JPH0622152U - 電動式四輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】後輪用出力軸１１が直進時に、外乱に基づいて
不用意に変位する事を防止する。 【構成】後輪用出力軸１１の軸方向の変位に伴なって、
後輪に舵角付与を行なう。第一、第二の電動モータ３７
ａ、３７ｂと前記後輪用出力軸１１との間に、第一、第
二の減速機４６ａ、４６ｂを設ける。各減速機４６ａ、
４６ｂは、各電動モータ３７ａ、３７ｂから後輪用出力
軸１１への動力伝達は効率良く行なう。但し、後輪用出
力軸１１から各電動モータ３７ａ、３７ｂへの動力伝達
の効率は低い。第一、第二のステッピングモータ５３
ａ、５３ｂを各電動モータ３７ａ、３７ｂと同軸に設け
る。直進時には各ステッピングモータ５３ａ、５３ｂに
より、後輪用出力軸１１の変位を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る電動式四輪操舵装置は、自動車の操舵装置として利用し、自動 車の進路を変更する場合に、前輪だけでなく後輪の向きも変える事で、回転半径 を小さくしたり、或は車両の走行安定性を保てる様にするものである。

【０００２】

【従来の技術】

狭い道での進路変更を容易に行なえる様に、自動車の回転半径を小さくする為 、或は、高速走行時に於ける進路変更でも車両の走行安定性が保たれる様にする 為、ステアリングホイールを操作した場合に、前輪だけでなく後輪も動かす四輪 操舵装置が、近年使用される様になって来た。

【０００３】 又、後輪の操舵を単に前輪の操舵に関連して行なうだけでなく、車速等、旋回 性能に影響を及ぼす各種条件に応じて後輪に適正な舵角を付与する為に、電動モ ータにより後輪への舵角付与を行なう、電動式の四輪操舵装置も従来から研究さ れている。

【０００４】 例えば、特開平４−１１８３７７号公報には、図２〜３に示す様な電動式四輪 操舵装置が記載されている。この従来の電動式四輪操舵装置は、車両の走行速度 が比較的低い場合にのみ、後輪への舵角付与を電動モータにより行ない、高速走 行時に於ける進路変更の際には、遠心力に基づいて後輪に舵角を付与する、所謂 コンプライアンスステア機構により後輪への舵角付与を行なうものである。

【０００５】 この従来の電動式四輪操舵装置に於いては、運転席に設けられたステアリング ホイール１の動きは、ステアリングシャフト２によりステアリングギヤ３に伝え られて、前輪用出力軸４を軸方向（図２の左右方向）に亙って変位させ、この前 輪用出力軸４の両端部にそれぞれ連結された左右１対のナックルアーム５、５を 介して、前輪６、６に所望の舵角を付与する。

【０００６】 前記ステアリングシャフト２を挿通したステアリングコラム７には、舵角セン サ８、８が支持されており、この舵角センサ８、８が検出するステアリングシャ フト２の回転角から、前輪６、６に付与される舵角を検出自在としている。尚、 舵角センサ８、８を２個設けるのは、一方の舵角センサ８が故障した場合にも所 望の制御を行なえる様にする、フェイルセーフを図る為である。

【０００７】 又、車両の後部床面には、後輪９、９への舵角付与機構を納める為のハウジン グ１０が、車両の幅方向（図２〜３の左右方向）に亙る変位を不能として、支持 されている。そして、このハウジング１０の内側に後輪用出力軸１１が、左右方 向（車両の幅方向）に亙り挿通されている。この後輪用出力軸１１は、軸方向（ 図２〜３の左右方向）に変位する事により、前記後輪９、９に舵角を付与するも ので、後輪用出力軸１１の左右両端部と各後輪９、９とは、ナックルアーム１３ 、１３により結合されている。

【０００８】 そして、前記後輪用出力軸１１が軸方向に変位する事に伴なって、各後輪９、 ９が操舵中心１４、１４を中心として揺動し、前記後輪用出力軸１１の変位量に 見合う舵角が、前記各後輪９、９に付与される様にしている。又、各後輪９、９ の操舵中心１４、１４は、各後輪９、９の着力点１２、１２（タイヤ下面と地面 との接触面の中心）よりも距離ｌだけ、車両の前進方向（図２の上方向）後方（ 同図下方）に位置させている。

