JPS62214059A - Automobile steering device - Google Patents

Automobile steering device

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Publication number
JPS62214059A
JPS62214059A JP61056262A JP5626286A JPS62214059A JP S62214059 A JPS62214059 A JP S62214059A JP 61056262 A JP61056262 A JP 61056262A JP 5626286 A JP5626286 A JP 5626286A JP S62214059 A JPS62214059 A JP S62214059A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
steering
angle
differential
ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP61056262A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Takahashi
三雄 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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 JP61056262A priority Critical patent/JPS62214059A/en
Publication of JPS62214059A publication Critical patent/JPS62214059A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve operability, by providing a differential gear unit comprising a sun gear, a planetary gear and an internal gear, making the internal gear an output gear, and controlling a steering angle ratio by a motor for rotating a support member of the planetary gear. CONSTITUTION:A control circuit 11 determines an optimum steering angle ratio based on signals from an input angle sensor 7 and a traveling mode sensor 9 for rotating a motor 5. The motor 5 drives to cause a differential gear box 34 to rotate, then a ratio of a rotating angle of an input shaft 21 to a rotating angle of an output shaft 22 is controlled accordingly for obtaining an optimum steering angle ratio. Therefore, a steering angle ratio can be variably controlled to an optimum value at all times by changing a rotating direction and a rotating angle of the motor 5 with respect to a rotating direction and a rotating angle of a steering wheel 1 in accordance with a change in a traveling mode, whereby operability 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、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 ratio of the steering wheel rotation angle to the actual steered wheel angle is non-linear, such as by increasing the angle of rotation of the steering wheel.
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.

一般に自動車の操縦安定性を決定づける最大の要因の一
つはステアリング角度比(ステアリングホイール回転角
/操向車輪実舵角)であり、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
るものであるから、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、種々の走行モードにおけるそれぞれの最適ステア
リング角度比を考慮し、折中的に適当な舵角比を選択し
て妥協すると言う設計を行なうことにならざるを得ない
Generally, one of the biggest factors that determines the steering stability of a car is the steering angle ratio (steering wheel rotation angle/actual steering angle of the steering wheel), and the preferred steering angle ratio varies depending on the driving mode such as vehicle speed and road surface conditions. Therefore, in a steering system in which the steering angle ratio is uniquely determined by the design of the gear system, whether it is a proportional characteristic as in the past or a nonlinear characteristic, the optimal In consideration of the steering angle ratio, it is inevitable to design a compromise by selecting an appropriate steering angle ratio.

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
をステアリングホイールにて回転される入力歯車とし、
内歯車又はそれに相当する歯車をステアリングギヤボッ
クスのギヤ装置を回転させる出力歯車とし、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を電
動モータにて回転させる構成とし、入力歯車の回転角に
対する電動モータにて回転される支持部材の回転角の割
合を変化させることにより入力歯車と出力歯車との回転
角比を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、上記入力歯車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ときの走行モード
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 as an input gear rotated by the steering wheel,
An internal gear or an equivalent gear is used as an output gear to rotate the gear device of the steering gear box, and an electric motor is used to rotate a support member that supports the rotating shaft of the planetary gear or an equivalent gear, and the input gear is rotated. By changing the ratio of the rotation angle of the support member rotated by the electric motor to the angle, the rotation angle ratio between the input gear and the output gear is changed, and the steering angle ratio between the steering wheel rotation angle and the actual steered wheel angle is determined. and a driving mode in which the input angle signal of the input angle sensor that detects the rotation angle of the input gear and generates the input angle signal and the driving mode such as vehicle speed are detected and generates 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 current driving mode from the driving mode signal of the sensor 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ので走行モー
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。
As described above, as the driving mode changes due to vehicle speed, road surface conditions, etc., the control circuit rotates the electric motor by determining the optimum steering angle ratio based on the steering angle ratio characteristics for the driving mode, since the settings are stored in advance. output, and 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 adjusting the steering angle ratio to the above-mentioned optimum steering angle ratio. It is to match.

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.

