JPH0811539B2

JPH0811539B2 - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPH0811539B2
Application number: JP60282687A
Authority: JP
Inventors: 晃彦三好
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS62139763A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両の前後輪を転舵するようにした４輪操
舵装置に関し、特に、制御系の異常時の安全性を高める
対策に関する。

（従来の技術）近年、この種の車両の４輪操舵装置は、車両の走行特
性を大きく変え得るものとして注目されており、基本的
には、低車速時に前後輪の転舵比を逆位相に制御し、ス
テアリング特性をオーバーステア特性にして車両の回頭
性を高める一方、高車速時には、転舵比を同位相に保
ち、ステアリング特性をアンダステア特性にして車両の
走行安定性を確保するようにしたものである。

そして、この４輪操舵装置の一例として、本出願人
は、先に、斜板と呼ぶ揺動アームの傾斜角を変えること
により、前後輪の転舵比を可変制御するようにしたもの
を提案している（特願昭59−48054号明細書及び図面参
照）。

すなわち、この提案のものは、車両の後輪を転舵する
後輪転舵機構に連結され所定の移動軸線方向に移動可能
な移動部材と、該移動部材の移動軸線上に位置する揺動
中心をもって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上
記移動部材とを連結する連結部材と、車両の前輪を転舵
する前輪転舵機構に連係され、上記連結部材を移動部材
の移動軸線回りに回転させる回転付与アームとを備えて
なり、上記移動部材の移動軸線に対する揺動アームの揺
動中心線の傾斜角をアクチュエータによって変えること
により、前後輪の転舵比を変えるようにしたものであ
る。

また、例えば特開昭58−22757号公報には、後輪転舵
機構にパワーシリンダを有するパワーステアリング機構
を連係して、そのパワーシリンダの出力により後輪をア
シスト転舵させるようにしたものが開示されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記提案例のように前後輪の転舵比を変え
るものに限らず、前輪舵角に応じて後輪舵角を直接アク
チュエータで制御するようにしたものをも含む４輪操舵
装置において、カプラの抜けやハーネスの断線等により
制御系の給電が断たれたとき、或いはアクチュエータに
対する制御が異常状態になったときには車両の４輪操舵
制御を正常に行い得ないことになる。したがって、より
一層高度の走行安全性を確保するためには、上記制御系
の異常時における安全システムを確立させておくことが
望ましい。

本発明の主たる目的は、上記従来例のパワーステアリ
ング機構及びその付属機構を積極的に活用することと
し、上記の如き制御系の作動異常時には、パワーステア
リング機構における油圧力を開放してその転舵機能を中
止させ、それと同時に付属機構の後輪舵角付勢手段によ
って車両の後輪を舵角が零の直進状態にロック保持する
ようにすることにより、制御系が作動不能となっても自
動的に車両を通常の２輪操舵状態に切り換えるようにし
て、より一層高度の走行安全性を確保しようとする点に
ある。

ところが、その場合、異常の発生と同時に即座にパワ
ーステアリング機構の転舵機能を中止させると、車両の
操舵特性が４輪操舵状態から２輪操舵状態に急激に切り
換わることになり、この操舵特性の急激な変化により乗
員が違和感を持つ虞れがある。

そこで、上記油圧力開放手段に直列にオリフィスを接
続して、開放時間を延ばすようにすることも考えられる
が、パワーステアリング機構における油圧力を開放して
いる最中に車速や前輪舵角が変化すると、パワーシリン
ダの圧力室に作動流体が供給されてパワーステアリング
機構が作動することがあり、本質的な解決策とはなり得
ない。

本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、上記の
考え方をさらに押し進め、パワーステアリング機構にお
ける油圧力を開放するに当たり、その油圧開放量をバル
ブで調整して、車両の操舵特性を乗員に違和感を与えな
いよう徐々に４輪操舵状態から２輪操舵状態に切り換え
得るようにすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、本発明で講じた解決手段
は、第１図に示すように、ステアリングホイール10の操
作等の所定の走行パラメータに応じて前後輪1_L,1_R,2_L,2
_Rを転舵するようにした車両の４輪操舵装置として、車
両の前輪1_L,1_Rを転舵する前輪転舵機構３と、後輪2_L,2_R
を転舵する後輪転舵機構12と、上記所定のパラメータを
入力し、上記後輪転舵機構12を制御する制御手段100と
を備えている。

また、上記後輪転舵機構12は、後輪2_L,2_Rを転舵する
油圧シリンダ17と、後輪舵角θ_Ｒが直進状態の零になる
ように付勢する後輪舵角付勢手段17dと、上記油圧シリ
ンダ17へ給排する油圧を制御する制御バルブ20と、開弁
により、上記油圧シリンダ17へ給排される油圧をリリー
フして油圧による後輪2_L,2_Rの転舵を不能とする一方、
閉弁により、油圧シリンダ17への油圧の給排を行って後
輪2_L,2_Rを転舵可能とするリリーフバルブ54とを備えて
いる。

