JPH05501234A - ４輪操向システム - 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】 し 「　４輪操向システム ）　本発明は車輌の４輪操向システムに関し、また特に操向ハンドルを操作する 運転者からの操向入力によって制御される前輪後輪操向システムに関するもので ある。一般にこのようなシステムは車輌の高速に関連する作動モードでは、前輪 と同一方向に後輪の向きを転じ、車輌の低速に関連する作動モードでは、前輪と 反対方向に後輪の向きを転じ、高速と低速との中間速度では後輪を中間の角度に 向きを転じるよう作用する。

この分野の先行技術としては、米国特許第３５９６７３０号（セシー）、米国特 許第４３１３５１４号（本田）、米国特許第４４６７８８５号（本田）、米国特 許第４４８３５４７号（本田）、米国特許第４６６０８４４号（本田）、米国特 許第４５７２３１６号（マツダ）、米国特許第４６４６８６７号（マツダ）、米 国特許第４７３０８３９号（マツダ）、米国特許第４７３３８７８号（マツダ） 、米国特許第４７８１２６１号（トヨタ）、米国特許第４７７０２６４号（ロー タス）がある。これ等の特許に代表されるように、４輪操向についての発明はそ の問題点の解決策に関して極めて多種多様である。そして、４輪操向システムに よれば高速運転における安全性の向上など多数の利点があると試験結果が報告さ れているにも拘わらず、市場では４輪操向システムが広く受け入れられていない ことは驚くべきことである。現在、市販されている２つのシステムは、本田の米 国特許第４３１３５１４号及び第４４６７８８５号と、マツダの米国特許第４５ ７２３１６号及び第４７３０８３９号とによって広くカバーされており、技術文 献に広範囲にわたって紹介されている。マツダの車ＭＸ６に採用され現在実用化 しているシステムに関する情報は、マツダオーストラリア社が出版した技術情報 誌「カーオーストラリアマガジン」１９８９年２月号の５２頁に「マツダ速度感 知コンピユータ化４輪操向システム」のテーマで発表されている。これ等２つの 先行技術についてまず説明する。本田のシステムでは、後輪操向装置を全く機械 的に駆動し、速度に直接従属させない。マツダのシステムは速度に従属しており 、従って本発明に関連がある。

４輪操向システムが市場にあまり受け入れられないのは、車輌の重量が増大し、 コスト高となること、機能的に重大な欠点があるためである。また、このシステ ムは、関連する前輪後輪の懸架装置の設計に妥協を強いられており、その結果希 望する懸架機能が達成されない。多くの場合、懸架機能は、前輪操向歯車装置、 後輪操向歯車装置間の電子信号に依存しており、そのため誤作動を生じた時は、 運転者に車輌制御に関し重大な問題を提起することになる。本田、マツダの場合 のように、前輪操向歯車装置と後輪操向歯車装置とを回転軸で機械的にリンクす る場合には、電子信号による伝達に依存することは少なくなるが、回転軸構成部 の摩擦が大きくなることにより、道路の「感触」が著しく減少する。

本田プリロードの構造では、前輪操向歯車装置に比較的通常のラックピニオン動 力操向歯車装置を設け、この歯車装置には、ビニオンを駆動する付加的なラック と、車輌の後輪まで延在する回転軸を設け、この後輪には完全に機械的な他の操 向歯車装置を設置している。後輪操向歯車装置には機能発生機構を組合わせて、 操向ハンドル角の関数として後輪操向の方向を反転する。この機械的リンクの各 素子が更に摩擦を増大させることになるので、このシステムは全体として操向の 「感触」に乏しく、自己センタリング作用に欠ける欠点がある。前輪操向部から 後輪操向部までの軸には、それぞれ両端にシールと、支承部と、自在継手とが必 要になり、そのため摩擦が増大するだけでなく、軸が非常に長いため、どこまで その使用が許されるかが問題になる。操向応答性の損失を最少にするため、各部 を非常に健牢にし、正確に嵌着しなければならず、従って重量が増大し、高価に なる。

マツダのＭＸ−６の構成では、後輪操向の大きさと方向とを、前輪操向ハンドル の角度の関数とするだけでなく、車輌速度の関数とする。後輪操向歯車装置は、 中立位置の両側に傾くことができる転頭軸装置を組込んでおり、これにより高速 で同一方向の後輪操向、低速で反対方向の後輪操向を行い、「クロスオーバ」速 度に相当する中立位置では後輪操向を行わない。軸線の傾斜を、車輌速度に応じ てステップモータにより変化させる。

このようにして、単一の機構により、後輪操行歯車装置に２つの別個の機能を行 わせる。その１つは速度従属機能であり、他は前輪操向角従属機能である。後輪 操向歯車装置は液圧サーボシステムを組込んでおり、これにより後輪に動力作動 を与える。

この場合、前輪操向歯車装置と後輪操向歯車装置との間に、少なくとも４個の別 個の動力連結又は信号連結若しくはその両方を必要とする。

前輪操向歯車装置に組込んだ付加的なラックピニオン装置によって、前輪操向歯 車装置と後輪操向歯車装置との間に延在する回転自在の軸を駆動する。この構成 によって、前輪操向角人力を後輪操向歯車装置に与えるものであり、またこの構 成は、液圧系又は電気系に故障を生じた時でも、少なくとも中間速度駆動から高 速駆動までの間に加える適度な操向負荷までについて、故障に対する安全を確保 することができる。停車時の操向負荷は数倍の大きさになり得るものであり、動 力がない状態での転頭運動装置の損傷を防止するため、車輌が一旦動いてしまえ ば、それを操向するには十分であるばね負荷装置によって、この過負荷を解放す る。このマツダの装置では、過負荷保護装置を、出力側即ち高負荷側、又は後輪 操向動力シリンダに位置させている。この装置は比較的強いばねの形をとってお り、電子システム又は液圧システムの故障の場合の復元装置として機能する。前 輪が自由に方向を変えられる状態で、舗装の縁石にあまりにも接近させて車輌を 停めた時のように、操向抵抗の高い負荷が後輪操向ハンドルに加わる場合に、「 位相制御ユニット」に負荷が加わり、損傷するのを防止するのがこの装置の過負 荷保護装置としての機能の１つである。

