JPH02246874A

JPH02246874A - 後輪操舵装置

Info

Publication number: JPH02246874A
Application number: JP1068994A
Authority: JP
Inventors: Katsukuni Kata; 加太　克邦; Bunichi Sugimoto; 杉本　文一; Manabu Yamada; 学山田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-02
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JP2784586B2

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）この発明は、左右両後輪に個別のステアリング装置を連
結し、左右両後輪の転舵角を個別に制御して、車両を最
適条件で操舵できるようにした後輪操舵装置に関する。

（従来の技術）第７図に示した従来の後輪操舵装置は、ハンドル１に固
定したハンドル軸１ａを、前輪ステアリング装置２の図
示していないラックとビニオンとの噛み合いを介して、
サイドロッド３．４に連結している。

そして、上記ハンドル１を回すと、ハンドル１とともに
ハンドル１ａが回転し、この回転力が前輪ステアリング
装置２の上記ラックとビニオンとの噛み合いを介して、
サイドロッド３．４に伝達される。゛そしてサイドロッ
ド３．４は図面の左右いずれかの方向に移動するととも
に、このサイドロッド３．４に連結したナックルアーム
５．６を介して前輪７．８を転舵する。

また、上記前輪ステアリング装置２とは別に、後輪ステ
アリング装置９を設けているが、この後輪ステアリング
装置９は、モータ１０と、このモータｌＯに連係させた
シャフトドライバ１１と、モータ１０に直結したエンコ
ーダ１２および電磁ブレーキ１３とを主要素としている
。そして、上記モータｌＯの図示していない出力軸をシ
ャフトドライバ１１の図示していないシャフトに連係さ
せ、このシャフトの両端にサイドロッド１４．１５をそ
れぞれ連結している。

そして、上記モータｌＯが回転すると、この回転力がシ
ャフトドライバ１１を介してサイドロッド１４．１５に
伝達される。モータ１０の回転力がサイドロッド１４．
１５に伝達されると、サイドロッド１４．１５は図面の
左右いずれかの方向に移動するとともに、このサイドロ
ッド１４．１５に連結したナックルアーム１６．１７を
介して、後輪１８．１９を共に転舵する。

このようにしたステアリング装置９は、そのモータｌＯ
および電磁ブレーキ１．３を、コントローラ２０に接続
する一方、このコントローラ２０には車速センサー２１
、前輪のサイドロッド４に設けた面幅舵角センサー２２
およびエンコーダ１２を接続している。

しかして、ハンドル１が回されて前輪７．８が転舵する
と、前輪舵角センサー２２によって実前輪転舵角を検出
するとともに、車速センサー２１によって実車速を検出
し、これらの出力信号をコントローラ２０に入力する。

そして、モータｌＯは上記入力信号に応じて回転する。

また、モータｌＯが回転すると、エンコーダ１２がモー
タｌＯの実回転量を検出し、この出力信号をコントロー
ラ２０にフィードバックして、後輪舵角なフィードバッ
ク制御している。

つまり、この後輪操舵装置では、モータ１０を連係させ
た単独の後輪ステアリング装置９に、後輪１８．１９を
共に連結し、コントローラ２０によって制御される上記
モータｌＯの回転力を後輪１８．１９に伝達して、後輪
１８．１９の転舵を制御している。

したがって、左右両後輪１８．１９は同一方向に同一角
度だけ転舵してしまう。このように左右後輪が同一に転
舵するので、車速が低速のときには前後輪を逆位相、高
速のときには同位相に転舵することができるが、左右両
後輪を個別に転舵することはできない。

（本発明が解決しようとする課題）上記のようにした従来の後輪操舵装置は、後輪の左右両
輪を個別に転舵できないので、後輪の転舵角を走行条件
に応じた最適状態に制御することができない。

