JP2626373B2 - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車の前輪を操舵
するのに用いられる車両用ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車（車両）では、油圧式のパワース
テリング装置を装備することが行われている。

【０００３】従来より、このようなステアリング装置に
は、入・出力部の間にロ−タリバルブ駆動用のトーショ
ンバーを設けて構成されるステアリングギヤ（例えばラ
ック＆ピニオン式ｅｔｃ．）の上記入力部に、ステアリ
ングシャフトを介してハンドルを連結し、上記ステアリ
ングギヤに、上記トーションバーの捩じれを利用してオ
イルポンプからパワーシリンダへ油圧を供給させて必要
なアシスト力を発生させるロータリバルブを設けた構造
が用いられている。

【０００４】こうしたステアリング装置は、ステアリン
グシャフトおよびトーションバーを経て伝達されるハン
ドルの回転を、ステアリングギヤにて操舵方向の変位に
変換して前輪を操舵する。この操舵の際に生じるトーシ
ョンバーの捩じれ（路面抵抗による）にしたがいロータ
リバルブが回動変位し、パワーシリンダの右側あるいは
左側の室へ油圧が供給されて前輪を操舵した方向へ駆動
し、操舵力を軽くするようにしてある。

【０００５】ところで、自動車（車両）のスタビリティ
ファクタ（車両特性）は、前後輪に働くコーナリングパ
ワー（タイヤ横力発生能力）の大小により基本的に支配
されている。具体的には、前輪のコーナリングパワーが
小さければ、アンダステア特性（舵角一定のまま速度を
上げると旋回半径が大きくなる）が強くなる傾向を示
し、前輪のコーナリングパワーが大きくなれば、アンダ
ステア特性が弱くなる傾向を示す。

【０００６】アンダステア特性の傾向が強いと、中低速
域では曲りにくくなる反面、高速域での安定性が高いと
いう安定性指向の自動車となり、アンダステア特性の傾
向が弱いと、逆にスポーティ性指向の自動車となる。

【０００７】通常、自動車では、このような中低速域で
の曲りやすさと、高速域での安定性とを両立させるのは
困難で、安定性指向とスポーティ性指向とのどちらかを
選択することが余儀なくされている。そのため、一般に
は、弱いアンダステア特性を自動車のステアリング装置
に与えている。

【０００８】これを改善するものとして、従来、特開昭
６２−７２８７０号公報に示すようにステアリングシャ
フトの振動にしたがったオンオフ制御で、ステアリング
シャフトの剛性を軟らかい側と硬い側ときに切換える技
術が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このステア
リングシャフトの剛性を変える構造は、軟、硬い側とし
か調整できないため、中低速走行時か、高速走行時かの
スタビリティファクタのいずれかしか自動車に与えるこ
とができず、中低速域および高速域に対応した最適なス
タビリティファクタが与えられない。

【００１０】しかも、自動車のスタビリティファクタ
は、自動車の走行状況の変化、すなわち自動車の積載状
態やタイヤの空気圧の変化の影響を受けて変わるので、
上記のようにステアリングシャフトの剛性を調整したと
しても、最適な目標スタビリティファクタを維持できな
い問題があり、自動車の運動性能を活かし切れないとい
う事情をもっていた。

【００１１】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、車両に中低速
域および高速域に対応した最適なスタビリティファクタ
を与えることができ、かつ常にその最適なスタビリティ
ファクタを走行状況に関わらずに維持することができる
車両用ステアリング装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の車両用ステアリング装置は、ハンドルの変
位をステアリングギヤに伝えるためのステアリングシャ
フトを軸方向に分割し、この分割した一方のステアリン
グシャフト部分の軸端に、他方のステアリングシャフト
部分の軸端に向って延びるト−ション部材を設け、前記
ト−ション部材の周囲に、前記他方のステアリングシャ
フト部分の端部に、ト−ション部材の周囲に配置され
た、このト−ション部材の延出方向に沿って移動可能な
移動子を設け、前記ト−ション部材の外周部に延出方向
に沿って第１の係合部を設け、前記移動子に前記ト−シ
ョン部材の延出方向を軸心とした回転方向に対しては規
制し、かつト−ション部材の延出方向に対しては移動自
在に前記第１の係合部と係合する第２の係合部を設け、
前記移動子を前記ト−ション部材の延出方向に沿って移
動させる移動機構を設け、さらに車両に所定のステアリ
ング特性を設定する設定手段を設け、車両の走行速度を
検出する手段を設け、この検出した走行速度にしたがっ
て、前記設定したステアリング特性に応じた車両の目標
スタビリテイファクタを求める手段を設け、車両の前
輪，後輪の等価コ−ナリングパワ−を検出する手段を設
け、この検出した等価コ−ナリングパワ−にしたがって
前記目標スタビリティファクタを満たす前輪のコ−ナリ
ングパワ−を求める手段を設け、このコ−ナリングパワ
−に対応した前記ト−ション部材のコンプライアンスを
求める手段を設け、このコンプライアンスを満たす前記
ト−ション部材の部位へ前記第２の係合部が到達するよ
う前記移動機構を作動させる手段を設けたことにある。

