JPH0939824A - Steering device - Google Patents

Steering device

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Publication number
JPH0939824A
JPH0939824A JP21547795A JP21547795A JPH0939824A JP H0939824 A JPH0939824 A JP H0939824A JP 21547795 A JP21547795 A JP 21547795A JP 21547795 A JP21547795 A JP 21547795A JP H0939824 A JPH0939824 A JP H0939824A
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JP
Japan
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steering
wheel
steering angle
angle ratio
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
JP21547795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kosho
裕之 古性
Hiroshi Mori
宏 毛利
Takuya Murakami
拓也 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH0939824A publication Critical patent/JPH0939824A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前輪操舵車および前後輪操舵車における操舵
量が大きくなるにつれてアッカーマンあるいはパラレル
特性が強まるように舵角比の関係を補正することによ
り、旋回時のタイヤすべり角の発生を抑え、操安性およ
び操作性を向上してなるステアリング装置を提供する。 【構成】 ステアリング1の回転によって作動する操舵
角センサー18及び電動モータ14の回転角度センサー
19の出力信号により、CPU(中央処理装置で、電動
モータ14への電流値を決定し、電流ドライバー20を
駆動して、操舵量の増加に応じて、内外輪舵角比を大き
く、または小さく補正するようにした。又、高速旋回時
には、前記内外輪舵角比の補正量を小さくした。
(57) [Abstract] [Purpose] By correcting the relationship of the steering angle ratio so that the Ackerman or parallel characteristics become stronger as the steering amount in the front wheel steering vehicle and the front and rear wheel steering vehicles becomes larger, the tire slip angle during turning is corrected. (EN) Provided is a steering device which suppresses occurrence and improves maneuverability and operability. A CPU (central processing unit determines a current value to the electric motor 14 based on output signals of a steering angle sensor 18 and a rotation angle sensor 19 of the electric motor 14 which are operated by the rotation of the steering wheel 1, and controls a current driver 20. By driving, the inner / outer wheel steering angle ratio is corrected to be larger or smaller according to the increase of the steering amount, and the correction amount of the inner / outer wheel steering angle ratio is made smaller at the time of high speed turning.

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、ハンドル操舵によって
定まる内外輪舵角比の関係を補正することにより、旋回
時のタイヤすべり角の発生を抑え、操安性および操作性
を向上してなるステアリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention corrects the relationship between the inner and outer wheel steering angle ratios determined by the steering of the steering wheel, thereby suppressing the occurrence of tire slip angles during turning and improving the steerability and operability. The present invention relates to a steering device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、自動車の舵取り装置において、
旋回方向に対する外輪と内輪との旋回中心を同一点に一
致させた、所謂アッカーマン・ステアリング機構では、
外輪の舵取り角より内輪の舵取り角が大きく、遠心力を
無視できる低速での旋回時にはタイヤの横すべりがな
く、スムーズに旋回できる。これに対して、外輪の舵取
り角と内輪の舵取り角との間にあまり差がないパラレル
・ステアリング機構では、高速旋回時に内外輪のスリッ
プ角の差が小さくなり、コーナリングフォースが大きく
なって、スムーズに旋回できる。
2. Description of the Related Art Generally, in a steering apparatus for an automobile,
In the so-called Ackermann steering mechanism in which the turning centers of the outer wheel and the inner wheel with respect to the turning direction coincide with each other,
The steering angle of the inner wheels is larger than the steering angle of the outer wheels, and when turning at low speeds where centrifugal force can be ignored, there is no side slip of the tires and smooth turning is possible. On the other hand, with the parallel steering mechanism, where there is not much difference between the steering angle of the outer wheels and the steering angle of the inner wheels, the difference in slip angle between the inner and outer wheels becomes smaller during high-speed turning, and the cornering force increases and smooth You can turn to.

【0003】ところで、上述したいずれのステアリング
機構であっても、ハンドルの操舵角が定まれば内外輪の
舵角が一意的に定まり、特定の条件下においてのみ、操
安性および操作性を向上させることができるものであ
り、例えば、アッカーマン・ステアリング機構では、遠
心力の大きい高速旋回を行う場合のように条件が変わる
と、内輪のスリップ角が適正値より大きくなって、タイ
ヤ摩耗が増大し、タイヤ鳴きや操安性の低下を招くこと
になる。また、パラレル・ステアリング機構では、低速
旋回時においてスリップ角が生じ、ハンドル操作性が悪
化するなどの問題点があった。
By the way, in any of the above steering mechanisms, if the steering angle of the steering wheel is determined, the steering angles of the inner and outer wheels are uniquely determined, and the steerability and operability are improved only under specific conditions. For example, in the Ackermann steering mechanism, if conditions change, such as when making a high-speed turn with large centrifugal force, the slip angle of the inner wheel becomes larger than the appropriate value, and tire wear increases. However, it will lead to squeal of tires and deterioration of steering stability. Further, in the parallel steering mechanism, there is a problem that a slip angle is generated when turning at a low speed, which deteriorates handle operability.

