JP2000326860A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動源等のトラブル時に操舵角を減少方向に
変化させて車両の走行安定性を確保できる車両の後輪操
舵装置を提供する。 【解決手段】 後車軸２８を支持するリーフスプリング
１４と、上部がリーフスプリング端部のシャックル１４
ａに回動可能に連結されると共に、下部が車体側のスプ
リングブラケット２１に連結部材２３により回動可能に
連結されたシャックルリンク１６と、連結部材２３にセ
クタシャフトが接続されたパワーステアリング装置とを
備え、シャックルリンク１６を所謂テンション型として
機能させて、シャックルリンク１６を常に直立状態に復
帰させる方向、つまり操舵角を減少させる方向に車重を
作用させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、後車軸をリーフス
プリングで支持するサスペンションに用いられる車両の
後輪操舵装置に関するものである。

【０００２】

【関連する背景技術】この種の車両の後輪操舵装置とし
て、例えば実開平４−２４８７２号公報に記載のもので
は、油圧シリンダにより後車軸を僅かに角度変化させる
ことにより、後輪操舵を行うように構成されている。詳
しくは、後車軸を支持する左右のリーフスプリングの前
側及び後側をそれぞれコンプレッション型のシャックル
リンクを介して車体のシャーシフレームに連結し、それ
らの前側のシャックルリンクにそれぞれ油圧シリンダを
連結している。左右の油圧シリンダを相互に逆方向に作
動させて、一方のシャックルリンクを前方に、他方のシ
ャックルリンクを後方に駆動すると、シャックルリンク
と共に左右のリーフスプリング全体が前方及び後方に移
動し、結果として後車軸が水平面内で僅かに角度変化し
て、後輪の操舵が行われるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した説明から明ら
かなように、シャーシフレーム、リーフスプリング、及
び前後のシャックルリンクは一種の４節リンクを構成
し、後車軸にて支持されたリーフスプリングに対してシ
ャーシフレームは前後のシャックルリンクを介して支持
される位置関係となる。従って、シャックルリンクには
ほぼ直立状態を境界として前後に揺動する方向に車重が
作用して、油圧シリンダにて所定角度に保持されている
に過ぎない。よって、サスペンションの構造として不安
定である上に、例えば油圧低下等のトラブルで油圧シリ
ンダの駆動力が低下したときには、操舵角が不用意に変
化してしまい車両の走行安定性の点で好ましくなかっ
た。

【０００４】本発明の目的は、安定したサスペンション
構造を実現すると共に、駆動源等のトラブル時に操舵角
を減少方向に変化させて車両の走行安定性を確保するこ
とができる車両の後輪操舵装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、後車軸を支持するリーフスプ
リングと、上部がリーフスプリング端部のシャックルに
回動可能に連結されると共に、下部が車体側のブラケッ
トに連結部材により回動可能に連結されたシャックルリ
ンクと、連結部材にセクタシャフトが接続されたパワー
ステアリング装置とを備えた。従って、パワーステアリ
ング装置のセクタシャフトにより連結部材が回転する
と、その連結部材を中心としてシャックルリンクの上部
側が揺動してリーフスプリングを前後に移動させ、その
結果、後車軸の角度が変更されて後輪操舵が行われる。
そして、シャックルリンクは所謂テンション型として機
能するため、車重はシャックルリンクに引張荷重として
加わって常に直立状態に復帰させる方向、つまり操舵角
を減少させる方向に作用する。

【０００６】又、請求項２の発明では、パワーステアリ
ング装置のインプットシャフトに接続されたサーボモー
タと、操舵角検出手段にて検出された前輪操舵角、及び
車速検出手段にて検出された車速に基づいてサーボモー
タを駆動制御する制御手段とを備えたため、前輪操舵角
と車速に基づくサーボモータの回転に応じて、パワース
テアリング装置により後輪操舵が行われる。

