JPS62247972A - 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車の挙動を俊敏化させて良好な
運転フィーリングを得たり、車庫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た車速感応型の
ステアリング装置が提案されている。これは、第１１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ｃ１．ｃ２
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−■変換３ｅ
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ｆの作動により車速が上昇するほど上記変速様構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、上記のよう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可変制御する場合において、車
輪舵角をハンドル舵角と車速とに精度良く対応させるよ
うにした場合、ハンドル舵角の僅かな変化によっても車
輪が転舵されることになる。そのため、直進走行時にお
ける運転者の不必要なハンドル操作によっても車輪が転
舵することになって、当該自動車がふらつく等、直進時
の走行安定性が損われる結果となる。

（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に関する上記
のような問題に対処して、この種のステアリング装置を
備えた自動車の直進時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）を変化
させる伝達比可変手段Ｃを設けると共に、当該自動車の
車速を検出する車速検出手段りと、上記ステアリングハ
ンドルＡの舵角を検出するハンドル舵角検出手段Ｅと、
これらの検出手段り、Ｅからの信号を受けて上記伝達比
が車速に応じて所定の特性で変化するよう上記伝達比可
変手段ＣのアクチュエータＣ′に制御信号を出力する制
御手段Ｆとを備えた構成において、この制御手段Ｆに、
上記ハンドル舵角が零から所定舵角範囲内にある時に上
記制御信号の出力を停止させる不感帯を設ける。そして
、更に、この不感帯の幅を車速に応じて変化させる不感
帯幅可変手段Ｇを備え、不感帯幅を例え（よ低速域では
大きく、高速域では小さくするといった制御を行うよう
に構成する。ここで、不感帯幅を車速に応じて変化させ
るために、図示のように不感帯幅可変手段Ｇに車速検出
手段りからの信号を入力するようにしてもよいが、車速
に対応して上記伝達比が変化するので、この伝達比に応
じて不感帯幅を変化させるようにしてもよい。

（作　　　用） 上記の構成によれば、ステアリングハンドルＡの操舵時
に、該ハンドルＡの舵角と車速とに応じて車輪Ｂが転舵
されることになるが、ハンドル舵角が所定舵角範囲内に
ある時、即ち不感帯内にある時は、制御手段Ｆから伝達
比可変手段ＣのアクチュエータＣ′に制御信号が出力さ
れないので、車輪Ｂは転舵されないことになる。従って
、当該自動車の直進走行時における不必要なハンドル操
作によって自動車がふらつくとシ）った事態が回避され
、直進時の走行安定性が確保されることになる。

そして、特に本発明によれば、上記不感帯の幅が車速に
応じて変化されるので、例えばハンドル舵角が一般に大
きい低速時に該不感帯幅を広くし、逆にハンドル舵角が
一般に小さい高速時に該不感帯幅を狭くするように制御
すれば、低速時における走行安定性の悪化が効果的に防
止されると共に、高速時における良好な操舵応答性が得
られることになる。

（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２０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５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：θｈ）に対する車輪
６，６の転舵角（車輪舵角：θｖ１）の比（伝達比：Ｒ
−θＷ／θｈ）を変化させる伝達上可変装置１０が備え
られている。そして、この伝達上可変装置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、当該自動車の車速を検出する車速セ
ンサ１２からの車速■を示す信号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図により上記伝達上可変装置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
に対向配置された入力軸１４を有し、該入力軸１４に上
記ハンドル軸３０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との間には遊星歯ＤＩ機構１７が介設
されている。この遊星歯車機構１７は、入力軸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１つ・・・１９と、これらのピ
ニオンギヤ１９・・・１つ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３０回
転時に、上記ステッピングモータ２４がコントローラ１
１からの制御信号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２
０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θＷ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、ハンドル舵角センサ１３からの信号
Ｓ２とが入力される制御量演算部２６と、該演算！ｆｌ
ｓ２６で得られた演算値に応じた制御信号を発生させる
制御信号発生部２７とを有し、該信号発生部２７から出
力される信号Ｓ３が制御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、咳モータ２４の回転量は
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として上記制御信号発生部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０ＮＩＯＮ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θ宥の伝達比Ｒを予め定められた特性
に基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θ
Ｗとなるように制御信号発生部２７を介してステッピン
グモータ２４に制御信号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図に示すよ
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θＷが大きくなって
、車庫入れが容易になる答、操縦性が向上することにな
る。

ところで、ハンドル舵角θｈは、一般に低速時はど大き
くなるという関係があるので、上記伝達比Ｒは、ハンド
ル舵角θｈに対しては、第８図に示すように舵角θｈが
大きくなるほど大きくなる。

そして、このハンドル舵角θｈに対する伝達比Ｒの特性
に関しては、舵角零から左右両側に所定舵角Ａθｈまで
の範囲内が伝達比Ｒ−０の不感帯Ｘとされ、ハンドル舵
角θｈがこの不感帯Ｘ内にある時は、上記コントローラ
１１における制御信号発生部２７が制御信号Ｓ３を出力
しないようになっている。

