JPH0717208B2 - 車両の前後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗用車等の車両の前後
輪操舵装置に関し、特に車速に対応した前輪に対する後
輪の転舵比をマニュアル操作により選択可能としたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、前輪の転舵に関連せしめて
後輪を転舵し、車速に対応して前輪に対する後輪の転舵
比を可変制御するようにした車両の前後輪操舵装置を提
案した（特願昭５７−１３４８８９号等）。その概要
は、低車速で、後輪を前輪と逆位相に転舵し、または後
輪舵角を略零にし、比較的高車速では、後輪を前輪と同
位相に転舵するものである。そして前輪に対する後輪の
転舵比は、車速に対し連続的関数となり、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を正の同
位相に、これより車速が低くなれば転舵比を負の逆位相
になるよう連続的な転舵比の制御（例えば図５の特性Ｑ
参照）を行なって、低速走行及び比較的高速走行におけ
る前後輪転舵機能を両立させている。従って低速走行に
おいて、前後輪の逆位相転舵により、車両の最小回転半
径、内輪差とも大幅に減少し、車庫入れ、狭い屈曲路で
の走行及びＵターン等、車両の取り廻し性を向上できる
とともに、比較的高速走行においては、前後輪の同位相
転舵により、車線変更等における縦舵応答性を向上でき
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、車
速に対応した前輪に対する後輪の転舵比を、予め設定さ
れた単一の特性曲線データに基づき可変制御していた。
しかしながら、道路状況や運転者の好み等に応じて、例
えば比較的高速走行においては、後輪の同位相転舵の度
合いを弱くしたり、むしろ若干の逆位相側にしたりし
て、スポーティ性を持たせる等、任意に転舵比を選択で
きれば、運転者にとって便利なものとなる。

【０００４】そこで本発明の目的は、車速に対応した前
輪に対する後輪の転舵比を、道路状況や運転者の好み等
に応じて選択でき、比較的高速での走行に求められるス
ポーティ傾向等の車両の運動特性を可変にできるととも
に、低速走行における後輪の逆位相転舵による確実な車
両の取り廻し性を確保できる前後輪操舵装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
本発明は、前輪の転舵に関連せしめて後輪を転舵する後
輪転舵装置と、車速に対応して前輪に対する後輪の転舵
比を可変制御する転舵比制御装置とを備え、後輪を前輪
と逆位相・同位相に転舵可能とした車両の前後輪操舵装
置において、転舵比の特性を選択するマニュアル選択手
段を設けるとともに、転舵比制御装置は、低車速領域に
おいて転舵比が収束す複数の転舵比特性を備え、マニュ
アル選択手段の転舵比選択に基づき、複数の転舵比特性
の一つに対応して前記転舵比を可変制御するように構成
したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】マニュアル選択可能な各転舵比特性は、低車速
領域において転舵比が収束するので、車両の取り廻し性
が重視される低速走行において、その取り廻し性を確実
に確保でき、道路状況や運転者の好み等に応じて、比較
的高速での走行に求められるスポーティ傾向等の車両の
運動特性のみ可変にできる。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明を適用した車両の前後輪操舵装置の概略基
本構造を示す図１において、ハンドル１のハンドル軸２
は、ラックピニオン式のギヤボックス３に組み込まれ、
ラック軸４の左右端には、タイロッド５，５が夫々連結
され、タイロッド５，５の外端には、ナックルアーム
６，６が夫々連結されており、ナックルアーム６，６に
前輪７，７が夫々支承されている。前輪７，７は、既知
の如くハンドル１の操舵方向に転舵される。

【０００８】ギヤボックス３からは、後方にピニオン軸
８が導出され、このピニオン軸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が連結されており、
このリンケージ軸１０の後端には、自在継手１１を介し
て後輪転舵装置の入力軸１２が連結されている。この入
力軸１２は、車体後部の左右中心線上に配置され、且つ
軸受ブラケット１３にて回転自在に支承されている。入
力軸１２の後端には、図２に示す通り、自在継手１４を
介して揺動軸１５が連結されており、この揺動軸１５の
中間には、ジョイント部材１６が遊嵌されている。この
ジョイント部材１６には、車体幅方向に延びるアーム部
材１７の中央が連結されており、このアーム部材１７
は、右端がリンク部材１８及びブラケット１９を介し
て、左端がリンク部材２０，２１及びブラケット２２を
介して車体側に夫々支持されている。リンク部材２１と
一体に回動する枢軸２３には、セクタギヤ２４が設けら
れている。ジョイント部材１６の左右には、後輪転舵用
のタイロッド２５，２５がボールジョイント２６，２６
を介して夫々連結され、タイロッド２５，２５の外端に
は、後輪２７，２７を支承するナックルアーム２８，２
８が夫々連結されている。

