JPH03204377A - 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］ この発明は四輪操舵装置に係り、特に運転者の意思を反
映させて後輪の操舵制御を果し得る四輪操舵装置に関す
る。

［従来の技術］ 車両には、車両の進行方向を任意に変更するために、舵
取り（ステアリング）装置が設けられている。この舵取
り装置は、第９図に示す如く、ステアリングホイール１
０２と、このステアリングホイール１０２に連結したス
テアリング軸１０４と、このステアリング軸１０４を覆
うステアリングコラム１０６と、ステアリング軸１０４
の先端部に連設した前輪操向機構であるステアリング歯
車機構（図示せず）と、このステアリング歯車機構に連
結されて前輪を動作させるタイロッド等のリンク機構と
からなる。前記ステアリング軸１０４の先端側において
は、第１自在継手１０８を介してステアリングアーム１
１０の一端側が連結し、このステアリングアーム１１０
の他端側にはステアリング歯車機構に連結する第２自在
継手１１２が設けられている。

舵取り装置の構造としては、例えば特開昭６４−６０４
７２号公報に開示されている。この公報に記載のものは
、ロアチューブの下端部に固定したベアリングの内側に
対応してロアシャフトの下端部近傍に周溝を形成すると
ともに、との周溝には段付きの底部を形成し、この段部
をロアシャフトの下端部側から上端部側にかけて漸次浅
くなる傾斜部とし、周溝の浅い底部にはその周溝を乗り
越えない程度の円形段面を有する弾性リングを嵌合せし
めてなるベアリングのストッパーを設けることにより、
ステアリングコラムの収縮時に、ステアリングシャフト
がジャケットチューブから抜は出んとしても、弾性リン
グがジャケットチューブのベアリングに当接してジャケ
ットチューブとステアリングシャフトとが同調して収縮
させるので、ステアリングシャフトとジャケットチュー
ブとの収縮不同調が生ずるのを防止するものである。

また、車両においては、前輪を操舵する際に、前輪の操
舵状態に応じて後輪を目標操舵角になるように後輪を操
舵制御し、旋回時の操縦安定性を向上させる四輪操舵シ
ステム（４ＷＳ）である四輪操舵装置を採用しているも
のがある。

この四輪操舵装置は、ステアリングホイールの切れ角、
つまりステアリング軸の回動量等によって決定される前
輪の操舵状態や車速等の車両の走行状態を後輪操舵の制
御因子とし、後輪を目標操舵角に操舵制御するとともに
、車速の大小等で所定の条件によっては後輪を前輪と同
方向（同相）、あるいは後輪を前輪と逆方向（逆相）に
自動的に転舵制御させるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、従来の四輪操舵装置においては、四輪操舵を
行わせる所定の条件になると運転者の意思とは無関係に
、後輪の目標操舵角や後輪の転舵方向（同相あるいは逆
相）が自動的に決定され、後輪が自動的に操舵制御され
てしまい運転者の意思が反映されないという不都合があ
った。

また、このように、運転者の意思が反映しないで後輪が
操舵制御されるので、第９図に示すような舵取り装置で
は四輪操舵システムと運転者とのインターフェイス（関
係）が不良になるという不都合があった。

［発明の目的コ そこで、この発明の目的は、上述の不都合を除去すべく
、ステアリングホイールに連結したステアリング軸を揺
動させてステアリングホイールを揺動可能とする揺動機
構を設けるとともにステアリングホイールの揺動状態を
検出する揺動検出センサを設け、少なくとも前輪の操舵
状態とステアリングホイールの揺動状態とに応じて後輪
を操舵制御させることにより、車両の旋回時に運転者の
意思を反映させて後輪を操舵制御させることができ、ま
た、四輪操舵システムと運転者とのインターフェイス（
関係）を良好とし得る四輪操舵装置を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、前輪の操舵状態
に応じて後輪を後輪駆動部の駆動によって操舵制御する
四輪操舵装置において、ステアリングホイールに連結し
たステアリング軸を揺動させて前記ステアリングホイー
ルを揺動可能とする揺動機構を設けるとともに前記ステ
アリングホイールの揺動状態を検出する揺動検出センサ
を設け、少なくとも前記前輪の操舵状態と前記ステアリ
ングホイールへの揺動状態とに応じて前記後輪を操舵制
御させるべく前記後輪駆動部を駆動制御する制御手段を
設けたことを特徴とする。

［作用コ この発明の構成によれば、車両の旋回時に、制御手段は
、少なくとも前輪の操舵状態と運転者の意思によるステ
アリングホイールの揺動状態とから後輪の目標操舵角と
後輪の転舵方向とを決定して後輪駆動部を駆動制御し、
この後輪駆動部の駆動によって後輪を操舵制御させる。

