JPS63265770A - 車両の後輪操舵装置 - 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） 本発明は車両の後輪操舵装置の改良に関する。

（従来技術とその問題点） 近年、前輪とともに後輪を操舵する車両の４輪操舵装置
は、車両の走行特性を大きく変え得るらのとして注目さ
れており、基本的には、低車速時や大舵角時に曲後輪の
転舵比を逆位相に制御し、ステアリング特性をオーバー
ステア特性にして車両の回頭性を高める一方、高車速時
あるいは小舵角時には、転舵比を同位相に保ち、ステア
リング特性をアンダステア特性にして車両の走行安定性
を確保するようにしたものである。

そして、この４輪操舵装置の一例として、例えば実開昭
６１−５７０８２号公報等に開示されろように、前輪の
転舵をアシストするパワーステアリング機構における油
圧ポンプ（エンジンにより駆動される）からの作動油を
、後輪を転舵する後輪転舵機構のりャパワーシリンダに
供給して、該油圧ポンプにより実質的に後輪を転舵する
ようにしたものか知られている（従来技術１）。

また、例えば特開昭６１−７７５７０号公報等に開示さ
れるように、電気系のフェールセーフのために、後輪転
舵機構のりャバワーノリングにセンタリングバネが設け
られ、フェール時に、後輪に供給される油圧をドレーン
さけて、後輪をセンタリングハネで中立位置に復帰させ
るためのソレノイドバルブが設けられたらのし知られて
いる（従来技術２）。

ところで、上記各従来技術１〜２を組合イつせたような
４輪操舵装置においては、エンジンをオフしたと同時に
ソレノイドバルブが開作動されて油圧がドレーンされる
が、エンジンをオフした直後は、油圧ポンプは慣性で回
転し、油圧が圧送されているので、急激な７１１Ｉ圧開
放となり、油圧が配管をたたいて“トーン”という衝撃
音が発生するという問題があっに。

（発明の目的） 本発明は上記問題を解決するためになされたもので、特
にエンジンをオフした直後の急激な油圧開放に伴う不快
な衝撃音を有効に抑制することを目的とするものである
。

（発明の÷１４成） このため本発明は、エンジンにより駆動されるポンプか
らの吐出油圧で後輪を操舵するとともに、該後ｆｎを中
立位置に復帰させるセンタリングバネが設けられた後輪
操舵装置において、上記後輪に供給される油圧を開時に
ドレーン可能なソレノイドバルブと、該ソレノイドバル
ブをエンジンオフ信号により開作動させる制御手段と、
上記ソレノイドバルブの開作動をエンジンオフ信号から
所定時間だけ遅延させるディレィ手段とが設けられてい
ることを特徴とするものである。

（発明の作用・効果） 本発明によれば、後輪操舵装置において、フェール時に
油圧をドレーンさせるソレノイドバルブの開作動を、エ
ンジンオフ時にディレィ手段により、エンジンオフ信号
から所定時間だけ遅延させるようにしたものであるから
、急激な油圧開放がなくなり、不快な衝撃音の発生か抑
制されるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、ＩＬ〜２Ｒは４輪操舵式車両の４つの
車輪であって、左右の前輪ＩＬ・ＩＲは前輪転舵機構３
により、また左右の後輪２Ｌ・２Ｒは後輪転舵機構２１
によりそれぞれ連係されている。

上記前輪転舵機構３は、左右一対のナックルアーム４Ｌ
・、１１１およびタイロッド５Ｌ・５Ｒと、該左右のタ
イロッド５Ｌ、５Ｒ同士を連結するリレーロット６とを
備えてなる。また、この重輪転舵ＪＰＵ構３にはステア
リングホイールＩＯが連係されている。すなわち、上記
リレーロッド６にはラック８が形成されている一方、上
端にステアリングホイール１０を連結仕しめたステアリ
ングシャフト１１の下端には上記ラック８と噛み合うビ
ニオン９が取り付けられており、ステアリングホイール
１０の操作に応じて左右の前輪ＬＬ、ＩＲを転舵するよ
うになされている。

また、上記前輪転舵機構３は油圧式のフロントパワース
テアリング機構Ｉ２を備えている。該フロントパワース
テアリング機構１２は、車体に固定されかつ上記リレー
ロツＦ６をピストンロンドとするパワーシリンダ１３を
有し、該パワーシリンダ１３内に上記リレーロッド６に
一体的に取り付けたピストン１３ａによって２つの油圧
室１３ｂ。

