JP2001151136A - Vehicle steering device - Google Patents

Vehicle steering device

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JP2001151136A
JP2001151136A JP33254799A JP33254799A JP2001151136A JP 2001151136 A JP2001151136 A JP 2001151136A JP 33254799 A JP33254799 A JP 33254799A JP 33254799 A JP33254799 A JP 33254799A JP 2001151136 A JP2001151136 A JP 2001151136A
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JP
Japan
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steering
vehicle
wheel
pair
height
Prior art date
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Pending
Application number
JP33254799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Okada
幸士 岡田
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle steering device capable of appropriately varying a transmission ratio by means of a small power source without making a driver feel that a steering wheel is strolling when the transmission ratio is heightened, and allowing its designs and specifications to be varied easily. SOLUTION: The vehicle steering device has a steering gear box 3 for converting the rotational movements of the steering wheel and a steering shaft into the linear movements of movable members 30 and 40 in the cross direction of the vehicle, a pair of tie rods 41 connected at their front ends to the knuckle arms 12a of the pair of right and left wheels W, and a pair of joint members 42 for connecting the rear ends of the pair of tie rods 41 to both ends of the movable members 30 and 40 along the cross direction of the vehicle. The height of each joint member 42 is freely variable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、ステアリングホ
イールの回転操作角(操舵角)と、そのステアリングホ
イールの操作に基づいて実際に車輪の向きが変更される
角度(実舵角)との比(伝達比)を、車両の走行条件に
応じて変更することが可能な車両の操舵装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a ratio (actual steering angle) of a rotation operation angle (steering angle) of a steering wheel and an angle (actual steering angle) at which the direction of a wheel is actually changed based on the operation of the steering wheel. Transmission ratio) according to the running conditions of the vehicle.

【0002】なお、本明細書でいう実舵角とは、ロール
ステアによる車輪のトー変化の影響をも含めて実際に車
輪が転舵される角度を意味している。したがって、本明
細書でいう伝達比とは、ロールステアによる車輪のトー
変化をも考慮した上での操舵角と実舵角との比を意味し
ており、ステアリングギヤボックスのギヤ比(ステアリ
ングギヤ比)とは相違する概念である。
[0002] The actual steering angle referred to in the present specification means the angle at which the wheel is actually steered, including the effect of the change in the toe of the wheel due to roll steer. Therefore, the transmission ratio referred to in this specification means the ratio between the steering angle and the actual steering angle in consideration of the change in the toe of the wheel due to the roll steering, and the gear ratio of the steering gear box (the steering gear). Ratio) is a different concept.

【0003】[0003]

【従来の技術】周知のとおり、自動車の高速走行時にお
いては、ステアリングホイールの僅かな回転操作によっ
て車輪の向きが大きく変化しないようにすることが望ま
れる。また反対に、自動車の低速走行時には、ステアリ
ングホイールの少ない回転操作量によって車輪を大きく
転舵させることができるようにし、旋回や車庫入れを行
うときのステアリングホイールの回転操作量を少なくで
きるようにすることが望まれる。
2. Description of the Related Art As is well known, it is desired that the direction of wheels is not largely changed by a slight rotation operation of a steering wheel when a vehicle is running at high speed. Conversely, when the vehicle is running at a low speed, the steering wheel can be largely steered by a small rotation operation amount of the steering wheel, and the rotation operation amount of the steering wheel when turning or entering the garage can be reduced. It is desired.

【0004】そこで、従来においては、そのような要望
に応えるものとして、差動歯車機構を利用することによ
り、伝達比を変更できるようにした操舵装置がある(た
とえば特開昭61−122071号)。すなわち、この
従来のものは、たとえば図8に示すように、ピニオンシ
ャフト90とラックバー91とを有するラック・ピニオ
ン式の操舵装置として構成されたものであり、図示され
ていないステアリングホイールおよびステアリングシャ
フトの回転動作は、ピニオンシャフト90に伝達されて
から、ラックピニオン機構によりラックバー91の直進
動作に変換される。ラックバー91の両端のそれぞれに
は、ラックエンド・ボールジョイント92を介してタイ
ロッド93が連結されており、このタイロッド93が車
幅方向に移動することにより、このタイロッド93とナ
ックルアーム(図示略)を介して繋がっている車輪(図
示略)の向きが変化するようになっている。同図の符号
Naで示す領域には、ピニオンシャフト90からラック
バー91への力の伝達率を変更する差動歯車機構(図示
略)が設けられており、この差動歯車機構の機能によっ
て、ステアリングギヤ比を変更できるようになってい
る。
[0004] In order to meet such a demand, there is a steering apparatus which can change the transmission ratio by using a differential gear mechanism (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-122071). . That is, as shown in FIG. 8, for example, this conventional device is configured as a rack and pinion type steering device having a pinion shaft 90 and a rack bar 91, and a steering wheel and a steering shaft (not shown) Is transmitted to the pinion shaft 90 and then converted into a straight-ahead operation of the rack bar 91 by the rack and pinion mechanism. A tie rod 93 is connected to each of both ends of the rack bar 91 via a rack end / ball joint 92. When the tie rod 93 moves in the vehicle width direction, the tie rod 93 and a knuckle arm (not shown) are provided. The direction of a wheel (not shown) connected via the interface changes. A differential gear mechanism (not shown) for changing the transmission rate of the force from the pinion shaft 90 to the rack bar 91 is provided in a region indicated by reference numeral Na in FIG. The steering gear ratio can be changed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手段においては、次のような問題点があった。
However, the above-described conventional means has the following problems.

