JPH0678069B2 - ステアリング制御器 - Google Patents

ステアリング制御器

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JPH0678069B2
JPH0678069B2 JP23327985A JP23327985A JPH0678069B2 JP H0678069 B2 JPH0678069 B2 JP H0678069B2 JP 23327985 A JP23327985 A JP 23327985A JP 23327985 A JP23327985 A JP 23327985A JP H0678069 B2 JPH0678069 B2 JP H0678069B2
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steering
wheels
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electric motors
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宜茂 大山
藤枝  護
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1518Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1545Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electrical assistance

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、自動車のステアリング制御器に係り、特に、
四輪車に使用するに好適な電動式のステアリング制御器
に関する。
〔従来技術〕
従来のステアリング制御器としては、特開昭58−209655
号に開示されている電気油圧式及び電動式のものがある
が、前者はエネルギー消費が多く、後者は操舵力が不足
するという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電動式であつて、電動モータと車輪の
間に差動機を配置することにより、エネルギー消費が少
なくかつ操舵力の大きいステアリング制御器を提供する
にある。
〔発明の概要〕
本発明は、複数個の電動モータと車輪との間に設けた差
動機の動作状態を自動車の運転状態に応じて切換える構
成とし、操舵の速応性を要するときには複数電動モータ
の速度を加算して車輪を駆動し、操舵力を要するときに
は複数電動モータのトルクを加算して車輪を駆動するこ
とを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面によつて本発明を詳細に説明する。第1図は
本発明の一実施例を示すもので、車輪1,2は、タイロツ
ド5によつて動かされる。一方、車輪3,4はタイロツド
6によつて動かされる。タイロツド5,6にはそれぞれラ
ツク7,8が固定されており、ラツク7,8にはそれぞれピニ
オン9,10が接続されている。
一方、電動モータ11,12の動きは、差動機13,軸14を介し
てピニオン9に伝達される。また、電動モータ15,19の
動きは、差動機17,軸18を介してピニオン10に伝達され
る。このような構成で、電動モータ11,12,15,16を動か
すことによつて、車輪1,2,3,4の横すべり角αを制御す
ることができる。ハンドル19に作用する操作トルクの信
号はトルクセンサ20で検出され、制御回路21へ入力さ
れ、この信号を基に電動モータ11,12,15,16は制御され
る。ハンドル19には復元ばね22が取付けられており、ハ
ンドル19から手をはなすと、ハンドル19は零位置に戻
る。
差動機17の構成を第2図に示す。電動モータ11の動き
は、歯車171,172,173,174を介して軸18に伝えられる。
一方、電動モータ12の動きは、歯車175,172,173,174を
介して軸18に伝えられる。ロツク装置176は電磁式で、
その装置への電流が零のときは、ばねによつて部材178
が軸177と接触し、軸177を固定する。このときは電動モ
ータ12,11が連結され、両者のトルクの和が軸18に出力
される。一方、ロツク装置176の電流を増加ささえると
部材178が軸177から離れロツクが解除される。このとき
はモータ11,12のトルクが一致し、両者の回転速度の和
で軸18が回動される。したがつて、公知の車速センサ23
の信号を制御回路21に入力し、車速が零のときはロツク
装置176で軸177を固定し、モータ,モータ12を連結し、
軸18のトルクを増大させる。このとき、軸18の速度はお
そいが、トルクが大きく、すえ切りが可能になる。差動
機13の方の動作も、差動機17と同じである。
ハンドル19の操作用に対して、すべり角αが定まる。こ
のすべり角αと車輪の復元トルクとは第3図のような関
係にある。そこでハンドル操作によりすべり角αの目標
値が定まり、それがあまり大きい値でないときは、すべ
