JPH02220975A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、逆位相転舵機構を備えた車両の後輪操舵装
置に関する。

［従来の技術］ 従来より、自動車等の車両の後輪操舵装置として、前輪
の転舵方向とは逆方向に後輪を転舵させるようにした、
所謂、逆位相転舵機構を備えたものは一般に良く知られ
ており、例えば、特開昭６３−９７４６８号公報では、
後輪転舵機構の入力軸にカム板を固設するとともに、こ
のカム板の外周部に後輪を転舵させる左右の従動節レバ
ーを当接させ、上記入力軸がハンドルに連動して回動す
ることによって上記カム板の外周形状に沿って従動節レ
バーが作動させられ、前輪の転舵方向とは逆方向に後輪
を転舵させるようにした、所謂、カム式の逆位相転舵機
構を備えた後輪操舵装置が開示されている。

かかる後輪操舵装置では、通常、前輪の転舵角が所定値
よりも大きい領域（舵角応答型の場合）、あるいは車両
の走行速度が所定値よりも低い領域（車速応答型の場合
）などにおいて、後輪が前輪とは逆位相で転舵されるよ
うに後輪の転舵特性が設定されており、このような後輪
操舵装置を搭載した４輪操舵車（ＪＷＳ車）では、車庫
入れ時やＵターン時など、小さい旋回半径で車両を旋回
させる際（つまり、低車速で大きくハンドルを切る際）
の車両の小回り性を大幅に向上させることができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、周知のように、車両を旋回させる場合、左旋
回時と右旋回時とでは、ハンドル操舵量が等しく従って
車両の旋回半径が同じであっても、運転者自身の旋回半
径は異なる。すなわち、右ハンドル車の場合を例にとっ
て説明すれば、第５図に示すように、運転者Ｍ°は車体
ｌ゛の前後方向の中心線よりも右側に位置しているので
、運転者Ｍ。

から車両ｌ°の左右の旋回中心に至る距ＭＲ１２’、Ｒ
ｒ′は、右旋回時の方が左旋回時よりも短くなる（Ｒｒ
’＜ＲＩ２’）。このため、ハンドル操舵量、つまり車
両１′の旋回半径Ｒｃ１２’、Ｒｃｒ’が同じ（Ｒｄ’
−Ｒｃｒ’）であっても、運転者自身の旋回半径Ｆｌ（
１’、Ｒｒ’が異なる（Ｒｒ’＜Ｒ（’）ので、運転者
Ｍ°は右旋回時の方か小回りしているように感じる。

そして、上記後輪操舵装置を搭載した車両では、その逆
位相転舵機構によって後輪５２ｆ２’、５２ｒ’を前輪
２ρ’　、　２　ｒ’とは逆方向に転舵させることがで
き、車両１′をより小さい旋回半径で旋回させることか
できるので、左旋回時と右旋回時とでの上記旋回フィー
リングの差はより大きいものとなり、運転者Ｍ°に異和
感を及ぼすという問題がある。また、この異和感は、車
両の小回り性をより向上させるために、逆位相領域での
後輪５Ｈ’。

５２ｒ′の転舵量をより太き（設定した場合には、より
一層顕著なものとなる。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、逆位
相領域において、左旋回時と右旋回時とで同様の旋回フ
ィーリングを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］ このため、この発明は、逆位相転舵機構を備えた車両の
後輪操舵装置において、同一のハンドル回転角に対する
逆位相領域での後輪転舵角が、車両が右旋回される場合
と左旋回される場合とで異なるように設定されているよ
うにしたものである。

