JPS5981271A - 車両の４輪操舵装置 - 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】 本発明は、ステアリング操作によって前輪とともに後輪
をも転舵制御するようにした４輪操舵装置の改良に関す
るものである。

従来より、この種の４輪操舵装置として、例えば特開昭
５７−１１１７３号公報等に開示されているように、前
輪に対する後輪の転舵比を車速に応じて自動制御し、設
定速度以下の低車速域では前輪の転舵方向に対して後輪
を逆方向（逆位相）に転舵することに裏や、車両の最小
回転半径を小さくして急旋回や車庫入れ等を容易に行う
一方、設定速度より直い中、高車速域では後輪を前輪と
同方向（同位相）に転舵することにより、後輪の前輪に
対するコーナリングフォースの位相遅ｆｌ’ｉ短縮シて
、レーンチェンジ（車線変更）や緩やかな旋回を安定し
て行うようにしたものが知られている。

ところで、車両には上記の如き車庫入れ等の容　２　− 易化に加えて縦列駐車をも容易に行い得る機能が要求さ
れる。そして、この要求を満足するためには低車速域で
後輪を比較的大きな転舵角比（後輪転舵角／前輪転舵角
）で前輪と同位相に転舵して、車両の斜め方向への移動
を行い易くする必要がある。しかしながら、上記従来の
ものでは、後輪の同位相転舵の速度域が中、高車速域に
限られている。このため、上記要求を満足するためには
別途に、後輪が車速とは無関係に同位相となる固定モー
ド？付加し、これ全マニュアルスイッチの操作により選
択するようにすることが考えられる。

しかるに、この場合には、固定モードを選択して車両を
縦列駐車状態から斜め前方に発進させたのち、この内定
モードの選択がそのまま維持されたときには、車速が中
、高速域に入ると通常走行に支障をきたし、旋回半径が
大きくなる等、走行上の安全性および操縦安定性が低下
することになる。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、固定モードを選択し
ての発進後、車速が一旦設定速度より高くなったのちス
テアリングが中立状態に戻畑れると、固定モードの選択
を強制的に解除するようにすることにより、不連続感な
く通常の走行モードに自勉復帰させて、通常走行全安全
に且つ操縦性良く行い得るようにすることを目的とする
ものである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１−は本発明の第１実施例である４輪操舵装置の全体
構成′ｆｒ：ポし、１は左右の前（＠２ａ、２ｂ全転舵
するステアリング装置であって、該ステアリング装置１
はステアリング３と、ラック＆ピニオン機構４と、左右
の夕、イロツド５，５と、左右のナックルアーム６．６
とかう成る。

また、７は左右の後輪８ａ、８ｂ’に転舵する後輪転舵
装置であって、該後輪転舵装置７′は、両端が左右の後
１１ｔｉ１８ａ、８ｂにナックルアーム９，９およびタ
イロッド１０．１１介して連結された車体横方向に延び
るロッド１１ａＴｈ有する油圧アクチュエータ１１を備
えている。該油圧アクチュエータ１１は、ロッド１１ａ
に固着したピストン１１により車体横方向に仕切られた
左転用油圧室１１ｃおよび右転用油圧室１１（ｌ備え、
該各部圧室１１Ｃ，１１ｄＫはそれぞれリタ１、−ンス
プｌＪング１１ｅ、１１ｆが縮装されてりる。。９．津
た。、後輪転舵装置７は、電動機１２により駆動さ、れ
油溜め１３内の油含吸入して上記油圧アク、チュエータ
１１に供給する油圧ポンて１４と、該油、圧ポンプ１４
からの圧油供給方向を切換える切換弁１５とを備えてい
る。該切換弁１５は、油、圧ポンプ１４から油圧アクチ
ュエータ１１の左転用；油圧室１１ｃへの圧油供、給お
よび右転用油圧室１１．ｄから油溜め１３への油戻りを
許容する九転、位置１５ａと、それとは逆方向の油流れ
を許容する右転位置１５ｂと、圧油供給および、油戻り
を共に阻イ、する阻止位置１５ｃとを有し、左転位置１
５ａＫ６るときには、油圧アクチュエータ１１の左転用
油圧室１１Ｃへの圧油供給によＰピストン１１．ｂｔ−
、介してロッド１１ａｔ−図中下方に移動させることに
より、左右の後輪８ａ、８ｂを左方向（図中反時計方向
）Ｋ転舵する一方、右転位置１５ｂにあるときには右転
用油圧室１１ｄへの圧油供給によりロッド１１ａ？上記
とは逆方向に移動させて左右の後輪８ａ、８ｂ’ｅ右方
向（図中時計方向）に転舵し、また阻止位置１５ｃに位
置付けたときには油流れを阻止してロッド１１ａの移動
を停止させること、により、左右の後輪ｇａ、Ｑｂをそ
の時の転舵角に保持するようにしている。

