JPH05274B2

JPH05274B2 -

Info

Publication number: JPH05274B2
Application number: JP59195411A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Myoshi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1993-01-05
Also published as: DE3533009A1; US4719981A; JPS6175056A; DE3533009C2

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は車両の４輪操舵装置に関する。

（従来の技術）車両の前輪の転舵に応じて後輪をも転舵制御す
るようにした４輪操舵装置に関して、例えば特開
昭59−81272号公報に記載されている如く、前輪
を転舵するステアリングシヤフトのピニオンに差
動装置にリングギヤを噛合し、この差動装置の一
方のサイドギヤをモータに、他方のサイドギヤを
後輪転舵軸に連結し、前輪の転舵方向及び舵角に
対して上記モータを制御して前後輪の転舵位相及
び転舵比を変える技術は公知である。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のような転舵比を変えるモータ
を設けた場合、制御系あるいはモータが外乱によ
り一時的に作動不調を生じることで、要求されて
いる転舵比を実際の転舵比とが違つてくることが
考えられる。従つて、上記転舵比を制御する場
合、実際の転舵比を検出してこれを要求転舵比と
比較して補正をかけていくことが望まれる。しか
し、例えば転舵比センサを設けてこのセンサから
の信号をもとにして転舵比に常にフイードバツク
制御する方式を採用すると、制御系での信号処理
時間の関係から応答性を高めるのが難しく、ま
た、要求転舵比を中心として実際の転舵比が微小
変動するといういわゆるハンチングを招き易くな
る。

本発明は、車速に応じて前後輪の転舵比を逆位
相（前後輪が逆の方向に転舵されること）から同
位相（前後輪が同方向に転舵されること）の間で
変化させるようにした車両の４輪操舵装置におい
て、設定車速でのみ転舵比のチエツクをするよう
にして、転舵比の誤差を防止しつつ、フイードバ
ツクのかからないオープンループ制御の特性を生
かした応答性がよくハンチングの生じない転舵比
制御を可能としようとするものである。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するための本発明の解決手段
は、第１図に示すように、前輪２の転舵に応じて
後輪３を転舵し、前輪２に対する後輪３の転舵比
を車速に応じて逆位相から同位相での間で可変と
する車両を対象とし、上記転舵比を可変とするス
テツピングモータ５と、このステツピングモータ
５に転舵比を変える制御信号を出力する制御部４
と、車速を検出する車速センサ６からの出力信号
による車速信号を受けて設定車速を検出する設定
車速検出部７と、上記転舵比を検出する転舵比検
出手段８とを備える。そして、上記制御部４は、
車両が上記設定車速に達した時のみ、通常のオー
プンループ制御からフイードバツク制御に変更
し、上記設定車速検出部７からの信号および転舵
比検出手段８からの信号を受け、この設定車速に
応じて予め設定された転舵比となるように上記ス
テツピングモータ５に補正信号を出力するよう構
成されているものとする。

（作用）これにより、本発明では、通常は、車両１は前
輪２の転舵に応じて後輪３が転舵され、転舵比は
オープンループ制御により車速に応じた制御部４
からの信号によるステツピングモータ５の作動に
より逆位相から同位相の間で変化するようになつ
ている。そして、上記制御部４は、車速センサ６
からの出力により設定車速検出部７にて設定車速
が検出されると、そのときのみ、上記通常のオー
プンループ制御に代えて、転舵比検出手段８から
の信号を入力して、その設定車速での要求転舵比
と実際の転舵比とを一致させる補正信号をステツ
ピングモータ５に出力するようフイードバツク制
御することになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図乃至第８図に基
いて説明する。尚、第１図に示す構成要素に対応
する実施例の構成要素には同一の符号を用いてい
る。

実施例１本例は第２図乃至第７図に示されていて、前輪
２の転舵を後輪３に対して機械的に伝える例であ
る。

まず、左右の前輪２，２はナツクルアーム９，
９及びタイロツド１０，１０を介してリレーロツ
ド１１の両端に連結されている。リレーロツド１
１にはハンドル１２からのシヤフト１３がラツク
１４とピニオン１５との噛合により連係され、ハ
ンドル１２の回転操作により、リレーロツド１１
が左右に移行して左右の前輪２，２が転舵するよ
うになつている。

一方、左右の後輪３，３もナツクルアーム１
６，１６及びタイロツド１７，１７を介してリレ
ーロツド１８の両端に連結されていて、リレーロ
ツド１８の左右への移行により転舵するようにな
つている。このリレーロツド１８は、前輪側リレ
ーロツド１１の移行に連動して移行し、また、そ
の移行が油圧により助勢されるようになつてい
る。

