JPS62227867A - 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） 本発明は前輪と共に後輪をも転舵するようにした車両の
４輪操舵装置に関する。

（従来技術およびその問題点） 車両のなかには、所謂４輪操舵と呼ばれるように、前輪
と共に後輪をも転舵させるようにしたものがある。

この４輪操舵では、前輪舵角に対する後輪舵角の比、つ
まり後輪転舵比を運転状態に応じて可変とすることが一
般的であり、このうち特開昭６０−８５０６７号公報に
見られるように、車速に応じて後輪転舵比を変えるよう
にしてものが知られている。

このように車速に感応させて後輪転舵比を制御するよう
にしたものでは、各車速における後輪転舵比の値は、定
常走行状態での車両の要求に基づいて決定されている。

前記特開昭６０−８５０６７号公報に開示の転舵比特性
を例に説明すれば、市街地走行など低速運転時での車両
の回頭性に対する要求と、高速道路などでのレーンチェ
ンジなど変速時における車両の安定性に対する要求に基
づいて、車速が小さいときには逆位相側にある後輪転舵
比が与えられ、車速が大きいときには同位相側にある後
輪転舵比が与えもえている。

しかし、いずれにせよ車速に感応させて後輪転舵比を変
えるようにしたものでは、例えハンドル舵角が一定であ
ったとしても車速の変化に伴なって後輪転舵比が変わり
、後輪の転舵がなされることから、車速が変化する過渡
期、換言すれば後輪転舵比が変化する過渡期での安全対
策が必要となる。

これに対し、車速センサからの車速信号を積分回路を経
由させて、つまり遅延手段を設けて後輪転舵比の変化速
度を小さくすることが提案されている（前記特開昭６０
−８５０６７号公報参照）。

この提案によれば、後輪転舵比の変化がゆっくりと行わ
れるため車両の急激なる挙動変化が抑えられて車両の安
定性を確保することができるという利点の反面、常に後
輪転舵比の変化速度が抑えられるため後輪転舵比の変化
に応答遅れが生じ、車速感応の利点が損なわれる結果と
なる。

そこで、本発明は、後輪転舵比が変化する過渡期におい
て、車両の安全対策上、後輪転舵比の変化速度を小さく
実益があるときだけ後輪転舵比の変化をゆっくり行うよ
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、作用）本発明は、後輪
転舵比の変化速度を見たときに、車速の速度変化つまり
車両の加速度が犬きくなる程、後輪転舵比の変化速度が
大きくなって車両の挙動変化が急激なものとなるという
点と、後輪転舵比の変化に伴なう車両の挙動変化は車速
が大きい程急激なものとなるという２つの点に着目し、
車両の加速度が所定の基準値を越えたときに初めて後輪
転舵比の変化速度を小さくさせると共に、この後輪転舵
比変化速度の低減量を、車速が大きいときには小さいと
きに比べて、大きな値とする、つまり車速が大きいとき
には相対的によりゆっくりと後輪転舵比を変化させるよ
うにしたものである。

具体的には、車速に応じて後輪転舵比を制御するように
した車両の４輪操舵装置を前提として、第１図に示すよ
うに、 車両の加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検
出手段からの信号を受け、実加速度が基準値を越えたと
きに後輪転舵比の変化速度を小さくする遅延手段と、 前記遅延手段によって前記後輪転舵比の変化速度を小さ
くする低減量を、車速に応じて車速が大きいときには小
さいときに比べて、大きな値とする低減量調整手段と、 を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、減速運転など車両の
加速度が前記基準値を越えて大きな車速変化があるとき
には、これに伴う後輪転舵比の変化速度が抑えられて、
後輪転舵比がゆっくりと変化することから車両の急激な
る挙動変化が抑制されることとなる。そして、この後輪
転舵比変化速度の規制は車速が大きいときには小さいと
きに比べて、大きくなされるため、後輪転舵比の変化に
伴う車両の挙動変化が急激なものとなり易い高速時での
車両の安定性が確保されると共に、低速時での応答遅れ
が低減されることとなる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第２図において、ＩＲは右前輪、ＩＬは左前輪、２Ｒは
右後輪、２Ｌは左前輪であり、左右の前輪ＩＲ，ＩＬ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同志を連結するり
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、実施例ではラックアンドビニオン式
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／＼ンドル９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２図左方へ変位して、ナックル
アーム３Ｒ１３Ｌ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、ｌ
＼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１０Ｒ１１０Ｌおよびタイロ
ッドＩＩＲ１ＩＬＬと、該タイロッド１１Ｒ，１１Ｌ同
志を連結するリレーロッド１２と、を有し、実施例では
、後輪転舵機構Ｂが油圧式のパワーステアリング機構り
を備えた構成とされている。

