JPS61135866A - Four-wheel steering device - Google Patents

Four-wheel steering device

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Publication number
JPS61135866A
JPS61135866A JP25715884A JP25715884A JPS61135866A JP S61135866 A JPS61135866 A JP S61135866A JP 25715884 A JP25715884 A JP 25715884A JP 25715884 A JP25715884 A JP 25715884A JP S61135866 A JPS61135866 A JP S61135866A
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JP
Japan
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wheel steering
steering
steering angle
rear wheel
vehicle
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Application number
JP25715884A
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Japanese (ja)
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JPH0115431B2 (en
Inventor
Osamu Tada
修 多田
Tsuneo Hasegawa
長谷川 恒雄
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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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

PURPOSE:To prevent a vehicle from touching obstructions when there are obstructions at the sides of the vehicle, by devising that when there are no obstructions at the sides of the vehicle, the rear wheel steering angle is determined to be in a normal running mode, and when there are obstructions it is determined to be in a obstruction detecting mode, and also by returning the rear wheel steering angle to the same phase or zero as the front wheel steering angle. CONSTITUTION:When a supersonic sensor 41 does not detect obstructions at the sides of a vehicle, a control means 11 determines a rear wheel steering angle and direction according to the normal running mode steering ratio of No.1 data select means 38. Then, the control means 11 drives and controls a rear wheel steering mechanism 10 so as to become these determined steering angle and direction. Also, when the control means 11 detects obstructions at the sides of the vehicle, it determines a rear wheel steering angle and direction according to the obstruction detecting mode steering ratio of No.2 data select means 39. At this time, the rear wheel steering angle is determined to be the same phase as the front wheel or to be returned to zero.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、ステアリング操作により、前輪のみならず
、後輪をも操舵しうるように構成された四輪操舵装置に
関し、とくに、車体側方に障害物が存在する場合には、
後輪の転舵角が0または前輪に対して同位相となるよう
に制御されるように構成されたものに関する。
The present invention relates to a four-wheel steering device that is configured to be able to steer not only the front wheels but also the rear wheels by steering operation, and in particular, when an obstacle is present on the side of the vehicle body.
The present invention relates to a device configured to control the steering angle of the rear wheels to be 0 or to be in the same phase as the front wheels.

【従来の技術】[Conventional technology]

主として操向安定性の向上を目的として、ステアリング
操作にしたがって、前輪のみならず、後輪をも所定方向
に転舵させるというアイディアはすでに知られている。 たとえば、特開昭58−20563号公報に示されたも
のは、前輪用のステアリングギヤボックス内のラック杆
に車体後方部までのびる操作力伝達用シャフトの前端の
ピニオンを噛合させ、この操作力伝達用シャフトの回転
を後輪用転舵機構に入力し、(支軸を所定方向に転舵す
るように構成されている。すなわち、この公報に示され
た四輪操舵装置は、前輪転舵のための凍舵力の一部を機
械的に後輪用転舵機構に伝達するように構成されたもの
であって、後輪舵角は前輪の転舵角によってのみ決定さ
れる。 また、特開昭59−20563号公報に示されたものは
、基本的には電気的な制御装置によって後輪の転舵角が
制御されるように構成され、前輪の転舵角に対する後輪
の転舵角を、前輪の転舵角の大きさおよび車速によって
制御するように構成されている。 ところで、あらゆる車速において、ドライバビリティを
最適化するためには、遠心力の影響をほとんど考慮する
必要がない低速時と、遠心力の影響を考慮する必要があ
る高速時とで、前輪の転舵角に対する後輪の転舵角の比
をあられす転舵比が本職の第4図に示すように変化する
ことが好ましいことが知られている。ここで転舵比kが
正の領域は前輪と逆方向に後輪が転舵される、いわゆる
逆位相であることを表わし、転舵比kが負の領域は前輪
と同方向に後輪が転舵される、いわゆる同位相であるこ
とを表わす。この第4図のグラフから明らかなように、
低速時には、後輪が前輪と逆方向に転舵される結果、車
体の回転半径がきわめて小さくなり、逆に、高速時には
、後輪は前輪と同方向に転舵される結果、車体の回転半
径はステアリングの操舵感覚より大きくなる。このよう
な、車速に応じた転舵比にの変化は、遠心力の影響の少
ない低速時から遠心力の影響の大きい高速時にわたり、
車体のすべり角が生じないように決定されるのであるが
、この場合、次のような問題が生じる場合がある。 すなわち、第7図に示すように、たとえば、縦列駐車状
態のように側方に障害物が存在する状態から道路中央方
向に大きく転舵させて発進させようとする場合、後輪が
障害物側に転舵される結果、車体後部が路肩側に寄って
車体後部が障害物に接触する可能性があるのである。 このような問題を解決する四輪操舵装置を提供する従来
例として、たとえば、特開昭56−163969号公報
には、前輪舵角が非常に大きい場合、後輪の転舵角を0
に戻して、上記した後輪が逆方向に転舵されることによ
る車体の障害物への接触を防止するようにしたものが示
されている。