【0004】そこで従来は、これらの問題点を解決する
ために、例えば、特開昭62−187653号公報に開
示されているように、車両の走行状態によらず、ステア
リング装置を高速旋回時にはパラレル・ステアリングジ
オメトリーに近づけ、低速旋回時にはアッカーマン・ス
テアリングジオメトリーに近づけることにより、操安
性、操作性を向上させるようにしたステアリング装置が
提案されている。
Therefore, in order to solve these problems, for example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-187653, the steering device is parallel when turning at high speed regardless of the running state of the vehicle. -A steering device has been proposed that improves steering stability and operability by approaching the steering geometry and approaching the Ackermann steering geometry when turning at low speed.

【0005】すなわち、特開昭62−187653号公
報を含めて従来のステアリング装置では、前2輪操舵車
(2WS)の場合、図12に示すように、低速時におけ
る旋回中心E0 が後輪車軸上にあるものとして、前輪内
外輪舵角比(=内輪舵角θ/外輪舵角θ)が設計さ
れており、基本的には前輪内外輪舵角比>1であり、ス
テアリング操舵角が増加するにつれて前輪内外輪舵角比
が増加するアッカーマン・ステアリングである。したが
って、前輪内外輪舵角比とステアリング操舵角との間
に、前輪内外輪舵角比>1の関係があるとき、タイヤに
は無理なすべりが発生せず、車両はスムーズに旋回する
ことができる。
That is, in the conventional steering device including Japanese Patent Laid-Open No. 62-187653, in the case of a front two-wheel steering vehicle (2WS), as shown in FIG. 12, the turning center E0 at the low speed is the rear wheel axle. As above, the front-wheel inner-outer wheel rudder angle ratio (= inner-wheel rudder angle θ 1 / outer-wheel rudder angle θ 2 ) is designed. Basically, the front-wheel inner-outer wheel rudder angle ratio> 1 and the steering wheel steering angle Ackerman steering in which the front-to-outer wheel steering angle ratio increases with increasing. Therefore, when there is a relationship of the front wheel inner / outer wheel rudder angle ratio> 1 between the front wheel inner / outer wheel rudder angle ratio and the steering wheel steer angle, there is no excessive slippage on the tires, and the vehicle can smoothly turn. it can.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構造のステアリング装置では、前2輪操舵車のみ
を対象にして提案された装置であり、近年、低速時の小
回り操舵や高速時の操安性の向上を考慮に入れた前後輪
操舵車(4WS)のように、ステアリング操作によっ
て、前輪と同時に後輪も操舵されるものでは、前2輪だ
けを操舵することを前提にしたアッカーマン・ステアリ
ング機構で、すべての場合にタイヤすべり角をなくすこ
とは不可能になり、タイヤ摩耗や操安性が悪化する原因
になるなどの問題点があった。
However, the above-described steering device having the conventional structure is a device proposed only for a front two-wheel steering vehicle, and in recent years, a small turn steering at a low speed and a steering operation at a high speed. In the case of a front / rear wheel steering vehicle (4WS) that takes into consideration the improvement of steering performance, the steering operation is used to steer both the front wheels and the rear wheels, and it is assumed that only the front two wheels are steered. In all cases, the mechanism makes it impossible to eliminate the tire slip angle, which causes problems such as tire wear and deterioration of steering stability.

【0007】すなわち、前後輪操舵車(4WS)には、
前後輪の舵取り角が同方向となる同位相操舵型と、前後
輪の舵取り角が逆方向となる逆位相操舵型とがあり、例
えば、逆位相操舵型の4WSでは、車両の旋回中心がE
0 より前方に移動して旋回半径が小さくなり、又、同位
相操舵型では、車両の旋回中心がE0 より後方に移動し
て旋回中心が大きくなることから、前輪内外輪舵角比が
2WSに比べて大きく又は小さくなり、この前輪内外輪
舵角比の増加分は後輪操舵角によって決まるものである
が、ステアリング操舵角から後輪操舵角が決定する箇所
に動特性が存在する場合には、ステアリング操舵角と前
輪内外輪舵角比とに2WSのような1対1の関係がなく
なり、従来のステアリング装置ではすべての場合にタイ
ヤすべり角をなくすことができないものである。
That is, in the front and rear wheel steering vehicle (4WS),
There are an in-phase steering type in which the steering angles of the front and rear wheels are in the same direction, and an antiphase steering type in which the steering angles of the front and rear wheels are in the opposite directions. For example, in an antiphase steering type 4WS, the turning center of the vehicle is E.
Since the turning radius becomes smaller by moving forward than 0 and the turning center of the vehicle moves backward by E0 and the turning center becomes larger in the in-phase steering type, the front-wheel inner-outer wheel steering angle ratio becomes 2WS. The amount of increase in the front-wheel inside-outer-wheel steering angle ratio is determined by the rear-wheel steering angle, but when there is a dynamic characteristic at the location where the rear-wheel steering angle is determined from the steering steering angle, However, there is no one-to-one relationship such as 2WS between the steering angle and the front-wheel / outer-wheel steering angle ratio, and the conventional steering device cannot eliminate the tire slip angle in all cases.

