JPH05583U - ４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前輪操舵角に応じた後輪操舵角範囲の規制を
可能とする４輪操舵装置を提供する。 【構成】 モータ２２は前輪１０の操舵角に応じ回転制
御され後輪２０が操舵される。このとき、ドラム３３も
前輪１０の操舵に応じて回動しその表面の電極板４３の
幅が変化する。一方、モータ２２の回転に伴い連動ラッ
ク３１に固設されたブラシ４４もドラム３３の軸線方向
に移動する。そして、モータ２２が過剰に回転すると電
極板４３とブラシ４４との接触が無くなり、モータ２２
のそれ以上の回転が防止される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、前輪とともに後輪も操舵できるようにした４輪操舵装置に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、前輪とともに後輪を同位相あるいは逆位相で操舵するようにした４輪操 舵装置において、後輪操舵装置のアクチュエータをパルスモータによって作動さ れる制御弁により制御するようにしたものは公知であり、このものにおいては後 輪操舵特性を走行条件に応じて自由に設定できる利点がある。

【０００３】 この種の４輪操舵装置においては、前輪操舵角センサにて検出された前輪操舵 角に応じてコントローラが目標とする後輪操舵角を演算し、これに基づいてパル スモータを回転制御し、アクチュエータにより後輪を目標操舵角だけ操舵するよ うになっている。

【０００４】 かかる４輪操舵装置において、制御系の故障等によりパルスモータが過剰回転 すると、後輪が大きく操舵される虞があるので、これの対策として、従来、前輪 操舵装置の運動に連動し前輪の操舵角に応じて移動されるカム部材に、前輪の操 舵角に応じて後輪の操舵角の限界範囲を規制するカム部を設け、このカム部に遊 合するストッパを後輪操舵装置に連結するようにしたものが知られている（特開 昭６３−１９９１７９号参照）。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、かかる従来のものにあっては、前輪操舵角に応じて機械的なカ ム機構でもって後輪操舵角範囲を規制するようにしていることから、モータ等の 故障により後輪操舵部がロックしたような場合には前輪の操舵によってストッパ に大きな力が作用してしまうという問題があった。

【０００６】 本考案の目的は、かかる従来の問題を解消し、前輪操舵角に応じた後輪操舵角 範囲の規制を可能とする４輪操舵装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、ハンドル操作に基づいて前輪を操舵す る前輪操舵装置と、モータの回転に基づいて後輪を操舵する後輪操舵装置とを備 えた４輪操舵装置において、前記前輪操舵装置の運動に連動し前輪の操舵角に応 じて移動されると共に前輪の操舵角に対応されて後輪の操舵角の限界範囲を規制 する手段と、前記後輪操舵装置に連動されて前記規制手段と協働して前記制御モ ータへの通電範囲を制御する手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、モータは前輪操舵角に応じて回転制御され後輪が操舵される 。しかして、このとき前輪の操舵に応じて移動され、その操舵角に対応されて後 輪の操舵角の限界を規制する手段は、後輪操舵装置に連動されてモータへの通電 範囲を制御する手段と協働的に作用する。従って、後輪操舵装置が後輪操舵角の 限界を越えようとすると制御モータへの通電が停止され、それ以上の操舵が行わ れない。一方、モータがロックしたような場合でも、前輪操舵装置は円滑なハン ドル操作が可能である。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添附図面に基づいて説明する。図１において、１０は 前輪、１１は前輪１０を操舵する前輪操舵装置を示し、また、２０は後輪、２１ は後輪２０を操舵する後輪操舵装置を示す。前輪操舵装置１１は、ハンドル１２ と、このハンドル１２に連結された前輪操舵軸１３と、ピニオン軸１４と、この ピニオン軸１４に噛合うラック軸１５と、このラック軸１５上に設けられたピス トン１６とを有し、このピストン１６によってシリンダ室が左右に区画されたパ ワーシリンダ１７と、前記前輪操舵軸１３とピニオン軸１４との相対回転に基づ いて作動され、パワーシリンダ１７への圧油の給排を制御する制御弁１８とによ って構成されている。

