JPS59199370A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はサスペンションとステアリングの総合制御装置
に関するものである。

（従来技術） 自動車のサスペンションとして、車体と車輪との間隔、
つまり、車高を調整できるようにした車高調整手段は、
例えば、特開昭、！；、３−／３３♂、２２号公報にも
その一例が記載されている如く一般に知られている。一
方、自動車のステアリング装置として、ステアリングの
操舵力を補助する動力舵取装置（パワーシリンダ）を設
け、車速の増加に応じて動力舵取装置への圧油供給量を
減らし、パワーアシスト力を小さくする所謂車速感応型
パワーステアリング装置も、例えば、特開昭６６−．５
６０６２号公報にその一例が記載されている如く一般に
知られている。

しかして、従来は、上記車高調整手段とステアリング装
置を各々別個に構成して自動車に組込むという方式が普
通に採用されている。しかしながら、自動車は車高を変
えるとハンドルの切れ具合が変わるという特性を有する
。すなわち、車高の上下によってキャスタートレールや
キングピンオフセットが変わり、車高が高い場合には車
輪接地面の中心からキングピン中心線と路面との交点ま
での距離が短く、逆に車高が低い場合にはこの距離が長
（なる。そして、車輪の据切り操舵力はこの距離に比例
して大きくなることから、車高が高いと操舵力が小さく
なり、逆に低いと大きくなる。

したがって、従来の方式では、車高の変化によってハン
ドルの切れ具合が一律に変わることから、例えば、車高
の変化にかかわらず一定の操舵力を好む運転者にとって
は運転性に・悪影響がでることになり、また、運転者が
車高の変化によって操舵力が逆に大きく変わることを好
む場合の要求にも応じることができない。

（発明の目的） 本発明は、車高を調整した際に車高の変化に追従してス
テアリング装置のステア特性が変わるようにしたサスペ
ンションとステアリングの総合制御装置を提供し、車高
の変化にかかわらず操舵力を一定にしたい場合あるいは
車高の変化によって操舵力を大きく変えたい場合など、
運転者の種々の要望に対処できるようにして快適な運転
を行ない得るようにするものである。

（発明の構成） 本発明にがかるサスペンションとステアリングの総合制
御装置は、 ■　車体とこの車体に懸架された車輪との間に配置した
車高調整手段 ■　上記車輪、のうち転舵自在な操舵輪を操舵するステ
アリング装置 ■　上記車高調整手段を作動制御して車高を変える第１
制御手段 ■　上記ステアリング装置のステア特性、つまり、パワ
ーステアリング装置の場合はアシスト力特性、マニアル
ステアリング装置の場合はステアリングの回転角度に対
する車輪の変向角度の比率を変える第２制御手段 ■　上記車高調整手段の作動による車高変化に追従して
ステアリング装置のステア特性を変化させるよう第１お
よび第２制御手段に制御信号を発するコントローラ を備えているものである。

（実施例／） 本例は第１図乃至第４図に示されており、ステアリング
装置としてパワーステアリング装置を用いたものである
。

第１図に示されている如（，１はエアサスペンション、
２はパワーステアリング装置であり、エアサスペンショ
ン１とパワーステアリンク装置’２とは後述するコント
ロー２３にて互いに連係せしめである。

エアサスペンション１は、車体とこの車体に懸架された
前後左右の各車輪との藺に配置された計グ個の車高調整
手段４を備える。この車高調整手段４において、５は車
輪側に連結されたシリンダ、６は車体側に連結されたピ
ストンロッドであり、シリンダ５とピストンロッド６と
をダイヤフラムで連結してエア室７を構成している。８
は圧縮バネである。そして、フロント側とリヤ側はそれ
ぞれの左右の車高調整手段４のエア室７がエア通路９を
介してアキュームレータ１０に接続されており、フロン
ト側とリヤ側の各エア通路９には車高調整手段４の作動
を制御する第１制御手段１１が介設されている。なお、
各アキュームレータ１０にはエアポンプ１２からのエア
を加圧状態でたくわえるようになっている。

第１制御手段１１は、ソレノイド式の３位置切換弁であ
って、第７ソレノイド１３への通電時に供給位置１４に
切換わってアキュームレータ１０からの加圧エアをエア
室７へ供給し、第２ソレノイド１５への通電時に排出位
置１６に切換わってエア室７からのエアを大気に排出し
、通電がないときは中立位置１７にあって、エアの供給
および排出はいずれも停止するものである。