【００１３】

【作用】この発明の車両用ステアリング装置によると、
設定手段で設定したステアリング特性から車両の走行速
度にしたがった、車両の目標スタビリティファクタが求
められる。

【００１４】続いて、検出した車両の前輪，後輪の等価
コ−ナリングパワ−にしたがい、目標スタビリティファ
クタを満たす前輪のコ−ナリングパワ−が求められる。
ついで、このコ−ナリングパワ−に対応したト−ション
部材のコンプライアンスが求められる。

【００１５】そして、移動機構によって、この求めたコ
ンプライアンスを満たすト−ション部材の部位に第２の
係合部が送られる。ここで、第２の係合部の移動にした
がってト−ション部材の回転方向を規制する点が変位す
るから、ト−ション部材のコンプライアンス（柔らかさ
＝剛性の逆数）は１００％活かされる状態から、ほとん
ど生かされない状態にまで連続的に変化ものである。

【００１６】この第２の係合部の送りによって、車両に
はアンダステア傾向が強いステアリング特性、アンダス
テア傾向が弱いステアリング特性、さらには両者の中間
のステアリング特性などが設定される。

【００１７】このとき、目標スタビリティファクタは車
速に応じて変化するので、低速域に対しては目標スタビ
リティファクタは小さい側、高速域に対しては目標スタ
ビリティファクタは大きい側に可変可能となる。それ
故、どのステアリング特性においても、中低速走行時に
おける曲りやすさと高速走行時の安定性との双方の特性
を与えることができるようになる。

【００１８】そのうえ、設定したステアリング特性が同
一ままで、車両の積載状態や空気圧が変化しても、その
積載状態、空気圧の変化にしたがって、目標スタビリテ
ィファクタを達成するコ−ナリングパワ−が補正される
から、常に最適なスタビリティファクタを維持できる。

【００１９】したがって、中低速域および高速域に対応
した最適なスタビリティファクタを１台の車両に与え、
かつその最適なスタビリティファクタを走行状況に関わ
らずに維持できる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明を図１ないし図６に示す第１
の実施例にもとづいて説明する。図２は、例えばこの発
明を適用した自動車（車両）のパワ−ステアリング装置
の外観を示す斜視図、図１はその概略の図を示し、１は
例えばラック＆ピニオン式のステアリングギヤである。

【００２１】ステアリングギヤ１は、ケ−シング２内に
ラック３（出力部）およびそのラック３と噛合うピニオ
ン４を内蔵し、このピニオン４を入力部となる軸端部６
にバルブ駆動用の第１のト−ションバ−５を介し連結し
て構成される。

【００２２】そして、ラック３の一方の端部がステアリ
ングロッド７、タイロッド８（いずれも図１にのみ図
示）、ナックル９を介して、左側の前輪１０に連結され
る。また他方の端部はステアリングロッド１１、パワー
シリンダ装置１２（シリンダ１２ａを貫通したピストン
ロッド１２ｂの一部にシリンダ１２ａを仕切るようにピ
ストン１２ｃを設けてなるもの）、タイロッド１３、ナ
ックル１４を介して、右側の前輪１０に連結されてい
る。

【００２３】またケ−シング２の上部端から突出した軸
端部６には、ステアリングジョイント１６、ステアリン
グシャフト１７を介してハンドル１８が連結されてい
て、ハンドル１８から回転変位を入力すると、ステアリ
ングシャフト１７、第１のトーションバー５、ピニオン
４、ラック３、ステアリングロッド７，１１、ナックル
９，１４を介して、左右の前輪１０，１０が操舵される
ようになっている。