したがって、車両の走行条件に応じた最適条件で車両を
操舵できないという問題があった。

この発明の目的は、車両の走行条件に応じた最適の操舵
ができる後輪操舵装置を提供することである。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、この発明は、モータ等の
動力源の動力で後輪を転舵するステアリング装置と、車
両の走行条件を入力して上記動力源の出力を制御するコ
ントローラとを設けた後輪操舵装置において、第１．２
台形リンクユニットを設け、この第１．２台形リンクユ
ニットの一方のアームの一側に揺動リンク部材を連結し
、他方のアームの一側を固定し、上記両アームの他側に
連結部材をかけ渡し、この連結部材に後輪を装着して第
１．２ステアリング装置を構成し、第１スデアリシグ装
置の揺動リンク部材に第１動力源を連係させ、第２ステ
アリング装置の揺動リンク部材に第２動力源を連係させ
、これら第１．２動力源の出力に応じて揺動リンク部材
を揺動させる構成にするとともに、車両の走行条件に応
じて第１．２動力源の出力を個別に制御するコントロー
ラを、上記第１．２動力源に接続した構成にしている。

（本発明の作用）上記のように、モータ等の動力源を連係させたステアリ
ング装置をその台形リンクユニットを介して後輪の左右
両輪に個別に連結し、上記内勤力源の出力をコントロー
ラによって個別に制御するようにしたので、左右両後輪
の転舵角を個別に制御できる。

（本発明の効果）この発明の後輪操舵装置によれば、左右両後輪を個別に
制御できる。

したがって、左右両後輪の転舵角を異にすることができ
るとともに、左右両後輪を共にトーイン側に転舵したり
、トーアウト側に転舵することができる。

また、車両のブレーキ状態、後進状態、スロットル開度
の情報をコントローラに入力して、車両の加減速や進行
方向に応じて後輪転舵角を個別に制御することもできる
。

したがって、車両の走行条件に応じた最適条件で車両を
操舵することができる。

（本発明の実施例）第１．２図に示したこの発明の第１実施例は、左右後輪
２３．２４に第１ステアリング装置Ｓｒ、第２ステアリ
ング装置Ｓｆｔをそれぞれ個別に連結している。

上記第１．２ステアリング装置Ｓｒ、Ｓｕには第１，２
モータ２５．２６をそれぞれ設け、これら第１．２モー
タ２５．２６の出力軸２５ａ、２６ａにウオーム２７を
それぞれ装着している。また、上記ウオーム２７は第１
．２ステアリング装置Ｓｒ％ＳＪ２にそれぞれ設けたロ
ッド２８のラック２８ａに噛み合わせている。

そして、上記第１．２モータ２５．２６の回転力を上記
ウオーム２７とラック２８ａの噛み合いを介して第１．
２台形リン゛クユニットＡ、Ｂに伝達するが、これら両
第１．２台形リンクユニットＡ、　Ｂの構成は同一なの
で、各台形リンクユニットＡ、Ｂに関しては、第２図に
示した第１台形リンクユニットＡを参照しながら、同一
符号をもって説明する。

第２図に示した第１台形リンクユニットＡは、シャシ−
ａに支持部材２９．３０を設け、支持部材２９にアーム
３１の一側を固定するとともに、支持部材３０には揺動
リンク部材３２を、揺動自在に装着している。

また、上記揺動リンク部材３２の一端を、前記ロッド２
８に回動自在に連結するとともに、他端にはアーム３３
の一側を回動自在に連結している。そして、上記アーム
３１．３３の他側に連結部材３４をかけ渡し、アーム３
３と連結部材３４とを揺動自在に連結するとともに、こ
の連結部材３４に後輪２３．２４をそれぞれ装着してい
る。

上記のようにした両ステアリング装置Ｓｒ、Ｓ２は、第
１．２モータ２５．２６が回転すると、その回転力はウ
オーム２７とラック２８ａの噛み合いを介してロッド２
８に伝達され、ロッド２８が図面左右いずれかの方向に
移動する。ロッド２８が移動すると、揺動リンク部材３
２が支持部材３０を支点にして１図面時計回り、反時計
回りいずれかの方向に揺動し、揺動リンク部材３２に連
結したアーム３３が図面矢印ｙのいずれか一方の方向に
移動する。そして、連結部材３４に装着した後輪２３．
２４を個別に転舵する。

上記のようにした第１．２ステアリング装置Ｓｒ、ＳＩ
Ｌは、これらの第１．２モータ２５．２６をコントロー
ラ３５に接続している。一方、このコントローラ３５に
は、前輪側のサイドロッド４に設けた前輪舵角センサー
２２、第１．２台形リンクユニットＡ、Ｂそれぞれのア
ーム３３に設けた後輪舵角センサー３６．３７を接続す
るとともに車速センサー３８、ブレーキスイッチ３９、
後進ギヤスイッチ４０、スロットル開度センサー４１も
接続している。

