JPH0464914B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧式パワーステアリング装置によ
つて前輪とともに後輪をも操舵制御するようにし
た車両の４輪操舵装置に係り、特に後輪の追従遅
れを改善し、車の走行安定性と操安性を向上させ
るための前後輪操舵制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の小回り性能を良くするため、ある
いは車線変更、スラローム走行をし易くする観点
から、前輪とともに後輪を操舵する前後輪操舵方
式が採用され、前後輪の操舵にもパワーシリンダ
を用いるようになつている。しかし、後輪転舵を
機械的なリンク手段等により車速等の条件で制御
しているため、リンク手段本来のもつ誤差等によ
りどうしても後輪に追従遅れが生じ、車両の最適
運転条件と、実際の運転者の好みにあつた操作感
覚とが必ずしも適合しないという問題があつた。

この点を改良した前後輪操舵装置が特願昭59−
68182号（特開昭60−213573号参照）および特願
昭59−159944号（特開昭61−36062号参照）に提
案されている。前記従来装置では、操舵軸に同期
して移動する同軸２連のコントロールバルブを使
用し、該コントロールバルブをして、前輪の操舵
と同時に後輪の転舵が行なわれるように前後輪操
舵用の各パワーシリンダの出力制御を行なつてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、同軸２連のコントロールバルブを使用
したものにおいては、バルブスプールの摺動抵抗
および該バルブスプールを作動させるためのギヤ
その他のシール等の摩擦抵抗からなる前輪操舵系
の摩擦力によつてハンドルを操作するに必要な操
舵力と、その操舵による一定出力の範囲が続く場
合においてハンドルを一定の舵角に保持するのに
必要な保舵力との間に若干力の差が生じていた。
この力の差が大きい、すなわち操保舵比（＝保舵
力／操舵力）が小さいと、旋回など一定の舵角を
必要とする走行時において、一定の操舵出力を得
たハンドルが急に軽くなるので、運転者は切り増
し操作をすることになりハンドルが切れ過ぎて危
険である。すなわち目標舵角より大き目に舵角が
取られ、車両の向きが目標よりやや大きく変えら
れる傾角がある。そのため、運転者は、常にハン
ドルの操作力を加減して舵角を修正し、正しい走
行が行なわれるように制御しなければならず、非
常に高度な熟練を要していた。

この発明の目的は、後輪転舵量を前輪用パワー
シリンダの作動油圧によつて決定し、後輪の追従
遅れを改善しかつ後輪を正しい転舵量に制御して
走行安定性を確保すると同時に、操保舵比を大き
くして操安性の向上を図ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

この第１発明に係る動力操舵制御装置は、前輪
操舵用および後輪転舵用の各パワーシリンダと、
操舵軸の回動に同期させてバルブスプールを作動
させ、前記前輪用パワーシリンダへの作動流体供
給方向を切換える前輪用コントロールバルブと、
該前輪用コントロールバルブから前記前輪用パワ
ーシリンダへの主供給路より分岐した分岐路に配
設され、前記前輪用パワーシリンダからの圧力流
体の一部が導入される第１の固定オリフイスと、
該第１の固定オリフイスの下流に配設され該第１
の固定オリフイスに導入された圧力流体の圧力を
協働作用により前記前輪用パワーシリンダの圧力
流体の圧力に比例して減少する差圧を発生させる
ようにした第２の固定オリフイスと、この差圧を
パイロツト圧力として作動し後輪を転舵させる後
輪用コントロールバルブと、該後輪用コントロー
ルバルブへの圧力流体の供給流量を車速に応じて
制御する流量制御電磁バルブとを備えたものであ
る。