１３ｃに区画形成され、この油圧室１３ｂ、１３ｃはそ
れぞれ油圧配管１４．１５を介してステアリングシャフ
ト１１に設けたコントロールバルブ１６に接続されてい
る。また、該コントロールバルブ１６にはリザーブタン
クＩ７に至る油供給管Ｉ８および油排出管１９の２本の
配管が接続され、上記油供給管１８には車載エンジンＥ
により駆動される油圧ポンプ２０が配設されている。２
」二足コントロールバルブ１６は、公知のロークリバル
ブ式のもので構成されていて、上記ステアリングシャフ
ト１１に一体的に取り付けられた筒状のバルブケーシン
グ１６ａと、該バルブケーソング１６ａ内に嵌装された
図示しないロークリバルブとを備えてなり、ロータリバ
ルブのバルブケーシング１６ａに対する相対回動に応じ
てパワーシリンダ１３の一方の油圧室１３ｂ（１３ｃ）
に油圧ポンプ２０からの作動油を供給してリレーロッド
６に対する駆動力をアシストするものである。

一方、上記後輪転舵機構２１は上記前輪転舵機構３と同
様に、左右のナックルアーム２２Ｌ、２２Ｒおよびタイ
ロッド２３Ｌ、２３Ｒと、該タイロッド２３Ｌ、２３Ｒ
同士を連結するりレーロツド２４とを有し、さらに上記
フロントパワーステアリング機構１２と同様の油圧式リ
ヤパワーステアリンク機構２５を備えている。該リヤパ
ワーステアリング機構２５は、車体に固定されかつ上記
リレーロッド２・１をピストンロッドとするパワーシリ
ンダ２６を備え、該パワーシリンダ２６内は上記リレー
ロッド２４に一体的に設けたピストン２６ａによって２
つの油圧室２６ｂ、２６ｃに区画形成され、このシリン
ダ２６内の油圧室２６ｂ、２６Ｃはそれぞれ油圧通路２
７．２８を介してコントロールバルブ２９に接続されて
いる。また、このコントロールバルブ２９には上記フロ
ントパワーステアリング機構用の油圧ポンプ２０および
リザーブタンク１７に至る浦供給管３０および浦排出管
３１の２本の配管が接続されている。上記コントロール
バルブ２９は、公知のスプールバルブ式のもので構成さ
れていて、上記リレーロッド２４に連結部材３２を介し
て一体的に取り付けられた筒状のバルブケーシング２９
ａと、該バルブケーシング２９ａ内に嵌装されたスプー
ルバルブ２９ｂとを備えてなり、スプールバルブ２９ｂ
の移動に応じてパワーシリンダ２６の一方の油圧室２６
ｂ（２６ｃ）に油圧ポンプ２０からの作動油を供給して
リレーロッド２４に対する駆動力をアシストするもので
ある。上記シリンダ２６内には上記リレーロッド２・１
をニュートラル位置（後輪２Ｌ、２Ｒの転舵角θＲが零
となる位置）に付勢するセンタリングバネ２６ｄが設け
られている。このセンタリングバネ２６ｄは、フェール
時に油圧をカットしたとき、走行安全性を確保するため
に、後輪２Ｌ、２ｒｔを、転舵角θＲが零となる中立位
置に自動復帰させるためのものである。

上記前輪転舵機構３のリレーロッド６には上記ラック８
の他にラック３６が形成され、該ラック３６には車体前
後方向に延びる回転軸３７の前端に取り付けたピストン
３８が噛み合わされ、上記回転軸３７の後端は転舵比制
御機構３９を介して上記後輪転舵機構２１に連係されて
いる。

上記転舵比制御機構３９は、第２図に詳示するように、
車体に対し車幅方向に移動軸線Ｑ１上を摺動自在に保持
されたコントロールロッド４０を有し、該コントロール
ロッド４０の一端は上記コントロールバルブ２９のスプ
ールバルブ２９ｂに一体に連結されている。また、転舵
比制御機構３９は、基端部がＵ字状ボルダ４１に支持ピ
ン４２を介して揺動自在に支承された揺動アーム４３を
備え、上記ホルダ４１は車体に固定したケーシング（図
示せず）に上記コントロールロッド４０の移動軸線ａ、
と直交する回動軸線Ｑ、を持つ支持軸４４を介して回動
自在に支持されている。上記揺動アーム４３の支持ピン
４２は上記両軸線Ｑ３．σ、の交差部に位置して回動軸
線ｇ、と直交４−る方向に延びており、ホルダ４１を支
持軸４４（回動軸線＆２）回りに回動させろことにより
、その先端の支持ピン・１２とコントロールロッド４０
の移動軸線ρ１とのなず傾斜角、つまり支持ピン４２を
中心とする揺動アーム４３の揺動軌跡面が移動軸線（！
１と直交ずろ而（以下、基準面という）に対してなす傾
斜角を変化させるようになされている。

