JPS6234861A - 車両の4輪操舵装置 - Google Patents

車両の4輪操舵装置

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JPS6234861A
JPS6234861A JP60173772A JP17377285A JPS6234861A JP S6234861 A JPS6234861 A JP S6234861A JP 60173772 A JP60173772 A JP 60173772A JP 17377285 A JP17377285 A JP 17377285A JP S6234861 A JPS6234861 A JP S6234861A
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wheel
wheel steering
vehicle
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Takaaki Uno
高明 宇野
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/146Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by comprising means for steering by acting on the suspension system, e.g. on the mountings of the suspension arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
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    • B62D7/148Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering provided with safety devices

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は前輪とともに後輪をも操舵するようにした車両
の4輪操舵装置のフェイルセーフに関する。
(従来の技術) このような車両の4輪操舵装置としては従来、たとえば
特開昭59−128054号公報に掲載されたものがあ
る。
一般に四輪駆動車の操舵特性としては、第6図(a)に
示すように、低速時においては前輪と後輪とを逆位相で
操舵して小回り性能による実用性能等を向上させ、高速
時には前輪と後輪とを同位相方向に操舵して走行安定性
を向上させるようにしている。この操舵特性は縦軸に舵
角比、すなわち後輪舵角と前輪舵角の比をとっている。
この操舵特性の別の表し方としては第6図(b)に示す
ようなものがあり、これは縦軸に舵角ゲイン、すなわち
後輪舵角と旋回機G、あるいは後輪舵角と操舵トルクと
の比をとって表したものであって、第6図(a)に示す
ものと実質的に変わるものではない。
あるいは第3図に示すように、中低速時には後輪を全く
操舵せず(直進状態)、高速時においてのみ後輪を前輪
と同位相で操舵して走行安定性の向上を図る特性もあり
、第3図(a)は舵角比で表したものであり、第3図(
b)は舵角ゲインで表したものである。そして、これら
の四輪操舵車は、中低速時の後輪を全く操舵しない状況
において敏感な操舵応答性を実現するためには、ステア
リングギヤ比を大きくステアリング剛性を高くすること
が望ましい。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記公報に掲載された車両の4輪操舵装
置にあっては、第7図に示すよう゛に、後輪操舵システ
ムの制御系統の失陥時には走行安定性を確保することを
目的として後輪を自動的に直進状態に戻して固定するよ
うにしたため、前述のように中低速時に敏感な操舵応答
性を実現するよう構成された四輪操舵車にあっては、か
えって高速時の走行安定性を害する結果を招くという問
題点があった。高速時には後輪が前輪と同位相側に操舵
されることにより走行安定性が向上するからである。
(問題点を解決する手段) そこで本発明は前記問題点を解決するため、前輪操舵シ
ステムとともに後輪操舵システムを備え、車速に応じて
前輪と後輪とが互に独立して操舵される車両の4輪操舵
装置において、前記後輪操舵システムの失陥を検知する
失陥検知手段と、この検知手段からの信号により前記後
輪操舵システムを制御して後輪を常に前輪と同位相方向
に操舵させる制御手段と、を設けたことを構成としてい
る。
(作用) このような車両の4輪操舵装置は、前輪操舵システムお
よび後輪操舵システムにより前輪および後輪をそれぞれ
