JPH02200574A - 後輪操舵車両の後輪懸架装置 - 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、後輪が操舵可能な後輪操舵車両において後輪
を車体に懸架する後輪懸架装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、後輪操舵車両として、例えば特開昭６２−６
１８８１号公報に開示されるように、前輪を操舵する前
輪操舵装置とは別に、この前輪操舵装置により前輪が操
舵されるとき前輪の操舵に対し所定の転舵比でもって後
輪を操舵する後輪操舵装置を備えたものは知られている
。

そして、このような後輪操舵車両において、後輪を車体
に懸架する後輪懸架装置としては種々の形式のものが用
いられており、上記例示の公報（特開昭６２−６１８８
１号）のものの場合はダブルウィツシュボーン式のもの
が用いられている。

このダブルウィツシュボーン式後輪懸架装置は、後輪を
回転自在に支持するホイールサポートと、該ホイールサ
ポートと車体との間に各々車幅方向に延びて配設され、
ホイールサポートの上・下部を車体に連結支持する上下
一対のサスペンションアーム（つまりアッパアームおよ
びロアアーム）と、後輪の上下動を減衰させるための緩
衝装置とを備えてなる。尚、ダブルウィツシュボーン式
後輪操舵装置の場合、後輪の操舵回転中心軸としての仮
想キングピン軸は、ホイールサポート上部とアッパアー
ムとの連結点とホイールサポート下部とロアアームとの
連結点とを結ぶ直線である。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記ダブルラッシュボーン式後輪懸架装置で
は、緩衝装置の車輪側端（下端）をサスペンションアー
ム（通常はロアアーム）およびホイールサポートのいず
れに連結する場合にも次のような問題点がある。

すなわち、緩衝装置の車輪側端をサスペンションアーム
に連結した場合には、後輪のバンブ・リバウンド時に緩
衝装置からの反力がサスペンションアームに対して一点
集中の横力として作用するため、このサスペンションア
ームに大型のものを使用しなければならず、重量増加や
配置レイアウトが困難になるなどの問題がある。また、
レバー比が小さく、後輪のバンブ・リバウンド時での緩
衝装置の伸縮ストロークが比較的短くなるので、所定の
減衰力を確保するためにバネ定数またはダンパーの減衰
係数を高める必要があるが、このときは乗心地が悪、く
なる。

一方、緩衝装置の車輪側端をホイールサポートに連結し
た場合には、後輪のバンブ・リバウンド時に緩衝装置の
反力によって後輪が仮想キングピン軸回りに転舵する。

この転舵を防止するために、従来の後輪操舵装置におい
ては、後輪を舵角零の直進状態に保持するセンタリング
バネの保持力（バネ力）を大きく設定していたが、この
場合、後輪を操舵するための操舵力をセンタリングバネ
の保持力以上に大きくしなければならず、後輪操舵装置
全体がかなり大型化するという問題があった。また、ス
テアリングハンドルの操舵に感応して後輪が操舵される
後輪操舵装置（先に例示した特開昭６２−６１８８１号
公報参照）の場合、上記緩衝装置の反力がハンドル操舵
にも影響を及ぼし、操舵フィーリングが悪くなる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、特に、緩衝装置の車輪側端をホイー
ルサポートに連結するに当り、緩衝装置の反力によって
は後輪を転舵させるモーメントが惹起されないように構
成することにより、センタリングバネのバネ力を小さ（
して、後輪操舵装置の小型化を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、前輪の
操舵に伴って後輪を操舵する後輪操舵装置を備え、上記
後輪を、緩衝装置を有するダブルウィツシュボーン式懸
架装置によって車体に懸架する後輪操舵車両を前提とす
る。そして、上記緩衝装置を、その反力軸が後輪の仮想
キングピン軸と三次元的に交点を持つようにホイールサ
ポートに連結する構成にしたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、後輪のバンブ・リバウ
ンド時緩衝装置の反力はホイールサポートに対して後輪
の操舵回転中心軸としての仮想キングピン軸と交差する
ように作用するので、この反力により後輪がホイールサ
ポートと一体に操舵されることはなく、後輪操舵装置に
よる後輪操舵に悪影響が及ぶのを防止することができる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図は後輪操舵車両の全体構成を示し、この車両は、
左右の前輪ＩＬ、ＩＲを操舵する前輪Ｉ・に舵装置２と
、左右の後輪３Ｌ、３Ｒを操舵する後輪操舵装置４とを
備えている。上記前輪操舵装置２は、車幅方向に延設さ
れ、両端部が各々タイロッドＩＩＬ、ＩＩＲおよびナッ
クルアーム１２Ｌ。

