JPH0537906Y2 - - Google Patents
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- JPH0537906Y2 JPH0537906Y2 JP1987129489U JP12948987U JPH0537906Y2 JP H0537906 Y2 JPH0537906 Y2 JP H0537906Y2 JP 1987129489 U JP1987129489 U JP 1987129489U JP 12948987 U JP12948987 U JP 12948987U JP H0537906 Y2 JPH0537906 Y2 JP H0537906Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rear wheel
- steering
- steering angle
- wheel steering
- angle
- Prior art date
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- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Description
本考案は、前後輪操舵車の後輪操舵装置に係
り、特に、電子制御装置が搭載された前後輪操舵
車に用いるのに好適な、前後輪操舵車の後輪操舵
装置に関する。
り、特に、電子制御装置が搭載された前後輪操舵
車に用いるのに好適な、前後輪操舵車の後輪操舵
装置に関する。
従来から、乗用車等の車両においては、前輪の
みを転舵して車両の旋回を行うようにした２輪操
舵車（いわゆる2WS車）が通常の車両であつた。
しかしながら、低速時において小回り性を向上さ
せると共に、高速時において操安性を向上させる
には、前記２輪操舵車では飛躍的向上を望めなか
つた。そこで、今日においては、車両の後輪にも
能動的に舵角を与え、前記小回り性及び操安性を
積極的に向上させることを狙いとした前後輪操舵
車（いわゆる4WS車）が開発されるに至つてい
る。 このような前後輪操舵車に関し、如何にして後
輪の操舵を制御するかの技術について種々創案さ
れている（特開昭60−161262、同61−50878等）。 このような技術の中に、低速時には、前輪と逆
位相に後輪を転舵して小回り性を向上させると共
に、高速時には、前輪と同位相に後輪を転舵して
操安性を向上させる技術がある（実開昭60−
50078）。 又、後輪を電気信号に基づいてサーボアクチユ
エータで転舵する前後輪操舵車（特開昭57−
44568）や、高速走行中に故障が生じたとき意図
せぬ後輪の大舵角転舵を防止するための高速時舵
角規制装置（特開昭60−150164、特開昭60−
150165）等がある。
みを転舵して車両の旋回を行うようにした２輪操
舵車（いわゆる2WS車）が通常の車両であつた。
しかしながら、低速時において小回り性を向上さ
せると共に、高速時において操安性を向上させる
には、前記２輪操舵車では飛躍的向上を望めなか
つた。そこで、今日においては、車両の後輪にも
能動的に舵角を与え、前記小回り性及び操安性を
積極的に向上させることを狙いとした前後輪操舵
車（いわゆる4WS車）が開発されるに至つてい
る。 このような前後輪操舵車に関し、如何にして後
輪の操舵を制御するかの技術について種々創案さ
れている（特開昭60−161262、同61−50878等）。 このような技術の中に、低速時には、前輪と逆
位相に後輪を転舵して小回り性を向上させると共
に、高速時には、前輪と同位相に後輪を転舵して
操安性を向上させる技術がある（実開昭60−
50078）。 又、後輪を電気信号に基づいてサーボアクチユ
エータで転舵する前後輪操舵車（特開昭57−
44568）や、高速走行中に故障が生じたとき意図
せぬ後輪の大舵角転舵を防止するための高速時舵
角規制装置（特開昭60−150164、特開昭60−
150165）等がある。
しかしながら、前記従来の後輪操舵装置におい
ては、電子制御系やアクチユエータ系が故障した
場合後輪の転舵が不能となり、高速時の操安性向
上効果や低速時の小回り性向上効果の両効果が同
時に失われる恐れがある。又、このような恐れを
排除するため、電子制御系の信頼性を高めようと
した場合、従来は、検出センサや電子制御装置等
に例えば３重系等の冗長システムが必要となり、
高価且つ搭載性の悪い装置構成となつていた。 又、前記高速時舵角規制装置においては、高速
時の舵角規制は実現できるが、低速時の小回り性
を実現しようとする前後輪操舵車においては、こ
の舵角規制の効果が得られなかつた。
ては、電子制御系やアクチユエータ系が故障した
場合後輪の転舵が不能となり、高速時の操安性向
上効果や低速時の小回り性向上効果の両効果が同
時に失われる恐れがある。又、このような恐れを
排除するため、電子制御系の信頼性を高めようと
