JPS62227870A

JPS62227870A - 車両の４輪操舵装置

Info

Publication number: JPS62227870A
Application number: JP7276586A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Miyoshi; 三好　晃彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-06

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）本発明は前輪ど共に後輪をも転舵するようにした車両の
４輪操舵装置に関する。

（従来技術およびその問題点）車両のなかには、所謂４輪操舵と呼ばれるように、前輪
と共に後輪をも転舵させるようにしたものがある。

この４輪操舵では、前輪舵角に対する後輪舵角の比、つ
まり後輪転舵比を運転状態に応じて可変とすることが一
般的であり、このうち特開昭６０−８５０６７号公報に
見られるように、車速に応じて後輪転舵比を変えるよう
にしてものが知られている。

このように車速に感応させて後輪転舵比を制御するよう
にしたものでは、各車速における後輪転舵比の値は、定
常走行状態での車両の要求に基づいて決定されている。

前記特開昭６０−８５０６７号公報に開示の転舵比特性
を例に説明すれば、市街地走行など低速運転時での車両
の回頭性に対する要求と、高速道路などでのレーンチェ
ンジなど変速時における車両の安定性に対する貿求とに
基づいて、車速が小さいときには逆位相側にある後輪転
舵比が与えられ、車速か大きいときには同位相側にある
後輪転舵比が与えらえている。

しかし、いずれにせよ車速に感応させて後輪転舵比を変
えるようにしたものでは、例えハンドル舵角が一定であ
ったとしても車速の変化に伴なって後輪転舵比が変化し
、後輪の転舵がなされることから、車速が変化する過渡
期、換言すれば後輪転舵比が変化する過渡期での安全対
策が必要となる。

これに対し、車速の変化速度（以下、加速度という）が
所定値を越えたときには、後輪転舵比の変化速度を小さ
くすることが提案されている（前記特開昭６０−８５０
６７号公報参照）。

この提案によれば、急加速、急減速の運転状態では後輪
転舵比の変化がゆっくりと行われるため、車両の急激な
る挙動変化が抑えられて車両の安定性が確保されること
となる。

しかしながら、後輪転舵比が変化する過渡期での安全対
策としては、運転者に与える感覚的な面からのアプロー
チも必要となる。

そこで、本発明は、後輪転舵比が変化する過渡期での安
全対策を、運転者に与える感覚的な面から施すようにし
た車両の４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、作用）本発明は、後輪
転舵比の変化速度を見たときに、この後輪転舵比の変化
速度が変化することは、これに伴う車両の挙動変化か運
転者の予測と異なるものとなり易い点に着目し、後輪転
舵比の変化速度と車両の速度変化（加速度）との対応関
係を切離して、車両の加速度の大小に係らず後輪転舵比
の変化速度を略一定とするようにしたものである。

具体的には、車速に応じて後輪転舵比を制御するように
した車両の４輪操舵装置を前提として、第１図に示すよ
うに、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記後輪転
舵比の変化速度を規制する規制手段と、前記加速度検出手段からの信号を受け、車両の加速度の
大小に係らず後輪転舵比の変化速度がほぼ一定となるよ
うに、車両の加速度が大きい程前記規制手段による規制
量を大きくする規制量調整手段とを備えた構成としであ
る。

このような構成とすることにより、車速の変化の大小に
係らず後輪転舵比の変化速度がほぼ一定とされるため、
後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化に対する予測が
可能となる。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第２図において、ＩＲは右前輪、ＩＬは左前輪、２Ｒは
右後輪、２Ｌは左前輪であり、左右の前輪ＩＲ１ＩＬは
前輪転舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｒ１
２Ｌは後輪転舵機構Ｂにより連係されている。