The idea of steering not only the front wheels but also the rear wheels in a predetermined direction according to a steering operation is already known, mainly for the purpose of improving steering stability. For example, in the system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-20563, a pinion at the front end of a shaft for transmitting operating force extending to the rear of the vehicle body is engaged with a rack rod in a steering gear box for the front wheels, and this operating force is transmitted. The four-wheel steering system disclosed in this publication inputs the rotation of the rear wheel steering shaft into the rear wheel steering mechanism and steers the support shaft in a predetermined direction. The steering mechanism is configured to mechanically transmit a part of the freezing steering force to the rear wheel steering mechanism, and the rear wheel steering angle is determined only by the front wheel steering angle. The device disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-20563 is basically configured so that the steering angle of the rear wheels is controlled by an electric control device, and the steering angle of the rear wheels is controlled by the steering angle of the front wheels. The steering angle is controlled by the magnitude of the steering angle of the front wheels and the vehicle speed. Incidentally, in order to optimize drivability at any vehicle speed, there is almost no need to consider the influence of centrifugal force. The steering ratio, which is the ratio of the rear wheel steering angle to the front wheel steering angle, changes as shown in Figure 4 at low speeds and at high speeds where the influence of centrifugal force must be taken into account. Here, a region where the steering ratio k is positive indicates that the rear wheels are steered in the opposite direction to the front wheels, which is a so-called reverse phase. This region indicates that the rear wheels are steered in the same direction as the front wheels, that is, they are in the same phase.As is clear from the graph in Figure 4,
At low speeds, the rear wheels are steered in the opposite direction to the front wheels, resulting in an extremely small turning radius of the vehicle body; conversely, at high speeds, the rear wheels are steered in the same direction as the front wheels, resulting in a very small turning radius of the vehicle body. is greater than the steering feel. Such changes in the steering ratio according to vehicle speed range from low speeds, where centrifugal force has little effect, to high speeds, where centrifugal force has a large effect.
This is determined so that the slip angle of the vehicle body does not occur, but in this case, the following problems may occur. In other words, as shown in Fig. 7, for example, when attempting to start by making a large turn toward the center of the road from a state where there is an obstacle on the side, such as in a parallel parking state, the rear wheels are on the side of the obstacle. As a result, the rear of the vehicle may move toward the shoulder of the road, potentially causing the rear of the vehicle to come into contact with an obstacle. As a conventional example of providing a four-wheel steering device that solves such problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-163969 discloses that when the front wheel steering angle is very large, the rear wheel steering angle is set to 0.
In this example, the vehicle body is prevented from coming into contact with an obstacle due to the rear wheels being steered in the opposite direction.

【発明が解決すべき課題] しかしながら、上記特開昭56−163969号公報に
示されたものでは、前輪め転舵角が大きい場合にはいつ
でも後輪の転舵角が0に戻るので、小回りしたい場合で
も四輪操舵の利点が活かせないという別の問題がある。 また、前輪の転舵角がある一定量を超えると突然後輪の
転舵角が逆位相からOに戻るので、低速時での操向安定
性がかえって悪化するという問題もある。 本発明は、上記の事情のもとで考え出されたもので、そ
の解決すべき課題は、基本的には、全車速範囲におて最
適な操向安定性を発揮することができ、しかも、車体側
方に障害物が存在する場合には後輪舵角が逆位相から同
位相または0に戻り、低速小回り時に車体が障害物に接
触することを防止しうる四輪操舵装置を提供することで
ある。 【課題を解決するための手v11 本発明の四輪操舵装置では、次のように構成することに
より、上記課題を解決している。 すなわち、本発明の四輪操舵装置は、ステアリングシャ
フトの回転に応じて前輪を転舵させる前輪用転舵機構と
、制御装置によって制御され、かつ後輪を転舵しうる後
輪転舵機構と、前輪舵角センサと、後輪舵角センサと、
車速センサと、車体側方の障害物の存在を検出する超音
波センサと、通常走行時に選択されて制御手段に転舵比
データを送出する、後輪の前輪に対する転舵比が車速に
応じて最適となるように設定された第一データ送出手段
と、超音波センサが障害物を検知したときに選択され、
後輪舵角の0データまたは後輪の転舵方向が前輪の転舵
方向に対して同位相に設定された転舵比データを制御手
段に送出する第二データ送出手段と、前輪の転舵角、車
速および上記第一データ送出手段または第二データ送出
手段からのデータにしたがって後輪の転舵角を決定し、
かつその転舵角となるように後輪転舵機構をII御する
制御手段とを備えている。 【作用】 第一データ送出手段には、たとえば、第4図に示すよう
な、速度と、これに対応する最適な転舵比との関係をあ
られすデータが格納され、また、第二データ送出手段に
は、たとえば、第5Mに示すように、速度に関係なく転
舵比kが−1に固定されたデータ、または、後輪の転舵
角をOとすべきデータが格納される。 通常走行時、すなわち、超音波センサが車体側方に障害
物を検知しない時、制御手段は、後輪転舵機構を制御す
べき要素の一つとして上記第一データ送出手段を選択す
る(通常走行モード)、具体的には、制御手段は、車速
センサから入力される現在車速にしたがった転舵比を第
一データ送出手段から受は取り、前輪舵角センサから入
力される前輪の転舵角と上記第一データ送出手段から受
は取った転舵比から後輪の転舵角を演算し、こうして決
定された転舵角にしたがって後輪転舵機構を制御する。 一方、超音波センサが車体側方に障害物を検知した場合
には、制御手段は、後輪転舵機構を1ilJi*すべき
要素の一つとして上記第二データ送出手段を選択する(
II書物検出モード)。これにより制御手段は、前輪の
転舵角と転舵比に=−1から後輪の転舵角を決定しくこ
の場合後輪の転舵角は前輪の転舵角と逆位相同−角とな
る)、これにしたがって後輪転舵機構を制御するか、ま
たは、後輪の転舵角を0に戻すべく後輪転舵機構を制御
する。なお、ある程度以上の速度での走行中に上記超音
波センサが側方を走る他の自動車を検出し、これによっ
て制御手段の制御が通常走行モードから障害物検出モー
ドに移ることがないように、上記第二データ送出手段を
選択する障害物検出モードに移る条件として、木連があ
る一定速度以下、たとえば10km/h以下であること
