JPS6231560A - Steering device for car - Google Patents

Steering device for car

Info

Publication number
JPS6231560A
JPS6231560A JP60172224A JP17222485A JPS6231560A JP S6231560 A JPS6231560 A JP S6231560A JP 60172224 A JP60172224 A JP 60172224A JP 17222485 A JP17222485 A JP 17222485A JP S6231560 A JPS6231560 A JP S6231560A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
transmission ratio
wheel
force
handle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60172224A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Kanazawa
金澤 啓隆
Maki Watanabe
真樹 渡辺
Shigeyuki Okimoto
沖本 繁之
Akio Tsukaana
塚穴 紀生
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP60172224A priority Critical patent/JPS6231560A/en
Publication of JPS6231560A publication Critical patent/JPS6231560A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To suppress a reaction force at the time of steering a wheel to be small and reduce a load torque applied to an actuator for controlling a transmission ratio variable mechanism by providing a power steering mechanism in between said transmission ratio variable mechanism and a tie rod. CONSTITUTION:A transmission ratio variable mechanism 9 for varying a transmission ratio R of a wheel steering angle thetaW to a handle steering angle thetaH, is provided midway in a steering force transmitting route between a handle 1 and a steering gear device 3. A power steering mechanism 7 for assisting transmission force from the handle 1 to wheels 8, is installed in the steering gear device 3, and the rack of the gear device 3 is connected to each of the wheels 8 via tie rods 6 and knuckle arms. Thereby, a reaction force generated at the time of steering wheels 8 can be suppressed to be made small by the action of the steering assisting force of the power steering mechanism 7, reducing load applied to a stepping motor 20.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a steering device that can change the transmission ratio (reduction ratio) of a wheel steering angle to a steering wheel steering angle of an automobile.

(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ロッド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。
(Prior Art) In general, a steering device for an automobile converts the rotational movement of a steering wheel into a lateral displacement movement of a tie rod through a steering gear device such as a rack-and-binion. It changes the direction of the left and right steering wheels, but the amount of rotation of the steering wheel (handle steering angle) and the turning angle of the wheels (
(wheel steering angle) is normally always maintained in a constant correspondence relationship. However, for example, when a car is running at high speed, it is desirable to increase the transmission ratio of the wheel steering angle to the above-mentioned steering wheel steering angle and to reduce the size of the wheel steering angle with respect to a constant steering wheel steering angle, in order to ensure driving stability. When driving at low speeds, the above transmission ratio is conversely reduced and the wheel rudder is adjusted to a constant steering angle in order to make the car's behavior more agile and provide a good driving feeling, or to make it easier to park the car in the garage. It is desirable to increase the angle.

そこで、かかる要求を満たすために、従来、例えば特開
昭58−224852号公報に開示されているように、
自動車の車速に応じて上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
の可変ビッヂブーリと両プーリ間に巻き掛けられたVベ
ルト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が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となる。
Therefore, in order to meet such requirements, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-224852, for example,
A speed-sensitive steering device has been proposed that changes the transmission ratio of the wheel steering angle to the steering wheel steering angle in accordance with the vehicle speed of the automobile. A transmission mechanism is installed between the steering handle and the steering column, consisting of a pair of opposing variable bidge pulleys and a V-belt wrapped between both pulleys. It is controlled by a stepping motor so that it becomes larger as it rises. According to this, the rotation transmission ratio from the steering wheel to the steering column increases when the vehicle speed is high, and as a result, the turning angle of the wheels relative to a constant steering wheel steering angle becomes small at high speeds and large at low speeds, and as the vehicle speed increases. Corresponding good steering characteristics can be obtained.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、このような伝達比可変機構を備えたステアリ
ング装置では、該伝達比可変機構はステッピングモータ
等のアクチュエータで作動制御するようになされている
関係上、車輪転舵時の反力によりアクチュエータにかか
る負荷トルクが増大することになる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in a steering device equipped with such a variable transmission ratio mechanism, the operation of the variable transmission ratio mechanism is controlled by an actuator such as a stepping motor. The load torque applied to the actuator increases due to the reaction force during wheel steering.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、操舵力伝達経路中の特定の場所に
操舵力をアシストする手段を講じることにより、伝達比
可変機構制御用のアクチュエータにかかる負荷トルクを
軽減せんとすることにある。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide means for assisting the steering force at a specific location in the steering force transmission path, thereby improving the control of the variable transmission ratio mechanism. The purpose is to reduce the load torque applied to the actuator.

