JPH01244981A - 車両の後輪操舵装置 - 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、車両の後輪操舵装置に関するものである。

（従来の技術） 車両の後輪操舵装置としては、後輪の操舵ロッドに連係
された制御ロッドと、転舵比を変更する転舵比変更手段
と、ハンドルの回転角を入力する入力部材と、上記制御
ロッドと転舵比変更手段とを連結する連結手段とを備え
、上記制御ロットの軸心に対し転舵比変更手段の回転軸
心を変更し、この変更角と入力部材の回転角との整合に
より得られる変位に応じて後輪転舵角を制御する４輪操
舵装置は知られている（例えば特開昭６２−３７２８４
号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した装置の如く、制御ロッドの軸心に対
し転舵比変更手段の回転軸心を変更し、この変更角と入
力部材の回転角との整合により得られる変位に応じて後
輪転舵角を制御するものでは、制御ロッドの軸心に対す
る回転軸心の変更により、後輪転舵角に左右差が生ずる
。

すなわち、第１１図に示すように、転舵比変更手段の回
転軸心が制御ロッドの軸心と一致した位置にあれば、制
御ロッドの移動はなく、後輪が転舵されない状態すなわ
ち転舵比に＝０（後軸転舵角／前軸転舵角）となるが、
上記回転軸心が制御ロッドの軸心と一致しない位置すな
わち転舵比に＝Ｓ（正または負の定数）の状態に変更さ
れると。

ハンドルの回転角θＨ＝Ｏで入力部材が回転されない基
準位置の一方側と他方側とでは、制御ロッドに対する転
舵比変更手段の相対位置が異なり、制御ロッドと転舵比
変更手段との間隔り。は連結手段によって略一定に保た
れているので、上記−力価と他方側とで制御ロッドの移
動量に差が生じ（Ｌｘ＞Ｌｚ）、その結果として、後輪
転舵角において左右差が生ずる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、後輪操舵に
おける左右差を解消することができる車両の後輪操舵装
置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、後軸の出力部材
に連結された連結部材と、転舵比を変更する転舵比変更
手段と、ハンドルの回転角を入力する入力部材と、上記
連結部材と転舵比変更手段とを連結する連結手段とを備
え、上記連結部材の細心に対し転舵比変更手段の回転軸
心を変更し、この回転軸心の変更角と入力部材の回転角
との整合により得られる変位に応じて後輪転舵角を制御
するものにおいて、上記入力部材の回転角を、基準位置
に対し一方側と他方側で所定量の差を持たせる回転角変
更手段を備えていることを特徴とする。

（作用） 回転角変更手段によって、入力部材の回転角を、基準位
置に対し一方側と他方側とで所定量の差を持たせるよう
になるので、転舵角が大きくなる側を小さく、転舵角が
小さくなる側を大きくすることで、左右差が解消される
。

（実施例） 以下本発明の実施例について詳細に説明するが、まず、
本発明を適用した車両の４軸操舵装置の全体構成につい
て第１図を参照して概略的に説明する。

第１図において、左右の前輪ＩＬ、ＩＲを転舵するため
の前輪転舵装置Ａは、ステアリングホイール２と、この
ホイール２の回転運動を直線往復運動に変換するラック
アンドピニオン機構３と。

この機構３の設けられた前輪操舵ロッド４と、このロッ
ド４の左右両端にそれぞれタイロッド５Ｌ。

５Ｒを介して連結された左右のナックルアーム６Ｌ、６
Ｒとから構成されている。

一方、左右の後輪７Ｌ、７Ｒを転舵するための後輪転舵
装置Ｂは、ハウジング８の一部を構成する筒状ケーシン
グ８ａ内に左右方向（車幅方向）に摺動自在に保持され
た後輪操舵ロッド９と、このロッド９の左右両端にそれ
ぞれタイロッド１０Ｌ、ＩＯＲを介して連結された左右
のナックルアームＩＬＬ、ＩＩＲとを有し、後輪操舵ロ
ッド９の軸線方向の移動により後輪７Ｌ、７Ｒが転舵さ
れる。

