JPH05201350A - 車両における操舵補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】前輪の操向機能が低下しても、車両の操向性を
確保できる操舵補助装置を提供する。 【構成】ブレ−キペダル（１１）の操作とは独立して車
両の駆動輪（３〜１０）のブレーキを左右片側毎に作動
させるブレーキ駆動手段（２１，２２）と、操舵補助時
に、操舵方向側の前記駆動輪の駆動力を低下させるべ
く、前記ブレーキ駆動手段（２１，２２）を制御して操
舵方向側の前記ブレーキを作動させる制御部（３０，４
０）とより操舵補助装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の操向性を向上さ
せるべく車両の操舵装置を補助する操舵補助装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トラクター等の車両における操
舵装置（いわゆるステアリング）は、運転席のハンドル
操作により前輪の向きを変化させ、この前輪の向きの変
化のみによって車両を旋回させようとするものであり、
この機構以外に操向性を確保する有効な装置は設けられ
ていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、車両の動作
状態又は走行路の状態に起因して前輪と地面との間にす
べりが生じた場合には、操向性が著しく低下することが
あった。

【０００４】すなわち、トレーラー牽引用のトラクター
（特に駆動される後輪が２軸以上のもの）等の車両は、
雪道、氷路、ぬかるみ等の悪路では後輪にかかる荷重の
ために後軸の駆動に依る方向性が強く前輪の操向機能が
低下する。特に、停止状態からの発進時は、前輪の接地
圧が極端に低下するために、更に操向機能の低下をきた
し直進しかできない状態に陥ることが多い（上り坂では
更にこの傾向が強い）。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、ステアリング機構による操向機能
が低下するような悪条件においても操向性が確保できる
車両における操舵補助装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、１ ブレ−キペダル
（１１）の操作とは独立して車両の駆動輪（３〜１０）
のブレーキを左右片側毎に作動させるブレーキ駆動手段
（２１，２２）と、操舵補助時に、操舵方向側の前記駆
動輪の駆動力を低下させるべく、前記ブレーキ駆動手段
（２１，２２）を制御して操舵方向側の前記ブレーキを
作動させる制御部（３０，４０）とよりなることを特徴
とする車両における操舵補助装置。

【０００７】２ 前記制御部（４０）は、車両のステア
リング機構（１９）の作動状態から操舵角度を検出する
操舵角度検出手段（４２）と、この操舵角度検出手段
（４２）の出力から検知される操舵方向に基づき、前記
ステアリング機構（１９）に連動して前記ブレーキ駆動
手段（２１，２２）の制御を行なうコントローラ（４
４）とを備えることを特徴とする項１記載の車両におけ
る操舵補助装置に存する。

【０００８】

【作用】操舵補助時において、制御部（３０，４０）
は、ブレーキ駆動手段（２１，２２）を制御して、ブレ
ーキペダル（１１）の操作にかかわらず操舵方向側の駆
動輪のブレーキを作動させる。このため、操舵方向側の
駆動輪に偏重して制動力が働き、操舵方向と反対側の駆
動輪の駆動力が相対的に大きくなって、この駆動力の差
に応じて車両を操舵方向に旋回させようとする旋回力
（モーメント）が生じる。したがって、ステアリング機
構による操向機能が低下していても、この旋回力により
所定の操舵方向に車両は旋回する。

【０００９】

【実施例】以下、図１，２に基づき本発明の第１実施例
を説明する。この実施例は、図１に示すように、左右二
つの前輪１，２に対して左右それぞれ複数の後輪３〜
６，８〜１０（駆動輪）が設けられ、ブレーキペダル１
１の操作に応じてブレーキバルブ１１ａを動作させて圧
力空気を後輪のブレーキダイヤフラム１２〜１５に送り
込んで、後輪３〜６，８〜１０に制動力を働かせる構成
の車両（例えばトラクター等は一般にこのようなエアブ
レーキを採用した構成である）に本発明の操舵補助装置
を適用した例である。

【００１０】ここで、ブレーキダイヤフラム１２〜１５
は、各後輪に設けられた例えばドラムブレーキ等のブレ
ーキ本体を駆動するためのもので、左右二系統の配管１
６，１７により、圧力空気側に接続されている。また、
ブレーキバルブ１１ａは、ブレーキペダル１１が操作さ
れると、その出力側の配管１８に圧力空気源から供給さ
れる圧力空気を吐出し、ブレーキペダル１１の踏み込み
が解除されると、配管１８を外気に連通させて、ブレー
キダイヤフラム１２〜１５に供給された圧力空気を外部
に放出する構成となっている。