(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
アリングハンドルとタイロッドとの間の操舵力伝達経路
中に設けられ、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比
を変化させる伝達比可変機構と、自動車の車速等の運転
状態を検出する運転状態検出手段と、該検出手段からの
信号を受けて制御信号を出力するコントローラと、該コ
ントローラからの制御信号に基づいて上記伝達比可変機
構を作動制御するステッピングモータ等のアクチュエー
タとを備えた自動車のステアリング装置を対象とし、こ
れに対し、上記伝達比可変機構とタイロッドとの間にパ
ワーステアリング機構を設ける構成としたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the solving means of the present invention is provided in the steering force transmission path between the steering handle and the tie rod, and is configured to adjust the wheel steering angle relative to the steering wheel steering angle. A variable transmission ratio mechanism that changes the transmission ratio, a driving state detection means that detects the driving state such as the vehicle speed of the automobile, a controller that receives a signal from the detection means and outputs a control signal, and a control signal from the controller. The subject matter is a steering device for an automobile equipped with an actuator such as a stepping motor that controls the operation of the variable transmission ratio mechanism based on the above, and a power steering mechanism is provided between the variable transmission ratio mechanism and the tie rod. That is.

(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、そのときの
自動車の運転状態が運転状態検出手段により検出され、
この検出手段の出力を受けたコントローラからのtil
l II信号に基づいてアクチュエータが作動して、こ
のアクチュエータの作動により伝達比可変機構が作動制
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。
(Function) Therefore, with the above configuration, in the present invention, when the steering wheel is steered to turn the wheels, the driving state detecting means detects the driving state of the vehicle at that time.
til from the controller that receives the output of this detection means
The actuator is operated based on the l II signal, and the variable transmission ratio mechanism is controlled by the operation of the actuator, and the transmission ratio of the wheel steering angle to the steering wheel steering angle is variably controlled.

その場合、上記伝達比可変機構とタイロッドとの間に設
けられたパワーステアリング機構が作動して操舵力がア
シストされるため、このアシストhの作用により車輪転
舵時の反力が小さく抑えられて、このことにより伝達比
可変機構制御用のアクチュエータにかかる負荷トルクが
軽減されることとなる。
In that case, the power steering mechanism provided between the variable transmission ratio mechanism and the tie rod operates to assist the steering force, so the action of this assist h suppresses the reaction force when turning the wheels. This reduces the load torque applied to the actuator for controlling the variable transmission ratio mechanism.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の実施例に係る自動車のステアリング装
置の全体構成を示し、1はステアリングハンドル、3は
該ステアリングハンドル1の回転運動を車輪8.8の転
舵運動に変換するラックピニオン式のステアリングギヤ
装置であって、該ステアリングギヤ装置3は、第2図に
拡大詳示するように、ステアリングギヤボックス3a内
にビニオン3bと、該ビニオン3bに噛み合う車体幅方
向に延びるラック3Cとを有し、上記ビニオン3bは第
1および第2の中間軸4,5ならびにハンドル軸2を介
して上記ハンドル1に連結され、一方、ラック3Cは各
タイロッド6およびナックルアーム(図示せず)を介し
て各車輪8に連結されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a steering device for an automobile according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a steering handle, and 3 is a rack and pinion type that converts the rotational motion of the steering handle 1 into the steering motion of wheels 8 and 8. As shown in enlarged detail in FIG. 2, the steering gear device 3 includes a pinion 3b in a steering gear box 3a, and a rack 3C extending in the width direction of the vehicle body and meshing with the pinion 3b. The pinion 3b is connected to the handle 1 via the first and second intermediate shafts 4, 5 and the handle shaft 2, while the rack 3C is connected to the handle 1 via each tie rod 6 and a knuckle arm (not shown). and is connected to each wheel 8.

