JPH0374284A - 車両の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、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵するように
した車両の４輪操舵装置に関し、詳しくは、中、高車速
域でのレーンチェンジ（車線変更）等を応答性良く行う
ようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来より、この種の車両の４輪操舵装置として種々のも
のが知られている。例えば、特開昭５５−９１４５７号
公報に開示されるものでは、低車速域では後輪を前輪と
は逆位相とし、中、高車速域では同位相としている。ま
た、特開昭５６−１６７５６２号公報に開示されるもの
では低車速域では転舵比を零とし、中、高車速域では後
輪を前輪と同位相としている。すなわち、何れにおいて
も中、高車速域では後輪を前輪と同位相としてレーンチ
ェンジ等を良好に行うようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、中、高車速域でレーンチェンジを行う場合、
これを応答性良くするためには、通常、大きな横方向加
速度（以下、横Ｇという）を発生させる必要がある。今
、この横Ｇの発生過程をステアリング操作開始から順を
追って仔細にみると、先ずステアリング操作により前輪
にすべり角が発生し、続いて該前輪に横力（コーナリン
グフォース）が発生してヨーレートが発生する。このた
め、続いて後輪にすべり角が発生し、このことにより該
後輪に横力が発生して横Ｇが発生することになる。

しかるに、上記従来のものでは、前輪転舵開始と同時に
後輪をそれに応じて同位相に転舵している関係上、ヨー
レートの発生量は少なく、シかもこのヨーレートの発生
時期は前輪転舵開始時より若干遅れる。このため、横Ｇ
を大きくすることができず、その結果、レーンチェンジ
等での応答性の向上が通常の２輪操舵車に対して顕著で
ないという欠点があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、前輪転舵の
開始初期には後輪を前輪転舵方向とは反対の逆位相に転
舵し、その後、後輪を前輪転舵方向と同じ同位相に転舵
するようにすることにより、ヨーレートの発生量を大き
くし、且つその発生時期を早め、その結果として大きな
横Ｇを発生させて、中、高車速域でのレーンチェンジ等
における応答性を顕著に向上させることを目的とする。

さらに、前輪転舵の際に上記のように後輪を逆位相から
同位相に転舵制御する場合に、その前輪転舵の開始から
後輪を前輪と同位相に転舵するまでの所定の遅れ時間を
一定とすると、レーンチェンジ時での車両の実際の状態
に正確に合致した転舵制御とは若干具なる制御が行われ
ることになる憾みが生じるため、本発明では、更に、上
記の所定の遅れ時間を前輪操舵量や車速に応じて若干具
なる遅れ時間に制御することにより、レーンチェンジ時
の車両の実際の状態に一層正確に合致した後輪の転舵制
御を行うことをも本発明の目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の構成は、前輪を転
舵するステアリング装置と、後輪を転舵する後輪転舵装
置と、車速を検出する車速検出手段と、前輪の操舵状態
を検出する前輪操舵状態検出手段とを備えるとともに、
中、高車速域での前輪転舵開始初期には後輪を前輪転舵
方向とは反対の逆位相に転舵し、その後、前輪の転舵開
始から所定遅れ時間後に前輪転舵方向と同じ同位相に転
舵するよう上記後輪転舵装置を制御する制御装置を設け
る。そして、上記制御装置を、前輪操舵量の増加及び車
速の増加に応じて上記所定遅れ時間が短くなるよう後輪
を制御する構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、中、高車速時には、前
輪が転舵されると、先ず後輪が前輪とは逆位相に転舵さ
れる。このことにより、ヨーレイトの発生量が大になり
且つその発生時期が早くなる。

そして、その後に、前輪の転舵開始から所定遅れ時間が
経過すると、この時点で後輪が前輪と同位相に転舵され
る。このことにより、上記の太きなヨーレイトの発生に
伴い後輪のすべり角が大になって、後輪に大きな横力が
作用するので、太きな横Ｇが発生して、車両は応答性良
くレーンチェンジすることになる。

