JPH0687453A

JPH0687453A - 減衰力可変型パワーステアリングマウント装置

Info

Publication number: JPH0687453A
Application number: JP23938692A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kumakura; 博之熊倉; Tetsushi Mimuro; 哲志御室
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、減衰力可変型パワーステアリング
マウント装置に関し、簡素な構造により煩雑な管理をす
ることなく、マウント機構の減衰特性を積極的に変更で
きるようにすることを目的とする。【構成】ステアリングホイール１５からの操舵力を伝
達されて操舵輪を駆動するアウトプットシャフト部分１
Ｂをそなえ、アウトプットシャフト１Ｂの外周をマウン
ト機構２を介して車両のボディに支持されたステアリン
グ装置１をそなえ、マウント機構２が、アウトプットシ
ャフト１Ｂをその軸方向に弾性支持しうる弾性変形可能
な一対の室３Ａと一対の室３Ａを相互に連通する連通路
８と一対３Ａの室の内部に封入された磁性流体９とをそ
なえて構成され、磁性流体９の粘度を調整すべく連通路
８の近傍に電磁石１０が設けられるとともに、電磁石１
０の作動を制御する制御手段１１を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のステアリング
装置のマウント機構に関し、特にステアリングホイール
回りに発生する振動等を低減するようにした、減衰力可
変型パワーステアリングマウント装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車のステアリング装置は、マ
ウント機構を介してボディに取り付けられている。とこ
ろで、このマウント機構の振動減衰特性は、ステアリン
グホイール（ハンドル）の操舵感に大きく影響するもの
である。つまり、マウント機構の減衰特性によっては、
サスペンション系等から、車輪の拾った外乱等をハンド
ルに伝達し易くなって、ハンドルにシミー等の不快な現
象を生じ易くなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このシミー等
の対策のために、油圧を用いてマウント機構の減衰特性
を変化させることが考えられる。例えば、マウント機構
の内部に油圧回路と減衰力を調整する方向へ動作する可
動オリフィスとを設けて、可動オリフィス流路調整によ
りこのマウント機構の減衰特性を制御することが考えら
れる。

【０００４】ところが、このマウント機構に上述したよ
うな油圧式の減衰力特性可変機構を設ける場合、狭隘な
箇所に油圧回路数を増加することにより、構造が複雑に
なり、製造コストの増加を招く他、細部な油圧回路なだ
けに油圧回路内のゴミ等に対する厳しい管理が要求され
るなどのメンテナンスの煩雑化も招いてしまう。特に、
油圧式パワーステアリング装置の場合には、このような
構造が複雑になり、メンテナンスの煩雑化が著しい。

【０００５】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、簡素な構造で煩雑な管理をすることなく、マ
ウント機構の減衰特性を積極的に変更できるようにし
た、減衰力可変型パワーステアリングマウント装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の減衰
力可変型パワーステアリングマウント装置（請求項１）
は、ステアリングホイールからの操舵力を伝達されて操
舵輪を駆動するアウトプットシャフトをそなえ、該アウ
トプットシャフトの外周をマウント機構を介して車両の
ボディに支持されたステアリング装置をそなえ、上記マ
ウント機構が、上記アウトプットシャフトをその軸方向
に弾性支持しうる弾性変形可能な一対の室と、これらの
一対の室を相互に連通する連通路と、上記の室の内部に
封入されて磁力を受けることで粘性を変化させる磁性流
体とをそなえて構成され、上記磁性流体の粘度を調整す
べく、上記連通路の近傍に電磁石が設けられるととも
に、該電磁石の作動を制御する制御手段が設けられてい
ることを特徴としている。

