JPH0649464B2 - 車両の４輪操舵装置 - 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輪操舵装置に関するものである。

（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、例えば
特開昭５５−９１４５７号公報に開示されるように、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後輪の
転舵角を変化させ、低速時では前輪と後輪とを逆方向の
逆位相に、高速時では同方向の同位相にすることによ
り、車輪の横すべりを防止して走行安定性を向上させる
とともに、低速時での小廻り性の向上を図り得るように
したものは知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、後輪が前輪と逆方向の逆位相にある場合に
は、回転性が良くなって旋回時の小回り性が良好になる
が、旋回時等に車幅方向に大きな加速度が加わるとロー
ルし易くなるので、運転者にロールによる不快感を与え
る。特に、車両はその運動に追従してロールするため、
旋回時等に不安定なロール振動を生じ易く、逆位相によ
る走行時のロール感が悪いという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、後輪が前輪と逆方向の逆位相にあ
る場合には、車両のロール剛性を高めるようにすること
により、逆位相で走行する時のロール感を向上させ、乗
り心地を良くすることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、ハンド
ル操舵に応じて前輪を転舵する前輪転舵機構と、この前
輪の転舵に応じて所定の後輪転舵特性で後輪を転舵する
後輪転舵機構とを備える。これに加えて、車両のロール
剛性を可変にする可変手段を設け、さらに、上記後輪転
舵特性が前輪と逆方向の逆位相にあるとき、上記可変手
段により車両のロール剛性を高めるよう上記可変手段を
制御する制御手段を設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、後輪転舵特性が逆位相にある場合に
は、可変手段によって車両のロール剛性が高められるこ
とによって、車幅方向に加速度が作用しても車両が大き
くロールするのを防止できることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る車両の４輪操舵装置
のの全体構成を示す。同図において、１は左右の前輪２
Ｌ，２Ｒを転舵する前輪転舵機構である。該前輪転舵機
構１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の回転運動を直線運動に変換するラック＆ピニ
オン機構４と、該ラック＆ピニオン機構４の作動を前輪
２Ｌ，２Ｒに伝達してこれらを左右に転舵される左右の
タイロッド５，５およびナックルアーム６，６とからな
る。

７は左化の後輪８Ｌ，８Ｒを転舵する後輪転舵機構であ
る。該後輪転舵機構７は、両端が左右の後輪８Ｌ，８Ｒ
にタイロッド９，９おおよびナックルアーム１０，１０
を介して連結された車幅方向に延びる後輪操作ロッド１
１を備えている。該後輪操作ロッド１１にはラック１２
が形成され、該ラック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の回転方向および回転量に対応して所定の
後輪転舵特性で後輪８Ｌ，８Ｒが左右に転舵されるよう
に構成されている。

また、上記後輪操作ロッド１１には、該ロッド１１を操
作ロッドとするパワーシリンダ１８が接続されてる。該
パワーシリンダ１８は、後輪操作ロッド１１に固着した
ピストン１８ａにより車幅方向に仕切られた左転用油圧
室１８ｂおよび右転用油圧室１８ｃを有していいるとと
もに、該各油圧室１８ｂ，１８ｃはそれぞれ油圧通路１
９ａ，１９ｂを介して、パワーシリンダ１８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２０に連
通し、該コントロールバルブ２０には油供給通路２１お
よび油戻し路２２を介して油圧ポンプ２３が接続されて
おり、該油圧ポンプ２３はモータ２４によって回転駆動
される。上記コントロールバルブ２０は、ピニオン軸１
７の回転方向を検出して後輪８Ｌ，８Ｒ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２１を左
転用油圧室１８ｂに連通しかつ右転用油圧室１８ｃを油
戻し路２２に連通する一方、後輪８Ｌ，８Ｒ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２３からの油圧をピニオン軸
１７の回転力に応じた圧力に減圧するものである。そし
て、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およびラック１２を介して後輪
操作ロッド１１が軸方向（車幅方向）に移動されるとき
にはパワーシリンダ１８への圧油供給により上記後輪操
作ロッド１１の移動を助勢するようにしている。

そして、上記パルスモータ１４および油圧ポンプ２３の
駆動用モータ２４は、後輪転舵機構７の制御部たるコン
トローラ２５から出力される制御信号によって作動制御
される。上記コントローラ２５には、前輪転舵機構１に
おけるステアリングハンドル３の操舵量等から後輪転舵
角を検出する舵角センサ２６からの舵角信号と、車速を
検出する車速センサ２７からの車速信号とがそれぞれ入
力されているとともに、バッテリ電源２９が接続されて
いる。

