JPS61193969A - ステアリングギヤ比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 未発明は、自動車等の車両のステアリングに用いられる
ステアリングギヤ比制御装置に関する。

（従来の技術） 従来のステアリングギヤ比制御装置としては、例えば、
特開昭５４−１０００３１号公報に記載されたようなも
のが知られている。

この従来装置は、車速を検出する車速センサの出力に応
じて、入力回転と出力回転との比率を変化させるステア
リングギヤ比変換装置を作動させ、ステアリングギヤ比
を車速の二乗に反比例して減少させる手段を備えたもの
であった。

従って、この従来装置では、コーナリング時において車
両に加わる横加速度を、車速にかかわらず一定に保つよ
うにステアリングギヤ比を変化させることで、常に同一
的な操向車両性能が維持されるものであった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、ステア
リングギヤ比を車速の二乗に反比例して減−少させるも
のであったため、高速域で適正なギヤ比に調整させた場
合には、低速域ではギヤ比が大きくなり過ぎ、すなわち
ハンドルが切れ過ぎて恐いものであったし、また、低速
域で適正なギヤ比に調整させた場合には、高速域では逆
に／−ンドルの切れが鈍くなり過ぎ、緊急回避等の場合
には間に合わなくなるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述べる解決手段とした。

本発明の解決手段を、第１図に示すクレーム概念図によ
り説明すると、操舵力伝達系１の途中にステアリングギ
ヤ比可変手段２を備えたステアリングにおいて、前記ス
テアリングギヤ比可変手段２にギヤ比を変更させるアク
チュエータ３を設け、かつ、該アクチュエータ３に、車
速センサ４からの車速信号■を入力し、少なくとも所定
車速以上でヨーレイトゲイン、すなわちヨーレイト／操
舵角が一定になるような制御信号■を出力する制御手段
５を設けた。

（作　用） 従って、本発明のステアリングギヤ比制御装置では、上
述のような手段としたことで、車体上下軸まわりの角速
度（ヨーレイト）の操舵角比であるヨーレイトゲインを
、少なくとも所定車速以上で一定にすることができ、コ
ーナリング時における車両挙動の安定性を確保すること
ができる。

また、ヨーレイトゲインを一定にしてもステアリングギ
ヤ比の変化幅が小さいことから、操舵フィーリングを悪
化させることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、実施例を述べるにあたって、自動車用ステアリング
のステアリングギヤ比制御装置を例にとる。

まず、第２図〜第４図に示す第１実施例について、その
構成を説明する。

１０はステアリングであって、第２図に示すように、操
舵入力側から順に、ステアリングホイール１１．第１ス
テアリングシヤフト１２、無段変速装置（ステアリング
ギヤ比可変手段）１３．第２ステアリングシヤフト１４
、ギヤボックス１５、タイロッド１６，１６．ポールジ
ヨイント１７．１７、ステアリングナックル１８，１８
．操舵輪１９，１９を備えている。

前記ステアリングホイール１１は、運転者が旋回したい
方向に回転させることで操舵輪１９，１９を変向させる
もので、第１ステアリングシャフト１２．無段変速装置
１３及び第２ステアリングシヤフト１４を経過した回転
入力は、ギヤボックス１５内のステアリングギヤ（ラッ
クアンドピニオン等）によって左右方向への移動力に変
換され、この移動力が、タイロッド１６．１Ｂ、ボール
ジヨイント１７．１７、ステアリングナックル１８．１
８を介して操舵輪１９．１９に伝達され、操舵輪１９．
１９はステアリングホイールｌｌの操舵方向及び操舵回
転角に応じて変向される。

前記無段変速装置１３は、第１ステアリングシヤフト１
２と第２ステアリングシヤフト１４との間に設けられ、
変速制御により、第１ステアリングシヤフト１２への操
舵回転角を増大させたり、減少させたりして第２ステア
リングシヤフト１４に伝達させ、結果的にはステアリン
グギヤ比を変更させる装置である。

尚、実施例の無段変速装置１３は、第１ステアリングシ
ヤフト１２の端部に径が一定の固定スプロケット２０を
設け、第２ステアリングシヤフト１４の端部に径が可変
の可変スプロケット２１を設け１両スプロケッ）２０．
２１をチェーン２２により掛は渡した構造による装置と
している。

前記可変スプロケッ）２１は、互いに対向させた傾斜係
合部を有する２つのスプロケット要素２１ａ、２１ｂに
よって構成され、該スプロケット要素２１ａ、２１ｂに
は間隔を変更するモータ（アクチュエータ）２３が設け
られているもので、このモータ２３はコントロールユニ
ット２４からの制御信号■により作動する。

