JP3331868B2 - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の走行状況
に応じて最適な舵角特性が得られ、しかも、車両の緊急
回避操舵に対する適用性にも優れた車両のステアリング
装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】この種のステアリング装置は例え
ば特開平6-64553号公報又は特開平6-219314号公報に開
示されている。前者の可変舵角比操舵装置は、ステアリ
ングハンドルの操作により駆動される第１軸と、操舵車
輪を操舵するための第２軸とをレバーを介して相互に接
続し、このレバーの回動支点を移動させることで、その
ハンドル操作に対する操舵車輪の舵角比が可変可能とな
っている。

【０００３】一方、後者の操舵装置は、操舵車輪側のナ
ックルアームとパワーシリンダとの間を接続するリンク
ロッド、つまり、タイロッドの途中に伸縮連結装置が介
挿されており、この伸縮連結装置によりハンドル角に対
する操舵車輪の舵角比が可変可能となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の可変舵角比操舵
装置は構造が簡単であるものの、装置自体が大形化し、
また、ステアリングハンドルの操作中にレバーの回動支
点が移動されると、レバーに対する第１及び第２軸の摺
動抵抗が大となって、操舵車輪の操舵を円滑に行えな
い。それ故、可変舵角比操舵装置は車両の走行状況に応
じた舵角比の可変制御に適したものではない。

【０００５】一方、後者の操舵装置の場合、その伸縮連
結装置は操舵車輪の最大舵角を制限するために作動する
ものであり、また、伸縮連結装置の機能では舵角比の可
変域を大きく確保することはできない。よって、この操
舵装置もまた車両の走行状況に応じ、その舵角比を可変
制御するには適していない。この発明は上述した事情に
基づいてなされたもので、その目的とするところは、車
両の走行状況に応じて舵角特性を可変でき、しかも、車
両の危険回避操舵を自動的に行うのにも好適した車両の
ステアリング装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、この発明
によって達成され、請求項１の車両のステアリング装置
は、操舵車輪を支持するナックルアームにその中央部が
回動自在に連結されたコントロールアームと、このコン
トロールアームの一端に連結され、ステアリングハンド
ルの回転に応じて作動するメインパワーステアリングユ
ニットと、コントロールアームの他端に連結され、車両
の走行状況に応じて作動するサブパワーステアリングユ
ニットとを有しており、ステアリングハンドルが回転さ
れると、メインパワーステアリングユニットがコントロ
ールアームをその他端を中心にして揺動させてナックル
アームを回動させ、サブパワーステアリングユニットが
作動するとコントロールアームをその一端を中心に揺動
させてナックルアームを回動させる。

【０００７】請求項１のステアリング装置によれば、メ
インパワーステアリングユニットのみからコントロール
アームを介してナックルアームに操舵力が与えられる
と、操舵車輪は通常の場合と同様にステアリングハンド
ルの操作に従って操舵される。しかしながら、メイン及
びサブパワーステアリングユニットの双方からコントロ
ールアームを介してナックルアームに操舵力が与えられ
ると、操舵車輪の舵角特性が可変されることになる。こ
の際、操舵車輪の舵角特性は、サブパワーステアリング
ユニットから与えられる操舵力の方向に従い、ステアリ
ングハンドルの操作を補助する方向又は制限する方向に
変化する。

【０００８】請求項２のステアリング装置は、ナックル
アームとコントロールアームとの間の連結点からコント
ロールアーム両端までの距離を調整する調整手段を更に
備えている。請求項２のステアリング装置によれば、コ
ントロールアームの連結点から一端までの長さと連結点
から他端までの長さとの間の比、つまり、コントロール
アームのレバー比が可変される。この場合、メイン及び
サブパワーステアリングユニットからコントロールアー
ムにそれぞれ入力される操舵力に関して、これら操舵力
が操舵車輪の操舵に影響する度合い、つまり、その操舵
に対する割合が調整される。

【０００９】請求項３のステアリング装置は、そのサブ
パワーステアリングユニットがコントロールアームの他
端に回動自在に連結されたサブタイロッドと、このサブ
タイロッドを駆動する駆動手段とから構成されている。
この場合、駆動手段はサブタイロッドを介してコントロ
ールアームの他端に操舵力を与えることができる。請求
項４，５のステアリング装置は、その駆動手段が電動型
のラック・ピニオン機構又は液圧シリンダを含む液圧回
路からそれぞれ構成されている。請求項４の場合、ラッ
ク・ピニオン機構は電動モータからの動力を受けて正逆
方向に作動され、請求項５の場合、その液圧回路は液圧
の供給を受けて、その液圧シリンダを伸縮させる。

【００１０】請求項６のステアリング装置は、その液圧
回路の液圧シリンダに一対のセンタリングばねが内蔵さ
れており、これらセンタリングばねは、液圧シリンダの
ピストンを中立位置に向けて付勢している。この場合、
液圧シリンダに液圧が供給されない状況にあるとき、そ
のピストンは中立位置に保持されるので、路面からの外
力を操舵車輪が受けても、液圧シリンダが不所望に作動
することはない。

