JPS59227563A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

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】 （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
ことによっ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全前輪転
舵角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全転舵するも
のであり、後輪は前輪の操舵とは関係なく走行状況によ
って多少の１・−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っていない。しかし、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
従来不可能であった便利な操縦や、より操安性全向上さ
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った狭い場
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全回じ向き
に転舵すれば（これを同位相という）、車両全全体的に
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ェンジをする場合、
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
が加わって位相遅れのないスムーズなレーンチェンジが
可能になり、このときヨーイングが抑えられるから、高
速でのレーンチェンジも恐怖感なく行なう　３− ことができるっ捷だ、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５７−１］１７３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、アクチュエータによ
り後輪転舵部１１”を駆動させて後輪全転舵する後輪転
舵装置と、該後輪転舵装置を制餌１するコントローラと
を有し、前輪転舵角を検出する前輪転舵角センサからの
信号全骨けた上記コン１〜ローラが、予め前輪転舵角に
応じて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、該制御信号によって上記アクチュエータ全作動
するものとなっている（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）。

上述のようにして設定される目標後輪転舵自適りに正確
に後輪全転舵するためには、前＝　４　＝ 述した特開昭５７−１１１７３号公報にも示されている
ように、後輪転舵角センサを設け、該後輪転舵角センサ
が検出した実測後輪転舵角信号を後輪転舵角制御系に帰
還させて、いわゆるフィードバック制御を行なえばよい
。

しかしこのＪ：すなフィードバック制御を行なうと、後
輪転舵角制御の応答性が悪くなり、特に素早いステアリ
ング操作時に後輪転舵が前輪転舵に追随できない等の不
具合が発生する・ （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
、後輪転舵制御の応答性が十分に高められた車両の４輪
操舵装置全提供すること全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、基本的には実測後輪転
舵角信号を後輪転舵角制御系に帰還しない、いわゆるオ
ープン制御を採用し、さらに車両の発進状態を検出する
発進センサの出力を受けてから所定期間のみ、コントロ
ーラで求められる目標後輪転舵角と後輪転舵角センサで
検出される実測後輪転舵角とを比較してその偏差を減少
させる補正信号全前記アクチュエータに出力する発進時
補正手段と、前輪もしくは後輪のいずれか一方が予め設
定された基準舵角に転舵されたこと全検出し、その検出
時のみ、目標後輪転舵角と裏側後輪転舵角とを比較して
その偏差全減少きせる補正信号をアクチュエータに出力
する常用補正手段とを設けたこと全特徴とするものであ
る・（発明の効果） オープン制御に」：って後輪転舵角全制御すれば、フィ
ードバック制御を行なう場合に比べて制御応答性が向上
し、前述した不具合が解消される。捷た上記のような常
用補正手段を設けたため、目標後輪転舵角と裏側後輪転
舵角との偏差は、基準舵角にステアリングされる毎に減
少あるいは解消され、したがってオープン制御による制
御誤差が次第に蓄積拡大することがない３さらに前記の
ような発進時補正手段を設けたため、駐車時に前輪ある
いは後輪が例えば凹所に入ったり、突出物に乗り上げる
等して両者の転舵角の基本的対応が狂った場合でも、後
輪は車両発進時直ちに前輪転舵角と最適に対応した転舵
角に設定され、発進時に車両が異常走行することが防１
にされる。

（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図は本発明の第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
達してこれら全転舵させる左右のタイロッド５，５及び
ナックルアルムロ。

６とから構成されている、 　７− 一方、左右の後輪７，７全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ット
９と、該ロッド９の左右両端に夫々タイロット】０，１
０を介して連結された左右のナックルアーム］、　］　
、　］　Ｉ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］２に噛合するピ
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Ｊ４の回転方向、回転量に対応し
て後輪７，７全転舵する。

また、上記後輪操作ロッド９はパワーンリンダ１８を貫
通し、該シリンダ１８内を左右の油圧室１．８　ａ　＋
　１．８　ｂに仕切るピストン１９がこの操作ロッド９
に固着されると共に、上記油圧室］、　８　ａ、　］、
　８１〕には、ピニオン軸］７の周囲に設けられたコン
トロールバルブ２゜から導かれた油圧通路２　］、　ａ
　、　２　］　１）が夫々　８− 接続され、寸だ」−記コントロールバルブ２゜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
こで、上記コントロールバルブ２０ｉｄ、パルスモータ
エ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全経て供給さ
れる油圧を上記回転力の方向に応シテパワーシリンダ１
８のいずれが一方の油圧室１８ａ又は１８ｂに導入し、
他方の油圧室１８ｂ又は１８ａ内の作動油ラリターン通
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］４により傘歯車１５，１６
．ピニオン軸］７、ピニオン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、−ｈ記パワ
ーシリンダＪ８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の移動全助勢する。

