JP2982375B2 - Vehicle steering system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は車両用ステアリング装置
に係り、特に、ステアリングホイールの中立位置（直進
状態）付近においては転舵比を小さくして直進走行時の
操縦安定性を図るとともに、ステアリングホイールの回
転量（操舵角）に応じて転舵比を大きくして旋回性能を
向上させるようにした車両用ステアリング装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering system for a vehicle, and more particularly, to a steering system in which a steering ratio is reduced near a neutral position (straight running state) of a steering wheel to improve steering stability during straight running. The present invention relates to a vehicle steering apparatus that increases a turning ratio in accordance with a rotation amount (steering angle) of a wheel to improve turning performance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】この種の車両用ステアリング装置は、例
えば、特開平２−１４９７１号公報にて提案されてい
る。しかして、同公報にて提案されているステアリング
装置は、一対の非円形歯車（具体的には、焦点を軸心と
する楕円歯車）からなり入力軸と中間軸間に設けられて
入力軸の中立位置からの回転量に応じて入力軸側の歯車
に対する中間軸側の歯車の角速度比を増大させる角速度
比可変歯車列と、大小一対の円形歯車からなり中間軸と
出力軸間に設けられて前記角速度比可変歯車列を介して
伝達される入力軸の回転を所定量増速して出力軸に伝え
る増速歯車列とを備えている。2. Description of the Related Art A vehicle steering apparatus of this type has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-14971. Thus, the steering device proposed in the publication includes a pair of non-circular gears (specifically, elliptical gears having a focal point as an axis), which is provided between an input shaft and an intermediate shaft and is provided with an input shaft. An angular speed ratio variable gear train that increases the angular speed ratio of the intermediate shaft side gear to the input shaft side gear according to the rotation amount from the neutral position, and a pair of large and small circular gears provided between the intermediate shaft and the output shaft. A speed increasing gear train that transmits the rotation of the input shaft transmitted via the variable angular speed ratio gear train by a predetermined amount to the output shaft.

【０００３】上記した従来のステアリング装置において
は、図８にて示したように、長径がａで短径がｂである
楕円歯車対の回転中心位置から歯車接触点までの距離を
駆動側ｒ１，受動側ｒ２とし、かつ中立位置からの回転
角（転舵角）を駆動側θ₁ ，受動側θ₂ とすると、転舵
比（dθ₂／dθ₁）が下記数１で表せ、また転舵比の変化
率（d²θ₂／dθ₁ ²）が下記数２で表せる。In the conventional steering apparatus described above, as shown in FIG. 8, the distance from the center of rotation of the pair of elliptical gears having the major axis a and the minor axis b to the gear contact point is determined on the driving side r1, If the rotation angle (steering angle) from the neutral position is the driving side θ ₁ and the passive side θ ₂ is the passive side r ₂ , the steering ratio (dθ ₂ / dθ ₁ ) can be expressed by the following equation ( ₁ ). the rate of change of the ratio ^{_{(d 2 θ 2 / dθ 1}} 2) is expressed by the following Expression 2.

【数１】 dθ₂／dθ₁＝（１−ε²）／（１＋２εcosθ₁＋ε²）Equation ₁ dθ ₂ / dθ ₁ = (1−ε ² ) / (1 + 2εcos θ ₁ + ε ² )

