JPH0518227Y2 - - Google Patents

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JPH0518227Y2
JPH0518227Y2 JP12874387U JP12874387U JPH0518227Y2 JP H0518227 Y2 JPH0518227 Y2 JP H0518227Y2 JP 12874387 U JP12874387 U JP 12874387U JP 12874387 U JP12874387 U JP 12874387U JP H0518227 Y2 JPH0518227 Y2 JP H0518227Y2
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wheel steering
rear wheel
shaft
pinion
steering angle
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、車両の前後輪操舵装置に係り、特
に、前輪操舵機構と後輪操舵機構が連結シヤフト
によつて機械的に連結されてなり、また前記前輪
操舵機構又は後輪操舵機構がハウジングに支持さ
れて軸方向移動時に車輪を転舵させるラツク軸を
備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持
されて前記ラツク軸のラツク歯に噛合するピニオ
ンを一体的に有し前記連結シヤフトに連結される
ピニオンシヤフトを備えてなる車両の前後輪操舵
装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a front and rear wheel steering system for a vehicle, and in particular, a front wheel steering mechanism and a rear wheel steering mechanism are mechanically connected to each other by a connecting shaft. and a pinion that is rotatably supported by the housing and meshes with the rack teeth of the rack shaft. The present invention relates to a front and rear wheel steering system for a vehicle, which includes a pinion shaft integrally connected to the connecting shaft.

〔従来技術〕[Prior art]

この種の装置は、従来、種々なものが提案され
ていて、例えば特開昭59−26363号公報、特開昭
61−163063号公報にて提案されている。しかし
て、これらの公報にて提案されている装置におい
ては、後輪操舵機構に付設した舵角比設定装置に
より前輪と後輪の舵角比がゼロと設定されないか
ぎり、前輪が転舵されるとこれに伴なつて後輪が
必ず転舵される。
Various devices of this type have been proposed in the past, such as Japanese Patent Laid-Open No. 59-26363,
This is proposed in Publication No. 61-163063. However, in the devices proposed in these publications, the front wheels are steered unless the steering angle ratio between the front wheels and the rear wheels is set to zero by the steering angle ratio setting device attached to the rear wheel steering mechanism. As a result, the rear wheels are always steered.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

このため、舵角比が設定値に設定されている状
態にて後輪操舵機構に異常が生じて後輪操舵負荷
が異常に増大したような場合には、前輪操舵機構
が正常であつても操舵が困難となる。
Therefore, if an abnormality occurs in the rear wheel steering mechanism and the rear wheel steering load increases abnormally when the steering angle ratio is set to the set value, even if the front wheel steering mechanism is normal, Steering becomes difficult.

また、舵角比設定装置又はこれらの作動を制御
する制御装置に異常が生じて前輪と後輪の舵角比
が正常値に設定されない場合には、前輪の転舵に
伴なつて後輪が異常に転舵されてしまい当該車両
の操安性が悪化する。
In addition, if an abnormality occurs in the steering angle ratio setting device or the control device that controls these operations and the steering angle ratio between the front wheels and the rear wheels is not set to a normal value, the rear wheels may change as the front wheels turn. The vehicle is steered abnormally and the steering stability of the vehicle deteriorates.

本出願人は、かかる問題を解決するために特願
昭61−3158号特開昭62−163870号参照にて当該シ
ステムの異常時に連結シヤフト中に介装したクラ
ツチを作動させて動力伝達を不能とする装置を提
案した。ところで、この装置は、連結シヤフトの
途中にクラツチを介装するものであるため、当該
装置が大型で高価となるといつた問題がある。
In order to solve this problem, the applicant disclosed in Japanese Patent Application No. 61-3158 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-163870 that when an abnormality occurs in the system, a clutch installed in the connecting shaft is actuated to disable power transmission. We proposed a device to do this. However, since this device requires a clutch to be interposed in the middle of the connecting shaft, there are problems in that the device is large and expensive.

本考案は上記した問題に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、当該操舵システムの異
常時、前輪操舵機構を正常に操舵し得るととも
に、前輪が転舵されても後輪が転舵角をゼロに保
持されるようにする車両の前後輪操舵装置を安価
に提供することにある。
This idea was created in view of the problems mentioned above.
The purpose of this is to enable the front wheel steering mechanism to operate normally when there is an abnormality in the steering system, and to maintain the steering angle of the rear wheels at zero even when the front wheels are turned. An object of the present invention is to provide a wheel steering device at a low cost.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案は、上記した目的を達成するために、前
輪操舵機構と後輪操舵機構が連結シヤフトによつ
て機械的に連結されてなり、また前記前輪操舵機
構又は後輪操舵機構がハウジングに支持されて軸
方向移動時に車輪を転舵させるラツク軸を備える
とともに前記ハウジングに回転可能に支持されて
前記ラツク軸のラツク歯に噛合するピニオンを一
体的に有し前記連結シヤフトに連結されるピニオ
ンシヤフトを備えてなる車両の前後輪操舵装置に
おいて、前記ピニオンとラツク歯の噛合部より後
輪側に後輪の転舵角がゼロとなる位置に向けて付
勢する復帰スプリング機構を設けるとともに、前
記ハウジングと前記ピニオンシヤフト間に所定量
の回転によつて前記ピニオンとラツク歯の噛合を
解除する偏心カムを介装し、この偏心カムを当該
操舵システムの異常を検出する異常検出手段から
異常検出信号に応答して作動する駆動装置により
所定量回転させるようにしたことに構成上の特徴
がある。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a front wheel steering mechanism and a rear wheel steering mechanism that are mechanically connected by a connecting shaft, and the front wheel steering mechanism or the rear wheel steering mechanism is supported by a housing. and a pinion shaft connected to the connecting shaft, the pinion shaft being rotatably supported by the housing and integrally having a pinion that meshes with the rack teeth of the rack shaft. In the front and rear wheel steering device for a vehicle, a return spring mechanism is provided on the rear wheel side from the meshing portion of the pinion and the rack teeth toward a position where the steering angle of the rear wheels is zero, and the housing and the pinion shaft, an eccentric cam is interposed between the pinion shaft and the pinion shaft to release the mesh between the pinion and the rack teeth by a predetermined amount of rotation, and the eccentric cam is used to receive an abnormality detection signal from an abnormality detection means for detecting an abnormality in the steering system. The construction is characterized by the fact that it is rotated by a predetermined amount by a drive device that operates in response.