前輪操向歯車装置に付加的なラックを設けることによって、ラックの長さが増大 することになり、従ってタイロッド装置間の枢着長さが増大し、適切な長さより 短いタイロッドの使用を余儀なくさせ、そのためばね定数が大きい懸架装置を使 用することになる。

また、機械的リンクを堅牢にしなければならなくなるため、この場合も全体の操 向システムに摩擦を増大させる。また床が比較的平坦な現在の前輪駆動車では、 安全に機械的リンクを堅牢にするのが困難である。

本発明の第１の要旨において、本発明前輪後輪操向システムは、車輌の前輪のた めの前輪操向システムと、前記車輛の後輪のための後輪操向システムとを具え、 この後輪操向システムは、前記前輪の操向位置と少なくとも１個の変化する車輌 作動パラメータとに対する後輪操向ハンドルの位置を制御するよう作動する後輪 操向コントローラと、前輪操向ハンドルと後輪操向ハンドルとの相対位１を示す 信号を前記コントローラに提供する機械的フィードバック装置と、前記後輪操向 コントローラの制御を受けて前記後輪に操向出力を加える装置と、この操向出力 を加える装置と前記前輪操向システムとの間において前記前輪後輪操向システム 内に介挿した過負荷保護装置とを設け、前記フィードバック装置と前記後輪操向 コントローラとに加えられた所定の負荷より一層大きい負荷を解除するよう前記 過負荷保護装置を作動させることを特徴とする。

フィトバック信号を伝達する機械的伝達装置を、非常に小さな力で作動させ得る よう設計するのが好適であり、動力補助装置の故障の時のバックアップとしては 作用しないようにする。

また、後輪操向コントローラには機械的機能発生装置を設け、前輪操向角及び選 択された車輌作動パラメータに応じて適切な後輪操向角を決定する。また、好適 な機械的フィードバック信号装置におけると同様に小さい力で作動するよう、機 能発生装置を設計するのがよい。

好適なシステムでは、サーボ装置によって前輪操向歯車装置から制御されるアク チュエータを、後輪操向歯車装置に設ける。

このアクチュエータを液圧又は電気的に作動させることができるが、いずれの場 合でもサーボ装置を作動させるため、機械的信号システムによっ伝達されるべき 必要な力は、動力補助装置なしに操向するのに必要な力の１０００分の１又はそ れ以下であるのがよい。プッシュプル作動するようロッド又は可撓性ワイヤを用 いることができ、代案として、軽い構造の回転する管、ロッド又はワイヤでもよ い。特に好適な形状では、屈撓できるばね心決め装置を組込んで、一時的に過負 荷になった時、この小さい力で信号を伝達する装置が損傷するのを防止し、過負 荷を除去した際、後輪操向アクチュエータをその正しい位置に復帰させる。従っ て、全部から後部まで延在する堅牢な回転軸を不要とし、摩擦を著しく減らし、 「操向感」を改善することができる。

本発明の第１の要旨の他の実施例では、後輪操向コントローラに機能発生機構と サーボ装置とを組込み、この後輪操向コントローラを前輪操向歯車装置に合体さ せる。このサーボ装置は、中心開口液圧４方サーボ弁を組込み、このサーボ弁に より２個の液圧管を通じて後輪操向アクチュエータに液圧を指向させる。

後輪位置信号伝達装置は、プッシュプル作動するワイヤ又は可撓性ロッドを具え 、このロッドをシース内に密接拘束し、前輪操向歯車装置に組込んだサーボ装置 にこのロッドを取付ける。

その他の実施例では、２個の液圧管及び信号伝達装置を、単一の制御導管内に合 体させ、後輪操向コントローラと後輪操向アク子ユエータとの間に延在する。例 えば、これ等２個の液圧管と、信号伝達装置とを同心に配置し、金属管内の第２ 管内に可撓性１７ツ１！又はワイヤを収容する。このような構成の代表的な寸法 は、外側の管の直径が１２ｍ、ｍ、可撓性ロッド又はワイヤの直径が：３　ｍ　 ｒｎ、その作動移動距離が約３０ｍｍである。代案と１〜で、管とロッド又はワ イヤを同心に設げなく七もよく、別個に収容してもよい。これ等３個の素子が損 傷しないよう、共Ｑこシースに収容するのが望ましい。この信号伝達装置内のい かなる摩擦も、運転者が感知する全体のシステムの摩擦に加えられることはない 。１：、れは、前輪操向歯車装置に合体するサーボ装置から分９１．ているから である。しかし、どんな形態を取ろうとも、この制御導管を比較的可撓性に１− ２湾曲部の周りに配置することができ、このことは従来のシステムの回転駆動軸 では不可能なことである。

前輪操向歯車装置と後輪操向歯車装置とにそれぞれ両端を固着した管内に可撓性 ロッド又はワイヤを収容した場合、これ等構成部材の取付部における僅かな移動 、又は熱膨張収縮に関連する長さの変化に対し、信号誤差を生ずることなく、管 とワイヤの可撓性によってこれに対応することができる。また、この制御導管の 移動素子には列部シールが全くないから、実質的に摩擦がなく、従って追従に起 因する信号ロスもない。

他の実施例では、後輪操向コントローラを前輪操向入力軸に直接関連させ、従来 既知の成るシステムのように操向ラックに関連させない。前輪操向歯車装置も動 力で補足するものにあっては、この構成によって後輪操向アクチュエータの最適 な応答が得られ、前輪操向歯車動力操向制御弁が本来有するやむを得ない追従を 回避することができる。機能発生装置へ信号を送るため、先行技術におけるラッ クピニオン装置を設けないので、前輪操向システムの設計時における上述の妥協 は不必要であり、現存する懸架装置でずますことができる。本発明の場合には、 後輪操向コントローラを除いて、前輪操向歯車装置を、通常の動力ラックビニオ ン操向歯車装置とその設計を同一にすることができる。また、上述したように、 前輪操向歯車装置と後輪操向歯車装置との間を電子的に接続することがないから 、信頼性を維持することができる。

この発明の要旨によれば、前輪操向歯車装置に又は隣接して、後輪操向コントロ ーラを合体することにより、後輪操向アクチェエータにへの接続としては、加圧 油を関連するシリンダに供給する２個の液圧管と、フィードバンク信号を後輪操 向コントローラに供給するワイヤ又は可撓性ロッドからなる機械的信号伝達装置 とだけとなる。先行技術における回転軸機械リンクシステムを設けない結果、シ ステムの複雑性、コスト、重量を著しく減少させ１、システムの摩擦と剛性とに 関し非常に有利である。