り角センサ24の信号が制御回路21に入力され、上記目標
値になるまでモータ11,12,15,16が動かされる。このと
きは速応性が要求されるので、ロツク装置176を解放
し、モータ11,12の速度の和を軸14に出力し、モータ15,
16の速度の和を軸18に出力し、タイロツド5,タイロツド
6をすばやく動かす。すべり角αが大きくなると、第3
図に示したように車輪の復元トルクが増大する。従つて
このときは車輪1,2,3,4を大きな復元トルクに坑して動
かす必要があるのでロツク装置176を徐々に差動させて
軸14,18のトルクを増す。このときは、モータの速度は
高くなつているので、速応性の低下は少ない。
このように本実施例ではステアリング操作の、運転状態
に応じた速応性及び操舵力を実現しているが、ステアリ
ング操作系に於ては、一般に車速が大きくなるほど、ハ
ンドル19の操作力が重くなるのが望ましい。また、車輪
の回動をじやまする障害物の存在をハンドル19にもどす
必要がある。すなわち、タイロツド5,6に作用する力を
ハンドル19に作用させる必要があるが、これは単にタイ
ロツド5,6とハンドル19を機械的に連結することによつ
て容易に実施可能である。しかし第4図に示したごと
く、線型ソレノイド25のコイル25の電流を制御し、ハン
ドル19の操作力を制御することもできる。即ち、コイル
251の電流Iとハンドル19の操作力Fとの間に、例えば
第5図のような特性をもたせておき、このコイル251の
電流Iをモータ11,12,15,16の電流に応じて制御する。
そうすると車速が増加したときあるいは何かの障害物で
車輪の回転が妨害されているときはモータ電流が増大す
るから、これによりコイル251の電流Iを増大させてハ
ンドル19を重くする。また車輪がスリツプしたときは逆
にモータ電流が減少するからハンドル19も軽くなり、こ
れによつて運転車に危険を知らせることができる。
第6図は本発明の他の実施例を示すもので、第1図の実
施例にハンドル19の操作角を検出するポテンシヨメータ
191,軸14のトルクを検出するトルクセンサ141が取り付
けられている。また、公知の車重センサ27の信号が、制
御回路21に入力される。但し車輪3,4とその関連部分も
同じ構成であり、図示は省略した。また制御回路2の出
力によりエンジン4001の絞り弁4002が制御される。
第7図は制御回路21出力vによつてモータ11(他のモー
タ12,15,16も同じ)を駆動する駆動回路の詳細を示した
もので、電源2001,2002からモータ11へ流れる電流が、
トランジスタ2003,2004のベースに印加されるところ
の、制御回路21からの電圧vにより制御される。即ちv
>0のときはトランジスタ2003がオンとなり、モータ電
流IM>0(正転)の大きさがvの大きさで制御され、v
>0のときはトランジスタ2004がオンとなり、モータ電
流IM<0(逆転)の大きさがvの大きさで制御される。
このような駆動回路はモータ11の近くに設けられるが、
一方制御回路21の大部分は一個所にまとめてモータ77と
は離れたところに配置されるので、端子2005と制御回路
21は離れている。この間を電線で接続すると電磁ノイズ
の影響を受けて誤動作しやすい。これを回避するため、
第8図に示したごとく、制御回路21と、モータ11の駆動
回路2006を光フアイバー2009で接続する。制御回路21の
電気信号は光電変換器2007で光信号に変換され、フアイ
バ2009で伝送され、光電変換器2008で電気信号に戻さ
れ、駆動回路2006を制御する。更に駆動回路2006をシー
ルド部材2010内に格納すれば、電磁ノイズの影響を受け
ないようにできる。
第9図は絞り弁4002の制御系の詳細を示すもので、制御
回路21から絞り弁の開閉指令が与えられると、弁制御回
路4004はモータ4003を駆動して弁4002の開閉制御を行
う。
以上のような構成の第6図の実施例の動作は以下の通り
である。
車重センサ27の出力が大きいときは、すべり角対応の復
元トルクが大きくなるから、制御回路21は、このとき同
じすべり角に対してより大きな操舵トルクを発生するよ
う、モータの電流を制御する。しかし、車重が大きいと
きにすべり角に対するハンドル操作トルクは大きくする
必要はないから、ソレノイド25の電流を制御して車重変
化時にもハンドルの操作トルクは一定に維持する。
一方、タイロツド5に作用する力が、トルクセンサ141
で検出される。車輪1,2の動きが障害物によつて妨害さ
れる場合は、同じすべり角に対してトルクセンサ141の
出力信号が増大する。このときは、警報を発するか、ソ
レノイド25の電流Iを増大させ、ハンドル19の操作トル
クを増し、運転者に異常を知らせる。
これらの車輪の方向をかえる操蛇トルクの制御(モータ
電流の制御)とハンドルの操作トルク(ソレノイド電流
I)の制御に際しては第10図のような処理が行われる。
つまりまずステツプ1001でハンドル19の操蛇角θをポテ
ンシヨメータ191の出力から求める。次に、ステップ100
2で車輪のすべり角αをすべり角センサ24出力から検出
する。ステツプ1003で、α=a・θの場合は定常であ
