JPH0455169A - 車両後輪操舵装置の基準位置検出方法 - 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、車両後輪操舵装置の基準位置検出方法に関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、例えば特開平１−２７３７７２号公報に記載
されるように、前輪の舵角量を入力する入力シャフトと
、該入力シャフトからの入力を受け軸方向にストローク
することによって後輪を操舵する出力ロッド部材と、該
出力ロッド部材に連係されるとともに揺動可能に支承さ
れ、その揺動角度によって入力シャフトの回転による出
力ロッド部材のストローク変位量を制御するヨークアッ
センブリとを備える車両後輪操舵装置は知られている。

そのようなものにおいては、ヨークアッセンブリの揺動
角度によって、出力ロッド部材のストローク位置したが
って後輪の操舵制御量が変更されるようになっているの
で、後輪操舵を精度よく行うためには、ヨークアッセン
ブリの揺動の基準位置となる中立角度位置（零位相）、
すなわち入力シャフトを回転しても出力ロッド部材がス
トローク量しない位置を正確に定めておく必要がある。

従来は、ヨークアッセンブリを、おおよその１検討で中
立角度位置付近へ揺動し、それから入力シャフトを回動
しても出力ロッド部材かストローク量しない真の中立角
度位置（基準位置）を、行錯誤により検出していた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、そのようにしてヨークアッセンブリの中立角
度位置を試行錯誤により検出するようにすると、トライ
イング・エラーがあり、真の中立角度位置を検出するま
での時間が長くなり、ヨクアッセンブリの中立角度位置
の検出作業が面倒なものとなっているのが現状である。

本発明は、上述した如ぎ車両後輪操舵装置において、ヨ
ークアッセンブリの中立角度位置（零位相）を容易に検
出することかできる車両後輪操舵装置の基準位置検出方
法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前輪の舵角量を入力する入力シャフトと、該
入力シャフトからの入力を受け軸方向にストロークする
ことによって後輪を操舵する出力ロッド部材と、該出力
ロッド部材に連係され揺動可能に支承されているヨーク
アッセンブリとを備え、該ヨークアッセンブリの揺動角
度によって、入力シャフトの回転による出力ロッド部材
のストローク量か変更される車両後輪操舵装置を前提と
するもので、人カンヤフト及びヨークアッセンブリを任
意の角度位置にセットし、その状態で入力シャフトを挾
んで任意の角度回転させて、そのときの入力シャフトの
回転角度θと出力ロッド部材の移動量δ１を測定し、上
記出力ロッド部材の移動量δ１のストローク位置より出
力ロッド部材が移動量−δ１ストロークするだけヨーク
アッセンブリを中立角度位置を挾んで回転させ、入力シ
ャフトを一θ回転させて、出力ロッド部材の移動量δ２
を測定し、その状態から上記出力ロッド部材か、 δ２２／（δ１＋６２） 変位するだけヨークアッセンブリを回転させた角度位置
をヨークアッセンブリの中立角度位置とする構成とする
。

（作用） 入力シャフト及びヨークアッセンブリを任意の角度位置
にセラＩ・する。その状態で入力シャフトを挾んで任意
の角度回転させて、そのときの入力シャフトの回転角度
θと出力ロッド部材の移動量δ］が測定される。上記出
力ロッド部材の移動量δ１のストローク位置より出力ロ
ッド部材が移動量−６１ストロークするだけヨークアッ
センブリを中立角度位置を挾んで回転させ、入力シャフ
トを一〇回転させて、出力ロッド部材の移動量δ２を測
定し、その状態から上記出力ロッド部材を、δ２２／（
δ１＋６２） 変位するだけヨークアッセンブリを回転させた角度位置
をヨークアッセンブリの中立角度位置として検出する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

本発明の前提となる車両後輪操舵装置１は、第１図に概
略構成を示すように、転舵比可変手段１］と、パワース
テアリング手段１２と、後輪操舵軸１３と、変位伝達手
段１４と、油圧切換バルブ］５とを備えてなり、後輪操
舵装置１は、所定の転舵比特性にしたがってすなわち前
輪の舵角量に応じて後輪（図示せず）を転舵するととも
に転舵比を車速に応じて変化させるように構成されてい
る。

