JPS63192663A - 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するようにした車両の
４輪操舵装置に関する。

（従来技術） 車両の中には、所謂４輪操舵装置と呼ばれるように、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
のような４輪操舵の一例を特公昭６０−４４１８５号公
報に基づいて、より具体的に説明すると、本公報開示の
ものでは、いわゆる車速感応とされて、低速域では後輪
が前輪と逆方向（逆位相）に転舵され、高速域では後輪
が前輪と同一方向（同位相）に転舵される。このものに
よれば、低速域では逆位相の後輪転舵がなされる結果、
回頭性に優れた旋回特性が得られることとなる。一方、
高速域では、同位相の後輪転舵がなされる結果、安定性
に優れた旋回特性が得られることなる。

ところで、このように前輪と共に後輪をも転舵する４輪
操舵においては、ハンドル操作の操舵感において、以下
の問題が明らかとなった。すなわち、後輪の転舵状態の
違いに基づいて運転者の感じる操舵感に軽重の相違が表
われるという問題である、この点について更に詳しく説
明すると、後輪の転舵角が同位相方向に大きくなる程、
ハンドル操作が重く感じられるという点である。

このような問題の発生原因について検討を加えてみると
、後輪の転舵角が同位相方向に大きくなる程、ヨーイン
グ（車体重心を中心とした首振り現象）が相対的に少な
くなる分、それだけハンドル操作量が増し、この結果、
ハンドル操作の操舵感が重い感じになると考察される。

このような、ハンドル操舵感の相違をより理解し易くす
るために、更に説明を加えると、前述の従来技術のよう
に逆位相にも後輪を転舵するようにしたものにあっては
、前記ヨーイングが相対的に大となることに加えて、逆
位相の下で回頭性（旋回性）が良くなる分ハンドルの操
作量が少なくて済む結果、相対的にハンドル操作が軽く
感じちることになると考察される。

いずれにせよ、４輪操舵において、このように操舵感に
変化が表れることは、運転者に違和感をも与えることに
なって好ましくない。

そこで、本発明の目的は、後輪の操舵状態に基づいて表
われる操舵感への影響を低減す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）本発明は、特開
昭５５−４４０１３号公報、あるいは特開昭５５−４４
０５８号公報等に見られるアシストカ変更手段に着目し
、後輪の転舵状態に応じて車輪の操舵に対するアシスト
力を調整するようにしたものである。

より具体的には、いわゆる４輪操舵を前提として、 前輪転舵機構又は後輪転舵機構の少なくともいずれか一
方に付設され、前輪又は後輪の操舵をアシストするアシ
スト手段と、 前記後輪の転舵状態を検出、するリア転舵状態検出手段
と、 該リア転舵状態検出手段からの信号を受け、後輪の転舵
角が同位相方向に大きくなる程、前記アシスト手段のア
シスト力を大きくするアシスト力調整手段と、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１図において、１は前輪（左右対称であるので本図に
おいては右前輪のみ示し、左前輪については省略しであ
る）、２は後輪（前輪と同様に左後輪については省略し
である）、左右の前輪１は前輪転舵機構Ａにより連係さ
れ、また左右の後輪２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３およびタイロッド４と、該左右一対のタ
イロッド４同士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、ラックアンドピニオン式とされている。すなわち
、リレーロッド５には図示を省略したラックが形成され
る一方、該ラックと噛合うビニオン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（図中、矢印方向）をしたと
きは、リレーロッド５が第１図中矢印で示す左方へ変位
して、ナックルアーム３がその回動中心３′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ｌが左へ転舵されるごととなる。

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１０およびタイロッド１１と
、該タイロッド１１同士を連結するりレーロッド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、シリンダ
装ｇｔ１３は車体に固定されている。このシリンダ装置
１３の内部には２つの油室（図示省略）がピストン（図
示省略）によって画成され、このピストンはりレーロッ
ド１２に一体化されている。一方、シリンダ装置１３内
の上記２つの油室は配管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
なる一方の配管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のリレーロッド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、上記コントロールロッド２１が第１図右方向
゛に変位されると、リレーロッド１２が第１図左方向へ
変位され、これにより、ナックルアームｌＯがその回動
中心ｌＯ′を中心にして第１図時計方向に回動して、後
輪２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ｆｉ１
３内の一方の油室内にオイルが供給され、これによって
上記リレーロッド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１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後輪２が左へ転舵されるこ
とになる。

