JP2005212495A - スタビライザ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 前後のスタビライザの捩り剛性の配分を任意に設定することが可能なスタビライザ装置を提供することである。
【解決手段】 前後輪のスタビライザ1f,1rにそれぞれ連結される前輪側および後輪側アクチュエータ2f,2rと流体圧源20とをそれぞれ前輪側および後輪側の各供給流路30f,30rで接続するとともに、前後輪のスタビライザ1f,1rにそれぞれ連結される前輪側および後輪側アクチュエータ2f,2rとリザーバRとをそれぞれ前輪側および後輪側の各排出流路29f,20rで接続し、後輪側の供給流路30rと後輪側の排出流路29rとを連通するバイパス路60を設け、当該バイパス路60の途中に開閉弁63を設け、上記開閉弁63は、前輪側の供給流路30f内の流体圧と、後輪側の供給流路30r内もしくはバイパス路60中の開閉弁63より上流側のバイパス路60内の流体圧をパイロット圧として開閉動作する。
【選択図】 図1

Description

この発明は、車両に搭載されると共にスタビライザに連繋されてスタビライザの捩り剛性力を調節可能なスタビライザ装置の改良に関する。
一般的に車両走向中のステアリング特性においては、特に、走向限界領域においてはオーバーステアとなると、車両のコントロールが著しく困難となるため、オーバーステアよりアンダーステアの方が安全と考えられている。
そこで、上記したところに鑑みて油圧回路によりステアリング特性がアンダーステアとなるようにしたスタビライザ装置の発案がある。このスタビライザ装置は、前後のスタビライザにアクチュエータを結合するとともに、油圧源に対し2つの圧力制御弁を直列に配置し、前側のアクチュエータへの油圧供給管路が作動油の流れの上流側に配置されて構成され、後側のアクチュエータの油圧供給管路と前側のアクチュエータの油圧供給管路とを接続するバイパス路を設けるとともに、このバイパス路の途中に、前側の油圧供給管路から後側の油圧供給管路への作動油の流れを阻止するチェック弁を設けたものである(特許文献1参照)。
そして、上記スタビライザ装置は、車両が旋回走行(コーナリング)に入って車体に横加速度が作用するようになると、圧力制御弁を駆動して油圧源から各アクチュエータに油圧を供給し、これにより各アクチュエータが車体横加速度の方向と大きさに対応した方向のモーメントを発生し、これらモーメントにより前後輪用のスタビライザの捩り剛性を高めてそのとき遠心力で車体に作用するロールモーメントと拮抗する反対方向のロールモーメントを車体に加え、当該車体に生じるロール運動を効果的に抑制する。このとき、常に前側のアクチュエータの発生するモーメントより後側のアクチュエータの発生するモーメントを小さくするか等しくすることにより、すなわち、前側のスタビライザの捩り剛性を後側のスタビライザの捩り剛性を等しくするか高くするとして、ステアリング特性がアンダーステア傾向となるようにしている。
特表2003−525159号公報(図1)
しかしながら、上述のスタビライザ装置では、以下の不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。
すなわち、上記のスタビライザ装置にあっては、前輪側アクチュエータ内の油圧力を後輪側アクチュエータ内の油圧力よりも常に大きくするか若しくは等しくすることで、概ね狙いとするスタビライザの捩り剛性の前後配分を実現するようにしているが、スタビライザの捩り剛性は上記油圧力以外にアクチュエータの仕様、スタビライザの仕様によるので、後輪側アクチュエータ内に油を前輪側より大きくした方がよい場合もある。
また、車両の限界領域における操作性を向上するという観点からは、ステアリング特性をアンダーステア傾向からニュートラルステア傾向にする方が良い場合もあるが、従来のスタビライザ装置では、上記したように、前後のスタビライザの捩り剛性の配分は固定化されており、調整することができない。
さらに、従来のスタビライザ装置では、油圧源に対して圧力制御弁が直列に配置されるので、どちらかの圧力制御弁で急激な圧力変動が生じると、少なからず、他方に影響し、必ずしも狙ったスタビライザ制御を行えず、結果として車両の挙動を不安定にさせる可能性がある。
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、前後のスタビライザの捩り剛性の配分を任意に設定することが可能なスタビライザ装置を提供することである。
上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、前後輪のスタビライザにそれぞれ連結される前輪側および後輪側アクチュエータと、流体圧源に接続され上記各アクチュエータ内にそれぞれ形成した2つの圧力室に流体を導く前輪側および後輪側の各供給流路と、リザーバに接続され上記各アクチュエータ内にそれぞれ形成した2つの圧力室から流体を排出する前輪側および後輪側の各排出流路とを備えたスタビライザ装置において、後輪側の供給流路と後輪側の排出流路とを連通するバイパス路を設け、当該バイパス路の途中に開閉弁を設け、上記開閉弁は、前輪側の供給流路内の流体圧と、後輪側の供給流路内もしくはバイパス路中の開閉弁より上流側のバイパス路内の流体圧をパイロット圧として開閉動作することを特徴とする。
本発明によれば、開閉弁が前輪側の供給流路内の流体圧力および後輪側の供給流路もしくはバイパス路の開閉弁より上流の流体圧力をパイロット圧とし任意の圧力差の設定により開閉動作するから、前輪側のアクチュエータ内に供給されている油圧力と後輪側のアクチュエータに供給されている油圧力との関連付けを任意に設定することができることとなる。すなわち、前後のスタビライザの捩り剛性の配分を任意に設定することが可能となる。
したがって、従来のスタビライザ装置では前後の各アクチュエータ内に供給される流体圧力は固定化された関連付けしか行えなかったが、上記開閉弁を採用することにより、任意の関連付けが可能となり、これにより、アクチュエータの仕様、スタビライザの仕様によって、前後輪のスタビライザの捩り剛性の配分を自由に設定することが可能となるから、個々の車両に最適なスタビライザ装置を実現しうることとなり、さらには、個々の車両にとって最適となる操作性を実現可能となる。
また、車両のステアリング特性をアンダーステア傾向からオーバーステア傾向まで幅広く設定することができ、車両の用途にも幅広く対応することが可能となる。
さらに、前輪側アクチュエータの高圧側圧力室内の圧力が後輪側アクチュエータの高圧側圧力室内の圧力より高くなる場合に開閉弁がバイパス路を連通するようにしておけば、前輪側アクチュエータで発生するモーメントより後輪側アクチュエータで発生するモーメントが必ず小さくなるように設定することができ、車体ロール時の制御にあたり、前輪側スタビライザの捩り剛性は、後輪側スタビライザの捩り剛性より常に大きくなるので、ステアリング特性は常にアンダーステア傾向となり、理想的なステアリング特性を得ることが可能となる。そして、前後のアクチュエータは独立に制御可能であるが、従来と異なり、制御系に万が一支障が生じた場合にあっても、前輪側アクチュエータで発生するモーメントと後輪側アクチュエータで発生するモーメントとに関連性をもたせる事ができるので、後輪側アクチュエータ内の圧力が前輪側アクチュエータ内の圧力より著しく大きくなってしまう事態は招来されず、極端なオーバーステアを引き起こす危惧もない。したがって、車両の挙動を確実に安定させることができる。
また、開閉弁が開弁する上記前輪側アクチュエータ内の各圧力室のうち高圧側となる方の圧力室内の圧力と後輪側アクチュエータ内の各圧力室のうち高圧側となる方の圧力室内の圧力との差の所定値を最適化することで、車両に最適となるステアリング特性を提供することが可能となる。
図1は、この発明によるスタビライザ装置の第1の実施の形態を系統図として示したものである。
この実施の形態の場合、前輪側及び後輪側のアクチュエータ2f,2rは、いわゆる、油圧で駆動するロータリ式アクチュエータとして構成され、たとえば、具体的には図示はしないが、内壁面に180度の間隔を保って構成した二つの隔壁をもつハウジングと、このハウジングの内部に対して外周面に同じく180度の間隔を置いて構成した二枚のベーンをもつロータを回動自在に納めて構成してある。したがって、この実施の形態の場合、流体は作動油となる。
また、ロータは、中心部分をハウジングの内壁に設けた隔壁の先端に摺接し、かつ、ベーンの先端をハウジングの内壁に摺接させることによって、ハウジング内をロータで2つの圧力室に区画し、ハウジングには、2つの圧力室に開口するポート10f,10r,11f,11rが穿設してある。
これにより、各アクチュエータ2f,2rは、ポート10f,10r,11f,11rを通して一方の圧力室または他方の圧力室に流体圧たる油圧を加えることで揺動可能なようになっている。なお、上述したところでは、各アクチュエータ2f,2rをいわゆるダブルベーン形の揺動形アクチュエータとしているが、シングルベーン形やトリプルベーン形としてもよいことは無論であり、ダブルベーン形の二枚のベーン間隔を180度以外の角度としてもよい。
