JPH0513871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵す
るようにした車両の４輪操舵装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、この種車両の４輪操舵装置として、
例えば特開昭57−11173号公報に開示されるよう
に、後輪の転舵角を、車速や前輪の転舵角等を要
素とする運転状態に応じて変化させ、低車速域で
は前輪と後輪とを逆位相に、高車速域では同位相
にすることにより、車輪の横すべりを防止して走
行安定性を向上させるとともに、低車速域での小
廻り性の向上を図り得るようにしたものは知られ
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来のものでは、車速や前輪転
舵角等をそれぞれセンサで検出し、その検出結果
に基づいて後輪転舵角を自動制御しているが、こ
れらのセンサとりわけ車速センサが故障を生じた
場合でも、異常な制御が行われないようにする必
要がある。

本発明はか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、特に、車速センサ
からの出力がカプラ抜け等により車速零の状態を
示す故障を検出し、その故障時には後輪転舵制御
を中止して後輪の異常制御を未然に防止し得る４
輪操舵装置を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段
は、車両の４輪操舵装置として、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、エンジンの
出力が車両の走行可能な状態にあることを検出す
るエンジン状態検出手段と、変速レンジが走行レ
ンジにあることを検出する走行レンジ検出手段
と、上記車速センサからの出力信号が入力され、
低車速時後輪が前輪の転舵方向の逆方向の逆位相
に、高車速時後輪が前輪の転舵方向と同方向の同
位相になるよう制御信号を上記後輪転舵装置に出
力する制御手段と、上記各センサからの出力信号
を受け、車速が零でかつエンジン出力が走行可能
な状態でかつ変速レンジが走行レンジにあるとき
を判定し車速センサの故障と判断するセンサ故障
判別手段と、該センサ故障判別手段からの出力信
号を受けて後輪転舵制御を中止とする制御信号を
上記後輪転舵装置に出力する安全制御手段とを備
える構成にするものである。

（作 用） 上記の構成により、本発明では、車速センサの
故障時、特に、そのセンサからの出力がカプラ抜
け等により車速零の状態を示すときには、その故
障をセンサ故障判別手段が車速と変速レンジ状態
とエンジン出力状態とに基づいて速やかにかつ確
実に検出し、該センサ故障判別手段からの出力信
号を受ける安全制御手段によつて後輪転舵制御が
中止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る車両の４輪操舵装置の全
体構成を示し、１は左右の前輪２ａ，２ｂを転舵
するステアリング装置であつて、該ステアリング
装置１は、ステアリング３と、ラツク＆ピニオン
機構４と、左右のタイロツド５，５と、左右のナ
ツクルアーム６，６とからなる。

また、７は左右の後輪８ａ，８ｂを転舵する後
輪転舵装置であつて、該後輪転舵装置７は、両端
が左右の後輪８ａ，８ｂにナツクルアーム９，９
およびタイロツド１０，１０を介して連結された
車体横方向に延びるロツド１１を備えている。該
ロツド１１はロツド１１に形成したラツク１２に
噛合するピニオン１３の回転動により車体横方向
に移動するもので、上記ピニオン１３はピニオン
軸１４および一対の傘歯車１５ａ，１５ｂよりな
る伝動機構１５を介してピニオン駆動用ステツピ
ングモータ１６に回転動可能に連結されている。
また、上記ロツド１１には、該ロツド１１を操作
ロツドとする油圧アクチユエータ１７が接続され
ている。該油圧アクチユエータ１７は、ロツド１
１に固着したピストン１７ａにより車体横方向に
仕切られた左転用油圧室１７ｂおよび右転用油圧
室１７ｃを備えているとともに、該各油圧室１７
ｂ，１７ｃはそれぞれ油圧通路１７ｄ，１７ｅを
介して、油圧アクチユエータ１７への油供給方向
および油圧を制御するコントロールバルブ１８に
連通し、該コントロールバルブ１８には油供給通
路１９および油戻し路２０を介して油圧ポンプ２
１が接続されている。上記コントロールバルブ１
８は、ピニオン軸１４の回転方向を検出して後輪
８ａ，８ｂの左方向転舵（図中反時計方向への転
舵）時には油供給通路１９を左転用油圧室１７ｂ
に連通すると共に右転用油圧室１７ｃを油戻し路
２０に連通する一方、後輪８ａ，８ｂの右方向転
舵（図中時計方向への転舵）時には上記とは逆の
連通状態とし、同時に油圧ポンプ２１からの油圧
をピニオン軸１４の回転力に応じた圧力に減圧す
るものであり、ピニオン１３によるロツド１１の
車体横方向移動時には油圧アクチユエータ１７へ
の圧油供給により上記ロツド１１の車体横方向移
動を助勢するようにしている。上記ステツピング
モータ１６に保持電流が通電されずにロツド１１
が自由に動くようになるとき、つまり後輪８ａ，
８ｂがフリー状態となるときには、上記ロツド１
１がスプリング等からなる機械的手段（図示せ
ず）により中立位置に保持されて後輪８ａ，８ｂ
の転舵角が零に維持されるようになつている。

