JPS62139763A

JPS62139763A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS62139763A
Application number: JP60282687A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Miyoshi; 三好　晃彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1987-06-23
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0811539B2

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、車両の前後輪を転舵するようにした４輪操舵
ｉ！！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？＄Ｉ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デ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しのを
提案している（特願昭５９−４８０５４号明細出Ｊ３よ
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
心をちって揺動する揺動アｂ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、上記連結部材な移動部材の移
動軸線回りに回転さゼ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
の転舵をアシストす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問題点）ところで、上記提案例のように前後輪の転舵比を変える
−しのに限らず、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ちのをも含む４輪操舵
装置において、カプラの俵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、ある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、」−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
グ機構およ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Ｊ３けるパワーシリンダの両圧力室をバルブ
手段により連通してその機能を停止させ、それど同時に
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バルブ
手段を開弁させてパワーシリンダの両圧力室を連通させ
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、上記バルブ手段に直列にオリフィスを接続して
、連通時間を延ばすようにすることも考えられるが、バ
ルブ手段の開弁によってシリンダの両圧力室を連通させ
ている最中に車速や前輪舵角が変化づると、該圧力室に
作ｖＪ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、パワーシリンダの両圧力室を連
通ずるに当たり、その連通速度をバルブ手段自体で調整
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。

（問題点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
作に応じて前後輪ＩＬ、ＩＲ，２Ｌ、２Ｒを転舵するよ
うにした車両の４輪操舵装置として、ｆれ両の前輪ＩＬ
、１Ｒを転舵する前輪転舵機構３と、後輪２Ｌ、２Ｒを
転舵する後輪転舵機構１２と、上記後輪゛転舵機構１２
を介して後輪舵角θＲを制御するアクチュエータ５ｏと
を備えるとともに、上記アクチュエータ５０を作動制御
するアクチュエータ制御手段１１７と、上記後輪転舵機
構１２に連係され、後輪２Ｌ、２Ｒをその舵角８日がθ
Ｒ＝Ｏになるようにイー」勢する後輪舵角付勢手段１７
ｄと、後輪転舵ｎ構１２に連係されたパワーシリンダ１
７を有し、該パワーシリンダ１７により後輪２Ｌ、２＋
ｔの転舵を上記後輪転舵角付勢手段１７ｄの付勢力に抗
してアシストするパワーステアリング機構１６とを備え
るものを前提とする。

以上の構成の４輪操舵装首に対し、さらに、上記パワー
ステアリング機構１６におけごパワーシリンダ１７の両
圧力室’１７ｂ、１７Ｃを連通ずる連通路５３と、該連
通路５３の通路面積を可変調整するバルブ手段５４と、
上記アクチュエータ制御手段１１７の作動異常時に上記
バルブ手段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制御するバルブ制御手段１
１８とを設ける。

（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、アクチュエータ制御手段１１７が正常に作動して
いるときには、バルブ手段５４の非作動によりパワーシ
リンダ１７の両圧力室１７ｂ、１７ｃは連通才ず、車両
の後輪２Ｌ、２Ｒはパワーシリンダ１７の出力によりア
シスｌ−されながら転舵されて４輪操舵が実行される。

これに対し、カブラ抜けやハーネス断線等に起因してア
クチュエータ制御手段１１７が正常に作動しなくなった
とさ゛には、バルブ制御手段１１８からバルブ手段５４
に作動信号が出力され、該バルブ手段５４の開弁作ｔｈ
によりパワーシリンダ１７の両圧力室１７ｂ、、　１７
Ｃ同士が連通路５３を介して連通してそのアシス１−機
能がなくなり、このことにより実質的に後輪２Ｌ、２＋
？は後輪舵角付勢手段１７ｄの付勢力によって舵角θＲ
がθＲ−〇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、走行安全性を一層高め得ることにな
る。

そのとき、上記バルブ手段５４は、バルブ制御手段１１
８の制御を受けて徐々にに開弁しながらＲ柊的に連通路
５３の通路面積を最大値に調整する。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図および第３図において、ＩＬ、ＩＲ，２Ｌ、２Ｒ
は重両の４つの車輪であって、左右の前輪ＩＬ、１Ｒは
１）０輪転舵機構３により、また左右の後輪２Ｌ、２Ｒ
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４Ｌ
、４Ｒおよびタイロッド５Ｌ、５Ｒと、該左右のタイロ
ッド５　Ｌ　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。すなわら、上記リレーロッ
ド６にはうツク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と噛み合うビニオン９が
取り付けられており、ステアリングホイール１０の操作
に応じて左右の前輪１し、ＩＲを転舵するようになされ
ている。

