JP4031873B2

JP4031873B2 - Vehicle steering device

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Publication number: JP4031873B2
Application number: JP21833698A
Authority: JP
Inventors: 勝治渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: JP2000043737A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載したステアリング装置に関し、特に、可変舵角比操舵機構を備えたステアリング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ステアリング装置としては、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合、すなわち、舵角比を車速に応じて自動的に変化させるものがあり、例えば特開平７−２５７４０６号「車両用可変舵角比操舵装置」の技術がある。
【０００３】
この技術は、その公報の図１〜図３及び図８によれば、ステアリングホイール１（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）に連結した入力軸１１を、支持部材１４に偏心して回転可能に支持させ、支持部材１４をモータ２７にて回転させることで、出力軸１７に対する入力軸１１の偏心量を変えるというものである。この結果、入力軸１１の回転角に対する出力軸１７の回転角の割合、すなわち、ステアリングホイール１の操舵角と車輪の操舵角との舵角比は、公報の図５に示すように車速に応じて変わる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の可変舵角比操舵装置は、舵角比が車速に応じて変化するので、公報の図９で線ａ₂に示すように、ステアリングホイール１の回転角（操舵角）に対するラックストロークも、車速に応じて変化することになる。
しかし、車速が定まれば、出力軸１７に対する入力軸１１の偏心量は一定である。この結果、ハンドル回転角に対するラックストロークの特性は、車速毎に１種類の特性に機械的に定まる、いわゆる一義的に定まる特性となってしまう。従って、ステアリングホイール１の操舵角に対する舵角比の特性（舵角比特性）の、設定自由度は小さい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、可変舵角比操舵機構によって舵角比を変えるようにした車両用ステアリング装置において、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、ステアリングハンドルの操舵角に対する舵角比特性を適宜変更し、操舵感覚を任意に変えることができる技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１は、車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に、ステアリングハンドルで発生したステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵トルクに応じた補助トルクを発生してステアリング系に付加する電動機と、可変舵角比操舵機構とを備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした車両用ステアリング装置において、車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルから可変舵角比操舵機構の入力軸に伝達された操舵トルクが、可変舵角比操舵機構の出力軸からラックアンドピニオン機構を介して操向車輪に伝達される構成であり、ラックアンドピニオン機構は、出力軸に設けたピニオンと、このピニオンに噛み合うラックとから成り、可変舵角比操舵機構は、入力軸の最大回転角が、ラックの最大ストロークの制限を受ける構成であり、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させ、操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
操舵角増減機構の増減比率が１、すなわち、ステアリングハンドルの操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合が１であれば、ステアリングハンドルの操舵角と、可変舵角比操舵機構の入力軸の入力角とは、一致する。一方、増減比率を１より減少させたときには、ステアリングハンドルの最大操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合が減少する。このときには、可変舵角比操舵機構は舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角比を変えることになる。
このように、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定することができる。従って、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で適宜変更することにより、操舵感覚（操舵フィーリング）を任意に変えることができる。
【０００８】
請求項２は、比率変更手段が、操舵角増減機構の増減比率を手動操作にて変更するものであることを特徴とする。
増減比率を手動で変更する形式なので、動力で変更する形式に比べて、比率変更手段の構成は簡単になる。
【０００９】
請求項３は、比率変更手段に、エンジン作動信号を受けたときに手動操作を規制する規制手段を備えたことを特徴とする。
エンジン作動中には、規制手段にて操舵角増減機構の増減比率を一定のままとする。この結果、走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。
【００１０】
請求項４は、比率変更手段が、所定車速以下のときに操舵角増減機構の増減比率を変更させるものであることを特徴とする。
極めて低速走行時又は停車時にのみ、増減比率を変えることができる。従って、高速走行中に舵角比特性が変化して操舵感覚が急激に変わることを、防止できる。
【００１１】
請求項５は、車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に、ステアリングハンドルで発生したステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵トルクに応じた補助トルクを発生してステアリング系に付加する電動機と、可変舵角比操舵機構とを備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした車両用ステアリング装置において、車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させ、操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにし、比率変更手段が、車両が所定の低速走行中又は停車中であるときに、車両用ステアリング装置が故障した際の故障信号を受けたときには、正常時よりも操舵角増減機構の増減比率を低減させるものであることを特徴とする。
増減比率が低減すれば、ステアリングハンドルの最大操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合は減少する。可変舵角比操舵機構は舵角比特性のうち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲だけで、舵角比を変えることになる。ステアリングハンドルを最大操舵角で操舵しても、舵角比が小さいので、操舵トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ステアリングハンドルの操縦性が良く、ハンドルを切り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらには、車両用ステアリング装置が故障したときに、正常時よりも増減比率が低減するので、操舵感覚が変わり、運転者は故障したことを認識可能である。
【００１２】
請求項６は、比率変更手段が、増減比率の設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段を備えたことを特徴とする。
増減比率の設定が完了したときに、設定完了検出手段から検出信号を発し、この信号に基づいて、エンジンの再始動を可能にさせることができる。このようにすれば、増減比率の変更中には、エンジンを再始動することができないので、設定が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で操縦することができる。
【００１３】
請求項７は、操舵角増減機構が無段変速機であることを特徴とする。
無段変速機であれば、増減比率を無段階に自由に設定することができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は高まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図である。
車両用ステアリング装置１は、車両のステアリングハンドル２から操向車輪３，３に至るステアリング系４に、操舵トルクセンサ１０、操舵角増減機構３０及び可変舵角比操舵機構７０を、この順に連結するようにして備えた電動パワーステアリング装置である。詳しくは、車両用ステアリング装置１は、ステアリングハンドル２にステアリングシャフト５を介して、操舵トルクセンサ１０付き操舵角増減機構３０を連結し、この操舵角増減機構３０の出力軸３７に自在継手６，６を介して、可変舵角比操舵機構７０を連結したものである。
【００１５】
ステアリングハンドル２で発生したステアリング系４の操舵トルクを、操舵トルクセンサ１０で検出し、この検出信号に基づいて、主制御部８が制御信号を発生し、この制御信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを、電動機７２が発生し、補助トルクを可変舵角比操舵機構７０のラック軸７５に付加することができる。
また、車両用ステアリング装置１は、車速センサ７で検出した車速信号と、変位センサ１０４で検出した可変舵角比操舵機構７０の入力軸７７の偏心量信号とに基づいて、主制御部８が車速に応じた舵角比制御信号を発生し、この舵角比制御信号に基づいて、舵角比制御用電動機１０１で可変舵角比操舵機構７０を駆動して、舵角比を制御するものである。すなわち、可変舵角比操舵機構７０によって、ステアリングハンドル２の操舵角に対する舵角比を変えることができる。
【００１６】
図２は本発明に係る操舵トルクセンサ付き操舵角増減機構の上半部の断面図であり、操舵角増減機構３０の上部に操舵トルクセンサ１０を一体的に組付けたことを示す。
操舵トルクセンサ１０は、ステアリングシャフト５と操舵角増減機構３０の入力軸３１とをトーションバー１１で連結し、ステアリングシャフト５と入力軸３１との間での相対ねじり変位を検出することにより、ステアリング系４（図１参照）の操舵トルクを検出するものである。
トーションバー（弾性部材）１１は、文字通りトルクに対して正確にねじれ角が発生するメンバーであって、操舵トルクが作用すると、ステアリングシャフト５と入力軸３１との間での相対ねじり変位を発生する。このトーションバー１１は、上部を管状のステアリングシャフト５内に挿通してピン１２で結合し、下部を入力軸３１の上部にセレーション結合したものである。
【００１７】
詳しくは、操舵トルクセンサ１０は、ステアリングシャフト５と入力軸３１とに掛け渡すことで、両軸５，３１間の相対ねじれ変位に応じて軸方向へ変位可能なコア１３付きスライダ１４と、このスライダ１４の変位量（コア１３の変位量）を電気信号に変換するべくセンサ用ハウジング１５に取付けたコイル１６とからなる、非接触式操舵トルクセンサ（可変インダクタンス式センサ）である。
更に詳しくは、円筒状のスライダ１４に傾斜溝１４ａと縦長のストレート溝１４ｂとを形成し、傾斜溝１４ａにステアリングシャフト５のピン１７を嵌合し、また、ストレート溝１４ｂに入力軸３１のピン１８を嵌合することで、スライダ１４は相対ねじり変位に応じて軸方向へ変位可能である。
図中、１９は圧縮ばね、２１は軸受、２２はオイルシール、２３はコネクタである。
【００１８】
図３は本発明に係る操舵角増減機構の下半部の断面図である。
操舵角増減機構３０は、ステアリングハンドル２（図１参照）の操舵角に対して、可変舵角比操舵機構７０の入力軸の入力角の割合を増減させる機能を有し、本実施の形態ではステアリングハンドル２の操舵角を所定の割合、例えば１／６の割合で低減させるものであり、ギヤで２段減速する減速機構からなる。
詳しくは、操舵角増減機構３０は、上記入力軸３１と、入力軸３１の途中に一体に形成した第１小ギヤ３２と、第１小ギヤ３２と噛み合う第１大ギヤ３３と、第１大ギヤ３３と一体に形成した中間軸３４と、中間軸３４に一体に形成した第２小ギヤ３５と、第２小ギヤ３５と噛み合う第２大ギヤ３６と、出力軸３７と、これらの部材３１〜３６を収納するギヤケース３８とからなる。
【００１９】
各ギヤ３２，３３，３５，３６は平歯車である。第２大ギヤ３６は、ハブ３６ａを一体的に延長したハブ付きギヤであり、このハブ付きギヤは軸心上に貫通した貫通孔３６ｂを有し、この貫通孔３６ｂに出力軸３７を相対回転可能に且つ軸方向移動可能に挿入したものである。
さらに詳しくは、操舵角増減機構３０は、入力軸３１と第１小ギヤ３２と第２大ギヤ３６とを同心に配置し、第１小ギヤ３２と第２大ギヤ３６との間に且つギヤケース３８内にクラッチ収納スペースＳを設け、入力軸３１と中間軸３４とを平行に配置したものである。
【００２０】
ギヤケース３８は、軸受４１，４２を介して入力軸３１を支持し、軸受４３，４４を介して中間軸３４を支持し、軸受４５，４６を介してハブ３６ａの外周を支持することになる。このようなギヤケース３８は、上ケース３８ａと下ケース３８ｂと下部リッド３８ｃとを重ねて、ボルト止めするとともに、上ケース３８ａの上部をセンサ用ハウジング１５（図２参照）の下部とボルト止めしたものである。
【００２１】
本発明は、操舵角増減機構３０の増減比率を、比率変更手段５０で変更させるようにしたことを特徴とする。
本実施の形態における比率変更手段５０は、▲１▼入力軸３１の回転数を等速で出力軸３７に伝達するか、または、▲２▼入力軸３１の回転数を各ギヤ３２，３３，３５，３６にて減速して出力軸３７に伝達するかを選択して、切換えることにより、入力軸３１（ステアリングハンドル）の操舵角に対する出力軸３７の入力角の割合、すなわち、図１に示す可変舵角比操舵機構７０の入力軸７７における入力角の割合（増減比率）を、変更するものである。
【００２２】
具体的には、比率変更手段５０は、クラッチ収納スペースＳで入・出力軸３１，３７と同心に配置したクラッチ機構である。このクラッチ機構は、上クラッチ５１と下クラッチ５２との組合せ構造であり、これらの上・下クラッチ５１，５２は、例えば「つめクラッチ」である。
上クラッチ５１は、入力軸３１の下端部３１ａにセレーション結合した入力側クラッチ半体５３と、出力軸３７の上端部３７ａにセレーション結合した出力側クラッチ半体５４とからなる。入力側クラッチ半体５３の下端のクラッチ爪５３ａ…（…は複数を示す。以下同じ。）と、出力側クラッチ半体５４の上端のクラッチ爪５４ａ…とが、噛み合い可能である。
下クラッチ５２は、出力側クラッチ半体５４と、第２大ギヤ３６の上端面に形成したクラッチ爪３６ｃ…とからなる。出力側クラッチ半体５４の下端のクラッチ爪５４ｂ…と、第２大ギヤ３６のクラッチ爪３６ｃ…とが、噛み合い可能である。
【００２３】
ところで、出力軸３７は、スライダ５５を相対回転可能に且つ軸方向移動不能に取付けたものである。上記ギヤケース３８は、スライダ５５を介して出力軸３７を回転可能に且つ軸方向移動可能に支持し、メタル軸受５６を介して出力側クラッチ半体５４を回転可能に且つ軸方向移動可能に支持することになる。
出力軸３７が軸方向へ移動したときに、図１に示す２個の自在継手６，６がスイングして移動量を吸収するので、軸方向移動作用は円滑である。
５７，５７は抜止め用ボルト、５８は止め輪である。
【００２４】
比率変更手段５０は、操舵角増減機構３０の増減比率を手動操作にて変更するための、切換えレバー機構６０を備える。具体的には、上・下クラッチ５１，５２を切換えレバー機構６０で切換えるものである。
切換えレバー機構６０は、ギヤケース３８に取付けた支軸６１と、支軸６１にスイング可能に支承された切換えレバー６２と、切換えレバー６２の長孔６２ａに嵌合するべくスライダ５５から延ばした切換えピン６３と、切換えレバー６２のスイング位置を保持するための節度機構（クリック機構）６４とからなる。
切換えピン６３は、例えば、基端をスライダ５５にねじ込んだボルトであり、ギヤケース３８の長孔３８ｄを貫通して、先端を切換えレバー６２の長孔６２ａに嵌合するものである。
切換えピン６３が上下方向に移動することにより、スライダ５５を介して出力軸３７が軸方向に移動し、上・下クラッチ５１，５２を切換える。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る切換えレバー機構の説明図であり、切換えレバー６２のスイング範囲を、（ａ）の左スイング位置Ｓｌと（ｂ）の右スイング位置Ｓｒの間に設定するために、左右２個のストッパ６５Ｌ，６５Ｒを配置したことを示す。
左スイング位置Ｓｌは、図３の上クラッチ５１を噛み合わせる位置であり、右スイング位置Ｓｒは、下クラッチ５２を噛み合わせる位置である。
切換えレバー６２の長孔６２ａは、支軸６１の位置と逆向きの円弧孔であり、この円弧孔は、切換えレバー６２を左スイング位置Ｓｌから右スイング位置Ｓｒへ切換えたときに、切換えピン６３を寸法Ｈだけ押し下げるような形状である。
【００２６】
