JPS60146759A - 車両の４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、前輪の操舵に追従して後輪をも操舵づるよう
にした車両の４輪操舵装置に関し、特に静圧式の４輪操
舵システムに関する。

（従来技術） 従来より、車両における前輪の操舵に追従して後輪を操
舵することにより、例えば操舵角の小さい＾車速域では
前輪と後輪とを同位相にして走行安定性を向−Ｆさせる
とともに、操舵角の大きい低車速域では後輪の前輪に対
する転舵比をできるだけ小さくして好ましくは逆位相に
して小回り性を向上させるようにすることは知られてい
る。また、車庫入れや縦列駐車、幅寄せなどをする場合
には前輪と後輪とを同位相にすることが、これらの運転
操作が簡便となり好ましいことも知られている。

そこで、従来、口のような車両の４輪操舵装置として、
特開昭５５−１５３０１号公報に示さ杆るように、前輪
と後輪とをリレーロンド等のリンク機構を用いて連結し
て、前後輪を同時に操舵するようにしたリンク式のもの
が提案されている。

しかるに、このもの、では、前輪と後輪とを連結するた
めのリンク機構が中休フロア下面に前接方向に配置され
ることになるため、レイアラ１〜上の制約が多く、また
車体フロアのトンネル部が太きなものとなって居住性等
の低下を招く。しかも、リンク機構ドよる連結構造であ
るＩＣめ、前輪、と後輪との転舵比の自由喰が小さいと
ともに□、後□輪に対して大きな操舵力が発生せず、か
つストロークや力の効率が悪く、操作性に劣るものであ
った。

さらに、上記の如きリンク機構による場合には、前輪転
舵角と後輪転舵角との転舵比ｉよ一義的に決まってしま
い、車両の走行状態などに応じて転舵比を変化させるこ
とはできず、例えば高車速域での操舵輪の操舵角の小さ
いときと低車速域での操舵角の大きいときとでの転舵比
を変えて高車速・小操舵角領域での走行安定性と低車速
・大操舵角領域での小回り性との両立を得る（どの要求
、を満たし得ないものであった。尚、上記リンク機構に
おいても制ａｌ１機構等を設けることによって上記転舵
比を可変にすることは可能であるが、それには懺横、構
造が穫めてｆ２雑でかつ大パかすなものとなり、作動安
定性や信頼性に欠け、またコスト面でも不利である。

（発明の目的） 本発明の目的は、かかる点に鑑み、上述のリンク式に代
え、静圧式の油圧機構を用いて前輪の操舵に追従して後
輪を操舵することにより、居住性等を損うことがなくレ
イアウトの自由度が大きいとともに、前後輪の転舵・比
の自由度も大きく、しかも後輪に対して大ぎな□操舵力
が生じ、かつストロークや力の効率が高（、操作性に優
れ、さらに信頼性が高くエネルギーロスの少ない４輪操
舵装置を提供することにある。

さらに、本発明の目的は、上記静圧式油圧機４ｊを利用
した簡単な構造でもって、前輪転舵角と後輪転舵角との
転舵比を操舵角や車速に応じて可変とすることにより、
車両の走行状態に応じた転舵比特性を容易に得ることに
ある。

（発明の構成） 上記の目的を達成するため、本発明の構成は、前輪を操
舵する前輪操舵系に連動して容積変化す　７るフロント
シリンダと、後輪を操舵するリヤシリンダとを備え、上
記フロントシリンダとりヤシリンダとを液密状に連通ず
ることにより、前輪の操舵に伴ってフロントシリンダが
容積変化し、この容積変化をりＡ７シリンダに伝えて、
前輪の操舵に追従して後輪を操舵するようにするととも
に、さ′　らに上記フロントシリンダとリヤシリンダと
の間の容積を変え、前輪転舵角と後輪転舵へと晶化（転
舵比）を変化させる転舵比可変機構と、該転舵比可変Ｉ
！！樹を車速に応じて制御する制御手段とを設置ノるこ
とにより、前輪転舵角つまり操舵輪の操舵角および車速
に応じてフロントシリンダにょるリヤシリンダの容積変
化キを変えて転舵比ｉ可変にしたちのぐある。