【００１１】請求項７のステアリング装置は、メインパ
ワーステアリングユニットがパワーステアリングシリン
ダと、ステアリングハンドルの操作に伴い、パワーステ
アリングシリンダに供給されるべき液圧のレベル及びそ
の供給方向を制御するステアリングバルブを備えてお
り、そして、サブパワーステアリングユニットの液圧回
路は、パワーステアリングシリンダに供給される液圧を
受けて、その液圧シリンダを作動可能とするものとなっ
ている。

【００１２】請求項７のステアリング装置によれば、ス
テアリングハンドルの操作に伴い、ステアリングバルブ
を介してパワーステアリングシリンダに液圧が供給され
ない限り、サブパワーステアリングユニットの液圧シリ
ンダに液圧が供給されることはない。つまり、サブパワ
ーステアリングユニットはパワーステアリングユニット
に必ず連動して作動し、サブパワーステアリングユニッ
トのみが単独で作動することはない。

【００１３】請求項８のステアリング装置は、サブパワ
ーステアリングユニットの液圧回路がパワーステアリン
グシリンダに供給される圧液の一部を蓄えるアキュムレ
ータと、このアキュムレータ内の液圧を液圧シリンダの
みに向けて供給可能とするバルブ手段とを備えている。
請求項８のステアリング装置によれば、パワーステアリ
ングシリンダに供給される液圧の立ち上げが間に合わな
い状況にあると、アキュムレータ内に蓄えた液圧が液圧
シリンダに供給され、この液圧シリンダ及びコントロー
ルアームを介して操舵車輪の操舵が実施される。

【００１４】請求項９のステアリング装置は、車両のス
テアリングハンドルが把持されていないとき、メインパ
ワーステアリングユニットの作動を阻止する阻止手段を
更に備えている。請求項９のステアリング装置によれ
ば、ステアリングハンドルが把持されておらず、メイン
パワーステアリングユニット側からの反力がなくても、
サブパワーステアリングユニットを作動させることで、
操舵が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、車両のステア
リング装置は、メインパワーステアリングユニット１０
を備えている。このメインパワーステアリングユニット
１０はメインラックロッド１２を有し、このメインラッ
クロッド１２は車体の幅方向に延びている。メインラッ
クロッド１２の一部にはステアリングラック１４が一体
にして形成されている。なお、メインラックロッド１２
は車体側の支持部材にその軸線方向に移動自在にして支
持されている。

【００１６】ステアリングラック１４にはピニオン１６
が噛み合っており、このピニオン１６はステアリングコ
ラムシャフト１８を介してステアリングハンドル２０に
接続されている。メインラックロッド１２の両端はボー
ルジョイント２２を介して左右のタイロッド２４L、２
４Rにそれぞれ接続されている。これらタイロッド２４
L、２４Rはコントロールアーム２６を介して左右の前輪
（操舵車輪）ＦＷL，ＦＷRのナックルアーム２８にそれ
ぞれ接続されている。なお、図１には、左前輪ＦＷL側
のナックルアーム２８と左タイロッド２４Lとの連結構
造のみが示されており、ナックルアーム２８はアクスル
ハウジング２９を介して前輪を回転自在に支持してい
る。この実施例の場合、ナックルアーム２８は前輪の操
舵中心から車体の後方に向けて延びている。

【００１７】各コントロールアーム２６は、車体の外側
方に向けて凸となる円弧状をなし、車体の前後方向に延
びている。そして、各コントロールアーム２６はその中
央部にて、対応する側のナックルアーム２８の先端が回
動自在に連結され、そして、車体の後方に位置したその
一端には左タイロッド２４Lの先端が回動自在に連結さ
れている。

【００１８】メインラックロッド１２には左タイロッド
２４L側に位置してパワーステアリングシリンダ３０
（以下、パワステシリンダ３０と称する。）が介挿され
ており、メインラックロッド１２はパワステシリンダ３
０のピストンロッドを兼用している。パワステシリンダ
３０はピストン３２によって区画された左右の圧力室３
４L，３４Rを有している。これら左右の圧力室３４L，
３４Rからは一対の液圧管路３６がそれぞれ延びてお
り、これら液圧管路３６はステアリングバルブ３８に接
続されている。ステアリングバルブ３８からは供給管路
３５が延びており、この供給管路３５は液圧ポンプ４２
を介してリザーバタンク４０に接続されている。また、
ステアリングバルブ３８からは戻り管路３７が延びてお
り、この戻り管路３７はリザーバタンク４０に接続され
ている。液圧ポンプ４２は図示しないエンジンまたは電
動モータにより駆動可能となっている。なお、液圧ポン
プ４２は車両のエンジン（図示しない）の駆動中には、
常時駆動されている。

【００１９】ステアリングバルブ３８はステアリングコ
ラムシャフト１８に取り付けられ、そのシャフト１８内
のトーションバーを利用した圧力制御弁、より具体的に
は４ポート３位置の絞り付方向制御弁から構成されてい
る。即ち、ステアリングハンドル２０の操作方向及び操
作量に従い、ステアリングバルブ３８は液圧ポンプ４２
から吐出された圧液をパワステシリンダ３０の一方の圧
力室に圧液を供給すると同時に、その圧液の供給量及び
圧力レベルを制御可能となっている。

