JPS63222974A - 車両の旋回制御装置 - 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 この発明は、車両の最小旋回半径を可及的に小さくでき
る車両の旋回制御装置に関する。

従来の技術 周知のように、一般的な車両（前輪操舵）の最小旋回半
径は、アッカーマン・ジャント−の理論に基づいて決定
されている。これは第５図に示すように内輪角αを外輪
角βよりも大きく設定したアッカーマンステアリングシ
ステムによって実現され、旋回半径Ｒが　Ｒ＝（２／ｓ
ｉｎβ　＋　ｄ　　Ｃ（１＝軸間距離、ｄ＝車輪中心と
キングピン中心のオフセット量）の式で算出される一方
、内輪角αは、ｃｏｔｆｆ＝ｃｏｔβ　−ｄ／Ｑ　で与
えられる。また、上記アッカーマン理論を超えて外輪角
βを大きくして最小旋回半径をより小さくできる所謂パ
ラレルステアリングも採用されている。

更に、また近時においては最小旋回半径を一層小さくし
かつ操舵性、安定性の良好化を図るため、面輸と後輪の
両方を操舵する四輪操舵装置を備えたものが数多く提供
されている（実開昭６１−１０７６８９号公報等参照）
。　。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記一般的な前輪操舵装置を備えたもの
にあっては、車体や足回りのレイアウトの関係から最小
旋回半径の小径化には自ずと限界があり、十分に小さく
することが困難である。

一方、四輪操舵装置を備えたものにあっては、上記前輪
のみの操舵に比べれば最小旋回半径の小径化が可能とな
るが、装置の構造の点からやはりこの場合にも限界があ
るばかりか、四輪の操舵操作や構造が複雑になり、駆動
輪への動力伝達もモータ等を利用せざるを得ず制御が複
雑になるといった種々の問題がある。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記従来の実情に鑑み案出されたもので、
原動機に連結され、かつ内部に差動制御手段を有する差
動歯車装置と、該差動歯車装置の左右に連結されて各端
部に駆動輪を有する駆動軸と、該各駅動軸に夫々設けら
れた左右の駆動クラッチと、車体の少なくとも前後いず
れか一方に配置された操舵輪と、該操舵輪の舵角と旋回
方向とを検出する検出手段と、上記操舵輪の舵角が所定
以上になると上記検出手段を介して旋回側の上記駆動ク
ラッチを断する一方上記差動制御手段を作動させるコン
トロ−ル手段とを備えたことを特徴としている。

作用 上記構成のこの発明によれば、例えば操舵輪となる前輪
が右方向へ切られて舵角が所定以上になると、検出手段
からの出力信号によってコントロール手段が、旋回側の
駆動クラッチをアクチュエータを介して断すると共に、
差動制御手段（例えばデフクラッチ）をアクチュエータ
を介してデフロックする。このため、左側の駆動軸のみ
に原動機からの動力が伝達される一方右側の駆動軸には
動力の伝達がなされない。これにより、右側の駆動輪が
空転して車両の旋回中心点が右側駆動輪の略内側になる
。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図はこの発明に係る車両の旋回制御装置の一実施例
を示し、Ｉは車体、２は原動機たる四気筒エンジン、３
は該エンジン２に連結された変速機、４はこの変速機３
に連結され、かつ車体１の略中央の重心ＣＧ付近に配置
された差動歯車装置であって、この差動歯車装置４の左
右両側に、各外端部に左右駆動輪７．８を有する駆動軸
５．６が連結されている。上記差動歯車装置４は、ディ
ファレンシャルケース９に、ディファレンシャルビニオ
ンやディファレンシャルサイドギア等の一般的な構成部
品１０が収納され、斯る一般的構成部品ＩＯによって車
両旋回時にその旋回中心が、旋回方向側の上記いずれか
の駆動輪７，８よりも車両の外方にある場合に差動する
ようになっている。また、上記ディファレンシャルケー
ス９内には、差動制御手段たるデフクラッチＩＩ（機械
的ＬＳＤ）が収納されており、このデフクラッチｌｌは
、後述するコントロール手段たるクラッチ制御回路１２
を介して、上記構成部品ＩＯによる差動を車両の旋回状
態に応じてデフロックさせて旋回方向と反対側の駆動輪
に対するエンジン２からの動力を伝達するようになって
いる。