、　さらに、１６は上記後輪転舵装置７を作動制御する
コントローラであって、該コントローラ１６、には前輪
２．ａ、２ｂの転舵角を検出する前輪転舵角センサ１７
と、車速を検出する車速センサ１８と、上記油任アクチ
ュエータ１１０ロッド１１ａの左右移動量を検出する後
輪転舵センサ１９との各検出信号が入力されておシ、ま
た該コントローラ１６には上記切換弁１５のスプール１
５ｄＴｈ吸引移動せしめる励磁コイ、ル１５ｅが接続さ
れている。さらに、上記コントローラ１６の内部には、
第２図に示すような前輪転舵角ＯＦに対する油圧アクチ
ュエータ１１０ロツド１１ａの移動量ＳＡの特性、換言
すれば前輪転舵角θＦ［対する後輪転舵角ＯＲの特性が
予め２種類のモードで入力記憶されている。該一方の特
性は図中実線で示すように車速か速度ＶＯ以下の速度域
では逆位相となり、車速がＶＯより高い速度域では同位
相となるよう、車速に応じて変化する通常走行モードと
しての自動制御モードであり、他方の特性は図中一点鎖
線で示すように車速とは無関係に前輪転舵角ＯＦの増大
に応じて後輪転舵角θＲも同位相で増大する固定モード
となっている。そして、後述するマニュアルスイッチ２
０の操作により固定モードが選択されたときには前輪転
舵センサ１７の検出信号のみに応じ、また自動制御モー
ドが選択されたときには前輪転舵センサ１７と車速セン
サ１８との雨検出信号に応じて油圧アクチュエータ１１
のロッド１１ａの目標移動量（目標後輪転舵角）を上記
特性に基いて算出し、これを上記後輪転舵センサ１９か
らのロッド１１ａの実際移動量と比較して、その差を縮
める方向に油圧アクチュエータ１１０ロツド１１ａを移
動させるよう、切換弁１５の励磁コイル１５ｅｆｆｉ励
磁又は非励磁して切換弁１５を適宜付着に位置付けるよ
うに構成されている。

