JP2583369B2 - Vehicle front and rear wheel steering system - Google Patents
Vehicle front and rear wheel steering systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は車両の前後輪操舵装
置、特に、スプリング等で中立位置に付勢された後輪を
電動モータで転舵する前後輪操舵装置であって、スプリ
ングあるいはステアリングギア機構の機械要素の経時的
な疲労等を検査できるようにした前後輪操舵装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a front and rear wheel steering device for a vehicle, and more particularly to a front and rear wheel steering device for turning a rear wheel biased to a neutral position by a spring or the like by an electric motor. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a front and rear wheel steering device capable of inspecting a mechanical element of a mechanism for fatigue over time.
【0002】[0002]
【従来の技術】前輪とともに後輪を転舵する前後輪操舵
装置にあっては、周知のように、操向ハンドルの操舵お
よび車速等に基づき後輪の目標舵角を決定し、後輪転舵
機構で後輪を目標舵角に転舵する。従来、このような後
輪転舵機構として電動モータ等のアクチュエータを組み
付けたものが知られるが、また、後輪転舵機構には後輪
を中立位置に付勢する中立付勢スプリングを設けてフェ
イルセーフを図っている。そして、この中立位置付勢ス
プリングはギアハウジング等との間に接触音低減の為の
弾性体を介装し、また、中立位置を中心とする所定幅の
不感帯領域の除く範囲でのみ後輪を付勢するように構成
される。2. Description of the Related Art As is well known, in a front and rear wheel steering device for steering a rear wheel together with a front wheel, a target steering angle of a rear wheel is determined based on steering of a steering wheel, vehicle speed, and the like. The mechanism turns the rear wheels to the target steering angle. Conventionally, an actuator such as an electric motor is assembled as such a rear-wheel steering mechanism. However, the rear-wheel steering mechanism is provided with a neutral biasing spring that biases the rear wheel to a neutral position to provide a fail-safe mechanism. Is being planned. The neutral position biasing spring includes an elastic body for reducing contact noise between the gear housing and the like, and also applies the rear wheel only in a range excluding a dead band area having a predetermined width centered on the neutral position. It is configured to be energized.
【0003】ところで、上述のような前後輪操舵装置に
あっては、中立位置付勢スプリングあるいは後輪転舵機
構の機構部分の経時的劣化(フリクション増大)等が避
けられず、このスプリング等の劣化が不感帯領域の大き
さ、また後輪転舵機構の応答性等に影響を及ぼすことが
知られる。このため、上述のような操舵装置にあって
は、定期点検時等においてスプリング等の機構要素の疲
労あるいは弾性体の経時的劣化を確認することが望まれ
る。In the above-described front and rear wheel steering devices, deterioration of the neutral position biasing spring or the mechanism of the rear wheel steering mechanism with time (increased friction) is inevitable. Is known to affect the size of the dead zone, the responsiveness of the rear wheel steering mechanism, and the like. For this reason, in the above-described steering device, it is desired to confirm fatigue of a mechanical element such as a spring or deterioration of an elastic body over time at the time of periodic inspection or the like.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の前後輪操舵装置にあっては、後輪転舵機構
あるいは中立付勢スプリングの劣化状態等を確認するに
は後輪転舵機構を分解して目視あるいは検査治具等で検
査しなければならず、その検査が困難であった。この発
明は、上述した事情を鑑みてなされたもので、後輪転舵
機構の経時的劣化、また疲労状態等を容易に検査可能な
車両の前後輪操舵装置を提供することを目的とする。However, in the conventional front and rear wheel steering apparatus as described above, the rear wheel steering mechanism is disassembled in order to check the state of deterioration of the rear wheel steering mechanism or the neutral biasing spring. Inspection must be carried out visually or with an inspection jig or the like, which is difficult. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a front and rear wheel steering device for a vehicle that can easily inspect a rear wheel steering mechanism for deterioration with time, fatigue status, and the like.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、操向ハンドルの操舵に応じて前輪を転
舵する前輪転舵機構と、電動モータの出力で後輪を転舵
する後輪転舵機構と、後輪を中立位置に付勢する中立位
置付勢スプリングと、このスプリングとギアハウジング
との間に介装された弾性体と、電動モータへの通電を操
向ハンドルの操舵に応じ制御する制御手段とを有する車
両の前後輪操舵装置において、所定の条件で検査モード
に移行し、この検査モードにおいて前記電動モータへの
通電電流値を前記中立位置付勢スプリングの長さが最大
でかつ前記弾性体の変形が最大となる電流値に設定し、
この状態での後輪の舵角を所定の基準値と比較するよう
に構成する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a front wheel turning mechanism for turning a front wheel in response to steering of a steering wheel, and a rear wheel turning by an output of an electric motor. A rear wheel steering mechanism, a neutral position urging spring for urging the rear wheel to a neutral position, an elastic body interposed between the spring and the gear housing, and a steering wheel for energizing the electric motor. In the front and rear wheel steering device for a vehicle having control means for controlling according to the condition, the mode shifts to an inspection mode under a predetermined condition, and in this inspection mode, the length of the neutral position urging spring is adjusted by applying a current value to the electric motor to the electric motor. Set to the current value that is the largest and the deformation of the elastic body is the largest,
The steering angle of the rear wheel in this state is configured to be compared with a predetermined reference value.
