JPS5981274A

JPS5981274A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS5981274A
Application number: JP19161282A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kanazawa; 金沢　啓隆; Teruhiko Takatani; 高谷　輝彦; Naoto Takada; 直人高田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-10-30
Filing date: 1982-10-30
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPS6341349B2

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】本発明は、ステアリング操作によって前輪とともに後輪
をも転舵制御するようにした車両の４輪操舵装置の改良
に関し、特に、前輪転舵角に対する後輪転舵角特性が車
速に応じて変化するようにしたものの改良に関する。

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前輪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う
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り、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
うようにしたものが知られている。

しかしながら、上記従来のものでは、旋回中に加減速を
行うと、ステアリング操舵角が一定であるにも拘わらす
車速変化に伴って後輪転舵角が大小変化し、加速時には
最小回転半径が大きくなり、車両は外側にふくらんで中
央分離線を起える一方、減速時には最小回転半径が小さ
くなり、車両は内側に切れ込んでスピン等を起こすとい
う危険性がある。

そこで、本発明ｉかかる点に鑑み、後輪転舵速度を車速
の変化率に応じて増減制御するようにすることにより、
加減速時における車両の姿勢変化を緩やかに行わせて、
車両を安全に且つ操縦性良く走行させることを目的とす
るものである。

その目的を達成するため、本発明では、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、
咳後輪転舵装置を前輪転舵角に応じて制御するコントロ
ーラとを備え、該コントローラは、前輪転舵角に対する
後輪転舵角特性が車速に応じて変化するとともに、後輪
転舵速度を車速の変化率に応じて制御するように構成さ
れており、車速の変化率に応じて後輪転舵速度を増減制
御するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

＠１図は本発明の第り実施例である４輪操舵装置の全体
構成を示し、１は左右の前輪２ａ、２ｂを転舵するステ
アリング装置であって、該ステアリング装置１はステア
リング６と、ラック＆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とから成る
。

また、７は左右の後輪８ａ、８ｂを転舵する後輪転舵装
置であって、該後輪転舵装置７は、両端が左右の後輪３
ａ、３ｂにナックルアーム９，９およびタイロッドｉＱ
、ｉ［ｌを介して連結された車体横方向に延びるロッド
Ｉｌａを有する油圧アクチュエータ１１を備えている。

該油圧アクチュエータ１１は、ロッド１１ａに固着した
ピストン１　ｌ　ｂＫより車体横方向に仕切られた左転
用油圧室１１−Ｃおよび右転用油圧室１１ｄを備え、該
各部圧室１１ｃ、１１ｄにはそれぞれリターンスプリン
グｊ１ｅ、１１ｆが縮装されている。また、後輪転舵装
置７は、油溜め１２内の油を吸入して上記油圧アクチュ
エータ１１に供給する油圧ポンプ１３とミ該油圧ポンプ
１３を駆動する電動機１４と、上記油圧ポンプ１３から
油圧アクチュエータンタ１１の圧油供給方向を切換える方向切換弁１５とを備
えている。該方向切換弁１３は、油圧ポンンプ１３から
油圧アクチュエータ１１の左転用油圧室１１ｃへの圧油
供給および右転用油圧室１１ｄから油溜め１２への油戻
りを許容する順方向位置１５ａと、それとは逆方向の油
流れを許容する逆方向位置ｉ５ｂと、圧油供給および油
戻りを共忙阻止する阻止位置１５ｃとを有し、順方向位
置１５ａにあるときには、油圧アクチュエータ１１の左
転用油圧室１１ｃへの圧、油供給によりピストン１１ｂ
を介してロッド１１．８を図中下方に移動させることに
、より、左右の後輪８ａ、　８ｂを左方向（図中反時計
方向）に転舵する一方、連方向位置１５ｂにあるときに
は右転用油圧室１１ｄへの圧油供給によりロッドｆｌａ
を上記とは逆方向に移動させて左右の後輪８ａ、３ｂを
右方向（図中時計方向）に転舵し、また阻止位置１５ｃ
Ｆｃ位置付けたときには油流れを阻止、してロッド５１
ａの移動を停止させることにより〜左右の後輪８ａ。

