JPS60213573A

JPS60213573A - 車両操舵装置

Info

Publication number: JPS60213573A
Application number: JP59068182A
Authority: JP
Inventors: Seiji Komamura; 駒村　清二; Katsuhiro Suzuki; 勝博鈴木
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1984-04-05
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1985-10-25
Also published as: JPH0512186B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は車両の操舵装置に係シ、特に前輪および後輪全
同時に操舵するに好適な車両の操舵装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

車両操舵装量の動力舵取装置には、操舵力の軽減を図る
ためのパワーシリンダが備えられておシ、車両の操舵は
一般には前輪方式で、この前輪の転舵にパワーシリンダ
ケ用いている。最近では小回シ性能を良くするため、あ
るいはスラローム走行や縦列駐車會し易くする等の観点
から、前輪とともに後輪を転舵する前後輪転舵方式が採
用され５前後輪の転舵にもパワーシリンダを用いるよう
になっている（特開昭５８−１１２８７５号公報参照）
。

るので、この門化にあわせて逆に操舵反力が太門〈ガる
ようにして操舵感を一定に保ち安定した運転ができるよ
うな反力制御式の速度感応システムが採用されている。

しかし、前記した特開昭５８−１１２８７５号公報に示
されるような従来の車両操舵装置では。

第１図に示されるように、後輪２を前輪１と同期させて
転舵できるようにするため、両端にピニオン３Ａ、３Ｂ
の形成場れた作動軸４からなる後輪転舵力伝達経路５、
クランク部材６．コンロッド７等からなる後輪転舵機構
８を設けねばならず、装置全体が複雑化かつ大型化する
という問題点があった。また、この従来の方式では、伝
達経路５゜転舵機構８内の機械的誤差のため１前後輪全
正確に同じたけ転舵することはできなかった。

そこで、パワーシリンダ作動機構全コンパクト化し、か
つ前後輪の転舵量に誤差が生じないようにするため、上
記機械式後輪転舵方式に代えて５操舵軸の回動により同
期して移動可能なスプールをそれぞれ内蔵し前輪用およ
び後輪用の両パワーシリンダへのシリンダ作動流体供給
方向をそれぞれ制御するコントロールバルブを並設した
２連式コントロールバルブ機構を用いて前後輪を同時に
操舵できるパワーステアリング装置が提案されるに至っ
た。この２連式コントロールバルブ機構を用いたパワー
ステアリング装置では１前後輪転舵量は全く同一となっ
て好ま［２いように思える。

しかし、車両旋回の際、車両は一定の旋回半径で旋回す
るものとは限らず、一般には刻々と旋回生徒が変化し、
これに伴って前後輪の各旋回半径もそれぞれ異なってく
るので１前後輪の転舵量はそれぞれの旋回半径に対応す
る転舵角とすることが望ましい。即ち、後輪の操向追従
性全長くして安定した走行を得るためには、後輪転舵量
は前輪のそれよりわずかに太き目にすることが好ましい
にも拘らず、操舵によって前輪と後輪とが全く同−転舵
量となったのでは後輪にすべりが生じ、そのため安定し
た走行ができないという新たな問題を提起するに至った
。

〔発明の目的〕

本発明は前記問題点に鑑みなされたもので、装置構造を
コンパクトなものとするとともに、車両の如何なる走行
状況においても安定した走行全実現できる車両操舵装置
を提供することにある。

〔発明の概要〕

まず１本発明の原理を簡単に説明する。

同期して移動するバルブスプールケ備え−ｆｃＺ連式コ
ントロールバルブ機構を用いて前後輪の両パワーシリン
ダを制御すると１両パワーシリンダへの供給圧油流量は
同一なため、両パワーシリンダの容積を等しくすれば、
前後輪の転舵量は全く同一にすることができるが、実際
にはシリンダ容積や伝導リンク比等を適度に選択して前
後輪の転舵量が所定の比例関係になるように設定する。