【0006】そして、この発明は、上記検査モードへの
移行を、操向ハンドルが中立位置から操舵された状態
で、車速が0または略0で、かつ、操向ハンドルが操舵
されずに所定時間経過したことを条件として行うように
構成できる。According to the present invention, when the steering wheel is steered from the neutral position, the vehicle speed is 0 or substantially zero, and the steering mode is shifted to the inspection mode for a predetermined time without steering the steering wheel. It can be configured to be performed on the condition that the elapsed time.
【0007】[0007]
【作用】この発明の車両の前後輪操舵装置は、検査モー
ドにおいて電動モータへの通電電流を機械的な寸法が特
定できる値に設定するため、この電流値での後輪舵角等
を設計時の規格寸法等と比較することで疲労の程度等が
容易に判定でき、その検査が分解することなくきわめて
容易に行える。In the vehicle front and rear wheel steering apparatus according to the present invention, the current supplied to the electric motor in the inspection mode is set to a value that can specify the mechanical dimensions. The degree of fatigue and the like can be easily determined by comparing with the standard dimensions and the like, and the inspection can be performed very easily without being disassembled.
【0008】そして、この発明は、検査モードへの移行
を車速、操向ハンドルの操舵の有無で決定する態様に構
成することで、車両に装備されたセンサを用いて自動的
に検査モードへ移行でき、検査の自動化が容易となる。According to the present invention, the mode of transition to the inspection mode is determined based on the vehicle speed and whether or not the steering wheel is steered, so that the mode is automatically switched to the inspection mode using a sensor mounted on the vehicle. The inspection can be automated easily.
【0009】[0009]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1から図6はこの発明の一実施例にかかる車
両の前後輪操舵装置を示し、図1が全体模式構成図、図
2が一部機構の拡大断面図、図3が制御系のブロック
図、図4が通常モードの制御処理を示すフローチャー
ト、図5が検査モードの制御処理を示すフローチャー
ト、図6a,bが作用を説明するグラフである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show a front and rear wheel steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a partial mechanism, and FIG. 3 is a block diagram of a control system. 4 is a flowchart showing control processing in the normal mode, FIG. 5 is a flowchart showing control processing in the inspection mode, and FIGS. 6A and 6B are graphs for explaining the operation.
【0010】図1に示すように、この実施例では、操向
ハンドル11と連結した前輪操舵装置12で前輪13を
転舵し、後輪転舵装置14で後輪15を転舵する。前輪
転舵装置12は、周知のラックアンドピニオン式のステ
アリングギア機構を有し、操向ハンドル11と前輪13
とを機械的に連結する。As shown in FIG. 1, in this embodiment, a front wheel 13 is steered by a front wheel steering device 12 connected to a steering wheel 11, and a rear wheel 15 is steered by a rear wheel steering device 14. The front wheel steering device 12 has a well-known rack and pinion type steering gear mechanism, and includes a steering wheel 11 and a front wheel 13.
Are connected mechanically.
【0011】操向ハンドル11には操舵角、すなわち前
輪13の舵角を検出する主前輪舵角センサ16が、ま
た、前輪操舵装置12には前輪12の舵角を検出する副
前輪舵角センサ17が取り付けられる。主前輪舵角セン
サ16はエンコーダ等のデジタル式のセンサから、副前
輪舵角センサ17は差動トランス等のアナログ式のセン
サから構成され、これらセンサ16,17がコントロー
ラ18に接続されている。なお、19a,19bは車速
センサであり、車速センサ19aは前後輪13,15の
回転速度を、車速センサ19bは図示しないトランスミ
ッションの出力軸の回転速度を検出する。The steering wheel 11 has a main front wheel steering angle sensor 16 for detecting the steering angle, that is, the steering angle of the front wheel 13, and the front wheel steering device 12 has a sub front wheel steering angle sensor for detecting the steering angle of the front wheel 12. 17 is attached. The main front wheel steering angle sensor 16 is constituted by a digital sensor such as an encoder, and the sub front wheel steering angle sensor 17 is constituted by an analog sensor such as a differential transformer. These sensors 16 and 17 are connected to a controller 18. 19a and 19b are vehicle speed sensors. The vehicle speed sensor 19a detects the rotational speed of the front and rear wheels 13 and 15, and the vehicle speed sensor 19b detects the rotational speed of an output shaft of a transmission (not shown).
【0012】後輪操舵装置14は、後輪転舵用のアクチ
ュエータとしての電動モータ20とボールスクリュ機構
80とを有し、これら電動モータ20とボールスクリュ
機構80とがギアハウジング83内に収容される。図2
に詳示されるように、電動モータ20は車幅方向に延在
する円筒状の回転軸85を有し、この回転軸85の径方
向外方でギアハウジング83内壁にコイル84aを有す
るステータ84が固設される。この電動モータ20は、
ステータ84のコイル84aがコントローラ18に結線
され、回転軸85内に連結ロッド81が遊挿する。The rear wheel steering device 14 has an electric motor 20 as a rear wheel steering actuator and a ball screw mechanism 80, and the electric motor 20 and the ball screw mechanism 80 are housed in a gear housing 83. . FIG.
