JPH0679896B2 - 自動車のステアリング装置 - Google Patents
自動車のステアリング装置Info
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- JPH0679896B2 JPH0679896B2 JP1981086A JP1981086A JPH0679896B2 JP H0679896 B2 JPH0679896 B2 JP H0679896B2 JP 1981086 A JP1981086 A JP 1981086A JP 1981086 A JP1981086 A JP 1981086A JP H0679896 B2 JPH0679896 B2 JP H0679896B2
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- steering
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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。
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］ 一般に、自動車のステアリング装置では、ステアリング
ハンドルの回動量（ハンドル舵角）と車輪のきれ角（車
輪舵角）とは一定の対応関係に保持されている。換言す
れば、ハンドル舵角の車輪舵角に対する伝達比（減速
比）は車速等に関係なく一定になっている。
ハンドルの回動量（ハンドル舵角）と車輪のきれ角（車
輪舵角）とは一定の対応関係に保持されている。換言す
れば、ハンドル舵角の車輪舵角に対する伝達比（減速
比）は車速等に関係なく一定になっている。
しかして、高速走行時に急ハンドルを切ったときの車の
横転等を防止すべく、車速に応じて上記伝達比を変化さ
せ、高速となるほど、伝達比を大きくすることにより、
高速走行時の走行安定性を確保するようにしたステアリ
ング装置が提案されている（特開昭58−224852号公
報）。
横転等を防止すべく、車速に応じて上記伝達比を変化さ
せ、高速となるほど、伝達比を大きくすることにより、
高速走行時の走行安定性を確保するようにしたステアリ
ング装置が提案されている（特開昭58−224852号公
報）。
かかるステアリング装置は、低速運転時における車輪の
きれを良くすることができるうえ、高速走行時の走行安
定性を確保することができるので、全体として好ましい
ステアリング特性が得られる。
きれを良くすることができるうえ、高速走行時の走行安
定性を確保することができるので、全体として好ましい
ステアリング特性が得られる。
しかしながら、車速に応じて伝達比を一定の割合で変化
させるだけでは、車体の挙動という面で好ましい特性が
得られない。
させるだけでは、車体の挙動という面で好ましい特性が
得られない。
本出願人は、かかる問題に鑑み、特願昭59−244216号に
おいて、低車速域では伝達比の車速に対する変化率を大
きく、高車速域ではこの変化率を小さくするように伝達
比の変化率を制御し、旋回時に車速変化により車輪舵角
が変化したときに、その変化量を低車速時には大きく、
高車速時には小さくし、結果的に車体に作用する横加速
度ないしローリング等の車体の挙動を車速によらず略一
定とするようにした自動車のステアリング装置を提案し
ている。
おいて、低車速域では伝達比の車速に対する変化率を大
きく、高車速域ではこの変化率を小さくするように伝達
比の変化率を制御し、旋回時に車速変化により車輪舵角
が変化したときに、その変化量を低車速時には大きく、
高車速時には小さくし、結果的に車体に作用する横加速
度ないしローリング等の車体の挙動を車速によらず略一
定とするようにした自動車のステアリング装置を提案し
ている。
このステアリング装置では、車体の挙動を重視して、伝
達比の変化率を制御し横加速度或いはローリングが車速
に関係なしに同一のハンドル舵角に対し一定となるよう
にすることができるので、旋回時における自動車の乗心
地や運転操作性が改善される。
達比の変化率を制御し横加速度或いはローリングが車速
に関係なしに同一のハンドル舵角に対し一定となるよう
にすることができるので、旋回時における自動車の乗心
地や運転操作性が改善される。
しかしながら、上記のような横加速度やローリングが問
題となるのは、高速走行時であって、低速運転時におい
てまで、上記の制御を実行する必要はない。
