JPH0637180B2 - 4輪操舵装置 - Google Patents

4輪操舵装置

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JPH0637180B2
JPH0637180B2 JP6917586A JP6917586A JPH0637180B2 JP H0637180 B2 JPH0637180 B2 JP H0637180B2 JP 6917586 A JP6917586 A JP 6917586A JP 6917586 A JP6917586 A JP 6917586A JP H0637180 B2 JPH0637180 B2 JP H0637180B2
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signal
rack
torque
pinion
electric motor
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JP6917586A
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清二 駒村
克邦 加太
文一 杉本
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1581Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by comprising an electrical interconnecting system between the steering control means of the different axles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、前輪操蛇に応じて後輪の操蛇力をパワーア
シストする4輪操蛇装置に関する。
(従来の技術) 第11図に示した従来の装置は、車速センサ1による車速
信号、前輪転舵角センサ2による前輪転舵角信号及びイ
グニッションスイッチ3によるパルス信号にもとづい
て、コントローラ4が後輪の転舵角を演算し、さらに演
算した転舵角と、後輪転舵角センサ5による後輪転舵角
信号との差に応じた制御パルス信号及び制御ポンプ信号
を出力する。そして、パルスモータ6が制御パルス信号
によって回転して、傘歯車7、ピニオン軸8、ピニオン
9及びラック10を介して操作ロッド11を、制御パルス信
号がゼロになる方向に移動させて後輪を転舵させてい
る。
一方、コントロールバルブ12は、ピニオン軸8に加わる
回転力に応じて作動し、前記制御ポンプ信号にによって
作動するポンプ13から油圧供給路14を経て供給される油
圧を上記回転力の方向に応じてパワーシリンダ15のいず
れか一方の油圧室15a又は15bに導入し、他方の油圧室15
b又は15aの作動油をリターン通路16を介して上記ポンプ
13に戻すように作用し、シリンダ15に導入された油圧が
ピストン17を介して、操作ロッド11の移動を助成するよ
うにしている。
(本発明が解決しようとする問題点) この従来の装置では、パルスモータ6によってコントロ
ーラ4から出力される電気信号を回転運動に変換してい
るので、さらにその回転運動を直線運動に変換するため
に傘歯車7、ピニオン軸8、ピニオン9及びラック10等
が必要であり、構成が複雑になるとともに、重量もかさ
むという問題があった。
また、上記のように構成が複雑で、重量もかさむので、
コントローラ4の制御が複雑になり、全体的にもその信
頼性にかけるという問題もあった。
なお、電動モータを用いて後輪を直接転舵するものとし
て、特開昭60−92982号公報の第1図に示されて
いる。しかし、この従来の装置は、制御信号に応じてラ
ックを所定の位置に止めるために、電動モータとしてサ
ーボモータを用いている。
しかし、このサーボモータはかなり高価であり、特に、
その出力を上げようとすればするほど、大型化するとと
もに費用もかさむことになる。そこで、低出力のサーボ
モータを用いると、力不足になり、結局、油圧システム
などにより、その力不足を補わなければならなくなる。
したがつて、この従来の装置においても、結局は、電動
モータと油圧システムとを併用しなければならず、それ
だけ構成が複雑になるという問題があった。
この発明の目的は、電動モータの出力だけで制御ができ
る構成が簡単な装置を提供することである。
(問題を解決する手段) この発明は、ハンドルに連繋したピニオン軸に形成のピ
ニオンを前輪側のラックにかみ合わせ、上記ハンドルを
回すことによって、ピニオンがラック上を転動して当該
ピニオン軸を左右に揺動させるとともに、このピニオン
軸に関連させた揺動レバーの動に応じてその操蛇トルク
を検出するトルク検出装置を備えた4輪操蛇装置を前提
にするものである。
上記の装置を前提にしつつ、この発明は、トルク検出装
置で検出したトルク信号、あるいはこのトルク信号と速
度信号等との合成信号に応じて所定の制御信号を出力す
る演算部と、この演算部の出力信号に応じて駆動する電
動モータと、この電動モータの出力側に設けたピニオン
と、このピニオンがかみ合う後輪側のラックと、このラ
ックにバネ力を作用させ、通常はラックを中立位置に保
つとともに、上記電動モータの出力とバランスした位置
に当該ラックを保つためのスプリングとを備えた点に特
徴を有する。
(作用) この発明は、上記のように構成したので、前輪側のトル
ク信号等に応じて、後輪側の操蛇力をパワーアシストす
る電動モータが制御される。
しかも、この電動モータの出力と、スプリングのバネ力
