JP5880945B2

JP5880945B2 - 後輪操舵装置

Info

Publication number: JP5880945B2
Application number: JP2012032840A
Authority: JP
Inventors: 加寿也吉岡; 岡　邦洋; 邦洋岡; 亨介山中
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP2013169804A

Description

本発明は後輪操舵装置に関する。

特許文献１では、後輪操舵装置において、前輪の操舵角が設定舵角を超えたときに、ソレノイドに通電してラック軸の孔にプランジャを挿入することにより後輪操舵を規制する技術が提案されている。特許文献１では、ソレノイドの通電回路にメカニカルな舵角スイッチを設けて、後輪操舵規制の誤作動を防止している。
特許文献２では、小舵角操舵時に使用するモータと大舵角操舵時に使用するモータとを分け、小舵角モータ駆動時には、常に後輪に連結したロッドのストローク規制を行う後輪操舵装置が提案されている。これにより、高速小舵角制御時に、大舵角操舵が行われることがないようにしている。

特開平７−１６５０９９号公報特開平８−２６８３１４号公報

転舵軸が中立位置にあることを検出するセンサや、転舵軸を中立位置に戻すためのモータ等の大出力の駆動機構が必要である場合、後輪操舵装置の構造が複雑になり、後輪操舵装置が大型化する。また、センサやモータ等が故障していると、所要時に転舵軸を中立位置に復帰させることができないおそれがある。
本発明は、所要時に後輪転舵軸を中立位置に確実に復帰させることができる小型の後輪操舵装置を提供することである。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、後輪転舵軸（１１）に設けられた第１係合歯（２７）と、前記第１係合歯に係合する第１揺動爪（２８）と、前記第１揺動爪をその揺動方向のホームポジションに揺動付勢する第１付勢ばね（２９）と、を含む第１ラチェット機構（２１）と、前記第１ラチェット機構を、前記後輪転舵軸の中立位置から第１軸方向（Ｘ１）への移動のみを許容するラチェット状態に切り換える第１切換え機構（２３）と、前記後輪転舵軸に設けられた第２係合歯（３１）と、前記第２係合歯に係合する第２揺動爪（３２）と、前記第２揺動爪をその揺動方向のホームポジションに揺動付勢する第２付勢ばね（３３）と、を含む第２ラチェット機構（２４）と、前記第２ラチェット機構を、前記後輪転舵軸の中立位置から第２軸方向（Ｘ２）への移動のみを許容するラチェット状態に切り換える第２切換え機構（２６）と、を備え、前記第１切換え機構は、前記第１揺動爪が前記ホームポジションから前記後輪転舵軸の第２軸方向の移動を許容する揺動方向へ揺動することを規制する規制位置と規制を解除する規制解除位置とに変位可能な第１規制部材（３５）と、前記第１規制部材を前記規制位置と前記規制解除位置とに駆動する第１駆動部材（２２）と、を含み、前記第２切換え機構は、前記第２揺動爪が前記ホームポジションから前記後輪転舵軸の第１軸方向の移動を許容する揺動方向へ揺動することを規制する規制位置と規制を解除する規制解除位置とに変位可能な第２規制部材（３６）と、前記第２規制部材を前記規制位置と前記規制解除位置とに駆動する第２駆動部材（２５）と、を含み、前記第１駆動部材は、前記第１揺動爪の揺動方向に交差する方向（Ｐ１）に前記第１規制部材を進退させるソレノイド（２２ｃ）を含み、前記第２駆動部材は、前記第２揺動爪の揺動方向に交差する方向（Ｐ２）に前記第２規制部材を進退させるソレノイド（２５ｃ）を含む後輪操舵装置（３）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。

また、請求項２のように、前記第１駆動部材および前記第２駆動部材の作動を制御する制御装置（１６）を備え、前記制御装置は、前記第１規制部材および前記第２規制部材を規制位置に変位させて前記第１ラチェット機構および前記第２ラチェット機構をラチェット状態に切り換えるように、前記第１駆動部材および前記第２駆動部材を駆動制御する機能を有していてもよい。

