JPH02254061A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、逆位相転舵機構を備えた車両の後輪操舵装
置に関する。

［従来の技術］ 従来より、自動車等の車両の後輪操舵装置として、前輪
の転舵方向とは逆方向に後輪を転舵させるようにした、
所謂、逆位相転舵機構を備えたものは一般に良く知られ
ている（例えば、特１＋Ｍ昭６３−９７４６８号公報参
照）。かかる後輪操舵装置を備えた４輪操舵車（ＪＷＳ
車）では、通常、面幅の転舵角が所定値よりも大きい領
域（舵角応答型の場合）、あるいは車両の走行速度が所
定値よりも低い領域（車速応答型の場合）などにおいて
、後輪が前輪とは逆位相で転舵されるように後輪の転舵
特性が設定されており、例えば駐車場での車両の取り回
し時など、小さい旋回半径で車両を旋回さける際（つま
り、低車速で大きくハンドルを切る際）の車両の小回り
性を大幅に向上させることができる。

ところが、上記後輪逆位相転舵機構を備えた４ＷＳ車で
は、例えば第７図に示すように、旋回時に後輪１０２１
２．ｌ０２ｒを前輪１０１１２，１ｏＩｒとは逆位相に
転舵することにより、確かに、通常の２ＷＳ車の場合（
第７図の破線参照）に比へて車両全体としての旋回半径
を、Ｒ２からＲ４へと小さくすることができるのである
が、旋回初期には、２ＷＳ車の場合に比べて車両後部か
旋回外方へ向かって張り出す、所謂、リヤ張り出しが生
じる。

すなわち、後輪１０２Ｑ’、　＋　０２ｒ’の操舵方向
が車両１００の直進方向（長手軸方向）に維持される２
ＷＳ車の場合には、車両後端の外縁部分、つまりリャバ
ンバ１０３の外側面部１０３１２は、第７図において破
線矢印で示すように、２ＷＳ車の場合の車両旋回中心Ｃ
ｔを中心として、後輪＋０２Ｑ”の操舵方向に略沿った
移動軌跡を描きながら旋回するので、直進走行の場合の
車両外側面よりら旋回外方へ張り出すことはないが、上
記ＪＷＳ車１００の場合には、上記リャバンパ１０３の
外側面部１０３ｇは、第７図において実線矢印で示すよ
うに、ＡＷＳ車の場合の車両旋回中心Ｃ４を中心として
、前輪＋　０１６．ｌ　ＯＩｒとは逆位相に転舵された
後輪１０２Ｑの操舵方向に略沿った移動軌跡を描きなが
ら旋回する。その結果、リャバンパ１０３の外側面部１
０３Ｑは、車両旋回初期において、直進走行の場合の車
両外側面よりも旋回外方へ向かって張り出すことになる
。

このため、例えば、駐車場などで壁等の障害物Ｗｏ’に
沿って駐車していた」−記４ＷＳ車１００が発進する場
合などには、上記旋回初期のリヤ張り出しによってリャ
バンバ［０３の外側面部１０３Ｃが障害物Ｗｏ”と接触
し、互いに損傷することが考えられる。

この障害物との接触の問題に対して、例えば、特開昭６
１−４６７６３号公報では、車体両側面に超音波センサ
を取り付け、この超音波センサによって車体側方の物体
までの距離を検出し、この距離に基づいて前輪または後
輪の舵角を制御するようにした車両用舵角制御装置が提
案されている。

［発明か解決しようとする課題〕 しかしながら、上記舵角制御装置では、確かに、車体側
方の物体との距離に基づいて前輪または後輪の舵角を制
御するので、上記物体と車体との衝突の回避を図ること
ができるものの、物体との距離を検出するために、超音
波の受発信装置を含めて高価な超音波センサ及び距離計
測回路などを要するため、構造が複雑でコスト高になる
という難点があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、比較
的廉価かつ簡単な構成で、旋回発進時のリヤ張り出しに
よって車体と障害物との接触が生した際に、それ以上車
体後部が障害物側に張り出ｔことを防止することができ
る車両の後輪操舵装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、この発明は、逆位相転舵機構を備えた車両の
後輪操舵装置において、車体後部の外側面に該車体と障
害物との接触を感知するタッチセンサを設け、該タッチ
センサが上記車体と障害物との接触を感知した際には、
後輪を操舵中立位置に復帰させるか、または、後輪を肋
輸と同位相に転舵するように設定されているようにした
ものである。

