JPH0396482A - 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Ｅの利用分野〕 本発明は、舵取操作により後輪を前輪に連動して逆方向
に転舵させることで低速時における小回り性を得るため
に用いて好適な四輪操舵装置の改良に関する． 〔従来の技術〕 近年、後輪を前輪の操舵量（転舵量）に応じて逆方向あ
るいは同方向に転舵させることで、低速走行時の小回り
性を向上させたり、中、高速走行時の走行安定性を向上
させ得る四輪操舵車が注目を集めている．たとえば低速
走行時には大きな操舵角をもって前輪操舵が行なわれる
が、このとき前、後輪の転舵方向を逆位相（逆方向操舵
）とすると、車輌旋回半径が最小となり旋回（小回り）
性能が向Ｌするもので、特にトラックのように車長の長
い車輌等に適用して好適である．この種の四輪操舵車に
おいて四輪操舵装置としては、たとえば特開昭５１−　
１２８０５４号公報、特開昭５！３　−　１４３７８８
号公報等に示される油圧式装置を始め、従来から種々提
案されている．特に、油圧式装置では、後輪を転舵させ
るための油圧シリンダの左、右室に対しサーボ弁等によ
り所定圧力に制御された油圧を選択的に供給することで
、後輪を所要の方向に転舵させ得るものであり、前、後
輪を連結軸等で機械的に連結してなる機械式装置に比べ
て動作的にも、また構造的にも自由度が大きい等の利点
をもつものであった． 〔発明が解決しようとするＷ１Ｂ〕 しかしながら、Ｌ述した従来装置では、構造面からも動
作性能面からも、まだまだ一長一短があり、実用化にあ
たって改良の余地が残されている．たとえばこの種の四
輪操舵装置において後輪転舵機構には、構成部品点数を
必要最小限とし、また各部をユニット化することで加工
性や組立性を向上させ製造コスト等を低減し、さらに油
圧配管や電気配線等も効率よ〈しかも整列して配設でき
、しかも各種駆動制御も簡単かつ適切に行なえ、フェー
ル時に対しての対策なども充分であること等が望まれて
いる． そして、このような要請のなかで最も必要とされること
に，舵取操作に伴なう前輪の転舵動作に連動して後輪を
適切に転舵させ得るための制御系構造がある．すなわち
，後輪を前輪側の操舵動作に伴なって転舵させるにあた
っては、前輪、後輪での転舵状態を舵角センサにより感
知し、前輪側での転舵状態に合わせて後輪側での転舵動
作を適正に制御することが要求され、しかもこのような
操舵制御を車速の大小を考慮して行なうことが必要とさ
れるもので，これらの点を考慮し前述した要請を満足し
得る何らかの対策を講じることが望まれている． 〔課題を解決するための手段〕 このような要請に応えるために本発明に係る四輪操舵装
置は、舵取りハンドルから前輪側舵取り装置に至る操舵
伝達系途中に付設され操舵量に応じて油圧源からの圧油
供給流量を制御する全油正式ステアリングユニットと、
これにより得られた油圧流量が供給されることで後輪側
舵取りリンク機構を転舵制御する左、右シリンダ室を有
する後輪転舵用パワーシリンダと、これら全油圧式ステ
アリングユニットから後輪転舵用パワーシリンダに至る
油圧配管途中に介在され左、右シリンダ室への圧油供給
流醍を制御する電気駆動式の制御バルブと、この制御バ
ルブと左、右シリンダ室との間の油路を連通ずるバイパ
ス路中に設けられ車速に応じて開閉制御される電気駆動
式のバイパスバルブと、これら制御バルブとバイパスパ
ルブを前輪側舵取り装置での前輪舵角信号、後輪転舵系
側での後輪舵角信号、車速信号等の入力信号によって駆
動制御するコントローラとを備えてなる構成としたもの
である． 〔作用〕 本発明によれば，舵取りハンドルの舵取り操作により全
油圧式ステアリングユニットから操舵量に応じた圧油供
給流量が，車輌走行条件に応じてコントローラで駆動制
御される制御バルブにより油量を調整されて後輪転舵用
パワーシリンダのいずれか一方室に供給されることによ
って、後輪を所要の方向に転舵制御することが可能とな
り，しかも車速が一定以上となったときには、コントロ
ーラで作動されるバイパスバルブにより後輪転舵用パワ