また、第２発明に係る動力操舵制御装置は、前
輪操舵用および後輪転舵用の各パワーシリンダ
と、操舵軸の回動に同期させてバルブスプールを
作動させ、前記前輪用パワーシリンダへの作動流
体供給方向を切換える前輪用コントロールバルブ
と、該前輪用コントロールバルブから前記前輪用
パワーシリンダへの主供給路より分岐した分岐路
に配設され前記前輪用パワーシリンダからの圧力
流体の一部が導入される固定オリフイスと、該固
定オリフイスの下流に配設され該固定オリフイス
に導入された圧力流体の圧力を移動作用により前
記前輪用パワーシリンダの圧力流体の圧力に比例
して減少する差圧を発生させるとともにこの差圧
を車速に応じて変化させるようにした電磁可変オ
リフイスと、この変化した差圧をパイロツト圧力
として作動し後輪を転舵させる後輪用コントロー
ルバルブとを備えたものである。

さらに、第３発明に係る動力操舵制御装置は、
前輪操舵用および後輪転舵用の各パワーシリンダ
と、操舵軸の回動に同期させてバルブスプールを
作動させ、前記前輪用パワーシリンダへの作動流
体供給方向を切換える前輪用コントロールバルブ
と、該前輪用コントロールバルブから前記前輪用
パワーシリンダへの主供給路より分岐した分岐路
に配設され前記前輪用パワーシリンダからの圧力
流体の一部が導入される固定オリフイスと、該固
定オリフイスの下流に配設され該固定オリフイス
に導入された圧力流体の圧力を協働作用により前
記前輪用パワーシリンダの圧力流体の圧力に比例
して減少する差圧を発生させるとともにこの差圧
を車速に応じて変化させるようにした電磁可変オ
リフイスと、この変化した差圧をパイロツト圧力
として作動し後輪を転舵させる後輪用コントロー
ルバルブとを備えると共に、前記固定オリフイス
と電磁可変オリフイス間の圧力流体を前記前輪用
コントロールバルブの両端に設けられた反力室に
導入するように構成したものである。

〔作用〕

上記第１発明および第２発明の構成によると、
前輪操舵量に対し望ましい後輪転舵量まで後輪を
前輪操舵とは独立して転舵させることができ、後
輪転舵の追従性を最適に維持して安定した走行が
できる。しかも前記後輪転舵は、前輪操舵量から
求められた目標後輪転舵量に対して後輪用パワー
シリンダがフイードバツク制御され、かつ該制御
が前輪操舵とは機械的に無関係に行なわれるた
め、前輪操舵系の摩擦系の摩擦力等の影響を軽減
しハンドルの操保舵比を大きくでき、一定出力の
旋回時に操舵と保舵との異和感がなく、正確に目
標舵角に保持することができ、操安性が向上す
る。

また、第３発明の構成によると、前輪は車速に
応じて自動的に操舵出力が補正制御される一方、
後輪は目標後転転舵量に対して後輪用パワーシリ
ンダがフイードバツク制御されることにより車速
に応じ前輪操舵量に対して望ましい後輪転舵量ま
で後輪を転舵させることができるため、前輪およ
び後輪とも車速に応じて最適に制御され、高度な
熟練を要することなく車両の最適な運転条件を確
保して高速走行安定性を得るとともに、運転者の
イメージ通りのハンドル操作ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図および第２図は、第１発明の一実施例を
示す動力操舵制御装置１である。この動力操舵制
御装置は前輪２および後輪３の操舵補助力を発生
する前輪用パワーシリンダ４および後輪用パワー
シリンダ５と、前輪用パワーシリンダ４への圧油
供給量と方向を制御する前輪用コントロールバル
ブ６と、前輪用コントロールバルブ６から前輪用
パワーシリンダ４への主供給路８より分岐した分
岐路９に配設され前輪用パワーシリンダ４からの
圧油の一部が導入される第１の固定オリフイス１
０と、該第１の固定オリフイス１０の下流に配設
され該第１の固定オリフイス１０に導入された圧
油の圧力を協働作用により前輪用パワーシリング
４の圧油の圧力に比例して減少する差圧を発生さ
せる第２の固定オリフイス１２と、この差圧をパ
イロツト圧力として後輪用パワーシリンダ５への
圧油量を制御し後輪３を転舵させる後輪用コント
ロールバルブ１３と、前後輪用コントロールバル
ブ６，１３を介して前後輪用パワーシリンダ４，
５に圧油を供給する油ポンプ１４，１５と、後輪
用コントロールバルブ１３と油ポンプ１５との管
路１６途中に配設され後輪用コントロールバルブ
１３への圧油の供給流量を車速に応じて制御する
流量制御電磁バルブ１８と、後輪用コントロール
バルブ１３と後輪用パワーシリンダ５との管路１
９途中に配設され後輪用パワーシリンダ５への圧
油供給方向を車速に応じて切換える方向切換電磁
バルブ２０と、方向切換および流量制御電磁バル
ブ２０，１８を車速に応じて作動させる信号を送
るコントローラ２１と、後輪用パワーシリンダ５
の後記出力軸３４に配設され後輪３の中立位置を
保持するために後輪用パワーシリンダ５の出力に
対する反力を生せしめる中立保持反力機構２３と
から構成されている。