【００２０】上述したメインパワーステアリングユニッ
ト１０の近傍、より詳しくはそのメインラックロッド１
２よりも車体の前側に位置して、サブパワーステアリン
グユニット４４が配置されている。このサブパワーステ
アリングユニット４４は、メインラックロッド１２、つ
まり、そのステアリングラック１４と平行に配置された
サブラックロッド４５を備えており、このサブラックロ
ッド４５にはコントロールラック４６が一体に形成され
ている。なお、サブラックロッド４５もまた車体側の支
持部材にその軸線方向に移動自在にして支持されてい
る。サブラックロッド４５の両端はボールジョイント４
８を介して左右のタイロッド５０L，５０Rにそれぞれ接
続されており、そして、これらタイロッド５０L，５０R
は対応する側のコントロールアーム２６の他端にそれぞ
れ回動自在に接続されている。

【００２１】ここで、図１に示されているようにコント
ロールアーム２６の長さをＬ0、また、コントロールア
ーム２６とナックルアーム２８との間の連結点からコン
トロールアーム２６の他端までの長さをＬ1とすれば、
コントロールアーム２６のレバー比ＬＲはＬ1／Ｌ0で表
される。サブラックロッド４５のコントロールラック４
６にはピニオン５２が噛み合っており、このピニオン５
２は電動モータ５４の出力軸に取り付けられている。電
動モータ５４は正逆回転可能であり、電子制御ユニット
即ちコントローラ５６に電気的に接続されている。

【００２２】コントローラ５６は車両の走行状況に応じ
て電動モータ５４の回転方向及び回転角を制御する。そ
れ故、コントローラ５６には車両の走行状況を検出する
ため、種々のセンサからのセンサ信号が入力可能となっ
ており、これらにはステアリングハンドル２０のハンド
ル角、そのハンドル角速度、車速及び車体のヨーレイト
などを示すセンサ信号がある。

【００２３】また、コントローラ５６には、前述したス
テアリングラック１４やコントロールラック４６の移動
量をそれぞれ検出するストロークセンサ５８，６０から
のセンサ信号、つまり、それらのラックストロークもま
た入力されるようになっている。具体的には、ストロー
クセンサ５８はピニオン１６の近傍に固定して配置され
て、ステアリングラック１４の移動に伴い、その通過し
たラック歯の歯数に対応した第１ラックストロークをコ
ントローラ５６に出力する。また、ストロークセンサ６
０はピニオン５２の近傍に固定して配置されて、コント
ロールラック４６の移動に伴い、その通過したラック歯
の歯数に対応した第２ラックストロークをコントローラ
５６に出力する。

【００２４】この実施例の場合、コントロールアーム２
６の中央部にはその長手方向に延びる長孔６２が形成さ
れている一方、ナックルアーム２８の基端はアクスルハ
ウジング２９に対して車体の前後方向、即ち、図１中Ａ
方向に変位可能にして取り付けられている。従って、ナ
ックルアーム２８の先端はコントロールアーム２６の長
孔６２の範囲内で変位可能にして、コントロールアーム
２６に回動自在に連結されている。この結果、前述した
コントロールアーム２６のレバー比ＬRは調整可能とな
っている。

【００２５】次に、前述したステアリング装置の作動を
説明する。先ず、サブパワーステアリングユニット４４
が非作動の状態にあるとき、ステアリングハンドル２０
が操作されると、この操作に伴い、メインパワーステア
リングユニット１０が作動される。つまり、メインパワ
ーステアリングユニット１０においては、そのピニオン
１６とステアリングラック１４との噛み合いに加え、パ
ワステシリンダ３０の働きにより、メインラックロッド
１２がタイロッド２４L,２４Rを介して左右のコントロ
ールアーム２６の一端に引っ張り力又は押し出し力を与
える。それ故、左右のコントロールアーム２６はそれら
の他端を中心として一方向に回動され、ナックルアーム
２８の先端に操舵力が与えられる結果、左右の前輪ＦＷ
が操舵されることになる。

【００２６】ここで、メインラックロッド１２の移動量
に対するナックルアーム２８の先端移動量はコントロー
ルアーム２６のレバー比ＬRによって決定されるため、
メインパワーステアリングユニット１０側のステアリン
グ比、つまり、ギヤ比は前記レバー比ＬRの分だけ小さ
く設定されている。従って、この場合、コントロールア
ーム２６の介在に拘わらず、前輪ＦＷには通常の舵角特
性が与えられるようになっており、その前輪ＦＷの舵角
特性は図２中Ｃ1で示されている。

【００２７】一方、ステアリングハンドル２０が操作さ
れたとき、コントローラ５６が車両の走行状況に応じて
サブステアリングユニット４４、つまり、電動モータ５
４を駆動すると、ピニオン５２とコントロールラック４
６との噛み合いにより、サブラックロッド４５が移動さ
れる。この結果、サブラック４５の移動は左右のタイロ
ッド５０L，５０Rの他端に引っ張り力又は押し出し力を
与える。