【0006】第1に、ステアリングギヤ比を大きくする
と、操舵力はそれに対応して逆に小さくなる。したがっ
て、ステアリングギヤ比を大きくした高速走行直進時に
おいては、運転者にステアリングホイールがふらつく感
覚を与えてしまう場合があり、心理的な安定感が得られ
ない場合があった。
First, when the steering gear ratio is increased, the steering force is correspondingly reduced. Therefore, when the vehicle is traveling straight at high speed with a large steering gear ratio, the driver may be given a feeling of wobbling of the steering wheel, and a sense of psychological stability may not be obtained.

【0007】第2に、ステアリングギヤ比の変更動作
は、操舵反力に抗して行う必要がある。このため、ステ
アリングギヤ比を変更するための動力源としては、高出
力の大きな動力源が必要となっていた。
Second, it is necessary to change the steering gear ratio against the steering reaction force. Therefore, as a power source for changing the steering gear ratio, a large power source with high output has been required.

【0008】第3に、伝達比を可変制御できる範囲や伝
達比の具体的な数値を変更するためには、たとえば差動
歯車機構の全体を交換するなどしてステアリングギヤ比
の変更幅や具体的な数値を変える必要がある。したがっ
て、設計仕様の変更も容易ではなかった。
Third, in order to change the range in which the transmission ratio can be variably controlled and the specific numerical value of the transmission ratio, for example, by changing the entire differential gear mechanism, the width of the change in the steering gear ratio and the specific value can be changed. It is necessary to change the numerical value. Therefore, it was not easy to change the design specifications.

【0009】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、伝達比を大きくしたときにステ
アリングホイールがふらつくような感覚を運転者に与え
るようなことなく、小さな動力源によって伝達比を適切
に変更することができるとともに、設計仕様の変更も容
易に行うことが可能な車両の操舵装置を提供することを
その課題としている。
The present invention has been conceived under such circumstances, and does not give a driver the feeling that the steering wheel fluctuates when the transmission ratio is increased. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system capable of appropriately changing a transmission ratio depending on a source and easily changing a design specification.

【0010】[0010]

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

【0011】本願発明によって提供される車両の操舵装
置は、ステアリングホイールおよびステアリングシャフ
トの回転動作を車幅方向における可動部材の直進動作に
変換するステアリングギヤボックスと、左右一対の車輪
の各ナックルアームに各先端部が連結された一対のタイ
ロッドと、これら一対のタイロッドの各基端部を上記可
動部材の車幅方向両端部に連結する一対のジョイント部
材と、を有している、車両の操舵装置であって、上記各
ジョイント部材の高さが変更自在とされていることを特
徴としている。
A vehicle steering apparatus provided by the present invention includes a steering gear box for converting a rotation operation of a steering wheel and a steering shaft into a linear movement of a movable member in a vehicle width direction, and knuckle arms of a pair of left and right wheels. A vehicle steering system comprising: a pair of tie rods each having a distal end connected thereto; and a pair of joint members connecting each base end of the pair of tie rods to both ends in the vehicle width direction of the movable member. Wherein the height of each joint member is changeable.

【0012】本願発明においては、車両が旋回して、車
輪が車体に相対してバウンドまたはリバウンドしたとき
に車輪のトー変化が生じる現象を有効に利用することに
より、伝達比を好適に変更することができるのである。
すなわち、マクファーソンストラット方式やダブルウィ
シュボーン方式などの独立懸架方式のサスペンションと
操舵装置とを組み合わせた場合には、車両が旋回して車
輪がバウンドまたはリバウンドするときに、それに伴っ
てタイロッドが上方または下方に回転する結果、車輪が
トーイン方向またはトーアウト方向に転舵される現象を
生じることが知られている。本願発明においては、上記
各ジョイント部材の高さを変更することによって、上記
の現象を生じるときのタイロッドの先端部の移動軌跡を
調整することができ、これによって車輪がトーイン方向
またはトーアウト方向に転舵される量を加減し、実舵角
を調整することができるのである。たとえば、本願発明
においては、上記各ジョイント部材を下降させた場合に
は、上記各ジョイント部材を下降させていない場合より
も、車輪がバウンドしてトーアウト方向に転舵されると
きの転舵量を大きくするといったことが可能となり、上
記各ジョイント部材の高さが高い場合と低い場合とで
は、車輪の実舵角を相違させることができ、上記各ジョ
イント部材の高さを変更することによって伝達比を種々
に変更することができるのである。このようなことによ
り、本願発明においては、次のような効果が得られる。
In the present invention, the transmission ratio is suitably changed by effectively utilizing the phenomenon that the toe change of the wheels occurs when the vehicle turns and the wheels bounce or rebound relative to the vehicle body. You can do it.
That is, when the suspension and the steering device of the independent suspension system such as the MacPherson strut system and the double wishbone system are combined with each other, when the vehicle turns and the wheels bounce or rebound, the tie rods move upward or downward accordingly. As a result, it is known that a phenomenon occurs in which the wheel is steered in the toe-in direction or the toe-out direction. In the present invention, the movement trajectory of the tip of the tie rod when the above-mentioned phenomenon occurs can be adjusted by changing the height of each joint member, whereby the wheel rolls in the toe-in or toe-out direction. The actual steering angle can be adjusted by adjusting the amount of steering. For example, in the present invention, when each of the joint members is lowered, the amount of turning when the wheels bounce and are turned in the toe-out direction is smaller than when each of the joint members is not lowered. It is possible to increase the actual steering angle of the wheel between the case where the height of each joint member is high and the case where the height is low, and the transmission ratio can be changed by changing the height of each joint member. Can be variously changed. As a result, the following effects can be obtained in the present invention.

