JPS62238167A - 自動車のステアリング装置 - 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） 本発明は自動車のステアリング装置、特にハンドル舵角
に対する車輪舵角の伝達比を車速に応じて変化させるよ
うにしだ車速感応型のステアリング装置に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車のステアリング装置は、ステアリングハ
ンドルの回転操作によりラックアンドビニオン等のステ
アリングギヤＨｔｆ’ｆｆを介してタイロッドを横方向
に変位させると共に、該タイロッドの変位によりその両
端に連結された左右の操舵用中輪の向きを変化させるよ
うに構成したものであるが、上記ステアリングハンドル
の回転角（ハンドル舵角）に対する車輪のぎれ角（車輪
舵角）の比は一定に設定されているのが通例である。し
かし、例えば当該自動車の高速走行時には一定ハンドル
舵角に対する車輪舵角の比を小さくして走行安定性を向
上させ、また低速走行時には自動ｒ１Ｔの挙動を俊敏化
さＵ゛て良好な運転フィーリングを１９たり、！ＩＩＩ
ＩＩＩ入れを容易化させる等の見地から、上配化を大き
くして操縦性を向上させるのが望ましい。

そこで、このような要求に応えるものとして、例えば特
開昭５８−２２４８５２号公報によれば、ハンドル舵角
に対する車輪舵角の比（伝達比−車輪舵角／ハンドル舵
角）を車速に応じて変化させるようにしだ車速感応型の
ステアリングＨｉｔ！が提案されている。これは、第９
図に示すように、ステアリングハンドルａとステアリン
グコラムｂとの間に、一対の可変ごッチブーリｃ１．ｃ
２間にＶベルトＣ３を巻掛けてなる無段変速機構Ｃを介
設すると共に、車速センサｄからの信号をＦ−Ｖ変換３
ｅを介して入力するステッピングモータｆを備え、該モ
ータｒの作動により車速が上昇するほど上記変速機構Ｃ
の減速比を大きくする方向に制御するようにしたもので
ある。これによれば、高速時にはハンドルａからステア
リングコラムｂへの回転伝達比（１／減速比）、叩ら一
定ハンドル舵角に対する車輪舵角の比が小さくなり、逆
に低速時には該伝達比が大きくなって、車速に適合した
ステアリング特性が得られることになる。

その場合に、このステアリング特性、即ち車速に対する
伝達比の特性として、例えば全般に伝達比を小さくして
走行安定性を重視したマイルドな特性や、全般に伝達比
を大きくして操縦性を重視したスポーティな特性という
ように複数種の特性を設定し、これらの特性のうちの１
つを乗員の操作によって自由に選択し得るようにするこ
とが考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の如き車速感応型のステアリング装置に
おいて、車速に対する伝達比の特性を複数種のうちから
１つを選択し得るようにした場合、この特性の切換えを
どの時点で行うのが良いかが問題となる。つまり、例え
ば伝達比が全般的に小さい特性から大きい特性へ切換ね
った場合には、一定ハンドル舵角に対する車輪舵角が大
きくなるので、操舵時に車輪の転舵量が予期以上に大き
くなったり、操舵中に特性を切換えた場合にはハンドル
舵角が一定であるのに車輪の転舵量が急に増大したりす
ることになり、特にこのような現象が高速走行中に起き
ると、操舵時の走行安定性が著しく損われることになる
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、車速感応型のステアリング装置、特に■口達
に対する伝達比の特性を乗員の操作によって選択するこ
とができるように構成されたステアリングコラム茸にお
ける上記のような問題に対処するもので、伝達比特性を
切換える操作を行った場合の走行安定性を確保すること
を目的とするものであり、この目的達成のため次のよう
に構成したことを特徴とする。

