JPS6310002B2

JPS6310002B2 -

Info

Publication number: JPS6310002B2
Application number: JP57220988A
Authority: JP
Inventors: Seita Kanai; Hirotaka Kanazawa
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1988-03-03
Also published as: JPS59109465A

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、全車輪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の向上と乗心地の向
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、車輌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両の走行安定性
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、乗心地等の車両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。たとえば、乗心地を重
視した特性からスポーテイー性を強調した特性に
運転者の好みに応じて切換えたい場合に、従来の
装置は満足するものではなかつた。

従つて、本発明の目的は、サスペンシヨン装置
の懸架特性を可変制御するのに応じてステアリン
グ装置の特性を変化させることにより運動特性を
広範囲に変化させて運転者の好みを十分に満足さ
せ得るサスペンシヨン装置及びステアリング装置
の総合的な制御装置を提供することである。

本発明は、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であつて、全車輪のサスペン
シヨン装置と、操舵力のアシスト機構を備えたパ
ワーステアリング装置と、全車輪について前記サ
スペンシヨン装置の減衰力とバネ定数の少なくと
もいずれか一方を変化させる制御を行う第１制御
手段と、前記パワーステアリング装置のアシスト
力特性を変化させる制御を行う第２制御手段と、
全車輪について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高める第
１制御信号を前記第１制御手段に出力するすると
ともに、該第１制御信号の出力に応じてパワース
テアリング装置のアシスト力を前記第１制御信号
が出力される以前のアシスト力よりも所定量増大
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サスペンシヨン装置の減
衰力もしくはバネ定数の変化に同期してパワース
テアリング装置のアシスト力を変更するようにし
たことを特徴とする。

本発明によれば、サスペンシヨン装置の減衰力
又はバネ定数を低い状態と高い状態の間、すなわ
ち、サスペンシヨン装置の懸架特性をソフトから
ハードに切換えることを可能にしているので懸架
特性がソフトのときには乗心地を重視した運動特
性が得られ、また、サスペンシヨン装置の減衰力
又はバネ定数の少くとも一方が高められたときに
はパワーステアリング装置のアシスト力を大きく
するように制御するのでヨーレイトの大きなハン
ドルの切れの良いスポーテイー性の強調された運
動特性が得られる。すなわち、本発明によれば、
運動特性を広範囲に変化させることが可能とな
り、運転者の好みに対応することができる。

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装置のパワーアシ
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。

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。上記ラツク軸１８には、パ
ワーシリンダ３２のピストン３２ａが固定され、
このピストン３２ａに画成された油圧室３２ｂ，
３２ｃに連通する油圧通路４０，４２は、コント
ロールバルブ３１を介してオイルポンプ３６に接
続されている。コントロールバルブ３１は、従来
からこの種のパワーステアリング装置に一般的に
使用されているものであり、オイルポンプ３６の
吐出配管すなわち、油圧供給通路４４と油圧戻り
通路３８を操舵方向に応じてそれぞれ油圧通路４
０と４２あるいは、４２と４０に接続するように
油圧系統を切り換える。たとえば、ラツク軸１８
が図中右方に移動するように操舵されたとき、油
圧供給通路４４は、油圧通路４２に、油圧戻り通
路３８は油圧通路４０にそれぞれ接続される。そ
の結果パワーシリンダ３２内の油圧によりラツク
軸１８の右方への移動が補助される。またこのコ
ントロールバルブ３１は、ステアリングシヤフト
１２が回転されていないときには、油圧供給通路
４４と油圧戻り通路３８を直接連通させ、パワー
シリンダ３２に圧油を送らない。

上記オイルポンプ３６は、ベルトを介してエン
ジン３４によつて直接駆動され、このオイルポン
プ３６の油圧供給通路４４内に、流量調整弁とし
てのソレノイドバルブ４６が介設されている。こ
のソレノイドバルブ４６は、ケーシング４６ａ内
を図中上下方向に摺動可能に形成された弁体４６
ｂとこの弁体４６ｂを図中上方に付勢するばね４
６ｃ、および流量制御ソレノイド４６ｄとから成
り、ケーシング４６ａは油圧供給通路４４に接続
された第１、第２ボート４６ｅ，４６ｆおよび油
圧戻り通路３８に接続された第３ポート４６ｇを
備えている。

流量制御ソレノイド４６ｄが消磁されていると
き、弁体４６ｂは、ばね４６ｃにより図中、上に
引き上げられている。したがつて、弁体４６ｂに
よつて閉じられている第３ポート４６ｇは部分的
に第１ポート４６ｅに連通し、第１ポート４６ｅ
よりの流れは、第３ポート４６ｇを通して油圧戻
り通路３８へ戻るため第２ポート４６ｆより出る
流量は減少する。一方、流量ソレノイド４６ｄが
励磁されると弁体４６ｂはばね４６ｃの付勢力に
抗して図中下方に押し下げられる。したがつて、
上記第３ポート４６ｇをソレノイド４６ｄへの電
力供給量に応じて徐々に閉じていくとともに、弁
体４６ｂの周囲に刻設された環状溝４６ｈが第
１、第２ポート４６ｅ，４６ｆとに整合し、これ
ら第１、第２ポート４６ｅ，４６ｆが互いに連通
される（第２図図示の状態）。