［発明の効果］ この発明によれば、逆位相領域において、同一のハンド
ル回転角に対する後輪転舵角を車両右旋回時と左旋回時
とで異ならせることにより、車両が旋回される際の旋回
半径を右旋回時と左旋回時とで差を持たせ、運転者自身
の旋回半径を右旋回時と左旋回時とで等しくなるように
設定することができる。その結果、車両を旋回させる際
、左旋回時と右旋回時とでの旋回フィーリングの差に起
因する異和感を解消することができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を、添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本実施例に係る自動車の操舵機構の全体構成
を概略的に表す平面図であるか、この図に示すように、
上記自動車１では、フロントサスペンノヨンアーム３Ｑ
、３ｒにより車体に懸架された左右の前輪２Ｌ２ｒを操
舵する前輪操舵装置ＩＯは、車体に対して回動自在に支
持されたステアリングシャフト１２と、該ステアリング
シャフト１２の後端に固定されて回動操作されるステア
リングホイール１１と、車幅方向に往復移動可能に延設
され、タイロッド５（，５ｒ及びナックルアーム４Ｑ、
４ｒを介して左右の前輪２Ｌ２ｒに連結された前輪転舵
ロッドＩ５とを備え、該前輪転舵ロッド１５には、上記
ステアリングシャフトＩ２の前端に固設されたピニオン
１３と噛合するラック１６（主ラック）が設けら°れて
いる。

そして、ステアリングホイール１１を操舵（回動操作）
すると、ステアリングシャフト１２を介して上記ピニオ
ン１３が回動され、このピニオン１３の回動によって上
記ラック１６を介して前輪転舵ロッド！５が車幅方向に
移動させられ、この移動によってタイロッド５　Ｑ、　
５　ｒ及びナックルアーム４Ｑ、４ｒを介して左右の前
輪２１２，２ｒが転舵させられるようになっている。

尚、上記自動車１は、ステアリングホイールｌｌが車両
前後方向の中心線よりも右側に設置された右ハンドル車
である。

また、上記前輪転舵ロッド１５には、上記主ラック１６
と平行に配置され、且つ、主ラック１６とは上下逆向き
に歯が形成された副ラック１８ｈ＜−体に設けられ、該
副ラック１８には、車体フロア７の下面に沿って前後方
向に延設された中間軸２０の前端に連結された連結ロッ
ド２２に固設されたピニオン２１が噛合してい°る。そ
して、ステアリングホイール！■の操舵により前輪転舵
ロッド１５が車幅方向に移動させられると、上記副ラッ
ク１８も同方向に移動させられ、上記ピニオン２１及び
連結ロッド２２を介して、上記中間軸２０かステアリン
グホイール１１の回動方向とは逆方向に回動させられる
ようになっている。

尚、具体的には図示しなかったが、上記ステアリングホ
イールｉｔの操舵力は、例えば油圧式パワーステアリン
グ機構によってパワーアシストされるようになっている
。

上記中間軸２０の後端は、リヤサスペンションアーム５
３１２，５３ｒにより車体に懸架された左右の後輪５２
Ｌ５２ｒを操舵する後輪操舵装置３０に連結されており
、後で詳しく説明するように、この後輪操舵装置３０に
より上記中間軸２０の回動動作が後輪タイロッド５５ｇ
、５５ｒの車幅方向の移動動作に変換され、該タイロッ
ド５５１２，５５ｒに連結されたナックルアーム５１，
５４ｒを介して左右の後輪５２１２，５２ｒか転舵され
るようになっている。

以下、上記後輪操舵装置３０について説明する。

第２図及び第３図に示すように、本実施例に係る後輪操
舵装置３０は、車幅方向に延設されて該装置３０の構成
部品を収納するハウジング３１と、上記中間軸２０（第
１図参照）の回動動作を後輪操舵装置３０に伝える入力
軸２５の後端に固着された駆動歯車３２と、上記入力軸
２５の回転軸線と上下平行に配置され、前後両端が上記
ハウジング３１に回転自在に支承された従動軸３３と、
該従動軸３３の面端に同軸に固着されて上記駆動歯車３
２と噛合する従動歯車３４と、上記従動軸３３の中間に
固定された板状のカム部材３５と、両端がそれぞれハウ
ジング３１から左右外方に突出するように車幅方向に延
設された後輪転舵ロッド３６（出力軸）とを備えており
、上記出力軸３６の両端が左右のタイロッド５５（７，
５５ｒにそれぞれ接続されるようになっている。