また、請求項３のように、車両の走行状態を検出する走行状態検出センサ（１９）と、車両の操舵状態を検出する操舵状態検出センサ（１８，１９）と、後輪を転舵する転舵アクチュエータ（１４）と、を備え、前記制御装置は、前記走行状態検出センサにより検出された走行状態および前記操舵状態検出センサにより検出された操舵状態に基づいて転舵アクチュエータを転舵制御する機能と、前記走行状態検出センサ、前記操舵状態検出センサおよび前記転舵アクチュエータの少なくとも１つにフェールが発生したときに、前記第１ラチェット機構および前記第２ラチェット機構をラチェット状態に切り換える機能とを有していてもよい。

請求項４のように、中立位置において、前記転舵軸の第１係合歯と第２係合歯との間に、前記第１揺動爪および前記第２揺動爪が配置されるように構成されていてもよい。

請求項１の発明によれば、各切換え機構によって、対応するラチェット機構をラチェット状態に切り換えると、各ラチェット機構が、中立位置から転舵軸の対応する軸方向への移動を規制する。したがって、路面からのセルフアライメントトルクによって、転舵軸を自動的に中立位置に復帰させて、中立位置に確実に保持することができる。中立位置を検出するセンサや、転舵軸を中立位置に戻すモータ等を不要にでき、ラチェット機構を用いた簡単な構造で小型化を達成することができる。

また、各切換え機構において、各駆動部材が対応する規制部材を規制位置に変位させることで、対応するラチェット機構をラチェット状態に容易に切り換えることができる。
また、各駆動部材のソレノイドが、対応する揺動爪の揺動方向に交差する方向に、対応する規制部材を進出させることにより、対応する揺動爪の所定の揺動方向への揺動を規制して、対応するラチェット機構をラチェット状態に切り換えることができる。ソレノイドであれば、オンオフの動作が確実であり、結果として、転舵軸を確実に中立位置に自動復帰させることができる。
請求項２の発明によれば、制御装置が各駆動部材を駆動制御することより、各規制部材を規制位置に変位させることができる。

請求項３の発明によれば、車両の走行状態や操舵状態を検出するセンサや、転舵アクチュエータの何れかにフェールが発生したときに、転舵軸を中立位置に自動的に復帰させて、走行安定性を向上することができる。

請求項４の発明によれば、中立位置において、転舵軸の両係合歯の間に、両揺動爪が配置されるので、一層の小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態の後輪操舵装置が適用された四輪操舵装置の模式図である。後輪操舵装置の中立位置自動復帰装置の概略断面図である。ＥＣＵの制御の流れを示すフローチャートである。各ラチェット機構が非ラチェット状態であるときの中立位置自動復帰装置の概略断面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第１ラチェット機構が転舵軸の第１軸方向への移動を許容する状態、および第１ラチェット機構が第２軸方向への移動を許容する状態を示している。各ラチェット機構が非ラチェット状態であるときの中立位置自動復帰装置の概略断面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第２ラチェット機構が転舵軸の第１軸方向への移動を許容する状態、および第２ラチェット機構が第２軸方向への移動を許容する状態を示している。各ラチェット機構がラチェット状態であるときの中立位置自動復帰装置の概略断面図である。（ａ）は、中立位置から第２軸方向側に変位している転舵軸が、第１軸方向への移動を許容される状態を示しており、（ｂ）は中立位置に達した転舵軸が中立位置に保持される状態を示している。各ラチェット機構がラチェット状態であるときの中立位置自動復帰装置の概略断面図である。（ａ）は、中立位置から第１軸方向側に変位している転舵軸が、第２軸方向への移動を許容される状態を示しており、（ｂ）は中立位置に達した転舵軸が中立位置に保持される状態を示している。