【0008】また、ステアリング操舵角から後輪操舵角
が決定する箇所に動特性が存在しない場合でも、前輪内
外輪舵角比のステアリング操舵角に対する増加率は2W
Sと比較して大きく、増加曲線の形も2WSと異なるた
め、従来のステアリング装置ですべての場合にタイヤす
べり角をなくすことは非常に困難となる。又、タイヤに
偏摩耗が発生する状態では、タイヤに不要なスリップ角
がついているため、左右逆向きの横力によりハンドル操
作性が悪化するなどの問題点があった。
Further, even when there is no dynamic characteristic at the position where the steering angle of the rear wheel determines the steering angle of the rear wheel, the increase rate of the steering angle ratio of the front-wheel / outer-wheel steering angle to the steering wheel steering angle is 2 W.
Since it is larger than S and the shape of the increasing curve is different from 2WS, it is very difficult to eliminate the tire slip angle with the conventional steering device in all cases. Further, when the tire is unevenly worn, the tire has an unnecessary slip angle, so that there is a problem that the steering force is deteriorated by the lateral force in the right and left directions.

【0009】本発明は、上述した従来構造の問題点に着
目してなされたものであり、前後輪操舵車における操舵
量が大きくなるにつれてアッカーマンあるいはパラレル
特性が強まるように前輪の内外輪舵角比の関係を補正す
ることにより、旋回時のタイヤすべり角の発生を抑え、
操安性および操作性を向上してなるステアリング装置を
提供することを目的とするものである。
The present invention has been made by paying attention to the problems of the above-mentioned conventional structure, and the inner and outer wheel steering angle ratios of the front and rear wheels are adjusted so that the Ackerman or parallel characteristics become stronger as the steering amount in the front and rear wheel steering vehicle increases. By correcting the relationship of, the occurrence of tire slip angle during turning is suppressed,
An object of the present invention is to provide a steering device with improved maneuverability and operability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるステアリング装置は、請求項1におい
て、前輪を操舵する機構と、前記前輪の内外輪舵角比
(=内輪舵角/外輪舵角)を可変制御する機構および後
輪を前輪に対し逆位相又は同位相に操舵する機構を有す
る前後輪操舵車において、前記後輪の逆位相操舵量が増
加する程前記前輪の内外輪舵角比を増加させるか又は前
記後輪の同位相操舵量が増加する程前記前輪の内外輪舵
角比を減少させるように補正する内外輪舵角比制御手段
を備えて構成している。
In order to achieve the above-mentioned object, a steering device according to the present invention is characterized in that, in claim 1, a mechanism for steering front wheels and an inner / outer wheel steering angle ratio (= inner wheel steering angle / In a front and rear wheel steering vehicle having a mechanism for variably controlling the outer wheel steering angle) and a mechanism for steering the rear wheels in antiphase or in phase with respect to the front wheels, the inner and outer wheels of the front wheels are increased as the antiphase steering amount of the rear wheels increases. An inner / outer wheel steering angle ratio control means is provided for correcting the steering angle ratio so as to decrease the steering angle ratio of the front wheels as the steering angle ratio increases or the in-phase steering amount of the rear wheels increases.

【0011】又、請求項2において、前記内外輪舵角比
を補正する内外輪舵角比制御手段が、前輪の内外輪舵角
比の補正量を、車速の増加に応じて小さくするか、又
は、補正制御を停止させるように構成している。
Further, in claim 2, the inner-outer wheel steering angle ratio control means for correcting the inner-outer wheel steering angle ratio reduces the correction amount of the inner-outer wheel steering angle ratio of the front wheels in accordance with an increase in vehicle speed, Alternatively, the correction control is stopped.

【0012】[0012]

【作用】このような構成に基づいて、本発明によれば、
請求項1においては、車速が所定値以内の低速旋回時
に、前後輪操舵車における後輪逆位相操舵量が増加する
につれて旋回中心を更に前方に移動させることができる
ので、タイヤ偏摩耗防止のために前輪の内外輪舵角比
(=内輪舵角/外輪舵角)を増加させて、アッカーマン
・ステアリングジオメトリーの特性を強める。或いは、
後輪同位相操舵量が増加するにつれて旋回中心を更に後
方に移動させることができるので、タイヤ偏摩耗防止の
ために前輪の内外輪舵角比を減少させて、パラレル・ス
テアリングジオメトリーの特性を強める。
According to the present invention based on such a configuration,
According to the first aspect of the present invention, when the vehicle speed is turning at a low speed within a predetermined value, the turning center can be moved further forward as the amount of rear-wheel anti-phase steering in the front-rear wheel steering vehicle increases. In addition, the ratio of the front and rear wheel rudder angles (= inner wheel rudder angle / outer wheel rudder angle) is increased to enhance the characteristics of the Ackerman steering geometry. Alternatively,
As the rear wheel in-phase steering amount increases, the turning center can be moved further rearward, so to prevent uneven wear on the tires, the steering angle ratio of the front and inner wheels can be reduced to improve the characteristics of the parallel steering geometry. ramp up.

【0013】したがって、本発明によれば、前後輪操舵
車における後輪逆位相操舵量或いは後輪同位相操舵量の
増加に応じて内外輪舵角比(=内輪舵角/外輪舵角)が
増加或いは減少させる補正を行うことにより、旋回時の
タイヤすべり角の発生を抑え、操安性および操作性の向
上を図ることができる。
Therefore, according to the present invention, the inner / outer wheel steering angle ratio (= inner wheel steering angle / outer wheel steering angle) is increased in accordance with an increase in the rear wheel anti-phase steering amount or the rear wheel in-phase steering amount in the front and rear wheel steering vehicle. By performing the correction to increase or decrease, it is possible to suppress the occurrence of the tire slip angle at the time of turning and improve the steering stability and operability.

