JPH02117469A - 四輪操舵装置 - 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】

この発明は、所定の条件下において、前輪に加えて後輪
をも転舵するようになした四輪操舵装置に関する。

【従来の技術】

高い操向性能を得ることができるように、所定の条件下
において前輪に加えて後輪をも転舵するようになした四
輪操舵装置は、従来から種々提案されている。 たとえば、車速に応じて、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したいわゆる
車速感応型の四輪操舵装置や、ステアリングホイールの
回転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪を転舵させ
る機械伝動式の後輪転舵機構を備えた四輪操舵装置のよ
うに、ステアリングの操舵角に応じて転舵比を変化させ
るようにしたいわゆる擬似車速感応型の四輪操舵装置な
どは、良く知られているところである。 これらは、低速旋回時、あるいはステアリングの操舵角
が大きくなる場合に、後輪を前輪と逆方向にすなわち逆
位相に転舵させ、また、中・高速旋回時、あるいはステ
アリングの操舵角が小さい場合に、後輪を前輪と同方向
にすなわち同位相に転舵させるように構成されている。 低速でＵターン等の旋回を行う場合には比較的大きな転
舵角で転舵される前輪に対して後輪を逆位相に転舵させ
ることで、車両の旋回半径を小さくして、とりまわし性
を向上させうるようにしているのである。一方、中・高
速時にレーンチェンジ等を行う場合、比較的小さな転舵
角で転舵される前輪に対して後輪を同位相に転舵゛させ
ることで、後輪に積極的に横すべり角を与えてコーナリ
ングフォースを発生させて、遠心力に起因する車両の横
すべりを抑制しつつ、すみやかな方向変換を可能として
いるのである。 また、後輪の転舵量も、逆位相操舵では、ステアリング
の操舵角に応じて、一方、同位相操舵では、車速やステ
アリングの操舵角に応じて増減させることにより、走行
状況に応じて操向性を高めうるようにしている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、自動車は、普通、第９図に示すように、その
ニュートラルステアポイント（ＮＳＰ）が車両の重心点
（ＣＧ＞よりも後方に設定されている。旋回時にアンダ
ステア特性を得て、旋回走行時の安定性を確保できるよ
うにするためである。 ところが、前後部座席の乗車人数や荷物の積載状況が変
わると、上記ニュートラルステアポイントや重心点の位
置は変動し、後部座席に乗員がいるときやトランクに荷
物を積んでいるときには、ニュートラルステアポイント
および重心位置は後方に変位する。そして、この場合、
ニュートラルステアポイントと重心点とは、同じ変位率
をもって変位せず、前者の変位量よりも後者の変位量の
方が大きいため、換言すると、スタティックマージン（
ホイールベースｉに対する重心点とニュートラルステア
ポイントとの間隔ｅの割合）が減少するため、旋回時の
走行安定性が低下させられてしまう、上記スタティック
マージンが小さくなると、アンダステア特性が弱まって
、後輪の横すべりの傾向が強くなるためである。 そうして、このような場合、運転者は、上記の状況を克
服するために、意識的に修正操舵を行う必要が生じるこ
とから、操縦に緊張感を伴って、精神的疲労が大きくな
ってしまう。特に、遠心力の影響が大きくなる高速走行
時において、上記傾向は著しくなり、この場合に、運転
者に心理的負担を負わせることなく、安定した旋回走行
を行わせるためには、上述したような四輪操舵装置にお
いて、後輪の同位相の転舵量を、乗車人数や荷物の積載
状況に応じて、上記の横すべりを抑制するのに最適な大
きさに設定できるようにすることが望ましいのである。 しかし、単にステアリングの操舵角や車速等に応じて後
輪の転舵量を設定する従来の四輪操舵装置では、このよ
うにスタティックマージンの大きさの変動に応じて後輪
の転舵量を制御することができないことから、乗車人数
や荷物の積載状況の変化にまで対応して、常に、定した
操向性能および走行安定性を得ることができない。 また、このような問題は、上記の四輪操舵装置において
、後輪の転舵角を、定積状態（乗員数が乗車定員いっば
いの状！ＩＭ）でのスタティックマージンの大きさを基
準にして設定すれば、ある程度解決できるかもしれない
、しかし、これでは、使用頻度の高い、１名あるいは２
名乗車の場合に、アンダステア特性が強くなり過ぎて、
却って旋回時の機敏性が損なわれる問題が生じる。 また、上記スタティックマージンの大きさは、車輪のコ
ーナリングパワーによって変動する要素でもあり、また
、タイヤの種類によってコーナリングパワーの大きさは
異なる。したがって、タイヤを他の種類のものに交換し
た場合には、これに伴うスタティックマージンの変動に
より、アンダステア傾向の強さも変わる。これは、たと
えば、夏季用タイヤよりもグリップが弱いスノウタイヤ
で普通路を走行するときに、夏季用タイヤの感覚でステ
アリング操作を行えば、不安定感がでることからも良く
分かることである。したがって、このような場合にも、
四輪操舵装置において、タイヤの種類によって変動する
スタティックマージンの大きさに応じて、後輪転舵量を
設定できるようにすれば、操向性を一定させることがで
きる。 本願発明は、以上のような知見のもとで考えだされたも