また、上記左右駆動軸５．６には、車両の旋回状態に応
じて断・接する駆動クラッチ１３．１４が設けられてお
り、この駆動クラッチ１３．１４は、上記クラッチ制御
回路１２によって制御され、車両の旋回中心が旋回方向
側のいずれかの駆動輪７．８と地面との接点中心よりも
車体ｌの内側に近づいた時点で旋回方向側のいずれかの
駆動輪７゜８と、対応するいずれかの駆動軸５．６との
連結を「断」するようになっている。

図中１５．１６は、車体１の前部中央と後部中央に夫々
配置された操舵輪たる各一つの前輪と後輪であって、こ
の前後輪１５．１６は、互いの左右一方何に配置された
略コ字形の車軸１７．１７と該車軸１７．１７にキング
ピン（図示せず）を介して連結されたスピンドル１８．
１８によって夫々支持されていると共に、操舵装置１９
によって連動して舵角が与えられるようになっている。

上記操舵装置１９は、ステアリングホイール２０と、該
ステアリングホイール２０の回転力がステアリングシャ
フト２１を介して伝達される例えばポールスクリュ式あ
るいはウオームローラ式等のステアリングギア２２と、
該ステアリングギア２２のセクタシャフトの回転力が伝
達されるピットマンアーム２３と、このピットマンアー
ム２３の一端部にピン１４を介して連結された連結ロッ
ド２５とを備えている。この連結ロッド２５は、車体１
の略中央前後方向に沿って上記前後輪１５゜１６の左右
−側に対して対角線状に配設され、その長さが上記前後
輪１５．１６を合わせた全長よりも若干長く形成されて
いると共に、前端部２６及び後端部２７が上記前後の車
軸１７．１’／に固定されたナックルアーム２８，２８
の自由端に枢支ピン２９．２９を介して連結されている
。また、上記車軸１７．１７の各上片には、上端部が防
振ゴム等を介して車体ｌに結合されたストラット型ショ
ックアブソーバ３０．”３０のシリンダ外筒３１．３１
の下部が結合されている。更に、上記駆動軸５．６から
前後のスピンドル１８．１８間の距離ａ　、、　（２、
は、第２図にも示すように略同等の長さに設定されてい
る。

更にまた、上記ステアリングギア２２には、上記前後輪
１５．１・６の舵角と旋回方向を検出して、その検出信
号を上記クラッチ制御回路１２に出力する検出手段たる
舵角センサ３２が設けられている。

そして、上記クラッチ制御回路１２は、第１図に示すよ
うに構成され、３３．３４は上記舵角センサ３２からの
信号を人力して現在の舵角を演算する舵角演算回路と旋
回方向を判別する旋回方向判別回路、３５はクラッチ断
接選択回路であって、このクラッチ断接選択回路３５は
上記舵角演算回路３３と旋回方向判別回路３４からの夫
々の信号を入力し、斯る信号に応じて左右駆動クラッチ
駆動回路３６．３７のいずれかを選択して駆動信号を出
力すると共に、デフクラッチ駆動回路３８に出力する。

斯る信号を入力した上記左右いずれかの駆動クラッチ駆
動回路３６．３７は、対応した左右いずれかのクラッチ
アクチュエータ３９，４０に駆動信号を出力し、ここか
ら上述の左右駆動クラッチ１３．１４を断・接制御する
一方、デフクラッチ駆動回路３８は、デフクラッチアク
チュエータ４１に出力し、ここから上述のデフクラッチ
ｉｔを駆動させる。