そして、これらのセンサーで検出した出力信号およびス
イッチのオン・オフ信号をコントローラ３５に入力する
。一方、コントローラ３５はこれらの入力信号を処理し
、後輪２３．２４の後輪舵角目標値を個別に決定する。

この決定は第３図舵角決定パターン表のパターンＡ〜Ｋ
に示した各パターンに従って、次のように行なわれる。

すなわち、（イ）第３図のパターンＡ、Ｂに示したように車速が低
速のときには、左右両後輪の転舵方向を前輪の転舵方向
に対して逆相にするとともに、その舵角な大きめにして
、かつ両後輪の舵角を等しくするようにしている。

（ロ）第３図のパターンＣ，Ｄに示したように車速が高
速のときには、上記パターンＡ、Ｂとは逆に左右後輪の
転舵方向を前輪の転舵方向に対して同相にするとともに
、その舵角を小さめにするようにしている。また、左右
両後輪の舵角は等しくなるようにしている。

なお、上記パターンＡ−Ｄは前記従来のパターンと同様
である。

（ハ）第３図のパターンＥ〜Ｈはブレーキスイッチおよ
び後進ギヤスイッチをすべてオフにしたパターンである
。したがって、その操舵モードはＦ記Ａ〜Ｄのパターン
と同様である。ただし、このパターンでは、左右後輪舵
角は第３図に示すようにそれぞれ異なるようにしている
。

つまり、車速か低速であるパターンＥ、Ｆの場合には、
転舵によって車両が曲るときに回転半径が小さくなる内
輪側車輪の舵角を大きく、外輪側車輪の舵角を小さくす
るようにしている。

また、車速か高速であるパターンＧ、Ｈの場合には、車
両が曲るときに、車両の遠心力が作用して負荷が増す外
輪側車輪の舵角を小さめに、負荷が減る内輪側車輪の舵
角を大きめにするようにしている。

（ニ）さらに、第３図のパターンＩ％　Ｊに示したよう
に、ハンドルを中立にして減加速するときには、左右後
輪の転舵角を等しくしながら、左右両後輪をそれぞれト
ーイン側に転舵するようにしている。そして、車両の直
進性を保持するようにしている。

また、図のパターンにに示したように、後進時にはハン
ドルの操作に関係なく左右後輪の転舵角を等しくしなが
ら、左右両後輪をそれぞれトーアウト側に転舵するよう
にしている。つまり、後進時の進行方向に向ってトーイ
ンに転舵し、車両の直進性を保持するようにしている。

上記のように第３図に示した後輪転舵角決定パターンに
よれば、従来４項目のパターンに加え、新たに６項目の
パターンが増す。そして、左右後輪の転舵角を個別にか
えたり、また転舵方向を個別にかえて、左右両輪をトー
イン側、あるいはトーアウト側に転舵することができる
。

上記のようにした後輪操舵装置は、ハンドル１を回すと
前輪７．８が転舵するとともに、前輪舵角を検出する前
輪舵角センサー２２の出力信号をコントローラ３５に入
力すること前記従来と同様である。

また、コントローラ３５は、上記前輪舵角センサー２２
の他に車速センサー３８、スロットル開度センサー４１
の出力信号およびブレーキスイッチ３９、後進ギヤスイ
ッチ４０の開度オン・オフ信号を受ける。そして、コン
トローラ３５は、これらの入力信号に応じて左右の後輪
２３．２４それぞれの後輪転舵角目標値を決定し、この
後輪転舵角目標値の出力信号を第１．２モータ２５．２
６に個別に入力する。

また、上記のようにコントローラ３５の出力信号を受け
た第１．２モータ２５．２６は、コントローラ３５の出
力信号に応じて回転し、この回転方向と回転量に応じて
後輪２３．２４が個別に転舵する・。

また、後輪２３．２４が転舵すると同時に、この実転舵
角を検出した後輪舵角センサー３６．３７の出力信号を
コントローラ３５にフィードバックし、後輪２３．２４
の転舵角をフィードバック制御するようにしている。

