(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に、前記ステアリングハンドルで発生した前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクに応じた補助トルクを発生して前記ステアリング系に付加する電動機と、可変舵角比操舵機構とを備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした車両用ステアリング装置において、
前記車両用ステアリング装置は、前記ステアリングハンドルから前記可変舵角比操舵機構の入力軸に伝達された操舵トルクが、前記可変舵角比操舵機構の出力軸からラックアンドピニオン機構を介して前記操向車輪に伝達される構成であり、
前記ラックアンドピニオン機構は、前記出力軸に設けたピニオンと、このピニオンに噛み合うラックとから成り、
前記可変舵角比操舵機構は、前記入力軸の最大回転角が、前記ラックの最大ストロークの制限を受ける構成であり、
前記ステアリングハンドルと前記可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、
前記ステアリングハンドルと前記操舵角増減機構との間に、前記操舵トルクセンサを介在させ、
前記操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにしたことを特徴とする車両用ステアリング装置。
【請求項２】
前記比率変更手段は、前記操舵角増減機構の増減比率を手動操作にて変更するものであることを特徴とした請求項１記載の車両用ステアリング装置。
【請求項３】
前記比率変更手段は、エンジン作動信号を受けたときに前記手動操作を規制する規制手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の車両用ステアリング装置。
【請求項４】
前記比率変更手段は、所定車速以下のときに、前記操舵角増減機構の増減比率を変更させるものであることを特徴とした請求項１記載の車両用ステアリング装置。
【請求項５】
車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に、前記ステアリングハンドルで発生した前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクに応じた補助トルクを発生して前記ステアリング系に付加する電動機と、可変舵角比操舵機構とを備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした車両用ステアリング装置において、
前記車両用ステアリング装置は、
前記ステアリングハンドルと前記可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、
前記ステアリングハンドルと前記操舵角増減機構との間に、前記操舵トルクセンサを介在させ、
前記操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにし、
前記比率変更手段は、前記車両が所定の低速走行中又は停車中であるときに、前記車両用ステアリング装置が故障した際の故障信号を受けたときには、正常時よりも前記操舵角増減機構の増減比率を低減させることを特徴とした車両用ステアリング装置。
【請求項６】
前記比率変更手段は、前記増減比率の設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段を備えたことを特徴とした請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載の車両用ステアリング装置。
【請求項７】
前記操舵角増減機構は、無段変速機であることを特徴とした請求項１記載の車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載したステアリング装置に関し、特に、可変舵角比操舵機構を備えたステアリング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ステアリング装置としては、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合、すなわち、舵角比を車速に応じて自動的に変化させるものがあり、例えば特開平７−２５７４０６号「車両用可変舵角比操舵装置」の技術がある。
【０００３】
この技術は、その公報の図１〜図３及び図８によれば、ステアリングホイール１（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）に連結した入力軸１１を、支持部材１４に偏心して回転可能に支持させ、支持部材１４をモータ２７にて回転させることで、出力軸１７に対する入力軸１１の偏心量を変えるというものである。この結果、入力軸１１の回転角に対する出力軸１７の回転角の割合、すなわち、ステアリングホイール１の操舵角と車輪の操舵角との舵角比は、公報の図５に示すように車速に応じて変わる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の可変舵角比操舵装置は、舵角比が車速に応じて変化するので、公報の図９で線ａ2に示すように、ステアリングホイール１の回転角（操舵角）に対するラックストロークも、車速に応じて変化することになる。
しかし、車速が定まれば、出力軸１７に対する入力軸１１の偏心量は一定である。この結果、ハンドル回転角に対するラックストロークの特性は、車速毎に１種類の特性に機械的に定まる、いわゆる一義的に定まる特性となってしまう。従って、ステアリングホイール１の操舵角に対する舵角比の特性（舵角比特性）の、設定自由度は小さい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、可変舵角比操舵機構によって舵角比を変えるようにした車両用ステアリング装置において、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、ステアリングハンドルの操舵角に対する舵角比特性を適宜変更し、操舵感覚を任意に変えることができる技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１は、車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に、ステアリングハンドルで発生したステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵トルクに応じた補助トルクを発生してステアリング系に付加する電動機と、可変舵角比操舵機構とを備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした車両用ステアリング装置において、車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルから可変舵角比操舵機構の入力軸に伝達された操舵トルクが、可変舵角比操舵機構の出力軸からラックアンドピニオン機構を介して操向車輪に伝達される構成であり、ラックアンドピニオン機構は、出力軸に設けたピニオンと、このピニオンに噛み合うラックとから成り、可変舵角比操舵機構は、入力軸の最大回転角が、ラックの最大ストロークの制限を受ける構成であり、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させ、操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
操舵角増減機構の増減比率が１、すなわち、ステアリングハンドルの操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合が１であれば、ステアリングハンドルの操舵角と、可変舵角比操舵機構の入力軸の入力角とは、一致する。一方、増減比率を１より減少させたときには、ステアリングハンドルの最大操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合が減少する。このときには、可変舵角比操舵機構は舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角比を変えることになる。
