JPH0230913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、前輪に加え後輪も操舵する車両、特
に乗用車、商用車等、低速及び高速で走行する四
輪車において、ハンドル操作により前輪を転舵
し、その前輪の転舵に連動して後輪を転舵すると
ともに、該前輪と後輪との転舵比の変化を車両速
度により制御することによつて高速時の応答性、
安定性を一層向上させ、且つ低速時には前輪転舵
状態に拘らず後輪を非転舵状態に保持して、車庫
入れ、幅寄せ、駐車からの発進等の低速で行われ
る運転操作を違和感なく容易に行えるようにした
車両の前後輪操舵装置に関する。

［従来の技術］ 四輪車において、前輪のみならず後輪をも転舵
することが提案されている。例えば特公昭40−
10728号公報には前輪操舵装置によつて操舵され
る自動車において、前輪操舵により行われる車体
の旋回時に後輪のコーナリングフオースによるキ
ヤスタートレールのモーメントによつて、後輪に
舵角を発生させる手法が開示されている。

そして具体的な手法は、ハンドル操作に連動す
る前輪の転舵によつて後輪に発生するコーナリン
グフオースによるキヤスタートレールのモーメン
トにより、前輪転舵方向と逆方向に後輪を一旦転
舵し、その力を利用してスプール弁を動かして、
後輪を前輪と同方向に転舵させるものである。

また特開昭52−61024号公報には低速走行時に
後輪を前輪と逆位相に転舵し、高速走行時には後
輪を転舵せずに前輪のみを転舵する手法が開示さ
れている。

ところが、前記特公昭40−10728号公報の技術
は後輪の転舵を制御する横すべり角の検知方法ま
たは検出センサに精度等の技術的問題があるばか
りでなく、前輪の転舵によつて発生する間接的な
制御フアクターに基づいて後追い的に後輪の転舵
を補正する手法、つまり前輪の転舵による車体の
向きの変化があつてからの制御のため、転舵に応
答遅れが発生してしまう。

つまり横すべり角が発生して初めて後輪が転舵
作動するものであり、低速・高速を問わず車体に
働くモーメントによつて後輪の転舵が行われるも
のである。

更に後輪転舵の制御は路面とタイヤとのμに依
存しているので、低μ路では後輪は転舵作動しな
いこととなる。

また前記特開昭52−61024号公報の技術は低速
走行時の車両のとりまわし性のみを重視したもの
であつて、後輪の同位相転舵による高速走行時に
おける転舵の容易性、安定性を向上し得ない。

以上の従来の問題を解決するため、本出願人は
先に特願昭53−163678号において、ハンドルの操
作による前輪の転舵に後輪の転舵を連動させつつ
車両速度に応じて前後輪の転舵比を変化させ、車
両の低速走行時に前後輪を逆位相に転舵するとと
もに、車両の高速走行時には前後輪を同位相に転
舵するようにした新規な前後輪操舵装置を提案し
た。

これによれば、前輪転舵に後輪転舵を連動させ
つつ車両速度に応じて前後輪の転舵比を変化させ
て、応答性に優れた後輪転舵が行え、特に応答性
が要求される高速での前後輪の同位相転舵時にお
ける操舵に対する応答性を大幅に改善することが
でき、前後輪が同位相に転舵される高速時におけ
る前後輪操舵の容易性と安定性を高めることがで
きる。

そして車両速度によつて後輪転舵の制御を行う
ため、正確な横力の検出ができない低μ路におい
ても、前後輪操舵を確実に行うことができるもの
である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前記特願昭53−163678号提案のもの
では、低車速領域において、前後輪の逆位相転舵
がなされるため、低速で行われる車庫入れ、幅寄
せ、駐車からの発進等の運転操作を感覚的に難し
くすることも考えられる。

その一例として、例えば第３図の如く壁状道路
端縁２０１に車両２００を近接させて駐車した場
合、発進して前輪２１７を転舵させて壁状道路端
縁２０１から離れようとする際に、鎖線２２６′
の如く後輪２２６が前輪２１７と逆方向に転舵さ
れることから、車両２００後部が壁状道路端縁２
０１側に移動して接触してしまう等の事態が考え
られる。

