JPS62214058A - Automobile steering device - Google Patents

Automobile steering device

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Publication number
JPS62214058A
JPS62214058A JP61056261A JP5626186A JPS62214058A JP S62214058 A JPS62214058 A JP S62214058A JP 61056261 A JP61056261 A JP 61056261A JP 5626186 A JP5626186 A JP 5626186A JP S62214058 A JPS62214058 A JP S62214058A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
steering
angle
equivalent
differential
Prior art date
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Pending
Application number
JP61056261A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Takahashi
三雄 高橋
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP61056261A priority Critical patent/JPS62214058A/en
Publication of JPS62214058A publication Critical patent/JPS62214058A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve a steering stability, by providing a differential gear unit comprising a sun gear, a planetary gear and an internal gear, rotating a gear unit by a support member of the planetary gear and controlling a steering angle ratio through a motor for rotating the internal gear. CONSTITUTION:A control circuit 11 determines an optimum steering angle based on a steering angle ratio property with respect to a traveling mode set and stored in advance in accordance with a change in the traveling mode and applies a signal to a motor 5. Then, a ratio of a rotating angle of an internal gear 33 to a rotating angle of a sun gear 31 rotated by a steering wheel 1 is controlled in accordance with a rotatingly driving angle of the motor 5 so that an optimum steering angle ratio is obtained. With such an arrangement, an optimum steering angle ratio is automatically regulated in accordance with a traveling mode, whereby a steering stability can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車のステアリング装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a steering device for a motor vehicle.

従来の技術 一般に自動車のステアリング装置は、ステアリングホイ
ールの回転操作をギヤ装置を用いて該ステアリングホイ
ール回転角に比例したシャフト軸方向変位に変換しその
シャフトの軸方向変位により操向車輪(通常は前車輪)
を転舵作動させるようにしたものが従来よりひろく用い
られている(例えば実開昭57−55671号公報、実
開昭57−74876号公報等参照)。
2. Description of the Related Art In general, steering devices for automobiles use a gear device to convert the rotational operation of the steering wheel into an axial displacement of a shaft proportional to the rotation angle of the steering wheel. Wheel)
In the past, devices in which the steering operation is performed have been widely used (see, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 57-55671, Japanese Utility Model Application Publication No. 57-74876, etc.).

又上記のようなギヤ装置をもつステアリング装置におい
て、ギヤの歯形を工夫することにより、例えばステアリ
ングホイール回転角の小なる範囲即ち直進状態付近では
ギヤレシオを小としステアリングホイール回転角が大な
るときはギヤレシオを大とする等、ステアリングホイー
ル回転角と操向車輪実舵角との角度比を非線形特性とし
たいわゆるバリアプルギヤレシオのステアリング装置も
従来より種々開発され1例えば米国特許第326776
3号明細書、或は実開昭59−16269号公報等にて
公開されている。
In addition, in a steering device having a gear device as described above, by devising the tooth profile of the gear, for example, the gear ratio is reduced in a small range of the steering wheel rotation angle, that is, near the straight-ahead state, and the gear ratio is reduced when the steering wheel rotation angle is large. Various so-called barrier-pull gear ratio steering devices have been developed in the past, in which the angle ratio between the steering wheel rotation angle and the actual steered wheel angle is non-linear, such as by increasing the angle of rotation of the steering wheel and the actual steering angle of the steered wheels.
It is disclosed in the specification of No. 3 or Japanese Utility Model Application Publication No. 59-16269.

発明が解決しようとする問題点 上記のようにステアリングホイール回転角と操向車輪実
舵角との比即ちステアリング角度比が比例関係にある従
来装置及び非線形特性とした従来装置は、いずれもギヤ
装置の設計により一義的に定められた角度でしか操舵出
力は得られない。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, the conventional device in which the ratio of the steering wheel rotation angle to the actual steered wheel angle, that is, the steering angle ratio, is in a proportional relationship, and the conventional device in which the nonlinear characteristic is used, are both gear devices. Steering output can only be obtained at an angle uniquely determined by the design.

