JPS63247171A - 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、ステアリングホイールの操作に応じて前輪お
よび後輪を転舵させるとともに、この前後輪の転舵比を
車速に対応して予め設定された転舵比特性に基づいて変
化させるように構成された車両の４輪操舵装置の改良に
関するものである。

（従来技術） 従来、例えば特公昭６０−４４１８５号公報に示される
ように、車両の低速旋回時に前後輪の転舵比を逆位相方
向に制御することによって車両の回頭性を高め、高速旋
回時に上記転舵比を同位相方向に制御して車両の走行安
定性を向上させるように、予め車速に対応して設定され
た所定の転舵比特性に基づいて前輪に対する後輪の舵角
を変化させるようにした車速感応タイプの４輪操舵装置
が知られている。すなわち、従来の４輪操舵装置は、第
６図に示すように、車速が一定である場合には後輪の舵
角が前輪の舵角に対して一定の比率で変化し、かつ車速
が変化した場合には車速の増大に伴ない上記比率が正の
値となり、車速の減少に伴ない上記比率が負の値となる
ように、転舵比特性が設定されている。

ところで、上記のように車速が一定である場合に前後輪
の転舵比が常に一定となるように構成された従来装置で
は、低速走行時に横風の影響や路面状況等に応じて微妙
なステアリング操作を必要とする状態においても、前後
輪の転舵比が逆位相となるため、オーバステアリング状
態を生じ易くなることが考えられる。

（発明の目的） 本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、低速
旋回時に回頭性を高めるとともに高速旋回時に走行安定
性を向上させることができるという車速感応タイプの長
所を維持しつつ、低速走行時に路面状況等に応じて微妙
なステアリング操作を必要とする場合には車両がオーバ
ステアリング状態となるのを防止して良好な走行フィー
リングを得ることができる車両の４輪操舵装置を提供す
るものである。

（発明の構成） 本発明は、ステアリングホイールの操作に応じて前輪お
よび後輪を転舵させるとともに、この前後輪の転舵比を
車速に対応して予め設定された基本転舵比特性に基づい
て変化させる車両の４輪操舵装置において、上記前輪の
舵角を検出する前輪舵角検出手段と、この前輪舵角検出
手段により検出された前輪舵角が所定値以下の特定舵角
領域であるか否かを判別する判別手段と、この判別手段
からの出力信号を受けて上記特定舵角領域における前後
輪の転舵比を車速の如何に拘らず常に同位相とするよう
に上記基本転舵比特性を補正する補正手段とを設けたも
のである。

上記の構成によれば、前輪の舵角が所定値以下の特定舵
角領域にある場合には、前後輪の転舵比が車速の如何に
拘らず常に同位相に設定される。

この結果、低速走行時に路面状況等に応じて微妙なステ
アリング特性を必要とする場合におけるオーバステアリ
ング傾向が抑制され、走行フィーリングが良好状態に維
持されることとなる。

（実施例） 第１図および第２図は車両の４輪操舵装置の概略構成を
示し、前輪ＩＬ、ＩＲおよび後輪２Ｌ。

２Ｒはそれぞれ前輪転舵機構３および後輪転舵機構１２
に支承されている。

上記前輪転舵機構３は、左右一対のナックルアーム４Ｌ
、４Ｒおよびタイロッド５Ｌ、５Ｒと、この左右のタイ
ロッド５Ｌ、５Ｒを連結するリレーロッド６とからなっ
ている。また、この前輪転舵機構３にはラックピニオン
式のステアリング機構７を介してステアリングホイール
１０が連結されている。すなわち、上記ステアリング機
構７はリレーロッド６に形成されたラック８と、上端に
ステアリングホイール１０が連結されるとともに下端に
上記ラック８と噛み合うピニオン９が取付けられたステ
アリングシャフト１１とを備え、ステアリングホイール
１０の操作に応じて左右の前輪ＩＬ、ＩＲを転舵するよ
うに構成されている。

一方、上記後輪転舵機構１２は上記前輪転舵機構３と同
様に、左右のナックルアーム１３Ｌ、１３Ｒおよびタイ
ロッド１４Ｌ、１４Ｒ同士を連結するリレーロッド１５
とを有し、さらに油圧式のパワーステアリング機構１６
とを備えている。このパワーステアリング機構１６は、
車体に固定され、かつ上記リレーロッド１５をピストン
ロッドとするパワーシリンダ１７を備え、このパワーシ
リンダ１７内は上記リレーロッド１５に一体に取付けら
れたピストン１７ａによって２つの油圧室１７ｂ、１７
’Ｃに区画され、この油圧室１７ｂ。