した場合、従来は、検出センサや電子制御装置等
に例えば３重系等の冗長システムが必要となり、
高価且つ搭載性の悪い装置構成となつていた。 又、前記高速時舵角規制装置においては、高速
時の舵角規制は実現できるが、低速時の小回り性
を実現しようとする前後輪操舵車においては、こ
の舵角規制の効果が得られなかつた。
本考案は、前記従来の問題点を解消すべくなさ
れたものであつて、前後輪操舵車の後輪操舵装置
の一部が故障してしまつたとしても、少なくとも
その一部の機能、例えば低速時に後輪を前輪と逆
位相に転舵する機能や、高速時に後輪を前輪と同
位相に転舵する機能等の、少なくとも一部の機能
を発揮することができる前後輪操舵車の後輪操舵
装置を提供することを目的とする。
れたものであつて、前後輪操舵車の後輪操舵装置
の一部が故障してしまつたとしても、少なくとも
その一部の機能、例えば低速時に後輪を前輪と逆
位相に転舵する機能や、高速時に後輪を前輪と同
位相に転舵する機能等の、少なくとも一部の機能
を発揮することができる前後輪操舵車の後輪操舵
装置を提供することを目的とする。
本考案は、少なくともステアリングホイールの
操舵角に基づき、所定の第１後輪操舵特性に従つ
て後輪操舵角を出力する第１後輪舵角設定部と、
該第１後輪舵角設定部と別体に設けられた、該第
１後輪舵角設定部の動作に対して不干渉に前記操
舵角を検出すると共に、少なくとも検出された該
操舵角に基づき、前記第１後輪操舵特性とは異な
る所定の第２後輪操舵特性に従つて後輪操舵角を
出力する第２後輪舵角設定部と、前記第１後輪舵
角設定部及び前記第２後輪舵角設定部から入力さ
れる各後輪操舵角を合成し、合成操舵角に基づき
後輪の転舵を制御するための差動部と、を備えた
ことにより、前記目的を達成したものである。
操舵角に基づき、所定の第１後輪操舵特性に従つ
て後輪操舵角を出力する第１後輪舵角設定部と、
該第１後輪舵角設定部と別体に設けられた、該第
１後輪舵角設定部の動作に対して不干渉に前記操
舵角を検出すると共に、少なくとも検出された該
操舵角に基づき、前記第１後輪操舵特性とは異な
る所定の第２後輪操舵特性に従つて後輪操舵角を
出力する第２後輪舵角設定部と、前記第１後輪舵
角設定部及び前記第２後輪舵角設定部から入力さ
れる各後輪操舵角を合成し、合成操舵角に基づき
後輪の転舵を制御するための差動部と、を備えた
ことにより、前記目的を達成したものである。
後輪操舵装置を備える前後輪操舵車において、
該後輪操舵装置に何等かの故障が生じてしまつた
場合、後輪の転舵が不能となるものの、従来から
の前輪操舵車と同様の操舵及び転舵が確保されて
おり、安全上問題とはならない。しかしながら、
後輪操舵装置を備える前後輪操舵車としての多く
の利便性を喪失してしまう。例えば、車両の車庫
入れ操作時等のように小回りが要求される場合の
大きな操舵が不便になつてしまう。 本考案は、このような点に特に着目し、後輪操
舵装置の一部に故障が生じてしまつたとしても、
少なくともその一部の機能を維持することが非常
に有効であることに着目し、なされたものであ
る。又、本考案は、このためのより優れた構成を
見出したものである。前述の如く後輪操舵装置の
制御構成を三重系とすることも考えられるが、こ
の場合、高価且つ搭載性の悪いものとなつてしま
う。 本考案の構成においては、ステアリングホイー
ルの操舵角に基づいて後輪操舵角を求める制御部
を、第１後輪舵角設定部と第２後輪舵角設定部と
に分け、これらを並行して動作させるようにして
いる。 これら第１後輪舵角設定部及び第２後輪舵角設
定部は、互いに異なる、それぞれ所定の後輪操舵
特性、例えば少なくともステアリングホイールの
操舵角に基づいて求める後輪操舵角の特性を備え
ている。又、これら第１後輪舵角設定部及び第２
後輪舵角設定部は、それぞれの動作が互いに不干
渉に独立している。特に、ステアリングホイール
の操舵角の検出についても、相互に不干渉に独立
しており、一方の故障にて他方の動作が阻害され
てしまうことがないようにされている。 例えば、後述する実施例では、第１後輪舵角設
定部として逆位相転舵部１４を備え、第２後輪舵
角設定部として同位相転舵部３７を備える。前記
逆位相転舵部１４は、少なくともステアリングホ
イールの操舵角に基づき後輪操舵角を得る際、第
３図のグラフに示されるような所定の第１後輪操
舵特性を用いるようにしている。一方、前記同位
相転舵部３７は、少なくともステアリングホイー
ルの操舵角に基づき後輪操舵角を求める際には、
後述する(1)式に示されるような第２後輪操舵特性
を用いる。この実施例においても、第１後輪舵角
設定部に相当する前記逆位相転舵部１４と第２後
輪舵角設定部に相当する前記同位相転舵部３７と
は、互いに別体に設けられており、互い不干渉に
動作することができるようになつている。 更に、後述する実施例において、前記同位相転
舵部３７はハンドル角センサ２６にてステアリン