８ｂをその時の転舵角に保持するようにしている。

さらに、後輪転舵装置７には、油圧アクチュエータ１１
の油供給路１６と油戻り路１７とを連通する連通路１８
に介設された絞り切換弁１９が備えられている。該絞り
切換弁１９は小開度の絞り１９ａを有する小開度位置１
９ｂと、大開度の絞り１９ｃを有する大開度位置・１９
ｄとの２位置を備えている。そして、該絞り切換弁１９
が小開度位置１９ｂにあるときには連通路１８に小開度
の絞り１９ａが介設されることにより、油圧アクチュエ
ータ１１への油の圧力を所定作動速度に対応する設定圧
力として、油圧アクチュエータ１１のロッド移動速度（
後輪転舵速度）を設定速度とする、一方１．大開度位置
１９ｄに位置付けたときには連通路１８に大開度の絞り
１９ｃが介設されることによシ、油圧アクチュエータ１
１への油の圧力を設定圧山折より低くして、後輪転舵速
度を設定速・度より遅くするようにしている。

さらに、２０は上記後輪転舵装置７を作動制御するコン
トローラであって、該コントローラ２０にはステアリン
グ６の操舵角を検出するステアリ、ング操舵角センサ２
１と、車速を検出する車速センサ２２と、上記油圧アク
チュエータ１１のロッド１１ａの左右移動量を検出する
後輪転舵センサ２６との各検出信号が入力されている。

また該コントローラ２０には上記方向切換弁１５のスプ
ール１５ｄを吸引移動せしめる励磁コイル１５ｅと、上
記絞り切換弁１９のスプール１９ｅを吸引移動せしめる
励磁コイル１９ｆとが接続されている。

そして、上記コントローラ２０の内部は第２図に示すよ
うになっており、該コントローラ２ｏの内部には第３図
に示すようなステアリング操舵角θＳに対する油圧アク
チュエータ１１のロッド移動量への特性、換言すれば、
前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角への特性が予め入力
記憶された特性記憶部２４が備えられている。上記後輪
転舵角ムの特性は同図から判るように、車速が上昇する
にしたがって前輪転舵角に対する後輪転舵角の比が大き
くなる特性となっている。そして、上記コントローラ２
０の内部には、さらに上記ステアリング操舵角センサ２
１および車速センサ２２からの雨検出信号に応じて油圧
アクチュエータ１１の目標ロッド移動量（目標後輪転舵
角）を上記特性記憶部２４の特性に基いて演算する目標
転舵角演算部２５と、該演算部２５からの目標ロッド移
動量信号を後輪転舵センサ２６からの実際ロッド移動量
信号と比較してその差に応じた差信号を発生する第１コ
ンパレータ２６とが備えられている。そして、該＠１コ
ンパレータ２６の差信号は方向切換弁１５の励磁コイル
１５ｅに出力されて、差信号が零値であるときには方向
切換弁１５を阻止位置１５Ｃに位置付ける一方、差信号
が正値のとき（後輪８ａ、８ｂを左方に転舵する必要が
あるとき）には順方向位置１５ａに位置付け、差信号が
負債（後輪８ａ、８ｂを右方に転舵する必要があるとき
）には逆方向位置１５ｂＫ位置付けるようにスプール１
５ｄを移動させるよう、励磁コイル１５ｅを差信号によ
り励磁するように構成されている。

