JPS621675A - 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、４輪操舵および２輪操舵のいずれの車両にお
いても、走行中に走行車線を変更する場合、ハンドルの
操舵は、一旦車線変更方向に操舵した後、直進位置を通
過して反対方向に切り返されるが、このハンドルの切り
返し時には、車両の収束性ないし走行安定性を高めるた
めに、ハンドル操舵に対する車両の応答性が他のハンド
ル操舵時よりも緩やかになることが望ましく、特に、４
輪操舵の車両にあっては、その実現化が強く要請される
。

本発明はかかる要請に答えるべくなされたものであり、
その目的とするところは、特に４輪操舵の車両において
、車線変更の場合におけるハンドルの切り返し時、他の
ハンドル操舵時よりも後輪を前輪と同位相方向へ転舵さ
せることにより、車両の応答性を緩やかにして収束性な
いし走行安定性の向上を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 一ト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、ハンドル
を所定方向に操舵した状態から直進位置を通過して反対
方向に切り返した状態を検出する検出手段と、該検出手
段の出力信号を受け、上記ハンドルの切り返し状態にあ
る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、車線変更の場合におけ
るハンドルの切り返し時には、後輪転舵機構の操舵比可
変手段におい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が、検出手段からの出
力信号を受けた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もって後輪が他のハンドル操
舵時よりも旋回を緩やかにする同位相方向へ転舵される
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２Ｌ。

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ルビニオ
２機構４と、該ラック＆ピニオン機構４の作動を前輪２
Ｌ、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に噛合するビニオン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台に対応して後輪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１８ｂおよび右転用油圧室１８ｃを有しているとと
もに、該８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１７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２
２に連通ずる〜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り、パルスモータ
１４により傘歯１！１５．１．６、ビニオン軸１７、ピ
ニオン１３およびラック１２を介して後輪操作ロッド１
１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」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７からの車速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２８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、舵角センサ２６からの
舵角信号を受け、車線変更の場合におけるステアリング
ハンドル３を所定方向に操舵した状態から直進位置を通
過して反対方向に切り返した状態を判別し検出する切り
返し状態検出手段３５を備えているとともに、該検出手
段３５からの出力信号を受け、ステアリングハンドル３
の操舵状態に応じて特性記憶部３０に記憶された転舵比
特性を選択しステアリングハンドル３が上述の切り返し
状態にある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３６を備え、該特性選択部３６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。

上記切り返し状態検出手段３５は、第３図に示すように
、舵角センサ２６からの舵角信号に基づいてステアリン
グハンドル３が右方向に操舵された状態を判別する右操
舵判別部３７と、舵角センサ２６からの舵角信号に塁づ
いてステアリングハンドル３が左方向に操舵された状態
を判別する左操舵判別部３８と、上記右操舵判別部３７
からの出力信号が一旦入力され、その出力信号が入力し
なくなったときから所定時間出力信号を発する第１タイ
マー３９と、上記左操舵判別部３８からの出力信号が一
旦入力され、その出力信号が入力しなくなったときから
所定時間出力信号を発する第２タイマー４０と、上記第
１タイマー３９からの出力信号と左操舵判別部３８から
の出力信号とを受けたとき、つまり走行車線を車両右側
の車線に変更したときに出力信号を発する第１アンド回
路４１と、上記第２タイマー４０からの出力信号と　　
゛右操舵判別部３７からの出力信号とを受けたとき、つ
まり走行車線を車両左側の車線に変更したときに出力信
号を発する第２アンド回路４２と、上記第１および第２
アンド回路４１．４２からの出力信号を受けるオア回路
４３とを備えていて、車線変更が車両の左右両側のいず
れになされた場合でも上記オア回路４３から特性選択部
３６に対し出力信号が発せられるように構成されている
。

