JPH01172064A

JPH01172064A - ４輪操舵装置

Info

Publication number: JPH01172064A
Application number: JP62328706A
Authority: JP
Inventors: Junichi Arai; 荒井　順一; Hisami Kato; 久美加藤; Yasuo Mori; 森　保生
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1989-07-06
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JP2617750B2

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）この発明は、前輪の操舵に関連して後輪も操舵する４輪
操舵装置に関する。

（従来の技術）第３図に示した従来の装置の前輪用パワーシリンダＣ１
は、そのピストンロッド１の両端を、前輪２のナックル
アーム３に連結するとともに、この前輪用パワーシリン
ダＣ１の圧力室４．５は、通路６．７を介して前輪用切
換弁８に接続している。この前輪用切換弁８はハンドル
９の回転方向に応じて切り換わり、上記圧力室４．５の
いずれか一方をポンプ１０に連通させ、いずれか他方を
タンク１１に連通させるものである。

また、後輪用パワーシリンダＣ２は、そのピストンロッ
ド１２の両端を、後輪１３のナックルアーム１４に連結
するとともに、この後輪用パワーシリンダＣ２の圧力室
１５．１６は、通路１７．１８を介して制御弁２０に接
続している。この制御弁２０は、そのパイロット室２１
．２２を、通路２３．２４を介して前輪用パワーシリン
ダＣ１の圧力室４．５に連通させている。

そして、この制御弁２０のスプール２５がパイロット室
２１．２２に設けたセンタリングスプリング２６．２７
の作用で図示の中立位置に保持されているとき、ポンプ
１０に接続したポンプポート２８が閉じられ、タンクポ
ート２８．３０が、上記通路１７．１８に連通したアク
チュエータポート３１．３２に連通ずるようにしている
。そして、いずれか一方のパイロット室２１．２２にパ
イロット圧が作用すると、スプール２５が移動して、い
ずれか一方のアクチュエータポート３１あるいは３２を
ポンプポート２８に連通させ、いずれか他方のアクチュ
エータポート３２あるいは３１をタンクポート２０．３
０に連通させるものである。

いま、ハンドル９を右に回したとすると、それに関連し
て前輪用切換弁８が切り換わり、前輪用パワーシリンダ
Ｃ１の−、方の圧力室４がポンプ８に連通し、他方の圧
力室５がタンク１１に連通する。したがって、ポンプ１
０からの圧力流体は、前輪用切換弁８及び通路６を経由
して前輪用パワーシリンダＣ１の圧力室４に供給される
とともに、その圧力室５の作動流体がタンク１１に戻さ
れるので、当該前輪用パワーシリンダＣ１のピストンロ
ッド１が矢印３３方向に移動し、前輪２を右方向に転舵
する。

そして、上記のように前輪用パワーシリンダＣ１が動作
すると、その一方の圧力室４の圧力が、制御弁２０の一
方のパイロット室２１に作用し、他方のパイロット室２
２が上記圧力室５を介してタンク１１に連通ずるので、
制御弁２０のスプール２５が矢印３４方向に切り換わる
。このようにスプール２５が切り換われば、ポンプポー
ト２８が一方のアクチュエータポート３１に連通し、タ
ンクポート３０が他方のアクチュエータポート３２に連
通ずるので、後輪用パワーシリンダＣ２のピストンロッ
ド１２が上記前輪用パワーシリンダＣ１のピストンロッ
ド１と同一方向に移動し、後輪１３を前輪２と同一方向
に転舵するものである。

なお、ハンドル９を左方向に切り換えたときにも同様の
原理によって、前後輪が同一方向に転舵されるものであ
る。

（本発明が解決しようとする問題点） −殻内には、当該車両の中高速走行時に、前後輪を同相
モードで切り換えた方がその操安性がよいとされている
。しかし、この中高速走行時にも、ハンドルを切り換え
た初期には、前輪と後輪とが逆相モードで切り換わり、
その後に前後輪を同相モードで切り換えるのが最も操安
性が良いものである。つまり、操舵初期に前後輪を逆相
モードで転舵すると、その瞬間に、車体の向きが転舵方
向に変るので、その後の追随性が非常によくなる。この
ように追随性を維持した状態で、前後輪を同相モードで
転舵すれば、このときの後輪の横滑りもなくなり、より
いっそう操安性が向上するものである。

しかし、上記のようにした従来の装置では、前輪と後輪
とを、常に同相モードでしか転舵できないので、上記の
ような操安性を向上させることができないという問題が
あった。

