JPH03200481A

JPH03200481A - 車両の前、後輪操向装置

Info

Publication number: JPH03200481A
Application number: JP34397189A
Authority: JP
Inventors: Fumio Tsuchiya; 土屋　二三夫; Masahisa Hirano; 平野　雅久; Yoshikazu Koike; 小池　美和
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-09-02
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JP2938911B2

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、前輪の操向に後輪の操向を連動させるよう
にした車両の前、後輪操向装置に関する。

（従来の技術）車両には、上記前、後輪操向装置を採用したものがあ、
す、これには、例えば、特開昭６１−６４５８４号公報
で示されるものがある。

これによれば、前輪の操向角が操向角検出器で検出され
て、その検出信号が制御装置に入力され、これに基づく
制御装置からの出力で操向アクチュエータを介し、後輪
が前輪の操向角に見合うよう操向されるようになってい
る。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、車両が走行するときには、路面状況によって
ハンドルはその回動方向に微動が繰り返し生じることが
ある。この場合、上記従来構成によれば、上記微動に操
向アクチュエータが追従して、微作動を繰り返すという
不具合がある。

（発明の目的）この発明は、Ｌ記のような′事情に注目してなされたち
ので、走行中、ハンドルに微動が生じても、この微動に
影響されないで、前輪の操向に対し、後輪が円滑に追従
して操向されるようにすることを目的とする。

（発明の構成）上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、前輪の操向角を検出する操向角検出器の検出信号を
ローパスフィルターを通して制御装置に人力させ、これ
により後輪を操向させるようにした点にある。

（作　用）上記構成による作用は次の如くである。

自動二輪車（車両）ｌが走行するときには、路面状況に
よって、ハンドルの回動方向に微動が生じることがあり
、この場合には、上記微動により、操向角検出器７７が
高周波信号を出力することになる。そして、この高周波
信号が、後輪２７を操向動作させる操向アクチュエータ
５２に入力されることになると、この操向アクチュエー
タ５２が微作動を繰り返すという不具合を生じる。

そこで、この発明では、上記操向角検出器７７の検出信
号をローパスフィルター８６を通して制御装置７９に入
力させるようにしためであり、つまり、上記高周波信号
はローパスフィルター８６によりカットされ、低周波信
号だけが制御装置７９に入力されることとなっている。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面により説明する。

（第１実施例）第１図から第１１図は、第１実施例を示している。

第２図において、ｌはスクータ−型の自動二輪車で、こ
の自動二輪車ｌの車体フレーム２はその前端にヘッドバ
イブ３を有し、このヘッドバイブ３から後方に向って主
フレーム４が延びている。

この主フレーム４はその前部側が側面視Ｕ字状に折り曲
げられており、この折曲部５には左右両側にそれぞれル
ープフレーム６が突設されている。

上記へラドバイブ３にはフロントフォーク８が操向自在
に支承されている。このフロントフォーク８は上記ヘッ
ドバイブ３に軸心回り回転自在に支承される操向軸９と
、この操向軸９の下端に連結されるフォーク部１０とで
構成されている。そして、上記フォーク部ＩＯに前輪１
１が支承され、上記操向軸９の上端にハンドル１２が取
り付けられている。

一方、上記主フレーム４の後部は二本のバイブに分岐さ
れ、その各分岐パイプに左右一対のブラケット１３がそ
れぞれ突設され、この左右ブラケット１３に対し、枢支
軸１４によりエンジン１６のクランクケース１７が枢支
されている。また、このクランクケース１７から後方に
向って動力伝達ケース１８が連設され、これは上記枢支
軸１４を中心として上下揺動自在とされている。

前記折曲部５の後部から後方に向ってブラケット２１が
突設され、このブラケット２１の突出端に第１リンク２
２の上下中途部が第１枢支ビン２３により枢支されてい
る。そして、上記第１リンク２２の上部回動端とクラン
クケース１７の前端とが第２リンク２４により連結され
、一方、前記ループフレーム６の前部と上記第１リンク
２２の下部回動端との間に緩衝器２５が介設されている
。

上記動力伝達ケース１８の後端には後輪２７が操向自在
に支持され、即ち、上記クランクケース１７や動力伝達
ケース１８は後輪支持部材を構成している。そして、上
記後輪２７に上記エンジン１６の動力が伝えられて自動
二輪車ｌが走行可能となっている。また、自動二輪車ｌ
の走行中、後輪２７が路面から衝撃を受けるときには、
動力伝達ケース１８が上下揺動することと、これに緩衝
器２５が連動することとによって、上記衝撃が吸収され
る。

