JPH03262776A - 四輪操舵装置 - 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］ この発明は、所定の条件下において前輪に加えて後輪を転舵させるように構成される四輪操舵装置に関する。 【従来の技術】

四輪操舵装置には、種々のタイプのものかあるが、その
一つに、ステアリングの操舵力に応じて後輪の転舵量を
増減させつるように構成される、いわゆる操舵力感応型
のものがある。この四輪操舵装置の場合、旋回時の横加
速度の大きさに対応させた理想的な後輪舵角を得ること
が可能になることから、四輪操舵装置のなかでも操縦安
定性の著しい向上を図ることができる。中・高速旋回時
等には、後輪を前輪に対し同位相（同方向）に転舵する
が、この場合、後輪の転舵角は、車速やステアリングの
操舵角に応じて時々刻々変化する横加速度の大きさに対
応させて増減させることが望ましい。旋回時の横加速度
が大きくなれば、車両の横すべりも増し、それを抑制す
るのに必要な後輪の転舵量も大きくなるからである。ま
た、ステシリンダの操舵力は、横加速度の大きさに応じ
て変化する。したがって、後輪の舵角をステアリングの
操舵力に応じて制御することにより、後輪の同位相方向
の転舵角を最適な大きさに設定できるのである。 ところで、操舵力感応型の四輪操舵装置としては、従来
、第６図に示すようなものがある。この四輪操舵装置は
、ピストンロッドａを後輪転舵部材に連結され、ピスト
ンロッドａの左右方向動によって後輪を転舵させるパワ
ーシリンダｂと、パワーシリンダｂに油圧を供給する後
輪操舵用オイルポンプＣと、上記パワーシリンダｂとオ
イルポンプＣとの間に介装され、パワーシリンダｂに対
する油圧制御を行うコントロールバルブｄとを備え、パ
ワーステアリング装置ｅを利用して上記コントロールバ
ルブｄの制御を行うとともに、所定速度以上の範囲で後
輪を前輪に対し同位相に転舵させるように構成されてい
る。上記コントロールバルブｄはパワーステアリング装
置ｅのパワーシリンダ部ｆと接続されており、ステアリ
ング操舵時に発生するパワーステアリング装置ｅのアシ
スト油圧によって、コントロールバルブ内のスプール（
バルブロッド）ｇが所定のストローク量をもって所定方
向に動かされる。これにより、ポンプＣとパワーシリン
ダｂのシリンダ右室およびシリンダ左室との間の油路の
切り換え制御が行われて、パワーシリンダｂが作動させ
られ、そのピストンロッドａの左右方向動により後輪が
所定方向に転舵される。この場合、後輪転舵角は、パワ
ーシリンダｂに作用する油圧の大きさに応じて変わるが
、パワーシリンダｂへの供給油圧の大きさは、上記スプ
ールｇの油路開放方向の移動量によって変化する。また
、上記スプールｇの移動量は、パワーステアリング装置
ｅのアシスト油圧の大きさによって変動し、そして、上
記アシスト油圧は、ステアリングの操舵力に応じて増減
する。したがって、後輪の転舵角は、ステアリングの操
舵力の大きさに応じて増減させられることになるのであ
る。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の四輪操舵装置の場合、上述の
ように操舵力感応型の四輪操舵システムを達威しうるも
のの、次のような問題点がある。 すなわち、後輪操舵用パワーシリンダｂは、コントロー
ルバルブｄに制御されて駆動されるが、コントロールバ
ルブｄは、これにステアリング操舵によって発生する前
輪用パワーステアリング装置ｅの油圧を導き、その油圧
によって作動させるようにしている。したがって、ステ
アリングの操舵から、コントロールバルブを作動させて
後輪を転舵させるまでの間の時間が長くなるため、後輪
の転舵が前輪の転舵に対しかなり遅れてしまう。 このように後輪の操舵遅れが大きくなると、旋回時に発
生する車両の横すべりを適切に抑制することができず、
四輪操舵システムをわざわざ採用しても、操縦安定性を
十分に向上させることができなくなる。 本願発明は、以上のような事情の下で考え出されたもの
であって、操舵力に応じて後輪舵角を制御できるととも
に、前輪に対する後輪の操舵遅れを少なくして、操縦安
定性の向上を十分に図りうるように構成された、操舵力
感応型の四輪操舵装置を提供することをその目的とする
。

【問題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講じている。 すなわち、本願発明の四輪操舵装置は、油圧ポンプと、