ーシリンダの左，右室が連通状態とされ、かつ圧油の供
給にかかわらず、不転舵状態に保持し得るものである． 〔実施例〕 第１図は本発明に係る四輪操舵装置の一実施例を示すも
のであり、同図において符号１．２は前、後輪３，４転
舵用の舵取りリンク機構、５は前記前輪側の舵取りリン
ク機構１を舵取り操作に応じて転舵制御する舵取りハン
ドルで、本実施例ではこの前輪側を転舵させるために油
圧式アクチュエー夕として周知であるインテグラルタイ
プの動力舵取装Ｍ６（図中ＩＰＳを付している）を用い
た場合を示している．なお、図中６ａはこの前輪側動力
舵取装ａｉ６に圧油を給送するオイルポンプ．６ｂはオ
イルタンクである． ７は前記後輪転舵用舵取りリンク機構２を転舵制御する
ために油圧式アクチュエータとして前輪側とは独立して
構成された後輪転舵用バワーシリンダで、本実施例では
、後輪４．４間に配設されるタイロッド２ａをピストン
ロツドとして兼用して用いたシリンダ構造を例示してい
る．８，９は前記前、後輪転舵用舵取りリンク機構１．
２での操舵角を検出するように各リンク系を構戊する適
宜の位置に付設された前、後輪舵角センサで、これら両
舵角センサ８，９からの検出信号は、車速センサ１０か
らの車速信号などと合わせてコントローラｌ１に入力さ
れるように構成されている． さて，本発明によれば、舵取り／＼ンドル５の舵取り操
作により転舵される前輪３側と共に、上述した後輪転舵
用バワーシリンダ７を作動させて後輪４を転舵させるた
めに、舵取りｌ＼ンドル５から前輪側への操舵伝達系と
なる／Ｘンドル軸５ａ等の途中に付設され操舵量に応じ
て油圧源（後輪側才イルボンブ２０）からの圧油供給流
量を制御する全油圧式ステアリングユニット２１　（図
中ＦＨＰＳを付している）と、これにより得られた油圧
流量が供給されることで後輪側舵取りリンク機構２を転
舵制御する左、右シリンダ室７ａ，７ｂを有する後輪転
舵用パワーシリンダ７と、これら全油圧式ステアリング
ユニット２ｌから舵取りハンドル５での舵取操作に応じ
て後輪転舵用パワーシリンダ７に至る油圧配管２２ａ，
２２ｂ途中に介花され左、右シリンダ室７ａ　，７ｂへ
の圧油供給流量を制御するステッピングモータ２３によ
り駆動される電気駆動式の制御バルブ２４と、この制御
バルブ２４と左、右シリンダ室７ａ，７ｂとの間の油路
２５ａ，２５ｂを連通するバイパス路２６中に設けられ
車速に応じて開閉制御されるソレノイドバルブによる電
気駆動式のバイパスバルブ２７とを備えてなり、これら
制御パルブ２４とバイパスバルブ２７を、前輪側での前
輪舵角信号、後輪側での後輪舵角信号、車速信号等の入
力信号によってコントローラ１１により駆動制御するよ
うに構威したところに特徴を有している．ここで、図中
２１ａは全油圧式ステアリングユニッ｝２１を舵取りハ
ンドル５により操舵されるハンドル軸５ａ側に連結し、
操舵量に応じてユニット２１を駆動し、所要の油圧流量
を後輪側に給送するための動力取込み部である．また、
前記制御バルブ２４を駆動するステッピングモータ２３
やバイパスバルブ２７を駆動するソレノイド２７ａは、
前記コントローラ１ｌにより所要の状態で駆動制御され
るように構威されている．さらに、図中２８は前記全油
圧式ステアリングユニット２１から後輪側の左、右シリ
ンダ室７ａ，７ｂに至る圧油の供給流量が，供給通路中
やバルブ通路部分からの洩れで不足した場合に圧油を補
充したり、車輌の走行条件、特に車速に応じて増減制御
する際に不足分を補うための補助ポンプ、２９はオイル
タンクである． ここで，上述した制御バルブ２４としては，第２図およ
び第３図に示すような構戊によるものを用いるとよい．
これを簡単に説明すると，この制御パルブ２４は、バル
ブポディ３０とその内部で軸線方向に移動可能に構威さ
れたスブール３１とを備え、このスプール３ｌには、前
記ステ−７ピングモータ２３の回転をボールスクリュ機
構等の変換機構により直動運動に変換する変換機構部３
２のロー，ド３２ａ先端部に設けられている．なお、図
中３３ａ，３３ｂはスプール３ｌを軸線方向において中
立位置に付勢するセンタリングスプリングで、第２，図
は中立状態を、第３図はたとえば右側に作動させた状態