上記比率変更手段５０（図３参照）は、操舵角増減機構３０の増減比率の設定が完了したことを検出するための、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒを備えたことを特徴とする。本実施の形態における第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、切換えレバー６２のスイング方向両側に配置した２個のリミットスイッチである。
詳しくは、第１設定完了検出手段６６Ｌは、左スイング位置Ｓｌで切換えレバー６２に接することで、上クラッチ５１の噛合せ設定完了を検出し、「上クラッチ噛合い信号」を発する。第２設定完了検出手段６６Ｒは、右スイングＳｒ位置で切換えレバー６２に接することで、下クラッチ５２の噛合せ設定完了を検出し、「下クラッチ噛合い信号」を発する。
【００２７】
上記主制御部８は、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒの上クラッチ噛合い信号や下クラッチ噛合い信号に基づいて、エンジン制御部６７に「エンジン再始動可能信号」を発する機能を有する。エンジン制御部６７は、「エンジン再始動可能信号」を受けているときだけ、図示せぬエンジンの再始動が可能なように、制御することになる。この結果、増減比率の変更中には、エンジンを再始動することができないので、設定が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で操縦することができる。
【００２８】
さらに、比率変更手段５０（図３参照）は、エンジン制御部６７から「エンジン作動信号」（エンジンが作動しているときに発する信号）を受けたときに手動操作を規制するための、第１・第２規制手段６８Ｌ，６８Ｒを備えたことを特徴とする。本実施の形態における第１・第２規制手段６８Ｌ，６８Ｒは、ソレノイドであり、このソレノイドは、「エンジン作動信号」を受けているときのみ、ピストン６８ａが伸びるものである。
詳しくは、第１規制手段６８Ｌは、左スイング位置Ｓｌで切換えレバー６２の切欠き部６２ｂにピストン６８ａが嵌合してロックし、第２規制手段６８Ｒは、右スイング位置Ｓｒで切欠き部６２ｂにピストン６８ａが嵌合してロックする。エンジン作動中には、操舵角増減機構３０の増減比率は一定である。走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。エンジン停止時にのみ、切換えレバー６２をスイングさせて、増減比率を変えることができる。
【００２９】
図５は本発明に係る節度機構の断面図である。
節度機構６４は、支軸６１に形成した２個の凹部６１ａ，６１ｂと、凹部６１ａ，６１ｂの一方に選択的に嵌合するボール６４ａと、ボール６４ａを凹部６１ａ，６１ｂ側に弾発する圧縮ばね６４ｂと、圧縮ばね６４ｂの弾発力を調節する調節ねじ６４ｃとからなる。切換えレバー６２は節度機構６４を備えたので、左スイング位置Ｓｌと右スイング位置Ｓｒとで、位置がふらつくことがない。
【００３０】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段の作用説明図である。
（ａ）は、切換えレバー６２が左スイング位置Ｓｌにあり、切換えピン６３並びにスライダ５５を介して、出力軸３７を上昇させた状態を示す。このとき、出力側クラッチ半体５４が上昇して、下クラッチ５２が解除し上クラッチ５１が噛み合う。入力軸３１の操舵トルクは、上クラッチ５１を介して出力軸３７に伝わる。入力軸３１の回転数と出力軸３７の回転数とは、等速のＮ₁である。従って、入力軸３１の回転角（ステアリングハンドルの操舵角）に対する出力軸３７の回転角の割合は１（増減比率Ｇ＝１）である。
【００３１】
（ｂ）は、切換えレバー６２を右スイング位置Ｓｒにスイングさせることにより、切換えピン６３並びにスライダ５５を介して、出力軸３７を寸法Ｈだけ下降させた状態を示す。このとき、出力側クラッチ半体５４が下降して、上クラッチ５１が解除し下クラッチ５２が噛み合う。入力軸３１の操舵トルクは、第１小ギヤ３２→第１大ギヤ３３→中間軸３４→第２小ギヤ３５→第２大ギヤ３６→下クラッチ５２の経路で出力軸３７に伝わる。入力軸３１の回転数Ｎ₁に対して出力軸３７の回転数は１／６に減速されたＮ₂である。従って、入力軸３１の回転角に対する出力軸３７の回転角の割合は１／６（増減比率Ｇ＝１／６）である。
【００３２】
切換えレバー６２を再び左スイング位置Ｓｌにスイングさせると、上・下クラッチ５１，５２は上記（ａ）の状態に反転する。
このように、切換えレバー６２を手動操作にて切換えることにより、操舵角増減機構３０の増減比率ＧをＧ＝１とＧ＝１／６とに、比率変更手段５０で変更させることができる。
【００３３】
図７は本発明に係る可変舵角比操舵機構の全体構成図であり、一部を断面して示す。
可変舵角比操舵機構７０は、ラックアンドピニオン機構７１、電動機７２、ボールねじ７３を車幅方向に延びる固定ハウジング７４に収納したものである。
電動機７２は、固定ハウジング７４の副ハウジング７４ａ内に収納した環状のステータ７２ａと、ステータ７２ａ内に同心的に配置したロータ７２ｂと、ロータ７２ｂに固定した管状の出力軸７２ｃとからなる。
ラックアンドピニオン機構７１のラック軸７５は、出力軸７２ｃ内に回転可能に挿通するとともに、ボールねじ７３によって出力軸７２ｃと連結したものである。
【００３４】
図８は図７の８−８線断面図である。
可変舵角比操舵機構７０は、固定ハウジング７４内に可動ハウジング７６を回転可能に支持し、可動ハウジング７６内に入力軸７７を回転可能に支持し、入力軸７７にカップリング７８を介して出力軸７９を連結し、さらに、出力軸７９を固定ハウジング７４に回転可能に支持したものである。可動ハウジング７６の回転中心と入力軸７７の回転中心とは、互いに偏心している。この偏心については、後述する。入力軸７７は、自在継手６，６（図１参照）を介して、操舵角増減機構３０の出力軸３７に連結した軸である。
【００３５】
詳しくは、入力軸７７に軸直角方向への相対移動可能に且つ相対回転不能にカップリング７８を連結し、このカップリング７８の偏心した位置に出力軸７９の偏心した部位を回転可能に連結したものである。
なお、固定ハウジング７４は、上部固定ハウジング７４ｂと下部固定ハウジング７４ｃとを重ねて、ボルト止めしたものである。
【００３６】
カップリング７８は、入力軸７７の下端に一体に形成した上部フランジ８１と、上部フランジ８１に複数のボール８２…を介して連結した下部フランジ８３と、下部フランジ８３の下端から下方へ延びて出力軸７９の連結孔７９ａに連結した連結軸（中間軸）８４とからなる。
詳しくは、カップリング７８は、上部フランジ８１の下端面に側断面視テーパ形状の連結溝８１ａを形成し、また、下部フランジ８３の上端面に側断面視テーパ形状の連結溝８３ａを形成し、これら連結溝８１ａ，８３ａに３つのボール８２…を１列に並べて、連結溝８１ａ，８３ａのテーパ面に当てることで、上・下部フランジ８１，８３間を連結したものである。このため、カップリング７８は、入力軸７７に対して、軸直角方向への相対移動可能に且つ相対回転不能に連結することになる。
連結孔７９ａは出力軸７９から偏心した位置にあり、また、連結軸８４は入力軸７７から偏心した位置にある。これら連結孔７９ａと連結軸８４は、互いに回転可能に連結したものである。
【００３７】
このようにカップリング７８は、▲１▼入力軸７７に対して、軸直角方向に相対移動可能に且つ相対回転不能に係合し、▲２▼入力軸７７に対して偏心して設けられた出力軸７９の、更に偏心する部位に、軸直角方向に相対移動不能に且つ相対回転可能に係合したものである。換言すると、カップリング７８によって、入力軸７７と出力軸７９とは、軸直角方向に相対移動可能に且つ互いに関連した回転をなすように連結したものである。
【００３８】
出力軸７９は外周面に、ラックアンドピニオン機構７１をなすピニオン７９ｂを形成し、このピニオン７９ｂはラック軸７５のラック７５ａと噛み合うものである。
図中、８５は板状のボール保持器、８６はスラストベアリング、８７はニードルベアリング、８８，８９はオイルシール、９１〜９４は軸受、９５はナット、９６は調整ボルト、９７はラックガイド、Ｍは後述するウォーム軸１０３の軸線である。
【００３９】
図９は図８の９−９線断面図であり、平面視において、ウォーム軸１０３の軸直角方向へ且つ可動ハウジング７６の回転中心Ｏからウォーム軸１０３と反対方向へ距離Ｌだけ偏心した位置に、入力軸７７の回転中心Ａを設けたことを示す。可変舵角比操舵機構７０は、駆動手段としての舵角比制御用電動機１０１にてウォームギヤ機構１０２を介して可動ハウジング７６を回転させることで、入力軸７７の軸心Ａを変位させて、操舵角の割合を変えるようにしたものである。舵角比制御用電動機１０１は、制御手段８（図１参照）の舵角比制御信号に応じて正・逆転し、入力軸７７の軸心Ａを変位させる減速機付きモータである。
ウォームギヤ機構１０２は、舵角比制御用電動機１０１の出力軸１０１ａに連結したウォーム軸１０３と、ウォーム軸１０３のウォーム１０３ａに噛み合うホイール７６ａとからなる。ホイール７６ａは可動ハウジング７６の外周面の一部に形成した歯である。
【００４０】
固定ハウジング７４は、入力軸７７の変位量を検出する変位センサ１０４を取付けたものである。詳しくは、変位センサ１０４は、可動ハウジング７６の外周面に形成したカム面７６ｂの変化量を検出することにより、入力軸７７の軸心Ａの変位量を間接的に検出するものであり、カム面７６ｂに接した先端部１０４ａが進退するポテンショメータからなる。
図中、１０５は中空偏心スリーブ、１０６は軸受、１０７はニードルベアリング、１０８はナットである。
【００４１】
図１０は本発明に係るウォームギヤ機構、可動ハウジング及び入力軸の関係説明図である。
ウォーム１０３ａは、車速に応じて舵角比制御用電動機１０１（図９参照）で回転されるものである。ウォーム１０３ａが正・逆転すると、可動ハウジング７６は回転角θの範囲で正・逆転する。可動ハウジング７６の回転中心Ｏと入力軸７７の回転中心Ａとは、偏心している。このため、可動ハウジング７６の回転角θに対応して、入力軸７７の回転中心ＡはＡ₁〜Ａ₂の範囲で変化する。例えば、（１）高速域の車速では角度Ａ₁の位置に変位し、（２）低速域の車速では角度Ａ₂の位置に変位する。
なお、回転中心Ａの変位軌跡は、正確には回転中心Ｏを中心とした円弧である。しかし、回転中心Ａの径方向の変位量Ｚは、無視できる程度である。従って、以下の説明においては、回転中心Ａの変位軌跡が、この図の左右方向の直線である（回転中心Ａの径方向の変位量Ｚ＝０）として、説明する。
【００４２】
図１１は本発明に係る入力軸、カップリング及び出力軸の関係説明図であり、入力軸７７にカップリング７８を軸直角方向への相対移動可能に連結したことを示す。
入力軸７７の回転中心Ａが角度Ａ₁の位置にあるとき、入力軸７７の回転中心（軸心）Ａと、出力軸７９の回転中心（軸心）Ｂと、連結軸８４の作用点（軸心）Ｃとは、平面視で前記相対移動方向に一直線上に配列したものである。回転中心Ａは、回転中心Ｂと作用点Ｃの間に配列したものである。
【００４３】
入力軸７７が回転すると、カップリング７８のボール８２…の作用により、連結軸８４は出力軸７９の軸心回りを旋回する。すなわち、連結軸８４は出力軸７９の軸線を中心として公転する。この結果、入力軸７７の回転力によって、出力軸７９は回転する。
ところで、回転中心Ａから回転中心Ｂまでの距離をｘ（偏位量ｘ）とし、回転中心Ｂから作用点Ｃまでの距離をｙ（偏位量ｙ）とする。回転中心ＡはＡ₁〜Ａ₂の範囲で変化するものであり、これに対して、回転中心Ｂは固定位置である。
以下、偏位量ｘの変化に伴う舵角比の変化について、図１２及び図１３に基づき説明する。
【００４４】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理説明図であり、高速域の車速における舵角比の変化を模式的に示す。
図１２（ａ）は上記図１１の構成を模式的に表したものであり、この（ａ）に示すように、高速域では回転中心Ａが角度Ａ₁の位置にある。このとき、出力軸の回転中心Ｂと、入力軸の回転中心Ａと、係合軸の作用点Ｃとは、図左から右へこの順に一直線上に配列しており、この状態を模式的平面図として表したものが、図１２（ｂ）である。すなわち、図１１におけるＡ，Ｂ，Ｃの並びが図１２（ｂ）のＡ，Ｂ，Ｃ（Ｃ₀）の並びに相当する。
【００４５】
なお、作用点Ｃは、回転中心Ｂを中心として旋回するものであるため、右の点Ｃと左の点Ｃとで区別がつきにくい。そこで、角度０゜又は角度１８０゜を添字としたＣ₀，Ｃ₁₈₀を付記することで、明瞭化した。作用点Ｃが、Ｃ₀を起点として図時計回り（矢印方向）に旋回することで、以下の説明を行う。
【００４６】
図１２（ｂ）において、入力軸の回転角をαとし、出力軸の回転角をβとすると、次の関係式が導かれる。
ｙ・ｓｉｎβ＝（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ）ｔａｎα ……(1)
であるから、入力軸の回転角αは
α＝ｔａｎ^-1（（ｙ・ｓｉｎβ）／（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ）） ……(2)
で表される。
【００４７】
従って、作用点Ｃが点Ｃ₀から点Ｃｘへ変位したときに、出力軸の回転角はβであり、このときの入力軸の回転角はαである。また、係合軸の作用点が点Ｃ₀から点Ｃｙへ変位したときに、出力軸の回転角はβ１であり、このときの入力軸の回転角はα１である。回転中心Ｂと作用点Ｃとの間に回転中心Ａがあるので、回転角βは回転角αよりも小さく、回転角β１は回転角α１よりも小さい（β＜α、β１＜α１）。
【００４８】
一方、低速域では回転中心Ａが角度Ａ₂の位置にあるので、回転中心Ａと回転中心Ｂとは一致する。従って、偏位量ｘは０（ｘ＝０）である。この結果、入力軸の回転角αと出力軸の回転角βは同一であり、入力軸の回転角α１と出力軸の回転角β１は同一である（α＝β、α１＝β１）。
【００４９】
図１３は本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特性線図である。
この図は、横軸を入力軸７７の回転角（入力側回転角）αとし、右の縦軸を出力軸７９の回転角βとし、左の縦軸をラック７５ａのストロークとして表したものであって、線ｘ₀，ｘ₁に基づき、入力軸の回転角αに対する、出力軸の回転角βの割合並びにラック７５ａのストロークの割合を示す。
なお、ここでは操舵角増減機構３０を設けない場合について、先に説明する。
▲１▼線ｘ₀は、偏位量ｘを０にした場合（低速域）の舵角比特性を示す。
▲２▼線ｘ₁は、偏位量ｘを変化させた場合（高速域）の舵角比特性を示す。
図から明らかなように、偏位量ｘを０にすれば線ｘ₀のように、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの割合、すなわち、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合（舵角比）は等しい。また、偏位量ｘを連続的に変化させることにより、舵角比を連続的に変化させることができる。従って、偏位量ｘを車速に応じて制御すれば、舵角比特性を最適条件に変化させることができる。
【００５０】
ところで、線ｘ₁は、入力軸の回転角αが１８０°の場合に出力軸の回転角βが１８０°となる特性に設定されている。このような特性は、図８の可変舵角比操舵機構７０における各部材（入力軸７７、連結軸８４、出力軸７９）の位置関係により決定される。そして、従来は操舵角増減機構３０がないので、ステアリングハンドル２の操舵角と入力軸の回転角αとが、同一であった。例えば、操舵角が０°のときに、入力軸の回転角αも０°である。また、操舵角が最大角（例えば、１８０°）のときに、入力軸の回転角αも１８０°である。このため、可変舵角比操舵機構７０は、入力軸の回転角αの全範囲（０°〜１８０°）にわたり、特定の舵角比特性にて舵角比を変える。
【００５１】
さらには、線ｘ₁は、図右肩上がりの直線である線ｘ₀よりも下方に湾曲した曲線であり、この曲線は、入力軸の回転角αが概ね９０°以下において勾配が緩く、９０°を越えると勾配がきつい曲線である。しかも、フル操舵の状態（図１の操向車輪３，３が最大操舵角の状態）では、回転角βは車速と無関係に一定である。線ｘ₁が非線形なので、入力軸の回転角αが小さいときと大きいときとでは、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの割合、すなわち、舵角比は一定ではない。
【００５２】
本発明は、このような舵角比特性を適宜変更し、操舵感覚を任意に変えるようにしたことを特徴とする。
図１を参照しつつ説明すると、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇ＝１、すなわち、ステアリングハンドル２の操舵角に対して、可変舵角比操舵機構７０における入力軸７７の入力角の割合が１であれば、ステアリングハンドル２の操舵角と、入力軸７７の入力角（回転角）αとは、一致する。従って、線ｘ₀，ｘ₁の舵角比特性に基づき、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたって、操向車輪３，３を操舵することができる。
【００５３】
また、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇ＝１／６、すなわち、ステアリングハンドル２の操舵角に対して入力軸７７の入力角の割合が１／６に減少すると、ステアリングハンドル２の最大操舵角が５４０°の場合に、入力軸７７の回転角αは各９０°（減少角）となる。また、操舵角が０°のときに、入力軸７７の回転角αは０°である。
入力軸７７の回転角αが９０°以下であれば、線ｘ₀，ｘ₁は車速に応じた勾配を有するほぼ直線（実線にて示す線ｘ₁₀，ｘ₁₁）である。
