JPH054273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵す
るように成した車両の４輪操舵装置に関する。さ
らに詳しくは、後輪転舵機構が、パワーステアリ
ング等の流体アクチユエータのアシスト力に補助
されて後輪を転舵するように構成された４輪操舵
装置に関する。

（従来技術） 従来４輪車両の操舵はステアリングホイールに
よつて前輪のみを転舵するのが普通であつたが、
前輪のみを転舵するのでは走行状況によつて後輪
に横すべりが生じたり、旋回半径に限度があつて
小まわりが効かないなどの操縦性、操向性の点か
ら問題が指摘され、この点に鑑み最近前輪と共に
後輪をも転舵する４輪操舵装置が提案、研究され
ている。

その様な４輪操舵装置の１つとして、特開昭59
−128052号公報に開示されたものが存在する。該
公報に開示された４輪操舵装置は、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
機構と、該後輪転舵機構を制御するコントローラ
とからなる車両の４輪操舵装置であつて、上記後
輪転舵機構は、後輪タイロツドに連結されたステ
アリングギヤ機構と、後輪タイロツドに操舵アシ
スト力を与えるパワーシリンダと、上記ステアリ
ングギヤ機構への入力に応じてパワーシリンダへ
の圧油の供給を制御するコントロールバルブと、
上記ステアリングギヤ機構の入力軸を駆動するモ
ータとを備え、またコントローラは、少なくとも
前輪転舵角センサの信号が入力され、前輪転舵角
に応じて後輪を転舵するよう上記モータを駆動制
御するように構成されたものである。

ところが、この様に後輪転舵機構に後輪の転舵
状態を可変とするモータ（上記従来例では後輪ス
テアリング機構の入力軸を駆動するモータ）を設
け、かつ該モータによつて後輪の転舵状態を変化
させる際に流体アクチユエータのアシスト力（上
記従来例ではパワーシリンダの操舵アシスト力）
に補助されて後輪を転舵するように構成された４
輪操舵装置においては、流体アクチユエータが作
動していないときに上記モータを作動させて後輪
の転舵状態、例えば転舵角を変化させようとする
と、流体アクチユエータによる転舵アシスト力が
得られないので、モータのみで転舵角を変化させ
ることになり、その結果モータに過負荷がかか
り、制御手段が通常用いられるDCモータやステ
ツピングモータの場合、モータロツクによる後輪
制御不能状態（DCモータの場合）や脱調による
誤作動（ステツピングモータの場合）等を招来す
るおそれがある。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記事情に鑑み、流体アクチ
ユエータ不作動時にモータが作動して後輪の転舵
状態を変化させようとすることにより生じる上記
の如き不都合、即ちモータロツクや脱調等のモー
タに過負荷がかかることにより生じる不都合を未
然に防止することができる４輪操舵装置を提供す
ることにある。

（発明の構成） 本発明に係る車両の４輪操舵装置は、上記目的
を達成するため、前輪転舵に応じて後輪を転舵す
るように成した車両の４輪操舵装置であつて、 後輪を転舵する後輪転舵機構が、出力側が後輪
転舵部材に機械的に接続されて後輪の転舵状態を
可変とするモータと、流体ポンプより発せられる
流体の供給を受けて後輪転舵部材に操舵アシスト
力を付与する流体アクチユエータと、上記モータ
の出力側と上記後輪転舵部材との間を接続する接
続部材上に設けられ上記流体ポンプから上記流体
アクチユエータへの流体の給排を制御するコント
ロールバルブとを備えて成り、 上記流体ポンプの作動を検出する作動検出手段
と、該作動検出手段の出力を受けて上記流体ポン
プが作動状態にあるときのみ上記モータを動作可
能状態に保持するセツト手段とが設けられている
ことを特徴とする。

（実施例） 以下、図面に示す実施例を参照しながら本発明
を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す平面概略図で
ある。この実施例は、前輪ステアリング装置と後
輪転舵機構との間に機械的連結は存在せず、従つ
て後輪転舵機構はモータによつて直接駆動される
形式の４輪操舵装置に本発明を適用したものであ
り、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、このホイー
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、この機構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機
構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、このロツド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１３がステ
ツピングモータ１４により一対の傘歯車１５，１
６及びピニオン軸１７を介して回転されることに
より、上記ステツピングモータ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、このシリンダ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に固着されると共に、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、ポンプ２３との間には油
圧供給通路２４およびターン通路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、ステツピングモータ１４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２
３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１８ａまたは１８ｂに導入
し、他方の油圧室１８ｂまたは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、上記ステツピングモ
ータ１４により傘歯車１５，１６、ピニオン軸１
７、ピニオン１３およびラツク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。

