JP2809847B2 - 可変舵角比操舵装置 - Google Patents
可変舵角比操舵装置Info
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- JP2809847B2 JP2809847B2 JP23624290A JP23624290A JP2809847B2 JP 2809847 B2 JP2809847 B2 JP 2809847B2 JP 23624290 A JP23624290 A JP 23624290A JP 23624290 A JP23624290 A JP 23624290A JP 2809847 B2 JP2809847 B2 JP 2809847B2
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- steering
- angle ratio
- screw mechanism
- steering angle
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/166—Means changing the transfer ratio between steering wheel and steering gear
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、操向ハンドルの操舵角に対する操向車輪
の転舵角の割合（舵角比）を変更可能な可変舵角比操舵
装置に関する。
の転舵角の割合（舵角比）を変更可能な可変舵角比操舵
装置に関する。
（従来の技術） 従来の可変舵角比操舵装置としては、例えば、特開昭
61−122075号公報に記載されたものが知られる。この可
変舵角比操舵装置は、操向ハンドルとステアリングギア
機構との間の操舵力伝達系路中に、サンギアが操向ハン
ドルと、リングギアがステアリングギア機構と、キャリ
アがモータと連結した遊星歯車機構を介設し、モータに
よりキャリアを車速に応じ駆動して舵角比を変えるもの
である。
61−122075号公報に記載されたものが知られる。この可
変舵角比操舵装置は、操向ハンドルとステアリングギア
機構との間の操舵力伝達系路中に、サンギアが操向ハン
ドルと、リングギアがステアリングギア機構と、キャリ
アがモータと連結した遊星歯車機構を介設し、モータに
よりキャリアを車速に応じ駆動して舵角比を変えるもの
である。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の可変舵角比操舵装置に
あっては、遊星歯車機構は構成要素であるサンギア、キ
ャリアおよびリングギアが互いに独立して回転できるた
め、操向ハンドルの中立位置と操向車輪の中立位置とを
整合させることが困難であり、また、モータが故障、特
にオン故障を生じてキャリアを駆動すると操向ハンドル
が操舵されない場合でも操向車輪が転舵されるおそれが
あるという問題があった。
あっては、遊星歯車機構は構成要素であるサンギア、キ
ャリアおよびリングギアが互いに独立して回転できるた
め、操向ハンドルの中立位置と操向車輪の中立位置とを
整合させることが困難であり、また、モータが故障、特
にオン故障を生じてキャリアを駆動すると操向ハンドル
が操舵されない場合でも操向車輪が転舵されるおそれが
あるという問題があった。
この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、中立
位置を容易に整合させることができ、また、高い信頼性
が得られる可変舵角比操舵装置を提供することを目的と
する。
位置を容易に整合させることができ、また、高い信頼性
が得られる可変舵角比操舵装置を提供することを目的と
する。
（課題を解決するための手段） この発明の可変舵角比操舵装置は、操向ハンドルと連
結したスクリュシャフトにボールナットが循環するボー
ルを介して螺合した第１のボールねじ機構と、操向車輪
と連結したスクリュシャフトにボールナットが循環する
ボールを介して螺合した第２のボールねじ機構と、前記
第１のボールねじ機構のボールナットと前記第２のボー
ルねじ機構のボールナットとを揺動自在なレバー部材を
介し連結し、このレバー部材の揺動中心から第１のボー
ルねじ機構のボールナットまたは第２のボールねじ機構
のボールナットの少なくとも一方のボールナットとの連
結部までの距離を調節可能な変速機構と、を備えること
が要旨である。
結したスクリュシャフトにボールナットが循環するボー
ルを介して螺合した第１のボールねじ機構と、操向車輪
と連結したスクリュシャフトにボールナットが循環する
ボールを介して螺合した第２のボールねじ機構と、前記
第１のボールねじ機構のボールナットと前記第２のボー
ルねじ機構のボールナットとを揺動自在なレバー部材を
介し連結し、このレバー部材の揺動中心から第１のボー
ルねじ機構のボールナットまたは第２のボールねじ機構
のボールナットの少なくとも一方のボールナットとの連
結部までの距離を調節可能な変速機構と、を備えること
が要旨である。
（作用） この発明にかかる可変舵角比操舵装置は、操向ハンド
ルの操舵で第１のボールねじ機構のスクリュシャフトが
回転してボールナットが軸方向に変位し、この第１のボ
ールねじ機構のボールナットの変位で変速機構のレバー
部材により連結された第２のボールねじ機構のボールナ
ットも軸方向に変位してスクリュシャフトが回転し、操
向車輪に操舵力を伝達する。そして、第１のボールねじ
機構のボールナットと第２のボールねじ機構のボールナ
ットとは、それぞれレバー部材に連結してレバー部材を
媒介として一体的に変位し、少なくとも一方のボールナ
ットがレバー部材と連結する位置をレバー部材の揺動中
心に対して調節することで各ボールナットの変速比、す
なわち舵角比を変更できる。したがって、操向ハンドル
の中立位置と操向車輪の中立位置とを常に一致させるこ
とができ、また、操向ハンドルを操舵すること無く操向
車輪が転舵することも無く高い信頼性が得られる。
ルの操舵で第１のボールねじ機構のスクリュシャフトが
回転してボールナットが軸方向に変位し、この第１のボ
