JPH02270679A - Fail-safe device for four-wheel steered vehicle - Google Patents
Fail-safe device for four-wheel steered vehicleInfo
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- JPH02270679A JPH02270679A JP1089943A JP8994389A JPH02270679A JP H02270679 A JPH02270679 A JP H02270679A JP 1089943 A JP1089943 A JP 1089943A JP 8994389 A JP8994389 A JP 8994389A JP H02270679 A JPH02270679 A JP H02270679A
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Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は四輪操舵車両におけるフェールセーフ装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a fail-safe device for a four-wheel steering vehicle.
従来の技術
従来の四輪操舵車のフェールセーフ装置としては例えば
特開昭６２ｉ４６７７３号公報、特開昭６２−２０６８
６７号公報、特開昭６２−１３１８７８号公報にそれぞ
れ記載された構成があるが、これらは全て構成が機構的
に複雑であった。Prior Art Conventional fail-safe devices for four-wheel steering vehicles include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-46773 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-2068.
There are configurations described in Japanese Patent Application Laid-open No. 67 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-131878, respectively, but all of these configurations were mechanically complex.
これに対処するため、本出願人は特願昭６３−２２６１
８３号により第４図及び第５図に示した構成を提案して
いる。図中１は操舵される後輪、２はキングビン、３は
ナックルアームであり、後輪■は前記キングピン２及び
ナックルアーム３を介してタイロッド４に連係されてい
る。５は前記タイロッド４が螺合されるボール螺子、６
は前記ボール螺子５に固着された従動歯車、７は該従動
歯車６に噛合する駆動歯車、８は後輪操舵用アクチュエ
ータとしてのモータであり、このモータ８の出力軸８ａ
が前記駆動歯車７に嵌合固定されている。８ｂはモータ
８に付設された角速度検出センサ、９は前記モータ８を
駆動するためのモータ駆動回路、３０はモータ駆動回路
９に後輪操舵指令信号Ｓを伝達するコントローラである
。上記のモータ８．モータ駆動回路９及びコントローラ
３０により後輪操舵用の制御系４０が構成される。In order to deal with this, the applicant filed a patent application No. 63-2261.
No. 83 proposed the configuration shown in FIGS. 4 and 5. In the figure, 1 is a rear wheel to be steered, 2 is a king pin, and 3 is a knuckle arm.The rear wheel (3) is linked to a tie rod 4 via the king pin 2 and knuckle arm 3. 5 is a ball screw into which the tie rod 4 is screwed; 6
7 is a driven gear fixed to the ball screw 5, 7 is a drive gear meshing with the driven gear 6, 8 is a motor as an actuator for steering the rear wheels, and the output shaft 8a of this motor 8 is
is fitted and fixed to the drive gear 7. 8b is an angular velocity detection sensor attached to the motor 8; 9 is a motor drive circuit for driving the motor 8; 30 is a controller that transmits a rear wheel steering command signal S to the motor drive circuit 9. Motor 8 above. The motor drive circuit 9 and the controller 30 constitute a control system 40 for rear wheel steering.
上記モータ駆動回路９は、コントローラ３０により演算
された後輪操舵角指令信号Ｓと、前記角速度検出センサ
８ｂからのフィードバック信号Ｆを受けて、前記モータ
８の回転を駆動制御するようにしである。The motor drive circuit 9 receives a rear wheel steering angle command signal S calculated by the controller 30 and a feedback signal F from the angular velocity detection sensor 8b, and drives and controls the rotation of the motor 8.
更に前記タイロッド４の中途部に突設された支持プレー
ト４ａと車体側プレート１３との間にスプリング１５が
介挿されている。即ちこのスプリング１５によって、後
輪ｌを中立位置に戻す弾性力が付与されている。Furthermore, a spring 15 is interposed between a support plate 4a projecting from the middle of the tie rod 4 and a vehicle body side plate 13. That is, the spring 15 provides an elastic force that returns the rear wheel l to the neutral position.
第５図は上記制御系４０の具体例を示す回路図であり、
図中２１はマイクロコンピュータ、２２はカウンタ回路
１２３はウオッチドックタイマ；２４はオアゲート回路
である。又２６，２７はバイアス抵抗、２８．２９はト
ランジスタ、３１は常閉型リレー、３２は常開型リレー
、３３はリレー駆動用電源、３４はインターフェースで
あり、このインターフェース３４には前記モータ８の角
速度検出センサ８ｂからのフィードバック信号Ｆが入力
されて、該モータ８の位置信号に変換され、この位置信
号がマイクロコンピュータ２１に入力される。又、上記
のトランジスタ２８，２９、常閉型リレー３１及び常開
型リレー３２により、前記モータ８の電源端子を短絡す
るための回路手段を構成している。更に上記のカウンタ
回路２２及びウォッチドッグタイマ２３により、制御系
４０の故障を検出する手段を構成している。FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of the control system 40,
In the figure, 21 is a microcomputer, 22 is a counter circuit 123 is a watchdog timer, and 24 is an OR gate circuit. Further, 26 and 27 are bias resistors, 28 and 29 are transistors, 31 is a normally closed relay, 32 is a normally open relay, 33 is a power supply for driving the relay, and 34 is an interface. A feedback signal F from the angular velocity detection sensor 8b is input and converted into a position signal of the motor 8, and this position signal is input to the microcomputer 21. Further, the transistors 28 and 29, the normally-closed relay 31, and the normally-opened relay 32 constitute circuit means for short-circuiting the power terminal of the motor 8. Furthermore, the counter circuit 22 and watchdog timer 23 constitute means for detecting a failure in the control system 40.