上記後輪操舵軸１３は、車幅方向に延設され両端部が左
右１対のタイロッド及びナックルアームを介して左右１
対の後輪に連結され、該後輪操舵軸１３の車幅方向のス
トローク変位により後輪が操舵されるようになっている
。

上記後輪操舵軸１３の車幅方向のストローク変位は、転
舵比可変手段１１とパワーステアリング手段１２とによ
って行われる。

上記転舵比可変手段１１は、後輪を操舵する際の転舵比
を変化させるものであり、前輪の舵角量（前輪舵角又は
ハンドル舵角）に応じ軸方向（車幅方向）にストローク
変位せしめられる出力ロッド部材１６を有する。

また、上記前輪の舵角量に対する出力ロッド部材１６の
ストローク変位量の比（転舵比に対応）は、後述するよ
うに、ステッピングモータ１７が揺動駆動するヨークア
ッセンブリ１８の揺動角度に応じて変化するように構成
されている。該ステッピングモータ１７の回転量は、車
速センサ（図示せず）から出力される車速信号に基づき
適宜制御され、かつそのステッピングモータ１７の実際
の回転量は転舵比センサ（図示せず）によって検出され
、その検出信号によってフィードバック制御される。

上記転舵比可変手段１１における出力ロッド部材１６の
ストローク変位量に応じて、油圧切換バルブ１５が切換
制御され、それによって油圧を利用して操舵力を発生さ
せるパワーステアリング手段１２により、後輪操舵軸１
３の変位が油圧アシストされる。

また、転舵比可変手段１１は、上記出力ロッド部材１６
、ステッピングモータ１７及びヨークアッセンブリ１８
（揺動軸部材２２、振子アーム２３、揺動ギヤ３１）の
ほかに、ベベルギヤ２１及び連結ロッド２４とを備えて
なり、これらの部材１６．１７，１８，２１．２４は、
第２図乃至第７図に詳細を示すように、ケーシング２５
に収容されている。

上記転舵比可変手段１１の出力ロッド部材１６は、その
軸線方向にストローク変位可能にケーシング２５に支持
されており、該軸線方向にストローク変位することによ
って、後述するように、変位伝達手段１４を介して後輪
操舵軸１３をその軸方向（車幅方向）に変位せしめ、こ
れにより該後輪操舵軸］３の両端部に連係された後輪を
操舵するようになっている。

上記ベベルギヤ２１は、出力ロッド部材１６のレバー２
８より出力ロッド部材１６側に、出力ロッド部材１６と
ともにかつ出力ロッド部材１６と同軸の軸線回りに回転
可能に、出力ロッド部材１６に円筒状の支持部材５２を
介して支持されている。ベベルギヤ２１と噛合し前輪の
舵角量を入力する入力シャフト２６の後端部のピニオン
２７が、ハンドル操舵により回転するのに伴って、ベベ
ルギヤ２１が上記軸線回りに回転するようになっている
。

上記揺動軸部材２２は、出力ロッド部材１６と同軸とな
る位置を取り得る軸線を有し、揺動ギヤ３１に対しては
固設されている。この揺動ギヤ３１は、ステッピングモ
ータ１７の駆動により回転するウオーム３２と噛合して
、揺動軸部材２２の軸線Ω１と交差する紙面に垂直な揺
動軸３１ａ（ｍ４図参照）の軸線回りに回動せしめられ
、この揺動ギヤ３１の回動により揺動軸部材２２も同時
に回動せしめられるようになっている。なお、揺動ギヤ
３１の揺動軸３１ａはカップリング部材５４を介してス
テッピングモータ１７のモータ軸１７ａに結合されてい
る（第６図参照）。

上記振子アーム２３は、揺動軸部材２２の軸線９１回り
に揺動可能に該揺動軸部材２２に連結されており、振子
アーム２３の軸線ｆＩ２が揺動軸部月２２の回動軸線と
揺動軸部材２２の軸線Ｎｌとの交点を通るように、揺動
軸部材２２への連結位置が定められている。

