JPS59227565A - 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） 本発明は自動車等の４輪車において、前輪とともに後輪
も転舵する装置、すなわち操舵輪である前輪を操舵する
ことによって前輪とともに後輪も転舵する４輪操舵装置
に関するものであり、％に詳細には後輪転舵角を前輪転
舵角に対応させて設定するコントロール機構が改良さね
た車両の４輪操舵装置に関するものである。

（従来技術） 従来、４輪車における操舵装置は前輪のみを転舵するも
のであり、後輪は前輪の操舵とは関係なく走行状況によ
って多少の１・−イン、トーアウトはするものの、積極
的に転舵１−ろようにはなっていない。しかし、爪近前
輪とともに後輪をも転舵′１−ろようにした４輪操舵装
置が提案さＡ１、この種の装置の研究がなさねている。

４輪操舵装置１目１ば、車両の稗々の走行状態に応じて
従来不可能であった便利な操縦や、より操安性を向上さ
せた走行が可能にな４ｊｏ例えば、縦列駐車や車庫入」
１のような極低速における車両の操縦において、前輪に
対して後輪を逆向きに転舵することにより（こねを逆位
相という）、車両の向きを大きく変化させろことが可能
になり、従来では不可能もＸ〜くは非常に困難であった
狭い場所への駐車が可能あるいは容易匠なる。また、極
低速における車両の操縦において前輪に対して後輪を同
じ向きに転舵すれば（こｔｌを同位相という）、車両を
全体的に平行移動させろことも可能になり、駐車や車庫
入れのときに便利なことも多い。

一方、中高速走行匠おいてレーンチェンジをする場合、
同位相の４輪操舵を行なえば前後輪に同時に横方向の力
が加わって位相遅れのないスムーズなレーンチェンジが
可能になり、このときヨーイングが抑えられるから、高
速でのレーンチェンジも恐怖感なく行なう　３　− ことができる。また、コーナリング時には、逆位相ｆ後
輪を転舵才ることｆより、効果的に車の向きを変えるこ
とができる。

上記のような車両の４輪操舵装置は一般に、例えば特開
昭５７−１．１１７３号公報ｆ（開示されているように
、前輪を転舵するステアリング装置と、アクチュエータ
により後輪転舵部材を駆動させて後輪を転舵する後輪転
舵装置と、該後輪転舵装置を制御するコントローラどを
有し、前輪転舵角な検出する前輪転舵角センサからの信
号を受けた上記コントローラが、予め前輪転舵角に応じ
て設定さλまた目標後輪転舵角に対応する制御信号を出
力し、該制御信号によって」二記アクチュエータを作動
するものとなっている（なお前述したように車速も考慮
して４輪操舵を行なうためには、上記目標後輪転舵角は
前輪転舵角匠加え、車速匠も対応させて設定される）。

しかし上記のような従来の４輪操舵装置においては、前
輪転舵角センサとして一般に摺　４− 動抵抗式等のアナログセンサが用いられていたため、該
センサが電源電圧の変動や、周囲温度の変化ケ受けて動
作が不安定になり、前輪転舵角を正確に検出できないと
いう不具合が認められていた。前輪転舵角な正確に検出
できなければ、前輪転舵角と後輪転舵角とを最適に対応
させることが不可能となり、４輪操舵の特長を十分に引
き出せない。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、ｎ１１輪転舵角な十分正確に検出して、前輪転舵角と
後輪転舵角とを常に最適に対応させることのできる車両
の４輪操舵装置を提供することを目的とするものである
。

（発明の構成） 本発明の車両の４輪操舵装置は、前述したような前輪ス
テアリング装置と、後輪転舵装置と、コントローラとを
有する４輪操舵装置において、前輪転舵角センサとして
パルスカウント式のピックアップセンサを用いるととも
ｆ、後輪転舵角を設定するコントローラには、前輪転舵
角７少なくともイグニッションオフの間記憶する記憶手
段と、イグニッションオン時にこの記憶手段に記憶され
ていた前輪転舵角に基づいてピックアップセンサのカウ
ンタの初期値を設定する初期値設定手段とを設けたこと
を４−！ｉ′徴とするものである。