一般にステアリング角度比が大であると操舵は軽くなる
が、所定の旋回半径を得るためのステアリングホイール
回転角が大きく舵の効きが悪くなり、逆にステアリング
角度比を小とすると所定の旋回半径を得るためのステア
リングホイール回転角は小さく舵の効きは良くなるが操
舵が重くなる。従って例えば低速走行持前の効きが良い
ようにステアリング角度比を小さくしたいが、そのよう
にすると据え切りを含む極低速での操舵時は操舵が重く
なりすぎ、据え切りや極低速での操舵を軽くするために
ステアリング角度比を大とすると高速走行時前の効きが
悪くなると言う問題を生じる。
In general, if the steering angle ratio is large, the steering will be light, but the steering wheel rotation angle to obtain the specified turning radius will be large, making the steering less effective.On the other hand, if the steering angle ratio is small, the steering will be light The steering wheel rotation angle required to obtain this effect is small, which improves the effectiveness of the rudder, but makes the steering heavier. Therefore, for example, it is desirable to reduce the steering angle ratio so that it is more effective while running at low speeds, but if you do so, the steering becomes too heavy when steering at very low speeds, including stationary steering, and it becomes difficult to steer at stationary steering or at extremely low speeds. If the steering angle ratio is increased in order to reduce the weight, a problem arises in that the steering becomes less effective when driving at high speeds.

このように好ましいステアリング角度比は車速や路面状
況等の走行モードによって種々変化するものであり、従
来のように比例特性のものであれ、非線形特性のもので
あれ、ステアリング角度比がギヤ装置の設計により一義
的に定められるステアリング装置では、結局種々の走行
モードにおける操舵力と舵の効きの兼ね合いを考慮して
適当な舵角を選択して妥協すると言う設計を行なうと言
うことにならざるを得ない。
In this way, the preferred steering angle ratio varies depending on the driving mode such as vehicle speed and road surface conditions, and whether the steering angle ratio has conventional proportional characteristics or nonlinear characteristics, the steering angle ratio depends on the design of the gear system. In the case of a steering system that is uniquely determined by the above, it is inevitable that the design will be a compromise by selecting an appropriate steering angle in consideration of the balance between steering force and rudder effectiveness in various driving modes. do not have.

本発明は車速等の走行モードに応じてステアリング舵角
比をきめこまかく制御し得る装置を提供することを主目
的とするものである。
The main object of the present invention is to provide a device that can finely control the steering angle ratio depending on the driving mode such as vehicle speed.

問題点を解決するための手段 本発明は、ステアリングホイールの回転操作によりステ
アリングギヤボックスのギヤ装置を介して操向車輪が転
舵作動されるようになっている自動車のステアリング装
置において、ステアリングホイールからステアリングギ
ヤボックスのギヤ装置に至る操舵系統の途中に、太陽歯
車又はそれに相当する歯車と遊星歯車又はそれに相当す
る歯車と内歯車又はそれに相当する歯車とからなる差動
歯車装置を介在させ、太陽歯車又はそれに相当する歯車
がステアリングホイールの回転操作にて回転し遊星歯車
又はそれに相当する歯車の回転軸を支持する支持部材の
回転にてステアリングギヤボックスのギヤ装置を回転さ
せ且つ内歯車又はそれに相当する歯車が電動モータにて
回転される構成とし、太陽歯車又はそれに相当する歯車
と遊星歯車又はそれに相当する歯車の回転軸を支持する
支持部材との回転角比を、太陽歯車又はそれに相当する
歯車の回転角に対する電動モータにて回転される内歯車
又はそれに相当する歯車の回転角の割合を変えることに
より変化させステアリングホイール回転角と操向車輪実
舵角とのステアリング角度比を可変的に制御し得るよう
構成すると共に、ステアリングホイールの回転角を検出
し入力角信号を発する入力角センサの該入力角信号と車
速等の走行モードを検出し走行モード信号を発する走行
モードセンサの該走行モード信号とからその走行モード
での最適ステアリング角度比を求めそれに応じた出力を
発して電動モータを回転駆動させる制御回路を設けたこ
とを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems The present invention provides a steering system for an automobile in which steering wheels are steered through a gear device of a steering gear box by rotational operation of the steering wheel. A differential gear device consisting of a sun gear or a gear equivalent to it, a planetary gear or a gear equivalent to it, and an internal gear or a gear equivalent to it is interposed in the middle of the steering system leading to the gear device of the steering gear box, and the sun gear or an equivalent gear is rotated by the rotation operation of the steering wheel, and a gear device of the steering gear box is rotated by rotation of a support member that supports the rotating shaft of the planetary gear or the equivalent gear, and an internal gear or the equivalent thereof. The gear is configured to be rotated by an electric motor, and the rotation angle ratio between the sun gear or a gear equivalent to the sun gear and the support member that supports the rotating shaft of the planetary gear or the gear equivalent to the sun gear is set as follows: The steering angle ratio between the steering wheel rotation angle and the actual steered wheel angle is variably controlled by changing the ratio of the rotation angle of an internal gear rotated by an electric motor or an equivalent gear to the rotation angle. The input angle signal of the input angle sensor detects the rotation angle of the steering wheel and generates the input angle signal, and the driving mode signal of the driving mode sensor detects the driving mode such as vehicle speed and issues the driving mode signal. The present invention is characterized in that a control circuit is provided which determines the optimum steering angle ratio for the driving mode from the above and generates an output corresponding to the optimum steering angle ratio to rotationally drive the electric motor.

