JPH0453750B2 - - Google Patents

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つ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等の走行状態に
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
く走行状況によつて多少のトーイン、トーアウト
はするものの、積極的に転舵するようにはなつて
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つた便利な操舵や、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逆向きに転
舵することにより（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つた狭い場
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エンジをす
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つて位相遅れのないスムー
ズなレーンチエンジが可能になり、このときヨー
イングが抑えられるから、高速でのレーンチエン
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。

上記のような車両の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
チユ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、このコントローラ
が、例えば前輪転舵角等の所定の走行状態に応じ
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、該制御信号によつて上記アクチユ
エータを作動するものとなつている（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、上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）。

上述のようにして設定される目標後輪転舵角通
りに正確に後輪を転舵するためには、前述した特
開昭57−11173号公報にも示されているように、
後輪転舵角センサを設け、該後輪転舵角センサが
検出した実測後輪転舵角信号を後輪転舵角制御系
に帰還させて、いわゆるフイードバツク制御を行
なえばよい。

しかしこのようなフイードバツク制御を行なう
と、後輪転舵角制御の応答性が悪くなり、特に素
早いステアリング操作時に後輪転舵が前輪転舵に
追随できない等の不具合が発生する。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
のであり、後輪転舵制御の応答性が十分に高めら
れた車両の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
ローラとを設けて、基本的には実測後輪転舵角信
号を後輪転舵角制御系に帰還しない、いわゆるオ
ープン制御を採用し、さらに前輪もしくは後輪の
いずれか一方が予め設定された基準舵角に転舵さ
れたことを検出し、その検出時のみ、目標後輪転
舵角と実測後輪転舵角とを比較してその偏差を減
少させる補正信号をアクチユエータに出力する常
用補正手段と、車両の発進状態を検出する発進セ
ンサの出力を受けてから上記常用補正手段の補正
信号が出力されるまでの間、コントローラで求め
られる目標後輪転舵角と後輪転舵角センサで検出
される実測後輪転舵角とを比較してその偏差を減
少させる補正信号を前記アクチユエータに出力す
る発進時補正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） オープン制御によつて後輪転舵角を制御すれ
ば、フイードバツク制御を行なう場合に比べて制
御応答性が向上し、前述した不具合が解消され
る。また上記のような常用補正手段を設けたた
め、目標後輪転舵角と実測後輪転舵角との偏差は
基準舵角にステアリングされる毎に減少あるいは
解消され、したがつてオープン制御による制御誤
差が次第に蓄積拡大することがない。さらに前記
のような発進時補正手段を設けたため、駐車時に
前輪あるいは後輪が例えば凹所に入つたり、突出
物に乗り上げる等して両者の転舵角の基本的対応
が狂つた場合でも、後輪は車両発進時直ちに前輪
転舵角と最適に対応した転舵角に設定され、発進
時に車両が異常走行することが防止される。

そして車両発進時から、次に常用補正がかけら
れるまでの間発進時補正を継続させるようにして
あるから、発進時補正が十分になされないまま最
初の常用補正がかかるまで後輪転舵角の制御誤差
が大きく残され、車両が異常走行するようなこと
がない。

（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３の回転運動を
直線往復運動に変換するラツクピニオン機構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ツド５，５及びナツ
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、車体に左右方向に摺動自在に保持された
後輪操作ロツド９と、該ロツド９の左右両端に
夫々タイロツド１０，１０を介して連結された左
右のナツクルアーム１１，１１とを有し、上記操
作ロツド９の軸方向の移動により、後輪７，７が
転舵する。そして、操作ロツド９にはラツク１２
が形成され、該ラツク１２に噛合するピニオン１
３がパルスモータ１４により一対の傘歯車１５，
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１４の回転方向、回転
量に対応して後輪７，７を転舵する。

また、上記後輪操作ロツド９はパワーシリンダ
１８を貫通し、該シリンダ１８内を左右の油圧室
１８ａ，１８ｂに仕切るピストン１９がこの操作
ロツド９に固着されるとともに、上記油圧室１８
ａ，１８ｂには、ピニオン軸１７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、モータ２２によつて駆動
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が設けられている。ここで、
上記コントロールバルブ２０は、パルスモータ１
４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２４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１８
ａ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２５を介して上
記ポンプ２３に戻すように作用する。従つて、上
記パルスモータ１４により、傘歯車１５，１６、
ピニオン軸１７、ピニオン１３及びラツク１２を
介して操作ロツド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を介して操作ロツド９の移動を助勢す
る。

