JP2817143B2 - 4輪操舵装置 - Google Patents

4輪操舵装置

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JP2817143B2 JP63215798A JP21579888A JP2817143B2 JP 2817143 B2 JP2817143 B2 JP 2817143B2 JP 63215798 A JP63215798 A JP 63215798A JP 21579888 A JP21579888 A JP 21579888A JP 2817143 B2 JP2817143 B2 JP 2817143B2
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition

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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は4輪操舵装置に係り、ステアリングホイー
ルの戻し操作時における操縦安定性を向上し得る4輪操
舵装置に関する。
〔従来の技術〕
車両においては、通常、主操舵車輪である前車輪を車
両の所望の進行方向に操舵可能に設けるとともに従操舵
車輪である後車輪を車両の前後方向と並行に設けてあ
る。このような前車輪の二輪を操舵する車両の前車輪を
操舵し旋回させると、前車輪と後車輪とが旋回円に一致
せず、低車速時には内輪差により後車輪が旋回円の内側
に入る姿勢で車両が旋回し、高車速時には遠心力により
前車輪が旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回すること
になる。このため、前車輪を車両の進行方向である旋回
方向に操舵しても車両の姿勢を旋回方向に一致させ操向
することができない問題がある。そこで、前車輪のみな
らず後車輪をも操舵することにより、走行性を向上させ
る4輪操舵装置を有する車両が提案された。
この4輪操舵装置としては、例えば特開昭61−27765
号公報に開示されている。この公報に記載のものは、後
車輪の転舵を当社ゆるやかに行わせる遅れ要素を設け、
後車輪が一挙に転舵されて車両を急に大きく挙動変化さ
せる危険を防止するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、従来の4輪操舵装置においては、第9図に
示す如く、高速走行時におけるレーンチェンジ等で旋回
性を重視するために、後車輪の動作を前車輪の動作に比
し応答性を低くしている。つまり、第9図に示す如く、
前車輪と後車輪とが同位相状態の場合において、ステア
リングホイールの切り操作をすると(S1で示す)、前車
輪が所定の舵角(θf)になるまでに(S2で示す)、時
間t1を要するのに対し、後車輪が所定の舵角(θ)に
なるまでには(S3で示す)、上述の時間t1よりも長い時
間t2を要している。また、ステアリングホイールの戻し
操作をすると(S4で示す)、前車輪の舵角が零に戻るま
でに(S5で示す)、時間t3を要しているのに対し、後車
輪の舵角が零に戻るまでに(S6で示す)、上述の時間t3
よりも長い時間t4を要している。
このため、ステアリングホイールを切り操作後にこの
ステアリングホイールを戻し操作する際に、前車輪と後
車輪とが同位相状態の場合に後車輪が一瞬逆位相状態と
なり(第9図の1点鎖線で示す)、操縦安定性が低下
し、補正操舵が繰返えされるという不都合がある。
〔発明の目的〕
そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべ
く、従操舵車輪を操舵する応答性を、ステアリングホイ
ールの切り操作時と戻し操作時とで変更することによ
り、従操舵車輪が一瞬逆位相状態になるのを防止して操
縦安定性を向上し得る4輪操舵装置を実現するにある。
〔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この発明は、車両のステア
リングホイールの切り操作及び戻し操作による主操舵車
輪の操舵の応答に対して従操舵車輪の操舵の応答を遅く
制御する4輪操舵装置において、前記主操舵車輪の転舵
角を検出して前記主操舵車輪の舵角の中心で設定電圧を
出力する主操舵車輪用舵角センサを設け、前記従操舵車
輪の転舵角を検出して前記従操舵車輪の舵角の中心で設
定電圧を出力する従操舵車輪用舵角センサを設け、前記
従操舵車輪を転舵制御する電動モータを設け、前記ステ
アリングホイールを切り操作する際に第1の応答係数で
設定した第1の曲線に沿って前記従操舵車輪の舵角を制
御するとともに、このステアリングホイールの切り操作
後に前記ステアリングホイールを戻し操作する際には前
