JPH0357776A - 四輪操舵車の後輪舵角制御装置 - 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） 本発明は、四輪操舵車の後輪舵角制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、前輪の操舵時に後輪を転舵する四輪操舵車の後輪
舵角制御装置としては、例えば、特開昭８２−１６６１
６２号公報に示すようなものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の四輪操舵車の後輪舵角
制御装置にあっては、後輪舵角制御系のフェイルが検出
された場合、フェイル検出後、中立位置への復元用シリ
ンダーを作動させて中立位置にロックさせる構成であり
、フェイル検出後、事後的にフェイルセーフの作動を行
なうものである為、大転舵角を可能とする後輪転舵アク
チュエータを使用しての高速走行中に後輪舵角制御系に
フェイルが発生した場合、一度、最大転舵角に後輪が転
舵されてから、復元用シリンダーの作動が開始する可能
性がある。

例えば、低速旋回時に前輪とは逆相の大転舵角を可能と
するストロークの長いリャバワーシリンダーを使用して
、同相で小転舵角に制御している高速走行中に後輪舵角
制御系にフエイルが発生すると、中立位置に戻すバネ力
が作用していてもリャパワーシリンダーが最大ストロー
クに近いところまでストロークし、後輪に大転舵角が与
えられる可能性があり、大転舵角が与えられた場合には
、フェイルセーフ機能を失って車両スピン等の車両挙動
急変を招き非常に危険な自体か生じる。

これに対処するため実開昭６０−１５０１６４号公報に
示すように高速時、電気的に制御されるソレノイドによ
りスベーサを突出させ、後輪の舵角を規制するような技
術が提案されている。゛しかしながら、このような構成
にあってもコントローラからの電気的信号に基づきスペ
ーサを出没制御していることから、このスペーサの制御
装置にも何らかの電気的異常が発生することがあり得、
この場合にはフエイルセーフ機能が発揮されないという
ことが懸念された。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもので
、前輪操舵時に後輪を補助転舵する四輪操舵車の後輪舵
角制御装置において、コスト的にもメインテナンス的に
も有利な簡単な構成としながら、後輪舵角制御系の正常
時には低速から高速までの全車速域で良好な旋回性能が
得られる所定の後輪転舵角を許容しながら、高速走行中
に後輪舵角制御系にフェイルが発生した場合に確実に安
全走行を保証することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明の四輪操舵車の後輪舵角
制御装置では、少なくとも車速が高車速である時には、
後輪の転舵可能な最大舵角を予め所定の舵角に制限する
後輪舵角制限機構を油圧系のみによるメカニカルな機構
とした。

即ち、前輪操舵時に車両条件に応じた後輪転舵角を得る
べく駆動される後輪転舵アクチュエータと、前記後輪転
舵アクチュエータにより後輪に舵角を与えるリヤステア
リング機構と、車両の駆動軸により駆動される油圧ポン
プと、該油圧ポンプからの吐出油を車速に応じた車速対
応圧油に変換する油圧設定手段と、該油圧設定手段から
の作動油により駆動され、前記リヤステアリング機構の
転舵力伝達系に配置された油圧アクチュエータとを有し
、少なくとも車速が高車速である時、後輪の転舵可能な
最大舵角を予め所定舵角に制限する後輪舵角制限機構と
を備えている事を特徴とする手段とした。

（作　用） 少なくとも車速が高車速である時には、後輪舵角制限機
構において、車両の駆動軸により駆動される油圧ポンプ
からの吐出油が油圧設定手段で車速に応じた車速対応圧
油に変換され、この車速対応圧油の作動油によりリヤス
テアリング機構の転舵力伝達系に設けられた油圧アクチ
ュエータを駆動することで後輪の転舵可能な最大舵角が
予め所定舵角に制限される。

低速時には後輪舵角制限機構により舵角制限が無いかも
しくは制限が緩やかであり大きな後輪転舵角が許容され
るし、高速時には後輪舵角制限機構により最大舵角が制
限されるものの本来転舵量が小さいことで、後輪舵角制
御系の正常時に必要な後輪転舵角は十分に許容される。

また、フエイル発生の有無にかかわらず高速走行時には
、後輪舵角制限機構により後輪の転舵可能な最大舵角が
予め所定舵角を超えないように制限されている為、高速
時に後輪舵角制御系にフエイルが発生した場合、確実に
後輪が大転舵角となるのが規制される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、構成を説明する。

