JPS6181870A - 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・臂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Ｒ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だめの前後輪操舵制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の小回シ性能を良くするだめ、あるいは車線
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、後輪操舵を機械的なリンク手段等によυ車速等
の条件で制御しているため、リンク機械本来のもつ誤差
等によシ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υ車体に生
ずる横加速度ｇが大きいほど後輪の、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操舵が行な
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
を行なっている。特に、後輪用パワーシリンダは開ルー
プによる出力制御が行なわれている。すなわち、前輪操
舵量から求められた後輪転舵量に必要な圧油の供給量を
予じめコントローラに記憶させ、該コントローラからの
圧油供給量指令信号に基いて後輪用フントロールバルブ
を制御し、所定の後輪転舵量を得ていた。

〔発明が解決しよりとする問題点〕

しかし、同軸２連のフントロールバルブを使用したもの
においては、バルブスプールの摺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ハンドル
を操作するのに必要な操舵力と、その操舵による一定出
力の範、囲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（＝保舵力／操
蛇力）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・操舵出力を得たハンドルが急に
軽くなるので、運転者は切シ増し操作をすることになり
ハンドルが切れ過ぎて危険である。すなわち目標舵角よ
シ大き目に舵角がとられ、車両の向きが目標よりやや大
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
な熟練を要していた。また、後輪転舵はてはすベシ等に
よ多目標の後輪転舵量に後転を転舵させることができな
いという問題があった。

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−１・後輪の追従遅れの改善および後輪を正
しい転舵量に制御して走行安定性を確保すると同時に、
操保舵比を大きくして操安性の向上を図ることで委る。

〔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
中に設ブられ、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ノ５ルプと、変位セ
ンサで検出した後輪転舵量生前輪操舵量から求められた
目標後輪転舵量とを比較し、前記両転乾量の偏差が零と
なるように後輪用・ヤワーシリンダへの圧油供給量指令
信号を出力すると同時に、舵角および車速から求めた後
輪転舵方向に対する後輪用パワーシリンダへの圧油供給
方向指令信号を出力し、前記両指令信号に基いて前記圧
力方向制御”バルブを制御−するコントローラと、を具
備したもの・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・臂ワーシリンダと、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
Ｖ、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・ザ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。

変位センサで検出した後輪転舵量と前輪操舵量から求め
られた目標後輪転舵量とを比較し、前記両転乾量の偏差
が零となるように後輪用・ｆワーシリンダへの圧油供給
量指令信号を出力すると同時に、舵角および車速から求
めた後輪転舵方向に対する後輪用／ぐワーシリンダへの
圧油供給方向指令信号を出力し、前記両相・令信号に基
いて前記圧力方向制御バルブを、！ＩＪ御するコントロ
ーラと、を具ｇＭμたものである。

〔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
にナベシが生じることもなく安定した走行ができる。し
かも前記後輪転舵は前輪操舵量から求められた目標後輪
転量に対して後輪用パワーシリンダがフィードバック制
御され。

かつ該制御が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の摩擦力等の影響を軽減しハ
ンドルの操保舵比を大きくでき、一定出力の旋回時に操
舵と保舵との異和感がなく。

正確に目標舵角に保持することができ、操安性が向上で
きる。

また、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。

後輪は目標転舵量に対して後輪用パワーシリンダがフィ
ードバック制御されることにより横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、前輪および後輪とも車速、横加速度
に応じて最適に制御され、高度な熟練を要することなく
車両の最適な運転条件を確保して高速走行安定性を得る
と共に、運転者のイメージ通りのハンドル操作ができる
。

〔実施例〕

以下１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発明の一実施例を示す動力
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ｔ４ワーシリンダ４と、ｌｘ輪用パ
ワーシリンダ３への圧油供給分と方向を制御する前輪用
フントロールバルブ５および後輪用ノ９ワーシリンダ４
への圧油の圧力制御を行なうとともに、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
圧油を供給する油ボングア、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、変位セフｔ
５０で検出した後輪転舵量と前輪操舵量から求められた
目標後輪転量とを比較し前記両転乾量の偏差が零となる
ように後輪用パワーシリンダ４への圧油供給方指令信号
を出力すると同時に、舵角および車速から求めた後輪転
舵方向に対する後輪用ノタワーシリンダ４への圧油供給
方向指令信号を出力し、前記両指令信号に基いて前記圧
力方向制御バルブを制御するコントローラと、から構成
されている。１５は油タンクである。

前輪および後輪用ノ苧ワーシリンタ゛５，４に挿通され
たピストンの両端部は夫々前後輪におけるタイロッド１
０．１１に連接されておシャシリンダ内への圧油の供給
−より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図に示すように
、バルブスプール２０の両端に片段き比例ソレノイド２
ｆＡ、２１Ｂを配置し、該比例ソ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、
コントローラ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はスゲリ
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２ｏをＢ矢示方向に
移動し、もう一方の管路２４を通して後輪用パワーシリ
ンダ４の他方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から走行時の車速と
、タイロッド１０に設置された荷重センサ１５からの前
輪用パワーシリンダの出力と、操−舵軸に設けられた舵
角センサ１７からの舵角と。