独自に操舵し、車両の走行状態に応じた最適な操舵を実
現する。万一後輪操舵システムの制御系統が失陥を生じ
て正常な後輪操舵が不可能となったときはこのことを失
陥検知手段が検知し、この検知手段は失陥信号を制御手
段に出力する。失陥信号を人力した制御手段は後輪操舵
システムを制御して、前述のような車両の走行状態に応
じた後輪操舵の代りに後輪を常に前輪と同位相に操舵す
るようにする。このため、中低速時に敏感な操舵応答性
を実現するよう四輪操舵車が構成されていても、高速時
に走行安定性が害されることを防止することができる。
(実施例) 以下本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
第1〜4図は本発明の第1実施例に係る車両の4輪操舵
装置を示す図である。
まず構成について説明すると、第1図において、11は
車体、12R,12Lは前輪、13R,13Lは後輪を
示している。前輪12R112Lは、それぞれがナック
ルアーム14R114Lおよびサイドロッド15R11
5Lを介してラック16の端部へ連結されている。
ラック16にはビニオン17が噛合し、ビニオン17が
ステアリングシャフト18を介して操向ハンドル19に
連結されている。このラック16およびビニオン17は
ステアリングギア機構20を構成する。
後輪13R113Lは、それぞれがセミトレーリングア
ーム21R,21Lを介して後輪サスペンションメンバ
22に揺動可能に支持されている。後輪サスペンション
メンバ22は、その両端がインシュレータラバー23R
,23Lを介しピン24R,24Lにより車体11へ弾
性的に支持され、また、ディファレンシャルギアハウジ
ング25が図示しないボルトにより固定されている。こ
のディファレンシャルギアハウジング25も、また、イ
ンシュレータラバー26を介しピン27により車体11
へ弾性的に支持されている。なお、28R128Lはデ
ィファレンシャルギアハウジング25内のディファレン
シャルギアと後輪13R,13Lとを接続するドライブ
シャフトである。
29はリザーバ30内の作動流体を加圧して吐出する第
1ポンプ、31はステアリングシャフト18に設けられ
た第1ポンプ29と配管P1を介して接続するとともに
リザーバ30と配管P2を介して接続した第1制御弁で
あり、第1制御弁31はまた配管P1、P4を介してラ
ンク16に設けられたパワーシリンダ32へ接続してい
る。第1制御弁31は操向ハンドル19へ加えられる操
舵力に応じて流路面積が変化する4つの可変オリフィス
31a、31b、31c、31dを有し、第1ポンプ2
9が吐出する圧力流体を操向ハンドル19の操作に応し
制御してパワーシリンダ32へ供給する。パワーシリン
ダ32は、ラック16と固定したピストン33とが車体
11へ設けられたシリンダボディ34内に摺動自在に嵌
入して、2つの流体室35.36を画成している。この
パワーシリンダ32は、第1制御弁31から圧力流体を
供給される流体室35.36の圧力差に対応した操舵補
助力を生じ、ラックエ6を操舵方面に対応して押圧する
これら第1ポンプ29、リザーバ30、第1制御弁31
およびパワーシリンダ32が、周知のパワーステアリン
グ装置37を構成する。また、このパワーステアリング
装置37は、前述の操向ハンドル19、ステアリングシ
ャフト18、ステアリングギア機構20、ラック16、
サイドロッド15、ナックルアーム14とともに前輪操
舵システム38を構成する。
39はリザーバ40内の作動流体を加圧して吐出する第
2ポンプであり、該ポンプ39の吐出ポートは配管P、
を介し第2制御弁45に接続されている。
第2制御弁45は、また、配管P6を介しリザーバ40
に接続するとともに、一対の配管P7、P8を介し後輪
サスペンションメンバ22と車体11との間に介装され
た4つのアクチュエータ46a、46b。
46C1,16dへ接続している。この第2制御弁45
も、前記第1制御弁31と同様に、第2ポンプ39から
供給される圧力流体を操向ハンドル19の操作に応じ制
御してアクチュエータ46a、46b、46C146d
へ供給する。アクチュエータ46a 、46b 、46
c、46dは、車体11および後輪サスペンションメン
バ22にピンジヨイントにより結合し、供給される圧力
流体の作用によりインシュレータラバー23R123L
を変形して後輪サスペンションメンバ22をピン27を
中心に回動させる。すなわち、これらのアクチュエータ
46a、46b、46c、46dは、圧力流体の作用に
より後輪サスペンションメンバ22を回動することで後
輪13R113Lを操舵させる。また、第2制御弁45
のインレット側配管P、とドレン側配管P、との間にバ
イパス管P、を接続し、該バイパス管P、には制御回路
42と接続した圧力補償型の流量制御弁50を設けたも
のである。コントローラ42は、車速センサ43と接続