その他、３０は気化器、３１はエアークリーナ、３２は
燃料タンクである。また、３３はシートで、このシート
３３に座ったライダー用のフートレスト３４が、前記折
曲部５とループフレーム６の上面側に形成されている。

更に、３５はヘッドランプである。

第２図から第４図において、前記エンジン１６のクラン
クケース１７にはクランク軸３８が支承されている。３
９は連接棒である。また、第２図中、４０はセルモータ
である。

一方、前記動力伝達ケース１８の後端部の右側には、正
面視コの字状の固定ナックル４１がボルト４２によりね
じ止めされている。前記後輪２７はハブ４４、ホイール
４５、およびタイヤ４６により構成されており、上記ハ
ブ４４には後車軸４７が内嵌されてねじ止めされている
。

また、上記ハブ４４を支承するステアリングナックル４
８が設けられる。このステアリングナックル４８の上下
端は上記固定ナックル４１内に嵌め込まれて、この固定
ナックル４１に対し、上、下枢支ビン５０．５１により
枢支されている。これら上、下枢支ビン５０．５１はほ
ぼ垂直な同一軸心上に位置しており、これによって、後
輪２７が動力伝達ケース１８に対し操向自在に支承され
ている。

また、上記動力伝達ケース１８の後端内部には上記後輪
２７を操向動作させる操向アクチュエータ５２が設けら
れている。この操向アクチュエータ５２は上記動力伝達
ケースＬ、Ｓに固定されたサーボモータたる軸心縦向き
の電動機５３と、この電動機５３の出力軸に取り付けら
れた回動アーム５４とで構成されている。上記回動アー
ム５４に連動リンク５５の一端がボールジヨイント５６
により連結され、一方、ステアリングナックル４８のナ
ックルアーム５７に同上連動リンク５５の他端が他のボ
ールジヨイント５８により連結されている。

そして、上記電動機５３が作動すれば、回動アーム５４
が第１図中矢印Ａで示す方向に回動する。すると、これ
に連動して、連動リンク５５やナックルアーム５７を介
し、後輪２７が、同上第１図中矢印Ｂで示すように上、
下枢支ビン５０゜５１回りに回動し、即ち、これによっ
て、後輪２７が操向動作されるようになっている。

上記の場合、操向アクチュエータ５２とナックルアーム
５７とは左右に隣り合うよう位置して、互いに近い位置
に設けられ、また、連動リンク５５は左右にほぼ水平に
延びている。即ち、上記操向アクチュエータ５２とナッ
クルアーム５７とは互いにほぼ最短距離に設けられて、
互いに連結されている。

前記クランク軸３８の動力は、次のようにして後輪２７
に伝えられるようになっている。

即ち、特に、第３図において、前記動力伝達ケース１８
の前後中途部に中間軸６１が支承されており、この中間
軸６１にはＶベルト式変速機６２を介して上記クランク
軸３８から動力が伝えられる。この変速機６２は、クラ
ンク軸３８に取り付けられた駆動プーリー６３と、上記
中間軸６１に遊転自在に支承された従動プーリー６４と
、これら両プーリー６３．６４に巻き掛けられるＶベル
ト６５とを有し、エンジン１６が増速するのに従い、減
速比が小さくなるように構成されている。また、上記中
間軸６１は従動プーリー６４に対し遠心クラッチ６７に
より連結されている。

また、上記動力伝達ケース１８の後端部には出力軸６６
が支承されている。そして、上記中間軸６１の動力を減
速して上記出力軸６６に伝える歯車減速機６８が設けら
れている。

更に、上記出力軸６６に前記後車軸４７が等速型自在継
手６９により連結されている。この等速型自在継手６９
は出力軸６６に取り付けられる保持器７０と、この保持
器７０に挿入された後車軸４７の端部（図示せず）との
間に取り付けられるボール７１と、これらを覆うゴム製
のブーツ７２とで構成されている。

上記エンジン１６が作動すれば、この動力は、クランク
軸３８から変速機６２を介し遠心クラッチ６７に伝えら
れる。そして、この遠心クラッチ６７が所定回転数に達
すると、この遠心クラッチ６７が接続動作し、上記クラ
ンク軸３８の動力が変速機６２、および遠心クラッチ６
７を介して中間軸６１に伝えられる。更に、この動力は
歯車減速機６８、および等速型自在継手６９を介して後
輪２７に伝えられ、自動二輪車ｌの走行が可能となる。

第２図において、前記前輪１１の回転速度を検出するス
ピードメータ７５が設けられている。７６は上記前輪１
１の回転をスピードメータ７５に伝えるワイヤーである
。また、第２図と第５図とにおいて、前記操向軸９の操
向角を検出する操向角検出器７７が設けられ、この操向
角検出器７７は前記主フレーム４の前部に突設されたブ
ラケット７８に支持されている。

