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JPH058740A - Electric four-wheel steering apparatus - Google Patents

Electric four-wheel steering apparatus

Info

Publication number
JPH058740A
JPH058740A JP18587491A JP18587491A JPH058740A JP H058740 A JPH058740 A JP H058740A JP 18587491 A JP18587491 A JP 18587491A JP 18587491 A JP18587491 A JP 18587491A JP H058740 A JPH058740 A JP H058740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output shaft
rear wheel
wheel output
electric motor
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18587491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isamu Chikuma
勇 竹間
Hiroshi Eda
広 恵田
Hiroyuki Kano
広之 狩野
Nobuyasu Ando
信康 安藤
Kaoru Kiyono
薫 清野
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP18587491A priority Critical patent/JPH058740A/en
Priority to EP92111035A priority patent/EP0521450B1/en
Priority to DE69213363T priority patent/DE69213363T2/en
Publication of JPH058740A publication Critical patent/JPH058740A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】後輪用出力軸11にセンタリングスプリングを
設ける事なく、故障時の中立位置復帰を図る。これによ
り、駆動用電動モータ37a、37bの小型化を図る。 【構成】後輪用出力軸11の軸方向の変位に伴なって、
後輪に舵角付与を行なう。第一、第二の電動モータ37
a、37bと前記後輪用出力軸11との間に、第一、第
二の減速機46a、46bを設ける。各減速機46a、
46bは、各電動モータ37a、37bから後輪用出力
軸11への動力伝達は効率良く行なう。但し、後輪用出
力軸11から各電動モータ37a、37bへの動力伝達
の効率は低い。上記構成により、一方の電動モータが故
障しても、前記後輪用出力軸11を中立位置に戻せる。
又、一方の電動モータが暴走しても、後輪に過大な舵角
が付与される事はない。
(57) [Summary] [Purpose] To restore the neutral position in the event of a failure without providing a centering spring on the rear wheel output shaft 11. As a result, the drive electric motors 37a and 37b are downsized. [Structure] With the axial displacement of the rear wheel output shaft 11,
The steering angle is applied to the rear wheels. First and second electric motor 37
First and second speed reducers 46a and 46b are provided between the a and 37b and the rear wheel output shaft 11. Each speed reducer 46a,
46b efficiently transmits power from the electric motors 37a, 37b to the rear wheel output shaft 11. However, the efficiency of power transmission from the rear wheel output shaft 11 to the electric motors 37a and 37b is low. With the above configuration, even if one electric motor fails, the rear wheel output shaft 11 can be returned to the neutral position.
Further, even if one of the electric motors runs out of control, an excessive steering angle is not given to the rear wheels.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明に係る電動式四輪操舵装
置は、自動車の操舵装置として利用し、自動車の進路を
変更する場合に、前輪だけでなく後輪の向きも変える事
で、回転半径を小さくしたり、或は車両の走行安定性を
保てる様にするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The electric four-wheel steering system according to the present invention is used as a steering system for an automobile. When the course of the automobile is changed, not only the front wheels but also the rear wheels are turned to rotate. The radius is reduced or the running stability of the vehicle can be maintained.

【0002】[0002]

【従来の技術】狭い道での進路変更を容易に行なえる様
に、自動車の回転半径を小さくする為、或は、高速走行
時に於ける進路変更でも車両の走行安定性が保たれる様
にする為、ステアリングホイールを操作した場合に、前
輪だけでなく後輪も動かす四輪操舵装置が、近年使用さ
れる様になって来た。
2. Description of the Related Art In order to easily change the course on a narrow road, the turning radius of the vehicle is made small, or the traveling stability of the vehicle is maintained even when the course is changed at high speed. Therefore, in recent years, a four-wheel steering system has been used in which not only the front wheels but also the rear wheels are operated when the steering wheel is operated.