また、コントローラ２０の内部には、車速センサ２２か
らの車速信号を微分して車速の変化率を検出する変化率
検出部２７と、該変化率検出部２７からの変化率信号を
基準値設定器２８の設定変化率に相当する基準値と比較
してその大小を判別す７− る第２コンパレータ２９とが備えられている。そして、
該第２コンパレータ２９の判別信号は絞り切換弁１９の
励磁コイル１９ｆに出力されており、判別信号が正値の
とき（実際車速変化率が設定変化率より大きいとき）に
は絞り切換弁１９を大開度位置１９ｄに位置付ける一方
、判別信号が負値のとき（実際車速変化率が設定変化率
より低いとき）には小開度位置１９ｂＫ位置付けるよう
にスプール１９ｅを移動させるよう、励磁コイル１９ｆ
を判別信号により励磁するように構成されている。、よ
って、第２コンパレータ２９により設定変化率に対する
実際車速変化率の大小を判別して、実際車速変化率が小
さいときには絞り切換弁１９を小開度位置１９ｂに位置
付けることにより、後輪転舵速度を設定速度に保持する
一方、実際車速変化率が大きいときには絞り切換弁１９
を大開度位置１９ｄに位置付けることにより、後輪転舵
速度を設定速度より遅らせるよう制御するように構成さ
れている。尚、第１図中３０は車載バッテリである。

８− 次に、上記実施例の作動について説明すると、糎ぼ定速
での旋回走行時、コントローラ２ｏの変化率検出部２７
では実際車速変化率が設定変化率より小さく検出されて
おり、第２コンパレータ２９の判定信号は負値となって
いる。このため、絞り切換弁１９け小開度位置１９ｂに
位置付けられており、油圧アクチュエータ１１への油の
圧力は設定圧力となっている。このことにより、ステア
リング３が新たに所定進行方向に操舵されると、油圧ア
クチュエータ１１のロッドト１ａは設定速度でもって所
定方向に移動して特性記憶部２４の特性（第３図参照）
に基いた目標ロッド移動位置に収束することになる。そ
の結果、後輪８ａ、８ｂは設定速度でもって上記特性に
基いた目標転舵角に転舵制御されて、ステアリング３の
操舵建即応することになる。

これに対し、旋回中に加減速を行った場合には、車速の
変化に伴って目標転舵角演算部２５では演算された目標
ロッド移動量に変化が生じ、それに伴い油圧アクチュエ
ータ１１のロッド１１ａｉｊＨその分だけ所定方向に移
動して、〜後輪８ａ、８ｂは新たな目標転舵角位置に向
かって転舵される。その際、実際車速変化率は基準値設
定器２８の設定変化率より大きく、第２コンパレータ２
９の出力は正値となって、絞り切換弁１９は大開度位置
１９ｄに位置付けられる。このため、油圧アクチュエー
タ１１への油の圧力は設定圧力より低くなり、油圧アク
チュエータ１１のロッド移動速度は設定速度より遅くな
る。このことにより、上記後＠８ａ、８ｂの目標転舵角
位置への転舵は除々に行われることになり、車両の姿勢
変化は緩やかなものとなる。よって、この車両の緩やか
な姿勢変化により操縦安定性が向上するとともに、運転
者は車両の姿勢変化に対して容易に対応することができ
、走行上の安全を確保することができる。

また、第４図は本発明の第２実施例を示し、上町第１実
施例では後輪転舵装置７を油圧制御式〇もので構成した
のに代え、ステアリ、ング装置１に駆動するリンク機構
で構成しへものである（尚、上記第１実施例と同一の部
分については同一の符号を付してその説明を省略する）
。

すなわち、第４図において、ラックＬビニオン機構４の
ラック４ａにけＬ形すンク４０を介して車体前後方向に
配置した第１のＩ形すンク４１が連結されており、該ラ
ック４ａの車体横方向移動に応じてＬ形すンク４０をそ
の支点４０ａを中心として回動させることにより、■形
すンク４１を車体前後方向に移動させるようにしている
。また、該Ｉ形すンク４１の後端部には車体横方向に配
置したレバー比可変リンク４２の一端４２ａが連結され
ている。該レバー比可変リンク４２には、該可変リンク
４２上に沿って摺動自在な可動支点４３が設けられてお
り、該可動支点４３の位置を支点としてレバー比可変リ
ンク４２の一端４２ａを上記第１の■形すンク４１の動
きに応じて車体前後方向に移動させるようにしている。