り、すべり角αは一定に維持される。しかしα≠a・θ
のときは、何らかの原因で復元トルクが増減していて所
望のすべり角αが得られていないから、ステツプ1004で
モータ11を正転させるか、ステツプ1005でモータ11を逆
転させてすべり角を適正な値に調整する。次に、ステツ
プ1006で、トルクセンサ141によつてタイロツド5に作
用するトルクTtを測定する。ステツプ1007ではコイル25
1の電流Iを計算する。例えば、IはTtと比例すること
によつて、障害物によるトルクTtの増大時にはソレノイ
ド電流Iを増大させてハンドル操作トルクを大きくす
る。
第11図はタイヤの摩擦,路面の氷結,重心の片より等の
異常に対処するための制御回路21の処理フローであつ
て、まずステツプ3001でハンドル19の操作角θをポテン
シヨメータ191出力から検出し、さらに、ステツプ3002
でヨー角ψを検出する。ヨー角ψは、一般的な慣性ジヤ
イロで検出することができる(図示せず)。ステップ30
03で、あらかじめ制御回路21の記憶装置に記憶されてい
る、θに対するψの基準値ψを求める。ψとψの差
が大きいときは、ステップ3005で警報を発する。またこ
のときは充分なコーナリング力が得られていないので、
コーナリング力を増すため、車輪1,2に作用する荷重を
増す必要がある。これは、車を減速することによつて達
成できる。このためにステップ3006で第9図で説明した
機構により絞り弁に強制的に閉じて、車を減速させる。
ψとψの差が小さい場合は、絞り弁4002の開度をもと
に復帰し、車は加速される。なおヨー角が振動し不安定
になる場合がある。このときは操蛇角θに対するすべり
角αの変化率、すなわちゲインa小さくすることもでき
る(図示は省略)。
〔発明の効果〕
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、エ
ネルギー消費が少なくて十分な操蛇力が得られ、速応性
と安定性に優れたステアリング制御器を実現できるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のステアリング制御器の一実施例を示す
図、第2図は差動機の構成図、第3図はすべり角と復元
トルクの関係図、第4図はハンドル操作力制御器の構成
図、第5図はその動作特性説明図、第6図は本発明のス
テアリング制御器の別の実施例を示す図、第7図はモー
タ駆動回路を示す図、第8図はモータ駆動回路と制御回
路の結線図、第9図はエンジン絞り弁の制御系統図、第
10図及び第11図は第6図の実施例の動作を示すフローチ
ヤートである。 1〜4……車輪、11,12,15,16……電動モータ、13,17…
…差動機、19……ハンドル、21……制御回路、23……車
速センサ、24……すべり角センサ、27……車重センサ、
141……トルクセンサ、176……ロツク装置、191……ポ
テンシヨメータ、4002……絞り弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 119:00 137:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電動モータと、該複数の電動モータ
    と車輪の間に設置されかつ内蔵するロツク機構の状態に
    応じて上記複数の電動モータの速度和又はトルク和を出
    力して車輪のすべり角を変化さる差動機と、上記電動機
    及び差動機のロツク機構を制御する制御回路とを有した
    ことを特徴とするステアリング制御器。
  2. 【請求項2】車輪を動かすための操舵力の変化を検出
    し、該変化に応じてハンドルの操作力を制御する手段を
    具備したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ステアリング制御器。
  3. 【請求項3】車のヨー角の検出手段と、ハンドルの操作
    角に対するヨー角の基準値を記憶する手段と、上記検出
    手段によるヨー角の検出値とその基準値とを比較し、そ
    の差が所定値をこえたときには警報を出力し、またエン
    ジン出力を低下させる手段を備えたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のステアリング制御器。
JP23327985A 1985-10-21 1985-10-21 ステアリング制御器 Expired - Lifetime JPH0678069B2 (ja)

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JPS6294471A JPS6294471A (ja) 1987-04-30
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63297172A (ja) * 1987-05-29 1988-12-05 Jidosha Kiki Co Ltd 動力舵取装置の制御装置
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