JPH0288366A - 位置制御装置 - 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］ 本発明は例えば４輪操舵車両の後輪操舵アクチュエータ
により駆動されるロッドなどの動作部材の位１制御装置
に関するものである。

［従来の技術］ ４輪操舵車両ではハンドル切り角が所定値以下の場合は
、後輪が中立位置に保持されることが、高速走行での直
進性を得るために好ましい。このため、後輪を操舵する
主アクチュエータの油圧回路を制御する制御弁とハンド
ル軸との間に遊び機構を設けるとともに、制御弁を中立
位置へ付勢するばねを設けることにより、ハンドル切り
角が所定値以下の場合に、後輪の制御目標位置を中立位
置として主アクチュエータをＩＩＩＩＩｌする方法が考
えられる。しかし、この方法では後輪が路面からの衝撃
により中立位置（直進位置）から移動すると、この移動
結果が制御弁の一方の弁要素へフィードバックされ、ば
ねにより中立位置に保持されている他方の弁要素とのず
れに見合った油圧が主アクチュエータへ供給され、後輪
に中立位置へ戻す力が作用し、後輪が制御目標位置であ
る中立位置から大きくずれるのを防ぐように作動するも
のであるから、後輪のフラツキを完全に抑えることは難
しい。

後輪を確実に中立位置に保持するためには、フィードバ
ック制御によらず、後輪を機械的に中立位置へ固定する
中立錠止機構を備えることが好ましい。このような中立
錠止機構を併用するフィードバック制御装置では、中立
錠止機構の錠止状態でフィードバックｌ１ｉｌ制御装置
の働きが無駄になり、制御エネルギの損失となるので、
中立錠止機構の錠止中はフィードバック制ｔ［ｌ装置を
中断ないし休止させるのが効率的である。

しかし、入力信号量の大きさを基準にしてフィードバッ
ク制御装置と中立錠止機構を制御すると、動作命令に対
する実際の動作応答が悪いと、中立錠止機構の錠止動作
前にフィードバック制御装置が休止し、またフィードバ
ック制ｍ装置のａｌｌ！Ｉｌ動作前に中立錠止機構が解
除する恐れがある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上述の問題に鑑み、動作に矛盾がなく、
中立錠止機構が解除された範囲で、フィードバック制！
１１］装置が円滑に動く位置制御装置を提供することに
ある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は入力部材の
中立位置から中立位置以外への移行を検出して開くスイ
ッチと中立錠止機構の錠止状態を検出して開くスイッチ
との並列回路を、動作部材の位置を制御する主アクチュ
エータの油圧ＩＩＩｇｌｌ系を油タンクに解放する電磁
開閉弁の通４回路に挿入接続したものである。

［作用］ ハンドル切り角が小ξい範囲では、ハンドル４３の操作
量に対応する入力ロット２０の位置は中立付近にあるの
で、押片２０ａに設けた球２２は、中立戻しばね２１に
より中立位置に保持されているカム部材２３の中央付近
に位置し、溝２３ａに落ち込んでいるので、スイッチ１
７．１８はばね１９により開かれている。スイッチ１８
が開くと、電磁切換弁４は消磁され、管５７が油タンク
３に連通されるので、中立錠止機構６０の錠止アクチュ
エータ２８の作動室１１が油タンク３へ解放され、ばね
３３によりピストン３０と一緒に錠止部材３１が受入部
材３２に係合され、主アクチュエータ２６のピストン２
４とタイロッド１５が中立位置に碇止される。

ハンドル切り角が小さく、中立錠止機構６０が錠止状態
にある時、スイッチ１７．２７が開かれ、電磁開閉弁５
が管５１と管５２の間を連通ずるので、油圧ポンプ２か
らの圧油が直接油タンク３へ戻され、油圧ｔ８１１１系
が休止状態とされる。