本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態の後輪操舵装置を含む四輪操舵装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、四輪操舵装置１は、前輪操舵装置２と、後輪操舵装置３とを備えている。前輪操舵装置２は、ステアリングホイール等の操舵部材４と、操舵部材４の回転操作に伴って回転するピニオン軸５と、ピニオン軸５に噛み合うラック軸からなる前輪転舵軸６と、前端転舵軸６としてのラック軸の両端に連結された一対のタイロッド７と、各タイロッド７と対応するナックルアーム（図示せず）を介して連結された左右の前輪８とを備えている。ピニオン軸５と前輪転舵軸６としてのラック軸とにより、前輪転舵機構としてのラックアンドピニオン機構Ａが構成されている。

後輪操舵装置３は、車体９に固定されたハウジング１０と、ハウジング１０に軸方向（第１軸方向Ｘ１および第２軸方向Ｘ２）に移動可能に且つ回転不能に支持された後輪転舵軸１１と、後輪転舵軸１１の両端に連結された一対のタイロッド１２と、各タイロッド１２と対応するナックルアーム（図示せず）を介して連結された左右の後輪１３とを備えている。

後輪操舵装置３は、操舵部材４と左右の後輪１３との機械的な連結が解除された、いわゆるステアバイワイヤシステムを構成している。すなわち、後輪操舵装置３は、操舵部材２の回転操作に応じて回転駆動される例えば電動モータからなる転舵アクチュエータ１４と、転舵アクチュエータ１４の回転運動を後輪転舵軸１１の軸方向（第１軸方向Ｘ１および第２軸方向Ｘ２）の直線運動に変換するボールねじ機構１５と、転舵アクチュエータ１４を転舵制御する制御装置としてのＥＣＵ１６（Electronic Control Unit ）と、所要時に後輪転舵軸１１を中立位置に自動的に復帰させる中立位置自動復帰装置１７とを備えている。

また、後輪操舵装置３は、操舵部材４の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１８（操舵状態検出センサ）と、車速Ｖを検出する車速センサ１９（走行状態検出センサ）と、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２の位置に応じて後輪１３の転舵角θｗを検出する転舵角センサ２０（操舵状態検出センサ）とを備えている。操舵角センサ１８、車速センサ１９および転舵角センサ２０からの検出信号が、ＥＣＵ１６に入力される。

ＥＣＵ１６は、操舵角センサ１８により検出された操舵角θｈおよび車速センサ１９により検出された車速Ｖに基づいて転舵アクチュエータ１４を転舵制御する。具体的には、検出された操舵角θｈおよび検出された車速Ｖに基づいて、目標転舵角を設定する。そして、この目標転舵角と、転舵角センサ２０によって検出された転舵角θw との偏差に基づいて、駆動回路（図示せず）を介し、転舵アクチュエータ１４を駆動制御（転舵制御）する。

中立位置自動復帰装置１７は、後輪転舵軸１１の第１軸方向Ｘ１（例えば左方）および第２軸方向Ｘ２（例えば右方）の双方への移動を許容する非ラチェット状態と、後輪転舵軸１１の中立位置から第１軸方向Ｘ１への移動のみを許容するラチェット状態とに切換え可能な第１ラチェット機構２１と、第１ラチェット機構２１をラチェット状態に切り換える第１駆動部材２２を含む第１切換え機構２３とを備えている。

また、中立位置自動復帰装置１７は、後輪転舵軸１１の第１軸方向Ｘ１および第２軸方向Ｘ２の双方への移動を許容する非ラチェット状態と、後輪転舵軸１１の中立位置から第２軸方向Ｘ２への移動のみを許容するラチェット状態とに切換え可能な第２ラチェット機構２４と、第２ラチェット機構２４をラチェット状態に切り換える第２駆動部材２５を含む第２切換え機構２６とを備えている。

図２に示すように、第１ラチェット機構２１は、後輪転舵軸１１の外周１１ａに設けられた第１係合歯２７と、第１係合歯２７に係合する第１揺動爪２８と、第１揺動爪２８を揺動付勢する第１付勢ばね２９とを備えている。第１揺動爪２８は、ハウジング１０に第１支軸３０を介して第１支軸３０の回りに揺動可能に支持されている。第１付勢ばね２９は、第１揺動爪２８をその揺動方向のホームポジション（揺動範囲の中間位置）に付勢している。

