JP2696538B2 - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、前輪の操舵に応じて後輪を操舵するよう
にした車両の後輪操舵装置に関する。

（従来の技術） 位相反転ができる車両の後輪操舵装置には、従来、特
開昭59−186773号公報，特開昭62−191272号公報に開示
されているようなものがある。

これらは、いずれも電子制御される単一の後輪操舵手
段の出力で、後輪操舵機構を制御して、操舵開始の際に
後輪を位相させ、続いて、その位相を反転して定常状態
に戻すようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、単一の後輪操舵手段の出力で位相の反転を
行うものは、制御は複雑なものとなる。しかも、特開昭
59−186773号公報によると、操舵初期の設定時間経過後
に後輪の位相を反転しているが、回頭性と収束性の両立
を考えると、こうした設定時間の設定は難しい。

また特開昭62−191272号公報によると、回頭動作時と
回頭収束時を検知して位相反転を行うようにしている
が、これではステアリングホイルを切り戻したときに位
相が反転するために、車両の挙動が急激に変化する。こ
のため、フィーリングが悪く、乗員に違和感を与えてし
まう。

しかも、いずれも全てが電子制御であるために、ノイ
ズ，電波障害などの影響を受けるおそれがあり、信頼性
に乏しい。

この発明はこのような事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、簡単な制御で、車体の挙
動が急激に変化せずに、後輪の位相反転制御を行うこと
ができる信頼性の高い車両の後輪操舵装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明の後輪操舵装置
は、操舵される前輪をパワーステ圧でアシストするパワ
ーステアリングのパワーステ圧に応じて前輪と同方向に
後輪を操舵する油圧を発生させる同相操舵油圧発生手段
と、パワーステ圧の変動率に応じて前輪とは逆方向に後
輪を操舵する油圧を発生させる逆相操舵油圧発生手段
と、同位相用のシリンダ室と逆位相用のシリンダ室とを
有して構成され、両シリンダ室に入力される油圧によ
り、後輪を前輪と同・逆方向に駆動するパワーシリンダ
と、同相油圧発生手段の油圧を同相用のシリンダ室に導
くとともに、逆相油圧発生手段の油圧を逆相用のシリン
ダ室に導く流路とを有し、同相用のシリンダ室と逆相用
のシリンダ室とに加わる合成油圧により後輪を操舵させ
ることにある。

（作用） この発明の後輪操舵装置によると、例えば車両の走行
中、ステアリングホイールを操舵すると、ステアリング
ホイールの切り増しに伴い、逆相油圧発生手段から後輪
を逆方向に操舵させる油圧が発生して、パワーシリンダ
の逆位相用のシリンダ室に加わっていく。この油圧が、
パワーシリンダにおいて同位相用のシリンダ室に加わっ
ているパワーステ圧に応じた油圧の一部を打ち消し、後
輪を位相、すなわち前輪とは逆方向に操舵する。この瞬
間に車体の向きが変わり、回頭性を生み出す。ついで、
つぎの瞬間、ステアリングホイールが運転者で固定され
る状態へ進み、パワーステ圧の変動がなくなると、逆相
油圧発生手段からの油圧発生がなくなり、パワーシリン
ダは同位相用のシリンダ室に加らう油圧だけとなり、後
輪を反転させて定常状態の同相状態に戻していく（収
束）。

こうしたパワーステ圧の変動率に応じた逆相用の油圧
と、パワーステ圧に応じた同相用の油圧とをパワーシリ
ンダで合成させることにより、油圧の打ち消しを利用し
て、簡単な制御で、車体の挙動を急激に変化させずに、
効率の良い後輪の位相反転が行える。

しかも、同相用の油圧と逆相用の油圧とは、同じパワ
ーステ圧にもとづいて発生されるから、例えば路面μの
変化や走行条件の変化に対しても、制御誤差は生じにく
い。

そのうえ、油圧式なので、ノイズ，電波障害などに対
する信頼性も高い。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第14図に示す第１の実
施例にもとづいて説明する。第１図は車両の四輪操舵装
置を示し、1aおよび1bは左右の前輪である。前輪1a,1b
は、車体８図示しない）に対して水平方向に揺動可能に
支持されたナックル2a,2bに回転自在に支持されてい
る。またナックル2a,2bは、タイロッド3a,3bを介して例
えばラック４およびピニオン５を組合わせてなる車速感
応型のパワーステアリング６に連結されている。すなわ
ち、パワーステアリング６は、ラック4,ピニオン5,ロー
タリバルブ7,トーションバー８を有してなるステアリン
グギヤアッセンブリ９に、ロータリバルブ７につながる
ステアリング用のパワーシリンダ装置10（パワーシリン
ダ11内にラック４につながるピストン12を設けてなるも
の）と、ロータリバルブ７に油圧を供給するエンジン駆
動のオイルポンプ13（パワーステ用）とが組合わせられ
ている。そして、パワーシリンダ装置10のピストン12の
両側のピストンロッド12a,12bが、上記タイロッド3a,3b
に連結されている。

