JPH01172069A - 車両の後輪操蛇装置 - 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） 本発明は後輪転舵機構に対する油圧回路に７エイルセー
フ用のソレノイドバルブを設けた後輪操舵装置に関する
ものである。

（従来技術） 従来から、ステアリングハンドルによる前輪の転舵に応
じて後輪を操舵するようにした４輪操舵車（４ＷＳ車）
において、油圧に応動する作動部材により後輪を操舵し
、もしくは後輪操舵を助勢するようにした後輪転舵ｍｓ
に、上記作動部材への油圧の付与が解除される油圧イ１
与解除状態となったときに後輪を中立位置に保持する手
段を設ける一方、上記作動部材に対する油圧回路に、後
輪転舵系統の故障発生時に油圧経路を上記油圧付与解除
状態に切替えるソレノイドバルブを設けた後輪操舵装置
は知ら、れている。例えば特開昭５９−１２８０５４号
公報に示された装置では、油圧により駆動されるシリン
ダ内のピストンによって後輪の操舵を行うようにすると
ともに、上記ビス］−ンを中立位置に付勢するスプリン
グを配設し、がっ、上記シリンダ内のピストンの両側の
油圧室を連通、遮断するソレノイドバルブを設け、後輪
転舵系統の、故障発生時に上記ソレノイドバルブを連通
位置に作動させることにより、上記シリンダの一方の油
圧室に油圧が付与される状態を解除し、上記スプリング
によってピストンを強制的に中立位置に戻すようにして
いる。

ところで、一般にこの種の装置では、故障の発生が検出
された時点で、後輪転舵機構の作動状態に関係なく、ソ
レノイドバルブが即時的に上記油圧付与解除状態に切替
えられるようになっている。

しかしこのようにすると、後輪が中立位置から大きく転
舵されている状態において故障の発生が検出され、ソレ
ノイドバルブが切替え作動されたときは、後輪が急激に
中立位置に戻され、つまり後輪の舵角が急激に変化する
こととなるため、運転者に違和感を与えて好ましくない
。また、走行安定性の面からも、急激な後輪の舵角変化
は避けることが望ましい。

このような点についての対策として、後輪転舵機構にお
ける作動部材の油圧室から圧油を流出させる通路の途中
に絞りを設け、上記油圧付与解除状態への切替わり時に
上記絞りによって圧油・の流出を制限することにより、
後輪の中立位置への復帰を緩かに行わせようとしたもの
がある。しかしこの構造による場合、中立位置に付勢す
るスプリグの荷重はかなり大きなものであるため、この
スプリングの荷重に抗して圧油の流出を抑えるには相当
に通路を絞る必要があって、後輪の急激な舵角変化を抑
制する作用には限界があるとともに、上記絞りでの流通
抵抗により熱が発生し、周辺の器機に熱害を及ぼす可能
性がある。

また、電気的な制御により上記油圧付与解除状態へのソ
レノイドバルブの切替わり動作を緩かに行わせるように
したものもあるが、制御系等が故障したときのノエイル
セーフのための作動を電気的にコントロールすることは
、信頼性の面で好ましくない。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、後輪転舵系統に故障が発生
したときに、フェイルセーフ機能を満足しつつ、後輪の
急激な舵角変化を抑制して、運転者に違和感を与えるこ
とを防止するとともに走行安定性を高め、かつ、信頼性
等の面でもすぐれた車両の後輪操舵装置を提供するもの
である。

（発明の構成） 本発明は、油圧に応動する作動部材を用いて後輪の操舵
を行なう後輪転舵機構に、上記作動部材への油圧の付与
が解除される油圧付与解除状態となったときに後輪を中
立位置に保持する手段を設ける一方、上記作動部材に対
する油圧回路に、後輪転舵系統の故障発生時に油圧経路
を上記油圧付与解除状態に切替えるソレノイドバルブを
設けた車両の後輪操舵装置において、上記ソレノイドバ
ルブのプランジャを、上記作動部材への供給油圧を導入
する圧力室に設けるとともに、この圧力室内の油圧が上
菅している間は十２油圧付与解除状態へのプランジャの
作動を抑制する方向に油圧が作用するようにプランジャ
の受圧面積を設定したものである。

