JPH02124371A - 車両の操舵装置 - 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１ （産業上の利用分野） この発明は、前輪と後輪の操舵角を制御するようにした
車両の操舵装置に関する。

（従来の技術） 四輪操舵では、前輪と後輪の舵角をアクティブに制御す
れば、旋回時の運動特性が高められることがわかってい
る。

すなわち、操舵開始時に一瞬後輪を逆相に、また前輪の
舵角を増やして、ヨーレートと横加速度とをバランスさ
せる。これにより、車両の回転運動の立上がりが良くな
る。そして、次の瞬間定常の四輪同相操舵に戻し、横す
べり角を零のまま狙った軌跡どうりに、例えばターンイ
ンを終えるようにしている。

こうした四輪アクティブステアの概念の作動を実現させ
るには、特開昭５７−８７７５９号公報に開示されてい
る操舵システムを使用し、これに特開昭５９−１８６７
７３号公報、又は特開昭６２−１９１２７２号公報に開
示されている位相反転制御を採用することが考えられる
。

すなわち、特開昭５７−８７７５９号公報にはそれぞれ
前輪を操舵する手段と、後輪を操舵する手段とを独立に
制御するようにしたシステムが示され、特開昭５９−１
８６７７３号公報、又は特開昭６２−１９１２７２号公
報には単一の後輪操作手段で後輪の位相を反転させるよ
うにしたものが示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、こ−うした四輪操舵装置は、前輪と後輪を独
立して制御するため、前後間の制御バランスがくずれや
すい。このため、前後輪間の制御バランスをとるための
高度な制御が必要で、かなり高価になる問題がある。し
かも、それに加え単一の後輪操作手段の出力を制御して
、後輪の位相反転を行なうことになるために、制御が複
雑なものとなる。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、簡単な制御、かつ前後間の制
御バランスがくずれることなしに前後輪をアクティブに
制御することができる車両の操舵装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明の操舵装置は、前
輪と同方向に後輪を操舵する同相操舵手段と、この同相
操舵手段と並列に設けられ操舵操作の開始時に前輪と逆
方向に後輪を操舵する逆相操舵手段と、前輪の舵角を切
り増しする進相操舵手段と、この進相操舵手段と前記逆
相操舵手段との作動を共通に制御する制御手段とを設け
る。

（作用） この発明の操舵装置によると、並列な同相操舵手段と逆
相操舵手段との合成出力から後輪舵角が得られ、また共
通の制御手段によって前輪の進相と後輪の逆相が制御さ
れていく。それ故、前後輪間の制御バランスがくずれる
ことはないうえ、後輪の位相反転の制御を簡素化にする
ことができる。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第１４図に示す第１の実
施例にもとづいて説明する。第１図は車両の四輪操舵装
置を示し、１ａおよび１ｂは左右の前輪である。前輪１
ａ、ｌｂは、車体（図示しない）に対して水平方向に揺
動可能に支持されたナックル２ａ、２ｂに回転自在に支
持されている。またナックル２ａ、２ｂは、タイロッド
３ａ。

３ｂを介して例えばラック４およびピニオン５を組合わ
せてなる車速感応型のパワーステアリング６に連結され
ている。すなわち、パワーステアリング６は、ラック４
．ピニオン５．ロークリバルブ７、トーションバー８を
有してなるステアリングギヤアッセンブリ９に、ロータ
リバルブ７につながるステアリング用のパワーシリンダ
装置１０（パワーシリンダ１１内にラック４につながる
ピストン１２を設けてなるもの）と、ロータリバルブ７
に油圧を供給するエンジン駆動のオイルポンプ１３（パ
ワーステ用）とが組合わせられている。

・そして、パワーシリンダ装置１０のピストン１２の両
側のピストンロッド１２ａ、１２ｂが、上記タイロッド
３ａ、３ｂに連結されている。

またステアリングギアアッセンブリ９の入力部となる、
ピニオン５につながるロータリバルブ７のバルブインプ
ットシャフト７ａおよびトーションバー８には、後述す
る進相機構１４（進相操舵手段）、中間ジヨイント１５
．コラムシャフト１６を介してステアリングホイール１
７が連結されている。これにより、ステアリングホイー
ル１７を操作すれば、ラック４をステアリングホイール
１７と同方向に駆動する。そして、それと同時にピスト
ン１２の両側に構成された左室１８゜右室１９にロータ
リバルブ７を通じてオイルポンプ１３で発生した油圧が
供給され、ステアリングホイール１７の操舵力をアシス
トできるようにしている。なお、オイルポンプ１３には
エンジン２０の回転数が、ある領域から上昇するにした
がって吐出流量が低下する特性のポンプが用いられてい
る。

ここで、上記進相機構１４について説明すれば、進相機
構１４は第５図ないし第７図に詳図するようにステアリ
ングギヤアッセンブリ９に、二組の遊星歯車機構２１．
２２およびコントロールバルブ２３を設けて構成されて
いる。

詳しくは、３７はステアリングギヤアッセンブリ９のケ
ース９ａの上端部に設置されたケース、３７ａはそのケ
ース３７の上部開口を閉塞するねじ式のキャップである
。これらケース３７およびキャップ３７ａは、それらを
貫通するボルト３５およびボルト端と螺合するナツト３
６でケース９ａに固定されていて、進相機構１４のボデ
ィを構成している。そして、このケース３７内の上方側
には、インプットシャフト２４がバルブインプットシャ
フト７ａと同軸をなして回転自在に設けられている。な
お、２４ａはインプットシャフト２４を回転自在に支持
する軸受である。インプットシャフト２４の下部外周に
は、サンギア２５が一体に設けられている。このサンギ
ア２５の周囲には、ケース３７側に支持されたリングギ
ヤ２６が設けられている。そして、このリングギヤ２６
とサンギヤ２５との間に、双方のギヤと噛合う四組のプ
ラネタリギヤ２７が設けられ、−段目の遊星歯車機構２
１を構成している。このキャップ３７ａから突出したイ
ンプットシャフト２４の上部に、上記中間ジヨイント１
５が連結される。