のであって、乗車人数および荷物の積載状態の変化や、
タイヤの種類の違いによるスタティックマージンの大き
さの変動に応じて後輪転舵量を制御して、後輪転舵量を
そのときのスタティックマージンの大きさに対応した最
適な大きさに設定できるようにすることにより、上記の
乗車人数等の変化に影響を受けることなく、常に一定し
た走行性能と走行安定性を得ることができるように構成
された四輪操舵装置を提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】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講じている。 すなわち、本願の請求項１に記載した四輪操舵装置は、
後輪転舵機構を備え、走行状況に応じて前輪に加え後輪
をも転舵するようになした四輪操舵装置であって、 スタティックマージンを検出するスタティックマージン
検出手段と、スタティックマージンの大きさに応じて、
後輪の転舵角の設定値を増減させる転舵角設定値補正手
段とを備えたことを特徴としている。 また、本願の請求項２に記載した四輪操舵装置は、請求
項１に記載した四輪操舵装置において、後輪転舵機構を
モータで駆動するとともに、さらに、車速センサと、ス
テアリングの操舵角を検出する操舵角センサと、上記車
速センサおよび操舵角センサからの情報に基づいてステ
アリング操舵時に車両に作用する横Ｇを演算する横Ｇ演
算手段と、上記横Ｇ演算手段によって演算された横Ｇの
大きさに応じて後輪が所定方向に所定量転舵するように
上記モータを回転制御するモータ制御手段とを備える一
方、 スタティックマージンの大きさに応じて、横Ｇの演算値
を補正するようにしたことを特徴としている。 なお、上記機Ｇとは、車両の重心位置に作用する横加速
度を意味し、前輪の中立位置からの舵角（θ）、および
車速（Ｖ）の関数として次式によって近似的に表される
。 Ｇ−θ・　（Ｖ”　／Ｊ）／　（１＋ＫＶ”　）　　１
．（１）ただし、ｌはホイールベースの大きさ、Ｋは補
正用の係数である。 また、本願の請求項３に記載した四輪操舵装置は、請求
項１に記載した四輪操舵装置において、さらに、前輪と
後輪にかかる分担荷重を検出する前後輪分担荷重検出手
段と、？ｊＩ数の種類のタイヤについての車輪分担荷重
に対応するコーナリングパワーの変動値データのなかか
ら、特定の種類のタイヤについての変動値データを選択
するデータ選択手段とを備えるとともに、上記データ選
択手段によって選択した変動値データから、上記前後輪
分担荷重検出手段によって検出した前輪と後輪の分担荷
重情報に基づいて、前輪と後輪の各コーナリングパワー
を検出し、これを用いてスタティックマージンを算出す
ることを特徴としている。 また、上記スタティックマージンＳＭは、前輪のコーナ
リングパワーＣｆ、後輪のコーナリングパワーＣｒの関
数として次式によって近似的に表すことができる。 ＳＭ＝Ｃｒ　／　（Ｃｆ　＋−Ｃｒ　）　−１ｆ　／ｌ
　　・・・（２まただし、！はホイールベースの大きさ
、Ｉｌｆはフロントホイールベースの大きさ（前車軸の
中心と重心点との距１ＩＩ）である。

【作用および効果】

乗車人数や荷物の積載状況が変わり、車両のニュートラ
ルステアポイントおよび重心位置が変化したとき、これ
は、スタティックマージンの大きさに反映し、たとえば
、後部座席に乗員がいるときなどには、スタティックマ
ージンが減少する。 このスタティックマージンが小さいときは、後部座席に
乗員がいない、スタティックマージンが大きい場合に比
して、アンダステア特性が弱くなるため、旋回走行時の
安定性を得るためには、後輪の同位相の転舵角を大きく
することが望ましい。 本願発明の四輪操舵装置では、転舵角設定値補正手段が
、スタティックマージン検出手段によって検出するスタ
ティックマージンの大きさに応じて、後輪の転舵角の設
定値を補正し、たとえば、上述のようにスタティックマ
ージンが減少したときには後輪の同位相方向の転舵角を
大きく設定する。すなわち、後部座席に乗員がいるとき
やトランク等に荷物を積載しているときに、このために
旋回時の後輪の横すべりの傾向が通常時（１名あるいは
２名乗車の場合）よりも強くなることを考慮して、その
強くなる横すべりを抑制するのに十分かつ適切な大きさ
の、通常より大きめの転舵量をもって、後輪が同位相に
転舵される。したがって、乗車人数や荷物の積載状況の
変化にかかわらず、常に一定した操向性能と旋回走行時
の走行安定性を得ることができる。 また、請求項２に記載した四輪操舵装置では、上記関係
式（１）を用いるなどして、車速、および、ステアリン
グの操舵角からきまる前輪の舵角から、旋回時に発生す
る横Ｇをリアルタイムで演算し、この横Ｇの大きさに応
じて、後輪転舵機構を駆動するモータを回転制御する。 すなわち、旋回時に発生する横Ｇをあらかじめ予測して
この横Ｇの大きさに応じた転舵量をもって後輪を転舵す
る。したがって、後輪の転舵量を、特に、同位相の転舵
量を、常に、車両の横すべりを抑制するのに最適な大き
さに設定することができるから、あらゆる状況に応じた
最適な後輪転舵が可能となり、走行性を著しく向上させ
ることができる。 中・高速域での旋回走行時やレーンチェンジの際の車両
の横すべりの大きさは、遠心力（横Ｇ）の大きさに応じ
て時々刻々変化し、また、遠心力の大きさも、車速、お
よびステアリングの回転角すなわち車両の旋回半径に応
じて時々刻々変化する。したがって、上述のように、車
速および前輪舵角からリアルタイムで横Ｇを演算して、