更に他の実施例では、後輪操向アクチュエータからの信号伝達装置を連結又は取 付ける浮動「リンク」又は他の差動装置を介して機能発生機構の出力側を、サー ボ弁に連結する。信号伝達装置からのフィードバックが、機能発生機構によって 決定されたセットポイントに後輪操向角が達したことを示した時、サーボ弁を不 作動にし、２個の液圧管に流体の流れが生じないよう浮動「リンク」を設計する 。中心開口液圧４方サーボ弁内のスプールを液圧的にバランスさせ、発生させる べき必要な力は、スプールを作動位置に動かすのに必要な力のみであり、従って その力は小さいものである。このようなサーボ弁差動装置の構成は液圧制御シス テムの分野でよく知られている。例えば、１９４９年マンクグローヒルブックコ ンパニーインコーボレーテンド、ダブリューアーネスト著「油圧動力及びその産 業上の用途」１５７頁に記載されている。

本発明の第１の要旨の他の実施例では、前輪操向歯車装置に合体させた後輪操向 コントローラ内に含まれる機能発生機構によって設けた後輪操向角セットポイン トによって（浮動「リンク」を介して）サーボ弁でなく電気スイッチを作動させ る。２個の液圧管の代わりに、後輪操向歯車装置に取付けた電動機まで達する電 気リード線を用いる。機械的信号伝達装置によりフィードバックを介して受理し た誤差信号に応じて、電気スイッチにより電動機を作動させ右又は左に後輪操向 歯車装置を動かす。電気スイッチは常時、右操向、零、左操向の３つの内の１つ の位置を占める。スイッチが零位置にある時は、後輪操向歯車装置に取付けた電 動機は付勢されない。代案として、電気スイッチとして動力増幅器付きのポテン ショメータの形をとることができ、これにより従来の閉ループ比例制御システム の電動機を駆動する。

後輪操向アクチュエータに短行程液圧シリンダを設けるのがよい。このシリンダ は車輌中心線に隣接して横方向に取付けられ、両端にピストンロッドを有し、更 に左及び右の後輪操向アームまでそれぞれ延在するボールジヨイントタイロッド を有する。後輪操向アクチュエータピストンロッド位置（従って後輪操向角）を 、ばね負荷リリーフ装置によって信号ワイヤ又はロッドに伝える。このばね負荷 リリーフ装置は所定の負荷、例えば３〜５ｋｇで屈撓し、ワイヤ又はロッドが座 屈を起こし又は後輪操向コントローラが破損するのを防止する。

好適な形状では、後輪操向アクチュエータのピストンに深い半径方向の切欠を設 け、米国特許第４７７０２６４号に記載されているようにこの切欠内にテーパプ ランジャを駆動する。本発明の第２の要旨によれば、この米国特許と異なり、こ のプランジャをトリガ装置によって後退位置に保持し、これにより過負荷が発生 し、ばね負荷リリーフ装置の偏向を生じた時、トリガ装置を作動し、テーバプラ ンジャを釈放し、通常発生する負荷に拘わらず、後輪操向歯車装置を中心に、即 ち直進位置に押圧する。従って、液圧補助システムの誤作動又は後輪操向歯車装 置の過負荷によってこのプランジャのトリガが行われる。代表的な過負荷位置は 、前輪が自由に方向を転することができる状態で、車輌が舗装の縁石に余りにも 近く停車している時のように後輪が方向を転するのを拘束している場合である。

もちろん、エンスト、ポンプのベルト駆動系の破損、液圧管の破損、オイルレベ ルの低下により、流れの急激な停止が起こることがある。（しかし、最も多く発 生する液圧系の故障は、停車時の最高圧力でのみ生し、従って故障の警報があり 、運転に支障はないことに注意すべきである。）本発明によれば、両方の操向シ ステムを直列に配置し、流れの停止が同時に前輪操向歯車装置及び後輪操向アク チュエータに及ぶ。前輪操向歯車装置のタンクへの復帰管に流量検出スイッチを 設けるのが望ましく、これにより、電気回路を閉じ、両方のシステムに関し、運 転者に警告灯を表示する。２輪操向システムの現在のプラクテスでは、運転者は 手動モードで車を操向し続けるから、前輪操向歯車装置と、後輪操向アクチュエ ータとの間に結果として生じた位置的差により、上述のプランジャをトリガし、 前に述べたように後輪操向アクチュエータを６決めする。

従来の４輪操向システムは機械的、液圧的及び電気的素子を有するから、いずれ の素子の故障でも、後輪操向歯車装置の誤作動を引起こしていた。本発明によれ ば、簡単な機械的装置によるので信鯨性が著しく増大し、部片の数を減らし、負 荷限定装置により、機械的素子によって担持する負荷を制限する。

本発明の第３の要旨は、上に述べた機能発生機構である。

従来の後輪操向機構は、車輌が真っすぐに走行していて最高操向ハンドル角が零 であるとき最大（例えば１／３）である前輪操向角の変化割合と、後輪操向角の 変化割合とを生ずる。この構成は、車輌が旋回する時、後輪の過大な操向角を要 せず、最も多く採用される直進駆動状態で、後輪操向の利点を最大に発揮するの に役立つ、従って、大きな前輪操向角を使用している時の低速で、約６度より大 きい後輪操向角は運転者を当悪させるものである。更に、後輪が大きな旋回角を 取れるようにしようとすると、トランクのスペース又は後部エンジン室のスペー スを犠牲にすることになる。

後輪操向も車輌の速度によって定める先行技術（例えばマツダの米国特許第４５ ７２３１６号及びトヨタの米国特許第４７８１２６１号）においては、単一の機 構によって両方の機能、即ち操向角従属特性と速度従属特性とを達成している。

ここに述べた後輪操向角対前輪操向角比、代表的にはそれぞれロック状態で直進 時の１／３から零まで変化する比を得るための機構の一部は、これ等の先行技術 の装置では正弦波特性である。この機構の第２の機能は、上述したようにこの正 弦波の振幅と符号とを変化させることである。