このように、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定することができる。従って、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で適宜変更することにより、操舵感覚（操舵フィーリング）を任意に変えることができる。
【０００８】
請求項２は、比率変更手段が、操舵角増減機構の増減比率を手動操作にて変更するものであることを特徴とする。
増減比率を手動で変更する形式なので、動力で変更する形式に比べて、比率変更手段の構成は簡単になる。
【０００９】
請求項３は、比率変更手段に、エンジン作動信号を受けたときに手動操作を規制する規制手段を備えたことを特徴とする。
エンジン作動中には、規制手段にて操舵角増減機構の増減比率を一定のままとする。この結果、走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。
【００１０】
請求項４は、比率変更手段が、所定車速以下のときに操舵角増減機構の増減比率を変更させるものであることを特徴とする。
極めて低速走行時又は停車時にのみ、増減比率を変えることができる。従って、高速走行中に舵角比特性が変化して操舵感覚が急激に変わることを、防止できる。
【００１１】
請求項５は、車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に、ステアリングハンドルで発生したステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵トルクに応じた補助トルクを発生してステアリング系に付加する電動機と、可変舵角比操舵機構とを備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした車両用ステアリング装置において、車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させ、操舵角増減機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにし、比率変更手段が、車両が所定の低速走行中又は停車中であるときに、車両用ステアリング装置が故障した際の故障信号を受けたときには、正常時よりも操舵角増減機構の増減比率を低減させるものであることを特徴とする。
増減比率が低減すれば、ステアリングハンドルの最大操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合は減少する。可変舵角比操舵機構は舵角比特性のうち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲だけで、舵角比を変えることになる。ステアリングハンドルを最大操舵角で操舵しても、舵角比が小さいので、操舵トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ステアリングハンドルの操縦性が良く、ハンドルを切り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらには、車両用ステアリング装置が故障したときに、正常時よりも増減比率が低減するので、操舵感覚が変わり、運転者は故障したことを認識可能である。
【００１２】
請求項６は、比率変更手段が、増減比率の設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段を備えたことを特徴とする。
増減比率の設定が完了したときに、設定完了検出手段から検出信号を発し、この信号に基づいて、エンジンの再始動を可能にさせることができる。このようにすれば、増減比率の変更中には、エンジンを再始動することができないので、設定が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で操縦することができる。
【００１３】
請求項７は、操舵角増減機構が無段変速機であることを特徴とする。
無段変速機であれば、増減比率を無段階に自由に設定することができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は高まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図である。
車両用ステアリング装置１は、車両のステアリングハンドル２から操向車輪３，３に至るステアリング系４に、操舵トルクセンサ１０、操舵角増減機構３０及び可変舵角比操舵機構７０を、この順に連結するようにして備えた電動パワーステアリング装置である。詳しくは、車両用ステアリング装置１は、ステアリングハンドル２にステアリングシャフト５を介して、操舵トルクセンサ１０付き操舵角増減機構３０を連結し、この操舵角増減機構３０の出力軸３７に自在継手６，６を介して、可変舵角比操舵機構７０を連結したものである。
【００１５】
ステアリングハンドル２で発生したステアリング系４の操舵トルクを、操舵トルクセンサ１０で検出し、この検出信号に基づいて、主制御部８が制御信号を発生し、この制御信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを、電動機７２が発生し、補助トルクを可変舵角比操舵機構７０のラック軸７５に付加することができる。
また、車両用ステアリング装置１は、車速センサ７で検出した車速信号と、変位センサ１０４で検出した可変舵角比操舵機構７０の入力軸７７の偏心量信号とに基づいて、主制御部８が車速に応じた舵角比制御信号を発生し、この舵角比制御信号に基づいて、舵角比制御用電動機１０１で可変舵角比操舵機構７０を駆動して、舵角比を制御するものである。すなわち、可変舵角比操舵機構７０によって、ステアリングハンドル２の操舵角に対する舵角比を変えることができる。
【００１６】
図２は本発明に係る操舵トルクセンサ付き操舵角増減機構の上半部の断面図であり、操舵角増減機構３０の上部に操舵トルクセンサ１０を一体的に組付けたことを示す。
操舵トルクセンサ１０は、ステアリングシャフト５と操舵角増減機構３０の入力軸３１とをトーションバー１１で連結し、ステアリングシャフト５と入力軸３１との間での相対ねじり変位を検出することにより、ステアリング系４（図１参照）の操舵トルクを検出するものである。
トーションバー（弾性部材）１１は、文字通りトルクに対して正確にねじれ角が発生するメンバーであって、操舵トルクが作用すると、ステアリングシャフト５と入力軸３１との間での相対ねじり変位を発生する。このトーションバー１１は、上部を管状のステアリングシャフト５内に挿通してピン１２で結合し、下部を入力軸３１の上部にセレーション結合したものである。
【００１７】
詳しくは、操舵トルクセンサ１０は、ステアリングシャフト５と入力軸３１とに掛け渡すことで、両軸５，３１間の相対ねじれ変位に応じて軸方向へ変位可能なコア１３付きスライダ１４と、このスライダ１４の変位量（コア１３の変位量）を電気信号に変換するべくセンサ用ハウジング１５に取付けたコイル１６とからなる、非接触式操舵トルクセンサ（可変インダクタンス式センサ）である。
更に詳しくは、円筒状のスライダ１４に傾斜溝１４ａと縦長のストレート溝１４ｂとを形成し、傾斜溝１４ａにステアリングシャフト５のピン１７を嵌合し、また、ストレート溝１４ｂに入力軸３１のピン１８を嵌合することで、スライダ１４は相対ねじり変位に応じて軸方向へ変位可能である。
図中、１９は圧縮ばね、２１は軸受、２２はオイルシール、２３はコネクタである。
【００１８】
図３は本発明に係る操舵角増減機構の下半部の断面図である。
操舵角増減機構３０は、ステアリングハンドル２（図１参照）の操舵角に対して、可変舵角比操舵機構７０の入力軸の入力角の割合を増減させる機能を有し、本実施の形態ではステアリングハンドル２の操舵角を所定の割合、例えば１／６の割合で低減させるものであり、ギヤで２段減速する減速機構からなる。
詳しくは、操舵角増減機構３０は、上記入力軸３１と、入力軸３１の途中に一体に形成した第１小ギヤ３２と、第１小ギヤ３２と噛み合う第１大ギヤ３３と、第１大ギヤ３３と一体に形成した中間軸３４と、中間軸３４に一体に形成した第２小ギヤ３５と、第２小ギヤ３５と噛み合う第２大ギヤ３６と、出力軸３７と、これらの部材３１〜３６を収納するギヤケース３８とからなる。
【００１９】
