JPH03505853A - 自動車の全輪舵取り装置 - 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】 自動車の全幅舵取り装置 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載した自動車の舵取り装置に関 する。

背景技術 かかる舵取り装置において、車両の後輪は、低速走行の場合には前輪と逆向きに 舵取りさせられ、高速走行の場合には同方向に舵取りさせられる。このために前 車軸舵取り装置ならびに後車軸舵取り装置を制御する舵取りが提供されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５２５２５５号公報において追加的な後輪用 サーボモータが公知であり、これは速度に関係する方向弁を介して制御される。

このサーボモータは作動ピストン用ハウジング部分の延長部に、ばねによって間 隔を隔てられたストローク制限ピストンとしての２個の制御ピストンを持つハウ ジング部分を有している。制御ピストンは作動ピストンを同時に支持するピスト ンロッド上を移動でき、ばねの力によってハウジング部分の肩部に接している。

ピストンロッドは制御ピストンの範囲に小さな直径部分を有し、この部分の軸方 向長さは両制御ピストンの最大間隔よりも僅かに大きい。このようにして作動ピ ストンの中立位置において、ピストンロッドの段部間に同じ大きさの中間室が生 し、この中に弾性体が嵌め込まれている。両制御ピストン間にあるばね室は圧力 室の機能を有し、ポンプの圧力配管に接続されている。圧力配管の分岐管はタン クに通じている。この分岐管には走行速度検出器によって制御される絞り弁が配 置されている。

公知の舵取り装置は次のように作用する。

高速走行の場合に運転者が舵取り運動を行うと、走行速度検出器が絞り弁を絞り 制御する。それにより圧力室に制御ピストンをハウジング部分の肩部に接触させ る圧力が形成される。同時にサーボモータの方向弁が別の走行速度検出器の影響 下において、後輪が前輪と同方向に舵取りされるように調整される。両制御ピス トンが軸方向に固定されているので、ピストンロッドは小さな中間室の範囲だけ でしか移動させられず、弾性体は圧縮されている。これは約８°の後輪舵取り角 度を生ずる。この舵取り過程によって走行安定性が高められる。これに対して運 転者が低速走行において舵取り運動を行うと、走行速度検出器が絞り弁を開放制 御する。従−・て圧力室には圧力は形成されない。そして、ばねだけが制御ピス トンをハウジング肩部に押し付ける。同時に別の走行速度検出器か方向弁を後輪 が前輪と逆向きに舵取りする位置に調整する。ピストンロッドは舵取り方向に応 じて一方の制御ピストンをばねの力に抗してその肩部から離しこれによって、ピ ストンロッドに対（、てかなり大きな移動ストロークおよび後輪に対する大きな 舵取り角度が生ずる。上述した装置によれば、高速走行の場合に安定した舵取り 特性が達成され、低速走行の場合に小さな転回内が得られる。液圧回路に故障が 生じた際にピストンロッドは直進走行位置において自由に動けるので、特に非平 坦でない道路を高速走行する際に後輪が固有舵取りを行う傾向を有する。これは 、手に負えない舵取りおよび車軸の振れが方向特性および走行特性を害するので 、車両の走行特性を不利な方向に変化させることを意味する。

さらに公知の舵取り装置において、低速走行の場合、舵取りすべき車輪の摩擦だ けでなく同時に制御ピストンに作用するばねの力をも克服しなければならないの で、大きな圧力が必要である。

発明の開示 本発明の目的は、液圧回路あるいは電子制御回路に故障が生した際に、追従調整 される舵取り車軸を直進走行位置に戻して、そこに拘束することにある。この場 合、不意の舵取り作用を生ずることなしに復帰運動が経過するようにしなければ ならない。この拘束は車輪に作用する力を確実に吸収Ｌ、車軸調整および車軸の 振動を生じないようにしなければならない。