即ち、上記実施例においては、後輪転舵機構８
に、出力側が傘歯車１５，１６、ピニオン軸１７
およびピニオン１３から成る接続部材により後輪
操舵ロツド（後輪操舵部材）９に機械的に接続さ
れて後輪７の転舵状態を可変とするステツピング
モータ１４が設けられ、また後輪転舵の際は油圧
ポンプ（流体ポンプ）２３より発せられる油（流
体）の供給を受けて作動するパワーシリンダ（流
体アクチユエータ）１８のアシスト力に補助さ
れ、かつ上記接続部材の一部であるピニオン軸１
７上には上記油圧ポンプ２３から上記パワーシリ
ンダ１８への油の給排を制御する上記コントロー
ルバルブ２０が配設されている。

上記ステツピングモータ１４の駆動は、ステツ
ピングモータ駆動回路３０を介してコントローラ
３１により制御される。

コントローラ３１には、車速や前輪転舵角等に
応じて後輪転舵状態を変化させて常に最後後輪転
舵状態を実現するため、特性切換手段３２から前
記車速や前輪転舵角あるいはさらに横方向加速度
Ｇ、後輪転舵角、特性切換スイツチからの出力等
が入力されるように構成されている。

本発明は、さらに上記流体ポンプ２３の作動を
検出する作動検出手段３３と、該手段３３の出力
を受けて流体ポンプ２３が作動状態にあるときの
みモータ１４を動作可能状態に保持し、流体ポン
プ２３が不作動状態にあるときはモータ１４が作
動し得ないようにするセツト手段３４が設けられ
ている。

図示実施例においては、流体ポンプ２３として
エンジン回転を利用して油圧を発生する油圧ポン
プを使用している関係上、上記流体ポンプ作動検
出手段３３がイグニツシヨンパルス３３ａに基づ
いてエンジン回転数を演算するエンジン回転数演
算部３３ｂにより構成され、上記セツト手段３４
がコントローラ３１とステツピングモータ駆動回
路３０とを接続するライン上に設けられた双方向
バツフアにより構成され、エンジン回転数が所定
回転数以下であつて流体ポンプが全くあるいは充
分なアシスト力を発生させる程度にまで作動して
いないときは、流体ポンプ不作動状態と判断して
双方向バツフアによりモータ１４が作動し得ない
ようにし、所定回転数以上のときのみ流体ポンプ
作動状態と判断して双方向バツフアによりモータ
１４を動作可能状態に保持するように構成されて
いる。

なお、流体ポンプ作動検出手段３３は、要する
に流体ポンプが必要なアシスト力を発生し得る状
態にあるか否かを検出し得るものであれば良く、
例えば流体ポンプがエンジン回転利用ではなく専
用のポンプ駆動モータにより駆動されている場合
等においてはポンプ吐出圧によりポンプ作動を検
出するように構成することもできる。また、セツ
ト手段３４も、要するにポンプ作動検出手段３３
の出力を受けて、ポンプ作動状態にあるときのみ
モータ１４を動作可能状態に保持し得るものであ
れば良く、実施例以外のもので構成しても良い。