As shown in detail, the electric motor 20 has a cylindrical rotating shaft 85 extending in the vehicle width direction, and a stator 84 having a coil 84a on an inner wall of a gear housing 83 radially outward of the rotating shaft 85. It is fixed. This electric motor 20
The coil 84 a of the stator 84 is connected to the controller 18, and the connecting rod 81 is loosely inserted into the rotating shaft 85.
【0013】なお、図中明示しないが、ギアハウジング
83内には後輪15の転舵角を検出する主後輪舵角セン
サ22と副後輪舵角センサ23が設けられる(図3参
照)。前述した前輪13のセンサ16,17と同様に、
主後輪舵角センサ22はデジタル式のロータリパルスエ
ンコーダ、副後輪舵角センサ23はアナログ式の差動ト
ランスからなり、これらセンサがコントローラ18に接
続される。Although not explicitly shown in the figure, a main rear wheel steering angle sensor 22 and a sub rear wheel steering angle sensor 23 for detecting the turning angle of the rear wheel 15 are provided in the gear housing 83 (see FIG. 3). . As with the sensors 16 and 17 of the front wheel 13 described above,
The main rear wheel steering angle sensor 22 is a digital rotary pulse encoder, and the sub rear wheel steering angle sensor 23 is an analog differential transformer. These sensors are connected to the controller 18.
【0014】連結ロッド81は、ギアハウジング83の
左右端を摺動自在に貫通し、左右の両端が外部に突出し
て左右の後輪15とタイロッド等を介し連結する。この
連結ロッド81には電動モータ20の図2中左側にねじ
部81aが形成され、このねじ部81aにボールナット
90が多数のボール91を介し相対回転可能に螺合す
る。ボールナット90は電動モータ20の回転軸85と
一体回転可能に結合し、これらボールナット90と連結
ロッド81とがボール91を転動させつつ相対的に回転
する。これらボールナット90、ねじ部81aおよびボ
ール91は周知のボールスクリュ機構80を構成する。The connecting rod 81 slidably penetrates the left and right ends of the gear housing 83, and the left and right ends protrude to the outside and are connected to the left and right rear wheels 15 via tie rods or the like. A screw portion 81 a is formed on the connecting rod 81 on the left side of the electric motor 20 in FIG. 2, and a ball nut 90 is screwed to the screw portion 81 a via a number of balls 91 so as to be relatively rotatable. The ball nut 90 is rotatably connected to the rotating shaft 85 of the electric motor 20, and the ball nut 90 and the connecting rod 81 relatively rotate while rolling the ball 91. The ball nut 90, the screw portion 81a and the ball 91 constitute a well-known ball screw mechanism 80.
【0015】また、連結ロッド81には電動モータ20
の図2中右側にスプリングホルダ88が固設され、この
スプリングホルダ88とギアハウジング83との間には
中立位置付勢スプリング89が両端にそれぞれリテーナ
93L,93R(以下、必要に応じ添字のない番号で代
表する)を介し縮装される。スプリングホルダ88は、
2つの部材を組み付けて上述のスプリング89を収容す
る帯状溝88aが形成され、また、ハウジング83に係
合して連結ロッド81の回転を規制するアーム部88b
が形成される。The connecting rod 81 includes an electric motor 20.
2, a spring holder 88 is fixedly mounted on the right side in FIG. 2, and a neutral position biasing spring 89 is provided between the spring holder 88 and the gear housing 83 at both ends thereof with retainers 93L and 93R (hereinafter, suffixed as necessary). (Represented by a number). The spring holder 88
A belt-like groove 88a for accommodating the above-mentioned spring 89 is formed by assembling the two members, and an arm portion 88b that engages with the housing 83 to restrict the rotation of the connecting rod 81.
Is formed.
【0016】リテーナ93L,93Rは、対抗する面の
間にスプリング89が介装され、スプリング89と反対
の面にウレタンラバー等の弾性材からなるシート部材9
4L,94R(以下、必要に応じ添字のない番号で代表
する)が貼着される。これらリテーナ93は、それぞ
れ、内周端がスプリングホルダ88の帯状溝88aの端
部にシート部材94を介し係合し、また同様に、外周端
がギアハウジング83の内壁面の段差部にシート部材9
4を介し係合する。スプリング89は、連結ロッド81
の軸方向移動でいずれか一方のリテーナ93を移動させ
て伸縮し、連結ロッド81を後輪15の中立位置と対応
する位置に付勢する。The retainers 93L and 93R have a spring 89 interposed between opposing surfaces, and a sheet member 9 made of an elastic material such as urethane rubber is provided on the surface opposite to the spring 89.
4L, 94R (hereinafter, represented by a number without a subscript if necessary) is attached. Each of the retainers 93 has an inner peripheral end engaged with an end of the band-shaped groove 88 a of the spring holder 88 via a sheet member 94, and similarly, an outer peripheral end of the retainer 93 is engaged with a step portion on the inner wall surface of the gear housing 83. 9
4 to engage. The spring 89 is connected to the connecting rod 81.
One of the retainers 93 is moved to expand and contract by the axial movement, and the connecting rod 81 is urged to a position corresponding to the neutral position of the rear wheel 15.