上記出力軸３６は、タイロッド５５Ｑ、５５ｒにそれぞ
れ接続される左右両側部分３６Ｉ２，３６ｒと、これら
画部分の内方端どうしを一体に連結する板状の中央部３
６ｃとで構成され、上記カム部材３５は、出力軸３６の
左側部分３６Ｉ２と右側部分３６ｒとの間（つまり中央
部３６ｃの前側方）に形成された空間部内に収納されて
おり、上記出力軸３６の左右両側部分３６（！、３６ｒ
の内方端には、上記カム部材３５の外周面（カム面４０
）に転接する左右一対の転接ローラ３７１２．３７ｒが
回転自在に取り付けられている。

上記カム部材３５は略ハート形に形成され、その外周の
カム面４０は、従動軸３３の軸芯３３ｃを中心とした所
定半径Ｒの円周面の一部で構成された左右の第１のカム
面部分４１Ｑ、４１ｒ（第１カム面）と、該第１カム而
４１ｆｆ、４１ｒの一端を始点として該始点から遠ざか
るにつれて上記従動軸３３の軸芯３３ｃからの距離が増
すように（つまりカム部材３５の外形形状が隆起するよ
うに）それぞれ設定された左右の第２のカム面部分４２
Ｑ、４２ｒ（第２カム面）と、上記第１カム面４１１２
，４１ｒの他端を始点として該始点から遠ざかるにつれ
て、従動軸３３の軸芯３３ｃからの距離が、それぞれ対
向する第２カム而４２ｒ、４２１２において増加した分
だけ減少するように（つまりカム部材３５の外形形状が
沈降するように）それぞれ設定された左右の第３のカム
面部分４３（！、４３ｒ（第３カム面）とで構成されて
おり、上記従動軸３３の軸芯３３Ｃを通る直径の長さ（
すなわち、カム面４０と上記転接ローラ３７１２，３７
ｒとの接点Ｐ、Ｑ間の距離）は、カム部材３５の回転状
聾に関係なく常に一定（２Ｒ）となるように設定さ熟、
ている。

上記第１カム而４１Ｌ４１．ｒは、ステアリングホイー
ルＩＩが中立位置（すなわち、車両を直進走行させる位
置）から左右にそれぞれ所定角度（例えば２００度）だ
け回動操作される範囲に対応した角度分だけ設けられて
おり、上記ステアリングホイール２が中立位置にあると
きには、左右の転接ローラ３７Ｑ、３７ｒが上記第１カ
ム面４１１２４’　Ｉ　ｒの中央部に転接するように設
定されている。

また、上記出力軸３６の中央部３６ｃには、上記カム部
材３５が固設された従動軸３３を挿通させて車幅方向に
延びる長穴３Ｂが設けられており、上記従動Ｍ３３の回
動に伴うカム部材３５の回動によってカム面４０上にお
ける転接ローラ３７ｇ。

３７ｒの転接位置Ｐ、Ｑが変化した場合には、上記中央
部３６ｃが、従動軸３３にガイドされて長大３８の周縁
沿って移動するように規制されることにより、出力軸３
６全体が車幅方向に移動するようになっている。

以上のように構成された前輪操舵装置１０及び後輪操舵
装置３０の作動について、以下説明する。

ステアリングホイール１１が、第１図において実線の矢
印で示すように、例えば時計廻り（右廻り）方向に操舵
された場合、まず、前輪転舵ロット１５がピニオンＩ３
及び主ラック１６を介して左方に移動させられ、この移
動により、タイロッド５ｇ、５ｒ及びナックルアーム４
Ｑ、４ｒを介して、左右の前輪２Ｑ、２ｒは、ナックル
アーム４Ｑ、４ｒの回動支点を中心として右廻り方向に
回動される（つまり車両１を右旋回させる方向に転舵さ
れる）。

