JPH0523987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵さ
せるようにした車両の４輪操舵装置に関する。

この種の４輪操舵装置としては、例えば特開昭
55−91457号公報に開示された「車両の操舵装置」
に関する発明が存在する。この発明は、前輪、後
輪の転舵比を車速によつて変えるとともに、低速
時には前輪、後輪の転舵を逆位相とし、高速時に
は、これらの転舵を同位相とするようにしたこと
を特徴とするもので、これによれば、低速時にお
ける操舵時、例えば車両の旋回時には最小回転半
径が小さくなつて旋回性能が向上し、また高速時
における操舵時、例えば高速道路での車線変更時
には迅速な進路変更が実現される。しかし、この
操舵装置は、操舵輪の回転運動を前輪及び後輪に
機械的に連動させて転舵制御を行う構成であるた
め、操舵輪に大きな操作力を加えなければならな
い欠点がある。

一方、特開昭57−11173号公報によれば、指令
回路により、サーボアンプを介して電気的に駆動
されるサーボバルブと、該サーボバルブによつて
制御される油圧アクチユエータとを備え、このア
クチユエータと後輪のステアリングリンケージと
を結合することにより、上記指令回路に入力され
る前輪操舵角や車速等に応じて後輪を転舵制御す
るようにした「２組の車輪が操舵可能な車両の操
舵角制御方法」に関する発明が開示されている。
この発明によれば、前記公報に開示された機械的
に制御する操舵装置の欠点が解消される。しかし
ながら、この発明においては、後輪の転舵角を目
標転舵角に正確に対応させる必要上、ポテンシヨ
メータによつてアクチユエータの変位を検出して
サーボアンプにフイードバツクさせる所謂フイー
ドバツク制御が行われており、そのため、前輪の
転舵に対する後輪の応答遅れや後輪の転舵時にお
けるハンチング等のフイードバツク制御に特有の
弊害を常に伴うことになる。

本発明は、従来の４輪転舵装置における上記の
ような問題を解消するもので、後輪の転舵制御を
フイードバツクを行わないオープン制御によつて
行うと共に、オープン制御の場合に一般に問題と
なる制御誤差の蓄積に対しては、前輪又は後輪の
転舵角が「０」のとき、即ち積極的な操舵を行つ
ていない直進時にのみ、その誤差を解消するよう
にフイードバツク制御を行う。これにより、旋回
時には常に前輪転舵角等に対応した最適の後輪転
舵特性が得られ、しかも後輪の転舵遅れやハンチ
ング等を生じない迅速且つ安定した制御を実現す
る。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

第１図は、本発明に係る車両の４輪操舵装置の
全体構成を示すもので、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、車両に摺動自在に保持された左右方向の
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の回転量に対応し
て後輪７，７が転舵する。

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が操作ロツ
ド９に固着されていると共に、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、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と共に、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量、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量、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
つて説明すると、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θr₀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。

そして、該演算部３０で算出された目標後輪転
舵角θr₀は、制御信号（パルス信号）Ａとして上
記パルスモータ１４のドライバ３１に出力され
る。また、該制御信号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。

また、このコントローラ２６には、オープン制
御に伴う誤差の蓄積を解消するための補正手段と
して、比較器３２と転舵角「０」検出部３３とが
設けられている。そして、上記後輪転舵角センサ
２９から出力される実測後輪転舵角θrを示す実測
信号Ｅが比較器３２に入力され、また、転舵角
「０」検出部３３には、上記前輪転舵角信号Ｄが
入力されるようになつていると共に、該信号Ｄが
示す前輪転舵角θfが「０」の時に、転舵角「０」
検出部３３から比較器３２に動作信号Ｇが出力さ
れる。そして、比較器３２は、この動作信号Ｇの
入力時に動作し、予め設定された後輪転舵角
「０」に対応する比較基準値と上記実測信号Ｅが
示す実測後輪転舵角θrとを比較して、その偏差量
に応じた補正信号（パルス信号）Ｈを上記パルス
モータ１４のドライバ３１に対して出力する。こ
こで、比較器３２に後輪転舵角「０」に相当する
比較基準値を予め設定しておくことに代えて、鎖
線で示すように演算部３０で求められる目標後輪
転舵角θr₀を比較器３２に入力し、これと実測後
輪転舵角θrとを比較してもよい。何故なら、比較
器３２が動作する時は、目標後輪転舵角θr₀が
「０」となるからである。