そして、前輪用のスタビライザ1fは、図2に示すように、トーションバー部分を中央で二つに分割して構成し、この分割した部分の一方を前輪側における油圧ロータリ式のアクチュエータのハウジング側に、また、他方をロータ側に固定して構成してある。同様に、後輪用のスタビライザ1rもまた、それをトーションバー部分の中央で二分割し、この分割した部分の一方を後輪側におけるロータリ式のアクチュエータのハウジング側に、また、他方をロータ側に結合することによって構成してある。
このようにして、前輪側におけるアクチュエータ2fは、前輪用のスタビライザ1r,1fに対するスタビライザ剛性可変用のアクチュエータとして作用すると共に、後輪側のアクチュエータ2rは、後輪用のスタビライザに対するスタビライザ剛性可変用アクチュエータとしてそれぞれ作用するようにしてある。
また、前輪側のアクチュエータ2fは、各圧力室のポート10f,11fにそれぞれ接続された給排流路25f,26fを介してソレノイド方向切換弁12fに接続されており、後輪側のアクチュエータ2rは、各圧力室のポート10r,11rにそれぞれ接続された給排流路25r,26rを介して前輪側のソレノイド方向切換弁12rに接続されている。
また、前輪側の給排流路25f,26fは互いに前輪側迂回路27fを介して連通されており、前輪側迂回路27fの途中には、極小径のオリフィス23fが設けられており、また、後輪側の給排流路25r,26rにも同様に、互いに後輪側迂回路27rを介して連通されており、後輪側迂回路27fの途中には、極小径のオリフィス23rが設けられている。
そして、前輪側アクチュエータ2fのポート10f,11fは、4ポート3位置切換弁として構成された前輪側の方向切換弁12fの制御ポートA,Bへと接続されている。つまり、前輪側の給排流路25f、26fは、それぞれ前輪側の方向切換弁12fのポートA、Bに接続されており、また、前輪側の方向切換弁12fを介して前輪側の供給流路30fと前輪側の排出流路29fと選択的に連通または遮断されるようになっている。さらに、前輪側の供給流路30fと前輪側の排出流路29fとの間には前輪側の圧力制御弁15fと前輪側の逆止弁16fが設けられている。
すなわち、上記前輪側の方向切換弁12fにおける供給ポートPは、前輪側の供給流路30fを通して前輪側の圧力制御弁15fの上流側へと結ばれており、さらに前輪側の供給流路30fを上流に遡ると順に前輪側の供給流路30f側からの作動油の流れを阻止する前輪側の逆止弁16fの上流側と分流弁35の一方の出口ポートDに通じ、さらには、この分流弁35の入口ポートCに接続された流路40を介してリリーフ弁17の上流側および流体圧源たる油圧ポンプ20に通じている。
また、前輪側の方向切換弁12fの排出ポートTは、前輪側の排出流路29fを通して前輪側の圧力制御弁15fの下流側へと結ばれており、さらに前輪側の排出流路29fを下流に下ると順に前輪側の逆止弁16fの下流側と、リリーフ弁17の下流側とに通じ、さらには、流路41を介してリザーバRに通じている。
そして、後輪側アクチュエータ2rのポート10r,11rは、4ポート3位置切換弁として構成された後輪側の方向切換弁12rの制御ポートA,Bへと接続されている。つまり、後輪側の給排流路25r、26rは、それぞれ後輪側の方向切換弁12rのポートA、Bに接続されており、また、後輪側の方向切換弁12rを介して後輪側の供給流路30rと後輪側の排出流路29rと選択的に連通または遮断されるようになっている。さらに、後輪側の供給流路30rと後輪側の排出流路29rとの間には後輪側の圧力制御弁15rと後輪側の逆止弁16rが設けられている。
すなわち、上記後輪側の方向切換弁12rにおける供給ポートPは、後輪側の供給流路30rを通して後輪側の圧力制御弁15rの上流側へと結ばれており、さらに後輪側の供給流路30rを上流に遡ると順に後輪側の供給流路30r側からの作動油の流れを阻止する後輪側の逆止弁16rの上流側と分流弁35の他方の出口ポートEに通じ、さらには、この分流弁35入口ポートCに接続された流路40を介してリリーフ弁17の上流側および流体圧源たる油圧ポンプ20に通じている。
また、後輪側の方向切換弁12rの排出ポートTは、後輪側の排出流路29rを通して後輪側の圧力制御弁15rの下流側へと結ばれており、さらに後輪側の排出流路29rを下流に下ると順に後輪側の逆止弁16rの下流側と、リリーフ弁17の下流側とに通じ、さらには、流路41を介してリザーバRに通じている。
なお、分流弁35は、油圧ポンプ20から供給された作動油を一定の流量比率の下で分流し、これら分流された作動油を各方向切換弁12f,12rを通してそれぞれのアクチュエータ2f,2rに分配する。
このとき、分流弁35で分流される流量比率は、このスタビライザ装置が使用される状況、本実施の形態においてはシリンダ1f,1rが発生可能なモーメントを搭載される車両に適するように決定すればよい。そして、リザーバRと油圧ポンプ20とは吸込み管路31とで連通されており、油圧ポンプ20から供給される作動油は、最終的にはリザーバRに導かれ各流路40,41,30f,30r,29f,29r,25f,25r,26f,26rを還流することとなる。
また、前後輪側の各方向切換弁12f,12rは、それぞれ前後輪側の各供給流路30f,30rに接続される供給ポートPを制御ポートAに、排出ポートTを制御ポートBに連通する連通ポジションと、各ポートを遮断する遮断ポジションと、前後輪側の各供給流路30f,30rに接続される供給ポートPを制御ポートBに、排出ポートTを制御ポートAに連通する連通ポジションの三つのポジションを備えた3位置4ポート弁であって、両端をバネ(付示せず)で附勢され、一方のソレノイド70r,70fに電流を印加すると、ポートTとポートAおよびポートPとポートBをそれぞれ連通し、他方のソレノイド71f、71rに電流を印加すると、ポートTとポートBおよびポートPとポートAをそれぞれ連通し、電流を印加しない状態ではバネ力により各ポートT、P、A、Bを遮断するようになっており、通常は電流が印加した状態で上記したいずれかの連通ポジションをとるように設定されている。
さらに、前後輪側の各圧力制御弁15f,15rは、それぞれ前後輪側の各供給流路30f,30rと前後輪側の各排出流路29f,29rとを連通する連通ポジションと遮断する遮断ポジションとを有した比例電磁式リリーフ弁であって、一端にバネ(付示せず)を備え、他端にこのバネに対向するソレノイド14f,14rと、圧力制御弁15f,15rの上流側の圧力を上記バネに対向するパイロット圧としたものであって、具体的には、たとえば、圧力制御弁は、弁体と、弁座と、弁体を弁座に着座させる方向に附勢するバネと、弁体を駆動するソレノイドとからなり、パイロット圧で弁体を開弁方向に押す推力が、上記バネとソレノイドの弁体を閉弁させる方向に押す推力に、打ち勝つと開弁するものであって、ソレノイド14f,14rに印加する電流の大きさによって、クラッキング圧をコントロールできるものであり、印加電流の大きさをコントロールすることによって、クラッキング圧を制御して供給流路30f,30r内の圧力を制御することが可能となっている。
また、リリーフ弁17は、それぞれ流路40と流路41とを接続する連通路36の途中に設けられ、連通路36を連通する連通ポジションと遮断する遮断ポジションとを有し、流路40の内圧が異常に上昇したときパイロット圧で開いて作動油をリザーバRに逃がすようになっている。
なお、前後輪側の各逆止弁16f,16rとしては、従来から各種の油圧機器において広く一般に用いられているものをそのまま適用すればよく、それらの構成についてはよく知られていることであるのでここでは詳細な説明を省略する。
また、アクチュエータ2f,2rに負荷される油圧力を検出するための圧力検出器22f,22rが前後輪側の各供給流路30f,30rの途中に設けられ、前後輪側の各供給流路30f,30r内の油圧力を検出する。このような位置に各圧力検出器22f,22rを設ければ前後輪側の各方向切換弁12f,12rが各ポートを連通している状態において前後輪側の各アクチュエータ2f,2rの圧力室内の圧力を検出することが可能である。
したがって、上述したところでは、前輪側及び後輪側の可変機構Kf,Krは、図1の破線で囲んで示したように、それぞれ各供給流路30f,30rと、各排出流路29f,29rと、各方向切換弁12f,12rと、各圧力制御弁15f,15rとで構成されていることになる。
また、後輪側の供給流路30rと後輪側の排出流路29rとの間は、バイパス路60で連通されており、このバイパス路60の途中には、開閉弁63が設けられている。この開閉弁63は、上記前輪側の供給流路30fから供給される油圧と上記バイパス路60の開閉弁63より上流側から供給される油圧をパイロット圧として、上記前輪側の供給流路30fから供給されるパイロット圧と上記バイパス路60の開閉弁63より上流側から供給されるパイロット圧との圧力差が所定の値以上となると開弁動作するように設定されている。なお、圧力差の所定値は、上記2つのパイロット圧のうちどちらか一方から他方を減じた時の値であり、いずれのパイロット圧を基準として他方のパイロット圧を減ずるかは、このスタビライザ装置が搭載される車両に最適となるように任意に選択される。また、図示するところでは、開閉弁63は、上記所定値により開弁動作するように設定されているが、所定値により閉弁動作する常開型の開閉弁として設定されてもよい。