を付は加えるとよい。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-163969, the turning angle of the rear wheels returns to 0 whenever the turning angle of the front wheels is large. Another problem is that you cannot take advantage of the four-wheel steering even if you want to. Furthermore, when the steering angle of the front wheels exceeds a certain amount, the steering angle of the rear wheels suddenly returns from the opposite phase to O, which causes the problem that the steering stability at low speeds deteriorates. The present invention was devised under the above circumstances, and the problems to be solved are basically to be able to exhibit optimal steering stability over the entire vehicle speed range, and to To provide a four-wheel steering device which can prevent a vehicle body from contacting an obstacle when turning at low speed and in a short turn by returning the rear wheel steering angle from an opposite phase to the same phase or 0 when an obstacle exists on the side of the vehicle body. That's true. [Hands for Solving the Problems v11] The four-wheel steering system of the present invention solves the above problems by having the following configuration. That is, the four-wheel steering device of the present invention includes: a front wheel steering mechanism that steers the front wheels according to the rotation of the steering shaft; a rear wheel steering mechanism that is controlled by a control device and is capable of steering the rear wheels; A front wheel steering angle sensor, a rear wheel steering angle sensor,
A vehicle speed sensor, an ultrasonic sensor that detects the presence of obstacles on the sides of the vehicle, and a sensor that is selected during normal driving and sends steering ratio data to the control means, which determines the steering ratio of the rear wheels relative to the front wheels according to the vehicle speed. The first data sending means is set to be optimal and is selected when the ultrasonic sensor detects an obstacle.
a second data sending means for sending to the control means 0 data of a rear wheel steering angle or steering ratio data in which the steering direction of the rear wheels is set to be in the same phase as the steering direction of the front wheels; and the steering of the front wheels. determining a steering angle of the rear wheels according to the angle, vehicle speed, and data from the first data sending means or the second data sending means;
and control means for II-controlling the rear wheel steering mechanism so that the steering angle is achieved. [Operation] The first data sending means stores data indicating the relationship between the speed and the corresponding optimum steering ratio, as shown in FIG. The means stores, for example, data in which the steering ratio k is fixed at -1 regardless of the speed, or data in which the steering angle of the rear wheels should be O, as shown in No. 5M. During normal driving, that is, when the ultrasonic sensor does not detect an obstacle on the side of the vehicle body, the control means selects the first data sending means as one of the elements that should control the rear wheel steering mechanism (normal driving mode), specifically, the control means receives from the first data transmission means a steering ratio according to the current vehicle speed input from the vehicle speed sensor, and receives the steering ratio of the front wheels input from the front wheel steering angle sensor. The steering angle of the rear wheels is calculated from the steering ratio received from the first data sending means, and the rear wheel steering mechanism is controlled in accordance with the steering angle thus determined. On the other hand, if the ultrasonic sensor detects an obstacle on the side of the vehicle body, the control means selects the second data sending means as one of the elements to which the rear wheel steering mechanism should be turned.
II book detection mode). Thereby, the control means determines the steering angle of the rear wheels based on the steering angle of the front wheels and the steering ratio = -1. In this case, the steering angle of the rear wheels is the opposite phase and the same angle as the steering angle of the front wheels. ), the rear wheel steering mechanism is controlled accordingly, or the rear wheel steering mechanism is controlled to return the rear wheel steering angle to zero. In addition, in order to prevent the ultrasonic sensor from detecting another vehicle running beside the vehicle while traveling at a speed above a certain level, the control of the control means will not be shifted from the normal traveling mode to the obstacle detection mode. As a condition for switching to the obstacle detection mode for selecting the second data sending means, it is preferable to add that the speed of the tree chain is below a certain certain speed, for example, below 10 km/h.

