JPH02144207A - 後輪操舵車両の後輪懸架装置 - 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、前輪の転舵に応じて後輪を操舵するように構
成された車両の後輪懸架装置に関する。

（従来技術） 従来から、ステアリングハンドルによる前輪の操舵に応
じて後輪を転舵するように構成された４輪操舵車（ｄＷ
Ｓ車）が実用に供されているが、このＡＷＳ車では、例
えば特開昭６１−９３７４号公軸に開示されているよう
に、ステアリングハンドルの舵角が大きいときには左右
後輪を前輪と逆位相に転舵するようにして小回り性を向
上させるとともに、ステアリングハンドルの舵角が小さ
いときには左右後輪を前輪と同位相に転舵して走行安定
性の向上を図るようにしている。

ところで、−ａの前２輪操舵車（ＺＷＳ車）では、中高
速における旋回時に、後輪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るためには、車体全体を、
その分だけ横すべりさせる必要がある。すなわちＺＷＳ
車の旋回は、瞬間的な進行方向く旋回軌跡円の接線方向
）に対して、車体が内側に向く姿勢で行なわれ、車体す
べり角はプラス側である。これに対して、ｄＷＳ車では
、後輪を前輪と同位相に転舵して車体とは独立的にスリ
ップ・アングルを与えることにより、車体の横すペリ角
が小さく、瞬間的な進行方向と車体の向きとを一致させ
た旋回が可能になる。すなわち、ＡＷＳ車では、後輪に
対し積極的に舵角（＊すべり角）を与えることによって
、車体横すべり角を小さく抑えることができるのに加え
て、前輪と同位相に転舵される後輪の発生するコーナリ
ング・フォースが、ヨーイングを減衰させる方向に作用
するから、走行安定性が向上する利点がある。

前述の特開昭６１−９３７４号公報に開示された後輪操
舵装置では、ステアリングハンドルの舵角が所定角度（
例えば約２４０　’）以内のときには、前輪の操舵と同
時に後輪が同位相に転舵されるいわゆる「比例制御」を
行なっているから、旋回の初期に車体が向きを変えよう
とする瞬間、後輪にもコーナリング・フォースが立ち上
がり、ヨーイングを妨げる方向に作用する。このため、
車体は平行移動的な動きをすることになり、車体すべり
角はマイナスになる。すなわち前輪操舵に対する応答性
が低下するため、回頭性が悪くなり、その場合ドライバ
ーは、より大きくステアリングハンドルを切ることによ
って修正しようとするから、前輪のスリップ・アングル
が急激に増加して、タイヤのグリツプ力が飽和領域に近
づくおそれがある。

この比例制御による、ヨーの遅れを解消する手段として
は、例えば特開昭５８−１６４４７７号公１１ｉ４こ開
示されているように、前輪を転舵した後、十分なヨーイ
ングが発生するのを待ってから後輪を転舵するようにし
た「デイレイ制御」が提案されているが、このデイレイ
制御では、前述の比例制御よりも口頭性は向上するが、
制ｊｎが複雑になる欠点があった。

一方、ｄＷＳ車では、例えば特開昭５８２１４４６３号
公報に開示されているように、後輪のホイールアライン
メントを適切化することによって後輪操舵力を軽減する
技術が知られている。

（発明の目的） 本発明は、前輪の操舵に応じて左右後輪を前輪に対し同
位相に転舵しうる後輪操舵装置を備えた車両において、
後輪懸架装置のダンパのホイールサポートに対する取付
位置および取付角度を工夫することによって、旋回初期
における口頭性の向上を図ったＪＷＳ車の後輪懸架装置
を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、旋回時にトーイン状態に転舵される旋回外側
の後輪に対し、緩衝用ダンパの反力がキングピン軸のま
わりでトーアウトモーメントとして作用するように、上
記ダンパの下端部をホイールサポートに枢着したことを
特徴とする。

換言すれば本発明は、収縮を受ける側のダンパの反力が
ホイールサポートをトーアウト方向に付勢するようにダ
ンパをホイールサポートに枢着したものである。したが
って、伸長を受ける側のダンパの反力はホイールサポー
トをトーイン方向に付勢することになる。

（発明の効果） 本発明によれば、以下に記載するような効果がある。

（１１ダンパは、これに加わる力の速度に比例した反力
を発生する。したがって、本発明の構成では、旋回初期
に車体がロールして旋回外輪側のダンパが収縮される瞬
間に、旋回外輪のキングピン軸のまわりにトーアウトモ
ーメントが発生ずる。

そしてこのトーアウトモーメントにより懸架装置のアー
ムと車体との間に介装された弾性ブツシュが主として変
形し、トーイン方向に転舵されようとする旋回外輪のキ
ングピン軸が移動して旋回外輪をトーアウト方向に向け
ようとする。

