JPH03114976A - 四輪操舵車の後輪舵角制御装置 - 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、四輪操舵車の後輪舵角制御装置、特にそのフ
ェイルセーフ技術に関する。

（従来の技術） 従来、前輪の操舵時に後輪を転舵する四輪操舵車の後輪
舵角ｌｌｌ１ｌ装置としては、例えば、特開昭６２−１
６６１６１号公報に示すようなものが知られている。

しかしながら、このような従来の四輪操舵車の後輪舵角
制御′＠四にあっては、後輪舵角ｌｌ１ＩｌＩＩＩ系の
フェイルが検出された場合、フェイル検出後、中立位置
への復元用シリンダーを作動させて中立位置にロックさ
せる構成であり、フェイル検出後、事後的にフェイルセ
ーフの作動を行なうものである為、大転舵角を可能とす
る後輪転舵アクチュエータを使用しての高速走行中に後
輪舵角制御系にフェイルが発生した場合、−度、最大転
舵角に後輪が転舵されてから、復元用シリンダーの作動
が開始する可能性がある。

例えば、低速旋回時に前輪とは逆相の大転舵角を可能と
するストロークの長いリャバヮーシリンダーを使用し゛
て、同相で小転舵角に制御している高速走行中に後輪舵
角制御系フェイルが発生すると、中立位置に戻すバネ力
が作用していてもリヤパワーシリンダーが最大ストロー
クに近いところまでストロークし、後輪に大転舵角が与
えられる可能性があり、大転舵角が与えられた場合には
、フェイルセーフ機能を失って車両スピン等の車両挙動
急変を招く可能性がある。

これに対処するため、実開昭６０−１５０１６４号公報
に示すように、高速時には電気的信号により制御される
ソレノイドによりスペーサを突出させ、後輪舵角を規制
するような技術が提案されている。しかしながら、この
ような構成にあってもコントローラからの電気的信号に
基づきスペーサの出没を制御していることから、何らか
の電気的異常がスペーサの出没制御装置に発生するおそ
れがあり、この場合フェイルセーフの機能が発揮されな
いということが懸念された。

本出願人は、上記のような問題に着目して、前輪操舵時
に後輪を補助転舵する四輪操舵車の後輪舵角制御装置に
おいて、コスト的にもメインテナンス的にも有利で、良
好な旋回性能を得るのに必要な所定の後輪転舵角を後輪
舵角制御内容にかかわらず許容する高い自由度を持ちな
がら、高速時に後輪舵角制御系にフェイルが発生した場
合、確実に安全走行を保証するため、前輪操舵時に車両
条件に応じた後輪転舵角を得るべく駆動される後輪転舵
アクチュエータを有する後輪舵角制御手段と、前記後輪
転舵アクチュエータにより後輪に舵角を与えるリヤステ
アリング機構と、該リヤステアリング機構の可動部及び
その対向位置に設けられる舵角制限溝及び舵角制限ピン
を有するとともに、車輪を駆動するための駆動軸の回転
に応じて前記舵角制限ピンを作動させる後輪舵角制限機
構とを備えた四輪操舵車の後輪舵角制御装置を提案して
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような技術においても、後輪舵角制
限機構の作動は駆動軸の回転数に依存するため、例えば
高速走行での制動時に車輪がスリップして車体速と車輪
速との間に差が生じ、車体速が高いにもかかわらず車輪
速が低い時に後輪舵角制御系のフェイルが発生すると、
後輪舵角制限機構が低車輪速に対応した許容量に舵角を
制限するため、後輪に大転舵角が与えられて車両挙動の
急変を招く可能性がある。