題となるのは、高速走行時であって、低速運転時におい
てまで、上記の制御を実行する必要はない。
［発明の目的］ 本発明の目的は、低車速時，高車速時夫々に好適なステ
アリング特性を得ることができる自動車のステアリング
装置を提供することである。
アリング特性を得ることができる自動車のステアリング
装置を提供することである。
［発明の構成］ このため、本発明は、旋回時の横加速度或いはローリン
グが問題となる車速域とその車速域より低い低車速域と
に運転範囲を区分けし、低車速域では、車速が高くなる
につれて伝達比を小さくするように伝達比を制御する一
方、横加速度等の車体の挙動が問題となる車速域では、
車速が高くなるにつれて伝達比を増大するように伝達比
を制御する構成としたものである。
グが問題となる車速域とその車速域より低い低車速域と
に運転範囲を区分けし、低車速域では、車速が高くなる
につれて伝達比を小さくするように伝達比を制御する一
方、横加速度等の車体の挙動が問題となる車速域では、
車速が高くなるにつれて伝達比を増大するように伝達比
を制御する構成としたものである。
即ち、本発明は、ハンドル舵角の車輪舵角に対する伝達
比（＝ハンドル舵角／車輪舵角）の制御特性を、横加速
度等の車体の挙動が問題となり始める車速の前後で切換
え、低車速域では車速が変っても、一定のハンドル舵角
に対し一定の旋回半径を保証するように伝達比を制御す
る一方、高車速域では、一定のハンドル舵角に対し一定
横加速度或いはローリングが得られるように伝達比を車
速に応じて制御する。
比（＝ハンドル舵角／車輪舵角）の制御特性を、横加速
度等の車体の挙動が問題となり始める車速の前後で切換
え、低車速域では車速が変っても、一定のハンドル舵角
に対し一定の旋回半径を保証するように伝達比を制御す
る一方、高車速域では、一定のハンドル舵角に対し一定
横加速度或いはローリングが得られるように伝達比を車
速に応じて制御する。
［発明の効果］ 本発明によれば、横加速度が問題とならない低車速域で
は一定のハンドル舵角に対し一定の旋回半径を保証する
ことができ、横加速度が問題となる高車速域では一定の
ハンドル舵角に対し一定の横加速度を与えることがで
き、したがって、全運転範囲に亘ってステアリング特性
を良好なものとすることができ、旋回時における自動車
の乗心地や運転操作性がより一層改善されることにな
る。
は一定のハンドル舵角に対し一定の旋回半径を保証する
ことができ、横加速度が問題となる高車速域では一定の
ハンドル舵角に対し一定の横加速度を与えることがで
き、したがって、全運転範囲に亘ってステアリング特性
を良好なものとすることができ、旋回時における自動車
の乗心地や運転操作性がより一層改善されることにな
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して具体的に
説明する。
説明する。
第１図に示すように、ステアリング装置は、ステアリン
グハンドル１（以下、単にハンドルという。）と、ハン
ドル１の回転を伝達するステアリングシャフト２と、ス
テアリングシャフト２の回転を車輪３に連結したタイロ
ッド４の横方向の変位に変換するステアリングギヤ装置
５とを基本構成要素とし、ステアリングシャフト２とス
テアリングギヤ装置５との間には、ハンドル舵角θＨの
車輪舵角θＷに対する伝達比Ｒ（Ｒ＝θH/θＷ）を変化
させるための伝達比可変機構６が設けられている。
グハンドル１（以下、単にハンドルという。）と、ハン
ドル１の回転を伝達するステアリングシャフト２と、ス
テアリングシャフト２の回転を車輪３に連結したタイロ
ッド４の横方向の変位に変換するステアリングギヤ装置
５とを基本構成要素とし、ステアリングシャフト２とス
テアリングギヤ装置５との間には、ハンドル舵角θＨの
車輪舵角θＷに対する伝達比Ｒ（Ｒ＝θH/θＷ）を変化
させるための伝達比可変機構６が設けられている。
この伝達比可変機構６は、コントローラ40によって電気
的に制御されるようになっており、コントローラ40は、
舵角センサ41によって検出されるハンドル舵角θＨと車
速センサ42によって検出される車速Ｖとを入力データと
して、伝達比可変機構６に対する制御を実行する。
的に制御されるようになっており、コントローラ40は、
舵角センサ41によって検出されるハンドル舵角θＨと車
速センサ42によって検出される車速Ｖとを入力データと
して、伝達比可変機構６に対する制御を実行する。
次に、上記伝達比可変機構６の構造を第２図，第３図，
第４図により説明する。