一方、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４図に示すように、車線変更時用の転舵比特
性Ａと、車線変更以外のハンドル操舵時用の転舵比特性
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軟
が負方向の逆位相（前後輪が逆方向に転舵される状態）
で大ぎ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、車線変更時用の転舵比特性Ａは、他の転
舵比特性Ｂ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。

次に、上記第１実施例の作用・効果について説明するに
、車線変更以外のハンドル操舵時の場合には、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３６
で特性記憶部３０に記憶された２種類の転舵比特性Ａ、
Ｂの中から転舵比特性Ｂが選択され、この選択された転
舵比特性已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Ｂ
に従って可変制御され、後輪８Ｌ、８Ｒは、低速時では
前輪２Ｌ、２Ｒと逆位相に転舵され、高速時では前輪２
Ｌ、２Ｒと同位相に転舵される。

これにより、従来の４輪操舵装置の場合と同様、旋回走
行時での旋回性・走行安定性を向上させることができる
とともに、車庫入れ時等での小廻り性を高めることがで
きる。

一方、車線変更の場合において、ステアリングハンドル
３を車線変更方向へ操舵した状態から直進位置を通過し
て反対方向に切り返したときには、上記特性選択部３６
は、切り返し状態検出手段３５からの出力信号を受けて
上述の車線変更以外のハンドル操舵時用の転舵比特性已
に代って車線変更時用の転舵比特性Ａを特性記憶部３０
から選択し、この選択された転舵比特性Ａ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、上記車線変更時用の転舵比特性Ａは、車
線変更以外のハンドル操舵時用の転舵比特性Ｂに比べて
同位相側にずれているので、後輪８Ｌ。

８Ｒが−Ｌ述の車線変更以外のハンドル操舵時よりも旋
回を抑制する側たる前輪２Ｌ、２Ｒと同位相方向へ転舵
される。このため、ハンドル操舵に対する車両の応答性
が緩和されることになり、車両の収束性ないし走行安定
性を向上させることができる。

ここで、車線変更の場合において、ステアリングハンド
ル３を車線変更側へ操舵した状態から直進位置を通過し
て反対方向に切り返した状態が切り返し状態検出手段３
５によって検出されるメカニズムについて、走行車線を
車両右側の車線に変更する場合を例として第５図を用い
ながら説明する。

この車線変更の場合、先ず、ステアリングハンドル３は
直進位置から車線変更側たる右方向に操舵される。この
際、切り返し状態検出手段３５の右操舵判別部３７から
出力信号が第１タイマー３９に対し出力される。

次に、ステアリングハンドル３は、右方向に操舵された
状態から直進位置を通過して左方向に切り返し操舵され
る。このステアリングハンドル３が直進位置を通過した
とき（第５図中のＰ時点）、第１タイマー３９には右操
舵判別部３７からの出力信号が入力されなくなるので、
該第１タイマー３９から・出力信号が所定時間Ｔ第１ア
ンド回路４１に対し出力される。また、ステアリングハ
ンドル３が直進位置を通過して左方向に操舵されたとき
には、左操舵判別部３８から出力信号が第１アンド回路
４１に対し出力される。

そして、上述の如く第１アンド回路４１に第１タイマー
３９からの出力信号と左操舵判別部３８からの出力信号
とが入力されたときくほぼＰ時点と一致する〉には、該
第１アンド回路４１からＡア回路４３に出力信号が発せ
られ、該オア回路４３から切り返し状態の検出信号とし
て出力信号が特性選択部３６に対し出力されることにな
る。

尚、車線変更の場合においても、ステアリングハンドル
３が車線変更方向に操舵されるとき（第５図でＰ時点以
前の段階）には、車線変更以外のハンドル操舵時の場合
と同様に転舵比特性Ｂに従つて転舵比が制御され、旋回
性を良好に維持することができる。