変位センサ３０からの後輪用・９７−シリンダ４のピス
トンロッドの移動ｆ（後輪転舵量）と、が入力される。

このコントｃｘ−２９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
加速度に応じた目標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。そして後輪の転舵
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のいずれか一方を作動し、所定の転舵量に
必要な圧油が後輪用・ザワーシリンダ４に供給される。

後輪用パワーシリンダ４が作動し、該／！ワーシリンダ
の出力軸の移動量を変位センサ５ｏで検出する。この出
力軸の移動骨、すなわち後輪転舵量と前記目標転舵量と
の偏差が零となるように前記圧力方向制御バルブ６がフ
ィードバック制御される。

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、油ポングアから送られる圧油が前記
コントロールバルブ５を通して前輪用パワーシリンダ３
に供給される。前記圧油によって得られる前輪用ノ４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）に応じ
た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、
操舵時の車速か入力され、との車速と前輪操舵系の操舵
時のデータ（舵角、）々ワークリンダの出力など）に基
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υ特性
を良くするために、後輪を前輪の操舵方向とは逆方向に
転舵するように後輪用ノ臂ワーシリンダ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、２１ｆ３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、後
輪用パワーシリンダ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、前記転舵量は変位
センサ３０で検出され、コントローラ９に入力される。

そして、前輪操舵量から求められた目標後輪転舵量と前
記変位置／す５゜で検出された後輪転舵量が比較され、
該両転乾量との偏差が零となるように圧力方向制御バル
ブ６がフィードバック制御され、圧油の圧力が調整され
る。ここで、圧力方向制御パルｆ６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
ドルに与えるカは操舵時と操舵時とにおける差が小さく
なり、異和感のないハ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、これを考慮した最適な後輪転舵量がコント
ロール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、中高速度には、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には同
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。前記速度感応温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
バルブスプールの両端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お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／７
によってパワーシリンダ５に送られる圧油の一部を反力
制御電磁弁４０を動作させることによって供給し、バル
ブスプールの移動を抑制する。

この反力制御電磁弁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制御される電磁可変オリフィ
スから構成され、圧力制御電磁弁４０の可変オリフィス
部は主油路１６からの分岐路４６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
スの下流はタンクに導かれると共に、上流側は管路４１
を通して前記コントロールバルブ５０反力室（図示せず
）へと導かれる。

つぎに上記実施例の作用を説明する。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
、ここ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超え
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５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
て反力として伝わり、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
因したノ１ンドルの切り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・臂ワーステアリング装
置として反力制御型を便用しているが、パワーシリンダ
の供給作動油量を制御してパワーアシスト力を直接制御
する流量制御型にも同様に適用できる。また、上記第１
および第２発明の実施例では、圧力方向制御バルブ６を
片段き比例ソレノイドを使用している力ζ両投きソレノ
イドとすることもできる。

〔発明の効果〕

上述のとおり、第１発明によれば、走行状態に応じて後
輪が転舵されるため、後輪の追従遅れがなく、安定した
最適な走行を可能とすることができ、かつ前輪操舵系か
ら後輪用／ぐ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、後輪用パワーシリンダの出力をフ
ィードバック制御したことによシ、路面などの走行状況
において、操舵力と保舵力との差が小さくかつ一定旋回
時における操舵の異和感がなくなり、走行安定性および
操安性が確実に向上される。また、第２発明によれば、
前輪動力操舵装置を速度感応型にしたから、上記第１発
明の効果に加えて更に、低速から高速域になった場合に
おいてハンドルの切り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、車速と
横加速度の相関図、第４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・・・前輪、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、　　１５・・・荷重セ／す、１
７・・・舵角センサ、　　６０・・・変位センサ。

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、変位センサで検出した後輪転舵量と前輪操舵量
   から求められた目標後輪転舵量とを比較し、前記両転舵
   量の偏差が零となるように後輪用パワーシリンダへの圧
   油圧力指令信号を出力すると同時に、舵角および車速か
   ら求められた後輪転舵方向に対する後輪用パワーシリン
   ダへの圧油供給方向指令信号を出力し、前記両指令信号
   に基いて前記圧力方向制御バルブを制御するコントロー
   ラとから成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、変位
   センサで検出した後輪転舵量と前輪操舵量から求められ
   た目標後輪転舵量とを比較し、前記両転舵量の偏差が零
   となるように後輪用パワーシリンダへの圧油圧力指令信
   号を出力すると同時に、舵角および車速から求められた
   後輪転舵方向に対する後輪用パワーシリンダへの圧油供
   給方向指令信号を出力し、前記両指令信号に基いて前記
   圧力方向制御バルブを制御するコントローラとから成る
   動力操舵制御装置。