JPS63232076A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵するように
した車両の後輪操舵装置に係り、特に、中・高速域での
レーンチェンジ時の車両の操安性向上を図るとともに、
信頼性向上をも意図した車両の後輪操舵装置に関する。

（従来の技術） 近時、車両の性能の高度化に伴って操安性にも高度な要
求が課せられており、前輪の転舵に応じて後輪を転舵し
て、特に、中高速域での車線変更等における車両の操安
性を向上させることが試られている。

このような従来の車両の後輪操舵装置としては、例えば
特開昭５９−１８６７７３号公報に記載のものがある。

この装置では、車両の速度と前輪の転舵角度に応じた後
輪転舵量を演算し、この演算値に基づいてモータあるい
はソレノイドが駆動する液圧バルブを開閉して後輪の舵
角を制御している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の車両の後輪操舵装置に
あっては、後輪の舵角を液圧バルブの開閉によって制御
する構成となっていたため、次のような問題点があった
。

すなわち、液圧バルブには一般にスプール弁を用いるこ
とが多いが、液圧システム中の各種摺動部分から発生す
る摩耗粉、あるいはパリ等によってバルブの制御が不可
能となる、いわゆるバルブロックが発生することがある
。特に、車両が高速走行状態にあるときにバルブロック
が発生して液圧バルブが開状態のまま制御不能になると
、後輪の舵角がある値で固定され、直進走行が困難にな
る。このように、液圧バルブは常にバルブロックを発生
する環境下にあり、液圧バルブの信頼性確保が困難であ
ることから、従来の車両の後輪操舵装置を車両に適用す
ることは困難であった。

したがって、液圧バルブを用いて後輪の舵角を：Ｉｒ制
御する装面では安全性の確保が急務であり、改ｊ％され
ることが望ましい。

（発明の目的） そこで本発明は、後輪を操舵するパワーシリンダの一対
の作動室を連通可能なフェールセーフバルブを設け、前
輪が中立状態のとき供給ポンプに吐出圧力が発生すると
、前記作動室を連通させて後輪を中立状態にすることに
より、パワーシリンダの制御を行う液圧制御バルブに異
常が発生したときの安全性を確保して、液圧制御バルブ
を用いることのできる車両の後輪操舵装置を提供するこ
とを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明による車両の後輪操舵装置は上記目的達成のため
、前輪の操舵角度を検出する角度検出手段ａと、車両の
速度を検出する車速検出手段すと、前輪の操舵角度に基
づき車速に応じて後輪の操舵角度を演算する舵角演算手
段Ｃと、舵角演算手段Ｃの出力に応じてパワーシリンダ
に供給する液圧を制御する制御手段ｄと、一対の作動室
を有し、両室の圧力差に応じて後輪を操舵する前記パワ
ーシリンダｅと、パワーシリンダに液圧を供給する液圧
ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段ｆと、前輪が
中立状態にあるとき液圧ポンプの吐出圧力が発生すると
システムの異常と判断する異常判別手段ｇと、異常判別
手段がシステムの異常と判断したとき前記パワーシリン
ダの一対の作動室を連通ずるフェールセーフバルブｈと
、を備えている。

（作用） 本発明では、後輪を操舵するパワーシリンダの一対の作
動室を連通可能なフェールセーフバルブが設けられ、前
輪が中立状態のとき供給ポンプに吐出圧力が発生すると
前記作動室が連通して後輪が中立状態になる。したがっ
て、パワーシリンダの制御を行う液圧制御バルブに異常
が発生したときの安全性が確保され、液圧制御パルプを
用いることのできる車両の後輪操舵装置が提供される。

そして、吐出圧力により、異常を検出しているため、検
出精度が高く、信頼性の高い車両の後輪操舵装置が提供
される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜４図は本発明に係る車両の後輪操舵装置の一実施
例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図は車両の後輪操舵装置の
全体的構成を示す図であり、図中、オイル配管系は実線
で、電気制御系は破線でそれぞれ示しである。

同図において、１は前輪操舵用液圧ポンプであり、２は
後輪操舵用液圧ポンプである。前輪操舵用液圧ポンプｌ
および後輪操舵用液圧ポンプ２はエンジン３の駆動力を
受けて回転し、リザーバタンク４に蓄えられたオイルを
吸入して加圧する。

前輪操舵用液圧ポンプ１は液路５を通しで前輪操舵装置
６に圧液を供給し、前輪操舵装置６は前輪操舵用液圧ポ
ンプ１の圧力を補助動力としてステアリングオイル７の
転舵に従って前輪８ａ、８ｂを操舵する。なお、前輪操
舵装置６に供給された圧液は油路１０を介してリザーバ
タンク４に戻る。