即ち、本発明に係る自動車のステアリング装置は、第１
図に示すように、ステアリングハンドルＡの操舵に応じ
て車輪Ｂを転舵させる操舵力伝達経路中に、上記ハンド
ルＡの舵角に対する車輪Ｂの舵角の比（伝達比）を車速
セン→ノＣがらの信号に応じて変化させる伝達上可変手
段Ｄ＠設けた構成において、上記伝達比可変手段りにお
ける車速に対する伝達比の特性を複数種設定すると共に
、乗員の操作によりこれらの特性のうちの１つを選択す
る伝達比特性選択手段Ｅと、この選択手段Ｅにより伝達
比特性の選択操作が行われた場合における上記伝達比可
変手段りの動作をコントロールする制御手段Ｆとを備え
る。この制御手段Ｆは、具体的には、伝達比特性の選択
操作が行われた場合において、車速判定手段Ｇ（上記車
速センサＣを用いてもよい）からの信号が車速か設定車
速以下であることを示している場合にのみ、伝達比特性
を従前の特性から新たに選択され１＝特性に切換えるよ
うに動作する。

（作　　　用） 上記の構成によれば、車速が設定車速を超えている時は
、伝達比特性選択手段Ｅに対する操作が行われても伝達
比特性の切換えが行われず、或は車速か上記設定車速以
下に低下し、もしくは停車するのを持って伝達比特性が
選択された特性に切換ねることになる。従って、高速走
行時に、伝達比特性の選択操作に伴って該特性が切換っ
たため、例えば操舵時における車輪の転舵量が予期した
吊と異なり、或は操舵中に特性が切換ってハンドル舵角
が一定であるのに車輪♀転舵廼が変化するといった事態
の発生が回避されることになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

先ず、第２図により本実施例に係るステアリング装置の
全体構成を説明すると、このステアリングＶｔｆａ１は
、ステアリングハンドル２と、該ハンドル２の回転がハ
ンドル軸３及び中間軸４を介して入力されるステアリン
グギヤ装置！１５と、該ギヤＶＲＷ１５の出力により左
右の操舵用車輪６．６を転舵させるピットマンアーム７
やタイロッド８等でなるリンク機構９とで構成されてい
ると共に、上記ハンドル軸３と中間軸４との間には、ス
テアリングハンドル２の回転角（ハンドル舵角：Ｏｈ）
に対する車輪６．６の転舵角（車輪舵角：θＷ）の比（
伝達比：Ｒ−θｖｉ／θｈ）を変化させる伝達化可変装
置１０が備えられている。そして、この伝達化可変装置
１０を制御するコントローラ１１が備えられていると共
に、このコントローラ１１には、当該白肋車の車速を検
出する車速センサ１２からの車速■を示す信＠Ｓ１と、
上記ステアリングハンドル２の舵角θｈを検出するハン
ドル舵角センサ１３からの信号Ｓ２とが入力されるよう
になっている。

次に、第３〜５図により」二記伝達比可変５ｉｉｔｙｔ
ｉＯの構成を説明すると、該装置１０は上記中間軸４と
同一軸線上に対向配置された入力軸１４を右し、該入力
軸１４に上記ハンドル軸３の回転が一対の入力ギヤ１５
．１６を介して入力されるようになっている。また、こ
の入力軸１４と上記中間軸４との間には遊星歯車機構１
７が介設されている。この遊星歯￥１９構１７は、入力
軸１４上に固着されたサンギｒ１８と。、該サンギヤ１
８上に配置された複数のピニオンギヤ１９・・・１９と
、これらのピニオンギヤ１９・・・１９の外側に配置さ
れ且つ上記中間軸４にＶＡ着されたリングギヤ２０と、
入力軸１４上に相対回転自在に嵌合支持されて、ビニオ
ンシャフト２１・・・２１を介して上記各ピニオンギヤ
１９・・・１９を支持するキャリｒ２２とで構成されて
いると共に、上記キャリヤ２２には一体的にセクタギヤ
２３が設けられ、該セクタギヤ２３にステッピングモー
タ２４の回転軸に固着されたピニオンギヤ２５が噛み合
されている。そして、ステアリングハンドル２ないしハ
ンドル軸３の回転時に、上記ステッピングモータ２４が
コントローラ１１からの駆動信号Ｓ３に応じて回転駆動
されることにより、遊星歯車機構１７においては１ナン
ギヤ１８がハンドル舵角θｈに対応する悉だけ回転され
ると同時に、キャリヤ２２がステッピングモータ２４の
回転に応じて回転され、これにより車輪舵角θＷに対応
するリングギヤ２０ないし中間軸４の回転ｍが増減され
て、上記ハンドル舵角θｈに対する車輪舵角θＷの伝達
比Ｒが可変υ１罪されるようになっている。