ハンドル４３の切り角が大きくなると、ハンドル４３と
連動する入力ロット２０が軸方向に移動し、入力ロット
２０の押片２０ａの球２２が溝２３ａから乗り上げる。

スイッチ１７が閉じ、ｍ１ｌｌ開閉弁５が励磁され、・
管５１と管５２の間がｉｌ！ｌＦｉされるので、油圧ポ
ンプ２からの圧油が差動ｈ＋ｔｍ弁６へ送られ、油圧制
御系が制御状態になる。しかし、押片２０ａがカム部材
２３の突片２３ｂに当接しない限り、カム部材２３は中
立戻しばね２１により中立位置に保持され、差動制御弁
６の弁体８は中立位置にあり、主アクチュエータ２６の
ピストン２４を駆動する油圧回路は形成されない。

スイッチ１７が閏じると、同時に（または若干遅れて）
スイッチ１８が閉じ、電磁切換弁４が励磁される。油圧
ポンプ２からの圧油が管５７を経て錠止アクチュエータ
２８の作動室１１へ送られ、ピストン３０がばね３３の
力に抗して押し上げられ、錠止部材３１が受入部材３２
がら引き上げられ、中立錠止機構６０が解除される。こ
の時、スイッチ２７が閉じられるが、スイッチ１７が既
に閉じられているので、１！磁開閉弁５の動作に変化は
ない。

中立錠止機構６０が解除された状態で、路面からの衝撃
が後輪へ伝わり、タイロッド１５が押されると、タイロ
ッド１５の侵かな動きがラック１０．１０８．ピニオン
１２などで構成される差動機構へ伝達され、中立戻しば
ね２１により中立位置に保持されているカム部材２３と
タイロッド１５とのずれが差動制御弁６の弁体８へ伝達
され、油圧ポンプ２からの圧油が管５３または管５４へ
送られ、主アクチュエータ２６のタイロッド１５を結合
するピストン２４に中立位置へ戻す力が生じ、後輪が中
立位置から大きくずれるのを阻止する。

ハンドル切り角が所定値を超えると、押片２０ａが突片
２３ｂに当り、カム部材２３が中立戻しばね２１の力に
抗して軸方向へ押される。この動きが差動ａｍを経て差
動制御弁６の弁体８へ伝達され、主アクチュエータ２６
が駆動される。主アクチュエータ２６によりタイロッド
１５が駆動されると、この動きが差動機構を経て弁体８
にこれを中立位置へ戻すよう作用する。カム部材２３の
位置に見合う位置までタイロッド１５が移動したところ
で、弁体８が中立位置となり、主アクチュエータ２６の
動きが停止し、後輪舵角がその位置に保持される。

ハンドル４３を中立位置へ戻すと、中立戻しばね２１の
力によりカム部材２３が押片２０ａに追随して押され、
弁体８が反対方向へ移動し、主アクチュエータ２６が中
立位置へ戻る。つまり、ハンドル４３が完全に中立位置
へ戻る前に、主アクチュエータ２６が中立位置へ戻る。

押片２０ａの球２２が溝２３８へ落ち込む過程で、まず
スイッチ１８が開き、電磁切換弁４が切り換わり、錠止
アクチュエータ２８の油圧が解放され、ばね３３の力に
より錠止部材３１が受入部材３２へ係合される。

ハンドル４３の戻し操作が速く、スイッチ１８が開くと
同時にスイッチ１７が開いた時、中立錠止機構６ｏの錠
止動作が不完全であっても、スイッチ２７が閉じたまま
であるから、電磁開閉弁５の作動状態に変化はない。し
たがって、油圧ｌ１ｌＩＩＩｌ系は制御状態にあり、路
面からの衝撃によりタイロッド１５が中立位置から大き
くずれるのを阻止する機能を維持する。

中立錠止機構６０が錠止状態になると、スイッチ２７が
開き、スイッチ１７も既に開いているので、電磁開閉弁
５が消磁され、管５１と管５２の間が連通され、油圧Ｉ
ＩＩＩｌ系が休止状態になる。この時、路面からの！［
１が後輪に作用しても、中立錠止機構６０がタイロッド
１５の動きを阻止する。