またステアリングギアアッセンブリ９の入力部とな
る、ピニオン５につながるロータリバルブ７のバルブイ
ンプットシャフト7aおよびトーションバー８には、後述
する進相機構14,中間ジョイント15,コラムシャフト16を
介してステアリングホイール17が連結されている。これ
により、ステアリングホイール17を操作すれば、ラック
４をステアリングホイール17と同方向に駆動する。そし
て、それと同時にピストン12の両側に構成された左室1
8,右室19にロータリバルブ７を通じてオイルポンプ13で
発生した油圧が供給され、ステアリングホイール17の操
舵力をアシストできるようにしている。なお、オイルポ
ンプ13にはエンジン20の回転数が、ある領域から上昇す
るにしたがって吐出流量が低下する特性のポンプが用い
られている。

ここで、上記進相機構14について説明すれば、進相機
構14は第５図ないし第７図に詳図するようにステアリン
グギヤアッセンブリ９に、二組の遊星歯車機構21,22お
よびコントロールバルブ23を設けて構成されている。

詳しくは、37はステアリングギヤアッセンブリ９のケ
ース9aの上端部に設置されたケース、37aはそのケース3
7の上部開口を閉塞するねじ式のキャップである。これ
らケース37およびキャップ37aは、それらを貫通するボ
ルト35およびボルト端と螺合するナット36でケース9aに
固定されていて、進相機構14のボディを構成している。
そして、このケース37内の上方側には、インプットシャ
フト24がバルブインプットシャフト7aと同軸をなして回
転自在に設けられている。なお、24aはインプットシャ
フト24を回転自在に支持する軸受である。インプットシ
ャフト24の下部外周には、サンギア25が一体に設けられ
ている。このサンギア25の周囲には、ケース37側に支持
されたリングギア26が設けられている。そして、このリ
ングギア26とサンギヤ25との間に、双方のギアと噛合う
四組のプラネタリギヤ27が設けられ、一段目の遊星歯車
機構21を構成している。このキャップ37aから突出した
インプットシャフト24の上部に、上記中間ジョイント15
が連結される。

またバルブインプットシャフト24の端部はケース9aの
上端開口から上方に突出している。そして、このケース
37内に入るバルブインプットシャフト24の端部外周に
は、一段目の遊星歯車21と同じ諸元のサンギア28が一体
に設けられている。またこのサンギヤ28の周囲となるケ
ース37内には、一段目と同じ諸元のリングギヤ29が設け
られている。そして、このリングギヤ29とサンギヤ28と
の間に、シャフト30を介して一段目のプラネタリギヤ27
と同軸につながる回転自在な四組のプラネタリギヤ31が
設けられ、二段目の遊星歯車機構22を構成している。な
お、プラネタリギヤ27とプラネタリギヤ31は、シャフト
30を保持するホルダー32,シャフト端に設けたギヤ規制
用のホルダー33により、バルブインプットシャフト24の
軸心を中心として周方向に移動できるように支持されて
いるものである。

そして、キャップ37aには軸受24aの上下方向の動きを
規制するアジャスタ38が設けられ、遊星歯車機構21,22
を所定にステアリングギアアッセンブリ９に組付けてい
る。なお、39はシール部材、40はアジャスタ38の緩み止
めのナット、41はリングギア26,29の上下方向の動きを
規制するためのスペーサである。

またバルブインプットシャフト7aの先端部は、インプ
ットシャフト24の軸端に設けた凹部43に挿入されてい
る。そして、このバルブインプットシャフト7aの挿入端
に上記トーションバー８の端部がピン44で結合され、リ
ングギア26,29を固定した状態でステアリングホイール1
7の操作すると、そのステアリングホイール17の操舵角
を一段目および二段目の遊星歯車機構21,22を通じ、同
じ比でロータリバルブ７およびトーションバー８に伝達
できるようにしている。但し、バルブインプットシャフ
ト7aの挿入端と凹部43との間には、周方向のガタ付きを
防ぐためのメタルブッシュ45が介装してある。