各ギヤ３２，３３，３５，３６は平歯車である。第２大ギヤ３６は、ハブ３６ａを一体的に延長したハブ付きギヤであり、このハブ付きギヤは軸心上に貫通した貫通孔３６ｂを有し、この貫通孔３６ｂに出力軸３７を相対回転可能に且つ軸方向移動可能に挿入したものである。
さらに詳しくは、操舵角増減機構３０は、入力軸３１と第１小ギヤ３２と第２大ギヤ３６とを同心に配置し、第１小ギヤ３２と第２大ギヤ３６との間に且つギヤケース３８内にクラッチ収納スペースＳを設け、入力軸３１と中間軸３４とを平行に配置したものである。
【００２０】
ギヤケース３８は、軸受４１，４２を介して入力軸３１を支持し、軸受４３，４４を介して中間軸３４を支持し、軸受４５，４６を介してハブ３６ａの外周を支持することになる。このようなギヤケース３８は、上ケース３８ａと下ケース３８ｂと下部リッド３８ｃとを重ねて、ボルト止めするとともに、上ケース３８ａの上部をセンサ用ハウジング１５（図２参照）の下部とボルト止めしたものである。
【００２１】
本発明は、操舵角増減機構３０の増減比率を、比率変更手段５０で変更させるようにしたことを特徴とする。
本実施の形態における比率変更手段５０は、▲１▼入力軸３１の回転数を等速で出力軸３７に伝達するか、または、▲２▼入力軸３１の回転数を各ギヤ３２，３３，３５，３６にて減速して出力軸３７に伝達するかを選択して、切換えることにより、入力軸３１（ステアリングハンドル）の操舵角に対する出力軸３７の入力角の割合、すなわち、図１に示す可変舵角比操舵機構７０の入力軸７７における入力角の割合（増減比率）を、変更するものである。
【００２２】
具体的には、比率変更手段５０は、クラッチ収納スペースＳで入・出力軸３１，３７と同心に配置したクラッチ機構である。このクラッチ機構は、上クラッチ５１と下クラッチ５２との組合せ構造であり、これらの上・下クラッチ５１，５２は、例えば「つめクラッチ」である。
上クラッチ５１は、入力軸３１の下端部３１ａにセレーション結合した入力側クラッチ半体５３と、出力軸３７の上端部３７ａにセレーション結合した出力側クラッチ半体５４とからなる。入力側クラッチ半体５３の下端のクラッチ爪５３ａ…（…は複数を示す。以下同じ。）と、出力側クラッチ半体５４の上端のクラッチ爪５４ａ…とが、噛み合い可能である。
下クラッチ５２は、出力側クラッチ半体５４と、第２大ギヤ３６の上端面に形成したクラッチ爪３６ｃ…とからなる。出力側クラッチ半体５４の下端のクラッチ爪５４ｂ…と、第２大ギヤ３６のクラッチ爪３６ｃ…とが、噛み合い可能である。
【００２３】
ところで、出力軸３７は、スライダ５５を相対回転可能に且つ軸方向移動不能に取付けたものである。上記ギヤケース３８は、スライダ５５を介して出力軸３７を回転可能に且つ軸方向移動可能に支持し、メタル軸受５６を介して出力側クラッチ半体５４を回転可能に且つ軸方向移動可能に支持することになる。
出力軸３７が軸方向へ移動したときに、図１に示す２個の自在継手６，６がスイングして移動量を吸収するので、軸方向移動作用は円滑である。
５７，５７は抜止め用ボルト、５８は止め輪である。
【００２４】
比率変更手段５０は、操舵角増減機構３０の増減比率を手動操作にて変更するための、切換えレバー機構６０を備える。具体的には、上・下クラッチ５１，５２を切換えレバー機構６０で切換えるものである。
切換えレバー機構６０は、ギヤケース３８に取付けた支軸６１と、支軸６１にスイング可能に支承された切換えレバー６２と、切換えレバー６２の長孔６２ａに嵌合するべくスライダ５５から延ばした切換えピン６３と、切換えレバー６２のスイング位置を保持するための節度機構（クリック機構）６４とからなる。
切換えピン６３は、例えば、基端をスライダ５５にねじ込んだボルトであり、ギヤケース３８の長孔３８ｄを貫通して、先端を切換えレバー６２の長孔６２ａに嵌合するものである。
切換えピン６３が上下方向に移動することにより、スライダ５５を介して出力軸３７が軸方向に移動し、上・下クラッチ５１，５２を切換える。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る切換えレバー機構の説明図であり、切換えレバー６２のスイング範囲を、（ａ）の左スイング位置Ｓｌと（ｂ）の右スイング位置Ｓｒの間に設定するために、左右２個のストッパ６５Ｌ，６５Ｒを配置したことを示す。
左スイング位置Ｓｌは、図３の上クラッチ５１を噛み合わせる位置であり、右スイング位置Ｓｒは、下クラッチ５２を噛み合わせる位置である。
切換えレバー６２の長孔６２ａは、支軸６１の位置と逆向きの円弧孔であり、この円弧孔は、切換えレバー６２を左スイング位置Ｓｌから右スイング位置Ｓｒへ切換えたときに、切換えピン６３を寸法Ｈだけ押し下げるような形状である。
【００２６】
上記比率変更手段５０（図３参照）は、操舵角増減機構３０の増減比率の設定が完了したことを検出するための、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒを備えたことを特徴とする。本実施の形態における第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、切換えレバー６２のスイング方向両側に配置した２個のリミットスイッチである。
詳しくは、第１設定完了検出手段６６Ｌは、左スイング位置Ｓｌで切換えレバー６２に接することで、上クラッチ５１の噛合せ設定完了を検出し、「上クラッチ噛合い信号」を発する。第２設定完了検出手段６６Ｒは、右スイングＳｒ位置で切換えレバー６２に接することで、下クラッチ５２の噛合せ設定完了を検出し、「下クラッチ噛合い信号」を発する。
【００２７】
上記主制御部８は、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒの上クラッチ噛合い信号や下クラッチ噛合い信号に基づいて、エンジン制御部６７に「エンジン再始動可能信号」を発する機能を有する。エンジン制御部６７は、「エンジン再始動可能信号」を受けているときだけ、図示せぬエンジンの再始動が可能なように、制御することになる。この結果、増減比率の変更中には、エンジンを再始動することができないので、設定が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で操縦することができる。
【００２８】
さらに、比率変更手段５０（図３参照）は、エンジン制御部６７から「エンジン作動信号」（エンジンが作動しているときに発する信号）を受けたときに手動操作を規制するための、第１・第２規制手段６８Ｌ，６８Ｒを備えたことを特徴とする。本実施の形態における第１・第２規制手段６８Ｌ，６８Ｒは、ソレノイドであり、このソレノイドは、「エンジン作動信号」を受けているときのみ、ピストン６８ａが伸びるものである。
詳しくは、第１規制手段６８Ｌは、左スイング位置Ｓｌで切換えレバー６２の切欠き部６２ｂにピストン６８ａが嵌合してロックし、第２規制手段６８Ｒは、右スイング位置Ｓｒで切欠き部６２ｂにピストン６８ａが嵌合してロックする。エンジン作動中には、操舵角増減機構３０の増減比率は一定である。走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。エンジン停止時にのみ、切換えレバー６２をスイングさせて、増減比率を変えることができる。
【００２９】
図５は本発明に係る節度機構の断面図である。
節度機構６４は、支軸６１に形成した２個の凹部６１ａ，６１ｂと、凹部６１ａ，６１ｂの一方に選択的に嵌合するボール６４ａと、ボール６４ａを凹部６１ａ，６１ｂ側に弾発する圧縮ばね６４ｂと、圧縮ばね６４ｂの弾発力を調節する調節ねじ６４ｃとからなる。切換えレバー６２は節度機構６４を備えたので、左スイング位置Ｓｌと右スイング位置Ｓｒとで、位置がふらつくことがない。
【００３０】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段の作用説明図である。
（ａ）は、切換えレバー６２が左スイング位置Ｓｌにあり、切換えピン６３並びにスライダ５５を介して、出力軸３７を上昇させた状態を示す。このとき、出力側クラッチ半体５４が上昇して、下クラッチ５２が解除し上クラッチ５１が噛み合う。入力軸３１の操舵トルクは、上クラッチ５１を介して出力軸３７に伝わる。入力軸３１の回転数と出力軸３７の回転数とは、等速のＮ1である。従って、入力軸３１の回転角（ステアリングハンドルの操舵角）に対する出力軸３７の回転角の割合は１（増減比率Ｇ＝１）である。
