JP5226999B2 - Vehicle steering device - Google Patents
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Description
本発明は、左右の操舵輪を適切に制御する車両の操舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus that appropriately controls left and right steering wheels.
近年、車両においては、効率の良い操舵を実現するために、様々な操舵装置の技術が提案され、実用化されている。 In recent years, various steering device technologies have been proposed and put into practical use in vehicles in order to realize efficient steering.
例えば、特開2005−306246号公報では、ピニオンの回転運動をラックの車幅方向の直線運動に変換することによって、車輪に操舵角を付けるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラックを、車幅方向に延在し、一端がタイロッドを介して左右の車輪に接続される左右の軸棒の他端を保持する軸棒保持部材と、該軸棒保持部材を内部に回転自在に保持すると共に、ピニオンのピニオンギヤに噛合するラックギヤが形成されたハウジングとで形成し、左右の軸棒をハウジングに対して車幅方向に移動させ、左右の軸棒の他端間の距離を変化させるラック長可変機構を備えた操舵装置が開示されている。
ところで、上述の特許文献1に開示される操舵装置の技術では、一方の車輪側に強い横力が加わった場合、その力は軸棒保持部材を回転させる力と、該軸棒保持部材を保持するハウジングを車幅方向に移動させる力に分かれて作用する。この軸棒保持部材を回転させる力は軸棒保持部材の回転により他方の車輪を操舵する力として伝達され、この操舵の結果、一方の車輪と他方の車輪に作用する横力が等しくなるように作用する。また、上述のハウジングを車幅方向に移動させる力は、ピニオンギヤを通じて操舵反力として作用する。従って、上述の特許文献1に開示される操舵装置では、一方の車輪側に加わる力を、効率的に両輪に加わる横力を等しくさせるように変換させることができず、却って不要な操舵反力を発生してしまうという問題がある。
By the way, in the technique of the steering device disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な制御、構造で、操舵輪に作用する横力が等しくなる最適な操舵角を不要な操舵反力が発生することなく効率良く、且つ、応答性良く得ることができる車両の操舵装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and with an easy control and structure, an optimum steering angle at which the lateral force acting on the steered wheels is equal can be efficiently generated without generating unnecessary steering reaction force, and An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can be obtained with good responsiveness.
本発明は、操舵入力軸と連接されて移動される第1のロッドと、操舵輪の左輪側と連接されて車幅方向に移動される第2のロッドと、操舵輪の右輪側と連接されて車幅方向に移動される第3のロッドと、上記第1のロッドに直交して回転自在に軸支された回転軸と、上記回転軸を回転中心とし、上記第2のロッドと上記第3のロッドとの間に介装されて上記第2のロッドと上記第3のロッドの車幅方向の相対移動を自在にし、左右輪に作用する路面反力の違いに応じて該路面反力の違いにより回転させられることで上記左右輪の横力が等しく釣り合うように設定する回転部材と、
を備えたことを特徴としている。
The present invention includes a first rod that is connected to a steering input shaft and is moved, a second rod that is connected to the left wheel side of the steered wheel and is moved in the vehicle width direction, and is connected to the right wheel side of the steered wheel. A third rod that is moved in the vehicle width direction, a rotation shaft that is rotatably supported perpendicular to the first rod, a rotation center that is the rotation shaft, and the second rod and the Intervened between the third rod and the second rod and the third rod to move relative to each other in the vehicle width direction, and the road surface reaction according to the difference in the road surface reaction force acting on the left and right wheels. a rotary member to configure the lateral force of the left and right wheels are balanced equally Rukoto made me rotated by the difference of the force,
It is characterized by having.