とがバランスした位置で、当該ラックすなわち後輪の転
舵角が保たれることになる。
(発明の効果) この発明の装置によれば、前輪側の操蛇トルク信号ある
いはこのトルク信号と速度信号等との合成信号に応じ
て、後輪側の操蛇力をパワーアシストする電動モータを
制御するようにしたので、従来のように後輪操蛇のため
にコントローラ等を特別に設ける必要がなくなり、それ
だけ構造が簡略化される。しかも、構造が簡略化された
分、部品点数が減少し、全体として信頼性も高めること
ができる。
さらに、電動モータの出力とスプリング力とがバランス
した位置で、転舵角を維持できるので、従来のようにサ
ーボモータを用いなくてもよい。したがって、大出力の
電動モータを用いても、それほど大型化せず、しかも、
費用もかさまないという利点がある。
(実施例) 第1〜9図に示したこの発明の第1実施例は、前輪18、
19間に第1ラック20と第2ラック21とを設けるととも
に、これら第1ラック20と第2ラック21の外側にサイド
ロッド22、23を設け、このサイドロッド22、23にナック
ルアーム24、25を連設している。
そして、上記第1ラック20には、電動モータmのピニ
オン26をかみ合わせるとともに、上記電動モータm
コントローラcに電気的に接続している。
上記コントローラcは、車速を検出する車速センサvの
出力信号と、操蛇トルクを検出するトルク検出装置tの
出力信号とに応じて、上記電動モータmを制御するよ
うにしている。
そして、このトルク検出装置tの具体的な構成は、第
2、3図に示すとおりである。すなわち、このトルク検
出装置tは、ハンドル27に連結した入力軸28にピニオン
軸29を連結するとともに、このピニオン軸29にピニオン
30を形成し、このピニオン30を上記第2ラック21にかみ
合わせている。上記のようにしたピニオン軸29は、ギヤ
ボックス31に設けた一対のベアリング32、33で、水平方
向に揺動自在に支持されている。そして、このピニオン
軸29には第3図に示すように揺動レバー34の円形部35を
かん合し、ピニオン軸29が左右に揺動したとき、この揺
動レバー34が支点36を中心に揺動するようにしている。
上記揺動レバー34の先端すなわち作用部37を、プランジ
ャ38の挿挿入孔39に挿入するとともに、この作用部37に
圧電素子からなるトルクセンサ40を設け、このトルクセ
ンサ40を上記コントローラcに接続している。
そして、上記コントローラcは、前輪側の電動モータm
を制御するとともに、後輪側の電動モータmも制御
するが、この後輪側の電動モータmは、その出力軸に
設けたピニオン41を、後輪側に設け第3ラック42にかみ
合わせている。
上記第3ラック42は、その両側にサイドロッド43、44を
連結させるとともに、このサイドロッド43、44の先端に
は、後輪45、46側に設けたナックルアーム47、48を連結
している。そして、上記一方のサイドロッド43側にはス
プリングケース49を設けるとともに、このスプリングケ
ース49に設けたピストン50の両側にスプリング51、52を
設け、通常は、このスプリング51、52の作用で、後輪4
5、46の転舵角をゼロに保っている。
そして、コントローラcの後輪操蛇に関する回路構成は
第4図に示したとおりである。
すなわち、上記操蛇トルクを検出するトルク検出装置t
からのトルク信号は、トルク信号処理部53に入力する
が、このトルク信号処理部53では、第5図に示すよう
に、当該操蛇トルクに正比例した電圧Vを出力し、そ
の信号Vを演算部54に伝達する。
また、車速センサvから出力された車速信号は、車速信
号処理部55に入力するが、この車速信号処理部55では、
第6図に示すように、当該車速に正比例した伝達V
出力し、その信号Vを演算部54に伝達する。
トルク信号処理部53の出力信号Vと車速信号処理部55
の出力信号Vとが入力する上記演算部54は、第7図に
示す制御電圧Vを出力する。この演算部54では、一定
速度以下のときに上記制御電圧Vをゼロに保ち、車速
が上昇するとともに、トルク信号Vの大きさが同じで
あっても、制御電圧Vが大きくなるようにしている。
上記制御電圧Vは、モータ駆動部56に入力するが、こ
のモータ駆動部56は、PWM駆動制御(パルス幅変調駆
動制御)を実施するもので、第8図に示すように上記制
御電圧Vに比例してデューティー比を制御する。そし
て、モータ駆動部56からは上記デューティー比に応じて
オン時間を制御されたパルス電圧Vが出力し、このパ
ルス電圧Vに応じて直流モータからなる上記電動モー
タmが駆動する。
しかして、当該車輪に負荷が作用している状態でハンド
ル27を回すと、ピニオン30が第1ラック20の上を転がり
ながら、当該ハンドル27の回転方向に移動する。このピ
ニオン30の移動にともなって、ピニオン軸29がピニオン
30の移動方向に水平移動し、揺動レバー34が支点36を中
心に回動する。揺動レバー34が回動すると、その作用部
37の作用力でプランジャ38をスプリング57あるは58に抗
してい移動させる。このとき揺動レバー34がスプリング
57あるいは58の反力を受けるので、圧電素子からなるト
ルクセンサ40に圧力が作用する。したがって、当該トル
クセンサ40からは、その操蛇力に応じた電圧が発生し、
その電圧信号がコントローラcに入力する。また、この
コントローラcには、車速センサvで検出した車速信号
も入力する。
そして、コントローラcは、上記両信号にもとづいて電
動モータmと電動モータmを制御するが、電動モー
タmの制御態様すなわち前輪18、19側の制御態様はこ
の種の従来の装置と全く同様である。
