JPH0438266A - 車両用自動操向装置 - 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、自動操向制御手段による制御のもとて自動操
向用駆動機構によって舵取機構の入力軸を回転させ、車
両を自動操向せしめる車両用自動操向装置に関する。

【従来技術】

従来、この種の装置として実開昭第６０−１１５１７４
号公報に開示されたものが知られている。 同装置によれば、自動操向用のコントローラニ接続され
たサーボモータの回転軸とステアリングシャフトとを歯
車からなる伝達機構を介して接続している。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、上述した従来の装置では自動操向制御系に異常
が発生して正しい方向と翼なる方向に操向しようとした
ときや、操向すべきときに操向しないときなどは、運転
者がサーボモータに打ち勝ってハンドル操作をしなけれ
ばならず、大きな操舵力を必要として操作性が悪化する
。 本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、
自動操向制御系に異常が生じたときには同自動操向制御
系を切り放すことにより、かかる異常時にも運転者によ
る操向操作の負担を増加させないようにすることが可能
な車両用自動操向装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、
ステアリングに連結された入力軸に入力される回転舵取
入力に応じて作動して油圧ポンプから吐出される圧油を
舵取リンク機構に設けられたパワーシリンダに給排制御
して同舵取リンク機構を駆動せしめる動力舵取機構と、
伝達機構を介して上記動力舵取機構の入力軸に連結され
て自動操向制御手段による制御のもとて同入力軸を必要
量だけ回転せしめる自動操向用駆動機構とを備えた車両
用自動操向装置において、上記伝達機構を、上記自動操
向用駆動機構と上記動力舵取機構の入力軸との間に所定
以上の反力が生じたときに当該自動操向用駆動機構と入
力軸との連結を解除する安全機構を備えてなるように構
成したことにある。

【発明の作用及び効果】

上記のように構成した本発明においては、正常時、上記
自動操向用駆動機構と上記動力舵取機構の入力軸とは上
記伝達機構によって連結されており、自動操向制御手段
による制御のもとて同入力軸は必要量だけ回転されて舵
取リンク機構を駆動せしめているが、自動操向制御系に
故障が生じて運転者によってステアリングから回転舵取
入力が与えられたときには上記自動操向用駆動機構と上
記動力舵取機構の入力軸との間に所定以上の反力が生じ
、安全機構が当該自動操向用駆動機構と入力軸との連結
を解除する。 このため、自動操向制御系に異常が生じたと運転者が判
断してステアリングを回転させて上記動力舵取機構の入
力軸を駆動しようとしたときには、上記自動操向用駆動
機構と上記動力舵取機構の入力軸との間に所定以上の反
力が生じ、安全機構によって当該自動操向用駆動機構と
入力軸との連結が解除され、以後は自動操向制御系が切
り放されて、運転者による舵取操作の負担が増加するの
を防止できる。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、第
２図は前輪に操舵機構を備えた車両に本発明に係る車両
用自動操向装置を適用した前輪操舵機構の全体を概略的
に示している。 この前輪操舵機構は軸方向に変位して左右前輪ＦＷＩ、
ＦＷ２を操舵するラックパー１１を有する。ラックパー
１１はピニオンギヤ１２と下側操舵軸１３ａと上側操舵
軸１３ｔ）とを介して操舵ハンドル１４に接続されると
共に、その両端に固定したラックエンド１５ａ、１５ｂ
に揺動可能に接続された左右タイロッド１６ａ、１６ｂ
と同タイロフト１６ａ、１６ｂに回動可能に接続された
左右ナックルアーム１７ａ、１７ｂを介して左右前輪Ｆ
ＷＩ、　　ＦＷ２を連結している。 下側操舵軸１８１１と上側操舵軸１．３ｂとの中間には
、箪１図に拡大して示す四方弁からなる制御バルブ１８
が組付けられている。同制御バルブ１８はギヤボックス
を兼ねたケース１８ｅ内にてアウタスリーブ１８ｆとイ
ンナスプール１８ｇと上側操舵軸の下端に構成されたト
ーンラン／＜一部１３ｂ３とを同心状に配設し、かつ、
トーシ日ン／イ一部１３ｂ３の下端を下側操舵軸１３ａ