そして、上記制御手段100は、上記リリフーバルブ54
を４輪操舵装置の正常時に閉弁する一方、故障時に開弁
するように制御するとともに、該リリーフバルブ54の開
閉速度を開弁速度が閉弁速度よりも遅くなるように制御
する構成とされているものとする。

（作用）したがって、本発明では、上記の構成により、車両の
運転中、４輪操舵装置が正常に作動しているときには、
制御手段100の制御によってリリフーバルブ54が閉弁
し、このリリフーバルブ54の閉弁により、油圧シリンダ
17への油圧の給排が行われて車両の後輪2_L,2_Rが転舵可
能となり、この後輪2_L,2_Rは油圧シリンダ17により転舵
されて４輪操舵が実行される。

これに対し、カプラ抜けやハーネス断線等に起因して
４輪操舵装置が故障したときには、制御手段100の制御
によりリリフーバルブ54が開弁し、このリリフーバルブ
54の開弁により、上記油圧シリンダ17へ給排される油圧
がリリーフされて油圧による後輪2_L,2_Rの転舵が不能と
なる。このことにより実質的に後輪2_L,2_Rは後輪舵角付
勢手段17dの付勢力によって舵角θ_Ｒが直進状態のθ_Ｒ
＝０となる中立位置に固定され、車両が２輪操舵状態に
保持される。このため、不安定な４輪操舵状態が回避さ
れ、その分、走行安定性を一層高め得ることになる。

そのとき、上記制御手段100により上記リリフーバル
ブ54の開弁速度は、４輪操舵装置の正常時の閉弁速度よ
りも遅くなるように制御される。このため、車両の４輪
操舵状態から２輪操舵状態への移行が緩やかに行われ、
よって乗員に対する違和感の付与を解消できることにな
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて
説明する。

第２図及び第３図において、1_L,1_R,2_L,2_Rは車両の４
つの車輪であって、左右の前輪1_L,1_Rは前輪転舵機構３
により、また左右の後輪2_L,2_Rは後輪転舵機構12により
それぞれ連係されている。

上記前輪転舵機構３は、左右一対のナックルアーム
4_L,4_R及びタイロッド5_L,5_Rと、該左右のタイロッド5_L,5
_R同士を連結するリレーロッド６とからなる。また、こ
の前輪転舵機構３にはラックピニオン式のステアリング
機構７を介してステアリングホイール10が連係されてい
る。すなわち、上記リレーロッド６にはラック８が形成
されている一方、上端にステアリングホイール10を連結
せしめたステアリングシャフト11の下端には上記ラック
８と噛み合うピニオン９が取り付けられており、走行パ
ラメータとしてのステアリングホイール10の操作に応じ
て左右の前輪1_L,1_Rを転舵させるようになされている。

一方、上記後輪転舵機構12は上記前輪転舵機構３と同
様に、左右のナックルアーム13_L,13_R及びタイロッド1
4_L,14_Rと、該タイロッド14_L,14_R同士を連結するリレー
ロッド15とを有し、さらに油圧式のパワーステアリング
機構16を備えている。該パワーステアリング機構16は、
車体に固定されかつ上記リレーロッド15をピストンロッ
ドとするパワーシリンダ17を備え、該パワーシリンダ７
内は上記リレーロッド15に一体的に取り付けたピストン
17aによって２つの油圧室17b,17cに区画形成され、この
シリンダ17内の油圧室17b,17cはそれぞれ通路18,19を介
してコントロールバルブ20に接続されている。また、該
コントロールバルブ20にはリザーブタンク21に至る油供
給通路22及び油排出通路23の２本の通路が接続され、上
記油供給通路22には図示しない車載エンジンにより駆動
される油圧ポンプ24が配設されている。上記コントロー
ルバルブ20は、公知のスプールバルブ式のもので構成さ
れていて、上記リレーロッド15に連結部材25を介して一
体的に取り付けられた筒状のバルブケーシング20aと、
該バルブケーシング20a内に嵌装された図示しないスプ
ールバルブとを備えてなり、スプールバルブの移動に応
じてパワーシリンダ17の一方の油圧室17b（17c）に油圧
ポンプ24からの圧油を供給してリレーロッド15に対する
駆動力をアシストするものである。また、上記パワーシ
リンダ17内にはリレーロッド15をニュートラル位置（後
輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒが直進状態の零となる位置）に付勢
する後輪舵角付勢手段としてのリターンスプリング17d,
17dが縮装されている。

上記前輪転舵機構３のリレーロッド６には上記ステア
リング機構７を構成するラック８以外に今一つのラック
26が形成され、該ラック26には車体前後方向に延びる回
転軸28の前端に取り付けたピニオン27が噛み合わされ、
該回転軸28の後端は転舵比制御機構29を介して上記後輪
転舵機構12に連係されている。