図において、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を示し、
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み
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、ステアリングシャフト2の回転に伴なうピニオンギ
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等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と同じであるの
で詳しい図示及び説明は省略する。
In the figure, 1 is a steering wheel, 2 is a steering shaft, 4 is a steering gear box,
A pinion gear is rotatably supported within the steering gear box 4, and a rack shaft that meshes with the pinion gear is supported so as to be movable in the axial direction. is configured to move in the axial direction and steer the steering wheel via tie rods, knuckle arms, etc., and the gear device installed in the steering gear box 4 and the steering wheel from the gear device Since the steering mechanism and the like leading up to this point are the same as those commonly used in conventional 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、入力シャフト21の
回転は傘歯車式差動歯車装置3を介して出力シャフト2
2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 input shaft 21 rotates using a bevel gear system. Output shaft 2 via differential gearing 3
2.

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32と、傘歯車よりなり差動大歯車
31及び32とにまたがって噛合う差動小歯車33とを
差動歯車箱34内に組込み、差動小歯車33の回転軸3
3aを該差動歯車箱34に支持させた構造に構成され、
上記入カシャフ)21が一方の差動大歯車31に結合さ
れ、他方の差動大歯車32は出力シャフト22に結合さ
れ、差動小歯車33の回転軸33aを支持する差動歯車
箱34は電動モータ5の回転によりウオームギヤ6a、
ウオームホイール6b等よりなる減速機構6を介して回
転されるよう構成されている。
The bevel gear type differential gear device 3 includes a pair of front and rear large differential gears 31 and 32 made of bevel gears, and a small differential gear 33 made of bevel gears that straddles and meshes with the large differential gears 31 and 32. is assembled into the differential gear box 34, and the rotating shaft 3 of the differential pinion 33 is assembled into the differential gear box 34.
3a is supported by the differential gear box 34,
The input shaft 21 is connected to one large differential gear 31, the other large differential gear 32 is connected to the output shaft 22, and the differential gear box 34 supporting the rotating shaft 33a of the differential small gear 33 is The rotation of the electric motor 5 causes the worm gear 6a,
It is configured to be rotated via a speed reduction mechanism 6 consisting of a worm wheel 6b or the like.

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
す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 issues a vehicle speed signal corresponding to the vehicle speed is used, or the vehicle speed sensor is connected to a throttle valve opening, etc. 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は上記電動モータ5にて回転される差動歯車箱34
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。
10 is a differential gear box 34 rotated by the electric motor 5
This is an intermediate angle sensor that detects the rotation angle of the motor and generates an intermediate angle signal corresponding to the rotation angle.

11は制御回路であり、該制御回路ti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差動歯車箱34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1
0の中間角信号によってフィードバック制御される。
11 is a control circuit, and the control circuit ti calculates the rotation angle at which the differential gear box 34 should be rotated based on the input angle signal of the input angle sensor 7 and the drive mode signal of the drive mode sensor 9. It generates the output that should drive the electric motor 5 to rotate. The rotation of the electric motor 5 is determined by the output angle signal of the output angle sensor 8 and the intermediate angle sensor 1.
Feedback control is performed by an intermediate angle signal of 0.

上記において、ステアリングホイール1即ち入カシャフ
)21を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6を介して差動歯車箱34が角度φ回転し
たとき差動大歯車32即ち出力シャフト22が02角度
回転したとすると、φ=+(01+02)であるから出
力シャフト22どの回転角θ2は次式で表わされる。
In the above, when the steering wheel 1, that is, the input shaft 21 is rotated by an angle of 01 degrees, and the differential gear box 34 is rotated by an angle of φ through the reduction mechanism 6 due to the rotational drive of the electric motor 5, the differential gear box 32, that is, the output shaft 22 is rotated by an angle of φ. Suppose that the rotation angle θ2 of the output shaft 22 is expressed by the following equation since φ=+(01+02).

