JPH0357777A - 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６４−９０７６
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、フエイル検出後、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、事後的にフエ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
フエ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
性かある。

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
制御系にフェイルか発生すると、中立位置に戻すバネ力
が作用していてもリャバ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が生じる。

これに対処するため、実開昭６０−１５０１６４号公報
に示すように、高速時に電気的に制御されるソレノイド
によってスペーサを突出させ後輪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よってスベ
ーサの出没を制御していることから、このスペーサの出
没の制御装置にも何らかの電気的な異常が発生すること
があり得、この場合にはフェールセーフの機能を有さな
い。また、上記従来技術にあっては、車速か大きくなる
ほど突出させるスペーサの数を増やしているが、これに
よる規制量は段階的に変化するため、車速に応じたより
繊細な転舵量の規制を行なうには、スペーサの数をさら
に増やす必要があり、構造の複雑化とコストの上昇を招
く。そのためスペーサの数は増やし難く、よって後輪転
舵角制限量の設定の自由度が低い。

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、様々な後輪舵角制御による後輪転
舵角を許容する自由度を持ちながら、高速時に後輪舵角
制御系にフエイルが発生した場合、確実に安全走行を保
証することを第１の課題とし、更に、第１の課題を達成
する後輪舵角制限系にフエ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第２の課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記第１の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、車速か低車速から高車速になるほ
ど後輪の転舵可能な最大舵角を連続的に小舵角にする手
段とした。

即ち、前輪操舵時に車両条件に応じた後輪転舵角を得る
べく油圧駆動される後輪転舵アクチュエータを有する後
輪舵角制御手段と、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、前記リヤ
ステアリング機構の移動量を車速に応じて所定量に規制
するべく駆動される舵角制限アクチュエータを有し、・
車速が低車速から高車速になるほど後輪の転舵可能な最
大舵角を連続的に小舵角にする後輪舵角制限機構と、を
備えている事を特徴とする。

また、上記第２の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、車速対応の舵角制限機能を
持たせる共に、後輪舵角制限系のフエイル時に後輪を中
立舵角位置にロックするロック機能を持たせた手段とし
た。

即ち、請求項１記載の四輪操舵車の後輪舵角制御装置に
おいて、前記後輪舵角制限機構が、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に
より駆動され、駆動方向とは逆方向に付勢するスプリン
グを有する舵角制限パワーシリンダと、該舵角制限パワ
ーシリンダのピストンロッド先端部と前記リヤステアリ
ング機構のロッド部のうち、一方に設けられた舵角制限
ピン及びロックピンと他方に設けられた舵角制限溝及び
ロック溝とを有する機構である事を特徴とする。

（作　用） 請求項１記載の発明の作用を説明する。

車速か低車速である時には、後輪舵角制限機構において
、舵角制限アクチュエータの駆動によりリヤステアリン
グ機構の移動量が大きな所定量に規制され、その後、車
速の上昇に伴なってリヤステアリング機構の移動量の規
制が連続的に厳しくなり、車速が高車速になると、後輪
の転舵可能な最大舵角が小舵角に制限される。

従って、後輪舵角制限量を各車速において自由に決める
ことができ、これにより様々な後輪舵角制御に必要な後
輪転舵角を許容出来るという自由度を持つ。また、高速
時には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
において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。

請求項２記載の発明の作用を説明する。

後輪舵角制限機構の正常時には、舵角制限パワーシリン
ダが車速対応のポンプ吐出油により駆動される。このシ
リンダ駆動により舵角制限ピンと舵角制限溝との位置関
係が決まり、車速が高車速になるほど後輪の転舵可能な
最大舵角を連続的に小舵角にする舵角制限作用を示す。

後輪舵角制限機構のフェイル時には、舵角制限パワーシ
リンダはポンプ吐出油の停止に伴ないスプリング付勢力
のみで作動する。このシリンダ作動によりロックピンと
ロック溝とが係合して後輪を中立舵角位置にロックする
作用を示す。

（第１実施例） 請求項１記截の発明に対応する第１実施例の後輪舵角制
御装置の構成を説明する。

第１図は後輪舵角制御手段と後輪舵角制限機構を備えた
第１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。

後輪舵角制御手段の構成を説明する。

操舵角センサ５０や車速センサ５１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５２と、該
後輪舵角コントローラ５２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
舵角を与えるロッド部、すなわちピストンロッド２ａ，
タイロッド１８及びスピンドルナックル１９（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
ボンブ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、車速か
上昇するに伴ない後輪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してゆ
く車速応動の後輪舵角制限機構Ａの構成を説明する。