【0014】又、請求項2においては、車速が高くて横
Gが大きくなる高速旋回時には、タイヤに横すべり角が
常に生じた状態となるので、前記内外輪舵角比を補正す
る内外輪舵角比制御手段が、高速旋回時の内外輪舵角比
補正量を低速旋回時の内外輪舵角比の補正量より減少さ
せるか、補正制御を停止させて、高速旋回時における内
輪と外輪のコーナリングフォースを大きくして車線変更
等をスムーズに行わせる。
Further, according to the second aspect of the present invention, during high speed turning when the vehicle speed is high and the lateral G is large, a side slip angle is always generated in the tire, so that the inner / outer wheel steering angle for correcting the inner / outer wheel steering angle ratio is maintained. The ratio control means reduces the inner-outer wheel steering angle ratio correction amount during high-speed turning from the correction amount of the inner-outer wheel steering angle ratio during low-speed turning, or stops the correction control to turn the inner and outer wheels during high-speed turning. Increase the force to change lanes smoothly.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明による第1の実施例である前
輪側ステアリング装置の要部を示す概略構成図、図2は
ステアリング操舵角と旋回中心との関係を示す説明図、
図3はステアリング操舵角と内外輪舵角比との関係を示
す説明図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a front wheel side steering device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a steering angle and a turning center.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the steering angle and the steering angle ratio of the inner and outer wheels.

【0017】前後輪操舵車(4WS)には、前輪に対し
て後輪の舵取り角が同方向となる同位相操舵型と、前輪
に対して後輪の舵取り角が逆方向となる逆位相操舵型と
があるが、図2に示すものは、逆位相操舵型の4WSの
場合を示すもので、逆位相操舵型の4WSでは、車両の
旋回中心がE0 より前方のE1 に移動して旋回半径が小
さくなることから、前輪内外輪舵角比が2WSに比べて
大きくなり、この前輪内外輪舵角比の増加分は後輪操舵
角によって決まる。また、ステアリング操舵角から後輪
操舵角を決定する箇所に動特性が存在する場合には、ス
テアリング操舵角と前輪内外輪舵角比の間に2WSのよ
うな1対1の関係がなくなる。
The front and rear wheel steering vehicle (4WS) includes an in-phase steering type in which the steering angle of the rear wheels is in the same direction as that of the front wheels, and an antiphase steering in which the steering angle of the rear wheels is in the opposite direction to the front wheels. 2 shows the case of the anti-phase steering type 4WS. In the anti-phase steering type 4WS, the turning center of the vehicle moves to E 1 ahead of E 0 and turns. Since the radius becomes smaller, the front-wheel inner-outer wheel steering angle ratio becomes larger than 2WS, and the increase in the front-wheel inner-outer wheel steering angle ratio is determined by the rear-wheel steering angle. Further, when there is a dynamic characteristic at a portion where the rear wheel steering angle is determined from the steering steering angle, there is no one-to-one relationship such as 2WS between the steering steering angle and the front wheel / outer wheel steering angle ratio.

【0018】次に、図1において、車両におけるステア
リングホィール1の回転は、ステアリングコラムシャフ
ト2を介してピニオンギヤ3に伝達される。ピニオンギ
ヤ3には車両の水平方向に配設されたラック軸4が噛み
合っており、ピニオンギヤ3が回転することによりラッ
ク軸4を左または右方向に移動させることができるよう
になっている。そして、ラック軸4が左または右方向に
移動することによりサイドロッド5およびナックルアー
ム6を介してタイヤ7を進行方向の左または右方向に転
舵させるものであり、ラック軸4の移動量によってタイ
ヤ(前輪)7の転舵量が決まるようになっている。従っ
て、これらステアリングホィール1、ステアリングコラ
ムシャフト2、ピニオンギヤ3、ラック軸4、サイドロ
ッド5およびナックルアーム6等で、前輪7を操舵する
機構を構成している。そして、ラック軸4は、前側のタ
イヤ7を支持しているアクスル軸11の後方に水平方向
に位置するようにレイアウトされたラックハウジング8
によって支持されており、このラックハウジング8は、
後述する図4に示すアクチュエータ9およびインシュレ
ータ(不図示)を介して車体側にマウントされている。
そして、サイドロッド5とナックルアーム6とのなす角
度δは、ナックルアーム6を基準にして90度以上のア
ッカーマン・ジオメトリーを有するように設定されてい
る。
Next, in FIG. 1, the rotation of the steering wheel 1 in the vehicle is transmitted to the pinion gear 3 via the steering column shaft 2. A rack shaft 4 arranged horizontally in the vehicle meshes with the pinion gear 3, and the rack shaft 4 can be moved leftward or rightward by rotating the pinion gear 3. The rack shaft 4 moves leftward or rightward to steer the tire 7 leftward or rightward in the traveling direction via the side rods 5 and the knuckle arms 6, depending on the amount of movement of the rack shaft 4. The turning amount of the tire (front wheel) 7 is determined. Therefore, the steering wheel 1, the steering column shaft 2, the pinion gear 3, the rack shaft 4, the side rod 5, the knuckle arm 6, and the like constitute a mechanism for steering the front wheels 7. The rack shaft 4 is laid out in a horizontal direction behind the axle shaft 11 that supports the front tire 7, and the rack housing 8 is laid out.
The rack housing 8 is supported by
It is mounted on the vehicle body side via an actuator 9 and an insulator (not shown) shown in FIG. 4, which will be described later.
The angle δ formed by the side rod 5 and the knuckle arm 6 is set so as to have an Ackermann geometry of 90 degrees or more with respect to the knuckle arm 6.

