JPH0517069B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は車両の前輪に、ステアリングホイー
ルによる操舵とは別に、補助的な舵角を与える前
輪補助操舵装置に関するものである。

従来の前輪補助操舵装置としては、例えば第１
図に示すようなものがある。これは例えば車両が
走行中に強い横風をうけた時に生ずる車両のずれ
を修正するための装置である。

図中１は車両の前輪、２はナツクルアーム、３
はサイドロツド、４はタイロツド、５はステアリ
ングホイール、６はステアリングギヤである。

そしてこの装置の特徴は、タイロツド４の一端
をリンク７を介して車体８に回動自在に連結する
と共に、タイロツド４の他側に突設したブラケツ
ト４ａと、ステアリングギヤ６の揺動アーム（ピ
ツトマンアーム）６ａとの間にハイドロリツクサ
ーボアクチユエータ９を介挿し、ステアリングホ
イール５の操舵角度を変換補償回路１０によつて
検出すると共に、車両のヨーレイトをヨーレイト
センサ１１により検出し、これらの出力信号の差
をミキサー１２を介して前記ハイドロリツクサー
ボアクチユエータ９に入力し、このアクチユエー
タ９の伸縮作動によつて前輪１に補助的舵角を与
えることにより、横風等による車両のずれを補償
するものである。

しかしながら、このような従来の前輪補助操舵
装置にあつては、ステアリングホイール５からの
操舵入力を前輪１に伝えるステアリングリンケー
ジとは力の伝達径路上直列にハイドロリツクサー
ボアクチユエータ（油圧シリンダ）９が介挿され
ているため、この油圧装置が故障した場合に、ス
テアリングホイール操作による通常の前輪操舵が
不能になるという問題点があつた。

この発明は、このような従来の問題点を解消す
るためになされたもので、互い噛合するラツクと
ピニオンをギヤハウジング内に設け、前記ラツク
を操舵輪に連結し、前記ピニオンをステアリング
ホイールに連結し、前記ギヤハウジングを弾性体
を介して車体に取り付け、前記弾性体固有の弾性
力のみによつてギヤハウジングを車体に中立状態
で支持し、このギヤハウジングと車体間にアクチ
ユエータを取り付け、このアクチユエータの作動
力を前記ギヤハウジングに作用させ、前記弾性体
を変形させてギヤハウジングを車体に対して左右
方向に移動させることにより前輪に補助的な舵角
を与えることにより、上記問題点を解決すること
を目的とするものである。

以下第２図ないし第５図によりこの発明の実施
例を説明する。図中前記符号と同一の符号は同等
のものを示す。

第２図ないし第４図はこの発明の第１実施例を
示すもので、この場合はサイドロツド３，３間に
ラツクギヤ１３を介挿し、ステアリングホイール
５の軸５ａにラツクギヤ１３と噛合するピニオン
１４を固着し、これらラツクギヤ１３とピニオン
１４をギヤハウジング１５内に設け、このギヤハ
ウジング１５をゴム等の弾性体（第３図にはゴム
ブツシユとして示してある）１６を介して車体８
に取り付けると共に、ギヤハウジング１５に突設
したブラケツト１５ａと車体８に突設したブラケ
ツト８ａ（第３図参照）間にアクチユエータとし
て油圧シリンダ１７を介挿する。１７ａはピスト
ン、１７ｂはピストンロツド、１７ｃは油圧シリ
ンダ１７の基部に突設した取り付けロツドであ
る。また、第４図の３０は油圧シリンダ１７を制
御するための電磁スプールバルブで、３０ａ，３
０ｂはソレノイドである。３１はオイルポンプ、
３２はオイルタンク、３４は前記ステアリングホ
イール５の操作量を検出する舵角検出器、３５は
この舵角検出器３４の出力信号を増幅してソレイ
ド３０ａ，３０ｂに入力してバルブ３０を制御す
る増幅器である。ここでバルブ３０の油圧ポート
Ａ，Ｂは油圧シリンダ１７の開口Ａ，Ｂにそれぞ
れ接続されている。

つぎに上述のように構成した本実施例の作用を
説明する。ステアリングホイール５を操舵する
と、ピニオン１４が回転し、それに伴つてラツク
ギヤ１３が左右いずれか一方に移動すると共に、
サイドロツド３およびナツクルアーム２を介して
前輪１が転舵される。この場合ステアリングホイ
ール５を操舵して車両が左旋回すると、第４図に
示したような電磁スプールバルブ３０を介して油
圧がアクチユエータ（油圧シリンダ１７）の開口
Ａに供給される。