一方、中間軸２０は副ラック１８及びピニオン２１を介
して左廻り方向に回動させられ、これに伴って後輪操舵
装置３０に対する入力軸２５も同方向に回動させられる
。このため、駆動歯車３２及び従動歯車３４を介して従
動軸３３及びカム部材３５は右廻り方向に回動させられ
（第３図の実線矢印参照）、カム面４０上における転接
ローラ３７１２．３７ｒの転接位置Ｐ、Ｑが変化する。

すなわち、左側の転接ローラ３７Ｑは左側の第３カム面
４３Ｑに向かって転接位置Ｐが変化し、右側の転接ロー
ラ３７ｒは右側の第２カム而４２ｒに向かって転接位１
ｉＱが変化する。しかし、ステアリングホイール１１の
操舵角が中立位置から所定値（２００度）以内である場
合には、上記左右の転接ローラ３７Ｌ３７ｒは依然とし
て第１カム而４１１２゜４１ｒと接触状態にあり、従動
軸３３の軸芯３３ｃから転接点Ｐ、Ｑに至る距Ｍ（Ｒ）
が左右で等しくなるように維持されているので、出力軸
３６が車幅方向に移動させられることはなく、後輪５２
ｇ。

５２ｒの転舵量は零である。

そして、ステアリングホイール１１が上記所定値を越え
て更に右廻り方向に操舵されると、上記カム部材３５が
更に回動させられることにより、左側の転接ローラ３７
ｉ２は、左側の第３カム面４３ｇに転接しながらそのカ
ム面形状に沿って右方に移動させられ、右側の転接ロー
ラ３７ｒは、右側の第２カム面４２ｒに転接しながらそ
のカム面形状に沿って左側転接ローラ３７１２と同量だ
け右方に移動させられる（第３図の実線矢印参照）。つ
まり、カム而４０と上記左右の転接ローラ３７Ｑ。

３７ｒとの接点間距離が一定（２Ｒ）に維持された状態
で、出力軸３６全体が右方に移動させられる。

その結果、左右の後輪５２１２，５２ｒは、タイロッド
５５１２，５５ｒ及びナックルアーム５４（，５４ｒを
介して、前輪２ｆｆ、２ｒとは逆に左廻り方向に転舵さ
れる。

以上のように、ステアリングホイール１！の操舵量が所
定値（２００度）よりも小さい場合には後輪５Ｈ！、５
２ｒは転舵されることはないが、ステアリングホイール
ＩＩの操舵量が上記所定値よりも大きい場合には、後輪
５２ｅ、５２ｒＩＪ＜前輪２ｆ２゜２ｒとは逆位相で転
舵されるようになっている。

尚、以上の説明は、車両ｌを右旋回させる場合に対する
ものであったが、左旋回させる場合についても、上記前
輪操舵装置！０及び後輪操舵装置３０は、各構成部品の
作動が左右逆向きになるだけで同様の作動を行うので、
これ以上の説明は省略する。

ところで、本実施例では、車両ｌを旋回させる際、左旋
回時と右旋回時とで運転者が受ける旋回フィーリングが
異なることにより、運転者に異和感を及ぼすことを防止
するために、ステアリングホイール２の操舵量か所定値
（２００度）よりも大きい領域、つまり逆位相転舵領域
において、同一のステアリングホイール！ｌの操舵角に
対する後輪５２１２，５２ｒの転舵角が、右旋回時には
左旋回時よりも小さくなるように設定されている。

すなわち、上記カム部材３５の外形形状は、従動軸３３
の軸芯３３ｃを通る鉛直方向の中心線に関して左右対称
形（第３図の仮想線参照）ではなく、第３図において実
線で示すように、右側の第２カム面４２ｒは左側の第２
カム而４２Ｃよりも隆起量が少なく、この隆起量が少な
い分だけ、左側の第３カム面４３＆は右側の第３カム面
４３ｒよりも沈降量が少なくなるように設定されており
、従動軸３３をはさんで対向する上記右側第２カム而４
２ｒと左側第３カム面４３Ｑについて、従動軸３３の軸
芯３３ｃを通る直径の長さは２Ｒを維持するように設定
されている。

