JPS6061364A - 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、高速直進性の向上、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
よってもその操舵感覚（特に操能力）やシミー、キック
パ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、例えば工事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／＼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しる。

また、操舵時にあっては極力スムーズな操作が行なえる
ようにする一方、操舵を行なっていないときはキックパ
ッ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、本発明にあっては、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である。そして、上記
再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、操舵時で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、上記シリンダ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、タイロッド゛７Ａの一端部
が結合され、該タイロッド７Ａの他端部４±リレーロッ
ド８に連結されている。勿論、この１ル−ロッド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１ル−ロッド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ｌＯ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、該緩衝器１
１はその軸心がリレーロッド８とほぼ平行になるように
配設されてりる。この緩衝器１１は、減衰力可変式とさ
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、Ｂ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、
ロッドカイト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、後述するブラケット１９と共にナツ
ト２０を利用して車体３に固定されて０る。なお、第４
図中５３は、ピストンロッド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内は加圧ガス
が封入されたカス室Ｃとされてｌ、）る。勿論、外筒１
４内には油液が充填された１ノザーパ室りとされ、前記
油室Ａとりザー／九室りとは、内筒１３内底部に配設し
た／〜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とを連通ずる油通孔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、ディスクツくルプ２４．２５が配設されている
。また前記ピストンロフトｌ６には、上記油通孔２３を
バイパスして油室ＡとＢとを連通ずるバイパス油通路２
６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
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
が閉となって油室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ッド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、またガス室Ｃの加圧作用によ
りキャビテーシゴンが防止される。

このような緩衝器１１は、前述のようにそのピストンロ
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ロッド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
ーロッド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、前記ブラケット１９には、
モータ３４のケース３５力くビス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
端部に対して一互いに一体回転するように係合されてｌ
／）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ット３９カ１らの切換指令信号に
応じて、前記へイノくス油通路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、図示すように、その接点４６ｂ
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、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、逆流防止用タイオード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４
９を介して、それぞれバッテリ４７に結線されており、
両逆流防止用ダイオード４８と５０とは、切換リレー４
９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っている。

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、胴固定接点４４
．４５が、逆流防止用ダイオード４８あるいは５０を介
して、バッテリ４７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４９ｃ
側に切換えられて、胴固定接点４４．４５が、逆流防止
用ダイオード４８あるいは５０を介して、バッテリ４７
のプラス側端子に結線される なお、前記再切換リレー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ｉｔのバイパス油通路２６が閉となったいわ
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が開となったいわゆるソフト（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、４９ａを励磁し
て、その接点４６ｂ　、４９　ｂ側に切換えたとすると
、八ツテリ４７からの電流は、リレー４６の接点４６ｂ
、摺動子４１．固定接点４３、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５
０、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３４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、“′／ヘツテリ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、逆流防止用ダイオード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ット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
アリングギアボックス９のラックの変位量、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、さらには厘転者に
よるハンドルの握り力を検出する等により、操舵を行な
っているときか操舵を行なっ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
下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とピストンロッド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。また車輪のスリップ状態を知るには、
例えば、アンチスキッドシステムが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
り路面状態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（平担かつスリップ
しにくい状８）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、ｌｌｉ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、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Ｍｌｉ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、ＰｉＳ７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、モノチューブ我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とタイロッド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、アナグロ式のいず
れによっても構成することができる。

（ψ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６１十トレキ
ごＩ＋、−の出力左否けｔ曲市から例えば１５秒間等所
定時間だけ緩衝器１１をｌ＼−臼こ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／＼
−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。

■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
時および操舵されていない外乱時のようにキックバック
等の振動やトルクステアが生しやすいときには緩衝器の
減衰力が大きくなって、直進性が良好になると共にハン
ドルショックや／＼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
走行特には峰町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図はステアリングの動作状態と路面状態と
によって緩衝器の減衰力を変化させる例を示すグラフ。 ｌφ・・・・・・・操舵車輪 ４・・・φ参会・・ナックルアーム ７Ａ、７Ｂ−拳−・タイロッド ８・拳・・ゆ・・−リレーロッド １１・・・・・・・緩衝器 １５−・・拳・・拳ピストン １６・＠ｌＩΦΦΦφピストンロッド ２３拳・＠拳・拳ψ油通孔 ２４．２５・・・・ディスクバルブ ２６・・＊＊拳・Φバイパス油通路 ２７・中・・・・・弁体 ２８・・・・拳・・連通孔 ２９・・争・φ・争コントロール口、ント３４　ｍ　ｍ
　＋＋　＊　ａ　＊・モータ３９争拳・・・１１１１コ
ントロールユニ・ント５２Φ・・・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)

【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、 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。