θ2 =−(θ1−2φ) ・・・・・・・・・・・・
 (1)この(1)式より電動モータ5が回転せず差動
歯車箱34が固定となるとφ=Oであるから、θ2−−
01 となり、入カシャフ)21の回転角に対する出力
シャフト22は逆方向に同じ回転角だけ回転する。この
場合入力シャフト21に対し出力シャフト22が逆回転
してもステアリングギヤボックス4内のギヤ装置の組合
わせ構造又はナックルアームを操向車輪の回転軸に対し
前向きに設けるか後向きに設けるか等の従来より公知の
方策によって操向車輪の転舵方向をステアリングホイー
ルl即ち入カシャフト21の回転方向に一致させること
が容易にでき、且つステアリングギヤボックス4内のギ
ヤ装置は比例特性をもっているものであるから、入力シ
ャフト21の回転角θ1と出力シャフト22の回転角0
2との回転角比の絶対値1θ1/θ21の変化によって
ステアリングホイール回転操作角と操向車輪実舵角との
比(ステアリングホイール回転角/操向車輪実舵角)が
可変的に制御される。従って上記のように差動歯車箱3
4が固定の場合は出力シャフト21から入力シャフト2
2への回転角伝達比はIθ1/θ21=1である。
θ2 =-(θ1-2φ) ・・・・・・・・・・・・
(1) From this equation (1), if the electric motor 5 does not rotate and the differential gear box 34 is fixed, φ=O, so θ2−−
01, and the output shaft 22 rotates in the opposite direction by the same rotation angle relative to the rotation angle of the input shaft 21. In this case, even if the output shaft 22 rotates in the opposite direction with respect to the input shaft 21, the combination structure of the gear device in the steering gear box 4, or whether the knuckle arm is installed forward or backward with respect to the rotation axis of the steering wheel, etc. The steering direction of the steering wheel can be easily matched with the rotational direction of the steering wheel l, that is, the input shaft 21, by conventionally known measures, and the gear device in the steering gear box 4 has a proportional characteristic. From, the rotation angle θ1 of the input shaft 21 and the rotation angle 0 of the output shaft 22
The ratio between the steering wheel rotation angle and the actual steered wheel angle (steering wheel rotation angle/actual steered wheel angle) is variably controlled by changing the absolute value 1θ1/θ21 of the rotation angle ratio with respect to . Therefore, as mentioned above, the differential gear box 3
If 4 is fixed, output shaft 21 to input shaft 2
The rotational angle transmission ratio to 2 is Iθ1/θ21=1.

電動モータ5の回転によって差動歯車箱34をステアリ
ングホイール1即ち入力シャフト21の回転方向と同方
向に回転させた場合即ちφ〉Oの場合は上記(1)式よ
り1θ21く1θl 1となり1θ1/θ21〉1とな
ってステアリング角度比は大となり、逆に差動歯車箱3
4をステアリングホイール回転方向とは逆方向に回転さ
せた場合即ちφくOの場合は1θ21〉1θl 1とな
りlθ1/θ21くlとなってステアリング角度比は小
となる。従ってステアリングホイール1の回転方向と回
転角に対し電動モータ5の回転方向と回転角とを例えば
車速等走行モードの変化に応じて変えてやることによっ
て、ステアリング角度比を常に走行モードに対応した最
適値に可変制御することができるものである。
When the electric motor 5 rotates the differential gear box 34 in the same direction as the rotation direction of the steering wheel 1, that is, the input shaft 21, that is, when φ>O, from the above equation (1), 1θ21 x 1θl 1 becomes 1θ1/ θ21〉1, the steering angle ratio becomes large, and conversely, the differential gear box 3
When 4 is rotated in the opposite direction to the direction of rotation of the steering wheel, that is, when φ is 0, 1θ21>1θl 1 becomes lθ1/θ21×l, and the steering angle ratio becomes small. Therefore, by changing the rotation direction and rotation angle of the electric motor 5 with respect to the rotation direction and rotation angle of the steering wheel 1 according to changes in the driving mode, such as the vehicle speed, the steering angle ratio can always be optimized to correspond to the driving mode. The value can be variably controlled.

