JPS59128053A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発り」は、ｉｆｊ輸の転舵に応じて後輪をも転舵制御
するようにした車両の４輪操舵装置に関し、特に、車両
の直進安定性およ゛び操舵安定性を確保するようにした
ものに関する。

従来より、この種の４輪操舵装置として、例えば特開昭
５５−９１４５７号公報等に開示されているように、設
定速度以下の低車速域ではｍｆＪ輸の転舵方向に対して
後輪を逆方向（逆位相）に転舵することにより、車両の
最小回転半径を小さくして小回りや車庫入れ等を容易に
行わせる一方、設定速度より高い中・高車速域では後輪
を前輪と同方向（同位相）に転舵することによム後輪の
前輪に対するコーナリングフォースの位相遅れを短縮し
て、レーンチェンジ（車線変更）や緩やかな旋回を安定
して行わせるようにしたものが知られている。

ところで、この従来のものでは、ステアリング操作に伴
う前輪の転舵角の変化に即応して後輪を転舵制御するよ
うになされている。そのため、前輪転舵角が太き（なる
車両の旋回走行時には上記した本来の目的を十分に達成
し得るが、反面、直進走行時にはステアリング操作の遊
びに相当するＭＯ輸転舵角の変化に対しても後輪転舵装
置が敏感に反応して後輪が転舵されてしまい、その結果
、車両の直進安定性が阻害されるという問題があった。

そこで、本発明はかかる諸点に鑑み、ステアリング操舵
角すなわち前輪転舵角が小さい範囲内では前輪の転舵に
拘らず後輪転舵角を零に保つように後輪転舵角特性に所
定の不感帯を設定することにより、直進走行時にステア
リング操作の遊びの範囲内で６ｆ１輪が転舵されても後
輪は転舵されないようにし、よって４輪操舵式車両の直
進安定性の向上および操舵特性の安定確保を図ることを
目的とするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の第１実施例である４輪操舵装置の全体
構成を示し、１は左右の前輪２，２を転舵するステアリ
ング装置で、該ステアリング装置１はステアリングホイ
ール６（ハンドル）と、シックピニオン機構４と、左右
のタイロッド５，５と、左右のナックルアーム６．６と
かう成る。

一方、７は左右の後輪８，８を転舵する後輪転舵装置で
あって、該後輪転舵装置７は車体に摺動自社に支持され
た左右方向の後輪操舵ロンド９を備え、該後輪操舵ロッ
ド９の両端にはそれぞれ左右ノタイロツド１０．１０を
介して左右のナックル７−４１１　、１１が連結されて
おり、後輪操舵ロンド９の軸方向の）ＩＩＪによって後
輪８，８を転舵するようにしている。上記後輪操舵ロッ
ド９の所定部分にはラック（図示せず）が形成され、該
ラックにはピニオン軸１２に形成したピニオン１６が噛
合されており、該ピニオン１６を回転させてラックと一
体の後輪操舵ロッド９を移動させるようにしたラックピ
ニオン式のステアリングギヤ機構１４が構成されている
。

また、上記後輪操舵ロッド９の所定部位には油圧パワー
シリンダ１５のピストン１５ａが固定されている。すな
わち後輪操舵ロッド９はパワーシリンダ１５のピストン
ロンドを構成しており、該パワーシリンダ１５のピスト
ン１５ａ両側の圧油室１５ｂ、１５ｂのいずれか一方に
圧油を供給することにより、後輪操舵ロッド９を駆切し
て上記左右の後輪タイロッド１０．１０に操舵アシスト
力を与えるようにしている。

上記パワーシリンダ１５の各圧油室１！５ｂ、１５ｂは
それぞれ圧油通路１６．１７を介して、上記ピニオン軸
１２すなわちステアリングギヤ機構１４の入力軸の周囲
に配設したコントロールレノくルブ１８に接、１死され
ている。そして、該コントロールバルブ１８は圧油供給
通路１９および圧油リターン通路２０を介して例えば電
動モータ２１で駆動される油圧ポンプ２２に接続されて
おバステアリングギヤ機構１４への入力つまクピニオン
軸１２に加わる回転力に応じてコントローラノ（ルブ１
８が作動することより、油圧ポンプ２２から田浦供給通
路１９を通って供１袷された圧油をノマワーシリンダ１
５の一方の圧油室１５ｂに導入するとともに、他方の圧
油室１５ｂ内の圧油を圧油リターン通路２０を通して油
圧ポンプ２２にリターンさせパワーシリンダ１５のアシ
スト力およびその方向を制御するようにしている。

