JPH01175576A - 自動車の四輪操舵方法 - 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】

この発明は、自動車の四輪操舵方法に関し、詳しくは、
中・高速走行時等における旋回を機敏に行わせ、かつ走
行安定性をも確保しうるように構成されたものに関する
。

【従来の技術】

種々の状況に応じて最適な操向性を達成するために、前
輪のみならず後輪をも転舵させるように構成する手法は
、従来から種々提案々提案されている。 たとえば、特公昭６０−４４１８６号公報には、前輪の
転舵角に応じて、転舵比（前輪の転舵角に対する後輪の
転舵角の比）を変化させるように構成された車両の操舵
方法が示されている。この公報に示された操舵方法に基
づいて構成される操舵装置の場合、前輪の転舵角が小さ
いときには、後輪を前輪と同位相に転舵させ、前輪の転
舵角が所定値より大きい範囲においては、後輪を前輪と
逆位相に転舵させることにより、車両のとりまわし性お
よび走行安定性の向上を図っている。これは、前輪を大
きく転舵させる場合は通常極低速時でＵターン等の旋回
を行う場合であり、このときに、後輪を前輪と逆位相に
転舵することにより、車両の旋回半径を小さくしてとり
まわし性を向上させ、また、高速時でレーンチェンジを
行う場合には、前輪の転舵量は小さく、このときに後輪
を前輪と同位相に転舵することにより、遠心力に起因す
る車両の横すべりの傾向を抑制できるようにしているの
である。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、中・高速時でレーンチェンジや旋回走行を行
う場合、後輪を前輪と同位相に転舵すると、上述したよ
うに遠心力のために起こる横すべりを抑えることができ
るが、これに併せて車両のヨーイングも抑制される。し
かしながら、旋回初期時に、車両に適切な大きさのヨー
イングが発生しなかったり、ヨーイングの大きさが小さ
過ぎたりすると、車両の向きが運転者が考えるほどに変
わらず、このために運転者が車両の運動状態を把握し難
くなり、また、旋回走行やレーンチェンジを機敏に行う
ことができなくなる。特に、上記公報に示された車両の
操舵装置のような従来の一般的な四輪操舵装置の場合、
後輪を前輪と同位相に転舵させるとき、前輪の転舵と同
時に後輪の転舵が開始されるように構成されることから
、旋回初期時に発生するヨーイングの大きさが小さく、
このためレーンチェンジや旋回走行をきびきびと行うこ
とができない。 また、かと言って、旋回走行時に横すべりを適切に抑制
することができなければ、旋回走行を安定して行うこと
ができなくなる。 本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたもの
であって、上記従来の問題を解決し、旋回走行等を機敏
かつ安定して行いうるように構成された自動車の四輪操
舵方法を従供することをその目的とする。

【問題を解決するための手段】

上記問題を解決するため、本発明では、次の技術的手段
を講じている。 すなわち、本発明の四輪操舵方法は、ステアリング操作
に応じて前輪を転舵するとともに、ステアリングの回転
角に応じて後輪を所定の転舵量をもって転舵する自動車
の四輪操舵方法であつて、ステアリングの中立状態から
の回転角が所定値より小さい範囲では、前輪のみ転舵し
、ステアリングの中立状態からの実質的な回転角が所定
値より大きくなったとき、前輪に併せて後輪を同位相に
転舵させることを特徴としている。

【作用および効果】

本発明では、中立状態からのステアリングの回転角が所
定値より小さい範囲では、前輪のみが転舵されるいわゆ
る２ＷＳの状態となり、ステアリングの回転角が所定値
より大きい範囲では、前輪に併せて、後輪が同位相にす
なわち前輪の転舵方向と同方向に転舵される、いわゆる
４ＷＳの状態となる。 したがって、たとえば小さなステアリング操舵量をもっ
て行われる、中・高速時での旋回走行やレーンチェンジ
の際には、先ず前輪のみが転舵される上記の２ＷＳの状
態で旋回に入ることになるから、前輪の転舵と同時に後
