JPS63235169A - 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輪操舵装置に関する。

（従来の技術） 車両の前輪を転舵する前輪転舵機構と、後輪を転舵する
後輪転舵機構とを設け、前輪の転舵角および車速に応じ
て後輪の転舵角を変化させ、前輪と後輪とを低速時には
逆位相（逆向き）に、高速時には同位相（同じ向き）に
転舵することにより、車軸の横すベリを防止して走行安
定性を向上させるとともに、低速時での車両の小廻り性
を向上させるようにした４輪操舵装置は一般に知られて
いる（例えば、特開昭５５−９１４５７号公報参照）ま
た、ステアリング系のハンドル舵角に対する前輪舵角の
比を車速に応じて変化させる伝達比制御装置も一般に知
られている（例えば、特開昭５８−２２４８５２号公報
参照）。すなわち、このものは上記伝達比（ハンドル舵
角／車輸舵角）を車速が高くなるほど大きくするように
制御し、一定のハンドル舵角に対し高速時には前輪の転
舵角が小さく、低速時には大きくすることにより、高速
時の直進安定性を高める一方、低速時の機敏な方向変換
等を可能にするものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記４−操舵装置における後輪の転舵は、予
め車速に応じて定められた転舵比特性に従って制御され
るが、この転舵比特性を変更できるようにしたいという
要望がある。すなわち、運転に熟練した運転者にとって
は１回頭性（方向変換の機敏さ）の高い転舵比特性が望
まれる場合があり、また、雪道など車輪がスリップし易
い所謂低μ路走行時には、走行安定性をより高めるため
に通常走行時に比べて回頭性が抑制された転舵比特性が
望まれることがある。

しかし、例えば低μ路走行のために同じ車速でも後軸が
同位相側へより多く転舵されるようにした場合、これと
上記前輪の伝達比制御と組合せたときにおいては、低速
時には後輪の転舵量が同位相側へずれても、伝達比が小
さくなるため小廻り性が大きく低下することはないもの
の、高速時には上記同位相側へのずれと伝達比の増大と
が相俟って回頭性が過度に低下してしまう問題がある。

一方、後輪が逆位相側へより多く転舵されるようにした
場合においては、高速時には伝達比の増大にかかわらず
上記転舵量の逆位相側へのずれにより回頭性が高まるも
のの、低速時には転舵量の逆位相側へのずれと伝達比の
減少により、ハンドルが少し動いただけでも車両の進行
方向が変わってしまう問題がある。

本発明は、このような転舵比特性の変更に伴う問題を解
決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前輪に対する後輪の転舵比を転舵比可変機構
により車両の運転状態に応じて所定の転舵比特性で変え
るようにした４輪操舵装置であって、ステアリング系の
ハンドル舵角に対する前輪舵角の比を所定の伝達比特性
に従って変える伝達比可変機構と、上記転舵比特性を変
える転舵比時性切換手段と、この転舵比特性の切換を検
出して上記伝達比特性を変える伝達比特性切換手段とを
備えたものを提供するものである。

（作用） 上記車両の４輪操舵装置においては、転舵比特性の切換
により後輪の転舵量が例えば同位相側へずれる場合、伝
達比特性の切換により伝達比を小さくすれば、高速時の
口頭性の低下が抑えられる。

また、転舵比特性の切換えにより後輪の転舵量が逆位相
側へずれる場合は、伝達比特性の切換により伝達比を大
きくすれば、低速時にハンドルの動きに対し車両の挙動
が過敏になることはない。

（発明の効果） 従って、本発明によれば、転舵比特性の切換を検出して
伝達比特性の切換を行なうようにしたがら、転舵比特性
の切換によって所望のステアリング特性を得ながら、車
両の回頭性の低下や車両の挙動がハンドルの動に過敏に
なることなどを防出する。二とが可能となり、車両の操
縦性ないしは安定性の向上が図れる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