このような実線ｘ₁₀から実線ｘ₁₁までの直線的な特性を有する範囲だけを使用した舵角比特性なので、高速域の車速においては、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたって、緩い勾配特性で操向車輪３，３を操舵することができる。また、低速域の車速においては、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたって、きつい勾配特性で操向車輪３，３を操舵することができる。
【００５４】
換言すれば、入力軸７７の回転角αが小さければ、ステアリングハンドル２を全操舵範囲で操舵しても、可変舵角比操舵機構７０における非線形の舵角比特性のうち、一部の狭い範囲だけを使用することになる。一部の範囲だけであれば、非線形であっても比例特性に近似した舵角比特性で操舵することができる。
従って、ステアリングハンドル２の操舵角に対するラック７５ａのストローク特性、すなわち、操向車輪３，３の操舵角特性は、車速に応じたほぼ比例的な特性であり、車両の操縦性能を一層高めることができる。
また、操舵角を操舵角増減機構３０で減少させたときには、可変舵角比操舵機構７０は、入力軸７７の回転角αの全範囲のうち、一部の狭い範囲（０°〜減少角）で、特定の舵角比特性にて舵角比を変える。すなわち、舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角比を変える。
【００５５】
このように、ステアリングハンドル２の操舵角を操舵角増減機構３０で増減させて、可変舵角比操舵機構７０に伝達することにより、ステアリングハンドル２の操舵角に対して、舵角比特性のうち、どの範囲を使用するかを選択することができる。
従って、ステアリングハンドル２の操舵角に対する操向車輪３，３の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構７０だけでなく、操舵角増減機構３０によっても設定することができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は高まる。そして、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇを比率変更手段７０で適宜変更することにより、操舵感覚（操舵フィーリング）を任意に変えることができる。
【００５６】
図１４は本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角比特性線図であり、横軸をステアリングハンドル２の操舵角とし、縦軸をラック７５ａのストロークとして表したものである。
この図は上記図１３に対応した図であり、ステアリングハンドル２を右回転させた場合に図右半分の舵角比特性を有し、ステアリングハンドル２を左回転させた場合に図左半分の舵角比特性を有することを示す。
【００５７】
図１５は本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第１変形例）の断面図である。
第１変形例は、比率変更手段５０の切換えレバー機構６０を、電動式切換え機構１１０に代えたことを特徴とする。比率変更手段５０の他の構成及び操舵角増減機構３０の構成は、上記図３に示す構成と同一であり、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
図１６（ａ），（ｂ）は本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の電動式切換え機構の説明図である。
電動式切換え機構１１０は、切換え用電動機１１１と、切換え用電動機１１１の出力軸１１１ａに連結したウォーム軸１１２と、ウォーム軸１１２のウォーム１１２ａに噛み合うホイール１１３と、ホイール１１３をスイング可能に支承する上記支軸６１と、ホイール１１３の長孔１１３ａに嵌合するための上記切換えピン６３とからなる。
【００５９】
切換え用電動機１１１は、ホイール１１３を（ａ）の左スイング位置Ｓｌと（ｂ）の右スイング位置Ｓｒの範囲でスイングさせる電動機である。左スイング位置Ｓｌは、図１５の上クラッチ５１を噛み合わせる位置であり、右スイング位置Ｓｒは、下クラッチ５２を噛み合わせる位置である。
ホイール１１３は側面視扇形状のギヤ（セクタギヤ）である。ホイール１１３の長孔１１３ａは上記図４に示す長孔６２ａと同一構成であり、切換えピン６３を寸法Ｈだけ上下に移動させることができる。
【００６０】
第１設定完了検出手段６６Ｌは、左スイング位置Ｓｌでホイール１１３の左端１１３ｂに接して、上クラッチ５１の噛合せ設定完了を検出し、「上クラッチ噛合い信号」を発する。第２設定完了検出手段６６Ｒは、右スイングＳｒ位置でホイール１１３の左端１１３ｃに接して、下クラッチ５２の噛合せ設定完了を検出し、「下クラッチ噛合い信号」を発する。
図中、１１４はケース、１１５，１１６は軸受である。
【００６１】
図１７は本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の回路図である。
第１変形例の主制御部８は、上記車速センサ７の車速信号、第１設定完了検出手段６６Ｌの上クラッチ噛合い信号、第２設定完了検出手段６６Ｒの下クラッチ噛合い信号、故障検出部１２１の故障信号、クラッチ切換スイッチ機構１２２のスイッチ信号に基づいて、切換え用電動機１１１、スイッチ操作可否表示部１２３、クラッチ噛合い表示部１２４を制御する機能を有する。
この主制御部８は、例えばマイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等からなる。
【００６２】
故障検出部１２１は、車両用ステアリング装置１（操舵トルクセンサ１０、可変舵角比操舵機構７０等）の故障を検出して故障信号を発するものである。
クラッチ切換スイッチ機構１２２は、クラッチ上げスイッチ信号を発するクラッチ上げスイッチ１２２ａと、クラッチ下げスイッチ信号を発するクラッチ下げスイッチ１２２ｂと、クラッチ上げスイッチ１２２ａとクラッチ下げスイッチ１２２ｂとを切換えるべく、２方向（上下又は左右）に倒し操作するレバー１２２ｃとからなる手動スイッチ機構である。この手動スイッチ機構は、例えば、レバー１２２ｃが倒し操作した向きを維持する形式のトグルスイッチである。
スイッチ操作可否表示部１２３は、主制御部８の表示信号に基づき、クラッチ切換えスイッチ機構１２２の操作が可能であるか否かについて、表示するものである。クラッチ噛合い表示部１２４は、主制御部８の表示信号に基づき、上・下クラッチ５１，５２の噛み合い状態について、表示するものである。
【００６３】
図１８は本発明に係る主制御部の制御フローチャートであり、図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。以下、図１７を参照しつつ説明する。
ＳＴ０１；初期設定をする。（フラグＳ＝０及びＴ＝０と設定する。）
ＳＴ０２；各種データを読み込む。（車速センサ７の車速信号、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒの上・下クラッチ噛合い信号、故障検出部１２１の故障信号、クラッチ上げ・下げスイッチ１２２ａ，１２２ｂのクラッチ上げ・下げスイッチ信号の読み込み。）
ＳＴ０３；所定車速以下（例えば、５ｋｍ／Ｈｒ以下）の低速であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ０４」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０５」に進む。ＹＥＳなら低速走行中又は停車中であり、上・下クラッチ５１，５２を切換えても、操舵感覚が急激に変わることはない。
ＳＴ０４；フラグＳ＝０と設定して「ＳＴ０６」に進む。
ＳＴ０５；フラグＳ＝１と設定して「ＳＴ１０」に進む。
【００６４】
ＳＴ０６；故障検出部１２１から故障信号がなかったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ０７」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０８」に進む。
ＳＴ０７；フラグＴ＝０と設定して「ＳＴ０９」に進む。
ＳＴ０８；フラグＴ＝１と設定して「ＳＴ１０」に進む。
ＳＴ０９；スイッチ操作可否表示部１２３に「クラッチ切換えスイッチ機構１２２の操作が可能である」ことを表示させて、「ＳＴ１１」に進む。
ＳＴ１０；スイッチ操作可否表示部１２３に「クラッチ切換えスイッチ機構１２２の操作が不可である」ことを表示させて、「ＳＴ１１」に進む。
【００６５】
ＳＴ１１；第１設定完了検出手段６６Ｌから上クラッチ噛合い信号があったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１２」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１８」に進む。
ＳＴ１２；切換え用電動機１１１を停止させて、「ＳＴ１３」に進む。すなわち、上クラッチ５１の噛合い作動を停止させる。
ＳＴ１３；クラッチ噛合い表示部１２４に「上クラッチ５１が噛み合い状態にある」ことを表示させて、「ＳＴ１４」に進む。
【００６６】
ＳＴ１４；フラグＳ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１５」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ１５；フラグＴ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１６」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１７」に進む。
ＳＴ１６；クラッチ下げスイッチ１２２ｂがＯＮであるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１７」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ１７；切換え用電動機１１１を逆転させて、「ＳＴ０２」にリターンする。すなわち、下クラッチ５２の噛合い作動をさせる。
【００６７】
ＳＴ１８；第２設定完了検出手段６６Ｒから下クラッチ噛合い信号があったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１９」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ２５」に進む。
ＳＴ１９；切換え用電動機１１１を停止させて、「ＳＴ２０」に進む。すなわち、下クラッチ５２の噛合い作動を停止させる。
ＳＴ２０；クラッチ噛合い表示部１２４に「下クラッチ５２が噛み合い状態にある」ことを表示させて、「ＳＴ２１」に進む。
ＳＴ２１；フラグＳ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２２」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ２２；フラグＴ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２３」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ２３；クラッチ上げスイッチ１２２ａがＯＮであるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２４」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ２４；切換え用電動機１１１を正転させて、「ＳＴ０２」にリターンする。すなわち、上クラッチ５１の噛合い作動をさせる。
ＳＴ２５；クラッチ噛合い表示部１２４に、「上クラッチ５１と下クラッチ５２とを切換え中である」ことを表示させて、「ＳＴ０２」にリターンするる。
【００６８】
ステップＳＴ０３〜ＳＴ０５，ＳＴ１４並びにＳＴ２１の集合は、所定車速以下のときに、操舵角増減機構３０（図１５参照）の増減比率を変更可能とするための、変更可否判断手段をなす。
ステップＳＴ０６〜ＳＴ０８，ＳＴ１５並びにＳＴ２２の集合は、故障検出部１２１から故障信号を受けたときに、正常時よりも、入力軸３１の回転角に対する出力軸３７の回転角の割合（増減比率Ｇ）を低減させる、いわゆる、ステアリングハンドル２の操舵角を低減させるための故障時操舵角低減手段をなす。
【００６９】
以上の説明から明らかなように、主制御部８の制御フローチャートに基づき、下記（１），（２）の制御をなすことができる。
（１）所定車速以下において、車両用ステアリング装置１が故障せず、上クラッチ５１又は下クラッチ５２が噛み合っているときには、レバー１２２ｃにてクラッチ上げ・下げスイッチ１２２ａ，１２２ｂを切換えて、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇを変更することができる。
（２）所定車速以下において、車両用ステアリング装置１が故障したときには、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇを、正常時よりも低減させることができる。
【００７０】
上述のように、比率変更手段５０は、故障信号を受けたときに、正常時よりも操舵角増減機構７０の増減比率Ｇを低減させる。増減比率Ｇが低減すれば、図１及び図１３に示すように、可変舵角比操舵機構７０は入力軸７７の回転角αの全範囲のうち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲（０°〜減少角）だけで、舵角比を変えることになる。すなわち、舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角比を変える。ステアリングハンドル２を最大操舵角で操舵しても、舵角比が小さいので、操舵トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ステアリングハンドル２の操縦性が良く、ハンドル２を切り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらには、正常時よりも増減比率Ｇが低減するので、操舵感覚が変わり、運転者は故障したことを認識可能である。
【００７１】
図１９は本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第２変形例）の断面図である。
第２変形例は、操舵角増減機構３０が、増減比率を無段階に設定する無段変速機であることを特徴とする。主制御部８の構成、比率変更手段５０の構成及び操舵角増減機構３０の他の構成は、上記図１５〜図１８に示す第１変形例の構成と同一であり、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
具体的には、操舵角増減機構３０は、入力軸３１と、第１小ギヤ３２と、第１小ギヤ３２と噛み合う第１大ギヤ１３３と、第１大ギヤ１３３をセレーション結合した中間軸１３４と、中間軸１３４に相対回転可能に嵌合した第２小ギヤ１３５と、第２小ギヤ１３５と噛み合う第２大ギヤ３６と、出力軸３７と、ギヤケース３８とからなり、さらに、第２小ギヤ１３５の回転数を無段変速するための遊星歯車機構１４０を備えたものである。
第１大ギヤ１３３は第１大ギヤ３３よりも大径であり、第２小ギヤ１３５は第２小ギヤ３５よりも大径である。
【００７３】
遊星歯車機構１４０は、無段変速機構としての機能を有し、中間軸１３４並びに第２小ギヤ１３５に組合せたものである。詳しくは、遊星歯車機構１４０は、中間軸１３４にセレーション結合したサンギヤ１４１と、中間軸１３４に相対回転可能に嵌合した円盤状のキャリヤ１４２と、キャリヤ１４２に回転可能に取付けサンギヤ１４１の廻りに配列した複数の遊星ギヤ１４３…と、これらの遊星ギヤ１４３…に噛み合うべく第２小ギヤ１３５に設けた内歯状のリングギヤ１４４とからなる。従って、第２小ギヤ１３５は遊星歯車機構１４０を介して中間軸１３４に連結することになる。
キャリヤ１４２は、ウォーム１４５とホイール１４６とからなるウォームギヤ機構１４７を介して、変速用電動機１４８で駆動されるものである。ホイール１４６は、キャリヤ１４２の上端部に一体に形成したギヤである。
図中、１５１，１５１は軸受、１５２はスラストベアリング、１５３は止め輪、１５４…は支軸である。
【００７４】
図２０は本発明に係る遊星歯車機構の駆動部分の模式図（第２変形例）であり、変速用電動機１４８が主制御部８にて駆動制御されることを示す。
主制御部８は、上記第１変形例の機能の他に、操舵速度検出部１４９からステアリングハンドルの操舵速度信号を受けて、変速用電動機１４８を所定の回転数で正逆転させる機能を有する。
【００７５】
図２１は図１９の２１−２１線断面図であり、第２変形例の遊星歯車機構１４０の平面断面構造並びに第２小ギヤ１３５と第２大ギヤ３６との噛み合わせ構造を示す。
【００７６】
次に、第２変形例の作用を図１９及び図２２に基づき説明する。
図２２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第２変形例の遊星歯車機構の作用説明図である。
（ａ）は、キャリヤ１４２が停止した場合を示す。遊星ギヤ１４３…が公転しないので、リングギヤ１４４は基本回転数で回転する。
（ｂ）は、キャリヤ１４２がサンギヤ１４１と同方向に回転した場合を示す。遊星ギヤ１４３…がサンギヤ１４１と同方向に公転するので、リングギヤ１４４の回転数は、（ａ）よりも減少する。
（ｃ）は、キャリヤ１４２がサンギヤ１４１と逆方向に回転した場合を示す。遊星ギヤ１４３…がサンギヤ１４１と逆方向に公転するので、リングギヤ１４４の回転数は、（ａ）よりも増大する。
【００７７】
操舵速度が小であれば、（ｂ）のモードによって、リングギヤ１４４を低速回転させる。すなわち、増減比率Ｇを低減させる。一方、操舵速度が大であれば、（ｃ）のモードによって、リングギヤ１４４を高速回転させる。すなわち、増減比率Ｇを増大させる。このように、操舵速度に応じて遊星歯車機構１４０を無段変速させることによって、増減比率Ｇを無段階に変えることができる。