【０００９】 一方、前記後輪用出力軸１１の中間部で、前記ハウジング１０の内側に位置す る部分には、ラック歯１５を固設している。又、前記ハウジング１０の中間部内 側に前記後輪用出力軸１１と捻れの位置関係で回転自在に支持された、伝達軸１ ６の一端部（図２〜３の上端部）にはピニオン歯１７を固設し、このピニオン歯 １７を、前記ラック歯１５と噛合させている。又、前記伝達軸１６の他端（図２ 〜３の下端）にはウォームホイール１８を固設している。

【００１０】 又、前記ハウジング１０の外面に固定された電動モータ１９の回転駆動軸（図 示せず）により、電磁クラッチ３１を介して回転駆動される出力軸２０にはウォ ーム２１を固設し、このウォーム２１を前記ウォームホイール１８と噛合させる 事で、前記出力軸２０の回転により、前記後輪用出力軸１１を軸方向に亙って変 位させる減速機構を構成している。

【００１１】 この減速機構は、動力の伝達方向に可逆性を有するものとし、前記出力軸２０ の回転に伴ない、後輪用出力軸１１を軸方向に変位させる他、後輪用出力軸１１ の軸方向の変位に伴なって、前記出力軸２０を回転させる様にしている。但し、 前記減速機構の逆効率は低く抑える事により、前記各後輪９、９に付与した舵角 をそのまま保持する際に、後述するセンタリングスプリング２５の圧縮による荷 重が、そのまま前記電動モータ１９に加わらない様にしている。又、電動モータ １９にはエンコーダ３２を付設して、この電動モータ１９の回転量を検出自在と し、その検出値を次述する制御器２４に入力している。

【００１２】 前記伝達軸１６の一端には、エンコーダ、ポテンショ等の変位センサ２２、２ ２を２個設けて、前記後輪用出力軸１１の変位量を、伝達軸１６を介して検出自 在としている。これら２個の変位センサ２２、２２から送り出される検出信号は 、前記舵角センサ８、８の検出信号、及び車速を検出する車速センサ２３からの 検出信号と共に、前記電動モータ１９への通電を制御する制御器２４に入力して いる。尚、前記変位センサ２２、２２を２個設けるのも、やはりフェイルセーフ を図る為である。

【００１３】 そして、前記制御器２４は、前記車速センサ２３により検出される車両の走行 速度が一定値（例えば４０km/h）以下の場合にのみ、前記電磁クラッチ３１を繋 ぎ、前記舵角センサ８、８と車速センサ２３とからの信号に基づいて、前記電動 モータ１９による後輪９、９への舵角付与を行なう。この際、エンコーダ３２か らの信号に基づいて、前記電動モータ１９への通電を制御する。又、伝達軸１６ の端部に設けられた変位センサ２２、２２は、実際に後輪９、９に付与された舵 角を検出して、その検出値を前記制御器２４に入力する。

【００１４】 又、前記後輪用出力軸１１を車体に固定のハウジング１０に対して、軸方向（ 図２〜３の左右方向）に亙る若干の変位自在に、且つ弾性的に支持している。即 ち、前記後輪用出力軸１１の中間部に、互いに間隔をあけて１対の座板２６、２ ６を、後輪用出力軸１１の軸方向に亙る変位を自在として外嵌保持すると共に、 両座板２６、２６の内側面同士の間に、前記電動モータ１９の故障時にも、前記 後輪用出力軸１１を中立位置に戻せるだけの弾力を有するセンタリングスプリン グ２５を設けている。

【００１５】 又、前記ハウジング１０の内周面には、互いに間隔をあけて１対の段部２７、 ２７を形成しており、前記１対の座板２６、２６の外側面外周寄り部分を、それ ぞれ段部２７、２７に対向させている。又、前記後輪用出力軸１１の中間部外周 面で、前記１対の座板２６、２６を挟む位置には、１対のストップリング２８、 ２８を止着して、後輪用出力軸１１に対する各座板２６、２６の移動を制限して いる。更に、前記１対の座板２６、２６の外側面と、前記段部２７、２７及びス トップリング２８、２８との間には、皿板ばね２９、２９を設けている。