すなわち第２図および第３図に示す装置におい
て、例えば油圧シリンダ１７の開口Ａに圧力油が
供給されると、ピストン１７ａおよびピストンロ
ツド１７ｂが第３図の矢印Ｃの方向へ移動するた
め、ギヤハウジング１５も車体８に対して矢印Ｃ
の方向に移動する。この移動は弾性体１６の変形
によつて達せられる。この場合ラツクギヤ１３は
ギヤハウジング１５に軸支されたピニオン１４と
噛合した状態でギヤハウジング１５内にあるた
め、ギヤハウジング１５が移動すればラツクギヤ
１３も共に移動するため、この作動がサイドロツ
ド３およびナツクルアーム２を介して前輪１に伝
わる。すなわち前輪１はさらにギヤハウジング１
５が移動した分補助的に操舵される。ところで、
ステアリングホイール５を操作して前輪１を転舵
する場合、前記ステアリングホイール５の操舵輪
に対して前輪１の実舵角は、両者間の機械的なガ
タや路面からの前輪１に対する操舵反力による弾
性体１６の弾性変形により位相が遅れることが一
般に知られている。またこの位相遅れはパワース
テアリング機構付の操舵装置の場合にはより大き
くなり、さらに、パワーステアリング、非パワー
ステアリングに限らず、ステアリングホイール操
作が急である程大きくなることも知られている。

この位相遅れを防止するためには、前記した機
械的なガタをなくし、且つ弾性体１６を介さずギ
ヤハウジング１５を車体８に直結することが考え
られるが、前者は製作上無理であり、後者も路面
からの振動がステアリングホイール５に伝達する
事を防止するという本質的要求に対応する為、弾
性体１６を除く事はできない。

これに対し本実施例では、前記ステアリングホ
イール５の操舵角を検知して、油圧シリンダ１７
により弾性体１６を介さずにギヤハウジング１５
を移動させて前輪１を補助的に操舵するため、旋
回初期に通常ハンドル操作に対して所定の位相遅
れを有して転舵される前輪１の実舵角に先行して
前記補助舵角を与えることができる。このような
作動によつて、車両の旋回初期にステアリングホ
イール５の操作により得られる通常の前輪操舵前
に弾性体１６を変形させ前輪１を補助操舵し、操
舵の応答性を向上させることができる。また舵角
検出器２１を、操舵速度検出器あるいは車両のヨ
ーレート検出器に変更すれば、必要に応じて種々
の車両の旋回性能の向上を計ることができる。

例えば、ドライバーの素早いステアリングホイ
ール操作に対応して車両を素早く回頭させ、ドラ
イバーの旋回意思を車両の挙動に積極的に反映さ
せたい場合には、操舵速度検出器により検出した
ステアリングホイール５の操舵速度に応じて前輪
１を通常の実舵角よりも切り増すように補助操舵
すれば、前述したステアリングホイール５と前輪
１の実舵角の位相遅れを改善するばかりか、前輪
１の実舵角の位相をステアリングホイール５の操
舵角の位相よりも進めて旋回初期の応答性をより
一層向上させることができる。

また、前述した従来技術と同様に、車両が走行
中に強い横風を受けた場合等に生じる車両のヨー
イング運動の乱れを修正したい場合には、ヨーレ
イト検出器により車両の実ヨーレイトを検出し、
該ヨーレイトを減ずる方向に前輪１を補助操舵す
れば、横風等の影響により車両にヨーレイトが発
生して車両が不安定になるのを防止することがで
きる。

ところで、本実施例においては、従来のように
アクチユエータとしての油圧シリンダ１７を、ス
テアリングホイール５からの操舵入力を前輪１に
伝えるステアリングリンケージと力の伝達径路上
直列に設けず、ステアリングケージの外側に設け
該ステアリングリンケージとは力の伝達上並列と
なるようにしたから、たとえ油圧シリンダ１７が
作動不能になつても、ステアリングホイール５に
よる通常の前輪操舵は可能である。

次に第５図にこの発明の第２実施例を示す。本
実施例はこの発明をパワーステアリング装置を有
する車両に適用した例であり、前記第１実施例と
同様に、ギヤハウジングの車体取付け部に介装さ
れる弾性体の変形に起因した、ステアリングホイ
ール操舵角に対する前輪実舵角の位相遅れを改善
する為のものである。図中前記第１実施例の符号
と同一の符号は同等のものを示す。その他１８は
ステアリングホイール軸５ａに連動するように設
けたパワーステアリングの油圧調整弁、１９は油
圧ポンプ、２０はオイルタンクである。