すなわち、流量制御ソレノイド４６ｄへの電力
供給量が大になるにつれ、オイルポンプ３６の吐
出量の大半が、コントロールバルブ３１になが
れ、ステアリングアシスト力は、大きく、流量制
御ソレノイド４６ｄへの電力供給量が小（消磁方
向）となるにつれ、オイルポンプ３６の吐出量が
一部ソレノイドバルブ４６によつてバイパスされ
るため、コントロールバルブ３１への流量が減り
ステアリングアシスト力は、小さくなる。

前輪２６，２８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６
４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６
８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、車速が低速のときに
はポンプ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４６に与えられる信号のレベ
ルが高められ、弁体４６ｂの環状溝４６ｈと第１
および、第２ポート４６ｅ，４６ｆとの整合量が
大きくなり、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図を参照すれば、コントローラ５０の制御
回路の１例が示されており、コントローラ５０
は、ｆ―ｖ変換器８０、加算回路８２、三角波発
生回路８４、比較器８６、NPN型トランジスタ
８８を備えている。車速センサ５２からの車速を
表わすパルス信号は、ｆ―ｖ変換器８０に入力さ
れ電圧信号に変換され比較器８６の負側に入力さ
れる。比較器８６の正側は三角波発生回路８４及
び手動スイツチ５４の一方の端子に接続されると
ともに、抵抗Ｒ１を介して接地されている。手動
スイツチ５４の他方の端子は電源５１からの電源
端子９０に接続されている。これによつて加算回
路８２が構成され、手動スイツチ５４が開のと
き、第４図ａの線ａで示すように三角波は通常レ
ベルで比較器８６に入力され、手動スイツチ５４
が閉のとき、電源端子９０からの電圧信号が加算
されて線ｂに示すように三角波はその加算された
電圧信号分だけ高いレベル側に平行移動されて比
較器８６に入力される。比較器８６は、第４図ａ
の線ａ，ｂで示される三角波と線ｃで示される車
速信号との大小を比較し、三角波が大きいとき
は、ハイレベルの、三角波が小さいときはローレ
ベルのパルス信号を発生する。この場合、手動ス
イツチ５４が開のときは線ａで示される三角波と
線ｃで示される車速信号が比較され、その出力は
第４図ｂで示されるようにパルス巾は比較的小さ
いものとなり、手動スイツチ５４が閉のときは線
ｂと線ｃとで示される信号が比較され、その出力
のパルス巾は第４図ｃで示されるように比較的大
きくなる。この比較器からの出力信号はNPN型
トランジスタ８８のベースに入力される。トラン
ジスタ８８のコレクタは電源端子９２に、エミツ
タはコントロールバルブ４６のソレノイド４６ｄ
に接続されており、ベースにハイレベルの信号が
入ると導通し、ソレノイド４６ｄが励磁される。
従つて、手動スイツチ５４が開のときは、比較器
８６の出力信号のパルス巾が小さいので、ソレノ
イド４６ｄに供給される電力量が小さくそのため
弁体４６ｂの第２図における下方への変位量が小
さく、したがつて圧油の戻り量が多くパワーステ
アリング装置のアシスト力は比較的小さい。この
場合、パワーシリンダ３２に発生する油圧と運転
者に必要な操舵力すなわちハンドルトルクとの関
係では第５図の曲線ａで示すような特性となり、
所定の油圧Ｐつまりアシスト力を得るハンドルト
ルクは比較的大きい。また、手動スイツチ５４が
閉になると比較器８６の出力信号のパルス巾は大
きくなり、ソレノイド４６ｄへの電力量は増大し
圧油の戻り量は減少しアシスト力は大きくなる。
この場合、第５図の曲線ｂで示されるような特性
となり、所定の油圧Ｐつまりアシスト力を得るハ
ンドルトルクは小さくなる。また、ハンドルトル
クと路面抵抗との関係は第６図に示すようにな
る。すなわち、アシスト力が小さい場合には曲線
ａで示すように比較的大きなハンドルトルクが必
要となり、アシスト力が大きい場合には曲線ｂで
示すようにハンドルトルクは比較的小さくなる。
なお線ｃはマニユアルステアリング装置を用いた
場合であり、この場合には路面抵抗が増大すると
ハンドルトルクはそれに比例して増大するがパワ
ーステアリング装置を用いた曲線ａ，ｂで示す場
合には路面抵抗が増大してもハンドルトルクはそ
れほど大きくならない。再び、第３図を参照すれ
ば手動スイツチ５４は各サスペンシヨン装置６０
のシヨツクアブソーバ６６の減衰力を変化させる
ソレノイド６９及び空気バネ６８のバネ定数を変
化させるソレノイド７４ａに接続されている。手
動スイツチ５４が開のときは、各ソレノイド６９
及びソレノイド７４ａは非励磁であり、シヨツク
アブソーバ６６の減衰力及び空気バネ６８のバネ
定数は小さい。すなわち、サスペンシヨン装置の
懸架特性は全輪についてソフトに維持される。手
動スイツチ５４を閉にするとソレノイド６９が励
磁されシヨツクアブソーバ６６のプランジヤが回
転してオリフイスの径が小さくなつて減衰力が大
きくなるとともにソレノイド７４が励磁されて空
気バネ６８と制御室７２との間の連通が遮断され
バネ定数が大きくなる。すなわち、サスペンシヨ
ン装置６０の懸架特性は全輪についてハードにな
る。従つて、手動スイツチ５４を開から閉に切換
えることによりサスペンシヨン装置６０の懸架特
性をソフトからハードに変化させるとことができ
るとともにその変化に応じてパワーアシスト装置
３０のアシスト力を小から大に変化させることが
できる。車速をほぼ一定に保持して上述の制御を
行うことにより、第７図の線ａ，ｂで示されるよ
うな運動特性が得られる。

