JPS6255263A - 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に関するものである
。

（：従来技術） 自動車のステアリング装置として、特開ＩＶ３５８−２
２４８５２号公報に見られるように、操作ハンドルのハ
ンドル舵角に対する車輪転舵角を車速に応じ１ｆ変とす
るようにしたものが知られている。

すなわち、一定のハンドル舵角に対する車輪転舵角を、
低速時には大きく、高速時には小さくさせて、低速時の
操舵操作の容易性と高速時の走行安定性の両名を満足す
るようにしたものである。

この種のステアリング装置によれば、例えば車庫入れ等
が小さなハンドル舵角でなし得るため、総じてハンドル
の操作績（ハンドル舵角）を少なくすることができる。

ところで、従来の操作ハンドルは、ステアリングシャフ
トに固定されたボス部と、該ボス部の周回りに配設され
たリング状のリムと、該リムと前記ボス部とを連結する
スポークとで構成されており、操作ハンドルの前方に位
置する計器類、例えばスピードメータ等の視認性をドロ
害するという問題が提起されている。

このため、例えば実開昭５９−１６７７７１号公報に見
られるように、スポークの配置を、ボス部から下方に延
在させるようにして計器類の視認性を高めること等が提
案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、いかなる手法によるとしてもリング状の
リムの存在により、リムの上方部分が計器類の視認性を
害する存在となる。このことから、メータパネルの大き
さは、リムの上方部分とボス部との間を通して見える範
囲内のものに制約されていた。

ところで、近時、自動車のエレクトロニクス化が進むな
かで、メータパネルから運転車に知らせる情報量が増大
する傾向にある。

本発明は、上記の実情を勘案してなされたもので、メー
タパネルを太きくしたとしても視認性を害することがな
いようにした自動車のステアリング装置を提供すること
にある。

（問題点を解決するためのｆ段、作用）本発明は、前記
したように、操作ハンドルのハンドル舵角に対する車輪
転舵角を重速に応じてＩＩｆ変とするようにしたステア
リング装置によるときには、ハンドルの操作部（／＼ン
ドル舵角）が少くてもよい点に着１１シてなされたもの
で、操作ハンドルのハンドル舵角に対する車輪転舵角を
車速に応じて可変とする操舵比Ｏｒ変機構を備えた自動
車のステアリング装置を前提として、 操作ハンドルは、ステアリングシャフトに固定されたボ
ス部と、該ボス部から車幅方向に配設きれた一対のスポ
ーク部と、該スポーク部からに方向に延設された把持部
と、から構成され、該把持部の］二部にはスイッチ部材
が配設されている構成としたものである。

（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２図は、自動車内の運転席Ａを示すもので、運転席Ａ
には、操作ハンドル２とその前方にメータパネル４が配
設されており、メータパネル４には、ここでは、スピー
ドメータ４ａ、タコメータ４ｂ等が設けられている。

操作ハンドル２から前輪（図示省略）に至る操舵力伝達
経路には、第３図長芋第５図に示すように、ハンドル舵
角に対する前輪転舵角を車速に応じて変化させる操舵比
可変機構Ｂが設けられており、操舵比可変機構Ｂは、ス
テアリングシャフト６に平行に配置され且つステアリン
グシャフト６との間に一対の入力ギヤ８、ｌＯが介設さ
れた入力軸１２と、この入力軸１２と同一線」二に配置
された出力軸１４と、入力軸１２と出力軸１４との間に
設けられた遊星歯車式の差動歯車機構１６で構成されて
いる。そして、上記出力軸１４が図示を略したステアリ
ングギア装置に連結され、更にタイロッド等でなるリン
ク機構を介して左右の前輪に連結されている。

上記差動歯車機構１６は、入力軸１２に固着されたサン
ギア１８と、出力軸１４に固着されたリングギア２０と
、両ギア１８．２０間に等角度間隔で配置された複数個
（図例では３個）のプラネタリピニオン２２・舎・２２
と、入力軸１２上に回転自在に嵌合されてれ記ビニオン
２２・Φ・２２を、夫々、ピニオン軸２４・・・２４を
□介して相持するピニオンキャリヤ２６とで構成されて
いる。そして、該キャリア２６には一体的にセクタギア
２８が設けられ、該セクタギア２８にステ・ンピングモ
ータ３０の回転軸に固着されたピニオン３２が噛合され
ている。

一方、このステアリング装置には、−１−記ステツピン
グモータ３０の回転を制御するコントローラ３４が備え
られている。このコントローラ３４は、重速センサ３６
からの車速信号ａを入力し、該信号ａに基づいて−に記
ステッピングモータ３４の回転量（回転方向を含む）を
設定して、これを制御信号すとしてステッピングモータ
１５に出力するようになっており、入力軸１２と出力軸
１４との間の減速比、換言すればハンドル舵角と前輪転
舵角との間の伝達比が車速が増大するに従って大きくな
るように設定され、また、ステッピングモータ３４の回
転量は、低速域においては、ハンドル舵角が中立位置か
ら左右４５度で前輪最大転舵角が得られるように設定さ
れている。

