JPH0479868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪の操舵に応じて後輪をも操舵す
るようにした車両の４輪操舵装置に関し、特に旋
回時の横加速度に応じて後輪の操舵角を制御する
ようにした車両の４輪操舵装置に関する。

（従来技術） 前輪駆動車においては第４図に示すように、車
両が高速で旋回すると、駆動タイヤの横すべり角
β₂が非駆動タイヤの横すべり角β₁よりも大きくな
り、第５図に示すように、アンダーステアリング
特性が発生する。このアンダーステアリング特性
は車両に加わる横加速度が増大すると急激に上昇
し、ある横加速度以上で車両の制御を行なうこと
ができなくなることは一般的によく知られている
ことである。

今日、車両の前輪の操舵に追従して後輪をも操
舵するようにした４輪操舵装置が開発されつつあ
る。この４輪操舵装置を使用して高車速域におい
て後輪を前輪と同位相方向に操舵すると、走行安
定性が向上され、また低車速域において後輪を前
輪と逆位相方向に操舵するようにすると、旋回半
径を小さくすることができ、この４輪操舵装置は
優れた操航システムとして注目をあびていて、公
知となつている（例えば、特開昭57−70774号公
報）。

この４輪操舵装置は、車速あるいはこれに対応
する前輪転舵角（以下、所定のパラメータ）に応
じて、前輪の転舵角に対する後輪の転舵角（転舵
比）が決められているので、例えば高速走行時に
おいて、前輪と後輪とが同位相方向に操舵されて
いる状態で横加速度を受けると、駆動タイヤであ
る前輪の横すべり角が後輪の横すべり角よりも極
めて大きくなりアンダーステアリング傾向を生
じ、従来の２輪操舵と同様に車両の制御を行なう
ことができなくなるという問題があつた。

（発明の目的） 本発明の目的は、前輪駆動自動車の前輪の転舵
角に応じて後輪を同位相に操舵するようにした車
両の４輪操舵装置において、高速旋回時等におい
て車両が横加速度を受けた際生じるアンダーステ
アリング傾向を減少させ、操縦安定性を向上せし
めるとともにコーナーリングにおける限界特性を
向上せしめることにある。

（発明の構成） 本発明の車両の４輪操舵装置は、前輪を転舵す
るステアリング装置、横加速度以外のパラメータ
に応じて前輪と同方向の同相方向に後輪を転舵す
る後輪転舵装置、車両に作用する横加速度を検出
する加速度センサ、およびこの加速度センサによ
り検出された横加速度が設定加速度以上と判定さ
れた際所定のパラメータで決定された後輪の同相
転舵量が減少するよう補正する補正手段が備えら
れたことを特徴とする。従つて、車両が急速旋回
を行なつた際に、車両に加わる横加速度が設定加
速度以上であることが検出されると後輪の同相転
舵量を減少することによつて前輪転舵角に対する
後輪転舵角の比、即ち転舵比が減少され、これに
よつて車両に生じるアンダーステアリング特性が
解消され、操縦安定性とコーナーリングの限界特
性を高めることができるが、転舵比をより減少す
るようにして、オーバーステアリング特性を車両
に与えることにより、スポーツ性を車両に与える
こともできる。

なお、前輪により駆動力が分配された４輪駆動
車においてもアンダーステアリング傾向が示され
るが、このような４輪駆動車においても、本発明
が使用されかつ有効であることは言うまでもな
い。

（実施例） 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施例の概略構成図であ
る。前輪１Ｌ，１Ｒを操舵するステアリング装置
２は、操舵されるステアリングホイール３と、こ
のステアリング３の操舵力を車幅方向（左右方
向）の往復運動に変換して伝達するピニオン４ａ
およびラツク４ｂと、基端がこのラツク４ｂの各
端に連結された左右のタイロツド５，５′と、一
端が各タイロツド５，５′の先端に、他端が左右
の前輪１Ｌ，１Ｒにそれぞれ連結されたナツクル
アーム６，６′とからなり、ステアリングホイー
ル３の操舵に応じて左右のタイロツド５，５′を
車幅方向に往復運動させて左右の前輪１Ｌ，１Ｒ
を左右に操舵するように構成されている。

ステアリング装置２のラツク４ｂのほぼ中央部
分にはフロントシリンダ７が設置されている。こ
のフロントシリンダ７は、車体に固定されたシリ
ンダケース７ａと、上記ラツク４ｂと一体に設け
られ、このシリンダケース７ａ内に摺動自在に嵌
合されたピストン７ｂと、このピストン７ｂによ
つて区画された左室７ｃおよび右室７ｄとを備
え、ステアリング装置２のラツク４ｂに連動して
ピストン７ｂが車幅方向（左右方向）に動くこと
によつて左室７ｃおよび右室７ｄが容積変化する
ように構成されている。

一方、８，８′は左右の後輪９Ｌ，９Ｒを回転
自在に支持するホイール支持部材であつて、これ
らホイール支持部材８，８′の前後端には、車幅
方向に延び、後輪９Ｌ，９Ｒを操舵するための前
後２本のリンク部材としてのラテラルリンク１
０，１０′１１，１１′がそれぞれ連結されてい
る。左右の前側ラテラルリンク１０，１０′同士
はその内端間でリンク状の第１連結部材１２によ
つて連結されているとともに、左右の後側ラテラ
ルリンク１１，１１′同士もその内端間で第２連
結部材１３によつて連結されており、前側および
後側ラテラルリンク１０，１１の車幅方向（左右
方向）の動きに伴つてホイール支持部材８を介し
て左右の後輪９Ｌ，９Ｒをそのホイールセンタを
操舵中心として操舵するように支持している。

さらに、上記第１および第２連結部材１２，１
３には、それぞれ第１連結部材１２と第２連結部
材１３とを互いに逆方向に往復運動させる第１お
よび第２の１対のリヤシリンダ１４，１５が設け
られている。これらリヤシリンダ１４，１５は、
それぞれ車体に固定されたシリンダケース１４
ａ，１５ａと、連結部材１２，１３に一体に設け
られ、これらシリンダケース１４ａ，１５ａ内に
摺動自在に嵌合されたピストン１４ｂ，１５ｂ
と、これらピストン１４ｂ，１５ｂによつて区画
された左室１４ｃ，１５ｃおよび右室１４ｄ，１
５ｄとを備えているとともに、これら左右室１４
ｃ，１４ｄ，１５ｃ，１５ｄには各々左右対称に
リターンスプリング１４ｅ，１４e′，１５ｅ，１
５e′が縮装されている。これら各リターンスプリ
ング１４ｅ，１４e′，１５ｅ，１５e′の一端はシ
リンダケース１４ａ，１５ａの各内端面に当接
し、他端は連結部材１２，１３にそれぞれ設けら
れた押圧板１４ｆ，１４f′，１５ｆ，１５f′に当
接されている。これら押圧板１４ｆ，１５ｆは連
結部材１２，１３に一体に設けられた環状の係合
片１４ｇ，１４g′，１５ｇ，１５g′に係合可能
で、かつシリンダケース１４ａ，１５ａに一体に
設けられたストツパ片１４ｈ，１４h′，１５ｈ，
１５h′に規制されるようになつており、よつて連
結部材１２，１３つまりピストン１４ｂ，１５ｂ
をリターンスプリング１４ｅ，１４e′，１５ｅ，
１５e′によりセツト荷重でもつて中立位置に押圧
保持しながら、ピストン１４ｂ，１５ｂの左右方
向の動きに伴つて連結部材１２，１３を左右方向
に往復運動させ、前側および後側ラテラルリンク
１０，１０′，１１，１１′を介して左右の後輪９
Ｌ，９Ｒを操舵するように構成されている。

フロントシリンダ７の左右室７ｃ，７ｄとに連
通されたオイル通路１７，１７′は同相逆相切替
装置１６，１６′のシリンダ１６ａ，１６a′に連
通されている。この切替装置１６，１６′のシリ
ンダ１６ａ，１６a′中には上記オイル通路１７，
１７′の開孔を横切つて移動しうるようにピスト
ン１６ｂ，１６b′が嵌合されている。これらピス
トン１６ｂ，１６b′によつてシリンダ１６ａ，１
６a′が内室１６ｃ，１６c′、外室１６ｄ，１６
d′に画離されている。内室１６ｃ，１６c′はそれ
ぞれ第１のリヤシリンダ左右室１４ｃ，１４ｄに
オイル通路１８，１８′により連通されている。
外室１６ｄ，１６d′はそれぞれ第２のリヤシリン
ダの左右室１５ｃ，１５ｄにオイル通路１９，１
９′により連結されている。切替装置１６，１
６′のピストン１６ｂ，１６b′はアクチユエータ
１６ｅ，１６e′によりオイル通路１７，１７′を
横切つて車体の幅方向に移動されるようになつて
おり、オイル通路１７，１７′がオイル通路１８，
１８′あるいは１９，１９′に連通されるようにな
つている。さらにオイル通路１７，１７′には舵
角調整装置２０，２０′が介在されている。この
舵角調整装置２０，２０′はオイル室２０ａ，２
０a′を備え、このオイル室２０ａ，２０a′の内部
に移動可能にピストン２０ｂ，２０b′が嵌合配置
されている。このピストン２０ｂ，２０b′はスプ
リング２０ｃ，２０c′により内方に付勢されてい
る。このスプリング２０ｃ，２０c′の付勢力はア
クチユエータ２０ｄ，２０d′により車速に応じて
可変制御される。なお、同相逆相切換装置１６，
１６′のアクチユエータ１６ｅ，１６e′および舵
角調整装置２０，２０′のアクチユエータ２０ｄ，
２０d′は、車速センサ２１、横加速度センサ２２
により検出された車速信号Ｖ、横加速度信号Ｇを
受けてコントローラ２３により制御される。

このように構成された車両の４輪操舵装置は次
の様にして作動する。

車両が極低速走行の際は、舵角調整装置２０，
２０′中に配されたスプリング２０ｃ，２０c′の
付勢力は、アクチユエータ２０ｄ，２０d′の作動
によりリターンスプリング１４ｅの付勢力より大
きく設定されている。そのため、オイル室２０
ａ，２０a′に油圧が付与されてもピストン２０
ｂ，２０b′が外方へ移動しにくくなつていて、従
つて、ステアリング装置２の操作にともなつてフ
ロントシリンダ７から排出されるオイルは同相逆
相切換装置１６，１６′を介してリヤシリンダへ
送られるが、車速センサ２１により極低速走行状
態が検出されているので、同相逆相切換装置１
６，１６′のアクチユエータ１６ｅ，１６e′はコ
ントローラ２３に制御されて各ピストンが内方へ
移動していて、フロントシリンダ７の左室７ｃと
右室７ｄとがそれぞれ第２のリヤシリンダ１５の
左室１５ｃと右室１５ｄとに連結されている。ス
テアリング装置２が操作されることにより、フロ
ントシリンダ７の左室７ｃの容積が減少すると、
この分だけオイルが排出され、この排出されたオ
イルが第２のリヤシリンダ１５の左室１５ｃに挿
入されるが、フロントシリンダ７によるリヤシリ
ンダ１５の容積変化率が増大しているのでリヤタ
イヤ９Ｌ，９Ｒの転舵角のフロントタイヤ１Ｌ，
１Ｒの操舵角に対する比が大きく逆相方向に転舵
され、旋回半径が小さくされ、小回りがよくきく
ようになつている。

車速が増大するにつれて、舵角調整装置２０，
２０′中に配されたスプリング２０ｃ，２０c′の
付勢力はアクチユエータ２０ｄ，２０d′がコント
ローラ２３により制御され小さくなるため、フロ
ントシリンダ７によるリヤシリンダ１５の容積変
化率が減少して前輪転舵角と後輪転舵角との比が
減少変化する。中・高速走行時には車速センサの
出力により、同相逆相切換装置１６，１６′の各
ピストン１６ｂ，１６b′はそれぞれアクチユエー
タ１６ｅ，１６e′がコントローラ２３に制御され
ることにより外方へ移動され、フロントシリンダ
７の左室７ｃ、右室７ｄがそれぞれ第１のリヤシ
リンダの左室１４ｃと右室１４ｄとに連結され
る。この状態で、ステアリング装置２が操作さ
れ、フロントシリンダ７の左室７ｃの容積が減少
すると、この分だけオイルが排出される。このオ
イルが第１のリヤシリンダ１４の左室１４ｃに流
入し、リヤタイヤ９Ｌ，９Ｒがフロントタイヤ１
Ｌ，１Ｒの操舵に対して同相方向に転舵される。
このとき、舵角調整装置２０，２０′中に配され
たスプリング２０ｃ，２０c′の付勢力と、第１の
リヤシリンダ１４中に設されたスプリング１４
ｅ，１４e′の付勢力との関係を制御することによ
り、フロントシリンダ７によるリヤシリンダ１４
の容積変化率を変えることで、前輪転舵角と後輪
転舵角との比を車速に応じて変化させることがで
きる。

この中・高速走行時には車速の増加に伴いスプ
リング２０ｃ，２０c′の付勢力を大きくすること
により、フロントシリンダ７によるリヤシリンダ
１４の容積変化率を増大させるようにしている。

加速度センサ２２により検出される車両に加わ
る横加速度が設定加速度以上であることがコント
ローラ２３により検出されると、同相逆相切換装
置１６，１６′の各ピストン１６ｂ，１６b′はそ
れぞれアクチユエータ１６ｅ，１６e′により内方
へ移動され、フロントシリンダ７の左室７ｃ、右
室７ｄがそれぞれ第２のリヤシリンダ１５の左室
１５ｃと右室１５ｄとに連結される。この状態
で、ステアリング装置２がさらに操舵され、フロ
ントシリンダ７の左室７ｃの容積が減少すると、
この際排出されたオイルは第２のリヤシリンダ１
５の左室１５ｃに流入し、第２のリヤシリンダ１
５中に設置されたピストン１５ｂを図中右方へ移
動する。従つて、第６図実線で示すようにステア
リング角度を増すにつれて後輪転舵角が減少し、
第５図に破線で示すようなステア特性が得られ前
輪駆動車において発生するアンダーステアリング
特性が打消され、コーナーリングの際の限界特性
が向上し、かつ走行安定性よく旋回することがで
きる。

次に本発明の第２実施例を説明する。第２図は
第２実施例を説明する概略説明図である。左右の
前輪１Ｌ，１Ｒを転舵するステアリング装構２
は、第１実施例と同様にステアリングホイール３
と、このステアリングホイール３の回転運動を直
線往復運動に変換するラツク４ａとピニオン４ｂ
と、基端がこのラツク４ａの各端に連結された左
右のタイロツド５，５′と、一端が各タイロツド
５，５′の先端に、他端が左右の前輪１Ｌ，１Ｒ
にそれぞれ連結されたナツクルアーム６，６′か
らなり、ステアリング３の操舵に応じて左右のタ
イロツド５，５′を車幅方向に往復運動させて左
右の前輪１Ｌ，１Ｒを左右に操舵するように構成
されている。

一方、左右の後輪９Ｒ，９Ｌを転舵する後輪転
舵装置２８は、車体に左右方向に摺動自在に保持
された後輪操作ロツド２７と、このロツド２７の
左右両端に夫々タイロツド３０，３０′を介して
連結された左右のナツクルアーム３１，３１′と
を有し、上記操作ロツド２７の軸方向の移動によ
り、後輪９Ｌ，９Ｒが転舵する。操作ロツド２７
の一部にはラツク３２が形成され、このラツク３
２に噛合するピニオン３３がパルスモータ３４に
より一対の傘歯車３５，３６及びピニオン軸３７
を介して回転されることにより、上記パルスモー
タ３４の回転方向、回転量に対応して後輪９Ｌ，
９Ｒを転舵する。

また、上記後輪操作ロツド２７はパワーシリン
ダ３８を貫通し、このシリンダ３８内を左右の油
圧室３８ａ，３８ｂに仕切るピストン３９がこの
操作ロツド２７に固着されると共に、上記油圧室
３８ａ，３８ｂには、ピニオン軸３７の周囲に設
けられたコントロールバルブ４０から導かれた油
圧通路４１ａ，４１ｂが夫々接続され、また上記
コントロールバルブ４０と、モータ４２によつて
駆動されるポンプ４３との間には油圧供給通路４
４及びリターン通路４５が設けられている。ここ
で、上記コントロールバルブ４０は、パルスモー
タ３４の回転時にピニオン軸３７に加わる回転力
に応じて作動し、ポンプ４３から油圧供給通路４
４を経て供給される油圧を上記回転力の方向に応
じてパワーシリンダ３８のいずれか一方の油圧室
３８ａ又は３８ｂに導入し、他方の油圧室３８ｂ
又は３８ａ内の作動油をリターン通路４５を介し
て上記ポンプ４３に戻すように作用する。従つ
て、上記パルスモータ３４により、傘歯車３５，
３６、ピニオン軸３７、ピニオン３３及びラツク
３２を介して操作ロツド２７が軸方向に移動され
る時に、パワーシリンダ３８内に導入された油圧
がピストン３９を介して操作ロツド２７の移動を
助勢する。

コントローラ４６には、車速センサ４７から出
力される車速信号Ａと、前輪転舵角を検出する前
輪転舵角センサ４８からの前輪転舵角信号Ｂと、
車体に加わる横加速度を検出する加速度センサ４
９からの横加速度信号Ｃとが入力される。コント
ローラ４６はこれら入力された信号値に基いて信
号Ｄ，Ｅを出力し、これら信号Ｄ，Ｅによつてパ
ルスモータ３４とポンプ駆動用モータ４２がそれ
ぞれ駆動される。

次にコントローラ４６の構成を第３図を用いて
説明する。車速センサ４７からの車速信号Ａと、
前輪転舵角センサ４８からの前輪転舵角信号Ｂと
は後輪転舵角演算部５１に入力される。この演算
部５１は、車速センサ４７によつて検出された車
速と、前輪転舵角センサ４８によつて検出された
前輪転舵角とから後輪転舵角が算出される。ここ
で算出される転舵角は、低速時において、前輪転
舵角の増大に従つて逆位相で増大され、高速時に
おいては、前輪転舵角の増大に従つて同位相で増
大されるようにすることができ、これによつて、
低速時における旋回半径を小さくすることがで
き、かつ高速時における車線変更をスムーズにか
つ走行安定性よく行なうことができる。

このようにして後輪転舵角演算部５１が算出し
た目標後輪転舵角を担持する目標信号Ｆは、パル
スモータ３４のドライバ５２に入力される。ドラ
イバ５２はこの信号Ｆを受けて、後輪９Ｌ，９
L′を目標後輪転舵角に設定するようにパルスモー
タ３４を回転させるパルス信号Ｄを出力する。こ
のパルス信号Ｄがパルスモータ３４に入力される
と、パルスモータ３４が目標後輪転舵角に対応す
る回度だけ回転し、傘歯車３５，３６、ピニオン
軸３７、ピニオン３３及びラツク３２を介して後
輪操作ロツド２７を軸方向に移動させる。これに
より、目標後輪転舵角になるように転舵される。
この時、パワーシリンダ３８が作動し、操作ロツ
ド２７の移動が助勢される。

高速走行中即ち、前輪と後輪とが同相で操舵さ
れる場合に、加速度センサ４９によつて検出され
る横加速度が設定加速度以上になつた場合は、後
輪転舵角演算部５１によつて算出される目標後輪
転舵角は転舵比を減少するように補正して設定さ
れる。従つて、前輪と後輪の横すべり角がほぼ同
一とされ、アンダーステアリング特性が解消さ
れ、コーナーリングの際の限界特性が向上し、か
つ走行安定性よく旋回することができる。

さらに、上記各実施例において、単にアンダー
ステアリング特性を解消するのでなく、オーバー
ステアリング特性を与えることによりスポーツ性
を持たせることもできる。

（発明の効果） 本発明は、前輪と後輪が同相で操舵されている
際に、横加速度を受けた場合に、前輪転舵角に対
する後輪転舵角の比を減少するようにしたので、
前輪駆動車等において発生するアンダーステアリ
ング傾向を解消することができるので、コーナー
リング時に極めて良好な走行安定性を得ることが
できるとともに、高い限界特性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の４輪操舵装置
のそれぞれ第１および第２実施例を示す概略図、
第３図は第２図におけるコントローラーの内部構
成図、第４図は非駆動タイヤとの横加速度に対す
る横すべり角の変化を示すグラフ、第５図は従来
構造と本発明とのステア特性を示すグラフ、第６
図は本発明の前輪転舵角に対する後輪転舵角の関
係を示す特性の一例を示すグラフである。 １Ｌ，１Ｒ……前輪、２……ステアリング装
置、７……フロントシリンダ、９Ｌ，９Ｒ……後
輪、１４……第１のリヤシリンダ、１５……第２
のリヤシリンダ、１６，１６′……同相逆相切換
装置、２０，２０′……舵角調整装置、２１……
車速センサ、２２……加速度センサ、２３，４６
……コントローラ、２７……操作ロツド、３８…
…パワーシリンダ、４２……モータ、４３……ポ
ンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪を転舵するステアリング装置、横加速度
   以外の所定のパラメータに応じて前輪と同方向の
   同相方向に後輪を転舵する後輪転舵装置、車両に
   作用する横加速度を検出する加速度センサ、およ
   びこの加速度センサにより検出された横加速度が
   設定加速度以上と判定された際所定のパラメータ
   で決定された後輪の同相転舵量が減少するよう補
   正する補正手段が備えられていることを特徴とす
   る車両の４輪操舵装置。 ２ 前記後輪転舵装置が、後輪の転舵を油圧によ
   り達成する油圧機構を備え、この油圧機構が、後
   輪転舵量を減少することのできるアクチユエータ
   機構を含み、前記補正手段が、前記加速度センサ
   からの入力を受け、前記アクチユエータ機構を駆
   動制御するコントローラから成る請求項１記載の
   車両の４輪操舵装置。 ３ 前記後輪転舵装置が、ラツク及びピニオン機
   構を介して後輪の転舵を達成するパルスモータを
   備え、前記補正手段が、前記加速度センサからの
   入力を受け、前記パルスモータを駆動するドライ
   バへ目標信号を発生する後輪転舵演算部から成る
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の４輪操舵
   装置。