グホイールの操舵角を検出しているため、前記逆
位相転舵部１４のステアリングホイール操舵角に
基づいた動作に対して不干渉に独立している。
又、前記逆位相転舵部１４の出力の後輪操舵角
と、前記同位相転舵部３７の出力の後輪操舵角と
は、差動装置２４にて合成されるものの、これら
の後輪操舵角の変化は互いに不干渉に独立してお
り、前記逆位相転舵部１４の動作と前記同位相転
舵部３７の動作が相互に干渉してしまうことがな
い。従つて、この実施例では、前記逆位相転舵部
１４に故障が生じてしまつたとしても、前記同位
相転舵部３７による、高速時における後輪を前輪
と同位相に転舵する機能は確保することができ
る。一方、前記同位相転舵部３７に故障が生じて
しまつたとしても、前記逆位相転舵部１４によ
る、低速時に後輪を前輪と逆位相に転舵する機能
は確保することができる。
該後輪操舵装置に何等かの故障が生じてしまつた
場合、後輪の転舵が不能となるものの、従来から
の前輪操舵車と同様の操舵及び転舵が確保されて
おり、安全上問題とはならない。しかしながら、
後輪操舵装置を備える前後輪操舵車としての多く
の利便性を喪失してしまう。例えば、車両の車庫
入れ操作時等のように小回りが要求される場合の
大きな操舵が不便になつてしまう。 本考案は、このような点に特に着目し、後輪操
舵装置の一部に故障が生じてしまつたとしても、
少なくともその一部の機能を維持することが非常
に有効であることに着目し、なされたものであ
る。又、本考案は、このためのより優れた構成を
見出したものである。前述の如く後輪操舵装置の
制御構成を三重系とすることも考えられるが、こ
の場合、高価且つ搭載性の悪いものとなつてしま
う。 本考案の構成においては、ステアリングホイー
ルの操舵角に基づいて後輪操舵角を求める制御部
を、第１後輪舵角設定部と第２後輪舵角設定部と
に分け、これらを並行して動作させるようにして
いる。 これら第１後輪舵角設定部及び第２後輪舵角設
定部は、互いに異なる、それぞれ所定の後輪操舵
特性、例えば少なくともステアリングホイールの
操舵角に基づいて求める後輪操舵角の特性を備え
ている。又、これら第１後輪舵角設定部及び第２
後輪舵角設定部は、それぞれの動作が互いに不干
渉に独立している。特に、ステアリングホイール
の操舵角の検出についても、相互に不干渉に独立
しており、一方の故障にて他方の動作が阻害され
てしまうことがないようにされている。 例えば、後述する実施例では、第１後輪舵角設
定部として逆位相転舵部１４を備え、第２後輪舵
角設定部として同位相転舵部３７を備える。前記
逆位相転舵部１４は、少なくともステアリングホ
イールの操舵角に基づき後輪操舵角を得る際、第
３図のグラフに示されるような所定の第１後輪操
舵特性を用いるようにしている。一方、前記同位
相転舵部３７は、少なくともステアリングホイー
ルの操舵角に基づき後輪操舵角を求める際には、
後述する(1)式に示されるような第２後輪操舵特性
を用いる。この実施例においても、第１後輪舵角
設定部に相当する前記逆位相転舵部１４と第２後
輪舵角設定部に相当する前記同位相転舵部３７と
は、互いに別体に設けられており、互い不干渉に
動作することができるようになつている。 更に、後述する実施例において、前記同位相転
舵部３７はハンドル角センサ２６にてステアリン
グホイールの操舵角を検出しているため、前記逆
位相転舵部１４のステアリングホイール操舵角に
基づいた動作に対して不干渉に独立している。
又、前記逆位相転舵部１４の出力の後輪操舵角
と、前記同位相転舵部３７の出力の後輪操舵角と
は、差動装置２４にて合成されるものの、これら
の後輪操舵角の変化は互いに不干渉に独立してお
り、前記逆位相転舵部１４の動作と前記同位相転
舵部３７の動作が相互に干渉してしまうことがな
い。従つて、この実施例では、前記逆位相転舵部
１４に故障が生じてしまつたとしても、前記同位
相転舵部３７による、高速時における後輪を前輪
と同位相に転舵する機能は確保することができ
る。一方、前記同位相転舵部３７に故障が生じて
しまつたとしても、前記逆位相転舵部１４によ
る、低速時に後輪を前輪と逆位相に転舵する機能
は確保することができる。
以下、本考案の実施例を詳細に説明する。
第１図は、この実施例に係る後輪操舵装置の構
成を示すブロツク図である。図に示されるよう
に、ステアリングホイール１０が操舵されるとス
テアリングギヤボツクス１１を介して前輪１２が
転舵すると共に逆位相転舵部１４も作動するよう
になつている。 この逆位相転舵部１４には、前記ステアリング
ホイール１０の操舵量をピニオン１６を介して伝
達するための連結シヤフト１８と、伝達された操
舵量を前輪１２とは逆相の後輪操舵角に変換する
ための逆位相転舵変換装置２０とが備えられる。
この逆位相転舵変換装置２０からの後輪操舵角出
力は、連結シヤフト２２を介して第１後輪転舵入
力として差動装置２４に伝達されるようになつて
いる。この差動装置２４は、後述する連結シヤフ