また、上記揺動アーム４３の先端部にはボールジヨイン
ト４５を介してコネクティングロッド４６の一端部が連
結され、該コネクティングロッド４６の他端部はボール
ジヨイント４７を介して上記コントロールロッド４０の
他端部に連結されており、揺動アーム４３先端部の第２
図左右方向の変位に応じてコントロールロッド４０を左
右方向に変位させるようになされている。

上記コネクティングロッド４６は、そのボールジヨイン
ト４５に近い部位において回転付与アーム４８にボール
ジヨイント４９を介して摺動可能に支持されている。こ
の回転付与アーム４８は、上記移動軸線Ｑ１上に支持軸
５０を介して回動自在に支持した大径の傘歯車５１と一
体に設けられ、該傘歯車５１には上記回転Ｍ１３７の後
輪に取り付けた傘歯車５２が噛合されており、ステアリ
ングホイールＩＯの回動を回転付与アーム４８に伝達す
るようになされている。このため、ステアリングホイー
ル１０の回転角に応じた量だけ回転付与アーム・１８お
よびコネクティングロッド４６が移動軸線ρ１回りに回
動し、それに伴って揺動アーム４３が支持ビン４２を中
心にして揺動された場合、ピン４２の軸線がコントロー
ルロッド４ｏの移動軸線Ｑ、１と一致しているときには
、揺動アーム４３先端のボールジヨイント４５は上記基
準面」二を揺動するのみで、コントロールロッド４ｏは
静止保持されるか、ピン４２の軸線が移動軸線Ｒ，に対
し傾斜して揺動アームｌｌ　３の揺動軌跡面が基県面か
らずれていると、このピン４２を中心にした揺動アーム
４３の揺動に伴ってポールジヨイント４５が第２図の左
右方向に変位して、この変位はコネクティングロッド４
６を介してコントロールロッド４０に伝達され、該コン
トロールロッド４ｏが移動軸ｇＡρ１に沿って移動して
、コントロールバルブ２９のスプールバルブ２９ｂを作
動させるように構成されている。すなわち、支持ピン４
２の軸線を中心として１ｆｆｉ動アーム・１３の揺動角
が同じであっても、コントロールロッド４０の左右方向
の変位はピン４２の傾斜角つまりボルタ＝１．１の回動
角の変化に伴って変化する。

そして、上記支持ピン４２の移動軸線り、に対する傾斜
角すなわちホルダ４Ｉの基準面に対する傾斜角を変化さ
せるために、ホルダ４１の支持軸４４にはウオームホイ
ールとしてのセクタギヤ５３が取り付けられ、このセク
タギヤ５３には回転軸５４上のウオームギヤ５５が噛合
されている。また、上記回転軸５４には企歯車５６が取
り付けられ、この傘歯車５６にはアクチュエータとして
のステッピングモータ５８の出力軸５８ａ上に取り付け
た傘歯車５７が噛合されており、ステッピングモータ５
８を作動させてセクタギヤ５３を回動させることにより
、ボルダ４１の基準面に対する傾斜角を変更して後輪２
Ｌ、２Ｒの転舵角θＲつまり前後輪Ｉ　Ｌ、２　Ｌ（Ｉ
　ｎ、２　ｒ（）の転舵比（後輪転舵θＲ／前輪転舵角
θＦ）を制御し、例えばセクタギヤ５３を、その中心線
がウオームギヤ５５の回転軸５４の中心線と直角になる
中立位置（このとき、上記揺動アーム４３先端部のボー
ルジヨイント４５は基準面上を回動し、後輪２Ｌ、２Ｒ
の転舵角θＲは０Ｒ＝Ｏになる）から一方向に回動さ什
たときには、前後輪ＩＬ、２Ｌの転舵比を後輪２Ｌ、２
Ｒが前輪ＩＬ、！Ｒと逆方向に向く逆位相に制御する一
方、反対に他方向に回動させたときには、転舵比を後輪
２　Ｌ　、　２　Ｒが前輪ＩＬ、ＩＲと同じ方向に向く
同位相に制御するように構成さＵ゛でいる。