第４図により説明する。
第２図〜第４図に示すように、伝達比可変機構６は、基
本的には差動歯車機構８によって構成されており、その
入力軸９は、ステアリングシャフト２と軸平行をなすよ
うに配置され、ステアリングシャフト２に一対の入力ギ
ヤ10,11を介して連動するようになっている。
本的には差動歯車機構８によって構成されており、その
入力軸９は、ステアリングシャフト２と軸平行をなすよ
うに配置され、ステアリングシャフト２に一対の入力ギ
ヤ10,11を介して連動するようになっている。
上記差動歯車機構８は、入力軸９に固定されたサンギヤ
12と、出力軸13に固定されたリングギヤ14と、両ギヤ1
2,14間に等角度間隔で配置された例えば３個のプラネタ
リピニオン15と、各プラネタリピニオン15をピニオン軸
16を介して回転自在に支持するピニオンキャリヤ17とで
構成されている。そして、ピニオンキャリヤ17には、第
３図に明瞭に示すように、セクタギヤ18を一体的に設
け、このセクタギヤ18に噛合うピニオン19をステッピン
グモータ20の出力軸20aに取付けて支持する。
12と、出力軸13に固定されたリングギヤ14と、両ギヤ1
2,14間に等角度間隔で配置された例えば３個のプラネタ
リピニオン15と、各プラネタリピニオン15をピニオン軸
16を介して回転自在に支持するピニオンキャリヤ17とで
構成されている。そして、ピニオンキャリヤ17には、第
３図に明瞭に示すように、セクタギヤ18を一体的に設
け、このセクタギヤ18に噛合うピニオン19をステッピン
グモータ20の出力軸20aに取付けて支持する。
このステッピングモータ20は、前述したコントローラ40
によってその駆動が制御される。
によってその駆動が制御される。
また、リングギヤ14から伸びる出力軸13は、所定の減速
比を有するステアリングギヤ装置５の入力側に連結され
る。
比を有するステアリングギヤ装置５の入力側に連結され
る。
上記の構成において、ハンドル１を回転操作すると、そ
の回転はステアリングシャフト２から一対の入力ギヤ9,
10を介して入力軸９に伝達され、サンギヤ12がハンドル
舵角θＨに等しい角度だけ回転される。
の回転はステアリングシャフト２から一対の入力ギヤ9,
10を介して入力軸９に伝達され、サンギヤ12がハンドル
舵角θＨに等しい角度だけ回転される。
一方、コントローラ40からは、後述する如く、ハンドル
舵角θＨと車速Ｖとによって基本的に決定される制御信
号がステッピングモータ20に出力され、ステッピングモ
ータ20はピニオン19およびセクタギヤ18を介して、ピニ
オンキャリア17を制御信号に応じて正逆いずれかの方向
に回転させる。
舵角θＨと車速Ｖとによって基本的に決定される制御信
号がステッピングモータ20に出力され、ステッピングモ
ータ20はピニオン19およびセクタギヤ18を介して、ピニ
オンキャリア17を制御信号に応じて正逆いずれかの方向
に回転させる。
即ち、上記サンギヤ12は、ハンドル舵角θＨに等しい角
度だけ回転されるが、ピニオンキャリヤ17も正逆いずれ
か一方に回転されるため、リングギヤ14および出力軸13
は、ハンドル舵角θＨに対し、ピニオンキャリヤ17の回
転角に等しい角度だけ増減された角度だけ回転されるこ
とになる。次段のステアリングギヤ装置５は、一定の減
速比を有することから、ハンドル舵角θＨの車輪舵角θ
Ｗに対する伝達比（減速比）は、上記差動歯車機構８の
入力軸９と出力軸13との間の減速比によって決定される
ことになり、この入，出力軸9,13間の減速比は、ピニオ
ンキャリヤ17の回転方向および回転量、したがってステ
ッピングモータ20の回転方向および回転量によって制限
することができることになる。
度だけ回転されるが、ピニオンキャリヤ17も正逆いずれ
か一方に回転されるため、リングギヤ14および出力軸13
は、ハンドル舵角θＨに対し、ピニオンキャリヤ17の回
転角に等しい角度だけ増減された角度だけ回転されるこ
とになる。次段のステアリングギヤ装置５は、一定の減
速比を有することから、ハンドル舵角θＨの車輪舵角θ
Ｗに対する伝達比（減速比）は、上記差動歯車機構８の
入力軸９と出力軸13との間の減速比によって決定される
ことになり、この入，出力軸9,13間の減速比は、ピニオ
ンキャリヤ17の回転方向および回転量、したがってステ
ッピングモータ20の回転方向および回転量によって制限
することができることになる。
次に、第５図を参照して、伝達比の制御方式を具体的に
説明する。第５図に示すように、例えば時速10Km程度の