なお、２６はハンドル、２８は操舵軸、２９は
操舵軸２８の先端に固定されたピニオン、３０，
３２は前後輪パワーシリンダ４，５に挿通された
ピストン、３３，３４は該ピストン４，５の出力
軸、３５は出力軸３３に形成されピニオン２９と
噛合するラツク、３６は油タンク、３８は車速セ
ンサである。

またピストン３０，３２の出力軸３３，３４
は、夫々前後輪２，３におけるタイロツト４０，
４１に連接されており、前後輪用パワーシリンダ
４，５内への圧油の供給によりピストン３０，３
２を摺動させ、前後輪２，３を夫々操舵又は転舵
するようになつている。

後輪用コントロールバルブ１３は、第２図に示
すように、管路４３を通してバルブスプール４５
の両側に第１および第２の固定オリフイス１０，
１２が夫々配設され、これらの部品間から管路４
３に導入された圧油の圧力差により、バルブスプ
ール４５を一方向に摺動させて圧油の供給方向を
規定している。例えば、右側の管路４３の圧油の
圧力が左側の管路４３の圧油の圧力より高いと
き、バルブスプール４５はスプリング４６の弾性
力に抗してＡ矢示方向に移動し、Ｂ矢示方向から
流量制御電磁バルブ１８を介して導入された油ポ
ンプ１５からの圧油が管路４８および方向切換電
磁バルブ２０を介して後輪用パワーシリンダ５の
いずれか一方の圧力室５ａに供給される。また左
側の管路４３の圧油の圧力が右側の管路４３の圧
油の圧力より高いときは、バルブスプール４５は
スプリング５０の弾性力に抗してＣ矢示方向に移
動し、油ポンプ１５からの圧油が管路５１および
方向切換電磁バルブ２０を介して後輪用パワーシ
リンダ５の他方の圧力室５ａに供給される。なお
圧油の一部は、Ｄ矢示方向から油タンク３６に戻
される。

つぎに、上記第１発明の実施例の作用を説明す
る。

車両の走行時、ハンドル２６を操作して操舵軸
２８を回転させると、操舵軸２８にギヤ（図示せ
ず）を介して連結された前輪用コントロールバル
ブ６が作動し、油ポンプ１４から送られる圧油が
前輪用コントロールバルブ６を通して前輪用パワ
ーシリンダ４に供給される。前記圧油によつて得
られる前輪用パワーシリンダ４の出力は、該パワ
ーシリンダ４のピストン３０に連結されたタイロ
ツド４０を介して前輪２を操舵する。この前輪２
の操舵量は、操舵軸２８の回転角（舵角）に応じ
た前輪用コントロールバルブ６の変位置に基づく
前輪用パワーシリンダ４の出力によつて定まる。
例えば、ハンドル２６を右に切ると、前輪用パワ
ーシリンダ４の右側の圧力室４ａの油圧が上昇
し、一方左側の圧力室４ａの油圧が下降して右操
舵に対するアシスト力が発生する。