作用 上記により、車速や路面状況等の走行モードの変化に伴
ない、制御回路は予め設定記憶されている走行モードに
対するステアリング角度比特性に基づき、最適ステアリ
ング角度比を求めて電動モータを回転させるべき出力を
発し、ステアリングホイールにて回転される太陽歯車又
はそれに相当する歯車の回転角に対する内歯車又はそれ
に相当する歯車の回転角比を制御し、それによりステア
リング角度比を上記最適ステアリング角度比に合致させ
るものである。
Effect As described above, as the driving mode changes due to vehicle speed, road surface conditions, etc., the control circuit should rotate the electric motor by determining the optimum steering angle ratio based on the steering angle ratio characteristics for the driving mode that have been set and stored in advance. Controls the rotation angle ratio of the internal gear or its equivalent gear to the rotation angle of the sun gear or its equivalent gear rotated by the steering wheel, thereby making the steering angle ratio match the above-mentioned optimal steering angle ratio. It is something that makes you

実施例 以下本発明の実施例を付図を参照して説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図、第2図は本発明の第1の実施例を示すもので、
1はステアリングホイール、2はステアリングシャフト
、4はステアリングギヤボックスであり、該ステアリン
グギヤボックス4内にはピニオンギヤが回転可能なるよ
う支持されると共に該ピニオンギヤに噛合うラックシャ
フトが軸方向に移動可能なるよう支持され、ピニオンギ
ヤの回転によりラックシャフトが軸方向に移動し、タイ
ロッド、ナックルアーム等を介して操向車輪を転舵作動
させるよう構成されているが、このステアリングギヤボ
ックス4内に装着されたギヤ装置及び該ギヤ装置から操
向車輪に至る操舵機構は従来より自動車用ステアリング
装置として一般に用いられているものであるので詳しい
図示及び説明は省略する。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention,
1 is a steering wheel, 2 is a steering shaft, and 4 is a steering gear box. A pinion gear is rotatably supported in the steering gear box 4, and a rack shaft that meshes with the pinion gear is movable in the axial direction. The rack shaft is supported as shown in FIG. Since the gear device and the steering mechanism from the gear device to the steering wheels have been commonly used as steering devices for automobiles, detailed illustrations and explanations will be omitted.

ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1に
結合された入力シャフト21と、ステアリングギヤボッ
クス4内に支持されている上記ピニオンギヤに結合され
た出力シャフト22とに分割され、入カシャフ)21の
回転は遊星歯車式差動歯車装置3を介して出力シャフト
22に伝達されるよう構成されている。
The steering shaft 2 is divided into an input shaft 21 connected to the steering wheel 1 and an output shaft 22 connected to the pinion gear supported within the steering gear box 4. The rotation of the input shaft 21 is controlled by a planetary gear. It is configured to be transmitted to the output shaft 22 via the differential gear device 3.

遊星歯車式差動歯車装置3は、出力シャット22と一体
となって回転する太陽歯車31と、該太陽歯車31に噛
合う複数の遊星歯車32と、内周面に該複数の遊星歯車
32の外周に噛合う内歯を有する内歯車33とからなり
、該内歯車33の外周面には電動モータ5の出力軸に固
定したウオームギヤ6と噛合い減速機構を構成する外歯
が形成されており、上記遊星歯車32の回転軸を支持す
るキャリア32aに出力シャフト22が結合されている
The planetary gear type differential gear device 3 includes a sun gear 31 that rotates integrally with the output shut 22, a plurality of planet gears 32 that mesh with the sun gear 31, and a plurality of planet gears 32 on the inner peripheral surface. It consists of an internal gear 33 having internal teeth that mesh with the outer circumference, and external teeth that mesh with the worm gear 6 fixed to the output shaft of the electric motor 5 and constitute a reduction mechanism are formed on the external peripheral surface of the internal gear 33. The output shaft 22 is coupled to a carrier 32a that supports the rotating shaft of the planetary gear 32.