第２ラチェット機構２４は、後輪転舵軸１１の外周１１ａに設けられた第２係合歯３１と、第２係合歯３１に係合する第２揺動爪３２と、第２揺動爪３２を揺動付勢する第２付勢ばね３３とを備えている。第２揺動爪３２は、ハウジング１０に第２支軸３４を介して第２支軸３４の回りに揺動可能に支持されている。第２付勢ばね３３は、第２揺動爪３２をその揺動方向のホームポジション（揺動範囲の中間位置）に付勢している。

第１切換え機構２３は、第１規制部材３５と、第１駆動部材２２とを備えている。第１規制部材３５は、第１揺動爪２８が前記ホームポジションから後輪転舵軸１１の第２軸方向Ｘ２の移動を許容する揺動方向（図２では、反時計回りである第２揺動方向Ｙ２に相当）へ揺動することを規制する規制位置と、その規制を解除する規制解除位置〔図４（ａ）を参照〕とに変位可能である。第１駆動部材２２は、第１規制部材３５を図２に示す規制位置と図４（ａ）に示す規制解除位置とに駆動する。

第２切換え機構２６は、第２規制部材３６と、第２駆動部材２５とを備えている。第２規制部材３６は、第２揺動爪３２が前記ホームポジションから後輪転舵軸１１の第１軸方向Ｘ１の移動を許容する揺動方向（図２では、時計回りである第１揺動方向Ｚ１に相当）へ揺動することを規制する規制位置と、その規制を解除する規制解除位置〔図４（ａ）とに変位可能である。第２駆動部材２５は、第２規制部材３６を図２に示す規制位置と図４（ａ）に示す規制解除位置とに駆動する。

第１係合歯２７は、第２係合歯３１よりも第１軸方向Ｘ１側に配置され、第２係合歯３１は、第１係合歯２７よりも第２軸方向Ｘ２側に配置されている。第１係合歯２７と第２係合歯３１とは、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に所定距離離隔している。
第１係合歯２７は、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に対して傾斜した傾斜歯面２７ａと、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２と直交する直交歯面２７ｂとを有している。１つの第１係合歯２７において、傾斜歯面２７ａは直交歯面２７ｂよりも第１軸方向Ｘ１側に配置されている。

第２係合歯３１は、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に対して傾斜した傾斜歯面３１ａと、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２と直交する直交歯面３１ｂとを有している。１つの第２係合歯３１において、傾斜歯面３１ａは直交歯面３１ｂよりも第２軸方向Ｘ２側に配置されている。第１係合歯２７の傾斜歯面２７ａと第２係合歯３１の傾斜歯面３１ａとは、互いに逆向きに傾斜している。

第１揺動爪２８は、第１端部２８１および第２端部２８２を有し、第１支軸３０は、両端部２８１，２８２間に配置されている。第１揺動爪２８の第１端部２８１には、第１係合歯２７の傾斜歯面２７ａに係合する第１係合部２８ａが設けられている。第１係合部２８ａは、第１揺動爪２８がホームポジションにある状態で、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に対して傾斜している。

第１揺動爪２８の側部２８ｂ（側部２８ｂは、第１揺動爪２８がホームポジションにある状態で後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に直交している）は、第１端部２８１において、第１係合歯２７の直交歯面２７ｂに係合する第２係合部２８ｃを有している。第１揺動爪２８の側部２８ｂは、第２端部２８２において、第１規制部材３５に係合する第３係合部２８ｄを有している。

第１付勢ばね２９は、例えばコイルばねにより構成されている。第１付勢ばね２９の一端は、ハウジング１０の内周１０ａに設けられた突起１０ｂに固定され、第１付勢ばね２９の他端は、第１揺動爪２８の第２端部２８２に固定されている。第１揺動爪２８がホームポジション（図２に示す直立状態に相当）から何れかの傾斜方向（第１揺動方向Ｙ１または第２揺動方向Ｙ２）に傾斜すると、第１付勢ばね２９は、第１揺動爪２８に対して、その傾斜方向の反対方向に付勢力（ホームポジションへの復元力）を及ぼす。