【００２８】ここで、メインラックロッド１２とサブラ
ックロッド４５とが同一方向に同期して移動されると、
左右のコントロールアーム２６はその全体が車体の幅方
向に移動するので、ステアリングハンドル２０の操作量
に対するナックルアーム２８の先端移動量が前述の場合
に比べて大となり、前輪ＦＷの操舵が促進される。従っ
て、サブパワーステアリングユニット４４が非作動の状
態にある場合に比べ、ステアリングハンドル２０の操作
に応じた前輪ＦＷの実舵角は通常の舵角よりも更に増加
されることになり、その舵角特性は図２中Ｃ1からＣ2の
ように変化する。

【００２９】更に、サブラックロッド４５の移動速度が
メインラックロッド１２の移動速度よりも速ければ、左
右のコントロールアーム２６はその他端を中心とし回動
しながら、その全体が移動されるので、前輪ＦＷの実舵
角は更に増加され、この結果、前輪ＦＷの舵角特性は図
２中Ｃ2からＣ3のように変化する。これに対し、メイン
ラックロッド１２の移動方向とは逆向きにしてサブラッ
クロッド４５が移動されると、左右のコントロールアー
ム２６はナックルアーム２８との連結点を中心として回
転しながら、その全体がメインラックロッド１２の移動
方向に移動する。それ故、この場合には、サブパワース
テアリングユニット４４が非作動の状態にある場合に比
べ、ステアリングハンドル２０の操作に応じた前輪ＦＷ
の実舵角が通常の舵角よりも減少し、前輪ＦＷの舵角特
性は図２中Ｃ1からＣ4のように変化する。

【００３０】更に、メインラックロッド１２の移動速度
よりも速くサブラックロッド４５が逆方向に移動される
と、ステアリングハンドル２０の操作方向とは逆方向に
前輪ＦＷが操舵されることになり、この場合、前輪ＦＷ
の舵角特性は図２中Ｃ4からＣ5のように変化する。従っ
て、この実施例のステアリング装置によれば、前輪ＦＷ
の舵角特性はメインラックロッド１２及びサブラックロ
ッド４５のそれぞれの移動量、つまり、ステアリングラ
ック１４及びコントロールラック４６の第１及び第２ラ
ックストロークによって決定され、コントロールラック
４６のラックストロークを制御することにより、前輪Ｆ
Ｗの舵角特性を連続的に可変することができる。つま
り、前輪ＦＷの舵角特性は図２中斜線を施した領域内で
任意の特性に制御することができる。

【００３１】ここで、コントロールラック４６の第２ラ
ックストロークは、車両の走行状況に応じてコントロー
ラ５６により制御することができる。具体的には、コン
トローラ５６は、車速、ハンドル角、ハンドル角速度、
ヨーレイト、また、ストロークセンサ５８にて検出した
第１ラックストロークなどの入力情報に基づき、車両が
車庫入れ時などのような走行状態、つまり、車両が低速
大操舵時にあると判定すると、コントロールラック４６
の第２ラックストロークをステアリングラック１４の移
動方向と同一方向にて制御する。この場合、ドライバに
よるステアリングハンドル２０の操作量が少なくても、
前輪ＦＷには通常の場合によりも大きな実舵角が与えら
れ、車庫入れ時などの状況にあっては車両の取り回しが
容易になる。また、この場合、その最大実舵角まで前輪
ＦＷを操舵するのに要する所要時間もまた大幅に短縮さ
れるので、車庫入れなどの低速旋回時には車両の動的旋
回半径を小さくでき、その小回り性が向上することにも
なる。

【００３２】また、コントローラ５６は車速、ハンドル
角速度、ヨーレイト及び第１ラックストロークなどの入
力情報に基づき、車両に急操舵が要求されていると判定
すると、コントロールラック４６の第２ラックストロー
クをステアリングラック１４の移動方向と同一の方向で
且つその移動速度をステアリングラック１４よりも速く
移動制御する。この場合、車両のきびきびとした旋回走
行が可能となる。

【００３３】一方、車速、ハンドル角、ハンドル角速
度、ヨーレイト及び第１ラックストロークなどの入力情
報に基づき、コントローラ５６が車両の高速直進走行状
態を検出しており、このような状況にてドライバにより
ステアリングハンドル２０が操作されると、コントロー
ラ５６はコントロールラック４６の第２ラックストロー
クをステアリングラック１４の移動方向とは逆方向に移
動制御する。この場合には、前述したようにステアリン
グハンドル２０の操舵感度が低下する結果、高速直進走
行時の車両の安定性が確保されると同時にステアリング
ハンドル２０の操作性を向上することができる。

【００３４】第２コントロールラック４６の第２ラック
ストロークを制御するにあたり、コントローラ５６はス
トロークセンサ６０からのセンサ信号に基づき検出した
実第２ラックストロークをその目標第２ラックストロー
クに一致させるべく電動モータ５４の駆動を制御する。
なお、目標第２ラックストロークはコントローラ５６内
において前述したように車両の走行状況に応じて設定さ
れる。

【００３５】ステアリング装置の電気系システムに故障
が発生した場合、その制御系電源が遮断されると、コン
トロールラック４６は付加的な機構を必要とすることな
く、その中立位置に固定して保持される。この場合で
も、通常の場合と同様な前輪ＦＷの舵角特性が確保され
ることは言うまでもない。前述したようにコントロール
アーム２６のレバー比ＬRが調整可能であるから、前輪
ＦＷの操舵に対するメイン及びサブパワーステアリング
ユニット１０，４４の寄与度を任意に可変して調整する
ことができる。

