JPS63284066A - 車両の操舵装置 - 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） 本発明は車両の運動性能を向上させる操舵装置に関する
ものである。

（従来の技術） この種車両の操舵装置としては従来、特開昭６０−８５
０６２号公報に記載の如く前後輪金てに同じ特性のタイ
ヤを装着した通常の車両を前提とし、前輪操舵に応答し
て後輪も操舵するようになしたものが知られている。

ところで、タイヤの特性は一般に第７図の如くタイヤス
リップ角αに対するコーナリングフォースＣＦの特性、
及びスリシブ角発生時におけるコーナリングフォースの
立上がり割合、つまりコーナリングパワーＣＰによって
論じられるが、タイヤの構造上第７図中実線で示すよう
にコーナリングパワーＣＰを大きくすると最大コーナリ
ングフォース発生スリップ角α、が小さくなり、同図中
１点鎖線で示すように最大コーナリングフォース発生ス
リップ角を大きくすると、コーナリングパワーが小さく
なる。

そして、コーナリングパワーの大きなタイヤを装着した
場合、発生横加速度の小さな旋回走行状態において前輪
でステアリング応答性の向上がなされ、後輪で旋回性能
の向上がなされるため、好都合である。しかし、横加速
度の大きな旋回走行状態においては、最大コーナリング
フォース発生スリップ角が小さいことから、特に後輪が
早期にグリップ能力の不足によって車両をスピンさせて
しまう。

逆にコーナリングパワーの小さなタイヤを装着した場合
、最大コーナリングフォース発生スリップ角が大きいた
め、横加速度の大きな旋回状態においても後輪がグリッ
プ能力の不足をきたしにくく、車両のスピンを抑制し得
て、車両の許容ヨー角変化範囲が大きくなるため、好都
合である。しかし、横加速度の小さな走行状態において
は、コーナリングパワーの不足から前輪でステアリング
応答性の悪化を、又後輪で旋回性能の悪化を招く。

これらの事実に鑑み、前輪についてはコーナリングパワ
ーの比較的大きなタイヤ特性であるのが好ましく、後輪
については横加速度の小さな旋回走行時コーナリングパ
ワーの比較的大きなタイヤ特性であるのが、又横加速度
の大きな旋回走行時コーナリングパワーの比較的小さな
タイヤ特性であるのが好ましい。

（発明が解決しようとする問題点） しかし従来の操舵装置は、このように旋回走行状態に応
じて変化する好適なタイヤ特性を得ようとするものでな
く、特定の旋回走行状態でしかタイヤ特性を好適特性と
マツチさせ得ない。

従って、それ以外の旋回走行状態で旋回性能が悪化した
り、車両のスピンを生じ易くなるのを禁じ得なか、った
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題に鑑み、いかなる旋回走行状態のも
とでも好適なタイヤ特性が得られるよう、ステアリング
ホイールから操舵力を入力されて前輪を操舵する前輪操
舵系と、前輪操舵時後輪を操舵する後輪操舵系とを有す
る車両において、車両の旋回状態を検出する旋回状態検
出手段と、この旋回状態に応じ後輪タイヤの最大コーナ
リングフォース発生スリップ角が変化するよう上記後輪
操舵系を作動させて後輪を操舵する後輪操舵制御手段と
を設けたものである。

（作　用） ステアリングホイールにより前輪操舵系を介し前輪を操
舵する時走行車両の操縦が可能である。

旋回状態検出手段は車両の旋回状態を検出し、後輪操舵
制御手段はこの旋回状態に応じ後輪操舵系を作動させて
後輪も操舵し、後輪タイヤの最大コーナリングフォース
発生スリップ角を旋回状態に応じて変化させる。

従って、横加速度の小さな旋回走行時、後輪の最大コー
ナリングフォース発生スリップ角を小さくして後輪のコ
ーナリングパワーを大きくし、横加速度の大きな旋回走
行時、後輪の最大コーナリングフォース発生スリップ角
を大きくして後輪のコーナリングパワーを小さくするが
如き、後輪タイヤ特性の変更が可能であり、通常理想と
されるタイヤ特性をいかなる旋回状態のもとでも達成す
ることができる。これがためいかなる旋回状態において
も、タイヤ特性の不良により、旋回状態が悪化したり、
車両のスピンを生じ易くなったりすることがなくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明装置の一実施例で、図中１は車体、２Ｌ
、２Ｒは夫々左右前輪、３Ｌ、３Ｒは夫々左右後輪を示
す。