しかし、前輪用コントロールバルブは１例えば車速増大
に比例して操舵力が重くなるようにして操舵惑全一定に
保つ反力制御式の速度感応システムを備えているため、
車速が大となればなる程運転者の意図する操舵量に等し
い量の後輪操舵がなされない。そこで後輪操舵が運転者
の意図に合致　゛し、さらに前輪操舵量に対し最適な後
輪操舵量となるように後輪用パワーシリンダへの流体の
供給流量を補正してやればよいという観点から本発明を
なすに至ったものである。

例えば、第２図は２連式コントロールパルプ機構を備え
たパワーステアリング機構の車速Ｖに対する後輪パワー
シリンダへの流体供給流量Ｑの特性を示す図であシ、こ
の図においてラインＸは望ましい供給流量特性を示すも
のであるが、後輪用パワーシリンダに供給される流量は
前輪の速度感応システムが働いてバルブ機構の拘束が越
えるためコントロールパルプの変位が拘束されてライン
Ｙに示されるように少なくなってしまう。そこで、後輪
用パワーシリンダへの供給流量特性全ライン２で示され
るように制御すれば、前輪側パワーステアリングに速度
感応システム（本発明にあっては、車速増大に比例略せ
て反力圧力制御弁を作用させ、バルブスプールの移動全
その両端に形成された反力室への供給圧力全増加【７て
抑制することによって操舵反力を高めるシステム）が働
いても後輪は運転者の意図どうりに望ましい転舵量に補
正されて操舵されることになるのである。

このように１本発明に係る車両操舵装置は、操舵軸ノ回
動ニよシ同期して移動するバルブスプールをそれぞわ、
内蔵【、前輪および後輪用のコントロー　ル／＜ルア”
ｋ　並設した２連式コントロールパルプ機構會用いて前
輪用および後輪用のパワーシリンダ會同時に作動甥せ１
反力圧力制御弁をして少なくとも車速または／および舵
角の増加に応じて前輪側コントロールバルブ機構におけ
る反力室への供給圧力を高めてバルブスプールの動きを
抑制するとともに、後輪用コントロールバルブへの流体
供給路途中に設けられた流量制御弁全して後輪転舵量が
前輪転舵量に対し最適転舵量となるような補正制御、例
えば前記反力室の圧力上昇に比例さあり、これによって
前記目的が達成されるのである。

さらに、後輪用パワーシリンダへの作動流体送帰路に方
向切換弁を設け、所定設定速度以上となると作動流体送
帰路方向を逆転はせ、中高速時には前後輪転舵方向を同
一方向とし、低速時にはそ時の小回シ性能を良くするこ
ともできる。

〔発明の実施例〕

次に１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本実施例に係る車両操舵装置を示すものである
。この図において、車両操舵装置は、前輪１２および後
輪１４の転舵補助力を発生する前輪用パワーシリンダ１
０および後輪用パワーシリンダ２０と、同ｌＡして移動
するバルブスフ”　−ル’１それぞれ内蔵するとともに
両パワーシリンダ１０゜２０それぞれへの圧油供給方向
を制御するコントロールバルブが並設されたコントロー
ルバルブ機構３０と、各コントロールバルブ（前輪コン
トロールバルブ４Ｏ，後輪コントロールバルブ５０）’
ｉ介して両パワーシリンダに圧油管供給する油ポンプ６
０　（６０Ａ、６０Ｂ）と、前輪用コントロールバルブ
４０内のスプールの動きを制御する反力圧力制御弁７０
と、後輪コントロールバルブへの圧油供給路に設けら力
た流量制御弁８ｏと、後輪用パワーシリンダ２０への圧
油の送局路９２途中に設けら：ｆｉｙｖ方向切換弁９０
と、圧力制御弁７ｏ、流量制御弁８０．方向切換弁９（
１作動させるための制御信号ケ送るコントローラ１００
と、から構成されている。

前輪用パワーシリンダ１０および後輪用パワーシリンダ
２０内にはそれぞれピストン（図示せず）が挿通嘔しで
おシ、両ピストンの両端部はそれぞれ前後輪におけるタ
イロッド１５．１６に連接されておシ、シリンダ内への
圧油の供給にょシピストンの摺動をして車輪１２．１４
がそれぞれ転舵するようになっている。