本発明は上記のような問題に着目してなされたもので、
前輪操舵時に後輪を補助転舵する四輪操舵車の後輪舵角
制御装置において、高速走行時の制動により車輪がスリ
ップして車体速と車輪速との間に差が生じた際に、後輪
舵角制御系にフェイルが発生したような場合にも、確実
に安全走行を保証することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明の四輪操舵車の後輪舵角
制御装置では、前輪操舵時に車両条件に応じた後輪転舵
角を得るべく駆動される後輪転舵アクチュエータを有す
る後輪舵角制御手段と、前記後輪転舵アクチュエータに
より後輪に舵角を与えるリヤステアリング機構と、該リ
ヤステアリング機構の可動部及びその対向位置に設けら
れる舵角制限溝及び舵角制限ピンを有するとともに車輪
を駆動するための駆動軸の回転に応じて前記可動部と垂
直方向に関する前記舵角制限ピンと前記舵角制限溝との
相対位置を変更する後輪舵角制限機構とを備えた四輪操
舵車の後輪舵角制御機構であって、車両の制動時に前記
舵角制限ピンと前記舵角制限溝との相対位置を固定する
手段を備えていることを特徴とする。

（作用） 車両走行時には、後輪舵角制限機構において、車輪を駆
動するための駆動軸の回転数により、リヤステアリング
機構と該ステアリング機構の可動部及びその対向位置に
設けられる舵角制限溝及び舵角制限ピンの相対位置が決
まる。

従って、この相対位置の設定により舵角制限ピンの舵角
制限溝に対する挿入量は自由に決定でき、またこの挿入
量は駆動軸の回転数変化に応じ変化することで車速に関
連する。

そして制動時には舵角制限ピンと舵角制限溝との相対位
置を固定することにより舵角制限ピンの舵角制限溝に対
する挿入量を制動開始時の挿入量に保持し、高速走行中
の制動スリップ時に後輪舵角制御系にフェイルが発生し
た際にも後輪舵角を制動開始時の転舵量に制限する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は後輪舵角制限機構（第２図）を備えた実施例の
四輪操舵車の後輪舵角制御ＨＷ！！を示す全体システム
図である。

後輪舵角制御装置としては、操舵角センサ１や車速セン
サ２等から前輪操舵角θや車速■等の車両情報を入力し
、低速大操舵角時には後輪３を逆相に大きく転舵し高速
小操舵角時には後輪３を同相に小さく転舵する等、車両
条件に応じた最適の後輪転舵角指令を出力する後輪舵角
コントローラ４と、該後輪舵角コントローラ４からのバ
ルブ駆動指令に応じて駆動する油圧制御バルブ５からの
制御圧に従って駆動する後輪転舵パワーシリンダ６（後
輪転舵アクチュエータ）と、該後輪転舵パワーシリンダ
６により後輪３に舵角を与えるタイロッド７及びスピン
ドルナックル８（リヤステアリング機構）とを備えてい
る。

尚、前記油圧制御バルブ５は、油圧ポンプ９からの加圧
作動油を入力圧とし、後輪転舵パワーシリンダ６の左右
室に送る制御圧を作り出す。

次に、低車速時に後輪３の最大舵角の制限を緩くして後
輪３の転舵可能な舵角範囲を予め大きく設定し、車速が
上昇するに伴ない後輪３の最大舵角の制限を徐々に厳し
くして後輪３の転舵可能な舵角範囲を予め小さくしてゆ
く車速応動の後輪舵角制限機構Ａの構成を説明する。

後輪舵角制限機構Ａは、車速に対応した回転数で回転す
るプロペラシャフト１０の回転を利用して後輪舵角制限
作動を行なわせる純メカニカル機構であり、車速に関連
する回転数で回転するプロペラシャフト１０（駆動軸）
により回転が与えられる第１回転子１１と、該第１回転
子１１に第１リンク１２を介して連結される重錘１３と
、該重錘１３に第２リンク１４を介して連結される第２
回転子１５と、重錘１３に作用する遠心力に対向する力
を発生するスプリング１６（弾性体）と、リンク変位に
伴ない軸方向に変位する前記第２回転子１５に設けられ
る舵角制限ピン１７と、該舵角制限ピン１７の対向位置
であって前記後輪転舵パワーシリンダ６のロッド６ａ（
可動部）に設けられる舵角制限溝１８とを有する。

