JPS62238169A - 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
テアリングギヤ装置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車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）に対する車輪のきれ角（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、
例えば当該臼ｖＪＴｊｉ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車の挙動を俊敏化させ
て良好な運転フィーリングを１０たり、車庫入れを容易
化させる等の見地から、上記比を大きくして操ｌｌｌ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
ステアリング装置が捉。

案されている。これは、第１０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
対の可変ピッチプーリ０１，０２間に■ベルトＣ３を、
咎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−■変換器ｅを介して入力する
ステッピングモータｒを備え、該モータ「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）、即ち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、車速に応じた良好なステアリング特
性が得られることになる。

（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が
良好に機能するためには、車速を検出する車速センサが
正常に作動していることが最も重要なことである。つま
り、車速センサが故障して車速を正しく検出しなくなる
と、例えば高速走行時に一定ハンドル舵角に対する車輪
舵角の比が大きくなって当該−！ｌＪ車の走行安定性が
損われ、また、これとは逆に低速走行時に上記比が小さ
くなって、操縦性の悪化により車庫入れが困難になる等
、ステアリング性能が著しく悪化するのである。

（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に関する上記
のような問題に対処して、車速センサの故障時における
ステアリング性能の悪化を防止することを目的とするも
のであり、そ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
センサＣからの信号に応じて変化させる伝達化可変手段
りを設けた構成において、上記車速センサＣの故障を検
出する故障検出手段Ｅと、乗員による低速走行時のｉ器
操作を検出する低速走行操作検出手段Ｆと、上記故障検
出手段Ｅが車速センサＣの故障を検出した時に低速走行
操作検出手段Ｆの検出結果に応じて上記伝達比司変手段
りに所定の動作を行わせる制御手段Ｇとを備える。上記
低速走行操作検出手段Ｆは、乗員による低速走行時に特
有の機器操作、例えば上記ステアリングハンドル八を大
きく回転させる操作や変速機を低変速段にシフトする操
作等を検出することにより、車速センサＣによらずに当
該自動車が低速走行状態にあることを検出するものであ
る。そして、上記制御手段Ｆは、車速センサＣの故障時
に伝達化可変手段りに対して伝達比を予め定められた設
定値に固定するように信号を出力するのであるが、該設
定値への移行を低速走行操作検出手段Ｆが乗員による低
速走行時の機器操作を検出した時点で行わせるように動
作する。

（作　　　用） 上記の構成によれば、車速センサＣの故障時に、制御手
段Ｆからの信号により伝達化可変手段りによる伝達比が
設定値に固定されることになり、これにより、当該ステ
アリング装置は従来のステアリング装置と同様に、ハン
ドル舵角に対する車輪舵角の比が常に一定となる。その
場合に、上記設定値を、伝達化可変手段りで変化される
伝達比の可変範囲の中間の値に設定すれば、車速センサ
の故障時における高速走行時の走行安定性の悪化や低速
走行時の操縦性の悪化等が回避され、少なくとも伝達比
一定の従来のステアリング装置と同様のステアリング性
能が確保されることになる。

そして、特に本発明によれば、車速はンリ゛の故障時に
おける伝達比の上記設定値への移行が、低速走行操作検
出手段Ｆにより乗員による低速走行時の機器操作が検出
された時点で１１われるので、高速域で車速センサＣの
故障が発止した場合にも、車速が低速域まで低下してか
ら伝達比が設定値に移行されることになる。従って、高
速域での車速センサの故障時に伝達比が大きくなる方向
に急激に変化して、車輪が予期以上に転舵するといった
不具合が防止されることになる。

（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、このステアリング装置１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を介して人力されるステアリングギ
ヤ装置１５と、該ギヤ装置５の出力により左右の操舵用
車輪６．６を転舵さＶ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：θｈ）に対する車
輪６，６の転舵角（車輪舵角：θＷ）の比（伝達比：Ｒ
−θＷ／θｈ）を変化させる伝達化可変装置１ｆｆ１０
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、当該臼ｌｊＪ車の車速を検出
する車速センサ１２からの車速Ｖを示す信号８１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
ル舵角センナ１３からの信＠Ｓ２とが入力されるように
なっている。