さらに、該レバー比可変リンク４２の中央部４２ｂには
車体前後方向に配置した第２のＩ形すンク４４が連結さ
れ、該Ｉ形すンク４４の後端部にはＬ形すンク４５を介
して左右の後輪８ａ、８ｂのタイロッド１０．１０に連
結した車体横方向のロッド４６が連結されており、第２
のＩ形すンク４４の車体前後方向移動によりＬ形すンク
４５！その支点４５ａを中心として回動させることに門
り、上記ワット４６を車体横方向に移動させて左右の後
呻８．！。

８、ｂを転舵するようにしテ諭る。以上により、後輪転
舵装置７′を構成している。

そして、上記レバー北回弯リンク４２の可動支点４６は
、！動機４７により回転駆動される車体横方向の蝶棒４
８に螺合する螺合部材４９と連竺されており、°電動機
４７の回竺駆動に伴う蝶棒４８の回転により螺合部材４
９を一体横方向に移動させる−とにより、可動支点４６
をレバー北可変リンク４２上に沿って車体横方向に摺動
させ、該可動支点４６を図示の如き中央部４２ｂより右
、方に位置付けたときには、該可変リンク４２の中央部
４２ｂが、第１の■形すンク４１に連動する一端４２ａ
と同一方向に、、移動することにより、第２の■形すン
ク４４を第１のＩ形すンク４１と、同一方向に移動させ
て、後輪８ａ、８ｂを前輪２ａ。

２ｂと同位相に転舵する一方、可動支点４６を可変リン
ク４２の一端４２ａと中央部４２ｂとの間に位置付けた
ときには、中央部４２ｂが一端４２ａと逆方向に連動す
る。ことにより第２の■形すンク４４を第１の■形すン
ク４１とは逆方向に移動させて、後輪８ａ、８ｂを前輪
２ａ、２ｂとは逆位相に転舵し１．また、可動支点４６
を中央部４２ｂに一致させて位置付けたときには、一端
４２ａの車体前後方向移動に拘わらず第２のＩ形すンク
４４の動きが停止することにより、前ｍ　２　ａ　、　
　２ｂの転舵とは無関係に後輪８ａ、８ｂの転舵角を零
に、すなわち後輪８ａ、８ｂを車体前後方向と平行夕方
向に転舵するようにしている。

また、コントローラ２０′の内部には第５図に示すよう
に、前輪転舵角に対する後輪転舵角特性、すなわち前輪
転舵角に対する可動支点４３の支点位装置特性が予め入
力記憶された特性記憶部２４′が備えられているととも
に該コントローラ２０’Ｋｉｊ−レバー比可変リンク４
２上の可動支点４３の位置を検出する後輪転舵センサ２
３′の検出信号が入方されている。そして、該コントロ
ーラ２０′の内部には、上記第１実施例の構成に加えて
、第６図（イ）に示すような三角波を発生する三角波発
生部５０と、該三角波発生部５０からの三角波信号を第
１コンパレータ２６からの差信号を基準として大小’ｌ
’ｌＪ　別ｆる第３コンパレータ５１と、該第３コンパ
レータ５１の出力信号を受けてＯ〜ＯＮ作動する＠ｌト
ランジスタ５２とを備え、該第１トランジスタ５２のＯ
Ｎ作動により上記電動機４７を駆動制御するように構成
されている。よって、可動支点４６の目標支点位置と実
際支点位置との差が大きいときには、第１コンパレータ
２６の差信号値もそれに応じて第６図（イ）中破線で示
す如く大きくなって、第３コンパレータ５１の出力信号
が同図（ロ）に示すように通流率の高い信号となること
により、第１トランジスタ５２のコレクタ電流を増大せ
しめて電動機４７の回転数を高め、可動支点４３の移動
速度を速める一方、目標支点位置と実際支点位置との差
が小さいときには、第１コンパレータ２６の差信号値も
小さくなって（同図（イ）中一点鎖線で示す）、第３コ
ンパレータ５１の出力信号が同図（・つに示すように通
流率の低い信号となることにより、逆に電動機４７の回
転数を低くして、可動支点４６の移動速度を遅くするよ
うにしている。よって、可動支点４３が目標支点位置に
近づくに従ってその移動速度が遅くなるように構成され
ている。

