JPH0415170A - 後輪操舵装置 - 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） 本発明は前輪の操舵に対応させて後輪をも操舵するよう
にした、いわゆる４輪操舵車両の後輪操舵装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、かかる４輪操舵車両の後輪操舵装置としては、例
えば、特開昭６１−８１８６９号公報に記載されたもの
が知られている。

このものは、前輪の操舵状態および車速な、それぞれ操
舵角センサおよび車速センサでもって検出し、この検出
結果に対応した後輪の目標舵角をマイクロコンピュータ
を用いて演算により求めている。そして、作動流体源と
後輪操舵用パワーシリンダとの間に介設された圧力制御
弁に上記演算により求めた制卸値を出力し、後輪操舵用
パワーシリンダへの供給圧力を制御することにより所定
の後輪舵角を得るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる従来の後輪操舵装置にあっては、
車両の低速時における小回り特性向上のための逆相大舵
角操舵、および高速時における安定性向上のための同相
小舵角操舵のいずれの場合にあっても、センサによる検
出結果に基づく電子制御によって後輪を操舵するように
しており、前輪操舵と後輪操舵とを機械的に連結するも
のではないので、信頼性の観点から安全性に問題があっ
た。例えば、電気的ノイズ等の影響で誤作動したような
場合、車両の挙動が不安定となるが、これは特に大舵角
操舵のときに顕著である。

本発明の目的はかかる従来の問題を解消し、信頼性が高
く安全性に優れた後輪操舵装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、作動流体圧源と
、後輪の操舵系を駆動するアクチュエータと、前記作動
流体圧源と前記アクチュエータとの間に介設され、電磁
力とパイロット圧とでもって所定の作動流体圧を生じさ
せる電磁比例式圧力制御バルブと、前記作動流体圧源と
該電磁比例式圧力制御バルブとの間に介設され、ステア
リングホイールの操舵量に応じてストロークし、操舵量
が小さいときには前記電磁比例式圧力制御バルブへ供給
されるパイロット圧を発生させず、所定の操舵量を越え
るとそれを比例的に上昇させる絞り形状を有する制御バ
ルブと、前記ステアリングホイールの操舵状態および車
速を検出する検出手段と、前記所定の操舵量以下の小操
舵量時、前記検出手段による検出結果に応じて前記電磁
比例式圧力制御バルブに所定の制御信号を出力する制御
手段と、を備えたことを特徴とする。

生されない。

この小操舵量の時には、ステアリングホイールの操舵状
態および車速を検出する検出手段の検出結果に応じて所
定の制御信号を出力する制御手段により、アクチュエー
タに供給される同相操舵用の作動流体圧を生じさせるべ
く電磁比例式圧力制御バルブの電磁力が制御され、後輪
が同相に小操舵される。

さらに、ステアリングホイールの操舵量が大きく所定の
操舵量を越えるときには、制御バルブによりパイロット
圧が比例的に上昇され、これが電磁比例式圧力制御バル
ブに及ぼされるので、電磁力によらずに制御され後輪が
逆相に大操舵される。

１作　用） 本発明によれば、前輪操舵のためにステアリングホイー
ルが操舵されると、制御バルブがストロークするが、操
舵量が小さいときには電磁比例式圧力制御バルブへ供給
されるパイロット圧は発［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図に本発明にかかる後輪操舵装置を適用した４輪操
舵車両の機能構成図を示す。

図において、ｌＯは前輪、１２は後輪であり、両者はそ
れぞれステアリングナックルを介して車体に転舵可能に
取付けられている。そして、前輪側にあっては、ステア
リングナックルはタイロッド１４を介してパワーステア
リングギアケース１６に摺動可能に支持されたラック１
８と連結されている。

ラック１８には周知の如（ステアリングホイール２０と
連結されたビニオンが噛合している。パワーステアリン
グギアケース１６はマウントブツシュを介して車体に支
持されている。

