JPH0656048A - 可変舵角比操舵装置 - Google Patents
可変舵角比操舵装置Info
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- JPH0656048A JPH0656048A JP4229343A JP22934392A JPH0656048A JP H0656048 A JPH0656048 A JP H0656048A JP 4229343 A JP4229343 A JP 4229343A JP 22934392 A JP22934392 A JP 22934392A JP H0656048 A JPH0656048 A JP H0656048A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
- B62D6/003—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/08—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
Abstract
(57)【要約】
【目的】 車両旋回時のハンドル切り増し、切り戻し操
作を少なくし、旋回時の操縦性能を向上させた可変操舵
角比操舵装置を提供する。 【構成】 ステアリングハンドル21の操舵角θ1に対
応して予め設定した目標ヨー角速度φTを出力する目標
ヨー角速度決定手段34を備える。舵角比制御手段36
は、ヨー角速度検出手段32で検出した実際のヨー角速
度φと目標ヨー角速度φTとの偏差に基づいて舵角比設
定信号36aを出力し、実際のヨー角速度と目標ヨー角
速度がほぼ等しくなるよう舵角比可変機構25の舵角比
を制御する。
作を少なくし、旋回時の操縦性能を向上させた可変操舵
角比操舵装置を提供する。 【構成】 ステアリングハンドル21の操舵角θ1に対
応して予め設定した目標ヨー角速度φTを出力する目標
ヨー角速度決定手段34を備える。舵角比制御手段36
は、ヨー角速度検出手段32で検出した実際のヨー角速
度φと目標ヨー角速度φTとの偏差に基づいて舵角比設
定信号36aを出力し、実際のヨー角速度と目標ヨー角
速度がほぼ等しくなるよう舵角比可変機構25の舵角比
を制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両のハンドル操舵
角と車輪転舵角との舵角比(伝達比)をヨー角速度に基
づいて変化するようにした可変舵角比操舵装置に関す
る。
角と車輪転舵角との舵角比(伝達比)をヨー角速度に基
づいて変化するようにした可変舵角比操舵装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】特開昭62−18366号公報には、ス
テアリングハンドルの操舵力をステアリング装置を介し
て操舵輪へ伝達する操舵力伝達経路中に、ハンドル操舵
角に対する車輪舵角の伝達比を変化させる伝達比可変手
段を備え、ハンドルの操舵速度や車速、ハンドルの操舵
角に応じて伝達比を変化させることで、車両の操縦性を
向上させる技術が提案されている。
テアリングハンドルの操舵力をステアリング装置を介し
て操舵輪へ伝達する操舵力伝達経路中に、ハンドル操舵
角に対する車輪舵角の伝達比を変化させる伝達比可変手
段を備え、ハンドルの操舵速度や車速、ハンドルの操舵
角に応じて伝達比を変化させることで、車両の操縦性を
向上させる技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、車両の旋回走行
時の操縦性能の向上を図るには次のことを考慮する必要
がある。図8は一定半径の円旋回を行っているときのハ
ンドル角と車両の横方向加速度の関係を示すグラフであ
る。実線で示す特性は、車両速度が増大して横加速度が
大きくなるとハンドル角を切り増しするいわゆるアンダ
ーステア特性、逆に点線で示す特性はハンドル角を切り
戻しするオーバステア特性である。いずれも一定の円旋
回を行っているにもかかわらず、横方向加速度に応じて
ハンドル角を修正しなければならない。理想的には一点
鎖線で示す特性のように、ハンドル角はほぼ一定の特性
が望まれる。
時の操縦性能の向上を図るには次のことを考慮する必要
がある。図8は一定半径の円旋回を行っているときのハ
ンドル角と車両の横方向加速度の関係を示すグラフであ
る。実線で示す特性は、車両速度が増大して横加速度が
大きくなるとハンドル角を切り増しするいわゆるアンダ
ーステア特性、逆に点線で示す特性はハンドル角を切り
戻しするオーバステア特性である。いずれも一定の円旋
回を行っているにもかかわらず、横方向加速度に応じて
ハンドル角を修正しなければならない。理想的には一点
鎖線で示す特性のように、ハンドル角はほぼ一定の特性
が望まれる。
【0004】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、車両旋回時のハンドル切り増し、切り
戻し操作を少なくし、旋回時の操縦性能を向上させた可
変操舵角比操舵装置を提供することを目的とする。
なされたもので、車両旋回時のハンドル切り増し、切り
戻し操作を少なくし、旋回時の操縦性能を向上させた可
変操舵角比操舵装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る可変操舵角比操舵装置は、ステアリング
ハンドルの入力軸と出力軸との舵角比を可変する舵角比
(伝達比)可変機構を備えた操舵装置において、ステア
リングハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
車両の実際のヨー角速度を検出するヨー角速度検出手段
を備えるとともに、前記操舵角検出手段で検出した操舵
角を入力とし、ハンドル操舵角に対応して予め設定した
目標ヨー角速度を出力する目標ヨー角度決定手段を備