【0019】図4乃至図6は本発明によるアクチュエー
タ9の詳細な説明図であり、図4は一部破断した平面
図、図5は図4の左側面図、図6は図4のIV−IV線断面
図である。
4 to 6 are detailed explanatory views of the actuator 9 according to the present invention. FIG. 4 is a partially broken plan view, FIG. 5 is a left side view of FIG. 4, and FIG. 6 is IV- of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV.

【0020】図において、車両の水平方向に配置された
ラックハウジング8は、アクチュエータ9の中心部に配
置された中空歯車12の軸を貫通し、中空歯車12の回
転によるトルクを受けないように回転フリーに支持され
ている。また、アクチュエータ9の本体側の左右には、
前後方向に長孔13aを形成した一対のガイド部材13
が配置されており、この左右一対のガイド部材13の長
孔13a内にラックハウジング8の両端部が前後方向に
のみ移動可能に設置されている。ここで、ラックハウジ
ング8の両端部にはストッパーガイド13bが固定され
ており、ラックハウジング8が横移動しないようになっ
ている。
In the figure, a rack housing 8 arranged in the horizontal direction of the vehicle penetrates the shaft of a hollow gear 12 arranged at the center of an actuator 9 and rotates so as not to receive torque due to rotation of the hollow gear 12. Freely supported. Also, on the left and right sides of the main body of the actuator 9,
A pair of guide members 13 each having a long hole 13a formed in the front-rear direction.
Both ends of the rack housing 8 are installed in the long holes 13a of the pair of left and right guide members 13 so as to be movable only in the front-rear direction. Here, stopper guides 13b are fixed to both ends of the rack housing 8 to prevent the rack housing 8 from moving laterally.

【0021】一方、ラックハウジング8が貫通している
中空歯車12は、車両の進行方向に配置されている電動
モータ14の駆動軸により回転するウォームギヤ15
と、アクチュエータ9の本体側に車両に進行方向に沿っ
て固定されているラック16との間に噛み合った状態に
配置されている。そこで、電動モータ14が回転する
と、ウォームギヤ15により中空歯車12に伝達される
が、中空歯車12が本体側に固定されているラック16
に噛み合っているので、中空歯車12が車両の前後方向
に移動する。したがって、電動モータ14が回転して中
空歯車12が車両の前後方向に移動することにより、中
空歯車12の軸を貫通しているラックハウジング8が、
左右一対のガイド部材13の長孔13a内に沿って車両
の前後方向にのみ移動する。
On the other hand, the hollow gear 12 through which the rack housing 8 penetrates is a worm gear 15 which is rotated by a drive shaft of an electric motor 14 arranged in the traveling direction of the vehicle.
And a rack 16 fixed to the main body side of the actuator 9 in the vehicle along the traveling direction. Then, when the electric motor 14 rotates, it is transmitted to the hollow gear 12 by the worm gear 15, but the rack 16 in which the hollow gear 12 is fixed to the main body side is transmitted.
, The hollow gear 12 moves in the front-back direction of the vehicle. Therefore, when the electric motor 14 rotates and the hollow gear 12 moves in the front-rear direction of the vehicle, the rack housing 8 penetrating the shaft of the hollow gear 12 becomes
It moves only in the front-back direction of the vehicle along the inside of the elongated holes 13a of the pair of left and right guide members 13.

【0022】図7は電動モータ14の電流の制御系を示
す説明図であり、ステアリング1の回転によって作動す
る操舵角センサー18および電動モータ14の回転角度
センサー19の出力信号によりCPU(中央処理装置)
17で電動モータ14への電流値が決定され、電流ドラ
イバー20を駆動して電動モータ14を正または逆回転
させる。従って、これらCPU17、電動モータ14お
よび電動ドライバー20により、内外輪舵角比制御手段
Aを構成している。
FIG. 7 is an explanatory view showing the control system of the electric current of the electric motor 14, in which the CPU (central processing unit) is operated by the output signals of the steering angle sensor 18 and the rotation angle sensor 19 of the electric motor 14 which are operated by the rotation of the steering wheel 1. )
The current value to the electric motor 14 is determined at 17, and the current driver 20 is driven to rotate the electric motor 14 forward or backward. Therefore, the CPU 17, the electric motor 14, and the electric driver 20 constitute the inner / outer wheel steering angle ratio control means A.

【0023】次に、上記のように構成されたステアリン
グ装置の実施例によるCPU17の作用を、図8に示す
フローチャートに従って説明する。なお、図9は、アッ
カーマンジオメトリーとパラレルジオメトリーの理論曲
線を示した各種ステアリングリンケージの特性図であ
り、実際の車両のステアリングジオメトリーは、ほとん
ど両者の間の斜線範囲に設定されており、ラックハウジ
ング8の前後方向の中立位置が、図9に示した斜線範囲
のほぼ中間位置にあるものとする。
Next, the operation of the CPU 17 according to the embodiment of the steering device constructed as described above will be described with reference to the flow chart shown in FIG. FIG. 9 is a characteristic diagram of various steering linkages showing theoretical curves of Ackermann geometry and parallel geometry, and the actual steering geometry of the vehicle is set in a shaded area between the two. It is assumed that the neutral position of the rack housing 8 in the front-rear direction is substantially in the middle of the shaded area shown in FIG.