【００１６】 各皿板ばね２９、２９を完全に押し潰す為に要する弾力は、前記センタリング スプリング２５が圧縮され始める際の弾力よりも小さくして、ハウジング１０に 対し後輪用出力軸１１が変位した場合には、図４に直線ａで示す様に、先ず皿板 ばね２９、２９が変位し（押し潰され）、何れか（変位方向先端側）の皿板ばね ２９が完全に押し潰されてから、前記センタリングスプリング２５が、同図に直 線ｂで示す様に、１対の座板２６、２６の間で圧縮され始める様にしている。但 し、各皿板ばね２９、２９が完全に圧縮された場合に於けるばね荷重は、予想さ れる運転状態に於いて発生する遠心力に基づき、後輪用出力軸１１に加わると予 想される最大横荷重Ｆ_MAX よりも少し大きくしている。

【００１７】 上述の様に構成される従来の電動式四輪操舵装置に於いては、車両が一定速度 （例えば４０km/h）以下で走行する場合には制御器２４が、舵角センサ８、８と 車速センサ２３とからの信号に基づいて、電動モータ１９への通電を制御し、必 要に応じて後輪９、９に所望の舵角を付与する。この際、電磁クラッチ３１に通 電して、この電磁クラッチ３１を繋いだ状態のままとする。

【００１８】 即ち、車両が低中速で走行する場合には、車両の旋回性を向上させる為、後輪 ９、９に対して前輪６、６とは逆位相の舵角を付与するが、後輪９、９に付与す る舵角は、図５に実線ｃで示す様に、車速が速くなる程小さくする。この場合に 於いて、後輪９、９に付与される舵角は、伝達軸１６の一端に設けた変位センサ ２２、２２によって検出し、その検出値を制御器２４に入力して、フェイルセー フを図る。

【００１９】 尚、図５の縦軸に表わされた舵角比とは、後輪に付与される舵角θ_R と前輪に 付与される舵角θ_F との比（θ_R ／θ_F ）で、絶対値が大きい程、後輪に付与さ れる舵角が大きい事を表わす。又、横軸よりも上の領域では、前後輪の舵角が同 位相となり、下の領域では逆位相となる。

【００２０】 一方、車両が前記一定速度（４０km/h）を越えて走行する場合には、前記電磁 クラッチ３１への通電が停止されて、この電磁クラッチ３１の接続が断たれる。 これに伴なって、舵角センサ８、８と車速センサ２３とからの信号に拘らず、制 御器２４が後輪９、９の舵角制御を行なう事はなくなる。又、必要に応じて、電 動モータ１９への通電も停止する。

【００２１】 この様に、車両が一定速度を越えて走行する場合に於いて進路変更が行なわれ ると、遠心力に基づいて後輪９、９に、前輪６、６と同じ位相で舵角が付与され 、進路変更時に於ける車両の安定性が保持される。

【００２２】 例えば、ステアリングホイール１の操作に基づき、前輪６、６を図２の矢印α 方向に変位させた場合、車両の進路変更に伴なう遠心力によって、後輪９、９が 図２の右方に振られ、各後輪９、９と路面との摩擦により各後輪９、９に、同図 に矢印βで示す様に、横方向の力Ｆが加わる。この力Ｆは、後輪９、９と路面と の接触面、即ち、各後輪９、９の着力点１２、１２を含む鉛直面上に加わる。一 方、各後輪９、９の操舵中心１４、１４は、前記着力点１２、１２よりも距離ｌ だけ車両の前進方向後方に位置している為、各後輪９、９は、Ｆ・ｌなるモーメ ントで、図２の矢印γ方向に操舵される。

【００２３】 この様にして各後輪９、９が矢印γ方向に操舵されるのに伴ない、後輪用出力 軸１１が軸方向に変位して、一方（図２〜３の左方）の皿板ばね２９が圧縮され る。従って、各後輪９、９に付与される舵角は、前記横方向の力Ｆに基づき後輪 用出力軸１１の軸方向に加わる力と、前記皿板ばね２９の圧縮に基づいて後輪用 出力軸１１に加わる力とが釣り合った状態で保持される。

【００２４】 この為、車速が一定値を越えた場合には、後輪９、９に付与される舵角は、図 ５に破線ｄで示す様に、常に前輪６、６と同じ位相となる。又、この場合に於い て後輪９、９に付与される舵角の大きさは、車両の進路変更に伴なう遠心力によ り後輪９、９に加わる横方向の力Ｆの大きさによってのみ定まり、車速や前輪６ 、６に付与される舵角の大きさとは（間接的には大きく関係するが）直接は関係 しない。