またバルブインプットシャフト２４の端部はケース９ａ
の上端開口から上方に突出している。そして、このケー
ス３７内に入るバルブインプットシャフト２４の端部外
周には、−段目の遊星歯車２１と同じ諸元のサンギア２
８が一体に設けられている。またこのサンギア２８の周
囲となるケス３７内には、−段目と同じ諸元のリングギ
ヤ２９が設けられている。そして、このリングギヤ２９
とサンギヤ２８との間に、シャフト３０を介して一段目
のプラネタリギヤ２７と同軸につながる回転自在な四組
のプラネタリギヤ３１が設けられ、二段目の遊星歯車機
構２２を構成している。

なお、プラネタリギヤ２７とプラネタリギヤ３１は、シ
ャフト３０を保持するホルダー３２．シャフト端に設け
たギヤ規制用のホルダー３３により、バルブインプット
シャフト２４の軸心を中心として周方向に移動できるよ
うに支持されているものである。

そして、キャップ３７ａには軸受２４ａの上下方向の動
きを規制するアジャスタ３８が設けられ、遊星歯車機構
２１．２２を所定にステアリングギアアッセンブリ９に
組付けている。なお、３９はシール部材、４０はアジャ
スタ３８の緩み止めのナツト、４１はリングギヤ２６．
２９の上下方向の動きを規制するためのスペーサである
。

またバルブインプットシャフト７ａの先端部は、インプ
ットシャフト２４の軸端に設けた四部４３に挿入されて
いる。そして、このバルブインプットシャフト７ａの挿
入端に上記トーションバー８の端部がピン４４で結合さ
れ、リングギア２６゜２９を固定した状態でステアリン
グホイール１７を操作すると、そのステアリングホイー
ル１７の操舵角を一段目および二段目の遊星歯車機構２
１゜２２を通じ、同じ比でロータリバルブ７およびトー
ションバー８に伝達できるようにしている。但し、バル
ブインプットシャフト７ａの挿入端と四部４３との間に
は、周方向のガタ付きを防ぐためのメタルブツシュ４５
が介装しである。

なお、−段目の遊星歯車機構２１にはステアリングホイ
ール１７から必要以上のトルクが入らないようにした安
全装置４６が設けられている。具体的には、安全装置４
６はリングギア２６の外周面に四部４７を設ける。また
ケース３７側に、上記凹部４７と凹凸嵌合するビン部品
４８．該ビン部品４８を嵌合・方向に付勢するスプリン
グ４９およびアダプタ部品５０で構成されたセットスク
リューを設ける。そして、これにてリングギア２６の回
転方向の動きを凹凸嵌合で規制する構造にして、ステア
リングホイール１７からプリロードを越える過剰な操舵
力がリングギア２９に入ると、凹凸嵌合の解除からリン
グギア２６を回転できるようにして、遊星歯車機構２１
．２２を過剰なトルクから守るようにしている。なお、
図示はしていないが嵌挿状態となるインプットシャフト
端とバルブインプットシャフト端とには、段付部の嵌合
で構成されるストッパ部が設けられていて、上記リング
ギア２６が有る量回転すると、両者が当接してステアリ
ングホイール１７からの操舵力をインプットシャフト２
４からバルブインプットシャフト１６に直接伝達するよ
うにしている。

こうした遊星歯車機構２１．２２を組付けたケース３７
に上記コントロールバルブ２３が組付けられている。

すなわち、コントロールバルブ２３について説明すれば
、５１はリングギア２９と隣接したケース部分に、遊星
歯車機構２２の中心とは直角な方向に沿って一体に設け
られた細長の弁本体である。

弁本体５１内には、リングギア２９の軸心とは直角な方
向に沿って略筒状の弁室５２が形成されている。そして
、弁室５２内にスプール５３が配設されている。スプー
ル５３は、一端が弁室５２の端部に装着したプラグ５４
でスライド自在に支持され、他端が弁室５２のもう一方
の端部にアダプタ５５を介して装着したプラグ５６でス
ライド自在に支持されている。そして、スプール５３の
各軸端面をプラグ５４．５６の孔部５４ａ、５６ａに臨
ませている。またアダプタ５５の内部には、ばね室５５
ａが形成されている。そして、このばね室５５ａ内に、
スプール５３の端部外周の小径部５３ａに摺動自在に嵌
挿したワッシャー５６ａと小径部５３ａの端部に固定し
たスナップリング５７との間に掛は渡したスプリング５
８が収容され、スプリング５８でスプール５３を位置決
めるようにしている。なお、５９はプラグ５４．５６お
よびアダプタ５６の緩み止めのナツトである。

またスプール５３の外周には、該スプール５３の軸部を
移動自在に貫通して板状のレバー６０が設けられている
。レバー６０は、リングギア２９の軸線と直角に交差す
る線上に配置されている。

そして、レバー６０のリングギヤ２９側の端に形成され
た円弧部が、弁本体部分ならびにケース部分に形成され
た通孔６１を通ってリングギア２９の外周面に形成され
た溝部６２に係合されている。

またレバー６０の残る狭幅側の端に形成された円弧部は
、当該端部を覆うように弁室５２に装着されたアダプタ
６３の内底面に設けたプレート６４の溝部６５に回動可
能に係合されていて、レバー全体をプレート６４側の端
を支点としてスプール５３の軸線沿いに回動できるよう
にしている。なお、６６はアダプタ６３の緩み止めナツ
ト、６７はプレート６４とアダプタ６３の内底面との間
に介装された波形のワッシャーである。