上記制御回路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、高速走行時は舵の効きす
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
べきステアリングホイール回転角θlに対する差動歯車
箱34の回転角φの比(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φ/θ1を設定記憶させておき、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
から上記設定記憶されている各種データに基づき最適ス
テアリング角度比を得るべきφの値を定めて出力を発し
電動モータ5を回転駆動させるものであるから、ステア
リング角度比は常に走行モードに適応した最適値にきめ
こまかに自動制御されるものである。
The control circuit 11 is configured to increase the steering angle ratio to suppress rudder effectiveness when driving at extremely low speeds, and to reduce the steering angle ratio to improve rudder effectiveness and perform agile steering at low to medium speeds. Differential gears should be adjusted to the steering wheel rotation angle θl to obtain the optimum steering angle ratio depending on the vehicle speed, such as using a slightly thicker steering angle ratio since excessive steering is dangerous when driving at high speeds. The ratio of the rotation angle φ (φ/θ1) of the box 34 can be set and memorized, or in addition to the above, the steering angle ratio can be adjusted depending on the road surface condition, such as increasing the steering angle ratio since agile steering is dangerous on slippery roads. The optimum steering angle ratio φ/θ1 to obtain the optimum steering angle ratio is set and stored, and the optimal steering angle ratio is determined based on the input angle signal of the input angle sensor 7 and the driving mode signal of the driving mode sensor 9 based on the various data set and stored above. Since the value of φ to obtain the steering angle ratio is determined and an output is generated to rotate the electric motor 5, the steering angle ratio is always finely and automatically controlled to the optimum value adapted to the driving mode.

上記のように制御回路11が記憶しているφ/θ1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走行モード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。
As described above, an operation section is provided that allows the rate of change of φ/θ1 stored in the control circuit 11 to be manually changed, so that the control mode of the steering angle ratio for the driving mode can be adjusted according to the driver's preference. It is desirable to keep it as such.

尚図示実施例では、前後1対の差動大歯車31と32の
径が同一となっている差動歯車装置3を用いた例を示し
ているが、前後の差動大歯車31と32とが互いに径を
異にする傘歯車にて構成された差動歯車装置を用いても
良く、又傘歯車式差動装置に限らず太陽歯車とその外周
に噛み合う遊星歯車と該遊星歯車の外周に噛合う内歯を
もった内歯車とからなる遊星歯車式差動歯車装置を用い
ても良い。この場合傘歯車式差動歯車装置3の一方の差
動大歯車31は遊星歯車式差動歯車装置の太陽歯車に相
当し、他方の差動大歯車32は内歯車に相当し、差動小
歯車32は遊星歯車に相当するものであるから、太陽歯
車に入力シャフト21を結合し、内歯車にて出力シャフ
ト22が回転するようにすると共に、遊星歯車の回転軸
を支持する遊星歯車腕(図示の作動歯車箱34に相当す
る)を電動モータ5にて減速回転させるよう構成するこ
とにより、図示実施例の場合と同様の機能を果たすこと
ができる。前後の差動大歯車の径が異なる傘歯車式差動
装置を用いた場合及び遊星歯車式差動歯車装置を用いた
場合等も電動モータ5の回転制御機構は図示実施例の場
合と同様であることは言うまでもないが、これらの場合
は入力シャフト21に結合される歯車と出力シャフト2
2に結合される歯車との径が互いに異なるので、電動モ
ータ5が回転しない場合入力角θ1に対する出力角θ2
の角度比は図示実施例の場合のようにl=1とはならず
、入力側歯車と出力側歯車との径の比によって上記角度
比が定まることになり従って各走行モードに最適のステ
アリング角度比を得るための電動モータ5の回転角は上
記図示実施例の場合とは異なることは勿論である。
In the illustrated embodiment, a differential gear device 3 is used in which a pair of front and rear differential gears 31 and 32 have the same diameter. It is also possible to use a differential gear device consisting of bevel gears with different diameters, and it is not limited to bevel gear type differential devices. A planetary gear type differential gear device including an internal gear having meshing internal teeth may also be used. In this case, one large differential gear 31 of the bevel gear type differential gear device 3 corresponds to a sun gear of a planetary gear type differential gear device, and the other large differential gear 32 corresponds to an internal gear, Since the gear 32 corresponds to a planetary gear, the input shaft 21 is connected to the sun gear so that the output shaft 22 is rotated by the internal gear, and a planetary gear arm ( By configuring the drive gear box 34 (corresponding to the illustrated operating gear box 34) to be rotated at a reduced speed by the electric motor 5, the same function as in the illustrated embodiment can be achieved. The rotation control mechanism of the electric motor 5 is the same as in the illustrated embodiment when a bevel gear type differential gear with different diameters of the front and rear differential gears is used, or when a planetary gear type differential gear is used. Needless to say, in these cases, the gear coupled to the input shaft 21 and the output shaft 2
Since the diameters of the gears connected to 2 and 2 are different from each other, when the electric motor 5 does not rotate, the output angle θ2 with respect to the input angle θ1
The angular ratio is not l=1 as in the illustrated embodiment, but the above angular ratio is determined by the ratio of the diameters of the input side gear and the output side gear. Therefore, the optimum steering angle for each driving mode is determined. Of course, the rotation angle of the electric motor 5 for obtaining the ratio is different from that of the illustrated embodiment.