【００２５】 又、皿板ばね２９、２９の圧縮代は限定されたものである為、後輪９、９に過 大な舵角が付与される事はない。この様に、高速走行時に於いては電動モータ１ ９による後輪９、９への舵角付与は一切行なわず、物理的な力によってのみ、後 輪９、９への舵角付与を行なうが、車両の走行速度が一定値を越えた場合に電磁 クラッチ３１や電動モータ１９への通電を停止する為の機構は、簡単なもので済 む為、当該機構の信頼性は十分に確保出来、更にこの機構部分に付加するフェイ ルセーフ機構も、簡単でしかも信頼性の高いものとする事が出来る。

【００２６】

【本考案に至る背景】 ところで、例えば上述の様に構成され作用する従来の電動式四輪操舵装置を含 む、電動モータにより後輪に舵角付与を行なう電動式四輪操舵装置を、実際に自 動車に組み込む場合に於いては、次に述べる様な点を改良する事が望まれる。

【００２７】 先ず、第一の改良点として、センタリングスプリング２５を省略する事が望ま れる。即ち、フェイルセーフ用として組み込まれるこのセンタリングスプリング ２５は、電動モータ１９が故障して動かなくなった場合に於いても、後輪用出力 軸１１を中立位置に戻せる様な、大きな弾力を有する。この為、通常時に前記電 動モータ１９により前記後輪用出力軸１１を変位させるのに要する力が大きくな り、電動モータ１９の大型化と消費電流の増大とを招いてしまう。

【００２８】 この様な問題を解決する為、前記センタリングスプリング２５を省略しても、 電動モータ故障時に前記後輪用出力軸１１を中立位置に戻す、フェイルセーフを 図れる構造の実現が望まれる。

【００２９】 次に、第二の改良点として、電動モータ１９故障時に前記後輪用出力軸１１が 不用意に変位する事の防止が望まれる。即ち、配線のショート等、何らかの原因 によって前記電動モータ１９が暴走（不用意に回転）した場合、前記後輪用出力 軸１１は前記センタリングスプリング２５を圧縮しつつ変位し、後輪９、９への 舵角付与が行なわれる。実際の場合には、前記変位センサ２２、２２が異常変位 を検出して、制御器２４が前記電動モータ１９への通電を基から遮断する為、前 記後輪９、９に危険な程の舵角付与が行なわれる事はないと考えられるが、電動 モータ１９が停止する迄の短時間の間に、僅かとは言え、後輪９、９に好ましく ない舵角付与が行なわれる可能性がある。

【００３０】 この様な問題を解決する為、電動モータが暴走した場合でも、後輪用出力軸１ １が変位しない様な構造の実現が望まれる。

【００３１】 この様な事情に鑑みて本考案者は先に、図６に示す様な電動式四輪操舵装置を 考案した（特願平３−１８５８７４号）。この先考案に係る電動式四輪操舵装置 は、自動車の床下に支持された円管状のケース３３に後輪用出力軸１１を、滑り 軸受３４を介して、軸方向（図１の左右方向）に亙る変位自在に挿通している。 この後輪用出力軸１１の両端部には、それぞれ自在継手３５、３５を介して、連 結ロッド３６、３６の一端を結合している。そして、各連結ロッド３６、３６の 他端を、後輪操舵用ナックルの先端に結合する事により、前記後輪用出力軸１１ の変位に伴なって、左右の後輪に、変位量に応じた舵角を付与する様にしている 。

【００３２】 前記ケース３３の両側には、第一の電動モータ３７ａと第二の電動モータ３７ ｂとを、各電動モータ３７ａ、３７ｂの出力軸３８ａ、３８ｂと前記ケース３３ の中心軸とを平行にして、支持固定している。前記各出力軸３８ａ、３８ｂの先 端部には、それぞれ伝達軸３９ａ、３９ｂを、電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを介 して結合し、各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの接続時には各伝達軸３９ａ、３９ ｂが、前記各出力軸３８ａ、３８ｂと共に回転する様にしている。

【００３３】 前記各伝達軸３９ａ、３９ｂは、それぞれが１対の軸受４１、４１によって回 転自在に支持されている。そして、各伝達軸３９ａ、３９ｂの一端を、上述の様 に前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを介して、前記各出力軸３８ａ、３８ｂに 接続し、他端にはエンコーダ４２ａ、４２ｂを設けて、前記各伝達軸３９ａ、３ ９ｂの回転角度の検出を自在としている。

