JPH02279464A - 四輪操舵装置 - 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） この発明は、前輪の転舵に関連して後輪を転舵する四輪
操舵装置に関する。

（従来の技術） ステアリングホイールの回転角に応じて流体を突出させ
るメータリングシリンダと、このメータリングシリンダ
からの吐出流体に応じて駆動するバルブ駆動機構と、こ
のバルブ駆動機構の駆動力で切り換わる後輪用制御弁と
を備えた装置は実開閉８０−４５２８６号等で従来から
知られている。

ところで、この種の装置では、高速時にも後輪が前輪と
は逆相の方向に転舵されると危険なので、高速時には上
記後輪の転舵を禁止するのが好ましい。その解決手段と
して例えば車速が設定速度以上になったとき、メータリ
ングシリンダとバルブ駆動機構とを接続するメイン通路
を、一つの戻り通路に合流させるとともに、この戻り通
路に高速時には開となる一つの可変絞りを設けることが
考えられる。

ただし、この場合には、ステアリングホイールを戻すと
きに、メータリングシリンダに流体を吸い込ませるため
に、複数のチエツク弁を設けなければならない、そのた
めにこの従来の装置では、チエツク弁を必要とする分だ
けコストアップになるという問題があった。

この点を解決した例として示したのが第６図の装置であ
る。

この第６図に示した四輪操舵装置は、ステアリングホイ
ール１１のシャフト）２の先端にビニオン１３を設ける
とともに、このビニオン】３を前輪】４のラックシャフ
ト１５に形成したラック１Ｂにかみ合せている。そして
、う７クシヤフ）１５は前輪用パワーシリンダＦＣのピ
ストンロンドと一体化したものである。また、−に記シ
ャフト１２には切換弁１７を設けているが、このｆＪＪ
換弁１７は、ステアリングホイール１】を回すことによ
ってシャフト１２が揺動するとともに、その揺動に関連
して切り換わるようにした公知のものである。

そして、ＦＪＪ換弁１７が上記のようにして切り換われ
ば、前輪用パワーシリンダＦＣの圧力室１８あるいは１
９のうちの一方の圧力室が、図示していない１γＩ輪用
ポンプに接続され、他方の圧力室がタンクに接続するも
のである。

このように前輪用パワーシリンダに圧力流体が供給され
ると、ラックシャフト１５が軸方向に移動するが、ラッ
クシャツ［５が図面右方向に移動すると前輪が左に転舵
され、左方向に移動すると前輪が右に転舵される。

上記７ｉ７７輪用パワーシリンダには、メータリングシ
リンダ）ＬＣを一体的に設けるとともに、このメータリ
ングシリンダにＣの作動コント２０を上記ラックシャフ
ト】５に連結し、作動ロンド２０とラックシャフト１５
とが一体となって同一方向に移動するようにしている。

このメータリングシリンダＭＣには、ピストン２１を摺
動自在に内装し、このピストン２１の両側にメータリン
グ室２２．２３を区画している。そして、上記ステアリ
ングホイールＩｔを中立位置に保持しているとき、ピス
トン２１も図示の中立位置を保つようにしている。ピス
トン２１が中立位置にあるとき、メータリングシリンダ
ＮＯに形成したタンクボート２４．２５が全開状態を維
持する。そして、このタンクボート２４．２５は、ピス
トン２１が移動したとき、その移動方向のタンクボート
が閉じるようにしている。

さらに、このタンクボート２４．２５の外側には、作動
ボート２６．２７を形成しているが、この作動ボート２
６．２７は、ピストン２１の移動位置に関係なく常時開
いた状態を保つものである。

上記のようにした作動ボート２６．２７には、メイン通
路２日、２９を接続するとともに、これらメイン通路２
８．２９は、それぞれの弁操作シリンダＶＣ，、ｖｃ２
のパイロット室３ｏ、３１に接続している。