【０００７】また、本発明の減衰力可変型パワーステア
リングマウント装置（請求項２）は、車両のボディにマ
ウント機構を介して支持された油圧シリンダと、該油圧
シリンダ内に摺動自在に設置されたピストンと、該油圧
シリンダ内の油圧を調整して該ピストンを駆動する油圧
調整系とからなり、上記ピストンを通じてステアリング
ハンドルによる操舵をアシストする油圧式パワーステア
リング装置をそなえ、上記マウント機構が、上記油圧シ
リンダ側に形成された一対のフランジ状壁部と、上記の
一対のフランジ状壁部の相互間でこれらのフランジ状壁
部とそれぞれ対抗するように上記ボディ側に形成された
ボディ側壁部と、これらの一対のフランジ状壁部とボデ
ィ側壁部との間に介装されて上記油圧シリンダをその軸
方向に弾性支持しうる弾性変形可能な一対の室と、これ
らの一対の室を相互に連通する連通路と、上記の室の内
部に封入されて磁力を受けることで粘性を変化させる磁
性流体とをそなえて構成され、上記磁性流体の粘度を調
整すべく、上記連通路の近傍に電磁石が設けられるとと
もに、該電磁石の作動を制御する制御手段が設けられて
いることを特徴としている。

【０００８】

【作用】上述の本発明の減衰力可変型パワーステアリン
グマウント装置（請求項１）では、連通路の近傍に設け
られた電磁石が制御手段により制御されて、この電磁石
の磁力に応じて磁性流体の粘性が調整される。この磁性
流体の粘性の変化は、磁性流体が連通路を通る際の抵抗
を変化させ、連通路が可変オリフィスと同様に作用す
る。

【０００９】そして、この磁性流体の粘性を変化させる
ことにより、ステアリング装置を支持するマウント機構
の減衰力特性が調整される。したがって、車輪からの外
乱等がマウント機構で吸収されて、ステアリングホイー
ルにはこのような外乱等が伝達されなくなる。また、本
発明の減衰力可変型パワーステアリングマウント装置
（請求項２）では、上記の連通路の近傍に設けられた電
磁石を上述ように制御することにより、弾性変形可能な
一対の室の減衰力特性が調整れさる。そして、油圧シリ
ンダ側のフランジ状壁部とボディ側に形成されたボディ
側壁部との間で、油圧シリンダの軸方向の弾性が変化し
て、ステアリング装置を支持するマウント機構の減衰力
特性が調整される。したがって、車輪からの外乱等がマ
ウント機構で吸収されて、ステアリングホイールにはこ
のような外乱等が伝達されなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の減衰力可変型パワーステアリングマウント装置につい
て説明すると、図１はその構造を示す模式的な構成図、
図２はその車両搭載時の状態を示す模式図であって図１
におけるＡ矢視図、図３はその制御系を示す模式的なブ
ロック図、図４はその制御系の構造の一部を示す模式
図、図５はその作用を示す模式的なグラフであって
（ａ）はハンドル周方向周波数とラックマウント動バネ
定数との関係を示す図，（ｂ）はハンドル周方向周波数
と電磁石に流れる電流との関係を示す図，（ｃ）はハン
ドル周方向周波数とラックマウント内の磁性流体の粘性
を示す図である。

【００１１】図２に示すように、本装置をそなえた車両
では、ステアリング装置１がマウント機構２を介して車
両に取り付けられている。このステアリング装置１は、
油圧シリンダ１Ａと、この油圧シリンダ１Ａ内を摺動し
うるように配設されたピストン（図示省略）と、この油
圧シリンダ１Ａ内の油圧を調整してピストンを駆動する
油圧調整系（図示省略）とをそなえたパワーステアリン
グ装置であり、操舵力が入力されると、このステアリン
グ装置１の油圧シリンダ１Ａに油圧調整系から所要の作
動油が供給されるようになっている。そして、この油圧
がアウトプットシャフトとしてのラック１Ｂに連結され
たピストンに作用して、操舵力が低減されるようになっ
ている。

【００１２】ここで、図示はしないが、このラック１Ｂ
は、図示しないステアリングホイールの操舵力をインプ
ットシャフトを介して入力されるピニオンと噛合してお
り、これとともに、車両の操舵輪に連結されたナックル
部にタイロッド（図示省略）を介して連結している。こ
れにより、ステアリングホイールの操舵に応じてラック
１Ｂが移動し、操舵輪が操舵されるようになっている。

