JPS60166562A

JPS60166562A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS60166562A
Application number: JP2124784A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kanazawa; 金澤　啓隆; Teruhiko Takatani; 高谷　輝彦; Shigeki Furuya; 古谷　茂樹; Isamu Chikuma; 竹間　勇; Satoru Shimada; 悟島田; Hiroshi Eda; 広恵田
Original assignee: NSK Ltd; Mazda Motor Corp
Current assignee: NSK Ltd; Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1985-08-29
Also published as: JPH0479869B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、前輪の操舵に応じて後輪をも操舵するように
した車両の９輪操舵装置に関し、特に旋回時の横加速度
に応じて後輪の操舵角を制御するようにした車両のｙ輪
操舵装置に関する。

（従来技術）後輪駆動車においては＃！り図に示すように車両が高速
で旋回すると、駆動タイヤの横すべ９角が非駆動タイヤ
の横すベシ角よりも大きくなシ、第Ｓ図に示すようなオ
ーバーステアリング特性が発生する。このオーバーステ
アリング特性は車両に加わる横加速度が増大すると急激
に上昇し、ある横加速度以上で車両の制御を行うことが
できなくなることは一般的によく知られていることであ
る。

今日、車両の前輪の操舵に追従して後輪を操舵するよう
にし７′ＣＩＩ輪操舵装置が開発されつつある。

このダ輪操舵装置を使用して高車速域において後輪を前
輪と同位相方向に操舵すると、例えば高速道路における
車線変史を走行女定性よく極めてスムーズに行うことが
できる。また、低車速域において後輪を前輪と逆位相方
向に操舵するようにすると、旋回半径を小さくすること
ができ、この９輪操舵装置は優れた操舵システムとして
注目をあびていて、公知となっている（Ｎえば、特開昭
５７−７θ７７’１号公報）。

このグ輪操舵装置は、車速あるいはこれに対応する前輪
転舵角に応じて、前輪の転舵角に対して後輪の転舵角が
決められているので、例えば高速走行時において、前輪
と後輪とが同位相に操舵されている状態で横加速度を受
けると、駆動タイヤである後輪の横すベシ角が前輪の横
すべり角よりも極めて大きくなりオーバーステアリング
傾向を生じ従来のコ輪操舵の車両と同様に車両の制御を
行うことができなくなるという問題があった。

（発明の目的）本発明の目的は、後輪駆動自動車の前輪の転舵角に応じ
て後輪を同位相に操舵するようにした車両の７輪操舵装
置において、高速旋回時等において車両が横加速度を受
けた吸虫じるオーバーステア傾向を減少させ、操縦安定
性を向上せしめるとともにコーナーリングにおける限界
特性を向上せしめることＫある。

（発明の構成）本発明の車両のダ輪操舵装置は、前輪を転舵するステア
リング装置、このステアリング装置によシ転舵される前
輪の転舵角に応じて同位相方向に所定の転舵比で後輪を
転舵する後輪転舵装置、車両に作用する横加速度を検出
する加速度センサ、およびこの加速度センサにより検出
された横加速度が設定加速度以上の場合前記転舵比を減
少する補正手段が備えられたことを特徴とする。従って
、車両が急速旋回を行った際に、車両に加わる横加速度
が設定加速度以上であることが検出されると前輪転舵角
に対する後輪転舵角の比、即ち転舵比が増加され、これ
Ｋよって車両に生じるオーバーステアリング特性が解消
され、！＃！縦安定性とコーナーリングの限界特性を高
めることができるが、転舵比をより増加するようにして
、アンダーステアリング特性を車両に与えることによシ
、操縦安定性をより向上することもできる。