いま、ステアリングホイール口を回せば、ラックシャフ
ト】５とともに作動ロッド２０が軸方向に移動する。こ
の作動ロッド２０の移動にともなってピストン２Ｉも移
動し、その移動方向側に位置するタンクボー）２４．２
５が閉じられる。そのためにピストン２１の移動ストロ
ークに比例した流量が５作動ボート２６．２７からメイ
ン通路２８．２９に吐出される。したがって、ステアリ
ングホイール１１の操舵：４に比例した流量、換言すれ
ば、ピストン２Ｉのストロークに比例した流量がメータ
リンクシリンダＭＣから吐出されることになる。

さらに、上記メイン通路２日、２９には、ｎＴ変絞り弁
からなる一対のフェイルセイフ弁機構ＯＶＩ、　ＯＶ２
を接続し、このフェルセイフ弁機構を介してメイン通路
２８．２９をタンクＴに接続している。

後輪用制御弁ＲＶは、その本体４Ｇ内にスプール４７を
設けるとともに、このスプール４７の両側にソレノイド
４８．４９を設けるとともに、このソレノイド４８．４
９にはブツシュロッド５０．５１を摺動自在に貫通させ
ている。そして、このブツシュロッド５０゜５１の内端
を、スプール４７の突部５２．５３に接触させるととも
に、その外端を上記弁操作シリンダｖＣ１、ＶＯ２のピ
ストンロッド５４．５５に対向させている。

しかも、これらピストンロッド５４．５５とプッシュロ
ッド５０．５１との間に、遊びとしての対向間隔文を保
持している。

そして、弁操作シリンダＶ（１＋　、ＶＯ２のピストン
５６、５７ノストロークは、メータリングシリンダＭＣ
からの吐出にに比例するが、その吐出着が少ないときに
は、ピストン５６．５７のストロークも小さくなる。し
かも、この小さいストロークが上記対向間隔愛よりも小
さければ、弁操作シリンダが動作しても、後輪用制御弁
ＲＶのスプール４７は図示の中☆１位ごを保ったままと
なる。このようにステアリングホイール１１の操舵角が
小さければ、ブｒ操作シ１）／ダｖＣｔ　、　ＶＯ２が
動作しても、後輪社１制御弁ＲＶがｖＪり換わらないが
、この範囲が不感帯域を構成することになる。

上記のようにした後輪用制御弁ＲＶの本体４６には、後
輪用ポンプＲＰに連通したポンプボート５８と、タンク
に連通したタンクボート５９と、後輪用シリンダＲｅに
連通したシリンダボート６０．６１とを形成している。

そして、スプール４７が図示の中立位置にあるとき、上
記した各ボート５８〜６１が相互に連通するようにして
いる。

−１−記後輪用シリングＲＣは、そのシリンダ本体６２
を両弁操作シリンダＶＣ，、ＶＯ２と一体重に連設する
とともに、当該シリンダＲＣのピストンロフト６３は後
輪用制御弁ＲＶの本体４６と一体的に連設している。

いま、例えばステアリングホイール１１を右に切ったと
すると、それにともなってラックシャフト１５が図面左
に移動して前輪１４を右に転舵する。

上記のようにランクシャフト１５が移動すると作動ロッ
ド２０及びピストン２１も左に移動し、左側のメータリ
ング室２２内の作動流体を作動ボート２６からメイン通
路２６に吐出させる。このようにしてメイン通路２８に
吐出された流体は、弁操作シリンダＶＣＩ　のパイロッ
ト室３０に供給されるが、このときの供給Ｒ１は、ステ
アリングホイール１１の操作醍と車速とによって訣まる
。

つまり、ステアリングホイール１１の操作縫が大きけれ
ば大きいほど、メータリングシリンダ’ＭＣからの吐出
流量が多くなるので、それだけ弁操作シリンダｖＣ１に
供給される流量も多くなる。また中、速が遅ければ遅い
ほど、フェイルセイフ弁機構ＯＶ＋　、　ＯＶ２の開度
が小さくなるので、それだけメータリングシリンダＭＣ
からめ弁操作シリンダに供給される流計ロスが少なくな
り、低速時におけるメータリング油圧による後輪制御を
可能とする。

