JPH0653501B2 - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪の転舵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ものである。

（従来の技術） 従来より、この種の車両の４輪操舵装置として、例えば
特開昭５５−９１４５７号公報に開示されるように、前
輪を転舵する前輪転舵機構と、後輪を転舵する後輪転舵
機構とを備え、前輪の転舵角および車速に応じて後輪の
転舵角を変化させ、低速時では前輪と後輪とを逆方向の
逆位相に、高速時では同方向の同位相にすることによ
り、車輪の横すべりを防止して走行安定性を向上させる
とともに、低速時での小廻り性の向上を図り得るように
したものは知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、車両においては、悪路を走行するような場
合、車体の上下振動によって車体の下面と路面との衝突
を避けるために、通常、車高調整装置によって車高を高
くすることがなされるが、この場合、その分車体の重心
が高くなって不安定な状態となり、車両が転倒し易くな
る。また、悪路の場合、全般的に路面の摩擦係数μは低
くすべり易い状態にあるので、車輪の路面に対するグリ
ップ力が低下して横すべりが生じ易くなり、走行安定性
が損われるという問題がある。

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、車高状態を検出し、車高が高いとき
に後輪転舵特性を前輪と同方向の同位相方向に補正する
ことにより、旋回を緩和して車輪のグリップ力を高め、
車両の転倒や横すべり等を防止して走行安定性を向上す
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、ハンド
ル操舵に応じて前輪を転舵する前輪転舵機構と、予め設
定された後輪転舵特性に基づいて後輪を転舵する後輪転
舵機構とを備えてなる車両の４輪操舵装置において、上
記後輪転舵機構を、車高状態を検出する検出手段と、該
検出手段からの出力信号を受けて車高状態が高いときに
上記後輪転舵特性を前輪と同方向の同位相方向に補正す
る補正手段とを備える構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、悪路を車高を高くした
状態で走行する場合、後輪転舵特性が補正手段により前
輪と同方向の同位相方向に補正され、この補正された転
舵特性に基づいて後輪が前輪と同方向の同位相方向つま
り車両の旋回を緩和する方向に転舵されることにより、
車輪のグリップ力が高まり、車両の転倒や横すべり等を
防止できることになる。

（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１図は本発明の第１実施例に係る車両の４輪操舵装置
の全体構成を示す。同図において、１は左右の前輪２
Ｌ，２Ｒを転舵する前輪転舵機構である。該前輪転舵機
構１は、ステアリングハンドル３と、該ステアリングハ
ンドル３の回転運動を直線運動に変換するラック＆ピニ
オン機構４と、該ラック＆ピニオン機構４の作動を前輪
２Ｌ，２Ｒに伝達してこれらを左右に転舵させる左右の
タイロッド５，５およびナックルアーム６，６とからな
る。

７は左右の後輪８Ｌ，８Ｒを転舵する後輪転舵機構であ
る。該後輪転舵機構７は、両端が左右の後輪８Ｌ，８Ｒ
にタイロッド９，９およびナックルアーム１０，１０を
介して連結された車幅方向に延びる後輪操作ロッド１１
を備えている。該後輪操作ロッド１１にはラック１２が
形成され、該ラック１２に噛合するピニオン１３がパル
スモータ１４により一対の傘歯車１５，１６およびピニ
オン軸１７を介して回転されることにより、上記パルス
モータ１４の回転方向および回転量に対応して予め設定
された後輪転舵特性に基づいて後輪８Ｌ，８Ｒが左右に
転舵されるように構成されている。