Ｅ発明の実施例］ 第２図は本発明による位置制御装置を備えた４輪操舵中
両の概略構成図である０４輪操舵装置は前輪舵取機構３
４と、舵角ｌｌｌｌ１１機構１４と、差動１１Ｊｔｌｌ
ｌ弁６と、後輪を操舵する主アクチュエータ２６と、中
立錠止機構６０とを備えている。前輪舵取機構３４はハ
ンドル４３により操舵軸４４を例えば右へ回転すると、
出力軸３５が回転され、出力軸３５の＠３７によりドラ
ッグリンク３８が前へ引かれ、前輪ナックル４ｏが上下
方向の支軸３９を中心として時計方向へ回動され、前輪
４１が右へ偏向される。左右の前輪ナックル４０はタイ
ロッド４５により連動連結される。

舵角制御ｌ１機構１４は前輪舵取機構３４の出力軸３５
のに１３６をリンク４２により軸４７のＩ！’！４６と
連結される。軸４７のねじ軸部を入力ロット２０のねじ
穴に螺合して、軸４７の回転が入力ロッド２０の軸移動
に変換される。一方、タイロッド１５と連結された伝達
ケーブル１５ａにより、タイロッド１５の移動量が舵角
制御機構１４のラックへ伝達される。入力ロット２０の
軸移動量とラックの移動量の差に関連して差動１ｉＩＪ
ｔ！ＩＩ弁６の弁体８から突出するロッド９が軸移動さ
れる。

差動制御弁６は中立位置開放型の方向切換弁であり、油
圧ポンプ２の圧油を！！５２から管５３゜５４の一方へ
送り、他方の管の油を管５１を経て油タンク３へ戻す。

管５３．５４は主アクチュエータ２６の端室へ各別に連
通される。

主アクチュエータ２６はシリンダ２５にピストン２４を
嵌装してなり、ピストン２４に結合したタイロッド１５
の両端部が後輪ナックル４８に連結される。後輪５０を
支持する後輪ナックル４８は、上下方向の支軸４９によ
り回動可能に車体に支持される。ハンドル４３が中立位
置にある時、ピストン２４は各端室に収容した戻しばね
により中立位置へ戻される。

中立錠止機構６０はタイロッド１５に結合した受入部材
３２の円錐状の溝に、横形の錠止部材３１が錠止アクチ
ュエータ２８により係合可能とされる。錠止アクチュエ
ータ２８はシリンダ２９の内部に嵌装したピストン３０
により、ばね３３を収容する大気室と作動室とを区画さ
れる。作動室に連なる管５７は、電磁切換弁４により油
圧ポンプ２に連なる管５５と油タンク３に連なる管５６
の一方に連通可能とされる。

第１図に示すように、本発明による中立錠止機構６０は
主アクチュエータ２６が作動する前に解除され、逆に主
アクチュエータ２６が中立位置へ戻った後に錠止され、
その後に差動制御弁６が油圧ポンプ２から遮断される。

このため、管５２と管５１の間に電磁開閉弁５が接続さ
れる。入力ロット２０に形成した円筒部に、ばね１９に
より付勢されるロッド２２ａと、ロッド２２ａにより外
方へ突出される球２２が収容される。ロッド２２ａにス
イッチ１７．１８が支持される。カム部材２３の中央に
、ハンドル４３の中立位置で球２２と係合する溝２３ａ
が、溝２３ａの両側に所定の間隔Ｓを存して１対の突片
２３ｂが形成される。

カム部材２３と一体のラック１０がビニオン１２と噛み
合される。ビニオン１２は軸１３により、差動制御弁６
の弁体（スプール）８に結合したロッド９に支持される
。ビニオン１２にタイロッド１５と伝達ケーブルｉ５ａ
により一体的に動くよう連結されたうツク１０ａが噛み
合される。カム部材２３を中立位置へ付勢するために、
固定部材６１とカム部材２３とに中立戻しばね２１が介
装される。

