JPS59143769A

JPS59143769A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS59143769A
Application number: JP1790683A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Shoji; 正路　太; Hirotaka Kanazawa; 金澤　啓隆; Isamu Chikuma; 竹間　勇; Satoru Shimada; 悟島田
Original assignee: NSK Ltd; Mazda Motor Corp
Current assignee: NSK Ltd; Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-02-04
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1984-08-17
Also published as: JPH0523987B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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―する。

この種の４輪操舵装置としては、例えば特開昭５５−９
１４５７号公報に開示された「車両の操舵装置」に関す
る発明が存在づ゛る。この発明は、前輪、後輪の転舵比
を車速によって変えるとともに、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って旋回性能が向上し、また高
速時における操舵時、例えば高速通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Ｉａ機的に連動
させて転舵制御を行う構成であるため、操舵輪に大きな
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＠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って制御される油圧
アクチュエータとを備え、このアクチュエータと後輪の
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、ポテンショメータによってアクチュエ
ータの変位を検出してサーボアンプにフィードバックさ
せる一所謂フイードバック制御が行われており、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等のフィードバック制御に特有の弊
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、後輪の転舵制御をフィードバック
を行わないオープど制御によって行うと共に、Ａ−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、前輪又は−後輪の転舵角が１０」のときに、即ち積
極的な操舵を行っていないとき・に、その誤差を解消す
るように制御する。これにより、操舵時には常に前輪転
舵角等に対応した最適の後輪転舵特性が得られ、しかも
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ックピニオン機
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ッド５．５及びナックルアー
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ッド
９と、該ロッド９の左右両端に夫々タイロッド１０’、
１０を介して連結された左右のナックルアーム１１．１
１とを有し、上記操作ロッド９の軸方向の移動により、
後輪７．７が転舵する。そして、操作ロッド９にはラッ
ク１２が形成され、該ラック１２に噛合するビニオン１
３がパルスモータ１４により一対の傘歯車１５，１６及
びビニオン軸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が転舵
づる。

また、上記後輪操作ロッド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、１．８
ｂに仕切るピストン１９が操作ロッド９に固着されてい
ると共に、上記油圧室１８ａ。

１８１］には、ビニオン軸１７の周囲に設番プられ°た
コントロールバルブ２ｏがら導がれた油圧通路２１ａ、
２１ｂが夫々接続され、また上記コントロールバルブ２
０と、モータ２２によっ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【ノら
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１４の回転時にビニオン軸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２５を介して上記ポンプ２３に戻すように
作用する。従って、上記パルスモータ１４により、傘歯
車１５，１６、ビニオン軸１７、ビニオン１３及びラッ
ク１２を介して操作ロッド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を介して操作ロッド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
よっ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からの前輪転舵内借＠Ｄと、後輪転舵装置８
における後輪転舵部材の変位量、例えば操作ロッド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図によって説明
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りとｔよ後輪転
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
記憶されており、この特性に従って上記信号Ｃ９Ｄが示
す車速■と前輪転舵角θ［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の増大に従って後輪
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
づ゛る状態）に反転し、また高速時には、前輪転舵角θ
ｆの増大に従って後輪転舵角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３ｏで算出された目標後輪転舵角θｒ
Ｏは、制御信号（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、該制御信号Ａの出力時には、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がら出力される実測後輪転
舵角θ「を示す実測信号Ｅは比較器３２に入力される。

また、該比較器３２には、転舵角「０」検出部３３がら
出力される動作信号Ｇが入力されるが、この転舵角ｒＯ
Ｊ検出部３３は、上記前輪転舵角信号りが入力されて、
該信＠Ｄが示す前輪転舵角θｆがｒＯＪの時に上配動作
信＠Ｇを出力する。そして、比較器３２は、この動作信
号Ｇの入力時に動作し、予め設定された後輪転舵角ｒＯ
Ｊ　）：対応する比較基準値と上記実測信＠Ｅが示す実
測後輪転舵角θ「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。

