JPH043354B2

JPH043354B2 -

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Publication number: JPH043354B2
Application number: JP15069083A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1992-01-22
Also published as: JPS6042161A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は車両の４輪操舵装置に関するものであ
る。

（従来技術）車両の４輪操舵装置の一例が特開昭56−167562
号公報に開示されている。この４輪操舵装置は、
前輪と後輪をリンク部材等で連結し、車速センサ
からの信号により、車速が高くなるにつれて前輪
に対す後輪の舵角比を大きく、つまり、後輪が大
きく転舵されるようにしたものであるが、車速セ
ンサの故障により実際の車速よりも高い車速の信
号が出力された場合、後輪が異常に大きく転舵さ
れることになる。

また、上記従来技術は前輪の転舵動作がリンク
部材等によつて後軸に機械的に伝わるようにした
ものであるが、前輪の転舵角をセンサで検出し、
その検出信号と車速センサからの検出信号とによ
つて後輪の転舵角を電気的に制御することも考え
られる。かかる制御を行なう場合、車速センサの
他に前輪転舵角センサの異常が問題となる。すな
わち、実際の前輪転舵角よりも大きな転舵角を示
す信号が出力された場合、後輪が異常に転舵され
ることになる。

しかして、かかるセンサ系の異常に対しては、
車両の運転性態から定まる最大車速および最大前
輪転舵角を求めておいて、各センサからの信号が
この最大値を越えるものか否かで判定することも
できる。しかるに、例えば、車速が最大のときに
前輪の転舵角が最大となることは車両の運転上考
えられず、かかる状態はセンサ系に異常をきたし
ていることは明らかであるが、車速信号および前
輪転舵信号が各センサの出力の許容範囲にある限
りセンサ系の異常を検出できないという不具合が
ある。

（発明の目的）本発明は、センサ系の異常対策は４輪操舵装置
において車両の安全運転上極めて重要な課題の一
つであるという点に鑑み、車速と前輪転舵角との
関係をとらえて、車速センサからの信号と前輪転
舵角センサからの信号の双方で特定される運転状
態が車両の運転特性上有り得る状態か否かをみる
ことによつてセンサ系の異常を判定し、後輪の異
常操舵を防止して車両運転上の安全性向上を図ろ
うとするものである。

（発明の構成）本発明の構成は第１図に明示されている。すな
わち、本発明にかかる車両の４輪操舵装置は、車
両の前輪１を転舵するステアリング装置２と、後
輪３を転舵する後輪転舵装置４と、車速を検出す
る車速センサ５と、前輪１の転舵角を検出する前
輪転舵角センサ６と、後輪転舵装置４の作動を制
御するコントローラ７とを備えている。

コントローラ７は、車速センサ５と前輪転舵角
センサ６との出力を受けて前輪１に対する後輪３
の転舵角特性が車速に応じて変わるように制御信
号を後輪転舵装置４に出力する自動制御手段８
と、センサ系の故障を判定する判定手段９と、判
定手段９の出力を受けて後輪３の転舵角を零とす
る安全制御手段１０とを備えている。そして、上
記判定手段９は、前輪転舵角センサ６からの出力
により得られる前輪転舵角と、車速センサ５から
の出力により求められる許容臨界前輪転舵角とを
比較してその大小を判定し、前輪転舵角センサ６
による前輪転舵角が前記臨界前輪転舵角を越える
とき安全制御手段１０に作動信号を出力する構成
である。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図乃至第５図に基
いて説明する。

第２図に示すように、車両の左右の前輪１，１
を転舵するステアリング装置２は、ステアリング
ホイール１１と、ステアリングホイール１１の回
転運動を直線往復運動に変換するラツクピニオン
機構１２と、このラツクピニオン機構１２の作動
を前輪１，１に伝達するタイロツド１３ａ，１３
ａおよびナツクルアーム１３ｂ，１３ｂからなる
伝達手段１３とを備えている。

一方、左右の後輪３，３を転舵する後輪転舵装
置４は、後輪３，３にナツクルアーム１４，１４
およびタイロツド１５，１５を介して連結された
ロツド１６を備える。このロツド１６は、そのラ
ツク部１７に噛合うピニオン１８の回転動により
左右方向へ移動して後輪３，３を転舵するもので
ある。ピニオン１８には一対の傘歯車よりなる伝
達機構１９を介してパルスモータ２０に連結して
いる。