また、後輪操舵ロッド９には、このロッド９の動きをア
シストするためのパワーステアリング装置が一体的に設
けられており、そのため、ロッド９はケーシング８ａと
一体に形成されたパワーシリンダ１２を貫通し、このシ
リンダ１２内を左右の油圧室１２ａ、１２ｂに仕切るピ
ストン１３がロッド９に形成されている。

Ｃは後輪操舵ロッド９を制御するための制御機構で、入
力軸１４および出力軸としての制御ロッド１５を備えて
おり、その構成の一例については後述するが、前輪操舵
ロッド４に設けられた第２のラックアンドピニオン機構
１６によって、ステアリングホイール２の操作に応じた
ロッド４の直線往復運動が回転運動に変換され、この回
転運動がユニバーサルジヨイント１７，１８および連結
ロッド１９を介して制御機構Ｃの入力軸１４に伝達され
る。一方、出力軸としての制御ロッド１５は後輪操舵ロ
ッド９と平行に移動するように設けられている。また、
この制御機構Ｃには、車速に応じて転舵比（後輪転舵角
θＲ／前輸転輸転舵角）を変更するためのパルスモータ
２１が連結されており、このモータ２１は、車速センサ
２２により検出された車速に対応した出力が与えられる
制御回路２３によって、その回動方向および回動量が車
速に応じて制御される。

２４はハウジング８の上方に取付けられた転舵比センサ
で、このセンサ２４の出力が制御回路２３に与えられて
、モータ２１をフィードバック制御するようになされて
いる。

パワーシリンダ１２を制御するための油圧制御機構りは
、後輪操舵ロッド９を収容する筒状ケーシング８ａと一
体に形成された収納ケーシング８ｂ内に制御機構Ｃとと
もに収納され、この油圧制御機構りは、油路を切換える
ためのスプールバルブ２５を有する。このスプールバル
ブ２５は、後輪操舵ロッド９に連結部２６を介して固定
されたバルブハウジング２７内に摺動可能に設けられて
いる。またこのスプールバルブ２５は、制御機構Ｃから
導出された制御ロッド１５の延長上に設けられでおり、
後輪操舵ロッド９と平行に、すなわち車幅方向に変位可
能に設けられている。

そして上記バルブハウジング２７内およびパワーシリン
ダ１２の油圧室１２ａ、１２ｂ内八オイルを供給するた
めに、ハウジング８ａ、後輪操舵ロッド９および連結部
２６のそれぞれの内部に複数の油路が、以下に説明する
ような連通関係をもって形成されている。すなわち、オ
イルポンプ３０により圧送されるオイルタンク３１内の
オイルは、油路３２からハウジング８ａ内の油路３３に
入り、さらに筒状ケーシング８ａ内に摺動自在に支持さ
れた後輪操舵ロッド９内の油路３４および連結部２６内
の油路３５を経てバルブハウジング２７内の油室３６に
供給される。また、パワーシリンダ１２の油圧室１２ａ
、１２ｂは、後輪操舵ロッド９内の油路３７ａ、３７ｂ
および連結部２６内の油路３８ａ、３８ｂをそれぞれ通
じて油室３６に連通し、さらにこの油室３６内のオイル
が、連結部２６内の油路３９、後輪操舵ロッド９内の油
路４０、ケーシング８ａ内の油路４１を経て油路４２か
らオイルタンク３１内に復帰するようになされている。

このような構成により、後輪操舵ロッド９は、制御機構
Ｃの出力軸である制御ロッド１５の左右方向への動きに
対応してケーシング８ａ内を左右に移動することになる
。

なお、４２は後輪操舵ロッド９を中立位置に復帰させる
ためにケーシング８ａとの間に装架されたリターンスプ
リングである。また、制御機構Ｃおよび油圧制御機構り
を収納する収納ケーシング８ｂの下方には、オイルパン
４３が取付けられ、このオイルパン４３内には各機構部
を潤滑するオイルが満たされている。

次に本発明の実施例における各部の構成についてさらに
詳細に説明する。第２図Ｃａ）（ｂ）は、ハウジング８
内に一体的に構成された後輪操舵ロッド９、パワーシリ
ンダ１２．制御機構Ｃおよび油圧制御機構りを示す図で
、その右半分を第２図（ａ）、左半分を第２図（ｂ）と
して示しである。

