JPS6341349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ステアリング操作によつて前輪とと
もに後輪をも転舵制御するようにした車両の４輪
操舵装置の改良に関し、特に、前輪転舵角に対す
る後輪転舵角特性が車速に応じて変化するように
したものの改良に関する。

従来より、この種の４輪操舵装置として、例え
ば特開昭55−91457号公報等に開示されているよ
うに、設定速度以下の低車速域では前輪の転舵方
向に対して後輪を逆方向（逆位相）に転舵するこ
とにより、車両の最小回転半径を小さくして小回
りや車庫入れ等を容易に行う一方、設定速度より
高い中、高車速域では後輪を前輪と同方向（同位
相）に転舵することにより、後輪の前輪に対する
コーナリングフオースの位相遅れを短縮して、レ
ーンチエンジ（車線変更）や緩やかな旋回を安定
して行うようにしたものが知られている。

しかしながら、上記従来のものでは、旋回中に
加減速を行うと、ステアリング操舵角が一定であ
るにも拘わらず車速変化に伴つて後輪転舵角が大
小変化し、加速時には最小回転半径が大きくな
り、車両は外側にふくらんで中央分離線を起える
一方、減速時には最小回転半径が小さくなり、車
両は内側に切れ込んでスピン等を起こすという危
険性がある。

そこで、本発明はかかる点に鑑み、後輪転舵速
度を車速の変化率に応じて増減制御するようにす
ることにより、加減速時における車両の姿勢変化
を緩やかに行わせて、車両を完全に且つ操縦性良
く走行させることを目的とするものである。

その目的を達成するため、本発明では、前輪を
転舵するステアリング装置と、後輪を転舵する後
輪転舵装置と、該後輪転舵装置を前輪転舵角に応
じて制御するコントローラとを備え、該コントロ
ーラは、前輪転舵角に対する後輪転舵角特性が車
速に応じて変化するとともに、後輪転舵速度を車
速の変化率に応じて制御するように構成されてお
り、車速の変化率に応じて後輪転舵速度を増減制
御するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図は本発明の第１実施例である４輪操舵装
置の全体構成を示し、１は左右の前輪２ａ，２ｂ
を転舵するステアリング装置であつて、該ステア
リング装置１はステアリング３と、ラツク＆ピニ
オン機構４と、左右のタイロツド５，５と、左右
のナツクルアーム６，６とから成る。

また、７は左右の後輪８ａ，８ｂを転舵する後
輪転舵装置であつて、該後輪転舵装置７は、両端
が左右の後輪８ａ，８ｂにナツクルアーム９，９
およびタイロツド１０，１０を介して連結された
車体横方向に延びるロツド１１ａを有する油圧ア
クチユエータ１１を備えている。該油圧アクチユ
エータ１１は、ロツド１１ａに固着したピストン
１１ｂにより車体横方向に仕切られた左転用油圧
室１１ｃおよび右転用油圧室１１ｄを備え、該各
油圧室１１ｃ，１１ｄにはそれぞれリターンスプ
リング１１ｅ，１１ｆが縮装されている。また、
後輪転舵装置７は、油溜め１２内の油を吸入して
上記油圧アクチユエータ１１に供給する油圧ポン
プ１３と、該油圧ポンプ１３を駆動する電動機１
４と、上記油圧ポンプ１３から油圧アクチユエー
タ１１への圧油供給方向を切換える方向切換弁１
５とを備えている。該方向切換弁１５は、油圧ポ
ンンプ１３から油圧アクチユエータ１１の左転用
油圧室１１ｃへの圧油供給および右転用油圧室１
１ｄから油溜め１２への油戻りを許容する順方向
位置１５ａと、それとは逆方向の油流れを許容す
る逆方向位置１５ｂと、圧油供給および油戻りを
共に阻止する阻止位置１５ｃとを有し、順方向位
置１５ａにあるときには、油圧アクチユエータ１
１の左転用油圧室１１ｃへの圧油供給によりピス
トン１１ｂを介してロツド１１ａを図中下方に移
動させることにより、左右の後輪８ａ，８ｂを左
方向（図中反時計方向）に転舵する一方、逆方向
位置１５ｂにあるときには右転用油圧室１１ｄへ
の圧油供給によりロツド１１ａを上記とは逆方向
に移動させて左右の後輪８ａ，８ｂを右方向（図
中時計方向）に転舵し、また阻止位置１５ｃに位
置付けたときには油流れを阻止してロツド１１ａ
の移動を停止させることにより、左右の後輪８
ａ，８ｂをその時の転舵角に保持するようにして
いる。さらに、後輪転舵装置７には、油圧アクチ
ユエータ１１の油供給路１６と油戻り路１７とを
連通する連通路１８に介設された絞り切換弁１９
が備えられている。該絞り切換弁１９は小開度の
絞り１９ａを有する小開度位置１９ｂと、大開度
の絞り１９ｃを有する大開度位置１９ｄとの２位
置を備えている。そして、該絞り切換弁１９が小
開度位置１９ｂにあるときには連通路１８に小開
度の絞り１９ａが介設されることにより、油圧ア
クチユエータ１１への油の圧力を所定作動速度に
対応する設定圧力として、油圧アクチユエータ１
１のロツド移動速度（後輪転舵速度）を設定速度
とする一方、大開度位置１９ｄに位置付けたとき
には連通路１８に大開度の絞り１９ｃが介設され
ることにより、油圧アクチユエータ１１への油の
圧力を設定圧力より低くして、後輪転舵速度を設
定速度より遅くするようにしている。