なお、一段目の遊星歯車機構21にはステアリングホイ
ール17から必要以上のトルクが入らないようにした安全
装置46が設けられている。具体的には、安全装置46はリ
ングギア26の外周面に凹部47を設ける。またケース37側
に、上記凹部47と凹凸嵌合するピン部品38,該ピン部品4
8を嵌合方向に付勢するスプリング49およびアダプタ部
品50で構成されたセットスクリューを設ける。そして、
これにてリングギア26の回転方向の動きを凹凸嵌合で規
制する構造にして、ステアリングホイール17からプリロ
ードを越える過剰な操舵力がリングギア29に入ると、凹
凸嵌合の解除からリングギア26を回転できるようにし
て、遊星歯車機構21,22を過剰なトルクから守るように
している。なお、図示はしていないが嵌挿状態となるイ
ンプットシャフト端とバルブインプットシャフト端とに
は、段付部の嵌合で構成されるストッパ部が設けられて
いて、上記リングギア26が有る量回転すると、両者が当
接してステアリングホイール17からの操舵力をインプッ
トシャフト24からバルブインプットシャフト16に直接伝
達するようにしている。

こうした遊星歯車機構21,22を組付けたケース37に上
記コントロールバルブ23が組付けられている。

すなわち、コントロールバルブ23について説明すれ
ば、51はリングギア29と隣接したケース部分に、遊星歯
車機構22の中心とは直角な方向に沿って一体に設けられ
た細長の弁本体である。弁本体51内には、リングギア29
の軸心とは直角な方向に沿って略筒状の弁室52が形成さ
れている。そして、弁室52内にスプール53が配設されて
いる。スプール53は、一端が弁室52の端部に装着したプ
ラグ54でスライド自在に支持され、他端が弁室52のもう
一方の端部にアダプタ55を介して装着したプラグ56でス
ライド自在に支持されている。そして、スプール53の各
軸端面をプラグ54,56の孔部54a,56aに臨ませている。ま
たアダプタ55の内部には、ばね室55aが形成されてい
る。そして、このばね室55a内に、スプール53の端部外
周の小径部53aに摺動自在に嵌挿したワッシャー56aと小
径部53aの端部に固定したスナップリング57との間に掛
け渡したスプリング58が収容され、スプリング58でスプ
ール53を位置決めるようにしている。なお、59はプラグ
54,56およびアダプタ56の緩み止めのナットである。

またスプール53の外周には、該スプール53の軸部を移
動自在に貫通して板状のレバー60が設けられている。レ
バー60は、リングギア29の軸線と直角に交差する線上に
配置されている。そして、レバー60のリングギヤ29側の
端に形成された円弧部が、弁本体部分ならびにケース部
分に形成された通孔61を通ってリングギア29の外周面に
形成された溝部62に係合されている。またレバー60の残
る狭幅側の端に形成された円弧部は、当該端部を覆うよ
うに弁室52に装着されたアダプタ63の内底面に設けたプ
レート64の溝部65に回動可能に係合されていて、レバー
全体をプレート64側の端を支点としてスプール53の軸線
沿いに回動できるようにしている。なお、66はアダプタ
63の緩み止めナット、67はプレート64とアダプタ63の内
底面との間に介装された波形のワッシャーである。

このレバー60を挟んで、プラグ54側のスプール部分の
外周にカラー68が摺動自在に嵌挿され、またプラグ56側
のスプール部分の外周にスリーブ69が摺動自在に嵌挿さ
れている。カラー68およびスリーブ69は、それら外側の
端部とプラグ54,アダプタ55との間に設けたスプリング7
0a,70bの弾性力（プリロード）によって、レバー60の両
側に押し付けられ、スプール53上にレバー60を含めた三
つの部品を位置決めるようにしている。そして、このス
リーブ69で覆われたスプール53の外周面に、環状の溝部
で構成される二つの流入側の室71,72が並設されてい
る。またこれに対してスリーブ69の内周面には、室71,7
2の境界部分に位置して、溝部で構成される三つの流出
側の室73〜75が設けられている。そして、室71は、スプ
ール53の内部に設けた通路76を介して、カラー68とプラ
グ54との間に形成されたばね室を兼ねる受圧室77に連通
している。さらに室72は、同様にスプール53の内部に設
けた通路78を介して、スリーブ69とアダプタ55との間に
形成された、ばね室を兼ねる受圧室79に連通している。
そして、流出側のうち中央の室74は、弁本体51に設けた
ポート80を介して上記オイルポンプ13の吐出部に接続さ
れる。また残る室73,75は、弁本体51に設けたポート81
を介して上記ステアリングギヤアッセンブリ９のロータ
リバルブ７の入口ポート（図示しない）に接続され、オ
イルポンプ13で発生する油圧を利用してリングギヤ29を
所定の位置に保持させたり、入力された操舵角を切り増
しさせたりすることができる追従型サーボ弁（スプール
バルブ）を構成している。すなわち、受圧室77,79には
通路76,78を通じてオイルポンプ13の油が流入する構造
なので、二段目のリングギア29からの操舵反力によりス
リーブ69が変位すると、室71,72と室73〜75との開閉か
ら、変位した受圧室側に多くの油が流入ると同時に、残
る受圧室側から油が多く流出して、リングギア29を元の
状態に復帰させるべく、変位したスリーブ69を元の位置
へ戻すようにしている。またプラグ54およびプラグ56か
らスプール53を変位させる力が加わると、先程のスリー
ブ69はスプール53の変位に追従して動き、レバー60を回
動させてリングギア29を切り増し側に回転させるように
なっている（ステアリングギヤ比可変）。