ト３８，４０を介して後輪３４を転舵するように
なつている。従つて、前記逆位相転舵部１４は、
前輪１２及び後輪３４を機械的に連結している。 又、前記ステアリングホイール１０近傍には、
該ステアリングホイール１０の舵角を検出するた
めのハンドル角センサ２６が設置され、該ハンド
ル角センサ２６の出力は電子制御ユニツト
（ECU）２８に入力される。 このECU２８には、又、車速センサ３０やヨ
ーレイトセンサ３２で検出された諸量が入力され
る。このECU２８は、これら入力信号から、後
輪３４を前輪１２と同位相に転舵するための後輪
操舵角出力を算出する。算出された後輪操舵角出
力はサーボアクチユエータ３６に入力され、該サ
ーボアクチユエータ３６を介して前記差動装置２
４に第２後輪転舵入力として入力される。 以上の各センサ２６，３０，３２、ECU２８、
及びサーボアクチユエータ３６等で同位相転舵部
３７が構成されている。なお、前記サーボアクチ
ユエータ３６には電気サーボモータ等を用いるこ
とができる。 前記差動装置２４は、前記第１及び第２の後輪
転舵入力を後輪転舵量として合成し、合成した後
輪転舵量に応じて後輪が転舵されるように、連結
シヤフト３８，４０及び後輪用ラツクアンドピニ
オンギヤ４２を介して後輪３４を転舵するように
している。なお、後輪３４の転舵力を補助する目
的で、前記連結シヤフト３８の回転に応じて補助
転舵力を後輪ステアリングロツド４４に与えるた
め、前記連結シヤフト３８の回転に応じて油圧を
切換える油圧コントロールバルブ４６、及び切換
えられた油圧で後輪ステアリングロツド４４を動
作させるための油圧シリンダ４８が備えられてい
る。なお、図において符号５０はエンジン、５２
はエンジン５０の出力を油圧に変換する油圧ポン
プ、５４は油圧ポンプ５２からの油圧を前記油圧
コントロールバルブ４６に伝達するための油圧系
路である。 ここで、逆位相転舵変換装置２０及び差動装置
２４の構成例について説明する。 まず、前記差動装置２４に遊星歯車機構を用い
た第１の構成例について第２図に基づき説明す
る。この第１の構成例においては、逆位相転舵変
換装置２０が、連結シヤフト１８の回転角を入力
角とし、出力側の連結シヤフト２２の回転角を出
力角として、これら入力角と出力角が第３図で示
されるような関係となるよう出力角を出力する機
能を有するようにしている。このため、前記逆位
相転舵変換装置２０には、前記連結シヤフト１８
の端部に接続あるいは形成されたボールねじ５６
と、該ボールねじ５６の回転運動を軸方向の前後
運動に変換すると共に、該前後運動を軸方向に直
角な運動にピン５８を介して変換するための溝６
０がその表面に形成されたボールナツト６２と、
該ピン５８の前後運動を前記連結シヤフト２２の
回転運動に変換するためのラツクギヤ６４Ａ、ピ
ニオンギヤ６４Ｂとが備えられる。このボールナ
ツト６２の溝の形状は、第３図の入力角、出力角
の関係が得られる形状とされている。なお、第３
図の関係においては、入力角即ちハンドル角に対
して、中立近傍は後輪を転舵しない不感帯を持つ
ようになつている。従つて、ハンドルが操舵され
て所定値以上のハンドル角となつた場合に、後輪
３４が逆位相転舵される。 又、前記差動装置２４は、前記連結シヤフト２
２に軸接されるサンギヤ６６、該サンギヤ６６に
噛合うプラネタリギヤ６８、及び該プラネタリギ
ヤ６８に噛合うリングギヤ７０を有する遊星歯車
機構で構成されている。 この差動装置２４においては、前記連結シヤフ
ト２２の回転角を第１後輪転舵入力としてこの差
動装置２４に入力するため、前記連結シヤフト２
２の回転角はサンギヤ６６の回転角となる。又、
ECU２８によつて制御されるサーボアクチユエ
ータ３６の回転角を第２後輪転舵入力としてこの
差動装置２４に入力するため、ウオーム７２及び
該リングギヤ周面に形成されたウオームホイル７
４により、前記サーボアクチユエータ３６の回転
角がリングギヤ７０の回転角となる。 前記プラネタリギヤ６８は、出力側の連結シヤ
フト３８に公転角を出力するように連結されてい
る。これにより、第１後輪転舵入力により回転す
るサンギヤ６６と第２後輪転舵入力により回転す
るリングギヤ７０の相対的な回転運動により生ず
るプラネタリギヤ６８の公転角が、前記各後輪転
舵入力の合成入力となり、この合成入力を連結シ
ヤフト３８に出力して後輪の転舵を制御できる。 なお、前記サーボアクチユエータ３６の回転角
は、ハンドル角θf、車速ｖ、車両ヨーレイトｒに
基づき、次式(1)のように、後輪舵角θrに相当する
回転角θr2として表現され、第２後輪転舵入力と
して差動装置２４に入力される。 θr2＝K1（ｖ）・θf＋K2（ｖ）・ｒ ……(1) 式中の定数K1（ｖ）、K2（ｖ）は、第４図に例示
するような、車速ｖにより変化する特性をもつて
いる。従つて、車両が極低車速域ではK1（ｖ）＝
K2（ｖ）＝０となり回転角θr2＝０となることか
