JPS6044185B2 - 車両の操舵方法及びその装置 - Google Patents

車両の操舵方法及びその装置

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JPS6044185B2
JPS6044185B2 JP53163678A JP16367878A JPS6044185B2 JP S6044185 B2 JPS6044185 B2 JP S6044185B2 JP 53163678 A JP53163678 A JP 53163678A JP 16367878 A JP16367878 A JP 16367878A JP S6044185 B2 JPS6044185 B2 JP S6044185B2
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering 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
    • B62D7/15—Steering 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
    • B62D7/1518—Steering 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 comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1545—Steering 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 comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electrical assistance

Description

【発明の詳細な説明】 ・（産業上の利用分野） 本発明は車両、特に四輪車の操舵方法及びその装置に関
する。
（従来の技術） 四輪車における操舵は一般に前輪のみを転舵す門ること
により行つている。
車両走行時、前輪の転舵を開始すると、まず前輪にすベ
リ角が生じ、これによつて発生するコーナリングフォー
スが車体の横運動と車体重心まわりのヨーイングをひき
おこす。後輪は車体のヨー運動の結果ヨー方向の変位が
発生し始めてから初めてすベリ角を生じる。
従つて後輪の発生するコーナリングフォースに前輪に比
較して位相遅れがあり、前後輪のコーナリングフォース
の合力が運転者の意図する値に達する迄に若干の時間遅
れが常に発生し、これが四輪車の操舵に熟練を要する原
因となる。更に四輪車が操舵により旋回運動をしている
間、車輪には横すベリが発生するので、旋回軌跡の接線
と車体軸線が常に一致して走行するとは限らず、この点
にも四輪車の操舵に熟練を要する原因がある。
従つて四輪車の運転者は前記後輪転舵の時間遅れや旋回
軌跡と車体軸線の角度のすれを経験的に認識して操舵を
行うことが適確な操舵のために要求され、四輪車の運転
にはある程度の運転経験が必要となる。
斯かる従来の操舵装置における問題点を解決するための
手段として前輪と後輪を転舵することが提案されている
。
例えば特公昭４０−１０７２８号には後輪の横すベリ角
に比例した舵角を後輪に与える手法が開示され、また米
国特許第２９１０１３１号には旋回時の車体の横方向の
Ｇにより後輪の転舵量を制御する手法が開示されている
。（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、これらの公知技術は後輪の転舵を制御す
る横すベリ角またはＧのセンサに技術的問題があるばか
りでなく、何れも前輪の転舵によ．つて発生するファク
ターに基づいて後追い的に後輪の転舵を補正する手法の
ため、転舵に応答遅れが発生してしまう。
また前輪、後輪をともに転舵する技術は従来から特殊車
両等で行われているものの、何れも旋回．半径を小にし
て車両のとりまわし性を向上させる目的のもので、操作
レバーにより前後輪の制御モードを切換えることでその
目的を達成するに過ぎない（例えば英国特許第５２３６
５６号、特公昭関一２６７３汚）。
更に特開昭５２−６１０２４号には低速走行時に後輪を
前輪と逆位相に転舵するものの、高速走行時には後輪を
転舵せずに前輪のみを転舵する手法が開示されているが