ここで、比較器３２に後輪転舵角「０」に相当する比較
基準値を予め設定しておくことに代えて、鎖線で示すよ
うに演算部３０で求められる目標後輪転舵角θｒｏを比
較器３２に入力し、これと実測後輪転舵角θｒとを比較
してもよい。何故なら、比較器３２が動作する時は、目
標後輪転舵角θｒ。

がｒＯＪとなるからである。

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■と
がセンサ２７，２８によって検出され、信号Ｃ１Ｄとし
て、コント０−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Ｃ１Ｄ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って目標後輪転舵角θｒＯ
を算出すると共に、これに対応する制御信号Ａをドライ
バ３１に対して出ツノする。そのため接輪転舵装置８に
おけるパルスモータ１４が、制御信号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、ビニオン軸１７、ビニオン
１３及びラック１２を介して後輪操作ロッド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、操作ロッド
９の移動が助勢される。

然して、後輪７，７の転舵角θｒは後輪転舵角センサ２
９によって検出され、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が入力された時だけ動作ダる。従って、該動作信号
Ｇの非入力時には上記コン［〜〇−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、−Ｆ記後輪転舵の実測信号Ｅをフィードバッ
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、前輪転舵角θｆが「０」の時、即ち非操舵時に
おいては、前輪転舵角信号りが入力される転舵角「ＯＪ
検出部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、後輪転舵角「０」に対応す
る基準値とが比較される。そして、信号Ｅが示Ｊ−実測
後輪転舵角θ「と基準値との間に差がある場合には、イ
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。そのため、パルスモータ１４が後輪転舵角θｒを「
Ｏ」にするように補正動作する。これにより、操舵時に
オープン制御による誤差の蓄積があってもステアリング
ホイール３を戻した時に解消され、次の操舵時には再び
最適の後輪転舵特性が得られることになる。

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りが入力される後
輪転舵角演算部３ｏと、該演算部３０からの制御信号（
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、動作信号Ｇの入力時に該ドライバ３１に補正
信号（パルス信号）Ｈを出力する比較器３２とを有する
。しかし、この実施例においては、上記動作信号Ｇを出
力する転舵角［０口検出部３３′に後輪転舵角センサ２
９からの信号Ｅが入力され、後輪転舵角θｒが「０」の
時に上記動作信号Ｇが出力される。また、比較器３２に
は、後輪転舵角「ｏ」に相当する比較基準値が設定され
ていると共に、上記演算部３０で求められた目標後輪転
舵角θｒ。

を示す目標信号Ｆが入力される。ここで、該比較器３２
は後輪転舵角θｒが「０」の時にのみ動作ブるから、上
記比較基準値に代え、鎖線で示すように実測後輪転舵角
信号Ｅを入力してもよい。

従って、この実施例においては、実際の後輪転舵角θｒ
がｒＯＪの場合において、その時の前輪転舵角θｆに対
応する目標後輪転舵角θｒＯが「０」でない場合に、後
輪転舵角θ「を該目標転舵角θｒｏに一致させるように
補正動作が行われる。

更に、第５．６図に示す第３実施例は、後輪転舵装置８
′におけるアクチュエータとして、上記第１．第２実施
例におけるパルスモータに代えてパワーシリンダ１４′
を用いた場合であって、該シリンダ１４′内を左右の油
圧室１４ａ’、１４ｂ′に仕切るピストン１５′が後輪
操作ロッド９′に結合されていると共に、両袖圧室１４
ａ’。

１４ｂ′とコントロールバルブ１６′との間に夫々油圧
通路１７ａ’、１７ｂ’　が夫々設けられ、１つ該コン
トロールバルブ１６′と油圧供給部１８′との間に油圧
供給通路１９′及び油圧リターン通路２０’　が設けら
れている。ここで、パワーシリンダ１４′内には、油圧
の非作用時にピストン１５′ないし操作ロッド９′を中
立位置に保持するスプリング２１ａ’　、２１ｂ’　が
備えられている。そして、上記コントロールバルブ１６
′は、コントローラ２６′からの制御信号Ａ′を受けて
、該信号Ａ′が示す目標後輪転舵角θｒｏに対応させて
パワーシリンダ１４′の油圧室１４ａ’、１４ｂ′に対
する油圧の給排制御を行う。また、コントローラ２６′
は、前記第１実施例と同様に、車速センサ２７′と前輪
転舵角センサ２８′とからの信号Ｃ’　、Ｄ’　を受け
、演算部３０’　において第３図に示す如き特性の目標
後輪転舵角θ１・０を算出すると共に、上記前輪転舵角
信号Ｄ′が入力される転舵角ｒＯＪ検出部３３″を有し
、前輪転舵角θｆが「Ｏ」の時に補正信号Ｈ′を出力す
る。