ールねじ機構のボールナットの変位で変速機構のレバー
部材により連結された第２のボールねじ機構のボールナ
ットも軸方向に変位してスクリュシャフトが回転し、操
向車輪に操舵力を伝達する。そして、第１のボールねじ
機構のボールナットと第２のボールねじ機構のボールナ
ットとは、それぞれレバー部材に連結してレバー部材を
媒介として一体的に変位し、少なくとも一方のボールナ
ットがレバー部材と連結する位置をレバー部材の揺動中
心に対して調節することで各ボールナットの変速比、す
なわち舵角比を変更できる。したがって、操向ハンドル
の中立位置と操向車輪の中立位置とを常に一致させるこ
とができ、また、操向ハンドルを操舵すること無く操向
車輪が転舵することも無く高い信頼性が得られる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図から第９図はこの発明の第１実施例にかかる可
変舵角比操舵装置を表し、第１図が全体正断面図、第２
図が第１図のII−II矢視断面図、第３図が第１図のIII
−III矢視断面図、第４図が一部拡大側断面図、第５図
および第６図が作用を説明するための一部拡大正面図、
第７図が制御系のブロック図、第８図が制御プログラム
のフローチャート、第９図が制御処理に用いるデータテ
ーブルである。
変舵角比操舵装置を表し、第１図が全体正断面図、第２
図が第１図のII−II矢視断面図、第３図が第１図のIII
−III矢視断面図、第４図が一部拡大側断面図、第５図
および第６図が作用を説明するための一部拡大正面図、
第７図が制御系のブロック図、第８図が制御プログラム
のフローチャート、第９図が制御処理に用いるデータテ
ーブルである。
第１図において、11は２つのケース半体11a,11bを接
合して成るケース、12は操向ハンドル13と連結された入
力軸、14は図示しないラックアンドピニオン式のステア
リングギア機構と連結した出力軸であり、入力軸12はケ
ース11の図中右側に軸受15a,15bによって、出力軸14は
ケース11の図中左側に入力軸12と同軸的に軸受16a,16b
により回転自在に支持されている。ケース11内には第１
のボールねじ機構20、第２のボールねじ機構30および変
速機構40が配設され、これら機構20,30,40を介して入力
軸12と出力軸14とが連結されている。
合して成るケース、12は操向ハンドル13と連結された入
力軸、14は図示しないラックアンドピニオン式のステア
リングギア機構と連結した出力軸であり、入力軸12はケ
ース11の図中右側に軸受15a,15bによって、出力軸14は
ケース11の図中左側に入力軸12と同軸的に軸受16a,16b
により回転自在に支持されている。ケース11内には第１
のボールねじ機構20、第２のボールねじ機構30および変
速機構40が配設され、これら機構20,30,40を介して入力
軸12と出力軸14とが連結されている。
第１のボールねじ機構20は、入力軸12に一体に形成さ
れたねじ部21にボールナット22が多数のボール（図示せ
ず）を介して相対回転自在に螺合し、このボールナット
22がケース11内壁に固設されたキー23と軸方向摺動自在
に嵌合して回転を禁止されている。ボールナット22に
は、図中上部にボール循環用のチューブ22aが固設さ
れ、また、紙面垂直方向両外側にトラニオン22b（紙裏
面側は図示されず）が固設され、これらトラニオン22b
に変速機構40のコネクティングロッド41が揺動自在に連
結している。周知のように、この第１のボールねじ機構
20は、入力軸12のねじ部21の回転でボールナット22が軸
方向に移動し、また逆に、ボールナット22の軸方向移動
でねじ部21が回転する。
れたねじ部21にボールナット22が多数のボール（図示せ
ず）を介して相対回転自在に螺合し、このボールナット
22がケース11内壁に固設されたキー23と軸方向摺動自在
に嵌合して回転を禁止されている。ボールナット22に
は、図中上部にボール循環用のチューブ22aが固設さ
れ、また、紙面垂直方向両外側にトラニオン22b（紙裏
面側は図示されず）が固設され、これらトラニオン22b
に変速機構40のコネクティングロッド41が揺動自在に連
結している。周知のように、この第１のボールねじ機構
20は、入力軸12のねじ部21の回転でボールナット22が軸
方向に移動し、また逆に、ボールナット22の軸方向移動
でねじ部21が回転する。
第２のボールねじ機構30も、第１のボールねじ機構20
と同様に、出力軸14に形成されたねじ部31にボールナッ
ト32が多数のボール33を介して相対回転自在に螺合し、
ボールナット32がケース11に対して軸方向移動のみを許
容される。このボールナット32には、図中上部にボール
循環用のチューブ32aが固設され、また、ガイド（図示
せず）が形成され、ボールナット32はガイドをケース11
に嵌合して回転が禁止される。この第２のボールねじ機
構30も、ボールナット32の軸方向移動で出力軸14が回転
し、逆に、出力軸14の回転でボールナット32が軸方向に
移動する。
と同様に、出力軸14に形成されたねじ部31にボールナッ
ト32が多数のボール33を介して相対回転自在に螺合し、
ボールナット32がケース11に対して軸方向移動のみを許
容される。このボールナット32には、図中上部にボール
循環用のチューブ32aが固設され、また、ガイド（図示
せず）が形成され、ボールナット32はガイドをケース11
に嵌合して回転が禁止される。この第２のボールねじ機
構30も、ボールナット32の軸方向移動で出力軸14が回転
し、逆に、出力軸14の回転でボールナット32が軸方向に
移動する。
変速機構40は、ケース11内に図中左右方向への揺動自
在に支持された揺動部材（レバー部材）42と、第２のボ
ールねじ機構30のボールナット32の外周に相対回転自在
かつ軸方向一体移動可能に設けられた回転部材43とを有
する。第２図に詳示されるように、揺動部材42は、回転
部材43が遊挿するガイド孔42cが形成された略環状を成
し、図中上部に一対の支軸42a,42aが、図中左右の外側
部にそれぞれピン42b,42bが、ガイド孔42cの内周部に球