〔考案の作用〕[Effect of invention]

上記のように構成した本考案においては、当該
操舵システムが正常であれば、異常検出手段から
異常検出信号は発せられず、駆動装置は偏心カム
を回転させない。このため、ピニオンとラツク歯
の噛合は保持され、ピニオンシヤフトとラツク軸
間は動力(操舵力)が伝達し得る。したがつて、
前輪操舵機構と後輪操舵機構が連結シヤフトを介
して連動し、前後輪操舵による操縦性能が得られ
る。
In the present invention configured as described above, if the steering system is normal, the abnormality detection means does not issue an abnormality detection signal and the drive device does not rotate the eccentric cam. Therefore, the engagement between the pinion and the rack teeth is maintained, and power (steering force) can be transmitted between the pinion shaft and the rack shaft. Therefore,
The front wheel steering mechanism and the rear wheel steering mechanism are linked via a connecting shaft, providing maneuverability through front and rear wheel steering.

ところで、本考案においては、当該操舵システ
ムの異常時、異常検出手段から異常検出信号が発
せられて駆動装置が作動し、この駆動装置の作動
により偏心カムが所定量回転される。このため、
ピニオンとラツク歯の噛合が解除され、ピニオン
シヤフトとラツク軸間の動力伝達が不能とされ
る。また、このときには、復帰スプリング機構が
作用して後輪の転舵角がゼロとなるようにするた
め、後輪は直進状態とされる。したがつて、この
ときには、前輪のみの操舵による操縦性能が得ら
れる。
By the way, in the present invention, when an abnormality occurs in the steering system, an abnormality detection signal is issued from the abnormality detection means, the driving device is activated, and the eccentric cam is rotated by a predetermined amount by the operation of the driving device. For this reason,
The pinion and rack teeth are disengaged, and power transmission between the pinion shaft and the rack shaft is disabled. Further, at this time, the return spring mechanism acts so that the steering angle of the rear wheels becomes zero, so that the rear wheels are brought into a straight-ahead state. Therefore, at this time, maneuverability can be obtained by steering only the front wheels.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

上記作用説明から理解されるように、本考案に
おいては、当該操舵システムの異常時、ピニオン
とラツク歯の噛合が解除されて同噛合部より後輪
側には前輪操舵機構からの動力(操舵力)が伝達
されないため、また復帰スプリング機構により後
輪の転舵角がゼロとされるため、上記異常により
後輪操舵負荷が異常に増大しても、また後輪操舵
機構に付設した各装置(例えば、舵角比設定装
置、又はこれらの作動を制御する制御装置)に異
常が生じても、前輪操舵機構は正常にしかも容易
に操舵でき、かつ後輪の転舵角をゼロに保持する
ことができて、当該車両の操安性を良好に維持す
ることができる。
As can be understood from the above description of the operation, in the present invention, when there is an abnormality in the steering system, the meshing between the pinion and the rack teeth is released, and the power (steering force) from the front wheel steering mechanism is transferred from the meshing portion to the rear wheel side. ) is not transmitted, and the return spring mechanism sets the rear wheel steering angle to zero, so even if the rear wheel steering load abnormally increases due to the above abnormality, each device attached to the rear wheel steering mechanism ( For example, even if an abnormality occurs in the steering angle ratio setting device or the control device that controls these operations, the front wheel steering mechanism can be steered normally and easily, and the steering angle of the rear wheels can be maintained at zero. This makes it possible to maintain good drivability of the vehicle.

また、本考案においては、当該操舵システムの
異常時において前輪操舵機構からの動力(操舵
力)が後輪側に伝達されないようにするために採
用した手段が、ハウジングとピニオンシヤフト間
に介装した偏心カムとこの偏心カムを回転させる
駆動装置であつて、ラツク軸、ピニオンシヤフト
等とともにハウジングに一体的に組付けることが
できるため、またラツク軸のラツク歯とピニオン
シヤフトのピニオンの噛合部を有効に利用したも
のであるため、当該装置をコンパクトにかつ安価
に構成することができる。
In addition, in the present invention, the means adopted to prevent the power (steering force) from the front wheel steering mechanism from being transmitted to the rear wheels in the event of an abnormality in the steering system is a means interposed between the housing and the pinion shaft. This is an eccentric cam and a drive device that rotates the eccentric cam. It can be integrally assembled into the housing together with the rack shaft, pinion shaft, etc., and the meshing part between the rack teeth of the rack shaft and the pinion of the pinion shaft is effectively Since the device is used in the following, the device can be constructed compactly and at low cost.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本考案による車両の前後輪操舵装置を
概略的に示していて、この前後輪操舵装置は前輪
操舵機構Aと後輪操舵機構Bと電気制御装置Cを
備えている。
FIG. 1 schematically shows a front and rear wheel steering device for a vehicle according to the present invention, and this front and rear wheel steering device includes a front wheel steering mechanism A, a rear wheel steering mechanism B, and an electric control device C.

