JPH0138031B2

JPH0138031B2 -

Info

Publication number: JPH0138031B2
Application number: JP58188963A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Myoshi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1989-08-10
Also published as: JPS6080975A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵さ
せるようにした車両の４輪操舵装置、特に前輪の
転舵量に対する後輪の転舵量の比が変更可能とさ
れた４輪操舵装置に関する。

（従来技術）例えば特開昭57−11173号公報に示されている
ように、前輪の転舵時に後輪をも転舵させるよう
にした車両の４輪操舵装置が提案されている。こ
れは、主として車両の旋回時に最小回転半径を可
及的小さくして旋回性能を向上させ、或いは高速
道路での車線変更を円滑且つ迅速に行わせるため
に備えられるものであつて、特に上記公報に開示
された発明では、前輪転舵角と、車速と、荷重と
を検出し、これらに応じて後輪の転舵角を制御す
ることにより横滑りを生じないように図られてい
る。

然して、車両の運転状態によつては後輪の転舵
角を零に固定して、通常の操舵装置と同様に前輪
だけで操舵する方が好ましい場合があり、また異
常発生時には安全を確保する上で後輪を転舵角零
の状態に固定するのが望ましい。そこで、この種
の４輪操舵装置においては、前輪の転舵に応じて
後輪をも転舵させる４輪操舵モードと、後輪を転
舵角零の状態に固定する２輪操舵モードとを設
け、いずれかのモードを運転者の意思によつて選
択可能とし、或いは異常発生時に自動的に２輪操
舵モードに切換えるようにすることが必要となつ
てくる。しかし、このようにした場合、次のよう
な幣害が起り得る。

つまり、４輪操舵モードでの走行時において、
旋回等に際して前輪を転舵させ、これに伴つて後
輪も転舵している状態で、２輪操舵モードへの切
換え動作が行われた場合、後輪は所定角度転舵し
た状態から急激に転舵角零の状態に復帰すること
になる。同様に、２輪操舵モードでの走行時にお
いて、前輪が転舵されている状態で、４輪操舵モ
ードへの切換え動作が行われた場合も、後輪は転
舵角零の状態からその時の前輪転舵角に対応する
転舵角に急激に動作することになる。このように
切換動作により後輪が急激に転舵動作すると、車
両の走行方向が乱れて蛇行運転が引き起される
等、走行安定性が損われることになる。

この不具合は、４輪操舵モードと２輪操舵モー
ドの２つのモード切換えを行うものに限らず、運
転者のマニユアル操作または自動切換指令信号等
によつて、前輪の転舵量に対する後輪の転舵量の
比が変更される場合、つまり切換により後輪の転
舵に変化が生じる場合に、共通に発生する可能性
があるものである。また、この問題に対しては、
上記モードの切換時等における転舵比の変化によ
り後輪が急激に転舵するような場合には、この切
換えを行わないようにすることが考えられるが、
このようにすると、運転者の操作等によつて指示
された操舵モードないし転舵比が得られないこと
になる。

（発明の目的）本発明は、前輪の転舵量に対する後輪の転舵量
の比が異なる値に設定される複数の転舵比を選択
可能とされた車両の４輪操舵装置において、転舵
比切換え時の上記のような問題に対処するもの
で、前輪が転舵している状態で転舵比の切換えを
行う場合に、この切換えによる後輪の転舵の変位
が大きい時には切換えを規制すると共に、その
後、この切換えによる後輪の転舵の変位が小さく
なる状態となつた時に、この切換えを実行するよ
うに構成する。これにより、運転者の操作等によ
つて指示された転舵比を実現しながら、後輪が急
激に転舵することによる走行状態の乱れ等を防止
することを目的とする。

