JP2957603B2 - Front wheel steering angle correction device - Google Patents
Front wheel steering angle correction deviceInfo
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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、前輪を補正転舵することにより、安定し
たステアリング特性を得ることができる四輪操舵装置に
関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-wheel steering device capable of obtaining stable steering characteristics by correcting and turning a front wheel.
(従来の技術) 第7図に示した従来の後輪操舵装置は、ハンドル1に
固定したハンドル軸1aを、前輪転舵装置2の図示してい
ないラックとピニオンとの噛み合いを介して、サイドロ
ッド3、4に連結している。(Prior Art) In the conventional rear wheel steering device shown in FIG. 7, a handle shaft 1a fixed to a handle 1 is connected to a side of a front wheel steering device 2 via an engagement between a pinion and a rack (not shown). It is connected to rods 3 and 4.
そして、上記ハンドル1を回すと、ハンドル1ととも
にハンドル軸1aが回転し、この回転力が前輪転舵装置2
の上記ラックとピニオンとの噛み合いを介して、サイド
ロッド3、4に伝達される。When the handle 1 is turned, the handle shaft 1a rotates together with the handle 1, and this turning force is applied to the front wheel steering device 2.
Is transmitted to the side rods 3 and 4 via the engagement between the rack and the pinion.
そしてサイドロッド3、4は図面の左右いづれかの方
向に移動するとともに、このサイドロッド3、4に連結
したナックルアーム5、6を介して前輪7、8を転舵す
る。Then, the side rods 3, 4 move in either the left or right direction in the drawing, and steer the front wheels 7, 8 via the knuckle arms 5, 6 connected to the side rods 3, 4.
また、上記前輪転舵装置2とは別に、後輪転舵装置9
を設けているが、この後輪転舵装置9は、モータ10と、
このモータ10に連係されたシャフトドライバ11と、モー
タ10に直結したエンコーダ12および電磁ブレーキ13とを
主要素としている。そして、上記モータ10の図示してい
ない出力軸をシャフトドライバ11の図示していないシャ
フトに連係させ、このシャフトの両端にサイドロッド1
4、15をそれぞれ連結している。Further, separately from the front wheel steering device 2, a rear wheel steering device 9 is provided.
The rear wheel steering device 9 includes a motor 10 and
A shaft driver 11 linked to the motor 10 and an encoder 12 and an electromagnetic brake 13 directly connected to the motor 10 are main components. An output shaft (not shown) of the motor 10 is linked to a shaft (not shown) of the shaft driver 11, and side rods 1 are provided at both ends of the shaft.
4 and 15 are connected.
そして、上記モータ10が回転すると、この回転力がシ
ャフトドライバ11を介してサイドロッド14、15に伝達さ
れる。そして、サイドロッド14、15は図面の左右いずれ
かの方向に移動するとともに、このサイドロッド14、15
に連結したナックルアーム16、17を介して、後輪18、19
を共に転舵する。When the motor 10 rotates, the rotational force is transmitted to the side rods 14 and 15 via the shaft driver 11. The side rods 14 and 15 move in the left or right direction in the drawing, and the side rods 14 and 15 move.
Rear wheels 18, 19 via knuckle arms 16, 17 connected to
Steer together.
このようにした電動ステアリング装置9は、そのモー
タ10および電磁ブレーキ13を、コントローラ20に接続す
る一方、このコントローラ20には車速センサ33、前輪の
サイドロッド4に設けた前輪舵角センサ2aおよびエンコ
ーダ12を接続している。The electric steering device 9 has the motor 10 and the electromagnetic brake 13 connected to the controller 20. The controller 20 includes a vehicle speed sensor 33, a front wheel steering angle sensor 2a provided on the front wheel side rod 4, and an encoder. 12 are connected.
しかして、ハンドル1が回されて前輪7、8が転舵す
ると、前輪舵角センサ2aによって実際の前輪の転舵角を
検出するとともに、車速センサ33によって実際の車速を
検出し、これらの出力信号をコントローラ20に入力す
る。When the steering wheel 1 is turned and the front wheels 7 and 8 are steered, the actual steering angle of the front wheels is detected by the front wheel steering angle sensor 2a, and the actual vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 33. The signal is input to the controller 20.
そして、モータ10は上記入力信号に応じて回転する。
また、モータ10の回転とエンコーダ12がモータ10の実回
転量を検出し、この出力信号をコントローラ20にフィー
ドバックして、後輪舵角をフィードバック制御してい
る。Then, the motor 10 rotates according to the input signal.
In addition, the rotation of the motor 10 and the encoder 12 detect the actual rotation amount of the motor 10, and the output signal is fed back to the controller 20 to perform feedback control of the rear wheel steering angle.
つまり、この後輪操舵装置では、モータ10を連係させ
た単独の電動ステアリング装置9に、後輪18、19を共に
連結し、コントローラ20によって制御される上記モータ
10の回転力を後輪18、19に伝達して、後輪18、19の転舵
を制御している。In other words, in this rear wheel steering device, the rear wheels 18 and 19 are connected together to a single electric steering device 9 in which a motor 10 is linked, and the motor is controlled by a controller 20.
The turning force of 10 is transmitted to the rear wheels 18 and 19 to control the turning of the rear wheels 18 and 19.