また、上記コントローラ２０′の内部には、第２コンパ
レータ２９の出力信号を受けてＯＮ作動する第２トラン
ジスタ５３と、該第２トランジスタ５６のＯＮ作！ｖＪ
に伴ってＯＮ作動するリレー５４とが備えられ、該リレ
ー５４の常閉接点５４ａは電動機４７の給電回路５５に
介設した限流用抵抗５６と並列に接続されている。よっ
て、実際車速変化率が設定変化率より小さいときには、
第２コンパレータ２９のｒＬＪレベル出力によりリレー
５４をＯＦＦ作動せしめて常閉接点５４ａで抵抗５６を
短絡することにより、電動機４７への給電量を所定量と
して可動支点４３の移動速度を目標支点位置との差に応
じた設定速度とする一方、実際車速変化率が設定変化率
より大きいときには、リレー５４のＯＮ作動により常閉
接点５４ａを開かせて抵抗５６を給電回路５５に介設す
ることにより、電動機４７への給電量を減少させて可動
支点４６の移動速度を遅らせるように構成されている。

したがって、上記第２実施例においては、実際車速変化
率が設定変化率より大きくなる加減速時には、第２コン
パレータ２９のｒＨＪレベル信号によりリレー５４がＯ
Ｎ作動して常閉接点５４ａが開き、抵抗５６が電動機４
７の給電回路５５に介設されることにより、電動機４７
の回転数が低下して可動支点４６の移動速度が遅くなる
ので、上記第１実施例と同様に車両の姿勢変化を緩やか
にして操縦安定性の向上を図ることができるとともに、
走行上の安全を確保することができる。

まだ、第７図は本発明の第３実施例を示し、油圧制御式
後輪転舵装置を第１実施例とは異なる手段を用いて構成
したものである。すなわち、方向切換弁１５′はスプー
ル１５′ａと、該スプール１５′ａの左右両端に形成さ
れたパイロン）室１５′ｂ。

１５′Ｃとを有し、該各パイロット室１５’ｂ、　　１
５’Ｃにはそれぞれリターンスプリング１５’ｄ、１５
’ｅが縮装されてスプール１５′ａを図示の中立位置に
位置付けている。さらに後輪転舵装置７′妃は、油溜め
５７内の油を吸入して上記方向切換弁１５′の各パイロ
ット室１５’ｂ　、　　１５／ｃに圧油を供給するパイ
ロット油圧ポンプ５８と、該油圧ポンプ５８から上記各
パイロット室１５’ｂ、　　’Ｉ　５’ｃへの圧油供給
方向を切換えるパイロット切換弁５９とが備えられてい
る。該パイロット切換弁５９は方向切換弁１５′の右側
パイロット室１５′ｃへの圧油供給を許容する順方向位
置５９ａと、左側パイロット室１５′ｂへの圧油供給を
許容する逆方向位置５９ｂとの２位置を有し、順方向位
置５９ａにあるときには右側パイロット室１５′ｃへの
圧油供給により方向切換弁１５′のスプール１５’ａを
その油圧に応じた量だけ左方に移動させることにより、
油圧アクチュエータ１１の両部圧室１１ｃ、１１ｄに作
用する油の圧力向にスプール移動量に応じ青緊圧を発生
させて右転用油圧室１１ｄへの油圧を大とすることによ
り、油圧アクチュエータ１１のロッド１１ａをその差圧
に応じた量だけ右方に移動させて、後輪８　ａ　＋　８
　ｂを右方（時計方向）に転舵する一方、パイロット切
換弁１８が逆方向位置１８ｂにあるときには同様にして
油圧アクチュエータ１１０ロツド１１ａを左方（反時計
方向）に転舵するように構成されている。

また、コントローラ２ｆｆ′には＠８図に示すように上
記パイロット油圧ポンプ５８を駆動するパイロット電動
機６０が接続されて該電動機６０を給電量制御により回
転数制御するようになされているとともに、上記パイロ
ット切換弁５９の励磁コイル５９ｃが接続されている。

