JPH0263963A - ステアリング装置 - Google Patents

ステアリング装置

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JPH0263963A
JPH0263963A JP21717988A JP21717988A JPH0263963A JP H0263963 A JPH0263963 A JP H0263963A JP 21717988 A JP21717988 A JP 21717988A JP 21717988 A JP21717988 A JP 21717988A JP H0263963 A JPH0263963 A JP H0263963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
shaft
transmission system
angle
gain
Prior art date
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Pending
Application number
JP21717988A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Mori
宏 毛利
Akihiko Kobayashi
明彦 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH0263963A publication Critical patent/JPH0263963A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車両のステアリング装置に関し、詳しくは操舵
ハンドルの操舵角度のみならず操舵角速度によって操向
車輪の操向に影響を受けるステアリング装置に関する。
(従来の技術) 一般に、車両のステアリング系を1つの振動系として把
握し、操向時の車両の運動特性を自動制御の手法を用い
て考察することが知られている。
また、車両のステアリング装置においては、操舵ハンド
ルの操舵により操舵軸を介してステアリングギヤを駆動
し、このステアリングギヤにより操向リンクを介して車
輪を操向させる基本構成が備えられるとともに、操舵軸
の戻り剛性以外のばね要素および操舵軸の支持機構以外
の減衰要素を設け、操舵ハンドルの切れをシャープにし
、かつ、路面の凹凸等による操向車輪側からの振動等(
シミー、キックバック等)が操舵ハンドル側に極力伝わ
らないようにしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来のステアリング装置にあ
っては、操舵ハンドルからステアリングギヤまでの間で
操舵軸およびその支持機構等からなる振動系を有し、操
舵ハンドルの操舵角と操向輪(前輪)の操舵角とがステ
アリングギヤ比に基づいて比例する構成となっていたた
め、ヨーレイト(ヨー角速度)および横向加速度(以下
機Gという)の周波数応答のゲインが高周波で小さくな
ってしまい、急操舵時等の操舵応答性が悪いという問題
があった。
すなわち、例えば第6図に示す2輪モデルにおいてハン
ドル角をθ。、ステアリングギヤ比をNとすると、ヨー
レイトの伝達関数H1および横Gの伝達関数H2は、 但し、 θ。
× となるので、第7.8図に示すように、ヨーレイトおよ
び横Gの周波数応答のゲインは高5周波になると小さく
なってしまい、急操舵時等の応答性が悪(ドライブフィ
ーリングが低下していた。
(発明の目的) そこで本発明は、操舵軸に、操舵入力角の周波数応答の
ゲインが高周波側で大きくなるような伝達系を付加する
ことにより、ヨーレイトおよび横向加速度の周波数応答
のゲインが高周波で小さくなるのを抑制し、ドライブフ
ィーリングを向上させることを目的としている。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記の目的を達成するために、操舵ハンドル
を操舵することにより該操舵ハンドルに連結された操舵
軸を介してステアリングギヤを駆動し、該ステアリング
ギヤにより操向リンク機構を介して操向車輪を操向する
ステアリング装置において、前記操舵軸が操舵ハンドル
の操舵角に対するステアリングギヤへの操舵入力角の周
波数応答のゲインが高周波になるほど大きくなるばね要
素および減衰要素からなる伝達系を有することを特徴と
するものである。
(作用) 本発明では、操舵軸に、操舵ハンドルの操舵角に対する
ステアリングギヤへの操舵入力角の周波数応答のゲイン
が高周波になるほど大きくなるばね要素および減衰要素
からなる伝達系が設けられる。したがって、該伝達系に
よりヨーレイトおよび横向加速度の周波数応答のゲイン
が高周波で小さくなるのが抑制され、急操舵時等の応答
性が改善されてドライブフィーリングが向上する。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1〜4図は本発明の一実施例を示す図であり、本発明
をランクルピニオン弐のステアリング装置に適用した例
を示している。
第1図において、lはステアリングホイール、すなわち
、操舵ハンドルであり、操舵ハンドル1はその中央部で
操舵軸2(コラムシャフト)の上端部にセレーション嵌
合等によって取り付けられている。操舵軸2の下端部に
はステアリングギヤボックス3が設けられており、操舵
ハンドル1を操舵することによりステアリングギヤボッ
クス3内のラック&ピニオン式のステアリングギヤ(図