［発明の効果］ この発明によれば、上記タッチセンサが車体と障害物と
の接触を感知した際には、後輪が操舵中立位置に復帰又
は前輪と同位相に転舵されるようにしたので、車両旋回
発進時などにおいて、旋回初期のリヤ張り出しによって
車体が障害物と接触した後は、車体後部がそれ以上旋回
外方に（障害物側に）張り出すことはない。従って、比
較的廉価なタッチセンサを取り付けるだけの簡単な構成
で、旋回初期のリヤ張り出しによる接触時の車体及び障
害物の損傷を最小限にとどめることができる。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を、添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本実施例に係る自動車の操舵機構の全体構成
を概略的に表す平面図であるが、この図に示すように、
上記自動車Ｉでは、左右の前輪２１２．２ｒを操舵する
前輪操舵装置ｌＯは、車体に対して回動自在に支持され
たステアリングシャフト１２と、該ステアリングシャフ
トＩ２の後端に固定されて回動操作されるステアリング
ホイール１１と、車幅方向に往復移動可能に延設され、
タイロッドＦＭ　５ｒ及びナックルアーム４（！、４ｒ
を介して左右の前輪２１２，２ｒに連結された前輪転舵
ロッド１５とを備え、該前輪転舵ロッド１５には、上記
ステアリングシャフトＩ２の前端に固設されたビニオン
１３と噛合するラックＩ６が設けられている。

そして、ステアリングホイールＩＩを操舵（回動操作）
すると、ステアリングシャフト１２を介して上記ビニオ
ン１３が回動され、このビニオン１３の回動によって上
記ラック１６を介して前輪転舵ロッド１５が車幅方向に
移動させられ、この移動によってタイロッド５１２，５
ｒ及びナックルアーム４（，４，ｒを介して左右の前輪
２ρ、２ｒが転舵させられるようになっている。

尚、具体的には図示しなかったが、上記ステアリングホ
イール１１の操舵力は、例えば油圧式パワーステアリン
グ機構によってパワーアシストされるようになっている
。

また、左右の後輪５２Ｌ５２ｒを操舵する後輪操舵装置
６０は、後で詳しく説明するように、サーボモークロ２
の駆動制御によって後輪を前輪とは逆位相で転舵させる
ようにした、所謂、モータ式の逆位相転舵機槽を備えて
おり、この後輪操舵装置６０により後輪タイロッド５５
（！、５５ｒが車幅方向に移動させられ、該タイロッド
５５Ｎ、５５ｒに連結されたナックルアーム５４＆、５
４ｒを介して左右の後輪５２ｆ２，５２ｒが転舵される
ようになっている。

以下、上記後輪操舵装置６０について説明する。

本実施例に係る後輪操舵装置６０では、左右の後輪５２
ｆ２．５２ｒを転舵させる後輪転舵ロット６１に、サー
ボモータ６２の出力軸６２ａに接続された減速装置６５
が連結されており、上記サーボモータ６２の回転駆動に
よって減速装置６５を介して、後輪転舵ロッド６Ｉが車
幅方向に移動させられ、後輪５２（２，５２ｒが転舵さ
せられるようになっている。

上記サーボモータ６２の出力軸６２ａには電磁ブレーキ
６３が設けられ、そのブレーキ動作時には、モータ出力
軸６２ａ及び後輪転舵ロッド６１をロックして後輪５２
ｆ２．５２ｒの転舵状態を維持するようになっている。

