JPS63240475A - Steering device for automobile - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To promote the improvement of running stability, by providing a control means which changes a speed of changing the transmission ratio of a handle steering angle to a wheel steering angle in the time of acceleration and deceleration. CONSTITUTION:To a transmission ratio variable device 10, a handle shaft 3 transmits its rotation to an input shaft 14 and an intermediate shaft 4 to perform steering of wheels. A planet gear mechanism 17 is provided interposing between the input shaft 14 and the intermediate shaft 4. Pinion gears 19, constituting the planet gear mechanism 17, are supported to a carrier 22 relatively rotatably fitted to the input shaft 14, and the carrier 22 is driven by a stepping motor 24. A controller 11, which drives the stepping motor 24, inputs signals from a car speed sensor 12 and a handle steering angle sensor 13 to be calculated so that the transmission ratio increases higher as a car speed increases larger. Accordingly, running stability and controllability are improved by the wheels being not easily steered in a high speed but easily steered in a low speed.

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、特にハンドル舵角
と車輪舵角の伝達比を車速に応じて変化させるようにし
九車速感応型のステアリング装置の改良に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a steering device for an automobile, particularly a steering device of a nine-vehicle speed sensitive type that changes the transmission ratio between the steering wheel angle and the wheel steering angle according to the vehicle speed. Regarding improvements.

（従来技術） 一般に、自動車のステアリング装置は、ステアリングハ
ンドルの回転操作により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を横方向に変位さ
せると共に、該タイロッドの変位によりその両端に連結
された左右の操舵用車輪の向きを変化させるように構成
したものであるが、上記ステアリングハンドルの回転角
（ハンドル舵角）と車輪のきれ角（車輪舵角）の伝達比
は一定に設定されているのが通例である。(Prior Art) In general, a steering device for an automobile displaces a tie rod in the lateral direction via a steering gear device such as a rack-and-binion by rotating a steering handle. However, the transmission ratio between the rotation angle of the steering handle (handle steering angle) and the turning angle of the wheels (wheel steering angle) is set constant. is customary.

しかし、例えば当該自動車の高速走行時には伝達比（ハ
ンドル舵角／車輪舵角）を高くして走行安定性を向上さ
せ、また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、車庫入れを容易化させ
る等の見地から、伝達比を低くして操縦性を向上させる
のが望ましい。However, for example, when the vehicle is running at high speeds, the transmission ratio (handle steering angle/wheel steering angle) is increased to improve driving stability, and when the vehicle is running at low speeds, the behavior of the vehicle is made agile to provide a good driving feeling. It is desirable to improve maneuverability by lowering the transmission ratio from the viewpoint of making it easier to store the vehicle in a garage or to park it in a garage.

そこで、このような要求に応えるものとして、例えば特
開昭５８−２２４８５２号公報では、ハンドル舵角と車
輪舵角の伝達比を車速に応じて変化させるようにした車
速感応型のステアリング装置が提案されている。To meet these demands, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-224852 proposes a vehicle speed-sensitive steering device that changes the transmission ratio between the steering wheel angle and the wheel steering angle according to the vehicle speed. has been done.

ところで、上記のような車速感応型のステアリング装装
置において、加・減速時の伝達比変化速度が興じである
場合、加速中にハンドル舵角を変化基−せると、伝達比
が高くなる（車輪が切れにくい）タイミングが遅いため
に、操縦性が低下することが考えられ、減速中にハンド
ル舵角を変化させると、伝達比が低くなる（車輪が切れ
やすい）タイミングが早いために、いわゆる巻き込み（
車輪が予想以上に切れる）が発生することが考えられる
。By the way, in the vehicle speed-sensitive steering device as described above, if the speed at which the transmission ratio changes during acceleration and deceleration is of interest, the transmission ratio will increase if the steering wheel angle is changed during acceleration (the The timing is slow (the wheels are difficult to turn off), which may reduce maneuverability, and if the steering wheel angle is changed during deceleration, the transmission ratio becomes low (the wheels are easy to turn off). (
(The wheels may break more than expected).

（発明の目的） 本発明は上記点に鑑みてなされたもので、過渡状態、特
に加・減速時の走行安定性を向上させることを目的とす
るものである。(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to improve running stability in a transient state, particularly during acceleration and deceleration.