第３図と第４図において、上記後輪２７を制動するため
のディスクブレーキ８１が設けられる。

このブレーキ８１は、前記等速型自在継手６９の保持器
７０にボルト８２によりねじ止めされるブレーキディス
ク８３を有している。

第１図は、前輪１１の操向に後輪２７の操向を追従させ
るためのシステム図を示している。

上記第１図と、第２図とにおいて、７９は電子制御装置
で、この制御装置７９は前記スピードメータ７５による
速度の検出信号と、操向角検出器７７による操向角の検
出信号とをそれぞれ入力する。８５はバッテリーであり
、このバッテリー８５は上記制御装置７９の電源として
使用されるが、これはエンジン１６の始動や灯火用にも
用いられるものである。そして、上記し、たこれら各検
出信号に基づき、操向アクチュエータ５２が作動させら
れて、上記速度と、操向角とに見合うよう後輪２７が操
向させられるようになっている。

上記の場合、操向角検出器７７の検出信号をローパスフ
ィルター８６を通して電線９８により制御装置７９に入
力させるようになっている。また、後輪２７がどの位置
まで操向されているかを検出する後輪位置検出器８８が
操向アクチュエータ５２に内蔵されており、この後輪位
置検出器８８の検出信号も他の電１ｉ１９８’により制
御装置７９に入力されるようになっている。

そして、自動二輪車ｌが走行してハンドル１２がその回
動方向に微動を繰り返し、これによって、操向角検出器
７７の検出信号が高周波信号になったとしても、これは
ローパスフィルター８６によりカットされ、この信号が
制御装置７９に人力されることは防止される。よって、
路面状況の影響を受けないで、前輪１１の操向角に合致
する低周波信号だけが制御装置７９に人力されて、これ
により後輪２７が操向されることになる。このため、上
記ハンドル１２の微動に影響されずに後輪２７が円滑に
追従して所望の操向が得られることどなる。

また、後輪２７が操向されたときの位置は、前記後輪位
置検出器８８により検出されて、これが制御装置７９に
フィードバックされるようになっており、これによって
も後輪２７の正確な操向が確保されている。

なお、第１図中仮想線は、操向アクチュエータ５２に対
し、前記バッテリー８５に代えて別途のバッテリー８９
を設けた場合を示している。このバッテリー８９は上記
操向アクチュエータ５２に専用のものであって、十分の
容量のものである。

そして、このようにすれば、操向アクチュエータ５２を
構成しているサーボモータを、所要電力の大きい６のと
することができ、これによって、前輪１１の操向に対し
操向アクチュエータ５２を応答よく作動させることがで
き、つまり、後輪２７の追従を応答よくさせることがで
きることとなる。なお、この場合、前記バッテリー８５
は灯火器などの電源として用いられる。

第６図から第８図において、前記制御装置７９は、更に
、次のように構成されている。

即ち、前部１１の操向に対する後輪２７の追従のモード
をノーマルタイプと、小回りタイプのいずれかにスイッ
チにより切り換え可能としである。そして、上記ノーマ
ルタイプは通常の走行状態に合致するものであり、小回
りタイプは、車庫入れ時やＵターン時など、小回りする
ときの状態に合致するものとされている。

第６図で示すように、メインスイッチをＯＮとしてから
（Ｐ−１）、運転者が小回りタイプを選択すべく、スイ
ッチを切り換えたとすると（ｐ−２）、その旨の表示ラ
ンプが点灯しくＰ−３）、この小回りタイプによる前、
後輪マツプ制御が自動的に実行されるようになっている
（　Ｐ　−４，）。

一方、運転者がノーマルタイプを選択すべく、スイッチ
を切り換えたとすると、上記表示ランプが消灯して（Ｐ
−５）、このノーマルタイプによる前、後輪マツプ制御
が自動的に実行されるようになっている（Ｐ−６）。

第７図は上記ノーマルタイプによる上記前、後輪マツプ
制御を示す斜視図であり、第８図は小回りタイプによる
同上斜視図である。これら各図は、互いに直交するｘ、
ｙ、ｚ軸座標で示してあり、Ｘ軸の＋側は前輸右操向角。

