JPH0396485A - 四輪操舵装置 - 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，舵取り操作に応じて後輪を前輪と共に逆方向
に転舵させることで低速走行時における小回り性を得る
ために用いて好適な四輪操舵装置に関し、特に各部に採
用される電気駆動系や電気制御系でのセルフチェック機
能を備えてなる四輪操舵装置の改良に関する． 〔従来の技術〕 たとえば低速走行時に前、後輪の転舵方向を逆位相とし
車輌の旋回半径を小さくして小回り性能を向上させたり
、高速走行時に前、後輪の転舵方向を同位相とし車輌の
走行安定性を向上させるようにした四輪操舵車が注目さ
れている．特に、低速走行時には大きな操舵角をもって
前輪操舵が行なわれるが、このとき前、後輪の転舵方向
を逆位相とすると、車輌旋回半径が最小となり小回り性
能が向上するもので、トラックのように車長の長い車輌
等に適用して好適である． この種の四輪操舵車における四輪操舵装置としては，前
輪側での転舵方向と転舵角とに応じて後輪側を転舵させ
るために，前，後輪を転舵力伝達ロッド等で機械的に連
結した機械式のもの、前輪側での転舵角を検出しこれに
よる油圧または電気信号で後輪側の油圧式動力舵取装置
を駆動する抽圧式のもの、あるいは前輪側での転舵角を
電気信号として後輪側の電動式動力舵取装置の電動モー
タに伝達したりする電気式のもの等が、従来から種々知
られている． ところで，このような形式の異なる四輪操舵装置におい
て、前、後輪側の舵取り装置を独立形式とししかも後輪
側を前輪側に応動させて適切かつ確実に動作させるうえ
では，前輪側での舵角検出を電気信号や油圧信号とし、
後輪側の油圧式動力舵取装置を駆動する油圧式のものが
有利であり、たとえば特開昭５９−１４３７７０号公報
等を始めとして多数提案されている． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述したような油圧式の装置にあっても
従来のものは、構造面からも動作性能面からも、まだま
だ一長一短があり、実用化にあたって改良の余地が残さ
れている．たとえばこの種の四輪操舵装置において後輪
転舵機構には、構威部品点数を必要最小限とし小型かつ
コンパクト化を図るとともに，各部をユニット化するこ
とで加工性や組立性を向上させ製造コスト等を低減し、
さらに油圧配管や電気配線等も効率よくしかも整列して
配設でき、しかも各種駆動制御も簡単かつ適切に行なえ
、フェール時に対しての対策なども充分であること等が
望まれている。特に、この種の四輪操舵装置においては
、各部の作動状態を適切かつ確実に検出し、その検出結
果に基づいて迅速に各部を作動させ、後輪を前輪側の動
きに合わせて転舵制御することが必要で、このような制
御系には電気信号が一般に採用されているゆこのため、
このような電気信号で駆動される各機構部品にはたとえ
ばステッピングモータ、ソレノイド等といった各種の電
気駆動源が用いられており，この場合に注意すべきこと
は、これらを適切かつ確実に駆動制御することであるが
、これに合わせてこれらの電気駆動源が正確に動作して
いるかとのセルフチェックも必要とされる．特に、この
ようなセルフチェックは、前述した各種センナ類にあっ
ても同様であり、このような点を考慮し常に適正かつ確
実な後輪転舵制御を行なえる何らかの対策を講じること
が望まれている．〔課題を解決するための手段〕 このような要請に応えるために本発明に係る四輪操舵装
置は、後輪転舵用パワーシリンダと、その左、右室への
後輪側油圧源からの油圧回路を切換え制御する電気駆動
式の制御バルブと、この制御バルブとシリンダ左、右室
とを接続する圧油通路間を短絡させるバイパス路中で開
閉制御される電気駆動式のバイパスバルブと、前、後輪