然して、この実施例においては、補正信号Ｈ′が上記パ
ワーシリンダ１４′に備えられた補正バルブ３２′に入
力される。この補正バルブ３２′はパワーシリンダ１４
′の左右の油圧室１４ａ’。

１４ｂ′を連通させる連通路３２８′上に設置され、通
常は該連通路３２８′を遮断しているが、上記補正信号
トドを入力すると該通路３２８′を開通させる。

上記の構成によれば、前輪転舵角θｆがｒＯＪでない時
、即ち操舵時には、パワーシリンダ１４′はコントロー
ルバルブ１６′による油圧制御により、後輪転舵角θｒ
がコントローラ２６′で求められた前輪転舵角θｆに対
応する目標後輪転舵角θ１゛０となるように動作する。

しかし、前輪転舵角θ「が「Ｏ」のときは、補正信号ト
１′によって補正バルブ３２′が連通路３２８′を開通
させることにより、パワーシリンダ１４′の油圧室１４
ａ’、１４ｂ’を作動油が自由に出入りすることになっ
て、コントロールバルブ１６′の作動に拘らず、後輪操
作ロンド９′がスプリング２１８′２１ｂ′により中立
位置に保持されることになる。

これにより、上記操舵時における後輪転舵装置８′に対
するオープン制御によって生じた制御誤差が、非操舵時
に後輪７’　、７’が転舵角ｒＯＪとされることにより
解消される。尚、この実施例においては、前輪１’　、
１’を転舵させるステアリング装＠２′にもパワーシリ
ンダ４′が用いられている。

尚、上記各実施例において、中速センーリ−２７゜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、操舵時におＧｊる後輪の転舵制御がオーブ
ン制御によって行われると共に、このＡ−プン制御に伴
う制御誤差の蓄積が、非操舵時ないし積極的な操舵を行
っていない時に補正動作によって解消される。これによ
り、操舵時には常に前輪転舵角センサ応した最適の後輪
転舵特性が得られると共に、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
ブロック図、第３図は該コン［−〇−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１〜ローラのブロック図、第５，６図
は第３実施例における全体制御システム図及びコントロ
ーラのブロック図である。１．１′・・・前輪、２．２′・・・ステアリング装置
、７，７′・・・後輪、８．８′・・・後輪転舵装置、
９．９′・・・後輪転舵部材（後輪操作ロンド）、１４
．１４’　・・・アクチュエータ（１４・・・パルスモ
ータ、１４′・・・パワーシリンダ）、２６．２６’　
・・・コントローラ、２８．２８’・・・前輪転舵角セ
ンサ、３２．３２’　、３３゜３３’、３３″・・・補
正手段〈３２・・・比較器、３２′・・・補正バルブ、
３３．３３’　、３３”・・・転舵角ｒＯＪ検出部フ出願人　　　東洋工業株式会社日本精工株式会社４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前輪を転舵覆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輪操舵装置であって、上記コ
ントローラが、少なくとも前輪転舵角センサからの信号
を受けて前輪転舵角に応じて予め設定された目標後輪転
舵角に相当（゛る制御信号を出力し、また、上記後輪転
舵装置が、該コントローラからの制御信号を受けて動作
づ′るアクチュエータを有して、このアクチュエータに
より後輪転舵部材をスト［コークさせるように構成され
ており、且つ前輪又は後輪のいずれか一方の転舵角「０
」を検出し、その検出時に、該後輪転舵角を前輪転舵角
に対応する転舵角にするように、上記アクチュエータに
対して補正信号を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。