また、上記ステアリングギヤ機構１４の入力軸すなわち
ピニオン軸１２にはベベルギヤ２６，２４を介してパル
スモータ２５が連結されており、該パルスモータ２５で
ステアリングギヤ機、溝１４の入力軸（ピニオン軸１２
）を正逆方向に回転駆切することにより、後輪操舵ロッ
ド９をパワーシリンダ１５でアシストしながら移動させ
て後輪８．８を左右に転舵するようにした後輪転舵装置
７が構成される。

さらに、２６は前輪２，２の転舵角θＦを検出する前輪
転舵角センサ、２７は車速を検出する車速センサで、該
各センサ２６，２７の出力信号は、上記油圧ポンプ２２
駆動用のモータ２１およびパルスモータ２５を駆動制御
する、つまシ後輪転舵装置７を制御するコントローラ２
８に入力されている。該コントローラ２８は第２図に詳
示するように、予め設定された前輪転舵角θＦに対する
後輪転舵角θＲの特性を記憶する特性記憶部２９を有し
ている。上記特性は例えば第３図に示すように、低車速
時には前輪転舵角θＦの増大に応じて後輪転舵角θＲが
同位相（前後輪２，８０転舵方向が同方向である状態）
から逆位相（ｆｆＪ後輪２゜８の転舵方向が逆方向であ
る状態）へ変化し、−方、高車速時には前輪転舵角θＦ
の増大に伴って後輪転舵角θＢも同位相で増大するがそ
の途中で前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角θＲの比θ
Ｒ／θＦが変化するように変曲する、すなわち車速に応
じて１１１後輸２，８の転舵位相および転舵比θＦ／θ
Ｒが変化するように設定され車両の走行状態に応じた横
Ｇ及びヨーレイトを発生させるようにしている。そして
、該特性には、前輪転舵角θＦのステアリング操作の遊
びに相当する小さい範囲内（例えば−１°≦θＦ≦１°
）で後輪転舵角θＲが零に保たれるよう前輪２，２の転
舵に対する不感帯Ａが設定されている。よってこの特性
記憶部２９により、前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角
θＲの特性に不感帯Ａを設定する不感帯設定手段が構成
される。また、上記コントローラ２８は、上記両センサ
２６，２７からの出力信号を上記特性記憶部２９からの
信号と照合してその状態での目標とする後輪転舵角θＲ
を算出する目標転舵角演算部６０と、該目標転舵角演算
部６０からの出力信号に対応した数のパルス信号を発生
するパルスジェネレータ３１と、該パルスジェネレータ
３１からのパルス信号に応じてパルスモータ２５を駆動
するドライバ３２とを備えておム前輪転舵角センサ２６
および車速センサ２７からの各出力を受け、前輪転舵角
θＦおよび車速に応じて後輪８．８を転舵するよう電動
モータ２１およびパルスモータ２５を駆動制御するもの
である。尚、第１図中、３６はコントローラ２８および
両モータ２１．２５に電力を供給するための車載バッテ
リである。

なお、油圧ポンプ２２ｒ／ｉ、上記実施例のモータ駆動
方式に変え、エンジンにより駆動するようにしてもよい
。

次に、上記実施例の作動について説明するに、車両の走
行時、その時のステアリング操舵角すなわち前輪転舵角
θＦおよび車速がそれぞれ＠輪転舵角センサ２６および
車速センサ２７により検出されて信号としてコントロー
ラ２８に入力され、これらの信号を受けたコントローラ
２８は後輪転舵装置７の域助モータ２１を作動させて油
圧ポンプ２２を駆動するとともに、その走行状態での目
標とする後輪転舵角θＲを、特性記憶部２９に記憶され
た前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角θＲの特性（第３
図に示す特性）から割り出”ｉｏそして、ｔｉｆＴ輸転
舵角θＦが零で車両が直進走行しているときには上記目
標の後輪転舵角θＲは零となってコントローラ２８から
パルスモータ６１への出力信号はな（、該パルスモータ
２．５は作動しない。