にビン１０１によって接続するとともにアウタスリーブ
１８ｆをこの下側操舵軸１３ａに対してビン１０２で係
合せしめて構成され、インナスプール１８ｇとアウタス
リーブ１８ｆとの回転角偏差に応じて油圧ポンプ２１か
ら導管Ｐ１とボート１８ａｔ介して供給された作動油を
ボート１８ｂ（またはボート１８Ｃ）からパワーシリン
ダ２２の右油室２２ａ（または左油室２２ｂ）へ供給す
るとともに、同ンリンダ２２の左油室２２ｂ（または右
油室２２ａ）からの作動油をボート１８Ｃ（またはポー
１−１８ｂ）から導入してボート１８ｄより導管Ｐ２を
介してリザーバ２３へ排出する。 制御バルブ１８のアウタスリーブ１８ｆは下側操舵軸１
３ａにビン１０２で係合されているが、インナスプール
１８ｇは当該制御バルブ１８上端に設けられた伝達機構
１９を介してサーボモータ３０の駆動部３０ａに圧入さ
れたスリーブ３１に係合されている。なお、インナスプ
ール１８ｇが第１図中の矢印方向へ回転してアウタスリ
ーブ１８ｆとの相対角度がずれたときにポート１８ａと
ポート１８ｂとが連通するとともに、ポート１８ｄとポ
ート１８ｃとが連通し、インナスプール１８ｇが第１図
中の矢印方向と逆方向へ回転してアウタスリーブ１８ｆ
との相対角度がずれたときにポート１８ａとポート１８
ｃとが連通ずるとともに、ポート１８ｄとポート１８ｂ
とが連通ずる。 伝達機構１９においては、第３図に拡大して示すように
、筒状としたインナスプール１８ｇの上端内部に上側操
舵軸１３ｂの軸部１３ｂｌが回転可能に挿入されている
。ただし、同インナスプール１８ｇ上端側面には２つの
孔１８ｇ１，１８ｇ２が設けられるとともに同社１８ｇ
１．　１８ｇ２内にビン１８ｉ１．　１８１２が圧入さ
れ、当該インナスプール１８ｇの内面に突出したビン１
８１１．１８１２の先端が上側操舵軸１３ｂの軸部１３
ｂｌ側面に連通ずるよう設けられた貫通孔１３ｂ２に隙
間をもって嵌合しているため、実際にはインナスプール
１８ｇと上側操舵軸１３ｂとは係合されていない。 インナスプール１８ｇ上端が接続されるスリーブ３１に
は貫通孔３１ａが設けられ、同貫通孔３１ａは上部が円
筒状、下部が第３図に示す変形円筒状となっており、当
該貫通孔３１ａ内を上記インナスプール１８２ｇ上端が
回転可能に貫通している。ただし、この場合も、インナ
スプール１８ｇに圧入されたビン１８１１．１８１２の
後端が同変形円筒状とされた貫通孔３１ａの内壁に設け
られた凹部３１　ａ　１．　３１　ａ　２内に係合して
いるため、通常時はインナスプール１８ｇとスリーブ３
１は同期して回転する。 スリーブ３１が圧入されるサーボモータ３０は、外側ケ
ースにて車体側に固定され、自動操向制御部３２から出
力される制御信号に応じ、駆動部３０ａを介してスリー
ブ３１を所定量だけ正逆転方向に回転せしめる。 自動操向制御部３２は、所定の制御態様に応じてサーボ
モータ３０に制御信号を出力するものであり、予め定め
られたプログラムに従って操向制御したり、前方の車両
を追尾するように操向制御したり、あるいは路面内に設
置された信号発生器の指示に従って操向制御したりする
。 制御バルブ１８によって作動油が給排されるバワーンリ
ンダ２２は同作動油の給排に応じてう。 クバー１１を軸方向に駆動するものであり、運転者によ
るハンドル１４、あるいは自動操向制御部３２が制御す
るサーボモータ３０による左右前輪ＦＷＩ、　　ＦＷの
操舵を助勢する。 なお、油圧駆動系における導管Ｐ１とＰ２との間には切
換弁２４が設けられており、同切換弁２４は通常時に閉
となって導管ＰＩ、Ｐ２を遮断して油圧力による前輪操
舵を助勢せしめ、油圧駆動系の異常時に開となって導管
ＰＩ、Ｐ２間を連通せしめることにより、油圧ポンプ２
１に無理な負荷がかかるのを防止する。 次に、上記実施例の動作を説明する。 いま、運転者は図示しない自動操向制御スイッチをオン
にしているとする。 自動操向制御部３２が所定の制御態様に従って右へ操向
させる必要があると判断したとする。すると同自動操向
制御部３２はサーボモータ３０に制御信号を出力してス
リーブ３１を第１図の矢印方向へ回転せしめる。スリー
ブ３１が回転すると、同スリーブ内壁に設けられた凹部
３１ａｌ、３１１１２の位置も回転移動するため、当該
凹部３１ａ１．３ｉａ２に係合しているビン１８１１．
１８１２の後端には同じ方向へ回転せしめようとする力