を示している．そして、このような制御バルブ２４では
、中立位置にあるときには、スブール３ｌの外周に形威
される複数の通路溝とバルブポデイ３０側に穿設され前
記全油圧式ステアリングユニット２１（ＦＨＰＳ）．補
助ポンプ２８（Ｐ）．タンク（Ｔ）、左、右シリンダ室
７ａ，７ｂ（ＣＩＣ２）に接続される複数の通路孔とが
、第２図に示す状態で適宜連通するように制御される．
ここで、全油圧式ステアリングユニット２１と左、右シ
リンダ室７ａ，７ｂとの間の通路は常に連通しているが
，一方補助ポンプ２８からの通路は上記通路からは切り
離され、スプール３１内通路を通りタンク２９偏に還流
されている．また、スブール３ｌが、第３図に示すよう
に、ステッピングモータ２３により図中右側に移動され
ると、全油圧式ステアリングユニット２１と左、右シリ
ンダ室７ａ　，７ｂとの流路のうちの一方（この場合左
シリンダ室７ａに至る通路側）に補助ボンブ２８偶の通
路が連通され、かつ他方の通路はタンク側に接続される
ことになる．そして、この補助ポンプ２８からの通路は
，高圧側である左シリンダ室７ａ（ＣＩ）に至る通路側
に連通され、圧油供給流拳を必要に応じて補充し得るよ
うになっている． 以上の構或による本発明装置において、舵取りハンドル
５が舵取り操作されると、その操舵量に応じた流着の圧
油が全油圧式ステアリングユニット２１から前輪転舵角
信号として後輪側に給送され、かつコントローラ１ｌに
よりステッピングモータ２３で駆動制御される制御バル
ブ２４を介して後輪転舵用バワーシリンダ７のいずれか
一方室にのみ供給されることになり、これにより後輪４
を逆位相つまり前輪３とは逆方向に転舵制御することが
可能となる．これは、全油圧式ステアリングユニット２
１からの油圧回路を、左、右シリンダ室７ａ，７ｂに逆
に接続することで簡単に対処し得るものである．また、
たとえば車速が一定以上となったときには、コントロー
ラ１ｌで作動されるバイパスバルブ２７により後輪転舵
用パワーシリンダ７の左、右シリンダ室７ａ，７ｂが連
通状態とされ、かつ圧油の供給にかかわらず、不転舵状
態に保持されることになり、特に低速走行時における小
回り性を高め，操縦性を向上させ得るものである． したがって、このような構成によれば、前輪３側と後輪
４側との間で機械的な連結手段を必要とせず，単純にし
かも自由に配管できる油圧配管により前輪操舵量に応じ
て後輪４を操舵制御し得るもので、車輌への搭載性を高
め、各部の配設上でのレイアウトの自由度を高めること
が可能となる．さらに、配管やその他の部分での油圧洩
れにより後輪が適正操舵量を得られない場合や車速によ
り後輪４の転舵量を変化させる場合には，ステッピング
モータ２３を適宜作動させ、制御バルブ２４を所要の状
態に駆動しかつ補助ボンブ２８からの圧油を補充するこ
とで対処し得るものであり、その実用−ヒでの利点は大
きい． ここで，制御バルブ２４の動作制御にあたって、前、後
輪舵角センサ８．９からの信号のみで後輪舵角を制御す
ると、第４図において符号Ａで示すようなハンドル操舵
角一後輪転舵角制御特性となる．また、これに車速セン
サ１０からの信号を合わせて制御すると、車速がＶＡ．
ＶＢ．ＶＣに変化するにしたがって、舵角比がＡ．Ｂ．
Ｃとなるように変化し、第５図に示すような車速一舵角
比制御特性となるもので，このと！！後輪転舵角は第４
図中Ａ．Ｂに示すように車速が大きくなるにしたがって
変化し，一定車速以上（第５図中ＶＣ）では後輪が不転
舵状態とすることができる（第４図中特性Ｃ参照）．こ
の場合、一定車速以上となったら，バイパスバルブ２７
を開放状態とするとよい。なお、このバイパスバルブ２
７は、油圧系や電気系のフェイル時に後輪４が転舵され
ることを防止するためには、車速が一定以下のときに作
動されてバイパス路２６を遮断し、常時は開放状態とな
るようなノーマル才一ブンタイプの電磁ソレノイド式バ
ルブを用いるとよい．ここで、上述した後輪転舵用舵取
りリンク機構２には，と述したような油圧系のオープン
時において所定位置でロックし得るセンタリングロック
