JPS62178474A - Steering device for automobile - Google Patents
Steering device for automobileInfo
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- JPS62178474A JPS62178474A JP61019810A JP1981086A JPS62178474A JP S62178474 A JPS62178474 A JP S62178474A JP 61019810 A JP61019810 A JP 61019810A JP 1981086 A JP1981086 A JP 1981086A JP S62178474 A JPS62178474 A JP S62178474A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
本発明は、１１１速に応じてハンドル舵角の車輪への伝
達比を変化させるようにした自動車のステアリング装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application 1] The present invention relates to a steering device for an automobile that changes the transmission ratio of a steering wheel angle to wheels depending on the 111th speed.
［従来技術］
一般に、自動車のステアリング装置では、ステアリング
ハンドルの回動量（ハンドル舵角）と車輪のきれ角（車
輪舵角）とは一定の対応関係に保持されている。換言す
れば、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比（減速比
）は車速等に関係なく一定になっている。[Prior Art] Generally, in a steering device for an automobile, the amount of rotation of a steering wheel (handle steering angle) and the turning angle of a wheel (wheel steering angle) are maintained in a constant correspondence relationship. In other words, the transmission ratio (reduction ratio) of the wheel steering angle to the steering wheel steering angle is constant regardless of the vehicle speed or the like.
しかして、高速走行時に急ハンドルを切ったときの車の
横松等を防止すべく、車速に応じて上記伝達比を変化さ
せ、高速となるほど、伝達比を大トくすることに上り、
高速走行時の走行安定性を確保するようにしたステアリ
ング装置が提案されている（特開昭５８−２２４８５２
号公報）。Therefore, in order to prevent the car from collapsing when the steering wheel is suddenly turned while driving at high speed, the transmission ratio is changed depending on the vehicle speed, and the higher the speed, the higher the transmission ratio.
A steering device that ensures running stability during high-speed driving has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 58-224852).
Publication No.).
かかるステアリング装置は、低速運転時における車輪の
きれを良くすることができるうえ、高速走行時の走行安
定性を確保することができるので、全体として好ましい
ステアリング特性が得られる。Such a steering device can improve the sharpness of the wheels during low-speed driving, and can also ensure running stability during high-speed driving, so that favorable steering characteristics can be obtained as a whole.
しかしながら、車速に応じて伝達比を一定のｉ’ｒ’１
合で変化させるだけでは、車体の挙動という面で好まし
い特性が得られない。However, the transmission ratio is set to a constant i'r'1 depending on the vehicle speed.
If you only change it depending on the situation, you will not be able to obtain desirable characteristics in terms of vehicle behavior.
本出）領人は、かかる問題に鑑み、特願昭５９−２４４
２１６号に第３いて、低車速域では１云達比の車速に対
する変化率を大きく、高車速域ではこの変化率を小さく
するように伝達比の変化率を制御し、旋回時に重速変化
により車輪舵角が変化したときに、その変化量を低車速
時には大きく、高車速時には小さくし、結果的にＪＩＬ
体に作用する横加速度ないしローリング等の車体の挙動
を車速によらず略一定とするようにした自動ｆ′ｌＬの
ステアリング装置を提案している。In view of this problem, the Ryōjin issued a patent application in 1984-244.
216, the rate of change in the transmission ratio is controlled so that the rate of change in the transmission ratio relative to the vehicle speed is large in the low vehicle speed range, and this rate of change is small in the high vehicle speed range. When the wheel steering angle changes, the amount of change is made larger at low vehicle speeds and smaller at high vehicle speeds, resulting in JIL
An automatic f'lL steering system is proposed in which the behavior of the vehicle body, such as lateral acceleration or rolling, acting on the vehicle body is kept approximately constant regardless of vehicle speed.
