JP2534287B2 - Vehicle steering system - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、操向ハンドルと転舵機構とが機械的に分
離されて操向車輪と操向ハンドルとの間に機械的な連結
を有さない車両の操舵装置に係り、詳しくは、操向車輪
の舵角を操向車輪の転舵にともない回転する回転部材の
回転量から検出するとともにイグニッションキースイッ
チの操作時に操向車輪を中立位置に転舵させて操舵基準
状態を設定する操舵装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention provides a mechanical connection between a steering wheel and a steering handle in which a steering handle and a steering mechanism are mechanically separated from each other. More specifically, it relates to a steering system for a vehicle, which detects the steering angle of the steered wheel from the amount of rotation of a rotating member that rotates when the steered wheel is steered, and also sets the steered wheel to a neutral position when the ignition key switch is operated. The present invention relates to a steering device that sets a steering reference state by turning the steering wheel.
（従来の技術） 操向ハンドルと操向車輪との間が機械的に分断される
操舵装置は、レイアウト上の自由度が大きく、トラクタ
等の特殊車両等に多用されている。このような操舵装置
は、操向ハンドルにハンドル操作を検出する操舵角検知
器を、転舵機構に操向車輪を駆動する電動機と操向車輪
の舵角を検出する舵角検知器とを設け、操舵角検知器お
よび操舵検知器の出力信号に基づき電動機を通電して操
向車輪を転舵する。そして、この種の操舵装置では、一
般に、舵角検知器を差動トランスあるいはポテンシォメ
ータから構成し、操向車輪と電動機との間に介在する動
作ロッド等の直線変位を検出している。(Prior Art) A steering device in which a steering wheel and a steering wheel are mechanically separated from each other has a large degree of freedom in layout and is often used in special vehicles such as tractors. In such a steering device, a steering wheel is provided with a steering angle detector for detecting a steering wheel operation, and a steering mechanism is provided with an electric motor for driving a steering wheel and a steering angle detector for detecting a steering angle of the steering wheel. , The steering angle detector and the output signal of the steering detector to energize the electric motor to steer the steered wheels. In this type of steering apparatus, generally, the steering angle detector is constituted by a differential transformer or a potentiometer, and detects a linear displacement of an operation rod or the like interposed between a steered wheel and an electric motor.
しかしながら、上述のような操舵装置は、差動トラン
ス等で動作ロッドの直線変位を検出するため、転舵機構
が大型化するという問題点があった。However, the steering device as described above has a problem that the steering mechanism becomes large in size because the linear displacement of the operating rod is detected by the differential transformer or the like.
そこで、近年、このような操舵装置にあっては、実開
昭60-43473号公報に記載されているように、ポテンショ
メータが組み込まれた電動機を転舵機構に設け、ポテン
ショメータの出力により操向車輪の舵角を検出するもの
が提案されている。Therefore, in recent years, in such a steering device, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-43473, an electric motor incorporating a potentiometer is provided in the steering mechanism, and the steering wheel is output by the output of the potentiometer. What detects the rudder angle of is proposed.
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のような車両の操舵装置にあって
は、アナログ信号のために精度が低く、またデジタル信
号のロータリエンコーダではイグニッションキースイッ
チのOFF操作時にポテンショメータの出力から求められ
た舵角を記憶保持動作が不要な記憶装置に記憶させなけ
ればならず、EPROM等の不揮発性メモリが不可欠で製造
コストが大きくなり、また、その制御も方法的に複雑化
するという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the vehicle steering system as described above, the precision is low because of the analog signal, and in the rotary encoder of the digital signal, the potentiometer of the potentiometer is turned off when the ignition key switch is turned off. The rudder angle obtained from the output must be stored in a storage device that does not require a memory holding operation, a non-volatile memory such as an EPROM is indispensable, which increases the manufacturing cost, and its control is also complicated in terms of methods. There was a problem.
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、不
揮発性メモリを用いること無く舵角の帰還制御が可能な
車両の操舵装置を提供し、その簡素化とともに製造コス
トの低減を図ることを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a steering device for a vehicle capable of feedback control of a steering angle without using a non-volatile memory, and it is possible to reduce the manufacturing cost while simplifying the steering device. Has an aim.
