JPH0725345A - Four-wheel steering device - Google Patents

Four-wheel steering device

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Publication number
JPH0725345A
JPH0725345A JP5173199A JP17319993A JPH0725345A JP H0725345 A JPH0725345 A JP H0725345A JP 5173199 A JP5173199 A JP 5173199A JP 17319993 A JP17319993 A JP 17319993A JP H0725345 A JPH0725345 A JP H0725345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheel steering
steering
pinion shaft
control valve
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP5173199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Sano
修 佐野
Kenichi Hamano
賢一 濱野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP5173199A priority Critical patent/JPH0725345A/en
Publication of JPH0725345A publication Critical patent/JPH0725345A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce manufacturing cost and enable minute rear wheel steering by constituting front and rear wheel steering mechanisms of equal units, and controlling rear wheel steering through a motor driven according to front wheel steering. CONSTITUTION:Front wheel steering mechanism 100 has a first pinion shaft 109, a first control valve 110 disposed around the first pinion shaft 109, a first rack shaft 102 engaged with the first pinion shaft 109, and a first power cylinder 105 formed around the first rack shaft 102. Rear wheel steering mechanism 200 is formed of a unit equal to the front wheel steering mechanism and has a second pinion shaft 209, a second control valve 210, a second rack shaft 202 and a second power cylinder 205. An electric motor 430 for adjusting the opening of the second control valve 210 is provided and driven by a control means 400 according to a front wheel steering angle. With this constitution, minute rear wheel steering can be performed, and the whole system can be made compact and lightweight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、車両の4輪操舵装
置、詳しくは、前輪の操舵に応じて後輪を操舵すること
ができる操舵装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-wheel steering system for a vehicle, and more particularly to a steering system capable of steering rear wheels in response to front wheel steering.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、乗用車両にも4輪操舵装置、いわ
ゆる4WSが装備されるようになってきた。特に最近で
は、この4WSは、電子制御により前輪の操舵および走
行状況に応じて後輪を操舵させるようになっており、車
両のハンドリングを向上させ、走行中の安全性を向上さ
せることができる。一般に、4WSは油圧式パワーステ
アリングとなっており、前輪用と後輪用の操舵機構がそ
れぞれ専用ユニットとして車両に組み込まれている。後
輪用操舵機構を専用ユニットとする理由は、前輪の舵角
範囲に比べて後輪の舵角範囲は非常に狭いので、大きな
舵角能力を有する前輪用操舵機構を後輪に使用する必要
がないこと、また、後輪の舵角制御は前輪に比べてきめ
細かく行なう必要があり、しかも、後輪側の油圧による
前輪側への影響を抑えなければならないため後輪用操舵
ユニットに特別な油圧制御装置が必要なためである。
2. Description of the Related Art In recent years, a four-wheel steering system, a so-called 4WS, has also been installed in passenger vehicles. Particularly in recent years, this 4WS has been designed to steer the front wheels and steer the rear wheels according to the traveling condition by electronic control, which can improve the handling of the vehicle and the safety during traveling. Generally, the 4WS is a hydraulic power steering, and the steering mechanisms for the front wheels and the rear wheels are incorporated in the vehicle as dedicated units. The reason for using the rear wheel steering mechanism as a dedicated unit is that the steering angle range of the rear wheels is very narrow compared to the steering angle range of the front wheels. In addition, the steering angle control of the rear wheels needs to be performed more finely than that of the front wheels, and moreover, the influence of the hydraulic pressure on the rear wheels on the front wheels must be suppressed, so it is not necessary for the rear wheel steering unit to be special. This is because a hydraulic control device is required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、後輪用操舵機
構を特別に設計する必要があり、これにより、後輪用操
舵機構は、前輪用操舵機構の4倍乃至5倍のコストがか
かってしまう。その結果、4WSはコストが大幅に上昇
してしまい、車両のハンドリング性能および走行安定性
を向上させる優れた装置でありながら普及が遅れている
という問題があった。また、従来では、前輪側の油圧を
後輪側に導き、油圧により後輪操舵の制御を行なってい
るので、後輪側に発生した油圧により前輪側が影響を受
ける場合があり、十分な剛性を有する4輪操舵を行うこ
とが困難な場合もあった。
Therefore, it is necessary to specially design the steering mechanism for the rear wheels, so that the steering mechanism for the rear wheels costs four to five times as much as the steering mechanism for the front wheels. I will end up. As a result, the cost of 4WS is significantly increased, and there has been a problem that the spread of the 4WS is delayed although it is an excellent device that improves the handling performance and running stability of the vehicle. Further, conventionally, since the hydraulic pressure on the front wheel side is guided to the rear wheel side and the rear wheel steering is controlled by the hydraulic pressure, the front wheel side may be affected by the hydraulic pressure generated on the rear wheel side. In some cases, it was difficult to carry out four-wheel steering.