さらに、２２は車速を検出する車速センサ、２
３はステアリング３の操転舵量により前輪転舵角
を検出する前輪転舵角センサ、２４は後輪転舵装
置７のステツピングモータ１６の回転量により後
輪転舵角を検出する後輪転舵角センサ、２４はエ
ンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段
であつて、エンジンの出力が車両の走行可能な状
態にあることを検出するエンジン状態検出手段と
しての機能を有する。２６はインヒビタスイツチ
やバツクランプスイツチ等によつて変速機のギヤ
位置を検出するギヤ位置検出手段であつて、変速
レンジが走行レンジにあることを検出する走行レ
ンジ検出手段としての機能を有する。上記各セン
サないし検出手段２２〜２６からの出力信号はそ
れぞれコントローラ２７に入力されている。該コ
ントローラ２７はステツピングモータドライバ２
８に制御信号を出力することにより該ステツピン
グモータドライバ２８を介して上記ステツピング
モータ１６を作動制御するものであり、コントロ
ーラ２７にはバツテリ電源Ｂおよびイグニツシヨ
ン電源IGが接続されている。尚、２９はコント
ローラ２７からの出力信号を受けて前輪２ａ，２
ｂおよび後輪８ａ，８ｂの転舵状態と車両の挙動
とを図形表示する表示装置である。

そして、上記コントローラ２７の電気制御回路
は第２図に示されている。すなわち、第２図にお
いて、３０は前輪転舵角に応じた制御信号（回転
方向切換信号および補正パルス信号）をステツピ
ングモータドライバ２８に出力する後輪転舵用制
御手段であつて、該制御手段３０は、後述のセン
サ故障判別部３５の第１メモリ群に格納されてい
る前輪転舵角および車速の各値を基に予め記憶さ
れたモードに従つて所望の後輪転舵角を演算する
演算部３１と、該演算部３１で演算された後輪転
舵角とセンサ故障判別別部３５の第１メモリ群に
格納されている実際の後輪転舵角との大小を比較
して偏差信号を出力する比較回路３２と、該比較
回路３２の偏差信号に基づきステツピングモータ
ドライバ２８に制御信号を出力する制御信号発生
部３３とからなる。ここで、上記演算部３１に記
憶されたモードは、走行安定性および小廻り性の
向上を図るべく前輪転舵角に応じて後輪転舵角を
決定するようになつている。その具体例として
は、例えば第３図に示すように、前輪転舵角θF
に対する後輪転舵角θRの比つまり転舵比θR／θF
は全体として車体Ｖが高速になるほど大きく、低
速になるに従つて小さくなり、極低速では負（逆
位相）になるようになつており、また中・高車速
域では前輪転舵角θ下が所定値θF′より大きくな
ると、前輪転舵角θFが増加しても後輪転舵角θR
は増加せず、各車速において一定となるようにな
つている。

また、３４は一定時間毎にインターラプトリク
エスト信号（以下IRQ信号という）を出力するタ
イマ、３５は該タイマ３４からのIRQ信号を受け
るごとに作動を開始するセンサ故障判別部であつ
て、このセンサ故障判別部３５は、前輪転舵角セ
ンサ２３からの前輪転舵角信号、車速センサ２２
からの車速信号および後輪転舵角センサ２４から
の後輪転舵角信号の各変化状態に基づいて上記セ
ンサ２２〜２４の故障時を判別する機能を有する
とともに、そのセンサ故障判別時ステツピングモ
ータドライバ２８とイグニツシヨン電源IGとを
導通するリレー３６に対しOFF作動信号を出力
することにより、ステツピングモータ１６への保
持電流の通電を遮断して後輪転舵角を零とするよ
うにした安全制御手段としての機能を有してい
る。

次に、上記コントローラ２７の作動を第４図お
よび第５図により説明する。第４図はコントロー
ラ２７の制御手段３０での作動を示すメインフロ
ーチヤートであり、第５図はコントローラ２７の
センサ故障判別部３５での作動を示す割込み処理
ルーチンである。