さらに、上述のパワーステアリングギアケース１６には
パワーステアリングシリンダが連設され、ラック１８に
固設されたピストンが該シリンダに内装されている。

また、ステアリングホイール２０とビニオンとの間には
後述の如（パワーステアリングバルブ機構２２が介設さ
れており、両者間の捩りトルクに応じて、パワーステア
リングポンプ２４から供給される作動流体のパワーステ
アリングシリンダへの切換制御と圧力制御とを行うもの
である。

次に、後輪側にあっては、ステアリングナックルがタイ
ロッド１４を介して、後輪用アクチュエータ３０のピス
トン３２が固着されたピストンロッド３４に連結されて
いる。後輪用アクチュエータ３０のピストン３２で画成
される左右の圧力室３６．３８には、それぞれセンタリ
ングスプリング４０．４２が介設され、ピストン３２を
中立位置に保持し、アクチュエータ３０は車体に固設さ
れている。

４４は、上述の後輪用アクチュエータ３０に作動流体を
供給するためのポンプであり、前述したパワーステアリ
ングポンプ２４とともにタンデム型に構成されてもよく
、エンジンによって駆動される。

次に、上述のパワーステアリングバルブ機構２２および
そのケース１６に内蔵される制御バルブの詳細を第２図
を参照しつつ説明する。

パワーステアリングバルブ機構２２は、周知の如く、ス
テアリングホイール２０と連結されたスタブシャフト２
２Ａ、該スタブシャフト２２Ａに一端が固設されたトー
ションバー２２Ｂ、該トーションバー２２Ｂの他端がス
プライン結合され、前述のビニオンが固着された出力軸
２２Ｃ２および出力軸２２Ｇに連結されたスリーブ２２
ｄを備え、これらがパワーステアリングギアケース１６
に回動自在に収容されている。さらに、スタブシャフト
２２Ａの端部には、外周に溝が切られたロータ２２Ｅが
設けられており、スリーブ２２Ｄと共にロータリバルブ
を構成している。

そして、本実施例にあっては、スタブシャフト２２Ａの
中腹外周部にウオームギア２２Ｇが創成され、該ウオー
ムギア２２Ｇはパワーステアリングギアケース１６に回
動自在に枢支されたウオームセクタ２２Ｈと噛合してい
る。

５０は制御バルブであり、パワーステアリングギアケー
ス１６にその軸線方向に穿設された孔５２内に摺動自在
に嵌装されたスプール５４を備えている。

孔５２には中央環状溝５２Ａとその両側の端唄状溝５２
Ｂ、　５２Ｂとが形成されており、スプール５４にも、
同じく、中央ランド５４Ａとその両側の端ランド５４Ｂ
、　５４Ｂとが形成されている。さらに、中央ランド５
４Ａにはスプール５４の軸線と直交する方向の孔５４Ｃ
が穿設され、頭部が球状に形成されたビン５６が挿入さ
れている。ビン５６の球状頭部は前述のウオームセクタ
２２Ｈの歯部と逆側に形成した球孔２２ＨＡに係合され
ている。

そして、端唄状溝５２Ｂ、　５２ＢにはポンプボートＰ
が形成され、前述のポンプ４４に接続されており、一方
、中央環状溝５２Ａにはタンクボー十Ｔが形成されタン
クと接続されている。さらに、中央環状溝５２Ａと端唄
状溝５２Ｂ、　５２Ｂとの間には、それぞれ左右の出力
ボートＰＬ、　ＰＲが形成されている。なお、スプール
５４の両端はスプリング５８．５８でもって付勢され中
立状態に保持されている。

しかして、制御バルブ５０はその中立状態において、ポ
ンプボートＰからタンクボートＴへの作動流体の流動が
許容され、出力ボートＰＬ、　ＰＲには圧力が発生しな
いと共に、スプール５４のストロークＳが小さい場合に
あっても圧力が発生せず、所定のストロークを越えてか
らその圧力がストロークに比例して上昇する、すなわち
、第３図に示す特性を有するように、ランド５４Ａおよ
び５４Ｂと環状溝５２Ａおよび５２Ｂとの寸法関係が設
定されている。

