JPH02114066A - 車両の四輪操舵装置 - 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、車両の四輪操舵装置に関し、とりわけ、ステ
アリングハンドルの異なる操作モードによって前、後輪
を同相および逆相に操舵することができる四輪操舵装置
に関する。

従来の技術 通常、車両のステアリングハンドルは回転方向の操作モ
ードのみによって操舵が行われるようになっているが、
中には、特公昭３０−６３１６号公報に開示されるよう
に、ステアリングハンドルを回転方向の操作モードと横
方向の操作モードとを司能に取り付け、該ステアリング
ハンドルの回転角に応じて前輪のみが操舵され、かつ、
ステアリングハンドルの横変位に応じて前輪および後輪
が同相に操舵される構造となったものがある。

即ち、かかる２つの操作モードを有するステアリングハ
ンドルを備えた操舵装置は、ステアリングシャフトに噛
合されるギアが回転可能にケーシングに支持されており
、かつ、該ステアリングシャフトを回転可能に収納する
ステアリングチューブが該ケーシングに固定されている
。

そして、上記ギアの車両前方には前輪のステアリングリ
ンケージに連結されるアームが装着され、かつ、上記ケ
ーシングの車両後方には後輪のステアリングリンケージ
に連結されるアームが装着される構成となっている。

従って、上記ステアリングハンドルが回転された場合は
、上記ギアの回転を伴って前輪のステアリングリンケー
ジのみが作動され、かつ、該ステアリングハンドルが横
方向に移動された場合は、上記ギアと上記ケーシングの
回転を伴って前輪および後輪のステアリングリンケージ
が作動されるようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来の操舵装置にあっては、ステ
アリングハンドルを横方向に移動したときには、前輪お
よび後輪両者が操舵されるのではあるが、ステアリング
ハンドルを回転させた場合には、後輪の操舵手段を有し
ているにもかかわらず前輪のみが操舵されるだけである
ため、十分な四輪操舵機能を発揮することができないと
いう課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、ステアリ
ングハンドルが異なるモードに操作された場合に、それ
ぞれの操作モードで前輪および後輪の両者が、同相又は
逆相に操舵されるようにした車両の四輪操舵装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、ステアリングハ
ンドルを車体に対して異なる２つのモードをもって操作
可能に取り付けると共に、前輪操舵手段および後輪操舵
手段を設け、これら前輪操舵手段および後輪操舵手段と
上記ステアリングハンドルとの間に、該ステアリングハ
ンドルの１つの操作モードに対して前、後輪を同相方向
に操舵する同相駆動手段と、ステアリングハンドルの他
の操作モードに対して前、後輪を逆相方向に操舵する逆
相駆動手段とを設けることにより構成する。

作用 以上の構成により本発明の車両の四輪操舵装置にあって
は、ステアリングハンドルの１つの操作モードに対して
は同相駆動手段を介して前、後輪が同相方向に操舵され
、かつ、他の操作モードに対しては逆相操舵手段を介し
て前、後輪が逆相に操舵される。

従って、ステアリングハンドルの２つの異なった操作モ
ードで、それぞれ前、後輪を同相および逆相に操舵する
ことができるため、四輪操舵としての機能を十分に発揮
することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

即ち、第１図、第２図は本発明の第１実施例を示す車両
の四輪操舵装置１０で、１２，１２ａは前輪、１４．１
４ａは後輪を示し、これら前輪１２．１２ａ問および後
輪１４．１４ａ間には、前輪操舵手段としての前輪側ス
テアリングリンケージ１６および後輪操舵手段としての
後輪側ステアリングリンケージ１８が設けられている。

上記前輪側および後輪側のステアリングリンケージ１６
．１８は、それぞれラックアンドピニオン式のステアリ
ングリンケージとして構成され、前輪１２．１２ａのナ
ックルアーム２０，２０．８問および後輪１４．１４ａ
のナックルアーム２２゜２２ａ間には、第１．第２ラッ
ク軸２４．２６が接続され、該ラック軸２／ｌ、２６に
は第１．第２ビニオンギア２８．３０が噛合され、該ビ
ニオンギア２８．３０が回転されることにより、前輪１
２．１２ａおよび後輪１４．１４ａの操舵が行われるよ
うになっている。

