JP2707771B2 - 四輪操舵装置の制御装置 - Google Patents

四輪操舵装置の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、前輪操舵される車両の後輪がアクチュエー
タを介して転舵可能となった四輪操舵装置の制御装置に
関する。
従来の技術 この種の四輪操舵装置としては、例えば特開昭60−16
1264号公報とか特開昭61−220975号公報等に開示された
ものがあり、前輪に対して後輪が所定の割合で転舵され
るようになっており、該後輪の操舵はアクチュエータを
介して行われるようになっている、 尚、前者の特開昭60−161264号公報では、後輪操舵用
のアクチュエータとして油圧式のパワーシリンダが用い
られ、かつ、後者の特開昭61−220975号公報では、電動
モータが用いられるようになっている。
ところで、かかる四輪操舵装置では常時車速を検出し
て、予め設定された所定車速以下の低速時には、後輪は
前輪に対して逆位相に転舵されることにより、車両旋回
時の小回り性能が向上されるようになっている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来の四輪操舵装置の制御装置
にあっては、車庫入れ時等にあって停車状態で前輪を据
え切りする場合、これに伴って後輪も転舵されてしま
う。
ところで、第8図に車速と後輪転舵時のタイヤ負荷と
の関係を示したが、同図から明らかなように停車状態で
はタイヤ負荷が著しく大きくなっており、この停車状態
から車両移動されるに伴って急激にタイヤ負荷が減少さ
れる。
従って、停車状態および停車状態に極近い車速(0Km/
h〜略2Km/h)で据え切りを行う際には、アクチュエータ
に著しく大きな稼働力が必要となり、必然的に該アクチ
ュエータが大型化されてしまう。
また、上記アクチュエータが特に電動モータである場
合は、該電動モータの大型化に伴いモータ慣性モーメン
トが増加されるため、制御システムの応答性が低下され
てしまうという課題があった。
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、タイヤ
負荷が著しく大きくなる車速域では後輪舵角を固定し
て、アクチュエータに要求される大きな稼働力を低減す
ることにより、該アクチュエータの小型化を図ることを
目的とする。
課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は第1図に示すよ
うに、後輪aを操舵するためのアクチュエータbを備
え、該アクチュエータbを介して行われる後輪aの転舵
が、前輪cの転舵量に関連して制御される四輪操舵装置
の制御装置において、 車速検出手段dを設け、少なくとも車両停止時には、
後輪aの舵角変化を阻止する後輪舵角固定手段eを設け
ることにより構成する。
作用 以上の構成により本発明の四輪操舵装置の制御装置に
あっては、操舵時のタイヤ負荷が著しく大きくなる少な
くとも車両停止時には、後輪aの舵角変化が後輪舵角固
定手段eを介して阻止されるため、アクチュエータbに
は大きな稼働力を必要とせず、従って、該アクチュエー
タbの小型化を図ることができる。
実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。
即ち、第2図は本発明の四輪操舵装置の制御装置の一
実施例を示し、10,10aは前輪,12,12aは後輪で、ステア
リングホイール14回転は、ステアリングシャフト16,ス
テアリングリンケージ18およびナックルアーム20,20aを
介して前輪10,10aに伝達され、該ステアリングホイール
14の操舵量に応じて該前輪10,10aが転舵されるようにな
っている。
尚、本実施例では上記ステアリングリンケージ18とし
てラックアンドピニオン式のものが使用され、上記ステ
アリングシャフト16の先端に設けられた図外のピニオン
ギアがギアボックス22内のラック軸24に噛合され、タイ
ロッド26,26aを介して該ラック軸24と上記ナックルアー
ム20,20aとが連結されている。
一方、上記後輪12,12aにもそれぞれナックルアーム3
0,30aが設けられ、これらナックルアーム30,30a間には
上記ステアリングリンケージ18と同様に、ギアボックス
32,ラック軸34およびタイロッド36,36aからなるステア
リングリンケージ38が配置されて、後輪操舵が行われ
る。
上記ラック軸34に噛合されるピニオン軸40にはウオー
ムホイール42が装着され、該ウオームホイール42にはア
クチュエータとしての電動モータ44によって駆動される
ウオーム46が噛合され、該電動モータ44の回転量に応じ