上記ステアリングギヤ装置3にはハンドル1から車輪8
,8に伝達される操舵力をアシストするための本発明の
特徴としてのパワーステアリング機構7が装備されてい
る。、該パワーステアリング機構7は、上記ラック3C
と一方(図では左側)のタイロッド6との間に介在され
ラック3Cおよびタイロッド6に連結したピストン7C
によって区画形成されたシリンダ室7d、7cを内部に
有する油圧式のパワーシリンダ7aと、上記ステアリン
グギVボックス3aに連設され、ハンドル1の操舵に応
じて油圧ポンプ(図示せず)から上記パワーシリンダ7
aの各シリンダ室7d、7eへ供給される圧油の供給方
向を切り換えるとともにその圧力を制御するロータリ式
のコントロールバルブ7bとを備えてなり、油圧ポンプ
からの圧油をハンドル1の操舵入力に応じてコントロー
ルバルブ7bで制御しながらパワーシリンダ7aに供給
し、そのパワーシリンダ7aの出力により操舵力をアシ
ストして車輪8.8を転舵するようになされている。な
お、7fはビニオン3bに対しランク3Cを押付ける押
付部材、7a 、70はラックシール材である。
The steering gear device 3 includes a handle 1 to wheels 8.
, 8 is equipped with a power steering mechanism 7 as a feature of the present invention for assisting the steering force transmitted to the steering wheels. , the power steering mechanism 7 is connected to the rack 3C.
A piston 7C is interposed between the rack 3C and the tie rod 6 on one side (the left side in the figure) and is connected to the rack 3C and the tie rod 6.
A hydraulic power cylinder 7a having cylinder chambers 7d and 7c defined therein and a hydraulic power cylinder 7a connected to the steering gear V box 3a, which supplies the power from a hydraulic pump (not shown) in response to the steering of the handle 1, is connected to the steering gear V box 3a. cylinder 7
It is equipped with a rotary control valve 7b that switches the supply direction of the pressure oil supplied to each cylinder chamber 7d, 7e of a and controls the pressure, and the pressure oil from the hydraulic pump is input to the steering wheel 1. Accordingly, the power is supplied to the power cylinder 7a while being controlled by the control valve 7b, and the output of the power cylinder 7a assists the steering force to steer the wheels 8.8. Note that 7f is a pressing member that presses the rank 3C against the pinion 3b, and 7a and 70 are rack sealing materials.

また、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を変化させる伝達比可変機構
9が設けられている。該伝達比可変機構9は、第3図な
いし第5図に拡大詳示するように、ハウジング10内に
遊星南中式の差動歯車機構13を備えてなり、該差動歯
巾機構13はハウジング10内に臨む上記中間軸4と、
該中間軸4と同一軸線上に対向配置されかつ中間軸4と
反対側の端部において上記ハンドル軸2に駆動連結され
る入力軸12との間に設けられている。上記差動歯車機
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側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3個のプラネタ
リピニオン16.16.・・・とからなり、該ビニオン
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の外周にはウオームホイール19が形成
され、該ウオームホイール19には回転軸11に固着し
たウオーム21が噛み合わされ、上記回転軸11はステ
ッピングモータ20の回転出力軸20aに連結されてい
る。よって、ステッピングモータ20の何転によりウオ
ーム21およびウオームホイール19を介して差動歯巾
機構13を作動制御し、そのとニオンキャリア18を入
力軸12回りに回転させてキャリア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、このビニオン16.
16.・・・の転動によりハンドル軸2ないしサンギヤ
14からリングギヤ15および中間軸4に至る回転量を
増減制御することにより、ハンドル舵角θH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。
Further, a variable transmission ratio mechanism 9 is provided in the middle of the steering force transmission path between the steering wheel 1 and the steering gear device 3 to change the transmission ratio R from the steering wheel angle θH to the wheel steering angle θW. As shown in enlarged detail in FIGS. 3 to 5, the variable transmission ratio mechanism 9 includes a planetary south center type differential gear mechanism 13 in a housing 10, and the differential tooth width mechanism 13 is attached to the housing 10. the intermediate shaft 4 facing inside the 10;
It is provided between an input shaft 12 which is disposed facing the intermediate shaft 4 on the same axis and is drivingly connected to the handle shaft 2 at the end opposite to the intermediate shaft 4. The differential gear mechanism 13 includes a sun gear 14 as an input gear element fixed to an input shaft 12 connected to the handle 1 side, and an output fixed to an intermediate shaft 4 connected to the wheels 8, 8 side. Ring gear 15 as a gear element and both gears 14.15
Three planetary pinions 16.16. as reaction gear elements are interposed at equal angular intervals so as to mesh with both gears 14.15. ..., and the binion 16.16. . . . is a pinion shaft 17, 1 attached to a pinion carrier 18 rotatably fitted externally on the input shaft 12.
7. It is carried through... Further, a worm wheel 19 is formed on the outer periphery of the binion carrier 18, and a worm 21 fixed to the rotating shaft 11 is engaged with the worm wheel 19, and the rotating shaft 11 is connected to the rotating output shaft 20a of the stepping motor 20. connected. Therefore, the rotation of the stepping motor 20 controls the operation of the differential tooth width mechanism 13 via the worm 21 and the worm wheel 19, and the rotation of the nion carrier 18 around the input shaft 12 causes the rotation of the planetary carrier 18. The binions 16°16, . . . are transferred between the sun gear 14 and the ring gear 15, and the binions 16.
16. ... is configured to change the transmission ratio R of the wheel steering angle θW to the steering wheel steering angle θH by controlling the amount of rotation from the handle shaft 2 or sun gear 14 to the ring gear 15 and the intermediate shaft 4 by increasing or decreasing the rolling of the steering wheel. has been done.