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に基いて上記不感帯
Ｘの幅（＝２Δθｈ）を演算する不感帯幅演算部２つが
備えられている。この不感帯幅演算部２９は、第９図に
示すように上記車速セン９１２からの信号Ｓ１が示す車
速■が大きくなるほど不感帯幅が小さくなるように該幅
を設定する。そして、このようにして設定した不感帯幅
を上記制御ｌ覆演算部２６に送出し、ハンドル舵角θｈ
が所定舵角Ａθｈにより小さい時に制御信号発生部２７
からの制御信号Ｓ３の出力を停止させるように動作する
。尚、第９図に示す斜線部Ｙはステアリングハンドル２
から車輪６．６に至る操舵力伝達経路における機械的な
遊び分を示し、従って実際の不感帯はこの遊び分Ｙと上
記不感帯幅演算部２９で設定される不感帯Ｘとを加算し
たものとなる。

次に、上記コントローラ１１の動作を第１０図のフロー
チャートに従って説明する。

先ず、不感帯幅演算部２９は、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Ｓ１に基いて車速Ｖ
を読み込み、次にステップＰ２でこの車速Ｖに対応する
不感帯Ｘの幅、換言すれば第８図に示す所定ハンドル舵
角Ａθｈを第９図に示す特性に従って演算し、その値を
上記制御量演算部２６に送給する。一方、制御量演算部
２６は、ステップＰ３でハンドル舵角センサ１３がらの
信号Ｓ２に基いてハンドル舵角θｈを読み込むと共に、
ステップＰ４でこのハンドル舵角θｈと上記ステップＰ
２で演算された所定ハンドル操作ｌθｈとを比較する。

そして、θｈ＞Ａθｈの時、即ちハンドル舵角θｈ°が
不感帯Ｘを脱している時はステップＰｓ、Ｐｓに従って
車速Ｖに対応する伝達比Ｒを第７図に示す特性に基いて
求めると共に、この伝達比Ｒとハンドル舵角θｈとがら
車輪舵角θＷを演算し、この車輪舵角θＷとなるように
制御信号発生部２７を介してステッピングモータ２４に
制御信号Ｓ３を出力する。これにより、車速■に対応し
た良好なステアリング性能が得られることになる。

一方、θｈ≦ｌθｈの時、即ちハンドル舵角θｈが不感
帯Ｘ内にある時は、制御量演算部２６は上記ステップＰ
ｓ、Ｐｓを実行せず、これに伴って制御信号発生部２７
がらは制御信号ｓ３が出力されない。そのため、伝達化
可変装置１ｏにあっては、ステッピングモータ２４ない
し′ｒ１星歯車機構１７のキャリヤ２２がフリーな状態
とされて、ステアリングハンドル２が操舵されても車輪
６゜６が転舵しないことになる。そして、この不感帯Ｘ
の幅（所定舵角Δθｈ）は、上記ステップＰ２において
、第９図に示すように車速■が小さいほど大きく、また
車速■が大きいほど小さくなるように設定されるから、
ハンドル舵角θｈが一般に大きい低速時には所要幅の不
感帯が確保されて、不必要なハンドル操作による自動車
のふらつき等が効果的に防止され、またハンドル舵角θ
ｈが一般に小さい高速時にはハンドル操作に対して応答
性良く車輪６．６が転舵されることになる。

（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だ車
速感応型のステアリング装置において、上記ハンドル舵
角の零から所定舵角までの範囲を不感帯とすると共に、
この不感帯の幅を車速に応じて可変制御するようにした
から、直進走待時における不必要なハンドル操作による
当該自動車のふらつき等が回避されると共に、例えば高
速時に上記不感帯の幅が相対的に広すぎることにより操
舵応答性が悪化するといった不具合が防止されることに
なる。もって、直進時の良好な走行安定性と操舵時の良
好な応答性とが得られるステアリング装置が実現される
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
２〜１０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
〜９図は該コントローラの制御による車速に対する伝達
比の特性、ハンドル舵角に対する伝達比の特性及び車速
に対する不感帯幅の特性を夫々示す特性図、第１０図は
該コントローラの不感帯幅に関する制御動作を示すフロ
ーチャート図である。また、第１１図は従来の車速感応
型ステアリング装着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）ヱ比可変手段、１
ゴ・・・コントローラ、１２・・・車速検出手段、１３
・・・ハンドル舵角検出手段、２４・・・アクチコエー
タ（ステッピングモータ）、２６・・・制御手段（制ａ
ｎ演算・部）、２９・・・不感帯幅可変手段（不感帯幅
演算部）。

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
   車速を検出する車速検出手段と、上記ハンドル舵角を検
   出するハンドル舵角検出手段と、これらの検出手段から
   の信号を受けて上記伝達比可変手段のアクチュエータに
   制御信号を出力する制御手段とが備えられていると共に
   、該制御手段にはハンドル舵角が零から所定舵角範囲内
   にある時に上記制御信号の出力を停止させる不感帯が設
   けられており、且つこの不感帯の幅を車速に応じて変化
   させる不感帯幅可変手段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。