上記コントローラ２５は、第２図に示すように、舵角セ
ンサ２６からの舵角信号および車速センサ２７から車速
信号を受け、特性記憶部３０に記憶された転舵比特性か
ら後輪転舵角および車速に対応する後輪の目標転舵角を
演算する目標転舵角演算部３１と、該目標転舵角演算部
３１で演算された目標後輪転舵角に対応するパルス信号
を出力するパルスジェネレータ３２と、該パルスジェネ
レータ３２からのパルス信号を受けてパルスモータ１４
および油圧ポンプ２３の駆動用モータ２４を駆動する駆
動パルス信号に変換するドライバ３３とを備える。これ
らによって、前輪転舵角に対する後輪転舵角の比（転舵
比）を所定の転舵比特性に従って可変として後輪転舵角
が目標転舵角となるようにパルスモータ１４および油圧
ポンプ２３の駆動用モータ２４を制御する転舵比可変手
段３４が構成されている。

ここで、上記特性記憶部３０に記憶された転舵比特性Ａ
は、第３図に示すように、車速に応じて後輪が前輪に対
し逆位相に転舵される逆位相領域（負の領域）と、後輪
が前輪に対し同位相に転舵される同位相領域（正の領
域）とに亘って前後輪の転舵比ｋが変化するようになっ
ており、車速が低速から高速に上昇するに従って転舵比
ｋが負方向の逆位相で大きな値から零に近づくように移
行し、中速域にて転舵比ｋが正方向の同位相に変わり、
高速域では転舵比ｋが同位相で大きくなるように設定さ
れている。

そして、このような転舵比特性Ａに従って前後輪の転舵
比ｋが転舵比可変手段３４により可変とされるに当り、
その転舵比ｋの同位相領域と逆位相領域との間での変化
は、コントローラ２５内に設けられた位相判別部３５に
おいて転舵比可変手段３４の目標転舵角演算部３１から
の出力信号に基づいて判別され、該位相判別部３５から
検出信号としての出力信号が、車両のロール剛性を可変
にするロール剛性可変手段３７を制御する制御手段とし
ての減衰力可変コントローラ３６に出力される。該減衰
力可変コントローラ３６は、転舵比ｋの同位相・逆位相
の変化に対応してロール剛性可変手段３７を切換えるよ
うに作動し、第４図に示すように、転舵比ｋが逆位相に
あるときにはロール剛性可変手段３７を車両のロール剛
性を高めるように切換え、転舵比ｋが同位相にあるとき
にはロール剛性可変手段３７を車両のロール剛性を低下
させるように切換えるようになっている。

上記ロール剛性可変手段３７は、具体的には第５図に示
すように車体を懸架する懸架特性を可変にするエアバネ
式サスペンション３８によって構成されている。該各サ
スペンション３８は、いずれも減衰力可変式のショック
アブソーバ３９と、その周りに配置されたコイルバネ４
０と、エアバネ室４１とを有し、上記ショックアブソー
バ３９にはその減衰力を大小２段階に切り換えるための
ステップモータ４２が具備されている。また、上記エア
バネ室４１はパイプ４３を介してアキュムレータ４４に
接続されているとともに、上記パイプ４３の途中にはエ
アバネ室４１とアキュムレータ４４との連通を開閉する
電磁弁４５が配設されている。そして、上記電磁弁４５
およびステップモータ４２は、減衰力可変コントローラ
３６に接続されており、該減衰力可変コントローラ２５
により電磁弁４５を開閉制御してエアバネ室４１のエア
量を増減制御するとともに、ステップモータ４２を駆動
制御してショックアブソーバ３９の減衰力を切換制御す
ることにより、サスペンション３８の懸架特性をソフト
又はハードな状態に切り換えるように構成されている。

