JPH03182877A - 四輪操舵車の後輪転舵装置 - Google Patents

四輪操舵車の後輪転舵装置

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JPH03182877A
JPH03182877A JP1318984A JP31898489A JPH03182877A JP H03182877 A JPH03182877 A JP H03182877A JP 1318984 A JP1318984 A JP 1318984A JP 31898489 A JP31898489 A JP 31898489A JP H03182877 A JPH03182877 A JP H03182877A
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JP
Japan
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spool
rear wheel
displacement
valve
wheel steering
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Application number
JP1318984A
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English (en)
Inventor
Hirotetsu Sonoda
園田 博鐵
Tadaaki Fujii
藤井 忠晃
Toshiro Yoda
敏郎 與田
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Jidosha Kiki Co Ltd
Original Assignee
Jidosha Kiki Co Ltd
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

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〕 本発明は、舵取り操作に応じて後輪を前輪と共に逆方向
または同方向に転舵させることで低速走行時における小
回り性や高速走行時における走行安定性を得るために用
いて好適な四輪操舵車の後輪転舵装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
たとえば低速走行時に前、後輪の転舵方向を逆位相とし
車輌の旋回半径を小さくして小回り性能を向上させたり
、高速走行時に前、後輪の転舵方向を同位相とし車輌の
走行安定性を向−Lさせるようにした四輪操舵車が注目
されている。そして、この種の四輪操舵車における後輪
転舵装置として、前輪側での転舵方向と転舵角とに応じ
て後輪側を転舵させるために、前、後輪を転舵力伝達ロ
ッド等で機械的に連結した機械式のもの、前輪側での転
舵角を検出しこれによる油圧または電気信号で後輪側の
油圧式動力舵取装置を駆動する油圧式のもの、あるいは
前輪側での転舵角を電気信号として後輪側の電動式動力
舵取装置の電動モータに伝達したりする電気式のもの等
が、従来から種々提案されている。
ところで、このような形式の異なる後輪転舵装置におい
て、前、後輪側舵取り装置を独立形式とししかも後輪側
を前輪側に応動させて適切かつ確実に動作させるうえで
は、前輪側での舵角検出を電気信号や油圧信号とし、後
輪側の油圧式動力舵取装置を駆動する油圧式のものが有
利であり、たとえば特開昭59−143770号公報等
を始めとして多数提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述したような油圧式の装置にあっても
従来のものは、構造面からも動作性能面からも、まだま
だ一長一短があり、実用化にあたって改良の余地が残さ
れている。たとえばこの種の四輪操舵車における後輪転
舵装置としては、構成部品点数を可能な限り削減し全体
の小型かつコンパクト化を図るとともに各部をユニット
化することで加工性や組立性を向上させ製造コスト等を
低減し、さらに油圧配管や電気配線等も効率よくしかも
整列して配設でき、しかも前輪側での転舵動作に応じた
大きさの油圧を得るためのバルブ制御などを始めとして