１２Ｒを介して左右の前輪ＩＬ、ＩＲに連結されたラッ
ク１３と、一端部に該ラック１３と噛合するビニオン１
４が設けられ、他端部にステアリングハンドル１５が設
けられたステアリングシャフト１６とからなり、ステア
リングハンドル１５の操作によりラック１３を車幅方向
に変位させて前輪ＬＬ、ＩＲを操舵するように構成され
ている。

また、上記後輪操舵装置ｔ４は、第５図にも示すように
、後輪操舵ロッド２１と中立位置復帰手段２２とサーボ
モータ２３とブレーキ２４とコントロールユニット２５
とを備えている。

上記後輪操舵ロッド２１は、車幅方向に延設され、その
両端部が各々タイロッド３１Ｌ、３１Ｒおよびホイール
サボー）３２Ｌ、３２Ｒを介して左右の後輪３Ｌ、３Ｒ
に連結されており、この後輪転舵ロッド２１が車幅方向
に変位することにより後輪３Ｌ、３Ｒを転舵させるよう
になっている。

上記中立位置復帰手段２２は、後輪操舵ロッド２１に付
設され、第６図にその断面を詳細に示すように、車体４
１に固定されたケーシング４２をａし、このケーシング
４２内には一対のバネ受け４３ａ、４３ｂが遊嵌され、
該両バネ受け４３ａ。

４３ｂの間にセンタリングバネ４４が配設されている。

上記後輪操舵ロッド２１はケーシング４２を貫通して延
びており、この後輪操舵ロッド２１には一対の鍔部２１
ａ、２１．ｂが所定の間隔をおいて形成され、該鍔部２
１ａ、２１ｂにより上記バネ受け４３ａ、４３ｂを受は
止めする構成とされており、後輪操舵ロッド２１はセン
タリングバネ４３によって常に中立位置（つまり後輪１
８Ｌ。

１．８Ｒが舵角零の直進状態となる位置）に向けて付勢
されている。上記センタリングバネ４４は、コーナリン
グ時の横力（コーナリングフォース）に打ち勝つだけの
バネ力を備えたものとされている。

上記サーボモータ２３は、ステップモータであって、第
５図に示すように、その出力軸２３ａが、歯車列５１ａ
とボールねじ５１ｂとからなる減速機構５１を介して後
輪操舵ロッド２１に連結されており、このサーボモータ
２３の作動により後輪Ｌψ舵ロッド２１を中立位置復帰
手段２２（センタリングバネ４４）の付勢力に抗して中
立位置から変位させるように構成されている。上記サー
ボモータ２３の出力軸２３ａと減速機構５１の歯車列５
１ａとの間には、後輪操舵ロッド２１とサーボモータ２
３との連結を解除するためのクラッチ５２が設けられ、
該クラッチ５２の作動により中立位置から変位した後輪
操舵ロッド２１を、所定の異常発生時中立位置復帰手段
２２の付勢力によって中立位置に復帰させることができ
るようになっている。

上記ブレーキ２４は、電磁ブレーキであって、上記サー
ボモータ２３の出力軸２３ａに付設され、該出力軸２３
ａの回転に制動を加えることができ、また、このブレー
キ２４の作動により出力軸２３ａ（ひいては後輪操舵ロ
ッド２１）をロックして該後輪操舵ロッド２１を所定の
変位状態に保持すること（すなわち保舵すること）がで
きるようになっている。

さらに、上記コントロールユニット２５は、上記サーボ
モータ２３、ブレーキ２４およびクラッチ５２の作動を
制御して後輪３Ｌ、３Ｒの操舵制御を行うものであり、
このコントロールユニット２５による後輪操舵制御は、
図を用いて詳しくは述べないが、基本的には車速感応で
行われるようになっており、低速走行時には後輪３Ｌ、
３Ｒを前輪ＩＬ、ＩＲと逆位相に操舵して小回り性を高
め、高速走行時には後輪３Ｌ、３Ｒを前輪ＩＬ。

ＩＲと同位相に操舵して走行安定性を高めるようになっ
ている。

そして、このような後輪操舵制御を行うために、コント
ロールユニット２５には、ハンドル舵角を検出するハン
ドル舵角センサ６１、車速を検出する車速センサ６２、
および上記サーボモータ２３の回転位置を検出するロー
タリエンコーダ６３からの信号が各々入力され、コント
ロールユニット２５ではハンドル舵角と車速とに基づい
て目標後輪舵角を演算し、必要とする後輪操舵量に対応
する制御信号がサーボモータ２３に出力される。そして
、サーボモータ２３の作動が適正になされているか否か
をロータリエンコーダ６３によって常時監視しつつ、つ
まりフィードバック制御の下で後輪３Ｌ、３Ｒの操舵が
なされるようになっている。

