JPH0218169A

JPH0218169A - ４輪操舵車両のフェイルセーフ機構

Info

Publication number: JPH0218169A
Application number: JP63165932A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Eguchi; 孝彰江口; Norimasa Nakamura; 中村　範正
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1988-07-05
Publication date: 1990-01-22
Also published as: DE68912835D1; EP0350020B1; US5048627A; DE68912835T2; EP0350020A1

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）本発明は前輪操舵角に応じて後輪を転舵する４輪操舵車
両のフェイルセーフ機構に関するものである。

（従来の技術）この種の従来の４輪操舵車両としては、例えば本願出願
人が先に特願昭６２−３３０２８１号により提案した第
４図の如きものがある。図中ＩＬ、　ＩＲは夫々左右前
輪、２Ｌ、　２Ｒは左右後輪、３はステアリングホイー
ルである。前輪ＩＬ、　ＩＲは夫々ステアリングホイー
ル３によりステアリングギヤ４を介して転舵可能とし、
後輪２Ｌ、　２Ｒは夫々後輪転舵アクチュエータ５によ
り転舵可能とする。

アクチュエータ５はスプリングセンタ式油圧アクチュエ
ータとし、室５Ｒに油圧を供給する時圧力に比例した舵
角だけ後輪２Ｌ、　２Ｒを夫々右に転舵し、室５Ｌに油
圧を供給する時圧力に比例した舵角だけ後輪２Ｌ、　２
Ｒを夫々左に転舵するものとする。

アクチュエータ室５Ｌ、　５Ｒへの油圧を制御する電磁
比例式後輪転舵制御弁６を設け、′この弁６は可変絞り
６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６ｄをブリッジ接続して具え
、このブリッジ回路にポンプ７、リザーバ８及びアクチ
ュエータ室５Ｌ、　５Ｒからの油路９，１０を夫々接続
する。弁６は更にソレノイド６Ｌ、　６Ｒを具え、これ
らソレノイドはＯＦＦ時夫々可変絞り６ａ、　６ｂ及び
６ｃ、　６ｄを全開させて両アクチュエータ室５Ｌ、　
５Ｒを無圧状態にし、ソレノイド６Ｌ又は６Ｒの電流値
Ｉ、又はＩＲによる０８時可変絞り６ｃ、　６ｄ又は６
ａ、　６ｂを電流値に応じた開度に絞ってアクチュエー
タ室５Ｌ又は５Ｒに電流値■、又は■８に応じた油圧を
供給するものとする。この油圧は前記したようにその値
に応じた角度だけ後輪を対応方向へ転舵する。

ソレノイド６Ｌ、　６Ｒの駆動電流Ｉｔ、　ＩＲをコン
トローラ１１により制御し、このコントローラにはステ
アリングホイール操舵角θを検出する操舵角センサＩ２
からの信号及び車速Ｖを検出する車速センサ１３からの
信号を夫々入力する。

この操舵システムは、入力された操舵角θ及び車速■に
基づきコントローラ１１が制御弁６のソレノイド６Ｒ，
６Ｌに駆動電流１．、　Ｉ、を夫々出力して、所望の後
輪舵角で後輪を同相または逆相に操舵するものである。

このような４輪操舵（４ＷＳ）技術は、２輪操舵（２Ｗ
Ｓ）に比較して操縦安定性や操向性を向上させるものと
して近年多用されている。

（発明が解決しようとする課題）このような４輪操舵システムは上記利点を有する反面、
制御を電気系に依存していることから、車両に搭載する
に当りシステムフェイル時のフェイルセーフ対策を考慮
しておかないと、システムフェイル時に車両の挙動が急
激に変化し、走行が不安定になるという問題があった。