この目的は本発明によれば請求の範囲第１項から第７項に記載した手段によって 達成される。

サーボモータのハウジング部分における制御ピストンは、その圧力室と反対側端 面に両側に配置されピストンロッド上に固定された作動ピストンと共に制御室を 形成している。舵取り装置が運転準偏位置にあるとき、これらの制御室には、制 御ピストンを圧力室内に配置されたばね要素の力に抗して間隔ブツシュに接触さ せる系統圧力がかかる。その場合、圧力室は電気切換式の２位置２ポート弁を介 して放圧される。予め圧力監視器が圧力室の圧力形成を制御し、２位置２ポート 弁に接続されている切換装置に開放信号を伝達する。

放圧位置において制御ピストンはハウジングの肩部および作動ピストンに存在す るストッパに対して間隔を有している。舵取り運動の際に弁装置を介して作動ピ ストンの一方の作動室を制御するとき、後輪が例えばカーブを曲がるためにある 舵取り角度たけ動かされる。液圧回路の故障によって制御室に圧力低下が生じた とき、制御ピストンは、ばね要素の作用によって肩部および作動ピストンに接触 する。このようにしてピストンロッドは後輪の直進走行位置に戻され拘束される 。制御ピストンの戻り運動の際に制御室から押し出される浦は、いわばブレーキ として作用する絞りを通って流れる。徐々に進行する復帰によって、瞬間的に運 転者を驚かせる舵取り作用は避けられる。本発明に基づく拘束位置は、液圧回路 の故障の際における全幅舵取り装置の運転安全性を著しく高める。また、この復 帰および拘束装置は舵取りの際に補助的なエネルギーを全く必要としない。

別の実施態様において、制御回路が故障した際に同様に拘束装置に作用するいわ ゆる急速遮断装置が設けられている。そのために圧力室に接続され圧力源に結合 されている遮断弁付きの遮断配管が設けられている。さらに、制御室に接続され 同様に圧力源に結合されている配管部分に切換弁が組み込まれている。電子制御 回路に故障が生したとき、遮断弁は貫流位置に置かれ、両切換弁は放圧位置に置 かれる。同時に制御装置の２位置２ポート弁も切り換えられるので、圧力室に遅 れなしに高い系統圧ツノが形成され、制御ピストンは直ちに拘束位置に移動され る。このようにして電子制御回路に故障が生じた場合も、舵取り安全性が維持さ れる。急速遮断装置は車両が停止しているとき、あるいは小さな走行速度の場合 しか作用しないので、走行安定性に対する影響はない。

以下図面に示した３つの実施例を参照して本発明の詳細な説明する。

図面の簡単な説明 第１図は全輪舵取り装置の概略構成図、第２図は第１図に示した後車軸舵取り装 置の概略構成図、 第３図は後車軸舵取り装置の実施例の概略構成図、第４図は安全急速遮断装置を 持った実施例の概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図の概略図には、機械式あるいは液圧式に作動される前輪舵取り装置１が示 されている。説明を単純化するためにパワーステアリングにとって必要な液圧配 管は省略されている。図示していない駆動エンジンは、必要な場合に、前輪舵取 り装置１にも圧油を供給する高圧ポンプ２を駆動する。この高圧ポンプ２は油を タンク３から吸い上げ、アキュムレータ充填弁４を介してアキュムレータ５を充 填する。このアキュムレータ５は、負荷におけるあらゆる運転条件のもとて十分 な圧力エネルギーを提供できるようにする。逆止弁９を有する入口配管６は、電 磁弁７，７Ａの形をした弁装置を介して後輪舵取り装置１１のサーボモータ１０ に接続されている。別の電磁弁８，８Ａはサーボモータ１０の無圧側をタンク３ に連結する。圧力制御弁１２は液圧回路における最高圧力を設定する。入口配管 ６の分岐管１３はサーボモータ１０の帰還および拘束装置に通している。前輪舵 取り装置の舵取りハンドル軸に舵取り角度センサー１５が設けである。このセン サー１５は制御配線を介して電子式切換装置１７に接続されている。後輪舵取り 装置１１のサーボモータ１０の範囲にストロークセンサー１８．２０か設けられ ており、これらは切換装置１７に通じて制御配線を有している。さらにタコメー タ２１が速度信号を切換装置１７に与える。切換装置１″は、これらの情報を処 理し、公知の装置のように出力信号を電磁弁７，７Ａ；８，８Ａに与える。後輪 は前輪舵取り装置の舵取り角度に相応して走行速度に応して前輪と同方向にある いは逆方向に舵取りされる。