このステアリング装置では、車体の挙動を重視して、伝
達比の変化率を制御し横加速度或いはローリングが車速
に関係なしに同一のハンドル舵角に対し一定となるよう
にすることができるので、旋回時における自動車の乗心
地や運転操作性が改善される。This steering device places emphasis on the behavior of the vehicle body and controls the rate of change in the transmission ratio so that lateral acceleration or rolling remains constant for the same steering angle regardless of vehicle speed, making it possible to The ride comfort and driving operability of the vehicle are improved.
しかしながら、上記のような横加速度やローリングが問
題となるのは、高速走行時であって、低速運較時におい
てまで、上記の制御を実行する必要はない。However, the above-mentioned lateral acceleration and rolling become a problem during high-speed driving, and it is not necessary to execute the above-mentioned control even during low-speed operation.
［発明の目的１
本発明の目的は、低車速時、高車速時夫々１こ好適なス
テアリング特性を得ることができる自動車のステアリン
グ装置を提供することである。[Objective of the Invention 1] An object of the present invention is to provide a steering device for an automobile that can obtain suitable steering characteristics at both low and high vehicle speeds.
［発明の構ｒＩｉ、１
このため、本発明は、旋回時の横加速度或いはローリン
グが問題となる車速域とその車速域より代い低車速域と
に運転範囲を区分けし、低ｔｉｔ速域では、車速が高く
なるにつれて伝達比を小さくするように伝達比を制御す
る一方、横加速度等の車体の挙動が問題となる車速域で
は、車速が高くなるにつれて伝達比を増大するように伝
達比を制御する構成としたものである。[Structure of the invention rIi, 1 For this reason, the present invention divides the driving range into a vehicle speed range where lateral acceleration or rolling during turning is a problem and a low vehicle speed range instead of that vehicle speed range. , the transmission ratio is controlled so that the transmission ratio becomes smaller as the vehicle speed increases, while in vehicle speed ranges where vehicle body behavior such as lateral acceleration becomes a problem, the transmission ratio is controlled so that the transmission ratio increases as the vehicle speed increases. The configuration is such that the control is performed.
即ち、本発明は、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達
比の制御特性を、横加速度等の車体の挙動が問題となり
始める車速の前後で切換え、低車速域では車速が変って
も、一定のハンドル舵角に対し一定の旋回半径を保証す
るように伝達比を制御する一方、高車速域では、一定の
ハンドル舵角に対し一定横加速度或いはローリングが得
られるように伝達比を車速に応じて制御する。That is, the present invention switches the control characteristic of the transmission ratio of the wheel steering angle to the steering wheel steering angle before and after the vehicle speed where vehicle body behavior such as lateral acceleration starts to become a problem, and maintains a constant level in the low vehicle speed range even if the vehicle speed changes. The transmission ratio is controlled to ensure a constant turning radius with respect to the steering angle, while at high vehicle speeds the transmission ratio is controlled according to the vehicle speed so that a constant lateral acceleration or rolling is obtained for a constant steering angle. Control.
［発明の効果］
本発明によれば、横加速度が問題とならない低１Ｌ速域
では一定のハンドル舵角に対し一定の旋回半径を保証す
ることができ、横加速度が問題となる高屯速域では一定
のハンドル舵角に対し一定の横加速度を与えることがで
き、したがって、全運転範囲に亘ってステアリング特性
を良好なものとすることができ、旋回時における自動車
の乗心地や運転操作性がより一層改善されることになる
。[Effects of the Invention] According to the present invention, a constant turning radius can be guaranteed for a constant steering angle in the low 1L speed range where lateral acceleration is not a problem, and in the high tonne speed range where lateral acceleration is a problem. With this, it is possible to give a constant lateral acceleration for a constant steering angle, and therefore, the steering characteristics can be made good over the entire driving range, and the ride comfort and driving operability of the car when turning are improved. It will be further improved.