例えば、万一、舵角比制御用電動機１０１（図９参照）が何等かの原因で停止し、作動しなくなった場合であっても、図１９に示す無段変速機からなる操舵角増減機構３０を、遊星歯車機構１４０で切換えることによって、増減比率を所定の設定に変えることができる。従って、切換え後のギヤレシオの設定自由度が向上する。
【００７８】
なお、上記本発明の実施の形態及び変形例において、（１）操舵角増減機構３０は、ステアリングハンドル２の操舵角を増減させるように、次の３つの増減比率Ｇを任意に組合せたものであればよい。但し、Ｄは任意の倍率である。
▲１▼増減比率Ｇ＝１（入力軸３１と出力軸３７とが等速）。
▲２▼増減比率Ｇ＝１／Ｄ（入力軸３１に対して出力軸３７が減速）。
▲３▼増減比率Ｇ＝Ｄ（入力軸３１に対して出力軸３７が増速）。
従って、操舵角増減機構３０は、例えば、ウォームギヤ機構、ベベルギヤ機構等の機械的な減速機構としたり、電機的制御形式の機構であってもよい。さらには、操舵角増減機構３０は、２段減速機構や無段変速機に限定するものではなく、例えば、３段減速機構であってもよい。
【００７９】
（２）操舵角低減機構３０は操舵トルクセンサ１０を備えたものに限定されない。
（３）上・下クラッチ５１，５２は「つめクラッチ」の他に、摩擦クラッチ（円すいクラッチ等）や電磁クラッチであってもよい。
（４）第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、ギヤケース３８の内部に収納するものであってもよい。
（５）第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、リミットスイッチに限定するものではなく、例えば、非接触スイッチであってもよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させた。ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定することができる。そして、操舵角増減機構の増減比率を、比率変更手段で変更させるようにしたので、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、増減比率を比率変更手段で適宜変更することにより、操舵感覚を任意に変えることができる。従って、ステアリングハンドルの操縦性は、より一層高まる。
【００８１】
請求項２は、比率変更手段が、操舵角増減機構の増減比率を手動操作にて変更する形式なので、動力で変更する形式に比べて、比率変更手段を簡単な構成にすることができる。
【００８２】
請求項３は、比率変更手段に、エンジン作動信号を受けたときに手動操作を規制する規制手段を備えたので、エンジン作動中には増減比率を変更できない。従って、エンジン作動中には、規制手段にて操舵角増減機構の増減比率が一定のままとなり、この結果、走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。
【００８３】
請求項４は、所定車速以下のときに、比率変更手段によって増減比率を変更させるようにしたので、極めて低速走行時又は停車時にのみ、増減比率を変えることができる。従って、高速走行中に舵角比特性が変化して操舵感覚が急激に変わるのを、防止することができる。
【００８４】
請求項５は、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させた。ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定することができる。そして、操舵角増減機構の増減比率を、比率変更手段で変更させるようにしたので、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、増減比率を比率変更手段で適宜変更することにより、操舵感覚を任意に変えることができる。従って、ステアリングハンドルの操縦性は、より一層高まる。
さらに、請求項５は、比率変更手段が、車両が所定の低速走行中又は停車中であるときに、車両用ステアリング装置が故障した際の故障信号を受けたときには、正常時よりも操舵角増減機構の増減比率を低減させることによって、可変舵角比操舵機構の舵角比特性のうち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲だけで、舵角比を変えることができる。舵角比が小さいので、ステアリングハンドルを最大操舵角で操舵しても、操舵トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ステアリングハンドルの操縦性が良く、ハンドルを切り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらには、車両用ステアリング装置が故障したときに、正常時よりも増減比率が低減することによって、故障したことを運転者に認識させることができる。
【００８５】
請求項６は、比率変更手段に、増減比率の設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段を備えたので、増減比率の設定が完了したときに、設定完了検出手段から検出信号を発し、この信号に基づいて、エンジンの再始動を可能にさせることができる。この結果、増減比率の変更中には、エンジンを再始動することができない。従って、設定が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で操縦することができる。しかも、比率変更手段に設定完了検出手段を、集約して組付けることができる。
【００８６】
請求項７は、操舵角増減機構が無段変速機からなるので、増減比率を無段階に自由に設定することができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は一層高まる。
特に、万一、可変舵角比操舵機構の舵角比制御用電動機が何等かの原因で停止し、作動しなくなった場合であっても、無段変速機からなる操舵角増減機構を切換えることによって、増減比率を所定の設定に変えることができる。従って、切換え後のギヤレシオの設定自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図
【図２】本発明に係る操舵トルクセンサ付き操舵角増減機構の上半部の断面図
【図３】本発明に係る操舵角増減機構の下半部の断面図
【図４】本発明に係る切換えレバー機構の説明図
【図５】本発明に係る節度機構の断面図
【図６】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段の作用説明図
【図７】本発明に係る可変舵角比操舵機構の全体構成図
【図８】図７の８−８線断面図
【図９】図８の９−９線断面図
【図１０】本発明に係るウォームギヤ機構、可動ハウジング及び入力軸の関係説明図
【図１１】図１１は本発明に係る入力軸、カップリング及び出力軸の関係説明図
【図１２】本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理説明図
【図１３】本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特性線図
【図１４】本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角比特性線図
【図１５】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第１変形例）の断面図
【図１６】本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の電動式切換え機構の説明図
【図１７】本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の回路図
【図１８】本発明に係る主制御部の制御フローチャート
【図１９】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第２変形例）の断面図
【図２０】本発明に係る遊星歯車機構の駆動部分の模式図（第２変形例）
【図２１】図１９の２１−２１線断面図
【図２２】本発明に係る第２変形例の遊星歯車機構の作用説明図
【符号の説明】
１…車両用ステアリング装置、２…ステアリングハンドル、３…操向車輪、４…ステアリング系、５…ステアリングシャフト、７…車速センサ、８…制御手段、３０…操舵角増減機構、５０…比率変更手段、６０…切換えレバー機構、６２…切換えレバー、６６Ｌ，６６Ｒ…設定完了検出手段（第１・第２設定完了検出手段）、６７…エンジン制御部、６８Ｌ，６８Ｒ…規制手段（第１・第２規制手段）、７０…可変舵角比操舵機構、１１０…電動式切換え機構、１２１…故障検出部、１４０…無段変速機構としての遊星歯車機構１４０。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering device mounted on a vehicle, and more particularly to an improvement of a steering device provided with a variable steering angle ratio steering mechanism.
[0002]
[Prior art]
As a vehicle steering apparatus, there is an apparatus that automatically changes a ratio of a steering angle of a steered wheel with respect to a steering angle of a steering wheel, that is, a steering angle ratio according to a vehicle speed. Technology for “variable steering angle ratio steering device”.
[0003]
According to FIGS. 1 to 3 and FIG. 8 of the publication, this technique is configured to support the input shaft 11 coupled to the steering wheel 1 (the numbers are those cited in the publication; the same applies hereinafter) with the support member 14. The eccentric amount of the input shaft 11 with respect to the output shaft 17 is changed by rotating the support member 14 with a motor 27. As a result, the ratio of the rotation angle of the output shaft 17 to the rotation angle of the input shaft 11, that is, the steering angle ratio between the steering angle of the steering wheel 1 and the steering angle of the wheel depends on the vehicle speed as shown in FIG. Change.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional variable steering angle ratio steering device, the steering angle ratio changes according to the vehicle speed.₂As shown, the rack stroke with respect to the rotation angle (steering angle) of the steering wheel 1 also changes according to the vehicle speed.
However, if the vehicle speed is determined, the amount of eccentricity of the input shaft 11 with respect to the output shaft 17 is constant. As a result, the rack stroke characteristic with respect to the steering wheel rotation angle is mechanically determined as one kind of characteristic for each vehicle speed, that is, a uniquely determined characteristic. Accordingly, the degree of freedom in setting the steering angle ratio characteristic (steering angle ratio characteristic) with respect to the steering angle of the steering wheel 1 is small.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus in which the steering angle ratio is changed by a variable steering angle ratio steering mechanism, and the steering angle with respect to the steering angle of the steering handle according to the driving situation of the vehicle and the driver's preference. It is an object of the present invention to provide a technique capable of changing the ratio characteristic as appropriate and arbitrarily changing the steering feeling.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a steering torque sensor for detecting a steering torque of a steering system generated by the steering handle in a steering system from a steering handle of a vehicle to a steered wheel. An electric motor that generates auxiliary torque and adds it to the steering system and a variable steering angle ratio steering mechanism are provided, and the variable steering angle ratio steering mechanism changes the ratio of the steering angle of the steered wheels to the steering angle of the steering wheel. In the vehicle steering device, the vehicle steering device isThe steering torque transmitted from the steering handle to the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism is transmitted from the output shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism to the steered wheels via the rack and pinion mechanism. The pinion mechanism is composed of a pinion provided on the output shaft and a rack meshing with the pinion, and the variable steering angle ratio steering mechanism is configured such that the maximum rotation angle of the input shaft is limited by the maximum stroke of the rack,A steering angle increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft to the steering angle of the steering handle is interposed between the steering handle and the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism. A steering torque sensor is interposed between them, and the ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism is changed by the ratio changing means.