すなわち、上記４輪操舵システムにおいて、電気系のフ
ェイル、例えばコントローラ１１の暴走やソレノイド６
Ｌ、　６Ｒの断線が生じるとソレノイド６Ｌ、　６Ｒは
不作動となり、電磁比例式後輪転舵制御弁６は可変絞り
６　ａ　＋６ｂ及び６ｃ、　６ｄを夫々全開させて両ア
クチュエータ室５Ｌ、　５Ｒを直ちに無圧状態にする。

これにより後輪２Ｌ、　２Ｒは転舵アクチュエータ５の
センタスプリングによって速やかに中立状態に戻るよう
に転舵されるため、車両の挙動は急激に変化してしまい
、運転者に異和感を与える状態になる。

（課題を解決するための手段）本発明はシステムフェイル時のフェイルセーフ対策を講
じて上述した問題を解決しようとするもので、油圧源か
らの油圧を、油圧制御手段により操舵角に応じて制御さ
れる電磁弁を介して後輪転舵機構に供給して後輪を転舵
するように成した４輪操舵車両において、前記電磁弁と
前記後輪転舵機構との間に開閉弁を設けるとともに、該
開閉弁を開閉する弁開閉制御手段を前記油圧制御手段と
は独立に設け、４輪操舵走行中、前記油圧制御手段によ
る前記電磁弁の制御が不能になったとき、前記弁開閉制
御手段が前記開閉弁を閉じて油圧の供給をしゃ断し、後
輪転舵角を該開閉弁のリーク速度に応じて徐々に零にす
るよう構成したことを特徴とする。

（作　用）４輪操舵走行中、油圧制御手段による後輪転舶用の電磁
弁の制御が不能になったとき、油圧制御手段とは独立に
設けた弁開閉制御手段がその不能状１！（フェイル）を
検知して前記電磁弁と後輪転舵機構との間に設けた開閉
弁を閉じる。これにより後輪転舵機構に供給される油圧
がカットされ、後輪転舵機構はその時点の後輪転舵角を
保持する。

ところで前記開閉弁は閉状態でも油を微少量リークする
から、残存油圧は所定時間経過後零に至り、その間後輪
は徐々に中立（直進状態）に戻る。

上述したフェイルセーフ機能によって運転者に異和感を
与える問題を解決して操縦安定性や操向性を向上させる
ことができ、さらに横風やタックインに対する走行安定
性も向上させることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明のフェイルセーフ機構を搭載した４輪操
舵車両の全体構成を例示する線図であり、第４図の従来
例と同一の部分には同一符号を付しである。

本例の従来例との相違点は、電磁比例式後輪転舵制御弁
６と後輪転舵アクチュエータ５との間の油路９．１０に
開閉弁２０を挿入したことと（開閉弁の前後の油路を夫
々９−１．９−２及び１０−１゜１０−２と称する）、
コントローラ２１内に従来例と同様な油圧制御部２１ａ
の他に開閉弁制御部２１ｂを設けたこと、及び警報表示
装置２２を設けたことである。

ここで開閉弁２０は常閉型とし、ソレノイド２０ａに駆
動電流！、が供給されないとき油路９−１．９−２間及
び１０−１　、１０−２間をしゃ断し、駆動電流■、が
供給されると油路９−１．９−２間及び１０−１．１０
−２間を連通させるものとする。またコントローラ２１
は油圧制御部２１ａと開閉弁制御部２１ｂとが夫々別電
源を有する独立した構成となっており、油圧制御部２１
ａ自体の暴走をも検知するウオッチドツク機能を有して
いる。開閉弁制御部２０ｂは油圧制御部２０ａよりフェ
イル信号を受けると開閉弁２０のソレノイド２０ａの駆
動電流をＯＦＦするとともに、警報表示装置２２を作動
させるものとする。

なおフェイル信号発生条件としては例えば外部ノイズの
影響やコントローラのＲＯＭ、ＲＡＭ％構成部品の異常
に基づく上記暴走の他、油圧制御部２１ａの電源落下、
センサ入力（操舵角センサ１２、車速センサ１３）異常
及び制御弁６のソレノイド６Ｌ、　６Ｒの断線がある。