7はステアリングホイールlの回転角を検出しそれに応
じた入力角信号を発する入力角センサ、8は出力シャフ
ト22の回転角を検出しそれに応じた出力角信号を発す
る出力角センサ、9は走行モードを検出し走行モード信
号を発する走行モードセンサであり、該走行モードセン
サ9としては車速を検出しそれに応じた車速信号を発す
る車速センサのみを用いるか或は該車速センサにスロッ
トルバルブ開度等よりエンジン負荷を検出するエンジン
負荷センサ、良路であるかどうか又はすべり易い路面で
あるかどうか等路面状況を検出して信号を発する路面状
況センサ等の一部又は全部を組合わせたものを用いる。
7 is an input angle sensor that detects the rotation angle of the steering wheel l and emits an input angle signal according to the rotation angle; 8 is an output angle sensor that detects the rotation angle of the output shaft 22 and emits an output angle signal according to the rotation angle; 9 is a driving mode This is a driving mode sensor that detects the vehicle speed and issues a driving mode signal.As the driving mode sensor 9, only a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed and generates a vehicle speed signal corresponding to the vehicle speed is used, or a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed and generates a vehicle speed signal corresponding to the vehicle speed, or A combination of part or all of an engine load sensor that detects engine load, a road condition sensor that detects road conditions such as whether the road is good or slippery and issues a signal is used.

10は上記内歯車33の回転角を検出しそれに応じた中
間角信号を発する中間角センサである。
Reference numeral 10 denotes an intermediate angle sensor that detects the rotation angle of the internal gear 33 and generates an intermediate angle signal corresponding to the rotation angle.

llは制御回路であり、該制御回路11は上記入力角セ
ンサ7の入力角信号と走行モードセンサ9の走行モード
信号とのインプットから上記内歯車33を回転させるべ
き回転角を演算にて求め、電動モータ5を回転駆動させ
るべき出力を発するものである。尚電動モータ5の回転
は出力角センサ8の出力角信号及び中間角センサ10の
中間角信号によってフィードバック制御される。
ll is a control circuit, and the control circuit 11 calculates the rotation angle at which the internal gear 33 should be rotated from the input angle signal of the input angle sensor 7 and the running mode signal of the running mode sensor 9, It emits an output to rotate the electric motor 5. Note that the rotation of the electric motor 5 is feedback-controlled by the output angle signal of the output angle sensor 8 and the intermediate angle signal of the intermediate angle sensor 10.

上記において、ステアリングホイールl即ち入カシャフ
)21をT1なるトルクで01角度回転させ電動モータ
5の回転駆動により減速機構を介して内歯車33がTな
るトルクで角度φ回転したときキャリア32a即ち出力
シャフト22がT2なるトルクで02角度回転するもの
とすると、入力シャフト21と出力シャフト22との回
転角比θ1102は次式で表わされる。
In the above, when the steering wheel 1 (i.e., the input shaft) 21 is rotated by 01 angle with a torque of T1, and the internal gear 33 is rotated by an angle φ with a torque of T through the reduction mechanism due to the rotational drive of the electric motor 5, the carrier 32a, i.e., the output shaft 22 is rotated by 02 angles with a torque of T2, the rotation angle ratio θ1102 between the input shaft 21 and the output shaft 22 is expressed by the following equation.