[0007]
If the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism is 1, that is, if the ratio of the input angle of the input shaft in the variable steering angle ratio steering mechanism to the steering angle of the steering handle is 1, the steering angle of the steering handle and the variable steering The input angle of the input shaft of the angle ratio steering mechanism matches. On the other hand, when the increase / decrease ratio is decreased from 1, the ratio of the input angle of the input shaft in the variable steering angle ratio steering mechanism to the maximum steering angle of the steering wheel decreases. At this time, the variable steering angle ratio steering mechanism changes the steering angle ratio only in a part of the range of the steering angle ratio characteristics.
As described above, the steering angle characteristic of the steered wheel with respect to the steering angle of the steering wheel can be set not only by the variable steering angle ratio steering mechanism but also by the steering angle increasing / decreasing mechanism. Therefore, the steering feeling (steering feeling) can be arbitrarily changed by appropriately changing the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism with the ratio changing means according to the driving situation of the vehicle and the driver's preference.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, the ratio changing means changes the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism manually.
Since the increase / decrease ratio is changed manually, the configuration of the ratio changing means is simpler than that of changing the power.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, the ratio changing means is provided with a restricting means for restricting manual operation when an engine operation signal is received.
During engine operation, the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism is kept constant by the regulating means. As a result, the steering angle ratio characteristic does not change during traveling, and the steering feeling does not change abruptly.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, the ratio changing means changes the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism when the speed is not more than a predetermined vehicle speed.
The increase / decrease ratio can be changed only when traveling at a very low speed or when the vehicle is stopped. Therefore, it is possible to prevent the steering angle ratio characteristic from changing during a high-speed traveling and the steering feeling from changing suddenly.
[0011]
  Claim 5A steering torque sensor for detecting a steering torque of the steering system generated by the steering handle, and an electric motor for generating an auxiliary torque corresponding to the steering torque and adding the steering torque to a steering system from the steering wheel of the vehicle to the steering wheel; The steering apparatus for a vehicle includes a variable steering angle ratio steering mechanism, and the ratio of the steering angle of the steered wheel to the steering angle of the steering handle is changed by the variable steering angle ratio steering mechanism. In addition, a steering angle increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft to the steering angle of the steering handle is interposed between the steering handle and the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism. Increase or decrease the steering angle increase / decrease mechanism by interposing a steering torque sensor between them. So as to change the rate at a ratio changing means,When the ratio changing means receives a failure signal when the vehicle steering device fails when the vehicle is traveling at a predetermined low speed or is stopped, the ratio of increase / decrease of the steering angle increasing / decreasing mechanism is reduced more than normal. It is characterized by being.
  If the increase / decrease ratio decreases, the ratio of the input angle of the input shaft in the variable steering angle ratio steering mechanism to the maximum steering angle of the steering wheel decreases. The variable steering angle ratio steering mechanism changes the steering angle ratio only in a part of a narrow range close to the minimum steering angle among the steering angle ratio characteristics. Even if the steering wheel is steered at the maximum steering angle, the steering angle ratio is small, so the steering torque can be small. Therefore, the steering torque does not become excessive even at the time of failure at any steering angle ratio and at the time of maximum steering. As a result, the steering handle has good maneuverability and the handle can be easily turned, so that the minimum turning radius of the vehicle can be kept small. Furthermore, when the vehicle steering apparatus fails, the increase / decrease ratio is reduced as compared with the normal state, so that the steering feeling changes and the driver can recognize that the failure has occurred.
[0012]
A sixth aspect of the present invention is characterized in that the ratio changing means includes setting completion detecting means for detecting that the setting of the increase / decrease ratio is completed.
When the setting of the increase / decrease ratio is completed, a detection signal is issued from the setting completion detection means, and the engine can be restarted based on this signal. In this way, the engine cannot be restarted while changing the increase / decrease ratio, so the vehicle will not run with incomplete settings, and must be operated with a stable steering feel after being set reliably. Can do.
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, the steering angle increasing / decreasing mechanism is a continuously variable transmission.
In the case of a continuously variable transmission, the increase / decrease ratio can be freely set steplessly. As a result, the degree of freedom in setting the steering angle ratio characteristic increases.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle steering apparatus according to the present invention.
The vehicle steering apparatus 1 connects a steering torque sensor 10, a steering angle increasing / decreasing mechanism 30, and a variable steering angle ratio steering mechanism 70 in this order to a steering system 4 from the steering handle 2 of the vehicle to the steering wheels 3 and 3. An electric power steering apparatus provided as described above. Specifically, the vehicle steering apparatus 1 connects a steering angle increasing / decreasing mechanism 30 with a steering torque sensor 10 to a steering handle 2 via a steering shaft 5, and a universal joint 6 is connected to an output shaft 37 of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30. 6, the variable steering angle ratio steering mechanism 70 is connected.
[0015]
The steering torque of the steering system 4 generated by the steering handle 2 is detected by the steering torque sensor 10, and based on this detection signal, the main control unit 8 generates a control signal, and based on this control signal, it responds to the steering torque. The auxiliary torque is generated by the electric motor 72, and the auxiliary torque can be applied to the rack shaft 75 of the variable steering angle ratio steering mechanism 70.
Further, in the vehicle steering apparatus 1, the main control unit 8 has the main control unit 8 based on the vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor 7 and the eccentric amount signal of the input shaft 77 of the variable steering angle ratio steering mechanism 70 detected by the displacement sensor 104. A steering angle ratio control signal corresponding to the vehicle speed is generated, and based on this steering angle ratio control signal, the variable steering angle ratio steering mechanism 70 is driven by the steering angle ratio control motor 101 to control the steering angle ratio. It is. That is, the steering angle ratio with respect to the steering angle of the steering wheel 2 can be changed by the variable steering angle ratio steering mechanism 70.
[0016]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the upper half of the steering angle increasing / decreasing mechanism with a steering torque sensor according to the present invention, and shows that the steering torque sensor 10 is assembled integrally with the upper portion of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30.
The steering torque sensor 10 connects the steering shaft 5 and the input shaft 31 of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 with the torsion bar 11, and detects the relative torsional displacement between the steering shaft 5 and the input shaft 31. The steering torque of the system 4 (see FIG. 1) is detected.
The torsion bar (elastic member) 11 is a member that literally generates a torsion angle with respect to the torque, and generates a relative torsional displacement between the steering shaft 5 and the input shaft 31 when the steering torque acts. . The torsion bar 11 has an upper portion inserted into the tubular steering shaft 5 and coupled by a pin 12, and a lower portion serrated and coupled to the upper portion of the input shaft 31.
[0017]
Specifically, the steering torque sensor 10 spans between the steering shaft 5 and the input shaft 31, and the slider 14 with the core 13 that can be displaced in the axial direction according to the relative torsional displacement between the shafts 5 and 31, This is a non-contact type steering torque sensor (variable inductance type sensor) including a coil 16 attached to a sensor housing 15 to convert the displacement amount of the slider 14 (displacement amount of the core 13) into an electric signal.
More specifically, the cylindrical slider 14 is formed with an inclined groove 14a and a vertically long straight groove 14b, the pin 17 of the steering shaft 5 is fitted into the inclined groove 14a, and the pin of the input shaft 31 is inserted into the straight groove 14b. By fitting 18, the slider 14 can be displaced in the axial direction according to relative torsional displacement.
In the figure, 19 is a compression spring, 21 is a bearing, 22 is an oil seal, and 23 is a connector.
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the lower half of the steering angle increasing / decreasing mechanism according to the present invention.
The steering angle increasing / decreasing mechanism 30 has a function of increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism 70 with respect to the steering angle of the steering handle 2 (see FIG. 1). The steering angle of the steering wheel 2 is reduced by a predetermined rate, for example, a rate of 1/6.
Specifically, the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 includes the input shaft 31, a first small gear 32 formed integrally with the input shaft 31, a first large gear 33 that meshes with the first small gear 32, and a first large gear. An intermediate shaft 34 formed integrally with the gear 33, a second small gear 35 formed integrally with the intermediate shaft 34, a second large gear 36 meshing with the second small gear 35, an output shaft 37, and these members 31 And a gear case 38 that accommodates .about.36.
[0019]
Each gear 32, 33, 35, 36 is a spur gear. The second large gear 36 is a gear with a hub integrally extending the hub 36a. The gear with a hub has a through hole 36b penetrating on the shaft center, and the output shaft 37 is relatively rotated in the through hole 36b. It is inserted so as to be movable in the axial direction.
More specifically, in the steering angle increasing / decreasing mechanism 30, the input shaft 31, the first small gear 32, and the second large gear 36 are arranged concentrically, and between the first small gear 32 and the second large gear 36 and in the gear case. 38, a clutch storage space S is provided, and the input shaft 31 and the intermediate shaft 34 are arranged in parallel.
[0020]
The gear case 38 supports the input shaft 31 through the bearings 41 and 42, supports the intermediate shaft 34 through the bearings 43 and 44, and supports the outer periphery of the hub 36 a through the bearings 45 and 46. In such a gear case 38, the upper case 38a, the lower case 38b and the lower lid 38c are overlapped and bolted, and the upper part of the upper case 38a is bolted to the lower part of the sensor housing 15 (see FIG. 2). It is.
[0021]
The present invention is characterized in that the ratio change means 50 changes the increase / decrease ratio of the steering angle increase / decrease mechanism 30.
The ratio changing means 50 in the present embodiment transmits (1) the rotational speed of the input shaft 31 to the output shaft 37 at a constant speed, or (2) transmits the rotational speed of the input shaft 31 to each of the gears 32, 33, The ratio of the input angle of the output shaft 37 with respect to the steering angle of the input shaft 31 (steering handle), that is, by selecting whether to decelerate at 35 and 36 and transmit to the output shaft 37, that is, shown in FIG. The ratio (increase / decrease ratio) of the input angle in the input shaft 77 of the variable steering angle ratio steering mechanism 70 is changed.
[0022]
Specifically, the ratio changing means 50 is a clutch mechanism arranged concentrically with the input / output shafts 31 and 37 in the clutch storage space S. This clutch mechanism is a combination structure of an upper clutch 51 and a lower clutch 52, and these upper and lower clutches 51, 52 are, for example, “pawl clutches”.
The upper clutch 51 includes an input-side clutch half 53 that is serrated to the lower end 31 a of the input shaft 31, and an output-side clutch half 54 that is serrated to the upper end 37 a of the output shaft 37. The clutch claws 53a at the lower end of the input-side clutch half 53 (... indicates a plurality; the same applies hereinafter) and the clutch claws 54a at the upper end of the output-side clutch half 54 can be engaged with each other.
The lower clutch 52 includes an output-side clutch half 54 and clutch claws 36 c formed on the upper end surface of the second large gear 36. The clutch pawls 54b at the lower end of the output-side clutch half 54 and the clutch pawls 36c of the second large gear 36 can be engaged with each other.
[0023]
Incidentally, the output shaft 37 has a slider 55 attached so as to be relatively rotatable and immovable in the axial direction. The gear case 38 supports the output shaft 37 so as to be rotatable and axially movable via a slider 55, and supports the output-side clutch half 54 rotatably and axially movable via a metal bearing 56. It will be.
When the output shaft 37 moves in the axial direction, the two universal joints 6 and 6 shown in FIG. 1 swing and absorb the movement amount, so that the axial movement action is smooth.
57 and 57 are retaining bolts, and 58 is a retaining ring.
[0024]
The ratio changing means 50 includes a switching lever mechanism 60 for changing the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 by manual operation. Specifically, the upper / lower clutches 51 and 52 are switched by the switching lever mechanism 60.
The switching lever mechanism 60 includes a supporting shaft 61 attached to the gear case 38, a switching lever 62 supported on the supporting shaft 61 so as to be swingable, and a switching pin extending from the slider 55 so as to be fitted into the elongated hole 62a of the switching lever 62. 63 and a moderation mechanism (click mechanism) 64 for holding the swing position of the switching lever 62.
The switching pin 63 is, for example, a bolt whose base end is screwed into the slider 55, passes through the long hole 38 d of the gear case 38, and the tip is fitted into the long hole 62 a of the switching lever 62.
When the switching pin 63 moves in the vertical direction, the output shaft 37 moves in the axial direction via the slider 55, and the upper and lower clutches 51 and 52 are switched.
[0025]
FIGS. 4A and 4B are explanatory views of the switching lever mechanism according to the present invention. The swing range of the switching lever 62 is between the left swing position S1 in FIG. 4A and the right swing position Sr in FIG. This indicates that the two left and right stoppers 65L and 65R are arranged.
The left swing position S1 is a position where the upper clutch 51 in FIG. 3 is engaged, and the right swing position Sr is a position where the lower clutch 52 is engaged.
The long hole 62a of the switching lever 62 is an arc hole opposite to the position of the support shaft 61. This arc hole is the switching pin 63 when the switching lever 62 is switched from the left swing position S1 to the right swing position Sr. Is pushed down by a dimension H.
[0026]
The ratio changing means 50 (see FIG. 3) includes first and second setting completion detecting means 66L and 66R for detecting that the setting of the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 is completed. And The first and second setting completion detection means 66L, 66R in the present embodiment are two limit switches arranged on both sides of the switching lever 62 in the swing direction.
Specifically, the first setting completion detection unit 66L detects the engagement setting completion of the upper clutch 51 by contacting the switching lever 62 at the left swing position S1, and issues an “upper clutch engagement signal”. The second setting completion detection means 66R detects the engagement setting completion of the lower clutch 52 by contacting the switching lever 62 at the right swing Sr position, and issues a “lower clutch engagement signal”.
[0027]
The main control section 8 has a function of issuing an “engine restart possible signal” to the engine control section 67 based on the upper clutch engagement signal and the lower clutch engagement signal of the first / second setting completion detection means 66L, 66R. Have The engine control unit 67 performs control so that the engine (not shown) can be restarted only when the “engine restart possible signal” is received. As a result, the engine cannot be restarted during the change of the increase / decrease ratio, so that the vehicle does not travel in an incomplete setting state, and can be operated with a stable steering feeling after being set reliably.
[0028]
Furthermore, the ratio changing means 50 (see FIG. 3) is a first for restricting manual operation when receiving an “engine operation signal” (signal generated when the engine is operating) from the engine control unit 67. The second restriction means 68L and 68R are provided. The first and second restricting means 68L and 68R in the present embodiment are solenoids, and the pistons 68a extend only when these solenoids receive an “engine operation signal”.