前記前輪転舵機構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。この前
輪側パワーステアリング機構Ｆについて説明すると、こ
こでは、電動式とされて、アクチュエータとしての電動
モータ２５が付設され、この電動モータ２５の駆動軸に
は、その先端ピニオン２６が設けられて、このピニオン
２６が前記リレーロッド５に形成されたラック（図示省
略）に噛合されている。

このような前輪側パワーステアリング機構Ｆにあっては
、電動モータ２５の駆動力によってリレーロッド５の左
右動が助勢、つまリアシストされる。そして、電動モー
タ２５の駆動力、つまリアシスト力は車速に応じて高速
域では小さなアシスト力となるように変更されて高速域
での走行安定性を図る一方、低速域では大きなアシスト
力となるように変更されて操舵力の軽減を図るようにさ
れている。この点については、前述の特開昭５５−４４
０５８号公報に開示のように、すでに既知であるので、
これ以上の説明は省略することとする。また、上記電動
モータ２５の駆動力（アシスト力）は、後述するように
、後輪の転舵状態に応じて調整されるようになっている
。

上記ステアリング機構Ｃと後輪転舵機構Ｂとは、前輪転
舵機構Ａおよび転舵比変更袋ｆ？Ｅを介して連係されて
いる。すなわち、転舵比変更装置Ｅからは入力ロット２
２が前方へ伸び、その部端部に取付けたビニオン２３が
、前輪転舵機構Ａ（リレーロッド５）と並行に設けられ
た連係ロッド２４のラック（図示省略）と噛合されてい
る。

一方、転舵比変更袋２１ｔＥ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１図、第２図により詳し
く説明すると、前記コントロールロッド２１の入力部２
１ａは、車体に対して車幅方向に摺動自在に保持されて
おり、その移動軸線を文ｌ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３１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
ビン３３により揺動自在に枢着されている。このホルダ
３２は、その回動輪３２ａが、前記入力部２１ａの移動
軸線１ｔ　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、前記ビン３３は、こ
の両＆ｉ文１と！Ｑ２との交点部分に位置すると共に、
直交線！１２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、ビン３３を中心にして揺動自在と
されるが、ホルダ３２を回動させることによって、この
ビン３３と移動軸線１１　とのなす傾斜角θ、すなわち
ビン３３を中心とした揺動軌道面の移動軸縁立ｌと直交
する面（！型面）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、またポールジヨイント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、上記ポールジヨイント３
５が第２図左右方向にｄｌあるいはｄ２変位すれば、こ
の変位に応じて、入力部２１ａが第２図左右方向にｄｌ
　あるいはｄ２変位されることとなる。

揺動アーム３１のビン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上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の後端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ビン３３を中心にして揺動され
ることになるが、ビン３３の軸線と移動軸縁立１とが傾
斜していると、このビン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２図左右方向すなわち移
動軸線１．方向にｄｌあるいはｄ２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２１ａがｄｌあるいはｄ２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２図左右方向
のｄｌあるいはｄ２″の変位は、ビン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、ビン
３３の傾斜角θ、すなわちホルダ３２の回動角が変化す
ると、変化されることになる（転舵比変更）。

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。４４ａ、４４ｂはセク
タギヤ４０の揺動範囲を規制するストッパーピンである
。

ここで、上述した揺動アーム３１のビン３３を中心とし
た揺動角および揺動アーム３１の傾斜角（ビン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のビン３３を中心とした揺動角を
０、移動軸線ｆＬｌと直交する基準面をδ、揺動アーム
３１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のビン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の移動軸線又１方向の変
位Ｘは、Ｘ＝　ｒｔａｎ　ａ　＊　　ｓｉｎθとなって
、αおよびθをパラメータとする関数なる。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に応じたものとな”す、この傾斜角
αの値を変更すれば、ハンドル舵角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の変更がとりもなおさず転舵比の変更となる。