一方、82a,82bは左右の後輪である。後輪82a,82bは、
トーコントロール機能付きダブルウイッシュボーン式の
後輪サスペンションに支持されている。すなわち、後輪
サスペンションは、クロスメンバ83に、アッパーアーム
84およびロアアーム85で構成される上下一対のラテラル
アームを設けるとともに、トーコントロールアーム86と
トレーリングアーム87を中間関節88で連結してなるアー
ムを連結する。そして、アーム端に、図示しない車輪支
持体を介して、後輪82a,82bを支持させた構造となって
いる。中間関節88は、回転軸線を略鉛直方向に定めたピ
ンなどの枢支軸89から構成されていて、中間関節点の変
位にしたがって後輪82a,82bの操舵が可能な構造になっ
ている。

そして、クロスメンバ83に、この後輪サスペンション
の左右の枢支軸89,89を結ぶように二連式のリアパワー
シリンダ90が設けられている。すなわち、リアパワーシ
リンダ90は、中央に大径なシリンダ室91を形成し、両側
に一対の小径なシリンダ室92a,92bを形成したシリンダ9
4内に、中央にシリンダ室91に応じた径のピストン部95a
を有し、両側にシリンダ室92a,92bに応じた径のピスト
ン部95bを有してなるピストン95を摺動自在に設ける。
またそれぞれ両側のピストン端にピストンロッド96a,96
bを連結して構成される。そして、ピストン部95aで区画
されるシリンダ室91の断面積が大な部分に、同相用の出
力を受ける左室97a,右室97bを構成している。また室97
a,97bと並ぶシリンダ室92a,92bの断面積が小な空間にて
位相用の出力を受けるようにしている。このシリンダ94
が、軸心方向を左右方向に定めてクロスメンバ83に固定
されている。そして、左側のピストンロッド96aが左側
の中間関節38の枢支軸39に連結され、また右側のピスト
ンロッド96bが右側の中間関節38の枢支軸39に連結さ
れ、ピストン95の移動から後輪82a,82bを操舵できるよ
うにしている。

そして、このリアパワーシリンダ90の左室97a,右室97
bが同相用のコントロールバルブ98に油流路99を介して
接続され、リアパワーシリンダ90のシリンダ室92a,92b
が位相用のコントロールバルブ100に油流路101a,101bを
介して接続されている。

同相用のコントロールバルブ98には、第２図に示すよ
うなスプールバルブが用いられている。具体的には、ス
プールバルブは、シリンダ状のケース102内に、両端が
一対のスプリング220で付勢されたスプール221を設け
る。このスプール221の外周には、環状の溝部222,223が
二つ並設されている。また溝部222,223の空間に臨むケ
ース102の周壁両側には、溝部間の凸部分を中心として
対称にそれぞれリザーブ側ポート224a,224b、ポンプ側
ポート225a,225bが設けられ、さらに溝部222,223の空間
に臨むケース102の周壁中央には、それぞれアクチェー
タ側ポート226,227が設けられている。そして、ケース1
02の両端にはスプール端に制御圧を与えるためのパイロ
ットポート228,229が設けられた構造となっている。そ
して、アクチェータ側ポート226,227が油流路99に接続
される。

この同相用のコントロールバルブ98のパイロットポー
ト228,229に、それぞれ上記パワーステアリング６の各
左室18,右室19が油流路103を介し接続され、パワステー
圧が発生すると、中立状態のスプール221が変位してリ
ザーブ側ポート224a,224bとポンプ側ポート225a,225bと
の切換えを行なうようにしている。そして、コントロー
ルバルブ100の各ポンプ側ポート225a,225bには、デファ
レンシャルギヤ104で駆動され車速に応じた油圧（車速
大：油圧増）を発生するオイルポンプ105が接続されて
いる。これにより、車速とスプール221の移動量に応じ
た油圧をリアパワーシリンダ90の操舵方向の左室97aあ
るいは右室97bに供給できるようにしている。つまり、
前輪1a,1bのパワーステ圧に応じて該前輪1a,1bと同方向
に後輪82,82bを操舵できるようになっている（同相操舵
油圧発生手段）。なお、各リザープ側ポート224a,224b
はパワーステリング６のリターンを受けているリザーブ
タンク106に接続される。