前輪転舵機構Ａは、実施例では、それぞれ左右一対のナ
ックルアーム３Ｒ１３Ｌおよびタイロッド４Ｒ２４Ｌと
、該左右一対のタイロッド４Ｒ１４Ｌ同志を連結するり
レーロッド５とから構成されている。この前輪転舵機構
Ａにはステアリング機構Ｃが連係されており、このステ
アリング機構Ｃは、実施例ではラックアンドビニオン式
とされている。すなわち、リレーロッド５にはラック６
が形成される一方、該ラック６と噛合うピニオン７が、
シャフト８を介してハンドル９に連結されている。これ
により、ハンドル９を右に切るような操作をしたときは
、リレーロッド５が第２図左方へ変位して、ナックルア
ーム３Ｒ１３Ｌがその回動中心３Ｒ’、３Ｌ′を中心に
して上記ハンドル９の操作変位量つまりハンドル舵角に
応じた分だけ同図時計方向に転舵される。同様に、ハン
ドル９を左に切る操作をしたときは、この操作変位量に
応じて、左右前輪ＩＲ１ＩＬが左へ転舵されることとな
る。

後輪転舵機構Ｂも、前輪転舵機構Ａと同様に、それぞれ
左右一対のナックルアームｌ０Ｒ１１０Ｌおよびタイロ
ッド１１Ｒ１ＩＩＬと、該タイロッド１１Ｒ，１１Ｌ同
志を連結するリレー口・ンド１２と、を有し、実施例で
は、後輪転舵機構Ｂが油圧式のパワーステアリング機構
りを備えた構成とされている。

このパワーステアリング機構りについて説明すると、リ
レーロッド１２にはシリンダ装置１３が付設されて、そ
のシリンダ１３ａが車体に固定される一方、シリンダ１
３ａ内を２室１３ｂ、１３Ｃに画成するピストン１３ｄ
が、リレーロッド１２に一体化されている。このシリン
ダ１３ａ内の２１１３　ｂ、　　１３　ｃハ、＆ｖｌ　
４あるいはｌ　５を介してコントロールバルブ１６に接
続されている。また、このコントロールバルブ１６には
、それぞれリザーバタンク１７より伸びる配管１８．１
９が接続され、オイル供給管となる配管１８には、図示
を略すエンジンにより駆動されるオイルポンプ２０が接
続されている。上記コントロールバルブ１６は、そのコ
ントロールロッド２１がスライディング式とされたいわ
ゆるブースタバルブタイプ（スプールタイプ）とされて
、該コントロールロッド２１の入力部２１ａが後述する
転舵比変更装置Ｅの移動部材として兼用され、またコン
トロールロッド２１の出力部２１ｂは、後輪転舵機構Ｂ
の１９レーコンド１２に一体化されている。

このようなパワーステアリング機構りにあっては、既知
のように、上記コントロールロッド２１が第２図左方向
に変位されると、リレーロッド゛１２が第２図左方向へ
変位され、これにより、ナックルアームｌ０Ｒ１ＩＯＬ
がその回動中心１０Ｒ′、１０Ｌ゛を中心にして第２図
時計方向に回動して、後輪２Ｒ１２Ｌが右へ転舵される
。そして、この転舵の際、コントロールロッド２１の変
位量に応じて、シリンダ装置１３の室１３ｂ内にはオイ
ルが供給され、上記リレーロッド１２を駆動するのを補
助するＣ倍力作用）。同様に、コントロールロッド２１
を第２図右方向に変位させたときは、この変位量に応じ
て、シリンダ装置１３の倍力作用を受けつつ（オイルは
室１３ｂへ供給される）、後輪２Ｒ１２Ｌが左へ転舵さ
れることになる。

前輪転舵機構Ａも、後輪転舵機構Ｂと同様にパワーステ
アリング機構Ｆを有するものとされている。このパワー
ステアリング機構Ｆは、前輪転舵機構Ａのリレーロッド
５に対して付設されたシリンダ装置６５を備え、そのシ
リンダ６５ａが車体に固定される一方、該シリンダ６５
ａ内を２室６５ｂ、６５ｃに画成するピストン６５ｄが
、リレーロッド５に一体化されている。このシリンダ６
５ａ内の２室６５ｂ、６５ｃは、配管６６あるいは６７
を介して、ステアリング機構Ｃのシャフト８に設けた回
転型のコントロールバルブ６８に接続されている。この
コントロールバルブ６８は、前記オイルポンプ２０の吐
出側において接続された分流弁６９より伸びる配管７０
、および配管１９より分岐した配管７１が接続されてい
る。