【0013】第1に、本願発明においては、従来とは異
なり、ステアリングギヤ比自体を変更させるものではな
いために、高速走行時における操舵反力を中・低速走行
時の操舵反力と同等にすることが可能である。したがっ
て、高速走行直進時において、運転者にステアリングホ
イールがふらつく感覚を与えないようにすることがで
き、心理的な安定感が得られるようにすることができ
る。
First, in the present invention, unlike the prior art, since the steering gear ratio itself is not changed, the steering reaction force at the time of high-speed running is made equal to the steering reaction force at the time of medium / low speed running. It is possible to Therefore, it is possible to prevent the driver from having a feeling that the steering wheel fluctuates when traveling straight at high speed, and to obtain a sense of psychological stability.

【0014】第2に、本願発明において伝達比を変更す
るには、上記各ジョイント部材を車両高さ方向に移動さ
せればよく、その移動方向は、操舵装置の各部に作用す
る操舵反力の作用方向とは一致していない。したがっ
て、上記各ジョイント部材の移動は、操舵反力よりも小
さな力で行わせることが可能であり、伝達比を変更する
ための駆動源は、従来のものよりも小型かつ軽量にする
ことができる。
Second, in order to change the transmission ratio in the present invention, it is sufficient to move each of the above joint members in the vehicle height direction, and the moving direction is determined by the steering reaction force acting on each part of the steering device. It does not match the direction of action. Therefore, the movement of each of the joint members can be performed with a force smaller than the steering reaction force, and the drive source for changing the transmission ratio can be smaller and lighter than the conventional one. .

【0015】第3に、本願発明においては、上記各ジョ
イント部材の高さやその高さを変更するタイミングを変
更することによって、操舵角と実舵角との相対的な関係
を種々のバリエーションに変更することができる。した
がって、伝達比を可変制御できる範囲や伝達比の具体的
な数値などの設計仕様の変更についても、従来よりも容
易に行うことができる。
Third, in the present invention, the relative relationship between the steering angle and the actual steering angle is changed to various variations by changing the height of each joint member and the timing of changing the height. can do. Therefore, changes in design specifications such as the range in which the transmission ratio can be variably controlled and specific numerical values of the transmission ratio can be made easier than before.

【0016】本願発明の好ましい実施の形態において
は、上記可動部材は、車幅方向に延びたラックバーと、
このラックバーに取り付けられて車両高さ方向に回転自
在な一対のアームとを含んでおり、かつ上記各ジョイン
ト部材は、上記各アームに支持されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the movable member includes a rack bar extending in a vehicle width direction;
A pair of arms attached to the rack bar and rotatable in the vehicle height direction, and the joint members are supported by the arms.

【0017】このような構成によれば、上記一対のアー
ムを回転させることにより、上記各ジョイント部材の高
さ変更を適切に行うことができる。もちろん、上記ラッ
クバーが車幅方向に変位すると、これに連れて上記各ジ
ョイント部材も車幅方向に変位することとなり、車輪の
転舵動作も適切に行わせることができる。
According to such a configuration, by rotating the pair of arms, it is possible to appropriately change the height of each of the joint members. Of course, when the rack bar is displaced in the vehicle width direction, the joint members are also displaced in the vehicle width direction, so that the steering operation of the wheels can be appropriately performed.

【0018】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかになるであろう。
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0020】図1ないし図4は、本願発明に係る車両の
操舵装置の一例を示している。なお、図1以降の図にお
いて、矢印Frは車両前方を示し、矢印Upは車両高さ
方向上方を示し、矢印wは車幅方向を示している。
FIGS. 1 to 4 show an example of a vehicle steering system according to the present invention. In the drawings after FIG. 1, an arrow Fr indicates the front of the vehicle, an arrow Up indicates an upper portion in the vehicle height direction, and an arrow w indicates the vehicle width direction.

【0021】図3によく表れているように、本実施形態
の操舵装置Aは、独立懸架方式のサスペンションSと組
み合わされて使用されている。このサスペンションSと
しては、たとえば従来既知のストラットタイプのものが
用いられており、左右一対の車輪(前輪)Wのそれぞれ
は、スイング支点11を介して一端が車体フレーム13
に連結された車両高さ方向に揺動可能なロアアーム10
によって支持されている。各車輪Wのナックル12とそ
の上方の車体との間には、コイルスプリング付きのショ
ックアブソーバ14が設けられている。
As best shown in FIG. 3, the steering apparatus A of the present embodiment is used in combination with a suspension S of an independent suspension system. As the suspension S, for example, a conventionally known strut type is used, and one end of each of a pair of left and right wheels (front wheels) W is connected to a body frame 13 via a swing fulcrum 11.
Arm 10 swingable in the vehicle height direction connected to the lower arm 10
Supported by A shock absorber 14 with a coil spring is provided between the knuckle 12 of each wheel W and the vehicle body above it.