また位相用のコントロールバルブ100には、スプール
バルブ式の四ポート絞り切換弁が用いられている。そし
て、この切換弁の概略的な構造が第３図および第４図に
示されている。但し、第４図は切換弁の概念図を示して
いる。

切換弁について説明すれば、107は両側にパイロット
圧用のポート108,109をもつシリンダ状のケース、110は
このケース107内に設けたスプールである。そして、ス
プール110の両端部はケース内面に形成された軸受部111
で摺動自在に支持され、スプール全体をケース107の軸
心方向沿いにスライドできるようにしている。またスプ
ール端とケース端との間には、それぞれ一対のスプリン
グ112,113が介装され、スプール110を位置決めている。
このスプリング112,113を収容する軸受部外側のばね室
は、上記ポート108,109に連通している。そして、これ
らポート108,109は分岐路132を介して上記油流路103の
中途部に接続され、制御圧となるパワーステ圧をスプー
ル端に与えるようにしている。

また軸受部111で挟まれたケース107の内腔部分は大径
となっている。そして、この大空間部に露出するスプー
ル部分の中央に、内腔部分に対応した外径のスリーブ11
4が摺動自在に設けられている。このスリーブ114の両端
は、スプール110に固定された一対のスプリング115,116
によって付勢されていて、スリーブ全体をスプール110
上に位置決めている。そして、スリーブ端に形成された
各空間に、ばね室を兼ねる受圧室117,118を構成してい
る。

スリーブ114で覆われたスプール110の外周面には、環
状の溝部で構成された二つの室119,120が並設されてい
る。またスリーブ114の内周面には、室119,120の環境部
分に位置して、環状の溝部で構成される三つの室121〜1
23が設けられている。そのうちの室119,120は、それぞ
れスリーブ114およびケース内周面に形成された通路空
間124,125を通じ、ケース外周に穿設したアクチェータ
用のポート126,127に連通している。そして、ポート12
6,127が油流路101a,101bに接続される。また室122は、
通路空間128を介してケース107に設けた油供給用のポー
ト129に連通している。そして、このポート129は、油供
給路130を介して、上記オイルポンプ13と共にエンジン2
0で駆動される定流量型のオイルポンプ131の吐出部に接
続されている。具体的には、オイルポンプ131の流量特
性は第８図に示されるような吐出流量を有していて、ポ
ート129に一定流量の油を供給できるようにしている。

また残る室121,123は、それぞれスリーブ114およびケ
ース内周面に形成された通路空間133,134を通じ、ケー
ス外周に穿設したリザーバ用のポート135,136に連通し
ている。そして、これらポート135,136は油路137で並列
に接続されて、上記リザーバタンク106に接続されてい
る。この並列な油路137には、連通路138,139を介して、
それぞれ上記スリーブ両側の受圧室117,118が並列に接
続され、オイルポンプ131からの油を受圧室117,118に流
入できるようにしている。また各連通路138,139には、
それぞれリザーバタンク106側に対する流れを規制する
ための逆止弁140が設けられている。そして、さらに逆
止弁140およびリザーバ用のポート135間の連通路部分
と、逆止弁140およびリザーバ用のポート136間の連通路
部分との間には、可変オリフィス141（あるいは可変チ
ョーク）を介装した差圧発生用の連通路142が接続され
ている。そして、可変オリフィス141は、上記デフ駆動
のオイルポンプ105に内蔵した車速感応圧力発生器143に
接続され、この車速感応圧力発生器143から発生する第
９図に示されるようなパイロット圧で、可変オリフィス
141の絞り量を車速に感応して可変できるようにしてい
る。詳しくは、車速感応圧力発生器143は車速に比例し
て回転するオイルポンプ105の吐出部内に固定オリフィ
ス（図示しない）を設け、この固定オリフィス前後の差
圧をパイロット圧として、これを流路144を介して上記
可変オリフィス141に伝える構造にしている。

これにより、コントロールバルブ100は、スプール端
に加わるパイロット圧によるスプール110の変位，その
スプール110に対するスリーブ114の相対変位から、ステ
アリングホイール17を切り込んでいくと、パワーステア
リング６のパイロット圧の変動率と車速に応じた位相用
の油圧を発生できるようになっている。すなわち、コン
トロールバルブ100はパワーステ圧に応じた変動率を、
操舵操作の開始時、前輪1a,1bと逆方向に後輪82a,82bを
操舵する出力として、リアパワーシリンダ90のシリンダ
室92aあるいはシリンダ室92bに供給できるようにしてい
る（逆相操舵油圧発生手段）。