し、車速に応して流量制御弁50を駆動する。この流量
制御弁50の駆動により第2ポンプ39が吐出する圧力
流体をリザーバ40へ還流することで第2制御弁45へ
供給される圧力流体の流量を制御する。これら流量制御
弁50、コントローラ42および車速センサ43は流量
調整手段44を構成し、上述した第2ポンプ39、流量
調整手段44、第2制御弁45、アクチュエータ46a
、46b、46c、46d、インシュレータラバー23
、ピン24、後輪サスペンションメンバ22、セミトレ
ーリングアーム21は、コンプライアンスステア用制御
装置(後輪操舵システム)47を構成する。また、コン
トローラ42には車速センサ43とともに車両が走行状
態かどうかを検知する走行状態検出センサ41が接続さ
れており、この走行状態検出センサ41から信号を入力
したコントローラ42は車両が走行状態にもかかわらず
車両速度が異常に低い時とか、車速か急激に大巾に変化
したとき流量制御弁50への電流を停止して流量制御弁
50を全閉にする。走行状態検出センサ41は第2図に
示すように、イグニションスイッチ5にインヒビタスイ
ッチ52、クラッチスイッチ53、ブレーキスイッチ5
4を含んでいる。但し、この車両は手動変速機を有する
ものとする。
次に作用について説明する。
この車両の操舵装置は、車両の前輪12R112Lおよ
び後輪13R113Lを操向ハンドル19の操作に応し
て操舵させるもので、パワーステアリング装置37が操
舵補助力を生じて艮向ハンドル19による前輪12R,
12Lの操舵を助勢し、コンプライアンスステア制御装
置47が操向ハンドルI9の操作に応じて後輪13R,
13Lを操舵する。そして、コンプライアンスステア制
御装置47にあっては、操向ハンドル19の操作に対す
る後輪13R113Lの操舵角を車速Vに応じて制御し
ている。
今、車両が高速走行中に操向ハンドル19に操作力が加
えられ、操向ハンドル19が例えば左方向(以下の説明
中において同じ)に操作されると、第1制御弁31は可
変オリフィス31a、31dが開かれるとともに可変オ
リフィス31b、31cが絞られ、各配管P、 、P4
内に流出する圧力流体に圧力差が生じる。すなわち、第
1制御弁31は、配管P。
を介しパワーシリンダ32の一方の流体室35へ圧力流
体を供給するため、パワーシリンダ32は操舵補助力を
生じてラック16を押圧する。したがって、前輪12R
,12Lは、ステアリングギア機構20を介して操向ハ
ンドル19から伝達される操作力およびパワーシリンダ
32が生じる操舵補助力により操舵される。
同様に、操向ハンドル19が操作されると、第2制御弁
45は可変オリフィス45a、45dが開かれるととも
に可変オリフィス45b、45Cが絞られる。
また、車速センサ43からの高速信号によりコントロー
ラ42は流量制御弁50に信号を出力して流量制御弁5
0に通電する電流を小さくし、流量制御弁50を絞って
第2制御弁45に供給される流体量を多くしている。従
って、第2制御弁45から各配管P。
、PII内へ流出する圧力流体に大きな圧力差が生じ、
アクチュエータ46a、46dには配管P7を介し圧力
流体が供給される。このため、アクチュエータ45a、
46dは、インシュレータラバー23R123Lを大き
く変形して後輪サスペンションメンバ22を図中反時計
方向に大きく回動させ、第3図に示すように高速時には
後輪13R113Lを左方向すなわち前輪12R112
Lと同一方向に大きく操舵する。このことにより、車両
は高速時に前輪と後輪とを同位相方向に操舵して走行安
定性を向上させている。
次に、車両が低速走行中に操向ハンドル19に左方向に
操作力が加えられた場合は、前輪は前述と同様にして左
方向に操舵される。一方、車速センサ43は車両の低速
走行を検知してコントローラ42に低速信号を出力し、
コントローラ42は流量制御弁50に信号を出力して流
量制御弁50に通電する電流を大きくする。このため、
流量制御弁50は開かれて第2ポンプ39から吐出され
た圧力流体がリザーバ40にドレンされる量を増大し、
第2制御弁45および配管P?、pHに供給される流体
量を零にする。このことによりアクチュエータ45a、
46b。
46c、46dは作動せず、第3図に示すように低速時
には後輪13R1131−を全く操舵しない。このよう
にして、車両が低速時には小回り性能の向上を図ってい
る。
このような車両の4輪操舵装置において、コンプライア
ンスステア制御装置47が失陥した場合について説明す
る。第2図において、たとえば、イグニションスイッチ
51からON信号、変速段がNシフト以外にセレクトさ
れてインヒビタスイッチ52からOFF信号、クラッチ
を踏込まないでクラッチスイッチ53からOFF信号、
ブレーキを踏込まないでブレーキスイッチ54からOF
