JP2949795B2

JP2949795B2 - 四輪操舵装置

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Publication number: JP2949795B2
Application number: JP16850290A
Authority: JP
Inventors: 正明松下
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH0459484A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は四輪操舵装置に係り、特に車両の旋回中に
後輪が前輪と同相に転舵された際にステアリングホイー
ルの操作力を小にして車両を所定に旋回させ得る四輪操
舵装置に関する。

［従来の技術］自動車等の車両においては、旋回の際に前輪を操舵す
ると、前輪の操舵状態に応じて後輪の実操舵角を目標操
舵角になるように後輪を転舵制御し、旋回時の操縦安定
性を向上させる四輪操舵装置（4WS）を採用しているも
のがある。

また、四輪操舵装置においては、車速状態に応じて後
輪を前輪と同相あるいは逆相に位相制御を行っているも
のがある。この位相制御は、車速が基準値未満におい
て、後輪を前輪の転舵方向とは逆方向に指向させて逆相
にする一方、車速が基準値以上においては、後輪を前輪
の転舵方向と同方向に指向させて同相にする。

一方、車両にあっては、他の動力源を利用してステア
リングホイールの操作力を小さくするパワーステアリン
グ装置を備えたものがある。

このパワーステアリング装置には、油圧回路を使用し
た油圧式や電動モータ等を使用した電動式のものがあ
る。

車両の四輪操舵装置としては、例えば特公昭63−1631
0号公報に開示されている。この公報に記載のものは、
前輪と後輪との連絡経路の途中に一次遅れ要素を設ける
ことにより、車両の走行安定性及び前輪の操舵に対する
応答性を向上し、アンダーステアの改善を図るものであ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、四輪操舵装置を備えた車両にあっては、上
述の如く、車両の高速走行時で車速が基準値以上の際に
車輪を前輪と同相に転舵して操縦安定性の向上を図って
いるが、後輪が前輪と同相に転舵されることによって、
アンダーステアが強くなり過ぎ、車両が旋回しにくくな
って車両を所定に旋回させることが困難になるという不
都合があった。

［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、車両が高速走行になって後輪が前輪と同相に転舵さ
れた際に、ステアリングホイールの操作力が小になるべ
く電動パワーステアリング装置を作動制御させることに
より、ステアリングホイールの操作を容易に行わせ、車
両を容易に旋回させて車両を所定に旋回させ得る四輪操
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、ステアリング
ホイールの操作力を軽減させる電動パワーステアリング
装置が備えられた車両の後輪を、車速が基準値未満にお
いて前輪の転舵方向とは逆方向に指向させて逆相にする
一方、車速が前記基準値以上の前記車両の高速走行時に
おいては前記前輪の転舵方向と同方向に指向させて同相
に転舵制御する四輪操舵用制御手段を設けた四輪操舵装
置において、車速状態と前記ステアリングホイールの操
作力状態とを入力し、前記ステアリングホイールの目標
操作力を求めて前記ステアリングホイールが前記目標操
作力になるように前記電動パワーステアリング装置を作
動制御するとともに、車速が前記基準値以上の前記車両
の高速走行時で前記後輪が前記前輪と同相に転舵された
際には、前記四輪操舵用制御手段からの制御信号を入力
し、前記ステアリングホイールの操作力が小になるべく
前記制御信号状態に応じて前記ステアリングホイールの
前記目標操作力を修正して前記電動パワーステアリング
装置を作動制御するパワーステ用制御手段を設けたこと
を特徴とする。

［作用］この発明の構成によれば、車両が高速走行状態になっ
て後輪が前輪と同相に転舵されると、四輪操舵用制御手
段からの制御信号をパワーステ用制御手段が入力し、こ
のパワーステ用制御手段が、この入力した制御信号に応
じて、ステアリングホイールの目標操作力を修正して電
動パワーステアリング装置を作動制御するので、ステア
リングホイールの操作力が小さくなり、もって、ステア
リングホイールの操作が容易になり、アンダーステア特
性による車両の旋回の困難性を回避させ、車両を所定に
旋回させることができる。

［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１〜４図は、この発明の実施例を示すものである。
第１図において、２は車両（四輪操舵車:4WS車）、４は
ステアリングホイール、６はステアリグ軸、８は前輪操
舵機構、10・10は前輪、12は後輪操舵機構、14・14は後
輪である。