さらに、第１図に戻って、８０は電磁比例式圧力制御バ
ルブであり、作動流体圧源としてのポンプ４４と前述の
後輪用アクチュエータ３０との間に介設されている。

また、７０はマイクロコンピュータ等で構成されるコン
トローラであり、車両の速度を検出する車速センサ７２
、およびステアリングホイール２０の操舵角を検出する
操舵角センサ７４の検出信号が入力される。そして、コ
ントローラ７０は該検出信号に基き所定の演算を行って
前述の電磁比例式圧力制御バルブ８０に、所定の制御信
号を出力する。

電磁比例式圧力制御バルブ８０は、第４図に示すように
、バルブボディ８２にその軸中心線に沿ってスプール孔
８４が形成されるとともに、このスプール孔８４の両端
にパイロット圧室８Ｂ、　８６が形成されている。

スプール孔８４には、スプール８８が摺動自在に内装さ
れるとともに、このスプール８８０両端に形成した小径
部８８Ａ、　８８Ａは上記パイロット圧室８６．８６に
突出されている。そして、上記パイロット圧室８６、８
６には、ソレノイド９０Ａ、９０Ａをそれぞれ内蔵した
蓋部材９０．９０の一端が螺合されそれをふさいでいる
。

この蓋部材９０．９０にその軸中心線上に形成さｔた貫
通孔にはブツシュロッド９２．９２を貫通させるととも
に、このブツシュロッド９２．９２の内端を上記パイロ
ット圧室８６．８Ｇに臨ませ、外端をスプリング９４．
９４を介して蓋部材９０．９０に螺合されたストッパ９
６．９６と対向させている。そして、ブツシュロッド９
２．９２には、可動鉄心９８．９８が圧入され、ソレノ
イド９０Ａ、　９ＯＡの励磁電流に比例して、ブツシュ
ロッド９２．９２の押圧力が制御されるようにされてい
る。

そして、上記パイロット圧室８６，８６内のスプール側
にスプリングリテーナ＋００，１．００が設けられると
共に、このスプリングリテーナ１００．１００と蓋部材
９０．９０との間にセンタリングスプリング１０２１０
２が介在されている。

そして、スプリングリテーナ１００．１００はスプール
８８の小径部８８Ａ、　８８Ａに嵌装され、スプール８
８の大径部端面に当接している。

また、上記スプール８８両端の軸中心線上には、段付孔
８１１Ｂ、　８８Ｂが形成されるとともに、この段付孔
８８Ｂ、　８８Ｂの外端はパイロット圧室８６，８６側
に開口され、他端はスプール８８の軸線に直交する連通
孔８８Ｃ，８８Ｃを介して、スプール８８のランド８８
Ｄ８８Ｄの外周部分に連通されている。

段付孔８８Ｂ、　８８Ｂには、反力ビストン１０４．１
０４が摺動自在に挿入されており、この反力ビストン１
０４、１０４を含みスプール８８の外端はキャップ部材
１０６、１０６を介してブツシュロッド９２．９２に当
接されている。

なお、上記ランド８８Ｄ、　８８０はスプール８８が中
立位置にあるとき、バルブボディ８２の環状溝８２Ａ。

８２Ａに形成した左右のアクチュエータボートＡＰＬＡ
ＰＲに対してアンダラップの状態を維持するものである
。

また、左右のアクチュエータボートＡＰＬ、　ＡＰＲは
それぞれ前述の後輪用アクチュエータ３０の左右の圧力
室３６．３８と連通されている。

そして、環状溝８２Ａ、　８２Ａの間のランド部にはポ
ンプボートＰが形成され、前述のポンプ４４と接続され
ると共に、環状溝８２Ａ、　８２Ａの両端にはタンクボ
ートＴが形成されタンクと接続されている。