一方、これらと併せて、車体に作用した横加速度、舵角、車速により前後輪側の各圧力制御弁15f,15rのソレノイド14f,14rへの電流供給量を調節するとともに、前後輪側の各方向切換弁12f,12rを切換制御しつつアクチュエータ2f,2rを通して前後輪側の各スタビライザ1f,1rの捩り剛性を制御するためのコントローラたるECU(図示せず)が設けてある。なお、車両のロール抑制を目的とする場合にあっては、横加速度のみに基づいて制御することも可能である。
上記ECUは、たとえば車体に作用する横加速度の方向および大きさを横加速度信号として検出する横加速度検出器(図示はしないが、例えば、車体の該当部位に設けた横加速度センサ)と、舵角を信号として検出する舵角検出器(図示せず)と、車速を信号として検出する車速検出器(図示せず)と上述の圧力検出器22f,22rとに接続され、これら横加速度信号、舵角信号、車速信号、圧力信号を処理し、電流を各ソレノイド70f,70r,71f,71r,14f,14rに印加して、方向切換弁12f,12rと圧力制御弁15f,15rを制御動作させる。
すなわち、ECUは、複数の出力端子(図示せず)を備え、これらの出力端子を信号線(図示せず)で各方向切換弁12f,12rのソレノイド70f,70r,71f,71rと各圧力制御弁15のソレノイド14f,14rに結び、当該ECUで各方向切換弁12f,12rと各圧力制御弁15f,15rとを制御するようにしてある。
次に、以上のように構成したこの発明の実施の形態であるスタビライザ装置の作動について説明する。
例えば、車両が平坦路を直進走行しているとき、すなわち、横加速度検出器および舵角検出器からの検出信号がないときには、車体はローリングしないので、スタビライザの捩り剛性を高めると乗り心地が悪くなる。そのような状態の場合には、ECUは、スタビライザの機能を減殺するべく、各圧力制御弁15f,15rのソレノイド14f,14rへ電流供給を行わず、各圧力制御弁15f,15rのバネ力のみで弁体を附勢している状態とする。すなわち、各圧力制御弁15f,15rのクラッキング圧は最小となる。その結果、油圧ポンプ20からの作動油は各圧力制御弁15f,15rを押し開き、この各圧力制御弁15f,15rを介して、各排出流路29f,29rよりリザーバRへ還流する。さらに、各方向切換弁12f,12rのソレノイド70f,70rもしくはソレノイド71f,71rへ電流を供給して上述の各ポートを連通するようにする。このとき、各方向切換弁12f,12rの各ポートT,P,A,Bは連通されている状態であれば良いので、ポートTとポートAおよびポートPとポートBをそれぞれ連通させても良いし、ポートTとポートBおよびポートPとポートAをそれぞれ連通しても良い。
上述の場合のECUの具体的処理は、以下のようになる。先ず、横加速度および舵角がゼロであることを、各検出器からの信号の入力がないことをもって、ECUは車両が平坦路を直進走行していることから、スタビライザに負荷されるモーメントがゼロであることを認識して、上述のように、スタビライザの機能を減殺するべくスタビライザの捩り剛性を低くする。この場合、各アクチュエータ2f、2rの各圧力室に何等油圧力が負荷されない状態にするべきであること、すなわち必要油圧値がゼロであることを算出する。そして、ECUは、各圧力室に油圧力の供給をストップするべく、上述のように各圧力制御弁15f,15rへの電流供給をストップする。このとき、図3に示すように、各圧力制御弁を上述した比例電磁式リリーフ弁ではなく、電磁式の流量制御弁80f,80rを使用する場合には、圧力検出器22f,22rで検出した油圧力の値と上述の算出した油圧力の値と比較して、その比較結果により流量制御弁80f,80rに供給している電流の大きさを制御して、流量制御弁80f,80rの弁開口面積を制御し算出した油圧力値と検出した油圧力値とが同一になるように制御するとしてもよい。なお、流量制御弁80f,80rを使用する場合には、上述のような車両が平坦路を直進走行中のときは、流量制御弁80f,80rの弁開口面積を無条件に最大にするようにしても良い。
また、一方では各方向切換弁12f,12rを上述のように各ポートが連通するように電流供給を行う。したがって、この場合には、上述のように油圧ポンプ20から供給される作動油は各圧力制御弁15f,15rを優先的に通過して、リザーバRに流入し、各アクチュエータ2f、2rには何等油圧力が負荷されない状態に制御することができることとなる。
以上より、本実施の形態のスタビライザ装置では、アクチュエータ2f、2rの各圧力室に負荷される油圧力をゼロにすることができ、車両が直進走行中に突然路面からの入力があっても、各圧力室の油圧力が何等生じてない状態になっているので、スタビライザの機能が発現することを効果的に防止することが可能である。これにより車両における乗り心地が向上する。
他方、コーナリング時や車速が高速であって舵角が大きい時等のように車両が旋回走行に入って車体に横加速度が発生すると、ECUには横加速度検出器、舵角検出器および車速検出器が検出した各信号が入力される。
ECUは、これら各検出した信号に基づいて出力端子から信号線を通して各圧力制御弁15f,15rのソレノイド14f,14rに供給している電流を制御して、当該各圧力制御弁15f,15rのクラッキング圧を制御して、前後の各アクチュエータ2f,2rに供給する圧力を制御する。
また、油圧ポンプ20から供給された作動油は、各方向切換弁12f,12rのポートTに送り込まれると共に、これら各方向切換弁12f,12rの戻りポートPはリザーバRへと連通される。
一方、ECUは、横加速度検出器、舵角検出器および車速検出器からの各信号に基づいて、そのとき車体に作用しているスタビライザに負荷される外部モーメントの大きさと向きに対応してスタビライザに負荷すべきモーメントとその向きを演算し、これに準じた制御信号を電流として各出力端子から出力する。
上記ECUの各出力端子から個々に出力された制御信号電流は、それぞれの信号線を通して対応する各圧力制御弁15f,15rのソレノイド14f,14rおよび各方向切換弁12f,12rのソレノイド70f,70rもしくはソレノイド71f,71rに通電され、これら各圧力制御弁15f,15rおよび各方向切換弁12f,12rを別々に制御する。
これに伴い、各方向切換弁12f,12rは、スタビライザに負荷される外部モーメントの向きに対応して、スタビライザにその外部モーメントに対抗する向きにモーメントを負荷すべく、上記した連通ポジションのいずれかに切換わりポートTとポートAおよびポートPとポートBを連通もしくはポートTとポートBおよびポートPとポートAを連通するように切換え動作して、油圧ポンプ20から供給される作動油を各給排流路25f,25r,26f,26rから各アクチュエータ2f,2rのそれぞれのポート10f,10r,11f,11rのどちらかに流入させる。
かくして、各アクチュエータ2f,2rには、それぞれのポート10f,10r,11f,11rのどちらかに流入させた作動油により作動油流入側の圧力室の油圧力が高まり、各アクチュエータ2f、2rの一方の圧力室に作動油が供給されると、たとえば、ベーンが右方向に回転し、他方の圧力室に作動油が供給されると、ベーンが左方向に回転し、その結果アクチュエータ2f、2rにはベーンを左右方向に回転されるモーメントが発生し、これらモーメントにより前後輪用の各スタビライザ1f,1rに対しスタビライザに作用した外部モーメントの向きと大きさに対抗するモーメントを加えることが可能となり、ひいては、車体のロールを抑えることが可能となる。つまり、車体にロールが発生しようとすると、前後輪側の各スタビライザ1f,1rが横加速度の大きさに合わせて当該車体を反対側に傾けようとする方向に捩られる。これにより、各スタビライザ1f,1rは、その方向への捩り剛性が大きくなり車体に生じようとするロール運動を抑制することになる。なお、このスタビライザ装置が搭載される車両の特性に適した制御を行えるようにすればよいので、外部モーメントに対しスタビライザに負荷するモーメントの大きさを車両の特性に適合するような値となるようにECUに算出させればよい。
また、上述の車体ロール時のECUの具体的処理は、以下のようになる。先ず、横加速度、車速および舵角に基づいて、ECUは車体がロールしていることを認識して、上述のように、スタビライザの機能を発現するべく捩り剛性を高くする、この場合、各アクチュエータ2f、2rの各圧力室のどちらかに油圧力を負荷してスタビライザにモーメントを負荷すべきであること、すなわち負荷すべきモーメントの発生に必要な油圧値を算出する。
そして、ECUは、各アクチュエータ2f、2rのそれぞれの各圧力室のどちらかに必要とされる油圧力の供給するべく、上述のように各圧力制御弁15f,15rへの電流供給を大きくするか小さくして各供給流路30f,30r内の圧力が必要油圧値以上となると各圧力制御弁15f,15rが開弁するようにする。すなわち、各圧力制御弁15f,15rのクラッキング圧を上記必要油圧値となるように制御する。
このとき、上述したように圧力制御弁15f,15rを図3に示すように、電磁式の流量制御弁80f,80rとする場合には、圧力検出器22f,22rで検出した油圧力の値と上述の算出した油圧力の値と比較して、検出した油圧力が算出した油圧力の値より大きい場合には、流量制御弁80f,80rの弁開口面積を大きくし、逆に、検出した油圧力が算出した油圧力の値より小さい場合には、流量制御弁80f,80rの弁開口面積を小さくし、算出した油圧力値と検出した油圧力値とが同一になるように制御するとしてもよい。また、一方では各方向切換弁12f,12rを上述のように各ポートが連通するように電流供給を行う。したがって、この場合には、油圧ポンプ20から供給される作動油は各圧力制御弁15f,15rを通過する作動油と各アクチュエータ2f、2rへ流入する作動油とに分けられ、各アクチュエータ2f、2rにはECUが算出した油圧力が負荷される状態に制御することができることとなる。