この構成によると、故障が発生したときに、後輪が転舵
していて上記作動部材への供給油圧が高い状態にある間
は、上記油圧付与解除状態へのソレノイドバルブの切替
わり動作が機械的に抑制されることにより、後輪の中立
位置への急激な復帰が避けられることとなる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例にかかる後輪操舵装置を含む
ＪＷＳ車の操舵系統全体を示し、この図において、１は
前輪（左前輪は図示省略）、２は後輪（左後輪は図示省
略）、３はハンドルである。

上記前輪１に対しては、前輪用パワーステアリング装置
５を含む前輪転舵機構４が設【プられ、また後輪２に対
しては、後輪用パワーステアリング装置７を含む後輪転
舵機構６が設けられるとともに、前輪１に対する後輪２
の転舵比を運転状態に応じて変更する転舵比変更装置８
が設けられている。

前輪転舵機構４は、前輪１に連結され枢軸１１ａを中心
に揺動するナックルアーム１１と、このナックルアーム
１１の一端に連結された左右一対−〇　− のタイロッド１２（左側タイロッドは図示省略）と、こ
の左右一対のタイロッド１２を車幅方向において連結す
るリレーロッド１３とを有している。

そして、上記リレーロッド１３がハンドル３のシャフト
１４に対し、ラック１５およびピニオン１６と前輪用パ
ワーステアリング装置５を介して連動し、ハンドル３の
回動（矢印Ａ）に伴ってリレーロッド１３が車幅方向に
移動する（矢印Ｂ）ことにより、ナックルアーム１１が
揺動して前輪１が転舵される（矢印Ｃ）ようになってい
る。上記前輪用パワーステアリング装置５は、ハンドル
３のシャフト１４に取付けられたロータリバルブ１７と
、このロータリバルブ１７を介して油圧を受ける油圧シ
リンダ１８とを備え、ハンドル３の回動操作に応じて上
記油圧シリンダ１８に与えられる油圧により、上記リレ
ーロッド１３に移動方向の力が加えられるようになって
いる。

また、上記リレーロッド１３には、後輪転舵機構６への
出力部となる連結ロッド１９が一体的に取付けられ、こ
の連結ロッド１９に形成されたラック１９ａに、車体前
後方向に延びる回転軸２゜の前端に取付けられたピニオ
ン２０ａが噛合しており、上記回転軸２０により、前輪
転舵機構４の作動が転舵比変更装置８を介して後輪転舵
機構６に伝えられるようになっている。

一方、後輪転舵機構６は、後輪２に連結され枢軸２１ａ
を中心に揺動するナックルアーム２１と、このナックル
アーム２１の−・端に連結された左右一対のタイロッド
２２（左側タイロッドは図示省略）と、この左右一対の
タイロッド２２を車幅方向において連結するリレーロッ
ド２３とを有しており、この後輪転舵機構６に含まれる
パワーステアリング装置７は、油圧に応動する作動部材
としてのパワーシリンダ２４を備えている。このパワー
シリンダ２４は車体に固定され、かつ上記リレーロッド
２３をピストンロッドとしており、具体的には第２図に
示すような構造となっている。すなわら、このパワーシ
リンダ２４内は上記リレーロッド２３に一体的に取付け
られたピストン２４ａによって２つの油圧室２４ｂ、２
４ｃに区画され、この油圧室２４ｂ、２４Ｇがそれぞれ
配管２５．２６を介してコントロールバルブ２７に接続
されている。さらにパワーシリンダ２４内には、上記油
圧室２４ｂ、２４ｃへの油圧の付与が解除される状態と
なったときに後輪を中立位置に保持する手段として、上
記ピストン２４ａをパワーシリンダ２４の中央位置に付
勢するセンタリングスプリング２４ｄが装備されている
。

Ｌ記コン１−ロールバルブ２７には、第１図に示すよう
に、リザーブタンク２８に至る油供給管２つおよび油排
出管３０が接続され、上記油供給管２９にはエンジンに
より駆動される油圧ポンプ３１が設けられている。上記
コント０−ルバルブ２７は公知のスプールバルブ式のも
ので構成され、上記リレーロッド２３に連結部材３２を
介して一体的に取付けられたバルブケーシング２７ａと
、このバルブケーシング２７ａに嵌挿された図示しない
スプールバルブとを備え、スプールバルブの移動に応じ
てパワーシリンダ２４の一方の油圧室２４ｂ　（２４ｃ
）に油圧ポンプ３１からの油圧を−〇　− 供給してリレーロッド２３に対する駆動力を生じさせる
ようになっている。