こうして並列に設けた同相操舵手段と逆相操舵手段と
の合成力から、後輪82a,82bの舵角を決めるようにして
いる。

そして、この位相用のコントロールバルブ100につな
がる油流路101a,101bが、分岐路145,145を介して上記進
相機構14のプラグ54,56にも接続され、後輪82a,82bの位
相と同時に、前輪1d,1bを切り増し側にステアリングギ
ヤを進めることができるようにしている（リアパワーシ
リンダ90に入力されるパイロット圧による）。

つぎに、このように構成された四輪操舵装置の作用に
ついて説明する。

車両の直進走行時は、ステアリングホイール17は中立
の状態となるため、前輪1a,1bおよび後輪82a,82bは直進
方向に向いている。

そして、こうした直進状態から旋回すべく（ターンイ
ン）、ステアリングホイール17を例えば右旋回側に切り
込んでいくと（中高速時）、その切り込んだ舵角に対し
て、パワーステ圧の変動率および車速に応じ一瞬後輪82
a,82bは逆相に、また一瞬前輪1a,1bは入力した操舵舵角
により舵角が増大していく。

詳しくは、ステアリングホイール17を操作すると、こ
の回転がコラムシャフト16,中間ジョイント15,インプッ
トシャフト24を介して一段目の遊星歯車機構21のサンギ
ヤ25に伝達されていく。ここで、リングギヤ26は操作力
を受けるが、リングギヤ26はセットスクリュでケース37
に固定されているから、さらにその回転はプラネタリギ
ヤ27を介して二段目の遊星歯車機構22のプラネタリギヤ
31に伝達されていく。また二段目の遊星歯車機構22のリ
ングギヤ31も操作力を受けて回転しようとするが、リン
グギア31にはコントロールバルブ23で発生したリングギ
ヤ31を常に元の位置に戻そうとする復元力（オイルポン
プ13で発生した油圧で、スプール53に対してスリーブ69
の相対変位を常に零にしようとする力）が操作反力とし
て働いているから、プラネタリギヤ31の回転はそのまま
サンギヤ28から、バルブインプットシャフト7aおよびト
ーションバー８に伝達されていく。これにより、トーシ
ョンバー８に伝達された回転がピニオン５に伝達され、
前輪1a,1bをステアリングホイール17を切った方向に操
舵していく。そして、同時にバルブインプットシャフト
7aに伝達された回転でロータリバルブ７が操作され、オ
イルオンプ13で発生した油圧をパワーシリンダ11の右室
19に供給して、ステアリングホイール17の操作をアシス
トしていく。

一方、同相用のコントロールバルブ98のスプールは上
記パワーステアリング６のパワステー圧に応じてストロ
ークされる。そして、このスプールのストロークで、オ
イルポンプ105から吐出されるオイルを制御することに
なる。つまり、車速（後輪回転数）とパワステー圧に応
じた油圧がコントロールバルブ98から発生される。そし
て、この油圧が同相側に操舵するリアパワーシリンダ90
の左室97aに流入していく。

他方、位相用コントロールバルブ100は、パイロット
圧用のポート109から上記パワステー圧がパイロット圧
として加わると、この圧力に比例した量だけスプール11
0は左側へ変位（x₁）する。

この変位量は、スプール110の端面の面積とパイロッ
ト圧の積と、スプリング112,113の弾性力とに関係する
から、両者には下記の関係式が成り立つ。

a₁・F₁＝K₁・x₁＋f₁ つまり、 x₁＝a₁・F₁−f₁/K₁ で表わされる。但し、a₁はスプール端面の面積,K₁はス
プリング115,116のばね定数,f₁は同スプリングのプリロ
ード値,F₁はパイロット圧である。

このとき、スプール100の変位によって、スリーブ114
も同じ方向へ動こうとする。これには受圧室117の油が
連通路142を通じて受圧室118に移動する必要がある。し
かし、連通路142には可変オリフィス141が組込まれてい
るので、この際、可変オリフィス141の前後に差圧ΔＰ
が発生する。ここで、ΔＰは下記のように表わされる。

ΔＰ−δ・Qb²/2・Cd・d² 但し、δは流体密度,Qbは絞り部を流れる流量,dは絞
り部の断面積、Cdは流量係数。

なお、チョーク構造であれば ΔＰ＝８・π・μ・l/d² となる。但し、ｌは絞り部の長さ，μは油の粘性係数で
ある。

そして、この差圧ΔＰによってスリーブ114はスプー
ル110に対して右側に相対ずれを起こしていく。このと
きの相対変位ｙは ｙ＝ΔＰ・b₂−f₂/K₂ で表わされる。但し、b₂はスリーブの端面の面積,K₂は
スプリング112,113のばね定数,f₂は同スプリングのプリ
ロード値である。