この状態で車速が徐々に−Ｅ昇すると、フェイルセイフ
弁機構ＯＶ＋　、　ＯＶ２の”ｆ変絞りの開度も徐々に
大きくなり、その流量ロスが大きくなるが、このＩ−ｒ
ｆ変絞りが最大になると、メータリングシリンダからの
全流呈がタンクに戻され、後輪がメータリング油圧信号
によっては転舵されなくなり、フレ／イド４８．４９に
よる電磁式後輪制御状態となる。

（本発明が解決しようとする課題） 上記のようにした従来の装置では、フェイルセイフ弁機
構を二つ、設けなければならず、それだけコストアップ
になるという問題があった。

この発明は、フェイルセイフ弁機構が一つで足りるよう
にし、装置全体のコストダウンを可能にした四輪操舵装
置を提供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は、前輪の転舵に連動して動作するピストンを
イイするとともに、その転舵量に応じた流計を吐出する
一方、Ｆ記ピストンの中ケ位置近傍でのみメータリング
室をタンクへ連通させるタンクボートを形成したメータ
リングシリンダと、後輪を転舵するための後輪用シリン
ダと、この後輪用シリンダに圧力流体を供給する後輪用
ポンプと、これら後輪用ポンプと後輪用シリンダとの間
に接続した後輪用制御弁と、上記メータリングシリンダ
からの吐出埴に応じて動作するとともに、その動作に関
連して上記後輪用ルｊ御弁を切り換えるバルブ駆動機構
と、メータリングシリンダとバルブ駆動機構とを接続す
る一対のメイン通路に接統し、車速センサーからの信号
を受けるコントローラにより、所定の車速風、ヒの時に
は開度を制御して、メイン通路をタンクに開放して上記
ノくルブ駆動機構への圧力流体を作用させないフェイル
セイフ弁機構とを備え、しかも、上記フェイルセイフ弁
機構は、一対のメイン通路の開度を別々に制御する１１
．２絞り部を設けるとともに、これら両絞り部の開度を
単一のスプールで制御する構成にした点に特徴を有する
。

（本発明の作用） この発明は、ステアリングホイールを回すことによって
メータリングシリンダが動作するとともに、このメータ
リングシリンダはその動作績に応じた流量を吐出する。

このようにしてメータリングシリンダから吐出された圧
力流体は、ノくルブ駆動機構に供給される。このときバ
ルブ駆動機構は、メータリングシリンダからの供給流量
に応じてその動作量が制御される。そして、このメータ
リングシリンダからの供給流量は、ステアリングホイー
ルの操舵角と、車速とに応じて制御されることになる。

つまり、ステアリングホイールを大きく回せば、メータ
リングシリンダの吐出量が多くなる。

このとき車速がＪジ定速度以下であれば、７工イルセイ
フ弁機構が全開状態を保つので、上記メータリングシリ
ンダからの吐出量全量がバルブ駆動機構に供給される。

反対に、車速か設定速度以トになると、２工イルセイフ
弁機構が全開になるので、メータリングシリンダからの
吐出縫全柾がタンクに戻され、バルブ駆動機構へは供給
がれなくなる。つまり、車速が設定速爪具−にになった
ときには、フェイルセイフａ濠が発揮されて後輪操舵機
渣が停止トされその後動作が防止される。

また、フェイルセイフ弁機構を可変絞り弁で構成すれば
、車速に応じてその開度を変化させられるので、後輪操
舵を車速感応タイプにすることができる。

さらに、ステアリングホイールを戻すときには、このフ
ェイルセイフ弁機構を介してタンクの流体を、メータリ
ングシリンダに吸い込むことができる。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、フェイルセイフ弁機構である
可変絞り弁を、単一のスプールで構成したので１両メイ
ン通路のそれぞれに別々の可変絞り弁を設ける必要がな
く、それだけ装置の構成が筒中になるとともに、リーク
部分が少なくてその分制御精度の向トを図ることができ
る。