【００１３】また、図１に示すように、油圧シリンダ１
Ａには、ラックハウジング部１Ｃが設けられており、こ
のラックハウジング部１Ｃには、一対のフランジ状壁部
１Ｄ，１Ｅが形成されている。このフランジ状壁部１
Ｄ，１Ｅは、ラック中心軸線（又はシリンダ中心軸線）
１Ｆに対して軸直方向に形成されており、このフランジ
状壁部１Ｄ，１Ｅには、後述する弾性変形部材３が当接
するようになっている。

【００１４】ここで、マウント機構２について説明する
と、図１，２に示すように、ステアリング装置１は、ラ
ックハウジング部１Ｃにおいてラックマウントクランプ
４により車両側に固定されている。このラックマウント
クランプ４は、その両端をボルト４Ａ，４Ｂにより車両
側に固定するようになっており、これにより、油圧シリ
ンダ１Ａの軸線１Ｆ方向以外の変位が拘束される。

【００１５】また、このラックマウントクランプ４に
は、壁部（ボディ側壁部）５が設けられている。このボ
ディ側壁部５は、フランジ状壁部１Ｄ，１Ｅの中間に位
置しており、また、フランジ状壁部１Ｄ，１Ｅとは平行
に形成されている。そして、ボディ側壁部５は車両側に
固定されたラックマウントクランプ４の一部として形成
されているので、このボディ側壁部５は、車両に対して
相対移動しないようになっている。

【００１６】そして、このボディ側壁部５により、マウ
ント機構２では、フランジ状壁部１Ｄとボディ側壁部５
との間に空間６が形成され、フランジ状壁部１Ｅとボデ
ィ側壁部５との間に空間７が形成される。そして、これ
らの空間６，７には、それぞれ弾性変形部材３，３が設
けられている。この弾性変形部材３，３は、弾性部材で
あって、フランジ状壁部１Ｄ，１Ｅとボディ側壁部５と
の両方に当接するようになっており、ステアリング装置
１の油圧シリンダ１Ａをラック中心軸線１Ｆ方向に弾性
支持するようになっている。そして、これにより油圧シ
リンダ１Ａの軸線１Ｆ方向にコンプライアンスが設定さ
れるようになっている。

【００１７】また、この弾性変形部材３，３の内部には
弾性変形可能な流体室３Ａ，３Ａが形成されており、こ
れらの流体室３Ａ，３Ａは互いに連通路８により連通し
ている。そして、流体室３Ａ，３Ａを弾性変形させるこ
とにより、弾性変形部材３，３の軸線方向への減衰力特
性を変化させて、サスペンションで拾った外乱等のステ
アリングホイールへの伝達状態を調整するようになって
いる。

【００１８】このため、これらの流体室３Ａ，３Ａ及び
連通路８には、作動流体として、磁性流体９が封入され
ている。この磁性流体９は、磁力を受けると、その磁力
の強さに応じて粘性が変化する流体であり、連通路８に
は、この磁性流体９の粘性を調整するための電磁石１０
が設けられている。そして、この電磁石１０を制御する
ための制御手段１１が設けられている。この制御手段１
１は、図３に示すように、ハンドル１５の振動（シミ
ー）を検出するためのシミー検出器１２と、シミー検出
器１２からの信号を演算して電磁石１０を制御するため
信号を設定する制御部１３と、この制御部１３からの指
令を受けて電流を発生するための電流発生器１４とから
構成されている。そして、この電流発生器１４からの電
流が電磁石１０に流れるようになっている。この際、制
御手段１１では、電磁石１０の電流状態を検知して、こ
れをフィードバックしながら電磁石１０の制御を行なう
ようになっている。

