JPH06211143A - Electric actuator of four-wheel steering system - Google Patents

Electric actuator of four-wheel steering system

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Publication number
JPH06211143A
JPH06211143A JP5004841A JP484193A JPH06211143A JP H06211143 A JPH06211143 A JP H06211143A JP 5004841 A JP5004841 A JP 5004841A JP 484193 A JP484193 A JP 484193A JP H06211143 A JPH06211143 A JP H06211143A
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JP
Japan
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shaft
moving body
wheel steering
electric actuator
steering angle
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Application number
JP5004841A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Suzuki
秀和 鈴木
Mitsuhiko Harayoshi
光彦 原良
Hiroaki Yoshida
裕明 吉田
Nobuo Momose
信夫 百瀬
Tadao Tanaka
忠夫 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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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

PURPOSE:To provide an electric actuator having a mechanical fail-safe mechanism to hold a rear wheel steering angle in a specific angle scope forcibly even when a trouble is generated in a four-steering system. CONSTITUTION:The rotating operation of a motor 30 is converted into the linear operation of a shaft 22 by a ball screw 42, and the rear wheels are steered by the movement of the shaft 22. When the shaft 22 is going to move linearly across a specific shaft moving scope corresponding to the clearance between a moving body 51 and a lock pin 52 at a neutral position of the shaft, the moving body 51 is abutted to the lock pin 52, and the further movement of the shaft is blocked.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、4輪操舵システムの電
動アクチュエータに関し、特に、機械的なフェイルセー
フ機構を備えたこの種のアクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric actuator for a four-wheel steering system, and more particularly to an actuator of this type having a mechanical fail-safe mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】前輪操舵時に後輪も操舵する4輪操舵
(4WS)システムを車両に装備して、車両の操縦安定
性などを向上させることが知られている。典型的には、
車両の低速走行時に前後輪を逆方向に曲げる逆相制御を
行って小回り性を改善すると共に中高速走行時に前後輪
を同一方向に曲げる同相制御を行って走行安定性を改善
している。
2. Description of the Related Art It is known to equip a vehicle with a four-wheel steering (4WS) system that steers the rear wheels while steering the front wheels to improve the steering stability of the vehicle. Typically,
When the vehicle runs at low speed, the anti-phase control that bends the front and rear wheels in the opposite direction is performed to improve the maneuverability, and the in-phase control that bends the front and rear wheels in the same direction is performed when driving at medium and high speeds to improve the running stability.

【0003】後輪に切れ角を与える方法は種々で、例え
ば、フロントステアリングギヤボックスに内蔵した後輪
操舵用ラック・ピニオン機構とリアステアリングギヤボ
ックスとをセンタシャフトを介して連結してなる機械式
4WSシステムが知られ、リアステアリングギヤボック
スは、センタシャフトに連結した偏心シャフトと、この
偏心シャフトに連結したプラネタリギヤと、該プラネタ
リギヤに噛み合うインターナルギヤとを備えている。こ
の4WSシステムは、センタシャフトの回転につれてプ
ラネタリギヤをインターナルギヤに沿って公転させつつ
偏心シャフトと逆方向に自転させ、更に、プラネタリギ
ヤに装着された別の偏心シャフトに接続したストローク
ロッドを介して、後輪を操舵する。この機械式4WSシ
ステムは、低コストである等の利点はあるが、前輪の転
舵と同時に後輪を前輪舵角に比例する舵角に転舵させる
もので、後輪の転舵を所定の遅れをもって行えない等、
後輪操舵上の融通性に欠ける点がある。
There are various methods of giving a turning angle to the rear wheels, for example, a mechanical type in which a rear wheel steering rack and pinion mechanism incorporated in a front steering gear box and a rear steering gear box are connected via a center shaft. A 4WS system is known, and a rear steering gear box includes an eccentric shaft connected to a center shaft, a planetary gear connected to the eccentric shaft, and an internal gear that meshes with the planetary gear. This 4WS system causes the planetary gear to revolve along the internal gear as the center shaft rotates while rotating in the direction opposite to the eccentric shaft, and further, via a stroke rod connected to another eccentric shaft attached to the planetary gear, Steer the rear wheels. Although this mechanical 4WS system has advantages such as low cost, it steers the front wheels and the rear wheels at the same time as the steering angle proportional to the front wheel steering angle. I can't do it with a delay, etc.
There is a lack of flexibility in steering the rear wheels.

【0004】そこで従来、前輪舵角,車速などに基づい
てコントロールユニットで生成した目標後輪舵角に応じ
て後輪操舵用の油圧式または電動式のアクチュエータを
コンピュータ制御して、後輪操舵のタイミング,後輪舵
角の大きさ等を適正化できるようにした4WSシステム
が提案されている。そして、電動式4WSシステムに用
いられる従来の電動アクチュエータは、典型的には、左
右後輪のナックルアームに連結した後輪転舵用シャフト
と、コントロールユニットに電気的に接続されたモータ
と、モータの回転運動をシャフトの直線運動に変換する
ためのボールねじと、実際の後輪舵角を検出するための
舵角センサとを備え、コントロールユニットからモータ
に駆動電流を印加し、ボールねじを介してシャフトをモ
ータによりモータ回転方向に応じた方向に直線移動させ
て、実際後輪舵角が目標後輪舵角になるように後輪を転
舵させる。電動アクチュエータは、後輪転舵用シャフト
を中立位置側に付勢するセンタリングスプリングを更に
備え、4WSシステムの故障等に起因してモータへの駆
動電流供給が停止したときに、センタリングスプリング
によりシャフトを中立位置に戻すようにしている。
Therefore, conventionally, a hydraulic or electric actuator for steering the rear wheels is computer-controlled in accordance with a target rear wheel steering angle generated by a control unit based on the front wheel steering angle, the vehicle speed, etc. A 4WS system has been proposed in which the timing, the size of the rear wheel steering angle, and the like can be optimized. The conventional electric actuator used in the electric 4WS system typically includes a rear wheel steering shaft connected to the knuckle arms of the left and right rear wheels, a motor electrically connected to the control unit, and a motor. It is equipped with a ball screw for converting rotational movement into linear movement of the shaft and a steering angle sensor for detecting the actual rear wheel steering angle.By applying a drive current to the motor from the control unit, The shaft is linearly moved by the motor in the direction corresponding to the motor rotation direction, and the rear wheels are steered so that the actual rear wheel steering angle becomes the target rear wheel steering angle. The electric actuator further includes a centering spring that biases the rear wheel steering shaft toward the neutral position side. When the drive current supply to the motor is stopped due to a failure of the 4WS system, the centering spring causes the shaft to be neutralized. I try to return it to the position.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この様に、従来の電動
アクチュエータは、モータ電流の供給停止時には後輪転
舵用シャフトを強制的に中立位置に戻すというフェイル
セーフ機能を備えるが、その一方で、過大モータ電流供
給に対する充分なフェイルセーフ機能を備えるものでは
ない。すなわち、従来の電動式4WSシステムでは、コ
ントロールユニットおよび舵角センサを複数系統設けた
り、制御プログラムの信頼度を向上させる等の対策をこ
うじてはいるが、コントロールユニット又は舵角センサ
が誤作動するおそれが依然としてある。そして、コント
ロールユニット等が誤作動した場合、モータに過大電流
が供給されて後輪舵角が過大になり、車両にドライバが
予期しない挙動が生じてしまう。又、斯かる過大な転舵
状態から中立位置への、リターンスプリングによるシャ
フトの復帰が行われると、車両の挙動が著しく不自然に
なる。
As described above, the conventional electric actuator has the fail-safe function of forcibly returning the rear wheel steering shaft to the neutral position when the supply of the motor current is stopped. It does not have a sufficient fail-safe function for supplying excessive motor current. That is, in the conventional electric 4WS system, although the control unit and the rudder angle sensor are provided with a plurality of systems and the reliability of the control program is improved, the control unit or the rudder angle sensor malfunctions. There are still fears. Then, if the control unit or the like malfunctions, an excessive current is supplied to the motor, the steering angle of the rear wheels becomes excessive, and the vehicle behaves unexpectedly for the driver. Further, if the shaft is returned to the neutral position from such an excessively steered state by the return spring, the behavior of the vehicle becomes extremely unnatural.