尚、上記ボルダ４１の支持軸４４には、」二足ステッピ
ングモータ５８により制御された実際の転舵比を上記セ
クタギヤ５３の回動角に基づいて検出するポテンショメ
ータよりなろ転舵比センサ１０１か設けられている。ま
た、上記ボルダ４Ｉを支持するケーシングには、上記セ
クタギヤ５３の左右両側方にセクタギヤ５３の回動範囲
を規制するピンよりなる逆位相側および同位相側のスト
ッパ部材５９．６０が取り付Ｃすられ、セクタギヤ５３
が上記逆位相側のストッパ部材５９に当接したときのス
テッピングモータ５８の制御位置をその初期位置とする
ようになされ”ζいる。また、第２図中、６Ｉは後輪転
舵機構２１におけるリレーロッド２４の最大移動範囲を
規制するロッドストッパである。

上記ステッピングモータ５８は、マイクロコンピュータ
を内蔵したコントロールユニット１００からの出ツノに
よって作動制御されるように構成され、このコントロー
ルユニット１００には車両の走行速ＦＶ（車速）を検出
する車速センサ１０２および上記転舵比センサｌｏｔか
らの各検出信号が人力されており、このコントロールユ
ニット１００のマイクロコンピュータにおける信号処理
機能により、上記後輪転舵機構３９を作動制御して前後
輪ＩＬ、２Ｌの転舵比を所定の転舵比特性に基づいて決
定された目標転舵比に制御するようにした転舵比制御手
段が構成される。

尚、上記転舵比特性は、第３図および第４図に示すよう
に、車速Ｖに応じて前後輪ＩＬ、２Ｌの転舵比が変化し
、車速Ｖが低い場合には、車両の回頭性を良好にするた
めに、後輪２１．．２Ｒｈ＜前輪ＩＬ、ＩＲに対して逆
方向につまり逆位相で転舵されて、転舵比が負となる一
方、車速Ｖか所定値に達したときには、転舵比か零にな
り、前輪ｌＬ、ＩＲの転舵に関係なく後輪２１．．２Ｒ
の舵角θＲが０Ｒ＝Ｏに保たれて車両が通常の２輪操舵
状態になる。さらに高速走行の場合には、コーナリング
時の後輪２Ｌ、２１１のグリップ力を向上さＵ゛て走行
安定性を高めるために、後輪２　Ｌ　、　２　Ｒが前輪
ＩＩ７．ＩＲと同方向につまり同位相に転舵されて、転
舵比が正となるように設定されている。

そして、この転舵比特性に対し車速センサ１０２で検出
された車速Ｖを照合することにより、該車速Ｖに対応す
る目標転舵比を決定する。第３図は車速変化時における
ハンドル舵角（ステアリングホイール！０の回動角）に
対する後輪舵角の特性を、第４図は所定ハンドル舵角時
における車速に対する転舵比特性をそれぞれ示している
。

上記後輪側の油供給管３０と油排出管３１との間には、
開時に、油供給管３０の油圧を油排出管３１にバイパス
（トレーン）させるソレノイドバルブ６７が設けられ、
該ソレノイドバルブ６７は上記コントロールユニット１
００の出力信号で開閉制御される。

上記コントロールユニット１００は、エンジンオフ時及
び電気系のフェール時に、上記ソレノイドバルブ６７を
開作動させる信号を出力するようになっている。

また、コントロールユニット１００に対しては、エンジ
ンオフ時に、上記ソレノイドバルブ６７の開作動を所定
時間（数秒）だけ遅延させるタイマー６８が設けられて
いる。

次に、上記実施例の作動について説明する。

先ず、使用停止状態にある車両を運転すべく、そのイグ
ニッションキースイッヂをＯＮ操作すると、それに伴っ
てステッピングモータ５８の制御初期位置が位置決めさ
れる。この後、車両が走行状態に移行すると、そのとき
の車速Ｖが車速センサ１０２により検出されて該車速セ
ンサ１０２からコントロールユニット１００に検出信号
が出力され、このコントロールユニット１００において
転舵比特性との比較照合により車速Ｖに応じた目標転舵
比が算出され、この目標転舵比に対応したパルス信号が
ステッピングモータ５８に出力されてモータ５８が駆動
される。このモータ５８の駆動によりセクタギヤ５３が
回動して該セクタギヤ５３に連結されている揺動アーム
４３の揺動軌跡面が基準面に対し傾斜変更され、この変
更によりステアリングホイール°ｌＯの操作つまり前輪
ＩＬ。