【００２４】軸端部６とピニオン４の端部との間には、
周知な構造のロ−タリバルブ１９（図１のみに図示）が
設けられている。このロ−タリバルブ１９の流入ポート
（図示しない）が、自動車に搭載された走行用エンジン
で駆動されるオイルポンプ（図示しない）に接続され、
流出ポ−トがオイルリザ−バ（いずれも図示しない）に
接続されている。またロ−タリバルブ１９の入出ポ−ト
（図示しない）は、上記パワ−シリンダ装置１２の仕切
られた各室に接続してある。これにより、ロータリバル
ブ１２の変位にしたがい、ロータリバルブ１２から操舵
力および操舵方向に応じた油圧を、パワーシリンダ装置
１２の各室へ供給できるようにしている（アシスト
系）。

【００２５】一方、図３に示されるように上記ステアリ
ングシャフト１７は中間部から、軸心方向に複数、例え
ば二つに分割されている。ここで、分割したステアリン
グシャフト１７のうち、上側をシャフト部分１７ａと
し、下側をシャフト部分１７ｂとする。

【００２６】これらシャフト部分１７ａ，１７ｂのうち
の一方、例えばシャフト部分１７ｂの軸端中央には、シ
ャフト部分１７ａの軸端に向って延びる第２のト−ショ
ンバ−２０（この発明のト−ション部材に相当）が一体
に突設されている。この第２のト−ションバ−２０は所
定長および所定径を有している。第２のト−ションバ−
２０の外周面全体には、軸心方向に沿う多数の直線条の
セレ−ション２０ａ（第１の係合部に相当）が刻設され
ている。

【００２７】この第２のト−ションバ−２０の外周面に
は、円板状に構成されたスライダ−２５（移動子に相
当）が摺動自在に嵌挿されている。すなわち、スライダ
−２５は、図４に示されるように中央に第２のト−ショ
ンバ−２０の断面形状と対応した凹凸形状の貫通孔２５
ａ（第２の係合部に相当）を有して構成されていて、こ
の貫通孔２５ａが上記第２のト−ションバ−２０のセレ
−ション部分に摺動自在に嵌め込まれている。

【００２８】シャフト部分１７ａの端部には、先端にフ
ランジ部２１ａを有するパイプ２１が突設されている。
またシャフト部分１７ｂの端部には、先端にフランジ部
２２ａを有する短長のパイプ部２２が摺動自在に嵌挿さ
れている。このパイプ部２２は、シャフト部分１７ｂの
端側の小径部分に嵌挿された収縮可能なベロ−ズパイプ
２２ｂに連結されていて、ベロ−ズパイプ２２ｂを介し
てシャフト部分１７ｂに支持させてある。なお、フラン
ジ部２１ａとフランジ部２２ａは対となっている。

【００２９】対向するフランジ部２１ａ，２２ａ間に
は、図４に示されるように第２のト−ションバ−２０を
囲むようにして、複数本、例えば３本のガイドバ−２３
が等間隔でかけ渡されている。つまり、ガイドバ−２３
を介してパイプ２１，２２同志は連結されている。

【００３０】これらガイドバ−２３に上記スライダ−２
５の外周部が摺動自在に挿通され、スライダ−２５を第
２のト−ションバ−２０の軸心方向に沿ってガイドする
ようにしてある。

【００３１】これにより、スライダ−２５をガイドバ−
２３に沿ってスライドさせれば、第２のト−ションバ−
２０の回転方向を規制する位置を、第２のト−ションバ
−２０の先端から同根元までの広い範囲において変える
ことができるようにしている。そして、この第２のト−
ションバ−２０を規制する位置の可変によって、第２の
ト−ションバ−２０のコンプライアンス（柔らかさ＝剛
性の逆数）を可変できるようにしてある。なお、第２の
ト−ションバ−２０の先端の符号Ａで示す地点は、第２
のト−ションバ−２０のコンプライアンスが１００％、
活かされる地点（コンプライアンス：１００％）で、根
元の符号Ｂで示す地点は、第２のト−ションバ−２０の
コンプライアンスがほとんど活かされない地点（コンプ
ライアンス：０％）を示す。但し、本実施例の数式で扱
うときは、コンプライアンスをＣ₁ （ｘ）とし、コンプ
ライアンスが１００％、活かされる状態をＣ₁ （Ｌs ）
＝Ｃ₀ 、コンプライアンスがほとんど活かされない状態
（剛結）をＣ₁ （０）＝０として取扱うものとする。

