JPS626871A - 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、車輪の横すべり
を防止して走行安定性を向上させるとともに、低速時で
の小廻り性の向上を図り得るようにしたものは知られて
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輪駆動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〉 ところで、上記従来の４輪操舵装置においては、低速時
には小廻り性を高める見地から後輪が前輪に対し逆位相
に転舵されるが、この逆位相の場合、同位相の場合に比
べて車両の収束性が低下し、走行安定性が悪くなるとい
う問題がある。

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おいて、
４輪駆動の場合には２輪駆動の場合よりも直進性が臨め
られることに着目し、この４輪駆動の場合における良好
な直進性でもって４輪操舵装置での逆位相の場合におけ
る車両の収束性の低下を補い、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、次のよ
うな構成としたものである。すなわち、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
舵装置において、上記後輪転舵機構は、後輪が前輪に対
し逆位相に転舵される領域と、後輪が前輪に対し同位相
に転舵される領域とに亘って前後輪の転舵比を可変とす
る転舵比可変手段を備えており、上記パートタイム４輪
駆動装置は、上記転舵比の同位相・逆位相の変化に連動
して２輪駆動と４輪駆動とを切換える切換手段を備えた
ちのである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、後輪転舵機構の転舵比
可変手段により可変される前後輪の転舵比の領域のうち
、後輪が前輪に対し逆位相に転舵される領域のときには
、パートタイム４輪駆動装置において、上記転舵比の同
位相・逆位相の変化に連動する切換手段により４輪駆動
に切換えられ、これにより、４輪駆動による良好な直進
性でもって転舵比が逆位相の場合における車両の収束性
の低下を抑制することができることになる。

（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輪駆動装置の全体構成を示す。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＆とニオン機構４と、該ラック＆ビニオン機構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８ｍ、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にはラック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１ｉ１５．１６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量に対応して後輪
８Ｌ、８Ｒが左右に転舵されるように構成されている。

また、上記後輪操作ロッド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コントロールバルブ２０に連通し、
該コントロールパルプ２ｏ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はモータ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、ビニオン軸１７の回
転方向を検出して後輪８１．８Ｈの左方向転舵（図中反
時針方向への転舵）時には油供給通路２１を左転用油圧
室１８ｂに連通しかつ自転゛用油圧室１８ｃを油戻し路
２２に連通ずる一方、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からの油圧をビニオン軸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、ビニオン軸１７、ビニ
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、後輪転舵機構７の制御部たるフ
ン１〜ローラ２５から出力される制御部ｑ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からの車速信号とがそれぞ
れ入力されているとともに、バッテリ電源２８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２Ｌ、２Ｒが連
結されている一方、前後輪差動歯車装＠３２の第２出力
軸３２ｂにはクラッチ３５、傘歯車機ｌＮ３６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［３８には左右の駆動軸３９．３９
を介して後輪８Ｌ、８Ｒが連結されている。

上記クラッチ３５は、２輪駆動と４輪駆動とを切換える
切換手段として、第２図に詳示するように、前後輪差動
歯車装置３２の第２出力軸３２ｂに一体形成されたスリ
ーブハブ３５ａと、該スリーブハブ３５ａの外周に摺動
自在に嵌装されたスリーブ３５ｂと、傘歯車機構３６の
入力軸３６ａに上記スリーブハブ３５ａと対向して一体
形成され、上記スリーブ３５ｂが噛み合い可能なギヤス
プライン３５ｃとを備えてなるものであり、上記スリー
ブ３５ｂをスリーブハブ３５ａ、上をギヤスプライン３
５ｃ側に摺動させて該ギヤスプライン３５ｃにスリーブ
ハブ３５ａと跨った状態で噛み合わせることによ′す、
２輪駆動から４輪駆動に切換えるようになっている。こ
のクラッチ３５における２輪駆動と４輪駆動との切換え
（スリーブ３５ｂとギヤスプライン３５ｃとの噛み合せ
の切換え）は、マニアル的なレバー操作とは別に、４輪
操舵装置のコントローラ２５からの出力信号を受ける後
述のアクチュエータ４６の作動によって自動的に行われ
るようになっている。

そして、上記コントローラ２５は、第３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、
これらによって前後輪の転舵比（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。

ここで、上記特性記憶部４０に記憶された転舵比特性は
、第４図に示すように、車速に応じて後輪が前輪に対し
逆位相に転舵される逆位相領域（負の領域）と、後輪が
前輪に対し同位相に転舵される同位相領域（正の領域）
とに亘って前後輪の転舵比ｋが変化するようになってお
り、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が正方向の同位相に変わり、高速
域では転舵比ｋが同位相で大きくなるように設定されて
いる。

