JPS6177570A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の７輪操舵装置に関する。

（従来技術） 車両の前輪の転舵に応じて後輪をも転舵制御するように
したグ輪操舵装置に関して、例えば特開昭、ｆ５Ｐ−♂
／、２７’号公報に記載されている如く、前輪を転舵す
るステアリングクヤフトのピニオンに差動装置のリング
ギヤ金噛合し、との差動装置の一方のサイドギヤをモー
タに、他方のサイドギヤを後輪転舵軸に連結し、前輪の
転舵方向および舵角に対してモータを制御して前後輪の
転舵位相および転舵比を変える技術は公知である。

ところで、上記のような転舵比を変えるモータとして、
ステッピングモータを用いると精度の高い転舵比制御を
行なうことが可能である。しかし、このステ１ピングモ
ータは、外気温の上昇などに伴ってモータ温度が上昇す
ると、そのダイナミックトルクが低下し、転舵比可変の
だめの必要トルクが得られず、制御精度の低下を招くこ
とがある。

（発明の目的） 本発明は、前後輪の転舵比をステッピングモータを用い
て変えるようにしたグ輪操舵装置において、モータ温度
の変化にかかわらず転舵比制御に必要なステッピングモ
ータの出力トルクを確保することかできるようになし、
転舵比制御の信頼性向上を図ろうとするものである。

（発明の構成） 第１図に示す如く、車両１は前輪２の転舵に応じて後輪
６が転舵され、転舵比は制御部４からの運転状態に応じ
た信号によるステッピングモータ５の作動により逆位相
から同位相の間で変化するようになっている。そして、
上記制御部４はステッピングモータ５の温度を検出する
サーモセンサ６からの出力を受けてステッピングモータ
５の駆動パルスの周波数を可変する駆動パルス周波数発
生部７を備えている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図乃至第２図に基いて説明
する。なお、第７図に示す構成要素に対応する実施例の
構成要素には同一の符号を用いている。

一実施例／一 本例は第２図乃至第７図に示されていて、前輪２の転舵
を後輪３に対し機械的に伝える例である。

まず、左右の前輪２，２はナックルアーム９゜９、タイ
ロッド１０．１０を介してリレーロッド１１の両端に連
結されている。リレーロッド１１にはハンドル１２から
のシャフト１３がラック１４とピニオン１５の噛合によ
シ連係し、ハンドル１２の回転操作により、リレーロッ
ド１１が左右に移行して左右の前輪２，２が転舵するよ
うになっている。

一方、左右の後輪６，３もナックルアーム１６゜１６、
タイロッド１７．１７を介してリレーロッド１８の両端
に連結されていて、リレーロッド１８の左右への移行に
より転舵するようになっている。

このリレーロッド１８は、前輪側リレーロッド１１の移
行に連動して移行し、まだ、その移行が油圧によシ助勢
されるようになっている。

具体的には、前輪側のリレーロッド１１には前後方向に
延ばした作動ロッド１９の前端がラック２０とピニオン
２１の噛合により連結され、この作動ロッド１９の後端
は前輪２と後輪３の転舵比を変更する転舵比変更機構２
２を介して後輪側のリレーロツ）”　１８　ヨリ延設置
、タコントロールロッド２３に連結されている。そして
、前輪２の転舵に応じて作動ロッド１９が回転し、転舵
比変更機構２２で決められた転舵比でもってコントロー
ルロッド２３が左右にスライドして後輪６が転舵するよ
うになっている。

転舵比の変更はステッピングモータ５の作動によりなさ
れるものであり、ステッピングモータ５は車両の車速を
検出する車速センサ８からの出力に応じて制御信号を出
力する制御回路２４にて作動が制御されるようになって
いる。また、転舵比変更機構２２には転舵比を検出する
転舵比検出手段２９が取シ付けられ、ステッピングモー
タ５にハソ（７）モータ温度を検出するサーモセンサ６
が取シ付けられていて、それぞれ転舵比信号、温度信号
を制御回路２４に出力し、制御回路２４がこれら信号を
受けて転舵比の補正制御並びにステッピングモータ５へ
発信する駆動パルス周波数の制御をなすようにしている
。また、制御回路２４にはイグニッションスイッチ２５
を介して電源２６が接続されている。

