JPH052548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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輪操舵装置に関する。

この種の４輪操舵装置としては、例えば特開昭
55−91457号公報に開示された「車両の操舵装置」
に関する発明が存在する。この発明は、前輪、後
輪の転舵比を車速によつて変えるとともに、低速
時には前輪、後輪の転舵を逆位相とし、高速時に
は、これらの転舵を同位相とするようにしたこと
を特徴とするもので、これによれば、低速時にお
ける操舵時、例えば車両の旋回時には最小回転半
径が小さくなつて旋回性能が向上し、また高速時
における操舵時、例えば高速道路での車線変更時
には迅速な進路変更が実現される。しかし、この
操舵装置は、操舵輪の回転運動を前輪及び後輪に
機械的に連動させて転舵制御を行う構成であるた
め、操舵輪に応きな操作力を加えなければならな
い欠点がある。

一方、特開昭57−11173号公報によれば、指令
回路により、サーボアンプを介して電気的に駆動
されるサーボバルブと、該サーボバルブによつて
制御される油圧アクチユエータとを備え、このア
クチユエータと後輪のステアリングリンケージと
を結合することにより、上記指令回路に入力され
る前輪操舵角や車速等に応じて後輪を転舵制御す
るようにした「２組の車輪が操舵可能な車両の操
舵角制御方法」に関する発明が開示されている。
この発明によれば、前記公報に開示された機械的
に制御する操舵装置の欠点が解消される。しかし
ながら、この発明においては、後輪の転舵角を目
標転舵角に正確に対応させる必要上、ポテンシヨ
メータによつてアクチユエータの変位を検出して
サーボアンプにフイードバツクさせる所謂フイー
ルドバツク制御が行われている。そのため、前輪
の転舵に対する後輪の応答遅れや後輪の転舵時に
おけるハンチングなどのフイードバツク制御に特
有の弊害を常に伴うことになる。

本発明は、従来の４輪操舵装置における上記の
ような問題を解消するもので、後輪転舵装置とし
て入力信号（パルス信号）と回度とが精度良く対
応するパルスモータを使用することにより、フイ
ードバツクを行わないオープン制御による後輪の
転舵制御を可能とすると共に、オープン制御の場
合に一般に問題となる制御誤差の蓄積に対して
は、所定の時期に、一時的にフイードバツク制御
を行い、前輪転舵角等に対応する目標後輪転舵角
と実際の後輪転舵角とを比較して、誤差がある場
合にこれを解消するように制御する。これによ
り、常に前輪転舵角等に対応した最適の又はこれ
に近い後輪転舵特性が得られ、しかも通常の走行
時には後輪の転舵遅れやハンチング等を生じない
迅速且つ安定した制御を実現する。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

第１図は、本発明に係る車両の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、車体に摺動自在に保持された左右方向の
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が操作ロツ
ド９に固着されていると共に、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又はラツク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３０に入力され
る。この演算部３０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の特性が記載されており、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、前輪転舵角
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。

そして、該演算部３０で算出された目標後輪転
舵角θroは、パルス信号Ａとして上記パルスモー
タ１４のドライバ３１に出力される。また、該パ
ルス信号Ａの出力時には、第３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
３０で算出された目標後輪転舵角θroを示す目標
信号Ｆとは比較器３２に入力される。また、該比
較器３２には、操舵角センサ（補正時期検出セン
サ）３３から出力される動作信号Ｇが入力される
が、この操舵角センサ３３は、上記前輪転舵角信
号Ｄが入力されて、該信号Ｄが示す前輪転舵角θf
に対応するステアリングホイール３の操舵角が例
えば±60°，±120°…±720°というように一定間隔
で設けられた所定の角度になつた時に上記動作信
号Ｇを出力する。そして、比較器３２は、この動
作信号Ｇの入力時に一時的に動作し、上記信号
Ｆ，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、その偏差量に応じた補正信号
（パルス信号）Ｈを上記パルスモータ１４のドラ
イバ３１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
θrと、その時の車速Ｖとがセンサ２７，２８によ
つて検出され、信号Ｃ，Ｄとして、コントローラ
２６の後輪転舵角演算部３０に入力される。そし
て、該演算部３０は上記信号Ｃ，Ｄ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、これに対応するパルス信
号Ａをドライバ３１に対して出力する。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１３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。