低い時速に設定した設定車速Vsの前後で設定車速Vsより
低い低車速域Ｉと設定車速Vs以上の高車速域IIとに分
け、低車速域Ｉでは、車速Ｖが増大するにつれて伝達比
Ｒが小さくなるように伝達比を制御する一方、高車速域
IIでは、車速Ｖが増大するにつれて伝達比Ｒを増大させ
るように、制御特性を切換える。
説明する。第５図に示すように、例えば時速10Km程度の
低い時速に設定した設定車速Vsの前後で設定車速Vsより
低い低車速域Ｉと設定車速Vs以上の高車速域IIとに分
け、低車速域Ｉでは、車速Ｖが増大するにつれて伝達比
Ｒが小さくなるように伝達比を制御する一方、高車速域
IIでは、車速Ｖが増大するにつれて伝達比Ｒを増大させ
るように、制御特性を切換える。
〈低車速域Ｉでの制御特性〉 低車速域Ｉでは、スタビリティファクタをA,ホイールベ
ースをl,旋回半径をｒとして、伝達比Ｒを車速Ｖとの関
係で次式にしたがって制御する。
ースをl,旋回半径をｒとして、伝達比Ｒを車速Ｖとの関
係で次式にしたがって制御する。
この式（１）を旋回半径ｒについて書き直せば、 となる。
したがって、伝達比Ｒをk/（１＋AV２）（ｋは正の定
数）となるように制御すれば、一定のハンドル舵角θＨ
に対し、旋回半径ｒを車速Ｖに関係なしに一定とするこ
とができ、低車速域でのステアリング操作を安定なもの
とすることができる。
数）となるように制御すれば、一定のハンドル舵角θＨ
に対し、旋回半径ｒを車速Ｖに関係なしに一定とするこ
とができ、低車速域でのステアリング操作を安定なもの
とすることができる。
〈高車速域IIでの制御特性〉 高車速域IIでは、旋回時に横加速度Ｇが問題となるの
で、ハンドル舵角θＨに対する横加速度ＧのゲインGaを
車速に拘らず一定とするように制御する。
で、ハンドル舵角θＨに対する横加速度ＧのゲインGaを
車速に拘らず一定とするように制御する。
即ち、定常円旋回時の横加速度Ｇは、 Ｇ＝Ｖ２・θW/［ｌ（１＋AV２）］ …（３） で表わされるので、ハンドル舵角θＨに対する横加速度
ＧのゲインGa（＝G/θＨ）は、次式で表わされる。
ＧのゲインGa（＝G/θＨ）は、次式で表わされる。
Ga＝Ｖ２・θW/［θＨ・ｌ（１＋AV２）］ ＝Ｖ２／［Ｒ・ｌ（１＋AV２）］ …（４） したがって、伝達比Ｒは、次式で表わされる。
Ｒ＝Ｖ２／［Ga・ｌ（１＋AV２）］ ＝Ｖ２／（α＋βＶ２） …（５） 但し、α＝Ga・ｌ β＝Ga・ｌ・Ａ 即ち、伝達比Ｒを車速Ｖとの関係で（５）式にしたがっ
て制御するようにすれば、上記ゲインGaを車速に拘らず
一定とすることができ、一定ハンドル舵角での旋回時に
おける車体の挙動を車速に拘らず略一定とすることがで
きる。
て制御するようにすれば、上記ゲインGaを車速に拘らず
一定とすることができ、一定ハンドル舵角での旋回時に
おける車体の挙動を車速に拘らず略一定とすることがで
きる。
なお、上記（５）式は、次式で近似することができるの
で、この式を用いて伝達比を制御するようにしてもよ
い。
で、この式を用いて伝達比を制御するようにしてもよ
い。
Ｒ＝α′Ｖｎ＋β′ …（６） α′，β′…正の定数 ｎ…０＜ｎ＜１の範囲の少数 また、低車速域Ｉと高車速域IIとの境界では、両方の制
御曲線をなめらかに接続するようにし、伝達比Ｒの急激
な変化を防ぎ、操舵時の違和感をなくすようにすること
が好ましい。
御曲線をなめらかに接続するようにし、伝達比Ｒの急激
な変化を防ぎ、操舵時の違和感をなくすようにすること
が好ましい。
第１図は本発明の実施例にかかるステアリング装置のシ
ステム構成図、第２図は伝達比可変機構の要部の横断面
図、第３図は第２図のIII−III線方向断面図、第４図は
第２図のIV−IV線方向断面図、第５図は伝達比Ｒの制御
特性を示すグラフである。 θＨ……ハンドル舵角、θＷ……車輪舵角、 Ｒ……伝達比（θH/θＷ）、 １……ステアリングハンドル、 ２……ステアリングシャフト、 ３……車輪、５……ステアリングギヤ装置、 ６……伝達比可変機構、40……コントローラ、 41……舵角センサ、42……車速センサ。
ステム構成図、第２図は伝達比可変機構の要部の横断面
図、第３図は第２図のIII−III線方向断面図、第４図は
第２図のIV−IV線方向断面図、第５図は伝達比Ｒの制御
特性を示すグラフである。 θＨ……ハンドル舵角、θＷ……車輪舵角、 Ｒ……伝達比（θH/θＷ）、 １……ステアリングハンドル、 ２……ステアリングシャフト、 ３……車輪、５……ステアリングギヤ装置、 ６……伝達比可変機構、40……コントローラ、 41……舵角センサ、42……車速センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】ステアリングハンドルとタイロッドとの間