示せず)が操舵軸2を介して駆動される。また、このス
テアリングギヤはランクが形成されたランク軸4を車幅
方向に移動させることにより、ランク軸4と、ランク軸
4の両端に揺動自在に連結されたサイドロンド5L、5
Lと、車輪6L、6Rに取り付けられたナックルアーム
7L、7R等からなる操向リンク機構8を介して車輪6
L、6R(操向車輪)を操向するようになっている。
一方、操舵軸2は、トーションバーあるいはラバーカッ
プリング等のばね要素11とこれに並列に配置された減
衰要素、例えば粘性減衰器12とからなる伝達系13を
有しており、減衰要素12はその内部に充満するシリコ
ンオイル等の粘性により伝達系13より上方の第1軸2
aと伝達系13より下方の第2軸2bとの相対回転速度
に略比例した減衰力を発生する。
ここで、操舵ハンドル1の操舵角をθ。、ステアリング
ギヤに伝達される入力舵角をθとし、ばね要素11のば
ね定数をkl、減衰要素12の減衰係数をC1操舵ハン
ドル1を操舵することにより動く質量を操舵軸2の周り
の慣性モーメントに換算したものをI、車輪6L、6R
と路面間で構成されるばねのばね定数に2とすると、操
舵ハンドル1から車輪6L、6Rまでのステアリング系
を第2図に示す振動系の等価モデルに置き換えることが
できる。そして、第2図に示す振動系の運動方程式 %式% から操舵ハンドル1の操舵角θ。とステアリングギヤ人
力舵角θの関係を求めると、 cs+に++kz 但し、s=jω となる。そして、操舵ハンドル1の操舵角θ。に対する
ステアリングギヤへの人力舵角θの周波数θ 操舵周波数が略(kl 十に2)/2πC以上になると
20dB/decで増加、すなわち、高周波になるほど
大きくなるようになっている。
また、ヨーレイトのカットオフ周波数(約IHz)をf
  (Hz)とすると、ヨーレイトゲインは周波数がf
 (Hz)以上になると20 d B /dec T:
減少するので、ヨーレイトのカットオフ周波数f (H
z)とkz)/2πCとの値を近付け、 k +  + k z ””lπcfとなるよう減衰係
数Cおよびばね定数に、を決定している。また、ばね要
素11のばね定数に1を小さくすることにより第3図中
のゲイン増加量Aをより大きくすることが好ましい。
次に、作用を説明する。
第4図は、本実施例の操舵伝達系をブロック図で示した
ものである。
第4図中の伝達係数Gを有する要素であ、る伝達系13
に操舵ハンドル1の操舵角θ。が与えられると、伝達系
13を介しでてギヤ比Nのステアリングギヤが駆動され
、ステアリングギヤにより操向リンク機構8を介して車
輪6L、6Rが操向される。
このとき、伝達系13に入力される操舵ハンドル1の操
舵角θ。に対するステアリングギヤ入力操舵角θの周波
数応答のゲインが第3図に示したように高周波側で大き
くなるので、ヨーレイト <’−5>および横向加速度
(α)(以下、横Gという)の伝達関数H1、H2(課
題の項において説明した伝達関数)が であっても、従来のようにヨーレイト(テ)および横G
(α)の周波数応答のゲインが高周波側で小さくなるこ
とがない。すなわち、伝達系13の周波数特性により高
周波域におけるゲインが確保されてヨーレイトc−f’
)および横G(α)のゲインが小さくなるのが抑制され
る。したがって、急操舵時等の操舵応答性が向上し、ド
ライブフィーリングが向上する。
なお、本実施例においては、ばね要素11のばね定数を
に、を小さくして第3図中のゲイン増加量Aを大きくす
るばかりでなく、サスペンション系によりトレールを大
きくする等してタイヤと路面間に構成されるばねのばね
定数ktを大きくrることによりゲイン増加量Aを大き
くすることができる。また、周波数(k + + k 
! ) / 2πCは減衰要素12の減衰力を調整する
ことにより任意の周波数に設定することができるが、車
速に応じてヨーレイト<f>のカットオフ周波数fが変
化するので、車速の増加に応じて減衰要素12の減衰係
数Cを大きくするようにしてもよい。
(効果) 本発明によれば、操舵軸に、操舵ハンドルの操舵角に対
するステアリングギヤへの操舵入力角の周波数応答のゲ
インが高周波になるほど大きくなるばね要素および減衰
要素からなる伝達系を設けているので、該伝達系により
ヨーレイトおよび横向加速度の周波数応答のゲインが高
周波で小さくなるのが抑制され、急操舵時等の操舵応答
性を改善することができ、ドライブフィーリングを向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明の一実施例を示す図であり、第1図
はその全体構成図、第2図はその等価モデル図、第3図
はその伝達系の周波数応答特性図、第4図はその作用を
説明するための操舵伝達系のブロック線図である。第5
〜8図は従来のステアリング装置を示す図であり、第5
図はその操舵伝達系のブロック線図、第6図はその課題
を説明するための2輪モデル図、第7図はそのヨーレイ
トの周波数応答ゲインを示すグラフ、第8図はその横向
加速度の周波数応答ゲインを示すグラフである。 ■・・・・・・操舵ハンドル、 2・・・・・・操舵軸、 6L、6R・・・・・・車輪、 8・・・・・・操向リンク機構、 11・・・・・・ばね要素、 12・・・・・・減衰要素、 13・・・・・・伝達系。 第1図 第2図 第3図 6L、6R:車輪(操向車輪) 8:操向リンク機構 11:ばね要素 12:減衰要素 】3:伝達系 S。 周波数(Hz) 第 図 :ホイールベース :前車軸と重心の距離 :後車軸と重心の距離 :フロントコーナリングパワー C2: リヤコーナリングパワー 懲○壇【八≠

