JPS6212472A - 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、前輪の転舵に応じて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位相に
、高速時では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問題点） 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
すへり易い状態にあるので、車輪の路面に対するグリッ
プカ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
に前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を同位相方向に補
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。

（問題点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、この前
輪の転舵に応じ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、前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を所定の転舵比
特性に従って可変とする転舵比可変手段と、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前輪転舵角に対する後輪転舵角
の比を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、転舵比可変手段によって所定の転
舵比特性に従って可変される前輪転舵角に対する後輪転
舵角の比（転舵比）が補正手段により同位相方向に補正
され、この補正された転舵比に基づいて後輪が同位相方
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
の全体構成を示し、１は左右の前輪２１゜２Ｒを転舵す
る前輪転舵機構であって、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＆ビニＡ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
って、該後輪転舵機構７は、両端が左右の後輪８Ｌ、８
Ｒ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１
１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後輪８
Ｌ、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１８ｂＪ５Ｊ＝び右転用油圧室１８Ｇを有している
とともに、該名曲圧室１８ｂ、１８ｃはそれぞれ油圧通
路１９ａ。

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１７の回
転方向を検出して後輪８Ｌ、ＳＲ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２
２に連通する一方、後輪８１．８Ｒ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り、パルスモータ
１４により全歯１！１５．１６、ピニオン軸１７、ビニ
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バワ−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からの車速信りと、車高状態を
検出する検出手段としての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１４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、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Ｉ制御する転舵比可変手段３
４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ｌ−
１ｒＧｌ（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
比特性へと、車高が高いときの転舵比特性Ｂ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、
他の転舵比特性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の切換えにより中高調
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
って構成されており、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ショックアブソーバ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、エアバ
イブ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に接続されており、上記エアバイブ４１には
、上流側から順次、エアチャンバ３９とエアポンプ４３
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４
５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３つ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
置が構成されている。

すなわち、上記車高調整装置は、車高を高くなする場合
、上記車高調整スイッチ２８からのＨ（ＧＨ他信号受け
た車高調整用コント０−５４６により、エアチャンバ３
９とエアポンプ４３とが連通ず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３つ内
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からのしＯＷ他信号受け
た車高調整用コントローラ４６にＪ：す、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と、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ｔ）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が構成されている。尚、このエア
チャンバ３９は上記のようにエアバイブ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解放により、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お
り、また上部ケース４７と下部ケース４８とには夫々バ
ネ受は部材５２．５３が固設されて上記コイルバネ３８
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４７ｈＳら垂下されたピ
ストンロッド５６が上下方向に贋動可能に挿通され、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
６０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に構成されている。

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に通過すると
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をも有し、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６
９ａに駆動連結されており、図示のようにスリーブ６６
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、接輪転舵機構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＾が低い
ときの転舵比特性△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で目標転舵角が演粋されることにより、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８ｍ、８Ｒは、低速時では前輪
２Ｌ、２Ｒと逆位相に転舵され、高速時では前輪２Ｌ、
２Ｒと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へ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がら、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ＨＩＧＩ−（信号またはＬＯＷ信
号を車高信号として検出でるようにしたが、車高センサ
を用いて自動的に車高状態を検出づるＪ：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
し得るのはもとより、上記車高センサから検出された１
！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＾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し、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８ｍ、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７ｏを備え、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＆ビニオン機構４のラック軸４ａに形成されたうツク
７２と噛合するビニオン７３が設けられている。また、
上記転舵比変更装置７０からは暦動部材１４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およびビニオン１３を
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ｖ１構１
の操舵力がラック＆ビニオン機構４のラック軸４ａがら
伝達ロッド７１を介して転舵比変更Ｖｔ［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
されるように構成きれている。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７ｏ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、転舵比可変手段により可
変制御される前輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比が
補正手段によって同位相方向に補正され、この補正され
た転舵比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図はコントーラの車速にょる転舵
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実施例を示ず第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、２日・・・車＾調整スイッチ
、３４・・・転舵比可変手段、３５・・・特性選択部。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社　−代　　　　
　理　　　　　人　　　前　　１）　　　　弘　　　　
：、ｌ−、’ｒ・　□、コ１　゛ 第１図 第３図 第４図 コ 第６図 ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、この前輪の転舵に応じて後輪を転舵する後輪転舵
   機構とを備えた車両の４輪操舵装置であつて、上記後輪
   転舵機構は、前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を所定
   の転舵比特性に従つて可変とする転舵比可変手段と、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前輪転舵角に対する後
   輪転舵角の比を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。