Specifically, the first restricting means 68L is locked by fitting the piston 68a to the notch 62b of the switching lever 62 at the left swing position Sl, and the second restricting means 68R is notched 62b at the right swing position Sr. The piston 68a is fitted to and locked. While the engine is operating, the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 is constant. The steering angle ratio characteristic does not change during traveling, and the steering feeling does not change abruptly. Only when the engine is stopped, the switching lever 62 can be swung to change the increase / decrease ratio.
[0029]
FIG. 5 is a sectional view of the moderation mechanism according to the present invention.
The moderation mechanism 64 includes two recesses 61a and 61b formed in the support shaft 61, a ball 64a that selectively fits in one of the recesses 61a and 61b, and a compression spring that repels the ball 64a toward the recesses 61a and 61b. 64b and an adjusting screw 64c for adjusting the resilience of the compression spring 64b. Since the switching lever 62 includes the moderation mechanism 64, the position does not fluctuate between the left swing position Sl and the right swing position Sr.
[0030]
FIGS. 6A and 6B are explanatory views of the operation of the steering angle increasing / decreasing mechanism and the ratio changing means according to the present invention.
(A) shows a state in which the switching lever 62 is at the left swing position Sl and the output shaft 37 is lifted through the switching pin 63 and the slider 55. At this time, the output side clutch half 54 is raised, the lower clutch 52 is released, and the upper clutch 51 is engaged. The steering torque of the input shaft 31 is transmitted to the output shaft 37 via the upper clutch 51. The rotational speed of the input shaft 31 and the rotational speed of the output shaft 37 are N₁It is. Accordingly, the ratio of the rotation angle of the output shaft 37 to the rotation angle of the input shaft 31 (steering angle of the steering wheel) is 1 (increase / decrease ratio G = 1).
[0031]
(B) shows a state in which the output shaft 37 is lowered by the dimension H through the switching pin 63 and the slider 55 by swinging the switching lever 62 to the right swing position Sr. At this time, the output-side clutch half 54 is lowered, the upper clutch 51 is released, and the lower clutch 52 is engaged. The steering torque of the input shaft 31 is transmitted to the output shaft 37 through a path of the first small gear 32 → the first large gear 33 → the intermediate shaft 34 → the second small gear 35 → the second large gear 36 → the lower clutch 52. Number of rotations N of input shaft 31₁On the other hand, the rotational speed of the output shaft 37 is reduced to 1/6.₂It is. Therefore, the ratio of the rotation angle of the output shaft 37 to the rotation angle of the input shaft 31 is 1/6 (increase / decrease ratio G = 1/6).
[0032]
When the switching lever 62 is swung again to the left swing position S1, the upper and lower clutches 51 and 52 are reversed to the state (a).
Thus, by switching the switching lever 62 by manual operation, the ratio change means 50 can change the increase / decrease ratio G of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 between G = 1 and G = 1/6.
[0033]
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a variable steering angle ratio steering mechanism according to the present invention, and a part thereof is shown in cross section.
The variable steering angle ratio steering mechanism 70 includes a rack and pinion mechanism 71, an electric motor 72, and a ball screw 73 housed in a fixed housing 74 that extends in the vehicle width direction.
The electric motor 72 includes an annular stator 72a housed in a sub-housing 74a of the fixed housing 74, a rotor 72b concentrically arranged in the stator 72a, and a tubular output shaft 72c fixed to the rotor 72b.
The rack shaft 75 of the rack and pinion mechanism 71 is rotatably inserted into the output shaft 72 c and is connected to the output shaft 72 c by a ball screw 73.
[0034]
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG.
The variable steering angle ratio steering mechanism 70 rotatably supports the movable housing 76 in the fixed housing 74, and rotatably supports the input shaft 77 in the movable housing 76, and outputs to the input shaft 77 via the coupling 78. The shaft 79 is connected, and the output shaft 79 is rotatably supported by the fixed housing 74. The rotation center of the movable housing 76 and the rotation center of the input shaft 77 are eccentric from each other. This eccentricity will be described later. The input shaft 77 is a shaft connected to the output shaft 37 of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 through universal joints 6 and 6 (see FIG. 1).
[0035]
More specifically, a coupling 78 is connected to the input shaft 77 so as to be relatively movable in a direction perpendicular to the axis and not to be relatively rotatable, and an eccentric portion of the output shaft 79 is rotatably connected to an eccentric position of the coupling 78. Is.
Note that the fixed housing 74 is an upper fixed housing 74b and a lower fixed housing 74c that are overlapped and bolted.
[0036]
The coupling 78 includes an upper flange 81 formed integrally with the lower end of the input shaft 77, a lower flange 83 connected to the upper flange 81 via a plurality of balls 82, and extends downward from the lower end of the lower flange 83 for output. The connecting shaft (intermediate shaft) 84 is connected to the connecting hole 79a of the shaft 79.
Specifically, the coupling 78 forms a connecting groove 81a having a tapered shape in a side sectional view on the lower end surface of the upper flange 81, and forms a connecting groove 83a having a tapered shape in a side sectional view on the upper end surface of the lower flange 83, The upper and lower flanges 81 and 83 are connected by arranging three balls 82 in a row in the connecting grooves 81a and 83a and hitting the tapered surfaces of the connecting grooves 81a and 83a. For this reason, the coupling 78 is connected to the input shaft 77 so as to be capable of relative movement in a direction perpendicular to the axis and not to be relatively rotatable.
The connecting hole 79 a is at a position eccentric from the output shaft 79, and the connecting shaft 84 is at a position eccentric from the input shaft 77. The connecting hole 79a and the connecting shaft 84 are connected to each other so as to be rotatable.
[0037]
In this way, the coupling 78 is engaged with the input shaft 77 in such a manner that it can move relative to the input shaft 77 in a direction perpendicular to the axis and cannot rotate relative to the input shaft 77, and the output provided eccentrically with respect to the input shaft 77. The shaft 79 is engaged with a further eccentric portion so as not to be relatively movable and relatively rotatable in a direction perpendicular to the shaft. In other words, the input shaft 77 and the output shaft 79 are coupled by the coupling 78 so as to be relatively movable in the direction perpendicular to the axis and to rotate in relation to each other.
[0038]
The output shaft 79 has a pinion 79b forming a rack and pinion mechanism 71 on the outer peripheral surface, and the pinion 79b meshes with a rack 75a of the rack shaft 75.
In the figure, 85 is a plate-shaped ball cage, 86 is a thrust bearing, 87 is a needle bearing, 88 and 89 are oil seals, 91 to 94 are bearings, 95 is a nut, 96 is an adjustment bolt, 97 is a rack guide, M Is an axis of a worm shaft 103 to be described later.
[0039]
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. The rotation center A of the input shaft 77 is provided. The variable rudder angle ratio steering mechanism 70 rotates the movable housing 76 via the worm gear mechanism 102 by the rudder angle ratio control electric motor 101 as a driving means, thereby displacing the axis A of the input shaft 77 to steer. The ratio of corners is changed. The steering angle ratio control motor 101 is a motor with a speed reducer that moves forward and backward in accordance with the steering angle ratio control signal of the control means 8 (see FIG. 1) to displace the axis A of the input shaft 77.
The worm gear mechanism 102 includes a worm shaft 103 connected to the output shaft 101 a of the steering angle ratio control electric motor 101, and a wheel 76 a that meshes with the worm 103 a of the worm shaft 103. The wheel 76 a is a tooth formed on a part of the outer peripheral surface of the movable housing 76.
[0040]
The fixed housing 74 is provided with a displacement sensor 104 that detects the amount of displacement of the input shaft 77. Specifically, the displacement sensor 104 indirectly detects the amount of displacement of the shaft center A of the input shaft 77 by detecting the amount of change of the cam surface 76 b formed on the outer peripheral surface of the movable housing 76. It consists of a potentiometer whose front end 104a in contact with the surface 76b advances and retreats.
In the figure, 105 is a hollow eccentric sleeve, 106 is a bearing, 107 is a needle bearing, and 108 is a nut.
[0041]
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the worm gear mechanism, the movable housing, and the input shaft according to the present invention.
The worm 103a is rotated by the steering angle ratio control motor 101 (see FIG. 9) according to the vehicle speed. When the worm 103a is forward / reverse, the movable housing 76 is forward / reverse within the range of the rotation angle θ. The rotation center O of the movable housing 76 and the rotation center A of the input shaft 77 are eccentric. For this reason, the rotation center A of the input shaft 77 is A corresponding to the rotation angle θ of the movable housing 76.₁~ A₂It varies in the range. For example, (1) the angle A at high speeds₁(2) At a vehicle speed in the low speed range, the angle A₂Displace to the position of.
It should be noted that the displacement locus of the rotation center A is an arc having the rotation center O as the center. However, the radial displacement amount Z of the rotation center A is negligible. Therefore, in the following description, the displacement locus of the rotation center A is described as a straight line in the left-right direction in this figure (the radial displacement amount Z = 0 of the rotation center A).
[0042]
FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the input shaft, the coupling, and the output shaft according to the present invention, and shows that the coupling 78 is connected to the input shaft 77 so as to be capable of relative movement in the direction perpendicular to the axis.
The rotation center A of the input shaft 77 is the angle A₁The rotational center (axial center) A of the input shaft 77, the rotational center (axial center) B of the output shaft 79, and the operating point (axial center) C of the connecting shaft 84 are in the plan view. They are arranged in a straight line in the relative movement direction. The rotation center A is arranged between the rotation center B and the action point C.
[0043]
When the input shaft 77 rotates, the connecting shaft 84 turns around the axis of the output shaft 79 by the action of the balls 82 of the coupling 78. That is, the connecting shaft 84 revolves around the axis of the output shaft 79. As a result, the output shaft 79 is rotated by the rotational force of the input shaft 77.
By the way, the distance from the rotation center A to the rotation center B is x (deviation amount x), and the distance from the rotation center B to the action point C is y (deviation amount y). Center of rotation A is A₁~ A₂On the other hand, the rotation center B is a fixed position.
Hereinafter, the change in the steering angle ratio accompanying the change in the deviation amount x will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
[0044]
12 (a) and 12 (b) are diagrams for explaining the operation principle of the variable steering angle ratio steering mechanism according to the present invention, and schematically show changes in the steering angle ratio at the vehicle speed in the high speed range.
FIG. 12A schematically shows the configuration of FIG. 11, and as shown in FIG.₁In the position. At this time, the rotation center B of the output shaft, the rotation center A of the input shaft, and the action points C of the engagement shaft are arranged in a straight line in this order from the left to the right in the drawing, and this state is represented by a schematic plane. FIG. 12B shows a diagram. That is, the arrangement of A, B, and C in FIG. 11 is A, B, and C (C in FIG. 12B).₀).
[0045]
In addition, since the action point C turns around the rotation center B, it is difficult to distinguish between the right point C and the left point C. Therefore, C with the angle 0 ° or the angle 180 ° as a subscript.₀, C₁₈₀It was clarified by adding. The point of action C is C₀The following explanation will be made by turning in the clockwise direction (arrow direction) starting from.
[0046]
In FIG. 12B, when the rotation angle of the input shaft is α and the rotation angle of the output shaft is β, the following relational expression is derived.
y · sin β = (y · cos β−x) tan α (1)
Therefore, the rotation angle α of the input shaft is
α = tan^-1((Y · sinβ) / (y · cosβ−x)) (2)
It is represented by
[0047]
Therefore, the point of action C is point C₀When the axis is displaced from point to point Cx, the rotation angle of the output shaft is β, and the rotation angle of the input shaft at this time is α. The point of action of the engagement shaft is point C.₀When the position is displaced from CY to point Cy, the rotation angle of the output shaft is β1, and the rotation angle of the input shaft at this time is α1. Since the rotation center A is between the rotation center B and the action point C, the rotation angle β is smaller than the rotation angle α, and the rotation angle β1 is smaller than the rotation angle α1 (β <α, β1 <α1).
[0048]
On the other hand, in the low speed range, the rotation center A is at the angle A.₂Therefore, the rotation center A and the rotation center B coincide with each other. Therefore, the displacement amount x is 0 (x = 0). As a result, the rotation angle α of the input shaft and the rotation angle β of the output shaft are the same, and the rotation angle α1 of the input shaft and the rotation angle β1 of the output shaft are the same (α = β, α1 = β1).
[0049]
FIG. 13 is a steering angle ratio characteristic diagram of the variable steering angle ratio steering mechanism according to the present invention.
In this figure, the horizontal axis represents the rotation angle (input side rotation angle) α of the input shaft 77, the right vertical axis represents the rotation angle β of the output shaft 79, and the left vertical axis represents the stroke of the rack 75a. And line x₀, X₁The ratio of the rotation angle β of the output shaft and the ratio of the stroke of the rack 75a with respect to the rotation angle α of the input shaft is shown.
Here, the case where the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 is not provided will be described first.
(1) Line x₀Indicates a steering angle ratio characteristic when the displacement amount x is 0 (low speed range).
(2) Line x₁Indicates a steering angle ratio characteristic when the deviation amount x is changed (high speed range).
As is apparent from the figure, if the deviation amount x is set to 0, the line x₀As described above, the ratio of the rotation angle β of the output shaft to the rotation angle α of the input shaft, that is, the ratio of the steering angle of the steered wheels to the steering angle of the steering wheel (steering angle ratio) is equal. Further, the steering angle ratio can be continuously changed by continuously changing the displacement amount x. Therefore, if the deviation amount x is controlled in accordance with the vehicle speed, the steering angle ratio characteristic can be changed to the optimum condition.
[0050]
By the way, line x₁Is set such that when the rotation angle α of the input shaft is 180 °, the rotation angle β of the output shaft is 180 °. Such characteristics are determined by the positional relationship of each member (input shaft 77, connecting shaft 84, output shaft 79) in the variable steering angle ratio steering mechanism 70 of FIG. Since there is no steering angle increasing / decreasing mechanism 30 in the related art, the steering angle of the steering handle 2 and the rotation angle α of the input shaft are the same. For example, when the steering angle is 0 °, the rotation angle α of the input shaft is also 0 °. Further, when the steering angle is the maximum angle (for example, 180 °), the rotation angle α of the input shaft is also 180 °. For this reason, the variable steering angle ratio steering mechanism 70 changes the steering angle ratio with specific steering angle ratio characteristics over the entire range (0 ° to 180 °) of the rotation angle α of the input shaft.
