JPS6060072A - 自動車のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、高速直進性の向ト、あ
るいはシミー、キックバッ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ご方、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、単に車両の走行速度の
みならす、路面状態の良し悪ししこよってもその操舵感
覚（特に操能力）やシミー、キックバック等の異常振動
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ｆ車中の通路等凹凸の激しい部分を走行する際にはキ
ックバッ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。

（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、
走行速度のみならず、路面状態にも対応して適切な操舵
が行えるようにした自動車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） ｉｆｊ述の目的を達成するため、本発明にあっては、第
１図に示すように、減衰力可変式とされたｗ引蓋の減衰
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、自動車の走行速瓜を検出する車速検出手段
および路面状態の良し北、しを検出するだめの路面状態
検出手段を設けである。そして、上記雨検出手段からの
出力を受ける制御手段としてのコントロールユニットか
ら、低速かつ良路走行時には減衰力を小さくする信号を
、またその他のときには減衰力を大きくする信号を前記
減衰力調整手段に出力するようになっている。

（実施例） 第２図、第３図において、操舵車輪ｌは、ストラット式
のサスペンションにより懸架されるようになっており、
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ｌに結合されたナック
ルアーム４が回動自在に連結されている。上記ナックル
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のピストンロッド５ｂが、車体３に連結
されている。そして、に記シリンダ５ａとピストンロッ
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。

前記ナックルアーム４には、タイロツＦ７Ａの一端部が
結合され、該タイロッｌ”　７　Ａの他端部はリレーロ
ッド８に連結されている。勿論、このリレーロット８は
、タイロッド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、このリレーロット８は、ステアリングギア
ボックス９、ステアリングシャフト１０を介して、図示
を略すハンＩ・ルに連係されている。

前記リレーロッド８と車体３との間には緩衝器１１が架
設されており、リレーロッド８の変位方向と緩衝器１１
の緩衝力発生方向とが極カ一致するように、該ＨＷｉ器
１１はその軸心がリレーロット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ＩＩ）変
成とされており、その−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１２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、Ｈに両式されている。この
ピストン１５に一体化されたピストンロッド１６は、ロ
ッドガイド１７を摺動自在に貫通してシリフタ１２外に
延在され、該ピストンロッド１６の先端部が、ゴムブシ
ュ１８を介して、後述するブラケツ）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、ピストン口・ンド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ュ
ーブ２１が配設され、該ゴムチューブ２１内は加圧力ス
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てリザーバ室りとされ、前記油室Ａ
とリザー／へ室りとは、内筒１３内底部に配設したパル
プ機構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とを連通する油通孔２
３が形式されると共に、該油通孔２３の各開口側に位置
させて、ディスクバルブ２４．２５が配設されている。

また前記ピストン口・ンド１６には、上記油通孔２３を
／＜−イパスして油室ＡとＢとを連通ずるバイパス油通
路２６が形成され、該バイパス油通路２６は、この内部
に回転自在に配置１シされたｊ？体２７により開閉され
るようになっている。

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が開となって油室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２
６ａとか合致しなくなったときに、バイパス油通路２６
か閉となって油室ＡとＢとの連通が遮断される。

したがって、バイパス油通路２６が閉となっているとき
は、伸び行程、縮み行程共に、油通孔２３を利用したデ
ィスクバルブ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が開となってい
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、ピストンロッド１６内に回転自
在に嵌挿されたコントロールロフト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ッド２９
を回転操作することにより、バイパス油通路２６が開閉
されるようになっている。

なお、ピストンロッド１６の変位に伴う内室１３内の容
積変化は、リザーバ室りと油室Ａとの間で油液が往き来
することにより補償され、またカス室Ｃの加圧作用によ
りキャビテーションが防ｌトされる。

このような緩衝器１１は、前述のようにそのピストンロ
ッド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口・ンド３０を介して
、ゴムブシュ３１、軸受部材３２等を利用して、前記リ
レー口、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ッド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
うになっている。このため、前記ブラケッ）１９には、
モータ３４のケース３５がビス３６により固定ξ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
た保合部３８によって、コントロールロッド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、ｆｆ５６図に示すように、制御手段
としてのコントロールユニット３９からの切換指令信号
に応じて、ｒｉｉｊ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つのポジションをとり得るよ
うになっており、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、一方の摺動子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
うになっている。

前記固定接点４３は、切換リレー４６を介してバッテリ
４７に結線されており、該切換リレー４６のコイル４６
ａが励磁されたときは、図示するように、その接点４６
ｂ側に切換えられて、固定接点４３はパッテリイ４７の
プラス側端子に結線される。また、」−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、バッテリ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−１４８
および切換リレー４９を介して、また前記固定接点４５
は、逆流防止用グイオード５０および」−記切換リレー
４９を介して、それぞれバッテリ４７に結線されており
、両逆流防止用グイオート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」１（に、その
電流の流れを許容する方向が逆向きとなっている。

