JPH0429588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車体と操舵系との間に緩衝器を架設し
てなる自動車のステアリング装置に関するもので
ある。

（従来技術） 自動車のステアリング装置には、高速直進性の
向上、あるいはシミー、キツクバツク等の異常振
動を抑制するため、車体と操舵系との間に緩衝器
を架設するようにしたものがある。そして、この
ような自動車のステアリング装置のなかには、特
開昭57−57311号公報に示すように、緩衝器を減
衰力可変式のものとして、高速走行時には減衰力
を大きくする一方、低速走行時には減衰力を小さ
くするようにしたものがある。

ところで、ステアリング装置は、路面状態の良
し悪しによつてもその操舵感覚（特に操能力）や
シミー、キツクバツク等の異常振動に大きな影響
を与えるものであり、このような観点からも何等
かの対策が望まれるものである。すなわち、例え
ば工事中の通路等凹凸の激しい部分を走行する際
にはキツクバツク等が異常に大きくなり、またぬ
かるみや雨天時に走行する際には、車輪と路面と
の間の摩擦係数が小さくなるのでハンドルにわず
かな力を加えても操舵されてしまう結果、不必要
に操舵角を大きくしてしまう等の危険が生じる。

また、操舵時にあつては極力スムーズな操作が
行なえるようにする一方、操舵を行なつていない
ときはキツクバツク等の振動を抑制しつつ直進性
が極力確保されるようすることが必要であり、こ
の点からも何等かの対策が望まれるものである。

（発明の目的） 本発明は上述のような事情を勘案してなされた
もので、ステアリングの動作状態および路面状態
に対応して適切な操舵が行えるようにした車両の
ステアリング装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあつて
は、第１図に示すように、減衰力可変式とされた
緩衝器の減衰力の大きさを調整するためモータ等
の減衰力調整手段を設ける一方、ステアリング系
統の動作状態を検出するステアリング状態検出手
段および路面状態の良し悪しを検出するための路
面状態検出手段を設けてある。そして、上記両検
出手段からの出力を受ける制御手段としてのコン
トロールユニツトから、操舵時でかつ良路走行時
にはその他の時に比して減衰力が小さくなる信号
を前記減衰力調整手段に出力するようになつてい
る。

（実施例） 第２図、第３図において、操舵車輪１は、スト
ラツト式のサスペンシヨンにより懸架されるよう
になつており、ロアアーム２の基端部が車体３に
枢支される一方、該ロアアーム２の先端部に、操
舵車輪１に結合されたナツクルアーム４が回動自
在に連結されている。上記ナツクルアーム４に
は、緩衝器５のシリンダ５ａが連結される一方、
該緩衝器５のピストンロツド５ｂが、車体３に連
結されている。そして、上記シリンダ５ａとピス
トンロツド５ｂすなわち車体３との間には、コイ
ルスプリング６が介装されて、緩衝器５が伸び方
向に付勢されている。

前記ナツクルアーム４には、タイロツド７Ａの
一端部が結合され、該タイロツド７Ａの他端部は
リレーロツド８に連結されている。勿論、このリ
レーロツド８は、タイロツド７Ｂを介して、図示
を略す他方側の操舵車輪に対しても操舵車輪１と
同様の構造により連結されているもので、このリ
レーロツド８は、ステアリングギアボツクス９、
ステアリングシヤフト１０を介して、図示を略す
ハンドルに連係されている。

前記リレーロツド８と車体３との間には緩衝器
１１が架設されており、リレーロツド８の変位方
向と緩衝器１１の緩衝力発生方向とが極力一致す
るように、該緩衝器１１はその軸心がリレーロツ
ド８とほぼ平行になるように配設されている。こ
の緩衝器１１は、減衰力可変式とされており、そ
の一例を第４図、第５図により以下に説明する。

緩衝器１１は、そのシリンダ１２が内筒１３と
外筒１４とからなる内外二重構造とされ、内筒１
２内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５によ
り、内筒１２内が、油液で充満された２つの油室
Ａ，Ｂに画式されている。このピストン１５に一
体化されたピストンロツド１６は、ロツドガイド
１７を摺動自在に貫通してシリンダ１２外に延在
され、該ピストンロツド１６の先端部が、ゴムブ
シユ１８を介して、後述するブラケツト１９と共
にナツト２０を利用して車体３に固定されてい
る。なお、第４図中５３は、ピストンロツド１６
に取付けられた保護筒である。

前記外筒１４内には、内筒１３を取巻くように
ゴムチユーブ２１が配設され、該ゴムチユーブ２
１内は加圧ガスが封入されたガス室Ｃとされてい
る。勿論、外筒１４内には油液が充填されたリザ
ーバ室Ｄとされ、前記油室Ａとリザーバ室Ｄと
は、内筒１３内底部に配設したバルブ機構２２を
介して連通されている。