上記第１．第２ビニオンギア２８．３０間にはギアユニ
ット３２が設けられ、該ギアユニット３２を介して該第
１．第２ビニオンギア２８．３０が回転されるようにな
っている。

上記ギアユニット３２は第２図に示したように、ケーシ
ング３４内の車両前後方向に小径の第１傘南ギア３６と
大径の第２傘歯ギア３８が対向配置され、これら第１傘
歯ギア３６と第２傘歯ギア３８はアイドラ重両ギア４０
を介して連動され、また、第１傘歯ギア３６には後述す
る人力用水歯ギア４２が噛合されている。

そして、上記第１傘歯ギア３６はフロントシャフト４４
を介して上記第１ビニオンギア２８に連結され、かつ、
上記第２傘歯ギア３８はリアシャフト４６を介して上記
第２ピニオンギア３０に連結されている。

尚、上記リアシャフト４６はその途中２箇所に、ユニバ
ーサルジョント４８．４８ａが設けられている。

一方、５０はステアリングハンドルで、該ステアリング
ハンドル５０に接続されるステアリングシャフト５２は
、ジヨイント５４を介して上記人力用重両ギア４２に接
続されると共に、該ステアリングシャフト５２を回転可
能に収納するステアリングチューブ５６は、ブラケット
５８を介して上記ケーシング３４に固定される。

そして、上記ステアリングハンドル５０はステアリング
シャフト５２を中心に回転される操作モードと、上記ケ
ーシング３４を中心に横方向（車両左右方向）に回動さ
れる操作モードとの２つの異なるモードをもって操作す
ることができる構成となっている。

尚、上記ステアリングチューブ５６はセンタリングスプ
リング６０を介して図外の車体側に位置決めされ、横方
向の荷重が作用しないときはステアリングハンドル５０
は中立位置に保持されるようになっている。

以上の構成により本実施例の四輪操舵装置ｌＯにあって
は、ステアリングハンドル５０を横移動させることなく
回転（θ方向）させると、この回転量はステアリングシ
ャフト５２を介して入力用申出ギア４２に伝達され、第
１傘歯ギア３６を回転させると共に、アイドラ重両ギア
４０を介して第２傘歯ギア３８を該第１傘歯ギア３６と
は反対方向に回転させる。

すると、第１ピニオンギア２８と第２ビニオンギア３０
は、上記第１．第２傘歯ギア３６．３８に伴って互いに
逆回転され、前輪１２，１２８と後輪１４，１４ａが逆
相に操蛇される。

従って、上記入力用重両ギア４２．第１傘歯ギア３６．
アイドラ重両ギア４０および第２傘歯ギア３８によって
逆相駆動手段６２が構成される。

このように、ステアリングハンドル５０を回転操作（回
転角θ）した場合は、上記逆相駆動手段６２を介して前
輪１２．１２ａの操舵角δ、と後輪１４，１４ａの操舵
角δ、は、第３図に示すように変化される。

尚、上記第３図中ｎｌ＋ｎｔは、ステアリングハンドル
５０から前輪１２．１２ａおよび後輪１４゜１４ａに至
る間のギア比を示し、該ギア比は上記逆相駆動手段６２
を構成する各車両ギアおよびビニオンギア２８．３０と
ラック軸２４．２６の歯数変化により、任意に設定する
ことができる。

次に、ステアリングハンドル５０を回転させずに横方向
に移動（λ方向）させると、ケーシング３４はステアリ
ングハンドル５０の横方向移動量λに応じて車両前後方
向の軸廻りに回転される。

このとき、上記ケーシング３４内の各車両ギア４２．３
６．４０．３８はステアリングシャフト５２に連動され
ている関係上、該ケーシング３４と一体となって回転さ
れ、上記第１．第２ピニオンギア２８．３０を同方向に
回転し、これに伴って前輪１２，１２ａおよび後輪１４
，１４ａは同相に操蛇される。

従って、上記ケーシング３４および該ケーシング３４内
に収納された各車両ギア４２．３６，４０．３８、つま
り、ギアユニット３２全体によって同相駆動手段６４が
構成されている。