一方、パワーステアリング装置２において、２０はステ
アリング、２１は自動車の車輪のうちの転舵自在な操舵
輪である左右の前輪、２２はステアリング２０の回転操
舵に応じて前輪２１．２１を左右方向に変向させるステ
アリングリンケージである。

このステアリングリンケージ２２において、２６はステ
アリング２０に子端が連結されたステアリングシャフト
、２４は中間シャフト、２５は下部シャフトで、下部シ
ャフト２５の下端のピニオン２６がラックシャフト２７
のラック２８に噛合し、ラックシャフト２７の両端はタ
イロッド２９を介して前輪２１を支持するナックルアー
ム６０に連結されている。

ラックシャフト２７にはステアリング２０の操舵力を補
助するパワーシリンダ６１が取り付けられている。パワ
ーシリンダ３１は、ラックシャフト２７に固定したピス
トン６２にて第１室６６と第２室３４に区画されている
。第１室６６と第２室６４は、下部シャフト２５に取り
付けたギヤコントロールバルブ３５に油路３＜Ｓ　、３
７にて連通している。

ギヤコントロールバルブ６５は、エンジン６８によって
駆動されるオイルポンプ６９に対して圧油供給路４０に
て連通しており、ステアリング２０の回転に応動して圧
油をパワーシリンダ６１の第１室６６と第２室６４に切
換えて供給するようになっている。ギヤコントロールバ
ルブ６５からはリターン通路４１が延設されている。

圧油供給路４０には、オイルポンプ６９からパワーシリ
ンダ６１への圧油供給量を制御してパワーステアリング
装置２のステア特性を変える第２制御手段４２が介装さ
れている。第２制御手段４２は電磁弁で、ソレノイド４
ろへの通電量が多くなるに従ってスプール４４がソレノ
イド４６側へ移行し、パワーシリンダ６１への圧油供給
量を減少するものであり、オイルポンプ６９からの圧油
の一部は第２制御手段４２から延設されたドレン通路４
５を通ってリターン通路４１へ排出される。

しかして、上記第１制御手段１１と第２制御平段４２と
はコントローラろからの制御信号で作動するようになっ
ており、このコシトローラ乙には車高の高低を操作する
手動スイッチ４６、車両の走行速度を検出する車速セン
サ４７および電源４８が接続されている。これら、コン
トローラ６、手動スイッチ４６および車速センサ４７の
関係は第２図に具体的に示されている。

すなわち、第２図において、５０は車速センサ４７から
送られる車速に関与するパルス信号を電圧に変換するＦ
Ｖ変換器、５１は三角波発生回路であり、ＦＶ変換器５
０からの信号はオペアンプ５２の（＠側に、三角波発生
回路５１からの信号は入力調整回路５６を介してオペア
ンプ５２の（ト）側にそれぞれ入力するようになってい
る。そして、オペアンプ５２は第２制御手段４２のソレ
ノイド４３への通電のオン・オフを制御するトランジス
タ５４のベースに接続されている。

一方、手動スイッチ４６は高側接点５５と低側接点５６
とを備える。高側接点５５は第１制御手段１１の第１ソ
レノイド１３への通電のオン・オフを制御するトランジ
スタ５７のベースに第１位置検出スイッチ５８を介して
接−統されている。第１位置検出スイッチ５８は車高が
所定の高位置（上限）に（るとオフとなるリミットスイ
ッチである。低側接点５６は第１制御手段１１の第２ン
レノイド１５への通電のオン・オフを制御するトランジ
スタ５９のベースに第２位置検出スイッチ６０を介して
接続されている。第２位置検出スイッチ６０は車高が所
定の低位置（下限）に（るとオフとなるリミットスイッ
チである。さらに、低側接点５６からの信号は入力調整
回路５６のＮＯＴゲート６１に入力するようになってい
る。

上記実施例の構成において、手動スイッチ４６を低側接
点５６に入れると、第１制御手段１１の第２ソレノイド
１５に通電があり、この第１制御手段１１は排出位置１
６となって車高調整手段４のエア室７からエアが大気に
排出され、車高が低くなってくる。そして、所定高さま
で下がると第２位置検出スイッチ６０がオフとな′す、
第１制御手段１１は第２ソレノイド１５への通電が断た
れて中立位置１７に切換わり、エアの大気への排出が停
止されて車高は低位置に設定される。

