JPS6181869A - 動力操舵制御装置 - 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〕 本発明は油圧式パワーステアリング装置によって前輪と
ともに後輪、をも操舵制御するようにした車両の４輪操
舵装置に係シ、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丸めの前後輪操舵制御装
置１に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の小回シ性能を良くするため・、ちるいは車
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っている
。しかし、後輪転舵を機械的なリンク手段等によシ車速
等の条件で制御しているため、リンク機構本来のもつ誤
差等によりどうしても後輪に追従遅れが生じ、車両の最
適運動条件と、実際の運転者の好みにあった操作感覚と
が必ずしも適合しないという問題があった。

上記の問題は、車両の旋回走行時遠心力により車体に生
ずる横加速度ｇが大金いほど後−〇転舵が遅れ、所定の
旋回半径からのずれが大きくなるために起る。

この点を改良した前後輪操舵装置が特願昭５９−６８１
８２号および特願昭５９−１５９９４４号に提案されて
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われ
るように前後操舵用の各パワーシリンダの出力制御を行
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、同軸２連のコントロールノ（ルプを車用・した
ものにおいては、バルブスプールの慴動抵抗および該バ
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
力によって７・ンドルを操作するのに必要な操舵力と、
その操舵による一定出力の旋回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、すなわち操保舵比に保舵力／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九ハンドルが急に軽く
なるので、運転者は切）増し操作をすることになシハン
ドルが切れ過ぎて危険である。即ち、目標舵角よ）太き
目に舵角がとられ、車両の向きが目標よシや中大きく変
えられる傾向がある。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
を要した。

この発明の目的は、後輪転舵量を横加速度の大きさによ
って決定し、後輪の追従遅れを改善して走行安定性を確
保すると同時Ｋ、操保舵比を大きくして操安性の向上を
図るとと寸ある。　　　゛〔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
よび後輪操舵用の各パワーシリンダと、操舵軸の回動に
同期させそバルブスプールを作動させ、前輪縁縁用パワ
ーシリンダへの作動流体供給方向を切換えるコントロー
ルバルブと、後輪用パワーシリンダへの流体供給路途中
に設けられ、車両横加速度に応じて流体の圧力制御を行
なうとともに、前記所定の圧力流体を車速に基いて流体
送帰方向を切換える圧力方向制御バルブと、後輪のタイ
ロッドに設けられ、後輪用パワーシリンダの出力に応じ
た一反”カミタイロッドに採用させ、後輪転舵量を規制
する中立保持反力機拷とを備見たものである。

また、第２発明に係る動力操舵制御装置は、前輪操舵用
および後輪操舵用の各パワーシリンダと、操舵軸の回動
に同期させてバルプスプ・−ルを作動させ、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コントロー
ルバルブを、前記コントロールバルブへの流体供給量又
は前記コントロールバルブのバルブスプール変位量を車
速に応じて制御する前輪用パワーシリンダ出力制御手段
と、後輪用パワーシリンダへの流体供給路−途中に設け
られ、車両横加速度に応じて流体の圧力″ｉ＋＋　Ｎを
行ガうとともに、前記所定の圧力流体を車速に基いて流
体送帰方向を切換える圧力方向制御バルブと、後輪のタ
イロッドに設けられ、後輪用パワーシリンダの出力に応
じた反力をタイロッドに作用させ、後輪転舵量を規制す
る中立保持反力機構とを備′えたものである６ 〔作用〕−゛ 上記第１発明の構成によると、前輪転舵量に対し望まし
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
後輪にすベシが生じることも々く安定した走行ができる
。しかも前記後輪転舵は後輪用パワーシリンダの出力と
反力保持機構による後輪を中立位置に戻すように作用す
る反力とが互に平衡を保つ中≠奏状態で前輪操舵とは機
械的に無関係に行なわれるため、前輪操舵系の摩擦系異
和感蛎揃確に目標舵角に保持することができ、操簀性が
向上できる。

一方、第２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、後輪は中立保持
反力機構による簡単な構造によシス加速度に応じ前輪操
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、後輪ともに車速および横加速
度に応じて最適に制御され、高度ガ熟練を要することな
く軍両の最適な運転余件を確保して高速走行安定性を得
ると共に、運転者の□イノ−２通シ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発明の一実施列を示す動力
操舵制御装置である。この動力操舵制御装置は前輪１お
よび後輪２の操舵補助力を発生する前輪用パワーシリン
ダ３および後輪用パワーシリンダ４と、前輪用パワープ
リン′７３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５およヒ後輪用パワーシリンダ４への圧
油の圧力制御を行なうとともＫ、前記圧油を車速に応じ
て圧油の供給方向を切換える圧力方向制御バルブ６と、
前記両バルブ５．６を介して両パワーシリンダ３゜４に
圧油を供給する油ポンプ７．８と、圧力方向制御バルブ
６を作動する信号を送るコントローラ９と、後輪用パワ
ーシリンダー４の出力軸と後輪とを連結するタイロッド
に設けられた後輪の中立位置を保持するために後輪用パ
ワーシリンダ４の出力に対する反力を生ぜしめる中立保
持反力機構０と、から構成されている。１３は油タンク
である。

