JPH0429587B2 - - 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、その操作状態
によつても操舵感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、ステアリングを切り込
んでいく状態から切り戻しを行なういわゆる切り
返し時に、操舵車輪のステアリング操作に対する
追従遅れ（セルフアライニングトルクの追従遅
れ）によつて、操舵の反力が零となるいわゆる操
舵の抜けが生じてしまうこととなる。

（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、切り込みから切り戻しへ移行するステア
リングの切り返し時にあつても適切な操舵感が得
られ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） 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、ステアリングの
操作状態が切り込みから切り戻しへ移行する切り
返し時であるか否かを検出するためのステアリン
グ状態検出手段を設けてある。そして、上記ステ
アリング状態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、上記切り
返し時にはステアリングの切り込み操作時に比し
て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、該油通孔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、上記油通孔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のマ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はセンサである。このセンサ５２
は、ステアリングの操作状態が切り返し時である
か否かを検出するステアリング状態検出センサ
で、例えば所定の単位時間毎に舵角を検出して、
ある時間における舵角θHによつて次の所定単位
時間後の舵角θH＋１を除したものから１を差し
引いた計算式（θH＋１）÷θH−１が正か負かに
よつて、切り返し時であるか否かを知るようにす
ることができる。すなわち第７図において、ニユ
ートラル位置Ｎからα点まで切り込み、α点から
β点までは切り戻し、β点からγ点までは再度の
切り込み、γ点以降は再度の切り戻しであるが、
Ｎ→α、β→γの切り込み時およびβ点前後の切
り戻しから切り込みへ移行する切り返し時には上
記計算式が正となる一方、α点→β点とγ点以降
の切り戻し時、およびα点前後とγ点前後との切
り込みから切り戻しへ移行する切り返し時には、
上記計算式が負となる。そして、コントロールユ
ニツト３９は、上記計算式が負のときは、コント
ロールユニツト３９が切換リレー４６，４９のコ
イル４６ａ，４９ａを励磁して、緩衝器１１をハ
ードとし、また上記計算式が正であれば、上記コ
イル４６ａ，４９ａを消磁して緩衝器１１をソフ
トにする。このようにした場合は、切り戻し時に
おいても緩衝器１１がハードになるので、セルフ
アライニングトルクをあまり好まない者にとつて
有利となる。

ステアリングの操作状態が切り込みから切り戻
しへ移行する切り返し時であるか否かを知る別の
方法として、所定単位時間毎の舵角速度を検出す
る一方、切り込み方向の舵角速度を正、切り戻し
方向の舵角速度を負として、ある時間の舵角速度
ωHと次の時間におけつ舵角速度ωH＋１とを掛
け合わせた計算式ωH×（ωH＋１）が正であるか
負であるかによつて判別するようにしてもよい。
この場合は、α点前後、β点前後、γ点前後にお
ける各切り返し時において上記計算式が負となる
一方、Ｎ→α点、α点→β点、β点→γ点、γ点
以降の切り込みあるいは切り戻し時には、上記計
算式が正となる。勿論、コントロールユニツト３
９は、上記計算式が負となつたときに、切換リレ
ー４６，４９の各コイル４６ａ，４９ａを励磁し
て緩衝器１１をハードにし、上記計算式が正とな
つたときには、上記コイル４６ａ，４９ａを消磁
して緩衝器１１をソフトにする。このようにした
場合は、切り戻し時においては緩衝器１１がソフ
トのままなので、セルフアライニングトルクを好
む者にとつて有利となる。

ここで、ステアリング状態と車速との組合せに
よつて緩衝器１１の減衰力を調整するようにして
もよく、この場合は、車速センサ５３を設けて、
該車速センサ５３とステアリング状態検出センサ
５２との出力に応じて、コントロールユニツト３
９によつて減衰力の大きさを調整すればよく、そ
の一例を第８図に示してある。勿論、この第８図
において、切り返し時は、切り込みから切り戻し
へ移行するときのものである。このようにすれ
ば、低速走行時のスムーズなハンドル操作が得ら
れる一方、高速走行時の直進性が確保される。な
お、車速センサ５３は、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、ステアリング状態と自動車の走行状態す
なわち定常走行であるか否かとの組合せにより緩
衝器１１の減衰力を調整するよにしてもよく、こ
の場合は、走行状態検出センサ５４を設けて、該
走行状態検出センサ５４とステアリング状態検出
センサ５２からの出力に応じてコントロールユニ
ツト３９により減衰力の大きさを調整すればよ
く、その一例を第９図に示してある。勿論、この
第９図において、切り返し時は、切り込みから切
り戻しへ移行するときのものである。このように
すれば、定常走行時のスムーズな操作性が得られ
る一方、加速時あるいは減速時のハンドルシヨツ
クを和らげることができる。なお、走行状態検出
センサ５４は、エンジン負荷を検出するものとし
て、例えばスロツトル開度、吸気負圧等の大きさ
によつてエンジン負荷を検出するようなものとす
ればよい。またセンサ５４をブレーキ負荷を検出
するものとして、例えばブレーキペダルの踏込
量、ブレーキ液圧の大きさ等によつてブレーキ負
荷を検出するようなものとしてもよい。さらにセ
ンサ５４は、重錘を利用した慣性によつて作動す
る慣性スイツチのようなものを用いることも可能
である。

なお、前述した第８図、第９図のようなデータ
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、
アナログ式のいずれによつても構成することが
できる。

（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、
ステアリングの切り込みから切り戻しへと移行す
る際の操舵力を適切な大きさとしていわゆる操舵
の抜けを解消することができ、ステアリング操作
上好ましいものが得られる。

【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
はステアリング操作状態の一例を示すグラフ。第
８図ステアリング操作状態と車速とによつて緩衝
器の減衰力を変化させる一例を示すグラフ。第９
図はステアリング操作状態と自動車の走行状態と
によつて緩衝器の減衰力を変化させる一例を示す
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…車速センサ、５４…走行状
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、 ステアリング操作状態が切り込みから切り戻し
   へ移行する切り返し時であるか否かを検出するス
   テアリング状態検出手段と、 前記ステアリング状態検出手段の出力を受け、
   前記切り返し時にはステアリングの切り込み操作
   時に比して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。