同様にして前記特開昭52−61024号公報の技術
においても、低速走行時に後輪を前輪と逆位相に
転舵するもののため、車庫入れ、幅寄せ、駐車か
らの発進等の運転操作の容易性は得られない。

従つて本発明の目的は、前記特願昭53−163678
号提案の前後輪操舵装置の機能及び効果のうち、
特に高車速領域における利点を確保しつつも、低
車速領域では後輪の転舵作動を行わせないように
して、車庫入れ、幅寄せ、駐車からの発進時の低
速で行われる運転操作を違和感なく容易に行える
ようにした車両の前後輪操舵装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を達成すべく本発明は、ハンドル操
作に連動して、前輪の転舵量と転舵方向を検知す
る前輪転舵量及び転舵方向検知手段と、該検知手
段からの信号により、前輪を転舵する前輪転舵装
置と、車両速度を検知する車速検知手段と、後輪
を転舵する後輪転舵装置と、前記車速検知手段か
らの車両速度信号に基づいて、後輪を前輪に対し
て同位相の範囲内で転舵するように設定する後輪
転舵制御装置と、前記前輪転舵量及び転舵方向検
知手段からの前輪転舵量及び転舵方向信号と前記
後輪転舵制御装置からの後輪転舵設定信号とに基
づいて、前輪と後輪との転舵比を設定し、後輪の
転舵量を決定する舵角関数発生装置からなり、車
両速度が低車速領域では、前記舵角関数発生装置
への後輪転舵設定信号の出力を停止することによ
り、前記転舵比を零に設定して前記転舵状態に拘
らず後輪を非転舵状態に、後輪転舵を制御するよ
うに車両の前後輪操舵装置を構成したこと、を特
徴とする。

［作用］ ハンドルを操作して前輪を転舵すると、前輪転
舵状態信号に基づき、その時の車両速度に応じた
前輪に対する後輪の転舵比でもつて、高車速領域
では前輪の転舵に連動させながら後輪を前輪と同
位相に転舵する制御が行われ、また車両速度が低
車速領域にある場合においては、舵角関数発生装
置への後輪転舵設定信号の出力が停止され、前記
転舵比が零に設定される。

つまり本発明は、ハンドル操作による前輪の転
舵に後輪の転舵を連動させつつ車両速度に応じて
前後輪の転舵比を変化させ、車両の高速走行時に
前後輪を同位相に転舵することに加え、車両速度
が低車速領域にあるときには前輪転舵状態に拘ら
ず舵角関数発生装置への後輪転舵操作信号の出力
を停止して、後輪を非転舵状態に保持するもので
ある。

先ず高速時の操舵において、前輪転舵に後輪転
舵を連動させながら車両速度を基に転舵比を変化
しつつ前後輪が同位相で転舵されるもののため、
操舵開始直後でも前輪と同時に後輪をコーナリン
グフオースを発生し、車両の横加速度は極めて短
時間に意図した値に達し、操舵に対する応答性が
大幅に改善される。つまりハンドルを操作してか
ら車体の向きが変わるまでの時間遅れがなく、操
作の容易性と安定性を得ることができる。

以上により車両速度に追従した前後輪の高速同
位相操舵を応答性良く行うことができ、また正確
な横力の検出ができない低μ路や横風等の外力を
受けた場合においても、高速時の同位相による前
後輪操舵を確実に行うことができる。

そして車両速度が低車速領域にあるときには前
輪転舵状態に拘らず舵角関数発生装置への後輪転
舵設定信号の出力停止により後輪を非転舵状態に
保持して、後輪は操舵されない。

従つて低速で行われる車庫入れ、幅寄せ、駐車
からの発進等の運転操作の際には、従来の如く前
輪のみの転舵により運転操作を行うことができ
る。

［実施例］ 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図は本発明の前後輪操舵装置の第１実施例
を示すもので、四輪車の前輪及び後輪とも左側の
車輪のみを示しているが、図に示していない右側
の車輪はタイロツド等の公知の手段により左側の
車輪と連動して転舵されるようになつている。