第１図は実施例の四輪操舵車の後輪舵角制御装置を示す
全体システム図であり、後輪舵角制御系として、操舵角
センサ３０や車速センサ３１等から前輪操舵角Ｏや車速
Ｖ等の車両情報を入力し、低速大操舵角時には後輪１を
逆相に大きく転舵し高速小操舵角時には後輪１を同相に
小さく転舵する等、車両条件に応じた最適の後輪転舵角
指令を出力する後輪舵角コントローラ３２と、該後輪舵
角コントローラ３２からのバルブ駆動指令に応じて駆動
する油圧制御バルブ１０からの制御圧に従って駆動する
後輪転舵パワーシリンダ２（後輪転舵アクチュエータ）
と、該後輪転舵パワーシリンダ２により後輪１に舵角を
与えるタイロツド２５及びスピンドルナックル８（リヤ
ステアリング機構）とを備えている。

前記油圧制御バルブ１０は、エンジンで駆動される油圧
ポンプ９からの加圧作動油を入力圧とし、後輪転舵パワ
ーシリンダ２の左右室に送る制御圧を作り出す。

次に、低車速時には後輪１の最大舵角の制限を緩くして
後輪１の転舵可能な舵角範囲を予め大きく設定し、車速
が上昇するに従って後輪１の最大舵角の制限を徐々に厳
しくして後輪１の転舵可能な舵角範囲を予め小さく設定
する後輪舵角制限機構Ａの構成を説明する。

後輪舵角制限機構Ａは、油圧ポンブ１１とベンチュリー
管１８及び圧力増幅シリンダ２１を有するシリンダ駆動
油圧設定手段と舵角制限パワーシリンダ５により構成さ
れる油圧制御系のみによるメカニカルな機構である。

前記油圧ボンブ１１は、プロペラシャフト１２，リャデ
ィファレンシャル１６及びリヤドライフシャフト１７を
有する後輪駆動系のうちプロペラシャフト１２に設けら
れたワンウェイクラッチ付ブーり１３からベルト１５及
びブーり１４を介して駆動される。

前記シリンダ駆動油圧設定手段は、前記油圧ポンブ１１
から出た循環系配管の途中に設けられたベンチュリー管
１８と、第２図に示すように、ペンチュリー管１８の直
前に開口された高圧油路１９及び最も絞られた部分に開
口する低圧油路２０と、両油路１９，２０が連通する高
圧室２１ａ及び低圧室２１ｂを有する圧力増幅シリンダ
２１と、該圧力増幅シリンダ２１の両側の小シリンダ部
に一端が開口された縮側制御油路２３及び伸側制御油路
２４とを備えている。

尚、前記油圧ポンブ１１から出た配管のベンチュリー管
１８より上流側にはチェックバルブ７が設けられ、ベン
チュリー管１８を経過してリザーブタンク６へ戻る循環
系配管が構成される。

また、圧力増幅シリンダ２１の内部に設けられたピスト
ンロツド２２には、大シリンダ部に大ピストン２２ａを
持ち、その両側の小シリンダ部に小ピストン２２ｂを持
つ。

前記舵角制限パワーシリンダ５は、車体に固定されるシ
リンダチューブ５ａと、ピストン５ｂを挾んで縮側制御
油路２３が連通する縮側油室５ｃと、伸側制御油路２４
が連通する伸側油室５ｄと、ピストン５ｂを縮側に付勢
するスプリング５ｅと、ピストン５ｂに連結されたピス
トンロツド５ｆを有し、ピストンロツド５ｆの先端には
、後輪転舵パワーシリンダ２のロツドに形成された円錐
形状の舵角制限溝３に挿入可能な舵角制限ピン４が設け
られている。

尚、舵角制限ビン４も舵角制限溝３と同様に円錐形状に
形成されるが、舵角制限ビン４を最も深くまで挿入した
状態においてもロツドのわずかなストロークを許容する
ように、舵角制限溝３の方が大きく形成されている。

次に作用を説明する。

（イ）停車時 エンジン停止もしくはエンジン回転状態での停車時には
、プロペラシャフト１２は回転しないので、油圧ボンプ
１１は駆動しない。つまり、ベンチュリー管１８からの
両油路１９．２０での差圧の発生は無く、さらに、圧力
増幅シリンダ２１は中立位置にある。