前輪操舵機構Aは、ステアリングホイール11
が回転されるのに伴なつて左右前輪FW1,FW2
を転舵させるものであり、ステアリングホイール
11はメインシヤフト12、制御バルブ装置V、
ラツクピニオン機構D、ラツク軸(リレーロツ
ド)13、左右タイロツド14a,14b及び左
右ナツクルアーム15a,15bを介して左右前
輪FW1,FW2に連結されている。制御バルブ装
置Vは、油圧ポンプPから供給される作動油をメ
インシヤフト12に作用する操舵トルクに応じて
パワーシリンダEに給排するものであり、パワー
シリンダEは車体に組付けられるハウジング16
の一部をシリンダボデイとしかつラツク軸13を
ピストンロツドとして構成されていてラツク軸1
3の左右動(軸方向移動)を助勢する。
The front wheel steering mechanism A includes a steering wheel 11
As the left and right front wheels FW1 and FW2 are rotated,
The steering wheel 11 steers the main shaft 12, the control valve device V,
It is connected to the left and right front wheels FW1 and FW2 via a rack and pinion mechanism D, a rack shaft (relay rod) 13, left and right tie rods 14a and 14b, and left and right knuckle arms 15a and 15b. The control valve device V supplies and discharges hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the power cylinder E according to the steering torque acting on the main shaft 12, and the power cylinder E is connected to a housing 16 assembled to the vehicle body.
A part of the rack shaft 1 is configured as a cylinder body, and the rack shaft 13 is a piston rod.
3. Supports left and right movement (axial movement).

ラツクピニオン機構Dは、第2図にて示したよ
うに、ハウジング16にベアリング17,18を
介して回転自在に組付けられ制御バルブ装置Vを
介してメインシヤフト12に連結されるピニオン
シヤフト21と、このピニオンシヤフト21に一
体的に設けたピニオン21aに常時噛合する第1
ラツク歯13aからなり、この第1ラツク歯13
aはラツク軸13に一体的に設けられている。ま
た、ラツク軸13には第2ラツク歯13bが一体
的に設けられていて、この第2ラツク歯13bは
ピニオンシヤフト22に一体的に設けたピニオン
22aに解離可能に噛合している。なお、ラツク
軸13は、圧縮スプリング23(弾撥力はハウジ
ング16に螺着されてロツクナツト25によつて
固定されたキヤツプ26を螺進・螺退させること
により調整できる)により付勢されたラツクガイ
ド24によつて、両ピニオン21a,22aと両
ラツク歯13a,13bの噛合部に向けて弾撥的
に付勢されるとともに、軸方向へ摺動可能に支承
されている。
As shown in FIG. 2, the rack and pinion mechanism D includes a pinion shaft 21 that is rotatably assembled to the housing 16 via bearings 17 and 18 and connected to the main shaft 12 via a control valve device V. , a first gear that constantly meshes with a pinion 21a provided integrally with this pinion shaft 21.
This first rack tooth 13 consists of a rack tooth 13a.
a is provided integrally with the rack shaft 13. Further, a second rack tooth 13b is integrally provided on the rack shaft 13, and the second rack tooth 13b is removably meshed with a pinion 22a that is integrally provided on the pinion shaft 22. The rack shaft 13 is a rack guide biased by a compression spring 23 (the resiliency can be adjusted by screwing forward and backward a cap 26 that is screwed onto the housing 16 and fixed by a lock nut 25). 24, it is elastically biased toward the meshing portion of both pinions 21a, 22a and both rack teeth 13a, 13b, and is supported so as to be slidable in the axial direction.

ピニオンシヤフト22は、ラツク軸13の左右
動を連結シヤフトSに回転として伝えるものであ
り、ハウジング16から突出した後端部にて自在
継手27を介して連結シヤフトSに連結されてい
る(第1図参照)。また、ピニオンシヤフト22
はベアリング31,32と偏心カム33とベアリ
ング34,35を介してハウジング16に回転自
在、径方向へ移動可能かつ軸方向へ移動不能に組
付けられている。ベアリング31,32はピニオ
ンシヤフト22と偏心カム33間に組付けられて
いて、ピニオンシヤフト22の段部とピニオンシ
ヤフト22に螺着したナツト36により軸方向へ
移動を規制されている。一方、ベアリング34,
35は偏心カム33とハウジング16間にに組付
けられていて、ハウジング16の段部とハウジン
グ16に螺着されてロツクナツト38によつて固
定されたスリーブ37により軸方向への移動を規
制されている。
The pinion shaft 22 transmits the horizontal movement of the rack shaft 13 to the connecting shaft S as rotation, and is connected to the connecting shaft S via a universal joint 27 at the rear end protruding from the housing 16 (first (see figure). In addition, the pinion shaft 22
is assembled to the housing 16 via bearings 31, 32, eccentric cam 33, and bearings 34, 35 so as to be rotatable, movable in the radial direction, and immovable in the axial direction. The bearings 31 and 32 are assembled between the pinion shaft 22 and the eccentric cam 33, and their movement in the axial direction is restricted by a stepped portion of the pinion shaft 22 and a nut 36 screwed onto the pinion shaft 22. On the other hand, the bearing 34,
35 is assembled between the eccentric cam 33 and the housing 16, and its movement in the axial direction is regulated by a stepped portion of the housing 16 and a sleeve 37 screwed onto the housing 16 and fixed by a lock nut 38. There is.