Ｘ軸の一側は前輪左操向角、ｙ軸の＋側は後輪右操向角、ｙ軸の一例は後輪左操向角、Ｚ軸は車速、をそれぞれ意味している。

まず、第７図のノーマルタイプのものにつき説明する。

車速か３０　ｋｍ／ｈを越えるまでは、前輪１１を操向
してち、これに後輪２７が追従せず、後＠２７の操向角
は常に０に保たれるようになっている。

そして、車速か上記３０　ｋｍ／ｈを越えると、その車
速に見合い、しかも、前輪１１の操向角に見合う操向角
だけ、この前輪１１と同じ方向に後輪２７が操向される
ようになっている。

つまり、第７図中Ａで示す範囲では、後輪２７は操向せ
ず、Ｂで示す範囲では、前輪１１の操向に伴い、これと
同じ方向に後輪２７が操向されることとなっている。

なお、車速か５０　ｋｍ／ｈを越え、かつ、前輪１１の
操向角が所定値を越えると、後輪２７はその操向位置に
保持され、それ以上に操向角が大きくならないようにさ
れている。

次に、第８図の小回りタイプのものにつき説明する。

これにおいては、車速が３０　ｋｍ／ｈを越えた後は、
前記第７図のものと全く同じである。しがし、車速が３
０　ｋｍ／ｈに達するまでは、その車速に見合い、しか
も、前輪１１の操向角に見合う操向角だけ、この前輪１
１と逆の方向に後輪２７が操向されるようになっている
。

つまり、第８図中Ｃで示す範囲では、前輪１１の操向に
伴い、これと逆の方向に後輪２７が操向さされることと
なり、これによって、自動二輪車１は小さい半径で小回
りができるようになっている。また、同上第８図中りで
示す範囲は前記第７図で示すＢの範囲と同じである。

なお、車速が３０　ｋｍ／ｈに達するまでで、前輪１１
の操向角が所定値を越えると、後輪２７はその操向位置
に保持され、それ以上に操向角が大きくならないように
されている。

第９図と第１０図において、前記制御装置７９は、また
、次のようにも構成されている。

即ち、バッテリー８５にはメインスイッチ９０を介して
メインスイッチ叶Ｆ検出器９１が接続されている。また
、上記メインスイッチ９０と連動するラッチリレー９２
が設けられ、このラッチリレー９２に前記後輪位置検出
器８８が接続されている。

第１Ｏ図において、上記メインスイッチ９０がオン（Ｏ
Ｎ）されると、これに連動してラッチリレー９２がオン
（ＯＮ）するようになっている（Ｐ−１゜２）。

そして、例えば、前記した小回りタイプを選択している
場合で、ハンドル１２を切った状態でエンジン１６を停
止させようとしてメインスイッチ９０をオフ（ＯＦＦ）
　したとする。そして、このとき、後輪２７がそのとき
の操向角で保持されたままになったとする。この状態で
、自動二輪車ｌを押し歩きしようとすると、この自動二
輪車１の操向が操作者の意志と異なる方向に行われて、
この押し歩きが煩雑となる。

そこで、この実施例では、上記したようにメインスイッ
チ９０をオフ（ＯＦＦ）にしたときには、ラッチリレー
９２はオン（ＯＮ）状態に保持されて、制御装置７９は
そのまま正常に働くようになされている。そして、上記
メインスイッチ９０のオフ（ＯＦＦ）がメインスイッチ
叶Ｆ検出器９１により検出されて、後輪位置検出器８８
により後輪２７が操向されていると検出されたときに（
Ｐ−４）、操向アクチュエータ５２が作動しくＰ−３）
、この作動が後輪２７が中立になるまで、つまり、その
操向角がＯになるまで行われるようになっている（Ｐ−
４）。そして、後輪２７が中立に達すれば、これを検出
した後輪位置検出器８８の検出信号により、ラッチリレ
ー９２がオフ（ＯＦＦＩ　され、次いで、操向アクチュ
エータ５２がオフ＋０ＦＦ）されることとなる。

即ち、上記したようにメインスイッチ９ｏをオフ（ＯＦ
ＦＩ　にしたときには、後輪２７が自動的に中立状態に
戻されることとなる。よって、その後の、自動二輪車ｌ
の押し歩きゃ再発進が何ら支障なく行われることとなる
。

第１１図は、各部品の不良チエツク装置であり、これも
、前記制御装置７９に組み込まれている。この装置は、
次のように構成されている。

即ち、この装置をスタートさせると、一定時間警告灯が
点灯するようになっており（Ｐ−１）、つまり、この警
告灯に球切れが生じていないかがチエツクされる。次に
、バッテリー８５の電圧の不良チエツクが行われ（Ｐ−
２）　、また、操向角検出器７７、後輪位置検出器８８
、およびメインスイッチＯＦＦ検出器９１の不良チエツ
クが行われ（Ｐ−３）、更に、操向アクチュエ′−夕５
２の不良チエツクが行われる（Ｐ−４）。

