JPH05273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等の車両において前輪ととも
に後輪をも転舵制御するようにした車両の４輪操
舵装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、この種の車両の４輪操舵装置とし
て、例えば特開昭57−11173号公報に開示されて
いるように、前輪を転舵する前輪転舵機構と、後
輪を転舵する後輪転舵機構とを備え、前輪の転舵
角および車速に応じて車両の横すべり角が零とな
るように後輪転舵機構を作動制御することによ
り、前輪転舵角に対する後輪転舵角特性を車速に
応じて変化させるようにしたものが知られてい
る。

上記４輪転舵装置によれば、車両の横すべり角
が零となるような後輪転舵特性は、低速時では前
輪に対して後輪が逆向き（逆位相）に転舵するこ
とにより旋回性能が向上し、最小回転半径の低減
を可能とし、高速時では前輪に対して後輪が同じ
向き（同位相）に転舵することにより操安性が向
上し、レーンチエンジをスムースに行うことがで
きるものである。

しかるに、上記のように車両のすべり角が零と
いうことは、前輪の走行軌跡上を後輪が走行する
ことであつて、旋回走行時の内輪差が実質的にな
いものである。よつて、車両の側面が前後方向に
直線状であつても、旋回時には車両の前後輪の中
間側面が前部側端の通過軌跡より旋回中心に近い
側を通過することになり、操縦者はこの距離を見
越して旋回走行を行うための操舵量を調整する必
要がある。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、車速の変化に対して
前輪転舵角に対する後輪転舵角の比が変化するよ
うに制御するについて、常に後輪が前輪の走行軌
跡より旋回中心に対して所定値以上外側を通るよ
うに上記前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を設
定した車両の４輪操舵装置を提供することを目的
とするものである。

（発明の構成） 本発明の４輪操舵装置は、前輪転舵機構により
ハンドル操舵に応じて前輪を転舵する一方、後輪
転舵機構により後輪を転舵するについて、後輪転
舵機構をコントローラにより制御し、その制御は
前輪転舵角に対する後輪転舵角の比が少なくとも
車速の変化に応じて変化するとともに、少なくと
も高速走行域において、車両の旋回中心点が車両
重心を通る横方向延長線より前方に位置するよう
に前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を設定した
ことを特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、前輪転舵角に対する後輪転舵
角の比を、車両の旋回中心点が車両重心を通る横
方向延長線より前方に位置するように設定したこ
とにより、ハンドルの操舵にともなつて旋回走行
を行う場合に後輪が前輪より外側を通るようにな
る。よつて、旋回時には車両の前部側端の通過軌
跡より旋回中心に近い側を通過する車両部分が少
なくなることから、旋回走行を行うための操舵量
の調整が容易となつて、コーナリング時の運転性
が向上するものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の全体構成図であり、左右の前
輪１，１を転舵する前輪転舵機構２は、ステアリ
ングハンドル３と、該ステアリングハンドル３の
回転運動を直線往復運動に変換するラツクピニオ
ン機構４と、該ラツクピニオン機構４の作動を前
輪１，１に伝達してこれらを転舵させる左右のタ
イロツド５，５およびナツクルアーム６，６とか
ら構成されている。

一方、左右の後輪７，７を転舵する後輪転舵機
構８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９と、該後輪操作ロツド９の左右
両端にそれぞれタイロツド１０，１０を介して連
結された左右のナツクルアーム１１，１１とを有
し、上記後輪操作ロツド９の軸方向の移動によ
り、後輪７，７が転舵する。そして、後輪操作ロ
ツド９にはラツク１２が形成され、該ラツク１２
に噛合するピニオン１３がパルスモータ１４によ
り一対の傘歯車１５，１６およびピニオン軸１７
を介して回転されることにより、上記パルスモー
タ１４の回転方向、回転量に対応して後輪７，７
を転舵する。

また、上記後輪操作ロツド９はパワーシリンダ
１８を貫通し、該パワーシリンダ１８内を左右の
油圧室１８ａ，１８ｂに仕切るピストン１９がこ
の後輪操作ロツド９に固着されると共に、上記油
圧室１８ａ，１８ｂには、ピニオン軸１７の周囲
に設けられたコントロールバルブ２０から導かれ
た油圧通路２１ａ，２１ｂがそれぞれ接続され、
また上記コントロールバルブ２０とオイルポンプ
２２との間には油圧供給通路２３およびリターン
通路２４が設けられている。上記オイルポンプ２
２はモータ２５によつて駆動される。