第２揺動爪３２は、第１端部３２１および第２端部３２２を有し、第２支軸３４は、両端部３２１，３２２間に配置されている。第２揺動爪３２の第１端部３２１には、第２係合歯３１の傾斜歯面３１ａに係合する第１係合部３２ａが設けられている。第１係合部３２ａは、第２揺動爪３２がホームポジションにある状態で、後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に対して傾斜している。

第２揺動爪３２の側部３２ｂ（側部３２ｂは、第２揺動爪３２がホームポジションにある状態で後輪転舵軸１１の軸方向Ｘ１，Ｘ２に直交している）は、第１端部３２１において、第２係合歯３１の直交歯面３１ｂに係合する第２係合部３２ｃを有している。第２揺動爪３２の側部３２ｂは、第２端部３２２において、第２規制部材３６に係合する第３係合部３２ｄを有している。

第２付勢ばね３３は、例えばコイルばねにより構成されている。第２付勢ばね３３の一端は、ハウジング１０の内周１０ａに設けられた突起１０ｃに固定され、第２付勢ばね３３の他端は、第２揺動爪３２の第２端部３２２に固定されている。第２揺動爪３２がホームポジション（図２に示す直立状態に相当）から何れかの傾斜方向（第１揺動方向Ｚ１または第２揺動方向Ｚ２）に傾斜すると、第２付勢ばね３３は、第２揺動爪３２に対して、その傾斜方向の反対方向に付勢力（ホームポジションへの復元力）を及ぼす。

互いに近接する第１係合歯２７の直交歯面２７ｂと第２係合歯３１の直交歯面３１ｂとの配置間隔Ｄ１は、ホームポジションにある両揺動爪２８，３２の第２係合部２８ｃ，３２ｃ間の距離Ｄ２と等しくなるように構成されている。
第１切換え機構２３の第１駆動部材２２は、電磁アクチュエータからなり、本体２２ａと、本体２２ａから第１揺動爪２８の揺動方向Ｙ１，Ｙ２に交差する交差方向Ｐ１に進退するロッド２２ｂと、本体２２ａに内蔵されたソレノイド２２ｃと、ロッド２２ｂを伸長方向に付勢する圧縮コイルばね２２ｄとを備えている。ロッド２２ｂの端部に第１規制部材３５が固定されており、圧縮コイルばね２２ｄは、第１規制部材３５と本体２２ａとの間に介在している。

第１駆動部材２２のソレノイド２２ｃがオフ（励磁が解除）されると、圧縮コイルばね２２ｄの付勢力によってロッド２２ｂが伸長する。これにより、第１規制部材３５が、第１揺動爪２８の第３係合部２８ｄに係合する規制位置（図２参照）に変位する。その結果、第１揺動爪２８の第１揺動方向Ｙ１への揺動のみが規制される〔図６（ａ）参照〕。
また、ソレノイド２２ｃがオン（励磁）されると、ソレノイド２２ｃの電磁力でロッド２２ｂが収縮する。これにより、第１規制部材３５が、第１揺動爪２８の第３係合部２８ｄとの係合を解除する規制解除位置〔図４（ａ），（ｂ）参照〕に変位する。その結果、第１揺動爪２８の両揺動方向Ｙ１，Ｙ２への揺動が可能となる。

図２に示すように、第２切換え機構２６の第２駆動部材２５は、電磁アクチュエータからなり、本体２５ａと、本体２５ａから第２揺動爪３２の揺動方向Ｚ１，Ｚ２に交差する交差方向Ｐ２に進退するロッド２５ｂと、本体２５ａに内蔵されたソレノイド２５ｃと、ロッド２５ｂを伸長方向に付勢する圧縮コイルばね２５ｄとを備えている。ロッド２５ｂの端部に第２規制部材３６が固定されており、圧縮コイルばね２５ｄは、第２規制部材３６と本体２５ａとの間に介在している。