【0003】又、後輪の操舵を単に前輪の操舵に関連し
て行なうだけでなく、車速等、旋回性能に影響を及ぼす
各種条件に応じて後輪に適正な舵角を付与する為に、電
動モータにより後輪への舵角付与を行なう、電動式の四
輪操舵装置も従来から研究されている。
In addition to steering the rear wheels simply in connection with the steering of the front wheels, in order to give a proper steering angle to the rear wheels in accordance with various conditions that affect turning performance such as vehicle speed, An electric four-wheel steering system in which a steering angle is applied to the rear wheels by an electric motor has also been studied.

【0004】例えば、本発明者は先に、図5〜6に示す
様な電動式四輪操舵装置を発明した(平成2年特許願第
235553号)。この先発明に係る電動式四輪操舵装
置は、車両の走行速度が比較的低い場合にのみ、後輪へ
の舵角付与を電動モータにより行ない、高速走行時に於
ける進路変更の際には、遠心力に基づいて後輪に舵角を
付与する、所謂コンプライアンスステア機構により後輪
への舵角付与を行なうものである。
For example, the inventor of the present invention previously invented an electric four-wheel steering device as shown in FIGS. 5 and 6 (Japanese Patent Application No. 235553, 1990). The electric four-wheel steering system according to this prior invention uses the electric motor to apply the steering angle to the rear wheels only when the traveling speed of the vehicle is relatively low. The steering angle is applied to the rear wheels by a so-called compliance steer mechanism that applies the steering angle to the rear wheels based on the force.

【0005】この先発明に係る電動式四輪操舵装置に於
いては、運転席に設けられたステアリングホイール1の
動きは、ステアリングシャフト2によりステアリングギ
ヤ3に伝えられて、前輪用出力軸4を軸方向(図5の左
右方向)に亙って変位させ、この前輪用出力軸4の両端
部にそれぞれ連結された左右1対のナックルアーム5、
5を介して、前輪6、6に所望の舵角を付与する。
In the electric four-wheel steering system according to the present invention, the movement of the steering wheel 1 provided at the driver's seat is transmitted to the steering gear 3 by the steering shaft 2 and the output shaft 4 for the front wheel is used as the shaft. Direction (left and right direction in FIG. 5), and a pair of left and right knuckle arms 5 connected to both ends of the front wheel output shaft 4, respectively.
A desired steering angle is imparted to the front wheels 6, 6 via 5.

【0006】前記ステアリングシャフト2を挿通したス
テアリングコラム7には、舵角センサ8、8が支持され
ており、この舵角センサ8、8が検出するステアリング
シャフト2の回転角から、前輪6、6に付与される舵角
を検出自在としている。尚、舵角センサ8、8を2個設
けるのは、一方の舵角センサ8が故障した場合にも所望
の制御を行なえる様にする、フェイルセーフを図る為で
ある。
Steering angle sensors 8 and 8 are supported on a steering column 7 through which the steering shaft 2 is inserted, and the front wheels 6 and 6 are detected from the rotation angles of the steering shaft 2 detected by the steering angle sensors 8 and 8. The rudder angle given to the can be detected. The two rudder angle sensors 8 and 8 are provided for fail-safe so that desired control can be performed even if one of the rudder angle sensors 8 fails.

【0007】又、車両の後部床面には、後輪9、9への
舵角付与機構を納める為のハウジング10が、車両の幅
方向(図5〜6の左右方向)に亙る変位を不能として、
支持されている。そして、このハウジング10の内側に
後輪用出力軸11が、左右方向(車両の幅方向)に亙っ
て挿通されている。この後輪用出力軸11は、軸方向
(図5〜6の左右方向)に変位する事により、前記後輪
9、9に舵角を付与するもので、後輪用出力軸11の左
右両端部と各後輪9、9とは、ナックルアーム13、1
3により結合されている。
Further, a housing 10 for accommodating a steering angle imparting mechanism for the rear wheels 9 and 9 on the rear floor surface of the vehicle cannot be displaced in the width direction of the vehicle (left and right direction in FIGS. 5 and 6). As
It is supported. The rear wheel output shaft 11 is inserted inside the housing 10 in the left-right direction (width direction of the vehicle). The rear wheel output shaft 11 is configured to give a steering angle to the rear wheels 9 and 9 by displacing in the axial direction (left and right directions in FIGS. 5 and 6). The knuckle arm 13 and the rear wheel 9 and the rear wheel 9 and 9, respectively.
Bound by 3.