【００１９】また、シミー検出器１２は、図４に示すよ
うに、ハンドル１５の３か所（図中の黒丸印部分）に小
型の加速度計等を取り付けることにより、このハンドル
１５の周方向の振動（シミー）を検出できるようになっ
ており、これらの加速度で得られた振動周波数を平均化
してシミーの検出値としている。制御手段１１では、シ
ミーが基準値以上になったら、これを低減するように、
磁性流体９の粘性を低下させてラックマウント２の動バ
ネ定数（減衰定数）を低減させるような制御を行なうよ
うになっている。つまり、シミーが基準値以下の時に
は、動バネ定数を高めて、ステアリングコンプライアン
スを抑えておき、安定したアンダステア気味のステア特
性を確保しておき、シミーが基準値以上になったらこれ
を抑えるように動バネ定数を低下させるように設定され
ている。なお、ここでは、磁性流体９は、磁力を受ける
と粘性が高まるという特性を有している。これにより、
シミー低減のために動バネ定数を低減する際には、電磁
石１０の磁力を低減すべく、その供給電源からの電流を
低下させるようになっている。

【００２０】本発明の一実施例としての減衰力可変型パ
ワーステアリングマウント装置は、上述のように構成さ
れているので、電磁石１０の作動を制御することによ
り、作動流体の粘度を変化させて、車両のコンプライア
ンを変更することができ、シミー等を低減することがで
きる。この時、制御手段１１は以下のように動作する。
まず、シミー検出器１２によりハンドル１５の振動（シ
ミー）が検出される。次に、制御部１３において、シミ
ー検出器１２からの信号が演算されて電磁石１０を制御
するため信号が設定される。そして、この信号が電流発
生器１４に伝達されて電磁石１０に所要の電流が流れ
る。これにより、流体室３Ａ，３Ａ内及び連通路８内の
磁性流体９の粘性が変化して、弾性変形部材３，３の動
バネ定数が調整される。

【００２１】ここで、図５（ａ）〜（ｃ）は、制御手段
１１における制御マップの１例を示すものであるが、図
５（ａ）に示すように、ハンドル１５の周方向周波数Ｈ
ｚ、が大きくなる（すなわちシミーが大きくなる）と、
マウント機構２における弾性変形部材３，３の動バネ定
数を小さくするようになっている。このため、図５
（ｂ），（ｃ）に示すように、ハンドル１５の周方向周
波数Ｈｚが大きくなると、電磁石１０に流す電流を低く
するように設定されており、したがって、磁性流体９の
粘性が低くなるように設定されている。

【００２２】このように、ハンドル１５回りにシミー等
の振動が検知されると、シミーの周波数が高い程、電磁
石１０に流す電流を弱めて、磁性流体９の粘性が低くな
る。これにより弾性変形部材３，３の動バネ定数を小さ
すくすることができ、この車両のシミー等が低減され
る。また、このステアリング装置１は、作動油の油圧に
よって操舵力をアシストするパワーステアリング装置で
あり、操舵力が入力されると、このステアリング装置１
の油圧シリンダ１Ａに作動油が供給される。そして、こ
の油圧がラック１Ｂに連結されたピストン（図示省略）
に作用して、操舵力が低減される。

【００２３】ところで、このパワーステアリング装置１
において、作動油がピストンに作用すると、この反作用
として油圧シリンダ１Ａは、ピストン及びラック１Ｂの
移動方向とは逆向きの力を受ける。例えば、図１中作動
油がピストンに作用して、右方向へピストン及びラック
１Ｂを移動させると、油圧シリンダ１Ａは、左方向へこ
の反作用の力を受ける。この時、油圧シリンダ１Ａは、
マウント機構２により、ラック中心軸線１Ｆ方向の変位
がある程度拘束される。つまり、上述の弾性変形部材
３，３の動バネ定数を調整することにより、このラック
中心軸線１Ｆ方向への変位量が制限される。例えば、磁
性流体９の粘性を小さくしていくと、弾性変形部材３，
３の動バネ定数が小さくなっていくので、油圧シリンダ
１Ａは、上述の反作用の力により軸方向への変位が許容
される。この時、フランジ状壁部１Ｄ，１Ｅとボディ側
壁部５との間の弾性変形部材３，３が大きく変形するこ
とにより、油圧シリンダ１Ａが移動する。