一方、旋回内輪はトーアウト方向に転舵されようとする
が、伸長を受ける旋回内輪外のダンパの反力は、旋回内
輪をトーイン方向に向けようとする。

したがって旋回初期においては、比例制御における同相
転舵量が減少し、あたかも前述したデイレイ制御を行な
ったのと同様の効果を電子制御を用いることなく容易に
得ることができ、旋回初期の応答性の向上を図ることが
できる。

（２）　　また、ダンパは、これに加わる力の速度に比
例した反力を発生するから、旋回時に初期の過渡状態が
過ぎて定常状態となれば、ダンパから反力は発生せず、
したがって比例制御における舵角量は減少せず、旋回時
の同相転舵による安定性の向上を図ることができる。

（３）本発明によれば、直進走行時における走行安定性
の向上も図ることができる。すなわち、直進走行中に片
方の後輪、例えば右後輪が路上の突起に乗り上げた場合
、車両は右方に方向を変えようとするが、収縮を受ける
右後輪側のダンパの反力により、右後輪がトーアウト方
向に向くため、車両を左方に進める力が働き、右方に方
向を変えようとする力を打消すことができる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第３図は、本発明の実施に適用される車両の４輪操舵装
置の全体構成を概略的に示す図で、左右の前輪ＩＬ、Ｉ
Ｒを転舵するための前輪操舵装置Ａは、ステアリングホ
イール２と、このステアリングホイール２の回転運動を
直線往復運動に変換するランクアンドビニオン機構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、６Ｒとから
構成され、さらにロッド４の動きをアシストするために
、ピストン７を備えたパワーシリンダ８と、ステアリン
グホイール２の操作によって油路を切換えるコントロー
ルバルブ９と、オイルポンプ１０とよりなるパワーステ
アリング装置が設けられている。

一方、左右の後輪ｌＩＬ、ＩＩＲを転舵するための後輪
操舵装置Ｂは、後輪操舵ロッド１２と、このロッド１２
の左右両端にそれぞれタイロッド１３Ｌ、１３Ｒを介し
て連結された左右のナックルアーム１４Ｌ、１４Ｒとを
備え、後輪操舵ロッド１２の左右方向への移動により、
後輪１１Ｌ、１１Ｒが転舵されるようになっている。ま
た後輪操舵ロッド１２には、このロッド１２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取
付けられており、そのため、ロッド１２はパワーシリン
ダ１５内を貫通し、このロッド１２にパワーシリンダ１
５のピストン１６が固着されている。さらに、後輪操舵
ロッド１２には、フェイルセーフ用として、このロッド
１２を中位位置に付勢するためのセンタリングスプリン
グ１９が取付けられている。

この後輪操舵装置Ｂは、後輪１１Ｌ、ＩＩＲの前輪ＩＬ
、ＩＲに対する転舵比θ、／θＦ（θ、は後輪転舵角、
θ、は前輪転舵角）を、第４図に示すように車速に応し
て変更する転舵比可変機構Ｃを備えている。１７はこの
機構Ｃの入力軸、１８はその出力軸としての制御ロッド
であり、ステアリングホイール２の操作に応じた前輪操
舵ロッド４の直線運動が、ロッド４に設けられた第２の
ランクアンドビニオン機構２０によって回転運動に変換
され、この回転運動がユニバーサルジヨイント２１．２
２および連結ロッド２３を介して転舵比可変機構Ｃの入
力軸１７に伝達される。一方、出力軸としての制御ロッ
ド１８は後輪操舵ロッド１２と平行に移動するように設
けられている。転舵比可変機構Ｃには、転舵比θｌＩ／
θ、を変更するためのステッピングモータ２５が連結さ
れており、このステッピングモータ２５は、車速センサ
２６．２６　（２個設けられているのは安全性の向上の
ためである）により検出された車速に対応した出力信号
が与えられる制御回路（ＣＰ［Ｊ）２７によって、その
回動方向および回動量が車速に応じてＩＩＩ　？卸され
るようになっている。

２８は転舵比可変機構Ｃが備えている転舵比センサで、
このセンサ２８の出力が制御回路２７に与えられて、ス
テッピングモータ２５がフィードバック制御される。こ
の転舵比可変機構Ｃの構成およびその動作については、
例えば本出願人の出願になる特開昭５９−４８０５４号
公報に詳述されているので、ここではこれ以上の説明は
省略するが、転舵比可変機構Ｃの出力軸である制御ロッ
ド１８によって後輪パワーステアリング装置のスプール
バルブ型コントロールバルフ３０　力作ａ　サれ、これ
により第４図から明らかなように、車速０〜３５ｋｍ／
ｈの範囲では後輪の転舵角θ８が前輪の転舵角θ、と逆
位相になり、３５ｋｍ／ｈ付近ではニュートラルの２Ｗ
Ｓ状態、３５に＋＋＋／ｈ以上では同位相となるように
制御される。

