JPH03125671A - 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 この発明は、車両の４輪操舵装置、さらに詳しくは前輪
の操舵に追従して後輪を操舵することができ、しかも前
輪操舵角と後輪操舵角との比を適宜調整しうる操舵装置
に関する。

この明細書において、第２図左側を前、同図右側を後、
同図下側を左、同図上側を右というものとする。

従来の技術と発明の課題 従来、車両の４輪操舵装置として、前輪操舵装置と、後
輪操舵装置と、前輪操舵装置に連動させて後輪操舵装置
の作動を制御する作動制御装置とを備えており、作動制
御装置が、差動歯車装置と、ステアリングシャフトに固
定状に設けられ、かつ差動歯車装置のリングギヤと噛み
合う傘歯車と、一端が差動歯車装置の第１サイドギヤに
固定されるとともに、他端がモータに連結された入力軸
と、一端が差動歯車装置の第２サイドギヤに固定される
とともに、他端が後輪操舵装置に連結された出力軸と、
車速および前輪の舵角に応じてモータの回転を制御する
モータ制御装置とよりなるものが知られている（特開昭
５９−８１２７２号、特開昭６４−４１４７２号参照）
。

上記４輪操舵装置では、モータにより入力軸の回転数を
変更することによって、後輪の作動を制御している。

しかしながら、従来の４輪操舵装置では、操舵時に常に
モータを駆動する電力が消費されるので、大電力容量を
必要とするという問題がある。しかも、バッテリの出力
が低下した場合には、逆位相操舵および同位相操舵のう
ちのいずれか一方を行えなくなるおそれがある。

この発明の目的は、上記問題を解決した車両の４輪操舵
装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による車両の４輪操舵装置は、前輪操舵装置と
、後輪操舵装置と、前輪操舵装置に連動させて後輪操舵
装置の作動を制御する作動制御装置とを備えており、作
動制御装置が、差動歯車装置と、軸線の周りに回転しう
るように配置され、かつ一端部が差動歯車装置の第１サ
イドギヤに固定された第１入力軸と、軸線の周りに回転
しうるように配置され、かつ差動歯車装置のハウジング
に固定状に設けられた歯車に噛み合う歯車が設けられて
いる第２入力軸と、軸線の周りに回転しうるように配置
され、かつ一端部が差動歯車装置の第２サイドギヤに固
定されるとともに、他端部が後輪操舵装置に連結されて
軸線周りの回転により後輪操舵装置を作動させる出力軸
と、第１入力軸と第２入力軸とを連結する無段変速装置
と、車速および前輪の舵角に応じて無段変速装置の変速
比を制御する変速比制御装置とよりなり、第１入力軸お
よび第２入力軸のうちのいずれか一方が前輪操舵装置に
連結されて前輪操舵時に軸線の周りに回転するようにな
されているものである。

この発明による他の車両の４輪操舵装置は、前輪操舵装
置と、後輪操舵装置と、前輪操舵装置に連動させて後輪
操舵装置の作動を制御する作動制御装置とを備えており
、作動制御装置が、差動歯車装置と、軸線の周りに回転
しうるように配置され、かつ一端部が差動歯車装置の第
１サイドギヤに固定された第１入力軸と、軸線の周りに
回転しうるように配置され、かっ差動歯車装置の第２サ
イドギヤに固定された第２入力軸と、一端部が差動歯車
装置のハウジングに連結されるとともに、他端部が後輪
操舵装置に連結され、ハウジングの回転により軸線周り
に回転して後輪操舵装置を作動させる出力軸と、第１入
力軸と第２入力軸とを連結する無段変速装置と、車速お
よび前輪の舵角に応じて無段変速装置の変速比を制御す
る変速比制御装置とよりなり、第１入力軸および第２入
力軸のうちのいずれか一方が前輪操舵装置に連結されて
前輪操舵時に軸線の周りに回転するようになされている
ものである。

作　　　用 前輪操舵時に、前輪操舵装置に連結されたいずれか一方
の入力軸が軸線周りに回転させられると、この入力軸の
回転が無段変速装置を介して他の入力軸に伝わり、この
入力軸も回転させられる。その結果、出力軸が回転する
。このとき、変速比制御装置によって、車速および前輪
の舵角に応じて無段変速装置の変速比を制御し、両入力
軸の回転数の比を種々変更することによって、同位相操
舵、逆位相操舵または前輪２輪操舵となるように後輪操
舵装置を作動制御することができる。したがって、前輪
操舵時に軸線周りに回転するいずれかの入力軸の回転だ
けを利用して、同位相操舵、逆位相操舵または前輪２輪
操舵となるように後輪操舵装置を作動制御することがで
きる。