側舵取り装置での前輪、後輪転舵角を検出する前、後輪
舵角センサ，車速センサ、エンジン始動センサおよび制
御バルブの作動位置を検出するバルブ変位量検出センサ
からの検出信号に応じて制御バルブ、パイバスバルブを
選択的に駆動制御するコントローラを備えてなり、エン
ジン始動センサからのエンジン信号がオンしかつ車速セ
ンサからの車速信号が０であるときに，バイパスバルブ
を開状態とするとともに制御バルブの電気駆動源を駆動
させて該パルブを作動ストローク範囲内を作動させるこ
とで，制御バルブ用電気駆動源、バイパスバルブおよび
バルブ変位敬検出センサのセルフチェックを行なうよう
に構威したものである．〔作用〕 木発明によれば，エンジンをオンさせ、かつ車輌が停車
しているときに，コントローラによりバイパスバルブを
開状態とするとともに制御バルブを駆動する電気駆動源
を該パルブの作動ストローク範囲内を全域にわたって作
動させ、この状態でバルブ変位量検出センサによりバル
ブ変位量を検出し、異常があったときにはフェイルとの
判断を行なう．また、これと同時に、後輪舵角センサ出
力も検出し，この出力に変動があったときには、フェイ
ルとの判断を行ない，いずれの場合もバイパスバルブを
開状態に維持して後輪を不転舵状態とし、前輪のみの二
輪操舵状態とする．〔実施例〕 第１図は本発明に係る四輪操舵装置の一実施例を示し、
本実施例では、前、後輪転舵用の舵取りリンク機構によ
る前、後輪用舵取り装Ｍ（後輪側のみを符号ｌで示し、
前輪側は図示を省略している）を油圧式アクチュエータ
であるそれぞれのパワーシリンダ２．３による独立駆動
形式とし、かつ前輪側の転舵変位情報のみを、前輪側パ
ワーシリンダ２（インテグラルタイプを例示し、図中Ｉ
ＰＳを付している）における出力レバーであるピットマ
ンアーム２ａ途中に検出レバー４ａが連結バー４ｂを介
して連結されている前輪舵角センサ４からの電気信号と
して取出し、後述する後輪５側を転舵制御するための制
御回路等を有するコントローラ６に入力するように構威
されている．ここで、７，８は前、後輪側パワーシリン
ダ２，３への圧油供給源となるオイルポンプ、７ａ，８
ａはオイルタンクで、また９は舵取り／＼ンドルである
．なお、この第１図では，油圧配管を二重線で、電気配
線を一木の実線で示している．さて、本実施例によれば
、上述した舵取りハンドル９の舵取り操作により前輪が
転舵されたときに、この前輪側での転舵方向および転舵
量に応じて後輪５を転舵制御する後輪側パワーシリンダ
３を、以下に詳述する後輪転舵制御系により所要の状態
で転舵制御させ得るように構威している．すなわち、図
中１０は後輪側油圧源となるオイルボンブ８からの圧油
通路１１ａとオイルタンク８ａへの戻り通路ｉｔｂとシ
リンダ左、右室３ａ，３ｂに至る通路１２ａ，１２ｂと
を選択的に連通、遮断する制御バルブ、ｌ３はこの制御
バルブ１０を切換え制御するための電気駆動源であるス
テッピングモータ、１４はこれに付設されバルブ変位量
を検出するためのバルブ変位量検出センサである．なお
、この制御バルブ１０は、図示は省略したが，四方向切
換弁構造を有しかつステッピングモータｌ３の回転によ
り流路切換えを行なうスプールを作動させるよラな構威
によるものを用いるとよい．また、この実施例では、制
御バルブ１０の駆動源としてステッピングモータ１３を
用いた場合を説明したが，本発明はこれに限定されず、
バルブ１０での流路切換えをリニャ制御し得る駆動源で
あればよく、ソレノイド等を始めとする適宜の電気駆動
源を用いてもよいことは言うまでもない． ｌ５は上述した制御パルブ１０からシリンダ左，右室３
ａ，３ｂに至る通路１２ａ，１２ｂ間を連通ずるバイパ
ス路ｌ６途中に設けられソレノイド１５ａにより開閉制
御されるバイパスバルブで、このバイパスバルブ１５は