【数２】 d²θ₂／dθ₁ ²＝２εsinθ₁（１−ε²）／（１＋２εcosθ₁＋ε²）² 但し、ε²（離心率）＝（１−ｂ²／ａ²），ｒ１＋ｒ２＝２ａ また、上記転舵比とステアリングホイールの操舵角（駆
動側回転角）の関係を図に表すと図９の（ａ）のように
なり、上記変化率と操舵角の関係を図に表すと図９の
（ｂ）のようになる。[Number 2] _{^{d 2 θ 2 / dθ 1 2}} = 2εsinθ 1 (1-ε 2) / (1 + 2εcosθ 1 + ε 2) 2 However, epsilon ^{2 (eccentricity) = (1-b 2 /} a 2), r1 + r2 = FIG. 9A shows the relationship between the steering ratio and the steering angle (drive-side rotation angle) of the steering wheel, as shown in FIG. 9A. The relationship between the rate of change and the steering angle is shown in FIG. The result is as shown in FIG.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のステアリング装置においては、図９の（ｂ）にて示
したように、ステアリングホイールの操舵角が大きくな
る途中で転舵比の変化率が急に増大する領域があり、か
かる領域においては車両が急旋回することとなり、操作
性が悪い。なお、かかる問題はε（離心率）を小さくす
ることにより図９（ｂ）の仮想線にて示したように低減
できるものの、このようにした場合には図９（ａ）の仮
想線にて示したように小操舵角領域において転舵角比が
大きくなって所望の操舵特性（直進走行時の操縦安定
性）を得ることができない。本発明は上記した問題に対
処すべくなされたものであり、小操舵角領域の操舵特性
（直進走行時の操縦安定性）を損なうことなく操作性を
向上させることを目的としている。By the way, in the conventional steering apparatus described above, as shown in FIG. 9B, the rate of change of the turning ratio is increased while the steering angle of the steering wheel is increased. There is a region where the vehicle suddenly increases, and in such a region, the vehicle makes a sharp turn, resulting in poor operability. Although such a problem can be reduced as shown by the imaginary line in FIG. 9B by reducing ε (eccentricity), in this case, the eccentricity is reduced by the imaginary line in FIG. As shown, the steering angle ratio becomes large in the small steering angle region, so that desired steering characteristics (steering stability during straight running) cannot be obtained. SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to improve operability without impairing steering characteristics (steering stability during straight running) in a small steering angle range.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該車両用ステアリング装
置を、ギヤボックス内部で回転可能に固定されステアリ
ングホイールと一体的に回転する第１円形ギヤと、前記
ギヤボックス内部に長手方向へ摺動可能に組付けられて
前記第１円形ギヤに駆動連結された駆動ラックと、回転
中心から径方向に所定量離れた位置に出力部を有して前
記駆動ラックに駆動連結され前記駆動ラックの長手方向
への摺動によって転動される第２円形ギヤと、前記駆動
ラックに平行に配置されて前記第２円形ギヤに駆動連結
され反力要素として機能するベースラックと、軸方向移
動によって車輪を転舵させるロッドに一体的に設けられ
て前記第２円形ギヤの出力部とロッド軸方向変位のみ伝
達可能に係合する連結部とを備える構成とした。この場
合において、前記ベースラックがモータにより軸方向に
駆動されるようにすることが望ましく、これに加えて前
記駆動ラックが軸方向の移動を規制可能とされることが
望ましい。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a vehicular steering device is provided in a first circular shape which is rotatably fixed inside a gear box and rotates integrally with a steering wheel. A gear, a drive rack assembled in the gear box so as to be slidable in the longitudinal direction, and drivingly connected to the first circular gear; and an output unit at a position radially away from the center of rotation by a predetermined amount. A second circular gear drivingly connected to the drive rack and rolling by sliding the drive rack in the longitudinal direction; and a reaction force element disposed parallel to the drive rack and drivingly connected to the second circular gear. A base rack functioning as a unit, and a rod for turning a wheel by axial movement are integrally provided and engage with an output portion of the second circular gear so as to transmit only a rod axial displacement. And configured to include an imaging unit. This place
In this case, the base rack is axially
It is desirable to be driven, in addition to this
The drive rack can be restricted from moving in the axial direction.
desirable.

【０００６】[0006]

【作用】本発明による車両用ステアリング装置において
は、ステアリングホイールの回転に伴って第１円形ギヤ
が回転すると、駆動ラックが長手方向に摺動して第２円
形ギヤがベースラック上を長手方向に転動し、第２円形
ギヤの出力部が円運動してそのロッド軸方向変位のみが
連結部を介してロッドに伝達され、このロッドの軸方向
移動によって車輪が転舵される。また、ベースラックが
モータにより軸方向に駆動される構成を採用した場合に
は、ステアリングホイールの回転に伴う車輪の転舵をモ
ータによるベースラックの軸方向駆動により修正するこ
とができる。また、ベースラックがモータにより軸方向
に駆動される構成に加えて駆動ラックが軸方向の移動を
規制可能とされる構成を採用した場合には、駆動ラック
の軸方向移動を規制して、モータによりベースラックを
軸方向に駆動すれば、ロッドが軸方向へ移動されて自動
操舵される。 In the vehicle steering system according to the present invention, when the first circular gear rotates with the rotation of the steering wheel, the drive rack slides in the longitudinal direction, and the second circular gear moves in the longitudinal direction on the base rack. Rolling, the output portion of the second circular gear makes a circular motion, and only the rod axial displacement is transmitted to the rod through the connecting portion, and the wheel is steered by the axial movement of the rod. Also, the base rack
When adopting the configuration driven by the motor in the axial direction
Monitors the steering of the wheels as the steering wheel rotates.
Correction by axial driving of the base rack
Can be. The base rack is axially driven by the motor.
In addition to the configuration driven by the
If a configuration that can be regulated is adopted, the drive rack
Of the base rack by the motor
When driven in the axial direction, the rod moves in the axial direction and
Steered.