実　　施　　例 以下、図面を参照してこの発明の１実施例を説明する。

第２図はこの発明の４輪操舵装置を備えた車両の概略構
成を示す。第２図において、４輪操舵装置は、車両の前
輪（１）を操舵する前輪操舵装置（２）と、後輪（３）
を操舵する後輪操舵装置（４）と、前輪操舵装置（２）
に連動させて後輪操舵装置（４）の作動を制御する作動
制御装置（５）とを備えている。前輪操舵装置（２）は
ラックピニオン式であり、ラック棒（６）の両端は、前
輪（１）のナックルアーム（７）にタイロッド（８）を
介して連結されている。そして、ステアリングホイール
（９）を回転させることにより、ラック棒（６）が左右
方向に移動し、前輪（１）の操舵が行われる。後輪操舵
装置（４）は左右にのびる軸線方向に移動しつるラック
棒（１１）を備えている。

ラック棒（１１）の両端は、後輪（３）のナックルアー
ム（１２）にタイロッド（１３）を介して連結されてい
る。そして、ラック棒（１１）を左右方向に移動させる
ことにより、後輪（３）の操舵が行われる。

前輪操舵装置（２）と後輪操舵装置（４）とは、前後に
のび、かつ軸線の周りに回転しうる連結軸（１４）およ
び作動制御装置（５）を介して連結されている。連結軸
（１４）の前端にはビニオン（ｌＯ）が固定されており
、このビニオン（１０）が前輪操舵装置（２）のラック
棒（６）に噛み合っている。そして、ラック棒（６）の
左右方向の移動量に応じた量だけ連結軸（１４）が回転
する。

第１図は作動制御装置（５〉の詳細を示す。第１図にお
いて、作動制御装置（５）は、差動歯車装置（１５）と
、前後にのびる軸線の周りに回転しうるように配置され
、かつ後端部が差動歯車装置（１５）の第１サイドギヤ
（１６）に固定された第１入力軸（１γ）と、前後にの
びる軸線の周りに回転しうるように配置され、かつ前端
部が差動歯車装置（１５）の第２サイドギヤ（１８）に
固定された出力軸（１９）とを備えている。第１入力軸
（１７）の前端部が、自在継手（２０）を介して連結軸
（１４）の後端部に連結され、第１入力軸（１７）が連
結軸（１４）とともに回転するようになっている。出力
軸（１９）の後端部に、後輪操舵装置（４）のラック棒
（１１）と噛み合うビニオン（２２）が固定状に設けら
れている。第１入力軸（１７）の後部には第１平歯車（
２３）が固定状に設けられている。第１入力軸（１７）
と平行になるように、中間軸（２４）および第２入力軸
（２５）が、それぞれその軸線の周りに回転しうるよう
に配置され、それぞれ車体に回転自在に支持されている
。中間軸（２４）には、第１平歯車（２３）に噛み合う
第２平歯車（２Ｂ）が固定状に設けられている。第２入
力軸（２５）の後端部には、差動歯車装置（１５）のギ
ヤハウジング（３４）に固定状に設けられたリングギヤ
（２７）と噛み合う傘歯車（２８）が固定状に設けられ
ている。中間軸（２４）の回転は、ベルト式無段変速装
置（２９）により第２入力軸（２５）に伝達されるよう
になっている。

無段変速装置（２９）の変速比は、車速および前輪（１
）の舵角に応じて変速比制御装置（３１）によって制御
される。変速比制御装置（３１）は、車魂を検出する車
速センサ（３２）、および前輪（１）の舵角を検出する
舵角センサ（３３）からの出力信号に基いて無段変速装
置（２９）の変速比を変えるものである。

差動歯車装置（１５）においては、第１入力軸（１７）
の回転数をＮａ、リングギヤ（２７）、すなわちギヤハ
ウジング（３４）の回転数をＮｂとすれば、出力軸（１
９）の回転数Ｎｃが次式で表されることは周知の事項で
ある。

Ｎｃ−２Ｎｂ−Ｎａ よって、第１入力軸（１７）の回転数（Ｎａ）およびリ
ングギヤ（２７）の回転数（Ｎｂ）が、Ｎｂ＜１／２．
Ｎａ　　　　・・・・・・■の関係を満たすときに出力
軸（１９）は第１入力軸（１７）と逆方向に回転し、 Ｎ　ｂ　＞　１　／　２　Ｎ　ａ　　　　−−−−−−
■の関係を満たすときに出力軸（１９）は第１入力軸（
１７）と同方向に回転し、 Ｎ　ｂ　＝　１　／　２　Ｎ　ａ　　　　−−−−−−
■の関係を満たすときには出力軸（１９）は回転しない
ことになる。したがって、変速比制御装置（３１）で無
段変速装置（２９）の変速比を変えて第２入力軸（２５
）の回転数を変え、リングギヤ（２７）の回転数を変更
することにより、出力軸（１９）の駆動および停止、な
らびに回転方向の変更が可能となる。