また、第３図は要部の説明図で、第４図および第５図は
それぞれ第２図（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線およびＶ−■線に
おける断面図である。

まず、第２図（ａ）においては、後輪操舵ロッド９に関
連して設けられたパワーシリンダ１２、スプールバルブ
２５、バルブハウジング２７および各油路の詳細が示さ
れており、後輪操舵ロッド９は、その内部における油路
の形成を容易にするために左右２つのロッド部分９ａ、
９ｂに分割されており、これら２つのロッド部分９ａ、
９ｂは筒状体２０内に左右から螺装されることによって
一体に結合されている。この筒状体２０は、前記油圧制
御機構りのバルブハウジング２７および連結部２６と一
体に構成されている。そして、筒状体２０内において両
ロッド部分９ａ、９ｂの端面が互に接触することなく所
定の間隙を隔てて対向し、かつロッド部分９ａ、９ｂの
端面近傍の外周面にＯリング（図示せず）が取付けられ
ていることにより、筒状体２０の内周面との間に室２８
が形成されている。

左側のロッド部分９ａには、第１図における油路３７ａ
、３７ｂの一部をそれぞれ形成すべく、室２８に臨む端
面からパワーシリンダ１２の油圧室１２ａ、１２ｂに至
る２本の通路４６．４７が軸線に沿って設けられている
。そして通路４６゜４７は軸線を直角方向にあけられた
孔４８．４９によって油圧室１２ａ、１２ｂにそれぞれ
連通している。また通路４６は室２８に連通しているが
。

油圧室１２ｂに連通する通路４７には、この通路４７を
室２８から隔離するためにロッド部分９ａの端面側から
球状の栓２９が嵌入されている。同様にして、右側のロ
ッド部分９ｂにも、第１図における油路３４，４０の一
部をそれぞれ形成すべく、室２８に臨む端面から右方に
延びる通路５１゜５２が設けられ、これら通路５１．５
２はともに室２８から隔離するために栓２９によって端
面側が閉じられている。

一方、ロッド部分９ａ、９ｂを連結している筒状体２０
の内周面には、連結部２６を通ってバルブハウジング２
７内の油室３６に連通ずる４本の油路３８ｂ、３８ａ、
３５および３９がこの順に開口しているが（第１図参照
）、そのうちの油路３８ａは室２８に連通するように開
口しており。

これにより、油圧室１２ａが孔４８、通路４６、室２８
によって構成される油路３７ａと、油路３８ａとを通じ
てバルブハウジング２７内の油室３６に連通ずる。また
、左側のロッド部分９ａの外周面には油路３８ｂに臨む
位置に、溝およびＯリングによって環状の室５２が形成
され、この室５２と通路４７とを連通ずる孔がロッド部
分９ａにあけられることによって、油圧室１２ｂが、孔
４９、通路４７、環状の室５２によって構成される油路
３７ｂと、油路３８ｂとを通じてバルブハウジング２７
内の油室３６に連通ずる６通路５１゜５２が設けられて
いる右側のロッド部分９ｂにも油路３５，３９に臨む位
置に、２本の環状の室５３．５４が形成され、室５３と
通路５１とが、また室５４と通路５２とがロッド部分９
ｂにあけられた孔によってそれぞれ連通している。通路
５１゜５２は、これら通路５１．５２の右端においてロ
ッド部分９ｂにあけられた孔５５．５６によってそれぞ
れロッド部分９ｂの外周面に連通しており、一方、筒状
ケーシング８ａに設けられた油路３３゜４１のケーシン
グ８ａの内周面の開口部５７，５８はロッド部分９ｂの
軸線方向に延び、後輪操舵ロッド９の左右方向への移動
にもかかわらず、ケーシング８ａ内の油路３３が常に通
路５１に連通し、またケーシング８ａ内の油路４１が常
に通路５２に連通ずるよう考慮されている。

