JPS62225468A

JPS62225468A - ４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS62225468A
Application number: JP61069175A
Authority: JP
Inventors: Seiji Komamura; 駒村　清二; Katsukuni Kata; 加太　克邦; Bunichi Sugimoto; 杉本　文一
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1987-10-03
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH0637180B2

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）この発明は、前輪操舵に応じて後輪の操舵力をパワーア
シストする４輪操舵装置に関する。

（従来の技術）第１１図に示した従来の装置は、車速センサ１による車
速信号、前輪転舵角センサ２による前輪転舵角信号及び
イグニッションスイッチ３によるパルス信号にもとづい
て、コントローラ４が後輪の転舵角を演算し、さらに演
算した転舵角と、後輪転舵角センサ５による後輪転舵角
信号との差に応じた制御パルス信号及び制御ポンプ信号
を出力する。そして、パルスモータ６が制御パルス信号
によって回転して、傘歯車７、ピニオン軸８、ピニオン
９及びラック１０を介して操作ロッド１１を、制御パル
ス信号がゼロになる方向に移動させて後輪を転舵させて
いる。

一方、コントロールバルブ１２は、ピニオン軸８に加わ
る回転力に応じて作動し、前記制御ポンプ信号によって
作動するポンプ１３から油圧供給路１４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１５
のいずれか一方の油圧室１５ａ又は１５ｂに導入し、他
方の油圧室１５ｂ又は１５ａの作動油をリターン通路１
６を介して上記ポンプ１３に戻すように作用し、シリン
ダ１５に導入された油圧がピストン１７を介して、操作
ロッド１１の移動を助成するようにしている。

（本発明が解決しようとする問題点）この従来の装置では、パルスモータ６によってコントロ
ーラ４から出力される電気信号を回転運動に変換してい
るので、さらにその回転運動を直線運動に変換するため
に傘歯車７．ピニオン軸８、ピニオン９及びラックｌＯ
等が必要であり、構成が複雑になるとともに、重量もか
さむという問題があった。

また、上記のように構成が複雑で１重量もかさむので、
コントローラ４の制御が複雑になり、全体的にもその信
頼性に欠けるという問題もあった。

この発明は、前輪の操舵トルクを検出するとともに、そ
の操舵トルクに応じて後輪の操舵力をパワーアシストす
る電動モータを制御するようにして、上記従来の欠点を
解消した装置の提供を目的にする。

（問題点を解決する手段）この発明は、上記の目的を達成するために、その構成を
次のようにしている。

すなわち、ハンドルに連繋したピニオン軸に形成のピニ
オンを前輪側のラックにかみ合わせ、上記ハンドルを回
すことによって、ピニオンがラック上を転動して当該ピ
ニオン軸を左右に揺動させるとともに、このピニオン軸
に関連させた揺動レバーの揺動に応じてその操舵トルク
を検出するトルク検出器を備えた４輪操舵装置において
、上記トルク検出器で検出したトルク信号、あるいはこ
のトルク信号と速度信号等との合成信号に応じて所定の
信号を出力する演算部を設け、この演算部の出力信号に
応じて後輪側の操舵力をアシストするための電動モータ
を制御する構成にしている。

（本発明の作用）上記のように構成したので、前輪側のトルク信号等に応
じて、後輪側の操舵力をパワーアシストする電動モータ
が制御される。

（本発明の効果）この発明の装置によれば、前輪側の操舵トルク信号ある
いはこのトルク信号と速度信号等との合成信号に応じて
、後輪側の操舵力をパワーアシストする電動モータを制
御するようにしたので、従来のように後輪操舵のために
コントローラ等を特別に設ける必要がなくなり、それだ
け構造が簡略化される。しかも、構造が簡略化された分
、部品点数が減少し、全体として信頼性も高めることが
できる。

（本発明の作用）第１〜９図に示したこの発明の第１実施例は、前輪１８
．１９間に第１ラツク２０と第２ラツク２１とを設ける
とともに、これら第１ラツク２０と第２ラツク２１の外
側にサイドロッド２２．２３を設け、このサイドロッド
２２．２３にナックルアーム２４．２５を連設している
。

そして、上記第１ラツク２０には、電動モータｍ１のピ
ニオン２Ｂをかみ合わせるとともに、上記電動モータｍ
１をコントローラＣに電気的に接続している。

上記コントローラＣは、車速を検出する車速センサＶの
出力信号と、操舵トルクを検出するトルク検出器ｇ！１
ｔの出力信号とに応じて、上記電動モータｍ１を制御す
るようにしている。