ＩＲの転舵に連動して移動軸線ａ１回りに回動４−るコ
ネクティングロッド４６の動きに対するコントロールロ
ッド４０の移動方向および移動距離が変化し、このコン
トロールロッド４０の（多動に応じて後輪２Ｌ、２Ｒが
前輪ＩＬ、ＩＲに対し上記算出された目標転舵比になる
よう転舵され、このことにより、車両の４輪ＩＬ〜２Ｒ
が低車速時には転舵比か逆位相に、高車速時には転舵比
が同位用にそれぞれなるように制御される。そして、上
記前輪ＩＬ、ＩＲの転舵は、油圧ポンプ２０から供給さ
れた作動油により作動するフロントパワーステアリング
機構１２のパワーシリンダ１３により、また後輪２Ｌ、
２Ｒの転舵は同様に油圧ポンプ２０からの作動油により
作動するりャパワーステアリング機構２５のパワーシリ
ンダ２６によりそれぞれアシストされる。

一方、電気系のフェール時に、それがコントロールユニ
ット１００で検出されると、フェール信号がソレノイド
バルブ６７に人力され、該ソレノイドバルブ６７が開作
動され、油供給管３０の油圧が油排出管３１にドレーン
されることにより、センタリングバネ２６ｄが作用して
後輪２Ｌ、２Ｒが、転舵角θＲが零となる中立位置に復
帰されるようになり、安全に走行できる。

次に、エンジンオフ時には、エンジンをオフした直後は
、油圧ポンプ２０は慣性で回転しているので、油圧が油
供給管３０に作用しており、このときソレノイドバネ６
７を開作動さ仕ると、急激な油圧開放で衝撃音が発生す
る（第６図（ａ）参照）。

そこで、エンジンオフ時は、タイマー６８で所定時間の
遅延後、具体的には油圧ポンプ２０の回転が停止した後
にエンジンオフ信号をソレノイドバルブ６７に人力して
開作動さ仕、浦供給管３０の油圧を油排出管３Ｉにドル
ーンさせる（第６図（ｂ）参照）。

これにより、油供給管３０内の油圧か低下した後にソレ
ノイドバルブ６７が開作動させることになるので、急激
な油圧開放がなくなり、油圧が油排出管３１をたたいて
衝撃音が発生ずるのが抑制されることになる。

上記実施例は、ソレノイドバルブ６７の開作動を遅延さ
せる手段としてタイマー６８を用いたが、タイマー６８
に代えて第５図（ａ）に示すように、ソレノイドバルブ
６７の供給側の配管にオリフィス６９を設け、あるいは
第５図（ｂ）に示すように、ソレノイドバルブ６７の排
出側の配管にダンパー７０を設けたものであってもよい
。この場合には第６図（ｃ）に示すような特性となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る４輪操舵装置の全体構成を概略的
に示す平面図、第２図は後輪転舵機構を斜視状態で示４
−スケルトン図、第３図は車速変化時におけるハンドル
舵角に対する後輪舵角の特性を例示する特性図、第・１
図は所定ハンドル忙角時における車速に対する転舵比特
性を示す特性図、第５図（ａ）及び第５図（ｂ）は第１
図の変形例を示す要部平面図、第６図（ａ）〜第６図（
ｃ）はエンジンオフタイミングと衝撃音との関係をそれ
ぞれ示すグラフである。 ＩＬ、ＩＲ・・・前輪、２Ｌ、２Ｒ・・・後輪、３・・
・前輪転舵機（１カ、ＩＯ・・・ステアリングホイール
、Ｉ２・・・フロントパワーステアリン’ｊＦａ４Ｌ　
　１３・・パワーシリンダ、２１・・・後輪転舵機構、
２５・・・リヤパワーステアリング機構、２６・・・パ
ワーシリンダ、２６ｄ・・・センタリングバネ、３９・
・・転舵比制御機構、６７・・ソレノイドバルブ、６８
・・・タイマー、６９・・オリフィス、７０・・・ダン
パー、Ｉｏｏ・・コントロールユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンにより駆動されるポンプからの吐出油圧
   で後輪を操舵するとともに、該後輪を中立位置に復帰さ
   せるセンタリングバネが設けられた後輪操舵装置におい
   て、 上記後輪に供給される油圧を開時にドレーン可能なソレ
   ノイドバルブと、該ソレノイドバルブをエンジンオフ信
   号により開作動させる制御手段と、上記ソレノイドバル
   ブの開作動をエンジンオフ信号から所定時間だけ遅延さ
   せるディレィ手段とが設けられていることを特徴とする
   車両の後輪操舵装置。