【００１０】 ラック軸１５の両端は公知のタイロッドおよびナックルアーム等を介して前輪 １０に連結され、ラック軸１５の軸動によって前輪１０が操舵されるようになっ ている。前輪操舵軸１３上には前輪操舵角θを検出する前輪操舵角センサ１９が 設けられている。

【００１１】 また前記後輪操舵装置２１は、ステッピングモータ２２と、このステッピング モータ２２の回転を入力として回転される後輪操舵軸２３と、ピニオン軸２４と 、このピニオン軸２４に噛合うラック軸２５と、このラック軸２５上に設けられ たピストン２６とを有し、このピストン２６によってシリンダ室が左右に区画さ れたアクチュエータ２７と、前記後輪操舵軸２３とピニオン軸２４との相対回転 に基づいて作動されアクチュエータ２７への圧油の給排を制御する制御弁２８と によって構成されている。

【００１２】 ラック軸２５の両端は、公知のタイロッドおよびナックルアーム等を介して後 輪２０に連結され、ラック軸２５の軸動によって後輪２０が操舵されるようにな っている。前記アクチュエータ２７の左右シリンダ室には、スプリング２９，２ ９が弾発した状態でそれぞれ介挿され、ラック軸２５を常に中立位置に付勢して いる。

【００１３】 ３１は前記後輪操舵装置２１のラック軸２５と平行な方向に摺動可能に保持さ れた連動ラック杆を示し、このラック杆３１は後輪操舵軸２３上に設けられたピ ニオン３２に噛合され、後輪操舵軸２３の回転に連動して軸動されるようになっ ている。かかる連動ラック杆３１の近傍には、ドラム３３がラック杆３１との平 行軸線のまわりに回転可能に軸承され、このドラム３３の一端にねじ歯車３４が 形成され、このねじ歯車３４に連動軸３５の一端に形成したねじ歯車３６が直角 に交差して噛合されている。

【００１４】 一方、前記前輪操舵装置１１のラック軸１５には、連動軸３７の一端に形成し たピニオン３８が噛合されている。これら前輪側の連動軸３７と後輪側の連動軸 ３５はユニバーサルジョイント３９，４０を介して連結軸４１により互いに連結 されている。これによりハンドル１２の操作に基づいてラック軸１５が軸動され ると、連動軸３７，中間軸４１および連動軸３５を介してドラム３３が回転され る。この場合、ドラム３３の回転量は、前輪１０が中立位置から左あるいは右に 最大操舵角まで切られた場合に、正転および逆転方向にそれぞれ１８０°以内の 回転となるように設定されている。

【００１５】 なお、図中Ｐ１，Ｐ２は前輪側および後輪側の制御弁１８，２８に圧油を供給 するためのポンプを示す。

【００１６】 前記ドラム３３には、後輪操舵角の限界範囲を設定する所定形状の電極板４３ が貼設されており、この電極板４３に前記連動ラック杆３１に固設されたブラシ ４４が接触可能に配置されている。

【００１７】 しかして、電極板４３およびブラシ４４は後述のパルス発生回路５７に接続さ れ、両者が導通状態のときのみ、制御モータ２２の駆動が可能とされている。以 下においては、中高速時には前輪操舵角θｆの増大に応じて後輪２０を同位相で 、また低速時には前輪１０の大操舵角範囲で後輪２０を逆位相で操舵する場合の 電極板形状の一例を、図２の展開図に基づいて説明する。

【００１８】 かかる電極板形状は後述する前輪操舵角に対する目標後輪操舵特性の幅を基準 に、それより僅かに自由度をもたせた形状に設定される。

【００１９】 すなわち、電極板４３の中央部に位置し、これにより連動ラック杆３１の若干 の軸動が許容されるが、電極板４３の幅を越えると通電が停止され、事実上ステ ッピングモータ２２の回転を規制するようになっており、しかして、前輪１０の 操舵に伴うドラム３３の正転および逆転により、その回転角の増大に応じて連動 ラク杆３１の軸動範囲（ステッピングモータ２２の回転範囲）が増大されるよう になっている。