このレバー６０を挟んで、プラグ５４側のスプール部分
の外周にカラー６８が摺動自在に嵌挿され、またプラグ
５６側のスプール部分の外周にスリーブ６９が摺動自在
に嵌挿されている。カラー６８およびスリーブ６９は、
それら外側の端部とプラグ５４．アダプタ５５との間に
設けたスプリング７０ａ、７０ｂの弾性力（ブリロー　
ド）によって、レバー６０の両側に押し付けられ、スプ
ール５３上にレバー６０を含めた三つの部品を位置決め
るようにしている。そして、このスリーブ６９で覆われ
たスプール５３の外周面に、環状の溝部で構成される二
つの流入側の室７１．７２が並設されている。またこれ
に対してスリーブ６９の内周面には、室７１．７２の境
界部分に位置して、溝部で構成される三つの流出側の室
７３〜７５が設けられている。そして、室７１は、スプ
ール５３の内部に設けた通路７６を介して、カラー６８
とプラグ５４との間に形成されたばね室を兼ねる受圧室
７７に連通している。さらに室７２は、同様にスプール
５３の内部に設けた通路７８を介して、スリーブ６９と
アダプタ５５との間に形成された、ばね室を兼ねる受圧
室７９に連通している。そして、流出側のうち中央の室
７４は、弁本体５１に設けたボート８０を介して上記オ
イルポンプ１３の吐出部に接続される。また残る室７３
．７５は、弁本体５１に設けたボート８１を介して上記
ステアリングギヤアッセンブリ９のロタリパルプ７の入
口ボート（図示しない）に接続され、オイルポンプ１３
で発生する油圧を利用してリングギヤ２９を所定の位置
に保持させたり、入力された操舵角を切り増しさせたり
することができる追従型サーボ弁（スプールバルブ）を
構成している。すなわち、受圧室７７．７９には通路７
６．７８を通じてオイルポンプ１３の油が流入する構造
なので、二段目のリングギア２９がらの操舵反力により
スリーブ６９が変位すると、室７１．７２と室７３〜７
５との開閉から、変位した一受圧室側に多くの油が流入
すると同時に、残る受圧室側から油が多く流出して、リ
ングギア２９を元の状態に復帰させるべく、変位したス
リーブ６９を元の位置へ戻すようにして゛いる。またプ
ラグ５４およびプラグ５６からスプール５３を変位させ
る力が加わると、先程のスリーブ６９はスプール５３の
変位に追従して動き、レバー６０を回動させてリングギ
ヤ２９を切り増し側に回転させるようになって・いる（
ステアリングギヤ比可変）。

一方、８２ａ、８２ｂは左右の後輪である。後輪８２ａ
、８２ｂは、トーコントロール機構付きダブルウィツシ
ュボーン式の後輪サスペンションに支持されている。す
なわち、後輪サスペンションは、クロスメンバ８３に、
アッパーアーム８４およびロアアーム８５で構成される
上下一対のラテラルアームを設けるとともに、トーコン
トロールアーム８６とトレーリングアーム８７とを中間
関節８８で連結してなるアームを連結する。そして、ア
ーム端に、図示しない車輪支持体を介して、後輪８２ａ
、８２ｂを支持させた構造となっている。中間関節８８
は、回転軸線を略鉛直方向に定めたピンなどの枢支軸８
９から構成されていて、中間関節点の変位にしたがって
後輪８２ａ。

８２ｂの操舵が可能な構造になっている。

そして、クロスメンバ８３に、この後輪サスペンション
の左右の枢支軸８９．８９を結ぶように二連式のリアパ
ワーシリンダ９ｏが設けられている。すなわち、リアパ
ワーシリンダ９ｏは、中央に大径なシリンダ室９１を形
成し、両側に一対の小径なシリンダ室９２ａ、９２ｂを
形成したシリンダ９４内に、中央にシリンダ室９１に応
じた径のピストン部９５ａを有し、両側にシリンダ室９
２ｇ、９２ｂに応じた径のピストン部９５ｂを有してな
るピストン９５を摺動自在に設ける。またそれぞれ両側
のピストン端にピストンロッド９６ａ、９６ｂを連結し
て構成される。そして、ピストン部９５ａで区画される
シリンダ室９１の断面積が大な部分に、同相用の出力を
受ける左室９７ａ、右室９７ｂを構成している。また室
９７ａ、９７ｂと並ぶシリンダ室９２ａ、９２ｂの断面
積が小な空間にて位相用の出力を受けるようにしている
。このシリンダ９４が、軸心方向を左右方向に定めてク
ロスメンバ８３に固定されている。そして、左側のピス
トンロッド９６ａが左側の中間関節３８の枢支軸３９に
連結され、また右側のピストンロッド９６ｂが右側の中
間関節３８の枢支軸３９に連結され、ピストン９５の移
動から後輪８２ａ、８２ｂを操舵できるようにしている
。

そして、このリアパワーシリンダ９０の左室９７　ａ、
　右ｘ９７ｂが同相用のコントロールバルブ９８に油流
路９９を介して接続され、リアパワーシリンダ９０のシ
リンダ室９２ａ、９２ｂが位相用のコントロールバルブ
１００に油流路１０１ａ、１０１ｂを介して接続されて
いる。

同相用のコントロールバルブ９８には、第２図に示すよ
うなスプールバルブが用いられている。

具体的には、スプールバルブは、シリンダ状のケース１
０２内に、両端が一対のスプリング２２０で付勢された
スプール２２１を設ける。このスプール２２１の外周に
は、環状の溝部２２２゜２２３が二つ並設されている。

また溝部２２２゜２２３の空間に臨むケース１０２の周
壁両側には、溝部間の白部分を中心として対称にそれぞ
れリザーブ側ボート２２４ｇ、２２４ｂ、ポンプ側ポー
）２２５ａ、２２５ｂが設けられ、さらに溝部２２２．
２２３の空間に臨むケース１０２の周壁中央には、それ
ぞれアクチエータ側ポー）２２６゜２２７が設けられて
いる。そして、ケース１０２の両端にはスプール端に制
御圧を与えるためのパイロットボート２２８．．２２９
が設けられた構造となっている。そして、アクチエータ
側ボート２２６．２２７が油流路９９に接続される。