（発明の構成）本発明に係る車両の４輪操舵装置は、上記目的
達成のため次のように構成される。

即ち、第１図に示すように前輪を転舵するステ
アリング装置Ａと、後輪を転舵する後輪転舵装置
Ｂと、前輪転舵量に対する後輪転舵量の比が異な
る値に設定される複数の転舵比を有し、これらの
転舵比を選択して上記後輪転舵装置Ｂを制御する
制御手段Ｃとを備えた４輪操舵装置において、上
記転舵比の切換えを指示する転舵比切換指示手段
Ｄと、転舵比の切換えによる後輪の転舵の変位状
態を判別する転舵変位状態判別手段Ｅと、この転
舵比の切換えによる後輪の転舵の変位が大きい時
は上記指示手段Ｄからの切換信号に基く切換えを
規制する一方、この切換えによる後輪の転舵の変
位が小さくなる状態となつた時に、上記切換信号
に基く転舵比の切換えを実行する規制手段Ｆとを
備える。

このような構成によれば、前輪が転舵されてい
る状態で転舵比の切換えが指示された場合、この
切換えによる後輪の転舵の変位が大きい時には切
換えによる後輪転舵が行われないため、後輪の急
激な転舵による車両の挙動、走行状態の乱れ等が
防止される。そして、上記切換えによる後輪の転
舵の変位が小さくなる状態となつた時に、この切
換えが実行されることにより、転舵比切換指示手
段Ｄによつて指示された運転者の要求等に合致し
て転舵比が得られることになる。

以下、代表例として、転舵比の切換えを４輪操
舵モードと２輪操舵モードとの切換えとし、また
切換えによる後輪の転舵変位の大きさを判別する
手段としてステアリング操作に伴う前輪の転舵角
を検出するものを挙げて詳述する。

今、前輪が転舵されている状態でモードの切換
えが指示されたものとすると、４輪操舵モードか
ら２輪操舵モードへの切換え時には、前輪の転舵
角が零付近に戻り、これに伴つて後輪の転舵角も
極く小さな値となつた時に該後輪が転舵角零の状
態に作動することになり、また２輪操舵モードか
ら４輪操舵モードへの切換え時には、前輪転舵角
が零付近に戻り、これに対応する後輪転舵角の制
御目標値が極く小さな値の時に後輪が転舵角零の
状態から上記目標値に作動することになる。従つ
て、いずれの場合にも操舵モードの切換えに伴う
後輪の転舵量が大きい時には切換えが規制され、
その後、この切換えによる後輪の転舵の変位が小
さくなる状態となつた時に、この切換えが実行さ
れることになる。

尚、上記転舵比切換指示手段Ｄとしては、運転
者の意思に基いて手動操作される切換スイツチ
や、例えば４輪操舵モードでの走行中にシステム
の異常が発生したときに２輪操舵モードへの切換
えを指示する異常検出装置等の自動的検出手段等
が含まれる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は、４輪操舵装置の全体構成を示すもの
で、左右の前輪１，１を転舵するステアリング装
置２は、ステアリングホイール３と、該ホイール
の回転運動を車体横方向の直線往復運動に変換す
るラツクピニオン機構４と、該機構４の作動を前
輪１，１に伝達してこれらを転舵する左右のタイ
ロツド５，５及びナツクルアーム６，６とから構
成されている。

一方、左右の後輪７，７を転舵する後輪転舵装
置８は、車体横方向に移動可能に備えられた後輪
操作ロツド９と、該ロツド９の移動を後輪７，７
に伝達してこれらを転舵する左右のタイロツド１
０，１０及びナツクルアーム１１，１１とを有す
る。そして、操作ロツド９の所定部位にはラツク
１２が形成され、且つ該ラツク１２に噛合するピ
ニオン１３を一対の傘歯車１４，１５及びピニオ
ン軸１６を介して駆動するステツプモータ１７が
備えられて、該モータ１７の回転量に応じて後輪
７，７が転舵されるように構成されている。