また、上記ロツド１６はパワーシリンダ２１を
貫通し、このパワーシリンダ２１内を左右の油圧
室２２，２３に仕切るピストン２４がロツド１６
に固着されている。各油圧室２２，２３は油圧通
路２５，２６、コントロールバルブ２７、油供給
通路２８および油戻し通路２９を介してオイルポ
ンプ３０に接続され、オイルポンプ３０には電動
モータ３１が接続されている。

コントロールバルブ２７は、ピニオン１８の回
転方向を検出して油供給通路２８を一方の油圧室
２２又は２３に、油戻し通路２９を他方の油圧室
２３又は２２に連通するとともに、オイルポンプ
３０からの油圧をピニオン１８を回転力に応じた
圧力に制御するものであり、パワーシリンダ２１
に導入された油圧がロツド１６の移動、つまり、
後輪３，３の転舵力を助勢する。

しかして、上記パルスモータ２０および電動モ
ータ３１は、コントローラ７から出力される制御
信号によつて作動が制御されるものである。この
コントローラ７には、車速を検出する車速センサ
５、前輪１の転舵角をステアリングホイール１１
の操舵角から検出する前輪転舵角センサ６、後輪
３の転舵角を検出する後輪転舵角センサ３２、前
輪１と後輪３の転舵状態を図形表示する表示手段
３３、後輪３の転舵態様を設定するモードスイツ
チ３４およびバツテリ３５が接続されている。な
お、第２図において、３６はステアリング操舵角
（前輪転舵角）検出部、３７はパルスモータ回転
角検出部であり、後輪転舵角センサ３２はパルス
モータ２０の回転角から後輪３の転舵角を検出す
るようにしている。

次に、上記コントローラ７の具体的構成を説明
する。

コントローラ７は、車速センサ５と前輪転舵角
センサ６とからの出力を受けてかかるセンサ系の
故障の有無を判定する判定手段９と、判定手段９
でのセンサ系の故障が無いという判定を受けて上
記車速センサ５と前輪転舵角センサ６の信号によ
り後輪転舵装置４の作動を制御する自動制御手段
８と、判定手段９での故障有りの判定を受けて後
輪転舵角を零とする安全制御手段１０とを備えて
いる。

判定手段９は、第３図に示す如く、車速センサ
（パルス発生器）５から入力保護部３８およびパ
ルス数をカウントするカウント部３９を介して入
力される車速信号により車速領域を判定する車速
領域判定部４０と、前輪転舵角センサ６からＡ／
Ｄ変換部４１およびエンコード部４２を介して入
力される前輪転舵角信号が前記車速信号との関係
で車両の走行特性上有り得るべきものか否かを判
定する前輪転舵角判定部４３とを備えている。

具体的には、上記入力保護部３８において、４
４は車速センサ５からのパルス信号の安定化を図
る積分回路、４５はバツフア作用を呈するヒステ
リシス付きインバータであり、この入力保持部３
８でノイズが除去される。また、カウント部３９
ではパルス数のカウントにより車速が求められ
る。一方、前輪転舵角センサ６はポテンシヨメー
タを用いたもので、この前輪転舵角センサ６から
の電圧信号はＡ／Ｄ変換部４１でデジタル量（パ
ルス）に変換され、エンコード部４２で２進符号
によるコード化がなされて前輪転舵角信号として
とらえられる。

しかして、車速領域判定部４０は、第４図に示
す如く、予め設定された境界車速V_linと最大車速
V_naxとからV_lin以下の低速領域と、V_lin〜V_naxの
中高車速領域と、V_naxを越える異常車速領域と
に区画し、カウント部３９からの車速信号がどの
車速領域に属するかを判定するものである。上記
V_linはステアリングホイール１１をロツク位置ま
で操舵した状態、つまり、最大前輪転舵角θ_Fnax
（右転舵時）、−θ_Fnax（左転舵時）で走行可能な車
速の上限値であり、また、V_naxは車両の機能上
許容される車速の最大値である。そして、この車
速領域判定部４０はカウント部３９からの車速信
号が異常車速領域に属するとき自動制御手段８に
作動指令信号を出力し、他の車速領域に属すると
き前輪転舵角判定部４３に判定結果を出力する。