ここで、第６図および第７図により、上記ショックアブ
ソーバ３９の具体的構造を詳細に説明する。該ショック
アブソーバ３９は、弾性体４６を介して車体に取付けら
れる上部ケース４７と、該上部ケース４７に対して相対
的に上下動可能に設けられ、且つブラケット４９を介し
て車輪に取付けられる下部ケース４８とを有する。そし
て、上記上部ケース４７の下端部と下部ケース４８の上
端部とはローリングダイヤフラム５０を介して連結され
ているとともに、両ケース４７，４８内はシール部材５
１によって仕切られて、上部ケース４７内に密閉された
エアバネ室４１が形成されている。尚、このエアバネ室
４１は上記のようにパイプ４３及び電磁弁４５を介して
アキュムレータ４４に接続されている。上部ケース４７
と下部ケース４８とには夫々バネ受け部材５２，５３が
固設されて上記コイルバネ４０が装着されている。

また、上記下部ケース４８は外筒５４と内筒５５とから
なる。内筒５５内には上部ケース４７から垂下されたピ
ストンロッド５６が上下方向に摺動可能に挿通され、該
ピストンロッド５６の下端に設けたメインバルブ５７に
より内筒５５内が上部油室５８と下部油室５９とに仕切
られている。また、内筒５５の下端部にはボトム６０が
設けられていると共に、該内筒５５と外筒５４との間の
空間はリザーバ室６１に形成されている。

更に、上記メインバルブ５７は、第７図に拡大詳示する
ように、逆止弁６２によって上部油室５８から下部油室
５９側へ向かう方向にのみ作動流体を通過させるように
設けられた伸び側オリフィス６３と、逆に逆止弁６４に
よって下部油室５９から上部油室５８へ向かう方向にの
み作動流体を通過させるように設けられた縮み側オリフ
ィス６５とを有する。また、メインバルブ５７は、内部
が通孔６６ａを介して上記上部油室５８に連通するとと
もに下部油室５９に直接連通するスリーブ６６と、該ス
リーブ６６内に回動自在に嵌装され、スリーブ６６の通
孔６６ａに連通可能な通孔６７ａを有する弁体６７とか
らなるオリフィス弁６８をも有する。上記オリフィス弁
６８の弁体６７は上記ピストンロッド５６内に挿通せし
めたコントロールロッド６９を介して上記ステップモー
タ４２に駆動連結されており、図示のようにスリーブ６
６における通孔６６ａと弁体６７における通孔６７ａと
が一致した時に上部油室５８と下部油室５９とを連通さ
せるようになされている。よって、上記上部油室５８、
下部油室５９及びメインバルブ５７により、ステップモ
ータ４２の作動に応じて、両油室５８，５９がオリフィ
ス６３又は６５によってのみ通過された減衰力の大きい
ハード状態と、これらに加えてオリフィス弁６８によっ
ても連通された減衰力の小さいソフト状態とに切り換え
られるようにした減衰力可変式ショックアブソーバ３９
が構成される。

次に、上記第１実施例の作用・効果について説明する
に、後輪転舵機構７のコントローラ２５においては、特
性記憶部３０に記憶された転舵比特性Ａは車速に応じて
逆位相領域から同位相領域に亘って変化しており、該転
舵比特性Ａに基づいて転舵比可変手段３４の目標転舵角
演算部３１で目標後輪転舵角が演算されることにより、
前輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比が上記転舵比特
性Ａに従って可変制御され、後輪８Ｌ，８Ｒは、低速時
では前輪２Ｌ，２Ｒと逆位相に転舵され、高速時では前
輪２Ｌ，２Ｒと同位相に転舵される。

この場合、上記転舵比ｋの同位相領域と逆位相領域との
間での変化は、コントローラ２５内の位相判別部３５に
より判別され、該位相判別部３５から検出信号としての
出力信号が、車両のロール剛性を可変にする可変手段３
７を制御する減衰力可変コントローラ３６に出力され
る。そして、上記位相判別部３５からの出力信号を受け
た減衰力可変コントローラ３６によるロール剛性可変手
段３７が作動して車両のロール剛性の高低の切換えが転
舵比ｋの同位相・逆位相の変化に対応して行われ、転舵
比ｋが逆位相に変化したときには車両のロール剛性を高
めるように切換えられ、転舵比ｋが同位相に変化したと
きには車両のロール剛性を低下させるように切換えられ
る。

すなわち、転舵比ｋが逆位相に変化したときには、減衰
力可変コントローラ３６から電磁弁４５に開信号が送ら
れてエアバネ室４１にエアが供給されるとともに、ステ
ップモータ４２に駆動信号が送られ、サスペンション３
８の懸架特性がハードな状態となる。これにより、車両
のロール剛性は、第４図に示すように高くなるので、旋
回時等に大きな車幅方向の加速度が車両に加わっても大
きくロールすることがなく、また、車両が旋回してもそ
の運動に追従してロールすることがなくなり、よって、
ロール感の向上を図ることができる。