【００３１】
（ｂ）は、切換えレバー６２を右スイング位置Ｓｒにスイングさせることにより、切換えピン６３並びにスライダ５５を介して、出力軸３７を寸法Ｈだけ下降させた状態を示す。このとき、出力側クラッチ半体５４が下降して、上クラッチ５１が解除し下クラッチ５２が噛み合う。入力軸３１の操舵トルクは、第１小ギヤ３２→第１大ギヤ３３→中間軸３４→第２小ギヤ３５→第２大ギヤ３６→下クラッチ５２の経路で出力軸３７に伝わる。入力軸３１の回転数Ｎ1に対して出力軸３７の回転数は１／６に減速されたＮ2である。従って、入力軸３１の回転角に対する出力軸３７の回転角の割合は１／６（増減比率Ｇ＝１／６）である。
【００３２】
切換えレバー６２を再び左スイング位置Ｓｌにスイングさせると、上・下クラッチ５１，５２は上記（ａ）の状態に反転する。
このように、切換えレバー６２を手動操作にて切換えることにより、操舵角増減機構３０の増減比率ＧをＧ＝１とＧ＝１／６とに、比率変更手段５０で変更させることができる。
【００３３】
図７は本発明に係る可変舵角比操舵機構の全体構成図であり、一部を断面して示す。
可変舵角比操舵機構７０は、ラックアンドピニオン機構７１、電動機７２、ボールねじ７３を車幅方向に延びる固定ハウジング７４に収納したものである。
電動機７２は、固定ハウジング７４の副ハウジング７４ａ内に収納した環状のステータ７２ａと、ステータ７２ａ内に同心的に配置したロータ７２ｂと、ロータ７２ｂに固定した管状の出力軸７２ｃとからなる。
ラックアンドピニオン機構７１のラック軸７５は、出力軸７２ｃ内に回転可能に挿通するとともに、ボールねじ７３によって出力軸７２ｃと連結したものである。
【００３４】
図８は図７の８−８線断面図である。
可変舵角比操舵機構７０は、固定ハウジング７４内に可動ハウジング７６を回転可能に支持し、可動ハウジング７６内に入力軸７７を回転可能に支持し、入力軸７７にカップリング７８を介して出力軸７９を連結し、さらに、出力軸７９を固定ハウジング７４に回転可能に支持したものである。可動ハウジング７６の回転中心と入力軸７７の回転中心とは、互いに偏心している。この偏心については、後述する。入力軸７７は、自在継手６，６（図１参照）を介して、操舵角増減機構３０の出力軸３７に連結した軸である。
【００３５】
詳しくは、入力軸７７に軸直角方向への相対移動可能に且つ相対回転不能にカップリング７８を連結し、このカップリング７８の偏心した位置に出力軸７９の偏心した部位を回転可能に連結したものである。
なお、固定ハウジング７４は、上部固定ハウジング７４ｂと下部固定ハウジング７４ｃとを重ねて、ボルト止めしたものである。
【００３６】
カップリング７８は、入力軸７７の下端に一体に形成した上部フランジ８１と、上部フランジ８１に複数のボール８２…を介して連結した下部フランジ８３と、下部フランジ８３の下端から下方へ延びて出力軸７９の連結孔７９ａに連結した連結軸（中間軸）８４とからなる。
詳しくは、カップリング７８は、上部フランジ８１の下端面に側断面視テーパ形状の連結溝８１ａを形成し、また、下部フランジ８３の上端面に側断面視テーパ形状の連結溝８３ａを形成し、これら連結溝８１ａ，８３ａに３つのボール８２…を１列に並べて、連結溝８１ａ，８３ａのテーパ面に当てることで、上・下部フランジ８１，８３間を連結したものである。このため、カップリング７８は、入力軸７７に対して、軸直角方向への相対移動可能に且つ相対回転不能に連結することになる。
連結孔７９ａは出力軸７９から偏心した位置にあり、また、連結軸８４は入力軸７７から偏心した位置にある。これら連結孔７９ａと連結軸８４は、互いに回転可能に連結したものである。
【００３７】
このようにカップリング７８は、▲１▼入力軸７７に対して、軸直角方向に相対移動可能に且つ相対回転不能に係合し、▲２▼入力軸７７に対して偏心して設けられた出力軸７９の、更に偏心する部位に、軸直角方向に相対移動不能に且つ相対回転可能に係合したものである。換言すると、カップリング７８によって、入力軸７７と出力軸７９とは、軸直角方向に相対移動可能に且つ互いに関連した回転をなすように連結したものである。
【００３８】
出力軸７９は外周面に、ラックアンドピニオン機構７１をなすピニオン７９ｂを形成し、このピニオン７９ｂはラック軸７５のラック７５ａと噛み合うものである。
図中、８５は板状のボール保持器、８６はスラストベアリング、８７はニードルベアリング、８８，８９はオイルシール、９１〜９４は軸受、９５はナット、９６は調整ボルト、９７はラックガイド、Ｍは後述するウォーム軸１０３の軸線である。
【００３９】
図９は図８の９−９線断面図であり、平面視において、ウォーム軸１０３の軸直角方向へ且つ可動ハウジング７６の回転中心Ｏからウォーム軸１０３と反対方向へ距離Ｌだけ偏心した位置に、入力軸７７の回転中心Ａを設けたことを示す。可変舵角比操舵機構７０は、駆動手段としての舵角比制御用電動機１０１にてウォームギヤ機構１０２を介して可動ハウジング７６を回転させることで、入力軸７７の軸心Ａを変位させて、操舵角の割合を変えるようにしたものである。舵角比制御用電動機１０１は、制御手段８（図１参照）の舵角比制御信号に応じて正・逆転し、入力軸７７の軸心Ａを変位させる減速機付きモータである。
ウォームギヤ機構１０２は、舵角比制御用電動機１０１の出力軸１０１ａに連結したウォーム軸１０３と、ウォーム軸１０３のウォーム１０３ａに噛み合うホイール７６ａとからなる。ホイール７６ａは可動ハウジング７６の外周面の一部に形成した歯である。
【００４０】
固定ハウジング７４は、入力軸７７の変位量を検出する変位センサ１０４を取付けたものである。詳しくは、変位センサ１０４は、可動ハウジング７６の外周面に形成したカム面７６ｂの変化量を検出することにより、入力軸７７の軸心Ａの変位量を間接的に検出するものであり、カム面７６ｂに接した先端部１０４ａが進退するポテンショメータからなる。
図中、１０５は中空偏心スリーブ、１０６は軸受、１０７はニードルベアリング、１０８はナットである。
【００４１】
図１０は本発明に係るウォームギヤ機構、可動ハウジング及び入力軸の関係説明図である。
ウォーム１０３ａは、車速に応じて舵角比制御用電動機１０１（図９参照）で回転されるものである。ウォーム１０３ａが正・逆転すると、可動ハウジング７６は回転角θの範囲で正・逆転する。可動ハウジング７６の回転中心Ｏと入力軸７７の回転中心Ａとは、偏心している。このため、可動ハウジング７６の回転角θに対応して、入力軸７７の回転中心ＡはＡ1〜Ａ2の範囲で変化する。例えば、（１）高速域の車速では角度Ａ1の位置に変位し、（２）低速域の車速では角度Ａ2の位置に変位する。
なお、回転中心Ａの変位軌跡は、正確には回転中心Ｏを中心とした円弧である。しかし、回転中心Ａの径方向の変位量Ｚは、無視できる程度である。従って、以下の説明においては、回転中心Ａの変位軌跡が、この図の左右方向の直線である（回転中心Ａの径方向の変位量Ｚ＝０）として、説明する。
【００４２】
図１１は本発明に係る入力軸、カップリング及び出力軸の関係説明図であり、入力軸７７にカップリング７８を軸直角方向への相対移動可能に連結したことを示す。
入力軸７７の回転中心Ａが角度Ａ1の位置にあるとき、入力軸７７の回転中心（軸心）Ａと、出力軸７９の回転中心（軸心）Ｂと、連結軸８４の作用点（軸心）Ｃとは、平面視で前記相対移動方向に一直線上に配列したものである。回転中心Ａは、回転中心Ｂと作用点Ｃの間に配列したものである。
【００４３】
入力軸７７が回転すると、カップリング７８のボール８２…の作用により、連結軸８４は出力軸７９の軸心回りを旋回する。すなわち、連結軸８４は出力軸７９の軸線を中心として公転する。この結果、入力軸７７の回転力によって、出力軸７９は回転する。
ところで、回転中心Ａから回転中心Ｂまでの距離をｘ（偏位量ｘ）とし、回転中心Ｂから作用点Ｃまでの距離をｙ（偏位量ｙ）とする。回転中心ＡはＡ1〜Ａ2の範囲で変化するものであり、これに対して、回転中心Ｂは固定位置である。
以下、偏位量ｘの変化に伴う舵角比の変化について、図１２及び図１３に基づき説明する。
【００４４】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理説明図であり、高速域の車速における舵角比の変化を模式的に示す。
