JPH0457545B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車速に応じてハンドル舵角の車輪への
伝達比を変化させるようにした自動車のステアリ
ング装置に関する。

（従来技術） 自動車のステアリング装置は、ハンドルの回転
をラツクアンドピニオン等のステアリングギヤ装
置を介してタイロツドの横方向の変位に変換し、
該タイロツドの両端部に連結された左右の車輪の
向きを変化させるものであるが、その場合におけ
るハンドルの回転量（ハンドル舵角）との車輪の
きれ角（転舵角）とは常に一定の対応関係に保持
されているのが通例である。しかし、例えば高速
走行時にはハンドル舵角に対する転舵角の比を小
さくすることが走行安定性を確保する上で望まし
く、また低速走行時には上記比を大きくして自動
車の挙動を俊敏化させることが良好な運転フイー
リングを得たり、車庫入れを容易化する等の上で
望ましい。

そこで、例えば特開昭58−224852号公報に開示
されているように、車速に応じてハンドル舵角に
対する転舵角の比を変化させるようにした速度感
応型のステアリング装置が提案されている。これ
は、第４図に示すようにハンドルＡとステアリン
グコラムＢとの間に、一対の可変ピツチプーリ
Ｃ，Ｄと両プーリ間に巻掛けられたＶベルトＥと
でなる変速機構Ｆを介設すると共に、被動側のプ
ーリＤのピツチ径をステツピングモータＧにより
車速が上昇するほど大きくなるように制御するよ
うにしたものである。これによれば、ハンドルＡ
からステアリングコラムＢへの回転伝達比が高速
時ほど小さくなり、その結果、一定のハンドル舵
角に対する車輪の転舵角が高速時には小さく、低
速時には大きくなり、車速に対応した良好なステ
アリング特性が得られることになる。しかし、ス
テアリング装置によると、上記可変ピツチプーリ
Ｃ，Ｄを用いた変速機構Ｆが大掛りな構造である
ため、装置全体が大型化し、またベルトＥのスリ
ツプによつてハンドルＡの回動がステアリングコ
ラムＢないし車輪に正確に伝達されない可能性が
ある。特に、上記ステツピンブモータＧが故障し
或いは該モータＧの制御系統に異常が生じて、該
モータＧが可変ピツチプーリＤに対する拘束力を
失つた場合、変速機構Ｆが中立状態、即ち入力回
転が出力側に伝達されない状態となり、その結
果、ハンドル操作による自動車の操向制御が不能
となる場合が生じる。

（発明の目的） 本発明は自動車のステアリング装置に関する上
記のような実情に対処するもので、ハンドル舵角
に対する車輪の転舵角の比を車速に応じて変化さ
せることができるステアリング装置として、コン
パクトに構成され、しかも操舵力の車輪側への伝
達及びその伝達比の可変制御が確実に行われるス
テアリング装置を実現する。そして、特に上記伝
達比の可変制御を行うアクチユエータの故障時に
も操舵力が車輪側に伝達されるようにして、自動
車の操向制御を可能とすることを目的とする。

（発明の構成） すなわち、本発明に係る自動車のステアリング
装置は、ステアリングハンドルとステアリングギ
ヤ装置との間の操舵力伝達経路中に、ステアリン
グハンドルに連結されたサンギヤと、ステアリン
グギヤ装置に連結されたリングギヤと、上記サン
ギヤとリングギヤとの間に介在されたプラネタリ
ピニオンと、このプラネタリピニオンを支持する
ピニオンキヤリヤとでなる遊星歯車式の差動歯車
機構を設けると共に、上記ピニオンキヤリヤを軸
心回りに回動させるアクチユエータと、車速を検
出する車速検出手段と、この車速検出手段によつ
て検出される車速が大きいほど上記サンギヤに対
するリングギヤの回転比が小さくなるように上記
アクチユエータの作動を制御するコントローラ
と、一端側が上記ピニオンキヤリヤに係止された
バネ手段とを備え、このバネ手段の付勢力を上記
アクチユエータによるピニオンキヤリヤの軸心回
りの回動動作を許容し、該アクチユエータによる
上記キヤリヤに対する拘束力が失われたときの該
キヤリヤの無制限な回動動作を規制するように設
定したことを特徴とする。

（発明の効果） 上記のような構成のステアリング装置によれ
ば、ステアリングハンドルとステアリングギヤ装
置との間に設けた遊星歯車式の差動歯車機構によ
つてステアリング装置の主要部分が構成されてい
るので、ステアリング装置の全体がコンパクトに
構成されると共に、このステアリング装置がハン
ドルとステアリングギヤ装置との間のステアリン
グコラム上に設けられることになるので、エンジ
ンルームや車室内に大きなスペースを要すること
なく装備することが可能となる。