【００３４】 又、前記各伝達軸３９ａ、３９ｂの中間部には、それぞれ電磁クラッチ４０ａ 、４０ｂの側から順に、ブレーキ４３ａ、４３ｂとウォーム４４ａ、４４ｂとを 、互いに直列に設けている。この内のウォーム４４ａ、４４ｂは、それぞれ後述 するウォームホイール４５ａ、４５ｂと噛合する事で、第一、第二の減速機４６ ａ、４６ｂを構成する。

【００３５】 一方、前記後輪用出力軸１１の中間部外周面には、ラック歯１５を一体形成し ている。又、前記後輪用出力軸１１の近傍には第一、第二の回転軸４７ａ、４７ ｂを、この後輪用出力軸１１に対し捩りの位置関係で、それぞれ軸受４８、４９ により、回転自在に支持している。そして、第一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂ の先端部外周面に形成したピニオン歯５０ａ、５０ｂを、それぞれ前記ラック歯 １５と噛合させている。

【００３６】 又、第一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂの基端部に固定したウォームホイール ４５ａ、４５ｂを、前記ウォーム４４ａ、４４ｂに噛合させる事で、第一、第二 の減速機４６ａ、４６ｂを構成している。又、第一、第二の回転軸４７ａ、４７ ｂの基端にはエンコーダ５２ａ、５２ｂを、第二の回転軸４７ｂの先端にはエン コーダ６２を、それぞれ設けて、前記第一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂの回転 角度を介して、前記後輪用出力軸１１の変位量を検出自在としている。

【００３７】 上述の様に、それぞれがウォーム４４ａ、４４ｂとウォームホイール４５ａ、 ４５ｂとを組み込んで成る、これら第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂは、前記 第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂの動きを前記後輪用出力軸１１に伝達す る正方向の効率に比べて、後輪用出力軸１１の動きを第一、第二の電動モータ３ ７ａ、３７ｂに伝達する逆方向の効率が低い。

【００３８】 更に、図示しない制御器が、前記第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂと電 磁クラッチ４０ａ、４０ｂ、並びにブレーキ４３ａ、４３ｂとを制御して、両電 動モータ３７ａ、３７ｂにより前記後輪用出力軸１１を、同方向に変位させる様 にしている。

【００３９】 上述の様に構成される先考案の電動式四輪操舵装置により、後輪に舵角を付与 する場合、制御器が、各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを繋ぐと共に各ブレーキ４ ３ａ、４３ｂを解除して（非制動の状態として）、第一、第二の電動モータ３７ ａ、３７ｂに通電する。尚、前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの接続が断たれ ている場合には、後輪支持部に加わる遠心力に基づき、各後輪に適当な舵角付与 が行なわれる、所謂コンプライアンスステアが行なわれる。

【００４０】 前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの接続時には、第一、第二の電動モータ３ ７ａ、３７ｂに通電される結果、出力軸３８ａ、３８ｂ、伝達軸３９ａ、３９ｂ 、ウォーム４４ａ、４４ｂ、第一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂ、ピニオン歯５ ０ａ、５０ｂ、ラック歯１５を介して後輪用出力軸１１が、軸方向に亙って変位 させられる。そして、この後輪用出力軸１１の変位に伴なって前記連結ロッド３ ６、３６が押し引きされ、後輪に舵角が付与される。

【００４１】 後輪に舵角を付与した状態で、何れかの電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が故 障した場合には、制御器が、もう一方の電動モータ３７ｂ（又は３７ａ）により 前記後輪用出力軸１１を中立位置に戻し、後輪に付与していた舵角を解消する。 この際、必要に応じて前記何れかの電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）側の電磁ク ラッチ４０ａ（又は４０ｂ）の接続を断ち、前記もう一方の電動モータ３７ｂ（ 又は３７ａ）の回転が円滑に行なわれる様に（故障した電動モータ３７ａ（又は ３７ｂ）が、回転の妨げとならない様に）する。

【００４２】 前記第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂの逆効率は低い為、前記何れかの電動 モータ３７ａ（又は３７ｂ）の故障に伴なって回転駆動されなくなった、一方の 回転軸４７ａ（又は４７ｂ）の存在に基づいて、前記もう一方の電動モータ３７ ｂ（又は３７ａ）により後輪用出力軸１１を中立位置に戻すのには若干力を要す るが、前記電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が焼き付き等により回転不能となら ない限り、電磁クラッチ４０ａ（又は４０ｂ）を繋いだままでも、十分に前記後 輪用出力軸１１を中立位置に戻す事が出来る。又、仮に前記電動モータ３７ａ（ 又は３７ｂ）が焼き付き等により回転不能となった場合でも、電磁クラッチ４０ ａ（又は４０ｂ）の接続を断つ事により、前記後輪用出力軸１１を中立位置に戻 す事が出来る。