図１２（ａ）は上記図１１の構成を模式的に表したものであり、この（ａ）に示すように、高速域では回転中心Ａが角度Ａ1の位置にある。このとき、出力軸の回転中心Ｂと、入力軸の回転中心Ａと、係合軸の作用点Ｃとは、図左から右へこの順に一直線上に配列しており、この状態を模式的平面図として表したものが、図１２（ｂ）である。すなわち、図１１におけるＡ，Ｂ，Ｃの並びが図１２（ｂ）のＡ，Ｂ，Ｃ（Ｃ0）の並びに相当する。
【００４５】
なお、作用点Ｃは、回転中心Ｂを中心として旋回するものであるため、右の点Ｃと左の点Ｃとで区別がつきにくい。そこで、角度０゜又は角度１８０゜を添字としたＣ0，Ｃ180を付記することで、明瞭化した。作用点Ｃが、Ｃ0を起点として図時計回り（矢印方向）に旋回することで、以下の説明を行う。
【００４６】
図１２（ｂ）において、入力軸の回転角をαとし、出力軸の回転角をβとすると、次の関係式が導かれる。
ｙ・ｓｉｎβ＝（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ）ｔａｎα               ……(1)
であるから、入力軸の回転角αは
α＝ｔａｎ-1（（ｙ・ｓｉｎβ）／（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ））   ……(2)
で表される。
【００４７】
従って、作用点Ｃが点Ｃ0から点Ｃｘへ変位したときに、出力軸の回転角はβであり、このときの入力軸の回転角はαである。また、係合軸の作用点が点Ｃ0から点Ｃｙへ変位したときに、出力軸の回転角はβ１であり、このときの入力軸の回転角はα１である。回転中心Ｂと作用点Ｃとの間に回転中心Ａがあるので、回転角βは回転角αよりも小さく、回転角β１は回転角α１よりも小さい（β＜α、β１＜α１）。
【００４８】
一方、低速域では回転中心Ａが角度Ａ2の位置にあるので、回転中心Ａと回転中心Ｂとは一致する。従って、偏位量ｘは０（ｘ＝０）である。この結果、入力軸の回転角αと出力軸の回転角βは同一であり、入力軸の回転角α１と出力軸の回転角β１は同一である（α＝β、α１＝β１）。
【００４９】
図１３は本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特性線図である。
この図は、横軸を入力軸７７の回転角（入力側回転角）αとし、右の縦軸を出力軸７９の回転角βとし、左の縦軸をラック７５ａのストロークとして表したものであって、線ｘ0，ｘ1に基づき、入力軸の回転角αに対する、出力軸の回転角βの割合並びにラック７５ａのストロークの割合を示す。
なお、ここでは操舵角増減機構３０を設けない場合について、先に説明する。
▲１▼線ｘ0は、偏位量ｘを０にした場合（低速域）の舵角比特性を示す。
▲２▼線ｘ1は、偏位量ｘを変化させた場合（高速域）の舵角比特性を示す。
図から明らかなように、偏位量ｘを０にすれば線ｘ0のように、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの割合、すなわち、ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合（舵角比）は等しい。また、偏位量ｘを連続的に変化させることにより、舵角比を連続的に変化させることができる。従って、偏位量ｘを車速に応じて制御すれば、舵角比特性を最適条件に変化させることができる。
【００５０】
ところで、線ｘ1は、入力軸の回転角αが１８０°の場合に出力軸の回転角βが１８０°となる特性に設定されている。このような特性は、図８の可変舵角比操舵機構７０における各部材（入力軸７７、連結軸８４、出力軸７９）の位置関係により決定される。そして、従来は操舵角増減機構３０がないので、ステアリングハンドル２の操舵角と入力軸の回転角αとが、同一であった。例えば、操舵角が０°のときに、入力軸の回転角αも０°である。また、操舵角が最大角（例えば、１８０°）のときに、入力軸の回転角αも１８０°である。このため、可変舵角比操舵機構７０は、入力軸の回転角αの全範囲（０°〜１８０°）にわたり、特定の舵角比特性にて舵角比を変える。
【００５１】
さらには、線ｘ1は、図右肩上がりの直線である線ｘ0よりも下方に湾曲した曲線であり、この曲線は、入力軸の回転角αが概ね９０°以下において勾配が緩く、９０°を越えると勾配がきつい曲線である。しかも、フル操舵の状態（図１の操向車輪３，３が最大操舵角の状態）では、回転角βは車速と無関係に一定である。線ｘ1が非線形なので、入力軸の回転角αが小さいときと大きいときとでは、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの割合、すなわち、舵角比は一定ではない。
【００５２】
本発明は、このような舵角比特性を適宜変更し、操舵感覚を任意に変えるようにしたことを特徴とする。
図１を参照しつつ説明すると、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇ＝１、すなわち、ステアリングハンドル２の操舵角に対して、可変舵角比操舵機構７０における入力軸７７の入力角の割合が１であれば、ステアリングハンドル２の操舵角と、入力軸７７の入力角（回転角）αとは、一致する。従って、線ｘ0，ｘ1の舵角比特性に基づき、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたって、操向車輪３，３を操舵することができる。
【００５３】
また、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇ＝１／６、すなわち、ステアリングハンドル２の操舵角に対して入力軸７７の入力角の割合が１／６に減少すると、ステアリングハンドル２の最大操舵角が５４０°の場合に、入力軸７７の回転角αは各９０°（減少角）となる。また、操舵角が０°のときに、入力軸７７の回転角αは０°である。
入力軸７７の回転角αが９０°以下であれば、線ｘ0，ｘ1は車速に応じた勾配を有するほぼ直線（実線にて示す線ｘ10，ｘ11）である。
このような実線ｘ10から実線ｘ11までの直線的な特性を有する範囲だけを使用した舵角比特性なので、高速域の車速においては、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたって、緩い勾配特性で操向車輪３，３を操舵することができる。また、低速域の車速においては、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたって、きつい勾配特性で操向車輪３，３を操舵することができる。
【００５４】
換言すれば、入力軸７７の回転角αが小さければ、ステアリングハンドル２を全操舵範囲で操舵しても、可変舵角比操舵機構７０における非線形の舵角比特性のうち、一部の狭い範囲だけを使用することになる。一部の範囲だけであれば、非線形であっても比例特性に近似した舵角比特性で操舵することができる。
従って、ステアリングハンドル２の操舵角に対するラック７５ａのストローク特性、すなわち、操向車輪３，３の操舵角特性は、車速に応じたほぼ比例的な特性であり、車両の操縦性能を一層高めることができる。
また、操舵角を操舵角増減機構３０で減少させたときには、可変舵角比操舵機構７０は、入力軸７７の回転角αの全範囲のうち、一部の狭い範囲（０°〜減少角）で、特定の舵角比特性にて舵角比を変える。すなわち、舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角比を変える。
【００５５】
このように、ステアリングハンドル２の操舵角を操舵角増減機構３０で増減させて、可変舵角比操舵機構７０に伝達することにより、ステアリングハンドル２の操舵角に対して、舵角比特性のうち、どの範囲を使用するかを選択することができる。
従って、ステアリングハンドル２の操舵角に対する操向車輪３，３の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構７０だけでなく、操舵角増減機構３０によっても設定することができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は高まる。そして、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇを比率変更手段７０で適宜変更することにより、操舵感覚（操舵フィーリング）を任意に変えることができる。