然して、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２
６の比較器３２に入力されるが、該比較器３２は
動作信号Ｇ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
をフイードバツク信号として制御に用いる場合の
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を大きく操舵
した場合において、その操舵角が例えば±60°，±
120°…等となつた時には、操舵角センサ３３から
比較器３２に動作信号Ｇが入力されることによ
り、該比較器３２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３０からの目標
信号Ｆとが比較される。そして、両信号Ｆ，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Ｈがドライバ３１に出力される。つまり、後
輪転舵角θrの実測信号Ｅに基くフイードバツク制
御が一時的に行われて、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を
比較的大きく操舵した場合に一時的に行われるも
のであるから、後輪７，７の補正による転舵が車
両の安定性等に殆んだ悪影響を及ぼさない。

次に、第４図に示す本発明の第２実施例につい
て説明する。

この実施例においても前記実施例と同様に、コ
ントローラ２６は、車速センサ２７及び前輪転舵
角センサ２８から夫々車速信号Ｃ及び前輪転舵角
信号Ｄが入力される後輪転舵角演算部３０と、該
演算部３０からのパルス信号Ａが入力されるパル
スモータ１４のドライバ３１と、後輪転舵角セン
サ２９からの実測信号Ｅ及び上記演算部３０から
の目標信号Ｆが入力され且つ動作時に上記ドライ
バ３１に補正信号Ｈを出力する比較器３２とを有
する。しかし、該比較器３２は、上記車速信号Ｃ
と設定電圧とを比較する比較器（補正時期検出セ
ンサ）３３′から車速信号Ｃが示す車速Ｖが極く
低速の一定速以下の場合に出力される動作信号
G′によつて動作する。

従つて、この実施例においては、車速が上記一
定速以上の場合はコントローラ２６からパルスモ
ータ１４に対するオープン制御によつて後輪の転
舵制御が行われ、このオープン制御による誤差の
蓄積が、車両の発進時或いは停止直前時等の後輪
が多少転舵しても影響のない極く低速時に前記実
施例と同様の一時的なフイードバツク制御によつ
て解消されるこになる。

更に、第５図に示す第３実施例においては、後
輪転舵角演算部３０と後輪転舵角センサ２９とか
ら目標信号Ｆと実測信号Ｅとが入力され且つドラ
イバ３１に補正信号Ｈを出力する比較器３２に、
キースイツチ３４からワンシヨツトマルチバイブ
レータ（補正時期検出センサ）３３″を介して動
作信号G″が入力される。

従つて、この実施例においては、キースイツチ
３４の投入操作時、即ち車両の発進に先立つて、
前回走行時に生じたオープン制御による誤差が一
時的なフイードバツク制御によつて解消される。

尚、上記第１、第３実施例においては、車速セ
ンサ２７を省略して、前輪転舵角のみに対応させ
て後輪の転舵制御を行うようにしてもよい。

以上のように本発明によれば、前輪の転舵時に
これに対応させて後輪を転舵させるようにした車
両の４輪操舵装置において、後輪の転舵制御が、
通常時はオープン制御によつて行われると共に、
このオープン制御に伴う制御誤差の蓄積が、後輪
を多少転舵させても影響のない所定の時期にフイ
ードバツク制御による一時的な補正動作によつて
解消される。これにより、常に前輪転舵角等に対
応した最適の又はこれに近い後輪転舵特性が得ら
れ、しかも通常走行時には後輪の転舵遅れやハン
チング等を生じない迅速且つ安定した制御が行わ
れ、車両の操舵性能が著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る４輪操舵装置の全体制御
システム図、第２図は本発明第１実施例における
コントローラのブロツク図、第３図は該コントロ
ーラに設定される後輪転舵特性の一例を示す特性
図、第４図は本発明第２実施例におけるコントロ
ーラのブロツク図、第５図は同じく第３実施例に
おけるコントローラのブロツク図である。 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、
２９……後輪転舵角センサ、３２……補正手段
（比較器）、３３，３３′，３３″……補正時期検出
手段。

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、所定の条件に応じて上
   記後輪転舵装置を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、上記後輪転舵装
   置が、上記コントローラからのパルス信号を受け
   て設定回度づつステツプ動作するパルスモータを
   有して、このパルスモータの出力による後輪転舵
   量が変更制御されるように構成されており、且つ
   補正時期検出手段からの信号で一時的に作動し、
   上記パルスモータに対する制御をオープン制御か
   らフイードバツク制御に変更して補正量に対応し
   たパルス信号を上記パルスモータに対して出力す
   る補正手段が設けられていることを特徴とする車
   両の４輪操舵装置。