JP2520753B2 - 車両の後輪操舵制御装置における最大舵角規制機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は車両の後輪操舵制御装置における最大舵角規
制機構に関し、特に、後輪操舵軸を電動モータによって
軸方向に移動させて後輪を操舵するよう構成された装置
における機械的な最大舵角規制機構の改善に関する。

〈従来の技術〉 近年、車両における操舵安定性を高めるため、前輪操
舵方向と同一方向（同位相）に後輪も操舵させるように
したり、又は、低速時の旋回性を向上させるために前輪
操舵方向とは逆方向（逆位相）に後輪を操舵させたりす
るよう構成された後輪操舵制御装置が実用化されている
（実開平1-81379号等参照）。

このものでは、後輪操舵の駆動を油圧で行っていた
が、油圧配管を引き回す必要があり、コスト的に難点が
あるため、電動モータにより後輪操舵の駆動を行うもの
が提案された。

かかる電動式の後輪操舵システムの概要を第６図に基
づいて説明すると、コントロールユニット１は前輪２の
舵角及び車速の信号を入力して後輪３の目標舵角を決定
し、該目標舵角と電動モータ４から入力される実際の後
輪３舵角との偏差に応じた操舵制御信号をモータ駆動回
路５に出力する。モータ駆動回路５は、前記制御信号に
応じて電動モータ４を駆動し、ギヤ機構６を介して後輪
操舵軸７を軸方向に移動させて後輪の舵角を目標舵角に
一致させる。

ところで、かかる電動式の後輪操舵システムでは、制
御系の異常などによって後輪がある角度以上に操舵され
ると、操縦性を著しく損ねることがあるので、機械的な
最大舵角規制機構を設けて、制御系に異常が発生して
も、前記最大舵角規制機構で規制される最大舵角以上に
後輪が操舵されることがないようにしてある。

前記最大舵角規制機構は、従来、第６図中に示すよう
に、後輪操舵軸７に一体に設けたストッパ部８が、一定
以上の舵角になると車体側に固定された舵角規制部材９
に当接することによって、該当接位置以上の後輪操舵軸
７の軸方向移動を規制するものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来の最大舵角規制機構では、ストッパ位置が一
定であるから、後輪の最大制御舵角に合わせて前記スト
ッパ位置を決定する必要がある。従って、後輪を僅かな
舵角に制御する場合には、機械的に規制される最大舵角
は実際の舵角に比べて過大となり、機械的ストッパによ
ってフェイルセーフ時の舵角を規制しても、有効に機能
させることができなかった。

即ち、前述のように前輪の舵角と車速とによって後輪
の舵角が設定され、一般に前輪の舵角が小さいときには
後輪の目標舵角が小さく設定されるから、前輪の操舵角
が小さいときにはストッパで規制される後輪の最大角度
をより小さくすべきであるが、前輪の操舵角が大きく後
輪の目標舵角が大きく設定されるときに、この目標舵角
に見合った操舵を許容する必要があるから、後輪の目標
舵角が最も大きいときに合わせてストッパ位置を決定す
るしかなく、実際上は後輪の目標舵角が小さいときには
ストッパで最大舵角を規制しても、有効なフェイルセー
フとして機能させることができなかったものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、実際
の操舵角に応じて機械的なストッパで規制される最大舵
角を変化させることができるようにして、機械的なスト
ッパによる最大舵角規制の信頼性を向上させることを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、車両の後輪操舵軸を電動モータ
により軸方向に移動させることにより後輪を操舵するよ
う構成された車両の後輪操舵制御装置において、後輪操
舵軸の軸方向の移動を機械的に規制して最大舵角を決定
するストッパの位置が、前輪の操舵角に応じて変化する
ようにして最大舵角規制機構を構成した。

〈作用〉 かかる構成によると、ストッパによって後輪操舵軸の
軸方向の移動が機械的に規制されて最大舵角が決定され
るが、この最大舵角に相当するストッパの位置が、前輪
の操舵角によって変化するので、前輪の操舵角と相関の
ある後輪の目標舵角に略応じてストッパ位置を変化させ
て、後輪の目標舵角付近でストッパにより最大舵角を規
制させることができるようになる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。尚、第６図に示す
従来例と同一要素には同一符号を付してある。

一実施例を示す第１図において、コントロールユニッ
ト１は前輪舵角及び車速の信号を入力して後輪の目標舵
角を決定し、該目標舵角と電動モータ４から入力される
実際の後輪舵角との偏差に応じた操舵制御信号をモータ
駆動回路５に出力する。モータ駆動回路５は、前記制御
信号に応じて電動モータ４を駆動し、ギヤ機構６を介し
て後輪操舵軸７を軸方向に移動させて後輪の舵角を目標
舵角に一致させて、後輪を所望の舵角に制御する。

ここで、上記車両の後輪操舵制御装置には機械的に後
輪の最大舵角を規制する最大舵角規制機構が設けられて
いる。

即ち、車両のステアリングシャフト10の回転に連動し
て回転するギヤ11が設けられ、このギヤ11の周縁部には
リンク12の一端がギヤ11と平行な平面上を回転可能に支
持されている。前記リンク12の他端は、後輪操舵軸７に
対して離接する軸方向に移動可能に支持されたリンク13
の一端に回転可能に支持されており、ギヤ11の回転に応
じてリンク13を軸方向に移動させるようにしてあり、前
輪の中立位置においてリンク13が最も後輪操舵軸７から
遠ざかった位置となるようにしてあり、前輪操舵に伴い
ステアリングシャフト10が回転し、これに連動してギヤ
11が回転すると、リンク13は後輪操舵軸７に近づく方向
に移動する。