前記ピストン１５には油室ＡとＢとを連通する
連通孔２３が形成されると共に、該連通孔２３の
各開口側に位置させて、デイスクバルブ２４，２
５が配設されている。また前記ピストンロツド１
６には、上記連通孔２３をバイパスして油室Ａと
Ｂとを連通するバイパス油通路２６が形成され、
該バイパス油通路２６は、この内部に回転自在に
配設された弁体２７により開閉されるようになつ
ている。

上記弁体２７には、第５図にも示すように、連
通孔２８が形成され、該連通孔２８が、第５図に
示すように、バイパス油通路２６の油室Ｂに対す
る開口部２６ａと合致したときに、バイパス油通
路２６が開となつて油室ＡとＢとが連通され、ま
た弁体２７が第５図に示す位置より例えば90゜回
転して、その連通孔２８と上記開口部２６ａとが
合致しなくなつたときに、バイパス油通路２６が
閉となつて油室ＡとＢとの連通が遮断される。

したがつて、バイパス油通路２６が閉となつて
いるときは、伸び行程、縮み行程共に、油通孔２
３を利用したデイスクバルブ２４あるいは２５に
より設定される大きな減衰力となり、またバイパ
ス油通路２６が開となつているときは、伸び行
程、縮み行程共に油通孔２３のみならずバイパス
油通路２６をも油液が通過するため、小さな減衰
力となる。そして、ピストンロツド１６内に回転
自在に嵌挿されたコントロールロツド２９の一端
部が弁体２７に一体化され、外部より該コントロ
ールロツド２９を回転操作することにより、バイ
パス油通路２６が開閉されるようになつている。

なお、ピストンロツド１６の変位に伴う内室１
３内の容積変化は、リザーバ室Ｄと油室Ａとの間
で油液が往き来することにより補償され、またガ
ス室Ｃの加圧作用によりキヤビテーシヨンが防止
される。

このような緩衝器１１は、前述のようにそのピ
ストンロツド１６の先端部において車体３に固定
され、またシリンダ１２は、これに固定した連結
ロツド３０を介して、ゴムブシユ３１、軸受部材
３２等を利用して、前記リレーロツド８より突設
した連結軸部３３（第２図参照）に連結されてい
る。

前記コントロールロツド２９すなわち弁体２７
は、減衰力調整手段としてのモータ３４により回
転操作されるようになつている。このため、前記
ブラケツト１９には、モータ３４のケース３５が
ビス３６により固定される一方、該モータ３４の
出力軸３７がその先端部に形成された係合部３８
によつて、コントロールロツド２９の先端部に対
して互いに一体回転するように係合されている。

前記モータ３４は、第６図に示すように、制御
手段としてのコントロールユニツト３９からの切
換指令信号に応じて、前記バイパス油通路２６を
開とする位置と、閉とする位置との２つのポジシ
ヨンをとり得るようになつており、以下このモー
タ３４の駆動回路の一例を、第４図、第６図によ
り説明する。モータ３４は、その回転子４０と一
体回転する一対の摺動子４１，４２を有する。こ
の一対の摺動子４１，４２は、それぞれ円弧状と
されて、一方摺動子４１は、固定接点４３に対し
て常に接触し、他方の摺動子４２は、２つの固定
接点４４，４５に対して、そのストローク端にお
いてはいずれか一方に、また中間ストローク位置
においては両方に接触するようになつている。

前記固定接点４３は、切換リレー４６を介して
バツテリ４７に結線されており、該切換リレー４
６のコイル４６ａが励磁されたときは、図示すよ
うに、その接点４６ｂ側に切換えられて、固定接
点４３はバツテリイ４７のプラス側端子に結線さ
れる。また、上記コイル４６ａが消磁されたとき
は、接点４６ｃ側に切換えられて、固定接点４３
は、バツテリ４７のナイナス側端子に結線され
る。

一方、前記固定接点４４は、逆流防止用ダイオ
ード４８および切換リレー４９を介して、また前
記固定接点４５は、逆流防止用ダイオード５０お
よび上記切換リレー４９を介して、それぞれバツ
テリ４７に結線されており、両逆流防止用ダイオ
ード４８と５０とは、切換リレー４９に対して互
いに並列に接続されると共に、その電流の流れを
許容する方向が逆向きとなつている。

上記切換リレー４９は、そのコイル４９ａが励
磁されたときに、接点４９ｂ側に切換えられて、
両固定接点４４，４５が、逆流防止用ダイオード
４８あるいは５０を介して、バツテリ４７のマイ
ナス側端子に結線される。また、上記コイル４９
ａが消磁されたときは、接点４９ｃ側に切換えら
れて、両固定接点４４，４５が、逆流防止用ダイ
オード４８あるいは５０を介して、バツテリ４７
のプラス側端子に結線される。