【００２４】また、磁性流体９の粘性を大きくしていく
と、弾性変形部材３，３の動バネ定数が大きくなって、
油圧シリンダ１Ａが変位できなくなる。つまり、フラン
ジ状壁部１Ｄ，１Ｅとボディ側壁部５との間の弾性変形
部材３，３が変形しなくなり油圧シリンダ１Ａの位置が
固定される。このように、磁性流体９により弾性変形部
材３，３の動バネ定数を変更させることにより、マウン
ト機構２のマウント剛性を調整することができる。これ
により、ハンドル１５のシミーを低減することができ
る。

【００２５】また、本装置では、磁性流体９を用いて弾
性変形部材３，３の動バネ定数を調整しているが、この
ような磁性流体９の代わりに油圧回路を用いて、作動油
により弾性変形部材３，３の動バネ定数を調整する手段
も考えられる。この場合、電磁石１０の代わりに油圧調
整弁が必要となるが、油圧調整弁は機械的ロスにより応
答遅れが生じることが考えられる。また、油圧回路自体
は、塵や埃等に対しては厳しい管理が必要であるが、磁
性流体９を用いた本装置のような構造では、応答遅れが
ほとんどなく、比較的容易に車両に搭載することができ
る。

【００２６】また、本装置はシミーの低減に限らず、例
えば、制御手段１１に操舵角センサや車速センサ等を用
いることにより、車両のステア特性を積極的に変更する
ことも考えられる。例えば、車速が低中速域において
は、車両のステア特性を軽快なものとすべくアンダステ
ア特性が弱められるように電磁石１０を調整する。そし
て、車速が高速域においては、安定感のあるステア特性
とすべく、アンダステア特性となるように電磁石１０を
調整する。このように車速や操舵角に応じて磁性流体９
の粘性を調整することにより、車両のステア特性を積極
的に変更することも可能となる。

【００２７】また、本装置はパワーステアリング装置に
限って適用されるものではなく、パワーアシストのない
通常のステアリング装置にも広く適用することができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の減衰力可
変型パワーステアリングマウント装置（請求項１）によ
れば、ステアリングホイールからの操舵力を伝達されて
操舵輪を駆動するアウトプットシャフトをそなえ、該ア
ウトプットシャフトの外周をマウント機構を介して車両
のボディに支持されたステアリング装置をそなえ、上記
マウント機構が、上記アウトプットシャフトをその軸方
向に弾性支持しうる弾性変形可能な一対の室と、これら
の一対の室を相互に連通する連通路と、上記の室の内部
に封入されて磁力を受けることで粘性を変化させる磁性
流体とをそなえて構成され、上記磁性流体の粘度を調整
すべく、上記連通路の近傍に電磁石が設けられるととも
に、該電磁石の作動を制御する制御手段が設けられると
いう構成により、電磁石を制御手段によって制御するこ
とにより磁性流体の粘性を変化させてマウント機構の支
持剛性（減衰力特性）を積極的に調整することができ、
これにより、車両の操舵輪からの外乱等によってステア
リングホイール回りに発生するシミー等を低減すること
ができるという利点がある。

【００２９】また、このような簡素な構造により、煩雑
なメンテナンスを行なうこともなく、車両への搭載も比
較的容易に行なうことができる。また、本発明の減衰力
可変型パワーステアリングマウント装置（請求項２）に
よれば、車両のボディにマウント機構を介して支持され
た油圧シリンダと、該油圧シリンダ内に摺動自在に設置
されたピストンと、該油圧シリンダ内の油圧を調整して
該ピストンを駆動する油圧調整系とからなり、上記ピス
トンを通じてステアリングハンドルによる操舵をアシス
トする油圧式パワーステアリング装置をそなえ、上記マ
ウント機構が、上記油圧シリンダ側に形成された一対の
フランジ状壁部と、上記の一対のフランジ状壁部の相互
間でこれらのフランジ状壁部とそれぞれ対抗するように
上記ボディ側に形成されたボディ側壁部と、これらの一
対のフランジ状壁部とボディ側壁部との間に介装されて
上記油圧シリンダをその軸方向に弾性支持しうる弾性変
形可能な一対の室と、これらの一対の室を相互に連通す
る連通路と、上記の室の内部に封入されて磁力を受ける
ことで粘性を変化させる磁性流体とをそなえて構成さ
れ、上記磁性流体の粘度を調整すべく、上記連通路の近
傍に電磁石が設けられるとともに、該電磁石の作動を制
御する制御手段が設けられるという構成により、電磁石
を制御手段によって制御することにより磁性流体の粘性
を変化させてマウント機構の支持剛性（減衰力特性）を
積極的に調整することができる。これにより、車両の操
舵輪からの外乱等によってステアリングホイール回りに
発生するシミー等を低減することができるという利点が
ある。また、簡素な構造であるため、構造が複雑になり
がちな油圧式パワーステアリング装置にも、容易に適用
でき、メンテナンスを複雑にすることもなく、実用性の
高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての減衰力可変型パワー
ステアリングマウント装置の構造を模式的に示す構成図
である。