この同相用のコントロールバルブ１００のパイロットポ
ート２２８，２２９に、それぞれ上記パワーステアリン
グ６の各左室１８．右室１９が油流路１０３を介し接続
され、パワステ−圧が発生すると、中立状態のスプール
２２１が変位してリザーブ側ボート２２４ａ、２２４ｂ
とポンプ側ボート２２５ａ、２２５ｂとの切換えを行な
うようにしている。そして、コントロールバルブ１００
の各ポンプ側ボート２２５ａ、２２５ｂには、デファレ
ンシャルギヤ１０４で駆動され車速に応じた油圧を（車
速大：油圧増）発生するオイルポンプ１０５が接続され
ている。これにより、車速とスプール２２１の移動回に
応じた油圧をリアパワーシリンダ９０の操舵方向の左室
９７ａあるいは右室９７ｂに供給できるようにしている
。つまり、前輪１ａ、ｌｂの操舵状態に応じて該前輪１
ａ。

１ｂと同方向に後輪８２ａ、８２ｂを操舵できるように
なっている（同相操舵手段）。なお、各リザーブ側ボー
ト２２４ａ、２２４ｂはパワーステアリング６のリター
ンを受けているリザーブタンク１０６に接続される。

また位相用のコントロールバルブ１００には、スプール
バルブ式の四ポート絞り切換弁が用いられている。そし
て、この切換弁の概略的な構造が第３図および第４図に
示されている。但し、第４図は切換弁の概念図を示して
いる。

切換弁について説明すれば、１０７は両側にパイロット
圧用のボート１０８．１０９をもつシリンダ状のケース
、１１０はこのケース１０７内に設けたスプールである
。そして、スプール１１０の両端部はケース内面に形成
された軸受部１１１で摺動自在に支持され、スプール全
体をケース１０７の軸心方向沿いにスライドできるよう
にしている。またスプール端とケース端との間には、そ
れぞれ一対のスプリング１１２，１１３が介装され、ス
プール１１０を位置決めている。このスプリング１１２
，１１３を収容する軸受部外側のばね室は、上記ボート
１０８，１０９に連通している。そして、これらボート
１０８，１０９は分岐路１３２を介して上記油流路１０
３の中途部に接続され、制御圧となるパワーステ圧をス
プール端に与えるようにしている。

また軸受部１１１で挟まれたケース１０７の内腔部分は
大径となっている。そして、この大空間部に露出するス
プール部分の中央に、内腔部分に対応した外径のスリー
ブ１１４が摺動自在に設けられている。このスリーブ１
１４の両端は、スプール１１０に固定された一対のスプ
リング１１５゜１１６によって付勢されていて、スリー
ブ全体をスプール１１０上に位置決めている。そして、
スリーブ端に形成された各空間に、ばね室を兼ねる受圧
室１１７．１１８を構成している。

スリーブ１１４で覆われたスプール１１０の外周面には
、環状の溝部で構成された二つの室１１９．１２０が並
設されている。またスリーブ１１４の内周面には、室１
１９．１２０の境界部分に位置して、環状の溝部で構成
される三つの室１２１〜１２３が設けられている。その
うちの室１１９．１２０は、それぞれスリーブ１１４お
よびケース内周面に形成された通路空間１２４゜１２５
を通じ、ケース外周に穿設したアクチエータ用のボート
１２６，１２７に連通している。そして、ボート１２６
，１２７が油流路１０１　ａ−。

１０１ｂに接続される。また室１２２は、通路空間１２
８を介してケース１０７に設けた油供給用のボート１２
９に連通している。そして、このボート１２９は、油供
給路１３０を介して、上記オイルポンプ１３と共にエン
ジン２０で駆動される定流量型のオイルポンプ１３１の
吐出部に接続されている。具体的には、オイルポンプ１
３１の流量特性は第８図に示されるような吐出流量を有
していて、ボート１２９に一定流量の油を供給できるよ
うにしている。

また残る室１２１，１２３は、それぞれスリーブ１１４
およびケース内周面に形成された通路空間１３３，１３
４を通じ、ケース外周に穿設したリザーバ用のボート１
３５．１３６に連通している。そして、これらボート１
３５，１３６は油路１３７で並列に接続されて、上記リ
ザーバタンク１０６に接続されている。この並列な油路
１３７には、連通路１３８，１３９を介して、それぞれ
上記スリーブ両側の受圧室１１７，１１ｇが並列に接続
され、オイルポンプ１３１からの油を受圧室１１７，１
１８に流入できるようにしている。

また各連通路１３８，１３９には、それぞれリザーバタ
ンク１０６側に対する流れを規制するための逆止弁１４
０が設けられている。そして、さらに逆止弁１４０およ
びリザーバ用のポート１３５間の連通路部分と、逆止弁
１４０およびリザーバ用のボート１３６間の連通路部分
との間には、可変オリフィス１４１（あるいは可変チョ
ーク）を介装した差圧発生用の連通路１４２が接続され
ている。そして、可変オリフィス１４１は、上記デフ駆
動のオイルポンプ１０５に内蔵した車速感応圧力発生器
１４３に接続され、この車速感応圧力発生器１４３から
発生する第９図に示されるようなパイロット圧で、可変
オリフィス１４１の絞り量を車速に感応して可変できる
ようにしている。

詳しくは、車速感応圧力発生器１４３は車速に比例して
回転するオイルポンプ１０５の吐出部内に固定オリフィ
ス（図示しない）を設け、この固定オリフィス前後の差
圧をパイロット圧として、これを流路１４４を介して上
記可変オリフィス１４１に伝える構造にしている。

