JPS6246773A - 自動車のステアリング装置 - 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、自動車のハンドル舵角に対する車輪舵角の伝
達比（減速比）を変化させ得るようにしたステアリング
装置に関Ｊるものである。

（従来の技術） 一般に、自動車のステアリング装置は、ステアリングハ
ンドルの回転運動をラックアンドビニオン等のステアリ
ングギヤ装置を介してタイロッドの横方向の変位運動に
変換し、該タイロッドの両端部に連結された左右の操舵
車輪の向きを変化させるものであるが、上記ステアリン
グハンドルの回転聞くハンドル舵角）と車輪のきれ角（
車輪舵角）とは通常、常に一定の対応関係に保持されて
いる。しかし、例えば自動車の高速走行時には上記ハン
ドル舵角から車輪舵角への伝達比を大きくして一定ハン
ドル舵角に対する車輪舵角の大きさを小さくすることが
走行安定性を確保する上で望ましく、一方、低速走行時
には、自動車の挙動を俊敏化させて良好な運転フィーリ
ングを得たり、あるいは車庫入れを容易化する等の見地
から、」−記伝達比を逆に小さくして一定ハンドル舵角
に対する車輪舵角を大きくすることが望ましい。

そこで、かかる要求を満たすために、従来、例えば特開
昭５８−２２４８５２号公報に開示されているように、
自動車の車速に応じてハンドル舵角に対する車輪舵角の
伝達比を変化させるようにした速度感応型のステアリン
グ装置が提案されている。これは、ステアリングハンド
ルとステアリングコラムとの間に、対向する一対の可変
ピッチブーりと両ブーり間に杏き）１）けられたＶベル
トとからなる変速機構を設けるとともに、被駆動側のブ
ーりのピッチ径を車速が１社するほど大きくなるように
ステッピングモータにより制御するようにしたものであ
る。これによれば、ハンドルからステアリングコラムへ
の回転伝達比が車速の高速時はど大きくなり、その結果
、一定のハンドル舵角に対する車輪の転舵角が高速時に
は小さく、低速時には大きくなり、車速に対応した良好
なステアリング特性が１ｑられることなる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記従来のしのでは、車速に応じて伝達比が
変化するため、走行中におけるハンドルの操舵量が一定
でも中輪の転蛇量は車速に応じて゛変化することとなり
、その結果、コーナーリング等に際し操舵フィーリング
がつかみ難く、安定したハンドリング性能を得ることが
困難となる。

本発明は以上の諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、コーナーリング等の際のハンドルの操舵時、上
記の伝達比が車速変化に応じて変化しないようにするこ
とにより、ハンドル舵角と車輪舵角との関係を一定に保
つようにし、コーナーリング等に際し安定したハンドリ
ング性能を１することができるようにすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、ステ
アリングハンドルの操舵力をステアリングギヤ装置を介
して車輪に伝達する操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角
に対する車輪舵角の伝達比を変化させる伝達比可変手段
を設ける。この伝達比可変手段は例えば遊星歯車機構や
差動歯車機構等と、そのｍｓ機構を作動制御するステッ
ピングモータ等のアクチュエータとで構成される。さら
に、ハンドル舵角を検出Ｊるハンドル舵角検出手段と、
上記伝達比可変手段を車速に対応させて制御するコント
ローラとを設ける。そして、該コン１ヘローラに、ハン
ドル舵角検出手段からの出力信号を入力して、ハンドル
舵角が零付近の微小舵角を越えるハンドル操舵時、上記
伝達比可変手段の車速変化に伴う伝達比の変化を禁止す
る禁止手段を有する構成とする。

（作用） したがって、本発明では、上記の構成により、ステアリ
ングハンドルを操舵して車輪を転舵すると、コントロー
ラにより伝達比可変手段が車速に応じて作動制御されて
、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比が可変制御さ
れる。