このような構成によれば、通常の後輪操舵時にあっては
、トランジスタ２８．２９はオフであって、常閉型リレ
ー３１がオン、常開型リレー３２がオフの状態を保って
おり、モータ８の入力端子には常閉型リレー３１を介し
てモータ駆動回路９の出力が接続されている。この時マ
イクロコンピュータ２１には後輪操舵角指令信号Ｓ１が
人力されて、後輪操舵角目標値が演算され、モータ駆動
回路９に演算された指令信号Ｓ、が伝達されるので、モ
ータ駆動回路９は上記指令信号Ｓ、に基づいてモータ８
の回転角度を調整しながら駆動状態が継続される。According to this configuration, during normal rear wheel steering, the transistors 28 and 29 are off, the normally closed relay 31 remains on, and the normally open relay 32 remains off. The output of a motor drive circuit 9 is connected to an input terminal of the motor 8 via a normally closed relay 31 . At this time, the rear wheel steering angle command signal S1 is manually input to the microcomputer 21, a rear wheel steering angle target value is calculated, and the calculated command signal S is transmitted to the motor drive circuit 9. 9 is a motor 8 based on the command signal S.
The driving state continues while adjusting the rotation angle.
次に何等かの原因により制御系４０に故障が発生した場
合、例えば制御系４０を構成するマイクロコンピュータ
２１から異常信号が出力された場合を想定すると、該マ
イクロコンピュータ２１の出力端子Ｐ、からのプログラ
ムシグナルがウォッチドッグタイマ２３の入力端子Ｗ１
に伝達されず、従ってウォッチドッグタイマ２３の出力
端子Ｗ！カラのリセットパルスＲｓがマイクロコンピュ
ータ２１に人力され、このリセットパルスＲ８がカウン
タ回路２２の入力端子Ｃ１にも入力されて該カウンタ回
路２２でカウントされる。上記リセットパルスＲ９の数
が予め設定された値よりも大きくなると、カウンタ回路
２２の出力端子Ｃ２から論理出力ｒＮが出力されるので
、オアゲート回路２４の論理出力も「１」となり、バイ
アス抵抗２６．２７を介してトランジスタ２８．２９の
ベースに電圧が印加されて、該トランジスタ、２８゜２
９がオンになる。従ってリレー駆動用電源３３の電流が
常閉型リレー３Ｉ及び常閉型リレー３２に通電されるの
で、該常閉型リレー３１がオフ、常閉型リレー３２かオ
ンになり、従ってモータ駆動回路９からの駆動電力かモ
ータ８に入力されず、該モータ８の回転が停止すると同
時に、常開型リレー３２の閉成によって該モータ８の電
源端子が短絡された状態となる。Next, if a failure occurs in the control system 40 for some reason, for example, if an abnormality signal is output from the microcomputer 21 that constitutes the control system 40, then the output terminal P of the microcomputer 21 will be Program signal is input terminal W1 of watchdog timer 23
Therefore, the output terminal W! of the watchdog timer 23 is not transmitted to the output terminal W! A blank reset pulse Rs is input manually to the microcomputer 21, and this reset pulse R8 is also input to the input terminal C1 of the counter circuit 22 and counted by the counter circuit 22. When the number of reset pulses R9 becomes larger than a preset value, the logic output rN is output from the output terminal C2 of the counter circuit 22, so the logic output of the OR gate circuit 24 also becomes "1", and the bias resistor 26. A voltage is applied via 27 to the base of transistor 28, 29 so that the transistor 28.2
9 is turned on. Therefore, the current from the relay drive power source 33 is applied to the normally closed relay 3I and the normally closed relay 32, so the normally closed relay 31 is turned off and the normally closed relay 32 is turned on, so that the motor drive circuit 9 No drive power is input to the motor 8, and the rotation of the motor 8 stops, and at the same time, the power terminal of the motor 8 is short-circuited due to the closing of the normally open relay 32.
更にマイクロコンピュータ２１からの指令信号Ｓ、に対
して、角速度検出センサ８ｂにより検出されるモータ８
の回転角度が追従していない場合には、制御系４０に異
常があったものと判断されてマイクロコンピュータ２１
の出力端子Ｐ１から論理出力ｒｌＪが出力されてオアゲ
ート２４の論理出力もｒｌＪとなり、前記と同様な動作
原理に基づいてモータ８の回転が停止すると同時に、常
開型リレー３２の閉成によって該モータ８の電源端子が
短絡される。従ってモータ８の出力軸８ａか固定される
ので、以後後輪ｌへ操舵力が伝達されることがないとい
う作用が得られる。Further, in response to the command signal S from the microcomputer 21, the motor 8 is detected by the angular velocity detection sensor 8b.
If the rotation angle does not follow the same, it is determined that there is an abnormality in the control system 40, and the microcomputer
The logical output rlJ is output from the output terminal P1 of the OR gate 24, and the logical output of the OR gate 24 also becomes rlJ, and at the same time, the rotation of the motor 8 is stopped based on the same operating principle as described above, and the normally open relay 32 is closed. 8 power terminals are shorted. Therefore, since the output shaft 8a of the motor 8 is fixed, an effect is obtained in which no steering force is transmitted to the rear wheels l thereafter.
