JPS59143770A - 車両の4輪操舵装置 - Google Patents

車両の4輪操舵装置

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JPS59143770A
JPS59143770A JP1790783A JP1790783A JPS59143770A JP S59143770 A JPS59143770 A JP S59143770A JP 1790783 A JP1790783 A JP 1790783A JP 1790783 A JP1790783 A JP 1790783A JP S59143770 A JPS59143770 A JP S59143770A
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wheel steering
rear wheel
signal
steering angle
angle
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JP1790783A
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Futoshi Shoji
正路 太
Teruhiko Takatani
高谷 輝彦
Isamu Chikuma
竹間 勇
Satoru Shimada
悟 島田
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NSK Ltd
Mazda Motor Corp
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NSK Ltd
Mazda Motor Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/148Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering provided with safety devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

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輪操舵装置に関する。
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1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
車速によっ−C変えるとともに、低速時には前輪、接輪
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」に関づ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
せる所謂フィールドバッ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Jるパルスモータを
使用することにより、フィードバッ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、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1q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ックピニオンR
m 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10.1
0を介して連結された左右のナックルアーム11.11
とを有し、上記操作ロット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13
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、18b
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。
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が設けられてい
る。ここC1」1記コントロールバルブ20は、パルス
モータ14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に戻づ゛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、ピニオン軸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
、車速はンサ27から出力される車速信号Cと、上記ス
テアリング装@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りと、後輪転舵装@
8における後輪転舵部材の変位置、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
記憶されており、この特性に従って上記信号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
する状態)に反転し、また高速時には、前輪転舵角θf
の増大に従って後輪転舵角θrが大きな転舵比θr/θ
f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θ「/′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θr
O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
輪転舵角信号りが入力されて、該信号りが示す前輪転舵
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った時に上記動
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θr。
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@(パルス信号)1」を上記パルスモータ14
の1:ライム31に対して出力づ゛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“ジーるど、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27,28によって検出され、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iする。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って目標後輪転舵角θ
roを算出すると共に、これに対応づ−る1<)レス信
号へをドライバ31に対しで出力覆る。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△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1
7、ビニメン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1Bが作動し
、操作ロッド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によって検出され
、実測信号Eとしてコントローラ26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。従って、通常は、上記コントローラ2
6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「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、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°・・
・等となった時には、操舵角ヒンザ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θ「0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。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どR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
ら夫々型迷信@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1ノ29からの実測信号E及び上記演算部
30がらの目標信号Fが入力され且つ動作時に上記ドラ
イバ31に補正信号日を出力する比較器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′によって動作4−る。
従って、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っ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
速時に解消されることになる。
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とがら目標信号Fと
実測信号Eとが入力され且つドライバ31に補正信号ト
1を出力づる比較器32に、キースイッチ34がらワン
ショッ]ヘ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 nが入力される。
従って、この実施例においては、キースイッチ34の投
入操作時、即ち車両の発進に先立って、前回走行時に生
じたオープン制御による誤差が解消される。
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」二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
装置においで、後輪の転舵制御が、通常時はオープン制
御によって行われると共に、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
定の時期に一時的な補正動作によって解消される。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3ii+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
ブロック図、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ック図、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ック図である。 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
輪操作ロンド)、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″・・・補正時期検出センサ 出願人   東洋工業株式会社 日本精工株式会社

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、該後輪転舵装置を制御するコント
    ローラとを有づる車両の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ナからの信号
    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
    舵角に相当するパル212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パルス信号を受けて
    設定回度づつステッ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り後輪転舵部材をストロー
    クさせるように構成されており、且つ補正時期検出セン
    サがらの信号で一時的に作動し、上記コントローラで求
    められる目標後輪転舵角と後輪転舵センサで検出される
    実測後輪転舵角とを比較して、その偏差量に応じたパル
    ス信号を上記パルスモータに対しノで出力する補正手段
    が設けられていることを特徴とづる車両の4輪操舵装置
JP1790783A 1983-02-04 1983-02-04 車両の4輪操舵装置 Granted JPS59143770A (ja)

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