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して只１体的
に説明する。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図に示すように、ステアリング装置は、ステアリン
グハンドル１（以下、単にハンドルという。）と、ハン
ドル１の回転を伝達するステアリングシャフト２と、ス
テアリングシャフト２の回転を車輪３に連結したタイロ
ッド４の横方向の変位に変換するステアリングギヤ装置
５とを基本構成要素とし、ステアリングシャフト２とス
テアリングギヤ装置５との間には、ハンドル舵角θＨに
対する車輪舵角θＷの伝達比Ｒ（Ｒ＝θＩ−１／θＷ）
を変化させるｔこめの伝達化可変機構６が設けられてい
る。As shown in FIG. 1, the steering device includes a steering handle 1 (hereinafter simply referred to as the handle), a steering shaft 2 that transmits the rotation of the steering wheel 1, and tie rods 4 that connect the rotation of the steering shaft 2 to wheels 3. The basic component is a steering gear device 5 that converts the displacement into a lateral displacement, and a transmission ratio R (R = θI -1/θW)
A variable transmission mechanism 6 is provided to change the transmission rate.
この伝達化可変機構６は、コントローラ４０によって電
気的に制御されるようになっており、コントローラ４０
は、舵角センサ４１によって検出されるハンドル舵角θ
１］と車速センサ４２によって検出される車速Ｖとを入
力データとして、伝達比可変［ｉＷ６に対する制御を実
行する。The variable transmission mechanism 6 is electrically controlled by a controller 40.
is the steering wheel steering angle θ detected by the steering angle sensor 41
1] and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 42 as input data, control for the variable transmission ratio [iW6 is executed.
次に、上記伝達比可変磯構６の補遺をｆ５２図。Next, Fig. f52 shows an addendum to the variable transmission ratio rock structure 6.
第３図、第４図により説明する。This will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
第２図〜第４図に示すように、伝達比可変磯構６は、基
本的には差動歯ｌＴｌ磯構８によって構成されており、
その入力軸９は、ステアリングシャフト２と軸平行をな
すように配置され、ステアリングシャフト２に一対の入
力ギヤ１０．１１を介して連動するようになっている。As shown in FIGS. 2 to 4, the variable transmission ratio rock structure 6 is basically composed of a differential tooth lTl rock structure 8,
The input shaft 9 is disposed so as to be axially parallel to the steering shaft 2, and is interlocked with the steering shaft 2 via a pair of input gears 10, 11.
上記差坦Ｊ歯車磯構８は、入力！１１１９に固定された
サンギヤ１２と、出力軸１３に固定されたりングギヤ１
４と、両ギ′ヤ１２，１０１１１に等角度間隔で配置さ
れた例えは３個のプラネタリビニオン１５と、各プラネ
タリビニオン１５をビニオン軸１Ｇを介して回１耘自在
に支持するビニオンキャリヤ１７とで構１反されている
。そして、ビニオンキャリヤ１７には、第３図に明瞭に
示すように、セクタギヤ１８を一木的に設け、このセク
タギヤ１８に噛合うビニオン１９をステッピングモータ
２０の出力軸２０ａに取付けて支持する。The above-mentioned differential J gear iso structure 8 is input! The sun gear 12 fixed to the output shaft 1119 and the ring gear 1 fixed to the output shaft 13
4, three planetary binions 15 arranged at equal angular intervals on both gears 12, 10111, and a binion that supports each planetary binion 15 rotatably through the binion shaft 1G. There is a difference between the carrier 17 and the carrier 17. As clearly shown in FIG. 3, the binion carrier 17 is integrally provided with a sector gear 18, and a binion 19 meshing with the sector gear 18 is attached to and supported by the output shaft 20a of the stepping motor 20.
このステッピングモータ２０は、前述したコントローラ
４０によってその駆動が制御される。The driving of this stepping motor 20 is controlled by the controller 40 described above.
また、リングギヤ１４から伸びる出力軸１３は、所定の
ｉ減速比を有するステアリングギヤ装置５の入力側に連
結される。Further, the output shaft 13 extending from the ring gear 14 is connected to the input side of the steering gear device 5 having a predetermined i reduction ratio.