しかして、スプール８８が図示の中立位置にあれば、ポ
ンプボートＰがタンクボートＴに連通状態にあり、ポン
プ４４の吐出作動流体はタンクに洩れている。

そして、パイロット圧力室８６．８６に連通ずる左右の
パイロットボートＰＰＬ、　ＰＰＲは前述した制（卸バ
ルブ５０の左右の出力ボートＰＬ、ＰＲに接続されてい
る。

上述した実施例にあっては、ステアリングホイール２０
を操舵するとスタブシャフト２２Ａ　　Ｉ−−ジョンバ
ー２２Ｂおよび出力軸２２Ｇを介したビニオンの回転に
伴いラック１８が移動し、タイロッド１４およびステア
リングナックルを介して前輪ｌＯが対応方向に転舵され
る。このとき、パワーステアリングシリンダにはパワー
ステアリングポンプ２４から供給される作動流体が周知
の如くロータ２２Ｆとスリーブ２２Ｄとで構成されるロ
ータリバルブでもって所定圧力に制御されて供給され、
操舵にアシスト力が付与される。

同時に、スタブシャフト２２Ａの回転に伴いウオームギ
ア２２Ｇが回転し、これと噛合するウオームセクタ２２
Ｈもそのギア比に応じた角度だけ回動する。すると、ウ
オームセクタ２２Ｈに係合しているビン５６を介して制
御バルブ５０のスプール５４が孔５２内をストロークす
ることになる。

ところで、ステアリングホイール２０の操舵量が小さい
ときには、このスプール５４のストロークＳも小さく、
この場合には前述のように制御バルブ５０の左右の出力
ボートＰＬ、　ＰＲには圧力が発生しないので、電磁比
例式圧力制御バルブ８０のパイロット圧室８６．８Ｂに
は圧力は及ぼされない。

しかし、このステアリングホイール２０の操舵角は操舵
角センサ７４により検出され、もし、車速センサ７２に
よる検出の結果、車両が所定車速以上の高速走行状態で
あれば、コントローラ７０は前輪ｌＯの操舵角に対応し
車速に応じた後輪１２の目標舵角を算出し、電磁比例式
圧力制御バルブ８０に制御信号を出力する。この制御信
号は電磁比例式圧力制御バルブ８０のいずれか一方のソ
レノイド９０Ａに入力される。

いま、に側のソレノイド９０Ａが励磁されるとすると、
ブツシュロッド９２がキャップ部材１０６を介してスプ
ール８８を押し、当該スプール８８をスプリングリテー
ナ１０１）と一体的にセンタリングスプリング１０２に
抗してこれを圧縮させつつ右方向に移動させる。

このようにスプール８８が右方向に移動すると左側のア
クチュエータボー＋−ＡＰＬとタンクボートＴとが連通
ずるとともに、ポンプボートＰと右側のアクチュエータ
ボートＡＰＲとが連通ずる。

したがって、ポンプ４４の吐出作動流体が後輪用アクチ
ュエータ３０の右側圧力室３８に供給されるとともに、
左側圧力室３６の作動流体がタンクに戻される。ただし
、上記スプール８８の移動量によっては、上記したアン
グラツブ分が充分に遮断されないので、ポンプ４４の吐
出流体の一部がタンクボートＴから流出してタンクに戻
される。つまり、スプール８８の移動量、換言すれば、
ソレノイド９０Ａに対する励磁電流に応じて、後輪用ア
クチュエータ３０に対する供給流量が制御される。

上記のようにスプール８８が移動すれば、後輪用アクチ
ュエータ３０が作動するが、このときの圧力室３６．３
８の負荷圧は、段付孔８８Ｂに導かれ、反力ビストン１
０４に作用する０反カビストン１０４に負荷圧が作用す
ると、まず、この反力ビストン１０４がブツシュロッド
９２とともに移動し、そのブツシュロッド９２の外端の
スプリング９４を撓ませる。