θ1/θ2−−L−t−Jl!−・・・・・・・・・・
・・(1)1+np ただし、pは太陽歯車31の半径r1 と内歯車33の
内歯の半径rとの比r/rl nは入力シャフト21の回転角θ1 と内歯車33の回
転角φとの比φ/θ1 又トルクT、、T、T2はT1/T2=#’ T/T2
−1+pの関係にあるからT2  =’rl  +”r
     ・・・・・・・・・・・・・・・ (2)と
なる。
θ1/θ2−−L−t−Jl! −・・・・・・・・・・・・
...(1) 1+np However, p is the ratio r/rl of the radius r1 of the sun gear 31 and the radius r of the internal teeth of the internal gear 33, and n is the rotation angle θ1 of the input shaft 21 and the rotation angle φ of the internal gear 33. The ratio of φ/θ1 and the torque T, , T, T2 are T1/T2=#' T/T2
Since there is a relationship of -1+p, T2 ='rl +"r
・・・・・・・・・・・・・・・ (2)

上記(1)式から入カシャフ)21の回転角θ1に対す
る内歯車33の回転角φを変化させφ101即ちnを変
えてやることによって入力シャフト21と出力シャフト
22どの回転角比を任意に変化させ得ることが明らかで
あり、出力シャフト22の回転はギヤボックス4内のギ
ヤ装置により比例的に操向車輪実舵角に伝達変換される
ものであるから、結局車速や路面状況等の変化に応じて
ステアリングホイール回転操作角に対する電動モータ5
の回転駆動角を可置市に制御することによって、ステア
リングホイール1の回転操作角と操向車輪実舵角との比
即ちステアリング角度比をそのときの走行モードに合致
した最適値に制御することができ21と出力シャフト2
2の回転角比θl/θ2が変化しても常に出力側トルク
T2に比例しているので、ステアリングホイールで路面
反力を手応えとして感じとることができ操舵感の向上を
はかり得る。
From the above equation (1), by changing the rotation angle φ of the internal gear 33 with respect to the rotation angle θ1 of the input shaft 21 and changing φ101, that is, n, the rotation angle ratio of input shaft 21 and output shaft 22 can be arbitrarily changed. It is clear that the rotation of the output shaft 22 is proportionally transmitted and converted to the actual steering angle of the steered wheels by the gear device in the gear box 4, so that the rotation of the output shaft 22 is proportionally transmitted and converted to the actual steering angle of the steering wheel. The electric motor 5 corresponds to the steering wheel rotation angle.
By controlling the rotational drive angle of the steering wheel 1, the ratio between the rotational operation angle of the steering wheel 1 and the actual steering angle of the steered wheels, that is, the steering angle ratio, is controlled to an optimal value that matches the current driving mode. can 21 and output shaft 2
Even if the rotation angle ratio θl/θ2 of 2 changes, it is always proportional to the output torque T2, so the steering wheel can feel the road reaction force as a response, and the steering feeling can be improved.

第3図は本発明の第2の実施例を示すものであり、この
例では上記第1図、第2図の太陽歯車31と遊星歯車3
2と内歯車33とからなる遊星歯車式差動歯車装置3の
代わりに、傘歯車の組み合わせよりなる傘歯車式差動歯
車装置lを用いた例を示している。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, and in this example, the sun gear 31 and planetary gear 3 of FIGS. 1 and 2 are used.
2 shows an example in which a bevel gear type differential gear unit 1 consisting of a combination of bevel gears is used instead of the planetary gear type differential gear unit 3 consisting of a ring gear 2 and an internal gear 33.

即ち第3図において傘歯車式差動歯車装置3′は傘歯車
よりなる前後1対の差動大歯車31′及び33′とこれ
らに噛合う2個の傘歯車よりなる差動小歯車3〆とを該
差動小歯車3グの回転軸を支持する差動歯車箱32.(
内に組込んだ構造となっており、ステアリングハンドル
1に結合した入力シャフト21を一方の差動大歯車31
’に固定し、他方の差動大歯車33′を電動モータ5に
てウオームギヤ6及びウオームホイール6′とからなる
減速機構を介して回転させるよう構成すると共に、差動
小歯車32の回転軸を支持した差動歯車箱32aにて出
力シャフト22が回転されるよう構成したものであり、
その他の構成は前記第1図のものと同じで第1図と同一
の符号は同一の部分を表わしている。
That is, in FIG. 3, the bevel gear type differential gear device 3' includes a pair of front and rear large differential gears 31' and 33' made of bevel gears, and a small differential gear 3 made of two bevel gears meshing with these large differential gears 31' and 33'. and a differential gear box 32 that supports the rotating shaft of the differential pinion 3g. (
The input shaft 21 connected to the steering handle 1 is connected to one of the large differential gears 31.
', and the other large differential gear 33' is configured to be rotated by the electric motor 5 via a reduction mechanism consisting of a worm gear 6 and a worm wheel 6', and the rotating shaft of the small differential gear 32 is The output shaft 22 is configured to be rotated by the supported differential gear box 32a,
The rest of the structure is the same as that in FIG. 1, and the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same parts.

