JPH0429584B2 - - Google Patents

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、特に後輪の
転舵を行う４輪操舵モードと、後輪を転舵角零の
状態に固定する２輪操舵モードとを有する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等の
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好ましい。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
な弊害が起り得る。

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
後輪が急激に転舵動作すると、特に高速走行時に
は車両の走行方向或いは車体姿勢が乱れ、安全走
行上好ましくない事態となる。これに対しては、
モード切換え時における後輪の転舵制御を緩かに
行うようにすればよいが、その場合、一般に転舵
角が大きい低速走行時に後輪の転舵動作が遅れ、
所要の旋回性能等が得られないことになる。

このような問題は、上記の４輪操舵モードと２
輪操舵モード間でのモードの切換え時だけでな
く、一般に、前輪の転舵に対する後輪の転舵の特
性が異なる複数の転舵特性が設定されて、いずれ
かの特性を選択するようになつている場合には、
それらの特性の切換え時に同様に起こりうるもの
である。

（発明の目的） 本発明は、前輪転舵に対する後輪転舵の特性が
異なる複数の転舵特性を有し、これらの特性のい
ずれかを選択するように構成された車両の４輪操
舵装置において、転舵特性の切換え時における上
記のような問題を対処するもので、転舵特性の切
換えに伴う後輪の転舵制御を高速走行時には低速
走行時より緩かに行うようにする。これにより、
高速走行時における転舵特性切換え時の走行安定
性ないし安全性を向上させると共に、低速走行時
には後輪の動作遅れをなくして所要の旋回性能等
が得られるように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、前輪転舵に対する後輪転舵の特性が異なる
複数の転舵特性を選択して上記後輪転舵装置Ｂを
制御する後輪制御手段Ｃとが備えられた４輪操舵
装置において、上記転舵特性の切換えを指示する
転舵特性切換指示手段Ｄと、車両の走行速度を検
出する車速センサＥと、上記転舵特性切換指示手
段Ｄと車速センサＥの出力を受け、転舵特性切換
え時に、上記後輪転舵装置Ｂにおけるアクチユエ
ータB′の動作速度を高速走行時には低速走行時
より遅くする動作速度調節手段Ｆとを備える。こ
こで、上記後輪制御手段Ｃは、例えば前輪転舵角
と車速等に応じた目標後輪転舵角を選択された転
舵特性に従つて演算し、その演算した目標後輪転
舵角となるように上記アクチユエータB′に信号
を出力するように構成され、また、動作速度調節
手段Ｆは、例えば上記アクチユエータB′が入力
パルス数に応じて回転するステツプモータである
場合に、上記後輪制御手段Ｃから出力されるパル
ス信号の周波数を車速に応じて設定するなどによ
り、上記アクチユエータB′の動作速度を高速走
行時には低速走行時よりも遅くするように構成さ
れるものである。

このような構成によれば、転舵特性の切換え時
に、これに伴う後輪の転舵動作が、高速走行時に
は緩かに、低速走行時には速かに行われることに
なり、上記目的が達成される。

尚、上記転舵特性切換指示手段Ｄとしては、運
転者の意思に基づいて手動操作される切換スイツ
チや、４輪操舵モードでの走行中にシステムの異
常が発生した時に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
３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９に固設されたピストン
１９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
けられた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、第３図により制御装置２５の構成を説明
すると、該制御装置２５は、前輪転舵角センサ２
７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θr₀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θr₀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３
４に入力されると共に、その差△θr＝θr₀−θγ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。この
演算部３３から比較器３４及び補正パルス発生部
３５を介して駆動装置３５に信号a₁，a₂を出力す
る部分は、特許請求の範囲及びこれに対応する第
１図における後輪制御手段に相当するもので、こ
れにより、後輪転舵角θrが目標後輪転舵角θr₀に
一致するようにステツプモータ１７が駆動され
る。ここで、該ステツプモータ１７は１入力パル
スについて一定角度づつ回転し、従つて上記パル
ス信号a₂によつて送られて来るパルス数に比例し
た角度だけ回転することになる。

また、制御装置２５は、上記車速センサ２８か
らの信号ｃ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、前輪転舵角センサ２７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、上記
演算部３３に対して目標後輪転舵角θr₀を零に設
定するように指示し、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、目標後輪転舵角θr₀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切換信号ｆを出力する。

また、該モード切換制御部３６は、特許請求の
範囲及びこれに対応する第１図におけるアクチユ
エータ（ステツプモータ１７）の動作速度を調節
する動作速度調節手段としても作用する。つま
り、該モード切換制御部３６は、演算部３３に対
して切換信号ｆを出力する時に、車速センサ２８
からの信号ｃが示す車速Ｖの関数ｇ（Ｖ）として
パルス周波数Ｆを演算し、この周波数Ｆをパルス
周波数指示信号ｇとして上記補正パルス発生部３
５に出力する。その場合に、パルス周波数Ｆは、
車速Ｖが大きい時には小さな値に、車速Ｖが小さ
い時には大きな値に設定される。そして、補正パ
ルス発生部３５は、この周波数Ｆを示すパルス周
波数指示信号ｇを受け、駆動装置２６に対して補
正パルス信号a₂を出力する時に、指示された周波
数Ｆでパルスを送出する。