（発明の構成） このため本発明は、第１図に発明構成図を示すように、
ステアリングハンドルＡ、の操舵に応じて車輪Ｂを転舵
させる操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角と車輪舵角の
伝達比を車速センサＣの出力信号に応じて変化させる伝
達比可変手段りが介設された自動車のステアリング装置
であって、加速時と減速時とで伝達比の変化速度を変更
させる制御手段Ｅが設けられていることを特徴とするも
のである。(Structure of the Invention) Therefore, the present invention has the following features, as shown in FIG.
A transmission ratio variable means is provided in the steering force transmission path for steering the wheels B in accordance with the steering of the steering wheel A, for changing the transmission ratio between the steering wheel steering angle and the wheel steering angle in accordance with the output signal of the vehicle speed sensor C. This is an interposed steering device for an automobile, and is characterized by being provided with a control means E that changes the rate of change of the transmission ratio during acceleration and deceleration.

（発明の効果） 本発明によれば、車速感応型の伝達比可変式ステアリン
グ装置において、制御手段により、加速時と減速時とで
伝達比の変化速度を変更させろようにしたものであるか
ら、加速中は伝達比の変化速度を早める、つまり早めに
車輪が切れにくい方向に制御できるので走行安定性が向
」二する一方、減速中は伝達比の変化速度を遅くする、
つまり遅めに車輪が切れにくい方向に制御できるので、
いわゆる巻き込みの発生が未然に防止され、走行安定性
が向上するようｌ、二なる。(Effects of the Invention) According to the present invention, in the vehicle speed-sensitive variable transmission ratio steering device, the control means is configured to change the rate of change of the transmission ratio between acceleration and deceleration. During acceleration, the speed of change in the transmission ratio is accelerated, which means that the wheels can be controlled in a direction that is less likely to break, improving driving stability, while during deceleration, the speed of change in the transmission ratio is slowed down.
In other words, it is possible to control the wheels in a direction that is less likely to turn off later.
This prevents the occurrence of so-called entanglement and improves running stability.

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第２図に示すように、ステアリング装置ｌは、ステアリ
ングハンドル２．と、該ハンドル２の回転がハンドル軸
３及び中間軸４を介して入力されるステアリングギヤ装
置５と、該ギヤ装置５の出力により左右の操舵用車輪６
，６を転舵させるピットマンアーム７やタイロッド８等
でなるリンク機構９とで構成されている。As shown in FIG. 2, the steering device l includes a steering handle 2. , a steering gear device 5 to which the rotation of the steering wheel 2 is inputted via the handle shaft 3 and the intermediate shaft 4, and left and right steering wheels 6 by the output of the gear device 5.
, 6, and a link mechanism 9 consisting of a pitman arm 7, a tie rod 8, etc., for steering the wheels.

上記ハンドル軸３と中間軸４との間には、ステアリング
ハンドル２の回転角（ハンドル舵角：θｈ）と車輪６，
６の転舵角（車輪舵角：θＷ）の比（伝達比：Ｒ＝θｈ
／θＷ）を変化させろ伝達化可変装置１０が設けられて
いる。Between the steering wheel shaft 3 and the intermediate shaft 4, there is a rotation angle of the steering handle 2 (handle steering angle: θh), a wheel 6,
6 steering angle (wheel steering angle: θW) (transmission ratio: R = θh
/θW) is provided with a variable transmission device 10.

そして、この伝達化可変装置ＩＯを制御するコントロー
ラ１１が備えられ、このコントローラ１！には、当該自
動車の車速を検出する車速センサ１２からの車速Ｖを示
す信号Ｓ１と、上記ステアリングハンドル２の舵角θｈ
を検出するハンドル舵角センサ！３からの信号Ｓ、とが
入力されるようになっている。A controller 11 is provided to control the variable transmission device IO, and this controller 1! , a signal S1 indicating the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 12 that detects the vehicle speed of the vehicle, and a steering angle θh of the steering handle 2.
Steering wheel angle sensor that detects! The signal S from 3 is input.

上記伝達化可変装置ＩＯは、第３図〜第５図に詳細に示
すように、上記中間軸４と同一軸線上に対向配置された
入力軸１４を有し、該入力軸１４に、上記ハンドル軸３
の回転が一対の入力ギヤｉ５．１６を介して人力される
ようになっている。As shown in detail in FIGS. 3 to 5, the variable transmission device IO has an input shaft 14 disposed on the same axis as the intermediate shaft 4 and facing the handle. Axis 3
The rotation of the motor is manually controlled via a pair of input gears i5.16.