この第3図の傘歯車式差動歯車装置3は、一方の差動大
歯車31′が第1図の太陽歯車31に相当し、他方の差
動大歯車33′が第1図の内歯車33に相当し、差動小
歯車32′が第1図の遊星歯車32に相当し、差動歯車
箱32aが第1図のキャリア32aに相当するものであ
り、ステアリングホイール1の回転操作と電動モータ5
とで差動大歯車37と31とをそれぞれ角度θ】及びφ
だけ回転させることにより差動小歯車32′が差動大歯
車31’、33’上を角度θ2公転するものとすると、
一方の差動大歯車31′の半径r1 と他方の差動大歯
車33′の半径rとは同一であるからp=r/r1=1
であり、入力シャフト21と出力シャフト22との回転
角比θ1/θ2は前記(1)式より2  ・ θ1/θ2;丁丁丁 ・・・・・・・・・・・・・・・
(3)ただしnはφ/θ! となり、ステアリングホイール回転角θ1に対する電動
モータ5により回転される差動大歯車3〆の回転角φの
割合を車速等の走行モードに応じて変化させることによ
りその走行モードにおける最適のステアリング角度比を
得ることができる。
In the bevel gear type differential gear device 3 of FIG. 3, one large differential gear 31' corresponds to the sun gear 31 of FIG. 1, and the other large differential gear 33' corresponds to the internal gear of FIG. 33, the differential pinion 32' corresponds to the planetary gear 32 in FIG. 1, and the differential gear box 32a corresponds to the carrier 32a in FIG. motor 5
and the angles θ] and φ of the differential gears 37 and 31, respectively.
Assuming that the small differential gear 32' revolves around the large differential gears 31' and 33' at an angle of θ2 by rotating
Since the radius r1 of one large differential gear 31' and the radius r of the other large differential gear 33' are the same, p=r/r1=1
The rotation angle ratio θ1/θ2 between the input shaft 21 and the output shaft 22 is 2 from the above equation (1).
(3) However, n is φ/θ! By changing the ratio of the rotation angle φ of the differential large gear 3 rotated by the electric motor 5 to the steering wheel rotation angle θ1 according to the driving mode such as vehicle speed, the optimum steering angle ratio for that driving mode can be determined. Obtainable.

又入力側トルクTI  、出力側トルクT2及び電動モ
ータ5による差動大歯車33′の回転トルクTは、T1
/T2=か、T/T2=+切関係にあり、入力シャフト
21と出力シャフト22の回転角比θ1/θ2が変化し
てもT1 とT2どの比は常に一定であるので、ステア
リングホイールで路面反力を感じとることができ、操舵
感の向上をはかり得る。
In addition, the input side torque TI, the output side torque T2, and the rotational torque T of the differential large gear 33' caused by the electric motor 5 are T1
/T2= or T/T2=+, and even if the rotation angle ratio θ1/θ2 of the input shaft 21 and output shaft 22 changes, the ratio of T1 and T2 is always constant, so the steering wheel can be used to control the road surface. The reaction force can be felt and the steering feeling can be improved.