（本発明の実施例） ｚｉ図に示した第１実施例は、前記従来の装置に対して
フェイルセイフ弁機構を一つにした点に特徴を有するも
のである。したがって、以下には、に記フェイルセイフ
弁機構Ｏｖを中心にして説明するとともに、従来と同一
の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

メイン通路２８．２９には、一つのフェイルセイフ弁機
構Ｏｖを接続し、このフェイルセイフ弁機構Ｏｖを介し
てメイン通路２８．２８をタンクＴに接続している。そ
して、を記フェイルセイフ弁機構Ｏｖの囲体的な構成は
、第２図に示すとおりである。

すなわち、このフェイルセイフ弁機構ＯＶｉ±、／・、
ルブケース３２に流入ボート３３．３４と排出ボート３
５とを形成するとともに、」、；記流入ボート３３．３
４をメイン通路２８．２９に連通させ、排出ボート３５
をタンクＴに連通させている。

上記のようにした／ヘルプケース３２には、スプール孔
３６を形成するとともに、このスプール孔３６にスプー
ル３７を摺動自在に内装している。スプール３７の一端
にスプリング３８のばね力を作用させ、他端にはソレノ
イド３８のブ・ンシュロ・ンド４０を接触させている。

このようにしたスプール３７の外周には、第１゜２環状
溝４１．４２を形成するとともに、その軸中心ｍｈには
連通孔４３を形成している。そして、上記第１，２環状
溝は、連通孔４３を介して互いに連通ずる構成にしてい
る。さらに、上記スプール孔３６にも第１．２環状囲部
４４．４５を形成している。

ｌ−記ンレノイド３９はコントローラＣに電気的に接続
しているが、このコントローラＣには、ｌｊ速センサー
ＶＳと舵角センサーＯＳとからの信号が入力されるよう
にしている。

例えば、当該車両の低速走行時には、ブツシュロッド４
０でスプール３７が少し押され、図示の位置を保持する
。換言すれば、スプール３７を図示の位置に保つように
、ソレノイド３９に対する電流を制御し、ブツシュロッ
ド４０の押圧力とスプリング３８トヲバランスさせてい
る。

スプール３７が上記のようにして図示の位置を保ってい
るときには、第１．２環状溝４１．４２と第１．２環状
囲部４４．４５とが食い違い、それら両者が相まって構
成する第１．２可変絞り部ａ、ｂが全開状態を維持する
。

そして、上記の状態で車速を徐々に−Ｅげると、ツレフ
ィト３９に対する供給電流が少なくなる。そのためにス
プリング３８のばね力がブツシュロッド４０の押圧力に
打ち勝ち、スプール３７を図面右方向に移動する。この
ようにスプール３７が移動すると、」二記第１．２可変
絞り部ａ、ｂの開口面積が大きくなるものである。つま
り、この第１実施例によれば、当該１Ｆ両のｉｌｊ速に
比例してフェイルセイフ弁機構Ｏｖの開口面積が徐々に
大きくなるとともに、それが設定速度以上になると２　
フェイルセイフ弁機構が全開状態になるようにしている
。

なお、この第１実施例における弁操作シリンダｖｃ＋　
、　ｖｃ２がこの発明のバルブ駆動機構を構成するもの
である。

しかして、車速が徐々に上昇すると、フェイルセイフ弁
機構Ｏｖの第１．２可変絞り部ａ、ｂの開度も徐々に大
きくなり、その流昨ロスが大きくなるが、この関係を示
したのが第３図である。そして、流星ロスが大きくなっ
て、弁操作シリンダＶＣ１に作動流体の供給流量が少な
くなれば、それだけ当該弁操作シリンダの動作ｈ１も少
なくなるとともに、後輪用制御弁ＲＶの切り換え星も小
さくなるもので、この点は前記従来と同様である。