車両後部に配置され、ピストンロッドの左右方向動によ
り後輪を転舵させる油圧シリンダと、上記油圧ポンプと
油圧シリンダとの間に設けられ、上記油圧シリンダのシ
リンダ右室とシリンダ左室へのオイルの送出の切り換え
を行うとともに、ステアリングの操舵力に応しでバルブ
開度が変化するコントロールバルブとを備え、上記コン
トロールバルブは、ステアリングホイールの回転により
作動させられて油路の切り換えを行うように構成されて
いることを特徴とする。

【発明の作用および効果】

油圧シリンダが油圧ポンプからの油圧を受けて作動し、
そのピストンロッドが左右所定の方向に動かされると、
これに応じて後輪が所定方向に転舵される。後輪の転舵
方向および転舵量は、油圧シリンダのピストンロッドの
ストローク方向とその移動量によって決まり、その制御
は、コントロールバルブにより行われる。コントロール
バルブは、油圧シリンダのシリンダ右室とシリンダ左室
へのオイルの送出の切り換えを行うことにより、ピスト
ンロッドのストローク方向、すなわち後輪の転舵方向を
制御する。また、そのときの上記シリンダ右室またはシ
リンダ左室に対する油路の開度に応じて、油圧シリンダ
への供給油圧の大きさが調整され、これにより、ピスト
ンロッドのストローク量、すなわち後輪の転舵量が制御
される。 上記コントロールバルブは、ステアリングの操舵力に応
じて、バルブ開度が変化するように構成されている。し
たがって、ステアリングの操舵力に応じて、油圧シリン
ダへの供給油圧の大きさが変わるので、後輪の転舵量を
ステアリングの操舵力の大きさに応じて増減させること
ができ、いわゆる操舵力感応型の四輪操舵システムが構
成される。このような操舵力感応型の四輪操舵システム
では、前にも述べたように、旋回時の横加速度の大きさ
に対応させた理想的な後輪舵角を得ることできる。 ところで、上記コントロールバルブは、ステアリングの
回転そのものによって作動させられる。 すなわち、ステアリングの操舵と同時に、油圧シリンダ
を駆動して後輪を転舵させるコントロールバルブが作動
させられる。したかって、ステアリング操舵によってパ
ワーステアリング装置に発生する油圧によってコントロ
ールバルブを作動させる従来の四輪操舵装置と異なり、
ステアリングの操舵から後輪の転舵までにかかる時間が
短く、前輪に対する後輪の操舵遅れが少なくなるので、
旋回時車両の横すべりの発生に遅れることなく後輪を転
舵して、上記横すべりを適切に抑制しつる。 このように、本願発明では、操舵力に応じて後輪の転舵
量を制御することができるとともに、後輪操舵の応答性
も高めることができる。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しつつ具体的に説
明する。 第１図に、本実施例に係る四輪操舵装置の全体構成を概
略的に示した。 前輪のステアリング装置には、−船釣なラック・ピニオ
ン式パワーステアリング装置ｌを用いている。ステアリ
ングホイール２を回すと、ラック杆３が車幅方向に動か
され、その動きが、タイロッド４およびナックルアーム
５を介して、前輪６にこれを所定方向に転舵させる力と
して伝達される。このとき、ラック杆３にはこれを所定
方向に押すアシスト油圧が作用するので、軽い操舵力で
ステアリング操作を行える。 上記パワーステアリング装置は、第２図に示すように、
ラックピニオン式のステアリングギヤに、パワーシリン
ダ部７と油圧制御部８を付設して構成されており、圧油
がオイルポンプ（図示略）から上記油圧制御部８を介し
てパワーシリンダ部７に送出される。上記油圧制御部８
内には、パワーシリンダ部７に対する油圧制御を行うた
めのコントロールバルブが設けられており、本例の場合
、このコントロールバルブには、ロータリバルブ９（第
４図および第５図参照）を用いている。 なお、パワーシリンダ装置においてロータリバルブを設
けて構成される油圧制御部８１の構造は、一般に、第４
図および第５図に示すとおりであり、油圧制御部８′は
、基本的に、バルブハウジング１４’と、ステアリング
シャフトの下端に設けられ、ステアリングシャフトと一
体に回転する中空状のインプットシャフト１）’と、ラ
ック杆３′に噛合するピニオンギヤ１２’と、インプッ
トシャフト１）１内に組み込まれ、上端をインプットシ
ャフト１）１こ、下端をピニオンギヤ１２１こそれぞれ