え、前記ヨー角速度検出手段で検出した実際のヨー角速
度と、前記目標ヨー角度決定手段から出力される目標ヨ
ー角速度とがほぼ等しくなるよう前記舵角比(伝達比)
可変機構の舵角比を制御する舵角比制御手段を備えたこ
とを特徴とする。
この発明に係る可変操舵角比操舵装置は、ステアリング
ハンドルの入力軸と出力軸との舵角比を可変する舵角比
(伝達比)可変機構を備えた操舵装置において、ステア
リングハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
車両の実際のヨー角速度を検出するヨー角速度検出手段
を備えるとともに、前記操舵角検出手段で検出した操舵
角を入力とし、ハンドル操舵角に対応して予め設定した
目標ヨー角速度を出力する目標ヨー角度決定手段を備
え、前記ヨー角速度検出手段で検出した実際のヨー角速
度と、前記目標ヨー角度決定手段から出力される目標ヨ
ー角速度とがほぼ等しくなるよう前記舵角比(伝達比)
可変機構の舵角比を制御する舵角比制御手段を備えたこ
とを特徴とする。
【0006】
【作用】舵角比制御手段は、操舵角に対応して予め設定
された目標ヨー角速度と、実際のヨー角速度とが等しく
なよう伝達比可変機構の舵角比(伝達比)を調節する。
目標ヨー角速度が得られるよう舵角比(伝達比)を調節
するので、運転者が操舵角を調節しなくても操舵輪の転
舵角は目標ヨー角速度が得られるよう調節される。例え
ば、一定半径の円旋回を行っている状態で、加速もしく
は減速をおこなっても、操舵角に基づいて決定される目
標ヨー角速度を車両が受けるよう転舵角が自動調節され
る。よって、車両の加速・減速や路面状態の変化に応じ
てハンドルを切り増したり、切り戻しする必要がなくな
るので、操縦性能が向上される。
された目標ヨー角速度と、実際のヨー角速度とが等しく
なよう伝達比可変機構の舵角比(伝達比)を調節する。
目標ヨー角速度が得られるよう舵角比(伝達比)を調節
するので、運転者が操舵角を調節しなくても操舵輪の転
舵角は目標ヨー角速度が得られるよう調節される。例え
ば、一定半径の円旋回を行っている状態で、加速もしく
は減速をおこなっても、操舵角に基づいて決定される目
標ヨー角速度を車両が受けるよう転舵角が自動調節され
る。よって、車両の加速・減速や路面状態の変化に応じ
てハンドルを切り増したり、切り戻しする必要がなくな
るので、操縦性能が向上される。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1はこの発明に係る可変舵角比操舵装置
の基本ブロック構成図である。可変舵角比操舵装置1
は、操舵系2と制御系3からなる。操舵系2は、ステア
リングハンドル21に連接された入力軸22と、転舵機
構23を駆動する出力軸24との間に介設された舵角比
可変機構25とを備える。
て説明する。図1はこの発明に係る可変舵角比操舵装置
の基本ブロック構成図である。可変舵角比操舵装置1
は、操舵系2と制御系3からなる。操舵系2は、ステア
リングハンドル21に連接された入力軸22と、転舵機
構23を駆動する出力軸24との間に介設された舵角比
可変機構25とを備える。
【0008】制御系3は、ステアリングハンドル21の
操舵角を検出する操舵角検出手段31と、この可変舵角
比操舵装置1が搭載されている車両のヨー角速度を検出
するヨー角速度検出手段32と、これらの各検出手段3
1,32の検出出力に基づいて舵角比設定指令信号を出
力する制御装置33とからなる。
操舵角を検出する操舵角検出手段31と、この可変舵角
比操舵装置1が搭載されている車両のヨー角速度を検出
するヨー角速度検出手段32と、これらの各検出手段3
1,32の検出出力に基づいて舵角比設定指令信号を出
力する制御装置33とからなる。
【0009】制御装置33は、目標ヨー角速度決定手段
34と、偏差演算手段35と、舵角比制御手段36とを
備える。目標ヨー角速度決定手段34は、操舵角検出手
段31の検出出力31a(操舵角θ1)に基づいて目標
ヨー角速度(φT)に係る信号34aを出力するもので
ある。この目標ヨー角速度決定手段34は、ステアリン
グハンドルの操舵角に対応して予め設定した目標ヨー角
速度データを格納した変換テーブル、もしくは、予め登
録した関数式に基づいてステアリングハンドルの操舵角
に対応して予め設定した目標ヨー角速度を演算して出力
する演算手段等で構成している。
34と、偏差演算手段35と、舵角比制御手段36とを
備える。目標ヨー角速度決定手段34は、操舵角検出手
段31の検出出力31a(操舵角θ1)に基づいて目標
ヨー角速度(φT)に係る信号34aを出力するもので
ある。この目標ヨー角速度決定手段34は、ステアリン
グハンドルの操舵角に対応して予め設定した目標ヨー角
速度データを格納した変換テーブル、もしくは、予め登
録した関数式に基づいてステアリングハンドルの操舵角
に対応して予め設定した目標ヨー角速度を演算して出力
する演算手段等で構成している。
【0010】偏差演算手段35は、目標ヨー角速度(φ
T)に係る信号34aとヨー角速度検出手段32で検出
した実際のヨー角速度(φ)に係る信号32aとの偏差
に係る信号35aを出力する。舵角比制御手段36は、
偏差演算手段35から出力された偏差に係る信号35a
に基づいて舵角比設定指令信号36aを生成して、舵角
比可変機構25へ供給する。
T)に係る信号34aとヨー角速度検出手段32で検出
した実際のヨー角速度(φ)に係る信号32aとの偏差
に係る信号35aを出力する。舵角比制御手段36は、
偏差演算手段35から出力された偏差に係る信号35a
に基づいて舵角比設定指令信号36aを生成して、舵角
比可変機構25へ供給する。
【0011】次に図1に示した基本構成の動作を説明す
る。操舵角検出手段31で検出したステアリングハンド
ル21の操舵角(θ1)に基づいて、目標ヨー角速度決
定手段34は、その操舵角(θ1)に対して望ましい車