面状のすべり軸受44が回転自在に設けられている。この
揺動部材42は、支軸42a,42aがそれぞれ軸受45,45を介し
てケース11の内上部に回動自在に支持され、ピン42b,42
bにそれぞれコネクティングロッド41,41が揺動自在に連
結し、すべり軸受44に回転部材43のガイドピン43aに設
けられた球状ブッシュ46が摺動自在に嵌合している。コ
ネクティングロッド41,41はそれぞれ、第１図中の右端
部が前述したように第１のボールねじ機構20のボールナ
ット22のトラニオン22b,22bと掛止し、揺動部材42とボ
ールナット22とを軸方向に連結する。
在に支持された揺動部材（レバー部材）42と、第２のボ
ールねじ機構30のボールナット32の外周に相対回転自在
かつ軸方向一体移動可能に設けられた回転部材43とを有
する。第２図に詳示されるように、揺動部材42は、回転
部材43が遊挿するガイド孔42cが形成された略環状を成
し、図中上部に一対の支軸42a,42aが、図中左右の外側
部にそれぞれピン42b,42bが、ガイド孔42cの内周部に球
面状のすべり軸受44が回転自在に設けられている。この
揺動部材42は、支軸42a,42aがそれぞれ軸受45,45を介し
てケース11の内上部に回動自在に支持され、ピン42b,42
bにそれぞれコネクティングロッド41,41が揺動自在に連
結し、すべり軸受44に回転部材43のガイドピン43aに設
けられた球状ブッシュ46が摺動自在に嵌合している。コ
ネクティングロッド41,41はそれぞれ、第１図中の右端
部が前述したように第１のボールねじ機構20のボールナ
ット22のトラニオン22b,22bと掛止し、揺動部材42とボ
ールナット22とを軸方向に連結する。
回転部材43は、外周部にボールナット32と対応した軸
方向位置で上述の球状ブッシュ46を設けられたガイドピ
ン43aが突設され、また、図中左側の外周部にセレーシ
ョン43bが形成されて筒部材47が軸方向相対変位自在か
つ一体回転可能に嵌合している。なお、43cはボールナ
ット32のチューブ32aとの干渉防止用の切欠である。筒
部材47は、ケース11内壁に軸受48,48で回転自在に支持
され、第１図中左側の外周部に検知用ギア47aが、右側
の外周部にウォームホイール47bが形成されている。第
４図にも示すように検知用ギア47aは舵角比センサ49の
回転軸に固設されたギア49aと噛合し、また、第３図に
示すようにウォームホイール47bは駆動モータ50の回転
軸に固設されたウォーム50aと噛合している。この筒部
材47は、駆動モータ50により駆動されて回動し、また、
その回動位置が舵角比センサ49で検出される。
方向位置で上述の球状ブッシュ46を設けられたガイドピ
ン43aが突設され、また、図中左側の外周部にセレーシ
ョン43bが形成されて筒部材47が軸方向相対変位自在か
つ一体回転可能に嵌合している。なお、43cはボールナ
ット32のチューブ32aとの干渉防止用の切欠である。筒
部材47は、ケース11内壁に軸受48,48で回転自在に支持
され、第１図中左側の外周部に検知用ギア47aが、右側
の外周部にウォームホイール47bが形成されている。第
４図にも示すように検知用ギア47aは舵角比センサ49の
回転軸に固設されたギア49aと噛合し、また、第３図に
示すようにウォームホイール47bは駆動モータ50の回転
軸に固設されたウォーム50aと噛合している。この筒部
材47は、駆動モータ50により駆動されて回動し、また、
その回動位置が舵角比センサ49で検出される。
舵角比センサ49は、第７図に示すように、筒部材47の
回動位置に応じて抵抗値が変化する２つのポテンショメ
ータ51a,51bを有し、これらポテンショメータ51a,51bが
コントローラ52に接続されている。この舵角比センサ49
は、筒部材47の回動位置を各ポテンショメータ51a,51b
の抵抗値による電圧降下としてコントローラ52に出力す
る。コントローラ52はマイクロコンピユータ（ECU）等
から成り、このコントローラ52には、また、上述の駆動
モータ50、車速センサ53,53および電流センサ54が接続
されている。電流センサ54は駆動モータ50への通電電流
値を検出して検知信号を出力し、同様に、車速センサ5
3,53は車速を検出して検知信号を出力する。コントロー
ラ52は、各センサ49,53,54の出力信号を基に、駆動モー
タ50への通電を制御する。
回動位置に応じて抵抗値が変化する２つのポテンショメ
ータ51a,51bを有し、これらポテンショメータ51a,51bが
コントローラ52に接続されている。この舵角比センサ49
は、筒部材47の回動位置を各ポテンショメータ51a,51b
の抵抗値による電圧降下としてコントローラ52に出力す
る。コントローラ52はマイクロコンピユータ（ECU）等
から成り、このコントローラ52には、また、上述の駆動
モータ50、車速センサ53,53および電流センサ54が接続
されている。電流センサ54は駆動モータ50への通電電流
値を検出して検知信号を出力し、同様に、車速センサ5
3,53は車速を検出して検知信号を出力する。コントロー
ラ52は、各センサ49,53,54の出力信号を基に、駆動モー
タ50への通電を制御する。
次に、この第１実施例の作用を説明する。
この可変舵角比操舵装置は、操向ハンドル13の操舵で
入力軸12が回転すると第１のボールねじ機構20のボール
ナット22が軸方向に移動し、このボールナット22の移動
で揺動部材42が揺動して回転部材43が軸方向に移動す
る。このため、第２のボールねじ機構30はボールナット
32が回転部材43と一体に軸方向に移動してねじ部31、す
なわち出力軸14が回転し、この出力軸14の回転でステア
リングギア機構に操舵力が伝達される。
入力軸12が回転すると第１のボールねじ機構20のボール
ナット22が軸方向に移動し、このボールナット22の移動
で揺動部材42が揺動して回転部材43が軸方向に移動す
る。このため、第２のボールねじ機構30はボールナット
32が回転部材43と一体に軸方向に移動してねじ部31、す
なわち出力軸14が回転し、この出力軸14の回転でステア
