JPS62227875A - 車両の４輪操舵装置 - 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） 本発明は前輪と共に後輪をも転舵させるようにした車両
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、いわゆる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かある。

この４輪操舵では、前輪舵角と後輪舵角との比、つまり
後輪転舵比を例えば車速に応じて可変とすることが一般
的であり（特開昭６０−８５０６７号公報参照）、また
、この後輪転舵比の制御特性を複数設定しておいて、各
種センサからの情報あるいは運転者の好みに応じて選択
的に９′Ｊ換え得るようにしたものも提案されている（
特開昭６０−１３５３６９号公報参照）。

この種の４輪操舵袋首にあっては、前記後輪転舵比の制
御特性が定常走行状態における車両の要求に基づいて決
定されており、その−例として前記特開昭６０−８５０
６７号公報に開示のものを例に説明すれば、市街地走行
など低速運転時での車両の口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
安定性に対する要求とに基づいて、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れている。

このため例え前輪舵角が同じであったとしても、車速な
どの変化あるいは特性切換えに伴なって後輪転舵比が変
更され、後輪が転舵されることとなるため、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。

これに対して、前述した特開昭６０−８５０６７号公報
等に見られるように、後輪転舵比の変更を強要する車速
の変化あるいは特性切換えがあったときには、後輪転舵
比の変化をゆっくりと行なわせることが提案されている
。

この提案によれば、後輪転舵比の変化を直接的に促がす
情報、すなわち、車速の変化、特性切換えに対応して、
後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化が抑えられるこ
ととなる。

しかしながら、後輪転舵比の変化が車両の挙動変化に及
ぼす影響を見たときに、後輪転舵比が同位相側にあると
きと逆位相側にあるときとでは、車両の挙動変化に及ぼ
す影響が異なる。

そこで、本発明の目的は、後輪転舵比が変化する過渡期
での安全対策を後輪転舵比が同位相側にあるか逆位相側
にあるかで異ならせるようにした車両の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）すなわち、本発
明は、後輪転舵比の位相と、後輪が転舵されることに伴
う車両の挙動変化との関係をみたときに、後輪転舵比が
同位相側にあるときには車両の安定性を増す領域であり
、後輪転舵比が相対的に早く変化したとしても車両の安
定性を損なう恐れがない一方、後輪転舵比が逆位相側に
あるときには車両の挙動を敏捷にする領域、つまり後輪
転舵比の変化に敏感な領域であり、後輪転舵比を相対的
にゆっくりと変化させることが望ましいという点に着目
して、後輪転舵比の位相に応じて後輪転舵比の変化速度
に規制を加えるようにしたものである。

具体的には、後輪転舵比が可変とされて、該後輪転舵比
の制御特性に同位相の後輪転舵比と逆位相の後輪転舵比
とが与えられた車両の４輪操舵装置を前提とし、第１図
に示すように、 前記後輪転舵比が同位相側にあるか逆位相側にあるかを
判別する位相判別手段と、 前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、 前記位相判別手段からの信号を受け、後輪転舵比が逆位
相側にあるときには、同位相側にあるときに比べて前記
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。

（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、ｌＬ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２Ｒ，
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およびタイ口。

ド４Ｒ１４Ｌと、該左右一対のタイロッド４Ｒ１４Ｌ同
志を連結するリレーロッド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
ビニオン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かその回動中心３Ｒ’、
３Ｌ′を中心にして上記ハンドル９の操作変位量つまり
ハンドル舵角に応し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ＩＲ，ｌＬ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ｌ０Ｒ１■ＯＬおよびタイロ
フドＩＩＲ１ＩＩＬと、該タイロッド１１Ｒ１１１Ｌ同
志を連結するりレーロット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ルト、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、シリンタ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２室１３ｂ、１３ｃは、配管１４あるいは
１５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１８．１９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
／ヘルツタイプ（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のりレーロ
ッド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、上記コントロールバルブ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′、ＩＯＬ’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、」２記リレーロッド１２を駆動するのを補
助する（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／ヘルプ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７
０、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ＷＦ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
５ｃ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目体の作用は、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Ｃと後輪転舵機構Ｂとは、前１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、入力ロット２２が前方
へ伸び、その前端部に取付けたピニオン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ＦＩ　Ｅの出力口７ド
は、前述のように、コントロールバルブ１６におけるコ
ントロールロッド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、前記コントロールロッド
２１の入力部２１ａは、車体にｂ１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２１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
、ホルタ３２に対してピン３３により揺動自在に枢着さ
れている。このホルダ３２は、その回動軸３２ａが、前
記入力部２１ａの移動軸縁立１と直交する直交繰父２を
中心ど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、この両線１１と父２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と移動軸縁立１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。