【０００７】更に、請求項３の発明では、ブラケットに
シャックルリンクの揺動角を規制するストッパ部を設け
たため、万一シャックルリンクの自己復帰作用を越える
外乱が操舵角の増加方向に作用した場合であっても、過
大な操舵角が規制される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をトラック車両の後
輪操舵装置に具体化した実施形態を説明する。図１は後
輪操舵装置を示す平面図、図２は後輪操舵装置を示す左
側面図であって、これらの図に示すように、シャーシフ
レーム１０は、左右のサイドフレーム１１と、それらの
サイドフレーム１１を連結する複数のクロスメンバ１２
とから構成されている。左右のサイドフレーム１１の両
側にはそれぞれリーフスプリング１３，１４が配設され
ており、右側のリーフスプリング１３の前部シャックル
１３ａはアイ１５によりスプリングブラケット５０を介
してサイドフレーム１１に連結されている。

【０００９】又、図２に示すように、左側のリーフスプ
リング１４の前部シャックル１４ａはテンション型のシ
ャックルリンク１６及びスプリングブラケット２１を介
してサイドフレーム１１に連結されており、後述するよ
うに、このシャックルリンク１６の角度を変更すること
で後輪操舵を行うようになっている。一方、左右のリー
フスプリング１３，１４の後部シャックル１３ｂ，１４
ｂはコンプレッション型のシャックルリンク１７及びス
プリングブラケット５０を介してサイドフレーム１１に
連結されており、シャックルリンク１７は上端を中心と
して揺動することでリーフスプリング１３，１４の撓み
に伴う前後長の変化を許容する。

【００１０】次に、上記したシャックルリンク１６の角
度調整の機構を図２、及び図２のIII−III線断面図であ
る図３に従って説明する。シャックルリンク１６の上部
は二股状に形成されて、その間に配設されたリーフスプ
リング１４の前部シャックル１４ａに対してピン２０に
より回動可能に連結されている。左側のサイドフレーム
１１の外側面にはスプリングブラケット２１がボルト２
２にて固定され、シャックルリンク１６の下部はスプリ
ングブラケット２１の上方に開口するシャックル保持部
２１ａ内に位置している。シャックルリンク１６の下部
にはスプライン孔１６ａが、シャックル保持部２１ａの
左右両側部には軸受孔２１ｂが、それぞれ車幅方向に沿
って同軸上に貫設され、これらのスプライン孔１６ａ及
び軸受孔２１ｂ内には、連結部材としてのアウタシャフ
ト２３が挿入されている。

【００１１】アウタシャフト２３の両端は軸受孔２１ｂ
により回動可能に支持され、両軸受孔２１ｂ間において
アウタシャフト２３の外周に形成されたスプライン２３
ａはスプライン孔１６ａに係合して、アウタシャフト２
３に対するシャックルリンク１６の回動を規制してい
る。従って、軸受孔２１ｂに支持されてアウタシャフト
２３が回動すると、シャックルリンク１６は下部のアウ
タシャフト２３を中心として上部側を揺動させ、それに
伴って左側のリーフスプリング１４全体が後側のシャッ
クルリンク１７を揺動させながら前後に移動する。アウ
タシャフト２３の先端側（図３の左方）には後輪操舵角
センサ２４が取り付けられ、この後輪操舵角センサ２４
はアウタシャフト２３の回転角度を検出するようになっ
ている。

【００１２】左右のリーフスプリング１３，１４の下面
は、Ｕボルト２５及びリテーナ２６を介して後車軸２８
に連結されている。後輪操舵時においてＵボルト２５が
微小に捻り変形することにより、リーフスプリング１
３，１４に対する後車軸２８の角度変化がある程度許容
されている。そして、前記のようにアウタシャフト２３
の回動に伴って左側のリーフスプリング１４全体が前後
に移動すると、図１に示すように後車軸２８は、右側の
リーフスプリング１３との結合箇所を中心として水平面
内において前後に角度変更し、その結果、後輪２８ａの
操舵が行われる。

【００１３】図３に示すように、前記スプリングブラケ
ット２１には、シャックルリンク１６の前後両側と対応
する一対のストッパ部２１ｃが形成され、これらのスト
ッパ部２１ｃは、後輪２８ａの操舵角が０のときにシャ
ックルリンク１６の前後両側に対して間隔Ｓだけ離間す
るように位置設定されている。従って、後輪操舵に伴っ
て前方又は後方に揺動したシャックルリンク１６が何れ
かのストッパ部２１ｃに当接すると、それ以上のシャッ
クルリンク１６の揺動が規制され、後輪２８ａの操舵角
は中立位置を中心として図２に角度α（本実施形態で
は、０．５〜１°程度に設定）で示す範囲内に規制され
る。