このように反力ビストン１０４に圧力が作用するととも
に、ブツシュロッド９２がスプリング９４で押圧される
と、この反力ビストン１０４に作用する力がスプール８
８に対しては、その移動方向に抗する反力として作用す
る。かくて、スプール８８は、ソレノイド９０Ａの励磁
電流によって決まるブツシュロッド９２の押圧力と、後
輪用アクチュエータ３０の圧力室３６．３８の負荷圧に
よって決まる反力とがバランスする位置まで移動し、所
望の圧力を得、後輪１２を所定の同相舵角に操舵する。

なお、このときステアリングホイール２０の操舵初期段
階において、ソレノイド９０Ａへの制御信号を切替えて
、まず、後輪１２を一旦逆相に転舵した後、同相に転舵
する、いわゆる位相反転操舵を行うようにしてもよい。

しかるに、ステアリングホイール２０の操舵量が大のと
きは、コントローラ７０は操舵角センサ７４の検出信号
により、電磁比例式圧力制御バルブ８０には制御信号を
送らず、ソレノイド９０Ａの励磁は行われない。

しかし、この場合には、スプール５４のストロークＳが
大となり、このときはスプール５４の中央ランド５４Ａ
の一端と中央環状／ｌＩ！５２Ａの一側とで所定の絞り
が形成され、ポンプ４４からタンクへの通路が絞られる
。以後、ストロークＳが増すにつれ絞り量が比例的に大
となることから、ストロークの向きに対応して出力ボー
トＰＬ、ＰＲの一方の圧力が比例的に大となる。この圧
力は電磁比例式圧力制御バルブ３０の左右のパイロット
圧室８６．８６のいずれか一方に供給される。

すると、電磁比例式圧力制御バルブ８０のスプール８８
がセンタリングスプリング１０２．１０２に抗ってスト
ロークを開始する。そして、電磁比例式圧力制御バルブ
８０のアクチュエーターボートＡＰＬ、　ＡＰＲの圧力
は前述のようにこのストロークに応じて制御される。

しかして、パイロット圧室８６に及ぼされる出力圧力は
、制御バルブ５０のスプール５４の所定ストローク以上
では比例的に増大しているので、後輪用アクチュエータ
３０の圧力室３６あるいは３８における圧力も比例的に
増大し、ステアリングホイール２０の操舵量が所定値を
越えると、後輪１２がその操舵量に対して比例的に操舵
される。

なお、この後輪１２の操舵方向は前輪ＩＯとは逆相であ
り、制御バルブ５０．電磁比例式圧力制御バルブ８０お
よび後輪用アクチュエータ３０の配管が適宜設定される
べきことはいうまでない。

次に、第５図に示す本発明の他の実施例を説明する。

本実施例は、前実施例が電磁比例式圧力制御バルブ８０
のスプール８８の両端に、パイロットボートＰＰＬ、　
ＰＰＲに連通するパイロット圧室８６，８６を設けたの
に対し、パイロット圧室を反力ビストン１０４゜１０４
が摺動自在に挿入された段付孔８８Ｂ、　８８Ｂ内にパ
イロットビン１０８，１０８を挿入し、このパイロット
ビン１０ｇ、１０８と反力ビストン１０４．１０４との
間に形成するようにしたものである。

従って、本実施例では、このようにして形成されたパイ
ロット圧室に符号１１０を付し、前実施例で用いた符号
８６にて示した室をスプリング室１１２゜１１２とする
。この変更に伴い、スプール８８には段付孔８８Ｂ、　
８８Ｂに連通し、中心軸線と直交する方向の連通孔８８
Ｅ、　８８Ｅが穿設され、バルブボディ８２には、スプ
ール８８の移動にかかわらず該連通孔８８Ｅ。