上記連結ロッド２４は、後輪操舵軸１３と同様に、出力
ロッド部材１６の軸線ρ３と平行な軸線を有しており、
上記出力ロッド部材１６、ベベルギヤ２１及び振丁−ア
ーム２３にそれぞれ連結され、出力ロッド部材１６とヨ
ークアッセンブリ１８とを連係している。出力ロッド部
材１６への連結は、出力ロッド部材１６の端部に固設さ
れたレバー２８に連結ロッド２４の中間部を分割結合す
ることによってなされ、ベベルギヤ２１への連結は、該
ベベルギヤ２］が取トｊけられる支持部祠５２の延長部
５２ａに形成された挿通孔に連結ロッド２４の一端部を
挿通させることによってなされ、振子７′−ム２３・＼
の連結は、連結ロッド２２の他端部に全方向回転可能に
設けられたボールジヨイント部材３３の挿通孔に振子ア
ーム２３を挿通させることによってなされる。

したか−）で、連結ロッド２４は、出力ロッド部材］６
に対しては固定されているが、ベベルギヤ２］に対して
軸線ρ４の方向に摺動ｉ１Ｊ能であり、振子アーム２３
に対して軸線Ω２の方向に摺動可能である。

上記振子アーム２３の軸線Ω２は、揺動輔部材２２の回
動により軸線ρ３の直交方向に対して傾き、この傾いた
方向に振子アーム２３が摺動することとなるが、この場
合においても軸線Ω２と軸線Ω４との挟角変化が吸収さ
れるので、振子アム２３から連結ロッド２４へ伝達され
る力のうち出力ロッド部材１６の軸線Ω３の直交方向の
成分は上記連結点において吸収され、該直交方向の相対
移動がｉ＋Ｊ能となる。

このように、転舵１し１Ｊ変手段］１における振子アー
ム２３（ヨークアッセンブリ１８）と連結ロッド２４と
の連結か、両省を軸線Ω３の直交方向に相対移動可能と
なるようにしてなされているので、振子アーム２３か回
動したときの該振子アム２３と連結ロッド２４と連結点
の軌跡は、軸線Ω３を中心とする所定半径の円筒の外周
面上の円軌跡または楕円軌跡となる。

以上のように、上記振子アーム２３と連結ロッド２４の
連結を、出力ロッド部材１６の軸線ｇ３に直交する方向
に相対移動可能となるように行うことにより、連結ロッ
ド２４の軸線Ω４と出力ロッド部材１６の軸線ρ３との
なす角度を一定にすることかでき、これにより出力ロッ
ド部材１６の変位に左右偏差が生ずるのを防止すること
ができる。

また、上記出力ロッド部材１６は、一端部が連結ロッド
２４にレバー２８を介して連結される出力ロッド３６の
他端部か、軸線Ω３の方向に変位可能に筒状のロッドカ
イト３５内に嵌合せしめられてなり、上記ロッドガイド
３５と出力ロッド３６との端部かケーシング２５に支承
されている。

上記ロッドガイド３５は、変位伝達手段１４の係合端部
Ａと係合する係合部３５ａ（第５図参照）を有する第１
筒部祠３５ｂと、該第１筒部材３５ｂに螺合した第２筒
部材３５ｃとを釘し、出力ロッド３６との間にバネ３７
が介装されている。

したがって、連結ロッド２４によって出力ロッド３６に
軸線ｇ３の方向の変位か伝達された場合、通常は出力ロ
ッド３６からバネ３７を介してロッドガイド３５に伝達
され、このロッドガイド３５から係合部３１５ａに係合
された変位伝達手段１４の係合端部Ａに伝達される。し
かしながら、変位伝達手段１４の係合端部Ａの動きが規
制され、それによって出力ロッド３６の変位時に、バネ
３７のバネ力以上の負荷がロッドガイド３５に作用した
場合には、該出力ロッド３６の変位はこのバネ３７の収
縮動作によって吸収され、ロッドガイド３５したがって
変位伝達手段１４には伝達されない。

また、上記油圧切換バルブ１５は、バルブハウジング４
］と、該バルブハウジング４１内に該バルブハウジング
４］に対して上記出力ロッド部材１６の軸線Ω３と平行
な軸線β５の方向に変位可能に収容されたバルブスプー
ル４２とを有する。