また、上記後輪操作ロツド９はパワーシリンダ
１８を貫通し、該ロツドに固設されたピストン１
９がパワーシリンダ１８内を左右の油圧室１８
ａ，１８ｂに仕切つていると共に、両油圧室１８
ａ，１８ｂには、上記ピニオン軸１６の周囲に設
けられコントロールバルブ２０から導かれた油圧
通路２１ａ，２１ｂが夫々接続され、また上記コ
ントロールバルブ２０と、オイルポンプ２２との
間には油圧供給通路２３及びリターン通路２４が
設けられている。上記コントロールバルブ２０
は、ステツプモータ１７の回転時にピニオン軸１
６に加わる回転力に応じて作動し、ポンプ２２か
ら油圧供給通路２３を経て供給される油圧を上記
回転力の方向に応じてパワーシリンダ１８のいず
れか一方の油圧室１８ａ又は１８ｂに導入し、他
方の油圧室１８ｂ又は１８ａ内の作動油をリター
ン通路２４を介して上記ポンプ２２に戻すように
作用する。従つて、上記ステツプモータ１７によ
り、傘歯車１４，１５、ピニオン軸１６、ピニオ
ン１３及びラツク１２を介して操作ロツド９が軸
方向に移動される時に、上記パワーシリンダ１８
内に導入された油圧がピストン１９を介して操作
ロツド９の移動を助勢する。

然して、上記ステツプモータ１７は、制御装置
２５から出力される信号ａに応じて駆動装置２６
を介して回転駆動されるようになつている。そし
て、制御装置２５には、例えばステアリングホイ
ール３の回転角から前輪１，１の転舵角を検出す
る前輪転舵角センサ２７からの信号ｂと、当該車
両の走行速度を検出する車速センサ２８からの信
号ｃと、４輪操舵モード−２輪操舵モード切換ス
イツチ２９からの信号ｄと、更に上記ステツプモ
ータ１７の回転量から後輪７，７の転舵角を検出
する後輪転舵角センサ３０からの信号ｅとが入力
されるようになつている。また、該制御装置２５
には、電源３１と、前輪１，１及び後輪７，７の
転舵状態を表示する表示器３２とが接続されてい
る。

次に、該制御装置２５の構成を説明すると、第
３図に示すように、該制御装置２５は、前輪転舵
角センサ２７からの前輪転舵角θfを示す信号ｂ
と、車速センサ２８からの車速Ｖを示す信号ｃと
が入力され、これらの値θf、Ｖの関数ｆ（θf、Ｖ）
として目標後輪転舵角θroを算出する演算部３３
を有する。そして、該演算部３３で算出された目
標後輪転舵角θroと上記後輪転舵角センサ３０か
ら信号ｅとして入力される現実の後輪転舵角θrと
が比較器３４に入力されると共に、その差△θr＝
θro−θrが補正パルス発生部３５に送られ、更に
該パルス発生部３５から上記駆動装置２６に上記
差△θrの正負に対応する回転方向信号a₁と、大き
さ｜△θr｜に対応する補正パルス信号a₂とが送ら
れる。これにより、後輪転舵角θrが目標後輪転舵
角θroに一致するようにステツプモータ１７が駆
動される。

また、制御装置２５は、上記前輪転舵角センサ
２７からの信号ｂと、モード切換スイツチ２９か
らのモードの切換えを指示する信号ｄとが入力さ
れるモード切換制御部３６と、同じく前輪転舵角
センサ２８からの信号ｂと車速センサ２８からの
信号ｃと後輪転舵角センサ３０からの信号ｅとが
入力される異常検出部３７とを有する。

モード切換制御部３６は、４輪操舵モードでの
走行中に切換えスイツチ２９から２輪操舵モード
への切換えを指示する信号ｄを受けた時に、信号
ｂが示す前輪転舵角θfの値が所定値より小さい時
は直ちに、所定値より大きい時は該所定値より小
さくなるのを持つて切換信号ｆを出力する。この
場合、切換信号ｆは演算部３３に対して目標後輪
転舵角θroを零に設定するように指示する。また、
２輪操舵モードでの走行中に４輪操舵モードへの
切換えを指示する信号ｄを受けた時には、同様に
前輪転舵角θfが所定値より小さい時は直ちに、大
きい時は小さくなるのを持つて切換信号ｆを出力
する。この場合の切換信号ｆは、演算部３３に対
して目標後輪転舵角θroを上記のように前輪転舵
角θfと車速Ｖの関数として算出すべきことを指示
する。