そして、低速域から設定速度以上の速度域に達すると、
フェイルセイフ弁機構Ｏｖの開度が全開状態になるので
、メータリングシリンダＭＣからの吐出付全贋がタンク
Ｔにドレンされるフェイルセイフ領域Ｎに入る。したが
って、設定速爪具−Ｆの速１隻域で、後輪が不用意に逆
相モードに切り換わるようなことがなくなるとともに、
中高速走行時にステアリングホイール１１を万−大きく
切ったとしても、後輪が逆相に転舵されるという危険も
回避できる。

さらに、上記のように後輪用制御弁ＲＶが切り換わって
から、後輪用シリンダＲＣのピストンロッド６３が移動
すると、その移動量が後輪用制御弁ＲＶの本体４６にフ
ィードバックごれるので、後輪用制御弁ＲＶのスプール
４７が中立位置に相対変位したとき、その位置フィード
バックが完了するものである。

なお、当該車両が中高速域に達すると、車速センサーｖ
Ｓでその車速を検出するとともに、そのｊｌｊ速信号を
コントローラＣに伝達する。このようにＩ＋高速信号を
受信したコントローラＣは、後輪用制御弁ＲＶのいずれ
か一方のソレノイド４８あるいは４９を励磁するように
動作する。いずれのソレノイドを励磁するかは、舵角セ
ンサーＯ５によって検出した操舵方向に応じて相違する
。例えば、前輪１４を右に転舵したときには、後輪用制
御弁ＲＶのソレノイド４９を励磁し、スプール４７を第
１図左に切り換える。スプール４７が左に切り換わると
、後輪用シリンダＲＣの圧力室６５と後輪用ポンプＲＰ
とが庄通し、圧力室６４とタンクＴとが連通ずるので、
そのピストンロッド６３が図面左方向に移動し、後輪６
６を前輪１４と同一方向である右方向に転舵する。

つまり、中高速走行時には、後輪用制御弁ＲＶのいずれ
かのソレノイドを励磁して後輪を前輪と同相モード又は
−瞬逆相に切ったのち同相モードで転舵するようにして
いる。

上記のようにして後輪を転舵した後に、ステアリングホ
イール１１を中ケ位置に戻すと、それにともなってメー
タリングシリング肛のピストン２１も中立位置に戻るが
、このときには、可変絞り部ａあるいはｂを介してタン
クＴの流体がメータリング室に吸い込まれるものである
。

第５図に示した第２実施例は、前輪１４の操舵に関連し
て動作するメータリングシリンダＨＣを設けたこと第１
実施例と全く回様である。ただし、この第２実施例にお
けるメータリングシリンダＭＣは、中立位置にあるピス
トン２１の両側にタンクボート２４．２５を形成してい
る。そして、ピストン２１が所定のストローク移動した
とき、上記タンクボート２４．２５がふさがれるように
しているが、このタンクボートがふさがれない限り、ピ
スト＞′２＋がどのように移動しても、メータリングシ
リンダ肛から流体が吐出されない。つまり、ピストン２
１がタンクボート２４．２５をふさぐまでのストローク
範囲が不感帯域を構成することになるものである。

そして、上記のようにしてメータリングシリンダＭＣか
ら吐出された作動流体は、弁操作シリンダＶＣのいずれ
かのパイロ、ト室６７．６８に供給される。この弁操作
シリンダＶＣのピストンロッド６Ｓにはラコ・り７０を
形成するとともに、このラック７０には連係機構りのピ
ニオン７１をかみ合わせている。

このようにした連係機構りは、上記ビニオンハとは別の
ピニオン７２を設けるとともに、このピニオン７２をピ
ストン口、Ｆ’Ｅｉ３のラック７３にかみ合わせている
。

なお、Ｆ−配弁操作シリンダＶＣと連係機構りとが相ま
って、この発明のバルブ駆動機構を構成するものである
。

また、Ｉ；配風外の構成、すなわち、フェイルセイフ弁
機構Ｏｖを備えるとともに、後輪用制御弁ＲＶの切り換
え位置に応じて後輪用シリンダＲＣを動作させる構成は
、前記第１実施例と同様である。

