JP2001213341A - 車両の後輪操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主コントローラが故障しても最小旋回半径を
通常運転時と同一に保ち、また主コントローラの故障時
に使用される副コントローラを主コントローラと比較し
て単純な構造とする。 【解決手段】 前輪１１が前輪操舵手段２１により操舵
され、後輪１２が後輪操舵手段２２により操舵される。
前輪１１の操舵角を検出するフロント舵角センサ５６
と、車速を検出する車速センサ５８との各検出出力に基
づいて主コントローラ６０が後輪１２を所定の方向に操
舵するように後輪操舵手段２２を制御する。また後輪１
２の操舵角がリヤ舵角センサ５７により検出され、車両
の旋回方向を指示する旋回スイッチ６１が運転者により
切換え操作され、更に主コントローラ６０の故障時に起
動する副コントローラ６２が上記リヤ舵角センサ５７及
び旋回スイッチ６１の各検出出力に基づいて後輪操舵手
段２２を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の後輪を前輪
と同位相又は逆位相に操舵する制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、前輪操舵機
構と後輪操舵機構とが機械的に独立され、後輪操舵機構
が電気モータにより駆動されるメータリングポンプによ
り制御され、更に電気モータを直接電源に接続して駆動
させる手動の非常操舵スイッチが設けられた四輪操舵車
両が開示されている（実開平５−２６７３２号）。この
ように構成された四輪操舵車両では、後輪が操舵された
状態でコントロールユニットに異常が発生し、後輪が操
舵不能となった場合に、非常操舵スイッチを投入する
と、電気モータが電源に直接接続される。この結果、電
気モータを正転又は逆転させることにより後輪を中立位
置に復帰させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の実
開平５−２６７３２号公報に示された四輪操舵車両で
は、コントロールユニットが正常に作動していたときに
は、後輪を前輪とは逆位相に操舵することにより曲るこ
とができた曲率半径の小さいカーブを曲り切れなくな
る、即ち非常時には後輪が中立位置に保たれるため、最
小旋回半径が大きくなる不具合があった。上記問題点を
回避するために、同一構造のコントロールユニットを２
台搭載し、一方のコントロールユニットを通常運転時に
使用し、他方のコントロールユニットを非常運転時に使
用する方法もあるけれども、製造コストを押上げる問題
点がある。本発明の目的は、主コントローラが故障して
も最小旋回半径を通常運転時と同一に保つことができ、
また主コントローラの故障時に使用される副コントロー
ラを主コントローラと比較して単純な構造にすることが
できる、車両の後輪操舵制御装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、前輪１１を操舵する前輪操舵手段２
１と、後輪１２を操舵する後輪操舵手段２２と、前輪１
１の操舵角を検出するフロント舵角センサ５６と、車速
を検出する車速センサ５８と、フロント舵角センサ５６
及び車速センサ５８の各検出出力に基づいて後輪１２を
所定の方向に操舵するように後輪操舵手段２２を制御す
る主コントローラ６０とを備えた車両の後輪操舵制御装
置の改良である。その特徴ある構成は、後輪１２の操舵
角を検出するリヤ舵角センサ５７と、運転者の切換え操
作により車両の旋回方向を指示する旋回スイッチ６１
と、主コントローラ６０の故障時に起動しかつリヤ舵角
センサ５７及び旋回スイッチ６１の各検出出力に基づい
て後輪操舵手段２２を制御する副コントローラ６２とを
備えたところにある。