そして、２０は上記コントローラ１６の固定モードを選
択するためのマニュアルスイッチであって、該マニュア
ルスイッチ２０は第３図（イ）に示すように、ＯＮ操作
されるとｒＨＪレベルの固定モード選択信号を発生する
ものである。捷だ、２１は車速を検出する車速センサ２
２からの車速信号を、基準値設定器２３で設定した設定
速度に相当する基準値と比較して、車速か設定速度より
高くなったことを判定するコンパレータ２４からなる判
定手段であって、該判定手段２１は第３図（ロ）に示す
ように、車速が設定速度より高いときにはｒＨＪレベル
の判定信号を発生するものである。さらに、２５はステ
アリング３の操舵角を検出するステアリング操舵角セン
サ２６からの操舵角信号を、基準値設定器２７の零近傍
の設定操舵角に相当する基準値と比較して、ステアリン
グ３がほぼ中立に戻ったことを検出するコンパレータ２
８よりなるステアリング中立時検出手段であって、該ス
テアリング中立時検出手段２５は第３図（ト）に示すよ
うに、ステアリング３がほぼ中立に戻ったときにはｒＨ
Ｊレベルのステアリング中立信号を発生するものである
。そして、上記マニュアルスイッチ２０の出力信号と判
定手段２１の出力信号とステアリング中立時検出手段２
５の出力信号はスイッチ回１１Ｍ２９に出力されている
。該スイッチ回路２９は、マニュアルスイッチ２０の出
力信号と判定手段２１の出力信号とを受ける第１アンド
回路２９ａと、マニュアルスイッチ２０の固定モー）’
選択信号を受けてセットされ、且つ該選択信号全反転し
た信号又は判定手段２１からの判定信号をオア回路２９
ｂｔ−介して受けてリセットされるエツジトリガタイプ
の第１７リツブ７−ロツプ回路２９ｃと、上記第１アン
ド回路２９ａからの第３図（ハ）に示すような出力信号
および該第１フリップフロップ回路２９ｃからの第３図
に）に示すような出力信号を受ける第２アンド回路２９
ｄと、該第２アンド回路２９ｄからの第３図（ホ）に示
すような出力信号を反転した信号（同図（へ）参照）お
よび上記ステアリング中立時検出手段２５からの出力信
号を受ける第３アンド回路２９ｅと、上記第２アンド回
路２９ｄからの「田レベル信号によシ呼セットされ、且
つ上記第３アンド回路２９ｅからの第３図（ト）に示す
ような出力信号のうちｒＨＪレベル信号によりリセット
されるエツジトリガタイプの第２フリップ７０ツブ回路
２９ｆとから成る。該第２７リツプ７０ツブ回ｌｌ１１
２９ｆからの出力信号は第３図（す）に示すように、マ
ニュアルスイッチ２０のＯＮ操作時（同図（イ）参照）
にｒＨＪレベルとなり、その後、判定手段２１で一旦判
定信号が発生したのち（同図（ロ）参照）ステアリング
中立時検出手段２５でステアリング中立信号が発生する
と（同図（ト）参照）、リセットされてＩＬＪレベルと
なるパルス信号となっている。そして、該スイッチ回路
２９の出力信号（第２フリップ７０ツブ回路２９ｆの出
力信号）は上記コントローラ１６に出力され、該出力信
号がｒＨＪレベルのときにはコントローラ１６は固定モ
ードに選択される一方、ｒＬＪレベルのときには自動制
御モードに選択されるように構成されている。よって、
コントローラ１６は、マニュアルスイッチ２０のＯＮ操
作により後輪転舵角特性が固定モードに選択切換される
一方、判定手段２１の判定信号およびステアリング中立
時検出手段２５のステアリング中立信号に基づいて上記
固定モードの選択が強制的に解除されるように構成され
ている。

尚、上記コントローラ１６は、油圧アクチュエータ１１
のロッド１１ａの実際移動量が目標移動量に近づくに従
って油圧アクチュエータ１１の作動速度が遅くなるよう
、すなわち油圧ポンプ１４から油圧アクチュエータ１１
への油の圧力上ＪＴ４Ｆが漸次低くなるよう、電動機１
２を駆動制御するように構成されている。また、３０は
車載バッテリである〇 次に、上記実施例の作動について説明するに、車両を縦
列駐車状態から斜め前方に発進させる際、先ス、マニュ
アルスイッチ２０がＯＮ操作される。