第２駆動部材２５のソレノイド２５ｃがオフ（励磁が解除）されると、圧縮コイルばね５２ｄの付勢力によってロッド２５ｂが伸長する。これにより、第２規制部材３６が、第２揺動爪３２の第３係合部３２ｄに係合する規制位置（図２参照）に変位する。その結果、第２揺動爪３２の第２揺動方向Ｚ２への揺動のみが規制される〔図７（ａ）参照〕。
また、ソレノイド２５ｃがオン（励磁）されると、ソレノイド２５ｃの電磁力でロッド２５ｂが収縮する。これにより、第２規制部材３６が、第２揺動爪３２の第３係合部３２ｄとの係合を解除する規制解除位置〔図５（ａ），（ｂ）参照〕に変位する。その結果、第２揺動爪３２の両揺動方向Ｚ１，Ｚ２への揺動が可能となる。

図３はＥＣＵ１６の制御の流れを示すフローチャートである。システムの起動に応じて、ステップＳ１において、各ラチェット機構２１，２４のソレノイド２２ｃ，２５ｃをオンする。これにより、各ラチェット機構２１，２４は非ラチェット状態となり、各揺動爪２８，３２は何れの揺動方向にも揺動可能な状態となる。
その結果、第１ラチェット機構２１は、図４（ａ）に示すように、後輪転舵軸１１の第１軸方向Ｘ１への移動を許容し、また、図４（ｂ）に示すように、後輪転舵軸１１の第２軸方向Ｘ２への移動を許容する。第２ラチェット機構２４は、図５（ａ）に示すように、後輪転舵軸１１の第１軸方向Ｘ１への移動を許容し、また、図５（ｂ）に示すように、後輪転舵軸１１の第２軸方向Ｘ２への移動を許容する。

次いで、ステップＳ２において、後輪操舵に関わる各種信号（例えば操舵角センサ１８、車速センサ１９、転舵角センサ２０および転舵アクチュエータ１４としての電動モータの駆動電流値等）を入力する。ステップＳ３では、入力された信号が正常値を逸脱するか否かに基づいて、フェールの発生の有無を判定する。
ステップＳ３において、フェールの発生がないと判定された場合（ステップＳ３においてＮＯの場合）には、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２，Ｓ３の処理を繰り返して、フェールの発生を監視する。

ステップＳ３において、フェールの発生が有ると判定された場合（ステップＳ３においてＹＥＳの場合）には、ステップＳ４に進み、各ラチェット機構２１，２４のソレノイド２２ｃ，２５ｃをオフする。これにより、各駆動部材２２，２５のロッド２２ｂ，２５ｂが伸長し、各規制部材３５，３６が規制位置に変位する。これにより、各ラチェット機構２１，２４がラチェット状態になる。

このようにラチェット状態に切り換えられたときに、例えば、図６（ａ）に示すように、後輪転舵軸１１が中立位置から第２軸方向Ｘ２〔図６（ａ）において左方〕に変位していた場合、ラチェット状態にある第１ラチェット機構２１が、後輪１３が路面から受けるセルフアライメントトルクＳＴによって、後輪転舵軸１１が第１軸方向Ｘ１に変位されること〔図６（ａ）において、白抜き矢符の方向へ変位されること〕のみを許容する。

その結果、図６（ｂ）に示すように、後輪転舵軸１１が中立位置に達した時点で、各ラチェット機構２１，２４の揺動爪２８，３２が、対応する規制部材３５，３６と対応する直交歯面２７ｂ，３１ｂとによって双方向の揺動を規制され、その結果、後輪転舵軸１１が、双方向（第１軸方向Ｘ１および第２軸方向Ｘ２）の移動を規制されて、中立位置にロックされる。

一方、ラチェット状態に切り換えられたときに、例えば、図７（ａ）に示すように、後輪転舵軸１１が中立位置から第１軸方向Ｘ１〔図６（ａ）において右方〕に変位していた場合、ラチェット状態にある第２ラチェット機構２４が、後輪１３が路面から受けるセルフアライメントトルクＳＴによって、後輪転舵軸１１が第２軸方向Ｘ２に変位されること〔図７（ａ）において、白抜き矢符の方向へ変位されること〕のみを許容する。