尚、このケーシング３４が車両前後方向の軸廻りに回転
されるとき、第１傘歯ギア３６と第２傘歯ギア３８との
径差によるフロントシャフト４４とリアシャフト３６と
の芯ずれは、ユニバーサルジヨイント４８．４８ａによ
って吸収される。

このように、ステアリングハンドル５０を横方向に操作
（移動量λ）した場合は、上記同相駆動手段６４を介し
て前輪１２，１２ａの操舵角δ１と後輪１４，１４ａの
操舵角δ、は、第４図に示すように変化される。

尚、同図中ｎ＄＋１４はステアリングハンドル５０の倒
れ角λに対するギア比で、ラック軸２４゜２６とピニオ
ンギア２８．３０間の歯数によって任意に設定すること
ができる。

以上のように本実施例にあっては、ステアリングハンド
ル５０の回転方向の操作モードおよび横方向の操作モー
ドによって、前輪１２．１２ａおよび後輪１４，１４８
をそれぞれ操舵することができ、四輪操舵の機能を部分
に発揮させて運転性能の著しい向上を図ることができる
。

即ち、曲線走行時のような回頭を操作は、逆相操舵を行
って旋回半径を小さ（することが望ましく、本実施例で
はステアリングハンドル５０を回転させることにより、
該操舵が簡単に行われることになる。

また、車線変更とか前方障害物の回避等は、同相操舵が
望ましく、本実施例ではステアリングハンドル５０を横
移動させることにより、該操舵が簡単に行われる。

第５図は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例と
同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略し
て述べる。

即ち、この第２実施例にあってはステアリングハンドル
５０の操作モードを電気的に検出して、前輪１２．１２
ａおよび後輪１４．１４ａを油圧駆動するようにしたも
のである。

従って、この第２実施例では前輪操舵手段として第１パ
ワーシリンダ７０を用い、かつ、後輪駆動手段として第
２パワーシリンダ７２を用いである。

そして、上記第１パワーシリンダ７０はステアリングハ
ンドル５０の回転力に応じたアシスト油圧が発生され、
前輪１２．１２ａ操蛇が行われる。

一方、上記第２パワーシリンダ７２は、オイルポンプ７
４で発生される油圧が、コントローラ７６から出力され
る制御信号により切り換え作動されるサーボバルブ７８
を介して供給されることにより駆動される。

上記コントローラ７６には、上記ステアリングハンドル
５０の回転角を検出するハンドル角度センサ８０の検出
信号θ、該ステアリングハンドル５０の横移動量を検出
するハンドル横変位センサ８２の検出信号λ、上記第１
パワーシリンダ７０の油圧センサ８４の検出信号Ｐおよ
び車速センサ８６の検出信号■がそれぞれ人力され、こ
れら各センサ８０，８２．８４．８６からの信号０．λ
。

Ｐ、　Ｖに基づいて上記サーボバルブ７８が作動される
。

尚、上記第２パワーシリンダ７２の駆動量δ。

は、後輪舵角センサ８８により検出されて、コントロー
ラ７６にフィードバックされる。

そして、上記サーボバルブ７８には、ステアリングハン
ドル５０の回転に対しては前輪１２，１２ａと後輪１４
．１４ａとを逆相に操舵する（３号が出力され、かつ、
ステアリングハンドル５０の横移動に対しては前輪１２
，１２ａと後輪１４１４ａとを同相に操舵する信号が出
力される。

従って、この第２実施例では上記各センサ８０゜８２．
８４，８６．８８およびコントローラ７６そしてサーボ
バルブ７８により、逆相駆動手段および同相駆動手段が
構成される。

第６図は上記第２実施例のコントローラ７６で処理され
るフローチャート、を示し、まずステップｉでは上記各
センサ８０，８２．８４．８６で検出された各信号θ、
λ、　　Ｐ、　Ｖを読み込む。

そして、次のステップ■では予め人力された第７図のマ
ツプから、上記Ｏに基づいて目標とする逆相方向の後輪
舵角δ、を決定すると共に、１−記入に基づいて目標と
する同相方向の後輪舵角δ、。