そして、この後輪18、19の転舵角は、前輪転舵角と車
速とによって制御される。The turning angles of the rear wheels 18, 19 are controlled by the front wheel turning angle and the vehicle speed.
第8図は、前後輪の転舵角比kが、車速とともに増加
するように制御している様子を示すものである。FIG. 8 shows a state in which the steering angle ratio k of the front and rear wheels is controlled to increase with the vehicle speed.
この第8図からも明らかなように、この従来の装置で
は、車速が増加すると、前後輪転舵比kも増加し、後輪
は車速が増加する前の速度で与えられた転舵角から、さ
らに前輪の転舵方向と同一の方向へ転舵が行われる。As is apparent from FIG. 8, in this conventional device, when the vehicle speed increases, the front-rear wheel turning ratio k also increases, and the rear wheels turn from the steering angle given at the speed before the vehicle speed increases. Further, steering is performed in the same direction as the steering direction of the front wheels.
また、車速が減少すると、前後輪転舵比kも減少し、
後輪は車速が減少する前の速度で与えられた転舵角か
ら、さらに前輪の転舵方向と逆の方向へ転舵が行なわれ
る。When the vehicle speed decreases, the front and rear wheel steering ratio k also decreases,
The rear wheels are further steered in a direction opposite to the steering direction of the front wheels from a steering angle given at a speed before the vehicle speed decreases.
(本発明が解決しようとする課題) 上記のようにした従来の装置では、ある一定速度で旋
回している状態から車速が増加すると、後輪は車速が増
加する前の速度で与えられた転舵角から、さらに前輪の
転舵方向と同一の方向へ転舵が行なわれる。(Problem to be Solved by the Invention) In the conventional device as described above, when the vehicle speed increases from a state where the vehicle is turning at a certain constant speed, the rear wheels rotate at a speed given at a speed before the vehicle speed increases. Steering is further performed from the steering angle in the same direction as the steering direction of the front wheels.
このため、旋回半径が大きくなり、いわゆる強アンダ
ーステアの状態となる。For this reason, the turning radius becomes large, and a so-called strong understeer state occurs.
又、ある一定速度で旋回している状態から、車速が減
少すると、後輪は車速が減少する前の速度で与えられた
転舵角がさらに前輪の転舵方向と逆の方向へ転舵が行な
われる。Also, when the vehicle speed decreases from a state where the vehicle is turning at a certain speed, the turning angle of the rear wheels at the speed before the vehicle speed decreases further turns in the direction opposite to the steering direction of the front wheels. Done.
このため、旋回半径は小さくなり、いわゆる強オーバ
ーステアの状態となる。For this reason, the turning radius is reduced, and a state of so-called strong oversteer is obtained.
従来の装置では、このような車速による旋回半径の増
減を防止することができなかった。The conventional device cannot prevent the turning radius from increasing or decreasing due to the vehicle speed.
このため操舵が不安定となり危険であった。 As a result, the steering became unstable and dangerous.
この発明の目的は、車速が変わったとしても、強アン
ダーステアや強オーバーステアを防止できる前輪転舵角
補正装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a front wheel turning angle correction device that can prevent strong understeer and strong oversteer even when the vehicle speed changes.
(課題を解決するための手段) この発明は、ハンドルと、ハンドルに揺動自在に連結
したハンドル軸と、ハンドル軸に固定したピニオンと、
このピニオンにかみ合うとともにその両端に前輪を連係
したラックと、ハンドル軸をラックと平行に移動させる
駆動機構と、車速を検出する車速センサと、前輪の転舵
角を検出する前輪転舵角センサと、ハンドルの回転角を
検出するハンドル回転角センサと、車速とハンドルの回
転角に応じて前輪転舵角目標値を演算し、この目標値と
前輪の転舵角とを比較して求めた信号を駆動機構に出力
するコントローラとを備え、ハンドルを所定の回転角で
止めた状態において、車速が変化すると、その車速に応
じた信号がコントローラから出力され、駆動機構がハン
ドル軸を移動させる一方、このハンドル軸の移動によっ
て、このハンドル軸のピニオンにかみ合うラックが軸線
方向に移動する構成にしたことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a handle, a handle shaft swingably connected to the handle, a pinion fixed to the handle shaft,
A rack that meshes with the pinion and has front wheels linked to both ends thereof, a drive mechanism that moves the handle shaft parallel to the rack, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, and a front wheel steering angle sensor that detects the steering angle of the front wheels. A steering wheel rotation angle sensor for detecting a steering wheel rotation angle, a front wheel steering angle target value calculated according to the vehicle speed and the steering wheel rotation angle, and a signal obtained by comparing the target value with the front wheel steering angle. When the vehicle speed changes in a state where the steering wheel is stopped at a predetermined rotation angle, a signal corresponding to the vehicle speed is output from the controller, while the drive mechanism moves the handle shaft, The rack which meshes with the pinion of the handle shaft is moved in the axial direction by the movement of the handle shaft.
(本発明の作用) 本発明は、車速を車速センサによって検出している。
一般には、強アンダーステアの車両は車速が増加する
と、旋回半径が増加することが知られている。(Operation of the Present Invention) In the present invention, the vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor.