、たとえば車速が２０Ｋｍ／ｈ以上となったときやフェ
ール時には、両室３ａ　，３ｂ間を連通し、前輪側が転
舵されても、後輪側が転舵しないように作動される．１
７．１７は後輪転舵用舵取りリンク機構の一部、本実施
例ではタイロッドの左，右両端側で後輪５，５を転舵可
能に支持するナックルアーム５ａ，５ａの一部に付設さ
れこのリンク系を常に中立位置に復帰させるような付勢
力を与えるセンタリングスプリング機構、１８　．１８
はこのセンタリングスプリング機構１７．１７に一体的
に付設されソレノイド１８ａによりロックビンを内部ロ
ー２ド側の係止溝に係入させることで前記リンク系の動
きを中立位置でロックするためのロック機構で，車速が
一定速度以上となったときやフェール時において後輪５
を中立位置で不転舵状態に保持し、前輪のみの二輪操舵
を行なえるようにするためのものである． １９は車速センサ、２０は後輪転舵系の一部、本実施例
ではパワーシリンダ３に付設され後輪５の転舵角を検出
するための後輪舵角センサで，これら車速センサｌ９や
後輪舵角センサ２０での検出信号が前記コントローラ６
に送られることで、前記前輪舵角センサ４やバルブ変位
量検出センサｌ４からの入力情報と共に，後輪転舵制御
系を所要の状態に制御するように構成されている．たと
えば唯速センサｌ９からの車速信号の大小によって前記
バイパスバルブｌ５が開閉制御し、一定車速以上で両シ
リンダ室３ａ，３ｂを短絡させ、後輪を不転舵状態とし
，前輪のみの二輪操舵を行なうようにする一方，一定車
速以下であるときには、シリンダ左、右室３ａ，３ｂ間
を遮断し、パワーシリンダ３による後輪操舵を行なえる
ように制御する． ここで、本実施例では、上述した後輪舵角センサ２０と
して、後輪転舵用パワーシリンダ３のピストンロッドを
兼るタイロッド２１の左、右外方端から一側に延設され
たアーム部２２ａ，２２ｂの先端部間に掛け渡された検
出ロッド２３の動きを、その途中に突設した保合ピン２
３ａとこれが係入される長溝２４ａを有する検出レバー
２４を有するタイプのものを用い、これを適宜の固定側
部材に付設する場合を示している．なお、上述した検出
ロッド２３を、パワーシリンダ３のポディの一部に摺動
自在に保持させることでタイロッド２ｌの回り止め機能
をもたせることができる．また、上述した後輪転舵系に
おいて、バイパスバルブｌ５としては、油圧系や電気系
のフェイル時に後輪４が転舵されることを防止するため
に、車速が一定以下のときに作動されてバイパス路ｌ６
を遮断し、常時は開放状態となるようなノーマルオーブ
ンタイプの電磁ンレノイド式バルブを用いるとよい．同
様に、ロック機構１８としても、常時はリンク系をロッ
ク状態に維持し、車速が低速で四輪操舵を行なう際にの
みロック解除を行なうタイプの機構構成とするとよい．
２５はイグニッションキーの差込み、抜き出しによる電
源オン●オフを検出するスイッチ、２６はエンジン始動
状態を検出するためのセンサである． このような構或によれば、前輪舵角センサ４からの前輪
舵角信号と車速センサ１９からの車速信号とに応じてコ
ントローラ６で制御バルブ１０を切換え制御するステッ
ピングモータｌ３を駆動し、これによるバルブ変位で後
輪側パワーシリンダ３のシリンダ左，右室３ａ，３ｂに
至る油圧回路を切換えることで，所要の方向に必要とさ
れる転舵研をもって後愉５を転舵させることができ、し
かも車速が一定以上となったときにはコントローラ６に
よりバイパスバルブｌ５がバイパス路ｌ６を開状態とし
、後輪５側を転舵制御系側から切離してセンタリングス
プリング機構ｌ７とロック機構１８とで不転舵状態とし
て前輪のみの二輪操舵状態とし得るものである． さて、木発明によれば，上述した構成による四輪操舵装
置において，前，後輪舵角センサ４，２０、車速センサ