」−記切換リレー４９は、そのコイル４９ａか励磁され
たときに、接点４９ｂ側に切換えられて、両回定接点４
４．４５が、逆流防止用タイオート４８あるいは５０を
介して、／ヘラテリ４フのマイナス側端子に結線される
。また、上記コイル４９ａが消磁されたときは、接点４
９ｃ側に切換えられて、両固定接点４４．４５が、逆流
防止用グイオー１・４８あるいは５０を介して、バッテ
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４６ａ、４
９ａに対する励磁、消磁はコントロールユニット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っている。

前記モータ３４は、摺動子４１．４２か、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？６か閉となったいわ
ゆるハード（減衰力大）となり、逆に、他力のストロー
ク端である図中一点鎖線で示す位ｔにあるときに、上記
バイパス油通路２６が開となったいわゆるソフト（減衰
男手）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、
！ｕＪ換リレー４６．４９のコイル４６ａ、４９ａを励
磁して、その接点４６ｂ、４９ｂ側に切換えたとすると
、バッテリ４７からの電流は、リレー４６の接点４６ｂ
、摺動子４１、固定接点４３、モータ３４（のコイル）
、摺動−ｒ４２、固定接点４５、逆流防止用グイオート
５０、リレー４９の接点４９ｂを通って、バッテリ４７
のマイナス側端子、というように流れるため、モータ３
４したがって摺動子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ｙＥ
になると、逆流防止用タイオート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か停止１−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、」１記ハートの状態から、コイル４６ａ、４９ａ
を消磁した場合には、リレー４６は接点４６Ｃ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、バッテリ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４６Ｃを通って、バッ
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したがって摺動子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、逆流防止用タイオード５０の作用によりモータ３
４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はハートからソフ
トへとυＪ換えられることになる。

第６図中５１はコントロールユニット３９川の降１１二
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は自動車の走行速度を検出するための
車速センサであり、例えばスピードメータと関連させる
ことにより車速を知るようなものとすればよい。また、
センサ５３は、路面の凹凸の程一度、車輪のスリップし
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のシリング５ａとピストンロツｌ”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。また車輪のスリップ状態を知るには、例
えば、アンチスキッドシステムか組込まれている車両に
あっては、当該アンチスキッドシステムの作動信号をセ
ンサ５３によりピックアッ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ップしている
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
あって路面が悪い（スリップし易い）状態であるという
ようにして、センサ５３によってワイパの作動状態を検
出することにより路面状ＩＥを検出するようにしてもよ
い。

前記コントロールユニット３９は、両センサ５２．５３
かもの出力を受けるもので、該両センサ５２．５２から
の出力か、低速かつ良路（平担かつスリップしにくい状
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、？ａ　ｔｉ器１１をソフト
の状態とする。また、１−記低速かつ良路でないとき、
すなわち高速走１１時、路面の凹凸が激しいとき、スリ
ッ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、４９ａを励磁して、緩衝器１１をハートの
状態とする。

このような走行速度と路面状態との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図に図式的に示しである。こ
の第７図は、ある所定速度を境として高速側、低速側の
２つの領域に分ける一方、ある所定の路面程度を境にし
て良路と悪路との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、低速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
境として低速かつ良路走行時と、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
、コントロールユニット３９を例えばマイクロコンピュ
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」二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。

すひ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かできる。

（り緩衝器ｌｌは、モノチューブ我等適宜の形式のもの
を採択することができる。

くジｆｇ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、
この場合は車速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。

（す緩衝器ｌｌは車体３とタイロッｌ”　７　Ａ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。

・５−コントロールユニット３９をマイクロコンピュー
タによって構成する場合は、デジタル式、７１−グロ式
のいずれによっても構成することができる。

（６）コントロールユニット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／＼−トにするようにしてもよい
。このようにすれｔｆ、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が単時間の間にノ＼
−ドとソフトとにひんばんに切換えられるのが防止され
る。

（６）路面状態としては、凹凸の程度およびスリップし
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
時および高速走行時のようにキック／ヘッダ等の振動や
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
きくなって高速直進性が良好になると共にハンドルショ
ックやハンドルのとられ等か防止されて、ステアリング
の安定性か確保される一方、低速かつ良路走行時には緩
衝器の減衰力が小さくなってステアリングのスムーズな
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ｖ−ｖ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、第８図は車速と路面状態とによって緩衝器の減
衰力を変化させる例を示すグラフ。 １ｍ＠＠＠＠＠＠＠操１１ｔ　ｌｊ輪 ４目ｅ１・・・ナンクルアーム ７Ａ、７Ｂ−−−−タイｏ７ｉ ８争１１・・・リレーロッド １１・・・・・・・緩衝器 １５・・争・・・・ピストン １６・参会・・・嚇ヒストンロッド ２３・・・・−争・油通孔 ２４．２５・・・・ディスクバルブ ２６・・・拳・・・バイパス油通路 ２７・・・争・・・弁体 ２８・・・・・・・連通孔 ２９・・・ｌＩ舎・・コントロールロット３４・・・争
・・・モータ ３９・・・・・・争コントロールユニ、ント５２１１・
・・争・・車速センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、 自動車の走行速度を検出する車速検出手段と、 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−１（速検出手段および路面状態検出手段の出力を
   受け、低速かつ良路走行時には減衰力が小さくなる信号
   をその他のときには減衰力を大きくする信号−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。