JPH055710B2 - - Google Patents

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、全輪の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と乗心地を向上とを
両立させるようにした装置が開示されている。

一方、車輛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輛の走行安定性
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、乗心地等の車輛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なる
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。

従つて、本発明の目的は、特性の可変なサスペ
ンシヨン装置とステアリング装置を総合的に制御
して運転者の好みに応じて適当な操舵の応答性、
安定性、乗心地等を得ることができるサスペンシ
ヨン装置とステアリング装置の制御装置を与える
ことである。

本発明のかかる目的は、各車輪のサスペンシヨ
ン装置と、前記車輪のうち転舵自在な操舵輪を転
舵させるステアリング装置と、サスペンシヨン装
置の減衰力およびバネ定数のうち、少なくともい
ずれか一方を、全輪同時に切り換えることによ
り、サスペンシヨン特性を全輪ハードまたは全輪
ソフトのいずれかの状態に変化させる第１制御手
段と、ステアリング装置の操舵ハンドルおよび操
舵輪間の伝達特性を変化させる第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全輪同時に切り換える第
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ステアリング
装置の前記伝達特性を変化させる第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、該コントローラは、サスペンシヨン装置の前
記サスペンシヨン特性の変化と同時にステアリン
グ装置の前記伝達特性を変化させるように構成さ
れたことを特徴とするサスペンシヨンとステアリ
ングの総合制御装置によつて達成できる。

本発明によれば、サスペンシヨン装置の懸架特
性とステアリング装置のステアリング特性を同時
期に変更するように制御するコントローラが設け
られているために、運転者の好みに応じて、車両
の運動特性を広範囲に変化させることが可能とな
る。たとえば、サスペンシヨン装置のバネ定数が
大きいか、減衰力が比較的強いハードな特性のも
のである場合に、パワーステアリング装置のアシ
スト力を強めるようにすると、ステアリング操作
に敏感に応答するスポーテイな感覚が得られる。
これに対し、サスペンシヨン装置のバネ定数が小
さくなるか、減衰力が弱まるように懸架特性を墨
化させたとき、これに応じてパワーステアリング
装置のアシスト力を弱めるように制御すると、車
両は比較的温和しい感覚のものとなる。マニユア
ルステアリング装置を用いる場合には、ハードな
懸架特性に対しステアリングギヤ比を小さくし
て、操舵の切れを良くすればスポーテイな感覚が
得られ、ソフトな懸架特性に対しステアリングギ
ヤ比を大きくして、操舵の切れを比較的緩かにす
れば、温和しい感覚が得られる。このほかの組合
わせとしては、ハードな懸架特性に対してパワー
ステアリング装置のアシスト力を弱めるか、或い
はステアリングギヤ比を大きくし、ソフトな懸架
特性に対してパワーステアリング装置のアシスト
力を強めるか、或いはステアリングギヤ比を小さ
くしてもよい。この場合には、特性の切換えによ
る車両運動特性の変化はあまり極端に現われない
ので、比較的小さな範囲で運動特性を変化させた
い場合に適している。

本発明による特性の制御は、手動スイツチによ
り選択的に行なうようにしてもよいが、車両の走
行条件により自動的に切換えが行なわれるように
することも可能である。

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方式の場合にはパ
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。マニユアルステアリングの
場合には、ステアリングギヤ比を可変にするギヤ
比切換機構を設ければよい。いずれにしても、こ
のような手段を採用することによりステアリング
装置の操作力を軽くしたり重くしたりして操舵ハ
ンドルおよび操舵輪間の伝達特性を変えることが
できる。

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２
６，２８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６４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６８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、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を操作す
ると、コントローラ５０からソレノイドバルブ４
６に与えられる信号のレベルが低下し、該バルブ
４６の開度が小さくなつて、アシスト力は全体と
して強められる。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図及び第４図には、マニユアルステアリン
グ装置を用いた本発明の実施例が示されている。