両のヨー角速度φTを出力する。偏差演算手段35は、
ヨー角速度検出手段32で検出した実際のヨー角速度
(φ)と目標とするヨー角速度φTとの偏差を出力す
る。舵角比制御手段36は、偏差の大きさと極性に基づ
いて舵角比(伝達比)可変機構25の舵角比(伝達比)
を可変する。
る。操舵角検出手段31で検出したステアリングハンド
ル21の操舵角(θ1)に基づいて、目標ヨー角速度決
定手段34は、その操舵角(θ1)に対して望ましい車
両のヨー角速度φTを出力する。偏差演算手段35は、
ヨー角速度検出手段32で検出した実際のヨー角速度
(φ)と目標とするヨー角速度φTとの偏差を出力す
る。舵角比制御手段36は、偏差の大きさと極性に基づ
いて舵角比(伝達比)可変機構25の舵角比(伝達比)
を可変する。
【0012】舵角比(伝達比)が可変されると、ステア
リングハンドルの操舵角が一定であっても車両の転舵角
が変化するので、車両のヨー角速度が変化し、ヨー角速
度検出手段32の検出出力32aはそれに伴って変化す
る。そして、実際のヨー角速度(φ)と目標とするヨー
角速度φTとの偏差がほぼ零になるようフィードバック
制御がなされる。
リングハンドルの操舵角が一定であっても車両の転舵角
が変化するので、車両のヨー角速度が変化し、ヨー角速
度検出手段32の検出出力32aはそれに伴って変化す
る。そして、実際のヨー角速度(φ)と目標とするヨー
角速度φTとの偏差がほぼ零になるようフィードバック
制御がなされる。
【0013】例えば、車両が一定半径の円旋回を行って
いる状態で、ハンドル舵角を一定に保ったまま、徐々に
車両の速度を増大させると、横加速度が増大する。その
際、例えばFF車の場合前輪の駆動トルクが増大する
と、コーナリングフォースが減少すること、車両の重心
点が車両の前方にあること等により、図8の実線(U
S)のような特性になろうとするが、車両のヨー角速度
φが減少するので、偏差演算手段35の出力35aはプ
ラス側に増大する。これによって、舵角比制御手段36
は舵角比可変機構25の舵角比(伝達比)を大きくする
よう制御する。よって、ハンドル舵角が一定に保たれて
いても、操舵輪の切れ角は大きくなり、図8の一点鎖線
で示した特性に近づく。
いる状態で、ハンドル舵角を一定に保ったまま、徐々に
車両の速度を増大させると、横加速度が増大する。その
際、例えばFF車の場合前輪の駆動トルクが増大する
と、コーナリングフォースが減少すること、車両の重心
点が車両の前方にあること等により、図8の実線(U
S)のような特性になろうとするが、車両のヨー角速度
φが減少するので、偏差演算手段35の出力35aはプ
ラス側に増大する。これによって、舵角比制御手段36
は舵角比可変機構25の舵角比(伝達比)を大きくする
よう制御する。よって、ハンドル舵角が一定に保たれて
いても、操舵輪の切れ角は大きくなり、図8の一点鎖線
で示した特性に近づく。
【0014】逆に、FR車の場合後輪のスリップが大き
くなるので、図8の点線(OS)で示す特性になろとす
るが、車両のヨー角速度が増大するので、偏差はマイナ
スに大きくなる。従って、舵角比(伝達比)は小さく設
定され、操舵輪の転舵角は減少され、図8の一点鎖線で
示した特性に近づく。また、FF車,FR車によらず、
路面の摩擦係数の変化により、車両のヨー角速度が変化
した場合においても同様なことがいえる。
くなるので、図8の点線(OS)で示す特性になろとす
るが、車両のヨー角速度が増大するので、偏差はマイナ
スに大きくなる。従って、舵角比(伝達比)は小さく設
定され、操舵輪の転舵角は減少され、図8の一点鎖線で
示した特性に近づく。また、FF車,FR車によらず、
路面の摩擦係数の変化により、車両のヨー角速度が変化
した場合においても同様なことがいえる。
【0015】次に、図2〜図4を参照して具体的構成を
説明する。図2は操舵系の具体例を示す構造図である。
図2において、21はステアリングハンドル、22は操
舵入力軸、23は転舵機構、24は操舵出力軸、25A
は可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可変機構である。
説明する。図2は操舵系の具体例を示す構造図である。
図2において、21はステアリングハンドル、22は操
舵入力軸、23は転舵機構、24は操舵出力軸、25A
は可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可変機構である。
【0016】ステアリングハンドル21からの操舵入力
は、操舵入力軸22を介して舵角比(伝達比)可変機構
25Aに入力している。操舵入力軸22には、その回転
角すなわちステアリングハンドル21の操舵角θ1を検
出するための操舵角検出器31Aを設けている。操舵出
力軸24には、その回転角θ2を検出するための出力軸
回転角検出器37を設けている。
は、操舵入力軸22を介して舵角比(伝達比)可変機構
25Aに入力している。操舵入力軸22には、その回転
角すなわちステアリングハンドル21の操舵角θ1を検
出するための操舵角検出器31Aを設けている。操舵出
力軸24には、その回転角θ2を検出するための出力軸
回転角検出器37を設けている。
【0017】なお、操舵角検出器31Aおよび出力軸回
転角検出器37は、ロータリエンコーダや所定の回転角
毎にパルス信号を出力する回転検出器を用いて構成し、
それらの出力信号を制御装置33A内の後述する信号処
理手段で処理することで、操舵角θ1および出力軸回転
角θ2に係る信号を生成するようにしている。即ち、操
舵角検出器31Aと信号処理手段とで、図1に示した操
舵角検出手段31を構成している。
転角検出器37は、ロータリエンコーダや所定の回転角
毎にパルス信号を出力する回転検出器を用いて構成し、
それらの出力信号を制御装置33A内の後述する信号処
理手段で処理することで、操舵角θ1および出力軸回転