以上が、スタビライザ装置の基本的な作動であるが、本実施の形態におけるスタビライザ装置の制御にあたっては、上記した制御手法は一例であって、これ以外の制御手法によってもよく、実際このスタビライザ装置が搭載される車両等に応じて最適となる制御手法を採用すればよい。
つづいて、上記開閉弁63の作動について説明する。上述したように、車体ロール時には、各方向切換弁12f,12rは、スタビライザに負荷される外部モーメントの向きに対応して、スタビライザにその外部モーメントに対抗する向きにモーメントを負荷すべく連通ポジションを採るが、後輪側の供給流路30rと後輪側の排出流路29rとの間は、上述したように、バイパス路60によって連通され、そのバイパス路60の途中には開閉弁63が設けられている。
そして、この開閉弁63は、上述のように、前輪側の供給流路30fから供給されるパイロット圧と上記バイパス路60の開閉弁63より上流側から供給されるパイロット圧との圧力差が所定の値以上となると開弁動作もしくは閉弁動作するように設定されている。ここで、前輪側の供給流路30fから供給されるパイロット圧は、制御中は、前輪側アクチュエータ2fの高圧側となる圧力室内に連通されるので、前輪側アクチュエータ2fの高圧側となる圧力室内の油圧力となり、上記バイパス路60の開閉弁63より上流側から供給されるパイロット圧は、制御中は、後輪側アクチュエータ2rの高圧側となる圧力室内に連通されるので、後輪側アクチュエータ2rの高圧側となる圧力室内の油圧力となる。
したがって、上記開閉弁63は、前輪側の供給流路30fから供給されるパイロット圧と上記バイパス路60の開閉弁63より上流側から供給されるパイロット圧との圧力差が所定の値以上となると開弁動作操作もしくは閉弁動作するから、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力と、後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力とに関連性をもたせる事ができ、これにより、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとに関連性をもたせる事ができる。
そして、上記した関連性は開閉弁63の設定により任意に決定される。ここで、開閉弁63の具体例を挙げつつ上記関連性について詳細に説明する。まず、開閉弁63を、具体的にはたとえば、図4に示すように、中空なバルブボディ100と、バルブボディ100内に摺動自在に挿入されるスプール110と、上記スプール110でバルブボディ100内に隔成された一方室102と他方室103と、附勢バネ115とで構成する。バルブボディ100は、内部に中空孔101を備えており、スプール110は、中空孔101の内周面に摺接する遮断部111と上記遮断部111の端部から延設される凸部114とで構成され、このスプール110は、バルブボディ100の中空孔101内に附勢バネ115に附勢されて挿入される。そして、このスプール110の遮断部111により中空孔101内が他方室103と一方室102が隔成され、遮断部111の外周にはシール部材S1が設けられ、一方室102と他方室103は封止されている。すなわち、スプール110は、附勢バネ115により他方室103に向けて附勢されている。また、バルブボディ100内に形成された一方室102は上記前輪側の供給流路30fに連通されており、また、他方室103は、バルブボディ100に設けられた一対のバイパスポート104,105を介してバイパス路60に接続されている。そして、スプール110が附勢バネ115により附勢されて凸部114の図4中右端が中空孔101の右端面に当接した状態では、スプール110の遮断部111は、常時一方のバイパスポート104を遮断する状態となり、他方室103内と一方室102内との圧力差が所定値以上となったときにスプール110が附勢バネ115の付勢力に抗して図4中左方に移動すると、遮断部111は一方のバイパスポート104を開放するようになっている。そして、この開閉弁63の場合、一方室102内の圧力を受けるスプール110の受圧面は遮断部111の図4中左端面となり、他方室103内の圧力を受けるスプール110の受圧面は遮断部111の図4中右端面と凸部114の図4中右端面となるので、一方室102側と他方室103側の受圧面の面積は同一となる。したがって、附勢バネ115のイニシャル荷重によりクラッキング圧が設定され、この場合、クラッキング圧は、上記した他方室103内と一方室102内との
圧力差の所定値とされる。すなわち、上記所定値は、附勢バネ115のイニシャル荷重により設定される。
したがって、この図4に示した開閉弁63であれは、開弁する時の圧力差、すなわち、クラッキング圧は上述したように附勢バネ115のイニシャル荷重により設定されるから、附勢バネ115のイニシャル荷重をFSとし、スプール110の受圧面積をAとすると、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとに、たとえば、図5の線Wに示したように、PF=PR−FS/Aで示される関連性を持たせることができる。すなわち、従来のスタビライザ装置による関連性、すなわち、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRが等しい場合を示す線Vに対し、附勢バネ115のイニシャル荷重FSだけ切片がマイナス側にオフセットされることとなる。したがって、この場合には、上記した線Wで区切られた範囲W1の領域内で前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRの制御が可能となる。
つづいて、開閉弁63を、具体的にはたとえば、図6に示すように、やはり中空なバルブボディ200と、バルブボディ200内に摺動自在に挿入されるスプール210と、バルブボディ200内に隔成された一方室202と他方室203と、一方室202内の圧力を受けるピン215と、他方室203内の圧力を受けるピン214と、ピン215を図6中右方に附勢する、すなわち、他方室203側へ向けて附勢する附勢バネ216とで構成する。このバルブボディ200は、内部に複数の環状凸部201a,201bが形成された中空孔201を備えており、スプール210は、中空孔201の環状凸部201aと環状凸部201bとの間の内周面に摺接する遮断部211および隔壁部212と、上記遮断部211と隔壁部212との間に設けられた通路部213とで構成され、このスプール210は、バルブボディ200の中空孔201内に摺動自在に挿入される。また、ピン215の外周面は、上記バルブボディ200の環状凸部201aの内周面に摺接し、ピン214の外周面は、上記バルブボディ200の環状凸部201bの内周面に摺接し、このピン215により中空孔201内に一方室202が隔成され、ピン214により中空孔201内に他方室203が隔成されており、上記環状凸部201aの内周には、シール部材S3が設けられ、環状凸部201bの内周にもシール部材S4が設けられ、これにより一方室202と他方室203は封止されている。
そして、上記したように、ピン215は附勢バネ216により他方室203側に向けて附勢され、スプール210の図6中左端面に当接させてあり、ピン214は、スプール210の図6中右端面に当接させてある。すなわち、スプール210は、附勢バネ216により他方室203に向けて附勢される。また、バルブボディ200内に形成された一方室202は上記前輪側の供給流路30fに連通され、他方室203は上記バイパス路60の開閉弁63より上流側に連通されている。なお、他方室103は後輪側の供給流路30rに連通されてもよい。さらに、バルブボディ200にはバイパス路60に接続される一対のバイパスポート204,205が設けられるとともに、環状凸部201aと遮断部211とで区画される空間220および隔壁部212と環状凸部201bとで区画される空間221はともにバイパス路60の開閉弁63のより下流側に連通されている。そして、スプール210が附勢バネ216により附勢されてピン214の図6中右端が中空孔201の右端面に当接した状態では、スプール210の遮断部211は、常時一方のバイパスポート204を遮断する状態となり、他方室203内の圧力が高まり他方室203内と一方室202内との圧力差が所定値以上となったときにピン214に押されてスプール210は附勢バネ216の付勢力に抗して図6中左方に移動し、上記遮断部211が一方のバイパスポート204を開放するようになっている。そして、この開閉弁63の場合、一方室202内の圧力を受けるピン215の受圧面積はピン215の環状凸部201aに摺接する部位の断面積となり、他方室203内の圧力を受けるピン214の受圧面積はピン214の環状凸部201bに摺接する部位の断面積となる。なお、図示するところでは、上記ピン215の上記断面積はピン214の上記断面積より大きくなるように設定されており、附勢バネ216のイニシャル荷重およびピン215の上記断面積とピン214の上記断面積の面積比によりクラッキング圧が設定され、このクラッキング圧は、上記した他方室203内と一方室202内との圧力差の所定値とされる。すなわち、上記所定値は、附勢バネ216のイニシャル荷重およびピン215の上記断面積とピン214の上記断面積の面積比により設定される。
