JPH052549B2

JPH052549B2 -

Info

Publication number: JPH052549B2
Application number: JP20751784A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Myoshi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1993-01-12
Also published as: JPS6185273A

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。

（従来技術）車両の前輪の転舵に応じて後輪をも転舵制御す
るようにした４輪操舵装置に関して、例えば特開
昭59−92263号公報に記載されている如く、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ユエータ
で制御する場合、別途転舵比検出手段を設け、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
転舵比検出手段を設けた場合、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、転舵比検出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、４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、始動時は車速零であるから、そこから転
舵比零にするために必要な制御量を予め求めてお
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、再始動時に転舵比零制御をしよう
とすると、前回の始動時に制御された転舵比零の
位置から上記制御量での制御がなされ、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検出手段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９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。

−実施例１− 本例は第２図乃至第８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はナツクルアーム９，
９、タイロツド１０，１０を介してリレーロツド
１１の両端に連結されている。リレーロツド１１
にはハンドル１２からのシヤフト１３がラツク１
４とピニオン１５の噛合により連係し、ハンドル
１２の回転操作により、リレーロツド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
つている。

一方、左右の後輪３，３もナツクルアーム１
６，１６、タイロツド１７，１７を介してリレー
ロツド１８の両端に連結されていて、リレーロツ
ド１８の左右への移行により転舵するようになつ
ている。このリレーロツド１８は、前輪側リレー
ロツド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つている。

具体的には、前輪側のリレーロツド１１には前
後方向に延ばした作動ロツド１９の前端がラツク
２０とピニオン２１の噛合により連結され、この
作動ロツド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
レーロツド１８より延設したコントロールロツド
２３に連結されている。そして、前輪２の転舵に
応じて作動ロツド１９が回転し、転舵比可変機構
４で決められた転舵比でもつてコントロールロツ
ド２３が左右にスライドして後輪３が転舵するよ
うになつている。

転舵比の変更はステツピングモータ２２の作動
によりなされるものであり、ステツピングモータ
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つている。また、
転舵比変更機構４には転舵比を検出する転舵比検
出手段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２
４にはイグニツシヨンスイツチ２５を介してバツ
テリ電源２６が接続されている。

また、後輪側のリレーロツド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内はリレーロツド１８に固定したピス
トン２８にて２つの油圧室３０ａ，３０ｂに区画
されている。両油圧室３０ａ，３０ｂは、油管３
１ａ，３１ｂを介してコントロールバルブ３３に
接続され、コントロールバルブ３３にはリザーバ
タンク３４からの油供給管３５および油戻し管３
６が接続されている。コントロールバルブ３３
は、コントロールロツド２３の移行方向を検出
し、その移行方向に応じて油供給管３５を油圧室
３０ａ，３０ｂの一方に、油戻し管３６を油圧室
３０ａ，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３
７からの油圧をコントロールロツド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に導入された油圧がリレーロツド１８の
移行力、つまりは後輪３，３の転舵力を助勢す
る。

なお、上記オイルポンプ３７はエンジンにより
駆動され、また、油圧室３０ａ，３０ｂにはリレ
ーロツド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。

上記転舵比可変機構４の具体的構成を第３図に
基いて説明するに、まず、前記コントロールロツ
ド２３は車体３９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l1で示されてい
る。転舵比変更機構４は、上記移動軸線l1と直交
する直交線l2を中心として車体３９に回動可能に
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
l1と直交線l2との交点に位置するとともに、その
揺動軸線l3は直交線l2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ツド２３には連結
ロツド４３の一端がボールジヨイント４４にて連
結され、また、この連結ロツド４３の他端が揺動
アーム４１の先端にボールジヨインド４５にて連
結されている。この連結ロツド４３には、上記移
動軸線l1上に回動軸４６をもつ回動付与アーム４
７の先端がボールジヨイント４８を介して連結さ
れていて、前輪側のリレーロツド１１より延ばし
た作動ロツド１９が回転軸４６に対し傘歯車４
９，５０の噛合により接続されている。回動付与
アーム４７は回動軸４６と一体にしたシリンダ５
１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、ステツピングモータ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４０の回動軸に設けたウオームホイ
ール５３と噛合つており、ステツピングモータ２
２の作動により転舵比が変更され、また、ホルダ
４０に取り付けた転舵比検出手段５によりホルダ
４０の回動角から転舵比を検出するようになつて
いる。

