JPS62227872A

JPS62227872A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS62227872A
Application number: JP7276786A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Miyoshi; 三好　晃彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-06
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0764264B2

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させるようにした車両
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、いわゆる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、前輪舵角と後輪舵角との比、つまり
後輪転舵比を例えば車速に応して可変とすることが一般
的であり（特開昭６０〜８５０６７号公報参照）、また
、この後輪転舵比の制御特性を複数設定しておいて、各
種センサからの情報あるいは運転者の好みに応じて選択
的に＋ＪＪ換え得るようにしたものも提案されている（
特開昭６０−１３５３６９号公報参照）。

この種の４輪操舵装置にあっては、例え前輪舵角が同じ
であったとしても、車速などの変化あるいは特性切換え
に伴なって後輪転舵比が変更され、後輪が転舵されるこ
ととなる。

ところで、前記後輪転舵比の制御特性は定常走行状態に
おける車両の要求に基づいて決定されており、したがっ
て、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。

これに対して、前述した特開昭６０−８５０６７号公報
等に見られるように、後輪転舵比の変更を強要する車速
の変化あるいは特性切換えがあったときには、後輪転舵
比の変化をゆっくりと行なわせることが提案されている
。

この提案によれば、後輪転舵比の変化を直接的に促がす
情報、すなわち、車速の変化、特性切換えに対応して、
後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化が抑えられるこ
ととなる。

しかしなから、後輪転舵比の変化が車両の挙動変化に及
ぼす影響を見たときに、車両の挙動変化が問題となるの
は、後輪転舵比の変更を強要する情報の変化、つまり車
速、特性切換えという要素に限られるものではない。

例えば、加速時に駆動輪がスピンしているときには、タ
イヤのグリップ力が低下して車両が不安定な状態にある
。このため、後輪転舵比の変化が小雨の挙動変化に及ぼ
す影響は大きい。

そこで、本発明の目的は、加速時における駆動輪のスピ
ンとの関係で後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化を
抑え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、作用）すなわち、本発
明は、駆動輪のスピンと、後輪が転舵されることに伴う
車両の挙動変化との関係をみたときに、駆動輪が大きく
スピンしているときには、後輪が僅かに転舵されたとし
ても１車両の挙動変化に大きな影響を及ぼすこと、つま
り後輪転舵比の変化に対して敏感な運転状ｙルにあると
いう点に着目し、駆動輪がスピンしているときには後輪
転舵比の変化速度に規制を加えるようにしたものである
。

具体的には、後輪転舵比を可変するようにした車両の４
輪操舵装置を前提とし、第１図に示すように、駆動輪のスピン状態を検出するスピン検出手段と、前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、前記スピン検出手段からの信号を受け、駆動輪が大きく
スピンしているときには小さいときに比へて前記規制手
段による規制量を大きくする規制が：Ａ整手段と、を備
えた構成としである。

（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。

７５２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ＩＲ１ＩＬ
は前輪転舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｒ
１２Ｌは後輪転舵機構Ｂにより連係されている。

ｉｎ７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４Ｒ１４
Ｌ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ピニオ
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を介してハンドル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かその回動中心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１０Ｒ，ｌＯＬおよびタイロ
ッドＩＩＲ，ＩＩＬと、Ｓ亥タイロッド１】Ｒ１ＩＩＬ
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カ曽由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にはシリンダ装置１３が付設されて、そ
のシリンダ１３ａが中休に固定ざれる一方、シリンダ１
３ａ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、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７ヘルプ１６は、そのコントロール
ロッド２１がスライテ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１ζ２１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７５２図左方向へ
変位され、これにより、ナックルアームｌ０Ｒ１■ＯＬ
がその回動中心１０Ｒ′、ＩＯＬ′を中心にして第２図
時計方向に回動して、後輪２Ｒ１２Ｌが右へ転舵されろ
。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に対してビン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と直交する直交縁立２を中
心として回動自在に車体に保持されている。そして、＋
ｉｉｉ記ピン３３は、この画線交１と交２との交点部分
に位置すると共に、直交縁立２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、ホルダ３２を回動させるこ
とによって、このピン３３と移動軸縄文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
される。

前記揺動アーム３１の先端部と入力部２１ａとは、岨結
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１人力部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
［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
ドル舵角に応じた量だけピン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＠線文１とが傾
斜していると、このピン３３を中心とした揺動に伴なっ
て、ポールジョイ〉′ト３５が第３図左右方向すなわち
移動軸線、Ｑ１方向に変位し５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２１
ａ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タ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
θ、移動軸縄文１と直交する基準面をδ、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、ポー
ルジヨイント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の移動軸縁立１方向の変位
Ｘは、Ｘ　＝　ｒ　ｔａｎａ　争５ｉｎＯとなって、α
およびθをパラメータとする関数となる。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ＯＦ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θＦ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の変更が後輪転舵比Ｒ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Ｒとが一義的に対応した
ものとなっている。

この転舵比Ｒは、第４図に示すように、車速（Ｖ）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、
ここでは低速運転状態では逆位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、車速が太きくなる程、転舵比が同位相方向に変化
するようになっている。したがって、ハンドル舵角ＯＦ
が一定であったとしても、車速の変化に伴って、第５図
に示すように加速状態では後輪転舵比（Ｒ）が同位相方
向に変化し、減速状態では後輪転舵比（Ｒ）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■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２Ｒ２２Ｃは強制的に中立
位置とされる。勿論、このスプリング１３ｅ、１３ｆの
付■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
ストッパ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、
駆動輪のスピン量を検出するスピン検出手段５２、車速
Ｖを検出する車速センサ５３からの信号が入力され、ま
た、この制御ユニット５１からは、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。そして、前記
スピン検出手段５２は、駆動輪（例えば前輪駆動型式の
ものであれば前輪）の回転数と従動輪の回転数との差、
あるいは駆動輪と従動輪との角速度の差の大小により駆
動輪のスピン量を検出するものとされている。