【００１１】そして、操舵補助装置は、上記配管１８か
ら分岐する左右二つの配管１６，１７の途上にそれぞれ
設けられた左切替弁２１及び右切替弁２２（ブレーキ駆
動手段）と、これら左切替弁２１及び右切替弁２２を制
御する制御部３０とよりなる。

【００１２】左切替弁２１あるいは右切替弁２２は、そ
れぞれ三つのポートａ，ｂ，ｃを有し、通常状態ではポ
ートｂとｃを連通させ、制御部３０からの指令があると
ポートｃと連通するポートをポートａに切り替えるもの
で、具体的には例えばコントローラ３４の制御により励
磁される電磁弁である。そして、左切替弁２１のポート
ｃは配管１６に、右切替弁２２のポートｃは配管１７に
接続されている。また、両者共に、ポートａは配管２３
により圧力空気源に直接接続され、ポートｂは前記配管
１８に接続されている。

【００１３】制御部３０は、図２に示すように、運転席
に設けられる左後輪ロックスイッチ３１，右後輪ロック
スイッチ３２，後輪ロック解除スイッチ３３と、これら
のスイッチの指令を受けて左切替弁２１あるいは右切替
弁２２を制御するコントローラ３４と、運転席に設けら
れコントローラ３４に制御されて点灯する左後輪ロック
表示灯３５，右後輪ロック表示灯３６と、コントローラ
３４に制御されて作動し車両の運転者に警告音を発する
警告音発生手段３７とよりなる。

【００１４】ここで、コントローラ３４は、例えばマイ
クロコンピュータあるいはシーケンス回路等よりなるも
ので、図示していない速度センサー等からの信号を受け
て車両が停止状態にあるか否か検知し、停止状態にある
ときに以下の動作を行なうものである。すなわち、左後
輪ロックスイッチ３１あるいは右後輪ロックスイッチ３
２が操作されると、それぞれ左切替弁２１あるいは右切
替弁２２を択一的に作動させ、後輪ロック解除スイッチ
３３が操作されると作動しているいずれかの切替弁２
１，２２を通常状態に戻す。そして、いずれかの切替弁
２１，２２が作動しているときには、対応する表示灯３
５あるいは表示灯３６を点灯させるとともに、警告音発
生手段３７を作動させる構成となっている。

【００１５】なお、上記のようにコントローラ３４が車
両の停止状態を判断する構成とする代りに、停止状態に
ないと左後輪ロックスイッチ３１あるいは右後輪ロック
スイッチ３２が操作できないような構成としてもよい。

【００１６】また、車両における後輪３〜１０への駆動
力伝達系には、いわゆるディファレンシャル機構又はそ
れに類する機構が設けられて、片側の後輪がロックされ
た場合でも、他方側の後輪には駆動力が伝達される構成
となっている必要がある。

【００１７】次に上記第１実施例の作用を説明する。通
常運転時においては、左切替弁２１及び右切替弁２２を
介して配管１８と配管１６，１７は連通しているので、
ブレーキペダル１１が操作されると、ブレーキバルブ１
１ａから配管１８に吐出された圧力空気がブレーキダイ
ヤフラム１２〜１５に送り込まれて、すべての後輪３〜
１０に制動力が加わり、通常の制動が行なわれる。

【００１８】そして、車両停止時に左後輪ロックスイッ
チ３１あるいは右後輪ロックスイッチ３２が操作される
と、制御部３０のコントローラ３４は、いずれかの切替
弁２１，２２を作動させて空気源（配管２３）と配管１
６又は配管１７とを直接連通させ、ブレーキペダル１１
の操作にかかわらず一方側の後輪のブレーキを作動させ
る。このため、この一方側の後輪のみに制動力が働き、
これと反対側の後輪のみが駆動力を発揮して、車両をこ
の一方側に旋回させようとする旋回力（モーメント）が
生じる。したがって、前輪の角度変化による操向機能が
低下していても、この旋回力により所定の操舵方向に車
両は旋回し、車両の操向性を確保することができる。