【効果】【effect】

上記のように、本発明の四輪操舵装置では、通常走行時
においては、車速および前輪の転舵角に対応して、それ
に最適な後輪操舵を行なって、すべての車速において最
適な操舵感覚を得ることができる。また、たとえ障害物
の傍らからその障害物から離れる方向に操舵して発進す
る場合であっても、自動的に後輪の転舵角が0に戻り、
または前輪と同位相となるので、後輪が障害物側に転舵
されて車体後部が障害物に接触するといったことはない
、すなわち、障害物の傍から発車するような場合、また
は、縦列駄本する場合には、前輪による二輪操舵の感覚
で車体操向を行なうことができ、四輪操舵装置を備える
場合の安全性が高まる。
As described above, in the four-wheel steering system of the present invention, during normal driving, the rear wheels are steered optimally according to the vehicle speed and the steering angle of the front wheels, thereby providing the optimal steering feeling at all vehicle speeds. can be obtained. In addition, even if you start by steering away from an obstacle from the side of the obstacle, the steering angle of the rear wheels will automatically return to 0,
Or, since it is in the same phase as the front wheels, the rear wheels will not be steered toward the obstacle and the rear of the vehicle will not come into contact with the obstacle. In this case, the vehicle can be steered with the feeling of two-wheel steering using the front wheels, and safety is improved when a four-wheel steering device is provided.

【実施例の説明】[Explanation of Examples]

以下、本発明の四輪操舵装置の実施例を図面を参照しつ
つ具体的に説明する。 第1図は、本発明の四輪操舵装置の一例の全体構成概略
図である。ここで前輪操舵機構1は、従来公知のものが
使用される。すなわち、ラック・ビニオン式の転舵機構
の場合、ステアリングホイール2とともに軸転するステ
アリングシャフト3の回転は、ギヤボックス4でたとえ
ばう、り杆5の車幅方向の往復動に変換され、さらにこ
のラック杆5の往復動は、両端のタイロッド6.6を介
してナックルアーム7.7の軸8,8を中心とした回動
に変換され、このナックルアーム7.7の回動により、
前輪9.9は上記軸8.8を中心として転舵されるよう
になっている。 一方、本例における後輪転舵機構10は、制御手VIt
llを構成するマイクロコンビエータ11′によって制
御されるステッピングモータ12と、このステッピング
モータ12の回転が入力される公知のパワーステアリン
グ装置13とによって構成される。また、マイクロコン
ピュータ11’には、前輪舵角センサ14、後輪舵角セ
ンサ15、車速センサ16および超音波センサ41から
の信号が入力され、かつ、上記ステッピングモータ12
への制御線が延びている。前輪舵角センサ14は、たと
えば、ステアリングシャフト3に周状に多数個の小穴を
明けた円板を取付けるとともに、この円板を挟むように
発光素子および受光素子を取付け、基準位置から、円板
が発光素子からの光を遮断した回数を針数するようにし
たり、ラック杆5やナックルアーム7.7などの機構部
品の基準位置からの変位をポテンシチメータで検出する
ようにするなどして実現できる。また、後輪舵角センサ
】5もまた、上記前輪舵角センサ14と同様にして実現
できる。また、超音波センサ41は、車体側部に音波発
生体と音波受信体とを設置し、音波発生体から音波が発
生してから障害物に当たって反射した音波を音波受信体
が受信するまでの時間により、車体から障害物までの距
離を計測する公知のものを採用することができる。 17は普通、前輪転舵用に使用される、たとえばラック
・ビニオン式のパワーステアリング装置13の入力部を
示し、本例の場合、この入力部17は、上記ステッピン
グモータ12に対して連繋されている。すなわち、ステ
ッピングモータ12の出力軸の回転方向にしたがってパ
ワーシリンダ18(第2図)が駆動され、車幅方向に延
びるラック杆19を往復動させるようになっている。ラ
ック杆19の動きは、その両端に連結されたタイロツド
20.20によってナックルアーム21゜21に伝達さ
れてこのナックルアーム21.21を軸22.22を中
心として回転させ、したがってこのナックルアーム21
.21に取付けられた後輪23.23は、上記軸22.