【0008】そして、前記後輪用出力軸11が軸方向に
変位する事に伴なって、各後輪9、9が操舵中心14、
14を中心として揺動し、前記後輪用出力軸11の変位
量に見合う舵角が、前記各後輪9、9に付与される様に
している。又、各後輪9、9の操舵中心14、14は、
各後輪9、9の着力点12、12(タイヤ下面と地面と
の接触面の中心)よりも距離lだけ、車両の前進方向
(図5の上方向)後方(同図下方)に位置させている。
As the rear wheel output shaft 11 is axially displaced, the rear wheels 9, 9 are moved to the steering center 14,
The rear wheel 9 is swung about 14, and a steering angle commensurate with the amount of displacement of the rear wheel output shaft 11 is given to the rear wheels 9, 9. Also, the steering centers 14, 14 of the rear wheels 9, 9 are
The rear wheels 9, 9 are located at the rear (downward in FIG. 5) in the forward direction of the vehicle (upward in FIG. 5) by a distance l from the force application points 12, 12 (center of the contact surface between the lower surface of the tire and the ground). ing.

【0009】一方、前記後輪用出力軸11の中間部で、
前記ハウジング10の内側に位置する部分には、ラック
歯15を固設している。又、前記ハウジング10の中間
部内側に前記後輪用出力軸11と捻れの位置関係で回転
自在に支持された、伝達軸16の一端部(図5〜6の上
端部)にはピニオン歯17を固設し、このピニオン歯1
7を、前記ラック歯15と噛合させている。又、前記伝
達軸16の他端(図5〜6の下端)にはウォームホイー
ル18を固設している。
On the other hand, at the intermediate portion of the rear wheel output shaft 11,
Rack teeth 15 are fixedly provided on the inside of the housing 10. A pinion tooth 17 is provided at one end (upper end in FIGS. 5 and 6) of the transmission shaft 16 rotatably supported inside the intermediate portion of the housing 10 in a twisted positional relationship with the rear wheel output shaft 11. Fix the pinion teeth 1
7 is meshed with the rack teeth 15. A worm wheel 18 is fixed to the other end of the transmission shaft 16 (lower end in FIGS. 5 and 6).

【0010】又、前記ハウジング10の外面に固定され
た電動モータ19の回転駆動軸(図示せず)により、電
磁クラッチ31を介して回転駆動される出力軸20には
ウォーム21を固設し、このウォーム21を前記ウォー
ムホイール18と噛合させる事で、前記出力軸20の回
転により、前記後輪用出力軸11を軸方向に亙って変位
させる減速機構を構成している。
Further, a worm 21 is fixedly mounted on an output shaft 20 which is rotationally driven through an electromagnetic clutch 31 by a rotational drive shaft (not shown) of an electric motor 19 fixed to the outer surface of the housing 10. By engaging the worm 21 with the worm wheel 18, rotation of the output shaft 20 constitutes a deceleration mechanism for axially displacing the rear wheel output shaft 11.