【０００７】[0007]

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１及び図２は本発明による車両用ステアリ
ング装置を概略的に示していて、このステアリング装置
は第１円形ギヤ１１，駆動ラック１２，第２円形ギヤ１
３，ベースラック１４及びロッド１５を備えるととも
に、ベースギヤ１６及びロックピン１７を備えている。
第１円形ギヤ１１は、ステアリングシャフト２１を介し
てステアリングホイール２２に一体回転可能に連結され
ていて、車体（図示省略）に組付けられるギヤボックス
２０内部で回転可能に固定されており、駆動ラック１２
の上側歯部１２ａに噛合している。駆動ラック１２は、
上下両面に歯部１２ａ，１２ｂを有するとともに、左右
両面にガイド溝１２ｃ，１２ｄを有していて、両ガイド
溝１２ｃ，１２ｄにてギヤボックス２０内部に長手方向
へ摺動可能に組付けられており、一端部には中立位置に
おいてロックピン１７の嵌入可能な孔１２ｅが設けられ
ている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 schematically show a vehicle steering device according to the present invention, which comprises a first circular gear 11, a drive rack 12, and a second circular gear 1.
3, a base rack 14 and a rod 15, a base gear 16 and a lock pin 17;
The first circular gear 11 is rotatably connected to a steering wheel 22 via a steering shaft 21 and is rotatably fixed inside a gear box 20 mounted on a vehicle body (not shown). 12
The upper teeth portion 12a of the second gear is meshed with the upper teeth 12a. The drive rack 12
It has tooth portions 12a and 12b on both upper and lower surfaces, and has guide grooves 12c and 12d on both left and right surfaces. The two guide grooves 12c and 12d are slidably assembled in the gear box 20 in the longitudinal direction. In addition, a hole 12e into which the lock pin 17 can be inserted at the neutral position is provided at one end.

【０００８】第２円形ギヤ１３は、半径Ｒのギヤであり
駆動ラック１２とベースラック１４間に介装されてい
て、駆動ラック１２の下側歯部１２ｂとベースラック１
４の上側歯部１４ａに噛合しており、駆動ラック１２及
びベースラック１４の長手方向への摺動によって長手方
向へ転動されるようになっている。また第２円形ギヤ１
３には回転中心Ｏから所定量Ｓ離れた位置に出力軸１３
ａが一体的に設けられていて、この出力軸１３ａはステ
アリングホイール２２の中立位置において回転中心Ｏの
真下に位置してロッド１５に一体的に設けた連結アーム
１５ａにロッド軸方向の変位のみを伝達するように係合
している。ベースラック１４は、駆動ラック１２と同様
に上下両面に歯部１４ａ，１４ｂを有するとともに、左
右両面にガイド溝を有していて、ギヤボックス２０内部
に駆動ラック１２と平行に配置され長手方向へ摺動可能
に組付けられており、下側歯部１４ｂにてベースギヤ１
６と噛合している。ロッド１５は、車体（図示省略）に
軸方向へ摺動可能に組付けられるものであり、周知のよ
うに両端にてタイロッドを介してナックルアーム（共に
図示省略）に連結されるようになっていて、軸方向へ摺
動することにより車輪Ｗを転舵させるようになってい
る。The second circular gear 13 has a radius R and is interposed between the drive rack 12 and the base rack 14.
The upper rack 14 meshes with the upper teeth 14a of the drive rack 12 and is rolled in the longitudinal direction by sliding the drive rack 12 and the base rack 14 in the longitudinal direction. Second circular gear 1
The output shaft 13 is located at a position S away from the rotation center O by a predetermined amount.
a, the output shaft 13a is located just below the rotation center O at the neutral position of the steering wheel 22, and only the displacement in the rod axial direction is applied to the connecting arm 15a integrally provided on the rod 15. Engage to transmit. The base rack 14 has tooth portions 14a and 14b on both upper and lower surfaces similarly to the drive rack 12, and has guide grooves on both right and left surfaces. The base rack 14 is disposed inside the gear box 20 in parallel with the drive rack 12 and extends in the longitudinal direction. The base gear 1 is slidably mounted at the lower teeth 14b.
6 is engaged. The rod 15 is attached to a vehicle body (not shown) so as to be slidable in the axial direction, and is connected to a knuckle arm (both not shown) via tie rods at both ends as is well known. Thus, the wheel W is steered by sliding in the axial direction.