本発明の第３の要旨によれば、後輪操向コントローラのこれ等２つの機能を、直 列に配置した２個の別個の機能発生機構によって遂行し、第１前輪操向角従属機 構の出力によって、第２速度従属機構の入力を得る。

この手段により、前輪操向角従属機構に、特定の車輌に適するように広範囲に異 なる特性を設けることができる。このようにして、正弦曲線の機能により上述の 比の最大値は平均値の２倍になり、一方、平均値の３倍又はそれ以上の最大値を 持つことが望ましいことが多い、このような特性は、正弦曲線の機能に限定され る機構では達成されない。

一実施例では、よく知られたゼネバ割出し機構のコードランドに類似するビン溝 孔装置の形に、前輪操向角従属機能発生機構を構成する。この場合、駆動部材を 軸線の周りに回転させ、この軸線からオフセットしたビンをこの駆動部材に担持 し、半径方向の溝孔を有する回動被動部材にこのビンを掛合させる。

駆動部材のビンのオフセット距離と、ビンが回動被動部材の溝孔に掛合する位置 のその軸線に関する半径との比は、この機構の基本的な特性を決定する。このよ うな装置は、最大比が平均値の２倍であるシヌソイド形状、又は代案として最大 比が平均値の３倍である非シヌソイド形状の入力と出力との間の関係を提供する であろう。このような融通性は、４輪操向システムを特定の車輌にマツチさせる のに非常に重要である。

この実施例によれば、上に述べた半径方向の溝孔の他に、回動被動部材に、その 軸線のいずれかの側に弓形の溝孔を設ける。

この弓形の溝孔に掛合するビンを一端に有する揺動リンクを配置する。回動被動 部材と揺動リンクとが共に中心位置にある時、回動被動部材の弓形の溝孔に対し 揺動リンクの軸線がほぼ直角になるようにし、揺動リンクの他端を平衡棒に枢着 する。

またこの揺動リンクを框着点に支持し、この揺動リンクの縦軸線の横方向へのこ の框着点の周りの回動が起きないようにする、揺動リンクの中心位置において１ 、揺動リンクのビンが回動被動部材の軸線に隣接する弓形の溝孔の中心にある時 、回動被動部材の角運動によっても、揺動リンクの縦運動は発生せず、従って平 衡棒の移動も生じない。しかし、揺動リンクは、弓形の溝孔の右端又は左端に向 は動くから、平衡棒の移動の結果として、揺動リンクの縦運動が起きる。この運 動の方向と大きさとは弓形の溝孔内のビンの位置によって変化する。

揺動リンクの角度位置は、車輌速度又はその他の車輌パラメータに応じてアクチ ュエータによって制御され、揺動リンクが例えば弓形の溝孔の左端に掛合してい る時は、この揺動リンクの角度位置によって前輪と同一方向に後輪を旋回させ、 揺動リンクが弓形の溝孔の右端に掛合している時は、この揺動リンクの角度位置 によって前輪と反対方向に後輪を旋回させる。端部が開放する小さなシリンダで あって、閉塞端に向けばねで押圧されるピストンを内部に有するシリンダを、こ のアクチュエータに設けるのがよい。前輪操向歯車装置からの復帰管に設けた注 油口から閉塞端に向は油を入れる。この場合米国特許第４５６１５１６号に教示 するように小形背圧ソレノイド弁を設けてもよい。この米国特許では可変の背圧 を使用して、車輌速度に応じて操向操作を変化させている。本発明の第３要旨の この好適な形では、この可変圧力を利用して、車輌速度に応じて揺動リンクを位 置決めし、この速度従属機能発生機構の実際の幾何学的形状によって決定される 前輪後輪の操向関係を適切に制御している。

後輪撮部アクチュエータを作動させる電気スイッチ又はサーボ弁に、平衡棒のそ の全長に沿う一点を枢着し、後輪操向アクチュエータからの信号伝達装置に、平 衡棒の他の点を枢着する。

このようにして、平衡棒を差動装置として作用させ、後輪操向アクチュエータの 位置を、機能発生機構の機械的出力によって決定されるセットポイントに統合さ せる。

本発明の要旨を添付図面を参照して例として説明する。

第１図は本発明の実施例を組込んだ車輌の概略を示す斜視図、第２図は同心形の 制御導管の横断面図、第３図は代案としての制御導管の横断面図、第４図は第２ 図の左操向液圧管１５と可撓性ワイヤ１４の全長の平面図、 第５図は第４図の一部の縦断面図、 第６図は本発明の第１要旨の好適な実施例による液圧回路を線図的に示す図、 第７図は第６図の液圧回路に使用する速度感知弁の横断面図、第８図は第１図の 後輪操向アクチュエータの縦断面図、第８ａ図は第８図の一部断面図、 第９図は第１図の後輪操向コントローラの好適な実施例の斜視図、 第１０図は第９図の後輪操向コントローラの一部として示す機能発生機構の作動 を示す線図的配置図、第１１図は第１０図に示す機能発生機構の断面図、第１２ 図は第９図、第１０図及び第１１図に示した機能発生機構の作動を示ｔグラフ、 第１３図は第８図との比較において頂部カーバ板を除去して示した変更した後輪 操向アクチュエータの平面図、第１４図は第１３図のＡＡ綿線上断面図、第１５ 図は第１４図のＢＢ綿線上断面図、第１６図は第１３図のＣＣ線上の断面図であ る。

第１図に操向ハンドル２を有する車輛１を示し、ラックピニオン形の前輪操向歯 車装置３と後輪操向アクチュエータ４とにこの操向ハンドルを連結する。

前輪８を車軸５に支承し、この車軸５をマクファーソン支柱７の下端に取付け、 車輌の後方に向は延在する操向半径アーム６を車軸５によって支持する。これ等 操向半径アーム６のボール端に前輪操向歯車装置３のタイロッド９を取付ける。

同様に、後輪操向アクチュエータ４についても、対応するタイロッド１０を半径 アーム１１まで延長する。前輪操向歯車装置３を後輪操向コントローラ１２に結 合し、制御導管１３をコントローラ１２から延長する。