しかも、後輪の転舵角が逆位相から同位相に反転するま
での所定遅れ時間が、レーンチェンジ時の前輪操舵量の
増加又は車速の増加に応して短く制御されるので、前輪
が大きく転舵されたり車速が高くて一層素早いレーンチ
ェンジが要求される状況では、後輪が早目に前輪と同位
相に転舵される。このことにより、その前の段階での後
輪の逆位相への転舵による大きなヨーレイトの発生を確
保しつつ、後輪に横力が早期に発生するので、運転者の
要求や車両の状態に良好に合致した一層応答性の良いレ
ーンチェンジが行われる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の車両の４輪操舵装置によ
れば、中、高車速域にて、前輪転舵の開始初期には後輪
を逆位相に転舵し、その後、前輪の転舵開始から所定遅
れ時間後に後輪を同位相に転舵するようにしたので、大
きなヨーレートの発生を促して横Ｇの発生時期を早く且
つその発生量を大きくでき、レーンチェンジ等での車両
の応答性の向上を図ることができる。しかも、より素早
いレーンチェンジが要求される状況では、後輪を早目に
前輪と同位相に転舵するので、その前の段階での後輪の
逆位相への転舵による大きなヨーレイトの発生を確保し
つつ、後輪に横力を早期に発生させて、運転者の要求や
車両の状態に合致した一層応答性の良い車両のレーンチ
ェンジを行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す車両の４輪操舵装置
の全体構成を示し、１は左右の前輪２ａ。

２ｂを転舵するステアリング装置であって、該ステアリ
ング装置１はステアリング３と、ラック及ビニオン機構
４と、左右のタイロッド５，５と、左右のナックルアー
ム６．６とから成る。

また、７は左右の後輪８ａ、８ｂを転舵する後輪転舵装
置であって、該後輪転舵装置７は、両端が左右の後輪８
ａ、８ｂにナックルアーム９，９およびタイロッド１０
．１０を介して連結された車体横方向に延びるロッド１
１を備えている。該ロッド１１は、ロッド１１に形成し
たラック１２に噛合するピニオン１３の回転動により車
体横方向に移動するもので、上記ピニオン１３はピニオ
ン軸１４および一対の傘歯車１５ａ、１５ｂよりなる伝
動機構１５を介してピニオン駆動用パルスモータ１６に
回転動可能に連結されている。また、上記ロッド１１に
は、該ロッド１１を操作ロッドとするパワーシリンダ１
７が接続されている。該パワーシリンダ１７は、ロッド
１１に固着したピストン１７ａにより車体横方向に仕切
られた左転用油圧室１７ｂおよび右転用油圧室１７ｃを
備えているとともに、該各部圧室１７ｂ、１７ｃはそれ
ぞれ油圧通路１７ｄ、１７ｅを介して、パワーシリンダ
１７への油供給方向および油圧を制御するコントロール
バルブ１８に連通し、該コントロールバルブ１８には油
供給通路１つおよび油戻し路２０を介して油圧ポンプ２
１が接続されている。

上記コントロールバルブ１８は、ピニオン軸１４の回転
方向を検出して後輪８ａ、８ｂの左方向転舵（図中反時
計方向への転舵）時には油供給通路１つを左転用油圧室
１７ｂに連通すると共に右転用油圧室１７ｃを油戻し路
２０に連通する一方、後輪８ａ、８ｂの右方向転舵（図
中時計方向への転舵）時には上記とは逆の連通状態とし
、同時に油圧ポンプ２１からの油圧をピニオン軸１４の
回転力に応じた圧力に減圧するものであり、ピニオン１
３によるロッド１１の車体横方向移動時にはパワーシリ
ンダー７への圧油供給により上記ロッド１１の車体横方
向移動を助勢するようにしている。

さらに、２２は車速を検出する車速検出手段としての車
速センサ、２３はステアリング３の操舵状態としての操
舵量を検出して前輪転舵角を検出する前輪操舵状態検出
手段としての前輪転舵角センサ、２４は後輪転舵装置７
のロッド１１の変位量を検出して後輪転舵角を検出する
後輪転舵角センサであって、上記各センサ２２〜２４か
らの車速信号、前輪転舵角信号および後輪転舵角信号は
それぞれコントローラ２５に入力されている。

上記コントローラ２５は上記油圧ポンプ２１駆動用のモ
ータ２６およびパルスモータ１６を作動制御する制御装
置を構成するもので、その内部には第２図及び第３図に
示す後輪転舵特性が予め設定記憶されている。第２図に
示す後輪転舵特性は、中、高車速域にて、細線で示すよ
うに前輪転舵角が時間に対して漸次増大する傾向に対し
、極く短い所定サンプリングタイム内での前輪転舵角セ
ンサ２３の信号の変化の絶対量により前輪の転舵角が比
較的大きい場合を判断し、この前輪転舵角の比較的大き
い場合には、太実線及び太−点鎖線で示す如く前輪転舵
の開始時から所定遅れ時間Δｔ１、Δｔ２の間は最大転
舵角をａ以下とする逆位相となるとともに、所定遅れ時
間Δｔｌ、　Δｔ２の経過後は零の後輪転舵角から前輪
転舵角の増大に応じて同位相で漸次増大する特性に設定
されている。更に、同図に一点鎖線で示す高車速域での
後輪転舵角特性の所定遅れ時間Δｔ２は、実線で示す中
車速域での後輪転舵角特性の所定遅れ時間Δ１１よりも
短く設定されている。