を決定し、次のステップ■では上記後輪舵角δ２．。

δ、ｂと、センサ８８で検出され実際の舵角δ、との舵
角偏差Ａδｔ６−δ、１−δｆｆｉ＋　　Ａδ、ゎ−δ
ｙｂδ、を求める。

そして、ステ・ノブ■では、上記ステップ出で求められ
た舵角偏差Δδ、、Δδ１．．に対応した基本出力電流
値ｉ。Ｊ＋ｌｌ＋１を、第８図のマツプより求め、次に
、ステップ■では信号Ｐ、■の大、小により第９図のマ
ツプに基づいて一ヒ記基本出力電流値ｉ。ａ＋１Ｏｔｌ
を補正し、実出力電流値ｊ　ａｌ　　ｉ＋、を求める。

次のステップ■ではコントローラ７６からサーボバルブ
７８に出力される信号ｉをｉ＝ｉ、、＋；ｈとして算出
し、ステップ■では該出力信号ｉを該サーボバルブ７８
に出力し、第２パワーシリンダ７２に供給される油圧が
制御される。

従って、この第２実施例にあっても上記第１実施例と同
様な四輪操舵が行われると共に、更にこの第２実施例に
あっては制御要素として車速■を用いたので、低速時の
こまわり性能を向−ヒさせると共に、高速時の緊急回避
性の、向上を図ることができるようになる。

ところで、上記第２実施例では前輪操舵手段として第１
パワーシリンダ７０を用い、かつ、後輪操舵手段として
第２パワーシリンダ７２を用いた場合を示したが、これ
に限ることなくこれらパワーシリンダ７０．７２に代え
てモータ用い、コントローラ７６からの出力信号で直接
該モータを駆動させることもできる。

尚、上述した各実施例ではステアリングハンドル５０の
２つの操作モードのうち、１つは回転モードとし、１つ
は横移動モードとした場合を示したが、これに限ること
なく他の移動方向を操作モードとしてもよい。

発明の詳細 な説明したように本発明の車両の四輪操舵装置にあって
は、ステアリングハンドルを２つの異なるモードをもっ
て操作できるようにし、１つの操作モードに対して前、
後輪を同相に操舵する同相駆動手段を設けると共に、他
の操作モードに対して前、後輪を逆相に操舵する逆相操
舵手段を設けたので、ステアリングハンドルの２つの異
なった操作モードで、それぞれ前、後輪を操舵すること
ができるため、四輪操舵としての機能を十分に発揮する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す斜視図、第２図は第
１図中の■−■線からの拡大断面図、第３図は本発明で
操舵される逆相時におけるステアリングハンドルの回転
角に対する車輪の操舵角の特性図、第４図は本発明で操
舵される同相時におけるステアリングハンドルの横移動
量に対する車輪の操舵角の特性図、第５図は本発明の第
２実施例を示す概略構成図、第６図は本発明の第２実施
例の制御を実行するための一処理例を示すフローチャー
ト、第７図、第８図、第９図は第６図のフローチャート
を処理するさいに用いられる各マツプである。 １０・・・四輪操舵装置、１２．１２８・・・前輪、１
４．１４ａ・・・後輪、１６・・・前輪側ステアリング
リンケージ（前輪操舵手段）、１８・・・後輪側ステア
リングリンケージ（後輪操舵手段）、３２・・・ギアユ
ニット、５０・・・ステアリング／″−ンドル、５２・
・・ステアリングシャフト、６２・・・逆相駆動手段、
６４・・・同相駆動手段、７０・・・第１パワーシリン
ダ７０（前輪操舵手段）、７２・・・第２ノずワーシリ
ンダ７２（後輪操舵手段）、７６・・・コントローラ、
７８・・・サーボバルブ、８０・・・ノ１ンドル角度セ
ンサ、８２・・・ハンドル横変位センサ。 第２図 弓フ 第３図 第４図 （！Ｊ） Ｃｒ１ａ　　） 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングハンドルを車体に対して異なる２つ
   のモードをもって操作可能に取り付けると共に、前輪操
   舵手段および後輪操舵手段を設け、これら前輪操舵手段
   および後輪操舵手段と、上記ステアリングハンドルとの
   間に、該ステアリングハンドルの１つの操作モードに対
   して前、後輪を同相方向に操舵する同相駆動手段と、ス
   テアリングハンドルの他の操作モードに対して前、後輪
   を逆相方向に操舵する逆相駆動手段とを設けたことを特
   徴とする車両の四輪操舵装置。