【0024】まず、制御系がスタートするとステップS
100において全ての制御系を初期化し、ラックハウジ
ング8を車両の前後方向の中立位置にセットする。次い
でステップS101に進み、ステアリング操舵角および
後輪操舵角と電動モータ14の回転角を読み込み、ステ
ップS102で操舵角に基づいて理想的な内外輪舵角比
(=内輪舵角/外輪舵角)を計算する。次にステップS
103に進み、電動モータ14の回転角からラックハウ
ジング8の位置およびステアリング操舵角を計算して、
実際の内外輪舵角比を計算する。さらにステップS10
4では、内外輪舵角比の実際値が理想値に近づくように
電動モータ14の駆動電流が計算され、実際値が理想値
より小さいとき(実際値<理想値)には、ラックハウジ
ング8を車両の後方に移動させるための駆動電流がステ
ップS105の電流ドライバ−20に出力される。ま
た、逆に実際値が理想値より大きいとき(実際値>理想
値)には、ラックハウジング8を車両の前方に移動させ
るための駆動電流が電流ドライバ−20に出力される。
そして、ステップS104で計算された駆動電流がステ
ップS105の電流ドライバ−20を介して電動モータ
14に出力されるので、ステアリングの操舵角に対応し
た理想的な旋回が可能になる。
First, when the control system starts, step S
At 100, all control systems are initialized and the rack housing 8 is set at a neutral position in the vehicle front-rear direction. Next, in step S101, the steering angle, the rear wheel steering angle, and the rotation angle of the electric motor 14 are read, and in step S102, the ideal inner / outer wheel steering angle ratio (= inner wheel steering angle / outer wheel steering angle) is calculated based on the steering angle. To calculate. Next, step S
Proceeding to 103, the position of the rack housing 8 and the steering angle are calculated from the rotation angle of the electric motor 14,
Calculate the actual inner / outer wheel steering angle ratio. Further, step S10
In 4, the drive current of the electric motor 14 is calculated so that the actual value of the inner / outer wheel steering angle ratio approaches the ideal value. When the actual value is smaller than the ideal value (actual value <ideal value), the rack housing 8 is The drive current for moving the vehicle rearward is output to the current driver-20 in step S105. On the contrary, when the actual value is larger than the ideal value (actual value> ideal value), the drive current for moving the rack housing 8 to the front of the vehicle is output to the current driver-20.
Then, since the drive current calculated in step S104 is output to the electric motor 14 via the current driver-20 in step S105, ideal turning corresponding to the steering angle of the steering becomes possible.

【0025】このように、車速が所定値以内の低速旋回
時に、前後輪操舵車における後輪逆位相操舵量が大きく
なるにつれて旋回中心が前方に移動するので、タイヤ偏
摩耗防止のために前輪内外輪舵角比(=内輪舵角/外輪
舵角)を大きくする必要があるが、ステアリング装置の
ラックハウジングを車両の後方に移動させることによ
り、内輪は切り足され、外輪が切り戻されて、内輪舵角
/外輪舵角が大きくなり、アッカーマン・ステアリング
ジオメトリーが強まって、タイヤすべり角の発生を抑え
て偏摩耗をなくし、操安性および操作性を向上させるこ
とができる。
As described above, when the vehicle is turning at a low speed within a predetermined value, the turning center moves forward as the amount of rear-phase anti-phase steering in the front and rear wheel steering vehicle increases. It is necessary to increase the wheel steering angle ratio (= inner wheel steering angle / outer wheel steering angle), but by moving the rack housing of the steering device to the rear of the vehicle, the inner wheel is cut off and the outer wheel is cut back, The inner wheel rudder angle / outer wheel rudder angle is increased, the Ackerman steering geometry is strengthened, the occurrence of tire slip angles is suppressed, uneven wear is eliminated, and maneuverability and operability can be improved.

【0026】又、車速が高くて横Gが大きくなる高速旋
回時には、タイヤに横すべり角が常に生じた状態となる
ので、高速旋回時の内外輪舵角比の補正量を低速旋回時
の内外輪舵角比の補正量より小さくするか、補正制御を
停止させて、高速旋回時における内輪と外輪のコーナリ
ングフォースを大きくして車線変更等をスムーズに行わ
せる。
Further, during high speed turning when the vehicle speed is high and the lateral G is large, the side slip angle is always generated in the tire. Therefore, the correction amount of the inner / outer wheel steering angle ratio during high speed turning is adjusted to the inner / outer wheel during low speed turning. Either make the steering angle ratio smaller than the correction amount or stop the correction control and increase the cornering force of the inner and outer wheels during high-speed turning to smoothly change lanes.

【0027】図10は本発明による第2の実施例である
前輪側ステアリング装置の要部を示す概略構成図であ
り、図において、第1の実施例と異なる点は、サイドロ
ッド5のナックル側ジョイントが、前側のタイヤ7を支
持しているアクスル軸11よりも車両の前方に位置する
ようにレイアウトされている点である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a main part of a front wheel side steering apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the difference from the first embodiment is that the knuckle side of the side rod 5 is provided. The point is that the joint is laid out so as to be located in front of the vehicle with respect to the axle shaft 11 supporting the front tire 7.