記主操舵車輪と前記従操舵車輪とが同位相状態において
前記主操舵車輪の舵角が零になった時に前記従操舵車輪
の舵角も零になるように前記第1の応答係数よりも大き
な第2の応答係数で設定した第2の曲線に沿って前記縦
操舵車輪の舵角を制御する制御手段を前記電動モータに
連絡して設けたことを特徴とする。
〔作用〕
この発明の構成によれば、主操舵車輪と従操舵車輪と
が同位相状態において、ステアリングホイールを切り操
作した後にステアリングホイールを戻し操作する際に
は、主操舵車輪の舵角が零に戻った時に従操舵車輪の舵
角も零に戻るように、従操舵車輪が切り操作時の第1の
応答係数よりも大きな第2の応答係数で操舵されるの
で、従操作車輪が一瞬逆位相状態になるのを防止し、操
縦安定性を向上させる。
〔実施例〕
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。
第1〜8図は、この発明の実施例を示すものである。
図において、2は車両、4はステアリングホイール、6
はステアリング軸、8はステアリング装置である主操向
手段、10・10は主操舵車輪たる前車輪、12は後車輪転舵
装置である従操向手段、14・14は従操舵車輪たる後車輪
である。
前記主操向手段8は、ステアリング軸6の先端側に固
設された前側ピニオン(図示せず)とこの前側ピニオン
に噛合すべく前側ラックバー(図示せず)に設けられた
前側ラック(図示せず)とからなり前側ギヤボックス16
に収容された前側ラックピニオン機構18、前側ラックバ
ーの夫々端部に連設した前側タイロッド20・20及びこの
前側タイロッド20・20に連設し且つ前車輪10・10に連結
した前側ナックルアーム22・22により構成される。
前記従操向手段12は、後側ピニオン(図示せず)とこ
の後側ピニオンに噛合すべく後側ラックバー(図示せ
ず)に設けられた後側ラック(図示せず)とからなり後
側ギヤボックス24に収容された後側ラックピニオン機構
26、後側ラックバーの夫々端部に連設した後側タイロッ
ド28・28及びこの後側タイロッド28・28に連設し且つ後
車輪14・14に連結した後側ナックルアーム30・30により
構成される。
前記後側ラックピニオン機構26は、従操向手段12を駆
動制御して後車輪14・14を転舵制御する電動モータ32に
連結している。この電動モータ32に電源が供給されずに
後側ラックバーが自由に車両2の左右方向に動き後車輪
14・14がフリー状態である場合には、後側ラックバーを
プリセットさせたスプリング等からなる中立位置保持機
構(図示せず)により中立位置に保持し、後車輪14・14
の転舵角を零に維持させている。
前記電動モータ32は、例えばパルス駆動される構成の
ものであり、制御手段34によって作動制御される。
この制御手段34には、ステアリング軸6の回動量を前
車輪10・10の転舵角として検出する主操舵車輪用舵角セ
ンサである前車輪用舵角センサ36と、電動モータ32の回
転による従操舵手段12の作動量を後車輪14・14の転舵角
として検出する従操舵車輪用舵角センサである後車輪用
舵角センサ38と、車両2の速度を検出する車速センサ40
とが連絡している。
即ち、前記制御手段34は、第2図に示す如く、前車輪
用転舵角センサ36及び後車輪用転舵角センサ38に連絡す
るA/Dコンバータ42と、このA/Dコンバータ42及び車速セ
ンサ40に連絡する制御回路部44と、この制御回路部44に
連絡するとともに電動モータ32を駆動するモータドライ
バ46とにより構成され、前車輪用転舵角センサ38と車速
センサ40とからの各信号を入力し、ステアリングホイー
ル4の切り操作時に、前車輪10・10の操舵の応答に対し
て後車輪14・14の操舵の応答を遅く、つまり、第8図に
示す如く、前車輪10・10と後車輪14・14とが同位相状態
の場合において、ステアリングホイール4の切り操作を
すると(S1で示す)、前車輪10・10が所定の舵角(θ
f)になるまでに(S2で示す)、時間t1を要するのに対
し、第1の応答係数(5/100)で設定した第1の曲線で
ある曲線1(第5図参照)に沿って後車輪14・14の舵角
が制御され、後車輪14・14が所定の舵角(θ)になる
までには(S3で示す)、上述の時間t1よりも長い時間t2
を要させており、一方、ステアリングホイール4の切り
操作後にステアリングホイール4を戻し操作する際には
(S4で示す)、前車輪10・10の舵角が零になった時に
(S5で示す)、後車輪14・14の舵角も零になるように、
上述の第1の応答係数C(5/100)よりも大きな第2の
応答係数C(50/100)で設定した第2の曲線である曲線
2(第5図参照)に沿って後車輪14・14の舵角を制御す
るものである。
前記前車輪用舵角センサ36は、第3図に示す如く、前
車輪10・10の舵角θfの中心において設定電圧である2.