また、異常検出部３７は、信号ｂ，ｃ，ｅが示
す前輪転舵角θf、車速Ｖ、後輪転舵角θrの値に基
づいてシステムの異常の有無を検出し、異常を検
出した時には上記モード切換制御部３６に異常信
号ｇを送出する。モード切換制御部３６は、４輪
操舵モードでの走行中にこの異常信号ｇを受けた
時に、上記演算部３３に対して目標後輪転舵角
θroを零に設定するように切換信号ｆを出力する。
この場合も、切換信号ｆは前輪転舵角θfが所定値
より小さい時に出力される。但し、後述するよう
に異常の内容によつては前輪転舵角θfの大きさに
拘らず、直ちに切換信号ｆが出力される。

尚、４輪操舵モードにおいて前輪転舵角θfが小
さい時は後輪転舵角θrの小さいもので、図示のよ
うにモード切換制御部３６に後輪転舵角θrを示す
信号ｅを入力することにより、前輪転舵角θfの大
小の判定に代え、後輪転舵角θrの大小を判定して
切換信号ｆの出力時期を決定するようにしてもよ
い。また、４輪操舵モードにおいて前輪転舵角θf
と車速Ｖの関数として算出される目標後輪転舵角
θroが、一定範囲の車速では常に零となるように
設定されている場合は、その範囲内では繰舵モー
ドが切換つても目標後輪転舵角θroが零に保持さ
れる。従つて、図示のように車速Ｖを示す信号ｃ
をモード切換制御部３６に入力することにより、
車速が上記範囲にある時に、前輪転舵角θfの大小
に拘れず直ちに切換信号ｆを出力するようにして
もよい。

次に、上記のように構成された４輪操舵装置の
具体的作動を第４図に示すフローチヤートに従つ
て説明する。

先ず、作動開始時にステツプS₁でイニシヤライ
ズが行われる。このイニシヤライズにおいては、
「２」又は「４」に設定されてモードの切換えが
指示されたか否かの判定に用いられる変数Ｍが
「４」に設定され、また２輪操舵モードを実行す
る時に「１」、４輪操舵モードを実行する時に
「０」に設定される２輪操舵モードフラグFLGが
「０」に設定される。次いで、ステツプS₂〜S₄に
従つて、前輪転舵角センサ２７、車速センサ２８
及びモード切換スイツチ２９からの信号ｂ，ｃ，
ｄによつて前輪転舵角θf、車速Ｖ、及び切換スイ
ツチ２９による指示モード（「２」又は「４」）を
示す変数SWが読み取られると共に、システムの
異常の有無が判別され、異常がない場合は変数
SWと上記変数Ｍとが比較される。今、モード切
換スイツチ２９が４輪操舵モードにセツトされて
いるものとすると、SW＝「４」であり、且つ上
記ステツプS₁でＭ＝「４」に設定されているから、
次にステツプS₅が実行されると共に、更にフラグ
FLG＝「０」であるからステツプS₆が実行され、
上記前輪転舵角θfと車速Ｖの関数ｆ（θf、Ｖ）と
して目標後輪転舵角θroが計算される。そして、
後輪転舵角センサ３０から入力される現実の後輪
転舵角θrと上記目標転舵角θroとが比較され、ス
テツプS₇、S₈でその差△θrの正負と大きさとに対
応した回転方向信号a₁と補正パルス信号a₂とが駆
動装置２６に出力される。これにより、ステツプ
モータ１７が上記信号a₁，a₂に応じて回転駆動さ
れ、後輪７，７が第２図に示す後輪転舵装置８を
介して転舵角θrが目標転舵角θroに一致するよう
に操舵される（ステツプS₉）。このようにして、
上記モード切換スイツチ２９が４輪操舵モードに
セツトされている場合、後輪７，７が前輪１，１
の転舵角θfと車速Ｖとに対応して転舵制御され
る。