一方、上記のようにして伝達比を可変制御するコントロ
ーラ１１は、第６図に示すように、上記車速センサ１２
からの信号Ｓ１と、ハンドル舵角センサ１３からの信号
Ｓ２とが入力される制ｍ地演ｃ１部２６と、該演鋒部２
６で得られた演＄１ｌｔｌＩに応じた駆動信号を発生さ
せる駆動信号発生部２７とを有し、該信号発生部２７か
ら出力される信号８３が駆動信号として上記ステッピン
グモータ２４に送出されると共に、該モータ２４の回転
筒はモータ回転角センサ２８により検出され、フィード
バック信号Ｓ４として上記駆動信号発生部２７にフィー
ドバックされるようになっている。

ここで、上記制御ａｍ！弾部２６は、車速センサ１２か
らの信号Ｓ１が示す車速Ｖに応じてハンドル舵角θｈに
対する車輪舵角ＯＷの伝達比Ｒを所定の特性に雄いて設
定すると共に、この伝達比Ｒと上記ハンドル舵角Ｏｈと
から車輪舵角ＯＷを演算し、この車輪舵角θＷとなるよ
うに駆動信号発生部２７を介してステッピングモータ２
４に駆動信＠Ｓ３を出力する。その場合に、上記車速Ｖ
に。

対する伝達比Ｒの特性としては、例えば第７図に示すよ
うに伝達比Ｒが全般的に小さいく遊星歯巾［１１７の減
速比１／Ｒが大きい）マイルドな特性Ｒ１と、伝達比Ｒ
が全般的に大きい（減速比１／Ｒが小さい）スポーティ
な特性Ｒ２と、これらの中筒のノーマルな特性Ｒ３とが
設定されている。

そして、これらの特性Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のうちの１つを
乗員の操作によって選択する特性選択スイッチ２９が備
えられていると共に、コントローラ１１には、該スイッ
チ２９からの選択信号Ｓ５を入力して選択された特性を
判別すると共に、その判′７ｐ１結果を上記制御量演算
部２６に送って、選択された特性に塁いて車輪舵角θＷ
を演算させる特性切換部３０が設けられている。尚、第
７図に示すように伝達比Ｒの特性Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、
いずれも車速■が大きくなるに従って伝達比Ｒが小さく
なるように（減速比１／Ｒが大きくなるように）設定さ
れている。これにより、いずれの特性による場合にも、
高速走行時には一定ハンドル舵角Ｏｈに対する車輪舵角
θ育が小さくなって良好な走行安定性が得られると共に
、低速走行時には一定ハンドル舵角θｈに対する車輪舵
角θ育が大きくなって、ｍ原人れが容易になる等、操縦
性が向上することになる。

然してこのコントローラ１１には、以上の構成に加えて
、車速センナ１２からの信号Ｓ１に塁いて車速Ｖが設定
車速Ｖｏ以下であるか否かを判定する車速判定部３１が
備えられている。イして、この判定部３１による判定結
果に応じて上記特性切換部３ｏの動作が次のようにコン
トロールされるようになっている。つまり、車速判定部
３１により車速Ｖが設定車速Ｖｏ以下であることが判定
された場合には、特性切換部３０は、特性選択スイッチ
２９の操作が行われた時に制御ｍｖ４ｐ部２６で用いら
れる伝達比特性を選択された特性に切換えるように動作
するが、車速Ｖが設定車速Ｖ。