本発明による車両の操舵装置によれば、簡単な制御、構造で、操舵輪に作用する横力が等しくなる最適な操舵角を不要な操舵反力が発生することなく効率良く、且つ、応答性良く得ることが可能となる。 According to the vehicle steering apparatus of the present invention, the optimum steering angle at which the lateral force acting on the steered wheels is equal can be achieved with simple control and structure, efficiently without causing unnecessary steering reaction force, and responsiveness. It can be obtained well.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1〜図6は本発明の実施の第1形態を示し、図1は前輪操舵系の全体構成図、図2はステアリングギヤボックス内の概略構成図、図3は前輪操舵制御プログラムのフローチャート、図4はハンドル角と車速に応じて設定されるモータ回転角の特性図、図5は操舵時の操舵輪の様子を示す説明図、図6は図5における各操舵輪に作用する力の説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a front wheel steering system, FIG. 2 is a schematic configuration diagram inside a steering gear box, FIG. 3 is a flowchart of a front wheel steering control program, 4 is a characteristic diagram of the motor rotation angle set according to the steering wheel angle and the vehicle speed, FIG. 5 is an explanatory view showing the state of the steered wheels during steering, and FIG. 6 is an explanation of the force acting on each steered wheel in FIG. FIG.
図1において、符号1は車両の操舵装置を示し、ステアリングホイール2から入力される操舵力は、ステアリング軸3、ピニオン軸4を介してステアリングギヤボックス5内の操舵機構に伝達され、左右の操舵輪6L、6Rを転舵する操舵力として左右のタイロッド7L、7Rから左右のナックルアーム8L、8Rに伝達される。
In FIG. 1,
また、符号10は、コラムアシスト型の電動パワーステアリングを実現する電動パワーステアリングモータを示し、この電動パワーステアリングモータ10の出力軸10aに設けたドライブギヤ11は、ステアリング軸3に設けたドリブンギヤ12と噛合され、電動パワーステアリングモータ10による操舵アシスト力が伝達されるようになっている。この操舵アシスト力は、例えば、予め設定された、ドライバによる操舵トルクと車速に応じた特性マップにより設定される。尚、電動パワーステアリングの形式は、他の周知の形式、すなわち、ラックアシスト型、ピニオンアシスト型のものを採用可能であることは云うまでもない。
ステアリングギヤボックス5内には、図2(a)の上面図、図2(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた回転軸17が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に介装されて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にする回転部材としてのトーコントロールギヤ18と、トーコントロールギヤ18の回転軸17をモータ軸として第1のロッド14に固設されたトーコントロールモータ19と、トーコントロールギヤ18の回転を禁止自在な禁止手段としてのクラッチ20とが主要に設けられている。
As shown in the top view of FIG. 2A and the front view of FIG. 2B, the steering gear box 5 is connected via a
第1のロッド14のラックアンドピニオン機構13は、第1のロッド14の左側部分に形成したラックギヤ14aにピニオン軸4端部のピニオンギヤ4aが噛合されて構成されている。
The rack and
また、第2のロッド15と第3のロッド16の他端部のそれぞれのロッドに対向する部分には、第2のラックギヤ15aと第3のラックギヤ16aが対向して形成されており、ピニオンギヤであるトーコントロールギヤ18がこれら第2のラックギヤ15aと第3のラックギヤ16aとに噛合されてラックアンドピニオン機構を構成している。
Further, a
そして、上述のトーコントロールモータ19は、後述の操舵制御部25により制御信号が入力されるトーコントロールモータ駆動部26からの信号により駆動され、クラッチ20は、同じく操舵制御部25により制御信号が入力されるクラッチ駆動部27により駆動される。
The
車両の操舵装置1の操舵制御部25により実行される操舵制御は、後述する前輪操舵制御プログラムを実行することにより行われ、通常時においては、車速センサ31からの車速V、ハンドル角センサ32からのハンドル角θHに応じ、トーコントロールモータ19のモータ回転角θMをモータ角センサ33からの信号を参照してトーコントロールモータ駆動部26に信号出力してトーコントロールモータ19を制御する。また、何らかの異常時(フェール時)においては、クラッチ駆動部27に信号出力してクラッチ20を作動させ、トーコントロールギヤ18の回転軸17の回転を禁止させる。これにより、フェール時においては、トーコントロールギヤ18の回転が禁止されるため、ドライバによりステアリングホイール2が回転されて第1のロッド14が車幅方向に移動されると、この移動に伴い第2のロッド15と第3のロッド16とが車幅方向に一体的に移動される。すなわち、操舵制御部25は制御手段としての機能を有して構成されている。
Steering control executed by the
そして、上述のように構成される操舵装置1では、ステアリングホイール2により操舵が行われると、ステアリング軸3、ピニオン軸4を介してステアリングギヤボックス5内の第1のロッド14がラックアンドピニオン機構13により車幅方向に平行移動され、トーコントロールギヤ18も移動される。この時、左右輪6L、6Rに対する路面反力が等しい場合には、トーコントロールギヤ18にモーメントが働かず、左右輪6L、6Rは等しく転舵される。
In the
逆に、左右輪6L、6Rに対する路面反力が異なる場合には、路面反力の差に比例したモーメントがトーコントロールギヤ18に働き、トーコントロールギヤ18が回転し、左右輪6L、6Rの転舵量が変化する。そして、転舵量が大きいほど路面反力が大きくなるため、いずれは左右輪6L、6Rの横力が等しく釣り合うようになる。
Conversely, when the road surface reaction forces on the left and
次に、図3のフローチャートにより、上述の前輪操舵制御プログラムを説明する。
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、必要パラメータ、すなわち、車速V、ハンドル角θH、モータ回転角θMを読み込む。
Next, the above-described front wheel steering control program will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step (hereinafter abbreviated as “S”) 101, necessary parameters, that is, vehicle speed V, steering wheel angle θH, and motor rotation angle θM are read.