これにより、車両の旋回時に、後輪の操舵制御が運転者
の意思を反映して行われ、四輪操舵システムと運転者と
のインターフェイスを良好とすることができる。

［実施例コ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜８図は、この発明の実施例を示すものである。第
１図において、２は車両（四輪操舵車）、４は舵取り装
置、６はステアリングホイール、８はステアリングコラ
ム、１０はステアリング軸、１２は前輪操向機構である
ステアリング歯車機構、１４・１４は前側タイロッド、
１６・１６は前側ナックル、１８−１８は前輪、２０は
後輪操向機構、２２φ２２は後側タイロッド、２４・２
４は後側ナックル、２６・２６は後輪である。

前記ステアリング軸１０の先端部に設けた第１自在継手
２８にステアリングアーム３０の一端側が連結されてい
るとともに、このステアリングアーム３０の他端部には
第２自在継手３２が連結している。この第２自在継手３
２は、前記ステアリング歯車機構１２に連設されるもの
である。

前記舵取り装置４には、第１．２．３図に示す如く、ス
テアリングホイール６を連結したステアリング軸１０を
揺動させてステアリングホイール６を揺動可能、例えば
左右に揺動可能とする揺動機構３４が設けられる。即ち
、第２図に示す如く、ステアリングコラム８上部には、
このステアリングコラム８に取着した第１、第２支持ブ
ラケツト３６．３８に、取着手段（図示せず）によって
揺動プレー）４０が取付けられる。この揺動プレート４
０の下端部４０ａ１　つまりステアリングアーム３０側
の端部の中央部位に支持用孔４２が形成される。この支
持用孔４２には、第１ベアリング４４が挿通される。こ
の第１ベアリング４４は、ステアリング軸１０の左右の
揺動状態を検出する揺動検出センサである揺動用ポテン
ショメータ４６の嵌装孔４８に挿通される。この揺動用
ポテンショメータ４６は、取付ピン５０−５０によって
揺動プレート４０の上面に固定されるものである。この
揺動用ポテンショメータ４６の上面には、第１固定ブラ
ケツト５２が載置される。この第１固定用ブラケツト５
２の第１ブラケツト挿通孔５４と第１ベアリング４４の
第１ベアリング挿通孔５６とに支点ボルト５８が挿通さ
れ、そして、揺動プレート４０の下面から第１ワツシヤ
６０を介して第１ナツト６２が支点ボルト５８に螺着さ
れる。

前記第１固定ブラケツト５２は、車体（図示せず）側に
固定される。従って、揺動プレート４０の下端部４０ａ
と揺動用ポテンショメータ４６とは、第１ベアリング４
４を中心に回動可能となる。

一方、揺動プレート４０の上端部４０ｂ１　つまりステ
アリングホイール６側の端部には、中心がステアリング
軸１０と直交するように湾曲状の揺動用長溝６４が形成
される。この揺動用長溝６４内の一面４６ｃには、第２
．３図に示す如く、中央部位に凹所であるノツチ６６を
形成すべく左右に所定厚さの左側弾性体（ゴム）６８−
１と右側弾性体（ゴム）Ｅｆ８−２とが取着される。

また、揺動プレート４０の長手方向の軸中心がステアリ
ング軸１０の軸中心と重合している際に、前記ノツチ６
６の中心がこれら軸中心に合致している。

このノツチ６６に位置すべく、第２ベアリング７０が揺
動用長溝６４内に配設され、この第２ベアリング７０の
上面に第２固定ブラケツト７２が載置される。この第２
固定ブラケツト７２の第２ブラケツト挿通孔７４と第２
ベアリング７０の第２ベアリング挿通孔７６とに取付用
ボルト７８が挿通され、この取付用ボルト７８には揺動
プレート４０の下面から第２ワツシヤ８ｏを介して第２
ナツト８２が螺着される。これにより、第２ベアリング
７０と第２固定ブラケツト７２とが一体的となる。この
第２固定ブラケツト７２は、車体に固定される。従って
、揺動プレー）４０ｂは、第２ベアリング７０を中心に
揺動用長溝７０の範囲で左右に揺動可能となる。

また、揺動プレート４０には、支点ボルト５８を中心に
この揺動プレート４０の左右への揺動を阻止するような
付勢力を有する左側スプリング８４−１と右側スプリン
グ８４−２との夫々一端側が係着される。これら左側ス
プリング８４−１と右側スプリング８４−２との夫々他
端側は、車体側に係着される。