これにより、コントロールバルブ１００は、スプール端
に加わるパイロット圧によるスプール１１０の変位、そ
のスプール１１０に対するスリーブ１１４の相対変位か
ら、ステアリングホイル１７を切り込んでいくと、パワ
ーステアリング６のパイロット圧の変化率（ハンドル操
舵角速度）と車速に応じた（車速大：油圧減）位相用の
油圧を発生できるようになっている。すなわち、コント
ロールバルブ１００は、操舵操作の開始時に、前輪の操
舵状態の変化速度に応じた出力を、前輪ｌａ、ｌｂと逆
方向に後輪８２ａ、８２ｂを操舵する出力として、リア
パワーシリンダ９０のシリンダ室９２ａあるいはシリン
ダ室９２ｂに供給できるようにしている（逆相操舵手段
）。

こうして並列に設けた同相操舵手段と逆相操舵手段との
合成力から、後輪８２ａ、８２ｂの舵角を決めるように
している。

そして、この位相用のコントロールバルブ１００につな
がる油流路１０１ａ、１０１ｂは、分岐路１４５，１４
５を介して上記進相機構１４のプラグ５４．５６に接続
され、位相用のコントロールバルブ１００を共通な制御
手段として、後輪８２ａ、８２ｂの位相と同時に、前輪
ｌａ。

１ｂを切り増し側にステアリングギヤを進めることがで
きるようにしている（リアパワーシリンダ９０に入力さ
れるパイロット圧による）。

つぎに、このように構成された四輪操舵装置の作用につ
いて説明する。

車両の直進走行時は、ステアリングホイール１７は中立
の状態となるため、前輪１ａ、ｌｂおよび後輪８２ａ、
８２ｂは直進方向に向いている。

そして、こうした直進状態から旋回すべく（ターンイン
）、ステアリングホイール１７を例えば右旋回側に切り
込んでいくと（中高速時）、その切り込んだ舵角に対し
て、操舵角速度および車速に応じ一瞬後輪８２ａ、８２
ｂは逆相に、また−瞬前輪１ａ、ｌｂは入力した操舵舵
角より舵角が増大していく。

詳しくは、ステアリングホイール１７を操作すると、こ
の回転がコラムシャフト１６．中間ジヨイント１５．イ
ンプットシャフト２４を介して一段目の遊星歯車機構２
１のサンギヤ２５に伝達されていく。ここで、リングギ
ヤ２６は操作力を受けるが、リングギヤ２６はセットス
クリュでケース３７に固定されているから、さらにその
回転はプラネタリギヤ２７を介して二段目の遊星歯車機
構２２のプラネタリギヤ３１に伝達されていく。

また二段目の遊星歯車機構２２のリングギヤ３１も操作
力を受けて回転しようとするが、リングギア３１にはコ
ントロールバルブ２３で発生したリングギヤ３１を常に
元の位置に戻そうとする復元力（オイルポンプ１３で発
生した油圧で、スプール５３に対してスリーブ６９の相
対変位を常に零にしようとする力）が操作反力として働
いているから、プラネタリギヤ３１の回転はそのままサ
ンギヤ２８から、バルブインプットシャフト７ａおよび
トーションバー８に伝達されていく。これにより、トー
ションバー８に伝達された回転がピニオン５に伝達され
、前輪１ａ、ｌｂをステアリングホイール１７を切った
方向に操舵していく。そして、同時にバルブインプット
シャフト７ａに伝達された回転でロータリバルブ７が操
作され、オイルポンプ１３で発生した油圧をパワーシリ
ンダ１１の右室１９に供給して、ステアリングホイル１
７の操作をアシストしていく。

一方、同相用のコントロールバルブ９８のスプールは上
記パワーステアリング６のパワステ−圧に応じてストロ
ークされる。そして、このスブールのストロークで、オ
イルポンプ１０５から吐出されるオイルを制御すること
になる。つまり、車速（後輪回転数）とパワステ−圧に
応じた油圧、すなわち前輪１ａ、ｌｂの操舵状態がコン
トロールバルブ９８から発生される。そして、この油圧
が同相側に操舵するリアパワーシリンダ９０の左室９７
ａに流入していく。

他方、位相用コントロールバルブ１００は、パイロット
圧用のポート１０９から上記パワステ−圧がパイロット
圧として加わると、この圧力に比例した量たけスプール
１１０は左側へ変位（ｘｌ　）する。

この変位量は、スプール１１０の端面の面積とパイロッ
ト圧の積と、スプリング１１２．１１３の弾性力とに関
係するから、両者には下記の関係式が成り立つ。

ａｌ　＠Ｆｌ−ＫＩ　ＩＩｘｌ＋ｆ１ つまり、 Ｘｉ　ｍａ＋　　−ｐ、　　　ｆｔ　／Ｋｔで表わされ
る。但し、ａｌはスプール端面の面積。

Ｋ、はスプリング１１５，１１６のばね定数。

ｆｌは同スプリングのプリロード値＋　　Ｆｌはパイロ
ット圧である。

このとき、スプール１１０の変位によって、スリーブ１
１４も同じ方向へ動こうとする。これには受圧室１１７
の油が連通路１４２を通じて受圧室１１８に移動する必
要がある。しかし、連通路１４２には可変オリフィス１
４１が組込まれているので、この際、可変オリフィス１
４１の前後に差圧ΔＰが発生する。ここで、ΔＰは下記
のように表わされる。

ΔＰ−δ・Ｑｂ２／２・Ｃｄ’ｄ２ 但し、δは流体密度、Ｑｂは絞り部を流れる流量、ｄは
紋り部の断面積、Ｃｄは流量係数。

なお、チョーク構造であれば ΔＰ−８・π・μ・ｆＩ／ｄ２ となる。但し、ｇは絞り部の長さ、μは油の粘性係数で
ある。

そして、この差圧ΔＰによってスリーブ１１４はスプー
ル１１０に対して右側に相対ずれを起こしていく。この
ときのｔ１対変位ｙは ｙ−ΔＰ−ｂ２−ｆ２／に２ で表わされる。但し、ｂ２はスリーブの端面の面積、に
２はスプリング１１２，１１３のばね定数、ｆ２は同ス
プリングのプリロード値である。