【0017】コントローラ18は、図3に示すように、
制御部24と駆動部25とを有し、制御部24に前述し
た各センサが、駆動部25に電動モータ20が接続す
る。制御部24は、マイクロコンピュータ等のECUと
入力インターフェース27〜32とをバスで接続して構
成され、各センサが出力する検知信号を演算処理する。
この制御部24は、各センサの検知信号を基に後輪15
の目標舵角を決定し、この目標舵角と対応するデューテ
ィファクタを表す制御信号を駆動部25に出力する。As shown in FIG. 3, the controller 18
It has a control unit 24 and a drive unit 25, and the above-described sensors are connected to the control unit 24, and the electric motor 20 is connected to the drive unit 25. The control unit 24 is configured by connecting an ECU such as a microcomputer and the input interfaces 27 to 32 via a bus, and performs an arithmetic process on a detection signal output from each sensor.
The control unit 24 controls the rear wheels 15 based on the detection signals of the respective sensors.
Is determined, and a control signal indicating a duty factor corresponding to the target steering angle is output to the drive unit 25.
【0018】駆動部25は、ゲートドライブ回路36お
よび駆動回路37等を有し、駆動回路37に電動モータ
20が結線する。駆動回路37は、4つのFETQ1〜
Q4(適宜、添字を省略する)をブリッジ状に結線して
成り、これらFETQのゲートがゲートドライブ回路3
6に接続され、また、FETQのソース・ドレイン接続
部に電動モータ20が接続する。この駆動回路37は、
制御部24から入力する制御信号に応じたデューティフ
ァクタの電流を電動モータ20に通電する。The drive section 25 has a gate drive circuit 36, a drive circuit 37 and the like, and the electric motor 20 is connected to the drive circuit 37. The drive circuit 37 includes four FETs Q1 to Q1.
Q4 (subscripts are omitted as appropriate) are connected in a bridge shape, and the gates of these FETs Q
The electric motor 20 is connected to the source / drain connection of the FET Q. This drive circuit 37
A current having a duty factor according to a control signal input from the control unit 24 is supplied to the electric motor 20.
【0019】なお、図3において、34は電動モータへ
の通電電流を検出する電流センサであり、この電流セン
サ34は制御部24に接続される。また、38は電源遮
断用のリレー、39はこのリレー38のドライブ回路、
41,42はそれぞれが故障時等に電動モータ20を発
電制動させるためのリレー、43,44はそれぞれリレ
ー41,42のドライブ回路、35はリレー故障診断用
の電圧センサである。In FIG. 3, reference numeral 34 denotes a current sensor for detecting a current supplied to the electric motor, and the current sensor 34 is connected to the control unit 24. Reference numeral 38 denotes a power-off relay, 39 denotes a drive circuit of the relay 38,
Reference numerals 41 and 42 denote relays for braking the electric motor 20 in the event of a failure or the like. Reference numerals 43 and 44 denote drive circuits for the relays 41 and 42, respectively, and reference numeral 35 denotes a voltage sensor for relay failure diagnosis.
【0020】この実施例の前後輪操舵装置にあっては、
通常制御においては、図4のフローチャートに示す処理
を繰り返し実行して後輪15の転舵角を制御する。同図
に示すように、ステップ1において各センサの検知信号
から前輪舵角θf、後輪舵角θrおよび車速V等を読み
込み、また、故障診断を行う。In the front and rear wheel steering device of this embodiment,
In the normal control, the steering angle of the rear wheel 15 is controlled by repeatedly executing the processing shown in the flowchart of FIG. As shown in the figure, in step 1, the front wheel steering angle θf, the rear wheel steering angle θr, the vehicle speed V, and the like are read from the detection signals of the sensors, and a failure diagnosis is performed.
【0021】次に、ステップ2においては車速Vに基づ
きマップ検索で舵角比kを決定し、次のステップ3で前
輪舵角θfに舵角比kを乗じて後輪目標舵角θtを算出
する。そして、ステップ4において目標後輪舵角θtと
後輪実舵角θrとの偏差Δθを算出し、次のステップ5
において偏差Δθをアドレスとして電動モータ20への
通電電流のデューティファクタDを決定する。Next, in step 2, the steering angle ratio k is determined by a map search based on the vehicle speed V, and in the next step 3, the front wheel steering angle θf is multiplied by the steering angle ratio k to calculate the rear wheel target steering angle θt. I do. Then, in step 4, a deviation Δθ between the target rear wheel steering angle θt and the rear wheel actual steering angle θr is calculated, and the next step 5
, The duty factor D of the current supplied to the electric motor 20 is determined using the deviation Δθ as an address.
【0022】続くステップ6では、故障か否かを判断
し、故障でなければステップ7で出力処理を行い、ま
た、故障と判定されればステップ8以降の処理を行う。
ステップ7では、上記デューティファクタの電流を電動
モータ20に通電し、後輪15を後輪目標舵角に転舵す
る。この出力処理は本出願人が先に提出した各種の特許
願等で詳細に記載されているため、その説明は割愛す
る。In the following step 6, it is determined whether or not a failure has occurred. If it is not a failure, output processing is performed in step 7, and if it is determined that a failure has occurred, the processing in and after step 8 is performed.
In step 7, the electric current having the duty factor is supplied to the electric motor 20, and the rear wheel 15 is steered to the rear wheel target steering angle. This output processing is described in detail in various patent applications and the like previously submitted by the present applicant, and therefore, the description thereof is omitted.