結合されたトーションバー１３′と、インプットシャフ
トＩ　Ｉ　’ｊこ相対回転可能に套嵌され、かつピニオ
ンギヤ１２’に対しピンを介して固定されるロータリバ
ルブ９′とで構成される。 上記バルブハウジング１４’には、オイルポンプからオ
イルを導くためのインポート１５’およびリサーバタン
ク（図示略）にオイルを戻すためのアウトポート１６１
と、パワーシリンダ部のシリング右室にオイル送出する
ためのシリンダ右室用ポート１７′およびシリンダ左室
にオイルを送出するためのシリンダ左室用ポート１８′
が、設けられており、また、これら各ポートのうちの上
記インポート１５′、シリンダ右室用ポート１７１およ
びシリンダ左室用ポート１８′が、第５図に示すように
ロークリバルブ９１こも設けられている。また、ローク
リバルブ９′の内周およびインプットシャフト１）’の
外周には、油路開放溝９ａ’　　ｌｌａ’がそれぞれ複
数設けられている。 さらに、インプットシャフト１）’には、上記シリンダ
右室用ポート１７′およびシリンダ左室用ポート１８′
を、トーションバー１３’との間の環状空間ポート１９
′を介して上記アウトポート１６′と連通させるための
、半径方向に延びるオイル通路２０′が設けられている
。そして、ステアリングホイールを回すと、インプット
シャフト１）′とロータリバルブ９′との相対回転によ
り、上記シリンダ右室用ポート１７′とシリンダ左室用
ポート１８′の一方のみが、所定の油路開放溝９ａ’、
ｌｌａ’を介して、上記インポート１５１と連通させら
れ、かつ、他方が、所定の油路開放溝９ａ’、Ｉｌａ’
と上記オイル通路２０’および環状空間ポート１９’を
介して上記アウトポー１−１６’と連通させられる状態
となる。したがって、パワーシリンダ部のシリンダ右室
とシリンダ左室との開に油圧差が生じ、その油圧差が、
操舵力に対するアシスト油圧として作用する。 なお、第５図は、ステアリングを右に切り、シリンダ右
室用ポート１７’がインポート１５’と連通させられ、
シリンダ左室用ポート１８’が上記オイル通路２０１お
よび環状空間ポート１９’を介してアウトポート１６’
と連通させられる状態を示している。 また、ロータリバルブ９′の作動原理をさらに具体的に
説明すると、次のとおりである。 ステアリングホイールを回すと、上記インプットシャフ
ト１）’が回転し、その回転が、トーションバー１３１
を介してピニオンギヤ１２１こ伝達される。ピニオンギ
ヤ１２’は、前輪の路面抵抗のため回転が妨げられるの
で、その路面抵抗力分だけトーションバー１３’がねじ
られる。一方、ロータリバルブ９′はピニオンギヤ１２
’に対し固定されているので、インプットシャフト１）
’は、トーションバー１３１のねじれ角度分だけロータ
リバルブ９１こ対して余分に回転する。したがって、イ
ンプットシャフト１）１とロータリバルブ９′との間に
回転差が生じ、その相対回転により、パワーシリンダ部
に対する油路の切り換えが行われるとともに、上記回転
差の大小により、油路の開度が変化して、パワーシリン
ダ部への供給油圧の大きさ、すなわちアシスト油圧の大
きさが変わる。また、上記回転差は、ステアリングの操
舵力に応して変動するものであるので、上記アシスト油
圧はステアリングの操舵力に対応して変化する。 一方、後輪２１を転舵させるための装置は、基本的に、
油圧ポンプ２２と、油圧ポンプからの油圧を受けて作動
させられ、作動時のピストンロッド２３の左右方向動に
より後輪２１を転舵させる油圧シリンダ２４と、油圧ポ
ンプ２２と油圧シリンダ２４との間に設けられ、油圧シ
リンダ２４に対する油圧制御を行うためのコントロール
バルブ２５とで構成される。 上記油圧ポンプ２２は、フロント側のディファレンシャ
ル装置３３と接続され、ディファレンシャル装置３３内
のリングギヤ（図示時）に、ポンプ軸に取付けたギヤ（
図示時）を噛合させて、その回転動力を取り出すことが
できるように構成している。したがって、走行時、上記
リングギヤの回転により、油圧ポンプ２２を駆動できる
。なお、油圧ポンプ２２には、ベーンポンプ等を用いる
ことができる。 また、上記油圧シリンダ２４は、車両後部において横向
きに配置されており、シリンダ２６の両端から突出する
左右のピストンロッド２３，２３を、後輪転舵機構のリ
ンクアーム２７ｂ、２７ｂに連結されている。上記後輪
転舵機構は、第１図および第３図に示すように、それぞ
れの外端を後輪２１のホイールサポート（図示時）に連