したがって、この図6に示した開閉弁63であれは、開弁する時の圧力差、すなわち、クラッキング圧は上述したように附勢バネ216のイニシャル荷重およびピン215の上記断面積とピン214の上記断面積の面積比により設定されるから、ピン215の受圧面積をAFとし、ピン214の受圧面積をARとし、附勢バネ216のイニシャル荷重をFSとすると、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとに、たとえば、図7の線Xに示したように、PF=(AR/AF)・PR−FS/AFで示される関連性を持たせることができる。すなわち、従来のスタビライザ装置による関連性、すなわち、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRが等しい場合を示す線Vに対し、附勢バネ216のイニシャル荷重FSをピン215の受圧面積AFで除した値だけ切片がマイナス側にオフセットされるとともに、傾きがピン214の受圧面積ARをピン215の受圧面積AFで除した値になることとなる。したがって、この場合には、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとの関連付けを任意に設定することができ、これにより、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとの関連性も任意に設定することができるようになる。そして、この場合には、上記した線Xで区切られた範囲X1の領域内で前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRの制御が可能となる。
なお、上記したところでは、ピン215の受圧面積をピン214の受圧面積より大きくしているが小さくするように変更してもよい。
さらに、開閉弁63を、具体的にはたとえば、図8に示すように、中空なバルブボディ300と、バルブボディ300内に摺動自在に挿入されるスプール310と、バルブボディ300内に隔成された一方室302と他方室303と、一方室302内の圧力を受けるピン315と、他方室303内の圧力を受けるピン314と、ピン314を図8中左方に附勢する、すなわち、一方室302側へ向けて附勢する附勢バネ316とで構成する。このバルブボディ300は、内部に複数の環状凸部301a,301bが形成された中空孔301を備えており、スプール310は、中空孔301の環状凸部301aと環状凸部301bとの間の内周面に摺接する遮断部311および隔壁部312と、上記遮断部311と隔壁部312との間に設けられた通路部313とで構成され、このスプール310は、バルブボディ300の中空孔301内に摺動自在に挿入される。また、ピン315の外周面は、上記バルブボディ300の環状凸部301aの内周面に摺接し、ピン314の外周面は、上記バルブボディ300の環状凸部301bの内周面に摺接し、このピン315により中空孔301内に一方室302が隔成され、ピン314により中空孔301内に他方室303が隔成されており、上記環状凸部301aの内周には、シール部材S5が設けられ、環状凸部301bの内周にもシール部材S6が設けられ、これにより一方室302と他方室303は封止されている。
そして、上記したように、ピン314は附勢バネ316により一方室302側に向けて附勢され、スプール310の図8中右端面に当接させてあり、ピン315は、スプール310の図8中左端面に当接させてある。すなわち、スプール310は、附勢バネ316により一方室302に向けて附勢される。また、バルブボディ300内に形成された一方室302は上記前輪側の供給流路30fに連通され、他方室303は上記バイパス路60の開閉弁63より上流側に連通されている。なお、他方室303は後輪側の供給流路30rに連通されてもよい。さらに、バルブボディ300にはバイパス路60に接続される一対のバイパスポート304,305が設けられるとともに、環状凸部301aと遮断部311とで区画される空間320および隔壁部312と環状凸部301bとで区画される空間321はともにバイパス路60の開閉弁63のより下流側に連通されている。そして、スプール310が附勢バネ316により附勢されてピン315の図8中左端が中空孔301の左端面に当接した状態では、スプール310の遮断部311は、常時一方のバイパスポート304を連通する状態となっている。そして、一方室302内の圧力が高まり他方室303内と一方室302内との圧力差が所定値以上となったときにピン315に押されてスプール310は附勢バネ316の付勢力に抗して図8中右方に移動し、上記遮断部311が一方のバイパスポート304を遮断するようになっている。そして、この開閉弁63の場合、一方室302内の圧力を受けるピン315の受圧面積はピン315の環状凸部301aに摺接する部位の断面積となり、他方室303内の圧力を受けるピン314の受圧面積はピン314の環状凸部301bに摺接する部位の断面積となる。なお、図示するところでは、上記ピン315の上記断面積はピン314の上記断面積より大きくなるように設定されており、附勢バネ316のイニシャル荷重およびピン315の上記断面積とピン314の上記断面積の面積比によりクラッキング圧が設定され、このクラッキング圧は、上記した他方室303内と一方室302内との圧力差の所定値とされる。すなわち、上記所定値は、附勢バネ316のイニシャル荷重およびピン315の上記断面積とピン314の上記断面積の面積比により設定される。
したがって、この図8に示した開閉弁63であれは、開弁する時の圧力差、すなわち、クラッキング圧は上述したように附勢バネ316のイニシャル荷重およびピン315の上記断面積とピン314の上記断面積の面積比により設定されるから、ピン315の受圧面積をAFとし、ピン314の受圧面積をARとし、附勢バネ316のイニシャル荷重をFSとすると、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとに、たとえば、図9の線Yに示したように、PF=(AR/AF)・PR+FS/AFで示される関連性を持たせることができる。すなわち、従来のスタビライザ装置による関連性、すなわち、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRが等しい場合を示す線Vに対し、附勢バネ316のイニシャル荷重FSをピン315の受圧面積AFで除した値だけ切片がプラス側にオフセットされるとともに、傾きがピン314の受圧面積ARをピン315の受圧面積AFで除した値になることとなる。したがって、この場合には、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとの関連付けを任意に設定することができ、これにより、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとの関連性も任意に設定することができるようになる。そして、この場合には、上記した線Yで区切られた範囲Y1の領域内で前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRの制御が可能となる。
なお、上記したところでは、ピン315の受圧面積をピン314の受圧面積より大きくしているが小さくするように変更してもよい。
またさらに、開閉弁63を、具体的にはたとえば、図10に示すように、中空なバルブボディ400と、バルブボディ400内に摺動自在に挿入されるスプール410と、バルブボディ400内に隔成された一方室402と他方室403と、一方室402内の圧力を受けるピン415と、ピン415を図10中右方に附勢する、すなわち、他方室403側へ向けて附勢する附勢バネ416とで構成する。このバルブボディ400には、内部に大径部401aと小径部401bと大径部401aの中間に設けられた環状凸部401cを有する中空孔401が形成されており、スプール410は、中空孔401の大径部401aの内周面に摺接する遮断部411および中空孔401の小径部401bの内周面に摺接する隔壁部412と、上記遮断部411と隔壁部412との間に設けられた通路部413と、上記隔壁部412の図10中右端から延設された凸部414とで構成され、このスプール410は、バルブボディ400の中空孔401内に摺動自在に挿入されている。また、ピン415の外周面は、上記バルブボディ400の環状凸部401cの内周面に摺接し、このピン415により中空孔401内に一方室402が隔成され、遮断部411と隔壁部412とにより中空孔401内に他方室403が隔成されており、上記環状凸部401cの内周には、シール部材S7が設けられ、隔壁部412の外周にもシール部材S8が設けられ、これにより一方室402と他方室403は封止されている。