ステアリングホイール（９）を左に回して前輪操舵装置
（２）のラック棒（８）を右方に移動させると、前輪（
１）は左方に操舵される。すると、ラック棒（６）とビ
ニオン（１０）との噛み合いにより、連結軸（１４）お
よび第１入力軸（１７）は、前方から見て時計方向（第
１図に矢印（八）で示す方向）に回転する。また、中間
軸（２４）および第２入力軸（２５）は、それぞれ前方
から見て反時計方向（第１図に矢印（Ｂ）で示す方向）
に回転する。

その結果、差動歯車装置（１５）のリングギヤ（２７）
およびギヤハウジング（３４）は、前方から見て時計方
向に回転する。

今、Ｔ４３図に示すように、車速センサ（３２）で検出
される車速が設定値（Ｘ）よりも小さい場合、第１入力
軸（１７）の回転数（Ｎａ）およびリングギヤ（２７）
の回転数（Ｎｂ）が上記０式の関係を満たすように、無
段変速装置（２９）の変速比を変える。そうすると、出
力軸（１９）は前方から見て反時計方向（第１図に矢印
（Ｃ）で示す方向）に回転し、ビニオン（２２）とラッ
ク棒（１１）との噛み合いにより、ラック棒（１１）は
左方に移動する。その結果、後輪（３）は前輪（１）と
は逆位相、すなわち右方に操舵される。このとき、第１
入力軸（１７）の回転数（Ｎａ）とリングギヤ（２７）
の回転数の２倍（２Ｘ　Ｎｂ）との差が大きいほど舵角
も大きくなる。

車速センサ（３２）で検出される車速が設定値（Ｘ）に
達した場合、第１入力軸（１７）の回転数（Ｎａ）およ
びリングギヤ（２７）の回転数（Ｎｂ）が上記■式の関
係を満たすように、無段変速装置く２９）の変速比を変
える。そうすると、出力軸（１９）は回転せず、後輪（
３）は操舵されない。

車速センサ（３２）で検出される車速か設定値（Ｘ）を
越えた場合、第１入力軸（１７）の回転数（Ｎａ）およ
びリングギヤ（２７）の回転数（Ｎｂ）が上記０式の関
係を満たすように、無段変速装置（２９）の変速比を変
える。そうすると、出力軸（１９）は前方から見て時計
方向（第１図に矢印（Ｄ）で示す方向）に回転し、ビニ
オン（２２）とラック棒（１１）との噛み合いにより、
ラック棒（１１）は右方に移動する。その結果、後輪（
３）は前輪（１）と同位相、すなわち左方に操舵される
。このとき、第１入力軸（１７）の回転数（Ｎａ）とリ
ングギヤ（２７）の回転数の２倍（２Ｘ　Ｎｂ）との差
が大きいほど舵角も大きくなる。

なお、前輪（１）を右方に操舵した場合は、上述したの
と逆の動作で、後輪操舵装置（４）の作動制御が行われ
る。

上記実施例においては、第１入力軸（１７）が前輪操舵
装置（２）に連結されているが、これに変えて第２入力
軸（２５）を前輪操舵装置（２）に連結しておいてもよ
い。また、上記実施例においては、第１入力軸（１７）
に第１平山車（２３）が固定状に設けられ、第１入力軸
（１７）および第２入力軸（２５）と平行になるように
、中間軸（２４）がその軸線の周りに回転しつるように
配置されて車体に回転自在に支持され、中間軸（２４）
に第１平歯車（２３）に噛み合う第２平歯車（２１ｉ）
が固定状に設けられているが、これらは必ずしも必要と
せず、第１入力軸（１７）と第２入力軸（２５）とを直
接無段変速装置（２９）で連結しておいてもよい。さら
に、上記実施例においては、出力軸（１９）が第１入力
軸（１７）と逆方向に回転した場合に後輪（３）は前輪
（１）と逆位相操舵され、同方向に回転した場合に両輪
（１）　（３）が同位相操舵されるようになっているが
、これとは反対に、出力軸（１９）が第１入力軸（１７
）と逆方向に回転した場合に両輪（１）（３）が同位相
操舵され、同方向に回転した場合に両輪（１）（３）が
逆位相操舵されるようになっていてもよい。

第４図はこの発明の他の実施例おける作動制御装置（４
０）の詳細を示す。第４図において、第１図に示すもの
と同一物には同一符号を付して説明を省略する。第４図
において、作動制御装置（４０）は、前後にのびる軸線
の周りに回転しつるように配置され、かつ前端部が差動
歯車装置（１５）の第２サイドギヤ（１８〉に固定され
た第２入力軸り４１）を備えている。第２入力軸（４１
）の後端部には傘歯車（４２）が固定状に設けられてい
る。