０ また、第３図に示す高車速域での後輪転舵特性は、基本
的には第２図の後輪転舵特性と同様に、前輪転舵の開始
時から所定遅れ時間Δｔｌ、Δｔ２の間は逆位相となり
、所定遅れ時間Δｔ１．Δｔ２の経過後は零の後輪転舵
角から同位相で漸次増大する特性に設定されていると共
に、前輪転舵角の漸次増大傾向から前輪の転舵角が比較
的大きく転舵されるか小さく転舵されるかを判別して、
図中細実線で示す前輪転舵角が比較的小さい場合には、
同図に大実線で示すように、後輪が逆位相に転舵される
までの所定遅れ時間Δｔ１は長く設定される一方、図中
細−点鎖線で示す前輪転舵角が比較的大きい場合には、
同図に太−点鎖線で示すように所定遅れ時間Δｔ２は短
く設定されている。

そして、上記コントローラ２５は、上記車速センサ２２
からの車速信号に基いて中、高車速域での前輪転舵開始
時を判別検出し、この検出時に、上記車速センサ２２か
らの車速信号及び前輪転舵角センサ２３からの前輪転舵
角信号に基いて、対１ 応する大実線又は太−点鎖線の後輪転舵特性を選択し、
この選択した後輪転舵角特性となるように、後輪転舵角
センサ２４からの後輪転舵角信号で確認しながら両モー
タ１６，２６を作動制御することにより、所定遅れ時間
Δｔ１又はΔｔ２の間は後輪８ａ、８ｂを最大逆位相転
舵角ａ以下に逆位相に転舵し、この所定遅れ時間Δｔ１
又はΔｔ２の経過後は前輪と同位相に転舵するよう後輪
転舵装置７を作動制御するように構成されている。

したがって、上記実施例においては、中、高車速域での
前輪転舵の開始時、当初の所定遅れ時間Δｔ１又はΔｔ
２のあいだは、パルスモータ１６および油圧ポンプ駆動
用モータ２６はコントローラ２５により第２図又は第３
図から選択した後輪転舵角特性に基いて作動制御されて
、後輪８ａ。

８ｂは前輪２ａ、２ｂとは逆位相に転舵されるので、後
輪８ａ、８ｂのすべり角は負値となり、これに応じた分
だけヨーレートの発生量は大となり且つ発生時期は早く
なる。

そして、この状態で所定遅れ時間Δｔ１又はΔ２ ｔ２を過ぎると、上記コントローラ２５によるパルスモ
ータ１６および油圧ポンプ駆動用モータ２６の作動制御
により、後輪８ａ、８ｂは零の転舵角から前輪転舵角の
増大に応じて前輪と同位相に転舵されるので、後輪８ａ
、８ｂのすべり角は上記ヨーレートの増大に伴い正値で
大きくなり、後輪８ａ、８ｂには大きな横力が作用する
。その結果、大きな横Ｇが早く発生して、車両は応答性
良くレーンチェンジすることになる。

しかも、高車速域と中車速域とでのレーンチェンジを比
較すると、高車速域では車速が高い分、中車速域よりも
素早いレーンチェンジが要求されるが、この高車速域で
は、第２図のように後輪転舵特性の所定遅れ時間Δｔ２
が、中車速域での後輪転舵特性の所定遅れ時間Δｔｌよ
りも短く設定されているので、高車速時に運転者がレー
ンチェンジを素早く行うべく前輪を比較的大きく転舵し
た際には、中車速時に比べてその遅れ時間Δｔ２が短い
分だけ早期に同位相に転舵される。その結果、所定遅れ
時間Δｔ２の間での逆位相転舵による大きな３ ヨーレイトの発生を確保しつつ、高車速時には中車速時
に比して早期に後輪に横力を発生させることができ、高
車速時におけるレーンチェンジをより一層応答性良く行
うことができる。