また、この従来の装置では、低速走行時に前後輪を逆相
モードで切り換え、その小回り性を維持するという制御
もできなかった。

この発明の目的は、操舵初期には前後輪が逆相モードで
転舵され、その後に同相モードで転舵されるようにして
、当該装置の操安性を向上させるとともに、車速感応タ
イプとし、低速走行時には前後輪を逆相モードで転舵し
、その小回り性を向上させることである。

（問題点を解決する手段）この発明は、ハンドルの操舵方向に応じて前輪用切換弁
を切り換え、前輪用パワーシリンダの一方の圧力室に圧
力流体を供給し、他方の圧力室をタンクに連通させると
ともに、後輪用パワーシリンダを制御する制御弁を設け
てなる４輪操舵装置を前提にするものである。

そして、上記の装置を前提にしつつ、この発明は、制御
弁に＄１制御シリンダと第２制御シリンダとを連係する
とともに、第１制御シリンダの受圧面積を第２制御シリ
ンダの受圧面積よりも大きくする。しかも、前輪用パワ
ーシリンダの一方の圧力室を、第１制御シリンダの一方
の圧力室と第２制御シリンダの他方の圧力室とに連通し
、前輪用パワーシリンダの他方の圧力室を、第１制御シ
リンダの他方の圧力室と第２制御シリンダの一方の圧力
室とに連通ずる。かつ、前輪用パワーシリンダの圧力室
と、第１制御シリンダの圧力室との連通過程に、可変オ
リフィスとこの可変オリフィスの下流側に設けたアキュ
ムレータとからなる１次遅れ回路を設けるとともに、上
記可変オリフィスを電磁制御する構成にし、しかも、車
速に応じて出力信号を制御するコントローラで、車速に
比例して当該可変オリフィスの開口面積を大きくする構
成にしてなり、この可変オリフィスの開口面積を、車速
に応じて変化するパイロット圧で制御する構成にしてな
る。そして、第１制御シリンダの一方の圧力室と第２制
御シリンダの他方の圧力室とに、前輪用パワーシリンダ
の圧力が導入されたとき、第２制御シリンダが先に動作
して前記制御弁を切り換え、その後に、第１制御シリン
ダが動作して、当該制御弁を逆方向に切り換えるように
している。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、前輪用パワー
シリンダの一方の圧力室に圧力流体が供給されると、そ
の圧力流体が、第１制御シリンダの一方の圧力室と、第
２制御シリンダの他方の圧力室とに流入する。しかし、
この第１制御シリンダの圧力室側には１次遅れ回路を接
続しているので、第２制御シリンダの他方の圧力室の圧
力上昇の方が早くなる。したがって、操舵初期には、第
２制御シリンダの他方の圧力室の圧力作用で、制御弁が
一方の方向に切り換えられる。その後に、第１制御シリ
ンダの一方の圧力室の圧力が上昇するので、両シリンダ
の圧力が等しくなる。両シリンダの圧力が等しくなれば
、受圧面積が大”きい第１制御シリンダが動作し、制御
弁を操舵初期とは反対方向に切り換える。

そして、逆相モードから同相モードに切り換わるタイミ
ングは、可変オリフィスの開口面積とアキュムレータの
容量で決まるが、この発明では、アキュムレータの容量
を一定にして可変オリフィスの開口面積を車速に比例し
て大きくなるようにしたものである。

つまり、高速で走行中に可変オリフィスの開口面積が大
きくなると、逆相モードに切り換わってから短時間で同
相モードに変換するが、低速走行中には、可変オリフィ
スの開口面積が小ざくなるので、逆相モード時間が長く
なるものである。

（本発明の効果）上記のように、この発明の装置によれば、低速走行時に
は、前後輪が逆相モードで切り換わる状態を長く保つの
で、その小回り性を維持することができる。また、高速
走行時には、操舵初期に前後輪が逆相モードで転舵して
当該車両の向きを走行方向に向けてから、前後輪を同相
モードで転舵するので、その操安性が非常によくなる。

（本発明の実施例）第１図に示したこの発明の第１実施例は、後輪用パワー
シリンダＣ２の圧力室１５．１６を、通路１７．１８を
介して制御弁Ｖのアクチュエータポート３５．３６に接
続している。そして、この制御弁Ｖのポンプポート３７
を直接ポンプ１０に接続するとともに、そのタンクポー
ト３８をタンク１１に接続している。

このようにした制御弁Ｖは、そのスプール部４０にロッ
ド４１を連接するとともに、このロッド４１を第１制御
シリンダＳ１　と第２制御シリンダＳ２のそれぞれのピ
ストン４２．４３に貫通させている。