また、上記モータ出力軸６２ａと減速装置６５との間に
は電磁クラッチ６４が介設される一方、上記後輪転舵ロ
ンドロ１には、該転舵ロッド６１を中立位置に復帰させ
る位置復帰装置６６が配設されており、後輪転舵に異常
が生じた場合には、上記電磁クラッチ６４の解放動作に
よってサーボモータ６２と後輪転舵ロッド６１との連繋
が解除されるとともに、上記位置復帰装置６６によって
後輪転舵ロッド６１が中立位置に復帰させられ、後輪５
２ｆ２，５２ｒを転舵角零の中立位置に復帰させるよう
になっている。

上記自動車Ｉには、例えばマイクロコンピュータを主要
部として構成され、基本的に上記サーボモータ６２、電
磁ブレーキ６３及び電磁クラッチ６４を介して後輪５２
Ｎ、５２ｒの転舵角を制御するコントローラ７０が設け
られており、該コントローラ７０には、ステアリングシ
ャフト１２の操舵角を検出するステアリング舵角センサ
７１、前輪転舵ロッド１５の移動量によって前輪２ｆ２
，２ｒの転舵角を検出する前輪舵角センサ７２．２個の
車速センサ７３，７４、サーボモータ６２の回転角を検
出する回転角センサ７５．後輪転舵ロッド６１の移動爪
によって後輪５２ρ、５２ｒの転舵ｆｉｊを検出する後
輪舵角センサ７６などの各種センサからの出力信号が入
力されるようになっている。

尚、上記コントローラ７０には、手動変速機のニュート
ラル位置及びクラッヂペダルの踏込み時を検出するニュ
ートラルクラッチスイッヂ８１゜自動変速機のニュート
ラル位置又はパーキング位置を検出するインヒビタスイ
ッチ８２、ブレーキペダルの踏込み時を検出するブレー
キスイッヂ８３、及びエンジンの運転時を検出するエン
ジンスイッチ８４などの各種スイッチが電気的に接続さ
れており、車両Ｉの運転状態に関する基本的なデータが
信号人ツノされるようになっている。

また、本実施例では、上記コントローラ７０に、変速機
レバーかローギヤ位置にソフトされていることを検出す
るローギヤスイッチ８５が接続され、該ローギヤスイッ
チ８りのＯＮ　−ＯＦ’　Ｐ状態が信号人ツノされるよ
うになっている。

更に、第５図に示すように、本実施例では、車両Ｉのリ
ャバンパ８の左右の外側面に、車両ｌと例えば壁などの
障害物Ｗｏとの接触を感知するタッチセンサ９Ｌ９ｒが
取り付けられている。該タッチセンサ９Ｑ９ｒは、従来
より良く知られている感圧素子を主要部として構成され
たセンサで、上記コントローラ７０に接続され、その０
Ｎ−ＯＦＦ状態がコントローラ７０に信号入力されるよ
うになっている（第１図参照）。

」−記コン；・ローラ７０には、前輪転舵角に対する後
輪転舵角の比（転舵比）、及び、各車速におけるステア
リングホイール１１の操舵量（ハンドル回転角）に対す
る後輪転舵角について、例えば第２図及び第３図におい
て実線のグラフに示すような所定の転舵特性が予め記憶
されており、前輪２（Ｈ，２ｒが転舵された際、後輪５
２Ｌ５２ｒはこれらの転舵特性に従って転舵されるよう
になっている。

すなわら、本実施例の場合、後輪５２ｄ、５２ｒの転舵
特性は予め定められた車速（例えば４０に＋ｎ／ｈ）を
境にして変化し、この車速よりも高速側では、後輪５２
（！、５２ｒは前輪２　Ｑ、　２　ｒと同位相に転舵さ
れる一方、上記車速よりも低速側では逆位相に転舵され
るように設定されている。また、転舵比は、同位相側で
は高速になるほど大きくなり高速安定性の向上を図る一
方、逆位相側では低速になるほど大きくなり小回り性の
向上を図ることができるようになっている。

更に、本実施例では、逆位相領域のうち車速Ｖが特に低
い所定の領域、例えば時速２０ｋｍ／ｈ以下の領域にお
いて、上記タッチセンサ９　Ｑ、　９　ｒの少なくとし
いずれか一方がＯＮ　した場合には、後輪５２Ｌ５２ｒ
が操舵中立位置に復帰させられ、後輪転舵角θｒが零と
なるように後輪転舵特性が設定されている。