5Vの電圧VθfをA/Dコンバータ42を介して制御回路部4
4に出力するものである。また、前車輪用舵角センサ36
は、ステアリングホイール4を右側に切り操作した後に
中心側に戻し操作する際に(第3図の矢印Aで示す)、
つまりVθf>2.5Vの場合に(dVθf/dt)<0の電圧状
態になる一方、ステアリングホイール4を左側に切り操
作した後に中心側に戻し操作する際には(第3図の矢印
Bで示す)、つまりVθf<2.5Vの場合に(dVθf/dt)
>0の電圧状態になる。
また、前記後車輪用舵角センサ38は、第4図に示す如
く、前記前車輪用舵角センサ36と同様に、後車輪14・14
の舵角θの中心において設定電圧である2.5Vの電圧V
θを出力するものである。
詳述すれば、前記制御手段34は、第5図に示す如く、
前車輪10・10の操舵の応答性に対して後車輪14・14を操
舵する応答性を、ステアリングホイール4を切る時とス
テアリングホイール4を戻す時とで変更するものであ
る。つまり、第5図において、曲線1はステアリングホ
イール4を切る時を示し、曲線2はステアリングホイー
ル4を戻す時を示し、前車輪用舵角センサ36の出力電圧
Vθf/2.5Vにおいて、(dVθf/dt)>0の時に曲線1を
使用する一方、(dVθf/dt)<0の時には曲線2を使用
する。また、前車輪用舵角センサ36が出力電圧Vθf<
2.5Vにおいて、(dVθf/dt)<0の時に曲線1を使用す
る一方、(dVθf/dt)>0の時に曲線2を使用すべく後
車輪14・14を操舵制御する構成である。
次に、この実施例の作用を、第6、7図のフローチャ
ートに基づいて説明する。
制御手段34のプログラムがスタート(ステップ102)
すると、先ず、ステップ104において前車輪用舵角セン
サ36からの出力電圧Vθfを入力し、そしてステップ10
6において出力電圧Vθfと後車輪14・14が中心におけ
る電圧2.5Vとを比較する。
このステップ106においてVθf<2.5Vの場合には、
ステップ108においてDVθf←Vθf−LVθfの演算処
理を行う。ここで、LVθfは、一つ前における前車輪用
舵角センサ36からの出力電圧である。
そして、ステップ110において、演算された電圧DVθ
fが零よりも大きいか小さいかを比較する。このステッ
プ110においてDVθf<0の場合にはステップ112におい
て曲線1に従った後車輪14・14の操舵制御を行う。
即ち、このステップ112においては、第7図に示すフ
ローチャートに基づいて後車輪14・14を操舵制御する。
第7図において、後車輪14・14の制御をスタートすると
(ステップ202)、先ず、ステップ204においてBVθ
K×(Vθf−2.5)の演算処理を行う。ここで、K
は、操舵比である。
そして、ステップ206において、MVθ←2.5+BVθ
の演算処理を行う。ここで、MVθは、目標後車輪舵角
電圧である。次いで、ステップ208において、DVθf←
C×BVθの演算処理を行う。ここで、Cは応答係数で
ある、第5図に示す曲線1を使用する場合に応答係数C
を5/100にするとともに、曲線2を使用する場合には応
答係数Cを50/100とする。
そして、ステップ210においてVθ<MVθの場合
には、ステップ212において2PVθ←Vθ+DVθ
演算処理を行い、そしてステップ214において出力電圧
Vθと演算した電圧PVθとを比較する。このステッ
プ214においてVθ<PVθの場合には、ステップ216
において電動モータ32を一定の速度で正転し、つまり後
車輪14・14を右側に切り動作させ、そしてステップ214
に戻す。一方、ステップ214においてVθ=PVθ
場合にはリターンさせる(ステップ224)。
前記ステップ210においてVθ>MVθの場合に
は、ステップ218においてPVθ←Vθ−DVθの演
算処理を行い、そしてステップ220において出力電圧V
θと演算した電圧PVθとを比較する。このステップ
220においてVθ>PVθの場合には、ステップ222に
おいて電動モータ32を一定の速度で逆転し、つまり後車
輪14・14を左側に切り動作させ、そしてステップ220に
戻す。一方、ステップ220においてVθ=PVθの場
合には、リターンさせる(ステップ224)。
また、前記ステップ210においてVθ=MVθの場
合には、リターンさせる(ステップ224)。
上述の如く、ステップ112において後車輪14・14を操
舵制御した後は、第6図のフローチャートに示す如く、