＋ｉｉ７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、
上記ポールジヨイント３５が第３図左右方向に変位すれ
ば、この変位に応じて、入力部２１ａが第３図左右方向
に変位されることとなる。

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が移動軸縁
立１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
ドル舵角に応じた着だけピン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′＠線Ｍｌ　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か第３図左右方向すなわ
ち移動軸縁立１方向に変位し、この変位は、連結ロッド
３４を介して入力部２１ａに伝達されて、該入力部２１
ａ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タ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＠ｈ　３
２　ａ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を中心とした揺動角を
０、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、ホー
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＝　ｒ　ｔａｎ　ｃｘ　番ｓｉｎθ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（ｉｉｆｆに固定すれば、Ｘは
０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の値を変更すれば、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の変更が後輪転舵比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４
４の回転角（ステッピング数値）と転舵比Ｒ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８（車速ＶＯ以下）では逆位相側に
ある転舵比が与えられ、高速運転状態（車速ＶＯ以Ｌ）
では同位相側にある転舵比が与えられて、車速が太きく
なる程、転舵比が回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ＯＦが一定であったとしても
、車速の変化に件って、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
しい力で付勢している。また、前記パワーステアリング
機構りの両袖室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２Ｒ２２Ｌがスプリング１３ｅあるい
は１３ｆに抗して転舵され、開閉弁４７を開として両袖
室１３ｂと１３０とを同圧にすると、スプリング１３ｅ
、１３ｆの作用により、後輪２Ｒ１２Ｃは強制的に中立
位置とされる。勿論、このスプリング１３ｅ、１３ｆの
付勢力は、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
ストッパ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・＞　ト５１に
は、車速Ｖを検出する車速センサ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〜り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＠算回路でこの転舵比演算回路
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テーク（第９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）はモー
タ駆動信号生成回路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の目標ステッピング数Ｃ
Ｐ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に人力さ
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、ドライバー回路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
処理かなされる。この遅延時間Ｔは遅延時間設定回路７
５において、後輪転舵比の位相に応じて、同位相側にあ
るときと逆位相側にあるときとでは異なる値が設定され
るようになっている。すなわち、遅延時間設定回路７５
では。

後輪転舵比が同位相側にあるか、逆位相側にある７乙 かを車速Ｖにより判別する位相判別手段ｉｊからの位相
信号に基づいて、後輪転舵比が同位相側にあるとき（Ｖ
＞Ｖｏ　）には遅延時間を相対的に短時間のＴ１とし、
後輪転舵比が逆位相側にあるとき（Ｖ＜Ｖｏ）にはど延
時間を相対的に長時間のＴ２とする遅延時間Ｔの設定が
なされ、この遅延時間設定回路７５で設定された遅延時
間Ｔに基づいて、前記遅延回路７３における遅延処理が
行なわれる。

このことから、第７図に示すように、後輪転舵比が逆位
相側にあるときには、同位相側にあるとキニ比べてステ
ッピングモータ４４の駆動速度が大きく規制されて、後
輪転舵比の変化速度が抑えられる。

この結果、後輪転舵比の変化に敏感な逆位相側領域では
相対的にゆっくりとした後輪転舵比の変化速度とされる
一方、車両の安定性が本来的に確保されている同位相側
領域では相対的に速い後輪転舵比の変化速度とされるこ
ととなる。

