JPS62227873A

JPS62227873A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS62227873A
Application number: JP7276886A
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: 2009-10-12
Also published as: JPH0679901B2

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輪操舵装首に関する。

（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じ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
的に切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。

しかしながら、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、制動時に車輪がスリップしているときには、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車両の挙動変化に及ぼ
す影響は大きい。

そこで、本発明の目的は、車輪のスリップとの関係で後
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輪操舵装百を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段、作用）すなわち、本発
明は、制動時における車輪のスリップと、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、
車輪が大きくスリップしているときには、後輪が僅かに
転舵されたとしても、車両の挙動変化に大きな影響を及
ぼすこと、つまり車輪が大きくスリップしているときに
は、タイヤのグリップ力が弱く、後輪転舵比の変化に対
して敏感な運転状態にあるという点に着目し、車輪がス
リップ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、車輪のスリップ状態を検出するスリップ検出手段と、前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、前記スリップ検出手段からの信号を受け、車輪が大きく
スリップ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
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。

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ＩＲ１ＩＬ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３Ｒ２３Ｌおよびタイロッド４Ｒ１４Ｌ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にはう・ンク
６が形成される２方、該ラック６と＋１１ｉ合うピニオ
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がその回動中心３Ｒ’、３Ｌ’
を中心にして上記／＼ンドル９の操作変位量つまり／Ｘ
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、／＼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ｌ０Ｒ１■ＯＬおよびタイロ
ッド゛１１Ｒ，１１Ｌと、該タイロッド４Ｒ１４Ｌ同志
を連結するりレーロツＦ：１２と、を有し、実施例では
、後輪転舵機構Ｂか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にはシリンダ装置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１
３ａ内を２室１３ｂ、１３Ｃに画成するピストン１３ｃ
ｌ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′ｌ？１８．１９か接
続され、オイル供給管となる配管１８には、図示を略す
ニ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、ナンクルアームｌ０Ｒ１ＩＯＬ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ａ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、入力ロッド２２が前方へ
伸び、その前端部に取付けたピニオン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
。

転舵比変更袋ｍＥ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、
ホルタ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＠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、前
記ピン３３は、この両縁立１と文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ひている。

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と移動軸線２１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縄文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、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、またホールジヨイント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、前記連結口・ンド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
入力ロッド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＠１］線と移動軸縄文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、ホールジヨイント３５が第３図左右方向すなわ
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
動軸縄文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＠縁立１と直交する基市面を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、ホー
ルジヨイント３５のピン３３からの偏心距離をｒとする
と、このボールジツイント３の移動軸縄文１方向の変位
Ｘは、Ｘ＝　ｒｔａｎ　ａ　拳５ｉｎ（７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θＦ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ＯＦ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、重連（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７３では逆位州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。したがって、ハンドル舵角θ
Ｆ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）３ｅ、１３ｆが付設
されている。この両スプリング１３ｅ、１３ｆは、それ
ぞれ後輪用リレー口、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
機構りの両油室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を開として両油
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２Ｒ１２Ｃ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かも受ける外
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、大地に対する車
速と車輪の回転数との差で直接的に検出するもの、アン
チスキッドブレーキシステム（ＡＥＳ）における検出方
法、つまり各車輪の回転差によって検出するもの、ある
いはエンジン回転数の異常な落ち込みにより間接的に車
両のスリップ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１）
とするのに必要なモータ４４の目標ステッピング数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。

前記遅延回路７３では、ドライへ−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、車輪のスリップ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
、スリップ量が大きくなる程、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
７５で設定された遅延時間Ｔに基ついて、前記遅延回路
７３における遅延処理が行なわれる。

このことから、第８図に示すように、車輪のスリップ量
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、ス枯が大きくなる程、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、第１２図乃至第１４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
位相側の転舵比を一テえたものを例示するものである。

これら特性切換は、例えば路面用検出手段により、ある
いは手動Ｊ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とに人
力される。

目標転舵比演算回路７１においては、特性切換手段８０
からの信号に応じて、メモリ８２に予め記憶されている
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■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８０からの信号を受けて、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７３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車輪
のスリップ量の大小に対応して行なわれることとなる。

このことから、例えば制動時において大きくスリップし
ているときに特性切換えがなされたとしても、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）＋ｊｊ記スリスリップ検出手段５２スリップ量を
検出することとしたが、これをスリップの有無、つまり
車輪がスリップしているか否かを検出し、スリップ状態
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、制動
時での車輪がスリップ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、車輪のグリップ力低下に伴
なう車両の挙動変化を抑えることができる。特に大きく
スリップして、車輪のグリップが失われたときの車両の
安定性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　＋４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１０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ＩＲｌＩＬ：＠輪２Ｒ１２Ｌ：後輪４４ニスチツピングモータ５１：制御ユニット５２ニスリップ検出手段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

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、車輪のスリップ状態を検出するスリップ検出手段と、前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、前記スリップ検出手段からの信号を受け、車輪が大きく
スリップ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。