角θ2に係る信号を生成するようにしている。即ち、操
舵角検出器31Aと信号処理手段とで、図1に示した操
舵角検出手段31を構成している。
【0018】操舵出力軸24の出力は、自在継手41、
中間軸42、自在継手43を介してラック・アンド・ピ
ニオン44へ伝達している。このラック・アンド・ピニ
オン44は、ピニオンギヤ44aとラック歯44bを有
するラック軸45から構成しており、中間軸42からの
回転入力をラック軸45の変位に変換する。そして、球
面ジョイント46、タイロッド47、球面ジョイント4
8、ナックル49を介して操舵輪50を揺動させ、車両
の向きを変える。
中間軸42、自在継手43を介してラック・アンド・ピ
ニオン44へ伝達している。このラック・アンド・ピニ
オン44は、ピニオンギヤ44aとラック歯44bを有
するラック軸45から構成しており、中間軸42からの
回転入力をラック軸45の変位に変換する。そして、球
面ジョイント46、タイロッド47、球面ジョイント4
8、ナックル49を介して操舵輪50を揺動させ、車両
の向きを変える。
【0019】可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可変機構
25Aは、操舵入力軸22に連結される第1の遊星ギヤ
装置51と、この第1の遊星ギヤ装置51のキャリア出
力が入力され、操舵出力軸24に連結される第2の遊星
ギヤ装置52と、ギヤ比を変化させる動力を与えるモー
タ53とを備える。
25Aは、操舵入力軸22に連結される第1の遊星ギヤ
装置51と、この第1の遊星ギヤ装置51のキャリア出
力が入力され、操舵出力軸24に連結される第2の遊星
ギヤ装置52と、ギヤ比を変化させる動力を与えるモー
タ53とを備える。
【0020】図3は可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可
変機構の具体例を示す模式構造図である。可変ギヤ比型
の舵角比(伝達比)可変機構25Aは、第1のサンギヤ
51aと、このギヤに噛み合う複数個の第1のピニオン
ギヤ51bと、これらのギヤ51bを回転自在に支承す
るキャリヤ51cと、これらのギヤ51bと内接して噛
み合い外周にウォーム・ホイール54が一体に設けられ
る第1のリングギヤ51dと、そして、キャリア51c
に回転自在に支承される複数個の第2のピニオンギヤ5
2cと、これらのギヤ52cに外接して噛み合い操舵出
力軸24に一体的に設けられる第2のサンギヤ52a
と、内接噛み合い回転が禁止される第2のリングギヤ6
2dから構成している。
変機構の具体例を示す模式構造図である。可変ギヤ比型
の舵角比(伝達比)可変機構25Aは、第1のサンギヤ
51aと、このギヤに噛み合う複数個の第1のピニオン
ギヤ51bと、これらのギヤ51bを回転自在に支承す
るキャリヤ51cと、これらのギヤ51bと内接して噛
み合い外周にウォーム・ホイール54が一体に設けられ
る第1のリングギヤ51dと、そして、キャリア51c
に回転自在に支承される複数個の第2のピニオンギヤ5
2cと、これらのギヤ52cに外接して噛み合い操舵出
力軸24に一体的に設けられる第2のサンギヤ52a
と、内接噛み合い回転が禁止される第2のリングギヤ6
2dから構成している。
【0021】第1の遊星ギヤ装置51と第2の遊星ギヤ
装置の減速比は同一に設定している。モータ53の出力
軸にはウォームギヤ53aが一体的に設けて、第1の遊
星ギヤ装置51のウォーム・ホイール54に噛み合わせ
ている。
装置の減速比は同一に設定している。モータ53の出力
軸にはウォームギヤ53aが一体的に設けて、第1の遊
星ギヤ装置51のウォーム・ホイール54に噛み合わせ
ている。
【0022】これらの構成によって、モータ53が停止
しているときには、ハンドル21からの操舵入力は、操
舵入力軸22を介して第1のサンギヤ51a、第1のピ
ニオンギヤ51b、キャリア51c、第2のピニオンギ
ヤ52c、第2のサンギヤ52aを介して操舵出力軸2
4へ伝達される。このとき、各遊星ギヤ装置51,52
は減速比が同じに設定されているので、1対1、即ち操
舵入力軸22の回転角θ1と、操舵出力軸24の回転角
θ2とは等しくなる。
しているときには、ハンドル21からの操舵入力は、操
舵入力軸22を介して第1のサンギヤ51a、第1のピ
ニオンギヤ51b、キャリア51c、第2のピニオンギ
ヤ52c、第2のサンギヤ52aを介して操舵出力軸2
4へ伝達される。このとき、各遊星ギヤ装置51,52
は減速比が同じに設定されているので、1対1、即ち操
舵入力軸22の回転角θ1と、操舵出力軸24の回転角
θ2とは等しくなる。
【0023】次に、モータ53を回転駆動させて、ウォ
ーム・ホイール54、即ち第1のリングギヤ51dを操
舵入力軸22と同方向により速く回転させると、キャリ
ア51cは同方向へ速く回転させられ、その結果、第2
のピニオンギヤ52cを介して第2のサンギヤ52a
は、第1のサンギヤに対して同方向へより速く回転させ
られる。即ち、操舵入力軸22の回転角θ1に対して、
操舵出力軸24の回転角θ2は同方向により大きくな
る。逆に、モータ53を回転駆動して、ウォーム・ホイ
ール54を逆方向により速く回転させると、キャリア5
1cも同方向により遅く回転させられ、その結果第1の
サンギヤに対して、第2のサンギヤは同方向へより遅く
回転させられる。したがって、操舵入力軸22の回転角
θ1に対して、操舵出力軸24の回転角θ2は同方向に
より小さくなる。その結果ギヤ比は小さくなる。
ーム・ホイール54、即ち第1のリングギヤ51dを操
舵入力軸22と同方向により速く回転させると、キャリ
ア51cは同方向へ速く回転させられ、その結果、第2
のピニオンギヤ52cを介して第2のサンギヤ52a
は、第1のサンギヤに対して同方向へより速く回転させ
られる。即ち、操舵入力軸22の回転角θ1に対して、
