JPS6353179A - 前後輪操舵車 - 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′ｆｆ） 本発明は前後輪操舵（以下に４ＷＳと略称する）車に関
する。

（従来の技術） ハンドルと連動する前輪操舵機構に機械的に後輪操舵機
構を連結して成るＡＷＳ車においては、前輪のみを転舵
する前輪操舵（以下に２ＷＳと略称する）に較べて大き
な操舵力を必要とする。

このため、本出願人は可変ギヤ比機構を設けた４ＷＳ装
置を提案し、操縦性の向上と操舵力の軽減を図った（特
開昭５９−７０２５９及び同７０２６０号、特願昭６０
−２２４６２号及び同２２４６３号参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、操縦性の向上を重視したギヤ比特性の設定で
は操舵力が大きくなり、且つ操舵力の変動も大きくなり
、また逆に操舵力の軽減を重視したギヤ比特性の設定で
は操縦性が犠牲になるため、実際には操舵力の軽減を考
慮した上で操縦性を向上させるギヤ比特性の設定となり
、その自由度は限られていた。

そこで本発明の目的は、ギヤ比特性の設定自由度を高め
てハンドル操舵角に対する旋回曲率の関係を自由に設定
でき、操縦性を重視しても軽い操舵力で８縦が行える操
舵連結式の４ＷＳ車を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の目的を達成すべく本発明は、ハンドルに連動する
前輪操舵機構とこれに連結された後輪操舵機構の少なく
とも一方に可変ギヤ比機構を設け、更に操舵力伝達経路
中には操舵力補助装置を設けたことを特徴とする。

（作用） 例えば操舵力特性（ニ）のように操縦性を重視したギヤ
比特性を設定しても、操舵力補助装置を前輪操舵機構に
設けることにより特性（ホ）のように操舵力を軽減でき
るので、操縦性の大幅なる向上と操舵力の軽減という要
求をともに満足できる。

（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図は操舵連結式の４ＷＳ装置の外観を示し、ハンド
ル（１）と連動する前輪操舵機構と後輪操舵機構はリン
ケージ軸（８）にて連結されており、（１０）は前輪操
舵ギヤボックス、　（２０）は後輪操舵ギヤボックスで
ある。

第２図に示すように前輪操舵ギヤボックス（ｌＯ）内に
は操舵軸（２）、ラック軸（４）及び回転取出軸（７）
が組込まれ、ハンドル（１）に連結された操舵軸（２）
の回転はビニオン（３）、ラック（５）を介してラック
軸（４）の左右方向動に変換され、タイロッド（１１）
、ナックルアーム（１２）を介して左右の前輪（１３）
が転舵され、これが前輪操舵機構をなす。

またラック軸（４）の左右方向動はラック（８）、ビニ
オン（８）を介して回転取出軸（７）の回転に再び変換
され、この回転取出軸（７）にはリンケージ軸（９）が
連結される。

一方、後輪操舵ギヤボックス（２ｏ）内には回転入力軸
（１４）とジせインド杆（１６）が組込まれ、回転入力
軸（１４）にはリンケージ軸（９）が連結される。また
回転入力軸（１４）の後部には偏心軸（１５）が備えら
れ、この偏心軸（１５）はジヨイント杆（１６）に固設
したスライダ（１７）の縦溝（１８）内に摺動自在に係
合される０回転入力軸（１４）の回転に伴う偏心！ｔｂ
（＋５）のクランク回転はスライダ（１７）の縦溝（１
８）を介してジヨイント杆（１６）の左右方向動に変換
され、タイロッド（２１）、ナックルアーム（２２）を
介して左右の後輪（２３）が転舵され、これが後輪操舵
機構をなす。

そして実施例では前輪操舵機構に可変ギヤ比機構を設け
る。即ち第３図に示す如くで、操舵軸（２）のビニオン
（３）が噛合するラック（５）の歯ピッチを異ならせ、
例えば第６図（ａ）に示すように等ピッチラックによる
ギヤ比特性（イ）に対して、操舵力の軽減を重視したギ
ヤ比特性（ハ）または操縦性の向上を重視したギヤ比特
性（ニ）に設定する。同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ
のギヤ比特性に対応する前輪舵角特性と後輪舵角特性を
示し、特に後輪は操舵角の増大に伴って前輪と同位相か
ら逆位相へと転舵される。