これに応じて後輪の転舵量をきめることにより、後輪の
転舵量を、常に、車両の横すべりを抑制するのに必要か
つ適切な大きさに設定することができるからである。 ところが、このように、横Ｇを基準にして後輪の同位相
の転舵量をきめるようにしても、上述のように、乗車人
数の変化等によりスタティックマージンの大きさが増減
する場合には、これに応じて、後輪の転舵角の設定値を
増減させることが望ましいことは同じである。そこで、
スタティックマージンが変化したときは、これに応じて
横Ｇの演算値を補正するようにしているのである。たと
えば、スタティックマージンが小さくなったときは、横
Ｇの演算値が大きく補正され、この場合には、自ずと後
輪の同位相の転舵量も大きく設定される。したがって、
横Ｇを基準にして後輪の転舵量をきめることと、スタテ
ィックマージンの変化に応じて後輪の転舵量を補正する
こととの相乗効果により、常に、極めて高い操向性能と
走行安定性を得ることができる。 また、本願の請求項３に記載した四輪操舵装置において
は、データ選択手段により、複数のタイヤの種類につい
ての車輪分担荷重に対するコーナリングパワーの変動値
データのなかから、特定の種類のタイヤについての変動
値データを選択できる。そして、この選択した変動値デ
ータから、前後輪分担荷重検出手段によって検出した前
輪と後輪の分担荷重情報に基づき、前輪と後輪の各コー
ナリングパワーを検出する。 そうして、この前輪と後輪の各コーナリングパワーの検
出結果から、上記関係式（２）を用いるなどして、スタ
ティックマージンを算出し、ごのスタティックマージン
の大きさに応じて、転舵角設定値補正手段が後輪の転舵
角を設定する。 すなわち、以上を別言すると、コーナリングパワーはタ
イヤの種類によって異なり、また、スタティックマージ
ンはコーナリングパワーの大きさに応じて変動する要素
である。したがって、種類の異なるタイヤを装着したと
きは、スタティックマージンの大きさが変わってくるた
め、アンダステア傾向の強さも必然的に変わる。そこで
、あらかじめ上記変動値データを複数の種類のタイヤに
ついてセットしておき、タイヤを交換したときには、適
宜タイヤの種類に応じた変動値データを選択して、その
場合のスタティックマージンの大きさを算出し、これに
基づいて後輪の転舵角の設定値を補正できるようにして
いるのである。したがって、タイヤの種類を変えたとき
でも、そのグリップ特性等に対応した最適な転蛇量をも
って後輪を転舵することができ、走行安定性および操向
性能を一定させることができる。

【実施例の説明】

以下、本願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、本願発明に係る四輪操舵装置を備えた四輪
操舵車両の全体構成を概略的に示した。 前輪転舵機構１には、−船釣なものを用いることができ
、本例の場合、ラック・ピニオン式〇転舵機構を採用し
ている。これは、ステアリングシャフト２を介して伝達
されるステアリングホイール３の回転が、ギヤボックス
４でラック杆５の車幅方向動に変換され、さらに、この
ラック杆５の車幅方向の動きが、両端のタイロッド６．
６を介してナックルアーム７．７の軸８．８を中心とし
た回転に変換される。そして、このナックルアーム７．
７の回動により、前輪９．９が転舵されるようになる。 一方、後輪転舵機構１０には、本例の場合、カム機構か
らなるものを用いており、これは、車体メンバに固定支
持されるケース１１内において車両前後方向に延びかつ
後述する電動モータ２８に連動連結された入力シャフト
１２の後端部に連結固定され、上記入力シャフト１２の
回転によりその軸心回りに回転させられるカム体１３と
、このカム体１３を挟んで車幅方向に対向し、かつカム
体１３の外周カム面に当接するカムフォロアとして一対
の回転ローラ１４，１４とを備えている。 また、後輪転舵機構ｌＯは、さらに、上記ケース１１に
車幅方向スライド可能に支持されるとともに、上記一対
の回転ローラ１４，１４を中間部に支持する動杆１５を
備える。 上記動杆１５は、カム体１３を取り囲むようにしてケー
ス１１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１６と、このカムフォロア支持
部１６の両端部に一体的に突設された車幅方向に延びる
左右一対のスライド軸部１７．１７とを有している。上
記カムフォロア支持部１６には、第３図に示すような前
壁部１６ａと後壁部１６ｂとの間に架設されたボルト支
軸１８が、カム体１３を挟む左右三箇所に設けられてお
り、この各ボルト支軸１８．１８にカラー１９およびベ
アリング２０を介して上記回転ローラ１４が可回転に支
持されている。 また、動杆１５は、ケース１１の後部両端に設けられた
軸支部１１ａ、ｌｌａに、上記スライド軸部１７．１７
を車幅方向スライド可能に支持されている。そして、本
例では、動杆１５の各スライド軸部１７．１７の先端部
に、後輪２１にナックルアーム２２を介して連結された
タイロッド２３をそれぞれ連結している。 また、上記カム体１３には、本例の場合、第２図に良く
表れているように、略おむすび形の後面視形状をもつも
のを用いており、その外周面には、第２図（Ｍｌに示す
ような中立回転位置での回転ローラ１４．１４との接点
位置より上方の部位に、上記接点位置からの回転角位置
範囲が小さい範囲において、回転軸心Ｏからの距離が中
立回転位置での回転ローラ１４との上記接点と回転軸心