このため、スイッチ回路２９の第３アンド回路２９ｆは
第３図（す）からも判るように出力信号がｒＨＪレベル
となり、コントローラ１６は第２図の特性のうち固定モ
ードに選択される。そして、ステアリング３が進行方向
に操舵されると、コントローラ１６は固定モードに基い
て実際前輪転舵角（例えばθＦＯ）に応じた油圧アクチ
ュエータ１１のロッド１１ａの目標移動量を例えばＳＡ
Ｏと算出する。このことにより、該コントローラ１６に
よる切換弁１５の作動制御が行われると、油圧アクチュ
エータ１１のロッド１１ａの左右移動量は上記目標移動
量ＳＡＯとなって、後輪８ａ、ｇｂは上記目標移動量Ｓ
ＡＯに対応した同位相の転舵角（例えばθＲＯ）に転舵
されることになる。その結果、車両は前輪２ａ、２ｂと
後輪ｇａ、ｇｂとの同一方向転舵により斜め前方に容易
に発進移動する。

そして、その後、車速か一旦設定速度より高くなると、
判定手段２１では判定信号が発生しく第３図（ロ）参照
）、第３アンド回路２９ｅの第１人力（すなわち、第２
アンド回Ｗ！Ｉ２９ｃの出力信号を反転した信号（同図
（へ）参照））がｒＨＪレベルとなる。そして、この状
態でステアリング３がほぼ中立に戻されると、ステアリ
ング中立時検出手段２５でステアリング中立信号が発生
して（同図（ト）参照）、第３アンド回路２９ｅの出力
がｒＨＪレベルとなる（同図（７）参照）。・′このた
め、第２７リツプ７０ツブ回路２９ｆは、リセットされ
て出力信号が「Ｌ」レベルとなり（同図（す）参照）、
コントローラ１６の固定モードの選択は強制的に解除さ
れ、後輪転舵角特性は自動制御モードに切換えられる。

この時、油圧アクチュエータ１１０ロツド１１Ｈの目標
移動量は、実際前輪転舵角ＯＦがほぼ零であるのに伴い
、固定モードと自動制御モードとの共通点、すなわち零
と算出されており、後輪８ａ。

８ｂは、コントローラ１６による切換弁１５の作動制御
によって転舵角が零に、すなわち車体前後方向と平行に
転舵制御されたままであシ、唐突に転舵変化することが
ない。

よって、固定モードの強制的且つ自動的解除によりコン
トローラ１６の後輪転舵角特性は通常走行形態の自動制
御モードに切換えられるので、車両の操縦安定性２よび
走行上の安全性を確実に確保することができる。しかも
、上記固定モードの選択の強制的解除は、ステアリング
３のほぼ中立時において行われるので、後輪９ａ、ｇｂ
は車体前後方向と平行に転舵された捷まで、転舵方向が
変化することは無く、自動制御モードへの切換移行は不
連続感なくスムーズに行われる。

尚、固定モードの選択後、車速が設定速度に達するまで
の闇にマニュアルスイッチ２０がＯＦＦ操作された場合
には、スイッチ回路２９の各素子の出力波形は第３図破
線で示す如くなり、ステアリング３が中立に戻されると
第３アンド回１ｉ＠　２９ｆの出力信号が直ちにｒＬＪ
レベルとなるため、同定モードの選択もそれに応じて直
ちに解除され、後輪ｇａ、ｇｂは自動制御モードに基い
て転舵制御されることになる。

また、第４図は本発明の第２実施例を示し、上記第１実
施例では後輪転舵装置１を油圧制御式のもので構成した
のに代え、ステアリング装置１に連動するリンク機構で
構成したものである（尚、上記第１実施例と同一の部分
については同一の符号を付してその説明を省略する）。