前記プロペラシャフト１０は、リヤディファレンシャル
１９及びリヤドライブシャフト２０を介してエンジン駆
動力を後輪３へ伝達すると共に、プＯへラシャフト１０
に固定されたクラウンギヤ２１、第１ギヤ２２．シャフ
ト２３及び第２ギヤ２４を介して第１回転子１１を回転
駆動する。

前記第１回転子１１は、円筒形状であり、ハウジング２
５にベアリング２６を介して回転可能に支持されている
。

前記第１リンク１２は、その両端が前記第１回転子１１
と重錘１３とにピン結合され、前記第２リンク１４は、
その両端が重錘１３と第２回転子１５とにピン結合され
ていて、両リンク１２゜１４によりパンタグラフリンク
機構が構成され、両リンク１２．１４の結合部に重錘１
３が設けられている。

前記第２回転子１５は、前記第１回転子１１の円筒内面
を貝通し、シールリング２７を介し、回転可能で軸方向
移動可能に設けられている。

前記スプリング１６は、重錘１３と第２回転子１５との
間に、回転により重錘１３に作用する遠心力と対抗する
付勢力を付与するように設けられている。すなわち、第
２回転子１５の周囲に設けられた環状部材４１と、重錘
１３にピン結合されるスプリング支持部材４２とにスプ
リング１６が固着され、スプリング１６は遠心力に対抗
して引張り力を発生するようになっている。

前記舵角制限ピン１７は、第２回転子１５に対しベアリ
ング２８を介して連結されていて、回り止めキー２９に
よりハウジング２５に対し、軸方向のストロークのみを
し、回転しない様に設けられている。尚、舵角制限ピン
１７の先端形状は円錐形状もしくは横形状とされている
。

前記舵角制限溝１８は、後輪転舵・パワーシリンダ６の
ロッド６ａに固定されたブロック３０に形成されていて
、その溝形状は、舵角制限ピン１７と同様に円錐形状も
しくは横形状であるが、舵角制限ピン１７を最も深くま
で挿入した状態においてもＯラド６ａのわずかなストロ
ークを許容するように、舵角制限溝１８の方が大きく形
成されている。

また車両の制動に応じて舵角制限ピンと舵角制限溝との
相対位置を固定する手段を説明すると、前記ハウジング
２５にはシリンダ１０１が舵角制限ピン１７と直角方向
に形成されており、前記シリンダ内にはピストン１０２
と該ピストン１０２を前記舵角ｌｌｌ限ピン１７を反対
方向に押す力を発生するスプリング１０３（弾性体）、
空気抜き穴１０４とを有する。そして前記シリンダ１０
１は、ブレーキ配管１０５を介してマスクシリンダ１０
６、及びブレーキペダル１０７、前輪１０８及び後輪３
のホイールシリンダ１０９と接続されている。

次に作用を説明する。

止。

（イ）停奉時 車両停止時は、プロペラシャフト１２は回転しない。

従って、後輪舵角制限機構Ａの重錘１３はスプリング１
６の付勢力のみにより規定される位置にあり、第１図及
び第２図に示すように、舵角制限ピン１７は舵角制限溝
１８に対し僅かに挿入される位置に配ｌされる。

（ロ）車両走行時（非制動時） 車両ｆｉ走行時には、後輪舵角制限機構Ａにおいて、プ
ロペラシャフト１０により車速に応じて第１回転子１１
に回転が与えられ、第１回転子１１に第１リンク１２を
介して連結される重錘１３に遠心力が作用する。

そして、重錘１３に作用する遠心りとスプリング１６に
よる付勢力と釣り合っていない時には、重錘１３が釣り
合う位置まで径方向に移動し、釣り合う位置で移動８停
止する。

この重錘１３の移動に伴ない第１リンク１２及び第２リ
ンク１４が変位すると共に第２リンク１４に連結される
第２回転子１５は軸方向に変位し、重錘１３の停止位置
と対応する位置で第２回転子１５が停止する。

この第２回転子１５の変位動作により、第２回転子１５
に設けられた舵角制限ピン１７と後輪転舵パワーシリン
ダ６のロッド６ａに設けられた舵角制限溝１８との相対
位置が決まる。

