JP2773436B2 - 前輪補助舵角付与装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の操舵応答性や旋
回安定性を向上させるためにステアリング操作時に前輪
操舵角に補助舵角を与える前輪補助舵角付与装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、前輪補助舵角付与装置としては、
例えば、実開昭６３−７９２７４号公報に記載のものが
知られている。

【０００３】上記従来出典には、ステアリングギヤハウ
ジングの両端部をマウントインシュレータにより車体に
支持し、両マウントインシュレータの間のステアリング
ギヤハウジングを包囲する状態でシリンダチューブを車
体に固定し、ステアリングギヤハウジングの外周に固定
したピストンで内部のシリンダ室を二室に画成し、ステ
アリングギヤハウジングをストロークさせる時、ストロ
ーク方向に応じて左シリンダ室または右シリンダ室に制
御圧を供給する内容が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の前輪補助舵角付与装置にあっては、下記に列挙する
ような問題がある。

【０００５】（１）ステアリングギヤハウジングを車体
に支持するマウントインシュレータと補助舵角を与える
油圧アクチュエータと別々に独立して設置される構成と
なっている為、装置が大型となるし、コストや重量の面
でも不利となる。また、車両の仕様により油圧アクチュ
エータの有無がある場合、大きなスペースを占有するス
テアリングギヤハウジングの周囲に設けられるサスペン
ションメンバ等との干渉問題が発生し、サスペンション
メンバ等の互換性が無い。

【０００６】（２）ピストンがステアリングギヤハウジ
ングの外周に圧入により固定され、ステアリングギヤハ
ウジングが歪んでしまう為、ステアリングギヤハウジン
グ内に収められるラックシャフトとの干渉によりステア
リング操作時に引っ掛かりが発生することがある。尚、
製造上、ピストンのカシメ取り付けは不可能である。

【０００７】（３）シリンダチューブの車体固定面とマ
ウントインシュレータの車体固定面とが離れた位置にあ
り、面精度のバラツキによりシリンダチューブとマウン
トインシュレータの取り付けにガタが生じる為、組付時
や補助舵角を与える時、ピストンの摺動抵抗が大きくな
ったりピストンの引っ掛かりが発生する。

【０００８】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、ステアリング操作時に前輪操舵角に補助
舵角を与える前輪補助舵角付与装置において、前輪補助
舵角付与機能と車体支持機能とを併せ持つと共に、コン
パクトで重量やコストの面で有利であるし、円滑なステ
アリング操作及びピストンストロークが確保される装置
を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の前輪補助舵角付与装置では、ステアリング側短
筒部材と車体側支持部材との間に中間短筒部材を配置
し、この中間短筒部材を兼用構成部材として、第１ブッ
シュ及び第２ブッシュを有するマウントインシュレータ
と、第２ブッシュの変形範囲内でステアリング側短筒部
材をストロークさせる油圧アクチュエータとをユニット
構成とした。

【００１０】即ち、車体に固定される車体側支持部材
と、ステアリングギヤハウジングに固定されるステアリ
ング側短筒部材と、前記車体側支持部材とステアリング
側短筒部材との間に配置される中間短筒部材と、前記車
体側支持部材と中間短筒部材との間に介装される第１ブ
ッシュと、同軸二重筒状の前記ステアリング側短筒部材
と中間短筒部材との間に並列に配置される第２ブッシュ
及びシリンダ室と、前記シリンダ室を左シリンダ室と右
シリンダ室とに画成するようにステアリング側短筒部材
または中間短筒部材に固定して設けられるピストンと、
前記中間短筒部材に対し第２ブッシユの弾性変形範囲内
でステアリング側短筒部材及びステアリングギヤハウジ
ングをストロークさせる時、ストローク方向に応じて左
シリンダ室または右シリンダ室に制御圧を供給する前輪
補助舵角制御手段と、を備えている事を特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明装置は、上記のように、第１ブッシュ及
び第２ブッシュを有しステアリングギヤハウジングを車
体に支持するマウントインシュレータと、第２ブッシュ
を有しの変形範囲内で補助舵角を与える油圧アクチュエ
ータとがユニットとして一体的に構成されている為、装
置の設置時には、車両のマウントインシュレータ部にイ
ンシュレータ兼アクチュエータとしてそのまま置き換え
て設置される。

