(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態および前輪の操舵状態に関連して作動する電動モーターの駆動力で減速機を介して連結するピニオンシャフトを回転させ、この回転力によって移動するロッドの両端に連係した後輪を操舵する後輪操舵装置において、電動モーターとして、ロッドを左右に大ストローク移動させる際に用いる大舵角用モーターと、小ストローク移動させる際に用いる小舵角用モーターとを減速機を共用して直列に設け、小舵角用モーターには第１ストローク規制装置を接続し、小舵角用モーターと減速機との間に電磁クラッチを設けるとともに、上記ロッドに形成した規制溝にストッパーピンを出入させてロッドのストローク量を規制する第２ストローク規制装置を備え、第１ストローク規制装置により規制されるストローク範囲を第２ストローク規制装置によるものよりも小さくした後輪操舵装置。
【請求項２】
ステアリングの回転角度があらかじめ設定した基準値を越えた場合にオンまたはオフするスイッチと、このスイッチと、電磁クラッチ、大舵角用モーターおよび第２ストローク規制装置との間に電磁クラッチ、ストッパーピンの出入機構を駆動する駆動回路を設け、上記駆動回路が上記スイッチが出力する信号によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の後輪操舵装置。
【請求項３】
第１ストローク規制装置が、小舵角用モーターの駆動軸と同軸のシャフトに形成したネジ部に螺合し、回転を規制し軸方向のみに移動可能にしたストッパー部材と、ストッパー部材の移動ストロークを規制するケースストッパー面と、ストッパー部材の位置を検出する位置センサとからなり、電磁クラッチが切れた状態の時には、ストッパー部材を中立位置に復帰させる機構を備えるとともに、第２ストローク規制装置は、ロッドに形成した一対の規制溝と、この溝に出入される一対のストッパーピンを備え、大ストローク移動時にはロッドの移動方向に応じてどちらか一方のストッパーピンを対応する溝から退出させる機構を備えた請求項１又は２に記載の後輪操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、四輪操舵車における後輪が前輪の操舵角に応じて操舵し、必要以上に転舵されないようにした後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両が高速で走行し、かつ、前輪が小舵角操舵であるのにもかかわらず、誤動作等により、後輪が大舵角操舵されると車両の尻振り等を起こさないよう、後輪の操舵角を制限する後輪操舵制限装置があった。
この種のものとして、実開昭６１−３１９７２号に記載された装置が従来から知られている。
この従来の装置は、両端を後輪に連係した支持ロッドにラックを形成し、このラックに、減速機の出力軸に設けたピニオンをかみ合わせるとともに、この減速機を電動モータに連係している。
そして、上記減速機にストッパーピンを用いた舵角規制装置を設けている。すなわち、減速機の減速ギヤに円弧状の長孔を形成するとともに、この長孔に対して出入するストッパーピンを設けている。
このストッパーピンは、上記スプリングに抗して長孔に突入したとき、後輪の舵角を長孔の範囲内に規制し、小舵角モードとなる。また、ストッパーピンがこの長孔から抜けたときに規制が解除され、大舵角モードとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにした従来の装置では、ストッパーピンが長孔から抜けて、その規制が解除される大舵角モードとなるが、本来、小舵角モードであるべき時に、電気的誤動作や、機械的故障によってストッパーピンが抜けてしまったような場合には、全く規制が効かない状態となってしまう。
この発明の目的は、小舵角モードで後輪が転舵されるべきときには、常に小舵角モードの範囲内での規制が働き、センサーやコントローラ等の誤作動が発生しても、後輪が大舵角操舵とならないようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、車両の走行状態および前輪の操舵状態に関連して作動する電動モーターの駆動力で減速機を介して連結するピニオンシャフトを回転させ、この回転力によって移動するロッドの両端に連係した後輪を操舵する後輪操舵装置において、電動モーターとして、ロッドを左右に大ストローク移動させる際に用いる大舵角用モーターと、小ストローク移動させる際に用いる小舵角用モーターとを減速機を共用して直列に設け、小舵角用モーターには第１ストローク規制装置を接続し、小舵角用モーターと減速機との間に電磁クラッチを設けるとともに、上記ロッドに形成した規制溝にストッパーピンを出入させてロッドのストローク量を規制する第２ストローク規制装置を備え、第１ストローク規制装置により規制されるストローク範囲を第２ストローク規制装置によるものよりも小さくしたものである。
第２の発明は、第１の発明を前提とし、ステアリングの回転角度があらかじめ設定した基準値を越えた場合にオンまたはオフするスイッチと、このスイッチと、電磁クラッチ、および第２ストローク規制装置用ストッパーピンの出入機構を駆動する駆動回路を設け、上記駆動回路が上記スイッチが出力する信号によって制御されることを特徴とする。