【００５６】
図１４は本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角比特性線図であり、横軸をステアリングハンドル２の操舵角とし、縦軸をラック７５ａのストロークとして表したものである。
この図は上記図１３に対応した図であり、ステアリングハンドル２を右回転させた場合に図右半分の舵角比特性を有し、ステアリングハンドル２を左回転させた場合に図左半分の舵角比特性を有することを示す。
【００５７】
図１５は本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第１変形例）の断面図である。
第１変形例は、比率変更手段５０の切換えレバー機構６０を、電動式切換え機構１１０に代えたことを特徴とする。比率変更手段５０の他の構成及び操舵角増減機構３０の構成は、上記図３に示す構成と同一であり、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
図１６（ａ），（ｂ）は本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の電動式切換え機構の説明図である。
電動式切換え機構１１０は、切換え用電動機１１１と、切換え用電動機１１１の出力軸１１１ａに連結したウォーム軸１１２と、ウォーム軸１１２のウォーム１１２ａに噛み合うホイール１１３と、ホイール１１３をスイング可能に支承する上記支軸６１と、ホイール１１３の長孔１１３ａに嵌合するための上記切換えピン６３とからなる。
【００５９】
切換え用電動機１１１は、ホイール１１３を（ａ）の左スイング位置Ｓｌと（ｂ）の右スイング位置Ｓｒの範囲でスイングさせる電動機である。左スイング位置Ｓｌは、図１５の上クラッチ５１を噛み合わせる位置であり、右スイング位置Ｓｒは、下クラッチ５２を噛み合わせる位置である。
ホイール１１３は側面視扇形状のギヤ（セクタギヤ）である。ホイール１１３の長孔１１３ａは上記図４に示す長孔６２ａと同一構成であり、切換えピン６３を寸法Ｈだけ上下に移動させることができる。
【００６０】
第１設定完了検出手段６６Ｌは、左スイング位置Ｓｌでホイール１１３の左端１１３ｂに接して、上クラッチ５１の噛合せ設定完了を検出し、「上クラッチ噛合い信号」を発する。第２設定完了検出手段６６Ｒは、右スイングＳｒ位置でホイール１１３の左端１１３ｃに接して、下クラッチ５２の噛合せ設定完了を検出し、「下クラッチ噛合い信号」を発する。
図中、１１４はケース、１１５，１１６は軸受である。
【００６１】
図１７は本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の回路図である。
第１変形例の主制御部８は、上記車速センサ７の車速信号、第１設定完了検出手段６６Ｌの上クラッチ噛合い信号、第２設定完了検出手段６６Ｒの下クラッチ噛合い信号、故障検出部１２１の故障信号、クラッチ切換スイッチ機構１２２のスイッチ信号に基づいて、切換え用電動機１１１、スイッチ操作可否表示部１２３、クラッチ噛合い表示部１２４を制御する機能を有する。
この主制御部８は、例えばマイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等からなる。
【００６２】
故障検出部１２１は、車両用ステアリング装置１（操舵トルクセンサ１０、可変舵角比操舵機構７０等）の故障を検出して故障信号を発するものである。
クラッチ切換スイッチ機構１２２は、クラッチ上げスイッチ信号を発するクラッチ上げスイッチ１２２ａと、クラッチ下げスイッチ信号を発するクラッチ下げスイッチ１２２ｂと、クラッチ上げスイッチ１２２ａとクラッチ下げスイッチ１２２ｂとを切換えるべく、２方向（上下又は左右）に倒し操作するレバー１２２ｃとからなる手動スイッチ機構である。この手動スイッチ機構は、例えば、レバー１２２ｃが倒し操作した向きを維持する形式のトグルスイッチである。
スイッチ操作可否表示部１２３は、主制御部８の表示信号に基づき、クラッチ切換えスイッチ機構１２２の操作が可能であるか否かについて、表示するものである。クラッチ噛合い表示部１２４は、主制御部８の表示信号に基づき、上・下クラッチ５１，５２の噛み合い状態について、表示するものである。
【００６３】
図１８は本発明に係る主制御部の制御フローチャートであり、図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。以下、図１７を参照しつつ説明する。
ＳＴ０１；初期設定をする。（フラグＳ＝０及びＴ＝０と設定する。）
ＳＴ０２；各種データを読み込む。（車速センサ７の車速信号、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒの上・下クラッチ噛合い信号、故障検出部１２１の故障信号、クラッチ上げ・下げスイッチ１２２ａ，１２２ｂのクラッチ上げ・下げスイッチ信号の読み込み。）
ＳＴ０３；所定車速以下（例えば、５ｋｍ／Ｈｒ以下）の低速であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ０４」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０５」に進む。ＹＥＳなら低速走行中又は停車中であり、上・下クラッチ５１，５２を切換えても、操舵感覚が急激に変わることはない。
ＳＴ０４；フラグＳ＝０と設定して「ＳＴ０６」に進む。
ＳＴ０５；フラグＳ＝１と設定して「ＳＴ１０」に進む。
【００６４】
ＳＴ０６；故障検出部１２１から故障信号がなかったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ０７」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０８」に進む。
ＳＴ０７；フラグＴ＝０と設定して「ＳＴ０９」に進む。
ＳＴ０８；フラグＴ＝１と設定して「ＳＴ１０」に進む。
ＳＴ０９；スイッチ操作可否表示部１２３に「クラッチ切換えスイッチ機構１２２の操作が可能である」ことを表示させて、「ＳＴ１１」に進む。
ＳＴ１０；スイッチ操作可否表示部１２３に「クラッチ切換えスイッチ機構１２２の操作が不可である」ことを表示させて、「ＳＴ１１」に進む。
【００６５】
ＳＴ１１；第１設定完了検出手段６６Ｌから上クラッチ噛合い信号があったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１２」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１８」に進む。
ＳＴ１２；切換え用電動機１１１を停止させて、「ＳＴ１３」に進む。すなわち、上クラッチ５１の噛合い作動を停止させる。
ＳＴ１３；クラッチ噛合い表示部１２４に「上クラッチ５１が噛み合い状態にある」ことを表示させて、「ＳＴ１４」に進む。
【００６６】
ＳＴ１４；フラグＳ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１５」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ１５；フラグＴ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１６」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１７」に進む。
ＳＴ１６；クラッチ下げスイッチ１２２ｂがＯＮであるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１７」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ１７；切換え用電動機１１１を逆転させて、「ＳＴ０２」にリターンする。すなわち、下クラッチ５２の噛合い作動をさせる。
【００６７】
ＳＴ１８；第２設定完了検出手段６６Ｒから下クラッチ噛合い信号があったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１９」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ２５」に進む。
ＳＴ１９；切換え用電動機１１１を停止させて、「ＳＴ２０」に進む。すなわち、下クラッチ５２の噛合い作動を停止させる。