従って、第２．３図においては、ステアリングホイール
６を左右に揺動してステアリング軸１０を左右に揺動さ
せる際に、第１、第２弾性体６８−１．８８−２のいず
れかが押し潰されながら第２ベアリング７０外面を移動
しく第３図の移動軌跡ｐで示す）、これにより、第４図
に示す如く、０− 基準位置のセンタから移動するためには、少し力を必要
とし、従って、通常の操舵（ステアリング）操作にはス
テアリング軸１０が左右に揺動せず、運転者が故意にス
テアリングホイール６を左あるいは右に動かしてステア
リング軸１０を左右のいずれかに揺動させた時に（第５
．６図参照）四輪操舵（４ＷＳ）される構成である。

ステアリング軸１０およびステアリングコラム８を左右
に揺動する必要な力は、第４図に示す如く、ステアリン
グ軸１０およびステアリングコラム８の左右への揺動量
によって決定され、ステアリングホイール６を切って行
く行きの時（第４図の実線で示す）が戻りの時（第４図
の破線で示す）の力がステアリングホイール６を元に戻
す戻りの時（第４図の破線で示す）よりも少許強い力を
必要とするものである。

更に、前記ステアリングコラム８には、ステアリング軸
１０の回動量を前輪１８φ１８の操舵角として検出する
前輪舵角センサ８６が設けられている。この前輪舵角セ
ンサ８６と前記揺動用ボテ１ ンショメータ４６とは、制御手段８８に連絡している。

この制御手段８８には、さらに、車両２の車速を検出す
る車速センサ９０が連絡しているとともに、後輪操向機
構２０に連結した後輪駆動部９２が連絡している。

前記制御手段８８には、別表に示す如く、前輪１８・１
８の操舵状態であるステアリングホイール６の切れ角で
ある操舵角、つまりステアリング軸１０の回動量とステ
アリング軸１０の揺動状態（角）とに応じて後輪２Ｂ−
２６の目標操舵角を決定する後輪２６・２６のステア（
操舵）マツプが設けられている。

これにより、制御手段８８は、前輪舵角センサ８６から
の信号き揺動用ポテンショメータ４６からの信号とを入
力し、別表のステアマツプによって後輪２６・２６の目
標操舵角を決定するとともに、ステアリングホイール６
の回転方向、つまりステアリング軸１０の回動方向と同
方向にステアリング軸１０が揺動した際に後輪２６・２
６を前輪１８＠１８と同方向、つまり同相に操舵させる
＝１２− べく後輪駆動部９２を駆動制御するとともにステアリン
グ軸１０の回動方向と逆方向にステアリング軸１０が揺
動した際に後輪２６・２６を前輪１８−１８と逆方向、
つまり逆相に操舵させるべく後輪駆動部９２を駆動制御
するものである。

次に、この実施例の作用を説明する。

車両の走行時において、制御手段８８には、前輪舵角セ
ンサ８６から前輪１８・１８の操舵角状態としてステア
リング軸１０の回動量の信号が入力するとともに揺動用
ポテンショメータ４６からステアリングホイール６の揺
動量としてステアリング軸１０の揺動量の信号が入力す
る。

そして、第７図（ａ）、　（ｂ）に示す如く、ステアリ
ングホイール６を左側に切り、つまりステアリング軸１
０を左方に回動させ、且つステアリングホイール６を左
側に揺動させ、つまりステアリングコラム８およびステ
アリング軸１０を左側に揺動させて車両２を旋回させる
際には（第７図（ａ）参照）、後輪２６・２６が前輪１
８・１８と同方向の同位相制御され（第７図（ｂ）参照
）、従って、左側車線へのレーンチェンジ等を容易に果
すことができる。このとき、後輪２６・２６の目標操舵
角は、別表に示す如く、ステアリングホイール６の操舵
角、つまりステアリング軸１０の回動量と、ステアリン
グホイール６の揺動量、つまりステアリング軸重０の揺
動角（揺動量）とによるマツプによって決定される。

一方、第８図（ａ）、　（ｂ）に示す如く、ステアリン
グホイール６を左側に回転、つまりステアリング軸１０
を左側に回動し、且つステアリングホイール６を右側に
揺動、つまりステアリングコラム８およびステアリング
軸１０を右側に揺動させて旋回する際には（第８図（ａ
）参照）、後輪２６・２６が前輪１８−１８とは逆方向
、っまり逆相（第８図（ｂ）参照）に操舵制御される。