前記前輪操舵機構８は、ステアリング軸６の先端側の
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（図示せず）と、前側ラックピニオン機構に連設した
前側タイロッド18・18と、この前側タイロッド18・18に
連設し且つ前輪10・10に連結した前側ナックルアーム20
・20とにより構成される。

前記後輪操舵機構12は、後側ギヤボックス22に収容さ
れた後側ラックピニオン機構（図示せず）と、後側ラッ
クピニオン機構に連設した後側タイロッド24・24と、こ
の後側タイロッド24・24に連設し且つ後輪14・14に連結
した後側ナックルアーム26・26とにより構成される。

前記後輪操舵機構12の後側ラックピニオン機構は、電
動モータ28に連結し、この電動モータ28によって作動制
御される。

この電動モータ28は、例えばパルス駆動される構成の
ものであり、四輪操舵用制御手段30からのパルス電流の
パルス幅の比であるデューティ比によって作動制御され
る。

この四輪操舵用制御手段30には、例えば、ステアリン
グ軸６の回動量を前輪10・10の操舵角として検出すべく
前側ギヤボックス16に設けられた前輪用舵角センサ32
と、電動モータ28の回転による後輪操舵機構12の作動量
を後輪14・14の操舵角として検出すべく後側ギヤボック
ス22に設けられた後輪用舵角センサ34と、車両２の速度
を検出する車速センサ36とが連絡している。

前記四輪操舵用制御手段30は、前輪用舵角センサ32か
らの前輪10・10の操舵角と車速センサ36からの車速状態
とを入力し、後輪14・14の目標操舵角を決定し、そし
て、後輪用舵角センサ34からの後輪14・14の実操舵角を
入力し、後輪14・14を上述の目標操舵角に操舵制御すべ
く電動モータ28を駆動制御するとともに、車速が基準値
未満において、後輪14・14を前輪10・10の転舵方向とは
逆方向に指向させて逆相にする一方、車速が基準値以上
においては、後輪14・14を前輪10・10の転舵方向と同方
向に指向させて同相に転舵制御すべく電動モータ28を駆
動制御するものである。

また、前記車両２には、運転者がステアリングホイー
ル４を操作する際の負担を軽減するために、電動パワー
ステアリング装置38が設けられている。この電動パワー
ステアリング装置38は、図示しないが、パワーステ用モ
ータやクラッチ等の機器から構成され、第１図に示す如
く、例えば、ステアリング軸６の先端側と前側ギヤボッ
クス16間に設けられている。

この電動パワーステアリング装置38は、パワーステ用
制御手段40に連絡している。

また、このパワーステ用制御手段40には、パワーステ
用ステアリングセンサ42と四輪操舵用制御手段30と車速
センサ36とが連絡されている。

これにより、パワーステ用制御手段40は、車速センサ
36からの車速状態とパワーステ用ステアリングセンサ42
からのステアリングホイール４の操作力状態とを入力
し、ステアリングホイール４の目標操作力を演算し、ス
テアリングホイール４が目標操作力になるように電動パ
ワーステアリング装置38を作動制御するものである。

また、このパワーステ用制御手段40は、車速が基準値
以上となって、車両が高速走行状態になり、後輪14・14
が前輪10・10と同相に転舵された際に、四輪操舵用制御
手段30からの制御信号を入力して電動パワーステアリン
グ装置38を、ステアリングホイール４の操作力が小にな
るべく、つまりステアリンホイール４の操作力を軽くす
べく、上述の目標操作力を修正して作動制御するもので
ある。

次に、この実施例の作用を第２図のフローチャートお
よび第３図のタイムチャートに基づいて説明する。

第２図のＡは四輪操舵用制御手段30のフローチャート
であり、第２図のＢはパワーステ用制御手段40のフロー
チャートである。

第２図のＡにおいて四輪操舵用制御手段30のプログラ
ムがスタート（ステップ102）すると、四輪操舵用制御
手段30は、先ず、車速センサ36から車速状態を入力（ス
テップ104）するとともに、前輪用舵角センサ32から前
輪10・10の操舵角を入力し（ステップ106）、そして、
後輪14・14の目標操舵角を演算（算出）し（ステップ10
8）、次いで、後輪用舵角センサ34から後輪14・14の実
操舵角を入力する（ステップ110）。

