JPH04244484A - 四輪操舵用舵角センサ - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は四輪操舵用舵角センサ
に係り、特に前輪のみならず後輪をも操舵し、車両の走
行性能を向上させる四輪操舵用舵角センサに関する。 【０００２】 【従来の技術】近時、車両の走行性能を向上させるべく
、前輪のみならず後輪をも操舵する四輪操舵装置を備え
た車両が提案されている。四輪操舵装置は、前輪舵角セ
ンサや車速センサ等の検出信号を入力する制御部によっ
て後輪操舵手段の駆動部を駆動し、前輪の操舵状態に応
じて後輪を操舵すべく制御する。これにより、例えば、
低速走行時の車庫入れや狭い屈曲路等においては、前輪
と逆相に後輪を操舵すべく制御することにより、車両の
取り回し性を向上させることができ、一方、高速走行時
の車線変更等においては、前輪と同相に後輪を操舵すべ
く制御することにより、車両の操縦安定性を向上させる
ことができる。 【０００３】また、四輪操舵用舵角センサとしては、特
開昭６３−１９２６６０号公報に開示されるものがある
。この公報に開示される車両の舵角制御装置は、車輪の
定常成分と過渡成分との転舵方向が逆の場合に、定常成
分の最大制御量を転舵可能なハードウェア限界値よりも
小さく構成し、定常成分の制御量が最大の時も過渡成分
による制御を可能とし、過渡的な回頭遅れを解消でき、
回頭遅れに伴う違和感を排除している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の四輪
操舵用舵角センサにおいては、四輪操舵（４ＷＳ）制御
を行う際に、前輪操舵速度、つまり前輪舵角の微分値を
使用するものがある。 【０００５】前輪舵角の微分値はソフトウェア上の計算
により求められており、前輪舵角センサの分解能を微分
を用いない制御則のものに比し高く設定しておく必要が
ある（数１の■参照）。 【０００６】このため、分解能を向上させるためには、
高価で且つ高分解能を有するＡ／Ｄ変換用Ａ／Ｄコンバ
ータを設ける必要があり、コストが大となって経済的に
不利であるという不都合がある。 【０００７】また、実際の前記前輪舵角センサは、左側
のロック（ＬＯＣＫ）位置から右側のロック位置までの
約６０度の広い範囲において作動する必要があり、この
広い範囲をカバーすると、センサの分解能が粗くなり、
前輪舵角センサの検出値を微分すると、微分値が更に粗
くなり、振動が生ずる等の不都合がある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、四輪を操舵制御すべく前車
輪の舵角を検出する前輪舵角センサと後車輪の舵角を検
出する後輪舵角センサとを有する四輪操舵用舵角センサ
において、ポテンショメータ式の第１前輪舵角センサと
微分用エンコーダ式の第２前輪舵角センサとにより前記
前輪舵角センサを構成したことを特徴とする。 【０００９】 【作用】上述の如く発明したことにより、前輪舵角セン
サがポテンショメータ式の第１前輪舵角センサと微分用
エンコーダ式の第２前輪舵角センサとにより構成され、
Ａ／Ｄコンバータを不要とし、コストを低廉としている
。 【００１０】 【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。 【００１１】図１〜図１０はこの発明の実施例を示すも
のである。図２において、２は四輪操舵装置を搭載する
車両、４はステアリングホイール、６はステアリング軸
、８は前輪操舵手段、１０は前輪、１２は後輪操舵手段
、１４は後輪である。前記車両２は、前輪１０・１０の
操舵状態に応じて後輪１４・１４を操舵する。 【００１２】前記前輪操舵手段８は、前輪１０・１０操
舵用のステアリングホイール４を備え、このステアリン
グホイール４により回動されるステアリング軸６の先端
側を前輪操舵ギヤ機構１６に連絡し、この前輪操舵ギヤ
機構１６により駆動される前輪ラックバー１８の両端側
を夫々前輪タイロッド２０・２０を介して前記前輪１０
・１０に連絡している。 【００１３】前記後輪操舵手段１２は、後輪１４・１４
操舵用の駆動力を発生する電動機２２と、この電動機２
２の駆動力を操舵力に変換して後輪１４・１４に伝達す
る後輪操舵ギヤ機構２４とを有している。 【００１４】この後輪操舵手段１２は、電動機２２を後
輪操舵ギヤ機構２４に連絡し、この後輪操舵ギヤ機構２
４により駆動される後輪ラックバー２６の両端側を夫々
後輪タイロッド２８・２８を介して前記後輪１４・１４
に連絡している。 【００１５】前記後輪操舵手段１２の電動機２２は、制
御部３０に接続されている。この制御部３０には、ステ
アリングホイール４の操作による例えば前輪操舵ギヤ機
構１６の作動量を前輪１０・１０の舵角として検出すべ
く前輪操舵ギヤ機構１６に設けられた２個の第１、第２
前輪舵角センサ３２、３４と、電動機２２の駆動による
例えば後輪操舵ギヤ機構２４の作動量を後輪１４・１４
の舵角として検出すべく後輪操舵ギヤ機構２４に設けら
れた後輪舵角センサ３６と、車両２の車速を検出すべく
スピードメータ（図示せず）に設けられた車速センサ３
８とが接続されている。 【００１６】そして、前輪舵角センサを、ポテンショメ
ータ式の第１前輪舵角センサ３２と、微分用エンコーダ
式の第２前輪舵角センサ３４とにより構成する。 【００１７】詳述すれば、前記第１前輪舵角センサ３２
は、図３及び図５に示す如く、例えば前輪１０・１０間
の前輪ラックバー１８部分に設けられ、通常のポテンシ
ョメータ式の構成を有する。 【００１８】また、前記第２前輪舵角センサ３４は、図