第１図の同心形制御導管１３の横断面図である第２図において、右操向液圧管１ ６内に収納した左操向液圧管１５内に更に可撓性ワイヤ１４を収容する。

第３図に代案としての制御導管１３の横断面を示し、この制御導管１３は左操向 液圧管１５と、右操向液圧管１６と、可撓性ワイヤ１４を含む別個の単一管１７ とを具え、これ等を保護シース１８内に収容する。

前輪操向歯車装置３と後輪操向アクチュエータ４との間の湾曲通路に従って管１ ５を曲げた時でも、可撓性ワイヤ１４を左操向液圧管１５のほぼ軸線方向に保持 するための手段を第４図及び第５図に示す。左操向液圧管１５の全長に沿い、対 をなして離間する直交槽クリンプ１９を設けることによって、可撓性ワイヤ１４ を中心線に従って保持する。

第６図に本発明の第１の要旨の好適な実施例の液圧回路を線図的に示す。ホイー ストンブリッジに類似したように示したサーボ弁２１を組込んだ後部操向コント ローラ１２にポンプ付きタンク２０からまず油を指向させる。第２図に符号１５ ．１６で示した同心液圧管を通してサーボ弁２１から後輪操向アクチュエータパ ワーシリンダ２２に向は油を指向させ、またこの反対に油を流す。

サーボ弁２１を去る油は前輪操向歯車制御弁２３に向かう。

後輪操向歯車が一時的にその移動を妨げられた場合、バイパスリリーフ弁２４に より前輪操向歯車制御弁２３に油を供給し続ける。代表的には、リリーフ弁２４ のバイパス圧力はポンプ２０内に組込んだリリーフ弁の圧力の約１／４に過ぎな い。前輪操向歯車装置のパワーシリンダ２５のピストンの直径に比較し、後輪操 向アクチュエータのパワーシリンダ２２のピストンの直径を対応してより大きく し、前輪繰向歯車装置に関しても生じたように車輌が静止している時でも後輪の タイヤをその方向を転することができるようにする。このようにした結果、前輪 に比較し後輪の操向のために方向を転する割合が小さくなり、代表的に３０度に 対し６度である異なる相対ロックアングルに関して適切である。

前輪操向歯車制御弁２３によって、通常のように前輪操向歯車パワーシリンダ２ ５への油の供給を制御する。ここからの油はポンプ付き油タンク２０に直接戻ら ないが、２個のチー継手２６．２７を経て、共に前輪操向歯車装置３にそれぞれ 組込んだそれぞれの速度感知制御ピストン２８．２９に進入する。速度感知制御 ピストン２８は前輪操向歯車制御弁２３の一部を形成すると共に、速度恩知制御 ピストン２９は後輪操向コントローラ１２の一部を形成する。次に油は、ソレノ イド３１に組込んだ背圧制御弁３０に運ばれる。ここから油は、復帰管３２を通 じて、ポンプ２０に組込んだタンクに復帰する。米国特許第４５６１５１６号に 開示された速度感知弁の特殊な構造は第７図に断面図で示されており、この速度 感知弁は、車輌速度が増大する際、前輪操向歯車装置によって生ずる助走動力の 量を実質的に減少させるのに役立つ。これは最適な「路面感触」を得るのに適切 なものである。速度感知制御ピストン２８は実際上、前輪操向歯車制御弁２３の スリーブ素子である。

第８図に縦断面図で示した後輪操向アクチュエータ４は、ピストンロッド３５に 取付けられて動力シリンダ２２内で摺動するピストン３４をハウジング３３内に 収容し、ピストンロッド３５の両端をそれぞれボール継手によってタイロッド１ ０に枢着している。

制御導管１３をハウジング３３内に終わらせ、第８図で見て動力シリンダ２２の 右側にポート３６を通じて管１５．１６間の環状空間内に流れる流体にこの制御 導管１３を連通させる。

一方、管１５と可撓性ワイヤ１４との間の環状空間に流れる流体は動力シリンダ ２２の左側に連通ずる。

可撓性ワイヤ１４をピストン３４に連結し、動力シリンダ２２内のピストン３４ の位置を、前輪操向歯車装置３に統合した後輪操向コントローラ１２に常に関連 させる。何等かの理由で後輪操向アクチュエータが前輪操向歯車装置３に従動す るのを一時的に抑止された時、軽量な構造である後輪操向コントローラ１２と可 撓性ワイヤＩ４とを過負荷から防護しなければならず、この目的のため第８ａ図 の部分図に示すように、ワイヤ１４をピストン３４に連結し、両端拘束ばねでよ く知られているように、相対位置を失うことなく一時的に過負荷から釈放される ようにする。

後輪操向コントローラを１個の機能発生機構（例えばマツダの米国特許第４５７ ２３１６号に開示された機構）、又は２個の同様の機構を直列にしたものに組合 わせてもよく、いずれの場合でも差動装置とサーボ弁とを駆動する。

ここに説明する実施例は２個の機能発生機構を直列に使用する場合を取扱ってい る。

第９図の機構３７によって角度従属特性を生じ、機構３８によって速度従属特性 を生ずる。部分３９は機構３８にリンクする差動装置であって、サーボ弁２１と 、制御導管１３の可撓性ワイヤ１４とを含む。

前輪操向歯車制御弁２３は通常の回転弁形であるが、米国特許第４５６１５１６ 号に記載されているような「操向感」の変化に応じることができる。この開示（ 第７図参照）によれば、ソレノイド３１は部分的に背圧制御弁３０を閉じており 、復帰管３２への液圧通路を制約しており、従って、上記米国特許明細書に記載 しているように、速度恩知制御ピストン２８に作用する圧力を上昇させる。上述 したように、速度感知制御ピストン２８は、ばね４１によって生ずる反力に抗し て入力軸４０上で摺動できる回転弁スリーブ部材を具える。第７及び９図におい て、入力軸４０に歯車４２を設け、ピニオン４５を有する輪軸４４の歯車４３を 歯車４２によって駆動し、このビニオン４５を部分歯車４６に掛合させる。この 部分歯車４６は軸４７に枢着されており、半径方向に突出する舌片４８を有しビ ン４９を支持している。固定軸線５２の周りに回動する溝付きレバー５Ｉの溝孔 ５０にビン４９を掛合させる。入力軸４０と部分歯車４６との間の歯車比はほぼ ４対１であり、軸４０の２回転、即ち第１図の操行ハンドル２を２回転（）＼ン ドルを極限位置から極限位１まで一杯に回転）させると、部分歯車４６は１／２ 回転し、溝付きレバー５１は軸線５２の周りに約２０度回転する。第１０図を参 照して機能発生機構３７．３８の作動を詳述する。溝付きレバー５１は第２の両 端が閉じた弓形の溝孔５３を有する。レバー５１が図示のように中心位置を占め た時、この溝孔５３は５４に中心を有する半径を有する。部分歯車４６を８０度 回転し、ビン４９を位置４９ａまで動カルた時、溝孔５０は位置５０ａに移動し 、溝付きレバー５１を軸線５２の周りに回転し、弓形溝孔５３の半径の中心は位 置５４ａを占める。