次に、第３〜５図により上記伝達化可変８訂１０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Ｒａされた入力軸１４を有し、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１
４と上記中間軸４との間には！！星歯車機構１７が介設
されている。この遊星歯車機構１７は、入力＠１４上に
固着されたサンギヤ１８と、該サンギヤ１８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に固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、ビニオンシャツ［−２
１・・・２１を介して上記各ピニオンギヤ１９・・・１
９を支持するキャリヤ２２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においてはサンギヤ１８がハン
ドル舵角θｈに対応する量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の回転量が増減されて、上記ハンド
ル舵角θｈに対する車輪舵角ＯＷの伝達比Ｒが可変制御
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、ハンドル舵角レン４−Ｊ　１３から
の信号８２とが入力される制御１ｆｆｉ演算部２６と、
該演算部２６で得られた演算値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Ｓ３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
転部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Ｅ演算部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θＷの伝達比Ｒを予め定められた特性にヰ
いて設定すると共に、この伝達比Ｒと上記ハンドル舵角
θｈとから車輪舵角θＷを演算し、この車輪舵角θＷと
なるように駆動信号発生８ＩＳ２７を介してステッピン
グモータ２４に駆動信号Ｓ３を出力する。その場合に、
上記車速Ｖに対する伝達比Ｒの特性は、第７図に示ずよ
うに車速Ｖが大きくなるに従って伝達比Ｒが小さくなる
ように（遊星歯車機構１７の減速比１／Ｒが大きくなる
ように）設定されている。これにより、高速走行時には
一定ハンドル舵角θｈに対する車輪舵角θＷ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θＷが大ぎく
なって、車庫入れが容易になる等、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
、車速センサ１２からの信号Ｓ１に基いて該センサ１２
の故障を検出する車速センサ故障検出部２９が備えられ
ている。そして、この故障検出部２９が車速センサ１２
の故障を検出した時に、上記制ｔＥｆｆｉ演算部２６が
ハンドル舵角センサ１３からの信号Ｓ２が示すハンドル
舵角θｈを参照しながら、上記伝達比Ｒを第７図に示す
可変範囲の中間に予め定められた設定１ｉｆ［Ｒｏに移
行させる動作を行うようになっている。次に、この中速
センＣす故障検出部２９の故障検出動作と制ｔｉｎ間演
偉部２６の故障発生時の動作とを第８．９図のフローチ
ャートに従って説明する。

先ず、車速センサ故障検出部２９は、第８図のフローチ
ャートのステップＰ１で、車速センサ１２からの信号Ｓ
１に基いて車速■を一定４ｊンプリング周朋で繰り返し
読み込むと共に、ステップＰ２で今回読み込んだ車速Ｖ
と前回読み込んだ車速Ｖ′との差■を算出する。そして
、このｆｆｖが設定値ＶＱより小さい時は車速センサ１
２は正常であると判定し、ステップＰ３からステップＰ
４を実行して今回車速Ｖを前回中速■′に置換し、その
上で以上の動作を繰り返す。然るに上記差Ｖが設定値ｖ
Ｏより大きい時、換言すればセンサ出力値としての車速
■が現実の車速では起り得ないような急激さで変化した
時は、上記ステップＰ３からステップＳ５を実行し、車
速センサ１２が故障したものと判定して、その判定結果
を上記ゐ）制御層演算部２６に送出する。

一方、制ｙＪ盪演算部２６は、センサ故障検出部２９が
車速センサ１２の故障を判定した時に、第９図のフロー
チャートのステップＱ１からステップＱ２を実行して、
ハンドル舵角センサ１３からの信号Ｓ２が示すその時点
のハンドル舵角θｈを読み込むと共に、その値が設定値
θ０より大きいか小さいかを判定する。そして、ハンド
ル舵角θｈがこの設定値θ０より小さい時、即ち低速走
行時に特有な大きなハンドル操作が行われておらず、従
って車速が低速域にあると判定することができない時は
、ステップＱ２．Ｑ３を繰り返し実行する。この場合、
伝達比Ｒを変化させる制御は行われず、該伝達比Ｒは車
速センサ１２の故障発生時の伝達比に固定される。従っ
て、高速域での車速センサ１２の故障時には伝達比Ｒが
小さい状態に保持され、高速走行時に一定ハンドル舵角
θｈに対する車輪舵角θＷが大きくなって走行安定性が
悪化するといった事態が防止される。そして、上記設定
値θ０より大きなハンドル舵角θｈが検出された時、換
言すれば車速が低速域にあることが確認された時に制御
邑演算部２６はステップＱ３からステップＱ４を実行し
、第７図に矢印（イ）で示づ゛ように上記伝達比Ｒを設
定値Ｒｏに移行さけ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２４に駆動信号Ｓ３を出力する。