ステアリング７には操舵センサ９が設けられ、操舵セン
サ９はステアリングホィール７０転舵角度を検出し、前
輪の操舵角度信号θＦを出力する角度検出手段としての
機能を有する。

一方、後輪操舵用液圧ポンプ２は液路１１を介して後輪
操舵装置１２に圧液を供給し、後輪操舵装置１２は後輪
操舵用液圧ポンプ２の圧液を動力源として後輪１３ａ、
１３ｂを操舵する。液路１１の後輪操舵用液圧ポンプ２
側には圧力スイフチ１４が設けられ、圧力スイフチ１４
は後輪操舵用液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｐを検出する圧
力検出手段としての機能を有する。圧力スイッチ１４は
吐出圧力Ｐｐが発生するとＯＮＬ、、圧力が発生してい
ないときはＯＦＦしている。後輪操舵装置１２は液圧制
御バルブ１５、パワーシリンダ１６およびフェールセー
フバルブ１７から構成され、後輪操舵用液圧ポンプ２の
圧液は圧力スイッチ１４を介して液圧制御バルブ１５に
供給される。パワーシリンダ１６はピストン１８を有し
、ピストン１日は一対の作動室Ｉ９、作動室２０を画成
する。各作動室１９．２０にはスプリング２１．２２が
配設され、ピストン１８を中立状態に保つ。ピストン１
８にはピストンロッド２３が連結され、ピストンロッド
２３の両端にはタイロッド２４．２５がそれぞれ連結さ
れ、このタイロッド２４．２５の他端は左右車輪のナッ
クルアームに連結される。作動室１９および作動室２０
には油路２６．２７が配設され、各液路２５．２６は液
圧制御バルブＩ５に接続される。液圧制御バルブ１５は
ソレノイドＡ２８、ソレノイドＢ２９を有し、両者の通
電に応じて３位置４方向の切換えを行う。

すなわち、ソレノイドＡ２８が通電されると液路２６と
液路１１が接続され、液路２７は液路３０を介してリザ
ーバタンク４に接続される。したがって、後輪操舵用液
圧ポンプ２の圧液は作動室２０に導かれてピストン１８
が図中矢印Ｘ方向に移動し、作動室１９の圧液は油路２
７、液路３０を介してリザーバタンク４に戻る。一方、
ソレノイドＢ２９が通電されると、液路２７と液路１１
が接続され、液路２６は液路３０を介してリザーバタン
ク４に接続される。したがって、後輪用液圧ポンプ２の
圧液は作動室１９に導かれてピストン１８が図中矢印Ｙ
方向に移動し、作動室２０の圧液は液路２６、液路３０
を介してリザーバタンク４に戻る。また、ソレノイドＡ
２Ｂ、ソレノイドＢ２９がともに通電されないときは液
路１１と液路３ｏおよび液路２６と液路２７がそれぞれ
接続され、後輪操舵用液圧ポンプ２の液圧はリザーバタ
ンク４に開放されるとともに、作動室１９と作動室２０
が連通してピストン１８は中立状態に保たれる。液圧制
御バルブ１５はパワーシリンダ１６に供給する液圧を制
御する制御手段としての機能を有する。

各液路２６．２７の途中には両者を接続する液路３１が
設けられ、液路３１の途中にはフェールセーフバルブ１
７が設けられる。フェールセーフバルブ１７はソレノイ
ドＣ３２を有し、ソレノイドＣ３２が通電されるとフェ
ールセーフバルブ１７が開いて作動室１９と作動室２０
が連通ずる。したがって、パワーシリンダ１６のピスト
ン１８はスプリング２１．、２２により中立状態に保た
れる。また、非通電時はフェールセーフバルブ１７が閉
じており、液路３１が遮断されて各作動室１９．２０は
独立する。

ソレノイドＡ２８、ソレノイドＢ２９およびソレノイド
Ｃ３２にはそれぞれコントローラ３３からの制御信号Ｓ
ＣＡ％　５ＣＩＩ％　Ｓｅｃが入力されており、コント
ローラ３３には操舵センサ９、圧力スイッチ１４および
車速センサ３４の各信号が入力される。車速センサ３４
は車両の速度Ｖｃを検出する車速検出手段としての機能
を有する。コントローラ３３は操舵センサ９、圧力スイ
フチ１４および車速センサ３４の各信−８に基づいて各
制御信号ＳｃＡ、Ｓｃ８、ＳＣＣを出力するとともに、
後輪操舵装置１２に異常が発生したことを運転者に知ら
せる警報ランプ３５に警報信号Ｓ１を出力する。