上記転舵比制御機構29は、第４図にも詳示するよう
に、車体に対し車幅方向に移動軸線l₁上を摺動自在に保
持されたコントロールロッド30を有し、該コントロール
ロッド30の一端は上記コントロールバルブ20のスプール
バルブに連結されている。また、転舵比制御機構29は、
基端部がＵ字状ホルダ31に支持ピン32を介して揺動自在
に支承された揺動アーム33を備え、上記ホルダ31は車体
に固定したケーシング34に上記コントロールロッド30の
移動軸線l₁と直交する回動軸線l₂を持つ支持軸35を介し
て回動自在に支持されている。上記揺動アーム33の支持
ピン32は上記両軸線l₁,l₂の交差部に位置して回動軸線l
₂と直交する方向に延びており、ホルダ31を支持軸35
（回動軸線l₂）回りに回動させることにより、その先端
の支持ピン32とコントロールロッド30の移動軸線l₁との
なす傾斜角、つまり支持ピン32を中心とする揺動アーム
33の揺動軌跡面が移動軸線l₁と直交する面（以下、基準
面という）に対してなす傾斜角を変化させるようになさ
れている。

また、上記揺動アーム33の先端部にはボールジョイン
ト36を介してコネクティングロッド37の一端部が連結さ
れ、該コネクティングロッド37の他端部はボールジョイ
ント38を介して上記コントロールロッド30の他端部に連
結されており、揺動アーム33先端の第４図左右方向の変
位に応じてコントロールロッド30を左右方向に変位させ
るようになされている。

上記コネクティングロッド37は、そのボールジョイン
ト36に近い部位において回転付与アーム40にボールジョ
イント41を介して摺動可能に支持されている。この回転
付与アーム40は、上記移動軸線l₁上に支持軸42を介して
回動自在に支持した大径の傘歯車43と一体に設けられ、
該傘歯車43には第３図に示すように上記回転軸28の後端
に取り付けた傘歯車44が噛合されており、ステアリング
ホイール10の回動を回転付与アーム40に伝達するように
なされている。このため、ステアリングホイール10の回
動角に応じた量だけ回転付与アーム40及びコネクティン
グロッド37が移動軸線l₁回りに回動し、それに伴って揺
動アーム33が支持ピン32を中心にして揺動された場合、
ピン32の軸線がコントロールロッド30の移動軸線l₁と一
致しているときには、揺動アーム33先端のボールジョイ
ント36は上記基準面上を揺動するのみで、コントロール
ロッド30は静止保持されるが、ピン32の軸線が移動軸線
l₁に対し傾斜して揺動アーム33の揺動軌跡面が基準面か
らずれていると、このピン32を中心にした揺動アーム33
の揺動に伴ってボールジョイント36が第４図の左右方向
に変位して、この変位はコネクティングロッド37を介し
てコントロールロッド30に伝達され、該コントロールロ
ッド30が移動軸線l₁に沿って移動して、コントロールバ
ルブ20のスプールバルブを作動させるように構成されて
いる。すなわち、ピン32の軸線を中心とした揺動アーム
33の揺動角が同じであっても、コントロールロッド30の
左右方向の変位はピン32の傾斜角つまりホルダ31の回動
角の変化に伴って変化する。

そして、上記支持ピン32の移動軸線l₁に対する傾斜角
すなわちホルダ31の基準面に対する傾斜角を変化させる
ために、ホルダ31の支持軸35には、第５図に示すように
ウォームホイールとしてのセクタギヤ45が取り付けら
れ、このセクタギヤ45には回転軸46上のウォームギヤ47
が噛合されている。また、上記回転軸46には傘歯車48が
取り付けられ、この傘歯車48には傘歯車49が噛み合わさ
れ、該傘歯車49は後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒを制御するアク
チュエータとしてのステッピングモータ50の出力軸50a
上に取り付けられている。そして、ステッピングモータ
50を作動させてセクタギヤ45を回動させることにより、
ホルダ31の基準面に対する傾斜角を変更して後輪2_L,2_R
の舵角θ_Ｒを制御し、セクダギヤ45を、その中心線がウ
ォームギヤ47の回転軸46の中心線と直角になる中立位置
（このとき、上記揺動アーム33先端のボールジョイント
36は基準面上を回動し、後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒはθ_Ｒ＝
０になる）から第５図時計回り方向に回動させたときに
は、前後輪1_L,2_L（1_R,2_R）間の転舵比（後輪転舵角θ_R/
前輪転舵角θ_Ｆ）を後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_Rと逆方向に向
く逆位相に制御する一方、反対に反時計回り方向に回動
させたときには、転舵比を後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_Rと同じ
方向に向く同位相に制御するように構成されている。