さらに、２０は上記後輪転舵装置７を作動制御
するコントローラであつて、該コントローラ２０
にはステアリング３の操舵角を検出するステアリ
ング操舵角センサ２１と、車速を検出する車速セ
ンサ２２と、上記油圧アクチユエータ１１のロツ
ド１１ａの左右移動量を検出する後輪転舵センサ
２３との各検出信号が入力されている。また該コ
ントローラ２０には上記方向切換弁１５のスプー
ル１５ｄを吸引移動せしめる励磁コイル１５ｅ
と、上記絞り切換弁１９のスプール１９ｅを吸引
移動せしめる励磁コイル１９ｆとが接続されてい
る。そして、上記コントローラ２０の内部は第２
図に示すようになつており、該コントローラ２０
の内部には第３図に示すようなステアリング操舵
角θ_Sに対する油圧アクチユエータ１１のロツド移
動量S_Aの特性、換言すれば、前輪転舵角θ_Fに対す
る後輪転舵角θ_Rの特性が予め入力記憶された特性
記憶部２４が備えられている。上記後輪転舵角θ_R
の特性は同図から判るように、車速が上昇するに
したがつて前輪転舵角に対する後輪転舵角の比が
大きくなる特性となつている。そして、上記コン
トローラ２０の内部には、さらに上記ステアリン
グ操舵角センサ２１および車速センサ２２からの
両検出信号に応じて油圧アクチユエータ１１の目
標ロツド移動量（目標後輪転舵角）を上記特性記
憶部２４の特性に基いて演算する目標転舵角演算
部２５と、該演算部２５からの目標ロツド移動量
信号を後輪転舵センサ２３からの実際ロツド移動
量信号と比較してその差に応じた差信号を発生す
る第１コンパレータ２６とが備えられている。そ
して、該第１コンパレータ２６の差信号は方向切
換弁１５の励磁コイル１５ｅに出力されて、差信
号が零値であるときには方向切換弁１５を阻止位
置１５ｃに位置付ける一方、差信号が正値のとき
（後輪８ａ，８ｂを左方に転舵する必要があると
き）には順方向位置１５ａに位置付け、差信号が
負値（後輪８ａ，８ｂを右方に転舵する必要があ
るとき）には逆方向位置１５ｂに位置付けるよう
にスプール１５ｄを移動させるよう、励磁コイル
１５ｅを差信号により励磁するように構成されて
いる。また、コントローラ２０の内部には、車速
センサ２２からの車速信号を微分して車速の変化
率を検出する変化率検出部２７と、該変化率検出
部２７からの変化率信号を基準値設定器２８の設
定変化率に相当する基準値と比較してその大小を
判別する第２コンパレータ２９とが備えられてい
る。そして、該第２コンパレータ２９の判別信号
は絞り切換弁１９の励磁コイル１９ｆに出力され
ており、判別信号が正値のとき（実際車速変化率
が設定変化率より大きいとき）には絞り切換弁１
９を大開度位置１９ｄに位置付ける一方、判別信
号が負値のとき（実際車速変化率が設定変化率よ
り低いとき）には小開度位置１９ｂに位置付ける
ようにスプール１９ｅを移動させるよう、励磁コ
イル１９ｆを判別信号により励磁するように構成
されている。よつて、第２コンパレータ２９によ
り設定変化率に対する実際車速変化率の大小を判
別して、実際車速変化率が小さいときには絞り切
換弁１９を小開度位置１９ｂに位置付けることに
より、後輪転舵速度を設定速度に保持する一方、
実際車速変化率が大きいときには絞り切換弁１９
を大開度位置１９ｄに位置付けることにより、後
輪転舵速度を設定速度より遅らせるよう制御する
ように構成されている。尚、第１図中３０は車載
バツテリである。

