JPH0453752B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車等の４輪車において、前輪とと
もに後輪も転舵する装置、すなわち操舵輪である
前輪を操舵することによつて前輪とともに後輪も
転舵する４輪操舵装置に関するものであり、特に
詳細には後輪転舵角と前輪転舵角等の走行状態に
対応させて設定するコントロール機構が改良され
た車両の４輪操舵装置に関するものである。

（従来技術） 従来、４輪車における操舵装置は前輪のみを転
舵するものであり、後輪は前輪の操舵とは関係な
く走行状況によつて多少のトーイン、トーアウト
はするものの、積極的に転舵するようにはなつて
いない。しかい、最近前輪とともに後輪をも転舵
するようにした４輪操舵装置が提案され、この種
の装置の研究がなされている。

４輪操舵装置によれば、車両の種々の走行状態
に応じて従来不可能であつた便利な操縦や、より
操安性を向上させた走行が可能になる。例えば、
縦列駐車や車庫入れのような極低速における車両
の操縦において、前輪に対して後輪を逆向きに転
舵することにより（これを逆位相という）、車両
の向きを大きく変化させることが可能になり、従
来では不可能もしくは非常に困難であつた狭い場
所への駐車が可能あるいは容易になる。また、極
低速における車両の操縦において前輪に対して後
輪を同じ向きに転舵すれば（これを同位相とい
う）、車両を全体的に平行移動させることも可能
になり、駐車や車庫入れのときに便利なことも多
い。

一方、中高速走行においてレーンチエンジをす
る場合、同位相の４輪操舵を行なえば前後輪に同
時に横方向の力が加わつて位相遅れのないスムー
ズなレーンチエンジが可能になり、このときヨー
イングが抑えられるから、高速でのレーンチエン
ジも恐怖感なく行なうことができる。また、コー
ナリング時には、逆位相に後輪を転舵することに
より、効果的に車の向きを変えることができる。

上記のような車両の４輪操舵装置は一般に、例
えば特開昭57−11173号公報に開示されているよ
うに、前輪を転舵するステアリング装置と、アク
チユエータにより後輪転舵部材を駆動させて後輪
を転舵する後輪転舵装置と、該後輪転舵装置を制
御するコントローラとを有し、このコントローラ
が、例えば前輪転舵角等の所定の走行状態に応じ
て予め設定された目標後輪転舵角に対応する制御
信号を出力し、該制御信号によつて上記アクチユ
エータを作動するものとなつている（なお前述し
たように車速も考慮して４輪操舵を行なうために
は、上記目標後輪転舵角は前輪転舵角に加え、車
速にも対応させて設定される。）。

上述のように前輪転舵角等の走行状態に対応さ
せて後輪転舵角を制御する場合、後輪転舵角の制
御範囲は当然ながら後輪転舵装置が転舵可能な範
囲に設定されるが、特に実測後輪転舵角信号を後
輪転舵角制御系にフイードバツクしないオープン
制御により後輪転舵角を制御する場合には、後輪
転舵角の制御誤差が蓄積して、後輪が異常に大き
く転舵されてしまうことが起こりうる。このよう
に後輪が異常に大きく転舵されれば、後輪転舵装
置が破損したり、車両のホイールハウスが損傷を
受ける危険性が有る。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
のであり、後輪が異常に大きく転舵されてしまう
ことのない車両の４輪操舵装置を提供することを
目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の車両の４輪操舵装置は、前述したよう
なステアリング装置と、後輪転舵装置と、コント
ローラとを有する４輪操舵装置において、後輪転
舵角の最大許容限界値を検出する許容限界値検出
手段を設けるとともに、この許容限界値検出手段
の出力を受けて後輪転舵装置のアクチユエータを
停止させることにより、後輪が上記転舵角の最大
許容限界値を超えて転舵されることを制限する後
輪転舵制限手段とを設けたことを特徴とするもの
である。

（発明の効果） 上記のような許容限界値検出手段と後輪転舵制
限手段とが設けられれば、後輪が最大許容限界値
を超えて転舵されることがなくなり、後輪転舵装
置が破損したり車両のホイールハウスが後輪によ
つて損傷を受けることが防止される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。