一方、転舵比ｋが同位相に変化したときには、サスペン
ション３８の懸架特性はソフトな状態を保持して車両の
ロール剛性は第４図に示すように低くなるが、逆位相の
ときのように車両は大きく旋回しないので、車両には車
幅方向に大きな加速度が加わらず良好なロール感を得る
ことができる。

尚、上記実施例では、ロール剛性可変手段３７としてサ
スペンション３８のショックアブソーバ３９を用いた
が、スタビライザやスプリング等のばね定数を可変にし
ても上記第１実施例と同様の作用，効果を奏し得るのは
もとよりである。

さらに、第８図は本発明の第２実施例に係る車両の４輪
操舵装置の全体構成を示す。この４輪操舵装置における
後輪転舵機構７′は、第１実施例の４輪操舵装置におけ
る後輪転舵機構７の如くパルスモータ１４の作動により
後輪８Ｌ，８Ｒを電気的に転舵する代わりに、前輪転舵
機構１の操舵力を利用して後輪８Ｌ，８Ｒを機械的に転
舵するようにしたものである。

すなわち、上記後輪転舵機構７′は、ギヤ等からなる転
舵比変更装置７０を備える。該転舵比変更装置７０には
車体前後方向に延びる伝達ロッド７１の後端が連結さ
れ、該伝達ロッド７１の前端部には、前輪転舵機構１の
ラック＆ピニオン機構４のラック軸４ａに形成されたラ
ック７２と噛合するピニオン７３が設けられている。ま
た、上記転舵比変更装置７０からは摺動部材７４が延出
され、該摺動部材７４に形成されたラック７５に対して
は、後輪操作ロッド１１にラック１２およびピニオン１
３を介して連結されたピニオン軸１７の前端部に設けた
ピニオン７６が噛合している。しかして、前輪転舵機構
１の操舵力がラック＆ピニオン機構４のラック軸４ａか
ら伝達ロッド７１を介して転舵比変更装置７０に伝達さ
れ、該転舵比変更装置７０においてコントローラ２５の
制御に従って転舵比が変更された後に操舵力が摺動部材
７４およびピニオン軸１７を介して後輪操作ロッド１１
に伝達されることにより、後輪８Ｌ，８Ｒが左右に転舵
されるように構成されている。尚、４輪操舵装置のその
他の構成は、第１実施例の４輪操舵装置と同じであり、
同一部材は同一符号を付してその説明は省略する。

そして、上記転舵比変更装置７０を制御するコントロー
ラ２５自体は、第１実施例のの場合と同じであり、ま
た、それにより同様の作用・効果を奏することができる
のは勿論である。

（発明の効果） 以上の如く、本発明における車両の４輪操舵装置によれ
ば、後輪転舵特性が逆位相にある場合には、可変手段に
より車両ロール剛性が高められるので、逆位相による走
行中、旋回等により車両が車幅方向の加速度を受けても
大きくロールすることがなく、また、車両の動きに追従
して生じるロールを軽減でき、その結果、逆位相による
走行時のロール感が向上し、乗り心地が良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は第１実施例を示し、第１図は車両
の４輪操舵装置の全体構成図、第２図はコントローラの
ブロック構成図、第３図はコントローラの車速による転
舵比制御の場合における転舵比特性を示す図、第４図は
減衰力可変コントローラの車速によるロール剛性の特性
を示す図、第５図ないし第７図はロール剛性可変手段を
示し、第５図は全体概略構成図、第６図は各サスペンシ
ョンの要部拡大断面図、第７図はショックアブソーバの
要部拡大断面図である。また、第８図は第２実施例を示
す第１図相当図である。 １……前輪転舵機構、７，７′……後輪転舵機構、２５
……コントローラ、３６……減衰力可変コントローラ、
３７……ロール剛性可変手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 吉弘 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−128011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−60023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−206409（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、この前輪の転舵に応じて所定の後輪転舵特
   性で後輪を転舵する後輪転舵機構と、車両のロール剛性
   を可変にする可変手段と、上記後輪転舵特性が前輪と逆
   方向の逆位相にあるとき、車両のロール剛性を高めるよ
   う上記可変手段を制御する制御手段とを備えたことを特
   徴とする車両の４輪操舵装置。