８８Ｅと連通する位置に前述のパイロットボートＰＰＬ
、　ＰＰＲが形成されている。

その他の構成については変わるところがないので、前実
施例と同一機能部位には同一符号を付し、重複説明を避
ける。

上記構成になる本実施例にあっては、ステアリングホイ
ール２０の操舵量が小さいときは、出力ボートＰＬ、Ｐ
Ｒに圧力が発生せず前実施例と同様に作動する。

そして、操舵量が大きいときには、前述したように制御
バルブ５０の出力ボートＰＬ、　ＰＲのいずれか一方に
比例的に圧力が生じ、これが電磁比例式制御バルブ８０
のパイロットボートＰＰＬ、　ＰＰＲのいずれか一方を
介して、パイロット圧室１１０のいずれか一方に及ぼさ
れる。

今、左側のパイロットボートＰＰＬを介して及ぼされる
とすると、左側の反力ビストン１０４は左動し、キャッ
プ部材１０６．ブツシュロッド９２を介してスプリング
９４を撓ませつつストッパ９６に対抗する。一方、左側
のパイロットビン１０８は右動し、段付孔８８Ｂの段部
に当接してスプール８８を右動させる。

かくて、前実施例と同様に、左側のアクチュエータボー
トＡＰＬとタンクボートＴとが連通ずるとともに、ポン
プボートＰと右側のアクチュエータボートＡＰＲとが連
通し、ポンプ４４の吐出作動流体が後輪用アクチュエー
タ３０の右側圧力室３８に供給されるとともに、左側圧
力室３６の作動流体がタンクに戻される。

このとき、前述した圧力室３８の負荷圧は、右側の反力
ビストン１０４　ｊ；よびパイロットビン１０８をとも
に当接状態で右動させ、前実施例における場合と同様に
スプール８８を左動させようとする反力として作用する
。

従って、パイロット圧室１１０に及ぼされる圧力と後輪
アクチュエータ３０の圧力室３６．３８の負荷圧によっ
て決まる反力とスプリング力とがバランスする状態でス
プール８８は停止し、前実施例と同様、後輪１２の逆相
操舵角が得られる。

（発明の効果１ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、後輪
の大舵角操舵を前輪操舵と機械的連結状態で行うことが
でき、信頼性が高く安全性に優れた後輪操舵装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す機能構成図、 第２図は本発明一実施例の制御バルブ部構成を示す断面
図、 第３図は上記制御バルブの出力圧力特性を示すグラフ、 第４図は本発明の一実施例の電磁比例式圧力制御バルブ
の構成を示す断面図、 第５図は本発明の他の実施例における電磁比例式圧力制
御バルブの構成を示す断面図である。 ２０・・・ステアリングホイール、 ２４、４４・・・ポンプ、 ３０・・・後輪用アクチュエータ、 ５０・・・制御バルブ、 ５４・・・スプール。 ７０・・・コントローラ、 ７２・・・車速センサ、 ７４・・・操舵角センサ、 ８０・・・電磁比例式圧力制御バルブ、８８・・・スプ
ール。 １０・・・前輪、 １２・・・後輪、 犯 苓焚吐−＄：ｂヒ１テ°ｊＯ儒札擲へ図第１図 φ゛］イ卸バルブのエカ圧力竹桂Σ示Ｊクラフ第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）作動流体圧源と、 後輪の操舵系を駆動するアクチュエータと、前記作動流
   体圧源と前記アクチュエータとの間に介設され、電磁力
   とパイロット圧とでもって所定の作動流体圧を生じさせ
   る電磁比例式圧力制御バルブと、 前記作動流体圧源と該電磁比例式圧力制御バルブとの間
   に介設され、ステアリングホィールの操舵量に応じてス
   トロークし、操舵量が小さいときには前記電磁比例式圧
   力制御バルブへ供給されるパイロット圧を発生させず、
   所定の操舵量を越えるとそれを比例的に上昇させる絞り
   形状を有する制御バルブと、 前記ステアリングホィールの操舵状態および車を備えた
   ことを特徴とする後輪操舵装置。