また、上記ホルダ31を支持するケーシング34には、上
記セクタギヤ45の左右両側方にセクタギヤ45の回動範囲
を規制するピンよりなる逆位相側及び同位相側のストッ
パ部材51,52が取り付けられており、第５図の下側部に
示すように、セクタギヤ45が逆位相側に回動したときに
は、その中立位置からの回動角が例えば−17.5゜となる
と、セクタギヤ45が逆位相側ストッパ部材51に当接して
それ以上の回動が規制される一方、セクタギヤ45の同位
相側への回動時には、中立位置からの回動角が例えば20
゜になると、セクタギヤ45が同位相側のストッパ部材52
に当接して動きが規制されるようになされている。そし
て、上記セクタギヤ45が上記逆位相側のストッパ部材51
に当接したときのステッピングモータ50の制御位置をそ
の初期位置とするように構成されている。

一方、上記パワーステアリング機構16におけるパワー
シリンダ17の両油圧室17b,17cは該油圧室17b,17cに接続
された通路18,19途中を連通する油圧力開放手段として
の連通路53により連通され、該連通路53には、連通路53
の通路面積を可変調整してパワーシリンダ17の両油圧室
17b,17cの連通又はその遮断を制御するリリーフバルブ
としての比例ソレノイドバルブ54が配設されている。こ
の比例ソレノイドバルブ54は、入力される矩形波信号の
ONデューティ比変化によって移動ストローク（開弁量）
が変化するプランジャ54a（弁体）を有し、入力信号のO
Nデューティ比が100％であるときにはプランジャストロ
ークを零にして閉弁して連通路53を全閉し、上記パワー
シリンダ17への油圧の給排によって後輪2_L,2_Rを転舵可
能とする一方、ONデューティ比が０％に向かって低下す
ると、それに応じてプランジャストロークを増大させて
開弁して連通路53を開き、上記パワーシリンダ17へ給排
される油圧をリリーフして油圧による後輪2_L,2_Rの転舵
を不能とするように作動するものである。尚、第３図
中、39は後輪転舵機構12におけるリレーロッド15の最大
移動範囲を規制するロッドストッパである。

上記ステッピングモータ50及び比例ソレノイドバルブ
54は、第６図に示すように、車両のイグニッションキー
スイッチ（図示せず）のON操作に伴って供給されるバッ
テリ電源をシステム電源として作動するマイクロコンピ
ュータ内蔵のコントロールユニット100によって作動制
御されるように構成され、このコントロールユニット10
0には車両の走行速度SPDを検出する車速センサ101から
の検出信号が入力されている。

上記コントロールユニット100の内部構成を第７図に
よって説明すると、コントロールユニット100は制御部
としてのCPU102と所定の制御データを記憶するROM103と
を備える。上記CPU102は、バッテリ電圧（12V）を5Vの
定電圧に保つ定電圧回路104からの出力電圧Vccによって
作動し、CPU102の暴走を検出するCPU暴走検出部105、出
力電圧Vccが4.5V以下に低下したことを検出する出力電
圧検出部106及びイグニッションキースイッチ117のON操
作開始時にリセット信号を出力するパワーオンリセット
部107からの各出力を受けてリセットされる。

また、上記車速センサ101の出力信号はインタフェイ
ス108を経て積分フィルタ109に入力され、該フィルタ10
9でチャタリングが除去された後、波形整形回路110で信
号波形が整形されてCPU102に供給される。

さらに、コントロールユニット100は、CPU102の出力
を受けてステッピングモータ50を駆動するステッピング
モータドライバ111と、該ドライバ111の出力に基づいて
ドライバ111及びモータ50の作動状態を検出する作動状
態検出インタフェイス112とを有しているとともに、CPU
102からのカレントダウン指令信号を受けてステッピン
グモータ50に対するバッテリ電源からの出力電流をモー
タ50の非制御中（モータ出力軸50aの回転を停止させて
いるとき）に各相とも例えば100mAに制限するカレント
ダウン部113を有している。

また、コントロールユニット100には、上記CPU102の
出力に基づいて比例ソレノイドバルブ54に対しコントロ
ールユニット100を経由した12Vのバッテリ電源を給電し
て該比例ソレノイドバルブ54を駆動制御するためのソレ
ノイドドライバ114と、上記ステッピングモータドライ
バ50におけるトランジスタの開放故障或いはそのモータ
制御系の短絡故障、ハーネス断線、カプラ抜け等が生じ
たときにCPU102の出力を受けてワーニングランプ116を
点灯させるランプドライバ115とが設けられている。

ここで、さらに、上記コントロールユニット100のCPU
102において行われる信号処理手順を第８図ないし第11
図に基づいて説明する。第８図は信号処理のプログラム
のメインルーチンを示し、イグニッションキースイッチ
117のON操作によるスタートの後、先ず、ステップS₁で
システムの初期化を行い、次のステップS₂で、システム
チェックを行う。このシステムチェックは上記ステッピ
ングモータ50に対する制御システムが正常な状態にある
か否かをチェックするものであり、第９図に示すサブル
ーチンに沿って処理される。