偏心カム33は、その軸心01がピニオンシヤ
フト22の軸心02に対して所定量lオフセツト
するように形成されていて、その外周にはウオー
ム41aと係合するホイール33aが一体的に設
けられている。ウオーム41aは、第3図いて示
したように、ハウジング16にベアリング42,
43を介して回転自在かつ軸方向へ移動不能に組
付けられたウオームシヤフト41に一体的に設け
られていて、このウオームシヤフト41はハウジ
ング16に組付けたステツプモータ44によつて
回転されるように構成されている。なお、第3図
においては、偏心カム33が第2図にて示した状
態から180度回転されていて、、ピニオンシヤフト
22のピニオン22aがラツク軸の第2ラツク歯
13bから外れて離れており、ラツク軸13とピ
ニオンシヤフト22間は動力伝達不能となつてい
る。
The eccentric cam 33 is formed such that its axis 01 is offset by a predetermined amount l from the axis 02 of the pinion shaft 22, and a wheel 33a that engages with the worm 41a is integrally provided on its outer periphery. ing. The worm 41a has a bearing 42 in the housing 16, as shown in FIG.
The wormshaft 41 is provided integrally with the wormshaft 41 which is rotatably but immovably assembled in the axial direction via the housing 16. It is composed of In addition, in FIG. 3, the eccentric cam 33 has been rotated 180 degrees from the state shown in FIG. 2, and the pinion 22a of the pinion shaft 22 has come off and separated from the second rack tooth 13b of the rack shaft. , power cannot be transmitted between the rack shaft 13 and the pinion shaft 22.

次に後輪操舵機構Bの構成について説明する。
後輪操舵機構Bは、第1図に示したように、連結
シヤフトSによつて前輪操舵機構Aに機械的に連
結されていて、リレーロツド51、左右タイロツ
ド52a,52b及びナツクルアーム53a,5
3bを備えてリレーロツド51の左右動により左
右後輪RW1,RW2を転舵させるリンク機構F
と、前輪操舵機構Aにおけるラツク軸13の左右
動に応じて回転する連結シヤフトSの回転を車速
に応じてリレーロツド51の左右動に変換する
(換言すれば、前輪FW1,FW2と後輪RW1,
RW2の舵角比を車速に応じて設定する)連結機
構Gによつて構成されている。連結機構Gは、特
開昭61−163064号公報にて提案されたものであつ
て、電気制御装置Cによつて制御されるステツプ
モータ54(車体に組付けられるハウジング55
に組付けられている)を備えており、同モータ5
4によつてリレーロツド51をその軸線回りに回
転することにより前輪FW1,FW2と後輪RW
1,RW2の舵角比を変えることができるように
なつている。なお、連結機構Gの詳細な構成説明
は省略する。
Next, the configuration of the rear wheel steering mechanism B will be explained.
As shown in FIG. 1, the rear wheel steering mechanism B is mechanically connected to the front wheel steering mechanism A by a connecting shaft S and includes a relay rod 51, left and right tie rods 52a, 52b, and knuckle arms 53a, 5.
3b, the link mechanism F steers the left and right rear wheels RW1 and RW2 by the left and right movement of the relay rod 51.
The rotation of the connecting shaft S, which rotates in response to the left-right movement of the rack shaft 13 in the front wheel steering mechanism A, is converted into the left-right movement of the relay rod 51 in accordance with the vehicle speed (in other words, the front wheels FW1, FW2 and the rear wheels RW1,
The steering angle ratio of RW2 is set according to the vehicle speed). The coupling mechanism G is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 163064/1982, and includes a step motor 54 (a housing 55 assembled to the vehicle body) controlled by an electric control device C.
), and the same motor 5
4 rotates the relay rod 51 around its axis to rotate the front wheels FW1, FW2 and the rear wheel RW.
1. It is now possible to change the rudder angle ratio of RW2. Note that a detailed configuration explanation of the coupling mechanism G will be omitted.

また、後輪操舵機構Bには、リレーロツド51
を中立位置、すなわち後輪RW1,RW2の転舵
角がゼロとなる位置に向けて付勢する復帰スプリ
ング機構Hが設けられている。復帰スプリング機
構Hは、第4図にて示したように、リレーロツド
51上に摺動可能に嵌合した一対のリテーナ6
1,62と、これら両リテーナ61,62間に張
設した圧縮コイルスプリング63(所定の予備荷
重が付与されている)と、リレーロツド51上に
リング64,65を用いて固着したストツパ6
6,67と、ハウジング55の筒部内に移動不能
に配設したストツパ168,69によつて構成さ
れていて、第4図図示位置(中立位置)において
は、リテーナ61が両ストツパ66,68に当接
し、またリテーナ62が両ストツパ67、69に
当接している。
In addition, the rear wheel steering mechanism B includes a relay rod 51.
A return spring mechanism H is provided that biases the rear wheels RW1 and RW2 toward a neutral position, that is, a position where the steering angle of the rear wheels RW1 and RW2 is zero. As shown in FIG. 4, the return spring mechanism H includes a pair of retainers 6 slidably fitted onto the relay rod 51.
1, 62, a compression coil spring 63 (to which a predetermined preload is applied) stretched between both retainers 61, 62, and a stopper 6 fixed on the relay rod 51 using rings 64, 65.
6, 67, and stoppers 168, 69 that are immovably disposed within the cylindrical portion of the housing 55. In the position shown in FIG. The retainer 62 is in contact with both stoppers 67 and 69.

