JPH01244982A - 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、同位相の領域では、入力
部材の回転角が大きくなっても、ヨーレートが増さず、
ヨーを発生しない状態のまま舵角が大きくなり、走行安
定性は良いが、車両が曲がりにくく、コーナリングを行
いにくい。

同位相の領域では、本来、入力部材の回転角があまり大
きくならないので問題はないが、例えば車両がスピンし
たり、あるいは車両をドリフトさせて走ったりする場合
には、車両の向きを変えようとしても変わらず、問題が
生ずる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、入力部材の
回転角が小さい初期領域では直進安定性を、それを越え
る後領域では回頭性をそれぞれ得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
からの初期領域と該初期領域を越える後領域とで差を持
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、ハンドルの回転角を入力する
入力部材の回転角が、基準位置からの初期領域と該初期
領域を越える後領域とで差を持つので、回転角を初期領
域では拡大し、後領域で縮小することで、初期領域での
直進安定性、後領域での回頭性が確保される。

（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
発明が適用される車両の４輪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ＩＩＬ、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口、ラド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／前輸転舵角θＦ）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、後幅操舵ロッド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ており、
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内へ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４
０、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（ａ）（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図および第４図はそれぞれ第２図（ｂ）の■
−■線およびＩＶ−ＩＶ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および各通路の詳細が示さ
れており、後輪操舵ロッド９は、その内部における油路
の形成を容品にするために左右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２ｏ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０リング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１２
ａ、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、１
２ｂ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ンド部分
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５１，５２１士ともに室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４８１通路
４６、室２８によって構成される油路３７ａと、油路３
８ａ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○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１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９ｂにあけられた孔によってそれぞれ連通し
ている０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゜４
１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に連通す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３０から延びる
油路３２が、油路３３と、孔５５１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、ｌｌ状の室５４、通路５２．孔
５６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Ω、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工と直交する軸線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、両軸線Ｑ、、Ｑ２の交
点位置に設けられているとともに、軸＃！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、軸
７２の回動によって、ピン７４の軸線と軸線Ｑ１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Ｑ１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、後述の入力軸１４の軸線方向にお
いて軸線Ｑ□に対して一定量ｅだけ変位して固定された
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。連結部材７７は、軸線Ｑ１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
で示されている軸は、この制御機構Ｃの入力軸１４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Ｑ□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どし
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Ｑ１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５図か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、ホルダ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１１１１
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７
２は、第３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。

ところで、車速か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θＲ１０Ｆ（こ
こでθＦは前軸転舵角、ＯＲは後輪転舵角）は負となさ
れる。車速が約４０ｋｍ／時に達したとき転舵比はゼロ
になり、前輪の転舵角に関係なく後輪は転舵されない。

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３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６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
１ｏ１．比較回路１０２および駆動回路１０３を有し、
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１判別回路１０１がらの判
別信号が入力されるとともに、転舵比センサ２４がら転
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、ｉ動回路１０３がモータ２１を
駆動する。

ところで、従来のものは、軸ＲＩＡＱ工に対して傘歯車
８２が同軸状に配置されていることがら、入力軸１４の
回転角ｏ１１が同一であれば、ボールジヨイント７５．
８５の部分（点Ａ９点Ｂ）の回動角は等しくなっており
（第７図左半分参照）、入力軸１４の回転角を大きくし
ても、回頭性は高まらないようになっている。これに対
し、上記のように構成すれば、軸線Ω□に対し傘歯車８
２が偏心して設けられ、軸線Ｑ１に対しボールジヨイン
ト８３の部分（点Ｂ）が偏心回動することになるので、
入力軸１４の回転角θＨが、基準位置（θＨ＝０）から
回転角θＨがそれほど大きくない初期領域においては、
第７図左半分に示すように、ボールジヨイント８３の部
分（点Ｂ）の回転角α□に対してボールジヨイント７５
の部分（点Ａ）の回転角θ１の変化量が小さく、その結
果、入力軸１４の単位回転角当たりの後輪転舵角の変化
量が従来のものに比して大きくなり、より直進安定性が
高まる。一方、初期領域を越え回転角ＯＨの大きい後領
域においては、ボールジヨイント８３の部分（点Ｂ）の
回転角α２に対してボールジヨイント７５の部分（点Ａ
）の回転角０２の変化量が、初期領域に比して大きくな
り、その結果、入力軸１４の単位回転角当たりの後輪転
舵角θＲの変化量が小さく、後輪転舵角θＲが従来のも
のに比して小さくなり、車両の回頭性が高まる。

このようにして、第８図に示すように、入力軸１４の回
転角の小さい初期領域では、従来のものに比して後輪転
舵角θＲが大きくなり、直進安定性が高まる一方、入力
軸１４の回転角の大きい後領域では、従来のものに比し
て後輪転舵角θＲが小さくなり、回頭性が良くなる。直
進安定性と口頭性との両立が、軸線Ｑ１に対して傘歯車
８２を偏心して設けるという簡単な構成でもって、達成
することができる。

なお、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、基準位置からの初期領域と初期領
域を越える後領域とで差を持たせる回転角変更手段を設
けたから、入力部材の回転角が小さい初期領域では直進
安定性を確保する一方、回転角が大きい後領域では回頭
性を確保することができる。

【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図は第２図（ｂ）のｎｌ−■線に沿う断面図、第４図
は第２図（ｂ）のＩＶ−■線に沿う断面図、第５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
６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７図は右半分が本実施例について、左半分が従来例
についての回動軌跡の説明図、第８図はハンドル角と後
輪転舵角との関係を示すグラフである。 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・・・・・
・ボールジヨイント、７７・・・・・・連結部材、８ｏ
・・・・・・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 第５図 第８ｇ 晃６図 １ｅ＋ｚ 第７２

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、基準位置からの初期領域と該初期領域を越
   える後領域とで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。