具体的には、前輪側のリレーロツド１１には前
後方向に延びる作動ロツド１９の前端がラツク２
０とピニオン２１との噛合により連結され、この
作動ロツド１９の後端は前輪２と後輪３との転舵
比を変更する転舵比変更機構２２を介して後輪側
のリレーロツド１８より延設されたコントロール
ロツド２３に連結されている。そして、前輪２の
転舵に応じて作動ロツド１９が回転し、転舵比変
更機構２２で決められた転舵比でもつてコントロ
ールロツド２３が左右にスライドして後輪３が転
舵するようになつている。

転舵比の変更はステツピングモータ５の作動に
よりなされるものである。ステツピングモータ５
は車両の車速を検出する車速センサ６からの出力
に応じて制御信号を出力する制御回路２４によつ
てその作動が制御されるようになつている。ま
た、転舵比変更機構２２は転舵比を検出する転舵
比検出手段８が取り付けられていて、制御回路２
４へ転舵比信号を出力するようになされている。
制御回路２４はイグニツシヨンスイツチ２５を介
して電源２６が接続されている。

また、後輪側のリレーロツド１８は車体に固定
されたパワーシリンダ２７を貫通していて、パワ
ーシリンダ２７内はリレーロツド１８に固定され
たピストン２８にて２つの油圧室２９，３０に区
画されている。両油圧室２９，３０は、油管３
１，３２を介してコントロールバルブ３３に接続
され、コントロールバルブ３３にはリザーバタン
ク３４からの油供給管３５及び油戻し管３６が接
続されている。コントロールバルブ３３は、コン
トロールロツド２３の移行方向を検出し、その移
行方向に応じて油供給管３５を油圧室２９，３０
の一方に、油戻し管３６を油圧室２９，３０の他
方にそれぞれ連通せしめるとともに、油供給管３
５に介設されたオイルポンプ３７からの油圧をコ
ントロールロツド２３の移行力に応じた圧力に制
御するものである。このパワーシリンダ２７に導
入された油圧がリレーロツド１８の移行力、つま
りは後輪３，３の転舵力を助勢する。

尚、上記オイルポンプ３７はエンジンにより駆
動される。また、油圧室２９，３０にはリレーロ
ツド１８を中立位置、つまり、後輪転舵零の位置
に付勢保持するスプリング３８，３８が介装され
ている。

上記転舵比変更機構２２の具体的構成を第３図
に基いて説明するに、まず、前記コントロールロ
ツド２３は車体３９に対し車幅方向に摺動可能に
支持されており、その移動軸線はl₁で示されてい
る。転舵比変更機構２２は、上記移動軸線l₁と直
交する直交線l₂を中心として車体３９に回動可能
に支持されたホルダ４０を備え、このホルダ４０
には揺動アーム４１が揺動軸４２にて揺動可能に
保持されている。この揺動軸４２は、上記移動軸
線l₁と直交線l₂との交点に位置するとともに、そ
の揺動軸線l₃は直交線l₂と直交する方向に延びて
いる。

そして、上記コントロールロツド２３には連結
ロツド４３に一端がボールジヨイント４４にて連
結され、また、この連結ロツド４３が他端が揺動
アーム４１の先端にボールジヨイント４５にて連
結されている。この連結ロツド４３には、上記移
動軸線l₁上に回動軸４６をもつ回動付与アーム４
７の先端がボールジヨイント４８を介して連結さ
れていて、前輪側のリレーロツド１１より延ばし
た作動ロツド１９が回動軸４６に対し傘歯車４
９，５０の噛合により接続されている。回動付与
アーム４７は回動軸４６と一体にしたシリンダ５
１に嵌挿されていて、回動軸４６と直交する方向
での進退が許容されている。

そうして、転舵比変更機構２２のステツピング
モータ５の出力軸にはウオーム５２が設けられて
いて、このウオーム５２がホルダ４０の回動軸に
設けたウオームホイール５３と噛合つており、ス
テツピングモータ５の作動により転舵比が変更さ
れ、また、ホルダ４０に取り付けた転舵比検出手
段８によりホルダ４０の回動角から転舵比を検出
するようになっている。

すなわち、上記転舵比変更機構２２において
は、前輪２の転舵が作動ロツド１９、回動付与ア
ーム４７及び連結ロツド４３を介して揺動アーム
４１に伝えられ、揺動アーム４１が揺動軸線l₃を
中心に回動する。そして、ステツピングモータ５
によるホルダ４０の回動角設定によりこの揺動軸
線l₃がコントロールロツド２３の移動軸線l₁と一
致しているときは、揺動アーム４１の先端の回動
軌跡は移動軸線l₁と直交する面内にあつて、前輪
２が転舵されても連結ロツド４３を介してコント
ロールロツド２３を移行せしめる力は生じないた
め、後輪３は転舵されない（転舵比は零である）。

