JPH0481361A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は操舵時の車両の運動性能を自在に制御できるよ
うにした車両の後輪操舵装置に関するものであり、特に
方向切換用バルブが故障したときに後輪操舵装置が中立
復帰する際の衝撃を緩和出来るようにしたものである。

（従来の技術） 後輪操舵装置を備えた車両においては、前輪と共に後輪
の操舵が行われる。前輪の操舵角に応じて後輪の操舵角
を適当に制御することにより、車両が旋回している間の
操縦安定を飛躍的に向上することができる。

この様な公知例として、第３図に示す特開昭６３−１９
２６６０号公報に記載されているものがある。

この例の後輪操舵装置は、コントローラからの信号によ
ってソレノイド９４と一体の方向切換バルブ９１を作動
させ、後輪操舵用のパワーシリンダ９２に作動油を供給
して後輪を転舵する構成となっている。また、この装置
のものは後輪を中立に復帰させる手段として後輪操舵用
のパワーシリンダ内に配置したリターンスプリング９３
を使用している。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような装置にあっては、方向切換バルブが
故障して方向切換バルブが中立状態に復帰すると、後輪
はリターンバネの作用で一挙に中立状態に復帰し、この
結果、中立復帰時に衝撃が生じ、操縦安定性が悪化し、
安全性も損なわれるという問題がある。

また、上記の装置の方向切換バルブは、方向切換用のソ
レノイドがスプールバルブと一体に構成されている直動
型となっているため、バルブ全体が大型となり、部品配
置上の取り扱いが悪いという問題がある。更に、スプー
ル直動型であるため、大電流を必要とする等の問題があ
る。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、後輪操舵中に方向切換バルブが故障した場合でも
、後輪が徐々に中立位置に復帰するようにして、操縦安
定性の向上を図ることができる後輪操舵装置を提供する
ものである。更に、バルブ作動用のソレノイドをスプー
ルバルブ本体と切り離した別体型とすることにより、取
り扱いのよい小型の方向切換用スプールバルブをもつ後
輪操舵装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述した技術課題を達成するために講した技術的手段は
、後輪操舵装置は、車両の速度を検出する車速センサー
と、前輪の操舵角を検出するための操舵角センサーと、
該操舵角センサーが検出した操舵角に応じて適当な後輪
操舵角を演算する電子制御装置と、該電子制御装置の演
算結果に基づいて後輪の操舵角を制御する油圧制御ユニ
ットと、前記油圧制御ユニットによって制御された油圧
により後輪の操舵角を変更する後輪駆動手段とを有し、
前記油圧制御ユニットは前記電子制御装置からの信号に
より方向を切り替える方向切換バルブと、前記方向切換
バルブから供給された作動油によって油路を開閉するオ
ーバーラツプ型の方向切換用スプールバルブとを設けた
ことである。

（作用） 前述したパワーシリンダによれば方向切換弁とアクチュ
エータとしてのパワーシリンダとの間の油路中にオーバ
ーラツプ型の方向切換用スプールバルブを挿入したため
、大舵角操舵時に方向切換バルブに異常が発生し、方向
切換バルブが中立状態に復帰し、かつ方向切換用スプー
ルバルブが中立状態に復帰した時も、パワーシリンダに
供給されている作動油がパワーシリンダの中立復帰動作
によって徐々にドレンされ、中立復帰時の衝撃を緩和す
ることができる。また、方向切換バルブをソレノイド部
と方向切換用スプール部とを別体として構成したため、
バルブ本体を小型にでき、設計時のバルブの配置等の取
り扱いが容易となる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例に
ついて説明する。

第１図は本実施例装置のシステム構成を描いたブロンク
図である。前輪操舵機構８０はステアリンクホイール８
１に接続されている。ステアリングホイール８１が回さ
れると、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬの向きが変化する。ス
テアリングホイール８１の回転角度は、前輪側操舵角セ
ンサーＳＴ１によって検出され、電子制御装置ＥＣＵに
入力される。