そして、このような転舵比特性に従って前後輪の転舵比
ｋが転舵比可変手段４４により可変されるに当り、その
転舵比にの同位相領域と逆位相領域との間での変化は、
コントローラ２５内に設けられた位相判別部４５におい
て転舵比可変手段４４の目標転舵角演算部４１からの出
力信号に基づいて判別され、該位相判別部４５がら検出
信号として出力信号がパートタイム４輪駆動装置の２輪
・４輪駆動切換用クラッチ３５を作動するアクチュエー
タ４６に出力される。該アクチュエータ４６は、転舵比
にの同位相・逆位相の変化に連動してクラッチ３５を切
換えるように作動し、転舵比ｋが同位相に変化したとき
にはクラッチ３５を２輪駆動状態に切換え、転舵比ｋが
逆位相に変化したときにはクラッチ３５を４輪駆動状態
に切換えるようになっている。

次に、上記第１Ｊ？ｍ例の作用・効果について説明する
に、４輪操舵装置の後輪転舵機構７においては、その制
御部たるコントローラ２５内における転舵比可変手段４
４の目標転舵角演算部４１で特性記憶部４０に記憶され
た転舵比特性に基づいて車速および前輪転舵角に対応し
た目標転舵角が演算され、後輪転舵角がこの目標転舵角
に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が転舵比可変手段４４によって作動制
御されることにより、前後輪の転舵比には上記転舵比特
性に従って逆位相領域と同位相領域とに亘って可変され
、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。

この場合、上記転舵比にの同位相領域と逆位相領域との
間での変化は、コントローラ２５内の位相判別部４５に
より判別され、該位相判別部４５から検出信号として出
力信号がパートタイム４輪駆動装置の２輪・４輪駆動切
換用クラッチ３５を作動するアクチュエータ４６に出力
される。そして、パー１〜タイム４輪駆動装置において
は、上記位相判別部４５からの出力信号に基づくアクチ
ュエータ４６の作動によってクラッチ３５の２輪駆動と
４輪駆動との切換えが転舵比にの同位相・逆位相の変化
に連動して行われ、転舵比ｋが同位相に変化したときに
は２輪駆動に切換えられ、転舵比ｋが逆位相に変化した
ときには４輪駆動に切換えられる。

このため、後輪８１．８Ｒが前輪２ｍ、２Ｒと逆位相に
転舵される場合には、逆位相特性としての良好な旋回性
・小廻り性を維持しながら、車両の収束性の低下を４輪
駆動の場合における良好な直進性でもって補い抑制する
ことができ、走行安定性の向上を図ることができる。

第５図は上記第１実施例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
にょる転舵比制御は、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θＦ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、基本的には車速にょる転
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、
第１実施例における車速にょる転舵比制御の場合と同様
に、転舵比の同位相・逆位相の変化に連動してパートタ
イム４輪駆動装置における２輪駆動と４輪駆動との切換
えを行うように構成されるものである。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。

また、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。

Ｊ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ａラド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からは摺動部材５４が延出され
、該贋動部材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＆ピニオン機構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８１．８Ｒ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、上記転舵比変更装置５０を制御するコントロー
ラ２５および４輪操舵装置と組合わされるパートタイム
４輪駆動装置の構成は図示していないが、第１実施例の
場合と同じであり、また、イれにより同様の作用・効果
を奏することができる。

（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、後輪転舵
機構の転舵比可変手段による転舵比の可変制御の下で後
輪が前輪と逆位相に転舵された場合には、４輪駆動装置
において、転舵比の同位相・逆位相の変化に連動する切
換手段によって４輪駆動に切換えられるので、車両の収
束性の低下を４輪駆動による良好な直進性でもって抑制
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
第１図における前後輪差動歯車装置付近の具体的構成を
示す一部切開平面図、第３図はコントローラのブロック
構成図、第４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５図は第
１実施例の変形例として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。

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輪操舵装置であつて、上記後輪転舵機
   構は、後輪が前輪に対し逆位相で転舵される領域と、後
   輪が前輪に対し同位相で転舵される領域とに亘つて前後
   輪の転舵比を可変とする転舵比可変手段を備えており、
   上記パートタイム４輪駆動装置は、上記転舵比の同位相
   ・逆位相の変化に連動して２輪駆動と４輪駆動とを切換
   える切換手段を備えたことを特徴とする車両の４輪操舵
   装置。