一方、ステツピングモータ５の作動により揺動
軸線l₃が第４図に示す如く移行軸線l₁に対して右
下がりに傾くと、揺動アーム４１の先端の回動軌
跡が移行軸線l₁に対して傾斜し、前輪２の転舵に
応じて揺動アーム４１の回動により連結ロツド４
３を介してコントロールロツド２３を左右に移行
せしめる力が生じ、後輪３は前輪２に対して同位
相で転舵される。また、揺動軸線l₃が逆に傾くと
後輪３は逆位相で転舵される。つまり、ステツピ
ングモータ５はホルダ４０を回動させて揺動軸線
l₃の傾斜角を変えて揺動アーム４１の回動軌跡を
変え、前輪２の転舵角に対する後輪３の転舵角を
変える、つまり、転舵比をマイナス（逆位相）か
らプラス（同位相）の間で変えることになる。

そうして、本例の場合、上記ホルタ４０は揺動
軸４２の両端部を支持するアーム５４，５４がＵ
字状に連なっていて、車体側にはこのアーム５
４，５４の基端部に当接して揺動軸４２の回動角
を規制するストツパ５５，５５が設けられてい
る。

上記転舵比変更の制御及びその補正をなす制御
系の具体的構成は第５図に示されている。

同制御系において、制御部４は、車速センサ６
から車速演算部６０を経て送られる車速信号に基
き第６図に示す転舵比特性線を選定する転舵量演
算部６１と、設定車速検出部７からの信号を受け
て転舵比の補正制御を行うフイードバツク制御部
６２とを備える。

上記車速演算部６０は車速センサ６からのパル
ス信号を電圧に変換して転舵量演算部６１及び設
定車速検出部７に車速信号S₁を出力する。設定車
速検出部７は、本例の場合、車速零のときと転舵
比零の車速とを検出し、車速演算部６０にはホー
ルド信号S₂を与える一方、転舵量演算部６１及び
フイードバツク制御部６２へは設定車速信号S₃と
して車速零時にＨ（ハイ）信号、転舵比零車速時
にＬ（ロー）信号を出力し、また、検出信号S₄と
して検出時には論理回路にＨ信号を出力する一
方、このＨ信号を初期化信号S₅として転舵量演算
部６１に与えて固定し、非検出時にはＬ信号を出
力する。

論理回路として、上記制御部４は第１〜第４の
AND回路６３〜６６と、第１及び第２のAND回
路６３，６４からの出力を受ける第１のOR回路
６７と、第３及び第４のAND回路６５，６６か
らの出力を受ける第２のOR回路６８とを備え
る。この場合、上記設定車速検出部７は第１及び
第３のAND回路６３，６５へは出力信号をその
まま伝え、第２及び第４のAND回路６４，６６
へは反転素子６９で反転させて出力信号を伝え
る。

そこで、まず、転舵量演算部６１側での信号処
理について説明するに、設定車速以外のとき、転
舵量演算部６１は、選定した転舵非特性線に基き
ステツピングモータ５の回転方向決定用の信号S₆
を第２のAND回路６４に、転舵比の絶対値に対
応する同モータ駆動用のパルス信号S₇を第４の
AND回路６６に出力する。この場合、回転方向
決定用信号S₆は、例えば転舵比大の方向がＨ信
号、転舵比小の方向がＬ信号となる。

従つて、設定車速検出部７の検出信号S₄がＬの
とき、第１及び第３のAND回路６３，６５の出
力信号はＬであるから、第１及び第２のOR回路
６７，６８の出力はそれぞれ第２及び第４の
AND回路６４，６６の出力信号に対応する。一
方、この第２及び第４のAND回路６４，６６は
設定車速検出部７から反転されたＨ信号を受ける
ため、その出力は転舵量演算部６１の出力に対応
し、結局、制御部４からは転舵量演算部６１から
の出力に対応する回転方向信号S₈と駆動パルス信
号S₉がステツピングモータ駆動部７０へ出力され
ることになる。そして、ステツピングモータ５は
ステツピングモータ駆動部７０からの出力を受け
て、揺動軸４２を転舵量演算部６１で演算された
転舵比に相当する角度だけ傾斜させるようオープ
ンループ制御することになる。