発明が解決しようとする課題
しかしながらこのような四輪操舵車のフェールセーフ装
置にあっては、制御系４０の故障時にはアクチュエータ
としてのモータ８への通電が停止された状態となり、該
モータ８のコントロールが全く効かなくなって、左右の
後輪ｌがスプリング１５の弾性力のみによって中立位置
に保持されることになるが、後輪１が外力によって転舵
されないようにスプリング１５の弾性力をある程度強く
する必要があるため、高速旋回時やレーンチェンジ時の
ように後輪ｌに特定の舵角が付与されて車両が走行して
いる際に上記制御系４０に故障が発生すると、この後輪
１か前記スプリング１５の弾性力によって急激に中立位
置に動くことになるので、高速走行時の操安性が損なわ
れてしまうという問題点を有している。Problems to be Solved by the Invention However, in such a fail-safe device for a four-wheel steering vehicle, when the control system 40 fails, the power supply to the motor 8 as an actuator is stopped, and the control of the motor 8 is interrupted. has no effect at all, and the left and right rear wheels 1 are held in the neutral position only by the elastic force of the springs 15. However, the elastic force of the springs 15 is strengthened to some extent so that the rear wheels 1 are not steered by external forces. Therefore, if a failure occurs in the control system 40 while the vehicle is running with a specific steering angle given to the rear wheel 1, such as when turning at high speed or changing lanes, this rear wheel 1 Since the elastic force of the spring 15 causes the vehicle to suddenly move to the neutral position, there is a problem in that the steering stability during high-speed driving is impaired.
そこで本発明はこのような従来の四輪操舵車両のフェー
ルセーフ装置が有している問題点を解消して、旋回中の
車両に前記制御系の故障が発生した際に、後輪をバック
アップ用駆動制御部によって規定される所望の速さで中
立位置に戻すことによって操安性を高めることができる
フェールセーフ装置を提供することを目的とするもので
ある。Therefore, the present invention solves the problems of the conventional fail-safe system of four-wheel steering vehicles, and uses the rear wheels as a backup system when a failure occurs in the control system of the vehicle while turning. It is an object of the present invention to provide a fail-safe device that can improve maneuverability by returning the vehicle to the neutral position at a desired speed determined by a drive control unit.
課題を解決するための手段
本発明は上記の目的を達成するために、先ず請求項１に
より、後輪を操舵するアクチュエータと、該アクチュエ
ータを駆動するアクチュエータ駆動部と、後輪舵角指令
値を演算して前記アクチュエータ駆動部に後輪舵角指令
信号を発するアクチュエータ駆動制御部と、該アクチュ
エータ駆動制御部の故障を検出する故障検出手段と、ア
クチュエータの作動状態を検知して前記アクチュエータ
駆動制御部にフィードバックする帰還手段と、前記故障
検出手段からの信号に基づいて後輪の舵角を所定の速さ
にて中立位置に戻す信号を発するバックアップ用駆動制
御部とを具備して成り、更に上記アクチュエータ駆動制
御部とアクチュエータ駆動部との間に、アクチュエータ
駆動制御部の故障が検出された際に前記アクチュエータ
駆動部をバックアップ用駆動制御部に接続する切換手段
を設けた四輪操舵車のフェールセーフ装置の構成にして
あり、更に請求項２により、上記バックアップ用駆動制
御部に、抵抗とコンデンサの組み合わせによって決定さ
れる時定数に基づいて後輪の実舵角に対応する電圧値か
ら零まで緩やかに減衰する駆動電圧減衰手段を設けた構
成にしである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention first provides an actuator for steering a rear wheel, an actuator drive section for driving the actuator, and a rear wheel steering angle command value. an actuator drive control unit that calculates and issues a rear wheel steering angle command signal to the actuator drive unit; a failure detection unit that detects a failure of the actuator drive control unit; and an actuator drive control unit that detects the operating state of the actuator. and a backup drive control section that issues a signal to return the steering angle of the rear wheels to the neutral position at a predetermined speed based on the signal from the failure detection means. A fail-safe device for a four-wheel steered vehicle, which is provided with a switching means between an actuator drive control section and an actuator drive control section for connecting the actuator drive section to a backup drive control section when a failure in the actuator drive control section is detected. Further, according to claim 2, the backup drive control section is configured to gradually adjust the voltage from a voltage value corresponding to the actual steering angle of the rear wheels to zero based on a time constant determined by a combination of a resistor and a capacitor. The structure includes a driving voltage attenuating means that attenuates the driving voltage.
作用
かかる構成によれば、通常の後輪操舵時にはアクチュエ
ータ駆動制御部から発せられる後輪舵角指令信号に基づ
いてアクチュエータ駆動部が作動ｊ７、アクチュエータ
が駆動するとともに該アクチュエータの駆動力が後輪に
伝えられて、後輪を操舵することができる。According to this configuration, during normal rear wheel steering, the actuator drive section operates based on the rear wheel steering angle command signal issued from the actuator drive control section, and as the actuator is driven, the driving force of the actuator is applied to the rear wheels. This information can be transmitted to the rear wheels to steer the rear wheels.
次に何等かの原因によりアクチュエータ駆動制御部に故
障が発生した際には、該アクチュエータ駆動制御部に付
設された故障検出手段により上記の故障が検出されると
ともに、この検出信号によって前記切換手段か作動して
アクチュエータ駆動部がバックアップ用駆動制御部に接
続される。従って該バックアップ用駆動制御部からアク
チュエータ駆動部に対して後輪の舵角を中立位置に戻す
信号が発せられて、後輪を所望の速さによって中立位置
に戻すことができる。Next, when a failure occurs in the actuator drive control unit for some reason, the failure detection means attached to the actuator drive control unit detects the failure, and this detection signal causes the switching unit to When activated, the actuator drive section is connected to the backup drive control section. Therefore, the backup drive control section issues a signal to the actuator drive section to return the steering angle of the rear wheels to the neutral position, allowing the rear wheels to return to the neutral position at a desired speed.
又、上記バックアップ用駆動制御部に抵抗どコンデンサ
の組み合わせによって決定される時定数に基づいて後輪
の実舵角に対応する電圧値から零まで緩やかに減衰する
駆動電圧減衰手段を設けたので、車両の走行状態に応じ
て後輪を中立位置に戻す速度を選択することが可能にな
るという作用がもたらされる。Further, since the backup drive control section is provided with drive voltage attenuation means that gradually attenuates from a voltage value corresponding to the actual steering angle of the rear wheels to zero based on a time constant determined by a combination of resistors and capacitors, The effect is that the speed at which the rear wheels are returned to the neutral position can be selected depending on the driving state of the vehicle.