【0022】図1によく表れているように、操舵装置A
は、ステアリングギヤボックス3、一対のアーム40、
一対のタイロッド41、一対のボールジョイント42、
トーコントロールバー43、第1のプーリ44、第2の
プーリ45、およびモータMを具備して大略構成されて
いる。
As best seen in FIG. 1, the steering system A
Is a steering gear box 3, a pair of arms 40,
A pair of tie rods 41, a pair of ball joints 42,
A toe control bar 43, a first pulley 44, a second pulley 45, and a motor M are generally provided.

【0023】ステアリングギヤボックス3は、図3に示
したステアリングホイール20およびステアリングシャ
フト21の回転動作がピニオンシャフト31に伝達され
ると、この回転動作をラックバー30の車幅方向の直進
動作に変換する機能を備えたものであり、その基本的な
構造は、従来のラック・ピニオン方式のものと同様であ
る。このステアリングギヤボックス3のケース31は、
複数のブラケット32を介して車体フレーム13に固定
して取り付けられている。
When the rotation of the steering wheel 20 and the steering shaft 21 shown in FIG. 3 is transmitted to the pinion shaft 31, the steering gear box 3 converts the rotation into a straight-ahead movement of the rack bar 30 in the vehicle width direction. The basic structure is the same as that of the conventional rack and pinion system. The case 31 of the steering gear box 3
It is fixedly attached to the body frame 13 via a plurality of brackets 32.

【0024】一対のアーム40は、ラックバー30の車
幅方向両端部(長手方向両端部)に取り付けられてい
る。より具体的には、図2によく表れているように、各
アーム40には、ラックバー30の長手方向端部の小径
部33が貫通しているとともに、その小径部33に螺合
したナット50が締め付けられていることにより、各ア
ーム40は各小径部33に取り付けられている。ただ
し、各アーム40は、ラックバー30の小径部33を中
心として車両高さ方向に回転可能に取り付けられてお
り、その一側方には回転動作を円滑にするためのスラス
ト軸受51が設けられている。
The pair of arms 40 are attached to both ends (longitudinal ends) of the rack bar 30 in the vehicle width direction. More specifically, as best seen in FIG. 2, each arm 40 has a small-diameter portion 33 at the longitudinal end of the rack bar 30 penetrating therethrough, and a nut screwed into the small-diameter portion 33. Each arm 40 is attached to each small-diameter portion 33 by fastening 50. However, each arm 40 is mounted so as to be rotatable around the small diameter portion 33 of the rack bar 30 in the vehicle height direction, and a thrust bearing 51 for smooth rotation is provided on one side thereof. ing.

【0025】図1によく表れているように、各タイロッ
ド41は、その先端部が車輪Wのナックルアーム12a
に対してボールジョイント(タイロッドエンド・ボール
ジョイント)49を介して連結されている。このタイロ
ッド41が車幅方向に変位することにより、車輪Wの向
きが変更されるようになっている。ただし、各タイロッ
ド41の基端部は、各ボールジョイント42を介して各
アーム40に取り付けられている。各ボールジョイント
42は、いわゆるラックエンド・ボールジョイントに相
当するものであり、各アーム40が同図矢印N1に示す
ように車両高さ方向に回転すると、これに伴ってその高
さが変更されるようになっている。
As shown in FIG. 1, each of the tie rods 41 has a knuckle arm 12a at the tip end of the wheel W.
And a ball joint (tie rod end / ball joint) 49. As the tie rod 41 is displaced in the vehicle width direction, the direction of the wheel W is changed. However, the base end of each tie rod 41 is attached to each arm 40 via each ball joint 42. Each ball joint 42 corresponds to a so-called rack-end ball joint. When each arm 40 rotates in the vehicle height direction as indicated by an arrow N1 in the figure, the height is changed accordingly. It has become.

【0026】トーコントロールバー43は、車幅方向に
延びており、一対のアーム40どうしを連結している。
第1および第2のプーリ44,45ならびにモータM
は、トーコントロールバー43を介して一対のアーム4
0を車両高さ方向に回転させるための駆動機構を構成し
ている。第2のプーリ45は、ステアリングギヤボック
ス3のケース31に外嵌しており、このケース31周り
に回転可能である。第2のプーリ45は、ケース31へ
の外嵌が容易に行えるように、たとえばケース31をそ
の両側から挟み付けることが可能に複数に分割された部
材をボルトを用いて連結した構造とされている。第1の
プーリ44はモータMによって正逆いずれの方向にも駆
動回転自在とされているとともに、この第1のプーリ4
4の回転力が第2のプーリ45に伝達されるようにそれ
ら第1および第2のプーリ44,45はワイヤ52を介
して互いに連結されている。ただし、第2のプーリ45
にはトーコントロールバー43が貫通している。このた
め、この操舵装置Aにおいては、モータMを駆動させる
ことにより、トーコントロールバー43および一対のア
ーム40を、ラックバー30の軸心を中心として車両高
さ方向に回転させることができ、これに伴って各ボール
ジョイント42の高さも自在に変更できるようになって
いる。すなわち、この操舵装置Aにおいては、図3に示
すように、各ボールジョイント42を上昇させたり、あ
るいは図4に示すように、各ボールジョイント42を下
降させることが自在となっている。
The toe control bar 43 extends in the vehicle width direction and connects the pair of arms 40 to each other.
First and second pulleys 44 and 45 and motor M
Is a pair of arms 4 via a toe control bar 43.
A drive mechanism for rotating 0 in the vehicle height direction is configured. The second pulley 45 is fitted around the case 31 of the steering gear box 3 and is rotatable around the case 31. The second pulley 45 has a structure in which a plurality of divided members are connected to each other using bolts so that the case 31 can be sandwiched from both sides thereof, so that the outside of the case 31 can be easily fitted. I have. The first pulley 44 is rotatable in both forward and reverse directions by a motor M.
The first and second pulleys 44 and 45 are connected to each other via a wire 52 so that the rotational force of the fourth pulley 45 is transmitted to the second pulley 45. However, the second pulley 45
Has a toe control bar 43 penetrating therethrough. Therefore, in the steering device A, by driving the motor M, the toe control bar 43 and the pair of arms 40 can be rotated around the axis of the rack bar 30 in the vehicle height direction. Accordingly, the height of each ball joint 42 can be freely changed. That is, in the steering device A, as shown in FIG. 3, each ball joint 42 can be raised, or as shown in FIG. 4, each ball joint 42 can be lowered.

