JPH0248275A - ４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、４輪操舵装置に関し、詳しくは後輪転舵応答
性の向上を図った４輪操舵装置に関する。

（従来の技術） 近時、車両の運動性能の向上を意図して後輪にも舵角を
与えるいわゆる４輪操舵が実用化されている。

この種の装置では、例えば特開昭６０−４４６７号公報
に記載のものがある。

この装置では後輪を転舵するために左右の後輪用ナック
ルアームを直接若しくは間接的に連結したコネクティン
グロッドにシリンダを嵌装するとともに、コネクティン
グロッドの外周にピストンを固着してシリンダ内を２室
に区画しシリンダとコネクティングロッドとの間に、当
該コネクティングロッドを中立位置に保持するために左
右の室にピストンを中立位置に保持するためのスプリン
グ部材を張設して、後輪転舵用アクチュエータを構成し
、アクチュエータ内の左右の室と、前輪転舶用パワーシ
リンダ内の左右の室とを配管によって左右逆に接続して
いる。そして、パワーシリンダのパワーアシスト圧を利
用して以下の後輪操舵特性を得ている。すなわち、車速
か所定速度以下では前輪の接地抵抗が高いことから高い
パワーアシスト圧の作動油をシリンダに供給しセンタリ
ングスプリングの付勢力に抗してコネクティングロッド
が中立位置から移動して後輪を前輪と逆位相に転舵する
ことにより車両のとりまわし性を良好にし、所定速度を
越える高速走行時には、センタリングスプリングの付勢
力によってコネクティングロッドを中立位置に保持して
後輪を転舵させずに前輪と逆位相に転舵させることなく
後輪を確実に中立位置に保持するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のこの種の車両の操舵装置にあって
は、前輪用パワーシリンダからの所定パワーアシスト圧
の作動油を配管によって後輪転舵用アクチュエータに供
給するとともに、後輪転舵用アクチュエータの左右の室
にそれぞれセンタリングスプリングを張設するという構
成であったため、後輪転舵特性を前輪用パワーシリンダ
からのパワーアシスト圧特性とセンタリングスプリング
の特性とに依存せざるを得す、第５図に示すように後輪
の切り増し時には転舵応答性が悪く、後輪を切り戻すと
きには急激な転舵特性となり後輪を転舵する際の応答性
が悪化してしまった。すなわち、従来例にあっては第６
図に示すように後輪を切り増すときの後輪転舵特性が、
後輪の転舵およびコネクティングロッドが中立位置から
所定ストローク量変位を開始してから初期段階（約８０
％）の転舵およびストローク量変位するまでに要する時
間は短いがフル転舵およびフルストロークするまでに要
する時間が長くなり、全体的に切り増し時の転舵応答性
が悪化してしまうという問題点があった。

このように、後輪の転舵角およびコネクティングロッド
のストローク量が初期段階（８０％）以後でその切れが
鈍ってしまう理由としてはセンタリングスプリングの特
性による。−船釣にコイルスプリングはばね定数が一定
であり、コイルスプリングに作用する力Ｆに比例したた
わみＸが生ずる。

ところが、そのたわみ量Ｘが大きくなるとばね定数は一
定ではなく大きくなるという現象（いわゆるばねの非線
形性）が生じる。（第７図参照）そして、初期段階以降
の後輪切り増し時にはセンタリングスプリングの非線形
領域に入ってしまい後輪の舵角が鈍ってしまう。このた
め、線形領域を十分に広げたセンタリングスプリングを
用いることも考えられるが、そのようなセンタリングス
プリングは自然長そのものが長いため、後輪転舵用アク
チュエータに取り付けると後輪転舵用アクチエエータが
大型化してしまうために車載するのには困難であり、実
用的でなかった。

また、後輪を切り戻すときの後輪転舵特性は前輪用パワ
ーシリンダからの作動油のパワーアシスト圧が零になる
に伴い後輪転舵用アクチュエータに供給される作動油の
パワーアシスト圧も小さくなる。このため、後輪転舵用
アクチュエータ内のピストンに作用する力はコネクティ
ングロッドを中立位置に復帰させようとするセンタリン
グスプリングの付勢力だけとなり、第５図にａで示すよ
うに後輪が急激に中立位置に復帰してしまうことになり
ハンチング（乱調）を生じて運転者が違和感を怒じてし
まうという問題点があった。

