JPS6218368A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪、後輪共に転舵させるようにした車両の
４輪操舵装置に関するものである。

（従来技術） 前輪、後輪共に転舵させるようにした車両の４輪操舵装
置にあっては、ハンドル操作によって前輪を転舵する一
方、この前輪の転舵に応じて後輪も転舵するようになっ
ている。そして、近時は、特開昭５９−７７９６８号公
報に示すように、前輪転舵角に対する後輪転舵角の比す
なわち転舵比を、一定不変のものとすることなく、例え
ば車速をパラメータとして所定の転舵比特性となるよう
に可変とするようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、車両の減速時、例えばコーナリング中におけ
るブレーキング時を考えた場合、後輪のグリップ力（横
方向に対するグリップ力）が弱まるため、オーバステア
傾向が強まって極端な場合にはスピンしてしまう、とい
うように走行安定性が大きく損なわれてしまうことにな
る。

したがって本発明の目的は、減速時における走行安定性
を高め得るようにした車両の４輪操舵装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段１作用〕前述の目的を達
成するため、本発明にあっては、転舵比を所定の転舵比
特性に基づいて可変とするようにしたものを前提として
、車両の減速時には、通常走行時に比して、後輪の転舵
角をＬ記転舵比特性に基づくものよりも同位相側となる
方向に補正、すなわち、前輪の転舵方向へより近づく方
向に補正して後輪のグリップ力を高め、もって走行安定
性を南北させるようにしである。具体的には、 ハンドル操作に応じて前輪を転舵すると共に、前輪の転
舵に応じて後輪を転舵するようにした車両の４輪操舵装
置において、 後輪の転舵角を調整する後輪転舵角調整手段と、 前記後輪転舵角調整手段を制御して、前輪転舵角に対す
る後輪転舵角の比が所定の転舵比特性となるようにする
転舵比制御り段と、 車両の減速を検出する減速検出り段と、前記減速検出手
段からの出力を受け、減速時には通常走行時に比して、
同位相方向に補正された特性で後輪を転舵するように転
舵比を補正する転舵比補【Ｆ手段と、 を備えた構成としである。

（実施例〕 以ｒ本発明の実施例を添付１．た図面に基づいて説明す
る。

第１図において、ＩＲは右前輪、ＩＬは左前輪、２Ｒは
右後輪、２Ｌは左後輪であり、左右の前輪ＩＲ２ＩＬは
前輪転舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｒ１
２Ｌは後輪転舵機構Ｂにより連係されている。

前輪転舵機構Ａは、実施例では、それぞれ左右一対のナ
ックルアーム３Ｒ１３Ｌおよびタイロッド４Ｒ２４Ｌと
、該左右一対のタイロッド４Ｒ１４Ｌ同志を連結するリ
レーロッド５とから構成されている。この前輪転舵機構
Ａにはステアリング機構Ｃが連係されており、このステ
アリング機構Ｃは、実施例ではチー２クアンドビニオフ
式とされている。すなわち、リレーロッド５にはラック
６が形成される一方、該ラック６と噛合うビニオン７が
、シャフト８を介してハンドル１０に連結されている。

これにより、ハンドル９を右に切るような操作をしたと
きは、リレーロッド５が第１図左方へ変位して、ナック
ルアーム３Ｒ５３Ｌがその回動中心３Ｒ’、３Ｌ’を中
心にして上記ハンドル９の操作変位量つまりハンドル舵
角に応じた分だけ同図時計方向に転舵される。同様に、
ハンドル９を左に切る操作をしたときは、この操作変位
量に応じて、左右前輪ＩＲ１ＩＬが左へ転舵されること
となる。

後輪転舵機構Ｂも、前輪転舵機構Ａと同様に、それぞれ
左右一対のナックルアームｌ０Ｒ１１０Ｌおよびタイロ
ッドＩＩＲ，ＩＩＬと、該タイロッド４Ｒ１４Ｌ同志を
連結するりレーロッド１２と、を有し、実施例では、後
輪転舵機構Ｂが油圧式のパワー機構（倍力機構）Ｄを備
えた構成とされている。このパワーａ構りについて説明
すると、リレーロッド１２にはシリンダ装置１３が付設
されて、そのシリンダ１３ａ内を２室１３ｂ、１３ｃに
画成するピストン１３ｄが、リレーロッド１２に一体化
されている。このシリンダ１３ａ内の２室１３ｂ、１３
ｅは、配管１４あるいは１５を介してコントロールバル
ブ１６に接続されている。また、このコントロールバル
ブ１６には、それぞれリザーバタンク１７より伸びる配
管１８．１９が接続され、オイル供給管となる一方の配
管１８には、図示を略すエンジンにより駆動されるオイ
ルポンプ２０が接続されている。Ｌ記コントロールバル
ブ１６は、パワー機構りの入力部材となる入力軸１６ａ
、および人力軸１６ａと−・体の出力部材となる出力軸
１６ｂを有し、出力ｉｉｂ　１６　ｂに取付けられたビ
ニオン２１が、リレーロッド１２に形成したラック２２
に噛合されている。