またこのとき、後輪２６・２６の目標操舵角は、同様に
、上述の別表によって決定され、これにより、タイトコ
ーナへのアプローチ等に対し有効的となる。

つまり、このような四輪操舵システムにおいて１３ ＝１４− は、ステアリングホイール６の切れ角であるステアリン
グ軸１０の回動量とステアリング軸１０の左右への揺動
量とを検出し、ステアリングホイール６の切れ角によっ
て前輪１８・１８の操舵量を決定し、また、ステアリン
グホイール６の切れ角とステアリング軸１０の左右への
揺動量とによって前輪１８・１８の操舵量に対する後輪
２６・２６の操舵量のゲインを決定している。

この結果、車両２の旋回の際に、運転者の意思を反映さ
せて四輪操舵制御（４ＷＳ）を適正に果し得て、つまり
運転者の舵取り操作の情報を増加して四輪操舵の操作範
囲を広げるとともに、四輪操舵システムと運転者とのイ
ンターフェース（関係）を良好とすることができる。従
って、レース等の特殊用途の車両において、優れた適性
を発揮させることができる。

また、ステアリングホイール６を左右に揺動するだけで
四輪操舵制御を指示させることができ、その指示を容易
に果し得るとともに、操作を簡便に果し得る。

５ なお、この発明は上述の実施例に限定されず、種々応用
改変が可能であることは勿論である。

例えば、制御手段８８において、後輪２６・２６の目標
ステア（操舵）角を、 後輪のステア角＝ｆ（ステアリングホイールの左右揺動
角）×ｇ（前輪の操 舵角） で算出することも可能である。

また、車速センサ９０からの車速に応じたマツプを数枚
作成すれば、車速感応となり、後輪２６・２６のステア
を調整することも可能である。これにより、高車速での
急激な逆位相を回避させ、安全である。

更に、車速感応の別の形態として、マツプを設けなくて
も、基準のマツプに対して車速に対する関数を乗じて求
めることも可能である。

即ち、後輪ステア角を、 後輪ステア角＝Ｆ（左右揺動角、操舵角）ＸＱ（車速） で算出することも可能である。

１ｌｌｉ 更にまた、ステアリングホイール６を左右に揺動可能と
する揺動機構を設けたが、ステアリングホイール６を前
後に揺動可能とする揺動機構を構成することも可能であ
る。

［発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
ステアリングホイールに連結したステアリング軸を揺動
させてステアリングホイールを揺動可能とする揺動機構
を設けるとともにステアリングホイールの揺動状態を検
出する揺動検出センサを設け、少なくとも前輪の操舵状
態とステアリングホイールの揺動状態とに応じて後輪を
操舵制御させるべく後輪駆動部を駆動制御する制御手段
を設けたことにより、車両の旋回時に運転者の意思を反
映させて後輪を操舵制御させることができ、また、四輪
操舵システムと運転者とのインターフェイスを良好とし
、これにより、レース等の特殊用途の車両において優れ
た適正を発揮させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図はこの発明の実施例を示し、第１図は車両（
四輪操舵車）の概略図、第２図は揺動機構を有する舵取
り装置の組立図、第３図は揺動用長溝と第２ベアリング
の軌跡との関係を示す説明図、第４図はステアリングコ
ラム（軸）の左右移動量と左右揺動に必要な力との関係
を示す線図、第５図はステアリング軸およびステアリン
グホイールの左右への揺動状態の説明図、第６図はステ
アリングホイールの左右への揺動状態の説明図、第７図
（ａ）、　（ｂ）は左方への旋回でステアリングホイー
ルを左方に揺動させて後輪を同相に操舵制御する説明図
である。 第８図（ａＬ　　（ｂ）は左方への旋回でステアリング
ホイールを右方に揺動させて後輪を逆相に操舵制御する
説明図である。 第８図は従来における舵取り装置の斜視図である。 図において、２は車両、４は舵取り装置、６はステアリ
ングホイール、８はステアリングコラム、１０はステア
リング軸、１２はステアリング歯車機構、３４は揺動機
構、４０は揺動プレート、７− ４６は揺動用ポテンショメータ、５８は支点ボルト、６
４は揺動用長溝、８６は前輪舵角センサ、８８は制御手
段、９０は車速センサ、そして９２は後輪駆動部である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、前輪の操舵状態に応じて後輪を後輪駆動部の駆動に
   よって操舵制御する四輪操舵装置において、ステアリン
   グホィールに連結したステアリング軸を揺動させて前記
   ステアリングホィールを揺動可能とする揺動機構を設け
   るとともに前記ステアリングホィールの揺動状態を検出
   する揺動検出センサを設け、少なくとも前記前輪の操舵
   状態と前記ステアリングホィールへの揺動状態とに応じ
   て前記後輪を操舵制御させるべく前記後輪駆動部を駆動
   制御する制御手段を設けたことを特徴とする四輪操舵装
   置。