このパワーステアリング機構りについて説明すると、リ
レーロッド１２にはシリング′装置１３が付設されて、
そのシリンダ１３ａが車体に固定される一方、シリンダ
１３ａ内を２室１３ｂ、１３Ｃに画成するピストン１３
ｄ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、１３ｃ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。上記コントロールバルブ１６は、そのコントロール
ロッド２１がスライディング式とされたいわゆるブース
タバルブタイプ（スプールタイプ）とされて、該コント
ロールロッド２１の入力部２１ａが後述する転舵比変更
装置Ｅの移動部材として兼用され、またコントロールロ
ッド２１の出力部２１ｂは、後輪転舵機構Ｂのリレーロ
ッド１２に一体化されている。

このようなパワーステアリング機構りにあっては、既知
のように、上記コントロールロッド２１が第２図左方向
に変位されると、リレーロッド１２が第２図左方向へ変
位され、これにより、ナックルアームｌ０Ｒ１１０Ｌが
その回動中心１０Ｒ′、■０Ｌ′を中心にして第２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、コントロールロッド２１の変位
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、コントロールロッド２１を
第２図右方向に変位させたときは、この変位量に応じて
、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２Ｒ１２Ｌが左へ転舵され
ることになる。

前輪転舵機構Ａも、後輪転舵機構Ｂと同様にパワーステ
アリング機構Ｆを有するものとされている。このパワー
ステアリング機構Ｆは、前輪転舵機構Ａのリレーロッド
５に対して付設されたシリンダ装置６５を備え、そのシ
リンダ６５ａが車体に固定される一方、該シリンダ６５
ａ内を２室６５ｂ、６５ｃに画成するピストン６５ｄが
、リレーロッド５に一体化されている。このシリンダ６
５ａ内の２室６５ｂ、６５ｃは、配管６６あるいは６７
を介して、ステアリング機構Ｃのシャフト８に設けた回
転型のコントロールバルブ６８に接続されている。この
コントロールバルブ６８は、前記オイルポンプ２０の吐
出側において接続された分流弁６９より伸びる配管７０
、および配管１９より分岐した配管７１が接続されてい
る。

このようなパワーステアリング機構Ｆは、ハンドル９の
操作力を倍力（シリンダ装置６５の室６５ｂあるいは６
５ｃに対するオイルを供給することによる倍力〕してリ
レーロッド５に伝達するもので、このようなパワーステ
アリング機構Ｆ自体の作用は、基本的には前記パワース
テアリング機構りと同じなのでこれ以上の詳細な説明は
省略する。

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、入力ロット２２が前方へ
伸び、その前端部に取付けたビニオン２３が、前輪転舵
機構Ａのリレーロッド５に形成したラック２４と噛合さ
れている。なお、転舵比変更装置Ｅの出力ロットは、前
述のように、コントロールバルブ１６におけるコントロ
ールロッド２１の入力部２１ａによって兼用されている
。