【0004】そこで、この発明の目的は、十分な剛性を
有すると共にきめ細かな4輪操舵を行える、大幅にコス
トを抑えた実用的な4輪操舵装置を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a practical four-wheel steering system which has a sufficient rigidity and is capable of performing fine four-wheel steering, and which is substantially cost-effective.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る4輪操舵装
置は、前輪の操舵に応じて後輪を操舵する4輪操舵装置
において、ステアリングホイールに連結された第1ピニ
オン軸と、当該第1ピニオン軸の周囲に配設された第1
コントロールバルブと、上記第1ピニオン軸と噛み合う
第1ラック軸と、当該第1ラック軸の周囲に形成された
第1のパワーシリンダとを有する前輪操舵機構、モータ
に連結された第2ピニオン軸と、当該第2ピニオン軸の
周囲に配設された第2コントロールバルブと、上記第2
ピニオン軸と噛み合う第2ラック軸と、当該第2ラック
軸の周囲に形成された第2のパワーシリンダとを有する
後輪操舵機構、および前輪の操舵に応じて上記モータを
駆動する制御手段を備え、上記前輪操舵機構と後輪操舵
機構とを、相等しいユニットで構成したことを特徴とす
るものである。
A four-wheel steering system according to the present invention is a four-wheel steering system for steering a rear wheel in response to steering of a front wheel, and a first pinion shaft connected to a steering wheel and the first pinion shaft. 1st arranged around the 1-pinion shaft
A front wheel steering mechanism having a control valve, a first rack shaft that meshes with the first pinion shaft, and a first power cylinder formed around the first rack shaft, and a second pinion shaft connected to a motor. A second control valve disposed around the second pinion shaft,
A rear wheel steering mechanism having a second rack shaft that meshes with the pinion shaft and a second power cylinder formed around the second rack shaft, and a control unit that drives the motor in response to steering of the front wheels. The front-wheel steering mechanism and the rear-wheel steering mechanism are composed of the same unit.

【0006】[0006]

【作用】本発明に係る4輪操舵装置によれば、前輪操舵
機構と後輪操舵機構とを相等しいユニットで構成してい
るので、特別のユニットとして後輪操舵機構を設計する
必要がない。また、制御手段により、前輪の操舵に応じ
て駆動されるモータを介して後輪の操舵を制御するの
で、後輪側に発生する油圧が前輪側へ影響を与えること
がないと共に、きめ細かい後輪の制御を可能とすること
ができる。
According to the four-wheel steering system of the present invention, since the front wheel steering mechanism and the rear wheel steering mechanism are composed of the same unit, there is no need to design the rear wheel steering mechanism as a special unit. Further, since the control means controls the steering of the rear wheels via the motor driven in response to the steering of the front wheels, the hydraulic pressure generated on the rear wheels does not affect the front wheels and the rear wheels are finely tuned. Can be controlled.

【0007】[0007]

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図1はこの発明の一実施例の4輪操舵装置の駆
動系統を模式的に示した図である。図1を参照して、こ
の4輪操舵装置は、油圧式前輪操舵機構100と、油圧
式後輪操舵機構200と、これら操舵機構100,20
0に油圧を供給し、操舵力をアシストする油圧回路30
0と、上記油圧を制御する制御手段400とを備えてい
る。なお、以下において述べる上下左右は、図における
上下左右を示す。
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a diagram schematically showing a drive system of a four-wheel steering system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the four-wheel steering system includes a hydraulic front wheel steering mechanism 100, a hydraulic rear wheel steering mechanism 200, and these steering mechanisms 100, 20.
Hydraulic circuit 30 that supplies hydraulic pressure to 0 to assist steering force
0, and a control means 400 for controlling the hydraulic pressure. Note that the up, down, left, and right described below indicate the up, down, left, and right in the drawings.