後輪舵角制限機構Ａは、シリンダ駆動油圧回路と舵角制
限アクチュエータにより構成され、上記後輪舵角制御油
圧系とは分離独立した油圧系によるメカニカルな機構で
ある。

前記シリンダ駆動油圧回路は、プロペラシャフト１２，
リャディファレンシャル１６及びリヤドライブシャフト
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及びプーり１４を介して駆動される油圧ポンブ１１
と、該油圧ポンプ１１からの吐出される作動油をチェッ
クバルブ２０を介して舵角制限パワーシリンダ５へ送る
吐出油路２１と、舵角制限パワーシリンダ５からの作動
油をリザーブタンク２２へ戻す返送油路２３とを備えて
いる。

前記舵角制限アクチュエータは、シリンダ駆動油圧回路
により駆動する舵角制限パワーシリンダ５と、舵角制限
パワーシリンダ５のピストンロッド５ｃの先端に設けら
れた舵角制限ピン４と、舵角制限ピン４と対向する位置
で後輪転舵パワーシリンダ２のピストンロッド２ａに形
成された円錐形状の舵角制限溝３とを備えている。

前記舵角制限パワーシリンダ５は、ピストン６を挟んで
吐出油路２１が連通ずる上部室５ａと、返送油路２３が
連通する下部室５ｂと、ピストン６に開孔され両室５ａ
，５ｂを連通するオリフィス７と、ピストン６を舵角制
限解除方向に付勢するスプリング８を有し、そのシリン
ダチューブ５ｄが車体に固定されている。

また、舵角制限ピン４も舵角制限溝３と同様に円錐形状
に形成されるが、舵角制限ピン４を最も深くまで挿入し
た状態においてもロッド部２ａ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 車両停車時は、プロペラシャフト１２は回転しないので
、油圧ポンプ１１は駆動しない。

従って、舵角制限パワーシリンダ５の上部室５ａへの油
の流入はなく、舵角制限パワーシリンダ５のピストン６
はスプリング８による付勢力で最も押し上げられた位置
にあり、第１図に示すように、舵角制限ピン４は舵角制
限溝３の上方に配置される。

（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、ワ
ンウエイクラッチ付プーり１３によって油圧ポンプ１１
は駆動されない。

尚、プーり１３，１４の少なくとも一方にワンウエイク
ラッチを設ければ良い。

（ハ）車両前進走行時 車両が低速で前進を始めると、プロペラシャフト１２が
低速で回転する。これにより、プーり１３が回転し、ベ
ルト１５によってブーり１４も回転して、油圧ポンブ１
１が駆動される。

そして、油圧ポンブ１１から吐出された油は、チェック
バルブ２０を開き、吐出油路２１から舵角制限パワーシ
リンダ５の上部室５ａに流入し、オリフィス７を通過し
て下部室５ｂに入り、さらに返送油路２３を経過してリ
ザーブタンク２２へ戻される。

このオリフィス７を通過する時、油の流量によって縮流
抵抗が生じ、この抵抗による油圧力がピストン６を押し
下げる力として作用する。

即ち、ピストン６には、油の流量に比例した油圧力が下
向きに作用し、スプリング８による一定の付勢力が上向
きに作用する為、両者の力がバランスする位置までピス
トン６がストロークして停止する。

従って、低速時には油圧ボンブ１１からの吐出油量が少
なく、ピストン６に作用する下向きの油圧力が小さい為
、第２図に示すように、舵角制限ピン４が舵角制限溝３
に僅かに挿入される位置まで移動するにとどまり、後輪
転舵パワーシリンダ２のピストンロッド２ａは、両者３
．４の位置関係により、ストローク可動範囲としてＬＬ
の大きな範囲が許され、後輪１の舵角は大きな角度まで
転舵可能となる。

次に、車速か上昇し、プロペラシャフト１２の回転速度
が増して中速レベルになると、油圧ボンプ１１から吐出
される油量が増加する。

従って、低速時に比べ油圧ボンプ１１からの吐出油量が
多くなり、ピストン６に作用する下向きの油圧力が大き
くなる為、第３図に示すように、舵角制限ピン４の舵角
制限溝３に対する挿入量が増え、後輪転舵パワーシリン
ダ２のピストンロッド２ａは、両者３，４の位置関係に
より、ストローク可動範囲としてＬ２の範囲が許され、
後輪１の転舵可能な舵角は低速の場合に比べ減少する。

