JPS6226161A - 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、自動車のハンドル舵角に対する車輪舵角の伝
達比（減速比）を変化させ得るようにしたステアリング
装置に関するものである。

（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
ンドルの回転運動を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Ｉコツトの横方向の変位運動
に変換し、該タイロッドの両端部に連結された左右の操
舵車輪の向きを変化させるものであるが、上記ステアリ
ングハンドルの回転量（ハンドル舵角）と車輪のきれ角
（車輪舵角）とは通常、常に一定の対応関係に保持され
ている。しかし、例えば自動車の高速走行時には上記ハ
ンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を大きくして一定
ハンドル舵角に対する車輪舵角の大きさを小さくするこ
とが走行安定性を確保する上で望ましく、一方、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、あるいは車庫入れを容易化する等の
見地から、上記伝達比を逆に小さくして一定ハンドル舵
角に対する車輪舵角を大きくすることが望ましい。

そこで、かかる要求を満たすために、従来、例えば特開
昭５８−２２．４８５２号公報に開示されているように
、自動車の車速に応じて、Ｆ記のハンドル舵角に対する
車輪舵角の伝達比を変化させるようにした速度感応型の
ステアリング装置が提案されている。これは、ステアリ
ングハンドルとステアリングコラムとの間に、対向する
一対の可変ピッチプーリと両プーリ間に巻き掛けられた
Ｖベルｌ−とからなる変速機構を設けるとともに、被駆
動側のブーりのピッチ径を車速か上昇するほど大きくな
るようにステッピングモータにより制御するようにした
ものである。これによれば、ハンドルからステアリング
コラムへの回転伝達比が車速の高速時はど大きくなり、
その結果、一定のハンドル舵角に対する車輪の転舵角が
高速時には小さく、低速時には大きくなり、車速に対応
した良好なステアリング特性が得られることなる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、こうしてステアリングハンドルのハンドル舵
角に対する車輪舵角の伝達比を車速等に応じて可変制御
する場合において、運転者に良好な操舵フィーリングを
与え得るようにするために、ハンドルの操舵に対する適
度の抵抗によりハンドルの収束性を高めるほど好ましい
。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、上記したハンドル舵角に対する車輪舵角
ゐ伝達比をアクチュエータの作動によって可変制御する
とぎに、そのアクチュエータの非作動時における上記伝
達比を適切に選定することにより、ハンドルの操舵に対
し抵抗を与えてその収束性を向上せんとすることにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、ステ
アリングハンドルの操舵力をステアリングギヤ′３Ａａ
を介して車輪に伝達する操舵力伝達経路中に、ハンドル
側に連結された入力ギヤ要素と、車輪側に連結された出
力ギヤ要素と、上記入出力ギヤ要素間に介在される反力
ギヤ要素とからなる差動歯車機構を設け、該差動歯車機
構の反力ギヤ要素をステッピングモータ等のアクチュエ
ータで作動制（ａｌｌすることにより、ハンドル舵角に
対する車輪舵角の伝達比を変化させるようにする。そし
て、上記アクチュエータの非作動時における差動歯車機
構の伝達比を、アクチュエータ作動時の伝達比よりも大
ぎく設定する構成とする。

く作用） したがって、上記の構成により、本発明では、ステアリ
ングハンドルを操舵して車輪を転舵すると、該ハンドル
の操舵に伴ってアクチュエータの作動により差動歯車機
構の反力ギヤ要素が作動制御され、ハンドル舵角に対す
る車輪舵角の伝達比が可変制御される。

そのとき、上記差動歯車機構は、そのアクチュエータ非
作動時における伝達比がアクチュエータ作動時における
伝達比よりも大に設定されているので、アクチュエータ
がその非作動状態から作動して差動歯車機構の伝達比を
制御する際、その伝達比が目標の伝達比へ向かって変化
する方向゛は常に伝達比の小さくなる方向になる。それ
故、上記差動歯車機構の反力ギヤ要素はハンドルに連結
された入力ギヤ要素の回転方向と逆向きに運動して、こ
の反力ギヤ要素の運動がハンドルの回転を停止させる方
向に作用し、このことによりハンドル操舵に対する抵抗
が高まってその収束性が向上することになる。