一方、コントローラ２１には、操舵時の車速が
車速センサ３８から入力され、この車速と前輪操
舵系の操舵時のデータ（舵角、前輪用パワーシリ
ンダ４の出力など）に基いて後輪転舵量を演算
し、かつ車速に応じて後輪３の転舵方向を定め
る。例えば、低速時には、旋回半径を小さくして
小回り特性を良くするために、方向切換電磁バル
ブ２０は、コントローラ２１からの指令信号によ
り後輪３を前輪２の操舵方向とは逆方向に転舵す
るように制御される。

またハンドル２６の操作により、前輪用パワー
シリンダ４のいずれか一方の圧力室４ａの油圧が
他方の圧力室の油圧より上昇すると、その油圧が
上昇した圧力室４ａ側の第１の固定オリフイス１
０からの圧油分流量ｑは、次のようになる。

Cd…流量係数、ａ…オリフイス面積 Δp…オリフイス前後の差圧、ρ…密度 上式によつて分るように、圧力室４ａの油圧が
増大するに伴つて第１の固定オリフイス１０から
の圧油分流量ｑが増大する。さらに第１の固定オ
リフイス１０の下流に第２の固定オリフイス１２
が配設されているので、第１の固定オリフイス１
０と第２の固定オリフイス１２間には、圧力室４
ａに発生した圧油圧力に比例して減少する圧油圧
力（差圧）が発生し、この差圧をパイロツト圧力
として後輪用コントロールバルブ１３が作動す
る。

同時に車速に応じてコントローラ２１からの指
令信号によつて、油ポンプ１５からの圧油が流量
制御電磁バルブ１８を介して後輪用コントロール
バルブ１３に送られ（車速が増大するに伴つて圧
油供給量も増大する）後輪用コントロールバルブ
１３のバルブスプール４５が摺動して後輪転舵に
必要な圧油が、方向切換電磁バルブ２０を介して
後輪用パワーシリンダ５に供給される。この際前
述の如く方向切換電磁バルブ２０は、車速に応じ
たコントローラ２１からの指令信号によつて最適
な後輪転舵方向に切換えられる。

後輪３は、後輪用パワーシリンダ５の出力に応
じて転舵されるが、出力軸３４に中立保持反力機
構２３が設けられているため、常に反力を受けた
状態、すなわち後輪３を中立（直進走行）位置に
戻す力が働いた状態で供給油圧力と平衡して保持
される。

ここで、後輪用コントロールバルブ１３は前輪
操舵系から独立して配置されているため、後輪転
舵のためのバルブなどの機器による摩擦抵抗は前
輪操舵系から取り除かれ、軽減されている。した
がつて、定常旋回時においてハンドル２６に与え
る力は、操舵時と保舵時とにおける差が小さくな
り、異和感のないハンドル操作による運転がで
き、操安性が向上する。

また、中高速時には、最適な後輪転舵量がコン
トローラ２１により演算され、また、後輪３の転
舵方向は、追従遅れをなくすために前輪２と同方
向にとられる。このようにして、中高速時には、
変更区間での後輪３の追従を転舵方向に予測して
合せることができるので、車線変更、スラローム
走行を安全かつ安定して行なうことができる。

つづいて、第２発明の実施例を第３図に基いて
説明する。なお、第１発明の実施例と同一機能を
有するものには同一符号を付して説明を省略す
る。

この動力操舵制御装置１は、第１発明における
第１，第２の固定オリフイス１０，１２に代つて
固定オリフイス６１および電磁可変オリフイス６
２を夫々配置するとともに、電磁可変オリフイス
６２をコントローラ９により車速に応じて制御す
るようにしたものである。また流量制御電磁バル
ブ１８が設けられていない。