（発明の目的） そこで本発明は、後輪切り増し時にストローク量検出セ
ンサ若しくは転舵角検出センサからの信号が所定値を越
えるときパルプ開度を大開度とするとともに、後輪切り
戻し時にストローク量検出センサ若しくは転舵角検出セ
ンサからの信号が所定範囲内のときにパルプ開度が大開
度となるようにすることにより、後輪の切り増し時に転
舵応答性を向上させるとともに後輪の切り戻し時の違和
感を解消することを目的としている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明による４輪操舵装置は上記目的達成のため、前輪
操舵糸に設けられシリンダ内をピストンによって右室と
左室の２室に区画されたパワーシリンダと、後輪操舵糸
に設けられ車幅方向に延在するコネクティングロッドの
外周部に固着されたピストンによってシリンダ内を右室
と左室の２室に区画されるとともに、コネクティングロ
ッドを中立位置に保持するように各室内に張設されたば
ね部材を有する後輪操舵用アクチュエータと、前輪用パ
ワーシリンダの右室と後輪転舵アクチュエータの左室と
を接続する第１油路と、前輪用パワーシリンダの左室と
後輪転舵用アクチュエータの右室とを接続する第２油路
と、を備えた４輪操舵装置において、前記第１および第
２油路に該第１および第２油路の流路面積が拡開または
縮径するような大開度または小開度のパルプ開度を有し
て、該２つの開度を所定の制御信号に従って切換える可
変絞り弁を設けるとともに、コネクティングロッドの中
立位置からのストローク量を検出するストローク量検出
センサ若しくは後輪の転舵角を検出する転舵角検出セン
サを設け、該ストローク量検出センサ若しくは転舵角検
出センサの検出情報に基づいて後輪が切り増し状態にあ
るのか切り戻し状態にあるのかを判別し、後輪切り増し
時にストローク量検出センサ若しくは転舵角検出センサ
からの信号が所定値を超えると絞り弁開度を大開度とし
、また、後輪切り戻し時にストローク量検出センサ若し
くは転舵角検出センサからの信号が所定範囲内に入ると
絞り開度を大開度とする制御信号を生成して前記可変絞
り弁に出力する制御手段を設けたことを特徴としている
。

（作用） 本発明では、後輪切り増し時にストローク量検出センサ
若しくは転舵角検出センサからの信号が所定値を越える
とパルプ開度が大開度に制御され、また、後輪取り戻し
時にストローク量検出センサ若しくは転舵角検出センサ
からの信号が所定範囲内に入るとパルプ開度が大開度に
制御される。したがって、後輪の切り増し時に後輪がフ
ル転舵する時間が短くなり作動応答性が向上し、また、
後輪の切り戻し時、後輪の戻り初期に後輪が象、激に転
舵されることが防止されるとともに、中立位置に復帰す
る直前に発生するハンチングが防止され、違和感が解消
される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明に係る４輪操舵制御装置の一実施例
を示す図である。

まず、構成を説明する。第１図において、１は前輪であ
り、前輪１は前輪用ナックルアーム２、タイロッド３を
介してコネクティングロッド４に連結されている。この
コネクティングロッド４の中間部にはパワーシリンダ５
が嵌装されており、パワーシリンダ５内には、コネクテ
ィングロッド４に固着されパワーシリンダ５内を右室６
と左室７の２室に区画するピストン８が設けられている
。

マタ、パワーシリンダ５にはコントロールバルブ９が取
り付けられており、コントロールバルブ９は操舵ハンド
ル１０を操舵することにより内部に設けられこの操舵ハ
ンドル１０と連動するスプール（図示路）が移動する。

そして、コントロールバルブ９は操舵ハンドル１０の操
舵に伴うスプールの移動により操舵トルクが零の時はコ
ントロールバルブ９の上流側に設けられたタンク１１か
ら油圧ポンプ１２、油路１３を介して供給される作動油
を油路１４を介してタンク１１に戻し、操舵トルクが入
力されたときにはパワーシリンダ５の右室６および左室
７のいずれか一方にその操舵トルクの大きさに応じた作
動油を供給する。

