JPH0438623B2 - - Google Patents

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JPH0438623B2
JPH0438623B2 JP60011837A JP1183785A JPH0438623B2 JP H0438623 B2 JPH0438623 B2 JP H0438623B2 JP 60011837 A JP60011837 A JP 60011837A JP 1183785 A JP1183785 A JP 1183785A JP H0438623 B2 JPH0438623 B2 JP H0438623B2
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1518—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1545—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electrical assistance

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は４輪自動車等の前後輪操舵装置に関す
る。
〈従来の技術〉 本出願人は既に前輪の転舵に関連して後輪を転
舵し車速に応じて前輪に対する後輪の舵角比（転
舵比）を可変にする車輌の前後輪操舵装置（特願
昭57−134889号特開昭57−26364号参照）を提案
した。この装置に於ては、低速時には後輪を前輪
と逆位相または略零に転舵させ、他方高速時には
あつてはこれとは反対に後輪を前輪に対して同位
相に転舵させるもので、この転舵比は車速に対す
る連続的関数となり、一定の車速を境界としてこ
れより車速が高くなれば転舵比が正、即ち同位相
に、これより車速が低くなれば転舵比が負、即ち
逆位相になるように転舵比の連続的制御を行ない
（第５図Ｑ線参照）、低速及び高速に於ける操舵装
置の機能を両立させている。
これにより低速時には車輌の最小回転半径、内
輪差ともに大幅に減少し、車庫入れ、狭い屈曲路
での走行及びＵターンなどに於て車輌の取り廻し
性を飛躍的に向上させることができると共に、高
速時には車線変更などに於て操縦応答性を飛躍的
に向上させることができる。特に後輪の転舵比を
車速Ｕの関数ｆ（ｕ）＝（Ａ−Bu2）／（Ｃ−Du2）
（但しＡ，Ｂ，Ｃ及びＤは車輌の諸元により定ま
る定数）に従つて制御することにより車体すべり
角を零にすることができ、車輌がその旋回中心を
中心とする円弧の接線上を走行することとなり、
車輌の運動制御のために運転者に要求される負担
を効果的に軽減することができる。また、このよ
うにすることにより横加速度応答の位相遅れを減
少させることができることも車輌の操縦応答性を
改善する要素となつている。
しかしながら、前記関数は車輌が定常旋回即ち
一定車速にて一定曲率の旋回を行つているとの前
提に基づいて導出されるもので、実際には車輌が
加速または減速しつつ旋回を行なう場合が多い。
それは、車輌が比較的高速で屈曲路を走行する場
合には、運転者が各カーブの曲率を予測し当該曲
率に適した車速を選択してカーブに突入するが、
多くの場合予測の誤差を修正するためにカーブを
旋回し始めた後に車速を加減し直すこととなるか
らである。
本発明者が実車を用いて実験してみたところ、
一定車速を前提としてすべり角を零にするような
関数特性に基づいて舵角比を制御した場合には、
必ずしも期待された結果が得られないことが確認
された。即ち、旋回中に減速すると、車輌がカー
ブの内側に切れ込もうとし、逆に加速した場合に
は旋回軌跡が外側に膨もうとする傾向が現れる。
そこで加速度即ち車速の変化率を考慮した場合に
は車輌の操縦応答性を効果的に改善し得ることが
見出された。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の問題に鑑み、本発明の主
