JPH07102823B2 - 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、車両の横滑りを防止し
て走行安定性を向上させるとともに、低速時での小回り
性の向上を図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） しかして、上記のような４輪操舵装置においては、車両
の低速時には、ハンドル操舵による前輪の転舵に対して
後輪は逆位相に大きく転舵される。このような低速時
（停止状態を含む）で逆位相に操舵されている状態から
急発進等の急加速を行うと、スピンを生起する恐れがあ
る。すなわち、逆位相が大きい場合には前輪の進行方向
と後輪の進行方向とが異なるため、急激な駆動力の増大
に対してスピンが発生しやするなるものである。特に、
上記傾向は４輪駆動車、後輪駆動車において顕著となる
ものである。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、逆位相状態からの急
加速時におけるスピンの発生を防止するようにした車両
の４輪操舵装置を提供することを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の４輪操舵装置は、前輪の転舵に応じて後輪を転
舵する後輪転舵機構が、前輪転舵角に対する後輪転舵角
の比を少なくとも車速の変化に応じた所定の転舵比特性
にしたがって可変とする転舵比可変手段と、前輪転舵角
に対する後輪転舵角の比が逆位相で急加速要求時に車両
の走行駆動力を制限する規制手段とを備えたことを特徴
とするものである。

（作用） 上記のような４輪操舵装置においては、低速時のハンド
ル操舵時には後輪は逆位相に転舵されるものであるが、
この逆位相状態からの急加速要求時には、エンジン出力
の規制あるいはブレヒキ制動力の作動等によって車両の
駆動力を制限し、急発進等の急加速走行状態の発生を抑
制してスピンの生起を防止するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１図
は本発明の一実施例における車両（４輪駆動車）の全体
構成を示す。

車両１の前部に搭載されたエンジン２の駆動力はセンタ
ーデフ３から前輪駆動軸４を介して前輪5,5に伝達され
るとともに、上記センターデフ３からプロペラシャフト
６および後輪駆動軸７を介して後輪8,8に伝達されて、
前後輪が駆動される。上記エンジン２の駆動力は、エン
ジンコントロールユニット９からの制御信号によって例
えばスロットル開度をスロットル開閉モータ（図示せ
ず）の作動で制御する。

また、左右の前輪5,5を転舵する前輪転舵機構10は、ス
テアリングハンドル11と、該ステアリングハンドル11の
回転運動を直線往復運動に変換するラックピニオン機構
12と、該ラックピニオン機構12の作動を前輪5,5に伝達
してこれを転舵させる左右のタイロッド13,13およびナ
ックルアーム14,14とから構成されている。

一方、左右の後輪8,8を転舵する後輪転舵機構15は、車
体に左右方向に摺動自在に保持された後輪操作ロッド16
と、該後輪操作ロッド16の左右両端にそれぞれタイロッ
ド17,17を介して連結された左右のナックルアーム18,18
とを有し、上記後輪操作ロッド16の軸方向の移動によ
り、後輪8,8が転舵する。そして、後輪操作ロッド16に
はラック19が形成され、該ラック19に噛合するピニオン
20がパルスモータ21により一対の傘歯車22,23およびピ
ニオン軸24を介して回転されることにより、上記パルス
モータ21の回転方向、回転量に対応して後輪8,8を転舵
する。

また、上記後輪操作ロッド16はパワーシリンダ25を貫通
し、該パワーシリンダ25内を左右の油圧室25a,25bに仕
切るピストン26がこの後輪操作ロッド16に固着されると
共に、上記油圧室25a,25bには、ピニオン軸24の周囲に
設けられたコントロールバルブ27から導かれた油圧通路
28a,28bがそれぞれ接続され、また上記コントロールバ
ルブ27とオイルポンプ29との間には油圧供給通路30およ
びリターン通路31が設けられている。上記オイルポンプ
29はモータ32によって駆動される。