第１図において、ハンドル１０の回転運動が操
舵軸１０ａのピニオンを臨ませたギヤボツクス１
１内でラツクの往復運動に変換され、ギヤボツク
ス１１から後方に直線運動する腕杆１２が延出さ
れている。腕杆１２の後部は差動装置１３内に挿
入され、腕杆１２後端部にピニオン１４が回転自
在に支持されている。

差動装置１３には左右一対のラツク１３ａ，１
３ｂが個別に前後摺動可能に内装され、ピニオン
１４はその間に介在されて両ラツク１３ａ，１３
ｂと噛合している。

左側のラツク１３ａは前方へ延びる連結杆１５
を介して前輪支持部材１６に連結され、ラツク１
３ａの前後移動による前輪支持部材１６の点１６
ａを中心とする前後揺動によつて前輪１７の転舵
がなされる。このようにギヤボツクス１１の機構
から腕杆１２を経て差動装置１３のラツク１３
ａ，１３ｂ及びピニオン１４による機構をもつて
前輪転舵量及び転舵方向検知手段が形成されてお
り、ラツク１３ａが前輪転舵装置の連結杆１５に
接続されている。

またラツク１３ａは後方へ延びる連結杆１８を
介して動腕１９の左端部に連結され、左右方向へ
の長さをもつ動腕１９は可動支点２０を支点とし
て前後に揺動自在である。

一方、右側のラツク１３ｂには後方に配置され
た腕杆２１がレバー杆２２を介して連結され、点
２２ａの回動中心を有するレバー杆２２の荷重伝
達反転作用によつてラツク１３ｂと腕杆２１との
間で荷重伝達方向が逆転される。後方への長さを
もつ腕杆２１は長さ方向中途部の点２３で動腕１
９に枢着され、その枢着点２３は連結杆１８と動
腕１９との枢着点２４よりも右方に離れている。
このように可動支点２０及び枢着部２３を有する
動腕１９によつて舵角関数発生装置が形成されて
おり、枢着部２３が後輪転舵装置の腕杆２１後半
部に接続されている。そして動腕１９と前記前輪
転舵量及び転舵方向検知手段との間には連結杆１
８、レバー杆２２及び腕杆２１前半部が介設され
ている。腕杆２１の後端は後輪支持部材２５に連
結され、腕杆２１の前後移動に伴う点２５ａを中
心とする後輪支持部材２５の前後揺動により後輪
２６の転舵がなされる。

３０は車両走行速度を検出する車速検知手段で
あり、車速検知手段３０からの信号がコンピユー
タ等による制御器３１に入力されて処理され、制
御器３１からの信号によりモータ等の駆動手段３
２が駆動され、動腕１９と平行に延設されたスク
リユー杆３３が回転するようになつている。

スクリユー杆３３に可動支点２０を備えるネジ
コマ３４が螺合しており、制御器３１により制御
されて駆動手段３２がスクリユー杆３３の正転、
逆転、回転停止を行わせ、スクリユー杆３３上を
ネジコマ３４が移動することにより動腕１９上に
おける可動支点２０の位置が変わり、車両速度に
応じた位置まで可動支点２０が移動して停止す
る。即ち車速検知手段３０からの信号を受ける制
御器３１と、この制御器３１から駆動信号を受け
る駆動手段３２と、この駆動手段３２と連結する
スクリユー杆３３と、このスクリユー杆３３の回
転により移動可能とされるネジコマ３４とから後
輪転舵制御装置が成り立つている。そしてスクリ
ユー杆３３上のネジコマ３４が前記舵角関数発生
装置の動腕１９の可動支点２０を可変とする。

車両速度が増大すれば、可動支点２０は枢着部
２３から離れる方向、即ち図中で右方へ移動し、
車両速度が低下すれば、左方に移動する。可動支
点２０の左方移動の限界位置は枢着部２３であ
り、それ以上は左方移動せず、可動支点２０の移
動範囲は枢着部２３と動腕１９の右端部との間の
領域である。