このようなパワー機構りにあっては、既知のように、−
１ニ記入力軸１６ａが所定の一方向へ回動されると、こ
れに応じてピニオン２１が同方向に回動されて、リレー
ロッド１２を例えば第１図左方向へ変位させ、これによ
り、ナックルアーム１ＯＲ１ＩＯＬがその回動中心１０
Ｒ’、ＩＯＬ’を中心にして第１図時計方向に回動して
、後輪２Ｒ１２Ｌが右へ転舵される。そして、この転舵
の際、入力軸、１６ａの回動量に応じて、シリンダ装置
１３の室１３ｂ内にはオイルが供給され、上記リレーロ
ッド１２を駆動するのを補助する（倍力作用）。同様に
、入力軸１６ａを逆方向に回動させたときは、この回動
量に応じて、シリンダ装置１３の倍力作用を受けつつ（
オイルは室１３ｂへ供給される）、後輪２Ｒ５２Ｌが左
へ転舵されることになる。

なお、第１図中１３ｅ、１３ｆは、リレーロッド１２を
ニュートラル位置へ付勢しているリターンスプリングで
ある。

ステアリング機構Ｃと後輪転舵機構Ｂとは、前輪転舵機
構Ａおよび転舵比変更装置Ｅを介して連係されている。

この転舵比変更装置Ｅからは、中間ロッド２３が前方へ
伸び、その前端部に取付けられたピニオン２４が、前輪
転舵機構Ａのリレーロッド５に形成したラック２５と噛
合されている。また、転舵比変更装置Ｅから伸びるロッ
ド状の移動部材２６に形成されたラック２７に対して、
前記コントロールバルブ１６の入力軸１６ａに取付けた
ピニオン２８が噛合されている。

転舵比変更装置Ｅの一例を第２図により説明すると、前
記移動部材２６は、車体Ｆに対して車幅方向に摺動自在
に保持されており、その移動軸線を９．１　として示し
である。また、この転舵比変更装置Ｅは、揺動アーム２
９を有しており、この揺動アーム２９は、その基端部が
、ホルダ３０に対してビン３１により揺動自在に枢着さ
れている。

このホルダ３０は、その回動軸３０ａが、前記移動部材
２６の移動軸縄文１と直交する直交縄文２を中心として
回動自在に重体Ｆに保持されている。そして、前記ビン
３１は、この両縄文１と見２との交点部分に位置すると
共に、直交縄文２と直交する方向に伸びている。

前記ホルダ３０と揺動アーム２９との連結部分を第３図
に示してあり、ホルダ３０のＵ字上二又部間に前記ビン
３１が架設され、該ビン３１に対して、一対のアンギュ
ラ軸受３２を介して、揺動アーム２９の基端部が回動自
在に嵌合されている。この第３図中、３３は軸受３２（
ビン３１）に対する揺動アーム２９の抜は防止用のハブ
、３４はそのロックナツトであり、また、３５は止輪３
６と共働してビン３１のホルダ３０に対する抜は防止を
行なうハブ、３７はそのロックナツトである。したがっ
て、揺動アーム２９は、ビン３１を中心にして揺動自在
とされるが、ホルダ３０を回動させることによって、こ
のビン３１と移動軸縄文１とのなす傾斜角すなわち、ビ
ン３１を中心とした揺動軌道面の移動軸縄文１と直交す
る面（後述する基準面）に対する傾斜角が可変とされる
。