中心位置において５５ｂで占められた弓形溝孔５３の右端部は位置５５ａに動い ている。

揺動リンク５６に２個のビン５７．５８を設け、ビン５７を弓形溝孔５３に遊隙 を設けて掛合させ、ビン５８をリンク５９に枢着する。図面を明瞭にするため、 ビン５７が中心位置５５から移動して位置５５ｇを占めた位置にリンク５９を示 した。

弓形レバー５１が中央位置にある時のビン５７の極限位置を５５ｅ、５５ｂに示 した。前輪操向歯車装置３に合体させた後輪操向コントローラ１２に設けた孔６ ０内で軸線方向に摺動する速度感知制御ピストン２９の制御を受けて、リンク５ ６は中心位置５５に対しいずれかの側に揺動する。孔６０内の流体圧力はチー継 手２７を通じてピストン２９に連通し、ばね６１に抗してピストン２９を動かす 。ピストン２９の動きはビン６２によってリンク５６に伝えられるが、第１１図 に示すようにビン６２はピストン２９からその半径方向に突出し、ビン６２の球 状の端部６３をリンク５６の密嵌孔６４に掛合させる。

孔６０内の流体圧力は車輌速度によって定まるが、溝付きレバー５１の位置に関 せず、即ち操行ハンドル２の回転に関せず、後輪の操向、即ち方向転換が行われ ない場合である上述の「クロスバ−速度」ではビン５７がその中心位置を占める ような位置をリンク５６は占める。車輌が高速で走行している時であって、ソレ ノイド３１に低圧の流れが加えられ、従ってピストン２９に低圧が作用している ことに起因して背圧制御弁３０が釈放されている時に、ビン５７は位置５５ｅを 占める。一方、位置５５ｂを占めるのは、車輌が静止し、最高圧力がソレノイド ３１に供給され、従って最高圧力がピストン２つに加えられる時である（通常約 ３５８リンドル）６ ピストン２９に加えられたこの同一の圧力変化はチー継手２６を通じて速度感知 制御ピストン２８にも加えられる。上述したように、ピストン２８は実際上前輪 操向歯車制御弁２３のスリーブ部材であり、米国特許第４５６１５１６号に教示 されたところによれば車輌速度の関数としての操向作用を回転弁によって調整す る。従って、駐車中及び低速で運転中には操行作用は最小になり、高速で主要交 通路を運転中は最大になる。

リンク５９の一端はビン６５によってサーボ弁２１の二叉端に枢着されており、 このサーボ弁は１ｍｍの僅か数分の１を動いただけで後輪操向アクチェエータパ ワーシリンダ２２に油を指向させ、また復帰させる。ビン５８は中心位置６６か ら極限位置６６ａ、６６ｂに動き、その距離は約±７ｍｍであるが、レバー５９ が点６５で枢着されているので、レバー５９の末端では約２倍になり±１５ｍｍ である。この移動はクレビス６８を介して可撓性ワイヤ１４に与えられ、その移 動は後輪を操向するのに必要な距離に相当し、中心位置から約±６度の角度にわ たる。

今、車輌を「クロスバ−速度」と最高速度との間の成る速度で駆動するものと仮 定し、ビン５７は第１０図に示す中間位置５５ｇを占めているものとする。操行 ハンドル２を時計方向に回転すると、部分歯車４６も時計方向に回転し、溝付き レバー５１を軸線５２の周りに反時計方向に回転させる。これにより、ビン５７ を位置５５ｇから位置５５ｈに運び、従ってピン５日を中心位置６６から位置６ ６ｃに動かし、後輪の操向方向は前輪の操向方向と同一方向になる。

次に、速度が減少し、レバー５６によってビン５７を溝孔５３の右端５５ｂに運 んだとすると、操行ハンドル２の時計方向の回転によって、ビン５８を上述と反 対方向に、即ち位置６６Ｃではなく限界位置６６ａに動かす。従って、後輪の操 向方向は前輪の操向方向と反対方向になる。

ビン５８が移動する距離は、溝付きレバー５１の移動角によって定まり、その移 動角によって溝孔５３の低速端を、操行／’１ンドルの時計方向の極限位置まで の回転によって、位置５５ａまで動かし、操行ハンドルの反時計方向の極限位置 までの回転によって位置５５ｃまで動かす。従ってビン５８の正味の移動量は、 正負の符号を含み、機構３７．３８の出力の代数積となる。

軸線５２の周りの溝付きレバー５１の回転は、もちろん機構３７として示したピ ン溝孔装置４９．５０によって決定され、第９図に対応するものとして第１２図 に曲線「Ａ」として正弦曲線関係で示される。第１２図では、前輪の回転は左の ロック位置りと右のロック位置Ｒとの間に延在する横軸として示した。

縦軸は後輪の回転に対応し、中心位置では前輪の回転の１／３の最大値を有する 。軸４７とビン４９との間の距離を、ビン４７と回転軸線５２との間の距離に対 して変化させることによって、第１２図にｒ１３Ｊとして示した曲線が得られ、 その結果、上記の比１／３は１／２．５になり、従って後輪の方向転換の最大角 を増大させなくとも、中心位置における後輪の操向量を増大することができる。

可撓性ワイヤ１４によって伝動されるような後輪操向ピストン３４（第８図参照 ）の位置がリンク機構３７．３８によって決定される位置に対応しない場合には 、サーボ弁２１（第９図参照）が動いて液圧流体をピストン３４のいずれか適切 な側に指向させる。