ｌ９、エンジン始動センサ２６および制御バルブｌＯの
作動位置を検出するバルブ変位量検出センサｌ４等から
の検出信号に応じて制御バルブ１０、バイパスバルブｌ
５を選択的に駆動制御するコントローラ６において、第
２ｒｆ４および第３図に示すように、エンジン始動セン
サ２６からのエンジン信号がオンしかっ車速センサｌ９
からの車速信号がＯであるときに，バイパスバルブｌ５
を開状態とするとともに制御バルブ１０のステッピング
モータｌ３を駆動させて該バルブ１０を作動ストローク
範囲内を一方のロック位置から他方のロック位置までの
全域にわたって作動させることで、制御バルブ１０を駆
動するステッピングモータ１３，バイパスバルブ１５お
よびバルブ変位量検出センサｌ４のセルフチェックを行
なうように構戊したところに特徴を有している． ここで、第２図はイグニッションスイッチをオンするこ
とにより　（電源オン；ステップ３０）、後輪転舵制御
を行なうためのメインルーチンでのフローチャートの一
部を示し、電源オン３ｏにより，各センサ類等がリセッ
ト解除状態となる（ステップ３ｌ）．そして、各センサ
類の初期設定（ステップ３２）が行なわれた後、車速が
０であり　（ステップ３３），Ｌかもエンジンがオフで
あるとき（ステップ３４），第３図に示すセルフチェッ
ク３５が行なわれ、これが終了した後に主制御３６が行
なわれる．なお、車速がＯでなかったり、エンジンがオ
フでないときには，車輌が走行中であることを判断し、
主制ａ３６が行なわれることになる．これは、車輌の走
行中に、ノイズ等の影響でコントローラ６がリセット状
態となる場合があるため、このときにはセルフチェック
３５を行なわないようにするためである．また，セルフ
チェック３５は、第３図に示すように，セルフチェック
開始（ステップ４０）から、エンジンがオンであるか否
かの判断（ステップ４１）が行なわれ、オンであるとき
に、次のステップ４２つまり車速がＯであるかの判断を
行ない、これがＯで車輌が停車中である場合にのみ、前
述したようにバイパスバルブ１５を開状態とするととも
に制御バルブ１０のステツピングモータ１３を作動スト
ローク全域にわたって作動させて各部を検査するという
作動チェック（ステップ４３）が行なわれ、セルフチェ
ック終了（ステップ４４）に辛り、以後は第２図に示す
メインルーチンでの制御ステップを行なう． すなわち、木発明によれば、エンジンがオフからオン状
態となり、しかも車輌が停車しているときに、コントロ
ーラ６によりバイパスバルブｌ５を開状態とするととも
に制御バルブ１０を駆動するステッピングモータｌ３を
該バルブ１０の作動ストローク範囲内を全域にわたって
作動させ、この状態でバルブ変位量検出センサ１４によ
りバルブ変位槍を検出し、異常があったときにはフエイ
ルとの判断を行ない、運転者に警告を与えるとともに、
バイパスバルブ１５を開状態のままとし、後輪５を不転
舵状態とし前輪のみの二輪操舵状態とする．また、これ
と同時に、後輪舵角センサ２０の出力も検出し、この出
力に変動があったときには、フェイルとの判断を行ない
、この場合も運転者に対する警告やバイパスバルブｌ５
を開状態に維持して後輪５を不転舵状態とし前輪のみの
二輪操舵状態とする． そして、このようなセルフチェック処理を行なうことで
，バイパスバルブ１５が正常に動作しているか否かの判
断、制御バルブ１０を駆動するステッピングモータ１３
が正常に動作しているか否かの判断、さらにバルブ変位
量検出センサ２０の断線や接触不良による不具合のチェ
ック等を適切かつ確実に行なえるもので、後輪を転舵制
御するにあたって安全性の面で優れている． なお、本発明はＬ述した実施例構造に限定されず、四輪
操舵装置各部の形状、構造等を適宜変形、変更すること
