JPH0431911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、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） 従来より、高速直進時の走行安定性の向上およ
びシミー、キツクバツク等の異常振動の抑制を目
的として、操舵輪に連結されたタイロツドと車体
との間にダンパー装置を取付け、走行中に操舵輪
が受ける外乱をダンパー装置によつて減衰もしく
は吸収することにより、ステアリングギヤ装置を
介してタイロツドに連結されたステアリングホイ
ールのふらつきを防止するようにした自動車のス
テアリング装置は公知である（特開昭57−57311
号公報参照）。

かかるステアリング装置は、ステアリングホイ
ールのふらつきを抑制するうえでは確かに有効
で、上記の目的を満足することができる。しかし
ながら、上記のステアリング装置では、ダンパー
装置の減衰力が単に車速の高、低に応じて切替え
られるに過ぎないため、例えば、減衰力が小さい
側に切替えられている低、中速走行時において、
自動車を急旋回させると、操舵輪に作用する外乱
が直接的にステアリングホイールに伝達されてス
テアリングホイールがふらつくといつた不具合を
生ずる。

（発明の目的） 本発明は、かかる問題に着目してなされたもの
であつて、自動車の旋回度合に関連する横加速度
（横Ｇ）やヨーレイトψ〓或いはロール角φ等から、
現在の旋回状態を検出し、旋回度合の大小に応じ
てダンパー装置の減衰力を切替えることができる
自動車のステアリング装置を提供することを目的
としている。

（発明の構成） 本発明にかかる自動車のステアリング装置は、
操舵輪に連結されたタイロツドと、タイロツドを
ステアリングギヤ装置を介して作動させるステア
リングホイールと、タイロツドと車体との間に設
けられた減衰力可変なダンパー装置と、ダンパー
装置の減衰力を変化させる調整手段と、自動車の
旋回度合の大小を検出する旋回状態検出手段と、
旋回状態検出手段の出力を受けて、旋回度合の小
の時には減衰力を小さくする信号を、旋回度合の
大の時には旋回度合の小の時に比べて減衰力を大
きくする信号を上記調整手段に発するコントロー
ラとによつて構成される。

即ち、本発明では、自動車の旋回度合の大小が
旋回状態検出手段によつて検出され、旋回度合が
大であることが検出されると、その検出信号を受
けて、コントローラが調整手段にダンパー装置の
減衰力を増大させる信号を印加し、ダンパー装置
は、本来の大きな減衰力によつてタイロツドを介
してステアリングホイールに伝達されようとする
外乱を減衰させ、或いは吸収することができ、旋
回開始のような旋回度合の小さいときには、ダン
パー装置の減衰力は小さく、ステアリングホイー
ルを操舵するための操舵力を小さくすることがで
きる。

（発明の効果） 本発明によれば、車速と操舵状態等に応じて変
化する自動車の旋回度合に対応させてダンパー装
置の減衰力を切替えることができ、特に高速旋回
中の外乱の影響を小さくすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

第１図に示すように、操舵輪１に結合されたナ
ツクル２はその上部アーム２ａが車体に設けたサ
スペンシヨンタワー３にラバーマウント４を介し
て取付けられたダンパー５に結合され、下部アー
ム２ｂはスピンドル６を介して車体側に結合され
たロアアーム７にラバーマウント８を介して結合
されている。そして、操舵輪１の車軸（図示せ
ず）に関して内向き斜め側方に伸びるナツクル２
の中間部アーム２ｃには、車体の左右方向に伸び
るタイロツド９のタイロツドエンド１０がラバー
マウント１１を介して結合されている。

上記タイロツド９は、具体的に図示しないが、
車体側に固定支持されたギヤハウジング１２ａ内
を貫通する部分にラツクを有し、このラツクは、
ギヤハウジング１２ａのピニオン軸受部１２ｂに
回動自在に支持されたピニオン１３とギヤハウジ
ング１２ａ内において噛合つて所謂ステアリング
ギヤ装置１２を形成している。上記ピニオン１３
は具体的に図示しないが、よく知られているよう
に中継シヤフトを介してステアリングホイール
（図示せず）により回転操作されるステアリング
シヤフトに連動するように連結されており、ステ
アリングホイールを操作する、即ち操舵すると、
上記ステアリングキヤ装置１２のピニオン・ラツ
ク機構によりタイロツド９が左右いずれか一方に
変位され、これによつて操舵輪１の向きが変えら
れるようになつたステアリング機構を構成してい
る。

第１図および第２図に示すように、車体側、よ
り具体的には、サスペンシヨンタワー３の下部の
取付ブラケツト１４とタイロツド９との間には、
減衰力可変のダンパー装置１５を車体の左右方向
および上下方向に僅かに傾けた状態に取付けてい
る。