前後輪用パワーシリンダ３．４に挿通されたピストンめ
両端部は夫々前後輪におけるタイロッド１０．１１に連
接されており、シリン°ダ内への圧油の供給によシピス
トンを摺動させ、車輪１：２をそれぞれ転舵するように
なっている。そして、圧力方向制御バルブ６は、第２図
は示すように、バルブスプール２０の両−に片段き比例
ソレノイド２１Ａ、２１Ｂを配置しミ該比例ンレノイド
のいずれか一方を励磁することによってバルブスプール
２０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、→メトローラ９からの指令信号によって比
例ソレノイド２１Ａが励磁されたとき、バルブスプール
２０は一ノリング２２Ａ−の弾性力に抗してＡ矢示方向
に移動し、油ポンプ８からの圧油が管路２３を通して後
輪用パワーシリンダ４の一方の圧力室に供給される。ま
た、比例ソレノイド２１Ｂが励磁されると、スプリング
２２Ｂに抗してバルブスプール２０ｔ−Ｂ矢示方向に移
動し、もう一方のｉ路２４番通して後輪用パラ−シリン
ダ４の曲刃の圧力室に供給される。

コントローラ９には車速センサ１４がら走行時の車速と
、タイロッド１０に設置された荷重セン力され右。この
コントローラ９では、前輪操舵系に関する情報と車速か
ら第３図に示す車両の横加速度を演算し、この横加速度
に応じた後゛輪転舵量を求めるととも″に、車速に応じ
て後輪の転舵方向を決定する。このように後輪の転舵量
と方向を加味した指令信号に基°いて比例ソレノイド２
１Ａ。

２１Ｂのいずれか一方が作動する。

中立保持反力機構３０は、コイルスプリン′グ、ゴムダ
ンパー、ラバーブツシュ、皿バネ等によ′シ後輪用パワ
ーシリンダ４とは別個に構成するこ゛ともでき、また第
４図に示す如く、後輪用パワーシリンダ４に内蔵するこ
ともできる。前記中立保持反力機構内蔵型後輪用−パワ
ーシリンダは、ピストン３１を両側から挾持するように
してスプリ゛ングＳＰ、、ＳＰ、が内装されている。こ
のス゛プリングは、第５図に示すように初ｘａ　’４性
力ａが′与゛えられた状態で内装され、ピストン３１を
常に中立位置に保持している。前記ピストン３１には摺
動方向に伸びた出力軸３４がシリンダを貫通して外部に
延びておシ、この先端にはタイロッド１１が連結されて
いる。またシリンダ３１には圧力方向制御バルブ６とを
連通ずる管路を接続するコネクタ３２Ａ、３２Ｂが設け
られている。なお、３３Ａ。

３３Ｂはエア抜きである。

上記実施例によると、圧力方向制御バルブ６を介して送
られた圧油は、コンネクタ３２Ａ、３２Ｂのいずれか一
方を通してシリンダ内に供給され、ピストンをスプリン
グｓｐ、、ｓｐ！の弾性力に抗して移動させ、そして、
ピストンの移動は出力軸３４、を介してタイロッド１１
に伝えられ、後輪２を所定量転舵させる。このとき、ピ
ストン３１は、スプリングの反力と供給圧力とが平衡し
た状態で保持される。また、上記実施例においてイニシ
ャルセットされたスプリングＳＰ、、ＳＰ！Ｏばね常数
をＫとすると、合成ばね定数は２にとなシ（第５図参照
）、これによシ、弱いばね定数（Ｋ）のスプリングを史
用しても、結果としてよシ大きなばね定数（２Ｋ）のス
プリングを使用、したと同等の効果を得るので、応力的
に有利にできると共に、ピストンの中立保持も確実にで
きかつ変位に対してもスムースである。

つぎに、上記第１発明の実施例の作用を説明する。

車両の低速時では、ハンドルを操作して操舵軸を回転さ
せると、操舵軸にギヤを介して連結されたコントロール
バルブ５が作動し、油ポンプ７か油によって得られる前
輪用パワーシリンダ３の出力は、該パワーシリンダのピ
ストンに連結されたタイロッド１０を介して前輪１を操
舵する。この前輪１の操舵量は、操舵軸の回転角（舵角
）に応シタコントロールバルブ５の変位置に基づくパワ
ーシリンダの出力によって定まる。一方、コントローラ
９には、操舵時の車速が入力され、この車速と前輪操舵
系の操舵時のデータ（舵角、パワーシリンダの出力など
）Ｋ基いて後輪転舵量を演算し、かつ車速に応じて後輪
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シ特性
を良くするために、後輪を前輪の操舵方向とは逆一方向
に転舵するように後輪用パワーシリンダ４が制御される
。したがって、コントローラ９は前記データに基いて圧
力方向制御バルブ６のバルブスプール２０の変位量およ
び変位方向に関する指令信号を出力する。前記指令信号
によって比例ソレノイド２１Ａ、２１Ｂのいずれか一方
が動作し、バルブスプールが摺動して油ポンプ８から送
られる圧油を最適な後輪転舵量に必要な圧油とし、Ｄｊ
ｅ　ｍ用パワーシリンダ４に供給される。後輪２はパワ
ーシリンダの出力に応じて転舵され゛るが、タイロッド
に中立保持反力機講３０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、圧力方向制御バルブ６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シ除かれ、
軽減されている。したがって、定常旋回時においてハン
ドル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、異和感のないノ・ンドル操作による運転ができ、
操安性が向上する。