一実施例１一 本例は第１図乃至第８図に示されていて、前輪の転舵を
後輪に対し機械的に伝える場合のものである。

第１図において、１はステアリング系のハンドル、２は
前輪、３は後輪、４は前＠２に対する後軸３の転舵比（
後軸舵角（ＪＲ／前翰前輪ｏＦ）を変化させる転舵比可
変機構、５はステアリング系の伝達比Ｒ（ハンドル舵角
ｏＨ／前輪舵角θＦ）を変化させる伝達比可変機構、６
は制御手段である。

まず、左右の前輪２，２はナックルアーム９゜９、タイ
ロッド１０．１０を介してリレーロッド１１の両端に連
結されている。リレーロッド１１にはハンドル１からの
ハンドル軸１３が伝達比可変機構５と中間軸１２を介し
てラック１４とピニオン１５の噛合により連係し、ハン
ドル１の回転操作により、リレーロッド１１が左右に移
動して左右の前輪２，２が転舵するようになっている。

一方、左右の後軸３，３もナックルアーム１６゜１６、
タイロッド１７．１７を介してリレーロッド１８の両端
に連結されていて、リレーロッド１８の左右への移動に
より転舵するようになってぃる。

しかして、前輪側のリレーロッド１１には前後方向に延
ばした作動ロッド１９の前端がラック２０とピニオン２
１の噛合により連係し、この作動ロッド１９の後端が上
記転舵比可変機構４を介して後輪側のリレーロッド１８
より延設したコントロールロッド２３に連結されている
。そして、前輪２の転舵に応じて作動ロッド１９が回転
し、ステッピングモータ２２の作動により転舵比可変機
構４で決められた転舵比でもってコントロールロッド２
３が左右に進退して後輪３が転舵するようになっている
。

また、後輪側のリレーロッド１８は車体に固定のパワー
シリンダ２７を貫通していて、パワーシリン、ダ２７内
はリレーロッド１８に固定のピストン２８にて２つの油
圧室３０ａ、３０ｂに区画されている。両油圧室３０ａ
、３０ｂは油管３１ａ。

３１ｂを介してコントロールバルブ３３に接続され、コ
ントロールバルブ３３にはリザーバタンク３４からの油
供給管３５と油戻し管３６が接続されている。

この場合、コントロールバルブ３３は、コントロールロ
ッド２３の進退に応じて油供給管３５を油圧室３０ａ、
３０ｂの一方に、油戻し管３６を他方にそれぞれ連通せ
しめるとともに、油供給管３５のオイルポンプ３７から
の油圧をコントロールロッド２３の移行力に応じた圧力
に制御するものであり、パワーシリンダ２７に導入され
た油圧がリレーロッド１８の移行力、つまりは後輪３゜
３の転舵力を助勢することになる。なお、オイルポンプ
３７はエンジンにより駆動され、また、油圧室３０　ａ
　ｔ’　３０　ｂにはリレーロッド１８を中立位置（後
輪転舵零の位置）に付勢するスプリング３８．３８が介
装されている。

上記転舵比可変機構４の具体的構成は第２図に示されて
いる。まず、コントロールロッド２３は車体３９に対し
車幅方向の移動軸線Ｑ８上を摺動可能に支持されている
。また、車体３９には上記Ｑ工と直交する線Ｑ２を中心
としてホルダ４０が回動可能に支持されていて、このホ
ルダ４０に揺動アーム４１が揺動軸４２で揺動可能に保
持されている。この揺動軸４２は上記２１と１２２の交
点に位置し、その揺動軸線Ｑ３は上記Ｑ２と直交してい
る。

上記コントロールロッド２３と揺動アーム４１に対し、
連結ロッド４３の両端がボールジヨイント４４．４５に
て連結され、この連結ロッド４３には上記軸線Ｑ１上に
回動軸４６をもつ回動付与アーム４７の先端がボールジ
ヨイント４８にて連結されている。そして、上記回動軸
４６に対し作動ロッド１９が傘歯車４９．５０の噛合で
接続されている。回動付与アーム４７は回動軸４６と一
体のシリンダ５１に嵌挿されていて回動軸４６と直交す
る方向の進退が許容されている。そうして、ステッピン
グモータ２２の出力軸に設けたウオーム５２がホルダ４
０の回動軸に設けたウオームホイール５３と噛合してい
る。また、ホルダ４０にはその回動角を検出する回動角
センサ５４が設けられている。