一方、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ｈ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ｈを受けた
時に、上記演算部３３に対して目標後輪転舵角
θr₀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、その時の車速Ｖに対応するパルス周
波数Ｆを示すパルス周波数指示信号ｇが補正パル
ス発生部３５に対して出力される。

次に、上記のように構成された４輪転舵装置の
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
指示されたは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θr₀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θr₀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図示す後輪転舵装置８を介
して転舵角θrが目標転舵角θr₀に一致するように
操舵される。尚、この場合は、４輪操舵モードで
の走行が継続している場合であるから、上記ステ
ツプS₈でパルス信号a₂が出力される時にその周波
数Ｆは最大値とされる。従つて、上記ステツプモ
ータ１７は速かに回転し、後輪転舵角θrが前輪転
舵角θfと車速Ｖとに対応する目標転舵角θr₀に速
かに一致される。そして、上記周波数Ｆは最大値
に保持される（ステツプS₉）。

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では上記パルス周波数Ｆがその時の車速Ｖ
の関数ｇ（Ｖ）として、高速走行時には小さな値
に、低速走行時には大きな値に設定される。そし
て、次にステツプ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な変数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θr₀＝０とされると共に、現
実の後輪転舵角θrとの差△θr＝−θrに相当する回
転方向信号a₁及び補正パルス信号a₂が出力され
る。これにより、後輪転舵角θrが零とされ、２輪
操舵モードへの移行が完了するのであるが、その
場合に上記補正パルス信号a₂は上記ステツプS₁₀
で設定された周波数Ｆで出力される。従つて、こ
の２輪操舵モードへの移行が高速走行状態で行わ
れた場合は、ステツプモータ１７が緩かに回転し
て後輪７，７は転舵角零の状態に緩かに動作し、
また低速走行状態で行われた場合はステツプ１７
モータが速かに回転して後輪７，７が速かに動作
することになる。

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が「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、車速Ｖに応じたパルス周波数Ｆ
が設定される。そして、この場合は、モード切換
スイツチ２９が４輪操舵モード側にセツトされて
SW＝「４」となつているから、ステツプS₁₁から
ステツプS₁₆，S₁₃が実行されて、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御される４
輪操舵モードに移行する。この場合も、４輪操舵
モードへの移行時にステツプS₈で出力される補正
パルス信号a₂は、上記ステツプS₁₀で設定された
周波数Ｆで出力される。従つて、後輪７，７は転
舵角零の状態から前輪転舵角θfと車速Ｖとに対応
する目標転舵角θr₀に作動する時に、高速走行時
には緩かに、低速走行時には速かに作動する。
尚、その後、ステツプS₉で周波数Ｆが最大値にセ
ツトされるから、４輪操舵モードに移行した後の
後輪７，７の転舵制御は速かに行われる。

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。車速センサ２８が
故障すると、ステツプS₁₀による車速に応じたパ
ルス周波数Ｆの算出が不能となるから、その場合
はステツプS₁₈で周波数Ｆを最小値に設定する。
車速センサ２８の故障以外の異常発生時には上記
のような問題がないから、ステツプS₁₀で車速に
応じた周波数Ｆを算出する。そして、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
舵制御に移行するのであるが、この場合にステツ
プS₁₄で出力される補正パルス信号a₂は、上記ス
テツプS₁₀又はS₁₈で設定された周波数Ｆで出力さ
れる。従つて、車速センサ２８の故障以外の異常
によつて２輪操舵モードに移行される場合は、後
輪７，７は高速走行時には緩かに、低速走行時に
は速かに転舵角零の状態に作動され、また車速セ
ンサ２８の故障による時は、安全を確保するため
に、車速Ｖに拘らず最も緩かに作動されることに
なる。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、４輪操舵モード
と２輪操舵モード等の異なる転舵特性を有する車
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により転舵特性の切換えが
行われる場合に、これに伴う後輪の転舵動作が、
高速走行時には緩かに、低速走行時には速かに行
われる。これにより、低速走行状態で転舵特性の
切換えが行われた場合における後輪の動作遅れ、
或いはこれに伴う旋回性能の悪化等を来たすこと
なく、高速走行時に転舵特性が切換えられた場合
の走行方向或いは車体姿勢の乱れ等が防止され、
走行安定性ないし安全性が向上されることにな
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。 １…前輪、２…ステアリング装置、７…後輪、
８…後輪転舵装置、１７…アクチユエータ（ステ
ツプモータ）、２８…車速センサ、２９…転舵特
性切換指示手段（モード切換スイツチ）、３３〜
３５…後輪制御手段（演算部、比較器、補正パル
ス発生部）、３６…動作速度調節手段（モード切
換制御部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、前輪転舵に対する後輪
   転舵の特性が異なる複数の転舵特性を有し、該転
   舵特性を選択して上記後輪転舵装置を制御する後
   輪制御手段とが備えられた４輪操舵装置であつ
   て、、上記転舵特性の切換えを指示する転舵特性
   切換指示手段と、車両の走行速度を検出する車速
   センサと、上記転舵特性切換指示手段と車速セン
   サの出力を受け、転舵特性切換え時に上記後輪転
   舵装置におけるアクチユエータの動作速度を高速
   走行時には低速走行時より遅くする動作速度調節
   手段とを備えたことを特徴とする車両の４輪操舵
   装置。