上記コントロールバルブ27は、パルスモータ21の回転時
にピニオン軸24に加わる回転力に応じて作動し、オイル
ポンプ29から油圧供給通路30を経て供給される油圧を上
記回転力の方向に応じてパワーシリンダ25のいずれか一
方の油圧室25aまたは25bに導入し、他方の油圧室25bま
たは25a内の作動油をリターン通路31を介して上記オイ
ルポンプ29に戻すように作動する。したがって、上記パ
ルスモータ21により傘歯車22,23、ピニオン軸24、ピニ
オン20およびラック19を介して後輪操作ロッド16が軸方
向に移動される時に、上記パワーシリンダ25内に導入さ
れた油圧がピストン26を介して後輪操作ロッド16の移動
をアシストするように構成されている。

上記後輪転舵機構15のパルスモータ21およびオイルポン
プ29の駆動用モータ32は、コントローラ33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
33には、前輪転舵機構10におけるステアリングハンドル
11の操舵角を検出する舵角センサ35からの舵角信号と、
車速センサ36から出力される車速信号と、急加速状態を
検出するためにアクセルペダル37の操作量を検出するア
クセルセンサ38からのアクセル信号とがそれぞれ入力さ
れ、バッテリ電源39が接続されている。

また、上記コントローラ33から前記エンジンコントロー
ルユニット９に対して、エンジン駆動力を制限する信号
が出力される。

なお、上記オイルポンプ29はエンジン２によってベルト
駆動するようにしてもよく、また、舵角センサ35として
は、ステアリングハンドル11の操舵量を直接検出するも
の、もしくはラックピニオン機構12等の前輪５の転舵に
関連して移動する部材の移動量から検出するようにして
もよい。

次に、上記コントローラ33は第２図に示すように、前記
舵角センサ35の検出信号、車速センサ36の検出信号を受
ける目標転舵角演算部41を有し、この目標転舵角演算部
41で特性記憶部42に記憶された転舵特性から現在の運転
状態に対応する後輪の目標転舵角が演算される。

上記目標転舵角演算部41で算出された後輪の目標転舵角
の信号は、パルスジェネレータ44に出力され、該パルス
ジェネレータ44は演算された目標転舵角に対応するパル
ス信号をドライバ45に出力する。ドライバ45は、パルス
ジェネレータ44からのパルス信号を受けてパルスモータ
21およびオイルポンプ29の駆動用モータ32を駆動する駆
動パルス信号に変換するものであり、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
舵比特性にしたが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21およびオイルポンプ29の
駆動用モータ32を制御する転舵比可変手段46が構成され
ている。

一方、前記アクセルセンサ38からのアクセル操作量信号
を受ける変化率演算部47は、アクセル操作量の変化度合
から急加速要求状態を検出する。この変化率演算部47か
らの信号は前記目標転舵角演算部41からの転舵比信号と
ともにスロットル補正演算部43に入力され、このスロッ
トル補正演算部43では、前輪転舵角に対して後輪転舵角
が逆方向に転舵される逆位相時でかつアクセル変化率が
所定値より大きい急加速要求時には、前記エンジンコン
トロールユニット９のスロットル駆動部48に信号を出力
し、スロットル開閉モータ49によるスロットル開度の増
加速度を制限して前記エンジン２の駆動力の増大が緩慢
となるように補正するものであり、これらにより、逆位
相状態からの急加速要求時には車両の駆動力を制限する
規制手段50が構成されている。

上記コントローラ33の特性記憶部42に予め記憶されてい
る後輪転舵特性は、第３図に示すような前輪転舵角に対
する後輪転舵角の比（後輪転舵比Ｋ）の車速Ｖに対する
特性が設定されている。この後輪転舵特性は、基本的に
は、車速Ｖが低速から高速に上昇するにしたがって後輪
転舵比Ｋはマイナス方向の逆位相（前後輪が逆方向に転
舵する状態）で大きな転舵比から、転舵比Ｋが０となる
ように転舵比が小さくなる方向に移行し、中速域にて転
舵比Ｋがプラス方向の同位相（前後輪が同方向に転舵す
る状態）に変り、高速域では同位相で転舵比Ｋが大きく
なるように制御されるものである。

そして、低速領域での大きな逆位相状態からの急加速要
求時には、エンジン２の出力上昇を制限して車両の急発
進等の急加速運転を規制するものである。

前記コントローラ33の動作を第４図のフローチャートに
基づいて説明する。スタート後、コントローラ33は、ス
テップS1で舵角センサ35の信号に基づいて前輪転舵角θ
_Fを、ステップS2で車速センサ36からの車速Ｖを、およ
びステップS3でアクセルセンサ38からのアクセル操作量
Taをそれぞれを読込み、ステップS4で上記アクセル操作
量Taを微分してその変化率Ａを演算し、加速要求度合を
求める。