【0023】また、ステップ8においては、リレー38
のコンタクタを開成してバッテリから遮断し、リレー4
1,42のコンタクタを閉成してコイル81aを短絡さ
せる。そして、ステップ9で駆動部25の故障か否かを
判断し、駆動部25の故障であればFETを全てオフ、
駆動部25が故障でなければFETQ1,Q3をオフ、
FETQ2,Q4をオンさせる。In step 8, the relay 38
The contactor is opened to disconnect from the battery and the relay 4
The contactors 1 and 42 are closed to short-circuit the coil 81a. Then, in step 9, it is determined whether or not the drive unit 25 has failed. If the drive unit 25 has failed, all the FETs are turned off.
If the drive unit 25 does not fail, the FETs Q1 and Q3 are turned off,
The FETs Q2 and Q4 are turned on.
【0024】一方、車両が修理工場等に入車している場
合においては、図5のフローチャートに示すように、一
定の条件が充足されると検査モードに移行して検査を行
い、後輪操舵装置14のボールスクリュ機構80、中立
位置付勢スプリング89およびシート部材94等の劣化
あるいは疲労状態を判別する。On the other hand, when the vehicle has entered a repair shop or the like, as shown in the flowchart of FIG. 5, when a certain condition is satisfied, the mode shifts to the inspection mode, the inspection is performed, and the rear wheel steering is performed. The deterioration or fatigue state of the ball screw mechanism 80, the neutral position urging spring 89, the seat member 94, and the like of the device 14 is determined.
【0025】同図5に示すように、ステップ1で車速V
が所定車速以下か否かを判断し、また、ステップ2で操
向ハンドル11の操舵の有無を判断する。そして、車速
Vが所定値を越えている場合、また、操向ハンドル11
の操舵があった場合はステップ3でタイマTを0にリセ
ットし、ステップ4でフラグFを0に設定し、また、ス
テップ5で上述の通常モードに復帰して通常の後輪舵角
制御を行う。As shown in FIG. 5, in step 1, the vehicle speed V
Is determined to be less than or equal to a predetermined vehicle speed, and in step 2 it is determined whether the steering wheel 11 is steered. When the vehicle speed V exceeds a predetermined value, the steering wheel 11
In step 3, the timer T is reset to 0 in step 3, the flag F is set to 0 in step 4, and the normal mode is controlled by returning to the normal mode in step 5 as described above. Do.
【0026】一方、ステップ1,2において車速Vが所
定車速以下でかつ操向ハンドル11の操舵がないと判断
された場合は、ステップ6でタイマTを積算してルーチ
ンの実行回数Tを計数、すなわち車速Vが所定車速以下
で操向ハンドル11の操舵がされない状態が継続した時
間Tを計時する。On the other hand, if it is determined in steps 1 and 2 that the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined vehicle speed and that the steering wheel 11 is not steered, a timer T is integrated in step 6 to count the number of executions T of the routine. That is, the time T in which the state in which the steering wheel 11 is not steered while the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined vehicle speed is measured.
【0027】次に、ステップ7においては、ルーチンの
実行回数、すなわち計時時間Tが所定時間φを越えたか
否かを判断し、越えていない場合はステップ8の処理を
実行し、越えている場合にステップ9でフラグFに1を
設定する。ステップ8ではフラグFの値を判別し、フラ
グFが0であれば前述したステップ5で通常制御を行
い、フラグFが1であれば上述のステップ9の処理を行
う。Next, in step 7, it is determined whether or not the number of executions of the routine, that is, the counted time T has exceeded a predetermined time φ, and if not, the processing of step 8 is executed. In step 9, 1 is set to the flag F. In step 8, the value of the flag F is determined. If the flag F is 0, the normal control is performed in step 5 described above. If the flag F is 1, the process in step 9 is performed.
【0028】続くステップ10においては、後輪目標舵
角θtの大きさを判断する。そして、このステップ10
では、後輪目標舵角θtが所定値Kより大きければステ
ップ11で後輪目標舵角θtから所定値δを減算し、後
輪目標舵角θtが所定値K以下であればステップ12で
後輪目標舵角θtを保持する。このステップ10におけ
る所定値Kは、電動モータ20への通電電流値と対応
し、電動モータ20の出力をスプリング89の長さが最
大でかつシート部材94の変形が最大となるような値に
決定される。In the following step 10, the magnitude of the rear wheel target steering angle θt is determined. And this step 10
Then, if the rear wheel target steering angle θt is larger than the predetermined value K, a predetermined value δ is subtracted from the rear wheel target steering angle θt in step 11, and if the rear wheel target steering angle θt is equal to or smaller than the predetermined value K, the rearward in step 12 The wheel target steering angle θt is held. The predetermined value K in step 10 corresponds to the value of the energizing current to the electric motor 20, and determines the output of the electric motor 20 to a value that maximizes the length of the spring 89 and maximizes the deformation of the seat member 94. Is done.
【0029】この後、ステップ13で出力処理を行い、
次のステップ14で次回のルーチンの実行に備えてステ
ップ11,12で得られた目標舵角θtをデータθtzと
して記憶する。この後、再びステップ1からの処理を繰
り返し実行する。Thereafter, an output process is performed in step 13,
In the next step 14, the target steering angle θt obtained in steps 11 and 12 is stored as data θtz in preparation for the execution of the next routine. Thereafter, the processing from step 1 is repeated.