従って、上記転舵比可変機構４においては、揺動アーム
４１は、前輪２の転舵が作動ロッド１９、回動付与アー
ム４７、連結ロッド４３を介して伝えられて揺動する。

そして、ステッピングモータ２２によるホルダ４０の回
動角の設定により、揺動軸線Ｑ３がコントロールロッド
２３の軸線Ｑ。

と一致しているときは、揺動アーム４１の先端の揺動軌
跡は上記軸線Ｑいと直交する面内にあり、その揺動があ
ってもコントロールロッド２３は進退せず後輪３は転舵
されない（転舵比は零である）一方、ステッピングモー
タ２２の作動で揺動軸線Ｑ、が上記軸線Ｑ１に対し一方
向へ傾斜すると、前輪２の転舵による揺動アーム４１の
揺動により、連結ロッド４３を介してコントロールロッ
ド２３を進退せしめる力が生じ、後輪３は前輪２に対し
同位相で転舵され、揺動軸線Ｑ、が他方向へ傾斜すると
、後輪３は逆位相で転舵されることになる。

つまり、ステッピングモータ２２は、揺動軸線Ｑ、の傾
斜角を変えて転舵比をプラス（同位相）からマイナス（
逆位相）の間で変えることになる。

伝達比可変機構５は第３図に示されていて、中間軸１２
と同一軸線上で対向して配置した入力軸５５を備える。

そして、ハンドル軸１３に固定のギヤ５６と入力軸５５
に固定のギヤ５７とが噛合い、入力軸５５と中間軸１２
の間に遊星歯車機構が設けられている。遊星歯車機構は
、入力軸５５に固着されたサンギヤ５８と、中間軸１２
に固着されたリングギヤ５９と、この両ギヤ５８．５９
間に等角度間隔で配置された複数のプラネタリピニオン
６０と、各ピニオン６ｏをそれぞれピニオン軸６１を介
して担持し且つ入力軸５５に回転自在に外嵌合されたピ
ニオンキャリア６２とからなる。そして、ピニオンキャ
リア６２に形成したセクタギヤ６３がステッピングモー
タ６４の回転軸６５に固着されたピニオン６６に噛合し
ている。

この場合、ステッピングモータ６４の作動により、ピニ
オンキャリア６２を回転させてプラネタリピニオン６０
を転動させると、ハンドル軸１３ないしサンギヤ５８か
らリングギヤ５９および中間軸１２に至る回転量が増減
し、伝達比Ｒが変化することになる。

しかして、上記転舵比可変機構４および伝達比可変機構
５の各ステッピングモータ２２．６４は、ハンドル軸１
３に設けたハンドル舵角センサ６７からのハンドル舵角
θＨの信号、車速センサ６８からの車速Ｖの信号、制御
特性選択スイッチ６９からの選択信号および回動角セン
サ５４，８０からの回動角信号を受ける制御手段６によ
り１作動が制御されるようになっている。

この制御手段６の具体的構成は第４図に示されている。

すなわち、制御手段６は、後輪３の転舵比特性を選択し
て設定する転舵比特性切換手段７０と、この選択された
転舵比特性に従って車速Ｖの信号に基づき転舵比制御量
を演算する転舵比制御量演算部７１と、演算された転舵
比制御量に対応する駆動信号をステッピングモータ２２
に出力する駆動信号出力部７２と、上記選択された転舵
比特性に対応する伝達比特性を選択して設定する伝達比
特性切換手段７３と、この選択された伝達比特性に従っ
て車速Ｖとハンドル舵角θＨの信号に基づき伝達比制御
量を演算する伝達比制御量演算部７４と、演算された伝
達比制御量に対応する駆動信号をステッピングモータ６
４に出力する駆動信号出力部７５とを備えている。