また、上記転舵比変更装置８は、車体に対し車幅方向に
摺動自在に保持されて一端が上記コントロールバルブ２
７のスプールバルブに連結された」ントロールロッド３
５を有するとともに、基端部がＵ字状ホルダ３６に支持
ピン３７を介して揺動自在に支持された揺動アーム３８
を備え、この揺動アーム３８の先端と上記コントロール
ロッド３５との間に、ボールジヨイント３９．４０を介
してコネクティングロッド４１が連結されている。

上記ホルダ３６は、車体に固定されたケーシング（図示
せず）に、上記コントロールロッド３５の移動軸線Ｑ１
と直交する回動輪線ρ２を持つ支持軸４２を介して回動
自在に支持されている。上記揺動アーム３８の支持ピン
３７は、上記両輪線ｇ１、ρ２の交差部に位置して回動
軸線Ｑ２と直交する方向に延びており、ホルダ３６が支
持軸４２回りに回動すると、その先端の支持ピン３７と
コントロールロッド３５の移動軸線Ｑ１とのなす傾斜角
、つまり支持ピン３７を中心とする揺動アーム３８の揺
動軌跡面が上記移動軸線Ｑ１と直交する面（以下、基準
面という）に対してなす傾斜角が変化するようになって
いる。

上記コネクティングロッド４１は、ボールジヨイント３
つに近い部位において回転板４３にボールジヨイント４
４を介して摺動可能に支持されている。この回転板４３
は、上記移動軸線ρ１に沿った支持軸４５に回転自在に
支持されるとともに、前記の前輪転舵機構４の作動を伝
える回転軸２゜の後端に設けられた傘歯車２０ｂに噛合
している。

また、上記ホルダ３６は、その支持軸４２に取付けられ
たセクタギヤ４６と、これに噛合するウオームギヤ７！
Ｉ７と、傘歯車４．８．４９とを介してステップモータ
５０により作動されるようになっており、このステップ
モータ５０は、車速を検出する車速センサ５２、前輪の
転舵角を検出する舵角センサ５３、ギヤ位置を検出する
ギヤ位置センサ５４等からの信号を受けるコントロール
ユニット（ＥＣＵ）５１により、運転状態に応じて制御
されるようになっている。

従って、ハンドル３の操作により前輪転舵機構４の作動
したときに、その作動が回転軸２０を介して伝えられる
ことにより上記回転板４３およびコネクティングロッド
４１が移動軸線４１回りに回動し、揺動アーム３８が支
持ピン３７を中心に揺動する（矢印り、Ｅ、Ｆ＋　、Ｆ
２　）。この場合、支持ビン３７の軸線が上記移動軸線
ｐ１と一致しているときは、揺動アーム３８が上記基準
面上を揺動するのみでコントロールロッド３５は静止状
態に保たれるが、ステップモータ５０によるホルダ３６
の作動（矢印Ｇ）により支持ビン３７の軸線が上記移動
軸線ｐ１に対して矢印Ｈ１，Ｈ２方向に傾斜した状態と
なっていると、揺動アーム３８が上記基準面からずれて
揺動し、その揺動に伴ってコネクティングロッド４１が
車幅方向に変位することにより、コントロールロッド３
５が移動軸線Ｑ１に沿って移動する（矢印Ｉ）。このコ
ントロールロッド３５の移動により上記コントロールバ
ルブ２７が作動され（矢印Ｊ）、それに応じて上記パワ
ーシリンダ２４の油圧室２４ｂもしくは２４ｃに油圧が
作用し、リレーロッド２３が作動される。こうして、前
輪１の転舵に伴い、ステップモータ５０により作動され
る上記ホルダ３６の回動角に応じた転舵比で後輪２が転
舵される（矢印Ｋ）ように、転舵比変更装置８および後
輪転舵機構６が構成されている。

