JPS6080975A - 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） −１一 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、特に後輪の転舵を行う４輪
操舵モードと、後輪を転舵角層の状態に固定する２輪操
舵モードとを有する４輪操舵装置に関する。

（従　来　技　術） 例えば特開昭５７−１１１７３号公報に示されているよ
うに、前輪の転舵時に後輪をも転舵させるようにした車
両の４輪操舵装置が提案されている。これは、主として
車両の旋回時に最小回転半径を可及的小さくして旋回性
能を向上させ、或いは高速道路での車線変更を円滑且つ
迅速に行わせる等のために備えられるものであって、特
に上記公報に開示された発明では、前輪転舵角と、車速
と、荷重とを検出し、これらに応じて後輪の転舵角を制
御することにより横滑りを生じないように図られている
。

然して、車両の運転状態によっては後輪の転舵角を零に
固定して、通常の操舵装置と同様に前輪だけで操舵する
方が好ましい場合があり、また異−２− 雷発生時には安全を確保する上で後輪を転舵角層の状態
に固定するのが望ましい。そこで、この種の４輪操舵装
置においては、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵させる
４輪操舵モードと、後輪を転舵角層の状態に固定する２
輪操舵モードとを設け、いずれかのモードを運転者の意
思によって選択可能とし、或いは異常発生時に自動的に
２輪操舵モードに切換えるようにすることが必要となっ
てくる。しかし、このようにした場合、次のような弊害
が起り得る。

つまり、４輪操舵モードでの走行時において、旋回等に
際して前輪を転舵させ、これに伴って後輪も転舵してい
る状態で、２輪操舵モードへの切換え動作が行われた場
合、後輪は所定角度転舵した状態から急激に転舵角層の
状態に復帰することになる。同様に、２輪操舵モードで
の走行時において、前輪が転舵されている状態で、４輪
操舵モードへの切換え動作が行われた場合も、後輪は転
舵角層の状態からその時の前輪転舵角に対応する転舵角
に急激に動作することになる。このように−３− 後輪が急激に転舵動作するど、車両の走行方向が乱れて
蛇行運転が引ぎ起される等、走行安定性が損われること
になる。

（発　明　の　目　的） 本発明は、４輪操舵モードと２輪操舵モードとの切換え
が可能とされた車両の４輪操舵装置において、モード切
換え時の上記のような問題に対処するもので、前輪が転
舵している状態でモードの切換えを行う場合に、これに
伴う後輪の転舵制御を前輪転舵角が小さくなるのを侍っ
て行うようにする。これにより、操舵モードの移行を円
滑に行い、後輪の急激な転舵による走行状態の乱れ等を
防止することを目的とする。

（発　明　の　構　成） 本発明に係る車両の４輪操舵装置は、上記目的達成のた
め次のように構成される。

即ち、第１図に示すように前輪を転舵するステアリング
装置へと、後輪を転舵する後輪転舵装置Ｂと、前輪転舵
角センサＣからの出力信号を受けて前輪転舵角に応じて
後輪転舵角を変化させる４−４− 輪操舵モードと前輪転舵角に拘らず後輪転舵角を零とす
る２輪操舵モードとを有し、これらのモードを選択して
、Ｆ記後輪転舵装置Ｂを制御するコントローラＤとを備
えた４輪操舵装置において、４輪操舵モードと２輪操舵
モードの切換えを指示するモード切換指示手段Ｅと、該
モード切換指示手段Ｅと上記前輪転舵角ヒンサＣの出力
を受け、モード切換え時に前輪転舵角が零付近で切換信
号を上記コントローラＤに出力する切換制御手段Ｆとを
備える。このような構成によれば、前輪が転舵されてい
る状態でモードの切換が指示された場合、４輪操舵モー
ドから２輪操舵モードへの切換え時には、前輪の転舵角
が零付近に戻り、これに伴って後輪の転舵角も極く小さ
な値となった時に該後輪が転舵角層の状態に作動するこ
とになり、また２輪操舵モードから４輪操舵モードへの
切換え時には、前輪転舵角が零付近に戻り、これに対応
する後輪転舵角の制御目標値が極く小さな値の時に後輪
が転舵角層の状態から上記目標値に作動することになる
。従って、いずれの場合にも操舵モー−５− ドの切換えに伴う後輪の転舵量が極く小さな量となる。

