JPH072126A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 車両の重心高さの変化に拘わらず、高速走行
時に一定の優れた操縦安定性を確保する。 【構成】 車両の速度が設定速度以上のときに、前輪の
操向転舵に応じて後輪を前輪と同方向に転舵するように
したもので、車両の速度を検知する手段９０と、前輪の
操向転舵角を検知する手段８６と、前輪及び後輪位置に
おける車高を夫々検知する手段９２と、車両の前後方向
加速度を検知する手段９８と、後輪を転舵するアクチュ
エータ７６と、上記夫々の出力信号を受容してアクチュ
エータの作動を制御するコントローラ１００とを具備
し、同コントローラは、車両の重心の高さを検知し、そ
れが高いほど後輪の転舵角に対する前輪転舵角の比で表
わされる後輪舵角比が大きくなるように、アクチュエー
タを作動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラック等車両の操舵
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、高速走行時の操縦安定性を向上す
るために、前輪の操向転舵に連動して、後輪を前輪の転
舵方向と同方向即ち同相方向に転舵するようにした四輪
操舵システム及び装置が提案されている。一方、車両特
にトラックの場合、積荷の状態によって車両の重心高さ
が著しく変化し、車両の重心が高くなるほど操舵に対す
る応答性や減衰性が悪化する性質がある。しかしなが
ら、従来の四輪操舵装置では、上記車両重心の高さの変
化に対応して後転の転舵量を変化させるように構成され
ておらず、従って積荷状態如何に拘わらず一定の優れた
操縦安定性を確保することができないという問題があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、車両の積荷
状態が変化し従って重心の高さが変化した場合でも、常
に一定の優れた操縦安定性を確保することができる車両
用操舵装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたもので、車両の速度が設定速度
以上のときに、前輪の操向転舵に応じて後輪を上記前輪
の転舵方向と同方向に転舵するようにしたものにおい
て、車両の速度を検知する手段と、前輪の操向転舵角を
検知する手段と、前輪及び後輪位置における車高を夫々
検知する手段と、車両の前後方向加速度を検知する手段
と、後輪を転舵するアクチュエータと、上記車速検知手
段、前輪転舵角検知手段、前輪及び後輪位置の車高検知
手段並びに前後加速度検知手段の出力信号を受容して上
記アクチュエータの作動を制御するコントローラとを具
備し、同コントローラは、上記前後方向加速度と前輪及
び後輪位置の車高変化とに基づき車両の重心の高さを検
知し、同重心高さが高いほど後輪の転舵角に対する前輪
転舵角の比で表わされる後輪舵角比が大きくなるよう
に、上記アクチュエータを作動させることを特徴とする
車両の操舵装置を提案するものである。

【０００５】

【実施例】以下本発明をトラックに適用した一実施例を
添付図面について具体的に説明する。先づ、図１及び図
２に示した後輪を含む車体後部の要部平面図及び側面図
において符号１０はトラック等車両の車台フレームであ
って、車体前後方向に延在する左右一対のサイドレール
１２と、車巾方向に延在し両端を上記左右のサイドレー
ル１２に固着された複数個のクロスメンバ１４とから構
成されている。１６は車巾方向両端部分にダブルタイヤ
１８を支持したリヤアクスルハウジング、２０はその前
端部を第１のシャックルリンク２２の上端にピン２４に
よって枢着されると共に、後端部を第２のシャックルリ
ンク２６の下端にピン２８によって枢着されたメーンリ
ーフスプリングである。