【００３２】またフランジ部２１ａ，２２ａ間には、ね
じ軸２６が回転自在に支持されている。このねじ軸２６
は、フランジ部２１ａ，２２ａで挟まれた外周面の全体
におねじ部２７を有している。このおねじ部２７が、図
４に示されるようにスライダ−２５の外周部の突片部２
８に設けためねじ部（図示しない）に回転自在に螺挿さ
れている。

【００３３】このねじ軸２６の一方の端部は、パイプ２
１の外周部に据付けたモ−タ２９（駆動源）の出力軸に
連結され、モ−タ２９の回転にしたがってスライダ−２
５を第２のト−ションバ−２０の軸心方向に沿って移動
できるようにしている（移動機構）。これにより、第２
のト−ションバ−２０のコンプライアンスを「０％〜１
００％」の範囲で連続的に可変できるようにしてある。

【００３４】さらにフランジ部２１ａ，２２ａ間には、
突片部２８の移動軌跡に沿ってストロ−クセンサ３０が
設けられている。また突片部２８には、被検出子となる
凸部３１が形成されている。そして、この凸部３１は、
ストロ−クセンサ３０の長さ方向に沿って形成された、
検出部としての検出溝３２に挿入され、検出溝３２の溝
長に対する凸部３１に位置から、第２のト−ションバ−
２０におけるスライダ−位置を検出できるようにしてい
る。

【００３５】他方、３３は制御部（図１にのみ図示）で
ある。制御部３３は、例えばマイクロコンピュ−タおよ
びその周辺回路から構成される。制御部３３には、例え
ばステアリング特性を調節するためのダイヤル式の操作
部３４（ステアリング特性を設定する手段）が接続され
ている。この操作部３４は、例えば「強アンダステア〜
弱アンダステア」の範囲（あるいは「強オ−バステア〜
弱オ−バステア」の範囲）で特性が調節可能ものとなっ
ている。また制御部３３には、上記ステアリングシャフ
ト１７に組込んだモ−タ２９の駆動回路２９ａおよび上
記ストロ−クセンサ３０が接続されている。

【００３６】さらにまた制御部３３には、自動車の車速
を検知する車速センサ３５が接続されている。さらに制
御部３３には、自動車の走行状態の変化を検出する手段
として、自動車の前輪１０の車軸に加わる荷重を検知す
る前軸荷重センサ３６、自動車の後輪（図示しない）の
車軸に加わる荷重を検知する前軸荷重センサ３７、自動
車の前輪１０のタイヤの空気圧を検知するタイヤ空気圧
センサ３８（以下、前空圧センサ３８と称す）、自動車
の後輪のタイヤの空気圧を検知するタイヤ空気圧センサ
３９（以下、後空圧センサ３８と称す）などが接続され
ている。

【００３７】制御部３３の記憶機能には、図５の（ａ）
に示される車速および指示値（操作部３４から入力され
るステアリング特性を指示する値）に応じた目標スタビ
リティファクタを示すマップ、同図（ｂ）に示される前
輪１０の空気圧および前軸荷重に応じた前輪１０の等価
コ−ナリングパワ−を示すマップ、同図（ｃ）に示され
る後輪の空気圧および後軸荷重に応じた後輪の等価コ−
ナリングパワ−を示すマップが設定されている。なお、
図５の（ａ）に示すマップは中低速域では目標スタビリ
ティファクタの値が小さく、高速域では目標スタビリテ
ィファクタの値が大きくなる分布となっている。

【００３８】なお、コ−ナリングパワ−はタイヤの単位
スリップ角当りの発生横力、等価コ−ナリングパワ−は
自動車のサスペンション特性の影響を考慮した上記コ−
ナリングパワ−の実効値（但し、前輪１０は第２のト−
ションバ−２０のコンプライアンスがゼロの場合の値）
をいう。