な目的は、車輌の前後輪操舵装置に於て転舵比関
数の特性を適切に定めることにより、車輌の操縦
応答性を改善し、車輌の運転を一層快適にかつ安
全にし得るような前後輪操舵装置を提供すること
にある。
〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、前輪の転
舵に関連せしめて前輪に対する後輪の舵角比を車
速に対応して可変制御する車輌の前後輪操舵装置
に於て、後輪の舵角比を車速について表わす複数
の関数から車速の変化率に応じていずれか１つの
関数を選択する選択手段と、選択された関数に従
つた舵角比と実舵角比とを比較して修正量を出力
するための比較処理手段と、前記修正量を後輪側
の操舵装置に出力するための出力制御装置とを有
することを特徴とする車輌の前後輪操舵装置を提
供することによりり達成される。また、多数の舵
角比関数を準備しなくとも、後輪の舵角比を設定
する手段に車速の変化率に応じて異なる遅延時間
を有する遅延手段を付設すると良い。
〈作用〉 このように前後輪操舵装置に於ける後輪の舵角
比を設定するに際して、車速ばかりでなく車速の
変化率をも考慮することにより車輌の操縦応答性
を大幅に改善することができる。
〈実施例〉 以下本発明の好適実施例を添付の図面について
詳しく説明する。
第１図から第３図は本発明が応用された前後輪
操舵装置の構成の一実施例を示している。ハンド
ル１のハンドル軸２はラツクピニオン式のギヤボ
ツクス３内に組込まれ、ラツク軸４の左右端には
タイロツド５，５が連結され、両タイロツド５，
５の外端には前輪７，７を支承したナツクルアー
ム６，６が連結されており、既知の如く、前輪
７，７はハンドル１の操舵方向へ転舵される。
一方前記ギヤボツクス３から後方へピニオン軸
８が導出され、この軸８の後端には自在継手９を
介して長尺のリンケージ軸１０が連結される。リ
ンケージ軸１０の後端には自在継手１１を介して
入力軸１２が連結されており、この入力軸１２は
車体後部の左右中心線上に位置されかつ軸受ブラ
ケツト１３にて回転自在に支承されている。
更に入力軸１２の後端には、第２図に併せて詳
細に示すように、後輪側の操舵装置が連結される
が、以下これについて説明する。先ず、入力軸１
２の後端にはクレビス１４を介して第２図に詳細
に示す揺動軸１５が連結され、この揺動軸１５の
中間にはジヨイント部材１６が遊嵌されている。
このジヨイント部材１６の左右端には玉継手２
６，２６を介してタイロツド２５，２５が連結さ
れかつジヨイント部材１６は車体幅方向に沿つて
設けられたアーム部材１７の中央部に固設されて
いる。
このアーム部材１７の一端はリンク部材１８及
びリンクブラケツト１９を介して車体側に連結さ
れ、その他端はリンク部材２０，２１及びリンク
ブラケツト２２を介して車体側に連結されてい
る。リンク部材２１のブラケツト側の枢軸２３は
リンク部材２１と一体的に回動する。両タイロツ
ド２５，２５の外部端は第１図に示すように後輪
２７，２７を支持するナツクルアーム２８，２８
に連結されている。
前記アーム部材１７の他端側の車体部分にはモ
ータ３１が配設され該モータの出力軸にはウオー
ムギヤ３２が装着され、前記リンク部材２１の枢
軸２３に一体的に装着されたセクタギヤ２４と歯
合している。また車輌には車載コンピユータ３３
を搭載しており、このコンピユータ３３は車速を
検出する車速センサ３４及びリンク部材２１の枢
軸２３の回動位置を検出する位置センサ３５から
の信号を受けて車速に応じた適正な制御信号をモ
ータ３１に送り、その回転を制御する。
第３図ａに示されたようにジヨイント部材１６
のピボツト点Ｐが入力軸１２の中心Ｏと一致して
いる場合には、入力軸１２と揺動軸１５とは同心
にて回動し、この時ジヨイント部材１６は左右に
揺動せず従つてタイロツド２５，２５は不動で、
前輪７，７のみが転舵され、後輪２７，２７は従
来形式の車輌と同様全く転舵されない。