なお、後輪により駆動力が分配された７輪駆動車におい
てもオーバーステアリング傾向が発生するが、このよう
なグ輪駆動車においても、本発明が使用されかつ有効で
あることは言うまでもなへ（実施例）以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施例の概略構成図である。前輪
ＩＬ、ＩＲを操舵する前輪操舵糸２は、操舵されるステ
アリングホイール３と、このステアリングホイール３の
操舵力を車幅方向（左右方向）の往復運動に変換して伝
達するピニオン４ａおよびラック４ｂと、基端がこのラ
ック４ｂの各端に連結された左右のタイロッド５．５′
　と、一端が各タイロッド５．５′の先端に、他端が左
右の前輪ＩＬ、ＩＲにそれぞれ連結されたナックルアー
ム６．６′　とからなシ、ステアリングホイール３の操
舵に応じて左右のタイロッド５．５′を車幅方向に往復
運動させて左右の前輪ＩＬ、ＩＲを左右に操舵するよう
に構成されている。

ステアリング装置２のラック４ｂのほぼ中央部分にはフ
ロントシリンダ７が設置されている。このフロントシリ
ンダ７は、車体に固定されたシリンダケース７ａと、上
記ラック４ｂと一体に設けられ、このシリンダケース７
ａ内に摺動自在に嵌合されたピストン７ｂと、このピス
トン１ｂによって区画された左室７ｃ＆よび右室７ｄと
を備え、ステアリング装置２のラック４ｂに連動してピ
ストン７ｂが車幅方向（左右方向）に動くことによって
左室１ｃおよび右室１ｄが容積変化するように構成され
ている。

一方、８．８′は左右の後輪９Ｌ、９Ｒｔ−回転自在に
支持するホイール支持部材でおって、これらホイール支
持部材８．８′の前後端には、車幅方向に延び、後輪９
Ｌ、９Ｒを操舵するための前後２本のリンク部材として
のラテラルリ／り１０．１０’、１１．１１’がそれぞ
れ連結されている。

左右の前側ラテラルリンク１Ｇ、１０’同士はその内端
間でリンク状の第１連結部材１２によって連結されてい
るとともに、左右の後輪ラテラルリンク１１．１１’同
士もその内端間で第コ連結部材１３によって連結されて
おシ、前側および後側ラテラルリンク１Ｇ、１１の車幅
方向（左右方向）の動きに伴ってホイール支持部材８を
介して左右の後輪９ｍ、９Ｒをそのホイールセンタを操
舵中心として操舵するように支持している。

さらに、上記第１および第コ連結部材１２．１３には、
それぞれ第１連結部材１２と′１４コ連結部材１３とを
互いに逆方向に往復運動させる第７および第一の７対の
リヤシリンダ１４．１５が設けられている。これらリヤ
シリンダ１４．１５は、それぞれ車体に固定されたシリ
ンダケース１４ａ１１５ａと、連結部材１２．１３に一
体に設けられ、これらシリンダケース１４ａｓｌＳａ内
に摺動自在に嵌合されたピストン１４ｂ、１５ｂと、こ
れらピストン１４ｂ、１５ｂによって区画された左室１
４ｃ、１５ｃおよび右室１４ｄ、１５ｄとを備えている
とともに、これら左右室１４ｃ、１４ｄ。

１５ｃ、１５ｄには各々左右対称にリターンスプリング
１４ｅ、１４ｅ’、１５ｅ、１５ｅ’の一端はシリンダ
ケース１４ａ、１５ａの各内端面に当接し、他端は連結
部材１２．１３にそれぞれ設けられた押圧板１４ｆ、１
４ｆ’、１５ｆ、１５ｆ’に当接されている。これら押
圧板１４ｆ、１５ｆは連結部材１２．１３に一体に設け
られた環状の保合片１４ｇ、１４ｇ’、ｔａｇ、ｉａｇ
’に係合可能で、かつシリンダケース１４ａ、１５ａに
一体に設けられたストッパ片１４　ｈ、１４　ｈ’　、
１５ｉ１゜１５ｈ′に規制されるようになっておシ、よ
って連結部材１２．１３つまシピストン１４ｂ、１５ｂ
をリターンスプリング１４ｅ、１４ｅ’、１５ｅ１１５
ｅ′によυセット荷重でもって中立位置に抑圧保持しな
がら、ピストン１４ｂ、ｌｓｂの左右方向の動きに伴っ
て連結部材１２．１３を左右方向に往復運動させ、前側
および後側ラテラルリンク１０．１　Ｇ’、１１．１１
′を介して左右の後輪９Ｌ、９Ｒを操舵するように構成
されている。