この入力軸Ｉ４と上記中間軸４との間には遊星歯車機構
１７が介設されていて、この遊星歯車機構１７は、人力
軸Ｉ４上に固着されたサンギヤ１８と、該サンギヤ１８
上に配置された複数のピニオンギヤ１９・・・１９と、
これらのピニオンギヤ１９・・・Ｉ９の外側に配置され
且つ上記中間軸４に固着されたリングギヤ２０と、入力
軸！４上に相対回転自在に嵌合支持されて、ビニオンシ
ャフト２１・・・２１を介して上記各ピニオンギヤ１９
・・・１９を支持するキャリヤ２２とで構成されている
。A planetary gear mechanism 17 is interposed between the input shaft I4 and the intermediate shaft 4, and the planetary gear mechanism 17 includes a sun gear 18 fixed on the human power shaft I4,
A plurality of pinion gears 19...19 arranged above,
These pinion gears 19... A ring gear 20 arranged outside of I9 and fixed to the intermediate shaft 4, and an input shaft! 4, and is relatively rotatably fitted and supported on the pinion gears 19 through the pinion shafts 21...21.
. . 19 and a carrier 22 supporting the carriers 19.

該キャリヤ２２には一体的にセクタギヤ２３が設けられ
、該セクタギヤ２３にステッピングモータ２４の回転軸
２４ａに固着されたピニオンギヤ２５が噛み合されてい
る。A sector gear 23 is integrally provided on the carrier 22, and a pinion gear 25 fixed to a rotating shaft 24a of a stepping motor 24 is meshed with the sector gear 23.

そして、ステアリングハンドル２の操舵時に、上記ステ
ッピングモータ２４がコントローラ１１からの駆動信号
Ｓ３に応じて回転駆動されることにより、遊星歯車機構
１７においてはサンギヤ１８がハンドル舵角θｈに対応
する量だけ回転されると同時に、キャリヤ２２がステッ
ピングモータ２４の回転に応じて回転され、これにより
車輪舵角θＷに対応するリングギヤ２０ないし中間軸４
の回転量が増減されて、上記車輪舵角θＷに対するハン
ドル舵角θｈの伝達比Ｒが可変制御されるようになって
いる。When the steering wheel 2 is steered, the stepping motor 24 is rotationally driven in accordance with the drive signal S3 from the controller 11, so that the sun gear 18 in the planetary gear mechanism 17 is rotated by an amount corresponding to the steering wheel steering angle θh. At the same time, the carrier 22 is rotated in accordance with the rotation of the stepping motor 24, so that the ring gear 20 or the intermediate shaft 4 corresponding to the wheel steering angle θW is rotated.
The amount of rotation is increased or decreased, and the transmission ratio R of the steering wheel angle θh to the wheel steering angle θW is variably controlled.

一方、上記のようにして伝達比を可変制御するコントロ
ーラｉｔは、第６図に示すように、上記車速センサ１２
からの信号Ｓ１と、ハンドル舵角センサ１３からの信号
Ｓ、とが入力される制御量演算部２６と、該演算部２６
で得られた演算値に応じた駆動信号を発生させる駆動信
号発生部２７とを有し、該信号発生部２７から出力され
る信号Ｓ３が駆動信号として上記ステッピングモータ２
４に印加されると共に、該モータ２４の回転量はモータ
回転角センサ２８により検出され、フィードバック信号
Ｓ４として上記駆動信号発生部２７にフィードバックさ
れるようになっている。On the other hand, as shown in FIG.
and a control amount calculation section 26 into which the signal S1 from the steering wheel angle sensor 13 and the signal S from the steering wheel angle sensor 13 are input, and the calculation section 26
The signal S3 outputted from the signal generating section 27 is used as a driving signal to drive the stepping motor 2.
4, the amount of rotation of the motor 24 is detected by a motor rotation angle sensor 28, and is fed back to the drive signal generator 27 as a feedback signal S4.

ここで、上記制御量演算部２６は、車速センサ１２から
の信号Ｓ、が示す車速Ｖに応じて車輪舵角θＷに対する
ハンドル舵角の伝達比Ｒを予め定められた特性に基づい
て設定すると共に、この伝達比Ｒと上記ハンドル舵角θ
ｈとから車輪舵角θＷを演算し、この車輪舵角θＷとな
るように駆動信号発生部２７を介してステッピングモー
タ２４に駆動信号Ｓ、を出力する。Here, the control amount calculation unit 26 sets the transmission ratio R of the steering wheel steering angle to the wheel steering angle θW based on a predetermined characteristic according to the vehicle speed V indicated by the signal S from the vehicle speed sensor 12. , this transmission ratio R and the above steering wheel steering angle θ
A wheel steering angle θW is calculated from the wheel steering angle θW, and a drive signal S is outputted to the stepping motor 24 via the drive signal generating section 27 so that the wheel steering angle θW is obtained.