一方、１５は後輪であり、後輪１５はナックルアーム１
６およびタイロッド１７を介して車幅方向に延在するよ
うに設けられたコネクティングロッド１８に連結されて
いる。このコネクティングロッド１８の中間部にはシリ
ンダ１９が嵌装されており、シリンダ１９内にはコネク
ティングロッド１８に固着されシリンダ１９内を右室２
０と左室２１とに区画するピストン２２が設けられてい
る。右室２０および左室２１にはばね部材２３．２４が
それぞれ張設されており、ばね部材２３およびばね部材
２４は同じばね力によってピストン２２を中立位置に付
勢し、コネクティングロッド１８を中立位置に保持して
いる。なお、コネクティングロッド１８、シリンダ１９
、ピストン２２、ばね部材２３およびばね部材２４は後
輪転舵用アクチュエータ２５を構成する。

前輪側のパワーシリンダ５の右室６と後輪側のシリンダ
１９の左室２１とは第１油路２６によって連通されてお
り、また、左室７と右室２０とは第２油路２７によって
連通されている。そして、車両低速走行時、前輪１の接
地抵抗が大きくなることから、例えば前輪ｌが右回転方
向（矢印イで示す）に転舵される場合、パワーシリンダ
５の左室７から第２油路２７を介して右室２０に供給さ
れる作動油が所定圧力以上のときにピストン２２はばね
部材２４のばね力に抗して図中右動し、後輪１５を前輪
１の転舵方向と逆位相である左回転方向（矢印口で示す
）に転舵させる。第１油路２６および第２油路２７の途
中は切換弁２８が設けられており、切換弁２８はコント
ロールユニット２９から出力される信号により切換弁２
８を連通位置Ｉまたは遮断位置Ｈに切換える。

そして、コントロールユニット２９から信号Ｓａが入力
されると連通位置Ｉから遮断位置■に切換えられパワー
シリンダ５から後輪転舵用アクチュエータ２５に作動油
が供給されることを停止する。また、第１油路２６およ
び第２油路２７にはそれぞれ可変絞り弁３０．３１が設
けられており、可変絞り弁３０．３１はコントロールユ
ニット２９からの信号ｓｂに基づいて第１油路２６．２
７の油路面積が大きくなるかまたは小さ（なるような大
開度または小開度の絞り開度に切換えられる。また、シ
リンダ１９の近傍にはストローク量検出センサ３２が設
けられており、ストローク検出量センサ３２はコネクテ
ィングロッド１８の中立位置からの移動距離をストロー
ク量信号Ｓとしてコントロールユニット２９に出力する
。

コントロールユニット２９はコンピュータ等ヲ含んで構
成され、内部に格納された後述する所定の４輪操舵制御
プログラムを実行し、入力されたストローク量信号Ｓお
よび図示しない車速センサからの車速信号Ｖに基づいて
後輪が切り増し状態にあるか、あるいは切り戻し状態に
あるのかを判別し、後輪切り増し時にストローク検出量
センサ３２からの信号が所定値を越えると可変絞り弁３
０．３１の絞り開度を大開度とし、また、後輪切り戻し
時にストローク検出量センサ３２からの信号が所定範囲
内に入ると可変絞り弁３０．３１の絞り開度を大開度と
する制御信号Ｓ２を生成する制御手段を構成する。

なお、ストローク検出量センサ３２はから出力されるス
トローク量信号Ｓは、例えば、中立位置を０■として後
輪１５を一方向に転舵すると出力電圧を正掻性側に増加
させ、後輪１５を他方向に転舵すると出力電圧を負極性
側に増加させるようにしてもよい。

次に、作用を説明する。

第２図はコントロールユニット２９で実行されるプログ
ラムのフローチャートである。なお、本プログラムは例
えばタイマー割込み等によって所定時間毎に一度実行さ
れる。

まず、ステップＰ、で車速■を読み込み、次いでステッ
プＰ２で車速■が所定値■。より大きいか否かを判別し
車速■が所定値■。より小さいときにはステップＰ、に
進みステップＰ３でコネクティングロッド１８のストロ
ーク量信号Ｓを読み込む。

なお、Ｐ２で車速Ｖが指定値Ｖ。よりも大きいと判断さ
れたときには切換弁２８に遮断位置■に切換えるための
信号を出力して、今回の処理を終了する。すなわち、切
換弁２８を連通位置Ｉから遮断位置■に切換えてパワー
シリンダ５とシリンダ１９との連通を遮断して後輪１５
を操舵しない。このため、車両の高速走行中に操舵ハン
ドル１０を急激に操舵することにより、前輪１の接地抵
抗が急激に大きくなることから後輪１５が操舵され車両
がスピンしたりして思わぬ事故を招来してしまう等の不
具合が防止される。