その結果、図７（ｂ）に示すように、後輪転舵軸１１が中立位置に達した時点で、各ラチェット機構２１，２４の揺動爪２８，３２が、対応する規制部材３５，３６と対応する直交歯面２７ｂ，３１ｂとによって双方向の揺動を規制され、その結果、後輪転舵軸１１が、双方向（第１軸方向Ｘ１および第２軸方向Ｘ２）の移動を規制されて、中立位置にロックされる。

本実施形態によれば、各切換え機構２３，２６によって、対応するラチェット機構２１，２４をラチェット状態に切り換えると、各ラチェット機構２１，２４が、中立位置から後輪転舵軸１１の対応する軸方向Ｘ１，Ｘ２への移動を規制する。したがって、路面からのセルフアライメントトルクＳＴによって、後輪転舵軸１１を自動的に中立位置に復帰させて、中立位置に確実に保持することができる。したがって、中立位置を検出するセンサや、後輪転舵軸を中立位置に戻すモータ等が不要にでき、ラチェット機構２１，２４を用いた簡単な構造で小型化を達成することができる。

また、各切換え機構２３，２６において、各駆動部材２２，２５が対応する規制部材３５，３６を規制位置に変位させることで、対応するラチェット機構２１，２４をラチェット状態に容易に切り換えることができる。具体的には、ＥＣＵ１６が、各駆動部材２２，２５を駆動制御することより、各規制部材３５，３６を規制位置に変位させることができる。

また、車両の走行状態を検出するセンサ（本実施形態では車速センサ１９）や、車両の操舵状態を検出するセンサ（本実施形態では操舵角センサ１８、転舵角センサ２０）や、転舵アクチュエータ１４の何れかにフェールが発生したときに、後輪転舵軸１１を中立位置に自動的に復帰させて、走行安定性を向上することができる。
また、各駆動部材２２，２５のソレノイド２２ｃ，２５ｃが、対応する揺動爪２８，３２の揺動方向Ｙ１，Ｙ２；Ｚ１，Ｚ２に交差する交差方向Ｐ１；Ｐ２に、対応する規制部材３５，３６を進出させることにより、対応する揺動爪２８，３２の所定の揺動方向の揺動を規制して、各ラチェット機構２１，２４をラチェット状態に切り換えることができる。ソレノイド２２ｃ，２５ｃであれば、オンオフの動作が確実であり、結果として、後輪転舵軸１１を確実に中立位置に自動復帰させて、中立位置に保持することができる。

また、図２に示すように、中立位置において、後輪転舵軸１１の両係合歯２７，３１の間に、両揺動爪２８，３２が配置されるので、後輪操舵装置３の一層の小型化を図ることができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではい。例えば、前記実施形態では、フェールの発生時に、後輪転舵軸１１を中立位置に自動的に復帰させる中立位置自動復帰装置１７として構成されていたが、これに限らない。中立位置自動復帰装置１７を、フェールの発生がない通常時において、後輪転舵軸１１を中立位置にロックする中立位置ロック装置として機能させてもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…四輪操舵装置、２…前輪操舵装置、３…後輪操舵装置、４…操舵部材、９…車体、１０…転舵ハウジング、１１…後輪転舵軸、１２…タイロッド、１３…後輪、１４…転舵アクチュエータ、１５…ボールねじ機構、１６…ＥＣＵ（制御装置）、１７…中立位置自動復帰装置、１８…操舵角センサ（操舵状態検出センサ）、１９…車速センサ（走行状態検出センサ）、２０…転舵角センサ（操舵状態検出センサ）、２１…第１ラチェット機構、２２…第１駆動部材、２２ａ…本体、２２ｂ…ロッド、２２ｃ…ソレノイド、２２ｄ…圧縮コイルばね、２３…第１切換え機構、２４…第２ラチェット機構、２５…第２駆動部材、２５ａ…本体、２５ｂ…ロッド、２５ｃ…ソレノイド、２５ｄ…圧縮コイルばね、２６…第２切換え機構、２７…第１係合歯、２７ａ…傾斜歯面、２７ｂ…直交歯面、２８…第１揺動爪、２８ａ…第１係合部、２８ｂ…側部、２８ｃ…第２係合部、２８ｄ…第３係合部、２９…第１付勢ばね、３０…第１支軸、３１…第２係合歯、３１ａ…傾斜歯面、３１ｂ…直交歯面、３２…第２揺動爪、３２ａ…第１係合部、３２ｂ…側部、３２ｃ…第２係合部、３２ｄ…第３係合部、３３…第２付勢ばね、３４…第２支軸、３５…第１規制部材、３６…第２規制部材、Ｐ１，Ｐ２…交差方向、Ｘ１…第１軸方向、Ｘ２…第２軸方向、Ｙ１…第１揺動方向、Ｙ２…第２揺動方向、Ｚ１…第１揺動方向、Ｚ２…第２揺動方向