【００３９】制御部３３には、図５の（ａ）に示すマッ
プにしたがって操作部３４のステアリング特性の指示値
Ａから車速Ｖに応じた目標スタビリティファクタＫを読
取る機能（目標スタビリティファクタを求める手段）が
設定されている。さらに制御部３３には、図５の（ｂ）
に示すマップにしたがって空気圧Ｉ_f（前輪）および前
軸荷重Ｗ_f に応じた前輪の等価コ−ナリングパワ−Ｋ_f
を読取る機能、図５の（ｃ）に示すマップにしたがって
空気圧Ｉ_r （後輪）および後輪荷重Ｗ_r に応じた後輪の
等価コ−ナリングパワ−Ｋ_r を読取る機能が設定されて
いる（前後輪の等価コ−ナリングパワ−を検出する手
段）。

【００４０】また制御部３３には、読取った目標スタビ
リティファクタＫを満足する前輪１０のコ−ナリングパ
ワ−Ｐ_f を求めるための次に示す与式Ａ、このコ−ナリ
ングパワ−Ｐ_f を満足する第２のト−ションバ−２０の
コンプライアンスＣ₁ を求めるための次に示す与式Ｂ、
コンプライアンスＣ₁ を満足する第２のト−ションバ−
２０のスライダ位置ｘを求めるための次に示す与式Ｃが
設定されていて、目標スタビリティファクタＫを達成す
るスライダ位置ｘを求めることができるようにしてあ
る。 Ｐ_f ＝Ｗ_f ・Ｋ_r ／（２Ｇ・Ｌ・Ｋ_r ・Ｋ）＋Ｗ_r …Ａ 但し、Ｇは重力加速度、Ｌは自動車のホイ−ルベ−ス。 Ｃ₁ ＝１／ｅ（１／Ｐ_f −１／Ｋ_f ） …Ｂ 但し、ｅはニュ−マチックトレ−ル（タイヤの特性値）。 ｘ＝Ｌ_s ・Ｃ₁ ／Ｃ₀ …Ｃ 但し、ＩＦ ｘ＞Ｌ_s ＴＨＥＮ ｘ＝Ｌ_s 。

【００４１】さらに制御部３３には、上記スライダ位置
ｘの信号とストロ−クセンサ３０からの出力信号とを比
較する機能と、この比較結果の差が「０」になるように
駆動回路２９ａを制御する機能とが設定されていて、モ
−タ２９のフィ−ドバック制御により、目標スタビリテ
ィファクタを達成するコンプライアンスとなる所定の部
位（第２のト−ションバ−２０の「Ａ〜Ｂ間のある位
置」）にスライダ−２５が到達するようにしてある。

【００４２】なお、図中、４０はシャフト部分１７ａの
周囲を覆うように設けた上部側のコラムカバ−、４１は
シャフト部分１７ｂの周囲を覆うように設けた下部側の
コラムカバ−である。但し、これらはいずれも自動車の
車体（図示しない）に固定されるものである。

【００４３】しかして、このように構成されたステアリ
ング装置は、自動車が走行中、ハンドル１８を回転させ
ると、その回転がシャフト部分１７ａ、ガイドバ−２
３、スライダ−２５、第２のト−ションバ−２０、シャ
フト部分１７ｂおよび第１のト−ションバ−５を順に経
てピニオン４に伝達され、ラック３をハンドル１８で操
舵した方向へ駆動する。

【００４４】このとき、第１のト−ションバ−５は路面
抵抗によって捩じられる。この捩じりにしたがってロ−
タリバルブ１９が回動変位し、このロ−タリバルブ１９
の回転差によってオイルポンプからの油圧がパワ−シリ
ンダ装置１２の右側の室あるいは左側の室に供給され、
前輪１０，１０をハンドル１８で操舵した方向に駆動し
て、操舵力を軽くする。

【００４５】こうしたステアリング装置において、今、
例えば好みのステアリング特性に変えたい場合は、運転
者が操作部３４のダイヤルを好みの指示値Ａの位置まで
回転させると、制御部３３によって自動車のスタビリテ
ィファクタが制御される。その制御が図６に示されてい
る。

【００４６】すなわち、制御部３３は、まず、操作部３
４に設定してある所定のステアリング特性を読取る。制
御部３３は、これと共にそれぞれのセンサ出力、すなわ
ち車速センサ３５で検知される車速Ｖ、前軸荷重センサ
３６で検知される前軸荷重Ｗ_f 、後軸荷重センサ３７で
検知される後軸荷重Ｗ_r 、前空圧センサ３８で検知され
る前輪１０の空気圧Ｉ_f 、後空圧センサ３９で検知され
る後輪の空気圧Ｉ_r を読取る。