一方、オペアンプ５２への入力電圧をみれば、第３図に
示す如く車速センサ４７からＦＶ変換器５０を介して入
力される車速に関与する電圧Ｅと、三角波発生回路５１
からの脈動電圧Ｅ１とがある。

この場合、ＮＯＴゲート６１に低側接点５６からの信号
が入力されるため、ＮＯＴゲート６１の出力は０であり
、脈動電圧Ｅ１のレベルは低い。従って、オペアンプ５
２からの出力は第７図に示す如（パルス１１Ｗ１の比較
的狭いパルス信号となる。そして、車速■が大きくなる
に従ってＦＶ変換器５０からオペアンプ５２への入力電
圧Ｅが高（なることから、それに伴って上記パ／１．＝
　２１１　Ｗｌは狭くなってくる。つまり、オペアンプ
５２からの出力が小さくなって第２制御手段４２のソレ
ノイド４６を流れる電流が少な（なる。従っす、第３図
に実線Ａで示す如く、車速■の増加に伴ってパワーシリ
ンダ３１への圧油供給量Ｑが減少してくることになり、
パワーアシスト力が小さくなってくる。

しかして、今度は手動スイッチ４６を高側接点５５に切
換えた場合を考えると、第１制御手段１１は第１ソレノ
イド１６に通電があって供給位置１４に切換わり、車高
調整手段４のエア室７に加圧エアが供給されて車高が高
くなってくる。そして、所定高さまで上がると第２位置
検出スイッチ６０がオフとなって第１制御手段１１は中
立位置１７に切換わり、加圧エアの供給が停止されて車
高は高位置に設定される。

一方、オペアンプ５２の入力電圧をみれば、ＮＯＴゲー
ト６１への低側接点５６からの信号の入力はないため、
ＮＯＴゲート６１の出力は／となり、オペアンプ５２へ
は三角波発生回路５１のε 出力ＮＯＴゲート６１の出力が加算された状態で入力さ
れることになり、第３図に示す如（脈動電圧Ｅ２は低側
接点５６に手動スイッチ４６を設定したときのものに対
してＮＯＴゲート６１からの出力を上乗せした高レベル
のものとなる。

従って、手動スイッチ４６を高側接点５５にすると低側
接点５６にした場合に比べて、オペアンプ５２からのパ
ルス信号は第５図に示す如くノ々ルス巾Ｗ２が大きく、
第２制御手段４２のソレノイド４３を流れる電流も多く
なり、圧油供給１見は第３図に実線Ｂで示す如く少なく
なって７Ｎｉｌワーアシスト力も小さくなる。

要するに、手動スイッチ４６を低側接点５６に入れると
車高が低（なる一方、パワーアシスト力は大きくなる方
向に補正され、高側接点５５に入れると車高が高くなる
のに追従してパワーアシスト力が小さくなる方向に補正
される。そして、このパワーアシスト力の補正量はＮＯ
Ｔゲート６１の出力によって決まり、このＮＯＴゲート
６１の出力を適宜設定することにより、車高を高くした
場合の操舵力の低下に見合う補正量にして、車高の高低
にかかわらず一定の操舵力となるようにすることができ
る。

なお、上記実施例においては、車高を高低の２段階に変
えるようにしたが、車高調整手段４への加圧エアの圧力
を変えることにより車高を任意の高さに設定できるよう
になし、この車高に応じて車高が高（なるに従って第２
制御手段４２のソレノイド４３への通電量を大きくする
方向へ補正するようにしてもよい。

（実施例２） 本例は第７図および第２図に示し、ステアリング装置と
してマニアルステアリング装置６５を適用したものであ
る。なお、図面上、実施例／と同じ構成要素には実施例
／と同じ符号を用いている。

すなわち、第７図に示す如くステアリングシャフト６６
は上シャフト６７と下シャフト６８とからなり、上シャ
フト６７と下シャフト６８との間に第２制御手段６９が
介設されている。

第２制御手段６９の具体的構造は第２図に示されている
。゛同図において、７０はギヤケースで、ケース内には
上シャフト６７の下端部と下シャフト６８の上端部が臨
んでいる。上シャフト６７の下端部には小径の第１ギヤ
７１とスプライン溝を有する第１係合部７２とが設けら
れ、下シャフト６８の上端部には第１保合部７２と菌株
の第２係合部７６が設けられている。