22を中心として転舵される。 上記ステッピングモータ12とパワーステアリング装置
!3との連繋構造の詳細を第2図に示す。 この例では、ステッピングモータ12の出力軸24の回
転を減速してパワーステアリング装′f113の入力部
17に入力するように構成している。 すなわち、ステッピングモータ12に付設されたギヤハ
ウジング25内に、出力軸24に取付けた小ギヤ26と
、伝動軸27に取付けられ、かつ小ギヤ26に噛み合う
大ギヤ28とを組込み、伝動軸27とパワーステアリン
グ装置13の入力軸29とを両端がユニバーサルジツィ
ントで連結された軸30で連結している。パワーステア
リング装置13の入力軸29は、コントロールバルブ部
31を経て先端にビニオン32が形成されており、これ
がギヤボックス33内を左右摺動可能なラック杆19に
噛み合っている。ギヤボックス33の左方において符号
34示す部分がパワーシリンダ部で、ピストン35を挟
むようにシリンダ空間が形成されており、かつピストン
35を双方向に駆動できるように、コントロールパルプ
につながる一対の油圧ボート36.37が設けられる。 このラック・ビニオン式のパワーステアリング装Wi1
3によって倍力され、上記ステッピングモータ12の回
転方向にしたがった方向にラック杆19が動かされ、後
輪23が所定の方向に所定角転舵される。 制御手段11を構成するマイクロコンピュータ11’内
には、第3図に示すように、通常走行時での車速Vと、
後輪23の前輪9に対する転舵比にとの関係を格納した
第一データ送出手段38と、車速Vに関係なく転舵比k
が−1に固定された第二データ送出手段39が形成され
る。上記第一データ送出手段3Bは、通常走行時、すな
わち、超音波センサ41が[害物を検知しないときに、
車速センサ16からのデータ、前輪舵角センサ14から
のデータとともに後輪の転舵角を決定、かつ制御すべき
要素として選択される。一方、第二データ送出手WIt
39は、超音波センサ41が車体側方に障害物を検知し
たときに後輪23の舵角を決定すべき要素として選択さ
れる。なお、この第二データ送出手段に格納すべきデー
タとしては、第5図に示すように、−1に固定された転
舵比に以外に、後輪23の舵角を0とすべきデータ、す
なわち、0に固定された転舵比を格納してもよい。 ここで、第4図に示す通常走行時での車速■と転舵比に
との関係を説明すると次の通りである。 低速時には、後輪23は、前輪に対して逆位相に転舵さ
れる。二輪操舵では、前輪を転舵すると、車体の旋回中
心は、車体中心より後方に位置し、したがって、車体中
心が移動しようとする方向は、車体前後方向から斜めに
変位し、いわゆるすべり角が生じるが、後輪を逆位相に
転舵させると、車体の旋回中心が車体中心を通る車幅方
向線上に位置するようになり、これにより車体中心が移
動しようとする方向が車体前後方向と一致し、いわゆる
すべり角が0となる。一方、車速か大きくなると、遠心
力の影響が大きくなってくる。この遠心力によ、、り前
輪および後輪と路面との間にコーナリングフォースが発
生し、前輪および後輪にすべり角が生じて旋回中心が前
方に移行する傾向が生じるが、この傾向を後輪を前輪と
同位相方向に転舵することにより相殺し、実際の旋回中
心を車体中心を通る車幅方向線上に位置させることがで
きる。 これにより、車体のすべり角がなくなり、したがって、
概ね後輪23を第4図に示す転舵比にしたがって転舵さ
せると、低速時および高速時の双方において車体のすべ
り角が生じない最高のドライバビリティを得ることがで
きるのである。 次に、制御子fallによる制御を、第6図に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。 通常走行時すなわち、車体側方に障害物が検知されない
場合には(ステップ102)、制御手段11は、車速セ
ンサ16からの車速データ(ステップ103)、前輪舵
角センサ14からのデータ(ステップ104)および第
一データ送出手段38からの転舵比k(ステップ105
)にしたがって後輪23の転舵角および方向を決定しく
ステップ107)かつ後輪転舵機構10を制御する(ス
テップ108)。後輪転舵機構10は、後輪舵角センサ
15から制御子vjt11にフィードバックされるデー
タが上記決定された転舵角となるまで駆動される。この
ように、障害物が存在しない場合、上記の通常走行モー
ドの制御が繰り返し行なわれ、前輪9の転舵角および車
速にしたがって、後輪23が最適に転舵される。 なお、本実施例では、たとえば、縦列駐車を行なう場合
など、積極的に低速で車体を斜めに平行移動させること
ができるように、低速時であっても後輪23を前輪9に
対して同位相で転舵しうるように、同位相スイッチ42
が設けられている(第1図および第3図参照)0本例で
は、この同位相スイッチ42がオンとなると(ステップ
109)、制御子1!&11は、車速がある設定車速(
この場合、かなり遅い車速、すなわち、第4図のグラフ
において後輪が前輪に対して逆位相となる領域)以下で
あることを条件に(ステップ106)、転舵比kを−1
に固定して処理を行なうようにしている。 一方、超音波センサ41が障害物を検知すると(ステッ
プ102)、第二データ送出手段39からのデータによ
り、たとえば、転舵比kが−lに設定される(ステップ
111)。そして車速センサ16からのデータ(ステッ
プ112)が設定車速を超えるものであるかどうかが判
断され(ステップ113) 、設定車速以上であると通
常走行モードのループに飛び、設定車速以下であると以
下の障害物検知モードの処理が進められる。上記ステッ
プ113において、実質的に、超音波センサ41で検知
された1I4i害物が、側方を走る他の自動車であるか
、固定状の障害物であるかが判断され、通常走行時に不
用意に障害物検知モードとなるのを回避している。次い
で、前輪舵角センサ14からのデータ(ステップ114
)と上記設定された転舵比に=71とから後輪の転舵角
が決定され(ステップ115)、そしてそれに基づいて
後輪転舵機構10が制御される(116) 、車体側方
に固定状の障害物があるかぎり、上記のような障害物検
知モードのループが繰り返され、後輪23は、前輪と同
位相に転舵され、または転舵角0に戻される。 以上、説明したように、本発明の四輪操舵装置において
は、通常走行時に前輪の転舵角および車速に応じ、車体
にすべり角が生じない最適な操舵性能が達成されるのみ
ならず、車体側部に障害物が存在するときには、自動的
に後輪の転舵角を前輪と同位相に転舵し、または転舵角
をOに戻す制御を行なっているので、障害物の傍らから
その障害物から離れるようにして発進しようとする場合
、本体後部が障害物お接触するという不具合は起こりえ
ない。これにより、四輪操舵装置の安全性がより高まる