【0006】そこで、本発明は、4輪操舵システムに故
障が生じた場合にも後輪舵角を強制的に所定角度範囲内
におさめるように作動する機械的なフェイルセーフ機構
を備えた4輪操舵システムの電動アクチュエータを提供
することを目的とする。
In view of this, the present invention has four wheels equipped with a mechanical fail-safe mechanism that operates so as to force the rear wheel steering angle to fall within a predetermined angle range even if a failure occurs in the four-wheel steering system. An object is to provide an electric actuator of a steering system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、直線移動自在
に支持され左右後輪を転舵させるためのシャフトと、モ
ータと、該モータの回転運動をシャフトの直線運動に変
換するための変換手段とを有する、4輪操舵システムの
電動アクチュエータにおいて、シャフトにこれと一体移
動自在に設けた移動体と、シャフトが所定シャフト移動
範囲を越えて直線移動しようとするときに移動体に当接
して更なるシャフト移動を阻止するように配された舵角
制限部材とを備えることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a shaft for linearly movably supporting the left and right rear wheels, a motor, and a conversion for converting rotational motion of the motor into linear motion of the shaft. In a four-wheel steering system electric actuator having means, a movable body provided integrally with a shaft so as to move integrally with the movable body, and the shaft contacting the movable body when the shaft attempts to linearly move beyond a predetermined shaft movement range. And a rudder angle limiting member arranged to prevent further shaft movement.

【0008】好ましくは、舵角制限部材は、シャフト軸
心に直交する方向において移動体に対して接近離反移動
自在に配され、移動体および舵角制限部材は、舵角制限
部材が接近位置にあるときと離反位置にあるときとで所
定シャフト移動範囲の広さを異ならせるように設けられ
ている。
Preferably, the rudder angle limiting member is arranged so as to move toward and away from the moving body in a direction orthogonal to the shaft axis, and the moving body and the rudder angle limiting member are located at the approaching position of the rudder angle limiting member. It is provided so that the width of the predetermined shaft movement range is different at a certain time and at a separated position.

【0009】[0009]

【作用】ステアリングハンドルが回転操作されると、前
輪が転舵されると共に、アクチュエータのモータに駆動
電流が供給されてモータが回転する。モータの回転運動
は、変換手段により、モータ回転方向に対応する方向へ
のシャフトの直線移動に変換され、シャフト移動量に対
応する舵角だけ左右後輪が転舵される。4輪操舵システ
ムが正常に作動している限り、シャフトは、所定シャフ
ト移動範囲内で移動する。一方、4輪操舵システムに何
らかの異常が生じて、シャフトが所定シャフト移動範囲
を越えて直線移動しようとすると、シャフトに設けた移
動体が舵角制限部材に当接し、従って、シャフトの更な
る直線移動が阻止される。これにより、シャフトが過大
に移動して車両の挙動が著しく不自然になることが防止
される。
When the steering handle is rotated, the front wheels are steered, and a drive current is supplied to the motor of the actuator to rotate the motor. The rotational movement of the motor is converted into linear movement of the shaft in a direction corresponding to the motor rotation direction by the conversion means, and the left and right rear wheels are steered by the steering angle corresponding to the shaft movement amount. As long as the four-wheel steering system operates normally, the shaft moves within a predetermined shaft movement range. On the other hand, if some abnormality occurs in the four-wheel steering system and the shaft tries to move linearly beyond the predetermined shaft movement range, the moving body provided on the shaft comes into contact with the steering angle limiting member, so that the further straight line movement of the shaft occurs. Movement is blocked. This prevents the shaft from moving excessively and making the behavior of the vehicle significantly unnatural.

【0010】シャフト軸心に直交する方向において舵角
制限部材を移動体に対して接近離反移動自在とすると共
に舵角制限部材が接近位置にあるときと離反位置にある
ときとで所定シャフト移動範囲の広さを異ならせるよう
にした本発明の特定の態様にあっては、例えば、前輪舵
角が小さいときに舵角制限部材が移動体に接近した位置
に移動されて所定シャフト移動範囲が狭くなる一方、前
輪舵角が大きいときには舵角制限部材が移動体から離反
した位置に移動されて所定シャフト移動範囲が広くな
る。即ち、シャフト移動範囲が前輪舵角に応じてより適
正化され、フェイルセーフ機能上の信頼性が向上する。
The rudder angle limiting member is movable toward and away from the moving body in a direction orthogonal to the shaft axis, and a predetermined shaft moving range is obtained when the rudder angle limiting member is in the approach position and in the distant position. In a specific aspect of the present invention in which the width of the steering wheel is made different, for example, when the front wheel steering angle is small, the steering angle limiting member is moved to a position close to the moving body and the predetermined shaft moving range is narrowed. On the other hand, when the front wheel steering angle is large, the steering angle limiting member is moved to a position away from the moving body, and the predetermined shaft moving range is widened. That is, the shaft movement range is further optimized according to the front wheel steering angle, and the reliability of the fail safe function is improved.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図1ないし図4を参照して、本発明の
第1実施例の電動アクチュエータを含む4輪操舵システ
ムを装備した車両について説明する。図1に示すよう
に、車両には、左右前輪FLW,FRWを転舵させるた
めの油圧式の前輪パワーシリンダ1と、左右後輪RL
W,RRWを転舵させるための電動アクチュエータ2
と、アクチュエータ2の作動を制御するためのコントロ
ールユニット(ECU)3とが搭載されている。ECU
3には、ハンドル4の回転角を検出するためのハンドル
角センサ5,例えばエンジン(図示略)に連結したトラ
ンスミッション(図示略)の出力軸の回転から車速を検
出するための車速センサ6などの各種センサが接続され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A vehicle equipped with a four-wheel steering system including an electric actuator according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a vehicle includes a hydraulic front wheel power cylinder 1 for steering left and right front wheels FLW, FRW, and left and right rear wheels RL.
Electric actuator 2 for steering W and RRW
And a control unit (ECU) 3 for controlling the operation of the actuator 2. ECU
3 includes a steering wheel angle sensor 5 for detecting a rotation angle of the steering wheel 4, for example, a vehicle speed sensor 6 for detecting a vehicle speed from rotation of an output shaft of a transmission (not shown) connected to an engine (not shown). Various sensors are connected.

【0012】詳細な図示を省略するが、前輪パワーシリ
ンダ1は、パワーピストンとその両側に画成された一対
の圧力室とを有し、両圧力室は、パワーステアリング装
置のギヤボックスに内蔵された操舵制御弁を介してオイ
ルポンプに接続されている。操舵制御弁は、2つのパワ
ーシリンダ圧力室のうちの、ハンドル操舵方向に対応す
る一方にオイルを供給し、これにより、パワーピストン
を操舵方向に対応する方向に移動させて、ハンドル操作
による左右前輪の転舵を助けるようになっている。
Although not shown in detail, the front wheel power cylinder 1 has a power piston and a pair of pressure chambers defined on both sides of the power piston. Both pressure chambers are built in a gear box of the power steering device. It is connected to the oil pump via the steering control valve. The steering control valve supplies oil to one of the two power cylinder pressure chambers corresponding to the steering direction of the steering wheel, thereby moving the power piston in the direction corresponding to the steering direction, and the left and right front wheels operated by the steering wheel. It is designed to help steer the car.