また、後輪側のリレーロッド１８は車体に固定のパワー
シリンダ２７を貫通していて、パワーシリンダ２７内は
りレーロッド１８に固定したピストン２８にて２つの油
圧室３Ｑａ　、３０ｂに区画されている。両油圧室３０
ａ　、３０ｂは、油管３１．３２を介してコントロール
バルブ６６に接続すれ、コン、トロールバルブ６６には
リザーバタ／り３４からの油供給管６５および油戻し管
６６が接続されている。コントロールバルブ６６は、コ
ントロールロッド２３の移行方向を検出し、その移行方
向に応じて油供給管３５を油圧室３０ａ。

３０ｂの一方に、油戻し管６６を油圧室６０ａ。

３０ｂの他方にそれぞれ連通せしめるとともに、油供給
管３５に介設したオイルポンプ６７からの油圧をコント
ロールロッド２３の移行力に応じた圧力に制御するもの
でアシ、パワーシリンダ２７に導入された油圧がリレー
ロッド１８の移行力、つまシは後輪３，３の転舵力を助
勢する。

なお、上記オイルポンプ３７はエンジンにより駆動され
、また、油圧室３Ｑａ　、３０ｂにはリレーロッド１８
を中立位置、つまり、後輪転舵零の位置に付勢するスプ
リング３８．３８が介装されている。

上記転舵比変更機構２２の具体的構成を第３図・に基い
て説明するに、まず、前記コントロールロ転舵比変更機
構２２は、上記移動軸線ｆ！、１と直交する直交線℃２
を中心として車体３９に回動可能に支持されたホルダ４
０を備え、このホルダ４０には揺動アーム４１が揺動軸
４２にて揺動可能に保持されている。この揺動軸４２は
、上記移動軸線２１と直交線２２との交点に位置すると
ともに、その揺動軸線心３は直交線２２と直交する方向
に延びている。

そして、上記コントロールロッド２３には連結ロッド４
６の一端がボールジヨイント４４にて連結され、また、
この連結ロッド４６の他端が揺動アーム４１の先端にボ
ールジヨイント４５にて連結されている。この連結ロッ
ド４３には、上記移動軸線２１上に回動軸４６をもつ回
動付与アーム４７の先端がボールジヨイント４８を介し
て連結されていて、前輪側のりレーロツド１１より延ば
した作動ロッド１９が回転軸４６に対し傘歯車４９゜５
０の噛合によシ接続されている。回動付与アーム４７は
回動軸４６と一体にしたシリンダ５１に嵌挿されていて
、回動軸４６と直交する方向での進退が許容さ４れてい
る。

そうして、転舵比変更機構２２のステッピングモータ５
の出力軸にはウオーム５２が設けられていて、このウオ
ーム５２がホルダ４０の回動軸に設けたウオームホイー
ル５６と噛合っており、ステッピングモータ５の作動に
よυ転舵比が変更され、また、ホルダ４０に取シ付けた
転舵比検出手段２９によりホルダ４０の回動角から転舵
比を検出するようになっている。

すなわち、上記転舵比変更機構２２においては、前輪２
の転舵が作動ロッド１９、回動付与アーム４７および連
結ロッド４６を介して揺動アーム４１に伝えられ、揺動
アーム４１が揺動軸線２５を中心に揺動（回動）する。

そして、ステッピングモータ５によるホルダ４０の回動
角設定によシこの揺動軸線ｇ３がコントローシロ１ド２
６の移動軸線２↑と一致しているときは、揺動アーム４
１の先端の揺動軌跡は移動軸線２１と直交する面内にあ
って、前輪２が転舵されても連結ロッド４６を介してコ
ントロールロッド２３を移行せしめる力は生じないため
、後輪６は転舵されない（転舵比は零である。）。

一方、ステッピングモータ５の作動により揺動軸線２３
が第７図に示す如く移動軸線λ１に対して右下がシに傾
くと、揺動アーム４１の先端の揺動軌跡が移動軸線λ１
に対して傾斜し、前輪２の転舵に応じて揺動アーム４１
の揺動によシ連結ロッド４３ヲ介シテコントロールロッ
ド２６を左右に移行せしめる力が生じ、後輪６は前輪２
に対して同位相で転舵される。まだ、揺動軸線２３が逆
に傾くと後輪３は逆位相で転舵される。つまり、ステッ
ピングモータ５はホルダ４０を回動させて揺動軸線！；
Ｖ、５の傾斜角を変えて揺動アーム４１の揺動軌跡を変
え、前輪２の転舵角に対する後輪６の転舵角を変える、
つまシ、転舵比をマイナス（逆位相）からプラス（同位
相）の間で変えることになる。