【００４３】 この為、先考案の電動式四輪操舵装置を構成する前記後輪用出力軸１１には、 前述した従来構造の場合の様なセンタリングスプリング２５（図２〜３）を設け る必要がなくなるか、設けるとしても弾力の弱いもので済む。この為、通常状態 に於いて後輪に舵角を付与すべく、後輪用出力軸１１を変位させる為には、セン タリングスプリング２５の大きな弾力に打ち勝つ様な大きな力を要しない。この 為、後輪操舵用の第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂの出力はそれ程大きい ものである必要がなくなる。直進時等、前記後輪用出力軸１１を中立位置に保持 する必要がある場合には、前記ブレーキ４３ａ、４３ｂにより、前記各伝達軸３ ９ａ、３９ｂの回転を阻止する。

【００４４】 又、前述の様に、第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂの逆効率が低く抑えられ ている為、前記第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂが同じ動き（後輪用出力 軸１１を同じ方向に同じ量だけ変位させる回転運動）をした場合に限り、前記後 輪用出力軸１１が軸方向に亙って変位する。従って、何れかの電動モータ３７ａ （又は３７ｂ）が暴走した場合でも、前記後輪用出力軸１１が不用意に変位する 事はなくなる。

【００４５】 即ち、何れか一方の電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が暴走した場合でも、他 方の電動モータ３７ｂ（又は３７ａ）が正常に作動している限り、逆効率の低い 減速機４６ｂ（又は４６ａ）の存在により、前記他方の電動モータ３７ｂ（又は ３７ａ）側のウォーム４４ｂ（又は４４ａ）が回転する事はない。この為、前記 後輪用出力軸１１が動く事はなく、この後輪用出力軸１１により後輪に、不用意 に舵角が付与される事がなくなる。

【００４６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述の様に構成される先考案に係る電動式四輪操舵装置を運転する 場合に於いて、急激なステアリングホイールの操作、或は急な横風等の外乱に対 して、後輪に対する適切な舵角付与を迅速に行なわせる為には、車両の走行中、 前記各伝達軸３９ａ、３９ｂの途中に設けたブレーキ４３ａ、４３ｂを解除して おく事が好ましい。これは、機械的なブレーキの場合、解除信号を送ってから実 際に解除される迄に、僅かとは言え時間的な遅れが生じる為である。

【００４７】 ところが、各ブレーキ４３ａ、４３ｂを解除したままにした場合、轍等に起因 する路面のうねりによって、後輪に対し不要な舵角付与が行なわれる恐れがある 。この様に後輪に対し不要な舵角付与が行なわれると、車両の直進安定性が損な われる為、好ましくない。

【００４８】 本考案の電動式四輪操舵装置は、上述の様な事情に鑑みて考案されたものであ る。

【００４９】

【課題を解決する為の手段】

本考案の電動式四輪操舵装置は、軸方向に亙る変位によって、変位量に応じた 舵角を後輪に付与する後輪用出力軸と、第一の電動モータと、この第一の電動モ ータと前記後輪用出力軸との間に設けられて、前記第一の電動モータへの通電時 に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる第一の減速機と、第二の電動 モータと、この第二の電動モータと前記後輪用出力軸との間に設けられて、前記 第二の電動モータへの通電時に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる 第二の減速機と、前記第一、第二の電動モータを制御して、両電動モータにより 前記後輪用出力軸を同方向に変位させる制御器と、前記第一の電動モータの回転 軸を共用する第一のステッピングモータと、前記第二の電動モータの回転軸を共 用する第二のステッピングモータとを備える。

【００５０】 そして、前記第一、第二の減速機は、第一、第二の電動モータの動きを後輪用 出力軸に伝達する正方向の効率に比べて、後輪用出力軸の動きを第一、第二の電 動モータに伝達する逆方向の効率が低いものである。又、前記第一、第二のステ ッピングモータは、前記第一、第二の電動モータへの非通電時にのみ、前記各回 転軸に制止トルクを付与するものである。

【００５１】

【作用】 上述の様に構成される本考案の電動式四輪操舵装置の場合、第一、第二の電動 モータに通電されず、従って各電動モータに基づく舵角付与が行なわれない場合 には、後輪用出力軸が変位する事はなく、路面のうねり等の外乱に起因して、後 輪に対し不要な舵角付与が行なわれる事がなくなる。