そして、上記各不良チエツクにより、不良があると判断
されると、後輪２７がそのときの操向角）に保持され（
Ｐ−５）、かつ、上記警告灯が点灯するようになってい
る（Ｐ−６）。

また、図示しないが、上記制御装置７９は、次のような
場合に、いずれかの部品に不良が生じたと判断するよう
になっている。そして、この場合には、前記第１１図で
示したように警告灯を点灯させるなどして、不良である
旨の警告が発せられるようになされている。

即ち、第１に、自動二輪車ｌの速度は、通常、曲線的に
変化する。そこで、前記スピードメータ７５により検出
される速度が段階的など不自然に変化する場合には、い
ずれかの部品に不良が生じたと判断する−６第２に、自動二輪車ｌはその走行中において、一般に、
前輪ｌｌや後輪２７の操向角がそれぞれの最大切れ角の
ままで長期間持続することはない。そこで、これが長時
間綿いたときには、いずれかの部品に不良が生じたと判
断する。

第３に、操向角検出器７７や、後輪位置検出器８８によ
って検出可能な範囲をハンドル１２の切れ角より６大き
く設定し、ハンドル１２の切れ角の範囲よりも大きな値
が検出されたときには、いずれかの部品に不良が生じた
と判断する。

第４に、操向アクチュエータ５２が作動していな・いに
も拘らず、後輪位置検出器８８の検出信号が変化したと
きには、これらに関連する部品に不良が生じたと判断す
る。

なお、前記操向アクチュエータ５２はモーターの他、油
圧装置やソレノイド手段であってもよい。また、車両は
前後４輪の自動車であってもよい。また、操向アクチュ
エータ５２において、電動機５３の出力軸にウオームギ
ヤを連動させる一方、このウオームギヤに噛合するウオ
ームホイールを設け、このウオームホイールに回動アー
ム５４を連動させるようにしてもよい。そして、このよ
うにすれば、路面から後輪２７に与えられる衝撃等の外
力が電動機５３側に伝えられることを防止できる。

（第２実廁例）第１２図は、第２実施例を示している。

これによれば、車体フレーム２の後部にリヤアーム９６
が枢支軸１４により上下揺動自在に枢支され、このリヤ
アーム９６に後輪２７が固定ナックル４１やステアリン
グナックル４８を介し操向自在に支持されている。一方
、上記車体フレーム２側に操向アクチュエータ５２が取
り付けられており、この操向アクチュエータ５２にステ
アリングナックル４８が、側面視はぼ直線の操向ワイヤ
ー９７により連結され、操向アクチュエータ５２の作動
により、操向ワイヤー９７を介し、後輪２７が操向され
るようになっている。

他の構成や、作用は前記実施例と同様である。

（発明の効果）この発明によれば、操向角検出器の検出信号をローパス
フィルターを通して制御装置に入力させるようにしたた
め、車両が走行するときに、ハンドルに微動が生じて、
操向角検出器が高周波信号を出力したとしても、この高
周波信号は上記ローパスフィルターによりカットされ、
低周波信号だけが制御装置に入力されることとなる。

よって、走行中に、ハンドルに微動が生じても、この微
動に影響されないで、操向アクチュエータが作動するこ
ととなる。即ち、上記微動に影響されないで、前輪の操
向に対し後輪が円滑に追従して操向されることとなる。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図から第１１図は第
１実廁例で、第１図は電気回路図、第２図は自動二輪車
の全体側面図、第３図は動力伝達系の平面断面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、第５図は第２図
の部分拡大断面図、第６図はモード選択のフローチャー
ト図、第７図と第８図はマツプ制御を示す斜視図、第９
図は電気配線図、第１Ｏ図は後輪中立のフローチャート
図、第１１図は不良チエツクのフローチャート図、第１
２図は第２実施例で、自動二輪車の全体側面図である。ｌ・・自動二輪車（車両）、１１・・前輪、２７・・後
輪、５２・・操向アクチュエータ、７７・操向角検出器
、７９・・制御装置、８６・ローバスフィルター第４図９１７ソ８δ 第図第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

１、前輪の操向角を検出する操向角検出器を設ける一方
、車体に後輪を操向可能に支持して、この後輪を操向動
作させる操向アクチュエータを設け、上記操向角検出器
の検出信号に基づいて操向アクチュエータを作動させる
制御装置を設けた車両の前、後輪操向装置において、上
記操向角検出器の検出信号をローパスフィルターを通し
て制御装置に入力させるようにした車両の前、後輪操向
装置。