上記の措成において、ハンドル１を回Ｉ吠操作すると、
その回転はステアリングシャフト２から一灯の入力ギャ
９，１０を介して入力軸９に伝達され、サンギヤ１２が
ハンドル舵角θＨに等しい角度だけ回転される。In the above configuration, when the handle 1 is rotated,
The rotation is transmitted from the steering shaft 2 to the input shaft 9 via one input gear 9, 10, and the sun gear 12 is rotated by an angle equal to the steering angle θH.
一方、コントローラ４０からは、後述する如く、ハンド
ル舵角θｌ−１と」１ｔ Ｉ！ ■とによって基本的に
決定される制御信号がステッピングモータ２０に出力さ
れ、ステッピングモータ２０はビニオン１９およびセク
タギヤ１８を介して、ビニオンキャリヤ１７を制御信号
に応じて正逆いずれかの方向に回転させる。On the other hand, the controller 40 outputs the steering wheel steering angle θl-1 and "1t I!" as described later. A control signal basically determined by (1) is output to the stepping motor 20, and the stepping motor 20 rotates the binion carrier 17 in either the forward or reverse direction according to the control signal via the binion 19 and the sector gear 18. let
即ち、上記サンギヤ１２は、ハンドル舵角θＩ」に等し
い角度だけ回転されるが、ビニオンキャリヤ１７ら正逆
いずれか一方に回転されるため、リングギ′ヤ１４およ
び出力軸１３は、ハンドル舵角θＨに対し、ビニオンキ
ャリヤ１７の回転角に等しい角度だけ増減された角度だ
け回転されることになる。次段のステアリングギヤ装置
５は、一定の減速比を有することから、ハンドル舵角θ
Ｈに対する車輪舵角θＷの伝達比（減速比）は、上記差
動歯車１蔑構８の入力軸９と出力軸１３との間の減速比
によって決定されることになり、この人、出力軸９，１
３間の減速比は、ビニオンキャリヤ１７の回転方向およ
び回転量、したがってステッピングモータ２０の回転方
向および回転量によって制御することができることにな
る。That is, the sun gear 12 is rotated by an angle equal to the steering wheel steering angle θI, but since the sun gear 12 is rotated either forward or backward from the binion carrier 17, the ring gear 14 and the output shaft 13 are rotated by an angle equal to the steering wheel steering angle θI. With respect to θH, it is rotated by an angle that is increased or decreased by an angle equal to the rotation angle of the binion carrier 17. Since the next-stage steering gear device 5 has a constant reduction ratio, the steering wheel steering angle θ
The transmission ratio (reduction ratio) of the wheel steering angle θW with respect to H is determined by the reduction ratio between the input shaft 9 and the output shaft 13 of the differential gear 1/8. 9,1
3 can be controlled by the direction and amount of rotation of the binion carrier 17, and therefore the direction and amount of rotation of the stepping motor 20.
次に、第５図を参照して、伝達比の制御方式を具体的に
説明する。第５図に示すように、例えば時速１０Ｋｍ程
度の低い時速に設定した設定車速■ｓの前後で設定車速
Ｖｓより低い低車速域■と設定車速Ｖｓ以上の高車速域
ＩＩとに分け、低車速域■では、車速Ｖが増大するにつ
れて伝達比Ｒが小さくなるように伝達比を制御する一方
、高車速域ＩＩでは、車速＼ｌが増大するにつれて伝達
比Ｒを増大させるように、ｉｒ制御特性を切換える。Next, the transmission ratio control method will be specifically explained with reference to FIG. As shown in Fig. 5, the low vehicle speed range is divided into a low vehicle speed range ■, which is lower than the set vehicle speed Vs, and a high vehicle speed range II, which is higher than the set vehicle speed Vs, around the set vehicle speed ■s, which is set to a low speed of about 10 km/h, for example. In region ■, the transmission ratio is controlled so that the transmission ratio R becomes smaller as the vehicle speed V increases, while in high vehicle speed region II, the ir control characteristic is controlled so that the transmission ratio R increases as the vehicle speed \l increases. Switch.