ら、サーボアクチユエータ３６は中立位置に固定
される。この場合には、差動装置２４の出力は前
記連結シヤフト２２の回転角として入力される第
１後輪転舵入力のみによつて決定されることか
ら、第３図に示されるような所定値以上のハンド
ル操作による入力角で逆位相に転舵されることと
なり、極低車速域での小回り性の向上が実現でき
る。 又、中高車速域については、運転者のハンドル
操作量は一般的に小さくなり、第３図の関係の中
立位置近傍となることから、ほとんどの場合、前
記第１後輪転舵入力はほぼ零となる。このため(1)
式に示す関係に従い、実質的に第２後輪転舵入力
のみによつて後輪転舵が同位相で行われ、中高速
域の操安性の向上が実現できる。 なお、前記リングギヤ７０の外周部には段差７
５が設けられ、差動装置２４のハウジング内には
突起７６が設けられている。従つて、リングギヤ
７０が所定角以上回転しようとすると、前記段差
７５が突起７６に当接して回転できなくなり、リ
ングギヤ７０は、所定角以上の回転ができないよ
うに規制されている。この規制は、回転角θr2の
範囲が｜θr2｜〓0.5の小舵角の作動範囲となるよ
うにした機械的な規制である。 よつて、各センサ２６，３０，３２、ECU２
８、サーボアクチユエータ３６等の電子制御系に
万一の故障が生じた場合でも、前記規制により後
輪３４が運転者の意志に反して大きな舵角で転舵
されることがなくなり、走行中の後輪操舵システ
ムの信頼性が確保される。又、上記電子制御系の
故障をECU２８が検出した場合においてはサー
ボアクチユエータ３６の制御を停止することによ
り、上述の如く中高速車速域で後輪３４が実質的
に固定状態となり、操安性向上機能がなくなる
が、前輪１２のみの転舵による2WS走行が保障
されると共に、低車速域では第３図に示される関
係から小回り機能が確保されることになる。又、
運転者の意志に反して生じる後輪の舵角量が、常
に一定の舵角範囲に規制されることから、車速に
応じてこの規制値を変更する必要がなく、該規制
値を変更するための機構や制御装置が不要とな
り、システムの信頼性が向上する。 次に、上記第１の構成例の遊星歯車機構とは異
なり、ラツクギヤ及びピニオンギヤからなる機構
を有する差動装置２４の第２の構成例について説
明する。 この第２の構成例における差動装置２４は、第
５図に示されるように、２つのラツクギヤ７８
Ａ，７８Ｂ及びそれらラツクギヤ７８Ａ，７８Ｂ
に噛合うピニオンギヤ８０を有している。 １つのラツクギヤ７８Ａは、上記第１の構成例
のラツクギヤ６４Ａと同様にボールねじ５６、ボ
ールナツト６２及びピン５８に従つて動作する。
又、他のラツクギヤ７８Ｂには、サーボアクチユ
エータ３６の回転運動を該ラツクギヤ７８Ｂの直
線運動に変換するためのギヤ８２が設けられてい
る。 前記ラツクギヤ７８Ｂの作動範囲は、差動装置
２４のハウジング内当接部８３と該ラツクギヤ７
８Ｂ端部間の隙間δとなつている。これにより、
ラツクギヤ７８Ｂがこの隙間δ以上移動すること
ができないため、サーボアクチユエータ３６から
入力される第２後輪転舵入力の最大転舵量が規制
されることとなる。従つて、前記電子制御系が万
一に故障した場合でも前記第１の構成例と同様の
効果を得ることができる。なお、その他の構成及
び作用は前記第１の構成例同様であり、同様の部
分に同様の符号を付して説明を略す。 なお、前記実施例においては、第２後輪転舵入
力をハンドル角、車速及びヨーレイトから決定し
ていたが、これらの車両のうちの少なくとも１つ
に基づき、あるいは他の要素も加味して第２後輪
転舵入力信号を求めることができる。 又、前記実施例においては、第２図に示される
ような遊星歯車機構や第５図に示されるようなラ
ツクギヤ及びピニオンギヤにより構成される差動
装置を例示したが、本考案に係る差動装置は図に
示されるものに限定されず、第１及び第２の後輪
転舵入力を合成し、合成入力に基づき後輪を転舵
する装置であれば他の装置に本考案を適用するこ
とができる。
成を示すブロツク図である。図に示されるよう
に、ステアリングホイール１０が操舵されるとス
テアリングギヤボツクス１１を介して前輪１２が
転舵すると共に逆位相転舵部１４も作動するよう
になつている。 この逆位相転舵部１４には、前記ステアリング
ホイール１０の操舵量をピニオン１６を介して伝
達するための連結シヤフト１８と、伝達された操
舵量を前輪１２とは逆相の後輪操舵角に変換する
ための逆位相転舵変換装置２０とが備えられる。
この逆位相転舵変換装置２０からの後輪操舵角出
力は、連結シヤフト２２を介して第１後輪転舵入
力として差動装置２４に伝達されるようになつて
いる。この差動装置２４は、後述する連結シヤフ
ト３８，４０を介して後輪３４を転舵するように
なつている。従つて、前記逆位相転舵部１４は、
前輪１２及び後輪３４を機械的に連結している。 又、前記ステアリングホイール１０近傍には、
該ステアリングホイール１０の舵角を検出するた
