JPH0443424Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この考案は、四輪操舵装置に関し、詳しくは、
フイードバツク制御されるモータを使用して後輪
転舵機構を動作させる場合に、このモータを、正
確迅速に目標の回転位置まで回転させうるように
改良されたものに関する。

【従来の技術】

低速時においては後輪を前輪と逆方向に、すな
わち逆位相に転舵し、高速時においては後輪を前
輪と同方向、すなわち同位相に転舵して操向性を
向上させる四輪操舵装置はすでに種々提案されて
いる。 後輪を転舵させる後輪転舵機構を制御する手法
として、たとえば特開昭60−67274号公報に示さ
れているもののように、後輪転舵機構をモータで
作動させるようにするとともに、所定の入力情報
によつて制御装置が目標後輪舵角を設定し、後輪
転舵機構の実舵角をフイードバツクしてこれが上
記目標後輪舵角となるようにモータを制御するフ
イードバツク制御がある。 この場合、後輪転舵機構にフイードバツク用の
後輪舵角センサが設けられるのであるが、通常こ
の後輪舵角センサの検出部は、モータの回転軸と
連動して回転し、かつ等間隔円状に並ぶ複数のス
リツトをもつ円板状の検出体と、これを挟むよう
に配置された発光素子と受光素子とからなるフオ
トインタラプタとで構成されるのが普通である。
目標後輪舵角が決められると、モータは、後輪の
実舵角が目標後輪舵角に向かう方向に回転させら
れ、これにともない検出体も回転する。検出体が
回転すると、受光素子が間欠受光し、これがパル
ス信号となつて制御装置に入力される。制御装置
内に形成される加減計数器がこのパルスを計数す
ることにより、後輪の実舵角が判明する。この後
輪の実舵角が目標後輪舵角と一致した時点でモー
タの駆動が停止される。

【考案が解決しようとする問題点】

上記のように構成される後輪舵角センサでは、
その検出体に設けられるスリツトの間隔が狭いほ
ど、すなわち、スリツト間の円周角が小さいほ
ど、後輪転舵機構をきめ細かく制御することがで
きる。しかしながら、そうすると、現在後輪実舵
角と目標後輪舵角の差が大きい場合、モータの回
転が上がり、後輪実舵角が目標後輪舵角に到達し
てモータを停止しても、慣性によつて実舵角が目
標後輪舵角をオーバランしてしまうことがある。
この場合、オーバラン後、さらに目標後輪舵角に
向かつて実舵角が変化するようにモータを逆転さ
せる必要が生じ、結局、後輪の動きが不安定とな
るとともに、後輪が目標の舵角に転舵されるまで
に時間的なロスが生じる。 上記の問題は、スリツトの円周方向の幅を拡
げ、このスリツト間を光が透過している間は検出
体が周方向に若干ずれ動いてもパルスに変化がな
いようにすることにより一応解決されるのである
が、そうすると、現在実舵角と目標舵角に開きが
ある場合に実舵角を迅速に目標後輪舵角に近づけ
ることができる反面、きめ細かな後輪舵角制御が
できなくなるという問題がある。とくに、高速時
には、中立位置（直進方向）にある後輪がわずか
でも転舵されることにより、操向性に大きな影響
があるので、後輪をきめ細かに制御する必要があ
る。 この考案は、上記の事情のもとで考え出された
もので、後輪の実舵角を後輪転舵機構に設けられ
た後輪舵角センサで検知しながら後輪転舵機構を
フイードバツク制御するように構成された四輪操
舵装置において、後輪を大きく転舵させる場合の
制御の迅速確実性、および、中立位置付近での後
輪のきめ細かな制御との両立を、きわめて簡単な
構成で達成しようとするものである。