また、上記後輪操作ロッド１１には、該ロッド１１を操
作ロッドとするパワーシリンダ１８が接続されている。
該パワーシリンダ１８は、後輪操作ロッド１１に固着し
たピストン１８ａにより車幅方向に仕切られた左転用油
圧室１８ｂおよび右転用油圧室１８ｃを有しているとと
もに、該各油圧室１８ｂ，１８ｃはそれぞれ油圧通路１
９ａ，１９ｂを介して、パワーシリンダ１８への油供給
方向および油圧を制御するコントロールバルブ２０に連
通し、該コントロールバルブ２０には油供給通路２１お
よび油戻し路２２を介して油圧ポンプ２３が接続されて
おり、該油圧ポンプ２３はモータ２４によって回転駆動
される。上記コントロールバルブ２０は、ピニオン軸１
７の回転方向を検出して後輪８Ｌ，８Ｒの左方向転舵
（図中反時計方向への転舵）時には油供給通路２１を左
転用油圧室１８ｂに連通しかつ右転用油圧室１８ｃを油
戻し路２２に連通する一方、後輪８Ｌ，８Ｒの右方向転
舵（図中時計方向への転舵）時には上記とは逆の連通状
態とし、同時に油圧ポンプ２３からの油圧をピニオン軸
１７の回転力に応じた圧力に減圧するものである。そし
て、パルスモータ１４により傘歯車１５，１６、ピニオ
ン軸１７、ピニオン１３およびラック１２を介して後輪
操作ロッド１１が軸方向（車幅方向）に移動されるとき
にはパワーシリンダ１８への圧油供給により上記後輪操
作ロッド１１の移動を助勢するようにしている。

そして、上記パルスモータ１４および油圧ポンプ２３の
駆動用モータ２４は、後輪転舵機構７の制御部たるコン
トローラ２５から出力される制御信号によって作動制御
される。上記コントローラ２５には、前輪転舵機構１に
おけるステアリングハンドル３の操舵量等から前輪転舵
角を検出する舵角センサ２６からの舵角信号と、車速を
検出する車速センサ２７からの車速信号と、車高状態を
検出する検出手段としてマニュアル操作式の車高調整ス
イッチ２８からの車高信号とがそれぞれ入力されている
とともに、バッテリ電源２９が接続されている。

上記コントローラ２５は、第２図に示すように、舵角セ
ンサ２６からの舵角信号および車速センサ２７からの車
速信号を受け、特性記憶部３０に記憶された転舵比特性
から前輪転舵角および車速に対応する後輪の目標転舵角
を演算する目標転舵角演算部３１と、該目標転舵角演算
部３１で演算された目標後輪転舵角に対応するパルス信
号を出力するパルスジェネレータ３２と、該パルスジェ
ネレータ３２からのパルス信号を受けてパルスモータ１
４および油圧ポンプ２３の駆動用モータ２４を駆動する
駆動パルス信号に変換するドライバ３３とを備える。こ
れらによって、前輪転舵角に対する後輪転舵角の比（転
舵比）を所定の転舵比特性に従って可変として後輪転舵
角が目標転舵角となるようにパルスモータ１４および油
圧ポンプ２３の駆動用モータ２４を制御する転舵比可変
手段３４が構成されている。

また、上記コントローラ２５は、車高調整スイッチ２８
からの車高信号を受け、車高状態に応じて特性記憶部３
０に記憶された転舵比特性を選択し車高状態が高いＨＩ
ＧＨの車高信号のときに転舵比を同位相方向に補正する
補正手段としての特性選択部３５を備えており、該特性
選択部３５で選択された特性記憶部３０の転舵比特性に
従って上記目標転舵角演算部３１における目標後輪転舵
角の演算が行われるようになっている。