一方、4oは上記伝達比可変機構9を作動制御するステ
ッピングモータ20に制御信号を出力してそれを制御す
るコンピュータよりなるコントローラであって、該コン
1−ローラ40には、上記ステアリングハンドル1のハ
ンドル舵角θHを検出するエンコーダよりなるハンドル
舵角センサ41と、自動車の車速Vを検出する車速セン
サ42との各出力信号が入力されている。上記ハンドル
舵角センサ41は第3図に示すように上記ハウジング1
0内に取り付けられ、その回転軸41aは上記入力軸1
2に対し、入力軸12に固着した駆動ギヤ22および該
駆動ギヤ22に噛み合う被駆動ギヤ23を介して駆動連
結されており、これら両センザ41,42により自動車
の運転状態を検出する運転状態検出手段が構成される。
On the other hand, 4o is a controller consisting of a computer that outputs a control signal to the stepping motor 20 that controls the operation of the variable transmission ratio mechanism 9, and controls the controller 1-roller 40. Output signals from a steering wheel angle sensor 41 consisting of an encoder that detects the steering wheel angle θH and a vehicle speed sensor 42 that detects the vehicle speed V of the automobile are input. The steering wheel angle sensor 41 is connected to the housing 1 as shown in FIG.
0, and its rotating shaft 41a is connected to the input shaft 1.
In contrast to 2, the drive gear 22 fixed to the input shaft 12 and the driven gear 23 meshing with the drive gear 22 are connected to drive the vehicle, and these sensors 41 and 42 detect the driving state of the vehicle. The means are constituted.

そして、上記コントローラ40は、第7図に詳示するよ
うに、上記ハンドル舵角センサ41および車速センサ4
2によりそれぞれ検出されたハンドル舵角θHおよび車
速■を、予め設定されて特性記憶部43に記憶された特
性マツプに照合比較、して伝達比可変機構9で制御すべ
き目標伝達比Rを演算する目標伝達比演算部44と、該
演粋部44の出力信号に基づいてステッピングモータ2
0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45とからなる。
As shown in detail in FIG. 7, the controller 40 controls the steering wheel angle sensor 41 and the vehicle speed sensor 4.
The steering wheel steering angle θH and the vehicle speed ■ detected by 2 are compared with a characteristic map set in advance and stored in the characteristic storage section 43, and the target transmission ratio R to be controlled by the variable transmission ratio mechanism 9 is calculated. and a target transmission ratio calculation section 44 that calculates the stepping motor 2 based on the output signal of the calculation section 44.
0 so as to match the rotation angle corresponding to the calculated target transmission ratio R.

尚、上記特性マツプは、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が速くなるほど大きくなる
ように設定されている。
The above characteristic map is set such that the transmission ratio R of the wheel steering angle θW to the steering wheel steering angle θH increases as the vehicle speed V increases.

尚、上記差動歯車機構13における各プラネタリビニオ
ン16はピニオン軸17の軸方向に分割ギヤ16a、1
6aに2分割されていて、該各分割ギヤ16aが回転自
在にピニオン軸17に支持されている。また、上記分割
ギヤ16a、16aにはピニオン軸17の周囲に配置し
たリング状の捩りばね16bの端部がそれぞれ係合され
ており、この捩りばね16bの捩り力により両分側ギヤ
15a、16aが逆方向に相対的に回転付勢されている
Note that each planetary pinion 16 in the differential gear mechanism 13 has split gears 16a, 1 in the axial direction of the pinion shaft 17.
6a, and each divided gear 16a is rotatably supported by a pinion shaft 17. Further, the ends of a ring-shaped torsion spring 16b arranged around the pinion shaft 17 are engaged with the split gears 16a, 16a, respectively, and the torsional force of the torsion spring 16b causes the split gears 15a, 16a to are relatively urged to rotate in opposite directions.