（発明の効果） 上記のようなパルスカウント式のピックアップセンサは
、電源電圧や温度の変動によって作動が不安定になるこ
とがフｘ　＜、しかもアナログ式のセンザｆ比べて転舵
角検出の分解能も高いので、安定でかつ精度の高い後輪
転舵角制御が可能となる。そして」二記のような初期値
設定手段を設けておけばイグニッションオン時から直ち
に正確に前輪転舵角が求めら、＋１ろので、イグニッシ
ョンオンからピックアップセンサのカウンタがリセット
さＪｌろ（一般Ｋ、前輪転舵角が所定角度になったこと
ケ検出してリセットされる）までの間、前輪転舵角が判
別不可能となることがない。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は本発明の１実施例匠よる車両の４輪操舵装置を
概略的に示すものである。左右の前輪１，１を転舵する
ステアリング装置２ば、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ック
ピニオン機構４と、該機構４の作動を前輪１．１に伝達
してとわらを転舵させる左右のタイロッド５，５及びナ
ックルアーム６．６とから構成さλ１ている。

一方、左右の後輪７，７を転舵する後輪転舵装＠８は、
車体に左右方向匠摺動自在に保持さ牙また後輪操作ロッ
ト′９と、該ロッド９の左右両端に夫々タイロッド］、
　０．　１０　’＆介して連結された左右のナックルア
ーム１１，１．１とケ有し、上記操作ロッド９の軸方向
の移動により、後輪７，７が転舵する。そして、操−７
＝ 作ロツｌ−’　９　Ｋはラック１２が形成され、該ラッ
ク１２１／ｒ噛合”Ｊ−るピニオン１３がパルスモータ
１４１Ｍより一対の傘歯車１５．１６及びピニオン軸１
７を介して回転さ牙することにより、上記パルスモータ
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、上記後輪操作ロッド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１．８ａ、１８
ｂ［仕切るピストン１９がこの操作ロット９に固着され
ると共に、上記油圧室１８　ａ、　　１８　ｂＫは、ピ
ニオン軸１７の周囲に設けらλまたコントロールバルブ
２０かも導か」また油圧通路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
Ｆよって駆動さ」するポンプ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］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かも油圧供給通路２４８− を経て供給さ」する油圧を上記回転力の方向に応じてパ
ワーシリンダ１８のいず牙１か一方の油圧室１８ａ又は
１８ｂ　ｆｆ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ヲ介して」二記ポング２３
１／ｉ’戻すように作用する。従って、−に記パルスモ
ータ１４匠より傘歯車１５．１６．ピーｎオン軸１７．
ピニオン１３及びラック１２を介して操作ロッド９が軸
方向に移動さ」する時匠、上記パワーシリンダ１８内に
導入さＪまた油圧がピストン１９ヲ介して操作ロッド９
の移動を助勢する。

然して、上記パルスモータ］４及びポンプ駆動用モータ
２２は、コントローラ２６かも出力される信号Ａ、ＢＥ
よって夫々作動するが、該コントローラ２６には、車速
センサ２７から出力さねる車速信号Ｃと、」二記ステア
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からの信号りと、後輪転舵装置８における後輪
転舵部材の変位置、例えば操作ロッド９のスートローフ
量を検出する後輪転舵角センサ２９からめ後輪転舵角信
号Ｅと、前輪基準位置センサ３０からの基準信号Ｆと、
イグニッションスイッチ３１からのパルス信号Ｇとが入
力さ、１１ろ。

ここで」二記前輪転舵角センサ２８は、いわゆるピック
アップセンサであり、前輪転舵角に対応するステアリン
グホイール３の回転方向、回転量に応じた位相、数のパ
ルス信号りを出力する。

また前輪基準位置センサ３０は、前輪転舵角に対応する
ステアリングホイール３の操舵角が所定の基準角度（本
実施例では一例とＩ〜て±０°）となったときＫＪ二記
基準信号Ｆを出力する。