発明の効果 上記のように本発明によれば、例えば高速時に最適の操
縦安定性を得るステアリング角度比を基準とし、機敏な
ハンドリングを要求される中、低速時にはステアリング
角度比を小さくし、極低速時には軽い操舵力となるよう
ステアリング角度比を大きくする等、車速等の走行モー
ドの変化に応じてステアリング角度比をきめこまかに自
動調整することができ、操縦性の著しい向上をはかり得
ると共に、万一電動モータが故障して動かなくなってし
まったような場合でも、差動歯車装置は所定の回転角比
にて入力シャフトの回転を出力シャフトに伝達し、充分
操縦を行なうことができるフェイルセーフ機能を持って
おり、安全性の向上をもはかり得るものであり、全体と
して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。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, for example, the steering angle ratio that provides optimal steering stability at high speeds is set as a standard, and while agile handling is required, the steering angle ratio is reduced at low speeds, and the steering angle ratio is reduced at extremely low speeds. The steering angle ratio can be finely and automatically adjusted in response to changes in driving mode such as vehicle speed, such as by increasing the steering angle ratio to provide a light steering force at times. Even if the electric motor fails and stops working, the differential gear system has a fail-safe function that transmits the rotation of the input shaft to the output shaft at a predetermined rotation angle ratio, allowing sufficient maneuverability. It is possible to improve safety, and together with the fact that the structure as a whole is simple and the cost is relatively low, it can bring about great practical effects.

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

付図は本発明の一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・・・出力シ
ャフト、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・・・減速機構
、7・・・入力角センサ、8・・・出力角センサ、9・
・・走行モードセンサ、10・・・中間角センサ、ii
・・・制御回路。 以   上
The accompanying drawing is a vertical sectional side view of a main part showing an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steering wheel, 2... Steering shaft, 21... Input shaft, 22... Output shaft, 3... Differential gear device, 4... Steering gear box, 5... Electric Motor, 6... Reduction mechanism, 7... Input angle sensor, 8... Output angle sensor, 9...
... Traveling mode sensor, 10... Intermediate angle sensor, ii
...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をステアリングホ
ィールにて回転される入力歯車とし、内歯車又はそれに
相当する歯車をステアリングギヤボックスのギヤ装置を
回転させる出力歯車とし、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を電動モータにて回転
させる構成とし、入力歯車の回転角に対する電動モータ
にて回転される支持部材の回転角の割合を変化させるこ
とにより入力歯車と出力歯車との回転角比を変化させス
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
、上記入力歯車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ときの走行 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 a gear equivalent to it is connected to the steering wheel. The input gear is rotated by an internal gear or an equivalent gear, the output gear is an output gear that rotates the gear device of the steering gear box, and the support member that supports the rotating shaft of the planetary gear or an equivalent gear is an electric motor. By changing the ratio of the rotation angle of the support member rotated by the electric motor to the rotation angle of the input gear, the rotation angle ratio between the input gear and the output gear is changed, thereby changing the steering wheel rotation angle and steering. The steering angle ratio with the actual steering angle of the wheels can be variably controlled, and the input angle signal of the input angle sensor that detects the rotation angle of the input gear and generates the input angle signal and the driving mode such as the vehicle speed are controlled. A control circuit is provided which calculates the optimum steering angle ratio for the current driving mode from the driving mode signal of the driving mode sensor which detects the driving mode signal and generates the driving mode signal, and generates an output corresponding to the optimum steering angle ratio to rotationally drive the electric motor. Characteristic automobile steering device.
(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 each made of a bevel gear, and the gear corresponding to the planetary gear is a small differential gear that meshes with the front and rear large differential gears. Claim 1, wherein the supporting member is a differential gear box that houses the front and rear differential large gears and differential small gears and supports the rotating shaft of the differential small gears. A steering device for an automobile as described in paragraph.
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