すなわち、上記転舵比可変機構４においては、
前輪２の転舵が作動ロツド１９、回動付与アーム
４７および連結ロツド４３を介して揺動アーム４
１に伝えられ、揺動アーム４１が揺動軸線l3を中
心に揺動（回動）する。そして、ステツピングモ
ータ２２によるホルダ４０の回転角度設定により
この揺動軸線l3がコントロールロツド２３の移動
軸線l1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l1と直交する面内にあ
つて、前輪２が転舵されても連結ロツド４３を介
してコントロールロツド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、ステツピングモータ２２の作動により揺
動軸線l3が第４図に示す如く移動軸線l1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l1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ツド
４３を介してコントロールロツド２３を左右に移
行せしめる力が生じ、後輪３は前輪２に対して同
位相で転舵される。また、揺動軸線l3が逆に傾く
と後輪３は逆位相で転舵される。つまり、ステツ
ピングモータ２２はホルダ４０を回動させて揺動
軸線l3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４
２の両端部を支持するアーム５４，５４がＵ字状
に連なつていて、車体側にはこのアーム５４，５
４の基端部に当接して揺動軸４２の回転角を規制
するストツパ５５，５５が設けられている。

さて、転舵比可変機構４のステツピングモータ
２２の作動を制御する制御回路２４の構成は第５
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、ステツ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
て転舵比特性切換信号（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
演算手段と、転舵比検出手段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
検出手段と、故障無のとき、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
しめる補正手段と、故障有のとき、転舵比を零に
制御する転舵比零制御手段と、転舵比零制御をし
た場合、４輪操舵装置の停止時（エンジン停止
時）に転舵比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、ステツピングモータ駆動回
路５８に転舵比制御のためのステツピングモータ
回転方向信号S₀₁と駆動パル信号S₀₂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、バツテリ電源２６
から中央処理装置５７およびステツピングモータ
駆動回路５８への通電のオン・オフをイグニツシ
ヨンスイツチ２５のオン・オフで切換える第１リ
レースイツチ６０と、上記通電をイグニツシヨン
スイツチ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６
１の作動を制御するトランジスタ６２とを備え、
また、イグニツシヨスイツチ２５から始動信号
S₀₃、停止信号S₀₄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６図に示す転舵比特性線の
うちの一つを選定演算し、ステツピングモータ駆
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、イグニツシ
ヨンスイツチ２５からの始動信号S₀₃（オン）を受
けて作動するもので、転舵比検出手段５からの信
号を受けてこの転舵比検出手段５の故障の有無を
判定する。すなわち、転舵比検出手段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ヨ
ンにきたとき出力信号がＨ（ハイ）とＬ（ロー）と
の間で切換わる第１信号と、転舵比零ポジシヨン
で上記信号切換がある第２信号とを中央処理装置
５７に出力し、さらに、カプラ抜けがあると
（Ｈ，Ｈ）の信号を出力するようになつている。
つまり、転舵比は第１と第２の信号の組合せが
（Ｈ，Ｌ）ならば逆位相外領域、（Ｌ，Ｌ）ならば
逆位相領域、（Ｌ，Ｈ）ならば同位相領域にある
ことになる。また、車速が低くなつて零になる
と、上記信号は（Ｌ，Ｌ）から（Ｈ，Ｌ）に切換
わるから、車速零時は（Ｈ，Ｌ）の信号が転舵比
検出手段５から出力される。従つて、故障検出手
段は、第８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（Ｈ，Ｌ）であれば転舵比検出手段
５は正常であると判断し、（Ｈ，Ｌ）以外の信号
であれば転舵比検出手段５の故障と判断する（ス
テツプS₁，S₂）。

補正手段は、故障検出手段での判断が故障無
（ステツプS₂の判断YES）のとき、転舵比検出手
段５の信号が（Ｈ，Ｌ）から（Ｌ，Ｌ）に切換わ
るまでステツピングモータ駆動回路５８に１パル
スずつ駆動パルス信号S₀₂を出力し、実際の転舵
比を車速零時の転舵比ポジシヨンに一致せしめる
（ステツプ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。