可動支点２０が枢着部２３の位置に留まるの
は、車両速度が所定値以下の低車速領域にある場
合であり、その所定速度は40Km／ｈ或いは20Km／
ｈに設定することが望ましい。

以上の可動支点２０の位置変更、位置設定は車
速検知手段３０で検出される車両速度信号を受信
する制御器３１によつてなされる。

即ち、車両速度が所定値以上の場合は、後輪転
舵制御装置からの後輪転舵設定信号が、舵角関数
発生装置に入力されて、前輪と後輪との転舵比が
設定され、前輪の転舵状態に応じて、後輪が同位
相の範囲内で転舵される。

そして、車両速度が所定値以下の低車速領域に
ある場合は、後輪転舵制御装置からの後輪転舵設
定信号の出力が停止され、舵角関数発生装置の転
舵比の設定が零となり、前輪転舵状態に拘らず後
輪は非転舵状態に制御される。

本発明による前後輪操舵装置は以上の構成であ
るから、第１図中、ハンドル１０を右に回動操作
すると、腕杆２１に後退力が生じ、ピニオン１４
から左右のラツク１３ａ，１３ｂに後押圧力が作
用する。左側ラツク１３ａに作用する後押圧力は
枢着部２４から動腕１９に伝達されて動腕１９を
可動支点２０回りに後方へ揺動させようとするモ
ーメントとなり、一方、右側ラツク１３ｂに作用
する後押圧力は枢着部２３から動腕１９に伝達さ
れて動腕１９を可動支点２０回りに前方へ移動さ
せようとするモーメントとなる。これらのモーメ
ントの大きさには可動支点２０と枢着部２４間の
距離、及び可動支点２０と枢着部２３間の距離に
よつて相違があり、結果として動腕１９は後方へ
揺動する。これにより差動装置１３内において、
左側ラツク１３ａは後方移動し、右側ラツク１３
ｂは前方移動し、両ラツク１３ａ，１３ｂのこの
差動運動はピニオン１４が回転することによつて
行われる。

以上の差動装置１３の差動運動、動腕１９の揺
動運動によつて前輪１７の右転舵がなされるとと
もに、後輪２６も右転舵され、ハンドル１０の操
舵方向と同じ方向へ前後輪が転舵される。

ハンドル１０を左に回動操作した場合には、以
上の作動が逆になるだけであり、前後輪はともに
左に転舵される。

後輪２６の転舵角は動腕１９上の可動支点２０
の位置と関係し、前輪１７に対する後輪２６の転
舵比は可動支点２０と枢着部２４間の距離と、可
動支点２０と枢着部２３間の距離とによつて決定
される。可動支点２０の位置が右方へ移行するに
従い、換言すると、車両速度が前記所定速度を越
えて増大するに従い後輪２６の転舵角は大きくな
り、且つ前輪１７に対する後輪２６の転舵比は１
に近づいていく。車両速度が低下するにつれてこ
の転舵比は小さくなるが、車両速度が前記所定速
度以下の低車速領域になると、可動支点２０の位
置は枢着部２３の位置と一致し、その位置で停止
する。即ち舵角関数発生装置への後輪転舵設定信
号の出力が停止し、転舵比は零となるため、ハン
ドル１０を操作しても前輪１７のみが転舵される
だけで、後輪２６は転舵されない。

このようにして車両の前後輪操舵装置を、ハン
ドル操作に連動して、前輪の転舵量と転舵方向を
検知する前輪転舵量及び転舵方向検知手段と、該
検知手段からの信号により、前輪を転舵する前輪
転舵装置と、車両速度を検知する車速検知手段
と、後輪を転舵する後輪転舵装置と、前記車速検
知手段からの車両速度信号に基づいて、後輪を前
輪に対して同位相の範囲内で転舵するように設定
する後輪転舵制御装置と、前記前輪転舵量及び転
舵方向検知手段からの前輪転舵量及び転舵方向信
号と前記後輪転舵制御装置からの後輪転舵設定信
号とに基づいて、前輪と後輪との転舵比を設定
し、後輪の転舵量を決定する舵角関数発生装置か
らなり、車両速度が低車速領域では、前記舵角関
数発生装置への後輪転舵設定信号の出力を停止す
ることにより、前記転舵比を零に設定して前輪転
舵状態に拘らず後輪を非転舵状態に、後輪転舵を
制御するよう構成している。