【００１２】ステアリング操作時であって、例えば、車
両の操舵応答性や旋回安定性を向上させるために補助舵
角を付与する制御時には、前輪補助舵角制御手段からス
トローク方向に応じて左シリンダ室または右シリンダ室
に制御圧が供給される。この油圧供給により、供給側の
シリンダ室容積が拡大し、中間短筒部材に対し第２ブッ
シユの弾性変形範囲内でステアリング側短筒部材及びス
テアリングギヤハウジングがストロークする。そして、
ステアリングギヤハウジングのストローク量の分が前輪
補助舵角となって、前輪の実舵角を増減制御させること
ができる。尚、この制御時には、第１ブッシュによりス
テアリングギヤハウジングが車体に支持されることにな
り、ステアリングギヤハウジングのストローク反力を受
けることになるが、この第１ブッシュの支持剛性を高く
設定しておくことでステアリングギヤハウジングのスト
ロークが確保される。

【００１３】ステアリング非操作時であって、前輪補助
舵角を付与しない非制御時には、例えば、左シリンダ室
と右シリンダ室の油をドレーン状態にしておくと、ステ
アリング側短筒部材と中間短筒部材との間の拘束が無
く、第１ブッシュと第２ブッシュを介してステアリング
ギヤハウジングが車体に支持されることになる。

【００１４】尚、左シリンダ室と右シリンダ室とに等圧
の油圧を供給した場合、油圧レベルに応じてステアリン
グ側短筒部材と中間短筒部材との間に拘束力を与えるこ
とになり、車体支持剛性を油圧レベルに応じて徐々に高
めてゆくというように、車体支持剛性の変更も可能であ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】構成を説明する。

【００１７】図１は本発明実施例の前輪補助舵角付与装
置を示す図２のＡ−Ａ線による縦断面図、図２は実施例
装置の側面図、図３は実施例装置のマウントインシュレ
ータ部を示す図１のＢ−Ｂ線による断面図、図４は実施
例装置の左切り用ポート部を示す図２のＣ−Ｃ線による
断面図である。

【００１８】実施例の前輪補助舵角付与装置３は、ラッ
クチューブ１６（ステアリングギヤハウジングに相当）
を車体２に対して支持するマウントインシュレータ部
と、前輪補助舵角を付与する油圧アクチュエータ部とに
より構成されている。

【００１９】前記マウントインシュレータ部は、車体２
にボルト８で固定されるステム３０（車体側支持部材に
相当）と、該ステム３０の外周に接着された第１ブッシ
ユ３１と、該第１ブッシユ３１が挿着される第１サポー
トメンバ３２（中間短筒部材に相当）と、該第１サポー
トメンバ３２の内側に相対回動可能に設けられた第２サ
ポートメンバ３３（ステアリング側短筒部材に相当）
と、第１サポートメンバ３２と第２サポートメンバ３３
との間に介装された第２ブッシュ３４とを有し、第２サ
ポートメンバ３３はラックチューブ１６の外周に挿着さ
れる。

【００２０】尚、第１ブッシユ３１は、ラックチューブ
１６に加わる力を圧縮・引張変形によるバネ定数で受け
て車体２により支持するべくラック軸直交方向に配置さ
れ、その外面にはステム３５を有する。また、第２ブッ
シュ３４は、ラックチューブ１６に加わる力を剪断変形
によるバネ定数で受けて車体２により支持するべくラッ
クチューブ軸方向に配置され、その内外面にはステム３
６，３７を有する。

【００２１】前記油圧アクチュエータ部は、第１サポー
トメンバ３２と第２サポートメンバ３３との間に前記第
２ブッシュ３４とは並列の位置関係でシリンダ室が形成
され、このシリンダ室を左シリンダ室４５と右シリンダ
室４６とに画成するように第２サポートメンバ３３に対
しカシメにより固定されたピストン４７と、左シリンダ
室４５に連通する左切り用ポート５０と、右シリンダ室
４６に連通する右切り用ポート４８と、第１サポートメ
ンバ３２と第２サポートメンバ３３とを油密状態に保つ
オイルシール５１と、第１サポートメンバ３２に螺合固
定されるストップナット５２を有する。

【００２２】図５は実施例の前輪補助舵角付与装置３が
適用されたフロントステアリングの全体システムを示す
図である。

【００２３】まず、フロントステアリング機構１は、ド
ライバによる操舵入力の方向及び大きさに応じてフロン
トタイヤ７を転舵させる機構で、ハンドル１０、ステア
リングシャフト１１、ピニオン１２、ラックギヤ１３、
サイドロッド１４、ナックルアーム１５、ラックチュー
ブ１６を有して構成されている。