次に、上記実施例におけるコントローラ３１の
作動について、第４図に示すメインルーチンを参
照しながら説明する。まず、ステツプS1でスタ
ートし、ステツプS2でシステムをイニシヤライ
ズし、ステツプS3で車速(V)と前輪転舵角（θ_F）と
を読み取り、ステツプS4で車速Ｖが零であるか
否かを判定し、零の場合はステツプS5で後輪ア
クチユエータ（ステツピングモータ１４）をイニ
シヤルセツトし、ステツプS6でターゲツトポジ
シヨンP_TをP_T←０に、後輪アクチユエータポジ
ヨンP_MをP_M←０に設定する。ここでP_Mはステツ
ピングモータの実際位置を意味し、本実施例にお
いては車速Ｖ＝０のときにイニシヤルセツトした
ときのポジシヨンを０（P_M←０）とし、その他の
ポジシヨンはこの０ポジシヨンから駆動したステ
ツプ数で表わされる。また、P_Tはコントローラ
３１の制御対象である上記ステツピングモータの
制御目標位置であり、同じく車速Ｖ＝０のときに
イニシヤルセツトしたときに目標ポジシヨンを０
（P_T←０）とし、その他の目標ポジシヨンはこの
０ポジシヨンからのステツプ数により表わされ
る。ステツプS6からはステツプS3に戻る。ステ
ツプS4において車速Ｖ≠０の場合はステツプS7
に進み、そこで車速Ｖと前輪転舵角θ_Fとからデー
タテーブルアドレスを計算し、次のステツプS8
で前述のターゲツトポジシヨンP_Tをこのアドレ
スにおけるROMデータＭ（ADR）に設定し、ス
テツプS9でシステムレジスタを再設定して前記
ステツプS3に戻る。

このメインルーチンにおいては、ステツピング
モータ１４の実際ポジシヨンP_Mを前述のステツ
プS8で設定された目標ポジシヨンP_Tに一致させ
るため、第５図に示すモータ駆動部割込みサブル
ーチンによる割込み処理が行なわれる。この割込
み処理は、ｔ＝１／ｆ（PPS）（ｆ＝ステツピングモ ータ駆動周波数）秒毎に行なわれる。即ち、ステ
ツプS10のモータ駆動部において割込み処理が開
始されると、ステツプS11で前述のステツピング
モータの目標ポジシヨンP_Tと実際ポジシヨンP_M
とが一致しているか否かの判定が行なわれ、P_T
＝P_Mであればステツピングモータを駆動する必
要はないのでステツプS16に進んで次回割込み発
生タイマが設定され、ステツプS17で前述のメイ
ンルーチンに戻る。P_T≠P_Mであれば、ステツプ
S12でエンジン回転数(N)を読み取り、Ｎが設定値
（前述の流体ポンプが作動状態にあるか否かの判
定基準となる所定回転数）より大きいか否かを判
定し、Ｎ＞設定値のときは流体ポンプ２３が作動
状態にあるのでステツピングモータを駆動制御す
るべくステツプS14でP_T＝P_Mとなる方向に駆動信
号を出力し、ステツプS15で上記駆動信号により
ステツピングモータが１ステツプだけ前または後
に回転せしめられた後前述のステツプS16を通つ
てステツプS17でメインルーチンに戻る。前記ス
テツプS13においてＮ≦設定値であるときは流体
ポンプ２３が不作動であるからステツピングモー
タの駆動制御は行なわず、直ちに前述のステツプ
S16に進んだ後ステツプS17でメインルーチンに
戻る。

上記第４図および第５図は、前述の如きコント
ローラ３１の制御対象であるモータ１４がステツ
ピングモータである場合のフローチヤートである
が、該モータ１４がDCモータである場合のフロ
ーチヤートを第６図に示す。この図について説明
すると、まず、ステツプS18でスタートし、ステ
ツプS19でシステムをイニシヤライズし、ステツ
プS20で車速(V)と前輪転舵角（θ_F）を読み取り、
ステツプS21で車速Ｖと前輪転舵角θ_Fとからター
ゲツトポジシヨン（DCモータの制御目標位置）
P_Tを算出し、ステツプS22で後輪転舵角センサ
（特性切換手段３２に包含されている）からモー
タポジシヨン（DCモータの実際位置）P_Mを読み
取り、ステツプS23でP_TとP_Mが一致しているか否
かを判定し、一致していればDCモータを駆動制
御する必要はないのでステツプS20に戻る。一致
していないときは、ステツプS24でエンジン回転
数(N)を読み取り、ステツプS25で、前述のステツ
プS13と同様に、Ｎが設定値より大きいか否かを
判定し、Ｎ＞設定値のときは次のステツプS26で
P_T＝P_MとなるようにDCモータを駆動制御し、Ｎ
≦設定値のときはモータ駆動制御を行なうことな
く前記ステツプS20に戻る。

次に、前輪ステアリング装置と後輪転舵機構と
を機械的に連結すると共に後輪転舵状態の一態様
である転舵比（前輪転舵角に対する後輪転舵角の
比）を少なくとも車速に応じて変化させる制御手
段を備えて成る形式の４輪操舵装置に本発明を適
用した場合の実施例について説明する。