フロントシリンダ７の左右室７ｃ、７ｄとに連通された
オイル通路１７．１７’は同相逆相切替装置１６．１６
′のシリンダ１６ａ、１６ａ’に連通されている。この
切替装置１６．１６’のシリンダ１６ａ、１６ａ’中に
は上記オイル通路１７．１７’の開孔を横切って移動し
うるようにピストン１６ｂ１１６ｂ′が嵌合されている
。これらピストン１６ｂ１１６ｂ′によってシリンダ１
６ａ、１６ａ’が内室１６ｃ、１６ｃ’、外室１６ｄ、
１６ｄ’に画離されている。内室１６ｃ、１６ｃ’はそ
れぞれ第１のリヤシリンダ左右室１４ｃ、１４ｄにオイ
ル通路１８．１８’によシ連通されている。外室１６ｄ
１１６ｄ′はそれぞれ第一のりヤシリンダの左右室１５
ｃｓ１５ｄにオイル通路１９．１９′によ多連結されて
いる。切替装置１６．１６’のピストン１６ｂ、１６ｂ
’はアクチュエータ１６ｅ、１６ｅ’によジオイル通路
１７．１７’を横切って車体の幅方向に移動されるよう
になっており、オイル通路１１．１７′がオイル通路１
８．１８′あるいは１９．１９’に連通されるようにな
っている。さらにオイル通路１７．１７’には舵角調整
装置２０．２０’が介在されている。この舵角調整装置
２Ｇ、２Ｇ’はオイル室２０ａ、２０ａ’を備え、この
オイル室２０ａ、２０ａ’の内部に移動可能にピストン
２０ｂ、２０ｂ’が嵌合配置されている。このピストン
２０ｂ、２０ｂ’はスプリング２０ｃ、２０ｃ’によシ
内方に付勢されている。このスプリング２０ｃ、２０ｃ
’の付勢力はアクチュエータ２０ｄ、２０ｄ’により車
速に応じて可変制御される。なお、同相逆相切換装置１
６．１６′のアクチュエータ１６ｅ、１６ｅ’および舵
角１４整装置２Ｇ、２０’のアクチュエータ２０ｄ、２
０ｄ’は、車速センサ２１、横加速度センサ２２によシ
検出された車速信号■、横加速度信号Ｇを受けてコント
ローラ２３によシ制御される。

このように構成された車両のＶ輪操舵装置は次の様にし
て作動する。

車両が極低速走行の際は、舵角調整装置２０．２０′中
に配されたスプリング２０ｃ、２０ｃ’の付勢力はアク
チュエーター２０６，２０ｄ’の作動によりリターンス
プリング１４ｅ、１４ｅ’の付勢力より大きく設定され
ている。そのためオイル室２０ａ、２０ａ’内に油圧が
付与されてもピストン２０ｂ、２０ｂ’が外方へ移動し
にくくなっていて、従って、ステアリング装置２の操作
にともなってフロントシリンダ７から排出されるオイル
は同相逆相切換装置１６．１６’を介してリヤシリンダ
へ送られるが、車速センサ２１により極低速走行状態が
検出されているので、同相逆相切換装置１６．１６′の
アクチュエーター１６ｅ１１６ｅ′はコントローラー２
３に制御されて冬ビストンを内方へ移動していて、フロ
ントシリンダ７の左室７ｃと右室１ｄとがそれぞれ第コ
のリヤシリンダ１５の左室１５ｃと右室１５ｄとに連結
されている。