【0008】油圧式前輪操舵機構100は、油圧により
前輪の操舵力をアシストしながら前輪を操舵するもので
あって、次のように構成された既知のものである。第1
ラックハウジング101に、第1ラック軸102が左右
方向に移動し得るように通されている。第1ラック軸1
02の左右両端部に、ボール継手103を介してタイロ
ッド104が連結されている。このタイロッド104
は、前輪に連結されており、タイロッド104が左右に
移動することにより前輪が操舵される。
The hydraulic front wheel steering mechanism 100 steers the front wheels while assisting the steering force of the front wheels by hydraulic pressure, and is a known one configured as follows. First
The first rack shaft 102 is passed through the rack housing 101 so as to be movable in the left-right direction. First rack shaft 1
Tie rods 104 are connected to the left and right ends of 02 via ball joints 103. This tie rod 104
Are connected to the front wheels, and the front wheels are steered by moving the tie rods 104 to the left and right.

【0009】上記第1ラックハウジング101の一部分
には、第1パワーシリンダ105が形成されている。こ
の第1パワーシリンダ105部分の、第1ラック軸10
2には図示しないピストンが設けられており、このピス
トンを隔てて第1パワーシリンダ105内が左右の油室
に区画されている。また、111および112は、上記
第1パワーシリンダ105の各油室への油の出入りを許
容するためのポートである。
A first power cylinder 105 is formed in a part of the first rack housing 101. The first rack shaft 10 of the first power cylinder 105 portion
2 is provided with a piston (not shown), and the inside of the first power cylinder 105 is divided into left and right oil chambers with the piston separated. Further, 111 and 112 are ports for allowing oil to flow in and out of each oil chamber of the first power cylinder 105.

【0010】第1ラックハウジング101の一部には、
当該ラックハウジング101と交差する状態で上下斜め
に延びるギアボックス106が形成されている。このギ
アボックス106には、上記第1ラック軸102のラッ
クと噛み合う第1ピニオン軸109が回転自在に支持さ
れている。この第1ピニオン軸109は、一端側が入力
軸部107,他端側がピニオン部119となっており、
図示しないトーションバーによってこれらが連結されて
構成されている。上記入力軸部107は、ギアボックス
106から上方に突出しており、この突出部分が図示し
ないハンドル(ステアリングホイール)に連結されてい
る。また、110は、第1コントロールバルブであっ
て、上記トーションバーのねじれによって作動し、操舵
力をアシストするために第1パワーシリンダ105に供
給される圧油の量を調整する。この第1コントロールバ
ルブ110には、圧油が送られるポンプポートPPと、
油を戻す戻しポートDPと、第1パワーシリンダ105
のポート111,112にそれぞれ連結されるAポート
AP1,BポートBP1とが設けられている。さらに、
ギアボックス106の下部は、後述する制御手段400
の舵角検出装置410が取付けられる。
In a part of the first rack housing 101,
A gear box 106 is formed that extends obliquely up and down so as to intersect with the rack housing 101. A first pinion shaft 109 that meshes with the rack of the first rack shaft 102 is rotatably supported on the gear box 106. The first pinion shaft 109 has an input shaft portion 107 at one end and a pinion portion 119 at the other end.
These are connected by a torsion bar (not shown). The input shaft portion 107 projects upward from the gear box 106, and this projecting portion is connected to a steering wheel (steering wheel) not shown. Further, 110 is a first control valve, which operates by the torsion of the torsion bar and adjusts the amount of pressure oil supplied to the first power cylinder 105 to assist the steering force. The first control valve 110 has a pump port PP to which pressure oil is sent,
Return port DP for returning oil and the first power cylinder 105
A port AP1 and B port BP1 connected to the ports 111 and 112, respectively. further,
The lower part of the gearbox 106 has a control means 400 described later.
The steering angle detection device 410 is attached.