【0027】次に、上記構成の操舵装置Aの作用につい
て説明する。
Next, the operation of the steering device A having the above configuration will be described.

【0028】本実施形態の操舵装置Aは、車両がロール
して、車輪がバウンドまたはリバウンドしたときに車輪
の向きが変化するロールステアの現象を有効に利用する
ことにより、車輪Wの実舵角を制御するものである。本
実施形態の操舵装置Aの作用を理解するには、そのよう
なロールステアの原理を理解する必要があり、その内容
を図6および図7を参照して先に説明する。
The steering apparatus A of the present embodiment makes use of the roll steering phenomenon in which the direction of the wheel changes when the vehicle rolls and the wheel bounces or rebounds. Is controlled. In order to understand the operation of the steering device A according to the present embodiment, it is necessary to understand the principle of such a roll steer, and the contents will be described first with reference to FIGS.

【0029】すなわち、図6は、ストラットタイプのサ
スペンションと操舵装置とを組み合わせた車両を模式的
に示している。同図において、符号85は、ステアリン
グギヤボックスである。車両が旋回したときには、同図
に示すように、外輪側の車輪Waは車体に相対してバウ
ンドするとともに、内輪側の車輪Wbは車体に相対して
リバウンドする。車輪Waがバウンドする場合には、図
7(a)に示すように、ロアアーム80がスイング支点
81を中心に上方へ回転するとともに、タイロッド82
もボールジョイント83(ラックエンド・ボールジョイ
ント)を中心に上方へ回転する。ただし、これらの部材
の各先端部の回転半径および回転軌跡L1,L2は相違
することに起因して、たとえばタイロッド82の先端部
82aがロアアーム80の先端部80aに相対して車幅
方向内方に変位する場合がある。このため、図7(b)
に示すように、タイロッド82の先端部82aが連結さ
れたナックルアーム84が車幅方向内方に引っ張られ
て、車輪Waが所定角度θだけトーアウト方向に転舵さ
れるアライメント変化を生じるのである。車輪Waをト
ーイン方向に操舵させようとするときに、このように車
輪Waをトーアウト方向に転舵させる現象を生じさせれ
ば、車輪Waの実舵角を少なくすることが可能であり、
本願発明はこのような原理を利用して、車輪の実舵角を
制御するのである。図6に示したリバウンド側の車輪W
bにおいては、上記とは反対に、車輪Wbがトーイン方
向に転舵されるロールステアを生じる。
FIG. 6 schematically shows a vehicle in which a strut type suspension and a steering device are combined. In the figure, reference numeral 85 is a steering gear box. When the vehicle turns, as shown in the figure, the outer-wheel-side wheels Wa bounce relative to the vehicle body, and the inner-wheel-side wheels Wb rebound relative to the vehicle body. When the wheel Wa bounces, as shown in FIG. 7A, the lower arm 80 rotates upward around the swing fulcrum 81 and the tie rod 82
Also rotates upward about the ball joint 83 (rack end ball joint). However, since the rotation radius and the rotation trajectories L1 and L2 of the respective tip portions of these members are different, for example, the tip portion 82a of the tie rod 82 is inward in the vehicle width direction relative to the tip portion 80a of the lower arm 80. May be displaced. For this reason, FIG.
As shown in (5), the knuckle arm 84 to which the distal end portion 82a of the tie rod 82 is connected is pulled inward in the vehicle width direction, causing an alignment change in which the wheel Wa is steered in the toe-out direction by a predetermined angle θ. When the phenomenon of turning the wheel Wa in the toe-out direction is caused when the wheel Wa is to be steered in the toe-in direction, it is possible to reduce the actual steering angle of the wheel Wa,
The present invention uses such a principle to control the actual steering angle of the wheel. Wheel W on the rebound side shown in FIG.
In the case of b, contrary to the above, roll steering in which the wheel Wb is steered in the toe-in direction occurs.

