JPH0214977A - 四輪操舵装置 - 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】

この発明は、所定の条件下において前輪に加えて後輪を
も転舵するように構成された自動車の四種々の走行状況
に応じた走行安定性を達成するために、前輪に加えて後
輪をも転舵するようにしたアイディアは、従来から種々
提案されている。 その代表的なものの一つに、たとえば特公昭６０−４４
１８６号公報等に示されているような、ステアリングホ
イールの回転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪を
転舵させ、前輪の転舵角に応じて、後輪の転舵角を変化
させるようにしたものがある。そして、このような機械
伝動式の後輪転舵機構を備えた四輪操舵装置は、前輪の
中立位置からの転舵角（あるいはステアリングの回転角
）が所定より小さい範囲においては、後輪を前輪と同位
相に転舵させ、前輪の転舵角が所定より大きい範囲にお
いては、後輪を前輪と逆位相に転舵するように構成され
ている。これは、いわゆる擬似車速応答型の後輪転舵方
式によるものであって、前輪の転舵角が小さい範囲は、
中・高速時でレーンチェンジ等を行う場合に対応し、前
輪の転舵角が大きい範囲は、低速時でＵターン等の旋回
を行う場合に対応している。すなわち、中・高速時でレ
ーンチェンジ等を行う場合には比較的小さい転舵角で転
舵される前輪に対応して後輪を同位相に転舵させ、後輪
に積極的に横すべり角を与えてコーナリングフォースを
発生させることで遠心力に起因する車両の横すべりを抑
制しつつすみやかな方向転換を可能とし、低速でＵター
ン等を行う場合には比較的大きい転舵角で転舵される前
輪に対応して後輪を逆位相に転舵させ、車両の旋回半径
を小さくし、とりまわし性を向上させうるようにしてい
る。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、上記のような後輪の転舵量が単に前輪の転舵
角に応じてのみ決められる擬似車速応答型の機械伝動式
四輪操舵装置では、ステアリングがある一定の操舵角を
とっている場合には車速かどうであれ後輪の転舵量は常
に同じ大きさとなる。 したがって、このような四輪操舵装置では、あらゆる走
行状況下において四輪ｌｉ舵による走行性の向上を期待
することができない。 というのは、中・高速域での旋回等における車両の横す
べりの傾向は、旋回時の遠心力の大きさ、言い換えると
、車両重心に作用する横加速度（以下、ｔｉＧという、
）の大きさによって変化し、上記横Ｇが大きくなるほど
、車両の横すべり傾向は強くなる。そして、このように
車両の横すべり傾向が強くなっている場合に走行安定性
を得るには、後輪の同位相方向への転舵量を大きくして
後輪に作用するコーナリングフォースの増大をうながし
、上記横すべりを抑制する必要がある。 ところが、旋回時に車両に作用する遠心力の大きさは、
ステアリングの回転角、すなわち車両の旋回半径、およ
び、車速に応じて時々刻々と多様に変化し、それゆえ、
抑制すべき車両の横すべり看も時々刻々変化する。した
がって、ステアリングの操舵角が同じときには常に同じ
大きさの後輪の転舵量しか得られない上記四輪操舵装置
では、後輪の同位相の転舵量が過剰であったり、不足で
あったりする場合が生じ、常に車両の向きが旋回軌跡の
接線方向を向く最適な状況を作り出すことができない問
題がある。 すなわち、四輪操舵の利点、特に後輪を同位相方向に転
舵することの利点を活かして旋回時の走行性を常に高め
ることができるようにするためには、後輪を前輪と同位
相に積極的に転舵して後輪のコーナリングフォースを発
生させることで、旋回時の遠心力（横Ｇ）によって増減
する車両の横すべりを無くして、車両の向きが旋回軌跡
の接線と一致するようにするべきである。換言すると、
中・高速域での旋回時等における後輪の同位相操舵によ
る走行性の向上をあらゆる状況下において達成できるよ
うにするためには、後輪の同位相の転舵量を横Ｇの大き
さに応じてきめることが望ましい。 また、車両が直線走行から定常的な旋回走行に移行する
場合、あるいは、ある旋回半径をもつ定常的な旋回走行
からより旋回半径の小さい定常的な旋回走行に移行する
場合の車両のヨ一方向の挙勅を分析すると、車両がある
一定のヨー角速度から異なるヨー角速度までヨー角加速
度をもって移行する旋回過渡状態が存在する。 上記のヨー角加速度は、前輪に作用するコーナリングフ
ォースによる車両重心回りのモーメントと、後輪に作用
するコーナリングフォースによる車両重心回りのモーメ
ントのバランスのくずれによって発生する。ここで、車
両の重心位置垂直軸回りの慣性モーメントを

【２、ヨー
角加速度をφ、第９図において、フロントホイールベー
スをｌｆ、リャホイールヘースをｌｔｓ前輸コーナリン