（問題点を解決するための手段） この発明は、操向ハンドルと転舵機構とを機械的に分
離し、操向ハンドルにハンドル操作を検出する操舵角検
知器を設けるとともに、転舵機構に操向車輪を駆動して
転舵する電動機および操向車輪の転舵角を検出する舵角
検知器を設け、該舵角検知器および操舵角検知器の出力
信号を基に電動機に給電して操向車輪を転舵する車両の
操舵装置において、前記舵角検知器を前記電動機により
駆動されて回転する回転部材の回転量を検出するロータ
リー式のエンコーダから構成し、イグニッションキーの
操作時に前記電動機を通電して前記操向車輪を中立位置
に転舵する中立位置復帰手段を設けるとともに、前記イ
グニッションキーの操作時に前記操舵角検知器をリセッ
トするリセット手段を設けたことが要旨である。(Means for Solving Problems) The present invention mechanically separates a steering handle and a steering mechanism, and a steering angle detector for detecting steering wheel operation is provided in the steering handle, and the steering mechanism is provided. An electric motor that drives and steers the steered wheels and a steering angle detector that detects the steered angle of the steered wheels are provided, and power is supplied to the electric motor based on the output signals of the steering angle detector and the steering angle detector. In a steering device for a vehicle that steers steering wheels, the steering angle detector is composed of a rotary encoder that detects the amount of rotation of a rotating member that is driven by the electric motor to rotate, and the electric motor is operated when an ignition key is operated. It is a gist to provide a neutral position returning means for energizing the steering wheel to steer the steered wheels to a neutral position and a reset means for resetting the steering angle detector when the ignition key is operated. is there.
（作用） この発明にかかる車両の操舵装置によれば、電動機に
より駆動されて回転する回転部材の回転量をエンコーダ
により検出して舵角を算出するため、小型化特に車幅方
向の小型化が図れる。そして、イグニッションキースイ
ッチの操作時には操向車輪を中立位置に復帰させるた
め、エンコーダによって検知された舵角に関する情報を
イグニッションキースイッチのオフ期間において記憶す
る必要が無く、EPROM等の高価な記憶装置を排して製造
コストの低減が図れ、また、制御方法の簡素化も図れ
る。(Operation) According to the vehicle steering system of the present invention, the encoder detects the amount of rotation of the rotating member that is driven by the electric motor to rotate, and the steering angle is calculated. Can be achieved. Since the steering wheel is returned to the neutral position when the ignition key switch is operated, it is not necessary to store the information about the steering angle detected by the encoder during the off period of the ignition key switch, and an expensive storage device such as EPROM is used. Therefore, the manufacturing cost can be reduced, and the control method can be simplified.
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図から第９図はこの発明の一実施例にかかる前後
輪操舵装置を表し、第１図が全体模式図、第２図が機構
部分の斜視図、第３図および第４図が機構要部の断面
図、第５図が一部拡大断面図、第６図および第７図がフ
ローチャート、第８図および第９図がタイミングチャー
トである。1 to 9 show a front / rear wheel steering system according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 is an overall schematic view, FIG. 2 is a perspective view of a mechanism portion, and FIGS. 3 and 4 are mechanism. 5 is a partially enlarged sectional view, FIG. 6 and FIG. 7 are flowcharts, and FIGS. 8 and 9 are timing charts.
第１図および第２図において、11は操向ハンドル、12
は左右の前輪14FL,14FRを転舵する前輪転舵機構、13は
左右の後輪14RL,14RRを転舵する後輪転舵機構であり、
これら操向ハンドル11、前輪転舵機構12および後輪転舵
機構13は互いに機械的に分離されて独立している。In FIGS. 1 and 2, 11 is a steering handle and 12
Is a front wheel steering mechanism that steers the left and right front wheels 14FL and 14FR, and 13 is a rear wheel steering mechanism that steers the left and right rear wheels 14RL and 14RR.
The steering wheel 11, the front wheel steering mechanism 12 and the rear wheel steering mechanism 13 are mechanically separated and independent from each other.
操向ハンドル11はステアリングシャフト15の上端部に
固設され、ステアリングシャフト15は車体にブラケット
16によって回転自在に支持されている。ステアリングシ
ャフト15には、中間部にエンコーダ17およびタコジェネ
レータ18が設けられ、下端部にばね要素22および減衰要
素23を有する反力発生器19が設けられている。エンコー
ダ17は歯車機構20を介してステアリングシャフト15に連
結されて操舵角度を検出し、同様に、タコジェネレータ
18は歯車機構20を介してステアリングシャフト15に連結
されて操舵速度を検出する。これらエンコーダ17および
タコジェネレータ18はコントロールユニット21に結線さ
れ、エンコーダ17は操舵角度を表す検知信号をコントロ
ールユニット21に出力し、タコジェネレータ18は操舵速
度を表す検知信号をコントロールユニット21に出力す
る。なお、99はイグニッションキーである。The steering handle 11 is fixed to the upper end of the steering shaft 15, and the steering shaft 15 is a bracket on the vehicle body.