転舵比変更装置Ｅの一例を第３図により説明する。この
転舵比変更装置Ｅにあっては、前記コントロールロッド
２１の入力部２１ａは、車体に対して車幅方向に摺動自
在に保持されており、その移動軸線を文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３１
を有しており、この揺動アーム３１は、その基端部が、
ホルダ３２に対してピン３３により揺動自在に枢着され
ている。このホルダ３２は、その回動軸３２ａが、前記
入力部２１ａの移動軸縁立１と直交する直交線２２を中
心として回動自在に車体に保持されている。そして、前
記ピン３３は、この両縁立１と文２どの交点部分に位置
すると共に、直交線１２と直交する方向に伸びている。

したがって、揺動アーム３１は、ピン３３を中心にして
揺動自在とされるが、ホルタ３２を回動させることによ
って、このピン３３と移動軸線交１とのなす傾斜角、す
なわちピン３３を中心とした揺動軌道面の移動軸縁立１
と直交する面（基準面）に対する傾斜角が可変とされ葛
。

前記揺動アーム３１の先端部と入力部２１ａとは、連結
ロッド３４により連結されている。すなわち、連結部材
３４は、ポールジヨイント３５を介して揺動アーム３１
の先端部に連結され、またポールジヨイント３６を介し
て、入力部２１ａに連結されている。

前述のような連結ロッド３４により、揺動アーム３１の
各端部にあるポールジヨイント３５と３６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３５が第３図左右方向に変位すれば、こ
の変位に応じて、入力部２１ａが第３図左右方向に変位
されることとなる。

揺動アーム３１のピン３３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、連結ロッド
３４に対して、傘歯車からなる回動板３７が連結されて
いる。この回動板３７は、その回動軸３７ａが移動軸縁
立１にあるように車体に回動自在に保持され、この回動
板３７の偏心部分に対しては、前記連結ロッド３４がポ
ールジヨイント３８を介して摺動自在に貫通している。

そして、傘歯車からなる回動板３７に対しては、前記入
力ロット２２に連結された傘歯車３９が噛合されている
。

このような回動板３７により、揺動アーム３１は、ハン
ドル舵角に応じた擾だけピン３３を中心にして揺動され
ることになるが、ピン３３の軸線と移動軸縁立１とが傾
斜しでいると、このピン３３を中心とした揺動に伴なっ
て、ポールジヨイント３５が第３図左右方向すケわち移
動軸縁立１方向に変位し、この変位は、連結ロッド３４
を介して入力部２１ａに伝達されて、該入力部２１ａが
変位されることになる。そして、このポールジヨイント
３５の第３図左右方向の変位は、ピン３３を中心とした
揺動アーム３１の揺動角が同じであったとしても、ピン
３３の傾斜角すなわちホルダ３２の回動角が変更すると
、変更されることになる（転舵比変化）。

前記傾斜角を変更するため、ホルダ３２の回動軸３２ａ
に対して、ウオームホイールとしてのセクタギア４０が
取付けられると共に、該セクタギア４０に噛合するウオ
ームギア４１が、一対の傘歯車４２．４３を介して、傾
斜角変更手段としてのステッピングモータ４４により回
転駆動されるようになっている。

ここで、上述した揺動アーム３１のピン３３を中心とし
た揺動角および揺動アーム３１の傾斜角（ピン３３の傾
斜角）が、ポールジヨイント３５（入力部２１ａ）の移
動軸縁立１方向の変位に与える影響について説明する。

いま、揺動アーム３１のピン３３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６、揺動アーム３
１の揺動軌道面が上記基準面δとなす傾斜角をα、ボー
ルジョイント３５のピン３３からの偏心距離をｒとする
と、このポールジヨイント３の移動軸線１１方向の変位
Ｘは、　Ｘ＝　ｒ　ｔａｎ　ａ　＊　　５ｉｎｆ）とな
って、αおよびθ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０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の変更が転舵比の変化となって表われることとなる
。すなわち、ステッピングモータ４４の回転角（ステッ
ピング数値）と転舵比とが一義的に対応したものとなっ
ている。