尚、上記モード切換指示手段Ｅとしては、運転者の意思
に基づいて手動操作される切換スイッチや、４輪操舵モ
ードでの走行中にシステムの異常が発生した時に２輪操
舵モードへの切換えを指示する異常検出装置等が含まれ
る。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例１図面に基づいて説明する。

第２図は、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の回転運動を車体横
方向の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
す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、
車体横方向に移動可能に備えられた後輪−６− 操作ロッド９と、該ロッド９の移動を後輪７，７に伝達
してこれらを転舵する左右のタイロッド１０．１０及び
ナックルアーム１１，１１とを有する。そして、操作ロ
ッド９の所定部位にはラック１２が形成され、且つ該ラ
ック１２に噛合するピニオン１３を一対の傘歯車１４．
１５及びビニオン軸１６を介して駆動するステップモー
タ１７が備えられて、該モータ１７の回転量に応じて後
輪７．７が転舵されるように構成されている。

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、該ロッド９に固設されたピストン１９がパワーシ
リンダ１８内を左右の油圧室１８ａ、１８ｂに仕切って
いると共に、両袖圧室１８ａ、１８１）には、上記ビニ
オン軸１６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、オイルポンプ２２
との間には油圧供給通路２３及びリターン通路２４が設
けられている。上記コントロールバルブ２０は、ステッ
プモータ１７の回転時にビニオン軸１−　７　− ６に加わる回転力に応じて作動し、ポンプ２２カ）ら油
圧供給通路２３を経て供給される油圧を−Ｆ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２４を介して上記ポン
プ２２に戻すように作用する。従って、上記ステップモ
ータ１７により、傘歯車１４．．１５、ビニオン軸１６
、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、上記ステップモータ１７は、制御Ｉ装置２５か
ら出力される信号ａに応じて駆動装置２６を介して回転
駆動されるようになっている。そして、制御装置２５に
は、例えばステアリングホイール３の回転角から前輪１
．１の転舵角を検出する前輪転舵角センサ２７からの信
号すと、当該車両の走行速度を検出する車速センサ２８
からの信号Ｃと、４輪操舵モード−２輪操舵モード切換
スー　８　− イッチ２９からの信号ｄと、更に上記ステップモータ１
７の回転量から後輪７．７の転舵角を検出する後輪転舵
角センサ３０からの信号ｅとが入力されるようになって
いる。また、該制御装置２５には、電源３１と、前輪１
，１及び後輪７，７の転舵状態を表示する表示器３２と
が接続されている。

次に、該制御装置２５の構成を説明すると、第３図に示
すように、該制御部［２５は、前輪転舵角センサ２７か
らの前輪転舵角θｆを示す信号すと、車速センサ２８か
らの車速Ｖを示す信号Ｃとが入力され、これらの値θｆ
、Ｖの関数丁　（ｏｆ。

■）として目標後輪転舵角θｒＯを算出する演算部３３
を有する。そして、該演算部３３で算出された目標後輪
転舵角θｒＯと上記後輪転舵角センサ３０から信号ｅと
して入力される現実の後輪転舵角θ「とが比較器３４に
入力されると共に、その差Δθｒ−θｒｏ−θｒが補正
パルス発生部３５に送られ、更に該パルス発生部３５か
ら上記駆動装置２６に上記差Δθｒの正負に対応する回
転方向信−９− 号ａ１ど、大きさ１Δｆ３ｒ　ｌに対応する補正パルス
信号ａ２とが送られる。これにより、後輪転舵角θｒが
目標後輪転舵角θｒＯに一致するようにステップモータ
１７が駆動される。

また、制御装置２５は、上記前輪転舵角センサ２７から
の信号すと、モード切換スイッチ２９からのモードの切
換えを指示する信号ｄとが入力されるモード切換制御部
３６と、同じ（前輪転舵角はンサ２７からの信号すど車
速センサ２８からの信号Ｃと後輪転舵角センサ３０から
の信号ｅとが入力される異常検出部３７とを有する。