【0030】ここで、上述のルーチンを繰り返し実行す
ることにより電動モータ20への通電電流のデューティ
ファクタDが等差級数的に漸減、すなわち電流値が予め
設定された特性で漸減し、この電流の減少で電動モータ
20の出力も減少する。このため、電動モータ20の出
力の減少にともない後輪15は中立位置付勢スプリング
89により中立位置に向けて付勢されて舵角が減少す
る。Here, by repeatedly executing the above-described routine, the duty factor D of the current supplied to the electric motor 20 gradually decreases in an arithmetic progression, that is, the current value gradually decreases with a preset characteristic. With the decrease, the output of the electric motor 20 also decreases. Therefore, as the output of the electric motor 20 decreases, the rear wheel 15 is urged toward the neutral position by the neutral position urging spring 89, and the steering angle decreases.
【0031】この時、ラジアスゲージを有するターンテ
ーブル等で後輪15の舵角変化を検出し、この後輪15
の舵角変化が予め電流値の漸減する特性に対応して決め
られた特性と一致するか否かを判断する。すなわち、正
常時において電流値を所定の特性で漸減させた場合、図
6に示すように、後輪15の舵角は電流が漸減する特性
と対応した時間変化率(理想特性)で変化し(図6a中
実線)、この時間変化率は予め実験等で知ることができ
る。At this time, a change in the steering angle of the rear wheel 15 is detected by a turntable having a radius gauge or the like.
It is determined whether or not the change in the steering angle of the vehicle coincides with the characteristic determined in advance corresponding to the characteristic in which the current value gradually decreases. That is, when the current value is gradually decreased in a predetermined characteristic in a normal state, as shown in FIG. 6, the steering angle of the rear wheel 15 changes at a time change rate (ideal characteristic) corresponding to the characteristic in which the current gradually decreases ( The solid line in FIG. 6a), the time rate of change can be known in advance through experiments and the like.
【0032】そして、ボールスクリュ機構80の摩擦が
増大した場合、また、スプリング89の疲労等で弾性力
が変化した場合には後輪15の舵角の時間変化率は上述
の理想特性と異なり、この差の大きさで疲労あるいは劣
化を判定できる。したがって、図6bの打点領域で示す
ように正常と判定できる領域が規定される場合、実際の
後輪15の舵角変化(実線)が所定の許容値内にあるか
否かを比較し、後輪15の舵角変化が許容範囲内にあれ
ば正常、範囲外であればスプリング89等が劣化あるい
は疲労していると判断する。When the friction of the ball screw mechanism 80 increases, or when the elastic force changes due to the fatigue of the spring 89, the time change rate of the steering angle of the rear wheel 15 differs from the ideal characteristic described above. Fatigue or deterioration can be determined based on the magnitude of this difference. Therefore, when a region that can be determined to be normal is defined as shown by the hitting region in FIG. 6B, it is determined whether the actual steering angle change (solid line) of the rear wheel 15 is within a predetermined allowable value. If the change in the steering angle of the wheel 15 is within the allowable range, it is determined that the steering is normal.
【0033】また、電流値を所定値、すなわち電動モー
タ20の出力がスプリング89の長さを最大、かつシー
ト部材94の変形を最大とする値まで減少させた場合、
上述の場合と同様に、スプリング89等が正常であれば
後輪15の舵角が設計値と対応する舵角(便宜上理想舵
角と称し、図6中のKと対応)と一致するが、シート部
材94等が劣化した場合はその舵角が理想舵角と異な
る。したがって、電動モータ20への通電電流値を上述
の所定値に設定した場合に実際の舵角が図6bに打点を
付して示す範囲内にあるか否かを判定することでシート
部材94等の劣化あるいは疲労を判定でき、疲労等に起
因した不具合の発生を防止できる。特に、上述の理想舵
角は設計規格等で容易に知ることができるため、その判
定も容易である。When the current value is reduced to a predetermined value, that is, when the output of the electric motor 20 reduces the length of the spring 89 to the maximum and the deformation of the seat member 94 to the maximum,
As in the case described above, if the spring 89 or the like is normal, the steering angle of the rear wheel 15 matches the steering angle corresponding to the design value (referred to as an ideal steering angle for convenience and corresponding to K in FIG. 6). When the seat member 94 or the like is deteriorated, the steering angle is different from the ideal steering angle. Therefore, when the value of the current supplied to the electric motor 20 is set to the above-described predetermined value, it is determined whether or not the actual steering angle is within the range indicated by the dots in FIG. Deterioration or fatigue can be determined, and the occurrence of problems due to fatigue or the like can be prevented. In particular, since the above-mentioned ideal steering angle can be easily known from design standards or the like, its determination is also easy.
