JPS59227564A - 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を前輪転
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を転舵するも
のであり、後輪は前輪の操舵とは関係なく走行状況によ
って多少のトーイン、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、より操安性を向」−
させた走行が６丁能になる。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
相といつ）、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
い場所への駐車か可能あるいは答易になる。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を同じ
向きに転舵すれは（これを同位相といつ）、車両を全体
的に平行移動させて）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、このとぎ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。また、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５７−１１１７３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
り後輪転舵部材を駆動させて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し
、前輪転舵角な検出する前輪転舵角センサからの信号を
受けた上記コントローラが、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を作動するもの
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
に後輪を転舵するためには、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
。

しかしこのよう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、特に累早いステアリン
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
操舵装置を提供することを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を検
出し、その検出時のみ、目標後輪転舵角と実測後輪転舵
角とを比較してその偏差を減少させる補正信号をアクチ
ュエータに出力する常用補正手段と、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上記常用補正手
段の補正信号が出力されるまでの間、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
る天測後輪転舵角とを比較してその偏差を減少させる補
正信号を前記アクチュエータに出力する発進時補正手段
とを設けたことを特徴とするものである。

（発明の効果） オープン制御によって後輪転舵角な制御すれば、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。また上記のような常用
補正手段を設けたため、目標後輪転舵角と実測後輪転舵
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。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止され
る。

そして車両発進時から、次に常用補正がかげられるまで
の間発進時補正を継続させるようにしであるから、発進
時補正が十分になされないまま最初の常用補正がかかる
まで後輪転舵角の制御誤差が大きく残され、車両が異常
走行するようなことがない。

（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３０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、
車体に左右方向に摺動自在に保持された後輪操作ロッド
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１４の回転方向、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、１８１
）に仕切るピストン１９がこの操作ロッド９に固着され
るとともに、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、２１．ｂ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。ここで、上記コン
トロールバルブ２０は、パルスモータ１４０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２
３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１８１）に導入し、他方の油圧室１
８ｂ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−夕１４により、傘歯車１５，１６、ビニオン軸
１７、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、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を弁して操作ロッド
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、ＢＫ
よって夫々作動するが、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■）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９０
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１）とは後輪転舵
角演算部３０に人力される。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
て従って上記信号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が算出されろ。ここ
で、第３図に示す後輪転舵特性は、低速時ｐｃ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／θｆで汀つ同位相で増大す
ると共に、一定の前１ｉＱ転舵角な超えると転舵比０「
／θｆが次第に　１１− 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莢現す
るためである。

上記のよ５Ｋして後輪転舵角演算部３０が算出した目標
後輪転舵角θｒＯを担持する目標信号Ｇは、パルスモー
タ１４のドライバ３２に入力される。ドライバ３２はこ
の信号Ｇを受けて、後輪７，７を上記目標後輪転舵角θ
ｒ。

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を出力する。該パルス信号Ａの出力時ては、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を示ず実測信号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Ｇとは比較器
３３に入力される。また、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時期信　１２− 号１−ＴはＩ（−Ｓフリップ７０ツグ３５のリセット端
子に入力され、前述したイグニッションスイッチ３１の
パルス信号Ｆは該ｆ（−Ｓフリップフロップ３５０セツ
ト端子に入力される。

この１（−Ｓフリップフロップ３５のＨ（Ｉ（ｉ　ｇｈ
　）レベル出力である発進時補正動作信号■と、上記常
用補正動作信号ト１は０１ｔゲート３６に入力され、該
０１（・ゲート３６のゲート出力である動作信号Ｊは、
前記比較器３３に入力されるようになっている。

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、該信号りが示ず前輪転舵角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＋、０６等
の所定角度になったときＩ−１（１−Ｉｉｇｈ　）レベ
ル信号である常用補正動作信号Ｈを出力する。一方Ｒ−
Ｓフリップフロップ３５は、セット端子にパルス信号Ｆ
のＩ−Ｔ　（１−Ｔｉｇｈ　）レベル出力が入力され、
かつリセット端子に上記常用補正動作信号Ｈが人力され
ない（すなわちＬ　（ＩＪｏｗ　）レベル信号か人力さ
れる）とき、発進時補正動作信号■を出力し、リセット
端子に常用補正動作信号Ｉ（が入力されると該発進時補
正動作信号■の出力を停止する。