モード切換制御部３６は、４輪操舵モードでの走行中に
切換えスイッチ２９から２輪操舵モードへの切換えを指
示する信号ｄを受けた時に、信号わが示す前輪転舵角θ
ｆの値が所定値より小さい時は直らに、所定値より大き
い時は該所定値より小さくなるのを持って切換信号ｆを
出力する。この場合、切換信号ｆは演算部３３に対して
目標後輪転舵角θｒＯを零に設定するように指示する。

また、２輪操舵モードでの走行中に４輪操舵モード−１
０＝ への切換えを指示する信号ｄを受けた時には、同様に前
輪転舵角θｆが所定値より小さい時は直ちに、大きい時
は小さくなるのを持って切換信号［を出力する。この場
合の切換信号ｆは、演算部３３に対して目標後輪転舵角
θｒＯを上記のように前輪転舵角θｆと車速Ｖの関数と
して算出すべきことを指示する。

また、異常検出部３７は、信号す、ｃ、ｅが示す前輪転
舵角θｒ１車速ｖ１後輪転舵角θｒの値に基づいてシス
テムの異常の有無を検出し、異常を検出した時には上記
モード切換制御部３６に異常信＠ｇを送出する。モード
切換制御部３６は、４輪操舵モードでの走行中にこの異
常信号０を受けた時に、上記演算部３３に対して目標後
輪転舵角θｒＯを零に設定するように切換信号［を出力
する。この場合も、切換信号ｆは前輪転舵角θｆが所定
値より小さい時に出力される。但し、後述するように異
常の内容によっては前輪転舵角θｆの大きさに拘らず、
直ちに切換信号［が出力される。

−１１− 尚、４輪操舵モードにおいて前輪転舵角θｆが小さい時
は後輪転舵角θ「も小さいので、図示のようにモード切
換制御部３６に後輪転舵角θｒを示す信号ｅを入力する
ことにより、前輪転舵角θ「の大小の判定に代え、後輪
転舵角θｒの大小を判定して切換信ｊＨの出力時期を決
定するようにしてもよい。また、４輪操舵モードにおい
て前輪転舵角θｆと車速Ｖの関数どして算出される目標
後輪転舵角θｒＯが、一定範囲の車速では常に零となる
ように設定されている場合は、イの範囲内では操舵モー
ドが、切換っても目標後輪転舵角θｒＯが零に保持され
る。従って、図示のように車速Ｖを示す信号０をモード
切換制御部３６に入力することにより、車速か上記範囲
にある時に、前輪転舵角θ「の大小に拘らず直ちに切換
信号ｒを出力するようにしてもよい。

次に、上記のように構成された４輪操舵′ｖ装置の具体
的作動を第４図に示すフローチャートに従って説明する
。

先ず、作動開始時にステップＳ１でイニシャラ−１２− イズが行われる。このイニシャライズにおいては、［２
］又は「４］に設定されてモードの切換えが指示された
か否かの判定に用いられる変数Ｍが１４」に設定され、
また２輪操舵モードを実行する時に「１」、４輪操舵モ
ードを実行する時に「０」に設定される２輪操舵モード
フラグＦＬＧが「０」に設定される。次いで、ステップ
８２〜Ｓ４に従って、前輪転舵角センサ２７、車速セン
サ２８及びモード切換スイッチ２９からの信号す。

ｃ、ｄによって前輪転舵角θｆ１車速ｖ１及び切換スイ
ッチ２９による指示モード（「２］又は「４」）を示す
変数ＳＷが読み取られると共に、システムの異常の有無
が判別され、異常がない場合は変数ＳＷと上記変数Ｍと
が比較される。今、モード切換スイッチ２９が４輪操舵
モードにセットされているものとすると、５Ｗ＝ｒ４Ｊ
であり、且つ上記ステップＳ１でＭ−１４」に設定され
ているから、次にステップＳ５が実行されると共に、更
にフラグＦＬＧ−ｒＯＪであるからステップＳ６が実行
され、上記前輪転舵角θｒと車速Ｖの関−１３− 数「　（θ［、■）として目標後輪転舵角θ「０が計算
される。そして、後輪転舵角センサ３０から入力される
現実の後輪転舵角θｒと上記目標転舵角θｒＯとが比較
され、ステップ８７．８８でその差Δθｒの正負と大き
さとに対応した回転方向信号ａ１と補正パルス信号ａ２
とが駆動装置２６に出力される。これにより、ステップ
モータ１７が上記信号ａ１．ａ２に応じて回転駆動され
、後輪７゜７が第２図示す後輪転舵装置８を介して転舵
角θｒが目標転舵角θｒｏに一致するように操舵される
（ステップ８９）。このようにして、上記モード切換ス
イッチ２９が４輪操舵モードにセットされている場合、
後輪７．７が前輪１．１の転舵角θｆと車速Ｖとに対応
して転舵制御される。