そして、上記第１制御シリンダＳ＋　のピストン４２は
、第２制御シリンダＳ２のピストン４３よりも直径を大
きくし、第１制御シリンダＳｌ　の方の受圧面積を大き
くしている。

上記のようにした第１制御シリンダＳｌは、そのピスト
ン４２の両側に圧力室４４．４５を区画するとともに、
これら圧力室４４．４５にセンタリングスプリング４６
．４７を介在させている。このセンタリングスプリング
４６．４７の作用でピストン４２が図示の中立位置にあ
るときには、制御弁Ｖも図示の中立位置Ｉを保持するよ
うにしている。さらに、この圧力室４４．４５は、通路
４８４８を介して、前記従来と同じ前輪用パワーシリン
ダＣ１の圧力室４．５に連通させている。そして、この
通路４８．４９には、可変オリフィス５０．５１を設け
るとともに、チエツク弁５２．５３を可変オリフィス５
０．５１とパラレルに設けている。しかも、この可変オ
リフィス５０．５１と圧力室４４．４５との間に分岐通
路５４．５５を接続し、この分岐通路５４．５５にアキ
ュムレータ５６．５７を接続している。

上記可変オリフィス５０．５１とアキュムレータ５６．
５７とで、この発明の１次遅れ回路を構成するもので、
この可変オリフィス５０．５１の開口面積は、ソレノイ
ド５８．５８に対する励磁電流に応じて制御されるよう
にしている。

すなわち、上記ソレノイド５８．５８は、コントローラ
６０に接続しているが、このコントローラ８０には車速
センサ６１を接続している。そして、このコントローラ
６０は車速が上昇すればするほど、ソレノイド５８．５
９に対する励磁電流を小さくして当該可変オリフィス５
０．５１の開口面積を大きくするようにしている。反対
に、車速が遅くなると、ソレノイド５８．５９に対する
励磁電流を大きくし、可変オリフィス５０．５１の開口
面積を小さくするようにしている。

一方、上記第２制御シリンダＳ２は、そのピストン４３
で区画された一方の圧力室６２を通路４９に接続し、他
方の圧力室６３を通路４８に接続している。

なお、前輪側のステアリング装置は、その前輪用パワー
シリンダＣ１を含めて全て従来と同一の構成なので、そ
の詳細な説明は省略する。

しかして、ハンドル９を右に回して、前輪用パワーシリ
ンダＣ１の一方の圧力室４をポンプ１０に連通させ、他
方の圧力室５をタンク１１に連通すると、前記従来と同
様にして前輪２が右に転舵される。

そして、このときの圧力室４の圧力流体は、通路４８を
経由して第１制御シリンダＳ１の一方の圧力室４４と、
第２制御シリンダＳ２の他方の圧力室６３とに流入する
が、第１制御シリンダＳ１の一方の圧力室４４内の昇圧
は、１次遅れ回路の作用で少し遅れることになる。つま
り、通路４８から当該圧力室４４内に流入する圧力流体
は、可変オリフィス５０で絞られて圧力降下するととも
に、この可変オリフィス５０を通過した流体はアキュム
レータ５６に流入する。したがって、このアキュムレー
タ５６の容量分だけ流体が流れないと、圧力室４４内の
圧力がそれほど上昇しない。

しかし、第２制御シリンダＳ２の他方の圧力室６３は、
通路４８に直接連通させているので、この通路４８に流
入した圧力流体が上記圧力室８３に即座に作用する。そ
のためにこの第２制御シリンダＳ２の他方の圧力室６３
の圧力作用が、第１制御シリンダＳ１の圧力室４４の圧
力作用に打ち勝ち、その第２制御シリンダＳ２のピスト
ン４３が矢印６４方向に移動する。このようにピストン
４３が矢印Ｇ４方向に移動すれば、それにともなってロ
ッド４１が移動して制御弁Ｖのスプール部４０を、図面
左側位置Ｈに切り換える。

制御弁Ｖが左側位置Ｈに切り換わると、ポンプ１０から
の圧力流体がポンプポート３７→アクチユエータポート
３６→通路１８を経由して後輪用パワーシリンダＣ２の
他方の圧力室１６に流入し、そのピストンロッド１２を
、上記前輪用パワーシリンダＣ１とは反対方向に移動し
、後輪１３を左に転舵する。つまり、この場合には、前
輪２と後輪１３とが逆相モードで転舵されることになる
。

そして、上記アキュムレータ５６の容量が満たされると
、第１制御シリンダＳ１の一方の圧力室４４の圧力が上
昇し、最終的には第２制御シリンダＣ２の他方の圧力室
６３の圧力と等しくなる。このように両圧力室４４．６
３の圧力が等しくなれば、それら両ピストン４２．４３
の受圧面積差で、ピストン４２の推力が打ち勝ち、ロッ
ド４１を上記矢印６４とは反対方向に移動して、制御弁
Ｖを右側位置■に切り換える。