このようなパワーステアリング機構Ｆは、ハンドル９の
操作力を倍力（シリンダ装置６５の室６５ｂあるいは６
ｅｃに対するオイルを供給することによる倍力）してリ
レーロッド５に伝達するもので、このようなパワーステ
アリング機構Ｆ自体の作用は、基本的には前記パワース
テアリング機構りと同じなのでこれ以上の詳細な説明は
省略する。

ステアリング機構′構Ｃと後輪転舵機構Ｂとは、前輪転
舵機構Ａおよび転舵比変更装置Ｅを介して連係されてい
る。この転舵比変更装置Ｅからは、入力ロッド２２が前
方へ伸び、そり前端部に取付けたビニオン２３が、前輪
転舵機構Ａのリレーロッド５に形成したラック２４と噛
合されている。なお、転舵比変更装置Ｅの出力ロットは
、前述のように、コントロールバルブ１６におけるコン
トロールコツト２１の入力部２１ａによって兼用されて
いる。

転舵比変更装置Ｅの一例を第３図により説明する。この
転舵比変更装置Ｅにあっては、前記コントロールコツト
２１の入力部２１ａは、車体に対して車幅方向に摺動自
在に保持されており、その移動軸線を交１　として示し
である。また、この転舵比変更装置Ｅは、揺動アーム３
１を有しており、この揺動アーム３１は、その基端部が
、ホルダ３２に対してピン３３により揺動自在に枢若さ
れている。このホルダ３２は、その回動＠３２ａが、前
記入力部２１ａの移動軸縁立１と直交する直交縁立２を
中心として回動自在に車体に保持されている。そして、
前記ピン３３は、この両縁立１とＭ２との交点部分に位
置すると共に、直交縁立２と直交する方向に伸びている
。したがって、揺動アーム３１は、ピン３３を中心にし
て揺動目在とされるが、ホルダ３２を回動させることに
よって、このピン３３と移動軸線ｉｔ　とのなす傾斜角
、すなわちピン３３を中心とした揺動軌道面の移動軸縁
立１と直交する面（基準面）に対する傾斜角が可変とさ
れる。

前記揺動アーム３１の先端部と入力部２１ａとは、連結
ロッド３４により連結されている。すなわち、連結部材
３４は、ポールジヨイント３５を介して揺動アーム３１
の先端部に連結され、またホールジヨイント３６を介し
て、入力部２１ａに連結されている。

前述のような連結ロッド３４により、揺動アーム３１の
各端部にあるポールジヨイント３５と３６との間隔は、
常に一定に保持されることになる。したがって、上記ホ
ールジヨイント３５か第３図左右方向に変位すれば、こ
の変位に応じて、人力部２１ａが第３図左右方向に変位
されるこことなる。

揺動アーム３１のピン３３を中心とした揺動は、ステア
リング機構Ｃの操作変位すなわちハンドル舵角に応じて
なされるものであり、このため実施例では、連結ロッド
３４に対して、傘歯車からなる回動板３７が連結されて
いる。この回動板３７は、その回動軸３７ａが移動軸線
ｆＬ１にあるように車体に回動自在に保持され、この回
動板３７の偏心部分に対しては、前記連結ロッド３４が
ポールジヨイント３８を介して摺動自在に貫通している
。そして、傘歯車からなる回動板３７に対しては、前記
入力ロット２２に連結された傘歯車３９が噛合されてい
る。

このような回動板３７により、揺動アーム３１は、ハン
ドル舵角に応じた量だけピン３３を中心にして揺動され
ることになるが、ピン３３の軸線と移動軸縁立１とが傾
斜していると、このピン３３を中心とした揺動に伴なっ
て、ポールジヨイント３５が第３図左右方向すなわち移
動軸線ｆＬｔ方向に変位し、この変位は、連結ロッド３
４を介して入力部２１ａに伝達されて、該入力部２１ａ
が変位されることになる。そして、このポールジヨイン
ト３５の第３図左右方向の変位は、ピン３３を中心とし
た揺動アーム３１の揺動角が同じであったとしても、ピ
ン３３の傾斜角すなわちホルダ３２の回動角が変更する
と、変更されることになる（転舵比変化）。