[0051]
Furthermore, the line x₁Is the line x₀The curve is curved downward, and the curve is gentle when the rotation angle α of the input shaft is approximately 90 ° or less, and the curve is tight when the rotation angle exceeds 90 °. In addition, in the full steering state (the steering wheels 3 and 3 in FIG. 1 are at the maximum steering angle), the rotation angle β is constant regardless of the vehicle speed. Line x₁Since the input shaft rotation angle α is small and large, the ratio of the output shaft rotation angle β to the input shaft rotation angle α, that is, the steering angle ratio is not constant.
[0052]
The present invention is characterized in that the steering angle ratio characteristic is appropriately changed to arbitrarily change the steering feeling.
Referring to FIG. 1, the increase / decrease ratio G = 1 of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30, that is, the ratio of the input angle of the input shaft 77 in the variable steering angle ratio steering mechanism 70 to the steering angle of the steering handle 2 is. If 1, the steering angle of the steering handle 2 and the input angle (rotation angle) α of the input shaft 77 coincide. Therefore, line x₀, X₁The steered wheels 3 and 3 can be steered over the entire steering range of the steering handle 2 based on the steering angle ratio characteristics of the steering wheel 2.
[0053]
Further, when the increase / decrease ratio G = 1/6 of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30, that is, when the ratio of the input angle of the input shaft 77 to the steering angle of the steering handle 2 decreases to 1/6, the maximum steering angle of the steering handle 2 Is 540 °, the rotation angle α of the input shaft 77 is 90 ° (decrease angle). When the steering angle is 0 °, the rotation angle α of the input shaft 77 is 0 °.
If the rotation angle α of the input shaft 77 is 90 ° or less, the line x₀, X₁Is an almost straight line with a slope corresponding to the vehicle speed (line x shown by a solid line)_Ten, X₁₁).
Such a solid line x_TenTo solid line x₁₁Since the steering angle ratio characteristic uses only the range having the linear characteristic up to, the steered wheels 3 and 3 can be steered with a gentle gradient characteristic over the entire steering range of the steering handle 2 at a high vehicle speed. it can. Further, at the vehicle speed in the low speed range, the steered wheels 3 and 3 can be steered with a tight gradient characteristic over the entire steering range of the steering handle 2.
[0054]
In other words, if the rotation angle α of the input shaft 77 is small, even if the steering handle 2 is steered in the entire steering range, some of the nonlinear steering angle ratio characteristics in the variable steering angle ratio steering mechanism 70 are in a narrow range. Will only use. If it is only a part of the range, even if it is non-linear, it is possible to steer with the steering angle ratio characteristic approximated to the proportional characteristic.
Therefore, the stroke characteristic of the rack 75a with respect to the steering angle of the steering handle 2, that is, the steering angle characteristic of the steered wheels 3 and 3, is an approximately proportional characteristic corresponding to the vehicle speed, and can further enhance the steering performance of the vehicle. it can.
When the steering angle is decreased by the steering angle increasing / decreasing mechanism 30, the variable steering angle ratio steering mechanism 70 is a part of a narrow range (0 ° to decreasing angle) in the entire range of the rotation angle α of the input shaft 77. Thus, the steering angle ratio is changed with a specific steering angle ratio characteristic. That is, the steering angle ratio is changed only in a part of the range of the steering angle ratio characteristics.
[0055]
As described above, the steering angle of the steering handle 2 is increased / decreased by the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 and transmitted to the variable steering angle ratio steering mechanism 70. , You can choose which range to use.
Therefore, the steering angle characteristics of the steered wheels 3 and 3 with respect to the steering angle of the steering handle 2 can be set not only by the variable steering angle ratio steering mechanism 70 but also by the steering angle increase / decrease mechanism 30. As a result, the degree of freedom in setting the steering angle ratio characteristic increases. The steering feeling (steering feeling) can be arbitrarily changed by appropriately changing the increase / decrease ratio G of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 according to the driving situation of the vehicle and the driver's preference. .
[0056]
FIG. 14 is a steering angle ratio characteristic diagram of the vehicle steering apparatus according to the present invention, in which the horizontal axis represents the steering angle of the steering handle 2, and the vertical axis represents the stroke of the rack 75a.
This figure corresponds to FIG. 13 described above, and has a steering angle ratio characteristic of the right half of the figure when the steering handle 2 is rotated to the right, and the steering of the left half of the figure when the steering handle 2 is rotated to the left. It has an angular ratio characteristic.
[0057]
FIG. 15 is a sectional view of the steering angle increasing / decreasing mechanism and the ratio changing means (first modification) according to the present invention.
The first modification is characterized in that the switching lever mechanism 60 of the ratio changing means 50 is replaced with an electric switching mechanism 110. The other configuration of the ratio changing means 50 and the configuration of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 are the same as those shown in FIG.
[0058]
16 (a) and 16 (b) are explanatory views of the electric switching mechanism of the ratio changing means (first modified example) according to the present invention.
The electric switching mechanism 110 includes the switching motor 111, the worm shaft 112 connected to the output shaft 111a of the switching motor 111, the wheel 113 meshing with the worm 112a of the worm shaft 112, and the wheel 113 supported so as to be swingable. The support shaft 61 and the switching pin 63 for fitting into the long hole 113a of the wheel 113 are included.
[0059]
The switching motor 111 is a motor that swings the wheel 113 in the range of the left swing position Sl of (a) and the right swing position Sr of (b). The left swing position Sl is a position where the upper clutch 51 is engaged, and the right swing position Sr is a position where the lower clutch 52 is engaged.
The wheel 113 is a side-view fan-shaped gear (sector gear). The long hole 113 a of the wheel 113 has the same configuration as the long hole 62 a shown in FIG. 4, and the switching pin 63 can be moved up and down by the dimension H.
[0060]
The first setting completion detection means 66L is in contact with the left end 113b of the wheel 113 at the left swing position S1, detects the completion of the engagement setting of the upper clutch 51, and issues an “upper clutch engagement signal”. The second setting completion detection means 66R comes into contact with the left end 113c of the wheel 113 at the right swing Sr position, detects the engagement setting completion of the lower clutch 52, and issues a “lower clutch engagement signal”.
In the figure, 114 is a case, and 115 and 116 are bearings.
[0061]
FIG. 17 is a circuit diagram of the ratio changing means (first modification) according to the present invention.
The main control unit 8 of the first modification includes a vehicle speed signal of the vehicle speed sensor 7, an upper clutch engagement signal of the first setting completion detection unit 66L, a lower clutch engagement signal of the second setting completion detection unit 66R, and a failure detection unit. Based on the failure signal 121 and the switch signal of the clutch changeover switch mechanism 122, the switching motor 111, the switch operation availability display unit 123, and the clutch engagement display unit 124 are controlled.
The main control unit 8 includes, for example, various arithmetic means, processing means, signal generation means, memory, and the like based on a microprocessor.
[0062]
The failure detection unit 121 detects a failure of the vehicle steering device 1 (the steering torque sensor 10, the variable steering angle ratio steering mechanism 70, etc.) and generates a failure signal.
The clutch changeover switch mechanism 122 has two directions (up / down or down) to switch between a clutch raising switch 122a that emits a clutch raising switch signal, a clutch lowering switch 122b that emits a clutch lowering switch signal, and a clutch raising switch 122a and a clutch lowering switch 122b. It is a manual switch mechanism including a lever 122c that is operated to be tilted to the left and right. This manual switch mechanism is, for example, a toggle switch that maintains the direction in which the lever 122c is tilted and operated.
The switch operation availability display unit 123 displays whether or not the clutch changeover switch mechanism 122 can be operated based on the display signal of the main control unit 8. The clutch engagement display unit 124 displays the engagement state of the upper and lower clutches 51 and 52 based on the display signal of the main control unit 8.
[0063]
FIG. 18 is a control flowchart of the main control unit according to the present invention, where STxx indicates a step number. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
ST01: Initial setting is performed. (Flags S = 0 and T = 0 are set.)
ST02: Various data are read. (Vehicle speed signal of the vehicle speed sensor 7, upper and lower clutch engagement signals of the first and second setting completion detecting means 66L and 66R, a failure signal of the failure detecting unit 121, and clutch raising / lowering of the clutch raising / lowering switches 122a, 122b Read switch signal.)
ST03: It is determined whether the vehicle speed is a predetermined vehicle speed or less (for example, 5 km / Hr or less). If YES, the process proceeds to “ST04”, and if NO, the process proceeds to “ST05”. If YES, the vehicle is running at a low speed or stopped, and the steering feeling does not change abruptly even if the upper and lower clutches 51, 52 are switched.
ST04: The flag S = 0 is set and the process proceeds to “ST06”.
ST05: Set flag S = 1 and proceed to "ST10".
[0064]
ST06: It is determined whether or not there is a failure signal from the failure detection unit 121. If YES, the process proceeds to “ST07”, and if NO, the process proceeds to “ST08”.
ST07: The flag T = 0 is set and the process proceeds to “ST09”.
ST08: Set flag T = 1 and proceed to "ST10".
ST09: The switch operation enable / disable display portion 123 is displayed to indicate that “the clutch changeover switch mechanism 122 can be operated”, and the process proceeds to “ST11”.
ST10: The switch operation enable / disable display portion 123 displays that “the clutch changeover switch mechanism 122 cannot be operated”, and proceeds to “ST11”.
[0065]
ST11: It is determined whether there is an upper clutch engagement signal from the first setting completion detection means 66L. If YES, the process proceeds to “ST12”, and if NO, the process proceeds to “ST18”.
ST12: The switching motor 111 is stopped, and the process proceeds to “ST13”. That is, the meshing operation of the upper clutch 51 is stopped.
ST13: The clutch engagement display unit 124 is displayed that "the upper clutch 51 is engaged", and the process proceeds to "ST14".
[0066]
ST14: It is determined whether or not the flag S = 0. If YES, the process proceeds to “ST15”, and if NO, the process returns to “ST02”.
ST15: It is determined whether or not the flag T = 0. If YES, the process proceeds to “ST16”, and if NO, the process proceeds to “ST17”.
ST16: It is determined whether or not the clutch lowering switch 122b is ON. If YES, the process proceeds to “ST17”, and if NO, the process returns to “ST02”.
ST17: The switching motor 111 is reversed and the process returns to "ST02". That is, the lower clutch 52 is engaged.
[0067]
ST18: It is determined whether there is a lower clutch engagement signal from the second setting completion detection means 66R. If YES, the process proceeds to “ST19”, and if NO, the process proceeds to “ST25”.
ST19: Stop the switching motor 111 and proceed to “ST20”. That is, the meshing operation of the lower clutch 52 is stopped.
ST20: The clutch engagement display unit 124 is displayed that "the lower clutch 52 is in an engaged state", and the process proceeds to "ST21".
ST21: It is determined whether or not the flag S = 0. If YES, the process proceeds to “ST22”, and if NO, the process returns to “ST02”.
ST22: It is determined whether the flag T = 0. If YES, the process proceeds to “ST23”, and if NO, the process returns to “ST02”.
ST23: It is determined whether the clutch raising switch 122a is ON. If YES, the process proceeds to “ST24”, and if NO, the process returns to “ST02”.
ST24: The switching motor 111 is rotated forward and the process returns to “ST02”. That is, the upper clutch 51 is engaged.
ST25: The clutch engagement display unit 124 is displayed that "the upper clutch 51 and the lower clutch 52 are being switched", and the process returns to "ST02".
[0068]
The set of steps ST03 to ST05, ST14, and ST21 constitutes a change possibility determination means for making it possible to change the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 (see FIG. 15) when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed.
The set of steps ST06 to ST08, ST15, and ST22 is the ratio of the rotation angle of the output shaft 37 to the rotation angle of the input shaft 31 when the failure signal is received from the failure detection unit 121 (increase / decrease ratio G). This is so-called failure angle steering angle reduction means for reducing the steering angle of the steering wheel 2.
[0069]
As is apparent from the above description, the following controls (1) and (2) can be performed based on the control flowchart of the main control unit 8.
(1) When the vehicle steering device 1 does not break down and the upper clutch 51 or the lower clutch 52 is engaged at a predetermined vehicle speed or lower, the clutch up / down switches 122a and 122b are switched by the lever 122c to increase or decrease the steering angle. The increase / decrease ratio G of the mechanism 30 can be changed.
(2) When the vehicle steering apparatus 1 fails at a predetermined vehicle speed or less, the increase / decrease ratio G of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 can be reduced as compared with the normal time.
[0070]
As described above, the ratio changing unit 50 reduces the increase / decrease ratio G of the steering angle increasing / decreasing mechanism 70 when it receives a failure signal, compared to the normal state. If the increase / decrease ratio G decreases, as shown in FIGS. 1 and 13, the variable steering angle ratio steering mechanism 70 has a narrow range (near the minimum steering angle) of the entire range of the rotation angle α of the input shaft 77 ( The rudder angle ratio is changed only by 0 ° -decreasing angle. That is, the steering angle ratio is changed only in a part of the range of the steering angle ratio characteristics. Even if the steering wheel 2 is steered at the maximum steering angle, the steering torque is small because the steering angle ratio is small. Therefore, the steering torque does not become excessive even at the time of failure at any steering angle ratio and at the time of maximum steering. As a result, the steering handle 2 has good maneuverability and the handle 2 can be easily turned, so that the minimum turning radius of the vehicle can be kept small. Furthermore, since the increase / decrease ratio G is reduced as compared with the normal time, the steering feeling is changed, and the driver can recognize that a failure has occurred.
[0071]
FIG. 19 is a cross-sectional view of the steering angle increasing / decreasing mechanism and ratio changing means (second modification) according to the present invention.
The second modification is characterized in that the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 is a continuously variable transmission that sets the increase / decrease ratio to be infinite. The configuration of the main control unit 8, the configuration of the ratio changing unit 50, and the other configuration of the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 are the same as those of the first modification shown in FIGS. The description is omitted.