このような構成によって、オイルポンプ３ｏから延びる
油路３２が、油路３３と、孔５５、通路５１、環状の室
５３によって形成される油路３４と、油路３５とを通じ
てバルブハウジング２７内の油室３６に連通し、また油
室３６が、油路３９と、環状の室５４、通路５２．孔５
６とによって形成される油路４０と、油路４１，４２と
を通じてオイルタンク３１に連通ずることになる。

なお、油圧制御機構りを構成するバルブハウジング２７
、油室３６およびスプールバルブ２５の構造およびその
作用については、通常のパワーステアリング装置に用い
られる油圧制御機構と同様であるから、これ以上の詳細
な説明は省略するが。

本実施例の場合、スプールバルブ２５は円筒状に形成さ
れ、その内部においてリターンスプリング６１が制御ロ
ッド１５およびバルブハウジング２７との間に設けられ
、バルブハウジング２７が後輪操舵ロッド９とともに移
動しても、その移動に追随してスプールバルブ２５がバ
ルブハウジング２７に対する中立位置に復帰しうるよう
に構成されている。

次に、本発明の実施例の装置の左半分を示す第２図（ｂ
）を参照すると、そこに制御機構Ｃの構成の一例が示さ
れている。この制御機構Ｃの構成については、本出願人
が先に特願昭５９−４８０５４号明細書において提案し
たものであるが、第２図（ａ）から明らかなように、油
圧制御機構りのスプールバルブ２５と連結されている制
御ロッド１５は車幅方向に摺動自在に保持されており、
その移動軸線を２１として示しである。

この制御機構Ｃは揺動アーム７１を備えており、この揺
動アーム７１は、その基端部が回動軸７２の一端に取付
けられたホルダ７３にピン７４によって揺動自在に枢着
されている。ホルダ７３が取付けられている回動軸７２
は、制御ロッド１５の移動軸線Ｑ□と直交する軸線Ｑ２
を中心にして回動自在にハウジング８に支持されており
、前記揺動アーム７１を枢支するピン７４は、両軸Ｍ＝
　ｎ　１−Ｑ２の交点位置に設けられているとともに、
軸線Ｑ２と直交するようにホルダ７３に支持されている
。したがって、回動軸７２の回動によって、ピン７４の
軸線と軸線Ｑ□とのなす傾斜角が変化する。すなわち、
ピン７４を中心とした揺動軌道面の、軸線Ｑ、と直交す
る面（この面を「基準面」と呼ぶ）に対する傾斜角が変
化することになる。

一方、揺動アーム７１の先端部と制御ロッド１５とは、
ボールジヨイント７５．７６と連結部材７７とを介して
連結されている。この連結部材７７は連結長を調整でき
るようになされているが、その軸線方向の剛性が十分に
確保されたものとされる。このような連結部材７７によ
り、揺動アーム７１の先端部のボールジヨイント７５と
、制御ロッド１５の基端部のボールジヨイント７６との
間隔は常に一定に保持される。したがって、ボールジヨ
イント７５が第２図（ｂ）の左右方向に変位すれば、こ
の変位に応じて、制御ロッド１５が軸線Ｑ１に沿って左
右方向に移動することになる。

連結部材７７は、そのボールジヨイント７５に近い部位
において回転付与アーム８０に支持されており、この回
転付与アーム８０は、前後方向において軸線ρ１に対し
て一定量ｅだけ偏位して固定されたピン８１に回動自在
に支持された大径の傘歯車８２と一体に設けられている
（第３図参照）。

これによって、入力軸１４の回転角を基準位置に対し、
−力価と他方側とで所定量の差を持たせる回転角変更手
段が構成されている。

連結部材７７は、軸線Ｑ□と直交する方向に摺動自在に
設けられたボールジヨイント８３によって支持されてお
り、また、第２図（ｂ）で仮想線で示されている軸１４
は、この制御機構Ｃの入力軸であり、この入力軸１４は
、第１図を参照すれば明らかなように、ステアリングホ
イール２の回動角度に対応して回動される。入力軸１４
の先端には傘歯車８２と係合する傘歯車８４が取付けら
れ、ステアリングホイール２の回動が上記回転付与アー
ム８０に伝達される。