【００４７】その後、制御部３３は、図５の（ａ）に示
す「車速−指示値−スタビリティファクタ」のマップか
ら、車速Ｖおよび指示値Ａに応じた目標スタビリティフ
ァクタＫが読取る。これにより、現在の自動車の走行状
態にしたがった目標スタビリティファクタＫが決定され
る。

【００４８】また制御部３３は、図５の（ｂ）に示す
「コ−ナリングパワ−空気圧−前軸荷重」のマップか
ら、前輪１０の空気圧Ｉ_f および前軸荷重Ｗ_f に応じた
等価コ−ナリングパワ−Ｋ_f を読取り、図５の（ｃ）に
示す「コ−ナリングパワ−空気圧−後軸荷重」のマップ
から、後輪の空気圧Ｉ_r および後軸荷重Ｗ_r に応じた等
価コ−ナリングパワ−Ｋ_r を読取る。これにより、現在
の自動車の走行状況が検出される。

【００４９】ついで、制御部３３は、上記目標スタビリ
ティファクタＫ、等価コ−ナリングパワ−Ｋ_f 、等価コ
−ナリングパワ−Ｋ_r の各値を用い、上述した与式Ａに
したがい演算処理をして、目標スタビリティファクタＫ
を満足するための前輪１０のコ−ナリングパワ−Ｐ_f を
求める。

【００５０】さらに制御部３３は、上述した与式Ｂによ
る演算処理により、上記コ−ナリングパワ−Ｐ_f を満足
する第２のト−ションバ−２０のコンプライアンスＣ₁
を求める。続いて制御部３３は、上述した与式Ｃによる
演算処理により、コンプライアンスＣ₁ を満足するスラ
イダ位置ｘを求める。

【００５１】そして、制御部３３は、ストロ−クセンサ
３０から検出される第２のト−ションバ−２０のスライ
ダ位置と前記求めたスライダ位置ｘとの差に応じた制御
信号を駆動回路２９ａに出力して、モ−タ２９を駆動す
る。

【００５２】これにより、ねじ軸２６が回転し、スライ
ダ−２５を第２のト−ションバ−２０の軸心方向に沿っ
てスライドさせる。すると、第２のト−ションバ−２０
の回転方向を規制する位置が連続的にずれていく。この
ことは、第２のト−ションバ−２０のコンプライアンス
は１００％活かされる状態から、ほとんど生かされない
状態にまでの範囲で、連続的に変化する。なお、第２の
ト−ションバ−２０のコンプライアンスは、前輪１０の
コ−ナリングパワ−を低下させる方向に作用するもので
ある。

【００５３】制御部３３は、上記差が「０」になると、
モ−タ２９を停止する。これにより、スライダ−２５は
自動車の目標スタビリティファクタＫを達成する第２の
ト−ションバ−２０の部位に位置決められていく。

【００５４】こうした制御によって、ステアリング装置
には、アンダステア傾向が強いステアリング特性、アン
ダステア傾向が弱いステアリング特性、さらには両者の
中間のステアリング特性など、操作部３４で設定した好
みのステアリング特性の仕様が基準として設定される。

【００５５】このとき、目標スタビリティファクタＫは
車速Ｖに応じて逐次変化している。すなわち、「車速−
指示値−スタビリティファクタ」のマップによって、低
速域には目標スタビリティファクタＫは小さい側、高速
域には大きい側に変わる。つまり、目標スタビリティフ
ァクタＫは、現在の車速Ｖに対応した値となる。

【００５６】これによって、第２のト−ションバ−２０
のコンプライアンスＣ₁ は、上記設定した好みのステア
リング特性を基準として、現在の車速Ｖに応じた値、す
なわち現在の車速域での操舵性，安定性を満足するステ
アリング特性をもたらす値に可変される。それ故、どの
ステアリング特性においても、中低速走行時における曲
りやすさと高速走行時の安定性との双方の特性が得られ
ることとなる。

【００５７】しかも、ステアリング特性が調節可能なダ
イヤル式の操作部３４の採用によって、中低速走行時に
おける曲りやすさ、高速走行時の安定性を重視した特性
のいずれかにシフトできるから、ドライバ−の要求に応
じた「強い傾向から弱い傾向までの広い範囲」で基準と
なるステアリング特性を自動車に与えることができる。