Ｐ、でストローク量信号Ｓを読み込んだ後、Ｐ４に進み
Ｐ４でコネクティングロッド１８が°“行きパであるか
“戻り”であるか、すなわち、コネクティングロッド１
８が中立位置から所定ストローク量移動する切り増し状
態であるのか、該切り増し状態から中立位置に復帰する
切り戻し状態であるのかを、例えばストローク検出量セ
ンサ３２がらのストローク量信号Ｓの絶対値が増加する
電圧信号であれば切り増し状態と判断し、ストローク検
出量センサ３２からのストローク量信号Ｓの絶対値が減
少中である電圧信号であれば切り戻し状態として判断す
る。そして、Ｐ、でコネクティングロッド１８が“行き
”と判断されたときにはＰ、に進みストローク量信号Ｓ
を所定値Ｓ０と比較する。

そして、ストローク量信号Ｓが所定値Ｓ０より大きいと
きにはＰｈに進み可変絞り弁３１．３２に絞り開度が大
開度となるような信号を出力する。一方、Ｐ、でストロ
ーク量信号Ｓが出力信号Ｓｏより小さいきいにはＰ、に
進み、Ｐ７で可変絞り弁３１．３２に絞り開度が小開度
となるような信号を出力する。このとき、所定値Ｓｏは
例えば後輪１５がフル転舵されるのに対し、約８０％転
舵される位置に設定されている。すなわち、切り増し時
には第３図ａに示すように第１油路２６．２７該油路面
積を大きくしたものにあってはフル転舵するまでの時間
は短いが、中立位置から８０％転舵する時間がさらに短
くてトータルで操安性が悪く、また、第３図（ｂ）に示
すように油路面積を小さくしたものにあってはフル転舵
するまでに要する時間が長くなり、応答特性の悪化が生
じてしまう。本実施例では、８０％転舵時までは第１油
路２６．２７の該油路面積を小さくし、８０％転舵以上
のときに第１油路２６．２７の流路面積を大きくするよ
うにしているので、第３図（ｂ）のＸに示すよう略フラ
ットな応答性にして低速走行時の後輪転舵応答性を向上
させることができる。

一方、Ｐ４で°゛戻り”であると判断された場合にはＰ
８でストローク量信号Ｓを所定値ｓ１と比較する。そし
て、Ｐ、でストローク量信号Ｓが所定価ＳＩより大きい
と判断されたときにはＰ７に進み可変絞り弁３１．３２
に絞り開度を小さくするための信号を出力する。ここで
、ｓｌは後輪１５のフル転舵時（１００％転舵）に対し
、約８０％に設定さている。このため、第４図のａに示
すように後輪１５がフル転舵から約８０％付近に転舵さ
れる領域で切換弁２８．２９の油路面積を小さくして、
切り戻し初期のばね部材２３．２４のばねカにょる急激
な舵角変化を防止することができる。一方、Ｐ、でスト
ローク量信号Ｓが所定値Ｓ、より小さいと判断されたと
きにはＰ、に進み、ストローク量信号を所定値Ｓ！と比
較する。そして、Ｐ９でストローク量信号Ｓｔよりも小
さいと判断された場合にはＰ７に進み可変絞り弁３１．
３２に絞り開度を小さくするための信号を出力する。こ
こで、ｓ２は後輪１５のフル転舵時に対して約２０％の
位置に設定されている。すなわち、コネクティングロッ
ド１８が中立位置近傍（第４図Ｃに示す）で切換弁２８
．２９の油路面積を小さくすることにより転舵応答性を
緩やかにして後輪１５をハンチング（乱調）することな
く中立位置に復帰させることができる。

Ｐ、でストローク量信号Ｓが所定値Ｓ２より大きいと判
断されたときにはＰ、に進み可変絞り弁３１．３２に絞
り開度を大きくする信号を出力する。

すなわち、コネクティングロッド１８のストローク位置
が後輪１５の戻り初期でもなく、中立位置近傍でもない
中間領域（請求の範囲でいう所定範囲）では第４図すに
示すような速い応答性にしている。

