JPS6246777A - ４輪操舵車の制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は４輪操舵車の制御装置に関し、特に低速旋回
時の小回り性能を改良した４輪操舵車の制御装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 車両の駆動輪を２輪又は４輪に切替え可能な４輪駆動車
が周知であり、走行路の傾斜や凹凸等の外部環境及び車
両速度や負荷等の車両走行条件に基づきその駆動輪を２
輪又は４輪に切替えることができるため、各種用途に幅
広く用いられている。

ところで、４輪駆動車でセンターデフ７レンシヤルギヤ
（以下「センターデフ」と略す）がない場合（センター
デフロック又は直結状態）、旋回時にタイトコーナーブ
レーキング現象、すなわちデフロックすることにより摩
擦係数の大きい路面において大舵角旋回にて操舵力が増
・太し、旋回半径も゛大きくなりコーナリングがし難く
なる現象が発生し、小回り性能が悪化することが知られ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ 支敦立且１羞 このように小回り性能が悪化すると、Ｕターン時やカー
ブでの操縦安定性に欠け、特に急なカ−ブにおける運転
性能に悪影響を及ぼしていた。

発明の目的 本発明は２輪駆動から４輪駆動に、又はデフフリーから
デフロックに切替えた時に、低速旋回時における小回り
性能の悪化を防止することのできる４輪操舵車の制御装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］この発明に係
る４輪操舵車の制御Ｉｌ装置は、前輪操舵機構と後輪操
舵機構及び制御回路とを含み、前記制御回路は低速旋回
時において前輪に対する後輪の操舵角の比として２種類
の操舵比を前記後輪操舵機構に設定可能であって、該操
舵比に基づいて後輪を操舵可能であるとともに２輪駆動
時には小さいほうの操舵比を設定し、４輪駆動時には大
きいほうの操舵比を設定できるようにしたものである。

すなわち、前記制御回路は車速に応じて前輪操舵角に対
する後輪操舵角の比である操舵比を算出し、例えば低速
旋回時において２輪駆動（以下ｒ２ＷＤＪという）から
４輪駆動（以下ｒ４ＷＤＪという）に切替えられると、
大ぎな操舵比が選定され、その操舵比に基づき後輪操舵
機構が操舵される結果、同じ前輪操舵角に対して後輪は
大さくステアされることとなる。このため、４輪駆動時
における前述のようなタイトコーナーブレーキング現象
に伴う小回り性能の悪化が防止される。

［実施例］ 以下図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図には本発明の適用対象である車゛両の前後輪操舵
機構、及び前輪操舵機構の操舵角に応じて後輪操舵機構
の操舵角を制Ｗづる電気的制御装置が示されている。

同図において前輪操舵機構Ａは、運転者により操作され
るステアリングハンドル１０と、ステアリングハンドル
１０の回動により前輪１２ａ。

１２ｂを操舵するラックルビ２４，２機構１４を備えて
いる。このラック＆ビニオン橢構１４は、そのビニオン
部１４ａにステアリングシャフト１６を介してステアリ
ングハンドル１０を連結し、また同機構１４のラック部
１４ｂに左右一対のロッド１８ａ、１８ｂが接続されて
いる。左方のロッド１８ａはタイロッド２０ａ、ナック
ルアーム２２ａを介して前輪１０ａに連結され、右方の
ロッド１８ｂはタイロッド２０ｂ、ナックルアーム２２
ｂを介して前輪１２ｂに連結されている。

また後輪操舵機構Ｂは、エンジンによって駆動される油
圧ポンプ２４と、同油圧ポンプ２４の吐出油をサーボ弁
２６を介して付与されて両後輪２８ａ、２８ｂを駆動す
る油圧シリンダ３０とを備えている。油圧ポンプ２４は
その流入口にて導管Ｐ１を介してリザーバ３２に接続さ
れ、その吐出口にて導管Ｐ２を介してサーボ弁２６に接
続されている。

前記サーボ弁２６は、その中立位置にて油圧シリンダ３
０の右室３０ａに接続された導管Ｐ３を閉止し、かつ同
油圧シリンダ３０の左室３０ｂに接続された導管Ｐ４を
閉止し、第１位置に切替えられたとき導管Ｐ２を導管Ｐ
３に接続し、かつ導管Ｐ　を導管Ｐ５を介してリザーバ
３２に接続する。また、サーボ弁２６は第２位置に切替
えられたとき、導管Ｐ　を導管Ｐ４に接続し、かつ導管
Ｐ３を導管Ｐ５を介してリザーバ３２に接続する。