[0072]
Specifically, the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 includes an input shaft 31, a first small gear 32, a first large gear 133 that meshes with the first small gear 32, and an intermediate shaft 134 that serration-couples the first large gear 133. A second small gear 135 fitted to the intermediate shaft 134 so as to be relatively rotatable, a second large gear 36 meshing with the second small gear 135, an output shaft 37, and a gear case 38. A planetary gear mechanism 140 for continuously changing the rotational speed of the gear 135 is provided.
The first large gear 133 has a larger diameter than the first large gear 33, and the second small gear 135 has a larger diameter than the second small gear 35.
[0073]
The planetary gear mechanism 140 has a function as a continuously variable transmission mechanism and is combined with the intermediate shaft 134 and the second small gear 135. Specifically, the planetary gear mechanism 140 includes a sun gear 141 serrated to the intermediate shaft 134, a disk-shaped carrier 142 fitted to the intermediate shaft 134 so as to be relatively rotatable, and a sun gear 141 that is rotatably attached to the carrier 142. The plurality of arranged planetary gears 143... And the inner ring-shaped ring gear 144 provided on the second small gear 135 to mesh with these planetary gears 143. Therefore, the second small gear 135 is connected to the intermediate shaft 134 via the planetary gear mechanism 140.
The carrier 142 is driven by a speed change motor 148 via a worm gear mechanism 147 including a worm 145 and a wheel 146. The wheel 146 is a gear formed integrally with the upper end portion of the carrier 142.
In the figure, 151 and 151 are bearings, 152 is a thrust bearing, 153 is a retaining ring, 154...
[0074]
FIG. 20 is a schematic diagram (second modified example) of the drive portion of the planetary gear mechanism according to the present invention, and shows that the transmission motor 148 is driven and controlled by the main controller 8.
In addition to the function of the first modified example, the main control unit 8 has a function of receiving the steering speed signal of the steering wheel from the steering speed detection unit 149 and causing the speed change motor 148 to perform forward and reverse rotation at a predetermined rotational speed.
[0075]
FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line 21-21 of FIG. 19 and shows a planar cross-sectional structure of the planetary gear mechanism 140 of the second modified example and a meshing structure of the second small gear 135 and the second large gear 36.
[0076]
Next, the effect | action of a 2nd modification is demonstrated based on FIG.19 and FIG.22.
FIGS. 22A to 22C are operation explanatory views of the planetary gear mechanism of the second modified example according to the present invention.
(A) shows the case where the carrier 142 stops. Since the planetary gears 143... Do not revolve, the ring gear 144 rotates at the basic rotational speed.
(B) shows the case where the carrier 142 rotates in the same direction as the sun gear 141. Since the planetary gears 143... Revolve in the same direction as the sun gear 141, the rotational speed of the ring gear 144 is smaller than that in (a).
(C) shows the case where the carrier 142 rotates in the opposite direction to the sun gear 141. Since the planetary gears 143 revolve in the opposite direction to the sun gear 141, the rotational speed of the ring gear 144 increases more than (a).
[0077]
If the steering speed is low, the ring gear 144 is rotated at a low speed in the mode (b). That is, the increase / decrease ratio G is reduced. On the other hand, if the steering speed is high, the ring gear 144 is rotated at high speed in the mode (c). That is, the increase / decrease ratio G is increased. As described above, the speed change ratio G can be changed steplessly by continuously shifting the planetary gear mechanism 140 in accordance with the steering speed.
For example, even if the steering angle ratio control motor 101 (see FIG. 9) stops for some reason and stops operating, the steering angle increasing / decreasing mechanism including the continuously variable transmission shown in FIG. By switching 30 with the planetary gear mechanism 140, the increase / decrease ratio can be changed to a predetermined setting. Accordingly, the degree of freedom in setting the gear ratio after switching is improved.
[0078]
In the above-described embodiments and modifications of the present invention, (1) the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 is an arbitrary combination of the following three increasing / decreasing ratios G so as to increase / decrease the steering angle of the steering wheel 2. I just need it. However, D is an arbitrary magnification.
(1) Increase / decrease ratio G = 1 (the input shaft 31 and the output shaft 37 are constant speed).
(2) Increase / decrease ratio G = 1 / D (the output shaft 37 decelerates relative to the input shaft 31).
(3) Increase / decrease ratio G = D (output shaft 37 is increased with respect to input shaft 31).
Therefore, the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 may be a mechanical speed reduction mechanism such as a worm gear mechanism or a bevel gear mechanism, or may be an electrical control type mechanism. Furthermore, the steering angle increasing / decreasing mechanism 30 is not limited to a two-stage reduction mechanism or a continuously variable transmission, and may be a three-stage reduction mechanism, for example.
[0079]
(2) The steering angle reduction mechanism 30 is not limited to the one provided with the steering torque sensor 10.
(3) The upper and lower clutches 51 and 52 may be friction clutches (cone clutches, etc.) or electromagnetic clutches in addition to the “claw clutches”.
(4) The first and second setting completion detection means 66L and 66R may be housed inside the gear case 38.
(5) The first and second setting completion detection means 66L and 66R are not limited to limit switches, and may be non-contact switches, for example.
[0080]
【The invention's effect】
  The present invention exhibits the following effects by the above configuration.
  The present invention provides a steering angle increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft to the steering angle of the steering handle between the steering handle and the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism,A steering torque sensor is interposed between the steering handle and the steering angle increasing / decreasing mechanism.The steering angle characteristic of the steered wheel with respect to the steering angle of the steering wheel can be set not only by the variable steering angle ratio steering mechanism but also by the steering angle increase / decrease mechanism. Since the ratio change means changes the increase / decrease ratio of the steering angle increase / decrease mechanism, the ratio of the increase / decrease ratio is appropriately changed by the ratio change means according to the driving situation of the vehicle and the driver's preference. Can be changed arbitrarily. Therefore, the maneuverability of the steering handle is further enhanced.
[0081]
According to the second aspect of the present invention, since the ratio changing means changes the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism by manual operation, the ratio changing means can be configured in a simpler manner as compared with the type changing by power.
[0082]
According to the third aspect of the present invention, since the ratio changing means is provided with a restricting means for restricting manual operation when receiving the engine operation signal, the increase / decrease ratio cannot be changed during engine operation. Therefore, while the engine is operating, the increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism remains constant by the restricting means. As a result, the steering angle ratio characteristic does not change during traveling, and the steering feeling does not change abruptly.
[0083]
Since the increase / decrease ratio is changed by the ratio changing means when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, the increase / decrease ratio can be changed only when traveling at a very low speed or when the vehicle is stopped. Therefore, it is possible to prevent the steering angle ratio characteristic from changing during high-speed traveling and the steering feeling from changing suddenly.
[0084]
  According to a fifth aspect of the present invention, a steering angle increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft to the steering angle of the steering handle is interposed between the steering handle and the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism. A steering torque sensor is interposed between the steering angle increasing / decreasing mechanism. The steering angle characteristic of the steered wheel with respect to the steering angle of the steering wheel can be set not only by the variable steering angle ratio steering mechanism but also by the steering angle increase / decrease mechanism. Since the ratio change means changes the increase / decrease ratio of the steering angle increase / decrease mechanism, the ratio of the increase / decrease ratio is appropriately changed by the ratio change means according to the driving situation of the vehicle and the driver's preference. Can be changed arbitrarily. Therefore, the maneuverability of the steering handle is further enhanced.
  further,According to a fifth aspect of the present invention, when the ratio changing means receives a failure signal when the vehicle steering device fails when the vehicle is traveling at a predetermined low speed or is stopped, the steering angle increasing / decreasing mechanism By reducing the increase / decrease ratio, it is possible to change the steering angle ratio only in a part of a narrow range close to the minimum steering angle among the steering angle ratio characteristics of the variable steering angle ratio steering mechanism. Since the steering angle ratio is small, the steering torque can be small even if the steering handle is steered at the maximum steering angle. Therefore, the steering torque does not become excessive even at the time of failure at any steering angle ratio and at the time of maximum steering. As a result, the steering handle has good maneuverability and the handle can be easily turned, so that the minimum turning radius of the vehicle can be kept small. Furthermore, when the vehicle steering device fails, the driver can be informed that the failure has occurred by reducing the increase / decrease ratio compared to the normal state.InCan be recognized.
[0085]
According to the sixth aspect of the present invention, since the ratio changing means is provided with setting completion detecting means for detecting that the setting of the increase / decrease ratio is completed, when the setting of the increase / decrease ratio is completed, a detection signal is sent from the setting completion detecting means. The engine can be restarted based on this signal. As a result, the engine cannot be restarted while the increase / decrease ratio is being changed. Therefore, the vehicle does not travel in an incomplete setting state, and can be operated with a stable steering feeling after the setting has been made reliably. In addition, the setting completion detection means can be integrated and assembled to the ratio changing means.
[0086]
According to the seventh aspect, since the steering angle increasing / decreasing mechanism is composed of a continuously variable transmission, the increasing / decreasing ratio can be freely set steplessly. As a result, the degree of freedom in setting the steering angle ratio characteristic is further increased.
In particular, even if the steering angle ratio control motor of the variable steering angle ratio steering mechanism stops for some reason and stops operating, switch the steering angle increase / decrease mechanism consisting of a continuously variable transmission. The change ratio can be changed to a predetermined setting. Accordingly, the degree of freedom in setting the gear ratio after switching is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the upper half of a steering angle increasing / decreasing mechanism with a steering torque sensor according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the lower half of the steering angle increasing / decreasing mechanism according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a switching lever mechanism according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a moderation mechanism according to the present invention.
FIG. 6 is an operation explanatory view of a steering angle increasing / decreasing mechanism and a ratio changing unit according to the present invention.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a variable steering angle ratio steering mechanism according to the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between a worm gear mechanism, a movable housing, and an input shaft according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between an input shaft, a coupling, and an output shaft according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating the operating principle of the variable steering angle ratio steering mechanism according to the present invention.
FIG. 13 is a steering angle ratio characteristic diagram of the variable steering angle ratio steering mechanism according to the present invention.
FIG. 14 is a steering angle ratio characteristic diagram of the vehicle steering system according to the present invention.
FIG. 15 is a sectional view of a steering angle increasing / decreasing mechanism and ratio changing means (first modification) according to the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram of an electric switching mechanism of the ratio changing means (first modification) according to the present invention.
FIG. 17 is a circuit diagram of ratio changing means (first modification) according to the present invention.
FIG. 18 is a control flowchart of the main control unit according to the present invention.
FIG. 19 is a sectional view of a steering angle increasing / decreasing mechanism and ratio changing means (second modification) according to the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram of a driving portion of the planetary gear mechanism according to the present invention (second modified example).
21 is a sectional view taken along line 21-21 in FIG.
FIG. 22 is a diagram for explaining the operation of the planetary gear mechanism according to the second modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle steering device, 2 ... Steering handle, 3 ... Steering wheel, 4 ... Steering system, 5 ... Steering shaft, 7 ... Vehicle speed sensor, 8 ... Control means, 30 ... Steering angle increase / decrease mechanism, 50 ... Ratio change means 60 ... switching lever mechanism, 62 ... switching lever, 66L, 66R ... setting completion detection means (first and second setting completion detection means), 67 ... engine control unit, 68L, 68R ... regulation means (first and second) Restricting means), 70 ... variable steering angle ratio steering mechanism, 110 ... electric switching mechanism, 121 ... failure detector, 140 ... planetary gear mechanism 140 as a continuously variable transmission mechanism.

Claims

A steering torque sensor that detects the steering torque of the steering system generated by the steering handle and an auxiliary torque corresponding to the steering torque are generated in the steering system from the steering wheel of the vehicle to the steering wheel. In a vehicle steering system comprising an electric motor to be added and a variable steering angle ratio steering mechanism, the ratio of the steering angle of the steered wheel to the steering angle of the steering wheel is changed by the variable steering angle ratio steering mechanism.
In the vehicle steering device, the steering torque transmitted from the steering handle to the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism is transmitted from the output shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism via the rack and pinion mechanism. A configuration that is transmitted to the wheels,
The rack and pinion mechanism includes a pinion provided on the output shaft and a rack that meshes with the pinion.
The variable rudder angle ratio steering mechanism is configured such that the maximum rotation angle of the input shaft is limited by the maximum stroke of the rack,
A steering angle increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft to the steering angle of the steering handle is interposed between the steering handle and the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism;
The steering torque sensor is interposed between the steering handle and the steering angle increasing / decreasing mechanism,
A steering apparatus for a vehicle, wherein the ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism is changed by a ratio changing means.

The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the ratio changing unit is configured to manually change an increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism.

The vehicle steering apparatus according to claim 2, wherein the ratio changing unit includes a regulating unit that regulates the manual operation when an engine operation signal is received.

2. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the ratio changing means is configured to change an increase / decrease ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed.

A steering torque sensor that detects the steering torque of the steering system generated by the steering handle and an auxiliary torque corresponding to the steering torque are generated in the steering system from the steering wheel of the vehicle to the steering wheel. In a vehicle steering system comprising an electric motor to be added and a variable steering angle ratio steering mechanism, the ratio of the steering angle of the steered wheel to the steering angle of the steering wheel is changed by the variable steering angle ratio steering mechanism.
The vehicle steering device includes:
A steering angle increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the ratio of the input angle of the input shaft to the steering angle of the steering handle is interposed between the steering handle and the input shaft of the variable steering angle ratio steering mechanism;
The steering torque sensor is interposed between the steering handle and the steering angle increasing / decreasing mechanism,
The change ratio of the steering angle increasing / decreasing mechanism is changed by the ratio changing means,
The ratio changing means increases or decreases the steering angle increasing / decreasing mechanism from the normal time when the vehicle is traveling at a predetermined low speed or is stopped and receives a failure signal when the vehicle steering device fails. car dual steering system thereby to reduce the ratio.

The said ratio change means is equipped with the setting completion detection means for detecting that the setting of the said increase / decrease ratio was completed, The claim 1, 2, 3, 4, or 4 characterized by the above-mentioned. The vehicle steering device according to claim 5.

The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the steering angle increasing / decreasing mechanism is a continuously variable transmission.