このダンパー装置１５は、ダンパー装置１５の
減衰力を可変とするための可逆式ステツプモータ
１６を軸方向の一端に備えており、可逆式ステツ
プモータ１６のハウジングを兼ねたダンパー装置
１５の取付ブラケツト１７は、サスペンシヨンタ
ワー３側の取付ブラケツト１４に溶接等により固
定される一方、ダンパー装置１５の他端から軸方
向に伸長するダンパーロツド１８の先端に設けた
リング状の結合部１８ａは、タイロツド９に基部
を固定した連結金具１９の軸部１９ａに嵌合さ
れ、ナツト２０で支持された抜止ワツシヤ２１に
より抜止された状態でタイロツド９に結合されて
いる。

なお、第１図および第２図において、２２，２
２はタイロツド９の変位を許容して、ステアリン
グギヤ装置１２のギヤハウジング１２ａとタイロ
ツド９との間をシールするダストブーツである。

次に、第３図により、上記ダンパー装置１５の
構造を説明する。

第３図に示すように、ダンパー装置１５は、外
筒２４と内筒２５とからなる２重筒構造のダンパ
ー本体２６の内部にオイルを封入し、内筒２５内
には、支持ロツド２７の先端に支持したピストン
アツセンブリ２８を相対的に摺動自在に嵌合して
いる。

上記支持ロツド２７は、ダンパー本体２６から
突出して前記取付ブラケツト１７に取付金具２９
を介して支持された可逆式ステツプモータ１６に
向けて伸長され、その伸長端部においてラバーマ
ウント３０を貫通した状態で上記取付ブラケツト
１７に支持されている。なお、３１は、ラバーマ
ウント３０にスペーサ３２を介して支持され、ダ
ンパー本体２６と支持ロツド２７とを外側からカ
バーするカバー筒である。

そして、支持ロツド２７の中心軸に沿つて設け
た貫通孔２７ａには、小径の回転ロツド３３が回
転可能に嵌合されており、この回転ロツド３３
は、一端ジヨイント３４を介して可逆式ステツプ
モータ１６の出力軸に回転に連動するように連結
されている。回転ロツド３３の一段大径に形成さ
れた他端には、Ｌ字状のオリフイス通路３５を穿
設した回転弁３６が形成されており、後述のコン
トローラによつて可逆式ステツプモータ１６を正
逆駆動することにより、オリフイス通路３５とこ
れに対応して支持ロツド２７に設けた連通路３７
とが合致する位置（図示の位置）と、両者が連通
しない位置とに上記回転弁３６を切替え制御しう
るようにしている。

この回転弁３６の切替えにより、ダンパー装置
１５の減衰力は変更される。即ち、回転弁３６が
非合致（非連通）位置に回転される、換言すれ
ば、オリフイス通路３５と連通路３７とが一致し
ていない状態では、ダンパー本体２６とピストン
アツセンブリ２８との間の相対変位は、ピストン
アツセンブリ２８のピストン本体２８ａの軸方向
に貫通させて設けた第１、第２オリフイス通路３
８，３９のいずれか一方によつてのみ規制され
る。第４図にピストンアツセンブリ２８部分の拡
大図を示すように、ピストン本体２８ａを軸方向
に貫通させて設けた上記第１、第２オリフイス通
路３８，３９は互いに逆向きに換言すれば、開放
端が互違いに形成されており、夫々、支持ロツド
２７の端部に固定して支持されたリングプレート
４０，４１にコイルスプリング４２，４３を介し
て支持されたワツシヤ状の第１、第２逆止弁４
４，４５によつて開閉されるようになつている。
より具体的には、第３図に矢印Ａで示すように、
ダンパー本体２６が図の右方に変位される場合に
は、内筒２５の図の左側の室２５Ｂの油圧が上昇
し、この油圧の上昇によつて、第１逆止弁４４が
開作動され、第１オリフイス通路３８が開放さ
れ、オイルは第１オリフイス通路３８を通して左
側の室２５Ｂから右側の室２５Ａに流出する。ま
た、ダンパー本体２６の上記Ａ方向とは反対向き
に変位されようとすると、今度は、第２逆止弁４
５が開作動され、第２オリフイス通路３９が開放
される。上記いずれの場合にも、回転弁３６の非
合致位置では、ダンパー本体２６の変位は、第
１、第２オリフイス通路３８，３９のいずれか一
方のみによつて規制されるため、ダンパー本体２
６の変位は緩慢となる、即ちダンパー装置１５の
減衰力は大となるのである。

これに対し、前記の如く、回転弁３６のオリフ
イス通路３５と支持ロツド２７の連通路３７とが
合致した場合には、内筒２５内の左、右の室２５
Ｂ，２５Ａはオリフイス通路３５−連通路３７の
経路でも連通されるため、両室２５Ａ，２５Ｂ間
のオイル流通量は、大幅に増加することとなる。
このため、ダンパー本体２６の変位は比較的早く
なり、ダンパー装置１５の減衰力が低下される。