一方、前輪転舵角判定部４５は、カウント部３
９の出力信号に対応する車速Ｖでの許容できる最
大前輪転舵角、つまり、臨界前輪転舵角f_(V)を求
め、エンコード部４２の出力信号に対応する前輪
転舵角の絶対値｜θ_F｜が臨界前輪転舵角f_(V)を越
えるか否かを判定し、越える場合には安全制御手
段１０に作動指令信号を出力し、越えない場合に
は自動制御手段８に作動指令信号を出力するもの
である。

臨界前輪転舵角f_(V)は、低車速領域では最大前
輪転舵角、つまりf_(V)＝θ_Fnaxであり、中高車速領
域では上記θ_Fnax、臨界車速V_lin、最大車速V_nax、
このV_naxで許容される最大前輪転舵角θ_Flinにより
次式で求められる。

f_(V)＝k〓Ｖ＋K〓 K〓＝θ_Fnax−θ_Flin／V_lin−V_nax K〓＝θ_Fnax・V_nax−θ_Flin・V_lin／V_nax−V_lin この臨界前輪転舵角の車速Ｖに対する特性は第
４図に示されている。

自動制御手段８は、前輪転舵角判定部４３から
の作動指令信号を受けて、車速センサ５で検出さ
れる車速と、前輪転舵角センサ６で検出される前
輪転舵角とから前輪１の転舵角に対する後輪３の
最適転舵角を演算する演算部を備えている。この
演算部に記憶されている後輪転舵角θ_Rと前輪転舵
角θ_Fとの舵角比θ_R／θ_Fの車速Ｖに対する特性の一
例が第５図に示されており、この特性に従つて後
輪転舵角θ_Rが演算され、パルスモータ２０へ制御
信号が出力される。

一方、安全制御手段１０は、車速領域判定部４
０あるいは前輪転舵角判定部４３からの作動指令
信号を受けて、自動制御手段８から後輪転舵装置
４への制御信号送信をカツトする信号をリレー４
６に出力するものであり、後輪３はナツクルアー
ム１４に取り付けられたリターンスプリングで転
舵角が零となる。

しかして、上記判定手段９に関するコントロー
ラ７の作動のためのプログラムは第６図にフロー
チヤートで示されている。すなわち、ステツプ
では車速Ｖが最大車速V_naxよりも小さいか否か、
つまり、異常車速領域が属さないか否かが判定さ
れ、YESの場合はステツプへ進み、NOの場合
（車速センサ５に異常有り）はステツプへ進ん
で安全制御手段１０による安全制御が行なわれ
る。上記ステツプでは車速Ｖが臨界車速V_linよ
りも大きいか否か、つまり、中高車速領域に属す
るか否（低車速領域に属する）かが判定され、
YESの場合はステツプへ進み、NOの場合はス
テツプへ進む。

ステツプでは前輪転舵角の絶対値｜θ_F｜が中
高車速領域での臨界前輪転舵角f_(V)＝k〓Ｖ＋K〓よ
りも小さいか否かが判定され、YESの場合はス
テツプへ進んで自動制御手段８による自動制御
が行なわれ、NOの場合（車速センサ５と前輪転
舵角センサ６の少なくともいずれか一方に異常有
り）はステツプへ進んで安全制御が行なわれ
る。一方、ステツプでは上記｜θ_F｜が低車速領
域での臨界前輪転舵角f_(V)＝θ_Fnaxよりも小さいか
否かが判定され、YESの場合はステツプに進
んで自動制御が、また、NOの場合（前輪転舵角
センサ６に異常有り）はステツプに進んで安全
制御がそれぞれ行なわれる。

なお、第２図において、表示手段３３は透過型
の液晶表示手段で運転席側に設けられるものであ
り、前輪１と後輪３の転舵方向を図形表示する転
舵方向表示セグメント４７と、車両の挙動を図形
表示する車両挙動表示セグメント４８とを備え
る。そして、この表示手段３３の作動は、前輪転
舵角センサ６と後輪転舵角センサ３２とからの信
号をもとにコントローラ７で制御される。

また、モードスイツチ３４は、低車速（例えば
30Km／ｈ以下）において後輪３を前輪１に対して
逆位相で転舵するオートモード、後輪３を前輪１
に対して同位相で転舵するクラブモード、後輪３
の転舵角を常に零とする２輪モードという３つの
モードを運転者が選択してマニアル設定するため
のスイツチである。このモードスイツチ３４から
の信号はコントローラ７へ入力され、コントロー
ラ７はコードスイツチ３４で選択されたモードに
従つて作動する。この場合、コントローラ７はオ
ートモードの選択により自動制御手段８が作動す
る。