ステアリング装置２が操作されることにより、フロント
シリンダ７の左室７Ｃの容積が減少すると、この分だけ
オイルが排出され、この排出された第２のリヤシリンダ
１５の左ＷＬ１５　ｃに挿入されるが、フロントシリン
ダによるリヤ７リンダ１５の容積変化率が増大している
のでリヤタイヤ９Ｌ、９Ｒの転舵角のフロントタイヤＩ
Ｌ、ＩＲの操舵角に対する比が大きく逆相方向に転舵さ
れ、旋回半径が小さくされ、小回シがよくきくようにな
っている。

車速か増大するにつれて舵角調整装［２０，２Ｇ’中に
配され九スプリング２０ｃ、２０ｃ’の付勢力はアクチ
ュエータ２０ｄ、２０ｄ’がコントローラ２３によシ制
御されて小さくなるため、フロントシリンダによるリヤ
シリンダ１５の容積変化率が減少して前輪操舵角と後輪
転舵角との比が減少変化する。中、高速走行時には車速
セン丈の出力によシ同相逆相切換装置１６．１６′の各
ピストン１６ｂ、１６ｂ’はそれぞれアクチュエータ１
６ｅ、１６ｅ’がコントローラ２３に制御されることに
より外方へ移動され、フロントシリンダ７の左室７ｃ、
右室７ｄがそれぞれ第１のリヤ７リンダの左室１４ｃと
右室１４ｄとに連結される。この状態で、ステアリング
装置２が操作され、フロントシリンダ７の左室ＩＣの容
積が減少すると、この分だけオイルが排出される。この
オイルが第１のリヤシリンダ１４の左室１４ｃに流入し
、リヤタイヤ９Ｌ、９ＲがフロントタイヤＩＬ、ＩＲの
操舵に対して同相方向に転舵される。この時舵角調整装
置２０．２０’中に配されたスプリング２０Ｃ１２０ｃ
′の付勢力と、第１のりヤシリング１４中に設されたス
プリング１４ｅ、１４ｅ’の付勢力との関係を制御する
ことによシ、フロントシリンダ７によるリヤシリンダ１
４の容積変化率を変えることで、前輪転舵角と後輪転舵
角との比を車速に応じて変化させる事ができる。この中
、高速時には車速の増加に伴いスプリング２０ｃ、２０
ｃ’の付勢力を大きくする事によυ、フロントシリンダ
７によるリヤシリンダ１４の容積変化率を増大させるよ
うにしている。

加速度センサ２２によｐ検出される車両に加わる横加速
度が設定加速度以上でおることがコントロー２２３によ
り検出されると、舵角調整装置２Ｇ。

２０′の各ピストン２０ｂ、２０ｂ’はそれぞれアクチ
ュエータ２０ｄ、２０ｄ’によυ内方へ移動され、スプ
リング２０Ｃ％２０Ｃ’の付勢力をさらに増大させるよ
うに作動する。この状態で、ステアリング装置２がさら
に操作され、フロントシリンダ７の左室７Ｃの容積が減
少すると、この際排出されたオイルは舵角調整装置２０
に吸収されることなく第１のリヤシリンダ１４の左ｍ１
４ｃに流入し、第１のリヤシリンダ１４中に設置され九
ピストン１４ｂを図中右方へ移動する。従って、第６図
実線で示すようにステアリング角度を増すにつれて後輪
転舵角がよｐ大きな転舵比でもって増加し、第５図に破
線で示すようなステア特性が得られ、後輪駆動車におい
て発生するオーバーステアリング特性が打消され、コー
ナーリングの際の限界特性が向上し、かつ走行安定性よ
く旋回することができるようになる。