油圧制御ユニット１０はアクチュエータとしてのパワー
シリンダ３１を制御して左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの向
きを変化させる。パワーシリンダ３１は±７度の動作範
囲内において左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの向きを調節し
得る。また、パワーシリンダ３１は油圧ロック手段５０
を内蔵している。油圧ロック手段５０が動作すると、パ
ワーシリンダ３１は±１度の動作範囲内においてのみ左
後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲＯ向きを調節し得るようになる
。左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの向きは後輪操舵角センサ
ーＳＴ２によって検出され、電子制御装置ＥＣＬＩに入
力される。右後輪ＲＲの近傍には車速センサーＳＰＩが
配設されている。車速センサーＳＰＩは右後輪ＲＲから
車速を検出する。車速センサーＳＰＩによって検出され
た車速は電子制御装置１ＥｃＵに入力される。

また、エンジン８２に接続された変速機８３には車速セ
ンサーＳＰ２が配設されている。車速センサーＳＰ２は
変速機８３の出力軸８４がら車速を検出する。車速セン
サーＳＰ２によって検出された車速は電子制御袋ＷＥＣ
Ｕに入力される。

電子制御装置ＥＣＵは油圧制御ユニット１０を制御し、
左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの向きを調節する。

以下、第２図を参照して油圧システムの全体構成と、油
圧制御ユニット１０及びパワーシリンダ３１及び油圧ロ
ック手段５０の構成について詳細に説明する。

第２図は本発明の油圧システムを示す。同図においてタ
ンデム油圧ポンプ１の吐出口はバイパスバルブ２、油圧
ロック作動バルブ３、左右の方向切換バルブＩＩＬ、ｌ
ｌＲ１方向切換用スプールバルブ１２、及びリリーフバ
ルブ４に接続されている。バイパスバルブ２はライン圧
を決めるためのものであり、このパ“ルブの送出口はド
レンタンク５に接続されている。また、油圧ロック作動
バルブ３は後輪操舵ロッドの動きをタイヤ転舵角換算で
約±１度に規制するためのバルブであり、このバルブの
送出口はパワーシリンダの油圧ロック手段５０のチャン
バー５５の作動油供給口に接続されている。この油圧ロ
ック作動バルブ３は、システムに異常が生じたり、車速
か所定以上になるとタンデム油圧ポンプｌからの作動油
を油圧ロック手段５０のチャンバー５４に供給する。左
右の方向切換バルブＩＩＬ、　ＩＩＲは方向切換用スプ
ールバルブ１２を作動させるためのものであり、方向切
換バルブの送出口１４Ｌ。

１４Ｒは方向切換用スプールバルブ１２の作動油室２２
Ｌ、２２Ｒに接続されている。また、左右の方向切換バ
ルブＩＩＬ、ＩＩＲの送出口１４　Ｌ　、　１４　Ｒは
、常時は油路１８を介してドレンタンクと接続されてい
る。方向切換用スプールバルブＩ２の作動油供給口２６
．２７はタンデム油圧ポンプ１に接続さレテイル。方向
切換用スプールバルブＩ２ノ送出口２８．２９はパワー
シリンダの油室４７．４８に接続されている。また、方
向切換用スプールバルブの排出口３０はドレンタンク５
に接続されている。

以下、システムを構成する方向切換弁１１Ｌ。

１１Ｒ１方向切換用スプールバルブ１２、パワーシリン
ダ３１及び油圧ロック手段５０の構成について詳述する
。

左右方向切換弁１１Ｌ、ＩＩＲは、同じ形のものなので
、ここでは図中左側の方向切換弁１１Ｌの構成を説明す
る。

方向切換弁１１Ｌはハウジングに形成された供給口１３
Ｌと、送出口１４Ｌと、供給口に対向して配置された弁
部材１５とを備えている。弁部材１５は常時はバネ１６
によって図中右方へ押圧され、供給口１３Ｌを閉じ、送
出口１４Ｌを油路１８と連通している。また、弁部材１
５にはソレノイド１７が設けられている。ソレノイド１
７が通電されると、弁部材１５が左方に吸引され、供給
口１３Ｌと送出口１４Ｌとが連通ずる。