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の目標ステッピング数Ｃ
Ｐ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。

前記遅延回路７３では、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（Ｔ）だけ遅らせる遅延
処理がなされる。この遅延時間Ｔは遅延時間設定回路７
５において、駆動輪のスピン量に応じた値に設定される
ようになっている。

すなわち、遅延時間設定回路７５では、スピン検出手段
５２からのスピン信号に基づいて、第７図に示すように
、スピン量が大きくなる程、遅延時間Ｔを大きな値とす
る遅延時間Ｔの設定がなされ、この遅延時間設定回路７
５で設定された遅延時間Ｔに基づいて、前記遅延回路７
３における遅延処理が行なわれる。

このことから、第７図に示すように、駆動輪のスピン量
が大きい程、つまりタイヤのグリップ力が弱くなる程、
ステッピングモータ４４の駆動速度が大きく規制されて
、後輪転舵比の変化速度が抑えられることとなる。した
がって、第８図に示すように、スピン量が大きくなる程
、ゆっくりと後輪が転舵されて、車両の急激なる挙動変
化が抑制されることとなる。

第９図は本発明の第２実施例を示すもので、上記第１実
施例と同一要素には同一の符号を付すことによりその説
明を省略し、本実施例の特徴部分についてのみ説明を加
える。

本実施例は、後輪転舵比の制御特性が複数設定されてい
るものに対し、その特性切換に伴う後輪転舵比の変化に
対する適用例を示すものである。

第１２図は路面状況に応じた特性を複数設定したもの、
第１３図は運転者の好みに応するべく通常の前輪のみの
操舵、つまり後輪を常に中立とする特性を加えたもの、
第１４図は駐車時の便宜を図るべく、低速では大きな同
位相側の転舵比を与えたものを例示するものである。こ
れら特性切換は１例えば路面ル検出手段により、あるい
は手動選択スイッチにより行なわれる。

このため、制御ユニット５１には、特性切換手段８０か
らの信号が入力され、この特性切換手段８０からの信号
は、目標転舵比演算回路７１とタイマー回路８１とに入
力される。

目標転舵比演算回路７１においては、特性すＪ換手段８
０からの信号に応じて、メモリ８２にイ・、Ｖ）記憶さ
れている転舵比特性マツプの変更がな、され、該当する
特性マツプに基づいて車速Ｖに対応する目標転舵比Ｒへ
の変更がなされる。これに対して、タイマー回路８１で
は、特性切換手段８゜からめ信号を受けて、この信号を
入力した後所定時間の間、前記遅延回路７３に向けて遅
延信号が出力されるようになっており、前記遅延回路７
３においては、上記タイマー回路８１からの遅延信号を
受けたときに前記第１実施例で説明した遅延処理がなさ
れるようになっている。ここでなされる遅延処理は前述
の第１実施例と同様であるので説明を省略する。勿論、
特性の切換えがないときには、つまり同一の転舵比特性
内での転舵比変化の伴う処理は第１実施例と同一である
。

したがって、本実施例では、第１実施例の制御に加えて
、特性切換えがあったときには、これに伴う転舵比の変
化が、特性切換え後一定時間だけゆっくりと行なわれる
こととなる。そして、この転舵比変化速度の規制は駆動
輪のスピン量の大小に対応して行なわれることとなる。

このことがら、例えば大きくスピンしているときに、特
性切換えかなされたとしても、ゆっくりと転舵比が変化
するため、車両の急激なる挙動変化を抑えることができ
る。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はこれに限ら
れることなく、以下の変形例を包含するものである。

（１）制御ユニット５１をコンピュータによって構　−
成する場合は、デジタル式、アナログ式のいずれであっ
てもよい。

（２〕遅延時間設定回路７５で設定遅延時間Ｔを、第１
０図に示すように、ステップ状に設定するようにしても
よい。このときの制御特性は第１１図に示すようになる
。

（３）前記スピン検出手段５２からのスピン量を検出す
ることとしたが、これをスピン状態の有無。

つまり駆動輪がスビンシしているか否かを検出し、スピ
ン状態にあるときに、転舵比変化速度を抑えるようにし
てもよい。

（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、駆動
輪がスピン状態にあるときには後輪転舵比の変化速度が
抑制されるため、タイヤのグリップ力低下にに伴う車両
の挙動変化を抑えることができる。特に大きくスピンし
て、タイヤのグリップ力が失われたときの車両の安定げ
を確保することができる。

【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上面図、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図は遅延時間設定の一例を示す図、第８図は第１実
施例の制御特性図、第９図は第２実施例の後輪転舵比変化速度制御における
ブロック図、第】０図は遅延時間設定の変形例を示す図、第１１図は
第１０図に対応し、後輪転舵比制御の変形例を示す特性
図である。第１２図及至第１４図は複数の転舵比特性を設定した場
合における特性の例を示す特性図である。Ａ：前輪転舵機構Ｂ：後輪転舵機構Ｒ：後輪転舵比変更装置ＩＲ，ｉＬ二前輪２Ｒ１２Ｌ：後輪４４ニスチツピングモータ５１：制御ユニット５２ニスビン検出手段５３：車速センサ７１：転舵比演算回路７３：遅延回路７４ニドライバ一回路７５：遅延時間設定回路第７図　　　第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）後輪転舵比を可変とするようにした車両の４輪操
舵装置において、駆動輪のスピン状態を検出するスピン検出手段と、前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、前記スピン検出手段からの信号を受け、駆動輪が大きく
スピンしているときには小さいときに比べて前記規制手
段による規制量を大きくする規制量調整手段と、を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。