これによってポンプ１０からの圧力流体が、ポンプポー
ト３７→アクチユエータポート３５→通路１７を経由し
て後輪用パワーシリンダＣ２の一方の圧力室１５に流入
し、そのピストンロッド１２を、前輪用パワーシリンダ
Ｃ１のピストンロッド１と同一方向に転舵し、後輪１３
を前輪２と同一方向である右方向に転舵する。

そして、上記のように逆相モードから同相モードに切り
換わるタイミングは、可変オリフィス５０の開口面積と
アキュムレータ５６の容量とで決まるが、この実施例で
は、可変オリフィス５０の開口面積を制御して、上記タ
イミングを決めるようにしている。

つまり、中高速走行時には、コントローラ６０が動作し
てソレノイド５８に対する励磁電流を少なくして、当該
可変オリフィス５０の開口面積が大きくなるようにして
いる。このように可変オリフィス５０の開口面積が大き
くなると、そこを流れる単位時間当たりの流量も多くな
るので、アキュムレータ５Ｂの容量が満たされる時間も
短くなる。

したがって、この場合には、前輪２を転舵した初期の段
階で、後輪１３が前輪２とは逆方向に転舵されるが、そ
の後、わずかな時間をおいて、当該後輪１３が前輪２と
同方向に転舵される。このように操舵初期に前後輪を逆
相モードで転舵すると、その瞬間に、車体の向きが転舵
方向に変るので、その後の追随性が非常によくなる。こ
のように追随性を維持した状態で、前後輪を同相モード
で転舵すれば、このときの後輪１３の横滑りもなくなり
、よりいっそう操安性が向上することになる。

また、低速走行時には、ソレノイド５８に対する励磁電
流が多くなり、可変オリフィス５０の開口面積が小さく
なる。このように可変オリフィス５０の開口面積が小さ
くなれば、そこを通過する単位時間当たりの流量も少な
くなるので、アキュムレータ５Ｂの容量が満たされる時
間が長くなる。したがって、低速走行時には、前後輪が
逆相モードで転舵される時間が長くなり、その小回り性
が維持されることになる。

なお、ハンドル９を左に切った場合には、各圧力室の圧
力関係が逆になるとともに、可変オリフィス５１とアキ
ュムレータ５７が動作するもので、その原理は、ハンド
ル９を右に回したときと同様である。

第２図に示した第２実施例は、制御弁Ｖのスプール部４
０の両端に、第１制御シリンダＳ１　と第２制御シリン
ダＳ２とを一体化したものである。

つまり、弁本体にポンプポート３７、タンクポート３８
．３９及びアクチュエータポート３５．３６を形成する
とともに、この弁本体にスプール孔６５を形成している
。そして、このスプール孔６５にはスプール部４０を摺
動自在に内装するとともに、このスプール部４０の両端
を圧力室４４．４５に臨ませている。この圧力室４４．
４５にはセンタリンゲスプリング４６．４７を介在させ
ているもので、これら両圧力室４４．４５及びセンタリ
ンスプリング４６．４７で前記第１実施例における第１
制御シリンダＳ１を構成するもので、このスプール部４
０の両端が、当該第１制御シリンダＳ１のピストンとし
て機能するものである。

また、このスプール部４０の両端には、第２制御シリン
ダＳ２のピストンとして機能する突部６６．６７を形成
するとともに、この突部６６．６７を圧力室６２．６３
に臨ませている。そして、これら突部６６．６７及び圧
力室６２．６３で第２制御シリンダＳ２を構成するもの
である。

上記第１制御シリンダＳ１の圧力室４４．４５は、第１
実施例と同様に、通路４８．４８に接続するとともに、
この通路４日、４８のそれぞれに可変オリフィス５０．
５１及びチエツク弁５２．５３を設け、さらに、その分
岐通路５４．５５にアキュムレータ５６．５７を接続し
ている。

そして、この第２図には一方の可変オリフィス５０を具
体的に示している。すなわち、この可変第リフイス５０
は、先端部分にテーパ部８８ａを形成したプランジャ６
８を、制御ポート６８内に臨ませるとともに、このプラ
ンジャ６８の後端に形成したフランジ部Ｂ８ｂにはスプ
リング７０を作用させ、通常は当該プランジャ６８の最
小径部が制御ポート８８内に位置するようにしている。