なお本例ではソレノイドの断線をデイザ信号（１００Ｈ
ｚ）の有無により検知している。

コントローラ２１はステアリングホイール操舵角θを検
出する操舵角センサ１２からの信号及び車速■を検出す
る車速センサ１３からの信号に基づき一定演算サイクル
毎に第２図の如く機能して開閉弁２０の開閉制御を行う
ものとする。

すなわちまずステップ１０１で４輪操舵走行中のフェイ
ル信号の有無を判別する。このフェイル信号は前記各条
件（油圧制御部２１ａの暴走や電源落下、センサ１２．
１３の入力異常及び制御弁６のソレノイド６Ｌ、　６Ｒ
の断線）の何れかに該当するとき油圧制御部２１ａで発
生され、開閉弁制御部２１ｂがそれを検知するもので、
ステップ１０１でフェイル信号有りと判定されると次の
ステップ１０２でコントローラ２１の開閉弁制御部２１
ｂが開閉弁２０のソレノイド２０ａの駆動電流■、をＯ
ＦＦすると共に、ステップ１０３で警報表示装置２２（
例えばブザ、表示灯）を作動させる。次のステップ１０
４ではステップ１０３の処理からの経過時間ΔＴが所定
時間ΔＴｌ　（例えば１５０　ｍ５ｅｃ）になったか否
かをチエツクし、ΔＴ≧ΔＴ、になったらステップ１０
５で制御弁６のソレノイド６Ｌ、　６Ｒの駆動電流Ｉ、
、　Ｉ、をＯＦＦする。

上述したステップ１０１〜１０５の制御は開閉弁制御部
２１ｂにおいて実行されるもので、これによりステップ
１０２で開閉弁２０が油路９−１．９−２間及び１０−
１　、１０−２間をしゃ断すると後輪転舵アクチュエー
タ５の油室５Ｌ、　５Ｒへの油圧の供給がカットされ、
後輪２Ｌ、　２Ｒはその時点の後輪転舵角に固定される
。ここでステップ１０２の開閉弁２ｏの閉止の直後（約
１５０　ｍ５ｅｃ後）、ステップ１０５で開閉弁制御部
２１ｂが制御弁６のソレノイド６Ｌ、　６Ｒの駆動電流
ＩＬ、　ＩＩを強制的にＯＦＦさせる（ただし油圧制御
部２１ａの電源落下やソレノイド６Ｌ、　６Ｒの断線時
には、当然それ以前にＯＦＦ状態になっている）。

その後油室５Ｌ、　５Ｒの残存油圧が開閉弁の微小空隙
より油路９−２．９−１及び１Ｇ−２、１０−１を経て
リークされ、所定時間経過後（本例では約６〜１０　Ｓ
ｅｃ後）零に至り、その間後輪は徐々に中立（直進）に
戻り、後輪操舵角が零になっとき２輪操舵となる。この
ようにして運転者に異和感を与える状態になる問題を解
決して操縦安定性や操向性を向上させることができ、さ
らに横風やタックインに対する走行安定性も向上させる
ことかできる。

なお、上記制御はコントローラ２１・の油圧制御部２１
ａが暴走して正常の後輪操舵が不能になり走行が不安定
な状態になる際にも行われ、さらに開閉弁２０のソレノ
イド２０ａの断線時にも同様にフェイルセーフ機能が発
揮されるのは言うまでもない。

一方、前記ステップ１０１でフェイル信号無しの正常走
行時にはステップ１０６で操舵角センサ１２、車速セン
サ１３より夫々操舵角θ、車速Ｖを読込み、ステップ１
０７で上記θ、■に応じたソレノイド６Ｌ、　６Ｒの制
振弁駆動電流Ｉｔ、　Ｉえをテーブルルックアップし、
ステップ１０８で制御弁６のソレノイド６Ｌ、　６Ｒに
駆動電流Ｉ、、　ＩＲを出力した後、ステップ１０９で
開閉弁２０のソレノイド２０ａに駆動電流１．を出力し
て開閉弁を開放して後輪を所定角度で転舵する。