と同ピン１８１１．　１８１２を回転軸中心方向に押し
込もうとする力が働く。 ビン１８１１．１８１２はインナスプール１８ｇに設け
られた孔１８ｇ＋、、　　１８ｇ２内に圧入されている
ため、所定以上の力が加わらない限り回転軸中心方向へ
は移動せず、このためスリーブ３１の内壁に設けられた
凹部３１　ａ　１．　３１　ａ　２の位置が回転移動す
ると同ピン１８１１．１８＋２も回転移動する。同ピン
１８１１．　１８１２の回転移動にともなって同ピン１
８１１．　１８１２が圧入されているインナスプール１
８ｇ上端も第１図の矢印方向へ回転することになるから
、インナスプール１８ｇとアウタスリーブ１８ｆとの相
対角度が変化してポート１８ａとポート１８ｂとが連通
するとともに、ボー）１ｇ（Ｉとポート１８ｃとが連通
する。 従って、油圧ポンプ２１から供給された高圧の作動油は
ポート１８ａよりポート１８ｂを経てパワーシリンダ２
２の右油室２２ｍへ供給されるため、パワーシリンダ２
２内のピストン２２ｃを第２図において左方向へ移動せ
しめ、同パワーシリンダ２２の左油室２２ｂ内の低圧作
動油はポート１８ｃよりポート１８ｄを経てリザーバ２
８へ排出される。パワーシリンダ２２内のピストン２２
Ｃが左方向へ移動すると、タイロフト１６ａ、１６ｂと
ナックルアーム１７ａ、１７ｂを介して左右前輪ＦＷＩ
、ＦＷ２は右方向へ転舵されるため、サーボモータ３０
による転舵は当該油圧機構によって助勢されたことにな
る。また、パワーシリンダ２２の移動にともなってビニ
オン１２は第１図にてインナスプール１８ｇと同じ方向
へ回転される。同ビニオン１２の回転によって当該ビニ
オン１２に固定された下側操舵軸１３ａも回転するから
、同下側操舵軸１３ａにビンで係合されたアウタスリー
ブ１８ｆも所定量だけ回転し、当該アウタスリーブ１８
ｆの回転がインナスプール１８ｇの回転に追いつ（まで
（相対角度差がな（なるまで）当該油圧機構による転舵
の助勢が行なわれる。 一方、自動操向制御部３２が所定の制御態様に従って左
へ操向させる必要があると判断したとする。同自動操向
制御部３２はサーボモータ３０に制御信号を出力してス
リーブ３１を第１図の矢印方向と逆方向へ回転せしめる
。スリーブ３１が第１図の矢印方向と逆方向へ回転する
と、ビン１８１１．１８ｉ２を介してインナスプール１
８ｇ上端は第１図に示す矢印方向と逆方向へ回転するこ
ととなり、ポート１８ａとポート１８ｃとが連通すると
ともに、ポート１８ｄとポート１８ｂとが連通する。 従うて、油圧ポンプ２１から供給された高圧の作動油は
ポート１８ａよりポートｆ８ｃを経てパワーシリンダ２
２の左油室２２ｂへ供給されるため、パワーシリンダ２
２内のピストン２２ｃを第２図において右方向へ移動せ
しめ、同パワーシリンダ２２の右油室２２８内の低圧作
動油はポート１８１）よりポート１８ｄを経てリザーバ
２３へ排出される。パワーシリンダ２２内のピストン２
２Ｃが右方向へ移動すると、タイロッド１６ａ、１６ｂ
とナックルアーム１７ａ、１７ｂを介して左右前輪ＦＷ
Ｉ、ＦＷ２は左方向へ転舵されるため、この場合もアウ
タスリーブ１８ｆの回転がインナスプール１８ｇの回転
に追いつくまでサーボモータ３０による操舵は当該油圧
機構によって助勢される。 これに対し、上記自動操向制御部３２に何らかの異常が
生じたとする。 この異常によってサーボモータ３０が全＜駆動力を生じ
なくなり、回動自在となったとする。 運転者が当該異常を察知してハンドル１４を回転操作す
ると、上側操舵軸１３ｔ）が同操作に応じて回転する。 上側操舵軸１３ｂの軸部１３ｂ１は筒状となったインナ
スプール１８ｇ上端内部に挿入されている。当該上側操
舵軸１，３ｂの下端１３ｂ１に設けられた貫通孔１３ｂ
２に対してインナスプール１８ｇ上端の孔１８　ｇ　１
．　１８　ｇ　２に圧入されたビン１８１１．　１８１
２の先端が係合している場合には、上側操舵軸１３ｂの
回転がインナスプール１８ｇ上端に伝達される。 この結果、サーボモータ３０によってスリーブ３１を回
転させた場合と同様にして油圧機構が作用し、運転者に
よる操舵が助勢される。 一方、上記自動操向制御部３２に何らかの異常が生じた
場合に、サーボモータ３０が固着してしまい、全く動か
なくなったとする。 運転者が異常を察知してハンドル１４を回転操作しよう
とすると、上側操舵軸１３ｂの回転にともなってビン１
