JPH075086B2 - 車両の4輪操舵装置 - Google Patents

車両の4輪操舵装置

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JPH075086B2
JPH075086B2 JP60149003A JP14900385A JPH075086B2 JP H075086 B2 JPH075086 B2 JP H075086B2 JP 60149003 A JP60149003 A JP 60149003A JP 14900385 A JP14900385 A JP 14900385A JP H075086 B2 JPH075086 B2 JP H075086B2
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JP
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steering
vehicle speed
wheel steering
wheels
vehicle
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JP60149003A
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啓隆 金澤
茂樹 古谷
輝彦 高谷
吉弘 佐藤
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

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59-77971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。
そして、上記従来の4輪操舵装置の場合、後輪が前輪と
逆方向の逆位相に転舵されて車両の運動性能が機敏とな
る低速時であって、かつ前輪転舵角が小さい領域におい
て、前輪が転舵されても後輪が転舵されない不感帯域を
設けて、前輪に対する後輪の転舵に遊びを持たせること
により、運転者が操舵を意図していないのにかかわらず
ハンドルが左右に若干振れることに伴って後輪も転舵さ
れて車両が過敏に操舵されるのを防止し、転舵感を人間
の運転感覚に適合させるようにして操縦安定性の向上を
図るようにしている。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上記従来のものでは、車両の運動性能にかか
わる後輪転舵特性が車速の変化に伴って変化しているに
もかかわらず、上記不感帯域の幅は、車速が変化しても
常に一定であるので、人間の運転感覚に対し車速の変化
による転舵感が十分適合していない。例えば、走行安定
性を得るべく同位相の場合でも、車速変化に対して転舵
感が変わってしまい、人間の運転感覚と実際の転舵との
間にずれが生じて、必ずしも安定した操縦性が得られて
いないという問題がある。
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、前輪と後輪とが同方向の同位相に
あってかつ前輪転舵角の小さい領域において後輪が転舵
されない不感帯域を設ける場合、該不感帯域の幅を車速
が増加するに従って徐々に小さくなるように設定するこ
とにより、同位相時の転舵感を車速が変化しても常に人
間の運転感覚に適合させて、安定した操縦性を確保し走
行安定性を向上させることにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、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車速に対して異なる後輪転舵特性で
後輪を転舵する後輪転舵機構とを備えた車両の4輪操舵
装置を前提とする。そして、上記後輪転舵特性は、前輪
と同方向の同位相となるように設定されているととも
に、上記同位相にある場合前輪転舵角の小さい領域にお
いて後輪が転舵されない不感帯域が設けられている。該
不感帯域の幅は、車速が増加するに従って小さくなるよ
う車速に応じて徐々に変化するように設定されているも
のとする。
(作用) 上記の構成により、本発明の車両の4輪操舵装置では、
前輪と後輪とが同位相にある場合、前輪が転舵しても後
輪が転舵しない不感帯域の幅を車速に応じて異なる幅
に、すなわち車速の増加に伴って不感帯域の幅が徐々に
小さくなるように設定したことにより、低速走行時では
不感帯域の幅が大きく、前輪転舵角が所定の不感帯域の
幅よりも大きくならないと後輪は転舵しない。そして、
車速の増加に伴って不感帯域の幅は徐々に小さくなるた
め、車速の増加につれて後輪は前輪転舵角が小さいうち
から転舵し始めるようになる。その結果、同位相時の転
舵感が車速変化に拘らず常に人間の運転感覚に適合する
ことになり、安定した操縦性が得られることになる。
(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2L,2
R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,2
R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が接続されている。該パワ
ーシリンダ18は、後輪操作ロッド11に固着されたピスト
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1
8b,18cはそれぞれ油圧通路19a,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に連通している。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17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)に移動す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を出力す
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、車速センサ27からの車速
信号を受け、車速の大きさ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、転舵比を同位相方向(第4
図矢印方向)に補正する特性選択部35を備えており、該
特性選択部35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。
ここで、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3図に示すように、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、上記転舵比特性は、第4図および第5図に示す
ように、車速に応じて変化するとともに、前輪転舵角θ
の小さい領域において後輪が転舵されない不感帯域が
設けられている。該不感帯域の幅h1,h2…は、車速が増
加するに従って逆位相から同位相に亘って連続して徐々
に小さくなるように車速に応じて変化する特性に設定さ
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、後輪転舵機構7のコントローラ25は、舵角センサ26
からの舵角信号および車速センサ27からの車速信号に基
づき後輪の目標転舵角θを演算する。すなわち、第2
図に示すように、上記特性選択部35で、車速センサ27か
らの車速信号により特性記憶部30からの転舵比特性を補
正するとともに、この補正された転舵比特性に基づいて
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に従って可変制抑され、
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。
その場合、逆位相から同位相に亘る全車速域であって前
輪転舵角θが小さい領域には、後輪が転舵されない不
感帯域が設けられているので、コントローラ25により演
算された前輪転舵角θが不感帯域の幅hよりも小さい
場合には、後輪転舵角θは零位相に保たれて後輪は転
舵せず、前輪転舵角θが不感帯域の幅h以上になった
ときに、第4図に示すように、車速に対応した転舵比特
性に基づき前輪転舵角θに対応する後輪転舵角θ
得られて後輪は転舵する。また、上記不感帯域の幅h
は、車速の増加とともに徐々に小さく変化するように設
定されているので、車速の増加に伴って後輪が転舵しは
じめる前輪転舵角θが小さくなっていき、ハンドル操
舵に応じて転舵する後輪の転舵が徐々に敏感になる。こ
のことにより、車速が変化しても転舵感は人間の運転感
覚に常に適合することになり、安定した操縦性が得られ
て走行安定性が向上する。
さらに、第6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37を備える。該転舵比変更装置37には車体
前後方向に延びる伝達ロッド38の後端が連結され、該伝
達ロッド38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39と噛合
するピニオン40が設けられている。また、上記転舵比変
更装置37からは摺動部材41が延出され、該摺動部材41に
形成されたラック42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13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43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38を介して転舵比変更装置
37に伝達され、該転舵比変更装置37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41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37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、本発明の車両の4輪操舵装置によれば、前
輪と同方向の同位相になる後輪転舵特性において、上記
同位相にあってかつ前輪転舵角が小さい領域に不感帯域
を設け、該不感帯域の幅を車速の増加に従って徐々に小
さくなるように設定したので、同位相にある場合に車速
の変化に対応した良好な転舵感が得られ、よって、安定
した操縦性が得られて走行安定性が向上する。
【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5
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図は転舵比特性におけ
る前輪転舵角と後輪転舵角との関係を示す図、第5図は
転舵比特性における車速と不感帯量との関係を示す図で
ある。第6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、27……車速センサ、
34……転舵比可変手段、35……特性選択部。

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車速に対して異な
    る後輪転舵特性で後輪を転舵する後輪転舵機構とを備え
    た車両の4輪操舵装置であって、上記後輪転舵特性は、
    前輪と同方向の同位相となるように設定されているとと
    もに、上記同位相にある場合前輪転舵角の小さい領域に
    おいて後輪が転舵されない不感帯域が設けられており、
    該不感帯域の幅は、車速が増加するに従って小さくなる
    よう車速に応じて徐々に変化するように設定されている
    ことを特徴とする車両の4輪操舵装置。
JP60149003A 1985-07-05 1985-07-05 車両の4輪操舵装置 Expired - Lifetime JPH075086B2 (ja)

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JPS628866A JPS628866A (ja) 1987-01-16
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JP2630662B2 (ja) * 1989-12-21 1997-07-16 ダイハツ工業株式会社 四輪操舵装置

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