グパワーをＣｒ、後輪コーナリングパワーをＣ「、ｍ１
輪横様べり角をαｆ、後輪後輪へり角をＣｒとすると、
次式の関係が成り立つ。 Ｉｚ・φ＝Ｃｆ・αｆ　　−ｌｆ　−Ｃｒ・ｔｘｒ　−
１ｔｒ　−ｆｉｌ上式におい゛Ｃ１車両が直線走行また
は定常旋回走行をしている場合には、右辺第１項と第２
項はバランスしており、したがってヨー角加速度は発生
しない。前輪のみ転舵する前二輪操舵車両においては、
後輪にＣｒの横すべり角を与えるため、自然に車両の向
きが旋回軌跡に対する接線に対してさらに前方が旋回中
心を向くように傾斜する。 これが、ｒ１両の横ずベリである。また、１１；に輪操
舵車両においては、旋回過渡時、まず、前輪を転舵する
ことによって上式右辺第２項のＣｒが増大する以前に右
辺第１項のαｆが増大することから上式右辺第１項と第
２項のバランスがくずれ、ヨー角加速度φが発生して車
両が回頭させられるのである。 このように車両に一定の慣性モーメンＨｚがある以上、
旋回過渡時において１１１ｊ輪に作用するコナリングフ
ォースｌｉ＆輪に作用するコーナリングフォースのバラ
ンスをくずしてヨー角加速度を得べきことは四輪操舵装
置ηを備えた車両においても同様に言えることである。 すなわち、たとえば、上述の機械伝動式の後輪転舵機構
を備えた四輪操舵装置のように＋７ｉｉ輪の転舵に同期
して後輪を同時に同位相方向に転舵させると、上式の右
辺第１項と第２項のバランスのくずれを得ることができ
ず、旋回過渡時において所定のヨー角加速度をもって車
両をすみやかに回頭させることができないか、または回
顧が不十分となるのである。このような旋回過渡時での
ヨー角加速度をもった回頭が不十分であると、運転者は
、ステアリングを回転した方向への車両の斜め平行移動
（負の車両横ずベリ）を違和感をもって感じることとな
り、このことは、むしろ、運転者が意識する自然な車両
の旋回挙動に反し、旋回走行性能の悪化の原因となる。 本願の発明は、以上の知見に基づいて考え出されたもの
であって、車両の操縦のあらゆる状況において、車両の
横すべりを抑制して最適な走行性能および走行感覚を達
成することができる自動車の四輪操舵装置を提供するこ
とをその目的とする。 【課題を解決するだめの手段】 上記の課題を解決するため、本願の発明では、次の技術
的手段を講じている。 ずなわら、本願の請求項１に記載した発明は、ステアリ
ング湿作に応じて前輪を転舵する１１１１輪転舵機構と
、電動モータで駆動される後輪転舵機構とを備えた自動
車の四輪操舵装置であって、車速を検出する車速センサ
と、ステアリングの掻舵角を検出する艮舵角センサと、
ステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出手段と
、上記車速センサ、およびｌｉ舵角センサからの情報に
基づいて操舵時に車両に作用する横Ｇを演算する横Ｇ演
算手段と、上記操舵速度検出手段からの情）ドを受けて
後輪の転舵開始時期を決定する転舵開始時期決定手段と
、上記横Ｇ演算手段によって演算された横Ｇの大きさに
応して後輪が所定方向番ご所定量転舵するように、かつ
上記転舵開始時期決定手段によって決定された時間から
−に記電動モータの回転が開始するように上記電動モー
タを回転制御するモータ制御手段とを備え、 上記転舵開始時期決定手段は、１！ｉ、舵速度が高いほ
どステアリングの回転開始時に対して後輪の転舵時間を
遅らせる。ようになっていることを特徴とする。 また、上記様Ｇとは、車両の重心位置に作用する横加速
度を意味し、前輪の中ケ位置からの転舵角（θ）、およ
び車速（Ｖ）の関数として次式によって近似的に表すこ
とができる。 Ｇ−θ−（Ｖ”＃）バＩ＋に−Ｖ’）　　　・（２１〔
ただし、ｌはホイールベースの大きさ、Ｋは補正用の定
数である。〕 なお、横Ｇに対する後輪の転舵方向および鼠は、横Ｇの
大きさが所定値より小さく、かつステアリングの操舵角
が所定値より大きい場合には後輪を前輪に対して逆位相
に転舵し、横Ｇの大きさが所定値より大きい場合にはそ
の横Ｇの値に応じて、後輪を前輪に対して同位相に転舵
するようにすると好適である。 また、本願の請求項２に記載した発明では、後輪を前輪
に対して同位相に転舵させるとき、後輪の転舵開始時期
を前輪の転舵に対して所定時間遅らせるようにしている
。 さらに、本願の請求項３に記載した発明では、同位相に
転舵した後輪を中立方向に戻すにあたって、ステアリン
グの中立方向への回転開始時に対して後輪の転舵開始時
期を所定時間遅らせるようにしている。

【作用および効果】

先に述べたように、旋回時等に車両に作用する遠心力、
すなわち、横Ｇの大きさに応じて後輪の転舵量を決める
ことにより、中・高速域での後輪の同位相転舵による旋
回時等の走行性をあらゆる状況下において向上させるこ
とができる。 上記横Ｇは、上述の関係式（２）に示すように、車速お
よび前輪の転舵角（ステアリングの回転角をオーバオー