（発明の効果） したがって、本発明によれば、前輪操舵系に連動しＣ容
積変化づるフロントシリンダの容積変化□をリヤシリン
ダに伝えて後輪を操舵する静圧式の４輪操舵システムと
したことにより、車体フロア下面の前後方向には油圧配
管を配置するだけで済むので、リンク式のものと′ｉべ
てレイアウトの自由度が著しく増すとともに、居住性等
を損うことがない。しかも、前後輪の転舵比はシリンダ
径比を変えることによってその変更が容易であり、転舵
比の自由度が大であるとともに、シリンダ径比の調整に
よって後輪に対して大きな操舵力を発生させることがで
き、またストロークや力の効率が高く、精度の高いもの
となる。さらに、静圧式であるので、動圧式に□較べて
信頼性が高いとともに、エネルギーロスが少な（で済む
など、操作性、信頼性、精度性等の諸性能に優れた４輪
操舵装置を□提供することができる。

さらに、本発明は、上記フロントシリンダにょるリヤシ
リンダの容積変化率を操舵角および車速に応じて変えて
転舵比を可変としたことにより、簡単な構造でちって、
転舵比特性を車速や操舵角によって細かに調整すること
ができ、よって車両の走行状態に応じた転舵比特性を容
易に得ることができ、実用に適合した４輪操舵装置を安
価にかつ容易に実施提供できるものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。

第１図において、１はノ［右の前輪２Ｌ、２Ｒを操舵す
る前輪操舵系であって、該前輪操舵系１は、操舵される
ステアリング３と、該ステアリング３の操舵力を車幅方
向（左右方向）の往復運動に変換して伝達するピニオン
４ａおよびラック４ｂと、基端が該ラック４ｂの各端に
連結された左右のタイロッド５，５と、一端が各タイロ
ッド５，５の先端に、他端が左右の前輪２ｍ、２Ｒにそ
れぞれ連結されたナックルアーム６．６とからなり、ス
テアリング３の操舵に応じて左右のタイロッド５゜５を
車幅方向に往復運動させて左右の前輪２Ｌ。

２Ｒを左右に操舵するように構成されている。

上記前輪操舵系１のラック４ｂにはフロントシリンダ７
が設けられている。該７０ントシリンダ７は、車体に固
定されたシリンダケース７ａと、上記ラック４ｂと一体
に設けられ、該シリンダケース７ａ内に摺動自在に嵌合
されたピストン７ｂと、該ピストン７ｂによって区画さ
れた左室７Ｃおよび右室７ｄとを備え、前輪操舵系１の
ラック４ｂに連動してピストン７ｂが車幅方向（左右方
向）に動くことによって左室７Ｃおよび右室７ｄが容積
変化するように構成されている。

一方、８．８は左右の後輪９Ｌ、９Ｒを回転自在に支持
するホイール支持部材であって、該各ホイール支持部材
８の前後端には、車幅方向に延びる前後２木のラテラル
リンク１０．１１がそれぞれ連結されている。左右の前
側ラテラルリンク１０．１０同志はその内端間でリンク
状の連結部材１２によって連結されている一方、各後側
ラテラルリンク１１の内端はブツシュ１３（又はボール
ジヨイント）を介して車体に支持されており、前側ラテ
ラルリンク１０の車幅方向（左右方向）の動きに伴って
後側ラテラルリンク１１のホイール支持部材８との連結
部を支点として左右の後輪９Ｌ、９Ｒを操舵可能に支持
している。