電気制御装置Cは、第1図にて示したように、
前輪転舵角センサ71、車速センサ72、油圧セ
ンサ73及び後輪転舵角センサ74を有する。前
輪転舵角センサ71はメインシヤフト12に組付
けられ同シヤフト12の回転角を検出することに
より、左右前輪FW1,FW2の転舵角を表す前
輪操舵角信号を出力するものであり、異常判定回
路77に接続されている。車速センサ72は変速
機(図示しない)に設けられ変速機の出力軸の回
転数を検出することにより、車速を表す車速信号
を出力するものであり、前後輪舵角比設定回路7
5と異常判定回路77に接続されている。油圧セ
ンサ73は油圧ポンプPから吐出され制御バルブ
装置Vに供給される油圧を検出して、該油圧を表
す油圧信号を出力するものであり、異常判定回路
77に接続されている。後輪転舵角センサ74
は、後輪操舵機構Bのハウジング55に組付けら
れリレーロツド51の軸方向の変位量を検出する
ことにより、左右後輪RW1,RW2の転舵角を
表す後輪転舵角信号を出力するものであり、異常
判定回路77に接続されている。
The electric control device C, as shown in FIG.
It has a front wheel steering angle sensor 71, a vehicle speed sensor 72, an oil pressure sensor 73, and a rear wheel steering angle sensor 74. The front wheel steering angle sensor 71 is attached to the main shaft 12 and detects the rotation angle of the main shaft 12 to output a front wheel steering angle signal representing the steering angle of the left and right front wheels FW1 and FW2, and is used to determine abnormality. It is connected to circuit 77. The vehicle speed sensor 72 is provided in a transmission (not shown) and outputs a vehicle speed signal representing the vehicle speed by detecting the rotation speed of the output shaft of the transmission.
5 and an abnormality determination circuit 77. The oil pressure sensor 73 detects the oil pressure discharged from the hydraulic pump P and supplied to the control valve device V, and outputs an oil pressure signal representing the oil pressure, and is connected to the abnormality determination circuit 77. Rear wheel steering angle sensor 74
is assembled into the housing 55 of the rear wheel steering mechanism B, and detects the amount of displacement in the axial direction of the relay rod 51, thereby outputting a rear wheel turning angle signal representing the turning angle of the left and right rear wheels RW1, RW2. Yes, and connected to the abnormality determination circuit 77.

前後輪舵角比設定回路75は、マイクロコンピ
ユータ等の電気回路により構成されるもので、車
速の増加に従つて負から正に徐々に変化する目標
前後舵角比をテーブルの形で記憶するメモリと、
該メモリから車速に応じて目標前後輪舵角比を読
出す回路を備えていて、目標前後輪舵角比を表す
制御信号を出力するようになつており、駆動回路
76と異常判定回路77に接続されている。駆動
回路76は前後輪舵角比設定回路75からの制御
信号に基づき、前後輪舵角比が目標前後舵角比に
なるようにステツプモータ54を回転させるため
の駆動パルス列信号を同モータ54に供給するも
のであり、ステツプモータ54と異常判定回路7
7に接続されている。なお、前後輪舵角比が負で
あるということは前輪FW1,FW2が左方(又
は右方)に転舵されるとき後輪RW1,RW2が
右方(又は左方)に転舵されることを意味し、ま
た前後輪舵角比が正であるということは前輪FW
1,FW2が左方(又は右方)に転舵されるとき
後輪RW1,RW2が左方(又は右方)に転舵さ
れることを意味する。
The front and rear wheel steering angle ratio setting circuit 75 is constituted by an electric circuit such as a microcomputer, and has a memory that stores in the form of a table a target front and rear steering angle ratio that gradually changes from negative to positive as the vehicle speed increases. and,
It is equipped with a circuit that reads out a target front and rear wheel steering angle ratio from the memory according to the vehicle speed, and outputs a control signal representing the target front and rear wheel steering angle ratio. It is connected. Based on the control signal from the front and rear wheel steering angle ratio setting circuit 75, the drive circuit 76 sends a drive pulse train signal to the step motor 54 to rotate the step motor 54 so that the front and rear wheel steering angle ratio becomes the target front and rear steering angle ratio. The step motor 54 and the abnormality determination circuit 7
7 is connected. Note that the front and rear wheels steering angle ratio is negative, which means that when front wheels FW1 and FW2 are steered to the left (or right), rear wheels RW1 and RW2 are steered to the right (or left). This means that if the front and rear wheel steering angle ratio is positive, the front wheel FW
1. This means that when FW2 is steered to the left (or right), the rear wheels RW1 and RW2 are steered to the left (or right).

異常判定回路77は各センサ71,72,7
3,74、前後輪舵角比設定回路75及び駆動回
路76からの信号に基づいて当該操舵システムの
異常を例えば下記(a)〜(g)のように検出して異常検
出信号を出力するものであり、駆動回路78と警
告装置79に接続されている。
The abnormality determination circuit 77 is connected to each sensor 71, 72, 7.
3, 74, which detects an abnormality in the steering system based on signals from the front and rear wheel steering angle ratio setting circuit 75 and the drive circuit 76 as shown in (a) to (g) below, and outputs an abnormality detection signal. and is connected to a drive circuit 78 and a warning device 79.