すなわち、最初のステップS₃で上記カレントダウン部
113に対するカレントダウン指令信号の出力を解除する
とともに、モータ故障判定フラグF₂wsをF₂ws＝00にリセ
ットする。このモータ故障判定フラグF₂wsは、ステッピ
ングモータ50に対する制御システムが正常な状態である
ときには、F₂ws＝０にリセットされるが、モータ50の故
障等により制御システムに異常が生じたとき、つまり上
記比例ソレノイドバルブ54によりパワーシリンダ17の両
油圧室17b,17c同士を連通させて後輪2_L,2_Rを舵角θ_Ｒが
直進状態のθ_Ｒ＝０の状態に保持し、車両を通常の２輪
操舵状態に保つ必要があるときには、F₂ws＝１にセット
される。この後、ステップS₄でステッピングモータ50に
対する全ての励磁相をON状態（励磁状態）に保つ信号を
出力し、次いでステップS₅で一定時間の経過を待った
後、ステップS₆でモータ励磁相の励磁状態を作動状態検
出インタフェイス112によってモニタリングし、次のス
テップS₇で励磁相が全てLoレベルか否かを判定する。こ
の判定がYESのときには、ステップS₈において今度はス
テッピングモータ50に対する全ての励磁相をOFF状態
（励磁解除状態）に保つ信号を出力し、次いでステップ
S₉で一定時間の経過を待った後、ステップS₁₀で上記ス
テップS₆と同様にその励磁状態をモニタリングし、ステ
ップS₁₁で励磁相が全てHiレベルか否かを判定する。こ
の判定がYESであるときには、制御システムが正常状態
にあると見做し、ステップS₁₂でステッピングモータ50
に対する励磁状態及びカレントダウン指令状態を再設定
した後、上記メインルーチンの次のステップS₁₅に復帰
する。

一方、上記ステップS₇での判定がNOであるときには、
ステッピングモータドライバ111における駆動トランジ
スタの開閉故障と見做し、またステップS₁₁での判定がN
Oであるときには、モータ50とコントロールユニット100
との間の短絡故障、カプラ抜け、ハーネス断線等と見做
し、いずれのときでも制御システムの異常時と判定して
ステップS₁₃に進み、ステッピングモータ50の現在ステ
ップ数MPをその目標ステップCPに一致させてモータ50の
作動を停止させるとともに、ワーニングランプ116を点
灯させ、次のステップS₁₄でパワーシリンダ17の両油圧
室17b,17cを連通させるために上記フラグF₂wsをF₂ws＝
１にセットし、以後は上記ステップS₁₃,S₁₄を繰り返
す。上記目標ステップ数CPは、ステッピングモータ50の
制御初期位置、つまりセクタギヤ45が逆位相側ストッパ
部材51に当接して転舵比が逆位相側の最大転舵比になっ
ている位置をCP＝０とし、そこからモータ50をその目標
制御位置に制御するときにモータ50に入力されるパルス
信号のステップ数を示すものであり、また現在ステップ
数MPは、モータ50の現在の制御位置の上記制御初期位置
からのステップ数を示すものである。

そして、こうしたシステムチェックの終了後、メイン
ルーチンにおけるステップS₁₅に進んで上記ステッピン
グモータ50の現在ステップ数MPをMP＝０に、その目標ス
テップ数CPをCP＝−580にそれぞれ設定するとともに、
モータ位置初期化制御モードの実行を示すフラグF₁をF₁
＝１にセットする。上記フラグF₁は、モータ50をその制
御位置の初期化のために制御するモータ位置初期化制御
モードのときにはF₁＝１にセットされるが、車速SPDに
応じて転舵比を制御する車速感応制御モードのときには
F₁＝０にリセットされる。

この後、ステップS₁₆に進み、上記ステップS₂と同様
にシステムチェックを行った後、ステップS₁₇において
上記フラグF₁がF₁＝１か否かの判定を行う。この判定が
F₁＝１のYESであるとき、つまりモータ50の位置初期化
制御モードを行うときには、ステップS₁₈に進み、上記
モータ50に対する目標ステップ数CPが現在ステップ数MP
に等しいか否かを判定し、この判定がCP≠MPのNOのとき
にはそのまま上記ステップS₁₆に戻る。また、判定がCP
＝MPのYESでモータ50の制御位置初期化が終了している
ときには、ステップS₁₉に進み、モータ50の目標ステッ
プ数CP及び現在ステップ数MPをCP＝MP＝０にし、かつフ
ラグF₁をF₁＝０にリセットするとともに、このモータ50
の制御位置初期化を１度実行し終ったことを識別するた
めのフラグF₂をF₂＝１にセットした後、上記ステップS
₁₆に戻る。

一方、上記ステップS₁₇での判定がF₁＝０のNOでモー
タ50を転舵比変更のために制御するときには、ステップ
S₂₀に進んで車速センサ101により検出された車速SPDがS
PD＝０（停車状態）にあるか否かを判定し、この判定が
YESのときには、ステップS₂₁においてさらに上記フラグ
F₂がF₂＝０かであるか否かを判定する。そして、このス
テップS₂₁での判定がF₂＝１のNOであるときにはそのま
ま上記ステップS₁₆に戻るが、判定がF₂＝０のYESでモー
タ50の制御位置初期化を車速SPD＝０の停車時に実行し
ていないときには、ステップS₂₂でフラグF₁をF₁＝１に
セットし、次のステップS₂₃でモータ50の目標ステップ
数CPをその制御初期位置に対応するCP＝−580に設定し
た後、上記ステップS₁₆に戻る。