これにより、車速センサ１２の故障発生時以侵は伝達比
Ｒが設定値ＲＯに固定されて、低速域で該伝達比Ｒが徒
らに小さくなって操縦性が悪化したり、高速域で該伝達
比Ｒが徒らに大きくなって走行安定性が悪化する等の不
具合が回避され、従来の伝達比一定のステアリング装置
と同様のステアリング性能が確保されることになる。

そして、特に車速センサ１２の故障時における伝達比Ｒ
の設定値Ｒｏへの移行が低速域においてのみ行われるこ
とにより、このような移行が高速域で行われることによ
る不具合、例えば高速走行中に、車速センサ１２の故障
により運転者の知らない間に伝達比Ｒが大きくなって操
舵時に車輪が予期以上に転舵し、或は操舵中に車速セン
サ１２が故障して伝達比Ｒないし車輪の転蛇量が急に大
きくなるといった不具合が回避されることになる。

このようにして、仮りに高速走行中に車速センサ１２が
故障しても、安定したステアリング性能が確保されるこ
とになる。

尚、車速センサ１２の故障時に、該センサ１２によらず
に車速が低速域にあることを検出する手段としては、上
記のようにハンドル舵角θｈが設定値θ０より大きいこ
とを検出する方法の他、例えば当該自動車に備えられた
変速機が低変速段にシフ１−操作されたことを検出する
方法等があり、要するに乗員による低速走行時に特有の
機器操作を検出すればよい。

（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ようにした車
速感応型のステアリング装置において、車速を検出する
車速センサの故障時に上記伝達比を設定値に固定するよ
うにしたから、車速センサの故障時に当該ステアリング
装置が従来の伝速比一定のステアリング装置と同様に機
能することになって、高速走行時に伝達比が徒らに大き
くなることによる走行安定性の悪化や低速走行時に伝達
比が徒らに小さくなることによる操縦性の悪化等が回避
され、少なくとも従来の伝達比一定のステアリング装置
と同様のステアリング性能が確保されることになる。そ
して、特に本発明によれば、上記伝達比の設定値への移
行を、車速が低速域にあることを確認した上で行うよう
にしたから、高速域での車速センサの故障時に直ちに伝
達比を設定値に移行させることにより車輪の転舵Ｍが予
期以上に或いは急に大きくなるといった不具合が防止さ
れ、車速センサの故障時にも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
２〜９図は本発明の実施例を示すもので、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
達比呵変装はの拡大縦断側面図、第４．５図は第３図ｒ
Ｖ−ＩＶＩ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１〜ローラによる制御の特性図、第８．９図は
該コン１〜ローラの故障判定動作及び故Ｖ５発生時の動
作を夫々示すフローチャート図である。また、第１０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・・・伝達化可変手段、１１
・・・コントローラ、１２・・・車速センサ、１３・・
・低速走行操作検出手段（ハンドル舵角センυ）、２６
・・・制御手段（制御１１１演惇部１．２つ・・・故障
検出手段（車速センサ故障検出部）。

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センサの出力信号に応じて変化させ
   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、上記車速センサの故障を検出する故障検出
   手段と、乗員による低速走行時の機器操作を検出する低
   速走行操作検出手段と、上記故障検出手段が車速センサ
   の故障を検出した時に、上記低速走行操作検出手段が低
   速走行時の機器操作を検出した時点で上記伝達比を予め
   定められた設定値に固定させる制御手段とを備えたこと
   を特徴とする自動車のステアリング装置。