まだ、本例の場合、上記ホルダ４０は揺動軸４２の両端
部を支持するアーム５４．５４がＵ字状に連なっていて
、車体側にはこのアーム５４　、５４の基端部に当接し
て揺動軸４２の回動角を規制するストッパ５５．５５が
設けられている。

上記転舵比変更の制御およびその補正、並びにステッピ
ングモータ駆動パルスの周波数制御をなす制御系の構成
は第５図に示されている。

同制御釆において、制御部４は、車速センサ８からの信
号を受け転舵比特性切換信号（車速信号）を出力する特
性切換手段５６と、この特性切換信号を受け後輪転舵の
制御信号を出力する転舵量演算部５７と、サーモセンサ
乙の出力からステッピングモータ５の温度を演算するモ
ータ温度演算部５８と、転舵量演算部５７およびモータ
温度演算部５８の出力を受けてステッピングモータ駆動
部５９に制御信号を出力する駆動パルス周波数発生部７
とを備えている。

すなわち、上記転舵量演算部５７は、特性切換えのため
の車速信号に基いて予め記憶された第４図に示す転舵比
特性線のうちの一つを選定演算し１、駆動パルス周波数
発生部７にステッピングモータ５の回転方向と駆動パル
ス数に関する制御信号を出力する。駆動パルス周波数発
生部７は、モータ温度信号に基いてステッピングモータ
５に出力すべき駆動パルスの周波数を演算し、その周波
数でもって駆動パルスを回転方向信号とともに出力する
。つまり、第７図に示す如くステッピングモータ５のダ
イナミックトルクは駆動パルス周波数が高くなるにつれ
て低下する特性をもつが、さらにモータ温度の上昇に伴
って低下する特性をもつ。

そうして、ステッピングモータ５は転舵比変更機構２２
の揺動軸４２を回動させることができるトルクＴを出力
する必要があり、転舵比変更の応答性を早めるため、こ
の必要トルクＴが得られる最も高い周波数の駆動パルス
で１駆動されるのが好ましい。上記駆動パルス周波数発
生部７は、モータ温度信号からその温度で必要トルクＴ
を得るための最も高い駆動パルスの周波数を演算する。

具体的には必要トルクが得られる最高周波数をモータ温
度の関数として設定しておいて演算し、例えばモータ温
度がグ０℃、乙０°Ｃ，ＺＯ℃と上昇するにつれて周波
数をｆｌ、ｆ２．ｆ３と下げていく。

また、転舵量演算部５７は、転舵比検出手段２９からの
転舵比信号を受け、実際の転舵比と上記転舵比特性線か
ら求めた転舵比とを比較し、実際の転舵比が演算された
転舵比と一致するように駆動パルス周波数発生部７へ補
正制御信号を出力する補正手段を備えている。この補正
手段は常時作動せしめるのではなく、通常は転舵比変更
をオープンルーズ制御で行ない、例えば車速零のときゃ
転舵比零となる車速のときなどの設定車速時に補正手段
によるフィードバック制御を行なう。

従って、本実施例においては、ステッピングモータ５の
温度が上昇するにつれて、駆動パルスの周波数が低下し
ていって揺動軸４２を回動させるだめの必要トルクを確
保するから、ステッピングモータ５の脱調が防止され、
転舵比の変更制御の精度を高く維持することができ、し
かも、駆動パルスの周波数は当該モータ温度での必要ト
ルクＴが得られる最高値に設定されるから、転舵比変更
の応答性の大きな低下を招くこともない。

一実施例ノ一 本例は第２図に示されていて、前輪２の転舵に伴う後輪
６の転舵制御を電気的に行なう例である。

すなわち、本例の７輪操舵装置は、ステアリングシャフ
ト１３に設けられハンドル舵角セフｆ７１、このハンド
ル舵角センサ７１からのハンドル舵角信号と、車速セン
サ８からの車速信号を受けてステッピングモータ駆動部
５９に制御信号を出力するコントローラ７２、ステッピ
ングモータ駆動部５９からの駆動信号によシ後輪６を転
舵させるステッピングモータ５とを備えている。