【０００５】この請求項１に記載された車両の後輪操舵
制御装置では、車両のエンジンを始動すると主コントロ
ーラ６０が起動し、この主コントローラ６０はフロント
舵角センサ５６及び車速センサ５８の各検出出力に基づ
いて後輪操舵手段２２を制御し、後輪１２を所定の操舵
方向に所定の操舵角で操舵する。一方、主コントローラ
６０は自己故障診断を行って主コントローラ６０が故障
したと判断すると、副コントローラ６２を起動する。起
動した副コントローラ６２はリヤ舵角センサ５７の検出
出力及び旋回スイッチ６１の検出出力を読込んで、後輪
１２が中立位置になるように後輪操舵手段２２を制御す
る。その後、車両が曲率半径の小さいカーブに差掛かる
と、運転者は旋回スイッチ６１を左又は右に切換えて、
ステアリングホイール２３を左又は右に切る。前輪は左
又は右に操舵され、副コントローラ６２は上記旋回スイ
ッチ６１の検出出力に基づいて後輪操舵手段を制御し
て、後輪１２を前輪１１と逆位相に最大舵角になるまで
操舵する。この結果、車両の最小旋回半径を通常運転時
と同様に小さくすることができるので、車両は曲率半径
の小さいカーブをスムーズに曲ることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、トラックの前輪
１１は前輪操舵手段２１により操舵され、後輪１２は後
輪操舵手段２２により操舵されるように構成される。前
輪操舵手段２１はステアリングホイール２３にステアリ
ングシャフト２４を介して連結されたパワーステアリン
グ装置２６と、このパワーステアリング装置２６にピッ
トマンアーム２７及びフロントドラッグリンク２８を介
して連結されたフロントナックル２９とを有する。フロ
ントナックル２９には前輪１１が回転可能に取付けられ
る。またパワーステアリング装置２６はこの実施の形態
ではコントロールバルブ及びパワーシリンダがステアリ
ングギヤと一体的に構成されたインテグラル式のパワー
ステアリング装置であり、ステアリングホイール２３の
操舵力を支援するようになっている。

【０００７】後輪操舵手段２２は後軸の両端に一対のリ
ヤキングピン３１を介してそれぞれ枢着された一対のリ
ヤナックル３２と、基端が一方のリヤキングピン３１に
嵌着されかつ先端が油圧シリンダ３４のピストンロッド
３４ａに連結されたナックルアーム３２ｂとを有する。
油圧シリンダ３４の基端はシャシフレーム（図示せず）
に枢着され、油圧シリンダ３４のピストンロッド３４ａ
は揺動リンク３７の一端に連結される。この揺動リンク
３７の略中央はシャシフレームに枢着される。また揺動
リンク３７の他端にはリヤドラッグリンク３８の前端が
連結され、リヤドラッグリンク３８の後端はナックルア
ーム３２ｂの先端に連結される。油圧シリンダ３４のピ
ストンロッド３４ａが伸縮することにより、揺動リンク
３７，リヤドラッグリンク３８及びリヤナックル３２を
介して後輪１２が操舵されるように構成される。

【０００８】一方、パワーステアリング装置２６にはエ
ンジン（図示せず）により駆動される油圧ポンプ４１か
ら主供給管４２を通って作動油４３が供給され、パワー
ステアリング装置２６から排出された作動油４３は主戻
り管４４を通ってオイルタンク４６に戻されるように構
成される。主供給管４２には分流弁４７が設けられ、こ
の分流弁４７は絞り部４７ａと分岐ポート４７ｂとを有
する。分岐ポート４７ｂは分岐供給管４８を通って油圧
シリンダ３４の第１ポート３４ｂに連通接続され、油圧
シリンダ３４の第２ポート３４ｃは分岐戻り管４９を通
って主戻り管４４に連通接続される。分岐供給管４８及
び分岐戻り管４９には比例バルブ５１及びカットオフバ
ルブ５２が設けられる。油圧ポンプ４１により分流弁４
７に供給された作動油４３は絞り部４７ａにより一定流
量に絞られてパワーステアリング装置２６に供給され、
上記一定流量を超える作動油４３は分岐ポート４７ｂか
ら油圧シリンダ３４に供給されるように構成される。