【0013】図2に示すように、電動アクチュエータ2
は、車両の後部に配されたケーシング21と、ケーシン
グ内部にケーシング軸心方向に沿って配されたシャフト
22とを備え、シャフト22は、左右後輪側に直線移動
自在に、ベアリング2a,2bを介してケーシング21
により支持されている。シャフト22の両端はケーシン
グ端面を貫通してケーシング外部に延び、ジョイント2
5,26を介して左右のタイロッド27,28に夫々連
結されている。シャフトとタイロッドとの連結部は、ベ
ロー29により囲繞され、両タイロッド27,28は、
左右後輪のナックルアーム(図示略)に夫々連結されて
いる。
As shown in FIG. 2, the electric actuator 2
Includes a casing 21 arranged at the rear of the vehicle and a shaft 22 arranged inside the casing along the axial direction of the casing. The shaft 22 is linearly movable to the left and right rear wheels, and has bearings 2a, 2b. Through the casing 21
It is supported by. Both ends of the shaft 22 penetrate the casing end surface and extend to the outside of the casing, and the joint 2
The left and right tie rods 27, 28 are connected via 5, 26, respectively. The connecting portion between the shaft and the tie rod is surrounded by the bellows 29, and the both tie rods 27 and 28 are
The knuckle arms (not shown) of the left and right rear wheels are respectively connected.

【0014】電動アクチュエータ2は、モータ30を更
に備え、モータ30は、ベアリング23,24を介して
ケーシング21により支持されたロータ31と、該ロー
タに対向してケーシング内面に固定された永久磁石32
とを含んでいる。ロータ31は、該ロータに隣接してロ
ータと共に回転するコンミテータ33と、これに摺動自
在に電気的に接続されたブラシ(図示略)と、ブラシに
接続された配線34とを介して、ECU3の制御下で作
動するドライバ回路(図示略)に接続され、ドライバ回
路から駆動電流が供給されるとシャフト軸心の回りに回
転するようになっている。又、シャフト22の、ロータ
31に関して軸方向外方側には、ベアリング23を介し
てケーシング21により支持されたボールナット41に
噛み合うボールネジ42が形成され、該ボールナット及
びボールネジは、モータの回転運動をシャフト22の直
線運動に変換するための変換手段を構成している。
The electric actuator 2 further includes a motor 30, which is supported by the casing 21 via bearings 23 and 24 and a permanent magnet 32 which is fixed to the inner surface of the casing so as to face the rotor 31.
Includes and. The rotor 31 is connected to the ECU 3 via a commutator 33 adjacent to the rotor and rotating with the rotor, a brush (not shown) electrically slidably connected to the commutator 33, and a wiring 34 connected to the brush. It is connected to a driver circuit (not shown) that operates under the control of (1) and rotates about the shaft axis when a drive current is supplied from the driver circuit. Further, a ball screw 42 that meshes with a ball nut 41 supported by the casing 21 via a bearing 23 is formed on the shaft 22 on the axially outer side with respect to the rotor 31, and the ball nut and the ball screw are used to rotate the motor. To constitute a linear movement of the shaft 22.

【0015】シャフト22の中間部には、コンミテータ
33に隣接して、移動体51が嵌合固定され、又、ケー
シング21内面には、移動体51に対向して、舵角制限
部材としての舵角制限ロックピン52が配されている。
ロックピン52は、シャフト軸心に直交して延びる軸部
52aとこれと一体の係合部52bとからなり、軸部5
2aの外方端部は、ケーシング21を貫通してケーシン
グ外方に延びている。ロックピン52は、その軸部外方
端部において、ケーシング21により、移動体51に対
して接近離反移動自在に支持されている。又、ロックピ
ン52とケーシング21との間には、一端がケーシング
内面に当接すると共に他端部がロックピン52に形成し
た環状溝に収容されたスプリング53が介設され、ロッ
クピン52は、スプリング53により移動体51側に常
時付勢されている。ロックピン係合部52bの内方端部
は台形状断面に形成され、移動体51の対向面には相補
形状の溝51aが形成されている。
A movable body 51 is fitted and fixed to the intermediate portion of the shaft 22 adjacent to the commutator 33, and on the inner surface of the casing 21, the movable body 51 is opposed to the movable body 51 so as to serve as a steering angle limiting member. An angle limiting lock pin 52 is arranged.
The lock pin 52 includes a shaft portion 52a extending orthogonally to the shaft axis center and an engaging portion 52b integral with the shaft portion 52a.
The outer end of 2a extends through the casing 21 to the outside of the casing. The lock pin 52 is supported by the casing 21 at an outer end of its shaft portion so as to be movable toward and away from the movable body 51. Further, between the lock pin 52 and the casing 21, a spring 53 having one end in contact with the inner surface of the casing and the other end accommodated in an annular groove formed in the lock pin 52 is interposed. The moving body 51 is constantly urged by the spring 53. An inner end of the lock pin engaging portion 52b is formed in a trapezoidal cross section, and a complementary groove 51a is formed on the facing surface of the moving body 51.

【0016】移動体の溝51aは、ロックピン52が移
動体51に近接した位置をとったときにシャフト中立位
置から例えば0.8度の後輪舵角に対応する移動量のシ
ャフト直線移動を許容するような形状寸法に形成されて
いる。換言すれば、ロックピン52の先端面が移動体5
1の溝底面に近接した図2に示す状態においてロックピ
ン係合部52bの傾斜面と移動体51の傾斜溝面との間
に画成される間隙は、0.8度の舵角に対応している。
又、移動体の溝51aの形状寸法は、ロックピン52が
スプリング53のばね力に抗して移動体51から最も離
反した位置をとったときに例えば5度の後輪舵角に対応
する移動量のシャフト直線移動を許容するように設定さ
れている。なお、ロックピン52は、ロックピンが移動
体51から最も離反したときにも移動体の溝51aから
逸脱しないようになっている。
The groove 51a of the moving body allows a linear movement of the shaft corresponding to a rear wheel steering angle of, for example, 0.8 degrees from the shaft neutral position when the lock pin 52 takes a position close to the moving body 51. It is formed in a shape and dimension that allows it. In other words, the tip surface of the lock pin 52 is the moving body 5.
The gap defined between the inclined surface of the lock pin engaging portion 52b and the inclined groove surface of the movable body 51 in the state shown in FIG. 2 near the groove bottom surface of No. 1 corresponds to a steering angle of 0.8 degrees. is doing.
Further, the shape and size of the groove 51a of the moving body is such that when the lock pin 52 takes the position farthest from the moving body 51 against the spring force of the spring 53, it moves corresponding to a rear wheel steering angle of 5 degrees, for example. It is set to allow a linear movement of the shaft by a certain amount. The lock pin 52 is designed so as not to deviate from the groove 51a of the moving body even when the lock pin 52 is most separated from the moving body 51.

【0017】図2中、参照符号54は、ロックピン軸部
52aに整合してケーシング外面に設けられロックピン
52の作動位置を検出するためのロックピンセンサを示
す。参照符号55は、シャフト中立状態における移動体
51のシャフト軸心方向位置を正確に決定するためのセ
ンタピンを表し、電動アクチュエータの組立て時あるい
は整備時における移動体の位置決めに用いられる。
In FIG. 2, reference numeral 54 indicates a lock pin sensor which is provided on the outer surface of the casing in alignment with the lock pin shaft portion 52a and detects the operating position of the lock pin 52. Reference numeral 55 represents a center pin for accurately determining the axial position of the moving body 51 in the shaft neutral state, and is used for positioning the moving body during assembly or maintenance of the electric actuator.