一方、上記１狡輸転舵改構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日および
タイ［１ツド１４Ｌ、１４Ｒと、該タイロッド１４Ｌ、
’１４Ｒ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、中休に固定されか
つ上記リレーロッド１５をビスｌ−ンロツドとするパワ
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に一体的に取り付りたピストン１７ａに
よって２つの油圧ｖ１７ｂ、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１−ロールバルブ２ｏに接続
されている。また、脹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および油排出通路
２３の２木の通路が接続され、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２
４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１開成されていて、上
記リレーロッド１５に連結部材２５を介して一体向に取
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２Ｏａ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２Ｌ、２Ｒの舵角θＲが零となる位置）
に付９Ａする後輪舵角付勢手段としてのリターンスプリ
ング１７６．１７ｄ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２
６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ビニオン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図にも拝承するように
、車体に対し車幅方向に移動軸線９１上を摺動自在に保
持されたコントロールロッド３０をイイし、該コン１〜
ロールロツド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室状ボルダ３１に支持ビン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Ｉｔ　と直交する回
動軸線９２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Ｕ＋　、９２の交差部に位置して回動軸Ｊｌ！　’
；Ｉ　ｚ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９２）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ＩＱ＋　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Ｑ１
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１ｆｆｌ動アーム３３の先端部にはボールジ
ヨイント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
ボールジヨイント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、そのボールジヨイン
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１〜４１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９＋上に支持
軸４２を介して回動自在に支持した大径の重両ｌＩ４３
と一体に設けられ、該傘６Ｎ！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の回動角に応じた吊だけ
回転付与アーム４０およびコネクティングロッド３７が
移動軸線Ｒ＋回りに回動し、それに伴って揺動アーム３
３が支持ピン３２を中心にして揺動された場合、ビン３
２の軸線がコントロールロッド３０の移動軸線９１と一
致しているときには、揺動アーム３３先端のボールジヨ
イント３６は上記１ｉ而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、ビン３２の軸線が
移動軸線９１に対し傾斜して３ｆｆｉ動アーム３３の揺
動軌跡面が基準面からずれていると、このビン３２を中
心にした揺動アーム３３の揺動に伴ってボールジヨイン
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９１
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、
ビン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［１−ル［１ツド３０の左右方
向の変位はビン３２の傾斜角つまりホルダ３１０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９１に対する傾斜
角すなわらホルダ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
すようにウオ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Ａ７４５には回転軸４６上の
つＡ−ムギャ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２Ｌ
、２Ｒの舵角θＲ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
ており、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「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２Ｌ、２Ｒの舵角０日を制
御し、セクタギヤ４５を、その中心線がウオームギヤ４
７の回転軸４６の中心線と直角になる中立位ｅ（このと
き、上記揺動アーム３３先端のポールジョインｉ〜３６
は基準面上を回動し、後輪２Ｌ、２Ｒの舵角θＲはθＲ
＝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１Ｌ、２Ｌ　　（ＩＲ，２Ｒ＞間の転舵比
（後輪転舵角ＯＲ／前輪転舵角θＦ）を後輪２　Ｌ　ｌ
　２　Ｒが前輪ＩＬ、ＩＲ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２Ｌ、２Ｒが前輪１Ｌ、ＩＲ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髪７４５の
回動範囲を規制するピンよりなる逆位相側および同位相
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ｆ　Ｖ４５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
ｔ４５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の両独圧室１７ｂ、１７Ｃは該油圧室１７
ｂ、１７ｃに接続された通路１８゜１９途中の連通路５
３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の両独圧室１
７ｂ、１７ｃの連通またはその遮断を制御するバルブ手
段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デユーティ比変化によって移動ストローク（開
弁間）が変化するプランジャ５４ａ（弁体′）を有し、
入力信号のＯＮデユーティ比が１００％であるとぎには
プランジャストロークを零にして連通路５３を全閉する
一方、ＯＮデユーティ比が０％に向かって低下すると、
それに応じてプランジ１１ストロークを増大させて連通
路５３を徐々に開く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およ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１００には車両の走行速＋ｆｆｉ　Ｓ　Ｐ　Ｄを
検出する車速センサ１０１からの検出信口が入力されて
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ＣＰＬ１１０２と所定の制御データを記憶す
るＲＯＭ１０３とを備え、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１０
４からの出力電圧ＶＣＣによって作動し、Ｃ））　Ｕ　
１０２の緊定を検出するｃｐｕａ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およびイグニッションキースイッチ
１１７のＯＮ操作開始時にリレ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、上記車速廿ンサ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１０９でチャタリングを除去された後、波形整形回
路１１０で信号波形を整形されてＣＰＵ１０２に供給さ
れる。