【０００９】ベースギヤ１６は、ギヤボックス２０に組
付けた減速機付モータ１８の回転軸１８ａに一体回転可
能に組付けられていて、モータ１８によって停止・正転
・逆転されるようになっており、モータ１８は正逆回転
可能で制御装置３０によってその作動をフィードバック
制御されるようになっている。ロックピン１７は、ギヤ
ボックス２０に組付けたアクチュエータ１９によって上
下動されるようになっていて、アクチュエータ１９は制
御装置３０によってその作動を制御されるようになって
いる。制御装置３０は、モータ１８及びアクチュエータ
１９に接続されるとともに車速センサ３１，操舵角セン
サ３２，横加速度センサ３３，ヨーレートセンサ３４，
追尾センサ３５及びモード選択スイッチ３６に接続され
ていて、各センサ３１〜３５及びスイッチ３６からの信
号に基づいてモータ１８及びアクチュエータ１９の作動
をそれぞれ制御するようになっている。各センサ３１〜
３５はそれ自体それぞれ公知のものであり、またモード
選択スイッチ３６はマニアルモード，セミオートモード
またはフルオートモードを選択できるスイッチである。The base gear 16 is integrally rotatably mounted on a rotating shaft 18a of a motor 18 with a speed reducer mounted on a gear box 20, and is stopped, rotated forward and reversely by the motor 18. The motor 18 can rotate forward and backward, and its operation is feedback-controlled by the control device 30. The lock pin 17 is moved up and down by an actuator 19 attached to a gear box 20, and the operation of the actuator 19 is controlled by a control device 30. The control device 30 is connected to the motor 18 and the actuator 19 and has a vehicle speed sensor 31, a steering angle sensor 32, a lateral acceleration sensor 33, a yaw rate sensor 34,
It is connected to the tracking sensor 35 and the mode selection switch 36, and controls the operation of the motor 18 and the actuator 19 based on signals from the sensors 31 to 35 and the switch 36, respectively. Each sensor 31-
Numeral 35 is a well-known device itself, and mode selection switch 36 is a switch capable of selecting a manual mode, a semi-auto mode, or a full-auto mode.

【００１０】上記のように構成した本実施例において
は、モード選択スイッチ３６にてマニアルモードが選択
されていると、各センサ３１〜３５からの信号に拘らず
モータ１８がベースラック１４を中立位置に保持し、ま
たアクチュエータ１９が非作動状態に保持されてロック
ピン１７が駆動ラック１２の孔１２ｅから外れた状態に
保持される。したがって、この状態においては、ステア
リングホイール２２が中立位置から回転操作されると、
図３にて例示したように、ステアリングシャフト２１を
介して第１円形ギヤ１１が回転され、駆動ラック１２が
長手方向に摺動して第２円形ギヤ１３がベースラック１
４上を長手方向に転動し、第２円形ギヤ１３の出力軸１
３ａが円運動してそのロッド軸方向変位のみが連結アー
ム１５ａを介してロッド１５に伝達され、このロッド１
５の軸方向移動によって車輪Ｗが転舵される。In this embodiment constructed as described above, when the manual mode is selected by the mode selection switch 36, the motor 18 moves the base rack 14 to the neutral position regardless of the signals from the sensors 31 to 35. In addition, the actuator 19 is held in a non-operating state, and the lock pin 17 is held out of the hole 12 e of the drive rack 12. Therefore, in this state, when the steering wheel 22 is rotated from the neutral position,
As illustrated in FIG. 3, the first circular gear 11 is rotated via the steering shaft 21, the drive rack 12 slides in the longitudinal direction, and the second circular gear 13 is
4 on the output shaft 1 of the second circular gear 13
3a moves circularly, and only its rod axial displacement is transmitted to the rod 15 via the connecting arm 15a.
The wheel W is steered by the axial movement 5.