このため、揺動アーム７１は、ステアリングホイール２
の回動角に応じた量だけピン７４を中心にして揺動され
ることになるが、入力軸１４の回動により回転付与アー
ム８０が回動され、これに応じて揺動アーム７１がピン
７４を中心にして回動された場合、ピン７４の軸線が軸
線Ｑ１と一致している状態にあるときには、揺動アーム
７１の先端のボールジヨイント７５は前記基準面上を回
動するのみであるから、制御ロッド１５は静止したまま
である。

しかしながら、ピン７４の軸線が軸線Ｑ□に対して傾斜
していると、このピン７４を中心にした揺動アーム７１
の揺動に伴ってボールジヨイント７５が、第２図（ｂ）
の左右方向に変位し、この変位は連結部材７７を介して
制御ロッド１５に伝達されて、制御ロッド１５が軸線Ｑ
１に沿って移動し、油圧制御機構りのスプールバルブ２
５を作動することになる。そしてピン７４の軸線を中心
とした揺動アーム７１の揺動の角度が同じであったとし
ても、ボールジヨイント７５の第２図（ｂ）の左右方向
の変位は、ピン７４の傾斜角すなわち、ホルダ７３の回
動角の変化に伴って変化することになる。

上記ピン７４の軸線Ｑ、に対する傾斜角すなわちホルダ
７３の基準面に対する傾斜角を変化させるため、ホルダ
７３の回動軸７２に、第６図がらさらに明らかなように
、ウオームホイールとしてのセクタギア９０が取付けら
れているとともに、このセクタギア９０に係合するウオ
ームギア９１が回動軸９２上に設けられている。そして
この回動軸９２に傘歯車９３が取付けられ、さらにこの
傘歯車９３に、前述した転舵比θＲ／θＦを変更するた
めに設けられているパルスモータ２１の回転軸９４上の
傘歯車９５が係合することにより、ボルダ７３の基準面
に対する傾斜角が変更されるようになされている。

モータ２１は、ハウジング８の左端において、筒状ケー
シング８ａと収納ケーシング８ｂとの間のコーナースペ
ースに取付けられており、制御機構Ｃに対する第２の入
力軸であるモータの回転軸９４は軸線Ｑ１と平行になる
ように配置されている。モータ２１にはカバー９７が取
付けられている。

また、ホルダ７３の軸７２は、第４図に示すように、ハ
ウジング８と一体に形成され上方に延びる筒状体６２内
に延長され、上端にポテンショメータ等からなる転舵比
センサ２４が取付けられている。ホルダ７３の傾斜角、
すなわち軸７２の回動角はこの転舵比センサ２４によっ
て検出される。

第７図はモータ２１を制御する場合の車速と転舵比ｋ　
（＝θＲ／θＦ、ここでθＦは前輪転舵角、ＯＲは後輪
転舵角）との関係を示すグラフである。

車速が低い場合は車両の回頭性を良好にするため、後輪
が前輪に対して逆方向にすなわち逆位相で転舵される必
要があり、したがって転舵比は負となされる。車速が約
４０ｂ／時に達したとき転舵比はゼロ１弓なり、前輪の
転舵角に関係なく後軸は転舵されない。高速走行の場合
には、コーナリング時の後輪のグリップ力を向上させて
安定性を強めるために、後輪は前輪と同方向にすなわち
同位相に転舵される。このように車速に応じて転舵比を
変更するために、制御機構Ｃが設けられており、そこで
用いられる転舵比センサ２４は、所望の転舵比を得るべ
くモータ２１を制御するために極めて重要な役割を果た
すものであるから、車両の走行中にタイヤがはね上げる
石等によって損傷を受けないように保護する必要がある
。そのため、第４図からも明らかなように、転舵比セン
サ２４は後輪操舵ロッド９の上方位置に設けられる。

第８図は車速センサ２２で検出される車速に応じて転舵
比を変更するべくモータ２１を制御するための制御回路
２３の一例を示したもので、制御回路２３は、判別回路
１０１．比較回路１０２および駆動回路１０３を有し１
判別回路１０１は、車速センサ２２からの車速信号が入
力され、比較回路１０２には、判別回路１０１からの判
別信号が入力されるとともに、転舵比センサ２４から転
舵比信号が入力され、この判別信号と転舵比信号とを比
較した結果に基づいて、駆動回路１０３がモータ２１を
駆動する。

