JPH06107221A

JPH06107221A - 車両の操舵装置

Info

Publication number: JPH06107221A
Application number: JP30581292A
Authority: JP
Inventors: Shozo Kawasawa; 祥三川沢; Okiaki Hayashida; 興明林田; Hirota Susuki; 裕太須々木
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の重心位置の前後方向の変化に拘わら
ず、高速走行時に一定の優れた操縦安定性を確保する。【構成】車両の速度が設定速度以上のときに、前輪の
操向転舵に応じて後輪を上記前輪の転舵方向と同方向に
転舵するようにしたものにおいて、車両の速度を検知す
る手段と、前輪の操向転舵角を検知する手段と、前輪及
び後輪位置における車高を検知する手段と、後輪を転舵
するアクチュエータと、上記車速検知手段、前輪転舵角
検知手段、前輪及び後輪位置の車高検知手段からの出力
信号を受容して上記アクチュエータの作動を制御するコ
ントローラとを具備し、同コントローラは、上記前輪及
び後輪位置における車高に基づき車両の重心位置を検出
して、同重心位置が車体後方にあるほど後輪の転舵角に
対する前輪の転舵角の比で表わされる後輪舵角比が大き
くなるように、上記アクチュエータを作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラック等車両の操舵
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、高速走行時の操縦安定性を向上す
るために、前輪の操向転舵に連動して、後輪を前輪の転
舵方向と同方向即ち同相方向に転舵するようにした四輪
操舵システム及び装置が提案されている。一方、車両特
にトラックの場合、積荷の状態によって車両の重心位置
が著しく変化し、車両の重心位置が車体後方にあるほど
操舵に対する応答性や減衰性が悪化する性質がある。し
かしながら、従来の四輪操舵装置では、上記車両重心位
置の変化に対応して後転の操舵量を変化させるように構
成されておらず、従って積荷状態如何に拘わらず一定の
優れた操縦安定性を確保することができないという問題
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、車両の積荷
状態が変化し従って重心位置が前後方向に変化した場合
でも、常に一定の優れた操縦安定性を確保することがで
きる車両用操舵装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたもので、車両の速度が設定速度
以上のときに、前輪の操向転舵に応して後輪を上記前輪
の転舵方向と同方向に転舵するようにしたものにおい
て、車両の速度を検知する手段と、前輪の操向転舵角を
検知する手段と、前輪及び後輪位置における車高を検知
する手段と、後輪を転舵するアクチュエータと、上記車
速検知手段、前輪転舵角検知手段、前輪及び後輪位置の
車高検知手段からの出力信号を受容して上記アクチュエ
ータの作動を制御するコントローラとを具備し、同コン
トローラは、上記前輪及び後輪位置における車高に基づ
き車両の重心位置を検出して、同重心位置が車体後方に
あるほど後輪の転舵角に対する前輪の転舵角の比で表わ
される後輪舵角比が大きくなるように、上記アクチュエ
ータを作動させることを特徴とする車両の操舵装置を提
案するものである。

【０００５】

【実施例】以下、本発明をトラックに適用した一実施例
を添付図面について、具体的に説明する。先づ、図１及
び図２に示した後輪を含む車体後部の要部平面図及び側
面図において、符号１０はトラック等車両の車台フレー
ムであって、車体前後方向に延在する左右一対のサイド
レール１２と、車巾方向に延在し両端を上記左右のサイ
ドレール１２に固着された複数個のクロスメンバ１４と
から構成されている。１６は車巾方向両端部分にダブル
タイヤ１８を支持したリヤアクスルハウジング、２０は
その前端部を第１のシャックルリンク２２の上端にピン
２４によって枢着されると共に、後端部を第２のシャッ
クルリンク２６の下端にピン２８によって枢着されたメ
ーンリーフスプリングである。

【０００６】上記第１シャックルリンク２２はその下端
をピン３０によって前部シャックルブラケット３２に枢
着され、同ブラケット３２は車台フレーム１０のサイド
レール１２に固着されている。また、上記第２シャック
ルリンク２６は、その上端をピン３４によって後部シャ
ックルブラケット３６に枢着され、同ブラケット３６は
車台フレーム１０のサイドレール１２に固着されてい
る。従って、メーンリーフスプリング２０の前端部に
は、第１シャックルリンク２２を介して、車体のばね上
荷重が吊下げ方向に作用し、一方メーンリーフスプリン
グ２０の後端部には、第２シャックルリンク２６を介し
て、ばね上荷重が下支えされるような態様で作用するこ
ととなる。３８は上記メーンリーフスプリング２０の上
方に配設され、車両の荷重が設定荷重以上のときに、そ
の前後両端部分をサイドレール１２に装着されたヘルパ
ストッパ４０に摺接されるヘルパリーフスプリングであ
る。