【0011】この減速機構は、動力の伝達方向に可逆性
を有するものとし、前記出力軸20の回転に伴ない、後
輪用出力軸11を軸方向に変位させる他、後輪用出力軸
11の軸方向の変位に伴なって、前記出力軸20を回転
させる様にしている。但し、前記減速機構の逆効率は低
く抑える事により、前記各後輪9、9に付与した蛇角を
そのまま保持する際に、後述するセンタリングスプリン
グ25の圧縮による荷重が、そのまま前記電動モータ1
9に加わらない様にしている。又、電動モータ19には
エンコーダ32を付設して、この電動モータ19の回転
量を検出自在とし、その検出値を次述する制御器24に
入力している。
This reduction mechanism has reversibility in the direction of power transmission, and in addition to displacing the rear wheel output shaft 11 in the axial direction as the output shaft 20 rotates, the rear wheel output shaft 11 is also displaced. The output shaft 20 is rotated along with the axial displacement of the output shaft. However, by suppressing the reverse efficiency of the reduction mechanism to be low, the load due to the compression of the centering spring 25, which will be described later, is maintained as it is when the meander angle given to each of the rear wheels 9, 9 is maintained as it is.
I try not to join 9. An encoder 32 is attached to the electric motor 19 so that the amount of rotation of the electric motor 19 can be detected, and the detected value is input to the controller 24 described below.

【0012】前記伝達軸16の一端には、エンコーダ、
ポテンショ等の変位センサ22、22を2個設けて、前
記後輪用出力軸11の変位量を、伝達軸16を介して検
出自在としている。これら2個の変位センサ22、22
から送り出される検出信号は、前記舵角センサ8、8の
検出信号、及び車速を検出する車速センサ23からの検
出信号と共に、前記電動モータ19への通電を制御する
制御器24に入力している。尚、前記変位センサ22、
22を2個設けるのも、やはりフェイルセーフを図る為
である。
At one end of the transmission shaft 16, an encoder,
Two displacement sensors 22 and 22 such as potentiometers are provided so that the displacement amount of the rear wheel output shaft 11 can be detected via the transmission shaft 16. These two displacement sensors 22, 22
The detection signal sent from the control unit 24 controls the energization of the electric motor 19 together with the detection signals from the steering angle sensors 8 and 8 and the detection signal from the vehicle speed sensor 23 that detects the vehicle speed. .. The displacement sensor 22,
The reason why two 22 are provided is also for fail-safe purpose.

【0013】そして、前記制御器24は、前記車速セン
サ23により検出される車両の走行速度が一定値(例え
ば40km/h)以下の場合にのみ、前記電磁クラッチ31
を繋ぎ、前記舵角センサ8、8と車速センサ23とから
の信号に基づいて、前記電動モータ19による後輪9、
9への舵角付与を行なう。この際、エンコーダ32から
の信号に基づいて、前記電動モータ19への通電を制御
する。又、伝達軸16の端部に設けられた変位センサ2
2、22は、実際に後輪9、9に付与された舵角を検出
して、その検出値を前記制御器24に入力する。
Then, the controller 24 controls the electromagnetic clutch 31 only when the traveling speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor 23 is a constant value (for example, 40 km / h) or less.
And the rear wheels 9 by the electric motor 19 based on signals from the steering angle sensors 8 and 8 and the vehicle speed sensor 23.
The steering angle is given to 9. At this time, the energization of the electric motor 19 is controlled based on the signal from the encoder 32. Also, the displacement sensor 2 provided at the end of the transmission shaft 16
Reference numerals 2 and 22 detect the steering angle actually given to the rear wheels 9 and 9 and input the detected value to the controller 24.

【0014】又、前記後輪用出力軸11を車体に固定の
ハウジング10に対して、軸方向(図5〜6の左右方
向)に亙る若干の変位自在に、且つ弾性的に支持してい
る。即ち、前記後輪用出力軸11の中間部に、互いに間
隔をあけて1対の座板26、26を、後輪用出力軸11
の軸方向に亙る変位を自在として外嵌保持すると共に、
両座板26、26の内側面同士の間に、前記電動モータ
19の故障時にも、前記後輪用出力軸11を中立位置に
戻せるだけの弾力を有するセンタリングスプリング25
を設けている。
The rear wheel output shaft 11 is elastically supported by the housing 10 fixed to the vehicle body so as to be slightly displaceable in the axial direction (left and right directions in FIGS. 5 and 6). .. That is, a pair of seat plates 26, 26 are provided in the intermediate portion of the rear wheel output shaft 11 with a space therebetween.
It is possible to freely displace in the axial direction of
A centering spring 25 is provided between the inner side surfaces of the two seat plates 26, 26 so as to return the rear wheel output shaft 11 to the neutral position even when the electric motor 19 fails.
Is provided.