第２図はその実施例を示す平面概念図、第３図
は第２図中の転舵比可変機構部分の拡大平面図で
ある。

第２図において、第１図と共通する部材には同
じ部号を付してその説明を省略し、以下第１図の
実施例と異なる部分のみ説明する。

前輪のステアリング装置２のラツクピニオン機
構４のラツク４ａには、このラツク４ａの移動量
を後輪転舵機構８へ伝達するピニオン４ｂが噛合
している。このピニオン４ｂは連結ロツド４０を
介して傘歯車４１に結合され、傘歯車４１は後輪
駆動ロツド４４を揺動させる揺動子４３を回動さ
せる回動軸４２ａ（第３図参照）と一体的に固定
された傘歯車４２と噛合している。回動軸４２
は、揺動子４３と一体的に固定された揺動軸４３
ａと軸方向に摺動自在に嵌合する筒部４２ｂを半
径方向に突出させて有しており、軸受４２ｃに回
動自在に支持されている。

後輪駆動ロツド４４は揺動子４３の貫通孔４３
ｂに遊嵌され、一端４４ａをコントロールバルブ
２０の駆動ロツド２０ａにボールジヨイントによ
り枢支され、他端４４ｂを転舵比コントロール用
の揺動アーム４５の先端４５ａに同じくボールジ
ヨイント等の自由継手により枢支される。コント
ロールバルブ２０の駆動ロツド２０ａは軸方向に
移動可能であり、揺動アーム４５は揺動軸４６と
一体的に支持アームに揺動自在に支持されてい
る。

この支持アーム４７は軸４７ａと一体的に固定
され、この軸４７ａとともに回転自在となつてい
る。この軸４７ａはステツピングモータ１４に回
転されるウオーム４８によつて回転されるウオー
ムホイール４９の軸と一体になつており、ステツ
ピングモータ１４によつて回転されて転舵比を変
更する。このウオームホイール４９には転舵比セ
ンサ５０が配され、軸４７ａすなわち支持アーム
４７の回転角を検出して、コントローラ３１へ転
舵比信号を入力する。

上記第２図、第３図の構成において、コントロ
ーラ３１により駆動回路３０を介してステツピン
グモータ１４が駆動されてウオーム４８が回転さ
れると、ウオームホイール４９が回転され、軸４
７ａが回転されて支持アーム４７が回転し、揺動
軸４６の回転軸が傾けられて揺動アーム４５の揺
動軌跡（揺動面）を変化させる。一方、前輪１，
１が操舵されて前輪ラツク４ａが左右方向に移動
するピニオン４ｂが回転し、連結ロツド４０を介
して傘歯車４１が回転する。

これによりもう１つの傘歯車４２が回転して回
動軸４２ａが揺動子４３を揺動させる。すると、
これを貫通している後輪駆動ロツド４４が一端４
４ａを軸として揺動する。このとき、他端４４ｂ
は前記揺動アーム４５の揺動面に拘束されて運動
するので、これに伴つて前記一端４４ａがコント
ロールバルブ２０の駆動ロツド２０ａを軸方向に
移動させる。

これにより、後輪操作ロツド９を左右に操作す
るパワーシリンダ１８のいずれか一方の油圧室１
８ａまたは１８ｂに油圧が導入され、油圧により
後輪が転舵される。このとき、その転舵量は、前
記揺動軸４６の傾き、すなわち、ウオームホイー
ル４９の回転角と前輪の転舵量のより決められる
ので、ステツピングモータ１４の出力により前
輪、後輪の転舵比が決められることになる。

なお、後輪転舵状態を変化させるモータ（本実
施例では転舵比を変化させるステツピングモー
タ）１４に対する駆動回路３０、コントローラ３
１、特性切換手段３２、流体ポンプ作動検出手段
３３、セツト手段３４は第１図の実施例と同様で
ある。また、図中転舵比センサ５０を特性切換手
段３２と別個に図示してその出力をコントローラ
３１に入力させているが、これは本実施例の制御
手段１４が転舵比を変化させるものであるから特
に図示しただけであり、この転舵比センサ５０は
特性切換手段３２に包含されるものである。