【００１１】このときの第１円形ギヤ１１の回転量θ₁₁
とロッド１５の軸方向移動量Ｘの関係は、第２円形ギヤ
１３の半径がＲでありまた回転中心Ｏから出力軸１３ａ
までの距離がＳであるため、第２円形ギヤ１３の回転量
をθ₁₃＝Ｚθ₁₁（Ｚ：両ギヤ１１，１３の径によって決
まる定数）とすると、Ｘ＝ＲＺθ₁₁−ＳsinＺθ₁₁ とな
り、転舵比をＲＺ−ＳＺcosＺθ₁₁ で表すことができる
とともに、転舵比の変化率をＳＺ²sinＺθ₁₁で表すこと
ができる。また、上記転舵比とステアリングホイール２
２の操舵角（回転操作角）の関係を図に表すと図４の
（ａ）のようになり、上記変化率と操舵角の関係を図に
表すと図４の（ｂ）のようになる。この結果、本実施例
においてはステアリングホイール２２の操舵角が大きく
なる途中で転舵比の変化率が急に低下する領域の無い特
性を得ることができ、操舵特性（特に直進走行時の操縦
安定性）を損なうことなく操作性を向上させることがで
きる。At this time, the rotation amount θ ₁₁ of the first circular gear ₁₁
And the axial movement amount X of the rod 15 is such that the radius of the second circular gear 13 is R, and the rotation center O is
Since the distance to S is S, if the rotation amount of the second circular gear 13 is θ ₁₃ = Zθ ₁₁ (Z: a constant determined by the diameters of both gears 11 and 13), X = RZθ ₁₁ −SsinZθ ₁₁ and it is possible to represent the steering ratio in RZ-SZcosZθ _11, may represent the rate of change of the steering angle ratio in SZ ² sinZθ _11. In addition, the steering ratio and the steering wheel 2
FIG. 4A shows the relationship between the steering angle (rotation operation angle) of FIG. 2 and FIG. 4B shows the relationship between the rate of change and the steering angle. . As a result, in the present embodiment, it is possible to obtain a characteristic in which there is no area where the rate of change of the steering ratio suddenly decreases while the steering angle of the steering wheel 22 is increasing. Operability can be improved without impairing the operability).

【００１２】また、本実施例においては、モード選択ス
イッチ３６にてセミオートモードが選択されていると、
各センサ３１〜３５からの信号に拘らずアクチュエータ
１９が非作動状態に保持されてロックピン１７が駆動ラ
ック１２の孔１２ｅから外れた状態に保持されるもの
の、各センサ３１〜３４からの信号に基づいてモータ１
８の作動がフィードバック制御されてベースギヤ１６に
よりベースラック１４が長手方向に移動される。したが
って、この場合には、図５にて例示したように、ステア
リングホイール２２の回転操作に伴う駆動ラック１２の
移動量とモータ１８の回転に伴うベースラック１４の移
動量が合成されて第２円形ギヤ１３が転動する。In this embodiment, if the semi-auto mode is selected by the mode selection switch 36,
Despite the signals from the sensors 31 to 35, the actuator 19 is held in a non-operating state and the lock pin 17 is kept out of the hole 12e of the drive rack 12, but the signals from the sensors 31 to 34 Motor 1 based
The operation of 8 is feedback-controlled, and the base rack 16 is moved in the longitudinal direction by the base gear 16. Therefore, in this case, as illustrated in FIG. 5, the amount of movement of the drive rack 12 due to the rotation of the steering wheel 22 and the amount of movement of the base rack 14 due to the rotation of the motor 18 are combined to form a second circular shape. The gear 13 rolls.