さらに、上記連結部材１２にはりヤシリンダ１４が設け
ら“Ｔ−０゛る・該リヤシリンダ１４′１・車　２体に
固定されたシリンダケース１４ａと、連結部材１２に一
体に設けられ、該シリンダケース１４ａ′ｌｌＮに摺動
自在に嵌合されたピストン１４ｂと、該ピストン１４ｂ
によって区画された左室１４Ｃｉおよびわ室１４ｄとを
備えているとともに、該左右室１４Ｇ、１４ｄには各々
左右対称にリターンスプリング１４０が縮装されていて
、該各リターンスプリング１４８の一端はシリンダケー
ス１４ａの各端面に当接し、他端には押圧板１４ｆが取
イ１りられ、該８抑圧板１４讐は連結部材１２に一体に
設けられた環状の係合片１４ｇに係合可能で、かつシリ
ンダケース１４ａに一体に設けられたストッパ片１４１
１に規制されるＪ：うになっており、よって連結部材１
２つまりピストン１４ｂを左右のリターンスプリング１
４ｅ、１４ｅによりセット荷重ｐ１でもって中立位置に
押圧保持しながら、ピストン１４ｂの左右方向の動きに
伴って連結部ｖＪ１２を左右方向に往復運動させ、左右
の前側ラテラルリンク１０．１０を介して左右の後輪９
Ｌ。

９Ｒを操舵するように構成されている。

そして、上記フロントシリンダ７の左右室７ｃ。

７ｄとりＡ７シリンダ１４の左右室１４ｃ、１４ｄとは
２本のオイル通路１５．１５によって液密状に連通され
ているとともに、該両オイル通路１５゜１５には、順位
置と逆位置との２位置を有する切換絆１６が介設されて
おり、該切換弁１６の順位置時にはフロントシリンダ７
とリヤシリンダ１４との左室７０．１１同志および右室
７ｄ、１４ｄ同志を連通させる一方、切換弁１６の逆位
置時には逆にフロントシリンダ７の左室７ｃとりＡ７シ
リンダ１４の右室１４ｄ１フロントシリンダ７の右室７
ｄとリヤシリンダ１４の左室１４Ｃを連通させ、そのこ
とにより前輪２Ｌ、２Ｒの操舵に伴うフロントシリンダ
７の左右室７ｃ、７ｄの容積変化をリヤシリンダ１４の
左右室１４ｃ、１４ｄに伝えて、前輪２Ｌ、２Ｒの操舵
に追従して後輪９Ｌ、９Ｒを操舵するように構成されて
いる。。

さらに、上記オイル通路１５．１５の切換弁１６下流に
は１対のアキュムレータ１７．１７が配設されている。

該各アキュムレータ１７は、一方のオイル通路１５に流
入路１８を介して連通ずる流入口１７ａおよび他方のオ
イル通路１５に流出路１９を介して連通ずる流出口１７
ｂを有するケ−タンク１７ｃと、上記流入口１７ａを開
閉する弁体１７ｄと、該弁体１７ｄをセット荷重ｐ２で
もって閉弁方向に押圧するリターンスプリング１７ｅと
を備え【なり、一方のオイル通路１５から流入路１８を
介して作用する油圧がリターンスプリング１７ｅのセッ
ト荷重ｐ２よりも大きくなると、弁体１．７　ｄが該リ
ターンスプリング１７ｅの付勢力に抗して聞いて、上記
オイル通路１５のオイルが流入口１７ａからケーシング
１７ｃ内に流入づることにより、上記フロントシリンダ
７とリヤシリンダ１４との間の容積が増大変化し、その
ことにＪ：リフロントシリンダ７によるリヤシリンダ１
４の容積変化率が減少して、前輪転舵角θＦと後輪転舵
角θＲとの比（転舵比θＲ／θＦ）を減少変化させるに
うにした転舵比可変ｉ横２０が構成されている。また、
上記流入路１８の途中にはオリフィス２１が介設されて
いる。