次いで、S102に進み、正常な制御状態(例えば、モータ回転角θMが異常な値を示していない場合等)か否か判定し、正常な制御状態であれば、S103に進み、トーコントロールモータ19のモータ回転角θMを設定し、トーコントロールモータ駆動部26に信号出力してプログラムを抜ける。このS103におけるトーコントロールモータ19のモータ回転角θMの設定は、例えば、図4に示すように、予め設定しておいた車速V−ハンドル角θHの特性マップを参照することにより実行される。この車速V−ハンドル角θHの特性マップは、左右輪の横力が等しくなるような左右輪の操舵角の特性を、予め実験、計算等により求めて設定したものである。
Next, the process proceeds to S102, where it is determined whether or not the control state is normal (for example, when the motor rotation angle θM does not indicate an abnormal value). If the control state is normal, the process proceeds to S103 and the
尚、左右の操舵輪5L、5Rの最終的な操舵角θfl、θfrは、それぞれ以下の(1)式、(2)式となる。
θfl=(θH/n)+(θM/m) …(1)
θfr=(θH/n)−(θM/m) …(2)
ここで、nはステアリングホイール2から第1のロッド14への減速比、mは第1のロッド14から第2、第3のロッド15、16への減速比である。
The final steering angles θfl and θfr of the left and right steered wheels 5L and 5R are expressed by the following equations (1) and (2), respectively.
θfl = (θH / n) + (θM / m) (1)
θfr = (θH / n) − (θM / m) (2)
Here, n is a reduction ratio from the
一方、上述のS102で正常ではないと判定した場合は、S104に進み、クラッチ駆動部27に信号出力してクラッチ20を作動させ、トーコントロールギヤ18の回転を禁止させてプログラムを抜ける。
On the other hand, if it is determined in S102 that the operation is not normal, the process proceeds to S104, where a signal is output to the
このように、本実施の第1形態によれば、ステアリングホイール2から入力される操舵力は、ラックアンドピニオン機構13を介して第1のロッド14に伝達され、第2、第3のロッド15、16に対して垂直に設けた回転軸17が第1のロッド14に回転自在に軸支されたトーコントロールギヤ18からラックアンドピニオン機構を介して第2、第3のロッド15、16を車幅方向に移動する力として伝達されて左右輪6L、6Rが操舵される。このため、左右輪6L、6Rに作用する路面反力が異なる場合においても、これにより生じるモーメントは、トーコントロールギヤ18を回転させるだけで第2のロッド15と第3のロッド16との相対位置を可変して左輪6Lと右輪6Rの操舵角が適切に調節され左右輪6L、6Rの横力が等しく釣り合うように設定されるので、最適な操舵角を不要な操舵反力が発生することなく効率良く、且つ、応答性良く得ることが可能となっている。
Thus, according to the first embodiment, the steering force input from the
ここで、図5(a)に示すように、操舵輪の左右の横力が異なる場合の一例として、左輪側のみで横力を発生して旋回するような場合と、図5(b)に示すように、操舵輪の左右の横力が等しい場合を考える。 Here, as shown in FIG. 5 (a), as an example of the case where the left and right lateral forces of the steered wheels are different, a case where the vehicle is turned by generating a lateral force only on the left wheel side, and FIG. As shown, the case where the lateral forces on the left and right of the steered wheels are equal is considered.