また、上記後輪転舵機構６のパワーシリンダ２４に対す
る油圧回路には、後輪転舵系統の故障発生時に上記パワ
ーシリンダ２４の油圧室２４ｂ。

２４Ｃへの油圧付与を解除する状態に油圧経路を切替え
るソレノイドバルブ６０が設けられている。

このソレノイドバルブ６０は、上記油圧ポンプ２４とコ
ントロールバルブ２７との間の油供給管２つに設けられ
たオイルフィルタ５６から分岐した油圧通路５７と、油
排出管３０に接続されたドレン通路５８との間に介設さ
れることにより、上記コントロールバルブ２７とは並列
に油圧回路に組込まれている。そして、このソレノイド
バルブ６０が上記油圧通路５７とドレン通路５８との連
通を遮断する閉弁状態にあるときは、前記のように」ン
トロールバルブ２７の作動に応じて圧油がパワーシリン
ダ２４の油圧室２４ｂもしくは２４ｃに供給されるが、
ソレノイドバルブ６０が上記油圧通路５７とドレン通路
５８とを連通ずる開弁状態となったときは、油供給管２
９から圧油がドレンされることにより、コントロールバ
ルブ作動にかかわらずパワーシリンダ２４への油圧供給
が停止されるようになっている。第１図に示す実施例で
は、二重安全構造とするため、上記油圧通路５７とドレ
ン通路５８との間に２つのソレノイドバルブ６０が並列
に設けられて、そのうちの少なくとも１つが開弁状態と
なればパワーシリンダ２４への油圧供給が停止されるよ
うになっている。そして、上記コントロールユニット５
１がら各ソレノイドバルブ６０に出力される信号により
、後輪転舵系統が正常に作動しているときは各ソレノイ
ドバルブ６０を閉弁状態に保つように通電され、後輪転
舵系統に故障が発生したときは、コントロールユニット
５１での故障検出に基づき、上記通電が停止されるよう
になっている。

第３図は上記ソレノイドバルブ６０の具体的構造を示し
ている。この図において、ソレノイドバルブ６０のケー
シング６１内には、上記油圧通路５７に連通する入口側
ポート６２が開口して油圧ポンプ３１からの油圧が導入
される圧力室６３と、ドレン通路４８に連通する出口側
ポート６４が開口する室６５と、この両室６３．６５の
間の弁孔６６とが形成されている。上記圧力室６３内に
は、ソレノイド６７によって作動されるプランジャ６８
が設けられ、このプランジャ６８の片側（図の左側）に
、プランジャ６８の移動に伴って弁孔６６を開閉するロ
ッド状の弁体６９が一体的に設けられている。上記プラ
ンジャ６８は、リターンスプリング７０によって開弁方
向に付勢されているが、ソレノイド６７に通電されてい
る状態ではその磁力によって閉弁位置に保たれるように
なっている。また、プランジャ６８の左側と右側の圧力
室６３ａ、６３ｂは互いに連通し、それぞれに油圧が作
用するようになっている。

上記プランジャ６８が閉弁位置にある状態では、プラン
ジャ６８の左側（弁体６９が設けられている側）の受圧
面積は、弁体６９と弁孔６６との係合面積分だけ、右側
の受圧面積よりも小さくなり、従ってこの状態で圧力室
６３に油圧ポンプ３１からの油圧が作用しているとき、
上記両側の受圧面積の差に応じた圧力がプランジャ６８
に対して閉弁方向に作用する。この圧力が上記リターン
スプリング７０の荷重よりも大きくなるように、プラン
ジャ６８の左右両側の受圧面積が設定されている。

このような当実施例の装置によると、後輪転舵系統が正
常に作動しているときは、上記ソレノイドバルブ６０に
通電されることにより、ソレノイドバルブ６０が閉弁状
態に保たれる。そしてこの状態では、前述のように前輪
転舵機構４から伝えられる作動力でコントロールバルブ
２７のスプールバルブが作動されると、それに応じて油
圧ポンプ３１からの油圧がパワーシリンダ２４の一方の
油圧室２４ｂ　（２４ｃ）に供給され、後輪が転舵され
る。

