JPH058750A - ４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４輪操舵装置において、安全性が高く、かつ
稼働率が高い後輪操舵制御を行うことを可能とする。 【構成】 前輪舵角検出器４から後輪操舵制御回路７へ
与えられる前輪舵角検出信号における前輪舵角中立位置
を表す信号電圧に相当する電圧の信号を生成する電源70
4 及び抵抗705 と、前輪舵角検出器４から後輪操舵制御
回路７への信号路Ｌが断たれた状態においてのみ、入力
回路707 へ与えるべき、前輪舵角を表す信号の電圧を、
前記電源704 及び抵抗705 で生成される電圧に徐々に変
化させるコンデンサ706 とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車の前輪及び後輪を
操舵する４輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車において、前輪を操舵する油圧式
の前輪操舵機構と後輪を操舵する電動式の後輪操舵機構
とを備え、前輪の操舵動作により、前輪のみならず後輪
も操舵するように構成した４輪操舵装置が従来より種々
開発されている。

【０００３】このような４輪操舵装置には、電動モータ
によって駆動される後輪操舵機構によって後輪の操舵を
行うものがある。電動モータによって後輪の操舵を行う
４輪操舵装置では、車速検出器によって車速を検出する
と共に前輪舵角検出器によって前輪の舵角を検出し、こ
れらの検出結果を後輪操舵制御回路へ与え、該後輪操舵
制御回路において、検出された車速及び前輪舵角に基づ
いて後輪の舵角を決定し、このように決定された後輪の
舵角に応じて、電動モータによって後輪操舵機構を作動
させる後輪の舵角制御を行っていた。

【０００４】ところが、このような後輪の舵角制御を行
う４輪操舵装置では、前輪舵角検出器と、後輪操舵制御
回路との間の信号路が断線した場合、後輪操舵制御回路
の入力端子の信号が、不安定な値又は一定値となる。こ
のような状態が発生すると、後輪操舵制御回路では、不
適切な後輪の舵角を決定してしまい、これによって、後
輪が予期せぬ方向へ操舵され、危険な走行状態が生じる
という問題があった。

【０００５】このように前輪舵角検出器と、後輪操舵制
御回路との間の信号路が断線した場合の危険な走行状態
を防ぐ装置としては、例えば、次に説明するような装置
が考えられている。

【０００６】即ち、前記信号路の断線を検出し、前輪舵
角検出器の異常が検出された場合は、後輪操舵制御回路
による後輪の制御方式を、通常走行時の制御モードから
フェイルセーフモードの制御に切換え、このフェイルセ
ーフモードの制御によって後輪の舵角を徐々に中立位置
に戻すという制御を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た如き従来の装置では、前輪舵角検出器と、後輪操舵制
御回路との間の信号路が断線した場合に、フェイルセー
フ用の制御に切り換える必要があり、前記断線を検出
し、フェイルセーフ用の制御が作動するまでは、異常な
前輪舵角検出に基づいて制御されることになるという問
題があった。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、前輪舵角検出器と、後輪操舵制御回路との間の
信号路が断線した場合に、後輪の制御方式を切り換える
ことなく後輪の舵角を所定の時定数に基づいて徐々に中
立位置に戻す制御を行えるようにすることによって、安
全性が高く、かつ断線が復帰した場合、直ちに正常動作
に戻るようにすることによって稼働率が高い後輪操舵制
御を行うことを可能とする４輪操舵装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る４輪操舵装
置は、前輪操舵機構と、後輪操舵機構と、前輪の舵角に
応じたレベルの信号を出力する前輪舵角検出手段と、該
前輪舵角検出手段の出力信号のレベルに関連して前記後
輪操舵機構を制御する後輪操舵制御手段とを備えた４輪
操舵装置において、前記後輪操舵制御手段は、前記出力
信号における前輪舵角中立位置を表す信号レベルに相当
するレベルの信号を生成する信号生成手段と、前記後輪
操舵制御手段に与えられるべき、前輪の舵角を表す信号
のレベルを、前記前輪舵角検出手段から前記後輪操舵制
御手段への信号路が断たれた状態においてのみ、前記信
号生成手段で生成される信号のレベルに所定の時定数に
基づいて徐々に変化させる手段とを具備することを特徴
とする。