また、第3図および第6図に示すように、上記伝達比可
変機構9とステアリングハンドル1との間の操舵力伝達
経路中にはハンドル1の操舵に対し所定の手応え力(反
力)を付与する手応え装置24が設けられている。核子
応え装[24は、上記入力111d112と平行に配置
されてハウジング10に回転自在に支承されたばね軸2
5を有し、該ばね軸25には上記入力軸12上の駆動ギ
ヤ22に噛合する被駆動ギヤ26が一体的に固着され、
該被駆動ギヤ26の直径は入力軸12側の駆動ギヤ22
よりも大に設定されて、両ギヤ22.26により減速機
構27が構成されており、ハンドル1の操舵に伴う入力
軸12の回転を減速機構27により減速してばね軸25
に伝え、ハンドル1を中立位置から最大操舵角位置まで
操舵するとばね軸25が略1回転する(つまり回転角度
で略3600となる)ようになされている。上記ばね軸
25の周りには一対の筒状のばね取付部材28.28が
同心状にかつ回転自在に外嵌合され、該各ばね取付部材
28の対向側部にはその内周部からばね軸25側へ突出
する係合片29がボルト30により取り付けられている
。また、ばね軸25には上記両係合片29.29と係合
可能な係止キー32がボルト31により固定され、この
係止キー32と各係合片29との係合により各ばね取付
部材28がばね軸25と一体的に回転する。また、上記
ばね取付部材28.28にはそれぞれ該ばね取付部材2
8.28周りに互いに逆向きに巻かれた渦巻ばね33.
33の内端が係止され、該各渦巻ばね33の外端は上記
ハウジング10にボルト34゜34により固着されてお
り、この各渦巻ばね33のばね力により対応するばね取
付部材28を回動付勢するようになされている。さらに
、上記各ばね取付部材28の外周には上記係合片29に
略対応する部位に当金35がボルト36により固定され
ている。また、上記ハウジング10には上記当金35に
当接して各ばね取付部材28の回転を停止させるボルト
部材よりなるストッパ部材37が貫通支持されており、
この各ストッパ部材37が対応する当金36に当接した
状態では、各渦巻ばね33が解放状態とならずにばね力
が残留して、その両渦巻ばね33.33の残留ばね力が
ばね軸25を介して拮抗相殺するように設定されている
Further, as shown in FIGS. 3 and 6, a predetermined response force (reaction force) to the steering of the steering wheel 1 is applied to the steering force transmission path between the variable transmission ratio mechanism 9 and the steering wheel 1. A feedback device 24 is provided. The nuclear response device [24 is a spring shaft 2 disposed parallel to the input 111d112 and rotatably supported by the housing 10.
5, and a driven gear 26 that meshes with the driving gear 22 on the input shaft 12 is integrally fixed to the spring shaft 25,
The diameter of the driven gear 26 is the same as that of the drive gear 22 on the input shaft 12 side.
The gears 22 and 26 constitute a deceleration mechanism 27, and the deceleration mechanism 27 decelerates the rotation of the input shaft 12 as the steering wheel 1 is steered.
When the steering wheel 1 is steered from the neutral position to the maximum steering angle position, the spring shaft 25 rotates approximately one rotation (that is, the rotation angle is approximately 3600 degrees). A pair of cylindrical spring mounting members 28, 28 are externally fitted concentrically and rotatably around the spring shaft 25, and a spring is attached to the opposite side of each spring mounting member 28 from its inner circumference. An engagement piece 29 protruding toward the shaft 25 is attached with a bolt 30. Further, a locking key 32 that can be engaged with both of the engaging pieces 29 and 29 is fixed to the spring shaft 25 by a bolt 31, and by the engagement of this locking key 32 and each of the engaging pieces 29, each spring is attached. The member 28 rotates integrally with the spring shaft 25. In addition, each of the spring mounting members 28 and 28 has a spring mounting member 2.
8. A spiral spring 33 wound in opposite directions around 28.
The inner end of each spiral spring 33 is locked, and the outer end of each spiral spring 33 is fixed to the housing 10 with a bolt 34. The spring force of each spiral spring 33 rotates the corresponding spring mounting member 28. It is designed to energize. Furthermore, abutment 35 is fixed to the outer periphery of each spring mounting member 28 at a portion substantially corresponding to the engagement piece 29 with a bolt 36. In addition, a stopper member 37 made of a bolt member that comes into contact with the abutment 35 to stop the rotation of each spring mounting member 28 is supported through the housing 10.
When each stopper member 37 is in contact with the corresponding stopper 36, each spiral spring 33 is not released and the spring force remains, and the residual spring force of both spiral springs 33, 33 is applied to the spring axis. 25 so that they are antagonistic and cancel each other out.

そして、ハンドル1の操舵に伴ってばね軸25が一方向
に回転したときには、ばね軸25外周の係止キー32と
各ばね取付部材28内周の係合片29との係合により、
ばね取付部材28がばね軸25と一体的に回転して対応
する渦巻ばね34を小径方向に収縮させ、そのばね33
の復帰力によりばね軸25の回転に抵抗を与えてハンド
ル1の操舵に手応え力を付与するように構成されている
When the spring shaft 25 rotates in one direction with the steering of the handle 1, the locking key 32 on the outer periphery of the spring shaft 25 and the engagement piece 29 on the inner periphery of each spring mounting member 28 engage with each other.
The spring mounting member 28 rotates integrally with the spring shaft 25 to contract the corresponding spiral spring 34 in the direction of the small diameter, and the spring 33
The restoring force is configured to provide resistance to the rotation of the spring shaft 25 and provide a responsive force to the steering of the handle 1.