リングギア機構に操舵力が伝達される。
ここで、この可変舵角比操舵装置は、回転部材43のガ
イドピン43aが滑り軸受44等を介して揺動部材42に係止
し、回転部材43と揺動部材42、すなわちボールナット2
2,32が一体的に移動する。このため、入力軸12と出力軸
14との回転位置が対応して操向ハンドル13の中立位置と
操向車輪の中立位置とが整合し、これらの中立位置を常
に確実に一致させることができる。
イドピン43aが滑り軸受44等を介して揺動部材42に係止
し、回転部材43と揺動部材42、すなわちボールナット2
2,32が一体的に移動する。このため、入力軸12と出力軸
14との回転位置が対応して操向ハンドル13の中立位置と
操向車輪の中立位置とが整合し、これらの中立位置を常
に確実に一致させることができる。
また、この可変舵角比操舵装置は、回転部材43が駆動
モータ50により駆動されて回動すると、回転部材43のガ
イドピン43aが揺動部材42の滑り軸受44を摺動する（第
２図中鎖線参照）。このため、揺動部材42の揺動中心で
ある支軸42a,42bとガイドピン43aとの間の上下方向の距
離、すなわち揺動部材42の回転部材43に対する腕の長さ
（揺動半径、以下、出力側腕長さLoと記す）が変化し、
第１のボールねじ機構20のボールナット22の移動距離で
規定される揺動部材42の揺動角度と回転部材43の軸方向
移動距離との比が変化して変速される。すなわち、揺動
部材42の揺動中心からコネクティングロッド41の連結部
であるピン42bまでの距離（以下、入力側腕長さLiと記
す）は一定であるが出力側腕長さLoが距離Lo1とLo2との
間で変化するため（第２図参照）、各ボールナット22,2
3の直線運動が変速されて舵角比が変化する。より詳し
く述べると、例えば、ガイドピン43aが第２図中に実線
で示すように下方に位置する場合は、第５図に示すよう
に、第１のボールねじ機構20のボールナット22の距離ａ
の移動で揺動部材42が揺動して第２のボールねじ機構30
のボールナット32と一体に移動する回転部材43の移動距
離b1も比（Lo/Li）に応じて大きくなるが（b1＞ａ）、
ガイドピン43aが第２図中に鎖線で示すように位置する
場合は、第６図に示すように、上記出力側腕長さLoが短
くなるため第１のボールねじ機構20のボールナット22の
移動距離ａに対する揺動部材42の揺動角度および第２の
ボールねじ機構30のボールナット32の移動距離b2が小さ
くなり（b2＜b1,b2＜ａ）、舵角比が変化する。
モータ50により駆動されて回動すると、回転部材43のガ
イドピン43aが揺動部材42の滑り軸受44を摺動する（第
２図中鎖線参照）。このため、揺動部材42の揺動中心で
ある支軸42a,42bとガイドピン43aとの間の上下方向の距
離、すなわち揺動部材42の回転部材43に対する腕の長さ
（揺動半径、以下、出力側腕長さLoと記す）が変化し、
第１のボールねじ機構20のボールナット22の移動距離で
規定される揺動部材42の揺動角度と回転部材43の軸方向
移動距離との比が変化して変速される。すなわち、揺動
部材42の揺動中心からコネクティングロッド41の連結部
であるピン42bまでの距離（以下、入力側腕長さLiと記
す）は一定であるが出力側腕長さLoが距離Lo1とLo2との
間で変化するため（第２図参照）、各ボールナット22,2
3の直線運動が変速されて舵角比が変化する。より詳し
く述べると、例えば、ガイドピン43aが第２図中に実線
で示すように下方に位置する場合は、第５図に示すよう
に、第１のボールねじ機構20のボールナット22の距離ａ
の移動で揺動部材42が揺動して第２のボールねじ機構30
のボールナット32と一体に移動する回転部材43の移動距
離b1も比（Lo/Li）に応じて大きくなるが（b1＞ａ）、
ガイドピン43aが第２図中に鎖線で示すように位置する
場合は、第６図に示すように、上記出力側腕長さLoが短
くなるため第１のボールねじ機構20のボールナット22の
移動距離ａに対する揺動部材42の揺動角度および第２の
ボールねじ機構30のボールナット32の移動距離b2が小さ
くなり（b2＜b1,b2＜ａ）、舵角比が変化する。
そして、この可変舵角比操舵装置は、第８図のフロー
チャートに示す一連の処理をコントローラ52で繰り返し
実行して駆動モータ50を駆動し、舵角比の制御を行う。
同図に示すように、イグニッションキースイッチにより
電源が投入されると、イニシャライズ処理の後にステッ
プP1で各センサ49,53,54の出力信号を読み込み、ステッ
プP2で初期故障診断を行う。この初期故障診断において
は、異常と判断されると警報ランプ等を点灯させ、ま
た、故障フラグをセットして駆動モータ50への通電を禁
止する。そして、この初期故障診断で正常と判断された
場合にのみステップP3以降の処理を行う。
チャートに示す一連の処理をコントローラ52で繰り返し
実行して駆動モータ50を駆動し、舵角比の制御を行う。
同図に示すように、イグニッションキースイッチにより
電源が投入されると、イニシャライズ処理の後にステッ
プP1で各センサ49,53,54の出力信号を読み込み、ステッ
プP2で初期故障診断を行う。この初期故障診断において
は、異常と判断されると警報ランプ等を点灯させ、ま
た、故障フラグをセットして駆動モータ50への通電を禁
止する。そして、この初期故障診断で正常と判断された
場合にのみステップP3以降の処理を行う。
ステップP3では再度各センサ49,53,54の出力信号を読
み込み、続くステップP4で車速に対応した舵角比（目標
舵角比）を第９図に示すデータテーブルからマップ検索
する。次に、ステップP5において舵角比センサ49の出力
から読み込まれた舵角比（実舵角比）と目標舵角比との
偏差Δを算出し、ステップP6で偏差Δの大きさを判断す
る。そして、ステップP5においては、偏差Δが０を中心
とする所定の範囲、すなわち偏差Δの絶対値｜Δ｜が所
定値ｅ以下と判断されるとステップP7以降の処理、ま
た、偏差Δの絶対値｜Δ｜が所定値ｅより大きいとステ
ップP10以降の処理を行う。