更に第１図に矢印（Ａ）で示す如く操舵力補助装置を斯
かる前輪操舵機構に設ける。第４図にその油圧回路を示
し、不図示のエンジンにより駆動されるオイルポンプ（
４１）によってオイルタンク（４２）からカットオフバ
ルブ（４３）、油圧反動室（４４）・・・を経て４ウエ
イバルブ（４５）に圧油が供給される。

操舵軸（２）のビニオン（３）を偏心して支持するビニ
オンホルダ（４Ｓ）の下面にはビン（４７）が備えられ
、このビン（４７）は４ウエイバルブ（４５）に係合し
、（４８）はリリーフバルブ、（４８）は車速センサで
ある。ビニオン（３）が回転すると、ピニオンホルダ（
４６）が偏心回転してビン（４７）により４ウエイバル
ブ（４５）が切換作動し、ギヤボックス（１０）内のパ
’７−　シリンダ（４０）に圧油を胎排し、これにより
操舵力が軽減される。

以上において、第６図（ａ）に示すギヤ比特性（ニ）の
ような操縦性の向上を重視した可変ギヤ比機構を採用し
た場合、第５図に示す転舵角特性をもって前輪（１３）
と後輪（２３）が転舵されることになる。

この場合、第６図（Ｃ）のように後輪が前輪と同位相か
ら逆位相へ変化する角度は、等ピッチラックの特性（イ
）の角度（００）、操舵力重視の特性（ハ）の角度（θ
ｌ）に比較して操縦性重視の特性（こ）の角度（θ２）
の方が、θ２くθＩｏｉｏと小さい。

ここで、ＡＷＳ車が一定速度で円旋回し、その速度（ｖ
）か旋回半径（Ｒ）に対して十分遅いために横向き加速
度（横Ｇ）が無視できる程小さく、前後のタイヤのすべ
り角に対して発生するコーナリングフォースが線形の範
囲、即ちコーナリングパワーの傾きが直線上の範囲にな
っているとすると、旋回半径（Ｒ）は概略次式で表わさ
れる。

ただし、又：ホールベース、に：スタビリティファクタ
、δｆ：前輪転舵角、δｒ：後輪転舵角である。

また、Ｃｆ：前輪コーナリングパワー、Ｃｒ：後輪コー
ナリングパワー、ａ：前輪車軸と重心との距離、ｂ：後
輪車軸と重心との距離、ｍ：車両の重量とすると、 となる。

（１）式より旋回半径（Ｒ）は、前輪−後輪の切れ角、
即ち（δｆ−δｒ）に反比例することがわかる。

ところで、単位ハンドル角変化に対する転舵角の変化は
、 Δ　δ　ｒｃｌ：　０２０ｒθｌ　　Ｏｒθ０であった
から、 θ２くθＩ　Ｏｒθ０ ならば、係数を（Ａ）としてハンドル操舵角を（γ）と
すると、 Δδｒｚ　＝Ａθ２γ、Δδｒ＋　＝Ａθ１　γ。

Δδｒｏ＝Ａθ０γ と表わせて、 Δδｒ２＜ΔδｒｉｏｔΔδｒ。

となる。

すると、同じハンドル角変化に対して。

Δδｆ−Δδｒ２＞Δδｆ−ΔδｒｌＱｒΔδｆ−Δδ
ｒＯ となり、旋回半径は反比例するから、旋回半径の変化（
ΔＲ）は小さくなる。

これより比較的槽Ｇの小さい領域では、可変ギヤ比機構
を採用することで、ハンドルの一定角速度の操舵に対し
て急に回り込むような車の挙動を小さく抑えることがで
きる。

逆に同位相領域では、（θ）の方向が逆であるから、可
変ギヤ比機構を採用することで、（ΔＲ）を大きくする
ことができる。

これは、ハンドルの一定角速度の操舵に対して急に回り
込もうとするような車の挙動で、一般に回転性か良いと
言われる挙動に近いものである。

このように操縦性を大幅に向上できる。

そして操舵力補助装置を設けない場合は、第６図（ｄ）
に示す操舵力特性（ニ）のように、特に直進状態からハ
ンドル（１）を切って後輪（２３）を前輪（１３）と同
位相へ転舵し始める時、即ち操舵中立位置の近傍で、操
舵力補助のない２ＷＳ車の特性（ロ）より大きな操舵力
を要することになる。

