JPS62227876A - 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） 本発明は車両の４輪操舵装置に関し、より詳しくは、所
定の後輪転舵比特性に基づいて後輪転舵比を制御するよ
うにしたものに関する。

（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、後輪転舵比、つまり前輪舵角と後輪
舵角との比を所定の転舵比特性に基づいて制御すること
が一般的であり、この転舵比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
選択的に変更し得るようにしたものが提案されている（
特開昭６０−１　’３５３６９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、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。このため、特
性切換えの過渡期における車両の挙動変化に対する対策
が必要となる。また、転舵比特性の変更を指令する特性
切換え手段、例えば各種センサあるいはマニュアル切換
えスイッチの誤操作、誤動作に対しても、その安全対策
を考慮することが必要となる。

これに対し、上記特開昭６０−１３５３６９号公報に見
られるように、遅延手段を設けることが提案されている
。この提案によれば、転舵比の変更がゆっくりと行なわ
れ、車両の急激なる挙動変化が防止されることとなる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述したように、転舵比特性の変更には
、いずれにせよ車両の挙動変化を伴うことからその挙動
変化が生じたとしても操縦安全性にあまり影響を及ぼさ
ない状態のときに特性変更を行うことが望ましい。

特に、雪路などの路面状況が滑り易い、いわゆる低ル路
における特性変更を例えゆっくりと行なわせたとしても
、車両の挙動変化に及ぼす影響は大きい。

そこで、本発明の目的は路面状況との関係で転舵比特性
の変更を制御す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。

（問題点を解決するだめの手段、作用）本発明は、低ル
路において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、つまり雪路などでは
、後輪転舵比の変更に対して敏感な運転状態にあるとい
う点に看目し、低ｐ路においては、特性切換手段から特
性切換信号が出力されたとしても特性変更を規制し、車
両の挙動変化にあまり影響を及ぼさない条件の下で初め
て特性の変更を許容するようにしたものである。

すなわち、複数の転舵比特性を備え、該転舵比特性が特
性切換え手段からの信号を受けて変更可能とされた車両
の４輪操舵装着を前提として、本発明の具体的構成とす
るところは、第１図に示すように、 走行路面の色を検出する路面角検出手段と、該路面角検
出手段からの信号を受け、走行路面の声が高Ｗであるか
低壓であるかを判別するル判別手段と、 該鉢判別手段からの信号を受け、走行路面のルが低ルで
あるときには、所定の条件を満足していることを条件と
して転舵比特性の変更を許容する特性変更規制手段と、 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１１Ｒ１１１Ｌと、該タイロッドｌｌＲ１１ＩＬｌ
’Ｅ’ｉＪ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にはシリンタ装置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、シリンタ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大ルブ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・〉・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・ソクルアームｌ０Ｒ１Ｉ
ＯＬかその回動中心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、コントローセロ５．ド２
１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−ヒの詳細な説明
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ＲＨ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ｉｆ　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３
１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４ｔ　３２　ａ
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、れるか、ホルタ３２を回動させ
ることによって、このピン３３と移動軸縁立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
動軸線Ｍｌ　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が移動軸線
文工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がホ
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の軸線と移動軸縁立ｌ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、移動軸縁立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１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からの偏心圧着を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　ｔａｎ　ｃｘ　＊　　ｓ１ｎ／ｆ）
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０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、車速（Ｖ）をパ
ラメータとして可変とされると共に、転舵比特性として
は、ここでは第１の転舵比特性（以下、Ｎｏ、ｌ特性と
いう）と、このＮｏ、１特性を低速側にオフセットした
第２の転舵比特性（以下、ＮＯ１２特性という）とが設
定されて、マニュアル操作により適宜、Ｎｏ、１特性と
Ｎｏ、２特性との切換えがなされるようになっている。