然して、上記パルスモータ］４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がＪ−ｒ７（・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置、例えば
ステアリングホイール３の操舵角全検出する前輪転舵角
センサ２８からの前輪転舵角信号Ｊ）と、後輪転舵装置
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、イグニッションスイッチ３１から
のパルス信号Ｆとが入力される。

次に、該コントローラ２６の構成を第２図によって説明
する。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３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、Ｉ）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、一定の前輪転舵角信号えると逆
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／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全可及的小さく
シ、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３０が算出した目標
後輪転舵角θｒｏｋ担持する目標信号Ｇ　ハ、パルスモ
ータＪ４のドライバ３２−　Ｉ］　− に入力される。ドライバ３２はこの信号Ｇ−ｉ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全出力す
る。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θｒｆ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θｒｏｔ示す目標信号Ｇとは比較器
３３に入力される。また、該比較器３３には、常用補正
時期を検出する操舵角センサ３４から出力される常用補
正動作信号トＩと、前記パルス信号Ｆが入力されるＴフ
リップフロップ３５が出力する発進時補正動作信号■と
が入力されるＯＲゲート３６のゲート出力である動作信
号Ｊが入力される。

ここで上記操舵角センサ３４は、前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
るステアリング装置　１２− 一ル３の操舵角が例えば土０°等の所定角度になったと
き上記常用補正動作信号Ｈ２出力する。一方Ｔフリップ
フロップ３５は、イグニツンヨンスイッチ３１がＯＮか
らＳＴＡ、ＲＴ　状態に設定されたとき発生するパルス
信号Ｆのアップエツジにより、前記発進時補正動作信号
■となるＨ　（１−Ｔｉ　ｇｈ　）　　レベル信号を出
力し、次ニイグニッションスイツｆ　３１７５（５ＴＡ
ＲＴからＯＮに戻されたときに発生するパルス信号Ｆの
アップエツジによＩ）　Ｌ　（Ｌｏｗ）レベル信号出力
状態に戻される。比較器３３は、動作信号Ｊ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
差量に応じ該偏差全減少させる補正信号（パルス信号）
Ｋ２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全操舵すると、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によって検出され、信号Ｄ　、　Ｃと
して、コントローラ２６の後輪転舵角演算部３０に入力
される。そして、該演算部３０は上記信号１）、Ｃが示
す前輪転舵角θｆと車速Ｎ′とに基づき、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θｒ。

全算１ｊ」すると共に、これに対応するＩ］標信号Ｇｉ
ドライバ３２に対して出力する。ドライバ３２はこの目
標信号Ｇに対応したパルス信号へを発生してパルスモー
タ】４に入力する３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１５，１．６．ピニオン軸］７、ピニオン１３
及びラック１２を介して後輪操作ロット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３
この時、パワーシリンダＪ８が作動シ、操作ロッド９の
移動が助勢される３ 上記のようにして後輪７，７を転舵した時、その転舵角
θｒが後輪転舵角演算部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３３に入力される
が、該比較器３３は動作信号Ｊ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
が行なわれ、上記後輪転舵角０ｒの実測信号Ｅ−＜帰還
させてフィードバッ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が生じ々い。

然るに、ステアリングホイール３を操舵（また場合にお
いて、その操舵角が前述した所定角度（例えば±０°）
となった時には、操舵角センサ３４からＯＲゲート３６
に常用補正動作信号１１が入力され、　該ＯＲ，ゲート
３６から　１５− 比較器３３に動作信号Ｊが入力されることにより、該比
較器３３が動作してト記後輪転舵角セッザ２９からの実
測信号Ｅと演算部３０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
差量に応じ該偏差を減少させる補正信号Ｋがドライバ３
２に出力される。そのため、パルスモーク］４が実際の
後輪転舵角θｒ’ｆｚ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
度になっ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ットは本質的に維持さ
れる。