機構を付設することが望ましい． なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、四輪
操舵装置各部の形状、構造等を適宜変形、変更すること
は自由で、種々の変形例が考えられよう． 〔発明の効果〕 以Ｌ説明したように本発明に係る四輪操舵装置によれば
、舵取りハンドルからの前輪操舵伝達系途中に付設され
操舵量に応じて油圧源からの圧油供給流量を制御する全
油圧式ステアリング二二一２トと、これにより得られた
油圧流量が供給されることで後輪側を転舵制御する後輪
転舵用パフーシリンダと、これら全油圧式ステアリング
ユニットから後輪転舵用パワーシリンダに至る油圧配管
途中で左、右シリンダ室への圧油供給流量を補助ボンブ
系への選択的な接続により補いながら制御し得る電気駆
動式の制御バルブと、この制御バルブと左、右シリンダ
室との間の油路を連通ずるバイパス路中に設けられ車速
に応じて開閉制御される電気駆動式のバイパスバルブと
、これら制御バルブとバイパスバルブを前輪舵角信号、
後輪舵角信号、車速信号等の入力信号によって駆動制御
するコントローラを備えてなる構威としたので、［単か
つ安価な構成にもかかわらず、全油圧式ステアリグユニ
ットで得られた操舵量に応じた圧油流量を，後輪転舵制
御信号として後輪側に導き，補助ポンプにて必要量を確
保しつつ供給することにより，後輪側を所要の状態で適
切かつ確実に転舵制御することができ、しかも車速が一
定以上となったときには、コントローラで後輪側のシリ
ンダ左，右室を連通状態とし、その不転舵状態を適切か
つ確実に保持し、車輌の低速走行時における小回り性等
の操縦性を向上させ得るという種々優れた効果がある．
また，本発明によれば、前、後輪側の舵取リンク機構を
独立駆動方式とし、前輪側からの操舵量を給送する油圧
配管系等を付設するだけで四輪操舵装置を構或できるた
め、各部の構或の簡素化を図り、組立性に優れ組込みス
ペースやレイアウト面での自由度が太き〈、しかも適切
な後輪転舵状態を得ることができる等の利点もある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る四輪操舵装置の一実施例を示す全
体の概略構成図、第２図および第３図は本発明装置に用
いて好適な制御バルブ構威を示す概略説明図、第４図お
よび第５図は本発明装置での後輪転舵制御動作を説明す
るための特性図である． １．２・・・・前、後輪側舵取りリンク機構、３，４・
・・・前、後輪、５・・・・舵取りハンドル、５ａ−・
・・ハンドル軸、７・・・・後輪転舵用パワーシリンダ
、７ａ　，７ｂ・・・・左、右シリンダ室、８．９・・
・・前、後輪舵角センサ、ｌＯ・・・・車速センサ、１
ｌ・・・・コントローラ、２０・・・・後輪転舵用オイ
ルボンブ、２１・・・・全油圧式ステアリングユニット
、２３・・・・ステッピングモータ，２４・・・・制御
バルブ、２６・・・・バイパス路、２７・・・・バイパ
スバルブ．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　舵取りハンドルから前輪側舵取り装置に至る操舵伝達
   系途中に付設され舵取りハンドルの操舵量に応じて油圧
   源からの圧油の供給流量を制御する全油圧式ステアリン
   グユニットと、この全油圧式ステアリングユニットにて
   得られた油圧流量が供給されることにより後輪側舵取り
   リンク機構を転舵制御する左、右シリンダ室を有する後
   輪転舵用パワーシリンダと、これら全油圧式ステアリン
   グユニットから後輪転舵用パワーシリンダに至る油圧配
   管途中に介在して設けられ左、右シリンダ室への圧油供
   給流量を制御する電気駆動式の制御バルブと、この制御
   バルブと左、右シリンダ室との間の油路を連通するバイ
   パス路中に設けられ車速に応じて開閉制御される電気駆
   動式のバイパスバルブと、前記前輪側舵取り装置での前
   輪舵角信号、後輪転舵系側での後輪舵角信号、車速信号
   等が入力され前記制御バルブおよびバイパスバルブを駆
   動制御するコントローラとを備えていることを特徴とす
   る四輪操舵装置。