JPS635285B2

JPS635285B2 -

Info

Publication number: JPS635285B2
Application number: JP57220987A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kanazawa; Seita Kanai
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1988-02-03
Also published as: JPS59109464A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、特性が可変のサスペンシヨン装置と
ステアリング装置の総合制御装置に関する。

車両のサスペンシヨン装置は、車両の重量を支
持し、路面不整を緩衝する役割を持つており、乗
心地は勿論、走行時のピツチング、ローリング、
更に旋回時の安定性及び応答性に重大な影響を及
ぼす。したがつて、車両の前後輪のサスペンシヨ
ンの特性を適宜変化させることにより、その運動
特性を種々変えることができる。たとえば、実開
昭56−147107号には、操舵角変化を検出する操舵
センサと、車速センサを用いてロール速度を検出
し、全車輪シヨツクアブソーバの減衰力を高める
（ハードにする）制御によりロール速度が所定以
上になるのを防止して操縦性の向上と乗心地の向
上とを両立させるようにした装置が開示されてい
る。

一方、車輌の操舵のためのステアリング装置に
おいては、特に操舵の容易性の面から、パワース
テアリング装置が広く用いられるようになつてい
るが、このステアリング装置も車両の走行安定性
及び操舵応答性に重大な影響を及ぼすため、従来
から種々の改良が提案されている。たとえば、特
開昭55−55059号には、油圧作動パワーステアリ
ング装置への油圧供給オイルポンプの回転数を車
速、操舵輪の軸荷重又は操舵抵抗の変化に応じて
制御してパワーステアリング装置に適量の圧油を
供給することにより、操舵の安定を図るようにし
た制御装置が提案されている。

これら、従来の装置は、サスペンシヨン装置又
は、ステアリング装置につき個別に改善を施し、
一定の効果を上げているが、これらサスペンシヨ
ン装置及びステアリング装置を個別に制御するも
のではその効果に限界がある。特に、操舵の応答
性、乗心地等の車両の運動特性に対する運転者の
好みには個人差があり、人によつて大巾に異るた
め、これら従来のものは必ずしも運転者の要請に
応えるものではなかつた。たとえば、路面の状況
あるいは乗心地についての好みから、サスペンシ
ヨン装置の特性を変化させると、ステアリング装
置の特性がそれに応じて変化するため、操舵特性
が変わり運転者の好みに合わない操舵感覚を与え
る場合が生じる。

従つて本発明の目的は、サスペンシヨン装置と
ステアリング装置の特性を総合的に可変制御し
て、運転者の好みに応じて適当な操舵の応答性、
安定性、乗心地等の運動特性を得ることができ、
しかもサスペンシヨン装置の特性の変化にかかわ
らず操舵力をほぼ一定に保持し得るサスペンシヨ
ン装置とステアリング装置の制御装置を提供する
ことである。

本発明は、サスペンシヨン装置とステアリング
装置の総合制御装置であつて、各車輪のサスペン
シヨン装置と、操舵力のアシスト機構を備えたパ
ワーステアリング装置と、前記サスペンシヨン装
置の減衰力とバネ定数の少なくともいずれか一方
を変化させる制御を行う第１制御手段と、前記パ
ワーステアリング装置のアシスト力特性を変化さ
せる制御を行う第２制御手段と、前記サスペンシ
ヨン装置の減衰力とバネ定数の少なくともいずれ
か一方を高める第１制御信号を前記第１制御手段
に出力するとともに、該第１制御信号の出力に応
じてパワーステアリング装置のアシスト力を低下
させる第２制御信号を前記第２制御手段に出力す
るコントローラとを備えサスペンシヨン装置の減
衰力もしくはバネ定数の変化に同期してパワース
テアリング装置のアシスト力を変更するようにし
たことを特徴とする。

本発明によれば、各車輪のサスペンシヨン装置
の減衰力又はバネ定数を低い状態と高い状態の
間、すなわちサスペンシヨン装置の懸架特性をソ
フト又はハードに切換えることを可能にすること
により、運転者の好みに応じた乗心地を与えるこ
とができ、同時にサスペンシヨン装置の減衰力又
はバネ常数の少くとも一方が高められたときに、
パワーステアリング装置のアシスト力を低下させ
る制御を行なうので、操舵感覚の変化はほとんど
ないか又はあつてもきわめて僅かに抑えることが
できる。

