JPH03262775A - 車両の車輪舵角検出装置 - 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） 本発明は、車両の車輪舵角検出装置、特に、４輪操舵車
両に適用して好適な装置に関する。

（従来の技術） 前輪舵角に関連して後輪舵角を操作する４輪操舵車両に
係る従来技術としては、例えば特開昭６Ｉ−２２０９７
４号公報に記載のものがあり、その後輪舵角制御装置の
概念図は第５図に示される。

この図において、後輪舵角制御部１０からの舵角操作信
号Ｓ、ｌに従ってアクチュエータ１１が回転すると、そ
の回転量だけラック１２が車幅方向に変位して後輪１３
が操舵される。う、り１２の変位（換言すれば後輪１３
の舵角）はポテンションメータ型の変位センサ１４で検
出され、変位センサ１４は後輪１３の舵角θに比例した
直流電圧Ｅθ（例えばＯ■〜＋５ｖ）を発生する。後輪
舵角制御部ｌＯは目標舵角に相当する目標電圧Ｍθと上
記電圧Ｅθとの差を求めてこの差を打ち消すような大き
さの舵角操作信号ＳＲを生成する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものにあっては、後輪舵角を
一つの変位センサ１４で検出する構成となっていたため
、センサゲインを充分に高めることができず、後輪舵角
の緻密で且つ微妙な制御ができないといった問題点があ
った。

すなわち、変位センサ１４は、後輪１３を一方向最大舵
角から他方向最大舵角まで転舵したときのう、７り１２
の変位量をＬｃｉとすると、このＬｃｍの間、連続して
変化する直流電圧を発生し、単位変位量あたりの直流電
圧変化ΔＥθは、次式ので与えられる。

ΔＥθ＝Ｅθｍａχ／Ｌ　・・・・・・■ここで、Ｅθ
ｍａｘは左右最大転舵の間に変化するＥθの電位差で、
例えばＥθの最大値を＋５ＶとするとＥθｍａｘはＯｖ
から＋５ｖまでの５Ｖとなる。すなわち、Ｌを５Ｏｎ＋
ｍとすると、ΔＥθは（５１５０＝０．Ｉ　Ｖ）となる
。このことは、後輪舵角が僅かに変化したときの変位セ
ンサ１４出力が極めて微小な電圧になることを意味して
おり、したがって、かかる微小なセンサ電圧に基づく後
輪舵角制御は、安定性に劣るばかりか、緻密で且つ微妙
な制御を期待できないものである。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、
センサゲインの異なる複数のセンサを設けることにより
、安定性に優れ、緻密で且つ微妙な制御を可能とするこ
とを課題としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を達成するためその概念構成図を第
１図乙こ示すように、車輪の舵角変化に追随して変位す
る変位部材の変位量を検出する少なくとも二つの変位セ
ンサを設け、前記二つの変位センサは、前記変位部材が
最大範囲で変位する間、一方の変位センサが所定の電位
変化を１周期だけ繰り返す第１電圧信号を出力し、他方
の変位センサが所定の電位変化を複数周期繰り返す第２
電圧信号を出力することを特徴とする。

（作用） 本発明では、車輪の舵角変化に伴って少なくとも二つの
変位センサから第１電圧信号および第２電圧信号が出力
される。

ここで、第１、第２電圧信号について説明すると、第１
電圧信号は、車輪の左右最大転舵間でＸ■からｙｖまで
の電位変化を１周期繰り返す信号であり、これに対して
、第２電圧信号は、同一の電位変化を車輪の左右最大転
舵間でｎ周期（但し、ｎ〉１）繰り返す信号である。

すなわち、第１電圧信号は車輪の大舵角変化に対して大
きな変化を示す一方、第２電圧信号は車輪の左右最大転
舵間のｎ区間ごとに大きな変化を示すから、第１電圧信
号と第２電圧信号とは単位舵角変化あたりのゲインが異
なり、第２電圧信号は微小舵角変化に対して大きなセン
サゲインを有している。

したがって、これらの複数電圧信号を用いて車輪の舵角
制御を行えば、安定性に優れ、緻密で且つ微妙な制御が
可能となる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２．３図は本発明に係る車両の車輪舵角検出装置の第
１実施例を示す図であり、前輪舵角に関連して後輪を操
舵する４輪操舵車両に通用した例である。

第２図において、目標後輪舵角に相当する目標電圧Ｍθ
が後輪舵角制御部２０に入力されると、後輪舵角制御部
２０からはこの目標電圧Ｍθと二つのセンサ電圧Ｓｃ、
Ｓｆ（後に詳述）とに基づいて設定された舵角操作信号
ＳＲが出力され、この舵角操作信号ＳＲが加えられたア
クチュエータ（例えばＤＣモータ）２１か舵角操作信号
ＳＲの極性や大きさに従って所定方向に所定量だけ回転
させられる。この回転運動はリングギア２２およびピニ
オンギア２３を介してラック（変位部材）２４に伝えら
れ、ランク２４はアクチュエータ２１の回転量に応した
量だけ車幅方向に変位させられる。そして、ラック２４
の変位が左右のリンク機構２５を介５て左右の後車輪（
車輪）２６に伝えられ、これにより、後車輪２６がラッ
ク２４の変位に追随して転舵される。

ここで、２７は第１変位センサ、２８は第２変位センサ
であり、これらの変位センサは発明の要旨に記載の複数
の変位センサに相当する。各変位センサには回転型のポ
テンションメータが使用され、リングギア２２の２回転
に対して第１変位センサ（一方の変位センサ）２７が１
回転、また第２変位センサ（他方の変位センサ）２８が
ｎ回転（但し、ｎ１ｌ）するように、それぞれのポテン
ションメータの摺動子をリングギア２２あるいはピニオ
ンギ７２３等乙こギア結合する。以下、説明の便宜上ｎ
を４と仮定し、リングギア２２が２回転する間、すなわ
ちラック２４が最大範囲で変位する間、第１変位センサ
２７が１回転、第２変位センサ２８が４回転するものと
する。

