JPS621674A - 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輪操舵装置に関し、特にパートタイム４輪
駆動装置と組合わされたものの改良に関する。

（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、車輪の横すベリ
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じたものは知られて
いる。

また、車両においては、４輪駆動車として、前輪および
後輪の両方が駆動される４輪駆動といずれか一方のみが
駆動される２輪駆動とを任意に選択することができるパ
ートタイム４輪駆＃ｈ装置を備えたものは一般によく知
られており、また、このパートタイム４輪駆動装置と上
述の４輪操舵装置とが組合わされて装備されることもあ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記の如く４輪操舵装置とパートタイム４輪
駆動装置とが組合わされた車両にあっては、４輪操舵装
置における後輪転舵機構の制御の面で次のような問題点
がある。すなわち、パートタイム４輪駆動装置による４
輪駆動は、通常、雪路等摩擦抵抗係数の低いいわゆる低
μ路や悪路を走行するときに選択されるが、この４輪駆
動時にも２輪駆動時と同様に後輪が転舵されると、車輪
がグリップ力の低下により横すべりを生じ易くなり、走
行安定性が損われるという同順である。

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、特に上述の如き４輪駆動時には２輪
駆動時に比べて後輪を前輪と同位相方向へ転舵させるよ
うにすることにより、低μ路や悪路での車輪の横すべり
を防止して走行安定性を確保せんとするものである。

〈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
てなり、バー１−タイム４輪駆動装置と組合わされた車
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、上記パートタイム４
輪駆動装置の前後輪が駆動される４輪駆動状態を検出す
る検出手段と、該検出手段からの信号を受けたときに前
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、低μ路や悪路走行に際
しパートタイム４輪部１ｉｌＪ１！置が４輪駆動状態と
なる４輪駆動時には、後輪転舵機構の転舵比可変手段に
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、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
正された転舵角でもって後輪が２輪駆動時に比べて旋回
を抑ｆｉ、ＩＪ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
およびパートタイム４輪駆動装置の蚕体構成を示す。先
ず、４輪操舵装置の構成について説明するに、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、該ラックルビニオ２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８１．８Ｒ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にはうツク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およびビ
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機に対応して後輪８
Ｌ、８Ｒが左右に転舵されるＪ：うに構成されている。

また、上記接輪操作ロッド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フン１〜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−夕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
２２に連通する一方、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により傘歯車１５，１６、ピニオン軸１７、ピニ
オン１３およびラック１２を介して後輪操作ロッド１１
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＃１７の制御部たるコ
ン１〜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からの車速信号と、後述す
るパートタイム４輪駆動装置の前後輪が直結駆動される
４輪駆動状態を検出する駆動状態検出手段２８からの出
力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。

次に、パートタイム４輪駆動装置の構成について説明す
るに、３０はエンジン、３１はトランスミッションであ
って、該トランスミッション３１の出力軸３１ａには前
後輪差動歯車装置３２が駆動連結されている。上記前後
輪差動歯車装置３２の第１゛出力軸３２ａには前輪差動
歯車装置３３が駆動連結され、該前輪差動歯車装置３３
には左右の駆動軸３４．３４を介して前輪２ｍ、２Ｒが
連結されている一方、前後輪差Ｉｆｉ車装［３２の第２
出力軸３２ｂにはクラッチ３５、傘歯車機構３６および
推進軸３７を介して後輪差動歯車装置３８が駆動連結さ
れ、該後輪差動歯車装置３８には左右の駆動軸３９．３
９を介して後輪８ｔ、８Ｒが連結されている。上記クラ
ッチ３５は、２輪駆動と４輪駆動との切換えをするため
のものであり、このクラッチ３５の接続状態つまり前後
輪２Ｌ。

２Ｒおよび８Ｌ、８Ｒが直結駆動される４輪駆動状態は
、上記４輪操舵装置における駆動状態検出手段２８によ
って検出され、該検出手段２８から検出信号としての出
力信号がコントローラ２５に対し出力される。

そして、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４０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４１と、該目標転
舵角演算部４１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４２と、該パルス
ジェネレータ４２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４３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４４が構成されている。