第１３〜１６図につき次に後輪操向アクチュエータを説明するが、このアクチュ エータは第１図の後輪操向アクチュエータ４と異なっており、第８図に示す操向 アクチュエータの構成を変更したものである。

第１３、工４及び１５図において、液圧管１５．１６と可撓性ワイヤ１４とを具 える制御導管１３を後輪操向歯車ハウジング３３に取付ける。管工５、Ｉ６の間 の環状空間内の液圧流体を、Ｌ字状のポート３６を通じて、（第１５図で見て） ピストン３４の右側の後輪操向アクチュエータシリンダ２２に連通させる。管１ ５と可撓性ワイヤ１４との間の環状空間内の液圧流体を、開口６９を通じてピス トン３４の左側の後輪操向アクチュエータシリンダ２２に連通させる。可撓性ワ イヤ１４をベルクランクアーム７０に連結し、ピン溝孔装置７２を介して他方の ベルクランクアーム７１をピストンロッド３５に連結する。

従って、ベルクランクアーム７１はピストン３４の運動に従動する。

ベルクランクアーム７０．７１を固着せず、屈撓できる押圧制御部を構成し、こ れ等アームの軸線の周りにこれ等アームに加えられた所定の最小トルクによって 相対回転が生ずるようにする。アーム７０．７１間の相対回転によって止め金７ ３をばね７４の押圧力に抗して上昇させ、プランジャ７６内の掛金部分７５との 掛合から外す。

ク　第１６図にアーム７０．７１を相対的に回転した時、ばね７督　４の力に抗 して、止め金７３を上昇させる作用を有するアーム７０．７１の一構成を示す。

アーム７０．７１間を相対回転さ晒　せるのに必要なトルクは、アーム７０内の りブ７７の傾斜角と、′　アーム７１内の補助凹所７８と、ばね７４の予荷重と によってト　決定される。

止め金７３を一旦掛金部分７５から外すと、ばね７９の予荷５　重によってプラ ンジャ７６はシリンダ２２の方に駆動され、プ【　ランジャ７６のテーパ部８０ はピストンロッド３５の補助凹所８１内に動き、後輪を直進位置にロックする位 置にピストン３５、従ってピストン３４を動かす。好適なことに、プランジャｒ 　７６は緩やかに動くに過ぎないから、止め金７３が後退した後噴　性を阻害す る後輪操向作用の急激な変化を避けることができる。

プランジャ７６が完全に凹所８１内に納まると、ハウジング１７内のポート３６ から延びるポート８３に、プランジャ７６内のポート８２が一線になり、ピスト ン３４の両側の液圧がつながるのでピストン３４０両側の液圧が平衡する。

過負荷又は誤作動を一旦除去して後輪操向歯車装置を再設定するためには、車輌 を静止させた後、ばね７９の力に打勝って、第１４及び１５図に示すようにプラ ンジャ７６を強制的に後退位１まで動かすレベルまで、シリンダ２２内の液圧が 上昇するのを待つだけでよい。その結果、ポート８２はポート８３と一線でなく なり、ピストン３４の両側の液圧の平衡は除去され、第１６図に示すように、ア ーム７０．７１は再び掛合して第１４図に示すように、止め金７３はプランジャ ７６の掛金部分７５に再び掛合する。ばね７９を収容する室８４が孔８５を介し て大気に開いているので、ばね７９に抗するプランジャ７６の移動は一層容易に なる。このようにして、機能発生機構によって決定される前輪操向角と後輪操向 角との間の関係による後輪操向作用は再び遂行される。

代案として、後輪操向コントローラ１２を後輪操向アクチュエータと一体に設置 することによって本発明のすべての利点が達成される。同様に、機能発生機構３ ７．３日を具える後輪操向コントローラと別個に、差動装置３９を設置してもよ い。例えば、差動装置３９を後輪操向アクチュエータに設置、即ち統合して設け ることができる。

一体形（操行箱）の操向歯車装置の場合、ピットマンアームに、その回転軸線に 近い位置で、制御導管１３を直接取付けてもよい。２個の機能発生機構３７．３ ８を直列に結合した後輪操向コントローラの場合に、この構成を分割して、前輪 操向歯車装置に操向角従属機構３７を配置し、後輪操向アクチュエータに速度従 属機構３８を配置してもよいし、またこの逆に前輪操向歯車装置に速度従属機構 ３８を、後輪操向アクチュエータに操向角従属機構３７を配置してもよい。後輪 操向コントローラを前輪側に配置するか後輪側に配置するかに関せず、ここに提 案した小さい力で運転者の意志を伝え得る、いわば信号伝達装置によって安価で あること、車輌に対する設置位置に融通性があること、摩擦が小さいこと及び故 障がないと言う利点がある。