実施例
以下に本発明にかかる四輪操舵車のフェールセーフ装置
の一実施例を、前記従来の構成と同一の構成部分に同一
の符号を付して詳述する。Embodiment An embodiment of the fail-safe device for a four-wheel steered vehicle according to the present invention will be described in detail below, with the same reference numerals attached to the same components as in the conventional structure.
第１図に示した構成において、２１はアクチュエータ駆
動制御部としてのマイクロコンピュータであり、後輪の
操舵角θと車速Ｖから後輪舵角指令値δｒを算出する後
輪舵角指令値演算回路４１と、この後輪舵角指令値δｅ
と、後述する手段によって得られる現在の後輪実舵角δ
８からアクチユエータとしてのモータ８に流す電流指令
値を算出する電流指令値演算回路４２を具備している。In the configuration shown in FIG. 1, 21 is a microcomputer as an actuator drive control section, and a rear wheel steering angle command value calculation circuit that calculates a rear wheel steering angle command value δr from the rear wheel steering angle θ and the vehicle speed V. 41 and this rear wheel steering angle command value δe
and the current rear wheel actual steering angle δ obtained by the means described later.
A current command value calculation circuit 42 is provided for calculating a current command value to be applied to the motor 8 as an actuator.
８０は上記マイクロコンピュータ２１に故障が発生した
ことを検出する故障検出手段であり、例えば前記後輪舵
角指令値δ８“が通常制御で発生することのないような
大きな値になった場合には故障が発生したものと判断し
て、該故障検出手段からマイコンフェール信、号ＭＰが
出力される。Reference numeral 80 denotes a failure detection means for detecting that a failure has occurred in the microcomputer 21. For example, when the rear wheel steering angle command value δ8'' becomes a large value that would never occur under normal control, It is determined that a failure has occurred, and a microcomputer fail signal, signal MP, is output from the failure detection means.
４３は切換手段としての電子アナログスイッチ。43 is an electronic analog switch as a switching means.
４４はアクチュエータ駆動部としてのＰＷＭ電流増幅器
（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｅ）であり
、このＰＷＭＴｉ流増幅器４４から前記モータ８に対し
て駆動電流が供給される。尚、電子アナログスイッチ４
３は平常時はノーマルＮ側に接続されており、マイクロ
コンピュータ２１から前記マイコンフェール信号Ｍ、が
発せられた際には、フェールＦ 側に切換えられるよう
になっている。44 is a PWM current amplifier (Pulse Width Modulate) as an actuator drive section, and a drive current is supplied to the motor 8 from this PWMTi current amplifier 44. In addition, electronic analog switch 4
3 is normally connected to the normal N side, and when the microcomputer 21 issues the microcomputer fail signal M, it is switched to the fail F side.
４５は電流センサであり、前記ＰＷＭ電流増幅器４４か
らモータ８に供給される実電流値Ｉを検出して、この値
がＰＷＭ電流増幅器４４に入力される。A current sensor 45 detects the actual current value I supplied to the motor 8 from the PWM current amplifier 44 and inputs this value to the PWM current amplifier 44.
４７は前記モータ８に付設されたロークリエンコーダ、
４８は２進カウンタであり、」二記ロークリエンコーダ
４７と２進カウンタ４８とによってモータ８の作動状態
を検知してアクチュエータ駆動制御部にフィードバック
する帰還手段７５を構成している。即ち上記２進カウン
タ４８はロークリエンコーダ４７から出力されるパルス
列を２進数に変換することによって、後輪の実舵角δ８
を出力し、この実舵角δ８が信号ラインＬ、を介して前
記電流指令値演算回路４２に入力されるとともに、信号
ラインＬ、を介してＤ／Ａコンバータ４９に入力される
。又、このＤ／Ａコンバータ４９から出力されたアナロ
グ信号がライン［７，を介してオペアンプで構成される
バッファ５０のプラス端子に接続されているとともに、
更に電子アナログスイッチ５１を介してバッファ５２の
プラス端子に接続されている。47 is a row encoder attached to the motor 8;
48 is a binary counter, which constitutes a feedback means 75 that detects the operating state of the motor 8 by the two-log low-return encoder 47 and the binary counter 48 and feeds it back to the actuator drive control section. That is, the binary counter 48 converts the pulse train output from the low-return encoder 47 into a binary number, thereby calculating the actual steering angle δ8 of the rear wheels.
This actual steering angle δ8 is input to the current command value calculation circuit 42 via the signal line L, and is also input to the D/A converter 49 via the signal line L. Further, the analog signal output from this D/A converter 49 is connected to the positive terminal of a buffer 50 composed of an operational amplifier via a line [7,
Furthermore, it is connected to the positive terminal of a buffer 52 via an electronic analog switch 51.
更に上記電子アナログスイッチ５１とバッファ５２との
間には、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とがそれぞれ一端が
接地された状態として並列に取付られている。Further, between the electronic analog switch 51 and the buffer 52, a resistor R3 and a capacitor C1 are installed in parallel with each other with one end grounded.
上記の電子アナログスイッチ５１は、平常時はオンの状
態となっており、マイコンフェール信号Ｍ、によってオ
フに切換えられるようになっている。The above-mentioned electronic analog switch 51 is normally in an on state, and can be switched off by a microcontroller fail signal M.