したかって、車速Ｖ、ハンドル舵角θＦが共に−・定で
あったとしても、特性の変更に伴って、第５図に示すよ
うに、後輪が転舵されることとなる。

ここで、後輪２Ｒ５２Ｌ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ト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
機構りの圃油室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どを回圧にすると、スプリングｆ３ｅ
、１３ｆの作用により、後輪２Ｒ１２Ｃは強制的に中立
位ごとされる。勿論、このスプリング１３ｅ、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
クタキア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２トで、この制御ユニ２ト５１には、
車速Ｖを検出する車速センサ５２からの車速信号、転舵
比特性をＮｏ、１特性とＮ０９２特性とに！；７Ｊ換え
るマニュアル切換えスイッチ５３からの特性切換信号、
前輪舵角θＦを検出する舵角検出手段５４からの前輪舵
角信号。

路面から直接的にあるいは雨滴、スリフプ量から間接的
に、若しくは手動スイッチの切換信号により走行路面の
μを検出する路面座検出手段５５からの路面座信号が入
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。

この制御ユニット５１による制御内容について概略的に
税引すると、路面状況が乾燥した舗装路などの高壓路で
あるか雪路などの低痔路であるか否かを判別し、高ｗ路
であるときにはマニュアルソノ換スイッチ５３からの特
性切換信号に応じて転舵比特性（Ｎｏ、１特性、Ｎｏ、
２特性）の変更を許容する一方、低壓路であるときには
、所定の条件を満足していることを条件として転舵比特
性の変更を許容するようになっている。そして、上記所
定の条件としては、本実施例では、前輪舵角ＯＦが小さ
いとき（θＦくθＦｏ）とされ、したがって、低ル路で
の転舵比特性変更はハンドルがほとんど切られていない
ときにのみ許容されるようになっている。すなわち、前
輪舵角ＯＦが小さいときには、後輪転舵比Ｒが変化した
としても後輪舵角θＲへの影響は僅かであり、操縦安定
性に及ぼす影響はほとんどない状態であることによるも
のである。

以上の内容を第６図に示す機能ブロック図に基ついて具
体的に説明する。

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５２からの車速信号（Ｖ）に基づ
いて対応する目標転舵比（Ｒ）が決定される。すなわち
、予めメモリー７２内に記憶されたＮ０８１特性、Ｎｏ
、２特性のうち、選択決定された特性に基づいて目標転
舵比（Ｒ）が決定され、この得られた目標転舵比（Ｒ）
はモータ駆動信号生成回路７３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ＣＰに変換される。そして、モータ駆動信号生成回
路７３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、このパルス信号は、ドライバー回路７
４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、
目標転舵比（Ｒ）への変更がなされることとなる。

前記転舵比特性の変更（Ｎｏ、１特性→Ｎｏ。

２特性）は、マニュアル切換スイッチ５３からの特性切
換信号、すなわちＨあるいはＬ信号に基づいて行われる
ようになっており、このマニュアル切換スイッチ５３と
転舵比演算回路７１との間にはデータラッチ回路７５が
設けられている。そして、データラッチ回路７５のクロ
ック入力端子と、クロック信号を出力する発信器７６と
の間にはアント回路７７が設けられて、所定の条件を満
足したとき（アンド回路７７の一方の入力端子にＨ信号
が入力したとき〕に、発信器７６から出力されるクロッ
ク信号がデータラッチ回路７５に入力されるようになっ
ている。これにより、データラッチ回路７５から転舵比
演算回路７１に出力される信号は、マニュアル切換スイ
ッチ５３からの特性切換信号に対応した信号に変換され
て、転舵比特性の変更がなゴれることとなる。

前記アンド回路７７の一方の入力端子には、路面用検出
手段５５からの信号が入力され、両者７７．５５間には
、比較回路７８とオア回路７９とが設けられている。す
なわち、路面色検出手段５５からの角信号は、先ず、上
記比較回路７８に入力されて、この比較回路７８におい
て比較値ｇ。

との比較が行われ、高弘路（弘〉ル０）であるときには
ｒＨＪ信号が出力され、低角路（ルくｗＯ）であるとき
には「Ｌ」信号が出力される。

このことから、高ｗ路であるときには、上記す子回路７
９から前記アンド回路７７へ向けてｒｌ−（Ｊ信号が出
力されて、前述した転舵比特性変更の条件が生成される
こととなる。したがって、マニュアル切換スイッチから
の特性切換信号に応じた転舵比特性の変更が許容される
。