【０００９】比例バルブ５１は４ポート３位置切換えの
電磁弁であり、第１ポート５１ａは分流弁４７側の分岐
供給管４８に接続され、第２ポート５１ｂは油圧シリン
ダ３４側の分岐供給管４８に接続される。また第３ポー
ト５１ｃは分流弁４７側の分岐戻り管４９に接続され、
第４ポート５１ｄは油圧シリンダ３４側の分岐戻り管４
９に接続される。このバルブ５１は第１及び第２制御部
５１ｅ，５１ｆにより電磁的及び機械的（ばね）に切換
え制御されるように構成される。第１制御部５１ｅをオ
ンし第２制御部５１ｆをオフすると、第１及び第２ポー
ト５１ａ，５１ｂが連通接続され、かつ第３及び第４ポ
ート５１ｃ，５１ｄが連通接続される。また第１制御部
５１ｅをオフし第２制御部５１ｆをオンすると、第１及
び第４ポート５１ａ，５１ｄが連通接続され、かつ第２
及び第３ポート５１ｂ，５１ｃが連通接続される。更に
第１及び第２制御部５１ｅ，５１ｆをともにオフする
と、各ポート５１ａ〜５１ｄが遮断されるように構成さ
れる。

【００１０】カットオフバルブ５２は２ポート２位置切
換えの電磁弁であり、第１ポート５２ａは分岐供給管４
８に接続され、第２ポート５２ｂは分岐戻り管４９に接
続される。このバルブ５２は制御部５２ｃにより電磁的
及び機械的（ばね）に切換え制御されるように構成され
る。制御部５２ｃをオンすると第１ポート５２ａと第２
ポート５２ｂが連通接続され、制御部５２ｃをオフする
と第１ポート５２ａと第２ポート５２ｂとが遮断される
ように構成される。このバルブ５２は油圧シリンダ３４
が失陥した場合にオンするように構成される。なお、図
１中の符号５３及び５４はリリーフ弁であり、符号５５
は運転席に設けられ運転者に警報を発する警報手段（ラ
ンプ又はブザー等）である。

【００１１】パワーステアリング装置２６にはピットマ
ンアーム２７の回転角を検出するフロント舵角センサ５
６が設けられ、揺動リンク３７の近傍にはこの揺動リン
ク３７の回転角を検出するリヤ舵角センサ５７が設けら
れる。図１中の符号５８はトラックの車速を検出する車
速センサである。フロント舵角センサ５６，リヤ舵角セ
ンサ５７及び車速センサ５８の各検出出力は主コントロ
ーラ６０の制御入力にそれぞれ接続され、主コントロー
ラ６０の制御出力は比例バルブ５１の第１及び第２制御
部５１ｅ，５１ｆと、カットオフバルブ５２の制御部５
２ｃと、警報手段５５とにそれぞれ接続される。主コン
トローラ６０は前輪１１の操舵角及び車速に応じて後輪
１２が所定の操舵方向に最適な操舵角となるように後輪
操舵手段２２である比例バルブ５１の第１及び第２制御
部５１ｅ，５１ｆと、カットオフバルブ５２の制御部５
２ｃとを制御する。具体的には主コントローラ６０は車
速が所定値未満の場合に後輪１２を前輪１１とは逆位相
に操舵して最小旋回半径を小さくし、車速が所定値以上
の場合に後輪１２を前輪１１と同位相に操舵して走行安
定性を向上するように構成される。

【００１２】また運転席には運転者が切換え操作する旋
回スイッチ６１が設けられる。この旋回スイッチ６１は
主コントローラ６０の故障時に操作可能な手動式の３位
置切換えスイッチである。リヤ舵角センサ５７及び旋回
スイッチ６１の各検出出力は副コントローラ６２の制御
入力にそれぞれ接続され、副コントローラ６２の制御出
力は比例バルブ５１の第１及び第２制御部５１ｅ，５１
ｆと、カットオフバルブ５２の制御部５２ｃと、警報手
段５５とにそれぞれ接続される。また副コントローラ６
２の制御入出力は主コントローラ６０の制御入出力に接
続される。副コントローラ６２は後輪１２を中立位置に
保持する、即ちリヤ舵角センサ５７の検出出力δｒがゼ
ロになるように後輪操舵手段２２を制御する。また副コ
ントローラ６２は運転者が旋回スイッチ６１を左又は右
に操作したとき、即ち旋回スイッチ６１の検出出力Ｓが
左又は右になったときに、旋回スイッチ６１の操作方向
（旋回方向）とは反対方向に後輪１２を最大舵角で操舵
し、旋回スイッチ６１を中立に戻したときに、後輪１２
を中立位置に戻すように後輪操舵手段２２を制御する。