次に、上記実施例の作動について説明すると、
ほぼ定速での旋回走行時、コントローラ２０の変
化率検出部２７では実際車速変化率が設定変化率
より小さく検出されており、第２コンパレータ２
９の判定信号は負値となつている。このため、絞
り切換弁１９は小開度位置１９ｂに位置付けられ
ており、油圧アクチユエータ１１への油の圧力は
設定圧力となつている。このことにより、ステア
リング３が新たに所定進行方向に操舵されると、
油圧アクチユエータ１１のロツド１１ａは設定速
度でもつて所定方向に移動して特性記憶部２４の
特性（第３図参照）に基いた目標ロツド移動位置
に収束することになる。その結果、後輪８ａ，８
ｂは設定速度でもつて上記特性に基いた目標転舵
角に転舵制御されて、ステアリング３の操舵に即
応することになる。

これに対し、旋回中に加減速を行つた場合に
は、車速の変化に伴つて目標転舵角演算部２５で
は演算された目標ロツド移動量に変化が生じ、そ
れに伴い油圧アクチユエータ１１のロツド１１ａ
はその分だけ所定方向に移動して、後輪８ａ，８
ｂは新たな目標転舵角位置に向かつて転舵され
る。その際、実際車速変化率は基準値設定器２８
の設定変化率より大きく、第２コンパレータ２９
の出力は正値となつて、絞り切換弁１９は大開度
位置１９ｄに位置付けられる。このため、油圧ア
クチユエータ１１への油の圧力は設定圧力より低
くなり、油圧アクチユエータ１１のロツド移動速
度は設定速度より遅くなる。このことにより、上
記後輪８ａ，８ｂの目標転舵位置への転舵は除々
に行われることになり、車両の姿勢変化は緩やか
なものとなる。よつて、この車両の緩やかな姿勢
変化により操縦安定性が向上するとともに、運転
者は車両の姿勢変化に対して容易に対応すること
ができ、走行上の安全を確保することができる。

また、第４図は本発明の第２実施例を示し、上
記第１実施例では後輪転舵装置７を油圧制御式の
もので構成したのに代え、ステアリング装置１に
連動するリング機構で構成したものである（尚、
上記第１実施例と同一の部分については同一の符
号を付してその説明を省略する）。