輪の同位相方向への転舵が開始されるように構成される
場合と異なり、ヨーイングが抑制されることがな（、車
両の向きを機敏に変えることができる。そして、旋回時
に操舵するステアリングの回転角が所定値より太きくな
ると、前輪とともに後輪が同位相に転舵される。これに
より、上記ヨーイングの大きさが適正量となるようにこ
れが抑制されるとともに、ヨーイングに伴う横すべりを
抑えることができるから、旋回走行時の安定性を大いに
高めることができる。 すなわち、本発明では、中・高速時で旋回走行やレーン
チェンジを行う場合に、これを、機敏に、かつ高い走行
安定性をもって行わせることができるのである。 【実施例の説明］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説
明する。 第１図には、本発明の四輪操舵方法に基づいて後輪が転
舵されるように構成された四輪操舵車両の全体構成を概
略的に示した。 本例の場合、前輪２７を転舵させるための前輪転舵機構
２には、周知のランクビニオン式の転舵機構が採用され
ている。そして、前端転舵機構２のラック杆（図示略）
の車幅方向の動きをギヤボックス３内に配設された従動
ギヤによって回転運動として取り出し、この従動ギヤの
回転が、後輪１８を転舵するための後輪転舵機構１の伝
動シャフト４に伝達されるように構成されている。また
、本例では、上記前輪転舵機構２を、前後輪サスペンシ
ランに対するばね上部材側に支持させている。 上記後輪転舵機構１は、後輪用車軸式サスペンシラン５
のばね下部材となるアクスルビーム６に固定支持される
ケース７内に配され、このケース７内に延入する上記伝
動シャフト４の後端部にスプライン嵌合等により相対回
転不能に連結されるカム体８を備える。さらに、この後
輪転舵機構１には、上記ケース７に車幅方向スライド可
能に支持される動杆９が、カム連動体として設けられて
いる。この動杆９は、上記カム体８を挟んで車幅方向に
対向するようにその両側方に配置され、かつカム体８の
外周面に当接するカムフォロアとして一対の回転ローラ
１０．１０を中間部において支持している。 上記動杆９は、上記カム体８を取り囲むようにして上記
ケース７内に内装され、上下壁面が開口した枠状部材か
らなるカムフォロア支持部１１と、このカムフォロア支
持部１１の両端部にそれぞれ一体的に突設された車幅方
向に延びる一対のスライド軸部１２．１２とを有する。 上記カムフォロア支持部１１には、第４図に示すような
前壁部１１ａと後壁部１１ｂとの間に架設されたボルト
支軸１３が、上記カム体８を挟んで左右二箇所に所定間
隔をあけてそれぞれ設けられており、そして、上記回転
ローラｌＯが、上記ボルト支軸１３ないしこれに相対回
転不能に装着されたカラー１４にベアリング１５を介し
て可回転に支持されている。 また、上記動杆９は、ケース７の両端部にそれぞれ設け
られた軸支部７ａに、上記スライド軸部１２をスライド
軸受１６およびゴムブツシュ１７を介して車幅方向スラ
イド可能に支持されている。 そうして、本例では、上記動杆９の各スライド軸部１２
．１２の先端部に、後輪１８にナックルアーム１９を介
して連結されたタイロッド２０が後輪転舶用部材として
それぞれ連結されている。 なお、各後輪１８．１８は、上記アクスルビーム６の両
端において転舵回動可能に支持されており、このように
支持した後輪１８を、上記タイロフト２０およびナック
ルアーム１９によって転舵駆動することになる。 一方、上記カム体８は、上述のように、動杆９に支持さ
れた上記一対の回転ローラ１０．１０間にこれらに挟ま
れるようにして配置されている。 そして、カム体８は、第２図に示すように、外周面にお
ける上記各回転ローラ１０．１０と対向するその両側方
にそれぞれ、第２図１ａｌに示すような中立状態での回
転ローラ１０との接点位置から時計回り方向および反時
計回り方向における所定の回転位置範囲において、各回
転ローラ１０．１０を押動しない不作動面２１と、この
不作動面２１より上方の部位において、回転ローラｌＯ
の車幅方向内方（回転軸心０に向かう方向）への移動を