第１入力軸（１７）と平行になるように、中間軸（４３
）が軸線の周りに回転しうるように配置され、車体に回
転自在に支持されている。中間軸（４３）の後端部には
、第２入力軸（４１）の傘歯車（４２）と噛み合う傘歯
車（４４）が固定状に設けられている。

そして、第１入力軸（１７）と中間軸（４３）との間に
無段変速装置（２９）が設けられている。また、差動歯
車装置（１５〉のギヤハウジング（３４）の前端部に、
出力軸（４５）が固定状に設けられている。出力軸（４
５）は、図示しない伝動装置を介して後輪操舵装置（４
）に連結されている。

このような構成において、上述した実施例と同様に、第
１入力軸（１７）と第２入力軸（４１〉との回転数の比
を、無段変速装置（２９）で変更することにより、出力
軸（４５）の回転方向および回転数を制御できる。した
がって、同位相操舵、逆位相操舵または前輪２輪操舵と
なるように後輪操舵装置（４）を作動制御することがで
きる。

発明の効果 この発明の車両の４輪操舵装置によれば、上述したよう
に、第１入力軸と第２入力軸とを連結する無段変速装置
の変速比を制御することによって、前輪操舵時に生じる
入力軸の回転を利用して、前輪と後輪とが同位相操舵、
逆位相操舵または前輪２輪操舵となるように後輪操舵装
置を作動制御することができる。したがって、モータを
用いて入力軸の回転数を制御する従来の装置に比べて、
使用する電力容量が小さくなり、しかも常に同位相操舵
、逆位相操舵および前輪２輪操舵が確実に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、４輪操舵装置の作動
制御装置の水平断面図、第２図はこの発明の４輪操舵装
置を備えた車両の概略構成図、第３図は前輪および後輪
の操舵角比と、入力軸の回転角度との関係を示すグラフ
、第４図はこの発明の他の実施例を示す第１図相当の図
である。 （２）・・・前輪操舵装置、（４）・・・後輪操舵装置
、（５）　（４０）・・・作動制御装置、（１５）・・
・差動歯車装置、（１Ｇ）・・・第１サイドギヤ、（１
７）・・・第１入力軸、（１８）・・・第２サイドギヤ
、（１９）　（４５）・・・出力軸、（２５）（４１）
・・・第２入力軸、（２７）・・・リングギヤ、（２８
）・・傘歯車、（２９）・・・無段変速装置、（３１）
・・・変速比制御装置。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前輪操舵装置と、後輪操舵装置と、前輪操舵装置に
   連動させて後輪操舵装置の作動を制御する作動制御装置
   とを備えており、作動制御装置が、差動歯車装置と、軸
   線の周りに回転しうるように配置され、かつ一端部が差
   動歯車装置の第１サイドギヤに固定された第１入力軸と
   、軸線の周りに回転しうるように配置され、かつ差動歯
   車装置のハウジングに固定状に設けられた歯車に噛み合
   う歯車が設けられている第２入力軸と、軸線の周りに回
   転しうるように配置され、かつ一端部が差動歯車装置の
   第２サイドギヤに固定されるとともに、他端部が後輪操
   舵装置に連結されて軸線周りの回転により後輪操舵装置
   を作動させる出力軸と、第１入力軸と第２入力軸とを連
   結する無段変速装置と、車速および前輪の舵角に応じて
   無段変速装置の変速比を制御する変速比制御装置とより
   なり、第１入力軸および第２入力軸のうちのいずれか一
   方が前輪操舵装置に連結されて前輪操舵時に軸線の周り
   に回転するようになされている車両の４輪操舵装置。 ２、前輪操舵装置と、後輪操舵装置と、前輪操舵装置に
   連動させて後輪操舵装置の作動を制御する作動制御装置
   とを備えており、作動制御装置が、差動歯車装置と、軸
   線の周りに回転しうるように配置され、かつ一端部が差
   動歯車装置の第１サイドギヤに固定された第１入力軸と
   、軸線の周りに回転しうるように配置され、かつ差動歯
   車装置の第２サイドギヤに固定された第２入力軸と、一
   端部が差動歯車装置のハウジングに連結されるとともに
   、他端部が後輪操舵装置に連結され、ハウジングの回転
   により軸線周りに回転して後輪操舵装置を作動させる出
   力軸と、第１入力軸と第２入力軸とを連結する無段変速
   装置と、車速および前輪の舵角に応じて無段変速装置の
   変速比を制御する変速比制御装置とよりなり、第１入力
   軸および第２入力軸のうちのいずれか一方が前輪操舵装
   置に連結されて前輪操舵時に軸線の周りに回転するよう
   になされている車両の４輪操舵装置。