、これは車両のとりまわし性のみを重視したものであつ
て、高速走行時における転舵の容易性、安定性を向上し
得ない。
従つて本発明における第１発明の目的は、車速に基づい
て前輪の転舵量と後輪の転舵量との比を可変とし、且つ
高速時に後輪を前輪と同位相に転舵することによつて従
来装置の不具合点であつた後追い的な補正による後輪転
舵の応答遅れを解消し、高速時における操舵の容易性と
安定性が得られるようにした車両の操舵方法を提供する
にあｊる。
更に第２発明では、第１発明と同様に高速時の操舵の容
易性、安定性が得られるとともに、装置の切換操作を要
することなく、旋回半径を減少せしめ車両のとりまわし
性の改良も併せて達成しう・る操舵方法を提供すること
を目的とする。
そして第３発明では、第２発明の方法を実施する操舵装
置を提供する。（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成すべく本発明は、その第１発明・では、
車速を検知する車速検知手段を設け、該車速検知手段に
よる車速の検知量が所定値を超える場合は後輪を前輪と
同位相の範囲内で転舵し、且つ車速検知手段による車速
の検知量により前輪と後輪の転舵量の比が車速に応じて
変化するよう後輪を転舵制御する。
そしてこの第１発明を主要部とする第２発明では、更に
車両のとりまわし性が要求される低速時には、後輪を前
輪と逆位相に転舵制御する。
更に第２発明においては、前輪と後輪の転舵量の比を、
前輪と後輪とが同位相に転舵される高速時では高速にな
るにつれて＋１に、また前輪と後輪とが逆位相に転舵さ
れる低速時では低速になるにつれて−１にそれぞれ近づ
くよう制御する。また第３発明に係る操舵装置は、ハン
ドル操作に連動する前輪操舵装置と、前輪の転舵量と転
舵方法を検知する前輪転舵量及び転舵方向検知手段と、
該前輪転舵量及び転舵方向検知手段の信号により後輪を
転舵する後輪転舵装置と、車速を検知する車速検知手段
と、後輪操舵装置に連結され、且つ車速検知手段の信号
により車速に基づいて前輪と後輪の転舵量の比を決定す
る舵角関数発生装置と、前輪転舵量及び転舵方向検知手
段の信号による前輪転舵の位相に対し車速検知手段の信
号により後輪転舵の位相を同位相または逆位相に制御す
る後輪の位相制御装置とから成る。そしてこの操舵装置
は、具体的には前記前輪操舵装置と後輪操舵装置は機械
的に連結され、後輪転舵の駆動は前輪操舵装置の駆動力
によりなされ、前記車速検知手段の信号による前輪と後
輪の−転舵量の比に基づいて後輪転舵量を制限するよう
構成する。
（作用） 高速時の操舵においては、前後輪が同位相で転舵される
ため、操舵開始直後でも前輪と同時に後輪もコーナリン
グフォースを発生し、車両の横加速度は短時間に意図し
た値に達し、操舵の応答性は大幅に改善される。
また車速の減少に伴ない後輪の舵角量が減少し、応答性
の改善の度合も減少するが、車速の低い場合は実用上問
題とはならない。次に第２図乃至第５図により本発明に
よる操舵装置を用いた場合の車両の向きと旋回軌跡との
関係を説明する。
図はすべて２輪におきかえて示しているが、通常の四輪
車の如く回転半径が輪距に比して十分大きい場合は説明
の正当性をそこなう虞れはない。第２図及び第３図は従
来の前輪のみ転舵する操舵装置における車両の向きと旋
回軌跡を示す。極低速時の旋回の場合、車両の運動方向
はタイヤの向きと一致するので、第２図に示す如く車両
の方向は旋回軌跡の接線より外側を向く。車速が増加す
ると前後輪にすベリ角が発生し、前後輪の運動方向はタ
イヤの平面よりも外側を向くようになる。従つて車両の
旋回中心は除々に前方へ移動し、旋回軌跡の接線は車両
軸線に対して外側へ向くようになる。即ち第３図に示す
如く車体の方向は旋回軌跡の接線より内側を向く。本発
明による操舵装置の場合は、極低速時には前後輪の転舵
は逆位相であり、前後輪の舵角比を車両の特性に適合す
るよう定めてやれば、第４図に示す如く車両の方向と旋
回軌跡の接線とを一致させる事ができる。
また車速を増加させると、後輪を前輪と同位相で転舵す
ることにより高速においても第５図に示す如く車両の方
向と旋回軌跡を一致させることが出来る。即ち後輪を前
輪と逆位相に転舵する低速時において、車速が低くなる
につれて前後輪の舵角比を−１に近づけるよう制御し、