Ｌ記の構成によれば、自動車の走行中において、操作ハ
ンドル２を回転させると、その回転はハンドル軸６から
一対の入力ギア８．１０を介して入力軸１２に伝達され
、差動歯車機構１６におけるサンギア１８を回転させる
。この時、車速センサ３６からの信号ａが入力されてい
るコントローラ３４からステッピングモータ３０に制御
信号すが出力され、上記信号ａが示す車速に応じて該モ
ータ３０が回転されると共に、これに伴ってピニオン３
２及びセクタギア２８を介してＬ記差動歯車機構１６に
おけるピニオンキャリヤ２６が回転される。そのため、
該差動歯車機構１６においては、サンギア１８が操作ハ
ンドル２の舵角に比例した址だけ回転されると同時にピ
ニオンキャリヤ２６がステッピングモータ３０の回転量
に応じて回転されることになり、従って該差動歯車機構
１６におけるリングギア２０ないし出力軸１４は操作ハ
ンドル２の舵角に比例する鼠にピニオンキャリヤ２６の
回転量に応じて増減された＃−だけ回転されることとな
る。そして、この出力軸１４の回転量に応じてステアリ
ングギア装置を介して前輪が転舵される。この場合に、
−１；記ステッピングモータ３０ないしピニオンキャリ
ヤ２６の回転量は車速に応じて設定されているから、に
記人力軸１２と出力軸１４との間の減速比、換言すれば
ハンドル舵角と全輪転舵角との間の伝達比が車速に応じ
て変化されることになる。そして、一定ハンドル舵角に
対する車輪転舵角が低車速域では大きく、高車速域では
小さくなるように変化することから、低車速域では自動
車の挙動が俊敏化され、また高車速域では良好な走行安
定性が得られることになる。また、ハンドル舵角は、中
立位置から左右４５度の範囲にも設定されていることか
ら、わずかなハンドル操作で、例えば車庫入れ等がなし
得ることとなる。

然して第６図に示すように上記伝達比は車速に応じて変
化するだけでなく、その変化が低車速域では大きく、高
車速域では小さくなるように設定されている。そのため
、一定ハンドル舵角での旋回時において、一定の車速変
化ΔＶに対する伝達比の変化敬ΔＲ１換言すれば車輪の
転舵耶が低速時（△Ｒ＋）よりも高速時（ΔＲ２）の方
が小さくなる。

ところで、自動車の旋回時には車輪の転舵績に応じて車
体に横加速度が作用し、該加速度によって車体がローリ
ング等の挙動を行うが、この横加速度ないし車体の挙動
は車輪の転舵線が同一の場合、車速が大きいほど太きど
なる。しかし、上記のように高車速域では車速変化によ
る車輪の転舵酸が低車速域よりも小さくされるので、重
体の挙動は車速に拘らず略一定となる。これにより、旋
回時における乗心地や運転操作性が改善されることにな
る。

尚、第６図に示すような車速に対する伝達比の特性は、
例えば次のようにして求められる。

つまり、ハンドル舵角：θｈ、車輪転舵角：θＷ、伝達
比（減速比）：Ｒ＝θｈ／θＷ、車速：Ｖ、ホイールベ
ース：文、スタビリテイファクタ：Ａとして、定常円旋
回時の横加速度Ｇは、 Ｇ＝Ｖ２−　θｗ／　Ｅｌ　（１＋ＡＶ２）１で示され
るので、ハンドル舵角θｈに対する横加速度Ｇのゲイン
Ｇａ（＝Ｇ１０ｈ）は、Ｇａ、＝Ｖ２＊θｗ／　［θｈ
＠９．（１＋Ａｖ２）１＝Ｖ２／［Ｒ・交（１＋ＡＶ２
　）　］となり、従って伝達比ＲはゲインＧａに対して
Ｒ＝Ｖ　２　　　／　　［Ｇａ　　ＩＩ　Ｊｌ　　（１
＋ＡＶ　２　）　　］で表わされる。そして、旋回時の
車体の挙動に対応するゲインＧａを車速に拘らず−・定
にするものとすると。

Ｒ＝Ｖ２／（α＋βｖ２）　　　　（■）α＝Ｇａ・す
（止の定数） β＝Ｇａ＠交１１Ａ交圧１Ａ数） となる。

従って、この式（Ｄを第６図の特性を示す式として採用
すれば、一定ハンドル舵角での旋回時における重体の挙
動が車速に拘らず略一定となる。

また、玉記式（１）に変わるものとして、同様の特性を
示す次式（ＩＩ　）を採用することもできる。ここでα
′、β′：正の定数、０くｎく１である。

Ｒ＝α′Ｖ　＋β’　　　　　　（ＩＩ　）このような
操舵比可変機構Ｂを備えたステアリング装置において、
操作ハンドル２は、正面Ｕ字状の形状のものとされてい
る。

すなわち、操作ハンドル２は、第１図にも示すように、
ステアリングシャフト６に固定されるボス部４０と、該
ボス部４ｏから左右に延びるスポーク４２．４２と、各
スポーク４２から屈曲して上方に延びる把持部４４とか
ら構成５れている。