許容する第−凹面部２２と、この第−凹面部２２よりも
回転角が大きい回転位置範囲において、回転軸心０から
の距離が、中立回転位置での回転ローラ１１との接点と
回転軸心Ｏとの間の距離（以下、これをローラ距離とい
う、）よりも大きい第二カム面２３とを有している。ま
た、カム体８の上記第−凹面部２２と回転軸心０を挟ん
で対向する部位には、回転軸心Ｏからの距離が上記ロー
ラ距離よりも大きくなる第一カム面２４が設けられおり
、上記第二カム面２３と回転軸心Ｏを挟んで対向する部
位には、回転軸心０からの距離が上記ローラ距離よりも
小さく、かつ回転ローラ１０の車幅方向内方の移動を許
容する第二凹面部２５が設けられている。 本例の場合、上記不作動面２１は、上記ローラ距離と同
等の半径距離をもつ円筒外面状に形成されており、また
、上記第−凹面部２２は、不作動面２１の上方側の終端
から滑らかに回転軸心０からの距離が減少した後、たと
えばこれと時間等の変化率をもって回転軸心０からの距
離が滑らかに増大してその終端で回転軸心０からの距離
がローラ距離と同等となる、凹曲面状に形成されている
。 そして、上記第二カム面２３は、第−凹面部２２の終端
から連続して延び、回転軸心０からの距離がローラ距離
よりも徐々に大きくなるように形成されている。また、
上記第−凹面部２２に対応する上記第一カム面２４は、
上記不作動面２１の下方側の終端から連続して延び、回
転軸心０からの距離がローラ距離よりも徐々に大きくな
った後、たとえばこれと路間等の変化率をもって回転軸
心０からの距離が減少しその終端において回転軸心０か
らの距離がローラ距離と同等となる、凸曲面状に形成さ
れている。そうして、上記第二凹面部２５が、上記各第
一カム面２４．２４の終端に続いて形成されている。な
お、第一カム面２４の６量は、第二カム面２３よりも小
さい。 さて、以上のように構成される本例の四輪操舵車両にお
いては、ステアリング操作に伴い、次の。 ような転舵パターンをもって後輪１８が転舵される。な
お、ここでは、ステアリング２６を回転させて前輪２７
をたとえば右方向に転舵したとき、ラック杆の車幅方向
の動きを受けて回転させられる上記伝動シャフト４およ
びこれに回転駆動されるカム体８の回転方向が、第１図
において矢印Ａ方向とする。 ステアリング２６を右に切り始めることにより、カム体
８が第２図（ａｌに示すような中立回転位置から回転さ
せられると、その回転初期時には、第２図中）に示すよ
うに、各回転ローラ１０．１０が、依然として不作動面
２１．２１に摺接する状態が続く、不作動面２１は、上
述したように回転軸心Ｏからの距離が上記ローラ距離と
同等であるから、この場合には、各回転ローラ１０，１
０の車幅方向位置は一定したままとなる。したがって、
回転ローラｔｏ、ｉｏを支持する動杆９および上記タイ
ロッド２０に車幅方向動が与えられことはな（、後輪１
８は転舵されない、すなわち、前輪２７のみが転舵され
、いわゆる２ＷＳの状態となる。 引き続きステアリング２６およびカム体８が回転させら
れると、第２図Ｔｅｌに示すように、図において右側の
回転ローラ１０にカム体８の第一カム面２４が当接し始
め、これにより、上記右側の回転ローラ１０は上記第一
カム面２４に押されて車幅方向外方（回転軸心０から離
間する方向）に徐々に移動させられる。一方、左側の回
転ローラ１０には、第一カム面２４と回転軸心０を挟ん
で対向する第−凹面部２２が向かい合うようになり、そ
の車幅方向内方（右側の回転ローラ１０の車幅方向外方
の向きと一致する方向）への移動を許容される状態とな
っている。すなわち、これらの回転ローラ１０，１０を
支持する動杆９が、第１図において矢印Ｒ方向にスライ
ド動させられ、これに伴うタイロッド２の車幅方向動に
より、後輪１８が前輪と同じ右方向にすなわち同位相方
向に転舵され始める。ステアリング２６およびカム体８
の回転角がさらに大きくなり、上記第一カム面２４の終
端が上記右側の回転ローラ１０に近づくようになると、
動杆９の中立位置からのスライド距離すなわち後輪１９
の転舵量は、第５図に示すように最大値を経た後徐々に
小さくなり、第一カム面２４の終端が上記右側の回転ロ