く低車速域■での制御特性〉 低車速域Ｉでは、スタビリテイ７アクタをＡ。Control characteristics in low vehicle speed range In low vehicle speed range I, stability 7 actor is set to A.
ホイールベースをｐ、旋回半径をｒとして、伝達比Ｒを
車速〜“どの関係で次式にしたがって制御する。Where the wheelbase is p and the turning radius is r, the transmission ratio R is controlled according to the relationship between the vehicle speed and the following equation.
この式（１）を旋回半径ｒについて君き直せば、θＨ となる。If we rearrange this equation (1) for the turning radius r, then θH becomes.
したがって、伝達比Ｒをに／（１＋ＡＶ２） （ｋは正
の定数）となるように制御すれば、一定の／’％ンドル
舵角θＨに対し、旋回半径ｒをヰ１速＼・”に関係なし
に一定とすることかでき、低車速域でのステアリング操
作を安定なものとすることができる。Therefore, if the transmission ratio R is controlled to be /(1+AV2) (k is a positive constant), the turning radius r will be related to It is possible to make the steering operation constant in the low vehicle speed range.
〈高車速域ＩＩでの制御特性〉
高車速域１１では、旋回時にＪ’ｉ１７加速度Ｇか問題
となるので、ハンドル舵角θトＩに対する横加速度Ｇの
ディンＧａを車速に拘らず一定とするように制御する。<Control characteristics in high vehicle speed range II> In high vehicle speed range 11, J'i17 acceleration G becomes a problem when turning, so din Ga of lateral acceleration G relative to steering wheel angle θ to I is kept constant regardless of vehicle speed. Control as follows.
即ち、定常円旋回時の横加速度Ｇは、
Ｇ＝Ｖ２−θＷ／［、（２＜１＋ｊ＼Ｖ”）ｌ ＝（
３）で表わされるので、ハンドル舵角θＩ−Ｉに対する
＋（（加速度ＧのディンＧａ （＝Ｇ／θｔｌ）は、次
式で表わされる。That is, the lateral acceleration G during a steady circular turn is: G=V2-θW/[, (2<1+j\V'')l=(
3), +((Din Ga of acceleration G (=G/θtl)) with respect to the steering wheel steering angle θI-I is expressed by the following equation.
Ｇａ＝Ｖ２・θｗ／［θ１（４（１＋ｒ＼＼・２）１＝
＼”／［Ｒ−、（２（１＋ＡＶ２）］ ・・・（・［
）したがって、伝達比Ｒは、次式で表わされる。Ga=V2・θw/[θ1(4(1+r\\・2)1=
\”/[R-, (2(1+AV2)] ...(・[
) Therefore, the transmission ratio R is expressed by the following equation.
Ｒ＝＼”／［Ｇａ−、（２（１＋ＡＶ”）］＝ Ｖ ’
／（α十βＶこ） ・・・（５）但し、α＝
Ｇａ−、Ｑ
β＝Ｇａ−ｅ−Ａ
即ち、伝達比Ｒを車速Ｖとの関係で（５）式にしたがっ
て制御するようにすれば、上記ディンＧａを車速に拘ら
ず一定とすることができ、一定ハンドル舵角での旋回時
における車体の挙動を車速に拘らず略一定とすることが
できる。R=\”/[Ga-, (2(1+AV”)]=V'
/(α1βVko) ...(5) However, α=
Ga-, Q β=Ga-e-A In other words, if the transmission ratio R is controlled according to equation (5) in relation to the vehicle speed V, the above-mentioned ding Ga can be kept constant regardless of the vehicle speed. The behavior of the vehicle body when turning with a constant steering angle can be made substantially constant regardless of the vehicle speed.