そして、上記したように、ピン415は附勢バネ416により他方室403側に向けて附勢され、スプール410の図10中左端面に当接させてあり、凸部414は、中空孔401の図10中左端面に当接させてある。すなわち、スプール410は、附勢バネ416により他方室403に向けて附勢されている。また、バルブボディ400内に形成された一方室402は上記前輪側の供給流路30fに連通され、他方室403はバルブボディ400に設けたバイパス路60に接続する一対のバイパスポート404,405に連通され、さらに、環状凸部401cと遮断部411とで区画される空間420および隔壁部412と中空孔401の小径部401bとで区画される空間421はともにバイパス路60の開閉弁63のより下流側に連通されている。そして、スプール410が附勢バネ416により附勢されて凸部414の図10中右端が中空孔401の左端面に当接した状態では、スプール410の遮断部411は、常時一方のバイパスポート404を遮断する状態となり、一方室402内の圧力が高まり他方室403内と一方室402内との圧力差が所定値以上となったときにピン415に押されてスプール410は附勢バネ416の付勢力に抗して図10中左方に移動し、上記遮断部411が一方のバイパスポート404を開放するようになっている。そして、この開閉弁63の場合、一方室402内の圧力を受けるピン415の受圧面積はピン415の環状凸部401cに摺接する部位の断面積となり、他方室403内の圧力を受けるスプール410の受圧面積は遮断部411の断面積から隔壁部412の断面積を減算したものとなる。なお、図示するところでは、附勢バネ416のイニシャル荷重およびピン415の上記受圧面積とスプール410の受圧面積の面積比によりクラッキング圧が設定され、このクラッキング圧は、上記した他方室403内と一方室402内との圧力差の所定値とされる。すなわち、上記所定値は、附勢バネ416のイニシャル荷重およびピン415の上記受圧面積とスプール410の受圧面積の面積比により設定される。
したがって、この図10に示した開閉弁63であれは、開弁する時の圧力差、すなわち、クラッキング圧は上述したように附勢バネ416のイニシャル荷重およびピン415の上記受圧面積とスプール410の受圧面積の面積比により設定されるから、ピン415の受圧面積をAFとし、スプール410の受圧面積をARとし、附勢バネ416のイニシャル荷重をFSとすると、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとに、たとえば、図11の線Zに示したように、PF=(AR/AF)・PR−FS/AFで示される関連性を持たせることができる。すなわち、従来のスタビライザ装置による関連性、すなわち、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRが等しい場合を示す線Vに対し、附勢バネ416のイニシャル荷重FSをピン415の受圧面積AFで除した値だけ切片がマイナス側にオフセットされるとともに、傾きがスプール410の受圧面積ARをピン415の受圧面積AFで除した値になることとなる。したがって、この場合には、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとの関連付けを任意に設定することができ、これにより、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとの関連性も任意に設定することができるようになる。そして、この場合には、上記した線Zで区切られた範囲Z1の領域内で前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRの制御が可能となる。
上記したように、開閉弁63の構成を任意にすることによって、また、スプールやピンの受圧面積や附勢バネのイニシャル荷重を変化させることによって、すなわち、開閉弁63が上記前輪側の供給流路30f内の油圧力および後輪側の供給流路30fもしくはバイパス路60の開閉弁63より上流の油圧力をパイロット圧とし任意の圧力差の設定により開閉動作するから、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力PFと後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力PRとの関連付けを任意に設定することができることとなる。すなわち、前後のスタビライザの捩り剛性の配分を任意に設定することが可能となる。
したがって、従来のスタビライザ装置では前後の各アクチュエータ内に供給される流体圧力は固定化された関連付けしか行えなかったが、上記開閉弁63を採用することにより、任意の関連付けが可能となり、これにより、アクチュエータの仕様、スタビライザの仕様によって、前後輪のスタビライザの捩り剛性の配分を自由に設定することが可能となるから、個々の車両に最適なスタビライザ装置を実現しうることとなり、さらには、個々の車両にとって最適となる操作性を実現可能となる。
すなわち、車両のステアリング特性をアンダーステア傾向からオーバーステア傾向まで幅広く設定することができ、車両の用途にも幅広く対応することが可能となる。
また、前輪側アクチュエータ2fの高圧側圧力室内の圧力が後輪側アクチュエータ2rの高圧側圧力室内の圧力より高くなる場合に開閉弁63がバイパス路60を連通するようにしておけば、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントより後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントが必ず小さくなるように設定することができ、車体ロール時の制御にあたり、前輪側スタビライザ1fの捩り剛性は、後輪側スタビライザ1rの捩り剛性より常に大きくなるので、ステアリング特性は常にアンダーステア傾向となり、従来同様に理想的なステアリング特性を得ることが可能となる。そして、前後のアクチュエータ2f,2rは独立に制御可能であるが、制御系に万が一支障が生じた場合にあっても、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとに関連性をもたせる事ができるので、後輪側アクチュエータ2r内の圧力が前輪側アクチュエータ2f内の圧力より著しく大きくなってしまう事態は招来されず、極端なオーバーステアを引き起こす危惧もない。したがって、車両の挙動を確実に安定させることができる。
また、開閉弁が開弁する上記前輪側アクチュエータ内の各圧力室のうち高圧側となる方の圧力室内の圧力と後輪側アクチュエータ内の各圧力室のうち高圧側となる方の圧力室内の圧力との差の所定値を最適化することで、車両に最適となるステアリング特性を提供することが可能となる。
さらに、本実施の形態においては、流体圧源と可変機構との間に分流弁を設けたので、1つの流体圧源で前後のアクチュエータを制御することができると同時に、1つの流体圧源を使用しても、流体圧源に対して圧力制御弁が直列に配置されていないので、どちらかの圧力制御弁で急激な圧力変動が生じても、他方に影響することは無く、狙ったスタビライザ制御を行える。さらに、分流弁を設け可変機構を前後独立して設けたので、前後のスタビライザを独立して制御できるので、車両の走行状態により適した制御が可能であるとともに、油圧ポンプを複数必要としないので、消費出力も小さくすることが可能である。
なお、複数の流体圧源を使用して、前後のアクチュエータを独立して制御する場合にあっても、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとに関連性をもたせる事ができるので、後輪側アクチュエータ2r内の圧力が前輪側アクチュエータ2f内の圧力より著しく大きくなってしまう事態は招来されず、極端なオーバーステアを引き起こす危惧もない。したがって、車両の挙動を確実に安定させることができることは無論である。
また、開閉弁63の開閉動作には、前輪側の供給流路30fおよびバイパス路60もしくは後輪側の供給流路30rから供給される圧力をパイロット圧として利用しているので、機械的にスタビライザ1fの捩り剛性と後輪側スタビライザ1rの捩り剛性を関連付けすることが可能となるので、制御不能な状態に陥っても、車両の挙動の安定を確保することが可能となる。
さらに、開閉弁63にスプールを使用する場合には、スプールの受圧面積比や附勢バネのイニシャル荷重の変更によりクラッキング圧の幅広い設定が可能となり、機械的にスタビライザ1fの捩り剛性と後輪側スタビライザ1rの捩り剛性との関連付けの設定幅が広くなる。
またさらに、アクチュエータ2f、2rの各圧力室に負荷される油圧力を最適なものとすることができ、また圧力制御弁は比例電磁式リリーフ弁とした場合には、圧力検出器を設けずに精度の高い圧力制御を行うことが可能となり、また、比例電磁式リリーフ弁の代わりに電磁式の流量制御弁を使用する場合には、開口面積を変化可能であるので、各圧力室に負荷されている油圧力をきめ細かに制御可能である、すなわち、いずれにしても精度の高い制御が可能となる。なお、電磁式の流量制御弁を使用する場合には、圧力検出器の出力をフィードバック値として用いて弁開口面積を制御することにより、制御ゲインを大きくすることができるので、制御応答性が高まるという利点がある。
つまり、直接各圧力室に負荷されている油圧力を制御しているので、路面からの突然の入力によってスタビライザに接続されているアクチュエータの各圧力室内の油圧は変動しても、リアルタイムで各圧力室内に供給されている油圧力を把握できるので、負荷すべきモーメントを維持制御することが可能である。また、制御が簡易となり、安定的にアクチュエータに油圧力を供給することが可能である。したがって、アクチュエータに安定的な油圧力を供給することが可能であるので、ロール抑制効果が高く、車両のロール時の乗り心地が向上する。