０との間の距Ｍ（以下、これを基準円半径という、）よ
りも小さい略円筒内面状の第−凹面部２４が、この第−
凹面部２４より回転角位置位置範囲が大きい部位におい
て、回転軸心からの距離が上記基準円半径よりも大きい
第二カム面２５が、それぞれ左右対称に形成されている
。また、上記接点位置より下方の外周面には、上記第−
凹面部２４と回転軸心０を挟んで対向する部位において
、回転軸心Ｏからの距離が上記基準円半径よりも大きい
、上記第−凹面部２４に対応する略円筒外面状の第一カ
ム面２６が左右対称に設けられている。さらに、第二カ
ム面２５．２５と回転軸心Ｏを挟んで対向する部位には
、回転軸心Ｏからの距離が上記基準円半径よりも小さい
第二凹面部２７が各第一カム面２６．２６の終端をつな
ぐようにして設けられている。 そして、カム体１３が中立回転位置から回転して、たと
えば第２図０）ｌに示すように、図において右側の回転
ローラ１４が第一カム面２６に向かいあうと、左側の回
転ローラ１４には第−凹面部２４が向かいあうようにし
である。この場合、第一カム面２６は、回転軸心０から
の距離が基準円半径よりも大きく、一方、第−凹面部２
４は回転軸０からの距離か基準円半径よりも小さいから
、上記右側の回転ローラ１４はカム体１３によって車幅
方向外方（回転軸心０から離間する方向）に押動され、
また、左側の回転ローラ１４はその車幅方向内方（右側
の回転ローラ１４の車幅方向外方の向きと一敗する方向
）への移動を許容される。 したがって、このとき、回転ローラ１４，１４を支持す
る動杆１５は、第１図において矢印Ｒ方向に車幅方向動
さセられ、これに伴う各タイロッド２３．２３の車幅方
向動により、後輪２１が転舵されるのである。 また、カム体１３の回転角がさらに大きくなって、第２
図１０）に示すように、図において右側の回転ローラ１
４に第二凹面部２７が向かいあうとともに、左側の回転
ローラ１４に第二カム面２５が向かいあうと、上記と逆
に、左側の回転ローラ１４がカム体１３によって車幅方
向外方に押動され、一方、右側の回転ローラ１４が車幅
方向内方への移動を許容される。そして、この場合には
、動杆１５は、第１図において矢印り方向にスライド動
させられることになるから、後輪２１も上記と逆方向に
転舵される。 すなわち、カム体１３を回転させることにより、後輪２
１を転舵することができ、また、カム体１３の回転角を
変えて、回転ローラ１４を押動するカム面を変更するこ
とにより、後輪２１０転舵方向を制御できる。また、本
例の場合、上記第二カム面２５の最大６量を第一カム面
２６のそれよりも大きくしているから、第二カム面２５
で回転ローラ１４を押動する場合には、第一カム面２６
で回転ローラ１４を押動する場合よりも、後輪２１の転
舵量を大きくすることができる。そしてまた、各カム面
２５．２６は、回転軸心０からの距離が回転角位置によ
って徐々に変化するようにしているから、同じカム面で
回転ローラ１４を押動する場合でも、カム体１３の回転
角を変えることにより、後輪２１の転舵量を制御できる
。さらに、カム体１３を正転および逆転させて、同じカ
ム面で押動する回転ローラを変えることによっても、後
輪２１の転舵方向を制御できる。 そして、このように所定方向に所定角度回転させること
により、回転ローラ１４を押動して後輪２１を所定方向
に所定角度転舵させるカム体１３は、第１図に示すよう
に、上記入力シャフト１２に連動連結した電動モータ２
８によって回転駆動される。また、電動モータ２８は、
マイクロコンピュータによって構成される制御装置２９
によって回転制御される。さらに、電動モータ２８には
電磁ブレーキ３１を連繋しており、これにより、電動モ
ータ２８の回転を適宜制動できるようにしである。また
、カム体１３に対して十分な回転トルクを得ることがで
きるように、電動モータ２８と入力シャフト１２との間
には、減速機構３０を介設している。 一方、上記制ｍ％ｔｔｌ！２９には、第１図、第４図お
よび第５図に示すように、車速センサ３２、ステアリン
グホイール３の操舵角を検出する操舵角センサ３３から
の信号、前後輪分担荷重検出手段として設けられた前車
軸荷重センサ３４ａと後車軸荷重センサ３４ｂからの信
号、および、電動モータ２８のモータ軸２８ａ等におい
て設けられる回転ポテンシヨメータ等で構成される回転
角検出センサ３５の信号が適宜Ａ／Ｄ変換されて、制御
のための情報として入力される。また、制御装置２９に
は、実質的にプログラムにより実現される第５図に示す
ような次の各手段が形成されている。 その第一は、車速センサ３２および操舵角センサ３３か
らの各信号値からの情報に基づいて、旋回時等に理論上
発生する横Ｇ（車両の重心点に作用する横加速度）を演
算する横Ｇ演算手段３６である。 また、上記機Ｇは、前輪の中立位置からの舵角（θ）と
車速（Ｖ）の関数として近似的に次式（１）で表すこと
ができ、そして、上記横Ｇ演算手段３６は、次式を用い
て、旋回中に発生する横Ｇをリアルタイムで演算する。 Ｇ＝θ・＜Ｖ”ｌｌ　）　／（１＋　Ｋ・ｙｚ）　　・
・・（１）ここで、ｌはホイールベースの大きさ、Ｋは
補正係数である。 この関係式から良く分かるように、横Ｇは、前輪舵角が
一定であれは車速か増大するほど大きくなり、車速か一
定であれば前輪舵角が大きくなるほど大きくなる。 その第二は、上記横Ｇ演算手段３６からの横Ｇの情報に
基づいて、後輪２１を転舵すべき方向およびその転舵量
を決定する後輪転舵角決定手段３７である。 その第三は、後輪転舵角決定手段３６から受けた後輪転
