JPH06227423A - 車両用舵角比可変装置 - Google Patents
車両用舵角比可変装置Info
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- JPH06227423A JPH06227423A JP5044699A JP4469993A JPH06227423A JP H06227423 A JPH06227423 A JP H06227423A JP 5044699 A JP5044699 A JP 5044699A JP 4469993 A JP4469993 A JP 4469993A JP H06227423 A JPH06227423 A JP H06227423A
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- input shaft
- input
- output shaft
- steering
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/166—Means changing the transfer ratio between steering wheel and steering gear
-
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
高速域では過度に敏感にならないようにすることができ
るように構成された車両用舵角比可変装置を提供する。 【構成】 ステアリングホイールの操舵角度に対する操
向車輪の転舵角度の割合を可変可能とするべく、前記ス
テアリングホイールの回転力が伝達される入力軸と、前
記操向車輪に転舵力を伝達する出力軸との間に設けられ
る車両用舵角比可変装置の構成を、第1の軸と、該第1
の軸の軸心を通る平面上を該第1の軸に対して略平行な
状態で移動可能なように該第1の軸に連結された第2の
軸と、該第2の軸を前記平面上で平行移動させるための
駆動手段と、前記第2の軸に偏心的に一体結合された第
3の軸とを有し、前記第1の軸及び前記第3の軸のいず
れか一方が前記入力軸に連結され、いずれか他方が前記
出力軸に連結されるものとする。
Description
の操舵角度に対する操向車輪の転舵角度の割合、すなわ
ち舵角比を変化させるための車両用舵角比可変装置に関
するものである。
たようなラック&ピニオン機構を用いたものが一般に普
及している。これは周知のように、ステアリングホイー
ル1に一体結合されたステアリングシャフト2に対し、
自在継手を有する連結軸3を介して直結されたピニオン
4の回転運動を、ピニオン4に噛合したラック5の直線
運動に変換し、ラック5の直線運動を、タイロッド6及
びナックルアーム7を介して車輪8の転舵運動に変換す
るようになっている。
グホイールの回転角度に対して車輪の転舵角度が実質的
に直線的に変化する線形の舵角特性を有しているが、車
両の取り回し性のみを考慮すると、車輪の最大転舵角を
得るためのステアリングホイールの回転角度は少ない方
が好ましい。そこで例えば図9に一点鎖線(v)で示し
たような舵角特性に設定すると、操舵量が低減されるの
で低速域では好ましい運動性が得られる反面、高速域で
はステアリングホイールの操舵角に対する車両挙動が過
度に鋭敏になるためにむしろステアリングホイールを切
りすぎないように配慮する必要が生ずる。これはステア
リングホイールの操舵角と車両挙動との関係が一義的に
決められず、例えば走行速度が増大するに連れて回頭性
が鋭敏になるなど、走行速度によって車両の旋回応答性
が変化することに基因する。
中立位置から左右に1.5回転程度で最大転舵角が車輪
に与えられるように、高速走行時の安定性を重視した舵
角特性に設定されている(図9の細線(w)参照)。
上のステアリングホイール回転角に走行速度を対応させ
て見ると、図10に細線(x)で示すように、低速走行
域でのステアリングホイール操舵量が過大になる、とい
う欠点が浮かび上がる。
されたものであり、その主な目的は、ステアリングホイ
ールの操舵角と車両挙動との関係が走行速度によって大
幅に変化せず、即ち、低速域では少ない操舵量で大舵角
が得られ、高速域では過度に敏感にならないようにする
ことができるように構成された車両用舵角比可変装置を
提供することにある。
明によれば、ステアリングホイールの操舵角度に対する
操向車輪の転舵角度の割合を可変可能とするべく、前記
ステアリングホイールの回転力が伝達される入力軸と、
前記操向車輪に転舵力を伝達する出力軸との間に設けら
れる車両用舵角比可変装置の構成を、第1の軸と、該第
1の軸の軸心を通る平面上を該第1の軸に対して略平行
な状態で移動可能なように該第1の軸に連結された第2
の軸と、該第2の軸を前記平面上で平行移動させるため
の駆動手段と、前記第2の軸に偏心的に一体結合された
第3の軸とを有し、前記第1の軸及び前記第3の軸のい
ずれか一方が前記入力軸に連結され、いずれか他方が前
記出力軸に連結されるものとすることによって達成され
る。
された第1の軸に対して第2の軸を平行移動すると、第