ここで、上記特性記憶部３０に予め記憶されている転舵
比特性は、第３図に示すように、車高が低いときの転舵
比特性Ａと、車高が高いときの転舵比特性Ｂとの２種類
がある。この両転舵比特性Ａ，Ｂは、基本的には、車速
が低速から高速に上昇するに従って転舵比ｋが負方向の
逆位相（前後輪が逆方向に転舵される状態）で大きな値
から零に近づくように移行し、中速域にて転舵比ｋが正
方向の同位相（前後輪が同方向に転舵される状態）に変
わり、高速域では同位相で転舵比ｋが大きくなるように
設定されている。そして、上記両転舵比特性Ａ，Ｂのう
ち、車高が高いときの転舵比特性Ｂは、車高が低いとき
の転舵比特性Ａに比べて低速から高速までの全車速域に
亘って同位相側にずれた傾向にあり、転舵比ｋが負方向
の逆位相の値となる低速域ではその転舵比ｋが零に近づ
きあるいは正方向の同位相に変化し、転舵比ｋが正方向
の同位相の値となる中速域ないし高速域ではその転舵比
ｋがより大きな値に設定されている。

また、上記車高調整スイッチ２８の切換えにより車高調
整を行う車高調整装置は、第４図ないし第６図に示すよ
うに、車体を懸架するサスペンションユニット３６によ
って構成されている。該各サスペンションユニット３６
は、いずれも高さ調整式のジョックアブソーバ３７と、
その周りに配置されたコイルバネ３８と、エアチャンバ
３９とを備えている。上記エアチャンバ３９は、エアパ
イプ４１を介して電磁モータ４２によって作動するエア
ポンプ４３に接続されている。上記エアパイプ４１に
は、上流側から順に、エアチャンバ３９とエアポンプ４
３又は大気との連通を選択的に切換える三方切換弁４４
と、エアチャンバ３９へのエア供給を制御するコントロ
ールバルブ４５とが配設されている。そして、上記電磁
モータ４２，三方切換弁４４およびコントロールバルブ
４５は、それぞれ車高調整用コントローラ４６により作
動制御されており、該車高調整用コントローラ４６は、
車高調整スイッチ２８からの車高信号を受け、三方切換
弁４４の切換およびコントロールバルブ４５の開閉を制
御することにより、エアチャンバ３９へのエア供給を制
御して車高状態を高く又は低くなるようにした車高調整
装置に構成されている。

すなわち、上記車高調整装置は、車高を高くする場合、
上記車高調整スイッチ２８からのＨＩＧＨ信号を受けた
車高調整用コントローラ４６により、エアチャンバ３９
とエアポンプ４３とが連通するように三方切換弁４４を
切換えるとともに、電磁モータ４２およびコントロール
バルブ４５を所定時間ＯＮ作動させ所定時間経過した後
ＯＦＦ作動させることによって、エアチャンバ３９内に
エアを供給して車高を高くする。一方、車高を低くする
場合、車高調整スイッチ２８からのＬＯＷ信号を受けた
車高調整用コントローラ４６により、エアチャンバ３９
と大気とが連通するように三方切換弁４４を切換えると
ともに、コントロールバルブ４５を所定時間ＯＮ作動さ
せ所定時間経過した後ＯＦＦ作動させることによって、
エアチャンバ３９からエアを大気に逃がして車高を低く
するように構成されている。

ここで、第５図および第６図により、上記ショックアブ
ソーバ３７の具体的構造を詳細に説明する。該ショック
アブソーバ３７は、弾性体４７ａを介して車体に取付け
られる上部ケース４７と、該上部ケース４７に対して相
対的に上下動可能に設けられ、且つブラケット４９を介
して車輪に取付けられる下部ケース４８とを有する。そ
して、上記上部ケース４７の下端部と下部ケース４８の
上端部とはローリングダイヤフラム５０を介して連結さ
れているとともに、両ケース４７，４８内はシール部材
５１によって仕切られて、上部ケース４７内に密閉され
たエアチャンバ３９が形成されている。尚、このエアチ
ャンバ３９は上記のようにエアパイプ４１を介してエア
ポンプ４３に接続されており、エアポンプ４３からのエ
アの供給又は大気への開放により、エアチャンバ３９内
のエア圧を調整して車高調整を行うようになされてい
る。また、上部ケース４７と下部ケース４８とには夫々
バネ受け部材５２，５３が固設されて上記コイルバネ３
８が装着されている。