その場合、ハンドル舵角がハンドル舵角検出手段により
検出されて、この検出手段の出力信号がに記コントロー
ラに入力され、ハンドル舵角が零付近の微小舵角範囲内
にあるとぎには、コントローラの禁止手段が作動せず上
記伝達比可変手段の中速変化に伴う伝達比が可変制御さ
れる一方、ハンドル舵角が上記微小舵角を越えるときに
は、禁止手段によって伝達比の変化が禁止される。した
がって、ハンドル舵角が大きく変化するコーナーリング
等に際し車速が変化しても、上記伝達比が変化すること
はなく、安定したハンドルリング性能を得ることができ
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例の全体構成を示し、１は中心に
ハンドル軸２の一端が固着されたステアリングハンドル
、３は、上記ハンドル軸２の伯端に中間軸４を介して連
結されるとともに、ピットマンアーム５．タイロッド６
等よりなるリンクは椛７を介して左右の操舵車輪８，８
に連結されたステアリングギヤ装置であって、上記ハン
ドル１とステアリングギヤ装置３との間の操舵力伝達経
路の途中にはハンドル舵角θＦ（に対する車輪舵角θＷ
の伝達比Ｒを変化させる伝達比可変手段９が設けられて
いる。

上記伝達比可変手段９は、第２図ないし第４図に拡大詳
示するように、上記中間軸４と同一軸線上に対向配置さ
れかつ中間軸４と反対側の端部において上記ハンドル軸
２に対し互いに噛み合う入力ギヤ１０．１１を介して駆
動連結された入力軸１２と、該入力軸１２と中間軸４と
の間に配設された遊星歯車機構１３とを備えてなる。上
記遊星歯車機構１３は上記入力軸１２に固着されたサン
ギヤ１４と、上記中間軸４に固着されたリングギヤ１５
と、該両ギヤ１４．１５間に両ギヤ１４゜１５とそれぞ
れ噛み合うように等角度間隔で配置された例えば３個の
プラネタリビニオン１６，１６、・・・と、該ビニオン
１６，１６．・・・をピニオン軸１７，１７．・・・を
介して担持しかつ上記入力軸１２上に回転自在に外嵌合
されたビニオンキャリア１８とからなる。また、上記ピ
ニオンキレリア１８にはセクタギヤ１９が形成され、該
セクタギｒ１９にはステッピングモータ２０の回転軸２
０８に固着したビニオン２１が噛み合わされており、ス
テッピングモータ２０の回転によりピニオンキャリア１
８を入力軸１２回りに回転させて該キ（・リア１８に１
ｕ持されたプラネタリビニオン１６゜１６、・・・をザ
ンギＡ７１４とリングギｒ１５との間で転動させ、この
ビニオン１６，１６．・・・の転動によりハンドル軸２
ないしサンギヤ１４からリングギヤ１５および中間軸４
に至る回転量を増減制御することにより、ハンドル舵角
θＨに対する中輪舵角θＷの伝達比Ｒを変化させるよう
に構成されている。