しかも、ステアリングハンドルに連結されたサ
ンギヤと、ステアリングギヤ装置に連結されたリ
ングギヤとの間に介在されたプラネタリピニオン
を支持するピニオンキヤリヤを軸心方向に回動さ
せることにより、ハンドル舵角に対する車輪の転
舵角の比を変化させるようになつているので、ハ
ンドルに作用する操舵力が確実に車輪側へ伝達さ
れると共に、ハンドル舵角に対する転舵角の比を
無段階に変化させることが可能となる。

特に本発明によれば、遊星歯車式の差動歯車機
構を構成するピニオンキヤリヤを軸心回りに回動
させるアクチユエータが故障し、該キヤリヤに対
する拘束力が失われたとしても、ピニオンキヤリ
ヤの軸心回りの無制限な回動動作がバネ手段によ
つて規制されることになるので、操舵力が確実に
車輪側に伝達されることになる。従つて、このよ
うな異常発生時においても、ハンドル操作による
通常の操向制御が可能なる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１〜３図に示すように、このステアリング装
置における操舵力伝動機構１は、ステアリングハ
ンドル（以下、ハンドルという）２の中心に一端
が固着されたハンドル軸３と、該ハンドル軸３に
平行に配置され且つ該軸３との間に一対の入力ギ
ヤ４，５が介設された入力軸６と、この入力軸６
と同一線上に配置された出力軸７と、入力軸６と
出力軸７との間に設けられた遊星歯車式の差動歯
車機構８とで構成されている。そして、上記出力
軸７が図示しないステアリングギヤ装置に連結さ
れ、更にタイロツド等でなるリンク機構を介して
左右の車輪に連結されている。

上記差動歯車機構８は、入力軸６に固着された
サンギヤ９と、出力軸７に固着されたリングギヤ
１０と、両ギヤ９，１０間に等角度間隔で配置さ
れた複数個（図例では３個）のプラネタリピニオ
ン１１…１１と、入力軸６上に回転自在に嵌合さ
れて上記ピニオン１１…１１を夫々ピニオン軸１
２…１２を介して担持するピニオンキヤリヤ１３
とで構成されている。そして、該キヤリヤ１３に
は一体的にセクタギヤ１４が設けられ、該セクタ
ギヤ１４にステツピングモータ１５の回転軸に固
着されたピニオン１６が噛合されている。

一方、このステアリング装置には、上記ステツ
ピングモータ１５の回転を制御するコントローラ
１７が備えられている。このコントローラ１７
は、車速センサ１８からの車速信号ａと、上記ハ
ンドル２の回転角を検出する舵角センサ１９から
の舵角信号ｂとを入力し、これらの信号ａ，ｂに
基づいて上記ステツピングモータ１５の回転量
（回転方向を含む）を設定して、これを制御信号
ｃとしてステツピングモータ１５に出力するよう
になつている。

更に、このステアリング装置には、以上の構成
に加えて、一端が上記差動歯車機構８のピニオン
キヤリヤ１３における１つのピニオン軸１２に掛
止され、且つ他端が適宜固定部に突設されたピン
２０に掛止されたスプリング２１が備えられてい
る。このスプリング２１は、その弾性収縮力によ
つてピニオンキヤリヤ１３を第１，２図に示す中
立位置に付勢する。なお、このスプリング２１の
付勢力は、上記ステツピングモータ１５によるピ
ニオンキヤリヤ１３の軸心回りの回動動作を許容
し、且つ該モータ１５による上記キヤリヤ１３に
対する拘束力が失われたときの該キヤリヤ１３の
無制限な回動動作を規制するように設定されてい
る。