【００１０】

【作用】前輪舵角検出手段と、後輪操舵制御手段との間
の信号路が断線等によって断たれると、後輪操舵制御手
段に与えられるべき、前輪の舵角を表す信号のレベルが
信号生成手段で生成される、前輪舵角中立位置を表す信
号レベルに相当するレベルの信号に所定の時定数に基づ
いて徐々に変化させられる。これによって、後輪操舵制
御手段は、前輪舵角が徐々に中立位置に戻っているもの
として後輪操舵機構を制御する。即ち、前輪舵角検出手
段と後輪操舵制御手段との間の信号路が断たれると、後
輪が所定の時定数に基づいて徐々に中立位置に戻され
る。信号路が復帰すると、再び前輪舵角検出手段の出力
信号が後輪操舵制御手段へ与えられ、後輪は前輪舵角検
出信号に応じて舵角制御される。

【００１１】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る４輪操舵装置
の概略構成を示す模式的ブロック図である。

【００１２】図中20は前輪操舵機構であり、該前輪操舵
機構20は、舵輪１によって駆動されるラック・ピニオン
機構21をタイロッド22,22 , ナックルアーム23，23を介
して前輪２，２に接続させてなる。

【００１３】また、30は後輪操舵機構であり、該後輪操
舵機構30は、以下に説明する如き操舵機構を備えてい
る。

【００１４】所定位置にラックが形成されてなり車体の
幅方向へ摺動自在に設けられた後輪ラック軸31がタイロ
ッド32, 32, ナックルアーム33,33 を介して後輪３，３
に接続されており、また前記後輪ラック軸31の中途に
は、該後輪ラック軸31にこれを中立位置に保持する付勢
力を与えるセンタリングバネ34が備えられている。そし
て後輪ラック軸31の前記ラックにはピニオン軸350 の一
端側に形成されたピニオン35が噛合されており、後輪ラ
ック軸31はピニオン35の回転によって車体の幅方向へ移
動し、後輪３，３を操舵する。

【００１５】前記ピニオン軸350 の他端側にはベベルギ
ア362 が設けられており、該ベベルギア362 は電動モー
タ39の回転力によって回転させられるベベルギア361 に
連動してピニオン軸350 を回転させる。前記電動モータ
39の回転力は、該電動モータ39の駆動軸390 と減速機37
の入力軸370 との係合, 離脱を行うクラッチ38と遊星ロ
ーラ式の減速機37とを介してベベルギア361 の回転軸で
あるベベルギア軸360に伝達されるようになっており、
ベベルギア361,362 を経てピニオン35に伝達される。

【００１６】また、ラック・ピニオン機構21には、その
ラック軸の位置を測定することによって前輪２，２の舵
角を検出する前輪舵角検出器４が設けられており、前輪
舵角検出器４の検出結果は後輪の操舵制御を行う後輪操
舵制御回路７へ与えられるようになっている。後輪ラッ
ク軸31には、後輪３，３の舵角を検出する後輪舵角検出
器５が設けられており、後輪舵角検出器５の検出結果は
後輪操舵制御回路７へ与えられるようになっている。さ
らに後輪操舵制御回路７には車速を検出する車速検出器
６の検出結果が与えられるようになっている。

【００１７】後輪操舵制御回路７では、前輪舵角検出器
４, 後輪舵角検出器５, 車速検出器６の検出結果に基づ
いて後述する如く電動モータ39の駆動信号を求め、この
駆動信号を電動モータ39へ与えるようになっている。

【００１８】次に後輪操舵制御回路７の構成について説
明する。図２は後輪操舵制御回路７の構成を示すブロッ
ク図である。前輪舵角検出器４の前輪舵角検出信号は、
信号路Ｌを介して後輪操舵制御回路７の第１入力端子70
1 に与えられるようになっている。前輪舵角検出信号
は、例えば、０〜５Ｖで前輪舵角を表し、０Ｖが左操舵
の最大舵角、５Ｖが右操舵の最大舵角、2.5 Ｖが舵角中
立位置を夫々表すようになっている。

