JPH03186482A - 車両の後輪操舵装置 - 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） 本発明は、左右の後輪が両端に取付けられた共通車軸部
材を支持するり−フスプリングを備えた車両における後
輪操舵装置に関する。

（従来技術） 本出願人により提案され、特開昭６３ ２１２１０９号公報に開示された車両のサスベンソヨン
装置は、車体フレームに回動可能に取付けられたシャッ
クル部材により前後端部を支持されて車両の前後方向に
移動可能に配置された左右−対のダブルシャックル式リ
ーフスプリングを備え、これら左右一対のリーフスプリ
ングが、前輪の操舵に伴って、左右一対のアクチュエー
タにより互いに逆方向関係をもって前後方向に移動され
ることにより、後輪が前輪に対し逆位相または同位相に
転舵されて、車両の低速走行時における旋回性能の向上
と、高速走行時における走行安定性の向上とが図られる
ようになっている。

ところで、このような後輪操舵装置を備えた車両におい
ては、万−左右一対のアクチュエータのうちの何れかが
故障した場合、走行安定性が損なわれ、不測な事態を招
来するおそれがある。

（発明の目的） そこで本発明は、アクチュエータが故障した場合の車両
の走行安定性を確保するフェイルセーフ機能を備えた後
輪操舵装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明による車両の後輪操舵装置は、左右一対のアクチ
ュエータのうちの一方が故障した場合、この故障した側
のリーフスプリングを故障時の位置に固定するとともに
、正常な側のアクチュエータを駆動して、正常な側のリ
ーフスプリングを後輪が非転舵状態になる位置に移動さ
せ、かつその位置に固定する制御手段を設けたことを特
徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、特別な手段を用いることなくアクチュ
エータが故障したしたときの車両の走行安定性を確保す
ることができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明による車両の後輪操舵装置の一実施例を
、それが通用された自動車の前輪操舵機構とともに概略
的に示す図である。第１図において、左右の前輪２Ｌ、
２Ｒをステアリングホイール３による操舵に応して転舵
させる前輪操舵機構５が設けられており、この前輪操舵
機構５は、前輪２１７．２Ｒを回転自在に支持する一対
のナックル部材６と、これらナックル部材６のナックル
アーム６ａにそれぞれ−・端部が連結された一対のタイ
ロッド８と、一対のタイロッド８の他端部がその両端部
に連結されたラック軸９を有するランク・アン１′・ピ
ニオン方式のステアリングギア機構１０とから構成され
ている。

左ｌｊの後輪１２Ｌ、１２Ｒは、ディファレンシャルギ
ア装置１４を介してプロペラ軸１６の駆動力が伝達され
る車幅方向に延びる車軸部材２０の両端にそれぞれ回動
自在に取付けられている。

また、第１図においてその前方側が省略され、て示され
ている車体フレーム２２は、その後方側における左右の
所定位置に、第２図および第３図から明らかなように、
一対のシャンクル部材２６１１．２６Ｒが、車体フレー
ム２２に固着された軸２７によって上端部を回転可能に
取付けられており、また車体フレーム２２におけるシャ
ックル部材２６Ｌ、２６　Ｒが取付けられた位置より前
方の左右所定位置には、一対のシャックル部材２８　Ｌ
、２８Ｒが軸２９によって上端部を回転可能に取付けら
れている。シャンクル部材２６Ｌ、２６Ｒの下端部には
、リーフスプリング３０Ｌ、３０Ｒの後端部が取付けら
れ、シャックル部材２８Ｉ１．２８Ｒの中間部には、リ
ーフスプリング３ＯＬ、３０Ｒの前端部が取付けられ、
リーフスプリング３０Ｌ、３０Ｒは、シャックル部材２
６丁７．２６Ｒ２８Ｌ、２８Ｒによって車体の前後方向
に移動可能に支持されている６ リーフスプリング３０１７．３０Ｒの下方には、車軸部
材２０に固定された一対のブラケット２４が配戸されて
おり、リーフスプリング３０　Ｌ、３ＯＲの中間部には
、第３図から明らかなように、透孔３２が上下方向に形
成されている。そしてブラケット２４とリーフスプリン
グ３０　Ｌ、３０１’？とは、透孔３２に挿通されたボ
ルト３４およびすｙ　ｌ・３５によって締結されている
。また、リーフスプリング３０　Ｌ、３ＯＲの上面部に
おける、ナフト３５のその前後方向において挟む位置に
は、車軸部材２０およびリーフスプリング３０ｒ、、３
０Ｒが、後輪１２Ｌ、１２Ｈの上下振動によって車体フ
レーム２２に衝接するのを防正するための弾性部材３６
が固着されている。

