JPH0653499B2 - 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） ところで、４輪操舵および２輪操舵のいずれの車両にお
いても、走行中に走行車線を変更する場合、ハンドルの
操舵は、一旦車線変更方向に操舵した後、反対方向に切
り返される。そして、このハンドルの切り返し時には、
車両の収束性ないし走行安定性を高めるために、ハンド
ル操舵に対する車両の応答性が他のハンドル操舵時より
も緩やかになることが望ましく、特に、４輪操舵の車両
にあっては、その実現化が強く要請される。

本発明はかかる要請に答えるべくなされたものであり、
その目的とするところは、特に４輪操舵の車両におい
て、車線変更の場合におけるハンドルの切り返し時、他
のハンドル操舵時よりも後輪を前輪と同方向の同位相方
向へ転舵させることにより、車両の応答性を緩やかにし
て収束性ないし走行安定性の向上を図ることにある。

（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輪操舵装置において、上記後輪転舵機構
を、ハンドルを所定方向に操舵した状態から反対方向に
切り返した状態を検出する検出手段と、該検出手段の出
力信号を受け、上記ハンドルの切り返し状態にあるとき
に後輪転舵角を前輪と同方向の同位相方向に増加補正す
る補正手段とを備える構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、車線変更の場合におけ
るハンドルの切り返し時には、後輪転舵機構において後
輪転舵角が、検出手段からの出力信号を受けた補正手段
によって前輪と同方向の同位相方向に増加補正され、こ
の増加補正された転舵角でもって後輪が他のハンドル操
舵時よりも旋回を緩やかにする同位相方向へ転舵される
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せる左右の
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は左右の後輪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１１
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後輪８
Ｌ，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が接続されている。
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の操舵量等から前輪転舵
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７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２８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からの車
速信号を受け、特性記憶部３０に記憶された転舵比特性
から前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１
４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。

また、上記コントローラ２５は、舵角センサ２６からの
舵角信号を受け、車線変更の場合におけるステアリング
ハンドル３を所定方向に操舵した状態から反対方向に切
り返した状態を判別し検出する切り返し状態検出手段３
５を備えているとともに、該検出手段３５からの出力信
号を受け、ステアリングハンドル３の操舵状態に応じて
特性記憶部３０に記憶された転舵比特性を選択しステア
リングハンドル３が上述の切り返し状態にあるときに転
舵比を同位相方向に増加補正する補正手段としての特性
選択部３６を備え、該特性選択部３６で選択された特性
記憶部３０の転舵比特性に従って上記目標転舵角演算部
３１における目標後輪転舵角の演算が行われるようにな
っている。

上記切り返し状態検出手段３５は、第３図に示すよう
に、舵角センサ２６からの舵角信号に基づいてステアリ
ングハンドル３が右方向に操舵された状態を判別する右
操舵判別部３７と、舵角センサ２６からの舵角信号に基
づいてステアリングハンドル３が左方向に操舵された状
態を判別する左操舵判別部３８と、上記右操舵判別部３
７からの出力信号が一旦入力され、その出力信号が入力
しなくなったときから所定時間出力信号を発する第１タ
イマー３９と、上記左操舵判別部３８からの出力信号が
一旦入力され、その出力信号が入力しなくなったときか
ら所定時間出力信号を発する第２タイマー４０と、上記
第１タイマー３９からの出力信号と左操舵判別部３８か
らの出力信号とを受けたとき、つまり走行車線を車両右
側の車線に変更したときに出力信号を発する第１アンド
回路４１と、上記第２タイマー４０からの出力信号と右
操舵判別部３７からの出力信号とを受けたとき、つまり
走行車線を車両左側の車線に変更したときに出力信号を
発する第２アンド回路４２と、上記第１および第２アン
ド回路４１，４２からの出力信号を受けるオア回路４３
とを備えていて、車線変更が車両の左右両側のいずれに
なされた場合でも上記オア回路４３から特性選択部３６
に対し出力信号が発せられるように構成されている。