第４図に示すメインフローチヤートにおいて、
先ず、スタートして第１ステツプS1でシステム
イニシヤライズを行つたのち、第２ステツプS2
でセンサ故障判別部３５に格納されている前輪転
舵角および車速の各値を基に所望の後輪転舵角
θRを計算する。そして、第３ステツプS3でこの
後輪転舵角θRとセンサ故障判別手段３５に格納
されている実際の後輪転舵角θR′との大小比較の
結果に基づいてステツピングモータドライバ２８
に対し回転方向切換信号を出力し、さらに第４ス
テツプS4で補正パルス信号を出力する。

次いで、第５ステツプS5で上記第２ステツプ
S2において計算された後輪転舵角θRを実際の後
輪転舵角θR′として比較回路３２のメモリ内に格
納したのち、第６ステツプS6で後述の割込み処
理において故障フラグがONになつているか否か
を判別する。この判別がYESであるときには第
７ステツプS7で割込み処理を禁止したのち、第
２ステツプS2に戻つて作動を操り返す。一方、
判別がNOであるときには直ちに第２ステツプS2
に戻つて作動を操り返す。

また、第５図に示す割込み処理ルーチンにおい
て、IRQ信号を受けて作動を開始し、先ず、第１
ステツプS1で前輪転舵角θF、車速Ｖおよび後輪
転舵角θRを読込んだのち、第２ステツプS2で前
回の作動時に第１メモリ群Ｍ１θF，Ｍ１Ｖ，Ｍ
１θRに格納した前輪転舵角θF、車速Ｖおよび後
輪転舵角θRを第２メモリ群Ｍ２θF，Ｍ２Ｖ，Ｍ
２θRに移し変え、また第３ステツプS3でその空
いた第１メモリ群Ｍ１θF，Ｍ１Ｖ，Ｍ１θRに上
記第１ステツプS1で読込んだ前輪転舵角θF、車
速Ｖおよび後輪転舵角θRを格納する。

しかる後、第４ステツプS4で上記第１および
第２メモリ群にそれぞれ格納されている前輪転舵
角θFからその変化量（｜Ｍ１θF−Ｍ２θF｜）を
求め、該変化量が設定値より大きいか否かを判定
する。この設定値は普通の操舵において前輪転舵
角θFがもつと急激に変化されるときのIRQ信号
発生間隔当りの前輪転舵角変化量である。そし
て、この判定がNOであるときには、第５ステツ
プS5で前輪転舵角θFの変化量が零の状態（Ｍ１
θF＝Ｍ２θF）にあるか否かを判定する。

そして、この判定がNOであるときつまり前輪
転舵角θFが変化しているときには、第６ステツ
プS6で“HCOUNT”を零にクリアしたのち、第
７ステツプS7で車速Ｖが零か否かを判定する。
車速Ｖ≠０のNOの場合には、さらに第８ステツ
プS8で上記第１および第２メモリ群にそれぞれ
格納されている車速Ｖからその変化量（｜Ｍ１Ｖ
−Ｍ２Ｖ｜）が設定値より大きいか否かを判定す
る。この設定値は普通の車両走行時において車速
Ｖが最も急激に変化するときのIRQ信号発生間隔
当りの車速変化量（加速度）である。

上記第８ステツプ８での判定がNOであるとき
には、第９ステツプS9で第１および第２メモリ
群にそれぞれ格納されている後輪転舵角θRから
その変化量（｜Ｍ１θR−Ｍ２θR｜）が設定値よ
り大きいか否かを判定する。この設定値は普通の
操舵において後輪転舵角θRが最も急激に変化さ
れるときのIRQ信号発生間隔当りの後輪転舵角変
化量である。そして、この判定がNOであるとき
には、さらに第10ステツプS10で後輪転舵角θRの
変化量が零の状態（Ｍ１θR＝Ｍ２θR）にあるか
否かを判定する。この判定がNOであるときつま
り後輪転舵角θRが変化しているときには割込み
処理を終了する。

一方、上記第４ステツプS4での判定がYESで
あるときには、前輪転舵角センサ２３が故障した
と判断し、第11ステツプS11でステツピングモー
タドライバ２８とイグニツシヨン電源IGと導通
するリレー３６に対しOFF作動信号を出力し、
さらに第12ステツプS12で第１メモリ群Ｍ１θF，
Ｍ１Ｖ，Ｍ１θRを全て零にクリアするとともに
故障フラグをONにして割込み処理を終了する。