比較器３３は、動作信号Ｊの入力時のみに一時的に動作
し、前記信号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、その偏差を減少させるよ
うにドライバ３２を駆動させる補正信号Ｋを出力する。

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、沖両の走
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２８，２７によって検出され、信号り、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は上記信号り、Ｃが示す前輪
転舵角θｆと車速Ｖどに基づき、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θｒＯを算出す
ると共に、これに対応する目標信号Ｇをドライバ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Ａを発生してパルスモータ１４に入力す
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θＩ’Ｏに対応する回度だけ回転し、傘歯車１５，１
６、ピニオン軸１７、ピニオン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。

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３３に入力される
が、該比較　１５− 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θｒの実ｄ１１ｊ信号Ｅを帰還させて
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ない。

然るに、ステアリングホイール３を操舵した場合におい
て、その操舵角が前述した所定角度（例えば吉Ｏ°）と
なった時には、操舵角センサ３４からＯＩ（ゲート３６
に常用補正動作信号１−Ｉが入力され、該ＯＲゲート３
６から比較器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θ
ｒＯ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３２に出力される。そのため、　１６− 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。

また車両発進時、イグニッションスイッチ３１がＯＮに
されてパルス信号Ｆの１−１　（Ｌｌ　ｉｇｈ　）レベ
ル出力力１（・−Ｓフリップフロップ３５に入力される
と、該１（−８フリツプフロツプ３５からは前述したよ
うに発進時補正動作信号１が出力される。したかって０
１．（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１４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１，１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θ［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。

上記のような発進時補正は、ステアリングホイール３の
操舵角が前記所定角度となって１（−Ｓフリップフロッ
プ３５のリセット端子に常用補正動作信号Ｈが入力され
るまで続行される。したがって車両発進後に最初の常用
補正がかかるまで長時間が経過しても、その間は発進時
補正が継続されるので、この間にオーブン制御による制
御誤差が蓄積したまま車両が異常走行するようなことが
ない。車両発進後直ちに常用補正動作信号１−Ｉが１（
、−Ｓフリップフロップ３５に入力されて、発進時補正
が極めて短時間で打ち切られても、該信号Ｈが０１（ゲ
ート３６に入力されることにより該ＯＲゲート３６から
動作信号Ｊが出力されるので、発進時補正に引き続いて
常用補正が行なわれ、後輪転舵角θｒの制御誤差は直ち
に減少あるいは解消される。

上記の実施例においては、車両の発進を検出する発進セ
ンサとしてイグニッションスイッチ３１が使用されてい
るが、この発進センサとしてはその他、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１，１あるいは後輪７，７０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
ンサ等が用いられてもよい。

また常用補正がかかるまで発進時補正を継続させる手段
として、上記＋（−Ｓフリツプフ　１９− ロング３５以外の公知の手段が用いられてもよいことは
勿論である。

さらに上記実施例においては、常用補正の時期を、前輪
１，１０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図は上記実施例におけるコントローラのブロック図
、 第３図は上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（後輪操作ロッド）１４・・・パルスモー
タ　　２６・・・コントローラー　２〇　− 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・・・操舵角センサ３５
・・・１ｔ−Ｓフリツプフロツプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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対
   応する制御信号を出力し、後輪転舵装置がこの制御信号
   を受けて作動す°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を１駆動させるように構成さ
   れており、前輪もしくは後輪のいずれが一方が予め設定
   された基準舵角に転舵されたことを検出し、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を前記アクチュエータに
   出力する常用補正手段と、東向の発進状態を検出する発
   進センサの出力を受けてから一ヒ記常用補正手段の補正
   信号が出力されるまでの間、前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
   号を前記アクチュエータに出力する発進時補正手段とを
   備えることを特徴とする車両の４輪操舵装置。