然して、上記パルスモータ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によつて夫々作動するが、該コント
ローラ２６には、車速センサ２７から出力される
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置、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Ｄと、後輪転舵装置８にお
ける後輪転舵部材の変位置、例えば操作ロツド９
のストローク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、イグニツシヨンスイ
ツチ３１からのパルス信号Ｆとが入力される。

次に、該コントローラ２６の構成を第２図によ
つて説明する。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Ｄとは後輪転舵角演算部３０に入力される。
この演算部３０には、例えば第３図に示す如き前
輪転舵角θf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、この特性に従つて上記
信号Ｃ，Ｄが示す車速Ｖ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の増大に従つて後輪転舵角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
増大に従つて後輪転舵角θrが大きな転舵比θr／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。

上記のようにして後輪転舵角演算部３０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を回転させるパルス信号Ａを出力す
る。該パルス信号Ａの出力時には、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
３０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３３に入力される。また、常用
補正時期を検出する操舵角センサ３４から出力さ
れる常用補正動作信号ＨはＲ−Ｓフリツプフロツ
プ３５のリセツト端子に入力され、前述したイグ
ニツシヨンスイツチ３１のパルス信号Ｆは該Ｒ−
Ｓフリツプフロツプ３５のセツト端子に入力され
る。このＲ−Ｓフリツプフロツプ３５のＨ
（High）レベル出力である発進時補正動作信号Ｉ
と、上記常用補正動作信号ＨはORゲート３６に
入力され、該ORゲート３６のゲート出力である
動作信号Ｊは、前記比較器３３に入力されるよう
になつている。

ここで上記操舵角センサ３４は、前記前輪転舵
角信号Ｄが入力されて、該信号Ｄが示す前輪転舵
角θf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°等の所定角度になつたときＨ
（High）レベル信号である常用補正動作信号Ｈを
出力する。一方Ｒ−Ｓフリツプフロツプ３５は、
セツト端子にパルス信号ＦのＨ（High）レベル出
力が入力され、かつリセツト端子に上記常用補正
動作信号Ｈが入力されない（すなわちＬ（Low）
レベル信号が入力される）とき、発進時補正動作
信号Ｉを出力し、リセツト端子に常用補正動作信
号Ｈが入力されると該発進時補正動作信号Ｉの出
力を停止する。

比較器３３は、動作信号Ｊ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θroと実測後輪転舵角θrとを比較して、その偏
差を減少させるようにドライバ３２を駆動させる
補正信号Ｋを出力する。

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Ｖとがセンサ２８，２７によ
つて検出され、信号Ｄ，Ｃとして、コントローラ
２６の後輪転舵角演算部３０に入力される。そし
て、該演算部３０は上記信号Ｄ，Ｃが示す前輪転
舵角θfと車速Ｖとに基づき、第３図に示す如き予
め設定された特性に従つて目標後輪転舵角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はこ
の目標信号Ｇに対応したパルス信号Ａを発生して
パルスモータ１４に入力する。そのため、後輪転
舵装置８におけるパルスモータ１４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１５，１
６、ピニオン軸１７、ピニオン１３及びラツク１
２を介して後輪操作ロツド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θro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１８が作動し、操作
ロツド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によつて検出
され、実測信号Ｅとしてコントローラ２６の比較
器３３に入力されるが、該比較器３３は動作信号
Ｊが入力されない限り動作しない。従つて、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、即ちオープン制御が行なわ
れ、上記後輪転舵角θrの実測信号Ｅを帰還させて
フイードバツク制御を行なう場合に生じる後輪
７，７の転舵遅れやハンチングが生じない。

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°）となつた時には、操舵角センサ３４か
らORゲート３６に常用補正動作信号Ｈが入力さ
れ、該ORゲート３６から比較器３３に動作信号
Ｊが入力されることにより、該比較器３３が動作
して上記後輪転舵角センサ２９からの実測信号Ｅ
と演算部３０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、
その偏差量に応じ該偏差を減少させる補正信号Ｋ
がドライバ３２に出力される。そのため、パルス
モータ１４が実際の後輪転舵角θrを目標後輪転舵
角θroに一致させるように補正動作する。これに
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
になつ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ツトは本質
的に維持される。以上説明の通り本実施例におい
ては、前輪転舵角センサ２８、操舵角センサ３
４、ORゲート３６および比較器３３により常用
補正手段が構成されている。