サスペンシヨン装置には、たとえば気体バネ装
置を用い、この気体バネ装置の気体室に電磁弁を
介して制御用気体室を接続し、電磁弁の開閉によ
り気体室の有効容積を変化させて気体バネの特性
を変えるようにすればよい。このほかにも、ピス
トンに可変口径オリフイスを設けたオレオダンパ
を用いてもよく、また気体バネの気体室の容積を
可変にする手段とオレオダンパのピストンオリフ
イス口径を可変にする手段を組合わせてもよい。
さらに、懸架特性をハードとソフトとの間で可変
にするものであれば、どのような手段を用いても
よい。ステアリング装置の特性を可変にする手段
としては、パワーステアリング装置のパワーアシ
スト力を変化させる公知の形式のものを用いれば
良くたとえばパワーステアリング装置の油圧ポン
プの回転数を変化させる方式、あるいは圧油のバ
イパス量を変化させる方式など、どの形式を用い
てもよい。

以下、本発明の実施例につき図面を参照しつつ
説明する。

第１図及び第２図を参照すれば、ハンドル１０
はステアリングシヤフト１２を介してステアリン
グピニオン１４を有するピニオン軸１６に接続さ
れている。ピニオン１４はステアリングラツク軸
１８上のラツク２０と噛合しており、ラツク軸１
８はピニオン１４の回転に応じて左右に動き、ナ
ツクルアーム２２，２４を介して前輪２６，２８
に操舵力を伝達する。この操舵力を補助するた
め、油圧作動のパワーアシスト装置３０を備えて
おり、この装置はピニオン軸１６上に設けられた
コントロールバルブ３１とラツク軸１８上のパワ
ーシリンダ３２とを有し、該パワーシリンダ３２
に油圧を供給するために、エンジン３４に連結さ
れたオイルポンプ３６が設けられている。ポンプ
３６からの圧油は、油圧供給通路３８によりコン
トロールバルブ３１に導入され、ハンドル１０の
操作に応じてバルブ３１により切換えられて、油
圧通路４０、又は４２を介してパワーシリンダ３
２のピストン３２ａで仕切られる油圧室３２ｂ又
は３２ｃのいずれか一方に導かれ、ピストン３２
ａを動かして操舵力をアシストする。このとき圧
油が供給されない方の油圧通路は油圧戻り通路４
４に連通しシリンダ３２内の作動油をポンプ３６
にリターンさせる。油圧戻り通路４４には、通路
４４を通つてポンプ３６に戻される油量を調節す
るソレノイドバルブ４６が設けられ、油圧供給通
路３８にはソレノイドバルブ４６と連通するバイ
パス通路４９が設けられている。バルブ４６のソ
レノイド４６ａはコントローラ５０に接続されて
おり、コントローラ５０は電源５１からの電力供
給を受け、車速センサ５２及び手動スイツチ５４
からの信号を入力として、ソレノイドバルブ４６
に制御信号を送る。バルブ４６のプランジヤ４６
ｂはコントローラ５０からの電流すなわち電力に
応じた量だけ変位し、それによつて通路３８内の
流量を変化させ、シリンダ３２内の油圧すなわち
アシスト力を制御するようになつている。

前輪２６，２８及び後輪５６，５８に付随して
サスペンシヨン装置６０が設けられている。この
サスペンシヨン装置はバネ６２とオレオダンパ６
４から成るシヨツクアブソーバ６６を備え、さら
にダンパ６４の囲りには適当な弾性材から成るダ
イヤフラムにより空気バネ６８が形成されてい
る。またシヨツクアブソーバ６６のピストンに設
けられたオリフイスは可変直径であり、その径を
変化させるためにピストンロツド６７内にソレノ
イド６９により駆動されるプランジヤが設けられ
ており、ソレノイド６９が励磁されたときプラン
ジヤが回転してオリフイスの径を小さくし、減衰
力を強めてサスペンシヨン装置の懸架特性をハー
ドにするように構成されている。また、空気バネ
６８は空気配管７０により、制御空気室７２に接
続されており、この室７２の入口に設けられたソ
レノイドバルブ７４の作動により空気バネ６８と
制御室７２との連通状態が制御される。本例で
は、ソレノイドバルブ７４のソレノイド７４ａが
励磁されたとき、連通が遮断される。空気バネ６
８と制御室７２との間の連通が遮断されたとき、
空気室の有効容積が減少するので空気バネのバネ
定数が大きくなり、サスペンシヨン装置の懸架特
性はハードになる。このように、サスペンシヨン
装置の懸架特性はコントローラ５０からの信号に
よりソレノイド６９，７４ａを作動させることに
よつて制御できる。

前述のように、コントローラ５０は車速信号を
入力としており、該コントローラ５０からソレノ
イドバルブ４６に与えられる制御信号は、車速に
応じて変化する。すなわち、車速が低速のときに
はポンプ３６からコントロールバルブ３１に供給
される圧油の量は車速の増加に応じて小さくなる
ようにソレノイドバルブ４６が制御される。手動
スイツチ５４を閉にすると、コントローラ５０か
らソレノイドバルブ４６に与えられる信号のレベ
ルが低下し、該バルブ４６の開度が大きくなつ
て、アシスト力は全体として低下する。同時に、
コントローラ５０からサスペンシヨン装置のソレ
ノイド６９，７４ａに信号が与えられて、前後輪
のサスペンシヨン装置の特性がハードになる。