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２７，２８によ
つて検出され、信号Ｃ，Ｄ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Ｃ，Ｄが示す前輪転
舵角θfと車速Ｖとに基づいて、且つ第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
θr₀を算出すると共に、これに対応する制御信号
Ａをドライバ３１に対して出力する。そのため後
輪転舵装置８におけるパルスモータ１４が、制御
信号Ａに対応する回度、即ち上記の目標後輪転舵
角θr₀に対応する回度だけ回転し、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θr₀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。

然して、後輪７，７の転舵角θrは後輪転舵角セ
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３２に入力されるが、該
比較器３２は動作信号Ｇが入力された時、即ち前
輪転舵角θfが「０」の直進時だけ動作する。従つ
て、旋回中における該動作信号Ｇの非入力時には
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われてい
て、上記後輪転舵の実測信号Ｅをフイードバツク
信号として制御に用いる場合の後輪７，７の転舵
遅れやハンチングを生じない。

然るに、前輪転舵角θfが「０」の時、即ち非操
舵時においては、前輪転舵角信号Ｄが入力される
転舵角「０」検出部３３から比較器３２に動作信
号Ｇが入力されることにより、該比較器３２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、後輪転舵角「０」に対応する基準値とが比
較される。そして、信号Ｅが示す実測後輪転舵角
θrと基準値との間に差がある場合には、その偏差
量に応じた補正信号Ｈがドライバ３１に出力され
る。つまり、直進時には後輪転舵角θrの実測信号
Ｅに基くフイードバツク制御が行われ、パルスモ
ータ１４が後輪転舵角θrを「０」にするように補
正動作する。これにより、操舵時にオープン制御
による誤差の蓄積があつてもステアリングホイー
ル３を戻した時に解消され、次の操舵時には再び
最適の後輪転舵特性が得られることになる。

次に、第４図に示す本発明の第２実施例につい
て説明する。

この実施例においても前記実施例と同様に、コ
ントローラ２６は、車速センサ２７及び前輪転舵
角センサ２８から夫々車速信号Ｃ及び前輪転舵角
信号Ｄが入力される後輪転舵角演算部３０と、該
演算部３０からの制御信号（パルス信号）Ａが入
力されるパルスモータ１４のドライバ３１と、補
正手段としての比較器３２及び転舵角「０」検出
部３３′とを有し、転舵角「０」検出部３３′から
比較器３２への動作信号Ｇの出力時に、該比較器
３２から上記ドライバ３１に補正信号（パルス信
号）Ｈが出力されるようになつている。しかし、
この実施例においては、上記動作信号Ｇを出力す
る転舵角「０」検出部３３′に後輪転舵角センサ
２９からの信号Ｅが入力され、後輪転舵角θrを
「０」の時に上記動作信号Ｇが出力される。また、
比較器３２には、後輪転舵角「０」に相当する比
較基準値が設定されていると共に、上記演算部３
０で求められた目標後輪転舵角θr₀を示す目標信
号Ｆが入力される。ここで、該比較器３２は後転
舵舵角θrが「０」の時にのみ動作するから、上記
比較基準値に代え、鎖線で示すように実測後輪転
舵角信号Ｅを入力してもよい。

従つて、この実施例においては、実際の後輪転
舵角θrが「０」の場合、即ち略直進状態にある時
にフイードバツク制御が行われ、その時の前輪転
舵角θfに対応する目標後輪転舵角θr₀が「０」で
ない場合に、後輪転舵角θrを該目標転舵角θr₀に
一致させるように補正動作が行われる。

更に、第５，６図に示す第３実施例は、後輪転
舵装置８′におけるアクチユエータとして、上記
第１，第２実施例におけるパルスモータに代えて
パワーシリンダ１４′を用いた場合であつて、該
シリンダ１４′内を左右の油圧室１４a′，１４
b′に仕切るピストン１５′が後輪操作ロツド９′に
結合されていると共に、両油圧室１４a′，１４
b′とコントロールバルブ１６′との間に夫々油圧
通路１７a′，１７b′が夫々設けられ、且つ該コン
トロールバルブ１６′と油圧供給部１８′との間に
油圧供給通路１９′及び油圧リターン通路２０が
設けられている。ここで、パワーシリンダ１４′
内には、油圧の非作用時にピストン１５′ないし
操作ロツド９′を中立位置に保持するスプリング
２１a′，２１b′が備えられている。そして、上記
コントロールバルブ１６′は、コントローラ２
６′からの制御信号A′を受けて、該信号A′が示す
目標後輪転舵角θr₀に対応させてパワーシリンダ
１４′の油圧室１４a′，１４b′に対する油圧の給
排制御を行う。また、コントローラ２６′は、前
記第１実施例と同様に、車速センサ２７′と前輪
転舵角センサ２８′とからの信号C′，D′を受け、
演算部３０′において第３図に示す如き特性の目
標後輪転舵角θr₀を算出すると共に、上記前輪転
舵角信号D′が入力される転舵角「０」検出部３
３″を有し、前輪転舵角θfが「０」の時に補正信
号H′を出力する。