先ず前輪操舵系を説明するに、前輪２Ｌ、２Ｒは夫々の
ナックルアーム４Ｌ、４Ｒをサイドロッド５Ｌ、５Ｒを
介してステアリングギヤ６のラック７に連節する。ラッ
ク７と噛合するステアリングギヤ６のピニオン８はステ
アリングシャフト９を介してステアリングホイール１０
に連結し、ステアリングホイール１０によりピニオン８
を回転する時ラック７、サイドロッド５Ｌ、５Ｒ及びナ
ックルアーム４Ｌ、４．Ｒを介して前輪２Ｌ、２Ｒを舵
取方向へ操舵可能とする。

この前輪操舵をパワーアシストして軽快にするため、ス
テアリングシャフト９に関連してパワーステアリングコ
ントロールバルブ１１を設けると共に、ステアリングギ
ヤ６に関連してパワーシリンダ１２を設ける。コントロ
ールバルブ１１は操舵負荷に応動する可変絞りｌｌａ〜
ｌｉｄを具え、可変絞りｌｌａ、ｌｌａ間にポンプ１３
及びリサ−バ１４よりなる油圧源の油圧供給回路Ｐ１を
、可変絞りｔｉｂ、ｌｌａ間に同油圧源のドレン回路Ｐ
２を夫々接続する。そして、可変絞りｌｌａ。

ｌｌａ間からの連絡回路Ｐ３及び可変絞りｌｌｂ。

１１Ｃ間からの連絡回路Ｐ４を夫々パワーシリンダ１２
の室１２ａ、１２ｂに接続する。これらパワーシリンダ
室１２ａ、Ｉ２ｂはピストン１５により区画され、この
ピストンをラック７に固着スると共に固定のシリンダ本
体１６内に摺動自在に嵌合する。

次に後輪操舵系を説明するに、後輪２Ｌ、２Ｒをディフ
ァレンシャルギヤ１７により回転駆動される得るようセ
ミトレーリングアーム１８Ｌ。

１８Ｒの先端に支持し、これらセミトレーリングアーム
の基端をサスペンションメンバ１９に蝶着する。サスペ
ンションメンバ１９とディファレンシャルギヤ１７とを
一体結合し、サスペンションメンバ１９の両端ヲ夫々イ
ンシュレータラバー２０Ｌ、２ＯＲを介し垂直ピン２１
Ｌ、’２１Ｒにより車体１に弾支し、ディファレンシャ
ルギヤ１７をインシュレータラバ−２２を介し垂直ピン
２３により車体１に枢支する。

サスペンションメンバ１９及びこれに取付けたディファ
レンシャルギヤ１７、セミトレーリングアーム１８Ｌ、
Ｉ８Ｒ及び後輪３Ｌ、３Ｒと共にビン２３の周りに回動
させて後輪を操舵し得るようインシュレータラバー２Ｏ
Ｌ、２ＯＲを変形させるアクチュエータ２４ａ〜２４ｄ
を設け、これらアクチュエータを作動制御する後輪操舵
制御弁２５をステアリングシャフト８に関連して設ける
。

後輪操舵制御弁２５は操舵負荷に応動する可変絞り２５
ａ〜２５ｄを有し、パワーステアリングコントロールバ
ルブ１１と同様のものとするが、可変絞り２５ａ、２５
ｃ間をポンプ２６及びリザーバ２７よりなる油圧源の油
圧供給回路Ｐ５に接続し、可変絞り２５ｂ、２５ｄ間を
同油圧源のドレン回路Ｐ６に接続する。そして、可変絞
り２５ａ、２５ｄ間を連絡回路Ｐ７によりアクチュエー
タ２４ａ、２４ｄに、又可変絞り２５ｂ。

２５ｃ間を連絡回路Ｐ８によりアクチュエータ２４ｂ、
２４ｃに接続する。

本発明においては、前輪２Ｌ、２Ｈに夫々、第２図中ａ
で示す如く最大コーナリングフォース発生スリップ角が
小さくてコーナリングパワーの大きな特性のタイヤを装
着し、これにより前輪に関する前記した要求タイヤ特性
にマツチさせてステアリング応答性を向上させる。

しかして後輪３Ｌ、３Ｒには夫々、第２図中すで示す如
く、最大コーナリングフォース発生スリップ角が大きく
てコーナリングパワーの小さな特性のタイヤを装着し、
これにより後輪のタイヤ特性を横加速度が大きな旋回状
態での前記した要求特性にマツチさせ、この旋回状態で
後輪タイヤが早期にグリップ能力不足になって車両をス
ピンさせることのないようにする。

ところでかかる後輪タイヤ特性では、横加速度が小さな
旋回走行時コーナリングパワーが小さいことから、旋回
性能の悪化を否めない。本発明においてはこの旋回状態
を示すコーナリングフォースＣＦ＝１００ｋｇ以下の領
域で後輪タイヤ特性が前輪タイヤ特性ａに一致するよう
、つまり第２図においてコーナリングフォースＣＦ＝１
００ｋｇ時に後輪タイヤ特性のスリップ角が前輪タイヤ
特性のスリップ角に一致するよう後輪タイヤ特性すを最
大コーナリングフォース発生スリップ角が小さくてコー
ナリングパワーの大きな等偏曲線Ｃに持ち来すべく、第
３図のデータから明らかなように後輪を例えばδ２＝０
．５度だけ前輪と同相に転舵するようになす。

この目的のため本発明においては、前記したように回路
Ｐ、をアクチュエータ２４ａ、２４ｄに、又回路Ｐｓを
アクチュエータ２４ｂ、２４ｃに夫々接続するが、加え
て油圧供給回路Ｐ、中に流量制御弁２８を挿入する。流
量制御弁２８は常態で回路Ｐ、をポンプ２６から遮断す
ると共に図示せざるドレンポートに通じる電磁弁とし、
低横Ｇ検出回路２９により適宜ＯＮするものとする。低
横Ｇ検出回路２９は舵角センサ３０により検出したステ
アリングホイール１０の操舵角θと車速センサ３１によ
り検出した車速Ｖとから前記したコーナリングフォース
ＣＦ＝１００ｋｇ以下の横加速度が小さな旋回状態か否
かを判別し、この旋回状態で流量制御弁２８をＯＮして
回路Ｐ５を上記ドレンポートから遮断すると共にポンプ
２６に通じて回路Ｐ５にポンプ２６からの吐出油を供給
することにより、後輪操舵制御弁２５及びアクチュエー
タ２４ａ〜２４ｄを介し後輪３Ｌ、３Ｒを操舵するもの
とする。なおこの後輪操舵時、後輪舵角δが前記０．５
°となるようアクチュエータ２４ａ〜２４ｄのストロー
クを制限しておく。

上記実施例の作用を次に説明する。

ステアリングホイール１０を操舵しない間、コントロー
ルバルブ１１は全ての可変絞りｌｌａ〜ｌｉｄを同じ開
度にされ、ポンプ１３から回路Ｐ１への作動油を全量回
路Ｐ２よりリザーバ１４に戻し、回路Ｐ３．Ｐ４を無圧
状態に保つ。従ってパワーシリンダ１２は機能せず、前
輪２Ｌ、２Ｒを非操舵状態に保って車両を直進させ得る
。

ステアリングホイール１０によりステアリングギヤ６を
介して前輪２Ｌ、２Ｒを操舵する時、右操舵であればコ
ントロールバルブ１１は可変絞り１１ａ、ｌｌｂを開度
減少され、可変絞り１１ｃ。

ｌｉｄを開度増大されて回路Ｐ４に圧力を発生させると
共に回路Ｐ３をドレンする、従ってパワーシリンダピス
トン１５は第１図中左方へ付勢されて前輪２Ｌ、２Ｒの
右操舵をパワーアシストし、軽快な動力操向を可能にす
る。左操舵であればコントロールバルブ１１は可変絞り
ｌｌａ、ｌｌｂを開度増大され、可変絞りＩＩＣ，ｌｉ
ｄを開度減少されて回路Ｐ３に圧力を発生させると共に
回路Ｐ４をドレンする。従って、パワーシリンダピスト
ン１５は第１図中右方へ付勢されて前輪２Ｌ。

２Ｒの左操舵をパワーアシストし、軽快な動力操向を可
能にする。

一方、横加速度が小さな旋回状態で低横Ｇ検出回路２９
は流量制御弁２８をＯＮＬ、回路Ｐ５にポンプ２６から
の作動油を吐出する。ここでパワーステアリングコント
ロールバルブ１１と同様に機能する後輪操舵制御弁２５
は、ステアリングホイール１０の非操舵時回路Ｐ、、Ｐ
、を無圧状態にし、又右操舵時回路Ｐ８に圧力を発生さ
せると共に回路Ｐ７をドレンし、更に左操舵時回路Ｐ。

に圧力を発生させると共に回路Ｐ８をドレンする。

従って、前輪非操舵時全てのアクチュエータ２４ａ〜２
４ｄが非作動となって後輪を非操舵状態に保ち、前輪右
操舵時アクチュエータ２４ｂ。

２４Ｃが限界まで作動して後輪を前輪と同相に０．５度
右操舵し、前輪左操舵時アクチュエータ２４ａ、２４ｄ
が限界まで作動して後輪を前輪と同相に０．５度左操舵
する。

これがため横加速度が小さな当該走行状態において、前
輪操舵と同時に後輪が０．５度同相転舵されることから
、後輪タイヤ特性は第２図中すからＣへと切換わり、最
大コーナリングフォース発生スリップ角が小さくてコー
ナリングパワーの大きなものとすることができ、前輪タ
イヤ特性が理想特性ａであることとも相俟って車両の旋
回性能を良好なものとすることができる。

他方、横加速度が大きな旋回状態で低横Ｇ検出回路２９
は流量制御弁２８を０ＦＦＬ、回路Ｐ５を無圧状態に保
つ。これがため当該走行状態で後輪は一切操舵されるこ
となく中立状態を保つ。従って、後輪タイヤ特性は第２
図中すの如く最大コーナリングフォース発生スリップ角
が大きくてコーナリングパワーの小さな特性となり、横
加速度が大きな旋回状態と錐も車両がスピンを生じにく
くすることができる。

なお、横加速度が小さな走行時における走行安定性のた
めには前輪タイヤのコーナリングパワーが後輪タイヤの
それより小さい方が良い。このためステアリング剛性を
下げる等の対策により、前輪タイヤの等価曲線を第２図
中ｄの如きものとして、コーナリングパワーを後輪の等
価曲線Ｃのそれより小さくするのが良い。

第４図及び第５図は本発明の他の例を示し、本例では前
輪２Ｌ、２Ｒに第５図中ａで示す如く前述した例と同様
な特性のタイヤを装着する。しかし、後輪３Ｌ、３Ｒに
は第５図中ｅで示す如く最大コーナリングフォース発生
スリップ角が小さくてコーナリングパワーの大きな特性
のタイヤを装着し、これにより後輪のタイヤ特性を横加
速度が小さな旋回状態での前記した要求特性にマツチさ
せ、この旋回状態で後輪による旋回性能の向丘がなされ
るようにする。

ところでかかる後輪タイヤ特性では、横加速度が大きな
旋回状態において最大コーナリングフォース発生スリッ
プ角が小さいことから後輪タイヤが早期にグリップ能力
不足になって車両をスピンさせ易い。本例ではこの旋回
状態を示す最大コーナリングフォース発生域を上記の問
題を生じなくなるようなスリップ角に移行させるべく、
つまり後輪タイヤ特性ｅを第５図中等価曲線ｆに持ち来
すべく、第６図のデータから明らかなように後輪を例え
ばδ＝３度だけ前輪と逆相に転舵するようになす。

この目的のため本例では第４図に示す如く回路Ｐ７をア
クチュエータ２４ｂ、２４Ｃに、又回路Ｐ８をアクチュ
エータ２４ａ、２４ｄに夫々接続すると共に、全アクチ
ュエータのストロークを上記後輪舵角δ＝３°に合わせ
て設定する。又、流量制御弁２８を高横Ｇ検出回路３２
により適宜ＯＮするようになす。高横Ｇ検出回路３２は
舵角センサ３０により検出したステアリングホイール操
舵角θと車速センサ３１により検出した車速Ｖとから、
コーナリングフォースＣＦ＝１００ｋｇ（前述の例で記
述済）以上の横加速度が大きな旋回状態か否かを判別し
、この旋回状態で流量制御弁２８をＯＮして回路Ｐ５に
ポンプ２６からの吐出油を供給するものとする。

本例では、横加速度が小さな走行状態において高横Ｇ検
出回路３２が流量制御弁２８を０ＦＦＬ、回路Ｐ５を無
圧状態に保つため、後輪３Ｌ、３Ｒを操舵しない中立状
態に保つ。従って、当該走行状態で後輪タイヤ特性は第
５図中ｅの如く最大コーナリングフォース発生スリップ
角が小さくてコーナリングパワーの大きな特性となり、
前輪タイヤ特性ａと相俟って車両の旋回性能を良好なも
のとすることができる。　　、。

他方、横加速度が大きな旋回状態で高横Ｇ検出回路３２
は流量制御弁２８をＯＮｔて回路Ｐ、にポンプ２６から
の吐出油を供給し、後輪操舵制御弁２５の機能を介し、
前輪非操舵時は回路Ｐ１ｒＰ８を無圧状態にし、前輪非
操舵時は回路Ｐ８に圧力を発生させ、前輪非操舵時は回
路Ｐ７に圧力を発生させる。かくて、前輪非操舵時回路
Ｐ８に生じた圧力はアクチュエータ２４ａ、２４ｄを限
界まで作動させて後輪を前輪と逆相に３度だけ左転舵し
、前輪非操舵時回路Ｐ７に生じた圧力はアクチュエータ
２４ｂ、２４ｃを限界まで作動させて後輪を前輪と逆相
に３度だけ右転舵する。これがため、横加速度の大きな
当該旋回状態で後輪タイヤ特性は第５図中ｅからｆへと
切換わり、最大コーナリングフォース発生スリップ角が
大きくてコーナリングパワーの小さな特性により、横加
速度の大きな旋回状態と錐も車両がスピンを生じ゛にく
くすることができる。

なお、コーナリングパワーの大きなタイヤ特性はコーナ
リングフォースが最大になった後の落込み（タイヤスリ
ップ角の増大に対するコーナリングフォースの低下割合
）が大きい。従って本例のように後輪タイヤ特性の初期
設定を低横加速度発生走行に合わせてコーナリングパワ
ーの大きなものとし、高横加速度発生走行時最大コーナ
リングフォース発生スリップ角を大きくする場合、変更
後の後輪タイヤ特性も上記の大きな落込みを持った特性
となり、限界付近で急に車両のスピンを生ずる懸念があ
る。この点前記実施例では、後輪タイヤ特性の初期設定
を高横加速度発生走行に合わせてコーナリングパワーの
小さなものとし、低横加速度発生走行時崗大コーナリン
グフォース発生スリップ角を小さくするため、上記の懸
念がなく、好ましい。又、第２実施例の後輪舵角が３度
であるのに対し、第１実施例の後輪舵角は０．５度と小
さくて初期の目的を達することができ、この点でも第１
実施例の方が有利である。

（発明の効果） かくして本発明装置は上述の如く、旋回状態に応じて最
大コーナリングフォース発生スリップ角が変化するよう
後輪を操舵する構成としたから、横加速度の小さな旋回
走行時後輪の最大コーナリングフォース発生スリップを
小さくして後輪のコーナリングパワーを大きくし、横加
速度の大きな旋回走行時後輪の最大コーナリングフォー
ス発生スリップ角を大きくして後輪のコーナリングパワ
ーを小さくするが如き後輪タイヤ特性の変更が可能であ
り、通常理想とされるタイヤ特性をいかなる旋回状態の
もとでも達成することができる。このため、いかなる旋
回状態でもタイヤ特性の不良により旋回性能が悪化した
り、車両のスピンを生じ易くなったりすることがなくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すシステム図、 第２図は同側におけるタイヤ特性図、 第３図はコーナリングフォースに対する後輪舵角の設定
特性図、 第４図乃至第６図は夫々本発明の他の例を示す第１図乃
至第３図と回様のシステム図、タイヤ特性図及び後輪舵
角設定特性図、 第７図は通常のタイヤ特性の説明図である。 １・・・車体　　　　　　２Ｌ、２Ｒ・・・前輪３Ｌ、
３Ｒ・・・後輪 ６・・・ステアリングギヤ １０・・・ステアリングホイール １１・・・パワーステアリングコントロールバルブ１２
・・・パワーシリンダ １７・・・ディファレンシャルギヤ １８Ｌ、１８Ｒ・・・セミトレーリングアーム１９・・
・サスペンションメンバ ２ＯＬ、２ＯＲ，２２・・・インシュレータラバー２１
Ｌ、　、２１Ｒ，２３・・・垂直ピン２４ａ〜２４　（
１・・・アクチュエータ２５・・・後輪操舵制御弁 ２８・・・流量制御弁 ２９・・・低横Ｇ検出回路 ３０・・・舵角センサ　　３１・・・車速センサ３２・
・・高（黄Ｇ検出回路 第２図 第３図 タイヤスリップ轡（ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ステアリングホイールから操舵力を入力されて前輪
   を操舵する前輪操舵系と、前輪操舵時後輪を操舵する後
   輪操舵系とを有する車両において、車両の旋回状態を検
   出する旋回状態検出手段と、この旋回状態に応じ、後輪
   タイヤの最大コーナリングフォース発生スリップ角が変
   化するよう前記後輪操舵系を作動させて後輪を操舵する
   後輪操舵制御手段とを設けてなることを特徴とする車両
   の操舵装置。