なお、前記ウオーム２７とラック２８ａとは、第１．２
モータ２５．２６側からの出力のみを伝達するように、
ギヤの歯の進み角を小さく設定している。そして、後輪
２３．２４側から外力が作用してもウオームギヤで逆転
を防止し、後輪２３．２４がふらつかないようにしてい
る。

第４図に示した第２実施例は、上記第１．２ステアリン
グ装置Ｓｒ、Ｓｊ！の第１．２モータ２５．２６と、第
１．２台形リンクユニットＡ、Ｂとの連結形式を変えた
ものである。

すなわち、支持部材３０の一側にギヤ軸４２を設けたウ
オームホイール４３を回転自在に装着している。また、
ギヤ軸４２に偏心軸４３ａを一体に連結し、偏心軸４３
ａにアーム３３の一側を回動自在に連結するとともに、
ウオームホイール４３をウオーム２７に噛み合わせてい
る。

上記ギヤ軸４２と偏心軸４３ａとは、本発明の揺動リン
ク部材を構成するものである。

しかして、第１．２モータ２５．２６が回転するとウオ
ーム２７とウオームホイール４３との噛み合いを介して
ウオームホイール４３がギヤ軸４２を中心にして回転す
る。このようにウオームホイール４３が回転すると、偏
心軸４３ａがギヤ軸４２を中心にして図面時計回り、反
時計回りいずれかの方向に回動する。そして、偏心軸４
３ａに連結したアーム３３を、図面矢印ｙの左右いずれ
かの方向に穆動じ、後輪２３．２４を個別に転舵するよ
うにしている。

なお、第１．２モータ２５．２６と偏心軸４３ａとは、
前記のようにウオーム２７とウオームホイール４３との
噛み合いを介して連結しているが、これらギヤの歯の進
み角は小さく設定し、第１．２モータ２５．２６側から
の出力のみを後輪に伝達するようにしている。

このようにして、後輪２３．２４側から外力が作用して
も、ウオームギヤで逆転を防止し、後輪２３．２４がふ
らつかないようにしている。

そして、第１．２ステアリング装置Ｓｒ、ＳｆＬの動力
源であるモータをパワーシリンダに変えた別の実施例を
示したのが、第５図の第３実施例である。

この第５図に示した第３実施例は、パワーシリンダＳと
ポンプＰとの間に、コントローラ３５の出力信号に応じ
て切り換わる油圧バルブＶを接続している。また、パワ
ーシリンダＳは、そのシリンダ体４４にロッド４５ａを
設けたピストン４５を摺動自在に内装している。そして
、ピストン４５の左右に油室Ｒ，、Ｒ２を区画するとと
もに、ロッ、Ｆ４５ａの先端を揺動リンク部材３２に連
結している。

上記以外の構成は前記第１実施例と同様なので、前記説
明をそのまま引用し、説明を省略する。

しかして、油圧バレブＶがコントローラ３５の出力信号
に応じて切り換わり、ポンプＰとパワーシリンダＳの油
室Ｒ１，Ｒ，いずれか一方、例えば油室Ｒ１とが連通ず
ると、他方の油室Ｒ２とタンクＴとが連通ずる。このよ
うに、内油室Ｒ１、Ｒ２がポンプＰ１タンクＴにそれぞ
れ連通ずると、油室Ｒ１には圧油が導かれ、反対側の油
室Ｒ２内の作動油はタンクＴへ戻される。したがって、
上記パワーシリンダＳのピストン４５は圧油の供給量に
応じて図面右方向に移動する。また、ポンプＰと他方の
油室Ｒ２とが連通ずると、ピストン４５が上記とは反対
に図面左方向に移動すること当然である。

上記のようにパワーシリンダＳのピストン４５が図面左
右方向に移動すると。このストローク量が揺動リンク部
材３２を介して７ｐＪ１．２台形リンクユニットＡ、Ｈ
に伝達され、後輪２３．２４を個別に転舵すること、前
記第１実施例と同様である。

なお、ピストン４５の両側に一対のスプリング４６を設
け、パワーシリンダＳが無負荷のときには、上記スプリ
ング４６のばね力の作用でピストン４５を図示のノーマ
ル位置に保持するようにしている。

また、このスプリング４６は、パワーシリンダＳに圧油
が供給されなくなったとき、ピストン４５をノーマル位
置に保持し、後輪を中立に維持するフェールセーフの機
能も持っている。