舵情報に基づいてカム体１３を回転させるべき方向およ
びその回転量を決定し、がっ上記回転角検出センサ３４
からのフィードバック信号を受けて、モータ駆動回路２
８ｂを制御するモータ制御手段３８であり、これは、後
輪転舵角決定手段３７によって決められた目標転舵角を
、後輪転舵させることができるように、電動モータ２８
を回転制御する。 その第四は、上記回転角検出センサ３５からのモータの
回転角情報（カム体の回転角情報）を受けて、モータが
所定の回転数（回転位置）に達したときに、上記電磁ブ
レーキ３１を作動させるブレーキ制御手段３９である。 その第五は、上記各荷重センサ３４ａ、３４ｂからの検
出情報に基づき、車両の重心位置を検出するとともに、
前輪と後輪について、加わる荷重によって変動するコー
ナリングパワーＣｆ　、　　Ｃｒの値を実験式を用いる
なとして演算し、さらに、これらの結果から、スタティ
ックマージンＳＭを次の関係式（２）を用いるなどして
演算するスタティックマージン検出手段４０である。 上記スタティックマージンＳＭとは、第９図に示すよう
な車両の重心位置ＣＧとニュートラルステアポイント（
ＮＳＰ）との間の距離ｅと、ホイールベースｌとの比で
あり、これは、上記コーナリングパワー等の関数として
次式（２）により表すことができる。 ＳＭ＝Ｃｒ　　／　　＜ＣＡ　　＋Ｃｒ　’）−１Ａ　
　ｌｌ　　　−＋２１ここで、ｌはホイールベースの大
きさ、１ｆはフロントホイールベースの大きさすなわち
重心位置ＣＧと前車軸の中心までの距離である。 また、上記前車軸荷重センサ３４ａおよび後車軸荷重セ
ンサ３４ｂは、たとえば、前輪部と後輪部とにおいて設
ける車高センサによって構成でき、ばね上とばね下の距
離の変化を測定することにより、前後車軸にかかる分担
荷重を検出することができ、また、前車軸と後車軸にが
かる重量の比から重心位置を検出できる。 さらに、その第六の手段は、上記スタティックマージン
の大きさに応じて、上記関係式（１）における補正係数
にの大きさを補正する転舵角設定値補正手段４１であり
、これは、スタティックマージンの大きさが基準値より
も増大したときには、上記補正係数Ｋをプラス側に所定
の割合で補正し、スタティックマージンの大きさが基準
値よりも小さくなったときには、上記補正係数Ｋをマイ
ナス側に所定の割合で補正する。というのは、本例の場
合、上記後輪転舵角決定手段３７が横Ｇの太きさに応じ
てきめる後輪の転舵角、また、サスペンシラン装置の懸
架特性等は、定積状Ｍ（乗員数が乗車定員いっばいの状
態）よりも使用穎度が高い前席２名乗車の場合のスタテ
ィックマージンの大きさを基準にして設定している。そ
こで、後部座席に乗員がいるときやトランクに荷物を積
んで、スタティックマージンの大きさが小さくなったと
き、これに応じて、上記転舵角設定値補正手段４１が上
記補正係ＢＫを小さく設定することにより、通常時より
大きな横Ｇの演算値を得ることができるようにしている
のである。 また、本例の場合、上記転舵角設定値補正手段４１は、
後輪２１が同位相に転舵されるときのみ機能するように
構成している。後輪２１を逆位相に転舵する場合は、ス
タティックマージンの大きさの変動をあまり考慮する必
要はなく、乗車人数の変化等にともなうニュートラルス
テアポイントおよび重心位置の変動は、主に中・高速時
での旋回走行に影響を与えるからである。また、転舵角
設定値補正手段４１に対する上記の制御ｎは、たとえば
、転舵角設定値補正手段４１に車速情報を送り、車速が
所定値以上の場合にのみ転舵角設定値補正手段４１が働
くように構成することにより行える。 そうして、制御装置２９は、上記各手段により、電動モ
ータ２Ｂおよびカム体１３０回転を制御し、また、電磁
ブレーキ３１の作動を制御して、後輪２３の転舵を行う
。 本例の場合、上記横Ｇ演算手段３５により演算される横
Ｇを、また同位相操舵において上記スタティックマージ
ンの大きさを基準にし、さらにステアリングの操舵角度
を補助的な制御情報として、後輪転舵制御が行われる。 その−例を、第６図に示すフローチャートに沿って説明
する。 まず、振動等の影響を受けて検知の正確性が損なわれる
ことがないように、発車前に、前車軸荷重センサ３４８
と後車軸荷重センサ３４ｂとにより前車軸と後車軸にか
かる分担荷重が検出され（ＳＩＯＩ）、この検出結果等
から、スタティックマージン検出手段４０が、そのとき
の乗車状況や荷物の積載状況に対応したスタティックマ
ージンを算出する＜３１０２）、そして、このスタティ
ックマージンの大きさに応じて、転舵角設定値補正手段
４１が、上記横Ｇ演算式（１１における補正係数にの値
を決定する（３１０３）。 次いで、走行時、車速センサ３２からの車速情報、およ
び、操舵角センサ３３からのステアリング操舵角情報が
読み取られ（Ｓ１０４．５１０５）、これらから、また
、上記のようにして決定された補正係数Ｋに基づいて、
横Ｇが演算される（３１０６）、そして、この横Ｇの大
きさ等に応じて、後輪２１が所定方向に所定角度転舵さ
せられる。 横Ｇの大きさが、０．１Ｇ以下で（Ｓ　１０７でＹＥＳ
）、ステアリングの操舵角（ここでいう操舵角とは、ス
テアリングそれ自体の回転角をいい、前輪の転舵角では
ない。ステアリングの回転角をオーバオールギヤ比で除
したものが前輪転舵角である。）が所定値（たとえば２
４０°）以上である場合には（３１０８でＹＥＳ）　、
後輪２１が逆位相に転舵される（３１０９）。 一方、横Ｇの大きさが０．１Ｇ以下で（Ｓ１０７でＹＥ