【0015】又、前記ハウジング10の内周面には、互
いに間隔をあけて1対の段部27、27を形成してお
り、前記1対の座板26、26の外側面外周寄り部分
を、それぞれ段部27、27に対向させている。又、前
記後輪用出力軸11の中間部外周面で、前記1対の座板
26、26を挟む位置には、1対のストップリング2
8、28を止着して、後輪用出力軸11に対する各座板
26、26の移動を制限している。更に、前記1対の座
板26、26の外側面と、前記段部27、27及びスト
ップリング28、28との間には、皿板ばね29、29
を設けている。
Further, a pair of step portions 27, 27 are formed on the inner peripheral surface of the housing 10 so as to be spaced apart from each other, and the outer surface outer peripheral portions of the pair of seat plates 26, 26 are formed. , Facing the stepped portions 27, 27, respectively. In addition, a pair of stop rings 2 are provided on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rear wheel output shaft 11 at a position sandwiching the pair of seat plates 26, 26.
8 and 28 are fastened to limit the movement of the seat plates 26 and 26 with respect to the rear wheel output shaft 11. Further, disc springs 29, 29 are provided between the outer surfaces of the pair of seat plates 26, 26 and the step portions 27, 27 and the stop rings 28, 28.
Is provided.

【0016】各皿板ばね29、29を完全に押し潰す為
に要する弾力は、前記センタリングスプリング25が圧
縮され始める際の弾力よりも小さくして、ハウジング1
0に対し後輪用出力軸11が変位した場合には、図7に
直線aで示す様に、先ず皿板ばね29、29が変位し
(押し潰され)、何れか(変位方向先端側)の皿板ばね
29が完全に押し潰されてから、前記センタリングスプ
リング25が、同図に直線bで示す様に、1対の座板2
6、26の間で圧縮され始める様にしている。但し、各
皿板ばね29、29が完全に圧縮された場合に於けるば
ね荷重は、予想される運転状態に於いて発生する遠心力
に基づき、後輪用出力軸11に加わると予想される最大
横荷重FMAX よりも少し大きくしている。
The elastic force required to completely crush the disc springs 29, 29 is made smaller than the elastic force when the centering spring 25 starts to be compressed, so that the housing 1
When the rear wheel output shaft 11 is displaced with respect to 0, the disc leaf springs 29, 29 are first displaced (crushed) as indicated by the straight line a in FIG. After the disc leaf spring 29 of FIG. 2 is completely crushed, the centering spring 25 is moved to the pair of seat plates 2 as shown by the straight line b in FIG.
The compression is started between 6 and 26. However, when the disc leaf springs 29, 29 are completely compressed, the spring load is expected to be applied to the rear wheel output shaft 11 based on the centrifugal force generated in the expected operating state. It is slightly larger than the maximum lateral load F MAX .

【0017】上述の様に構成される先発明の電動式四輪
操舵装置に於いては、車両が一定速度(例えば40km/
h)以下で走行する場合には制御器24が、舵角センサ
8、8と車速センサ23とからの信号に基づいて、電動
モータ19への通電を制御し、必要に応じて後輪9、9
に所望の舵角を付与する。この際、電磁クラッチ31に
通電して、この電磁クラッチ31を繋いだ状態のままと
する。
In the electric four-wheel steering system of the prior invention constructed as described above, the vehicle has a constant speed (for example, 40 km / km).
h) When traveling below, the controller 24 controls the energization of the electric motor 19 based on the signals from the steering angle sensors 8, 8 and the vehicle speed sensor 23, and if necessary, the rear wheels 9, 9
To give the desired steering angle. At this time, the electromagnetic clutch 31 is energized to keep the electromagnetic clutch 31 engaged.