ルギヤ比で除したもの）の大きさに応じて変動し、これ
らの関数としてとらえることができる。 そして、本願発明では、まず、車速、および、ステアリ
ングの操舵角によって決る前輪転舵角がら、上記関係式
（２）を用いるなどして旋回時に車両重心に作用する理
論上の横Ｇをリアルタイムで演算し、この横Ｇの大きさ
に応じて後輪の転舵角が所定値となるように後輪転舵機
構の電動モーフを制御する。具体的には、１ｊｌＧの値
が所定値より小さ（、かつステアリングの１桑舵角が所
定値より大きいときには後輪を逆位相に転舵し、一方、
横Ｇの大きさが所定値より大きいときには、その大きさ
に応じて、後輪を同位相に転舵する。前者の場合は、概
して、低速時にＵターン等の旋回を行う場合であり、こ
のときに、後輪を逆位相に転舵することにより、車両の
とりまわし性を向上させることができ、また、後者の場
合は、概して、中・高速時において旋回やレーンチェン
ジを行う場合であり、このときに後輪を同位相に転舵す
ることにより、車両の横すべりを抑制しつつ後輪にコー
ナリングフォースを与えて車両の向きを旋回軌跡の接線
方向と一致させることができる。 そうして、本願発明ではさらに、ステアリング操舵速度
に応じて、前輪転舵に対する上記の後輪転舵を遅らせる
制御を行う。すなわち、ステアリングを急激に操舵する
場合には、それだけ上述の後輪転舵の開始を遅らせるの
である。 運転者がステアリングを急激に操舵する場合は、それだ
け迅速な車両の回頭が期待されるのであるが、仮に上述
の横Ｇに基づいて決定される目標後輪転舵角への後輪の
同位相転舵を前輪の転舵と同期して同時に行うと、上記
関係式（１）の右辺のバランスのくずれを得ることがで
きず、急激な車両の口頭を得るに十分なヨー角加速度を
得ることができない０本願発明では、ステアリングの１
５舵速度が急激であるほど、上記関係式（２）における
右辺のバランスがくずれている時間を長くし、十分なヨ
ー角加速度を得、定常走行からの過渡状況において、迅
速な車両の回頭を行ない、きびきびした旋回走行を行な
えるようにしている。 このように、本願発明の四輪操舵装置においては、後輪
の転舵角を車速および前輪の転舵角（ステアリング操舵
角）によって決る理論上の横Ｇにもとづいて決定するこ
と、および、このように決定された転舵角への実際の後
輪転舵を、ステアリング操舵速度に応じて、これが大き
いほど遅らせること、の相乗効果により、あらゆる状況
において、車両の向きが旋回軌跡の接線と一致するきわ
めて良好な走行性能を達成することができるのである。 さらに、以上のようにして後輪を転舵させて旋回に入っ
た後、直進走行に反る場合や、逆方向への旋回へと移行
する際に、後輪の中立方向への転舵をステアリングの戻
し方向への回転開始時すなわち前輪の中立方向への転舵
開始時期に対して所定時間遅らせるようにした場合には
、上記の直進走行等への移行方向において十分なヨー角
加速度を得ることができるようになる。したがって、こ
の場合には、上述のように直進走行から旋回に移行する
場合等において車両の回頭性を高めることができるだけ
でなく、旋回から直進走行へ戻る際等における車両の回
頭性も高めることができるから、すなわち、旋回突入時
および旋回脱出時等において車両の方向変換をきびきび
と行わせることができるから、走行性が著しく向上する
。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 第１図には、本願発明に係る四輪操舵装置を備えた四輪
操舵車両の全体構成を概略的に示した。 前輪転舵機構１は、−Ｃ的なものを用いることができ、
本例の場合、ランク・ピニオン式の転舵機村Ｎをｔ采用
している。これは、ステアリングシャフト４を介して伝
達されるステアリングホイール３の回転が、ギＡ・ボッ
クス５でラック杆６の車幅方向動に変換され、さらに、
このラック杆６の動きが、両端のタイロンドア、７を介
してナックルアーム８．８の軸９，９を中心とした回転
に変換される。そして、このナックルアーム８，８の回
動により、前輪１０．１０が転舵されるようになってい
る。 一方、後輪転舵ｎ措２は、第１図および第２図に示すよ
うに、アクスルビーム３９等の車体メンバに固定支持さ
れたケース１１内において車両前後方向に延びる入力シ
ャフト１２の後端部に連結され、上記入力シャフト１２
の回転によりその軸心回りに回転させられるカム体１３
と、このカム体１３を挟んで車幅方向に対向し、かつカ
ム体１３の外周カム面に当接するカムフォロアとして一
対の回転ローラ１４．１４とを備えている。また、後輪
転舵機構２には、上記ケース１１に車幅方向スライド可
能に支持され、上記一対のカムフォロア１４．１４を中
間部において支持する動杆１５が、カム連動体として設
けられている。 上記動ｔＨ５は、上記カム体１３を取り囲むようにして