【0034】上述したように、この実施例の車両の前後
輪操舵装置は、所定の条件、即ち車速がほぼ0で、かつ
操向ハンドル11が操舵されない状態が所定時間継続し
た場合に検査モードに移行し、電動モータ20への通電
電流を漸減させてこの時の後輪15の舵角の変化(変化
状態)から機構要素が疲労あるいは劣化しているか否か
を判定する。このため、後輪操舵装置14を分解するこ
となく検査でき、その検査が容易に行え、また、検査モ
ードへの移行が自動的に行え、検査作業が容易である。As described above, the front and rear wheel steering apparatus for a vehicle according to this embodiment enters the inspection mode when a predetermined condition, that is, when the vehicle speed is substantially 0 and the steering wheel 11 is not steered for a predetermined time. Then, the current supplied to the electric motor 20 is gradually reduced, and it is determined from the change (change state) of the steering angle of the rear wheel 15 at this time whether the mechanical element is fatigued or deteriorated. Therefore, the rear wheel steering device 14 can be inspected without disassembly, the inspection can be easily performed, and the shift to the inspection mode can be automatically performed, so that the inspection work is easy.
【0035】図7にはこの発明の他の実施例にかかる車
両の前後輪操舵装置を示す。この実施例は上述の実施例
と機械的構成等が同一であり、同一の部分には同一の番
号を付して説明および図示を省略する。この実施例は、
運転者等が車両に装備されたセンサを用いて自己診断を
行えるように構成されたもので、検査モードにおいて図
7のフローチャートに示す処理を繰り返し実行する。な
お、図7のフローチャートは、ステップ1からステップ
13までの処理が図5のステップ1からステップ13ま
での処理と、また、ステップ17が図5のステップ14
と同一であり、その説明は省略する。FIG. 7 shows a front and rear wheel steering device for a vehicle according to another embodiment of the present invention. This embodiment has the same mechanical configuration and the like as the above-described embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description and illustration thereof will be omitted. This example is
The configuration is such that a driver or the like can perform a self-diagnosis using a sensor mounted on a vehicle, and repeatedly executes a process shown in a flowchart of FIG. 7 in an inspection mode. In the flowchart of FIG. 7, the processing from step 1 to step 13 is the same as the processing from step 1 to step 13 in FIG. 5, and step 17 is step 14 in FIG.
The description is omitted.
【0036】図7に示すように、ステップ13の後にお
いては、ステップ14でタイマTの計時時間が所定時間
φ´に達したか否かを判断する。この所定時間φ´は、
図6に示すように正常状態でスプリング89の長さが最
大でかつシート部材94の変形が最大となる時間として
規定される。そして、タイマTの計時時間が所定時間φ
´に満たなければステップ17の処理を行った後に再度
ステップ1からの処理を行い、また、タイマTの計時時
間が所定時間φ´に達していればステップ15の処理を
行う。As shown in FIG. 7, after step 13, it is determined in step 14 whether the time measured by the timer T has reached a predetermined time φ '. The predetermined time φ ′ is
As shown in FIG. 6, it is defined as the time when the length of the spring 89 is maximum and the deformation of the seat member 94 is maximum in the normal state. The time measured by the timer T is a predetermined time φ.
If not, the processing from step 1 is performed again after performing the processing in step 17, and if the time measured by the timer T has reached the predetermined time φ ', the processing in step 15 is performed.
【0037】ステップ15においては、後輪舵角センサ
22,23の出力信号から読み込まれた後輪舵角θrが
所定の範囲(K−A<θr<K+A)内にあるか否かを
判別する。この範囲を規定する値K,Aは、図6bに示
すように、スプリング89を最大長、かつシート部材9
4を最大変形させた状態で、後輪15の舵角として許容
できる範囲を規定する。In step 15, it is determined whether or not the rear wheel steering angle θr read from the output signals of the rear wheel steering angle sensors 22 and 23 is within a predetermined range (K−A <θr <K + A). . The values K and A defining this range are, as shown in FIG. 6B, the maximum length of the spring 89 and the seat member 9.
In a state where the steering wheel 4 is deformed to the maximum, a range allowable as the steering angle of the rear wheel 15 is defined.
【0038】上述のステップ15では、後輪舵角θrが
所定範囲内にあると判断されれば正常と判断してステッ
プ17の処理の後にステップ1からの処理を行い、ま
た、後輪舵角θrが所定範囲外にあると判断されるとス
テップ16でワーニングランプを点灯させる等の処理を
行って警報を発する。In step 15 described above, if it is determined that the rear wheel steering angle θr is within a predetermined range, it is determined that the rear wheel steering angle θr is normal, and the processing from step 1 is performed after the processing in step 17. If it is determined that θr is out of the predetermined range, a warning is issued by performing processing such as turning on a warning lamp in step 16.
【0039】上述のように、この実施例では、車両に装
備された後輪舵角センサ22,23を用いて後輪舵角を
検知するため、修理工場等に入車することなく運転者自
身が簡単に行える。したがって、日常の点検として行う
こともできる。As described above, in this embodiment, since the rear wheel steering angle is detected by using the rear wheel steering angle sensors 22 and 23 mounted on the vehicle, the driver himself / herself can be used without entering a repair shop or the like. Can be done easily. Therefore, it can be performed as a daily check.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
車両の前後輪操舵装置によれば、検査モードに移行した
時には中立位置付勢スプリングが最大長、かつ弾性体が
最大変形を生じる電流を電動モータに通電し、この時の
後輪舵角を基に疲労状態等を判別するため、分解等する
ことなく検査を行え、検査が容易である。As described above, according to the vehicle front / rear wheel steering system according to the present invention, when the inspection mode is entered, the neutral position urging spring has the maximum length, and the elastic body generates the maximum deformation current. Since the electric motor is energized and the fatigue state or the like is determined based on the rear wheel steering angle at this time, the inspection can be performed without disassembling or the like, and the inspection is easy.