めのハンドル角センサ２６が設置され、該ハンド
ル角センサ２６の出力は電子制御ユニツト
（ECU）２８に入力される。 このECU２８には、又、車速センサ３０やヨ
ーレイトセンサ３２で検出された諸量が入力され
る。このECU２８は、これら入力信号から、後
輪３４を前輪１２と同位相に転舵するための後輪
操舵角出力を算出する。算出された後輪操舵角出
力はサーボアクチユエータ３６に入力され、該サ
ーボアクチユエータ３６を介して前記差動装置２
４に第２後輪転舵入力として入力される。 以上の各センサ２６，３０，３２、ECU２８、
及びサーボアクチユエータ３６等で同位相転舵部
３７が構成されている。なお、前記サーボアクチ
ユエータ３６には電気サーボモータ等を用いるこ
とができる。 前記差動装置２４は、前記第１及び第２の後輪
転舵入力を後輪転舵量として合成し、合成した後
輪転舵量に応じて後輪が転舵されるように、連結
シヤフト３８，４０及び後輪用ラツクアンドピニ
オンギヤ４２を介して後輪３４を転舵するように
している。なお、後輪３４の転舵力を補助する目
的で、前記連結シヤフト３８の回転に応じて補助
転舵力を後輪ステアリングロツド４４に与えるた
め、前記連結シヤフト３８の回転に応じて油圧を
切換える油圧コントロールバルブ４６、及び切換
えられた油圧で後輪ステアリングロツド４４を動
作させるための油圧シリンダ４８が備えられてい
る。なお、図において符号５０はエンジン、５２
はエンジン５０の出力を油圧に変換する油圧ポン
プ、５４は油圧ポンプ５２からの油圧を前記油圧
コントロールバルブ４６に伝達するための油圧系
路である。 ここで、逆位相転舵変換装置２０及び差動装置
２４の構成例について説明する。 まず、前記差動装置２４に遊星歯車機構を用い
た第１の構成例について第２図に基づき説明す
る。この第１の構成例においては、逆位相転舵変
換装置２０が、連結シヤフト１８の回転角を入力
角とし、出力側の連結シヤフト２２の回転角を出
力角として、これら入力角と出力角が第３図で示
されるような関係となるよう出力角を出力する機
能を有するようにしている。このため、前記逆位
相転舵変換装置２０には、前記連結シヤフト１８
の端部に接続あるいは形成されたボールねじ５６
と、該ボールねじ５６の回転運動を軸方向の前後
運動に変換すると共に、該前後運動を軸方向に直
角な運動にピン５８を介して変換するための溝６
０がその表面に形成されたボールナツト６２と、
該ピン５８の前後運動を前記連結シヤフト２２の
回転運動に変換するためのラツクギヤ６４Ａ、ピ
ニオンギヤ６４Ｂとが備えられる。このボールナ
ツト６２の溝の形状は、第３図の入力角、出力角
の関係が得られる形状とされている。なお、第３
図の関係においては、入力角即ちハンドル角に対
して、中立近傍は後輪を転舵しない不感帯を持つ
ようになつている。従つて、ハンドルが操舵され
て所定値以上のハンドル角となつた場合に、後輪
３４が逆位相転舵される。 又、前記差動装置２４は、前記連結シヤフト２
２に軸接されるサンギヤ６６、該サンギヤ６６に
噛合うプラネタリギヤ６８、及び該プラネタリギ
ヤ６８に噛合うリングギヤ７０を有する遊星歯車
機構で構成されている。 この差動装置２４においては、前記連結シヤフ
ト２２の回転角を第１後輪転舵入力としてこの差
動装置２４に入力するため、前記連結シヤフト２
２の回転角はサンギヤ６６の回転角となる。又、
ECU２８によつて制御されるサーボアクチユエ
ータ３６の回転角を第２後輪転舵入力としてこの
差動装置２４に入力するため、ウオーム７２及び
該リングギヤ周面に形成されたウオームホイル７
４により、前記サーボアクチユエータ３６の回転
角がリングギヤ７０の回転角となる。 前記プラネタリギヤ６８は、出力側の連結シヤ
フト３８に公転角を出力するように連結されてい
る。これにより、第１後輪転舵入力により回転す
るサンギヤ６６と第２後輪転舵入力により回転す
るリングギヤ７０の相対的な回転運動により生ず
るプラネタリギヤ６８の公転角が、前記各後輪転
舵入力の合成入力となり、この合成入力を連結シ
ヤフト３８に出力して後輪の転舵を制御できる。 なお、前記サーボアクチユエータ３６の回転角
は、ハンドル角θf、車速ｖ、車両ヨーレイトｒに
基づき、次式(1)のように、後輪舵角θrに相当する
回転角θr2として表現され、第２後輪転舵入力と
して差動装置２４に入力される。 θr2＝K1（ｖ）・θf＋K2（ｖ）・ｒ ……(1) 式中の定数K1（ｖ）、K2（ｖ）は、第４図に例示
するような、車速ｖにより変化する特性をもつて
いる。従つて、車両が極低車速域ではK1（ｖ）＝
K2（ｖ）＝０となり回転角θr2＝０となることか
ら、サーボアクチユエータ３６は中立位置に固定
される。この場合には、差動装置２４の出力は前
記連結シヤフト２２の回転角として入力される第
１後輪転舵入力のみによつて決定されることか
ら、第３図に示されるような所定値以上のハンド