また、後輪操舵制御においては、フェイルセーフのため
に、その制御系が２重構成とされている。

すなわち、上記ハンドル舵角センサ６１に対して前輪舵
角センサ６４が、車速センサ６２に対して第２の車速セ
ンサ６５が、ロータリエンコーダ６３に対して、クラッ
チ５２から後輪操舵ロッド２１側の部材の機械的変位を
検出する後輪舵角センサ６６がそれぞれ付加されており
、これら３組のセンサ６４〜６６において、対応するセ
ンサの両者が同一の値を検出したときにのみ後輪転舵を
行うようにされている。したがって、上記３組のセンサ
６４〜６６において、例えば第１の車速センサ６２で検
出した車速と第２の車速センサ６５で検出した車速とが
異なるときには、異常（故障）発生ということで、コン
トロールユニット２５による所定の制御によって後輪３
Ｌ、３Ｒを中立位置に保持するようになっている。

さらに、各種の異常検出のために、コントロールユニッ
ト１２には、ニュートラルクラッチスイッチ７１、イン
ヒビタースイッチ７２、ブレーキスイッチ７３、および
エンジンスイッチ７４からの０Ｎ−ＯＦＦ信号が各々入
力され、またオルタネータのし端子７５からは発電の有
無を表す信号が入力される。ここで、ニュートラルスイ
ッチ７１は、手動変速機を備えた車両において、手動変
速機のシフト位置がニュートラルあるいはクラッチペダ
ルを踏み込んだときにＯＦＦ信号を出力し、それ以外は
ＯＮ信号を出力するようになっている。

インヒビタースイッチ７２は、自動変速機を備えた車両
において、そのレンジがニュートラル（Ｎ）あるいはパ
ーキング（Ｐ）にあるときには、ＯＮ信号を出力し、走
行レンジにあるときにはＯＦＦ信号を出力するようにな
っている。ブレーキスイッチ７３はブレーキペダルを踏
み込んだときにＯＮ信号を出力し、エンジンスイッチ７
３はエンジンが運転状態にあるときＯＮ信号を出力する
ようになっている。

次に、後輪３Ｌ、３Ｒを車体に懸架する後輪懸架装置に
ついて、第１図ないし第３図に示す右側後輪３Ｒの懸架
装置の場合を例に説明する。第１図は後輪３Ｒを車体の
内側後方より見た斜視図であり、第２図および第３図は
それぞれは後輪懸架装置の部材・部品等の配置状態を示
す側面図および正面図である。

この後輪懸架装置は、ダブルラッシュボーン式のもので
あって、後輪３Ｒを回転自在に支持するホイールサポー
ト３２Ｒの他に、上下一対のサスペンションアームとし
てのアッパアーム８１およびロアアーム８２とトリーリ
ングアーム８３と緩衝装置８４とを備えている。

上記アッパアーム８１およびロアアーム８２は、共に車
幅方向に延びるロッド部材からなり、このアッパアーム
８１の外端はボールジヨイント８５を介してホイールサ
ボー１−３２　Ｒの上部に回転自在に連結され、内端は
車体４１に上下揺動可能に支持されている。また、ロア
アーム８２も、その外端がボールジヨイント８６を介し
てホイールサポート３２Ｒの下部に回転自在に連結され
、内端は車体４１に上下揺動可能に支持されている。

上記トレーリングアーム８３は、車体前後方向に延び、
前端が車体に、後端が上記ロアアーム８２にそれぞれ連
結された第１０ツド部材８７と、一端が該第１０ツド部
材８７と、他端が上記アッパアーム８１にそれぞれ連結
された第２０ツド部材８８とからなり、後輪３Ｒに作用
する前後力（例えば制動力等）を車体に伝達して支持す
るようになっている。

さらに、上記緩衝装ｒ！！、８４は、一端（上端）が車
体４１に、他端（下端）がホイールサポート３２Ｒにそ
れぞれ連結されたダンパー９１と、該ダンパー９１の上
部外周に配設されたコイルスプリング９２とからなり、
後輪４１の上下ａ（バンブ・リバウンド運動）を減衰さ
せるものである。上記ダンパー９１とコイルスプリング
９２とは、共通の反力軸（中心軸）９１を持つように同
軸状態に設けられており、よって、緩衝装置８４の反力
軸もこの軸９＋となる。

ここで、後輪操舵装置４のタイロッド３１Ｒから後輪３
Ｒ側に操舵力が伝達されたとき、該後輪３Ｒはホイール
サポート３２Ｒと一体に、該ホイールサポート３２Ｒと
アッパアーム８１との連結点（ボールジヨイント８５）
と、ホイールサポート３２Ｒとロアアーム８２との連結
点（ボールジヨイント８６）とを通る直線である仮想キ
ングピン軸９２回りに転舵する。