したがって、本実施例では後輪１５の切り戻し時、後輪
１５の戻り初期および中立位置近傍においては切換弁２
８．２９の油路面積を小さくして応答性を緩やかにして
後輪１５の戻り初期の象、激な舵角変化の防止を図るこ
とともにハンチング（乱調）することなしに中立位置に
復帰させることができる。また、後輪１５の切り戻し時
における中間領域では切換弁２８．２９の油路面積を大
きくして応答性を向上させることができる。この結果、
第４図のｄに示す従来の急激な後輪の応答特性に比べて
、全体的に緩やかなものとなり、後輪１５の切り戻しの
違和感が解消される。また、後輪１５の切り増し時、フ
ル転舵するのに際して略フラットな応答特性を得ること
ができ、応答特性を向上させることができる。

なお、本実施例では後輪１５の転舵を検出するためにス
トローク検出量センサ３２を用いているが、これに限ら
ず、後輪１５の操舵角とコネクティングロッド１８のス
トローク量とは後輪１５の転舵角を検出する対象として
は路間−のものであることから、後輪１５の近傍に後輪
１５の操舵角を検出するための転舵角検出センサ等を用
いてもよい。

（効果） 本発明によれば、後輪切り増し時、ストローク量検出セ
ンサ若しくは転舵角検出センサからの信号が所定値を越
えるときパルプ開度を大開度とするとともに、後輪切り
戻し時、ストローク量検出センサ若しくは転舵角検出セ
ンサからの信号が所定範囲内のときにパルプ開度が大開
度となるようにしているので、後輪の切り増し時の転舵
応答性を向上させることができるとともに、切り戻し時
の違和感を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明に係る４輪操舵装置の一実施例を示
す図であり、第１図はその全体構成図、第２図はそのコ
ントロールユニットで実行されるプログラムのフローチ
ャート、第３図（ａ）は油路面積を大きくしたときの後
輪の切り増し時の転舵応答性を示す特性図、第３図（ｂ
）は流路面積を小さくしたときの後輪の切り増し時の転
舵応答性を示す特性図、第４図は後輪の切り戻し時の転
舵応答性を示す特性図、第５図〜７図は従来の４輪操舵
装置を示す図であり、第５図は後輪の転舵応答性を示す
特性図、第６図はその４輪操舵装置の後輪切り増し時の
転舵応答性を示す特性図、第７図はばね荷重とたわみ量
との関係を示した特・性図である。 ５・・・・・・パワーシリンダ、 ６．２０・・・・・・右室、 ７．２１・・・・・・左室、 ８・・・・・・ピストン、 １８・・・・・・コネクティングロッド、１９・・・・
・・シリンダ、 ２２・・・・・・ピストン、 ２３．２４・・・・・・ばね部材、 ２５・・・・・・後輪転舵用アクチュエータ、２６・・
・・・・第１油路、 ２７・・・・・・第２油路、 ２９・・・・・・コントロールユニット（制［段）、３
０．３１・・・・・・可変絞り弁、 ３２・・・・・・ストローク量検出センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪操舵糸に設けられシリンダ内をピストンによって右
   室と左室の２室に区画されたパワーシリンダと、後輪操
   舵糸に設けられ車幅方向に延在するコネクティングロッ
   ドの外周部に固着されたピストンによってシリンダ内を
   右室と左室の２室に区画されるとともに、コネクティン
   グロッドを中立位置に保持するように各室内に張設され
   たばね部材を有する後輪操舵用アクチュエータと、前輪
   用パワーシリンダの右室と後輪転舵アクチュエータの左
   室とを接続する第１油路と、前輪用パワーシリンダの左
   室と後輪転舵用アクチュエータの右室とを接続する第２
   油路と、を備えた４輪操舵装置において、前記第１およ
   び第２油路に、該第１および第２油路の流路面積が拡開
   または縮径するような大開度または小開度のバルブ開度
   を有して、該２つの開度を所定の制御信号に従って切換
   える可変絞り弁を設けるとともに、コネクティングロッ
   ドの中立位置からのストローク量を検出するストローク
   量検出センサ若しくは後輪の転舵角を検出する転舵角検
   出センサを設け、該ストローク量検出センサ若しくは転
   舵角検出センサの検出情報に基づいて後輪が切り増し状
   態にあるのか切り戻し状態にあるのかを判別し、後輪切
   り増し時にストローク量検出センサ若しくは転舵角検出
   センサからの信号が所定値を超えると絞り弁開度を大開
   度とし、また、後輪切り戻し時にストローク量検出セン
   サ若しくは転舵角検出センサからの信号が所定範囲内に
   入ると絞り開度を大開度とする制御信号を生成して前記
   可変絞り弁に出力する制御手段を設けたことを特徴とす
   る４輪操舵装置。