JPH07112821B2

JPH07112821B2 - 車両の操舵装置

Info

Publication number: JPH07112821B2
Application number: JP60096278A
Authority: JP
Inventors: 雄一今仁; 数馬松井
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPS61257361A

Description

【発明の詳細な説明】（開示の概要）本発明は、運転者によって操作される操舵操作器と車両
の車輪を転舵する転舵機構との間に、機械的な動力伝達
手段を有さない型の車両の操舵装置において、運転者の
操作意志に反して車輪が転舵されないようにするための
安全手段を備えたものである。

（産業上の利用分野）本発明は、運転者によって操作される操舵操作器と車両
の車輪を転舵する転舵機構との間に、機械的な動力伝達
手段を有さない型の車両の操舵装置に関し、操舵輪が１
組のみである車両において適用することもできるし、主
操舵輪を操舵操作器と連結しており、補助操舵輪（例え
ば後輪）のみ適用してもよいのである。

（従来の技術）自動車の操舵装置は一般的に、操舵操作器と車輪の転舵
機構との間に、機械的な動力伝達機構を有する。動力伝
達機構に補助力を作用させて、運転者による操舵操作力
を軽減することも知られている。

また、実開昭60−49072号には、ハンドルの前輪操舵セ
ンサからの信号に応じて制御される制御弁によって後輪
に設けられた油圧シリンダが駆動され、ピストンロッド
が油圧シリンダの駆動によって中立位置に復帰した際
に、ピストンロッドが固定される事が示されている。

（発明が解決しようとする問題点）従来の操舵装置においては、操舵操作器と転舵機構とを
連結する機械的な動力伝達機構が存在するために、転舵
機構が運転者操作に反して作動することがない利点があ
る一方、動力伝達機構の配置に関して車両設計上の制約
があった。

また、油圧制御弁によってのみ、車両の転舵機構を駆動
するような構成にあっては、その駆動系に故障が生じた
場合には、中立位置への復帰動作が行えないという問題
点があった。

そこで、本発明は、上記のような動力伝達機構を用いず
に操舵を可能にするとともに、転舵機構の誤作動を防止
した装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）このため本発明は、運転者によって操作され、車両の所
望操舵角度を表す信号を発生する操舵操作器と、この操
舵操作器と機械的に独立して設けられ、車両の車輪を転
舵する転舵機構と、操舵操作器からの所望操舵角度を表
す信号に応答して転舵機構を駆動して前記車輪を転舵さ
せる駆動手段と、駆動手段による前記転舵機構の駆動を
無効にした際に、前記転舵機構を所定の位置に復帰させ
る転舵機構復帰手段と、前記所定の位置に固定させる固定手段と、を備えて構成
したことを特徴とする。

（作用効果）かかる構成により、運転者が操舵操作器を操作すれば、
所望操舵角度を表す信号が操舵操作器より発生され、駆
動手段がこの信号を受けて転舵機構を駆動する。このた
め、操舵操作器と駆動手段とは信号伝達手段を設けるの
みでよく、機械的な動力伝達機構を要しない。

また、故障などの発生の場合は、駆動手段が操舵操作器
からの信号を受けて転舵機構を駆動するのを停止し、こ
の状態で駆動手段からの駆動力なしに転舵機構を、転舵
機構復帰手段により所定の位置に復帰させ、更に固定さ
せる。このため、操舵装置の制御系、転舵機構の駆動手
段等に故障が発生したような場合においても、全く非所
望に車輪を操舵することが無くなり、当該車両の危険状
態および他の交通機関等に対して妨害となることを抑制
することができる。

（実施例）第１図に、本発明が適用された車両の前輪操舵装置の概
要が示されている。操舵ホイール１はその連結されたシ
ャフト２に回転力を付与するように、取付部材３によっ
て車体に回転自在に保持されている。シャフト２はま
た、操舵ホイール１に操舵反作用を付与するためのモー
タ４とトルクセンサ５を介して結合され、さらにシャフ
ト２の回転角度を検出するための角度センサ６がモータ
４の回転軸に取付られている。

一対の前輪7,8は当該４輪車両の操舵輪をなすもので、
転舵機構９の両端に伸びるコントロールロッド10,11に
より一致して転回される。転舵機構９は第２図に詳細を
示すように、コントロールロッド10,11と連結されたパ
ワーピストン12を含むパワーシリンダ組付体13を有す
る。パワーシリンダ組付体13はラック・ピニオン機構14
を介してモータ15の回転シャフト16と連結され、モータ
15の回転力がパワーピストン12の往復転舵力として作用
するように構成されている。