み込み、続くステップP4で車速に対応した舵角比（目標
舵角比）を第９図に示すデータテーブルからマップ検索
する。次に、ステップP5において舵角比センサ49の出力
から読み込まれた舵角比（実舵角比）と目標舵角比との
偏差Δを算出し、ステップP6で偏差Δの大きさを判断す
る。そして、ステップP5においては、偏差Δが０を中心
とする所定の範囲、すなわち偏差Δの絶対値｜Δ｜が所
定値ｅ以下と判断されるとステップP7以降の処理、ま
た、偏差Δの絶対値｜Δ｜が所定値ｅより大きいとステ
ップP10以降の処理を行う。
ステップP7は駆動モータ50に通電する電流のデューテ
ィファクタ（Duty）を０とする指令信号を駆動回路に出
力し、ステップP8で駆動モータ50の両端子をショートさ
せ、ステップP9で故障診断を行う。このステップP9で
は、前述したステップP2と同様に、異常と判断される
と、故障フラグのセットにより駆動モータ50への通電を
禁止してワーニングランプを点灯させ、また、正常であ
ればステップP3からの処理を繰り返し実行する。
ィファクタ（Duty）を０とする指令信号を駆動回路に出
力し、ステップP8で駆動モータ50の両端子をショートさ
せ、ステップP9で故障診断を行う。このステップP9で
は、前述したステップP2と同様に、異常と判断される
と、故障フラグのセットにより駆動モータ50への通電を
禁止してワーニングランプを点灯させ、また、正常であ
ればステップP3からの処理を繰り返し実行する。
ステップP10においては偏差Δの正負を判断し、ステ
ップP11,P12において偏差Δの正負に応じて駆動モータ5
0への通電方向（便宜上、プラス、マイナスと称す）を
設定する。そして、次のステップP13でマップ検索等に
より偏差Δに応じて駆動モータ50への通電電流のデュー
ティファクタ（Duty）を決定し、ステップP14でこのデ
ューティファクタ（Duty）を表す指令信号をモータ駆動
回路に出力する。この後は、前述したステップP9で故障
診断を行う。
ップP11,P12において偏差Δの正負に応じて駆動モータ5
0への通電方向（便宜上、プラス、マイナスと称す）を
設定する。そして、次のステップP13でマップ検索等に
より偏差Δに応じて駆動モータ50への通電電流のデュー
ティファクタ（Duty）を決定し、ステップP14でこのデ
ューティファクタ（Duty）を表す指令信号をモータ駆動
回路に出力する。この後は、前述したステップP9で故障
診断を行う。
上述のように、この可変舵角比操舵装置は、舵角比が
車速に応じた値（第９図）に制御され、高車速で小さ
く、低車速域で大きくなる。したがって、低車速域にお
いて車両の取廻性を向上でき、また、高車速域において
高い走行安定性を得ることができる。
車速に応じた値（第９図）に制御され、高車速で小さ
く、低車速域で大きくなる。したがって、低車速域にお
いて車両の取廻性を向上でき、また、高車速域において
高い走行安定性を得ることができる。
第10図から第14図にはこの発明の第２実施例にかかる
可変舵角比操舵装置を示す。なお、この第２実施例およ
び後述する第３実施例については前述した第１実施例と
同一の部分に同一の番号を付して説明を割愛する。
可変舵角比操舵装置を示す。なお、この第２実施例およ
び後述する第３実施例については前述した第１実施例と
同一の部分に同一の番号を付して説明を割愛する。
第10図に示すように、入力軸12と出力軸14とはケース
11に平行に支持され、変速機構40は第１の回転部材431
と第２の回転部材432とを有し、第１の回転部材431が第
１のボールねじ機構20のボールナット22に軸方向一体移
動可能かつ相対回転自在に係合し、第２の回転部材432
が第２のボールねじ機構30のボールナット32に軸方向一
体移動可能かつ相対回転自在に係合している。これら回
転部材431,432には、それぞれ第10図中の右側外周に球
状ブッシュ46,46を設けられたガイドピン43a,43aが突設
され、図中左側外周にセレーション43b,43bが形成され
ている。これら回転部材431,432は、それぞれ、ガイド
ピン43a,43aが球状ブッシュ46,46を介して揺動部材42と
係合し、また、セレーション43b,43bに第１および第２
の筒部材471,472が軸方向相対移動自在かつ一体回転可
能に嵌合している。
11に平行に支持され、変速機構40は第１の回転部材431
と第２の回転部材432とを有し、第１の回転部材431が第
１のボールねじ機構20のボールナット22に軸方向一体移
動可能かつ相対回転自在に係合し、第２の回転部材432
が第２のボールねじ機構30のボールナット32に軸方向一
体移動可能かつ相対回転自在に係合している。これら回
転部材431,432には、それぞれ第10図中の右側外周に球
状ブッシュ46,46を設けられたガイドピン43a,43aが突設
され、図中左側外周にセレーション43b,43bが形成され
ている。これら回転部材431,432は、それぞれ、ガイド
ピン43a,43aが球状ブッシュ46,46を介して揺動部材42と
係合し、また、セレーション43b,43bに第１および第２
の筒部材471,472が軸方向相対移動自在かつ一体回転可
能に嵌合している。
揺動部材42は、第11図に示すように、側面視略長円状
を成して長手方向中央外周部に一対の支軸42a,42aが突
設され、また、２つの回転部材431,432のガイドピン43
a,43bと対応して２つのガイド孔42c,42cが形成されてい
る。この揺動部材42は、支軸42a,42aが軸受45,45でケー
ス11に回転自在に取り付けられ、ガイド孔42c,42cに滑
り軸受44,44が設けられて回転部材431,432のガイドピン
43a,43aが摺動自在に嵌合している。この揺動部材42は
支軸42a,42a廻り、すなわち支軸42a,42aを揺動中心とし
て揺動可能にケース11に支持され、また、各回転部材43
1,432は回転でガイドピン43a,43aが揺動部材42のすべり
軸受44,44を摺動して揺動中心からの距離が変化する。
を成して長手方向中央外周部に一対の支軸42a,42aが突
設され、また、２つの回転部材431,432のガイドピン43