図5(a)の左輪の横力Ffl1に対し、コーナリングフォースはYfl1となりコーナリングドラッグはDfl1となる。右輪では、横力、コーナリングフォース、コーナリングドラッグは0となっている。 For the lateral force Ffl1 of the left wheel in FIG. 5A, the cornering force is Yfl1 and the cornering drag is Dfl1. On the right wheel, the lateral force, cornering force, and cornering drag are zero.
図5(b)では、左輪の横力Ffl2に対し、コーナリングフォースはYfl2となりコーナリングドラッグはDfl2となり、右輪の横力Ffr2に対し、コーナリングフォースはYfr2となりコーナリングドラッグはDfr2となっている。 In FIG. 5B, the cornering force is Yfl2 for the left wheel lateral force Ffl2, the cornering drag is Dfl2, and the cornering force is Yfr2 for the right wheel lateral force Ffr2, and the cornering drag is Dfr2.
そして、これら図5(a)の場合と図5(b)の場合とを横力が等しい(Ffl1=Ffl2+Ffr2)として、重ねて比較すると、図6に示すように、コーナリングフォースは図5(b)の方がΔY(=Yfl2+Yfr2−Yfl1)大きくなるが、コーナリングドラッグは図5(a)の方がΔD(=Dfl1−Dfl2−Dfr2)大きくなる。 5A and 5B, when the lateral force is equal (Ffl1 = Ffl2 + Ffr2) and compared, the cornering force is as shown in FIG. ) Is larger by ΔY (= Yfl2 + Yfr2-Yfl1), but the cornering drag in FIG. 5A is larger by ΔD (= Dfl1-Dfl2-Dfr2).
すなわち、左右輪の横力を等しくして旋回する方が、コーナリングドラッグを小さくすることができ、効率の良い旋回特性が得られ、操舵ゲインを向上することが可能となるのである。そして、コーナリングドラッグを小さくすることにより、走行抵抗を減少させることができ、トラクション性能の向上、及び、燃費の向上を図ることができる。また、タイヤにかかる負荷も小さくなるため、偏摩耗も有効に防止することができる。 In other words, cornering drag can be reduced by turning with the lateral force of the left and right wheels being equal, an efficient turning characteristic can be obtained, and the steering gain can be improved. By reducing the cornering drag, the running resistance can be reduced, and the traction performance and the fuel consumption can be improved. In addition, since the load on the tire is reduced, uneven wear can be effectively prevented.
また、本実施の第1形態によれば、トーコントロールモータ19でトーコントロールギヤ18を回転制御することにより、第2のロッド15と第3のロッド16との相対位置を可変制御できるようになっているので、制動時や路面状態によりトーコントロールギヤ18の回転角を適切に維持することが困難な場合であっても適切な操舵角に制御することができ、安定した操舵機構を実現することが可能である。
Further, according to the first embodiment, the relative position between the
更に、本実施の第1形態によれば、採用するモータもトーコントロールモータ19のみであり、また、第2のロッド15と第3のロッド16との間にラックアンドピニオン機構で介装されたトーコントロールギヤ18のみで左右輪間の操舵角を最適に制御できるので、構造も簡単で部品点数も少なく小型軽量に実現することができる。そして、制御もトーコントロールモータ19のみに対する制御であるため、簡単な制御で実現でき、応答性も良い。
Furthermore, according to the first embodiment, only the
また、フェール時においては、クラッチ20によりトーコントロールギヤ18の回転を禁止させて、ステアリングホイール2の回転と一体的に第1、第2、第3のロッド14、15、16の移動が行われ、確実に操舵が行われるようになっている。
Further, at the time of failure, the clutch 20 prohibits the
次に、図7は本発明の実施の第2形態による、ステアリングギヤボックス内の概略構成図である。尚、本実施の第2形態は、トーコントロールモータ、及び、クラッチを省略し、最も最小の構成により操舵角を適切に保つようにした点が前記第1形態と異なり、他の構成、作用は第1形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。 Next, FIG. 7 is a schematic configuration diagram in the steering gear box according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the toe control motor and the clutch are omitted, and the steering angle is appropriately maintained by the minimum configuration. Since it is the same as that of the 1st form, the same code | symbol is described with respect to the same structure, and description is abbreviate | omitted.