【０００７】上記リヤアクスルハウジング１６の車巾方
向両端付近における上側面及び下側面に、ラバーパッド
部材４２が配設されている。上方のラバーパッド部材４
２上に上方支持部材４４が装架され、また下方のラバー
パッド部材４２は下方支持部材４６上に装架されてい
る。上記上方支持部材４４と下方支持部材４６との間に
スペーサ４８が介装され、上記メーンリーフスプリング
２０及びヘルパリーフスプリング３８の前後方向中間部
分に配設された前後一対のＵボルト５０を、上記上下の
支持部材４４及び４６、パイプ状のスペーサ４８に挿通
させてナット５２を締付けることにより、上記リヤアク
スルハウジング１６の両端部分が、夫々ラバーパッド部
材４２を介してメーンリーフスプリング２０及びヘルパ
リーフスプリング３８に連結される。

【０００８】上記ラバーパッド部材４２は、断面形状が
夫々浅いＵ字状をなす一対の鋼板製裏金間に介装されて
焼付固着された浅いＵ字状をなすラバーパッドとから構
成されている。上記のようにＵボルト５０を締付けた際
に、上下の支持部材４４及び４６間に所定の長さのスペ
ーサ４８が介装されているので、上記ラバーパッドに
は、予め設定された圧縮力が作用していることとなる。
（なお、図示の実施例では、後輪懸架用の重ね板ばね装
置が、メーンリーフスプリング２０とヘルパリーフスプ
リング３８とから構成されているが、ヘルパリーフスプ
リング３８は省略されることもある。）

【０００９】上記車台フレーム１０のサイドレール１２
間に、車体前後方向の中心線に沿って平面形状がＶ字状
をなす上方ラジアスロッド５４が配設され、同ラジアス
ロッドの頂点部はボールジョイント装置５６（又は同効
のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して上記リヤア
クスルハウジング１６の中央部分に設けられたディファ
レンシャルケーシング５８の上側に枢着され、また同ロ
ッドの両脚の自由端部は夫々ボールジョイント装置６０
（又は同効のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して
上記車台フレーム１０のサイドレール１２（又はクロス
メンバ１４）に枢着されている。

【００１０】図２の側面図に良く示されているように、
上記リヤアクスルハウジング２６の車巾方向両端付近の
下側面にブラケット６２が溶接等によって固定され、同
ブラケット６２にはボールジョイント装置６４（又は同
効のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して左右一対
の下方ラジアスロッド６６の一端が枢着されている。各
下方ラジアスロッド６６の他端は、上記サイドレール１
２のウェブ又は側壁に固着されたブラケット６８にピン
７０によって枢支された作動レバー７２の下端に夫々ピ
ン７４を介し枢着されている。更に、上記作動レバー７
２の上端には、左右一対の後輪転舵アクチュエータを形
成する油圧シリンダ装置７６のピストン軸７８がピン８
０によって枢着され、また同油圧シリンダ装置のシリン
ダ８２は軸８４によって上記サイドレール１２のウェブ
又は側壁に枢支されている。

【００１１】次に、図３は前記後輪転舵アクチュエータ
７６の作動を制御する装置の概念的構成図である。図中
符号８６はステアリングシャフト８８に介装されて操向
転舵角を検出する例えば光パルス非接触型の前輪転舵角
センサ、９０は車速センサ、９２は前輪９４の位置にお
ける車高を検出する前輪車高センサ、９６は後輪１８の
位置における車高を検出する後輪車高センサ、９８は上
記前輪転舵角センサ８６の出力信号δ_ｆと車速センサ９
０の出力信号ｖと前輪車高センサ９２の出力信号Ｈ_ｆと
後輪車高センサ９６の出力信号Ｈ_ｒとを受容して後輪転
舵アクチュエータ７６を制御するサーボバルブ１００を
駆動するコントローラ、１０２は油圧ポンプである。

【００１２】上記前輪及び後輪車高センサ９２及び９６
には、前記車台フレーム１０に枢支されたセンシングレ
バーと、一端を前輪９４のナックル又はリヤアクスルハ
ジング１６に連結されかつ他端を上記センシングレバー
に枢着されたコネクティングロッドと、上記センシング
レバーに連結され同レバーの回転角に応じた電気的出力
を生起するポテンシオメータ等の信号発生装置とからな
り、車台フレーム１０に対する前輪ナックル又はリヤア
クスルハウジングの変位を上記コネクティングロッドを
介してセンシングレバーの回転角に変換し、車高に応じ
た出力信号を発信するようにしたセンサ、或いは前輪又
は後輪のサスペンションスプリングの撓みを検出して車
高を検知するセンサ等任意の車高検出手段を採用するこ
とができる。