一方、上記特性記憶部３０に予め記憶されている転舵比
特性は、第４図に示すように、車線変更時用の転舵比特
性Ａと、車線変更以外の通常のハンドル操舵時用の転舵
比特性Ｂとの２種類がある。この両転舵比特性Ａ，Ｂ
は、基本的には、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（前後輪が逆方向に転舵さ
れる状態）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（前後輪が同方向に
転舵される状態）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設定されている。そして、上記両
転舵比特性Ａ，Ｂのうち、車線変更時用の転舵比特性Ａ
は、通常のハンドル操舵時用の転舵比特性Ｂに比べて低
速から高速までの全車速域に亘って同位相側にずれた傾
向にあり、転舵比ｋが負方向の逆位相の値となる低速域
ではその転舵ｋが零に近づきあるいは正方向の同位相に
変化し、転舵比ｋが正方向の同位相の値となる中速域な
いし高速域ではその転舵比ｋがより大きな値に設定され
ている。

次に、上記第１実施例の作用・効果について説明する
に、車線変更以外の通常のハンドル操舵時の場合には、
後輪転舵機構７のコントローラ２５においては、特性選
択部３６で特性記憶部３０に記憶された２種類の転舵比
特性Ａ，Ｂの中から転舵比特性Ｂが選択され、この選択
された転舵比特性Ｂ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Ｂに従って可変制御され、後輪８Ｌ，８Ｒ
は、低速時では前輪２Ｌ，２Ｒと逆方向の逆位相に転舵
され、高速時では前輪２Ｌ，２Ｒと同方向の同位相に転
舵される。これにより、従来の４輪操舵装置の場合と同
様、旋回走行時での旋回性・走行安定性を向上させるこ
とができるとともに、車庫入れ時等での小廻り性を高め
ることができる。

一方、車線変更の場合において、ステアリングハンドル
３を車線変更方向へ操舵した状態から反対方向に切り返
したときには、上記特性選択部３６は、切り返し状態検
出手段３５からの出力信号を受けて上述の車線変更以外
の通常のハンドル操舵時用の転舵比特性Ｂに代って車線
変更時用の転舵比特性Ａを特性記憶部３０から選択し、
この選択された転舵比特性Ａに従って転舵比が転舵比可
変手段３４によって可変制御される。

この場合、上記車線変更時用の転舵比特性Ａは、車線変
更以外のハンドル操舵時用の転舵比特性Ｂに比べて同位
相側にずれているので、後輪８Ｌ，８Ｒが上述の車線変
更以外の通常のハンドル操舵時よりも旋回を抑制する側
たる前輪２Ｌ，２Ｒと同方向の同位相方向へ転舵され
る。このため、ハンドル操舵に対する車両の応答性が緩
和されることになり、車両の収束性ないし走行安定性を
向上させることができる。

ここで、車線変更の場合において、ステアリングハンド
ル３を車線変更側へ操舵した状態から反対方向に切り返
した状態が切り返し状態検出手段３５によって検出され
るメカニズムについて、走行車線を車両右側の車線に変
更する場合を例として第５図を用いながら説明する。

この車線変更の場合、先ず、ステアリングハンドル３は
直進位置から車線変更側たる右方向に操舵される。この
際、切り返し状態検出手段３５の右操舵判別部３７から
出力信号が第１タイマー３９に対し出力される。

次に、ステアリングハンドル３は、右方向に操舵された
状態から直進位置を通過して左方向に切り返し操舵され
る。このステアリングハンドル３が直進位置を通過した
とき（第５図中のＰ時点）、第１タイマー３９には右操
舵判別部３７からの出力信号が入力されなくなるので、
該第１タイマー３９から出力信号が所定時間Ｔだけ第１
アンド回路４１に対し出力される。また、ステアリング
ハンドル３が直進位置を通過して左方向に操舵されたと
きには、左操舵判別部３８から出力信号が第１アンド回
路４１に対し出力される。

そして、上述の如く第１アンド回路４１に第１タイマー
３９からの出力信号と左操舵判別部３８からの出力信号
とが入力されたとき（ほぼＰ時点と一致する）には、該
第１アンド回路４１からオア回路４３に出力信号が発せ
られ、該オア回路４３から切り返し状態の検出信号とし
て出力信号が特性選択部３６に対し出力されることにな
る。

尚、車線変更の場合においても、ステアリングハンドル
３が車線変更方向に操舵されるとき（第５図でＰ時点以
前の段階）には、車線変更以外の通常のハンドル操舵時
の場合と同様に転舵比特性Ｂに従って転舵比が制御さ
れ、旋回性を良好に維持することができる。