【００１９】第１入力端子701 には、その一端が電源70
4 に接続された抵抗705 の他端と、一端を接地したコン
デンサ706 の他端と、検出信号の増幅及びフィルタリン
グ等の信号処理を行う入力回路707 とが接続されてお
り、与えられた前輪舵角検出信号は、抵抗705 及びコン
デンサ706 を介して入力回路707 へ与えられるようにな
っている。前記電源704 の電圧は、前輪舵角検出信号に
おける前輪舵角中立位置を表す電圧値に相当する電圧Ｅ
となっており、また、抵抗705 の抵抗値は、前輪舵角検
出器４の出力インピーダンスよりも十分大きい抵抗値と
なっている。入力回路707 で信号処理された前輪舵角検
出信号は、A/D 変換器708 へ与えられ、該A/D 変換器70
8 でA/D 変換された前輪舵角検出信号は、マイクロコン
ピュータ712 へ与えられるようになっている。

【００２０】また、車速検出器６の車速検出信号は、後
輪操舵制御回路７の第２入力端子702 から、検出信号の
増幅及びフィルタリング等の信号処理を行う入力回路70
9 へ与えられるようになっている。入力回路709 で信号
処理された車速検出信号は、マイクロコンピュータ712
へ与えられるようになっている。

【００２１】また、後輪舵角検出器５の後輪舵角検出信
号は、後輪操舵制御回路７の第３入力端子703 から、検
出信号の増幅及びフィルタリング等の信号処理を行う入
力回路710 へ与えられるようになっている。入力回路71
0 で信号処理された後輪舵角検出信号は、A/D 変換器71
1 へ与えられ、該A/D 変換器711 でA/D 変換された後輪
舵角検出信号は、マイクロコンピュータ712 へ与えられ
るようになっている。

【００２２】マイクロコンピュータ712 では、前輪舵角
検出信号及び車速検出信号に基づいて後輪３，３の目標
舵角を決定し、決定した目標舵角と、後輪舵角検出信号
とに基づいて電動モータ39の制御量を求め、この制御量
をモータ駆動回路713 へ与えるようになっている。モー
タ駆動回路713 では前記制御量を実現する駆動信号を出
力端子714 から電動モータ39へ与えるようになってい
る。前記目標舵角の決定においては、車速が低速の場合
には前輪２, ２と後輪３，３とを逆位相に操舵し、車速
が高速になるに従ってこれらを同位相に操舵するような
特性と、車速が低速になるに従って前輪舵角と後輪舵角
との比が逆位相側に大となり、且つ高速になるに従って
前記舵角比が同位相側に大となるような特性とを共有す
る関数によって決定されるようになっている。

【００２３】以上の如き後輪操舵制御回路７では、前輪
舵角検出器４と、後輪操舵制御回路７との間の信号路Ｌ
に断線が生じておらず、前輪舵角検出器４から後輪操舵
制御回路７へ正常な前輪舵角検出信号が与えられている
場合においては、コンデンサ706 には、前輪舵角検出信
号が充電され、コンデンサ706 の端子電圧は、前輪舵角
検出信号の信号電圧に等しくなる。

【００２４】また、前輪舵角検出器４と、後輪操舵制御
回路７との間の信号路Ｌに断線が生じ、後輪操舵制御回
路７へ前輪舵角検出信号が与えられなくなった場合にお
いては、コンデンサ706 の端子電圧が、電源704 の電圧
Ｅよりも高いとき（例えば前輪２, ２が右へ操舵されて
いるとき）は、コンデンサ706 に充電されている電荷
が、その端子電圧が電圧Ｅになるまで徐々に放電され
る。一方、コンデンサ706の端子電圧が、電圧Ｅよりも
低いとき（例えば前輪２, ２が左へ操舵されていると
き）は、コンデンサ706 の端子電圧が前記電圧Ｅになる
まで、電源704 から抵抗705 を介して与えられる電荷に
よってコンデンサ706 が徐々に充電される。