さらに、コントロールユニット１００は、ＣＰＵ１０２
の出力を受り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およびモータ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、ＣＰＵ１０２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ｔｉ制御中
（モータ出力＠５０ａの回転を停止さ「ているとき）に
各相とも例えば１００ＩＩＩＡに制限するカレン１〜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ＣＰＵ１
０２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
故障あるいはそのモータ制御系の短絡故障、ハーネス断
線、カブラ抜は等が生じたときに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Ｃ
ＰＵ１０２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ＦｚＷＳ
＝Ｏにリセットする。このモータ故障判定フラグＦ２Ｗ
Ｓ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＝Ｏ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の両独圧室１７ｂ、１７ｃ同士
を連通させて後輪２１−．２Ｒを舵角θＲがθＲ＝Ｏ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持った後、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
クフェイス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レベルが否かを判定する。こ
の判定がＹＥＳのときには、ステップ８６６において今
度はステッピングモータ５ｏに対する全ての励磁相をＯ
ＦＦ状態（励磁解除状態）に保つ信号を出力し、次いで
ステップｓっで一定時間の経過を待った後、ステップＳ
　＋ｏ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Ｓ　ｏで励磁相が全て１−１ｉレ
ベルが否かを判定する。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
Ｓ　１２でステッピングモータ５ｏに対する励磁状態お
よ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Ｓ　＋ｓ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
、ステンピングモータドライバ１１１における駆動トラ
ンジスタの開放故障と見做し、またステップＳ　ｎでの
判定がＮｏ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、カブラ扱け、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Ｓ　１３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Ｃ
Ｐ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Ｓ
１４でパワーシリンダ１７の両独圧室１７ｂ、１７ｃを
連通させるために上記フラグＦ２ｗｓ＠Ｆ２ｗｓ＝１に
セットし、以後は上記ステップＳ＋ａ、ＳＩ４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５
０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５
０をその目標制御位置に制御するとぎにモータ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ａＭＰ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
ーヂンにＪ３けるステップＳ　＋ｓ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＝Ｏ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
示ずフラグＦ１をＦ１＝１にセットする。上記フラグＥ
１は、モータ５０をその制御位置の初期化のために制御
するセータ位置初期化制御モードのとぎには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ｔｌｌ’Ｅ−ドのときにはＦ１＝０にリセッ
トされる。

この後、ステップＳ　＋ｃ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Ｓ　＋ｙ
において上記フラグＦ１がＦ＋＝１か否かの判定を行う
。この判定／Ｊ’ＦＩ＝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Ｓ　＋ｓ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ＣＰｆ−ＭＰのＮｏのときにはそのま
ま上記ステップＳ　＋６に戻る。また、判定がＣＰ−Ｍ
Ｐ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Ｓ　＋ｓに進み、セータ５０の目
標ステップ数ＣＰおよび現在ステップ数ＭＰをＣＰ−Ｍ
Ｐ−０にし、かつフラグＦ１を「１−Ｏ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　＋ｓに戻る。

一方、上記ステップＳ　１７での判定がＦ＋　−０のＮ
Ｏ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Ｓｉに進んで車速ヒンナ１０１により検出さ
れた車速ＳＰＤが５ＰＤ−０（停車状ｆｉりにあるか否
かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップ８
２＋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Ｓ　２１での判定がＦ２＝１のＮ
Ｏであるときにはそのまま上記ステップＳ　＋６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＊＊５ｐｏ−ｏの停車時に実行していないときに
は、ステップ８２２でフラグＦ１をＦ１＝１にセットし
、次のステップ８２３でモータ５０の目標ステップ数Ｃ
Ｐをその制御初期位置に対応するＣＰ−−５８０に設定
したのち上記ステップＳ　＋ｓに戻る。