本例の場合、ステッピングモータ５は一対の傘歯車より
なる伝達機構７３を介して後輪側リレーロッド１８のラ
ック７４に噛合するヒニオン７５ニ連係しており、油圧
のコントロールパルフロ３はビニオン７５０回転方向お
よび回転力を検出して油通路および油圧を変えるように
なされている。

また、ステッピングモータ５には後輪転舵角センサ７６
とサーモセンサ６とが取シ付けられ、後輪転舵角信号と
モータ温度信号をコントローラ７２へ出力するようにな
されている。また、コントローラ７２には前輪２と後輪
３の転舵モードを図形表示する表示手段７７、後輪６の
転舵モードを設定する制御モード切換えスイッチ７８、
バッテリからイグニッションクイ１チを介して通電する
作動用通電線７９およびハンドル舵角記憶用の通電線８
０が接続されている。

そうして、コントローラ７２は、ハンドル舵角信号から
演算した前輪転舵量と車速信号から演算した転舵比とか
ら後輪転舵量を演算して制御信号を出力する転舵量演算
部８１と、この制御信号とモータ温度信号を受け、その
モータ温度での必要トルクＴ（実施例／参照）が得られ
る駆動パルスの最高周波数を演算し、ステッピングモー
タ駆動部５９にステッピングモータ５の回転方向信号と
駆動パルス信号を出力する。駆動パルス周波数発生部７
と、ハンドル舵角信号と後輪転舵角信号とから転舵比を
検出し転舵量演算部８１に転舵比フィードバック補正の
だめの検出信号を出力する転舵比検出手段８２とを備え
ている。

従って、本例の場合、コントローラ７２の転舵量演算部
８１は、転舵比変更制御を含めて後輪６の転舵制御を行
ない、ステッピングモータ５は転舵比を変えるだけでな
く実際の後輪６の転舵を行４　　なう。

まだ、制御モード切換えスイッチ７８は、低車速域など
において、後輪３を前輪２に対して逆位相で転舵するオ
ートモードと、後輪ろを前輪２に対して同位相で転舵す
るクラブモードとを運転者が選択してマニアル設定する
ためのスイッチであり、各モードでも転舵比は車速に応
じて変化する。

なお、上記各実施例では転舵比を車速やこの車速と設定
モードに応じて変えるようにしたが、これらの因子に対
し車体に作用する横加速度など他の因子を組合わせて転
舵比の変更制御を行なうようようにしてもよい。さらに
は、転舵比の変更は、横加速度、制御モード切換えスイ
ッチ７８、ノヘンドル舵角のいずれか一つのみで制御し
たり、あるいはこれらの組合わせで制御するようにして
もよい。

（発明の効果） 本発明によれば、前後輪の転舵比を変えるステアピング
モータの温度を検出してステ１ピングモータの駆動パル
ス周波数を変える手段を設けだから、このモータの温度
の変化にかかわらず転舵比変更制御に必要なステッピン
グモータの出力トルクを確保することが可能となり、転
舵比変更制御の信頼性向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図乃至第７図は実施例／
に関するもので、第２図はグ輪操舵装置の全体構成図、
第３図は転舵比変更機構を一部断面で表わした平面図、
第グ図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は制御系統図
、第４図は転舵比特性線図、第７図はステッピングモー
タの出力トルクの特性図、第２図は実施例２のグ輪操舵
装置の全体構成図である。 １・・・・・・車両、２・・・・・・前輪、３・・・・
・・後輪、４・・団・制御部、５・・・・・・ステッピ
ングモータ、６・・・・・・サーモセンチ、７・・・・
・・駆動パルス周波数発生部、８・・・・・・車速セン
サ 第２図 ４ｂ 第５図 第７図 第６巴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪の転舵に応じ後輪を転舵し、前輪に対する後
   輪の転舵比を運転状態に応じて逆位相から同位相の間で
   可変とする車両において、上記転舵比を可変とするステ
   ッピングモータと、このステッピングモータに転舵比を
   変える制御信号を出力する制御部と、上記ステッピング
   モータの温度を検出するサーモセンサとを備え、上記制
   御部は上記サーモセンサからの出力信号を受け上記ステ
   ッピングモータの駆動パルスの周波数を可変する駆動パ
   ルス周波数発生部を備えていることを特徴とする車両の
   ４輪操舵装置。