操舵出力軸24の回転角θ2は同方向により大きくな
る。逆に、モータ53を回転駆動して、ウォーム・ホイ
ール54を逆方向により速く回転させると、キャリア5
1cも同方向により遅く回転させられ、その結果第1の
サンギヤに対して、第2のサンギヤは同方向へより遅く
回転させられる。したがって、操舵入力軸22の回転角
θ1に対して、操舵出力軸24の回転角θ2は同方向に
より小さくなる。その結果ギヤ比は小さくなる。
【0024】図4は制御系の具体例を示すブロック構成
図である。この制御系3Aは、図2に示した操舵角検出
器31Aおよび出力軸回転角検出器37からの各検出信
号に基づいて、操舵角に係る信号θ1を出力する信号処
理手段61と、出力軸回転角に係る信号θ2を出力する
信号処理手段62とを備える。
図である。この制御系3Aは、図2に示した操舵角検出
器31Aおよび出力軸回転角検出器37からの各検出信
号に基づいて、操舵角に係る信号θ1を出力する信号処
理手段61と、出力軸回転角に係る信号θ2を出力する
信号処理手段62とを備える。
【0025】また、車両のヨー角速度検出手段32の他
に、車両の速度を検出する車速検出手段63を備える。
制御装置33Aは、4種類のテーブルT1〜T4と、2
個の加算手段64,65と、乗算手段66と、舵角比制
御手段としてのモータ駆動回路36Aを備える。
に、車両の速度を検出する車速検出手段63を備える。
制御装置33Aは、4種類のテーブルT1〜T4と、2
個の加算手段64,65と、乗算手段66と、舵角比制
御手段としてのモータ駆動回路36Aを備える。
【0026】第1のテーブルT1は、目標ヨー角速度決
定手段を構成するもので、ステアリングハンドル21の
操舵角θ1と車両速度Vとに対応して予め設定した目標
ヨー角速度データφTを格納している。
定手段を構成するもので、ステアリングハンドル21の
操舵角θ1と車両速度Vとに対応して予め設定した目標
ヨー角速度データφTを格納している。
【0027】第2のテーブルT2は、ステアリングハン
ドル21の操舵角θ1に対して予め設定した出力軸回転
角の目標角度データθ2Tを格納している。このテーブ
ルT2によって操舵角θ1に対する出力軸回転角の目標
角度データθ2Tを設定している。
ドル21の操舵角θ1に対して予め設定した出力軸回転
角の目標角度データθ2Tを格納している。このテーブ
ルT2によって操舵角θ1に対する出力軸回転角の目標
角度データθ2Tを設定している。
【0028】第3のテーブルT3は、出力軸回転角θ2
に対応して比例したデータθ2Pを出力するよう構成し
ている。なお、テーブルT3を設けずに同等の機能を演
算手段で構成してもよい。
に対応して比例したデータθ2Pを出力するよう構成し
ている。なお、テーブルT3を設けずに同等の機能を演
算手段で構成してもよい。
【0029】第1の加算手段64は、図1に示した偏差
演算手段35を構成するもので、第1のテーブルT1か
ら出力される目標ヨー角速度φTと実際のヨー角速度φ
との偏差Δφ(Δφ=φT−φ)を出力する。この偏差
Δφは第4のテーブルT4へ供給される。
演算手段35を構成するもので、第1のテーブルT1か
ら出力される目標ヨー角速度φTと実際のヨー角速度φ
との偏差Δφ(Δφ=φT−φ)を出力する。この偏差
Δφは第4のテーブルT4へ供給される。
【0030】第4のテーブルT4は、偏差Δφの大きさ
とその極性に基づいて第3のテーブルT3の出力データ
θ2Pを補正するための係数k1を格納している。乗算
手段66は、第3のテーブルT3の出力と、第4のテー
ブルT4の出力との積k1・θ2Pを出力する。この積
出力k1・θ2Pは、第2の加算手段65の他方の入力
端子へ供給している。
とその極性に基づいて第3のテーブルT3の出力データ
θ2Pを補正するための係数k1を格納している。乗算
手段66は、第3のテーブルT3の出力と、第4のテー
ブルT4の出力との積k1・θ2Pを出力する。この積
出力k1・θ2Pは、第2の加算手段65の他方の入力
端子へ供給している。
【0031】そして、出力軸回転角の目標データθ2T
と、乗算手段66の出力k1・θ2Pとの偏差を第2の
加算手段65で求め、その偏差出力65aをモータ駆動
回路36Aへ供給している。モータ駆動回路36Aは、
偏差出力65aに基づいてモータ53へ供給する電流を
制御することでモータの回転数を調節し、可変ギヤ比型
の舵角比(伝達比)可変機構25Aのギヤ比を可変す
る。
と、乗算手段66の出力k1・θ2Pとの偏差を第2の
加算手段65で求め、その偏差出力65aをモータ駆動
回路36Aへ供給している。モータ駆動回路36Aは、
偏差出力65aに基づいてモータ53へ供給する電流を
制御することでモータの回転数を調節し、可変ギヤ比型
の舵角比(伝達比)可変機構25Aのギヤ比を可変す
る。
【0032】なお、モータ53にはモータの回転数検出
器53bが設けられており、モータ駆動回路36Aは実
際の回転数信号53cに基づいて、所望のギヤ比を設定
するための回転数を保持するようフィードバック制御を
行なっている。なお、モータ53に実際に供給されてい
る電流を図示しない電流検出手段で検出し、電流検出出
力に基づいて所望のギヤ比を設定するための電流が供給
されるようフィードバック制御を行う構成としてもよ
い。
器53bが設けられており、モータ駆動回路36Aは実
際の回転数信号53cに基づいて、所望のギヤ比を設定
するための回転数を保持するようフィードバック制御を
行なっている。なお、モータ53に実際に供給されてい
る電流を図示しない電流検出手段で検出し、電流検出出
力に基づいて所望のギヤ比を設定するための電流が供給
されるようフィードバック制御を行う構成としてもよ
い。
【0033】次に作用を説明する。出力軸回転角の目標
データθ2Tの値は、車両特性(FF,FR車)や、目
標とする操縦特性、即ち、低車両速度時にはギヤ比の高