【0018】即ち、車両が低中速で走行する場合には、
車両の旋回性を向上させる為、後輪9、9に対して前輪
6、6とは逆位相の舵角を付与するが、後輪9、9に付
与する舵角は、図8に実線cで示す様に、車速が速くな
る程小さくする。この場合に於いて、後輪9、9に付与
される舵角は、伝達軸16の一端に設けた変位センサ2
2、22によって検出し、その検出値を制御器24に入
力して、フェイルセーフを図る。
That is, when the vehicle runs at low and medium speeds,
In order to improve the turning performance of the vehicle, the steering angles of the rear wheels 9 and 9 in the opposite phase to the front wheels 6 and 6 are applied, but the steering angle applied to the rear wheels 9 and 9 is shown by the solid line c in FIG. As shown in, decrease as vehicle speed increases. In this case, the steering angle given to the rear wheels 9 is the displacement sensor 2 provided at one end of the transmission shaft 16.
2 and 22, and the detected value is input to the controller 24 for fail-safe.

【0019】尚、図8の縦軸に表わされた舵角比とは、
後輪に付与される舵角θR と前輪に付与される舵角θF
との比(θR /θF )で、絶対値が大きい程、後輪に付
与される舵角が大きい事を表わす。又、横軸よりも上の
領域では、前後輪の舵角が同位相となり、下の領域では
逆位相となる。
Incidentally, the steering angle ratio represented on the vertical axis in FIG.
Steering angle θ R given to rear wheels and steering angle θ F given to front wheels
The larger the absolute value of the ratio (θ R / θ F ) is, the larger the steering angle applied to the rear wheels is. Further, the steering angles of the front and rear wheels have the same phase in the region above the horizontal axis, and have opposite phases in the region below.

【0020】一方、車両が前記一定速度(40km/h)を
越えて走行する場合には、前記電磁クラッチ31への通
電が停止されて、この電磁クラッチ31の接続が断たれ
る。これに伴なって、舵角センサ8、8と車速センサ2
3とからの信号に拘らず、制御器24が後輪9、9の舵
角制御を行なう事はなくなる。又、必要に応じて、電動
モータ19への通電も停止する。
On the other hand, when the vehicle travels over the constant speed (40 km / h), the electromagnetic clutch 31 is de-energized and the electromagnetic clutch 31 is disconnected. Along with this, the steering angle sensors 8 and 8 and the vehicle speed sensor 2
The controller 24 does not control the steering angle of the rear wheels 9, 9 regardless of the signals from the vehicle. Further, if necessary, the power supply to the electric motor 19 is also stopped.

【0021】この様に、車両が一定速度を越えて走行す
る場合に於いて進路変更が行なわれると、遠心力に基づ
いて後輪9、9に、前輪6、6と同じ位相で舵角が付与
され、進路変更時に於ける車両の安定性が保持される。
As described above, when the course is changed when the vehicle travels at a certain speed, the rear wheels 9 and 9 are steered in the same phase as the front wheels 6 and 6 based on the centrifugal force. This is given to maintain the stability of the vehicle when changing course.