以上のように、可逆式ステツプモータ１６およ
び回転ロツド３３に支持された回転弁３６は、ダ
ンパー装置１５の減衰力を変化させる調整手段を
構成する。

また、上記の如きダンパー本体２６と支持ロツ
ド２７との間の相対変位にともなう内筒２５の内
部容積の増減は、内筒２５の外周に両端を気密に
固着したラバー等の弾性材よりなる円筒状のダイ
ヤフラム４６によつて吸収される。このダイヤフ
ラム４６と内筒２５との間には、空気等のガスが
封入されている。このダイヤフラム４６は、ダン
パー本体２６が図の右方向Ａに変位され、内筒２
５内の容積が支持ロツド２７によつて減少され、
その減少分が等しいオイルが内筒２５の左端に装
着した流量調整弁４７を介して、内筒２５と外筒
２４との間の室２４Ａ内に流入すると、その流入
分だけ収縮する。逆に、ダンパー本体２６が図の
左方向に変位される場合には、流量調整弁４７を
介して、内筒２５と外筒２４との間の室２４Ａ内
に貯えていたオイルを内筒２５の左側の室２５Ｂ
に送り込んで、内筒２５内の容積の増大に対応す
る。

次に、上記可逆式ステツプモータ１６の駆動制
御回路について説明する。

第５図に示すように、可逆式ステツプモータ１
６は、該モータ１６の回転に連動する一対の円弧
状可動接点４８，４９を備えており、一方の（第
５図の左側の）可動接点４８に対しては、２つの
固定接点５０，５１が設けられ、他方の（右側
の）可動接点４９に対しては１つの固定接点５２
が設けられている。上記２つの固定接点５０，５
１は、対応する可動接点４８が図に実線で示す第
１回転位置イにあるときには、両方の固定接点５
０，５１が同時に可動接点４８に接触する一方、
図に仮想線で示す第２回転位置ロでは、一方の固
定接点５０は可動接点４８と接触せず、他方の固
定接点５１にのみ接触するようになつている。な
お、他方の可動接点４９はその回転位置のいかん
を問わず固定接点５２と接触するようになつてい
る。

上記２つの固定接点５０，５１は、駆動電源５
３の正極、負極に夫々接続された切替接点５４
ａ，５４ｂを有する第１リレースイツチ５４の共
通接点５４ｃに、並列かつ逆向きに接続された逆
流防止用のダイオード５５，５６を介して夫々接
続されている。また、いま一つの固定接点５２
は、上記駆動電源５３の正極および負極に夫々接
続された切替接点５７ａ，５７ｂを有する第２リ
レースイツチ５７の共通接点５７ｃに接続されて
いる。

これら第１、第２リレースイツチ５４，５７の
各リレーコイル５４Ｘ，５７Ｘは、例えばマイク
ロコンピユータの一部によつて構成されるリレー
制御部５８によつてオン・オフが制御されるよう
になつており、第１、第２リレースイツチ５４，
５７は第１リレースイツチ５４の共通接点５４ｃ
が、駆動電源５３の負極に接続されているときに
は、第２リレースイツチ５７の共通接点５７ｃが
駆動電源５３の正極に接続されるようになつてお
り（図示の状態）、図示の状態から、第１、第２
リレースイツチ５４，５７が同時に切替えられる
と、駆動電源５３に対する接続関係が逆転するよ
うに切替えられる。

上記リレー制御部５８は、自動車の旋回状態を
検出する旋回状態検出手段を構成する少なくとも
一つ以上のセンサ、具体的には、自動車の車体に
作用する横加速度（横Ｇ）を検出する横Ｇセンサ
５９、或いはヨーレイトψ〓やロール角φを検出す
るセンサ６０，６１等の出力を入力し、これらセ
ンサ類５９，６０，６１の各出力の少なくとも一
つ、或いはこれら出力の組合せ、若しくは各出力
の微分値との組合せから、自動車の旋回度合の大
小を判定して、上記２つのリレーコイル５４Ｘ，
５７Ｘのオン・オフをその判定にしたがつて制御
する。即ち、このリレー制御部５８は、旋回状態
検出手段の出力を受けて、ダンパー装置１５の調
整手段に自動車の旋回度合の大小に応じた制御信
号を発するコントローラを構成する。