ただし、後輪45、46側の制御態様は、全く新規なもので
ある。
すなわち、上記のようにトルク検出装置tからのトルク
信号はトルク信号処理部53に入力するが、このトルク信
号処理部53からは当該トルク信号に比例した信号V
出力して、演算部54に伝達する。また、車速センサvか
らの車速信号は車速信号処理部55に入力するが、この車
速信号処理部55からは、車速信号に比例した信号V
出力し、演算部54に伝達する。
演算部54からは前記した制御電圧Vが出力されるが、
当該車速が一定の速度以下のときには、その制御電圧V
が常にゼロとなる。
演算部54から出力される制御電圧Vがゼロのときに
は、モータ駆動部56から出力されるパルス電圧Vもゼ
ロになるので、電動モータmが駆動しない。このよう
にパルス電圧Vがゼロのために電動モータmか駆動
しない状態では、ピニオン41がフリー回転になる。した
がって、スプリングケース49内のスプリング52のバネ力
により、後輪45、46の転舵角がゼロに保たれる。
制御電圧Vが上昇すると、その上昇にともなってモー
タ駆動部56から出力されるパルス電圧Vのデューティ
ー比も大きくなる。そして、前記したように電動モータ
が直流モータなので、当該電動モータmはそのデ
ューティー比に応じて出力し、第3ラック42を上記スプ
リング51あるいは52に抗して移動させるとともに、上記
モータmの出力とスプリング51あるいは52のバネ力と
がつり合う位置で、当該第3ラック42を停止させる。換
言すれば、上記制御電圧Vに比例して上記第3ラック
42を移動させるとともに、その移動量に応じた後輪転舵
角を得ることができる。
上記のようにして得た後輪45、46の転舵角は、上記制御
電圧Vが変化しないかぎり、当該転舵角が保持された
ままになる。つまり、当該電動モータmのロック時の
トルクは、上記デューティー比に比例するので、そのデ
ューティー比すなわち制御電圧Vが変化しないかぎ
り、上記つり合い状態を保ったまとなる。
第10図に示した第2実施例は、前輪18、19側の操蛇力を
油圧シリンダ59でパワーアシストする構成にしたもの
で、この場合にはトルク検出装置tと油圧シリンダ59を
制御する制御バルブとが一体化される。ただし、油圧シ
リンダ59を制御して前輪側の操蛇力をパワーアシストす
る構成は従来公知のものである。
そして、この第2実施例においても、前輪側の操蛇トル
ク信号及車速信号をもとにしてコントローラcが動作
し、電動モータmを制御すること前記第1実施例と同
様である。
なお、上記第1、2実施例では、操蛇トルク信号と車速
信号とによって、電動モータm、mを制御するよう
にしたが、この車速信号を用いずに操蛇トルク信号だけ
を利用してもよい。また、車速信号を用いる場合でも、
その車速を直接検出するのではなく、エンジンの回転数
等別の関数をもとにしてその車速を検出するようにして
もよい。
【図面の簡単な説明】
図面第1図〜第9図はこの発明の第1実施例を示すもの
で、第1図は回路図、第2図はトルク検出装置の断面
図、第3図は第2図のIII−III線断面図、第4図
はコントローラcの後輪操蛇部の回路図、第5図〜第9
図は入力信号と出力信号との関係を示したグラフ、第10
図は第2実施例の回路図、第11図は従来装置の回路図で
ある。 t……トルク検出装置、21……第2ラック、27……ハン
ドル、29……ピニオン軸、30……ピニオン、54……演算
部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハンドルに連繋したピニオン軸に形成のピ
    ニオンを前輪側のラックにかみ合わせ、上記ハンドルを
    回すことによって、ピニオンがラック上を転動して当該
    ピニオン軸を左右に揺動させるとともに、このピニオン
    軸に関連させた揺動レバーの揺動に応じてその操蛇トル
    クを検出するトルク検出装置を備えた4輪操蛇装置にお
    いて、上記トルク検出装置で検出したトルク信号、ある
    いはこのトルク信号と速度信号等との合成信号に応じて
    所定の制御信号を出力する演算部と、この演算部の出力
    信号に応じて駆動する電動モータと、この電動モータの
    出力側に設けたピニオンと、このピニオンがかみ合う後
    輪側のラックと、このラックにバネ力を作用させ、通常
    はラックを中立位置に保つとともに、上記電動モータの
    出力とバランスした位置に当該ラックを保つためのスプ
    リングとを備えた4輪駆動装置。
JP6917586A 1986-03-27 1986-03-27 4輪操舵装置 Expired - Lifetime JPH0637180B2 (ja)

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JPS62225468A JPS62225468A (ja) 1987-10-03
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JPH01182163A (ja) * 1988-01-11 1989-07-20 Mazda Motor Corp 車両の後輪操舵装置
JP2663276B2 (ja) * 1988-05-27 1997-10-15 マツダ株式会社 自動車の舵角センサ取付構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62225468A (ja) 1987-10-03

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