本例の装置では、操舵ハンドルおよび操舵輪間
の伝達特性を変化させ得るようにステアリング装
置は可変ギヤ比のギヤ機構８０を備えている。こ
のギヤ機構８０はステアリングシヤフト１２の途
中に設けられ、ハンドル１０側のシヤフト部分す
なわち、入力軸１２ａとピニオン軸側のシヤフト
部分、すなわち出力軸１２ｂとの間のギヤ比を、
コントローラ５０からの信号によつて変化させ得
るようになつている。入力軸１２ａには該軸と一
体にギヤ８２が形成され、該ギヤ８２はヤ８４と
噛合している。ギヤ８４は、入力軸１２ａに取付
けられたベアリング装置８６と出力軸１２ｂに取
付けられたベアリング装置８８とを介してこれら
軸１２ａ，１２ｂを支持するギヤケーシング９０
内に収容され、該ケーシング９０に入出力軸にほ
ぼ平行に取付けられたカウンタシヤフト９２に回
転自在に取付けられている。該ギヤ８４と一体に
これより歯数の少ないギヤ９４が設けられ、ギヤ
９４は出力軸１２ｂに回転自在に取付けられたギ
ヤ９６と噛合する。入力軸１２ａ及び出力軸１２
ｂの互いに近接する先端部には、入力軸１２ａに
ギヤ９８、出力軸にギヤ１００が形成されるとと
もに、該ギヤ１００に隣接したギヤ９６と一体
に、ギヤ１０２が設けられている。これらのギヤ
９８，１００，１０２にはカツプリングスリーブ
１０４がスプライン係合する。スリーブ１０４に
は、該スリーブを動かすためのシフトフオーク１
０６が係合している。シフトフオーク１０６は、
ベアリング装置８６，８８に支持されたケーシン
グ１０８に収容されたソレノイド１１０により作
動するプランジヤ１１２に取付けられている。ソ
レノイド１１０はコントローラ５０からの信号に
より励磁又は、消磁が制御され、ソレノイド１１
０が励磁されていないときプランジヤ１１２はバ
ネ１１４により、第４図において下方の位置に押
しつけられている。このとき、スリーブ１０４は
出力軸１２ｂのギヤ１００及びギヤ９６と一体と
なつたギヤ１０２との両方に係合しており、出力
軸１２ｂは、ギヤ９６と一体となつて回転する。
従つて、入力軸１２ｂを回転させるハンドル１０
の操舵力はギヤ８２、ギヤ８４、ギヤ９４、ギヤ
９６の順で伝達され、出力軸を回転させる。この
場合、入力軸に対する出力軸の操舵角の比（ギヤ
比）は大きく、ハンドル１０の操舵力は比較的小
さい。ソレノイド１１０が励磁され、プランジヤ
１１２がバネ１１４の力に抗して上方に引き上げ
られると、シフトフオーク１０６はスリーブ１０
４を伴つて上方に移動し、スリーブ１０４は、出
力軸のギヤ１００と、ギヤ９６と一体になつたギ
ヤ１０２との係合を解除して入力軸１２ａのギヤ
９８と出力軸１２ｂのギヤ１００との両方に係合
する。これによつて、入出軸１２ａ，１２ｂは直
結され、入力軸を回転させる操舵力はそのまま出
力軸１２ｂに伝達される。この場合には上述のギ
ヤ比は小さく、操舵の応答性が高くなると同時に
比較的大きな操舵力が必要となる。本例における
コントローラ５０への入力及びサスペンシヨン装
置は前例と同じである。従つて、運転者は手動ス
イツチ５４を操作して、懸架特性及び操舵ハンド
ルおよび操舵輪間の伝達特性を同時に変えること
により、好みの運動特性を得ることができる。

上述の例は、操舵ハンドルおよび操舵厘間の伝
達特性及びサスペンシヨン装置の懸架特性の特定
の組合せを例示したものであり、本発明に従う組
合せには他のあらゆる組合せが含まれる。

第５図及び第６図は、本発明に従う操舵ハンド
ルおよび操舵輪間の伝達特性及びサスペンシヨン
装置の懸架特性の特定の組合せにつき、車速をほ
ぼ一定に保持した場合の運動特性の一部が示され
ている。