【0018】電動アクチュエータ2に関連して、4WS
システムは、シャフト軸心に直交する方向にロックピン
52を移動させるための、舵角応動型の駆動機構を更に
備えている。図3及び図4に示すように、駆動機構60
は、ステアリングシャフト4aの先端を回転自在に支持
するハウジング61と、ステアリングシャフト先端に固
定した小歯車62aと、ハウジング61により回転自在
に支持され小歯車62aに噛み合う大歯車62bとを備
え、両歯車62a,62bは減速歯車62を構成してい
る。そして、大歯車62bの一端面には大歯車の軸に関
して偏心してクランクシャフト63が固定され、クラン
クシャフト63にはクランク64の環状基端部が嵌合
し、クランク64は、その先端に設けたクランクピン6
5においてピストン66にピボット結合されている。
In connection with the electric actuator 2, 4WS
The system further includes a steering angle responsive drive mechanism for moving the lock pin 52 in a direction orthogonal to the shaft axis. As shown in FIGS. 3 and 4, the drive mechanism 60
Includes a housing 61 that rotatably supports the tip of the steering shaft 4a, a small gear 62a fixed to the tip of the steering shaft, and a large gear 62b that is rotatably supported by the housing 61 and meshes with the small gear 62a. Reference numerals 62a and 62b constitute a reduction gear 62. The crankshaft 63 is eccentrically fixed to one end surface of the large gear 62b with respect to the axis of the large gear, and the annular base end portion of the crank 64 is fitted to the crankshaft 63, and the crank 64 is provided at the tip thereof. Crank pin 6
5, it is pivotally connected to a piston 66.

【0019】更に、ピストン66と一体のピストンロッ
ド67の先端にはワイヤ68の一端が接続固定され、ワ
イヤ68の他端は、電動アクチュエータ2のロックピン
52の軸部外方端に接続固定されている。従って、ハン
ドル4が回転すると、ハンドル回転力がステアリングシ
ャフト4a,減速歯車62及びクランク機構63,6
4,65を介してピストン66に伝達されて、ピストン
66が、ハウジング61と一体のシリンダ70内で摺動
運動するようになっている。減速歯車62及びクランク
機構63,64,65は、ハンドル中立位置からのハン
ドル4の回転角が所定角度たとえば230度を越えるま
ではピストン66の摺動運動量を抑制する一方で、ハン
ドル回転角が230度を越えるとピストン摺動運動量を
増大させるように構成されている。従って、ハンドル回
転角が例えば230度を越えると、ワイヤ68を介して
ピストン66に連結されたロックピン52が、スプリン
グ53のばね力に抗してシャフト軸心に直交する方向
に、ハンドル角の増大につれて徐々に移動体51に対し
て離反移動する。図3及び図4中、参照符号71は、ピ
ストン66を反クランク機構側に常時付勢するスプリン
グを示し、該スプリング71により後輪操舵上のヒステ
リシスが生じないようにしている。
Further, one end of a wire 68 is connected and fixed to the tip of a piston rod 67 integrated with the piston 66, and the other end of the wire 68 is connected and fixed to the outer end of the shaft portion of the lock pin 52 of the electric actuator 2. ing. Therefore, when the steering wheel 4 rotates, the steering wheel rotating force causes the steering shaft 4a, the reduction gear 62, and the crank mechanisms 63, 6 to rotate.
It is transmitted to the piston 66 through 4, 65 so that the piston 66 slides in a cylinder 70 integrated with the housing 61. The reduction gear 62 and the crank mechanisms 63, 64, 65 suppress the sliding momentum of the piston 66 until the rotation angle of the handle 4 from the handle neutral position exceeds a predetermined angle, for example, 230 degrees, while the handle rotation angle is 230. When the degree is exceeded, the piston sliding momentum is increased. Therefore, when the handle rotation angle exceeds, for example, 230 degrees, the lock pin 52 connected to the piston 66 via the wire 68 resists the spring force of the spring 53 and moves in the direction orthogonal to the shaft axis center, thereby changing the handle angle. As it increases, it gradually moves away from the moving body 51. In FIGS. 3 and 4, reference numeral 71 indicates a spring that constantly urges the piston 66 to the side opposite to the crank mechanism, and the spring 71 prevents hysteresis in steering the rear wheels.

【0020】再び図2を参照すると、電動アクチュエー
タ2は、4WSシステムの故障などに起因してモータ3
0への駆動電流供給が停止されたときにシャフト22を
強制的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80と、このセンタリングスプリングによる強制
復帰を緩やかに行わせるための減衰手段としてのビスカ
スカップリングユニット(VCU)90とを更に備えて
いる。
Referring again to FIG. 2, the electric actuator 2 has a motor 3 which is caused by a failure of the 4WS system or the like.
A centering spring 80 for forcibly returning the shaft 22 to the neutral position when the drive current supply to 0 is stopped, and a viscous coupling as a damping means for gently performing the forcible return by the centering spring. And a unit (VCU) 90.

【0021】詳しくは、センタリングスプリング80
は、シャフト軸心方向において移動体51に関してモー
タ30と反対側に配され、又、ケーシング内周面に固定
した略円筒状の静止スプリングシート81とシャフト2
2に嵌合固定され静止スプリングシートに対して移動自
在の略円筒状の可動スプリングシート82との間に収容
されている。そして、可動スプリングシート延長部82
aは、シャフト軸心方向外方側ほど延長部82aの直径
が直線的に増大するような形状に形成され、該延長部8
2aの外周面に先端が接触するように配された作動子1
01を有する舵角センサ100により、シャフト移動位
置ひいては実際の後輪舵角を検出するようになってい
る。
Specifically, the centering spring 80
Is arranged on the side opposite to the motor 30 with respect to the moving body 51 in the axial direction of the shaft, and has a substantially cylindrical stationary spring seat 81 fixed to the inner peripheral surface of the casing and the shaft 2.
It is housed between a movable spring seat 82 having a substantially cylindrical shape, which is fitted and fixed to the stationary spring seat 2 and is movable with respect to the stationary spring seat. The movable spring seat extension 82
a is formed in such a shape that the diameter of the extension portion 82a increases linearly toward the outer side in the axial direction of the shaft.
Actuator 1 arranged so that its tip contacts the outer peripheral surface of 2a
The steering angle sensor 100 having 01 detects the shaft movement position and thus the actual rear wheel steering angle.

【0022】VCU90は、シャフト軸心方向において
モータ30に関して移動体51と反対側に配され、ケー
シング21の内周面に固定された複数の第1プレート9
1と、VCU内部の回転軸(図示略)に固定されかつ第
1プレートと交互に配された複数の第2プレート(図示
略)とを備え、プレート間にはシリコンオイルなどの粘
性流体が充填されている。VCU90において、第1プ
レートと第2プレートとの間に回転速度差が発生する
と、シリコンオイルの剪断抵抗により第1プレートと第
2プレート間でのトルク伝達が可能となる。そして、V
CU90の第2プレートは、VCU90の回転軸とボー
ルナット41の外方端面に装着した電磁クラッチ110
とを介してボールナット41に回転結合可能にされてい
る。この電磁クラッチ110は、ECU3からの制御出
力に応動するもので、例えばオン作動時にボールナット
41を巻締める一方、オフ作動時にボールナット41を
巻緩めるようになっている。即ち、電磁クラッチ110
により、VCU90とボールナット41との回転結合を
確立し或は解除するようにしている。
The VCU 90 is arranged on the opposite side of the moving body 51 with respect to the motor 30 in the axial direction of the shaft, and is fixed to a plurality of first plates 9 fixed to the inner peripheral surface of the casing 21.
1 and a plurality of second plates (not shown) fixed to a rotating shaft (not shown) inside the VCU and arranged alternately with the first plates, and a viscous fluid such as silicon oil is filled between the plates. Has been done. In the VCU 90, when a rotation speed difference occurs between the first plate and the second plate, the shear resistance of the silicone oil enables torque transmission between the first plate and the second plate. And V
The second plate of the CU 90 is an electromagnetic clutch 110 mounted on the rotating shaft of the VCU 90 and the outer end surface of the ball nut 41.
The ball nut 41 can be rotatably coupled via the. The electromagnetic clutch 110 responds to a control output from the ECU 3, and for example, the ball nut 41 is wound and tightened when the ON operation is performed, while the ball nut 41 is loosened when the OFF operation is performed. That is, the electromagnetic clutch 110
Thus, the rotational coupling between the VCU 90 and the ball nut 41 is established or released.