そして、本発明の特徴点として、上記緩衝装置８４のダ
ンパー９１下端は、該！ｔ！！衝装置８４の反力軸脅１
が車両のイニシャル状態で後輪３Ｒの仮想キングピン軸
ρ２と三次元的に交点Ｐを持つようにホイールサポート
３２Ｒに連結されている。

尚、三次元的に交点Ｐを持つということは、その交点Ｐ
の高さ位置が正面図（第３図）および側面図（第２図）
の両方で同じになることを意味する。

したがって、上記実施例においては、緩衝装置８４の反
力輔交１を車両のイニシャル状態で後輪３Ｒ（又は３Ｌ
）の仮想キングピン輔９２と三次元的に交点Ｐを持つよ
うにホイールサポート３２Ｒ（又は３２Ｌ）に連結した
ことにより、後輪３Ｒのバンブ・リバウンド時、緩衝装
置８４の反力（ダンパー９１の減衰力およびコイルスプ
リング９２のバネ反力）はホイールサポート３２Ｒに対
して後輪の操舵回転中心軸としての仮想キングピン軸９
２と交差するように作用するので、この反力により後輪
３Ｒがホイールサポート３２Ｒと一体に操舵されること
はなく、後輪操舵装置による後輪操舵に悪影響が及ぶの
を防止することができる。このため、中立位置復帰手段
２２におけるセンタリングバネ４４の中立位置付勢力（
バネ力）は、単にコーナリング時の横力（コーナリング
フォース）に打ち勝つだけもので足り、また、このバネ
力に抗して後輪３Ｌ、３Ｒを操舵するための操舵力も小
さくすることができるので、後輪操舵装置４の小型化を
図ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例を包含するものである。

例えば、上記実施例の場合、後輪操舵装置４は前輪操舵
装置２と機械的に連結されていないが、この両操舵装置
２．４が車体前後方向に延びるロッド部材等からなる伝
達機構により連結され、前輪操舵装置２のステアリング
ハンドル１５の操舵に感応して後輪が保舵される形式の
ものにも本発明を適用することができる。この場合、緩
衝装置の反力がハンドル操舵に影響することはな（、操
舵フィーリングの向上を図ることができるという効果を
も有する。

また、上記実施例では、緩衝装置８４のダンパー９１と
コイルスプリング９２とが共通の反力軸（中心軸）９１
を有する同軸状態に設けられた場合について述べたが、
本発明は、ダンパー９１の反力軸とコイルスプリング９
２の反力軸とが同軸にない場合にも適用することができ
る。この場合、後輪３Ｌ、３Ｒのバンブ・リバウンド時
におけるコイルスプリング９２のバネ反力は普通ダンパ
ー９１の減衰力よりも大きいので、このコイルスプリン
グ９２の反力軸を後輪３Ｌ、３Ｒの仮想キングピン軸と
交差するように設けることの方が緩衝装置の反力による
後輪操舵装置への影響を少なくすることができる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明における後輪操舵車両の後輪懸架装
置によれば、後輪のバンブ・リバウンド時における緩衝
装置の反力がホイールサポートに対して後輪の仮想キン
グピン軸と交差するように作用し、この反力により後輪
が操舵されるのを防止することができるので、センタリ
ングバネのバネ力および操舵力を共に小さく設定して後
輪操舵装置の小型・軽量化を図ることができ、また、ハ
ンドル舵角感応の後輪操舵装置では、緩衝装置の反力が
ハンドル操舵に影響を与えることはなく、操舵フィーリ
ングの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は後輪懸架
装置の斜視図、第２図は後輪懸架装置の部材・部品等の
配置状態を示す側面図、第３図は同正面図、第４図は後
輪操舵車両の全体構成図、第５図は同車両の後輪操舵装
置の構成図、第６図は中立位置復帰手段の断面図である
。 ３Ｌ、３Ｒ・・・後輪、 ４・・・後輪操舵装置、 ３２Ｌ、３２Ｒ・・・ホイールサポート、８４・・・緩
衝装置、 ９１・・・ダンパー ９２・・・コイルスプリング、 ９１・・・反力軸、 ９２・・・仮想キングピン軸、 Ｐ・・・交点。 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪の操舵に伴って後輪を操舵する後輪操舵装置
   を備えており、上記後輪は、緩衝装置を有するダブルウ
   ィッシュボーン式懸架装置によって車体に懸架された後
   輪操舵車両において、上記緩衝装置は、その反力軸が後
   輪の仮想キングピン軸と三次元的に交点を持つようにホ
   ィールサポートに連結されていることを特徴とする後輪
   操舵車両の後輪懸架装置。