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 操舵ハンドルを操舵することにより該操舵ハンドルに連
    結された操舵軸を介してステアリングギヤを駆動し、該
    ステアリングギヤにより操向リンク機構を介して操向車
    輪を操向するステアリング装置において、前記操舵軸が
    、操舵ハンドルの操舵角に対するステアリングギヤへの
    操舵入力角の周波数応答のゲインが高周波になるほど大
    きくなるばね要素および減衰要素からなる伝達系を有す
    ることを特徴とするステアリング装置。
JP21717988A 1988-08-30 1988-08-30 ステアリング装置 Pending JPH0263963A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21717988A JPH0263963A (ja) 1988-08-30 1988-08-30 ステアリング装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP21717988A JPH0263963A (ja) 1988-08-30 1988-08-30 ステアリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0263963A true JPH0263963A (ja) 1990-03-05

Family

ID=16700102

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21717988A Pending JPH0263963A (ja) 1988-08-30 1988-08-30 ステアリング装置

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JP (1) JPH0263963A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511273A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Nissan Motor Lenksystem für Kraftfahrzeuge

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511273A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Nissan Motor Lenksystem für Kraftfahrzeuge
US5690361A (en) * 1994-03-28 1997-11-25 Nissan Motor Co., Ltd. Steering system for automotive vehicles
DE19511273C2 (de) * 1994-03-28 1998-03-19 Nissan Motor Lenksystem für Kraftfahrzeuge

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