ＳＴ２０；クラッチ噛合い表示部１２４に「下クラッチ５２が噛み合い状態にある」ことを表示させて、「ＳＴ２１」に進む。
ＳＴ２１；フラグＳ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２２」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ２２；フラグＴ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２３」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ２３；クラッチ上げスイッチ１２２ａがＯＮであるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２４」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」にリターンする。
ＳＴ２４；切換え用電動機１１１を正転させて、「ＳＴ０２」にリターンする。すなわち、上クラッチ５１の噛合い作動をさせる。
ＳＴ２５；クラッチ噛合い表示部１２４に、「上クラッチ５１と下クラッチ５２とを切換え中である」ことを表示させて、「ＳＴ０２」にリターンするる。
【００６８】
ステップＳＴ０３〜ＳＴ０５，ＳＴ１４並びにＳＴ２１の集合は、所定車速以下のときに、操舵角増減機構３０（図１５参照）の増減比率を変更可能とするための、変更可否判断手段をなす。
ステップＳＴ０６〜ＳＴ０８，ＳＴ１５並びにＳＴ２２の集合は、故障検出部１２１から故障信号を受けたときに、正常時よりも、入力軸３１の回転角に対する出力軸３７の回転角の割合（増減比率Ｇ）を低減させる、いわゆる、ステアリングハンドル２の操舵角を低減させるための故障時操舵角低減手段をなす。
【００６９】
以上の説明から明らかなように、主制御部８の制御フローチャートに基づき、下記（１），（２）の制御をなすことができる。
（１）所定車速以下において、車両用ステアリング装置１が故障せず、上クラッチ５１又は下クラッチ５２が噛み合っているときには、レバー１２２ｃにてクラッチ上げ・下げスイッチ１２２ａ，１２２ｂを切換えて、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇを変更することができる。
（２）所定車速以下において、車両用ステアリング装置１が故障したときには、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇを、正常時よりも低減させることができる。
【００７０】
上述のように、比率変更手段５０は、故障信号を受けたときに、正常時よりも操舵角増減機構７０の増減比率Ｇを低減させる。増減比率Ｇが低減すれば、図１及び図１３に示すように、可変舵角比操舵機構７０は入力軸７７の回転角αの全範囲のうち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲（０°〜減少角）だけで、舵角比を変えることになる。すなわち、舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角比を変える。ステアリングハンドル２を最大操舵角で操舵しても、舵角比が小さいので、操舵トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ステアリングハンドル２の操縦性が良く、ハンドル２を切り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらには、正常時よりも増減比率Ｇが低減するので、操舵感覚が変わり、運転者は故障したことを認識可能である。
【００７１】
図１９は本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第２変形例）の断面図である。
第２変形例は、操舵角増減機構３０が、増減比率を無段階に設定する無段変速機であることを特徴とする。主制御部８の構成、比率変更手段５０の構成及び操舵角増減機構３０の他の構成は、上記図１５〜図１８に示す第１変形例の構成と同一であり、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
具体的には、操舵角増減機構３０は、入力軸３１と、第１小ギヤ３２と、第１小ギヤ３２と噛み合う第１大ギヤ１３３と、第１大ギヤ１３３をセレーション結合した中間軸１３４と、中間軸１３４に相対回転可能に嵌合した第２小ギヤ１３５と、第２小ギヤ１３５と噛み合う第２大ギヤ３６と、出力軸３７と、ギヤケース３８とからなり、さらに、第２小ギヤ１３５の回転数を無段変速するための遊星歯車機構１４０を備えたものである。
第１大ギヤ１３３は第１大ギヤ３３よりも大径であり、第２小ギヤ１３５は第２小ギヤ３５よりも大径である。
【００７３】
遊星歯車機構１４０は、無段変速機構としての機能を有し、中間軸１３４並びに第２小ギヤ１３５に組合せたものである。詳しくは、遊星歯車機構１４０は、中間軸１３４にセレーション結合したサンギヤ１４１と、中間軸１３４に相対回転可能に嵌合した円盤状のキャリヤ１４２と、キャリヤ１４２に回転可能に取付けサンギヤ１４１の廻りに配列した複数の遊星ギヤ１４３…と、これらの遊星ギヤ１４３…に噛み合うべく第２小ギヤ１３５に設けた内歯状のリングギヤ１４４とからなる。従って、第２小ギヤ１３５は遊星歯車機構１４０を介して中間軸１３４に連結することになる。
キャリヤ１４２は、ウォーム１４５とホイール１４６とからなるウォームギヤ機構１４７を介して、変速用電動機１４８で駆動されるものである。ホイール１４６は、キャリヤ１４２の上端部に一体に形成したギヤである。
図中、１５１，１５１は軸受、１５２はスラストベアリング、１５３は止め輪、１５４…は支軸である。
【００７４】
図２０は本発明に係る遊星歯車機構の駆動部分の模式図（第２変形例）であり、変速用電動機１４８が主制御部８にて駆動制御されることを示す。
主制御部８は、上記第１変形例の機能の他に、操舵速度検出部１４９からステアリングハンドルの操舵速度信号を受けて、変速用電動機１４８を所定の回転数で正逆転させる機能を有する。
【００７５】
図２１は図１９の２１−２１線断面図であり、第２変形例の遊星歯車機構１４０の平面断面構造並びに第２小ギヤ１３５と第２大ギヤ３６との噛み合わせ構造を示す。
【００７６】
次に、第２変形例の作用を図１９及び図２２に基づき説明する。
図２２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第２変形例の遊星歯車機構の作用説明図である。
（ａ）は、キャリヤ１４２が停止した場合を示す。遊星ギヤ１４３…が公転しないので、リングギヤ１４４は基本回転数で回転する。
（ｂ）は、キャリヤ１４２がサンギヤ１４１と同方向に回転した場合を示す。遊星ギヤ１４３…がサンギヤ１４１と同方向に公転するので、リングギヤ１４４の回転数は、（ａ）よりも減少する。
（ｃ）は、キャリヤ１４２がサンギヤ１４１と逆方向に回転した場合を示す。遊星ギヤ１４３…がサンギヤ１４１と逆方向に公転するので、リングギヤ１４４の回転数は、（ａ）よりも増大する。
【００７７】
操舵速度が小であれば、（ｂ）のモードによって、リングギヤ１４４を低速回転させる。すなわち、増減比率Ｇを低減させる。一方、操舵速度が大であれば、（ｃ）のモードによって、リングギヤ１４４を高速回転させる。すなわち、増減比率Ｇを増大させる。このように、操舵速度に応じて遊星歯車機構１４０を無段変速させることによって、増減比率Ｇを無段階に変えることができる。
例えば、万一、舵角比制御用電動機１０１（図９参照）が何等かの原因で停止し、作動しなくなった場合であっても、図１９に示す無段変速機からなる操舵角増減機構３０を、遊星歯車機構１４０で切換えることによって、増減比率を所定の設定に変えることができる。従って、切換え後のギヤレシオの設定自由度が向上する。
【００７８】
なお、上記本発明の実施の形態及び変形例において、（１）操舵角増減機構３０は、ステアリングハンドル２の操舵角を増減させるように、次の３つの増減比率Ｇを任意に組合せたものであればよい。但し、Ｄは任意の倍率である。
▲１▼増減比率Ｇ＝１（入力軸３１と出力軸３７とが等速）。
▲２▼増減比率Ｇ＝１／Ｄ（入力軸３１に対して出力軸３７が減速）。