第６図は上記第１実施例における後輪転舵機構７のコン
トローラ２５の変形例を示したものである。このコント
ローラ２５は、目標転舵角演算部３１′とパルスジェネ
レータ３２′とドライバ３３′とによって構成され、前
輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比を特性記憶部３０
′に記憶された所定の転舵比特性（第１実施例における
特性記憶部３０に記憶された車線変更以外のハンドル操
舵時用の転舵比特性Ｂに相当）に従って可変制御する転
舵比可変手段３４′を備えているとともに、切り返し状
態検出手段３５からの出力信号を受け、ステアリングハ
ンドル３の切り返し状態にあるとぎに上記転舵比可変手
段３４′の目標転舵角演算部３１′で演算された目標転
舵角に補正転舵角を加算して転舵比を同位相方向に補正
する補正手段としての補正部４４を備えてなるものであ
る。

また、第７図は上記第１実施例の別の変形例として前輪
転舵角θＦの大きさに応じて後輪転舵角θＲを演弊して
転舵比を制御する場合の転舵比特性を示したものである
。この舵角ににる転舵比制御は、前輪転舵角θＦが高速
時では小さく、低速時では大きくなるという実情に駐づ
いて前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角θＲの転舵比を
制御するものであり、その転舵比特性は、基本的には車
速による転舵比制御の場合と同様、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ように設定さ
れている。

そして、上記舵角による転舵比制御の場合においても、
その転舵比特性としては、車線変更時用の転舵比特性Ｃ
と車線変更以外のハンドル操舵時用の転舵比特性りの２
種類がある。車線変更時用の転舵比特性Ｃは、他の転舵
比特性りに比べて前輪転舵角θＦの全範囲に亘って後輪
転舵角θＲの正方向の同位相側にずれた傾向にあり、車
線変更の場合におけるステアリングハンドルの切り返し
時に、この転舵比特性Ｃに従って後輪が第１実施例の場
合と同様に車線変更以外のハンドル操舵時よりも前輪と
同位相方向へ転舵される。尚、舵角による転舵比制御の
場合には、第１実施例の如き車速を検出する車速センサ
２７は不要である。

さらに、第８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８ｍ、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５０を備え、該転舵比変更装置５０には車
体ｉ１１方向に延びる伝達ロッド５１の後端が連結され
、該伝達ロッド５１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５２と噛合するピニオン５３が設けられている。また
、上記転舵比変更装置５０からは摺動部材５４が延出さ
れ、該囲動部材５４に形成されたラック５５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１３
を介して連結されたごニオン軸１７の前端部に設けたピ
ニオン５６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＆ビニオン機構４のラック軸４ａから
伝達ロッド５１を介して転舵比変更装置５０に伝達され
、該転舵比変受装＠５０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５
４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Ｉｉ！５０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・効果を秦することができ
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、車線変更の場合におけるハンドルの切り返し時には
、後輪転舵機構の制御部における転舵比可変手段におい
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もって後輪が他のハン
ドル操舵時よりも旋回を緩やかにする同位相方向に転舵
されるので、他のハンドル操舵時における旋回性を良好
に維持しながら、車線変更時における収束性ないし走行
安定性の向上を図ることができるものである。

【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図ないし第４
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図は切り返し状態検出手段のブロック構成図、第４
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である。第５図は切り返し状態検
出手段におけるハンドルの切り返し状態を検出するメカ
ニズムを説明するための説明図である。第６図および第
７図はそれぞれ第１実施例の変形例を示し、第６図は第
２図相当図、第７図はコントローラの舵角による転舵比
制御の場合における転舵比特性を示す図である。第８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、２６・・・舵角センサ、３４
゜３４′・・・転舵比可変手段、３５・・・切り返し状
態検出手段、３６・・・特性選択部、４４・・・補正部
。

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
   機構とを備えてなる車両の４輪操舵装置であって、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って可変とする転舵比可変手段と
   、ハンドルを所定方向に操舵した状態から直進位置を通
   過して反対方向に切り返した状態を検出する検出手段と
   、該検出手段の出力信号を受け、上記ハンドルの切り返
   し状態にある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。