更に、車速か上昇し、プロペラシャフト１２の回転速度
が増して高速レベルになると、油圧ポンプ１１から吐出
される油量が増加する。

従って、中速時に比べ油圧ボンブ１１からの吐出油量が
多くなり、ピストン６に作用する下向きの油圧力か大き
くなる為、第４図に示すように、舵角制限ピン４が舵角
制限溝３の底部に達する位置まで挿入され、後輪転舵パ
ワーシリンダ２のピストンロッド２ａは、両者３，４の
位置関係により、ストローク可動範囲としてし８の範囲
が許され、後輪１の転舵可能な舵角は中速の場合に比べ
更に減少する。

即ち、後輪転舵パワーシリンダ２のピストンロッド２ａ
のストローク可動範囲は、舵角制限ピン４の舵角制限溝
３に対する挿入量により制限を受けるが、この挿入量は
油の流量に依存して決まり、さらに、流量は油圧ポンブ
１１の回転数、つまり車速により決まるので、車速応動
の舵角制限となる。

以上説明したように、第１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による舵角制限機能として、低
速時には最大転舵角を大きく、車速か上昇するに従って
徐々に最大転舵角を小さくする車速応動可変機能か得ら
れる構成とした為、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るという自由度を持ち、様々な制
御内容による後輪転舵制御装置への対応性を有する。

■　後輪舵角制限機構Ａを構成する油圧ポンプ１１を有
するシリンダ駆動油圧回路と舵角制限パワーシリンダ５
を有する舵角制限アクチュエータの油圧系のみによるメ
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
的なアクチュエ一夕を含む場合に比べ、構成が簡単であ
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
輪舵角制御油圧系と、油圧源をブＯペラシャフト駆動に
よる油圧ボンブ１１とする後輪舵角制限油圧系とを完全
分離の独立系とした為、後輪舵角制御が不能となるフェ
イル時においても後輪舵角制限機構Ａによるフェイルセ
ーフ機能を発揮させることが出来る。

第５図は第１実施例装置の変形例を示す全体システム図
で、この第１実施例の変形例では、第１実施例がプロペ
ラシャフトからの油圧ポンブ１１への駆動入力により車
速対応の作動油を得る例であるのに対し、第５図に示す
ように、ドライブシャフト１７からの駆動入力にまり車
速対応の作動油を得るようにしている。

尚、このドライブシャフト入力の場合、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
とができる。

（第２実施例） 請求項２記載の発明に対応する第２実施例の後輪舵角制
御装置の構成を説明する。

第６図は後輪舵角制御手段と後輪舵角制限機構を備えた
第２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。

構成的には、舵角制限溝３側に底部を貫通する貫通溝３
０を形成すると共に舵角制限溝３と反対側にロック溝３
１を形成し、舵角制限ピン４側に先端から連結ロッド４
０を延設すると共に連結ロッド４０の端部にロックピン
４１を形成した点で第１図に示す第１実施例と異なる。

即ち、この第２実施例装置では、車速対応の舵角制限機
能を持たせる共に、後輪舵角制限系のフエイル時に後輪
を中立舵角位置にロックする口・ノク機能を持たせた後
輪舵角制限機構Ａ′としている。

この構成にあっては，舵角制限ピン４は、第６図のよう
に、ピストンロッド２ａの中心軸を通る平面で見ると楔
状になっているが、中心軸と同じ方向の矢視では第７図
のように平板状になっている。この舵角制限ピン４の先
端から延設される連結ロッド４０の端部のロツクピン４
１は第７図の矢視では連結ロッド４０よりも幅が広くな
っており、第６図に示すように楔状になっている。

一方、ロック溝３１もロツクピン４１が嵌合する幅で、
貫通溝３０よりも幅広く形成されており、第６図で示す
ようにロツクピン４１と嵌合するような楔状に形成され
ている。尚、舵角制限パワーシリンダ５のピストン６は
図外のスプライン手段によってシリンダチューブ５ｄに
対して相対回転が許されず、軸方向にのみ移動可能に支
持されている。

次に、作用を説明する。

（イ）車速対応舵角制限作用 後輪舵角制限機構Ａ′が正常に作動している限り、第１
実施例装置と同様に、低車速から車速の上昇に伴なって
徐々に後輪１の転舵可能な最大舵角が小舵角に制限され
る。