このことによシ後輪８，８は予め定められた通シに前向
き状態に保たれてその転舵角θＲは零となり、よって車
両の直進走行が保たれる。

その際、上記前輪転舵角θＦｉ対する後輪転舵角θＲの
特性には第３図に示すように前輪転舵角θＦが小さい範
囲内に限定して前輪２，２の転舵変化に対する不感帯Ａ
が設定されているため、ステアリング操作時の遊びによ
りその範囲内で前輪転舵角θＦが変−Ｊしてもそれに感
応して後輪転舵装置７が作ｗＪ−ｉることはな（、−後
輪転舵角θＲは確実に零に保たれ、よって車両の直進安
定性を向上させることができる。

一方、ステアリング操作により前輪２，２か転舵されて
前輪転舵角θＦが不感帯Ａの範囲以上に変化したときに
はそれに応じて上記目標の後輪転舵角θＲも変化し、該
目標後輪転舵角θＲに対応ｊ　ルハ／ｌ、ス信号カコン
トローラ２８からパルスモータ２５に出力されて該パル
スモータ２５がｉＭＪ回転する。このパルスモータ２５
の回転によりステアリングギヤ機構１４０入力軸（ピニ
オン軸１２）が駆、ψノされて該入力軸に連結された後
輪操舵ロツ、ド９が所定距離移動し、またそれと同時に
コントロー）Ｌ／バルブ１８が作動してパワーシリンダ
１５の一方の圧油室１５ｂへ上記油圧ポンプ２２からの
圧油が供給され、上記後輪操舵ロッド９の〆切がアシス
トされる。このことにより後輪８゜８が前輪転舵角θＦ
および車速に応じて転舵され、よって車両の旋回性能の
向上等が図られる。

なお、不感帯Ａを設定しておけば後輪転舵装置７を構成
する各種部材の製作誤差のばらつき等により前輪転舵角
θＦと後輪転舵角θＲとが零量子で正確に対応せず、前
輪転舵角θＦが零のとき後輪転舵角θＲが零以外の角度
にずれて組み立てられていたとしても、そのずれは上記
転舵角特性の不感帯Ａによって吸収され、前輪２，２の
転舵に対して後輪８，８を意図する転舵方向ｉよび転蛇
角通９に正ｂｗに転舵することができ、よって車両の操
舵特性を安定して確保することかできる。

また、第４図ないし第６図は第２実施例を示しく尚、第
１図ないし第３図と同じ部分については同じ符号を付し
てその詳細な説明を省略する）、後輪転舵装置７′をス
テアリング装置１と連動するリンク機構で槁成し、かつ
不感帯設定刊二段を・機械的な構成としたものである。

すなわち、第４図において、ステアリング装置１のラッ
クピニオン機構４のラック４ａＫｔｒｉ車体に支持した
Ｌ形すンク３４を介して車体前後方向に延びる第１の工
形リンク３５が連結されており、ラック４ａの移動に応
じてＬ形すンク６４を回動せしめてＩ形すンク３５を車
体前後方向に移動させるようにしている。該工形リンク
６５の後端部には車体左右方向に延びるレバー比可変リ
ンク３６の一端が連結され、該可変リンク３６には可変
リンク３６上に沿って移動自在な可切支へ６７が設けら
れており、該可動支点６７の位置を支点としてレバー比
可変リンク３６の一端を上記工形リンク６５の動きに追
従移動させるようにしている。

また、該レバー比可変リンク６６の中央部には車体前後
方向に延びる第２の工形リンク６８の前端部か連結され
、該工形リンク６８の後端部には車体に支持したＬ形す
ンク３９を介して後゛輪操舵ロッド９′が連結されてお
り、レバー比可変リンク６６の揺動に伴う第２の工形リ
ンク６８の前後方向のＦｌ＞によりＬ形すンク３９を回
動させることにより、後輪操１詑ロッド９′を移動させ
て左右の後輪８．８を転舵するようにしている。以上に
よりリンク方式の後輪転舵装置７′が構成される。