また、上記第５ステツプS5での判定がYESで
あるときには、第13ステツプS13で“HCOUNT”
に“１”を加算したのち、第14ステツプS14でこ
の“HCOUNT”が設定値より大きいか否かを判
定する。この判定値は、普通の操舵において前輪
転舵角θFが最も長い間一定に維持されるときの
時間をIPQ信号の発生間隔時間で割つた値であ
る。そして、この判定がNOであるときには、前
輪転舵角センサ２３が正常であると判断して前述
の第７ステツプS7に進む一方、判定がYESであ
るときには、上記第４ステツプS4での判定が
YESであるときと同様に前輪転舵角センサ２３
が故障したと判断し、第11、第12ステツプS11、
S12の処理をして終了する。

さらに、上記第７ステツプS7で車速Ｖが零で
あるYESの場合には、第15ステツプS15で
“HCOUNT”を零以外の値にしたのち、第16ス
テツプS16でエンジン回転数検出手段２５からの
出力信号に基づいてその回転数が車両の走行に必
要な回転数よりも高いか否かを判定する。この判
定がNOであるときつまりエンジン回転数が走行
可能な状態にないときには、車速センサ２２によ
る車速Ｖ＝０の検出が正しいと判断し、前述の第
８ステツプS8に進む一方、判定がYESであると
きつまりエンジン回転数が走行可能な状態にある
ときには、さらに第17ステツプS17でギヤ位置検
出手段２６からの出力信号に基づいて変速機のギ
ヤが第１レンジ、第２レンジ、Ｄレンジまたはリ
バースレンジになつているか否か、つまり走行レ
ンジになつているか否かを判定する。そして、こ
の判定がNOであるときつまり変速機のギヤがニ
ユートラルレンジまたはパーキングレンジになつ
ているときには、上記第16ステツプS16での判定
がNOであるときと同様に車速センサ２２による
車速Ｖ＝０の検出が正しいと判断し、第８ステツ
プS8に進む一方、判定がYESであるときには、
車速センサ２２が故障したと判断し、上述と同様
に第11、第12ステツプS11、S12の処理をして終
了する。

また、上記第８ステツプS8での判定がYESの
場合には、車速センサ２２が故障したと判断し、
また上記第９ステツプS9での判定がYESの場合
には、後輪転舵角センサ２４が故障したと判断
し、各々第11、第12ステツプS11、S12の処理を
して終了する。さらに、上記第10ステツプS10で
の判定がYESであるときには、第18ステツプS18
で後輪制御中か否か（つまりメイン制御手段３０
の制御信号発生部３３からステツピングモータド
ライバ２８に制御信号を出力しているか否か）を
判定する。この判定がNOの場合には、割込み処
理を終了する一方、判定がYESの場合には、後
輪制御中にも拘らず後輪転舵角に変化がないのは
不自然であるので、後輪転舵角センサ２４が故障
したと判断し、同じく第11、第12ステツプの処理
をして終了する。

したがつて、上記実施例においては、車速セン
サ２２、前輪転舵角センサ２３および後輪転舵角
センサ２４とがそれぞれ正常に作動している場合
には、コントローラ２７のメイン制御手段３０か
ら前輪転舵角に応じた制御信号がステツピングモ
ータドライバ２８に出力されることにより、該ス
テツピングモータドライバ２８を介してステツピ
ングモータ１６つまり後輪転舵装置７がフイード
バツク制御されて後輪転舵角が所望転舵角になる
ように制御される。

一方、車速センサ２２、前輪転舵角センサ２３
および後輪転舵角センサ２４の少なくとも１つの
変化状態に異常がみられる場合、例えば上記各セ
ンサ２２〜２４からの出力信号で前輪転舵角、車
速または後輪転舵角が普通の操舵ではありえない
速度でもつて急激に変化している状態になつてい
る場合等には、コントローラ２７のセンサ故障判
別部３５がそれをセンサ２２〜２４の故障時と判
断し、ステツピングモータドライバ２８とイグニ
ツシヨン電源IGとを導通するリレー３６に対し
OFF作動信号を出力することにより、ステツピ
ングモータ１６への保持電流の通電が遮断され、
後輪転舵角が零に維持される。また、車速センサ
からの出力がカプラ抜け等により車速零の状態を
示す故障のときにも、コントローラ２７のセンサ
故障判別部３５は、車速と変速レンジ状態とエン
ジン出力状態とから故障を速やかにかつ確実に検
出し、後輪転舵角を零に維持する。このため、車
両の操舵は、前輪２ａ，２ｂのみが転舵される二
輪操舵となり、故障したセンサ２２〜２４からの
出力信号に基づいて後輪８ａ，８ｂが異常制御さ
れるのを防止でき、安全性の向上を図ることがで
きる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。例えば、上記実施例では、コントローラ２７
のセンサ故障判別部３５において、センサ２２〜
２４の故障を検出すると、後輪転舵角を零にして
前輪２ａ，２ｂのみが転舵される二輪操舵とする
よう制御したが、センサ故障時の制御は、この他
に、正常時の後輪転舵制御を中止し、前輪転舵角
に対する後輪転舵角の比（θR／θF）を一定にし
たり、後輪の転舵角を一定にしたりするなどの方
法を用いてもよい。