前記揺動アーム２９の先端部と移動部材２６とは、連結
部材３８により連結されている。この連結部材３８は、
途中に回動継手部を有しないで、その軸線方向の剛性が
ｔ−分に確保されたものとされ、実施例では、ロッド３
９とアーム４０とを有する。このロッド３９とアーム４
０とは、互いにねじ結合され、ロックナツト４１を利用
して、その連結長さが所定の長さとなるように調整保持
されている。このような連結部材３８は、そのロッド３
９がポールジヨイント４２を介して揺動アーム２９の先
端部に連結され、またアーム４０は、回動継手４３を介
して、移動部材２６に回動自在に連結されている。この
回動継−Ｖ：４３部分について第４図により説明すると
、移動部材２６に対しては、一対のアンギュラ軸受４４
を介してアーム４０が回動自在に嵌合されており、該ア
ーム４゜の軸受４４に対する抜は防止が、ハブ４５およ
びロックナツト４６によってなされている。また、軸受
４４の移動部材２６に対する抜は防止が、ハブ４７およ
びロックナツト４８によってなされていうる。なお、ア
ーム４０は、移動部材２６との干渉を避けるべ（屈曲さ
れているが、直線状のロッド３９の軸線延長線上に、回
動継手４３（移動部材２６と第２アーム４２との連結部
分）が位置するようにされている。

前述のような連結部材３８により、揺動アーム２９の先
端部となるポールジヨイント４２と、回動継ｆ−４２と
の間隔は、常に一定に保持されることになる。したがっ
て、上記ポールジヨイント４２が第２図左右方向に変位
すれば、この変位に応じて、移動部材２６が第２図左右
方向に変位されることとなる。

揺動アーム２９のピン３１を中心とした揺動は、ステア
リング機構Ｃの操作変位すなわちハンドル舵角に応じて
なされるものであり、このため実施例では、連結部材３
８のロッド３９に対して、回動付与アーム４９が設けら
れている。この回動材テアーム４９は、本体部材５０と
先端部材５１とを有し、本体部材５０の基端部に形成さ
れた回動軸４９ａが、移動軸縄文１上にあるように車体
Ｆに対して回動自在に保持されている。また、先端部材
５１は、本体部材５０に対して上記回動軸４９ａと直交
する方向に摺動自在に嵌合され、その先端部は、ポール
ジヨイント５２を介して、連結部材３８のロッド３９に
連結されている。そして、回動材γアーム４９の回動軸
４９ａに取付けた傘１ｉ　Ｉｌｊ　５３に対して、前記
中間ロッド２３の後端部に取付けた傘歯車５４が噛合さ
れている。このような回動材ケ、アーム４９により、揺
動アーム２９は、ハンドル舵角に応じた量だけピン３１
を中心にして揺動されることになるが、ピン３１の軸線
と移動軸線Ｑｌとが傾斜していると、このピン３１を中
心とした揺動に伴なって、ポールジヨイント４２が第２
図左右方向すなわち移動軸縄文１方向に変位し、この変
位は、連結部材３８を介して移動部材２６に伝達されて
、該移動部材２６が変位されることになる。そして、こ
のポールジヨイント４２の第１図左右方向の変位は、ピ
ン３１を中心とした揺動アーム２９の揺動角が同じであ
ったとしても、ピン３１の傾斜角すなわちホルダ３０の
回動角が変化すると、変化されることになる。

前記傾斜角を変更するため、第５図にも示すように、ホ
ルダ３０の回動軸３０ａに対して、ウオームホイールと
してのセクタギア５５が取付けられると共に、該セクタ
ギア５５に噛合するウオームギア５６が、ソレノイド、
パルスモータ等からなる傾斜角変更手段としてのアクチ
ュエータ５７により回転駆動されるようになっている。

そして、このホルダ３０の回動角すなわち傾斜角は、ボ
テンショメーテ等からなる転舵比検出センサ５８（第１
図参照）により検出されるようになっている。なお、第
１図中５９はバッテリである。

ここで、上述した揺動アーム２９のピン３１を中心とし
た揺動角および揺動アーム２９の傾斜角（ピン３１の傾
斜角）が、ポールジヨイント４２（移動部材２６）の移
動軸縄文１方向の変位に与える影響について、第６図、
第７図により説明する（なお、この第６図、第７図にお
いては、揺動アーム２９、連結部材３８等は模式化して
示しである）、この第６図、第７図において、いま、揺
動アーム２９のピン３１を中心とした揺動角を０、移動
軸縁立１と直交する基準面をδ、揺動アーム２９の揺動
軌道面がｈ記ノ、（生菌δとなす傾斜角をα、ポールジ
ヨイント４２のピン３１からの偏心距離をｒとすると、
このポールジヨイント４２の移動軸線９．１方向の変位
Ｘは、Ｘ＝ｒｔａｎα・　５ｌｎＯとなって、αおよび
０をパラメータとする関数なる。したがって、傾斜角α
をある一定の値に固定すれば、Ｘはθの関数つまりハン
ドル舵角に応じたものとなり、この傾斜角αの値を変更
すれば、ハンドル舵角が同じであったとしてもＸの値が
変化することになる。そして、この傾斜角αの変更がと
りもなおさず転舵比の変更となる。