また車両発進時、イグニツシヨンスイツチ３１
がONにされてパルス信号ＦのＨ（High）レベル
出力がＲ−Ｓフリツプフロツプ３５に入力される
と、該Ｒ−Ｓフリツプフロツプ３５からは前述し
たように発進時補正動作信号Ｉが出力される。し
たがつてORゲート３６から比較器３３に動作信
号Ｊが入力され、前述のようにしてパルスモータ
１４が補正動作されて実際の後輪転舵角θrが目標
後輪転舵角θroに一致あるいは略一致される。こ
のように発進時に後輪転舵角θrの補正を行なうこ
とにより、エンジン停止前の走行においてオープ
ン制御誤差が蓄積されていればその誤差が減少あ
るいは解消されることは勿論、車両駐車時に前輪
１，１あるいは後輪７，７が例えば凹所に入つた
り、突出物に乗り上げたり、さらには車両が斜面
に駐車される等して前輪１，１と後輪７，７との
基本的対応が狂つていても、後輪７，７はエンジ
ン始動時直ちに前輪転舵角θfに最適に対応した転
舵角θrに設定され、発進時に車両が異常走行する
ことが防止される。以上説明の通り本実施例にお
いては、イグニツシヨンスイツチ３１により発進
センサが構成され、Ｒ−Ｓフリツプフロツプ３
５、ORゲート３６および比較器３３により発進
時補正手段が構成されている。

上記のような発進時補正は、ステアリングホイ
ール３の操舵角が前記所定角度となつてＲ−Ｓフ
リツプフロツプ３５のリセツト端子に常用補正動
作信号Ｈが入力されるまで続行される。したがつ
て車両発進後に最初の常用補正がかかるまで長時
間が経過しても、その間は発進時補正が継続され
るので、この間にオープン制御による制御誤差が
蓄積したまま車両が異常走行するようなことがな
い。車両発進後直ちに常用補正動作信号ＨがＲ−
Ｓフリツプフロツプ３５に出力されて、発進時補
正が極めて短時間で打ち切られても、該信号Ｈが
ORゲート３６に入力されることにより該ORゲ
ート３６から動作信号Ｊが出力されるので、発進
時補正に引き続いて常用補正が行なわれ、後輪転
舵角θrの制御誤差は直ちに減少あるいは解消され
る。

上記の実施例においては、車両の発進を検出す
る発進センサとしてイグニツシヨンスイツチ３１
が使用されているが、この発進センサとしてはそ
の他、エンジン回転数が所定回点数以上となつた
ことを検出する回転数センサや、前輪１，１ある
いは後輪７，７の回転を検出するセンサ、さらに
はパーキングブレーキの解除を検出するセンサ等
が用いられてもよい。

また常用補正がかかるまで発進時補正を継続さ
せる手段として、上記Ｒ−Ｓフリツプフロツプ３
５以外の公知の手段が用いられてもよいことは勿
論である。

さらに上記実施例においては、常用補正の時期
を、前輪１，１の転舵角と対応するステアリング
ホイール３の操舵角によつて設定しているが、該
常用補正は直接前輪転舵角を検出し該前輪転舵角
が所定角度になつたとき、あるいは後輪転舵角が
所定角度になつたときに行なうようにしてもよ
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ツク図、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
（後輪操作ロツド）、１４……パルスモータ、２６
……コントローラ、２８……前輪転舵角センサ、
２９……後輪転舵角センサ、３１……イグニツシ
ヨンスイツチ、３３……比較器、３４……操舵角
センサ、３５……Ｒ−Ｓフリツプフロツプ、３６
……ORゲート。

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、該後輪転舵装置を所定
   の走行状態に応じて制御するコントローラとを有
   する車両の４輪操舵装置であつて、上記コントロ
   ーラは所定の走行状態に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
   ユエータを有して該アクチユ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、前輪
   もしくは後輪のいずれか一方が予め設定された基
   準舵角に転舵されたことを検出し、その検出時の
   み、コントローラで求められる目標後輪転舵角と
   後輪転舵角センサで検出される実測後輪転舵角と
   を比較してその偏差を減少させる補正信号を前記
   アクチユエータに出力する常用補正手段と、車両
   の発進状態を検出する発進センサの出力を受けて
   から上記常用補正手段の補正信号が出力されるま
   での間、前記コントローラで求められる目標後輪
   転舵角と後輪転舵角センサで検出される実測後輪
   転舵角とを比較してその偏差を減少させる補正信
   号を前記アクチユエータに出力する発進時補正手
   段とを備えることを特徴とする車両の４輪操舵装
   置。