【００３６】更に、図１に示されているようにコントロ
ーラ５６に危険回避情報が供給されるようになっていれ
ば、コントローラ５６は危険回避情報に基づき、ドライ
バによるステアリングハンドル２０の操作とは独立して
コントロールラック４６のストロークを制御、即ち、前
輪ＦＷの操舵制御を行うこともできる。ここで、危険回
避情報とは、車両に緊急回避操舵が要求される状況や、
また、ドライバ自身のステアリングハンドル２０の操作
に起因して車両の挙動が不安定な傾向に陥る状況での情
報を含んでいる。この結果、ドライバによるステアリン
グハンドル２０の操作とは無関係にして、車両の緊急回
避動作を行え、また、車両が限界走行領域に入るのを適
切に防止することができる。

【００３７】更に、図１に示されているようにコントロ
ーラ５６に自動運転情報が入力されるようになっていれ
ば、その自動操舵情報に基づき、コントローラ５６がコ
ントロールラック４６のストロークを制御することによ
り、車両の自動操舵をも可能となる。図３を参照する
と、サブステアリングユニット４４はその電動型のラッ
ク・ピニオン機構の代わりに液圧回路６４から構成され
ている。この液圧回路６４は液圧シリンダ、つまり、両
ロッド複動型のパワーシリンダ６６を備えており、この
パワーシリンダ６６は各ピストンロッド６８の両端がボ
ールジョイント４８を介してタイロッド５０L，５０Rに
それぞれ接続されている。

【００３８】パワーシリンダ６６のピストン７０はその
シリンダ内を左右の圧力室７２L，７２Rに区画してお
り、これら圧力室７２には圧縮コイルばねからなるセン
タリングばね７４がそれぞれ収容されている。これらセ
ンタリングばね７４はピストン７０を常時、その中立位
置に向けて付勢している。左右の圧力室７２L，７２Rは
制御バルブ７６に一対の液圧管路７８を介して接続され
ており、この制御バルブ７６からは分岐供給管路８０及
び分岐戻り管路８２が延びている。分岐供給管路８０は
前述した液圧ポンプ４２とステアリングバルブ３８との
間を接続する供給管路３５に逆止弁８４を介して接続さ
れており、この逆止弁８４は制御バルブ７６に向けての
み開かれるようになっている。また、分岐戻り管路８２
はリザーバタンク４０とステアリングバルブ３８との間
を接続する戻り管路３７に直接接続されている。

【００３９】図３から明らかなように制御バルブ７６は
４ポート３位置の方向切換弁からなり、その一対のソレ
ノイドは前述したコントローラ５６に電気的に接続され
ている。制御バルブ７６が図示の中立位置にあるとき、
パワーシリンダ６６の左右の圧力室７２L，７２Rは制御
バルブ７６を介して相互に連通した状態にある。更に、
分岐供給管路８０からは逆止弁８４と制御バルブ７６と
の間から蓄圧管路８６が延びており、この蓄圧管路８６
は高圧アキュムレータ８８に接続されている。蓄圧管路
８６には逆止弁９０が介挿されており、この逆止弁９０
は高圧アキュムレータ８８に向けてのみ開かれる。

【００４０】そして、蓄圧管路８６の高圧アキュムレー
タ８８と逆止弁９０との間からは急送管路９２が延びて
おり、この急送管路９２は分岐供給管路８０の逆止弁８
４と制御バルブ７６との間に接続されている。急送管路
９２には常閉の電磁開閉バルブ９４が介挿されており、
この電磁開閉バルブ９４はそのソレノイドがコントロー
ラ５６に電気的に接続されている。

【００４１】一方、パワステシリンダ３０の左右の圧力
室３４L，３４Rに接続されている液圧管路３６には常開
の電磁開閉バルブ１０２がそれぞれ介挿されており、こ
れら電磁開閉バルブ１０２もまた、そのソレノイドがコ
ントローラ５６にそれぞれ電気的に接続されている。な
お、これらの電磁開閉バルブ１０２は、液圧管路３６の
全開又は全閉のみを行い、開位置では、圧液が液圧管路
３６内を両方向に流れることができる。

【００４２】図３中、参照符号９６はハンドル角センサ
を示しており、このハンドル角センサからのセンサ信号
はコントローラ５６に直接また時間微分処理を受けた後
にコントローラ５６に供給され、これにより、コントロ
ーラ５６にハンドル角及びハンドル角速度を与えること
ができる。更に、ステアリングハンドル２０のステアリ
ングコラム内には、ハンドルトルクセンサ１０８が設け
られており、運転者がステアリングハンドル２０を操作
すると、ハンドルトルクセンサ１０８はその操作トルク
に対応したセンサ信号をコントローラ５６に供給する。
また、ステアリングハンドル２０にはハンドルタッチセ
ンサ１０４が設けられており、このハンドルタッチセン
サ１０４は、運転者がステアリングハンドル２０を握っ
ているかどうかを検知し、そのセンサ信号をコントロー
ラ５６に供給する。