換言すれば後輪舵角を車速の低下に伴つて前輪舵角に近
づけるので、第４図のように極低速時における旋回中心
と車体中心とを結ぶ直線と、車両の方向とがほぼ直角と
なり、従つて後輪の横すベリの発生は殆どなくなる。ま
た同様に後輪を前輪と同位相に転舵する高速時において
、車速が高くなるにつれて前後輪の舵角比を＋１に近づ
けるよう制御し、つまり後輪舵角を車速の増加に伴つて
前輪舵角に近づけるので、高速になればなる程、旋回中
心と車体中心とを結ぶ直線と、車両の方向とがほぼ直角
を保つて後輪の横すベリの発生を殆どなくすことができ
る。更に本発明の操舵装置によれば、最小回転半径を減
少させることが出来る。
即ち車両の回転半径は操舵輪の舵角の増加につれて減少
するが、車輪と車体間に接続されているブレーキホース
等の寸法上の制約、車室内に突出するホィールハウスの
寸法の制約、更に転舵車輪が駆動輪でもある場合は軸継
手の可撓角の制約等のために最大舵角は制限され、従つ
て最小回転半径には限界がある。本発明の操舵装置によ
れば、低速時前後輪を逆位相で転舵することにより最小
回転半径が１１２近く減少し、しかも内輪差も大幅に減
少するため、狭い道路でも容易に走行出来、狭い空間へ
の駐車も容易となる。（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を説明する。
第１図は本発明の操舵装置の第１実施例を示すもので、
左側の車輪のみを示しているが、図に示していない右側
の車輪は公知の方法で左側の車輪１と連動するよう連結
される。
第１図において、操舵輪１から延出する軸１ａの端部に
操舵輪１の回転運動を往復運動に変換するラックアンド
ピニオン等の公知のギヤボックス２を配設する。
ギヤボックス２で変換された直線７運動は腕杆２ａによ
り差動装置３に導かれ、ピニオン３Ｃ１ラック３ａ，３
ｂで方向の異なる２つの変位に分けられる。差動装置３
の左方のラック３ａの変位は腕杆４の一端より連結杆５
を介して前輪６を転舵せしめるよう構成される。また腕
杆フ４の他端は連結杆７を介して支点９を中心に回動す
る動腕８に連結される。一方、差動装置３の右方のラッ
ク３ｂの変位は腕杆１０、中央部に支点を有する動腕１
１、腕杆１２を介し更に腕杆１３により後輪１４を転舵
する。
腕杆１２，１３の結合部１８は動腕８上に固定されてい
る。動腕８の支点９はモータ１５と連結するスクリュー
杆１６上を移動しうるネジコマ１７に固定され、従つて
支点９は動腕８上をモータ１５によるスクリュー杆１６
の回転により移動しうるように構成されている。モータ
１５は車速センサ２０より信号を得てモータを制御する
制御装置１９により制御され、従つて前記の支点９は車
速によりその位置が定まる。以上の制御装置１９は、一
定速度以上においては前後輪の転舵は同位相になり、速
度が増加するとともに前後輪の舵角比が＋１に近ずき、
また低速では逆位相となり、速度の減少とともに前後輪
の舵角比が−１に近くなるよう仕様を定めるのが望まし
い。
本発明による操舵装置は以上の構成であるから、操舵輪
の舵角と、前輪舵角と後輪舵角の差との比が常に一定に
保たれ、前後輪の舵角の比は動腕８の支点９の位置によ
り定まる。
この位置は制御装置１９の使用により車速に対して任意
の位置を選ぶことができる。そして支点９が腕杆１２，
１３の結合部１８の右方に位置する場合は前後輪の転舵
は同位相であり、支点９が結合点１８上にある場合は後
輪１４は転舵されず、前輪６のみが転舵される。そして
支点９が結合点１８の左方に−ある場合は前後輪の転舵
は逆位相となる。第６図に本発明の操舵装置の第２実施
例を示す。
この図においても左側の車輪のみを示しているが右側の
車輪との関係は第１実施例において述べ！たのと全く同
一である。
第６図において、操舵輪１０１に加えられる回転力はギ
ヤボックス１０２により腕杆１０３の直線運動に変換さ
れ、前輪１０４が転舵される。
更に腕杆１０３は腕杆１０５を介して支点１０７をこ中
心に回動する動腕１０６の端部に連結される。従つて腕
杆１０３の運動は動腕１０６を支点１０７のまわりに回
動せしめ、動腕１０６上の点１１３に連結されている腕
杆１０８を介して後輪１０９を転舵せしめる。動腕１０
６の支点１０７はモータ１１０より延出するスクリュー
杆１１１にスクリュー杆１１１の回転により該杆上を移
動しうるように螺合されたネジコマ１１２に固定されて