以下、」；配役輪操舵装置６０による後輪転舵角θｒの
制御について、第４図のフローチャーＩ・を参照しなが
ら説明する。

後輪操舵装置６０の作動がスタートすると、まず、ステ
ップ＃Ｉで、各センサ及びスイッチからの入力信号の読
み込みが行なわれる。次に、ステップ＃２でタッチセン
サ９（！、９ｒの少なくともいずれか一方かＯＮしてい
るか否かが判断され、ＹＥＳの場合には、ステップ＃３
で、車速センサ７３゜７４からの入力信号に基づいて車
速Ｖが０であるか否か（つまり重両１が停車中であるか
否か）が判断される。この判断結果がＮＯの場合には、
ステップ＃４で、車速センサ７３．７４からの入力信号
に基づいて車速■が２０ｋｍ／ｈ以下であるか否かが判
断され、この判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ＃
５で後輪転舵角θｒが零（０）に設定される。

そして、ステップ＃７で、後輪転舵角θｒが零になるよ
うに後輪操舵装置６０が制御され、後輪５２（！、５２
ｒは、通常の２ＷＳ屯の場合と同じ操舵中立状態に復帰
さ什られる。すなわち、上記電磁クラッチ６４の解放動
作によってサーボモータ６２と後輪転舵ロッド６１との
連繋が解除されるとともに、上記位置復帰装置６６によ
って後輪転舵ロッド６１が中立位置に復帰させられ、後
輪５２Ｌ５２ｒを転舵角零の中立位置に復帰させるよう
になっている。

一方、上記ステップ＃２及びステップ＃４の少なくとも
いずれか一方においてその判断結果がＮＯの場合、また
はステップ＃３での判断結果がＹＥＳの場合には、ステ
ップ＃６で、所定の後輪転舵特性（第２図及び第３図参
照）に基づいて後輪転舵１’ｌｌθｒが演算される。そ
して、ステップ＃７で、上記ステップ＃６で得られた転
舵角θｒとなるように後輪５２ｆ２．５２ｒが制御され
、このステップ＃７が終了すると再びステップ＃１に戻
り、以下、同様のサイクルが繰り返して行なわれるよう
になっている。

以上、説明したように、本実施例によれば、２０ｋｍ／
ｈ以下の車速で車両１が駆動されており、かつ、タッチ
センサ９Ｌ９ｒの少なくともいずれか一方がＯＮした場
合には、後輪５２（！、５２ｒの転舵角ｅｒが零に設定
されるようにしたので、車両ｌがその後輪５２Ｌ５２ｒ
を前輪２１２，２ｒとは逆位相に転舵して旋回発進する
際に、第５図において破線で示すように、リャバンパ８
の外側面部（つまりタッチセンサ９０が障害物ＷＯと接
触した時点で後輪５２（！、５２ｒは操舵中立位置に復
帰さＵられるとともに、その旋回中心が２４点からＰ１
点に移動させられる。そして、その後は、第５図におい
て一点鎖線で示すように、それ以上リャバンパ８の外側
面部が旋回外方へ張り出すことなく、通常の２ＷＳ車の
場合と同様に障害物Ｗｏから離れるように旋回発進する
ことができる。その結果、比較的廉価なタッチセンサ９
Ｌ９ｒをリャバンバ８の外側面部に取り付けるだけの簡
単な構成で、旋回初期のリヤ張り出しによる接触時の車
体ｌ及び障害物ＷＯの損傷を最小限にとどめることがで
きるのである。

尚、本実施例において、後輪転舵角θｒが零に設定され
る車速範囲を２０ｋｍ／ｈ以下としたのは、逆位柑転舵
機措を用いて車両を小回りさせる場合には、通常、少な
くとも上記範囲まで車速Ｖを落として旋回が行なわれ、
また、リヤ張り出しが生じるのは、車速Ｖが上記範囲を
越えない旋回発進初期だけであり、この範囲を越える車
速■で走行する場合に、タッチセンサ’１，９ｒのＯＮ
作動により、運転者の色恋にかかわらず後輪５２１２，
５２ｒの転舵μＨｅｒが零にされ、車両１の走行状態が
不安定になることを防止するためである。