油供給用のポート１２９からは、オイルポンプ１３１で
発生した一定流量の油が（共給されているから、アクチ
エータ用のポート１２６，１２７からは相対変Ｉｎ　ｙ
に比例した差圧が発生していく。

すなわち、相対変位ｙは、 ｙｏｃΔＰ”Ｑｂ”、１）−１／ｄ２ の関数であるから、 Ｑｂ−ｂ２　　　（ｘｌ−ｙ）／ｌ　　但し、ｔは時間
となる。

しかして、アクチエータ用のポート１２６゜１２７から
は、車速に応じて出力が減少し、かつパワーステ圧の時
間変化率（前輪１ａ、ｌｂの操舵状態の変化速度）に比
例して制御された油圧（差圧）が出力されていく。

そして、この油圧（差圧）が、リアパワーシリンダ９０
のシリンダ室９２ｂには後輪８２ａ。

８２ｂを位相させる出力として供給され、進相機構１４
のプラグ５４には前輪１ａ、１ｂの操舵角を増す出力と
して供給されていく。

そして、第１１図に示されるようにこの後輪８２ａ、８
２ｂを前輪とは逆の方向に操舵しようとするシリンダ室
９２ｂの出力と、後輪８２ａ。

８２ｂを後輪と同方向に操舵しようとする左室９７ａの
出力とが、リアパワーシリンダ９０で対向していく。し
かるに、合成出力により、第１２図に示されるように逆
相側の後輪舵角が得られる。

そして、この後輪舵角にしたがって後輪８２ａ。

８２ｂが操舵されていく。

これに対し進相機構１４では、プラグ５４に制御圧が加
わると、その油圧に比例して第７図の矢印で示されるよ
うにスプール５３が右方向に摺動していく。すると、オ
イルポンプ１３の油圧で行なわれる復元機能により、ス
リーブ６９．カラー６８がスプール５３に追従して、該
スプール５３と相対位置が零となる位置まで移動してい
く。このスリーブ６９．カラー６８の移動により、レバ
ー６０はプレート６４側を支点として回動していく。こ
れにより、リングギヤ２９を時計方向に回転させていく
。ここで、プラネタリギヤ２７゜３１は、運転者で保持
されるステアリングホイール１７にて固定されるから、
そのリングギヤ２９の回転がバルブインプットシャフト
７ａおよびトーションバー８に伝達され、第１０図に示
されるように前輪１ａ、ｌｂの舵角を切り増していく。

こうした第１３図の制御ブロックにしたがって行なわれ
る、操作角速度（操舵状態の変化速度）に応じた逆相、
進相制御により、シャープな口頭性を生み出していく。

そして、つぎの瞬間、ステアリングホイール１７の変化
速度がなくなるに応じて、元の定常状態の四輪同相操舵
（パワーステアリング６による前輪操舵、およびパワー
ステ圧。

車速に応じた後輪操舵の通常の同相四ＷＳ）に入って、
車の動きを安定させていく。これにより、旋回が行なわ
れていく。

なお、第１４図に示すようにステアリングホイル１７を
元に戻す場合や左側に旋回した場合には逆に作動する。

なお、位相用のコントロールバルブ１００のスプリング
１１５，１１６のブリロド値の設定により、ステアリン
グホイール１７をゆっくり操舵したきは位相制御を行わ
ず、通常の同相四ＷＳを行うようにしている。

しかして、こうした前輪１ａ、ｌｂの進相と後輪８２ａ
、８２ｂの一瞬の逆相（遅相）を共通の制御手段で制御
する操舵装置は、前後輪間の制御バランスがくずれるこ
とはない。すなわち、前輪ｌａ、ｌｂを進相にし、後輪
８２ａ、８２ｂを逆相にして、横加速度とヨーレイトの
バランスをとる位相制御は、作動の位相がずれるとヨー
運動と横方向運動のアンバランスを生じるが、共通の制
御手段により、簡単に一定の比率において同時に作動さ
せることができるから、どのような状況下においても制
御バランスがとれる。

しかも、並列に設けた、同相用のコントロールバルブ９
８を制御源とした同相操舵手段と、位相用のコントロー
ルバルブ１００を制御源とした逆相操舵手段との合成出
力によって後輪舵角を得る構造なので、単一のものに比
べ、位相反転制御を簡素化になる。

加えて、万一　フェイルした場合でも、前輪側と後輪側
とが同時にフェイルするので、通常の二ＷＳ機能が確保
される利点もある。

また、この発明は第１の実施例に限らず、第１５図ない
し第１７図に示す第２の実施例、第１８図ないし第２０
図に示す第３の実施例、第２１図ないし第２３図に示す
第４の実施例、第２４図および第２５図に示す第５の実
施例、第２６図に示す第６の実施例、第２７図に示す第
７の実施例のようにしてもよい。

すなわち、第２の実施例は第１の実施例に記載した可変
オリフィス１４１を使用しないで、車速に応じた油圧を
位相用のコントロールバルブ１００に供給するようにし
たものである。

具体的には、可変オリフィス１４１に代えて、固定オリ
フィスあるいは固定チョーク（図示しない）を位相用の
コントロールバルブ１００の油圧回路に設ける。またオ
イルポンプ１０５に該オイルポンプ１０５内に設けたオ
リフィス（図示しない）の前後差圧によって流量を制御
する流量制御弁１５０を設ける。そして、この１ＷＥｆ
ｆｉ制御弁１５０の入口側に、エンジン駆動のオイルポ
ンプ１３１を接続する。また流量制御弁１５０の出口側
を位相用のコントロールバルブ１００のポート１２９に
接続し、流量制御弁１５０でオイルポンプ１３１からの
定流量の油を車速に応じた流量に制御して、位相用のコ
ントロールバルブ１００に供給するようにしている。な
お、第１６図は流量制御弁１５０の入口における流量特
性を示し、第１７図は流量制御弁１５０の出口における
流量特性を示す。