上記ステッピングモータ４４及び前述の電動モータ２５
は制御ユニット５０から送出される駆動信号によって駆
動制御される。制御ユニット５０には、前輪操舵機構Ａ
に関連して前輪の舵角を検出する舵角センサ５２からの
検出信号Ｓｓ、車輪（この例では左前輪２）の回転数に
基づいて重速を検出する車速センサ５４からの検出信号
Ｓｖ、及び車両の旋回走行時等において車体に作用する
車幅方向の力、すなわち横力を検出する横力センサ５６
からの検出信号Ｓｇ、並びに運転者等により手動操作さ
れて車両の通常走行モードもしくはスポーツ走行モード
の選択を行う走行モード選択スイッチ５７からの通常走
行モードもしくはスポーツ走行モードをあられす信号Ｓ
ｍが供給される。

そして、制御ユニット５０は、例えば第３図に示される
如くの具体構成を有するものとされ、複数の転舵比特性
を記憶する転舵比特性記憶部６０と、横力センサ５６か
らの検出信号Ｓｇ及び走行モード選択スイッチ５７から
の検出信号Ｓｍを受け、転舵比特性記憶部６０に記憶さ
れた複数の転舵比特性のうちから検出信号Ｓｇがあられ
す横力及び信号Ｓｍがあられす車両の走行モードに応じ
て適正な転舵比特性を選択し、選択された転舵比特性に
応じた信号Ｓｋを送出する転舵比特性選択部６１と、舵
角センサ５２からの検出信号Ｓｓ及び車速センサ５４か
らの検出信号Ｓｖを受け、ざらに転舵比特性選択部６１
からの転舵比特性をあられす信号Ｓｋを受けて、それら
に基づいて前輪舵角及び車速に応じた後輪舵角を算出す
る演算を行ない、算出された後輪舵角に応じた信号Ｓｒ
を送出する後輪舵角演算部６３と、後輪舵角演算部６３
からの信号Ｓｒに基づくパルス信号Ｓｐを形成するパル
ス信号形成部６４と、パルス信号形成部６４から得られ
たパルス信号Ｓｐに基づいて、パルスモータ３０に対す
る駆動信号を送出する駆動部６５との他に、前記後輪転
舵角演算部６３からの信号Ｓｒに基づいて、後輪３の転
舵状態に応じて運転者が感じる操舵感が後輪転舵の状態
に係らずほぼ一定となるアシスト力を演算するアシスト
力演算部６６と、このアシスト力演算部６６からの信号
Ｓａを受けて前記電動モータ２５（アクチュエータ）に
対する駆動信号を送出する駆動部６７とを備えるものと
されている。勿論、制御ユニット５０には、前述の車速
感応アシストカ変更制御手段が設けられているが、この
点については既知であるので省略しである。したがって
、本実施例にあっては、この車速感応アシストカ変更ｆ
段に対して前記アシスト力演算部６６はアシスト力補正
手段として把握されるものである。

次に、上記制御ユニッ）５０による制御の内容について
その一例を具体的に説明する。

先ず、本実施例では、車速に感応する転舵比（Ｋ）制御
とされ、上記転舵比特性記憶部６０に記憶されている転
舵比特性としては、第４図に示すように、同位相（後輪
３が前輪２と同一方向に転舵される）側から順に、Ｋ１
　、に２　、に３の３つの特性が設定されて、特性に１
は例えば雪道などの滑り易い低角路用とされ、特性に２
は通常走行用とされ、特性に３は旋回性に優れたスポー
ツ走行用とされている。そして路面状況の検出としては
、ここでは、前記横力センサ５６からの検出信号Ｓｇが
あられす横力によるものとされ、この横力が所定値以下
であるときには、低ル路用であると判別し、逆に上記横
力が所定値より大きいときには、舗装路などの滑り難い
高ｐ路であると判別することとされている。

以上のことを前提として、走行路が低μ路であると判別
されたときには、前記転舵比特性選択部６１において、
走行モード選択スイッチ５７の選択（通常走行モードと
スポーツ走行モードとの２者択一）の如何に係らず、転
舵比特性Ｋｌが選択されるようになっており、この転舵
比特性Ｋｌに応じた信号Ｓｋが後輪舵角演算部６３に供
給される。これにより、後輪舵角演算部６３においては
、車速センサ５４からの検出信号Ｓｖがあられす車速と
、信号Ｓｋがあられす転舵比特性に１と、から得られる
転舵比Ｋ、及び舵角センサ５２からの検出信号Ｓｓがあ
られす前輪舵角から、検出信号Ｓｖがあられす車速に応
じた後輪舵角が算出され、得られた後輪舵角に応じた信
号Ｓｒがパルス信号形成部６４に供給される。そして、
パルス信号形成部６４において、信号Ｓｒが示す後輪舵
角に対応するパルス信号Ｓｐが形成されて駆動部６５に
供給され、駆動部６５においてパルス信号Ｓｐに基づく
駆動信号Ｓａが形成されて、ステッピングモータ４４に
供給される。この結果、後輪舵角演算部６３において算
出された後輪舵角の下で後輪３が転舵されることとなる
。勿論、この場合、転舵比特性Ｋｌが走行安定性を重視
した設定とされているため、安定性に優れた旋回がなし
得ることとなる。