次に第２図は第２実施例を示すもので、この図
においても左側の車輪のみを示しているが、右側
の車輪との関係は前述と全く同一である。

第２図において、ハンドル１１０の回転操作は
ギヤボツクス１１１内で腕杆１１２の直線運動に
変換され、腕杆１１２の後端に連結された前輪支
持部材１１６を点１１６ａを中心として前後揺動
させ、また連結杆１１８を前後移動させる。この
ようにギヤボツクス１１１の機構及び腕杆１１２
による前輪転舵量及び転舵方向検知手段が形成さ
れており、腕杆１１２が前輪転舵装置の前輪支持
部材１１６に接続されている。

連結杆１１８の後端は可動支点１２０で前後揺
動自在となつている動腕１１９の左端部に枢着さ
れ、この枢着部１２４から右方にずれた位置にお
いて、動腕１１９と腕杆１２１との枢着部１２３
が設けられ、腕杆１２１と連結された後輪支持部
材１２５が腕杆１２１の前後移動に伴つて点１２
５ａを中心として前後揺動する。

可動支点１２０はネジコマ１３４に設けられ、
ネジコマ１３４はモータ等の駆動手段１３２で正
転、逆転、回転停止せしめられるスクリユー杆１
３３に螺合し、駆動手段１３２は車速検知手段１
３０から信号を受信する制御器１３１によりその
駆動が制御される。

以上によつて可動支点１２０及び枢着部１２３
を有する動腕１１９から舵角関数発生装置が形成
されるとともに、制御器１３１と駆動手段１３２
とスクリユー杆１３３及びネジコマ１３４から後
輪転舵制御装置が形成される。舵角関数発生装置
を形成する動腕１１９の枢着部１２３が後輪転舵
装置の腕杆１２１に接続され、また動腕１１９と
前記前輪転舵量及び転舵方向検知手段との間には
連結杆１１８が介設されている。そしてスクリユ
ー杆１３３上のネジコマ１３４が前記舵角関数発
生装置の動腕１１９の可動支点１２０を可変とす
る。

以上の構成であるから、可動支点１２０は枢着
部１２３と動腕１１９の右端との間の領域を移動
すること、車両速度が前記所定速度を越えて増す
に従い可動支点１２０は枢着部１２３から離れる
方向に移動すること、車両速度が前記所定速度以
下の低車速領域では可動支点１２０は枢着部１２
３の位置と一致することは前記第１実施例と同じ
である。

前記所定速度を越える車両速度の場合、ハンド
ル１１０を回動操作すると、腕杆１１２、連結杆
１１８より動腕１１９が可動支点１２０を中心と
して前後揺動せしめられ、後輪１２６は前輪１１
７とともに前輪転舵方向と同じ方向へ転舵され
る。前輪１１７に対する後輪１２６の転舵比は可
動支点１２０の位置、即ち車両速度に応じて変わ
り、車両速度が前記所定速度以下の低車速領域に
なると、転舵比は零となる。

以上の両実施例に基づく本発明の前後輪操舵装
置による利点を第３図及び第４図を参照しつつ述
べる。

第３図は駐車から発進する場合を示しており、
車両２００を壁状道路端縁２０１に近接して駐車
した状態から、ハンドルにより前輪２１７を転舵
して発進しようとする場合、転舵比は零で、後輪
２２６は転舵されず、直進姿勢となるため、支障
なく発進することができる。

即ち後輪２２６が鎖線２２６′のように前輪２
１７と逆方向に転舵された場合の如く、車両２０
０の後部が壁状道路端縁２０１側に移動し、これ
と接触するのをなくすことができる。