【００５８】そのうえ、操作部３４の設定が同一まま
で、自動車の積載状態や空気圧が変化しても、その積載
状態、空気圧の変化にしたがって、目標スタビリティフ
ァクタＫを達成するコ−ナリングパワ−Ｐ_f が補正され
るから、常に最適なスタビリティファクタＫを維持でき
る。

【００５９】よって、中低速域および高速域に対応した
最適なスタビリティファクタＫを１台の自動車に与える
ことができる上、その最適なスタビリティファクタＫを
走行状況に関わらずに維持できる。図７および図８は、
この発明の第２の実施例を示す。

【００６０】第２の実施例は、ト−ション部材としてト
−ションバ−でなく、平板状に構成されたト−ションリ
−フ５０を用い、このト−ションリ−フ５０のコンプラ
イアンスを連続的に可変するようにした構造を示してい
る。

【００６１】すなわち、本実施例は、分割したシャフト
部分１７ａ，１７ｂの一方の軸端部に、他方に延びるよ
うにト−ションリ−フ５０が設けられ、同ト−ションリ
−フ５０の他端部がシャフト部分１７ａ，１７ｂの他方
の軸端部に固定されている。このト−ションリ−フ５０
の周囲に筒状の第１のスライダ−５１が配置され、同ス
ライダ−５１の端部が上記シャフト部分１７ａ，１７ｂ
の他方の軸端部に軸方向にスライド自在に連結されてい
る。ト−ションリ−フ５０の延出方向に沿って移動可能
な第１のスライダ−５１の内部には、一対の転動ロ−ラ
５２，５２（片側しか図示せず）がト−ションリ−フ５
０の板面部を挟むようにして設けられている。転動ロ−
ラ５２，５２は、スライダ−５１のスライドにしたがっ
て、ト−ションリ−フ５０の長手方向に沿って転動する
ように据付けられている。これにより、ト−ションリ−
フ５０の外形形状を第１の係合部とし、転動ロ−ラを第
２の係合部として、両者は、ト−ションリ−フ５０の長
手方向（延出方向）を軸心とした回転方向に対しては規
制し、同長手方向に対しては移動自在となるよう係合し
ている。なお、５３，５３はスライダ−５１の端部に設
けた上下一対の支持ロ−ラ（片側しか図示せず）で、こ
れはシャフト部分１７ａ，１７ｂの他方の軸端部の外周
部に形成された一対の溝部５４，５４（片側しか図示せ
ず）を走行するようにしている。第１のスライダ−５１
の外周面には、フランジ状の受部５５が取着されてい
る。

【００６２】また第１のスライダ−５１の周辺の車体部
品５６には、第１の実施例と同様にねじ軸２６およびス
トロ−クセンサ３０が並んで据付けられている。同ねじ
軸２６には接片状の第２のスライダ−５７が回転自在に
螺挿されている。この第２のスライダ−５７に形成した
溝部５８に上記受部５５の外周の一部が回転（摺動）自
在に嵌挿されている。そして、ねじ軸２６の端部に車体
部品５６に据付けたモ−タ５９が連結されている。な
お、第１の実施例と同様、第２のスライダ−５７は、凸
部３１が検出溝３２に挿入されることによって回り止め
されている。但し、６０はねじ軸２６を回転自在に支持
する軸受を示す。

【００６３】これにより、モ−タ５９が作動すると、第
２のスライダ−５１がねじ軸２６の軸心方向沿いに移動
し、受部５５を介して第１のスライダ−５１をスライド
させる。そして、この第１のスライダ−５１のスライド
にしたがって、ト−ションリ−フ５０の板面部を転動す
る転動ロ−ラ５２，５２により、ト−ションリ−フ５０
の回転方向を拘束する位置を、ト−ションリ−フ５０の
長さ寸法の範囲において変えることができるようにして
ある（ト−ションリ−フ２０のコンプライアンスの連続
可変）。このようなト−ションリ−フ式のコンプライア
ンス可変構造でも、上述した第１の実施例と同様の効果
を奏する。但し、図７および図８において、上述した第
１の実施例と同じ構成部品には同一符号を付してその説
明を省略した。