いシャープな特性で、高車両速度時にはギヤ比の小さい
安定した特性が得られように、例えば第2のテーブルT
2に示すような非線形の特性に設定している。これは、
低速走行時には大きな舵角、高速走行時には小さな舵角
が使用されているからである。さらに、一定半径の円旋
回を行っているときには、車両速度Vの変化と、前述の
タイヤのスリップによって車両のヨー角速度が目標値に
対して変化すると第4のテーブルT4のデータに基づき
θ2Pの値を増減させて修正する。
データθ2Tの値は、車両特性(FF,FR車)や、目
標とする操縦特性、即ち、低車両速度時にはギヤ比の高
いシャープな特性で、高車両速度時にはギヤ比の小さい
安定した特性が得られように、例えば第2のテーブルT
2に示すような非線形の特性に設定している。これは、
低速走行時には大きな舵角、高速走行時には小さな舵角
が使用されているからである。さらに、一定半径の円旋
回を行っているときには、車両速度Vの変化と、前述の
タイヤのスリップによって車両のヨー角速度が目標値に
対して変化すると第4のテーブルT4のデータに基づき
θ2Pの値を増減させて修正する。
【0034】具体的には、一定半径の円旋回中に車両の
駆動トルクが増大すると、それに応じて車両は旋回円か
ら外側にズレを生ずる。ハンドル入力角θ1が変化しな
いので、目標ヨー角速度φTは変化しない。しかし、実
際の車両のヨー角速度φは減少するので、偏差Δφはプ
ラスの値となり、第4のテーブルT4の出力値k1は
1.0よりも小さくなる。
駆動トルクが増大すると、それに応じて車両は旋回円か
ら外側にズレを生ずる。ハンドル入力角θ1が変化しな
いので、目標ヨー角速度φTは変化しない。しかし、実
際の車両のヨー角速度φは減少するので、偏差Δφはプ
ラスの値となり、第4のテーブルT4の出力値k1は
1.0よりも小さくなる。
【0035】したがって、乗算手段66の出力値k1・
θ2Pは小となり、操舵出力角θ2を増大させ、操舵輪
の切れ角を増大する。これにより、ハンドル角θ1の増
大を防止する。また、車輪がスリップしたときも同様に
作動する。よって、図1に示した基本構成と同様に検出
信号θ1に基づき目標とするヨー角速度φTが決定さ
れ、実際の車両のヨー角速度φとの偏差Δφが零に近づ
くように舵角比可変機構25Aのギヤ比を制御する。
θ2Pは小となり、操舵出力角θ2を増大させ、操舵輪
の切れ角を増大する。これにより、ハンドル角θ1の増
大を防止する。また、車輪がスリップしたときも同様に
作動する。よって、図1に示した基本構成と同様に検出
信号θ1に基づき目標とするヨー角速度φTが決定さ
れ、実際の車両のヨー角速度φとの偏差Δφが零に近づ
くように舵角比可変機構25Aのギヤ比を制御する。
【0036】また、一定半径の円旋回中に車両速度が増
大したときは、車両の駆動トルクと横向き加速度が増大
するが、ハンドル入力角θ1は変化しないので、車両速
度の増大分だけ、目標ヨー角速度の値を変更したφTに
より制御する。よって、図1で示した基本構成と同様
に、図8で一点鎖線で示した特性を得ることができる。
大したときは、車両の駆動トルクと横向き加速度が増大
するが、ハンドル入力角θ1は変化しないので、車両速
度の増大分だけ、目標ヨー角速度の値を変更したφTに
より制御する。よって、図1で示した基本構成と同様
に、図8で一点鎖線で示した特性を得ることができる。
【0037】次に図5〜図8を参照に他の具体例を説明
する。図5は操舵系の他の具体例を示す構造図である。
可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可変機構25Bは、第
1の長軸71と、第2の長軸72と、両長軸を連結し支
点73aを有するレバー部材73と、この支点73aを
移動させるねじ機構74と、モータ53から構成してい
る。入力軸22にはハンドル角を検出する操舵角検出器
31を設けている。
する。図5は操舵系の他の具体例を示す構造図である。
可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可変機構25Bは、第
1の長軸71と、第2の長軸72と、両長軸を連結し支
点73aを有するレバー部材73と、この支点73aを
移動させるねじ機構74と、モータ53から構成してい
る。入力軸22にはハンドル角を検出する操舵角検出器
31を設けている。
【0038】第1の長軸71は、一方にラック歯75b
を形成しており、ステアリングハンドル21からの操舵
入力が操舵入力軸22を介してラック・アンド・ピニオ
ン75のピニオンギヤ75aへ伝達され、ラック歯75
bによって軸方向変位に変換される。また、他方には第
1の支軸76を回転自在に設けている。この第1の支軸
76に、レバー部材73の第1の円筒部73bを摺動自
在に嵌合している。レバー部材73には、第2の円筒部
73cが一体的に設けられ、第2の長軸72に回転自在
に設けた第2の支軸77に摺動自在に嵌合させている。
レバー部材73の支点73aは、ねじ機構74のナット
に回転自在に支承される。
を形成しており、ステアリングハンドル21からの操舵
入力が操舵入力軸22を介してラック・アンド・ピニオ
ン75のピニオンギヤ75aへ伝達され、ラック歯75
bによって軸方向変位に変換される。また、他方には第
1の支軸76を回転自在に設けている。この第1の支軸
76に、レバー部材73の第1の円筒部73bを摺動自
在に嵌合している。レバー部材73には、第2の円筒部
73cが一体的に設けられ、第2の長軸72に回転自在
に設けた第2の支軸77に摺動自在に嵌合させている。
レバー部材73の支点73aは、ねじ機構74のナット
に回転自在に支承される。
【0039】図6は図5に示した舵角比(伝達比)可変
機構25Bの作用説明図である。第1の長軸71の軸方
向変位L1は、支点73aの位置によって第2の長軸7
2の軸方向変位を図6(a)に示すようにL2、また