また、上記実施例では、センサ故障判別部３５
は、車速センサ２２、前輪転舵角センサ２３およ
び後輪転舵角センサ２４の故障を判断する機能の
みならず、センサ故障判別時後輪転舵角を零とす
るようにステツピングモータドライバ２８とイグ
ニツシヨン電源IGとを導通するリレー３６に対
しOFF作動信号を出力する安全制御手段として
の機能をも有していたが、センサ故障判別手段と
安全制御手段とを別々に設け、センサ故障を検出
したセンサ故障判別手段からの出力信号を安全制
御手段で受け、該安全制御手段から後輪転舵制御
を中止とする制御信号を後輪転舵装置に出力する
ようにしてもよいのは勿論である。

さらに、上記実施例では、センサ故障判別部３
５は、車速センサ２２、前輪転舵角センサ２３お
よび後輪転舵角センサ２４の全ての故障時を判別
するようにしたが、本発明では、用途やコントロ
ーラ２７の制御モード等との関係で少なくとも車
速センサ２２の故障時、特に、エンジン出力が走
行可能な状態でかつ変速レンジが走行レンジにあ
るにも拘らず車速センサ２２からの出力が車速零
の状態を示す故障時のみを判別するようにすれば
よい。

さらにまた、上記実施例では、エンジンの出力
が車両の走行可能な状態にあることを検出するエ
ンジン状態検出手段を、エンジン回転数を検出す
るエンジン回転数検出手段２５により構成した
が、この代わりに、オルタネータの作動でもつて
エンジンの出力が車両の走行可能な状態にあるこ
とを検出するように構成してもよい。

（発明の効果） 以上の如く、本発明における車両の４輪操舵装
置によれば、エンジン出力が走行可能な状態でか
つ変速レンジが走行レンジにあるにも拘らず車速
センサからの出力が車速零の状態を示す故障時に
は、その故障を速やかに検出して後輪転舵制御が
中止されるので、車速センサの故障による後輪の
異常制御を未然に防止でき、安全性の向上を図る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
全体構成図、第２図はコントローラの電気制御回
路図、第３図は前輪転舵角に対する後輪転舵角特
性を示した特性図、第４図はコントローラの制御
手段での作動を示すメインフローチヤート図、第
５図はコントローラのセンサ故障判別部での作動
を示す割込み処理ルーチン図である。 １…ステアリング装置、２ａ，２ｂ…前輪、７
…後輪転舵装置、８ａ，８ｂ…後輪、２２…車速
センサ、２５…エンジン回転数検出手段（エンジ
ン状態検出手段）、２６…ギヤ位置検出手段（走
行レンジ検出手段）、３０…制御手段、３５…セ
ンサ故障判別部（センサ故障判別手段・安全制御
手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、エンジンの出力が車両の走行可能な状態
   にあることを検出するエンジン状態検出手段と、
   変速レンジが走行レンジであることを検出する走
   行レンジ検出手段と、上記車速センサからの出力
   信号が入力され、低車速時後輪が前輪の転舵方向
   と逆方向の逆位相に、高車速時後輪が前輪の転舵
   方向と同方向の同位相になるよう制御信号を上記
   後輪転舵装置に出力する制御手段と、上記各セン
   サからの出力信号を受け、車速が零でかつエンジ
   ン出力が走行可能な状態でかつ変速レンジが走行
   レンジにあるときを判定し車速センサの故障と判
   断するセンサ故障判別手段と、該センサ故障判別
   手段からの出力信号を受けて後輪転舵制御を中止
   とする制御信号を上記後輪転舵装置に出力する安
   全制御手段とからなることを特徴とする車両の４
   輪操舵装置。