【００１３】このときのベースギヤ１６の回転量θ₁₆と
第１円形ギヤ１１の回転量θ₁₁と第２円形ギヤ１３の回
転量θ₁₃とロッド１５の軸方向移動量Ｘの関係は、θ₁₃
＝Ｙθ₁₆（Ｙ：両ギヤ１３，１６の径によって決まる定
数）とすると、θ₁₃＝Ｚθ₁₁−Ｙθ₁₆，Ｘ＝Ｒ（Ｚθ₁₁
−Ｙθ₁₆）− Ｓsin（Ｚθ₁₁−Ｙθ₁₆）となる。このた
め、車速センサ３１と操舵角センサ３２からの信号に応
じてモータ１８の作動を制御してステアリングホイール
２２の操舵角と車輪Ｗの転舵角の関係を図６に示したよ
うに代えるようにすれば、据え切り時のステアリングホ
イール２２の操作量を減らして操作性を向上させたり、
高速走行時の車輪Ｗの転舵角を減らして操縦安定性を向
上させることが可能である。また、操舵角センサ３２か
らの信号により求められる車輪Ｗの転舵角と車速センサ
３１からの信号により求められる車速から車両の運動状
態量であるヨーレートと横加速度を推定するとともに、
実際の横加速度とヨーレートを横加速度センサ３３とヨ
ーレートセンサ３４からの信号により求めて、両者をそ
れぞれ比較し、その差だけ車両を安定側に保つようにモ
ータ１８の作動を制御して車輪Ｗの転舵角を修正するこ
とができ、例えば車両が突然の横風を受けた場合、車両
の進行方向が外乱の有無によらず運転者のステアリング
ホイール２２操作量のみによって決定されるように修正
舵を加え、安定的に直線移動を確保し、運転者の負荷を
軽減することができる。[0013] the relationship between the rotational amount theta ₁₆ and the axial direction moving distance X of the rotation amount theta ₁₃ and the rod 15 of the rotation amount theta ₁₁ and the second circular gear 13 of the first circular gear 11 of Besugiya 16 at this time, theta ₁₃
= Yθ ₁₆ (Y: a constant determined by the diameters of both gears 13 and 16), θ ₁₃ = Zθ ₁₁ −Yθ ₁₆ , and X = R (Zθ ₁₁
−Yθ ₁₆ ) − Ssin (Zθ ₁₁ −Yθ ₁₆ ). Therefore, the operation of the motor 18 is controlled in accordance with signals from the vehicle speed sensor 31 and the steering angle sensor 32 to change the relationship between the steering angle of the steering wheel 22 and the turning angle of the wheel W as shown in FIG. By doing so, the operability can be improved by reducing the amount of operation of the steering wheel 22 at the time of stationary steering,
It is possible to improve the steering stability by reducing the turning angle of the wheel W during high-speed running. Further, the yaw rate and the lateral acceleration, which are the motion state amounts of the vehicle, are estimated from the turning angle of the wheel W obtained from the signal from the steering angle sensor 32 and the vehicle speed obtained from the signal from the vehicle speed sensor 31,
The actual lateral acceleration and the yaw rate are obtained from the signals from the lateral acceleration sensor 33 and the yaw rate sensor 34, the two are compared, and the operation of the motor 18 is controlled by controlling the operation of the motor 18 so as to keep the vehicle on the stable side by the difference. The turning angle can be corrected. For example, when the vehicle receives a sudden crosswind, the corrected steering is adjusted so that the traveling direction of the vehicle is determined only by the operation amount of the steering wheel 22 of the driver regardless of the presence or absence of disturbance. In addition, stable linear movement can be ensured, and the load on the driver can be reduced.

【００１４】また、本実施例においては、モード選択ス
イッチ３６にてフルオートモードが選択されていると、
操舵角センサ３２からの信号によりステアリングホイー
ル２２が中立位置にあると判断されたときアクチュエー
タ１９が作動してロックピン１７が駆動ラック１２の孔
１２ｅに嵌入し、かかる状態が保持されるとともに、先
行する車両の動きを検出する追尾センサ３５からの信号
（道路情報を入手する手段からの信号でもよい）に基づ
いてモータ１８の作動がフィードバック制御されてベー
スギヤ１６によりベースラック１４が長手方向に移動さ
れる。したがって、この場合には、図７にて例示したよ
うに、モータ１８の回転に伴うベースラック１４の移動
量のみによって第２円形ギヤ１３が転動され、これに基
づいて出力軸１３ａによりロッド１５が軸方向へ移動さ
れて自動操舵される。In this embodiment, when the full auto mode is selected by the mode selection switch 36,
When it is determined from the signal from the steering angle sensor 32 that the steering wheel 22 is at the neutral position, the actuator 19 is operated, the lock pin 17 is fitted into the hole 12e of the drive rack 12, and this state is maintained and The operation of the motor 18 is feedback-controlled based on a signal from a tracking sensor 35 (which may be a signal from a means for obtaining road information) for detecting the movement of the vehicle, and the base gear 16 moves the base rack 14 in the longitudinal direction. You. Therefore, in this case, as illustrated in FIG. 7, the second circular gear 13 is rolled only by the amount of movement of the base rack 14 due to the rotation of the motor 18, and based on this, the rod 15 is rotated by the output shaft 13a. Is moved in the axial direction and automatically steered.