a,43bと対応して２つのガイド孔42c,42cが形成されてい
る。この揺動部材42は、支軸42a,42aが軸受45,45でケー
ス11に回転自在に取り付けられ、ガイド孔42c,42cに滑
り軸受44,44が設けられて回転部材431,432のガイドピン
43a,43aが摺動自在に嵌合している。この揺動部材42は
支軸42a,42a廻り、すなわち支軸42a,42aを揺動中心とし
て揺動可能にケース11に支持され、また、各回転部材43
1,432は回転でガイドピン43a,43aが揺動部材42のすべり
軸受44,44を摺動して揺動中心からの距離が変化する。
筒部材471,472は、それぞれ、ケース11に軸受48,48で
回転自在に支持され、第10図中左側外周にギア55,55が
形成されている。これら筒部材471,472のギア55,55には
ギア56が噛合し、このギア56と一体に設けられたギア57
にセクタギア58が噛合している。セクタギア58は、第12
図に示すように、中間部に突設された支軸58aがケース1
1に回動自在に支持され、図中右端に駆動ピン58bが突設
されている。このセクタギア58は、駆動ピン58bが駆動
アーム59と係合して駆動アーム59により駆動され、その
回転でギア56,57を介して筒部材471,472を逆方向に回転
させる。
回転自在に支持され、第10図中左側外周にギア55,55が
形成されている。これら筒部材471,472のギア55,55には
ギア56が噛合し、このギア56と一体に設けられたギア57
にセクタギア58が噛合している。セクタギア58は、第12
図に示すように、中間部に突設された支軸58aがケース1
1に回動自在に支持され、図中右端に駆動ピン58bが突設
されている。このセクタギア58は、駆動ピン58bが駆動
アーム59と係合して駆動アーム59により駆動され、その
回転でギア56,57を介して筒部材471,472を逆方向に回転
させる。
駆動アーム59は、第12図に示すように、両端にピスト
ン部59a,59bを、中間にＵ字状の溝59dが形成されたアー
ム部59cを有し、形成され、アーム部59cの溝59dにセク
タギア58の駆動ピン58bが遊合している。この駆動アー
ム59は、ピストン部59a,59bがそれぞれケース11に形成
されたシリンダ孔60a,60bに摺動自在に嵌入し、ピスト
ン部59aがシリンダ孔60aにポート61と連通した油室60を
画成し、また、ピストン部59bにシリンダ孔60bの底部と
の間でスプリング62が縮装されてこのスプリング62によ
り図中上方に付勢されている。
ン部59a,59bを、中間にＵ字状の溝59dが形成されたアー
ム部59cを有し、形成され、アーム部59cの溝59dにセク
タギア58の駆動ピン58bが遊合している。この駆動アー
ム59は、ピストン部59a,59bがそれぞれケース11に形成
されたシリンダ孔60a,60bに摺動自在に嵌入し、ピスト
ン部59aがシリンダ孔60aにポート61と連通した油室60を
画成し、また、ピストン部59bにシリンダ孔60bの底部と
の間でスプリング62が縮装されてこのスプリング62によ
り図中上方に付勢されている。
ポート61は、オイルポンプ63の吐出ポートと、また、
絞り64を介してリザーバタンク65にオイルポンプ63と並
列に連絡され、オイルポンプ63によって油圧が供給され
る。オイルポンプ63は、モータあるいはエンジン等で駆
動され、車速に対して比例的な吐出量特性でリザーバタ
ンク65内のオイルを加圧して吐出する。なお、このオイ
ルポンプ63は駆動車輪の差動機構の入力軸あるいは変速
機の出力軸で駆動されるように設けて吐出量を車速に依
存した特性に設定することも可能である。
絞り64を介してリザーバタンク65にオイルポンプ63と並
列に連絡され、オイルポンプ63によって油圧が供給され
る。オイルポンプ63は、モータあるいはエンジン等で駆
動され、車速に対して比例的な吐出量特性でリザーバタ
ンク65内のオイルを加圧して吐出する。なお、このオイ
ルポンプ63は駆動車輪の差動機構の入力軸あるいは変速
機の出力軸で駆動されるように設けて吐出量を車速に依
存した特性に設定することも可能である。
この第２実施例の可変舵角比操舵装置は、オイルポン
プ63が車速に対し比例した特性で圧油を吐出するため、
絞り64により作用でポート61、すなわち油室60には低車
速に小さく高車速時に大きな油圧が供給され、駆動アー
ム59が車速に応じて低車速時に小さく、高車速時に大き
く変位する。そして、この駆動アーム59の変位でセクタ
ギア58が駆動されて各筒部材471,472が逆方向に回動
し、これら筒部材471,472と一体に各回転部材431,432が
回動するため、各回転部材431,432はガイドピン43a,43a
が揺動部材42のすべり軸受44,44を摺動して揺動部材42
の揺動中心に対する距離、すなわち腕長さLi,Loが変化
する。この結果、低車速時においては、第13図に示すよ
うに、揺動部材42は第２のボールねじ機構30のボールナ
ット32との間の腕の長さLoが第１のボールねじ機構20の
ボールナット22との間の腕の長さLiより大きくなるた
め、操向ハンドル13による第１のボールねじ機構20のボ
ールナット22の変位が増大されて第２のボールねじ機構
30のボールナット32に伝達、すなわち大きな舵角比が得
られる。また逆に、第14図に示すように、高車速時にお
いては、揺動部材42は第１のボールねじ機構20のボール
ナット22との間の腕の長さLiが第２のボールねじ機構30
のボールナット32との間の腕の長さLoより大きくなり、
小さな舵角比が得られる。
プ63が車速に対し比例した特性で圧油を吐出するため、
絞り64により作用でポート61、すなわち油室60には低車
速に小さく高車速時に大きな油圧が供給され、駆動アー
ム59が車速に応じて低車速時に小さく、高車速時に大き
く変位する。そして、この駆動アーム59の変位でセクタ
ギア58が駆動されて各筒部材471,472が逆方向に回動
し、これら筒部材471,472と一体に各回転部材431,432が
回動するため、各回転部材431,432はガイドピン43a,43a