Embodiments of the four-wheel steering system of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of an example of a four-wheel steering system according to the present invention. Here, a conventionally known front wheel steering mechanism 1 is used. That is, in the case of a rack and pinion type steering mechanism, the rotation of the steering shaft 3 that rotates along with the steering wheel 2 is converted by the gear box 4 into reciprocating motion of the lever 5 in the vehicle width direction, and further this The reciprocating motion of the rack rod 5 is converted into a rotation of the knuckle arm 7.7 about the axes 8, 8 via the tie rods 6.6 at both ends, and this rotation of the knuckle arm 7.7 causes
The front wheels 9.9 are steered about the axis 8.8. On the other hand, in the rear wheel steering mechanism 10 in this example, the control hand VIt
It is composed of a stepping motor 12 controlled by a micro combinator 11' forming part 11, and a known power steering device 13 to which the rotation of the stepping motor 12 is input. Further, signals from the front wheel steering angle sensor 14, the rear wheel steering angle sensor 15, the vehicle speed sensor 16, and the ultrasonic sensor 41 are input to the microcomputer 11', and the stepping motor 12
A control line extends to. The front wheel steering angle sensor 14 is constructed, for example, by attaching a circular plate with a large number of small holes circumferentially to the steering shaft 3, and attaching a light emitting element and a light receiving element to sandwich this disk. For example, the number of times the light from the light emitting element is blocked is counted by the number of stitches, and the displacement of mechanical parts such as the rack rod 5 and the knuckle arm 7.7 from the reference position is detected by a potentiometer. realizable. Further, the rear wheel steering angle sensor 5 can also be realized in the same manner as the front wheel steering angle sensor 14 described above. Further, the ultrasonic sensor 41 includes a sound wave generator and a sound wave receiver installed on the side of the vehicle body, and the time from when the sound wave is generated from the sound wave generator until the sound wave receiver receives the sound wave reflected by hitting an obstacle. Accordingly, a known method for measuring the distance from the vehicle body to the obstacle can be adopted. Reference numeral 17 designates an input section of a power steering device 13, for example, a rack-binion type, which is normally used for front wheel steering, and in this example, this input section 17 is connected to the stepping motor 12. There is. That is, the power cylinder 18 (FIG. 2) is driven in accordance with the rotational direction of the output shaft of the stepping motor 12, and reciprocates the rack rod 19 extending in the vehicle width direction. The movement of the rack rod 19 is transmitted to the knuckle arm 21.21 by tie rods 20.20 connected to both ends thereof, causing this knuckle arm 21.21 to rotate about an axis 22.22, thus causing this knuckle arm 21 to rotate.
.. The rear wheel 23.23 attached to the shaft 22.21 is attached to the shaft 22.21.