然して、上記のように４輪操舵モードでの走行
中にモード切換スイツチ２９が２輪操舵モード側
に切換え操作されると、変数SWが「２」になる
ことにより上記ステツプS₄でSW≠Ｍと判定さ
れ、次にステツプS₁₀が実行される。このステツ
プS₁₀では前輪転舵角θfの大きさ｜θf｜が所定値
αより大きいか小さいかが判定され、旋回中等に
おいて該前輪転舵角の大きさ｜θf｜が所定値αよ
り大きい場合は上記ステツプS₅に戻る。この場
合、フラグFLGは「０」のままであるから、上
記の場合と同様にステツプS₆〜S₉による前輪転舵
角θfと車速Ｖとに応じた後輪転舵角θrの制御が行
われる。つまり、モード切換スイツチ２９が２輪
操舵モードに切換えられても、前輪転舵角の大き
さ｜θf｜が所定値αより大きい時、換言すれば、
後輪７，７も前輪１，１の転舵に伴つて所定量以
上転舵されている時は、引き続き４輪操舵状態に
保持されるのである。

そして、前輪転舵角の大きさ｜θf｜が所定値α
より小さくなつた時点で、上記ステツプS₁₀から
ステツプS₁₁が実行され、該ステツプS₁₁で切換え
スイツチ２９が２輪操舵モードに切換えられたこ
と、即ち変数SW＝「２」であることが判定され
た上で、更にステツプS₁₂、S₁₃でフラグFLGが
「１」にセツトされ且つ変数Ｍに変数SWの値
（この場合「２」）が移され、その上で上記ステツ
プS₅が実行される。この場合は上記ステツプS₁₂
でフラグFLGが「１」にセツトされたから、ス
テツプS₅からステツプS₁₄、S₁₅が実行され、目標
後輪転舵角θro＝Ｏとされると共に、現実の後輪
転舵角θrとの差△θr＝−θrに相当する信号a₁，a₂
が出力される。これにより、後輪転舵角θrが零と
される。このようにして、モード切換スイツチ２
９が２輪操舵モード側に切換えられた後、前輪転
舵角θfの大きさ｜θf｜が所定値αより小さくなつ
た時点で、即ち後輪転舵角θrも極く小さな値とな
つた時点で該後輪転舵角θrが零とされ、２輪操舵
状態に移行される。従つて、その移行時における
後輪７，７の転舵量は極く小さな量となる。

また、以上のようにして２輪操舵状態に制御さ
れた後、モード切換スイツチ２９が再び４輪操舵
モード側に切換えられた場合は、上記ステツプ
S₁₃で変数Ｍ＝「２」とされており且つ変数SWが
「４」となるから、ステツプS₄から再びステツプ
S₁₀が実行される。この場合も前輪転舵角の大き
さ｜θf｜が所定値より大きい間はステツプS₁₀か
らステツプS₅が実行され、且つフラグFLG＝
「１」であるから、引き続きステツプS₁₄、S₁₅に
よる２輪操舵制御が行われる。そして、前輪転舵
角の大きさ｜θf｜が所定値αより小さくなつた時
点で、ステツプS₁₁が実行される。この場合は、
モード切換スイツチ２９が４輪モード側にセツト
されてSW＝「４」であるから、ステツプS₁₆、S₁₃
によつてフラグFLGが「０」にリセツトされ且
つ変数Ｍが「４」にセツトされる。従つて、次に
ステツプS₅に戻つた時にステツプS₆〜S₉が実行さ
れ、後輪転舵角θrが前輪転舵角θfと車速Ｖに対応
させて再び制限されることになる。つまり、切換
えスイツチ２９が２輪操舵モードから４輪操舵モ
ードに切換えられた場合も、前輪転舵角の大きさ
｜θf｜が所定値αより小さくなつた時、換言すれ
ば目標後輪転舵角θroが小さい時に４輪操舵制御
が開始されるのである。従つて、この場合も４輪
操舵状態への移行に伴う後輪７，７の転舵量は極
く小さな量とされる。

