JPS59227567A - 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
ような俊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」：す（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を同じ向
きに転舵すれば（これを同位相という）、車両を全体的
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。

」二記のような車両の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、前輪転舵角を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、」−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。）
。

上述のように前輪転舵角に対応させて後輪転舵角を制御
する場合、後輪転舵角の制御箱　３− 囲は当然ながら後輪転舵装置が転舵可能な範囲に設定さ
れるが、特に実測後輪転舵角信号を後輪転舵角制御系に
フィードバックしないオーブン制御により後輪転舵角な
制御する場合には、後輪転舵角の制御誤差が蓄積して、
後輪が異常に大きく転舵されてしまうことが起こりうる
。このように後輪が異常に大きく転舵されれば、後輪転
舵装置が破損したり、車両のホイールハウスが損傷を受
ける危険性が有る。

（発明の目的） 本発明は」二記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、後輪が異常に大きく転舵されてしまうことのない車
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、前述したようなステア
リング装置と、後輪転舵装置と、コントローラとを有す
る４輪操舵装置におし・て、所定の最大後輪転舵角を検
出するりミツ４− トスイツチを設けるとともに、このリミットスイッチの
出力を受けて後輪転舵装置のアクチュエータを停止させ
ることにより、後輪が」−記最犬転舵角を超えて転舵さ
れることを制限する後輪転舵制限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） 上記のようなリミットスイッチと後輪転舵制限手段とが
設けられれば、後輪が所定の最大転舵角を超えて転舵さ
れることがなくなり、後輪転舵装置が破損したり車両の
ホイールハウスが後輪によって損傷を受けることが防止
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＠ｂＫ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ば、
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ど、該ロッド９の左右両端に夫々クイロッド］、　Ｏ
、Ｉ　Ｏを介して連結された左右のナックルアーム１１
．　、　Ｉ　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
］、　５　、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］４の回転方向、回転
量に対応して後輪７，７を転舵する。

また、」−記後輪操作ロツド９はパワーシリンダＪ８を
貫通し、該シリンダ１８内を左右の油圧室］　８　ａ、
　］　８１）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１８　ａ　、　Ｉ　８
１）には、ピニオン軸１７の周囲に設けられたコントロ
ールパルプ２０から導かれた油圧通路２　］　ａ　、　
２１１）が夫々接続され、また上記コントロールパルプ
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（・る。ここで、」二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２
４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１
８１〕に導入し、他方の油圧室１．８　ｂ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、」二記パルスモータＩ４
により、傘歯車］、　５　、　］　６、ピニオン軸１７
、ピニオン１３及びラック１２を介して操作口　７− ラド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、」二記パルスモータ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かも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りと、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ｊ・ローフ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、−例として上記操作ロッド９に
設けられた検出端によって作動されて後輪７，７の最大
転舵角（例えば±２０°）を検出する後輪転舵角リミッ
トスイッチ３０が出力する最大転舵角信号Ｆとが８− 人力される。

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３１に入力される。この演算部３１には、例え
ば第３図に示す如き前輪転舵角０ｆ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Ｃ２Ｄが示す車速■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θ「／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。

」−記のようにして後輪転舵角演算部３】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θｒｏに設定するようにパルスモータ１４を回転さぜ
るパルス信号Ａを出力する。このパルス信号Ａはスイッ
チング回路３３を介してパルスモータ１４に入力される
が、このスイッチング回路３３は前述した後輪転舵角リ
ミットスイッチ３０から最大転舵角信号Ｆが入力されな
ければ、上記パルス信号Ａをそのままパルスモータ１４
に伝達させ、最大転舵角信号Ｆが入力されるとこのパル
ス信号Ａをカットする。該パルス信号Ａがスイッチング
回路３３から出力されるとき、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３１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
３５に入力される。また、該比較器３５には、操舵角セ
ンサ３４から出力される動作信号１−１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、該信号りが示ず前輪転舵角Ｏｆに対応す
るステアリングホイール３の操舵角が例えば±０°等の
所定角度になったとき上記動作信号１−Ｔを出力する。