上記ケース１１内に内装され、上下壁面が開口した枠状
部材からなるカムフォロア支持部Ｉ６と、このカムフォ
ロア支持部１６の両端部にそれぞれ一体的に突設された
車幅方向に延びる左右一対のスライド軸部１７．１７と
を有している。 上記カムフォロア支持部！６には、第４図に示ずような
前壁部１６ａと後壁部１６ｂとの間に架設されたボルト
支軸１８が、上記カム体１３を挟む左右三箇所の位置に
それぞれ設けられている。そして、このボルト支軸１日
ないしこれに相対回転不能に装着されたカラー１９に、
上記回転ローラ１４がベアリング２０を介して回転可能
に支持されている。 また、動杆１５は、ケース１１の両端部にそれぞれ設け
られた軸支部１１ａに、上記スライド軸部１７をスライ
ド軸受２１およびゴムブ、７シユ２２を介して車幅方向
スライド可能に支持されている。 そうして、本例では、上記動杆１５の各スライド軸部１
７．１７の先端部に、後輪２３にす、クルアーム２４を
介して連結されたタイロッド２５がそれぞれ連結されて
いる。 また、上記カム体１３には、本例の場合、第３図に示す
ように、その外周における上記各回転ローラ１４，１４
と対向するその両側方にそれぞれ、第３図（ａｌに示す
ような中立回転位置での回転ローラ１４との接点位でよ
り上方の部位に、上記接点位置からの回転角位置範囲が
小さい部位において、回転軸心０からの距離が中立回転
位置でのカム体１３の回転ローラ１４との接点と回転軸
心Ｏとの間の距＃（以下、これをローラ距離という。）
よりも小さ（、回転ローラ１４の車幅方向内方（回転軸
心０に向かう方向）の移動を許容する円筒内面状の第−
凹面部２６が設けられている。さらに、この第−凹面部
２６より回転角位置範囲が大きい部位においては、回転
軸心０からの距離が上記ローラ距離よりも大きく、また
その距離が回転角位置が大きさなるにつれて徐々に大き
くなる第二カム面２７が設けられている。 また、カム体１３の外周における上記第−凹面部２６と
回転軸心０を挟んで対向する部位には、回転軸心０から
の距離が上記ローラ距離よりも大きい円筒外面状の第一
カム面２８が、上記第二カム面２７と回転軸心Ｏを挟ん
で対向する部位には、回転軸心Ｏからの距離がローラ距
離よりも小さ（、回転ローラ１４の車幅方向内方の移動
を許容する第二凹面部２９が、それぞれ設けられている
。 したがって、カム体１３が中立回転位置から回転して、
第３図（ｂｌに示すように、図において右側の回転ロー
ラ１４に第一カム面２８が向かいあうと、上記回転ロー
ラ１４とカム体１３を挟んで車幅方向に対向する左側の
回転ローラ１４には第−凹面部２６が向かいあうことに
なる。そして、第一カム面２８は回転軸心０からの距離
が上記ローラ距離も大きいから、このとき、右側の回転
ローラ１４は第一カム面２日によって車幅方向外方（回
転軸心Ｏから離間する方向）に向け°ζ押され、一方、
左側の回転ローラ１４はその車幅方向内方←ヒ記一方の
回転ローラ１４の車幅方向外方の向きと一致する方向）
への移動を許容される状態となっているので、これら回
転ローラ１４，１４を支持する動杆１５が、第１図およ
び第２図において矢印Ｒ方向にスライド動させられる。 そして、これに伴う各タイロッド２５．２５の車幅方向
動により、後輪２３が転舵されることになる。 さらに、カム体１３の回転角が太き（なり、第３図ｔｃ
＋に示すように、図において右側の回転ローラ１４に第
二凹面部２９が向かいあうと、左側の回転ローラ１４に
は第二カム面２７が向がいあう。 このとき、左側の回転ローラ１４は第二カム面２７によ
って車幅方向外方に向けて押され、一方、右側の回転ロ
ーラ１４は車幅方向内方（左側の回転ローラ１４におけ
る車幅方向外方の向きと一致する方向）への移動を許容
される状態となるから、この場合にも、動杆１５が車幅
方向にスライド動させられ、これにより後輪２３が転舵
される。また、この場合は、一対の回転ローラ１４，１
４および動杆１５の車幅方向動の向きは、右側の回転ロ
ーラ１４がカム面に押動される上記の場合と逆になるか
ら（第１図および第２図において矢印り方向）、後輪の
転舵方向も逆になる。 したがって、前者の場合の後輪の転舵方向が同位相方向
とすると、後者の場合の後輪の転舵方向は逆位相方向と
なる。換言すると、カム体１３の回転量を変化させて、
回転ローラ１４を押動するカム面を変えることにより、
後輪１３の転舵方向を変化させることができるのである
。 また、第３図の場合、カム体１３を図において反時計１
１！ｌり方向に回転させた場合を示しているが、時計回
り方向に回転させた場合にも、回転ローラ１４を第一カ
ム面２８および第二カム面２７によって押動して後輪２
３を転舵させることができることはいうまでもない。な
おこの場合、第一カム面２８は、図において左側の回転
ローラ１４を押動し、第二カム面２７は、右側の回転ロ
ーラ１４を押動するから、後輪の転舵方向は、カム体１