なお、サーボ弁２６の切替作動は同サーボ弁２６に設け
られたトルクモータ（図示しない）の作動によりもたら
され、またトルクモータの作動は後述する制御回路Ｃか
ら付与される制御信号によりもたらされる。

油圧シリンダ３０は、その内部に収容したピストン３４
に左右一対のピストンロッド３６ａ。

３６ｂを連結してなり、左方のビス１〜ンロツド３６ａ
はタイロッド３８ａ、ナックルアーム４０ａを介して後
輪２８ａに連結されている。一方、右方のビ、ストンロ
ッド３６ｂはタイロッド３８ｂ、ナックルアーム４０ｂ
を介して後輪２８ｂに連結されている。

次に、前記サーボ弁２６のトルクモータに上記あり御信
号を付与する制御回路Ｃの構成について説明する。この
制御回路Ｃは変速機の出力軸の回転をピックアップして
車速に対応した車速信号を発生する車速検出器４２と、
前輪１２ａ、１２ｂの基準方向（車体の前後方向）に対
する操舵角を検出し、前輪１２ａ、１２ｂが左操舵（反
時計方向）された場合には正に、前輪１２ａ、１２ｂが
右操舵（時計方向）された場合には負となり、前記１２
ａ、１２ｂの操舵角に比例した大きさを有する前輪操舵
角信号を発生する前輪操舵角検出器４４と、パートタイ
ム４ＷＤ車両において２ＷＤと４ＷＤの切替えを行うた
めの切替スイッチ４６（又はセンターデフロック機横付
き４ＷＤでのデフフリーとデフロックの切替えを行うた
めのスイッチ）と、これらの各検出器４２，４４．４６
から付与される信号に応じて後述のプログラムを実行す
るマイクロコンピュータ４８と、ピストンロッド３６ｂ
の移動量を検出し後輪２８ａ、２８ｂが基準方向に対し
て左操舵された場合には正に、後輪２８ａ、２８ｂが右
操舵された場合には負となり、後輪２８ａ、２８ｂの操
舵角に比例した大きさを右する後輪操舵角信号を発生づ
る後輪操舵角検出器５０と、この後輪操舵角信号と上記
マイクロコンピュータ４８からの出力信号に応答して上
記サーボ弁２６を駆動づる制御信号を発生づ−るサーボ
アンプ５２を備えている。

前記マイクロコンピュータ４８は、前述の各検出器４２
，４４．４６から付与される検出信号を入力し、かつサ
ーボアンプ５２に演算結果を出力する入出力インターフ
ェース４８ａと、第２図に示されるフローチャートに対
応するプログラムを記憶する読出し専用メモリ（ＲＯＭ
）４８ｂと、このプログラムを実行する中央処理装置（
ＣＰＵ）４８ｃと、このプログラムの実行に必要な変数
を一時的に記憶づ−る書込可能メモリ（ＲＡＭ）４８ｄ
と、これら入出力インターフェース４８ａ。

読出し専用メモリ４８ｄ、小火処理装置４８ｃ、及び山
込可能メ℃す４８ｄを各々共通に接続するバス４８ｅを
備えている。

以上のように構成された４輪操舵車の制御装置を第２図
の制御フローチャートを用いて説明する。

まず車両を始動させるためのイグニッションスイッチを
オンすると、制御回路Ｃ１，：電力が供給されて該制御
回路Ｃは動作を開始する。

マイクロコンピュータ４８は、ステップ１００からプロ
グラムの実行を開始し、ステップ１０１にてモード状態
が第１操舵比に１にあるときｒＯＪとなり、第２操舵比
に２にあるとき「１」となるモードフラッグをリセット
、すなわちｒＯＪとし、ステップ１０２で中速検出器４
２からの車速信号に基づき車速Ｕを算出し、次のステッ
プ１０３で車速１Ｊの値に応じて前輪操舵角に対する後
輪操舵角の比である操舵比ｋ　　、に、、を算出し、こ
れを書込可能メモリ（以下ｒＲＡＭＪという）４８ｄに
一時的に記憶する。この操舵比に、に２は車両の低速時
には、例えば負の値（以下「逆位相」という）になるよ
うに選定される。

次にプログラムはステップ１０４に進み、マイクロコン
ピュータ４８を前輪操舵角検出器４４からの信号を読込
み、前輪の舵角値δをＲＡＭ４８ｄに記憶する。そして
、ステップ１０５に進み、車両が２ＷＤかどうかを判断
する。

まず車両始動後に切替スイッチ４６が投入されない場合
、つまり２ＷＤの場合について説明すると、ＣＰＵ４８
ｃはステップ１０５においてｒＹｅｓＪと判断し、ステ
ップ１０６に進む。