然して、上記のように４輪操舵モードでの走行中にモー
ド切換スイッチ２９が２輪操舵モード側に切換え操作さ
れると、変数ＳＷが「２」になることにより上記ステッ
プＳ４でＳＷＡＭと判定され、次にステップＳ１０が実
行される。このステップＳ１０では前輪転舵角θｆの大
きさ１θｆ１が所−１４− 定値αより大きいか小さいかが判定され、旋回中等にお
いて該前輪転舵角の大きさ１θｆｌが所定値αより大き
い場合は一ト記ステップＳ５に戻る。

この場合、フラグＦＬＧは「０」のままであるから、上
記の場合ど同様にステップ８６〜Ｓ９による前輪転舵角
θｒと車速Ｖとに応じた後輪転舵角θｒの制御が行われ
る。つまり、モード切換スイッチ２９が２輪操舵モード
に切換えられても、前輪転舵角の大きさ１θｔ　１が所
定値αより大きい時、換言すれば、後輪７，７も前輪１
，１の転舵に伴って所定量以上転舵されている時は、引
き続き４輪操舵状態に保持されるのである。

そして、前輪転舵角の大きさＩθｆ　１が所定値αより
小さくなった時点で、上記ステップＳ１０からステップ
Ｓ１１が実行され、該ステップＳ１１で切換えスイッチ
２９が２輪操舵モードに切換えられたこと、即ち変数５
Ｗ＝ｒ２Ｊであることが判定された上で、更にステップ
Ｓ１２．Ｓ１３でフラグＦＬＧが「１」にセットされ且
つ変数Ｍに変数ＳＷの値（この場合「２」）が移され、
その上で上記−１５− ステップＳ５が実行される。この場合は上記ステップ８
１２でフラグＦＬＧが「１」にセットされたから、ステ
ップＳ５からステップＳ１４．Ｓ１５が実行され、目標
後輪転舵角θｒＯ−０とされると共に、現実の後輪転舵
角θｒとの差Δθｒ　−一θｒに相当する信号ａ１．ａ
２が出力される。これにより、後輪転舵角θｒが零とさ
れる。このようにして、モード切換スイッチ２９が２輪
操舵モード側に切換えられた後、前輪転舵角θ「の大き
さ１θ「　１が所定値αより小さくなった時点で、即ち
後輪転舵角θｒも極く小さな値となった時点で該後輪転
舵角θｒが零とされ、２輪操舵状態に移行される。

従って、その移行時における後輪７，７の転舵量は極く
小さな聞となる。

また、以上のようにして２輪操舵状態に制御された後、
モード切換スイッチ２９が再び４輪操舵モード側に切換
えられた場合は、上記ステップＳ１３で変数Ｍ＝　ｒ２
Ｊとされており且つ変数ＳＷが「４」となるから、ステ
ップＳ４から再びステップＳ１０が実行される。そして
、この場合も前輪転−１６− 舵角の大きさ１θｆ　１が所定値より大きい間はステッ
プＳ１０からステップＳ５が実行され、且つフラグＦＬ
Ｇ＝ＭＪであるから、引き続きステップ８１４，８１５
による２輪操舵制御が行われる。そして、前輪転舵角の
大きさ１θｆ　１が所定値αより小さくなった時点で、
ステップ８１１が実行される。この場合は、モード切換
スイッチ２９が４輪モード側にセットされてＳＷ−［４
Ｊであるから、ステップ８１６．８１３によって７ラグ
Ｆ　ｌ−Ｇが「０」にリセットされ且つ変数Ｍが「４」
にセットされる。従って、次にステップＳ５に戻った時
にステップ８６〜Ｓ９が実行され、後輪転舵角θｒが前
輪転舵角θｆと車速■に対応させて再び制御されること
になる。つまり、切換えスイッチ２９が２輪操舵モード
から４輪操舵モードに切換えられた場合も、前輪転舵角
の大きさ１θｆ　１が所定値αより小さくなった時、換
言すれば目標後輪転舵角θｒＯが小さい時に４輪操舵制
御が開始されるのである。従って、この場合も４輪操舵
状態への移行に伴う後輪７．７の転舵量は極く小さな量
とされ−１７− る。