従って、舵角制限パワーシリンダ５のピストン５ｂは、
スプリング５ｃにより釣り合う位置にあり、舵角制限ビ
ン４は、第１図に示すように、舵角制限溝３の上方にあ
る。

（口）車両後退時 車両後退時はプロペラシャフト１２は逆回転するが、プ
ーり１３に設けられたワンウエイクラッチによって油圧
ポンプ１１は駆動されない。

尚，ワンウエイクラッチは、ブーり１３，１４の少なく
ともどちらか一方に設ければ良い。

（ハ）車両低速前進時 車両が低速で前進を始めると、第３図に示すように、プ
ロペラシャフト１２か低速で回転する。

これにより、ブーり１３が回転し、ベルト１５によって
プーり１４も回転して、油圧ポンブ１１が駆動され、ベ
ンチュリー管１８を油か通過する。

このベンチュリー管１８の油の通過により高圧油路１９
と低圧油路２０とに差圧が生じ、第４図に示すように、
ベンチュリー管１８から高圧油路１９を介して高圧室２
１ａへと油か流出し、低圧室２１ｂから低圧油路２０を
介してベンチュリー管１８へ流入し、圧力増幅シリンダ
２１のピストンロツド２２が図面左方向にストロークし
始め、大ピストン２２ａの両側の圧力が等しくなる位置
までストロークして停止する。

このピストンロツド２２のストロークにより小シリンダ
部から油路２４を介して舵角制限パワーシリンダ５の油
室５ｄに油が流入し、舵角制限パワーシリンダ５の油室
５ｅから油路２３を介して小シリンダ部に油が流入する
。

従って、舵角制限パワーシリンダ５のピストン５ｂは、
スプリング５Ｃに抗して図面下方に押し下げられ、第３
図に示丁ように、舵角制限ピン４の先端部が僅かに舵角
制限溝３に挿入される。

即ち、後輪転舵パワーシリンダ２のロツドは、舵角制限
ピン４と舵角制限溝３との位置関係により、右方向の動
きは第３図の破線で示す位置で接触するまで、左方向の
動きは第３図の一点鎖線で示す位置まで許されるので、
後輪１の舵角は大きな角度まで転舵可能である。

（二）車速上昇時 次に、車速か上昇し、プロペラシャフト１２の回転速度
が増すと、油圧ポンブ１１から吐出される油量が増加す
るので、ベンチュリー管１８の絞り部を通過する速度が
増すことで、高圧油路１９の圧力が上昇し、低圧油路２
０の圧力が低下し、差圧が車速の上昇に比例して大きく
なる。

従って、圧力増幅シリンダ２１のピストンロツド２２は
さらに図面左方向へのストローク量が増し、後輪１の転
舵可能な舵角が車速の上昇に応じて減少する。

（ホ）高車速時 更に、車速が上昇し、第６図に示すように、高圧油路１
９の圧力と低圧油路２０の圧力との差圧が大きくなると
、第５図に示すように、舵角制限パワーシリンダ５のピ
ストン５ｂが最下方向まで押し下げられ、舵角制限ビン
４が舵角制限溝３の底まで達する。

従って、後輪転舵パワーシリンダ２のロツドの動きが最
も制限され、後輪１の転舵可能な舵角は第５図に示すよ
うに、小舵角しか許されない。

即ち、この状態で、後輪転舵パワーシリンダ２や油圧制
御バルブ１０等の後輪舵角制御系にフエイルが生じても
、後輪１が大転舵角になることは無く、フエイルセーフ
機能が維持される。

尚、その後、車速か低下した場合には、上記とは逆の作
用により車速の低下に応じて徐々に舵角制限が緩やかに
なる。

以上説明したように、実施例の後輪舵角制御装置にあっ
ては下記に列挙する特徴を有する。

■　舵角制限機横Ａは後輪転舵を禁止するものではなく
車速に応じて最大舵角を制限する構成であり、高車速時
には予め制限する最大舵角の制限度合を厳しくする構成
とした為、後輪舵角制御系の正常時には低速から高速ま
での全車速域で良好な旋回性能が得られる所定の後輪転
舵角を許容しながら、高速走行中に後輪舵角制御系にフ
エイルが発生した場合には、確実に後輪が大転舵角とな
るのが規制され、安全走行が保証される。

■　後輪舵角制限機構Ａを構成する油圧ポンブ１１とシ
リンダ駆動油圧設定手段と舵角制限パワーシリンダ５を
油圧制御系のみによるメカニカルな機構とした為、車速
情報を車速センサ等により得る電子制御系を含む場合や
電動モータ等による電気的なアクチュエータを含む場合
に比べ、構成か簡単でありコスト的に有利であると共に
故障や誤作動が少なくメインテナンス的に有利である。

■　油圧源をエンジン駆動による油圧ポンブ９とする後
輪舵角制御装置での油圧系と、油圧源をプロペラシャフ
ト駆動による油圧ポンプ１１とする後輪舵角制限機構Ａ
での油圧系とを完全分離の独立系とした為、後輪舵角制
御か不能となるフエイル時においても後輪舵角制限機構
Ａによるフエイルセーフ機能を発揮させることが出来る
。