８１１．　１８１２も回転移動しようとする。しかし、
ビン１８１１．　１８１２の後端はスリーブ３１の内壁
に設けられた凹部３１ａ１．３１ａ２に係合しており（
第４図参照）、同スリーブ３１は固着したモータ３０に
固定されているから、上側操舵軸１１ｂとスリーブ３１
との間に反力が生じ、ビン１８１１．　１８ｉ２の後端
は回転移動にともなって凹部３１　ｍ　１．　３１　ａ
　２により回転軸中心方向に押される力が生じる。 ビン１８１１．１８１２はインナスプール１８ｇに設け
られた孔１８ｇ１．　１８ｇ２内に圧入されて固定され
ているため、その固定力はさほど大きくなく、回転移動
にともなってビン１８１１゜１８１２を回転軸中心方向
に押す力が大きくなると、ビン１８１１．　１８１２は
同方向に移動し始める。さらに回転移動すると、ビン１
８１１．Ｌ８１２は凹部３　Ｌ　ａ　Ｌ、　　３１　ａ
　２から外れ、変形円筒状の内壁に摺接しながら徐々に
貫通孔１３ｂ２内部に移動していく（第６図参照）。こ
のとき、変形円筒状の内壁は上側操舵軸１３ｂの中心ま
での距離が徐々に近づいていく形状となっているため、
ビン１８１１．１８１２は少しづつ回転軸中心方向に移
動していく。そして、上側操舵軸１３ｂが９０″′回転
すると第６図に示すようにビン１８１１．１８１２の後
端はすっかりインナスプール１８ｇに設けられた孔１８
ｇ１．　１８ｇ２に納まってしまうため、それ以上回転
したとしても同後端はスリーブ３１と摺接すらしなくな
り、運転者はサーボモータ３０の固着から開放されてノ
ーンドル操作を行なうことができる。 なお、運転者が自動操向制御に頼らずに自らノ・ンドル
１４による操舵を行ないたいと思ったときや、自動操向
制御系に異常が生じたときは、図示しないスイッチによ
って切換弁２４を作動させて導管Ｐ１とＰ２とを連通せ
しめ、油圧による動力舵取機構を作動させないようにす
る。 上述した実施例では、安全機構としてビンが上側操舵軸
内の貫通孔に入っていく様に構成しているが、所定以上
の力が加わったときに同ビンが折れる様な構成とするこ
ともできる。このとき、折れたビンが引っかからないよ
うにすることはいうまでもない。 また、上述した実施例ではビンが貫通孔内に納まったと
きはもとに戻らないようになっているが、上記貫通孔内
にスプリングを設けてスリーブの内壁に押圧するような
構成とすることもできる。このときは、自動操向制御系
の異常が復帰すれば自動操向制御を続行できる。 その他、安全機構としては周知のドッグクラッチにおけ
る爪を本実施例のようなビンに置き換えた構成とするこ
となども可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における車両用自動操向装置の主要部を
示す断面図、第２図は本発明の車両用自動操向装置を適
用した前輪操舵機構の概略構成図、第３図は安全機構の
断面図、第４図〜第６図は安全機構の作動状態を示す断
面図である。 符　　号　　の　　説　　明 １１・・・ラブクバ−１２・・・ピニオン、１３ａ、１
３ｂ・・・操舵軸、１３ｂ２・・・貫通孔、１４・・・
ハンドル、１６ａ、１６ｂ・・・タイロッド、　１７ａ
、１７ｂ・・・ナックルアーム、　１８ｇ・・・インナ
スプール、１８ｇ１．　１８ｇ２・・・孔、　１８１１
．　１８ｉ２・・・ビン、２１・・・油圧ポンプ、２２
・・・パワーシリンダ、３０・・・サーボモータ、３１
・・・スリーブ、３１　ａ　１゜３１　ａ　２・・・凹
部、 ３２・・・自動操向制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステアリングに連結された入力軸に入力される回転舵取
   入力に応じて作動して油圧ポンプから吐出される圧油を
   舵取リンク機構に設けられたパワーシリンダに給排制御
   して同舵取リンク機構を駆動せしめる動力舵取機構と、
   伝達機構を介して上記動力舵取機構の入力軸に連結され
   て自動操向制御手段による制御のもとで同入力軸を必要
   量だけ回転せしめる自動操向用駆動機構とを備えた車両
   用自動操向装置において、 上記伝達機構は、上記自動操向用駆動機構と上記動力舵
   取機構の入力軸との間に所定以上の反力が生じたときに
   当該自動操向用駆動機構と入力軸との連結を解除する安
   全機構を備えてなる構成としたことを特徴とする車両用
   自動操向装置。