て後輪12,12aが転舵されるようになっている。
上記ステアリングシャフト16には前輪舵角センサ50が
設けられ、該前輪舵角センサ50で検出された前輪舵角δ
信号はコントローラ52に入力されると共に、該コント
ローラ52には更に車速検出手段としての車速センサ54で
検出された車速V信号が入力される。
また、上記後輪操舵用のギアボックス32には、ラック
軸34の移動量を読み取る後輪舵角センサ56が設けられ、
該後輪舵角センサ56で検出された後輪舵角δ信号が上
記コントローラ52に入力され、該コントローラ52からは
以上の前輪舵角δf,車速Vおよび後輪舵角δに基づい
て上記電動モータ44に駆動信号が出力されるようになっ
ている。
尚、上記コントローラ52による後輪舵角δの演算
は、予め設定された制御式δ=f(δ)に基づいて
行われ、例えば、従来の技術に示した特開昭60−161264
号公報とか特開昭61−220975号公報に開示されるよう
に、低速時には後輪12,12aを前輪10,10aに対して逆位相
に転舵し、かつ、高速時には同位相に転舵する制御が行
われる。
ここで、本実施例では上記コントローラ52に後輪舵角
固定手段60を設け、該後輪舵角固定手段60では後輪12,1
2a操舵時のタイヤ負荷が著しく大きくなる車速領域、例
えば、第8図に示したように0Km/h〜2Km/hの車速領域で
はδf信号の如何に拘わらず電動モータ44に出力す
る駆動信号を停止するようになっている。
従って、後輪12,12aは通常、据え切り時に前輪10,10a
に対して逆位相に転舵されるのであるが、本実施例では
上記タイヤ負荷の増大領域で後輪12,12aの転舵が現状の
まま停止されるようになっており、その後輪12,12a舵角
制御例としては、例えば第3図に示す特性として得られ
る。
以上の構成により本発明の四輪操舵装置の制御装置で
実行される制御を、第4図のフローチャートに沿って説
明する。
即ち、上記フローチャートは上記コントローラ52で実
行される制御ロジックで、該フローチャートは所定の短
時間毎に処理されるものとし、まず、ステップIでは現
在の車速Vと、上記タイヤ負荷の増大領域V0(=0Km/h
〜2Km/h)とを比較し、VV0であるかどうかを判断す
る。
そして、上記ステップIで「YES」と判断した場合
は、上記第8図からタイヤ負荷が小さくなる領域である
ため、ステップIIによって δr(k)=f(δf(k)) … の式に基づいて通常の後輪転舵制御を行う。
尚、上記式中、δr(k)f(k)はそれぞれδr
の現在の値を表すものとする。
そして、上記ステップIIからステップIIIに進み、ス
テップIIで演算されたδr(k)をδr0として実行毎に記憶
更新し、該δr0値が後述の後輪転舵固定時に用いられ
る。
一方、上記ステップIで「NO」と判断された場合は、
V<V0となってタイヤ負荷が増大されているときであ
り、ステップIVに進んでδr(k)=δr0(尚、このδr0
上記ステップIIIで記憶された値である。)として固定
する。
従って、上記ステップIVにより後輪12,12aの転舵角
は、VV0のときの最新値に固定される。
尚、上記第3図に示す後輪舵角特性では、後輪12,12a
が直進状態でV<V0となった場合で、δr0=0に設定さ
れている。
また、上記ステップIIIではコントローラ52内にVV
0のときのδの最新値δr0をメモリーしておく必要が
あるが、このメモリーは長期間に亙って車に乗らない場
合でも次回の運転開始時に正確に該δr0が再出力される
ことが要求されるため、上記コントローラ52にはバック
アップ回路が組み込まれて、仮に次回の運転までにバッ
テリー上がりがあったとしても、該δr0を確実に永久記
憶できるようになっている。
一方、エンジンを一旦切った後、所定時間後に再始動
して走行しようとする場合のδr0は、イグニッションキ
ーをONとしたとき、つまり、スタータモータの作動前で
電気回路のみが導通状態となったときの後輪舵角δ
センサ56で読み込み、その値をδr0とすることができる
ため、エンジン停止時のδr0をイグニッションキーOFF
後も記憶し続ける必要はなく、この点からはバックアッ
プ回路が不要とされるものである。
ところで、かかる制御を第5図に示した車速0Km/hか
らUターンする場合に例をとって具体的に説明すると、
まず、道幅が広くて発進しつつ操舵する場合は、第6図
に示すようにVV0となる方が、δδf0となるより
早くなり、この場合は上記フローチャートでステップI
からステップIIに進む場合であり、従来と同様にδr(k)
=f(δf(k))式をもって後輪12,12aの舵角舵制御が行
われる。
一方、道幅が狭くて据え切り後に発進する場合は、第