【００４３】なお、図３には、危険回避情報をコントロ
ーラ５６に入力する手段の例として障害物検知センサ及
び走行レーンキープ検知システム１０６が示されてい
る。ここで、走行レーンキープ検知システム１０６は、
例えば車体に設けたＣＣＤカメラにて撮影した画像に基
づき、車両がその走行レーンから逸脱しているかあるい
は逸脱する傾向にあるかを検知し、その検知情報をコン
トローラ５６に供給する。従って、走行レーンキープ検
知システム１０６からの検知情報に基づき、コントロー
ラ５６は車両を走行レーンに自動的に復帰させるべく、
液圧回路６４の作動制御を行うことも可能である。

【００４４】上述した液圧回路６４の場合、制御バルブ
７６がその中立位置に保持されていると、パワーシリン
ダ６６の作動は不能であるから、この場合、ステアリン
グハンドル２０の操作に応じて、メインパワーステアリ
ングユニット１０が作動し、前述したように前輪ＦＷに
通常の舵角特性を与えることができる。車両の停止時な
どにおいて、ステアリングハンドル２０が据え切り操作
されると、液圧ポンプ４２からステアリングバルブ３８
を介してパワステシリンダ３０に供給される液圧、つま
り、供給管路３５及び分岐供給管路８０内の液圧は最大
まで立ち上げられる。このような状況に至ると、逆止弁
８４，９０が共に開かれ、分岐供給管路８０を通じて高
圧アキュムレータ８８に高圧の圧液が供給され、この高
圧アキュムレータ８８に高圧の液圧が蓄えられる。な
お、ステアリングハンドル２０が操作されていない状況
にあっては、液圧ポンプ４２から吐出された圧液は供給
管路３５、ステアリングバルブ３８及び戻り管路３７を
通じてリザーバタンク４０に戻され、供給管路３５及び
分岐供給管路８０内にて液圧が立ち上げあられるような
ことはない。

【００４５】ステアリングハンドル２０が操作されたと
き、コントローラ５６が車両の走行状況に応じて制御バ
ルブ７６の切換えを制御すると、パワーシリンダ６６が
一方向に作動される結果、前述の場合と同様にして前輪
ＦＷの舵角特性を連続的に可変することができる。ここ
で、ステアリングハンドル２０の操作に対する前輪ＦＷ
の舵角特性、つまり、ステアリングハンドル２０から前
輪ＦＷに至る経路全体のオーバオールギヤ比ρは図４に
示されているように車速に応じて可変されるのが好まし
い。ここでは、車速が車庫入れ時などの極低速時にある
と、オーバオールギヤ比ρは一定の最小値ρ5に設定さ
れている。そして、オーバオールギヤ比ρは車速が低速
から中高速に上昇するに伴い、その車速の上昇に比例し
て最小値ρ5から徐々に増加され、車速が所定以上の高
速に達すると、最大値ρ20に維持されるようになってい
る。

【００４６】一方、オーバオールギヤ比ρとステアリン
グハンドル２０の操作よる操舵仕事量との間には図５に
示すような関係があることから、上述したようにしてオ
ーバオールギヤ比ρが可変されると、車両の車庫入れな
どの極低速時にあってはそのオーバオールギヤ比が最小
値ρ5に設定されるので、ステアリングハンドル２０の
操作量やその操作に要する力を少なくして、前輪ＦＷに
所望の操舵量を与えることができ、ドライバの操舵仕事
量を低減することができる。これに対し、車両が高速走
行時にあるときには、オーバオールギヤ比ρが最大値ρ
20に設定されるので、ステアリングハンドル２０が操作
されても前輪ＦＷの操舵感度は鈍くなり、その走行安定
性を確保することができる。

【００４７】パワーシリンダ６６の作動には、分岐供給
管路８０つまりパワステシリンダ３０側の供給管路３５
内に立ち上げられた液圧が使用されることから、ステア
リングハンドル２０が操作されなければ、パワーシリン
ダ６６への液圧の供給、つまり、その作動が不能となっ
て、パワーシリンダ６６が不用意に作動するようなこと
はなく、その作動上の安全性を十分に確保することがで
きる。

【００４８】また、コントローラ５６が故障しても、制
御バルブ７６はその中立位置に自動的に復帰するから、
パワーシリンダ６６のピストン７０、つまり、そのピス
トンロッド６８を一対のセンタリングばね７４により自
動的に中立位置にて固定することができる。この場合、
前輪ＦＷには通常の舵角特性が与えられる。更に、車両
に緊急回避操舵が要求されると、コントローラ５６は電
磁開閉バルブ９４を開くと同時に制御バルブ７６を切換
え作動させる。この場合、ステアリングハンドル２０の
操作が遅れ、供給管路３５及び分岐供給管路８０内での
液圧の立ち上げが不十分であっても、高圧アキュムレー
タ８８に蓄えられていた高圧の液圧が電磁開閉バルブ９
４及び制御バルブ７６を介してパワーシリンダ６６に供
給されるので、このパワーシリンダ６６を介して前輪Ｆ
Ｗの緊急操舵を迅速に行うことができる。