１７ｃはそれぞれ配管１８．１９を介してコントロール
バルブ２０に接続されている。また、このコントロール
バルブ２０にはリザーブタンク２１に至る油供給管２２
および油排出管２３の２本の配管が接続され、上記油供
給管２２には図示しないエンジンにより駆動される油圧
ポンプ２４が配設されている。上記コントロールバルブ
２０は、公知のスプールバルブ式のもので構成され、上
記リレーロッド１５に連結部材２５を介して一体的に取
付けられた筒状のバルブケーシング２０ａと、このバル
ブケーシング２Ｏａ内に嵌装された図示しないスプール
バルブとを備え、スプールバルブの移動に応じてパワー
シリンダ１７の一方の油圧室１７ｂ　（１７ｃ）に油圧
ポンプ２４からの圧油を供給してリレーロッド１５に対
する駆動力をアシストするものである。なお、上記パワ
ーシリンダ１７内にはリレーロッド１５をニュートラル
位置（後輪２Ｌ、２Ｒの舵角θＲが０となる位置）に付
勢するリターンスプリング１７ｄ、１７ｄが装着されて
いる。

上記前輪転舵機構３のリレーロッド６には上記ステアリ
ング機構７を構成するラック８とは別位置にラック２６
が形成され、このラック２６には車体前後方向に延びる
回転軸２８の前端に取付けたピニオン２７が噛み合わさ
れ、この回転軸２８の後端は転舵比制御機構２９を介し
て上記後輪転舵機構１２に連結されている。

上記転舵比制御機構２９は、第２図に示すように、車体
に対し車幅方向に摺動自在に保持されたコントロールロ
ッド３０を有し、このコントロールロッド３０の一端は
上記コントロールバルブ２０のスプールバルブに連結さ
れている。また、転舵比制御機構２９は、基端部がＵ字
状ホルダ３１に支持ピン３２を介して揺動自在に支承さ
れた揺動アーム３３を備え、上記ホルダ３１は車体に固
定されたケーシング（図示せず）に上記コントロールロ
ッド３０の移動軸線と直交する回動軸線を持つ支持軸３
５を介して回動自在に支持されている。上記揺動アーム
３３の支持ピン３２は上記両軸線の交差部に位置して回
動軸線と直交する方向に延びており、ホルダ３１を支持
軸３５回りに回動させることにより、その先端の支持ピ
ン３２とコントロールロッド３０の移動軸線とのなす傾
斜角、つまり支持ピン３２を中心とする揺動アーム３３
の揺動軌跡面が移動軸線と直交する面（以下、基準面と
いう）に対してなす傾斜角を変化させるようにしている
。

また、上記揺動アーム３３の先端部にはボールジヨイン
ト３６を介してコネクティングロッド３７の一端が連結
され、このコネクティングロッド３７の他端部はボール
ジヨイント３８を介して上記コントロールロッド３０の
他端部に連結されており、揺動アーム３３先端の車幅方
向の変位に応じてコントロールロッド３ｏを車幅方向に
変位させるようにしている。

上記コネクティングロッド３７は、そのボールジヨイン
ト３６に近い部位において回転付与アーム４０にボール
ジヨイント４１を介して摺動可能に支持されている。こ
の回転付与アーム４０は、上記移動軸線上に支持軸４２
を介して回動自在に支持した大径の傘歯車４３と一体に
設けられ、この傘歯車４３には上記回転軸２８の後端に
取付けた傘歯車４４が噛合されており、ステアリングホ
イール１０の回動を回転付与アーム４０に伝達するよう
にしている。このため、ステアリングホイール１０の回
動角に応じた量だけ回転付与アーム４０およびコネクテ
ィングロッド３７が移動軸線回りに回動し、これに伴っ
て揺動アーム３３が支持ピン３２を中心にして揺動され
た場合、この支持ピン３２の軸線がコントロールロッド
３０の移動軸線と一致しているときには、揺動アーム３
３先端のボールジヨイント３６は上記基準面上を揺動す
るのみで、コントロールロッド３０は静止状態に保持さ
れるが、ピン３２の軸線が移動軸線に対し傾斜して揺動
アーム３３の揺動軌跡面が基準面からずれていると、こ
のピン３２を中心にした揺動アーム３３の揺動に伴って
ボールジヨイント３６が車幅方向に変位して、この変位
はコネクティングロッド３７を介してコントロールロッ
ド３０に伝達され、このコントロールロッド３ｏが移動
軸線に沿って移動して、コントロールバルブ２０のスプ
ールバルブを作動させるように構成されている。すなわ
ち、ピン３２の軸線を中心とした揺動アーム３３の揺動
角が同じであっても、コントロールロッド３０の左右方
向の変位はピン３２の傾斜角つ、まりホルダ３１の回動
角の変化に伴って変化する。