３及び図４に示す如く、前記ステアリング軸６部分に設
けられ、エンコーダ式の構成を有している。つまり、前
記第２前輪舵角センサ３４は、図６〜図８に示す如く、
ステアリング軸６に設けられる円板部材４０と、この円
板部材４０外周に形成される複数個のスリット４２と、
略Ｃ字状のフォト・インタラプタ４４とからなり、フォ
ト・インタラプタ４４から照射される光をスリット４２
によって遮り、この光の遮りをカウントすることにより
、前輪舵角の変化量を求めるものである。 【００１９】この前輪舵角の変化量は、以下の制御則の
■中の第２前輪舵角センサ３４による前輪舵角変化量Δ
θｆ２である。 【００２０】 　　──────────────　　　数　　１　─
──────────────　　【００２１】なお、
θＲ　は後輪目標舵角、θｆ　は前輪舵角、θｆ１は第
１前輪舵角センサ３２による前輪舵角、θｆ１ｎ　は時
刻ｎのθｆ１の値、Δθｆ２は第２前輪舵角センサ３４
による前輪舵角変化量、Ｋ、Ｔは定数、Ｓはラプラス演
算子、Δｔ１　はサンプリング周期、そしてΔｔ２　は
規定時間である。 【００２２】また、上述の制御則から明らかな如く、微
分では■のように、前輪舵角の絶対位置は必要でなく、
変化量が必要であり、エンコーダ式の第２前輪舵角セン
サ３４は微分用に適している。 【００２３】更に、分解能は、前記円板部材４０外周の
スリット４２の数量によって決定され、高分解能とする
場合には、スリット４２の数を増加させるか、あるいは
ステアリング軸６と円板部材４０間に図示しないギヤを
介設するひとによって実現できる。 【００２４】そして、第１前輪舵角センサ３２は、図１
０に示す如く、左側のロック位置から右側のロック位置
までの作動範囲を設定し、この作動範囲のＡ／Ｄ・１ビ
ットにおける分解能が求められ、第２前輪舵角センサ３
４は、中立位置を挟み且つ第１前輪舵角センサ３２の作
動範囲よりも狭く作動範囲を設定し、第１前輪舵角セン
サ３２の分解能よりも向上した分解能を確保すべく設定
するものである。 【００２５】また、第２前輪舵角センサ３４の作動範囲
は、中立位置を挟むべく狭く設定されている。つまり、
前輪は、操舵される角度が略中立位置から限られた範囲
内が多く、左右のロック付近まで操舵されるのは、極低
速時のみであり、この極低速時には後述の制御則から明
らかな如く、前輪舵角が大きくなり、前輪の微分値があ
まり影響しないからである。言い換えれば、前輪の微分
値が影響するのは、略中立位置から限られた範囲内の舵
角であると言い得る。 【００２６】図９に沿って作用を説明する。 【００２７】前記第２前輪舵角センサ３４による前輪舵
角変化量Δθｆ２を求める際には、例えば前記車両２に
搭載される図示しないエンジンの駆動により制御部３０
内のプログラムをスタート（１００）させる。 【００２８】そして、微小な規定時間Δｔ２　が経過し
たか否かの判断（１０２）を行い、この判断（１０２）
がＮＯの場合には、フォト・インタラプタ４４が反転し
たか否かの判断（１０４）を行う。つまり、フォト・イ
ンタラプタ４４のＯＮ／ＯＦＦ動作の反転状態を検出し
、判断（１０４）がＹＥＳの場合には、カウンタに１を
加算し（１０６）、上述の判断（１０２）に戻り、判断
（１０４）がＮＯの場合には、そのまま判断（１０２）
に戻る。 【００２９】すなわち、微小な規定時間Δｔ２　中に前
記フォト・インタラプタ４４が何回反転したかをカウン
トするものである。 【００３０】そして、上述の判断（１０２）がＹＥＳと
なった場合には、カウントした値であるカウンタを半分
としてこの値を前輪舵角変化量Δθｆ２とし（１０８）
、プログラムをエンド（１１０）させる。 【００３１】これにより、前記第２前輪舵角センサ３４
をエンコーダ式としたことによって第２前輪舵角センサ
３４からの出力信号がデジタル出力信号となり、Ａ／Ｄ
コンバータが不要となり、コストを低廉とし得て、経済
的に有利であるとともに、前記制御部３０での処理が簡
単となり、実用上有利である。 【００３２】また、第２前輪舵角センサ３４をエンコー
ダ式としたことにより、例えば前記スリット４２の数を
増加させるのみで高分解能とすることができ、分解能の
向上を容易に行うことができ、振動の発生を回避し得る
ものである。 【００３３】なお、この発明は上述実施例に限定される
ものではなく、種々の応用改変が可能である。 【００３４】例えば、この発明の実施例においては、第
１前輪舵角センサを前輪間の前輪ラックバー部分に設け
るとともに、第２前輪舵角センサ３４をステアリング軸
部分に設けたが、第１、第２前輪舵角センサの取付位置
は、ステアリングホイールの操作による前輪操舵ギヤ機
構の作動量または前輪舵角を検出できる箇所であればよ
く、取付位置の変更が可能となり、レイアウト上の自由
度が大である。 【００３５】 【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、ポテンショメータ式の第１前輪舵角センサと微分用
エンコーダ式の第２前輪舵角センサとにより前輪舵角セ
ンサを構成したので、第２前輪舵角センサをエンコーダ
式としたことによって第２前輪舵角センサからの出力信
号がデジタル出力信号となり、Ａ／Ｄコンバータが不要
となり、コストを低廉とし得て、経済的に有利であると
ともに、デジタル出力信号の処理が簡単となり、実用上
有利である。また、エンコーダ式の第２前輪舵角センサ
を容易に高分解能とすることができることにより、振動
の発生を回避し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の第２前輪舵角センサ概略図
である。