【００１９】すなわち、上記操舵補助装置が装備された
車両であれば、例えば、冬季の積雪した橋のたもと等の
左カーブで、ハンドル操作による操向機能を失って左に
曲がれず立往生（停止）してしまった場合でも、左後輪
ロックスイッチ３１を操作して発進操作をすれば、左側
の駆動輪３〜６にのみ制動力が働き、右側の駆動輪８〜
１０の駆動力だけが発揮されて、車両を左向き（図１に
おいて反時計回り方向）に旋回させようとする旋回力
（モーメント）が生じ、この旋回力により車両は確実に
左側に旋回する。

【００２０】そして、この操舵補助装置の作用によって
いずれかの後輪が制動（ロック）されているときには、
左後輪ロック表示灯３５あるいは右後輪ロック表示灯３
６が点灯するとともに、警告音発生手段４７から警告音
が発生されるので、運転者が後輪の片側をロックさせて
いることを忘れて思わぬ方向に進んでしまう等の不具合
が防止される。

【００２１】次に第２実施例を、図３に基づき説明す
る。この第２実施例は、上記第１実施例に対して制御部
の構成のみ異なる。すなわち、この操舵補助装置の制御
部４０は、運転席に設けられるシステム作動スイッチ４
１と、車両のステアリング機構１９の動作状態から操舵
角度を検出する操舵角度検出手段４２と、システム作動
スイッチ４１からのシステム始動指令あるいは操舵角度
検出手段４２からの操舵角度信号を受けて左切替弁２１
あるいは右切替弁２２を制御するコントローラ４４と、
運転席に設けられコントローラ４４に制御されて点灯す
る左後輪制動表示灯４５，右後輪制動表示灯４６，シス
テム作動表示灯４８と、コントローラ４４に制御されて
作動し車両の運転者に警告音を発する警告音発生手段４
７とよりなる。

【００２２】ここで、操舵角度検出手段４２は、例えば
ステアリング機構１９がギア方式のものであれば、その
ステアリングシャフト（ハンドル軸）あるいはセクタシ
ャフト（ハンドル軸の回転がステアリングギアによって
減速されて伝達される軸）の回転角を検出する角度検出
器（例えばポテンショメーター等）により構成すること
ができる。

【００２３】コントローラ４４は、例えばマイクロコン
ピュータあるいはシーケンス回路等よりなるもので、図
示していない速度センサー等からの信号を受けて車両が
所定速度以下にあるか否か検知し、停止状態あるいは低
速走行状態にあるときに以下の動作を行なうものであ
る。すなわち、システム作動スイッチ４１が操作され、
操舵角度検出手段４２により検知される操舵角度が所定
の値を越えると、この操舵角度の値に応じた所定の励磁
電流を左切替弁２１あるいは右切替弁２２に入力してい
ずれかを択一的に作動させ、操舵角度が所定の値以下に
戻ると作動しているいずれかの切替弁２１，２２を通常
状態に戻す。そして、いずれかの切替弁２１，２２が作
動しているときには、対応する表示灯４５あるいは４６
を点灯させるとともに、警告音発生手段４７を作動させ
る構成となっている。

【００２４】なお、前記操舵角度の所定の値は、ステア
リング機構におけるいわゆるハンドルの遊び等を考慮し
て、少なくとも車両が運転者の意志によって直進してい
るときにはいずれの切替弁２１，２２も作動しないよう
な値に設定することが好ましい。

【００２５】また、前記励磁電流は、操舵角度の方向が
左であれば左切替弁２１に、操舵角度の方向が右であれ
ば右切替弁２２に入力するようにコントローラ４４のプ
ログラム等を設定するわけであるが、この励磁電流はパ
ルス状に入力して、所定の切替弁を間欠的に作動させる
よう構成する。このパルスの周期及び幅は、切替弁が作
動してからブレーキが効き始める迄の時間や、切替弁が
通常状態に戻ってからブレーキバルブ１１ａより圧力空
気が放出されるまでの時間等により車種ごとに設定する
ことが好ましく、例えば、１秒周期で０．５秒幅のパル
スとする。なお、このパルスの幅を操舵角度の値に応じ
て変動させることもできる。