【００６４】なお、上述した第１および第２の実施例
共、この発明をパワ−ステアリング装置に適用したが、
これに限らず、マニュアル式のステアリング装置に適用
してもよいことはいうまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
設定したステアリング特性、および車速から目標スタビ
リティファクタを定め、この目標スタビリティファクタ
を達成するようにト−ション部材のコンプライアンスを
連続的に可変する構造にしたから、車速に応じて変化す
る目標スタビリティファクタによって、中低速走行時に
おける曲りやすさと高速走行時の安定性との双方の特性
を得ることができる。

【００６６】そのうえ、設定したステアリング特性が同
一ままで、車両の積載状態や空気圧が変化しても、その
積載状態、空気圧の変化にしたがって、目標スタビリテ
ィファクタを達成するコ−ナリングパワ−が補正される
から、走行状況に関わらず、常に最適なスタビリティフ
ァクタを維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例のステアリング装置の
概略的な構成を、制御系と共に示す図。

【図２】同実施例のステアリング装置の構成を示す斜視
図。

【図３】ステアリング装置のステアリングシャフトに組
込んだコンプライアンスを可変する構造を示す断面図。

【図４】図３中、ＡーＡ線に沿う断面図。

【図５】（ａ）は、指示値および車速に応じた目標スタ
ビリティファクタを定めるために設定されたマップ。
（ｂ）は、自動車の前輪における空気圧および軸荷重に
応じた等価コ−ナリングパワ−を定めるためのマップ。
（ｃ）は、自動車の後輪における空気圧および軸荷重に
応じた等価コ−ナリングパワ−を定めるためのマップ。

【図６】ステアリング装置のステアリング特性の可変制
御を説明するためのフロ−チャ−ト。

【図７】この発明の第２の実施例の要部となるコンプラ
イアンスを可変する構造を示す断面図。

【図８】図７中、ＡーＡ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…ステアリングギヤ、３…ラック、４…ピニオン、５
…バルブ駆動用の第１のトーションバー、１２…パワー
シリンダ装置、１７…ステアリングシャフト、１７ａ，
１７ｂ…シャフト部分、１８…ハンドル、１９…ロータ
リバルブ、２０…第２のト−ションバ−（トーション部
材）、２０ａ…セレ−ション（第１の係合部）、２５…
スライダ−（移動子）、２５ａ…貫通孔（第２の係合
部）、２６…ねじ軸、２９…モ−タ、３０…ストロ−ク
センサ、３３…制御部、３４…操作部、３５…車速セン
サ、３６…前軸荷重センサ、３７…前軸荷重センサ、３
８，３９…タイヤ空気圧センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前輪につながるステアリングギヤ
   と、 ハンドルの変位を前記ステアリングギヤに伝えるため
   の、軸方向に分割されたステアリングシャフトと、 この分割された一方のステアリングシャフト部分の軸端
   に設けられ、前記分割された他方のステアリングシャフ
   ト部分の軸端に向って延びる、ねじる方向に変位可能な
   ト−ション部材と、 前記分割された他方のステアリングシャフト部分の端部
   に連結されて前記ト−ション部材の周囲に、当該ト−シ
   ョン部材の延出方向に沿って移動可能に設けられた移動
   子と、 前記ト−ション部材の外周部にこのト−ション部材の延
   出方向に沿って設けられた第１の係合部と、 前記移動子に設けられ、前記第１の係合部を、前記ト−
   ション部材の延出方向を軸心とした回転方向に対しては
   規制し、かつト−ション部材の延出方向に対しては移動
   自在となるように係合する第２の係合部と、 前記移動子を前記ト−ション部材の延出方向に沿って移
   動させるための移動機構と、 車両に所定のステアリング特性を設定する設定手段と、 車両の走行速度を検出する手段と、 この検出した走行速度にしたがって、前記設定したステ
   アリング特性に応じた車両の目標スタビリティファクタ
   を求める手段と、 車両の前輪，後輪の等価コ−ナリングパワ−を検出する
   手段と、 この検出した等価コ−ナリングパワ−にしたがって前記
   目標スタビリティファクタを満たす前輪のコ−ナリング
   パワ−を求める手段と、 このコ−ナリングパワ−に対応した前記ト−ション部材
   のコンプライアンスを求める手段と、 このコンプライアンスを満たす前記ト−ション部材の部
   位へ前記第２の係合部が到達するように前記移動機構を
   作動させる手段とを具備したことを特徴とする車両用ス
   テアリング装置。