第１図は本発明の１実施例による車両の４輪操
舵装置を概略的に示すものである。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
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
らを転舵させ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、車体に左右方向に摺動自在に保持された
後輪操作ロツド９と、該ロツド９の左右両端に
夫々タイロツド１０，１０を介して連結された左
右のナツクルアーム１１，１１とを有し、上記操
作ロツド９の軸方向の移動により、後輪７，７が
転舵する。そして、操作ロツド９にはラツク１２
が形成され、該ラツク１２に噛合するピニオン１
３がパルスモータ１４により一対の傘歯車１５，
１６及びピニオン軸１７を介して回転されること
により、上記パルスモータ１４の回転方向、回転
量に対応して後輪７，７を転舵する。

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、該シリンダ１８内を左右の油圧室
１８ａ，１８ｂに仕切るピストン１９がこの操作
ロツド９に固着されると共に、上記油圧室１８
ａ，１８ｂには、ピニオン軸１７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、モータ２２によつて駆動
されるポンプ２３との間には油圧供給通路２４及
びリターン通路２５が設けられている。ここで、
上記コントロールバルブ２０は、パルスモータ１
４の回転時にピニオン軸１７に加わる回転力に応
じて作動し、ポンプ２３から油圧供給通路２４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１８
ａ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２５を介して上
記ポンプ２３に戻すように作用する。従つて、上
記パルスモータ１４により、傘歯車１５，１６、
ピニオン軸１７、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、上記パルスモータ１４及びポンプ駆動
用モータ２２は、コントローラ２６から出力され
る信号Ａ，Ｂによつて夫々作動すると共に、該コ
ントローラ２６には、車速センサ２７から出力さ
れる車速信号Ｃと、上記ステアリング装置２にお
ける前輪転舵部材の変位量、例えばステアリング
ホイール３の操舵角を検出する前輪転舵角センサ
２８からの前輪転舵角信号Ｄと、後輪転舵装置８
における後輪転舵部材の変位量、例えば操作ロツ
ド９のストローク量を検出する後輪転舵角センサ
２９からの後輪転舵角信号Ｅと、一例として上記
操作ロツド９に設けられた検出端によつて作動さ
れて後輪７，７の転舵角の最大許容限界値（例え
ば±20゜）を検出する、後輪転舵角許容限界値検
出手段としての後輪転舵角リミツトスイツチ30が
出力する最大転舵角信号Ｆとが入力される。

次に、該コントローラ２６の構成を第２図によ
つて説明すると、上記車速センサ２７からの車速
信号Ｃと、前輪転舵角センサ２８からの前輪転舵
角信号Ｄとは後輪転舵角演算部３１に入力され
る。この演算部３１には、例えば第３図に示す如
き前輪転舵角θfと車速Ｖとに対する最適後輪転舵
角θrの特性が記憶されており、この特性に従つて
上記信号Ｃ，Ｄが示す車速Ｖと前輪転舵角θfとに
対応する目標後輪転舵角θroが算出される。ここ
で、第３図に示す後輪転舵特性は、低速時には、
前輪転舵角θfの増大に従つて後輪転舵角θrが小さ
な転舵比θr／θfで且つ同位相（前後輪が同方向に
転舵する状態）で増大すると共に、一定の前輪転
舵角を超えると逆位相（前後輪が逆方向に転舵す
る状態）に反転し、また高速時には、後輪転舵角
θfの増大に従つて後輪転舵角θrが大きな転舵比
θr／θfで且つ同位相で増大すると共に、一定の前
輪転舵角を超えると転舵比θr／θfが次第に減少す
るように設定されている。これは、低速時におけ
る車両旋回時には最小回転半径を可及的小さく
し、また高速時における車線変更時には迅速な進
路変更を実現するためである。