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を介して伝達比可変機構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r14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41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42によっ
て検出され、これら両センサ41,42の出力信号を受
けたコントローラ40から上記差動歯車機構13を作動
制御I′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
回転によりウオーム21およびウオームホイール19を
介してピニオンキャリア18が回転駆動される。すなわ
ち、上記差動歯11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40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およ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。
Therefore, in the above embodiment, while the car is running,
When the steering wheel 1 is turned, the movement is transmitted to the input shaft 12 of the variable transmission ratio mechanism 9 via the steering wheel shaft 2.
The transmission is transmitted to rotate the rotation gear r14 of the differential gear mechanism 13. Further, the steering wheel steering angle θH that changes with the steering of the steering wheel 1 is detected by the steering wheel steering angle sensor 41, and the vehicle speed V at that time is detected by the vehicle speed sensor 42, and the output signals of both sensors 41 and 42 are detected. A control signal is output from the controller 40 that receives the signal to the stepping motor 20 that controls the operation of the differential gear mechanism 13, and the rotation of the motor 20 is controlled. The pinion carrier 18 is rotationally driven. That is, in the differential tooth 11 mechanism 13, the sun gear 14 rotates by an angle proportional to the steering angle θH of the handle 1, and at the same time, the binion carrier 18 rotates according to the rotation angle of the stepping motor 20 controlled by the controller 40. will be done. Therefore, the ring gear 15 of the differential gear mechanism 13 and the intermediate shaft 4 integrated therewith rotate by an angle that increases or decreases the rotation angle of the binion carrier 18 with respect to the steering angle θH, and the rotation of the intermediate shaft 4 As a result, the wheels 8.degree. 8 are steered, thereby variably controlling the transmission ratio R of the wheel steering angle .theta.W to the steering wheel steering angle .theta.H.

また、上記ハンドル1の操舵に連動する中間軸4.5の
回転に伴いステアリングギヤ装置3のパワーステアリン
グ機構7が作動して、上記ハンドル1から車輪8,8に
至る操舵力がアシストされる。
Furthermore, as the intermediate shaft 4.5 rotates in conjunction with the steering of the steering wheel 1, the power steering mechanism 7 of the steering gear device 3 is operated to assist the steering force from the steering wheel 1 to the wheels 8, 8.

その場合、上記パワーステアリング機構7が伝達比可変
機構7とタイロッド6との間に配設されているため、該
パワーステアリング機構7の操舵アンス1〜力の作用に
より車輪8.8の転舵時に生ずる反力が小さく抑えられ
、よってその反力により上記ステッピングモータ20に
かかる負荷トルクを大幅に軽減することができる。
In that case, since the power steering mechanism 7 is disposed between the variable transmission ratio mechanism 7 and the tie rod 6, when the wheels 8.8 are steered by the action of the steering angle 1 to force of the power steering mechanism 7, The generated reaction force is kept small, and the load torque applied to the stepping motor 20 can be significantly reduced by the reaction force.

また、上記ステッピングモータ20の出力軸2Qaに一
体結合された回転軸11にはウオーム21が取り付けら
れ、差動歯車機構13のビニオンキャリア18には該ウ
オーム21に噛み合うウオームホイール1つが形成され
ているので、ステッピングモータ20の出力軸20aの
回転はウオーム21およびウオームホイール19を介し
てビニオンキャリア18に伝達されるが、ハンドル1側
や車輪8.8側に入力される外乱が差動歯車機構13を
介してモータ20に伝達されるのは阻止され、該モータ
20の出力軸20aに負荷がかかることはなくなる。そ
の結果、ハンドル1の操舵時、車輪8,8の転舵状態を
ステッピングモータ20の小さい保持力で保持できるこ
とになり、モータ20の保持力を小さくすることができ
る。
Further, a worm 21 is attached to the rotating shaft 11 that is integrally connected to the output shaft 2Qa of the stepping motor 20, and one worm wheel that meshes with the worm 21 is formed on the binion carrier 18 of the differential gear mechanism 13. Therefore, the rotation of the output shaft 20a of the stepping motor 20 is transmitted to the binion carrier 18 via the worm 21 and the worm wheel 19, but the disturbance input to the handle 1 side and the wheels 8.8 side is transmitted to the differential gear. Transmission to the motor 20 via the mechanism 13 is prevented, and no load is applied to the output shaft 20a of the motor 20. As a result, when steering the steering wheel 1, the steered state of the wheels 8, 8 can be maintained with a small holding force of the stepping motor 20, and the holding force of the motor 20 can be reduced.