すなわち、図7に示すように、符号40は、第2形態によるステアリングギヤボックスを示し、このステアリングギヤボックス40内には、図7(a)の上面図、図7(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた回転軸17が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に介装されて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にするトーコントロールギヤ18とが主要に設けられている。
That is, as shown in FIG. 7,
このように、車両のスペックによっては、より簡素なステアリングギヤボックス40内の構成とすることにより、左右の操舵輪の横力が略同じとなる最適な操舵角を優れた応答性を確保しつつ実現し、より簡素で、小型軽量化して安価な操舵装置を提供するものである。尚、フェール時を考慮して、トーコントロールギヤ18の回転を禁止させるクラッチを設ける場合は第1のロッド14に設ければ良い。
Thus, depending on vehicle specifications, a simpler configuration within the
次に、図8及び図9は本発明の実施の第3形態を示し、図8はステアリングギヤボックス内の概略構成図、図9は図8のIX部の拡大図である。尚、本実施の第3形態は、トーコントロールギヤの回転制御を電動モータではなく弾性体により行うようにした点が前記第1形態とは異なり、他の構成、作用は第1形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。 Next, FIGS. 8 and 9 show a third embodiment of the present invention, FIG. 8 is a schematic configuration diagram inside the steering gear box, and FIG. 9 is an enlarged view of a portion IX in FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that the rotation control of the toe control gear is performed not by the electric motor but by the elastic body, and other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
すなわち、図8に示すように、符号50は、第3形態によるステアリングギヤボックスを示し、このステアリングギヤボックス50内には、図8(a)の上面図、図8(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた回転軸17が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に介装されて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にするトーコントロールギヤ18とが主要に設けられている。
That is, as shown in FIG. 8,
そして、図9(a)に示すように、トーコントロールギヤ18の前面からは第1のロッド14の側面に向けて鉤状の鉤部材51が延設されており、この鉤部材51の先端が、第1のロッド14の側面に設けられたストッパ52、52に設けられた硬質ゴム材等の弾性体53、53により狭持されている。
Then, as shown in FIG. 9A, a hook-shaped
この鉤部材51に対するストッパ52、52、及び、弾性体53、53の機能をより模式的に書いたものが図9(b)であり、弾性体53、53の有するバネ−ダンパ機能により鉤部材51(トーコントロールギヤ18)の回転制御が行われるようになっている。更に、鉤部材51の移動は、ストッパ52、52の間でのみ可能となるため、このストッパ52、52は、トーコントロールギヤ18の回転角を予め設定した範囲内に規制する規制手段として設けられるものである。このようなトーコントロールギヤ18の回転角を予め設定した範囲内に規制するストッパ52、52は、もちろん前述の第1、第2形態、及び、後述する第4形態においても採用することが可能である。
FIG. 9B schematically shows the functions of the
このように、弾性体を用いて回転制御部を構成することにより、トーコントロールギヤ18の回転制御をより安価で小型軽量に実現するものである。
In this way, by configuring the rotation control unit using the elastic body, the rotation control of the
次に、図10は本発明の実施の第4形態による、ステアリングギヤボックス内の概略構成図である。尚、本実施の第4形態は、トーコントロールモータによる駆動力を第2、第3のロッドの一方に伝達させることにより、トーコントロールギヤの回転制御を行わせるようにした点が前記第1形態と異なり、他の構成、作用は第1形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。 Next, FIG. 10 is a schematic configuration diagram in the steering gear box according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the rotation force of the toe control gear is controlled by transmitting the driving force of the toe control motor to one of the second and third rods. Unlike the first embodiment, the other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, so the same reference numerals are given to the same configurations and the description thereof is omitted.