【問題を解決するための手段】

上記の問題を解決するため、この考案では、次
の技術的手段を採用した。 すなわち、モータで駆動される後輪転舵機構
と、後輪転舵機構に設けられた後輪舵角センサ
と、後輪舵角センサからの後輪実舵角情報が目標
後輪舵角となるように上記モータをフイードバツ
ク制御する制御装置とを備える四輪操舵装置にお
いて、上記後輪舵角センサは、上記モータと連動
して回転し、複数のスリツトが円状に並ぶように
形成された検出体と、この検出体のスリツト形成
部を挟むように配置された発光体と受光体とを備
えて構成され、かつ、上記スリツトは、後輪の中
立位置と対応する部位のものについてはその検出
体の周方向に間隔が最も狭く、この中立位置と対
応する部位から遠ざかるにつれてその間隔が広く
なるように形成されている。

【作用】

たとえば、低速状態において直進状態から前輪
が大きく転舵されると、これと逆位相に、比較的
大きな目標後輪舵角が設定され、モータは、後輪
舵角センサの後輪実舵角情報が上記目標後輪舵角
に達するまで急速回転させられる。このとき、具
体的には、後輪舵角センサにおける検出体を挟む
発光素子および受光素子からなるフオト・インタ
ラプタは、スリツトを透過する光を受光するごと
にパルスを発生し、このパルス数のカウント値が
目標後輪舵角と対応する値に達したときにモータ
駆動回路に停止信号が与えられる。このように目
標後輪舵角が大きい場合、すなわち、後輪を転舵
すべき量が大きい場合、前輪転舵に対する後輪の
追従性を良くするため、モータの回転速度を上げ
るのであるが、この場合、たとえモータ駆動回路
に停止信号がでても、慣性によつてモータおよび
後輪転舵機構がオーバランしてしまう。このと
き、検出体は、パルスカウント値が目標後輪舵角
と対応する値となつた以降も若干回転してしまう
ことになる。本考案では、スリツトの幅に変化を
もたせ、後輪が中立位置にあるときと対応するス
リツトの幅（間隔）を小さくし、そしてこれから
遠ざかるにつれてスリツトの幅（間隔）を大きく
しているので、後輪が中立位置から大きく転舵さ
れた状態でフオト・インタラプタの光が透過すべ
きスリツトの幅が大きくなつている。したがつ
て、上記のようにこの検出体が停止すべき目標後
輪舵角と対応した回転位置からさらに若干オーバ
ランしても、あらたなパルスが発生することがな
く、その結果、後輪転舵後、後輪転舵機構がスム
ースに停止する。 一方、本考案においては、後輪が中立位置にあ
るときに対応する上記検出体のスリツトの幅（間
隔）を小さくしているので、たとえば、高速直進
走行状態から前輪をわずかに転舵させてこれに伴
ない後輪をわずかに転舵させる場合にも支障がな
い。すなわち、この場合には、後輪転舵量が小さ
いので、モータの回転をそれほど上げなくとも前
輪の転舵に対して十分追従させることができ、そ
のためにモータないし後輪転舵機構がオーバラン
する心配が少なく、また、スリツトの幅（間隔）
が小さいことから、きめ細かな制御が可能となる
のである。

【効果】

以上のように、本考案によれば、後輪転舵量が
大きい場合の後輪転舵機構の迅速確実な制御が可
能となると同時に、中立付近での後輪のきめ細か
な制御が可能となる。 しかも、本考案を実施するには、後輪舵角セン
サの検出体のスリツトの形状を変更するだけでよ
く、ほとんどコスト上昇を招かない。