尚、スプロケット要素２１ａ、２１ｂの間隔が変更され
れば、スプロケット径も間隔に応じて変更されるもので
、例えば、スプロケット要素２１ａ、２１ｂの間隔を拡
大すればスプロケット径は小さくなる。

前記コントロールユニット２４は、車速センサ２５から
の車速信号■を入力し、全ての車速域でヨーレイトゲイ
ンＡｏ　　（ヨーレイト／操舵角）が一定になるような
制御信号■を前記モータ２３に対して出力するもので、
このコントロールユニット２４は、第３図に示すように
、カウント回路２４１、クロック回路２４２、ＲＡＭ（
ランダム。

アクセス、メモリ）２４３、ＲＯＭ（リード、オンリー
、メモリ）２４４、ＣＰＵ（セントラル。

プロセシング、二二ツ））２４５、制御信号発生回路２
４６を備えている。

前記カウント回路２４１は、車速センサ２５からのパル
ス信号による車速信号■をカウントし、ＣＰＵ２４５で
の処理ができるデジタル信号に変換する回路である。

前記クロック回路２４２は、コントロールユニット２４
で繰り返し行なわれる処理時間を設定するための回路で
ある。

前記ＲＡＭ２４３は、書き込み及び読み出しのできるメ
モリで、ＣＰＵ２４５にて演算処理中にカウント回路２
４１から入力される車速信号■を一時的に書き込み、Ｃ
ＰＵ２４５での処理開始時に読み出させる回路である。

前記ＲＯＭ２４４は、読み出し専用のメモリで、このＲ
ＯＭ２４４には、ヨーレイトゲインＡｏが一定になるよ
うな、車速Ｖとギヤ比Ｎとの関係が、表（テーブル）の
形で予め記憶されていて、車速信号■に応じたギヤ比信
号■がＣＰＵ２４５に読み出される。

尚、この車速Ｖとギヤ比Ｎとの関係は、第４図のグラフ
Ａに示すようになり、ギヤ比一定の場合（グラフＢ）に
比べて、低速域ではギヤ比Ｎが幾分小さくなり、車速Ｖ
の増大に従って次第にギヤ比Ｎが大きくなるが、高速域
では再びギヤ比Ｎが小さくなるという関係になる。

これは、ヨーレイトゲインＡＯが次に示す式であられさ
れ。

Ａｏ　＝Ｖ／　（Ｎ−Ｌ　（１＋ＫＶ’　））Ｎ；ギヤ
比、Ｌ：ホイールベース、Ｋ：スタビリテイ係数、Ｖ；
車速 ヨーレイトゲインＡＯを一定にするためには、ギヤ比Ｎ
を、 Ｎ＝Ｖ／　　（１＋ＫＶ”　　） の関係にしてやればよいことになる。

但し、車速ｖ＝０のとき、ギヤ比Ｎ＝Ｏを設定する事は
製作上無理である為、車速がＶｏ以下の低速では上述し
たギヤ比Ｎの式に近似した値を設定する。

前記ＣＰＵ２４５は、車速信号■に応じたギヤ比信号■
をＲＯＭ２４４から読み出し、このギヤ比信号■を無段
変速装置１３の変速比信号に変換し、所定の結果信号を
出力する中央処理装置である。

前記制御信号発生回路２４６は、ＣＰＵ２４５からの結
果信号に応じてモータ２３へ出力する制御信号■を発生
する回路である。

次に、第１実施例の作用を説明する。

まず、第５図に示す、コントロールユニット２４での作
動流れを示すフローチャート図によりギヤ比の制御作動
を述べる。

ステップ１００では、車速センサ２５からの車速信号■
によりその時の車速■１が読み込まれる。

次のステップ１０１では、前記ステップ１００で読み込
まれた車速ｖ１に基づいて、ＲＯＭ２４４に記憶されて
いる車速Ｖとギヤ比Ｎとの関係をあられすテーブルから
、車速ｖ１に対応するギヤ比Ｎ１をテーブルルックアッ
プさせる。

さらに次のステップ１０２では、前記ステップ１０１で
テーブルルックアップされたギヤ比Ｎ１に応じた制御信
号■が制御信号発生回路２４６から出力される。

以上のステップ１００，１０１，１０２は、繰り返し行
なわれ、車速Ｖが変化した場合にも、車速Ｖの変化に応
じてギヤ比Ｎが制御される。

このように、車速Ｖに応じてコン）Ｏ−ルユニ−／　）
　２４から制御信号■が出力され、無段変速装置１３が
所定のギヤ比Ｎが得られるように制御作動することで、
ヨーレイトゲインＡＯは、第６図のグラフＣに示すよう
に（グラフＤはギヤ比Ｎが一定の場合のヨーレイトゲイ
ン）、全車速域で略一定となる。

