比Ｒの補正制御のために行われる信
号処理手順について第１０図に基づいて概略的に説明す
る。

先ず、最初のステップＳ１で４輪操舵装置３に故障等の
異常状態が発生したかどうかを判定し、判定が異常なし
のＮＯのときには通常の制御を行う。一方、故障等の異
常の発生により判定がＹＥＳｋ：なると、ステップＳ２
においてその異常が前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比の逆位相
側で発生したか否かを判定する。ぞして、この判定がＹ
ＥＳのときにはステップＳ３に進んで、上記伝達化可変
装置１２にあけるハンドル舵角ＯＨに対する車輪舵角Ｏ
Ｆの伝達比Ｒを車速■の全体に亘って上げるように、換
言するとハンドルが切れ難くなるように補正する（第９
図（ａ）参照）。

また、上記ステップＳ２でＮＯと判定されたときには、
ステップＳ４に進んで異常が２輪操舵状態つまり後輪２
Ｌ、２Ｒの転舵角θＲがθＲ＝０の状態で発生したかど
うかを判定し、ここでＹＥＳと判定されたとぎにはステ
ップＳ５において、上記ハンドル舵角θＨに対する車輪
舵角θＦの伝達比Ｒを前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比が逆位
相になる低車速域では下げてハンドルを切れ易くし、同
転舵比が同位相になる高車速域では上げてハンドルを切
れ難くするように補正する（同図（ｂ）参照）。

さらに、上記ステップＳ４でＮＯ２従って転舵比が同位
相側におるとぎに異常が発生したと判定されると、ステ
ップＳ６に進んで、上記ハンドル舵角θＨに対する車輪
舵角θＦの伝達比Ｖを低車速域（転舵比が逆位相になる
領域）にのみ下げるように補正する（同図（Ｃ）参照）
。

よって、本実施例では、上記した制御ルーチンにおける
ステップＳ１により、上記４輪操舵装置３の制御爪に異
常が発生して前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比が固定されたこ
とを検出するようにした４輪操舵異常検出手段１０９が
構成されている。

また、同ステップ＄２〜Ｓ６により、上記４輪操舵異常
検出手段１０９の出力を受け、４輪操舵装置３の制御系
の異常時により前後輪１１．２Ｌの転舵比が固定された
ときには、その固定された転舵比による操舵特性を補償
するように上記伝達比制御部１０３の伝達化可変装置１
２に対する出力特性を補正するようにした伝達比補正手
段１１０が構成されている。

尚、上記４輪操舵装置３の故障状態およびその故障状態
に対応する伝達比特性をまとめると下記の表になる。

次に、上記実施例の作動について説明する。

自動車の走行中、ステアリングハンドル１１を操舵する
と、その動きはハンドル軸１０を介して伝達化可変装置
１２における入力＠１５に伝達されて遊星歯車機＠１６
のサンギヤ１７が回転する。

また、上記ハンドル１１の操舵に伴って変化するハンド
ル舵角θＨがハンドル舵角センサ１０４により検出され
るとともに、そのとぎの車速Ｖが車速センサ１０６によ
って検出され、これら両センサ１０４，１０６の出力信
号を受けたコントロールユニット１００の伝達比制御部
１０２から上記伝達化可変装置１２のステッピングモー
タ２３に制御信号が出力されて該モータ２３が回転制御
され、このモータ２３の回転によりピニオン２４および
セクタギヤ２２を介して遊星歯車機構１６におけるピニ
オンキャリア２１が回転駆動される。

すなわち、上記伝達化可変装置１２では、サンギヤ１７
がハンドル１１の舵角θＨに比例した角度だけ回転する
と同時に、ピニオンキャリア２１が伝達比制御部１０２
により制御されるステッピングモータ２３の回転角に応
じて回転されるようになる。このため、伝達北回変装＠
１２のリングギヤ１８およびそれと一体の中間軸９は上
記ハンドル舵角θ１１に対しピニオンギヤリア２１の回
転角を増減した角度だけ回転することになり、この中間
軸９の回転により前輪１Ｌ、１Ｒが転舵され、このこと
によってハンドル舵角ＯＨに対する車輪舵角θＦの伝達
比Ｒが可変制御される。

また、こうしたハンドル舵角θトｌに対する車輪舵角θ
Ｆの伝達比Ｒの制御と並行して４輪操舵制御が行われる
。これを説明するに、コントロールユニット１００の転
舵比制御部１０３において、上記車速センサ１０６によ
り検出された車速Ｖが転舵比特性と比較照合されて該車
速Ｖに応じた１１票転舵比が締出され、この目標転舵比
に対応したパルス信号がステッピングモータ６１に出力
されてモータ６１が駆動される。このモータ６１の駆動
によりセクタギヤ５６が回動して該セクタギヤ５６に連
結されている揺動アーム４６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ハンドル
１１の操作つまり前輪ＩＬ。

１Ｒの転舵に連動して移動軸線９１回りに回動するコネ
クティングロッド４９の動きに対するコントロールロッ
ド４３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４３の移動に応じて後輪２Ｌ、２Ｒが前輪
１Ｌ、ｉＲに対し上記算出された目標転舵比になるよう
、パワーステアリング機構２９のパワーシリンダ３０に
よって転舵される。このことにより、自動車の４輪１Ｌ
〜２Ｒが低車速時には転舵比が逆位相に、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。

そして、上記の如き４輪操舵装置３におけるステッピン
グモータ６１に対する制御中、転舵比センサ１０１によ
り実際の転舵比が検出され、この検出転舵比と上記目標
転舵比との比較に基づいてステッピングモータ６１の税
調が検出される。′このようなステッピングモータ６１
の脱調や転舵比センサ１０１の故障等が発生したときに
は、その故障等により固定された転舵比による自動車の
操舵特性を補償するように上記伝遼比ホ制御部１０２か
ら伝達化可変装置１２のステッピングモータ２３に出力
される出力信号特性が補正される。