各種駆動制御も簡単かつ適切に行なえ、さらに電気制御
系や油圧制御系等でのフェール時に対しての対策なども
充分であること等が望まれている。
特に、この種の後輪転舵装置においては、各部の作動状
態を適切かつ確実に検出しその検出結果に基づいて迅速
に各部を作動させ、後輪を前輪側の動きに合わせて転舵
制御することが必要で、このような制御系には電気信号
が一般に採用される。そして、このような電気信号で駆
動される各機構部品としてステッピングモータ、ソレノ
イド等の各種電気駆動源を用い、これにより後輪転舵用
パワーシリンダへの油圧回路を切換え制御する制御バル
ブを駆動制御することが従来から考えられている。
ところで、上述したような制御バルブとして従来一般に
は、スプールバルブを用いるとともに、そのスプールを
軸線方向に移動させるための手段として直動型のソレノ
イドを用いているが、この場合にスプールの軸線方向で
の移動量やその移動位置での位置決め制御等を適切かつ
確実に行なうことが難しく、各部の精度等が要求される
等の問題を避けられないばかりでなく、直動型ソレノイ
ド自身が大型化し易く、装置全体の小型かつコンパクト
化を図ることが難しい等の問題があった。
さらに、このようなバルブ構造では、バルブの制御位置
を検出することも難しく、後輪側での転舵状態を感知し
、前輪側との対比において後輪側の動きをフィードバッ
ク制御することも面倒かつ煩雑となる等といった問題も
あり、これらの問題点を一掃し得る何らかの対策を講じ
ることが望まれている。
〔課題を解決するための手段〕
このような要請に応えるために本発明に係る四輪操舵車
の後輪転舵装置は、前輪側での転舵動作に応じて後輪側
を転舵制御する後輪転舵用パワーシリンダと、そのシリ
ンダ左、右室への後輪側油圧源からの油圧回路を軸線方
向への動きで選択的に切換え制御するスプールを有する
後輪転舵用制御バルブと、この制御バルブのスプールを
前輪側転舵動作に応じて軸線方向に摺動動作させるため
の電動モータと、このモータの回転変位をスプールの直
線変位に変換して伝達する変位伝達機構を備えてなり、
この変位伝達機構を、スプールに対し直交する方向から
臨ませて回転自在に支持されるとともにモータにて回転
駆動される変位伝達軸と、この変位伝達軸のスプー爪先
端端の偏心した位置に突設されスプール外周部の一部に
係合してスプールを軸線方向に動作させる偏心ビンとで
構成するようにしたものである。
〔作用〕
本発明によれば、前輪側での転舵動作に応じて電動モー
タを回転駆動し、変位伝達軸を回転させてその偏心ビン
により制御バルブのスプールを軸線方向に直線変位させ
ることで、このバルブを必要分だけ作動させ後輪転舵用
パワーシリンダを介して後輪を所要の方向に転舵制御し
得る。
〔実施例〕
第1図ないし第7図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転
舵装置の一実施例を示している。まず、四輪操舵車の後
輪転舵装置の概略構成を、第7図を用いて簡単に説明す
ると、図中符号1.2は前、後輪3.4を転舵させる舵
取りリンク機構による舵取り装置、5は前輪3側の舵取
り装W1を舵取り操作に応じて転舵制御するための舵取
りハンドルで、また本実施例では前輪3側の舵取り装置
1として周知のラックピニオン型のものを例示している
。なお、図中6はこの前輪傭舵取り装置1の動きつまり
前輪3側での転舵状態を検出する前輪側舵角センサとな
る前輪鍔ストロークセンサ、7はこの前輪側ストローク
センサ6や車速センサ8(図中Vを付している)からの
検出信号が入力され後述する後輪転舵系を制御するため
のコントローラである。
10は後輪転舵用舵取り装W2を転舵制御するために前
輪3側とは独立して構成された油圧式アクチュエータと
しての後輪転舵用パワーシリンダで、本実施例では後輪
4.4間に配設されるタイロッド2aをピストンロッド
として兼用して用いたシリンダ構造を例示している。な
お、図中C1、C2はシリンダ左、右室である。
さて、本発明によれば、上述した舵取りハンドル5の舵
取り操作により前輪3が転舵されたときに、この前輪3
側での転舵方向および転舵量に応じて後輪4を転舵制御
する後輪側パワーシリンダ10を、以下に詳述する後輪
転舵制御系により所要の状態で転舵制御させ得るように