寸だイグニノションスイツ−Ｆ−３１カ５ＴＡＲＴに設
定されてエンジンのスタータモータ（図　１６− 示せず）が、駆動されているとき、Ｔフリップフロップ
３５からは前述したように発進時補正動作信号■が出力
される。したがってＯＲゲート３６から比較器３３に動
作信号Ｊが入力され、前述のようにしてパルスモータ１
４が補正動作されて実際の後輪転舵角θｒが目標後輪転
舵角θｒＯに一致あるいは略一致される。このように発
進時に後輪転舵角θｒの補正を行なうことにより、エン
ジン停止前の走行においてオープン制御誤差が蓄積され
ていればその誤差が減少あるいは解消されることは勿論
、車両駐車時に前輪】、１あるいは後輪７，７が例えば
凹所に入ったり、突出物に乗り上げたり、さらには車両
が斜面に駐車される等して前輪１，１と後輪７，７との
基本的対応が狂っていても、後輪７，７はエンジン始動
時直ちに前輪転舵角θｆに最適に対応した転舵角θｒに
設定され、発進時に車両が異常走行することが防止され
る３ 以上説明の第１実施例においては、前輪転舵角センサ２
８と操舵角センサ３４とが常用補正の時期を設定し、一
方イグニッションスイッチ３１とＴフリップフロップ３
５とが発進時補正の時期全設定し、それぞれの補正時期
において比較２に３３に」：り後輪転舵角θｒの補正ケ
行なうようにしているが、補正時期全設定する手段とし
てその他の公知の手段が用いられてもよい。特に発進時
補正の場合、エンジン始動と同時に補正をかけても、パ
ルスモータ］４やパワーシリンダ１８の容量が特に大き
くなければ車両停止のまま後輪７゜７を転舵することは
困難であるので、該発進時補正は車両が実際に発進して
から行なうようにしてもよい。そのためには、第２図に
記号Ｓで示した発進時補正時期設定手段（前述の通りイ
グニッションスイッチ３　］ト’Ｊ”　７１Ｊツブフロ
ップ；３５とからなる）を、例えば第４図に示すような
手段Ｓ゛に置き換えればよい。

この第４図に示す第２実施例においては、イクニツンヨ
ンスイッチ３１からのパルス信号Ｆと、車両の発進を検
出する発進−ヒンヤ４゜からの発進信号ＭとｋＡＮＤゲ
ート４］に入力し、該Ａ　Ｎ　Ｉ）ゲート４Ｊのゲート
出カ■“全タイマ４２に通して発進時補正動作信号■１
形成している。すなわちイグニソンヨンスイッチ３１が
ＯＮ状態で、かつ車両が発進したときにＡ、　Ｎ　Ｄゲ
ート４１からゲート出カ丁１が出力されるが、このゲー
ト出力■１は上記タイマ４２によって設定された所定１
時間の間だけ第１図のＯＲゲート３６に入力された後カ
ットされる。このようにすることにより、車両が実際に
発進する際に後輪転舵角θｒの補正を行なうことができ
る。なお車両の発進全検出する発進センサ４０としては
、エンジン回転数が所定回転数以上となったことを検出
する回転数センサや、前輪１．］あるいは後輪７．７の
回転を検出するセンサ、さらにはパーキングブレーキの
解除を検出するセンサ等を用いればよい。そして該発進
センサ４ｏの発進信号Ｍとともに、イグニッンヨンスイ
ッ　１９− チ３１のパルス信号ＦをＡ、　Ｎ　Ｄグー１−４　］に
入力させることにより、発進の誤検出、例えばエンジン
をかけずに単にパーキングブレーキを解除した際にそれ
を車両発進として検出してしまうようなことが防ＩＪ二
される。

なお第５図に示すように、上述のタイマ４２と同様のタ
イマ５０を直接イグニッションスイッチ３１と接続した
発進時補正時期設定手段ｓ’２第１図の手段Ｓと置き換
え、該タイマ５０によって補正終了の時期を設定するこ
ともできる。