このバルブスプール４２は、以下に詳述する変位伝達手
段１４を介して出力ロッド部材１６及び後輪操舵軸］３
によって変位せしめられる。このバルブスプール４２の
変位によってパワーステアリング手段１２への油圧の供
給が制御される。

上記後輪操舵軸１３にはセンタリングバネ４５が設けら
れており、油圧切換バルブ１５やパワステアリング手段
１２における油圧が消失した場合やこの後輪操舵装置１
の機械系統に破損や故障が生じ、それによって上記油圧
系統をドレン開放してパワーステアリング手段１２のシ
リンダにおける油圧を消失させた場合に、このセンタリ
ングバネ４５のバネ力によって後輪操舵軸１３を中立位
置つまり後輪が操舵されず直進状態にある位置に位置決
めし、いわゆるフェイルセーフを図るように構成されて
いる。

上記パワーステアリング手段１２のシリンダは、油圧力
によって後輪操舵軸１３を車幅方向に変位させるもので
あり、ピストン４６か直接後輪操舵軸１３に設けられ、
このピストン４６の左右に左右の油室４４，４Ｂが形成
されている。

上記変位伝達手段１４は、出力ロッド部材１６（ロッド
ガイド３５）のほかに、バルブスプール４２と後輪操舵
軸１３と車体（支持サポート３８）とに係合し、上記出
力ロッド部材１６の変位によって上記バルブスプール４
２を所定の方向に変位させる方向に作動せしめられると
ともに、該バルブスプール４２の変位により生じる上記
後輪操舵軸１３の変位によって上記バルブスプール４２
を上記と反対の方向に変位させる方向に作動せしめられ
るように構成されてなるものである。

具体的には、変位伝達手段１４は、縦レバーと横レバー
とからなる十字レバー１４ａを有し、縦レバーの一端部
である係合端部Ａがロッドガイド３５の係合部３５ａに
、他端部である係合端部Ｂが後輪操舵軸１３に、また、
横レバーの一端部である係合端部Ｃが車体に取付固定さ
れた支持サポート３８に、他端である係合端部りが上記
バルブスプール４２にそれぞれ係合されている。上記係
合端部Ａ、　　Ｂ、　Ｄはそれぞれロッドガイド３５の
係合部３５ａ１後輪操舵軸１３及びバルブスプル４２に
対して軸線方向には移動不可能に、その他の方向には移
動可能にかつ回転可能に係合せしめられ、係合端部Ｃは
ボールジヨイント（図示せず）によって回転は可能にか
つ移動は不可能に係合されている。

したがって、バルブスプール４２及び後輪操舵軸１３が
ともに中立位置にある状態から出力ロッド部材１６が右
方向に変位したとすると、十字レバー１４ａの係合端部
Ａは出力ロッド部材１６とともに右方向に変位し、係合
端部Ａの変位時に後輪操舵軸１３にはタイヤ反力やセン
タリングバネ４５による反力が作用しているので、この
係合端部Ｂは軸方向に不動であり、かつ係合端部Ｃも支
持ザボー１−３８（１１ｊ体）に取付固定されて不動で
あるので、この十字レバー１４ａは係合端部Ｂと係合端
部Ｃとを結ぶ直線を中心として傾き、つまり十字レバー
１４ａはバルブスプール４２を所定方向である右方向に
変位させる方向に作動せしめられ、係合端部りによって
バルブスプール４２を右方向に変位させる。

このようにしてバルブスプール４２が中立位置から右方
向に変位すると、石油室４３の油圧は増大し、左油室４
４の油圧は減少し、パワーステアリング手段１２には後
輪操舵軸１３を左方向に押す油圧力が生じる。この後輪
操舵軸１３を左方向に押す油圧力は上記バルブスプール
４２の右方向の変位増大に応じて増大して、バランス位
置となる。

そして、上記バルブスプール４２が中立位置からバラン
ス位置まで所定量右方向に変位せしめられると、それに
よって生じるパワーステアリング手段１２の上記油圧力
が後輪操舵軸１３に作用する外力（センタリングバネ力
やタイヤ反力なと）とバランスして釣り合う。