一方、３３は上記伝達比可変手段９に制御信号を出力し
てそのステッピングモータ２０を作動制御する゛コンピ
ュータよりなるコントローラであって、該コントローラ
３３には上記ステアリングハンドル１のハンドル舵角θ
Ｈを検出するハンドル舵角検出手段としてのハンドル舵
角センサ３０と、自動車の走行速度Ｖ（車速）を検出す
る車速検出手段としての車速センサ３１との各出力信号
が入力されている。上記コン［−ローラ３３は、第５図
に詳示するように、上記ハンドル舵角センサ３０および
車速センサ３１によりそれぞれ検出されたハンドル舵角
θＨおよび車速Ｖを予め設定された特性マツプに照合比
較して伝達比可変手段９で制御サベき目標伝達比Ｒを求
めるとともに、該目標伝達比Ｒに対応するステッピング
モータ２０の目標制御量（回転角）θｘ＝ｆ（θＨ，Ｖ
）を演算する制御量演算部３７と、該演算部３７の出力
信号に基づいてステッピングモータ２０を、モータ回転
角センサ３２により検出されたステッピングモータ２０
の実際の回転角が上記演算された目標制御１ｈに一致す
るようにパルス信号にて駆動するモータ駆動部３８と、
上記ハンドル舵角センサ３０からの出力信号を受け、こ
のときのハンドル舵角θｉ」が、第７図に示す如く、零
付近の微小舵角であるセンタ領域ΔθＨ内にあるか否か
を検出し、ハンドル舵角θＨがセンタ領域ΔθＨを越え
る場合にその検出信号を上記演算部３７に出力して、上
記伝達比可変手段９の車速変化に伴う伝達比Ｒの変化を
禁止する禁止手段としてのセンタ領域検出部３９とから
なる。尚、上記演算部３７で読み込まれる特性マツプは
、ハンドル舵角θ１→に対する車輪舵角θＷの伝達比Ｒ
が例えば高車速時には大きく、低車速時には小さくなる
ように設定されている。

ここで、さら、に、上記コントローラ３３において行わ
れる信号処理の手順を第６図に示すフローチャートによ
って説明する。先ず、ステップＳ１でハンドル舵角セン
サ３０により検出された実際のハンドル舵角θＨを読み
込み、ステップＳ２でセンタ領域検出部３９によりその
ハンドル舵角θＦ（がセンタ領域へ〇Ｈ内にあるか否か
を判断する。

この判断がＹＥＳの場合にはステップＳ３に進み、該ス
テップＳ３では車速センサ３１により検出された車速Ｖ
を読み込む。次いで、ステップＳ４で演算部３７により
ハンドル舵角θｌ−Ｉ　Ｉ３よび車速Ｖを特性マツプと
比較して伝達比可変手段って制御すべき目標伝達比Ｒを
演算し、ステップＳ５で該目標伝達比Ｒに対応するステ
ッピングモータ２０の目標制ｔｉｌ］Ｋ５−　ＯＭを演
算する。しかる後、ステップＳ６に進んで上記演算され
た目標制御量θ閂になるようにステッピングモータ２０
を駆８づ−る。

一方、上記ステップ＄２での判断がハンドル舵角θＨの
センタ領域ΔθＨの超過によるＮｏの場合にはステップ
Ｓ７に進み、ハンドル舵角θＨが零から増大してセンタ
領域ΔθＨを越える直前に演算された前回の伝達比Ｒを
読み込み、しかる後、上記ステップＳ５に進んでこの伝
達比Ｒに対するステッピングモータ２０の制御量を演算
し、次いで、ステップＳ６で上記と同様にステッピング
モータ２０を駆動する。

よって、以上のような制御特性により、上記コントロー
ラ３３はそのセンタ領域検出部３９により、第７図に示
すように、ハンドル舵角θＨがセンタ領域ΔθＨ（ハン
ドル舵角零付近）にあるときには、伝達比可変手段９の
車速変化に伴う伝達比Ｒの変化を許容する一方、ハンド
ル舵角θＨがセンタ領域ΔθＨを越えるときには、上記
伝達比Ｒの変化を禁止して、センタ領域ΔθＨを越える
直前の伝達比Ｒを保つようステッピングモータ２０の制
御量θ開を変化させるように構成されている。