Generally, it is known that the turning radius of a vehicle with strong understeer increases as the vehicle speed increases.
又、強オーバーステアの車両は車速が増加すると旋回
半径が減少することが知られている。It is also known that the turning radius of a vehicle having strong oversteer decreases as the vehicle speed increases.
よって、コントローラでは、この検出した車速と、ハ
ンドル回転角とに応じて、前輪転舵角目標値を決定す
る。Therefore, the controller determines the front wheel turning angle target value according to the detected vehicle speed and the steering wheel rotation angle.
そして、この前輪転舵角目標値と前輪の転舵角とを比
較して求めた補正出力信号をコントローラから前輪転舵
角補正機構に出力することにより、前輪の補正転舵を行
う。Then, a corrected output signal obtained by comparing the front wheel turning angle target value with the front wheel turning angle is output from the controller to the front wheel turning angle correcting mechanism, so that the front wheels are corrected and turned.
(本発明の効果) このように車速に応じて前輪を補正転舵することがで
きるので、強いアンダーステアや強いオーバーステアを
防止でき、安定性が向上する。(Effect of the Present Invention) Since the front wheels can be corrected and steered according to the vehicle speed, strong understeer and strong oversteer can be prevented, and the stability is improved.
また、この発明は、ハンドル軸を駆動機構によって平
行移動させるとともに、このハンドル軸に固定したピニ
オンを、ラックと一体的に移動させるので、ピニオンは
回転しない。このようにピニオンが回転しなければ、こ
のピニオンに連係するハンドルも回転しない。そのた
め、前輪を補正転舵したとしても、運転者が感じるステ
アリング特性を一定に保つことができる。したがって、
運転者に安定した操舵フィーリングを与えることができ
る。Further, according to the present invention, the handle shaft is moved in parallel by the drive mechanism, and the pinion fixed to the handle shaft is moved integrally with the rack, so that the pinion does not rotate. If the pinion does not rotate in this way, the handle associated with this pinion does not rotate. Therefore, even if the front wheels are corrected and steered, the steering characteristics felt by the driver can be kept constant. Therefore,
A stable steering feeling can be given to the driver.
(本発明の実施例) 第1図に示した本発明の第1実施例の装置は、ハンド
ル1にハンドル軸1aを連係するとともに、その途中に自
在継手28を設けている。そして、この自在継手28よりも
先端部に、ピニオン21を設けている。(Embodiment of the Present Invention) In the apparatus of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a handle shaft 1a is linked to a handle 1, and a universal joint 28 is provided in the middle thereof. Further, a pinion 21 is provided at the tip of the universal joint 28.
また、ハンドル軸1aの先端部とピニオン21とを、ギヤ
ケース30内に挿入するとともに、このギヤケース30内に
設けたラック22にピニオン21をかみ合わせている。そし
て、ピニオン21の回転運動をラック22の水平運動に変換
するようにしている。The tip of the handle shaft 1a and the pinion 21 are inserted into the gear case 30, and the pinion 21 is engaged with the rack 22 provided in the gear case 30. The rotation of the pinion 21 is converted into the horizontal movement of the rack 22.
なお、上記ギヤケース30には、ベアリング29を設け、
このベアリング29によってハンドル軸1aを回転自在に保
持している。The gear case 30 is provided with a bearing 29,
The handle shaft 1a is rotatably held by the bearing 29.
上記水平方向に移動するラック22は、その両端にサイ
ドロッド3、4を連係している。これらサイド3、4に
は、ナックルアーム5、6を連係し、このナックルアー
ム5、6に前輪7、8を固定している。そして、ラック
22を上記のように水平運動させると、前輪7、8が左右
に操舵するようにしている。The rack 22 which moves in the horizontal direction has side rods 3 and 4 linked to both ends thereof. Knuckle arms 5 and 6 are linked to the sides 3 and 4, and front wheels 7 and 8 are fixed to the knuckle arms 5 and 6. And rack
When the wheel 22 is moved horizontally as described above, the front wheels 7, 8 are steered left and right.
また、上記ギヤケース30は、ラック22に対して水平方
向に摺動自在に設けている。そして、このギヤケース30
にレバー23、ウォーム24、ウォーム25を介してモータ26
のモータ軸27に連結している。モータ26は、コントロー
ラPに接続し、このコントローラPから送られてくる前
輪転舵出力信号IMrに応じてモータ軸27を回転させる。The gear case 30 is provided slidably in the horizontal direction with respect to the rack 22. And this gear case 30
Motor 26 via lever 23, worm 24, worm 25
Is connected to the motor shaft 27. The motor 26 is connected to the controller P, and rotates the motor shaft 27 according to the front wheel turning output signal I Mr sent from the controller P.
モータ26のモータ軸27が回転すると、ウォーム25を介
してウォームホィール24が回転する。ウォームホィール
24には、その中心Aよりオフセットした点Bにレバー23
が取付けられており、ウォームホィール24の回転運動は
レバー23の水平運動に変換される。そして、このレバー
23の水平運動によりギヤケース30が全体として図中左右
方向に水平移動する。When the motor shaft 27 of the motor 26 rotates, the worm wheel 24 rotates via the worm 25. Worm wheel
24 has a lever 23 at a point B offset from its center A.