It is rotatably supported by 16. The steering shaft 15 is provided with an encoder 17 and a tacho-generator 18 at an intermediate portion, and a reaction force generator 19 having a spring element 22 and a damping element 23 at a lower end portion. The encoder 17 is connected to the steering shaft 15 via the gear mechanism 20 to detect the steering angle, and similarly, the tacho generator.
18 is connected to the steering shaft 15 via a gear mechanism 20 to detect the steering speed. The encoder 17 and the tacho generator 18 are connected to the control unit 21, the encoder 17 outputs a detection signal indicating the steering angle to the control unit 21, and the tacho generator 18 outputs a detection signal indicating the steering speed to the control unit 21. Incidentally, 99 is an ignition key.
反力発生器19は、ばね要素22がトーションスプリング
等から構成されて操向ハンドル11を中立位置に付勢し、
また、減衰要素23が粘性流体を用いるダンパ等から構成
されて操向ハンドル11の操舵速度に応じた抵抗力を発生
する。In the reaction force generator 19, the spring element 22 is composed of a torsion spring or the like to urge the steering handle 11 to the neutral position,
Further, the damping element 23 is composed of a damper or the like using a viscous fluid and generates a resistance force according to the steering speed of the steering handle 11.
前輪転舵機構12は、第３図に詳示するように、車体に
取り付けられた中空のボックス35Fにロッド36Fが車幅方
向移動可能に支持され、ボックス35F内にロッド36と同
軸的に電動機24Fが設けられ、また、ボックス35Fに舵角
検出用のロータリー式のエンコーダ38Fが設けられてい
る。ロッド36Fは、その両端がそれぞれタイロッドを介
して左右の前輪14FL,14FRのナックル37FL,37FRに連結さ
れている。電動機24Fは、界磁石26Fがボックス35の内壁
に固着され、ロータ27Fが界磁石26Fとロッド36Fとの間
に回転自在に配置されている。ロータ27Fは、ロッド36F
が挿通した筒状の出力軸28Fの外周にスキュー溝が形成
された積層鉄芯29Fおよび多重巻きされた電機子巻線30F
を同軸かつ一体的に固定して構成されている。出力軸28
Fは、図中右端がボールベアリング31Fを介しボックス35
Fに支持され、図中左端がボールナット機構32Fを介しロ
ッド36Fと動力伝達可能に連結されている。電機子巻線3
0Fは出力軸28Fの図中右側に固設された整流子33Fおよび
ホルダ34F内に支持されて整流子33Fに弾接するブラシ39
Fを介してコントロールユニット21に接続されている。
ボールナット機構32Fは、ボックス35Fにボールベアリン
グ41F,42Fを介し支持され電動機24Fの出力軸28Fの図中
左端にスプライン等で結合された略筒状のボートナット
43Fと、このボールナット43Fの内周面に形成されたボー
ル溝とロッド36Fに形成されたボール溝との間に転動可
能に介設された多数のボールと、を有している。ボール
ナット43Fは電動機24Fにより駆動されて電動機24Fの出
力軸28Fと一体に回転し、ロッド36Fはボックス35Fに軸
方向移動可能かつ回転を禁止されて支持されボール溝が
摺動可能に対応した範囲にわたって形成されている。As shown in detail in FIG. 3, in the front wheel steering mechanism 12, a rod 36F is supported in a hollow box 35F attached to the vehicle body so as to be movable in the vehicle width direction, and an electric motor is coaxially installed in the box 35F with the rod 36. 24F is provided, and a rotary encoder 38F for detecting a steering angle is provided in the box 35F. Both ends of the rod 36F are connected to the knuckles 37FL, 37FR of the left and right front wheels 14FL, 14FR via tie rods. In the electric motor 24F, the field magnet 26F is fixed to the inner wall of the box 35, and the rotor 27F is rotatably arranged between the field magnet 26F and the rod 36F. Rotor 27F is rod 36F
Laminated iron core 29F in which skew grooves are formed on the outer periphery of a cylindrical output shaft 28F in which the
Is coaxially and integrally fixed. Output shaft 28
F has a box 35 on the right end via a ball bearing 31F.