車体フレーム２２におけるシャックル部材２８Ｌ、２８
Ｒが取付けられた位置より前方側の所定位置には、左右
一対の油圧シリンダ３８■１．３Ｂ＋？がブラケノ）　
３９　Ｌ、３９Ｒを介して取付けられており、これら油
圧シリンダ３８Ｌ、３８Ｒからそれぞれ延びるピストン
ロッド４０Ｌ、４０Ｒは、その端部がシャックル部ヰ４
２８Ｔ７．２８Ｒの下端部にそれぞれ取付けられている
。

したがって、ピストンロッド４０■７．４０Ｒが油圧シ
リンダ３８Ｌ、３８Ｒから突出する場合には、ンヤノク
ル部材２８　Ｌ、２８Ｒおよびシャックル部材２６■２
．２６Ｒは、それぞれ軸２９．２７を支軸として回動し
、これにより、リーフスプリング３０Ｌ、３ＯＲが車体
の後方側に移動する。

また、ピストンロッド４０Ｌ、４０Ｒが油圧シリンダ３
８Ｌ、３８Ｒ内に引き込まれる場合には、リーフスプリ
ング３０Ｉ４．３０Ｒが車体の前方側に移動する。

油圧ノリンダ３８　Ｌ、３８Ｒは、ピストンロッド４０
　Ｌ、４０Ｒに固定されたピストン４１よって仕切られ
る油圧室３８ａ、３８ｂをそれぞれ備えており、これら
油圧室３８ａ、３８ｂは、オイル通路４５を介して相互
に連通している。オイル通路４５には、制御ユニット５
０により制御されるオイルポンプ４６Ｌ、４６Ｒが設４
Ｊられている。

油圧シリンダ３８Ｌ、３８Ｒは、その一方の油圧シリン
ダ３８ｒ、の構成を示す第４図から明らかなように、一
方の油圧室３８ａに可動のストッパ５８を備え、また他
方の油圧室３８ｂ内に、ピストン４１をピストンロッド
４０　Ｌが油圧シリンダ３８Ｌ内に引込む方向に付勢す
るスプリング６゜を備えている。また油圧室３８ａ、３
８ｂは、制御ユニット５０により開閉制御される常閉型
電磁弁６１を途中に備えた油路６２を通してリザーバ６
３に連通している。

ストッパ５８は、油圧シリンダ３８Ｌの油圧室３８ａ側
の端壁に、ピストン４１の移動方向に摺動自在に取付け
られた円筒体６４と、この筒体６４の油圧室３８ａ内の
端部に固着された板体６５とよりなる。６６はストッパ
５日を駆動するモータで、モータ６６の両方向回転可能
な出力軸６６ａの先端にはウオームギア６７が形成され
ている。

このウオームギア６７には、円筒体６４内に挿入された
回動輪６８の一端部に設けられたウオーム・ホイール６
９が係合している。回動輪６８の円筒体６４内にある部
分にはウオームギア７０が形成され、また、円筒体６４
の内周面には、上記ウオームギア７０に多数のスチール
ボール７１を介して螺合するねし溝が形成されてボール
ナンド式（リサーキュレーティング・ボール式）ギア機
構を構成している。したがって、モータ６６が駆動され
ると、その出力軸６６ａの回転方向に応して、ストッパ
５８が摺動するようになっている。ストッパ５８は、通
常第４図に実線で示されている引込み位置にあるが、モ
ータ６６が駆動されると、第４図に１点鎖線で示される
位置まで移動して板体６５がピストン４１に当接した位
置で停止する。

このときＷ［開閉弁６１が開かれて油圧室３８ａ、３８
ｂ内の油圧が低下すると、ピストン４１は、スプリング
６０の付勢力によって板体６５に押しつけられ、その位
置で固定される。したがって、ピストン４１の固定に伴
い、ピストンロッド４０Ｌを介Ｌ７てピストン４１に連
結されているリーフスプリング３ＯＬが固定されるよう
になっている。

制御ユニット５０には、前輪転舵機構５に関連して配さ
れた、前輪２Ｌ、２Ｒの舵角θを検出する舵角センｇ５
２からの検出信号Ｓθと、前輪２Ｌ（または２Ｒ）の回
転数にもとづいて車速を検出する車速センサ５４からの
検出信号Ｓｖが供給される。そして、制御ユニット５０
は、検出信号ＳθおよびＳＶにもとづいて、油圧シリン
ダ３８　Ｌ、３８Ｒを作動させるべく、オイルポンプ４
６Ｌ。