ところで、軸線Ｑ、に対して傘歯車８２が同軸状に配置
されている従来例（第１０図参照）は、入力軸１４の回
転角θが同一であれば、ボールジヨイント７５．８５の
部分（点Ａ、Ｂ）の回動角は等しく、後輪の転舵角に左
右差が生じている。

しかしながら、上記のように構成すれば、軸線Ｑ□に対
し傘歯車８２が一定量ｅだけ偏心して設けられているこ
とから、軸線Ｑ１に対しボールジヨイント８３の部分（
点Ｂ）が偏心回動するので、入力軸１４の回転角θが左
右同一であっても、第９図に示すように、ボールジヨイ
ント７５の部分（点Ａ）の回動角は、入力軸１４の回転
角θ＝０となる基準位置に対し、傘歯車８２が偏心して
いる右側の方が左側よりも大きくなる（α１〉α２）。

それによって、制御ロッド１５の移動量が補正され、左
右差が解消される。

なお、同位相の状態では、車両が機敏で、横力が高いの
で、左右差が生ずることは望ましくないのに対し、逆位
相の状態は、速度が遅く、小回りが要求されるだけであ
るから、左右差があっても大きな問題はない、そのため
、同位相の状態で左右差が少なくなるように調整するこ
とが望ましい。

また、その場合、同位相の状態では、舵角が大きいほど
左右差は大きくなるが、舵角を大きく切る領域ではない
ので、舵角がセンター付近になる領域での左右差が生ず
る所でセツティングすることが望ましい。

さらに、ボールジヨイント８３は、傘歯車８２に対して
半径方向に移動可能となっているので、２輪操舵のとき
も操舵可能である。

（発明の効果） 本発明は、上記のように、ハンドルの回転角を入力する
入力部材の回転角を、基準位置に対し一方側と他方側で
所定量の差を持たせる回転角変更手段を設けたから、後
輪操舵における左右差を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した車両の４輪操舵装置の全体構
成を概略的に示す説明図、第２図（ａ）（ｂ）は本発明
の実施例の右半分と左半分とをそれぞれ示す全体図、第
３図は要部の説明図、第４図は第２図（ｂ）のＩＶ　−
ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第２図（ｂ）の■−■線
に沿う断面図、第６図は第２図（ｂ）のモータ駆動部分
を示す一部断面底面図、第７図は車速と転舵比との関係
を示すグラフ、第８図は転舵比変更のための制御例を示
すブロック回路図、第９図および第１０図は本実施例お
よび従来例についての回動軌跡の説明図。 第１１図は左右差が生じる説明図である。 ７Ｌ、７Ｒ・・・・・・後輪、９・・・・・・後輪操舵
ロッド、１４・・・・・入力軸、１５・・・・・制御ロ
ッド、２１・・・・・パルスモータ、７１・・・・・揺
動アーム、７２・・・・・・回動軸、７３・・・・・ホ
ルダ、７４・・・・・・ピン、７５゜７６・・・・・ポ
ールシミインド、７７・・・・・・連結部材。 ８０・・・・・回転付与アーム、８２・・・・傘歯車、
８３・・・・・・ボールジヨイント。 特許出願人　　　マツダ株式会社 イへ注入　　沼波知明「−」 第５記 第６図 晃８図 晃１０図 第９　図 第１］　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪の出力部材に連結された連結部材と、転舵比
   を変更する転舵比変更手段と、ハンドルの回転角を入力
   する入力部材と、上記連結部材と転舵比変更手段とを連
   結する連結手段とを備え、上記連結部材の軸心に対し転
   舵比変更手段の回転軸心を変更し、この回転軸心の変更
   角と入力部材の回転角との整合により得られる変位に応
   じて後輪転舵角を制御するものにおいて、上記入力部材
   の回転角を、基準位置に対し一方側と他方側で所定量の
   差を持たせる回転角変更手段を備えていることを特徴と
   する車両の後輪操舵装置。