【0023】以下、上述の構成の4WSシステムの作動
を説明する。ハンドル4が回転操作されると、ECU3
は、内蔵のメモリ(図示略)に予め格納された制御プロ
グラムに従って4輪操舵制御を実行する。この4輪操舵
制御において、ECU3は、舵角センサ4および車速セ
ンサ6からの、前輪舵角および車速を夫々表す出力信号
を読み込み、次に、内蔵メモリに格納したマップを参照
して、前輪舵角および車速に応じた目標後輪舵角を従来
公知の方法で算出する。好ましくは、旋回初期において
後輪を一瞬逆相に操舵し後に同相に操舵するような目標
後輪舵角が算出される。又、図5に例示するように、目
標後輪舵角は、ハンドル中立位置からのハンドル角が2
30度までのハンドル角領域では例えば0.8度以下の
値をとり、ハンドル角が230度から400度までのハ
ンドル角領域では例えば0.8度から5度までの値をと
り、それ以上のハンドル角の領域では例えば5度以下の
値をとる。
The operation of the above-configured 4WS system will be described below. When the handle 4 is rotated, the ECU 3
Executes four-wheel steering control according to a control program stored in advance in a built-in memory (not shown). In this four-wheel steering control, the ECU 3 reads output signals representing the front wheel steering angle and the vehicle speed from the steering angle sensor 4 and the vehicle speed sensor 6, respectively, and then refers to the map stored in the internal memory to refer to the front wheel steering. The target rear wheel steering angle according to the angle and the vehicle speed is calculated by a conventionally known method. Preferably, a target rear wheel steering angle is calculated such that the rear wheels are momentarily steered in a reverse phase at the initial stage of turning and then steered in the same phase. Further, as illustrated in FIG. 5, the target rear wheel steering angle is 2 degrees from the steering wheel neutral position.
In the steering wheel angle region up to 30 degrees, for example, a value of 0.8 degrees or less is taken, and in the steering wheel angle area of 230 degrees to 400 degrees, for example, the value is 0.8 degrees to 5 degrees, and more. In the area of the steering wheel angle, for example, the value is 5 degrees or less.

【0024】先ず、ハンドル角が230度未満の場合に
ついて説明する。この場合、ハンドル4の回転操作に伴
って、駆動機構60において、減速歯車62,クランク
シャフト63及びクランク64を介してクランクピン6
5が僅かにクランクシャフト側へ変位するが、ピストン
66のクランク機構側に設けられた不感帯溝61a内を
クランクピン65が移動するだけで、ワイヤ68を駆動
機構60側に引くには至らない。この結果、舵角制限ロ
ックピン52は、移動体51の溝51aの底面に近接し
た、図2に示す位置に保持され、これにより、±0.8
度の後輪舵角に対応する広さの所定シャフト移動範囲が
設定される。
First, the case where the steering wheel angle is less than 230 degrees will be described. In this case, as the handle 4 is rotated, in the drive mechanism 60, the crank pin 6 is passed through the reduction gear 62, the crankshaft 63, and the crank 64.
Although 5 is slightly displaced to the crankshaft side, the crank pin 65 only moves within the dead zone groove 61a provided on the crank mechanism side of the piston 66, and the wire 68 cannot be pulled to the drive mechanism 60 side. As a result, the steering angle limiting lock pin 52 is held at the position shown in FIG. 2, which is close to the bottom surface of the groove 51a of the moving body 51.
A predetermined shaft movement range having a width corresponding to the rear wheel steering angle is set.

【0025】ECU3は、上述のように算出した目標後
輪舵角に対応する制御出力をドライバ回路に送出し、こ
れにより、ドライバ回路からモータ30に駆動電流が供
給されて、モータ30のロータ31がシャフト軸心回り
に回転する。ロータ31と一体回転自在のボールナット
41に噛み合うボールネジ42がシャフト22に形成さ
れているので、シャフト22は、モータ回転方向に対応
する左または右の後輪側へセンタリングスプリング80
のばね力に抗して移動する。これにより、シャフト22
の両端に連結したタイロッド27,28がシャフト軸心
方向に移動して、タイロッドに連結された左右後輪が転
舵される。この間、ECU3は、目標後輪舵角と、舵角
センサ100からの、実際の後輪舵角を表す出力信号と
に基づいて、後輪舵角をフィードバック制御する。
The ECU 3 sends a control output corresponding to the target rear wheel steering angle calculated as described above to the driver circuit, whereby a driving current is supplied from the driver circuit to the motor 30 and the rotor 31 of the motor 30 is supplied. Rotates around the shaft axis. Since the ball screw 42 that meshes with the ball nut 41 that can rotate integrally with the rotor 31 is formed on the shaft 22, the shaft 22 moves to the left or right rear wheel side corresponding to the motor rotation direction.
It moves against the spring force of. This allows the shaft 22
The tie rods 27 and 28 connected to both ends of the shaft move in the axial direction of the shaft, and the left and right rear wheels connected to the tie rod are steered. During this period, the ECU 3 feedback-controls the rear wheel steering angle based on the target rear wheel steering angle and the output signal from the steering angle sensor 100 that represents the actual rear wheel steering angle.

【0026】上述の後輪操舵中、4WSシステムの故障
などに起因して、ドライバ回路からモータロータ31へ
の駆動電流の供給が遮断されると、例えばECU3の制
御下で電磁クラッチ110がオン作動して、VCU90
とロータ31とが回転結合状態になる。これと同時に、
センタリングスプリング80のばね力でシャフト22が
中立位置に向けて強制的に復帰される。このとき、シャ
フト22は、中立位置側に直線移動する。VCU90の
第2プレート群が電磁クラッチ110を介してロータ3
1と回転結合状態にある一方で、VCU90の第1プレ
ート群91がケーシング21に固定されているので、第
1プレート群と第2プレート群との間に回転速度差が発
生し、両プレート群はシリコンオイルを介して互いにト
ルク伝達可能な状態になる。換言すれば、VCU90
は、ロータ31の回転運動ひいてはシャフト22の直線
移動を減衰させるように作用する。従って、VCU90
の減衰作用下で、センタリングスプリング80によるシ
ャフト22の強制復帰が比較的緩やかに行われ、これに
より左右後輪の直線走行位置への復帰が緩やかになり、
急激な車両挙動変化が生じることがない。
When the supply of the drive current from the driver circuit to the motor rotor 31 is cut off due to a failure of the 4WS system or the like during the above-mentioned rear wheel steering, the electromagnetic clutch 110 is turned on under the control of the ECU 3, for example. VCU90
And the rotor 31 are in a rotationally coupled state. At the same time,
The shaft 22 is forcibly returned toward the neutral position by the spring force of the centering spring 80. At this time, the shaft 22 linearly moves to the neutral position side. The second plate group of the VCU 90 is connected to the rotor 3 via the electromagnetic clutch 110.
While the first plate group 91 of the VCU 90 is fixed to the casing 21 while being in the rotationally coupled state with No. 1, a rotational speed difference occurs between the first plate group and the second plate group, and both plate groups are Become capable of transmitting torque to each other via silicone oil. In other words, VCU90
Acts to damp the rotational movement of the rotor 31 and thus the linear movement of the shaft 22. Therefore, VCU90
Under the damping action of, the centering spring 80 forcibly returns the shaft 22 relatively gently, and thereby the left and right rear wheels return to the straight running position gently,
There is no sudden change in vehicle behavior.