第６図に図式的に示すように、ステアリングホ
イールを操作して自動車を旋回させると横加速度
（横Ｇ）、ヨーレイトψ〓、ロール角φは、その再の
走行速度やステアリングホイール角度（実舵角）
に応じて変化する。そこで、リレー制御部５８に
おいて、横Ｇ、ヨーレイトψ〓、ロール角φに対す
る基準値ａ，ｂ，ｃを予め設定し、各センサ５
９，６０，６１の出力の少なくとも一つが対応す
る基準値を越えたときには、自動車の旋回度合が
大であると判定するようにすればよい。つまり、
本願発明にいう自動車の旋回度合は各センサ５
９，６０，６１の出力と設定基準値ａ，ｂ，ｃと
の大、小を比較することによつて判定される。し
たがつて、高速走行中であれば、ステアリングホ
イール角度が小さくても旋回度合は大として検出
され、単にステアリングホイール角度の大、小や
車速の高、低を個別に判断する場合よりも、自動
車の旋回状態に関する総合的な情報が得られ、自
動車の車体の実際の挙動に即したダンパー装置の
減衰力制御が行なえることとなる。

再び第５図に戻つて、リレー制御部５８の動作
を説明する。

いま、第５図に示す状態が、非旋回時に対応す
るとした場合、自動車が旋回されると、リレー制
御部５８は、横Ｇセンサ５９，ヨーレイトセンサ
６０、若しくはロール角センサ６１の出力変化等
から旋回時であると判定し、第１、第２リレース
イツチ５４，５７の各リレーコイル５４Ｘ，５７
Ｘをオンし、第１、第２リレースイツチ５４，５
７を同時に切替える。このため、可逆式ステツプ
モータ１６の給電経路が反転され、可逆式ステツ
プモータ１６は、第５図に可動接点４８，４９の
回転方向として示すように、反時針廻り方向AC
に回転され、可動接点４８，４９が仮想線で示す
第２回転位置ロまで回転されると、一つの固定接
点５０と可動接点４８とが非接触となつて、可逆
式ステツプモータ１６が断電されその位置に停止
する。

この可逆式ステツプモータ１６の一回の所定角
度の回転により、ダンパー装置１５は、第３図に
示す状態、即ち、回転ロツド３３に支持した回転
弁３６のオリフイス通路３５が支持ロツド２７の
連通路３７と合致した状態から、オリフイス通路
３５が連通路３７に連通しない非合致状態に切替
えられ、その結果、ダンパー装置１５の減衰力が
増大される。つまり、ダンパー装置１５の減衰力
は、小から大へと切替えられる。

そして、自動車が旋回状態から非旋回状態に復
帰されると、リレー制御部５８により、第１、第
２リレースイツチ５４，５７が、第５図の状態に
切替えられ可逆式ステツプモータ１６は、第５図
の時針回り方向Ｃに回転され、いま一つの固定接
点５１と可動接点４８とが非接触となつて、可逆
式ステツプモータ１６が断電されてその位置に停
止し、その結果、回転弁３６のオリフイス通路３
５と支持ロツド２７の連通路３７とが再び連通さ
れ、ダンパー装置１５の減衰力は弱められる。

以上のように、自動車の旋回度合が大であると
きには車体とタイロツド９との間に設けたダンパ
ー装置１５の減衰力が小から大に切替えられるの
で、ダンパー装置１５により、操舵輪１に作用す
る外乱が減衰もしくは吸収され、操舵安定性が向
上されるとともに異常振動（ステアリングホイー
ルのふらつき）が確実に抑制される。

また、旋回開始のような旋回度合の小さいとき
には、ダンパー装置の減衰力は小さく、ステアリ
ングホイールを操舵するための操舵力を小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、各々本発明の実施例に
かかる自動車のステアリング装置の要部背面図お
よび平面図、第３図は第１図、第２図に示したダ
ンパー装置の一例を示す断面図、第４図は第３図
の一部拡大断面図、第５図はダンパー装置の可逆
式ステツプモータの駆動制御回路を示す回路図、
第６図は自動車の旋回時の横Ｇ等の変化を図式的
に示すグラフである。 １……操舵輪、９……タイロツド、１２……ス
テアリングギヤ装置、１５……ダンパー装置、１
６……可逆式ステツプモータ、３３……回転ロツ
ド、３６……回転弁、５４，５７……第１、第２
リレースイツチ、５８……リレー制御部、５９…
…横加速度センサ、６０……ヨーレイトセンサ、
６１……ロール角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操舵輪に連結されたタイロツドと、タイロツ
   ドをステアリングギヤ装置を介して作動させるス
   テアリングホイールと、タイロツドと車体との間
   に設けられた減衰力可変なダンパー装置と、ダン
   パー装置の減衰力を変化させる調整手段と、自動
   車の旋回度合の大小を検出する旋回状態検出手段
   と、旋回状態検出手段の出力を受け、旋回度合の
   小の時減衰力を小さくする信号を、旋回度合の大
   の時には旋回度合の小の時に比べて減衰力を大き
   くする信号を調整手段に発するコントローラとか
   らなる自動車のステアリング装置。