加えて、上記各アキュムレータ１７のケーシング１７Ｃ
の底部は、該ｒ−タング１７ｃ内を摺動可能なピストン
２２によって構成されていて、該ピストン２２と弁体１
７ｄとの間に上記リターンスプリング１７８が介装され
ており、ピストン２２の移動により該リターンスプリン
グ１７ｅのセット荷重ｐ２を変更可能にしている。さら
に、上記ピストン２２のピストンロンド２２ａに対峙し
て、該ピストン２２を吸引移動させるソレノイド２３が
設けられ、該ソレノイド２３はソレノイド２３の印加電
圧を制御する電圧制御器２４に接続されており、該電圧
制御器２４には車速信号Ｓ１と操舵輪の操舵角信号Ｓ２
とが入力されていて、車速■および操舵角θＨに応じて
ソレノイド２３への印加電圧を制御し、そのことにより
ピストン２２の移動を制御してリターンスプリング１７
ｅのセット荷重ｐ２を可変制御するようにした制御手段
２５が構成されている。

尚、第１図中、２６はリザーブタンクであって、該リザ
ーブタンク２６は補給路２７．２７を介し　ｊ【フロン
トシリンダ７の左室７Ｃおよび右室７ｄに連通されてい
てオイルを補給するようにしている。また、２８．２８
は左右の後輪９Ｌ、９Ｒのホイール支持部材８，８を上
下方向に摺動自在に支持するトレーリングリンクである
。

次に、上記実施例の作動について説明するに、・切換弁
１６が順位置にあるとき、前輪操舵系１のステアリング
３を操舵して左右の前輪２ｍ、２Ｒを例えば右方向に操
舵り°る場合には、該前輪操舵系１のラック４ｂの左方
向の移動に伴いフロン叶シリンダ７のピストン７ｂも左
方向に移動し、このことにより該フロントシリンダ７の
左室７Ｃの容積が減少変化してその油圧が上昇する。こ
の油圧の上昇はオイル通路１５を介してリヤシリンダ１
４の左室１４ｃに伝えられ、その圧力がリヤシリンダ１
４の右室１４ｄ内のリターンスプリング１４０のセット
荷ｆｆ１ｔ＋＋よりも大きくなると、ピストン１４ｂが
該リターンスプリング１４ｅの付勢力に抗して右方向に
移動して左室１４ｃの容積が増大変化する。このことに
より、連結部材１２も右方向に移動し、左右の前側ラテ
ラルリンク１０．１０を介して左右の後輪９Ｌ、９Ｒが
右方向に操舵される。また、前輪２１．２Ｒを左方向に
操舵する場合も同様にして、後輪９ｍ、９Ｒが前輪２Ｌ
、２Ｒに追従して左方向に操舵され、よって後輪９Ｌ、
９Ｒは前輪２Ｌ、’２Ｒと同位相に操舵されることにな
る。

その場合、低車速時には、この車速信号Ｓ１を受けて制
御手段２５により転舵比可変機構２０（アキュムレータ
１７）のリターンスプリング１７ｅのセット荷重ｐ２を
リヤシリンダ１４のリターンスプリング１４ｅのセラ１
〜荷ｆｆｉ＋）＋よりも小さく設定制御すれば、上記フ
ロントシリンダ７のオイルは、上記リヤシリンダ１４が
容積変化する前に、オイル通路１５から流入路１８を介
してアキュムレータ１７内に流入し始めるので、フロン
トシリンダ７とリヤシリンダ１４との間の容積が増大変
化していて、フロントシリンダ７によるリヤシリンダ１
４の容積変化率が小さいものになる。