【0027】一方、後輪操舵中、4WSシステムの故障
などに起因して、モータロータ31へ供給される駆動電
流が過大になると、シャフト22は、駆動電流に対応す
る左又は右の後輪側に大きく直線移動しようとする。し
かしながら、ハンドル角が230度以下の領域では、ロ
ックピン係合部52bは、図2に示すように移動体51
の溝51aの内側にある。このため、シャフト22が
0.8度の後輪舵角に対応する移動量を越えて直線移動
しようとすると、シャフト22に固定した移動体51の
一側溝面がロックピン係合部52bの対向面に当接し、
移動体51ひいてはシャフト22の更なる直線移動が阻
止される。
On the other hand, when the drive current supplied to the motor rotor 31 becomes excessive due to a failure of the 4WS system or the like during steering of the rear wheels, the shaft 22 moves to the left or right rear wheel side corresponding to the drive current. Trying to move in a large straight line. However, in the region where the steering wheel angle is 230 degrees or less, the lock pin engaging portion 52b is not moved to the moving body 51 as shown in FIG.
Inside the groove 51a. Therefore, when the shaft 22 attempts to move linearly beyond the amount of movement corresponding to the rear wheel steering angle of 0.8 degrees, one groove surface of the moving body 51 fixed to the shaft 22 faces the lock pin engaging portion 52b. Abut the surface,
Further linear movement of the moving body 51 and thus the shaft 22 is prevented.

【0028】以上説明したように、4WSシステムの故
障などに起因してモータ電流供給が遮断され或は過大に
なった場合にも、機械的なフェイルセーフ機構が作動し
て、車両の挙動変化を防止する。次に、ハンドル角が2
30度から400度までの場合について説明する。この
場合、ハンドル4の回転操作に伴って、駆動機構60の
ピストン66がクランク機構63〜65側へ変位して、
ワイヤ68をハンドル角に対応する長さだけ駆動機構6
0側に引く。この結果、舵角制限ロックピン52が、移
動体51の溝51aの底面側からワイヤ牽引長さだけ離
反して、ハンドル角に対応する広さの所定シャフト移動
範囲が設定される。すなわち、所定シャフト移動範囲
は、230度〜400度のハンドル角に応じて±0.8
度〜±5度の後輪舵角に対応する広さに設定される。こ
のため、後輪操舵中に4WSシステムの故障などに起因
してモータロータ31へ供給される駆動電流が過大にな
ったとき、シャフト22が0.8度〜5度の後輪舵角に
対応する移動量を越えて直線移動しようとすると、移動
体51がロックピン52に当接してシャフト22の更な
る直線移動が阻止される。その他の作動は、ハンドル角
が230度未満の場合と同様なので、説明を省略する。
As described above, even if the motor current supply is cut off or becomes excessive due to a failure of the 4WS system, the mechanical fail-safe mechanism operates to change the behavior of the vehicle. To prevent. Next, the steering wheel angle is 2
A case of 30 degrees to 400 degrees will be described. In this case, as the handle 4 is rotated, the piston 66 of the drive mechanism 60 is displaced toward the crank mechanisms 63 to 65,
The wire 68 is driven by the length corresponding to the steering wheel angle 6
Pull to the 0 side. As a result, the steering angle limiting lock pin 52 is separated from the bottom surface side of the groove 51a of the moving body 51 by the wire pulling length, and a predetermined shaft moving range having a width corresponding to the steering wheel angle is set. That is, the predetermined shaft moving range is ± 0.8 depending on the steering wheel angle of 230 degrees to 400 degrees.
The width is set to correspond to the rear wheel steering angle of 5 to ± 5 degrees. Therefore, when the drive current supplied to the motor rotor 31 becomes excessive due to a failure of the 4WS system or the like during the rear wheel steering, the shaft 22 corresponds to the rear wheel steering angle of 0.8 to 5 degrees. When a linear movement is performed exceeding the movement amount, the moving body 51 abuts on the lock pin 52 and further linear movement of the shaft 22 is blocked. The other operations are similar to those in the case where the steering wheel angle is less than 230 degrees, and thus the description thereof will be omitted.

【0029】次に、ハンドル角が400度以上の場合に
ついて説明する。この場合、ハンドル4の回転操作に伴
う駆動機構60のピストン66の変位により、ワイヤ6
8が駆動機構60側に引かれて、ロックピン52が移動
体51の溝51aから離反して、±5度の後輪舵角に対
応する広さの所定シャフト移動範囲が設定される。この
ため、後輪操舵中に4WSシステムの故障などに起因し
てモータロータ31へ供給される駆動電流が過大になっ
たとき、シャフト22が5度の後輪舵角に対応する移動
量を越えて直線移動しようとすると、移動体51がロッ
クピン52に当接してシャフト22の更なる直線移動が
阻止される。その他の作動は、ハンドル角が230度未
満の場合と同様なので、説明を省略する。
Next, the case where the steering wheel angle is 400 degrees or more will be described. In this case, the displacement of the piston 66 of the drive mechanism 60 accompanying the rotation operation of the handle 4 causes the wire 6 to move.
8 is pulled toward the drive mechanism 60, the lock pin 52 is separated from the groove 51a of the moving body 51, and a predetermined shaft movement range of a width corresponding to a rear wheel steering angle of ± 5 degrees is set. Therefore, when the drive current supplied to the motor rotor 31 becomes excessive due to a failure of the 4WS system or the like during the rear wheel steering, the shaft 22 exceeds the movement amount corresponding to the rear wheel steering angle of 5 degrees. When the linear movement is attempted, the moving body 51 comes into contact with the lock pin 52 and the further linear movement of the shaft 22 is prevented. The other operations are similar to those in the case where the steering wheel angle is less than 230 degrees, and thus the description thereof will be omitted.

【0030】以下、図6ないし図9を参照して、本発明
の第2実施例による電動アクチュエータを説明する。本
実施例の電動アクチュエータは、後輪転舵用シャフトの
直線移動範囲を制約するための舵角制限機構の機械的強
度の増大を企図したもので、上記第1実施例のものに比
べて、移動体および舵角制限部材の構成に主たる相違が
ある。
Hereinafter, an electric actuator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9. The electric actuator according to the present embodiment is intended to increase the mechanical strength of the steering angle limiting mechanism for restricting the linear movement range of the rear wheel steering shaft. There are major differences in the configurations of the body and the steering angle limiting member.

【0031】本実施例の電動アクチュエータは、移動
体,舵角制限部材およびその周辺構成を除いては、図2
に示す第1実施例のものと同一構成である。従って、図
6において、第1,第2実施例に共通の要素を同一参照
符号で示し、その詳細な説明を省略する。図6を参照す
ると、電動アクチュエータ2の舵角制限機構は、シャフ
ト22に固定された移動体510と、この移動体ひいて
はシャフト22の直線移動量を制限するための舵角制限
ロックシャフト520とを有している。
The electric actuator of this embodiment has the same structure as that shown in FIG.
It has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. Therefore, in FIG. 6, elements common to the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Referring to FIG. 6, the steering angle limiting mechanism of the electric actuator 2 includes a moving body 510 fixed to the shaft 22 and a steering angle limiting lock shaft 520 for limiting the linear movement amount of the moving body and thus the shaft 22. Have