そして、上記レバー比可変リンク３６の可動支点３７／
／ｉ、モータ４０によシ回転駆動される車体左右方向の
蝶棒４１に螺合せしめた螺合部材４２に連結されており
、モータ４０の作動に伴う蝶棒４１の回転によって螺合
部材４２を車体横方向に移動させる。ことにより、可動
支点６７をレノく一比可変リンク６６上に沿って移動さ
せ、可動支点６７を図示の如（可変リンク６６の中央部
（第２の工形リンク６８との連結部）より右側に移動さ
せたときには、該可変リンク６６の中央部がその一端部
（第１の工形リンク３５との連結部）と同一方向に仔肋
することにより、第２の工形リンク６８を第１の工形リ
ンク６５と同じ方向に移動させて後′輸８，８を前輪２
，２と同位相に転舵する一方、逆に可動支点６７を可変
リンク６６の一端部、と中央部との間て移動させたとき
には、該中央部が一端部と逆の方向に移動することによ
り、第２のＩ　形ＩＪンク６８を第１の工形リンク３５
と逆の方向に移動させて後輪８，８を前輪２，２と逆位
相に転舵し、また、可動支点３７を可変リンク６６の中
央部と一致させたときには、該可変リンク６６の一端部
の動きに拘らず第２の１形リンク３８の移動が停止する
ことにより、後輪８，８を前輪２，２の転舵とは無関係
に車体前後方向に保ってその転舵角θＲを零にするよう
に構成されている。尚、４６は上記後輪操舵ロンド９′
と係合する一対の対向するスプリング４４．４４により
後輪８．８をその転舵角θＲが零となる中立位置に付勢
復帰させるための中立位置復帰機構である。

また、コントローラ２８′は、上記モータ４０を駆動制
御することによυ後輪転舵装置７′を制御するように構
成される。すなわち、第５図に示すようにコントローラ
２８′は特性記憶部２９′を有し、該特性記憶部２９′
に入力記憶された前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角θ
Ｒの特性は上記第１実施例で説明した特性（第３図参照
）と異なり、第６図に示す−ように前輪転舵角θＦの零
からの増大に伴って直ちに後輪転舵角θＲも変化するよ
うな従来の特性に設定されている。また、コントローラ
２８′には上記レバー比可変リンク６６上の可動支点６
７の位置を検出する後輪転舵センサ４５の検出信号が入
力されている。そして、コントローラ２８′は目標転舵
角演算部６０からの出力信号を実際の可動支点６７の位
置を示す上記後輪転舵センサ４５からの出力信号と比較
してその差に応じた偏差信号を出力する第１コンパレー
タ４６と、所定の三角波信号を発生する三角波発生部４
７と、該三角波発生部４７からの三角波信号を上記第１
コンパレータ４６からの偏差信号を基準として大小判別
する第２コンパレータ４８と、該第２コンパレータ４８
からの出力信号を受けてＯＮ作動することにより上記モ
ータ４０への通電を行うトランジスタ４９とを備えてい
る。しかして、目標転舵角演算部３０により目標後輪転
蛇角θＲと対応する可動支点３７の目標支点位置を算出
し、該目標転舵角演算部３０からの出力信号に基つき第
２コンパレータ４８の出力信号の通流率をｙえてトラン
ジスタ４９のコレクタ電流を変化させることにより、モ
ータ４０を作動させて可動支点６７を目標位置に移動さ
せ、可動支点３７が目標位置に一致すると第１コンパレ
ータ４６の偏差信号値が零になることにより、モータ４
０を作動停止させて可動支点６７を該目標位置に保持す
るように制御するものである。

さらに、上記第２のＩ形すンク６８はその中間部にて前
側部３８ａと後側部３８ｂとに分割され、前側部３８ａ
の後端にはリンク３８の長さ方向に延びるシリンダ部材
５０が固定され、該シリンダ部材５０内には後側部３８
ｂ前端に取υ付けた摺切部材５１が、前後側部３８ａ　
、３８ｂを同心に保つように摺切自社にかつ抜出し不能
に嵌合されている。そして、上記摺ｖＪ部材５１は前後
輪２゜８の転舵角θＦ、θＲが共に零のとき、すなわち
車両が直進走行状態にあふときシリンダ部材５０の中央
部に位置し、かつその前後両側のストローク量はそれぞ
れステアリング操作に伴う遊び量に対応するように設定
されており、よって１ｆ■輪転舵角θＦの小さい範囲内
では第２の工形ロッド６８の前側部３８ａのみを移動さ
せて後側部３８ｂを停止状態に保持することにより、後
輪転舵角θＲを零に保つよう前輪転舵角θＦに対する後
輪転舵角θＲの特性に不感帯を設定するようにした不感
帯設定手段５２が構成されている。