その状態からバルブスプール４２がさらに右方向に変位
せしめられると、それによって上記パワーステアリング
手段１２に生じる油圧力は上記後輪操舵軸１３に作用す
る外力よりも大きくなり、後輪操舵軸１３は該油圧力に
よって左方向に変位せしめられる。

そして、後輪操舵軸１３が左方向に変位せしめられると
、十字レバー１４ａの係合端部Ｂはこの後輪操舵軸１３
とともに左方向に変位せしめられ、そのとき出力ロッド
部材１６にはハンドル操舵力や前輪のタイヤ反力などが
作用しているので、係合端部Ａは不動であり、また係合
端部Ｃも不動であるので、この十字レバー１４ａは係合
端部Ａと係合端部Ｃとを結ぶ直線を中心として傾き、バ
ランス位置に戻ったら後輪操舵軸］３の変位が停止する
。

この状態からさらに出力ロッド部材１６が右方向へ変位
してバルブスプール４２が右方向へ変位すると上記と同
様にして後輪操舵軸１３が左方向へ変位し、バルブスプ
ール４２かバランス位置に戻ったところ−Ｃ４−；−止
し、この作動を繰り返すことにより出力ロッド部材１６
の変位量に対応した量だけ後輪操舵軸１′３か変位し、
その変位量に応じて後輪が操舵されることになる。

」二記出カロッド部材１６が左方向に変位した場合には
十字レバー１４ａ１バルブスプール４２及び後輪操舵軸
１３の動きが上記の場合と逆になるたけであり、作動原
理は同様であるので説明は省略する。なお、このバルブ
スプール４２の動きは、前述した先行技術（特開平１−
２７３７７２号公報）のものと基本的に同一である。

上記転舵比可変手段１１による転舵比の変更制御は種々
の要因に基ついて行うことができ、また１つ その変更制御パターンも種々のものが考えられる。

本実施例では車速に基づき、低速領域においては後輪を
ハンドル操舵及び前輪に対して逆位相に転舵させて旋回
性の向上を図り、高速領域では同位相に転舵させて走行
安定性の向上を図るように制御される。なお、この場合
、バンドル操舵と前輪操舵とは常に同位相である。

続いて、上記後輪操舵装置］において、後輪の制御操舵
量の精度に影響するヨークアッセンブリ１８（具体的に
は揺動ギヤ３１）の中立位置検出方法について、第７図
乃至第９図に沿って説明する。なお、これは、支持サポ
ート３８が仮止めされ、ケーシング２５にはまだカバー
５３が取付けられていない状態で、しかも油圧が作用し
ていない状態で行われる。

まず、入力シャフト２６を中立角度位置でない任意の角
度位置に固定し、ヨークアッセンブリ］８を中立角度位
置でない任意の角度位置に固定する（第７図参照）。出
力ロッド部材１６の端部には変位計５１が適用され、出
力ロッド部材１６の移動量を検出できるようになってい
る。

それから、入力シャフト２６を中立角度位置を境に任意
の角度回転させ、そのときの入力シャフト２６の回転角
度θと出力ロッド部材１６の移動量δ１とを測定しく第
８図参照）、記憶する。

しかして、出力ロッド部材１６が移動量−δ１ストロー
ク変位するだけ、ヨークアッセンブリ１８を中立角度位
置を境に回転させる。

それから、入力シャフト２６を−θ回転させ、このとき
の出力ロッド部材１６の移動量δ２を記憶する。

出力ロッド部材１６か、−δ２２／（δ１＋６２）スト
ローク変位するだけ、ヨークアッセンブリ１８を回転さ
せる。ここで求められたヨークアッセンブリ１８の角度
位置か真の中立角度位置（零位相）である。

なお、上記式−６２′／（δ１＋δ２）によって、ヨー
クアッセンブリ］８の真の中立角度位置（零位相）が得
られる理由は次の通りである（第９図参照）。

２つのヨーク角φ、φ０における出力ロッド部材１６（
ロッドガイド３５）のストローク変位量はそれぞれ次の
ように表すことができる。

δＬ　＝Ａ　（ｔａｎφＱ＋ｊａｎ（φ−φ０）ｌ（１
）δ２　＝Ａ　（ｔａｎφｏ＋ｔａｎ（φ−φ０）ｌ（
２）式（１）、　（２１より、 δ１／δ２−Ａ／Ｂ　　　　　　　　　　　　（３）ま
た、δ２は次にようにも表すことができる。