該コントローラ２０′力内部には、目標転舵角演算部２
５の目標後輪転舵角が同位相であるか逆位相であるかを
判定してパイロット切換弁５９を適宜位置に位置付ける
よう励磁コイル５９ｃを励磁する第４コンパレータ６１
が備えられている。尚、第８図中、＠２図あるいは第５
図に示すものと同様の機能を有するものは同一の符号を
付し、その詳細な説明を省略する。

したがって、上記第３実施例においては、実際車速変化
率が目標変化率より大きくなる加減速時には、パイロッ
ト電動機６０は給電量の減少により回転数の上昇率およ
び下降率が低下して、パイロット油圧ポンプ５８の吐出
圧は上昇率および下降率が低下する。このため、方向切
換弁１５′のスプール１５′ａの移動は除々に行われ、
油圧アクチュエータ１１のロッド移動速度が遅くなるの
で、上記＠１および第２の実施例と同様に車両の姿勢変
化を緩やかにして操縦安定性の向上を図ることができる
とともに、走行上の安全性を確保することができる。

尚、以上の説明では、車速の変化率が設定変化率より大
きいときを検出して後輪転舵速度を遅らせるよう制御し
たが、本発明はこれに限定されず、車速の変化率に応じ
て後輪転舵速度を連続的に変化させるようにしてもよい
のは勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、前輪転舵角に対
する後輪転舵角特性が車速に応じて変化する４輪操舵装
置において、後輪転舵速度を車速の変化率に応じて制御
するようにしたので、加減速時における車両の姿勢変化
を緩やかにすることができ、操縦安定性の向上を図るこ
とができるとともに走行上の安全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し、第１図は第１実施例を示
す全体概略構成図、第２図は第１図のコントローラの内
部構成を示す図、＠３図は特性記憶部に入力記憶される
前輪転舵角に対する後輪転舵角特性を示す図、第４図は
第２実施例を示す全体概略構成図、第５図は第４図のコ
ントローラの内部構成を示す図、第６図（イ）〜（ハ）
は三角波発生部の出力波形および第３コ“ンバレータの
出力波形を示す図、＠７図は第３実施例を示す全体概略
構成図、第８図は第７図のコントローラの内部構成を示
す図である。１・・・ステアリング装置、２ａ、２ｂパ°前輪、７゜
７／、　７／／、−後輪転舵装置、８ａ、８ｂ・＝後輪
、１１・・・油圧アクチュエータ、１３・・・油圧ポン
プ、１５・・・方向切換弁、１９・・・絞り切換弁、１
９ｂ・・・小開度位置、１９ｃ・・・大開度の絞り、２
０．２０’、２σ′−・コントローラ、２４．２４′・
・・特性記憶部、２５・・・目標転舵角演算部、２６・
・・第１コンパレータ、２７・・・変化率検出部、２８
−・基準値設定器、２９第２コーバＶ−タ、４２・・・
レバー比可変リンク、４３・・・可動支点、５０・・・
三角波発生部、５１・・・第３コンパレータ、５２・・
・第１トランジスタ、５３・・・第２トランジスタ、５
４・・・リレー、５４ａ・・・常閉接点、５６・・・限
流用抵抗、１５・・・方向切換弁、５８・・・パイロッ
ト油圧ポンプ、５９・・・パイロット切換弁、５９ａ・
・・順方向位置、５９ｂ・・・逆方向位置、６０・・・
パイロット電動機、６１・・・第４コンパレータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　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、該後輪転舵装置を前輪転舵角
に応じて制御するコントローラとを備え、該コントロー
ラは、前輪転舵角に対する後輪転舵角特性が車速に応じ
て変化するとともに、後輪転舵速度を車速の変化率に応
じて制御するように構成されていることを特徴とする車
両の４輪操舵装置。
（２）　　コントローラは、車速の変化率が設定変化率
より大きい時を検出して後輪転舵速度を低下させるよう
制御する特許請求の範囲第ｆ＋）項記載の車両の４輪操
舵装置。