尚、上記下部ケース４８は外筒５４と内筒５５とからな
り、内筒５５内には上部ケース４７から垂下されたピス
トンロッド５６が上下方向に摺動可能に挿通され、該ピ
ストンロッド５６の下端に設けたメインバルブ５７によ
り内筒５５内が上部油室５８と下部油室５９とに仕切ら
れている。また、内筒５５の下端部にはボトムバルブ６
０が設けられていると共に、該内筒５５と外筒５４との
間の空間はリザーバ室６１に形成されている。

また、上記メインバルブ５７は、第６図に拡大詳示する
ように、逆止弁６２によって上部油室５８から下部油室
５９側へ向かう方向にのみ作動流体を通過させるように
設けられた伸び側オリフィス６３と、逆に逆止弁６４に
よって下部油室５９から上部油室５８へ向かう方向にの
み作動流体を通過させるように設けられた縮み側オリフ
ィス６５とを有する。さらに、メインバルブ５７は、内
部が通孔６６ａを介して上記上部油室５８に連通すると
ともに下部油室５９に直接連通するスリーブ６６と、該
スリーブ６６内に回動自在に嵌装され、スリーブ６６の
通孔６６ａに連通可能な通孔６７ａを有する弁体６７と
からなるオリフィス弁６８をも有する。上記オリフィス
弁６８の弁体６７は上記ピストンロッド５６内に挿通せ
しめたコントロールロッド６９を介してステップモータ
６９ａに駆動連結されており、図示のようにスリーブ６
６における通孔６６ａと弁体６７における通孔６７ａと
が一致した時に上部油室５８と下部油室５９とを連通さ
せるようになされている。

次に、上記第１実施例の作用・効果について説明する
に、車高が低い場合には、後輪転舵機構７のコントロー
ラ２５においては、特性選択部３５で特性記憶部３０に
記憶された２種類の転舵比特性Ａ，Ｂの中から車高が低
いときの転舵比特性Ａが選択され、この選択された転舵
比特性Ａに基づいて転舵比可変手段３４の目標転舵角演
算部３１で目標後輪転舵角が演算されることにより、前
輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比が上記転舵比特性
Ａに従って可変制御され、後輪８Ｌ，８Ｒは、低速時で
は前輪２Ｌ，２Ｒと逆方向の逆位相に転舵され、高速時
では前輪２Ｌ，２Ｒと同方向の同位相に転舵される。

一方、車高が高い場合には、上記特性選択部３５は、車
高調整スイッチ２８からの出力信号を受けて上述の車高
が低いときの転舵比特性Ａに代って車高が高いときの転
舵比特性Ｂを特性記憶部３０から選択し、この選択され
た転舵比特性Ｂに従って転舵比が転舵比可変手段３４に
よって可変制御される。

この場合、上記車高が高いときの転舵比特性Ｂは、車高
が低いときの転舵比特性Ａに比べて同位相側にずれてい
るので、後輪８Ｌ，８Ｒが車高が低いときよりも前輪２
Ｌ，２Ｒと同方向の同位相方向へ転舵され、車両の旋回
が抑制されることになる。このことは、車高を高くする
ことが悪路を走行する際に選択されることが多いことか
ら、悪路での路面に対する車輪のグリップ力を高めるこ
とができ、その結果、車高が高くなって車体の重心が高
くなることによる不安定さをなくして車両の転倒を防止
できるとともに、車両の横すべりを防止でき、走行安定
性が向上することになる。

尚、上記第１実施例では、車高状態の検出手段としてマ
ニュアル操作式の車高操作スイッチ２８を用いて、該車
高調整スイッチ２８のＨＩＧＨ信号またはＬＯＷ信号を
車高信号として検出するようにしたが、車高センサを用
いて自動的に車高状態を検出するようにしてもよい。こ
の場合、上記第１実施例と同様の作用，効果を奏し得る
ものはもとより、上記車高センサから検出された車高信
号によって車高状態が低い場合には路面状態が良好であ
り、車高状態が高い場合には路面状態が悪路であると判
断でき、よって車高信号を利用して路面状態を判定する
ことができることになる。