Is mounted, and the rotational movement of the worm wheel 24 is converted into the horizontal movement of the lever 23. And this lever
Due to the horizontal movement of 23, the gear case 30 moves horizontally as a whole in the horizontal direction in the figure.
モータ26のモータ軸27の回転により、ギヤケース30が
図中左右方向に移動すると、このギヤケース30に設けた
ベアリング29に回転自在に支持されたハンドル軸1aも移
動する。このとき、ハンドル軸1aは、自在継手28を支点
にして折れ曲がるとともに、ピニオン21が左右方向に移
動する。When the gear case 30 moves in the left-right direction in the figure due to the rotation of the motor shaft 27 of the motor 26, the handle shaft 1a rotatably supported by a bearing 29 provided on the gear case 30 also moves. At this time, the handle shaft 1a bends around the universal joint 28 as a fulcrum, and the pinion 21 moves in the left-right direction.
なお、レバー23、ウォームホィール24、ウォーム25、
モータ26、ベアリング29およびギヤケース30で、この発
明の駆動機構を構成している。In addition, lever 23, worm wheel 24, worm 25,
The motor 26, the bearing 29 and the gear case 30 constitute the drive mechanism of the present invention.
このとき、ハンドル軸1aは回転していないので、ラッ
ク22は、ピニオン21によって左右方向に押し出され、サ
イドロッド3、4を介して、連結する前輪7、8を補正
転舵する。At this time, since the handle shaft 1a is not rotating, the rack 22 is pushed right and left by the pinion 21, and corrects and steers the front wheels 7, 8 to be connected via the side rods 3, 4.
前記ハンドル軸1aには、ハンドル1の回転角を検出
し、ハンドル回転角信号θSを出力するハンドル回転角
センサ31を配置している。Wherein the handle shaft 1a, to detect the rotation angle of the steering wheel 1, is arranged a handle rotation angle sensor 31 for outputting a steering wheel rotation angle signal theta S.
又、前記サイドロッド3、4の近傍には、前輪の転舵
角を検出し、前輪転舵角信号θfを出力する前輪転舵角
センサ32を配置している。Further, in the vicinity of the side rods 3 and 4 detects the front wheel turning angle are arranged a front wheel turning angle sensor 32 which outputs a front wheel steering angle signal theta f.
さらに、この装置では、車速を検出し、車速信号Vを
出力する車速センサ33を配置している。Further, in this device, a vehicle speed sensor 33 that detects a vehicle speed and outputs a vehicle speed signal V is arranged.
そして、これらハンドル回転角センサ31、前輪転舵角
センサ32、車速センサ33は、それぞれコントローラPに
接続している。The steering wheel rotation angle sensor 31, the front wheel turning angle sensor 32, and the vehicle speed sensor 33 are each connected to the controller P.
コントローラPでは、前輪転舵角センサ32と車速セン
サ33とから送られてくる前輪転舵角信号θfと車速信号
Vとに応じて後輪転舵角目標値rを決定し、さらにこ
の後輪転舵角目標値rと、後述する後輪転舵角信号θ
rとを比較し、出力信号IMrを決定する。又、車両後部
に設けられた後輪転舵装置9は、モータ34と、減速ギヤ
35と、ピニオン36と、ラック37と、サイドロッド38、39
を主要素としている。The controller P, and determines the rear wheel steering angle target value r according to the front wheel turning angle signal theta f and the vehicle speed signal V sent from the front wheel turning angle sensor 32 and vehicle speed sensor 33, further rotary thereafter A steering angle target value r and a rear wheel turning angle signal θ described later.
and r to determine the output signal I Mr. A rear wheel steering device 9 provided at the rear of the vehicle includes a motor 34 and a reduction gear.
35, pinion 36, rack 37, side rods 38, 39
Is the main element.
そして、モータ34のモータ軸40は、減速ギヤ35を介し
てその先端部にピニオン36を設けている。The motor shaft 40 of the motor 34 is provided with a pinion 36 at its tip via a reduction gear 35.
このピニオン36は、ラック37とかみ合い、モータ軸40
の回転運動を水平方向の運動に変換している。This pinion 36 meshes with the rack 37 and the motor shaft 40
Is converted into horizontal motion.
このラック37は、サイドロッド38、39を介して、後輪
41、42と連結している。This rack 37 is connected to the rear wheels via side rods 38 and 39.
It is connected to 41 and 42.
すなわち、後輪転舵装置9にコントローラPから後輪
転舵出力信号IMrが入力すると、モータ34のモータ軸40
が回転する。That is, when the rear wheel steering output signal I Mr is input from the controller P to the rear wheel steering device 9, the motor shaft 40 of the motor 34
Rotates.
モータ34のモータ軸40が回転すると、その回転力は、
減速ギヤ35を介して減速され、ピニオン36を回転させ
る。When the motor shaft 40 of the motor 34 rotates, the rotational force is
The speed is reduced via the reduction gear 35, and the pinion 36 is rotated.
ピニオン36の回転運動は、ラック37によって水平方向
の運動に変換され、サイドロッド38、39を介して後輪4
1、42を転舵する。The rotational movement of the pinion 36 is converted into horizontal movement by a rack 37, and the rear wheel 4 is moved through side rods 38 and 39.