第６図に示した第４実施例は、第１．２ステアリング装
置Ｓｒ、ＳＪ２の動力源であるモータをロータリー形の
アクチュエータに変えたものである。

この第６図に示したロータリー形のアクチュエータＣは
ボディ４７に回転軸４８を一体に固定したロータ部材４
９を内装している。また、ボディ４７の内側に仕切り部
材５０を設け、この仕切り部材５０と上記ロータ部材４
９とで、仕切り部材５０の両側に油室Ｒ１％Ｒ２を区画
している。

そして、上記油室Ｒ１，Ｒ２に油圧バルブＶを接続する
とともに、回転軸４８の一側に偏心軸４８ａを一体に連
結し、この偏心軸４８ａにアーム３３の一側を回動自在
に連結している。

また、上記回転輪４８と偏心軸４８ａとは、本発明の揺
動リンク部材を構成するものである。

上記以外の構成は前記第３実施例と同様である。

しかして、油圧バルブＶがコントローラ３５の出力信号
に応じて切り換わると、ポンプＰとアクチュエータＣの
油室Ｒ，，Ｒ２いずれか一方、例えば油室Ｒ１に圧油が
導かれ、他方の油室Ｒ２内の作動油ｈＳタンクＴへ戻さ
れること前記第３実施例と同様である。

このように、油室Ｒ１に圧油が導かれると、アクチュエ
ータＣのロータ部材４９は図面時計回りに回転し、・回
転軸４８も同様に回転する。また、油室Ｒ２に圧油が導
かれると、回転軸４８は上記とは反対に図面反時計回り
に回転すること当然である。

上記のように、回転軸４８が図面時計回り又は反時計回
りに回転すると、回転軸４８を中心にして偏心軸４８ａ
が図面時計回り、反時計回りいずれかの方向に回動する
。そして、偏心軸４８ａに連結した移動し、後輪２３．
２４を個別に転舵するようにしている。

なお、ロータ部材４９の一側とボディ４７の内側との間
に、左右一対のスプリング５１を設けている。

そして、アクチュエータＣが無負荷のときには、上記ス
プリング５１のばね力の作用でロータ部材４９を図示の
ノーマル位置に保持するようにしている。また、アクチ
ュエータＣに圧油が供給されなくなったときには、後輪
を中立に維持するフェールセーフの機能を持っているこ
と、前記第３実施例と同様である。

上記第１〜４実施例によれば、左右両後輪を個別に制御
できる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜３図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は回路図、第２図は台形リンクユニットの平面図
、第３図はコントローラが演算する後輪転舵角決定パタ
ーン表、第４図は第２実施例の回路図、第５図は第３実
施例の回路図、第６図は第４実施例の回路図、第７図は
従来の後輪操舵装置の回路図である。Ｓｒ・−第１ステアリング装置、ｓｉ−第２ステアリン
グ装置、Ａ−・第１台形リンクユニット、Ｂ・−第２台
形リンクユニット、２５−第１モータ、２６・・・第２
モータ、３１−・・アーム、３２−・・揺動リンク部材
、３３・−アーム、３４一連結部材、３５−・コントロ
ーラ、４２−・・ギヤ軸、４３ａ・・・偏心軸、Ｓ−・
パワーシリンダ、４８・−回転軸、４８ａ＝偏心軸、Ｃ
・・・アクチュエータ。

Claims

【特許請求の範囲】

モータ等の動力源の動力で後輪を転舵するステアリング
装置と、車両の走行条件を入力して上記動力源の出力を
制御するコントローラとを設けた後輪操舵装置において
、第１、２台形リンクユニットを設け、この第１、２台
形リンクユニットの一方のアームの一側に揺動リンク部
材を連結し、他方のアームの一側を固定し、上記両アー
ムの他側に連結部材をかけ渡し、この連結部材に後輪を
装着して第１、２ステアリング装置を構成し、第１ステ
アリング装置の揺動リンク部材に第１動力源を連係させ
、第２ステアリング装置の揺動リンク部材に第２動力源
を連係させ、これら第１、２動力源の出力に応じて揺動
リンク部材を揺動させる構成にするとともに、車両の走
行条件に応じて第１、２動力源の出力を個別に制御する
コントローラを、上記第１、２動力源に接続してなる後
輪操舵装置。