(a) 前輪転舵角センサ71からの前輪転舵角信号
の有無に及び同信号により表される前輪転舵角
が前輪操舵機構Aの機構上あり得ない転舵角以
上であるか否かの判定により、同センサ71及
び前輪転舵角信号を導く導線の異常を検出す
る。
(a) Whether there is a front wheel steering angle signal from the front wheel steering angle sensor 71 and whether the front wheel steering angle represented by the signal is greater than or equal to a mechanically impossible steering angle of the front wheel steering mechanism A. Based on this determination, an abnormality is detected in the sensor 71 and the conductor wire that guides the front wheel turning angle signal.

(b) 車速センサ72からの車速信号の有無及び同
信号により表された車速が車両性能上あり得な
い速度以上であるか否かの判定により、同セン
サ72及び車速信号を導く導線の異常を検出す
る。
(b) By determining the presence or absence of a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 72 and whether the vehicle speed indicated by the signal is higher than a speed that is impossible in terms of vehicle performance, abnormalities in the sensor 72 and the conductor leading to the vehicle speed signal are detected. To detect.

(c) 後輪転舵角センサ74からの後輪転舵角信号
の有無及び同信号により表された後輪転舵角が
後輪操舵機構Bの機構上あり得ない転舵角以上
であるか否かの判定により、同センサ74及び
後輪転舵角信号を導く導線の異常を検出する。
(c) Whether there is a rear wheel steering angle signal from the rear wheel steering angle sensor 74 and whether the rear wheel steering angle indicated by the signal is greater than or equal to a mechanically impossible steering angle of the rear wheel steering mechanism B. Based on this determination, an abnormality in the sensor 74 and the conductor wire that guides the rear wheel turning angle signal is detected.

(d) 前輪舵角センサ71、車速センサ72及び後
輪転舵角センサ74によつて検出された前輪転
舵角、車速及び後輪転舵角の関係が車両走行上
に生じ得る関係にあるか否かの判定により、各
センサ71,72,74いずれかの異常を検出
する。
(d) Whether or not the relationship between the front wheel steering angle, vehicle speed, and rear wheel steering angle detected by the front wheel steering angle sensor 71, vehicle speed sensor 72, and rear wheel steering angle sensor 74 is a relationship that can occur when the vehicle is running. Based on this determination, an abnormality in any one of the sensors 71, 72, and 74 is detected.

(e) 油圧センサ73により検出された油圧が当該
操舵システムを操作するために必要な圧力以上
であるか否かの判定により、油圧ポンプP、制
御バルブ装置V等油圧系統の異常を検出する。
(e) Abnormalities in the hydraulic system, such as the hydraulic pump P and the control valve device V, are detected by determining whether the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensor 73 is equal to or higher than the pressure required to operate the steering system.

(f) 前後輪舵角比設定回路75を構成するマイク
ロコンピユータの暴走、後輪転舵角センサ74
により検出された後輪転舵角と前輪転舵角セン
サ71により検出された前輪転舵角から求めた
前後輪舵角比が適当な時間後にも目標前後輪舵
角比に近づかない等の判定により、前後輪舵角
比設定回路75、駆動回路76又はステツプモ
ータ54等の異常を検出する。
(f) Runaway of the microcomputer configuring the front and rear wheel steering angle ratio setting circuit 75, rear wheel steering angle sensor 74
By determining that the front and rear wheel steering angle ratio obtained from the rear wheel steering angle detected by the front wheel steering angle and the front wheel steering angle detected by the front wheel steering angle sensor 71 does not approach the target front and rear wheel steering angle ratio even after an appropriate period of time. , an abnormality in the front and rear wheel steering angle ratio setting circuit 75, the drive circuit 76, the step motor 54, etc. is detected.

(g) 駆動回路76からステツプモータ54を駆動
するのに足る電圧の駆動パルス列信号が出力さ
れているか否か等の判定により、駆動回路76
の異常を検出する。
(g) The drive circuit 76
detect abnormalities.

駆動回路78は異常検出回路77からの異常検
出信号に基づき、偏心カム33が第3図にて示し
た状態となるようにステツプモータ44を回転さ
せるための駆動パルス列信号を同モータ44に供
給するものであり、ステツプモータ44に接続さ
れている。警告装置79は運転席近傍に設けら
れ、前記異常検出信号に応答する警告ランプ又は
警告ブザーを有する。また、異常判定回路77か
らの異常検出信号は駆動回路76にも導かれるよ
うになつており、同回路76はこの異常検出信号
に応答してステツプモータ54への駆動パルス列
信号の出力を停止する。
Based on the abnormality detection signal from the abnormality detection circuit 77, the drive circuit 78 supplies the step motor 44 with a drive pulse train signal for rotating the step motor 44 so that the eccentric cam 33 is in the state shown in FIG. and is connected to the step motor 44. The warning device 79 is provided near the driver's seat and has a warning lamp or a warning buzzer that responds to the abnormality detection signal. Further, the abnormality detection signal from the abnormality determination circuit 77 is also guided to the drive circuit 76, and the circuit 76 stops outputting the drive pulse train signal to the step motor 54 in response to this abnormality detection signal. .

