JPS6246767A - 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ぎくして一定ハ
ンドル舵角に対する車輪舵角の大ぎ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５８−２２４８５２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
の可変ピッチブーりと両ブーり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になる。

（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
するようにした場合、自動車の直進走行時に運転者が不
要にハンドルを操作してハンドルが僅かに変化すると、
この変化に応じて直ちに伝達比が可変制御されてしまい
車輪が転舵されることとなる。したがって、走行安定性
を確保する上からその対策が望まれる。

本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目的
どするところは、上記のハンドル舵角に対する車輪舵角
の伝達比の可変制御をハンドル舵角が微小舵角範囲内に
あるときには行わないようにすることにより、自動車の
直進走行時にハンドル舵角が僅かに変化しても車輪が不
必要に転舵されるのをなくして走行安定性の向上を図る
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装置を介
して車輪に伝達する操舵力量）ヱ経路中に、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化可変手
段を設ける。この伝達化可変手段は例えば遊星歯車機構
や差動歯車機構等と、その歯車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で構成される。さ
らに、上記ステアリングハンドルの舵角を検出するハン
ドル舵角センサと、該ハンドル舵角センサからの出力信
号を入力して上記伝達化可変手段に制御信号を出力する
コントローラとを設け、該コントローラに、伝達化可変
手段への制御信号の出力をハンドル舵角が微小舵角範囲
内にあるときに停止する不感帯を設定する。

〈作用） したがって、本発明では、上記の構成により、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
の操舵に伴ってその舵角がハンドル舵角センサにより検
出され、このハンドル舵角センサからの出力信号を受け
たコントローラにより伝達化可変手段が作動制御されて
、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比が上記ハンド
ルの舵角に応じて可変制御される。この際、コントロー
ラには不感帯が設定されていて、この不感帯により、自
動車の直進走行時、ハンドル舵角が零を中心とした微小
舵角範囲内にあるときは、コン１へローラの制御信号は
伝達化可変手段への出力が停止されて上記伝達′比の変
化が阻止されることから、直進走行時に運転者の不要な
操作によりハンドルに僅かなぐらつきが生じても車輪舵
角は確実に零に保たれ、よって自動車の走行安定性が一
苦確保されることとなる。

〈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図に拡大訂
示するように、上記中間軸４と同一軸線上に対向配置さ
れかつ中間軸４と反対側の端部にＪ−３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機構１３とを備えてなる
。、ト記遊星歯車機構１３は上記入力軸１２に固着され
たサンギヤ１４と、上記中間軸４に固着されたリングギ
ヤ１５と、該両ギヤ１４．１５間に両ギＡア１４゜１５
とそれぞれ噛み合うように等角度間隔で配置された例え
ば３個のプラネタリビニオン１６，１６、・・・と、該
ビニオン１６，１６．・・・をピニオン軸１７，１７．
・・・を介して担持しかつ上記入力軸１２上に回転自在
に外嵌合されたビニオンキャリア１８とからなる。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に固着したビニオン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１
８に担持されたプラネタリビニオン１６゜１Ｇ、・・・
をサンギヤ１４とリングギヤ１５との間で転動させ、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Ｗ、制御することにより、ハンド
ル舵角θ）ｉに対Ｊ゛る中輪舵角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に制御）１信号
を出力してそのステッピングモータ２０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［
−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θＩ（を検出するエンコーダよりなるハンドル
舵角センサ３０と、自動車の車速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
はンサ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３２に記憶されている特
性マツプに照合比較して伝達化可変手段９で制御（べき
目標伝達比Ｒを演算する目標伝達比演算部３４と、該演
口部３４の出力信号に駐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３５とからなる。そ
して、上記特性マツプは、図示の如くハンドル舵角ＯＨ
に対する車輪舵角θ・Ｎの伝達比Ｒが、不感帯Ｚを越え
たハンドル舵角θＨが増大するほど、また車速が遅くな
るほど小さくなるように設定されている。よって、コン
ｌ−ローラ３３には、自動車の直進走行時におりるハン
ドル舵角θＨが零から左右に僅かな角度だ（プ変化する
範囲内にあるときに、制御信号の上記伝達化可変手段９
への出力を停止する不感帯Ｚが設定されており、この不
感帯Ｚによりハンドル１にぐらつぎが生じても上記伝達
比Ｒが変化しないようになされている。

したがって、上記実施例にＪ５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ｆ段９における入力軸１
２に伝達されて遊星歯車機構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０）（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３１４
１、って検出され、これら両センサ３０．３１の出カイ
六号を受けたコントローラ３３から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
りごニオン２１およびセフクギｒ１９を介して遊星歯車
機構１３におけるビニオンキャリア１８が回転駆動され
る。すなわら、上記伝達化可変手段９では、サンギｒ１
４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１−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、伝速比可変手段
９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。

その場合、上記ハンドル舵角θＨに対する車輪舵角θＷ
の伝達比Ｒは上記コントローラ３３により第６図に示す
にうにハンドル舵角θＨが増大するほど、また車速Ｖが
遅くなるほど小さくなるように決定されるが、図示の如
く、ハンドル舵角θＨが零からその近傍の所定角度の範
囲（微小舵角範囲内）の不感帯Ｚにあるときには、上記
コントローラ３３から制御信号が伝達化可変手段９のス
テッピングモータ２０に出力されず、上記伝達比Ｒは変
化しない。よって、直進走行時に運転音の不要な操作に
よりハンドル１が上記不感帯Ｚの範囲内でぐらついても
車輪舵角θＷは変化せずに零に保たれたままとなり、走
行安定性を十分に確保することができるのである。

なお、上記実施例では、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ようにしたが、ハ
ンドルの操舵速度に応じて可変制御するようになすこと
も採用できる。

（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
輪舵角の伝達比を伝達化可変手段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、ハンドル
の舵角が微小舵角範囲内にあるときに上記伝達比の可変
制御を不能としたことにより、直進走行時喧運転者の不
要な操作によりハンドルがぐらついてハンドル舵角に僅
かな変化が生じても、その影響が車輪に及ぶことはなく
、よって走行安定性を十分に確保することができる。

【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
構成を示す断面図、第３図および第４図はそれぞれ第２
図の■−■線およびｒｖ　−ｒｖ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
ーラの演算部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・・・３’ｆｉ星歯車機構、２０・・・ステッピング
モータ、３０・・・ハンドル舵角センサ、３３・・・コ
ントローラ、Ｚ・・・不感帯。 □□へ１１１ 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社　　１，１代　
　　　　理　　　　　人　　　　前　　１）　　　　弘
　　・２、′１−−′−・第５図 第６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、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化さ
   せる伝達比可変手段と、ステアリングハンドルの舵角を
   検出するハンドル舵角センサと、該ハンドル舵角センサ
   からの出力信号を入力して上記伝達比可変手段へ制御信
   号を出力するコントローラとを備えてなり、上記コント
   ローラには、ハンドル舵角が零から微小舵角範囲内にあ
   るときに制御信号の上記伝達比可変手段への出力を停止
   する不感帯が設け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。