前述のように傾斜角を調整して転舵比を変更する−・例
として第８図に示すような場合がある。この第８図にお
いては、車速に応じて転舵比を変更するようにしたもの
で、実施例では、実線で示す転舵比特性曲線Ｓｌが通常
走行時のものであり、また一点鎖線で示す転舵比特性線
Ｓ２が減速時のものとされている。すなわち、車速の小
さなときは例えば１１ｆ　Ｊｉｎ入れを容易に行なえる
ように逆位相側に転舵する一方、車速の大きなときはレ
ーンチェンジを素早く行えるように後輪２Ｒ２２Ｌを同
位相側へ転舵するようにしである。そして、減速時にあ
っては、通常走行時に比して、後輪２Ｒ１２Ｌがより同
位相側となるようにその転舵比特性線Ｓ２がＳｌに対し
て設定されている。

前述のような転舵比特性線ＳｌあるいはＳ２に基いて後
輪２Ｒ１２Ｌの転舵角を制御するため、コントロールユ
ニッ）６１が設けられている。このコントロールユニッ
ト６１には、前述した転舵比検出センサ５８からの信号
の他、第１図に示すように、車速を検出する車速センサ
６２および車両の減速を検出する減速センサ６３からの
信号が入力されるようになっている。また、コントロー
ルユニッ）６１からは、前述したアクチュエータ５７に
対して出力されるようになっている。なお、車両の減速
を検出するには、ブレーキペダルの踏み代やブレーキ油
圧を検出するセンサを用いることにより、あるいはＧポ
ール（重錘球）を利用したセンサを用いる等により行え
ばよい。

Ｆ記コントロールユニット６１による制御例を第１０図
に示してあり、この第１０図において、７１は、前記通
常走行時および通常走行時のものを補正した減速時の両
方の転舵比特性線Ｓ１、Ｓ２を記憶した転舵比特性記憶
回路であり、減速センサ６３からの出力を受ける転舵比
特性選択回路７２によって、上記記憶回路７１から走行
状態（通常走行時または減速）に応じた転舵比特性＄１
またはＳ２が選択される０次いで、車速センサ６２から
の出力を受ける目標転舵角演算回路７３によって、Ｌ記
選択された転舵比特性線ＳｌまたはＳ２に基いて、車速
に応じた後輪２Ｒ１２Ｌの目標転舵角が演算される。こ
の後は、前記転舵比変更用の７クチユエータ５７がパル
スモータとされている関係上、パルス発生回路７４、駆
動回路７５を経て、後輪２Ｒ１２Ｌが上記目標転舵角と
なるように、アクチュエータ５７が駆動される。

なお、図示は略すが、この目標転舵角に対する後輪２Ｒ
１２Ｌの実際の転舵角の誤差が、転舵比検出センサ５８
を利用したフィードバック制御によって補償される。

このようにして、通常走行時には、転舵比特性線Ｓｌに
基づいて後輪２Ｒ１２Ｌが転舵される。

そして、減速時には、通常走行時よりも同位相側へ補正
された転舵比特性線Ｓ２に基いて、後輪２Ｒ１２Ｌが転
舵されることになる。

ｉｌ１図はコントロールユニット６１の別の制御例を示
すもので、先ず、車速センサ６２からの出力を受ける目
標転舵角演算回路８１が、通常走行時における転舵比特
性線Ｓ１に基いて目標転舵角を演算する。次いで、減速
センサ６３からの出力を受ける補正回路８２によって、
減速時にのみ、Ｌ記演算回路８１で演算された目標転舵
角が減速時の転舵比特性曲線Ｓ２に基づくように補正さ
れた後、この補正されたあるいは補正されない目標転舵
角に対応して、パルス発生回路８３、駆動回路８４を経
て、アクチュエータ５７が駆動すなわち後輪２Ｒ，２Ｌ
が転舵される。