7図に示すようにδδf0となる方が、VV0となる
より早くなり、上記フローチャートではステップIから
ステップIIIに進む制御行われ、VV0となるまで後輪1
2,12aは舵角固定される。
従って、この後輪12,12aの舵角固定されている間は、
操舵時のタイヤ負荷が著しく増大されている場合であ
り、このとき、電動モータ44の稼働が停止されるため、
該電動モータ44にこの大きなタイヤ負荷が作用するのを
防止することができ、該電動モータ44の小型化を図って
軽量化を達成できると共に、該電動モータ44の慣性モー
メントを減少して、稼働時の応答性を著しく向上させる
ことができる。
尚、上記第7図中δ特性で破線は従来の特性を示
し、発進前に後輪転舵されるのに対し、実線で示す本実
施例の場合は車速VがV0に達することにより、後輪転舵
が開始されているのが理解される。
また、本実施例では車速がV0となって初めて後輪転舵
(前輪に対して逆位相)が行われるため、第7図中の斜
線部分が従来と比較して最小回転半径の悪化領域となる
が、これはV0=0Km/h〜2Km/hと非常に小さいため、発進
されると直ちに該V0を越えて後輪転舵が行われることに
なり、実際の旋回にあたって殆ど影響はない。
更に、上記第5図,第6図,第7図中、tsは走行開始
時間、tmはUターン終了後の直進位置となる時間、te
直進状態での加速時の任意な時間である。
ところで、本実施例にあっては後輪12,12aの舵角を固
定する車速領域としてV0=0Km/h〜2Km/hとした場合を例
にとって説明したが、該V0はかかる車速領域に限ること
なく、少なくともV0=0Km/hとして設定すればよい。
また、本実施例はアクチュエータとして電動モータ44
を用いた場合を示したが、これに限ることなく液圧式の
パワーシリンダ又はその他の後輪操舵力を発生し得る装
置を用いた場合にあっても、本発明を適用することがで
きることは勿論である。
発明の効果 以上説明したように本発明の四輪操舵装置の制御装置
にあっては、操舵時のタイヤ負荷が著しく大きくなる少
なくとも車両停止時には、後輪の舵角変化を阻止する構
成としたことにより、該後輪操舵用のアクチュエータに
大きな負荷が作用するのを防止することができるため、
車両の旋回性能を然程低下させることなく該アクチュエ
ータの著しい小型化を図ることができる。
従って、このようにアクチュエータが小型化されるこ
とにより、車両の軽量化およびコストダウンを達成する
ことができると共に、該アクチュエータが電動モータで
ある場合には、モータ慣性モーメントを減少して応答性
を大幅に向上させることができるという優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念を示す概略図、第2図は本発明の
一実施例を示す概略構成図、第3図は本発明の一実施例
で制御される後輪舵角特性図、第4図は本発明の制御ロ
ジックを実行する際の一処理例を示すフローチャート、
第5図は本発明が適用される場合の車両走行例を示す説
明図、第6図は第5図に示す走行例で発進後にUターン
される場合の前,後輪の転舵特性図、第7図は第5図に
示す走行例で据え切り後にUターンされる場合の前,後
輪の転舵特性図、第8図は車速に対する後輪転舵時のタ
イヤ負荷特性図である。 10,10a……前輪、12,12a……後輪、14……ステアリング
ホイール、44……電動モータ(アクチュエータ)、50…
…前輪舵角センサ、52……コントローラ、54……車速セ
ンサ(車速検出手段)、56……後輪舵角センサ、60……
後輪舵角固定手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 良宣 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−175183(JP,A) 特開 平1−285463(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】後輪を操舵するためのアクチュエータを備
    え、該アクチュエータを介して行われる後輪の転舵が、
    前輪の転舵量に関連して制御される四輪操舵装置の制御
    装置において、 車速検出手段を設け、少なくとも車両停止時には、後輪
    の舵角変化を阻止する後輪舵角固定手段を設けたことを
    特徴とする四輪操舵装置の制御装置。
JP30396589A 1989-11-22 1989-11-22 四輪操舵装置の制御装置 Expired - Fee Related JP2707771B2 (ja)

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