【００１４】左側のサイドフレーム１１の内側面には、
制御弁等を内蔵したインテグラル式のパワーステアリン
グ装置（以下、パワステ装置と略す）３０が図示しない
ボルトにて固定されている。このパワステ装置３０は、
例えば車両の前輪操舵に用いられる一般的なものを流用
しており、周知のようにインプットシャフトへの入力回
転に応じて、セクタシャフトを油圧を利用して倍力して
回転させるように構成されている。

【００１５】図３に示すように、パワステ装置３０はセ
クタシャフト３１を左方に突出させる姿勢で固定されて
おり、そのセクタシャフト３１に形成されたスプライン
３１ａは、前記アウタシャフト２３の基端に形成された
スプライン孔２３ｂ内に挿入されて相対回動不能に係合
している。又、図１に示すように、パワステ装置３０の
インプットシャフト３２はサイドフレーム１１に沿って
前方に突出し、サイドフレーム１１に固定されたサーボ
モータ３３に連結されて回転駆動されるようになってい
る。

【００１６】一方、図３中の油圧ポンプ３４は、前輪操
舵用のパワステ装置に作用油を供給するためのものであ
り、上記した後輪操舵用のパワステ装置３０はこの油圧
ポンプ３４に接続されて、前輪側と同様に油圧ポンプ３
４からの作動油により倍力作用を奏する。一方、車室内
には図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マッ
プ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵ
ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ
等を備えた制御手段としてのＥＣＵ（電子制御ユニッ
ト）４１が設置されており、後輪操舵の制御を行う。Ｅ
ＣＵ４１の入力側には、前記した後輪操舵角センサ２４
の他に、前輪側の操舵角を検出する前輪操舵角センサ４
２、及び車速を検出する車速センサ４３が接続されてい
る。又、ＥＣＵ４１の出力側には前記したサーボモータ
３３が接続されている。

【００１７】次に、以上のように構成された後輪操舵装
置の作用を説明する。ＥＣＵ４１の記憶装置には、車速
センサ４３にて検出された車速、及び前輪操舵角センサ
４２にて検出された前輪操舵角から最適な後輪操舵角を
決定するための制御マップが記憶されており、車両の走
行中において、ＥＣＵ４１はマップに従って後輪２８ａ
の目標操舵角（具体的には、サーボモータ３３の回転角
度）を順次決定する。尚、本実施形態では主に高速走行
時の安定性の向上を目的として、後輪２８ａを前輪の操
舵方向に操舵する所謂同相制御を実施するが、車種によ
っては逆方向に操舵する逆相制御を加えてもよい。

【００１８】そして、決定した操舵角を実現すべく、Ｅ
ＣＵ４１はサーボモータ３３を駆動制御してパワステ装
置３０のインプットシャフト３２を所定角度に操作す
る。このときの角度変化に応じて油圧にて倍力されてセ
クタシャフト３１が回転駆動され、アウタシャフト２３
の回転に伴ってシャックルリンク１６が揺動して左側の
リーフスプリング１４全体が前後に移動される。その結
果、右側のリーフスプリング１３との結合箇所を中心と
して後車軸２８の角度が変化し、後輪２８ａの操舵角が
変更される。

【００１９】又、ＥＣＵ４１は後輪操舵角センサ２４の
検出値に基づいて、実際の後輪操舵角がマップから求め
た目標操舵角と一致するようにフィードバック制御を実
行する。よって、制動時等の外乱が後輪２８ａを介して
左側のリーフスプリング１４に及んだ場合でも、所期の
操舵角が確実に保持される。そして、本実施形態の後輪
操舵装置では、上記のようにシャックルリンク１６がテ
ンション型として構成されていることから、トラックの
車重は、図２に矢印Ａで示す上方への引張荷重としてシ
ャックルリンク１６に加わり、シャックルリンク１６を
常に直立状態に復帰させる方向に作用する。従って、サ
スペンションの構造として安定している上に、例えば油
圧低下等のトラブルでパワステ装置３０の駆動力が低下
した場合であっても、シャックルリンク１６の自己復帰
作用によって操舵角は減少方向に変化して中立位置に復
帰するだけ、換言すれば、後輪操舵しない通常の車両と
同じ状態となるだけであり、車両の走行安定性は何ら損
なわれない。