【0032】図7に示すように、移動体510は、シャ
フト22が嵌合する円筒孔を互いに協働して画成する半
円筒状孔が夫々形成された第1及び第2移動体半部51
1,512からなり、両移動体半部は、シャフト22を
両者間に挟持した状態で互いに締め付けられて、シャフ
ト22に固定されている。一方、ロックシャフト520
は、主体部521とこれに一体の軸部522とを有して
いる。軸部522は、シャフト軸心に直交して延び、そ
の外方端部はケーシング21を貫通してケーシング外方
に延びている。ロックシャフト520は、軸部522の
外方端部と主体部521の反軸部側端部との双方におい
て、ケーシング21により、移動体510に対して接近
離反移動自在に支持されている。このロックシャフト支
持構造によれば、舵角制限機構の機械的強度が大にな
る。又、ロックシャフト520は、これとケーシング2
1との間に介在するスプリング53により移動体510
側に常時付勢されている。
As shown in FIG. 7, the movable body 510 includes first and second movable body half portions each having a semi-cylindrical hole that defines a cylindrical hole into which the shaft 22 is fitted in cooperation with each other. 51
1, 512, both half of the moving body are fixed to the shaft 22 by being clamped together with the shaft 22 sandwiched therebetween. On the other hand, the lock shaft 520
Has a main body portion 521 and a shaft portion 522 integral with the main body portion 521. The shaft portion 522 extends orthogonally to the shaft axis center, and the outer end portion thereof penetrates the casing 21 and extends to the outside of the casing. The lock shaft 520 is supported by the casing 21 so as to be movable toward and away from the moving body 510 at both the outer end portion of the shaft portion 522 and the opposite shaft portion side end portion of the main body portion 521. According to this lock shaft support structure, the mechanical strength of the rudder angle limiting mechanism is increased. Also, the lock shaft 520 and the casing 2
The moving body 510 is provided by the spring 53 interposed between the moving body 510 and
Always urged to the side.

【0033】主体部521には、図8に示すように、そ
の長手方向軸心に沿って三角形状断面の係合部523が
形成され、係合部523は、第2移動体半部512に形
成した相補形状の、すなわち台形状断面の係合溝513
に緩く嵌入している。係合溝513は、ロックシャフト
主体部521の一側外方端面521bがケーシング21
の対向内方端面に当接した位置をとったときにシャフト
中立位置から例えば0.8度の後輪舵角に対応する移動
量のシャフト直線移動を許容するような形状寸法に形成
されている。換言すれば、ロックシャフト520が移動
体510に近接した図6及び図7に示す状態においてロ
ックシャフト係合部523の端面と第2移動体半部51
2の係合溝画成面との間に画成される間隙は、0.8度
の舵角に対応している。又、係合溝513の形状寸法
は、ロックシャフト520がスプリング53のばね力に
抗して移動体510から離反した位置をとったときに例
えば5度の後輪舵角に対応する移動量のシャフト直線移
動を許容するように設定されている。
As shown in FIG. 8, the main body portion 521 is formed with an engaging portion 523 having a triangular cross section along its longitudinal axis, and the engaging portion 523 is formed on the second moving body half portion 512. Engagement groove 513 of complementary shape formed, that is, trapezoidal cross section
Is loosely fitted into. In the engaging groove 513, the one side outer end surface 521b of the lock shaft main body 521 is formed in the casing 21.
Is formed in a shape and dimension that allows linear movement of the shaft by a movement amount corresponding to, for example, 0.8 degrees of the rear wheel steering angle from the neutral position of the shaft when the position is in contact with the facing inner end surface. . In other words, the end surface of the lock shaft engaging portion 523 and the second moving body half portion 51 when the lock shaft 520 is close to the moving body 510 and shown in FIGS. 6 and 7.
The gap defined between the two engagement groove defining surfaces corresponds to a steering angle of 0.8 degrees. Further, the shape and size of the engaging groove 513 is set such that when the lock shaft 520 takes a position away from the moving body 510 against the spring force of the spring 53, the amount of movement corresponding to a rear wheel steering angle of 5 degrees, for example. It is set to allow linear shaft movement.

【0034】次に、舵角制限機構の作動を簡略に説明す
る。図3及び図4に示す駆動機構60によりワイヤ68
を介してロックシャフト520が引張られて、ロックシ
ャフトが移動体510に対して離反移動すると、移動体
510の台形状断面の係合溝513に緩く嵌合した三角
形状断面のロックシャフト係合部523が、係合溝51
3内で後退移動して、係合部523の傾斜面と移動体5
10の係合溝画成面との間隙が広がる。即ち、所定シャ
フト移動範囲の広さは、ハンドル操作に伴うロックシャ
フト520の離反移動量に応じて可変設定されることに
なる。なお、図8及び図9から明かなように、ロックシ
ャフト520は、ロックシャフトが移動体510から最
も離反したときにも、係合溝513から逸脱するもので
はない。
Next, the operation of the steering angle limiting mechanism will be briefly described. The wire 68 is driven by the drive mechanism 60 shown in FIGS.
When the lock shaft 520 is pulled through the lock shaft 520 and moves away from the moving body 510, the lock shaft engaging portion having a triangular cross section loosely fitted in the engaging groove 513 having a trapezoidal cross section of the moving body 510. 523 is the engaging groove 51
3 moves backward, and the inclined surface of the engaging portion 523 and the moving body 5
The gap with the engagement groove defining surface of 10 is widened. That is, the width of the predetermined shaft movement range is variably set according to the amount of separation movement of the lock shaft 520 accompanying the handle operation. As is apparent from FIGS. 8 and 9, the lock shaft 520 does not deviate from the engagement groove 513 even when the lock shaft is farthest from the moving body 510.

【0035】本実施例のその他の作動は、第1実施例の
場合と略同様であるので、作動説明を省略する。本発明
の電動アクチュエータは、上記第1及び第2実施例に限
定されず、種々に変形可能である。例えば、上記両実施
例では、本発明の電動アクチュエータを、油圧式前輪パ
ワーシリンダを備えた4WS車両に装備した場合につい
て説明したが、本発明は、電動アクチュエータで前輪を
転舵するようにした車両に装備可能である。又、上記両
実施例では、目標後輪舵角と舵角センサ100で検出し
た実際後輪舵角とに基づいて後輪舵角をフィードバック
制御するようにしたが、本発明はこれに限定されず、後
輪舵角をオープンループ制御する4WSシステムにも適
用可能である。
Since the other operations of this embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, the description of the operation will be omitted. The electric actuator of the present invention is not limited to the above-mentioned first and second embodiments, but can be variously modified. For example, in the above both embodiments, the case where the electric actuator of the present invention is installed in a 4WS vehicle having a hydraulic front wheel power cylinder has been described. However, the present invention is a vehicle in which the electric actuator steers the front wheels. Can be equipped with. Further, in both of the above embodiments, the rear wheel steering angle is feedback-controlled based on the target rear wheel steering angle and the actual rear wheel steering angle detected by the steering angle sensor 100, but the present invention is not limited to this. Instead, it can also be applied to a 4WS system that performs open-loop control of the rear wheel steering angle.

【0036】上記両実施例では、舵角制限機構のシャフ
ト側要素としての移動体52,520をシャフト22と
別体に設けたが、移動体をシャフトと一体に設けても良
い。すなわち、実施例のシャフト22に代えて、移動体
の機能をも奏するシャフトを用いても良い。又、モータ
30の回転運動を、変換手段としてのボールナット41
及びボールネジ42により直線運動に変換する構成に代
えて、変換手段の機能を併有するリニアモータを使用可
能である。
In both of the above embodiments, the moving bodies 52 and 520 as the shaft side elements of the steering angle limiting mechanism are provided separately from the shaft 22, but the moving bodies may be provided integrally with the shaft. That is, instead of the shaft 22 of the embodiment, a shaft that also functions as a moving body may be used. Further, the ball nut 41 serving as a conversion unit converts the rotational movement of the motor 30.
A linear motor having the function of the conversion means can be used instead of the structure in which the linear motion is converted by the ball screw 42.