また、上記ステップ８２０での判定が５ＰＤ−＾ＯのＮ
ＯであるときにはステップＳ　２４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
づる目標ステップ数ＣＰ＝ｆ　　（ＳＰＤ）にヒツトし
、次のステップＳδで上記両フラグＦ＋　、Ｆ２を共に
Ｆ＋　＝Ｆ２　＝０にリセットしたのち上記ステップＳ
　＋ａ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１Ｌ、２Ｌ　（ＩＲ，２Ｒ）の転舵比が変化し、１！
速ＳＰＤが低い場合には、車両の目頭性を良好にするた
めに、後輪２Ｌ、２Ｒが前輪ＩＬ、ＩＲに対して逆り向
にすなゎら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ＩＬ、、ＩＲの転舵に関係な
く後輪２Ｌ、２Ｒの舵角θＲがθＲ＝Ｏ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２Ｌ、２Ｒのヴリップ力を向
上させて走行安定性を高めるために、後輪２Ｌ、２Ｒが
前輪ＩＬ、１Ｒ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
にヒツ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のインタラブドルーチ
ンを示し、このインタラブドルーチンでは、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
持けるときには、ステップＳ　３１に進んでカレン１−
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ＳＩで次回の割込み処理を
発生さける上記タイマをセットしたのち上記メインルー
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８３０での判定がＣＰ＋ＭＰのＮＯ
であるときには、ステップ８３２に進んで上記カレント
ダウン部１１３に対するカレントダウン指令信号の出力
を解除したのち、ステップ８３３に進み、上記モータ５
０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８３４に進んでモータ５０が転舵比
の同位相方向に１ステツ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８３５で現在ステップａＭＰ
をＭＰ４−ＭＰ＋１に更新したのち上記ステップ８３＋
１に移る。一方、上記ステップＳｆＪでの判定がＣＰ＜
ＭＰのＮｏであるとぎには、ステップ５−１３に進んで
モータ５０が転舵比の逆位相方向に１ステツプだけ動く
ように励磁相を切り換え、ステップ８３７で現在ステッ
プ数ＭＰをＭＰ（ＭＰ−１に更新したのち上記ステップ
８３１１に移る。

さらに、第１１図は上記第１のインクラブドルーチンと
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のインクラ
ブドルーチンを示す。

このルーチンでは、最初のステップＳａｏで上記モーフ
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Ｎ
ｏ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５／Ｉ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秒にセットしたのら、ステップ８５Ｇに
おいてタイマを上記時間Ｔ（μ秒）にヒツトし、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Ｓａｏでの判定がＦｚＷＳ−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Ｙ
ＥＳのときには、ステップＳ　４３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Ｓ　４４に進
んで比例ソレノイドバルブ５４にＯＦＦ信号を出力し、
次いぐステップＳ　４６でカウンタＣＮＴに「１」を加
えてそれをＣＮＴ＋１に更新したのち、ステップ８４６
でその新しいカウンタＣＮＴに時間変換のための係数１
００を乗じて上記時１！？ＩＴ−ＣＮＴＸ１００を演剛
し、しかる後、上記ステップＳｓｏに移行してタイマを
上記時間Ｔ　（＝ＣＮＴｘ１００）μ秒にセットする。

また、上記ステップＳ　４：Ｉ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Ｓ　４７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ＣＮ丁を定数１０
０から減じた値１０Ｏ−ＣＮＴに上記時間変換係数１０
０を乗じて時間Ｔ＝１００ｘ　（１０Ｏ−ＣＮＴ）を演
算し、しかる後、上記ステップＳｓｏに移る。

すなわち、上記ステップＳ　４３〜ｓ４８、ｓＳＯの繰
返しにより、比例ソレノイドバルブ５４に出力される１
００１−１２の矩形波信号のＯＮデユーティ比を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ＣＮ丁がＣＮＴ−１０
０に遺してステップ８４２での判定がＮＯになると、ス
テップ８４１に進み、上記時間ＴをＴ　＝＝　１０００
０μ秒にセットし、かつ比例ソレノイドバルブ５４にＯ
ＦＦ状態つまり全開状態を保持する信号を出力したのち
、上記ステップ５ｒｉＪに進み、以後、上記ステップ８
ａｏ、５ｃＳｕ、Ｓｓｏを繰り返す。

よって、上記メインルーチンにおけるステップＳ＋！Ｊ
、Ｓ２４および第１のインクラブドルーチンにお【プる
ステップ８３０〜＄３０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ｉ（
とじて作動制９１１するようにしたモータ制御手段１１
７が構成される。

また、上記第２のインタラブ１−ルーチンにお（〕るス
テップ８＠、８４２〜８５０により、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」が立てられたときンに上記比例ソレノイドバル
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制御するようにしたバルブ制御手段
１１８が構成される。