【００２０】特に本実施形態では、機構の簡略化を目的
として左側のリーフスプリング１４のみを駆動する左右
非対称の構成としたため、上記したトラブル発生時に制
動力等の外乱が及んだときには、左側のリーフスプリン
グ１４のみが移動して操舵角の増加に直結してしまう。
つまり、左右対称の構成と比較して根本的に外乱により
操舵角を増加させ易い素性を有するのであるが、このよ
うな外乱に対してもシャックルリンク１６の自己復帰作
用は有効であり、左側のリーフスプリング１４の移動を
抑制して意図しない操舵角の増加を防止できる。よっ
て、左右非対称の構成によるデメリットを解消した上
で、機構を簡略化できるというメリットを活かし、その
製造コストの低減を達成することができる。

【００２１】一方、ストッパ部２１ｃにより操舵角を後
輪操舵に必要な角度αの範囲内に規制するため、万一シ
ャックルリンク１６の自己復帰作用を越える外乱が操舵
角の増加方向に作用した場合であっても、操舵角は角度
αで規制されて過大な操舵角による不具合、例えば車両
の走行特性の急変等の事態を未然に防止することができ
る。

【００２２】以上で実施例の説明を終えるが、本発明の
態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば、
上記実施形態ではトラック用の後輪操舵装置に具体化し
たが、後車軸をリーフスプリングで支持する車両であれ
ば、種々の車両に適用可能である。又、上記実施形態で
は、機構の簡略化を目的として左側のリーフスプリング
１４のみを駆動する左右非対称の構成としたが、左右の
リーフスプリング１３，１４を共に駆動する左右対称の
構成としてもよい。尚、この場合には左右のリーフスプ
リング１３，１４を逆方向に駆動すれば、後車軸２８の
角度を任意に変更可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の車両の後
輪操舵装置によれば、シャックルリンクをテンション型
として機能させて、シャックルリンクを常に直立状態に
復帰させるように車重を作用させるため、パワーステア
リング装置等のトラブル時に操舵角を減少方向に変化さ
せて、車両の走行安定性を確実に確保することができ
る。

【００２４】又、請求項２の車両の後輪操舵装置によれ
ば、前輪操舵角と車速に基づいて的確に後輪操舵を実施
することができる。更に、請求項３の車両の後輪操舵装
置によれば、ストッパにて操舵角を規制するため、過大
な操舵角による不具合を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】後輪操舵装置を示す平面図である。

【図２】後輪操舵装置を示す左側面図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である

【符号の説明】

１４ リーフスプリング １４ａ 前部シャックル １６ テンション型シャックルリンク ２１ ブラケット ２１ｃ ストッパ部 ２３ アウタシャフト（連結部材） ２８ 後車軸 ３０ パワステ装置 ３１ セクタシャフト ３２ インプットシャフト ３３ サーボモータ ４１ ＥＣＵ（制御手段） ４２ 前輪操舵角センサ ４３ 車速センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｆターム(参考） 3D001 AA12 AA14 BA56 CA03 DA01 DA17 EA16 EA22 EA42 EB09 ED02 3D032 CC01 CC46 CC48 DA02 DA06 DA23 DC08 DD01 DD17 EA06 EB01 EB04 EC22 FF03 GG02 3D034 CA10 CC02 CC08 CD04 CD13 CE03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の後車軸を支持するリーフスプリン
   グと、 上部が前記リーフスプリング端部のシャックルに回動可
   能に連結されると共に、下部が車体側に固定されたブラ
   ケットに連結部材により回動可能に連結され、該連結部
   材を中心として上部側を揺動可能なシャックルリンク
   と、 前記連結部材にセクタシャフトが接続されたパワーステ
   アリング装置とを備えたことを特徴とする車両の後輪操
   舵装置。
2. 【請求項２】 前記パワーステアリング装置のインプッ
   トシャフトに接続されたサーボモータと、 車両の前輪操舵角を検出する操舵角検出手段と、 前記車両の走行速度を検出する車速検出手段と、 前記操舵角検出手段にて検出された前輪操舵角、及び前
   記車速検出手段にて検出された車速に基づいて前記サー
   ボモータを駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
3. 【請求項３】 前記ブラケットに前記シャックルリンク
   の揺動角を規制するストッパ部を設けたことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載の車両の後輪操舵装置。