ーラ１０に当接した時点で、後輪１８の転舵量はＯとな
る。 ステアリング２６の操舵量からさらに大きくなると、カ
ム体８も上記の回転位置から引き続き回転させられ、上
記第一カム面２４の終端に当接していた右側の回転ロー
ラ１０には、第２図［ｄｌに示すように、今度は第二凹
面部２５が向かい合うようになるとともに、左側の回転
ローラ１ｏに第二カム面２３が当接し始める。これによ
り、左側の回転ローラ１０が第二カム面２３によって車
幅方向外方に押され、また、右側の回転ローラ１ｏは車
幅方向内方（左側の回転ローラ１ｏにおける車幅方向外
方の向きと一致する方向）への移動を許容される状態と
なるから、このとき動杆９は、第１図において矢印り方
向にスライド動させられる。 そして、この動杆９のスライド動により、タイロッド２
０がこれと同方向に車幅方向動させられるから、後輪１
８は、上記舵角Ｏの状態から前輪２７とは逆に左方向に
転舵される。すなわち、後輪１８は、第５図に示すよう
な同位相から逆位相への転換点となる舵角０のターニン
グポイントを経て、前輪２７に対して逆位相に転舵され
始めるとともに、ステアリング２Ｇおよびカム体８０回
転角の増大に伴い、第二カム面２３における回転口−ラ
１０が当接する部位の回転軸心０からの距離が徐々に増
大するから、第５図に示すように、ステアリング２６の
回転角が大きくなるにつれ、後輪１８の逆位相における
転舵量が徐々に増大するのである。 また、前輪２７を左方向に転舵した場合にも、上記と同
様に、ステアリング２６およびカム体８の回転角が小さ
い範囲では、まず後輪１８が転舵されない２ＷＳの状態
を経た後、後輪１８が前輪２７に対して同位相に転舵さ
れ、ステアリング２６およびカム体８の回転角が大きい
範囲では、後輪１８は前輪２７に対して逆位相に転舵さ
−れる。 ところで、中・高速時での旋回走行やレーンチェンジの
際、ステアリングの回転角は僅かとなるが、本例の四輪
操舵車両では、上述のように、ステアリング２６の回転
角が小さいとき後輪１８は転舵されないから、上記旋回
走行を行うときには、前輪２７のみが転舵される２ＷＳ
の状態でまず旋回に入ることになる。この場合、前輪の
転舵と同時に後輪が同位相に転舵される場合と異なり、
ヨーイングが抑制されないから、車両の向きを機敏に変
えることができる。さらに、本例の四輪操舵車両では、
このように車両にヨーイングを発生させた後、上記２Ｗ
Ｓの状態から、前輪２７に併せて後輪１８を同位相に転
舵させる４ＷＳの状態に自動的に移行させて、旋回走行
を安定して行うことができるのである。 すなわち、ステアリング２６を右方向に操舵している場
合において、ヨーイングが発生すると、車両に左方向の
横方向のＧが作用して、第３図に示すように車両にロー
リングが生じることになるが、本例では、後輪転舵機構
１の上記伝動シャフト４は車幅方向中央位置において上
記サスペンシラン５のはね上部材側に支持されており、
一方、回転ローラ１０，１０ないし動杆９はばね下部材
である上記アクスルビーム６に固設されたケース７に支
持されている。したがって、上記ローリング時には、伝
動シャフト４およびカム体８は、上記回転ローラ１０．
１０に対して第１図および第３図の矢印Ａ方向に相対回
転することになるから、上記２ＷＳの状態すなわち第２
図（ト））に示すようにカム体８の不作動面２１．２１
が回転ローラ１０゜ｌＯに当接する状態から、第２図（
Ｃ１に示すような、カム体８の第一カム面２４が一方の
回転ローラｌＯに当接し、第−凹面部２２が他方の回転
ローラ１０に向かい合う、後輪１８の同位相方向への転
舵状態に、自動的に移行するのである。これにより、上
記ヨーイングに伴う横すべりを抑制して、旋回走行時の
安定性を高めることができるのである。 すなわち、本発明では、中・高速時に旋回走行やレーン
チェンジを行う場合、まず、後輪１８を転舵しない２Ｗ
Ｓの状態で旋回等に入ることにより、ヨーイングを発生
させることができるようにして、旋回時の機敏性を高め
ている。そして、上記ヨーイングを発生させた後、前輪
２７に併せて後輪１８を同位相方向に転舵することによ
り、上記ヨーイングの大きさが適切量となるようにこれ