Steer 1 and 42.
そして、このサイドロッド38、39の近傍には、後輪の
転舵角を検出し、後輪転舵角信号θrを出力する後輪転
舵角センサ43を設けている。Then, in the vicinity of the side rods 38 and 39, to detect the steering angle of the rear wheels, and a wheel steering angle sensor 43 after outputting a rear wheel steering angle signal theta r provided.
そして、この後輪転舵角センサ43は、上記コントロー
ラPと接続している。The rear wheel turning angle sensor 43 is connected to the controller P.
コントローラPでは、この後輪転舵角センサ43で検出
した後輪転舵角信号θrと後輪転舵角目標値rとを比
較し、後輪が目標通りに制御されているかを演算し、後
輪転舵出力信号IMrを決定し、後輪転舵装置9に出力
し、目標の転舵角となるように、後輪を転舵する。The controller P, is compared with the wheel steering angle signal theta r and the rear wheel steering angle target value r was detected in the rear wheel steering angle sensor 43, calculates whether the rear wheel is controlled to the target as the rear rotary The steering output signal I Mr is determined and output to the rear wheel steering device 9 to steer the rear wheels so that the target steering angle is obtained.
ここの後輪転舵角目標値rは、次の第(1)式によ
って決定される。The rear wheel turning angle target value r is determined by the following equation (1).
r=kθf …(1) ここで、θfは前輪転舵角信号、kは前後輪転舵比
で、第8図に示すようなものである。 r = kθ f (1) Here, θ f is a front wheel turning angle signal, and k is a front and rear wheel turning ratio, as shown in FIG.
そして、後輪転舵出力信号IMrは、次の第(2)式に
よって決定される。Then, the rear wheel turning output signal I Mr is determined by the following equation (2).
IMr=lrΔθr+mr・dΔθr/dt+nr∫Δθrdt …(2) ここで、lr、mr、nrは定数、Δθrは後輪転舵角目標
値rと後輪転舵角信号θrとの差である。In I Mr = l r Δθ r + m r · dΔθ r / dt + n r ∫Δθ r dt ... (2) where, l r, m r, n r is a constant, [Delta] [theta] r is rotary rear and the rear wheel steering angle target value r which is the difference between the steering angle signal θ r.
そして、第1項のlrΔθrは、偏差に比例した電流を
出力する項であり、目標値と実際の舵角との偏差が大き
い場合に、この偏差に比例した大きい電流を出力し、両
者が一致すれば、電流は0となるものである。The first term l r Δθ r is a term that outputs a current proportional to the deviation. When the deviation between the target value and the actual steering angle is large, a large current proportional to the deviation is output, If they match, the current is zero.
第2項のmr・dΔθr/dtは、偏差の微分値に比例した
電流を出力する項であり、モータのロータ慣性等による
遅れを補償するためのものである。The second term, m r · dΔθ r / dt, is a term that outputs a current proportional to the differential value of the deviation, and is used to compensate for a delay due to the rotor inertia of the motor.
第3項のnr∫Δθrdtは、偏差の積分値に比例した電
流を出力する項であり、外力やフリクションにより、定
常的な偏差が生じた場合、これを打ち消すためのもので
ある。The third term, n r ∫Δθ r dt, is a term that outputs a current proportional to the integral value of the deviation, and is used to cancel a stationary deviation caused by an external force or friction.
このようにして演算された後輪転舵角出力信号は、後
輪転舵装置に出力され、上述のように、後輪の転舵を制
御することとなる。The rear wheel turning angle output signal calculated in this way is output to the rear wheel turning device, and controls the turning of the rear wheels as described above.
次にコントローラPにおいて行われる前輪の転舵角制
御について詳述する。Next, the steering angle control of the front wheels performed by the controller P will be described in detail.
前輪転舵角目標値fは、次の第(3)式で決定され
る。The front wheel turning angle target value f is determined by the following equation (3).
f+θs/r+′f …(3) ここで、rはハンドル舵角比、′fは、前輪補正舵
角目標値である。 f + θ s / r + ′ f (3) where r is a steering wheel steering ratio and ' f is a front wheel correction steering angle target value.
この前輪補正舵角目標値′fは、後輪転舵角目標値
rと同じ値を採用している。The front wheel correction steering angle target value ' f is a rear wheel turning angle target value.
The same value as r is adopted.
つまり、第(3)式の第1項が、前輪転舵装置によっ
て与えられる前輪転舵角を示し、第2項が、前輪転舵角
補正装置によって与えられる前輪の転舵角を示している
こととなる。That is, the first term of the expression (3) indicates the front wheel turning angle given by the front wheel turning device, and the second term shows the front wheel turning angle given by the front wheel turning angle correction device. It will be.
そして、コントローラPでは、この前輪転舵角目標値
fが、前輪転舵角センサから送られてくる前輪転舵角
信号θfと比較され、前輪転舵出力信号IMfを決定して
いる。Then, in the controller P, the front wheel steering angle target value
f is compared with the front wheel turning angle signal theta f sent from the front wheel turning angle sensor, and determines the front wheel turning output signal I Mf.