【０００９】そして前記アーム部材１７の左側方の車体
側には、モータ３１が配設されており、このモータ３１
の出力軸には、ウォームギヤ３２が設けられ、このウォ
ームギヤ３２は、前記セクタギヤ２４に噛合している。
更に車両には、転舵比制御装置であるコンピュータ３３
が搭載されており、このコンピュータ３３は、車速を検
出する車速センサ３４からの検出信号と、前記リンク部
材２１の回動位置を検出する位置センサ３５からの検出
信号とを受けて、後述する如く車速に応じた適正な制御
信号を前記モータ３１に送り、その回転を制御する。

【００１０】次に後輪転舵装置の作動を説明する。先ず
図３（ａ）のように、前記ジョイント部材１６のピボッ
ト点Ｐが、前記入力軸１２の中心Ｏに一致している場合
は、ハンドル１を操作しても、入力軸１２とピボット点
Ｐをなす前記揺動軸１５とが同芯にて回動し、ジョイン
ト部材１６は左右に揺動せず、タイロッド２５，２５が
不動のため、後輪２７，２７の転舵は行なわれず、前輪
７，７のみが転舵される。そして車速が設定値以下の低
速走行時には、コンピュータ３３が、車速センサ３４か
らの信号を受けて、モータ３１の回転を制御し、モータ
３１の回転によりウォームギヤ３２を介してセクタギヤ
２４を回動し、このセクタギヤ２４と枢軸２３を介して
一体の前記リンク部材２１が下方へ揺動して、図３
（ｂ）のように、アーム部材２１は、左端部が下方にな
るように傾斜する。これによりピボット点Ｐは、入力軸
中心Ｏよりも下方に位置し、この状態で、例えばハンド
ル１の右転舵操作を行なって、入力軸１２を、例えば反
時計方向へ角度θだけ回動すれば、破線で示す如くタイ
ロッド２５，２５が右側へ移動し、後輪２７，２７は、
前輪７，７の転舵と逆方向の左に転舵される。この時の
前後輪の転舵比は、車速に応じて連続的に変化せしめら
れる。また車速が前記設定値を超える高速走行時には、
コンピュータ３３がモータ３１の回転を逆転制御して、
図３（ｃ）のように、アーム部材２１を右端部が下方に
なるように傾斜する。これによりピボット点Ｐは、入力
軸中心Ｏよりも上方に位置し、この状態で、例えば前記
と同様にハンドル１の右転舵操作を行なって、入力軸１
２を、例えば反時計方向へ角度θだけ回動すれば、破線
で示す如くタイロッド２５，２５が左側へ移動し、後輪
２７，２７は、前輪７，７の転舵と同じの右に転舵され
る。この時の前後輪の転舵比も、前記と同様に車速に応
じて連続的に変化せしめられる。尚、以上の車速に対応
した転舵比の特性は、例えば図５の曲線状をなす特性Ｑ
として表わせられる。

【００１１】次に本発明に係るマニュアル選択に応じた
転舵比制御の具体例について説明する。先ず図２の通
り、コンピュータ３３には、複数の押し釦３６，３７，
３８，３９，４０，４１を並べた転舵比のマニュアル選
択手段、即ちマニュアル選択スイッチ４２を接続する。
このマニュアル選択スイッチ４２は、車速に対応した複
数の転舵比特性を任意に選択可能とするもので、例えば
車両室内のインストルメントパネル等に配置して、運転
者が着座状態で操作できるようにされている。

【００１２】そして図４は後輪転舵制御系の機能ブロッ
クの構成を示したもので、前記車速センサ３４から検出
された車速信号は、所定の車速データ（ｕ）としてコン
ピュータ３３に入力する。この車速データ（ｕ）は、変
換処理（イ）によって、予め設定された対応する転舵比
データ（ｋｏ）（＝ｆ（ｕ））に変換される。この変換
処理（イ）において、車速データ（ｕ）に対応する転舵
比データ（ｋｏ）は、コンピュータ３３のメモリ内に変
換用データ（ハ）として予め設定記憶してあり、この変
換用データ（ハ）は、図５の曲線状をなす複数の転舵比
特性で表わされる。

【００１３】また前記マニュアル選択スイッチ４２によ
って選択された選択情報は、前記変換処理（イ）に与え
られ、図５に示した複数の転舵比特性、即ち予め設定し
た複数の転舵比関数の特性（１ｋ），（２ｋ），（３
ｋ），（４ｋ）…（Ｎｋ）の中から一つの転舵比特性が
選択される。この複数の転舵比特性（１ｋ），（２
ｋ），（３ｋ），（４ｋ）…（Ｎｋ）は、マニュアル選
択スイッチ４２の各押し釦３６，３７，３８，３９…４
１に対応し、変換処理（イ）は、図５の転舵比特性から
選択された一つの特性に従って、実際の車速をこれに対
応した転舵比データへ変換することになる。