【００５２】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示している。尚、本考案の特徴は、第一、第二の電動 モータへの非通電時に、ステッピングモータにより回転軸に制止トルクを付与す る部分の構造に特徴があり、その他の部分の構造及び作用は、前述した先考案に 係る四輪操舵装置と同様である為、同等部分には同一符合を付して重複する説明 を省略し、以下、本考案の特徴部分に就いて説明する。

【００５３】 第一の電動モータ３７ａの回転軸である出力軸３８ａは、この第一の電動モー タ３７ａの背面側（図１の右側）に迄突出して、第一のステッピングモータ５３ ａの回転軸となっている。又、第二の電動モータ３７ｂの回転軸である出力軸３ ８ｂも、この第二の電動モータ３７ｂの背面側（図１の右側）に迄突出して、第 二のステッピングモータ５３ｂの回転軸となっている。

【００５４】 図示しない制御器は、第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂへの通電、電磁 クラッチ４０ａ、４０ｂの断接、ブレーキ４３ａ、４３ｂの作動の他、前記第一 、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ｂへの通電も制御する。そしてこの制 御器は、通常時には前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを接続しておき、前記各 ブレーキ４３ａ、４３ｂを非作動状態としておく。

【００５５】 電磁クラッチ４０ａ、４０ｂは、後輪に舵角を付与した状態のまま、一方の電 動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が故障した際、他方の電動モータ３７ｂ（又は３ ７ａ）により後輪用出力軸１１を中立位置に戻す為に、上記一方の電動モータ３ ７ａ（又は３７ｂ）に対応する電磁クラッチ４０ａ（又は４０ｂ）の接続を切る 。又、ブレーキ４３ａ、４３ｂは、故障時等、四輪操舵装置の機能を停止し、通 常の二輪操舵の状態に固定する場合に作動させる。

【００５６】 更に、制御器は、前記第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂへの非通電時に のみ、前記第一、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ｂにより、各電動モー タ３７ａ、３７ｂの出力軸３８ａ、３８ｂに制止トルクを付与する。この様に、 各ステッピングモータ５３ａ、５３ｂにより各出力軸３８ａ、３８ｂに制止トル クを付与するには、各ステッピングモータ５３ａ、５３ｂのディテントトルク（ 保留トルク）を利用する場合と、保持トルクを利用する場合とが考えられる。

【００５７】 ディテントトルクを利用する場合には、前記第一、第二の電動モータ３７ａ、 ３７ｂへの非通電時に、前記第一、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ｂに も通電せず、第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂを回転させる場合には、第 一、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ｂを、各電動モータ３７ａ、３７ｂ と同方向に同速で回転させる。

【００５８】 一方、保持トルクを利用する場合には、前記第一、第二の電動モータ３７ａ、 ３７ｂへの非通電時にのみ、前記第一、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ ｂに保持電流を流し、第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂを回転させる場合 には、第一、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ｂへの通電を停止する。

【００５９】 上述の様に構成される本考案の電動式四輪操舵装置の場合、第一、第二の電動 モータ３７ａ、３７ｂに通電されず、従って各電動モータ３７ａ、３７ｂに基づ く舵角付与が行なわれない場合には、後輪用出力軸１１が変位する事はなく、路 面のうねり等の外乱に起因して、後輪に対し不要な舵角付与が行なわれる事がな くなる。

【００６０】 後輪への舵角付与が必要となった場合で、第一、第二の電動モータ３７ａ、３ ７ｂにより後輪用出力軸１１を変位させる場合には、前記各ステッピングモータ ５３ａ、５３ｂによる出力軸３８ａ、３８ｂへの制止トルク付与を停止する。又 、遠心力に基づき前記後輪用出力軸１１を変位させる場合には、前記電磁クラッ チ４０ａ、４０ｂを切る。

【００６１】 前記各第一、第二のステッピングモータ５３ａ、５３ｂによる制止トルク付与 並びにその解除、前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの断接は瞬間的に行なえる ので、車両の安定性を確保すべく、後輪に舵角を付与する作業を適切に行なえる 。