錠止アクチュエータ２８のピストン３０に結合したロッ
ド３０ａの外端部に、スイッチ２７が支持される。′Ｒ
源バッテリ１６から電磁切換弁４への通電回路に、スイ
ッチ１８が接続される。電源バッテリ１６から電磁開閉
弁５への通電回路に、スイッチ１７とスイッチ２７から
なる並列回路が挿入接続される。

次に、本発明による位置制御装置の作動について説明す
る。ハンドル４３が中立位置にある時、入力ロッド２０
に支持された球２２は、カム部材２３の溝２３ａに係合
している。カム部材２３は中立戻しばね２１の力により
固定部材６１に対し図示の状態とされる。電磁切換弁４
は錠止アクチュエータ２８の作動室１１を油タンク３へ
連通し、１ｔｔａｎ閏弁５は油圧ポンプ２の吐出口を油
タンク３へ連通している。主アクチュエータ２６は中立
位置に戻され、タイロッド１５の受入部材３２に錠止部
材３１がばね３３の力により係合され、後輪５０が中立
位置（直進位置）に固定される。

いま、ハンドル４３を例えば右へ切ると、前輪舵取機構
３４の出力軸３５の！３６．３７が回動され、ドラッグ
リンク３８が前方へ引かれ、前輪ナックル４０が支軸３
９を中心として時計方向へ回動し、前輪４１が右方へ偏
向される。同時に、リンク４２が前方へ引かれ、軸４７
と入力ロット２０との相対螺動により入力ロッド２０が
右方へ移動する。

球２２が満２３８を乗り上げると、スイッチ１７が閉じ
、電源バッテリ１６からスイッチ１７を経て電磁開閉弁
５へ通電され、管５１と管５２の間が遮断され、油圧１
１ＪＩＯ状態に入る。同時に（または若干遅れて）スイ
ッチ１８が閉じ、電磁切換弁４が切り換わり、油圧ポン
プ２の圧油が管５５、電磁切換弁４、管５７を経て錠止
アクチュエータ２８の作動室１１へ供給される。ピスト
ン３０がばね３３の力に抗して上方へ移動し、錠止部材
３１が受入部材３２から離れ、中立錠止機ｌ１ｌＩ６０
が解除される。同時に、スイッチ２７が閉しる。

入力ロット２０がさらに右方へ移動すると、押片２０ａ
が突片２３ｂに当り、カム部材２３が右方へ押される。

ラック１０によりビニオン１２が回転されながら右方へ
移ｌｌＪ′する。ロッド９と一緒に弁体８が右方へ移動
し、油圧ポンプ２の圧油が管５２、差動υＪｗＪ弁６、
管５４を経て主アクチュエータ２６の右端室へ入り、左
端室の油が管５３、差動ＩＩＩＩｗＪ弁６、管５１を経
て油タンク３へ戻される。

ピストン２４と一緒にタイロッド１５が左方へ移動し、
後輪デツクル４８が支軸４９を中心として反時計方向（
第２図）へ回動され、後輪５０が左方（前輪と逆位相）
へ偏向される。タイロッド１５と一体的に動くラック１
０ａの左方移動により、ビニオン１２を介してロッド９
と一緒に弁体８が左方へ戻され、やがて弁体８が中立位
置へ戻される。こうして、ハンドル切り角に対応した主
７クチユエータ２６の動作が完了すると、差動制御弁６
の弁体８が中立位置へ戻り、その舵角に後輪５０が保持
される。

ハンドル４３を中立位置（直進位置）へ戻すと、入力ロ
ット２０が左方へ移動し、これにｊ０随して中立戻しば
ね２１の力によりカム部材２３が左方へ移動する。球２
２が溝２３ａ・＼落ち込む前に、カム部材２３は図示の
中立位置へ戻る。この間に弁体８が左方へ移動し、油圧
ポンプ２の圧油が管５２、ｆｉ　ｔ）Ｊ　ａＩＩＩ　ｔ
ｌｌｌｌ弁６、’１１５３を’ｄて１７’ｙチユエータ
２６の左端室へ供給され、ピストン２４と一緒にタイロ
ッド１５が右方へ移動し、やがてタイロッド１５と弁体
８が中立位置へ戻される。