また、上記コントローラ２５は、駆動状態検出手段２８
からの出力信号を受け、パートタイム４輪駆動装置の駆
動状態に応じて特性記憶部４０に記憶された転舵比特性
を選択し４輪駆動状態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４５を備えており、
該特性選択部４５で選択された特性記憶部４０の転舵比
特性に従って上記目標転舵角演算部４１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。

上記特性記憶部４０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、２輪駆動時用の転舵比特性Ａと
、４輪駆動時用の転舵比特性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、４輪駆動時用の転舵比特性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が零に近づぎあるい
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
、一般道路を２輪駆動で走行する場合には、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４５で
特性記憶部４０に記憶された２種類の転舵比特性Ａ、Ｂ
の中から２輪駆動時用の転舵比特性Ａ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４４
の目標転舵角演算部４１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Ａ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２Ｌ、２Ｒと同位相に転舵される。

一方、低μ路や悪路を４輪駆動で走行する場合には、上
記特性選択部４５は、駆動状態検出手段２８からの出力
信号を受けて上述の２輪駆動時用の転舵比特性Ａに代っ
て４輪駆動時用の転舵比特性Ｂを特性記憶部４０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４４によって可変制御される。

この場合、上記４輪駆動時用の転舵比特性Ｂは、２輪駆
動時用の転舵比特性Ａに比べて同位相側にずれているの
で、後輪８Ｌ、８Ｒが２輪駆動時よりも前輪２Ｌ、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。この結果、低μ路や悪路での路面に対するグリ
ップ力の低下に起因する車輪（前輪２Ｌ、２Ｒおよび後
輪８Ｌ。

８Ｒ）の横すべりを防止することができ、走行安定性を
向上させることができる。

第４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４１′とパルスジェネ
レータ４２′とドライバ４３′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４０
′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４０に記憶された２輪駆動時用の転舵比特性
Ａに相当）に従って可変制御する転舵比可変手段４４′
を備えているとともに、駆動状態検出手段２８からの出
力信号を受けたときに上記転舵比可変手段４４′の目標
転舵角演算部４１′で演算された目標転舵角に所定の補
正転舵角を加韓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４６を備えてなるものである。

また、第５図は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を演算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。この舵角による
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基づいて前輪転舵角θ
Ｆ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、２輪駆動時用の転舵比特性Ｃ
と４輪駆動時用の転舵比特性りの２種類がある。４輪駆
動時用の転舵比特性りは、２輪駆動時用の転舵比特性Ｃ
に比べて前輪転舵角θＦの全範囲に亘って後輪転舵角θ
Ｒの正方向の同位相側にずれた傾向にあり、パートタイ
ム４輪駆動装置における４輪駆動時、この転舵比特性り
に従って後輪が第１実施例の場合と同様に２輪駆動時よ
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６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５０を備え、該転舵比変更装置５０には車
体前後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＆ピニオン機構４のラック軸４ａに形成されたラック
５２と噛合するビニオン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＠５４が延出され
、該摺動部材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およびビニオン１３を
介して連結されたビニオン軸１７の前端部に設けたビニ
オン５６が噛合している。しかして、前輪転舵機構１の
操舵力がラックルビニオ２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、
該転舵比変更装置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５４
およびビニオン軸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［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、パートタイム４輪駆動装
置と組合された車両の４輪操舵装置によれば、低μ路や
悪路走行に際しての４輪駆動時には、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２輪駆動時に比べて旋回を抑
制する同位相方向へ転舵されるので、グリップ力の低下
による車輪の横すべりを防止することができ、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輪操舵装置お
よびパートタイム４輪駆動装置の全体構成図、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４図および第５図はそれぞれ第１実施例の変形例を示
し、第４図は第２図相当図、第５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６図は第２実施例を示す車両の４輪操舵装置
の全体構成図である。 １・・・前輪転舵機構、７．７′・・・後輪転舵機構、
２５・・・コントローラ、２８・・・駆動状態検出手段
、４４．４４’・・・転舵比可変手段、４５・・・特性
選択部、４６・・・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
   機構とを備えてなり、パートタイム４輪駆動装置と組合
   わされた車両の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
   比特性に従つて可変とする転舵比可変手段と、上記パー
   トタイム４輪駆動装置の前後輪が駆動される４輪駆動状
   態を検出する検出手段と、該検出手段からの出力信号を
   受けた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。