It is supported by F, and the left end in the figure is connected to a rod 36F via a ball nut mechanism 32F so that power can be transmitted. Armature winding 3
0F is a brush 39 that is supported inside the commutator 33F and the holder 34F that are fixedly installed on the right side of the output shaft 28F in the figure, and that elastically contacts the commutator 33F.
It is connected to the control unit 21 via F.
The ball nut mechanism 32F is a substantially tubular boat nut that is supported by the box 35F via ball bearings 41F and 42F and is connected to the left end of the output shaft 28F of the electric motor 24F in the figure by a spline or the like.
43F and a large number of balls rotatably interposed between the ball groove formed on the inner peripheral surface of the ball nut 43F and the ball groove formed on the rod 36F. The ball nut 43F is driven by the electric motor 24F to rotate integrally with the output shaft 28F of the electric motor 24F, and the rod 36F is movable in the axial direction of the box 35F and is supported by being prohibited from rotating so that the ball groove can slide. It is formed over.
エンコーダ38Fは、第５図に詳示するように、ボール
ナット機構32Fのボールナット43Fの外周部にロックナッ
ト44により固定された磁石保持部材45と、磁石保持部材
45の外周部に固設されてボールナット43Fと一体に回転
する略筒状の回転磁石46と、ブラケット47によってボッ
クス35Fに取り付けられコントロールユニット21に接続
された本体48と、を備えている。回転磁石46は、多数
（例えば60極）の磁極が回転方向に等間隔で配列された
多数磁極部46aと少数（例えば２極）の磁極が回転方向
に配列された少数磁極部46bとを有し、これら磁極部46
a,46bがスペーサ46cを介して軸方向に接合して構成され
ている。本体48は、回転磁石46の回転を検出するホール
素子あるいはMR素子等の磁気感応素子を有し、コントロ
ーラ21に接続されて回転磁石46の回転を表す信号を出力
する。この本体48は、２つの磁気感応素子48a,48bが回
転磁石46の多数磁極部46aに対向して回転方向に所定間
隔離間して配置され、また、１つの磁気感応素子48cが
回転磁石46の少数磁極部46bに対向して配置されてい
る。このエンコーダ38Fは、第８図および第９図に示す
ように、２つの磁気感応素子48a,48bが回転磁石46の多
数磁極部46aによる磁界変化を検出して位相が90度異な
る矩形パルス検知信号a,bを出力し、また、１つの磁気
感応素子48cが回転磁石46の少数磁極部46bによる磁界変
化を検出して補正用のパルス信号をコントロールユニッ
ト21に出力する。コントロールユニット21は、検知信号
a,bを制御回路のマイクロコンピュータ（後述）で構成
されるＤフリップフロップの入力端子に導いて処理し、
信号a,bの位相差に応じて電位が異る信号ｃを出力す
る。すなわち、コントロールユニット21は、第８図およ
び第９図に示すように、信号ｂが信号ａより先行する場
合には低電位０の信号ｃを出力し、また、信号ａが信号
ｂより先行する場合には高電位１の信号ｃを出力し、こ
れら信号a,bの位相差で転舵方向を判別する。As shown in detail in FIG. 5, the encoder 38F includes a magnet holding member 45 fixed by a lock nut 44 to the outer periphery of the ball nut 43F of the ball nut mechanism 32F, and a magnet holding member.
It has a substantially cylindrical rotary magnet 46 fixed to the outer peripheral portion of 45 and rotating integrally with the ball nut 43F, and a main body 48 attached to the box 35F by a bracket 47 and connected to the control unit 21. The rotating magnet 46 has a large number of magnetic pole portions 46a in which a large number (for example, 60 poles) of magnetic poles are arranged at equal intervals in the rotation direction and a small number of magnetic pole portions 46b in which a small number of (for example, 2 poles) magnetic poles are arranged in the rotation direction. And these magnetic pole parts 46
The a and 46b are axially joined via a spacer 46c. The main body 48 has a magnetic sensitive element such as a Hall element or an MR element that detects the rotation of the rotary magnet 46, and is connected to the controller 21 to output a signal indicating the rotation of the rotary magnet 46. In the main body 48, two magnetic sensitive elements 48a, 48b are arranged facing the multiple magnetic pole portions 46a of the rotary magnet 46 with a predetermined gap in the rotational direction, and one magnetic sensitive element 48c is arranged in the rotary magnet 46. It is arranged so as to face the minority magnetic pole portion 46b. As shown in FIG. 8 and FIG. 9, this encoder 38F is a rectangular pulse detection signal in which two magnetic sensitive elements 48a and 48b detect a magnetic field change due to a large number of magnetic pole portions 46a of the rotating magnet 46 and have phases different by 90 degrees. The magnetic sensitive element 48c outputs a and b, and the magnetic sensitive element 48c detects a magnetic field change due to the minority magnetic pole portion 46b of the rotary magnet 46 and outputs a correction pulse signal to the control unit 21. Control unit 21 detects the detection signal
The a and b are led to the input terminal of the D flip-flop composed of the microcomputer (described later) of the control circuit and processed.