【００２４】フロントタイヤ７，７にハンドル１０によ
り与える前輪舵角とは別に補助舵角を付与するために、
前記右切り用ポート４８または左切り用ポート５０に供
給する制御油圧を作り出す制御油圧発生装置４（前輪補
助舵角制御手段）は、油圧制御バルブ４０、リザーブタ
ンク４１、オイルポンプ４２、制御圧パイプ４３、制御
圧パイプ４４とを有し、制御圧パイプ４３が前記右切り
用ポート４８に接続され、制御圧パイプ４４が前記左切
り用ポート５０に接続される。

【００２５】前記油圧制御バルブ４０に制御電流Ｉを印
加する前輪補助舵角コントローラ６は、電子制御回路に
よる構成で、舵角センサや車速センサ等の入力センサ類
５からの入力情報に応じて操舵応答性や旋回安定性を向
上させるべく前輪に付与する補助舵角を演算し、この演
算結果により得られた補助舵角目標値に応じた制御電流
Ｉを油圧制御バルブ４０に印加する指令を出力する制御
プログラムが設定されている。

【００２６】次に、作用を説明する。

【００２７】（イ）装置の設置時 実施例の前輪補助舵角付与装置３は、上記のように、第
１ブッシュ３１及び第２ブッシュ３４を有しラックチュ
ーブ１６を車体２に支持するマウントインシュレータ部
と、第２ブッシュ３４の剪断変形範囲内で補助舵角を与
える油圧アクチュエータ部とがユニットとして一体的に
構成されている為、前輪補助舵角付与装置３の設置時に
は、図５に示すように、車両のマウントインシュレータ
部にインシュレータ兼アクチュエータとして実施例装置
３がそのまま置き換えて設置される。

【００２８】（ロ）補助舵角制御時 ステアリング操作時であって、例えば、車両の操舵応答
性や旋回安定性を向上させるために補助舵角を付与する
制御時には、前輪補助舵角コントローラ６からの指令に
基づいて、与えるストローク方向及びストローク量に応
じて左シリンダ室４５または右シリンダ室４６に制御油
圧が供給される。この制御油圧の供給により、供給側の
シリンダ室容積が拡大し、第１サポートメンバ３２に対
し第２ブッシユ３４の剪断変形範囲内で第２サポートメ
ンバ３３及びラックチューブ１６がストロークする。そ
して、ラックチューブ１６のストローク量の分が前輪補
助舵角となって、フロントタイヤ７，７の実舵角を増減
制御させることができ、これによって、車両の操舵応答
性や旋回安定性の向上が図られる。

【００２９】尚、この補助舵角制御時には、第１ブッシ
ュ３１によりラックチューブ１６が車体２に支持される
ことになり、ラックチューブ１６のストローク反力を受
けることになるが、この第１ブッシュ３１の支持剛性を
高く設定しておくことで第１ブッシュ３１の変形量は小
さく抑えられ、ラックチューブ１６のストロークが確保
される。

【００３０】また、補助舵角を与えるにあたって、第２
ブッシユ３４の剪断変形により与えるようにしている
為、力に対する変形量特性の線形性が良好であり、オー
プンループにより制御することが可能である。即ち、従
来装置のように、マウントインシュレータの圧縮変形を
利用する場合には、力に対する変形量特性のヒステリシ
スが大きく、非線形性が大であることにより、ストロー
クセンサを設置してのフィードバック制御を行なわなけ
ればならない。

【００３１】（ハ）補助舵角非制御時 ステアリング非操作時であって、前輪補助舵角を付与し
ない非制御時には、例えば、左シリンダ室４５と右シリ
ンダ室４６の油をドレーン状態にしておくと、両サポー
トメンバ３２，３３との間の拘束が無く、第１ブッシュ
３１と第２ブッシュ３４を介してラックチューブ１６が
車体２に支持されることになる。

【００３２】尚、左シリンダ室４５と右シリンダ室４６
とに等圧の油圧を供給した場合、油圧レベルに応じて両
サポートメンバ３２，３３の間に拘束力を与えることに
なり、車体支持剛性を油圧レベルに応じて徐々に高めて
ゆくというように、車体支持剛性を変更することも可能
である。

【００３３】以上説明してきたように、実施例の前輪補
助舵角付与装置３にあっては、下記に列挙する効果を併
せて持つ。

【００３４】（１）ラックチューブ１６を車体２に支持
するマウントインシュレータ部とラックチューブ１６を
ストロークさせて補助舵角を与える油圧アクチュエータ
部とがユニットとして一体的に構成されている為、装置
が小型コンパクトであり、コストや重量の面で有利とな
る。

【００３５】この結果、図５に示すように、車両のマウ
ントインシュレータ部に実施例の装置をそのまま置き換
えて設置することで、容易に前輪補助舵角付与機能を与
えることができ。