一方、走行、路が高ル路であると判別されたときには、
原則的には、走行モード選択スイッチ５７の選択に応じ
て、転舵比特性に２あるいはに３が選択されるようにな
っている。すなわち走行モードの選択が通常走行モード
とされているときには、転舵比特性選択部６１において
転舵比特性に２が選択され、一方、スポーツ走行モード
が選択されているときには転舵比特性に３が選択される
。勿論、転舵比特性に３は回頭性を重視した設定とされ
ており、この転舵比特性に３に基づいて後輪３が転舵さ
れたときには、旋回性に優れた走行がなし得ることとな
る。

このような転舵比変更制御に加えて、本実施例では、ア
シスト力演算部６６において、後輪３の転舵角が検出さ
れ、後輪３が逆位相に転舵されるときには、その逆位相
の転舵角が増大（換言すれば、逆位相の転舵角を負とす
ると、その絶対値が増大）する程、前輪側パワーステア
リング機構Ｆのアシスト力を減少させ、一方後輪３が同
位相に転舵されているときには、後輪３の転舵角が増大
する程アシスト力を増大させるアシスト力調整制御がな
される。

このことから、このアシスト力の調整によって、運転者
の感じる操舵感は後輪３の転舵状態に係らず常に一定に
維持されることとなる。

以上本発明の一実施例を説明したが、本発明はこれに限
定されることなく、以下の変形例を包含するものである
。

（１）、後輪が同位相に転舵されるとにのみ上記アシス
ト力の調整を行なうようにしてもよい。

（２）後輪側の転舵機構Ｂにアシスト力調整手段を設け
るものであってもよい。

（３）アシスト手段としてのアクチュエータに電動モー
タ２５をもって説明したが、前記特開昭５５−４４０１
３号公報に見られるように、油圧式のものであってもよ
い。

（４）上記実施例ではいわゆる車速感応型の４輪操舵装
置をもって説明したが、前輪舵角に応じて後輪転舵を制
御する、いわゆる舵角感応型のものであってもよい。

（５）上記実施例のように、後輪転舵比特性を複数力す
るものにおいては、各転舵比特性に応じたアシスト力を
予め、夫々、設定するようにしてもよい。

（発明の効果） 以−ヒの説明から明らかなように、本発明によれば、後
輪転舵の状態に基づく操舵感への影響を低減することが
できる。この結果１Ｍ！転者が感じる違和感を低減する
ことができるため、４輪操舵装置を塔載した車両の商品
性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の全体系統図、 第２図は後輪舵角比制御機構の詳細図。 第３図は制御ユニットの具体的構成例を示すブロック図
、 第４図は後輪舵角比特性図である。 ｌ：前輪 ２：後輪 ９：ハンドル ２５：前輪側パワーステアリング機構におけるアクチュ
エータ ４４ニスチツピングモータ ５０：制御ユニット ５４：車速センサ ６３：後輪舵角演算部 ６６：アシスト力演算部 Ａ：前輪転舵機構 Ｂ：後輪転舵機構 Ｃニステアリング！ｊｌｔ構 Ｅ：転舵比変更機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪と共に後輪をも転舵するようにした車両の４
   輪操舵装置において、 前輪転舵機構又は後輪転舵機構の少なくともいずれか一
   方に付設され、前輪又は後輪の操舵をアシストするアシ
   スト手段と、 前記後輪の転舵状態を検出するリア転舵状態検出手段と
   、 該リア転舵状態検出手段からの信号を受け、後輪の転舵
   角が同位相方向に大きくなる程、前記アシスト手段のア
   シスト力を大きくするアシスト力調整手段と、 を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。