（実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例の全体構成を示し、１は中心に
ハンドル軸２の一端が固着されたステアリングハンドル
、３は、上記ハンドル軸２の他端に中間軸４を介して連
結されるとともに、ピットマンアーム５．タイロッド６
等よりなるリンク機構７を介して左右の操舵車輪８．８
に連結されたステアリングギヤ装置であって、上記ハン
ドル１とステアリングギヤ装置３との間の操舵力伝達経
路の途中にはハンドル舵角θＨに対する車輪舵角θＷへ
の伝達比Ｒを変化させる伝達化可変手段９が設けられて
いる。

上記伝達化可変手段９は、第２゛図ないし第４図に拡大
詳示するように、上記中間軸４と同一軸線上に対向配置
されかつ中間＠４と反対側の端部において上記ハンドル
軸２に対し互いに噛み合う入力ギヤ１０．１１を介して
駆動連結された入力軸１２と、該入力軸１２と中間軸４
との間に配設された遊星歯車式の差動歯車機構１３とを
備えてなる。上記差ｖＪ歯車機構１３は、上記ハンドル
１側に連結される入力軸１２に固着された入力ギヤ要素
としてのサンギヤ１４と、上記車輪８，８に連結される
中間軸４に固着された出力ギヤ要素としてのリングギヤ
１５と、該両ギヤ１４．１５間に両ギヤ１４．１５とそ
れぞれ噛み合うように等角度間隔で介在された反力ギヤ
要素としての例えば３個のプラネタリピニオン１６，１
６．・・・とからなり、該ピニオン１６，１６．・・・
は上記入力軸１２上に回転自在に外嵌合されたピニオン
キャリア１８にビニオン軸１７．１．７．・・・を介し
て担持されている。また、上記ビニオンキャリア１８に
はセクタギヤ１９が形成され、該セクタギヤ１９にはス
テッピングモータ２０の回転軸２０ａに固着したピニオ
ン２１が噛み合わされており、ステッピングモータ２０
の回転により差動歯車機構１３のビニオンキャリア１８
を作動制御し、該ビニオンキャリア１８を入力軸１２回
りに回転させて該キャリア１８に担持されたプラネタリ
ビニオン１６．１６．・・・をサンギヤ１４とリングギ
ヤ１５との間で転勤させ、このピニオン１６．１６．・
・・の転動によりハンドル軸２ないしサンギヤ１４がら
リングギヤ１５および中間軸４に至る回転滑を増減制御
することにより、ハンドル舵角θト１に対する車輪舵角
θＷの伝達比Ｒを変化させるように構成されている。

一方、３３は上記伝達化可変手段９のステッピングモー
タ２０に制御信号を出力してそれを作動制御するコンピ
ュータよりなるコントローラであって、該コントローラ
３３には上記ステアリングハンドル１のハンドル舵角θ
ト（を検出するハンドル舵角センサ３ｏと、自動車の車
速Ｖを検出する車速センサ３１との各出力信号が入力さ
れている。

上記コントローラ３３は、第５図に詳示するように、上
記ハンドル舵角センサ３０および車速センサ３１により
それぞれ検出されたハンドル舵角θＨおよび車速Ｖを予
め第６図に示すように設定されて特性記憶部３４に記憶
された特性マツプに照合比較して伝達化可変手段９で制
御すべき目標伝達比Ｒを演算する演算部３５と、該演算
部３５の出力信号に基づいてステッピングモータ２０を
、上記演算された目標伝達比Ｒに対応する回転角に一致
するように駆動するモータ駆動部３６とからなる。尚、
上記特性マツプは、図示の如くハンドル舵角θＨに対す
る車輪舵角θＷの伝達比Ｒが車速Ｖ　ｈ＜速くなるほど
大きくなるように設定されている。

そして、本発明の特徴として、上記伝達化可変手段９に
おける差動歯車機構１３のサンギヤ１４の直径Ｄｓは各
プラネタリビニオン１６の直径ＤＰよりも小に形成され
て、サンギヤ１４の歯数が各プラネタリビニオン１６の
歯数よりも少なくなるように設定されており、この構成
により、第６図に示すように、上記ステッピングモータ
２ｏの非作動時（回転停止時）における差動歯車は構１
３の伝達比ＲＯがモータ２０の作動時の伝達比よりも大
に設定されている。