【００３６】また、同一車両でも仕様により前輪補助舵
角付与機能の有無がある場合、ラックチューブ１６の周
囲に設けられるサスペンションメンバ等との干渉問題が
発生せず、サスペンションメンバ等の互換性を高めるこ
とができる。

【００３７】（２）ピストン４７は、第２サポートメン
バ３３が短筒状であり、実施例のように第２サポートメ
ンバ３３に対しカシメによりピストン４７を固定するこ
とができる為、従来のピストン圧入固定の場合のよう
に、ラックチューブ１６がピストン４７の固定により歪
むことが防止され、ステアリング操作時に引っ掛かりが
発生することが防止される。

【００３８】（３）第１サポートメンバ３２がシリンダ
部材と第２ブッシュ３４の車体側固定部材とを兼用して
いる為、従来装置のように、両者に組み付けガタが生じ
ることがなく、組付時や補助舵角を与える時、ピストン
４７の摺動抵抗が大きくなったりピストンの引っ掛かり
が発生することが防止される。

【００３９】（４）補助舵角を与えるにあたって、第２
ブッシユ３４の剪断変形により与えるようにしている
為、力に対する変形量特性の線形性が良好であり、オー
プンループにより制御することができる。

【００４０】（５）補助舵角非制御時に、左右のシリン
ダ室４５，４６の等圧の油圧を供給することで、油圧レ
ベルに応じて車体支持剛性を変更することも可能であ
る。

【００４１】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００４２】例えば、実施例装置では、ピストンをステ
アリング側短筒部材である第２サポートメンバ３３に固
定した例を示したが、中間短筒部材である第１サポート
メンバ３２に固定するようにしても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、ステアリング操作時に前輪操舵角に補助舵角を与え
る前輪補助舵角付与装置において、ステアリング側短筒
部材と車体側支持部材との間に中間短筒部材を配置し、
この中間短筒部材を兼用構成部材として、第１ブッシュ
及び第２ブッシュを有するマウントインシュレータと、
第２ブッシュの変形範囲内でステアリング側短筒部材を
ストロークさせる油圧アクチュエータとをユニット構成
とした為、前輪補助舵角付与機能と車体支持機能とを併
せ持つと共に、コンパクトで重量やコストの面で有利で
あるし、円滑なステアリング操作及びピストンストロー
クが確保される装置を提供することができるという効果
が得られる。

【００４４】特に、車両に前輪補助舵角付与機能を追加
し、操舵応答性や旋回安定性を向上させたい場合に大幅
な設計変更を要さず有用な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の前輪補助舵角付与装置を示す図
２のＡ−Ａ線による縦断面図である。

【図２】実施例の前輪補助舵角付与装置を示す側面図で
ある。

【図３】実施例の前輪補助舵角付与装置の車体支持部を
示す図１のＢ−Ｂ線による断面図である。

【図４】実施例の前輪補助舵角付与装置の右切り用ポー
ト部を示す図２のＣ−Ｃ線による断面図である。

【図５】実施例の前輪補助舵角付与装置が適用された前
輪操舵装置を示す全体システム図である。

【符号の説明】 ２ 車体 ３ 前輪補助舵角付与装置 ４ 制御油圧発生装置（前輪補助舵角制御手段） １６ ラックチューブ（ステアリングギヤハウジング） ３０ ステム（車体側支持部材） ３１ 第１ブッシュ ３２ 第１サポートメンバ（中間短筒部材） ３３ 第２サポートメンバ（ステアリング側短筒部材） ３４ 第２ブッシュ ４５ 左シリンダ室 ４６ 右シリンダ室 ４７ ピストン ４８ 右切り用ポート ５０ 左切り用ポート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に固定される車体側支持部材と、ス
   テアリングギヤハウジングに固定されるステアリング側
   短筒部材と、前記車体側支持部材とステアリング側短筒
   部材との間に配置される中間短筒部材と、前記車体側支
   持部材と中間短筒部材との間に介装される第１ブッシュ
   と、同軸二重筒状の前記ステアリング側短筒部材と中間
   短筒部材との間に並列に配置される第２ブッシュ及びシ
   リンダ室と、前記シリンダ室を左シリンダ室と右シリン
   ダ室とに画成するようにステアリング側短筒部材または
   中間短筒部材に固定して設けられるピストンと、前記中
   間短筒部材に対し第２ブッシユの弾性変形範囲内でステ
   アリング側短筒部材及びステアリングギヤハウジングを
   ストロークさせる時、ストローク方向に応じて左シリン
   ダ室または右シリンダ室に制御圧を供給する前輪補助舵
   角制御手段と、を備えている事を特徴とする前輪補助舵
   角付与装置。