そして、このトルク検出器ｇ！ｔの具体的な構成は、第
２．３図に示すとおりである。すなわち、このトルク検
出装置上は、ハンドル２７に連結した入力軸２Ｂにピニ
オン軸２９を連結するとともに、このピニオン軸２９に
ピニオン３０を形成し、このピニオン３０を上記第２ラ
ツク２１にかみ合わせている。

」；記のようにしたピニオン軸２９は、ギヤボックス３
１に設けた一対のベアリング３２．３３で、水平方向に
揺動自在に支持されている。そして、このピニオン軸２
８には第３図に示すように揺動レバー３４の円形部３５
をがん合し、ピニオン軸２９が左右に揺−動したとき、
この揺動レバー３４が支点３Ｂを中心に揺動するように
している。

上記揺動レバー３４の先端すなわち作用部３７を、プラ
ンジャ３８の挿入孔３８に挿入するとともに、この作用
部３７に圧電素子からなるトルクセンサ４０を設け、こ
のトルクセンサ４０を上記コントローラＣに接続してい
る。

そして、上記コントローラＣは、前輪側の電動モータｍ
！を制御するとともに、後輪側の電動モータｍ２も制御
するが、この後輪側の電動モータｍ２は、その出力軸に
設けたピニオン４１を、後輪側に設は第３ラツク４２に
かみ合わせている。

上記第３ラツク４２は、その両側にサイドロッド４３．
４４を連結させるとともに、このサイドロッド４３．４
４の先端には、後輪４５．４６側に設けたナックルアー
ム４７．４８を連結している。そして、上記一方のサイ
ドロッド４３側にはスプリングケース４８を設けるとと
もに、このスプリングケース４９に設けたピストン５０
の両側にスプリング５１．５２を設け、通常は、このス
プリング５１．５２の作用で、後輪４５．４６の転舵角
をゼロに保っている。

そして、コントローラＣの後輪操舵に関する回路構成は
第４図に示したとおりである。

すなわち、上記操舵トルクを検出するトルク検出装置ｔ
からのトルク信号は、トルク信号処理部５３に人力する
が、このトルク信号処理部５３では、第５図に示すよう
に、当該操舵トルクに正比例した電圧Ｖ１を出力し、そ
の信号ｖ１を演算部５４に伝達する。

また、車速センサＶから出力された車速信号は、車速信
号処理部５５に入力するが、この車速信号処理部５５で
は、第６図に示すように、当該車速に正比例１．た伝達
Ｖ２を出力し、その信号ｖ２を演算部５４に伝達する。

トルク信号処理部５３の出力信号Ｖ！と車速信号処理部
５５の出力信号ｖ２とが入力する上記演算部５４は、第
７図に示す制御電圧ｖ３を出力する。この演算部５４で
は、一定速度以下のときに上記制御電圧ｖ３をゼロに保
ち、車速が上昇するとともに、トルク信号Ｖｌの大きさ
が同じであっても、制御電圧Ｖ３が大きくなるようにし
ている。

上記制御電圧ｖ３は、モータ駆動部５６に入力するが、
このモータ駆動部５６は、ＰＷＭ駆動制御（パルス幅変
調駆動制御）を実施するもので、第８図に示すように上
記制御電圧Ｖ３に比例してデユーティ−比を制御する。

そして、モータ駆動部５８からは上記デユーティ−比に
応じてオン時間を制御されたパルス電圧ｖ４が出力し、
このパルス電圧ｖ４に応じて直流モータからなる上記電
動モータｍ２が駆動する。

しかして、当該車輪に負荷が作用している状態でハンド
ル２７を回すと、ピニオン３０が第１ラツク２０の上を
転がりながら、当該ハンドル２７の回転方向に移動する
。このピニオン３０の移動にともなって、ピニオン軸２
９がピニオン３０の移動方向に水平移動し、揺動レバー
３４が支点３６を中心に回動する。揺動レバー３４が回
動すると、その作用部３７の作用力でプランジャ３８を
スプリング５７あるは５８に抗してい移動させる。この
とき揺動レバー３４がスプリング５７あるいは５８の反
力を受けるので、圧電素子からなるトルクセンナ４０に
圧力が作用する。

したがって、当該トルクセンサ４０からは、その操舵力
に応じた電圧が発生し、その電圧信号がコントローラＣ
に入力する。また、このコントローラＣには、車速セン
サＶで検出した車速信号も入力する・そして、コントローラＣは、上記両信号にもとづいて電
動モータｍ１　と電動モータｍ２　を制御するが、電動
モータｍ１の制御態様すなわち前輪１８．１９側の制ｍ
態様はこの種の従来の装置と全く同様である。