即ち、後輪転舵パワーシリンダ２の口・ンドは、第８図
に示すように、低速時においてストローク可動範囲とし
て大きなストローク可動範囲ＬＬが許容され、第９図に
示すように、中速時においてストローク可動範囲として
ＬＬより小さなストローク可動範囲し．が許容され、第
１０図に示すように、高速時においてトローク可動範囲
としてＬＭより小さなストローク可動範囲ＬＨが許容さ
れる。

（口）後輪舵角中立位置ロツク作用 後輪舵角制限機構Ａ′のフエイル時、例えば、油圧ポン
プ１１の故障やベルト１５の破断や油路２１，２３を構
成するパイプの破断等が生じた時には、舵角制限パワー
シリンダ５の上部室５ａにボンブ吐出油が供給されなく
、ピストン６はスプリング８による付勢力で上方向に押
し上げられ、第１１図に示すように、ロツクピン４１と
口・ンク溝３１とが係合して後輪１を中立舵角位置に口
・ンクする作用を示す。

尚、停車時にも同様の作用を示す。

以上説明したように、第２実施例装置にあっては、後輪
舵角制限機構Ａにフエイル時が発生した場合、普通の前
輪操舵車と同様になり，車両の安全走行が確保されると
いう特徴が第１実施例装置の特徴に加えられる。

尚、上記実施例にあっては、舵角制限ピン及びロツクピ
ンを舵角制限パワーシリンダのピストンロッドの先端部
に設ける一方、舵角制限溝及びロック溝をリヤステアリ
ング機構のロッド部に設けているが，舵角制限ピン及び
ロツクピンをリヤステアリング機構のロッド部に設け，
舵角制限溝及びロック溝を舵角制限パワーシリンダのピ
ストンロッドの先端部に設けてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、請求項１記載の本発明にあっ
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、車速が低車速から高車速にな
るほど後輪の転舵可能な最大舵角を徐々に小舵角にする
手段とした為、様々な後輪舵角制御による後輪転舵角を
許容する自由度を持ちながら、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。

また、請求項２記載の本発明にあっては、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、車速対応の舵角制限機能を持たせる共に、後輪舵
角制限系のフェイル時に後輪を中立舵角位置にロックす
るロック機能を持たせた手段とした為、請求項１記載の
発明の効果に加え、請求項１記載の発明の効果を達成す
る後輪舵角制限系にフエ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図は第１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図は低速走行時における舵角
制限作用説明図、第３図は中速走行時における舵角制限
作用説明図、第４図は高速走行時における舵角制限作用
説明図、第５図は第１実施例の四輪操舵車の後輪舵角制
御装置の変形例を示す全体システム図、第６図は第２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７図は第６図Ｉ−Ｉ線断面図、第８図は低速走
行時における舵角制限作用説明図、第９図は中速走行時
における舵角制限作用説明図、第１０図は高速走行時に
おける舵角制限作用説明図、第１１図は後輪舵角制限機
構のフェイル時（停車時）におけるロック作用説明図で
ある。 １・・・後輪 ２・・・後輪転舵パワーシリンダ ２日・・・ピストンロッド 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−・ピストン ７・・−オリフィス ８・−・スプリング ９・・一油圧ポンプ １０・・・油圧制御バルブ １１・・・油圧ポンプ １２・・・ブロベラシャフト １３・・・ワンウエイクラッチ付ブーリ１４・・・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・・・タイロッド １９・・・ナックルスピンドル ２０・・・チェックバルブ ２１・・・吐出油路 ２２・・・リザーブタンク ２３・・一返送油路 ３１・・・ロック溝 ４１・・・ロツクピン

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
   く油圧駆動される後輪転舵アクチュエータを有する後輪
   舵角制御手段と、 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、 前記リヤステアリング機構の移動量を車速に応じて所定
   量に規制するべく駆動される舵角制限アクチュエータを
   有し、車速が低車速から高車速になるほど後輪の転舵可
   能な最大舵角を連続的に小舵角に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。 ２）請求項１記載の四輪操舵車の後輪舵角制御装置にお
   いて、 前記後輪舵角制限機構が、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により駆動
   され、駆動方向とは逆方向に付勢するスプリングを有す
   る舵角制限パワーシリンダと、該舵角制限パワーシリン
   ダのピストンロッド先端部と前記リヤステアリング機構
   のロッド部のうち、一方に設けられた舵角制限ピン及び
   ロックピンと他方に設けられた舵角制限溝及びロック溝
   とを有する機構である事を特徴とする四輪操舵車の後輪
   舵角制御装置。