この場合、１記車速Ｖに対する伝達比Ｒの特性は、車速
Ｖが大きくなるに従って伝達比Ｒが高くなるように設定
されている（第８図参照）。In this case, the characteristics of the transmission ratio R with respect to the vehicle speed V are set such that the transmission ratio R increases as the vehicle speed V increases (see FIG. 8).

これにより、高速走行時には伝達比Ｒが高くなって車輪
６が切れにくいために、良好な走行安定性が得られると
共に、低速走行時には伝達比Ｒが低くなって車輪６が切
れやすいために、車庫入れが容易になる等、操縦性が向
上することになる。As a result, when driving at high speeds, the transmission ratio R becomes high and the wheels 6 are difficult to break, so good running stability is obtained.At the same time, when driving at low speeds, the transmission ratio R becomes low and the wheels 6 are easy to break, so the garage Maneuverability will be improved, such as easier insertion.

しかして、上記コントローラ１１には、以上の構成に加
えて、加減速判断部３０と伝達比変化速度演算部３３と
が設けられている。In addition to the above configuration, the controller 11 is provided with an acceleration/deceleration determining section 30 and a transmission ratio change speed calculating section 33.

そして、この加減速判断部３０が車速データや加速度セ
ンナからの信号に基づいて加速中または減速中を検出し
た時に、上記伝達比変化速度演算部３３に記憶されてい
る第９図に示すような加・減速用伝達比マツプから変化
速度を読出して、加速中は変化速度を早め、減速中は変
化速度を遅らせるため信号を上記制御量演算部２６に印
加して、該制御量演算部２６からの駆動信号Ｓ３を上記
ステッピングモ、−夕２４に印加するようになる。When the acceleration/deceleration determining section 30 detects whether the vehicle is accelerating or decelerating based on the vehicle speed data or the signal from the acceleration sensor, the information stored in the transmission ratio change speed calculation section 33 as shown in FIG. The speed of change is read from the transmission ratio map for acceleration/deceleration, and a signal is applied to the control amount calculating section 26 to accelerate the speed of change during acceleration and slow the speed of change during deceleration. The driving signal S3 is applied to the stepping motors 24.

第９図のマツプでは、０（ゼロ）を基準にして、実線で
示すように、加速度（Ｇ）が大きくなるに従って変化速
度を早め、減速度（Ｇ）が大きくなるに従って変化速度
を遅くするように設定されている。In the map in Figure 9, with 0 (zero) as the reference, as shown by the solid line, the rate of change is faster as the acceleration (G) increases, and the rate of change is slower as the deceleration (G) increases. is set to .

なお、鎖線で示すように、加速度（Ｇ）が大きくなると
変化速度を固定するようにしてもよい。Note that, as shown by the chain line, the rate of change may be fixed as the acceleration (G) increases.

次に、加・減速中の加減速判断部３０及び伝達比変化速
度演算部３３と制御量演算部２６の動作を、第７図に示
すフローチャートに従って説明する。Next, the operations of the acceleration/deceleration determining section 30, the transmission ratio change rate calculating section 33, and the control amount calculating section 26 during acceleration/deceleration will be explained according to the flowchart shown in FIG.

まず、ステップＳｌで車速Ｖを読込み、ステップＳ２で
、伝達比マツプ（第８図参照）からデータ（伝達比Ｒ）
を読出し、ステップＳ３で加速中か減速中かを判断し、
加速中であれば伝達比変化速度演算部３３で伝達比変化
速度マツプ（第９図参照）から変化速度を読出し、ステ
ップＳ４で変化速度を早める（または変化速度を固定す
る）信号を制御量演算部２６に印加し、ステップＳ５で
、この制御量演算部２６からの駆動信号Ｓ３でステッピ
ングモータ２４を駆動制御する。First, in step Sl, the vehicle speed V is read, and in step S2, data (transmission ratio R) is obtained from the transmission ratio map (see Fig. 8).
is read out, and in step S3 it is determined whether the vehicle is accelerating or decelerating.
If the acceleration is in progress, the transmission ratio change speed calculation unit 33 reads the change speed from the transmission ratio change speed map (see Figure 9), and in step S4 calculates the control amount for a signal that accelerates the change speed (or fixes the change speed). In step S5, the stepping motor 24 is driven and controlled by the drive signal S3 from the control amount calculation unit 26.