は、図6(b)に示すようにL3に変化させる。そし
て、球面ジョイント46、タイロッド48、球面ジョイ
ント49、ナックル49を介して操舵輪50を揺動させ
転舵させる。ねじ機構74のねじ部74bは、歯車機構
78を介してモータ53の動力が伝達される。このねじ
機構74のナット74aの位置、即ち、支点73aの位
置はギヤ比に対応するので、ギヤ比センサ79が設けら
れ、信号Rを出力する。
機構25Bの作用説明図である。第1の長軸71の軸方
向変位L1は、支点73aの位置によって第2の長軸7
2の軸方向変位を図6(a)に示すようにL2、また
は、図6(b)に示すようにL3に変化させる。そし
て、球面ジョイント46、タイロッド48、球面ジョイ
ント49、ナックル49を介して操舵輪50を揺動させ
転舵させる。ねじ機構74のねじ部74bは、歯車機構
78を介してモータ53の動力が伝達される。このねじ
機構74のナット74aの位置、即ち、支点73aの位
置はギヤ比に対応するので、ギヤ比センサ79が設けら
れ、信号Rを出力する。
【0040】図7は制御装置の他の具体例を示すブロッ
ク構成図である。この制御装置33Bは、図4に示した
制御装置33Aと同様に操舵角検出器31A、ヨー角速
度検出手段32、車速検出手段63からの各検出信号が
入力される他、出力軸検出器37の検出出力の替りにギ
ヤ比センサ79の検出出力Rが入力される。
ク構成図である。この制御装置33Bは、図4に示した
制御装置33Aと同様に操舵角検出器31A、ヨー角速
度検出手段32、車速検出手段63からの各検出信号が
入力される他、出力軸検出器37の検出出力の替りにギ
ヤ比センサ79の検出出力Rが入力される。
【0041】制御装置33B内の第5のテーブルT5に
は、ハンドル角θ1と車両速度Vとに対応して予め設定
したヨー角速度の目標値φTを格納している。第6のテ
ーブルT6には、目標ヨー角速度φTを実際のヨー角速
度φとの偏差Δφ(Δφ=φT−φ)に対応して予め設
定した修正係数k2を格納している。なお、第6のテー
ブルT6に格納されている係数k2は、図4に示した第
4のテーブルT4の係数k1とは逆の特性としている。
は、ハンドル角θ1と車両速度Vとに対応して予め設定
したヨー角速度の目標値φTを格納している。第6のテ
ーブルT6には、目標ヨー角速度φTを実際のヨー角速
度φとの偏差Δφ(Δφ=φT−φ)に対応して予め設
定した修正係数k2を格納している。なお、第6のテー
ブルT6に格納されている係数k2は、図4に示した第
4のテーブルT4の係数k1とは逆の特性としている。
【0042】加算手段等で構成した偏差演算手段81
は、第5のテーブルT5から出力される目標ヨー角速度
φTと実際のヨー角速度φとの偏差Δφ(Δφ=φT−
φ)を、第6のテーブルT6へ供給する。そして、第6
のテーブルT6からは、Δφに係数k2が乗じられた信
号k2・Δφが出力される。
は、第5のテーブルT5から出力される目標ヨー角速度
φTと実際のヨー角速度φとの偏差Δφ(Δφ=φT−
φ)を、第6のテーブルT6へ供給する。そして、第6
のテーブルT6からは、Δφに係数k2が乗じられた信
号k2・Δφが出力される。
【0043】目標ギア比データ格納手段84は、所定の
舵角において予め設定した目標ギア比に係るデータ(以
下単に目標ギア比と記す)RTを格納しており、この目
標ギア比RTを乗算手段82へ供給する。乗算手段82
は、目標ギア比データ格納手段84から出力される目標
ギア比RTと、第6のテーブルT6の出力信号k2・Δ
φとを乗算した信号RT・k2・Δφを出力し、加算手
段83は信号RT・k2・Δφとギヤ比センサ79の検
出出力Rとの偏差をモータ駆動回路36Bへ供給し、モ
ータ53を駆動させて、ギヤ比検出値Rと、信号RT・
k2・Δφとの偏差が零になるようフィードバック制御
する。よって、図1で示した基本構成と同様に、図8で
一点鎖線で示した特性を得ることができる。
舵角において予め設定した目標ギア比に係るデータ(以
下単に目標ギア比と記す)RTを格納しており、この目
標ギア比RTを乗算手段82へ供給する。乗算手段82
は、目標ギア比データ格納手段84から出力される目標
ギア比RTと、第6のテーブルT6の出力信号k2・Δ
φとを乗算した信号RT・k2・Δφを出力し、加算手
段83は信号RT・k2・Δφとギヤ比センサ79の検
出出力Rとの偏差をモータ駆動回路36Bへ供給し、モ
ータ53を駆動させて、ギヤ比検出値Rと、信号RT・
k2・Δφとの偏差が零になるようフィードバック制御
する。よって、図1で示した基本構成と同様に、図8で
一点鎖線で示した特性を得ることができる。
【0044】なお、制御装置33A,33Bにおいて、
車両速度の代りに横向加速度に係る信号や、モータ53
の通電電流に係る信号を入力して同様な制御を行なって
もよい。また、故障診断や故障時の再構成制御を行うよ
うにしてもよい。
車両速度の代りに横向加速度に係る信号や、モータ53
の通電電流に係る信号を入力して同様な制御を行なって
もよい。また、故障診断や故障時の再構成制御を行うよ
うにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る可変
舵角比操舵装置は、目標ヨー角速度が得られるよう舵角
比(伝達比)を自動調節する構成としたので、運転者が
ハンドル操舵角を調節しなくても操舵輪の転舵角は目標
ヨー角速度が得られるよう調節される。例えば、一定半
径の円旋回を行っている状態で、加速もしくは減速をお
こなっても、操舵角に基づいて決定される目標ヨー角速
度を車両が受けるよう転舵角が自動調節される。よっ
て、車両の加速・減速や路面状態の変化に応じてハンド
ルを切り増したり、切り戻しする必要がなくなるので、
操縦性能が向上される。
舵角比操舵装置は、目標ヨー角速度が得られるよう舵角
比(伝達比)を自動調節する構成としたので、運転者が