次に、実施例の作用を説明すれば、車両走行時
において、ステアリングホイール１１を操舵する
と、その操舵方向および操舵角に応じて前輪１，
１が転舵され、判定手段９でセンサ系に異常なし
と判定されると自動制御手段８が作動して後輪転
舵装置４が制御される。すなわち、車速センサ５
と前輪転舵角センサ６からの信号が自動制御手段
８に入力され、これらの信号に基いて第５図に示
す特性に従つて後輪転舵角θ_Rが演算され、このθ_R
に対応するパルス信号がパルスモータ２０へ出力
される。これにより、パルスモータ２０の出力軸
が上記パルス信号に対応する角度で回転し、伝達
機構１９、ピニオン１８およびラツク部１７を介
してロツド１６が軸方向へ移動し、後輪３，３が
転舵される。このとき、パワーシリンダ２１が作
動し、後輪３，３の転舵を助勢する。

しかして、判定手段９においてセンサ系の異常
が判断されると、安全制御手段１０が作動して後
輪３の転舵角は零となる。この場合、中高車速領
域においては、車速Ｖと前輪転舵角θ_Fの双方で特
定される車両の運転状態が車両の機能上有り得る
べき状態か否かを判定することになるため、車速
センサ５および前輪転舵角センサ６の出力信号が
ともにV_nax、θ_Fnaxを越えない場合でも検出され
る前輪転舵角の絶対値｜θ_F｜が臨界前輪転舵角
f_(V)を越えるとセンサ系に異常有りと判定され、
センサ系にわずかな異常があつても後輪３は異常
操舵されることがない。

なお、上記実施例においては、臨界前輪転舵角
を車速Ｖの１次関数としてとらえたが、車両の走
行試験によつて、車速Ｖに対する臨界前輪転舵角
特性を求め、その特性から車速Ｖと前輪転舵角θ_F
とに関するセンサ系故障判定用のマツプを作成
し、車速センサ５と前輪転舵角センサ６からの信
号によつて故障の有無を判定するようにしてもよ
い。また、上記特性をもとにして臨界前輪転舵角
を車速Ｖの多次関数に近似せしめ、車速Ｖの信号
入力により臨界前輪舵角を演算によつて求めるよ
うにしてもよい。

また、安全制御手段１０は上記実施例では自動
制御手段８から後輪転舵装置４への信号をカツト
（電源切）するようにしたが、後輪転舵装置４へ
後輪転舵角を零とする信号を送り、後輪３を強制
的に転舵角が零となるように駆動してもよい。

さらに、第２図におけるオイルポンプ３０はエ
ンジンで駆動するようにしてもよい。

（発明の効果）本発明によれば、車速に対して車両の機能上許
容される臨界前輪転舵角を車速センサからの出力
によつて求め、前輪転舵角センサからの出力で得
られる前輪転舵角と上記臨界前輪転舵角との比較
によつてセンサ系の故障を判定して後輪転舵角を
零とするから、センサ系の故障を的確にとらえて
後輪の異常操舵を防止することができ、車両走行
における安全性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は実施例の構
成図、第３図はコントローラの判定手段にかかる
部分のブロツク図、第４図は車速と臨界前輪転舵
角との関係を示す特性図、第５図は車速と舵角比
の関係を示す特性図、第６図は判定手段にかかる
制御の態様を示すフロー図である。１……前輪、２……ステアリング装置、３……
後輪、４……後輪転舵装置、５……車速センサ、
６……前輪転舵角センサ、７……コントローラ、
８……自動制御手段、９……判定手段、１０……
安全制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１前輪を転舵するステアリング装置と、後輪を
転舵する後輪転舵装置と、車速を検出する車速セ
ンサと、前輪の転舵角を検出する前輪転舵角セン
サと、車速センサと前輪転舵角センサの出力信号
を受けて後輪転舵装置を制御するコントローラと
を備え、このコントローラは前輪転舵角に対する
後輪転舵角特性が車速に応じて変わるように後輪
転舵装置に制御信号を出力する制御手段と、前輪
転舵角センサからの出力により得られる前輪転舵
角と車速センサからの出力により求められる許容
できる臨界前輪転舵角とを比較判定する判定手段
と、前輪転舵角センサによる前輪転舵角が前記最
大前輪転舵角を越えるとき判定手段の出力を受け
て後輪転舵角を零とする安全制御手段とを備えて
いることを特徴とする車両の４輪操舵装置。