更に上記バッファ５０．５２の出力はそれぞれ抵抗Ｒ，
，Ｒ，を介して差動増幅器５３のマイナス端子及びプラ
ス端子に接続されている。更にこの差動増幅器５３の出
力が信号ラインＬ、を介して前記電子アナログスイッチ
４３のフェール端子Ｆに接続されている。Furthermore, the outputs of the buffers 50 and 52 are connected to resistors R and R, respectively.
, R, to the negative terminal and positive terminal of the differential amplifier 53. Furthermore, the output of this differential amplifier 53 is connected to the fail terminal F of the electronic analog switch 43 via a signal line L.
前記バッファ５０，５２． 抵抗Ｒ，，コンデンサＣ１
及び差動増幅器５３によってバックアップ用駆動制御部
７６が構成される。The buffers 50, 52 . Resistor R, Capacitor C1
A backup drive control section 76 is configured by the differential amplifier 53 and the differential amplifier 53 .
第２図は後輪操舵系６１の１例を示しており、前記モー
タ８の出力軸８ａにはウオームギヤ５５が固定されてい
る。５６はウオームギヤ５５に噛合するウオームホイー
ルであって、このウオームホイール５６には同軸で回転
するピニオンギヤ５７が固定されている。５８はピニオ
ンギヤ５７に噛合されたラック軸、５９はナックルアー
ム、６０はキングピン軸、１は後輪である。FIG. 2 shows an example of a rear wheel steering system 61, in which a worm gear 55 is fixed to the output shaft 8a of the motor 8. A worm wheel 56 meshes with the worm gear 55, and a pinion gear 57 that rotates coaxially is fixed to the worm wheel 56. 58 is a rack shaft meshed with the pinion gear 57, 59 is a knuckle arm, 60 is a king pin shaft, and 1 is a rear wheel.
以下に本発明にかかる四輪操舵車のフェールセーフ装置
の動作を説明する。即ち車両が平常に走行している際１
こは、その時の操舵角θと車速Ｖとが図外の操舵角セン
サ及び車速センサにより検知されてマイクロコンピュー
タ２１に入力され、該マイクロコンピュータ２１にｍＬ
られた後輪舵角指令値演算回路４１によって後輪舵角指
令値δ８°が算出される。The operation of the failsafe device for a four-wheel steered vehicle according to the present invention will be explained below. In other words, when the vehicle is running normally, 1
Here, the steering angle θ and vehicle speed V at that time are detected by a steering angle sensor and a vehicle speed sensor (not shown) and input into the microcomputer 21.
The rear wheel steering angle command value calculation circuit 41 calculates a rear wheel steering angle command value δ8°.
次に電流指令値演算回路４２は、上記後輪舵角指令値δ
３°と２進カウンタ４８から入力される現在の後輪実舵
角δ、から所定の電流指令値■１を算出し、この電流指
令値Ｉ′を電子アナログスイッチ４３を介してアクチコ
エータ駆動部としてのＰＷＭ電流増幅器４４に供給する
。Next, the current command value calculation circuit 42 calculates the rear wheel steering angle command value δ.
A predetermined current command value ■1 is calculated from 3° and the current rear wheel actual steering angle δ input from the binary counter 48, and this current command value I' is sent to the acticoator drive unit via the electronic analog switch 43. is supplied to the PWM current amplifier 44 of.
するとＰ ＷＭ１！流増幅器４４からは上記電流指令値
１″と電流センサ４５から得られる実電流値Ｉに基づい
て、電流指令値■１を実電流値■に追従させるようにパ
ルス幅変調された駆動電流が出力されて、この駆動電流
がモータ２に印加される。Then PWM1! Based on the current command value 1'' and the actual current value I obtained from the current sensor 45, the current amplifier 44 outputs a drive current that is pulse width modulated so that the current command value 1 follows the actual current value . This drive current is applied to the motor 2.
このモータ２の回転力が第２図に示すウオームギヤ５５
からウオームホイール５６に伝達され、更に該ウオーム
ホイール５６と同軸に回転するピニオンギヤ５７からラ
ック軸５８に伝達されて、該ラック軸５８が車幅方向に
揺動し、このう・ツク軸５８の動きがナックルアーム５
９に伝えられて後輪１を操舵することができる。The rotational force of this motor 2 is transmitted to the worm gear 55 shown in FIG.
The signal is transmitted from the worm wheel 56 to the worm wheel 56, and is further transmitted from the pinion gear 57, which rotates coaxially with the worm wheel 56, to the rack shaft 58, causing the rack shaft 58 to swing in the vehicle width direction. is knuckle arm 5
9, the rear wheels 1 can be steered.
一方、前記モータ２に付設されたロータリエンコーダ４
７がモータ２の回転を受けてパルスを発生し、前記した
ように２進カウンタ４８が該ロークリエンコーダ４７か
ら出力されるパルス列を２進数に変換して、後輪の実舵
角δ３に対応する電圧を出力する。この実舵角δ３は前
記電流指令値演算回路４２に帰還される一方、信号ライ
ンＬ。On the other hand, a rotary encoder 4 attached to the motor 2
7 generates pulses in response to the rotation of the motor 2, and as described above, the binary counter 48 converts the pulse train output from the row encoder 47 into a binary number, which corresponds to the actual steering angle δ3 of the rear wheels. Outputs the voltage. This actual steering angle δ3 is fed back to the current command value calculation circuit 42, while the signal line L is fed back to the current command value calculation circuit 42.
