JPH0459486A - 四輪操舵装置のフェイルセイフ機構 - 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】

この発明は、後輪転舵機構を電動モータで駆動する四輪
操舵装置におけるフェイルセイフ機構に関する。

【発明か解決しようとする課題】

操縦安定性を向上させることを目的として、従来より、
所定の条件下で前輪に加えて後輪を転舵させるための四
輪操舵装置か種々提案されている。 このような四輪操舵装置は、一般に、低速旋回時には、
後輪を比較的大きな転舵角をもって前輪に対し逆位相（
逆方向）に転舵させ、中・高速旋回時には、後輪を小さ
な転舵角をもって前輪に対し同位相（同方向）に転舵さ
せるように構成される。 後輪を逆位相に転舵させることで、車両の旋回半径を小
さくして小回り性を向上させることかでき、一方、後輪
を同位相に転舵させることで、旋回時の遠心力に起因し
た車両の横すべりを抑制して走行安定性を高めることが
できる。 ところで、四輪操舵装置のなかには種々のタイブのもの
かあるか、その中でも、後輪転舵機構を電動モータで駆
動するように構成されるものの場合、電動モータの制帥
条件を変えることによって、後輪転舵パターンの変更を
比較的容易に行えることから、後輪転舵制御の自由度か
高いという利点かある。しかしなから、その一方では、
電動モータやその制御装置の異常発生時におけるフェイ
ルセイフの問題か従来からの懸案となっていた。 すなわち、電動モータや制御装置の不具合によって、電
動モータの誤作動が生じる虞れかあり、その場合、不適
切な後輪の転舵によって、操縦安定性か損なわれる。特
に、高速走行時に後輪か逆位相に大きく転舵されるよう
な事態か生じた場合には、車両のコントロールか困難に
なって危険な状態に陥ることが予想される。 本願発明は、以上のような事情の下で考え出されたもの
であって、後輪転舵機構を電動モータで駆動する四輪操
舵装置において、電動モータの異常発生時においても、
安全性を確保しうるように構成されたフェイルセイフ機
構を提供することをその目的とする。

【課題を解決するだめの手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講している。 すなわち、ハウシング内に後輪に連結するロッドを車幅
方向移動可能に支持する後輪転舵機構を電動モータで駆
動することにより、上記ロッドを車幅方向に動かし、そ
の動きを後輪に伝えてこれを転舵させる四輪操舵装置に
おいて、上記ロッドの中間部外周に、係合部を設けてい
るとともに、上記ハウジング内において、上記係合部と
干渉して、上記ロッドの車幅方向可動範囲を後輪の同位
相方向の最大転舵量に対応した範囲に規制するストッパ
位置と、上記係合部と全く干渉しない非ストッパ位置と
を選択可能に設けられたストッパと、上記ストッパを動
かすためのアクチュエータとを備えている。