油供給用のポート129からは、オイルポンプ131で発生
した一定流量の油が供給されているから、アクチェータ
用のポート126,127からは相対変位ｙに比例した差圧が
発生していく。

すなわち、相対変位ｙは、 ｙ∝ΔＰ∝Qb∝ｌ∝1/d² の関数であるから、 Qb＝b₂・（x₁−ｙ）/t 但し、ｔは時間が成り立ち （x₁−ｙ）∝パイロット圧 となる。

しかして、アクチェータ用のポート126,127からは、
車速に応じて出力が減少、ならびにパワーステ圧の変動
率に比例して制御された油圧（差圧）が出力されてい
く。

そして、この油圧（差圧）が、リアパワーシリンダ90
のシリンダ室92bには後輪82a,82bを位相させる出力とし
て供給され、進相機構14のプラグ54には前輪1a,1bの操
舵角を増す出力として供給されていく。

そして、第11図に示されるようにこの後輪82a,82bを
前輪とは逆の方向に操舵しようとするシリンダ室92bの
出力と、後輪82a,82bを後輪と同方向に操舵しようとす
る左室97aの出力とが、リアパワーシリンダ90で対向し
ていく。しかるに、合成出力により、第12図に示される
ように逆相側の後輪舵角が得られる。そして、この後輪
舵角にしたがって後輪82a,82bが操舵されていく。

これに対し進相機械14では、プラグ54に制御圧が加わ
ると、その油圧に比例して第７図の矢印で示されるよう
にスプール53が右方向に摺動していく。すると、オイル
ポンプ13の油圧で行なわれる復元機能により、スリーブ
69、カラー68がスプール53に追従して、該スプール53と
相対位置が零となる位置まで移動していく。このスリー
ブ69,カラー68の移動により、レバー60はプレート64側
を支点として回動していく。これにより、リングギヤ29
を時計方向に回転させていく。ここで、プラネタリギヤ
27,31は、運転者で保持されるステアリングホイール17
にて固定されるから、そのリングギヤ29の回転がバルブ
インプットシャフト7aおよびトーションバー８に伝達さ
れ、第10図に示されるように前輪1a,1bの舵角を切り増
していく。

こうした第13図の制御ブロックにしたがって行なわれ
る、パワーステ圧とその変動率に応じた逆相，進相制御
により、シャープな回頭性を生み出していく。そして、
つぎの瞬間、ステアリングホイール17の変化速度がなく
なるに応じて、元の定常状態の四輪同相操舵（パワース
テアリング６による前輪操舵、およびパワーステ圧，車
速に応じた後輪操舵の通常の同相四WS）に入って、車の
動きを安定させれいく。これにより、旋回が行なわれて
いく。

なお、第14図に示すようにステアリングホイール17を
元に戻す場合や左側に旋回した場合には逆に作動する。
なお、位相用のコントロールバルブ100のスプリング11
5,116のプリロード値の設定により、ステアリングホイ
ール17をゆっくり操舵したときは位相制御を行わず、通
常の同相四WSを行うようにしている。

以上のように並列に設けた、同相用のコントロールバ
ルブ98を制御源とした同相操舵手段と、位相用のコント
ロールバルブ100を制御源とした逆相操舵手段との出力
合成によって後輪舵角を得る構造なので、例えば逆相か
ら同相への位相反転信号は不要となり、従来の単一のも
のに比べ、位相反転制御を簡素にすることができる。し
かも、前輪1a,1bのパワーステ圧と、前輪1a,1bのパワー
ステ圧の変動率とのそれぞれ異なるファクタに基いて制
御するので、上記出力合成を用いて車体の挙動を急激に
変化させことなしに、効率良く位相を反転させることが
でき、フィーリングにも優れる。

また同相操舵手段と逆相操舵手段のパイロット圧が同
じ前輪1a,1bのパワーステ圧なので、例えば路面μの変
化や走行条件の変化しても、同相操舵手段と逆相操舵手
段との間で制御誤差が生じることはない。そのうえ、ハ
ンドル操舵角よりも前輪1a,1bのパワーステ圧の方が位
相的に先行するので、制御速度（応答性）が速い。

さらに、同相および逆相の操舵手段とも、パワーステ
アリング６を流用した一つの油圧系で構成されることに
なるので、ノイズ，電波障害などに対する信頼性および
コストの点で高い。

加えて、同相操舵側と逆相操舵側とは独立しているの
で、従来の同相四WSを改修して簡単に位相制御式の四WS
を得ることもできる。

また、この発明は第１の実施例に限らず、第15図ない
し第17図に示す第２の実施例のようにしてもよい。

すなわち、第２の実施例は第１の実施例に記載した可
変オリフィス141を使用しないで、車速に応じた油圧を
位相用のコントロールバルブ100に供給するようにした
ものである。