シタ力って、上記実施例においでは、自動車の走行中、
ステアリングハンドル１を操舵すると、その動きはハン
ドル軸２＠介して伝達比可変手段９における入力軸１２
に伝達されて遊星歯車機構１３のサンギヤ１４が回転す
る。また、上記ハンドル１の操舵に伴って変化するハン
ドル舵角θト（がハンドル舵角センサ３ｏにより検出さ
れるとともに、そのときの車速■が車速はンザ３１によ
って検出され、これら両センサ３０，３１の出力信号を
受けたコントローラ３３から上記伝達比可変手段９のス
テッピングモータ２０に制御信号が出力されて該モータ
２０が回転制御され、このモータ２０の回転によりビニ
オン２１およびセクタギヤ１９を介して遊星歯巾機構１
３におけるビニオンキャリア１８が回転駆動される。す
なわち、上記伝達比可変手段９では、サンギヤ１４がハ
ンドル１の舵角θＨに比例した角度だけ回転すると同時
に、ビニオンキャリア１８がコントローラ３３により制
御されるステッピングモータ２０の回転角に応じて回転
されるようになる。このため、伝達比可変手段９のリン
グギＶ１５およびそれと一体の中間軸４は上記ハンドル
舵角θＨに対しビニオンキャリア１８の回転角を増減し
た角度だけ回転することになり、この中間軸４の回転に
より車輪８．８が転舵され、このことによってハンドル
舵角θＨに対する車輪舵角θＷの伝達比Ｒが車速Ｖに応
じて可変制１２１１される。

その場合、ハンドル舵角θＨがセンタ領域ΔθＨ内にあ
るどきには、コントローラ３３のセンタ領域検出部３９
は検出信号を演算部３７に出力せず、ハンドル舵角θ１
（に対する車輪舵角θＷの伝達比Ｒは通常通りに車速変
化に応じて変化するが、ハンドル舵角θＨがセンタ領域
ΔθＨを越えるときには、上記センタ領域検出部３つの
検出信号が演算部３７に出力されて上記伝達比Ｒの車速
変化に伴う変化が禁止される。このため、ハンドル舵角
θ１→が大きくなるコーナーリング等に際し車速が変化
しても、伝達比Ｒは変化せずにハンドル舵角θＨと車輪
舵角θＷとの関係が一定に保たれ、これにより安定した
ハンドリング性能を得ることができる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、ハンドル舵角に対する車
輪舵角、の伝達比を伝達比可変手段によって変化させる
ようにした自動車のステアリング装置において、ハンド
ル舵角を検出し、ハンドル舵角が零付近の微小舵角を越
えるハンドル操舵時、コントローラの禁止手段により上
記伝達比可変手段の車速変化に伴う伝達比の変化を禁止
するようにしたことにより、コーナーリング等に際し車
速が変化してもハンドル舵角と車輪舵角との関係を一定
に保つことができ、安定したハンドリング性能を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はステアリング装
置の全体構成を示す斜視図、第２図は伝達比可変手段の
構成を示す断面図、第３図および第４図はそれぞれ第２
図の■−■線およびＩＶ　−ｒＶ線断面図、第５図はコ
ントローラの構成を示すブ・・・伝達比可変手段、第６
図はコントローラで処理されるルーチンを示すフローチ
ャー１−図、第７図はハンドル舵角における伝達比の可
変許容範囲及びその可変禁止範囲を例示する特性図であ
る。 １３・・・遊星歯車機構、２ｏ・・・ステッピングモー
タ、３０・・・ハンドル舵角センサ、３１・°・車速セ
ンサ、３３・・・コントローラ、３９・・・センタ領域
検出部。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社　゛　　）代　
　　　　理　　　　　人　　　　前　　１）　　　　弘
　　：、１１゜□　−゛す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングハンドルの操舵力をステアリングギ
   ヤ装置を介して車輪に伝達する操舵力伝達経路中に設け
   られ、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化さ
   せる伝達比可変手段と、ハンドル舵角を検出するハンド
   ル舵角検出手段と、上記伝達比可変手段を車速に対応さ
   せて制御するコントローラとを備えてなり、上記コント
   ローラは、ハンドル舵角検出手段からの出力信号を入力
   して、ハンドル舵角が零付近の微小舵角を越えるハンド
   ル操舵時、上記伝達比可変手段の車速変化に伴う伝達比
   の変化を禁止する禁止手段を有することを特徴とする自
   動車のステアリング装置。