【００１３】車両が予め設定された車速ｖ_０以上の高速
度で走行しているときに、ステアリングホイール１０４
が操作されステアリングシャフト８８を介して前輪９４
が操向転舵されると、前輪操舵角センサ８６の出力信号
δ_ｆがコントローラ９８に供給され、同コントローラ９
８が、後に詳述するように、車両の重心位置に応じた駆
動信号をサーボバルブ１００に供給して同サーボバルブ
が制御される。

【００１４】上記サーボバルブ１００の作動により油圧
ポンプ１０２から吐出された高圧の作動油が左右一対の
後輪転舵アクチュエータ７６に供給され、同アクチュエ
ータが左右反対方向即ち左右何れか一方のアクチュエー
タが伸長すると他方のアクチュエータが収縮するように
作動し、リヤアクスルハウジング１６がＶ字状をなす上
方ラジアスロッド５４の頂点におけるボールジョイント
装置５６の中心の周りに、前輪９４の転舵方向と同方向
に、後述する転舵角だけ転舵され、高速走行時における
操縦安定性が向上する。

【００１５】上記コントローラ９８の作動態様が、縦軸
に後輪舵角比Ｎをとり、横軸に車速ｖをとって示した図
４の後輪転舵特性図に示されている。（なお、上記後輪
舵角比Ｎは、後輪の転舵角δ_ｒに対する前輪の転舵角δ
_ｆとの比、即ち、δ_ｒ／δ_ｆである）

【００１６】図示のように、車速が第１の設定車速ｖ_０
より小さいとき、即ちｖ＜ｖ_０のときは、後輪１８の転
舵は行なわれずＮ＝０であって、コントローラ９８から
サーボバルブ１００に駆動出力が供給されない。次に上
記第１の設定車速Ｖ_０と第２の設定車速ｖ_１との間の速
度領域（ｖ_０≦ｖ＜ｖ_１）では、Ｎ＝ｋ_１（ｖ−ｖ_０）
即ち図中に符号Ｎ_ａで示されているように、車速と共に
直線的に増大する後輪舵角比Ｎ_ａに相応した駆動出力
が、コントローラ９８からサーボバルブ１００に供給さ
れ、後輪１８即ちリヤアクスルハウジング１６が、上記
駆動出力に応じた舵角だけ転舵される。

【００１７】また、上記第２設定車速ｖ_１以上の速度領
域（ｖ≧ｖ_１）では、Ｎ＝ｋ_２（ｖ−ｖ_１）＋ｋ_１（ｖ
_１−ｖ）即ち図中に符号Ｎ_ａで示されているように、車
速と共に直線的に増大する後輪舵角比Ｎ_ｂに相応した駆
動出力が、コントローラ９８からサーボバルブ１００に
供給される。

【００１８】勿論、上記第１及び第２設定速度ｖ_０、ｖ
_１及び後輪舵角比Ｎ_ａ，Ｎ_ｂのタンジェント即ち傾きｋ
_１，ｋ_２は、車両の諸元、車種等により適宜に設定され
る。

【００１９】本発明の特徴として、上記後輪舵角比
Ｎ_ａ，Ｎ_ｂの傾きｋ_１及びｋ_２が、車両の重心位置に応
じて次のように変化せしめられる。先づ、車両のキーオ
ン直後に、前輪車高センサ９２により検知されコントロ
ーラ９８に供給された前輪位置における車高Ｈ_ｆと、車
両の重心が車体前後方向において基準位置にあるときの
前輪位置における基準車高Ｈ_ｏｆとの偏差（ｈ_ｆ＝Ｈ
_ｏｆ−Ｈ_ｆ）が、コントローラ９８内で演算される。同
時に、後輪車高センサ９６により検知されコントローラ
９８に供給された後輪位置における車高Ｈ_ｒと、車両の
重心が本体前後方向において基準位置にあるときの後輪
位置における基準車高Ｈ_ｏｒとの偏差（ｈ^ｒ＝Ｈ_ｏｒ−
Ｈ_ｒ）が同コントローラ９８内で演算される。