上記転舵比特性切換手段７ｏは、第５図に示す如く車速
Ｖに対する転舵比特性が同位相側へずれたＡ、逆位相側
へずれたＢおよびその中間のＣの３つの特性を記憶して
備えた特性記憶部７６と、運転者による選択スイッチ６
９からの信号を受けて上記Ａ、Ｂ、Ｃの転舵比特性の−
を選択する特性選択部７７とを備えている。

一方、伝達比特性切換手段７３は、第６図に示す如く車
速Ｖに対する伝達比特性が伝達比重の側へずれたａ、伝
達北天の側へずれたｂおよびその中間のＣの３つの特性
を記憶して備えた特性記憶部７８と、上記転舵比特性選
択部７７から転舵比特性選択信号（Ａ、Ｂ、Ｃ）を受け
、それに対応する伝達比特性をａ、ｂ、Ｑから選択する
特性選択部７９とを備えている。この場合、Ａとａ、Ｂ
とす、ｃとＣが対応する。

上記伝達比特性の切換制御の流れは第７図に示されてお
り、まず転舵比特性選択部７７からの選択信号を入力し
、転舵比特性が切換ねったか否か（転舵比特性と伝達比
特性が対応しないか否か）をみる（ステップＳ工、Ｓ２
）。転舵比特性が切換っていれば、切換後の転舵比特性
に対応する伝達比特性を選択してその特性で伝達比制御
を行ない（ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ４）、転舵比特性が
切換っていなければ、現在選択されている伝達比特性で
伝達比制御を行なう（ステップＳ２→Ｓ４）なお、上記
伝達比制御量演算部７４においては、第６図に示すよう
に車速Ｖが高くなるほど伝達比Ｒが大きくなるようにす
るとともに、ハンドル舵角θＨに基づきこのθＨが大き
くなるほど伝達比Ｒが小さくなるように、伝達比制御量
を演算する。

また、上記各駆動信号出力部７２．７５は、それぞれス
テッピングモータ２２．６４の作動を回動角センサ５４
，８０で検出しながら、このステッピングモータ２２．
６４を演算された制御量となるようにフィードバック制
御する。　　　　゛従って、上記実施例１においては、
第５図に示す転舵比特性Ａが選択された場合、後輪３の
転舵量は同位相側へずれたものになるため、車両はアン
ダステアリング特性が強くなり、走行安定性が高まるも
のの、前輪舵角θＦが同じならば車両の旋回半径は大き
くなる。これに対して、この転舵比特性Ａの選択に伴っ
て第６図に示す伝達比特性ａが選択されるため、ハンド
ル舵角ｆ３Ｈが同じならば前輪舵角θＦは大きくなる。

つまり、低速時には後輪３の転舵量の同位相側へのずれ
により上記旋回半径が大きくなりがちであるが、同じハ
ンドル舵角θＨでも伝達比Ｒが小さくなることにより前
輪舵角θＦが大きくなるため車両の小廻り運転に支障は
あまりなく、そして、高速時には上記伝達比Ｒが小さく
なることによって車両の回顧性が良くなる。

一方、転舵比特性Ｂが選択された場合、後輪３の転舵量
は逆位相側へずれたものになり、前輪舵角θＦが同じな
ら車両の旋回半径は小さくなるが。

このときは伝達比特性すが選択されるため伝達比Ｒは大
きくなり、ハンドル１の動きに対して車両の挙動が過敏
になることが防止される。

−実施例２一 本例は第８図に示されていて、前＠２の転舵に伴う後輪
３の転舵制御を電気的に行なう例である。

すなわち、本例の４輪操舵装置の転舵比可変機構８２に
おいては、ステッピングモータ２２が一対の傘歯車より
なる伝達手段８３を介して後輪側リレーロッド１８のラ
ック８４に噛合するピニオン８５に連係しており、油圧
のコントロールバルブ３３はピニオン８５の回転方向お
よび回転力を検出して油通路および油圧を変えるように
なっている。この場合、ステッピングモータ２２は、制
。