ここで、第９図は、転舵比特性を、車速に基づくことな
く、前輪転舵角に対して後輪転舵角を設定するようにし
たものである。この第９図における特性においても、通
常走行時の特性線Ｓ１よりも減速時の特性線Ｓ２の方が
、後輪２Ｒ１２Ｌの転舵角がより同位相側となるように
設定されている。このような第９図に示す特性となるよ
うにコントロールユニッ）６１で制御するには、第１０
図、第１１図で示す車速センサ６２の代りに、前輪転舵
角を検出するセンサを用いればよい、なお、この荊転舵
角を検出するには、例えばハンドル舵角あるいはりレー
ロッド５の変位等を検出するようにすればよい。

第１２図は本発明の他の実施例を示すものでに、第１図
に示すものと同一構成要素には同一符号を用いてその説
明は省略する。

本実施例では、前輪転舵機構Ａ（ステアリング機構Ｃ）
と後輪転舵機構Ｂとを、機械的に連係させることなく電
気的に連係させるようにしたものである。すなわち、後
転２Ｒ１２Ｌの転舵角を変更するのに、前記実施例と同
様にリレーロッド１２に形成したラック２２に対してビ
ニオン２１を噛合させであるが、このピニオン２１を、
一対の傘歯車９１．９２を介して、パルスモータからな
るアクチュエータ５７による駆動するようにし。

このアクチュエータ５７の駆動制御を、コントロール二
二ッ）６１で行うようにしである。そして、このコント
ロールユニット６１には、減速センサ６３からの信号の
他、前輪転舵角検出センサ６４からの信号が入力され、
さらに必要に応じて車速センサ６２（第８図に示す特性
に基いて制御する場合）からの信号が入力されるように
なっている。また、上記ビニオン２１の駆動軸２１ａ（
第１図の入・出力軸１６ａ、１６ｂに対応）には、パワ
ーｍＷＤ用のコントロールバルブ１６が接続されている
。なお、本実施例におけるコントロールユニット６１の
制御そのものは、前記した実施例の場合と実質的に何等
変わらないので、その重複した説明は省略するが、パワ
ー機構り用のポンプ（モータ）２０が電気駆動式とされ
て、アクチュエータ５７を駆動するときにのみ駆動され
るようになっている。

以り実施例について説明したが、減速センサ６３を利用
して減速の度合を知り得るようにした場合１例えば車輪
の回転状ｆｇ　（回転数変化状態）を知るためのセンサ
を備えたアンチブレーキロックシステムを有する重両の
ような場合は、減速の度合に応じて、転舵比の補正度合
を変更するように、すなわち、減速度の大きい程後輪の
転舵角を同位相側へ補ｉＥする度合を大きくするように
してもよい。

（発明の効果） 本発明は以り述べたことから明らかなように、減速時に
は後輪のグリップ力を高めて走行安定性を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は転舵比変更装置の具体的構成例を示す図。 第３図は〜第５図は第２図の要部拡大図。 第６図、第７図は第２図に示する転舵比変更装置の原理
を説明するための簡略説明図であり、第７図は第６図の
側面図として示しである。 第８図、第９図はそれぞれ転舵比を変更する場合の一例
を示す特性線図。 第１Ｏ図、第１１図はそれぞれ転舵比制御例を示す回路
図。 第１２図は本発明の他の実施例を示す全体系統図。 Ａ：前輪転舵機構 Ｂ：後輪転舵機構 Ｃニステアリング機構 Ｅ：転舵比変更装置 ＩＲ，ＩＬ：前輪 ２Ｒ１２Ｌ：後輪 ５７：アクチュエータ（転舵比調整手段）６１：コント
ロールユニット ６２：車速センサ ６３：減速センサ ６４：前輪転舵角検出センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドル操作に応じて前輪を転舵すると共に、前
   輪の転舵に応じて後輪を転舵するようにした車両の４輪
   操舵装置において、 後輪の転舵角を調整する後輪転舵角調整手段と、 前記後輪転舵角調整手段を制御して、前輪転舵角に対す
   る後輪転舵角の比が所定の転舵比特性となるようにする
   転舵比制御手段と、 車両の減速を検出する減速検出手段と、 前記減速検出手段からの出力を受け、減速時には通常走
   行時に比して、同位相方向に補正された特性で後輪を転
   舵するように転舵比を補正する転舵比補正手段と、 を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。