【００２５】即ち、前輪舵角検出器４と、後輪操舵制御
回路７との間の信号路Ｌに断線が生じた場合は、入力回
路707 へ与えられる信号の電圧が、徐々に電圧Ｅになっ
て行き、最終的に、前輪２, ２が舵角中立位置にあるこ
とを表す信号が、マイクロコンピュータ712 へ与えられ
ることとなる。

【００２６】このように前輪舵角検出器４と、後輪操舵
制御回路７との間の信号路Ｌに断線が生じた場合におけ
る、入力回路707 へ与えられる前輪舵角検出信号の推移
を図３に示す。図３は前輪舵角検出器４と、後輪操舵制
御回路７との間の信号路に断線が生じた場合に制御され
る前輪舵角検出信号の推移を示すグラフであり、縦軸に
は前輪舵角検出信号電圧、横軸には経過時間を夫々と
り、時間Ｔにおいて前記断線が生じた場合のこれらの関
係を示してある。図３においては、時間Ｔに到るまで
は、右操舵と左操舵とを順に行っており、その左操舵中
の時間Ｔにおいて前記断線が生じたことを表している。
前記断線が生じると、コンデンサ706 が徐々に充電され
て行き、これによって、前輪舵角検出信号の電圧が徐々
に電圧Ｅになる。

【００２７】このように、前輪舵角検出器４と、後輪操
舵制御回路７との間の信号路Ｌに断線が生じた場合に、
前輪舵角検出信号の電圧が所定の時定数に基づいて徐々
に電圧Ｅになるため、マイクロコンピュータ712 では、
前輪舵角が徐々に舵角中立位置に戻っているものとして
後輪の目標舵角が決定されるので、実際の前輪２, ２の
操舵状態に関わらず後輪の目標舵角は徐々に舵角中立位
置に戻り、信号路Ｌの断線時に安定した走行が行える。

【００２８】また、前輪舵角検出器４と、後輪操舵制御
回路７との間の信号路Ｌの断線が復帰した場合には、前
輪舵角検出器４からの前輪舵角検出信号が再び与えられ
るため、マイクロコンピュータ712 では、前輪舵角検出
器４から与えられる前輪舵角検出信号に応じて後輪の目
標舵角が決定されるので、装置は高稼働率で動作する。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る４輪操
舵装置では、前輪舵角検出手段と後輪操舵制御手段との
間の信号路が断線等によって断たれると、後輪が所定の
時定数に基づいて徐々に中立位置に戻されるので、走行
安全性が高くなり、また、信号路が復帰すると、再び前
輪舵角検出手段の出力信号が後輪操舵制御手段へ与えら
れ、後輪の舵角が前輪舵角検出手段の出力信号に応じて
制御されるので、装置の稼働率が高くなる等、本発明は
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る４輪操舵装置の概略構成を示す模
式的ブロック図である。

【図２】後輪操舵制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】前輪舵角検出器と、後輪操舵制御回路との間の
信号路に断線が生じた場合に制御される前輪舵角検出信
号の推移を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 前輪 ３ 後輪 ４ 前輪舵角検出器 ７ 後輪操舵制御回路 30 後輪操舵機構 704 電源 705 抵抗 706 コンデンサ Ｌ 信号路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 前輪操舵機構と、後輪操舵機構と、前輪
   の舵角に応じたレベルの信号を出力する前輪舵角検出手
   段と、該前輪舵角検出手段の出力信号のレベルに関連し
   て前記後輪操舵機構を制御する後輪操舵制御手段とを備
   えた４輪操舵装置において、 前記後輪操舵制御手段は、前記出力信号における前輪舵
   角中立位置を表す信号レベルに相当するレベルの信号を
   生成する信号生成手段と、 前記後輪操舵制御手段に与えられるべき、前輪の舵角を
   表す信号のレベルを、前記前輪舵角検出手段から前記後
   輪操舵制御手段への信号路が断たれた状態においての
   み、前記信号生成手段で生成される信号のレベルに所定
   の時定数に基づいて徐々に変化させる手段とを具備する
   ことを特徴とする４輪操舵装置。