【００２６】また、車両の駆動伝達系には、第１実施例
と同様にディファレンシャル機構等が設けられている必
要がある。但し、この第２実施例は、操舵補助時に片側
の駆動輪に間欠的に制動力を付加するものであり、片側
の駆動輪をロックするものでないので、前記ディファレ
ンシャル機構がいわゆるノンスリップディファレンシャ
ルと呼ばれるものであっても十分適用できる。

【００２７】次に上記第２実施例の作用を説明する。通
常運転時においては、ブレーキペダル１１が操作される
と、第１実施例と同様にすべての後輪３〜１０に制動力
が加わるそして、車両が所定速度以下であってかつシス
テム作動スイッチ４１が操作されると、システム作動表
示灯４８が点灯し、さらに、この状態でハンドルが所定
角度以上回されると、制御部４０のコントローラ４４
は、ハンドルの操作方向（操舵方向）に応じたいずれか
の切替弁２１，２２を所定周期で間欠的に作動させて、
ブレーキペダル１１の操作にかかわらず一方側の駆動輪
のブレーキを間欠的に作動させる。このため、この一方
側の駆動輪に偏重して制動力が働き、これと反対側の駆
動輪の駆動力が相対的に大きくなって、やはり車両をこ
の一方側に旋回させようとする旋回力（モーメント）が
生じる。したがって、前輪の操向機能が低下していて
も、この旋回力により所定の操舵方向に車両は旋回し、
車両の操向性を確保することができる。

【００２８】しかも、この第２実施例の操舵補助装置の
場合、制動力は間欠的に付加されるので、いわゆるポン
ピングブレーキ操作と同様の作用があり、制動力が付加
された車輪のスリップが防止され、旋回力を得るための
駆動力の調整が効率的に行なわれるるとともに、前記励
磁電流のパルスの幅や周期を変化させることにより制動
力の程度が可変であるので、前記旋回力を操舵角度に応
じて最適なものとすることができる。つまり、前記第１
実施例のように連続的に制動力を付加して一方側の後輪
をロックさせてしまうものではなく、その駆動力を調整
するものであるので、停止状態からの発進時のみならず
低速走行中にも適度に機能させて、前輪の操向機能が低
下するような条件下においても車両の操向性を確保する
ことができる。

【００２９】そして、この操舵補助装置の場合も、上記
操舵補助機能が働いているときには、左後輪制動表示灯
４５あるいは右後輪制動表示灯４６が点灯するととも
に、警告音発生手段４７から警告音が発生されるので、
運転者がこの操舵補助機能が働いていることを忘れて予
期している程度以上に大きな角度で車両が旋回してしま
う等の不具合が防止される。

【００３０】また、上記装置の場合、システム作動スイ
ッチ４１を操作しておけば、通常のハンドル操作により
これに連動して上記操舵補助機能が働くので、操作がき
わめて簡単である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の車両における操舵補助装置によ
れば、ステアリング機構による操向機能が低下しあるい
は失われている場合でも、車両の左右の駆動輪の駆動力
に差を生じさせて車両を所定の操舵方向に旋回させるこ
とができるので、雪道におけるカーブ等の悪条件下にお
いても車両の操向性を確保することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である操舵補助装置が適用され
た車両の要部構成を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例における制御部の構成を示
すブロック図である。

【図３】本発明の第２実施例における制御部の構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

３〜１０…駆動輪（後輪） １１…ブレ−キペダル ２１，２２…ブレーキ駆動手段（切替弁） ３０，４０…制御部 ４２…操舵角度検出手段 ４４…コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレ−キペダルの操作とは独立して車両の
   駆動輪のブレーキを左右片側毎に作動させるブレーキ駆
   動手段と、 操舵補助時に、操舵方向側の前記駆動輪の駆動力を低下
   させるべく、前記ブレーキ駆動手段を制御して操舵方向
   側の前記ブレーキを作動させる制御部とよりなることを
   特徴とする車両における操舵補助装置。
2. 【請求項２】前記制御部は、 車両のステアリング機構の作動状態から操舵角度を検出
   する操舵角度検出手段と、 この操舵角度検出手段の出力から検知される操舵方向に
   基づき、前記ステアリング機構に連動して前記ブレーキ
   駆動手段の制御を行なうコントローラとを備えることを
   特徴とする請求項１記載の車両における操舵補助装置。