従って、操舵角に対する車体上下軸まわりの角速度は、
車速Ｖが変化しても変化せず、コーナリング時の車両挙
動が安定する。

また、車速Ｖとギヤ比Ｎとの関係をみても、ヨーレイト
ゲインＡＯを一定にするためには、車速の低速域と高速
域においてギヤ比が低くなる特性を示すと共に、ギヤ比
の変化幅も小さいことから、操舵フィーリングを悪化さ
せることもない。

次に、第７図及び第８図により第２実施例について説明
する。

この第２実施例は、操舵フィーリングが今までのギヤ比
の変化がないステアリングと大幅に異なれば、事故につ
ながる可能性があることから、所矩の車速ｖＯまではヨ
ーレイトゲインＡＯを直線的に増加させ、車速ｖＯを超
えたら、ヨーレイトゲインＡｏが一定になるようにギヤ
比Ｎを制御するようにした例である。

つます、コントロールユニット２４のＲＯＭ２４４に記
憶させた車速Ｖとギヤ比Ｎとの関係は、第７図のグラフ
Ｅに示すように、車速ｖＯまでギヤ比Ｎを一定に、車速
Ｖｏを超えたらギヤ比Ｎを変化させるような関係であり
、この制御データに基づいて制御することで、第８図の
グラフＦに示すようなヨーレイトゲイン特性が得られる
。

尚、第２実施例では、ステアリングの構成は、第１実施
例と同様であり、単にコントロールユニット２４のＲＯ
Ｍ２４４に記憶させた制御データを異ならせただけであ
るので、他の構成及び作用については説明を省略する。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、ステアリングシャフトの途中にス
テアリングギヤ比可変手段を設けたものを示したが、該
ギヤ比可変手段は操舵力伝達系の途中であれば、ステア
リングシャフトに限られず、ステアリングギヤやタイロ
ッド等に設けてもよい。

また、ステアリングギヤ比可変手段として、実施例では
、チェーン機構の無段変速装置を示したが、他の機構に
よる無段変速装置であっても、さらに、特開昭４７−２
０８３５号公報に記載されているような、遊星歯車組や
差動歯車組等による段階的変速装置であってもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のステアリングギヤ比
制御装置にあっては、ステアリングギヤ比可変手段にギ
ヤ比を変更させるアクチュエータを設け、かつ、該アク
チュエータに、車速センサからの車速信号を入力し、少
なくとも所定車速以上でヨーレイトゲイン、すなわちヨ
ーレイト／操舵角が一定になるような制御信号を出力す
る制御手段を設けた構成としたため、ヨーレイトゲイン
を少なくとも所定車速以上で一定にすることができ、コ
ーナリング時における車両挙動の安定性を確保すること
ができるという効果が得られる。

また、ヨーレイトゲインを一定にしても、ステアリング
ギヤ比の変化幅が小さいことから、操舵フィーリングを
悪化させることがないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のステアリングのステアリングギヤ比制
御装置を示すクレーム概念図、第２図は本発明の第１実
施例装置を示す全体図、第３図は第１実施例装置のコン
トロールユニットを示すブロック線図、第４図は第１実
施例装置における車速とギヤ比の関係線図、第５図は第
１実施例装置のコントロールユニットにおける作動の流
れを示すフローチャート図、第６図は第１実施例装置に
おけるヨーレイトゲイン特性を示す特性線図、第７図は
第２実施例装置における車速とギヤ比の関係線図、第８
図は第２実施例装置におけるヨーレイトゲイン特性を示
す特性線図である。 ｌ・・・操舵力伝達系 ２・・・ステアリングギヤ比可変手段 ３・・・アクチュエータ ４・・・車速センサ ５・・・制御手段 ■・・・車速信号 ■・・・制御信号 特　　許　　出　　願　　人 日産自動車株式会社 第７図 火 第８図 ｅ遠　ｆｆ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）操舵力伝達系の途中にステアリングギヤ比可変手段
   を備えたステアリングギヤ比制御装置において、前記ス
   テアリングギヤ比可変手段にギヤ比を変更させるアクチ
   ュエータを設け、かつ、該アクチュエータに、車速セン
   サからの車速信号を入力し、少なくとも所定車速以上で
   ヨーレイトゲイン、すなわちヨーレイト／操舵角が一定
   になるような制御信号を出力する制御手段を設けたこと
   を特徴とするステアリングギヤ比制御装置。