一方、中高速時には、操舵による車両の横加速度が大き
くなるので、−これを考慮し九最適な後輪転舵量がコン
トローラ９にて演算される。また、後輪の転舵方向は、
追従遅れをなくすために前輪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。

続いて、第２発明の実施例を第６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Ｋ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は、第１発明において、前輪１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。前記速度感応戯前輪パワーステアリングは、前輪
用パワーシリンダ３を制御するコントロールバルブ５の
バルブスプールＯ両ｍに配置された油圧反力室（図示せ
ず）に速度に応じた圧油を供給することによって操舵反
力を高め高速走行時に鯵けるハンドルの切り過ぎを防止
するようにしたものである。前記反力室には油ポンプ７
によってパワーシリンダ３に送られる圧油の一部を反力
制御電磁弁４０を動作させることＫよって供給し、バル
ブスプールの移動を抑制する。

この圧力制御電磁弁４０は、コントローラ９からの車速
に応じた指令信号によって４ｉＪ　碑で、ｈ多。

送磁Ω１変オリフィスから構成され、圧力制御電磁弁４
０の可変オリフィス部は主油路１６からの分岐路４３に
固定オリフィス４２を介して接続され、圧力制御電磁弁
４０の可変オリフィスの下流この動力操舵制御装置の動
作は、基本的に第１発明のものと変らないので、こζ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９は、車速に応じた反力室の内圧を演算し
、前記内圧を得るために必要なオリフィス開度を維持す
るための信号を出力するので、車速が成る設定値を越え
ると、次第に減少する傾向の路面抵抗を補うべくコント
ロールバルブ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。したがって、
運転者には反力室に供給される圧油が操舵軸を介して反
力として伝わシ、ハンドルが重くなったことを感じるの
で、低速から高速になった時の路面抵抗の減少に基因し
たハンドルの切シ過ぎを防止でき操安性を維持できる。

なお、上記実施例では前輪用パワーステアリング装置と
して反力制御型を使用しているが、パワーシリンダの供
給作動油量を制御してパワアシスト力を直接制御する流
量制御型にも発明の実施例では、圧力方向制御バルブ６
を片栓き比例ソレノイドを使用しているが、両投きジレ
ノイドとすることもできる。

〔発明の効果〕

上述のとおシ、第１発明によれば、走行状況に応じて後
輪が転舵されるため、浸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制御バルブを切離し、別個に配
置するとともに、後輪の転舵系に中立保持反力機構を装
備したことによシ、操舵力と保舵力との差が小さくなシ
、一定旋同時における操舵の異和感が、なくなシ操安性
が向に加えて更に、低速から高速域になった場合に訃い
てハンドルの切夛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図は圧力方向制御バルブを示す構成図
、第３図は前輪動力操舵装置の出力又は圧力と、速度と
、横加速度の相関図、第４図は中立保持反力壁構内成型
後輪用パワーシリンダの断面図、第５図は第４図に示す
スプリングの特性図、第６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である。 ３．４・・・前後輪用パワーシリンダ、　　５・・・コ
ントロールバルブ、　　６・・・圧力方向制御バルブ、
９・・・コントローラ、　　３０・・・甲立保操反力機
構、４０・・・反力制御電磁弁、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪操舵用および後輪操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、前輪操舵用パワーシリンダへの作動流体供給方向を
   切換えるコントロールバルブと、後輪用パワーシリンダ
   への流体供給路途中に設けられ、車両横加速度に応じて
   流体の圧力制御を行なうとともに、前記所定の圧力流体
   を車速に基いて流体送帰方向を切換える圧力方向制御バ
   ルブと、後輪のタイロッドに設けられ、後輪用パワーシ
   リンダの出力に応じた反力をタイロッドに作用させ、後
   輪転舵量を規制する中立保持反力機構とを備えたことを
   特徴とする動力操舵制御装置。
2. （２）前輪操舵用および後輪操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、前輪用パワーシリンダへの作動流体供給方向を切換
   えるコントロールバルブと、前記コントロールバルブへ
   の流体供給量又は前記コントロールバルブのバルブスプ
   ール変位量を車速に応じて制御する前輪用パワーシリン
   ダ出力制御手段と、後輪用パワーシリンダへの流体供給
   路途中に設けられ、車両横加速度に応じて流体の圧力制
   御を行なうとともに、前記所定の圧力流体を車速に基い
   て流体送帰方向を切換える圧力方向制御バルブと、後輪
   のタイロッドに設けられ、後輪用パワーシリンダの出力
   に応じた反力をタイロッドに作用させ、後輪転舵量を規
   制する中立保持反力機構とを備えたことを特徴とする動
   力操舵制御装置。