を介してＤ／Ａコンバータ４９に入力され、該実舵角δ
。がアナログ値に変換された後、信号ラインＬ、を介し
てバッファ５０のプラス端子に入力されるとともに、電
子アナログスイッチ５１を介してバッファ５２のプラス
端子に入力される。この電子アナログスイッチ５１は平
常時はオンであるため、バッファ５０．５２の出力は一
致しており、従って差動増幅器５３の出力は零となって
いる。この時、電子アナログスイッチ５１とバッファ５
２間にある前記コンデンサＣＩには実舵角δ□に対応す
る電圧が蓄えられる。The actual steering angle δ is input to the D/A converter 49 via
. After being converted into an analog value, it is input to the positive terminal of the buffer 50 via the signal line L, and is input to the positive terminal of the buffer 52 via the electronic analog switch 51. Since this electronic analog switch 51 is normally on, the outputs of the buffers 50 and 52 match, and therefore the output of the differential amplifier 53 is zero. At this time, the electronic analog switch 51 and the buffer 5
A voltage corresponding to the actual steering angle δ□ is stored in the capacitor CI located between the two.
次に何等かの原因によって、マイクロコンピュータ２Ｉ
に故障が発生した場合を想定する。すると該マイクロコ
ンビコータ２１に付設された故障検出手段８０からマイ
コンフェール信号Ｍ２が出力されて、この信号が信号ラ
インＬ、及び信号ラインＬ、を介して電子アナログスイ
ッチ４３及び電子アナログスイッチ５１に入力される。Next, due to some reason, the microcomputer 2I
Assume that a failure occurs. Then, a microcomputer fail signal M2 is output from the failure detection means 80 attached to the microcombi coater 21, and this signal is input to the electronic analog switch 43 and the electronic analog switch 51 via the signal line L and the signal line L. be done.
前記したように、このマイコンフェール信号Ｍｙにより
電子アナログスイッチ４３はノーマルＮからフェール上
側に切換えられると同時に、電子アナログスイッチ５１
はオフに切換えられる。As described above, the electronic analog switch 43 is switched from normal N to the fail upper side by this microcomputer fail signal My, and at the same time, the electronic analog switch 51 is switched from normal N to the fail upper side.
is switched off.
するとバッファ５２のプラス端子に印加される電位は、
抵抗Ｒ１とコンデンサＣＩの組み合わせによって決定さ
れる時定数に基づいて、コンデンサＣ１に蓄えられてい
る前記後輪の実舵角δ８に対応する電圧値から零まで緩
やかに減衰し、その結果、バッファ５２から後輪舵角指
令値δ／Ｒｍが出力される。この時バッファ５０からは
後輪実舵角δ８に対応する電圧が出力されており、従っ
てバッファ５２とバッファ５０との出力の差ｅ＝δ′−
−δ３
が差動増幅器５３で増幅され、この値が信号ラインＬ１
及び電子アナログスイッチ４３を介してＰＷＭ１１流増
幅器４４へ入力される。Then, the potential applied to the positive terminal of the buffer 52 is
Based on a time constant determined by the combination of resistor R1 and capacitor CI, the voltage value stored in capacitor C1 corresponding to the actual steering angle δ8 of the rear wheels is gradually attenuated to zero, and as a result, the buffer 52 A rear wheel steering angle command value δ/Rm is output from the rear wheel steering angle command value δ/Rm. At this time, the buffer 50 outputs a voltage corresponding to the rear wheel actual steering angle δ8, so the difference between the outputs of the buffer 52 and the buffer 50 is e=δ′−
-δ3 is amplified by the differential amplifier 53, and this value becomes the signal line L1
and is input to the PWM11 flow amplifier 44 via the electronic analog switch 43.
その結果、モータ８には前記抵抗Ｒ１とコンデンサＣ４
によって決定される時定数に基づく電位の減衰と同様に
緩やかに減衰された駆動電流が印加されることになる。As a result, the motor 8 has the resistor R1 and the capacitor C4.
A drive current that is gently attenuated in the same manner as the attenuation of the potential based on the time constant determined by is applied.
従ってモータ８の回転力が除々に弱まることになり、第
２図に示す後輪操舵系６１の動作に基づいて後輪１を緩
やかに中立位置に戻すことができる。Therefore, the rotational force of the motor 8 gradually weakens, and the rear wheels 1 can be gently returned to the neutral position based on the operation of the rear wheel steering system 61 shown in FIG.
第３図は本発明の変形例を示すものであって、この例の
場合、前記電子アナログスイッチ５１とバッファ５２と
の間に取付けられている抵抗Ｒ１とコンデンサＣＩの構
成に加えて、直列に接続された抵抗Ｒ４と電子スイッチ
７０とを該電子スイッチ７０の一端が接地された状態と
して、前記抵抗Ｒ３と並列に取付けた構成となっている
。FIG. 3 shows a modification of the present invention. In this example, in addition to the configuration of a resistor R1 and a capacitor CI installed between the electronic analog switch 51 and the buffer 52, The resistor R4 and the electronic switch 70 are connected in parallel with the resistor R3 with one end of the electronic switch 70 grounded.
このような構成によれば、電子スイッチ７０を他の因子
２例えば車速■によって開閉制御することにより、前記
抵抗Ｒ，とコンデンサＣ１とによって決定される時定数
を変更することができる。例えば車速か所定値以上であ
る場合には、該電子スイッチ７０をオフにすると前記Ｃ
Ｒ時定数が大きくなり、従って前記後輪操舵系６１を緩
やかに中立位置に戻すことができ、車両挙動の急変を防
止することができる。一方、車速が所定値以下の低速で
ある場合には、電子スイッチ７０をオンにすることによ
り前記ＣＲ時定数が小さくなり、後輪操舵系６１を比較
的早く中立位置に戻すことが可能となる。これにより後
輪１に舵角が与えられた状態が長く続くことが防止され
、直進性が向上するという利点がある。According to such a configuration, the time constant determined by the resistor R and the capacitor C1 can be changed by controlling the opening and closing of the electronic switch 70 based on another factor 2, for example, the vehicle speed (2). For example, when the vehicle speed is higher than a predetermined value, turning off the electronic switch 70 causes the
The R time constant becomes large, so that the rear wheel steering system 61 can be returned to the neutral position gently, and sudden changes in vehicle behavior can be prevented. On the other hand, when the vehicle speed is low, below a predetermined value, the CR time constant is reduced by turning on the electronic switch 70, making it possible to return the rear wheel steering system 61 to the neutral position relatively quickly. . This prevents the rear wheels 1 from being given a steering angle for a long time, which has the advantage of improving straight-line performance.