A signal c having a different potential depending on the phase difference between the signals a and b is output. That is, as shown in FIGS. 8 and 9, the control unit 21 outputs the signal c of low potential 0 when the signal b precedes the signal a, and the signal a precedes the signal b. In this case, the signal c of high potential 1 is output, and the steering direction is determined by the phase difference between these signals a and b.
後輪転舵機構13は、前輪転舵機構12と同様に、車体に
支持されたボックス35Rに両端が左右の後輪14RL,14RRに
連結されたロッド36Rを支持するとともに、ボックス35R
内にコントロールユニット21に接続された電動機24Rを
ロッド36Rと同軸状に設け、電動機24Rの出力軸28Rをボ
ールスクリュー機構32Rを介しロッド36Rに連結して電動
機24Rにより後輪14RL,14RRを転舵し、後輪14RL,14RRを
舵角をエンコーダ38Rにより検出する。この後輪転舵機
構13は、ロッド36Rの出力およびストロークが小さいの
みで基本的構成は前輪転舵機構12と同一であり、対応す
る部分には同一の符号にＲの添字を付して説明を省略
し、また、第３図と第４図は略同一の縮尺で作図して前
輪転舵機構12と後輪転舵機構13とを対比する。なお、以
下、前輪操舵機構12と後輪操舵機構13との対応する構成
部分については添字の無い番号で代表し、また、前輪14
FL,14FRおよび後輪14RL,14RRは操向車輪14で代表する。Similar to the front wheel steering mechanism 12, the rear wheel steering mechanism 13 supports a box 35R supported by the vehicle body and a rod 36R whose both ends are connected to the left and right rear wheels 14RL, 14RR, and the box 35R.
An electric motor 24R connected to the control unit 21 is provided coaxially with the rod 36R, an output shaft 28R of the electric motor 24R is connected to the rod 36R via a ball screw mechanism 32R, and the rear wheels 14RL and 14RR are steered by the electric motor 24R. Then, the steering angles of the rear wheels 14RL and 14RR are detected by the encoder 38R. The rear wheel steering mechanism 13 has the same basic configuration as the front wheel steering mechanism 12 except that the output and stroke of the rod 36R are small, and the corresponding parts will be described with the same reference numerals and the suffix R. It is omitted, and FIGS. 3 and 4 are drawn at substantially the same scale to compare the front wheel steering mechanism 12 and the rear wheel steering mechanism 13. In the following description, corresponding components of the front wheel steering mechanism 12 and the rear wheel steering mechanism 13 are represented by numbers without suffixes, and the front wheels 14
Steering wheels 14 represent FL, 14FR and rear wheels 14RL, 14RR.
コントロールユニット21は、マイクロコンピュータか
ら構成される制御回路および制御回路の出力信号に基い
て各転舵機構12,13の電動機24を通電する駆動回路等を
包含している。制御回路には、前述したエンコーダ17、
タコジェネレータ18および各転舵機構12,13のエンコー
ダ38が結線され、また、横加速度センサ49、ヨーレイト
センサ50および前後左右の各車輪14FL,14FR,14RL,14RR
に設けられた車速センサ40FL,40FR,40RL,40RRが結線さ
れている。この制御回路に包含されるマイクロコンピュ
ータは、前述のＤフリップフロップおよびカウンタ等を
構成し、各エンコーダ38の出力信号を処理する。車速セ
ンサ40の（添字の無い番号で代表する）は車速を検出し
て車速を表す信号を制御回路に出力し、同様に、横加速
度センサ49は横加速度を表す信号を制御回路に出力し、
ヨー加速度センサ50はヨー加速度を表す信号を制御回路
に出力する。制御回路は、入力する信号をマイクロコン
ピュータで演算処理して前輪および後輪についてそれぞ
れ目標舵角および操舵力等の制御値を決定し、これらの
制御値を表す制御信号を駆動回路に出力する。駆動回路
は制御回路から入力する制御信号に基づいて前輪転舵機
構12の電動機24Fおよび後輪転舵機構13の電動機24Rを通
電する。The control unit 21 includes a control circuit including a microcomputer and a drive circuit for energizing the electric motor 24 of each of the steering mechanisms 12 and 13 based on the output signal of the control circuit. The control circuit includes the above-mentioned encoder 17,
The tacho generator 18 and the encoders 38 of the steering mechanisms 12, 13 are connected, and the lateral acceleration sensor 49, the yaw rate sensor 50, and the front, rear, left, and right wheels 14FL, 14FR, 14RL, 14RR.