さらに、第７図は本発明の第２実施例に係る車両の４輪
操舵装置の全体構成を示す。この４輪操舵装置における
後輪転舵機構７′は、第１実施例の４輪操舵装置におけ
る後輪転舵機構７の如くパルスモータ１４の作動により
後輪８Ｌ，８Ｒを電気的に転舵する代わりに、前輪転舵
機構１の操舵力を利用して後輪８Ｌ，８Ｒを機械的に転
舵するようにしたものである。

すなわち、上記後輪転舵機構７′は、ギヤ等からなる転
舵比変更装置７０を備える。該転舵比変更装置７０には
車体前後方向に延びる伝達ロッド７１の後端が連結さ
れ、該伝達ロッド７１の前端部には、前輪転舵機構１の
ラック＆ピニオン機構４のラック軸４ａに形成されたラ
ック７２と噛合するピニオン７３が設けられている。ま
た、上記転舵比変更装置７０からは摺動部材７４が延出
され、該摺動部材７４に形成されたラック７５に対して
は、後輪操作ロッド１１にラック１２およびピニオン１
３介して連結されたピニオン軸１７の前端部に設けたピ
ニオン７６が噛合している。しかして、前輪転舵機構１
の操舵力がラック＆ピニオン機構４のラック軸４ａから
伝達ロッド７１を介して転舵比変更装置７０に伝達さ
れ、該転舵比変更装置７０においてコントローラ２５の
制御に従って転舵比が変更された後に操舵力が摺動部材
７４およびピニオン軸１７を介して後輪操作ロッド１１
に伝達されることにより、後輪８Ｌ，８Ｒが左右に転舵
されるように構成されている。尚、４輪操舵装置のその
他の構成は、第１実施例の４輪操舵装置と同じであり、
同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

そして、上記転舵比変更装置７０を制御するコントロー
ラ２５自体は、第１実施例の場合と同じであり、また、
それにより同様の作用・効果を奏することができるのは
勿論である。

（発明の効果） 以上の如く、本発明における車両の４輪操舵装置によれ
ば、車高状態が高いときには、後輪転舵特性が補正手段
によって前輪と同方向の同位相方向に補正され、この補
正された転舵特性で後輪が同位相方向つまり車両の旋回
を緩和する方向に転舵されるので、車輪のグリップ力が
高まり、車高状態が高くなって重心が高くなることに起
因した不安定さをなくして車両の転倒を防止できるとと
もに、車両の横すべりを防止でき、よって、走行安定性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は第１実施例を示し、第１図は車両
の４輪操舵装置の全体構成図、第２図はコントローラの
ブロック構成図、第３図はコントローラの車速による転
舵比制御の場合における転舵比特性を示す図、第４図な
いし第６図は車高調整装置を示し、第４図は全体概略構
成図、第５図は各サスペンションユニットの要部拡大断
面図、第６図はショックアブソーバの要部拡大断面図で
ある。また、第７図は第２実施例を示す第１図相当図で
ある。 １……前輪転舵機構、７，７′……後輪転舵機構、２５
……コントローラ、２８……車高調整スイッチ、３４…
…転舵比可変手段、３５……特性選択部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 嘉寛 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−163768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−226368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−67671（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドル操舵に応じて前輪を転舵する前輪
   転舵機構と、予め設定された後輪転舵特性に基づいて後
   輪を転舵する後輪転舵機構とを備えた車両の４輪操舵装
   置であって、上記後輪転舵機構は、車高状態を検出する
   検出手段と、該検出手段からの出力信号を受けて車高状
   態が高いときに上記後輪転舵特性を前輪と同方向の同位
   相方向に補正する補正手段とを備えたことを特徴とする
   車両の４輪操舵装置。