【００１５】上記実施例においては、マニアルモードに
て反力要素として機能するベースラック１４がモータ１
８によって長手方向へ移動されるようにして、セミオー
トモードの操舵とフルオートモードの操舵ができるよう
にしたが、ベースラック１４をギヤボックス２０に移動
不能に固定してマニアルモードの操舵しかできないよう
にして、本発明を実施することも可能である。この場合
には、ベースギヤ１６，ロックピン１７，モータ１８，
アクチュエータ１９，制御装置３０，各センサ３１〜３
５及びモード選択スイッチ３６が不要であり、当該装置
をコンパクトかつ安価に構成することができる。In the above embodiment, the base rack 14 functioning as a reaction force element in the manual mode is the motor 1
8, the steering in the semi-auto mode and the steering in the full auto mode can be performed. However, the base rack 14 is immovably fixed to the gear box 20 so that only the manual mode steering can be performed. Then, the present invention can be implemented. In this case, the base gear 16, the lock pin 17, the motor 18,
Actuator 19, control device 30, sensors 31 to 3
5 and the mode selection switch 36 are unnecessary, and the device can be configured compactly and inexpensively.

【００１６】[0016]

【発明の効果】以上要するに、本発明においては、当該
ステアリング装置を、ステアリングホイール（２２）と
一体的に回転する第１円形ギヤ（１１）と、ギヤボック
ス内部に長手方向へ摺動可能に組付けられて第１円形ギ
ヤに駆動連結された駆動ラック（１２）と、回転中心か
ら径方向に所定量離れた位置に出力部（出力軸１３ａ）
を有して駆動ラックに駆動連結され駆動ラックの長手方
向への摺動によって転動される第２円形ギヤ（１３）
と、駆動ラックに平行に配置されて第２円形ギヤに駆動
連結され反力要素としで機能するベースラック（１４）
と、軸方向移動によって車輪（Ｗ）を転舵させるロッド
（１５）に一体的に設けられて第２円形ギヤの出力部と
ロッド軸方向変位のみ伝達可能に係合する連結部（連結
アーム１５ａ）とを備える構成としたため、上記実施例
のマニアルモード時の作動説明及び図４の特性線図から
明らかなように、ステアリングホイールの操舵角が大き
くなる途中で転舵比の変化率が急に低下する領域の無い
特性を得ることができ、操舵特性を損なうことなく操作
性を向上させることができる。また、上記した構成に加
えてベースラック（１４）がモータ（１８）により軸方
向に駆動される構成を採用した場合には、ステアリング
ホイール（２２）の回転に伴う車輪（Ｗ）の転舵をモー
タ（１８）によるベースラック（１４）の軸方向駆動に
より修正することができて、当該ステアリング装置を可
変ギヤ比ステアリング装置とすることができる。また、
ベースラック（１４）がモータ（１８）により軸方向に
駆動される構成に加えて駆動ラック（１２）が軸方向の
移動を規制可能とされる構成を採用した場合には、駆動
ラック（１２）の軸方向移動を規制して、モータ（１
８）によりベースラック（１８）を軸方向に駆動すれ
ば、ロッド（１５）が軸方向へ移動されて自動操舵さ
れ、自動操縦することができる。 In summary, according to the present invention, the steering device is assembled with a first circular gear (11) which rotates integrally with a steering wheel (22) and is slidable in a longitudinal direction inside a gear box. A drive rack (12) attached and drivingly connected to the first circular gear; and an output unit (output shaft 13a) at a position radially away from the center of rotation by a predetermined amount.
A second circular gear (13), which is drivingly connected to the drive rack and is rolled by sliding the drive rack in the longitudinal direction;
A base rack (14) disposed parallel to the drive rack and drivingly connected to the second circular gear and functioning as a reaction element;
And a connecting portion (connecting arm 15a) integrally provided on a rod (15) for turning the wheel (W) by axial movement and engaged with the output portion of the second circular gear so as to transmit only the rod axial displacement. ), As is clear from the description of the operation in the manual mode of the above embodiment and the characteristic diagram in FIG. 4, the rate of change of the turning ratio suddenly increases while the steering angle of the steering wheel increases. It is possible to obtain a characteristic without a degraded region, and to improve operability without impairing the steering characteristic. In addition, in addition to the above configuration,
The base rack (14) is axially driven by the motor (18)
When a configuration that is driven in the
The steering of the wheel (W) accompanying the rotation of the wheel (22) is
(18) to drive the base rack (14) in the axial direction
The steering device can be modified
A variable gear ratio steering device can be provided. Also,
Base rack (14) is axially driven by motor (18)
In addition to the driven configuration, the drive rack (12)
If a structure that can restrict movement is adopted,
The motor (1) restricts the axial movement of the rack (12).
8) drive the base rack (18) in the axial direction.
If the rod (15) is moved in the axial direction,
And can autopilot.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明による車両用ステアリング装置の一実
施例を概略的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a vehicle steering device according to the present invention.