尚上記第1図及び第3図の両実施例共、制御回路11に
は、例えば極低速走行時はステアリング角度比を大きく
して舵の効きを抑制し、低、中速ではステアリング角度
比を小さくして舵の効きを良くし俊敏な操舵を行なえる
ようにし、高速では舵の効きすぎは危険であるからやや
太き目のステアリング角度比とする等、車速に応じて最
適のステアリング角度比を得るべきn (=φ/θ1)
を設定記憶させておき、或は上記に加え例えばすべりや
すい路面では機敏な舵の効きは危険であるのでステアリ
ング角度比を大きくする等、路面状況に応じて最適のス
テアリング角度比を得るべきnを設定記憶させておき、
走行モードセンサ9からの走行モード信号のインプット
により上記記憶しているデータに基づいて電動モータ5
を回転駆動すべき出力を発するものであるが、該制御回
路11が記憶しているnの変化率をマニアルにて変更で
きる操作部を設けておき、運転者の好みに応じて例えば
車速の変化に対するステアリング角度比の制御態様を調
整できるようにしておくことが望ましい。
In both the embodiments shown in FIG. 1 and FIG. 3, the control circuit 11 is configured to increase the steering angle ratio to suppress the rudder's effectiveness when driving at very low speeds, and to reduce the steering angle ratio at low to medium speeds. Optimum steering angle ratio according to the vehicle speed, such as by making the steering angle smaller to improve the effectiveness of the rudder and allow for agile steering, and by making the steering angle ratio slightly thicker because too much rudder effectiveness is dangerous at high speeds. n to obtain (=φ/θ1)
In addition to the above, you can set n to obtain the optimal steering angle ratio depending on the road surface condition, such as increasing the steering angle ratio since agile steering is dangerous on slippery roads. Remember the settings,
The electric motor 5 is activated based on the stored data by inputting the driving mode signal from the driving mode sensor 9.
The control circuit 11 is provided with an operation section that can manually change the rate of change of n stored in the control circuit 11, so that the control circuit 11 can change the rate of change of n stored in the control circuit 11 according to the driver's preference, for example, to change the vehicle speed. It is desirable to be able to adjust the control mode of the steering angle ratio.

発明の効果 本発明は上記のように構成したことにより、走行モード
に応じて常に最適の操舵感覚が得られるようステアリン
グ角度比が自動調整され、操縦安定性の著しい向上をは
かることができると共に、ステアリング角度比を変化さ
せても操舵トルクと出力側のトルクとの比は常に一定の
関係にあるのでステアリングホイールで路面反力の変化
を感じとることができ、操舵感の向上をはかり得るもの
である。
Effects of the Invention By having the present invention configured as described above, the steering angle ratio is automatically adjusted so that the optimum steering feeling is always obtained depending on the driving mode, and the steering stability can be significantly improved. Even if the steering angle ratio is changed, the ratio between the steering torque and the torque on the output side is always in a constant relationship, so changes in road reaction force can be felt through the steering wheel, which can improve steering feel. .

又万一電動モータが故障して動かなくなってしまったよ
うな場合は、該電動モータにて回転される歯車が固定と
なった状態即ち前記(1)式及び(3)式においてn=
oの状態となるので、第1図、第2図の実施例では01
102=1+pなる回転角比で、第3図の実施例ではθ
1/θ2=2なる回転角比で操舵が行なわれ、運転には
全く支障を与えることがなく、結局本発明のものはフェ
イルセーフ機能をも併せもった装置となり、安全性の大
幅な向上をもはかり得るもので、全体的に構造が簡単で
コストが比較的安価であることと相俟って実用上多大の
効果をもたらし得るものである。
In addition, in the event that the electric motor malfunctions and stops moving, the gear rotated by the electric motor will be in a fixed state, that is, n = in equations (1) and (3) above
Since the state is 01 in the embodiments of FIGS. 1 and 2,
The rotation angle ratio is 102=1+p, and in the embodiment shown in FIG.
Steering is performed at a rotation angle ratio of 1/θ2 = 2, which does not interfere with driving at all.In the end, the device of the present invention also has a fail-safe function, greatly improving safety. The overall structure is simple and the cost is relatively low, and together with this, it can bring about great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例を示す側面図、第2図は
第1図の遊星歯車式差動歯車装置部を模型的に示す説明
図、第3図は本発明の第2の実施例を示す要部縦断側面
図である。 1・・・ステアリングホイール、2・・・ステアリング
シャフト、21・・・入力シャフト、22・・・出方シ
ャフト、3,3・・・差動歯車装置、4・・・ステアリ
ングギヤボックス、5・・・電動モータ、6・・・ウオ
ームギヤ、7・・・入力角センサ、8・・・出力角セン
サ、9・・・走行モードセンサ、lO・・・中間角セン
サ、11・・・制御回路。 以   上
FIG. 1 is a side view showing the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the planetary gear type differential gear unit of FIG. 1, and FIG. 3 is a side view showing the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional side view of main parts showing an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steering wheel, 2... Steering shaft, 21... Input shaft, 22... Output shaft, 3, 3... Differential gear device, 4... Steering gear box, 5... ... Electric motor, 6... Worm gear, 7... Input angle sensor, 8... Output angle sensor, 9... Traveling mode sensor, lO... Intermediate angle sensor, 11... Control circuit. that's all