また、上記ステップS₂₀での判定がSPD≠０のNOである
ときにはステップS₂₄に進み、検出された車速SPDを予め
車速に応じて設定されてROM103に記憶されている制御デ
ータテーブルに照合して、モータ50の目標ステップ数CP
を実際の車速SPDに対応する目標ステップ数CP＝ｆ（SP
D）にセットし、次のステップS₂₅で上記両フラグF₁,F₂
を共にF₁＝F₂＝０にリセットした後、上記ステップS₁₆
に戻る。

尚、上記ROM103に記憶されている制御データテーブル
は、第12図に示すように車速SPDに応じて前後輪1_L,2
_L（1_R,2_R）の転舵比が変化し、車速SPDが低い場合に
は、車両の回頭性を良好にするために、後輪2_L,2_Rが前
輪1_L,1_Rに対して逆方向にすなわち逆位相で転舵され
て、転舵比が負となる一方、車速SPDが例えば約67km/時
に達したときには、転舵比が零になり、前輪1_L,1_Rの転
舵に関係なく後輪2_L,2_Rの舵角θ_Ｒがθ_Ｒ＝０に保たれ
て車両が通常の２輪操舵状態になる。さらに高速走行の
場合には、コーナリング時の後輪2_L,2_Rのグリップ力を
向上させて走行安定性を高めるために、後輪2_L,2_Rが前
輪1_L,1_Rと同方向にすなわち同位相に転舵されて、転舵
比が正となるように設定されている。

また、第10図はCPU102に内蔵されているタイマにセッ
トされた時間が経過したときに上記メインルーチンに対
して割込み処理される第１のインタラプトルーチンを示
す。このインタラプトルーチンでは、先ず、最初のステ
ップS₃₀でモータ50の目標ステップ数CPが現在ステップ
数MPと等しいことを判定する。この判定がCP＝MPのYES
のとき、つまりモータ50へのパルス信号の出力が不要で
モータ50をその制御位置に保持するときには、ステップ
S₃₁に進んでカレントダウン指令信号をカレントダウン
部113に出力することにより、モータ50への印加電圧を
低下させてその発熱量を抑え、次いでステップS₃₈で次
回の割込み処理を発生させる上記タイマをセットした
後、上記メインルーチンにおける割込み後のステップに
復帰する。

また、上記ステップS₃₀での判定がCP≠MPのNOである
ときには、ステップS₃₂に進んで上記カレントダウン部1
13に対するカレントダウン指令信号の出力を解除した
後、ステップS₃₃に進み、上記モータ50の目標ステップ
数CPと現在ステップ数MPとの大小関係を判定する。この
判定がCP＞MPのYESであるときには、ステップS₃₄に進ん
でモータ50が転舵比の同位相方向に１ステップだけ動く
ようにその励磁相を切り換え、次いでステップS₃₅で現
在ステップ数MPをMP←MP＋１に更新した後、上記ステッ
プS₃₈に移る。一方、上記ステップS₃₃での判定がCP＜MP
のNOであるときには、ステップS₃₆に進んでモータ50が
転舵比の逆位相方向に１ステップだけ動くように励磁相
を切り換え、ステップS₃₇で現在ステップ数MPをMP←MP
−１に更新した後、上記ステップS₃₈に移る。

さらに、第11図は上記第１のインタラプトルーチンと
同様に、CPU102に内蔵されているタイマにセットされた
時間Ｔが経過したときに上記メインルーチンに対し割込
み処理されるバルブ制御のための第２のインタラプトル
ーチンを示す。このルーチンでは、最初のステップS₄₀
で上記モータ故障判定フラグF₂wsがF₂ws＝１である、つ
まり車両を２輪操舵状態に保持すべき制御システムの異
常時であるか否かを判定する。この判定がF₂ws＝０のNO
であるときには、ステップS₄₁に進み、比例ソレノイド
バルブ54にON信号を出力するとともにカウンタCNTをCNT
＝０にリセットし、さらに時間ＴをＴ＝10000μ秒にセ
ットした後、ステップS₅₀においてタイマを上記時間Ｔ
（μ秒）にセットし、しかる後、上記メインルーチンの
割込み後のステップに復帰する。