次にコントローラ２６の構成を第２図を参照して説明す
る。前輪転舵角センサ２８が出力するパルス信号りと、
前輪基準位置センサ３０からの基準信号Ｆとは前輪転舵
角演算部３２テ入力される。核前輪転舵角演算部３２は
、上記パルス信号Ｄｇカウントし、基準信号ＰＫよって
リセットさＪするカウンタからなろものであり、リセッ
トされてから（′８なわち操舵角が基準角度になってか
ら）入力されるパルス信号りをカランｌ−することによ
り、ステアリングホイール３の操舵角すなわち前輪転舵
角ｏｆを求める。この前輪転舵角θｆを担持する前輪転
舵角信号１１は、前記車速センサ２７からの重速信号Ｃ
とともに後輪転舵角演算部３３に人力される。この演算
部３３には、例えば第３図匠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、この特性に従って一上記信号Ｃ，Ｈ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θｒｏ
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の増大に従って後輪転舵角
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１−ると共に、一定の前
輪転舵角な超えると逆位相（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
大に従って後輪転舵角θｒが大きな転舵比θｒ／θ丁で
且つ同位相で増大すると共Ｋ、一定の前輪転舵角な超え
る一月− と転舵比θｒ１０ｆが次第に減少するように設定さねて
いる。こねは、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。

上記のようにして後輪転舵角演算部３３が算出した目標
後輪転舵角θｒＯを相持する目標信ＭＪは、パルスモー
タ１４のドライバ３４に入力さ」する。ドライバ３４は
この信号、Ｊ　ｆ受けて、後輪７．７’＆Ｉｚ記目標後
輪転舵角θ「０に設定するようにパルスモータ１４を回
転さぜるパルス信号Ａ’４出力する。該パルス信号Ａの
出力時には、第１図に示すポンプ駆動用モータ２’　２
　Ｋ駆動信号Ｂが出力される。

一方、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と、−に記演算部３４で算出
された目標後輪転舵角θｒＯを示す目標信号、■とは比
較器３５に入力される。また、該比較器３５には、前記
前輪基準位置センサ３０が出力する基準信号Ｆが　１２
− 人力されるよう匠なっており、該比較器３５はこの基準
信号Ｆの入力時のみに動作し、上記信号Ｊ、　　Ｅが示
す目標後輪転舵角Ｏｒｏと実測後輪転舵角θｒとを比較
して、その偏差量に応じた補正信号Ｋ　ｉ上記パルスモ
ータ］／Ｉのドライバ３４に対して出力する。

また前記前輪転舵角演算器３２が出力する前輪転舵角信
号１（は、イグニッションオフ時にも記憶内容を消失し
ない記憶回路３６に刻々記憶され、その記憶値Ｈ／はス
イッチング回Ｍ３７にイグニッションスイッチ３１のパ
ルス信号Ｇのアップエツジが入力されたとき、すなわち
イグニッションオン操作がなされたとき前輪転舵角演算
器３２に入力されるようになっている。

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。

以下、−１−記実施例の装置の作動を第４図に示すフロ
ーチャートラ参照して説明する。エンジン？　始動Ｔ　
ヘ＜イグニッションスイッチ３１がオンにさ」１ろと（
第４図におけるステップＰ＋）スイッチング回路３７が
動作され、前回イグニッションスイッチ３］がオフニサ
牙１てエンジンが停止された時点で記憶回路３６に記憶
さ」１ていた前輪転舵角記憶値１−１’が前輪転舵角演
算器３２に入力さ」１ろ。前輪転舵角センサ２８のパル
ス信号りをカウントする該演算器３２のカウンタは、こ
の入力を受は該記憶値Ｈ’に対応する初期値に設定され
る（Ｐ２）。