【０００６】上記第１シャックルリンク２２はその下端
をピン３０によって前部シャックルブラケット３２に枢
着され、同ブラケット３２は車台フレーム１０のサイド
レール１２に固着されている。また、上記第２シャック
ルリンク２６は、その上端をピン３４によって後部シャ
ックルブラケット３６に枢着され、同ブラケット３６は
車台フレーム１０のサイドレール１２に固着されてい
る。従って、メーンリーフスプリング２０の前端部に
は、第１シャックルリンク２２を介して、車体のばね上
荷重が吊下げ方向に作用し、一方メーンリーフスプリン
グ２０の後端部には、第２シャックルリンク２６を介し
て、ばね上荷重が下支えされるような態様で作用するこ
ととなる。３８は上記メーンリーフスプリング２０の上
方に配設され、車両の荷重が設定荷重以上のときに、そ
の前後両端部分をサイドレール１２に装着されたヘルパ
ストッパ４０に摺接されるヘルパリーフスプリングであ
る。

【０００７】上記リヤアクスルハウジング１６の車巾方
向両端付近における上側面及び下側面に、ラバーパッド
部材４２が配設されている。上方のラバーパッド部材４
２上に上方支持部材４４が装架され、また下方のラバー
パット部材４２は下方支持部材４６上に装架されてい
る。上記上方支持部材４４と下方支持部材４６との間に
スペーサ４８が介装され、上記メーンリーフスプリング
２０及びヘルパリーフスプリング３８の前後方向中間部
分に配設された前後一対のＵボルト５０を、上記上下の
支持部材及び４６、パイプ状のスペーサ４８に挿通させ
てナット５２を締付けることにより、上記リヤアクスル
ハウジング１６の両端部分が、夫々ラバーパッド部材４
２を介しメーンリーフスプリング２０及びヘルパリーフ
スプリング３８に連結される。

【０００８】上記ラバーパッド部材４２は、断面形状が
夫々浅いＵ字状をなす一対の鋼板製裏金間に介装されて
焼付固着された浅いＵ字状をなすラバーパッドとから構
成されている。上記のようにＵボルト５０を締付けた際
に、上下の支持部材４４及び４６間に所定の長さのスペ
ーサ４８が介装されているので、上記ラバーパッドに
は、予め設定された圧縮力が作用していることとなる。
（なお、図示の実施例では、後輪懸架用の重ね板ばね装
置が、メーンリーフスプリング２０とヘルパリーフスプ
リング３８とから構成されているが、ヘルパリーフスプ
リング３８は省略されることもある。）

【０００９】上記車台フレーム１０のサイドレール１２
間に、車体前後方向の中心線に沿って平面形状がＶ字状
をなす上方ラジアスロッド５４が配設され、同ラジアス
ロッドの頂点部はボールジョイント装置５６（又は同効
のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して上記リヤア
クスルハウジング１６の中央部分に設けられたディファ
レンシャルケーシング５８の上側に枢着され、また同ロ
ッドの両脚の自由端部は夫々ボールジョイント装置６０
（又は同効のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して
上記車台フレーム１０のサイドレール１２（又はクロス
メンバ１４）に枢着されている。

【００１０】図２の側面図に良く示されているように、
上記リヤアクスルハウジング１６の車巾方向両端付近の
下側面にブラケット６２が溶接等によって固定され、同
ブラケット６２にはボールジョイント装置６４（又は同
効のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して左右一対
の下方ラジアスロッド６６の一端が枢着されている。各
下方ラジアスロッド６６の他端は、上記サイドレール１
２のウエブ又は側壁に固着されたブラケット６８にピン
７０によって枢支された作動レバー７２の下端に夫々ピ
ン７４を介し枢着されている。更に、上記作動レバー７
２の上端には、左右一対の後輪転舵アクチュエータを形
成する油圧シリンダ装置７６のピストン軸７８がピン８
０によって枢着され、また同油圧シリンダ装置のシリン
ダ８２は、ピン８４によって上記サイドレール１２のウ
エブ又は側壁に枢支されている。