つぎに上記実施例の作用を説明する。この動力
操舵制御装置１の動作は、基本的に第１発明のも
のと変らないので、ここでは操舵時の後輪用コン
トロールバルブ１３の動作についてのみ説明す
る。

ハンドル２６の操作により前輪用パワーシリン
ダ４のいずれか一方の圧力室４ａの油圧が他方の
圧力室の油圧より上昇すると、その油圧が上昇し
た圧力室４ａ側の固定オリフイス６１に圧力室４
ａに発生した油圧に比例して減少する差圧が発生
し、この差圧をコントローラ２１により車速に応
じて電磁可変オリフイス６２を制御して変化さ
せ、この変化させた差圧をパイロツト圧力として
後輪コントロールバルブ１３に導入させ、バルブ
スプール４５を一方向に摺動させる。

つづいて第３発明の実施例を第４図に基いて説
明する。なお、第２発明の実施例と一機能を有す
るものには同一符号を付して説明を省略する。こ
の動力操舵制御装置１は、第２発明において、前
輪２の操舵量を車速の増加に応じて制限するよう
にしたものである。前記速度感応型前輪パワース
テアリングは、前輪用パワーシリンダ４を制御す
る前輪用コントロールバルブ６の両端に配置され
た反力室６５に車速に応じた圧油を供給すること
によつて操舵反力を高め高速走行時におけるハン
ドル２６の切り過ぎを防止するようにしたもので
あり、反力室６５には、分岐路９を通して後輪用
コントロールバルブ１３に送られる圧油の一部が
導入されるようになつている。

つぎに、上記実施例の作用を説明する。この動
力操舵制御装置１の動作は、基本的に第２発明の
ものと変らないので、ここでは操舵時の前輪動力
操舵系の車速感応制御についてのみ説明する。

コントローラ２１は、車速に応じた反力室６５
の内圧を演算し、該内圧を得るために必要な電磁
可変オリフイス６２の開度を維持するための信号
を出力する。このようにして固定オリフイス６１
と電磁可変オリフイス６２との間に発生した圧油
が、車速に応じた反力室６５の内圧として、該反
力室６５に導入されるので、車速が或る設定値を
超えると、次第に減少する傾向の路面抵抗を補う
べく前輪用コントロールバルブ６のバルブスプー
ルの両端に反力圧油を作用させ、バルブスプール
の移動を規制する。したがつて、運転者には、反
力室６５に供給される圧油が操舵軸２８を介して
反力として伝わり、ハンドル２６が重くなつたこ
とを感じるので、低速から高速になつた時の路面
抵抗の減少に基因したハンドル２６の切り過ぎを
防止でき操安性を維持できる。