換言すれば、当該プランジャ６８がノーマル位置にある
ときは、制御ポート６８の開口面積が最大に保たれるよ
うにしている。また、このフランジ部８８ｂにはソレノ
イド５８が励磁したとき押圧力を発揮するブツシュロッ
ド７Ｉを設けている。

したがって、低速走行時には、ソレノイド５８に対する
励磁電流が多くなるので、プランジャ６８がスプリング
７０に抗して移動し、その最大径部を制御ポート６９内
に位置させることになり、当該制御ポート６９の開口面
積が最小になる。そして、車速が上昇して、ソレノイド
５８に対する励磁電流が少なくなると、プランジャ６８
がスプリング７０の作用で移動して当該プランジャ６８
の最小径部を制御ポート６８内に位置させ、この制御ポ
ート６９の開口面積を大きくする。

しかして、前記と同様にハンドル９を右に切ったとする
と、前輪用パワーシリンダＣ１の一方の圧力室４の圧力
流体が、第１制御シリンダＳ１の一方の圧力室４４と第
２制御シリンダＳ２の他方の圧力室６３とに流入する。

そして、この第２実施例においても、可変オリフィス５
０と７キユムレータ５６とからなる１次遅れ回路の作用
で、第１制御シリンダＳ１の一方の圧力室４４の昇圧が
遅れることになる。そのために操舵初期には第２制御シ
リンダＳ２の他方の圧力室６３の圧力作用が打ち勝って
スプール部４０を図面右方向に移動し、ポンプポート３
７とアクチュエータポート３６とを連通させる。したが
って、ポンプ１０の圧力流体が、後輪用パワーシリンダ
Ｃ２の他方の圧力室１８に流入し、前記第１実施例と同
様に、前後輪を逆相モードで転舵するものである。その
後に、第１制御シリンダＳ１の一方の圧力室４４の圧力
が上昇するので、今度は、当該スプール部４０が図面左
方向に移動して、ポンプポート３７とアクチュエータポ
ート３５とを連通させ、後輪用シリンダＣ２のピストン
ロッド１２を前輪用パワーシリンダＣＩ　と同一方向に
移動し、前後輪を同相モードで転舵する。

そして、逆相モードから同相モードへの変換のタイミン
グは、車速に応じて可変オリフィス５０．５１の開口面
積を制御して決めること第１実施例と同様である。

【図面の簡単な説明】

図面第１図はこの発明の第１実施例を示す回路図、第２
図は第２実施例を示す制御弁の断面図、第３図は従来の
操舵装置の回路図である。Ｃ１・・・前輪用パワーシリンダ、４．５・・・圧力室
、８・・・前輪用切換弁、９・・・ハンドル、１０・・
・ポンプ、１１・・・タンク、■・・・制御弁、Ｓｌ・
・・第１制御シリンダ、４４．４５・・・圧力室、５０
．５１・・・可変オリフィス、　５６．５７・・・アキ
ュムレータ、　５８．５９・・・ソレノイド、６０・・
・コントローラ、６１・・・車速センサ、Ｓ２・・・第
２制御シリンダ、６２．６３・・・圧力室。

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドルの操舵方向に応じて前輪用切換弁を切り換え、
前輪用パワーシリンダの一方の圧力室に圧力流体を供給
し、他方の圧力室をタンクに連通させるとともに、後輪
用パワーシリンダを制御する制御弁を設けてなる４輪操
舵装置において、上記制御弁に第１制御シリンダと第２
制御シリンダとを連係するとともに、第１制御シリンダ
の受圧面積を第２制御シリンダの受圧面積よりも大きく
する一方、前輪用パワーシリンダの一方の圧力室を、第
１制御シリンダの一方の圧力室と第２制御シリンダの他
方の圧力室とに連通し、前輪用パワーシリンダの他方の
圧力室を、第１制御シリンダの他方の圧力室と第２制御
シリンダの一方の圧力室とに連通し、かつ、前輪用パワ
ーシリンダの圧力室と、第１制御シリンダの圧力室との
連通過程に、可変オリフィスとこの可変オリフィスの下
流側に設けたアキュムレータとからなる１次遅れ回路を
設けるとともに、上記可変オリフィスを電磁制御する構
成にし、しかも、車速に応じて出力信号を制御するコン
トローラで、車速に比例して当該可変オリフィスの開口
面積を大きくする構成にし、第１制御シリンダの一方の
圧力室と第２制御シリンダの他方の圧力室とに、前輪用
パワーシリンダの圧力が導入されたとき、第２制御シリ
ンダが先に動作して前記制御弁を切り換え、その後に、
第１制御シリンダが動作して、当該制御弁を逆方向に切
り換える構成にした４輪操舵装置。