以上のように構成した本実施例においては、当
該操舵システムに異常が発生していない状態で当
該車両を走行させた場合、異常判定回路77は異
常検出信号を発しないので、偏心カム33はステ
ツプモータ44によつて回転されないので第2図
にて示した状態に保持される。このため、ピニオ
ン22aと第2ラツク歯13bの噛合は保持さ
れ、ピニオンシヤフト22とラツク軸13間は動
力(操舵力)が伝達し得る。したがつて、前輪操
舵機構Aと後輪操舵機構Bが連結シヤフトSを介
して連動する。またこのときには、前後輪舵角比
設定回路75が車速センサ72から現在の車速を
表す車速信号を入力して、目標前後輪舵角比を表
す制御信号を駆動回路76に出力する。このた
め、駆動回路76は、供給された制御信号に基づ
き、目標前後輪舵角比に対応した駆動パルス列信
号をステツプモータ54に出力して、同モータ5
4の回転を制御する。したがつて、連結機構Gに
おいて設定される前後輪舵角比が目標値とされ、
左右後輪RW1,RW2が前輪転舵角及び車速に
応じて転舵され、前後輪操舵による操縦性能が得
られる。なお、このときには、リレーロツド51
の移動に応じて復帰スプリング機構Hのスプリン
グ63が圧縮される。
In this embodiment configured as described above, when the vehicle is driven with no abnormality occurring in the steering system, the abnormality determination circuit 77 does not issue an abnormality detection signal, so the eccentric cam 33 is Since it is not rotated by the motor 44, it is held in the state shown in FIG. Therefore, the engagement between the pinion 22a and the second rack tooth 13b is maintained, and power (steering force) can be transmitted between the pinion shaft 22 and the rack shaft 13. Therefore, the front wheel steering mechanism A and the rear wheel steering mechanism B are interlocked via the connecting shaft S. At this time, the front and rear wheel steering angle ratio setting circuit 75 inputs a vehicle speed signal representing the current vehicle speed from the vehicle speed sensor 72 and outputs a control signal representing the target front and rear wheel steering angle ratio to the drive circuit 76. Therefore, the drive circuit 76 outputs a drive pulse train signal corresponding to the target front and rear wheel steering angle ratio to the step motor 54 based on the supplied control signal.
Controls the rotation of 4. Therefore, the front and rear wheel steering angle ratio set in the coupling mechanism G is set as the target value,
The left and right rear wheels RW1 and RW2 are steered according to the front wheel steering angle and vehicle speed, and maneuverability is obtained by front and rear wheel steering. Note that at this time, the relay rod 51
According to the movement of the spring 63 of the return spring mechanism H is compressed.

ところで、本実施例においては、当該操舵シス
テムに上述した(a)〜(g)のような異常が発生する
と、異常判定回路77が該異常を検出して異常検
出信号を出力するため、駆動回路78がステツプ
モータ44に駆動パルス列信号を供給する。した
がつて、ステツプモータ44が回転して偏心カム
33を第2図の状態から第3図の状態まで回転さ
せる。このため、ピニオン22aと第2ラツク歯
13bの噛合が解除され、ピニオンシヤフト22
とラツク軸13間の動力伝達が不能とされる。ま
た、このときには、復帰スプリング機構Hが作用
して後輪RW1,RW2の転舵角がゼロとなるよ
うにするため、後輪RW1,RW2は直進状態とさ
れる。したがつて、このときには、ステアリング
ホイール11の回転によつて前輪操舵機構Aのみ
が作動し、前輪FW1,FW2のみに操舵による
適確な操縦性能が得られる。なお、このときに
は、駆動回路76が異常判定回路77からの異常
検出信号に応答してステツプモータ54の駆動制
御を停止するため、ステツプモータ54の無用な
駆動をなくすことができる。また警告装置79も
同検出信号に応答して前記異常の発生を運転者に
警告するため、運転者は前記異常の発生に気付き
当該車両を修理工場へ運ぶことができる。また、
本実施例においては、当該操舵システムの異常時
において前輪操舵機構Aからの動力(操舵力)が
後輪側に伝達されないようにするために採用した
手段が、ハウジング16とピニオンシヤフト22
間に介装した偏心カム33とこの偏心カム33を
回転させる駆動装置であつて、ラツク軸13、ピ
ニオンシヤフト22等とともにハウジング16に
一体的に組付けることができるため、またラツク
軸13のラツク歯13bとピニオンシヤフト22
のピニオン22との噛合部を有効に利用したもの
であるため、当該装置をコンパクトにかつ安価に
構成することができる。
By the way, in this embodiment, when an abnormality like the above-mentioned (a) to (g) occurs in the steering system, the abnormality determination circuit 77 detects the abnormality and outputs an abnormality detection signal. 78 supplies a drive pulse train signal to step motor 44. Therefore, the step motor 44 rotates to rotate the eccentric cam 33 from the state shown in FIG. 2 to the state shown in FIG. Therefore, the engagement between the pinion 22a and the second rack teeth 13b is released, and the pinion shaft 22
Power transmission between the rack shaft 13 and the rack shaft 13 is disabled. Further, at this time, the return spring mechanism H acts so that the steering angles of the rear wheels RW1 and RW2 become zero, so that the rear wheels RW1 and RW2 are brought into a straight-ahead state. Therefore, at this time, only the front wheel steering mechanism A is operated by the rotation of the steering wheel 11, and appropriate maneuverability is obtained by steering only the front wheels FW1 and FW2. At this time, since the drive circuit 76 stops the drive control of the step motor 54 in response to the abnormality detection signal from the abnormality determination circuit 77, unnecessary driving of the step motor 54 can be eliminated. Furthermore, since the warning device 79 also responds to the detection signal to warn the driver of the occurrence of the abnormality, the driver can notice the occurrence of the abnormality and take the vehicle to a repair shop. Also,
In this embodiment, the means adopted to prevent the power (steering force) from the front wheel steering mechanism A from being transmitted to the rear wheels when the steering system is abnormal is the housing 16 and the pinion shaft 22.
This is a drive device that rotates the eccentric cam 33 interposed between the eccentric cam 33 and the eccentric cam 33, and can be assembled integrally with the housing 16 together with the rack shaft 13, pinion shaft 22, etc. Teeth 13b and pinion shaft 22
Since the meshing portion with the pinion 22 is effectively utilized, the device can be constructed compactly and at low cost.