【００２０】次に、コントローラ９８内で、車両重心の
前後位置を表わす数値ｈ_ｒ／ｈ_ｆが演算されると共に、
車両重量を表わす数値（ａｈ_ｒ＋ｂｈ_ｆ＋ｃ）が演算さ
れる。さらに、上記演算結果に基づいて、図４の速度領
域ｖ_０≦ｖ＜ｖ_１における後輪舵角比Ｎ_ａ、及び速度領
域ｖ≧ｖ_１における後輪舵角比Ｎ_ｂの傾きを表わすｋ_１
及びｋ_２が夫々下記の数式１及び数式２によって演算さ
れる。なお上記各式におけるａ，ｂ，ｃ，ｐ_１，ｑ_１，
ｒ_１，ｐ_２，ｑ_２，ｒ_２は夫々車両の属性によって定ま
る定数である。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】夫々縦軸にｋ_１，ｋ_２をとり、横軸に車両
重量をとって示した図５及び図６に説明されているよう
に、上記ｋ_１及びｋ_２は車両重量の増大と共に増加し、
かつ車両の重心が基準位置より後方にあるほど、換言す
ればｈ_ｒ／ｈ_ｆが大きい場合夫々実線で示されているよ
うに大きくなり、重心位置が基準位置より前方にあるほ
ど、即ちｈ_ｒ／ｈ_ｆが小さい場合夫々点線で示されてい
るように小さくなる。

【００２４】上記のように、コントローラ９８によっ
て、車体の自重及び積荷の重量を合わせた車両重量の増
減と、載荷状態により変化する車両の重心位置の変化と
に応じて、サーボバルブ１００を制御し後輪転舵アクチ
ェエータ７６によって前輪９４の転舵角δ_ｆに対する後
輪１８の同相方向の転舵角δ_ｒを変化させ、重心位置が
本体後方にあるほど後輪の転舵角δ_ｒを大きくすること
によって、高速走行時に常に一定の操縦安定性を確保す
ることができる利点がある。なお、上記実施例では、後
輪舵角比Ｎが二つの速度領域において傾きを異にする二
つの直線に沿い変化するように構成されているが、勿論
曲率半径が大きい曲線に沿って変化するように変更する
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】叙上のように、本発明にかかる車両の操
舵装置は、車両の速度が設定速度以上のときに、前輪の
操向転舵に応じて後輪を上記前輪の転舵方向と同方向に
転舵するようにしたものにおいて、車両の速度を検知す
る手段と、前輪の操向転舵角を検知する手段と、前輪及
び後輪位置における車高を検知する手段と、後輪を転舵
するアクチュエータと、上記車速検知手段、前輪転舵角
検知手段、前輪及び後輪位置の車高検知手段からの出力
信号を受容して上記アクチュエータの作動を制御するコ
ントローラとを具備し、同コントローラは、上記前輪及
び後輪位置における車高に基づき車両の重心位置を検出
して、同重心位置が車体後方にあるほど、後輪の転舵角
に対する前輪の転舵角の比で表わされる後輪舵角比が大
きくなるように、上記アクチュエータを作動させること
を特徴とし、車両の重心位置の前後方向の変化にも拘わ
らず高速走行時に一定の優れた操縦安定性を確保するこ
とができるので、特に積荷状態の如何により重心位置の
変化が著しいトラック等の走行安全性を向上し得る利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す車両後部の平面図であ
る。

【図２】図１に示した車両後部の側面図である。

【図３】図１に示した車両の操舵装置全体の概略平面図
である。

【図４】図３に示した車両の後輪舵角比と車速との関係
を示した線図である。

【図５】図４における後輪舵角比Ｎ_ａに関連するｋ_１と
車両重量及び車両重心位置との関係を示した線図であ
る。

【図６】図４における後輪舵角比Ｎ_ｂに関連するｋ_２と
車両重量及び車両重心位置との関係を示した線図であ
る。

【符号の説明】

１０車台フレーム１６リヤアクスルハウジング１８後輪５４上方ラジアスロッド７６後輪転舵アクチュエータ９８コントローラ１００サーボバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の速度が設定速度以上のときに、前
輪の操向転舵に応じて後輪を上記前輪の転舵方向と同方
向に転舵するようにしたものにおいて、車両の速度を検
知する手段と、前輪の操向転舵角を検知する手段と、前
輪及び後輪位置における車高を検知する手段と、後輪を
転舵するアクチュエータと、上記車速検知手段、前輪転
舵角検知手段、前輪及び後輪位置の車高検知手段からの
出力信号を受容して上記アクチュエータの作動を制御す
るコントローラとを具備し、同コントローラは、上記前
輪及び後輪位置における車高に基づき車両の重心位置を
検出して、同重心位置が車体後方にあるほど後輪の転舵
角に対する前輪の転舵角の比で表わされる後輪舵角比が
大きくなるように、上記アクチュエータを作動させるこ
とを特徴とする車両の操舵装置。