最後に球２２が満２３ａへ落ち込むと、スイッチ１７．
１８が開き、電磁切換弁４が図示の位置へ切り換わる。

したがって、錠止アクチュエータ２８の作ＩＩ］室１１
の油圧が解放され、ばね３３の力により錠止部材３１が
受入部材３２／＼係合され、主アクチュエータ２６のタ
イロッド１５が中立位置へ錠止される。この時、スイッ
チ２７が開き。

１！磁間閉弁５が図示の位置へ戻される。この状態では
外勤制御弁６の弁体８が作動しても主アクチュ１−り２
６は作動しない。

上述のことから明らかなＪ：うに、押片２０ａが突片２
３ｂに当るまで（間隔５分の変位量）は、ハンドルを切
っても差動ｌ１ＩｌＩＩｌ弁６は作動せず、後輪は操舵
されない。ハンドル切り角が間隔５分の変位量に相当す
る分を超えると、第３図に示すように前輪舵角に比例し
て後輪舵角が増加する。ここで、押片２０ａと突片２３
ｂとの間隔Ｓが車速に比例して増加するように構成すれ
ば、第３図に破線で示すように後輪が操舵されるまでの
ハンドルの中立位置からの切り角ないし前輪舵角（不感
帯）が増加し、車速が高くなるほど前輪に対する後輪の
舵角の割合が小さくなり、実際の走行条件に適った４輪
操舵が達せられる。

なお、上述の実施例では、ラック・ビニオン型の差動機
構と軸移動型の作動制御弁を用いたが、回転位相型の差
動制御弁（ロータリ制御弁）を用いても同様の効果が得
られる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、入力部材の中立位置から中立位
置以外への移行を検出して開くスイッチと中立錠止機構
の錠止状態を検出して開くスイッチとの並列回路を、動
作部材の位置を１ｉｌｌｌｌｌする主アクチュエータの
油圧制御系を油タンクに解放する電磁開閉弁の通電回路
に挿入接続したから、入力部材が中立位置から移行する
と、前者のスイッチが働いて油圧ｔＩＩＩＩｌｌ系を解
放する電磁開閉弁が閉じ、油圧制御系が制御状態に切り
換わり、同時に中立錠止機構が解除される。入力ロッド
の動作に関連して油圧制御系が働き、主アクチュエータ
が駆動される。逆に、入力部材が中立位置へ戻る場合は
、油圧制御系の働きにより主アクチュエータが先に中立
位置へ戻されるが、中立錠止機構が錠止状態になるまで
は後者のスイッチが働き、油圧制御系が制御状態に維持
されるので、中立錠止機構の錠止動作に無理がなく円滑
である。

また、中立錠止機構が錠止状態の時開くスイッチの作用
により、中立錠止ｌ１１４１１Ｉによる安全が確保され
ている場合のみ、油圧制御系が解放され、油圧制御系が
休止するので、制御エネルギの損失が安全に減じられる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る位置制ｗ装置の電気・油圧回路図
、第２図は同位ＩＩ　ＩＩＩ　ｍｌ装置を備えた４輪操
舵！ｉ１１の構成図、第３図は舵角ＩＩＩＩＯ機構の作
動を説明する縮図である。 ５：電磁開閉弁　６：差動１１１Ｊ御弁　１４：舵角制
御１１機＄１　１７．２７：スイッチ　２０：入力ロッ
ト　２１：中立戻しばね　２６：主アクチュエータ　６
０：中立錠止機構 特許出願人　　いすず自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力部材の中立位置から中立位置以外への移行を検出し
   て開くスイッチと中立錠止機構の錠止状態を検出して開
   くスイッチとの並列回路を、動作部材の位置を制御する
   主アクチュエータの油圧制御系を油タンクに解放する電
   磁開閉弁の通電回路に挿入接続したことを特徴とする位
   置制御装置。