は自由で、種々の変形例が考えられよう． 〔発明の効果〕 以上説明したように未発明に係る四輪操舵装置によれば
，後輪転舵用パワーシリンダと、その左、右室への後輪
側油圧源からの油圧回路を切換え制御する電気駆動式の
制御バルブと，この制御バルブとシリンダ左、右室とを
接続する圧油通路間を短絡させるバイパス路中で開閉制
御される電気駆動式のバイパスバルブと、前、後輪側舵
取り装置での前輪、後愉転舵角を検出する前，後輪舵角
センサ，車速センサ、エンジン始勤センサおよび制御バ
ルブの作動位置を検出するバルブ変位量検出センナから
の検出信号に応じて制御バルブ，パイバスバルブを選択
的に駆動制御するコントローラを備えてなり、エンジン
始動センサからのエンジン信号がオンしかつ車速センサ
からの車速信号がＯであるときに、バイパスバルブを開
状態とするとともに制御バルブの電気駆動源を駆動させ
て該バルブを作動ストローク範囲内を作動させることで
、制御バルブ用電気駆動源、バイパスバルブおよびバル
ブ変位暖検出センサのセルフチェックを行なうようにし
たので，簡単かつ安価な構成にもかかわらず、エンジン
をオンさせかつ車輌が停車している始動直後等において
ｌコントローラによりバイパスバルブや制御バルブを駆
動制御し、これによりバイパスバルブ、制御バルブの電
気駆動源，バルブ変位量検出センサでの断線や接触不良
等のセルフチェックを適切かつ確実に行なえ、各部の動
作上での信頼性を確保し得るという種々優れた効果があ
る．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明に係る四輪操舵装置の一実施例を示す全
体の概略構成図、第２図および第３図は本発明を特徴づ
けるセルフチェック時における制御ステップを示すフロ
ーチャートである．ｌ・・・・後輪側舵取り装置、２・
・・・前輪側舵取り装置、３・・・・後輪転舵用パワー
シリンダ、４・・・・前輪舵角センサ、５・・・・後輪
、６・・・・コントローラ，７，８・・−・前、後輪側
オイルボンブ、１０・・・・後輪転舵用制御バルブ、ｌ
３・・・・ステッピングモータ（電気ＷＩＡ動源），１
４・・・・バルブ変位量センサ、１５・・・・バイパス
バルブ、１６・・・・パイバス路、ｌ７・・・・センタ
リングスプリング機構、ｌ８・・・・ロック機構、２０
・・・・後輪舵角センサ、２５・・・・イクニッション
スイッチ、２６・・・・エンジン始動センサ．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪側舵取り装置での転舵動作に応じて後輪を転舵させ
   る後輪側舵取り装置に付設される後輪転舵用パワーシリ
   ンダと、そのシリンダ左、右室への後輪側油圧源からの
   油圧回路を選択的に切換え制御する電気駆動式の制御バ
   ルブと、この制御バルブとシリンダ左、右室とを接続す
   る圧油通路間を短絡させるバイパス路中に設けられ開閉
   制御される電気駆動式のバイパスバルブと、前、後輪側
   舵取り装置での前輪、後輪転舵角を検出する前、後輪舵
   角センサ、車速センサ、エンジン始動センサおよび前記
   制御バルブの作動位置を検出するバルブ変位量検出セン
   サからの検出信号に応じて制御バルブとバイパスバルブ
   とを選択的に駆動制御するコントローラを備えてなり、
   前記エンジン始動センサからのエンジン信号がオンしか
   つ車速センサからの車速信号が０であるときに、前記バ
   イパスバルブを開状態とするとともに制御バルブの電気
   駆動源を駆動させ、このバルブを作動ストローク範囲内
   で全域にわたって作動させることで、その電気駆動源、
   バイパスバルブおよびバルブ変位量検出センサのセルフ
   チェックを行なうように構成したことを特徴とする四輪
   操舵装置。