構成したところを特徴としている。すなわち、11は上
述したシリンダ左、右室C1、C2とオイルポンプP、
オイルタンク7間の油圧回路を切換え制御する第1図等
に示されるスプールバルブタイプの三位置四方向切換弁
である後輪転舵用制御バルブで、後述する電動モータで
あるステッピングモータ12(図中Mを付している)に
よる回転変位をスプール13(第1図等参照〉に直線変
位に変換して伝達する変位伝達機構を介して前輪3側で
の転舵動作に応じて後輪4側を転舵制御し得るように構
成されている。さらに、14は変位伝達機構の一部に付
設されバルブ11の動きを検出するためのバルブ変位角
度センサで、モータ12やスプール13の動きをコント
ローラ7にフィードバックするような構成となっている
なお、第7図において15は前記制御バルブとシリンダ
左、右室C1、C2との間の管路を連通ずるバイパス路
15aを開閉制御するバイパスバルブで、後輪転舵不要
時、車速の大小あるいはフェール時などに開動作される
ようになっている。さらに、16は後輪側舵取り装置2
の一部に付設されその移動量を検出することで後輪側の
転舵状態を感知するための後輪側ストロークセンサであ
る。
このような構成において、制御バルブ11とこれを駆動
制御する電動モータ12とは、第1図ないし第5図に示
すような変位伝達機構20により連結されている。これ
を詳述すると、21は制御バルブ11を構成するバルブ
ボディ22の一部に前記スプール13に対し直交する方
向から臨むようにして回転自在に支持される変位伝達軸
、23.24はモータ軸12aとこの変位伝達軸21上
に設けられモータ12からの回転伝達を減速して行なう
小、大伝達歯車で、また変位伝達軸21のスプール13
と反対側の端部には、前記角度センサ14の検出軸端1
4aが係合し、この軸21の回転量を検出するようにな
っている。
なお、図中21aはシール材である。
25は変位取出軸2tのスプール13側の端部から偏心
した位置に突設された偏心ビンで、この偏心ビン25は
、第1図ないし第3図に示すように、前記スプール13
の軸線方向での外周部の一部に形成された環状の係合?
1JI26に係合し、軸21の回転に伴なう軸線方向へ
の動きで、スプール13を移動させるようになっている
。すなわち、このような構成によれば、前輪3(!jl
での転舵動作に応じてモータ12を回転駆動し、歯車2
3.24を介して変位伝達軸21を回転変位させ、その
偏心ビン25によりバルブスプール13を軸線方向に直
線変位させることで、このバルブ11を必要量だけ切換
え作動させ、後輪転舵用パワーシリンダ】0を介して後
輪4を所要の方向に転舵制御し得るものである。ここで
、このような偏心ビン25によるスプール13は、第6
図に示すサインカーブ特性にて移動されるもので、その
最も特性的に安定した範囲をバルブ11を作動させるた
めの使用範囲とするとよい。このようにすると、バルブ
11の中立位置付近でのバルブ精度をより一層向上させ
得るもので、その利点は大きい。
なお、上述したバルブ11において、スプール13外周
部とバルブ孔内周部には、周知の通り油圧回路を切換え
制御する通路溝が形成されて所要の動作を行なうもので
あるが、詳細な説明は省略する。また、上述したバルブ
構造では、スプール13の駆動系が直交する方向から臨
んで配置されるために、スプール13を常に中立位置に
復帰させるためのセンタリングスプリング27.27を
左、右両側に装着することが容易に行なえ、たとえばモ
ータ12等が故障したり、非通電状態となったときに、
バルブ11を中立位置に戻し、二輪操舵状態を簡単に確
保し得るものである。
さらに、本実施例では、第1図や第4図および第5図か
ら明らかなように、モータ12とこれをボディ22@に
組付けるための取付はプレート28の取付孔28aとの
間にある程度のクリアランスを設け、モータ12の取付
は位置を適宜ずらすことで、最適な伝達歯車23.24
同士の噛合い調整を行なえるような構成としている。
そして、上述したようなモータ12および変位伝達機構
20にてスプール■3を駆動制御する構成では、バルブ
スプール13の適切な移動変位を得てバルブ制御を確実
に行なえ、バルブ精度面で優れているばかりでなく、変
位伝達軸21上での偏心ビン25の偏心量に基づくスプ