次に本発明の第コ実施例を説明する。第一図は第λ実施
例を説明する概略説明図である。左右の前輪ＩＬ、ＩＲ
を転舵するステアリング鉄構２は、＠／実施例と同様に
ステアリングホイール３と、このステアリングホイール
３の回転運動を直線往復運動に変換するラック４ａとピ
ニオン４ｂと、基端がこのランク４ａの各端に連結され
た左右めタイロッド５．５′と、一端が各タイロッド５
．５′の先端に、他端が左右の前輪ＩＬ、ＩＲにそれぞ
れ連結され次ナックルアーム６．６′からなり、ステア
リング３の操舵に応じて左右のタイロッド５．６′を車
幅方向に往復運動させて左右の前輪ＩＬ１１Ｒｆｉ−左
右に操舵するように構成されている。

一方、左右の後輪９Ｒ，９Ｌを転舵する後輪転舵装置２
８は、車体に左右方向に摺動自在に保持された後輪操作
ロッド２７と、このロッド２７の左右両端に夫々タイロ
ッドａｏ、ａｏ’を介して連結された左右のナックルア
ーム８１．３１’とを有し、上記操作ロッド２７の軸方
向の移動によシ、後輪９Ｌ’、９Ｒ’が転舵する。操作
ロッド２７の一部にはラック３２が形成され、このラッ
ク３２に噛合するピニオン３３がパルスモータ３４によ
り一対の傘歯車３５．３６及びビニオン軸３１含介して
回転されることＫより、上記パルスモータ３４の回転方
向、回転量に対応して後輪９Ｌ、９Ｒを転舵する。

また上記後輪操作ロンド２７はパワーシリンダ３８を貫
通し、このシリンダ３８内を左右油圧室３８ａ、３８ｂ
に仕切るピストン３９がこの操作ロンド２７に固着され
ると共に、上記油圧室３８ａ、３８ｂには、ピニオン軸
３１の周囲に設ケラれたコントロールバルブ４０から導
かれた油圧通路＋１ａ、４１ｂが夫々接続され、また上
記コントロールバルブ４０と、モータ４２によって駆動
すれるポンプ４３との間には油圧供給通路４４及びリタ
ーン通路４５が設けられている。ここで、上記：Ｉント
ロールバルプ４０ｔ’ｊ：、ノ（ルスモータ３４の回転
時にビニオン軸３１に加わる回転力に応じて作動し、ポ
ンプ４３から油圧供給通路４４を経て供給される油圧を
上記回転力の方向に応じてパワーシリンダ３８のいずれ
か一方の油圧室３８ａ又は３８ｂに導入し、他方の油圧
室３８ｂ又は３８ａ内の作動油管リターン通路４６を介
して上記ポンプ４３に戻すように作用する。従って、上
記パルスモータ３４により、傘歯車８６．３６ピニオン
軸３７、ピニオン３３及びシック３２を介して操作ロッ
ド２１が軸方向に移動される時に、パワーシリンダ３８
内に導入された油圧がピストン３９を介して操作ロッド
２１の移動を助勢する。

コントローラ４６には、車速センサ４７から出力される
車速信号Ａと、前輪転舵角を検出する前輪転舵角センサ
４８からの前輪転舵角信号Ｂと、車体に加わる横加速度
を検出する加速度センサ４９からの横加速度信号Ｃとが
入力される。コントローラ４６はこれら入力された信号
値に基づいて信号ＤＸＥｆ：出力し、これら信号り、Ｅ
によってパルスモータ３４とポンプ駆動用モータ４２が
それぞれ駆動される。

次にコントローラ４６の構成を第３図を用いて説明する
。車速センｔ′４７からの車速信号Ａと、前輪転舵角セ
ンサ４８からの前輪転舵角センサとは後輪転舵角演算部
５１に入力される。この演算部５１は、車速センサ４１
によって検出された車速と、前輪転舵角センサ４８によ
って検出された前輪転舵角とから後輪転舵角が算出され
る。ここで算出される転舵角は、低速時において、前輪
転舵角の増大に従って逆位相で増大され、高速時におい
ては、前輪転舵角の増大に従って同位相で増大されるよ
う圧することができ、これによって、低速時における旋
回半径を小さくすることができ、かつ高速時における車
線変更をスムーズにかつ走行安定性よく行うことができ
る。