第５図は、ハンドル１０の操舵力とヨーレイト
の関係を示しており、線ａ，ｂはマニユアルステ
アリング装置を用いた場合の特性で、線ａはサス
ペンシヨン装置の全輪懸架特性がソフトすなわ
ち、減衰力が小さく、線ｂは、全輪懸架特性がハ
ードになるよう制御した場合のものである。この
場合、操舵力とヨーレイトとはほぼ正比例し、懸
架特性がハードの方が同じ操舵力の場合にはヨー
レイトが大きい。線ｃ，ｄはパワーステアリング
装置を用い、しかもそのアシスト力を低く押える
ように制御した場合であつて、線ｃは、全輪懸架
特性がソフトに、線ｄは全輪懸架特性がハードに
なるよう制御したものを示す。この場合もヨーレ
イトの増大に応じて操舵力も増大するがその傾向
は線ａ，ｂに比して鈍い。これはパワーステアリ
ング装置のアシスト力が作用しているためであ
る。一般にパワーステアリング装置のコントロー
ルバルブはトルク感応型であり、操舵抵抗の増大
に応じてパワーシリンダへの圧油供給量が増大す
る操舵力がＡ又はＢで示す点を越えたときアシス
ト力が生じ始める。線ｃ，ｄに関し、ヨーレイト
が同じ場合には、全輪懸架特性がソフトである方
が大きな操舵力を必要とする。線ｅ，ｆは同様に
パワーステアリング装置を用い、アシスト力を大
きくするように制御した場合であつて、線ｅは全
輪懸架特性がソフトに、線ｆは懸架特性がハード
になるよう制御した場合である。線ｅ，ｆの傾向
は線ｃ，ｄの傾向と同じであるがアシストが大き
いので全体に操舵力は小さい。この場合において
も運転者が適当な操舵感覚を得ることができるよ
うに、点Ｃ，Ｄ以下ではアシスト力をカツトして
いる。このようなサスペンシヨンの懸架特性とパ
ワーステアリングの操舵ハンドルおよび操舵輪間
の伝達特性とを任意に組合せることにより運転者
の好みに応じた操舵感覚を得ることができる。第
１，２図に示す実施例では、ステアリング特性と
してｃ，ｆを選択しその切換えを懸架特性のハー
ド、ソフトの切換えに応じて行なうようにしてい
る。

第６図は、マニユアルステアリング装置を用い
た場合においてハンドルの操舵角とヨーレイトの
関係を示したものである。線ａ，ｂはステアリン
グシヤフト１２の入力軸１２ａと、出力軸１２ｂ
を直結しないで、所定のギヤ機構を介して出力軸
１２ｂに操舵力を伝達するように制御した場合で
ある。この場合は、出力軸１２ｂの操舵角に対す
る入力軸の操舵角の比すなわちギヤ比は大きく、
ハンドル操舵力は比較的小さい。線ａは全輪懸架
特性をソフトに、線ｂは全輪懸架特性をハードに
制御した場合である。一方、線ｃ，ｄは入力軸１
２ａと出力軸１２ｂを直結状態にした場合すなわ
ちギヤ比を小さくした場合であつて、線ｃは全輪
懸架特性をソフトに、線ｄは全輪懸架特性をハー
ドに制御した場合である。いずれの場合も、操舵
角とヨーレイトとはほぼ正比例する。また、ハン
ドル操舵角が同じ場合にはギヤ比が小さい方がす
なわち直結状態の方がヨーレイトが大きく、サス
ペンシヨン装置の懸架特性がハードである方がヨ
ーレイトが大きい。このようなサスペンシヨンの
懸架特性とマニユアルステアリングのステアリン
グ特性を任意に組み合わせることによつて、運転
者の好みに応じた操舵感覚を得ることができる。
つまり、操舵ハンドルおよび操舵輪間の伝達特性
ａ，ｂもしくはｃ，ｄを選択し、その切換を懸架
特性のハード、ソフトの切換えに応じて行なうの
である。

上述のように、サスペンシヨン装置の懸架特性
及び操舵ハンドルおよび操舵輪間の伝達特性の変
化によつて、車両の運動特性は様々に変化する。
運転者は手動スイツチを操作することにより、自
己の好みに応じた運動特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例のサスペンシヨン
装置及びステアリング装置の全体斜視図、第２図
は、第１図の実施例の制御回路図、第３図は、本
発明の他の実施例の第１図と同様の図、第４図は
第３図の実施例の第２図と同様の図、第５図は、
操舵力とヨーレイトの関係を示すグラフ、第６図
は操舵角とヨーレイト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 (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各車輪のサスペンシヨン装置と、前記車輪の
   うち転舵自在な操舵輪を転舵させるステアリング
   装置と、サスペンシヨン装置の減衰力およびバネ
   定数のうち、少なくともいずれか一方を、全輪同
   時に切り換えることにより、サスペンシヨン特性
   を全輪ハードまたは全輪ソフトのいずれかの状態
   に変化させる第１制御手段と、ステアリング装置
   の操舵ハンドルおよび操舵輪間の伝達特性を変化
   させる第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
   全輪同時に切り換える第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
   力に応じてステアリング装置の前記伝達特性を変
   化させる第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、該コントローラは、
   サスペンシヨン装置の前記サスペンシヨン特性の
   変化と同時にステアリング装置の前記伝達特性を
   変化させるように構成されたことを特徴とするサ
   スペンシヨンとステアリングの総合制御装置。