３を反時計回りに回転させた場合とはそれぞれ逆となる
。すなわち、カム体１３の回転方向を変えることによっ
ても、後輪２３の転舵方向を変化させることができる。 さらに、カム面と回転軸心０との間の距離が変われば、
カム面が回転ローラ１４を押動してこれを移動させる距
離も変わる。したがって、本例で図示する場合のように
、カム面と回転軸心Ｏとの間の距離がカム体１３の回転
角位置によって変化するように、カム体１３のカム面を
形成すれば、カム体１３の回転量を変化させることによ
り、後輪２３の転舵量も変化させることができる。 そして、このように所定方向に所定角度回転させられる
ことにより回転ローラ１４を押動して後輪２３を所定方
向に所定角度転舵させるカム体１３は、第１図および第
２図示すように上記入力シャフト１２に連動連結した電
動モータ３０によって回転駆動され、この電動モータ３
０は、マイクロコンピュータによって構成される制御手
段３１によって回転制御される。 本例の場合、電動モータ３０は、減速機構３８を介して
入カシャフ）１２に連動連結しており、上記減速機構３
８は、電動モータ３０のモータ軸３０ａに装着された小
ギヤ３８ａと、入力シャフト１２の萌端部に装着され、
上記小ギヤ３８ａに噛合する大ギヤ３８ｂとにより構成
している。この減速機構３８を介することにより、カム
体１３に対する大きな回転１−ルクを得ることができる
ようにしているのである。 一方、上記制御手段３１には、第１図、第５図および第
６図に示すように、車速センサ３２、ステアリングホイ
ール３の１桑舵角を検出する操舵角センサ３３からの（
３号、および、上記入力シャフト１２や電動モータ３０
のモータ軸３０ａにおいて設りられる回転ポテンショメ
ータ等からなる回転位置検出器３４からのＡ／Ｄ変換信
月が、制御のための情報として入力されるようになって
いる。 また、制御手段３１には、実質的にプログラムにより実
現される第６図に示すような次の各手段が形成されてい
る。 その第一は、車速センサ３２および操舵角センサ３３か
らの各１３号値からの情報に基づいて、旋回時等に理論
上発生する横Ｇを演算する横Ｇ演算手段３５である。 その第二は、操舵角センサ３３からの出力を微分してス
テアリングの操舵速度（回転速度）を算出する操舵速度
検出手段３６である。 その第三は、上記横Ｇ？？４算手段３５からの横Ｇの情
報に基づいて、後輪２３を転舵ずべき方向およびその転
舵量を決定する後輪転舵角決定手段３７である。 その第四は、上記操舵速度検出手段３６からの情￥Ｕを
受けて、１＆輸２３の転舵開始時期を決定する転舵開始
時期決定手段４０である。これは、後輪２３を同位相に
転舵するときの転舵開始時期を、ステアリング３の操舵
開始（前輪の転舵開始）に対して所定時間遅らせ、また
、同位相に転舵した後輪２３を中立方向に戻すにあたっ
て、その転舵開始時期をステアリング３の中立方向への
操舵開始時に対して所定時間遅らせ、かつそれらの遅れ
時間がステアリング３の操舵速度が高いときほど長くな
るように設定する。 その第五は、操舵速度検出手段３６からの情報を受けて
、後輪２３の転舵速度を決定する転舵速度決定手段４１
であり、これは、後・輸２３を同位［■に転舵するとき
の転舵速度を、ステアリング３の操舵速度に対応して設
定し、ステアリング３の操舵速度が高いときほど、後輪
２３の転舵速度を高く設定する。すなわち、上記転舵開
始時期決定手段４０により、ステアリング３の操舵速度
が大きいほど上記の遅れ時間が長く設定されるが、この
場合、第８図に示すように、上記の遅れ時間が大きいと
きほど、後輪２３の転舵速度が高く設定される。そして
、これにより、目標後輪転舵角が同しときには、上記の
遅れ時間の大小に関係なく、後輪２３がステアリング操
舵開始時点から目標転舵角に達するまでの時間を一定さ
せうるようにしている。 さらに、その第六は、後輪転舵角決定手段３６から受け
た後輪転舵情報に基づいてカム体１３を回転させるべき
方向およびその回転量を決定し、かつ上記回転位置検出
器３４からのフィードバック信号を受けて、モータ駆動
回路３０ｂを制御するモータ制御手段４２である。また
、このモータ制御手段４２には、上記転舵開始時期決定
手段４０および転舵速度決定手段４１からの情報も送ら
れる。これにより、モータ制御手段４２は、転舵開始時
期決定手段４０および転舵速度決定手段４１できめられ
た所定の転舵開始時期と転舵速度をもって、後輪転舵角
決定手段３７によって決められた目標転舵角を、後輪転
舵させることができるように、電動モータ３０を回転制
御するのである。 また、上記横Ｇは、前輪の中立位置からの舵角（θ）と
車速（Ｖ）の関数として返信的に次式で表すことができ
る。 Ｇ−θ・（Ｖ”＃り　／（１＋Ｋ・Ｖ”）ここで、ｌは
ホイールベースの大きさ、Ｋは補正用の定数である。 この関係式から良く分かるように、横Ｇは、１１１１輪
舵角が一定であれば車速か増大するほど大きくなり、車