Claims

後輪転舵軸に設けられた第１係合歯と、前記第１係合歯に係合する第１揺動爪と、前記第１揺動爪をその揺動方向のホームポジションに揺動付勢する第１付勢ばねと、を含む第１ラチェット機構と、
前記第１ラチェット機構を、前記後輪転舵軸の中立位置から第１軸方向への移動のみを許容するラチェット状態に切り換える第１切換え機構と、
前記後輪転舵軸に設けられた第２係合歯と、前記第２係合歯に係合する第２揺動爪と、前記第２揺動爪をその揺動方向のホームポジションに揺動付勢する第２付勢ばねと、を含む第２ラチェット機構と、
前記第２ラチェット機構を、前記後輪転舵軸の中立位置から第２軸方向への移動のみを許容するラチェット状態に切り換える第２切換え機構と、を備え、
前記第１切換え機構は、前記第１揺動爪が前記ホームポジションから前記後輪転舵軸の第２軸方向の移動を許容する揺動方向へ揺動することを規制する規制位置と規制を解除する規制解除位置とに変位可能な第１規制部材と、前記第１規制部材を前記規制位置と前記規制解除位置とに駆動する第１駆動部材と、を含み、
前記第２切換え機構は、前記第２揺動爪が前記ホームポジションから前記後輪転舵軸の第１軸方向の移動を許容する揺動方向へ揺動することを規制する規制位置と規制を解除する規制解除位置とに変位可能な第２規制部材と、前記第２規制部材を前記規制位置と前記規制解除位置とに駆動する第２駆動部材と、を含み、
前記第１駆動部材は、前記第１揺動爪の揺動方向に交差する方向に前記第１規制部材を進退させるソレノイドを含み、
前記第２駆動部材は、前記第２揺動爪の揺動方向に交差する方向に前記第２規制部材を進退させるソレノイドを含む後輪操舵装置。
請求項１において、前記第１駆動部材および前記第２駆動部材の作動を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記第１規制部材および前記第２規制部材を規制位置に変位させて前記第１ラチェット機構および前記第２ラチェット機構をラチェット状態に切り換えるように、前記第１駆動部材および前記第２駆動部材を駆動制御する機能を有する後輪操舵装置。
請求項２において、車両の走行状態を検出する走行状態検出センサと、
車両の操舵状態を検出する操舵状態検出センサと、
後輪を転舵する転舵アクチュエータと、を備え、
前記制御装置は、前記走行状態検出センサにより検出された走行状態および前記操舵状態検出センサにより検出された操舵状態に基づいて転舵アクチュエータを転舵制御する機能と、前記走行状態検出センサ、前記操舵状態検出センサおよび前記転舵アクチュエータの少なくとも１つにフェールが発生したときに、前記第１ラチェット機構および前記第２ラチェット機構をラチェット状態に切り換える機能とを有する後輪操舵装置。
請求項１から３の何れか１項において、中立位置において、前記後輪転舵軸の第１係合歯と第２係合歯との間に、前記第１揺動爪および前記第２揺動爪が配置されるように構成されている後輪操舵装置。