そして、上記支持ピン３２の移動軸線に対する傾斜角す
なわちホルダ３１の基準面に対する傾斜角を変化させる
ために、ホルダ３１の支持軸３５には、ウオームホイー
ルとしてのセクタギヤ４５が取付けられ、このセクタギ
ヤ４５には回転軸４６上のウオームギヤ４７が噛合され
ている。また、上記回転軸４６には傘歯車４８が取付け
られ、この傘歯車４８にはステッピングモータ５ｏの出
力軸５０ａ上に取付けた傘歯車４９が噛合されており、
ステッピングモータ５０を作動させてセクタギヤ４５を
回動させることにより、ホルダ３１の基準面に対する傾
斜角を変更させて後輪２Ｌ、２Ｒの舵角θＲを制御し、
セクタギヤ４５を、その中心線がウオームギヤ４７の回
転軸４６の中心線と直角になる中立位置から、車体上方
より見て時計回り方向に回動させた時には、転舵比を後
輪２Ｌ、２Ｒが前輪ＩＬ、ＩＲと同じ方向に向く同位相
に制御するように構成されている。

また、上記ホルダ３１を支持するケーシングには、上記
回動部材としてのセクタギヤ４５の左右両側方にこのセ
クタギヤ４５の回動範囲を規制するピンからなる逆位相
側および同位相側のストッパ部材５１．５２が取付けら
れており、セクタギヤ４５が逆位相側に回動したときに
は、その中立位置からの回動角が例えば−１７，５’と
なると、セクタギヤ４５が逆位相側ストッパ部材５１に
当接してそれ以上の回動が規制され、またセクタギヤ４
５の同位相側への回動時には、中立位置からの回動角が
例えば２０°になると、セクタギヤ４５が同位相側のス
トッパ部材５２に当接して動きが規制されるように構成
されている。そして、上記セクタギヤ４５が上記逆位相
側のストッパ部材５１に当接したときのステッピングモ
ータ５０の制御位置をその初期位置とするように構成さ
れている。なお、３９は後輪転舵機構１２におけるリレ
ーロッド１５の最大移動範囲を規制するロッドストッパ
である。

上記転舵比制御機構２９の駆動手段として作用するステ
ッピングモータ５０は、第３図に示すように、マイクロ
コンピュータ内蔵のコントローラ５３により作動制御さ
れるように構成されている。

すなわち、このコントローラ５３は車速センサ５４の検
出信号を受けて予め設定された基本転舵比特性に基づき
車速に対応した前後輪の転舵比を求める転舵比設定手段
５５と、この転舵比設定手段５５からの出力信号を受け
て上記ステッピングモータ５０を制御するモータ制御手
段５６と、前輪ＩＬ、ＩＲの舵角を検出する舵角センサ
５７の検出信号に応じて上記前輪ＩＬ、ＩＲの舵角領域
を判別する判別手段５８と、この判別手段５８がらの出
力信号を受けて上記基本転舵比特性を前輪ＩＬ、ＩＲの
舵角領域に応じて補正する補正手段５９とを備えている
。

そして、上記判別手段５８において前輪ＩＬ。

ＩＲの舵角が例えば１５０以上の最大舵角領域であるこ
とが判別された場合には、第４図の線θ。

。に示す基本転舵比特性に基づいて前後輪の転舵比Ｒが
設定される。すなわち、車速が５５Ｊｖ／ｈ以下の低速
領域にある場合には車両の回頭性を高めるために前後輪
の転舵比Ｒが負となり、車速が上記５５ｋｍ／ｈに達し
た時点で転舵比Ｒが０に設定され、車速かさらに増加し
た場合には転舵比Ｒが正となって、旋回時における車輪
のグリップ力を向上させるために前後輪が同方向に転舵
される。

また、上記前輪ＩＬ、ＩＲの舵角θ、が１００程度の舵
角領域にあることが判別された場合には、上記基本転舵
比特性（θ　　）の中低速領域が所ｎ 定幅だけ同位相方向に補正されてなる転舵比特性θ　　
に基づいて転舵比Ｒが制御され、かつ上記舵角θ、が５
０程度の舵角領域にあることが確認された場合には、車
速がＯの状態で転舵比Ｒが０となるように補正された転
舵比特性θ　　に基づいて転舵比制御が実行される。