The vehicle speed sensors 40FL, 40FR, 40RL, 40RR provided in the are connected. The microcomputer included in this control circuit constitutes the above-mentioned D flip-flop, counter, etc., and processes the output signal of each encoder 38. The vehicle speed sensor 40 (represented by a number without a subscript) detects the vehicle speed and outputs a signal representing the vehicle speed to the control circuit, and similarly, the lateral acceleration sensor 49 outputs a signal representing the lateral acceleration to the control circuit,
The yaw acceleration sensor 50 outputs a signal representing the yaw acceleration to the control circuit. The control circuit arithmetically processes the input signal by a microcomputer to determine the control values such as the target steering angle and the steering force for the front wheels and the rear wheels, respectively, and outputs control signals representing these control values to the drive circuit. The drive circuit energizes the electric motor 24F of the front wheel steering mechanism 12 and the electric motor 24R of the rear wheel steering mechanism 13 based on the control signal input from the control circuit.
次に、この実施例の作用を第６図および第７図を参照
して説明する。なお、前輪14FL,14FRおよび後輪14RL,14
RRについての作用は基本的に同一であり、前輪14FL,14F
Rおよび後輪14RL,14RRを操向車輪14と記して以下の説明
を行う。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The front wheels 14FL, 14FR and the rear wheels 14RL, 14
The action on the RR is basically the same, and the front wheels 14FL, 14F
The R and rear wheels 14RL and 14RR will be referred to as steering wheels 14 in the following description.
この前後輪転舵装置は、コントロールユニット21のマ
イクロコンピュータにおいて、イグニッションキーのオ
ン操作時に第６図に示す手順で開始調整を、また、イグ
ニッションキーのオフ操作時に第７図に示す手順で終了
調整を行う。This front / rear wheel steering device uses the microcomputer of the control unit 21 to perform start adjustment according to the procedure shown in FIG. 6 when the ignition key is turned on, and end adjustment according to the procedure shown in FIG. 7 when the ignition key is turned off. To do.
開始調整は、イグニッションキースイッチがON位置に
投入されると（P1）、エンコーダ38の出力信号のパルス
数をカウントするカウンタをリセットした後（P2）、電
動機24を給電して車輪14を左右した一方に転舵し（P
3）、電動機24へ通電される電流Ｉを検出して該電流Ｉ
が所定値IOを超える時の舵角δすなわちカウンタの算出
値を一方の最大舵角ａとして記憶する（P4,P5,P6）。こ
の後、同様に電動機24を給電して車輪14を左右の他方に
転舵し（P7）、電動機24へ通電される電流Ｉを検出して
該電流Ｉが所定値−IOを超える時の舵角δを他方の最大
舵角ｂとして記憶する（P8,P9,P10）。For the start adjustment, when the ignition key switch is turned on (P1), the counter that counts the number of pulses of the output signal of the encoder 38 is reset (P2), and then the electric motor 24 is supplied to control the wheels 14. Steer to one side (P
3) Detect the current I applied to the motor 24 and detect the current I
There stores the steering angle δ that is, the calculated value of the counter as one of the maximum steering angle a when exceeding a predetermined value I O (P4, P5, P6 ). After that, similarly, the electric motor 24 is fed to steer the wheels 14 to the other of the left and right (P7), the current I supplied to the electric motor 24 is detected, and the current I exceeds a predetermined value -I O. The steering angle δ is stored as the other maximum steering angle b (P8, P9, P10).