上記実施例においては、偏心カム33を回転さ
せるウオームシヤフト41をステツプモータ44
によつて回転させるようにしたが、第5図にて示
したように、電磁切換弁45によつて作動を制御
される油圧シリンダ46のピストンロツド46a
に設けたラツク歯46bを、ウオームシヤフト4
1に一体的に設けたピニオン41bに噛合させ
て、油圧シリンダ46によつてウオームシヤフト
41を上記実施例と同様に回転させるようにして
本考案を実施することも可能である。
In the above embodiment, the wormshaft 41 that rotates the eccentric cam 33 is connected to the step motor 44.
However, as shown in FIG. 5, the piston rod 46a of the hydraulic cylinder 46 whose operation is controlled by the electromagnetic switching valve 45
The rack teeth 46b provided on the worm shaft 4
It is also possible to implement the present invention by meshing with a pinion 41b provided integrally with the worm shaft 41 and rotating the worm shaft 41 by the hydraulic cylinder 46 in the same manner as in the above embodiment.

また上記実施例においては、前輪操舵機構Aと連
結シヤフトSの連結部にピニオンとラツク歯の噛
合部がある装置に本考案を実施したが、本考案は
後輪操舵機構Bと連結シヤフトSの連結部にピニ
オンとラツク歯の噛合部はある装置にも同様に又
は適宜変更して実施できるものである。
Furthermore, in the above embodiment, the present invention was applied to a device in which the connecting portion between the front wheel steering mechanism A and the connecting shaft S had a meshing portion between the pinion and the rack teeth. The engagement portion between the pinion and the rack teeth in the connecting portion can be implemented in a certain device in the same manner or with appropriate modifications.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案による車両の前後輪操舵装置を
概略的に示した図、第2図は第1図の部分を示
す拡大部分破断側面図、第3図は第2図の−
線に沿つた断面図、第4図は第1図に示した復帰
スプリング機構の拡大断面図、第5図は偏心カム
を回転させる駆動装置の変形例を示す図である。 符号の説明、A……前輪操舵機構、B……後輪
操舵機構、C……電気制御装置、FW1,FW2
……前輪、RW1,RW2……後輪、S……連結
シヤフト、H……復帰スプリング機構、13……
ラツク軸、13b……ラツク歯、16……ハウジ
ング、22……ピニオンシヤフト、22a……ピ
ニオン、33……偏心カム、44……ステツプモ
ータ、46……油圧シリンダ。
Fig. 1 is a diagram schematically showing a front and rear wheel steering system for a vehicle according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged partially cutaway side view showing the part shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing -
4 is an enlarged sectional view of the return spring mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing a modification of the drive device for rotating the eccentric cam. Explanation of symbols, A...Front wheel steering mechanism, B...Rear wheel steering mechanism, C...Electric control device, FW1, FW2
...Front wheel, RW1, RW2...Rear wheel, S...Connection shaft, H...Return spring mechanism, 13...
Rack shaft, 13b...Rack tooth, 16...Housing, 22...Pinion shaft, 22a...Pinion, 33...Eccentric cam, 44...Step motor, 46...Hydraulic cylinder.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 前輪操舵機構と後輪操舵機構が連結シヤフトに
よつて機械的に連結されてなり、また前記前輪操
舵機構又は後輪操舵機構がハウジングに支持され
て軸方向移動時に車輪を転舵させるラツク軸を備
えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持さ
れて前記ラツク軸のラツク歯に噛合するピニオン
を一体的に有し前記連結シヤフトに連結されるピ
ニオンシヤフトを備えてなる車両の前後輪操舵装
置において、前記ピニオンとラツク歯の噛合部よ
り後輪側に後輪の転舵角がゼロとなる位置に向け
て付勢する復帰スプリング機構を設けるととも
に、前記ハウジングと前記ピニオンシヤフト間に
所定量の回転によつて前記ピニオンとラツク歯の
噛合を解除する偏心カムを介装し、この偏心カム
を当該操舵システムの異常を検出する異常検出手
段から異常検出信号に応答して作動する駆動装置
により所定量回転させるようにしたことを特徴と
する車両の前後輪操舵装置。
A front wheel steering mechanism and a rear wheel steering mechanism are mechanically connected by a connecting shaft, and the front wheel steering mechanism or the rear wheel steering mechanism is supported by a housing and has a rack shaft for steering the wheels when moving in an axial direction. A front and rear wheel steering system for a vehicle, comprising: a pinion shaft that is rotatably supported by the housing and integrally includes a pinion that meshes with the rack teeth of the rack shaft; and a pinion shaft that is connected to the connection shaft; A return spring mechanism is provided on the rear wheel side from the meshing portion of the lock teeth to a position where the steering angle of the rear wheels is zero, and a return spring mechanism is provided that biases the rear wheels toward a position where the steering angle is zero, and a predetermined amount of rotation is applied between the housing and the pinion shaft. An eccentric cam is interposed to release the engagement between the pinion and the rack teeth, and the eccentric cam is rotated by a predetermined amount by a drive device activated in response to an abnormality detection signal from an abnormality detection means for detecting an abnormality in the steering system. A vehicle front and rear wheel steering device characterized by:
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