従って、逆位相転舵領域において、ステアリングホイー
ル１１が右廻り方向に転舵された際（車両右旋回時）に
は、左廻り方向に転舵された場合（車両左旋回時）に比
べて出力軸３６（後輪転舵ロッド）の移動量か少なく、
後輪５２Ｌ５２ｒの転舵ｍが少なくなる。その結果、第
４図に示すように、車両ｌが右旋回される際の車両旋回
半径Ｒｃｒを左旋回時よりも太きく　（Ｒｃｒ＞Ｒｃ１
２）、運転者Ｍ自身の旋回半径ＲＱ、Ｒｒを右旋回時と
左旋回時とで等しく（Ｒｆ２−ｒｔｒ）なるように設定
することができ、左旋回時と右旋回時とでの旋回フィー
リングの差に起因する異和感を解消することができるの
である。

尚、上記実施例（以下、第１実施例という）は、カム式
の逆位相転舵機槽を備えた後輪操舵装置３０についての
らのであったか、本発明は、他の方式、例えばサーボモ
ータの駆動制御によって後輪を逆位相で転舵させるよう
にした、所謂、モータ式のＪ位相転舵機構を備えた後輪
操舵装置の場合にら適用することができる。

以下、本発明の第２実施例について説明する。

尚、以下の説明において第１実施例と同じらのには同一
の符号を付し、それ以上の説明は省略する。

第６図は、本実施例に係る自動車５１の操舵機構の全体
構成を概略的に表す平面図であるが、この図に示すよう
に、本実施例に係る後輪操舵装置６０では、左右の後輪
５２Ｌ５２ｒを転舵させる後輪転舵ロッド６１に、サー
ボモータ６２の出力軸６２ａに接続された減速装置６５
が連結されており、上記サーボモータ６２の回転駆動に
よって減速装置６５を介して、後輪転舵ロッド６■が車
幅方向に移動させられ、後輪５２ｊ、５２ｒが転舵させ
られるようになっている。尚、上記自動車５Ｉは、第１
実施例の場合と同じく右ハンドル車である。

上記サーボモータ６２の出力軸６２ａには電磁ブレーキ
６３が設けられ、そのブレーキ動作時には、モータ出力
軸６２ａ及び後輪転舵ロッド６１をロックして後輪５２
１２．５２ｒの転舵状態を維持するようになっている。

また、上記モータ出力軸６２ａと減速装置６５との間に
は電磁クラッチ６４が介設される一方、上記後輪転舵ロ
ット６１には、該転舵ロッド６１を中立位置に復帰させ
る位置復帰装置６６が配設されており、後輪転舵に異常
が生じた場合には、上記電磁クラッチ６４の解放動作に
よってサーボモータ６２と後輪転舵ロッド６１との連繋
が解除されるとともに、上記位置復帰装置６６によって
後輪転舵ロッド６１が中立位置に復帰させられ、後輪５
２Ｌ５２ｒを転舵用言の中立位置に復帰させるようにな
っている。

上記自動車５１には、例えばマイクロコンピュータを主
要部として構成され、基本的に上記サーボモータ６２、
電磁ブレーキ６３及び電磁クラブチロ４を介して後輪５
］！、５２ｒの転舵角を制御するコントローラ７０が設
けられており、該コントローラ７０には、ステアリング
ホイール１２の操舵角を検出するステアリング舵角セン
サ７１、前輪転舵ロッド１５の移動量によって前輪２Ｑ
、２ｒの転舵角を検出する萌輪舵角センザ７２．２ｇの
車速センサ７３，７４、サーボモータ６２の回転角を検
出ずろ回転角センサ７５、後輪転舵ロッド６１の移動量
によって後輪５２（，５２ｒの転舵角を検出する後輪舵
角センサ７６などの各種センサからの出力信号か入力さ
れるようになっている。