ハンドル操舵角を調節しなくても操舵輪の転舵角は目標
ヨー角速度が得られるよう調節される。例えば、一定半
径の円旋回を行っている状態で、加速もしくは減速をお
こなっても、操舵角に基づいて決定される目標ヨー角速
度を車両が受けるよう転舵角が自動調節される。よっ
て、車両の加速・減速や路面状態の変化に応じてハンド
ルを切り増したり、切り戻しする必要がなくなるので、
操縦性能が向上される。
【図1】この発明に係る可変舵角比操舵装置の基本ブロ
ック構成図
ック構成図
【図2】操舵系の具体例を示す構造図
【図3】可変ギヤ比型の舵角比(伝達比)可変機構の具
体例を示す模式構造図
体例を示す模式構造図
【図4】制御系の具体例を示すブロック構成図
【図5】操舵系の他の具体例を示す構造図
【図6】図5に示した舵角比(伝達比)可変機構の作用
説明図
説明図
【図7】制御系の他の具体例を示すブロック構成図
【図8】一定半径の円旋回を行っているときのハンドル
角と車両の横方向加速度の関係を示すグラフ
角と車両の横方向加速度の関係を示すグラフ
1 可変舵角比操舵装置 2 操舵系 3,3A,3B 制御系 21 ステアリングハンドル 22 入力軸 23 転舵機構 24 出力軸 25,25A,25B 舵角比(伝達比)可変機構 31 操舵角検出手段 32 ヨー角速度検出手段 33,33A,33B 制御装置 34 目標ヨー角速度決定手段 35 偏差演算手段 36 舵角比制御手段 36a 舵角比設定信号 36A,36B 舵角比制御手段を構成するモータ駆動
回路 φ 実際のヨー角速度 φT 目標ヨー角速度 θ1 ステアリングハンドルの操舵角
回路 φ 実際のヨー角速度 φT 目標ヨー角速度 θ1 ステアリングハンドルの操舵角
Claims (1)
- 【請求項1】 ステアリングハンドルの入力軸と出力軸
との舵角比を可変する舵角比可変機構を備えた操舵装置
において、前記ステアリングハンドルの操舵角を検出す
る操舵角検出手段と、車両の実際のヨー角速度を検出す
るヨー角速度検出手段を備えるとともに、前記操舵角検
出手段で検出した操舵角を入力とし、ハンドル操舵角に
対応して予め設定した目標ヨー角速度を出力する目標ヨ
ー角速度決定手段を備え、前記ヨー角速度検出手段で検
出した実際のヨー角速度と、前記目標ヨー角速度決定手
段から出力される目標ヨー角速度とがほぼ等しくなるよ
う前記舵角比可変機構の舵角比を制御する舵角比制御手
段を備えたことを特徴とする可変舵角比操舵装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4229343A JPH0656048A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 可変舵角比操舵装置 |
US08/102,238 US5423391A (en) | 1992-08-05 | 1993-08-05 | Steering apparatus with variable steering angle ratio |
DE4326355A DE4326355C2 (de) | 1992-08-05 | 1993-08-05 | Lenkeinrichtung mit variablem Lenkwinkelverhältnis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4229343A JPH0656048A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 可変舵角比操舵装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0656048A true JPH0656048A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16890678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4229343A Pending JPH0656048A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 可変舵角比操舵装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5423391A (ja) |
JP (1) | JPH0656048A (ja) |
DE (1) | DE4326355C2 (ja) |
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JP2007253764A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 車両の走行制御装置 |
JP2008110750A (ja) * | 2007-10-05 | 2008-05-15 | Toyota Motor Corp | 車輌の挙動制御装置 |
JP2010095153A (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Honda Motor Co Ltd | 舵角比可変制御装置 |
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JP3139852B2 (ja) * | 1992-09-30 | 2001-03-05 | マツダ株式会社 | 車両の操舵装置 |
IT1278893B1 (it) * | 1995-01-23 | 1997-11-28 | Francesco Miotto | Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo |
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