第１変位センサ２７および第２変位センサ２８は、１回
転ごとにｘＶからｙｖ（例えばＯＶから＋５Ｖ）までを
１周期として変化する第１電圧信号ＳＣおよび第２電圧
信号Ｓｆを各々発生する。換言すれば、ラック２４が最
大範囲で変位する間、第１電圧信号Ｓｃが１周期（１回
転）変化するのに対して第２電圧信号Ｓｆは４周期（４
回転）変化することになる。

第３図は、第１実施例における第１電圧信号ＳＣおよび
第２電圧信号Ｓｆの変化を示す図である。

鎖線で表す第１電圧信号Ｓｃはリングギア２２の２回転
（１３６０度）につき１周期変化し、実線で表す第２電
圧信号Ｓｆはリングギア２２の２回転につき４周期変化
している。

この図において、後輪舵角がゼロ（リングギア２２回転
角０度）の場合の第１電圧信号Ｓｃ右よび第２電圧信号
Ｓｆは共に等しい電圧ｚＶであるが、後輪舵角がα度だ
け変化したとすると、第１電圧信号ＳｃはｚＶよりも大
きなｚ　、　■へと変化する一方で、第２電圧信号Ｓｆ
はｚ、Ｖよりも大きなＺ２Ｖへと変化する。

すなわち、第１電圧信号Ｓｃはリングギア２２の２回転
（最大転舵の範囲、回転角では１３６０度）で０■〜＋
５Ｖへと変化するのに対し、第１電圧信号Ｓｃはリング
ギア２２の回転角１８０度（最大転舵量の１　／４の範
囲）ごとにＯＶ〜＋５Ｖへと変化する。このことは、第
１電圧信号Ｓｃが最大転舵の範囲で大きなセンサゲイン
を有する一方、第２電圧信号Ｓｆが微小転舵の範囲で大
きなセンサゲインを有することを示している。

したがって、これらの第１電圧信号Ｓｃおよび第２電圧
信号Ｓｆを用いて車輪の舵角制御を行えば、安定性に優
れ、緻密で且つ微妙な制御が可能となる。具体的には、
例えば、目標電圧Ｍθと第１電圧信号Ｓｃとの偏差がゼ
ロとなるよう乙こ後輪舵角を荒く制御した後、目標電圧
Ｍθと第２電圧信号Ｓｆとの偏差がゼロとなるように後
輪舵角を精密制御すればよい。

このように、本実施例では、リングギア２２が２回転す
る間に１回転する第１変位センサ２７およびｎ回転する
第２変位センサ２８を備えたので、後輪舵角の変化に対
して各々のセンサゲインを異ならせることができ、かか
る二つの変位センサ（安価なポテンションメータで良い
）からの信号を用いて車輪の舵角制御を行えば、低コス
トで安定性に優れ、緻密で且つ微妙な制御を可能とする
ことができる。

しかも、第１電圧信号Ｓｃと第２電圧信号Ｓｆを常に比
較すれば、変位センサの故障発生やケーブル断線等を即
座に検知でき、安全性を向上することができる。

第４図は、本発明の第２実施例における第１電圧信号Ｓ
ｃおよび第２電圧信号Ｓｆの変化を示す図である。この
例では、第２電圧信号Ｓｆをリングギア２２の回転数と
同数周期とするとともに、各周期の電圧変化を、ＯＶか
ら＋５■への上昇変化と＋５Ｖから０■への下降変化と
を同一の変化度合いとしている。このようにすると、第
２変位センサ２８をリングギア２２に直結できて好都合
となる他、第１電圧信号Ｓｃの急激な変化が避けられる
ので、信号の不連続部分をなくすことができ、第２変位
センサ２８の不感帯領域（第３図のＷ参照）を小さくす
ることができる特有の効果が得られる。

なお、上記各実施例では、第１電圧信号Ｓｃおよび第２
電圧信号Ｓｆの電圧変化を、ＯＶを基準とした正電位（
↑５Ｖ）までとしているが、これらの電圧やその極性に
限定されるものではない。

例えば、正・負方向に変化するものであっても良い。

（効果） 本発明によれば、センサゲインの異なる複数の変位セン
サを設けたので、安定性に優れ、緻密で且つ微妙な制御
を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念構成図、第２．３図は本発明に係
る車両の車輪舵角検出装置の第１実施例を示す図であり
、第２図はその構成図、第３図はその複数センサの特性
図、第４図は本発明に係る車両の車輪舵角検出装置の第
２実施例を示すその複数センサの特性図、第５図は従来
例を示すその構成図である。 ２４・・・・・・ランク（変位部材）、２６・・・・・
・後車輪（車輪）、 ２７・・・・・・第１変位センサ（一方の変位センサ）
、２８・・・・・・第２変位センサ（他方の変位センサ
）、Ｓｃ・・・・・・第１電圧信号、 Ｓｆ・・・・・・第２電圧信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輪の舵角変化に追随して変位する変位部材の変位量を
   検出する少なくとも二つの変位センサを設け、前記二つ
   の変位センサは、前記変位部材が最大範囲で変位する間
   、一方の変位センサが所定の電位変化を１周期だけ繰り
   返す第１電圧信号を出力し、他方の変位センサが所定の
   電位変化を複数周期繰り返す第２電圧信号を出力するこ
   とを特徴とする車両の車輪舵角検出装置。