を抑制し、またヨーイングに伴う横すべりを抑えること
ができるようにして、上述のように応答性の高い走行特
性を達成しながら、走行安定性の向上をも達成している
。しかも、本例では、上記ヨーイングによって発生する
ローリングを利用して、後輪１８を同位相方向に自動的
に転舵させうるように構成しているから、運転者が無意
識のうちに、安定した走行性が確保される。したがって
、運転者が操縦により受ける精神的な疲労が非常に少な
くなり、操向性が大いに高められる。 ところで、本発明の範囲は、上述した実施例に限定され
るものではない、たとえば、上記実施例では、ステアリ
ングの回転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪を転
舵するように構成していたが、後輪転舵機構をモータに
より駆動し、かつこのモータの駆動をマイクロコンピー
タで制御するように構成しても構わない。 また、後輪を転舵するために設けられる後輪転舵機構は
、上記実施例以外にも種々の態様のものが考えられる。 たとえば、第６図に示した後輪転舵機構１は、ケース７
に後端部を鉛直軸線回りに枢動可能に支持された一対の
アーム部材２８．２８を備えており、そして、カムフォ
ロアとして設けられた回転ローラ１０が、上記各アーム
部材２８．２８の中間部にそれぞれ支持されている。ま
た、上記一対のアーム部材２８．２８は、その前端部同
士を、カム連動体として設けられた連結体２９を介して
連結されており、この連結体２９の両端部に後輪転舵用
部材としてタイロッド２０がそれぞれ連結されている。 そして、アーム部材２８．２８は、回転ローラエ０が、
伝動シャフト４に回転駆動されるカム体８の回転時その
外周カム面に押動されることにより、矢印り方向あるい
はＲ方向に揺動させられるとともに、これに伴う上記連
結体２９の車幅方向動により、上記タイロッド２０に車
幅。 方向動が与えれて後輪が転舵される。そうして、カム体
８を上記実施例と同様に構成した場合には、ステアリン
グ２６の回転初期時には、後輪を全く転舵させず、ステ
アリング２６の実質的な回転角が所定値より大きくなっ
たとき、前輪に併せて、後輪を同位相方向に転舵させる
ことができるのである。また、本例の後輪転舵機構にお
いても、ケース７を、サスペンシランのばね下部材とし
て設けられるアクスルビーム６に固定することにより、
旋回走行の際車体にローリングが生じたときには、カム
体８を、ケース７にアーム部材２８．２８を介して支持
された回転ローラ１０．ｔｏに対して自動的に相対回転
させることができ、後輪の自動転舵が達成される。 さらに、後輪を転舵しないステアリングの回転角範囲は
、車両の懸架特性等積々の要因に応じて適当となるよう
に決定されるものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る四輪操舵車両の全体構成
を概略的に示した斜視図、第２図は実施例に係るカム体
および回転ローラを第１図の■−Ｈ線矢視方向から見て
これらによるカム機構の作用を説明する模式図、第３図
は実施例に係る四輪操舵車両を後方から見てこれを模式
的に示した図であり、実施例における作用説明図、第４
図は実施例に係る回転ローラの支持状態を示した図、第
５図は実施例における後輪転舵角とステアリング操舵角
との関係を示した、後輪転舵パターンの一例を示すグラ
フ、第６図は他の実施例に係る後輪転舵機構を平面方向
から見て示した図である。 １８・・・後輪、２６・・・ステアリング、２７・・・
前輪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリング操作に応じて前輪を転舵するととも
   に、ステアリングの回転角に応じて後輪を所定の転舵量
   をもって転舵する自動車の四輪操舵方法であって、 ステアリングの中立状態からの回転角が所定値より小さ
   い範囲では、前輪のみ転舵し、ステアリングの中立状態
   からの実質的な回転角が所定値より大きくなったとき、
   前輪に併せて後輪を同位相に転舵させることを特徴とす
   る、自動車の四輪操舵方法。