上記のようにして後輪転舵角演算部３１が算出
した目標後輪転舵角θroを担持する目標信号Ｇは、
パルスモータ１４のドライバ３２に入力される。
ドライバ３２はこの信号Ｇを受けて、後輪７，７
を上記目標後輪転舵角θroに設定するようにパル
スモータ１４を回転させるパルス信号Ａを出力す
る。このパルス信号Ａは後輪転舵制限手段として
のスイツチング回路３３を介してパルスモータ１
４に入力されるが、このスイツチング回路３３は
前述した後輪転舵角リミツトスイツチ３０から最
大転舵角信号Ｆが入力されなければ、上記パルス
信号Ａをそのままパルスモータ１４に伝達させ、
最大転舵角信号Ｆが入力されるとこのパルス信号
Ａをカツトする。該パルス信号Ａがスイツチング
回路３３から出力されるとき、第１図に示すポン
プ駆動用モータ２２に駆動信号Ｂが出力される。

一方、後輪転舵角センサ２９から出力される実
測後輪転舵角θrを示す実測信号Ｅと、上記演算部
３１で算出された目標後輪転舵角θroを示す目標
信号Ｇとは比較器３５に入力される。また、該比
較器３５には、操舵角センサ３４から出力される
動作信号Ｈが入力される。

ここで上記操舵角センサ３４は、前後前輪転舵
角信号Ｄが入力されて、該信号Ｄが示す前輪転舵
角θfが対応するステアリングホイール３の操舵角
が例えば±0゜等の所定角度になつたとき上記動作
信号Ｈを出力する。比較器３５は、この動作信号
Ｈの入力時のみに一時的に動作し、上記信号Ｇ，
Ｅが示す目標後輪転舵角θroと実測後輪転舵角θr
とを比較して、その偏差量に応じ該偏差を減少さ
せる補正信号を上記パルスモータ１４のドライ
バ３２に対して出力する。

尚、本実施例においてポンプ２３はエンジンに
より駆動するようにしてもよい。

次に、上記実施例の作動について説明すると、
車両の走行時においてステアリングホイール３を
操舵すると、その操舵方向及び操舵角に応じて左
右の前輪１，１が転舵されると共に、その転舵角
θfと、その時の車速Ｖとがセンサ２８，２７によ
つて検出され、信号Ｄ，Ｃとして、コントローラ
２６の後輪転舵角演算部３１に入力される。そし
て、該演算部３１は上記信号Ｄ，Ｃが示す前輪転
舵角θfと車速Ｖとに基づいて、且つ第３図に示す
如き予め設定された特性に従つて目標後輪転舵角
θroを算出すると共に、これに対応する目標信号
Ｇをドライバ３２に対して出力する。ドライバ３
２はこの目標信号Ｇに対応したパルス信号Ａを発
生する。このとき後輪転舵角θrが最大許容限界値
よりも小さくてスイツチング回路３３に最大転舵
角信号Ｆが入力されていなければ、このパルス信
号Ａはそのままパルスモータ１４に入力される。
そのため、後輪転舵装置８におけるパルスモータ
１４がパルス信号Ａに対応する回度、即ち上記の
目標後輪転舵角θroに対応する回度だけ回転し、
傘歯車１５，１６、ピニオン軸１７、ピニオン１
３及びラツク１２を介して後輪操作ロツド９を軸
方向に移動させる。これにより、後輪７，７が上
記目標後輪転舵角θroに一致し或いは略一致する
ように転舵される。この時、パワーシリンダ１８
が作動し、操作ロツド９の移動が助勢される。

上記のようにして後輪７，７を転舵した時、そ
の転舵角θrが後輪転舵角センサ２９によつて検出
され、実測信号Ｅとしてコントローラ２６の比較
器３５に入力されるが、該比較器３５は動作信号
Ｈが入力されない限り動作しない。従つて、通常
は、上記コントローラ２６から後輪転舵装置８に
対して一方的な制御、即ちオープン制御が行われ
ていて、上記後輪転舵角θrの実測信号Ｅを帰還さ
せてフイードバツク制御を行なう場合に生じる後
輪７，７の転舵遅れやハンチングを生じない。