さらに、上記差動歯車機構13における各プラネタリピ
ニオン16が2つの分割ギヤ168.16aに2分割さ
れ、該分割ギr16a、16aが捩りばね16bの捩り
力により互いに逆方向に回転付勢されているので、差#
J歯車機構13のサンギヤ14とリンクギヤ15との間
に寸法誤差があってもそれは吸収されて、サンギヤ14
およびリングギヤ15と各プラネタリピニオン16との
歯の噛合いにおけるバックラッシを軽減でき、差動歯車
機構13でのガタを有効に防止することができる。
Further, each planetary pinion 16 in the differential gear mechanism 13 is divided into two divided gears 168.16a, and the divided gears r16a, 16a are urged to rotate in mutually opposite directions by the torsional force of the torsion spring 16b. So the difference #
Even if there is a dimensional error between the sun gear 14 and the link gear 15 of the J gear mechanism 13, it is absorbed and the sun gear 14
Also, backlash in the meshing of the teeth between the ring gear 15 and each planetary pinion 16 can be reduced, and backlash in the differential gear mechanism 13 can be effectively prevented.

加えて、上記ハンドル1と伝達比可変機構9との間に渦
巻ばね33,33のばね力によってハンドル1の操舵に
対し手応え力を与える手応え装置24が設けられている
ため、その手応え装置24によりハンドル1の操舵力を
適度に増大させてそれを適正な範囲に設定することがで
き、ハンドル操舵の際の運転者が受ける操作フィーリン
グを向上させることができるとともに、手応え装置24
による抵抗により伝達比可変機構9への負荷を軽減する
ことができる。
In addition, a feedback device 24 is provided between the steering wheel 1 and the variable transmission ratio mechanism 9, which provides a responsive force to the steering of the steering wheel 1 by the spring force of the spiral springs 33, 33. The steering force of the steering wheel 1 can be increased appropriately and set within an appropriate range, and the operational feeling that the driver receives when steering the steering wheel can be improved.
The load on the variable transmission ratio mechanism 9 can be reduced due to the resistance caused by this.

しかも、上記手応え装置24のばね軸25はハンドル1
に連結される入力軸12と減速機構27を介して連結さ
れており、ハンドル1の回転が減速されてばね軸25に
伝達されるため、ハンドル1の操舵範囲に対しばね軸2
5を左右方向に略1回転させるだけで済み、渦巻ばね3
3.33による手応え力の設定が容易になり、ハンドル
1を中立位置から左右いずれの方向に操舵しても手応え
力が対称的に増大する手応え特性を良好に得ることがで
きる。
Moreover, the spring shaft 25 of the feedback device 24 is connected to the handle 1.
The rotation of the handle 1 is decelerated and transmitted to the spring shaft 25, so that the spring shaft 2 is connected to the input shaft 12 connected to the
It is only necessary to rotate the spiral spring 5 approximately once in the left and right direction, and the spiral spring 3
3.33 makes it easy to set the response force, and it is possible to obtain a good response characteristic in which the response force increases symmetrically even when the steering wheel 1 is steered from the neutral position in either the left or right direction.

(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
伝達比可変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おいて、上記伝達比可変機構とタイ
ロツとの間にパワーステアリング機構を設けたので、こ
のパワーステアリング機構の操舵アシスト力の作用によ
り車輪からの反力を小さくでき、アクチュエータにかか
る負荷トルクを軽減することができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, there is provided a steering device for an automobile in which the transmission ratio of wheel steering angle to steering wheel steering angle is changed by a transmission ratio variable mechanism operated and controlled by an actuator. Since the power steering mechanism is provided between the variable ratio mechanism and the tie rod, the reaction force from the wheels can be reduced by the action of the steering assist force of the power steering mechanism, and the load torque applied to the actuator can be reduced.