■　後輪舵角制限機構Ａでの舵角制限作用を低車速時に
は最大転舵角範囲を広く、車速か上昇するに従って徐々
に最大転舵角範囲を狭くする車速追従可変作用が得られ
るようにした為、各車速に応じて舵角制限を所望の量に
設定することが出来、様々な後輪舵角制御装置への対応
性が高い。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではない。

例えば、実施例では、ブロベラシャフトからの油圧ポン
ブ１１への駆動入力にまり車速対応の作動油を得る例を
示したが、第７図に示すように、ドライブシャフト１７
からの駆動入力により車速対応の作動油を得るようにし
ても良いし、第８図に示すように、トランスミッション
の出力軸からの駆動入力により車速対応の作動油を得る
ようにしても良い。尚、このドライブシャフトやトラン
スミッションの出力軸入力の場合、プロペラシャフトを
持たない前輪駆動車やミッドシップ車に適用することか
できる。

また、第９図に示すように、油圧ポンブ１１からベンチ
ュリー管１８を経過した油を後輪舵角制御に用いる油圧
ポンブ９の上流に導く様にしても良く、この場合には、
高速走行中での後輪舵角制御時に、流量及び油圧の補充
がなされ、後輪転舵応答性改善等の性能向上か図られる
。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、前輪操舵
時に後輪を補助転舵する四輪操舵車の後輪舵角制御装置
において、少なくとも車速か高車速である時には、後輪
の転舵可能な最大舵角を予め所定の舵角に制限する後輪
舵角制限機構を油圧系のみによるメカニカルな機構とし
た為、コスト的にもメインテナンス的にも有利な簡単な
構成としながら、後輪舵角制御系の正常時には低速から
高速までの全車速域で良好な旋回性能が得られる所定の
後輪転舵角を許容しながら、高速走行中に後輪舵角制御
系にフェイルが発生した場合に確実に安全走行を保証す
ることが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の四輪操舵車の後輪舵角制御装置を示す
全体システム図、第２図は実施例装置のベンチュリー管
を示す第１図Ｂ部拡大図、第３図は低速走行時における
システム作用説明図、第４図は低速走行時におけるベン
チュリー管作用説明図、第５図は高速走行時におけるシ
ステム作用説明図、第６図は高速走行時におけるベンチ
ュリー管作用説明図、第Ｙ図はポンプ駆動源をドライブ
シャフトとした他の実施例の四輪操舵車の後輪舵角制御
装置を示す全体システム図、第８図はポンプ駆動源をト
ランスミッション出力軸とした他の実施例の四輪操舵車
の後輪舵角制御装置を示す全体システム図、第９図は後
輪舵角制御装置のポンプへ作動油の補給を可能とした他
の実施例の四輪操舵車の後輪舵角制御装置を示す全体シ
ステム図である。 １・・・後輪 ２・・・後輪転舵パワーシリンダ ３・・・舵角制限溝 ４・・・舵角制限ピン ５・・・舵角制限パワーシリンダ ６・・−リザーブタンク ７・・・チェックバルブ ８・・・ナックルスピンドル ９・・・油圧ポンプ １０・・・油圧制御バルブ １１・・・油圧ポンプ １２・・・プロペラシャフト １３・・・ワンウェイクラッチ付プーＩＪ１４・・・ブ
ーリ １５・・・ベルト １６・・・リャディファレンシャル １７・・・ドライブシャフト １８・・・ベンチュリー管 １９・・・高圧油路 ２０・・・低圧油路 ２１・一圧力増幅シリンダ ２２・・・ピストンロツド ２３・・・縮側制御油路 ２４・・一伸側制御油路 ２５・・・タイロツド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）前輪操舵時に車両条件に応じた後輪転舵角を得るべ
   く駆動される後輪転舵アクチュエータと、前記後輪転舵
   アクチュエータにより後輪に舵角を与えるリヤステアリ
   ング機構と、 車両の駆動軸により駆動される油圧ポンプと、該油圧ポ
   ンプからの吐出油を車速に応じた車速対応圧油に変換す
   る油圧設定手段と、該油圧設定手段からの作動油により
   駆動され、前記リヤステアリング機構の転舵力伝達系に
   配置された油圧アクチュエータとを有し、少なくとも車
   速が高車速である時、後輪の転舵可能な最大舵角を予め
   所定舵角に制限する後輪舵角制限機構と、 を備えている事を特徴とする四輪操舵車の後輪舵角制御
   装置。