速か一定であれば前輪舵角が大きくなるほど大きくなる
。 そして、制御手段３１は、上記各手段により、電動モー
タ３０およびカム体１３の回転を制御して、走行性をあ
らゆる状況下において高めることができるように、後輪
２３の転舵を行う。 本例の場合、上記横Ｇ演算手段３５により演算される横
Ｇを、また同位相操舵においてはステアリングの操舵速
度を基準にし、さらにステアリングの操舵角度を補助的
な制御情報として、後輪転舵側６１が行われる。その−
例を、第７図に示すフローチャートに沿って説明する。 まず、車速センサ３２からの車速情報、および、操舵角
センサ３３からのステアリング＃Ｓ舵角情報が読み取ら
れ（ＳＩＯＩ、３１０２）、これらから、横Ｇが演算さ
れる（３１０３）、また、操舵角情報に基づいて、ステ
アリングの操舵速度が算出される（Ｓ１０４）、そして
、この横Ｇの大きさ等に応じて、後輪２３が所定方向に
所定角度転舵させられる。 ４３ＩｉＧ　＜７）大きさが、０．１Ｇ以下で（Ｓ１０
５でＹＥＳ、Ｓｌ、０６でＹＥＳ）、ステアリングの操
舵角（ここでいう操舵角とは、ステアリングそれ自体の
回転角をいい、前輪の転舵角ではない。ステアリングの
回転角をオーバオールギヤ比で除したものが前輪転舵角
である。）が所定値（たとえば２４０°）以上である場
合には（Ｓ　Ｉ　Ｏ７テＹＰ：Ｓ）、後輪２３が逆位相
に転舵される（Ｓ　Ｉ　Ｏ８）。一方、横Ｇの大きさが
０．１Ｇ以下で（Ｓ　Ｉ　Ｏ６でＹＥＳ）　、かつステ
アリングの操舵角が所定値より小さい場合（Ｓ　１０７
テＮＯ）　、またｔｔ’ａ　Ｇ　（７１大きさが０．１
Ｇより太きく　０．２Ｇ以下の場合は（３１０６でＮＯ
）、後輪２３は転舵せずいわゆる２ｗＳの状態におく（
３１０９）。 横Ｇの大きさが上記の場合よりも大きい場合は（Ｓ　１
０５でＮＯ）、上記転舵開始時期決定手段４０と転舵速
度決定手段４１によって、後輪２３の転舵開始時期と転
舵速度がきめられる（ＳｌｌＯ，５１１１）、そして、
これに基づいて、後輪２３が同位相に転舵され、またこ
の場合、横Ｇの大きさに応じて（３１１２，３１１４，
３１１６）、後輪２３の転舵量を制御する（Ｓ１１３．
５１１５．３１１？、３１１８）。 すなわち、横Ｇが所定値より小さく、かつステアリング
の操舵角が所定値よりも大きい場合には、後輪２３を逆
位相に転舵させ、横Ｇが所定値より大きい場合には後輪
２３を同位相に転舵させる。 これは、横Ｇが小さく、かつステアリングの操舵角が所
定値よりも大きい場合は概して低速時において旋回等を
行う場合であり、このときに後輪２３を逆位相に転舵さ
せることにより、車両のとりまわし性を向上させること
ができるからである。 一方、横Ｇが大きい場合は概して中・高速時に旋回等を
行う場合であり、このときに後輪２３を同位相に転舵さ
せることにより、横ずペリを抑制して走行安定性を高め
つつずみやかな方向変換が可能となるからである。この
場合、ａＧが大きくなるほど、後輪２３の転舵■を大き
くしているが、これは、横Ｇが大きくなればそれだけ車
両の横すベリの傾向が強くなり、これを抑制するために
必要とされる後輪の転舵量も大きくなるからである。 また、横Ｇの大きさがある範囲にあるときは、後輪２３
を全く転舵しないようにしているが、これは、横Ｇの大
きさが上記のような所定範囲にあるときは、むしろ後輪
２３を転舵しない方が操向性が良好となるからである。 さらに、４ＲＧの大きさが所定値以下（Ｏを含む）で、
かつステアリングの操舵角も所定値以下（０を含む）で
ある場合（３１０６でＹＥＳ、５１０７でＮＯ）、すな
わちほぼ直進状態にあるような場合等にも、後輪２３は
転舵しない。 そしてまた、４ｉ１１Ｇの大きさに応じて後輪２３を転
舵させるときの、その転舵方向および転舵量は、算出さ
れた横Ｇの大きさに基づいて上記後輪転舵角決定手段３
６により決定される。そして、この後輪転舵情報を受け
て、上記モータ制御手段４２が、電動モータ３０を回転
ｗＩ御して、上記カム体１３を所定方向に所定角度回転
させることにより、後輪２３が後輪転舵角決定手段３６
によりきめられた目標転舵角と一致するように転舵され
るのである。また、旋回時車両に作用する横Ｇの大きさ
が変化すれば、これに応じて、モータ制御手段４２によ
り、電動モータ３０およびカム体１３が回転制御されて
時々の状況に応じた後輪転舵が行われるとともに、後輪
転舵の必要がなくなれば、後輪転舵角決定手段３７によ
り転舵量０が決定され、これにより、カム体１３が中立
回転位置に戻される。すなわち、後輪２３が舵角０の中
立状態に戻される。 また、後輪２３を同位相に転舵する場合には、上記転舵
開始時期決定手段４０が、その転舵開始時期を、ステア
リング操舵（前輪転舵）の開始に対して所定時間遅らせ
、かつその遅れ時間がステアリングの操舵速度が高いと
きほど長くなるように設定する。さらに、転舵開始時期