したかつてこのカウンタはその後、ステアリングホイー
ル３が操舵さ牙１て前輪転舵角センサ２８からパルス信
号りが入力さ）ｑ　；ｈ、ば、そのパルス信号りのパル
ス数を」−記初期値からカウントしくＰ３）、そのパル
スカウント数から前輪転舵角θｆｆ求めろ（Ｐ５）。な
おこのようｒ（して前輪転舵角θｆの演算が行なわＡす
るとき、ステアリングホイール３の操舵角が前述した基
準角度±０°となる毎に前輪基準位置センサ３０から演
算器３２匠基準信号Ｆが入力さＡ１て」二記カウンタは
リセットさＪｌ、パルスカウント数と前輪転舵角θｆの
対応がとられる（Ｐ４）。

前輪転舵角演算器３２によって求めら」また前輪転舵角
θｆを担持する信号１−１は、刻々記１意回路３６に入
力さ牙１、この記憶回路３６において前輪転舵角θｆが
記憶さＪｌろ（Ｐ６）。

またこの前輪転舵角信号１．−１は、車速センサ２７が
出力する車速信号Ｃとともに後輪転舵角演算部３３に入
力さ牙１、該演算部３３は上記信号１−１．Ｃが示す前
輪転舵角θｆと車速■とに基づいて、且つ第３図に示す
如き予め設定さ」また特性に従って目標後輪転舵角θｒ
ｏを算出する（Ｐ７）と共に、こ牙１に対応する目標信
号Ｊをドライバ３４に対して出力する。ドライバ３４は
前記操舵角が基準角度±００から外れテイルトキ（Ｐ８
）目標信号Ｊがらパルスモータ制御量を求め（Ｐ　＋ｔ
　）、その制御量に対応しタパルス信Ｍ　Ａを発生して
バルスモ〜り１４に入力する。そのため、後輪転舵装置
８におけるパルスモータ１４がパルス信号Ａ、　Ｋ対応
する回度、即ち上記の目標後輪転舵角θｒｏ　Ｋ対応す
る回度だけ回転しくＰＩ３）　、傘歯車１５゜１６、ピ
ニオン軸］　７　、　　ピニオン１３及びラック１２を
介して後輪操作ロット′９を軸方向に移動させろ。こＡ
１により、後輪７，７か一］二記目標後輪転舵角θｒｏ
［一致し或いは略一致するように転舵さＪする。この時
、パワーシリンダ１８が作動し、操作ロッド９の移動が
助勢さ」１ろ。

然して、上記のようにして後輪７，７を転舵した時、そ
の転舵角θｒが後輪転舵角センサ２９によって検出さＪ
ｌ、実測信号Ｅとしてコントローラ２６の比較器３５に
入力さ第１ろが、該比較器３５は基準信号Ｆが入力され
ない限り動作しない、従って、通常は、−に記コントロ
ーラ２６から後輪転舵装置８に対して一方的な制御、即
ちオーノン制御が行われ、上記後輪転舵角θｒの実測信
号Ｅを帰還させてフィードバック制御を行なう場合に生
じろ後輪７，７の転舵遅Ａ１やハンチングが生じな（）
。

ステアリングホイール３が基準角度±００（実際には一
〇１０〜０１°の間を±Ｃとみな￥）になったことが前
輪基準位置センサ３ｏによって検出さ、ｈると（Ｐ８）
、該センサ３ｏがら比較器３５に基準信号Ｆが入力さ身
１、該比較器３５は、後輪転舵角センサ２９によって計
測さ」また（Ｐ９）実際の後輪転舵角θｒを担持する実
測信号Ｅと、後輪転舵角演算部３３がらの目標信号Ｊと
を比較する。そして、両信号Ｊ、　Ｅが示す目標後輪転
舵角θｒｏと実測後輪転舵角θｒ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ｌ〈がドライバ３４
に出力される。この補正信号Ｉ〈が入力さねろことによ
りドライバ３４は、パルスモータ制御量ケ」−配偶差量
π見合った補正量〔θｒｏ（ｎ）−〇ｒｏ（ｎ））を加
えて決定しく　Ｐ　１ｏ　）、該制御量に対応したパル
ス信号Ａを発生してパルスモータ１４を駆動する（ＰＩ
２）。このためパルスモータ１４は、実際の後輪転舵角
θｒを目標後輪転舵角Ｏｒｏ匠一致させろ補正動作を含
んで動作する。こ牙１により、上記オーブン制百１によ
る制御誤差の蓄積が減少あるいは解消さＪｌ、再び最適
の後輪転舵特性が得られろことになる。ここで、」−記
補正動作は、ステアリングホイール３の操舵角が所定角
度になった場合のみに一時的に行なわねるものであるが
ら、前述したオーブン制御のノリッ）・は本質的に維持
さＪする。