〔発明の効果〕

上述のとおり、第１発明および第２発明によれ
ば、走行状況に応じて後輪が転舵されるため、後
輪の追従遅れがなく、安定した最適な走行を実現
することができ、かつ前輪操舵系から後輪用パワ
ーシリンダのコントロールバルブを切離し、別個
に配設するとともに、後輪の転舵系に中立保持反
力機構を装備したことにより、操舵力と保舵力と
の差が小さくなり、一定旋回時における操舵の異
和感がなくなり操安性が向上する。また第３発明
によれば、前輪動力操舵装置を速度感応型にした
から、上記第１および第２発明の効果に加えて、
さらに低速から高速域になつた場合においてハン
ドルの切り過ぎを防ぎ安定した操舵が保証され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明に係る実施例を示す動力操舵
制御装置の構成図、第２図は後輪用コントロール
バルブを示す構成図、第３図は第２発明に係る実
施例を示す動力操舵制御装置の構成図、第４図は
第３発明に係る実施例を示す動力操舵制御装置の
構成図である。 １……動力操舵制御装置、２……前輪、３……
後輪、４……前輪用パワーシリンダ、５……後輪
用パワーシリンダ、６……前輪用コントロールバ
ルブ、８……主流体供給路、９……分岐路、１０
……第１の固定オリフイス、１２……第２の固定
オリフイス、１３……後輪用コントロールバル
ブ、１８……流量制御電磁バルブ、２８……操舵
軸、４５……バルブスプール、６１……固定オリ
フイス、６２……電磁可変オリフイス、６５……
反力室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪操舵用および後輪転舵用の各パワーシリ
   ンダと、操舵軸の回動に同期させてバルブスプー
   ルを作動させ、前記前輪用パワーシリンダへの作
   動流体供給方向を切換える前輪用コントロールバ
   ルブと、該前輪用コントロールバルブから前記前
   輪用パワーシリンダへの主供給路より分岐した分
   岐路に配設され、前記前輪用パワーシリンダから
   の圧力流体の一部が導入される第１の固定オリフ
   イスと、該第１の固定オリフイスの下流に配設さ
   れ該第１の固定オリフイスに導入された圧力流体
   の圧力を協働作用により前記前輪用パワーシリン
   ダの圧力流体の圧力に比例して減少する差圧を発
   生させるようにした第２の固定オリフイスと、こ
   の差圧をパイロツト圧力として作動し後輪を転舵
   させる後輪用コントロールバルブと、該後輪用コ
   ントロールバルブへの圧力流体の供給流量を車速
   に応じて制御する流量制御電磁バルブとを備えた
   ことを特徴とする動力操舵制御装置。 ２ 前記第１の固定オリフイスを前記前輪用コン
   トロールバルブ内に配設したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の動力操舵制御装置。 ３ 前輪操舵用および後輪転舵用の各パワーシリ
   ンダと、操舵軸の回動に同期させてバルブスプー
   ルを作動させ、前記前輪用パワーシリンダへの作
   動流体供給方向を切換える前輪用コントロールバ
   ルブと、該前輪用コントロールバルブから前記前
   輪用パワーシリンダへの主供給路より分岐した分
   岐路に配設され前記前輪用パワーシリンダからの
   圧力流体の一部が導入される固定オリフイスと、
   該固定オリフイスの下流に配設され該固定オリフ
   イスに導入された圧力流体の圧力を協働作用によ
   り前記前輪用パワーシリンダの圧力流体の圧力に
   比例して減少する差圧を発生させるとともにこの
   差圧を車速に応じて変化させるようにした電磁可
   変オリフイスと、この変化した差圧をパイロツト
   圧力として作動し後輪を転舵させる後輪用コント
   ロールバルブとを備えたことを特徴とする動力操
   舵制御装置。 ４ 前輪操舵用および後輪転舵用の各パワーシリ
   ンダと、操舵軸の回動に同期させてバルブスプー
   ルを作動させ、前記前輪用パワーシリンダへの作
   動流体供給方向を切換える前輪用コントロールバ
   ルブと、該前輪用コントロールバルブから前記前
   輪用パワーシリンダへの主供給路より分岐した分
   岐路に配設され前記前輪用パワーシリンダからの
   圧力流体の一部が導入される固定オリフイスと、
   該固定オリフイスの下流に配設され該固定オリフ
   イスに導入された圧力流体の圧力を協働作用によ
   り前記前輪用パワーシリンダの圧力流体の圧力に
   比例して減少する差圧を発生させるとともにこの
   差圧を車速に応じて変化させるようにした電磁可
   変オリフイスと、この変化した差圧をパイロツト
   圧力として作動し後輪を転舵させる後輪用コント
   ロールバルブとを備えると共に、前記固定オリフ
   イスと電磁可変オリフイス間の圧力流体と前記前
   輪用コントロールバルブの両端に設けられた反力
   室に導入するように構成したことを特徴とする動
   力操舵制御装置。 ５ 前記固定オリフイスを前記前輪用コントロー
   ルバルブ内に配設したことを特徴とする特許請求
   の範囲第４項に記載の動力操舵制御装置。