特に、本実施例のように、車速感応とし、急旋回を伴う
低速域では逆位相とするようにしたものでは、旋回途中
での急激な後輪転舵比の変化に伴う挙動変化を抑えるこ
とができる。すなわち、旋回中の加速によって同位相方
向に後輪転舵比が急変化すると旋回半径が大きくなり旋
回性能り好ましくないという問題を解消することができ
る。また旋回中の減速によって後輪転舵比が逆位相方向
に急に変化すると車両がスピンし易くなるという問題を
解消することができる。

第８図及至第１１図は本発明の第２実施例を示すもので
、上記第１実施例と同一要素には同一の符号を付すこと
によりその説明を省略し、本実施例の特徴部分について
のみ説明を加える。

本実施例は、後輪転舵比の制御特性が複数設定されてい
るものに対し、その特性切換に伴う後輪転舵比の変化に
対する適用例を示すものである。

第９図は路面状況に応じた特性を複数設定したもの、第
１０図は運転者の好みに応するべく通常の前輪のみの操
舵、つまり後輪を常に中立とする特性を加えたもの、第
１１図は駐車時の便宜を図るべく、低速では大きな同位
相側の転舵比を４えたものを例示するものである。これ
ら特性切換は、例えばμセンサ等の検出手段、あるいは
手動選択スイッチにより行なわれる。

このため、制御ユニット５１には、第８図に示すように
、特性切換手段８０からの信号が入力され、この特性切
換手段８０からの信号は、目標転舵比演算回路７１とタ
イマー回路８１とに入力される。

目標転舵比演算回路７１においては、特性切換手段８０
からの信号に応じて、メモリ８２に予め記憶されている
転舵比特性マ・ツブの変更がなされ、該当する特性マツ
プに基づいて車速Ｖに対応する目標転舵比Ｒへの変更が
なされる。これに対して、タイマー回路８１では、特性
切換手段８０からの信号を受けて、この信号を入力した
後所定時間の間、前記遅延回路７３に向けて遅延信号が
出力されるようになっており、前記遅延回路７３におい
ては、上記タイマー回路８１からの遅延信号を受けたと
きに前記第１実施例で説明した遅延処理がなされるよう
になっている。ここでなされる遅延処理は前述の第１実
施例と同様であるので説明を省略する。勿論、特性の切
換えがないときには、つまり同一の転舵比特性内での転
舵比変化の伴う処理は第１実施例と同一である。

したがって、本実施例では、第１実施例の制御に加えて
、特性切換えがあったときには、これに伴う転舵比の変
化が、特性切換え後一定時間だけゆっくりと行なわれる
こととなる。そして、この転舵比変化速度の規制は後輪
転舵比が同位相側にあるか逆位相側にあるかに対応して
行なわれることとなる。このことから、例えば低速域（
逆位相域）にあるときに、特性切換えがなされたとして
も、ゆっくりと転舵比の変化がなされるため、車両の急
激なる挙動変化を抑えることができる。このことから、
旋回中において、誤って特性切換えを行なってしまった
ような場合に対する安全対策としても意義がある。

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、テシタル式、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
転舵比の位相によって、後輪転舵比の変化速度が抑制さ
れるため、後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化を後
輪転舵比の位相との関係で抑えることができる。特に後
輪転舵比の変化に敏感な逆位相域においての車両の安定
性を確保することができる。

【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るブロッ
ク図、 第７図は第１実施例の制御特性図、 第８図は第２実施例の後輪転舵比変化速度制御における
ブロック図、 第９図及至第１１図は複数の転舵比特性を設定した場合
における特性の例を示す特性図である。 Ａ：前輪転舵機構 Ｂ：後輪転舵機構 Ｒ；後輪転舵比変更装置 ＩＲｌＩＬ：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 ７６二位相判別回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪転舵比が可変とされて、該後輪転舵比の制御
   特性に同位相の後輪転舵比と逆位相の後輪転舵比とが与
   えられた車両の４輪操舵装置において、 前記後輪転舵比が同位相側にあるか逆位相側にあるかを
   判別する位相判別手段と、 前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、 前記位相判別手段からの信号を受け、後輪転舵比が逆位
   相側にあるときには、同位相側にあるときに比べて前記
   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。