【００１１】次に、図３は前記後輪転舵アクチュエータ
７６の作動を制御する装置の概念的構成図である。図中
符号８６はステアリングシャフト８８に介装されて操向
転舵角を検出する例えば光パルス非接触型の前輪転舵角
センサ、９０は車速センサ、９２は前輪９４の位置にお
ける車高を検出する前輪車高センサ、９６は後輪１８の
位置における車高を検出する後輪車高センサ、９８は車
両の前後方向加速度を検知する加速度センサ、１００は
上記車速センサ９０の出力信号Ｖと前輪転舵角センサ８
６の出力信号δ_ｆと前輪車高センサ９２の出力信号Ｈ_ｆ
と後輪車高センサ９６の出力信号Ｈ_ｒと加速度センサ９
８の出力信号Ｇとを受容して後輪転舵アクチュエータ７
６を制御するサーボバルブ１０２を駆動するコントロー
ラ、１０４は油圧ポンプである。

【００１２】上記前輪及び後輪車高センサ９２及び９６
には、前記車台フレーム１０に枢支されたセンシングレ
バーと、一端を前輪９４のナックル又はリヤアクスルハ
ウジング１６に連結されかつ他端を上記センシングレバ
ーに枢着されたコネクティングロッドと、上記センシン
グレバーに連結され同レバーの回転角に応じた電気的出
力を生起するポテンシオメータ等の信号発生装置とから
なり、車台フレーム１０に対する前輪ナックル又はリヤ
アクスルハウジングの変位を上記コネクティングロッド
を介してセンシングレバーの回転角に変換し、車高に応
じた出力信号を発信するようにしたセンサ、或いは前輪
又は後輪のサスペンションスプリングの撓みを検出して
車高を検知するセンサ等任意の車高検出手段を採用する
ことができる。

【００１３】車両が予め設定された車速ｖ_ｏ以上の高速
度で走行しているときに、ステアリングホイール１０６
が操作されステアリングシャフト８８を介して前輪９４
が操向転舵されると、前輪転舵角センサ８６の出力信号
δ_ｆがコントローラ１００に供給され、同コントローラ
１００が、後に詳述するように車両重心の高さに応じた
駆動信号をサーボバルブ１０２に供給して同サーボバル
ブが制御される。

【００１４】上記サーボバルブ１０２の作動により油圧
ポンプ１０４から吐出された高圧の作動油が左右一対の
後輪転舵アクチュエータ７６に供給され、同アクチュエ
ータが左右反対方向即ち左右何れか一方のアクチュエー
タが伸長すると他方のアクチュエータが収縮するように
作動し、リヤアクスルハウジング１６がＶ字状をなす上
方ラジアスロッド５４の頂点におけるボールジョイント
装置５６の中心の周りに、前輪９４の転舵方向と同方向
に、後述する転舵角だけ転舵され、高速走行時における
操縦安定性が向上する。

【００１５】上記コントローラ１００の一般的作動態様
が、縦軸に後輪舵角比Ｎをとり、横軸に車速ｖをとって
示した図４の後輪転舵特性図に示されている（なお、上
記後輪舵角比Ｎは、後輪の転舵角δ_ｒに対する前輪の転
舵角δ_ｆとの比、即ちδ_ｒ／δ_ｆである）。

【００１６】図示のように、車速が第１の設定車速ｖ_０
より小さいとき、即ちｖ＜ｖ_０のときは、後輪１８の転
舵は行なわれずＮ＝０であって、コントローラ１００か
らサーボバルブ１０２に駆動出力が供給されない。次に
上記第１の設定車速ｖ_０と第２の設定車速ｖ_１との間の
速度領域（ｖ_０≦ｖ＜ｖ_１）では、Ｎ＝ｋ_１（ｖ−
ｖ_０）即ち図中に符号Ｎ_ａで示されているように、車速
と共に直線的に増大する後輪舵角比Ｎ_ａに相応した駆動
出力が、コントローラ１００からサーボバルブ１０２に
供給され、後輪１８即ちリヤアクスルハウジング１６
が、上記駆動出力に応じた舵角だけ転舵される。