上記コントロールバルブ２０は、パルスモータ
１４の回転時にピニオン軸１７に加わる回転力に
応じて作動し、オイルポンプ２２から油圧供給通
路２３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１８のいずれか一方の油
圧室１８ａまたは１８ｂに導入し、他方の油圧室
１８ｂまたは１８ａ内の作動油をリターン通路２
４を介して上記オイルポンプ２２に戻すように作
用する。したがつて、上記パルスモータ１４によ
り傘歯車１５，１６、ピニオン軸１７、ピニオン
１３およびラツク１２を介して後輪操作ロツド９
が軸方向に移動される時に、上記パワーシリンダ
１８内に導入された油圧がピストン１９を介して
後輪操作ロツド９の移動をアシストするように構
成されている。

上記後輪転舵機構８のパルスモータ１４および
オイルポンプ２２の駆動用モータ２５は、コント
ローラ２６から出力される制御信号によつて作動
制御される。上記コントローラ２６には、前輪転
舵機構２におけるステアリングハンドル３の操舵
角を検出する舵角センサ２７からの舵角信号と、
車速センサ２８から出力される車速信号と、車載
重量を検知する荷重センサ２９からの荷重信号と
がそれぞれ入力され、バツテリ電源３０が接続さ
れている。

なお、上記オイルポンプ２２はエンジンによつ
てベルト駆動するようにしてもよく、また、舵角
センサ２７としては、ステアリングハンドル３の
操舵角を直接検出するもの、もしくはラツクピニ
オン機構４等の前輪２の転舵に関連して移動する
部材の移動量から検出するようにしてもよい。

次に、上記コントローラ２６は第２図に示すよ
うに、前記舵角センサ２７の検出信号、車速セン
サ２８の検出信号および荷重センサ２９の検出信
号を受ける目標転舵角演算部３２を有し、この目
標転舵角演算部３２で特性記憶部３３に記憶され
た転舵特性から現在の運転状態に対応する目標転
舵角が演算される。なお、車載重量によつて転舵
特性が変化することから、荷重センサ２９の信号
に応じて転舵角補正を行うものである。

上記目標転舵角演算部３２で算出した後輪転舵
角の信号はパルスジエネレータ３４に出力され、
該パルスジエネレータ３４で後輪転舵角が目標値
となるようにパルスモータ１４の回転方向と回転
量に対応するパルス信号を求めてドライバ３５に
出力し、ドライバ３５はこの信号を受けてパルス
モータ１４を駆動する駆動パルス信号に変換して
パルスモータ１４に出力し、目標転舵角となるよ
うに後輪転舵機構８を駆動するものである。

上記コントローラ２６の特性記憶部３３に予め
記憶されている後輪転舵特性は、第３図に実線
で示すような前輪転舵角に対する後輪転舵角の比
（後輪転舵比ｋ）の車速Ｖに対する特性が設定さ
れているものである。

この後輪転舵特性は、基本的には、車速が低速
から高速に上昇するにしたがつて後輪転舵比ｋは
マイナス方向の逆位相（前後輪が逆方向に転舵す
状態）で大きな転舵比から、転舵比がＯとなるよ
うに転舵比が小さくなる方向に移行し、中速域に
て転舵比ｋがプラス方向の同位相（前後輪が同方
向に転舵する状態）に変わり、高速域では同位相
で転舵比ｋが大きくなるように制御されるもので
ある。

さらに、上記後輪転舵比ｋは少なくとも極低速
域を除く走行域においては、第４図に車両の旋回
走行状態（低速域）を示すように、ある時点にお
ける車両Ａの重心Ｇの進行方向Ｆに直角な中心線
上に旋回中心点Ｃがあり、この旋回中心点Ｃが重
心Ｇを通る車両Ａの前後方向の線Ｌに直角な横方
向延長線Ｓより前方、すなわち車両の進行方向側
に位置するような転舵特性が得られるように設定
されているものである。この場合に、前輪１の走
行軌跡ａに対し、後輪７の走行軌跡ｂが外側を通
るようになり、負の内輪差Ｄが生じることになる
ものである。

また、前記進行方向Ｆと前後方向の線Ｌとがな
す角度がすべり角βである。そして、このすべり
角βがＯであるということは、前記旋回中心点Ｃ
が横方向延長線Ｓ上に位置することであり、その
時には、前輪１の走行軌跡ａと後輪７の走行軌跡
ｂとが一致し、内輪差Ｄがなくなる。