本発明に関係する後述する制御装置２２は制御配線を介して同様に切換装置１７ に接続されている。

第２図において、第１図に関連して既に上述した構造部品は同一符号を付しであ る。サーボモータ１０は後輪のタイロッド２３．２３Ａ　（第１図参照）に結合 されているピストンロッド２４を有している。このピストンロッド２４には、サ ーボモータ１０のハウジングと共に圧力室２６，２６Ａを形成する作動ピストン ２５．２５Ａが取り付けられている。これらの圧力室２６．２６Ａは電磁弁７． ７Ａを介して入口配管６に接続させられる。

圧力室２６，２６Ａには電磁弁８．８Ａが付属しており、これらの電磁弁８，８ Ａは後輪舵取り装置１１の舵取り方向に応じて放圧機能を有している。切換装置 １７（第１図参照）は電磁弁７．８Ａないし７Ａ１８を常に対を成して切り換え る。

作動ピストン２５．２５Ａに対するシリンダ部分よりも大きな内径のハウジング 部分は、ピストンロッド２４上を移動できる２つの制御ピストン２７．２７Ａを 有している。本発明に基づいて、作動ピストン２５．２５Ａおよび制御ピストン ２７．２７Ａは両者間に制御室２８゜２８Ａを密閉している。これらの制御室２ ８．２８Ａは、ポンプ２、アキュムレータ充填弁４およびアキュムレータ５から なる圧力源に通している分岐管１３に接続されている。この分岐管１３は制御室 ２８．２８Ａの方向に開く逆止弁３０を有している。戻り管として使用し逆止弁 ３０を迂回する配管部分に絞り３２が設けである。舵取り装置の運転準備状態に おいて、制御ピストン２７゜２７Ａは、ばね要素３４の力に抗してブツシュ３５ に接している。圧力室３３は、ばね要素３４ブツシユ３５を包囲している。液圧 回路に故障か生ずると、制御ピストン２７，２７Ａはハウジングの肩部３６，３ ６Ａに当たり、同時に作動ピストン２５．２５Ａのストッパ３１゜３１Ａに当た る。

圧力室３３を制御する制御装置２２は、タンク３の方向に対する貫流位置と遮断 位置とをとる電磁式２位置２ポート弁３７からなっている。さらに、圧力室３３ 内の圧力を監視する圧力監視器３８が設けられており、これは制御配線を介して 切換装置１７に接続されている。

本発明の後輪舵取り装置は次のように作用する。

第２図は車両エンジンが回転している場合の出発状態、即ちポンプ２が運転され ている状態を示している。分岐管１３を介して制御室２８．２８Ａ内に、制御ピ ストン２７．２７Ａをブツシュ３５に押し付けける圧力が形成される。２位置２ ポート弁はその貫流位置にある。これによってピストンロッド２４は自由であり 、舵取り装置は舵取り準備状態にある。運転者か前輪舵取り装置１の舵取りハン ドルで、例えば右向きに舵取り運動を行うと、相応した入力信号が切換装置１７ に送られる。この入力信号およびタコメータ２１の信号に関係して、切換装置１ ７が例えば高速走行の場合に電磁弁７Ａ、８の両方を制御し、これによって圧力 室２６Ａが人口配管６に、また、圧力室２６がタンク６に接続される。ピストン ロッド２４の左向きのストロークは最大移動ストローク２×ｅに制限され、復帰 および拘束装置２７．２７Ａ、３４゜３５はブロックの形で肩部３６に接触する 。ストロークセンサーを介して切換装置１７は前輪舵取り装置と舵取り角度を一 致させるので、後輪舵取り角度の補正が行われる。