【００１７】また、上記第２設定車速ｖ_１以上の速度領
域（ｖ≦ｖ_１）では、Ｎ＝ｋ_２（ｖ−ｖ_１）＋ｋ_１（ｖ
_１−ｖ_０）即ち図中に符号Ｎ_ｂで示されているように、
車速と共に直線的に増大する後輪舵角比Ｎ_ｂに相応した
駆動出力が、コントローラ１００からサーボバルブ１０
２に供給される。

【００１８】勿論、上記第１及び第２設定速度ｖ_０，ｖ
_１及び後輪舵角比Ｎ_ａ，Ｎ_ｂのタンジエント即ち傾きｋ
_１，ｋ_２は、車両の諸元、車種等により適宜に設定され
る。

【００１９】本発明の特徴として、上記後輪舵角比
Ｎ_ａ，Ｎ_ｂの傾きｋ_１及びｋ_２が、車両の重心位置に応
じて次のように変化せしめられる。先づ、車両のキーオ
ン直後に、前輪車高センサ９２により検知されコントロ
ーラ９８に供給された前輪位置における車高Ｈ_ｒと、車
両の重心が車体前後方向において基準位置にあるときの
前輪位置における基準車高Ｈ_ｏｆとの偏差（ｈ_ｆ＝Ｈ
_ｏｆ−Ｈ_ｆ）が、コントローラ１００内で演算される。
同時に、後輪車高センサ９６により検知されコントロー
ラ１００に供給された後輪位置における車高Ｈ_ｒと、車
両の重心が車体前後方向において基準位置にあるときの
後輪位置における基準車高Ｈ_ｏｒとの偏差（ｈ_ｒ＝Ｈ
_ｏｒ−Ｈ_ｒ）が同コントローラ１００内で演算される。

【００２０】次に、コントローラ１００内で、車両重心
の前後位置を表わす数値Ｌ＝ｈ_ｒ／ｈ_ｆが、演算される
と共に、車両重量を表わす数値Ｗ＝ａｈ_ｒ＋ｂｈ_ｆ＋ｃ
が演算される。また、車両の発進後に、ある任意の大き
さの前後加速度が発生した時点、例えばＧ＝０．３の前
後方向加速度が発生した時点で、コントローラ１００内
で重心の高さＨ_ｍが演算される。即ち、加速度が発生す
ると、前輪位置での車高Ｈ_ｆがＨ_ｆ′に変化するので、
加速度に基づく車高偏差Ｈ_ｆｇ＝Ｈ_ｆ′−Ｈ_ｆを算出し
て、上記重心の高さＨ_ｍが下記の数式１によって演算さ
れる。

【００２１】

【数１】

【００２２】さらに、上記演算結果に基づいて、図４の
速度領域ｖ_０≦ｖ＜ｖ_１における後輪舵角比Ｎ_ａ、及び
速度領域ｖ≧ｖ_１における後輪舵角比Ｎ_ｂの傾きを表わ
すｋ_１及びｋ_２が、夫々下記の数式２及び数式３によっ
て演算される。なお上記各式におけるａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｐ_１，ｑ_１，ｒ_１，Ｓ_１，ｐ_２，ｑ_２，ｒ_２，Ｓ_２は夫
々車両の属性によって定まる定数である。なお、車両の
発進当初は、各式中の重心高さＨ_ｍに代え標準的に積荷
状態に基づいて設定された重心高さＨ_ｍｏが暫定値とし
て使用され、発進後にある大きさ以上の加速度が発生し
たときに、上記Ｈ_ｍが演算され、ｋ_１及びｋ_２が修正さ
れる。

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】

【００２５】夫々縦軸にｋ_１，ｋ_２をとり、横軸に車両
重量をとって示した図５及び図６に説明されているよう
に、上記ｋ_１及びｋ_２は車両重量Ｗの増大及び車両重心
の位置を表わすＬ（重心が後方にあるほど大）と共に増
加し、かつ車両重心の高さＨ_ｍが高い場合ほど夫々実線
で示されているように大きくなり、重心の高さＨ_ｍが低
くなるほど夫々点線で示されているように小さくなる。