その結果、前輪転舵角θＦと後輪転舵角θＲとの比（転
舵比θＲ／θＦ）が小さく、第２図で特性線Ａで示ずよ
うな転舵比特性となり、後輪９Ｌ。

９Ｒはこの小さな転舵比でもって同位相に操舵されるこ
とになる。

また、高車速時には、制御手段２５により転舵比可′！
ｉｍ構２０（アキュムレータ１７）のリターンスプリン
グ１７ｅのセット荷ｍｐ２をリヤシリンダ１４のリター
ンスプリング１４ｅのセット荷ｆｆ１ｐ＋よりも大きく
設定Ｒ１１＊ｕ−ｉすれば、フロントシリンダ７による
リヤシリンダ１４の容積変化後、前輪転舵角θＦが所定
値以上になってフロントシリンダ７の油圧がアキュムレ
ータ１７のリターンスプリング１７ｃのセット荷１１）
２以上に達して始めて、オイルはオイル通路１５から流
入路１８を介してアキュムレータ１７内に流入し、上記
と同様にフロントシリンダ７とリヤシリンダ１４との間
の容積が増大変化して、フロントシリンダ７によるリヤ
シリンダ１４の容積変化率が減少変化し、その結果、転
舵比θＲ／θＦが減少変化し、後輪９ｍ、９Ｒはこの減
少した転舵比でもって操舵され、よって、後輪９ｍ、９
Ｒは前輪２Ｌ、２Ｒに対し、第２図ぐ特性線Ｂで示すよ
うな折れ点を有する転舵比特性でもって同位相に操舵さ
れることになる。尚、この転舵比の減少麿は、リヤシリ
ンダ１４のリターンスプリング１４ｅのばね定数とアキ
ュムレータ１７のリターンスプリング１７ｅのばね定数
との比を変えることによって調整することができる。ま
た、上記アキュムレータ１７のリターンスプリング１７
ａのセット荷重ｐ２をリヤシリンダ１４のリターンスプ
リング１４ｅのセット荷重ｐ１よりも大で車速の増大に
応じて増大するように制御すれば、上記第２図の特性線
Ｂでの折れ点の位置が車速の増大に伴って前輪転舵角θ
Ｆの大きい側に移動するＪ：うな特性となる。

一方、上記切換弁１６を逆位置に切換えたときには、フ
ロントシリンダ７の左室７Ｃとリヤシリンダ１４の右室
１４ｄとが連通し、フロントシリンダ７の右室７ｄとリ
ヤシリンダ１４の左室１４Ｃとが連通して、フロントシ
リンダ７の容積変化がオイル通路１５．１５を介してリ
ヤシリンダ１４、よ、２８□カ、。□８，１ヶえ、ゎ。

　ｒことにより、前輪２１．２Ｒの操舵に追従して後輪
、９Ｌ、９Ｒが上記と同様の特性でもって逆位相に操舵
されることになる。

したがって、切換弁１６の順位置時において、高車速域
での小操舵角領域では前輪２ｍ、２Ｒと後輪９Ｌ、９Ｒ
とを同位相に操舵することができるので、その走行安定
性を向上させることができる一方、低車速域での大操舵
角領域では転舵比を小さくして同位相操舵し、前輪転舵
角θＦに対して後輪転舵角θＲの増大を抑えることがで
きるので、小回り性の向上を図ることができ、よって車
両の走行状態に応じた転舵比が得られるなど、転舵比特
性を操舵角θＨ〈前輪転舵角θＦ）および車速Ｖによっ
て細かく調整することができる。尚、低車速域等では切
換弁１６を逆位置に位置付ければ、前輪２Ｌ、２Ｒと後
輪９ｍ、９Ｒとの逆位相操舵が得られて小回り性の向上
を一層図ることができる。また、車斤入れや縦列駐車、
幅寄せなどのときには切換弁１６を順位置に位置付けて
同位相操舵とＪることにより運転操作の簡便化を図るこ
とができる。