決定手段４０は、同位相に転舵した後輪２３を中立方向
に戻すにあたって、後輪２３の転舵開始時期を、ステア
リング３の中立方向への戻し操舵開始時に対して所定時
間遅らせ、かつその遅れ時間がステアリング３の操舵速
度が高いほど長くなるように設定する。また、上記転舵
速度決定手段４１が、後輪２３の同位相転舵時の転舵速
度を、ステアリング３の操舵速度に応じて設定し、これ
が高いときほど高く設定する。そして、モータ制御手段
４２は、こうしてきめられる転舵時期情報および転舵速
度情報に基づいて、電動モーフ３０およびカム体１３の
回転開始時期および回転速度を制御する。これにより、
所定の転舵開始時期および転舵速度をもって、上記後輪
転舵角決定手段３７できめられる目標転舵量を転舵され
るように、後輪の同位相操舵が行われるのである。 なお、上記のフローチャートにおいて示した横Ｇの基準
値は、大まかなものであり、さらに細分化して後輪転舵
条件をきめるようにすれば、より走行性を高めることが
できる。また、逆位相操舵における転舵量が、ステアリ
ングの操舵角の増大に応じて太き（なるようにすれば、
低速域での車両のとりまわし性を一層向上させることが
できる。 以上のように、本例の四輪操舵装置においては、横Ｇを
基準にして後輪転舵を制御し、同位相操舵においては、
横Ｇの大きさに応じて後輪２３の転舵■を決定している
。したがって、後輪２３の転舵量、特に同位相操舵にお
ける転舵量を常に状況に応じた最適な大きさに設定する
ことができる。 中・高速域での旋回走行時における車両の横すべりの傾
向の強さは、遠心力すなわち横Ｇの大きさによって変動
するものであるので、横Ｇの大きさに応じて同位相操舵
における転舵■をきめることにより、後輪の同位相の転
舵量を、車両の横すべりを抑制するのに必要かつ適切な
大きさに設定できるからである。 また、同位相操舵の際、後輪の転舵時期をステアリング
の艮舵開始に対して所定時間遅らせ、かつその遅れ時間
をステアリングの操舵速度が高いときほど長くなるよう
にしている。したがって、旋回時の回頭性を高めること
が１′きるとともに、運転者がステアリングをご激にき
って迅速な車両の方向変換を期待する場合に、これに十
分に応えることができる。後輪の同位相操舵を前輪の転
舵に対して所定時間遅らせることにより、旋回初期に適
切な大きさのヨーイングの発生を促すことができ、また
、ステアリングの操舵速度が高くなるときには、上記遅
れ時間を長くすることにより、旋回への移行時やより旋
回半径の小さな旋回へうつる旋回過渡期において十分な
ヨー角加速度を得ることができるようになるからである
。 また、後輪２３を同位相に転舵して旋回に入った後、こ
の旋回から直進方向に戻る際や、逆方向への旋回に移行
する場合に、後輪２３を中立方向に戻すにあたっても、
上記と同じように、後輪２３の転舵開始時期が、ステア
リング３の戻し方向への操舵開始（前輪１０の中立方向
への転舵開始）に対して所定時間遅れ、かつその遅れ時
間がステアリング３の操舵速度が高いときほど長（なる
ように設定される。したがって、旋回突入時だけでなく
、旋回脱出時等においても、十分なヨー角加速度を得て
、きびきびと方向変換を行いうるから、走行性が非常に
向上する。 しかも、本例の場合、同位相操舵の際、後輪２３の転舵
速度もステアリング３の操舵速度に応じて制御し、目標
後輪転舵角が同じ場合には、上記転舵開始時期決定手段
４０によって設定される上記の遅れ時間の大小に関係な
く、後輪２３がステアリング操舵開始時点から目標転舵
角に達するまでの時間を一定させうるようにしている。 したがって、旋回時、十分な回顧性を得つつ、常に、車
両の横すべりの発生に遅れることなく後輪の同位相操舵
を完了して、上記の車両の横すべりを適切に抑制するこ
とができる。換言すると、ヨーイング時ヨー角速度は一
定の割合で増減するから、上述のように、ステアリング
操舵開始時から目標転舵角への後輪の同位相操舵完了ま
での時間を一定させうろことが、旋回走行性を一定させ
、また向上させるうえで望ましいのである。 以上をさらにまとめると、本例の四輪操舵装置において
は、後輪の同位相操舵における転舵角を車速および前輪
の転舵角（ステアリング操舵角）によって決る理論上の
横Ｇにもとづいて決定すること、および、ステアリング
操舵速度に応じて、これが大きいほど上記のように決定
された転舵角への実際の後輪転舵を遅らせ、まに転舵速
度も制御することにより、あらゆる状況において、車両
の向きが旋回軌跡の接線と一層するきわめて良好な走行
性能を達成することができるのである。 また、本例の場合、後輪転舵機構２としては、上記カム
体１３とそのカムフォロアである上記回転ローラ１４と
からなるカム機構によって構成されるものを用いている
が、カム体１３は、上述したように制御手段３１によっ
て制御する電動モータ３０によって回転駆動するように