車両（外郭は符号１７で示す）のハンドル１８は転舵軸
１９を介してピニオン軸２１に接続されておシ、ピニオ
ン軸２１は、第４図に示されるように、ピニオン２１Ａ
が一体に形成されて軸受２２で回動自在に支承されてい
る。このピニオン軸２１と直交状態にビニオン２１Ａと
噛合するラック２３が配設されており、ラック２３は前
輪用パワーシリンダ１０内を挿通ずるピスト／に連設さ
れており、ハンドル１８の操作によって前輪１２を転舵
できるようになっている。

２連式コントロールバルブ機構３ｏは、第４図に示され
るように、それぞれ独立したバルブスプール挿通孔４１
　、　ｓ　１　ｙｔ有する前輪コントロールバルブ４０
と後輪コントロールバルブ５ｏとが並設されてピニオン
軸２１のまわシに組付けられた構造となっており、この
スプール挿通孔４１，５１はピニオン軸２１と直交状態
に形成されてお、シ、この挿通孔４１，５１内にはポン
プ６０Ａ、６０Ｂからポンプボート４５，５５に介して
供給される圧油全パワーシリンダ１０．２０に送油方向
を選択して供給するバルブスプール４２．５２が配設嘔
れている。なお第３図、第５図において符号６１　（６
１Ａ、６１Ｂ）は油タンクを示す。パルプスプール４２
．５２外周には第５図、第６図に示されるように、スプ
ール挿通孔４１，５１内周壁との間で圧油通路を形成す
る環状溝４３，４４゜５３．５４がそれぞれ設けられ、
またスプール挿通孔４１，５１内周壁にはこれらの溝４
３，４４゜５３．５４とそれぞれ協働してパワーシリン
ダ１０゜２０の油圧室をポンプ側又はタンク側と選択的
に連通ずるポンプポー）４５．５５及びシリンダボー）
４６，４７．５６．５７％タンクボート４８゜５８が形
成されておシ、バルブスプール４２．５２が図中中立位
置から右方又は左方へ移動すると、その移動方向に応じ
てパワーシリンダ１０．２０へと向けられる圧油の供給
方向が切シ換わるようになっている。

またバルブスプール４２．５２には、ピニオン軸２１と
直交するピン穴４９．５９が形成されておシ、このピン
穴４９．５９とピニオン軸２１會連結する揺動レバー２
４が、パルプスプール４２゜５２とピニオン軸２１とを
隔てる開口部２５（２５（１１）Ａ、２５Ｂ）を通して配置されている。

揺動レバー２４には、ピニオン軸２１に嵌まるリング部
２４Ａの中心全通る対称位置に支持ピン２６　（２６Ａ
、２６Ｂ）及び駆動ピン２７（２７Ａ、２７Ｂ）が突設
嘔れ、駆動ピン２７はパルプスプールｔ２．５２のピン
孔４９．５９内に嵌めラレテおり、揺動レバー２４は支
持ピン２６の支点部２８　（２８Ａ、２８Ｂ）を中心と
して第５図。

第６図左右方向に揺動できるようになっている。

内に装着された圧縮ばね７２によってパルプスプール４
２は中立状態（第５図に示す位置）に保持されている。

一方、スプール挿通孔５１の一端にはバネ室６２が形成
されており、このバネ室６１内に装着された圧縮ばね６
３によってバルブスプール５２は中立状態（第６図に示
す位置）に保持嘔れている。

いま、ハンドル１８′！］ｌ−操作してピニオン軸２１
をいずれかの方向に回動させると、タイロッド１５（１
２）等に連接されているラック２３の抵抗が大きいため、こ
の回動方向にラック２３に沿ってラック２３の移動方向
とは逆方向にピニオン軸２１は変位しようとする。

これにより揺動レバー２４は、ピニオン軸２１に嵌合し
ているのでピニオン軸２１がその変位方向へと揺動する
に伴い、支点部２８を中心として駆動ピン２７が同方向
へと揺動する。こｉ’ＬＫよってバルブスプール４２．
５２が移動して謝→６！２ホード４５と４６（又は４７
）、５５と５６（又は５７）が連通し、パワーシリンダ
ｘｏ、２ｏｉポンプ６０Ａ、６０Ｂから圧油が供給され
、ピニオン軸２１の回動方向にラック２３が駆動されて
前後輪がともに転舵される。