次に、さらに異なる発進時補正時期設定手段を有するコ
ントローラ１２６が用いられた本発明の第４実施例を、
第６図全参照して説明する。なおこの第６図においては
、第４゜第５図と同様、第２図におけるものと同等の要
素、信号については第２図の記号と同じ記号を付し、そ
れらについての重複した説明は省略する。本実施例にお
いて常用前止時期の設定は、前輪転舵角センサ２８と前
記第１実　２０− 施例における操舵角センサ３４と同様の第１操舵角セン
ザ］００とにより行なわれ、発進時補正時期の設定は、
上記第１操舵角センザ１００と同様に前輪転舵角信号り
が入力される第２操舵角センサ１０１と、Ｒ−Ｓフリッ
プ７０ツブＪ　０２．１０３，１０４、オヨヒイグニッ
ションスイッチ３１とによって行なわれる。

上記第２操舵角センサ］、　０　］は、前記操舵角セン
サ３４と同様のものであるが、発進時に設定されること
の多いステアリングホイール操舵角（例えば±６０°程
度）を検出したときにＨレベル信号Ｉ”１出力する。ま
た１１．−Ｓフリップ７０ツブ１．０２　、１．０３　
、　］、　０４は、イグニッションスイッチ３１がＯＮ
にされてパルス信号Ｆが立ち上がったときに上記Ｉ（レ
ベル信号Ｔ１１が出力されていればＲ，−Ｓフリップフ
ロップ］０４からＯＲゲート３６に発進時補正動作信号
■が入力され、なおかつこの［Ｉレベル信号Ｉｌｌの出
力が維持されていれば次にイグニソ／ヨンスイッチ３　
］カ５ＴＡＴＬＴ　　Ｋ設定された際にそのパルス信号
ＦのアンプエツジにＪ：つて該動作信号Ｉｉカットする
ように条件設定されている。したがって発進時の後輪転
舵角θｒの補正は、ステアリングホイール３が所定の操
舵角に設定されているときのみ行なわれ、スタータモー
タが駆動されれば補正動作は終了される３このようにイ
グニッションスイッチ３Ｊにより補正終了の時期を設定
することも可能である。

なお以上説明した４つの実施例においては、いずれもイ
グニツ／ヨンスイッチ３１によって発進時補正の時期（
開始または終了、あるいはその両方）が設定されるよう
になっているが、例えば前述した発進センサ４０とタイ
マとの組合せ等により、イグニツンヨンスイッチ３１を
用いずに発進時補正の時１１１１を設定するようにして
もよい。

さらに以上の実施例においては、常用補正の時期全、前
輪１，１の転舵角と対応するステアリングホイール３の
操舵角によって設定しているが、該常用補正は直接前輪
転舵角を検出し該前輪転舵角が所定角度になったとき、
あるいは後輪転舵角が所定角度になったときに行なうよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第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図は北記第１実施例におけるコントローラのブロッ
ク図、 第３図は−に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、 第４図１は本発明の第２実施例におけるコントローラの
一部を示すブロック図、 第５図は本発明の第３実施例におけるコントローラの一
部を示すブロック図、 第６図は本発明の第４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
，１２６・・クントローラ２８・・・・・・前輪転舵角
センサ　　２９・・・・後輪転舵角センサ３１・・・・
・イグニッションスイッチ３３・・・・・比　較　器 ３４、］００，１０１・・・操舵角センサ３５・・・・
・・Ｔフリップフロップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪全転舵するステアリング装置と、後輪全転舵する後
   輪転舵装置と、該後輪転舵装置全制御するコントローラ
   と全有する車両の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全骨けて
   前輪転舵角に応じて予め設定された目標後輪転舵角に対
   応する制御信号全出力し、後輪転舵装置がこの制御信号
   金堂けて作動す°るアクチュエータを有して該アクチュ
   エータにより後輪転舵部材全駆動させるように構成され
   ており、車両の発進状態を検出する発進センサの出力全
   骨けてから所定期間のみ、コントローラで求められる目
   標後輪転舵角と後輪転舵角センサで検出される実測後輪
   転舵角と全比較してその偏差全減少させる補正信号を前
   記アクチュエータに出力する発進時補正手段と、前輪も
   しくは後輪のいずれか一方が予め設定された基準舵角に
   転舵されたこと全検出し、その検出時のみ、コントロー
   ラで求められる目標後輪転舵角と後輪転舵角センサで検
   出される実測後輪転舵角とを比較してその偏差を減少さ
   せる補正信号全前記アクチュエータに出力する常用補正
   手段と全備えることを特徴とする車両の４輪操舵装置。