記憶回路３６に刻々記憶された前輪転舵角信号１１は、
イグニッションスイッチ３１がオフにされたとき記憶さ
れていた値がイグニッションオフの間記憶さＪ１続げ、
次にイグニッションスイッチ３１がオンにさ」またとき
には、前述したようＫその記憶値Ｉ十が前輪転舵角演算
器３２のカウンタの初期値設定に使用さｊｌろ。このよ
うな初期値設定を行なうことにより、イグニッションス
イッチ３１がオンされてから直ちに前輪転舵角θｆが正
しく求めもねる。したがってイグニッションオンがら、
操舵角が基準角度となって上記カウンタがリセットされ
るまで長時間が経過するような場合でも、その間前輪転
舵角が判別不能となって後輪転舵角制御が不正確匠なる
ことがない。

なお以上説明の実施例は、後輪転舵角の制御を本質的に
オーブン制御とした４輪操舵装置に本発明を適用したも
のであるが、本発明は後輪転舵角実測値を後輪転舵角制
御系に継ｋ・、？的ｆ帰還していわゆるフィードバック
制御を行なう４輪操舵装置に対しても適用可能であり、
その場合ｆも常に正確に前輪転舵角が検出できる、とい
う効果が得ら牙する。また」二記実施例ｆおいて前輪転
舵角θｆは、ステアリングホイール３の操舵角を検出す
ることによって間接的に検出さ才１ているが、前輪転舵
角は前輪姿勢を直接検出して求めてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による車両の４輪操舵装置の
全体制御システム図、 第２図は上記実施例におけるコントローラ＝　１９− のブロック図、 第３図は上記コントローラに設定さ牙する後輪転舵特性
の一例を示す特性図、 第４図は」二記実施例匠おける後輪転舵角制御の流）ユ
を示すフローチャートでおる。 １・・・・・・・・・・前　　　　　輪　２・・・・・
・・・・ステアリング装置７・・・・・・・後　　　輪
８・・・・・・・・・後輪転舵装置９・・・・・・・・
・・後輪転舵部材　１４・・・・・パルスモータ２６・
・・・・・・・・・・コントローラ２８・・・・・・前
輪転舵角センサ（ピックアップセンサ）３１・・・イグ
ニッションスイッチ　３２・・・・・前輪転舵角演算部
３３・・・・・・・・・後輪転舵角演算部　３４・・・
・・・・・・　ド　ラ　イ　バ３６・・・・−・・・記
　憶　回　路　３７　・・・・スイッチング回路−２１
−５２０ ２０− 特開昭５９−２２７５６５（７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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輪操舵装置であって、上記コントロ
   ーラが少なくとも前輪転舵角センサからの信号を受けて
   前輪転舵角に応じて予め設定された目標後輪転舵角に対
   応する制御信号を出力し、後輪転舵装置がこの制御信号
   を受けて作動す゛るアクチュエータを有して該アクチュ
   エータにより後輪転舵部材を駆動させるように構成され
   ており、前記前輪転舵角センサとしてパルスカウント式
   のピックアップセンサが用いられるとともに、前記コン
   トローラに、前輪転舵角な少なくともイグニッションオ
   フの間記憶させる記憶手段と、イグニッションオン時に
   該記憶手段に記憶されていた前輪転舵角に基づき上記ピ
   ックアップセンサのカウンタの初期値な設定′１−る初
   期値設定手段とが設けられたことを特徴とする車両の４
   輪操舵装置。