この転舵比は、第４図に示すように、車速をパラメータ
として可変とされ、この転舵比特性としては、ここでは
、第４図に示すように、車速に基ついて、低速運転状態
では位相相側にある転舵比が与えられ、高速運転状態で
は同位相側にある転舵比が与えられて、車速が大きくな
る程転舵比が同位相方向に変化するようになっている。

したかって、前輪舵角が一定であったとしても、車速の
変化の伴って、第５図に示すように、加速状態では後輪
転舵比が同位相方向に変化し、減速状態では後輪転舵比
が逆位相方向に変化することとなる。

ここで、後輪２Ｒ１２Ｌを強制的に中立位置すなわち直
進状態とするために、後輪用パワーステアリング機構り
には、一対のリターンスプリング１３ｅ、１３ｆが付設
されている。この両スプリング１３ｅ、１３ｆは、それ
ぞれ後輪用リレーロッド１２を左右逆方向から互いに等
しい力で付勢している。また、前記パワーステアリング
機構りの両袖室１３ｂと１３ｃとは、連通路４６を介し
て接続されると共に、該連通路４６には、電磁式の開閉
弁４７が接続されている。これにより、開閉弁４７を閉
じた状態では、油室１３ｂあるいは１３ｃに対する油圧
の供給により後輪２Ｒ１２Ｌがスプリング１３ｅあるい
は１３ｆに抗して転舵され、開閉弁４７を開として両袖
室１３ｂと１３Ｃとを同圧にすると、スプリング１３ｅ
、１３ｆの作用により、後輪２Ｒ５２Ｃは強制的に中立
位置とされる。勿論、このスプリングＬ３ｅ、１３ｆの
付勢力は、旋回時に後輪２Ｒあるいは２Ｌから受ける外
力に抗して中立位置をとり得るような大きさに設定され
ている。

また、前記ステッピングモータ４４により駆動されるセ
クタギア４０は、その両揺動ストローク端が、同位相側
スト−／パ４８、逆位相側ストッパ４９（第３図参照）
により規制されるようになっている。

第２図中、５１は例えばマイクロコンピュータにより構
成された制御ユニットで、この制御ユニット５１には、
車速センサ５３からの信号が入力され、また、この制御
ユニット５１がらは、前記ステッピングモータ４４およ
び開閉弁４７に出力される。

さて次に、上記制御ユニット５１による制御内容につい
て、第６図に示す機能ブロック図に基づいて説明する。

図中、符号７１は転舵比演算回路でこの転舵比演算回路
７１では、車速センサ５３からの車速信号（Ｖ）に基づ
いて対応する目標転舵比（Ｒ）が算出される。勿論、予
めメモリー内に記憶された転舵比データ（第５図参照）
から車速（Ｖ）に対応する目標転舵比（Ｒ）を決定する
ものであってもよい。得られた目標転舵比（Ｒ）はモー
タ駆動信号生成回路７２に入力されて、目標転舵比（Ｒ
）とするのに必要なモータ４４の目標ステラッピング数
ＣＰに変換され、このモータ駆動信号生成回路７２から
は目標ステッピング数ＣＰに対応するパルス信号が出力
される。このパルス信号は、後述する遅延回路７３、ド
ライバー回路７４を経てステッピングモータ４４に入力
される。これによりステッピングモータ４４はパルス信
号の入力速度に応じた速度で目標ステッピング数ＣＰま
で駆動されて、後輪転舵比が目標転舵比（Ｒ）に変更さ
れることとなる。

一方、車速センサ５３からの車速信号（Ｖ）は、微分回
路７５に入力され、この微分回路７５において車速の変
化速度つまり車両の加速度較回路７６に向けて出力され
る。

前記加速度（Ｖ）は、比較回路７６において、メモリー
７７内に予め設定記憶された所定の比較値（α）との比
較がなされ、加速度（Ｖ）が比較値αより大きいときに
は、前記遅延回路７３に向けて遅延信号が出力される。