すなわち、図10に示すように、符号60は、第4形態によるステアリングギヤボックスを示し、このステアリングギヤボックス60内には、図10(a)の上面図、図10(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた回転軸17が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に介装されて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にするトーコントロールギヤ18と、第3のロッド16に形成したラックギヤ61と噛合されるピニオンギヤ62のピニオン軸63をモータ軸とするトーコントロールモータ19と、トーコントロールギヤ18の回転を禁止自在なクラッチ20とが主要に設けられている。
That is, as shown in FIG. 10,
そして、トーコントロールモータ19による駆動力を、第3のロッド16を介して伝達させることにより、トーコントロールギヤ18の回転制御を行わせるようになっている。この第4形態によっても、前述の第1形態で説明した効果と同様の効果を得ることが可能である。尚、第3のロッド16ではなく、第2のロッド15にラックギヤ61を形成し、トーコントロールモータ19を第2のロッド15側に設けてピニオンギヤ62を噛合させるようにしても良い。
The driving force of the
次に、図11は本発明の実施の第5形態による、ステアリングギヤボックス内の概略構成図である。尚、本実施の第5形態は、トーコントロールギヤをリンク(トーコントロールリンク)に変更した点が前記第1形態と異なり、他の構成、作用は第1形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。 Next, FIG. 11 is a schematic configuration diagram in the steering gear box according to the fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the toe control gear is changed to a link (toe control link), and other configurations and operations are the same as the first embodiment. Are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
すなわち、図11に示すように、符号70は、第5形態によるステアリングギヤボックスを示し、このステアリングギヤボックス70内には、図11(a)の上面図、図11(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた略中央の回転軸71が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に設けられて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にする回転部材としてのトーコントロールリンク72と、トーコントロールリンク72の回転軸71をモータ軸として第1のロッド14に固設されたトーコントロールモータ19と、トーコントロールリンク72の回転を禁止自在なクラッチ20とが主要に設けられている。
That is, as shown in FIG. 11,
トーコントロールリンク72は、第2のロッド15に一端部が回動自在に連接され、第3のロッド16に他端部が回動自在に連接されて、略中央部が第1のロッド14に回動自在に軸支されたリンクとなっている。
The
この第5形態に示すように、トーコントロールギヤではなくトーコントロールリンク72による構成とすることによっても、前述の第1形態で説明した効果と同様の効果を得ることが可能である。 As shown in the fifth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that described in the first embodiment by using the toe control link 72 instead of the toe control gear.
次に、図12は本発明の実施の第6形態による、ステアリングギヤボックス内の概略構成図である。尚、本実施の第6形態は、トーコントロールモータ、及び、クラッチを省略し、最も最小の構成により操舵角を適切に保つようにした点が前記第5形態と異なり、他の構成、作用は第5形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。 Next, FIG. 12 is a schematic configuration diagram in the steering gear box according to the sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that the toe control motor and the clutch are omitted and the steering angle is appropriately maintained by the minimum configuration. Since it is the same as that of the fifth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
すなわち、図12に示すように、符号80は、第6形態によるステアリングギヤボックスを示し、このステアリングギヤボックス80内には、図12(a)の上面図、図12(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた略中央の回転軸71が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に設けられて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にするトーコントロールリンク72とが主要に設けられている。
That is, as shown in FIG. 12,
このように、車両のスペックによっては、より簡素なステアリングギヤボックス80内の構成とすることにより、左右の操舵輪の横力が略同じとなる最適な操舵角を優れた応答性を確保しつつ実現し、より簡素で、小型軽量化して安価な操舵装置を提供するものである。尚、フェール時を考慮して、トーコントロールリンク72の回転を禁止させるクラッチを設ける場合は第1のロッド14に設ければ良い。
Thus, depending on vehicle specifications, a simpler configuration within the