【００４９】上記の緊急回避操舵時に、運転者が誤って
ステアリングハンドル２０から手を離したとしても、こ
れをステアリングタッチセンサ１０４又はハンドルトル
クセンサ１０８が検知することで、これらステアリング
タッチセンサ１０４又はハンドルトルクセンサ１０８か
らのセンサ信号がコントローラ５６に供給され、コント
ローラ５６は直ちに電磁開閉バルブ１０２を閉じる。こ
れによってパワステシリンダ３０はロックされ、メイン
ラックロッド１２の左右方向への移動が阻止されること
になる。走行中の前輪ＦＷの操舵抵抗力は、パワステシ
リンダ３０の作動抵抗力より大であるので、運転者がス
テアリングハンドル２０を把持しておらず、且つ、パワ
ステシリンダ３０がロックされていないと、パワーシリ
ンダ６６の操舵力を受けたコントロールアーム２６は前
輪ＦＷに操舵力を充分与えることなくナックルアーム２
８との連結点を中心に単に回動し、パワステシリンダ３
０をパワーシリンダ６６の操舵方向とは逆向きに押し戻
してしまう。その結果、メインラックロッド１２が移動
されるのに伴いステアリングハンドル２０を逆回転させ
るので、パワーシリンダ６６の操舵力が打ち消されるこ
とになる。しかし、パワステシリンダ３０をロックする
ことによってコントロールアーム２６は、タイロッド２
４が接続された一端を中心に回動するので、パワーシリ
ンダ６６の操舵力を確実に前輪ＦＷに与えることがで
き、パワーシリンダ６６のみによる緊急操舵を確実に行
うことができる。

【００５０】更に、緊急回避操舵時だけでなく、走行レ
ーン復帰操舵時においても、走行レーンキープ検知シス
テム１０６からの制御信号によってコントローラ５６は
電磁開閉バルブ１０２を閉じ、運転者のハンドル操作に
関係なくパワステシリンダ３０をロックした状態で、パ
ワーシリンダ６６を作動させることにより、車両をその
走行レーンに自動的に復帰させるための自動操舵を行わ
せることも可能である。

【００５１】なお、これらの場合においても、運転者が
緊急回避操舵又は走行レーンへの復帰操舵の必要に気付
いて自らハンドル操作を行った場合には、これを検知し
たハンドルタッチセンサ１０４及びハンドルトルクセン
サ１０８からコントローラ５６にセンサ信号が供給さ
れ、この場合、コントローラ５６が電磁開閉バルブ１０
２を開くことにより、パワステシリンダ３０の作動を回
復する。これにより、緊急操舵時又は走行レーン復帰操
舵時に運転者のハンドル操作を優先して前輪ＦＷの操舵
を行うこととすることも可能である。

【００５２】高圧アキュムレータ８８内の液圧は前輪Ｆ
Ｗを緊急操舵させるためだけに使用されるから、その容
量は少なくてもよいが、しかしながら、スペース的に余
裕があれば大容量の高圧アキュムレータ８８を使用する
ことができる。この場合、電磁開閉バルブ９４の１回当
たりの開時間を設定しておけば、高圧アキュムレータ８
８から１回当たりの圧液の吐出量、つまり、圧液の消費
量を制限することができる。

【００５３】電動型のラック・ピニオン機構に代えて、
上述した液圧回路６４を採用すれば、電動モータ５４の
設置スペースが不要となり、この分だけ、そのレイアウ
ト上で有利となる。ただし、電動型のラック・ピニオン
機構においても、高圧アキュムレータ８８に変えて高出
力の電動モータを使用することにより、上述の液圧回路
６４と同様の緊急回避操舵や走行レーン復帰操舵が可能
となる。

【００５４】更に、オーバオールギヤ比ρの可変制御に
関しては、車速に拘わらず、ステアリングハンドル２０
の操作量、つまり、ハンドル角に応じて車両に一定のヨ
ーレイトを発生させるべく、そのオーバオールギヤ比ρ
を可変することも可能である。更に、図６を参照する
と、サブパワーステアリングユニット４４は左右の前輪
毎にパワーシリンダ９８，１００を備えており、これら
パワーシリンダにおけるピストンロッドはその先端が対
応する側のコントロールアーム２６の他端に回動自在に
連結されている。パワーシリンダ９８，１００の伸縮は
その制御バルブ（図示しない）を介してコントローラに
よって制御可能となっており、これにより、車両の走行
状況に応じて前輪ＦＷの舵角特性を連続的に可変でき、
この場合には、左右の前輪の舵角特性を独立して制御す
ることも可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の車両のス
テアリング装置によれば、通常のメインパワーステアリ
ングユニットに加えて、サブパワーステアリングユニッ
トを左右のコントロールアームを介して操舵車輪側のナ
ックルアームにそれぞれ接続してあるから、サブステア
リングユニットの作動を制御することで、車両の走行状
況に応じて操舵車輪の舵角特性を可変することができ
る。

【００５６】請求項２のステアリング装置によれば、コ
ントロールアームのレバー比が調整可能であるから、メ
イン及びサブパワーステアリングユニットの各々が操舵
車輪の操舵に寄与する割合を簡単にして可変できる。請
求項３のステアリング装置によれば、サブパワーステア
リングユニットはサブタイロッド及び駆動手段により簡
単に実現されており、しかも、請求項４，５のように駆
動手段が電動型のラック・ピニオン機構又は液圧回路か
ら構成されていれば、その駆動手段の制御もまた容易に
行える。