４６Ｒに対する制御信号Ｓｆ、Ｓｒを出力する。

オイルポンプ４６Ｌ、４６Ｒは、例えば制ｍ信号Ｓ１．
Ｓｒが所定の高しヘルをとるとき、油圧シリンダ３８Ｌ
、３８Ｒのそれぞれの油圧室３８ａから油圧室３８ｂに
オイルを導入すべく作動し、また制御信号Ｓ７！、Ｓ「
が所定の低レベルをとるとき、油圧シリンダ３８Ｌ、３
８Ｒのそれぞれの油圧室３８ｂから油圧室３８ａにオイ
ルを導入すべく作動する。

このように構成された後輪操舵装置を備えた車両の走行
時において、制御ユニット５０は、車速センサ５４から
の検出信号ＳＶがあられす車速が所定個未満であるとき
、例えば、舵角センサ５２からの検出信号Ｓθが、車両
が左旋回の状態をあられす場合には、オイルポンプ４６
Ｌに所定の高しヘルをとる制御信号ＳＲを供給してこれ
を作動させるとともに、オイルポンプ４６Ｒに所定の低
レベルをとる制御信号３ｒを供給してこれを作動させる
。

したがって、油圧シリンダ３８１．における油圧室３８
ｂ内の圧力が高くなって、ピストンロッド４０Ｌは、第
１図に破線で示されている位置から油圧室３Ｂａ側に引
込まれるとともに、油圧シリンダ３８Ｒにおける油圧室
３８ａ内の圧力が高くなって、ピストンロッド４０Ｒは
、スプリング６の付勢力に抗して第１図に破線で示され
ている位置から油圧室３８ｂ側に突出する。このような
状態においては、シャックル部材２８Ｌ、２６Ｌが軸２
９．２７を支軸として車両の前方側に回動されることに
より、リーフスプリング３０　Ｌが車両の前方側に移動
し、また、シャックル部材２８Ｒ２６Ｒが軸２９．２７
を支軸として車両の後方側に回動されることにより、リ
ーフスプリング３ＯＲが車両の後方側に移動する。その
結果、ボルト３１を介してリーフスプリング３ＯＬ、３
０Ｒにより支持される車軸部材２０は、第１図の時計方
向に回動し、後輪１２　Ｌ、１２Ｒは前輪２Ｌ、２Ｒに
対して逆位相に転舵され、低速走行時におＣＪる旋回性
能が向上する。

また、制御ユニットは、前輪２Ｌ、２Ｒの舵角がゼロと
されて、車両が旋回走行の状態から直進走ｉｊの状態に
移行したことを舵角センサ５２からの検出信号があられ
す場合には、オイルポンプ４６　Ｌに低レベルをとる制
御信号ＳＲを供給する。

これにより、ピストンロッド４０　Ｌがスプリング６０
の付勢力に抗して油圧シリンダ３８■７から突出すると
ともに、ピストンロッド４０Ｒが油圧シリンダ３８Ｒ内
に引き込まれて、第１図に破線で示されている位置に戻
されて、後輪１２１．１２Ｒの転舵角はゼロとなる。

一方、制御ユニット５０は、車両の走行時において車速
センサ５４からの検出信号３ｖがあられず車速が所定値
以上であるとき、例えば、舵角センサ５２からの検出信
号Ｓθが、自動車が左側への車線変更を行う状態をあら
れす場合には、オイルポンプ４６Ｌに低レベルをとる制
御信号Ｓｌを供給してこれを作動させるとともに、オイ
ルポンプ４６Ｒに高しヘルをとる制御信号Ｓｒを供給し
てこれを作動させる。

したがって、油圧シリンダ３８Ｉ３における油圧室３８
ａ内の圧力が高くなって、ピストンロッド４０Ｉ７は、
第１図に破線で示されている位置からスプリング６０の
付勢力に抗して油圧室３８ｂ側に突出するとともに、油
圧シリンダ３８Ｒにおける油圧室３８ｂ内の圧力が高く
なって、ピストンロッド４０Ｒは、第１図に破線で示さ
れている位置から、油圧室３８ａ側に引き込まれる。こ
のような状態においては、第３図に１点鎖線で示されて
いるように、シャックル部材２８Ｌ、２６　Ｌが軸２９
．２７を支軸として車両の後方側に回動されることによ
り、リーフスプリング３０Ｌが車両の後方側に移動する
。また、ソヤソクル部材２８Ｒ２６Ｒが軸２９．２７を
支軸として車両の前方側に回動されることにより、リー
フスプリング３０Ｒが車両の前方側に移動する。その結
果、車軸部材２０は、第１図の反時計方向に回動し、後
輪１２Ｌ１２Ｒは前輪２　Ｌ〜２Ｒに対して同位相に転
舵され、高速走行時における走ｊテ安定性が向上する。