前記傾斜角を変更するため、ホルダ３２の回動軸３２ａ
に対して、ウオームホイールとしてのセクタギア４０が
取付けられると共に、該セクタギア４０に噛合するウオ
ームギア４１が、一対の傘歯車４２．４３を介して、傾
斜角変更手段としてのステッピングモータ４４により回
転駆動されるようになっている。

ここで、上述した揺動アーム３１のピン３３を中心とし
た揺動角および揺動アーム３１の傾斜角（ピン３３の傾
斜角）が、ポールジヨイント３５（入力部２１ａ）の移
動軸縁立１方向の変位に与える影響について説明する。

いま、揺動アーム３１のピン３３を中心とじた揺動角を
θ、移動軸縁立１と直交する基準面をδ、揺動アーム３
１の揺動軌道面が上記基準面δとなす傾斜角をα、ポー
ルジヨイント３５のピン３３からの偏心距離をｒとする
と、このポールジヨイント３の移動軸縁立１方向の変位
Ｘは、Ｘ＝　ｒｔａｎ　α・ｅ　　ｓ１ｎθとなって、
αおよびθをパラメータとする関数となる。したがって
、傾斜角αをある一定の値に固定すれば、Ｘはθの関数
つまりハンドル舵角ＯＦに応じたものとなり、この傾斜
角αの値全変更すれば、ハンドル舵角θＦが同じであっ
たとしてもＸの値が変化することになる。そして、この
傾斜角αの変更が転舵比（Ｒ）の変化となって表われる
こととなる。すなわち、ステッピングモータ４４の回転
角（ステッピング数値）と転舵比とが一義的に対応した
ものとなっている。

この転舵比Ｒは、第４図に示すように、車速（Ｖ）をパ
ラメータとして可変とされ、この転舵比特性としては、
ここでは低速運転状態では逆位相側にある転舵比が与え
られ、高速運転状態では同位相側にある転舵比が与えら
れて、車速が大きくなる程転舵比が同位相方向に変化す
るようになっている。したがって、ハンドル舵角θＦが
一定であったとしても、車速の変化に伴って、第５図に
示すように加速状態では後輪転舵比（Ｒ）が同位相方向
に変化し、減速状態では後輪転舵比（Ｒ）が逆位相方向
に変化することとなる。

ここで、後輪２Ｒ１２Ｌを強制的に中立位置すなわち直
進状態とするために、後輪用パワーステアリング機構り
には、一対のリターンスプリング１３ｅ、１３ｆが付設
されている。この両スプリング１３ｅ、１３ｆは、それ
ぞれ後輪用リレーロッド１２を左右逆方向から互いに等
しい力で付■している。また、前記パワーステアリング
機構りの両油室１３ｂと１３ｃとは、連通路４６を介し
て接続されると共に、該連通路４６には、電磁式の開閉
弁４７が接続されている。これにより、開閉弁４７を閉
じた状態では、油室１３ｂあるいは１３ｃに対する油圧
の供給により後輪２Ｒ１２Ｌがスプリング１３ｅあるい
は１３ｆに抗して転舵され、開閉弁４７を開として両油
室１３ｂと１３Ｃとを同圧にすると、スプリング１３ｅ
、１３ｆの作用により、後輪２Ｒ５２Ｃは強制的に中立
位置とされる。勿論、このスプリング！３ｅ、１３ｆの
付勿力は、旋回時に後輪２Ｒあるいは２Ｌから受ける外
力に抗して中立位置をとり得るような大きさに設定され
ている。

また、前記ステッピングモータ４４により駆動されるセ
クタギア４０は、その両揺動ストローク端が、同位相側
ス）ツバ４８、逆位相側ストッパ４９（第３図参照）に
より規制されるようになっている。

第２図中、５１は例えばマイクロコンピュータにより構
成された制御ユニットで、この制御ユニット５１には、
車速センサ５３からの信号が入力され、また、この制御
ユニット５１からは、前記ステッピングモータ４４およ
び開閉弁４７に出力される。