の操舵力伝達経路中に設けられてハンドル舵角θＨの車
輪舵角θＷに対する伝達比Ｒ（Ｒ＝θH/θＷ）を変化さ
せる伝達比可変機構と、車速を検出する車速検出手段
と、該車速検出手段からの信号を入力して、所定車速以
下では車速が高くなるにつれて伝達比を小さくし、所定
車速を越えると、車速が高くなるにつれて伝達比を大き
くするように制御信号を出力するコントローラと、この
コントローラの出力信号を受けて上記伝達比可変機構を
作動させるアクチュエータとを備えた自動車のステアリ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981086A JPH0679896B2 (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 自動車のステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981086A JPH0679896B2 (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 自動車のステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62178474A JPS62178474A (ja) | 1987-08-05 |
| JPH0679896B2 true JPH0679896B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=12009684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981086A Expired - Fee Related JPH0679896B2 (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 自動車のステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679896B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008013086A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置 |
| JP2008195188A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Honda Motor Co Ltd | 車両用操舵装置 |
| JP5407123B2 (ja) * | 2007-07-31 | 2014-02-05 | 日産自動車株式会社 | 車両用操舵制御装置 |
| US9428209B2 (en) * | 2011-12-21 | 2016-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering device |
| JP5618014B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2014-11-05 | トヨタ自動車株式会社 | 転舵装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100031A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-07 | Kayaba Ind Co Ltd | Method of driving steering mechanism of car |
| JPS5924665U (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-15 | 三菱自動車工業株式会社 | 油圧操舵系の制御装置 |
-
1986
- 1986-01-30 JP JP1981086A patent/JPH0679896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62178474A (ja) | 1987-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |