JPH0514677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両、特に四輪自動車等の前後輪操舵
装置に関する。

本出願人は既に前輪の転舵に開連せしめて後輪
を転舵したり、或るいはこのような転舵に於てさ
らに車速に対応、つまり低速に於ては後輪を前輪
と逆位相又は略零に、他方高速に於てはこれとは
反対に後輪を前輪と同位相に転舵するよう前輪に
対する後輪の転舵比を車速に対する連続的関数と
なるように可変する車両の操舵装置（特願昭57−
134899号等）を提案した。

また、このような操舵装置に於て、予め設定した
１又は２以上の舵角比（又は後輪転舵角）情報
と、この舵角比（又は後輪転舵角）情報を選択し
任意の舵角比（又は後輪転舵角）に変更するマニ
ユアル切換手段を設け、例えば低速時に於て縦列
駐車や幅寄せを容易に行えるようにした前後輪操
舵装置も特願昭58−193664号にて提案している。

さらには車速に対応した前記転舵比関数の特性
をマニユアルで選択的に設定できるようにし、道
路状況や運転者の好み等によつて走行条件に最も
適切な操舵を選択的に行えるようにした前後輪操
舵装置も本出願と同時に提案している。

ところで、このように後輪の転舵角又は前輪に
対する後輪の転舵比を可変制御するための選択的
な切替手段を備えた前後輪操舵装置は車両の直進
中は問題ないが、例えば車両がコーナリング走行
中に転舵比等の切替えを行つた場合転舵比等が急
変し、この結果車両の旋回半径が急激に変わるこ
とになる。したがつて、切替え時にはこれによる
前後輪転舵の変化を吸収する必要があり、運転者
は無用なハンドル修正努力を強いられるという不
具合を生ずる。

本発明は斯かる不具合の解消を図るもので、そ
の目的とするところは後輪の転舵角又は前輪に対
する後輪の転舵比を選択的な切替手段によつて変
更せしめるに際し、たとえ走行中に斯かる切替手
段を操作しても、何ら操縦安定性を損なうことな
く快適な運転を行えるようにした車両の前後輪操
舵装置を提供するにある。

以上の課題を解決すべく本発明は、後輪の転舵
角又は前輪に対する後輪の転舵比を変更するため
の選択的な切替手段を備えた車両の前後輪操舵装
置において、前記切替手段による切替前の転舵状
態から切替後の転舵状態へ、車速の増加とともに
大きくなる遅延時間をもつて時間とともに漸次変
化させて移行させる遅延手段を設けたことを特徴
とする。

以下には本発明をさらに具体化した好適な実施
例を挙げ図面を参照して詳述する。

先ず、本発明を明確にするため、第１図乃至第
３図を参照し本発明を適用した車両における前後
輪操舵装置の構成及び動作の一例についてその概
要を説明する。第１図は本発明に係る前後輪操舵
装置を備えた車両の概略基本構造を示す斜視図、
第２図は第１図における後輪操舵装置系の拡大斜
視図、第３図ａ，ｂ及びｃは作動説明用の原理図
である。

ハンドル１のハンドル軸２はラツクピニオン式
のギヤボツクス３内に組込み、ラツク軸４の左右
端にはタイロツド５，５を連結し、両タイロツド
５，５の外端には前輪７，７を支承したナツクル
アーム６，６を連結して、既知の如く前輪７，７
をハンドル１の操舵方向へ転舵する。

一方、前記ギヤボツクス３から後方へピニオン
軸８を導出し、この軸８の後端には自在継手９を
介して長尺のリンケージ軸１０を連結する。リン
ケージ軸１０の後端には自在継手１１を介して入
力軸１２を連結し、この入力軸１２は車体後部の
左右中心線上に配置し、且つ軸受ブラケツト１３
にて回転自在に支承する。

さらに入力軸１２の後端には自在継手１４を介
して第２図に詳細に示す揺動軸１５を連結し、こ
の揺動軸１５の中間にはジヨイント部材１６が遊
嵌する。このジヨイント部材１６には図示の如く
車体軸方向をその長さ方向とするアーム部材１７
の中央部を固設する。このアーム部材１７の右端
はリンク部材１８及びリンクブラケツト１９を介
して車体側に連結し、又左端はリンク部材２０，
２１及びリンクブラケツト２２を介して車体側に
連結する。そして、上記リンク部材２１の枢軸２
３はリンク部材２１と一体に回動する。

尚上記ジヨイント部材１６の左右には後輪転舵
用タイロツド２５，２５の内端部をボールジヨイ
ント２６，２６を介して連結し、又両タイロツド
２５，２５の外端部は第１図に示す如く後輪２
７，２７を支持するナツクルアーム２８，２８に
連結する。

一方、前記アーム部材１７の左端外延の車体側
にはモータ３１を配設し、このモータ３１の出力
軸にはウエームギヤ３２を設け、セクタギヤ２４
を噛合せしめる。また、車両には車載コンピユー
タ３３を搭載しており、このコンピユータ３３は
車速を検出する車速センサ３４及びリンク部材２
１の回動位置を検出する位置センサ３５からの信
号を受けて車速に応じた適正な制御信号をモータ
３１に送り、この回転を制御する。

而して第３図ａに模式的に示す如く揺動軸１５
のジヨイント部材１６内に遊嵌された部分の中心
点（以下ピボツト点Ｐと記す）が入力軸１２の中
心Ｏに一致している場合は、入力軸１２と揺動軸
１５とは同芯にて回動し、この時ジヨイント部材
１６は左右に揺動せず、以つて、タイロツド２
５，２５は不動で、このときは前輪７，７のみが
転舵され、後輪２７，２７は従来車両と同様全く
転舵されない。

また、車速が設定値以下の低速走行時にはコン
ピユータ３３は車速センサ３４からの信号を受け
て判断し、モータ３１の回転制御により、該モー
タ３１の出力軸に形成されたウオームギア３２は
これに噛合するセクタギア２４を回動せしめ、該
セクタギア２４と一体に回動するリンク部材２１
は枢軸２３を中心に下方へ揺動し、この結果アー
ム部材１７は第３図ｂに示す如く左端部が下にな
るように傾斜する。このアーム部材１７の傾斜に
よりピボツト点Ｐは軸中心Ｏよりも下方に位置す
る。この状態で、第１図に示したハンドル１を例
えば右方向に操舵すると、ギヤボツクス３内に組
込んだラツク軸４及びタイロツド５，５が左方向
へ移動されて、前輪７，７が右方向へ転舵される
とともに、ギヤボツクス３からピニオン軸８，自
在継手９、リンケージ軸１０，自在継手１１を介
して入力軸１２が反時計方向へθだけ回動され、
入力軸１２の反時計方向への回動によつてジヨイ
ント部材１６が右動され、ジヨイント部材１６に
固設されたアーム部材１７も第３図ｂに於いて破
線で示す如く右動される。このジヨイント部材１
６の右動によつて後輪転舵用タイロツド２５，２
５が右動され、後輪２７，２７は左転舵される。
よつて、後輪２７，２７は、前輪７，７とは逆方
向へ転舵される。この時の前・後輪転舵比は車速
に応じて連続的に変化せしめられる。

さらにまた、車速が初期設定値を越えて増大す
れば、コンピユータ３３はモータ３１を逆転せし
め、この結果アーム部材１７は第３図ｃに示す如
く前とは逆に傾斜し、この結果ピポツト点Ｐは軸
中心Ｏよりも上方へ位置し、入力軸１２を前記同
様反時計方向へ角度θだけ回動せしめれば、タイ
ロツド２５，２５は第３図ｃに於て破線で示示す
如く前記とは逆に作動し、後輪２７，２７も前輪
７，７と同方向へ転舵され、この時の前・後輪転
舵比は車速に応じて連続的に変化せしめられる。
なお、以上の車速に対する舵角比関数の特性は第
５図中曲線Ｑにて示される。

一方、第２図の如く前記車載コンピユータ３３
には複数の押釦３６，３７，３８，３９，４０及
び４１をそれぞれ横方へ並べたマユアル用の選択
スイツチ４２を接続する。この選択スイツチ４２
は前述した車速に対応して設定される転舵比関数
の特性をマユアルで任意に変更するためのもの
で、例えば車両室内のインストルメントパネル等
に取付け運転者が着座して操作できるようにす
る。

次に、本発明の要部構成及びその機能につい
て、第４図乃至第６図を参照して具体的に説明す
る。第４図は後輪操舵装置の制御系の機能ブロツ
ク図、第５図は車速に対する前・後輪転舵比関数
の特性図、第６図は遅延手段の特性図である。

第４図の如く前記車速センサ３４から検出した
車速信号は所定の車速データ(u)としてコンピユー
タ３３に入力する。この車速データ(u)は変換処理
イによつて、予め設定された対応する転舵比デー
タ（ko）（＝ｆ(u)）に変換される。

この処理イを具体的に説明すると、先ずこの車
速データ(u)に対応する転舵比データ（ko）はコ
ンピユータ３３のメモリ内に変換用データロとし
て予め設定記憶してあり、この変換用データロは
第５図の複数の変換特性で表される。

一方、前記選択スイツチ４２によつて選択され
た選択情報は上記変換処理イに与えられ第５図に
示した複数の特性曲線、つまり予め設定した複数
の転舵比関数の特性（1k），（2k），（3k），（4k）
…（Nk）の中から一つの特性が選択され、この
各特性（1k），（2k）…（Nk）は選択スイツチ４
２の各押釦３６，３７…４１に対応し、変換処理
イは第５図の変換特性から選択された一の特性に
従つて実際の車速をこれに対応した転舵比データ
（ko）へ変換することになる。他方、位置センサ
３５は前記リンク部材２１の回動位置を検出する
が、この回動位置は実際の操舵状態における転舵
比に比例しており、この検出結果は実転舵比デー
タ（km）としてコンピユータ３３へ入力する。
そして、この実転舵比データ（km）と前述した
転舵比データ（ko）から比較処理ハによつて
（km）−（ko）の相対的な差データ（△ｋ）を得
る。この差データ（△ｋ）は必要な転舵比に修正
するためのデータでありこの差データ（△ｋ）は
コンピユータ３３から出力する前に遅延処理ニに
よつて一定時間その出力が遅延せしめられる。つ
まり、遅延処理ニは第６図に示す如き特性に従つ
て出力を制御するもので前記選択スイツチ４２に
よつて転舵比関数を切替えた際、切替前の転舵状
態から切替後の転舵状態へ移行させるための差デ
ータ（△ｋ）を予め設定した遅延時間(T)だけ遅ら
せて漸次変化するようになす。一方遅延処理ニさ
れた差データ（△ｋ）はコンピユーター３３から
出力し出力制御装置４３に入力する。この出力制
御装置４３はこの出力側を前記モータ３１に接続
し、デジタル→アナログ変換、増幅機能等により
遅延処理された差データ（△ｋ）に対応してモー
タ３１を駆動する制御信号５を生成するととも
に、これをモータ３１へ供給する。

以つて、前記選択スイツチ４２を操作し、転舵
比関数を切替た場合、転舵状態が急激に変更され
ることはなく時間とともに漸次変化し、切替えた
後の所定の転舵比関数、つまり定常状態までは緩
やかに変化する。

なお、遅延処理ニはコンピユータ３３による所
定のソフトウエアで実行され、車速に応じて第６
図に示す遅延時間Ｔを変更する。即ち車速が高い
ときは遅延時間Ｔを大きく、車速が低いときは遅
延時間Ｔを小さくする。

以上実施例では、差データ（△ｋ）を一定時間
遅延する遅延手段をコンピユータのソフトウエア
で構成したが、出力制御装置４３の出力信号を例
えば低周波フイルタ、或いは積分回路等で一定時
間遅延するように構成してもよく、さらに他の任
意の公知手段を用いて構成してもよい。

また、上記では第５図に示す如き車速に対する
転舵比関数の特性を選択的に切替える場合を例に
とつたが、その他第７図に示すように、所定の転
舵比関数の特性Ｄに対し任意の固定した転舵比
（k1），（k2），（k3），…を選択する場合、さらに
は後輪の転舵角のみを任意選択的に切替える場合
にも同様に適用できる。

このように、本発明は後輪の転舵角又は前輪に
対する後輪の転舵比を変更するための選択的な切
替手段を備えた車両の前後輪操舵装置において、
遅延手段により当該切替手段による切替前の転舵
状態から切替後の転舵状態へ、車速の増加ととも
に大きくなる遅延時間をもつて時間とともに漸次
変化させて移行させるようにしたため、たとえ走
行旋回中等に於て斯かる切替手段を操作しても、
運転者は当該変化による無用なハンドル修正努力
を強いられることはないため、何ら操縦安定性を
損うことなく快適な運転を行うことができる。

以上の如く本発明によれば、あらゆる車速で操
縦安定性を確保しつつ、転舵状態を速やかに切替
えることができる。

即ち低車速では操舵安定性に与える影響が小さ
いため、遅延時間を小さくして、切替後の状態へ
と素早く移行できて、切替えられた転舵状態での
運転が早期に行なえる。

また高車速では操縦安定性に与える影響が大き
いため、遅延時間を大きくして、充分に遅延する
ことで、操縦安定性を確保できる。

しかも本発明では、時間とともに漸次変化させ
て移行させる遅延手段を設けたことで、路面状況
に依らず、操縦安定性を確保し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る前後輪操舵装置を備えた
車両の概略基本構造を示す斜視図、第２図は第１
図における後輪操舵系の拡大斜視図、第３図ａ，
ｂ及びｃは作動説明用の原理図、第４図は後輪操
舵の制御系の機能ブロツク図、第５図は車速に対
する前・後輪転舵比関数の特性図、第６図は遅延
手段の特性図、第７図は他の実施例における車速
に対する転舵比関数の特性図である。 尚図面中、３３は車載コンピユータ、３４は車
速センサ、３５は位置センサ、４２は選択スイツ
チ、イは変換処理、ロは変換用データ、ハは比較
処理、２は遅延処理である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 後輪の転舵角又は前輪に対する後輪の転舵比
   を変更するための選択的な切替手段を備えた車両
   の前後輪操舵装置において、 前記切替手段による切替前の転舵状態から切替
   後の転舵状態へ、車速の増加とともに大きくなる
   遅延時間をもつて時間とともに漸次変化させて移
   行させる遅延手段を設けたことを特徴とする車両
   の前後輪操舵装置。