モータ３１の回転制御によりそのウオームギヤ
３２及びこれに歯合するセクタギヤ２４を介して
リンク部材２１を下向きに傾動させると、アーム
部材１７は第３図ｂに示す如く左端部が下になる
ように傾斜する。このアーム部材１７の傾斜によ
りピボツト点Ｐは軸中心Ｏよりも下方へ変位し、
この時入力軸１２を、例えば反時計廻り方向へθ
だけ回動せしめればタイロツド２５，２５は第３
図ｂに於て破線で示す如く右動し、後輪２７，２
７は前輪７，７とは逆方向へ転舵されることとな
る。
モータ３１を逆転させ前記とは逆にリンク部材
２１を上向きに傾動させれば、アーム部材１７は
第３図ｃに示す如くその左端部が上になるように
傾斜する。その結果ピボツト点Ｐは軸中心Ｏより
も上方へ変位し、入力軸１２を前記と同様反時計
廻り方向へ角度θだけ回動させれば、タイロツド
２５，２５は第３図ｃに於て破線で示す如く前記
とは逆向きに左動し、後輪２７，２７も前輪７，
７と同方向へ転舵される。このようにしてピボツ
ト点Ｐの位置を変化させれば、前輪７に対する後
輪２７の舵角比をある範囲内で任意に変化させる
ことができる。
次に第４図及び第５図について上記実施例の作
動の要領について説明する。
第４図はコンピユータ３３の機能的構成を示す
もので、車速センサ３４により検出された車速は
所定の車速信号ｕとしてコンピユータ３３に入力
される。この車速信号ｕは、予め設定された関数
信号f0（＝ｆ(u)）に従い、変換手段イによつて転
舵比データk0に変換される。このとき用いられる
関数は、車速信号を微分手段ロにて微分処理して
得られた車速変化率、即ち加速度信号u′に基づい
て複数の関数曲線のうちから選択手段ハによつて
選択される。
第５図に示したように、加速度の絶対値が或る
範囲内のときは、舵角比関数が曲線Ｑにより与え
られるが、加速度が負値（減速状態）でその絶対
値が大きくなるに従い前記曲線Ｑの上側に位置す
る曲線Ｐ１，Ｐ２，…が順次選択され、加速度が
正値（加速状態）でその絶対値が大きくなるに従
い前記曲線Ｑの下側に位置する曲線Ｒ１，Ｒ２，
…が順次選択される。位置センサ３５は前記リン
ク部材２１の回動位置を検出するが、この回動位
置は実際に操舵状態に於ける転舵比に比例してお
り、この検出結果は実転舵比データknとしてコ
ンピユータ３３へ入力される。この実転舵比デー
タknと前記転舵比データkpから比較処理ニによ
つてkn−kpの相対的な差Δkを得る。この差Δkは
必要な転舵比を実現するために必要な舵角比の修
正量に対応するデータとしてコンピユータ３３か
ら出力制御装置４３に入力される。この出力制御
装置４３の出力側は前記モータ３１に接続され、
前記差Δkに対応した制御信号ｓを供給する。こ
うしてモータ３１は現在の車速に対応した転舵比
を実現する向きに回動されることとなる。
このようにして、第５図に示されたように、車
輌の旋回中に加速した場合には同位相にある後輪
の舵角比を減少させ車輌の運動軌跡が膨らもうと
するのを抑制し、逆に減速した場合には後輪の舵
角比を増大させ、車輌がカーブの内側に切れ込も
うとする傾向を抑制することができる。
第６図はコンピユータ３３の機能的構成の第２
の実施例を示すもので、車速の変化率の大小に応
じて舵角比関数を変更する構成手段については前
記実施例と異なるところはないが、舵角比関数と
しては、第７図に示すように３種Ｐ，Ｑ及びＲの
み準備されている。即ち加速度が一定範囲内であ
れば曲線Ｑが選択され、加速度が正方向に前記範
囲外であれば曲線Ｒが選択され、逆に負方向に範
囲外であれば曲線Ｐが選択される。更に車速を微
分処理して得た加速度信号の絶対値｜u′｜が遅延
手段としての遅延回路ホに供給され、該遅延回路
が出力装置４３に作用し加速度の絶対値の大小に
応じて選択された関数により定められる舵角比の
実現に要する時間を増減する。即ち加速度の絶対
値が小さければ比較的短時間で選択された関数に
従う舵角比が実現し、逆に加速度の絶対値が大き
ければ舵角比が徐々に所定値に達することとな