ル操作による入力角で逆位相に転舵されることと
なり、極低車速域での小回り性の向上が実現でき
る。 又、中高車速域については、運転者のハンドル
操作量は一般的に小さくなり、第３図の関係の中
立位置近傍となることから、ほとんどの場合、前
記第１後輪転舵入力はほぼ零となる。このため(1)
式に示す関係に従い、実質的に第２後輪転舵入力
のみによつて後輪転舵が同位相で行われ、中高速
域の操安性の向上が実現できる。 なお、前記リングギヤ７０の外周部には段差７
５が設けられ、差動装置２４のハウジング内には
突起７６が設けられている。従つて、リングギヤ
７０が所定角以上回転しようとすると、前記段差
７５が突起７６に当接して回転できなくなり、リ
ングギヤ７０は、所定角以上の回転ができないよ
うに規制されている。この規制は、回転角θr2の
範囲が｜θr2｜〓0.5の小舵角の作動範囲となるよ
うにした機械的な規制である。 よつて、各センサ２６，３０，３２、ECU２
８、サーボアクチユエータ３６等の電子制御系に
万一の故障が生じた場合でも、前記規制により後
輪３４が運転者の意志に反して大きな舵角で転舵
されることがなくなり、走行中の後輪操舵システ
ムの信頼性が確保される。又、上記電子制御系の
故障をECU２８が検出した場合においてはサー
ボアクチユエータ３６の制御を停止することによ
り、上述の如く中高速車速域で後輪３４が実質的
に固定状態となり、操安性向上機能がなくなる
が、前輪１２のみの転舵による2WS走行が保障
されると共に、低車速域では第３図に示される関
係から小回り機能が確保されることになる。又、
運転者の意志に反して生じる後輪の舵角量が、常
に一定の舵角範囲に規制されることから、車速に
応じてこの規制値を変更する必要がなく、該規制
値を変更するための機構や制御装置が不要とな
り、システムの信頼性が向上する。 次に、上記第１の構成例の遊星歯車機構とは異
なり、ラツクギヤ及びピニオンギヤからなる機構
を有する差動装置２４の第２の構成例について説
明する。 この第２の構成例における差動装置２４は、第
５図に示されるように、２つのラツクギヤ７８
Ａ，７８Ｂ及びそれらラツクギヤ７８Ａ，７８Ｂ
に噛合うピニオンギヤ８０を有している。 １つのラツクギヤ７８Ａは、上記第１の構成例
のラツクギヤ６４Ａと同様にボールねじ５６、ボ
ールナツト６２及びピン５８に従つて動作する。
又、他のラツクギヤ７８Ｂには、サーボアクチユ
エータ３６の回転運動を該ラツクギヤ７８Ｂの直
線運動に変換するためのギヤ８２が設けられてい
る。 前記ラツクギヤ７８Ｂの作動範囲は、差動装置
２４のハウジング内当接部８３と該ラツクギヤ７
８Ｂ端部間の隙間δとなつている。これにより、
ラツクギヤ７８Ｂがこの隙間δ以上移動すること
ができないため、サーボアクチユエータ３６から
入力される第２後輪転舵入力の最大転舵量が規制
されることとなる。従つて、前記電子制御系が万
一に故障した場合でも前記第１の構成例と同様の
効果を得ることができる。なお、その他の構成及
び作用は前記第１の構成例同様であり、同様の部
分に同様の符号を付して説明を略す。 なお、前記実施例においては、第２後輪転舵入
力をハンドル角、車速及びヨーレイトから決定し
ていたが、これらの車両のうちの少なくとも１つ
に基づき、あるいは他の要素も加味して第２後輪
転舵入力信号を求めることができる。 又、前記実施例においては、第２図に示される
ような遊星歯車機構や第５図に示されるようなラ
ツクギヤ及びピニオンギヤにより構成される差動
装置を例示したが、本考案に係る差動装置は図に
示されるものに限定されず、第１及び第２の後輪
転舵入力を合成し、合成入力に基づき後輪を転舵
する装置であれば他の装置に本考案を適用するこ
とができる。
以上説明した通り、本考案によれば、前後輪操
舵車の後輪操舵装置の一部が故障してしまつたと
しても、少なくともその一部の機能、例えば低速
時に後輪を前輪と逆位相に転舵する機能や、高速
時に後輪を前輪と同位相に転舵する機能等の、少
なくとも一部の機能を発揮させることができる。
このため、例えば前述の実施例の場合、同位相転
舵部が故障してしまつても、低車速時の小回り性
を確保することができる等の優れた効果が得られ
る。
舵車の後輪操舵装置の一部が故障してしまつたと
しても、少なくともその一部の機能、例えば低速
時に後輪を前輪と逆位相に転舵する機能や、高速
時に後輪を前輪と同位相に転舵する機能等の、少
なくとも一部の機能を発揮させることができる。
このため、例えば前述の実施例の場合、同位相転
舵部が故障してしまつても、低車速時の小回り性
を確保することができる等の優れた効果が得られ
る。
第１図は本考案が実施される前後輪操舵車の全
体的な構成を示すブロツク図、第２図は該前後輪
操舵車の差動装置が遊星歯車機構で構成された第
１の構成例を示す、一部平面図を含む断面図、第
３図は前記前後輪操舵車における第１後輪転舵入
力の入力角及び出力角の関係の例を示す線図、第