また、この場合に、路面入力によりアクチュエータが強制的に動かされると、油圧源の吐出量以上の作動油の供給が必要となる場合があるが、その場合には、各供給流路30f,30r内が負圧となって、各供給流路30f,30rと各排出流路29f,29rとを接続する各逆止弁16f,16rを作動油が押し開き、不足する作動油を各供給流路30f,30r内に供給することが可能であるので、異音を発生する事もなく、各圧力室の油圧力をより一層が安定なものとすることが可能である。すなわち、安定したスタビライザ機能を発揮可能である。
さらに、上記したように、前後輪の各スタビライザ1f、1rの捩り剛性をそれぞれ独立して制御し得ることから、車体に作用したヨーイングにも対処してコーナリング時における車両の回頭性や収斂性を向上させつつ、ステアリング特性を俊敏に保って車両を安定した状態で走行させることになる。
また、積載荷重により後輪側の負担荷重が増して当該後輪側の荷重移動量が大きくなったとしても、後輪側の反力モーメントが不足してロールが残ってしまったり、或いは、積載荷重の大小によってステアリング特性が変わってしまったりするようなこともなくなる。
なお、圧力検出器22f,22rは、圧力制御が不能となった場合等には、狙った制御が行われていないことを圧力検出器22f,22rで検出する圧力から判断することができるので、スタビライザ装置の回路上のどこかに異常があるか否かを判断する為にも使用可能である。また、本実施の形態においては、上述のように、圧力検出器22f,22rでアクチュエータの圧力室内の油圧力を検出して、その制御に使用することができるが、圧力制御弁15f,15rを電磁式の流量制御弁として場合にあっても、圧力検出器を使用せずとも、あらかじめ油圧ポンプの容量が決められていれば流量制御弁の弁開口面積によって油圧力がどの程度圧力室に負荷されているかが把握できるので、この場合には流量制御弁にどの程度電流を供給しているかによって油圧力の値をECUに認識させても良いことは無論である。また、図12に示すように、圧力制御弁15f,15rに比例電磁式リリーフ弁を使用する場合には、当該圧力制御弁15f,15r単体で圧力制御が可能となるので、圧力検出器を省略するとしてもよく、この場合には、高価な圧力検出器を省くことができるのでスタビライザ装置のコストを低減することが可能となる。
つづいて、フェール時の作動について説明する。このスタビライザ装置やこれを搭載している車両に何らかの異常が発生し制御不能な状態になった場合や方向切換弁12f,12rおよび圧力制御弁15f,15rに対するそれぞれの信号線の断線など制御システムに異常が発生したときには、これをECUが検知して方向切換弁12f,12rと圧力制御弁15f、15rの動作を停止する。
すると、圧力制御弁15f,15rはバネ力によって遮断ポジションをとり、方向切換弁12f,12rはバネ力によって各ポートを遮断するポジションに移行する。そうすると、圧力制御弁15f,15rは、油圧ポンプ20から供給されている作動油によって供給流路30f,30r内の圧力が上昇しパイロット圧によって開弁するので、作動油は、圧力制御弁15f,15rを通過してリザーバRへ流入することとなり、油圧ポンプ20とリザーバR間を還流する。なお、電磁式の流量制御弁80f,80rを使用する場合には、流量制御弁80f,80rはバネにより連通ポジションを採ることになり、この場合にあっては、作動油は流量制御弁80f,80rを通過してリザーバRへ戻されることになる。したがって、アクチュエータ2f、2rには一切油圧力が負荷されない状態となる。この状況下で、仮にアクチュエータ2f、2rの各圧力室のどちらかで圧力が高まった状態となって、アクチュエータ2f、2rが捩れた状態となっても、上記前輪側アクチュエータ2fの2つの圧力室は前輪側迂回路27fによって連通されており、また、後輪側アクチュエータ2rの2つの圧力室は後輪側迂回路27rによって連通されているので、やがては各油圧室の油圧は平均化されると同時に、車両が直進状態となっても傾いたりせず、通常の車体姿勢を維持可能である。また、車体がロールした場合にあっても、オリフィス23f,23rを各迂回路27f,27rの途中に設けているので、各アクチュエータ2f,2rのポート10f,10rからポート11f,11rへの作動油の移動は抑制されることから、スタビライザ機能を発現することが可能である。
そして、異常時にあって、圧力制御弁15f,15rが万が一コンタミネーション等により閉じた状態となっても、油圧ポンプ20から供給される作動油は、各供給流路30f,30r内の油圧力が高まるので、連通路36のリリーフ弁17が開放されリザーバRへと流入することとなるので、スタビライザ装置が損傷することが防止される。この場合にも、上記開閉弁63は機能して上記前後スタビライザ1f,1rの捩り剛性の関連性は失われず、車両に不適となる前後側の各スタビライザ1rの捩り剛性配分となってしまう弊害が防止される。
したがって、フェール時にあっても、スタビライザ1f,1rに対してそれらを捩るような外力が働いたとしても、これらスタビライザ1f,1rは、方向切換弁12f,12rで作動油の流れをブロックすることによって剛体化されたアクチュエータ2f,2rを通して少なくとも通常のスラビライザとしての機能を保持しつつ、通常のステアリング特性に近い状態を保って車体のロールを抑制可能であると同時に、前後スタビライザ1f,1rの捩り剛性の関連性は失われないので、車両の挙動を安定させることが可能である。
このようにして、コーナリングでの車体のロール制御中における制御系の異常発生に際しては、アクチュエータ2f,2rをブロック状態に保って前後輪用のスタビライザ1f,1rの捩り剛性を制御中の状態に維持する。
かくして、フェールセーフ動作が行われたとしても、その前後での車体ロール剛性やステアリング特性は変わらず、車両の操縦特性に大きな変化をきたすことなく確実にフェールセーフ動作が行われることになる。
つづいて、図13に示す、第2の実施の形態のスタビライザ装置について説明する。第の実施の形態のスタビライザ装置は、図13に示すように、第1の実施の形態の後輪側の圧力制御弁15rを省略したものであり、他の構成は第1の実施の形態と同様である。なお、説明が重複するので、同一の部材については同一の符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略することとする。この第2の実施の形態では、上述のように、後輪側の圧力制御弁15rを省略しているので、前輪側に独立して後輪側のアクチュエータ2rへ供給される油圧の制御は行われないととなる。しかしながら、この場合にあっても、開閉弁63は、第1の実施の形態と同様に機能するので、前輪側のアクチュエータ2f内に供給されている油圧力と後輪側のアクチュエータ2rに供給されている油圧力との関連付けを任意に設定することができ、これにより、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとの関連性も任意に設定することができるようになる。すなわち、後輪側のアクチュエータ2rへ供給される油圧力は独立には制御されないが、開閉弁63の設定による任意の関連付けを行えることとなるので、これにより、アクチュエータの仕様、スタビライザの仕様、車両の重量やステアリング特性等によって、前後輪のスタビライザの捩り剛性の配分を自由に設定することが可能となるから、個々の車両に最適なスタビライザ装置を実現しうることとなり、さらには、個々の車両にとって最適となる操作性を実現可能となる。
すなわち、車両のステアリング特性をアンダーステア傾向からオーバーステア傾向まで幅広く設定することができ、車両の用途にも幅広く対応することが可能となる。
また、前輪側アクチュエータ2fの高圧側圧力室内の圧力が後輪側アクチュエータ2rの高圧側圧力室内の圧力より高くなる場合に開閉弁63がバイパス路60を連通するようにしておけば、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントより後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントが必ず小さくなるように設定することができ、車体ロール時の制御にあたり、前輪側スタビライザ1fの捩り剛性は、後輪側スタビライザ1rの捩り剛性より常に大きくなるので、ステアリング特性は常にアンダーステア傾向となり、従来同様に理想的なステアリング特性を得ることが可能となる。そして、前後のアクチュエータ2f,2rは独立に制御可能であるが、制御系に万が一支障が生じた場合にあっても、前輪側アクチュエータ2fで発生するモーメントと後輪側アクチュエータ2rで発生するモーメントとに関連性をもたせる事ができるので、後輪側アクチュエータ2r内の圧力が前輪側アクチュエータ2f内の圧力より著しく大きくなってしまう事態は招来されず、極端なオーバーステアを引き起こす危惧もない。したがって、車両の挙動を確実に安定させることができる。
すなわち、後輪側のアクチュエータ2rに供給する油圧力制御を独立してなしうる部分を除いて第1の実施の形態と同様の作用効果を奏し、さらには、後輪側の圧力制御弁を省くことによってスタビライザ装置のコストを低減し、省スペース化を図ることが可能となる。