前輪用コントロールバルブ４０の戻り何回路７３の途中
には、可変絞り通路を備えた電磁バルブである圧力制御
弁７０が設けられておシ、後述するコントローラ１００
からの信号によりソレノイド７５を作動させて絞ｐ量を
調節し、コントロールパルプ４０の反力油室７１内へ送
給路７６會介して圧油全供給するようになっている。こ
れによってバルブスプール４２は第５図左右方向に動き
に〈〈なって操舵反力が高められるようになっている。

コントローラ１００Ｋは、走行状況（車速および前輪舵
角）Ｋ応じ次望ましい反力油室内圧力が予め記憶されて
おり、さらに車軸の回転数を検出する車速センサ１０１
から走行時の車速が、また操舵軸１９に設置された舵角
センサ１０２から走行時の前輪舵角が、さらに前輪用コ
ントロールパルプ４０の反力油室７１への圧油送給路７
６途中に設置された反力圧力センサ１０３から反力油室
７１内の圧力がそれぞれ常に送られている。そしてコン
トローラ１００はこれらの入力信号に基づいて１例えば
接地抵抗が小さくなる場合（高速走行時や舵角が小さい
場合）には１反力油室７１内の圧力を高めて操舵反力を
高めるような弁開度制御信号を圧力制御弁７０に送るよ
うになっている。これによシバルブスプール４２が動ｔ
ｋに〈〈なってハンドル１８は重くなシ、高速時の急ハ
ンドルが防止されるのである。

なお１反力油室７１内の圧力を高めバルブスプール４２
の動きを拘束する手段に代えて、車速に応じて操舵軸１
９又はピニオン軸２１の回動を抑制また、後輪用コント
ロールバルブ５０への圧油供給路８２（第３図参照）の
途中には、可変絞り通路を備えた電磁バルブからなる流
量制御弁８０が設置されており、コントローラー００か
らの信号によりソレノイド８４を作動させて絞り量が調
節され、後輪用コントロールバルブ５０に介してパワー
シリンダ２０に供給される流量が調節されるようになっ
ている。コントローラー００には走行状況（反力油室７
１内圧力および前輪舵角）に応じた望ましい後輪コント
ロールバルブ２０への供給圧油流量が予め記憶されてお
り、舵角センサ１０２および反力圧力センサ−０３から
送られる前輪舵角および反力油室７１内圧力を示す入力
信号に基づいて、コントローラー００は望ましい後）輪転前置（パワーシリンダ２０への望ましい供給流量）
となるよう々弁開度信号を出力して流量制御弁８０を制
御するようになっている。例えば、高速走行時には圧力
制御弁７０が働くのでコントロールバルブ機構３０の前
輪側の反力機構のためバルブスプール４２．５２は動き
に〈〈なっており（ハンドル１８操作は重くなっており
）、後輪用パワーシリンダ２０へ供給される圧油流量は
運転者の意図する後輪転舵量に至らない。しかし、コン
トローラ１００からの信号により流量制御弁８０が働い
て後輪用パワーシリンダ２０への供給圧油流量が補正さ
れ、後輪１４転舵量が最適量となるようになっている。

このように１本実施例では流量制御弁８０によって運転
者の意図どうりにして、かつ前輪転舵量に対し望ましい
後輪転舵量まで後輪１４會転舵させることができるよう
になっているので、後輪転舵の追従性會最適に維持して
後輪１４にすべりが生じることもなく安定した走行がで
きる。なお。

流量制御弁８０の構造は新規なものではないためその説
明は省略する。また、前記説明ではコントロールバルブ
５０に供給する圧油流量を制御していルカ、コントロー
ルバルブ５０からパワーシリンダ５０への圧油供給路に
流量制御弁８０による補正圧油を直接供給するように構
成してもよい。