前記遅延回路７３では、前記遅延回路７３からの遅延信
号を受けたときに、ドライバー回路７４に向けて出力す
るパルス信号を所定時間（Ｔｎ）だけ遅らせる遅延処理
がなされる。すなわち、車両の加速度（Ｖ）が比較値α
より大きいときには、モータ駆動信号生成回路７２から
出力されるパルス信号が所定時間Ｔｎ遅延されてドライ
バー回路７４に入力される。そして、上記所定時間（Ｔ
ｎ、）つまり遅延時間は、遅延時間設定回路７８におい
て、車速（Ｖ）に対応する値に設定される。ここでは、
第７図に示すように、−次間数に基づいて、車速が大き
くなる程遅延時間Ｔｎが大きな値となるようにされてい
る（Ｔ１くφ・φくＴ５）。これにより、モータ４４の
駆動速度は抑えられて、後輪転舵比がゆっくりと変化す
ることとなる。つまり、この後輪転舵比の変化速度を抑
える処理は、第８図に示すように車両の加速度（Ｖ）が
ある所定値αを越えたときに行われると共に、その後輪
転舵比変化速度の低減量は車速が大きくなる程大きくさ
れて、ゆっくりと後輪転舵比が変更される。

これにより、後輪転舵比が大きな変化速度で変わること
に伴う車両の急激なる挙動変化が抑制されることとなる
。また、高速運転状態になる程遅延回路７３によって後
輪転舵比の変化速度が小さくされるため、車両の挙動変
化が急激なものとなり易い高速運転状態での車両の安定
性が確保される。換言すれば、低速運転状態となる程後
輪転舵比変化速度の低減状態が僅かなものとされるため
、車両の急激なる挙動変化を生じない範囲で後輪転舵比
変更の応答性が向上される。特に、実施例では、その転
舵比特性が低速時には車両の回頭性が高められる逆位相
移相方向への後輪転舵比の変更がなされるため、旋回中
の急減速に伴って、後輪転舵比の急激なる変化により車
両がスビンレ易くなるという事態を防止することができ
る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車両
の急激なる挙動変化を伴うような車両の加速度となった
ときに、後輪転舵比の変化速度が抑えられるため、後輪
転舵比の制御を車速感応とした利点を生かしつつ、車両
の安定性を確保することができる。また、高速時では低
速時より相対的にゆっくりと後輪転舵比の変化が行なわ
れるため、高速時の車両の安定性及び低速時の応答性の
両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、 第２図は本発明の一実施例を示す全体平面図＼ 第３図は後輪転舵機構部分を説明するスケルトン図、 第４図は後輪転舵比制御の一例を示す特性図、 第５図は前輪舵角に対する後輪舵角の変化を示す図、 第６図は第１実施例の後輪変化速度制御におけるブロッ
ク図、 第７図は後輪転舵比変化速度規制における車速と遅延速
度との関係を示す図、 第８図は実施例の制御特性図である。 Ａ：前輪転舵機構 Ｂ：後輪転舵機構 Ｅ：後輪転舵比変更装置 ＩＲ，ＩＬ：前輪 ２Ｒ１２Ｌ：後輪 ４４ニスチツピングモータ ５１：コントロールユニット ５３：車速センサ ７１：転舵比ｖＩ算回路 ７３：遅延回路 ７４ニドライ／へ−回路 ７５；微分回路 ７６：比較回路 Ｖ：車両の加速度 α：比較値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車速に応じて後輪転舵比を制御するようにした車
   両の４輪操舵装置において、 車両の加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検
   出手段からの信号を受け、車両の加速度が予め設定され
   た基準値を越えたときに後輪転舵比の変化速度を小さく
   する遅延手段と、前記遅延手段によって前記後輪転舵比
   の変化速度を小さくする低減量を、車速に応じて車速が
   大きいときには小さいときに比べて、大きな値とする低
   減量調整手段と、 を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。