なお、前記両切換リレー４６，４９のコイル４
６ａ，４９ａに対する励磁、消磁はコントロール
ユニツト３９により制御されるもので、該両コイ
ル４６ａ，４９ａは、共に励磁あるいは、共に消
磁されるものとなつている。

前記モータ３４は、摺動子４１，４２が、その
一方のストローク端である図中実線で示す位置に
あるときに、例えば緩衝器１１のバイパス油通路
２６が閉となつたいわゆるハード（減衰力大）と
なり、逆に、他方のストローク端である図中一点
鎖線で示す位置にあるときに、上記バイパス油通
路２６が開となつたいわゆるソフト（減衰力小）
となる。そして、いま、摺動子４１，４２が、図
中一点鎖線で示すソフトに対応した位置にあると
して、切換リレー４６，４９のコイル４６ａ，４
９ａを励磁して、その接点４６ｂ，４９ｂ側に切
換えたとすると、バツテリ４７からの電流は、リ
レー４６の接点４６ｂ、摺動子４１、固定接点４
３、モータ３４（のコイル）、摺動子４２、固定
接点４５、逆流防止用ダイオード５０、リレー４
９の接点４９ｂを通つて、バツテリ４７のマイナ
ス側端子、というように流れるため、モータ３４
したがつて摺動子４１，４２が図中時計方向へ回
転する。そして摺動子４１，４２の上記回転が進
行するにつれて、摺動子４２が固定接点４４のみ
に接触する状態になると、逆流防止用ダイオード
４８の作用によりモータ３４への電流供給が停止
され、これにより該モータ３４が停止される。勿
論、このときは、バイパス油通路２６は開から閉
へと切換えられて、緩衝器１１は、ソフトからハ
ードへと切換えられることになる。

また、上記ハードの状態から、コイル４６ａ，
４９ａを消磁した場合には、リレー４６は接点４
６ｃ側に、リレー４９は接点４９ｃ側にそれぞれ
切換えられるため、電流は、バツテリ４７より、
リレー４９の接点４９ｃ、逆流防止用ダイオード
４８、固定接点４４、摺動子４２、モータ３４、
摺動子４１、固定接点４３、リレー４６の接点４
６ｃを通つて、バツテリ４７のマイナス側端子、
というように流れるため、モータ３４したがつて
摺動子４１，４２が図中反時計方向に回転する。
そして、摺動子４１，４２の上記回転が進行する
につれて、摺動子４２が固定接点４５のみに接触
する状態になると、逆流防止用ダイオード５０の
作用によりモータ３４への電流供給が停止され、
これにより該モータ３４が停止する。勿論、この
ときは、バイパス油通路２６が閉から開へと切換
えられて、緩衝器１１はハードからソフトへと切
換えられることになる。

第６図中５１はコントロールユニツト３９用の
降圧電源、５２，５３はセンサである。この２つ
のセンサのうち、センサ５２はステアリング系統
の動作状態を検出するためのステアリング状態検
出センサであり、例えばステアリングギアボツク
ス９のラツクの変位量、変位速度あるいは変位加
速度を検出することにより、またハンドルの操作
トルクを検出することにより、さらには運転者に
よるハンドルの握り力を検出する等により、操舵
を行なつているときか操舵を行なつていない外乱
時であるかを知るようにすればよい。

また、センサ５３は、路面の凹凸の程度、車輪
のスリツプし易い程度などの路面状態を検出する
路面状態検出センサであり、路面の凹凸の程度を
知るには、例えばばね上重量とばね下重量との変
位を知るようにすればよく、このため緩衝器５の
シリンダ５ａとピストンロツド５ｂとの変位量、
変位速度あるいは変位加速度を検出するようにす
ればよい。また車輪のスリツプ状態を知るには、
例えば、アンチスキツドシステムが組込まれてい
る車両にあつては、当該アンチスキツドシステム
の作動信号をセンサ５３によりピツクアツプする
ようにすればよい。またエンジン回転数と車輪の
回転速度を検出して、そのときの変速機のギア比
を考慮して車輪がスリツプしているか否かを検出
するようにしてもよい。さらに、例えばワイパが
作動しているときには雨天時であつて路面が悪い
（スリツプし易い）状態であるというようにして、
センサ５３によつてワイパの作動状態を検出する
ことにより路面状態を検出するようにしてもよ
い。