が揺動部材42のすべり軸受44,44を摺動して揺動部材42
の揺動中心に対する距離、すなわち腕長さLi,Loが変化
する。この結果、低車速時においては、第13図に示すよ
うに、揺動部材42は第２のボールねじ機構30のボールナ
ット32との間の腕の長さLoが第１のボールねじ機構20の
ボールナット22との間の腕の長さLiより大きくなるた
め、操向ハンドル13による第１のボールねじ機構20のボ
ールナット22の変位が増大されて第２のボールねじ機構
30のボールナット32に伝達、すなわち大きな舵角比が得
られる。また逆に、第14図に示すように、高車速時にお
いては、揺動部材42は第１のボールねじ機構20のボール
ナット22との間の腕の長さLiが第２のボールねじ機構30
のボールナット32との間の腕の長さLoより大きくなり、
小さな舵角比が得られる。
なお、この第２実施例において、スプリング62の初期
力を比較的大きく設定し、所定車速以下の低車速域で駆
動アーム59の変位を禁止して一定の舵角比を保持するよ
うに構成することも可能である。
力を比較的大きく設定し、所定車速以下の低車速域で駆
動アーム59の変位を禁止して一定の舵角比を保持するよ
うに構成することも可能である。
第15図から第18図にはこの発明の第３実施例にかかる
可変舵角比操舵装置を示す。
可変舵角比操舵装置を示す。
この第３実施例の可変舵角比操舵装置は、ケース11内
に２本のガイドロッド66,66を平行に配置し、これらガ
イドロッド66,66に略Ｕ字状の支持部材67を移動可能に
支持する。支持部材67には、中間部に揺動部材42が揺動
自在に支持され、端部にラック67aが形成されている。
揺動部材42は、中間部に支軸42a,42aが突設され、この
支軸42a,42aが支持部材67に回動可能に支持され、ま
た、支軸42a,42aの両側（第15図中上下）に長孔68a,68b
が形成され、長孔68a,68bに各ボールナット機構20,30の
ボールナット22,32に設けられたトラニオン22b,32bが遊
合している。ラック67aにはピニオン69が噛合し、この
ピニオン69と一体回転可能に設けられたウォームホイー
ル70が駆動モータ50の回転軸に固設されたウォーム50a
と噛合している。
に２本のガイドロッド66,66を平行に配置し、これらガ
イドロッド66,66に略Ｕ字状の支持部材67を移動可能に
支持する。支持部材67には、中間部に揺動部材42が揺動
自在に支持され、端部にラック67aが形成されている。
揺動部材42は、中間部に支軸42a,42aが突設され、この
支軸42a,42aが支持部材67に回動可能に支持され、ま
た、支軸42a,42aの両側（第15図中上下）に長孔68a,68b
が形成され、長孔68a,68bに各ボールナット機構20,30の
ボールナット22,32に設けられたトラニオン22b,32bが遊
合している。ラック67aにはピニオン69が噛合し、この
ピニオン69と一体回転可能に設けられたウォームホイー
ル70が駆動モータ50の回転軸に固設されたウォーム50a
と噛合している。
この第３実施例の可変舵角比操舵装置にあっては、前
述した第１実施例と同様にして駆動モータ50を制御し、
支持部材67が駆動モータ50により駆動されて揺動部材42
と一体に移動する。そして、低車速時においては、第17
図に示すように、揺動部材42は入力軸12側に位置して第
１のボールねじ機構20のボールナット22との間の腕の長
さLiが第２のボールねじ機構30のボールナット32との間
の腕の長さLoより短かくなるため、大きな舵角比を得る
ことができる。また逆に、高車速時においては、第18図
に示すように、揺動部材42は出力軸14側に位置して第２
のボールねじ機構30のボールナット32との間の腕の長さ
Loが第１のボールねじ機構20のボールナット22との間の
腕の長さLiより短くなるため、舵角比を小さくできる。
述した第１実施例と同様にして駆動モータ50を制御し、
支持部材67が駆動モータ50により駆動されて揺動部材42
と一体に移動する。そして、低車速時においては、第17
図に示すように、揺動部材42は入力軸12側に位置して第
１のボールねじ機構20のボールナット22との間の腕の長
さLiが第２のボールねじ機構30のボールナット32との間
の腕の長さLoより短かくなるため、大きな舵角比を得る
ことができる。また逆に、高車速時においては、第18図
に示すように、揺動部材42は出力軸14側に位置して第２
のボールねじ機構30のボールナット32との間の腕の長さ
Loが第１のボールねじ機構20のボールナット22との間の
腕の長さLiより短くなるため、舵角比を小さくできる。
なお、上述した各実施例では車速に応じて舵角比を変
えるが、手動操作により舵角比を変えるようにすること
も可能であることは言うまでも無い。
えるが、手動操作により舵角比を変えるようにすること
も可能であることは言うまでも無い。
（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかる可変舵角比操
舵装置によれば、操向ハンドルとステアリングギア機構
との間の操舵力の伝達系に直列に介設された２つのボー
ルねじ機構のボールナットを揺動自在なレバー部材で連
結し、このレバー部材の揺動中心から各ボールナットと
の連結点までの腕の長さを変えて変速、すなわち舵角比
を変えるように構成したため、操向ハンドルの中立位置
と操向車輪の中立位置とを常に一致させることができ、
また、操舵力を確実に伝達でき高い信頼性が得られる。
舵装置によれば、操向ハンドルとステアリングギア機構
との間の操舵力の伝達系に直列に介設された２つのボー
ルねじ機構のボールナットを揺動自在なレバー部材で連
結し、このレバー部材の揺動中心から各ボールナットと
の連結点までの腕の長さを変えて変速、すなわち舵角比
を変えるように構成したため、操向ハンドルの中立位置
と操向車輪の中立位置とを常に一致させることができ、
また、操舵力を確実に伝達でき高い信頼性が得られる。
第１図から第９図はこの発明の第１実施例にかかる可変
舵角比操舵装置を示し、第１図が正断面図、第２図が第