尚、上記コントローラ７０には、手動変速機のニュート
ラル位置及びクラッチペダルの踏込み時を検出するニュ
ートラルクラッチスイッチ８１゜自動変速機のニュート
ラル位置又はパーキング位置を検出するインヒビタスイ
ッチ８２、ブレーキペダルの踏込□み時を検出するブレ
ーキスイッチ８３、及びエンジンの運転時を検出するエ
ンジンスイッチ８４などの各種スイッチが電気的に接続
されており、車両５１の運転状態に関する基本的なデー
タが信号人力されるようになっている。

また、上記コントローラ７０には、前輪転舵角に対する
後輪転舵角の比（転舵比）、及び、各車速におけるステ
アリングホイール１１の操舵量（ハンドル回転角θｈ）
に対する後輪転舵角θｒについて、例えば第７図及び第
８図に示すような所定の転舵特性か予め記憶されており
、前輪２１２，２ｒが転舵された際、後輪５２１２，５
２ｒはこれらの転舵特性に従って転舵されるようになっ
ている。すなわち、本実施例の場合、後輪５２Ｌ５２ｒ
の転舵特性は所定の車速（４０ｋｍ／ｈ）を境にして変
化し、この車速よりも高速側では、後輪５２Ｌ５２ｒは
前輪Ｈ，２ｒと同位相に転舵される一方、上記車速より
も低速側では逆位相に転舵されるように設定されている
。また、転舵比は、同位相側では高速になるほど大きく
なり高速安定性の向上を図る一方、逆位相側では低速に
なるほど大きくなり小回り性の向上を図ることができる
ようになっている。

更に、本実施例では、逆位相領域のうち車速か特に低い
領域、例えば時速２０ｋａ＋／ｈ以下の領域において、
車両が左旋回されるときよりも右旋回されるときの方が
後輪転舵角θｒが小さくなるように転舵特性が設定され
ている（第８図参照）。従って、車両５！の右旋回時の
旋回半径を左旋回時よりも大きくして、運転者自身の旋
回半径を、右旋回時と左旋回時とで等しくなるように設
定することができ、第１実施例の場合と同様の効果を奏
することができるのである。

尚、本実施例において、後輪転舵角θｒが左右旋回時で
異なる車速範囲を２０１ｖ／ｈ以下としたのは、通常、
車両を特に小回りさせる場合には上記範囲まで車速を落
として旋回が行なわれ、この範囲を越える車速で走行す
る場合に、車両の旋回半径が左右旋回時で異なることに
起因する不具合の発生を防止するためである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る自動車の操舵機構の全体構成
を概略的に示す平面説明図、第２図は第１実施例に係る
後輪操舵装置の横断面説明図、第３図は第２図のＡ−Ａ
方向の断面説明図、第４図は第１実施例に係る自動車の
旋回特性を示す平面説明図、第５図は従来例に係る自動
車の旋回特性を示す平面説明図、第６図は第２実施例に
係る自動車の操舵機構の全体構成を概略的に示す平面説
明図、第７図は第２実施例に係る後輪操舵装置の車速に
対する後輪転舵比特性を示すグラフ、第８図は第２実施
例に係る後輪操舵装置の左旋回時及び右旋回時の後輪転
舵特性をそれぞれ示すグラフである。 １．５１・・・自動車、２Ｌ２ｒ・・・前輪、ｌＯ・・
前輪操舵装置、１１・・ステアリングホイール、１５・
・・面輪転舵ロヅド、３０．６０・・・後輪操舵装置、
３６．６１・・・後輪転舵ロッド、５２Ｌ５２ｒ・・・
後輪、ｅｈ・・・ハンドル回転角、θｒ・・・後輪転舵
角。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆位相転舵機構を備えた車両の後輪操舵装置にお
   いて、 同一のハンドル回転角に対する逆位相領域での後輪転舵
   角が、車両が右旋回される場合と左旋回される場合とで
   異なるように設定されていることを特徴とする車両の後
   輪操舵装置。