第３図は制御系の構成を示すブロック図であり、同図に
おいて、コントローラ３３はＩ１０インターフェース３
６、ＣＰＵ３７、ＲＯＭ３ＢおよびＲＡＭ３９から構成
される。Ｉ１０インターフェース３６はコントローラ３
３の入出力信号を制御しており、Ｉ１０インターフェー
ス３６には操舵センサ９、圧力スイフチ１４および車速
センサ３４の各信号が入力される。ＲＯＭ３８には後述
のプログラム等が格納されており、ＣＰＵ３７はＲＯＭ
３８に格納されたプログラムに従ってＩ１０インターフ
ェース３６、ＲＡＭ３９とデータの授受を行い前述の後
輪操舵装置１２の制御に必要な処理値を演算する。ＣＰ
Ｕ３７は演算結果をＩ１０インターフェース３６に出力
し、■／○インターフェース３６は各制御信号Ｓ　ｃＡ
ｓ　Ｓ　ｃｓ、ＳＣＣと警報信号Ｓ、をそれぞれソレノ
イドＡ２８、ソレノイドＢ２９、ソレノイドＣ３２およ
び警報ランプ３５に出力する。コントローラ３３は舵角
演算手段および異常判別手段としての機能を有する。

次に、作用を説明する。

第４図は後輪操舵制御のプログラムを示すフローチャー
トであり、本プログラムは所定のインターバル毎に繰返
し実行される。

まず、Ｐ、で前輪の操舵角θ２、車両の速度ＶＣおよび
吐出圧力Ｐｐを読込み、Ｐ２で前輪が中立、すなわち車
両が直進状態であ蟇か否かを判別する。前輪が中立でな
いときは進行方向変更中と判断し、Ｐ３で車両の速度Ｖ
ｃおよび前輪の操舵角θ、に基づいて後輪の舵角を演算
する。例えば、車速が中高速域にあるときは前輪の操舵
方向と同方向にかつ前輪の操舵角度θ、に応じて後輪の
操舵角度を演算する。また、車速か低速域にあるときは
前輪の操舵方向と逆方向にかつ前輪の操舵角度θ１に応
じて後輪の操舵角度を演算する。これらは車両の速度に
応じた操縦性の向上を意図したものであり、中高速域で
は車線変更等の応答性の向上が図られ、低速域では旋回
特性の向上が図られる。次いで、Ｐ４では後輪の操舵角
度が演算結果に一致するように制御信号ＳｃＡあるいは
制御信号５ｃＩｌを出力する。これにより、液圧制御バ
ルブ１５を介してパワーシリンダ１６に後輪操舵用液圧
ポンプ２からの圧液が供給され、ピストン１８が摺動し
て後輪１３ａ、１３ｂが操舵される。

一方、Ｐ２で前輪が中立状態のときは直進中と判断して
Ｐ５に進む。Ｐ、では、圧力スイツチ１４がＯＮである
か否かが判別され、圧力スイツチ１４がＯＮのときはシ
ステムの異常と判断してＰ６に進む。すなわち、車両が
直進走行を行っているときは後輪１３ａ、１３ｂの操舵
は不要であり、パワーシリンダ１６のピストン１日は中
立状態になければならない。また、ピストン１８が中立
状態にあるときは後輪操舵用液圧ポンプ２からの液圧は
リザーバタンク４に開放されており、後輪操舵用液圧ポ
ンプ２の吐出圧力はほとんど発生しない。したがって、
圧力スイッチ１４はＯＦＦしている。ところが、液圧制
御バルブ１５に前述したバルブロックが発生して液路１
１と液路２６あるいは液路２７が連通ずると後輪操舵用
液圧ポンプ２の液圧は作動室２０あるいは作動室１９に
導かれる。このとき、後輪操舵用液圧ポンプ２の液圧は
パワーシリンダ１６のピストン１８に作用して後輪操舵
用液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｐが発生する。したがって
、圧力スイッチ１４がＯＮする。このように、前輪が中
立状態のときは後輪操舵用液圧ポンプ２の吐出圧力は発
生しないという正常時の状態に基づいて後輪操舵装置１
２の異常が判断される。Ｐ６では制御Ｉｌ信号Ｓｅｃお
よび警報信号Ｓアを出力する。これにより、警報ランプ
３５が点滅して運転者に後輪操舵装置１２の異常を知ら
せるとともに、ソレノイドＣ３２が通電されてフェール
セーフバルブ１７が開く。したがって、作°動室１９と
作動室２０はフェールセーフバルブ１７を介して連通じ
、両者の圧力が一致してピストン１８は中立状態に保た
れる。このように、液圧制御バルブ１５にバルブロック
が発生した場合、後輪操舵装置としての機能は失われる
もののフェールセーフバルブ１７を介して作動室１９と
作動室２ｏが連通ずることによりピストン１８が中立状
態に保たれ安全性が確保される。