上述したところは、本発明の一例を示すに過ぎず、本発明は、本発明の範囲を逸 脱することなく、特許請求の範囲内で、種々の変更を加えることができる。

βつ、６ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第」項）平成４年５月１ 日

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．車輌の前輪後輪操向システムにおいて、車輌の前輪のための前輪操向システ ムと、前記車輌の後輪のための後輪操向システムとを具え、この後輪操向システ ムは、前記前輪の操向位置と少なくとも１個の変化する車輌作動パラメータとに 対する後輪操向ハンドルの位置を制御するよう作動する後輪操向コントローラと 、前輪操向ハンドルと後輪操向ハンドルとの相対位置を示す信号を前記コントロ ーラに提供する機械的フィードバック装置と、前記後輪操向コントローラの制御 を受けて前記後輪に操向出力を加える装置と、この操向出力を加える装置と前記 前輪操向システムとの間において前記前輪後輪操向システム内に介挿した過負荷 保護装置とを設け、前記フィードバック装置と前記後輪操向コントローラとに加 えられた所定の負荷より一層大きい負荷を解除するよう前記過負荷保護装置を作 動させることを特徴とする車輌の前輪後輪操向システム。
2. ２．前記少なくとも１個の変化する車輌作動パラメータと各前輪操向角とに従っ て後輪操向角を決定する機械的機能発生装置を前記後輪操向コントローラに設け た請求の範囲第１項に記載の前輪後輪操向システム。
3. ３．操向力のレベルより実質的に小さい力で前記機能発生装置を作動させる請求 の範囲第２項に記載の前輪後輪操向システム。
4. ４．前記前輪操向システムからサーボ装置により制御される後輪操向アクチュエ ータを前記後輪操向システムに設けた前記請求の範囲のいずれか１項に記載の前 輪後輪操向システム。
5. ５．前記機械的フィードバック装置が過負荷になった時、この機械的フィードバ ック装置が損傷するのを防止するための屈撓できる押圧制御装置を前記過負荷保 護装置に設けた前記請求の範囲のいずれか１項に記載の前輪後輪操向システム。
6. ６．前記機械的フィードバック装置から過負荷を除去した際前輪操向角と後輪操 向角との間の所定の関係に従って後輪操向作用を復旧させるよう前記押圧制御装 置を機能させる請求の範囲第５項に記載の前輪後輪操向システム。
7. ７．前記機械的フィードバック装置に、シース内の少なくとも１個の可撓性ロッ ド又はワイヤを設け、このロッド又はワイヤにプッシュプル作動を行わせる前記 請求の範囲のいずれか１項に記載の前輪後輪操向システム。
8. ８．前記後輪操向コントローラに前記機械的機能発生装置を組込み、前記後輪操 向コントローラを前記前輪操向システムに合体した請求の範囲第２項、又は請求 の範囲第２項に直接又は間接に従属する請求の範囲第３〜７項のいずれか１項に 記載の前輪後輪操向システム。
9. ９．前記サーボ装置が、前記前輪操向システムに合体されて中心が開口する液圧 ４方サーボ弁から成る請求の範囲第４項又は第４項に直接又は間接に従属する第 ５〜８項のいずれか１項に記載の前輪後輪操向システム。
10. １０．２個の液圧管を通じて前記後輪に操向出力を加える装置に前記サーボ弁を 連結した請求の範囲第９項に記載の前輪後輪操向システム。
11. １１．前記２個の液圧管の一方を他方の中に取付け、機械的フィードバック信号 手段をこれ等液圧管の最内側に収容した請求の範囲第１０項に記載の前輪後輪操 向システム。
12. １２．前記後輪操向コントローラを前輪操向入力軸から直接作動できるようにし た前記請求の範囲のいずれか１項に記載の前輪後輪操向システム。
13. １３．前記後輪に操向出力を加える装置に、ストロークの短い液圧シリンダを設 け、そのピストロッドをこの液圧シリンダの両端から突出させ、離間した後輪に 操向力を与えるようにしたそれぞれのタイロッドに、前記ピストンロッドの両端 を結合した前記請求の範囲のいずれか１項に記載の前輪後輪操向システム。
14. １４．前記後輪操向コントローラが故障した時、前記ストロークの短い液圧シリ ンダが中心位置に復帰するよう構成した請求の範囲第１３項に記載の前輪後輪操 向システム。
15. １５．前記後輪操向コントローラが故障しても所定の関係を維持するよう、故障 の発生を示す警告装置を設けた請求の範囲第６項又は第６項に直接又は間接に従 属するいずれか１項に記載の前輪後輪操向システム。
16. １６．フィードバック装置に加わる所定の負荷より一層大きい負荷が発生した時 作動する釈放装置を設け、この釈放装置が作動した時、前記後輪を直進状態に維 持する位置に前記後輪操向システムを押圧する釈放自在の押圧されるテーパプラ ンジャを前記釈放装置に設けた前記請求の範囲のいずれか１項に記載の前輪後輪 操向システム。
17. １７．前輪後輪操向システムの後輪操向システムにおいて、前記後輪に操向力に 抗して所定の力が加わった際、後輪を直進状態に維持する位置に前記後輪操向シ ステムを押圧する押圧テーパプラジャを釈放するよう作動する釈放装置を、前記 後輪に操向力を提供する液圧シリンダに設けたことを特徴とする前輪後輪操向シ ステムの後輪操向システム。
18. １８．前輪操向角及び少なくとも１個の他の可変車輌作動パラメータに応じて車 輌の前輪後輪操向装置の後輪操向角を変化させる機能発生システムであって、こ のシステムには直列に配置した第１機能発生装置と第２機能発生装置とを設け、 前記第１機能発生装置の出力によって前記第２機能発生装置への入力を生ずるこ とを特徴とする機能発生システム。
19. １９．前記第１機能発生装置又は前記第２機能発生装置の出力を前輪操向角によ って定める請求の範囲第１８項に記載の機能発生システム。
20. ２０．前記第２機能発生装置又は前記第１機能発生装置の出力を車輌の速度によ って定める請求の範囲第１９項に記載の機能発生システム。
21. ２１．前輪操向角従属機能発生装置にピン溝孔装置を設け、軸線からオフセット した前記ピンを担持し軸線の周りに回転する駆動部材を設け、この駆動部材の半 径方向の溝孔を介して前記ピンを回動被動部材に掛合させる請求の範囲第１９項 又は第２０項に記載の機能発生システム。
22. ２２．枢着軸線のいずれかの側に延在する弓形の溝孔と、この弓形の溝孔に摺動 掛合するリンクピンを一端に有する揺動リンクとを前記回動被動部材に設け、前 記回動被動部材と前記揺動リンクとがそれぞれの中心位置にある時前記揺動リン クの軸線が前記弓形の溝孔にほぼ垂直になるようにし、前記弓形の構孔にほぼ平 行に配置した平衝棒に前記揺動リンクの他端を枢着した請求の範囲第２１項に記 載のシステム。
23. ２３．前記揺動リンクの縦軸線に対し横方向の運動であって前記平衡棒との枢着 点の周りの前記揺動リンクの運動が抑制されるようこの揺動リンクを枢着し、こ の揺動リンクの角度位置が車輌速度によって制御され得るものであり、前記リン クピンが前記半径溝孔の中心を通る半径軸線に対して前記弓形の溝孔の一側に掛 合する時は前輪と同一方向に後輪の向きを転じ、前記リンクピンが前記弓形の溝 孔の他側に掛合する時は前輪と反対方向に後輪の向きを転じる請求の範囲第２２ 項に記載のシステム。
24. ２４．一方の位置では後輪操向アクチュエータを作動させる電気スイッチ又はサ ーボ弁に、他方の位置では前記後輪操向アクチュエータの位置信号を発生する伝 達装置に前記平衡棒を枢著した請求の範囲第２１項又は第２２項に記載のシステ ム。