これにより、加速中は伝達比の変化速度が早まる、つま
り早めに車輪６が切れにくい方向に制御されるので走行
安定性が向上する。As a result, during acceleration, the speed at which the transmission ratio changes is accelerated, that is, the wheels 6 are controlled in a direction that makes it difficult for them to break, thereby improving running stability.

一方、ステップＳ３で減速中と判断すれば、伝達比変化
速度演算部３３で伝達比変化速度マツプ（第９図）から
変化速度を読出し、ステップＳ６で変化速度を遅らせる
信号を制御量演算部２６に印加し、ステップＳ５で、こ
の制御量演算部２６からの駆動信号Ｓ３でステッピング
モータ２４を駆動制御する。On the other hand, if it is determined in step S3 that deceleration is in progress, the transmission ratio change speed calculation section 33 reads the change speed from the transmission ratio change speed map (FIG. 9), and in step S6 a signal to slow down the change speed is sent to the control amount calculation section 26. In step S5, the stepping motor 24 is driven and controlled using the drive signal S3 from the control amount calculation unit 26.

これにより、減速中は伝達比の変化速度が遅れる、つま
り遅めに車輪６が切れにくい方向に制御されるので、い
わゆる巻き込みの発生が防止でき、走行安定性が向上す
る。As a result, during deceleration, the change speed of the transmission ratio is delayed, that is, the wheels 6 are controlled in a direction in which they are less likely to break, so that so-called entanglement can be prevented from occurring, and running stability is improved.

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

第１図は本発明の構成図、第２図はステアリング装置の
斜視図、第３図は伝達比可変装置の拡大縦断側面図、第
４図は第３図のＩ−Ｉ線断面図、第５図は第３図のＩＩ
−ＩＩ線断面図、第６図はコントローラの構成を示すブ
ロック図、第７図はコントローラによる制御の特性図、
第８図は伝達比マツプを示す図、第９図は伝達比変化速
度マツプを示す図である。 ｌ・・・ステアリング装置、２・・・ステアリングハン
ドル（Ａ）、６・・・車輪（Ｂ）、１０・・・伝達比可
変手段（Ｄ）、１１・・・コントローラ、１２・・・車
速センサ（Ｃ）、　　１３・・・ハンドル舵角センサ、
２６・・・制御量演算部（Ｅ：制御手段）、３０・・・
加減速判断部、３３・・・伝達比変化速度演算部、θｈ
・・・ハンドル舵角、θ宥・・・車輪舵角、Ｒ・・・伝
達比、■・・・車速。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 代理人　弁理士　　前出　葆　　ほか２名第５図Fig. 1 is a configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the steering device, Fig. 3 is an enlarged longitudinal sectional side view of the variable transmission ratio device, Fig. 4 is a sectional view taken along line I-I in Fig. 3, Figure 5 is II of Figure 3.
-II line sectional view, Figure 6 is a block diagram showing the configuration of the controller, Figure 7 is a characteristic diagram of control by the controller,
FIG. 8 is a diagram showing a transmission ratio map, and FIG. 9 is a diagram showing a transmission ratio change speed map. l... Steering device, 2... Steering handle (A), 6... Wheels (B), 10... Transmission ratio variable means (D), 11... Controller, 12... Vehicle speed sensor (C), 13... Steering wheel steering angle sensor,
26... Controlled amount calculation unit (E: control means), 30...
Acceleration/deceleration judgment unit, 33...Transmission ratio change speed calculation unit, θh
...Handle steering angle, θ adjustment...Wheel steering angle, R...Transmission ratio, ■...Vehicle speed. Patent applicant: Mazda Motor Corporation agent, patent attorney: Mr. Maeda and 2 others Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）ステアリングハンドルの操舵に応じて車輪を転舵
させる操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角と車輪舵角の
伝達比を車速センサの出力信号に応じて変化させる伝達
比可変手段が介設された自動車のステアリング装置であ
って、 加速時と減速時とで伝達比の変化速度を変更させる制御
手段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。(1) A transmission ratio variable means that changes the transmission ratio between the steering wheel angle and the wheel steering angle in accordance with the output signal of the vehicle speed sensor is interposed in the steering force transmission path that turns the wheels in accordance with the steering of the steering wheel. 1. A steering device for an automobile, characterized in that the steering device is provided with a control means for changing the rate of change of a transmission ratio during acceleration and deceleration.