【００６２】 尚、本考案の電動式四輪操舵装置は、電動モータへの通電に基づいて後輪用出 力軸を軸方向に亙って変位させ、後輪に舵角を付与する構造のものであれば適用 出来る。即ち、本考案が適用される電動式四輪操舵装置は、前述した従来の電動 式四輪操舵装置の様に、コンプライアンスステア機構を組み込んだものである必 要はない。又、後輪用出力軸や第一、第二の減速機の配置も、図示の例に限定さ れず、先考案の図面及び明細書に記載した如く、各種変形例を採用出来る。更に 、各電動モータ３７ａ、３７ｂとステッピングモータ５３ａ、５３ｂとは、互い に独立して設けなくとも、第一の電動モータ３７ａと第一のステッピングモータ ５３ａとを、第二の電動モータ３７ｂと第二のステッピングモータ５３ｂとを、 それぞれ単一のハウジング内に組み込む事も出来る。

【００６３】

【考案の効果】

本考案の電動式四輪操舵装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、製作 費の低廉化、電動式四輪操舵装置の設計の容易化、並びに高度の安全性の確保と 言った先考案の効果に加え、外乱による不要な舵角付与を防止して車両の直進安 定性が損なわれるのを防止出来、より安全性の高い電動式四輪操舵装置を得られ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す要部平面図。

【図２】従来の電動式四輪操舵装置を示す部分横断平面
図。

【図３】図２のＡ部拡大図。

【図４】後輪用出力軸の軸方向に亙る変位量と後輪用出
力軸の軸方向に加わるばね荷重との関係を示す線図。

【図５】車速と舵角比との関係を示す線図。

【図６】先考案に係る四輪操舵装置を示す要部平面図。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ ステアリングギア ４ 前輪用出力軸 ５ ナックルアーム ６ 前輪 ７ ステアリングコラム ８ 舵角センサ ９ 後輪 １０ ハウジング １１ 後輪用出力軸 １２ 着力点 １３ ナックルアーム １４ 操蛇中心 １５ ラック歯 １６ 伝達軸 １７ ピニオン歯 １８ ウォームホイール １９ 電動モータ ２０ 出力軸 ２１ ウォーム ２２ 変位センサ ２３ 車速センサ ２４ 制御器 ２５ センタリングスプリング ２６ 座板 ２７ 段部 ２８ ストップリング ２９ 皿板ばね ３１ 電磁クラッチ ３２ エンコーダ ３３ ケース ３４ 滑り軸受 ３５ 自在継手 ３６ 連結ロッド ３７ａ 第一の電動モータ ３７ｂ 第二の電動モータ ３８ａ、３８ｂ 出力軸 ３９ａ、３９ｂ 伝達軸 ４０ａ、４０ｂ 電磁クラッチ ４１ 軸受 ４２ａ、４２ｂ エンコーダ ４３ａ、４３ｂ ブレーキ ４４ａ、４４ｂ ウォーム ４５ａ、４５ｂ ウォームホイール ４６ａ 第一の減速機 ４６ｂ 第二の減速機 ４７ａ 第一の回転軸 ４７ｂ 第二の回転軸 ４８、４９ 軸受 ５０ａ、５０ｂ ピニオン歯 ５２ａ、５２ｂ エンコーダ ５３ａ 第一のステッピングモータ ５３ｂ 第二のステッピングモータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に亙る変位によって、変位量に応
   じた舵角を後輪に付与する後輪用出力軸と、第一の電動
   モータと、この第一の電動モータと前記後輪用出力軸と
   の間に設けられて、前記第一の電動モータへの通電時
   に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる第一
   の減速機と、第二の電動モータと、この第二の電動モー
   タと前記後輪用出力軸との間に設けられて、前記第二の
   電動モータへの通電時に、前記後輪用出力軸を軸方向に
   亙って変位させる第二の減速機と、前記第一、第二の電
   動モータを制御して、両電動モータにより前記後輪用出
   力軸を同方向に変位させる制御器と、前記第一の電動モ
   ータの回転軸を共用する第一のステッピングモータと、
   前記第二の電動モータの回転軸を共用する第二のステッ
   ピングモータとを備え、前記第一、第二の減速機は、第
   一、第二の電動モータの動きを後輪用出力軸に伝達する
   正方向の効率に比べて、後輪用出力軸の動きを第一、第
   二の電動モータに伝達する逆方向の効率が低いものであ
   り、且つ、前記第一、第二のステッピングモータは、前
   記第一、第二の電動モータへの非通電時にのみ、前記各
   回転軸に制止トルクを付与するものである電動式四輪操
   舵装置。