４図は前記前後輪操舵車における第２後輪転舵入
力を決定する定数の、車速に対する関係の例を示
す線図、第５図は前記差動装置２４がラツクギヤ
及びピニオンギヤで構成された第２の構成例を示
す平面図である。 １０……ステアリングホイール、１２……前
輪、１８，２２，３８，４０……連結シヤフト、
２０……逆位相転舵変換装置、２４……差動装
置、２６……ハンドル角センサ、２８……電子制
御ユニツト（ECU）、３０……車速センサ、３２
……ヨーレイトセンサ、３４……後輪、３６……
サーボアクチユエータ、５０……エンジン（Ｅ／
Ｇ）、５６……ボールスクリユ、５８……ピン、
６０……溝、６２……ボールナツト、６４Ａ……
ラツクギヤ、６４Ｂ……ピニオンギヤ、６６……
サンギヤ、６８……プラネタリギヤ、７０……リ
ングキヤ、７２……ウオームギヤ、７４……ウオ
ームホイール、７８Ａ，７８Ｂ……ラツクギヤ、
８０……ピニオンギヤ、８２……ギヤ。
体的な構成を示すブロツク図、第２図は該前後輪
操舵車の差動装置が遊星歯車機構で構成された第
１の構成例を示す、一部平面図を含む断面図、第
３図は前記前後輪操舵車における第１後輪転舵入
力の入力角及び出力角の関係の例を示す線図、第
４図は前記前後輪操舵車における第２後輪転舵入
力を決定する定数の、車速に対する関係の例を示
す線図、第５図は前記差動装置２４がラツクギヤ
及びピニオンギヤで構成された第２の構成例を示
す平面図である。 １０……ステアリングホイール、１２……前
輪、１８，２２，３８，４０……連結シヤフト、
２０……逆位相転舵変換装置、２４……差動装
置、２６……ハンドル角センサ、２８……電子制
御ユニツト（ECU）、３０……車速センサ、３２
……ヨーレイトセンサ、３４……後輪、３６……
サーボアクチユエータ、５０……エンジン（Ｅ／
Ｇ）、５６……ボールスクリユ、５８……ピン、
６０……溝、６２……ボールナツト、６４Ａ……
ラツクギヤ、６４Ｂ……ピニオンギヤ、６６……
サンギヤ、６８……プラネタリギヤ、７０……リ
ングキヤ、７２……ウオームギヤ、７４……ウオ
ームホイール、７８Ａ，７８Ｂ……ラツクギヤ、
８０……ピニオンギヤ、８２……ギヤ。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 少なくともステアリングホイールの操舵角に基
づき、所定の第１後輪操舵特性に従つて後輪操舵
角を出力する第１後輪舵角設定部と、 該第１後輪舵角設定部と別体に設けられた、該
第１後輪舵角設定部の動作に対して不干渉に前記
操舵角を検出すると共に、少なくとも検出された
該操舵角に基づき、前記第１後輪操舵特性とは異
なる所定の第２後輪操舵特性に従つて後輪操舵角
を出力する第２後輪舵角設定部と、 前記第１後輪舵角設定部及び前記第２後輪舵角
設定部から入力される各後輪操舵角を合成し、合
成操舵角に基づき後輪の転舵を制御するための差
動部と、 を備えたことを特徴とする前後輪操舵車の後輪操
舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987129489U JPH0537906Y2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987129489U JPH0537906Y2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6433475U JPS6433475U (ja) | 1989-03-01 |
| JPH0537906Y2 true JPH0537906Y2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=31383810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987129489U Expired - Lifetime JPH0537906Y2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537906Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061371A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-09 | Mazda Motor Corp | 車両の四輪操舵装置 |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP1987129489U patent/JPH0537906Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6433475U (ja) | 1989-03-01 |
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