すなわち、前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比が逆位相側で固定
されたときには、自動車のステアリング特性がオーバー
ステア特性となり、特に高車速域では不安定な状態とな
るが、そのとき、上記ハンドル舵角ＯＨに対する車輪舵
角θＦの伝達比Ｒが増大補正され、この伝達比Ｒの増大
補正によりハンドルが切れ難くなって自動車の回頭性が
悪くなり、この回頭性の悪化により上記ステアリング特
性がアンダーステア側に補正されてオーバーステア特性
は補償され、よって自動車の走行安全性を確保すること
ができる。

また、前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比が零（２輪操舵状態）
で固定された場合、高車速時には上記と同様に、自動車
の回頭性が悪くなるように上記ハンドル舵角θＨに対す
る車輪舵角θＦの伝達比Ｒが増大補正され、ステアリン
グ特性がアンダーステア側に補正されて、自動車の走行
安全性を確保することができる。一方、低車速時には上
記とは逆に、ハンドル舵角ＯＨに対する車輪舵角ＯＦの
伝達比Ｒが減少補正されて、ハンドルが切れ易くなり、
その分、自動車の回頭性を向上させることができる。

ざらに、前後輪１Ｌ、２Ｌの転舵比が同位相側で固定さ
れた場合、自動車のステアリング特性がアンダーステア
側となってハンドルが切れ難くなるが、そのとぎ、低車
速域にのみ、上記と同様に自動車の回頭性の悪化を補償
するように上記ハンドル舵角ＯＨに対する車輪舵角θＦ
の伝達比Ｒが減少補正されて、ステアリング特性がオー
バーステア側に補正され、よって自動車の旋回走行性を
向上させることができる。

なお、上記実施例では、ハンドル舵角θＨに対する車輪
舵角θＦの伝達比Ｒを車速■に応じて可変制御するよう
にしたが、ハンドルの操舵速度に応じて可変制御するよ
うにしてもよい。

また、上記実施例では、車速■に応じて前後輪ＩＬ、２
Ｌの転舵比を可変制御する車速感応型の４輪操舵装置３
を採用したが、その他、前後輪の転舵比をハンドル舵角
に応じて可変制御する舵角感応型の４輪操舵装置を採用
してもよい。

（発明の効果）以上の如く、本発明によれば、前後輪を所定の転舵比に
なるように転舵する４輪操舵装置を備えるとともに、ハ
ンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を伝達化可変手段
によって変化させるようにした自動車において、上記４
輪操舵装置の異常により前後輪の転舵比が固定されたと
きには、その固定された転舵比による操舵特性を補償す
るように上記ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比特
性を補正するようにしたことにより、万一、４輪操舵装
置の異常により転舵比が固定されても、その固定された
転舵比に応じてハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比
を補正して、４輪操舵装置の異常に対処することができ
、特に転舵比が逆位相側で固定されたときに自動車の操
舵特性を安全側に補正できるという優れた効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図ないし第１１図は本発明の実施例を示すもので、
第２図は４輪操舵装置およびステアリング装置の全体構
成を示す平面図、第３図はステアリング装置を示す斜視
図、第４図は伝達比可変装置の構成を示ず断面図、第５
図および第６図はそれぞれ第４図のｖ−Ｖ線およびＶｌ
　−ＶＩ線断面図、第７図は後輪転舵機構および転舵比
制御機構を斜視状態で示すスケルトン図、第８図はコン
トロールユニットにおける伝達比制御部の構成を示すブ
ロック図、第９図は同制御部の制御量演算部で読み込ま
れるマツプの特性図、第１０図は同制御部で伝達比の補
正制御のために行われる信号処理手順を示すフローチャ
ート図、第１１図は所定ハンドル舵角時にあける車速に
対する転舵比特性を示す特性図である。１Ｌ、ＩＲ・・・前輪、２Ｌ、２Ｒ・・・後輪、３・・
・４輪操舵装置、４・・・前輪転舵機構、８・・・スデ
アリングギャ装置、１１・・・ステアリングハンドル、
１２・・・伝達比可変装置、１６・・・遊星歯車機構、
２３・・・ステッピングモータ、２５・・・後輪転舵機
構、４２・・・転舵比制御機構、６１・・・ステッピン
グモータ、１００・・・コントロールユニット、１０２
・・・伝達比制御部、１０３・・・転舵比制御部、１０
４・・・ハンドル舵角レンサ、１０９・・・４輪操舵異
常検出手段、１１０・・・伝達比補正手段。第１図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前後輪を所定の転舵比に転舵する４輪操舵装置を
備えた自動車のステアリング装置であつて、ステアリン
グハンドルの操舵力をステアリングギヤ装置を介して車
輪に伝達する操舵力伝達経路中に設けられ、ハンドル舵
角に対する車輪舵角の伝達比を変化させる伝達比可変手
段と、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段からの出力信号を入力して上記伝達
比可変手段へ制御信号を出力する伝達比制御手段と、上
記４輪操舵装置の異常により前後輪の転舵比が固定され
たことを検出する４輪操舵異常検出手段と、該４輪操舵
異常検出手段の出力を受け、前後輪の転舵比が固定され
たときには、その固定された転舵比による操舵特性を補
償するように上記伝達比制御手段の伝達比可変手段に対
する出力特性を補正する伝達比補正手段とを備えたこと
を特徴とする自動車のステアリング装置。