すなわち、第４図において、ラック＆ピニオン機構４０
ラック４ａにはＬ形すンク３１′ｆｔ：介して車体前後
方向に配置した第１のＩ形すンク３２が連結されており
、該ラック４ａの車体横方向移動に応じてＬ形すンク３
１？その支点３１　ａｋ中心として回動させることによ
シ、Ｉ形すンク３２を車体前後方向に移動させるように
している。捷た、該Ｉ形すンク３２の後端部には車体横
方向に配置したレバー比可変リンク３３の一端３３ａが
連結されている。該レバー比可変リンク３３には、該可
変リンク３３上に沿って摺動自在な可動支点３４が設け
られており、該可動支点３４の位置を支点としてレバー
比可変リンク３３の一４３３ａ全上記第１のＩ形すンク
３２の動きに応じて車体前後方向に移動させるようにし
ている。さらに、該レバー比可変リンク３３の中央部３
３ｂには車体前後方向に配置した第２のＩ形すンク３５
が連結され、該Ｉ形すンク３５の後端部にはＬ形すンク
３６に介して圧右の後Ｎ１８ａ、８ｂのタイロッド１０
．１０に連結した車体横方向のロッド３７が連結されて
おり、第２のＩ形すンク３２の車体前後方向移動により
Ｌ形すンク３６をその支点３６、を中心として回動させ
ることにより、上記ロッド３７を車体横方向に移動させ
て左右の後輪３ａ　、ｇｂを転舵するようにしている。

以上によ、す、後輪転舵装置７′ヲ構成している。

そして、上記レバー比可変リンク３３の可動支点３４は
、電動機３８により回転駆動される車体槁方向の蝶棒３
９に螺合する螺合部材４０と連結されておシ、電動機３
８の回転駆動に伴う蝶棒３９の回転により螺合部材４０
を車体横方向に移動させることにより、可動支線３４を
レバー可変リンク３３上に沿って車体横方向に摺動させ
、該可動支点３４を図示の如き中央部３３ｂより右方に
位置付けたときには、該可変リンク３３の中央部３３ｂ
が、第１のＩ形すンク３２に連動する該可変リンク３３
の一端３３ａと同一方向に移動することにより、第２の
Ｉ形すンク３５を第１のＩ形すンク３２と同一方向に移
動させて、後輪ｇ　ａ　＋８ｂを前輪２ａ、２ｂと同位
相に転舵する一方、可動支点３４を可変リンク３３の一
１１３３ａと中央部３３ｂとの間に位置付けたときには
、中央部３３ｂが一端３３ａと逆方向に連動することに
より第２のＩ形すンク３５を第１の■形すンク３２とは
逆方向に移動させて、後輪ｓａ、ｓｂｉ前輸２ａ、前輪
とは逆位相に転舵し、また、可動支点３４を中央部３３
ｂに一致させて位置付けたときには、一端３３ａの車体
前後方向移動に拘わらず第２のＩ形すンク３５の動きが
停止することにより、前＠２ａ、２ｂの転舵とは無関係
に後輪８ａ。

８ｂの転舵角を零に、すなわち後輪ｇａ、８ｂを車体前
後方向と平行な方向に転舵するようにしている。

また、コントローラ１６には前輪転舵角に対する後輪転
舵角特性、すなわち前輪転舵角に対する可動支点３４の
支点位置特性が予め入力記憶されているとともに、レバ
ー比可変リンク３３上の可動支点３４の位置を検出する
後輪転舵センサ１９′の検出信号が入力されている。そ
して、該コントローラ１６は、上記可動支点３４の支点
位置特性に基いて算出した目標支点位置を、上記後輪転
舵センサ１９′からの実際支点位置と比較して、その差
を縮めるよう電動機３８を作動制御するように構成され
ている。その他の構成は上記第１実施例と同様である。

したがって、本実施例においては、固定モードでの発進
後、車速か上昇して設定速度より高くなったのちステア
リング３がほぼ中立に戻されると、固定モードの強制解
除によりコントローラ１６は自動制御モードに基いて電
動機３８を作動制御するので、可動支点３４はレバー比
可変リンク３３の中央部３３ｂに位置付けられた時点か
ら自動制御モードに基いた目標支点位置に位置制御され
ることになり、よって上記第１実施例と同様に自動制御
モードへの切換移行を不連続感なくスムーズに行いつつ
、車両の操縦安定性および走行上の安全性を確実に確保
することができる。