方向切換用スプールバルブ１２はバルブハウジング２０
とこのハウジング内に配設されたスプール２１とこのス
プール２１の両端に形成された油室２２Ｌ、２２Ｒと前
記油室に配置されたスプール復帰用バネ２３Ｌ、２３Ｒ
とを備える。このスプールバルブはスプールに形成され
たランド部２４とハウジング２０に形成された溝の肩部
２５とがオーバーラツプしているオーバーラツプ型であ
る。ところでこのスプールバルブ１２はランド部２４と
肩部２５とはオーバーランプしているものの、送出口２
８．２９と排出口３０との間のオーバーランプ部は僅か
な油路が形成されている。従って方向切換用バルブ１２
が中立状態にあっても、パワーシリンダ３１の油室４７
．４８から高圧の作動油がくると、僅かな油路を通って
高圧の作動油がドレンされる構成となっている。スプー
ル両端部に形成された油室２２Ｌ、　２２Ｒは、左右の
方向切換弁ＩＬＬ、ＩＩＲの送出口１４Ｌ、１４Ｒと接
続されている。

また、方向切換用スプールバルブ１２にはタンデム油圧
ポンプ１から作動油が供給される２つの供給口２６．２
７と、作動油をパワーシリンダに送出する２つの送出口
２８．２９と、作動油をドレンタンクに戻す排出口３０
が形成されている。今、スプールバルブの端部に形成さ
れた左油室に作動油が供給されるとスプール２１は右側
へ移動する。これによって供給口２６と送出口２８とが
接続され、また送出口２９と排出口３０とが接続される
。

この結果、パワーシリンダの油室４７に作動油が供給さ
れ、油室４８の作動油はドレンされて摺動ピストン３９
が図中右方へ移動する。

パワーシリンダ３１は略円筒状のボデー３２と、ボデー
の両端を密閉する密閉部材３３．３４と、密閉部材に対
して摺動自在に支持された操舵ロッド３５を備える。密
閉部材３３．３４の間には隔壁３６が強固に固定されて
いる。隔壁３６はボデーに形成された段付き部３７と０
リング３８の間に挟持されている。また、操舵ロッドに
は摺動ピストン３９が強固に固定されている。更に操舵
ロッド３５にはストップリング４０が固定されており、
操舵ロッド移動時このストップリング４０が密閉部材３
３と干渉しないように、密閉部材３３には円筒状の部材
４１が固定されている。操舵ロッド３５には１対のリテ
ーナ４２．４３が挿入されている。１対のリテーナ４２
．４３間にはリターンスプリング４４が配設されている
。リテーナ４２と摺動ピストン３９の間にはスリーブ４
５が挿入されている。スリーブ４５は操舵ロッド３５の
外周に摺動自在に挿入されている。リテーナ４３は操舵
ロッドに固定されたストップリング４０に当接している
。

従って、摺動ピストン３９が密閉部材３３に向かって移
動する時は、スリーブ４５及びリテーナ４２が摺動ピス
トン３９と一体になって摺動する。この時、リテーナ４
３は密閉部材の円筒状の部材４１に当接しており移動不
可能なのでリターンスプリング４４が圧縮される。また
、摺動ピストン３９が密閉部材３４に向かって移動する
時には、リテーナ４３はストップリング４０と操舵ピス
トン３９と一体になって摺動する。このときリテーナ４
２はボデーに形成された段付き部４６に当接しており移
動不可能なので、リターンスプリング４４が圧縮される
。なお、段付き部４６の位置は、リテーナ４２と段付き
部４６が当接した位置において後輪が直進位置になるよ
うに定める。また、円筒部材４１の位置はリテーナ４３
と円筒部材４１が当接した位置において後輪が直進位置
になるように定める。