第３の発明は、上記発明を前提とし、第１ストローク規制装置が、小舵角用モーターの駆動軸と同軸のシャフトに形成したネジ部に螺合し、回転を規制し軸方向のみに移動可能にしたストッパー部材と、ストッパー部材の移動ストロークを規制するケースストッパー面と、ストッパー部材の位置検出センサとからなり、電磁クラッチが切れた状態の時には、ストッパー部材を中立位置に復帰させる機構を備えるとともに、第２ストローク規制装置は、ロッドに形成した一対の規制溝と、この溝に出入される一対のストッパーピンを備え、大ストローク移動時にはロッドの移動方向に応じてどちらか一方のストッパーピンを対応する溝から退出させる機構を備えたものである。
【０００５】
【作用】
小舵角操舵時と大舵角操舵時には、それぞれ別の電動モーターを用いて、後輪操舵を行う。小舵角用モーターには、第１ストローク規制装置が設置されていて、この第１規制装置は、小舵角用モーターを使用するときには、いつでも作動する。そして、小舵角用モーター側の電磁クラッチを連結状態とすることにより、小舵角用モーターの駆動力をロッドに伝達して、後輪を操舵する。この際、大舵角用モーターはフリー回転状態なので、小舵角用モーターの駆動によって回転する。
一方、大舵角操舵時には、小舵角用モーター及び第１ストローク規制装置と、減速機との間の連結を電磁クラッチによって、切り離すので、大舵角用モーターが、第１ストローク規制装置の規制を受けないで、後輪を操舵することができる。
しかし、ロッドに設置した第２ストローク規制装置は、一方のピンを溝に挿入しているため、モーターの暴走等の故障時に、このストッパーピンが機械的ストッパーとなる。
ステアリングに接続したスイッチにより、前輪の操舵角が小舵角である時には、電磁クラッチを連結状態とするので、第１ストローク規制装置が作動する。
ストローク規制装置内のストッパー部材は、小舵角用モーターが駆動するとシャフト上を軸方向に移動し、ケースストッパー面に突き当たったときが、小舵角操舵のフルストローク時である。
また、小舵角用モーターを切り離したときには、ストッパー部材を中立位置に復帰させる。
【０００６】
【実施例】
図１〜図４に示す第１実施例は、車両の走行状態、つまり車速や、前輪ｆの操舵角に応じて、後輪ｒを操舵する後輪アクチュエータ２７と、この後輪アクチュエータ２７を駆動する駆動回路２９と、後輪ｒの操舵情報をフィードバックしながら電動モーター７、１２を制御するコントローラＣと、バッテリー２６とを備えている。図中、３９、４０はストッパーピン位置センサである。
駆動回路２９は、電源回路１９と、電磁クラッチ８を作動する電磁クラッチドライバ２０と、ソレノイドドライバ３７、３８とを備えている。
後輪アクチュエータ２７の主要部は、図２に示すように、小舵角用モーター７→第１ストローク規制装置３１→電磁クラッチ８→減速機６→大舵角モーター１２が直列に連結され、減速機６のピニオンシャフト５が、ロッド２に形成したラック４と噛み合っている。
また、第１ストローク規制装置３１は、小舵角用モーター７の回転軸と同軸のシャフト１に形成したネジ部１０にねじ合わせたストッパー部材９と両側のケースストッパー面３０とからなり、ストッパー部材９はシャフト１の回りに回転しないようにガイド棒３５が設けられている。このため、シャフト１が回転すると、ストッパー部材９は軸方向に移動し、ケースストッパー面３０に衝突すると、この回転を止める。
【０００７】
第２ストローク制御装置３２は、図４に示すように、ロッド２に形成した制御溝４１、４２と、ストッパーピン３３、３４と、これらのピン３３、３４を移動させるソレノイド３５、３６と、ストッパーピン位置センサ３９、４０とで構成されている。
図４は、一対のストッパーピン３３、３４が両方とも制御溝４１、４２に挿入された状態であり、この時のストッパーピン３３、３４は、制御溝４１、４２に対して、偏った位置である。低速大舵角操舵時にロッド２が逆相に移動するためには、その移動方向に応じて、どちらか一方のストッパーピン３３または３４が、制御溝より抜けている必要がある。
【０００８】
次に本装置の動作を説明する。
まず、前輪を操舵するためにハンドルを回転させると、その回転角度に応じて、前輪アクチュエータ２８に接続したカム板１６が回転する。このカム板１６は、ステアリングの回転角度が大の時、回転方向によって、スイッチ１７または、スイッチ１８をオンする。このカム板１６とスイッチ１７、１８によって、大舵角操舵であるか否かが、また、ハンドル方向検出回路２２によってハンドルの操舵方向の検出ができる。
ステアリングの回転角度が設定値を越える低速大舵角操舵、右操舵の場合は、ロッド１３は左に移動し、前輪ｆは右切りとなる。このとき、ピニオン１５はロッド１３に形成したラック１４により左回転し、カム板１６によりスイッチ１７をオン状態となり、電磁クラッチドライバ２０はオフ、ソレノイドドライバ３８がオンとなる。
【０００９】
クラッチドライバ２０がオフとなると、電磁クラッチ８が切れて、小舵角用モーター７と第１ストローク規制装置３１は、減速機６から切り離されるので、大舵角用モーター１２が、コントローラＣの信号により回転する。この回転力は、減速機６→ピニオンシャフト５→ラック４と伝達され、ロッド２は右に移動し逆相の低速大舵角制御が可能になる。