前記比較回路７８からの出力信号は、またインへ−夕８
０を介して第２のアンド回路８１に入力され、この第２
のアンド回路８１からの出力信号は前記オア回路７９の
一方の入力端子に入力されるようになっている。そして
、上記第２のアンド回路８１の一方の入力端子には、前
輪舵角検出手段５４からの前輪舵角信号θＦが第２の比
較回路８２を介して入力されるようになっている。すな
わち、この第２の比較回路８２において、比較値ＯＦＯ
との比較が行なわれ、前輪舵角θＦが比較値θＦＯより
大きいとき（θＦ〉θＦｏ）、つまりハンドルが大きく
切られているときには「Ｌ」信号が出力され、前輪舵角
θＦが比較値θＦＯより小さいとき（θＦくθＦｏ）、
つまりハンドルがほとんど切られていないときには、ｒ
ＨＪ信号が出力される。

したがって、前述した路面ル検出手段５５で低角が検出
されたときには、つまり前記第１の比較回路７８におい
て低ル路であると判別されたときには（ルくμｏ）、こ
の第１の比較回路７８から出力される「Ｌ」信号はイン
バータ８０によりｒＨＪ信号に転換されて第２のアンド
回路８１に入力される一方、この第２のアンド回路８１
には、また前輪舵角θＦが小さいとき（θＦくθＦ０〕
に「Ｈ」信号が入力されることから、第２のアンド回路
８１から前記オア回路７９へｒＨＪ信号が出力されて、
前述した転舵比特性変更の条件が生成されることとなる
。

一方、前輪舵角検出手段５４で検出された前輪舵角ＯＦ
が比較値θＦより大きいときには（θＦ＞０Ｆｏ）、前
記第２の比較回路８２から前記第２のアンド回路８１へ
ｒＬＪ信号が出力されるため、第２のアンド回路８１、
オア回路７９からｒｌ、」信号が出力されて、これによ
り転舵比特性の変更が禁止されることとなる。

したがって、高ｗ路（ル〉μ０）ではマニュアル切換ス
イッチの切換信号に応動じて直ちに特性の変更が行なわ
れる一方、低連路（ｇ＜ｇｏ）では全輪舵角ＯＦが小さ
いとき（θＦｃ１７Ｆｏ）であることを条件として転舵
比特性の変更が行なわれることとなる。このような制動
内容を領域に分けて７ＦＳ７図に示しである。本図中、
斜線領域が特性変更が許容される領域である。

以Ｊ二、本発明の詳細な説明したが、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。また、低μ路にお
ける特性変更許容条件としては、車速が小さいとき、つ
まり低速であることを条件としてもよく、あるいは特性
変更に伴う後輪転舵比の変化量が小さい領域にあること
を条件とするものであってもよい。また、転舵比特性と
しては第８図乃至第１０図に示すものを含むものである
。

（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、転舵
比特性の変更に対して敏感な運転状態にある低μ路走行
中においては、所定の条件の下で特性の変更がなされる
ため、紙用路での車両の操縦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１輪転舵比制御の一例を示す特性図、 第５図は特性変更に伴う後輪舵角の変化を示す図、 第６図は実施例の制御におけるブロフク図、第７図は特
性変更を許容する領域図、 第８図及至第１０図は転舵比特性の変形例を示す図であ
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：前輪 ２Ｒ，２Ｌ：後輪 ４４ニステンピングモータ ５１：制御ユニット ５２：車速センサ ５３：舵角検出手段 ７１：転舵比演算回路 ７５：データラッチ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の転舵比特性を備え、該転舵比特性が特性切
   換え手段からの信号を受けて変更可能とされた車両の４
   輪操舵装置において、 走行路面のμを検出する路面μ検出手段と、該路面μ検
   出手段からの信号を受け、走行路面のμが高μであるか
   低μであるかを判別するμ判別手段と、 該μ判別手段からの信号を受け、走行路面のμが低μで
   あるときには、所定の条件を満足していることを条件と
   して転舵比特性の変更を許容する特性変更規制手段と、 を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。