【発明の作用および効果】

電動モータの作動時、後輪転舵機構のｌＸウジング内に
支持されたロッドが車幅方向に動かされ、その動きに応
じて後輪か転舵されるように構成されている。 本願発明では、上記ロッドの中間部外周に係合部を設け
ている。また、ハウジング内に、上記係合部に対するス
トッパを設けており、このストッパを、アクチュエータ
により動かしてストッパ位置と非ストッパ位置とをとら
せることかできる。 上記ストッパか非ストッパ位置をとるときには、ロッド
の可動範囲には特に制限を受けない。しかし、ストッパ
がストッパ位置をとるとき、ロッドの可動範囲が後輪の
同位相方向の最大転舵量に対応した範囲に規制され、後
輪を同位相に転舵する場合の転舵量よりも大きく動かす
ことができない。 前にも述べたように、低速旋回時に後輪を逆位相方向に
転舵する場合の転舵量は比較的大きくなるのに対し、中
・高速旋回時に後輪を同位相方向に転舵する場合の転舵
量は小さく設定される。 すなわち、ストッパがストッパ位置をとるとき、許容さ
れる後輪の転舵量は僅かである。この状態においては、
たとえ高速走行時等において電動モータの誤作動により
後輪か転舵されてしまう事態か生じても、転舵量かわず
かな大きさに制限されるので、走行安定性にさほと影響
を受けることはない。 したかって、たとえば、後輪か不適切に転舵された場合
に車両のコントールか困難になる中・高速走行時や、電
動モータの異常発生時等において、ストッパにストッパ
位置をとらせるようにすれば、電動モータの不具合によ
り後輪か誤って転舵されてしまう事態が生じても、安全
性を担保することかできる。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 第１図に示すように、四輪操舵装置は、前輪転舵機構１
と、電動モータ２によって駆動される後輪転舵機構３と
を備えている。 図示例の場合、前輪転舵機構１には、ラック・ピニオン
式のステアリングギヤが装備されており、これは、ステ
アリングホイール４を回すと、ラッり杆５か車幅方向に
動かされ、それに伴い前輪６か所定方向に転舵されるよ
うに構成されている。 一方、後輪転舵機構３は、後輪転舵用ロッドとして、ハ
ウジング７内に車幅方向移動可能に支持したラックパー
８を備えている。上記ラックパー８の両端には、後輪１
０かタイロッド９を介して連結されている。また、ラッ
クパー８の歯部８ａには、減速機１１を介して電動モー
タ２の回転を受けるピニオンギヤ１２を噛合させている
。電動モータ２の作動時には、ラックパー８かピニオン
ギヤ１２の回転を受けて車幅方向に動かされ、それに応
じて後輪ｌＯか所定方向に転舵される。 なお、電動モータ２は、マイクロコンピュータなどによ
って構成する制御袋ｆｌ１３によって制御され、また、
この制卸装置１３には、車速センサ１４やステアリング
操舵角センサ１５、モータ回転数センサ１６などからの
制御情報か送られる。 制御装置１３は、車速情報や操舵角情報に基づき、低速
旋回時には、後輪ＩＯを比較的大きな転舵角をもって前
輪６に対し逆位相に転舵させ、中・高速旋回時には、後
輪ＩＯを小さな転舵角をもって前輪６に対し同位相に転
舵させるように、電動モータ２の作動を制御する。 本願発明では、このような電動モータ駆動タイプの四輪
操舵装置において、次のようにしてフェイルセイフ機構
を構成する。 すなわち、後輪転舵機構３のハウジング７内に車幅方向
移動可能に支持した後輪転舵用ロッドの中間部外周に係
合部を設けるとともに、ハウジング７内に、上記係合部
と干渉して上記ロッドの可動範囲を、後輪を同位相に転
舵する場合の最大転舵量に対応した範囲に規制するスト
ッパ位置と、上記係合部と全く干渉しない非ストッパ位
置とをとることができるストッパを設ける。 本例の場合、第１図ないし第３図に示すように、上記ラ
ックパー８の中間軸部に、二つのリング１７．１８を所
定間隔をあけて装着しており、このリング１７．１８に
よって上記係合部を構成している。また、ハウジング７
内に、下端をハウジング底壁部に枢支させたストッパ１
９を前後方向揺動可能に取り付けている。このストッパ
１９は、ラックパー８の外周にかぶさるようにして上記
二つのリング１７．１８の間に位置するストッパ位ｉｔ
（第２図に実線で示した位置）と、このストッパ位置か
ら後方に揺動して、リング１７．１８間から抜は出る非
ストッパ位置（第２図に仮想線で示した位置）をとるこ
とかできる。 上記左右のリング１７．１８の間隔は、ラックパー８か
中立位置から後輪ＩＯを同位相に転舵させる場合の最大
転舵量に対応した移動量よりも大きく移動しようとする
とき、リング１７（または１８）かストッパ位置をとる
ストッパ１９と干渉するように設定される。本例の場合
、ラックパー８が中立位置をとる状態において、ストッ
パ位置に位置するストッパ１９とその両側に位置するリ
ング１７．１８との間にそれぞれ、後輪ＩＯを同位相に
転舵させる場合のラックパー８の最大移動量に対応した
間隔よりも僅かに大きな間隔を確保している。これによ
り、ストッパ１９をストッパ位置に位置させた状態にお
いて、後輪１０を同位相に転舵させても、ストッパ１９
とリング１７１８とか−々液接触ることかないようにし
ている。 なお、ストッパ１９とリング１７．１８との間隔は、後
輪ｌＯを同位相に転舵させる場合のラックパー８の最大
移動量に対応した間隔に設定するようにしても構わない
。 また、第２図および第３図に示すように、ハウジング７
には、その上壁部において、ストッパ１９かストッパ位
置をとるとき、ストッパ１９の上端部かはまり込む凹部
７ａを設けている。これにより、ストッパ１９とリング
１７（または＋８）との干渉時、ストッパ１９がラック
パー８から受ける力をハウジング７で受は止めることか
できるようにしている。 さらに、第１図および第２図に示すように、ハウジング