【００２０】 なお、図１において、５０は電子制御装置を示し、この電子制御装置５０はマ イクロプロセッサ５１と、書込み可能メモリ（ＲＡＭ）５２と、読出し専用メモ リ（ＲＯＭ）５３を主要構成要素とし、このマイクロプロセッサ５１には車速Ｖ を検出する車速センサ５４と、前記した前輪操舵角センサ１９がインタフェイス を介して接続されている。またマイクロプロセッサ５１には前記したステッピン グモータ２２にパルスを投与するパルス発生回路５７がインタフェイスを介して 接続されている。

【００２１】 しかして、前輪１０が操舵されると、連動軸３７，３５を介してドラム３３が 回転され、ブラシ４４の最大接触可能範囲が前輪操舵角θｆに応じて設定される 。かかるブラシ４４は前記ステッピングモータ２２の回転によって駆動される連 動ラック杆３１とともにドラム３３の電極板４３の幅内において可動となる。

【００２２】 従って、例えば制御系の故障等によりステッピングモータ２２が異常回転し、 後輪２０が目標操舵角を大きく越えて操作されようとしても、ブラシ４４の移動 量が電極板４３の幅にて制限され、制御系の故障等に伴う不測の事態を未然に防 止できるようになる。

【００２３】 また図３および図４は、電極板形状の変形例を示し、図３は電極板形状を前輪 １０の小操舵角範囲では同位相にのみ、また低速走行時の大操舵角範囲では逆位 相にのみ後輪１０の操舵を許容するようにしたものである。すなわち、高速走行 時には専ら小操舵角範囲で操舵されるので、高速走行時は後輪２０を同位相での み制御できるようにし、逆位相の制御を不能としたものである。さらに図４は専 ら大操舵角範囲の逆位相制御のみに限定した場合の電極板形状を示すものである 。

【００２４】 かかるカム形状によれば、前述した実施例のように、後輪操舵を量的に制限す るだけでなく、操舵方向の異常をも防止できる利点がある。

【００２５】 さらに、図５は本考案の他の実施例を示すもので、先の実施例のパワーアシス ト装置や連動ラック杆３１に代えて、モータにて直接ラック軸２５を駆動するよ うにしたものである。

【００２６】 そのために、ドライバ５７ＡとともにＤＣモータ２２Ａが用いられ、ウォーム 歯車機構等の非可逆減速ギア１００を介してピニオン２４が駆動されると共に、 前記ブラシ４４はラック軸２５と一体的に動くロッドに取付けられている。

【００２７】 その他の構成は前実施例と同一であるから、同一機能部位には同一符号を付し 重複説明を避ける。

【００２８】 本実施例にあっても、ＤＣモータ２２Ａが異常回転し、後輪２０が目標操舵角 を大きく越えて操舵されようとしても、ラック軸２５の移動に伴いブラシ４４が 電極板４３の幅から外れ、モータ２２Ａへの通電が停止され、後輪２０が異常に 大きく操舵されることが防止できる。また、この後輪制御異常状態であっても、 前輪１０の操舵は通常通り可能である。

【００２９】 次に、本考案のさらに他の実施例を図６に基づき説明する。

【００３０】 この実施例は、前実施例がドラム３３の表面に電極板４３を貼設し、ブラシ４ ４と共にスイッチを構成するようにしたのと異なり、ドラム３３の表面にカム面 ４３Ａを形成し、このカム面４３Ａでもってスイッチ機構１０３を、直接、オン −オフ作動させるようにしたものである。

【００３１】 すなわち、スイッチ機構１０３はそのケーシング１０３Ａが前述の連動ラック 杆３１に固設されており、固定接点１０３Ｂと可動接点１０３Ｃとを備えている 。そして、この可動接点１０３Ｃはケーシング１０３Ａに出没自在で、上述のド ラム３３およびそのカム面４３Ａに向けてばね１０３Ｄで付勢されたフォロアロ ッド１０３Ｆに当接されている。カム面４３Ａの形状は、図２ないし図４につい て前述したように電極板４３と同様に設定される。

