JPS59100064A - サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

重両のブスペンシＥｌ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っており、乗心地は勿論、
走行時のピッチング、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。したがって、車輛の
前後輪のサスペンショ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、！Ｓ′乙−／１１７１０７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、全輪のショックアブンーバの減衰力を
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ＷＡ−一と乗心地の向上と
を両立させろ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而から、・ぞワースデアリング装
置が広く用いられろようＶ′Ｃ〃っているが、このステ
アリング装置も車輌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
ぃ４）。たとえは、特開昭５．１．９５０３９号には、
油圧作動・ゼヮーステアリング装置への油圧供給オイル
ポンフ０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Ｃ制御１〜て・Ｐ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、操詳の安定を図る
ように１−だ制御装置が提案されている。

これら、従来の装置は、サスペンション装置又は、ステ
アリング装置につき個別に改善を施し、一定の効果をト
げているが、これらサスベンシミ／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、乗心地等の車幅の運動特性に対
する運転者の好みには個人差があり、人によって大巾に
異なるグこめ、これら従来のものは必ずｌ−も運転者の
要請に応えるものではなかった。

従って、本発明の［ｊ的は、特性の可変なサスベンゾヨ
ン装置とステアリング装置を総合的に制御し７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
を得ろことができるサスにンシ・コン装置とステつ゛リ
ング装置の制御装置を与えることである。

本発明の制御装置の構成上の特徴は、懸架特性を全輪バ
ー　ド又は全輪ソフトに切換えることができるサスペン
ション装置と、ステアリング特性が可変なステアリング
装置と、サスペンション装置の前記切換えに応じて前記
ステアリング装置のステアリング特性を変化させイ〕よ
うに１５制御すイ）コントロー　ラを備えたことを和徴
とすイ）、。

本発明により、げ、サスペンション装置の特性とステア
リング装置の特性とを互に関連させて制御することによ
り、運転者の好みに応じて車輛の運動特性を広範囲に変
化をせインことができる。たとえば、サスペンション装
置のバネ常数が大きいか、減衰力が比較的強いハードな
特性のものである場合テ、ツク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、ステアリング操イ／
［に敏感に応答するスポーティな感覚が得られる。これ
に対ｌ−、サスペンション装置のバネ常数が小でくなる
か、減衰力が弱まるように懸架特性を変化埒せたとき、
これに応じて）々ワーステアリング装置のアンス！・力
を弱めろように制御すると、車輛は比較的温和しい感覚
のものとなる。マニュ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
型式ぐして、操舵の切れを良くすればスポーティな感覚
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
（−い感覚が社）らオｔろ。このほかの組合わせとして
は、・・−）♂な懸架特性に対して・やワーステアリン
グ装置のアンストカ４′弱めるか、或いはステアリング
ギヤ比を太きく［〜、ソフトな懸架特性に対して・ぐワ
ーステアリング装置のアシスト力を強めろか、或いはス
テアリングギヤ比を小σくしてもよい。この場合には、
ｈ’ａ−の切換えによる車輛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１−５でいる。

本発明による特性の制御は、手動スイッチにより選択的
に行なうようにＩ−でもよいが、車輛の走行条件により
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。

サスくンション装置には、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イＩ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ィスを設
けたオレオダンノξを用いてもよく、また気体バネの気
体室の容積な可変にする手段とオレオダンノｅのビスト
ンオリフィスロ径をｉｊＪ変にする手段を組合わせても
よい。

さらに、懸架特性を・・−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、・ぐワ
ーステアリング方式の場合には・ぐワーアシスト力を変
化させイ）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な変化
させ６力式、あ不）いは圧油のパイ・ぐス量を変化マさ
せろ当代など、どの形式を用いてもよい。マニュアルス
テアリングの場合には、ステアリングギヤ比を可変にす
るキ゛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ステアリング特性
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ｔ５、つつ説明
する。

第１図及び第Ω図を参照すれば、ハンドル１０目ステア
リングシヤフ１へ１２を介してステアリングピニオン１
４を有するピニオン軸１６に接続されている。ピニオン
１４はステプリングラック軸１８上のラック２０と噛合
しており、ラック軸１８はピニオン１４の回転に応じて
左右に動き、ナックルアーム２２．２４を介して前輪２
６．２８に操舵力を伝達する。この操舵力を補助するた
め１油圧作動のノクワーアシスト装置３０を備えており
、この装置はビニオン軸１６上に設けられたコントロー
ルバルブ３１とラック軸１８」二のパワーシリンダ３２
とをイｊし、該ノ母ワーシリンダ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ｆ３６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パルプ３１に導入σ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
、油田通路４０、又は４２な介してパワーシリンダ３２
のビ′ストン３２ａで仕切られる油圧室３２ｂ又は３２
ｃのいずれか一方に導かれ、ピストン３２ａ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
の油田通路は油圧戻り通路４４に連通しシリンダ３２内
の作動油なポンプ３６にリターンさせる。油圧戻り通路
４４には、通路４４を通ってポンプ３６に戻される油量
を調節するソレノイドバルブ４Ｇが設けられ、油圧供給
通路３８にはソレノイドパルプ４６と連通するパイｉ？
ス通路５０が設けられている。−ぐルブ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及び手動スイッチ５４からの信号を入力と１−で
、ソレノイドバルブ４６に制御信号を送る。バルブ４６
のシランツヤ４６ｂ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、それによって通路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っている。