７には、ストッパ１９を動かすためのアクチュエータ２
０が取り付けられている。このアクチュエータ２０は、
前後動させうる作動ロッド２１を有し、この作動ロッド
２１かステー２２を介してストッパ１９と連結されてい
る。アクチュエータ２０を作動させ、作動ロッド２１に
よってストッパ１９を押すことにより、ストッパ１９を
非ストッパ位置に位置させることかてき、また作動ロッ
ド２１によってストッパ１９を牽引することによって、
ストッパ１９をストッパ位置に位置させることかできる
。 なお、アクチュエータ２０には、ソレノイドを備えて構
成されるものを装備しており、ソレノイドの励磁コイル
に通電することよって可動鉄心を軸方向に動かし、その
動きを作動ロッド２１に伝えてこれを前後動させる。 また、アクチュエータ２０は、電子制御装置（ＥＣＵ）
２３によって制御される。本例の場合、電子制御装置２
３は、シフトポジションセンサ２４からの制御情報に基
づき、変速機のシフトポジションが前進段ｌ速またはリ
バース（後退段）にあるときのみ、ストッパＩ９を非ス
トッパ位置に位置させるように、アクチュエータ２０を
ＩＪ！１３する。シフトポジションか前進段１速あるい
はリバースであるときは、低速走行時であり、この低速
走行時以外は、ストッパ１９にストッパ位置をとらせる
。なお、電子制御装置２３は、アクチュエータ制御用の
ものを専用に設けるようにしてもよいし、あるいは、エ
ンジンやトランスミッションなとの電子制御装置を利用
するようにしても構わない。 さて、以上の構成においては、ストッパ１９は、変速機
のシフトポジションが前進段ｌ速またはリバースである
とき、すなわち、低速走行時においてのみ、非ストッパ
位置をとり、中・高速走行時にはストッパ位置をとる。 ストッパ１９がストッパ位置に位置する状態においては
、ラックパー８の可動範囲に制限を受け、後輪１０を、
同位相に転舵させる場合の最大転舵量よりも大きく動か
すことはできない。また、後輪を同位相に転舵する場合
の転舵量は小さく設定される。したかって、ストッパが
ストッパ位置をとるとき、許容される後輪の転舵量は僅
かであり、このように後輪の転舵量に制限を受ける状態
においては、たとえ高速走行時に後輪１０が誤って転舵
されても、走行安定性にさほど影響を受けない。 すなわち、中・高速走行時等において、電動モータ２や
その制御装置１３の異常により、電動モータ２か誤作動
し、後輪１０か不適切に転舵されてしまう事態か生じて
も、転舵量をわずかな大きさに制限して、操縦安定性を
確保てきるのである。 したかって、安全性が非常に高くなる。 なお、シフトポジションか前進段１速あるいはリバース
であるときは、車速か低いので、後輪１０が誤って大き
く転舵されても、危険を回避することは比較的容易であ
ると考えられる。したかって、このような場合において
、ストッパ１９を非ストッパ位置に位置させても、はと
んど問題はない。 また、ストッパ１９かストッパ位置をとるときにおいて
も、後輪ｌＯを同位相に転舵させる場合の最大転舵量に
対応した範囲において、ラックパー８を動かすことがで
きる。したかって、通常状態において、中・高速走行時
、ストッパ１９をストッパ位置に位置させるようにして
も、後輪】Ｏを同位相に転舵させるにあたり全く支障は
ない。 ところで、本願発明の範囲は、上述の実施例に限定され
るものではない。 たとえば、ストッパに対する制御を、車速センサからの
車速情報に基づいて行い、所定の速度以上において、ス
トッパにストッパ位置をとらせるようにしてもよい。ま
た、後輪を逆位相に転舵させる条件下においてのみ、ス
トッパを非ストッパ位置に位置させるようにしたり、あ
るいは、電動モータの異常発生時に、ストッパをストッ
パ位置に位置させるようにしてもよい。 また、後輪転舵用ロッドに設ける係合部は、これをロッ
ドの外周に形成する凹部によって構成することも可能で
ある。この他、後輪転舵用ロッドに保合突起を設ける一
方、ストッパに、上記係合突起を車幅方向所定範囲内に
おいて移動可能に受容するストッパ孔を設けるようにす
ることもてきる。 また、本願発明を適用するにあたり、後輪転舵機構の具
体的構造が特に問われることもなく、たとえば、電動モ
ータの回転を受けて作動させられるカム機構によって、
後輪転舵用ロッドを動かすように構成される後輪転舵機
構にも本願発明を適用することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例に係る四輪操舵装置の全体構
成を概略的に示した図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線
断面に相当する図、第３図は第２図の■−■線断面に相
当する図である。 ２・・・電動モータ、３・・・後輪転舵機構、７・・・
ハウジング、８・・・ロッド（ラックバ−）、１７．１
８・・・係合部（リング）、１９・・・ストッパ、２０
・・・アクチュエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジング内に後輪に連結するロッドを車幅方向
   移動可能に支持する後輪転舵機構を電動モータで駆動す
   ることにより、上記ロッドを車幅方向に動かし、その動
   きを後輪に伝えてこれを転舵させる四輪操舵装置におい
   て、上記ロッドの中間部外周に、係合部を設けていると
   ともに、 上記ハウジング内において、上記係合部と干渉して、上
   記ロッドの車幅方向可動範囲を後輪の同位相方向の最大
   転舵量に対応した範囲に規制するストッパ位置と、上記
   係止部と全く干渉しない非ストッパ位置とを選択可能に
   設けられたストッパと、 上記ストッパを動かすためのアクチュエータとを備えた
   ことを特徴とする、四輪操舵装置のフェイルセイフ機構
   。