第７図において、線ｃ，ｄはマニユアルステア
リング装置を用いた場合であつて、線ｃはサスペ
ンシヨンの特性をソフトに、線ｄはハードにした
場合である。この場合、ヨーレイトは操舵力の増
大とともにほぼ比例して増大し、サスペンシヨン
装置の特性がソフトの場合の方が大きな操舵力を
必要とする。線ａ，ｂ，ｅ，ｆはパワーステアリ
ング装置を用いた場合である。この場合には、同
じヨーレイトのステアリング操作ではいずれもマ
ニユアルステアリング装置を用いた場合よりも操
舵力を低く押えることができる。線ｅ，ｆは、本
例と逆の制御を行なつた場合、すなわち、サスペ
ンシヨン装置６０の懸架特性をソフトからハード
に変化させるのに応じてステアリング装置のアシ
スト力を小さくするように制御しに場合である。
このような制御では、手動スイツチ５４を切換え
ても操舵力はほとんど変化しないが、本例のよう
な制御を行うことにより、操舵力に大きな変化が
表われ、スイツチを閉じたときにはハンドル操作
が軽くなりよりスポーテイー性を強調することが
できる。

第８図には、他の実施例が示されており、本例
ではオイルポンプ３６の動力源としてエンジン３
４の代りにモータ３７を用いている。このモータ
３７はコントローラ５０からの電力量に応じた回
転数を有しオイルポンプ３６はその回転数に応じ
たオイル量を吐出する。従つて、第９図に示すよ
うに、前例のソレノイド４６ｄを制御するのと同
様のコントローラを用いてモータ３７の電力量を
制御すればよく、コントロールバルブ４６は不要
となる。手動スイツチ５４が開の場合には、モー
タ３７への電力量が少くなり、第１０図の曲線ａ
で示すようにポンプ３６の吐出流量は少く、アシ
スト力は比較的小さい。また手動スイツチ５４が
閉の場合には曲線ｂで示されるように前例と同様
比較器８６の出力信号のパルス巾が大きくなつて
モータ３７への電力量が多くなるためポンプ３６
の吐出流量が多くなりアシスト力も大きくなる。
なお、車速が増大するとｆ―ｖ変換器８０の電圧
信号のレベルが高くなり比較器８６の出力信号の
パルス巾は減少するのでモータ３７への電力量が
減少しポンプ３６の吐出流量及びアシスト力も減
少する。

従つて、本例においても前例と同様の結果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係るサスペンシ
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図装置の制御回路図、第３図は第１図
の例の制御に使用するコントローラの制御回路
図、第４図は電圧と時間との関係を示すグラフ、
第５図は、パワーシリンダの油圧とハンドルトル
クとの関係を示すグラフ、第６図はハンドルトル
クと路面抵抗との関係を示すグラフ、第７図は操
舵力とヨーレイトの関係を示すグラフ、第８図は
他の実施例の制御回路、第９図は第８図の実施例
に使用するコントローラの回路図、第１０図はオ
イルポンプの流量と車速と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

【特許請求の範囲】

１各車輪のサスペンシヨン装置と、操舵力のア
シスト機構を備えたパワーステアリング装置と、
全車輪について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変化させ
る制御を行う第１制御手段と、前記パワーステア
リング装置のアシスト力特性を変化させる制御を
行う第２制御手段と、全車輪について前記サスペ
ンシヨン装置の減衰力とバネ定数の少なくともい
ずれか一方を高める第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
に応じてパワーステアリング装置のアシスト力を
前記第１制御信号が出力される以前のアシスト力
よりも所定量増大させる第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サスペ
ンシヨン装置の減衰力もしくはバネ定数の変化に
同期してパワーステアリング装置のアシスト力を
変更するようにしたことを特徴とするサスペンシ
ヨン装置とステアリング装置の総合制御装置。