転舵比零制御手段は、故障検出手段での判断が
故障有（ステツプ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ヨンにあるか
らこの車速零のポジシヨンから転舵比零のポジシ
ヨ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S₀₂を出力して実際の転
舵比を転舵比零のポジシヨンとし、転舵比演算手
段による制御を阻止する（ステツプS₄，S₅）。

転舵比復帰手段は、故障検出手段により故障信
号をホールドしていて、イグニツシヨンスイツチ
オフ、つまり停止信号S₀₄を受けると、上記転舵
比零ポジシヨンから車速零ポジシヨンまでの転舵
比制御に要する駆動パルス数（ステツプS₄逆パル
ス）で信号S₀₂を出力し、実際の転舵比を車速零
のポジシヨンとする（ステツプS₆，S₇）。

なお、通電制御手段５９においては、バツテリ
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へ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、イグニツシヨンスイツチ２５
がオフになつても第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への通電が断たれる。

従つて、この実施例においては、エンジン始動
時、転舵比検出手段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
比演算手段により車速に応じた転舵比が演算され
て、ステツピングモータ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つて転
舵比が変更される。つまり、前輪２の操舵に伴つ
て後輪３が車速に応じた転舵比でもつて転舵さ
れ、車両は４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３が前
後方向に平行となつたままの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
舵比零ポジシヨンから車速零のポジシヨンに戻
り、再始動時はこの車速零ポジシヨンから転舵比
零制御がなされることになる。

因に、転舵比零制御にあたつては転舵比可変機
構４のホルダ４０をストツパ５５に一旦当て、そ
こから転舵比零ポジシヨンまでの設定パルス数を
出力する方式も考えられるが、この場合はストツ
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ヨンから転
舵比零のポジシヨンへ揺動軸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ヨ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ヨンに戻す
からである。そうして、また、停止時に転舵比復
帰制御をせずに、始動時に転舵比零制御をしたこ
とを別途記憶しておいて、再始動時の転舵比零制
御を禁止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、転舵比検出手段５の故障時にはワーニン
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検出手段５から入
力した信号が（Ｈ，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検出手段
５の故障と判断し、直ちに転舵比零制御に移るよ
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、転舵比零制御でのポ
ジシヨンがずれるが、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− 本例は第９図に示されていて、前輪２の転舵に
伴う後輪３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
グシヤフト１３の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３２からの車速信号を
受けてステツピングモータ駆動回路５８に制御信
号を出力する制御回路７２、ステツピングモータ
駆動回路５８からの駆動信号により後輪３を転舵
させるステツピングモータ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
テツピングモータ２２が一対の傘歯車よりなる伝
達機構７３を介して後輪側リレーロツド１８のラ
ツク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７
５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
ツピングモータ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７
２には、前輪２と後輪３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ツチ７８、バツテリから
イグニツシヨンスイツ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８
０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
から演算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量を演算して制御信号を出
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ポジ
シヨ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ヨンから転舵比
零のポジシヨンまでの制御に要する駆動パルス数
をハンドル舵角に応じて演算してステツピングモ
ータ駆動回路５８に出力し、転舵比を零とする転
舵比零制御手段と、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
ツピングモータ駆動回路５８に出力し、後輪３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ツチ７８は、低車
速域などにおいて、後輪３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３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ツチであ
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ツチ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、上記各実施例では、転舵比可変機構４の
駆動にステツ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、転舵比零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、始動時に転舵比検出手段の故
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
ことを防止して、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、４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、転舵比検出手段の故障により転舵比零制御が
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８図は
実施例１に関するもので、第２図は４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４図は第３図のＡ−Ａ線
断面図、第５図は制御系統図、第６図は転舵比特
性図、第７図は転舵比検出信号特性図、第８図は
中央処理装置での処理の流れを示す図、第９図は
実施例２の４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……転舵比検出手段、６……
故障検出手段、７……転舵比零制御手段、８……
転舵比復帰手段。

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
段によつ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。