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

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図はパワーステアリン
グ機構の拡大縦断面図、第3図は伝達比可変機構および
その周辺部の構成を示す断面図、第4図〜第6図はそれ
ぞれ第3図のIV −IV線、v−v線および■−■線
における断面図、第7図はコントローラの構成を示すブ
ロック図である。 1・・・ステアリングハンドル、6・・・タイロッド、
7・・・パワーステアリング機構、8・・・車輪、9・
・・伝達比可変機構、20・・・ステッピングモータ、
40・・・コントローラ、41・・・ハンドル舵角セン
サ、42・・・車速センサ。 第6図 第4図 12   1!=1
The drawings show embodiments of the present invention, with Fig. 1 being a perspective view showing the overall configuration of the steering device, Fig. 2 being an enlarged vertical sectional view of the power steering mechanism, and Fig. 3 showing the variable transmission ratio mechanism and its surroundings. FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views taken along lines IV-IV, v-v, and ■-■ in FIG. 3, respectively, and FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the controller. . 1... Steering handle, 6... Tie rod,
7... Power steering mechanism, 8... Wheels, 9...
...Variable transmission ratio mechanism, 20...Stepping motor,
40... Controller, 41... Steering wheel steering angle sensor, 42... Vehicle speed sensor. Figure 6 Figure 4 12 1! =1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ステアリングハンドルとタイロッドとの間の操舵
力伝達経路中に設けられ、ハンドル舵角に対する車輪舵
角の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、自動車の運
転状態を検出する運転状態検出手段と、該検出手段から
の信号を入力して制御信号を出力するコントローラと、
該コントローラからの制御信号に基づいて上記伝達比可
変機構を作動制御するアクチュエータとを備えた自動車
のステアリング装置であって、上記伝達比可変機構とタ
イロッドとの間にパワーステアリング機構を設けたこと
を特徴とする自動車のステアリング装置。
(1) A variable transmission ratio mechanism that is provided in the steering force transmission path between the steering handle and the tie rod and that changes the transmission ratio of the wheel steering angle to the steering wheel angle, and a driving state detection means that detects the driving state of the vehicle. and a controller that inputs a signal from the detection means and outputs a control signal.
An automobile steering device comprising an actuator that controls the operation of the variable transmission ratio mechanism based on a control signal from the controller, wherein a power steering mechanism is provided between the variable transmission ratio mechanism and the tie rod. Characteristic automobile steering device.
JP60172224A 1985-08-05 1985-08-05 Steering device for car Pending JPS6231560A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60172224A JPS6231560A (en) 1985-08-05 1985-08-05 Steering device for car

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60172224A JPS6231560A (en) 1985-08-05 1985-08-05 Steering device for car

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6231560A true JPS6231560A (en) 1987-02-10

Family

ID=15937896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60172224A Pending JPS6231560A (en) 1985-08-05 1985-08-05 Steering device for car

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6231560A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03153470A (en) * 1989-11-13 1991-07-01 Mitsubishi Motors Corp Steering device for automobile
JPH03153469A (en) * 1989-11-13 1991-07-01 Mitsubishi Motors Corp Steering device for automobile
JPH0369574U (en) * 1989-11-13 1991-07-10
JP2003527999A (en) * 2000-03-20 2003-09-24 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Vehicle servo assisted steering system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4949542A (en) * 1972-09-14 1974-05-14
JPS5645824A (en) * 1979-09-19 1981-04-25 Central Glass Co Ltd Treatment of ammonia soda process waste
JPS60203581A (en) * 1984-03-28 1985-10-15 Nissan Motor Co Ltd Power-operated steering device with gear ratio varying mechanism

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4949542A (en) * 1972-09-14 1974-05-14
JPS5645824A (en) * 1979-09-19 1981-04-25 Central Glass Co Ltd Treatment of ammonia soda process waste
JPS60203581A (en) * 1984-03-28 1985-10-15 Nissan Motor Co Ltd Power-operated steering device with gear ratio varying mechanism

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03153470A (en) * 1989-11-13 1991-07-01 Mitsubishi Motors Corp Steering device for automobile
JPH03153469A (en) * 1989-11-13 1991-07-01 Mitsubishi Motors Corp Steering device for automobile
JPH0369574U (en) * 1989-11-13 1991-07-10
JP2003527999A (en) * 2000-03-20 2003-09-24 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Vehicle servo assisted steering system
JP5021135B2 (en) * 2000-03-20 2012-09-05 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Vehicle servo-assisted steering system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1332946B1 (en) Hand wheel actuator
US7322898B2 (en) Active front steering actuator
US4739855A (en) Vehicle steering system having a steering ratio changing mechanism
US20050072621A1 (en) Vehicle steering apparatus
US20050016791A1 (en) Steering control system
JPS6231560A (en) Steering device for car
JPH04310475A (en) Motor driven power steering mechanism
JPS62214059A (en) Automobile steering device
JPS6226162A (en) Steering device for automobile
JPH0487881A (en) Electric power steering device
JP2949603B2 (en) Electric power steering system
JPS61122072A (en) Steering apparatus for automobile
JP2694213B2 (en) Power steering device
JP2504231B2 (en) Car steering device
JPS6231562A (en) Steering device for car
JPH0584270B2 (en)
JP4100130B2 (en) Vehicle steering system
JPH0686225B2 (en) Car steering device
JPH02220969A (en) Electric power steering device
JP3567452B2 (en) Vehicle steering system
US20030226711A1 (en) Integrated differential steering actuator
JPS6246767A (en) Steering device for car
JP3646201B2 (en) Vehicle steering system
JPH03153467A (en) Steering device for automobile
JPH0353150B2 (en)