It is steered around 22. The above stepping motor 12 and power steering device! The details of the connection structure with 3 are shown in Fig. 2. In this example, the rotation of the output shaft 24 of the stepping motor 12 is decelerated and inputted to the input section 17 of the power steering system f113. That is, a small gear 26 attached to the output shaft 24 and a large gear 28 attached to the transmission shaft 27 and meshing with the small gear 26 are incorporated into the gear housing 25 attached to the stepping motor 12, and the transmission shaft 27 and It is connected to the input shaft 29 of the power steering device 13 by a shaft 30 whose both ends are connected by a universal shaft. The input shaft 29 of the power steering device 13 passes through a control valve section 31 and has a pinion 32 formed at its tip, which meshes with a rack rod 19 that can slide left and right inside a gear box 33. The part indicated by reference numeral 34 on the left side of the gear box 33 is a power cylinder part, and a cylinder space is formed so as to sandwich the piston 35, and a pair of hydraulic cylinders connected to the control pulp are used to drive the piston 35 in both directions. Boats 36.37 are provided. This rack/binion type power steering system Wi1
3, the rack rod 19 is moved in a direction that follows the rotational direction of the stepping motor 12, and the rear wheel 23 is steered in a predetermined direction by a predetermined angle. As shown in FIG. 3, the microcomputer 11' constituting the control means 11 stores the vehicle speed V during normal driving,
A first data sending means 38 that stores the relationship between the steering ratio of the rear wheels 23 and the front wheels 9, and a steering ratio k that stores the relationship between the rear wheels 23 and the front wheels 9;
A second data sending means 39 is formed in which is fixed to -1. The first data sending means 3B is configured such that during normal driving, that is, when the ultrasonic sensor 41 does not detect a harmful object,
Together with the data from the vehicle speed sensor 16 and the data from the front wheel steering angle sensor 14, it is selected as an element to determine and control the steering angle of the rear wheels. On the other hand, the second data transmitter WIt
39 is selected as an element that should determine the steering angle of the rear wheels 23 when the ultrasonic sensor 41 detects an obstacle on the side of the vehicle body. As shown in FIG. 5, the data to be stored in the second data sending means includes, in addition to the steering ratio fixed at -1, data for setting the steering angle of the rear wheels 23 to 0; That is, a steering ratio fixed to 0 may be stored. Here, the relationship between the vehicle speed (d) and the steering ratio during normal running shown in FIG. 4 will be explained as follows. At low speeds, the rear wheels 23 are steered in opposite phase to the front wheels. In two-wheel steering, when the front wheels are steered, the center of rotation of the vehicle body is located behind the center of the vehicle body. Therefore, the direction in which the center of the vehicle body attempts to move is displaced diagonally from the longitudinal direction of the vehicle body, resulting in a so-called slip angle. However, when the rear wheels are steered in the opposite phase, the turning center of the vehicle body will be located on a line in the vehicle width direction that passes through the center of the vehicle body, and as a result, the direction in which the center of the vehicle body is moving will match the longitudinal direction of the vehicle body. , the so-called slip angle becomes 0. On the other hand, as the vehicle speed increases, the influence of centrifugal force increases. This centrifugal force generates a cornering force between the front and rear wheels and the road surface, creating a slip angle in the front and rear wheels, which tends to shift the turning center forward. By steering the wheels in the same phase direction as the front wheels, the actual turning center can be located on the vehicle width direction line passing through the center of the vehicle body. This eliminates the slip angle of the car body and therefore
By steering the rear wheels 23 according to the steering ratio shown in FIG. 4, it is possible to obtain the best drivability with no slip angle of the vehicle body at both low and high speeds. Next, control by the controller fall will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. During normal driving, that is, when no obstacles are detected on the side of the vehicle body (step 102), the control means 11 collects vehicle speed data from the vehicle speed sensor 16 (step 103), data from the front wheel steering angle sensor 14 (step 104). ) and the steering ratio k from the first data sending means 38 (step 105
), the steering angle and direction of the rear wheels 23 are determined (step 107), and the rear wheel steering mechanism 10 is controlled (step 108). The rear wheel steering mechanism 10 is driven until the data fed back from the rear wheel steering angle sensor 15 to the controller vjt11 becomes the determined steering angle. In this manner, when there is no obstacle, the control in the normal driving mode described above is repeatedly performed, and the rear wheels 23 are optimally steered according to the steering angle of the front wheels 9 and the vehicle speed. In this embodiment, the rear wheels 23 are moved in the same direction as the front wheels 9 even at low speeds so that the vehicle body can be actively moved diagonally in parallel at low speeds, for example, when parallel parking. In-phase switch 42 so that steering can be performed in phase.
(see FIGS. 1 and 3) In this example, when this in-phase switch 42 is turned on (step 109), the controller 1! &11 is the set vehicle speed (
In this case, the steering ratio k is set to -1 on the condition that the vehicle speed is quite slow, i.e., below the region where the rear wheels are in opposite phase to the front wheels in the graph of FIG. 4 (step 106).