【0030】本実施形態の操舵装置Aにおいては、たと
えば車速に応じて各ボールジョイント42の高さを変更
する制御を実行する。車速が速い場合には、モータMを
作動させることにより、たとえば図4に示すように、各
ボールジョイント42を下降させる。このような状態に
おいて、車両が旋回してロールし、外輪側の車輪Wがバ
ウンドしたときには、図5の仮想線に示すように、ボー
ルジョイント42の高さが低い場合にタイロッド41の
先端部のボールジョイント49が描く軌跡L3が、同図
実線で示すボールジョイント42の高さが高い場合にお
いてボールジョイント49が描く軌跡L4とは異なるも
のとなる。すなわち、ボールジョイント42の高さが低
い場合の軌跡L3は、ボールジョイント42の高さが高
い場合の軌跡L4よりも、車輪Wが上方へバウンドした
ときにボールジョイント49およびナックルアーム12
aを車幅方向内方へより大きく変位させる軌跡となる。
したがって、その分だけ、図7(a),(b)に示した
ようなアライトント変化を生じるときの車輪Wのトーア
ウト方向への転舵量を大きくすることができるのであ
る。
In the steering apparatus A of the present embodiment, control is performed to change the height of each ball joint 42 according to, for example, the vehicle speed. When the vehicle speed is high, the ball joints 42 are lowered by operating the motor M, for example, as shown in FIG. In such a state, when the vehicle turns and rolls and the wheel W on the outer wheel side bounces, as shown by the phantom line in FIG. 5, when the height of the ball joint 42 is low, the tip of the tie rod 41 The locus L3 drawn by the ball joint 49 is different from the locus L4 drawn by the ball joint 49 when the height of the ball joint 42 shown by the solid line in the figure is high. That is, the trajectory L3 when the height of the ball joint 42 is low is larger than the trajectory L4 when the height of the ball joint 42 is high when the wheel W bounces upward and the ball joint 49 and the knuckle arm 12
a becomes a trajectory for displacing a more inward in the vehicle width direction.
Therefore, the amount of turning of the wheel W in the toe-out direction when the alignant change as shown in FIGS. 7A and 7B occurs can be increased accordingly.

【0031】車両の旋回時においては、外輪側の車輪W
は、実際にはトーイン方向に転舵されている。したがっ
て、車輪Wの実舵角は、ステアリングホイール20の回
転操作量に対応する車輪Wの転舵角から、上記したアラ
イメント変化によって車輪Wがトーアウト方向に転舵さ
れる角度を差し引いた値となる。既述したとおり、高速
走行時には、車輪Wがトーアウト方向に転舵されるロー
ルステア量を大きくすることができるために、操舵角と
実舵角との比を大きくすることができる。したがって、
高速走行時の車両の安定性を高めることができる。
When the vehicle is turning, the outer wheel W
Is actually steered in the toe-in direction. Therefore, the actual steering angle of the wheel W is a value obtained by subtracting the angle at which the wheel W is steered in the toe-out direction due to the above-described alignment change from the steering angle of the wheel W corresponding to the rotational operation amount of the steering wheel 20. . As described above, at the time of high-speed running, the amount of roll steer in which the wheel W is steered in the toe-out direction can be increased, so that the ratio between the steering angle and the actual steering angle can be increased. Therefore,
The stability of the vehicle during high-speed running can be improved.

【0032】なお、内輪側に位置してリバウンドする他
方の車輪Wについては、上記したバウンド側の車輪Wと
は反対にトーイン方向に転舵されるロールステアを生じ
る。トーイン方向への転舵量は、上記したのと同様な原
理により、ボールジョイント42の高さが低くされてい
る分だけ大きくすることができる。したがって、トーア
ウトとなるように転舵される内輪側の車輪についても、
その実舵角を小さくすることができることができ、車両
の安定性を高めることができる。
The other wheel W located on the inner wheel side and rebounding causes a roll steer to be steered in the toe-in direction opposite to the above-described wheel W on the bounding side. The amount of steering in the toe-in direction can be increased by the lower height of the ball joint 42 according to the same principle as described above. Therefore, for the inner wheels that are steered to toe-out,
The actual steering angle can be reduced, and the stability of the vehicle can be increased.

【0033】次いで、車速が低速の場合には、モータM
を逆転させることによって、上記とは反対に、各ボール
ジョイント42を高い位置に移動させる。このようにす
ると、先の図5を参照して説明した内容から理解される
ように、車輪Wがバウンドするときに車輪Wがトーアウ
ト方向に転舵される量を、各ボールジョイント42の高
さが低い場合よりも少なくし、実舵角を大きくすること
ができる。また同様に、車輪Wがリバウンドするときに
車輪Wがトーイン方向に転舵される量も少なくし、その
実舵角を大きくすることができる。したがって、この場
合には、高速走行時の場合よりも伝達比を小さくするこ
とができ、車両を低速で旋回させる際のステアリングホ
イール20の操作性を良好にすることができる。
Next, when the vehicle speed is low, the motor M
Is reversed to move each ball joint 42 to a higher position, contrary to the above. In this way, as can be understood from the contents described with reference to FIG. 5, the amount by which the wheel W is steered in the toe-out direction when the wheel W bounces is determined by the height of each ball joint 42. Is smaller than when the steering angle is low, and the actual steering angle can be increased. Similarly, when the wheel W rebounds, the amount by which the wheel W is steered in the toe-in direction can be reduced, and the actual steering angle can be increased. Therefore, in this case, the transmission ratio can be made smaller than in the case of high-speed running, and the operability of the steering wheel 20 when turning the vehicle at low speed can be improved.