【００１３】このように構成された後輪操舵制御装置の
動作を図１及び図２に基づいて説明する。トラックのエ
ンジンを始動すると主コントローラ６０が起動し、この
主コントローラ６０はフロント舵角センサ５６，リヤ舵
角センサ５７及び車速センサ５８の各検出出力に基づい
て後輪操舵手段２２を制御し、後輪１２を所定の操舵方
向に所定の操舵角で操舵する。また主コントローラ６０
は定期的に自己故障診断を行い、主コントローラ６０が
故障したと判断すると、警報手段５５を作動して運転者
に警報を発し、かつ副コントローラ６２を起動するとと
もに、主コントローラ６０を自ら停止させる。これによ
り運転者は主コントローラ６０が故障し、旋回スイッチ
６１が使用可能になったと判断する。起動した副コント
ローラ６２はリヤ舵角センサ５７の検出出力δｒ及び旋
回スイッチ６１の検出出力Ｓを読込んで、先ずリヤ舵角
センサ５７の検出出力δｒがゼロになるように、即ち後
輪１２が中立位置になるように後輪操舵手段２２を制御
する。

【００１４】その後、トラックが曲率半径の小さい左カ
ーブに差掛かると、運転者はトラックを減速して旋回ス
イッチ６１を左に切換え、ステアリングホイール２３を
左方向（図１の実線矢印で示す方向）に切る。前輪１１
は破線矢印の方向に回転し始める。一方、副コントロー
ラ６２は上記旋回スイッチ６１の検出出力（Ｓが左にな
った。）に基づいて比例バルブ５１の第１制御部５１ｅ
をオンする。これにより比例バルブ５１の第１及び第２
ポート５１ａ，５１ｂが連通接続し、かつ第３及び第４
ポート５１ｃ，５１ｄが連通接続するので、油圧シリン
ダ３４の第１ポート３４ｂから油圧シリンダ３４のロッ
ド側室（図示せず）に作動油４３が供給され、油圧シリ
ンダ３４の第２ポート３４ｃから油圧シリンダ３４の反
ロッド側室（図示せず）の作動油４３が排出される。こ
のためピストンロッド３４ａが実線で示す方向に引込ま
れ、揺動リンク３７を介してリヤドラッグリンク３８が
一点鎖線矢印で示す方向に移動するので、後輪１２は前
輪１１と逆方向に、即ち破線矢印で示す方向にリヤキン
グピン３１を中心に回転する。副コントローラ６２は後
輪１２が最大舵角になったときに比例バルブ５１の第１
制御部５１ｅをオフする。この結果、トラックの最小旋
回半径を通常運転時と同様に小さくすることができるの
で、トラックは曲率半径の小さい左カーブをスムーズに
曲ることができる。

【００１５】上記左カーブを曲り終えると、運転者は旋
回スイッチ６１を中立に戻すので、副コントローラ６２
は比例バルブ５１の第２制御部５１ｆをオンする。これ
により比例バルブ５１の第１及び第４ポート５１ａ，５
１ｄが連通接続し、かつ第２及び第３ポート５１ｂ，５
１ｃが連通接続するので、油圧シリンダ３４の第２ポー
ト３４ｃから油圧シリンダ３４の反ロッド側室（図示せ
ず）に作動油４３が供給され、油圧シリンダ３４の第１
ポート３４ｂから油圧シリンダ３４のロッド側室（図示
せず）の作動油４３が排出される。このためピストンロ
ッド３４ａが突出し、揺動リンク３７及びリヤドラッグ
リンク３８を介して後輪１２が上記とは逆の方向にリヤ
キングピン３１を中心に回転する。副コントローラ６２
は後輪１２が中立位置に戻ったときに比例バルブ５１の
第２制御部５１ｆをオフする。この結果、トラックは直
進することができる。