【0041】特に、この発明は、車速がほぼゼロ、か
つ、操向ハンドルが中立位置から操舵された状態で所定
時間が経過したことを条件に検査モードに移行するた
め、検査モードへ自動的に移行することもでき、検査の
自動化が図れる。In particular, the present invention automatically switches to the inspection mode because the vehicle shifts to the inspection mode on condition that the vehicle speed is almost zero and a predetermined time has elapsed while the steering wheel is steered from the neutral position. The transition can also be made, and the inspection can be automated.
【図1】この発明の一実施例にかかる車両の前後輪操舵
装置の全体模式構成図FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a front and rear wheel steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
【図2】同前後輪操舵装置の機構部分の拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view of a mechanism part of the front and rear wheel steering device.
【図3】同前後輪操舵装置の制御系のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a control system of the front and rear wheel steering device.
【図4】同前後輪操舵装置の通常制御時の制御処理を示
すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing control processing during normal control of the front and rear wheel steering devices.
【図5】同前後輪操舵装置の検査モード時の制御処理を
示すフローチャートFIG. 5 is a flowchart showing a control process of the front and rear wheel steering device in an inspection mode.
【図6】同前後輪操舵装置の作用を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the front and rear wheel steering device.
【図7】この発明の他の実施例にかかる車両の前後輪操
舵装置の図5と同様の制御処理を示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing the same control processing as in FIG. 5 for the front and rear wheel steering device for a vehicle according to another embodiment of the present invention;
11・・・操向ハンドル、12・・・前輪操舵装置、13・・・
前輪、14・・・後輪操舵装置、15・・・後輪、16,17
・・・前輪舵角センサ、18・・・コントローラ、19・・・車
速センサ、20・・・電動モータ、22,23・・・後輪舵角
センサ、24・・・制御部、25・・・駆動部、26・・・EC
U、80・・・ボールスクリュ機構、81・・・連結ロッド、
81a・・・ねじ部、89・・・中立位置付勢スプリング、9
0・・・ボールナット、94・・・シート部材。11 ... steering wheel, 12 ... front wheel steering device, 13 ...
Front wheel, 14: Rear wheel steering device, 15: Rear wheel, 16, 17
... front wheel steering angle sensor, 18 ... controller, 19 ... vehicle speed sensor, 20 ... electric motor, 22, 23 ... rear wheel steering angle sensor, 24 ... control unit, 25 ... .Drive unit, 26 EC
U, 80: ball screw mechanism, 81: connecting rod,
81a: screw portion, 89: spring for biasing neutral position, 9
0: ball nut, 94: seat member.
Claims (2)
する前輪転舵機構と、電動モータの出力で後輪を転舵す
る後輪転舵機構と、後輪を中立位置に付勢する中立位置
付勢スプリングと、このスプリングとギアハウジングと
の間に介装された弾性体と、電動モータへの通電を操向
ハンドルの操舵に応じ制御する制御手段とを有する車両
の前後輪操舵装置において、 所定の条件で検査モードに移行し、この検査モードにお
いて前記電動モータへの通電電流値を前記中立位置付勢
スプリングの長さが最大でかつ前記弾性体の変形が最大
となる電流値に設定し、この状態での後輪の舵角を所定
の基準値と比較することを特徴とする車両の前後輪操舵
装置。1. A front wheel steering mechanism that steers front wheels in response to steering of a steering wheel, a rear wheel steering mechanism that steers rear wheels by an output of an electric motor, and biases a rear wheel to a neutral position. A front and rear wheel steering device for a vehicle, including a neutral position urging spring, an elastic body interposed between the spring and the gear housing, and control means for controlling energization of the electric motor in accordance with steering of a steering wheel. At this time, the mode shifts to the inspection mode under a predetermined condition, and in this inspection mode, the current supplied to the electric motor is changed to a current value at which the length of the neutral position biasing spring is maximum and the deformation of the elastic body is maximum. A front and rear wheel steering device for a vehicle, wherein the steering angle is set and a rear wheel steering angle in this state is compared with a predetermined reference value.
おいて、前記検査モードへの移行は操向ハンドルが中立
位置から操舵された状態で、車速が0または略0で、か
つ、操向ハンドルが操舵されずに所定時間経過したこと
を条件として行われることを特徴とする車両の前後輪操
舵装置。2. The front and rear wheel steering system for a vehicle according to claim 1, wherein the shift to the inspection mode is performed when the vehicle speed is zero or substantially zero while the steering wheel is steered from a neutral position. A front and rear wheel steering device for a vehicle, which is performed on condition that a predetermined time has elapsed without steering of a direction steering wheel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26833591A JP2583369B2 (en) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | Vehicle front and rear wheel steering system |
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|---|---|---|---|
| JP26833591A JP2583369B2 (en) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | Vehicle front and rear wheel steering system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0577739A JPH0577739A (en) | 1993-03-30 |
| JP2583369B2 true JP2583369B2 (en) | 1997-02-19 |
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