第３図を参照すれば、コントローラ５０の制御
回路の１例が示されており、コントローラ５０
は、ｆ−ｖ変換器８０、加算回路８２、三角波発
生回路８４、比較器８６、PNP型トランジスタ
８８を備えている。車速センサ５２からの車速を
表わすパルス信号は、ｆ−ｖ変換器８０に入力さ
れ電圧信号に変換され比較器８６の負側に入力さ
れる。また比較器８６の負側端子は、手動スイツ
チ５４の一方の端子に接続されるとともに、抵抗
Ｒ１を介して接地されている。手動スイツチ５４
の他方の端子は電源５１からの電源端子９０に接
続されている。これによつて加算回路８２が構成
され、手動スイツチ５４が開のとき、ｆ−ｖ変換
器の出力e₂が比較器８６に入力され、手動スイツ
チ５４が閉のとき、電源端子からの電圧信号e₁が
加算されて比較器８６の負側に入力される。ま
た、比較器８６の正側には、三角波発生回路８４
からの三角波信号が入力される。比較器８６は三
角波信号と加算回路８２からの信号を比較し、三
角波が大きいときはハイレベルの、三角波が小さ
いときはローレベルのパルス信号を発生する。こ
の場合、加算回路８２からの信号は、第４図ａで
示すように手動スイツチ５４が開である場合には
e₂であり、比較器８６からの信号は第４図ｂに示
すように比較的パルス巾が大きいが、手動スイツ
チ５４が閉になると、加算回路８２からの出力は
第４図ａのe₁＋e₂に上昇する。従つて、比較器８
６の出力は第４図ｃに示すようにパルス巾の小さ
なものとなる。この比較器からの出力信号は、
PNP型トランジスタ８８のベースに入力される。
トランジスタ８８のコレクタは電源端子９２に、
エミツタはコントロールバルブ４６のソレノイド
４６ａに接続されており、ベースにローレベルの
信号が入ると導通し、ソレノイド４６ａが励磁さ
れる。従つて、手動スイツチ５４を開にしている
場合の方がソレノイド４６ａに供給される電力量
が小さく、そのためプランジヤ４６ｂが大きく変
位せず圧油の戻り量が少くなりパワーステアリン
グ装置のアシスト力は大きくなる。この場合、パ
ワーシリンダ３２に発生する油圧と運転者に必要
な操舵力すなわちハンドルトルクとの関係をみれ
ば、第５図の曲線ａで示すような特性となり、所
定の油圧Ｐつまりアシスト力を得るハンドルトル
クは小さい。また、手動スイツチ５４が閉になる
と比較器８６の出力信号のパルス巾は小さくなり
ソレノイド４６ａへの電力量は増大し、圧油はパ
イプ通路４９を通つて多量に戻され、アシスト力
は小さくなる。この場合、第５図の曲線ｂで示す
ような特性となり、所定の油圧Ｐつまりアシスト
力を得るハンドルトルクは大きくなる。また、ハ
ンドルトルクと路面抵抗との関係は第６図に示す
ようになる。すなわち、アシスト力が小さい場合
には曲線ｂで示すように比較的大きなハンドルト
ルクが必要となり、アシスト力が大きい場合には
曲線ａで示すようにハンドルトルクは比較的小さ
くなる。なお線ｃはマニユアルステアリング装置
を用いた場合であり、この場合には路面抵抗の増
大するとハンドルトルクはそれに比例して増大す
るがパワーステアリング装置を用いた曲線ａ，ｂ
で示す場合には路面抵抗が増大してもハンドルト
ルクはそれほど大きくならない。また、手動スイ
ツチ５４は各サスペンシヨン装置６０のシヨツク
アブソーバ６６の減衰力を変化させるソレノイド
６９及び空気バネ６８のバネ定数を変化させるソ
レノイド７４ａに接続されている。手動スイツチ
５４が開のときは、各ソレノイド６９及びソレノ
イド７４ａは非励磁であり、シヨツクアブソーバ
６６の減衰力及び空気バネ６８のバネ定数は小さ
い。すなわち、サスペンシヨン装置６０の懸架特
性は全輪についてソフトに維持される。手動スイ
ツチ５４を閉にするとソレノイド６９が励磁され
シヨツクアブソーバ６６のプランジヤが回転して
オリフイスの径が小さくなつて減衰力が大きくな
るとともにソレノイド７４ａが励磁されて空気バ
ネ６８と制御室７２との間の連通が遮断されバネ
定数が大きくなる。すなわち、サスペンシヨン装
置６０の懸架特性は全輪についてハードになる。
従つて、手動スイツチ５４を開から閉に切換える
ことによりサスペンシヨン装置６０の懸架特性を
ソフトからハードに変化させることができるとと
もにその変化に応じてパワーアシスト装置３０の
アシスト力を大から小に変化させることができ
る。車速をほぼ一定に保持して以上のような制御
を行うことにより、第７図の線ａ，ｂで示される
ような運動特性が得られる。第７図において、線
ｃ，ｄはマニユアルステアリング装置を用いた場
合であつて、線ｃはサスペンシヨンの特性をソフ
トに、線ｄはハードにした場合である。この場
合、ヨーレイトは操舵力の増大とともにほぼ比例
して増大し、サスペンシヨン装置の特性がソフト
の場合の方が大きな操舵力を必要とする。線ａ，
ｂ，ｅ，ｆはパワーステアリング装置を用いた場
合である。この場合には、同じヨーレイトのステ
アリング操作ではいずれもマニユアルステアリン
グ装置を用いた場合よりも操舵力を低く押えるこ
とができる。線ｅ，ｆは本例と逆の制御を行なつ
た場合すなわち、サスペンシヨン装置６０の懸架
特性をソフトからハードに変化させるのに応じて
ステアリング装置のアシスト力を大きくするよう
に制御した場合である。このような制御を行なう
と、手動スイツチの切り換えにより操舵力に大き
な変化が表われるが、本例のような制御を行なう
と線ａ，ｂのように手動スイツチ５４を切換えて
も操舵力の変化を非常に小さくすることができ
る。