1の軸と第2の軸との軸心の偏心量が連続的に変化する
こととなる。そして第2の軸は、例えば出力軸に連結さ
れた第3の軸の軸心回りで旋回動するので、第1の軸の
回転に伴って第2の軸が旋回動すると、第1の軸と第3
の軸との軸心が互いに偏心した状態にあっては、第1の
軸と第3の軸との角速度が不等速となる。これにより、
第1の軸を等角度ずつ回転させた際の第3の軸の角度変
化率を、漸進的に増大させることができる。また、第1
の軸と第3の軸との軸心の偏心量を連続的に変化させる
ことにより、実用上の舵角比を連続的に変化させること
ができる。
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
る。図1に於て、図示されていないステアリングホイー
ル1に連結される第1の軸としての入力軸11は、図示
しない車体に取り付けられたステアリングコラム12に
対し、球軸受13・14を介して回転自在に支持されて
いる。
が一体的に形成されており、該カプリング部15には、
入力軸11の軸心を通り、かつ入力軸11に直交する向
きの溝16が形成されている。
力軸11と平行に延在する第2の軸としての中間軸17
の遊端が、スライダ18を介して係合している。この中
間軸17は、入力軸11と平行に延在する第3の軸とし
ての出力軸19の軸端に、該出力軸19の軸心に対して
所定寸法(b)だけ偏心して突設されている。そして出
力軸19は、略筒状をなす支持部材20に対し、球軸受
21・22を介して回転自在に支持されている。
ように、ステアリングコラム12の左端に一体的に設け
られたケーシング23に形成された長円形の溝24に摺
合している。またその右端は、径方向に突設された一対
の支持ピン25・26を介してケーシング23の内面に
支持されている。これら一対の支持ピンのうちの一方2
5は、ケーシング23に設けられたスライド軸受27に
摺合している。そして他方の支持ピン26には外ネジ2
6aが形成されており、球軸受28・29を介して回転
自在にケーシング23に支持された平歯車30の中心部
に形成された内ねじ30aに螺合している。
れるピニオン32と噛合しており、電動機31を駆動す
ることにより、入力軸11の軸線に直交する向きに支持
部材20を移動させることができるようになっている。
に設けられた変位センサ33が発する支持部材20の移
動量、即ちこれに支持された出力軸19の偏心量信号
と、車速センサ34が発する走行速度信号とを制御装置
35に入力し、走行速度に対応して設定された目標偏心
量と変位センサ33からの実偏心量とを一致させるよう
にフィードバック制御される。
を介してラック&ピニオン機構のピニオンに連結され
る。即ち本装置は、図7に於ける符号2で示した部分に
装着される。
照して説明する。入力軸11の回転中心をA、出力軸1
9の回転中心をB、中間軸17の作用点をCとし、BC
間寸法をb、入力軸11と出力軸19との間の偏位量
(AB間寸法)をa、入力軸11の回転角度、即ちステ
アリングホイールの操舵角をα、出力軸19の回転角
度、即ちピニオン回転角をβとすると、 b・sinβ=(b・cosβ−a)tanα であるから、 α=tan-1(b・sinβ/b・cosβ−a) で表される。
は、入力軸11のカプリング部15の溝16との係合に
より、出力軸19の軸心回りでクランク回転する。ここ
で入、出力軸間の偏位量aを適宜に定めて入力軸11と
出力軸19との軸心同士を互いに偏心させると、入力軸
11と出力軸19との角速度が不等速となる。しかも入
力軸11を等角度ずつ回転させた際の出力軸19の角度
変化率が漸進的に増大することとなる(図5の細線(a
1)並びに太線(a2)参照)。
偏心量aを、a2〜a0(a2<a1<a0)の範囲で連続
的に変化させることにより、入力軸11の回転角度に対
する出力軸19の回転角度の割合(β/α)、即ち実用
上の舵角比を連続的に変化させることができ、入、出力
軸間の偏位量aを大きくすると、入力角α変化に対する
出力角β変化率の漸進性が高まり、入、出力軸間の偏位
量aを0にすれば、図5に一点鎖線(a0)で示すよう
に、入力角αと出力角βとは等しくなる。この舵角比の
変化を、例えば低速走行域ではa0側に、高速走行域で
はa2側になるように制御すると、図9に太線で示した
範囲で舵角比特性を変化させることが可能となり、低速
域ではステアリングホイールの操舵角度に対するラック
ストロークを在来の操舵装置に比して大きく設定してよ
り一層敏感(シャープ)な特性を実現でき、高速域では
ステアリングホイールの操舵角度に対するラックストロ
ークを在来の操舵装置に比して小さくしてより一層鈍感
(安定)な特性を実現できる。従って、実用上のステア
リングホイール操舵角と走行速度との関係を、図10に
太線(y)で示したようなフラットな特性とすることが
できる。
参照して説明する。なお、上記第1実施例に対応する部
分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。本実
施例に於ては、他方の支持ピン26にはラック歯36が