この前輪転舵出力信号IMfは、次の第(4)式によっ
て与えられる。The front wheel steering output signal I Mf is given by the following equation (4).
IMf=lfΔθf+mf・dΔθf/dt+nf∫Δθfdt …(4) ここで、lf、mf、nfは定数、Δθfは前輪転舵角目標
値rと前輪転舵角信号θrとの差である。 I Mf = l f Δθ f + m f · dΔθ f / dt + n f ∫Δθ f dt ... (4) where, l f, m f, n f is a constant, [Delta] [theta] f is the front wheel steering angle target value r and the previous rotary which is the difference between the steering angle signal θ r.
そして、第1項のlfΔθfは、偏差に比例した電流を
出力する項であり、目標値と実際の舵角との偏差が大き
い場合に、この偏差に比例した大きい電流を出力し、両
者が一致すれば、電流は0となるものである。The first term l f Δθ f is a term that outputs a current proportional to the deviation. When the deviation between the target value and the actual steering angle is large, a large current proportional to the deviation is output. If they match, the current is zero.
第2項のmf・dΔθf/dtは、偏差の微分値に比例した
電流を出力する項であり、モータのロータ慣性等による
遅れを補償するためのものである。The second term, m f · dΔθ f / dt, is a term that outputs a current proportional to the differential value of the deviation, and is used to compensate for a delay due to the rotor inertia of the motor.
第3項のnf∫Δθfdtは、偏差の積分値に比例した電
流を出力する項であり、外力やフリクションにより、定
常的な偏差が生じた場合、これを打ち消すためのもので
ある。The third term, n f ∫Δθ f dt, is a term that outputs a current proportional to the integral value of the deviation, and is used to cancel a stationary deviation caused by an external force or friction.
このようにして演算された前輪転舵角出力信号は、前
輪転舵装置に出力され、上述のように、前輪の転舵を制
御することとなる。The front wheel turning angle output signal calculated in this way is output to the front wheel turning device, and controls the turning of the front wheels as described above.
今、一定速度で、定常円旋回している状態がある。 Now, there is a state where the vehicle is making a steady circular turn at a constant speed.
この状態から車速が増加すると、現在の後輪転舵角か
ら、前輪が現在の転舵している方向に、さらに後輪が転
舵するように、後輪転舵出力信号IMrが、コントローラ
Pから出力される。この信号IMrを受けて後輪転舵装置
は後輪を転舵する。When the vehicle speed increases from this state, the rear wheel steering output signal I Mr is sent from the controller P from the current rear wheel steering angle so that the front wheels are further steered in the direction in which the front wheels are currently steered. Is output. In response to the signal I Mr , the rear wheel steering device steers the rear wheels.
この後輪の転舵により、車両の定常横すべり角は0と
なる。By turning the rear wheels, the steady side slip angle of the vehicle becomes zero.
このとき、コントローラPから前輪転舵角補正装置
へ、後輪を転舵した角度、後輪と同方向に前輪を補正転
舵する前輪転舵出力信号IMfが出力される。前輪転舵角
補正装置では、この信号IMfを受けて前輪を転舵する。At this time, the controller P outputs to the front wheel turning angle correction device a front wheel turning output signal I Mf that corrects and turns the front wheel in the same direction as the rear wheel by turning the rear wheel. The front wheel turning angle correction device receives the signal I Mf and turns the front wheels.
このように、前輪が後輪の転舵した角度と同方向に補
正転舵されるので、後輪の転舵によって発生する強アン
ダーステアを防止することができる。As described above, since the front wheels are corrected and steered in the same direction as the angle at which the rear wheels are steered, it is possible to prevent strong understeer caused by the steering of the rear wheels.
又、一定速度で定常円旋回している状態から車速が減
少すると、現在の後輪の転舵角から、前輪が現在転舵し
ている方向と逆の方向に後輪が転舵するように、後輪転
舵出力信号IMrが、コントローラPから出力される。Also, when the vehicle speed decreases from a state of steady circular turning at a constant speed, the rear wheels are steered in a direction opposite to the direction in which the front wheels are currently steered from the current steering angle of the rear wheels. , A rear wheel steering output signal I Mr is output from the controller P.
この信号IMrを受けて後輪転舵装置は後輪を転舵す
る。In response to the signal I Mr , the rear wheel steering device steers the rear wheels.
この後輪の転舵により、車両の定常横すべり角は0と
なる。By turning the rear wheels, the steady side slip angle of the vehicle becomes zero.
このとき、コントローラPから前輪転舵角補正へ後輪
を転舵した角度、後輪と同方向に補正転舵する前輪転舵
出力信号IMf号出力される。At this time, the controller P outputs a front wheel turning output signal I Mf that corrects and turns the rear wheel in the same direction as the rear wheel by turning the rear wheel to the front wheel turning angle correction.
前輪転舵角補正装置では、この信号IMfを受けて前輪
を転舵する。The front wheel turning angle correction device receives the signal I Mf and turns the front wheels.
このように、前輪が後輪の転舵した角度と同方向に補
正転舵されるので、後輪の転舵によって発生するアンダ
ーステアを防止することができる。As described above, since the front wheels are corrected and steered in the same direction as the angle at which the rear wheels are steered, it is possible to prevent understeer generated by steering the rear wheels.