すなわち、第４図において、ラツク＆ピニオン
機構４のラツク４ａにはＬ形リンク４０を介して
車体前後方向に配置した第１のＩ形リンク４１が
連結されており、該ラツク４ａの車体横方向移動
に応じてＬ形リンク４０をその支点４０ａを中心
として回動させることにより、Ｉ形リンク４１を
車体前後方向に移動させるようにしている。ま
た、該Ｉ形リンク４１の後端部には車体横方向に
配置したレバー比可変リンク４２の一端４２ａが
連結されている。該レバー比可変リンク４２に
は、該可変リンク４２上に沿つて摺動自在な可動
支点４３が設けられており、該可動支点４３の位
置を支点としてレバー比可変リンク４２の一端４
２ａを上記第１のＩ形リンク４１の動きに応じて
車体前後方向に移動させるようにしている。さら
に、該レバー比可変リンク４２の中央部４２ｂに
は車体前後方向に配置した第２のＩ形リンク４４
が連結され、該Ｉ形リンク４４の後端部にはＬ形
リンク４５を介して左右の後輪８ａ，８ｂのタイ
ロツド１０，１０に連結した車体横方向のロツド
４６が連結されており、第２のＩ形リンク４４の
車体前後方向移動によりＬ形リンク４５をその支
点４５ａを中心として回動させることにより、上
記ロツド４６を車体横方向に移動させて左右の後
輪８ａ，８ｂを転舵するようにしている。以上に
より、後輪転舵装置７′を構成している。

そして、上記レバー比可変リンク４２の可動支
点４３は、電動機４７により回転駆動される車体
横方向の螺棒４８に螺合する螺合部材４９と連結
されており、電動機４７の回転駆動に伴う螺棒４
８の回転により螺合部材４９を車体横方向に移動
させることにより、可動支点４３をレバー比可変
リンク４２上に沿つて車体横方向に摺動させ、該
可動支点４３を図示の如き中央部４２ｂより右方
に位置付けたときには、該可変リンク４２の中央
部４２ｂが、第１のＩ形リンク４１に連動する一
端４２ａと同一方向に移動することにより、第２
のＩ形リンク４４を第１のＩ形リンク４１と同一
方向に連動させて、後輪８ａ，８ｂを前輪２ａ，
２ｂと同位相に転舵する一方、可動支点４３を可
変リンク４２の一端４２ａと中央部４２ｂとの間
に位置付けしたときには、中央部４２ｂが一端４
２ａと逆方向に連動することにより第２のＩ形リ
ンク４４を第１のＩ形リンク４１とは逆方向に移
動させて、後輪８ａ，８ｂを前輪２ａ，２ｂとは
逆位相に転舵し、また、可動支点４３を中央部４
２ｂに一致させて位置付けたときには、一端４２
ａの車体前後方向移動に拘わらず第２のＩ形リン
ク４４の動きが停止することにより、前輪２ａ，
２ｂの転舵とは無関係に後輪８ａ，８ｂの転舵角
を零に、すなわち後輪８ａ，８ｂを車体前後方向
と平行な方向に転舵するようにしている。

また、コントローラ２０′の内部には第５図に
示すように、前輪転舵角に対する後輪転舵角特
性、すなわち前輪転舵角に対する可動支点４３の
支点位置特性が予め入力記憶された特性記憶部２
４′が備えられているとともに該コントローラ２
０′にはレバー比可変リンク４２上の可動支点４
３の位置を検出する後輪転舵センサ２３′の検出
信号が入力されている。そして、該コントローラ
２０′の内部には、上記第１実施例の構成に加え
て、第６図イに示すような三角波を発生する三角
波発生部５０と、該三角波発生部５０からの三角
波信号を第１コンパレータ２６からの差信号を基
準として大小判別する第３コンパレータ５１と、
該第３コンパレータ５１の出力信号を受けて０〜
ON作動する第１トランジスタ５２とを備え、該
第１トランジスタ５２のON作動により上記電動
機４７を駆動制御するように構成されている。よ
つて、可動支点４３の目標支点位置と実際支点位
置との差が大きいときには、第１コンパレータ２
６の差信号値もそれに応じて第６図イ中破線で示
す如く大きくなつて、第３コンパレータ５１の出
力信号が同図ロに示すように通流率の高い信号と
なることにより、第１トランジスタ５２のコレク
タ電流を増大せしめて電動機４７の回転数を高
め、可動支点４３の移動速度を速める一方、目標
支点位置と実際支点位置との差が小さいときに
は、第１コンパレータ２６の差信号値も小さくな
つて（同図イ中一点鎖線で示す）、第３コンパレ
ータ５１の出力信号が同図ハに示すように通流率
の低い信号となることにより、逆に電動機４７の
回転数を低くして、可動支点４３の移動速度を遅
くするようにしている。よつて、可動支点４３が
目標支点位置に近づくに従つてその移動速度が遅
くなるように構成されている。

また、上記コントローラ２０′の内部には、第
２コンパレータ２９の出力信号を受けてON作動
する第２トランジスタ５３と、該第２トランジス
タ５３のON作動に伴つてON作動するリレー５
４とが備えられ、該リレー５４の常閉接点５４ａ
は電動機４７の給電回路５５に介設した限流用抵
抗５６と並列に接続されている。よつて、実際車
速変化率が設定変化率より小さいときには、第２
コンパレータ２９の「Ｌ」レベル出力によりリレ
ー５４をOFF作動せしめて常閉接点５４ａで抵
抗５６を短絡することにより、電動機４７への給
電量を所定量として可動支点４３の移動速度を目
標支点位置との差に応じた設定速度とする一方、
実際車速変化率が設定変化率より大きいときに
は、リレー５４のON作動により常閉接点５４ａ
を開かせて抵抗５６を給電回路５５に介設するこ
とにより、電動機４７への給電量を減少させて可
動支点４３の移動速度を遅らせるように構成され
ている。

したがつて、上記第２実施例においては、実際
車速変化率が設定変化率より大きくなる加減速時
には、第２コンパレータ２９の「Ｈ」レベル信号
によりリレー５４がON作動して常閉接点５４ａ
が開き、抵抗５６が電動機４７の給電回路５５に
介設されることにより、電動機４７の回転数が低
下して可動支点４３の移動速度が遅くなるので、
上記第１実施例と同様に車両の姿勢変化を緩やか
にして操縦安定性の向上を図ることができるとと
もに、走行上の安全を確保することができる。

また、第７図は本発明の第３実施例を示し、油
圧制御式後輪転舵装置を第１実施例とは異なる手
段を用いて構成したものである。すなわち、方向
切換弁１５′はスプール１５′ａと、該スプール１
５′ａの左右両端に形成されたパイロツト室１
５′ｂ，１５′ｃとを有し、該各パイロツト室１
５′ｂ，１５′ｃにはそれぞれリターンスプリング
１５′ｄ，１５′ｅが縮装されてスプール１５′ａ
を図示の中立位置に位置付けている。さらに後輪
転舵装置７″には、油溜め５７内の油を吸入して
上記方向切換弁１５′の各パイロツト室１５′ｂ，
１５′ｃに圧油を供給するパイロツト油圧ポンプ
５８と、該油圧ポンプ５８から上記各パイロツト
室１５′ｂ，１５′ｃへの圧油供給方向を切換える
パイロツト切換弁５９とが備えられている。該パ
イロツト切換弁５９は方向切換弁１５′の右側パ
イロツト室１５′ｃへの圧油供給を許容する順方
向位置５９ａと、左側パイロツト室１５′ｂへの
圧油供給を許容する逆方向位置５９ｂとの２位置
を有し、順方向位置５９ａにあるときには右側パ
イロツト室１５′ｃへの圧油供給により方向切換
弁１５′のスプール１５′ａをその油圧に応じた量
だけ左方に移動させることにより、油圧アクチユ
エータ１１の両油圧室１１ｃ，１１ｄに作用する
油の圧力間にスプール移動量に応じた差圧を発生
させて右転用油圧室１１ｄへの油圧を大とするこ
とにより、油圧アクチユエータ１１のロツド１１
ａをその差圧に応じた量だけ右方に移動させて、
後輪８ａ，８ｂを右方（時計方向）に転舵する一
方、パイロツト切換弁５９が逆方向位置５９ｂに
あるときには同様にして油圧アクチユエータ１１
のロツド１１ａを左方（反時計方向）に転舵する
ように構成されている。

また、コントローラ２０″には第８図に示すよ
うに上記パイロツト油圧ポンプ５８を駆動するパ
イロツト電動機６０が接続されて該電動機６０を
給電量制御により回転数制御するようになされて
いるとともに、上記パイロツト切換弁５９の励磁
コイル５９ｃが接続されている。該コントローラ
２０″の内部には、目標転舵角演算部２５の目標
後輪転舵角が同位相であるか逆位相相であるかを
判定してパイロツト切換弁５９を適宜位置に位置
付けるよう励磁コイル５９ｃを励磁する第４コン
パレータ６１が備えられている。尚、第８図中、
第２図あるいは第５図に示すものと同様の機能を
有するものは同一の符号を付し、その詳細な説明
を省略する。

したがつて、上記第３実施例においては、実際
車速変化率が目標変化率より大きくなる加減速時
には、パイロツト電動機６０は給電量の減少によ
り回転数の上昇率および下降率が低下して、パイ
ロツト油圧ポンプ５８の吐出圧は上昇率および下
降率が低下する。このため、方向切換弁１５′の
スプール１５′ａの移動は除々に行われ、油圧ア
クチユエータ１１のロツド移動速度が遅くなるの
で、上記第１および第２の実施例と同様に車両の
姿勢変化を緩やかにして操縦安定性の向上を図る
ことができるとともに、走行上の安全性を確保す
ることができる。

尚、以上の説明では、車速の変化率が設定変化
率より大きいときを検出して後輪転舵速度を遅ら
せるよう制御したが、本発明はこれに限定され
ず、車速の変化率に応じて後輪転舵速度を連続的
に変化させるようにしてもよいのは勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、前輪転
舵角に対する後輪転舵角特性が車速に応じて変化
する４輪操舵装置において、後輪転舵速度を車速
の変化率に応じて制御するようにしたので、加減
速時における車両の姿勢変化を緩やかにすること
ができ、操縦安定性の向上を図ることができると
ともに走行上の安定性の向上を図ることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実
施例を示す全体概略構成図、第２図は第１図のコ
ントローラの内部構成を示す図、第３図は特性記
憶部に入力記憶される前輪転舵角に対する後輪転
舵角特性を示す図、第４図は第２実施例を示す全
体概略構成図、第５図は第４図のコントローラの
内部構成を示す図、第６図イ〜ハは三角波発生部
の出力波形および第３コンパレータの出力波形を
示す図、第７図は第３実施例を示す全体概略構成
図、第８図は第７図のコントローラの内部構成を
示す図である。 １……ステアリング装置、２ａ，２ｂ……前
輪、７，７′，７″……後輪転舵装置、８ａ，８ｂ
……後輪、１１……油圧アクチユエータ、１３…
…油圧ポンプ、１５……方向切換弁、１９……絞
り切換弁、１９ｂ……小開度位置、１９ｃ……大
開度の絞り、２０，２０′，２０″……コントロー
ラ、２４，２４′……特性記憶部、２５……目標
転舵角演算部、２６……第１コンパレータ、２７
……変化率検出部、２８……基準値設定器、２９
……第２コーパレータ、４２……レバー比可変リ
ンク、４３……可動支点、５０……三角波発生
部、５１……第３コンパレータ、５２……第１ト
ランジスタ、５３……第２トランジスタ、５４…
…リレー、５４ａ……常閉接点、５６……限流用
抵抗、１５′……方向切換弁、５８……パイロツ
ト油圧ポンプ、５９……パイロツト切換弁、５９
ａ……順方向位置、５９ｂ……逆方向位置、６０
……パイロツト電動機、６１……第４コンパレー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪を転舵するステアリング装置と、後輪を
   転舵する後輪転舵装置と、該後輪転舵装置を前輪
   転舵角に応じて制御するコントローラとを備え、
   該コントローラは、前輪転舵角に対する後輪転舵
   角特性が車速に応じて変化するとともに、後輪転
   舵速度を車速の変化率に応じて制御するように構
   成されていることを特徴とする車両の４輪操舵装
   置。 ２ コントローラは、車速の変化率が設定変化率
   より大きい時を検出して後輪転舵速度を低下させ
   るよう制御する特許請求の範囲第１項記載の車両
   の４輪操舵装置。