ソレノイドドライバ３８がオンとなると、ソレノイド３６によりストッパーピン３３が制御溝４２より退出するので、ロッド２の右方向移動の妨げとはならないが、ストッパーピン３３が制御溝４１に挿入されているので、機械的ストッパーとなる。
左切りの場合は、ロッド１３は右に移動し、カム板１６がスイッチ１８をオンするが、他の動きは同様である。ロッド２は左に移動し、ストッパーピン３４が機械的ストッパーの役目を果たしながら、後輪ｒを操舵する。
【００１０】
小舵角操舵時は、ハンドルが左右どちらに回転しても、カム板１６がスイッチ１７、１８をオンすることが無く、両スイッチ１７、１８ともにオフ状態である。そのため、クラッチドライバ２０の電源はオンとなり、電磁クラッチ８は接続状態となる。また、ソレノイドドライバ３７、３８は両方共にオフとなり、ストッパーピン３３、３４は制御溝４１、４２に挿入状態でとなる。
コントローラＣにより、モータードライバ２１は電源オフとなる。大舵角用モーター１２は、電源が切れてフリー状態となる。また、モータードライバ２５に駆動信号が入力されると、小舵角用モーター７はコントローラＣのプログラム通りに、ロッド２を移動する。コントローラＣは、車速センサ３、前輪操舵角センサ２３、後輪操舵角センサ２４の信号に応じて、小舵角用モーター７を制御する。
この時、第１ストローク規制装置３１内のストッパー部材９は、両ケースストッパー面３０の間隔を限度として、軸方向に移動する。つまり、電磁クラッチ８が接続されている状態であれば、何が起こっても、ロッド２のストロークは第１ストローク規制装置３１で、規制される量（通常は非常に小さい）を越えないので、誤って、後輪が大舵角操舵されることはない。
【００１１】
また、第１ストローク規制装置３１が、機能しないようなことが起こったとしても、第２ストローク規制装置３２のストッパーピン３３、３４が制御溝４１、４２に挿入されているので、異常な大舵角操舵となることはない。
ストッパー部材９は、図３に示す位置センサ１１によってその位置を確認し、クラッチドライバ２０がオフの時には、いつでも中立位置つまり、左右のケースストッパー面３０に突き当たるまでの距離が等しくなる位置を確保している。位置センサ１１は、ストッパ部材９の位置を測定し、コントローラーＣに信号を送るものであれば、どのような方式のものでもかまわない。本実施例では、ストッパ部材９に傾斜面を形成し、この面に位置センサ１１の退出自在の先端を接触させることによって位置を測定している。
ストッパ部材１１が中立位置から移動していた場合には、コントローラＣにより、モータードライバ２５をオンし、小舵角用モーター７を駆動してストッパ部材９を中立位置まで移動させる。
【００１２】
図５、図６に示す第２実施例は、第２ストローク規制装置３２以外は、第１実施例と同様のものである。
第１実施例のソレノイド３５、３６を防水ソレノイド４３、４４に変更したので、ストッパーピン３３、３４の部分にカバーが不要で、小型化できる。
なお、第１、第２実施例とも、電磁クラッチ８と、大舵角モーター１２を駆動する駆動回路２９をコントローラＣの外部に設けたので、他の回路での故障の影響を受け難い。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、小舵角操舵時に使用するモーターと大舵角操舵時用モーターとを分け、小舵角用モーター駆動時には、常に後輪を連結したロッドのストローク規制が行われる機構を２重に設けたため、高速小舵角制御時に、大舵角操舵されることがない。
また、低速大舵角操舵時にも、機械的にストローク規制する機構を設けたので、さらに安全である。
電磁クラッチと、ソレノイドを駆動する駆動回路をコントローラの外部に設けたので、他の回路での故障の影響を受け難い。
さらに、小舵角操舵時の規制用のストッパ部材が、中立位置を確保する機構を備えているため、規制されるストローク範囲が正確である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の後輪アクチュエータの断面図である。
【図３】図２の一部を矢印Ａ方向から見た図である。
【図４】第１実施例の第２ストローク規制装置部分の断面図である。
【図５】第２実施例の後輪アクチュエータの断面図である。
【図６】第２実施例の第２ストローク規制装置部分の断面図である。
【符号の説明】
ｆ    前輪
ｒ    後輪
２    ロッド
５    ピニオンシャフト
６    減速機
７    小舵角用モーター
８    電磁クラッチ
９    ストッパー部材
１０  ネジ部
１１  位置センサ
１２  大舵角用モーター
１７  スイッチ
１８  スイッチ
２９  駆動回路
３０  ケースストッパー面
３１  第１ストローク規制装置
３２  第２ストローク規制装置
３３  ストッパーピン
３４    ストッパーピン
３５  ソレノイド
３６  ソレノイド
４１  制御溝
４２  制御溝
４３  ソレノイド
４４  ソレノイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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