次に、システムに異常が発生した場合の動作について説
明する。この場合、制御装置２５はステップＳ３で異常
の発生を判定すると共に、ステップＳ１１でこの異常が
前輪転舵角センサ２７又は車速センサ２８の故障か、又
はそれ以外の異常かを判別する。これらのセンサ２７．
２８が故障すると、ステップ８６〜Ｓ９による４輪操舵
制御を行った場合、目標後輪転舵角θｒＯが異常値に設
定されて後輪７．７が危険な挙動を行うおそれが生じる
。そこで、上記センサ２７又は２８の故障時にはステッ
プ８１８で直ちにフラグＦＬＧを１１」にセットし、ス
テップＳ５からステップ８１４，８１５による２輪操舵
制御を実行して、速かに後輪７゜７を転舵角層の状態に
固定する。一方、前輪転舵角センサ２７及び車速センサ
２８の故障以外の異常発生時には、上記のような危険が
ないので、ステップＳ１０で前輪転舵角の大きさ１θｆ
　１が設定値αより小さくなるのを持つ。そして、これ
が所定値αより小さくなった時点でステップＳ１１を実
−１８− 行し、更に異常があるのでステップ８１２を実行して、
フラグＦＬＧを「１」にセットすると共に、上記ステッ
プＳ　ｓ　、　８１４．８１５に従って２輪操舵制御に
移行する。尚、これらの場合において、異常が発生した
時に、既に２輪操舵制御が行われている時は、異常発生
後もその状態に保持される。

（発　明　の　効　果） 以上のように本発明によれば、４輪操舵モードと２輪操
舵モードとを有する車両の４輪操舵装置において、運転
者の手動操作により或いは異常の発生によりモードの切
換えが指示された時に、後輪の前輪転舵角に対応する目
標転舵角への作動或いは転舵角層への作動が、前輪転舵
角が零の付近にある時に行われる。これにより、操舵モ
ードの移行に伴う後輪の転舵量が極く小さな量とされ、
走行方向の乱れ等を生じることなく、安定した状態で円
滑に操舵モードが移行されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明実施例の
制御システム図、第３図は該実施例にお−１９− ける制御ｌ装置のブロック図、第４図は該実施例の作動
を示すフローチャート図である。 Ａ・・・ステアリング装置、Ｂ・・・後輪転舵装置Ｃ・
・・前輪転舵角センサ、Ｄ・・・コントローラ、Ｅ・・
・モード切換指示手段、Ｆ・・・切換制御手段１・・・
前輪、２・・・ステアリング装置、７・・・後輪、８・
・・後輪転舵装置、２５・・・制御装置、２７・・・前
輪転舵角はンサ、２９・・・モード切換スイッチ出願人
　東洋工業株式会社 ＝　２０　− ＹＥＳ １４図 スタート イニシャライス１　５１ Ｍ＝碍」 θｆ、Ｖ、ＳＷ　５２ 読み」吏す システム　Ｓ３

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、前輪転舵角に応じて後輪転舵角を
   変化させる４輪操舵モードと後輪転舵角を零とする２輪
   操舵モードとを有し、これらのモードを選択して後輪転
   舵装置を制御するコントローラとからなる４輪操舵装置
   であって、４輪操舵モードと２輪操舵モードの切換えを
   指示するモード切換指示手段と、前輪転舵角を検出する
   前輪転舵角センサと、上記モード切換指示手段と前輪転
   舵角センサの出力を受け、モード切換え時に前輪転舵角
   が零付近で切換信号を上記コントローラに出力する切換
   制御手段とを備えたことを特徴とする車両の４輪操舵装
   置。