したかつて、本実施例では、車両の′直進走行時、＃ｒ
Ｊ＋Ｉｆ１転舵角θＦがステアリング操作の遊びに相当
する所定角度範囲内で僅かに変動してもその変動は第２
の工形リンク３８の前後側部３８ａ、３８ｂの連結部分
（不感帯設定手段５２）で伝達遮断されて後輪８，８に
まで伝わらず、後輪転舵角θＲは中立位置復帰機構４６
によシ零に保たれたままとなυ、よって簡星な構造でも
って車両の直進安定性を向上させることができる。

また、旋回走行をすべ〜くステアリング操作によυ前輪
転舵角θＦが所定角度以上に増大したときには、第２の
工形リンク３８の前後側部６８ａ。

３８ｂが剛性一体化することにより前輪転蛇角θＦの変
化に応じて゛後輪転舵角θＲか変更制御される。よって
後輪転舵装置７′に製作誤差のばらつき等があってもそ
のばらつきを不感帯設定手段５２で吸収しながら後輪８
，８を前輪２，２の転舵に応じて正価に転舵することが
でき、車両の操舵特性を安定確保することができる。

尚、上記各実施例では、コントローラ２８，２８′に車
速センサ２７および１「１輪転舵角センサ２６の各出力
信号を入力させて後輪８，８を車速および前輪転舵角θ
Ｆの両方に応じて転舵制御するようにしたか、車速セン
サ２７を省略して後輪８゜８を前輪転蛇角θＦのみに応
じて制御するようにすることができるのは勿論のことで
ある。

また、本発明は、上記各実施例の如きパワーステアリン
グ方式やリンク方式の後輪転舵装置７゜７′を備えた４
輪操舵装置に限らず、その他各種方式の後輪転舵装置を
備えた４輪操舵装置に対しても適用することができ−る
。

なお、本発明は、前輪転蛇角の小さい範囲を検出しコン
トローラより後輪転舵装置に発せられる　　　　　゛信
号を叩圧することで、不感帯Ａを設定するようにしても
よい。

以上説明し泥ように、本発明によれば、前輪の転舵に応
じて後輪を転舵制御するようにした車両の４輪操舵装置
において、前輪転舵角の小さい範囲内で後輪転舵角を零
に保つよう前輪転舵角に対する後輪転舵角特性に不感帯
を設定したことにより、車両の直進走行時にステアリン
グ操作の遊びに伴う前輪転蛇角の変動を吸収して後輪転
舵機構に伝えないようにすることができるので、よって
４輪操舵式車両の直進安定性の向上を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例を示
す全体概略構成図、第２図は同コントローラの説明図、
第３図は同コントローラに記憶される四輪転舵角に対す
る後１輪転舵角特性の一例を示す説明図、第４図は第２
実施例を示す詑１図相当図、第５図は同第２図相当図、
第６図は同第３図相当図である。 トステアリング装揃：、２・・・ＩＦ７輸、７，７′・
・後輪転舵装置、８・後輪、　９　、９’・・後輪操舵
ロンド、１４°“ステアリングギヤ機溝、１５・・パワ
ーシリンダ、１８・・コントロールバルブ、２１　　電
動モータ、２２・・・油圧ホンプ、２５・パルスモータ
、２６・・前輪転舵角センサ、２７・・・車速センサ、
２８．２８’・・コントローラ、２９．２９’・・特性
記憶部、Ａ・・・不感帯、６６・・レバー比可変リンク
、３７・・・可動支点、６８・・第２のＩ形すンク、４
０・・・モータ、−５０・・シリンダ部材、５１・・・
摺動部材、５２　・不感帯設定手段。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｉ＋　　前輪を転舵するステアリング装置と、後輪を
   転舵する後輪転舵装置と、少な（とも前輪転舵角センサ
   の信号が入力されて前輪転舵角に応じて上記後輪転舵装
   置を作ＷＪ制御するコントローラとを備えた車両の４輪
   操舵装置であって、前輪転舵角の小さい範囲内で後輪転
   舵角を零に保つよう前輪転舵角に対する後輪転舵角特性
   に不感帯を設定する不感帯設定手段か設けられているこ
   とを特徴とする車両の４輪操舵装置。