一方、ステップS₄₀での判定がF₂ws＝１のYESのときに
はステップS₄₂において上記カウンタCNTがCNT＜100であ
るか否かの判定を行い、判定がYESのときには、ステッ
プS₄₃においてさらに上記比例ソレノイドバルブ54がON
状態か否かを判定する。この判定がYESのときには、ス
テップS₄₄に進んで比例ソレノイドバルブ54にOFF信号を
出力し、次いでステップS₄₅でカウンタCNTに「１」を加
えてそれをCNT＋１に更新した後、ステップS₄₆でその新
しいカウンタCNTに時間変換のための係数100を乗じて上
記時間Ｔ＝CNT×100を演算し、しかる後、上記ステップ
S₅₀に移行してタイマを上記時間Ｔ（＝CNT×100）μ秒
にセットする。

また、上記ステップS₄₃での判定が比例ソレノイドバ
ルブ54のOFF状態によるNOのときには、ステップS₄₇に進
んで同バルブ54にON信号を出力し、次のステップS₄₈で
上記カウンタCNTを定数100から減じた値100−CNTに上記
時間変換係数100を乗じて時間Ｔ＝100×（100−CNT）を
演算し、しかる後、上記ステップS₅₀に移る。

すなわち、上記ステップS₄₃〜S₄₈、S₅₀の繰返しによ
り、比例ソレノイドバルブ54に出力される100Hzの矩形
波信号のONデューティ比を100％から０％に向けて比例
的に漸次減少させる。そして、こうした処理により上記
カウンタCNTがCNT＝100に達してステップS₄₂での判定が
NOになると、ステップS₄₉に進み、上記時間ＴをＴ＝100
00μ秒にセットし、かつ比例ソレノイドバルブ54にOFF
状態つまり全開状態を保持する信号を出力した後、上記
ステップS₅₀に進み、以後、上記ステップS₄₀,S₄₂,S₄₉,S
₅₀を繰り換す。

よって、上記メインルーチンにおけるステップS₁₉,S
₂₄及び第１のインタラプトルーチンにおけるステップS
₃₀〜S₃₈により、アクチュエータとしてのステッピング
モータ50をその制御初期位置を基準として作動制御する
ようにしたモータ制御手段117が構成される。

また、上記第２のインタラプトルーチンにおけるステ
ップS₄₀,S₄₂〜S₅₀により、制御手段としてのコントロー
ラ100は上記比例ソレノイドバルブ54を、４輪操舵装置
の正常時に該バルブ54が閉弁する一方、４輪操舵装置の
故障時、具体的には上記モータ制御手段117の作動異常
時（モータ故障判定フラグF₂wsに「１」が立てられたと
き）に該比例ソレノイドバルブ54が開弁するように制御
し、かつ、この比例ソレノイドバルブ54の開弁時にバル
ブ54を連通路53の通路面積が最大面積に向かって徐々に
増大するようにして、そのバルブ54の開閉速度を開弁速
度が閉弁速度よりも遅くなるように制御する構成とされ
ている。

次に、上記実施例の作動について説明する。

先ず、使用停止状態にある車両を運転すべく、そのイ
グニッションキースイッチをON操作すると、それに伴っ
てシステムチェックが行われる。そして、ステッピング
モータ50に対する制御システムが正常な状態であるとき
には、コントロールユニット100からステッピングモー
タ50に580ステップのパルス信号が出力されてモータ50
が作動し、このモータ50の作動によりセクタギヤ45が逆
位相方向（第５図で時計回り方向）に回動し、そのセク
タギヤ45の逆位相側ストッパ部材51との当接によりモー
タ50の制御初期位置が位置決めされる。

このようなモータ50の位置決め後、車両が走行状態に
移行すると、そのときの車速SPDが車速センサ101により
検出されて該車速センサ101からコントロールユニット1
00に検出信号が出力され、このコントロールユニット10
0におけるCPU102により車速SPDに応じた転舵比が算出さ
れ、その転舵比に対応したパルス信号がモータ50に出力
されてモータ50が作動する。このモータ50の作動により
セクタギヤ45が回動して該セクタギヤ45に連結されてい
る揺動アーム33の揺動軌跡面が基準面に対し傾斜変更さ
れ、この変更によりステアリングホイール10の操作つま
り前輪1_L,1_Rの転舵に連動して移動軸線l₁回りに回動す
るコネクティングロッド37の動きに対するコントロール
ロッド30の移動方向及び移動距離が変化し、このコント
ロールロッド30の移動に応じて後輪2_L,2_Rが前輪1_L,1_Rに
対し上記算出された所定の転舵比になるよう、パワース
テアリング機構16のパワーシリンダ17によってアシスト
されながら転舵される。このことにより、車両の４輪
1_L,1_R,2_L,2_Rが低車速時には転舵比が逆位相に、高車速
時には転舵比が同位相にそれぞれなるように制御され
る。