一方、第２図のＢにおいてパワーステ用制御手段40の
プログラムがスタート（ステップ202）すると、パワー
ステ用制御手段40は、先ず、車速センサ36から車速状態
を入力（ステップ204）するとともに、パワーステ用ス
テアリングセンサ42からステアリングホイール４の実操
作力を入力し（ステップ206）、そして、ステアリング
ホイール４の目標操作力を演算（算出）する（ステップ
208）。

前記四輪操舵用制御手段30においては、ステップ110
の後に、車速が基準値以上となって後輪14・14が前輪10
・10と同相に転舵されているか否かを判断する（ステッ
プ112）。

このステップ112においてNOの場合に、四輪操舵用制
御手段30は、後輪14・14が上述の如き演算された目標操
舵角になるように、電動モータ28を駆動制御する（ステ
ップ116）。

しかし、前記ステップ112においてYESの場合に、四輪
操舵用制御手段30は、ステアリングホイール４の操作力
が小になるべく、つまりステアリングホイールの操作力
を軽減すべく、パワーステ用制御手段40に制御信号を出
力する（ステップ114）。即ち、第３図に示す如く、車
速が基準値に達して車両が高速走行状態となり、後輪14
・14が前輪10・10と同相に操舵制御される時間T1になる
と、四輪操舵用制御手段30からパワーステ用制御手段40
に制御信号が出力される。

このパワーステ用制御手段40においては、第２図のＢ
に示す如く、四輪操舵用制御手段30からの制御信号を入
力したか否かをステップ210において判断する。パワー
ステ用制御手段40が制御信号を入力しこのステップ210
でYESの場合には、上述の演算したステアリングホイー
ル４の目標操作力をこの制御信号状態に応じて修正し
（ステップ212）、そして、ステアリングホイール４の
操作力が修正された目標操作力と一致するように、電動
パワーステアリング装置38のパワーステ用モータ（図示
せず）を駆動制御する。これりより、第３図に示す如
く、ステアリング操作力がP1あったものが、時間T2まで
漸次小さくなり、そして、時間T2以降においてステアリ
ング操作力P2に維持される。

そして、第３図に示す如く、後輪14・14が前輪10・10
と同相でなくなった時間T3になると、四輪操舵用制御手
段30からパワーステ用制御手段40への制御信号が出力さ
れなくなり、ステアリングホイール４の目標操作力の修
正が行われなくなるので、ステアリングホイール４の操
作力が操作力P2から漸次大きくなり、終には、第３図の
時間T4において、ステアリングホイール操作力P1に維持
される。

一方、前記ステップ210において、パワーステ用制御
手段40の制御信号がなくNOの場合には、パワーステ用制
御手段40は、上述の演算した目標操作力になるようにパ
ワーステアリング装置38を作動制御する。

この結果、第４図に示す如く、車両の高速走行時で、
後輪い14・14が前輪10・10と同相に転舵されている場合
に、ステアリングホイール４の操作力が小さくなってス
テアリングホイール４を容易に操作（回転）することが
できるので、一点鎖線で示す従来に比べると、ステアリ
ングホイール４を早く且つ多く切ることができ、これに
より、ステアリングホイール角が早く立ち上がり、よっ
て、ヨーレイトが早く且つ大きく立ち上がり、アンダー
ステアの特性による車両２の旋回の困難性を回避させ、
車両２を所定に旋回させることができる。

なお、この発明においては上述の実施例に限定され
ず、種々応用改変が可能であることは勿論である。

例えば、第５図に示す如く、ステアリングホイール４
の操作力を小とする時間を、制御信号がパワーステ用制
御手段40に入力されている全ての時間とせず、制御信号
がパワーステ用制御手段40に送られた時間T1から時間T3
に達しない時間T5までとすることも可能である。このよ
うに、ステアリングホイール４の操作力を小とする時間
を設定すれば、ステアリングホイール４の操作力が時間
T3に達しない時間T6でステアリングホイール操作力P1に
戻り、車両２の高速走行時に、徒に長い時間ステアリン
グホイール４の操作力を小さくする必要がない一方、ア
ンダステア特性による車両２の旋回の困難性を考慮すれ
ば、ステアリングホイール４の切れ始めだけステアリン
グホイール４の操作力を小とすれば充分であるからであ
る。