ところが、前輪操舵機構に操舵力補助装置を設けたこと
によって、同図（ｄ）に示す操舵力特性（ホ）のように
操舵力を軽減して望みの特性に近似させることができ、
従って操舵力の犠牲を招くことなく操舵性を大巾に向上
することができる。

斯くして５丁変ギヤ比機構は操縦性のみを追求したギヤ
比特性に設定でき、また後輪操舵のための舵力を適宜取
り入れることにより舵力の改善が図れる。

即ち前記実施例のように前輪操舵機構に操舵力補助装置
を設けた場合、例えば第７図（ａ）のように操舵中立位
置近傍での実質操舵力を若干重くすることもできる。こ
のように操舵中立近傍での実質操舵力を２ＷＳ車より大
きくすると、これを高速走行でハンドルのすわりの悪い
車両に使用すれば、４ＷＳによる操縦性の改善とともに
操舵力も改善でき、操安性の大幅なる向上を期待できる
。

また第１図に矢印（Ｂ）で示す如くリンケージ軸（９）
上に直角にパワーシリンダ（４０）を設置して操舵力補
助装置を設けたり、或いは矢印（Ｃ）で示す如く後輪操
舵機構に操舵力補助装置を設けると、第７図（ｂ）のよ
うに実質操舵力は操舵力補助のないＺＷＳ車よりも若干
重いだけのものとなる。

更に第１図に矢印（Ａ）　と矢印（Ｂ）または矢印（Ｃ
）で示す如く前輪操舵機構に操舵力補助装置を設けると
ともに、リンケージ＋ｂ（９）または後輪操舵機構に操
舵力補助装置を設けておけば、第７図（Ｃ）のように操
舵力補助のある２ＷＳ車に近似する実質操舵力特性とな
る。

特に第１図に矢印（Ｂ）と矢印（Ｃ）で示す如くリンケ
ージ軸（９）と後輪操舵機構とにそれぞれ操舵力補助装
置を設けると、操舵力補助のないＺＷＳ車とほぼ同じ操
舵力と操縦性の４ＷＳ車となる。

ところで、可変ギヤ比機構は後輪操舵機構のみに設けて
も、前輪操舵機構と後輪操舵機構の両方ともに設けても
良く、その具体的構造も任意である。また操舵力補助装
置としては油圧式に限らず電動式のものでも採用し得る
。更に４ＷＳ装置の具体的構造も実施例に限られるもの
ではない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、操舵連結式の４ＷＳ車に
おいて、ギヤ比特性の設定自由度を高めてハンドル操舵
角に対する旋回曲率の関係を自由に設定することが可能
となり、特に操縦性を重視したギヤ比特性を選択しても
軽い操舵力での操縦を実現できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は操舵連結式の４ＷＳ装置の概略外観図、第２図
はその要部揖視図、第３図は可変ギヤ比機構の一例を示
す背面図、第４図は操舵力補助装置の一例を示す油圧回
路図、第５図は転舵角のシステム図、第６図（ａ）乃至
（ｄ）はハンドル操舵角に対するギヤ比、前輪舵角、後
輪舵角及び操舵力の各特性図、第７図（ａ）乃至（ｃ）
は操舵力補助装置の配設箇所の相違による実質操舵力の
各システム図である。 尚、図面中、（１）はハンドル、（２）は操舵軸（３）
、（５）は可変ギヤ比機構、（４）はラック軸、（７）
は回転取出軸、（９）はリンケージ軸、（１０）は前輪
操舵ギヤボックス、（１３）は前輪、（１４〕は回転入
力軸、（１６）はジヨイント杆、（２３）は後輪、　（
Ａ）。 （Ｂ）、（Ｃ）は操舵力補助装置である。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　　　下　　　１）　　容　一部間
　　　弁理士　　　大　　橋　　邦　　奪回　　　弁理
士　　　小　　山　　　　右同　　　弁理士　　　野　
　１）　　　茂貰 ３１図 第５図 ノリドル角　　　　　前輪揉顎儲牧構 投＠操詑１茂１真

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ハンドルと連動する前輪操舵機構に機械的に後輪操舵機
   構を連結して成る前後輪操舵車において、 前輪操舵機構と後輪操舵機構の少なくとも一方に可変ギ
   ヤ比機構を設けるとともに、 操舵力伝達経路中に操舵力補助装置を設けたことを特徴
   とする前後輪操舵車。