を超えていると判定された場合は、特性切換部３０は、
伝達比特性の切換動作を行わないようになっている。

コントローラ１１における上記の動作を第８図のフロー
チャートに従って説明すると、先ず特性切換部３０が、
ステップＰ＋、Ｐｚに従って特性選択スイッチ２９から
の選択信＠Ｓ５を入力し、該信号Ｓ５の内容が変化した
か否か、即ち上記スイッチ２９による伝達比特性の選択
（切換）操作が行われたか否かを判定する。そして、こ
の操作が行われた場合には、次にステップＰ３．Ｐａで
車速判定部３１が車速センサ１２からの信号Ｓ１が示ず
車速■を読み込むと共に、その車速Ｖが設定車速ｖＯ以
下であるか否かを判定する。そして、Ｉ！速Ｖが設定車
速Ｖｏ以下である場合、即ち低速走行時もしくは停車時
のみ、ステップＳ５を実行し、特性切換部３０が伝達比
特性を従前の特性から選択された新たな特性に切換える
ように動作する。従って、車速Ｖが上記設定車速Ｖｏを
超えている高速走行時に特性選択スイッチ２９が操作さ
れても、伝達比特性の切換えが行われないことになり、
従前の特性に基いて車速Ｖとハンドル舵角Ｏｈに応じた
車輪舵角θＷが演算されることになる。

尚、高速走行時に特性選択スイッチ２９が操作された場
合には、この実施例のように、その操作を無効として特
性切換動作を全く行わないようにしてもよいが、小速か
設定車速Ｖｏ以下に低下するのを持って伝達比特性の切
換えを行うようにしてもよく、この場合、伝達比は、例
えば車速ｖ１（＞Ｖｏ　）で特性Ｒ２から特性Ｒ１への
切換え操作を行ったものとすると、第７図に破線で示す
ように変化する。

また、上記実施例では、特性切換動作を行う時期を車速
センサ１２からの信号＄１が示す車速Ｖが設定車速Ｖｏ
ｊＸ下の時としたが、例えばパーキングセンサからの信
号に基いて、パーキングブレーキが作動されている場合
、即ち停車時のみ特性切換動作を行うようにしてもよい
。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ハンドル舵角に対する車
輪舵角の伝達比を車速に応じて変化させると共に、その
変化の特性を少数種のうちから１つを選択することがで
きるようにしだ車速感応型のステアリング装置において
、上記伝達比特性の選択操作が行われた時期に拘らず、
選択された特性への切換動作は車速が設定車速以下の場
合のみ行われることになって、高速走行時には選択操作
が行われても伝達比特性の切換動作は行われないことに
なる。これにより、高速走行時に、伝達比の特性が切換
って操舵時に千輪の転舵量が予期した慣と異なり、或い
は操舵中に特性が切換ってハンドル舵角が一定であるの
に中輪の転舵量が変化するといった事態、特に転舵量が
大きくなる方向への変化が防止され、もって高速走行時
における安定したステアリング性能が確保されることに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図である。第
２〜８図は本発明の実施例を示ずもので、第２図はステ
アリング装置の全体構成を示す概略斜視図、第３図は伝
達化可変装置の拡大縦断側面図、第４．５図は第３　図
ＩＶ　−ＩＶ線及びｖ−ｖ線で夫々切断した同縦断正面
図、第６図はコントローラの構成を示すブロック図、第
７図は該コントローラによる制御の特性図、第８図は該
コントローラの伝達比特性切換時の動作を示すフローチ
ャー１へ図である。また、第９図は従来の車速感応型ス
テアリング装置の構成を示す概略図である。 １・・・ステアリング装置、２・・・ステアリングハン
ドル、６・・・車輪、１０・・・伝達比可変手段、１１
・・・コントローラ、１２・・・１わ速センサ、２６−
ｉ１ｉ制御子制御ｌ　（ＩＩｔ［ｌｆｆ１）ＩＰＡ）　
、２９．３０・・・伝達比特性選択手段（特性選択スイ
ッチ、特性切換部）、３１・・・車速判定手段（車速判
定部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングハンドルの操舵に応じて車輪を転舵
   させる操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角に対する車輪
   舵角の伝達比を車速に応じて変化させる伝達比可変手段
   が介設された自動車のステアリング装置であって、上記
   伝達比可変手段における車速に対する伝達比の特性が複
   数種設定されていると共に、乗員の操作によりこれらの
   特性のうちから１つを選択する伝達比特性選択手段と、
   車速が設定車速以下であるか否かを判定する車速判定手
   段と、上記伝達比特性選択手段が操作された時に、車速
   判定手段により車速が設定車速以下であると判定された
   場合にのみ伝達比特性の切換動作を行わせる制御手段と
   が備えられていることを特徴とする自動車のステアリン
   グ装置。