後輪パワーステアリング装置のコントロールバルブ３０
には、オイルポンプ３１からオイルが供給されるが、こ
の油路の途中にソレノイドバルブ３２が介装されている
。そしてこのソレノイドバルブ３２は、万一制御系に異
常が発生した場合、制御回路２７からの信号で作動され
てコントロールバルブ３０への圧油の供給を停止させる
ようになっており、これによりパワーシリンダ１５内の
油圧が消滅し、後輪操舵ロッド１２はセンタリングスプ
リング１９のばね力で中立位置に復帰する。

したがって、制御系に異常が発生した場合は、後輪１１
Ｌ、ＩＩＲは転舵されることはなく、また転舵されてい
ても直ちに中立位置に復帰するように構成されている。

なお、上記構成以外に、上記オイルポンプ３１からコン
トロールバルブ３０に向う油路と、コントロールバルブ
３０からオイルタンクへ戻る油路との間にバイパス通路
を設け、このバイパス通路に上記ソレノイドバルブ３２
を設けてもよい。

第１図は、上述した後輪操舵装置Ｂを備えた車両におい
て本発明を適用した後輪懸架装置の第１実施例を示す斜
視図である。第１図は右後輪１１Ｒの懸架装置を示し、
車体後方に向って突出してタイロッド１３Ｒにボールジ
ヨイント５０を介して連結されているナックルアーム１
４Ｒを一体に備えたホイールサポート（ハブキャリア）
４０が、１本の■型アッパーアーム４１と１本の■型ロ
ワーアーム４２にそれぞれボールジヨイント４３．４４
を介して支持されてダブルウィツシュボーン型に構成さ
れている。アッパーアーム４１およびロワーアーム４２
は、それぞれ弾性ブツシュ５１．５２を介して車体に支
持されている。この場合、上記２個のボールジヨイント
４３．４４の中心間を結ぶキングピン軸ＫＰは、第２図
＋ａ）に示すように車体内方側から見るとほぼ垂直でキ
ャスタートレールがほぼゼロになっているが、第２図（
ｂｌに示すように車体後方側から見ると下方へ向うに従
って車体外方へ拡がるような所定角度αの傾斜角を有し
ている。そしてホイールサポート４０には、キングピン
軸ＫＰの後方側において緩衝用筒状ダンパ４５の下端部
が枢着されており、また、キングピン軸ＫＰの前方側に
おいて、コイルスプリング４６のガイド軸４７の下端部
が枢着されている。

上記ダンパ４５およびスプリングガイド軸４７の軸線は
ほぼ垂直である。さらにアッパーアーム４１およびロワ
ーアーム４２にはトレーリングリンク４８．４９の後端
がそれぞれ連結されている。

トレーリングタンク４９の前端は弾性ブツシュ５３を介
して車体に支持されている。

以上の構成において、いまこのＡＷＳ車が３５ｋｍ／ｈ
以上の同位相領域の速度で走行しているとき、ステアリ
ングホイール２の操作により前端ＩＬ、ＩＲが左方へ転
舵されて車体が左方へ旋回しようとする場合を想定する
。この場合、旋回外側の右後輪１１Ｒはトーイン状態に
転舵されようとするが、この旋回初期において前端ＩＬ
、ＩＲめ転舵に伴って車体の右側が沈みこみ、ダンパ４
５に対し圧縮力が瞬時的に働くから、このときのダンパ
４５の過渡的な反力がホイールサポート４０に対し下方
に向って作用する。

本発明の第１実施例では、上述のように、キングピン軸
ＫＰが下方に向うに従って車体外方へ拡がるような所定
の傾斜角αを有しており、かつダンパ４５の下端部がキ
ングピン軸ＫＰの後方においてホイールサポート４０に
枢支されているため、上記ダンパ４５の反力はキングピ
ン軸ＫＰのまわりにトーアウトモーメントを発生し、弾
性ブツシュ５１〜５３が変形してキングピン軸ＫＰを前
方へ移動させ、トーイン状態に転舵されようとする右後
輪１１Ｒをトーアウト方向へ向けようとして一時的に中
立状態に拘束する。この拘束力は後輪操舵ロッド１２を
介して左後輪１１Ｌにも伝達されるのみでなく、トーア
ウト方向に転舵されようとする左後輪ＩＬＬに対し伸長
する方向に力を受ける左後輪１１１．側のダンパの反力
が左後輪１１Ｌをトーイン方向に向けようとするから、
あたかも前述した「デイレイ制御」を行なった場合と同
様になり、旋回初期における口頭性を向上させることが
できる。