【００２６】上記のように、コントローラ１００によっ
て、車体の自重及び積荷の重量を合わせた車両重量の増
減と、載荷状態により変化する車両重心の前後位置の変
化と、車両重心の高さに応じてサーボバルブ１０２を制
御し、後輪転舵アクチュエータ７６によって前輪９４の
転舵角δ_ｆに対する後輪１８の同相方向の転舵角δ_ｒを
変化させ、重心の高さが高いほど後輪の転舵角δ_ｒを大
きくすることによって、高速走行時に常に一定の操縦安
定性を確保することができる利点がある。なお、上記実
施例では、後輪舵角比Ｎが、二つの速度領域において傾
きを異にする二つの直線に沿い変化するように構成され
ているが、曲率半径が大きい曲線に沿って変化するよう
に変更することも勿論可能である。

【００２７】叙上のように本発明に係る車両の操舵装置
は、車両の速度が設定速度以上のときに、前輪の操向転
舵に応じて後輪を上記前輪の転舵方向と同方向に転舵す
るようにしたものにおいて、車両の速度を検知する手段
と、前輪の操向転舵角を検知する手段と、前輪及び後輪
位置における車高を夫々検知する手段と、車両の前後方
向加速度を検知する手段と、後輪を転舵するアクチュエ
ータと、上記車速検知手段，前輪転舵角検知手段，前輪
及び後輪位置の車高検知手段並びに前後加速度検知手段
の出力信号を受容して上記アクチュエータの作動を制御
するコントローラとを具備し、同コントローラは、上記
前後方向加速度と前輪及び後輪位置の車高変化とに基づ
き車両の重心の高さを検知し、同重心高さが高いほど後
輪の転舵角に対する前輪転舵角の比で表わされる後輪舵
角比が大きくなるはように、上記アクチュエータを作動
させることを特徴とし、車両重心の高さの変化にも拘わ
らず高速走行時に一定の優れた操縦安定性を確保するこ
とができるので、特に積荷状態の如何により重心の高低
の変化が著しいトラック等の走行安定性を向上し得る利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す車両後部の平面図であ
る。

【図２】図１に示した車両後部の側面図である。

【図３】図１に示した車両の操舵装置全体の概略平面図
である。

【図４】図３に示した車両の後輪舵角比と車速との関係
を示した線図である。

【図５】図４における後輪舵角比Ｎ_ａに関連するｋ_１と
車両重量，車両重心の前後方向位置及び重心高さとの関
係を示した線図である。

【図６】図４における後輪舵角比Ｎ_ｂに関連するｋ_２と
車両重量，車両重心の前後方向位置及び重心高さとの関
係を示した線図である。

【符号の説明】

１０ 車台フレーム １６ リヤアクスルハウジング １８ 後輪 ５４ 上方ラジアスロッド ７６ 後輪転舵アクチュエータ １００ コントローラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 131:00 137:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の速度が設定速度以上のときに、前
   輪の操向転舵に応じて後輪を上記前輪の転舵方向と同方
   向に転舵するようにしたものにおいて、車両の速度を検
   知する手段と、前輪の操向転舵角を検知する手段と、前
   輪及び後輪位置における車高を夫々検知する手段と、車
   両の前後方向加速度を検知する手段と、後輪を転舵する
   アクチュエータと、上記車速検知手段、前輪転舵角検知
   手段、前輪及び後輪位置の車高検知手段並びに前後加速
   度検知手段の出力信号を受容して上記アクチュエータの
   作動を制御するコントローラとを具備し、同コントロー
   ラは、上記前後方向加速度と前輪及び後輪位置の車高変
   化とに基づき車両の重心の高さを検知し、同重心高さが
   高いほど後輪の転舵角に対する前輪転舵角の比で表わさ
   れる後輪転舵角比が大きくなるように、上記アクチュエ
   ータを作動させることを特徴とする車両の操舵装置。