さて次に、上記制御ユニット５１による制御内容につい
て、第６図に示す機能ブロック図に基づいて説明する。

図中、符号７１は転舵比演算回路でこの転舵比＠算回路
７１では、車速センサ５３からの車速信号（Ｖ）に基づ
いて対応する目標転舵比（Ｒ）が算出される。勿論、予
めメモリー内に記憶された転舵比データ（第５図参照）
から車速（Ｖ）に対応する目標転舵比（Ｒ）を決定する
ものであってもよい。得られた目標転舵比（Ｒ）は七〜
り駆動信号生成回路７２に入力されて、目標転舵比（Ｒ
）とするのに必要なモータ４４の目標ステラッピング数
ＣＰに変換され、このモータ駆動信号生成回路７２から
は目標ステッピング数ＣＰに対応するパルス信号が出力
される。このパルス信号は、後述する遅延回路７３、ド
ライバー回路７４を経てステッピングモータ４４に入力
される。これによりステッピングモータ４４はパルス信
号の入力速度に応じた速度で目標ステッピング数ＣＰま
で駆動されて、後輪転舵比が目標転舵比（Ｒ）に変更さ
れることとなる。

前記遅延回路７３では、ドライ／へ一回路７４に向けて
出力するパルス信号を、所定時間（Ｔ）だけ遅らせる遅
延処理がなされる。この遅延時間Ｔは遅延時間設定回路
７５において、微分回路７６からの車両のカロ速度信号
Ｖに応じた値に設定されるようになっている。

すなわち、車速センサ５３からの車速信号（Ｖ）は、微
分回路７６に入力されて、車速の変化速度つまり車両の
加速度（Ｖ）が算出され、遅延時間設定回路７５では、
前記加速度（Ｖ）に基づいて、第７図に示すように、加
速度Ｖが大きくなる程遅延時間Ｔを大きな値とする遅延
時間Ｔの設定がなされる。

これにより、第８図に示すように、車両の加速度（Ｖ）
に対応するモータ４４の駆動速度つまり目標転舵比の変
更速度に対するモータ４４の駆動速度が抑えらることと
なる。そして、このモータ駆動速度の規制は、第９図に
示すように車両の加速度（Ｖ）の大小に係らず後輪転舵
速度、つまり後輪転舵比の変化速度がほぼ一定となるよ
うに設定されている。

したがって、車速か変化することに伴なう後輪転舵比の
変化速度が車速の変化速度（Ｖ）と切り離されて、はぼ
一定の速度とされるため、この後輪転舵比が変化するこ
とに伴なう車両の挙動変化の予測性、つまり運転者がど
のような車両の挙動変化を起こすかという予測が可能と
なり、この予測可能性の面から後輪転舵比が変化する過
渡期での安全性を高めることができる。

以上、本発明の詳細な説明したが、制御ユニット５１を
コンピュータによって構成する場合は、デジタル式、ア
ナログ式のいずれであってもよい。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、後輪
転舵比の変化速度をほぼ一定とする規制がなされるため
、車両の挙動変化に対する運転者の予測が可能となり、
この面から後輪転舵比が変化する過渡期での安全性を図
ることができる。特に大きな車速変化における不確定な
車両の挙動変化を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施例を示す全体平面図、第３図は後輪転舵機構部分を説明するスケルトン図、第４図は後輪転舵比制御の一例を示す特性図。第５図は前輪舵角に対する後輪舵角の変化を示す図、第６図は後輪変化速度制御におけるブロック図、第７図は実施例における遅延時間設定図、第８図は実施
例における車速の変化速度とモータ駆動速度との対応図
、第９図は実施例における車速の変化速度と後輪転舵比変
化速度つまり後輪が転舵される速度との対応図である。Ａ：前輪転舵機構Ｂ：後輪転舵機構Ｒ：後輪転舵比変更装置１Ｒ１ＩＬ：前輪２Ｒ１２Ｌ：後輪４４ニスチツピングモータ５１：制御ユニット５３：車速センサ７１：転舵比演算回路７３：遅延回路７４ニドライバ一回路７５：遅延時間設定回路７６：微分回路Ｖ：車両の加速度Ｔ：遅延時間

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車速に応じて後輪転舵比を制御するようにした車
両の４輪操舵装置において、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記後輪転
舵比の変化速度を規制する規制手段と、前記加速度検出手段からの信号を受け、車両の加速度の
大小に係らず後輪転舵比の変化速度がほぼ一定となるよ
うに、車両の加速度が大きい程前記規制手段による規制
量を大きくする規制量調整手段と、を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。