【0034】このように、本実施形態の操舵装置Aにお
いては、操舵装置のステアリングギヤ比自体を変更する
ことなく、伝達比を変更することができる。このため、
高速走行時にステアリングギヤ比を大きくした場合に生
じるようなステアリングホイール20のふらつき感を無
くすことが可能となる。
As described above, in the steering device A of the present embodiment, the transmission ratio can be changed without changing the steering gear ratio of the steering device. For this reason,
It is possible to eliminate the feeling of wobbling of the steering wheel 20 that would occur when the steering gear ratio is increased during high-speed running.

【0035】車輪Wがバウンドするときにトーアウト方
向に転舵される量や、車輪Wがリバウンドするときにト
ーイン方向に転舵される量は、各ボールジョイント42
の高さを調整することによって制御することが可能であ
る。したがって、この操舵装置Aにおいては、たとえば
車速を低速域、中速域、および高速域などの複数の段階
に分けておき、それらの速度域に応じて各ボールジョイ
ント42の高さを所定の高さに変更することにより、そ
れらの速度に合った伝達比が得られることとなる。もち
ろん、車速以外のパラメータとして、車両のロール角や
ヨーレイトなども考慮することによって各ボールジョイ
ント42の高さを制御することもできる。操舵角と実舵
角との関係は、各ボールジョイント42の高さや高さを
変更するタイミングなどを変更することによって簡単に
変えることが可能である。また、各アーム40の回転中
心と各ボールジョイント42の中心までの距離Lを変更
することにより、モータMの駆動軸の回転量と各ボール
ジョイント42の車両高さ方向の変位量との関係につい
ても簡単に変更することができる。したがって、この操
舵装置Aにおいては、設計仕様の変更も簡単に行うこと
ができる。
The amount of steering in the toe-out direction when the wheel W bounces and the amount of steering in the toe-in direction when the wheel W rebounds are determined by the ball joints 42.
Can be controlled by adjusting the height. Therefore, in the steering device A, for example, the vehicle speed is divided into a plurality of stages such as a low speed region, a medium speed region, and a high speed region, and the height of each ball joint 42 is set to a predetermined height according to the speed region. With such a change, a transmission ratio suitable for those speeds can be obtained. Of course, it is also possible to control the height of each ball joint 42 by considering the roll angle and the yaw rate of the vehicle as parameters other than the vehicle speed. The relationship between the steering angle and the actual steering angle can be easily changed by changing the height of each ball joint 42, the timing of changing the height, and the like. By changing the distance L between the center of rotation of each arm 40 and the center of each ball joint 42, the relationship between the amount of rotation of the drive shaft of the motor M and the amount of displacement of each ball joint 42 in the vehicle height direction is determined. Can also be easily changed. Therefore, in the steering device A, the design specification can be easily changed.

【0036】本実施形態の操舵装置Aにおいては、各ボ
ールジョイント42の高さ変更が、各アーム40やトー
コントロールバー43を車両高さ方向に回転させること
により行われており、それらの部材の回転方向は、各車
輪Wから各タイロッド41やラックバー30に対して操
舵反力が作用する方向とは直交する方向である。したが
って、各ボールジョイント42の高さの変更は、上記の
操舵反力よりも小さい力で行うことが可能であり、モー
タMとしては、小型で軽量なものを用いることが可能と
なる。
In the steering apparatus A of this embodiment, the height of each ball joint 42 is changed by rotating each arm 40 and the toe control bar 43 in the vehicle height direction. The rotation direction is a direction orthogonal to the direction in which the steering reaction force acts on each tie rod 41 and each rack bar 30 from each wheel W. Therefore, the height of each ball joint 42 can be changed with a force smaller than the steering reaction force, and a small and lightweight motor M can be used.

【0037】本願発明に係る車両の操舵装置の各部の具
体的な構成は、上述の実施形態に限定されるものではな
く、種々に設計変更自在である。
The specific structure of each part of the vehicle steering system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made.

【0038】上述の実施形態においては、タイロッドが
車輪の後方にある構造で、車輪がバウンドするときにそ
の車輪がトーアウト方向に転舵するロールステアを生じ
る場合を一例として説明したが、サスペンションの具体
的な構造(例えば、タイロッドが車輪の前方にある構造
等)によっては、車輪がバウンドするときに上記とは反
対にトーイン方向に転舵する場合もある。本願発明は、
このようなサスペンションについても適用することが可
能であり、この場合にはタイロッドの基端部のジョイン
ト部材(ボールジョイント42に相当するジョイント部
材)の高さを変更することにより、車輪がバウンドする
ときのトーイン方向への転舵量を調整し、これにより本
願発明が意図するステアリング制御を行うことができる
のである。本願発明は、ストラットタイプのサスペンシ
ョンに限らず、ウィッシュボーンタイプやその他のタイ
プのサスペンションを用いた場合にも適用することが可
能である。
In the above-described embodiment, the case where the tie rod is located behind the wheel and the wheel steers in the toe-out direction when the wheel bounces is described as an example. Depending on the specific structure (for example, a structure in which a tie rod is in front of the wheel), the wheel may steer in the toe-in direction opposite to the above when the wheel bounces. The present invention is
It is also possible to apply to such a suspension. In this case, by changing the height of the joint member (joint member corresponding to the ball joint 42) at the base end of the tie rod, when the wheel bounces, Is adjusted in the toe-in direction, whereby the steering control intended by the present invention can be performed. The present invention is not limited to the strut type suspension, and can be applied to a case where a wishbone type suspension or another type of suspension is used.