第８図には、他の実施例が示されており、本例
ではオイルポンプ３６の動力源としてエンジン３
４の代りにモータ３７を用いている。このモータ
３７はコントローラ５０からの電力量に応じた回
転数を有しオイルポンプ３６はその回転数に応じ
たオイル量を吐出する。従つて、本例では第９図
に示すように前例のソレノイド４６ａを制御する
のと同様のコントローラを用いてモータ３７の電
力量を制御すればよく、コントロールバルブ４６
は不要となる。手動スイツチ５４が開の場合に
は、モータ３７への電力量が大となり第１０図の
曲線ａで示すようにポンプ３６の吐出流量は大
で、アシスト力も大きくなる。また手動スイツチ
５４が閉の場合には線ｂで示すように前例と同様
比較器８６の出力信号のパルス巾が小さくなつて
モータ３７への電力量が少くなるためポンプ３６
の吐出流量が小さくなりアシスト力も小さくなる
なお、車速が増大するとｆ−ｖ変換器８０の電圧
信号e₂のレベルが高くなり比較器８６の出力信号
のパルス巾は減少するのでモータへの電力量が減
少しポンプ３６の吐出流量及びアシスト力も減少
する。

従つて、本例においても前例と同様の結果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係るサスペンシ
ヨン装置及びステアリング装置の全体斜視図、第
２図は第１図装置の制御回路図、第３図は第１図
の例の制御に使用するコントローラの制御回路
図、第４図は電圧と時間との関係を示すグラフ、
第５図は、パワーシリンダの油圧とハンドルトル
クとの関係を示すグラフ、第６図はハンドルトル
クと路面抵抗との関係を示すグラフ、第７図は操
舵力とヨーレイトの関係を示すグラフ、第８図は
他の実施例の制御回路、第９図は第８図の実施例
に使用するコントローラの回路図、第１０図はオ
イルポンプの流量と車速との関係を示すグラフで
ある。符号の説明、１０……ハンドル、１８……ラツ
ク軸、３０……パワーアシスト装置、３６……オ
イルポンプ、５０……コントローラ、５４……手
動スイツチ、６０……サスペンシヨン装置、６６
……シヨツクアブソーバ、７２……制御空気室、
８０……ギヤ機構。

Claims

【特許請求の範囲】

１各車輪のサスペンシヨン装置と、操舵力のア
シスト機構を備えたパワーステアリング装置と、
前記サスペンシヨン装置の減衰力とバネ定数の少
なくともいずれか一方を変化させる制御を行う第
１制御手段と、前記パワーステアリング装置のア
シスト力特性を変化させる制御を行う第２制御手
段と、前記サスペンシヨン装置の減衰力とバネ定
数の少なくともいずれか一方を高める第１制御信
号を前記第１制御手段に出力するとともに、該第
１制御信号の出力に応じてパワーステアリング装
置のアシスト力を低下させる第２制御信号を前記
第２制御手段に出力するコントローラとを備えサ
スペンシヨン装置の減衰力もしくはバネ定数の変
化に同期してパワーステアリング装置のアシスト
力を変更するようにしたことを特徴とするサスペ
ンシヨン装置とステアリング装置の総合制御装
置。