また、故障が検出されたときは、上記ソレノイドバルブ
６０への通電が停止されることにより、ソレノイド６７
が消磁される。このとき、後輪２が転舵されている状態
では、パワーシリンダ２４への供給油圧が高くなってい
て、この油圧がソレノイドバルブ６０の圧力室６３に導
入され、この油圧を受けるプランジャ６８の受圧面積が
前記のように設定されていることにより、ソレノイド６
７が消磁されても、プランジャ６８に加わる圧力で、リ
ターンスプリング７０に抗してプランジャ６８が閉弁位
置に保たれる。従って、このような後輪転舵状態にある
間は、油供給管２９に通じる油圧通路４７とドレン通路
４８との連通が遮断されて、パワーシリンダ２４への油
圧供給状態が維持され、後輪２の中立位置への急激な復
帰が防止される。

そして、この状態からハンドル３の復帰操作によって後
輪２が中立位置へ戻されたときは、」ン１〜ロールバル
ブ２７が油供給管２９およびパワー＝　１７− シリンダ２４の各油圧室２４ｂ、２４Ｃをそれぞれ油排
出管３０に連通させる状態となることにより、ソレノイ
ドバルブ６０の圧力室６３に導入される油圧が低下し、
プランジャ６８に加わる圧力が減少するため、リターン
スプリング７０によってプランジャ６８が開弁位置に作
動され、上記油圧通路４７とドレン通路４８とが連通さ
れる。このような状態となった後は、ソレノイド６７に
通電されない限り、ソレノイドバルブ６ｏが開弁状態に
保たれて油圧ポンプ３１からの圧油がドレンされること
により、コントロールバルブ２７の作動に関係なくパワ
ーシリンダ２４への油圧供給が停止され、フェイルセー
フ機能が達成される。

なお、上記実施例では、後輪２が転舵されていてソレノ
イドバルブ６０の圧力室６３に導入される油圧が高いと
きに、プランジャ６８に作用する圧力がリターンスプリ
ング７０の荷重よりも大きくなるように受圧面積を設定
しているが、上記圧力がリターンスプリング７０の荷重
より小さくても、プランジャ６８に対して閉弁方向に圧
力が作用するように受圧面積を設定しておけば、後輪転
舵状態での故障発生時に、プランジャ６８の開弁方向の
作動は緩かになって、後輪２の急激な舵角変化を抑制す
ることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、フェイルセーフ用のソレノイド
バルブのプランジャを、後輪転舵機構の作動部材への供
給油圧を導入する圧力室に設けるとともに、その油圧が
上昇している間は上記油圧付与解除状態へのプランジャ
の作動が抑制されるようにプランジャの受圧面積を設定
しているため、故障発生時に、後輪が転舵されていて上
記作動部材への供給油圧が上昇している間は、油圧付与
解除状態への切替わりが行なわれないか、少なくともこ
のような切替わりが緩かに行なわれ、後輪の急激な舵角
変化を防止することができる。従って、フェイルセーフ
機能を満足しつつ、走行安定性を高めることができ、し
かも、熱害等の弊害を生じることがなく、また、上記の
ようなソレノイドバルブの切替わり動作の調整が機械的
に行なわれるので、信頼性にも富むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す操舵系のシステム図、
第２図はパワーシリンダの構造を示す断面図、第３図は
ソレノイドバルブのＩＩＡ造を示す断面図である。 １・・・前輪、２・・・後輪、３・・・ハンドル、６・
・・後輪転舵機構、２４・・・パワーシリンダ（作動部
材）、２４ｄ・・・センタリングスプリング、２７・・
・コントロールバルブ、６０・・・ソレノイドバルブ、
６３・・・圧力室、６８・・・プランジャ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、油圧に応動する作動部材を用いて後輪の操舵を行な
   う後輪転舵機構に、上記作動部材への油圧の付与が解除
   される油圧付与解除状態となったときに後輪を中立位置
   に保持する手段を設ける一方、上記作動部材に対する油
   圧回路に、後輪転舵系統の故障発生時に油圧経路を上記
   油圧付与解除状態に切替えるソレノイドバルブを設けた
   車両の後輪操舵装置において、上記ソレノイドバルブの
   プランジャを、上記作動部材への供給油圧を導入する圧
   力室に設けるとともに、この圧力室内の油圧が上昇して
   いる間は上記油圧付与解除状態へのプランジャの作動を
   抑制する方向に油圧が作用するようにプランジャの受圧
   面積を設定したことを特徴とする車両の後輪操舵装置。