JPH0357778A - 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、特にそのフ
ェイルセーフ技術に関する。

（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６２−１６６１
６１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、高速時には電気的信号により制御される
ソレノイドにより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
基づきスベーサの出没を制御していることから、何らか
の電気的異常がスペーサの出没制御装置に発生するおそ
れがあり、この場合フエイルセーフの機能が発揮されな
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
も有利で、良好な旋回性能が得るのに必要な所定の後輪
転舵角を後輪舵角制御内容にかかわらず許容する高い自
由度を持ちながら、高速時に後輪舵角制御系にフェイル
が発生した場合、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、後輪舵角制限機構として純メカニカル機
構を採用すると共に、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予め徐々に小舵角に制限
する機構とした。

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、車速に関連す
る回転数で回転する駆動軸により回転が与えられる第１
回転子と、該第１回転子に第１リンクを介して連結され
る重錘と、該重錘に第２リンクを介して連結されてリン
ク変位に伴ない軸方向に変位する第２回転子と、重錘に
作用する遠心力に対向する力を発生する弾性体と、前記
第２回転子と前記リヤステアリング機構の可動部との対
向位置に設けられる舵角制限ビン及び舵角制限溝とを有
する後輪舵角制限機構とを備えている事を特徴とする。

（作　用） 車両走行時には、後輪舵角制限機構において、車速に関
連する回転数で回転する駆動軸により第１回転子に回転
が与えられ、第１回転子に第１リンク及び第２リンクを
介して連結される重錘に遠心力が作用する。そして、重
錘に作用する遠心力と弾性体による弾性力とが釣り合っ
ていない時には、重錘が釣り合う位置まで径方向に移動
し、釣り合う位置で移動が停止する。この重錘の移動に
伴ない第１リンク及び第２リンクが変位すると共に第２
リンクに連結される第２回転子は軸方向に変位し、重錘
の停止位置と対応する位置で第２回転子が停止する。こ
の第２回転子の変位動作により、第２回転子とりャステ
アリング機構の可動部との対向位置に設けられる舵角制
限ピンと舵角制限溝との相対位置関係が決まる。

従って、この相対位置関係の設定により舵角制限ピンの
舵角制限溝に対する挿入量を自由に決められるし、この
挿入量は第１回転子の回転数変化に応じ変化することで
車速に関連する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は後輪舵角制限機構（第２図）を備えた実施例の
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。

後輪舵角制御装置としては、操舵角センサ１や車速セン
サ２等から前輪操舵角ｅ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３を逆相に大きく転舵し高速
小操舵角時には後輪３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４と、該後輪舵角コントローラ４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５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６（後
輪転舵アクチュエータ）と、該後輪転舵パワーシリンダ
６により後輪３に舵角を与えるタイロツド７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。

尚、前記油圧制御バルブ５は、油圧ポンブ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６の左右
室に送る制御圧を作り出す。

次に、低車速時に後輪３の最大舵角の制限を緩くして後
輪３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３の最大舵角の制限を徐々に厳し
くして後輪３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、車速に対応した回転数で回転す
るプロペラシャフト１０の回転を利用して後輪舵角制限
作動を行なわせる純メカニカル機構であり、車速に関連
する回転数で回転するブロベラシャフト１０（駆動軸）
により回転が与えられる第１回転子１１と、該第１回転
子１１に第１リンク１２を介して連結される重錘１３と
、該重錘１３に第２リンク１４を介して連結される第２
回転子１５と、重ｆＩ！１３に作用する遠心力に対向す
る力を発生するスプリング１６（弾性体）と、リンク変
位に伴ない軸方向に変位する前記第２回転子１５に設け
られる舵角制限ビン１７と、該舵角制限ビン１Ｙの対向
位置であって前記後輪転舵パワーシリンダ６のロツド６
ａ（可動部）に設けられる舵角制限溝１８とを有する。

前記プロペラシャフト１０は、リャディファレンシャル
１９及びリヤドライブシャフト２０を介してエンジン駆
動力を後輪３へ伝達すると共に、プロペラシャフト１０
に固定されたクラウンギャ２１，第１ギャ２２．シャフ
ト２３及び第２ギャ２４を介して第１回転子１１を回転
駆動する。

前記第１回転子１１は、円筒形状であり、ハウジング２
５にベアリング２６を介して回転可能に支持されている
。

前記第１リンク１２は、その両端が前記第１回転子１１
と重錘１３とにビン結合され、前記第２リンク１４は、
その両端が重錘１３と第２回転子１５とにビン結合され
ていて、両リンク１２，１４によりパンタグラフリンク
機構が構成され、両リンク１２．＋４の結合部に重錘１
３が設けられている。

前記第２回転子１５は、前記第１回転子１１の円筒内面
を貫通し、シールリング２７を介し、回転可能で軸方向
移動可能に設けられている。

前記スプリング１６は、重錘１３と第２回転子１５との
間に、回転により重ｆ！１３に作用する遠心力と対抗す
る付勢力を付与するように設けられている。すなわち、
第２回転子１５の周囲に設けられた環状部材４１と、重
錘１３にピン結合されるスプリング支持部材４２とにス
プリング１６が固着され、スプリング１６は遠心力に対
抗して引張り力を発生するようになっている。

前記舵角制限ビン１７は、第２回転子１５に対しベアリ
ング２８を介して連結されていて、回り止めキー２９に
よりハウジング２５に対し、軸方向のストロークのみを
し、回転しない様に設けられている。尚、舵角制限ピン
１７の先端形状は円錐形状もしくは楔形状とされている
。