している。したがって、後輪２魯の転舵時期等を容易に
変えることができ、また、カム体１３の形状の変更によ
り、カム体１３が回転ローラ１４を押動してこれを動か
す距離、すなわち後輪の転舵量も節単に変えることがで
きるから、後輪転舵パターンの設定を幅広く行いうる。 しかも、後輪２３が地面から受けた力が上記タイワンド
２５等を介して動杆１５に車幅方向の力として伝達され
ても、回転ローラ１４がカム体１３に基準円Ｃ（カム体
１３の回転中心を中心とし、かつ上記ローラ距離を半径
とする円）上で接触している状態、すなわち中立状態に
ある場合には、上記の力は、回転ローラ１４を介してカ
ム体１３で受は止められ、また、回転ローラ１４が上記
の力でカム体１３を押してもこれによりカム体１４が回
転させられることはない、すなわち、後輪を転舵しない
場合には、後輪２３を確実に中立位置（舵角０の状態）
で保持することができるから、穫めて高いフェイルセイ
フ性能が得られる。 ところで、上記実施例のように後輪の転舵時期に遅れ時
間を設定する代わりに、ステアリング操舵速度が高いと
きほど、後輪の転舵速度を低くするようにしても、上記
実施例と同様の作用・効果が期待できる。 また、後輪の転舵速度を制御する他、電動モータの最大
回転速度をある所定値に設定することによっても、同様
の効果を得ることができる。 さらに、上記実施例では、後輪２３を中立位置から転舵
するときのみ、その転舵速度を制御するようにしている
が、同位相に転舵した後中立方向に戻すときにも、転舵
速度を制御するようにしてもよく、これにより走行性の
一層の向上を図ることができる。 また、ステアリングの操舵角センサからの情帳に基づい
てマイクロコンビエータで演算することにより、ステア
リングの操舵速度を検出するようにしていたが、この他
、ステアリングの操舵速度の検出手段として、それ自体
でステアリングの操舵速度を検出できるセンサを用いる
ようにしてもよい。また、後輪を転舵させるための後輪
転舵機構においても、上記実施例で示したものに特に限
定されるものでないこともいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る四輪操舵車両の全体構成
を概略的に示した図、第２図は本発明の実施例に係る後
輪転舵機構を前方斜めからみた斜視図、第３図は実施例
に係るカム体および回転ローラを第２図のｍ−ｍ４１矢
視方向からみてこれらによるカム機構の動作を説明する
図、第４図は実施例に係る後輪転舵機構における動杆に
よる回転ローラの支持状態を示した図、第５図はシステ
ムブロック図、第６図は制ｔコｌｌブロック図、第７図
は後輪転舵条件の一例を示すフローヂャート、第８図は
後輪を同位相に転舵する場合の時間と後輪転舵角との関
係を示すグラフ、第９図は前二輪１呈舵軍両での旋回状
態を模式的に示す図である。 １・・・ｊｌ；１輪転舵機構、２・・・後輪転舵ａ構、
３・・・ステアリング、３０・・・電動モータ、３２・
・・車速センサ、３３・・・操舵角センサ、３５・・・
横Ｇ演算手段、３６・・・操舵速度検出手段、４０・・
・転舵開始時期決定手段、４２・・・モータ制御手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリング操作に応じて前輪を転舵する前輪転
   舵機構と、電動モータで駆動される後輪転舵機構とを備
   えた自動車の四輪操舵装置であって、 車速を検出する車速センサと、ステアリングの操舵角を
   検出する操舵角センサと、ステアリングの操舵速度を検
   出する操舵速度検出手段と、上記車速センサ、および操
   舵角センサからの情報に基づいて操舵時に車両に作用す
   る横Ｇを演算する横Ｇ演算手段と、上記操舵速度検出手
   段からの情報を受けて後輪の転舵開始時期を決定する転
   舵開始時期決定手段と、上記横Ｇ演算手段によって演算
   された横Ｇの大きさに応じて後輪が所定方向に所定量転
   舵するように、かつ上記転舵開始時期決定手段によって
   決定された時期から上記電動モータの回転が開始するよ
   うに上記電動モータを回転制御するモータ制御手段とを
   備え、 上記転舵開始時期決定手段は、操舵速度が高いほどステ
   アリングの回転開始時に対して後輪の転舵時期を遅らせ
   るようになっていることを特徴とする、四輪操舵装置。
2. （２）上記転舵開始時期決定手段は、後輪を前輪に対し
   て同位相に転舵させるとき、後輪の転舵開始時期を、ス
   テアリングの回転開始時に対して所定時間遅らせてきめ
   ることを特徴とする、請求項１に記載の四輪操舵装置。
3. （３）上記転舵時期開始決定手段は、同位相に転舵され
   た後輪を中立方向に戻すにあたって、後輪の転舵開始時
   期を、ステアリングの中立方向への回転開始時に対して
   所定時間遅らせてきめることを特徴とする、請求項１に
   記載の四輪操舵装置。