このステップ１０６でＬ−ドフラッグが「１」であるか
否かを判断し、このモードフラッグは前述のステップ１
０１で「０」にセットされているので、ｒＮＯＪと判断
され、ステップ１０９に進む。このステップ１０９では
、更に目標操舵比Ｋを第１操舵比に１に設定し、ステッ
プ１１ｏに進む。ステップ１１０において、マイクロコ
ンピュータ４８は上記設定した′目標操舵比にと、ステ
ップ１０４にてＲＯＭ４８ｄに記憶した前輪舵角値δを
乗算することにより基準方向に対する操舵角を算出し、
その信号をサーボアンプ５２に出力する。

サーボアンプ５２は、この目標後輪操舵角信号と後輪操
舵角検出器５０から供給される後輪操舵角信号との差に
対応した信号を出力するので、後輪操舵角が目標後輪操
舵角に対し左方向く又は右方向）にずれている場合、サ
ーボアンプ５２からは負の値（又は正の値）を有する制
御信号がサーボ弁２６に設けられたトルクモータに供給
される。

このとき、サーボ弁２６は前述の第１位置（又は第２位
置）に切替えられ、油圧ポンプ２４からの吐出油は右室
３０ａ（又は左室３０ｂ）に供給され、ピストン３４に
連結されたピストンロッド３６ａ、３６ｂを第１図の下
方向く又は上方向）に移動させて後輪２８ａ、２８ｂを
右回転（又は左回転）操舵させる。

また、上記のような後輪２ｓａ、２８ｂの回転操舵によ
り後輪操舵角が目標後輪操舵角に一致すると、サーボア
ンプ５２からはＯ値を示す制御信号がサーボ弁２６から
トルクモータに供給され、サーボ弁２６は上述の中立位
置に維持されるので両室３０ａ、３０ｂには油圧ポンプ
２４からの吐出油が供給されず、ピストン３４に連結さ
れたピストンロッド３４ａ、３４ｂとともに後輪２８ａ
。

２８ｂは目標、後輪操舵角に維持される。

そして、切替スイッチ４６が２ＷＤから４ＷＤに切替え
られるまでステップ１０２，１０３゜１０４．１０５，
１０６，１０９．１１０の循環演算が実行される。

この演算中において、切替スイッチ４６が投入され２Ｗ
Ｄから４ＷＤに切替えられると、ステップ１０５におい
てｒＮＯＪと判断されてステップ１１１に進み、モード
フラッグは第２操舵比に２であることを示す「１」にセ
ットされ、ステップ１１２で目標操舵比には第２操舵比
に２に設定される。そして、ステップ１１０にてに２の
出力信号がサーボアンプ５２に出力される。

以上４ＷＤが解除されるまでステップ１０５゜１１１．
１１２，１１０，１０２，１０３゜１０４の循環演算が
実行される。

なお、ステップ１０５は、センターデフロック機構付き
の４ＷＤにおける［デフのフリーか否かの判定Ｊであっ
ても良い。

以上において、第２操舵比に２は第１操舵比に１より大
きく設定されており、すなわち、第３図に示されるよう
に、前輪１２ｂの舵角θに対し、２ＷＤの時の後輪２８
ｂの舵角θ１よりも４ＷＤの時の後輪２８ｂの舵角θ２
のほうが大きく、同じ前輪舵角に対して後輪は第２操舵
比に２のときのほうがより大きくステアされる。これに
より４ＷＤによりタイトコーナーブレーキング現象が生
じても、２ＷＤのときよりも後輪は大きくステアするの
で小回り性能の悪化が防止される。

次に上記演算実行中にて切替スイッチ４６が操作され、
４ＷＤから２ＷＤに変わると、ステップ１０５において
ｒＹｅｓＪと判断されステップ１０６に進む。ステップ
１０６においてはモードフラッグの判断が行われ、先に
ステップ１１１においてモードフラッグは「１」とセッ
トされているため、ここではｒＹｅｓＪとなり、ステッ
プ１０７に進む。

ステップ１０７では、ステップ１０４でＲΔＭ４８（ｊ
に記憶した前輪舵角値δの絶対値が、ある舵角値δａよ
り小さいかどうかが判断される。そして前輪が大ぎくス
テアしている状態ではｒＮＯＪとなり、ステップ１１２
に進み、目標操舵比には第２操舵比に２′として設定さ
れ、ステップ１１２にてサーボアンプ５２に出力される
。