尚、以上の説明では、コントローラ１６に入力記憶され
る後輪転舵角特性は、第２図に示す如く車速に応じて変
化する自動制御モードと、車速とは無関係に前輪転舵角
θＦの増大に応じて同位相で増大する固定モードとした
が、その他種々の特性、例えば第５図に示すように、車
速や前輪転舵角θＦとは無関係に常に零とする２輪操舵
モード特（図中実線で示す）と、車速とは無関係に前輪
転舵角θＦの増大に応じて同位相又は逆位相で増大する
固定モード（図中一点鎖線および破線で示時において４
輪操舵を有効利用することができ、より好ましい。すな
わち、低車速域では後輪の逆位相制御により最小回転半
径を小さくして小Ｆ）：すや車庫入れ等を容易に行い得
る一方、中、高車速域では後輪の同位相制御により後輪
の前輪に対するコーナリングフォースの位相遅れを短縮
してレーンチェンジ（車線変更）等を容易に行うことが
できる。

以上説明したように、本発明によれば、後輪転舵装置を
前輪転舵角に応じて制御するコントローラが、通常走行
の形態とは異なる特異な固定モードに選択されたのち、
車速か一旦設定速度より高くなった後ステアリングがほ
ぼ中立に戻されると、判定手段の判定信号とステアリン
グ中立時検出手段のステアリング中立信号との両出力に
基いて上記コントローラの固定モードの選択を強制的に
解除するようにしたことにより、後輪の唐突な姿勢変化
なく車両の特異な走行形組ヲ通常走行形庸に自動復帰さ
せることができるので、固定モードから通常走行形態へ
の切換移行を不連続感なくスムーズに行いつつ、車両の
操縦安定性および走行上の安全性の同上を図ることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例を示
す全体概略構成図、第２図はコントローラに入力記憶さ
れる前輪転舵角に対する後輪転舵角特性を示す図、第３
図（イ）〜（す）はそれぞれマニュアルスイッチの出力
、判定手段の出力、ステアリング中立時検出手段の出力
およびスイッチ回路の各素子の出力の各波形を示す図、
第４図は第２実施例を示す全体概略構成図、第５図はコ
ントローラに入力記憶される後輪転舵角特性の他の一例
を示す図である。　　　　　・ １・・・ステアリング装置、２ａ　、２ｂ・・・前輪、
７゜７′・・・後輪転舵装置、８ａ、８ｂ・・・後輪、
１１・・・油圧アクチュエータ、１４・・・油圧ポンプ
、１５・・・切換弁、１５ｅ・・・励磁コイル、１６・
・・コントロー２．２１・・・判定手段、２５・・・ス
テアリング中立時検出手段、３１．３６・・・Ｌ形すン
ク、３２．３５・・・Ｉ形すンク、３３・・・レバー比
可変リンク、３３ａ・・・一端、３３ｂ・・・中央部、
３４・・・可動支点、３８・・・電動機、３９・・・蝶
棒、４０・・・螺合部材。 特許出願人　　東洋工業株式会社

Claims (2)

【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、該後輪転舵装置を前輪転舵角に応
   じモ刀・つ前輪転舵角に対する後輪転舵角特性が車速と
   は無関係な固定モードにより制御するコントローラと、
   車速が設定速度より高くなったことを判定する判定手段
   と、ステアリングが中立に戻ったことを検出するステア
   リング中立時検出手段とを備え、上記コントローラは、
   上記判定手段の判定信号およびステアリング中立時検出
   手段のステアリング中立信号の面出力に基づいて上記固
   定モードの選択が強制的に解除されるように構成されて
   いることを特徴とする車両の４輪操舵装置。
2. （２）　　コントローラは、固定モードの選択が解除さ
   れると前輪転舵角に対する後輪転舵角特性が車速に応じ
   て変化する自動制御モードに切換え１　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　１１４Ｍられる特
   許請求の範囲第（１１項記載の車両の４輪操舵装置。