液圧回路の圧力が上昇した舵取り過程中においてポンプ２の停止によって低下し たとすると、制御室２８゜２８Ａも無圧になる。ばね要素３４は弛緩し、制御ピ ストン２７Ａ（ピストンロッド２４は左側に移動される）が作動ピストン２５Ａ のストッパ３１Ａに突き当たり、これを制御ピストン２７Ａが肩部３６Ａに接す る中立位置に移動する。同時にストッパ３１も肩部３６に接触している制御ピス トン２７に突き当たる。その場合、２位置２ポート弁３７における逆止弁は圧力 室３３に連通する。このピストンロッド２４の直進走行位置への復帰は、制御室 ２８．２８Ａから押し出される浦たけが徐々に紋り３２を通してタンク３に戻さ れるので、遅れて行イつれる。このようにして、運転者が瞬間的な舵取り運動に よって驚かされないことが保証される。直進走行位置への拘束は、ばね要素３４ の力、閉した２位置２ポート弁３７ならびに電磁弁７．７Ａ、８．８Ａにおける 逆止弁によって保持される。

第３図の実施例においては、制御ピストン２７．２７Ａ間にあるばね要素３４の 代わりに、好適には積層器ばねとして形成されている外側に位置するばね蓄圧器 ４０を利用している。ここでは、ばね蓄圧器４０の内部を第２図に示した制御装 置２２に接続している。第２図の実施例と異なって、帰還および拘束装置２７． ２７Ａ、３５は拘束位置にある。図示していない配管および弁は第２図における 実施例に相応している。

第２図における後輪舵取り装置は、電子制御回路に故障が生じた際に拘束装置２ ７．２７Ａ、３４．３５に作用するいわゆる高速遮断装置を組み込むことによっ てさらに一層改善される。第４図における実施例は高速遮断装置に対して追加的 に必要な構造部品を示している。

入口配管６は遮断配管４１を介して圧力室３３に接続されている。遮断配管４１ には拘束位置と貫流位置をとる遮断弁４２が置かれている。さらに、分岐管１３ に接続され制御室２８．２８Ａに通じる配管部分４３．４３Ａに切換弁４４，４ ４Ａがある。これらの弁４２，４４゜４４Ａは電磁式に作動される。遮断弁４２ および切換弁４４．４４Ａは図面において舵取り装置全体と同じように後輪舵取 り装置の運転準備状態にある。電子制御回路に故障が生じた際、安全回路は遮断 弁４２を貫流位置にし、切換弁４４，４４Ａは放圧位置になる。同時に２位置２ ポート弁３７はその拘束位置となる。これにより遮断配管４１を介して圧力室３ ３内に系統圧力が形成され、制御室２８．２８Ａ内にある浦が遅れなしに押し出 されるので、制御ピストン２７，２７Ａは直ちに拘束位置に移動する。

なお、電子制御回路に安全回路が設けられない場合、弁４２，４４．４４Ａを強 制的に接続される。これは、これらの弁が舵取り運転位置に励磁され、故障が生 じた際にばね力によって急速遮断位置に動かされることを意味する。