この実施例の場合も、揺動アーム４５が水平面
内にあるときを除き、転舵比を変化させるために
ステツピングモータ１４を駆動して支持アーム４
７をその軸４７ａ回りに回転させると後輪駆動ロ
ツドの一端４４ａの位置が変化して後輪を転舵さ
せる状態となり、従つて流体アクチユエータ１８
が作動していないときにステツピングモータ１４
を駆動すると該モータ１４に過負荷がかかり得る
ものである。

この実施例におけるコントロール３１のフロー
は前述した第４図および第５図と殆んど同じであ
り、ただこの実施例の場合前輪転舵角は機械的な
連結ロツド４０を介して後輪転舵機構８に伝達さ
れ、従つて転舵比を変化させるステツピングモー
タ１４の目標ポジシヨンP_Tを設定する際に前輪
転舵角θ_Fを参照する必要がないので、前記第４図
におけるステツプS3が「車速(V)READ」となり、
ステツプS7が「データテーブルアドレス計算
ADR＝ｆ(V)」となるだけである。

さらに、この実施例の場合も前述と同様にステ
ツピングモータの代わりにDCモータを使用し得
るものであり、DCモータの場合のフローも前述
の第６図のフローと殆んど同じであり、違うのは
上記と同様の理由に基づき、ステツプS20が「車
速(V)READ」となり、ステツプS21が「P_T＝ｆ(V)
演算」となるだけである。

なお、本実施例の如く前輪のステアリング装置
２と後輪転舵機構８とを機械的連結ロツド４０で
連結して成るタイプの４輪操舵装置においては、
前輪転舵をアシストする流体アクチユエータが設
けられている場合その転舵アシスト力の一部は連
結ロツド４０を介して後輪転舵をも助勢する。従
つて、このタイプの４輪操舵装置の場合は、本発
明に係る後輪転舵をアシストする流体アクチユエ
ータは後輪転舵用流体アクチユエータの外、前輪
転舵用流体アクチユエータであつても良い。

（発明の効果） 本発明に係る４輪操舵装置は、上記の如く、後
輪転舵をアシストする流体アクチユエータの駆動
源である流体ポンプの作動を検出する作動検出手
段を備え、該作動検出手段の出力に基づいて上記
流体ポンプが作動状態にあるときのみ後輪の転舵
状態を変化させるモータを動作可能状態に保持
し、流体ポンプが不作動状態にあるときは該制御
手段の作動を禁止するように構成して成るので、
流体アクチユエータの不作動時にモータが作動し
て後輪の転舵状態を変化させようとすることによ
り生じる不都合、即ちモータロツクや脱調等のモ
ータに過負荷がかかることにより生じる不都合を
未然に防止することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す平
面概念図、第２図は他の実施例を示す平面図、第
３図は第２図中の転舵比可変機構部分の拡大平面
図、第４図は第１図におけるコントローラのメイ
ンルーチンを示すフローチヤート、第５図はモー
タ駆動部割込み処理サブルーチンを示すフローチ
ヤート、第６図は第１図に示す実施例の制御手段
がDCモータである場合のコントローラのメイン
ルーチンを示すフローチヤートである。 １……前輪、７……後輪、８……後輪転舵機
構、１４……モータ、１８……後輪アクチユエー
タ、２３……流体ポンプ、３３……流体ポンプ作
動検出手段、３４……セツト手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪転舵に応じて後輪を転舵するように成し
   た車両の４輪操舵装置であつて、 後輪を転舵する後輪転舵機構が、出力側が後輪
   転舵部材に機械的に接続されて後輪の転舵状態を
   可変とするモータと、流体ポンプより発せられる
   流体の供給を受けて後輪転舵部材に操舵アシスト
   力を付与する流体アクチユエータと、上記モータ
   の出力側と上記後輪転舵部材との間を接続する接
   続部材上に設けられ上記流体ポンプから上記流体
   アクチユエータへの流体の給排を制御するコント
   ロールバルブとを備えて成り、 上記流体ポンプの作動を検出する作動検出手段
   と、該作動検出手段の出力を受けて上記流体ポン
   プが作動状態にあるときのみ上記モータを動作可
   能状態に保持するセツト手段とが設けられている
   ことを特徴とする車両の４輪操舵装置。