おり、車速センサ１１５と、制御装置１１４により制御
されるモータ１１０の回転によつて動腕１０６上を移動
する。以上の構成であるから、前記第１実施例と同様に
操舵輪の舵角と、前後輪舵角の差との比が車速Ｌにより
常に一定に保たれ、前後輪の舵角比は動腕１０６の支点
１０７の位置により定まる。
制御装置１１４の仕様も前記と同様に定めるのが好まし
い。尚、車速検知手段としては公知のものを適宜に採用
しうる。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、特に高速時の操舵におけ
る従来装置の不具合点であつた応答遅れの解消を、発生
する横力等で後輪転舵を後追い補正することなく、簡単
に感知しうる車速を基に後輪を前輪転舵方向と同位相に
転舵することによつて達成し、従つて車速に基づいて高
速時における操舵応答性に優れた前後輪の転舵制御が行
え、操舵の容易性、安定性を得ることができ、更には切
換操作によらずに低速時における旋回半径を小さくして
車両のとりまわし性の向上も併せて達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の操舵装置の第１実施例を示す概略平面
図、第２図及び第３図は従来の問題点を指摘する模式図
、第４図及び第５図は本発明の詳細な説明する模式図、
第６図は第２実施例の概略平面図である。 尚、図面中２，１０２はギヤボックス、５，１３，１０
８は連結杆、８，１０６は動腕、９，１０７は可動支点
、１５，１１０は駆動装置、１９，１１４は制御装置、
２０，１１５は車速センサである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪、後輪をともに転舵しうる車両の操舵方法にお
    いて、車速を検知する車速検知手段を設け、該車速検知
    手段による車速の検知量が所定値を超える場合は後輪を
    前輪と同位相の範囲内で転舵し、且つ車速検知手段によ
    る車速の検知量により前輪と後輪の転舵量の比が車速に
    応じて変化するように後輪を転舵制御することを特徴と
    する車両の操舵方法。 ２ 前輪、後輪をともに転舵しうる車両の操舵方法にお
    いて、車速を検知する車速検知手段を設け、該車速検知
    手段による車速の検知量が所定値より大の範囲において
    は後輪を前輪と同位相に転舵し、また所定値より小の範
    囲においては後輪を前輪と逆位相に転舵せしめ、少なく
    とも後輪を前輪と同位相に転舵せしめる範囲においては
    車速検知手段による車速の検知量により前輪と後輪の転
    舵量の比が車速に応じて変化するよう後輪を転舵制御す
    ることを特徴とする車両の操舵方法。 ３ 前輪と後輪の転舵量の比を、後輪を前輪と同位相に
    転舵せしめる範囲内においては前記車速検知手段による
    車速の検知量が大になるにつれて＋１に、また後輪を前
    輪と逆位相に転舵せしめる範囲内においては、前記車速
    検知手段による車速の検知量が小になるにつれて−１に
    それぞれ近づくよう制御する特許請求の範囲第２項記載
    の車両の操舵方法。 ４ ハンドル操作に連動する前輪操舵装置と、前輪の転
    舵量と転舵方法を検知する前輪転舵量及び転舵方向検知
    手段と、該前輪転舵量及び転舵方向検知手段の信号によ
    り後輪を転舵する後輪転舵装置と、車速を検知する車速
    検知手段と、後輪操舵装置に連結され、且つ車速検知手
    段の信号により車速に基づいて前輪と後輪の転舵量の比
    を決定する舵角関数発生装置と、前輪転舵量及び転舵方
    向検知手段の信号による前輪転舵の位相に対し車速検知
    手段の信号により後輪転舵の位相を同位相または逆位相
    に制御する後輪の位相制御装置とから成る車両の操舵装
    置。 ５ 前記前輪操舵装置と後輪操舵装置は機械的に連結さ
    れ、後輪転舵の駆動は前輪操舵装置の駆動力によりなさ
    れ、前記車速検知手段の手段の信号による前輪と後輪の
    転舵量の比に基づいて後輪転舵量を制限するよう構成し
    た特許請求の範囲第４項記載の車両の操舵装置。
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