第３の実施例は、位相用のコントロールバルブに代えて
圧力フィードバック型サーボ弁１６０を用い、このサー
ボ弁１６０をＣＰＵ１６１でステアリングホイール１７
のハンドル角速度および車速に応じ電気的に制御して、
位相（反転）、進相に必要な制御圧（差圧）を得るよう
にしたものである。

具体的には、圧力フィードバック型サーボ弁１６０は第
１９図に示されるようなフォースモーク直動サーボ弁が
使用されている。すなわち、１６２は弁本体である。そ
して、この弁本体１６２内には可動スプール１６３がス
プリング１６４によって摺動自在に保持されている。可
動スプール１６３の一方に駆動用のヴオイスコイル１６
４を配置している。そして、弁本体１６２の空隙にマグ
ネット１６５およびヨーク１６６を設けて、一定磁界を
成形しており、ヴオイスコイル１６４に制御電流を流す
と、電流の大きさおよび方向に応じて駆動力が発生し、
負荷圧カフィードバックシリンダ１６７により負荷圧力
と釣合うようになっている。そして、可動スプール１６
３の周囲にはスリーブ１６８が設けられ、可動スプール
１６３の変位に応じた圧力、流量を制御できる四方案内
弁を構成している。そして、このフォースモータ直動サ
ーボ弁のスリーブ中央の溝部に、定量型のオイルポンプ
１３１が接続され、また弁本体１６２に設けたアクチエ
ータ用のボート１６９．１７０に油流路１０１ａ、１０
１ｂが接続されている。なお、スリーブ中央の両側の溝
部はリザーブタンク１０６に接続される。

これに対し、ＣＰＵ１６１にはステアリングホイール１
７のコラムシャフト１６に設けたハンドル角速度センサ
ー１７１および車速を検知する車速センサー１７２が接
続されている。このＣＰＵ１６１の出力側が上記圧力フ
ィードバック型サーボ弁１６０に接続されている。そし
て、入力されるハンドル角速度、車速の各信号に応じＣ
ＰＵ１６１から、位相反転、進相に必要な電流値を出力
して、アクチエータ用のボート１６９，１７０の差圧を
、第１の実施例と同様に制御するようにしている。但し
、第２０図はその差圧ΔＰと電流値ｌとの関係を示す。

なお、圧力フィードバック型サーボ弁１６０とオイルポ
ンプ１３１との間の油圧回路にはりリーフ弁２００．圧
力スイッチ２０１が設けられている。またオイルポンプ
１０５の吐出部には圧力スイッチ２０２が設けられてい
て、フェイルセーフ機能を構成−している。すなわち、
いずれの機器もＣＰＵ１６１に接続されていて、圧力ス
イッチ２０１．２０２から異常な圧力が検知されると（
同相系の油圧フェイル時１位相用の油圧異常時など）　
、ＣＰＵ１６１の指令でリリーフ弁２００の信号をｒＯ
ＦＦＪにして、圧力フィードバック型サーボ弁１６０へ
の供給を遮断して通常の同相四ＷＳモードに切換えるよ
うにしている。

第４の実施例は、進相機構１４のインプットシャフト２
４に操舵角測度を検知する操舵センサー１８０を設ける
とともに、操舵センサー１８０に操舵センサーバルブ１
８１を設けて、位相（反転）、進相に必要な制御圧を得
るようにしている。

具体的には、操舵センサー１８０は第２２図に示される
ように内周側を入力側とし、外周側を出力側としたビス
カスカップリング（粘性クラッチ）１８２を、インプッ
トシャフト２４の外周上に設けた構造となっている。こ
れにより、ステアリングホイール１７を操舵すると、ケ
ース内に充填されたシリコン油１８３の粘性抵抗によっ
て操舵角速度に応じた回転トルクが、ビスカスカップリ
ング１８２のインナーケース１８４、入出力側の複数の
プレート１８５，１８６　（クラッチ板）を通じて、ア
ウターケース１８７から出力されるようになっている。

また操舵センサーバルブ１８１は、第２２図および第２
３図に示されるようにビスカスカップリング１８２と隣
接する進相機構１４のケース３７の周壁部分に、ビスカ
スカップリング１８２の軸心と直角な方向に細長い弁室
１８８を設ける。またこの弁室１８８内の中央の一部を
ビスカスカップリング１８２のアウターケース１８７の
外周面に臨ませ、アウターケース１８７の外周面の一個
所に突設したピン１８９を挿入させる。このピン１８９
を挟むようにして一対のピストン１９０゜１９１を弁室
１８８内に摺動自在に設け、これらピストン１９０，１
９１を一対のスプリング１９２でピン側に付勢する。そ
して、ピストン１９０．１９１に、ビスカスカップリン
グ１８２が変位しないとき、ケース３７に設けた油供給
用のボート１９３と同じくリザーバ用のボート１９４と
を連通させ、ピストン１９０，１９１が変位するにした
がって両ボート間の油圧流路を遮断するとともに、ケー
ス３７に設けたアクチエータ用の左右のボート１９５，
１９６を開閉する溝群１９７を設けた構造となっている
。そして、これにてボート１９５，１９６から操舵方向
および操舵角速度に応じた制御圧を発生させるようにし
ている。

そして、油供給用のボート１９３が定流量型のオイルポ
ンプ１３１に接続される。またアクチエータ用のボート
１９４が油供給路１９９を介してリアパワーシリンダ９
０のシリンダ室９２ａ。