モータ15の回転シャフト16とラック・ピニオン機構14と
の間には、トーションバー17を含むサーボ弁18が配設さ
れ、サーボ弁18はトーションバー17に生じるねじりトル
クに応じて、油導入管19と油排出管20とをパワービスト
ン12の両室間に選択的に接続するようになっている。転
舵の際に生じるねじりトルクは、回転シャフト16に取付
けられたトルクセンサ21により、電気信号として検出さ
れる。また、モータ15の回転角度は、角度センサ22によ
り電気信号として検出される。

第１図に示すように、サーボ弁18には、車両エンジンに
よって駆動されるオイルポンプから油導入管19を介して
圧油が供給され、サーボ弁18から排出される油は、排出
管20を経てオイルタンク24に戻される。

モータ４およびモータ15は、車載バッテリBATTを動力源
とするものでトルクセンサ5,21および角度センサ6,22か
らの電気信号を受けて、出力信号を発生する制御回路EC
Uよりその出力信号を受けて回転する。

第２図において、第１のスプリング25がパワーシリンダ
組付体13のハウジングに固定されたピン26と一方のロッ
ド10に固定されたピン27との間に張設され、第２のスプ
リング28がパワーシリンダ組付体13のピン26と他方のロ
ッド11に固定されたピン29との間に張設されている。両
スプリング25,28は、モータ15が当該転舵機構９に駆動
力を付与しないときに、互いの伸縮力が均衡する位置に
パワーピストン12およびロッド10,11を移動させる作用
を有する。従って、通常モータ15はスプリング25,28の
いずれか一方の伸縮力に抗してパワーピストン12に駆動
力を与える。

パワーシリンダ組付体13には、固定装置30が設けられて
いる。固定装置30は、操舵ロッド10に対して直角方向に
開けられたシリンダ31内にニードル32を介して押圧可能
なようにボール33が移動自在に配設されている。ニード
ル31はソレノイド34により回動されるカム35によって押
圧または除圧が切り換えられるように、カム35に除圧用
切り欠き36と押圧用突起37とが設けられている。

ロッド10には、操舵輪が進行方向に向かって平行な状
態、つまり中立状態になったときに、シリンダ31と面す
る窪み38が設けられている。この窪み38はボール33の一
部が押し込まれた状態で、そのボール33により窪み38と
シリンダ32とを固着状態とし、それによってロッド10が
パワピストン組付体13と固定されるようになっている。

いま、ソレノイド34が消勢状態にあるとき、カム35は破
線に示す位置ｂにあってその徐圧用切り欠き36がニード
ル32を遊動状態としているので、ロッド10はモータ15に
より駆動可能である。これに対し、モータ15が駆動力を
付与しない状態において、ソレノイド34が付勢される
と、カム35は図示位置ａに向かって回動しようとする。
このとき、ロッド10がスプリング25、28により中立位置
に向かって移動されていき、中立位置に達したときに、
ボール33が窪み38に押し込まれて、ロッド10を固定す
る。これにより、操舵輪7,8は、進行方向と平行な状態
に固定される。

第１図に示すECUの回路構成が第４図に示されている。
一般に、操舵ホイール１の回転角度と転舵機構９の移動
量とは所定の正比例関係にある。従って、角度センサ６
により出力される電気信号と角度センサ22により出力さ
れる電気信号とは、この正比例関係を満足するときに、
同一の値となるように予め調整されている。

作動増幅回路39が設けられ、角度センサ６にて検出され
る操舵ホイール１の操舵角度を示す電気信号と、角度セ
ンサ22で検出されるモータ15の回転角度を示す電気信号
とが、付与される。操舵ホイールの操舵角度に対し、モ
ータ１の回転角度が上記の比例関係を外れると、その外
れた度合に応じた電気信号40が、作動増幅回路39の出力
端からモータ駆動回路41に付与される。

モータ駆動回路41は、電気信号40が予め設定した値の範
囲内になるように、電気信号40の値に応じてモータ15を
可逆的に駆動することにより、転舵機構９が操舵ホイー
ル１の操作角度に所定の対応関係を持って連動して動く
ように作用する。