しかして、当該車両の低速走行時に、ステアリングホイ
ール１１を右に大きく切って、４−記不感帯域以」二に
ピストン２１を第６図左方向にストロークさせると、メ
ータリング室２２内の流体がメイン通路２８に吐出され
るに のメイン通路２８に吐出された流体は、第１実施例と同
様に、フェイルセイフ弁ａ構Ｏｖで流ｈ；を制御されつ
つ、弁操作シリンダＶＣの一方のノクイロフト室６７に
供給される。このように一方のパイロット室６７に圧力
流体が供給されると、連係機構りが動作し、後輪用制御
弁ＲＶのスプール４７を第６図右方向に切り換える。後
輪用制御弁ＲＶのスプール４７が上記のように右方向に
しＪり換われば、第１実施例と同様の原理のもとに後輪
用シリンダＲｅが動作し、後輪６６を前輪１４とは反対
方向である左に転舵する。

つまり、低速走行時にステアリングホイール１１を大き
く切ると、バルブ駆動機構が動作して後輪用制」弁ＲＶ
を切り換え、前後輪を逆相モードで転舵させるものであ
る。

そして、中高速走行時にステアリングホイール１１を小
さく切ると、メータリングシリンダＭＣは不感（＋を域
の範囲で動作するので、Ｉ９：ルブ駆動機構が動作しな
い。このときにはコントローラＣが後輪用制御弁ＲＶに
設けたソレノイドハを励磁してスプールを切り換える９
ただし、この場合には、前後輪が同相モード、又は−瞬
逆相に切ったのち同相モードで転舵されるように当該ス
プール４７の切り換え方向を制御するようにしている。

なお、この第２実施例におけるフェイルセイフ弁機構Ｏ
ｖの機構は、前記第１実施例と全く回様なので、その詳
細な説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は回路図、第２図は可変絞り弁を用いたフェイル
セイフ弁機構の断面図、第３図は低速域におけるフェイ
ルセイフ弁機構の開度特性を示したグラフ、第４図は逆
相モードと同相モードとの転舵角の特性を示したグラフ
、第５図は第２実施例の回路図、第６図は従来の装置の
回路図である。 Ｉ４・・・前輪、ＭＣ・・・メータリングシリンダ、２
８．２９・・・メイン通路、Ｏｖ・・・フェイルセイフ
弁機構ｖＣ１、ＭＣ２−・バルブ駆動機構を構成する弁
操作シリンダ、ＲＶ・・・後輪用制御弁、ＲＣ・・・後
輪用シリンダ、ＲＰ・・・後輪用ポンプ、Ｔ・・・タン
ク、Ｌ・・・バルブ駆動機構を構成する連係機構。 代理人弁理士　１ｌＩＩＳ　　宜之 次 ■ 次 図 六 吹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪の転舵に連動して動作するピストンを有するととも
   に、その転舵量に応じた流量を吐出する一方、上記ピス
   トンの中立位置近傍でのみメータリング室をタンクへ連
   通させるタンクポートを形成したメータリングシリンダ
   と、後輪を転舵するための後輪用シリンダと、この後輪
   用シリンダに圧力流体を供給する後輪用ポンプと、これ
   ら後輪用ポンプと後輪用シリンダとの間に接続した後輪
   用制御弁と、上記メータリングシリンダからの吐出量に
   応じて動作するとともに、その動作に関連して上記後輪
   用制御弁を切り換えるバルブ駆動機構と、メータリング
   シリンダとバルブ駆動機構とを接続する一対のメイン通
   路に接続し、車速センサーからの信号を受けるコントロ
   ーラにより、所定の車速以上の時には開度を制御して、
   メイン通路をタンクに開放して上記バルブ駆動機構への
   圧力流体を作用させないフェイルセイフ弁機構とを備え
   、しかも、上記フェイルセイフ弁機構は、一対のメイン
   通路の開度を別々に制御する第１、２絞り部を設けると
   ともに、これら両絞り部の開度を単一のスプールで制御
   する構成にした四輪操舵装置。