【図２】本発明の一実施例としての減衰力可変型パワー
ステアリングマウント装置の車両搭載時の状態を示す模
式図であって図１におけるＡ矢視図である。

【図３】本発明の一実施例としての減衰力可変型パワー
ステアリングマウント装置の制御系を示す模式的なブロ
ック図である。

【図４】本発明の一実施例としての減衰力可変型パワー
ステアリングマウント装置の制御系の構造の一部を示す
模式図である。

【図５】本発明の一実施例としての減衰力可変型パワー
ステアリングマウント装置の作用を示す模式的なグラフ
であって（ａ）はハンドル周方向周波数とラックマウン
ト動バネ定数との関係を示す図，（ｂ）はハンドル周方
向周波数と電磁石に流れる電流との関係を示す図，
（ｃ）はハンドル周方向周波数とラックマウント内の磁
性流体の粘性を示す図である。

【符号の説明】

１ステアリング装置１Ａ油圧シリンダ１Ｂラック１Ｃラックハウジング部１Ｄ，１Ｅフランジ状壁部１Ｆラック中心軸線２マウント機構３弾性変形部材３Ａ流体室４ラックマウントクランプ４Ａ，４Ｂボルト５ボディ側壁部６，７空間８連通路９磁性流体１０電磁石１１制御手段１２シミー検出器１３制御部１４電流発生器１５ハンドル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールからの操舵力を伝
達されて操舵輪を駆動するアウトプットシャフトをそな
え、該アウトプットシャフトの外周をマウント機構を介
して車両のボディに支持されたステアリング装置をそな
え、上記マウント機構が、上記アウトプットシャフトをその
軸方向に弾性支持しうる弾性変形可能な一対の室と、こ
れらの一対の室を相互に連通する連通路と、上記の室の
内部に封入されて磁力を受けることで粘性を変化させる
磁性流体とをそなえて構成され、上記磁性流体の粘度を調整すべく、上記連通路の近傍に
電磁石が設けられるとともに、該電磁石の作動を制御す
る制御手段が設けられていることを特徴とする、減衰力
可変型ステアリングマウント装置。
【請求項２】車両のボディにマウント機構を介して支
持された油圧シリンダと、該油圧シリンダ内に摺動自在
に設置されたピストンと、該油圧シリンダ内の油圧を調
整して該ピストンを駆動する油圧調整系とからなり、上
記ピストンを通じてステアリングハンドルによる操舵を
アシストする油圧式パワーステアリング装置をそなえ、上記マウント機構が、上記油圧シリンダ側に形成された
１対のフランジ状壁部と、上記の一対のフランジ状壁部
の相互間でこれらのフランジ状壁部とそれぞれ対抗する
ように上記ボディ側に形成されたボディ側壁部と、これ
らの一対のフランジ状壁部とボディ側壁部との間に介装
されて上記油圧シリンダをその軸方向に弾性支持しうる
弾性変形可能な一対の室と、これらの一対の室を相互に
連通する連通路と、上記の室の内部に封入されて磁力を
受けることで粘性を変化させる磁性流体とをそなえて構
成され、上記磁性流体の粘度を調整すべく、上記連通路の近傍に
電磁石が設けられるとともに、該電磁石の作動を制御す
る制御手段が設けられていることを特徴とする、減衰力
可変型ステアリングマウント装置。