【００１４】更に前記位置センサ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
の操舵状態にお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（ｋｍ）としてコンピュータ３３
に入力する。

【００１５】この実転舵比データ（ｋｍ）と前記転舵比
データ（ｋｏ）から比較処理（ニ）によって、（ｋｍ）
−（ｋｏ）の相対的な差データ（△ｋ）を得る。この差
データ（△ｋ）は、必要な転舵比に修正するためのデー
タであり、コンピュータ３３から出力して、出力制御手
段４３に入力する。この出力制御手段４３の出力側は、
前記モータ３１に接続し、前記差データ（△ｋ）に対応
した制御信号（ｓ）を供給する。従ってモータ３１は、
現在の車速に対応した転舵比になるまで回転し、修正さ
れることになる。

【００１６】ここで、車速に対応する転舵比関数の特性
は図５の如く設定されており、その特性（１ｋ）がスポ
ーティ性を持ち、（２ｋ），（３ｋ），（４ｋ）…（Ｎ
ｋ）とＮの数字が大きくなるほど操舵が楽（イージー）
になるもので、特に図５から明らかな通り、各転舵比特
性（１ｋ），（２ｋ），（３ｋ），（４ｋ）…（Ｎｋ）
は、前後輪転舵比が低車速領域において収束するものと
なっている。例えば、（Ｎｋ）と（３ｋ）では逆位相の
転舵比を示す所定車速より高い車速で異なる転舵比を示
し、所定車速より車速０までの低車速領域で収束し、同
一の転舵比を示している。尚、コンピュータ３３におけ
る各処理は、コンピュータ３３内に格納された制御プロ
グラム（ソフトウェア）によって実行される。

【００１７】以上のようにマニュアル選択可能な各転舵
比特性（１ｋ），（２ｋ），（３ｋ），（４ｋ）…（Ｎ
ｋ）は、図５に示した通り、前後輪転舵比が低車速領域
において収束するものであり、即ち車両の取り廻し性が
重視される低速走行においては、その取り廻し性を確実
に確保できるものとなっており、道路状況や運転者の好
み等に応じて、比較的高車速領域での走行に求められる
スポーティ傾向やイージー傾向等、車両の運動特性のみ
可変にできるものとなる。

【００１８】尚、実施例においては、転舵比制御装置と
して、車載のコンピュータを利用したが、その他、同機
能の組み合わせからなる電気的回路で構成しても良い。
また転舵比のマニュアル選択スイッチを押し釦により構
成したが、その他、連続的に可変にできるスライド式の
マニュアル選択手段であっても良い。更に本発明は、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ュータ等の制御装置に伝
送するようにした前後輪操舵装置等にも同様に適用でき
る。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車速に対
応した前輪に対する後輪の転舵比の特性を選択するマニ
ュアル選択手段の転舵比選択に基づき、前後輪転舵比が
低車速領域において収束する複数の転舵比特性の一つに
対応して前後輪転舵比を可変制御するよう構成した転舵
比制御装置を備える前後輪操舵装置のため、マニュアル
選択可能な各転舵比特性は、前後輪転舵比が低車速領域
において収束するので、車両の取り廻し性が重視される
低速走行において、その取り廻し性を確実に確保するこ
とができ、道路状況や運転者の好み等に応じて、比較的
高速での走行に求められるスポーティ傾向等の車両の運
動特性のみ可変にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した車両の前後輪操舵装置の概略
基本構造お示す斜視図

【図２】その後輪操舵系の拡大斜視図

【図３】（ａ）乃至（ｃ）は機構部の作用説明図

【図４】後輪転舵制御系の機能ブロック図

【図５】本発明に係る車速に対する前後輪転舵比の特性
図

【符号の説明】

１……ハンドル、７……前輪、２７……後輪、６６……
転舵比制御装置、３４……車速センサ、４２……マニュ
アル選択手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪の転舵に関連せしめて後輪を転舵する
   後輪転舵装置と、車速に対応して前輪に対する後輪の転
   舵比を可変制御する転舵比制御装置とを備え、後輪を前
   輪と逆位相・同位相に転舵可能とした車両の前後輪操舵
   装置において、 前記転舵比の特性を選択するマニュアル選択手段を設け
   るとともに、前記転舵比制御装置は、低車速領域におい
   て転舵比が収束する複数の転舵比特性を備え、前記マニ
   ュアル選択手段の転舵比選択に基づき、前記複数の転舵
   比特性の一つに対応して前記転舵比を可変制御するよう
   に構成したことを特徴とする車両の前後輪操舵装置。