【0037】更に、上記両実施例では、センタリングス
プリング80によるシャフト22の中立位置への強制復
帰速度を低減させるための減衰手段としてVCU90を
電動アクチュエータに装備したが、減衰手段は必須要素
ではなく除去可能である。又、減衰手段として、VCU
に代えて、回転摩擦板を主要構成要素として含む機構な
ど、種々の機構を使用可能である。
Further, in both of the above embodiments, the electric actuator is equipped with the VCU 90 as a damping means for reducing the forced returning speed of the centering spring 80 to the neutral position of the shaft 22, but the damping means is not an essential element and is eliminated. It is possible. Also, as the attenuation means, VCU
Instead, various mechanisms such as a mechanism including a rotary friction plate as a main component can be used.

【0038】[0038]

【発明の効果】上述のように、直線移動自在に支持され
左右後輪を転舵させるためのシャフトと、モータと、該
モータによるシャフトの回転運動をシャフトの直線運動
に変換するための変換手段とを有する、4輪操舵システ
ムの電動アクチュエータにおいて、本発明は、シャフト
にこれと一体移動自在に設けた移動体と、シャフトが所
定シャフト移動範囲を越えて直線移動しようとするとき
に移動体に当接して更なるシャフト移動を阻止するよう
に配された舵角制限部材とを備えるので、4輪操舵シス
テムに故障が生じた場合にも後輪舵角を強制的に所定角
度範囲内におさめるように作動する機械的なフェイルセ
ーフ機構が提供され、シャフトが過大に移動して車両の
挙動が著しく不自然になることが防止される。
As described above, the shaft that is linearly supported so as to steer the left and right rear wheels, the motor, and the converting means for converting the rotational movement of the shaft by the motor into the linear movement of the shaft. The present invention relates to an electric actuator of a four-wheel steering system including: a movable body provided on a shaft so as to be movable integrally therewith; and a movable body when the shaft attempts to move linearly beyond a predetermined shaft movement range. Since the steering angle limiting member arranged so as to abut and prevent further shaft movement is provided, the rear wheel steering angle is forcibly kept within a predetermined angle range even when a failure occurs in the four-wheel steering system. A mechanical fail-safe mechanism that operates in this manner is provided to prevent excessive movement of the shaft and significant unnatural behavior of the vehicle.

【0039】好ましくは、舵角制限部材をシャフト軸心
に直交する方向において移動体に対して接近離反移動自
在に配し、移動体および舵角制限部材を舵角制限部材が
接近位置にあるときと離反位置にあるときとで所定シャ
フト移動範囲の広さを異ならせるように設けたので、シ
ャフト移動範囲が例えば前輪舵角に応じてより適正化さ
れ、フェイルセーフ機能上の信頼性が向上する。
Preferably, the rudder angle limiting member is arranged so as to move toward and away from the moving body in a direction orthogonal to the shaft axis, and when the moving body and the rudder angle limiting member are in the approaching position. Since the width of the predetermined shaft moving range is made different depending on whether the shaft is in the separated position or not, the shaft moving range is more optimized, for example, according to the front wheel steering angle, and the reliability of the fail safe function is improved. .

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

【図1】本発明の第1実施例による電動アクチュエータ
を含む4WS車両を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a 4WS vehicle including an electric actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例による電動アクチュエータ
を示す長手方向断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the electric actuator according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2の電動アクチュエータと共に用いられる舵
角応動型の駆動機構を示す概略側面図である。
FIG. 3 is a schematic side view showing a steering angle responsive drive mechanism used with the electric actuator of FIG.

【図4】図3に示す駆動機構の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the drive mechanism shown in FIG.

【図5】図2の電動アクチュエータを装備した4WS車
両の、ハンドル角−後輪舵角特性図である。
5 is a steering wheel angle-rear wheel steering angle characteristic diagram of a 4WS vehicle equipped with the electric actuator of FIG.

【図6】本発明の第2実施例による電動アクチュエータ
を示す長手方向断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an electric actuator according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示す電動アクチュエータの舵角制限機構
の長手方向断面図である。
7 is a longitudinal sectional view of a steering angle limiting mechanism of the electric actuator shown in FIG.

【図8】図6に示す舵角制限機構のロックシャフトの長
手方向断面図である。
8 is a longitudinal sectional view of a lock shaft of the steering angle limiting mechanism shown in FIG.

【図9】図7に示す舵角制限機構の第2移動体半部の断
面図である。
9 is a sectional view of a second half of a moving body of the steering angle limiting mechanism shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前輪パワーシリンダ 2 電動アクチュエータ 3 コントロールユニット(ECU) 4 ハンドル 5 舵角センサ 6 車速センサ 21 ケーシング 22 シャフト 27,28 タイロッド 30 モータ 41 ボールナット 42 ボールネジ 51 移動体 52 舵角制限ロックピン 60 駆動機構 64 クランク 66 ピストン 68 ワイヤ 80 センタリングスプリング 90 ビスカスカップリングユニット(VCU) 100 舵角センサ 110 電磁クラッチ 1 Front Wheel Power Cylinder 2 Electric Actuator 3 Control Unit (ECU) 4 Handle 5 Steering Angle Sensor 6 Vehicle Speed Sensor 21 Casing 22 Shaft 27, 28 Tie Rod 30 Motor 41 Ball Nut 42 Ball Screw 51 Moving Body 52 Steering Angle Limit Lock Pin 60 Drive Mechanism 64 Crank 66 Piston 68 Wire 80 Centering spring 90 Viscous coupling unit (VCU) 100 Rudder angle sensor 110 Electromagnetic clutch

フロントページの続き (72)発明者 百瀬 信夫 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 田中 忠夫 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Nobuo Momose 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Within Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Tadao Tanaka 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation Stock In the company

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直線移動自在に支持され左右後輪を転舵
させるためのシャフトと、モータと、該モータによる前
記シャフトの回転運動を該シャフトの直線運動に変換す
るための変換手段とを有する、4輪操舵システムの電動
アクチュエータにおいて、前記シャフトにこれと一体移
動自在に設けた移動体と、前記シャフトが所定シャフト
移動範囲を越えて直線移動しようとするときに前記移動
体に当接して更なるシャフト移動を阻止するように配さ
れた舵角制限部材とを備えることを特徴とする、4輪操
舵システムの電動アクチュエータ。
1. A shaft which is linearly movably supported for steering the left and right rear wheels, a motor, and a conversion means for converting rotational motion of the shaft by the motor into linear motion of the shaft. In an electric actuator of a four-wheel steering system, a moving body provided on the shaft so as to be movable integrally with the shaft, and abutting on the moving body when the shaft attempts to move linearly beyond a predetermined shaft moving range. An electric actuator for a four-wheel steering system, comprising: a steering angle limiting member arranged to prevent the shaft from moving.
【請求項2】 前記舵角制限部材は、シャフト軸心に直
交する方向において前記移動体に対して接近離反移動自
在に配され、前記移動体および前記舵角制限部材は、前
記舵角制限部材が接近位置にあるときと離反位置にある
ときとで前記所定シャフト移動範囲の広さを異ならせる
ように設けられていることを特徴とする請求項1の4輪
操舵システムの電動アクチュエータ。
2. The rudder angle limiting member is arranged so as to move toward and away from the moving body in a direction orthogonal to a shaft axis, and the moving body and the rudder angle limiting member are the rudder angle limiting member. The electric actuator of the four-wheel steering system according to claim 1, wherein the predetermined shaft movement range is different between when the vehicle is in the approaching position and when the vehicle is in the separating position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013189062A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Jtekt Corp Rear wheel steering device
JP2016055796A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Rear wheel steering control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013189062A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Jtekt Corp Rear wheel steering device
JP2016055796A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Rear wheel steering control device

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Effective date: 19990202