ール13の移動範囲がサインカーブ特性によって規定さ
れるため、たとえモータ12側が電気的に故障して暴走
したりしても、スプール13fl!は一定ストローク範
囲内で揺動運動するだけであり、パルプ11各部が機械
的に破損する等といった問題は何ら生ぜず、フェール対
策の面からも優れている。さらに、上述したバルブ11
構造によれば、スプール■3の可動方向とは直交する方
向に変位伝達軸21が存在し、その軸端部を利用するこ
とで、バルブ11の制御位置を検出するための角度セン
サ14の取付けも比較的簡単に行なえ、その検出値精度
も確保し得るもので、フィードバック制御も容易に行な
える等の利点もある。なお、このセンサ14は、モータ
12と並べて取付はプレート28上に並設するだけでよ
く、取付は作業やスペース上での問題もなく、実用上で
優れている。
ここで、上述した後輪転舵装置におけるコントローラ7
は、第8図に示すような制御回路構成とされ、後輪5の
転舵M#が行なわれる。これを簡単に説明すると、コン
トローラ7は、運転者の舵取り操作(第8図中30で示
す)に応じて前輪が転舵されることで前輪舵角センサ6
で検出される前輪舵角信号(図中31)と車速センサ8
で検出される車速信号(図中32)とによって適正な後
輪舵角目標値θRを設定する手段33を有している。こ
こで、35は第9図に示すような車速−舵角比特性が記
憶されているデータテーブルで、これと前記車速条件3
2とに基づいて所要の舵角比を決定しく図中36)、こ
の舵角比から前輪舵角信号31に応じて後輪舵角目標値
θRが決定されるように構成されている。
ごのように決定される後輪舵角目標値θRは後輪舵角セ
ンサ16で検出される後輪実舵角θrの検出信号46と
対比され、後輪偏差演算手段37でその偏差(△θR〉
を演算して求められる。
そして、この後輪偏差演算手段37での偏差(△θR)
が0となるように、第1O図に示される後輪偏差−バル
ブ変位量特性が記憶されているデータテーブル(38)
から後輪転舵用制御バルブ11での適正なバルブ変位量
目標値xVを設定する手段39が設けられ、さらにその
バルブ変位量目標値xVとバルブ変位量検出センサ14
で検出されるバルブ実変位量xvの検出信号(40〉と
を対比しその偏差△xVを演算して求めるバルブ偏差演
算手段41と、その偏差がOとなるように第11図に示
すパルスレート特性を記憶するデータテーブル42から
制御バルブ11のステッピングモータI2を方向、速さ
等を選択して駆動制御し制御バルブ■1を作動させて後
輪側油圧源Pからの圧油を後輪転舵用パワーシリンダ1
0に送り後輪4を所要の状態で転舵制御する手段43と
が設けられている。ここで、この偏差△xvが小さいと
きステッピングモータ12の速度を小さくし、偏差が大
きいときにはモータ速度を大きくするとよい。なお、図
中44は後輪転舵用パワーシリンダ10(サーボシリン
ダ)を駆動するステップを、45はこの手段で後輪4を
転舵するステップを示しており、これにより前記後輪4
の実舵角θrが変化し、これにより後輪舵角目標値θR
がフィードバック制御されることになる。
すなわち、このような構成によれば、前輪舵角信号と車
速信号とで適正な後輪舵角θRを設定するとともにこれ
を後輪実舵角θrと比較し、偏差ΔθRが生じる場合に
はこれを補正し得る適正な5 バルブ変位量xVを設定するとともこれをバルブ実変位
量xvと対比して偏差ΔxVを求め、これをOとするよ
うにバルブ11を駆動制御することで、後輪5の適正な
転舵が得られるように制御することが可能となる。
そして、このような構成によれば、きわめて簡単な制御
手段により、後輪4を前輪側に合わせて所要の方向と転
舵角とをもって転舵制御し得るもので、特にステッピン
グモータ12で制御バルブ11の制御を適切に行なえ、
簡単でしかも確実な制御が可能となる。
なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、後輪
転舵装置各部の形状、構造等を適宜変形、変更すること
は自由で、種々の変形例が考えられよう。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る四輪操舵車の後輪転舵
装置によれば、前輪側での転舵動作に応じて後輪側を転