結される前後一対の平行状のリンクアーム２７ａ、２７
ｂを、油圧シリンダ２４の両側にそれぞれ有し、各リン
クアームは、その内端を前後方向に延びる車体側支軸２
８にゴムブツシュ２９を介して支持されている。そして
、油圧シリンダ２４のピストンロッド２３，２３は、左
右の各後方側のリンクアーム２７ｂ、２７ｂの内端に、
上記ゴムブツシュ２９、ロッド部材３０およびボールジ
ヨイント３１を介して連結されている。したがって、油
圧シリンダ２４の作動時、ピストンロッド２３が左右所
定の方向に動かされると、後方側のリンクアーム２７ｂ
、２７ｂがピストンロッド２３と同方向に動かされ、こ
のリンクアーム２７ｂ、２７ｂの動きが、後輪２１にこ
れを所定方向に転舵させる力として作用する。このとき
、前方側のリンクアーム２７ａ、２７ａは、後輪２１の
動きに伴い、上記ゴムブツシュ２９を弾性変形させなが
ら後方側のリンクアーム２７ｂ、２７ｂと反対方向に動
かされる。なお、ピストンロッド２３，２３の左右の上
記ゴムブツシュ２９．２９は、ピストンおよびピストン
ロッド２３を中立位置に戻すセンタリングバネとしての
機能を果たす。 また、上記コントロールバルブ２５には、本例の場合、
上記パワーステアリング装置１の上記ロータリバルブ９
と同じものを用いており、これを、第２図に示すように
、パワーステアリング装置ｌの上記油圧制御部８内にお
いて上記ロータリバルブ９の下方に組み込み、かつ、上
記油圧ポンプ２２Ｊ油圧シリンダ２４およびリザーバタ
ンク３２と所定の油圧回路をもって接続することにより
構成している。そのバルブ構造および作動原理は、上記
パワーステアリング装置１におけるものと同様であるの
で、詳しい説明は省略するが、上記コントロールバルブ
２５は、ステアリングの回転そのものによって作動させ
られ、ステアリングホイール２を回すと、コントロール
バルブ２５と上記インプットシャフト１）との間に回転
差が生じ、その相対回転により、油圧シリンダ２４に対
する油路の切り換えが行われるとともに、その回転差に
応じて、油路の開度が変わり、油圧シリンダ２４への供
給油圧の大きさが制御される。この場合、油圧シリンダ
２４と油圧ポンプ２２との間の油路が、シリンダ右室２
４ａとの間においてのみ開放される一方、シリンダ左室
２４ｂとリザーバタンク３２との間の油路が開放される
ときには（以下、この状態を、シリンダ右室オイル送出
状態という）、シリンダ右室２４ａ内の圧力上昇によっ
て、ピストンロッド２３が第１図において左方向に動か
されて後輪２１が右方向に転舵される。一方、油圧ポン
プ１と油圧シリンダとの間の油路が、シリンダ左室２４
ｂとの間においてのみ開放され、シリンダ右室２４ａと
リザーバタンク３２との間の油路が開放されるときには
（以下、この状態を、シリンダ左室オイル送出状態とい
う）、後輪２１が左方向に転舵される。 また、本例では特に、中・高速域での旋回走行時におい
て、後輪２１を前輪６に対し同位相（同方向）に転舵さ
せるように構成する。したがって、ステアリングを右に
切ったときには、上記シリンダ右室オイル退出状態とな
り、ステアリングを左に切ったときには、上記シリンダ
左室オイル送出状態となるように、′油圧回路が設定さ
れる。また、油圧ポンプ２２を駆動するディファレンシ
ャル装置３３のリンクギヤの回転数は車速に比例するが
、油圧ポンプ２２は、リングギヤの回転数が所定値以上
になって、言い換えると所定速度以上になって油圧シリ
ンダ２４を作動させるに足る油圧を発生させつるように
構成される。なお、その設定速度は、３５〜４５（ｋｍ
／ｈ）程度の間で決めることが望ましい。 さて、以上の構成を備える本四輪操舵装置では、中・高
速旋回時において後輪２１を前輪６に対し同位相に転舵
させることができるが、この後輪２１の同位相操舵にあ
たっては、後輪舵角を操舵力に対応させて制御できるの
で、旋回時の車両の横すべりを適切に抑制しうる最適な
大きさの後輪舵角を得ることができる。 後輪２１の転舵角は、油圧シリンダ２４のピストンロッ
ド２３のストローク量によって決まり、上記ピストンロ
ッド２３のストローク量は、油圧シリンダ２４への供給
油圧の大きさに応じて制御される。そして、上記供給油
圧の大きさは、上記コントロールバルブ２５におけるバ
ルブ開度に応じて変わり、このバルブ開度は、ステアリ
ング操舵時のコントロールバルブ２５と上記インプット
シャフト１）の回転差に応じて変動し、また、上記回転