この実施例においては、サイドロツド３，３間
に設けたラツクギヤ１３の途中にパワーステアリ
ングのパワーシリンダ２１を設け、そのピストン
ロツドをラツクギヤ１３と一体に形成すると共
に、シリンダ２１をギヤハウジング１５と一体に
形成し、パワーシリンダ２１の両端をそれぞれゴ
ム等の弾性体２２を介して車体８に連結する。ま
たパワーシリンダ２１の外側にブラケツト２１ａ
を突設し、このブラケツト２１ａと車体８との間
にアクチユエータとして油圧シリンダ２３を介挿
し、前記油圧ポンプ１９から送給される圧力油を
油圧調整弁１８を介して配管２４，２５によりパ
ワーシリンダ２１および油圧シリンダ２３に供給
するように構成する。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例で
は、ステアリングホイール５を矢印の方向である
左に切ると、油圧調整弁１８内の可変オリフイス
ａ，ｂが絞られると共に、可変オリフイスｃ，ｄ
が開くので、配管２４に油が送られ、配管２５か
ら油が戻る。ステアリングホイール５を右に切れ
ば可変オリフイスｃ，ｄが絞られ、可変オリフイ
スａ，ｂが開いて油の流れは逆になる。したがつ
てステアリングホイール５を左に切れば、配管２
４を介してパワーステアリングのパワーシリンダ
２１の油室ｅの油圧が高まると共に油室ｆの油圧
が下がる。これに伴つて前輪補助操舵用の油圧シ
リンダ２３内の油室ｇの油圧が高まり、逆に油室
ｈ内の油圧が下がるから、該前輪補助操舵用の油
圧シリンダ２３が弾性体２２を変形させてパワー
シリンダ２１およびこれと一体に形成されたギヤ
ハウジング１５を矢印Ｇの方向へ移動させると共
に、ステアリングホイール５の操作によりピニオ
ン１４を介してラツクギヤ１３が矢印Ｈの方向に
移動する。尚、この場合パワーシリンダ２１のピ
ストンに作用する力は単に、ステアリングホイー
ル５の操作によりラツクギヤ１３を移動させる場
合のアシスト力として作用するだけであり、前輪
１に補助舵角を与えるものではない。

ところで、配管２４，２５の油圧の変化は、ス
テアリングホイール５の操作力に感応するもので
あるから前記ステアリングホイール５の操作によ
る前輪の舵角変化よりも位相が進んだものとな
る。本実施列では、このように、ステアリングホ
イール５の操作力に感応して発生する油圧を油圧
シリンダ２３に用い、しかもこの油圧シリンダ２
３により、弾性体２２を介さずにステアリングギ
ヤハウジング１５を移動させるため、油圧シリン
ダ２３によつて、前輪１に与えられる補助舵角
は、前記第１実施例と同様の理由により、ステア
リングホイール５の操作による通常の前輪の舵角
変化より位相が進んだものとなる。従つて、旋回
初期にステアリングホイール５の操作により得ら
れる通常の前輪操舵前に、前輪１は、ギヤハウジ
ング１５が油圧シリンダ２３によつて移動される
分だけ補助操舵される。このように弾性体２２を
パワーステアリングの発生油圧で作動する油圧シ
リンダ２３により変形させてギヤハウジング１５
を移動させるようにしても前記第１実施例と同様
に操舵の応答性を向上させることができる。

ところで、本第２実施例においても、前述した
第１実施例と同様に、アクチユエータとしての油
圧シリンダ２３を、ステアリングホイール５から
の操舵入力を前輪１に与えるステアリングリンケ
ージの外に設け該ステアリングリンケージとは力
の伝達径路上並列となるようにしたから、パワー
ステアリング装置の油圧系統が故障し、これに伴
ない油圧シリンダ２３が作動不能になつたとして
も、ステアリングホイール操作時のパワーアシス
トがなくなり、ドライバー側の操舵トルクが増加
するだけでありステアリングホイール５の操作に
よる通常の前輪操舵は可能である。

上述のように本発明装置は、アクチユエータが
故障した場合でもステアリングホイール操作によ
る通常の前輪操舵が不能になるおそれがない上
に、マニユアルステアリングおよびパワーステア
リングを問わず、従来の構造を利用して容易に実
施できるため、製造コストも低いというすぐれた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の前輪補助操舵装置の一例を示す
平面図、第２図は本発明の第１実施例の平面図、
第３図はその部分断面図、第４図はその油圧シリ
ンダの油圧回路図、第５図は本発明の第２実施例
の平面図である。 １…前輪、２…ナツクルアーム、３…サイドロ
ツド、４…タイロツド、５…ステアリングホイー
ル、８…車体、１３…ラツクギヤ、１４…ピニオ
ン、１５…ギヤハウジング、１６，２２…弾性
体、１７…油圧シリンダ（アクチユエータ）、１
８…油圧調整弁、１９，３１…油圧ポンプ、２
０，３２…オイルタンク、２１…パワーシリン
ダ、２３…油圧シリンダ（アクチユエータ）、２
４，２５…配管、３０…電磁スプールバルブ、３
４…舵角検出器、３５…増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互に噛合するラツクとピニオンをギヤハウジ
   ング内に設け、前記ラツクを操舵輪に連結し、前
   記ピニオンをステアリングホイールに連結し、前
   記ギヤハウジングを弾性体を介して車体に取り付
   け、前記弾性体固有の弾性力のみによつてギヤハ
   ウジングを車体に中立状態で支持し、このギヤハ
   ウジングと車体間にアクチユエータを取り付け、
   このアクチユエータの作動力を前記ギヤハウジン
   グに作用させ、前記弾性体を変形させてギヤハウ
   ジングを車体に対して左右方向に移動させること
   により前輪に補助的な舵角を与えることを特徴と
   する前輪補助操舵装置。