【実施例の説明】

以下、この考案の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。 第１図は、本考案の四輪操舵装置の全体構成図
である。ここで前輪転舵機構１は、従来公知のも
のが使用される。すなわち、ラツク・ピニオン式
の転舵機構の場合、ステアリングホイール２とと
もに軸転するステアリングシヤフト３の回転は、
ギヤボツクス４でラツク杆５の車幅方向の動きに
変換され、さらにこのラツク杆５の往復動は、両
端のタイロツド６，６を介してナツクルアーム
７，７の軸８，８を中心とした回動に変換され、
このナツクルアーム７，７の回動により、前輪
９，９は軸８，８を中心として転舵される。 一方、後輪転舵機構１０は、たとえば、公知の
ラツク・ピニオン式のパワーステアリング機構を
採用することができる。ギヤボツクス１１内に
は、ラツク杆１２が車幅方向往復動可能に挿入支
持されるとともに、入力シヤフト１３のピニオン
（図示略）がラツク杆１２のラツクに噛合させら
れ、入力シヤフト１３の回転がラツク杆１２の往
復動に変換される一方、入力シヤフト取付け部に
設けられるコントロールバルブ部１４が、上記入
力シヤフト１３の回転方向に応じてギヤボツクス
１１内に形成される複動パワーシリンダ部１５に
圧油を送り、これが上記ラツク杆１２の動きをア
シストする。また、ラツク杆１２の動きは、その
両端に連結されたタイロツド１６，１６によつて
ナツクルアーム１７，１７に伝達されてこのナツ
クルアーム１７，１７を軸１８，１８を中心とし
て回転させる。後輪１９，１９は、このナツクル
アーム１８，１８の回転に応じて左右に転舵され
る。 上記後輪転舵機構１０の入力シヤフト１３は、
たとえばDCモータなどのモータ２０によつて回
転させられる。このモータ２０は、マイクロコン
ピユータなどの制御装置２１によつて回転制御さ
れ、制御装置２１からの制御線が、モータ２０の
駆動回路２２に連結されている。 上記制御装置２１には、その制御のための入力
として、ステアリングシヤフト３の回転方向およ
び量を検知するステアリングセンサ２３からの前
輪舵角情報、車速センサ２４からの車速情報、お
よび、上記後輪転舵機構１０に設けられた後輪舵
角センサ２５からの後輪実舵角情報が入力され
る。 上記後輪舵角センサ２５の検出部２６の詳細を
第３図および第４図に示す。 この検出部２６は、モータ２０の出力軸２７に
取付けられたピニオン２８に噛合させたギヤ２９
の軸３０に、複数のスリツト３１が円状に並ぶよ
うに設けられた円板状の検出体３２と取付け、か
つ、この検出体３２を挟むように発光素子と受光
素子とを配置してなるフオト・インタラプタ３３
を設けて構成される。そして、本考案において上
記検出体３２のスリツト３１は、とくに第４図に
示すように形成される。 すなわち、上記スリツト３１は、中立位置Ｎ付
近のものについては検出体の周方向の幅が最も狭
く形成され、かつ、この中立付近から左右に遠ざ
かるほどその周方向の幅が拡がるように形成され
ている。そして、この検出体３２は、後輪転舵機
構１０が中立位置にあるとき、すなわち、後輪が
直進方向を向いているときに、上記中立位置Ｎが
フオトインタラプタ３３と対応して位置するよう
に軸３０に対して取付けられるのである。また、
右ステアまたは左ステアする場合には、この検出
体３２が図にθR，θLの範囲で回転するように設
定される。なお、上記フオトインタラプタ３３
は、実際には、２個並設され、この２個のフオト
インタラプタが発生するパルスの位相ずれによ
り、検出体３３、モータ２０ないし後輪転舵機構
１０が左右いずれの方向に回転しているかを検出
しうるようになつている。 そうして、この検出部２６を含む後輪舵角セン
サは、上記フオト・インタラプタ３３からのパル
スを加減カウンタによつて計数するようにするこ
とによつて構成できる。 次に、第６図に示すフローチヤートに沿つて、
この考案の四輪操舵装置の動作を説明する。 まず、車速センサ２４からの車速情報Ｖと（Ｓ
１０１）、ステアリングセンサ２３からの前輪舵
角情報θfとが読み取られる（Ｓ１０２）。また、
たとえば、第５図に示すデータテーブル３４か
ら、上記車速情報Ｖに対応した転舵比ｋが読み取