【００３２】 しかして、フォロアロッド１０３Ｅがドラム３３のカム面４３Ａと当接してい る状態においては、フォロアロッド１０３Ｆが可動接点１０３Ｃを押圧し、固定 接点１０３Ｂと導通状態となり、モータ２２，２２Ａによる後輪操舵が可能であ る。一方、連動ラック杆３１の過剰な移動によりフォロアロッド１０３Ｆがカム 面４３Ａから外れると、フォロアロッド１０３Ｆはばね１０３Ｄの作用によりド ラム３３の表面に当接し、可動接点１０３Ｃと固定接点１０３Ｂとの導通が解除 される。

【００３３】 本実施例によると、ドラム３３とカム面４３Ａとは一体的に樹脂で成形するこ とが可能であり、コストを低減することができる。

【００３４】 さらに、本考案の他の実施例を図７および図８に基づき説明する。本実施例は 、図６に示した実施例に改良を加えたものであり、ドラム３３の表面にさらに他 のカム面４３Ｂを追加すると共に３接点スイッチ１０４を用いて、モータ２２， ２２Ａの停止時における後輪２０の操舵方向を検出可能として、それを中立側へ 戻し得るようにしたものである。

【００３５】 すなわち、ドラム３３には前述のカム面４３Ａに対し段差が設けられたカム面 ４３Ｂが隣接して形成されている。そして、このカム面に当接するカムフォロア １０５はＬ字状とされ、スイッチ１０４の不図示のケーシングに設けられたピン １０５Ａを中心として回動自在とされている。カムフォロア１０５の端部は可動 接点１０４Ａとされ、円弧状に配置された３つの固定接点１０４Ｂ，１０４Ｃ， １０４Ｄに摺接可能とされている。しかして、これらの各接点は図８に示すよう にモータ駆動回路中に配置されている。

【００３６】 かくて、前実施例と同様に、連動ラック杆３１の移動に伴いカムフォロア１０ ５がカム面４３Ａに当接しているときには、可動接点１０４Ａは固定接点１０４ Ｃと導通しており、モータ２２Ａはドライバ５７Ａでもって通常通り駆動制御さ れる。

【００３７】 ところで、カムフォロア１０５がカム面４３Ａから外れると、可動接点１０４ Ａは固定接点１０４Ｃを外れ、固定接点１０４Ｂあるいは１０４Ｄと導通し、モ ータ２２Ａのドライバ５７Ａによる操舵角増大方向の駆動が停止される。そして 、新たに導通が開始する固定接点１０４Ｂあるいは１０４Ｄにおいて、今までの モータ２２Ａの回転方向と逆方向に回転する向きの電流を流すことにより後輪操 舵角を中立側へ戻すのである。

【００３８】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように本考案によれば、後輪操舵角の最大許容範囲を 電気的に制限するようにしたので、制御系の故障等により、制御モータが異常回 転しても、後輪の操舵が電気的に制限され、後輪が最大許容範囲を越えて操舵さ れることを未然に防止すると共に、前輪を円滑に操舵することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例にかかる４輪操舵装置の全体
を示す概要図である。

【図２】ドラムの電極板形状を示す展開図である。

【図３】電極板形状の変形例を示す図である。

【図４】電極板形状の変形例を示す概要図である。

【図５】本考案の他の実施例を示す図である。

【図６】本考案のその他の実施例を示す要部側面図であ
る。

【図７】本考案のさらに他の実施例を示す要部側面図で
ある。

【図８】本考案のさらに他の実施例の回路図である。

【符号の説明】

１１ 前輪操舵装置 ２１ 後輪操舵装置 ２２，２２Ａ モータ ３３ ドラム ４３ 電極板 ４３Ａ カム面 ４４ ブラシ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ハンドル操作に基づいて前輪を操舵する
   前輪操舵装置と、モータの回転に基づいて後輪を操舵す
   る後輪操舵装置とを備えた４輪操舵装置において、前記
   前輪操舵装置の運動に連動し前輪の操舵角に応じて移動
   されると共に前輪の操舵角に対応されて後輪の操舵角の
   限界範囲を規制する手段と、前記後輪操舵装置に連動さ
   れて前記規制手段と協働して前記制御モータへの通電範
   囲を制御する手段と、を備えたことを特徴とする４輪操
   舵装置。