上述したステップ１０１．１０６〜１０９の制御は油圧
制御部２１ａにおいて実行されるもので、これにより通
常の後輪転舵が行われる。

次に本例のフェイルセーフ機構を搭載した車両の車両特
性を第３図（ａ）〜（ｄ）の特性図を用いて説明する。

まず非線型８自由度車両モデルを用いて、車速１２０）
ｃｍ／ｈ、０．６Ｇ旋回時において後輪フル転舵状態か
ら開閉弁２０を閉止した後に中立状態に戻るまでの後輪
戻り速度は、後輪転舵アクチュエータ５のばねの戻り速
度で近似できるから、油の抵抗を無視すると第３図（ａ
）の実線で示すようになる。

すなわち瞬時ｔｌにフェイルが発生したとすると瞬時ｔ
！までは後輪舵角が急速に減少するが、瞬時１を以後は
極めて緩やかに減少して瞬時ｔ、に零に至る。

一方、本例の制御を行わない場合には点線で示すように
後輪舵角は急速に減少して瞬時ｔ４に零に至る。なお瞬
時１．、１．は夫々第２図のステップ１０１゜１０３に
相当する。

このときヨーレイト、横Ｇ１横すべり角は夫々第３図■
）〜（ｄ）の実線及び点線で示すようになり、ヨーレイ
ト、横Ｇ、横すべり角の急激な変化を抑制してフェイル
時の車両の挙動を安定化することができる。

（発明の効果）かくして本発明４輪操舵車両のフェイルセーフ機構は上
述の如く、フェイルセーフ対策を講じてフェイル時の車
両の挙動を安定化したから、運転者に異和感を与える問
題を解決して操縦安定性や操向性を向上させることがで
き、さらに横風やタックインに対する走行安定性も向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフェイルセーフ機構を搭載した４輪操
舵車両の全体構成を例示する線図、第２図は同側のコン
トローラによる後輪操舵角制御機能のフローチャート、第３図（ａ）〜（ｄ）は夫々同側の操舵角、ヨーレイト
、横Ｇ及び横すべり角の時間に対する特性を示す特性図
、第４図は従来例の４輪操舵システムの構成を示す線図で
ある。ＩＬ、ＩＲ・・・前輪　　　２Ｌ、２Ｒ・・・後輪３・
・・ステアリングハンドル４・・・ステアリングギヤ５・・・後輪転舵アクチュエータ６・・・電磁比例式後輪転舵アクチエエータ１１・・・
コントローラ　　　１２・・・操舵角センサ１３・・・
車速センサ　　　　２０・・・開閉弁２１・・・コント
ローラ　　　２１ａ・・・油圧制御部２１ｂ・・・開閉
弁制御部　　２２・・・警報表示装置第１図第３図時間時間第３図第４図時間時間

Claims

【特許請求の範囲】１、油圧源からの油圧を、油圧制御手段により操舵角に
応じて制御される電磁弁を介して後輪転舵機構に供給し
て後輪を転舵するように成した４輪操舵車両において、前記電磁弁と前記後輪転舵機構との間に開閉弁を設ける
とともに、該開閉弁を開閉する弁開閉制御手段を前記油
圧制御手段とは独立に設け、４輪操舵走行中、前記油圧
制御手段による前記電磁弁の制御が不能になったとき、
前記弁開閉制御手段が前記開閉弁を閉じて油圧の供給を
しゃ断し、後輪転舵角を該開閉弁のリーク速度に応じて
徐々に零にするよう構成したことを特徴とする４輪操舵
車両のフェイルセーフ機構。