前記コントロールユニツト３９は、両センサ５
２，５３からの出力を受けるもので、該両センサ
５２，５２からの出力が、操舵時でかつ良路走行
時（平担かつスリツプしにくい状態）である場合
には、切換リレー４６，４９の各コイル４６ａ，
４９ａを消磁して、緩衝器１１をソフトの状態と
する。また、上記操舵時でかつ良路走行時でない
とき、すなわち操舵を行なわない外乱時、路面の
凹凸が激しいとき、スリツプしやすいときのいず
れかに該当する場合は、上記コイル４６ａ，４９
ａを励磁して、緩衝器１１をハードの状態とす
る。

このようなステアリングの動作状態と路面状態
との２つの因子をパラメータとして、緩衝器１１
の減衰力の大きさを調整する場合の具体例を第７
図、第８図に図式的に示してある。この第７図
は、ステアリング系統のある所定動作を境として
操舵時、外乱時の２つの領域に分ける一方、ある
所定の路面程度を境にして良路走行時と悪路走行
時との２つの領域に分けられて、全体として４つ
の領域に分けられ、操舵時でかつ良路走行時を示
す領域にあるときにのみ緩衝器１１をソフトに
し、その他のときはハードにする。また、第８図
に示すものは、上記２つのパラメータからなる曲
線αを作成して、該曲線αを境として操舵時でか
つ良路走行時と、その他のときとを区別してい
る。勿論、第７図、第８図に示すようなグラフ
は、コントロールユニツト３９を例えばマイクロ
コンピユータにより構成して、これにプログラム
しておけばよい。

以上実施例について説明したが、本発明はこれ
に限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。

減衰力調整手段としては、モータ３４以外に
ソレノイド等適宜のものを用いることができ
る。

緩衝器１１は、モノチユーブ式等適宜の形式
のものを採択することができる。

減衰力は、ハードとソフトの２段階にかぎら
ず、３段階以上あるいは、無段階に可変とする
こともでき、この場合はステアリング動作状態
および路面状態に応じて少なくとも３段階以上
に緩衝器１１の減衰力の大きさを調整すること
となる。

緩衝器１１は車体３とタイロツド７Ａあるい
は７Ｂとの間に架設する等、車体３と操舵系の
適宜部材との間に架設することができる。

コントロールユニツト３９をマイクロコンピ
ユータによつて構成する場合は、デジタル式、
アナグロ式のいずれによつても構成することが
できる。

コントロールユニツト３９にタイマを組込ん
で、センサ５３から路面状態が悪いという出力
を受けたときには、この出力を受けた時点から
例えば15秒間等所定時間だけ緩衝器１１をハー
ドにするようにしてもよい。このようにすれ
ば、例えば、凹凸の激しい通路が間欠的に存在
する場合に、緩衝器１１が単時間の間にハード
とソフトとにひんぱんに切換えられるのが防止
される。

路面状態としては、凹凸の程度およびスリツ
プしやすい程度のいずれか一方のみを検出する
ようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
悪路走行時および操舵されていない外乱時のよう
にキツクバツク等の振動やトルクステアが生じや
すいときには緩衝器の減衰力が大きくなつて、直
進性が良好になると共にハンドルシヨツクやハン
ドルのとられ等が防止されてステアリングの安定
性が確保される一方、操舵時でかつ良路走行時に
は緩衝器の減衰力が小さくなつてステアリングの
スムーズの操作性が確保されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図。第２図は本発明
の一実施例を示す正面図。第３図は第２図の平面
図。第４図は減衰力可変式の緩衝器の一例を示す
断面図。第５図は第４図の−線拡大断面図。
第６図は本発明の一実施例を示す回路図。第７図
は、第８図はステアリングの動作状態と路面状態
とによつて緩衝器の減衰力を変化させる例を示す
グラフ。 １…操舵車輪、４…ナツクルアーム、７Ａ，７
Ｂ…タイロツド、８…リレーロツド、１１…緩衝
器、１５…ピストン、１６…ピストンロツド、２
３…油通孔、２４，２５…デイスクバルブ、２６
…バイパス油通路、２７…弁体、２８…連通孔、
２９…コントロールロツド、３４…モータ、３９
…コントロールユニツト、５２…ステアリング状
態検出センサ、５３…路面状態検出センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体と操舵系との間に架設された減衰力可変
   式の緩衝器と、 前記緩衝器の減衰力を調整する減衰力調整手段
   と、 ステアリング系統の動作状態を検出するステア
   リング状態検出手段と、 路面状態の良し悪しを検出する路面状態検出手
   段と、 前記ステアリング状態検出手段および路面状態
   検出手段の出力を受け、操舵時でかつ良路走行時
   にはその他の時に比して減衰力が小さくなる信号
   を前記減衰力調整手段に出力する制御手段と、 を備えていることを特徴とする自動車のステアリ
   ング装置。