ただし、後輪４５．４６側の制御態様は、全く新規なも
のである。

すなわち、上記のようにトルク検出装置ｔからのトルク
信号はトルク信号処理部５３に入力するが、このトルク
信号処理部５３からは当該トルク信号に比例した信号ｖ
１を出力して、演算部５４に伝達する。また、車速セン
サＶからの車速信号は車速信号処理部５５に入力するが
、この車速信号処理部５５からは、車速信号に比例した
信号ｖ２を出力し、演算部５４に伝達する。

演算部５４からは前記した制御電圧ｖ３が出力されるが
、当該車速が一定の速度以下のときには、その制御ｆｉ
ｆｆ圧Ｖ３が常にゼロとなる。

演算部５４から出力される制御電圧ｖ３がゼロのときに
は、モータ駆動部５６から出力されるパルス電圧ｖ４も
ゼロになるので、電動モータｍ２が駆動しない。このよ
うにパルス電圧ｖ４がゼロのために電動モータｍ２か駆
動しない状態では、ピニオン４１がフリー回転になる。

したがって、スプリングケース４９内のスプリング５２
のバネ力により、後輪４５．４６の転舵角がゼロに保た
れる。

制御！１電圧ｖ３が１昇すると、その上昇にともなって
モータ駆動部５６から出力されるパルス電圧Ｖ４のデユ
ーティ−比も大きくなる。そして、前記したように電動
モータｍ２が直流モータなので、当該電動モータｍ２は
そのデユーティ−比に応じて出力し、第３ラツク４２を
上記スプリング５１あるいは５２に抗して移動させると
ともに、上記モータｍ２の出力とスプリング５１あるい
は５２のバネ力とがつり合う位首で、当該第３ラツク４
２を停止させる。

換言すれば、上記制御電圧ｖ３に比例して上記第３ラン
ク４２を移動させるとともに、その移動量に応じた後輪
転舵角を得ることができる。

上記のようにして得た後輪４５．４８の転舵角は、上記
制御電圧Ｖ３が変化しないかぎり、当該転舵角が保持さ
れたままになる。つまり、当該電動モータｍ２のロック
時のトルクは、上記デユーティ−比に比例するので、そ
のデユーティ−比すなわち制御電圧Ｖ３が変化しないか
ぎり、上記つり合い状態を保ったままとなる。

第１Ｏ図に示した第２実施例は、前輪１８．１９側の操
舵力を油圧シリンダ５８でパワーアシストする構成にし
たもので、この場合にはトルク検出装置ｔと油圧シリン
ダ５９を制御する制御バルブとが一体化される。ただし
、油圧シリンダ５９を制御して前輪側の操舵力をパワー
アシストする構成は従来公知のものである。

そして、この第２実施例においても、前輪側の操舵トル
ク信号及車速信号をもとにしてコントローラＣが動作し
、電動モータｍ２を制御すること前記第１実施例と同様
である。

なお、上記第１．２実施例では、操舵トルク信号と車速
（３号とによって、電動モータｍｌ　、　ｆｌｌ１２を
制御するようにしたが、この車速信号を用いずに操舵ト
ルク信号だけを利用してもよい、また。

車速信号を用いる場合でも、その車速を直接検出するの
ではなく、エンジンの回転数等別の関数をもとにしてそ
の車速を検出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第９図はこの発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は回路図、第２図はトルク検出装置の断面図
、第３図は第２図の■−■線断面図、第４図はコントロ
ーラＣの後輪操舵部の回路図、第５図〜第９図は入力信
号と出力信号との関係を示したグラフ、第１０図は第２
実施例の回路図、第１１図は従来装鐙の回路図である。ｔ・・・トルク検出装置、２１・・・第２ラツク、２７
・・・ハンドル、２９・・・ピニオン軸、３０・・・ピ
ニオン、５４・・・演算部。代理人弁理士　Ｉｌ！８　　宣之次　１０　図痺１１　　山

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドルに連繋したピニオン軸に形成のピニオンを前輪
側のラックにかみ合わせ、上記ハンドルを回すことによ
って、ピニオンがラック上を転動して当該ピニオン軸を
左右に揺動させるとともに、このピニオン軸に関連させ
た揺動レバーの揺動に応じてその操舵トルクを検出する
トルク検出装置を備えた４輪操舵装置において、上記ト
ルク検出装置で検出したトルク信号、あるいはこのトル
ク信号と速度信号等との合成信号に応じて所定の制御信
号を出力する演算部を設け、この演算部からの出力信号
に応じて後輪側の操舵力をアシストするための電動モー
タを制御する構成にした４輪駆動装置。