前輪２６．２８及び後輪５６．５８に付随してサスペン
ション装置６０が設けられている。このサス被ンション
装置ハパネ６２とオレオダンノｅ６４から成るショック
アズソーノ９６６を備え、さらに、ダン・ぐ６４の囲り
には適当な弾性相から成るダイヤフラムにより空気ノぐ
ネ６８が形成されている。またショツクアブンー／ぐ６
６のピストンに設けられたオリフィ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ンｌ’６７内、
にソレノイド６９により駆動されるゾランジャカ１設け
られており、ソレノイド６９が励磁されたとき、シラン
ツヤが回転してオリフィスの径を小さくし、減衰力を強
めてサスペンショ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６Ｂは空気配管γ０
により、制御空気室７２に接続されており、この室７２
０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・ぐネ６８と制御室γ２との連通状態が制御てれる
。本例では、ソレノイドバルブ７４のソレノイド７４ａ
が励磁６れたとき、連通が遮断される。空気ノ４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・ぐネの・々ネ定数が大き
くなり、サスペンション装置の懸架特性はハードになる
。このように、サスにンン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σせろことによって制御できる。

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２ンプ３６からコントロー
ルパルプ３１に供給される圧油の量は車速の増加に応じ
て小σくなるようにソレノイド・ぐルプ４６が制御され
る。手動スイッチ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の開度が小を〈〃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
からサスにンション装置のソレノイド６９．７４ａに信
号が与えられて、前後輪のサスベンゾヨン装置の特性が
ノ＼−ドになる。

第３図及び第４図には、マニコーアルステアリング装置
を用いた本発明の実施例が示てれている。

本例の装置では、ステアリング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’Ｉ’）ン！シャ７
）１２の途中に設けられ、ハンドル１０側のシャフト部
分すなわち、入力ｔｉｌｌ　１２　ａとビニオン軸側の
シャフト部分、すなわち出力軸１２ｂとの間のギヤ比を
、コントローラ５ｏがらの信号によって変化させ得るよ
うになっている。

入力軸１２ａＫは該軸と一体にギヤ８２が形成きれ、該
ギヤ８２はギヤ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１
２１）に取付けられたベアリング装置８８とを介してこ
れら軸１２ａ１１２ｂを支持するギヤグーソング９ｏ内
に収容σれ、該ケーシング９ｏに入出力軸にほぼ平行に
取付けられたカラフタシャツ）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１２１）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
が形成でれるとともに、該ギヤ１ｏ。

に隣接したギヤ９６と・一体に、ギヤ１０２が設けられ
ている。これらのギーヤ９Ｌ　　ＩＯＬ　　１０２には
カップリングスリーブ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だめのシフトフ
ォーク１０６が係合している。

シフトフォーク１０６は、ベアリング装置８６．８８に
支持されたケーシング１ｏ８に収容σれたンレ７ノイド
１１０により作動する同様にケーシング１０８内に収容
てれた７０ランツヤ１１２ＫＪ＆付けられている。ソレ
ノイド１ｉｏｉ；ｉコントローララ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１１０が励磁
されていないときプランシャ１１２はバネ１１４により
、第７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１ｏｏ及
びギヤ９６と一体となったギヤ１０２との両方に係合し
ており、出力軸１２ｂは、ギヤ９６と一体となって回転
する。従って、人力軸１２ｂを回転させ７Ｊ　ハフ　、
　、＋　ル１０の操舵力はギヤ８２、ギヤ８４、ギヤ９
４、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）
は犬きく、ハンドル１ｏの操舵力は比較的小さい。ソレ
ノイド１１ｏが励磁され、プランシャ１１２がバネ１１
４の力に抗して上方に引き一部げられろと、シフトフォ
ーク１０６はスリーブ１０４を伴って上方に移動し、ス
リーブ１０４１１、出力軸１のギヤ１００と、ギヤ９Ｇ
と一体Ｖｒなったギヤ１０２との係合を解除ｌ−て人力
＠Ｉ１１２　ａ（７）ギヤ９８１出力＠１１２　ｂツキ
−ｙ　１００との両方（ハ）：、保合１′イ）。これに
よって、人出’ｈｉｌｌ　１２ａ。