F信号が出力されたときには車両は走行状態にあるはず
であり、これらの信号を入力したAND回路55はH信
号を出力する。このとき、車速センサ43から出力され
た信号がD/A変換器56により信号変換し、この信号
を入力した比較回路57により車速が所定値(Vc)以
上のときは比較回路57はH信号を出力する。このとき
はコンプライアンスステア制御装置47は失陥している
ことは無く、AND回路55および比較回路57からの
H信号はNAND回路58に入力され、NAND回路5
8はOR回路59にL信号を出力する。ところが、車両
が走行しているにもかかわらず比較回路57からL信号
がN A N、 D回路58に入力されたときは、車速
センサ43あるいはその信号伝達経路の断線等の失陥が
生じたと見ることができ、NAND回路58はOR回路
59にH信号を出力する。H信号を入力したOR回路5
9はバルブ制御回路60に■]倍信号出力し、このこと
によりパルプ制御回路60は流量制御弁50に通電する
電流を遮断して流量制御弁50を絞ったまま固定して、
第2制御弁45および配管Pt、Paに供給される圧力
流体量を第4図に示すように車速に無関係に多くして操
舵比を一定(K)にする。このことにより、車両が中低
速域においては小回り性能等を多少低下させるとはいえ
、最も危険な高速域において前輪と後輪を同位相方向に
操舵して走行安定性を維持することができる。
次に、車速センサ43から出力された信号がD/A変換
器56により信号変換し、この信号による車速データは
サンプルホールド回路61に一時記憶された後、図外の
クロックに同期して所定時間後にレジスタ62に移動し
て記憶され、このとき同時にサンプルホールド回路61
には新たな信号による車速データが記憶される。このよ
うに車速センサ43により所定時間毎に車速かサンプリ
ングされ、サンプルホールド回路61およびレジスタ6
2に順次その車速データが記憶されて移動されていく。
サンプルホールド回路61およびレジスタ62は差動増
巾器63に信号を出力し、差動増巾器63はそのときの
車速と所定時間前の車速差を検出してその大きさに相当
する信号を次の比較回路64に出力する。比較回路64
は所定時間の間の車速変化を所定値67以上か否か判断
し、所定値以上のときは、車速センサ43あるいはその
信号伝達経路の接触不良等の失陥と判断してOR回路5
9にH信号を出力する。
H信号を入力したOR回路59はバルブ制御回路60に
H信号を出力し、このことによりバルブ制御回路60は
流量制御弁50に通電する電流を遮断して流量制御弁5
0を絞ったまま固定して、第2制御弁45および配管P
7 、Pgに供給される圧力流体量を第4図に示すよう
に車速に無関係に多くして操舵比を一定(K)にする。
このことにより危険な高車速域において前輪と後輪を同
位相方向に操舵して走行安定性を維持することができる
第5図には、この発明の第2実施例を示す。
この第2実施例は、操向ハンドル19の操舵に対する後
輪13R,13Lの操舵角とともに、後輪13R113
Lの操舵方向が変更可能に構成されたものである。なお
、前記第1実施例と同一の部分には同一の番号を付して
、その説明は省略する。
同図に示すように、第2制御弁45とアクチュエータ4
6a、46b、46c、46dとを接続する配管P7、
Paには、駆動回路71に接続された方向切換弁72が
介装されている。この方向切換弁72は、第2制御弁4
5側の配管P7とアクチュエータ46(以下、添字の無
い番号で代表する)側の配管P7とを接続するとともに
第2制御弁45側の配管Paとアクチュエータ4G側の
配管P8とを接続する第1切換位置■と、第2制御弁4
5側の配管P、 、Paとアクチュエータ46側の配管
P?、Pl+とをそれぞれ遮断する第2切換位置■と、
第2制御弁45側の配管P7とアクチュエータ46側の
配管P、とを接続するとともに第2制御弁45側の配管
P、とアクチュエータ4G側の配管P?とを接続する第
3切換位置■と、を有している。この方向切換弁72は
、駆動回路71に接続された車速センサ43からの車速
信号により操作され、第6図に示すように、低速時にお
いては前輪と後輪とを逆位相で操舵して小回り性能によ
る実用性能等を向上させ、高速時には前輪と後輪とを同
位相方向に操舵して走行安定性を向上させている。この
第2実施例においては、走行状態検出センサ41および
車速センサ43からの信号により前記第1実施例と同様
にコンプライアンスステア制御装置47の流量調整手段
44の制御系統の失陥を判断したときは、バルブ制御回
路60は流量制御弁50に通電する電流を遮断するよう
流量制御弁50に信号を出力するほかに駆動回路71に
も信号を出力し、方向切換弁72を第1切換位置に固定
して配管P1、P、の第2制御弁45側とアクチュエー
タ46側とをそれぞれ連通する。この第2実施例によれ