また本発明においては、前記所定速度を越える
高車速領域では前輪とともに後輪が転舵されるた
め、車両の旋回時、前輪のみが転舵される従来と
異なり、車体重心回りのヨーイングを惹起させる
コーナリングフオースを前輪と後輪とで同時に発
生させることができ、時間遅れがなく、応答性が
改善される。また第４図の如く旋回時における車
両の方向Ａと、旋回軌跡Ｂの接線Ｃとを一致、ま
たは少なくとも略々一致させることができるよう
になり、運転は容易なものとなる。尚、Ｄ，Ｅは
旋回時の前輪２１７と後輪２２６の運動方向を示
している。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ハンドル操作に
よる前輪の転舵に後輪の転舵を連動させつつ車両
の高速走行時に前後輪を同位相に転舵し、しかも
前後輪の転舵比の制御を、前輪の転舵に後輪の転
舵を連動させつつ車両速度に応じて可変とする前
後輪操舵装置のため、前後輪の同位相転舵により
高速時における操舵の容易性と安定性を得ること
ができ、従来装置の不具合点であつた関接的な制
御フアクターによる後輪転舵の応答遅れの解消
を、発生する横力等で後輪転舵を後追い補正する
ことなく、簡単に感知しうる車両速度を基に前輪
転舵に連動して転舵比を変化させつつ前後輪を同
位相に転舵することから達成できる。

従つてハンドルを操作してから車体の向きが変
わるまでの時間遅れのない操舵応答性に優れた後
輪転舵を行うことができ、即ち車両速度に追従し
た前後輪の高速同位相操舵を応答性良く行うこと
ができるものであり、応答性が要求される高速で
の前後輪の同位相転舵時における操舵に対する応
答性を大幅に改善することができ、前後輪が同位
相に転舵される高速時における前後輪操舵の容易
性と安定性を高めることができる。

また正確な横力の検出ができない低μ路や横風
等の外力を受けた場合においても、高速時の同位
相による前後輪操舵を確実に行うことができる。

そして車両速度が低車速領域にあるときには前
輪転舵状態に拘らず舵角関数発生装置への後輪転
舵設定信号の出力停止により後輪を非転舵状態に
保持して、後輪は操舵されない。

従つて低速で行われる車庫入れ、幅寄せ、駐車
からの発進等の運転操作の際には、従来の如く前
輪のみの転舵により運転操作を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前後輪操舵装置の第１実施例
を示す概略平面図、第２図は同じく第２実施例を
示す概略平面図、第３図は駐車から発進する場合
を示す平面図、第４図は車両旋回時を示す平面図
である。 尚、図面中、１０，１１０はハンドル、１１，
１１１はギヤボツクス、１２，１１２は腕杆、１
７，１１７は前輪、１９，１１９は動腕、２０，
１２０は可動支点、２６，１２６は後輪、３０，
１３０は車速検知手段、３１，１３１は制御器、
３２，１３２は駆動手段、３３，１３３はスクリ
ユー杆、３４，１３４はネジコマである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンドル操作に連動して、前輪の転舵量と転
   舵方向を検知する前輪転舵量及び転舵方向検知手
   段と、 該検知手段からの信号により、前輪を転舵する
   前輪転舵装置と、 車両速度を検知する車速検知手段と、 後輪を転舵する後輪転舵装置と、 前記車速検知手段からの車両速度信号に基づい
   て、後輪を前輪に対して同位相の範囲内で転舵す
   るように設定する後輪転舵制御装置と、 前記前輪転舵量及び転舵方向検知手段からの前
   輪転舵量及び転舵方向信号と前記後輪転舵制御装
   置からの後輪転舵設定信号とに基づいて、前輪と
   後輪との転舵比を設定し、後輪の転舵量を決定す
   る舵角関数発生装置からなり、 車両速度が低車速領域では、前記舵角関数発生
   装置への後輪転舵設定信号の出力を停止すること
   により、前記転舵比を零に設定して前輪転舵状態
   に拘らず後輪を非転舵状態に、後輪転舵を制御す
   るようにしたこと、 を特徴とする車両の前後輪操舵装置。