Ｓ）　、かつステアリングの操舵角が所定値より小さい
場合（３１０８でＮｏ）　、また横Ｇの大きさが０．１
Ｇより太きく０．２Ｇ以下の場合は（Ｓ１１０でＹＥＳ
）、後輪２１は転舵せずいわゆる２ＷＳの状態におく（
Ｓｉｌｌ）。 横Ｇの大きさが上記の場合よりも大きい場合は（Ｓ　１
１０でＮｏ）、後輪２１が同位相に転舵され、またこの
場合、横Ｇの大きさに応じて（Ｓ１１２．５１１４．５
１１６）、後輪２１の転舵量も制御される（Ｓ１１３．
５１１５，５１１７゜５１１８）。 すなわち、まず、そのときの乗車人数等に対応したスタ
ティックマージンが拳食出され、この）食出結果に応じ
て、後輪転舵制御の基準となる横Ｇの演算値を補正でき
るようにしである。また、この場合、横Ｇの演算値の補
正は、上述したように後輪２１を同位相に転舵する場合
のみ行われる。 そして、こうして算出されるｌＩＧが所定値より小さく
・かつステアリングの操舵角が所定値よりも大きい場合
には、後輪２３を逆位相に転舵させ、１ａＧが所定値よ
り大きい場合には後輪２３を同位相に転舵させる。 これは、横Ｇが小さく、かつステアリングの操舵角が所
定値よりも大きい場合は概して低速時において旋回等を
行う場合であり、このときに後輪２１を逆位相に転舵さ
せることにより、車両のとりまわし性を向上させること
ができるからである。 一方、横Ｇが大きい場合は概して中・高速時に旋回等を
行う場合であり、このときに後輪２１を同位相に転舵さ
せることにより、横すべりを抑制して走行安定性を高め
つつすみやかな方向変換が可能となるからである。この
場合、横Ｇが大きくなるほど、後輪２１の同位相の転舵
量を大きくしているが、これは、横Ｇが大きくなればそ
れだけ車両の横すべりの傾向が強くなり、これを抑制す
るために必要とされる後輪の転舵量も大きくなるからで
ある。 また、横Ｇの大きさがある範囲にあるときは、後輪２１
を全く転舵しないようにしているが、これは、横Ｇの大
きさが上記のような所定範囲にあるときは、むしろ後輪
２１を転舵しない方が操向性が良好となるからである。 さらに、横Ｇの大きさが所定値以下（０を含む）で、か
つステアリングの操舵角も所定値以下（Ｏを含む）であ
る場合（３１０７でＹＥＳ、３１０８でＮＯ）、すなわ
ちほぼ直進状態にあるような場合等にも、後輪２１は転
舵しない。 そしてまた、横Ｇの大きさに応じて後輪２１を転舵させ
るときの、その転舵方向および転舵量は、算出された横
Ｇの大きさに基づいて上記後輪転舵角決定手段３７によ
り決定される。そして、この後輪転舵情Ｉ８を受けて、
上記モータ制御手段３８が、電動モータ２８を回転制御
して、上記カム体１３を所定方向に所定角度回転させる
ことにより、後輪２１が後輪転舵角決定手段３７により
きめられた目標転舵角と一致するように転舵される。 また、この場合、後輪２１を上述のようにして設定され
る目標転舵角を転舵させるにあたっては、すなわち、上
記のフローチャートに示した３１０９．５Ｌ１３，５１
１５，５１１７，３１１Ｂにおける後輪転舵を行うにあ
たっては、電動モータ２８が次のように制御される。 すなわち、モータ制御手段３８は、モータの目標回転数
（回転角）を設定するとともに、回転角検出センサ３５
からの電動モータ２８の回転角情報を受けて、電動モー
タ２Ｂが目標回転数にある程度近づいた時点で、電動モ
ータ２８に対する駆動電流を断つ。そして、この後直ぐ
、上記ブレーキ制御手段３９が電磁ブレーキ３１を作動
させるように構成されている。たとえば、目標回転数が
５回転とすると、電動モータ２８の回転数が４．５回転
あたりに達した時点で、モータ駆動電流を遮断し、さら
に、電動モータ２８の回転数が４，７回転あたりに達し
た時点で、電磁フレーム３１を作動させるといった具合
である。 したがって、本例の場合、電動モータ２８のオーバラン
を防止して、モータを目標回転位置で確実に停止させる
ことが可能となる。すなわち、カム体１３を正確に目標
回転位置まで回転させて、後輪２１の転舵角を後輪転舵
角決定手段３７によって設定された目標転舵角に正確に
対応させることができる。電磁ブレーキ３】は、−ａ的
に、１５００（ｒｐｍ）程度で回転しているモータを約
０．０５秒で制動できる高い制動能力をもつから、電動
モータ２８およびカム体１３ないし後輪転舵機構１０の
一連の作動系の慣性を瞬時に抑制して、極めて短時間で
電動モータ２８を制動できるからである。 また、旋回時車両に作用する横Ｇの大きさが変化すれば
、これに応じて、モータ制御手段３日により、電動モー
タ２８およびカム体１３が回転制御されて時々の状況に
応じた後輪転舵が行われる。 この場合にも、上記と同様に、電動モータ２８の回転数
が所定の回転数に達したところで、モータ駆動電流が遮
断され、そして、電磁ブレーキ３１が作動させられ、こ
れにより、電動モータ２８が目標回転位置で正確に停止
させられる。また、後輪転舵の必要がなくなれば、後輪
転舵角決定手段３７により転舵量Ｏが決定され、これに
より、カム体！３が中立回転位置に戻される。すなわち
、後輪２３が舵角０の中立状態に戻される。そして、こ
の場合においても、カム体１３および後輪２１が正確に
中立位置をとることができるように　所定のモータ回転
位置でのモータ駆動電流の遮断および電磁ブレーキ３１
の作動といった制御が行われる。 なお、上記のフローチャートにおいて示した横Ｇの基準
値は、大まかなものであり、さらに細分化して後輪転舵
条件をきめるようにすれば、より走行性を高めることが
できる。また、逆位相操舵における転舵量が、ステアリ