ｔ７ｃ、コントロールバルブ５０と後輪用パワーシリン
ダ２０との圧油送帰路９２の途中には方向切換弁９０が
設けられており、前後輪１２．１４は通常（低速時）互
いに逆方向に転舵されるようになっているが、中高速時
にはコントローラ１００からの切換信号によって圧油送
帰方向が切換わり、前後輪１２．１４は同方向に転舵す
るようになっている。即ち、コントローラ１００には、
車速センサ１０１から走行速度が常に入力されているが
弁切換信号を送るための任意の速度が予め設定されてお
り、走行速度がこの設定速度上越えたときに、コントロ
ーラ１００が方向切換弁９０に弁切換信号を送り、ソレ
ノイド９４を作動させて圧油送帰方向が切換るようにな
っている。

このようにして、車両の低速時には前後輪転舵方向が逆
方向となるので旋回半径を小さくした小回り性能が良く
なシ、中高速時には前後輪転舵方向が同方向とすること
により、変更区間での後輪の追従性を転舵方向に予測的
に合わせられるので。

車線変更、スラローム走行をスムーズに行うことができ
る。

また、方向切換弁９０の切換え全手動で行うことができ
るようにすれば、縦列駐車にも便利である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明によればコンパ
クトな装置構造にして如何なる走行状況においても安定
した走行管実現できる車両操舵装置を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両操舵装置の全体平面図、第２図は速
度感応型２連コントロールノくルブ機構を用いた場合の
速度に対する後輪用パワーシリンダ５の供給流量の変化
曲線を示す図、第３図は本発明の実施例の平面図、第４
図は２連式コントロールバルブ機構の断面図、第５図は
第４図に示す線Ｖ−ＶＫ沿う断面図、第６図は第４図に
示す線■−■に沿う断面図である。１０・・・前輪用パワーシリンダ、１２°°°前輪。１４・・・後輪、１８・・・ノＳジドル、１９・・・操
舵軸、２０・・・後輪用パワーシリ′ンダ、２１・・・
ピニオン軸、’　２１Ａ・・・ヒニオン、２３・・・ラ
ック、２４・・・揺動レバー、２７・・・駆動ピン、３
゛０・・・コントロールバルブ機構、　４０・・・前輪
コントロールバルブ、５０・・・後輪用コントロールバ
ルブ。４２．５２・・・バルブスプール、　４５．請求−）、
４６．４７，５６．５７・・・シリンダポート、４８．
５８・・・タンクボート、６０（’６’　□Ａ、　６０
　Ｂ　）・・・油ポンプ、　７０・・・反力圧力制御弁
、７１・・・反力油室、７５・・・ソレノイド、８０・
・・流量制御弁、８４・・・ソレノイド、９０・・・方
向切換弁、９４・・・ツレ〉イド、１００・・・コント
ローラ、１０１・・・車速セジサ、１０２・・・舵角セ
ンサ、１０３・・・Ｗカセンサ÷４−ａ−ｖ−（１９）＠１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前輪操舵用および後輪操舵用の各パワーシリンダ
と、操舵軸の回動により同期して移動するバルブスプー
ルをそれぞれ内蔵しこのバルブスプールの移動によシ前
記両パワーシリンダへの作動流体供給方向を切換えるコ
ントロールバルブが並設された２連式コントロールパル
プ機構と、前記前輪用コントロールバルブ内のバルブス
プール両端に形成された反力室の圧力を少なくとも車速
または／および舵角の増加に応じて高めるようにしてこ
のバルブスプールの動き全抑制する反力圧力制御弁と、
前記後輪用コン）ｏ−ルバルブへの流体供給路途中に設
けられこのコントロールバルブへ供給する流体流量を前
記反力室の圧力上昇に比例させて増加させるように作用
する流量制御弁と、全備えたことを特徴とする車両操舵
装置。
（２）　前記後輪用コントロールバルブと後輪用パワー
シリンダ間のパワーシリンダ作動流体送帰路途中には、
所定の設定速度を境にパワーシリンダ作動流体供給方向
が逆転する方向切換弁が設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の車両操舵装量。