δ２＝ＡｔａｎφＯ＋Ｂｔａｎφ０ 、’、ｔａｎφ０＝６２／（Ａ十Ｂ）　　　　　　　（
４）式（４）の両辺にＢを掛けると、 Ｂ　ｔａｎφ０＝δ２−Ｂ／　（Ａ＋Ｂ）＝６２　／　
（Ａ／Ｂ　＋１）　　　　　（５）式（３）を式（５）
に代入すると、 Ｂ　ｔａｎφ０＝δ２／（δ１／δ２＋１）＝δ２２／
（δ１＋６２） 上記ヨークアッセンブリ］８の中立角度位置が検出され
た後、支持サポート３８が変位可能に仮組付けされ、油
圧を作用させた状態で、支持サポート３８を変位させて
も後輪操舵軸１３が変位しない後輪操舵軸１３の中立位
置を検出し、その中立位置に後輪操舵軸１３を保持した
状態で支持サポート３８を木組（＝Ｊけし、機械系統と
油圧系統とでの中立のずれが支持サポート３８の組付は
位置を調整することで吸収され、後輪操舵装置１の中立
調整かなされる。

（発明の効果） 本発明は、上記のように、入力シャフト及びヨークアッ
センブリを任意の角度位置にセットし、その状態で入力
シャフトを中立角度位置を挾んで任意の角度回転させて
、そのときの入力シャフトの回転角度θと出力ロッド部
材の移動量δ１を測定し、上記出力ロッド部材の移動量
δ１のストロク位置より出カロッド部利が移動量−６１
ストロークするだけヨークアッセンブリを中立角度位置
を挾んで回転させ、入力シャフトを一θ回転させて出カ
ロッド部伺の移動量δ２を測定し、その状態から上記出
力ロッド部材か、 δ２２／（δ１＋６２） 変位するだけヨークアッセンブリを回転させた角変位置
をヨークアッセンブリの中立角度位置とするようにした
から、ヨークアッセンブリの基準位置である中立角度位
置（零位相）の検出を、試行錯誤によることなく、正確
にかつ容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は車両の後輪操舵
装置の概略構成図、第２図は転舵比可変手段の断面図、
第３図は第２図の■−■線における断面図、第４図は第
２図のＩＶ−ＩＶ線における断面図、第５図は第２図の
■−■線における断面図、第６図は第２図におけるＶｌ
−Ｖｌ線における断面図、第７図は及び第８図はそれぞ
れはヨークアッセンブリの中立角度位置の検出方法の説
明図、第９図はヨークアッセンブリの中立角度位置の検
出原理の説明図である。 １・・・・・・後輪操舵装置 １６・・・・・・出カロッド部材 １８・・・・・・ヨークアッセンブリ ２６・・・・・・入力シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪の舵角量を入力する入力シャフトと、該入力
   シャフトからの入力を受け軸方向にストロークすること
   によって後輪を操舵する出力ロッド部材と、該出力ロッ
   ド部材に連係され揺動可能に支承されているヨークアッ
   センブリとを備え、該ヨークアッセンブリの揺動角度に
   よって、入力シャフトの回転による出力ロッド部材のス
   トローク量が変更される車両後輪操舵装置において、 入力シャフト及びヨークアッセンブリを任意の角度位置
   にセットし、 その状態で入力シャフトを中立角度位置を挾んで任意の
   角度回転させて、そのときの入力シャフトの回転角度θ
   と出力ロッド部材の移動量δ１を測定し、 上記出力ロッド部＋Ａの移動量δ１のストローク位置よ
   り出力ロッド部材が移動量−δ１ストロークするだけヨ
   ークアッセンブリを中立角度位置を挾んで回転させ、 入力シャフトを−θ回転させて出力ロッド部材の移動量
   δ２を測定し、 その状態から上記出力ロッド部材が、 −δ２＾２／（δ１＋δ２） 変位するだけヨークアッセンブリを回転させた角度位置
   をヨークアッセンブリの中立角度位置とすることを特徴
   とする車両後輪操舵装置の基準位置検出方法。