また、Ｐ、で圧カスイソチ１４がＯＦＦのときは異常な
しと判断して今回の処理を終了する。

以上の作用から従来の問題点が次のように解決される。

（イ）特徴１ 後輪操舵用液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｐを圧力スイッチ
１４を設けて検出し、パワーシリンダ１６の各作動室１
９．２０を接続する液路を開閉するフェールセーフバル
ブ１７を設けているので、前輪が中立状態のときに吐出
圧力Ｐｐを検出すると後輪操舵装置１２に異常発生と判
断して作動室１９と作動室２０を連通させ、ピストン１
８を中立状態に保つことができる。即ち、パワーシリン
ダ１６の変位を直接検出して、この変位が、車両直進時
に生じたときにフェールセーフバルブ１７を作動させる
のではなく、吐出圧力Ｐｐにより異常発生を検出してい
るため、比較的低圧力の異常も検出でき、精度向上でき
る。したがって、後輪操舵装置１２としての安全性を確
保することができ、液圧制御弁１５を用いた後輪操舵装
置１２の車両への適用を可能にすることができる。

以上の効果（問題点の解決）に加えて次のような特徴も
得られる。

（ロ）特＠２ フェールセーフバルブ１７によって後輪操舵装置１２の
安全性を確保しているので、ソレノイドＡ２８およびソ
レノイドＢ２９を有する液圧制御バルブ１５、すなわち
電磁式の液圧制御弁１５を車両の後輪操舵装置に適用す
ることが可能となり、電磁式の液圧制御バルブ１５の特
徴を生かした高度な後輪舵角制御を行うことができる。

（ハ）特徴３ 後輪操舵装置１２に対する安全性の確保を安価な圧力ス
イッチ１４とフェールセーフバルブ１７を設けるのみで
実現できるので、安全性を維持しつつ操安性の向上を図
った車両の後輪操舵装置を安価に提供することができる
。

（ニ）特徴４ 後輪操舵装置１２に対する安全性の確保が簡単な構成で
実現できるので組付は自由度が大きく高い装着性を得る
ことができる。

なお、本実施例では前輪操舵用液圧ポンプ１と後輪操舵
用液圧ポンプ２の駆動源としてエンジン３の動力を用い
たが、本発明の適用はこれに限るものではない。例えば
後輪操舵用液圧ポンプ２の駆動源としてモータを設け、
このモータの回転によって後輪操舵用液圧ポンプ２を駆
動するようにしても良い。

（効果） 本発明によれば、後輪を操舵するパワーシリンダの一対
の作動室を連通可能なフェールセーフバルブを設け、前
輪が中立状態でかつ供給ポンプに吐出圧力が発生すると
前記作動室を連通し、後輪を中立状態にしているので、
パワーシリンダの制御を行う液圧制御バルブに異常が発
生したときの安全性をより精度よく確保することができ
る。その結果、液圧制御バルブを用いることのできる車
両の後輪操舵装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜４図は本発明に係
る車両の後輪操舵装置の一実施例を示す図であり、第２
図はその全体構成図、第３図はその電気制御系の構成を
示すブロック図、第４図は後輪操舵制御のプログラムを
示すフローチャートである。 ９・・・・・・操舵センサ（角度検出手段）、１２・・
・・・・後輪操舵装置、 １４・・・・・・圧力スイッチ（圧力検出手段）、１５
・・・・・・液圧制御バルブ（制御手段）、１６・・・
・・・パワーシリンダ、 １７・・・・・・フェールセーフバルブ、３３・・・・
・・コントローラ（舵角演算手段、異常判別手段）、 ３４・・・・・・車速センサ（車速検出手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）前輪の操舵角度を検出する角度検出手段と、ｂ）車
   両の速度を検出する車速検出手段と、ｃ）前輪の操舵角
   度に基づき車速に応じて後輪の操舵角度を演算する舵角
   演算手段と、 ｄ）舵角演算手段の出力に応じてパワーシリンダに供給
   する液圧を制御する制御手段と、 ｅ）一対の作動室を有し、両室の圧力差に応じて後輪を
   操舵する前記パワーシリンダと、 ｆ）パワーシリンダに液圧を供給する液圧ポンプの吐出
   圧力を検出する圧力検出手段と、 ｇ）前輪が中立状態にあるとき液圧ポンプの吐出圧力が
   発生するとシステムの異常と判断する異常判別手段と、 ｈ）異常判別手段がシステムの異常と判断したとき前記
   パワーシリンダの一対の作動室を連通するフエールセー
   フバルブと、 を備えたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。