比較器３５は、この動作信号■］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θ
ｒｏと実測後輪転舵角θｒとを比較して、その偏差量に
応じ該偏差を減少させる　１１− 補正信号■を上記パルスモータ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３１に入力され
る。そして、該演算部３１は上記信号り、Ｃが示す前輪
転舵角θｆと車速Ｖとに基づいて、且つ第３図如示す如
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ばこの目標信号Ｇに対応したパルス信号Ａ
を発生ずる。このとき後輪転舵角θｒが所定の最大転舵
角よりも小さくてスイ　１２− ツチング回路３３に最大転舵角信号Ｆが入力されていな
ければ、このパルス信ＭＡはソノままパルスモータ１４
に入力される。そのため、後輪転舵装置８におけるパル
スモータＩ４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１５，１６、ピニオン軸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θｒ
Ｏ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］８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３５に入力される
が、該比較器３５は動作信号＋（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、Ｐｌ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７．７０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±０°）と
なった時には、操舵角七ンサ３４から比較器３５に動作
信号Ｈが入力されることにより、該比較器３５が動作し
て」二記後輪転舵角センザ２９からの実測信号Ｅと演算
部３１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、その偏差量に応じた補
正信号■がドライバ３２に出力される。そのため、パル
スモーク１４が実際の後輪転舵角０ｒを目標後輪転舵角
θｒＯに一致さぜるように補正動作する。とれにより、
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。

以上説明したように本装置においては、後輪転舵角θｒ
は本質的にオープン制御されているが、一般にこのよう
な制御を行なう装置にあっては、例えば前輪１，１また
は後輪７゜７が凹所に落ちたり突出物に乗り」二げる、
あるいはオープン制御の誤差が蓄積する等して前輪１，
１と後輪７，７との対応が狂った場合において、後輪７
，７が異常に大きく転舵される可能性が有る。以下、こ
のような後輪７．７の異常転舵を防止する本発明の特徴
部分について説明する。

後輪転舵角リミットスイッチ３０が、後輪７．７が所定
の最大転舵角（例えば±２０°）に転舵されたことを検
出して最大転舵角信号Ｆを出力すると、スイッチング回
路３３は該　１５− 信号Ｆを受けて動作し、パルスモータ１４へのパルス信
号へ入力をカットする。それによりパルスモータ１４は
停止し、後輪７，７が上記最大転舵角を超えてさらに転
舵されることがなくなる。したがって後輪転舵装置８の
各機構が無理に駆動されて破相したり、異常に大きく転
舵された後輪７，７によってホイールハウス（図示せず
）が損傷を受けることがない。

なお上記実施例は、後輪転舵角が本質的にオープン制御
される４輪操舵装置に本発明を適用したものであるが、
本発明はこのようなオープン制御がなされる４輪操舵装
置のみならず、実測後輪転舵角信号が後転転舵角制御系
に継続的に帰還されていわゆるフィードバック制御がな
される４輪操舵装置にも適用可能であり、その場合にも
ハンチングや応答遅れ等により後輪が異常に大きく転舵
されることを防止する効果が得られる。

また」二記実施例においては後輪転舵制限子　１６一 段が、ドライバ３２からパルスモータ１４へのパルス信
号への入力をカットするスイッチング回路３３から形成
されているが、後輪転舵装置のアクチュエータを停止さ
せるためにはその他公知の各種方法が用いられてもよい
。

例えば上記実施例においては最大転舵角信号Ｆを後輪転
舵角演算部３１に入力するようにし、該信号Ｆの入力時
に目標信号Ｇにリミットをかけるようにしてもよい。

【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・・・コントローラ銘・・・前輪
ｑ日子角センザ ３０・・・後輪転舵角リミットスイッチ３３・・・スイ
ッチング回路

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２が少なくとも前輪転舵角センサからの信号を受けて
   前輪転舵角傾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駆動させるように構成されて
   おり、かつ所定の最大後輪転舵角を検出する後輪転舵角
   リミットスイッチと、このリミットスイッチの出力を受
   けて上記アクチュエータを停止させ最大後輪転舵角を超
   える後輪転舵を制限する後輪転舵制限手段とが設けられ
   たことを特徴とする車両の４輪操舵装置。