【0028】したがって、本発明の第2の実施例による
構成では、ラックハウジング8を車両の前方に移動させ
ると、内輪が切り足され、外輪が切り戻されるので、第
1の実施例とは逆になり、内外輪舵角比の理想値と実際
値を計算し、実際値<理想値の場合には、ラックハウジ
ング8を車両の前方に移動させるとともに、実際値>理
想値の場合には、ラックハウジング8を車両の後方に移
動させることにより、ステアリングの操舵角に対応した
理想的な旋回が可能になり、第1の実施例と同様に、タ
イヤすべり角の発生を抑えて偏摩耗をなくし、操安性お
よび操作性を向上させ、又高速旋回時における内輪と外
輪のコーナリングフォースを大きくして車線変更等をス
ムーズに行わせることができる。
Therefore, in the configuration according to the second embodiment of the present invention, when the rack housing 8 is moved to the front of the vehicle, the inner ring is cut off and the outer ring is cut back, which is the reverse of the first embodiment. Then, the ideal value and the actual value of the inner / outer wheel steering angle ratio are calculated. When the actual value <the ideal value, the rack housing 8 is moved to the front of the vehicle, and when the actual value> the ideal value, By moving the rack housing 8 to the rear of the vehicle, ideal turning corresponding to the steering angle of the steering wheel is possible, and similarly to the first embodiment, the tire slip angle is suppressed and uneven wear is eliminated. In addition, it is possible to improve maneuverability and operability, and to increase the cornering force between the inner wheel and the outer wheel during a high-speed turn to smoothly change lanes.

【0029】図11は、同位相操舵型において、前後輪
操舵車の同位相操舵時のステアリング操舵角と旋回中心
との関係を示す説明図であり、前輪側の内外輪舵角比
(=内輪舵角θ1 /外輪舵角θ2 )に対して、後輪側の
内外輪舵角比(θ3 )が加わって、旋回中心点をE0
ら後方のEに移動させて旋回半径を大きくすることと
なり、前輪の内外輪舵角比が逆位相の場合と逆転し、図
3の1点鎖線で示すように、1よりも小さくなる。この
結果、ステアリング装置のラックハウジングを車両の前
方に移動させ、タイヤ偏摩耗防止のために前輪の内外輪
舵角比を減少させて、パラレル・ステアリングジオメト
リーの特性を強めて、タイヤすべり角の発生を抑えて偏
摩耗をなくし、操安性および操作性を向上させることが
できる。又、車速が高くて横Gが大きくなる高速旋回時
には、タイヤに横すべり角が常に生じた状態となるの
で、高速旋回時の内外輪舵角比の補正量を低速旋回時の
内外輪舵角比の補正量より小さくするか、補正制御を停
止させて、高速旋回時における内輪と外輪のコーナリン
グフォースを大きくして車線変更等をスムーズに行わせ
る。
FIG. 11 is an explanatory view showing the relationship between the steering steering angle and the turning center when the front and rear wheel steering vehicle is in-phase steering in the in-phase steering type. The steering angle θ 1 / outer wheel steering angle θ 2 ) is added to the rear-wheel side inner-outer wheel steering angle ratio (θ 3 ) to move the turning center point from E 0 to the rear E 2 to change the turning radius. When the steering angle ratio of the front and inner wheels is reversed from that in the opposite phase, it becomes smaller than 1 as indicated by the alternate long and short dash line in FIG. As a result, the rack housing of the steering device is moved to the front of the vehicle, the front and rear wheel steering angle ratio is reduced to prevent uneven wear of the tires, and the characteristics of the parallel steering geometry are enhanced to improve the tire slip angle. Occurrence can be suppressed, uneven wear can be eliminated, and maneuverability and operability can be improved. In addition, during high speed turning when the vehicle speed is high and the lateral G is large, the sideslip angle of the tire is always generated. Therefore, the correction amount of the inner / outer wheel rudder angle ratio during high speed turning is set to the inner / outer wheel rudder angle ratio during low speed turning. Or the correction control is stopped to increase the cornering force of the inner and outer wheels during high-speed turning to smoothly change lanes.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、請求項1において、車速が所定値以内の低速旋回
時に、後輪逆位相操舵量が増加するにつれて旋回中心が
前方に移動するので、タイヤ偏摩耗防止のために前輪の
内外輪舵角比(=内輪舵角/外輪舵角)を減少させて、
アッカーマン・ステアリングジオメトリーの特性を強
め、又は、後輪同位相操舵量が増加するにつれて旋回中
心が後方に移動するので、タイヤ偏摩耗防止のために前
輪の内外輪舵角比(=内輪舵角/外輪舵角)を増加させ
て、パラレル・ステアリングジオメトリーの特性を強め
て、旋回時のタイヤすべり角の発生を抑え、操安性およ
び操作性の向上を図ることができる。
As described in detail above, according to the present invention, in claim 1, when the vehicle speed is low speed turning within a predetermined value, the turning center moves forward as the rear wheel antiphase steering amount increases. Therefore, in order to prevent uneven wear of the tires, the inner-outer wheel steering angle ratio of the front wheels (= inner wheel steering angle / outer wheel steering angle) is reduced,
As the characteristics of Ackerman steering geometry are strengthened or the turning center moves rearward as the rear wheel in-phase steering amount increases, the front and rear wheel rudder angle ratio (= inner wheel rudder angle) / Outer wheel steering angle) to increase the characteristics of the parallel steering geometry, suppress the occurrence of tire slip angles during turning, and improve the steering stability and operability.