符号の説明 １・・・前輪舵取り装置、２・・・高圧ポンプ、３・・・タンク、４・・・アキ ュムレータ充填弁、５・・・アキュムレータ、６・・・入口配管、７．　７Ａ、 　８．８Ａ・・・電磁弁、９・・・逆止弁、１０・・・サーボモータ、１１・・ ・後輪舵取り装置、１２・・圧力制限弁、１３・・・分岐管、１５・・・舵取り 弁センサー、１７・・・電子式切換装置、１８．２０・・・ストロークセンサ− 、２１・・・タコメータ、２２・・・制御装置、２３．２３Ａ・・・タイロッド 、２４・・・ピストンロッド、２５，２５Ａ・・・作動ピストン、２６，２６Ａ ・・・圧力室、２７．２７Ａ・・・制御ピストン、２８．２８Ａ・・・制御室、 ３ｏ・・・逆止弁、３１．３１Ａ・・・ストッパ、３２・・・絞り、３３・・・ 圧力室、３４・・・ばね要素、３５・・・ブツシュ、３６，３６Ａ・・・肩部、 ３７・・・２位置２ポート弁、３８・・・圧力監視器、４ｏ・・・ばね蓄圧器、 ４１・・・遮断配管、４２・・・遮断弁、４３．４３Ａ・・・配管部分、４４． ４４Ａ・・・切換弁、ｅ・・・移動ストローク。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８９００６５３ ＳＡ　　　　２９０５７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ａ）前輪を舵取りするために１つの舵取り装置を操作する舵取りハンドルが設け られており、ｂ）別の舵取り装置が後輪を舵取り調整し、ｃ）後輪の舵取り装置 が、ポンプによって供給され弁装置を介して制御されかつ前輪の舵取り角度に関 係して制御されるサーボシリンダを有し、 ｄ）サーボシリンダが舵取り運動を行うためにピストンロッド上に固定されかつ 圧力室内を移動できる作動ピストン装置を有し、 ｅ）サーボモータのハウジング部分内においてピストンロッド上に、ばね要素に 抗して移動でき両者の間に容積が変化する圧力室を密封形成している２つの制御 ピストンが支持されており、 ｆ）ハウジング部分に存在する肩部が制御ピストンを接触支持するために使用さ れ、 ｇ）制御ピストン間にある可変の圧力室が制御装置に接続されている、 ような自動車の前輪舵取り装置において、ｈ）制御ピストン（２７，２７Ａ）が それらの両側に配置された作動ピストン（２５，２５Ａ）と共に制御室 （２８，２８Ａ）を形成し、 ｉ）制御ピストン（２７，２７Ａ）が肩部（３６，３６Ａ）に接触したときに作 動ピストン（２５，２５Ａ）が制御ピストン（２７，２７Ａ）に接し、ｋ）圧力 室（３３）に接続されている制御装置（２２）が圧力室（３３）を放圧にするた めの貫流位置と圧力を保持する拘束位置とをとる２位置２ポート弁（３７）およ び切換装置（１７）に結合され圧力室（３３）内の圧力形成を制御するための圧 力監視器（３８）からなっていることを特徴とする自動車の全輪舵取り装置。 ２．制御室（２８，２８Ａ）が圧力源（２，４，５）に常に接続されていること を特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪舵取り装置。 ３． ａ）戻り管として使用する分岐管（１３）に制御室（２８，２８Ａ）と入口配管 （１３）との間に絞り（３２）が組み込まれ、 ｂ）絞り（３２）に並列して入口配管（１３）に逆止弁（３０）が置かれている 、 ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪舵取り装置。 ４．制御ピストン（２７，２７Ａ）が舵取り位置においてピストンロッド（２４ ）上にゆるく案内されている間隔ブッシュ（３５）によって接触支持されている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪舵取り装置。 ５．制御ピストン（２７，２７Ａ）に作用するばね要素（３４）が皿ばねとして 形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪舵取り装置。 ６．ばね要素（３４）の代わりに、圧力室に接続されているばね蓄圧器（４０） が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪舵取り装置。 ７． ａ）入口配管（６）に接続されかつ圧力室（３３）に通じる遮断配管に拘束位置 と貫流位置とをとる遮断弁（４２）が設けられ、 ｂ）制御室（２８，２８Ａ）に通ずる配管部分（４３，４３Ａ）が、貫流位置と 放圧位置とをとる切換弁（４４，４４Ａ）を有し、 ｃ）電子制御回路に故障が生じた際に、遮断弁（４２）が貫流位置に、また切換 弁（４４，４４Ａ）が放圧位置にそれぞれ切り換えられる、 ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪舵取り装置。