ングの操舵角の増大に応じて大きくなるようにすれば、
低速域での車両のとりまわし性を一層向上させることが
できる。 以上のように、本例の四輪操舵装置においては、車速、
およびステアリングの操舵角によって決まる前輪舵角か
ら上記関係式！１）を用いて、旋回時に発生する理論上
の横Ｇをリアルタイムで演算し、この横Ｇを基準にして
後輪転舵を制御する。すなわち、旋回時等に発生する横
Ｇをあらかじめ予測し、これに基づいて後輪転舵を制御
し、また、後輪２１を同位相に転舵する場合には、その
転舵量を横Ｇの大きさに応じてきめている。したがって
、後輪の転舵量、特に、中・高速域での同位相操舵にお
ける転舵量を、常に状況に応じた最適な大きさに設定す
ることができるから、中・高速域での旋回走行性を非常
に向上させることができる。中・高速域での旋回走行時
やレーンチェンジの際の車両の横すべりの大きさは、遠
心力（横Ｇ）の大きさに応じて時々刻々変化し、また、
遠心力の大きさも、車速、およびステアリングの回転角
すなわち車両の旋回半径に応じて時々刻々変化する。 したがって、上述のように、車速および前輪舵角からリ
アルタイムで１ｌｉＧを演算して、これに応じて後輪の
転舵量をきめることにより、後輪の転舵量を、常に、車
両の横すべりを抑制するのに必要かつ適切な大きさに設
定することができるからである。 また、スタティックマージン検出手段４０ｆＪ＜検出す
るスタティックマージンの大きさに応じて、かつこれに
応じて転舵角設定値補正手段４１が行う上記補正係数に
の補正により、上述のように後輪２１の同位相の転舵量
をきめる基準となる横Ｇの演算値を制御できるようにし
ている。たとえば、乗車定員いっばいで乗車した場合や
トランクに荷物を積んでいるときなどはスタティックマ
ージンが減少するが、この場合には、横Ｇの演算値が通
常時（前席２名乗車の場合を基準とした状態）よりも大
きくなるように構成されている。そして、この場合には
、後輪２１の同位相の転舵量は、通常時よりも大きく設
定されることになる。 すなわち、スタティック７−ジンが減少して通常時より
も後輪の横すべりの傾向が強くなる場合には、あらかじ
めこれを予測して、後輪２１の同位相の転舵量を通常時
より大きく設定するのである。したがって、上記の通常
時より強くなる横すべりを適切に抑制することができ、
乗車人数や荷物の積載状態の変化に関係なく、一定した
操向性および走行安定性を得ることができる。 また、本例の場合、後輪転舵機構を駆動するにあたって
は、その動力源である電動モータ２８の慣性によるオー
バランを防止して、電動モータ２８およびカム体１３を
目標回転位置で正確に停止させることができる。したが
って、後輪２１を上述のように設定される最適な転舵量
だけ正確に転舵することができ、後輪の転舵精度は非常
に高い。 また、後輪転舵機構１０としては、上記カム体１３とそ
のカムフォロアである回転ローラ１４とからなるカム機
構によって構成されるものを用いているが、カム体１３
は、上述したように制御′５ＩＩ装置２９によって回転
制御される電動モータ２８によって回転駆動するように
している。したがって、後輪２１の転舵時期等を容易に
変えることができ、また、カム体１３の形状の簡単な変
更により、カム体１３が回転ローラ１４を押動してこれ
を動かす距離すなわち後輪２１の転舵量も簡単に変える
ことができるから、後輪転舵パターンの設定を幅広く行
いうる。 次に、第二の実施例を第７図および第８図を参照しなが
ら説明する。 本例の四輪操舵装置は、上記第一の実施例の四輪操舵装
置と基本的構成を同じくするとともに、制御装置２９を
構成するマイクロコンピュータのメモリ内に、たとえば
第８図のグラフで表されるような、分担荷重に対応する
コーナリングパワーの変動値データが、複数の種類のタ
イヤについてセットされている。また、たとえばインス
トルメントパネルの連部に、データ選択手段として、上
記の？３［敗の変動値データのなかから特定の種類のタ
イヤについての変動値データを選択するための、制御装
置２９に接続された切換えスイッチ４２が設けられる。 さらに、制御装置２９には、上記データ選択手段によっ
て選択した変動値データから、前車軸荷重センサ３４ａ
および後車軸荷重センサ３４ｂからの前車軸と後車軸の
分担荷重検出結果に基づいて、前輪と後輪の各コーナリ
ングパワーを検出するコーナリングパワー読み取り手段
が４３が設けられている。 そして、スタティックマージン検出手段４０が、コーナ
リングパワー読み取り手段４３によって検出された前輪
と後輪のコーナリングパワーの検出結果から、上記関係
式（２）を用いて、スタティックマージンを演算する。 そうして、上記の第一の実施例と同じように、スタティ
ックマージンの大きさに応じて、転舵角設定値補正手段
４１が上記補正係数Ｋを決定するとともに、こうして決
定される補正係数Ｋに基づき、上記関係式＋１１より横
Ｃが演算され、さらに、この横Ｇの大きさに応じて、後
輪２１の同位相の転舵量が設定されるのである。 さて、以上のように構成される本例の四輪操舵装置の場
合、タイヤを異なる種類のものに交換したときでも、旋
回時の走行安定性や操向性を一定させることができるよ
うにすることを主目的としている。スタティックマージ
ンは、−Ｆ記関係式（２）から良く分かるように、コー
ナリングパη−の大きさに応して変動し、また、コーナ
リングパワは、タイヤの種類によって異なる。したがっ
て、タイヤを種類の違うものに交換したときは、スタテ
ィックマージンが変動し、たとえば、スタティックマー