このようにして後輪転舵角演算部６１が算出した目標後
輪転舵角を担持する目標信号Ｆは、パルスモータ３４の
ドライバ５２に入力される。ドライバ５２はこの信号Ｆ
を受けて、後輪９Ｌ、９Ｌ’を目標後輪転舵角に設定す
るようにパルスモータ３４を回転させるパルス信号Ａ’
を出力する。このバ＃ス（ｉｔ号Ａがパルスモータ３４
に入力されると、パルスモータ３４が目標後輪転舵角に
対応する回度だけ回転し、傘歯車３５．３６、ビニオン
車３１、ピニオン３３及びラック３２を介して後輪操作
ロンド２７を軸方向に移動させる。これによシ、目標後
輪転舵角になるように転舵される。この時、パワーシリ
ンダ３８が作動し、操作ロンド２１の移動が助勢される
。

高速走行中即ち、前輪と後輪とが同相で操舵されている
場合に、加速度センサ４９によって検出される横加速度
が設定加速度以上になった場合は、後輪転舵角演算部５
１によって算出される目標後輪転舵角は前輪の転舵角が
増大するとともに増加するように設定される。従って、
前輪と後輪の横すべり角がほぼ同一とされ、オーバース
テアリング特性が解消され、コーナーリングの際の限界
特性が向上し、かつ走行安定性よく旋回することができ
る。

なお、本実施例においては加速度センサによシ車両に所
定以上の横加速度が加わった際には、前輪転舵角を変化
しなくても、後輪転舵角のみを変化することにより、転
舵比を変化することもてきる。

ざらに、上記各実施例において、単にオーバーステアリ
ング特性を解消するのでなく、アーダーステアリング特
性を与えることによυ、よシ安定した操縦性能を得るこ
とができる、（発明の効果）本発明は、前輪と後輪が同相で操舵されている際に、横
加速度を受け念場合に、前輪転舵角に対する後輪転舵角
の比を増加するようにしたので、後輪駆動車等において
発生するオーバーステアリング傾向に％消することかで
きるので、コーナーリング時に極めて良好な走行安定性
を得ることができるとともに、高い限界特性を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第Ω図は、本発明のり輪操舵装置のそれぞ
れ第１秒よび第２実施例を示す概略図、第３図は第２図
におけるコントローラーの内部構成図、第４を図は、非駆動タイヤと駆動タイヤとの横加速度に
対する横すベシ角の変化を示すグラフ、第Ｓ図は従来構
造と本発明とのステア特性を示すグラフ、第６図は本発明の前輪転舵角に対する後輪転舵角の関係
を示す特性の一例を示すグラフである。ＩＬ、ＩＲ・・・前輪、２・・・ステアリング装置、１
・・・フロントシリンダ、９’Ｌ、９Ｒ・・・後輪、１
４・・・第１のリアシリンダ、１５・・・第コのリアシリンダ、１６．１６’・・・同相逆相切換装置、２０．２０’・
・・舵角調整装置、２１．４７・・・車速センサ、２２．４９・・・加速贋センサ、２３、＋６・・・コントローラ、２７・・・操作ロッド
、３８・・・パワーシリンダ、４２・・・モータ、４３
・・・ボンブ特開昭ＧＯ−ＩＧＧ５６２（７）Ｏヌ）３７７− ネ讐ｌ謔晃掌

Claims

【特許請求の範囲】

前輪を転舵するステアリング装置、このステアリング装
置によシ転舵される前輪の転舵角に応じて同相方向に所
定の転舵比で後輪を転舵する後輪転舵装置、車両に作用
する横加速度を検出する加速度センサ、およびこの加速
度センサにより検出された横加速度が設定加速度以上の
場合前記転舵比を増加する補正手段が備えられているこ
とを特徴とする車両のグ輪操舵装置。