ステップ120においてLVθf←Vθfの処理をしてリタ
ーンさせる(ステップ122)。
一方、前記ステップ106においてVθf>2.5Vの場合
には、ステップ114においてDVθf←Vθf−LVθfの
演算処理を行う。
そして、ステップ116においてDVθf<0の場合に
は、前記ステップ112に移行させ、ステップ112において
第7図のフローチャートに基づいた処理を行わせる。
また、ステップ116においてDVθf>0の場合には、
ステップ118において第5図の曲線2に沿った後車輪14
・14の操舵制御を行い、そしてステップ120に移行させ
る。また、前記ステップ110においてDVθf>0の場合
にも、ステップ118に移行させて、曲線2に沿った後車
輪14・14の操舵制御を行う。
この結果、第8図に示す如く、前車輪10・10と後車輪
14・14とが同位相状態でステアリングホイール4を切っ
てレーンチェンジ等をした後にステアリングホイール4
を戻す時に(第8図のS4で示す)、後車輪14・14の応答
がステアリングホイール4を切る場合に比して速いの
で、前車輪10・10の舵角が零に戻った時に(第8図のS5
で示す)、後車輪14・14の舵角も零に戻り、よって、従
来の如き後車輪14・14が一瞬逆位相状態になるのを防止
して操縦安定性の向上を図ることができ、補正転舵が繰
返されることがない。
〔発明の効果〕
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、ステアリングホイールを切り操作する際に第1の応
答係数で設定した第1の曲線に沿って従操舵車輪の舵角
を制御するとともに、このステアリングホイールの切り
操作後にステアリングホイールを戻し操作する際には主
操舵車輪と従操舵車輪とが同位相状態において主操舵車
輪の舵角が零になった時に従操舵車輪の舵角も零になる
ように第1の応答係数よりも大きな第2の応答係数で設
定した第2の曲線に沿って縦操舵車輪の舵角を制御する
制御手段を電動モータに連絡して設けたことにより、従
操舵車輪が一瞬逆位相状態になるのを防止して操縦安定
性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
第1〜8図はこの発明の実施例を示し、第1図はこの車
両の概略図、第2図は制御系のブロック図、第3図は前
車輪舵角と出力電圧との関係を示す図、第4図は後車輪
舵角と出力電圧との関係を示す図、第5図は時間と後車
輪操舵角との関係で後車輪応答性曲線を示す図、第6、
7図はこの実施例の作用を説明するフローチャート、第
8図は時間と操舵角との関係を示す図である。 第9図は従来における時間と操舵角との関係を示す図で
ある。 図において、2は車両、8は主操向手段、10・10は前車
輪。12は従操向手段、14・14は後車輪、32は電動モー
タ、34は制御手段、36は前車輪用舵角センサ、38は後車
輪用舵角センサ、40は車速センサ、42はA/Dンバータ、4
4は制御回路部、そして46はモータドライバである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両のステアリングホイールの切り操作及
    び戻し操作による主操舵車輪の操舵の応答に対して従操
    舵車輪の操舵の応答を遅く制御する4輪操舵装置におい
    て、前記主操舵車輪の転舵角を検出して前記主操舵車輪
    の舵角の中心で設定電圧を出力する主操舵車輪用舵角セ
    ンサを設け、前記従操舵車輪の転舵角を検出して前記従
    操舵車輪の舵角の中心で設定電圧を出力する従操舵車輪
    用舵角センサを設け、前記従操舵車輪を転舵制御する電
    動モータを設け、前記ステアリングホイールを切り操作
    する際に第1の応答係数で設定した第1の曲線に沿って
    前記従操舵車輪の舵角を制御するとともに、このステア
    リングホイールの切り操作後に前記ステアリングホイー
    ルを戻し操作する際には前記主操舵車輪と前記従操舵車
    輪とが同位相状態において前記主操舵車輪の舵角が零に
    なった時に前記従操舵車輪の舵角も零になるように前記
    第1の応答係数よりも大きな第2の応答係数で設定した
    第2の曲線に沿って前記縦操舵車輪の舵角を制御する制
    御手段を前記電動モータに連絡して設けたことを特徴と
    する4輪操舵装置。
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