The process is performed by fixing it to . On the other hand, when the ultrasonic sensor 41 detects an obstacle (step 102), the steering ratio k is set to -l, for example, based on the data from the second data sending means 39 (step 111). Then, it is determined whether the data from the vehicle speed sensor 16 (step 112) exceeds the set vehicle speed (step 113). If the vehicle speed is higher than the set vehicle speed, the program jumps to the normal driving mode loop, and if the vehicle speed is lower than the set vehicle speed, the following steps are performed. Obstacle detection mode processing continues. In the above step 113, it is determined whether the 1I4i harmful object detected by the ultrasonic sensor 41 is another vehicle running on the side or a fixed obstacle, and it is determined whether the 1I4i harmful object is detected by the ultrasonic sensor 41 or is a fixed obstacle. This prevents the vehicle from entering obstacle detection mode. Next, data from the front wheel steering angle sensor 14 (step 114
) and the steering ratio set above = 71, the steering angle of the rear wheels is determined (step 115), and the rear wheel steering mechanism 10 is controlled based on it (step 116), which is fixed to the side of the vehicle body. As long as there is an obstacle like this, the loop of the obstacle detection mode as described above is repeated, and the rear wheels 23 are steered to the same phase as the front wheels, or are returned to the steered angle of 0. As explained above, the four-wheel steering system of the present invention not only achieves optimal steering performance that does not cause a slip angle on the vehicle body, but also achieves optimal steering performance in accordance with the steering angle of the front wheels and the vehicle speed during normal driving. When there is an obstacle on the side, the steering angle of the rear wheels is automatically steered to the same phase as the front wheels, or the steering angle is controlled to return to O. If you try to start moving away from an obstacle, the problem of the rear part of the main body coming into contact with the obstacle cannot occur. This further increases the safety of the four-wheel steering system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の四輪操舵装置の一例の概略構成図、第
2図はステッピングモータとパワーステアリング装置と
の連繋部の詳細断面図、第3図は制御装置およびこれと
各構成要素との関係を示すブロック図、第4図は第一デ
ータ送出手段から送出されるべきデータテーブルの一例
を示すグラフ、@5図は第二データ送出手段から送出さ
れるべきデータの一例を示すグラフ、第6図は制御手段
による制御の流れの一例を示すフローチャート、第7図
は従来例の問題点を説明するための図である。 1・・・前輪転舵機構、3・・・ステアリングシャフト
、9・・・前輪、10・・・後輪操舵機構、11・・・
制御手段、14・・・前輪舵角センサ、15・・・後輪
舵角センサ、16・・・車速センサ、23・・・後輪、
38・・・第一データ送出手段、39・・・第二データ
送出手段、41・・・超音波センサ
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a four-wheel steering device of the present invention, Fig. 2 is a detailed sectional view of a connecting part between a stepping motor and a power steering device, and Fig. 3 is a control device and its components. 4 is a graph showing an example of a data table to be sent out from the first data sending means, @5 is a graph showing an example of data to be sent out from the second data sending means, FIG. 6 is a flowchart showing an example of the flow of control by the control means, and FIG. 7 is a diagram for explaining problems in the conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Front wheel steering mechanism, 3... Steering shaft, 9... Front wheel, 10... Rear wheel steering mechanism, 11...
Control means, 14... Front wheel steering angle sensor, 15... Rear wheel steering angle sensor, 16... Vehicle speed sensor, 23... Rear wheel,
38... First data sending means, 39... Second data sending means, 41... Ultrasonic sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ステアリングシャフトの回転に応じて前輪を転舵
させる前輪用転舵機構と、制御装置によって制御され、
かつ後輪を転舵しうる後輪転舵機構と、前輪舵角センサ
と、後輪舵角センサと、車速センサと、車体側方の障害
物の存在を検出する超音波センサと、通常走行時に選択
されて制御手段に転舵比データを送出する、後輪の前輪
に対する転舵比が車速に応じて最適となるように設定さ
れた第一データ送出手段と、超音波センサが障害物を検
知したときに選択され、後輪舵角の0データまたは後輪
の転舵方向が前輪の転舵方向に対して同位相に設定され
た転舵比データを制御手段に送出する第二データ送出手
段と、前輪の転舵角、車速および上記第一データ送出手
段または第二データ送出手段からのデータにしたがって
後輪の転舵角を決定し、かつその転舵角となるように後
輪転舵機構を制御する制御手段とを備えることを特徴と
する、四輪操舵装置。
(1) A front wheel steering mechanism that steers the front wheels according to the rotation of the steering shaft, and a control device that controls the
and a rear wheel steering mechanism that can steer the rear wheels, a front wheel steering angle sensor, a rear wheel steering angle sensor, a vehicle speed sensor, an ultrasonic sensor that detects the presence of obstacles on the side of the vehicle, and a A first data sending means is selected and sends steering ratio data to the control means, and the steering ratio of the rear wheels to the front wheels is set to be optimal according to the vehicle speed, and an ultrasonic sensor detects an obstacle. a second data sending means for sending to the control means 0 data of the rear wheel steering angle or steering ratio data in which the steering direction of the rear wheels is set to be in the same phase as the steering direction of the front wheels; and a rear wheel steering mechanism that determines the steering angle of the rear wheels according to the steering angle of the front wheels, the vehicle speed, and the data from the first data sending means or the second data sending means, and adjusts the steering angle to the steering angle. A four-wheel steering device comprising: a control means for controlling a four-wheel steering device;
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61181778A (en) * 1985-02-07 1986-08-14 Toyota Motor Corp Rear-wheel steering controller for vehicles
JPH02128966A (en) * 1988-11-10 1990-05-17 Mitsubishi Electric Corp Rear wheel steering control device of vehicle
JPH05238403A (en) * 1992-02-28 1993-09-17 Mitsubishi Motors Corp Four-wheel steering gear
CN108290608A (en) * 2015-11-03 2018-07-17 纽特尔简易股份公司 For pool at platform by the auxiliary device of manipulation

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