油圧ロック手段５０は１対の摺動ピストン５１゜５２と
、摺動ピストン５１．５２によって区切られた３つのチ
ャンバー５３．５４．５５を備える。摺動ピストン５１
．５２は操舵ロッド３５の外周に摺動自在に挿入されて
いる。摺動ピストン５１．５２は操舵ロッドに固定した
スナップリング５６．５７の間を摺動しうる。更に、摺
動ピストン５１．５２は摺動ピストン３９よりも大きい
断面積を有している。チャンバー５３．５５はドレンタ
ンク５に接続されており、チャンバー５４は油圧ロック
作動バルブ３の送出口に接続している。

システムに異常が生じたり、車速か所定値以上に高くな
ると、油圧ロック作動バルブ３が作動する。すると、油
圧ロック作動バルブ３が開き、チャンバー５４に作動油
が流入し、チャンバー５４が拡大する。この結果、摺動
ピストン５１゜５２は操舵ロッドに固定したスナップリ
ング５６゜５７に当接する位置まで移動する。この状態
で操舵ロッドが図中左方向に移動すると、摺動ピストン
５１はスナップリング５６に当接した状態で操舵ロッド
と共に図中左方向に移動する。しかし、摺動ピストン５
１は摺動ピストン３９よりも断面積が大きいので、摺動
ピストン５１が密閉部材３４に当接すると操舵ロッド３
５の移動は停止する。この結果、操舵ロッドの移動範囲
ば摺動ピストン５１が密閉部材３４に当接するまでの間
に限定される。操舵ロッドが図中右方に移動するときも
同様に操舵ロッドの移動が限定される。なお、この時は
チャンバー５３．５５内の作動油は排出口５８゜５９を
通ってドレンされる。

続いて作用を説明する。

ステアリングホイール８１が回されると、右前輪ＦＲと
左前輪ＦＬの向きが変化する。ステアリングホイール８
１の回転角は、前輪側操舵角センサーＳＴＩにより検出
され、電子制御装置ＥＣＵに入力される。電子制御装置
ＥＣＵからの信号により、例えば方向切換弁１１Ｌのソ
レノイド１７が作動したとすると、弁部材１５が左方に
吸引され、方向切換バルブの供給口１３Ｌと送出口１４
Ｌとが連通ずる。この結果、スプールバルブの左油室２
２Ｌに作動油が供給され、スプール２１が右方へ移動す
る。スプールバルブの供給口２６と送出口２８とが連通
し、作動油がパワーシリンダの油室４７に流入し操舵ロ
ッドが右方に移動し後輪が転舵する。この操舵ロッドの
動きは後輪操舵角センサーで検知され電子制御装置ＥＣ
Ｕに入力される。なお、この状態のときには、油圧ロッ
ク作動バルブ３が非作動状態となっているため、チャン
バー５５には作動油は供給されていない。このため油圧
ロック機構５０は作動せず、操舵ロッド３５は後輪を大
舵角で転舵することができる。また、方向切換弁１１Ｒ
のソレノイドが作動すると、上記と同様の動きで操舵ロ
ントが左方に移動し、後輪が転舵する。

また、大舵角で操舵中にシステムに異常が生じたり、車
速か所定値以上になると油圧ロンク作動バルブ３が作動
し油圧ロック機構のチャンバー５５に作動油が供給され
る。この結果摺動ピストン５１．５２が操舵ロッド３５
のスナップリング５６、５７に当接するまで移動してチ
ャンバーが拡大する。

摺動ピストン５１．５２の断面積が摺動ピストン３９の
断面積より大きいため、操舵ロッドは強制的にほぼ中立
状態に戻る。この状態のときは、操舵ロッド３５は摺動
ピストン５１と密閉部材３４及び摺動ピストン５２と隔
壁３６とで規制された範囲内でしか移動できない。従っ
てシステムに異常が生じたときは操舵ロッドがほぼ中立
位置に戻り、更に後輪転舵角も規制されるため走行安定
性を高めることができる。