したがって、例えばステアリングホイール２０を図中時
計方向つまり右方向へ大きく切るとステアリングギア２
２等を介して連結ロッド２５が前方へスライド移動する
ため、第２図に示すように前輪１５が右側へ、後輪１６
が左側へ夫々逆方向に大きく切られて所定量以上の舵角
になると舵角センサ３２がこれを検出してクラッチ制御
回路１２に出力し、ここから上述の一連の制御信号によ
って右側の駆動クラッチ１４が「断」されると共に、デ
フクラッチ１１が接続される。このため、左側の駆動軸
５のみにエンジン２からの動力が伝達され、右側の駆動
軸６には動力伝達がなされない。したがって、右側の駆
動輪８が空転して逆回転状態になり、これによって車両
の旋回中心点Ｏが右側駆動輪８の内側位置となる。この
結果、車両は、上記旋回中心点Ｏを中心とした極めて小
さな最小旋回半径で旋回することができる。

また、上記車両の旋回時において、車両の重心ＣＧに掛
かる遠心力に対する各車輪の接地荷重が、左右の駆動輪
７．８に最も多く掛り全体の約１７２以上の荷重となる
。したがって、その多くの荷重が駆動輪７．８を介して
重心ＣＧに直接的に伝達され、前後輪１５．１６の接地
荷重が十分に低減する。このため、後輪１６に対する外
側への振りが防止され、オーバステアリングの発生が効
果的に抑制される。しかも、遠心力下の反力が上述のよ
うに重心ＣＧに直接的に伝達されて重心ＣＧに集中する
ため、車両旋回時の走行安定性が図れる。

更に、駆動軸５，６を重心ＣＧ付近に配置する構成とし
たため、駆動軸５．６からスピンドル１８、Ｉ８までの
長さＣ、、ａ　、を可及的に小さく設定することが可能
となり、したがって少ない操舵角で必要な旋回半径が得
られその結果旋回時の走行抵抗を十分に低下させること
ができる。

尚、上記実施例では、車両旋回時において差動歯車装置
４をデフクラッチ１１によりデフロックさせているが、
このデフクラッチ１１に替えて近時特に四輪操舵に利用
されている所謂ビスカス・カップリングを利用すること
も可能である。このビスカス・カップリングは、概略に
は粘性流体（シリコンオイル）の剪断抵抗を利用してト
ルクを伝達する一種の粘性クラッチであって、入力軸と
出力軸が一体になって回転しつつその間に回転速度差が
あるとトルクを伝達し、しかもそのトルクの大きさは、
回転速度差すなわちプレートがシリコンオイルを剪断す
る速さに応じて変化するようになっている；したがって
、このビスカス・カップリングを用いれば両駆動軸５，
６の回転差に応じてスムーズに差動制御を行うことがで
きる。

また、上記実施例では、舵角センサ３２とクラッチ制御
回路Ｉ２を電気的な手段で連結しているが、例えば機械
的なリンク等で連結することも可能である。

更にまた、左右の駆動クラッチ１３．１４等の制御開始
時期は、前後輪１５．１６の舵角によって決定されるが
、その制御開始舵角を任意に設定することにより所望の
最小旋回半径を得ることができる。また、前後輪１５．
１６の舵角は、夫々一致させているが、車両の使用目的
等によって差を設けてもよい。この場合、上記制御開始
舵角を、前後輪１５．１６のいずれを基準にするかは任
意であることはいうまでもない。

更にまた、上記実施例では、前後に操舵輪を有する車両
について説明したが、これに限定されるものでなく前ま
たは後に１つの操舵輪を有する三輪車や通常の曲輪操舵
の四輪車に適用することも可能である。

第３図はこの発明の第２実施例を示し、とりわけ操舵装
置１９の構成が異なっている。具体的に説明すれば、操
舵輪たる前輪Ｉ５と後輪１６は、第４図（Ａ）、（Ｂ）
にも示すように各スピンドル１８．１８の両端に設けら
れたナックルアーム５１・・・を介して２叉状の支持体
５２．５２に支持されており、上記支持体５２．５２は
、上部に垂設された回転軸５３．５３と、該回転軸５３
．５３の略中央に固着された回転ホイール５４．５４と
を夫々備えている。上記回転軸５３．５３は、下端部５
５．５５が所定の車体パネル５６に回転自在に支持され
ていると共に、小径な上端部５７゜５７が車体１の所定
の個所に枢支されている一方、上記各回転ホイール５４
．５４には、車体１の前後方向に亘って配設された無端
状のワイヤー５８が夫々巻装されている。このワイヤー
５８は、略中央でクロスしていると共に、摺動案内され
るケーブルガイド５９．５９の各両端部に有するクラン
プ６０・・・を介して車体Ｉの所定個所にボルト６１・
・・によって固着されている。また、このワイヤー５８
は、車体ｌの前部に設けられた左右一対の操作ハンドル
６２．６２によって操作されるようになっている。この
操作ハンドル６２．６２は、下端部６３．６３が車体１
のフロアに立設された支持片６４．６４にピン６５．６
５を介して前後方向へ回動自在に支持されていると共に
、上端部の把持部６６．６６略直下位置に上記ワイヤー
５８の所定部位が貫通固定されている。図中６７・・・
は、上記各ナックルアーム５１・・・側部と支持体５２
．５２の上壁との間に装着された前後輪１５゜１６のサ
スベンジジンスプリングである。また、上記前後輪１５
．１６は、回転軸５３．５３を介して最大限左右路９０
°の舵角になるように設定されている。