上記のように本発明の実施例の装置では、車両の横す
べり角を0としつつ、ステアリング特性を一定とするこ
とができるので、操縦安定性が向上した。As described above, in the device according to the embodiment of the present invention, the steering characteristics can be kept constant while the vehicle slip angle is set to 0, so that the steering stability is improved.
又、このように補正転舵が行われる際、前輪転舵装置
のハンドル1aの自在継手が折れ曲がり、ハンドル1自体
は回転や移動をしないため、運転者が感じるステアリン
グ特性を一定に保つことができる。Further, when the correction steering is performed in this manner, the universal joint of the handle 1a of the front wheel steering device is bent, and the handle 1 itself does not rotate or move, so that the steering characteristic felt by the driver can be kept constant. .
このように実際は、ステアリング特性の後輪転舵の影
響を前輪の補正転舵により一定に保っているので、運転
者は、後輪の転舵も、前輪の補正転舵も体感しないた
め、あたかも、後輪を操舵しない2WS車を運転している
ような操縦感覚で運転できる。In this way, in fact, since the influence of the rear wheel turning of the steering characteristic is kept constant by the correction turning of the front wheel, the driver does not experience the turning of the rear wheel nor the correction turning of the front wheel, so it is as if It can be driven with the feeling of driving a 2WS car that does not steer the rear wheels.
次に、本発明の他の実施例を第2〜6図に示す。 Next, another embodiment of the present invention is shown in FIGS.
第2図に示した第2実施例は、上記第1実施例のウォ
ーム25、ウォームホィール24の代わりにハイポイドギヤ
44、45を用いている。それ以外の構成については、上記
第1実施例と同じなので、同じ構成要素については同じ
符号を用いている。In the second embodiment shown in FIG. 2, a hypoid gear is used instead of the worm 25 and the worm wheel 24 of the first embodiment.
44 and 45 are used. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals.
第3図に示す第3実施例では、ウォーム25、ウォーム
ホィール24の代わりに単列ギヤ46、47を用いている。In the third embodiment shown in FIG. 3, single gears 46 and 47 are used instead of the worm 25 and the worm wheel 24.
これら第2、3図に示す第2、3実施例においても、
モータ26のモータ軸40の回転力を点Aをウォームホィー
ル24の中心とした回転運動に変換する。このウォームホ
ィール24の回転運動はレバー23を介してギヤケース30の
水平方向の運動に変換される。そして、このギヤケース
30の水平方向の運動によってピニオン21、ラック22が移
動し、補正転舵が行なわれることは、第1実施例と同様
である。In the second and third embodiments shown in FIGS.
The rotational force of the motor shaft 40 of the motor 26 is converted into a rotational movement about the point A as the center of the worm wheel 24. The rotational movement of the worm wheel 24 is converted into a horizontal movement of the gear case 30 via the lever 23. And this gear case
As in the first embodiment, the pinion 21 and the rack 22 are moved by the horizontal movement of 30 and the corrected steering is performed.
次に第4図に示す、第4実施例では、ウォーム48とか
み合うウォームホィール49を、扇形にしている。そして
このウォームホィール49のA点を中心に回動するように
している。Next, in the fourth embodiment shown in FIG. 4, the worm wheel 49 meshing with the worm 48 is formed into a sector shape. The worm wheel 49 is rotated around point A.
そしてA点とこのA点からオフセットしたB点との2
点をもってこのウォームホィール49と連接するレバー50
は、ギヤケース30との接続位置C点に長孔を有してい
る。Then, point A and point B offset from point A
Lever 50 connected to this worm wheel 49 with a point
Has a long hole at a connection point C with the gear case 30.
今、モータ26のモータ軸27が回転すると、この回転力
はウォーム48を介して、A点を回転中心とするウォーム
ホィール49の円運動に変換される。Now, when the motor shaft 27 of the motor 26 rotates, this rotational force is converted via the worm 48 into a circular motion of the worm wheel 49 about the point A as the center of rotation.
そしてウォームホィール49の円運動は、C点の長孔に
おいてギヤケース30の水平方向の運動に変換される。Then, the circular motion of the worm wheel 49 is converted into the horizontal motion of the gear case 30 in the elongated hole at the point C.
このギヤケース30の水平方向の運動によってピニオン
21、ラック22が移動し、補正転舵が行なわれることは、
第1実施例と同様である。The pinion is moved by the horizontal movement of the gear case 30.
The fact that the rack 22 moves and the correction steering is performed
This is the same as the first embodiment.
第5図に示す第5実施例は、第4図の第4実施例のウ
ォーム48、ウォームホィール49の代わりに、ハイポイド
ギヤ51、52をもちいている。The fifth embodiment shown in FIG. 5 uses hypoid gears 51 and 52 instead of the worm 48 and the worm wheel 49 of the fourth embodiment shown in FIG.
他の構成は第4図の機構と同様である。 Other structures are the same as those of the mechanism shown in FIG.
第6図に示す前輪転舵角補正機構は、第4図の前輪転
舵角補正機構のウォーム48、ウォームホィール49の代わ
りに、単列ギヤ53、54を用いている。The front wheel turning angle correcting mechanism shown in FIG. 6 uses single-row gears 53 and 54 instead of the worm 48 and the worm wheel 49 of the front wheel turning angle correcting mechanism shown in FIG.