また、前輪ＩＬ、ＩＲの舵角θ、が３０程度の舵角領域
にある場合には、所定の同位相領域において転舵比Ｒが
変化する転舵比特性θ　　に転舵比制御が実行され、か
つ上記舵角θ、が１０程度以下の微少舵角領域にある場
合には、車速Ｖの如何に拘らず転舵比Ｒが常に最大値と
なるように固定された転舵比特性θ　　が選択され、転
舵比側Ｆ制 御の実行が禁止される。

このように判別手段５８において前輪ＩＬ、ＩＲの舵角
領域を判別し、前輪転舵角θ、の減少に伴って上記基本
転舵比特性θ　　の中低速領域をｎ 段階的に同位相方向に変位させるように補正した補正後
の転舵比特性に基づいて転舵比制御を実行するようにし
たため、第５図に示すように、前輪舵角θＦが５０程度
以下の舵角領域にある場合に＝　１４− は、車速Ｖの如何に拘らず常に後輪が前輪と同位相方向
に転舵されることとなる。そルて、前輪舵角θ、が所定
値以上となると車速Ｖに応じて転舵比が変化し、低速領
域では前輪ＩＬ、ＩＲに対して後輪２Ｌ、２Ｒが逆方向
に転舵されるため、車両の回頭性が高められることとな
るとともに、高速領域では前輪舵角θ、の増大に伴ない
後輪２Ｌ。

２Ｒが同位相方向に大きく転舵されるため、車輪のグリ
ップ力がより増大することとなる。

なお、上記実施例では前輪舵角θＦが５０程度以下の領
域にある場合に前後輪の転舵比Ｒを常に正とするように
構成しているが、この前輪舵角θＦの領域は上記値に限
定されることなく、低速走行時に路面状況等に応じて微
妙な操作が必要とされるステアリング領域を考慮して種
々の変更が可能である。また、上記実施例では、前輪Ｉ
Ｌ、ＩＲの舵角領域に応じて基本転舵比特性を段階的に
補正し、この補正後の転舵比特性に応じた制御を実行す
るように構成しているが、前輪舵角θ、が所定値以下の
特定舵角領域にあるか否かのみを判別手段５８に判別し
、この特定舵角領域においては車速Ｖの如何に拘らず転
舵比Ｒを常に同位相とし、それ以外の場合には予め設定
された上記基本転舵比特性θ　　に基づいた制御を実行
するようｎ に構成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、前輪の舵角が所定値以下
の特定舵角領域にあるか否かを判別し、車両が上記特定
舵角領域にある場合には、前後輪の転舵比を設定する基
準となる基本転舵比特性を補正して上記転舵比が常に同
位相となるように補正したため、風の影響や路面状況等
に応じて微妙なステアリング操作を必要とする上記特定
操舵領域におけるオーバステアリング状態の発生を防止
して走行フィーリングを良好状態に維持することができ
る。

また、上記特定舵角領域以外の舵角領域においては、上
記基本転舵比特性もしくはこの基本転舵比特性に若干の
補正を加えた転舵比特性に基づいて転舵比制御が実行さ
れるため、低速旋回時に回顕性を高めるとともに、高速
旋回時に走行安定性を向上させることができるという車
速感応タイプの長所が原則的に維持されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両の４輪操舵装置の実施例を示
す概略構成図、第２図は上記４輪操舵装置の模式斜視図
、第３図は本発明の要部を示すブロック図、第４図は車
速と転舵比との特性図、第５図は前輪舵角と後輪舵角と
の対応図、第６図は従来例の第５図相当図である。 ＩＬ、ＩＲ・・・前輪、２Ｌ、２Ｒ・・・後輪、５７・
・・舵角センサ（前輪舵角検出手段）、５８・・・判別
手段、５９・・・補正手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ステアリングホイールの操作に応じて前輪および後
   輪を転舵させるとともに、この前後輪の転舵比を車速に
   対応して予め設定された基本転舵比特性に基づいて変化
   させる車両の４輪操舵装置において、上記前輪の舵角を
   検出する前輪舵角検出手段と、この前輪舵角検出手段に
   より検出された前輪舵角が所定値以下の特定舵角領域で
   あるか否かを判別する判別手段と、この判別手段からの
   出力信号を受けて上記特定舵角領域における前後輪の転
   舵比を車速の如何に拘らず常に同位相とするように上記
   基本転舵比特性を補正する補正手段とを設けたことを特
   徴とする車両の４輪操舵装置。