ボス部４２は、略４角形の形状を有し、該ボス部４２の
７Ｆ面には、各種スイッチ、例えばヘッドライト、フォ
ッグランプ等の感圧スイッチ４６．４６が配設されてい
る。

スポーク４２は、ボス部４２の側部下側から若干下方に
傾剥して延出するものとされ、把持部４４の下端に接続
する形状とされている。

把持部４４は、ボス部４０を中心に左右一対設けられて
、−Ｌ下方向に延びるものとＳれ、運転者が把持するに
適する長さ及び太さとされており、把持部４４の［二部
４８には、ワイパスイッチ５０、ターンスイッチ５２、
ホーンスイッチ５４が配設されている。

すなわち、向かって左側の把持部４４には、第７図に示
すように、運転者に対面する面に、ワイパスイッチ５０
が設けられ、一方向かって右側の把持部４４には、運転
者に対面する面にターンスイッチ５２が設けられている
。このことからワイパスイッチ５０及びターンスイッチ
５２は、把持部４４を把持した状態のままで。

親指で操作がなしうることとなる。また、ホーンスイッ
チ５４は、左右両把持部４４．４４に夫々設けられ、各
把持部４４の外側及び運転者に対面する面とは反対面に
突出するものとされている。このことから、運転者は、
把持部４４を把持した状態のままで、人差指で操作がな
しうろこととなる。

以上の構成において、第８図に示すように、従来のリン
グ状のリム５６の場合、メータパネル４は、ボス部４０
とリム５６の上部との間を通って見える範囲に制約され
ていたが、本操作ハンドル２によれば、リム５６の」二
部を除いたものと同じこととなることから、メータパネ
ル４の大きさ、つまり、メータパネル４の高さ方向の大
きさを大としても操作ハンドル２の存在によってメータ
パネル４の２視認性が阻害されることはない。

また、本操作ハンドル２によれば、従来の９ム５６の下
部をも除いたものとなることから、運転者の足とのクリ
アランスを大Ｓくすることができる。勿論、操作ハンド
ル２の舵角は、中立位置から左右４５度の範囲で設置さ
れているため、ハンドルの操作性において支障はない。

また、把持部４４のＬ部４８にスイッチ５０．５２．５
４を配したことから、把持部から手をはなすことなく、
スイッチ操作をなしうることとなり、スイッチの操作性
を高めることができるのみならず、安全性をも向１ニす
ることができる。

加えて、ボス部４０にも各種スイッチ４６を配したこと
から、スイッチ４６の操作性を高めることができる。こ
の場合、ハンドル舵角が左右４５度の範囲内とされてい
るため、各種スイッチ４６への配線がねじれて断線して
しまうという問題を生ずることもない。

以上本発明の詳細な説明したが、メータパネル４内に、
各種情報を表示するＣＲＴを配した場合、該ＣＲＴを操
作ハンドル２に制約を受けることなく、十分なる大きさ
のものとすることができる。この場合、各柿モータの切
換スイッチは、前述したボス部４０に配設しうるもので
ある。

（発明の効果） 以１−の説明から明らかなように、本発明によれば、メ
ータパネルの視認性を向トすることができることは勿論
、運転者の足とのクリアランスを余裕のあるものとする
ことができる。

また、把持部のＬ部にスイッチ類を設けたことから、該
スイ°ツチ類の操作において、ハンドルから手をＩＩ、
すことなく操作しうることとなり、操作性及び安全性を
向トすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例のステアリング装置に設けられる操作
ハンドルの正面図である。 第２図は、本発明が適用された自動車の運転席を示す斜
視図である。 第３図長芋第６図は、操舵比可変機構を示すもので、第
３図は全体系統図、第４図は第２図におけるＩＶ−ＩＶ
断面図、第５図は第３図におけるＶ−■断面図、第６図
は制御特性図である。 第７図は、第１図に示す操作ハンドルの上部を示す部分
側面図である。 第８図は、本発明の作用を従来との比較で示す説明図で
ある。 Ｂ：操舵比可変機構 ２：操作ハンドル ６：ステアリングシャフト ４０：ボス部 ４２ニスボーク ４４：把持部 ４８：坦持部の一！二部 ５０：ワイパスイッチ ５２：ターンスイッチ ５４：ホーンスイッチ 第４図 第５図 率達

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操作ハンドルのハンドル舵角に対する車輪転舵角
   を車速に応じて可変とする操舵比可変機構を備えた自動
   車のステアリング装置において、 前記操作ハンドルは、ステアリングシャフトに固定され
   たボス部と、該ボス部から車幅方向に配設された一対の
   スポーク部と、該スポーク部から上方向に延設された把
   持部と、から構成され、 該把持部の上部には、スイッチ部材が配設されている、 ことを特徴とする自動車のステアリング装置。