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。

Ｐ　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ステツプ
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ψ４５が逆位相方向（第
５図で時計口り方向）に回動し、そのセクタギ１７４５
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、そのとぎの車速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１００に検出信号が出力され、このコントロー
ルユニット１００に；１３　ＧｊるＣＰＵ１０２により
車速ＳＰＤに応じた転舵比が梓出され、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ｒ４
５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の揺助軌跡面が基準面に対し傾斜女史され、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ＩＬ、ＩＲの転舵に連動して移動４１１１　ｊｌＱ　
Ｊ）　＋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の移動方向および移
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２Ｌ、２Ｒが前輪ＩＬ、ＩＲ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シ、１Ｒ
，２Ｌ、２Ｒが低中速時には転舵比が逆位相に、＾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ｆｌ、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、比例ンレノイドバルブ５４にＯＮデ
ユーティ比制御信号が出力されて該バルブ５４が最終的
に量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！１７ｂ、１７ｃＩｆｉ連通路５
３を介して連通ずる。このため、パワーシリンダ１７の
後輪転舵に対するアシスト力がなくなり、後輪２Ｌ、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θＲが０Ｒ＝Ｏとなる中立
位置に保持される。その結果、車両はその前輪ＩＬ、Ｉ
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デユーティ比の漸減によ
り時間の経過とともに徐々に開くので、車両の４輪操舵
状態から２輪操舵状態への切換えが！１艷かに行われる
ことになり、−よって乗員が違和感を受（）ることはな
い。

また、Ｅ記の如き車両の運転中、車両が走行停止して車
速Ｓ　Ｐ　Ｄ　／）（Ｓ　Ｐ　Ｄ　＝　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およびモー
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１Ｌ、１Ｒ。

２Ｌ、２Ｒ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ｌ！速および前輪舵角に応じて直接アク
チュエータによって駆ｉ１１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、ステアリングホ
イールの操作により萌後の車輪を転舵するとともに、後
輪の転舵をパワーステアリング機構によってアシストす
るようにした車両の４輪操舵装置において、後輪の舵角
を−り御するアクチュエータ用制御手段の作動異常時に
はパワーステアリング機構におけるパワーシリンダの両
圧力室同士を徐々に連通させて、最終的に後輪舵角を零
にロック保持するようにしたことにより、制御手段の作
動異常時には、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ＩＩＩ御機構の縦所面図、第５図はストッパ
部材により規制されるセクタギＶ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
の接続状態を示で説明図、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
ユニットにお参プるＣ　Ｉ）　Ｌｌで処理されるメイン
ルーチンを示すフローチｐ−を一層、第９図は同システ
ムチェックのためのナブル−チンを示寸フローヂｐ−１
−図、第１０図は同モータ制御のためのインクラブドル
ーチンを示ずフローチャート図、第１１図は同バルブ制
御のためのインクラブ１−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。ＩＬ、ＩＲ・・・前輪、２Ｌ、２Ｒ・・・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、１
６・・・パワーステアリング機構、１７・・・パワーシ
リンダ、１７ｂ、１７０・・・油圧室、１７ｄ・・・リ
ターンスプリング、２０・・・コントロールバルブ、２
９・・・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、１ニツト、
１ｏ１・・・車速センサ、１０２・・・ＣＰＵ１１０３
・・・ＲＯＭ１１１７・・・モータ制御手段、１１８・
・・バルブ制御手段。−２〜特　許　出　願　人　　マ
ツダ株式会社代　　　　　理　　　　　人　　　前　　
１）　　　　弘　　　　−−′第１　図田（遣ｉｉｖ！ｒ）第２図作第３図第５図艶り第８図第９図第１ｏ図第１１！￥１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステアリングホイールの操作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、該後輪転舵機構を介して後輪舵角を制御するアクチ
ュエータと、該アクチュエータを作動制御するアクチュ
エータ制御手段と、上記後輪転舵機構に連係され、後輪
をその舵角が零になるように付勢する後輪舵角付勢手段
と、該後輪転舵機構に連係されたパワーシリンダを有し
、該パワーシリンダにより後輪の転舵を上記後輪舵角付
勢手段の付勢力に抗してアシストするパワーステアリン
グ機構とを備える一方、上記パワーステアリング機構に
おけるパワーシリンダの両圧力室を連通する連通路と、
該連通路の通路面積を可変調整するバルブ手段と、上記
アクチュエータ制御手段の作動異常時に上記バルブ手段
を連通路の通路面積が最大面積に向かって徐々に増大す
るように制御するバルブ制御手段とを備えてなることを
特徴とする車両の４輪操舵装置。