そして、ステップS5で前輪転舵角θ_Fと車速Ｖとから、
前記第３図の特性に対応して求めた転舵比Ｋから後輪の
目標転舵角θ_Rを演算する。

続いて、ステップS6で転舵比Ｋがマイナスの所定値K₀以
下の逆位相にあるか否かを判定し、逆位相状態のYES時
にはステップS7で前記アクセル操作量の変化率Ａが所定
値A₀を越えた急加速要求状態にあるか否かを判定する。
そして、このステップS7の判定がYESで逆位相における
急加速要求時には、ステップS8でスロットル補正信号を
演算しエンジンコントロールユニット９のスロットル駆
動部48に出力するとともに、ステップS9で前記目標後輪
転舵角θ_Rにより後輪転舵を行うものである。

また、前記ステップS6およびS7の判定がNOで、逆位相か
らの急加速要求時以外の運転時にはスロットル補正を行
うことなくステップS9に進んで前記第３図の特性に基づ
いて後輪転舵を行うものである。

上記実施例によれば、車両の逆位相からの急加速要求時
にはエンジン出力の上昇が緩慢となるように制限し、こ
のようなスピンの発生し易い領域では急発進、急加速が
できないようにしてスピンの発生を防止するものであ
る。

なお、上記実施例において、急加速要求状態の検出をア
クセル操作量の変化率から求めるようにしているが、ア
クセル操作量の大きさから求めるようにしてもよく、そ
のほかスロットル開度、燃料噴射量の変化等の急加速要
求状態の検出に基づいて制御するようにしても良い。

また、上記実施例においては、逆位相からの急加速要求
時の車両の駆動力の制限としてエンジン２のスロットル
開度の増加速度を制御して出力の上昇が緩慢となるよう
にしているが、スロットル開度が全開状態とならないよ
うに制限するようにしてもよい。一方、例えば、アンチ
スキッドブレーキ装置を備えた車両において、逆位相か
らの急加速要求時には、前記コントローラから液圧コン
トロール部に信号を出力して車輪にブレーキ制動力を作
用させて車両の駆動力を制限するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では後輪転舵機構15に油圧によって
後輪８の転舵をアシストするいわゆるパワーステアリン
グ機構を採用して、パルスモータ21による転舵動作を確
実にしているが、他の方式の後輪転舵機構を採用するよ
うにしてもよい。すなわち、例えば、後輪の転舵を油圧
の制御によって行い、前輪の転舵角等に応じて作動する
バルブ機構の油圧の切換えで後輪転舵角を調整するよう
にしたもの、または、前輪転舵機構の操舵力を利用して
後輪を機械的に転舵するようにしたもの等が採用可能で
ある。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、スピン状態が発生し易い
逆位相状態からの急加速要求時には、車両の駆動力を制
限して急発進、急加速を規制するようにしたことによ
り、前記スピンの発生を防止して、安定した走行状態を
得ることができ、それ以外の領域においては４輪操舵の
利点を有効に得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による構成を明示するための
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図、 第３図はコントローラに設定される後輪転舵特性の一例
を示す特性図、 第４図はコントローラの作動を説明するためのフローチ
ャート図である。 １……車両、２……エンジン ５……前輪、８……後輪 ９……エンジンコントロールユニット 10……前輪転舵機構、11……ハンドル 15……後輪転舵機構、33……コントローラ 35……舵角センサ、36……車速センサ 38……アクセルセンサ 41……目標転舵角演算部 42……特性記憶部 43……スロットル補正演算部 46……転舵比可変手段、47……変化率演算部 48……スロットル駆動部 50……規制手段

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、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
   角の比を少なくとも車速の変化に応じた所定の転舵比特
   性にしたがって可変とする転舵比可変手段と、前輪転舵
   角に対する後輪転舵角の比が逆位相で急加速要求時に車
   両の走行駆動力を制限する規制手段とを備えたことを特
   徴とする車両の４輪操舵装置。