然して、この実施例においては、補正信号
H′が上記パワーシリンダ１４′に備えられた補正
バルブ３２′に入力され、この補正バルブ３２′と
該バルブ３２′に上記補正信号H′を出力する転舵
角「０」検出部３３″とでオープン制御に伴う誤
差の蓄積を解消するための補正手段が構成されて
いる。そして、上記補正バルブ３２′はパワーシ
リンダ１４′の左右の油圧室１４a′，１４b′を連
通させる連通路３２a′上に設置され、通常は該連
通路３２a′を遮断しているが、上記補正信号H′を
入力すると該通路３２a′を開通させる。

上記の構成によれば、前輪転舵角θfが「０」で
ない時、即ち操舵時には、パワーシリンダ１４′
はコントロールバルブ１６′による油圧制御によ
り、後輪転舵角θrがコントローラ２６′で求めら
れた前輪転舵角θfに対応する目標後輪転舵角θr₀
となるように動作する。しかし、前輪転舵角θfが
「０」のときは、補正信号H′によつて補正バルブ
３２′が連通路３２a′を開通させることにより、
パワーシリンダ１４′の油圧室１４a′，１４b′を
作動油が自由に出入りすることになつて、コント
ロールバルブ１６′の作動に拘らず、後輪操作ロ
ツド９′がスプリング２１a′，２１b′により中立
位置に保持されることになる。これにより、上記
操舵時における後輪転舵装置８′に対するオープ
ン制御によつて生じた制御誤差が、非操舵時に後
輪７′，７′が転舵角「０」とされることにより解
消される。尚、この実施例においては、前輪１′，
１′を転舵させるステアリング装置２′にもパワー
シリンダ４′が用いられている。

尚、上記各実施例において、車速センサ２７，
２７′を省略して、前輪転舵角のみに対応させて
後輪の転舵制御を行うようにしてもよい。

以上のように本発明によれば、前輪の転舵時に
これに対応させて後輪を転舵させるようにした車
両の４輪操舵装置において、操舵時における後輪
の転舵制御がオープン制御によつて行われると共
に、このオープン制御に伴う制御誤差の蓄積が、
非操舵時ないし積極的な操舵を行つていない時、
即ち直進時に、フイードバツク制御による補正動
作によつて解消される。これにより、操舵時には
常に前輪転舵角等に対応した最適の後輪転舵特性
が得られると共に、後輪の転舵遅れやハンチング
等を生じない迅速且つ安定した制御が行われ、車
両の操舵性能が著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る４輪操舵装置の全体制御
システム図、第２図は本発明第１実施例における
コントローラのブロツク図、第３図は該コントロ
ーラに設定される後輪転舵特性の一例を示す特性
図、第４図は本発明第２実施例におけるコントロ
ーラのブロツク図、第５，６図は第３実施例にお
ける全体制御システム図及びコントローラのブロ
ツク図である。 １，１′……前輪、２，２′……ステアリング装
置、７，７′……後輪、８，８′……後輪転舵装
置、９，９′……後輪転舵部材（後輪操作ロツ
ド）、１４，１４′……アクチユエータ（１４……
パルスモータ、１４′……パワーシリンダ）、２
６，２６′……コントローラ、２８，２８′……前
輪転舵角センサ、３２，３２′，３３，３３′，３
３″……補正手段（３２……比較器、３２′……補
正バルブ、３３，３３′，３３″……転舵角「０」
検出部）。

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、所定の条件に応じて上
   記後輪転舵装置を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、上記後輪転舵装
   置が、上記コントローラからの制御信号を受けて
   動作するアクチユエータを有し、このアクチユエ
   ータにより後輪転舵角が変更制御されるように構
   成されており、且つ上記コントローラは、旋回状
   態の検出時に上記アクチユエータをオープン制御
   によつて制御する一方、直進状態の検出時に上記
   アクチユエータをフイードバツク制御するように
   該アクチユエータに対して補正信号を出力する補
   正手段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。