▲３▼増減比率Ｇ＝Ｄ（入力軸３１に対して出力軸３７が増速）。
従って、操舵角増減機構３０は、例えば、ウォームギヤ機構、ベベルギヤ機構等の機械的な減速機構としたり、電機的制御形式の機構であってもよい。さらには、操舵角増減機構３０は、２段減速機構や無段変速機に限定するものではなく、例えば、３段減速機構であってもよい。
【００７９】
（２）操舵角低減機構３０は操舵トルクセンサ１０を備えたものに限定されない。
（３）上・下クラッチ５１，５２は「つめクラッチ」の他に、摩擦クラッチ（円すいクラッチ等）や電磁クラッチであってもよい。
（４）第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、ギヤケース３８の内部に収納するものであってもよい。
（５）第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、リミットスイッチに限定するものではなく、例えば、非接触スイッチであってもよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させた。ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定することができる。そして、操舵角増減機構の増減比率を、比率変更手段で変更させるようにしたので、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、増減比率を比率変更手段で適宜変更することにより、操舵感覚を任意に変えることができる。従って、ステアリングハンドルの操縦性は、より一層高まる。
【００８１】
請求項２は、比率変更手段が、操舵角増減機構の増減比率を手動操作にて変更する形式なので、動力で変更する形式に比べて、比率変更手段を簡単な構成にすることができる。
【００８２】
請求項３は、比率変更手段に、エンジン作動信号を受けたときに手動操作を規制する規制手段を備えたので、エンジン作動中には増減比率を変更できない。従って、エンジン作動中には、規制手段にて操舵角増減機構の増減比率が一定のままとなり、この結果、走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。
【００８３】
請求項４は、所定車速以下のときに、比率変更手段によって増減比率を変更させるようにしたので、極めて低速走行時又は停車時にのみ、増減比率を変えることができる。従って、高速走行中に舵角比特性が変化して操舵感覚が急激に変わるのを、防止することができる。
【００８４】
請求項５は、ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減機構を介在させ、ステアリングハンドルと操舵角増減機構との間に、操舵トルクセンサを介在させた。ステアリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定することができる。そして、操舵角増減機構の増減比率を、比率変更手段で変更させるようにしたので、車両の運転状況や運転者の好みに応じて、増減比率を比率変更手段で適宜変更することにより、操舵感覚を任意に変えることができる。従って、ステアリングハンドルの操縦性は、より一層高まる。
さらに、請求項５は、比率変更手段が、車両が所定の低速走行中又は停車中であるときに、車両用ステアリング装置が故障した際の故障信号を受けたときには、正常時よりも操舵角増減機構の増減比率を低減させることによって、可変舵角比操舵機構の舵角比特性のうち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲だけで、舵角比を変えることができる。舵角比が小さいので、ステアリングハンドルを最大操舵角で操舵しても、操舵トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ステアリングハンドルの操縦性が良く、ハンドルを切り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらには、車両用ステアリング装置が故障したときに、正常時よりも増減比率が低減することによって、故障したことを運転者に認識させることができる。
【００８５】
請求項６は、比率変更手段に、増減比率の設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段を備えたので、増減比率の設定が完了したときに、設定完了検出手段から検出信号を発し、この信号に基づいて、エンジンの再始動を可能にさせることができる。この結果、増減比率の変更中には、エンジンを再始動することができない。従って、設定が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で操縦することができる。しかも、比率変更手段に設定完了検出手段を、集約して組付けることができる。
【００８６】
請求項７は、操舵角増減機構が無段変速機からなるので、増減比率を無段階に自由に設定することができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は一層高まる。
特に、万一、可変舵角比操舵機構の舵角比制御用電動機が何等かの原因で停止し、作動しなくなった場合であっても、無段変速機からなる操舵角増減機構を切換えることによって、増減比率を所定の設定に変えることができる。従って、切換え後のギヤレシオの設定自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図
【図２】本発明に係る操舵トルクセンサ付き操舵角増減機構の上半部の断面図
【図３】本発明に係る操舵角増減機構の下半部の断面図
【図４】本発明に係る切換えレバー機構の説明図
【図５】本発明に係る節度機構の断面図
【図６】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段の作用説明図
【図７】本発明に係る可変舵角比操舵機構の全体構成図
【図８】図７の８−８線断面図
【図９】図８の９−９線断面図
【図１０】本発明に係るウォームギヤ機構、可動ハウジング及び入力軸の関係説明図
【図１１】図１１は本発明に係る入力軸、カップリング及び出力軸の関係説明図
【図１２】本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理説明図
【図１３】本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特性線図
【図１４】本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角比特性線図
【図１５】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第１変形例）の断面図
【図１６】本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の電動式切換え機構の説明図
【図１７】本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の回路図
【図１８】本発明に係る主制御部の制御フローチャート
【図１９】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手段（第２変形例）の断面図
【図２０】本発明に係る遊星歯車機構の駆動部分の模式図（第２変形例）
【図２１】図１９の２１−２１線断面図
【図２２】本発明に係る第２変形例の遊星歯車機構の作用説明図
【符号の説明】
１…車両用ステアリング装置、２…ステアリングハンドル、３…操向車輪、４…ステアリング系、５…ステアリングシャフト、７…車速センサ、８…制御手段、３０…操舵角増減機構、５０…比率変更手段、６０…切換えレバー機構、６２…切換えレバー、６６Ｌ，６６Ｒ…設定完了検出手段（第１・第２設定完了検出手段）、６７…エンジン制御部、６８Ｌ，６８Ｒ…規制手段（第１・第２規制手段）、７０…可変舵角比操舵機構、１１０…電動式切換え機構、１２１…故障検出部、１４０…無段変速機構としての遊星歯車機構１４０。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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