このように、前輪２Ｌ、２Ｒの操舵に追従する後輪９Ｌ
、９Ｒの操舵が、フロントシリンダ７の容積変化を液密
的にリヤシリンダ１４に伝えて行う、いわゆる静圧式の
４輪操舵システムに依るため、車体フロア下面の前後方
向にはオイル通路１５．１５を配管するだけでよく、従
来のリンク式に較べてレイアウトの自由度が増すととも
に、車体フロアのトンネル部が大きくならず、居住性等
を損うことがない。

しかも、フロントシリンダ７とリヤシリンダ１４とのシ
リンダ径比を変えることによって前輪２Ｌ、２Ｒと後輪
９Ｌ、９Ｒとの転舵比を容易に変更することができるの
で、リンク式に較べて転舵比の自由度ｈ！大きなものと
なるとともに、シリンダ径比の調整によって後輪９１．
９Ｒに対して大きな操舵力を発生させることができ、操
作性の向上を図ることができる。さらに、容積変化の伝
達によるため、リンク式に較べて伝達時のストロークや
力の効率が高いものとなり、精度を向上させることがで
きる。

また、静圧式であるため、動圧式に較べて圧力損失や振
動が少なく、作動が確実で信頼性が高いとともに、エネ
ルギーロスが少ないという利点がある。

さらに、転舵比特性を操舵角θＨおよび車速■にＪζつ
で変化させる機構としては、フロントシリンダ７とリヤ
シリンダ１４との間の容積を変える転舵比可変機構２０
と該転舵比可変機構２０を車速に応じて制御する制御手
段２５とを設けるだけで済むので、構造が極めて簡単で
あり、作動安定性、（ｇ頼性に優れているとともに、安
価にかつ容易に実施することができる。しかも、上記実
施例では、上記転舵比特性を大操舵角領域で減少変化さ
せるものとしたので、路面抵抗による影響を可及的に少
なくすることができ、後輪９Ｌ、９Ｒの操舵の安定化を
図ることができ有利である。さらに、上記アキュムレー
タ１７への流入路１８にはオリフィス２１を設けたこと
により、路面刺激等の急激な外力の作用による急激な油
圧変化がアキュムレータ１７に及ぶのを緩衝して、路面
刺激等による後輪９Ｌ、９Ｒのフラッキを抑制できる利
点も有する。

加えて、オイル失陥時には、フロントシリンダ７の容積
変化はりヤシリンダ１４に伝達されないが、該リヤシリ
ンダ１４においてはピストン１４ｂがリターンスプリン
グ１４ｅ、１４ｅによって中立位置に押圧保持されて、
後輪９Ｌ、’９Ｒが零位相に保持されるので、前輪２Ｌ
、２Ｒのみの２輪操舵は保障され、安全面で好ましい。

また、上記リターンスプリング１４ｅ、１４ｅによる中
立位置保持によって中央不感帯部での後輪９Ｌ、９Ｒの
フラツキを抑えることができ、直進走行性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体概略構成図
、第２図は転舵比特性を示す因である。 １・・・前輪操舵系、２ｍ、２Ｒ・・・前輪、７・・・
７０ントシリンダ、９ｍ、９Ｒ・・・後輪、１４・・・
リャシ　ｒリンダ、１５・・・オイル通路、１７・・・
アキュムレータ、２０・・・転舵比可変機構、２５・・
・制御手段。 第２図 ｅＨ（ｅＦ） ｓｌ　図 Ｓ！ ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪操舵系に連動して容積変化するフロントシリ
   ンダと、後輪を操舵するりヤシリンダとを備え、上記フ
   ロントシリンダとリヤシリンダとは液密状に連通されて
   おり、前輪の操舵に追従して後輪が操舵されるようにし
   た車両の４輪操舵装置であって、上記フロントシリンダ
   とりヤシリンダとの間の容積を変え、前輪転舵角と後輪
   転舵角との比を変化させる転舵比可変機構と、該転舵比
   可変機構を車速に応じ゛【制御する１ｌｌｌＪ１１１手
   段とが設けられていることを特徴とする車両の４輪操舵
   装置。