【図２】四輪操舵装置を搭載する車両の概略平面図であ
る。

【図３】前輪部分の第１、第２前輪舵角センサの取付位
置を示す概略斜視図である。

【図４】第２前輪舵角センサの取付位置を示す右側面図
である。

【図５】第１前輪舵角センサの概略構成図である。

【図６】第２前輪舵角センサの円板部材のスリットを通
過するフォト・インタラプタからの光を示す要部拡大斜
視図である。

【図７】第２前輪舵角センサの円板部材のスリットによ
り遮られるフォト・インタラプタからの光を示す要部拡
大斜視図である。

【図８】第２前輪舵角センサの拡大図である。

【図９】第２前輪舵角センサによる前輪舵角変化量Δθ
ｆ２を求めるフローチャートである。

【図１０】第１、第２前輪舵角センサの動作と電圧との
関係を示す図である。

【符号の説明】

２　　車両 ８　　前輪操舵手段 １０　　前輪 １２　　後輪操舵手段 １４　　後輪 １６　　前輪操舵ギヤ機構 ２２　　電動機 ２４　　後輪操舵ギヤ機構 ３０　　制御部 ３２　　第１前輪舵角センサ ３４　　第２前輪舵角センサ ３６　　後輪舵角センサ ３８　　車速センサ ４０　　円板部材 ４２　　スリット ４４　　フォト・インタラプタ

【数１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　四輪を操舵制御すべく前車輪の舵角を
   検出する前輪舵角センサと後車輪の舵角を検出する後輪
   舵角センサとを有する四輪操舵用舵角センサにおいて、
   ポテンショメータ式の第１前輪舵角センサと微分用エン
   コーダ式の第２前輪舵角センサとにより前記前輪舵角セ
   ンサを構成したことを特徴とする四輪操舵用舵角センサ
   。