設けられており、上記第1実施例と同様な電動機31に
直結されたピニオン32がこれに噛み合って出力軸19
を移動させるようになっている。
との偏心量が変化する出力軸19の軸端には、オルダム
継手37を介してラック&ピニオン機構のピニオン4が
連結されている。即ち本実施例は、図8の符号Vで示し
た部分に設けられる。
ック&ピニオン機構と偏心軸機構とを一体化し得るの
で、各部の中立位置の設定が容易であり、舵角比可変装
置をコンパクト化でき、高い組付け性が得られる。しか
もステアリングコラムの衝撃吸収機構として在来の機構
を流用し得るなどの利点がある。
参照して説明する。なお、上記第2実施例に対応する部
分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。本実
施例に於ては、上記第2実施例と同様にして電動機31
にて移動駆動される支持部材20に球軸受21を介して
入力軸11が支持されており、ケーシング23に対する
軸心位置が決められた出力軸19に偏心的に突設された
中間軸17との偏心量を連続的に変化させることができ
るようになっている。そして出力軸19にラック&ピニ
オン機構のピニオン4が一体的に設けられている。
部分に設けられるが、これによれば、入力軸11の偏心
量の連続的な変化量は、自在継手を有する連結軸3の揺
動で吸収されるため、オルダム継手を省略することがで
きる。従って、上記第2実施例の効果に加えて、摺動部
分を低減して耐久性を向上すると共に、より一層の小型
化が達成し得る。
軸とし、第3の軸側を出力軸としたが、これとは反対
に、第3の軸側を入力軸とし、第1の軸側を出力軸とし
ても、入出力間の伝達特性を非線形にすることができ
る。
的な伝動装置をもって入力角と出力角との関係に非線形
の特性を与えることができることから、駐車時の取り回
し性、中低速時のシャープなハンドリング、及び高速時
の安定性を同時に向上させることのできる望ましい操舵
特性を、きわめて簡単な構成にて獲得することができ
る。
成を示す断面図。
図。
フ。
は、入力軸11のカプリング部15の溝16との係合に
より、出力軸19の軸心回りでクランク回転する。ここ
で入、出力軸間の偏位量aを適宜に定めて入力軸11と
出力軸19との軸心同士を互いに偏心させると、入力軸
11と出力軸19との角速度が不等速となる。しかも入
力軸11を等角度ずつ回転させた際の出力軸19の角度
変化率が漸進的に増大することとなる(図5の太線a1
並びに細線a2参照)。
偏心量aを、a2〜a0(a2>a1>a0)の範囲で連続
的に変化させることにより、入力軸11の回転角度に対
する出力軸19の回転角度の割合(β/α)、即ち実用
上の舵角比を連続的に変化させることができ、入、出力
軸間の偏位量aを大きくすると、入力角α変化に対する
出力角β変化率の漸進性が高まり、入、出力軸間の偏位
量aを0にすれば、図5に一点鎖線(a0)で示すよう
に、入力角αと出力角βとは等しくなる。この舵角比の
変化を、例えば低速走行域ではa0側に、高速走行域で
はa2側になるように制御すると、図9に太線で示した
範囲で舵角比特性を変化させることが可能となり、低速
域ではステアリングホイールの操舵角度に対するラック
ストロークを在来の操舵装置に比して大きく設定してよ
り一層敏感(シャープ)な特性を実現でき、高速域では
ステアリングホイールの操舵角度に対するラックストロ
ークを在来の操舵装置に比して小さくしてより一層鈍感
(安定)な特性を実現できる。従って、実用上のステア
リングホイール操舵角と走行速度との関係を、図10に
太線(y)で示したようなフラットな特性とすることが
できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 ステアリングホイールの操舵角度に対す
る操向車輪の転舵角度の割合を可変可能とするべく、前
記ステアリングホイールの回転力が伝達される入力軸
と、前記操向車輪に転舵力を伝達する出力軸との間に設
けられる車両用舵角比可変装置であって、 第1の軸と、 該第1の軸の軸心を通る平面上を該第1の軸に対して略
平行な状態で移動可能なように該第1の軸に連結された
第2の軸と、 該第2の軸を前記平面上で平行移動させるための駆動手
段と、 前記第2の軸に偏心的に一体結合された第3の軸とを有
し、 前記第1の軸及び前記第3の軸のいずれか一方が前記入
力軸に連結され、いずれか他方が前記出力軸に連結され
ることを特徴とする車両用舵角比可変装置。 - 【請求項2】 前記第1の軸及び前記第3の軸の少なく
ともいずれか一方が、偏心可能な継手手段を介して対応
軸に連結されることを特徴とする請求項1に記載の車両
用舵角比可変装置。 - 【請求項3】 前記継手手段が、オルダム継手からなる
ことを特徴とする請求降2に記載の車両用舵角比可変装
置。
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US5386879A (en) | 1995-02-07 |
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