したがって、上記実施例においては、自動車の走行中、
ステアリングハンドル１を操舵すると、その動きはハン
ドル軸２を介して伝達化可変手段９における入力軸１２
に伝達されて差動歯車機構１３のサンギヤ１４が回転す
る。また、上記ハンドル１の操舵に伴って変化するハン
ドル舵角θＨがハンドル舵角センサ３０により検出され
るとともに、そのときの車速Ｖが車速センサ３１によっ
て検出され、これら両センサ３０，３１の出力信号を受
けたコントローラ３３から上記差動歯車機構１３を作動
制御するステッピングモータ２０に制御信号が出力され
て該モータ２０が回転制御され、このモータ２０の回転
によりピニオン２１およびセクタギヤ１９を介してビニ
オンキャリア１８が回転駆動される。すなわち、上記差
動歯車機構１３では、サンギヤ１４がハンドル１の舵角
θＨに比例した角度だけ回転すると゛同時に、ビニオン
キャリア１８がコントローラ３３により制御されるステ
ッピングモータ２０の回転角に応じて回転されるように
なる。このため、差動歯車機構１３のリングギヤ１５お
にびそれと一体の中間軸４は上記ハンドル舵角θＨに対
しビニオンキャリア１８の回転角を増減した角度だけ回
転することになり、この中間軸４の回転により車輪８，
８が転舵され、このことによってハンドル舵角θＨに対
する車輪舵角θＷの伝達比Ｒが可変制御される。

その場合、上記モータ２０の罪作ｗＪｒＲにおける差動
歯車機構１３の伝達比Ｒｏが第６図に示すようにモータ
２０の作動時における伝達比よりも大きく設定されてい
るため、モータ２０を作動させて差動歯車機構１３の伝
達比をモータ停止時の伝達比Ｒｏから目標の伝達比Ｒへ
可変制御する際、その伝達比は常に小さくなる方向に制
御される。

それ故、差動歯車機構１３のビニオンキャリア１８はハ
ンドル１に連結された入力軸１２と逆方向に回転して、
このビニオンキャリア１８の回転がハンドル１の回転を
停止させるように作用することになり、よってハンドル
１の操舵時における収束性を向上させることができる。

く発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、ハンドル舵角に対する車
輪舵角の伝達比をアクチュエータにより作動制御される
差動歯車機構によって変化させるようにした自動車のス
テアリング装置に対し、アクチュエータ非作動時におけ
る差動歯車機構の伝達比をアクチュエータ作動時の伝達
比よりも大に設定したことにより、ハンドルの操舵時に
差ａｖＡ車機溝機構力ギヤ要素を常にハンドル回転を停
止させる方向に回転でき、ハンドルの収束性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はステアリング装
置の全体構成を示す斜視図、第２図は伝達化可変手段の
構成を示ｔｌＩｉ面図、第３図および第４図はそれぞれ
第２図の■−■線およびＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図
はコントローラの構成を示すブロック図、第６図は°コ
ントローラで読み込まれるマツプの特性図である。 １・・・ステアリングハンドル、３・・・ステアリング
ギヤ装置、８・・・車輪、９・・・伝達化可変手段、１
３・・・差１）Ｊ　ｒａ　ｉ！機構、１４・・・サンギ
ヤ、１５・・・リングギヤ、１６・・・プラネタリビニ
オン、１８・・・ピニオンキャリア、２０・・・ステッ
ピングモータ、３０・・・ハンドル舵角センサ、３１・
・・車速レンサ、３３・・・コントローラ、Ｒｏ・・・
モータ非作動時の伝達比。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングハンドルの操舵力をステアリングギ
   ヤ装置を介して車輪に伝達する操舵力伝達経路中に設け
   られ、ステアリングハンドル側に連結された入力ギヤ要
   素と、車輪側に連結された出力ギヤ要素と、上記入出力
   ギヤ要素間に介在される反力ギヤ要素とからなる差動歯
   車機構を備えるとともに、該差動歯車機構の反力ギヤ要
   素を作動制御してハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達
   比を変化させるアクチュエータを備え、上記差動歯車機
   構は、上記アクチュエータの非作動時の伝達比がアクチ
   ュエータ作動時の伝達比よりも大きく設定されているこ
   とを特徴とする自動車のステアリング装置。