９２ｂに接続される。さらに油供給路１９９の途中が分
岐路１９９ａを介して進相機構１４のプラグ５４．５６
に接続され、発生した操舵方向および操舵角速度に応じ
た制御圧を進相機構１４およびリアパワーシリンダ９０
に進相および逆相の圧力として供給するようにしている
。なお、本実施例はパワーステ用のオイルポンプ１３は
ロータリバルブ７に直接的に接続される。

第５の実施例は、パワーステアリング６のピストン１２
と共に作動するダッシュポット２１０と、同相用のコン
トロールバルブと同じ構造のバルブを使用した位相用の
コントロールバルブ１００ａとを用いて、ハンドル操舵
角速度と車速に応じた制御圧を発生させるようにしたも
のである。

具体的には、ダッシュポット２１０のピストン２１１の
ロッド２１１ａをパワーステアリング６のピストンロッ
ド１２ａに連結する。そして、このダッシュポット２１
０のピストン２１１の両側に形成された室２１２ａ、２
１２ｂ間を、固定オリフィス２１３を介装した連通路２
１４で接続する。これにより、ダッシュポット２１０の
各室２１２ａ、２１２ｂからハンドル操舵角速度に応じ
た差圧が発する。そして、このダッシュポット２１０の
各室２１２ａ、２１２ｂを位相用のコントロールバルブ
１００ａのスプール端側に接続する。またオイルポンプ
１０５に、デファレンシャルギヤ１０４で駆動される第
２５図の破線に示されるような回転数（車速）の上昇に
より流量が低下する特性をもつオイルポンプ２１５ａを
連設する。そして、このオイルポンプ２１５ａの吐出部
をコントロールバルブ１０１ａのポンプ側ボートに接続
して、同コントロールバルブ１００ａからハンドル操舵
角速度と車速に応じた油圧を発生させるようにしている
。むろん、この油圧はリアパワーシリンダ９０のシリン
ダ室９２ａ、９２ｂに供給される。なお、本実施例では
エンジン２０で駆動されるポンプはパワーステ用だけと
なる。

第６の実施例は、第５の実施例の変形例で、ダッシュポ
ット２１０の室２１２ａ、２１２ｂにパワーステアリン
グ６の室１８．１９のパワーステ圧を供給して、ハンド
ル操舵角速度と車速に応じた油圧を発生させるようにし
たものである。なお、ピストン２１１の動きと反対側の
室が負圧とならないよう連通路２１４に、二つの逆止弁
２１５゜２１５を有する油補給路２１６で構成される曲
捕給回路を設けている。

第７の実施例は、第６の実施例の変形例で、ダッシュポ
ット２１０の固定オリフィスに代えて可変オリフィス２
１７を設ける。そして、デフ駆動のオイルポンプ１０５
あるいはその油圧回路に、上述した第１の実施例と同様
な構造の車速感応圧力発生器２１８を設けて、発生する
固定オリフィス前後のパイロット圧（差圧）で上記可変
オリフィス２１７の絞り量を車速に感応して可変できる
ようにしている。

なお、第１の実施例ないし第７の実施例において、第１
の実施例と同じ構成部品には同一符号を附してその説明
を省略した。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、共通の制御手段
によって、前後輪間の制御バランスをくずさずに前後輪
をアクティブに制御することができる。しかも、並列に
設けた同相操舵手段と逆相操舵手段との合成出力によっ
て後輪舵角を得るので、位相反転制御は簡素化したもの
ですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１４図はこの発明の第１の実施例を示し
、第１図はこの発明の後輪操舵装置を適用した四輪操舵
装置を示す構成図、第２図は同相用のコントロールバル
ブを示す断面図、第３図は位相用のコントロールバルブ
を示す断面図、第４図はそのコントロールバルブの概略
図、第５図は進相機構を示す一部切欠した斜視図、第６
図はその二組の遊星歯車機構廻りを示す断面図、第７図
ハ進相機構のコントロールバルブの構造を示す断面図、
第８図はエンジン駆動の定流量のオイルポンプの特性を
示す線図、第９図は車速感応圧力発生器から発するパイ
ロット圧の特性を示す線図、第１０図は進相制御を示す
線図、第１１図は位相制御を示す線図、第１２図はその
合成力を示す線図、第１３図は進相制御と位相制御との
制御形態を示すブロック図、第１４図は左右のハンドル
角でも進相制御と位相制御が行なわれることを示す線図
、第１５図はこの発明の第２の実施例の要部を示す構成
図、第１６図は流量制御弁の入口における特性を示す線
図、第１７図はその出口における特性を示す線図、第１
８図はこの発明の第３の実施例の要部を示す構成図、第
１９図は圧力フィードバック型サーボ弁を示す断面図、
第２０図はその圧力フィードバック型サーボ弁の特性を
示す線図、第２１図はこの発明の第４の実施例の要部を
示す構成図、第２２図は操舵センサーの構造を示す断面
図、第２３図は操舵センサーバルブを示す断面図、第２
４図はこの発明の第５の実施例の要部を示す構成図、第
２５図はその位相用のコントロールバルブに供給する油
圧の特性を示す線図、第２６図はこの発明の第６の実施
例の要部を示す構成図、第２７図はこの発明の第７の実
施例の要部を示す構成図である。 ｌａ、ｌｂ−・・前輪、１４−・・進相機構、８２ａ。 ８２ｂ・・・後輪、９０・・・リアパワーシリンダ、９
８・・・同相用のコントロールバルブ、１００・・・逆
相用のコントロールバルブ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 汀イ１しＸ刃９ 第 図 第 図 第９図 酌量 第 図 第 図 第 図 第 図 鼻 第 ２゜ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪と同方向に後輪を操舵する同相操舵手段と、この同
   相操舵手段と並列に設けられ操舵操作の開始時に前輪と
   逆方向に後輪を操舵する逆相操舵手段と、前輪の舵角を
   切り増しする進相操舵手段と、この進相操舵手段と前記
   逆相操舵手段との作動を共通に制御する制御手段とを具
   備したことを特徴とする車両の操舵装置。