７４はギヤケース７０に支軸７５で回転自在に、支持さ
れた変速手段で、大径の第２ギヤ７６と小径の第３ギヤ
７７とを備え、第２ギヤ７６は前記第１ギヤ７１に噛合
している。また、下シャフト６８には大径の第１ギヤ７
１が回転自在に嵌合されており、上記第３ギヤ７７と第
グギャ７８とが噛合している。第グギャ７８には上記第
１および第２係合部７２．７３と同様の第３係合部７９
が付設されている。そして、これら第１係合部７２と第
２係合部７３並びに第２係合部７６と第３係合部７９は
、スライド可能に設けたセレクトリング８０のスプライ
ン嵌合によって互いに係合するようになっている。

セレクトリング８０はソレノイド式の可動ロッド８１に
連結しており、可動ロッド８１はソレノイド８２への通
電により上方へ移行してセレクトリング８０を第１係合
部７２と第）係合部７６に嵌合せしめ、ソレノイド８２
への通電が断たれるとスプリング８６の付勢力により下
降してセレクトリング８０を第２係合部７６と第３保合
部７９に嵌合せしめるようになされている。ソレノイド
８２への通電はコントローラ８４からの制御信号で制御
されるものであり、コントローラ８４は実施例／と同様
の手動スイッチから車高を高い側に設定する信号を受け
ると第２制御手段６９にソレノイド８２への通電を指令
する信号を発し、車高を低い側に設定する信号を受ける
と上記通電を断つ信号を発するものである。

従って、本実施例の場合、車高を高（すると、ソレノイ
ド８２の励磁によりセレクトリング８０によって第１保
合部７２と第２係合部７６が係合し、上シャフト６７と
下シャフト６８は直結されて／対／の比で回転すること
になり、ステア特性は重（なる。一方、車高を低くする
と、セレクトリング８０によって第２保合部７３と第３
係合部７９が係合し、上シャフト６７と下シャフト６８
とは第１ギヤ７１乃至第グギャ７８を介して連結される
。これにより、上シャフト６７の回転は下シャフト６８
に減速されて伝わり、ステア特性は軽くなる方向へ変わ
る。

本実施例においては、ステア特性を２段階に変えるよう
にしたが、例えば、上シャフト６７に径の異なる複数の
ギヤを取り付ける一方、支軸７５を回転自在として下シ
ャフト６８にギヤで連係せしめ、この支軸７５に上シャ
フト側のギヤに噛合する複数のギヤを回転自在に嵌合し
、この支軸側において支軸７５に複数のギヤのうちの特
定のギヤを選択して係合せしめることなどにより、ステ
ア特性を３段階以上に変えるようにすることもできる。

なお、上記実施例／２．２のいずれも車高を高くするこ
とに追従してステア特性を重（する方向に変えるように
したが、逆にステア特性を軽くする方向に変えるように
してもよい。

（発明の効果） 本発明は、車高を調整した際に車高の変化に追従してス
テアリング装置のステア特性が変わるようにしたから、
例えば、車高の変化にかかわらず操舵力が一定になるよ
うにしたり、また、車高の変化によって操舵力を太き（
変えるようにすることができ、運転者の好みにあった操
舵力にして運転性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図乃至第４図は
実施例／に関し、第１図はサスペンションとステアリン
グの総合制御装置の全体構成図、第２図は制御回路図、
第３図はオペアンプ入力電圧の特性図、第７図および第
５図はそれぞれオペアンプの出力特性図、第４図は車速
と圧油供給量の関係を示す特性図、第７図は実施例２の
ステアリング装置を示す概略構成図、第２図は同側の要
部を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体とこの車体に懸架された車輪との間に配置さ
   れた車高調整手段と、上記車輪のうち転舵自在な操舵輪
   を操舵するステアリング装置と、上記車高調整手段を作
   動制御する第１制御手段と、ステアリング装置のステア
   特性を可変制御する第一制御手段と、車高調整手段の作
   動による車高変化に追従してステアリング装置のステア
   特性を変化させるよう第１および第２制御手段に制御信
   号を発するコントローラとを備えていることを特徴とす
   るサスペンションとステアリングの総合制御装置。 （，２）ステアリング装置は第２制御手段によりアシス
   ト力特性が可変制御されるパワーステアリング装置であ
   る特許請求の範囲第１項に記載のサスペンションとステ
   アリングの総合制御装置。 Ｃ３１コントローラは車高を高くすることに追従してス
   テア特性を重（するよう第１および第２制御手段に制御
   信号を発する構成である特許請求の範囲第１項もしくは
   第２項に記載のサスペンションとステアリングの総合制
   御装置。