即ち、プロペラシャフト１０の回転数が高速回転である
ほど、重錘１３に作用する遠心ｊノは大きくなり、重錘
１３が外径方向に相当量移動してスプリング１６による
付勢力と釣り合うことで、舵角ｖ１限ピン１７は第２図
の位置から車速が上昇するにつれて下方位置に配置され
、舵角ｉｌｌ限溝１８に対する挿入量が大きくなる。

そして、この舵角制限ピン１７の舵角制限ＦＳ１８に対
する挿入量が大きくなればなるほど後輪転舵パワーシリ
ンダ６のＯラド６ａ、６ｂはそのストローク可動範囲の
制限を受け、このストローク制限がそのまま後輪３の舵
角制限となる。

（ハ）車両走行時（制動時） 制動時にブレーキペダル１０７を踏むと、マスクシリン
ダ１０６がブレーキ液圧を高圧にし、このブレーキ液圧
がブレーキ配管１０５を介してピストン１０２を舵角制
限ピン１７側に押しっけ、舵角制限ピン１７の舵角制限
溝に対する挿入量を制動開始時の挿入量に保持する。

以上説明したように、実施例の後輪舵角１ＩＩ１１１装
冒にあっては下記に列挙する特徴を有する。

■　後輪舵角制限機構Ａは後輪転舵を禁止するものでは
なく車速に応じて最大舵角を制限する構成であり、高車
速時には予め制限する最大舵角の制限度合を厳しくする
構成とした為、後輪舵角制御系の正常時には低速から高
速までの全車速域で良好な旋回性能が得られる所定の後
輪転舵角を許容しながら、高速走行中に後輪舵角制御系
にフェイルが発生した場合には、確実に後輪が大転舵角
となるのが規制され、安全走行が保証される。

■　後輪舵角制限機構Ａによる舵角制限機能として、低
速時には最大転舵角を太き（、車速が上昇するに従って
徐々に最大転舵角を小さくする車速応動可変機能が得ら
れる構成とした為、各車速に応じて舵角制限を所望の量
に設定することが出来るという自由度を持ち、様々な制
御内容による後輪転舵制御装置への対応性を有する。

■　後輪舵角制限機構Ａは、プロペラシャフト１０の回
転を利用した第１回転子１１や重錘１３や第２回転子１
５を有する純メカニカルな機構とした為、車速情報を車
速センサ等により得る電子制御系を含む場合や電動モー
タ等による電気的なアクチュエータを含む場合に比べ、
構成が簡単でありコスト的に有利であると共に故障や誤
動作が少なくメインテナンス的に有利である。

■　後輪舵角制御系と、後輪舵角制限系とを完全分離の
独立とした為、後輪舵角ｉｌｌ　ＩＩＩが不能となるフ
ェイル時においても後輪舵角制限機構八によるフェイル
セーフ機能を発揮させることが出来る。

■　後輪舵角制限系において、制動時のブレーキ液圧に
より作動するピストン１０２で舵角制限ピン１７の舵角
制限溝１８に対する挿入量を固定する手段を備えたため
、高速走行中の制動により車輪がスリップした状態で後
輪舵角制御系が不能となるフェイルが発生した時におい
ても、上記■と同様に後輪が大転舵角となるのを確実に
規制し、安全走行が保証される。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具
体的に構成は図示の例に限られるものではない。

例えば、後輪舵角制限機構としては、第３図に示すよう
に、スプリング１６を舵角制限ピン１７とハウジング２
５との間に介装しても良い。この場合にもスプリング１
６には引張り力が働くように、スプリング１６がハウジ
ング２５と舵角制限ピン１７のつば部１７ａとの間に設
けられる。

また、後輪転舵アクチュエータは、油圧シリンダではな
く、電動モータ等のアクチュエータを用いたものでも良
い。

また、実施例の後輪舵角制限機構では、プロペラシャフ
トから回転を受ける例を示したが、車速に関連する回転
数となるドライブシャフトやトランスミッション出力軸
等から回転を受ける例としても良く、この場合には、プ
ロペラシャフトが存在しない前輪駆動車やミツドシップ
車等にも適用できる。