【００５７】請求項６のステアリング装置によれば、そ
の液圧回路の液圧シリンダが一対のセンタリングばねを
内蔵しているので、液圧回路中の弁に故障が、液圧シリ
ンダのピストンをその中立位置に自動的に復帰させると
同時に、その中立位置に保持することが可能となる。請
求項７のステアリング装置によれば、サブパワーステア
リングユニットの液圧シリンダはメインパワーステアリ
ングシリンダに供給される液圧が立ち上げられてから作
動するので、その作動上の安全性を高めることができ
る。

【００５８】請求項８のステアリング装置によれば、液
圧回路にアキュムレータが備えられているので、車両に
緊急回避操舵が要求されるような状況にあっては、その
アキュムレータ内の液圧を使用して液圧シリンダを作動
させることができ、車両の緊急回避動作を迅速に行うこ
とができる。請求項９のステアリング装置によれば、運
転者がステアリングハンドルから手を離したとしても、
メインパワーステアリングユニットの作動が阻止される
ので、サブパワーステアリングユニットの作動による操
舵が可能となり、車両の緊急回避操舵や補正操舵を確実
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の車両のステアリング装置を示した概
略図である。

【図２】前輪の舵角特性を示したグラフである。

【図３】サブパワーステアリングユニットの変形例を示
した概略図である。

【図４】車速とオーバオールギヤ比との関係を示したグ
ラフである。

【図５】オーバオールギヤ比と操舵仕事量との関係を示
したグラフである。

【図６】サブパワーステアリングユニットの他の変形例
を示した概略図である。

【符号の説明】

１０ メインパワーステアリングユニット １２ メインラックロッド １４ ステアリングラック ２４ タイロッド ２６ コントロールアーム ２８ ナックルアーム ３０ パワステシリンダ ４４ サブパワーステアリングユニット ４５ サブラックロッド ４６ コントロールラック ５２ ピニオン ５４ 電動モータ ５６ コントローラ ６４ 液圧回路 ６６ パワーシリンダ ６８ ピストンロッド ７０ ピストン ７４ センタリングばね ７６ 制御バルブ ８８ 高圧アキュムレータ ８４，９０ 逆止弁 ９４，１０２ 電磁開閉弁 ９８，１００ パワーシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−64553（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−219314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−244762（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−262971（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−301135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−6170（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−31967（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/00 - 5/32 B62D 7/00 - 7/20

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵車輪を支持するナックルアームに回
   動自在に連結されたコントロールアームと、 前記コントロールアームの一端に連結され、ステアリン
   グハンドルの回転に応じて作動するメインパワーステア
   リングユニットと、 前記コントロールアームの他端に連結され、車両の走行
   状況に応じて作動するサブパワーステアリングユニット
   とを有し、 前記ステアリングハンドルが回転されると、前記メイン
   パワーステアリングユニットが前記コントロールアーム
   を前記他端を中心にして揺動させて前記ナックルアーム
   を回動させ、前記サブパワーステアリングユニットが作
   動すると前記一端を中心に前記コントロールアームを揺
   動させて前記ナックルアームを回動させることを特徴と
   する車両のステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記ナックルアームと前記コントロール
   アームとの連結点から前記コントロールアーム両端まで
   のそれぞれの距離を調整する調整手段を更に備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両のステアリング
   装置。
3. 【請求項３】 前記サブパワーステアリングユニット
   は、前記コントロールアームの他端に回動自在に連結さ
   れたサブタイロッドと、このサブタイロッドを駆動する
   駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の車両のステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記駆動手段は電動型のラック・ピニオ
   ン機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両の
   ステアリング装置。
5. 【請求項５】 前記駆動手段は液圧シリンダを含む液圧
   回路から構成されていることを特徴とする請求項３に記
   載の車両のステアリング装置。
6. 【請求項６】 前記液圧回路は、前記液圧シリンダ内に
   そのピストンを中立位置に向けて付勢する一対のセンタ
   リングばねを有することを特徴とする請求項５に記載の
   車両のステアリング装置。
7. 【請求項７】 前記メインパワーステアリングユニット
   はパワーステアリングシリンダと、ステアリングハンド
   ルの操作に伴い、前記パワーステアリングシリンダに供
   給されるべき液圧のレベル及びその供給方向を制御する
   ステアリングバルブを含み、 前記液圧回路は前記パワーステアリングシリンダに供給
   される液圧を受けて、前記液圧シリンダを作動可能とす
   ることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両のステ
   アリング装置。
8. 【請求項８】 前記液圧回路は、前記パワーステアリン
   グシリンダに供給される圧液の一部を蓄えるアキュムレ
   ータと、このアキュムレータ内の液圧を前記液圧シリン
   ダのみに向けて供給可能とするバルブ手段とを備えてい
   ることを特徴とする請求項７に記載の車両のステアリン
   グ装置。
9. 【請求項９】 車両のステアリングハンドルが把持され
   ていないとき、前記メインパワーステアリングユニット
   の作動を阻止する阻止手段を更に具備したことを特徴と
   する請求項１に記載の車両のステアリング装置。