他の構成は第4図の機構と同様である。 Other structures are the same as those of the mechanism shown in FIG.
なお、この実施例の装置では、後輪を操舵する車両に
おいて、前輪を後輪と同方向に同角度補正転舵してい
る。しかし、操舵しやすく、安全な車両の制御特性を設
定する上で、どのような方向に、どのような角度補正転
舵するようにしてもよいことは当然である。In the apparatus of this embodiment, in a vehicle that steers rear wheels, the front wheels are steered by the same angle in the same direction as the rear wheels. However, in order to set the control characteristics of the vehicle that are easy to steer and safe, it is natural that any direction and any angle correction steering may be performed.
つまり、後輪を転舵しない車両においても、その車両
が有するアンダーステア、オーバーステア、リバースス
テア等のさまざまなステアリング特性に対応して、操舵
しやすく、安全なステアリング特性を設定することが可
能である。That is, even in a vehicle that does not steer the rear wheels, it is possible to set easy-to-steer and safe steering characteristics in accordance with various steering characteristics of the vehicle such as understeer, oversteer, and reversesteer. .
図面第1〜6図は本発明の実施例の装置を示すもので、
第1図は各機能の構成を示す全体図、第2図はハイポイ
ドギヤを用いた前輪転舵角補正機構を示す図、第3図
は、単列ギヤを用いた前輪転舵角補正機構を示す図、第
4図はウォームギヤを用いた前輪転舵角補正機構を示す
図、第5図はハイポイドギヤを用いた前輪転舵角補正機
構を示す図、第6図は単列ギヤを用いた前輪転舵角補正
機構を示す図、第7〜8図は従来の装置を示すもので、
第7図は各機能の構成を示す全体図、第8図は車速Vと
前後輪転舵比kとの関係を示すグラフ図である。 ハンドル……1、ハンドル軸……1a、ピニオン……21、
前輪……7、8、ラック……22、モータ……26、車速セ
ンサ……33、前輪転舵角センサ……32、ハンドル回転角
センサ……31、コントローラ……P1 to 6 show an apparatus according to an embodiment of the present invention.
1 is an overall view showing the configuration of each function, FIG. 2 is a view showing a front wheel turning angle correcting mechanism using a hypoid gear, and FIG. 3 is a front wheel turning angle correcting mechanism using a single-row gear. FIG. 4 is a diagram showing a front wheel turning angle correcting mechanism using a worm gear, FIG. 5 is a diagram showing a front wheel turning angle correcting mechanism using a hypoid gear, and FIG. 6 is a front wheel turning using a single-row gear. FIGS. 7 and 8 show a steering angle correction mechanism, and FIGS. 7 and 8 show a conventional device.
FIG. 7 is an overall view showing the configuration of each function, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the vehicle speed V and the front / rear wheel turning ratio k. Handle …… 1, handle shaft …… 1a, pinion …… 21,
Front wheels 7, 8, Racks 22, Motor 26, Vehicle speed sensor 33, Front wheel steering angle sensor 32, Steering wheel rotation angle sensor 31, Controller P
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−28763(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04 B62D 6/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-28763 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B62D 5/04 B62D 6/00
Claims (1)
たハンドル軸と、ハンドル軸に固定したピニオンと、こ
のピニオンにかみ合うとともにその両端に前輪を連係し
たラックと、ハンドル軸をラックと平行に移動させる駆
動機構と、車速を検出する車速センサと、前輪の転舵角
を検出する前輪転舵角センサと、ハンドルの回転角を検
出するハンドル回転角センサと、車速とハンドルの回転
角に応じて前輪転舵角目標値を演算し、この目標値と前
輪の転舵角とを比較して求めた信号を駆動機構に出力す
るコントローラとを備え、ハンドルを所定の回転角で止
めた状態において、車速が変化すると、その車速に応じ
た信号がコントローラから出力され、駆動機構がハンド
ル軸を移動させる一方、このハンドル軸の移動によっ
て、このハンドル軸のピニオンにかみ合うラックが軸線
方向に移動する構成にしたことを特徴とする前輪転舵角
補正装置。1. A handle, a handle shaft swingably connected to the handle, a pinion fixed to the handle shaft, a rack meshing with the pinion and linking front wheels to both ends thereof, and a handle shaft parallel to the rack. A drive mechanism for moving, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, a front wheel steering angle sensor for detecting a steering angle of a front wheel, a steering wheel rotation angle sensor for detecting a steering wheel rotation angle, and according to a vehicle speed and a steering wheel rotation angle. A controller for calculating a front wheel steering angle target value, and outputting a signal obtained by comparing the target value to the front wheel steering angle to the drive mechanism, with the steering wheel stopped at a predetermined rotation angle. When the vehicle speed changes, a signal corresponding to the vehicle speed is output from the controller, and the drive mechanism moves the handle shaft. Front wheel steering angle correction device rack meshing with the pinion, characterized in that it has a configuration that moves in the axial direction.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP20519189A JP2957603B2 (en) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Front wheel steering angle correction device |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH0374265A JPH0374265A (en) | 1991-03-28 |
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