然るに、ステアリングホイール３を操舵した場
合において、その操舵角が前述した所定角度（例
えば±0゜）となつた時には、操舵角センサ３４か
ら比較器３５に動作信号Ｈが入力されることによ
り、該比較器３５が動作して上記後輪転舵角セン
サ２９からの実測信号Ｅと演算部３１からの目標
信号Ｇとが比較される。そして、両信号Ｇ，Ｅが
示す目標後輪転舵角θroと実測後輪転舵角θrとの
間に差がある場合には、その偏差量に応じた補正
信号がドライバ３２に出力される。そのため、
パルスモータ１４が実際の後輪転舵角θrを目標後
輪転舵角θroに一致させるように補正動作する。
これにより、上記オープン制御による制御誤差の
蓄積が減少あるいは解消され、再び最適の後輪転
舵特性が得られることになる。ここで、上記補正
動作は、ステアリングホイール３の操舵角が所定
角度になつた場合のみに一時的に行なわれるもの
であるから、前述したオープン制御のメリツトは
本質的に維持される。

以上説明したように本装置においては、後輪転
舵角θrは本質的にオープン制御されているが、一
般にこのような制御を行なう装置にあつては、例
えば前輪１，１または後輪７，７が凹所に落ちた
り突出物に乗り上げる、あるいはオープン制御の
誤差が蓄積する等して前輪１，１と後輪７，７と
の対応が狂つた場合において、後輪７，７が異常
に大きく転舵される可能性が有る。以下、このよ
うな後輪７，７の異常転舵を防止する本発明の特
徴部分について説明する。

後輪転舵角リミツトスイツチ３０が、後輪７，
７が最大許容限界値（例えば±20゜）に転舵され
たことを検出して最大転舵角信号Ｆを出力する
と、スイツチング回路３３は該信号Ｆを受けて動
作し、パルスモータ１４へのパルス信号Ａ入力を
カツトする。それによりパルスモータ１４は停止
し、後輪７，７が上記転舵角の最大許容限界値を
超えてさらに転舵されることがなくなる。したが
つて後輪転舵装置８の各機構が無理に駆動されて
破損したり、異常に大きく転舵された後輪７，７
によつてホイールハウス（図示せず）が損傷を受
けることがない。

なお上記実施例は、後輪転舵角が本質的にオー
プン制御される４輪操舵装置に本発明を適用した
ものであるが、本発明はこのようなオープン制御
がなされる４輪操舵装置のみならず、実測後輪転
舵角信号が後輪転舵角制御系に継続的に帰還され
ていわゆるフイードバツク制御がなされる４輪操
舵装置にも適用可能であり、その場合にもハンチ
ングや応答遅れ等により後輪が異常に大きく転舵
されることを防止する効果が得られる。

また上記実施例においては後輪転舵制限手段
が、ドライバ３２からパルスモータ１４へのパル
ス信号Ａの入力をカツトするスイツチング回路３
３から形成されているが、後輪転舵装置のアクチ
ユエータを停止させるためにはその他公知の各種
方法が用いられてもよい。例えば上記実施例にお
いては最大転舵角信号Ｆを後輪転舵角演算部３１
に入力するようにし、該信号Ｆの入力時に目標信
号Ｇにリミツトをかけるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による車両の４輪操
舵装置の全体制御システム図、第２図は上記実施
例におけるコントローラのブロツク図、第３図は
上記コントローラに設定される後輪転舵特性の一
例を示す特性図である。 １……前輪、２……ステアリング装置、７……
後輪、８……後輪転舵装置、９……後輪転舵部材
（後輪操作ロツド）、１４……パルスモータ、２６
……コントローラ、２８……前輪転舵角センサ、
３０……後輪転舵角リミツトスイツチ、３３……
スイツチング回路。

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、該後輪転舵装置を所定
   の走行状態に応じて制御するコントローラとを有
   する車両の４輪操舵装置であつて、上記コントロ
   ーラは所定の走行状態に応じて予め設定された目
   標後輪転舵角に対応する制御信号を出力し、後輪
   転舵装置がこの制御信号を受けて作動するアクチ
   ユエータを有して該アクチユエータにより後輪転
   舵部材を駆動させるように構成されており、かつ
   後輪転舵角の最大許容限界値を検出する後輪転舵
   角許容限界値検出手段と、この検出手段の出力を
   受けて上記アクチユエータを停止させ最大許容限
   界値を超える後輪転舵を制限する後輪転舵制限手
   段とが設けられたことを特徴とする車両の４輪操
   舵装置。