次に、図13及び図14は本発明の実施の第7形態を示し、図13はステアリングギヤボックス内の概略構成図、図14は図13のXIV部の拡大図である。尚、本実施の第7形態は、トーコントロールリンクの回転制御を電動モータではなく弾性体により行うようにした点が前記第5形態とは異なり、他の構成、作用は第5形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。 Next, FIGS. 13 and 14 show a seventh embodiment of the present invention, FIG. 13 is a schematic configuration diagram inside the steering gear box, and FIG. 14 is an enlarged view of the XIV portion of FIG. The seventh embodiment is different from the fifth embodiment in that the rotation control of the toe control link is performed not by an electric motor but by an elastic body, and other configurations and operations are the same as those of the fifth embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
すなわち、図13に示すように、符号90は、第7形態によるステアリングギヤボックスを示し、このステアリングギヤボックス90内には、図13(a)の上面図、図13(b)の正面図に示すように、ステアリング軸3と接続されたピニオン軸4とラックアンドピニオン機構13を介して連接されて車幅方向に移動される第1のロッド14と、一端が左のタイロッド7Lと連接されて車幅方向に移動される第2のロッド15と、一端が右のタイロッド7Rと連接されて車幅方向に移動される第3のロッド16と、第2のロッド15と第3のロッド16に対して垂直に設けた略中央の回転軸71が第1のロッド14に回転自在に軸支され、第2のロッド15と第3のロッド16との間の車輪側とは反対側の対向部分に設けられて第2のロッド15と第3のロッド16の車幅方向の相対移動を自在にするトーコントロールリンク72とが主要に設けられている。
That is, as shown in FIG. 13,
そして、図14(a)に示すように、第2のロッド15と第3のロッド16とが対向する部位には、第2のロッド15の先端部から第3のロッド16に対して硬質ゴム材等の第1の弾性体91が介装され、第3のロッド16の先端部から第2のロッド15に対して硬質ゴム材等の第2の弾性体92が介装されている。
And as shown to Fig.14 (a), it is hard rubber | gum with respect to the
また、第1のロッド14の側面からはトーコントロールリンク72の回転軸71と平行に規制手段としてのストッパ93が突設されており、このストッパ93がトーコントロールリンク72の側面に当接することによりトーコントロールリンク72の回転角が予め設定した範囲内に規制されるようになっている。
Further, a
トーコントロールリンク72に対する上述の第1、第2の弾性体91、92の機能をより模式的に書いたものが図14(b)であり、第1、第2の弾性体91、92の有するバネ−ダンパ機能により、トーコントロールリンク72が回転して第2のロッド15と第3のロッド16との相対位置が変化することが適切に制御され、トーコントロールリンク72の回転が制御されるようになっている。
FIG. 14B schematically shows the functions of the first and second
このように、弾性体を用いて回転制御部を構成することにより、トーコントロールリンク72の回転制御をより安価で小型軽量に実現するものである。
In this way, by configuring the rotation control unit using the elastic body, the rotation control of the
尚、本実施の第7形態で示すようなストッパ93は、もちろん前述の第5、第6形態においても採用することが可能である。
Of course, the
1 操舵装置
2 ステアリングホイール
3 ステアリング軸
4 ピニオン軸
5 ステアリングギヤボックス
6L、6R 操舵輪
7L、7R タイロッド
8L、8R ナックルアーム
13 ラックアンドピニオン機構
14 第1のロッド
15 第2のロッド
16 第3のロッド
17 回転軸
18 トーコントロールギヤ(回転部材)
19 トーコントロールモータ
20 クラッチ(禁止手段)
25 操舵制御部(制御手段)
26 トーコントロールモータ駆動部
27 クラッチ駆動部
DESCRIPTION OF
19 Toe control motor 20 Clutch (prohibited means)
25 Steering control unit (control means)
26 Toe control
Claims (5)
操舵輪の左輪側と連接されて車幅方向に移動される第2のロッドと、
操舵輪の右輪側と連接されて車幅方向に移動される第3のロッドと、
上記第1のロッドに直交して回転自在に軸支された回転軸と、
上記回転軸を回転中心とし、上記第2のロッドと上記第3のロッドとの間に介装されて上記第2のロッドと上記第3のロッドの車幅方向の相対移動を自在にし、左右輪に作用する路面反力の違いに応じて該路面反力の違いにより回転させられることで上記左右輪の横力が等しく釣り合うように設定する回転部材と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。 A first rod that is connected to the steering input shaft and moved;
A second rod connected to the left wheel side of the steered wheel and moved in the vehicle width direction;
A third rod connected to the right wheel side of the steered wheel and moved in the vehicle width direction;
A rotating shaft that is rotatably supported perpendicular to the first rod;
With the rotation axis as the rotation center, the second rod and the third rod are interposed between the second rod and the third rod so that the relative movement in the vehicle width direction can be freely performed. a rotary member to configure the lateral force of the left and right wheels in Rukoto made me rotated by the difference of road surface reaction force in response to the road surface reaction force difference acting on the wheel are balanced equally,
A vehicle steering apparatus comprising:
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