また、車速Ｖが零の場合にはタッチセンサ９Ｃ。

９ｒがＯＮしてら後輪転舵角θｒは零に復帰しないよう
にしたのは、車両Ｉが停車中に、例えばいたずら等でタ
ッチセンサ９＆、９ｒがＯＮされ、運転者が知らない間
に後輪５２ｉ！、５２ｒが操舵中立状態に復帰させられ
ることを防止するためである。

尚、上記実施例は、タッチセンサ９Ｌ９ｒの作動に応じ
て後輪転舵角θｒを零に設定するようにしたものであっ
たが、上記タッチセンサ９１１１，９ｒのＯＮ作動時に
後輪５２Ｌ５２ｒを前輪２　Ｑ、　２　ｒと同位相に転
舵することにより、車両１が障害物ＷＯと接触した後、
障害物Ｗｏに対する押圧力をより小さくしながら、車両
ｌが障害物ＷＯから離れるようにすることができる。ま
た、上記実施例は、車速Ｖが所定値（２０ｋｍ／ｈ）以
下の場合に後輪転舵角ｅｒを零に復帰させるようにした
ものであったが、車速Ｖの替わりに変速機レバーがロー
ギヤ位置にソフトされていること（つまり、ローギヤス
イノヂ８５がＯＮされていること）を検出するようにし
てし良い。

すなわち、第６図のフローチャートに示すように、ステ
ップ＃２での判断結果がＹＥＳで、かつ、ステップ＃３
での判断結果がＮｏの場合（つまり、左右のタッチセン
サ９Ｑ、９ｒのうちの少なくともいずれか一方がＯＮし
ており、かつ、車両ｌが駆動されている場合）には、ス
テップ＃４でローギヤスイッヂ８５がＯＮＩ、ているか
否かか判断され、ＹＥＳの場合には、ステップ＃５で、
所定の転舵特性（第２図及び第３図参照）に基づいて後
輪転舵角θｒが演算される。そして、ステップ＃６で、
このθｒを逆位相から同位相に位相変換して一θｒとし
た上で、ステップ＃８て、このθｒ（＝　−ｅ　ｒ）と
なるように後輪５２ｉ２，５２ｒが制御される。

一方、上記ステップ＃２及びステップ＃４の少なくとも
いずれか一方での判断結果がＮｏ、またはステップ＃３
での判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ＃７で後輪
転舵角ｅｒが演算され、この転舵ｆｔＩｅ　ｒとなるよ
うに後輪５２Ｑ、５２ｒが制御されるようになっている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る自動車の操舵機構の全体
構成を概略的に示す平面説明図、第２図は上記実施例に
係る後輪操舵装置の車速に対する後輪転舵比特性を示す
グラフ、第３図は上記後輪操舵装置のハンドル回転角に
対する後輪転舵特性を示すグラフ、第４図は上記後輪操
舵装置の作動を説明するためのフローチャート、第５図
は上記自動車の旋回特性を示す平面説明図、第６図は本
発明の他の実施例に係る後輪操舵装置の作動を説明する
だめのフローヂャ−１・、第７図は従来例に係る自動車
の旋回特性を示す平面説明図である。 １・・・自動車、２Ｃ，２ｒ・・前輪、８・・・リャバ
ンパ９　Ｑ、　９　ｒ−タッチセンサ、５２Ｌ　５２　
ｒ−後輪、６０・・後輪操舵装置、Ｗｏ・・障害物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆位相転舵機構を備えた車両の後輪操舵装置にお
   いて、 車体後部の外側面に該車体と障害物との接触を感知する
   タッチセンサを設け、該タッチセンサが上記車体と障害
   物との接触を感知した際には、後輪を操舵中立位置に復
   帰させるか、または、後輪を前輪と同位相に転舵するよ
   うに設定されていることを特徴とする車両の後輪操舵装
   置。