したがって、この操舵装置１９によれば、左右の操作ハ
ンドル６２．６２を互いに前後逆方向に操作すると、ク
ロスされたワイヤー５８によって両回転ホイール５４．
５４が互いに逆方向に回転する。このため、両回転軸５
３．５３及び両支持体５２．５２も左右正逆回転して前
後輪１５，１６が左右逆方向に切られ、これによって所
望の舵角か得られるのである。また、操縦性が良好であ
ると共に、構造が簡単でありコストの低減が図れる。

尚、上記回転ホイール５４．５４は、真円でなくても良
く、またその半径を必要な舵角に応じて任意に変更する
ことも可能である。

他の構成は、第１実施例と同様に差動歯車装置にデフク
ラッチ等を有すると共に、重心ＣＧ近傍に配置された左
右の駆動軸５．６に夫々駆動クラッヂが設けられており
、更に舵角センサ、クラッ子制御回路等も備えられてい
る。したがって、上記の作用効果の龍笛１実施例と同様
な作用効果が得られることは勿論である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る車両の旋
回制御装置によれば、操舵輪が所定方向に切られて舵角
が所定以上になると検出手段及びコントロール手段を介
して旋回方向側の駆動クラッチが断作動し、同時に差動
歯車装置が差動制御手段を介してデフロックされる。こ
のため、外側の駆動軸のみに原動機からの動力が伝達さ
れて回転駆動する一方、内側の駆動軸には動力が伝達さ
れずに空転して逆回転状態となる。これによって、車両
の最小旋回半径を可及的に小さくすることができる。

また、従来のような四輪を操舵する構造ではないため、
旋回制御装置全体の構造が簡素化され、製造コストの十
分な低廉化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す全体構成図、第２
図はこの実施例による車両旋回時の状態を示す説明図、
第３図はこの発明の第２実施例を一部省略して示す全体
構成図、第４図（Ａ）は第２実施例の一部を示す側面図
、第４図（Ｂ）は同図（Ａ）の正面図、第５図はアブカ
ーマン・ジャント−理論の説明図である。 ！・・・車体、２・・・エンジン（原動力）、４・・・
差動歯車装置、５．６・・・左右駆動軸、７．８・・・
左右駆動輪、ｌ！・・・デフクラッチ（差動制御手段）
、１２・・・クラッチ制御回路（コントロール手段）、
１３．１４・・・左右駆動クラッチ、１５．１６・・・
前後輪（操舵輪）、１９・・・操舵装置、３２・・・舵
角センサ（検出手段）。 第４図（Ａ） 第４図（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機に連結され、かつ内部に差動制御手段を有
   する差動歯車装置と、該差動歯車装置の左右に連結され
   て各端部に駆動輪を有する駆動軸と、該各駆動軸に夫々
   設けられた左右の駆動クラッチと、車体の少なくとも前
   後いずれか一方に配置された操舵輪と、該操舵輪の舵角
   と旋回方向とを検出する検出手段と、上記操舵輪の舵角
   が所定以上になると上記検出手段を介して旋回側の上記
   駆動クラッチを断する一方上記差動制御手段を作動させ
   るコントロール手段とを備えたことを特徴とする車両の
   旋回制御装置。