【0011】油圧式後輪操舵機構200は、油圧により
後輪の操舵力をアシストしながら後輪を操舵するもので
あって、上記油圧式前輪操舵機構100と全く同一の構
成である。すなわち、油圧式後輪操舵機構200は、第
2ラックハウジング201に、第2ラック軸202が左
右方向に移動し得るように通されており、当該第2ラッ
クハウジング201の一部分には、第2パワーシリンダ
205が形成されている。なお、211,212は、こ
の第2パワーシリンダ205へ圧油を供給するためのポ
ートである。そして、第2ラックハウジング201の一
部には、ギアボックス206が形成されており、このギ
アボックス206には、上記第2ラック軸202のラッ
クと噛み合う第2ピニオン軸209が回転自在に支持さ
れている。この第2ピニオン軸209は、一端側が入力
軸部207,他端側がピニオン部219となっており、
図示しないトーションバーによってこれらが連結されて
いる。そして、上記入力軸部207の、ギアボックス2
06から上方に突出した部分に、後述する制御手段40
0の歯車440が取付られている。なお、ギアボックス
206の下部はプラグねじPBによって栓がされてい
る。また、210は、第2コントロールバルブであっ
て、上述した第1コントロールバルブ110と同様のも
のであり、後輪の操舵力をアシストするために第2パワ
ーシリンダ205に供給される圧油の量を調整する。
The hydraulic rear wheel steering mechanism 200 steers the rear wheels while assisting the steering force of the rear wheels by hydraulic pressure, and has exactly the same construction as the hydraulic front wheel steering mechanism 100. That is, the hydraulic rear wheel steering mechanism 200 is passed through the second rack housing 201 so that the second rack shaft 202 can move in the left-right direction, and a part of the second rack housing 201 is provided with the second rack housing 201. A power cylinder 205 is formed. Note that 211 and 212 are ports for supplying pressure oil to the second power cylinder 205. A gear box 206 is formed in a part of the second rack housing 201, and a second pinion shaft 209 meshing with the rack of the second rack shaft 202 is rotatably supported by the gear box 206. ing. The second pinion shaft 209 has an input shaft portion 207 on one end side and a pinion portion 219 on the other end side,
These are connected by a torsion bar (not shown). Then, the gearbox 2 of the input shaft portion 207.
The control means 40, which will be described later, is provided at a portion projecting upward from 06.
Zero gear 440 is attached. The lower part of the gear box 206 is plugged with a plug screw PB. Reference numeral 210 denotes a second control valve, which is the same as the above-described first control valve 110, and the amount of pressure oil supplied to the second power cylinder 205 to assist the steering force of the rear wheels. Adjust.

【0012】次に、油圧回路300について説明する。
この油圧回路300は、油圧ポンプ118から、フロー
ディバイダFDを介して上記第1コントロールバルブ1
10および第2コントロールバルブ210に油圧を供給
すると共に、所要時に上記第1パワーシリンダ105お
よび第2パワーシリンダ205に圧油を供給するもので
ある。
Next, the hydraulic circuit 300 will be described.
The hydraulic circuit 300 includes a hydraulic pump 118, a flow divider FD, and the first control valve 1
The hydraulic pressure is supplied to the control valve 10 and the second control valve 210, and the pressure oil is supplied to the first power cylinder 105 and the second power cylinder 205 when required.

【0013】前輪側の油圧配管について説明すると、1
16は、油圧ポンプ118から第1コントロールバルブ
110へ油圧が供給されるポンプラインであり、115
は、第1コントロールバルブ110からオイルタンク1
17へ油が戻される戻りラインである。また、113
は、第1コントロールバルブ110のAポートAP1
と、上記第1パワーシリンダ105の一方のポート11
1とをつなぐ導管であり、114は、第1コントロール
バルブ110のBポートBP1と、上記第1パワーシリ
ンダ105の他方のポート112とをつなぐ導管であ
る。
The hydraulic piping on the front wheel side will be described below.
Reference numeral 16 denotes a pump line in which hydraulic pressure is supplied from the hydraulic pump 118 to the first control valve 110, and 115
From the first control valve 110 to the oil tank 1
It is a return line where oil is returned to 17. Also, 113
Is the A port AP1 of the first control valve 110.
And one port 11 of the first power cylinder 105
1 is a conduit for connecting the B port BP1 of the first control valve 110 and the other port 112 of the first power cylinder 105.

【0014】後輪側の油圧配管は、前輪側と同様であっ
て、216がポンプライン,215が戻りライン,21
3が、第2コントロールバルブ210のAポートAP2
と上記第2パワーシリンダ205の一方のポート211
とをつなぐ導管,214が、第2コントロールバルブ2
10のBポートBP2と上記第2パワーシリンダ205
の他方のポート212とをつなぐ導管となっている。
The hydraulic piping on the rear wheel side is the same as that on the front wheel side. 216 is a pump line, 215 is a return line, and 21 is a return line.
3 is the A port AP2 of the second control valve 210
And one port 211 of the second power cylinder 205
The conduit 214 for connecting to the second control valve 2
10 B port BP2 and the second power cylinder 205
Is a conduit connecting to the other port 212 of the.

【0015】第1コントロールバルブ110は、上記ト
ーションバーのねじれの方向と大きさとによって当該バ
ルブ110の開度が決定され、オイルポンプ118から
供給された圧油を第1パワーシリンダ105へ送るもの
である。従って、トーションバーにねじれが作用しない
場合は、オイルポンプ118から供給された圧油をすべ
て戻りライン115へリリーフしている。第2コントロ
ールバルブ210についても、全く同様であって、第2
コントロールバルブ210のトーションバーのねじれに
よって当該バルブ210を開き、オイルポンプ118か
ら供給された圧油が第2パワーシリンダ205へ送られ
る。
The first control valve 110 determines the opening degree of the valve 110 according to the direction and size of the torsion of the torsion bar, and sends the pressure oil supplied from the oil pump 118 to the first power cylinder 105. is there. Therefore, when the torsion bar is not twisted, all the pressure oil supplied from the oil pump 118 is relieved to the return line 115. The same applies to the second control valve 210.
The valve 210 is opened by the torsion of the torsion bar of the control valve 210, and the pressure oil supplied from the oil pump 118 is sent to the second power cylinder 205.

【0016】制御手段400は、舵角検出装置410
と、マイクロコンピュータからなる制御装置420と、
電動モータ430と、歯車440とを含んでいる。図2
は、舵角検出装置410の断面を示した図である。図1
および図2を参照して、舵角検出装置410は、上記第
1ピニオン軸109の入力軸部107に連結されたステ
アリングホイールの回転角を検出するための装置であっ
て、ケーシング411と、プーリ軸417と、第1プー
リ413と、第2プーリ414と、ベルト415と、ポ
テンショメータ416とを備えて構成されている。ケー
シング411は、ギアボックス106の下部に固定され
ており、第1プーリ413,第2プーリ414およびベ
ルト415がケーシング411内に収納されている。プ
ーリ軸417は、その一端が第1ピニオン軸109の下
部109aに連結されている。そして、プーリ軸417
は、ケーシング411に挿入されており、両端を軸受部
材418a,418bを介してケーシング411に回転
自在に支持されている。このプーリ軸417に第1プー
リ413が一体的に取付けられている。ポテンショメー
タ416は、ケーシング411の外部壁面に固定されて
おり、ポテンショメータ416の回転軸416aがケー
シング411内に挿入されている。この回転軸416a
の先端には、第2プーリ414が一体的に取付けられて
いる。そして、上記第1プーリ413と第2プーリ41
4とがベルト415によって連結されている。
The control means 400 includes a rudder angle detecting device 410.
And a control device 420 including a microcomputer,
It includes an electric motor 430 and a gear 440. Figure 2
FIG. 6 is a diagram showing a cross section of a steering angle detection device 410. Figure 1
2, the steering angle detection device 410 is a device for detecting the rotation angle of the steering wheel connected to the input shaft portion 107 of the first pinion shaft 109, and includes a casing 411 and a pulley. The shaft 417, the first pulley 413, the second pulley 414, the belt 415, and the potentiometer 416 are provided. The casing 411 is fixed to the lower portion of the gear box 106, and the first pulley 413, the second pulley 414, and the belt 415 are housed in the casing 411. One end of the pulley shaft 417 is connected to the lower portion 109a of the first pinion shaft 109. And the pulley shaft 417
Is inserted in the casing 411, and both ends are rotatably supported by the casing 411 via bearing members 418a and 418b. The first pulley 413 is integrally attached to the pulley shaft 417. The potentiometer 416 is fixed to the outer wall surface of the casing 411, and the rotary shaft 416a of the potentiometer 416 is inserted into the casing 411. This rotating shaft 416a
A second pulley 414 is integrally attached to the tip of the. Then, the first pulley 413 and the second pulley 41
4 and 4 are connected by a belt 415.

【0017】図3は、油圧式後輪操舵機構200側のギ
アボックス206付近を示した一部断面拡大図である。
図1および図3を参照して、歯車440は上記入力軸部
207に一体的に取付られている。そして、電動モータ
430の回転軸には、ウォーム歯車431が一体的に取
付けられており、このウォーム歯車431が上記歯車4
40と噛み合っている。なお、電動モータ430は、図
示しない車体の所定位置に固定されている。
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing the vicinity of the gear box 206 on the hydraulic rear wheel steering mechanism 200 side.
With reference to FIGS. 1 and 3, the gear 440 is integrally attached to the input shaft portion 207. A worm gear 431 is integrally attached to the rotating shaft of the electric motor 430, and the worm gear 431 is the worm gear 431.
It meshes with 40. The electric motor 430 is fixed at a predetermined position on the vehicle body (not shown).

【0018】図1を参照して、制御装置420は、前輪
側の操舵に応じて後輪の操舵を制御するものであって、
具体的には、図示されていないが、上記舵角検出装置4
10のポテンショメータ416から送られる前輪の舵角
情報と、車速センサ421から送られる車体の速度情報
とに基づいて後輪側の舵角および舵角速度を求める演算
部、およびこの演算部の演算に基づいて上記電動モータ
430に指令を出す指令部を含んでいる。
Referring to FIG. 1, the control device 420 controls the steering of the rear wheels in accordance with the steering of the front wheels.
Although not specifically shown, the steering angle detection device 4
10 based on the steering angle information of the front wheels sent from the potentiometer 416 and the speed information of the vehicle body sent from the vehicle speed sensor 421; And a command unit for issuing a command to the electric motor 430.

【0019】次に、この4輪操舵装置の作動について説
明する。エンジンを始動させると、油圧ポンプ118が
作動し、前輪側および後輪側操舵機構100,200の
コントロールバルブ110,210に油圧が供給される
と共に、制御手段400に電源が供給され、車輪操舵制
御が可能となる。この状態では、上記コントロールバル
ブ110,210に供給された圧油は、すべてリリーフ
されてオイルタンク117に戻されている。
Next, the operation of this four-wheel steering system will be described. When the engine is started, the hydraulic pump 118 is activated to supply hydraulic pressure to the control valves 110 and 210 of the front and rear wheel steering mechanisms 100 and 200, and to supply power to the control means 400 to control wheel steering. Is possible. In this state, all the pressure oil supplied to the control valves 110 and 210 is relieved and returned to the oil tank 117.

【0020】ステアリングホイールを切り込むと、前輪
側の第1ピニオン軸109に噛み合っている第1ラック
軸102がスライドされて前輪が操舵される。この時、
第1ピニオン軸109にはねじれが発生し、このねじれ
の方向と大きさをトーションバーで検出する。そして、
たとえば、右にハンドルを切ったのであれば、第1コン
トロールバルブ110のポンプポートPPとAポートA
P1とが連通されて、圧油が第1パワーシリンダ105
のポート111から供給され、操舵力をアシストする。
なお、この時、第1パワーシリンダ105の他方のポー
ト112は戻り側のポートとなり、第1パワーシリンダ
105の低圧側のオイルは、第1コントロールバルブ1
10のBポートBP1および戻りポートDPを経てオイ
ルタンク117に戻される。また、左にハンドルを切っ
た場合には、圧油は、第1コントロールバルブ110の
BポートBP1から第1パワーシリンダ105のポート
112から供給され、操舵力をアシストする。
When the steering wheel is cut, the first rack shaft 102 meshing with the first pinion shaft 109 on the front wheel side is slid to steer the front wheels. At this time,
A twist occurs in the first pinion shaft 109, and the direction and magnitude of this twist are detected by a torsion bar. And
For example, if the handle is turned to the right, the pump port PP and the A port A of the first control valve 110
P1 is communicated with and pressure oil is transferred to the first power cylinder 105.
It is supplied from the port 111 of the above and assists the steering force.
At this time, the other port 112 of the first power cylinder 105 serves as a return port, and the oil on the low pressure side of the first power cylinder 105 is the first control valve 1
The oil is returned to the oil tank 117 via the B port BP1 and the return port DP of 10. Further, when the steering wheel is turned to the left, the pressure oil is supplied from the B port BP1 of the first control valve 110 from the port 112 of the first power cylinder 105 to assist the steering force.

【0021】上記第1ピニオン軸109の回転角は、舵
角検出装置410によって検出される。すなわち、第1
ピニオン軸109の回転角は、ベルト415で連結され
た第1プーリ413,第2プーリ414によってポテン
ショメータ416に伝えられ、当該ポテンショメータ4
16の回転軸416aの回転角により検出される。この
検出された第1ピニオン軸109の回転角は、前輪の舵
角情報として制御装置420へ送られる。また、速度セ
ンサ421から車両の速度情報が制御装置420へ送ら
れる。
The rotation angle of the first pinion shaft 109 is detected by the steering angle detection device 410. That is, the first
The rotation angle of the pinion shaft 109 is transmitted to the potentiometer 416 by the first pulley 413 and the second pulley 414 connected by the belt 415, and the potentiometer 4
It is detected by the rotation angle of the 16 rotation shafts 416a. The detected rotation angle of the first pinion shaft 109 is sent to the control device 420 as steering angle information of the front wheels. Further, speed information of the vehicle is sent from the speed sensor 421 to the control device 420.

【0022】制御装置420の演算部では、上記舵角情
報および速度情報に基づいて後輪の舵角方向,舵角速度
および舵角の大きさを決定する。そして、前記演算部の
決定に基づいて後輪を操舵するべく、指令部から電動モ
ータ430に指令を出す。電動モータ430は、上記指
令に従って作動し、電動モータ430と噛み合っている
歯車440を回転させる。この歯車440が回転すれ
ば、後輪側の第2ピニオン軸209が回転し、第2ラッ
ク軸202がスライドされて後輪が操舵される。この
時、上述した前輪の操舵と同様に、第2ピニオン軸20
9にはねじれが発生し、このねじれの方向と大きさをト
ーションバーで検出する。そして、たとえば、前輪が右
に操舵しており、後輪を前輪と同位相に操舵するのであ
れば、第2コントロールバルブ210のポンプポートP
PとAポートAP2とが連通されて、圧油が第2パワー
シリンダ205のポート211から供給され、操舵力を
アシストする。また、前輪と逆位相に操舵するのであれ
ば、圧油は、第2コントロールバルブ210のBポート
BP2から第2パワーシリンダ205のポート212か
ら供給され、操舵力をアシストする。
The calculation unit of the control device 420 determines the steering angle direction, the steering angular velocity and the size of the steering angle of the rear wheels based on the steering angle information and the speed information. Then, the command unit issues a command to the electric motor 430 to steer the rear wheels based on the determination of the calculation unit. The electric motor 430 operates according to the command, and rotates the gear 440 meshing with the electric motor 430. When the gear 440 rotates, the second pinion shaft 209 on the rear wheel side rotates, the second rack shaft 202 slides, and the rear wheel is steered. At this time, similarly to the steering of the front wheels described above, the second pinion shaft 20
Twist occurs in 9 and the direction and magnitude of this twist are detected by a torsion bar. Then, for example, if the front wheels are steered to the right and the rear wheels are steered in the same phase as the front wheels, the pump port P of the second control valve 210 is
The P and A ports AP2 are communicated with each other, and pressure oil is supplied from the port 211 of the second power cylinder 205 to assist the steering force. Further, if the steering is performed in the opposite phase to the front wheels, the pressure oil is supplied from the B port BP2 of the second control valve 210 from the port 212 of the second power cylinder 205 to assist the steering force.

【0023】この実施例によれば、既に大量生産されて
コストの安い前輪操舵機構100を後輪操舵機構200
として用いることにより、前後の操舵機構に相等しいユ
ニットを使用したので、4輪操舵装置のコストを大幅に
低減することができる。これにより、車両のハンドリン
グ性能および走行安定性を向上させることができるもの
の、高価であるがゆえに普及が遅れていた4WSの普及
を促進することができる。ひいては、走行性能に優れた
車両を広く提供することができる。
According to this embodiment, the front wheel steering mechanism 100, which is already mass-produced and has a low cost, is replaced with the rear wheel steering mechanism 200.
By using the same unit as the front and rear steering mechanisms, the cost of the four-wheel steering device can be significantly reduced. As a result, although the handling performance and running stability of the vehicle can be improved, it is possible to promote the spread of 4WS, which has been delayed in spread due to its high price. As a result, it is possible to provide a wide range of vehicles with excellent running performance.

【0024】また、制御手段400により、前輪の操舵
に応じて電動モータ430を介して後輪の操舵を制御す
ることができる。従って、きめ細かな後輪の操舵ができ
ると共に、後輪操舵機構200の第2パワーシリンダ2
05に発生する油圧により前輪側が影響を受けることが
なく、十分な剛性を有する4輪操舵を行うことができ
る。しかも、電動モータ430による後輪の操舵に際
し、油圧によって操舵力をアシストするので、実質上電
動モータ430は後輪操舵機構200の第2コントロー
ルバルブ210の開度の調整のみを行なうことになる。
従って、電動モータ430は小型軽量の安価なものを使
用することができ、装置全体としての軽量化と一層のコ
ストの低減に寄与することができる。
Further, the control means 400 can control the steering of the rear wheels via the electric motor 430 in response to the steering of the front wheels. Therefore, the rear wheel can be finely steered, and the second power cylinder 2 of the rear wheel steering mechanism 200 can be used.
The front wheels are not affected by the hydraulic pressure generated in 05, and four-wheel steering with sufficient rigidity can be performed. Moreover, when steering the rear wheels by the electric motor 430, the steering force is assisted by the hydraulic pressure, so that the electric motor 430 substantially only adjusts the opening degree of the second control valve 210 of the rear wheel steering mechanism 200.
Therefore, as the electric motor 430, a small, lightweight, and inexpensive one can be used, which can contribute to weight reduction of the entire apparatus and further cost reduction.

【0025】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲で種々
の設計変更を施すことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without changing the gist of the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明によれば、前輪操舵機構と後輪
操舵機構とを相等しいユニットで構成したので、4輪操
舵装置の製造コストを大幅に低減することができる。ま
た、制御手段により、前輪の操舵に応じてモータを介し
て後輪の操舵を制御するので、きめ細かな後輪の操舵が
できると共に、後輪操舵機構側に発生する油圧により前
輪操舵機構側が影響を受けることがなく、十分な剛性を
有する4輪操舵を行うことができる。しかも、モータ
は、後輪の操舵に際し、実質上後輪操舵機構の第2のパ
ワーシリンダに供給される油圧を制御する第2コントロ
ールバルブの開度の調整を行なうだけなので、小型軽量
のものを使用することができる結果、装置全体を小型軽
量にすることができる。
According to the present invention, since the front wheel steering mechanism and the rear wheel steering mechanism are composed of the same unit, the manufacturing cost of the four-wheel steering device can be greatly reduced. Further, since the control means controls the steering of the rear wheels via the motor in response to the steering of the front wheels, the rear wheels can be finely steered, and the hydraulic pressure generated on the rear wheel steering mechanism side affects the front wheel steering mechanism side. It is possible to carry out four-wheel steering with sufficient rigidity without receiving the steering force. Moreover, since the motor only adjusts the opening degree of the second control valve that substantially controls the hydraulic pressure supplied to the second power cylinder of the rear wheel steering mechanism when steering the rear wheels, a small and lightweight motor is used. As a result of being able to be used, the entire device can be made compact and lightweight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る4輪操舵装置の駆動系
統を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a drive system of a four-wheel steering system according to an embodiment of the present invention.

【図2】油圧式前輪操舵機構の部分断面拡大側面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged side view of a partial cross section of a hydraulic front wheel steering mechanism.

【図3】油圧式後輪操舵機構の部分断面拡大側面図であ
る。
FIG. 3 is a partially sectional enlarged side view of a hydraulic rear wheel steering mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 油圧式前輪操舵機構 102 第1ラック軸 105 第1パワーシリンダ 109 第1ピニオン軸 110 第1コントロールバルブ 200 油圧式後輪操舵機構 202 第2ラック軸 205 第2パワーシリンダ 209 第2ピニオン軸 210 第2コントロールバルブ 400 制御手段 410 舵角検出装置 420 制御装置 430 電動モータ 440 歯車 100 hydraulic front wheel steering mechanism 102 first rack shaft 105 first power cylinder 109 first pinion shaft 110 first control valve 200 hydraulic rear wheel steering mechanism 202 second rack shaft 205 second power cylinder 209 second pinion shaft 210 second 2 control valve 400 control means 410 rudder angle detection device 420 control device 430 electric motor 440 gear

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 113:00 117:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B62D 113: 00 117: 00

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】前輪の操舵に応じて後輪を操舵する4輪操
舵装置において、 ステアリングホイールに連結された第1ピニオン軸と、
当該第1ピニオン軸の周囲に配設された第1コントロー
ルバルブと、上記第1ピニオン軸と噛み合う第1ラック
軸と、当該第1ラック軸の周囲に形成された第1のパワ
ーシリンダとを有する前輪操舵機構、 モータに連結された第2ピニオン軸と、当該第2ピニオ
ン軸の周囲に配設された第2コントロールバルブと、上
記第2ピニオン軸と噛み合う第2ラック軸と、当該第2
ラック軸の周囲に形成された第2のパワーシリンダとを
有する後輪操舵機構、および前輪の操舵に応じて上記モ
ータを駆動する制御手段を備え、 上記前輪操舵機構と後輪操舵機構とを、相等しいユニッ
トで構成したことを特徴とする4輪操舵装置。
1. A four-wheel steering system for steering rear wheels according to front wheel steering, comprising: a first pinion shaft connected to a steering wheel;
It has a first control valve arranged around the first pinion shaft, a first rack shaft that meshes with the first pinion shaft, and a first power cylinder formed around the first rack shaft. A front wheel steering mechanism; a second pinion shaft connected to the motor; a second control valve arranged around the second pinion shaft; a second rack shaft that meshes with the second pinion shaft;
A rear wheel steering mechanism having a second power cylinder formed around the rack shaft, and a control means for driving the motor in response to steering of the front wheels are provided, and the front wheel steering mechanism and the rear wheel steering mechanism are provided. A four-wheel steering system characterized by being composed of equal units.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016055796A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Rear wheel steering control device
US11541928B2 (en) * 2019-10-08 2023-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steering apparatus for a vehicle

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