次に上記実施例の作用を説明する。

自動車の走行中において、ハンドル２を回転さ
せると、その回転はハンドル軸３から一対の入力
ギヤ４，５を介して入力軸６に伝達され、差動歯
車機構８におけるサンギヤ９を回転させる。この
時、車速センサ１８からの信号ａと舵角センサ１
９からの信号ｂとが入力されているコントローラ
１７からステツピングモータ１５に制御信号ｃが
出力され、上記信号ａ，ｂが夫々示す車速とハン
ドル舵角とに応じて該モータ１５が回転されると
共に、これに伴つてピニオン１６及びセクタギヤ
１４を介して上記差動歯車機構８におけるピニオ
ンキヤリヤ１３が回転される。そのため、該差動
歯車機構８においては、サンギヤ９がハンドル２
の操舵量に比例した量だけ回転されると同時に、
ピニオンキヤリヤ１３がステツピングモータ１５
の回転量に応じて回転されることになり、従つて
該差動歯車機構８におけるリングギヤ１０ないし
出力軸７は上記ハンドル２の操舵量に比例する量
にピニオンキヤリヤ１３の回転量に応じて増減さ
れた量だけ回転されることになる。そして、この
出力軸７の回転量に応じてステアリングギヤ装置
を介して車輪が転舵される。その場合に、上記ス
テツピングモータ１５ないしピニオンキヤリヤ１
３の回転量は車速及びハンドル舵角に応じて設定
されているから、上記入力軸６と出力軸７との間
の回転伝達比、換言すればハンドル舵角に対する
車輪の転舵角の比が該ハンドル舵角の大きさ及び
車速に応じて無段階に変化されることになる。こ
れにより、車速とハンドル舵角に対応させてステ
ツピングモータ１５の回転量を予め適切に設定し
ておくことにより、例えば一定のハンドル舵角に
対する車輪の転舵角を高速走行時には小さく、低
速走行時には大きくし、またハンドル舵角に対す
る転舵角の比をハンドル舵角が小さいときには更
に小さく、ハンドル舵角が大きいときには更に大
きくする等の制御が可能となり、高速走行時或い
はハンドル舵角が小さい場合には良好な走行安定
性を得、また低速走行時或いはハンドル舵角が大
きい場合には良好な操向性を得て自動車の挙動を
俊敏化させるといつたステアリング特性の制御が
可能となる。

然して、上記ピニオンキヤリヤ１３はスプリン
グ２１の弾性収縮力によつて付勢されているが、
この付勢力はステツピングモータ１５による軸心
回りの回動動作を許容するように設定されている
ので、ステツピングモータ１５によりピニオンキ
ヤリヤ１３が駆動されると、該スプリング２１は
第２図に鎖線で示すように伸張するので該スプリ
ング２１によりピニオンキヤリヤ１３の回転が妨
げられることはなく、従つて上記の如き車速やハ
ンドル舵角に応じたステアリング特性の制御が行
われることになる。一方、ステツピングモータ１
５の故障等によつて該モータ１５による上記ピニ
オンキヤリヤ１３に対する拘束力が失われると、
差動歯車機構８は一般にサンギヤ９の回転をリン
グギヤ１０に伝達することができない状態となる
が、上記スプリング２１の付勢力が、ピニオンキ
ヤリヤ１３の無制限な回動動作を規制するように
設定されているので、差動歯車機構８はサンギヤ
９からプラネタリピニオン１１…１１を介してリ
ングキヤ１０に回転を伝達する固定的なギヤ列と
なる。これにより、ステツピングモータ１５の故
障時にもハンドル２の操舵力を車輪側に伝達する
ことが可能となり、自動車の操向制御を行えるよ
うになる。

尚、以上の実施例においては、ハンドル舵角と
車輪の転舵角の比を車速及びハンドル舵角の大き
さに応じて変化させるようにしたが、車速のみに
対応させて変化させるようにしてもよい。また、
上記比をハンドル舵角に応じて変化させることに
ついては、これを可能とするステアリングギヤ装
置が実用化されているので、このギヤ装置を用い
ることにより実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示すもので、第
１図はステアリング装置の要部の構成とこれに対
応する制御回路を示す横断平面図、第２，３図は
夫々第１図−線、−線で切断した断面図
である。第４図は従来例を示す概略構成図であ
る。 ２……ステアリングハンドル、８……差動歯車
機構、９……サンギヤ、１０……リングギヤ、１
１……プラネタリピニオン、１３……ピニオンキ
ヤリヤ、１５……アクチユエータ（ステツピング
モータ）、１７……コントローラ、１８……車速
検出手段（車速センサ）、２１……バネ手段（ス
プリング）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステアリングハンドルとステアリングギヤ装
   置との間の操舵力伝達経路中に、ステアリングハ
   ンドルに連結されたサンギヤと、ステアリングギ
   ヤ装置に連結されたリングギヤと、上記サンギヤ
   とリングギヤとの間に介在されたプラネタリピニ
   オンと、このプラネタリピニオンを支持するピニ
   オンキヤリヤとでなる遊星歯車式の差動歯車機構
   を設けると共に、上記ピニオンキヤリヤを軸心回
   りに回動させるアクチユエータと、車速を検出す
   る車速検出手段と、この車速検出手段によつて検
   出される車速が大きいほど上記サンギヤに対する
   リングギヤの回転比が小さくなるように上記アク
   チユエータの作動を制御するコントローラと、一
   端側が上記ピニオンキヤリヤに係止されたバネ手
   段とを備え、このバネ手段の付勢力を上記アクチ
   ユエータによるピニオンキヤリヤの軸心回りの回
   動動作を許容し、該アクチユエータによる上記キ
   ヤリヤに対する拘束力が失われたときの該キヤリ
   ヤの無制限な回動動作を規制するように設定した
   ことを特徴とする自動車のステアリング装置。