なお、上記したところでは、アクチュエータをロータリ式アクチュエータとしたが、図14に示すように、車両の前後輪側に設けられたスタビライザ50f、50rの一端に、たとえば二つの対向する圧力室を備えた両ロッド型のシリンダ51f、51rを接続してもよいことは勿論である。
また、開閉弁63の具体的な構成は、バネ要素や受圧面積の設定により、前後輪のスタビライザの捩り剛性の配分を任意に設定することができれば、他の構成とされてもよい。
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
第1の実施の形態におけるスタビライザ装置を系統的に示す油圧回路図である。 スタビライザ装置のアクチュエータとスタビライザを示す斜視図である。 第1の実施の形態におけるスタビライザ装置の圧力制御弁を流量制御弁とした場合の油圧回路図である。 開閉弁の断面図である。 前輪側アクチュエータ内の油圧力と後輪側アクチュエータ内の油圧力との関係を示す図である。 開閉弁の断面図である。 前輪側アクチュエータ内の油圧力と後輪側アクチュエータ内の油圧力との関係を示す図である。 開閉弁の断面図である。 前輪側アクチュエータ内の油圧力と後輪側アクチュエータ内の油圧力との関係を示す図である。 開閉弁の断面図である。 前輪側アクチュエータ内の油圧力と後輪側アクチュエータ内の油圧力との関係を示す図である。 第1の実施の形態におけるスタビライザ装置の圧力検出器を省略した場合の油圧回路図である。 第2の実施の形態におけるスタビライザ装置を系統的に示す油圧回路図である。 スタビライザ装置のアクチュエータとスタビライザを示す斜視図である。
符号の説明
1f 前輪側スタビライザ
1r 後輪側スタビライザ
2f 前輪側アクチュエータ
2r 後輪側アクチュエータ
10f,11f 前輪側アクチュエータの各圧力室のポート
10r,11r 後輪側アクチュエータの各圧力室のポート
12f,12r 方向切換弁
14f,14r 圧力制御弁におけるソレノイド
15f,15r 圧力制御弁たる比例電磁式リリーフ弁
16f,16r 逆止弁
17 リリーフ弁
20 流体圧源たる油圧ポンプ
22f,22r 圧力検出器
23f,23r オリフィス
25f,26f,25r,26r 給排流路
27f,27r 迂回路
29f,29r 排出流路
30f,30r 供給流路
31 吸込み管路
35 分流弁
36 連通路
40,41 流路
51f,51r シリンダ
60 バイパス路
63 開閉弁
70r,70f,71f,71r 方向切換弁におけるソレノイド
80f,80r 圧力制御弁たる流量制御弁
100,200,300,400 バルブボディ
101,201,301,401 中空孔
102,202,302,402 一方室
103,203,303,403 他方室
104,105,204,205,304,305,404,405 バイパスポート
110,210,310,410 スプール
111,211,311,411 遮断部
112,212,312,412 隔壁部
113,213,313,413 通路部
114,414 凸部
115,216,316,416 附勢バネ
201a,201b,301a,301b,401c 環状凸部
214,215,314,315,415 ピン
220,221,320,321,420,421 空間
401a 大径部
401b 小径部
A,B 方向切換弁における制御ポート
C 分流弁における入口ポート
D 分流弁における一方の出口ポート
E 分流弁における他方の出口ポート
Kf,Kr 可変機構
P 方向切換弁における供給ポート
S1,S3,S4,S5,S6,S7,S8 シール部材
T 方向切換弁における排出ポート
R リザーバ

Claims (11)

  1. 前後輪のスタビライザにそれぞれ連結される前輪側および後輪側アクチュエータと、流体圧源に接続され上記各アクチュエータ内にそれぞれ形成した2つの圧力室に流体を導く前輪側および後輪側の各供給流路と、リザーバに接続され上記各アクチュエータ内にそれぞれ形成した2つの圧力室から流体を排出する前輪側および後輪側の各排出流路とを備えたスタビライザ装置において、後輪側の供給流路と後輪側の排出流路とを連通するバイパス路を設け、当該バイパス路の途中に開閉弁を設け、上記開閉弁は、前輪側の供給流路内の流体圧と、後輪側の供給流路内もしくはバイパス路中の開閉弁より上流側のバイパス路内の流体圧をパイロット圧として開閉動作することを特徴とするスタビライザ装置。
  2. 流体圧源と各アクチュエータとの間に分流弁を設け、分流弁と前輪側アクチュエータとの間および分流弁と後輪側アクチュエータとの間にそれぞれ流体圧源から供給される流体の圧力を変化させる前輪側及び後輪側の可変機構を設け、上記各可変機構が、上記2つの圧力室のどちらかに選択的に流体を供給または遮断する方向切換弁と、分流弁と方向切換弁とを結ぶ上記供給流路と、方向切換弁とリザーバとを結ぶ排出流路と、上記2つの圧力室の各々と方向切換弁とを結ぶ二つの給排流路と、供給流路と排出流路との間に接続された圧力制御弁とで構成されたことを特徴とする請求項1に記載のスタビライザ装置。
  3. 流体圧源と各アクチュエータとの間に分流弁を設け、前輪側アクチュエータの各圧力室は一対の前輪側の給排流路によって各圧力室のどちらかに選択的に流体を供給または遮断する前輪側の方向切換弁に接続されるとともに、後輪側アクチュエータの各圧力室は一対の後輪側の給排流路によって各圧力室のどちらかに選択的に流体を供給または遮断する後輪側の方向切換弁に接続され、分流弁の一方の出口ポートは前輪側の供給流路によって前輪側の方向切換弁に接続され、分流弁の他方の出口ポートは後輪側の供給流路によって後輪側の方向切換弁に接続され、前輪側及び後輪側の方向切換弁はそれぞれ前輪側及び後輪側の排出流路によってリザーバに接続され、上記前輪側の供給流路と排出流路との間に接続される圧力制御弁を設けたことを特徴とする請求項1に記載のスタビライザ装置。
  4. 開閉弁は、中空なバルブボディと、バルブボディ内に摺動自在に挿入されるスプールと、上記スプールでバルブボディ内に隔成された一方室と他方室とを備え、一方室は上記前輪側の供給流路に連通し、他方室は上記後輪側の供給流路もしくはバイパス路中の開閉弁より上流側に連通し、バルブボディにバイパス路に接続される一対のバイパスポートを設け、スプールは、他方室に向けて附勢され常時一方のバイパスポートを遮断し他方室内と一方室内との圧力差が所定値以上となったときに一方のバイパスポートを開放する遮断部を有してなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスタビライザ装置。
  5. 開閉弁は、中空なバルブボディと、バルブボディ内に摺動自在に挿入されるスプールと、上記スプールでバルブボディ内に隔成された一方室と他方室とを備え、一方室は上記前輪側の供給流路に連通し、他方室は上記後輪側の供給流路もしくはバイパス路中の開閉弁より上流側に連通し、バルブボディにバイパス路に接続される一対のバイパスポートを設け、スプールは、一方室に向けて附勢され常時一方のバイパスポートを連通し、他方室内と一方室内との圧力差が所定値以上となったときに一方のバイパスポートを遮断する遮断部を有してなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスタビライザ装置。
  6. 上記圧力制御弁が比例電磁式リリーフ弁であって、上記方向切換弁が通電されない状態で流体の通過を遮断するソレノイド弁であり、上記前輪側アクチュエータの2つの圧力室を連通する前輪側迂回路を設け、上記後輪側アクチュエータの2つの圧力室を連通する後輪側迂回路を設け、前輪側迂回路及び後輪側迂回路にそれぞれオリフィスを設けた請求項2から6のいずれかに記載のスタビライザ装置。
  7. 上記圧力制御弁が流量制御弁であって、上記方向切換弁が通電されない状態で流体の通過を遮断するソレノイド弁であり、上記前輪側アクチュエータの2つの圧力室を連通する前輪側迂回路を設け、上記後輪側アクチュエータの2つの圧力室を連通する後輪側迂回路を設け、前輪側迂回路及び後輪側迂回路にそれぞれオリフィスを設けた請求項2から6のいずれかに記載のスタビライザ装置。
  8. それぞれ前輪側の供給流路と前輪側の排出流路との間および後輪側の供給流路と後輪側の排出流路との間に接続され、上記各供給流路側からの流体の流れを阻止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項2から7に記載のスタビライザ装置。
  9. 流体圧源とリザーバとを接続する連通路を設けるとともに、連通路にリリーフ弁を設けたことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のスタビライザ装置。
  10. 各アクチュータに供給されている流体圧値を検出する圧力検出器を備えた請求項1から9のいずれかに記載のスタビライザ装置。
  11. アクチュエータがスタビライザの中間または一端に相対向する2つの圧力室を備えたロータリアクチュエータもしくはスタビライザの一端に相対向する2つの圧力室を備えたシリンダとしたことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のスタビライザ装置。
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