次に、上述の最大舵角ａから最大舵角ｂを減算して転
舵範囲Ｓを求め、この転舵範囲Ｓが所定値SOより大きい
か否かを判断する（P11,P12）。そして、転舵範囲Ｓが
所定値SOより大きければ、上述の最大舵角a,bの平均値
Ｎすなわち真の中立位置を算出し（P13）、この平均値
Ｎによりカウンタの算出値すなわち検出舵角δを補正す
る（P14）。続いて、電動機24を通電して車輪14を中立
位置まで転舵するとともに（P15,P16）、操向ハンドル1
1の操舵角を検出して操向ハンドル11がばね要素22によ
って中立位置（θ＝０）に復帰されているか否かを確認
し（P17,P18）、中立位置にある場合に通常の制御に移
行する（P19）。この通常の制御では、各センサの検知
信号を基に舵角、操舵力等を決定する。Next, the maximum steering angle b is subtracted from the maximum steering angle a to obtain the steering range S, and it is determined whether the steering range S is larger than a predetermined value S O (P11, P12). If the steered range S is larger than the predetermined value S O , the average value N of the maximum steering angles a and b, that is, the true neutral position is calculated (P13), and the calculated value of the counter, that is, the detected value, is detected by the average value N. Correct the steering angle δ (P14). Then, the electric motor 24 is energized to steer the wheels 14 to the neutral position (P15, P16) and the steering wheel 1
It is confirmed whether the steering wheel 11 is returned to the neutral position (θ = 0) by the spring element 22 by detecting the steering angle of 1 (P17, P18), and when it is in the neutral position, the normal control is performed. Transfer (P19). In this normal control, the steering angle, the steering force, etc. are determined based on the detection signals of the respective sensors.
一方、車輪14が縁石等の障害物に当接して転舵範囲Ｓ
が所定値SO以下であると判断された場合には（P19）、
また同様に、平均値Ｎを求め（P20）、カウンタの算出
値を平均値Ｎにより補正し（P21）、電動機24を通電し
て車輪14を中立位置まで転舵し（P22,P23）、操向ハン
ドル11が中立位置にあることを確認する（P24,P25）。
この後、ブザーあるいはランプ等で警報を発生させると
ともに（P26）、制限を付した特別制御に移行する（P2
7）。この特別制御では、速度あるいは走行可能距離等
に制限し、また、移動後に再度の開始調整を促す等の処
理を行う。そして、イグニッションスイッチがオフ位置
に投入されると（P28）、警報表示を停止し（P29）、電
源をオフする（P30）。On the other hand, the wheel 14 comes into contact with an obstacle such as a curb and the steering range S
When it is determined that is less than or equal to the predetermined value S O (P19),
Similarly, the average value N is calculated (P20), the calculated value of the counter is corrected by the average value N (P21), the motor 24 is energized to steer the wheels 14 to the neutral position (P22, P23), and Make sure the steering wheel 11 is in the neutral position (P24, P25).
After this, an alarm is generated with a buzzer or lamp (P26), and special control with restrictions is entered (P2).
7). In this special control, processing such as limiting the speed or the travelable distance and urging the start adjustment again after the movement is performed. When the ignition switch is turned to the off position (P28), the alarm display is stopped (P29) and the power is turned off (P30).
また、終了調整は、イグニッションスイッチがOFF位
置に投入されると（Q1）、車輪14の舵角δをカウンタの
算出値あるいは操向ハンドル11の操舵角から読み込む
（Q2）。そして、舵角δが０すなわち車輪14が中立位置
になければ（Q3）、電動機24を通電して車輪14を中立位
置まで転舵し（Q4.Q5,Q7,Q8）、この後、電源を遮断す
る（Q9）。Further, for the termination adjustment, when the ignition switch is turned to the OFF position (Q1), the steering angle δ of the wheel 14 is read from the calculated value of the counter or the steering angle of the steering handle 11 (Q2). Then, if the steering angle δ is 0, that is, if the wheels 14 are not in the neutral position (Q3), the electric motor 24 is energized to steer the wheels 14 to the neutral position (Q4.Q5, Q7, Q8). Shut off (Q9).
このように、この実施例の操舵装置にあっては、車輪
14の舵角がロータリー式のエンコーダ38によって検出で
きるため、転舵機構12,13の小型化が図れる。そして、
イグニッションスイッチのオン、オフ操作時に車輪14を
中立位置に戻すとともに操向ハンドル11の操舵角を検出
するエンコーダ17をリセットするため、イグニッション
スイッチのオフ期間においてエンコーダ38等の出力信号
を記憶する必要が無く、EPROM等の不揮発性メモリが不
用で製造コストの低減ができ、また、制御方法を簡素化
できる。Thus, in the steering system of this embodiment, the wheels are
Since the rudder angle of 14 can be detected by the rotary encoder 38, the turning mechanisms 12 and 13 can be downsized. And
When the ignition switch is turned on and off, the wheels 14 are returned to the neutral position and the encoder 17 for detecting the steering angle of the steering wheel 11 is reset.Therefore, it is necessary to store the output signals of the encoder 38 and the like during the off period of the ignition switch. Since a non-volatile memory such as EPROM is unnecessary, the manufacturing cost can be reduced, and the control method can be simplified.