また、第６図に示す如く、ステアリングホイール４の
操作力を小とする量を車速Ｖ（V1、V2、V3）によって変
化させ、つまり車速Ｖが低いほどステアリングホイール
４の操作力を小さくすることも可能である。従って、車
両２の高速走行時に、ステアリングホイール４の切り動
作を容易に行わせることができる。

このように、ステアリングホイール４の操作力を小と
する量を車速Ｖによって変化する場合に、車速Ｖが高い
ほど操作力を小とする時間を短くすることも可能であ
る。

更に、第７図に示す如く、パワーステ用制御手段40に
後輪用舵角センサ34を連絡し、ステアリングホイール４
の操作力を小とする時間を後輪14・14の操舵角によって
変化させ、後輪14・14の操舵量が多いほどステアリング
ホイール４の操作力を小とする時間を長くしたり、また
は、後輪14・14の操舵量が多いほどステアリングホイー
ル４の操作力を小とする量を多くすることも可能であ
る。

［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、車速状態とステアリングホイールの操作力状態とを
入力し、ステアリングホイールの目標操作力を求めてス
テアリングホイールが目標操作力になるように電動パワ
ーステアリング装置を作動制御するとともに、車速が基
準値以上の車両の高速走行時で後輪が前輪と同相に転舵
された際には、四輪操舵用制御手段からの制御信号を入
力し、ステアリングホイールの操作力が小になるべく制
御信号状態に応じてステアリングホイールの目標操作力
を修正して電動パワーステアリング装置を作動制御する
パワーステ用制御手段を設けたことにより、車両が高速
走行状態になり、後輪が前輪と同相に転舵されると、四
輪操舵用制御手段からの制御信号をパワーステ用制御手
段が入力し、このパワーステ用制御手段が、この入力し
た制御信号に応じて、ステアリングホイールの目標操作
力を修正して電動パワーステアリング装置を作動制御す
るので、ステアリングホイールの操作力が小さくなり、
もって、ステアリングホイールの操作が容易になり、ア
ンダーステア特性により車両の旋回の困難性を回避さ
せ、車両を所定に旋回させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の実施例を示し、第１図は車両
（四輪操舵車）の概略図、第２図はこの実施例の作用を
説明するフローチャート、第３図はタイムチャート、第
４図は操舵応答状態を示す特性図である。第５〜７図はこの発明の他の実施例を示し、第５図はス
テアリングホイールの切り始めから所定時間だけ操作力
を小とするタイムチャート、第６図は車速の変化に応じ
て操作力の量を少なくする線図、第７図はパワーステ用
制御手段に後輪用舵角センサを連絡した状態の車両の概
略図である。図において、２は車両、４はステアリングホイール、10
・10は前輪、14・14は後輪、28は電動モータ、30は四輪
操舵用制御手段、32は前輪用舵角センサ、34は後輪用舵
角センサ、36は車速センサ、38は電動パワーステアリン
グ装置、そして40はパワーステ用制御手段である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールの操作力を軽減させ
る電動パワーステアリング装置が備えられた車両の後輪
を、車速が基準値未満において前輪の転舵方向とは逆方
向に指向させて逆相にする一方、車速が前記基準値以上
の前記車両の高速走行時においては前記車輪の転舵方向
と同方向に指向させて同相に転舵制御する四輪操舵用制
御手段を設けた四輪操舵装置において、車速状態と前記
ステアリングホイールの操作力状態とを入力し、前記ス
テアリングホイールの目標操作力を求めて前記ステアリ
ングホイールが前記目標操作力になるように前記電動パ
ワーステアリング装置を作動制御するとともに、車速が
前記基準値以上の前記車両の高速走行時で前記後輪が前
記前輪と同相に転舵された際には、前記四輪操舵用制御
手段からの制御信号を入力し、前記ステアリングホイー
ルの操作力が小になるべく前記制御信号状態に応じて前
記ステアリングホイールの前記目標操作力を修正して前
記電動パワーステアリング装置を作動制御するパワース
テ用制御手段を設けたことを特徴とする四輪操舵装置。