【００１６】一方、トラックが曲率半径の小さい右カー
ブを曲るときには、運転者は旋回スイッチ６１を右に切
換えてステアリングホイール２３を右に切るので、後輪
１２が前輪１１とは逆位相の左方向に最大舵角になるま
でリヤキングピン３１を中心に回転する。この結果、ト
ラックは曲率半径の小さい右カーブをスムーズに曲るこ
とができる。このように主コントローラ６０が故障して
も、狭くて曲率半径の小さい道路を通って速やかに修理
工場等まで自走することができる。

【００１７】なお、この実施の形態では、車両として後
１軸のトラックを挙げたが、乗用車やバス、或いは後２
軸のトラックでもよい。後２軸のトラックの場合、後輪
操舵手段により後前輪又は後後輪が前輪と同位相又は逆
位相にそれぞれ操舵されるように構成される。また、こ
の実施の形態では、副コントローラの制御入力に旋回ス
イッチ及び後輪舵角センサの各検出出力を接続したが、
これらに加えて車速センサの検出出力を接続してもよ
い。この場合、副コントローラは所定の車速以上では走
行安定性の観点から旋回スイッチの右又は左への切換え
操作に拘らず後輪を中立の位置に保つ。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、後
輪の操舵角をリヤ舵角センサが検出し、車両の旋回方向
を指示する旋回スイッチを運転者が切換え操作し、更に
主コントローラの故障時に起動する副コントローラが上
記リヤ舵角センサ及び旋回スイッチの各検出出力に基づ
いて後輪操舵手段を制御するので、主コントローラが故
障しても、副コントローラが後輪操舵手段を制御して、
後輪を前輪と逆位相に最大舵角になるまで操舵する。こ
の結果、車両の最小旋回半径を通常運転時と同様に小さ
くすることができるので、車両は曲率半径の小さいカー
ブをスムーズに曲ることができる。また副コントローラ
は主コントローラと比較して構造が単純であるため、副
コントローラが故障することは殆どなく、かつ製造コス
トの増大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の後輪操舵制御装置の制御回路
構成図。

【図２】その装置の動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１ 前輪 １２ 後輪 ２１ 前輪操舵手段 ２２ 後輪操舵手段 ５６ フロント舵各センサ ５７ リヤ舵角センサ ５８ 車速センサ ６０ 主コントローラ ６１ 旋回スイッチ ６２ 副コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D032 CC12 CC35 CC48 DA03 DA06 DA23 DA91 DC34 EA06 EB01 EB04 EB08 EC08 EC18 GG02 3D034 CA03 CA10 CC07 CD04 CD12 CD13 CE04 CE05 CE12

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪(11)を操舵する前輪操舵手段(21)
   と、後輪(12)を操舵する後輪操舵手段(22)と、前記前輪
   (11)の操舵角を検出するフロント舵角センサ(56)と、車
   速を検出する車速センサ(58)と、前記フロント舵角セン
   サ(56)及び前記車速センサ(58)の各検出出力に基づいて
   前記後輪(12)を所定の方向に操舵するように前記後輪操
   舵手段(22)を制御する主コントローラ(60)とを備えた車
   両の後輪操舵制御装置において、 前記後輪(12)の操舵角を検出するリヤ舵角センサ(57)
   と、 運転者の切換え操作により車両の旋回方向を指示する旋
   回スイッチ(61)と、 前記主コントローラ(60)の故障時に起動しかつ前記リヤ
   舵角センサ(57)及び前記旋回スイッチ(61)の各検出出力
   に基づいて前記後輪操舵手段(22)を制御する副コントロ
   ーラ(62)とを備えたことを特徴とする車両の後輪操舵制
   御装置。