１図のII−II矢視断面図、第３図が第１図のIII−III矢
視断面図、第４図が一部拡大側断面図、第５図および第
６図が作用を説明するための一部拡大正面図、第７図が
制御系のブロック図、第８図が制御プログラムのフロー
チャート、第９図が制御処理に用いるデータテーブルで
ある。 第10図から第14図はこの発明の第２実施例にかかる可変
舵角比操舵装置を示し、第10図が正断面図、第11図が第
10図のXI−XI矢視断面図、第12図が第10図のXII−XII矢
視断面図、第13図および第14図が作用を説明するための
一部拡大正断面図である。 第15図から第18図はこの発明の第３実施例にかかる可変
舵角比操舵装置を示し、第15図が正断面図、第16図が第
15図のXVI−XVI矢視断面図、第17図および第18図が作用
を説明するための一部拡大正面図である。 11……ケース、12……入力軸、13……操向ハンドル、14
……出力軸、20……第１のボールねじ機構、21……ねじ
部、22……ボールナット、30……第２のボールねじ機
構、31……ねじ部、32……ボールナット、40……変速機
構、41……コネクティングロッド、42……揺動部材（レ
バー部材）、50……駆動モータ、53……車速センサ。
舵角比操舵装置を示し、第１図が正断面図、第２図が第
１図のII−II矢視断面図、第３図が第１図のIII−III矢
視断面図、第４図が一部拡大側断面図、第５図および第
６図が作用を説明するための一部拡大正面図、第７図が
制御系のブロック図、第８図が制御プログラムのフロー
チャート、第９図が制御処理に用いるデータテーブルで
ある。 第10図から第14図はこの発明の第２実施例にかかる可変
舵角比操舵装置を示し、第10図が正断面図、第11図が第
10図のXI−XI矢視断面図、第12図が第10図のXII−XII矢
視断面図、第13図および第14図が作用を説明するための
一部拡大正断面図である。 第15図から第18図はこの発明の第３実施例にかかる可変
舵角比操舵装置を示し、第15図が正断面図、第16図が第
15図のXVI−XVI矢視断面図、第17図および第18図が作用
を説明するための一部拡大正面図である。 11……ケース、12……入力軸、13……操向ハンドル、14
……出力軸、20……第１のボールねじ機構、21……ねじ
部、22……ボールナット、30……第２のボールねじ機
構、31……ねじ部、32……ボールナット、40……変速機
構、41……コネクティングロッド、42……揺動部材（レ
バー部材）、50……駆動モータ、53……車速センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】操向ハンドルと連結したスクリュシャフト
にボールナットが、循環するボールを介して螺合した第
１のボールねじ機構と、 操向車輪と連結したスクリュシャフトにボールナット
が、循環するボールを介して螺合した第２のボールねじ
機構と、 前記第１のボールねじ機構のボールナットと前記第２の
ボールねじ機構のボールナットとを揺動自在なレバー部
材を介して連結し、このレバー部材の揺動中心から第１
のボールねじ機構のボールナットまたは第２のボールね
じ機構のボールナットの少なくとも一方のボールナット
との連結部までの距離を調節可能な変速機構と、 を備えることを特徴とする可変舵角比操舵装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23624290A JP2809847B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 可変舵角比操舵装置 |
| GB9118877A GB2248216B (en) | 1990-09-06 | 1991-09-04 | Variable ratio steering system |
| US07/755,463 US5174407A (en) | 1990-09-06 | 1991-09-05 | Variable ratio steering system |
| DE4143520A DE4143520C2 (de) | 1990-09-06 | 1991-09-06 | Lenkvorrichtung mit veränderbarem Lenkwinkelverhältnis |
| DE4129731A DE4129731C2 (de) | 1990-09-06 | 1991-09-06 | Lenksystem mit variablem Lenkwinkelverhältnis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23624290A JP2809847B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 可変舵角比操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118382A JPH04118382A (ja) | 1992-04-20 |
| JP2809847B2 true JP2809847B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=16997887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23624290A Expired - Fee Related JP2809847B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 可変舵角比操舵装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5174407A (ja) |
| JP (1) | JP2809847B2 (ja) |
| DE (1) | DE4129731C2 (ja) |
| GB (1) | GB2248216B (ja) |
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