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、ステアリングホィールの回転操作によりステア
リングギヤボックスのギヤ装置を介して操向車輪が転舵
作動されるようになっている自動車のステアリング装置
において、ステアリングホィールからステアリングギヤ
ボックスのギヤ装置に至る操舵系統の途中に、太陽歯車
又はそれに相当する歯車と遊星歯車又はそれに相当する
歯車と内歯車又はそれに相当する歯車とからなる差動歯
車装置を介在さ せ、太陽歯車又はそれに相当する歯車がステアリングホ
ィールの回転操作にて回転し遊星歯車又はそれに相当す
る歯車の回転軸を支持する支持部材の回転にてステアリ
ングギヤ ボックスのギヤ装置を回転させ且つ内歯車又はそれに相
当する歯車が電動モータにて回転される構成とし、太陽
歯車又はそれに相当する歯車と遊星歯車又はそれに相当
する歯車の回転軸を支持する支持部材との回転角比を、
太陽歯車又はそれに相当する歯車の回転角に対する電動
モータにて回転される内歯車又はそれに相当する歯車の
回転角の割合を変えることにより変化させステアリング
ホィール 回転角と操向車輪実舵角とのステアリング角度比を可変
的に制御し得るよう構成すると共に、ステアリングホィ
ールの回転角を検出し入力角信号を発する入力角センサ
の該入力角信号と車速等の走行モードを検出し走行モー
ド信号を発する走行モードセンサの該走行 モード信号とからその走行モードでの最適ステアリング
角度比を求めそれに応じた出力を発して電動モータを回
転駆動させる制御回路を設けたことを特徴とする自動車
のステアリング装置。
(1) In an automobile steering system in which the steering wheels are steered via the gear system of the steering gear box by the rotational operation of the steering wheel, from the steering wheel to the gear system of the steering gear box. A differential gear device consisting of a sun gear or a gear equivalent to it, a planetary gear or a gear equivalent to it, and an internal gear or a gear equivalent to it is interposed in the middle of the steering system, and the sun gear or the gear equivalent to it is connected to the steering wheel. The gear device of the steering gear box is rotated by the rotation of the supporting member that supports the rotating shaft of the planetary gear or the equivalent gear, and the internal gear or the equivalent gear is rotated by the electric motor. The rotation angle ratio between the sun gear or a gear equivalent to the sun gear and the support member that supports the rotation shaft of the planetary gear or the gear equivalent to the sun gear is
Steering by changing the ratio of the rotation angle of an internal gear or gear equivalent to it rotated by an electric motor to the rotation angle of a sun gear or equivalent gear A driving device configured to variably control the angle ratio, and detecting the input angle signal of an input angle sensor that detects the rotation angle of the steering wheel and generates an input angle signal, and a driving mode such as vehicle speed, and generates a driving mode signal. A steering device for an automobile, comprising a control circuit that determines an optimum steering angle ratio for a driving mode from the driving mode signal of a mode sensor and generates an output corresponding to the optimum steering angle ratio to rotationally drive an electric motor.
(2)、差動歯車装置は傘歯車式差動歯車装置であり、
太陽歯車及び内歯車に相当する歯車はそれぞれ傘歯車よ
りなる前後の差動大歯車であり、遊星歯車に相当する歯
車は傘歯車よりなり上記前後の差動大歯車にまたがって
噛合う差動小歯車であり、支持部材は上記前後の差動大
歯車及び差動小歯車を内装すると共に差動小歯車の回転
軸を支持する差動歯車箱であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の自動車のステアリング装置。
(2), the differential gear device is a bevel gear type differential gear device,
The gears corresponding to the sun gear and the internal gear are front and rear large differential gears made of bevel gears, and the gears corresponding to the planetary gears are small differential gears that mesh astride the front and rear large differential gears. Claim 1: The gear is a gear, and the support member is a differential gear box that houses the front and rear differential gears and the differential gear, and supports the rotating shaft of the differential gear. A steering device for an automobile as described in paragraph.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3830654A1 (en) * 1988-09-09 1989-11-23 Daimler Benz Ag Differential-action steering system
JPH0382677U (en) * 1989-11-13 1991-08-22
JPH07205820A (en) * 1994-01-20 1995-08-08 Ginkou Bussan:Kk Steering gear ratio accelerating device of automobile

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