る。
上記実施例に於ては、コンピユータ３３に於け
る各処理がコンピユータ内に格納された所定の制
御プログラム（ソフトウエア）によつて実行され
るが、その他同機能の組合せからなる電気的回路
で構成することもできる。
更に本発明は上記実施例に限定されず前後輪を
油圧により操舵制御し前輪舵角情報を油圧により
伝達する前後輪操舵装置、或いは前輪舵角を電気
信号でコンピユータ３３に伝送するようにした前
後輪操舵装置などにも同様に適用し得る。
〈効果〉 このように本発明によれば、前後輪操舵の利
点、即ち高速走行に於ては操縦応答性が良好でし
かも低速走行に於ては車輌の取り廻し性が良好で
あるという基本的効果を維持し、特に高速域に於
いてスラローム走行あるいは定常円旋回中に加速
減を行なつた場合でも車輌の操縦応答性を極めて
良好とし、快適であつて疲労が少ない運転を可能
とし、より一層安全な車輌を実現する上での極め
て有意義な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明が適用された前後輪操舵装置を
備える車輌の概略的基本構造を示す斜視図であ
る。第２図は後輪操舵系の拡大斜視図である。第
３図ａ，ｂ及びｃは後輪操舵系の作動原理を示す
概念図である。第４図は車載コンピユータの機能
的構成を示すブロツク図である。第５図は上記実
施例に於ける舵角比出力特性図である。第６図は
コンピユータの機能的構成の第二の実施例を示す
ブロツク図である。第７図は第６図の実施例に於
ける舵角比出力特性図である。 １…ハンドル、２…ハンドル軸、３…ギヤボツ
クス、４…ラツク軸、５…タイロツド、６…ナツ
クルアーム、７…前輪、８…ピニオン軸、９…自
在継手、１０…リンケージ軸、１１…自在継手、
１２…入力軸、１３…軸受ブラケツト、１４…ク
レビス、１５…揺動軸、１６…ジヨイント部材、
１７…アーム部材、１８…リンク部材、１９…ブ
ラケツト、２０，２１…リンク部材、２２…ブラ
ケツト、２３…枢軸、２４…セクタギヤ、２５…
タイロツド、２６…玉継手、２７…後輪、２８…
ナツクルアーム、３１…モータ、３２…ウオーム
ギヤ、３３…コンピユータ、３４…車速センサ、
３５…位置センサ、４３…出力装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪の転舵に関連せしめて前輪に対する後輪
    の舵角比を車速に対応して可変制御する車輌の前
    後輪操舵装置に於て、 後輪の舵角比を車速について表わす複数の関数
    から車速の変化率に応じていずれか１つの関数を
    選択する選択手段と、 選択された関数に従つた舵角比と実舵角比とを
    比較して修正量を出力するための比較処理手段
    と、 前記修正量を後輪側の操舵装置に出力するため
    の出力制御装置とを有することを特徴とする車輌
    の前後輪操舵装置。 ２ 前輪の転舵に関連せしめて前輪に対する後輪
    の舵角比を車速に対応して可変制御する車輌の前
    後輪操舵装置に於て、 後輪の舵角比を車速について表わす３つの関数
    を備え、かつ車速の変化率が一定範囲内のときは
    第１の関数を選択し、車速の変化率が正方向に前
    記範囲外にあるときは第２の関数をまた負方向に
    前記範囲外にあるときは第３の関数をそれぞれ選
    択する選択手段と、 選択された関数に従つた舵角比と実舵角比とを
    比較して修正量を出力するための比較処理手段
    と、 前記修正量を後輪側の操舵装置に出力するため
    の出力制御装置と、 前記選択手段により舵角比関数を変更した場合
    に、新たに選択された舵角比の実現に要する時間
    を車速の変化率の絶対値の大小に応じて定めるた
    めの遅延手段とを具備することを特徴とする車輌
    の前後輪操舵装置。
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