発明の効果
以上詳細に説明した如く、本発明にかかる四輪操舵車の
フェールセーフ装置によれば、先ず請求項１により、後
輪を操舵するアクチュエータと、該アクチュエータを駆
動するアクチュエータ駆動部と、後輪舵角指令値を演算
して前記アクチュエータ駆動部に後輪舵角指令信号を発
するアクチュエータ駆動制御部と、該アクチュエータ駆
動制御部の故障を検出する故障検出手段と、アクチュエ
ータの作動状態を検知して前記アクチュエータ駆動制御
部にフィードバックする帰還手段と、前記故障検出手段
からの信号に基づいて後輪の舵角を所定の速さにて中立
位置に戻す信号を発するバックアップ用駆動制御部とを
具備して成り、更にＦ記アクチュエータ駆動制御部とア
クチュエータ駆動部との間に、アクチュエータ駆動制御
部の故障が検出され際に前記アクチュエータ駆動部をバ
ックアップ用駆動制御部に接続する切換手段を設けた四
輪操舵車のフェールセーフ装置の構成にしてあり、更に
請求項２により、上記バックアップ用駆動制御部に、抵
抗とコンデンサの組み合わせによって決定される時定数
に基づいて後輪の実舵角に対応する電圧値から零まで緩
やかに減衰する駆動電圧減衰手段を設けた構成にしたの
で、以下に記す作用効果がもたらされる。即ち通常の後
輪操舵時にはアクチュエータ駆動制御部から発せられる
後輪舵角指令信号に基づいてアクチュエータ駆動部が作
動し、アクチュエータが駆動するとともに該アクチュエ
ータの駆動力が後輪に伝えられて、後輪を操舵すること
ができるとともに、何等かの原因によりアクチュエータ
駆動制御部に故障が発生した際は、該アクチュエータ駆
動制御部に付設された故障検出手段により上記の故障が
検出されて、この検出信号によって前記切換手段が作動
してアクチュエータ駆動部をバックアップ用駆動制御部
に接続することができる。この時、該バックアップ用駆
動制御部からアクチュエータ駆動部に対して後輪の舵角
を所望の速さにて中立位置に戻す信号が発せられて、後
輪を緩やかに中立位置に戻すことができる。Effects of the Invention As described above in detail, the fail-safe device for a four-wheel steering vehicle according to the present invention first comprises an actuator for steering a rear wheel, an actuator drive section for driving the actuator, and the like. An actuator drive control section that calculates a rear wheel steering angle command value and issues a rear wheel steering angle command signal to the actuator drive section, a failure detection means that detects a failure of the actuator drive control section, and detects an operating state of the actuator. and a backup drive control unit that issues a signal to return the steering angle of the rear wheels to a neutral position at a predetermined speed based on the signal from the failure detection unit. Further, a switching means is provided between the actuator drive control section described in F and the actuator drive section for connecting the actuator drive section to a backup drive control section when a failure of the actuator drive control section is detected. The structure is configured as a fail-safe device for a four-wheel steering vehicle, and further, according to claim 2, the backup drive control section is configured to correspond to the actual steering angle of the rear wheels based on a time constant determined by a combination of a resistor and a capacitor. Since the drive voltage attenuation means is provided to gradually attenuate the voltage from the voltage value to zero, the following effects can be obtained. That is, during normal rear wheel steering, the actuator drive section operates based on a rear wheel steering angle command signal issued from the actuator drive control section, the actuator is driven, and the driving force of the actuator is transmitted to the rear wheels, so that the rear wheels are In addition, when a failure occurs in the actuator drive control unit for some reason, the failure is detected by the failure detection means attached to the actuator drive control unit, and the detection signal is used to detect the failure. The switching means can be operated to connect the actuator drive section to the backup drive control section. At this time, the backup drive control unit issues a signal to the actuator drive unit to return the steering angle of the rear wheels to the neutral position at a desired speed, allowing the rear wheels to return to the neutral position gently. .
従ってアクチュエータ駆動制御部に故障が発生した時点
でアクチュエータ駆動部が全く効かなくなることがなく
なり、高速旋回時のように後輪に特定の舵角が付与され
て車両が走行している際の故障発生時にあっても後輪が
急激に中立位置に動くことが防止されて、特に高速走行
時の操安性が高められ、且つ安全性が向上するという大
きな効果が得られる。Therefore, when a failure occurs in the actuator drive control unit, the actuator drive unit will not become completely ineffective, and failure will occur when the vehicle is running with a specific steering angle applied to the rear wheels, such as when turning at high speed. Even if the rear wheels suddenly move to the neutral position, the rear wheels are prevented from suddenly moving to the neutral position, and this has the great effect of improving steering stability and safety especially when driving at high speeds.
又、上記バックアップ用駆動制御部に抵抗とコンデンサ
の組み合わせによって決定される時定数に基づいて後輪
の実舵角に対応する電圧値から零まで緩やかに減衰する
駆動電圧減衰手段を設けたことによって、車両の走行状
態に応じて後輪を中立位置に戻す速度を選択することが
可能になり、例えば車両が低速小回り旋回中に上記の故
障か発生した際には、該後輪を早く中立位置に戻すこと
が出来て、正常な車両の走行を継続することかｌ？Ｊ能
となる。Furthermore, the backup drive control section is provided with drive voltage attenuation means that gently attenuates the voltage from a voltage value corresponding to the actual steering angle of the rear wheels to zero based on a time constant determined by a combination of a resistor and a capacitor. It is now possible to select the speed at which the rear wheels return to the neutral position depending on the vehicle's driving condition.For example, if the above-mentioned failure occurs while the vehicle is making a small turn at low speed, the rear wheels can be quickly returned to the neutral position. Is it possible to return to normal condition and continue driving the vehicle normally? Becomes J Noh.