しかして、フイードバツク制御部６２は、設定
車速検出部７からＨまたはＬの設定車速信号S₃を
受けると、転舵比検出手段８からの信号をもとに
転舵比の補正制御を行う。すなわち、転舵比検出
手段８からは第７図に示す如く前記揺動軸４２の
ポジシヨンに関し、車速零の転舵比ポジシヨンを
検出する第１信号S₁₀と、転舵比零のポジシヨン
を検出する第２信号S₁₁とを出力するようになつ
ていて、フイードバツク制御部６２はこの第１信
号S₁₀と第２信号S₁₁の関係が（Ｈ、Ｌ）のとき逆
位相外領域、（Ｌ、Ｌ）のとき逆位相領域、（Ｌ、
Ｈ）のとき同位相領域に揺動軸４２、つまりは前
後輪関係があると判断することができるようにな
つている。

そして、フイードバツク制御部６２は、例えば
転舵比零の車速での補正制御を行う場合、転舵比
検出手段８からの信号が（Ｌ、Ｌ）で実際の転舵
比が逆位相領域にあると判断すると、転舵比を大
きくするためステツピングモータ回転方向信号
S₁₂として第１のAND回路６３にＨ信号を出力す
る一方、第３のAND回路６５に駆動パルス信号
S₁₃を１パルスずつ出力していくようになつてい
る。

このとき、第２と第４のAND回路６４，６６
は、設定車速検出部７からの信号が反転されてＬ
信号で出力されているから、第１と第２のOR回
路６７，６８の出力はフイードバツク制御部６２
から第１と第３のAND回路６３，６５を介して
送られる出力に対応する。つまり、ステツピング
モータ駆動部７０は上記回転方向信号としてのＨ
信号と１パルスずつの駆動信号を受けてステツピ
ングモータ５を駆動することになる。そして、フ
イードバツク制御部６２は、転舵比検出手段８か
らの信号が（Ｌ、Ｌ）から（Ｌ、Ｈ）に切換わつ
た時点で揺動軸４２が転舵比零のポジシヨンに補
正された、つまり、初期化信号S₅により固定した
転舵量演算部６１で演算されている転舵比と実際
の転舵比が一致したとして、フイードバツク制御
を止める一方、設定車速検出部７にフイードバツ
ク制御終了信号S₁₄を出力する。設定車速検出部
７は車速演算部６０及び転舵量演算部６１に解除
信号を出力して、転舵量演算部６１側のオープン
ループ制御が再開されるようになつている。

尚、上記フイードバツク制御に関し、転舵比零
ポジシヨンへの補正において、転舵比検出手段８
からの信号が（Ｌ、Ｈ）のとき（同位相領域）は
回転方向信号としてＬ信号がフイードバツク制御
部６２から出力され、（Ｌ、Ｈ）が（Ｌ、Ｌ）に
変わつた時点でフイードバツク制御が終了するこ
とになる。また、車速零の転舵比ポジシヨンへの
フイードバツク制御も先のフイードバツク制御と
同様である。

従つて、上記実施例１においては、通常の運転
状態では、転舵量演算部６１側でのオープンルー
プ制御により、車速に対する応答性のよい転舵比
変更が可能となるとともに、いわゆるハンチング
は生じることがなく、走行安定性が良い。一方、
設定車速でのみ、制御系の演算転舵比と実際の転
舵比との誤差が解消されるため、上記オープンル
ープ制御での信頼性維持が図れる。

そして、補正制御を車速零と転舵比零車速の２
つのポイントで行うようにしたから、転蛇比検出
手段８での検出ポイントが少なくなり、２信号に
よる簡単なデジタル方式のセンサンを用いること
ができ、制御系の構成が簡単になるとともに、ノ
イズや振動に強くなり制御精度が高くなる。

そうして、補正時期の一つが車速零であること
から、駐車中に転蛇比の誤差が補正され、車両の
運転時には正確な転蛇比のオープンループ制御で
もつて臨むことができるとともに、補正制御が走
行安定性に影響を及ぼさない。また、他の補正時
期が転蛇比零の車速時であるから、その補正によ
り、逆位相が要求されるとき実際の転蛇比が同位
相にあつたり、あるいはその逆の関係にあるとい
うような、逆位相と同位相との間での運転状態の
移行の際に生じがちな誤差を最少限におさえるこ
とができる。

尚、転蛇量演算部側の制御系に異常があると
き、転蛇比零に転蛇比変更機構２２を固定する際
に上記フイードバツク制御を用いることもでき
る。

実施例２本例は第８図に示されていて、前輪２の転舵に
伴う後輪３の転舵制御を電気的に行う例である。

すなわち、本例の４輪操舵装置は、ステアリン
グシヤフト１３に設けられハンドル舵角センサ７
１と、このハンドル舵角センサ７１からのハンド
ル舵角信号及び車速センサ６からの車速信号を受
けてステツピングモータ駆動部７０に制御信号を
出力するコントローラ７２と、ステツピングモー
タ駆動部７０からの駆動信号により後輪３を転舵
させるステツピングモータ５とを備えている。