舵制御する後輪転舵用パワーシリンダの左、右室への後
輪側油圧源からの油圧回路 6 を軸線方向への動きで選択的に切換え制御するスプール
を有する後輪転舵用制御バルブと、この制御バルブのス
プールを変位伝達機構を介して前輪側転舵動作に応じて
軸線方向に摺動動作させるための電動モータとを備えて
なり、その変位伝達機構を、スプールに対し直交する方
向から臨ませて回転自在に支持されるとともにモータに
て回転駆動される変位伝達軸と、この変位伝達軸先端の
偏心した位置に突設されスプール外周部の一部に係合し
てスプールを軸線方向に動作させる偏心ビンとで構成す
るようにしたので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず
、バルブスプールの適切な移動変位を得てバルブ制御を
確実に行なえ、バルブ精度面で優れている等の種々優れ
た効果がある。
また、本発明装置によれば、変位伝達軸上での偏心ビン
の偏心量に基づくスプールの移動範囲がサインカーブ特
性によって規定されるため、たとえモータ側が電気的に
故障し、暴走したりしても、スプール側は一定範囲内で
動くだけであり、バルブ各部が機械的に破損する等とい
った問題は何ら生ぜず、フェール対策も充分である。さ
らに、本発明によれば、構造上から、スプール両側に中
立位置復帰用のスプリング手段を介装することが簡単に
行なえ、電気系故障時等における中立位置への復帰動作
も適切に行なえるものであり、また構造上からバルブの
位置検出も、変位伝達軸端部等へのセンサ取付けによっ
て比較的容易に行なえ、フィードバック制御も容易に行
なえる等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転舵装置の一実施例
を示すもので、第1図はその要部となる後輪転舵用制御
バルブ構成を示す概略断面図、第2図はその作動状態を
示す図、第3図は第1図における■−■線断面図、第4
図および第5図は第1図における■−■線、V−V線断
面図、第6図は偏心ビン回転角とバルブ移動量との特性
図、第7図は本発明を適用する四輪操舵車の後輪転舵装
置の概略構成図、第8図は本発明装置における後輪転舵
制御動作を説明するための制御ブロック回路図、第9図
ないし第11図は第8図でのデータテーブルに記憶され
ている特性を説明するための特性図である。 1.2−・−前、後輪側舵取り装置、3,4・・・・前
、後輪、6・−・−前輪側舵角センサ、7・・・・コン
トローラ、8・・・−車速センサ、10−−−一後輪転
舵用パワーシリンダ、11・・・・後輪転舵用制御バル
ブ、12・・・・ステッピングモータ〈電動モータ)、
13−・・−バルブスプール、14・・・・角度センサ
、16・・・・後輪側舵角センサ、20・−・・変位伝
達機構、21・・・・変位伝達軸、23.24・−・−
伝達歯車、25−・−・偏心ビン、26・・・−係合溝
、27・・−・センタリングスプリング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 後輪側舵取りリンク機構を前輪側での転舵動作に応じて
    転舵制御する後輪転舵用パワーシリンダと、このパワー
    シリンダ左、右室への後輪側油圧源からの油圧回路を軸
    線方向への動きで選択的に切換え制御するスプールを有
    する後輪転舵用制御バルブと、この制御バルブのスプー
    ルを前記前輪側での転舵動作に応じて軸線方向に摺動動
    作させるための電動モータと、この電動モータの回転変
    位をスプールの直線変位に変換して伝達する変位伝達機
    構を備えてなり、この変位伝達機構を、前記スプールに
    対し直交する方向から臨んで回転自在に支持され前記モ
    ータにて回転駆動される変位伝達軸と、この変位伝達軸
    のスプール側先端の偏心した位置に突設され前記スプー
    ル外周部の一部に係合してスプールを軸線方向に動作さ
    せる偏心ピンとで構成したことを特徴とする四輪操舵車
    の後輪転舵装置。
JP1318984A 1989-12-11 1989-12-11 四輪操舵車の後輪転舵装置 Pending JPH03182877A (ja)

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