第１図は本発明にかかる四輪操舵車のフェールセーフ装
置を示すブロック回路図、第２図は後輪操舵系の要部を
示す概要図、第３図は本発明の変形例を示す部分的回路
図、第４図は従来のフェールセーフ装置例を示す概要図
、第５図は同従来例におけるブロック回路図である。
１・・・後輪、８・・・モータ、２１・・・マイクロコ
ンピュータ（アクチュエータ駆動制御部）、４１・・・
後輪舵角指令値演算回路、４２・・・電流指令値演算回
路、４３・・・電子アナログスイッチ（切換手段）、４
４・・・ＰＷＭ電流増幅器（アクチュエータ駆動部）４
５・・・電流センサ、４７・・・ロータリエンコーダ、
４８・・・２進カウンタ、４９・・・Ｄ／Ａコンバータ
、５０．５２・・・バッファ、５１・・・電子アナログ
スイッチ、５３・・・差動増幅器、５５・・・ウオーム
ギヤ、５６・・・ウオームホイール、５７・・・ピニオ
ンギヤ、５８・・・ラック軸、５９・・・ナックルアー
ム、６０・・・キングピン軸、７５・・・帰還手段、７
６バソクアツプ駆動制御部、
８０・・・故障検出手段、
第２図
第３図Fig. 1 is a block circuit diagram showing a fail-safe device for a four-wheel steering vehicle according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing main parts of a rear wheel steering system, and Fig. 3 is a portion showing a modification of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a conventional fail-safe device, and FIG. 5 is a block circuit diagram of the conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rear wheel, 8... Motor, 21... Microcomputer (actuator drive control part), 41...
Rear wheel steering angle command value calculation circuit, 42... Current command value calculation circuit, 43... Electronic analog switch (switching means), 4
4...PWM current amplifier (actuator drive section) 4
5... Current sensor, 47... Rotary encoder,
48... Binary counter, 49... D/A converter, 50.52... Buffer, 51... Electronic analog switch, 53... Differential amplifier, 55... Worm gear, 56... - Worm wheel, 57... Pinion gear, 58... Rack shaft, 59... Knuckle arm, 60... King pin shaft, 75... Return means, 7
6 Bathockup drive control unit, 80... Failure detection means, Fig. 2 Fig. 3
Claims (2)
ータを駆動するアクチュエータ駆動部と、後輪舵角指令
値を演算して前記アクチュエータ駆動部に後輪舵角指令
信号を発するアクチュエータ駆動制御部と、該アクチュ
エータ駆動制御部の故障を検出する故障検出手段と、ア
クチュエータの作動状態を検知して前記アクチュエータ
駆動制御部にフィードバックする帰還手段と、前記故障
検出手段からの信号に基づいて後輪の舵角を所定の速さ
にて中立位置に戻す信号を発するバックアップ用駆動制
御部とを具備して成り、更に上記アクチュエータ駆動制
御部とアクチュエータ駆動部との間に、アクチュエータ
駆動制御部の故障が検出された際に前記アクチュエータ
駆動部をバックアップ用駆動制御部に接続する切換手段
を設けたことを特徴とする四輪操舵車のフェールセーフ
装置。(1) an actuator that steers a rear wheel, an actuator drive section that drives the actuator, and an actuator drive control section that calculates a rear wheel steering angle command value and issues a rear wheel steering angle command signal to the actuator drive section; failure detection means for detecting failure of the actuator drive control section; feedback means for detecting the operating state of the actuator and feeding it back to the actuator drive control section; and control of the steering angle of the rear wheels based on the signal from the failure detection means. and a backup drive control section that issues a signal to return the actuator to the neutral position at a predetermined speed, and further includes a backup drive control section that detects a failure in the actuator drive control section between the actuator drive control section and the actuator drive section. 1. A fail-safe device for a four-wheel steering vehicle, characterized in that a switching means is provided for connecting the actuator drive section to a backup drive control section when the actuator drive section is turned off.
ンサの組み合わせによって決定される時定数に基づいて
後輪の実舵角に対応する電圧値から零まで緩やかに減衰
する駆動電圧減衰手段を設けたことを特徴とする請求項
１記載の四輪操舵車のフェールセーフ装置。(2) The backup drive control section is provided with drive voltage attenuation means that gently attenuates the voltage from a voltage value corresponding to the actual steering angle of the rear wheels to zero based on a time constant determined by a combination of a resistor and a capacitor. A fail-safe device for a four-wheel steering vehicle according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089943A JPH02270679A (en) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | Fail-safe device for four-wheel steered vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089943A JPH02270679A (en) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | Fail-safe device for four-wheel steered vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02270679A true JPH02270679A (en) | 1990-11-05 |
Family
ID=13984786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1089943A Pending JPH02270679A (en) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | Fail-safe device for four-wheel steered vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02270679A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109774791B (en) * | 2019-01-22 | 2023-08-01 | 南京航空航天大学 | Drive-by-wire four-wheel active steering electric wheel system and steering fault-tolerant control method thereof |
-
1989
- 1989-04-10 JP JP1089943A patent/JPH02270679A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109774791B (en) * | 2019-01-22 | 2023-08-01 | 南京航空航天大学 | Drive-by-wire four-wheel active steering electric wheel system and steering fault-tolerant control method thereof |
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