また、制御ユニット５０は、前輪２Ｌ、２Ｒの舵角がゼ
ロとされて、車両が車線変更の状態から直進走行の状態
に移行したことを舵角センサ５２からの検出信号Ｓθが
あられす場合には、オイルポンプ４６Ｌに高しヘルをと
る制御信号ＳＸを供給するとともに、オイルポンプ４６
Ｒに低レベルをとる制御信号Ｓｒを供給する。これによ
り、ピストンロッド４０Ｌが油圧シリンダ３８Ｌ内に引
き込まれるとともに、ピストンロッド４ＯＲがン由圧ノ
リンダ３８Ｒが突出し、第１図に破線で示されている位
置に戻されて、後輪１２Ｌ、１２Ｒの転舵角はゼロにな
る。

次に、走行中に例えば左側のリーフスプリング３０　Ｌ
を駆動する油圧シリンダ３８Ｌまたは油圧ポンプ４６Ｌ
に故障が発生した場合には、制御ユニソ）５０はこれを
感知して、油圧ンリンダ３８１に取付けられているスト
ッパ駆動用のモータ６６に駆動信号を供給する。これに
より、ストッパ５８は、その板体６５が油圧シリンダ３
８Ｌのピストン４１に当接する位置まで摺動してその位
置に停止する。これと同時に制御ユニット５０は、右側
の油圧シリンダ３８Ｒに取付けられているスト。

パ駆動用のモータ６６に駆動信号を供給し、油圧シリン
ダ３８Ｒにおけるストッパ５８の板体６５の位置が、左
側の油圧シリンダ３８１、におけるストッパ５８の板体
６５の位置に等しくなるまでストッパ５８を移動させ、
かつその位置に停止させる。これらの動作終了後、制御
ユニット５０は、常閉型電磁開閉弁６１に対して制御信
号Ｓｆを供給して、油路６２を開く。したがって、双方
の油圧シリンダ３８Ｌ、３８Ｒ内の油圧室３８ａ、３８
ｂが油路６２を通してリザーバ６３に連通して油「が急
激に低下するから、油圧シリンダ３８Ｌ、３８Ｒ内のピ
ストン４１はそれぞれスプリング６０によってスｌ−ツ
バ５８の牟反体６５に押しつけられた位置に係止され、
したがって、左右のリーフスプリング３０　Ｌ、３０Ｒ
は、第５図の右方に示す状態に固定され、後輪１２Ｌ、
１２Ｒは転舵角ゼロの状態に保持され、走行安定性が維
持される。

上述の実施例では、各油圧シリンダ３８Ｉ７．３８１？
に設４ノられているストッパ５８が、通常状態において
油圧室３８ａ側の端壁に当接した位置に保持されている
が、このストッパ５８を、その板体６５が常にピストン
４１に当接した状態にあるようにモータ６６を制御する
ことにより、アクチュエータ故障時のフェイルセーフ動
作の応答時間を短縮することができる。

なお、図示ならびに詳細な説明は省略するが、プロペラ
軸１Ｇには、このプロペラ軸１６の長さを変更すること
が可能なスプライン結合部が設４Ｊられており、故障発
生時におけるストッパ５８の作動に伴う車軸部材２０の
車体前後方向の移動を上記スプライン結合部で吸収する
ようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車両の後輪操舵装置の一実施例を
、それが適用された車両の前輪操舵装置とともに概略的
に示す全体構成図、第２図および第３図はその要部の斜
視図および側面図、第４図はスト、バを備えた油圧シリ
ンダをストッパの駆動機構とともに示す断面図、第５図
は本発明による装置の動作説明図である。 ２Ｌ、２Ｒ−前輪　　　１２Ｌ、１２Ｒ−後輪２０　車
軸部材　　　　２２　車体フレーム２６Ｌ、２６Ｒ，２
８１１，２８Ｒ シャックル部材 ３０　Ｌ、、３０Ｒリーフスプリング ３８Ｉ１．３８Ｒ油圧シリンダ ４６Ｌ、４６Ｒオイルポンプ ５０−制御コ、ニット　　５２−舵角センサ５４　車速
センサ　　　５８　ストッパ６０　スプリング ６１　常閉型電磁開閉弁 ６３　リザーバ　　　　６ロ一モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体フレームに回動可能に取付けられたシャックル部材
   により前後端部を支持されて車両の前後方向に移動可能
   に配置された左右一対のダブルシャックル式リーフスプ
   リングと、これら左右一対のリーフスプリングを互いに
   逆相関係をもって前後方向に移動させる左右一対のアク
   チュエータとを備えた車両の後輪操舵装置において、 上記左右一対のアクチュエータのうちの一方が故障した
   場合、その故障した側のリーフスプリングを故障時の位
   置に固定するとともに、正常な側のアクチュエータを駆
   動して、正常な側のリーフスプリングを後輪が非転舵状
   態になる位置に移動させ、かつその位置に固定する制御
   手段を設けたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。