一方、キングピン軸ＫＰの前方においてガイド軸４７の
下端部がホイールサポート４０に枢支されているコイル
スプリング４６の反力は、キングピン軸ＫＰのまわりに
常時トーインモーメントを発生し、これにより後輪１１
Ｌ、ＩＩＲがトーイン方向に付勢されるから、走行安定
性を高めている。

なお、上述した本発明の第１実施例において、キングピ
ン軸ＫＰ前方のスプリングガイド軸４７をダンパとした
ツインダンパ構成が考えられる。

その場合は、このダンパの減衰係数をキングピン軸ＫＰ
後方のダンパ４５の減衰係数よりも小さくしておけばよ
い、さらに、後方のダンパ４５にもコイルスプリングを
取付けてもよい。その場合は、このコイルスプリングの
バネ定数を前方のコイルスプリング４６のバネ定数より
も小さくしておけばよい。

次に第５図（ａｌ、（ｂ）は、本発明の第２実施例を第
２図＋ａｌ、（ｂｌに対応させて示す説明図である０本
実施例の場合は、第５図ｆａｔに示すように、第１実施
例とは反対にダンパ４５がキングピン軸ＫＰの前方側に
あり、コイルスプリング４６がキングピン軸ＫＰの後方
側にある。そして第５図（ｂｌに示すように、ダンパ４
５およびコイルスプリングガイド軸４７の軸線がキング
ピン軸ＫＰよりも傾斜しているのが特徴である。

このような本発明の第２実施例の構成においても、旋回
初期にダンパ４５の反力によって旋回外側の後輪１１Ｒ
のキングピン軸ＫＰまわりにトーアウトモーメントが発
生して回頭性を高め、またコイルスプリング４６の反力
によってキングピン軸ＫＰまわりに定常的にトーインモ
ーメントが発生して走行安定性を高めることが明らかで
ある。

以上の実施例の説明から明らかなように、本発明におい
ては、キングピン軸ＫＰとダンパ４５の軸線とを、両者
が交点を持たないように、あるいは互いに平行にならな
いように積極的にずらし、これによってダンパ４５の反
力がホイールサポート４０に作用するようにしているの
が特徴である。

ちなみに前述の特開昭５８−２１４４６３号公報に記載
された構成では、キングピン軸とダンパ軸とがストラッ
トの頂点で交点を有する。このような構成では、ダンパ
の反力がホイールサポートに影響を与えるものではなく
、またコイルスプリングの軸線もキングピン軸と交点を
有するため、コイルスプリングの反力がホイールサポー
トに影響を与えることもない。

なお、上述した実施例は、本発明をダブルウィツシュボ
ーン型後輪懸架装置に適用した場合であるが、ダンパ軸
とキングピン軸とが交点を有さす、あるいは互いに平行
でもないストラット型後輪懸架装置にも適用することが
できる。また、ダブルウィッシェボーン型懸架装置であ
っても、ダンパの下端をホイールサポートにではなくロ
ワーアームに取付けた構成のものには本発明は適用され
ない。

さらに本発明は、少なくとも通常運転域においてダンパ
の反力がキングピン軸まわりでトーアウトモーメントを
発生すればよく、通常運転域以外での異なる挙動につい
ては問題にする必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の斜視図、第２図（ａｌ、
ｆｂ）はその説明図、第３図は操舵系のシステム図、第
４図は車速と転舵比の関係を示すグラフ、第５図（８）
、（ｂｌは本発明の第２実施例の説明図である。 ２−後輪操舵ロッド ５−・−パワーシリンダ ７−人力軸　　　　　１８−制御ロッド９−センタリン
グスプリング ５−ステンビングモータ ６−車速センサ　　　２７−制御回路 ８−・転舵比センサ ０−コントロールバルブ ０−・ホイールサポート ５−・ダンパ ６−・コイルスプリング ７−コイルスプリングガイド軸 １．５２．５３・−弾性プッシュ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前輪の操舵に応じて左右後輪を前輪に対し同位相に転舵
   しうる後輪操舵装置を備えた車両の後輪懸架装置におい
   て、 旋回時にトーイン状態に転舵される旋回外側の後輪に対
   し、緩衝用ダンパの反力がキングピン軸のまわりでトー
   アウトモーメントとして作用するように、上記ダンパの
   下端部をホイールサポートに枢着したことを特徴とする
   後輪操舵車両の後輪懸架装置。