【図２】 図１の要部正面図である。FIG. 2 is a front view of a main part of FIG.

【図３】 マニアルモード時の作動説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation in a manual mode.

【図４】 マニアルモード時の特性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram in a manual mode.

【図５】 セミオートモード時の作動説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram in a semi-auto mode.

【図６】 セミオートモード時の特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram in a semi-auto mode.

【図７】 フルオートモード時の作動説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram in a full auto mode.

【図８】 従来技術を概略的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing a conventional technique.

【図９】 従来技術の特性線図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２０…ギヤボックス、２２…ステアリングホイール、１
１…第１円形ギヤ、１２…駆動ラック、１３…第２円形
ギヤ、１３ａ…出力軸（出力部）、１４…ベースラッ
ク、１５…ロッド、１５ａ…連結アーム（連結部）、Ｗ
…車輪。20: gear box, 22: steering wheel, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st circular gear, 12 ... Drive rack, 13 ... 2nd circular gear, 13a ... Output shaft (output part), 14 ... Base rack, 15 ... Rod, 15a ... Connection arm (connection part), W
…Wheel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 111:00 113:00 137:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 3/00 - 3/02 B62D 3/12 503 B62D 3/12 513 B62D 5/04 B62D 5/22 B62D 6/00 - 6/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁶ identification code FI B62D 111: 00 113: 00 137: 00 (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁶ , DB name) B62D 3/00-3 / 02 B62D 3/12 503 B62D 3/12 513 B62D 5/04 B62D 5/22 B62D 6/00-6/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ギヤボックス内部で回転可能に固定され
ステアリングホイールと一体的に回転する第１円形ギヤ
と、前記ギヤボックス内部に長手方向へ摺動可能に組付
けられて前記第１円形ギヤに駆動連結された駆動ラック
と、回転中心から径方向に所定量離れた位置に出力部を
有して前記駆動ラックに駆動連結され前記駆動ラックの
長手方向への摺動によって転動される第２円形ギヤと、
前記駆動ラックに平行に配置されて前記第２円形ギヤに
駆動連結され反力要素として機能するベースラックと、
軸方向移動によって車輪を転舵させるロッドに一体的に
設けられて前記第２円形ギヤの出力部とロッド軸方向変
位のみ伝達可能に係合する連結部とを備えてなる車両用
ステアリング装置。A first circular gear rotatably fixed inside a gear box and rotating integrally with a steering wheel; and a first circular gear slidably mounted in a longitudinal direction inside the gear box. A drive rack connected to the drive rack, and a second unit having an output portion at a position radially away from the center of rotation by a predetermined amount and being driven by the drive rack to be connected to the drive rack and to be rolled by sliding in the longitudinal direction of the drive rack. With a circular gear,
A base rack arranged in parallel with the drive rack and drivingly connected to the second circular gear and functioning as a reaction element;
A vehicle steering system comprising: an output portion of the second circular gear; and a connecting portion that is provided integrally with a rod that steers wheels by axial movement and that is engaged so as to transmit only the axial displacement of the rod. 【請求項２】 前記ベースラックがモータにより軸方向2. The motor according to claim 1, wherein said base rack is axially driven by a motor.
に駆動されるようにしたことを特徴とする請求項１記載2. The apparatus according to claim 1, wherein the first driving means is driven by the second driving means.
の車両用ステアリング装置。Vehicle steering device. 【請求項３】 前記駆動ラックが軸方向の移動を規制可3. The drive rack can restrict axial movement.
能とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用2. The vehicle according to claim 1, wherein
ステアリング装置。Steering device.