具体的には、可変オリフィス141に代えて、固定オリ
フィスあるいは固定チョーク（図示しない）を位相用の
コントロールバルブ100の油圧回路に設ける。またオイ
ルポンプ105に該オイルポンプ105内に設けたオリフィス
（図示しない）の前後差圧によって流量を制御する流量
制御弁150を設ける。そして、この流量制御弁150の入口
側に、エンジン駆動のオイルポンプ131を接続する。ま
た流量制御弁150の出口側を位相用のコントロールバル
ブ100のポート129に接続し、流量制御弁150でオイルポ
ンプ131からの定流量の油を車速に応じた流量に制御し
て、位相用のコントロールバルブ100に供給するように
している。なお、第16図は流量制御弁150の入口におけ
る流量特性を示し、第17図は流量制御弁150の出口にお
ける流量特性を示す。

なお、第２の実施例において、第１の実施例と同じ構
成部品には同一符号を附してその説明を省略した。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、パワーステ圧
の変動率に応じた逆相用の油圧と、パワーステ圧に応じ
た同相用の油圧とをパワーシリンダで合成させたので、
油圧の打ち消しを利用して、簡単な制御で、車体の挙動
を急激に変化させずに後輪の効率の良い位相反転を行う
ことができる。

しかも、同相用の油圧と逆相用の油圧とは、同じパワ
ーステ圧にもとづいて発生されるから、例えば路面μの
変化や走行条件の変化に対しても、制御誤差は生じにく
く、信頼性の点にも優れる。

そのうえ、ハンドル操舵角よりパワーステ圧の方が先
行するので、制御速度が早い。

さらに油圧式なので、ノイズ，電波障害などに対する
信頼性は高い。

加えて、同相側と逆相側の油圧発生手段は独立してい
るので、従来の同相四WSを改修して、簡単に位相反転式
の四WSを得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第14図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図はこの発明の後輪操舵装置を適用した四輪操舵装
置を示す構成図、第２図は同相用のコントロールバルブ
を示す断面図、第３図は位相用のコントロールバルブを
示す断面図、第４図はそのコントロールバルブの概略
図、第５図は進相機構を示す一部切欠した斜視図、第６
図はその二組の遊星歯車機構廻りを示す断面図、第７図
は進相機構のコントロールバルブの構造を示す断面図、
第８図はエンジン駆動の定流量のオイルポンプの特性を
示す線図、第９図は車速感応圧力発生器から発するパイ
ロット圧の特性を示す線図、第10図は進相制御を示す線
図、第11図は位相制御を示す線図、第12図はその合成力
を示す線図、第13図は進相制御と位相制御との制御形態
を示すブロック図、第14図は左右のハンドル角でも進相
制御と位相制御が行なわれることを示す線図、第15図は
この発明の第２の実施例の要部を示す構成図、第16図は
流量制御弁の入口における特性を示す線図、第17図はそ
の出口における特性を示す線図である。 1a,1b……前輪、６……パワーステアリング、82a,82b…
…後輪、98,97a,97b……同相用のコントロールバルブ，
リヤパワーシリンダの左右室、100,92a,92b……逆相用
のコントロールバルブ，リアパワーシリンダのシリンダ
室。

フロントページの続き (72)発明者 田中 忠夫 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 藤井 啓史 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 西森 政義 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 増田 広之 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三 菱自動車エンジニアリング株式会社岡崎 事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−139757（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−172064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110572（ＪＰ，Ａ) 「Ｍｏｔｏｒ Ｆａｎ（モ−タ−ファ ン）」Ｖｏｌ．41 Ｎｏ．１，昭和62年 １月１日，三栄書房発行

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵される前輪をパワーステ圧でアシスト
   するパワーステアリングと、 前記パワーステ圧に応じて前記前輪と同方向に後輪を操
   舵する油圧を発生させる同相操舵油圧発生手段と、 前記パワーステ圧の変動率に応じて前記前輪とは逆方向
   に後輪を操舵する油圧を発生させる逆相操舵油圧発生手
   段と、 同位相用のシリンダ室と逆位相用のシリンダ室とを有し
   て構成され、両シリンダ室に入力される油圧により、前
   記後輪を前記前輪と同・逆方向に駆動するパワーシリン
   ダと、 前記同相油圧発生手段の油圧を前記同相用のシリンダ室
   に導くとともに、前記逆相油圧発生手段の油圧を前記逆
   相用のシリンダ室に導く流路とを有し、 前記同相用のシリンダ室と前記逆相用のシリンダ室とに
   加わる合成油圧により前記後輪を操舵させる ことを特徴とする車両の後輪操舵装置。