更に、大舵角で操舵中に方向切換バルブのソレノイドが
故障した場合、方向切換用のスプールバルブ１２の油室
の作動油がドレンされ、スプールバルブが中立状態に復
帰する。これに伴い操舵ロッド３５がリターンスプリン
グ４４の作用で中立に復帰しようとする。しかし、方向
切換用のスプールバルブ１２がオーバーラツプ型である
ためパワーシリンダの作動油はバルブ１２のランド部と
肩部との僅かな油路を通ってドレンされる。このため、
パワーシリンダの作動油は一挙にドレンされることなく
操舵ロッドは徐々に中立状態に復帰する。従って、大舵
角で操舵中に方向切換バルブが故障しても操縦安定性が
損なわれることがない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、大舵角で操舵中に、方向切換バルブが
故障し、方向切換用スプールバルブが中立位置に復帰し
ても、パワーシリンダ中の作動油はオーバーラツプ型の
方向切換用スプールバルブから徐々にドレンされるため
、後輪の中立位置への復帰がゆっくり行われ、故障発生
時の操縦安定性が損なわれることがない。また、油路中
の急激な圧力変動も少なくすることができるため、安全
性も向上する。

更に、方向切換バルブと方向切換用のスプールバルブと
を別体で構成したため、従来のソレノイド直動型のスプ
ールバルブと比較して作動電流を小さくすることができ
る。また方向切換用のスプールバルブを小型にできるた
め、部品の配置がやり易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す後輪操舵装置システム構
成図、第２図は油圧システムの全体構成図、第３図は従
来の後輪操舵装置の概略図である。 図の主要部分の説明 １−タンデム油圧ポンプ ２・−バイパスバルブ ３−油圧ロック作動バルブ １０−油圧制御ユニット １１Ｌ、　ＩＩＲ−・−・方向切換バルブ１２−一一一
方向切換用スプールバルブ１３Ｌ、　１３Ｒ−供給口 １４Ｌ、　１４Ｒ−送出口 １５−弁部材　　　　　　１６−バネ １７−　ソレノイド　　　　１８−油路２０−バルブハ
ウジング　２１−・−スプール２２Ｌ、　２２Ｒ−・油
室 ２３Ｌ、２３Ｒ−スプール復帰用ハネ ２４−　ランド部　　　　　２５−肩部２６、２７−供
給口　　　　２８．２９−送出口３０−・排出口　　　
　　　３１−パワーシリンダ３２−・ボデー　　　　　
　３３．３４−密閉部材３５−操舵ロッド　　　　３６
−隔壁 ３７−・段付き部 ３８−０リング ４０−　ストップリング ５６、５７・−スナップリング ３９．５Ｌ５２−摺動ピストン ４１−・−円筒部材 ４２、４３−−−リテーナ ４４・−リターンスプリング ４５−　　スリー７ ４６−段付き部 ５〇−油圧ロック機構 ５３．５４．５５−−チャンバー ８０−前輪操舵機構 ８１−　ステアリングホイール ８２−エンジン ８３−変速機 ８４−出力軸 ＳＰＩ、５Ｐ２−車速センサー Ｓ　Ｔ　１−ｍ−前輪操舵角センサー Ｓ　Ｔ　２−後輪操舵角センサー 特 許

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 後輪操舵装置は、車両の速度を検出する車速センサーと
   、前輪の操舵角を検出するための操舵角センサーと、該
   操舵角センサーが検出した操舵角に応じて適当な後輪操
   舵角を演算する電子制御装置と、該電子制御装置の演算
   結果に基づいて後輪の操舵角を制御する油圧制御ユニッ
   トと、前記油圧制御ユニットによって制御された油圧に
   より後輪の操舵角を変更する後輪駆動手段とを有し、前
   記油圧制御ユニットは前記電子制御装置からの信号によ
   り方向を切り替える方向切換バルブと、前記方向切換バ
   ルブから供給された作動油によって油路を開閉するオー
   バーラップ型の方向切換用スプールバルブとからなるこ
   とを特徴とする後輪操舵装置。