本例の場合、ステツピングモータ５は一対の傘
歯車よりなる伝達機構７３を介して後輪側リレー
ロツド１８のラツク７４に噛合するピニオン７５
に連係されている。油圧のコントロールバルブ３
３はピニオン７５の回転方向及び回転力を検出し
て油通路及び油圧を変えるようになされている。
また、ステツピングモータ５には後輪舵角センサ
７６が取り付けられ、後輪転舵角信号をコントロ
ーラ７２へ出力するようになされている。また、
コントローラ７２には、前輪２と後輪３の転舵モ
ードを図形表示する表示手段７７、後輪３の転舵
態様を設定する制御モード切換えスイツチ７８、
バツテリからイグニツシヨンスイツチを介して通
電する作動用通電線７９及びハンドル舵角記憶用
の通電線８０が接続されている。

そうして、コントローラ７２は、ハンドル舵角
信号から演算した前輪転舵量と車速信号から演算
した転舵比とから後輪転舵量を演算してステツピ
ングモータ駆動部７０に制御信号を出力する転舵
量演算部８１と、車速信号から車速零と転舵比零
車速とを検出する設定車速検出部７と、ハンドル
舵角信号と後輪転舵角信号とから転舵比を検出す
る転舵比検出手段８と、設定車速検出部７からの
検出信号と転舵比検出手段８からの検出信号とを
受けて設定車速時にのみ通常のオープンループ制
御に代えて転舵比のフイードバツク制御を行うフ
イードバツク制御部８２とを備えている。

従つて、本例の場合、制御部４を転舵量演算部
８１は、車速に応じて転舵比変更のオープンルー
プ制御を行う。また、ステツピングモータ５は転
舵比を変えるだけでなく、実際の後輪３の転舵を
行う。

また、制御モード切換えスイツチ７８は、低車
速域などにおいて、後輪３を前輪２に対して逆位
相で転舵するオートモードと、後輪３を前輪２に
対して同位相で転舵するクラブモードとを運転者
が選択してマニアル設定するためのスイツチであ
り、各モードでも転舵比は車速に応じて変化す
る。

尚、上記各実施例では転舵比を車速やこの車速
及び設定モードに応じて変えるようにしたが、こ
れらの因子に対し車体に作用する横加速度など他
の因子を組合わせて転舵比の変更制御を行うよう
にしてもよい。

（発明の効果）本発明によれば、設定車速時のみ、通常の転舵
比のオープンループ制御に代えて、転舵比検出手
段からの信号に基いて転舵比のフイードバツク制
御を行うようにしたから、転舵比の誤差を防止し
つつ、フイードバツクのかからないオープンルー
プ制御を最大限に利用して転舵比の変更を行うこ
とができ、車速に対する転舵比変更の応答性向上
及びハンチングの防止が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図乃至第７図は
本発明の実施例１に関するもので、第２図は４輪
操舵装置の全体構成図、第３図は転舵比変更機構
を一部断面で表わした平面図、第４図は第３図の
Ａ−Ａ線断面図、第５図は制御系統図、第６図は
転舵比特性線図、第７図は転舵比検出手段の信号
特性図、第８図は本発明の実施例２の４輪操舵装
置の全体構成図である。１……車両、２……前輪、３……後輪、４……
制御部、５……ステツピングモータ、６……車速
センサ、７……設定車速検出部、８……転舵比検
出手段、６１，８１……転舵量演算部、６２，８
２……フイードバツク制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

１前輪の転舵に応じて後輪を転舵し、前輪に対
する後輪の転舵比を車速に応じて逆位相から同位
相の間で可変とする車両において、上記転舵比を
可変とするステツピングモータと、このステツピ
ングモータに転舵比を変える制御信号を出力する
制御部と、車速を検出する車速センサからの出力
信号による車速信号を受けて設定車速を検出する
設定車速検出部と、上記転舵比を検出する転舵比
検出手段とを備え、上記制御部は車両が上記設定
車速に達した時のみ、通常のオープンループ制御
からフイードバツク制御に変更し、上記設定車速
検出部からの信号および転舵比検出手段からの信
号を受け、この設定車速に応じて予め設定された
転舵比となるように上記ステツピングモータに補
正信号を出力するよう構成されていることを特徴
とする車両の４輪操舵装置。