第６図は上記第１実施例における後輪転舵機構７のコン
トローラ２５の変形例を示したものである。このコント
ローラ２５は、目標転舵角演算部３１′とパルスジェネ
レータ３２′とドライバ３３′とによって構成され、前
輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比を特性記憶部３
０′に記憶された所定の転舵比特性（第１実施例におけ
る特性記憶部３０に記憶された車線変更以外の通常のハ
ンドル操舵時用の転舵比特性Ｂに相当）に従って可変制
御する転舵比可変手段３４′を備えているとともに、切
り返し状態検出手段３５からの出力信号を受け、ステア
リングハンドル３の切り返し状態にあるときに上記転舵
比可変手段３４′の目標転舵角演算部３１′で演算され
た目標後輪転舵角に補正転舵角を加算して転舵日を同位
相方向に増加補正する補正手段としての補正部４４を備
えてなるものである。

また、第７図は上記第１実施例の別の変形例として前輪
転舵角θ_Fの大きさに応じて後輪転舵角θ_Rを演算して転
舵比を制御する場合の転舵比特性を示したものである。
この舵角による転舵比制御は、前輪転舵角θ_Fが高速時
では小さく、低速時では大きくなるという実情に基づい
て前輪転舵角θ_Fに対する後輪転舵角θ_Rの転舵比を制御
するものであり、その転舵比特性は、基本的には車速に
よる転舵比制御の場合と同様、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
ように設定されている。

そして、上記舵角による転舵比制御の場合においても、
その転舵比特性としては、車線変更時用の転舵比特性Ｃ
と車線変更以外の通常のハンドル操舵時用の転舵比特性
Ｄとの２種類がある。車線変更時用の転舵比特性Ｃは、
通常のハンドル操舵時用の転舵比特性Ｄに比べて前輪転
舵角θ_Fの全範囲に亘って後輪転舵角θ_Rの正方向の同位
相側にずれた傾向にあり、車線変更の場合におけるステ
アリングハンドルの切り返し時に、この転舵比特性Ｃに
従って後輪が第１実施例の場合と同様に車線変更以外の
通常のハンドル操舵時よりも前輪と同方向の同位相方向
へ転舵される。尚、舵角による転舵比制御の場合には、
第１実施例の如き車速を検出する車速センサ２７は不要
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し、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５０を備える。該転舵比変更装置５０には
車体前後方向に延びる伝達ロッド５１の後端が連結さ
れ、該伝達ロッド５１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５２と噛合するピニオン５３が設けられている。ま
た、上記転舵比変更装置５０からは摺動部材５４が延出
され、該摺動部材５４に形成されたラック５５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５６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５１を介して転舵比変更装置５０に伝達さ
れ、該転舵比変更装置５０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
５４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、
同一部材に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５０を制御するコントロー
ラ２５自体は、第１実施例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、車線変更の場合におけるハンドルの切り返し時に
は、後輪転舵機構において後輪転舵角が補正手段によっ
て前輪と同方向の同位相方向に増加補正され、この増加
補正された転舵角でもって後輪が他のハンドル操舵時よ
りも旋回を緩やかにする同位相方向に転舵されるので、
他のハンドル操舵時における旋回性を良好に維持しなが
ら、車線変更時における収束性ないし走行安定性の向上
を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図ないし第４
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図は切り返し状態検出手段のブロック構成図、第４
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である。第５図は切り返し状態検
出手段におけるハンドルの切り返し状態を検出するメカ
ニズムを説明するための説明図である。第６図および第
７図はそれぞれ第１実施例の変形例を示し、第６図は第
２図相当図、第７図はコントローラの舵角による転舵比
制御の場合における転舵比特性を示す図である。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、２６…舵角センサ、３４，３４′…転舵比
可変手段、３５…切り返し状態検出手段、３６…特性選
択部、４４…補正部。

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輪操舵装置であっ
   て、上記後輪転舵機構は、ハンドルを所定方向に操舵し
   た状態から反対方向に切り返した状態を検出する検出手
   段と、該検出手段の出力信号を受け、上記ハンドルの切
   り返し状態にあるときに後輪転舵角を前輪と同方向の同
   位相方向に増加補正する補正手段とを備えたことを特徴
   とする車両の４輪操舵装置。