ここで、ステアリングシャフト10を中立位置から一方
向に最大回転させても、リンク12のギヤ11に対する支持
点Ａが180°以上回転しないように設定することが好ま
しい。これは、後述するように、前輪の最大舵角時に最
もリンク13を後輪操舵軸７に近づけるようにしたいため
である。

一方、上記のように軸方向に移動するリンク13の他端
には、リンク14の一端が回転可能に支持されており、該
リンク14の他端側には、軸方向に長い長穴15が開口され
ている。また、後輪操舵軸７に設けられたラック歯（図
示省略）と噛み合い、後輪操舵軸７が前記電動モータ４
で駆動されて軸方向に移動すると、これに連動して回転
するギヤ16が設けられており、このギヤ16の一端面の周
縁部に設けられたボス17が前記長穴15に遊嵌されてい
る。

これにより、運転者のステアリング操作によってステ
アリングシャフト10が回転し、これに伴ってリンク13が
軸方向に移動すると、長穴15におけるボスの位置が変化
するようになっている。前記ボス17は、後輪が中立位置
であるときに、第２図に示すように、後輪操舵軸７から
最も遠い位置になるようにしてあり、後輪を操舵しない
ときには、前輪が中立位置であるときに第２図に示すよ
うにボス17は長穴15の最も後輪操舵軸７に近い側に位置
し、逆に、前輪が操舵されたときに第３図に示すように
ボス17は長穴15の後輪操舵軸７からより遠い側に位置す
ることになる。

かかる構成によると、後輪が中立位置であるときに、
ボス17と長穴15の後輪操舵軸７側端部との間にどれだけ
の距離があって、ボス17が長穴15内で後輪操舵軸７に近
づく方向にどれだけ移動できるかによって、ギヤ16の回
転が許容される角度が決定され、ギヤ17の回転に伴って
ボス17が長穴15内を移動し、ボス17が長穴15の後輪操舵
軸７側の端縁に当接することでギヤ16の回転ストッパと
して機能する。

従って、前輪が中立位置で、ボス17が長穴15の最も後
輪操舵軸７に近い側に位置するとき（第２図参照）に
は、ギヤ16の回転が許容される角度が最も小さく、ギヤ
16の回転に連動して軸方向に移動する後輪操舵軸７の軸
方向移動量（後輪の最大舵角）も最も小さく規制される
ことになる（第４図参照）。逆に、前輪を操舵すると、
ボス17が長穴15内で後輪操舵軸７から遠い側に位置する
ようになって（第３図参照）、ギヤ16の回転許容角度が
大きくなり、後輪操舵軸７の移動量（後輪の最大舵角）
もより大きく許容されることになる（第５図参照）。

このように、前輪の操舵角が小さいときには、ボス17
と長穴15とからなるストッパによって比較的小さな後輪
操舵角のみを許容し、前輪の操舵角が大きくなるに従っ
てより大きな後輪操舵角が許容されるようになる。換言
すれば、前輪の操舵角に応じてストッパの位置が変化す
ることになる。一般に、前輪操舵角が大きいときほど後
輪の目標舵角が大きく設定されるから、前述のように、
前輪の操舵角が大きくなるに従って、後輪の最大舵角が
大きくなるようにすれば、後輪の目標舵角付近にストッ
パで規制される最大舵角を設定でき、制御系の異常など
によって正常時の目標舵角以上の舵角に後輪が操舵され
そうになっても、ボス17の長穴15内での移動規制によっ
て後輪操舵軸７の軸方向移動に伴って回転するギヤ16の
回転が規制されることにより、後輪操舵軸７の軸方向移
動が規制され、通常の操舵角付近でそれ以上に操舵され
ることを機械的に阻止できるものである。

また、制御系の異常によって後輪を中立位置に戻す制
御が不能になった場合であっても、ステアリング操作に
よって前輪を中立位置に戻せば、前輪の中立位置では後
輪の最大舵角がより小さく規制されるから、ステアリン
グシャフト10→リンク12,13,14→ボス17→ギヤ16を介し
て後輪操舵軸７を中立側に戻す駆動が行われ、後輪が操
舵されたままとなることがなく、制御系の異常時におけ
る有効なフェイルセーフ機能を果たすことができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、電動モータによ
って後輪を操舵する装置において、機械的ストッパによ
って規制される後輪の最大舵角が、前輪の操舵角に応じ
て変化するので、前輪の操舵角と相関する後輪の目標舵
角に応じてストッパで規制される後輪の最大舵角を変化
させることができ、後輪の目標舵角付近で最大舵角を規
制して、機械的ストッパにより規制される最大角度を、
常に通常操舵角に近い値として、ストッパによる最大舵
角規制のフェイルセーフとしての効果を高めることがで
き、電動モータを用いた後輪操舵制御装置の信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す最大舵角規制機構を含
む後輪操舵制御装置のシステム図、第２図及び第３図は
それぞれ同上実施例におけるストッパとしてボスの前輪
操舵に対する位置変化を示す状態図、第４図及び第５図
はそれぞれ同上実施例における後輪の最大舵角規制の変
化を説明するための状態図、第６図は電動モータを用い
た後輪操舵制御装置及び該装置における最大舵角規制用
のストッパの従来例を示すシステム図である。 １……コントロールユニット、４……電動モータ、５…
…モータ駆動回路、６……ギヤ機構、７……後輪操舵
軸、10……ステアリングシャフト、11,16……ギヤ、12,
13,14……リンク、15……長穴、17……ボス

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の後輪操舵軸を電動モータにより軸方
   向に移動させることにより後輪を操舵するよう構成され
   た車両の後輪操舵制御装置において、 前記後輪操舵軸の軸方向の移動を機械的に規制して最大
   舵角を決定するストッパの位置が、前輪の操舵角に応じ
   て変化するよう構成したことを特徴とする車両の後輪操
   舵制御装置における最大舵角規制機構。