【0031】また、請求項2において、車速が高くて横
Gが大きくなる高速旋回時には、タイヤに横すべり角が
常に生じた状態となるので、前記内外輪舵角比を補正す
る内外輪舵角比制御手段が、高速旋回時の内外輪舵角比
の補正量を低速旋回時の内外輪舵角比の補正量より減少
させ、或いは補正を停止させるので、高速旋回時におけ
る内輪と外輪のコーナリングフォースを大きくして車線
変更等をスムーズに行わせることができる。
In the second aspect of the invention, when the vehicle turns at high speed and the lateral G becomes large, a side slip angle is always generated in the tire. Therefore, the inner / outer wheel steering angle ratio for correcting the inner / outer wheel steering angle ratio is corrected. The control means reduces the correction amount of the inner / outer wheel steering angle ratio during high-speed turning from the correction amount of the inner-outer wheel steering angle ratio during low-speed turning, or stops the correction, so that the cornering force of the inner and outer wheels during high-speed turning is reduced. It is possible to make lanes larger and change lanes smoothly.

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

【図1】本発明による第1の実施例である前輪側ステア
リング装置の要部を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a front wheel side steering device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ステアリング操舵角と旋回中心との関係を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a steering angle and a turning center.

【図3】ステアリング操舵角と内外輪舵角比との関係を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a steering angle and a steering angle ratio between inner and outer wheels.

【図4】本発明によるアクチュエータの詳細を説明する
一部破断した平面図である。
FIG. 4 is a partially cutaway plan view illustrating details of an actuator according to the present invention.

【図5】図2の左側面図である。FIG. 5 is a left side view of FIG. 2;

【図6】図2の6−6線断面図である。6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG.

【図7】電動モータの制御系を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a control system of the electric motor.

【図8】本発明によるステアリング装置の作用を説明す
るフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the steering device according to the present invention.

【図9】各種ステアリングリンケージの特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of various steering linkages.

【図10】本発明による第2の実施例である前輪側ステ
アリング装置の要部を示す概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a main portion of a front wheel side steering device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】前後輪操舵車の同位相操舵時におけるステア
リング操舵角と旋回中心との関係を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a steering angle and a turning center when steering the front and rear wheels with the same phase.

【図12】前2輪操舵車におけるステアリング操舵角と
旋回中心との関係を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between a steering angle and a turning center in a front two-wheel steering vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 内外輪舵角比制御手段 1 ステアリング(前輪を操舵する機構を構成) 14 電動モータ 17 CPU(中央処理装置) 18 操舵角センサ 19 モータの回転角度センサ 20 電動ドライバ A Inner / Outer Wheel Steering Angle Ratio Control Means 1 Steering (Mechanism for Steering Front Wheels) 14 Electric Motor 17 CPU (Central Processing Unit) 18 Steering Angle Sensor 19 Motor Rotation Angle Sensor 20 Electric Driver

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 前輪を操舵する機構と、前記前輪の内外
輪舵角比(=内輪舵角/外輪舵角)を可変制御する機構
および後輪を前輪に対し逆位相又は同位相に操舵する機
構を有する前後輪操舵車において、前記後輪の逆位相操
舵量が増加する程前記前輪の内外輪舵角比を増加させる
か又は前記後輪の同位相操舵量が増加する程前記前輪の
内外輪舵角比を減少させるように補正する内外輪舵角比
制御手段を備えたことを特徴とするステアリング装置。
1. A mechanism for steering a front wheel, a mechanism for variably controlling an inner-outer wheel steering angle ratio (= inner wheel steering angle / outer wheel steering angle) of the front wheel, and a rear wheel steering in an opposite phase or the same phase with respect to the front wheel. In a front and rear wheel steering vehicle having a mechanism, the inner-outer wheel steering angle ratio of the front wheels is increased as the anti-phase steering amount of the rear wheels is increased, or the inner-outer side of the front wheels is increased as the in-phase steering amount of the rear wheels is increased. A steering apparatus comprising: inner-outer wheel steering angle ratio control means for correcting the wheel steering angle ratio to decrease.
【請求項2】 前記内外輪舵角比を補正する内外輪舵角
比制御手段は、前輪の内外輪舵角比の補正量を、車速の
増加に応じて小さくするか、又は補正制御を停止させる
ようにしたことを特徴とする請求項1記載のステアリン
グ装置。
2. The inner / outer wheel rudder angle ratio control means for correcting the inner / outer wheel rudder angle ratio reduces the correction amount of the inner / outer wheel rudder angle ratio of the front wheels according to an increase in vehicle speed, or stops the correction control. The steering device according to claim 1, wherein the steering device is adapted to be operated.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11136021B1 (en) * 2017-10-18 2021-10-05 Zoox, Inc. Independent control of vehicle wheels
JP2021169248A (en) * 2020-04-14 2021-10-28 トヨタ自動車株式会社 Vehicular steering system

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