前記舵角制限溝１８は、後輪転舵パワーシリンダ６のロ
ツド６ａに固定されたブロック３０に形成されていて、
その溝形状は、舵角制限ピン１７と同様に円錐形状もし
くは楔形状であるが、舵角制限ピン１７を最も深くまで
挿入した状態においてもロツド６ａのわずかなストロー
クを許容するように、舵角制限溝１８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。

従って、後輪舵角制限機構Ａの重錘１３はスブリング１
６の付勢力のみにより規定される位置にあり、第１図及
び第２図に示すように、舵角制限ピン１７は舵角制限溝
１８に対し僅かに挿入される位置に配置される。

（口）車両前進走行時 車両前進走行時には、後輪舵角制限機構Ａにおいて、プ
ロペラシャフト１０により車速に応じて第１回転子１１
に回転が与えられ、第１回転子１１に第１リンク１２を
介して連結される重錘１３に遠心力が作用する。

そして、重錘１３に作用する遠心力とスプリング１６に
よる付勢力とが釣り合っていない時には、重錘１３が釣
り合う位置まで径方向に移動し、釣り合う位置で移動が
停止する。

この重錘１３の移動に伴ない第１リンク１２及び第２リ
ンク１４が変位すると共に第２リンク１４に連結される
第２回転子１５は軸方向に変位し、重錘１３の停止位置
と対応する位置で第２回転子１５が停止する。

この第２回転子１５の変位動作により、第２回転子１５
に設けられた舵角制限ピン１７と後輪転舵パワーシリン
ダ６のロツド６ａに設けられた舵角制限ビン１８との相
対位置関係か決まる。

即ち、プロペラシャフト１０の回転数が高速回転である
ほど、重錘１３に作用する遠心力は大きくなり、重錘１
３が外径方向に相当量移動してスプリング１６による付
勢力と釣り合うことで、舵角制限ビン１７は第２図の位
置から車速か上昇するにつれて下方位置に配置され、舵
角制限溝１８に対する挿λ量が大きくなる。

そして、この舵角制限ピン１７の舵角制限溝１８に対す
る挿入量が大きくなればなるほど後輪転舵パワーシリン
ダ６のロツド６ａ，６ｂはそのストローク可動範囲の制
限を受け、このストローク制限がそのまま後輪３の舵角
制限となる。

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。

■　後輪舵角制限機構Ａは後輪転舵を禁止するものでは
な〈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
にフェ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、車速が上昇するに従って
徐々に最大転舵角を小さくする車速応動可変機能が得ら
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。

■　後輪舵角制限機横Ａは、プロペラシャフト１０の回
転を利用した第１回転子１１や重錘１３や第２回転子１
５を有する純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。

■　後輪舵角制御系と、後輪舵角制限系とを完全分離の
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か出来る。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具
体的な構成は図示の例に限られるものではない。

例えば、後輪舵角制限機構としては、第３図に示すよう
に、スプリング１６を舵角制限ピン１７とハウジング２
５との間に介装しても良い。この場合にもスプリング１
６には引張り力が働くように、スプリング１６がハウジ
ング２５と舵角制限ピン１７に固着される。

また、後輪転舵アクチュエータは、油圧シリンダではな
く、電動モータ等のアクチュエータを用いたものでも良
い。

また、実施例の後輪舵角制限機構では、プロペラシャフ
トから回転を受ける例を示したカイ、車速に関連する回
転数となるドライブシャフトやトランスミッション出力
軸等から回転を受ける例としても良く、この場合には、
プロペラシャフトが存在しない前輪駆動車やミッドシッ
プ車等にも適用できる。

また、実施例の後輪舵角制限機構では、第２回転子側に
舵角制限ビンを設け、パワーシリンダのロツド側に舵角
制限溝を設けたが、これとは逆に、第２回転子側に舵角
制限溝を設け、パワーシリンダのロツド側に舵角制限ピ
ンを設けるようにしてもよい。

（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、後輪舵角制限機構として純メカニカル機構を
採用すると共に、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予め徐々に小舵角に制限する
機構とした為、コスト的にもメインテナンス的にも有利
で、良好な旋回性能が得るのに必要な所定の後輪転舵角
を後輪舵角制御内容にかかわらず許容する高い自由度を
持ちながら、高速時に後輪舵角制御系にフェイルが発生
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。

【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図は実施例装置の後輪舵角制限機
構を示す要部拡大図、第３図は他の実施例による後輪舵
角制限機構を示す要部・拡大図である。 Ａ・・・後輪舵角制限機構 ３・・・後輪 ６・・・後輪転舵パワーシリンダ （後輪転舵アクチュエータ） ６ａ・・・ロツド（可動部） ７・・・タイロツド ８・・・ナックルスピンドル １０・・・プロペラシャフト（駆動軸）１１・・・第１
回転子 １２・・・第１リンク ３・・一重錘 ４・・一第２リンク ５・一・第２回転子 ６・・−スプリング（弾性体） ７・・・舵角制限ピン ８・・・舵角制限溝

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、 車速に関連する回転数で回転する駆動軸により回転が与
   えられる第１回転子と、該第１回転子に第１リンクを介
   して連結される重錘と、該重錘に第２リンクを介して連
   結されてリンク変位に伴ない軸方向に変位する第２回転
   子と、重錘に作用する遠心力に対向する力を発生する弾
   性体と、前記第２回転子と前記リヤステアリング機構の
   可動部との対向位置に設けられる舵角制限ピン及び舵角
   制限溝とを有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。