上記すべり角βの車速Ｖに対する設定は、第５
図に示すように、本発明（実線）の特性では車
速が増大するのに対してすべり角βが若干小さく
なるように略直線状に設定されている。これによ
り、全域で略一定の負の内輪差Ｄが生じるもので
ある。また、すべり角βがＯという特性は横軸に
一致することである。さらに、鎖線で示す特性
は、前輪のみ操舵を行う２輪操舵のものであり、
この２輪操舵においては、低速域では後輪７が内
側を通る正の内輪差が発生し、高速域では逆に後
輪７が外側を通る負の内輪差が生じるものであ
る。

第３図を鎖線で示す後輪転舵比特性は、車両
のすべり角がＯとなるように設定したものであつ
て、この特性に対し、本発明の後輪転舵比特性
は、旋回中心点Ｃが車両重心Ｇを通る横方向延長
線Ｓより前方に位置するように設定したことによ
り、上記比較例の特性のものに比べて逆位相側
にずれた傾向となるものである。

なお、車両の旋回状態と速度との関係における
走行特性としては、重心の位置や荷重分布等の影
響により旋回中に前記すべり角βが変化し、車両
の旋回半径がだんだん小さくなつて車両の前部が
内側に入るオーバーステアの特性と、これと逆に
車両の旋回半径がだんだん大きくなつて車両の前
部が外側に出るアンダーステアの特性とがある
が、本発明が対象とする４輪操舵装置の基本的特
性としては上記オーバーステアの特性を有し、こ
れに４輪操舵の機能を持たせるようにするのが好
ましい。すなわち、ハンドル操舵スピードが大き
い時にはオーバーステアのものがアンダーステア
のものより車両の動きが少なく、収束性が高いも
のであり、一方、４輪操舵機能は上記ハンドル操
舵スピードと車両の動きの大きさとの関係におい
て共振点があつて、ハンドル操舵スピードが大き
い領域で不安定な状態が発生する恐れがあること
から、この領域において収束性の大きいオーバー
ステア特性に設定しておくと、上記４輪操舵の不
安定さが解消されることになつて好ましい。特
に、直線からカーブを走行して直線状態に戻る際
などにおけるハンドル操舵時の車両の動きの収束
性が良好でおさまりが良く、高速走行時の安定性
が向上するものである。

一方、第５図に示す本発明のすべり角βの車速
に対する特性において、実線で示したようなす
べり角βが略一定となるような後輪転舵比ｋの設
定の他に、高速域から低速域に移行するにかけて
すべり角βが大きくなるようにして、低速時にお
ける負の内輪差Ｄを大きくし、後輪７が前輪１よ
りかなり外側を通るように設定してもよい。この
場合には、操舵量が大きく旋回半径が特に小さい
場合でも、車両の全体が必ず車両の前部が通過し
た範囲より外側を通るようにして、車両の前部が
通過すればそれより後方部分は何ら注意すること
なく通過できるようになり、旋回運転性の向上が
図れるものである。

また、上記実施例では後輪転舵機構８に油圧に
よつて後輪７の転舵をアシストするいわゆるパワ
ーステアリング機構を採用して、パルスモータ１
４による転舵動作を確実にしているが、他の方式
の後輪転舵機構を採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による構成を明示す
るための車両の４輪操舵装置の全体構成図、第２
図はコントローラのブロツク図、第３図はコント
ローラに設定される後輪転舵特性の一例を比較例
とともに示す特性図、第４図は車両の旋回走行状
態における車両の動きを示す説明図、第５図は車
速に対する車両のすべり角の設定特性を比較例と
ともに示す特性図である。 １……前輪、２……前輪転舵機構、３……ステ
アリングハンドル、７……後輪、８……後輪転舵
機構、１４……パルスモータ、２６……コントロ
ーラ、２７……舵角センサ、２８……車速セン
サ、３２……目標転舵角演算部、３３……特性記
憶部、Ｃ……旋回中心点、Ｇ……車両重心、Ｓ…
…横方向延長線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハンドル操舵に応じて前輪を転舵する前輪転
   舵機構と、後輪を転舵する後輪転舵機構とを備え
   てなる車両の４輪操舵装置であつて、後輪転舵機
   構は前輪転舵角に対する後輪転舵角の比が少なく
   とも車速の変化に応じて変化するようにコントロ
   ーラにより制御されており、このコントローラ
   は、少なくとも高速走行域において、車両の旋回
   中心点が車両重心を通る横方向延長線より前方に
   位置するように上記前輪転舵角に対する後輪転舵
   角の比が設定されていることを特徴とする車両の
   ４輪操舵装置。