また、レーンチェンジにおける前輪の操舵角を比較する
と、前輪の操舵角が大きい場合には、運転者がより素早
いレーンチェンジを要求している状況であるが、この前
輪の転舵角が比較的大きい場合には、高車速域でのレー
ンチェンジ時において、第３図のように後輪転舵特性の
所定遅れ時間Δｔ２が、前輪の転舵角が小さい場合の所
定遅れ時間Δｔｌよりも短く設定されているので、その
所定遅れ時間Δｔ２が短い分だけ後輪は早期に同位相に
転舵される。その結果、所定遅れ時間Δｔ２の間での逆
位相転舵による大きなヨーレイトの発生を確保しつつ、
後輪に横力を早期に発生させることができるので、運転
者の要求に合致した一層応答性の良い車両のレーンチェ
ンジを行うことができる。

また、第４図は本発明の第２実施例を示し、上４ 記実施例では後輪転舵装置７の駆動源として、パルスモ
ータ１６によるピニオン１３の回転動と、別途に設けた
油圧ポンプ２１によるパワーシリンダ１７の作動との組
合せを用いたのに代え、予め設けられたパワーステアリ
ング装置の油圧源を利用して後輪転舵装置を駆動するよ
うにしたものである。

すなわち、第４図において３０はパワーステアリング装
置３１の油圧ポンプ、３２は該油圧ポンプ３０の圧油を
ステアリング装置３１と後輪転舵装置１７’　とに分配
する圧油分配装置、３３は後輪転舵装置７′のパワーシ
リンダ、３４は該パワーシリンダ３３への圧油供給方向
および油圧を制御するコントロールバルブである。そし
て、コントローラ３５は、その内部に第２図及び第３図
に示す後輪転舵角特性が予め記憶されているとともに、
中、高車速域での前輪転舵時には上記第２図又は第３図
の選択した後輪転舵特性となるように上記コントロール
バルブ３４を作動制御するように構成されている。尚、
上記パワーシリンダ３３には５ 油圧非作用時にロッド１１を中立位置に付勢するリター
ンスプリング３６ａ、３６ｂが備えられている。その他
の構成は上記実施例と同様であり、同一の部分には同一
の符号を付してその説明を省略する。したがって、本実
施例においてはコントローラ３５によるコントロールバ
ルブ３４の第２図又は第３図の選択した後輪転舵特性に
基いた作動制御により上記実施例と同様の作動を行うこ
とができるので、中、高車速域での前輪転舵開始時には
大きな横Ｇを発生させて応答性良くレーンチェンジをす
ることができる。しかも、車両のレーンチェンジをより
素早く行うべき状況では、後輪は早期に前輪と同位相に
転舵されるので、早期に横力を発生させて、レーンチェ
ンジを一層応答性良く行うことができる。

尚、後輪８ａ、８ｂを逆位相に転舵する設定時間Δｔは
、前輪の転舵角が小さい場合には中車速時及び高車速時
共に比較的大きく設定される。また、後輪８ａ、８ｂを
逆位相に転舵する最大転舵角ａは、適宜大きさの横Ｇを
発生させる必要上、６ 車速と前輪転舵角（又はステアリング操舵角）とに応じ
て可変に設定され、例えば中車速時で前輪転舵角が小さ
い場合には大きくし、また高車速時で前輪転舵角が小さ
い場合には小さく、前輪転舵角が大きい場合には中車速
時及び高車速時共に小さく設定される。

また、上記第１実施例では、後輪転舵角センサ２４を設
けて、後輪８ａ、８ｂの転舵角を第２図から選択した後
輪転舵特性に基づく適切角に一致するように制御したが
、本発明では後輪転舵角センサ２４は本来必要でない。

しかし、これを設ける方が後輪８ａ、８ｂの転舵制御を
精度良く行うことができ、より好ましい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例を示
す全体概略構成図、第２図は車速に応じて所定遅れ時間
が変化する後輪転舵角特性を示す図、第３図は前輪操舵
量に応じて所定遅れ時間が変化する後輪転舵角特性を示
す図、第４図は第２実施例を示す全体概略構成図である
。 ７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪を転舵するステアリング装置と、後輪を転舵
   する後輪転舵装置と、車速を検出する車速検出手段と、
   前輪の操舵状態を検出する前輪操舵状態検出手段と、中
   、高車速域での前輪転舵開始初期には後輪を前輪転舵方
   向とは反対の逆位相に転舵し、その後、前輪の転舵開始
   から所定遅れ時間後に前輪転舵方向と同じ同位相に転舵
   するよう上記後輪転舵装置を制御する制御装置とを備え
   、該制御装置は、前輪操舵量の増加及び車速の増加に応
   じて上記所定遅れ時間が短くなるよう後輪を制御するこ
   とを特徴とする車両の４輪操舵装置。