【0039】本願発明においては、タイロッドの基端部
のジョイント部材の高さを変更するための具体的な手段
も、上記実施形態のものに限定されず、それ以外の種々
の手段を用いることが可能である。また、本願発明にお
いては、ラック・ピニオン方式とは異なる方式のステア
リングギヤボックスを用いることも可能である。さら
に、本願発明においては、パワーステアリング機能を備
えた操舵装置として構成することもできることは言うま
でもない。
In the present invention, the specific means for changing the height of the joint member at the base end of the tie rod is not limited to that of the above embodiment, and various other means may be used. It is possible. Further, in the present invention, a steering gear box of a type different from the rack and pinion type can be used. Further, it goes without saying that the present invention can be configured as a steering device having a power steering function.

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

【図1】本願発明に係る車両の操舵装置の一例を示す要
部斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part showing an example of a vehicle steering system according to the present invention.

【図2】図1の要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of FIG.

【図3】本願発明に係る車両の操舵装置の全体構造の一
例を模式的に示す車両前方からの正面図である。
FIG. 3 is a front view from the front of the vehicle schematically showing an example of the entire structure of the vehicle steering device according to the present invention.

【図4】本願発明に係る車両の操舵装置の全体構造の動
作状態を模式的に示す車両前方からの正面図である。
FIG. 4 is a front view from the front of the vehicle, schematically illustrating an operation state of the entire structure of the vehicle steering device according to the present invention.

【図5】本願発明の作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the present invention.

【図6】本願発明を理解するための車輪の動作状態を模
式的に示す車両前方からの正面図である。
FIG. 6 is a front view from the front of the vehicle, schematically showing an operation state of wheels for understanding the present invention.

【図7】(a)は、本願発明を理解するための車輪の動
作状態を模式的に示す車両前方からの要部正面図であ
り、(b)は、その要部平面図である。
FIG. 7A is a front view of a main part from the front of the vehicle, schematically showing an operation state of wheels for understanding the present invention, and FIG. 7B is a plan view of the main part.

【図8】従来例を示す要部断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part showing a conventional example.

【符号の説明】 A 操舵装置 M モータ 3 ステアリングギヤボックス 30 ラックバー 40 アーム 41 タイロッド 42 ボールジョイント 43 トーコントロールバー 44 第1のプーリ 45 第2のプーリ[Description of Signs] A Steering device M Motor 3 Steering gear box 30 Rack bar 40 Arm 41 Tie rod 42 Ball joint 43 Toe control bar 44 First pulley 45 Second pulley

フロントページの続き Fターム(参考) 3D001 AA12 AA43 BA02 BA03 DA04 EA22 EB12 ED02 3D032 CC00 CC08 CC49 DA23 EA01 EB05 EC31 GG01 3D033 JB01 JB19 3D034 BA02 BC02 BC14 BC25 BD02 BD05 Continued on the front page F term (reference) 3D001 AA12 AA43 BA02 BA03 DA04 EA22 EB12 ED02 3D032 CC00 CC08 CC49 DA23 EA01 EB05 EC31 GG01 3D033 JB01 JB19 3D034 BA02 BC02 BC14 BC25 BD02 BD05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステアリングホイールおよびステアリン
グシャフトの回転動作を車幅方向における可動部材の直
進動作に変換するステアリングギヤボックスと、左右一
対の車輪の各ナックルアームに各先端部が連結された一
対のタイロッドと、これら一対のタイロッドの各基端部
を上記可動部材の車幅方向両端部に連結する一対のジョ
イント部材と、を有している、車両の操舵装置であっ
て、 上記各ジョイント部材の高さが変更自在とされているこ
とを特徴とする、車両の操舵装置。
1. A steering gear box for converting a rotation operation of a steering wheel and a steering shaft into a linear movement of a movable member in a vehicle width direction, and a pair of tie rods each having a distal end connected to each knuckle arm of a pair of left and right wheels. And a pair of joint members for connecting each base end of the pair of tie rods to both ends of the movable member in the vehicle width direction, wherein the height of each of the joint members is A steering device for a vehicle, wherein the steering wheel is changeable.
【請求項2】 上記可動部材は、車幅方向に延びたラッ
クバーと、このラックバーに取り付けられて車両高さ方
向に回転自在な一対のアームとを含んでおり、かつ上記
各ジョイント部材は、上記各アームに支持されている、
請求項1に記載の車両の操舵装置。
2. The movable member includes a rack bar extending in the vehicle width direction, and a pair of arms attached to the rack bar and rotatable in the vehicle height direction. , Supported by each of the above arms,
The vehicle steering apparatus according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283880A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Toyota Motor Corp Travel control device of vehicle
KR100911396B1 (en) * 2008-04-02 2009-08-11 현대자동차주식회사 Actuating device for active geometry control suspension system
JP2011126350A (en) * 2009-12-16 2011-06-30 Ntn Corp Steer-by-wire type steering device

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