もう一つの作動増幅回路42が設けられ、トルクセンサ５
で検出されるトルクと、トルクセンサ21で検出されるト
ルクとの大きさの関係が、所定の対応関係から外れる
と、その外れた度合を示す電気信号がモータ駆動回路44
に付与される。一般的に、操舵輪7.8が操舵の際に路面
から受ける反力の一部が操舵ホイール１にフィードバッ
クされることが望ましい。作動増幅回路42とモータ駆動
回路44とは、協動して、回転シャフト２に生じる操舵反
力のトルクが、転舵機構９とモータ15との間に生じる路
面反力のトルクに対して所定の対応関係を持つように、
モータ４に操舵方向と反対の回転力を付与するように作
用する。

ECUには、また、安全回路として一致検出回路45が組み
込まれている。一致検出回路45は、両角度センサ6,22か
らの電気信号を比較して、転舵機構９が操舵ホイール１
の操作角度に対して前記の所定の対応関係を持たないと
きに、検出信号46を出力する。検出信号46はモータ駆動
回路41と固定装置30のソレノイド34に付与される。モー
タ駆動回路41は検出信号46を受けると、例えば電源回路
を遮断することによって、モータ15への給電を遮断して
モータ15が転舵機構９に駆動力を与えるのを停止する。
さらにソレノイド34は前記のように、カム35を回動させ
ようとする。

しかして、一致検出回路45が、制御回路ECUが正規の作
動状態にないことを検出すると、モータ15は転舵機構９
に対する駆動力を発生しないため、スプリング25,28が
操舵輪7,8を中立位置に移動させるように作用し、中立
位置に達したときに固定装置30がパワーピストン12をパ
ワーシリンダ組付体13に固定させる。

かくして、この操舵装置が正常に機能しなくなると、転
舵機構９は直進状態に固定されるため、不確実な方向に
操舵輪が転舵されることがない。

第５図は、本発明が適用された別の実施例を図示するも
のである。操舵ホイール１は回転シャフト２を介して前
輪の転舵機構９と連結されており、必要により上記実施
例で説明したような油圧サーボ装置を組み合せることが
できる。

一方、後輪の転舵機構9Aには可逆的に転舵力を与える駆
動モータ15Aが取付けられている。操舵ホイール１の操
作角度は角度センサ６で検出され、制御回路ECUはモー
タ15Aの回転角度が表す後輪転舵機構9Aの転舵量が、こ
の検出角度に所定の対応関係を持つように制御信号を発
生する。

固定装置30Aは上記の実施例と同様にして、当該後輪操
舵装置が正常に機能しなくなると、図示しないスプリン
グにより戻り機構と連動して、後輪の操舵角度を所定の
方向に固定させる。

このように４輪を操舵する仕組みの車両においても、本
発明は適用できるのである。また、このように４輪操舵
装置において、車速を検出する車速センサ47、ヨーレー
トを検出するヨーレートセンサ48、幅寄せモードと旋回
モードとを手動で切り換える切換スイッチ49、あるいは
後退灯点灯信号による前進後進切換スイッチ50からの信
号を受けて、各々の作動モード毎に、操舵ホイール１の
回転角度に対する後輪転舵機構9Aの転舵量の対応関係を
修正することができる。

本発明の実施に際しては、特許請求の範囲に記載された
発明思想の範囲内において、適宜変更が可能であること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要斜視図、第２図は転舵
機構９の周辺部の断面構成図、第３図は固定装置30の断
面構成図、第４図は制御回路ECUのブロック線図、第５
図は本発明の他の実施例の概要構成図である。１……操舵ホイール、６……角度センサ、7,8……操舵
輪、９……転舵機構、13……パワーシリンダ組付体、15
……モータ、25,28……スプリング、30……固定装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者によって操作され、車両の所望操舵
角度を表す信号を発生する操舵操作器と、この操舵操作器と機械的に独立して設けられ、車両の車
輪を転舵する転舵機構と、前記操舵操作器からの所望操舵角度を表す信号に応答し
て前記転舵機構を駆動して前記車輪を転舵させる駆動手
段と、前記駆動手段による前記転舵機構の駆動を無効にした際
に、前記転舵機構を所定の位置に復帰させる転舵機構復
帰手段と、前記所定の位置に固定させる固定手段と、を備えてなる車両の操舵装置。