一方、上記システムチェックの結果、ステッピングモ
ータドライバ111における故障や短絡故障等によってモ
ータ50に対する制御システムが異常状態にあるときに
は、モータ50の制御は停止され、その替り、ワーニング
ランプ116が点灯されてシステムの異常が表示されると
ともに、比例ソレノイドバルブ54にONデューティ比制御
信号がが出力されて該バルブ54が最終的に開弁状態に切
り換えられ、このことにより上記パワーシリンダ17の両
油圧室17b,17cが連通路53を介して連通する。このた
め、パワーシリンダ17の油圧力が開放されて後輪転舵に
対するアシスト力がなくなり、後輪2_L,2_Rは実質的に転
舵されずにリターンスプリング17d,17dの付勢力によっ
て舵角θ_Ｒがθ_Ｒ＝０となる中立位置に保持される。そ
の結果、車両はその前輪1_L,1_Rのみが転舵される通常の
２輪操舵状態に固定され、車両の走行安全性を高めるこ
とができる。

また、その際、上記比例ソレノイドバルブ54は該バル
ブ54に対する制御信号のONデューティ比の漸減により時
間の経過と共に徐々に開いて油圧開放量が徐々に増大す
るので、車両の４輪操舵状態から２輪操舵状態への切換
えが緩やかに行われることになり、よって乗員が違和感
を受けることはない。

また、上記の如き車両の運転中、車両が走行停止して
車速SPDがSPD＝０になると、その都度、上記と同様にし
てシステムチェック及びモータ50の制御初期位置への位
置決めが行われる。

尚、上記実施例では、車両の前後輪1_L,1_R,2_L,2_Rの転
舵比を車速SPDに応じて可変制御するようにした４輪操
舵装置に適用した場合を例示したが、本発明は後輪を車
速及び前輪舵角に応じて直接アクチュエータによって駆
動するようにした４輪操舵装置にも適用することができ
る。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、所定の走行パ
ラメータにより前後の車輪を転舵するとともに、後輪を
後輪転舵機構の油圧シリンダによって転舵させるように
した車両の４輪操舵装置において、開弁により上記油圧
シリンダへ給排される油圧をリリーフして油圧による後
輪転舵を不能とする一方、閉弁により油圧シリンダへの
油圧の給排を行って後輪を転舵可能とするリリーフバル
ブを設け、このリリーフバルブを４輪操舵装置の正常時
に閉弁させる一方、故障時に開弁させ、かつ該リリーフ
バルブの開弁時の速度を閉弁速度よりも遅くするように
したことにより、４輪操舵装置の故障時には、乗員に操
舵特性の急激な変化による違和感を与えることなく自動
的に車両を通常の２輪操舵状態に固定でき、よって車両
の走行安全性のより一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図である。第２図ないし第
12図は本発明の実施例を示し、第２図は４輪操舵装置の
概略構成を示す平面図、第３図は同模式斜視図、第４図
は転舵比制御機構の縦断面図、第５図はストッパ部材に
より規制されるセクタギヤ回動範囲を示す説明図であ
る。第６図はコントロールユニットに対する各機器の接
続状態を示す説明図、第７図はコントロールユニットの
内部構成を示すブロック図、第８図はコントロールユニ
ットにおけるCPUで処理されるメインルーチンを示すフ
ローチャート図、第９図は同システムチェックのための
サブルーチンを示すフローチャート図、第10図は同モー
タ制御のためのインタラプトルーチンを示すフローチャ
ート図、第11図は同バルブ制御のためのインタラプトル
ーチンを示すフローチャート図、第12図はROMに記憶さ
れている制御データテーブルを示す特性図である。 1_L,1_R……前輪、2_L,2_R……後輪、３……前輪転舵機構、
７……ステアリング機構、10……ステアリングホイー
ル、12……後輪転舵機構、16……パワーステアリング機
構、17……パワーシリンダ、17b,17c……油圧室、17d…
…リターンスプリング、20……コントロールバルブ、29
……転舵比制御機構、30……コントロールロッド、33…
…揺動アーム、37……コネクティングロッド、40……回
転付与アーム、50……ステッピングモータ、53……連通
路、54……比例ソレノイドバルブ、100……コントロー
ルユニット、101……車速センサ、102……CPU、103……
ROM、117……モータ制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の走行パラメータに応じて前後輪を転
舵するようにした車両の４輪操舵装置であって、前輪を転舵する前輪転舵機構と、後輪を転舵する後輪転舵機構と、上記所定のパラメータを入力し、上記後輪転舵機構を制
御する制御手段とを備え、上記後輪転舵機構は、後輪を転舵する油圧シリンダと、後輪舵角が直進状態の零になるように付勢する後輪舵角
付勢手段と、上記油圧シリンダへ給排する油圧を制御する制御バルブ
と、開弁により、上記油圧シリンダへ給排される油圧をリリ
ーフして油圧による後輪転舵を不能とする一方、閉弁に
より、油圧シリンダへの油圧の給排を行って後輪を転舵
可能とするリリーフバルブとを備え、上記制御手段は、上記リリーフバルブを４輪操舵装置の
正常時に閉弁する一方、故障時に開弁するように制御す
るとともに、該リリーフバルブの開閉速度を開弁速度が
閉弁速度よりも遅くなるように制御する構成とされてい
ることを特徴とする車両の４輪操舵装置。