次に、システムに異常が発生した場合の動作に
ついて説明する。この場合、制御装置２５はステ
ツプS₃で異常の発生を判定すると共に、ステツプ
S₁₇でこの異常が前輪転舵角センサ２７又は車速
センサ２８の故障か、又はそれ以外の異常かを判
別する。これらのセンサ２７，２８が故障する
と、ステツプS₆〜S₉による４輪操舵制御を行つた
場合、目標後輪転舵角θroが異常値に設定されて
後輪７，７が危険な挙動を行うおそれが生じる。
そこで、上記センサ２７又は２８の故障時にはス
テツプS₁₈で直ちにフラグFLGを「１」にセツト
し、ステツプS₅からステツプ₁₄、S₁₅による２輪
操舵制御を実行して、速かに後輪７，７を転舵角
零の状態に固定する。一方、前輪転舵角センサ２
７及び車速センサ２８の故障以外の異常発生時に
は、上記のような危険がないので、ステツプS₁₀
で前輪転舵角の大きさ｜θf｜が設定値αより小さ
くなるのを持つ。そして、これが所定値αより小
さくなつた時点でステツプS₁₁を実行し、更に異
常があるのでステツプS₁₂を実行して、フラグ
FLGを「１」にセツトすると共に、上記ステツ
プS₅、S₁₄、S₁₅に従つて２輪操舵制御に移行す
る。尚、これらの場合において、異常が発生した
時に、既に２輪操舵制御が行われている時は、異
常発生後もその状態に保持される。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、例えば４輪操舵
モードと２輪操舵モードのように、前輪転舵量に
対する後輪転舵量の比が異なる値に設定される複
数の転舵比を有する車両の４輪操舵装置におい
て、運転者の手動操作により或いは異常の発生等
により転舵比の切換えが指示された時に、切換え
による後輪の転舵の変位が大きい時にはこの切換
えが規制されると共に、切換えによる後輪の転舵
の変位が小さくなる状態となつた時にこの切換え
が実行されることになる。これにより、後輪が急
激に転舵することによる走行方向の乱れ等を防止
しながら、運転者の操作等によつて指示された転
舵比に円滑に移行することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明
実施例の制御システム図、第３図は該実施例にお
ける制御装置のブロツク図、第４図は該実施例の
作動を示すフローチヤート図である。Ａ……ステアリング装置、Ｂ……後輪転舵装
置、Ｃ……制御手段、Ｄ……転舵比切換指示手
段、Ｅ……転舵変位状態判別手段、Ｆ……規制手
段、１……前輪、２……ステアリング装置、７…
…後輪、８……後輪転舵装置、２５……制御装
置、２７……前輪転舵角センサ、２９……モード
切換スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１前輪を転舵するステアリング装置と、後輪を
転舵する後輪転舵装置と、前輪転舵量に対する後
輪転舵量の比が異なる値に設定される複数の転舵
比を有し、これらの転舵比を選択して後輪転舵装
置を制御する制御手段とからなる４輪操舵装置で
あつて、上記転舵比の切換えを指示する転舵比切
換指示手段と、転舵比切換えによる後輪の転舵の
変位状態を判別する転舵変位状態判別手段と、上
記転舵比切換指示手段と後輪転舵変位状態判別手
段の出力を受け、切換えによる後輪の転舵の変位
が大きい時には、転舵比切換指示手段からの切換
信号に基づく転舵比の切換えを規制する一方、転
舵比切換えの表示後に切換えによる後輪の転舵の
変位が小さくなる状態になつた時に、上記切換信
号に基づいて転舵比の切換えを実行するように作
動する規制手段とを備えたことを特徴とする車両
の４輪操舵装置。