（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかる車両の前後輪
操舵装置によれば、舵角センサをロータリー式のエンコ
ーダから構成し、またイグニッションキーの操作時に車
輪を中立位置まで転舵させるため、全体としての小型化
が図れ、また、エンコーダの検出信号をイグニッション
キースイッチのOFF期間において記憶する不揮発性メモ
リが不要となり、制御回路の製造コストの低減が図れ、
さらに、制御方法も簡素化できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the front and rear wheel steering system for a vehicle according to the present invention, the steering angle sensor is composed of a rotary encoder, and the wheels are steered to a neutral position when the ignition key is operated. As a result, the overall size can be reduced, and a non-volatile memory that stores the encoder detection signal during the OFF period of the ignition key switch is not required, and the manufacturing cost of the control circuit can be reduced.
Further, the control method can be simplified.
第１図から第９図はこの発明の一実施例にかかる車両の
操舵装置を示し、第１図が全体概略図、第２図が機構部
分の斜視図、第３図および第４図が機構要部の断面図、
第５図が一部拡大断面図、第６図および第７図がフロー
チャート、第８図および第９図がタイミングチャートで
ある。 11……操向ハンドル 12……前輪転舵機構 13……後輪転舵機構 14FL,14FR……前輪 14RL,14RR……後輪 17……エンコーダ 18……タコジェネレータ 21……コントロールユニット 22……ばね要素 24F,24R……電動機 32F,32R……ボールナット機構 38F,38R……エンコーダ 43F,43R……ボールナット1 to 9 show a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall schematic view, FIG. 2 is a perspective view of a mechanism portion, and FIGS. 3 and 4 are mechanism. A cross-sectional view of the main part,
FIG. 5 is a partially enlarged sectional view, FIGS. 6 and 7 are flowcharts, and FIGS. 8 and 9 are timing charts. 11 …… Steering wheel 12 …… Front wheel steering mechanism 13 …… Rear wheel steering mechanism 14FL, 14FR …… Front wheel 14RL, 14RR …… Rear wheel 17 …… Encoder 18 …… Tacho generator 21 …… Control unit 22 …… Spring element 24F, 24R …… motor 32F, 32R …… ball nut mechanism 38F, 38R …… encoder 43F, 43R …… ball nut
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−71757（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−163474（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−141174（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-71757 (JP, A) Actually opened 62-163474 (JP, U) Actually opened 61-141174 (JP, U)
Claims (1)
し、操向ハンドルにハンドル操作を検出する操舵角検知
器を設けるとともに、転舵機構に操向車輪を駆動して転
舵する電動機および操向車輪の転舵角を検知する舵角検
知器を設け、該舵角検知器および操舵角検知器の出力信
号を基に電動機に給電して操向車輪を転舵する車両の操
舵装置において、 前記舵角検知器を前記電動機により駆動されて回転する
回転部材の回転量を検出するロータリー式のエンコーダ
から構成し、 イグニッションキーの操作時に前記電動機を通電して前
記操向車輪を中立位置に転舵する中立位置復帰手段を設
けるとともに、 前記イグニッションキーの操作時に前記操舵角検知器を
リセットするリセット手段を設け、前記舵角と操舵角を
一致させたことを特徴とする車両の操舵装置。1. A steering angle detector for mechanically separating a steering handle and a steering mechanism, the steering handle being provided with a steering angle detector, and the steering mechanism being driven by steering wheels. Of a vehicle that steers the steering wheel by providing a steering angle detector that detects the steering angle of the electric motor and the steering wheel, and supplies power to the electric motor based on the output signals of the steering angle detector and the steering angle detector. In the steering device, the rudder angle detector is composed of a rotary encoder that detects the amount of rotation of a rotating member that is driven by the electric motor to rotate, and the electric motor is energized to operate the steering wheel when an ignition key is operated. A neutral position returning means for steering to a neutral position is provided, and a reset means for resetting the steering angle detector at the time of operating the ignition key is provided to match the steering angle and the steering angle. That the vehicle steering system.
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