以上前輪舵角値δがある値の範囲内になるまでステップ
１０５，１０６，１０７，１１２゜１１０．１０２，１
０３．１０４の循環演蓮が実行される。

これにより、前輪が大きくステアしている状態であって
目標操舵比Ｋが第２操舵比に２から第１操舵比に１に急
激に変化することによる操縦性安定性の悪化を防止する
ことができる。

次に上記演算実行中、ステップ１０７において、前輪舵
角値δがある舵角値δａの範囲内に入ったときに「Ｙｅ
Ｓ」と判断され、ステップ１０８に進んでモードフラッ
グは第１操舵比に１の状ｆ〕を示す「０」にセットされ
る。そして、ステップ１０９に進み、目標操操舵比には
第１操舵比に１に設定され、ステップ１１０におし）で
サーボアンプ５２に出力される。次にステップ１０２゜
１０３．１０４，１０５と進み、ステップ１０６におい
て先にステップ１０８で、ここではモードフラッグは「
０」となっているのでｒＮＯＪと判断されステップ１０
９に進む。

以上のように、ステップ１０６，１０９゜１１０．１０
２，１０３，１０４．１０５の循環演算が実行され、こ
の動作が切替スイッチ４６が操作されるまで続く。

以上のように構成された４輪操舵車では、４ＷＤにおけ
る逆相比を大ぎくすることで、低速旋回時のタイトコー
ナーブレーキング現象の発生による小回り性能の悪化を
防止することができる。

第４図は中速と第１操舵比に１及び第２操舵比に２との
関係を示す実施例である。

すなわち、いずれの場合も所定の車速以下においては第
２操舵比に２が負となっており、かつ第１操舵比に１よ
りも絶対値が大きくなっている。

そして、同図（ａ）のように車速が低速になるに従い操
舵比に、に２が徐々に変化し、所定車速以上においては
操舵比ｋ　　、ｋ　　が正となるもの、また、同図（ｂ
）のように操舵比ｋ　　、ｋ　　が所定車速を境として
正負それぞれ一定であるもの、更に同図（Ｃ）のように
、所定車速以上は操舵比ｋ　　、ｋ　　がＯであるもの
、あるいは同図（ｄ）のように第１操舵比に１は車速に
関係なくＯで一定であるが、第２操舵比に２は所定車速
以下においては徐々に変化するもの等、種々の実施例が
考えられる。

なお、第１操舵比に１が他の状態８、例えばヨーレート
センサあるいは横Ｇセンサ等からのフィードバックｍで
あってもよい。この場合は、入出力インターフェース４
８ａにはヨーレートセンサや横Ｇセンサからの検出信号
が入力され、第２図に示されるフローヂャートにおける
ステップ１０２どステップ１０３との間において、ヨー
レートセンサからの信号がＲＯＭ４８ｄに読込まれ、ス
テップ１０４においてそれぞれの操舵比に１゜ｋ２の演
算が行われる。その伯は第２図の以後のステップと同じ
である。

［発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、前輪操舵機構と後輪操
舵機構及び制御回路を含み、前記制御回路は低速旋回時
において前輪に対する後輪の操舵　、角の比として２種
類の操舵比を前記後輪操舵機構に設定可能であって、該
操舵比に基づいて後輪を操舵可能であるとともに２輪駆
動時には小さいほうの操舵比を設定し、４輪駆動時には
大きいほうの操舵比を設定するようにしたことで、２輪
駆動から４輪駆動に切替えたとぎにブレーキング現象に
伴う小回り性能の悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された車両の構成説明図、第２図
は本発明装置を用いた場合の制御フローチャート、 第３図は低速旋回時における２ＷＤと４ＷＤの時の後輪
舵角を示す説明図、 第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は車速と操舵比
どの関係を示す特性説明図である。 ４２　・・・　車速検出器 ４４　・・・　前輪操舵角検出器 ４６　・・・　切替スイッチ ４８　・・・　マイクロコンピュータ ５０　・・・　後輪操舵角検出器 Ａ　・・・　前輪操舵機構 Ｂ　・・・　後輪操舵機構 Ｃ・・・　制御回路。 代理人　弁理士　古田研二（７−５８］く外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２輪駆動から４輪駆動に切替え可能な４輪操舵車
   において、前輪操舵機構と後輪操舵機構及び制御回路と
   を含み、前記制御回路は低速旋回時において前輪に対す
   る後輪の操舵角の比として２種類の操舵比を前記後輪操
   舵機構に設定可能であって、該操舵比に基づいて後輪を
   操舵可能であるとともに２輪駆動時には小さいほうの操
   舵比を設定し、４輪駆動時には大きいほうの操舵比を設
   定することにより４輪駆動時のコーナリングを容易とし
   たことを特徴とする４輪操舵車の制御装置。