ジンが減少してしまうようなタイヤに交換したときには
、それまでの感覚でステアリング操作を行うと不安定感
が生じる。そこで、上述のように、各種のタイヤに対応
したスタティックマージンの大きさに応じて、上記横Ｇ
の演算値、すなわち後輪転舵角の設定値を補正できるよ
うにすることにより、タイヤのグリップ特性の悪化等に
よる横すべりを適切に抑制して、常に一定した高い操向
性能を得ることが可能となるのである。しかも、この場
合、ドライバは上記切換えスイッチ４２を切換え操作す
るだけの簡単な操作を行うだけでよい。 また、本例の四輪操舵装置においても、上記の第一の実
施例の四輪操舵装置のように、乗車人数等の変化に応じ
て、後輪転舵角が補正されることにかわりはない。 なお、本例の場合、マイクロコンピュータに複数の種類
のタイヤについて上記変動値データをあらかじめセット
し、このなかから特定の種類の変動値データをデータ選
択手段により適宜選択する方法を採用しているが、たと
えば、上記変動値データが記録されたメモリカードをタ
イヤ別に複数用意し、このメモリカードを制御装置に接
続されたカードセットデツキにセントするようにして、
上記変動値データを適宜外部から入力する方法をとって
もかまわない。 ところで、本願発明の範囲は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、たとえば、定積状態（乗員数が乗車
定員いっばいの状態）、あるいは定積状態に加えてトラ
ンクに所定重量の荷物を積載した状態でのスタティック
マージンの大きさを基準にして、後輪転舵角を設定する
とともに、上記の基準値よりもスタティックマージンが
大きくなる場合に、後輪転舵角の設定値をマイナス側に
補正するようにしてもかまわない。 また、上記実施例では、横Ｇの演算値を補正することに
より、間接的に後輪転舵角を補正するようにしているが
、後輪転舵角を直接的に補正するようにしてももちろん
よい。 さらに、後輪転舵機構のタイプも上記実施例で示したも
のに特に限定されるものではなく、たとえば、アクチュ
エータにより後輪を転舵するタイプのものや、また請求
項１に記載した四輪操舵装置の場合には、ステアリング
ホイール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されるタイプものにも適用可能で
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本願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Ａ矢視方向から見てこれらに
よるカム機構の動作を説明する図、第３図は実施例の後
輪転舵機構における動杆を部分的に示した図、第４図は
システムブロック図、第５図は制御ブロック図、第６図
は実施例の四輪操舵装置の制御の状態を説明するフロー
チャート、第７図は第二の実施例に係る制御ブロック図
、第８図はタイヤ空気圧等を一定とした場合の複数の種
類のタイヤについての（コーナリングパワー／分担荷重
）特性線図、第９図は一般的な自動車における車両の重
心位置とニュートラルステアポイントとの位置関係を示
した図である。 ９・・・前輪、１０・・・後輪転舵機構、２１・・・後
輪、２８・・・モータ（電動モータ）、３２・・・車速
センサ、３３・・・操舵角センサ、３４ａ・・・前後輪
分担荷重検出手段（前車軸荷重センサ）、３４ｂ−・・
前後輪分担荷重検出手段（後車軸荷重センサ）、３６・
・・横Ｇ演算手段、３８・・・モータ制御手段、４０・
・・スタティックマージン検出手段、４１・・・転舵角
設定値補正手段、４２・・・データ選択手段（切換えス
イッチ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪転舵機構を備え、走行状況に応じて前輪に加
   え後輪をも転舵するようになした四輪操舵装置であって
   、 スタティックマージンを検出するスタティックマージン
   検出手段と、スタティックマージンの大きさに応じて、
   後輪の転舵角の設定値を増減させる転舵角設定値補正手
   段とを備えたことを特徴とする、四輪操舵装置。
2. （２）後輪転舵機構をモータで駆動するとともに、車速
   センサと、ステアリングの操舵角を検出する操舵角セン
   サと、上記車速センサおよび操舵角センサからの情報に
   基づいてステアリング操舵時に車両に作用する横Ｇを演
   算する横Ｇ演算手段と、上記横Ｇ演算手段によって演算
   された横Ｇの大きさに応じて後輪が所定方向に所定量転
   舵するように上記モータを回転制御するモータ制御手段
   とを備える一方、スタティックマージンの大きさに応じ
   て、 横Ｇの演算値を補正するようにしたことを特徴とする、
   請求項１に記載の四輪操舵装置。（３）前輪と後輪にか
   かる分担荷重を検出する前後輪分担荷重検出手段と、複
   数の種類のタイヤについての車輪分担荷重に対応するコ
   ーナリングパワーの変動値データのなかから、特定の種
   類のタイヤについての変動値データを選択するデータ選
   択手段とを備え、上記データ選択手段によって選択した
   変動値データから、上記前後輪分担荷重検出手段によっ
   て検出した前輪と後輪の分担荷重情報に基づいて、前輪
   と後輪の各コーナリングパワーを検出し、これを用いて
   スタティックマージンを算出することを特徴とする、請
   求項１に記載の四輪操舵装置。