差は、ステアリング操舵力に応じて増減する。したがっ
て、操舵力に応じて後輪の舵角が制御されるのである。 このような操舵力感応型の四輪操舵装置では、後輪舵角
を旋回時に発生する横加速度に応じて増減させることが
できることから、四輪操舵による操縦安定性の向上の度
合いも高い。 ステアリング操舵力は横加速度の大きさに応じて変化す
るものであり、一方、横加速度の大きさに応じて車両の
横すべりの大きさが変わるので、後輪の同位相方向の転
舵量は横加速度の大きさに応じて増減させることが望ま
しいからである。 そうして、本四輪操舵装置の場合、後輪操舵にあたり、
油圧シリンダ２４を駆動して後輪２１を転舵させるコン
トロールバルブ２５は、ステアリングホイール２の回転
そのものによって作動させられる。したがって、ステア
リング操舵と同時にコントロールバルブ２５が作動させ
られるので。 前輪６の操舵に対する後輪２１の操舵遅れが非常に少な
く、旋回時、車両の横すべりの発生に遅れることなく後
輪２１を転舵できる。 しかも、本例の場合、コントロールバルブ２５は、前輪
のパワーステアリング装置１の油圧制御部８を利用し、
油圧制御部８内にロータリバルブを組み込むだけの簡単
な構造で構成しつるようにしていることから、コントロ
ールバルブ２５も簡単に設けることができる。 なお、本例では、上記油圧制御部８内に、パワーステア
リング装置用と後輪操舵装置用の二つのロータリバルブ
を設けているが、パワーステアリング装置用のロータリ
バルブ自体を利用して、コントロールバルブ２５を構成
することもできる。 ロータリバルブに、パワーステアリング装置接続用のポ
ートと、後輪操舵装置接続用のボートとを、別々に設け
るのである。このようにした場合には、ロータリバルブ
を別途設ける必要がなくなり、装置を低コストで構成で
きる。 また、本例では、上記油圧ポンプ２２を、ディフ７レン
シ→・ル装置３３のリングギヤの回転により駆動するよ
うにし２ている。上記リングギヤは、その回転数が車速
に比例するので、油圧ポンプ２２の吐出圧も車速に応じ
て変動する。したがって、上記油圧シリンダ２４のピス
トンロッド２３のストローク量および後輪２１の転舵量
は高速になるほど大きくなり、転舵比（前輪の舵角に対
する後輪の舵角の比）を、車速に応じて変化させること
ができる。なお、油圧ポンプ２２は、車輪ないしは車軸
の回転によって駆動するようにしても、転舵比を車速に
応じて変化させることができる。 ところで、本願発明の範囲は、上述した実施例に限定さ
れるものではない。 たとえば、後輪操舵装置用のコントロールバルブは、上
記実施例の場合パワーステアリング装置においてコント
ロールバルブとして用いられるロータリバルブを利用し
て構成していたが、ロータリバルブの他、フラッパバル
ブ等を利用して構成することもできる。 また、上記実施例では前輪のステアリング装置にパワー
ステアリング装置を装備した例を示していたが、前輪の
ステアリング装置は、パワーステアリング装置以外のも
のであってもよいことはもちろんであり、また、後輪転
舵機構等についても種々設計変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例に係る四輪操舵装置の全体構
成を概略的に示した図、第２図は実施例に係る油圧回路
を示した図、第３図は実施例に係る油圧シリンダのピス
トンロッドと後輪転舵部材との連結構造を示した図、第
４図は一般的なパワーステアリング装置の油圧制御部の
縦断面図、第５図は第４図の油圧制御部に朝み込まれる
コントロールバルブの横断面図、第６図は従来例を示し
た図である。 ２１・・・後輪、２２・・・油圧ポンプ、２３・・・ピ
ストンロッド、２４・・・油圧シリンダ、２５・・・コ
ントロ−ルバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧ポンプと、 車両後部に配置され、ピストンロッドの左 右方向動により後輪を転舵させる油圧シリンダと、 上記油圧ポンプと油圧シリンダとの間に設 けられ、上記油圧シリンダのシリンダ右室とシリンダ左
   室へのオイルの送出の切り換えを行うとともに、ステア
   リングの操舵力に応じてバルブ開度が変化するコントロ
   ールバルブと、 を備え、 上記コントロールバルブは、ステアリング ホイールの回転により作動させられて油路の切り換えを
   行うように構成されていることを特徴とする、四輪操舵
   装置。