ば、コンプライアンスステア制御装置47が正常に作動
しているときは第6図に示すような操舵特性で4輪が操
舵され、コンプライアンスステア制御装置470制御系
統に失陥を生じたときは第4図に示すような操舵特性で
4輪を操舵して、危険な高車速域において走行安定性を
維持することができる。
なお、前記第1、第2実施例においては変速機が手動の
ものについて説明したが、自動変速機を有する車両につ
いても適用できることはいうまでもなく、そのときは、
走行状態検出センサ41はクラッチスイッチ53の代り
にパーキングブレーキスイッチを用いることが考えられ
る。また、前記実施例においてはコンプライアンスステ
ア制御装置47の流量調整手段44の車速センサ43が
失陥を生じた場合について説明したが、制御系統の他の
部品の失陥や断線あるいは接触不良等にも適用すること
ができる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明に係る車両の4輪操舵装置に
よれば、後輪操舵システムの失陥を検知する失陥検知手
段と、この検知手段からの信号により後輪操舵システム
を制御して後輪を常に前輪と同位相方向に操舵させる制
御手段と、を設けたことにより走行中万一後輪操舵シス
テムの制御系統に失陥が生じても、高車速時に走行安定
性が害されることを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明による車両の4輪操舵装置の第1実
施例を示す図であり、第1図はその全体構成図、第2図
は制御系統のブロック図、第3図は操舵特性図、第4図
は制御系統失陥時の操舵特性図、第5図は第2実施例を
示す全体構成図、第6図は他の操舵特性図、第7図は従
来の車両の4輪操舵装置の制御系統失陥時の操舵特性図
である。 11・・・・・・車体、 12・・・・・・前輪、 13・・・・・・後輪、 14・・・・・・ナックルアーム、 15・・・・・・サイドロッド、 16・・・・・・ラック、 17・・・・・・ピニオン、 18・・・・・・ステアリングシャフト、19・・・・
・・操向ハンドル、 20・・・・・・ステアリングギア機構、21・・・・
・・セミトレーリングアーム、22・・・・・・後輪サ
スペンションメンバ、23・・・・・・インシュレータ
ラバー、24・・・・・・ピン、 25・・・・・・ディファレンシャルギアハウジング、
26・・・・・・インシュレータラバー、27・・・・
・・ピン、 28・・・・・・ドライブシャフト、 29・・・・・・第1ポンプ、 30・・・・・・リザーバ、 31・・・・・・第1制御弁、 32・・・・・・パワーシリンダ、 33・・・・・・ピストン、 34・・・・・・シリンダボディ、 35.36・・・・・・流体室、 37・・・・・・パワーステアリンク装置、38・・・
・・・前輪操舵システム、 39・・・・・・第2ポンプ、 40・・・・・・リザーバ、 41・・・・・・走行状態検出センサ、42・・・・・
・コントローラ(制御手段)、43・・・・・・車速セ
ンサ、 44・・・・・・流量調整手段、 45・・・・・・第2制御弁、 46・・・・・・アクチュエータ、 47・・・・・・コンプライアンスステア制御装置、5
0・・・・・・流量制御弁、 51・・・・・・イグニションスイッチ、52・・・・
・・インヒビタスイッチ、53・・・・・・クラッチス
イッチ、 54・・・・・・ブレーキスイッチ、 55・・・・・・AND回路、 56・・・・・・A/D変換器、 57・・・・・・比較回路(失陥検知手段)、58・・
・・・・NANDAND回路検知手段)、59・・・・
・・OR回路(失陥検知手段)、60・・・・・・バル
ブ制御回路、 61・・・・・・サンプルホールド回路(失陥検知手段
)、 62・・・・・・レジスタ(失陥検知手段)、63・・
・・・・差動増巾器(失陥検知手段)、64・・・・・
・比較回路(失陥検知手段)、71・・・・・・駆動回
路、 72・・・・・・方向切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 前輪操舵システムとともに後輪操舵システムを備え、車
    速に応じて前輪と後輪とが互に独立して操舵される車両
    の4輪操舵装置において、前記後輪操舵システムの失陥
    を検知する失陥検知手段と、この検知手段からの信号に
    より前記後輪操舵システムを制御して後輪を常に前輪と
    同位相方向に操舵させる制御手段と、を設けたことを特
    徴とする車両の4輪操舵装置。
JP60173772A 1985-08-06 1985-08-06 車両の4輪操舵装置 Granted JPS6234861A (ja)

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