られる（Ｓ１０３）。この転舵比ｋは、前輪舵角
に対する後輪舵角の比を表わし、これが正の領域
は、後輪１９が前輪９に対して逆方向に転舵され
る、いわゆる逆位相を表わし、負の領域は、後輪
１９が前輪９に対して同方向に転舵される、いわ
ゆる同位相を表わす。このように、低速時には後
輪１９を逆位相に、高速時には後輪１９を同位相
に転舵すると、操向性が向上することが知られて
いる。このデータテーブル３４は、制御装置２１
内の記憶部に格納されている。 次に、上記前輪舵角情報θfと、上記転舵比ｋか
ら、目標後輪舵角δrが演算される（Ｓ１０４）。
次いで、後輪舵角センサ２５からの後輪舵角情報
θrとこの目標後輪舵角δrとを比較することによつ
てモータ２０を回転させる方向が決定され（Ｓ１
０５）、後輪舵角センサ２５からの実舵角情報θr
が目標後輪舵角δrに達するまでモータ２０が回転
させられる（Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８）。 従来、後輪舵角センサ２５の検出部の検出体３
２に設けられるスリツト３１が比較的細かい、等
間隔に形成されていたため、とくに、後輪１９を
大きく転舵させる場合に上記のようなモータ停止
信号発進後のモータないし後輪転舵機構のオーバ
ランが生じ、したがつて後輪実舵角を目標後輪舵
角に一致させるのに時間がかかつたが、この考案
では、中立位置から遠ざかる部位のスリツト３１
の間隔を第４図に示すように拡げているので、た
とえ上記のようなオーバランが生じても、フオ
ト・インタラプタ３３からあらたなパルスが発生
することがなく、モータは、上記Ｓ１０７でNO
ないしＳ１０１のループの無益なくり返しを介す
ることなく、スムースに停止する。このことは、
後輪を大きく転舵させる場合の前輪に対する追従
性を高めるためにモータスピードを上げても後輪
を迅速にほぼ目標舵角に誘導しうることを意味す
る。 それだけではなく、本考案では、検出体３２に
おける中立位置付近のスリツト３１の間隔を小さ
くしているので、中立位置を挟んでわずかに後輪
を転舵させる場合には、きめ細かな制御を行なう
ことができる。このことは、高速走行時での四輪
操舵の利点を最大限に活かしうることを意味す
る。 このように、本考案の四輪操舵装置は、きわめ
て簡単な構成により、後輪を大きく転舵させる場
合のモータの迅速な制御および後輪の中立位置付
近での決め細かい制御を両立することができる。 もちろん、この考案の範囲は、上述した実施例
に限定されることはない。後輪転舵機構の形式は
問われず、ラツクピニオン式でなくともよい。ま
た、後輪転舵機構に連結されるモータも、DCモ
ータ以外のたとえばクローズ制御されるパルスモ
ータであつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の四輪操舵装置の全体構成図、
第２図はそのシステムブロツク図、第３図は本考
案の要部の詳細図、第４図は検出体の平面図、第
５図は車速と転舵比との関係の一例を示すグラ
フ、第６図は制御の流れの一例を示すフローチヤ
ートである。 １０……後輪転舵機構、１９……後輪、２０…
…モータ、２１……制御装置、２５……後輪舵角
センサ、３１……スリツト、３２……検出体、３
３……フオトインタラプタ（発光体、受光体）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータで駆動される後輪転舵機構と、後輪転舵
   機構に設けられた後輪舵角センサと、後輪舵角セ
   ンサからの後輪実舵角情報が目標後輪舵角となる
   ように上記モータをフイードバツク制御する制御
   装置とを備える四輪操舵装置において、上記後輪
   舵角センサは、上記モータと連動して回転し、複
   数のスリツトが円状に並ぶように形成された検出
   体と、この検出体のスリツト形成部を挟むように
   配置された発光体と受光体とを備えて構成され、
   かつ、上記スリツトは、後輪の中立位置と対応す
   る部位のものについてはその検出体の周方向に間
   隔が最も狭く、この中立位置と対応する部位から
   遠ざかるにつれてその間隔が広くなるように形成
   されていることを特徴とする、四輪操舵装置。