また、実施例の後輪舵角制限機構では、第２回転子側に
舵角制限ピンを設け、パワーシリンダのロッド側に舵角
制限溝を設けたが、これとは逆に、第２回転子側に舵角
制限溝を設け、パワーシリンダのロッド側に舵角制限ピ
ンを設けるようにしてもよい。

また、実施例の後輪舵角制御装置では、舵角制限ピンの
舵角制限溝に対する挿入量を固定する為に、車両の制動
に応じて舵角制限ピンと舵角制限溝との相対位置を固定
する手段として舵角制限ピンを固定するピストンをブレ
ーキ液圧により作動させる例を示したが、制動操作に応
じて作動するスイッチを設け、このスイッチの信号によ
り駆動されるソレノイドで前記ピストンを作動させても
よい。

また、実施例の後輪舵角制限機構では、駆動軸の回転に
応じて第１回転子１１に回転が与えられ、重錘１３に作
用する遠心力とスプリング１６による付勢力との釣り合
いで舵角制服ピンの位置を決める例を示したが、駆動軸
により液圧ポンプを駆動し、これに応じて発生する液圧
で作動するピストンにより舵角制限ピンあるいは舵角制
限溝の位置を決めるような後輪舵角制限機構に対しても
本発明が適用できる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、前輪操舵
時に後輪を補助転舵する四輪操舵車の後輪舵角制御装置
において、後輪舵角制限機構としてメカニカル機構を採
用すると共に、車速が低車速から高車速になるほど後輪
の転舵可能な最大舵角を予め徐々に小舵角に制限するｅ
ｉＩｇ４とした為、コスト的にもメインテナンス的にも
有利で、良好な旋回性能を得るのに必要な所定の後輪転
舵角を後輪舵角制御内容にかかわらず許容する高い自由
度を持ちながら、゛高速時に後輪舵角制御系にフェイル
が発生した場合、確実に安全走行を保証することが出来
るという効果が得られる。また高速走行時の制動により
車輪がスリップした際に後輪舵角制御系にフェイルが発
生した場合にも確実に安全走行を保証することが出来る
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の四輪操舵車の後輪舵角制御装置を示す
全体システム図、第２図は実施例装置の後輪舵角制限機
構を示す要部拡大図、第３図は他の実施例による後輪舵
角制限機構を示す要部拡大図である。 Ａ・・・後輪舵角制限機構 ３・・・後輪 ６・・・後輪転舵パワーシリンダ （後輪賃舵アクチュエータ） ６ａ・・・ロッド（可動部） ７・・・タイロッド ８・・・ナックルスピンドル ０・・・プロペラシャフト（駆動軸） １・・・第１回転子 ２・・・第１リンク ３・・・重錘 ４・・・第２リンク ５・・・第２回転子 ６・・・スプリング（弾性体） ７・・・舵角制限ピン ８・・・舵角制限溝 ０２・・・ピストン ０５・・・ブレーキ配管 ０７・・・ブレーキペダル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪操舵時に車両条件に応じた後輪転舵角を得るべく駆
   動される後輪転舵アクチュエータを有する後輪舵角制御
   手段と、前記後輪転舵アクチュエータにより後輪に舵角
   を与えるリヤステアリング機構と、該リヤステアリング
   機構の可動部及びその対向位置に設けられる舵角制限溝
   及び舵角制限ピンを有するとともに、車輪を駆動するた
   めの駆動軸の回転に応じて前記可動部と垂直方向に関す
   る前記舵角制限ピンと前記舵角制限溝との相対位置を変
   更する後輪舵角制限機構とを備えた四輪操舵車の後輪舵
   角制御装置であって、車両の制動時に前記舵角制限ピン
   と前記舵角制限溝との相対位置を固定する手段を備えて
   いることを特徴とする四輪操舵車の後輪舵角制御装置。