なお、上記（５）式は、次式で近似することができるの
で、この式を用いて伝達比を制御するようにしてもよい
。Note that the above equation (5) can be approximated by the following equation, so this equation may be used to control the transmission ratio.
Ｒ＝α＋ ｙ ｎ＋β゛ ・・・（６）
ａ゛、β゛・・・正の定数
ｎ・・・Ｏ＜ｎ＜１ の範囲の小数
また、低車速域■と高車速域！Ｉとの境界では、両方の
制御曲線をなめらかに接続するようにし、伝達比Ｒの急
激な変化を防ぎ、操舵時の異和感をな（すようにするこ
とが好ましい。R=α+y n+β゛...(6)
a゛, β゛...Positive constant n...Decimal number in the range O<n<1 Also, low vehicle speed range ■ and high vehicle speed range! At the boundary with I, it is preferable to connect both control curves smoothly to prevent sudden changes in the transmission ratio R and to avoid an unusual feeling during steering.
ｍ１図は本発明の実施例にかかるステアリング装置のシ
ステム構成図、第２図は伝達比可変機構の要部の横断面
図、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向断面図、第
４図は第２図のＩＶ−ＩＶ線方向断面図、第５図は伝達
比Ｒの制御特性を示すグラフである。
θＨ・・・ハンドル舵角、 θＷ・・・車輪舵角、Ｒ
・・・伝達比（θＨ／θＷ）、
１・・・ステアリングハンドル、
２・・・ステアリングシャフト、
３・・・車輪、 ５・・・ステアリングギヤ装置、
６・・・伝達比可変機構、 ４０・・・コントローラ
、４１・・・舵角センサ、 ４２・・・車速セン
サ。Fig. m1 is a system configuration diagram of a steering device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of main parts of a variable transmission ratio mechanism, Fig. 3 is a sectional view taken along line III-III in Fig. 2, and Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV--IV in FIG. 2, and FIG. 5 is a graph showing control characteristics of the transmission ratio R. θH...Handle steering angle, θW...Wheel steering angle, R
...Transmission ratio (θH/θW), 1... Steering handle, 2... Steering shaft, 3... Wheels, 5... Steering gear device,
6... Variable transmission ratio mechanism, 40... Controller, 41... Rudder angle sensor, 42... Vehicle speed sensor.
Claims (1)
力伝達経路中に設けられてハンドル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機構と、車速を検出
する車速検出手段と、該車速検出手段からの信号を入力
して、所定車速以下では車速が高くなるにつれて伝達比
を小さくし、所定車速を越えると、車速が高くなるにつ
れて伝達比を大きくするように制御信号を出力するコン
トローラと、このコントローラの出力信号を受けて上記
伝達比可変機構を作動させるアクチュエータとを備えた
自動車のステアリング装置。(1) A variable transmission ratio mechanism that is provided in the steering force transmission path between the steering handle and the tie rod and changes the transmission ratio of the wheel steering angle to the steering wheel steering angle, a vehicle speed detection means that detects the vehicle speed, and the vehicle speed A controller that receives a signal from the detection means and outputs a control signal to decrease the transmission ratio as the vehicle speed increases below a predetermined vehicle speed, and to increase the transmission ratio as the vehicle speed increases when the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed. and an actuator that receives an output signal from the controller and operates the variable transmission ratio mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981086A JPH0679896B2 (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Car steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981086A JPH0679896B2 (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Car steering device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62178474A true JPS62178474A (en) | 1987-08-05 |
| JPH0679896B2 JPH0679896B2 (en) | 1994-10-12 |
Family
ID=12009684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981086A Expired - Fee Related JPH0679896B2 (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Car steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679896B2 (en) |
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- 1986-01-30 JP JP1981086A patent/JPH0679896B2/en not_active Expired - Fee Related
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