御手段８６からの指令により作動して、後輪３を直接転
舵する。つまり、転舵比と転舵量の双方を変化させるこ
とになる。

制御手段８６は、実施例１の転舵比制御量演算部７１に
相当する部分において、さらにハンドル舵角θＨの信号
と、伝達比制御演算部７４からの伝達比Ｒの情報を受け
るようにし、このθＨとＲとから得られる前輪舵角ＯＦ
に基づき後輪舵角θＲに関する制御量を演算して出力す
る他は実施例１のものと同様であり、その具体的構成な
いしは作用の説明は省略する。

また、上記実施例では伝達比特性の切換にあたっては、
標準の伝達比特性Ｃと、この特性Ｃから単に全体がシフ
トダウンした特性ａ、シフトアップした特性すとの中か
ら選択するようにしたが、例えば、第９図に示す如く車
速Ｖの上昇に対する伝達比Ｒの上昇率が異なる複数の伝
達比特性の中から選択するようにしてもよい。すなわち
、この第９図の場合、転舵比特性の切換により後輪が同
位相で転舵される車速域が低速側へ広がるにつれて、上
記伝達比Ｒの上昇率が小さい特性のものを選択すれば、
低速時には転舵比特性の切換による車両の安定性を充分
に生かしながら、高速時の回頭性低下の防止が図れる。

また、第１０図に示す如く、後輪が同位相で転舵される
車速域が拡大する転舵比特性の切換の場合は、高速側で
のみ伝達比Ｒが小さくなっていくようにし、逆に逆位相
転舵車速域が拡大する場合は低速側でのみ伝達比Ｒが大
きくなっていくように伝達比特性を切換えていくことも
できる。この場合、同位相転舵車速域の拡大時には低速
時の車両の安定性を図りながら、高速時の回頭性の低下
を防止し、逆位相転舵車速域の拡大時には高速時におけ
る口頭性向上を図りながら、低速時にハンドルの動きに
対し車両の挙動が過敏になることを防止することができ
る。

また、上記実施例では転舵比特性や伝達比特性の切換に
あたって、予め記憶した複数の特性の中から要求する特
性のものを選択するようにしたが、基準となる特性のみ
を記憶しておいて、特性切換信号の入力により転舵比あ
るいは伝達比制御のパラメータとなる車速やハンドル舵
角の信号に対して補正係数を与えて、特性の実質的な切
換を行なうようにしてもよい。

さらに、上記実施例では車速に対する伝達比特性を切換
えるようにしたが、ハンドル舵角あるいはハンドル操舵
速度に対する伝達比特性を切換えるようにしてもよい。

また、上記実施例では運転者が転舵比特性をマニュアル
で切換えるようにしたが、路面の状態を検出して転舵比
特性、伝達比特性が自動的に切換ねるシステムを採用し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図乃至第７図は実施
例１に関するもので、第１図はその全体構成図、第２図
は転舵比変更機構を一部断面で表わした平面図、第３図
は伝達比変更機構の縦断面図、第４図は制御系のブロッ
ク図、第５図は転舵比の制御特性図、第６図は伝達比の
制御特性図、第７図は伝達比制御の流れ図、第８図は実
施例２の全体構成図、第９図および第１０図は伝達比特
性の他の例を示す図である。 ２・・・・・・前輪、３・・・・・・後輪、４，８２・
・・・・・転舵比可変機構、５・・・・・・伝達比可変
機構、６，８６・・・・・・制御手段、７０・・・・・
・転舵比特性切換手段、７３・・・・・・伝達比特性切
換手段。 躬　１　図 第３図 第　８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪の転舵に対する後輪の転舵比を変える転舵比
   可変機構を備え、車両の運転状態に応じて上記転舵比可
   変機構を所定の転舵比特性に従って制御するようにした
   ４輪操舵装置においてステアリング系のハンドル舵角に
   対する前輪舵角の比を変える伝達比可変機構と、上記転
   舵比可変機構を制御するための転舵比特性を変える転舵
   比特性切換手段と、この転舵比特性の切換を検出して上
   記伝達比可変機構を制御するための伝達比特性を変える
   伝達比特性切換手段とが設けられていることを特徴とす
   る車両の４輪操舵装置。