１２ｂは偵結され、人力軸を回転σぜろ操舵力はイのｆ
オ出力軸１２ｂに伝達される。この場合には上述のギヤ
比は小をく、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０るコントローラ５
ｏへの入力及びサスベンンヨン装置は前例と同じである
。従って、運転者は手動スイッチ５４を操作１〜で、懸
架特性及びステアリング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、ステアリング特性及びサスぜンション装置
の懸架特性の特定の組合せを例示１−、＝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Ｓ図及び第６図は、本発明に従うステアリング特性及
びサスにンンコン装置の）ＩＷ架特（ｉｔの４１１′定
の組合拷につき、車速をほぼ　定（（（呆持し７だ場合
の運動特性の一部が示されている。

ｍ　５　図は、ハンドル１０の操舵力と−１−用ノ・１
１・の関係を示しており、線”、、ｂは一４゛ニー゛、
アセス１゛アリング装置を用いた場合の！ｈ性で、ｉＮ
ａに１−リスペンション装置の全輪懸架！特性がソ７／
トず７５−わち、減衰力が小さく、線すは、全輪懸俤’
Ｉ）−’ｊ　ｆｉｔが・・−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ばほぼ
正比例［〜、懸架ｌｔ）性がハードの方が同じ操舵力の
場合てはヨーレ・［トが太きい。線Ｃ，，ｄは・・Ｐワ
ースデアリング装置な用い、しかもそのアシスト、／］
を低く押えるように制御した場合であって、線ｃｔｒｌ
、全輪懸架特性がソフトに、線ｄは全輪懸架特性が・・
−ドになるよう制御したものを示す。この場合もヨー１
フイトの増大に応じて操舵力も増大するがその傾向は線
ａ１ｂに比して鈍い。これはツク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・ぐワ
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・ぐワーシリ７・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ろ。線ｃＸ　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４）。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ｉｌ」制御した場合であって、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。ｍｅｌ　ｆの傾向は線Ｃ１ｄ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
得ることができろように、点Ｃ１Ｄ以−１・ではアシス
ト力をカットしている。このようｌサスペンションの懸
架特性と・ぞワースデアリングのステアリング特性とを
任意に組合せろことにより運転者の好みに応じた操舵感
覚をｆ４）ることができる。第１、ノ図に示す実施例で
は、ステアリング特性と１，２てｄ、、、Ｇを選択Ｉ−
その切換えな懸架特性のハード、ソフトの切換えに応じ
て行なうようにしている。

第４図は、マニュアルステアリング装置な用いたａ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ａＸ　ｂはステアリングシャフト１２の人
力軸１２ａと、出力軸１２ｂを直結しないで、所定のギ
ヤ機構を介［７て出力軸１２１）に操舵力を伝達する。

ように制御しまた場合である。この場合は、出力軸１２
ｔ）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をい。線ａに１
全輪懸架特性をソフトに、線すは全輪懸架慣性をバー　
ドに制御した場合である。一方、線ｃ、、ｄは人力軸１
２ａと出力軸１２１）な直結状態てし２だ場合すなわち
ギヤ比を小ハぐシた場合であって、線ｃｆｄ全輪懸架特
性をソフトに、線ｄは全輪懸架特性をノ・−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、ノ・ンドル操舵角が同じ場合
にはギヤ比が小を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−ゼンション装置の懸架特性がノ・
−ドである方がヨーレ４ｈが大きい。このようなサスペ
ンションの懸架特性とマニュアルステアリングのステア
リング特性を任意に組合せることによって、運転者の好
み（τ応じた操舵感覚を得ることができる。つまり、ス
テアリング特性ａＸｂもしくはＣ，ｄを選択り、、−そ
′の切換えな懸架特性の・・−ド、ソフト（Ｊ）　９．
１換えに応じて行なうのである。

−１述のよう（べ六サスペンション装置の懸架特性及び
ステアリング特性の変化によって、車輛の運動特性は様
々に変化する。運転者は手動スイッ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？（トることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図シＪ１本発明の／実施例のサス波ンション装置及
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−“、本発明の他の実施例
の第１図と同様の図、第ｑ図は第３図の実施例の第２図
と同様の図、第、９図に１−１操舵力とヨーレイトの関
係を示すグラフ、第４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・・・・ラックΦ出３０
・・・〕ぐワーア７スト装置 ３Ｇ・・・オイルポンフ０ ５（〕　・コンｌ−ｃ＋−ラ ５４　・手動スイッチ ６（］　・・・サスペン／ヨシ装置 ６６　・・・・ショックアブソーバ ７２・・・・制御空気室　　８０・・　ギヤ機構特許出
願人　　東ｔ〔、工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 減衰力もしくはバネ定数のうちすぐなくともいずれか一
   方な全輪同時に切換えることができるサスペンション装
   置と、ステアリング特性が可変なステアリング装置と、
   ザス被ンション装置の前記切換えに応じて前記ステアリ
   ング装置のステアリング特性を変化させるように制御す
   るコントローラとを備えたサスペンション装置とステア
   リング装置の総合制御装置。