【0022】例えば、ステアリングホイール1の操作に
基づき、前輪6、6を図5の矢印α方向に変位させた場
合、車両の進路変更に伴なう遠心力によって、後輪9、
9が図5の右方に振られ、各後輪9、9と路面との摩擦
により各後輪9、9に、同図に矢印βで示す様に、横方
向の力Fが加わる。この力Fは、後輪9、9と路面との
接触面、即ち、各後輪9、9の着力点12、12を含む
鉛直面上に加わる。一方、各後輪9、9の操舵中心1
4、14は、前記着力点12、12よりも距離lだけ車
両の前進方向後方に位置している為、各後輪9、9は、
F・lなるモーメントで、図5の矢印γ方向に操舵され
る。
For example, when the front wheels 6, 6 are displaced in the direction of the arrow α in FIG. 5 based on the operation of the steering wheel 1, the rear wheels 9, 6 are caused by the centrifugal force accompanying the course change of the vehicle.
9 is swung to the right in FIG. 5, and a lateral force F is applied to each of the rear wheels 9, 9 due to the friction between each of the rear wheels 9, 9 and the road surface, as indicated by an arrow β in the figure. This force F is applied to the contact surface between the rear wheels 9 and 9 and the road surface, that is, the vertical plane including the force application points 12 and 12 of each rear wheel 9 and 9. On the other hand, the steering center 1 of each rear wheel 9, 9
Since the wheels 4 and 14 are located rearward of the force application points 12 and 12 by the distance 1 in the forward direction of the vehicle, the rear wheels 9 and 9 are
The steering wheel is steered in the direction of arrow γ in FIG. 5 with the moment F · l.

【0023】この様にして各後輪9、9が矢印γ方向に
操舵されるのに伴ない、後輪用出力軸11が軸方向に変
位して、一方(図5〜6の左方)の皿板ばね29が圧縮
される。従って、各後輪9、9に付与される舵角は、前
記横方向の力Fに基づき後輪用出力軸11の軸方向に加
わる力と、前記皿板ばね29の圧縮に基づいて後輪用出
力軸11に加わる力とが釣り合った状態で保持される。
In this way, as the rear wheels 9, 9 are steered in the direction of the arrow γ, the rear wheel output shaft 11 is displaced in the axial direction, and one side (left side of FIGS. 5 and 6). The disc leaf spring 29 is compressed. Therefore, the steering angle applied to each of the rear wheels 9, 9 is the force applied in the axial direction of the rear wheel output shaft 11 based on the lateral force F, and the rear wheel based on the compression of the disc leaf spring 29. It is held in a state in which the force applied to the output shaft 11 for use is balanced.

【0024】この為、車速が一定値を越えた場合には、
後輪9、9に付与される舵角は、図8に破線dで示す様
に、常に前輪6、6と同じ位相となる。又、この場合に
於いて後輪9、9に付与される舵角の大きさは、車両の
進路変更に伴なう遠心力により後輪9、9に加わる横方
向の力Fの大きさによってのみ定まり、車速や前輪6、
6に付与される舵角の大きさとは(間接的には大きく関
係するが)直接は関係しない。
Therefore, when the vehicle speed exceeds a certain value,
The steering angles applied to the rear wheels 9 and 9 are always in the same phase as the front wheels 6 and 6, as indicated by a broken line d in FIG. Further, in this case, the magnitude of the steering angle applied to the rear wheels 9 and 9 depends on the magnitude of the lateral force F applied to the rear wheels 9 and 9 due to the centrifugal force accompanying the course change of the vehicle. Only fixed, vehicle speed and front wheels 6,
It is not directly related (though indirectly indirectly related) to the size of the steering angle given to No. 6.

【0025】又、皿板ばね29、29の圧縮代は限定さ
れたものである為、後輪9、9に過大な舵角が付与され
る事はない。この様に、高速走行時に於いては電動モー
タ19による後輪9、9への舵角付与は一切行なわず、
物理的な力によってのみ、後輪9、9への舵角付与を行
なうが、車両の走行速度が一定値を越えた場合に電磁ク
ラッチ31や電動モータ19への通電を停止する為の機
構は、簡単なもので済む為、当該機構の信頼性は十分に
確保出来、更にこの機構部分に付加するフェイルセーフ
機構も、簡単でしかも信頼性の高いものとする事が出来
る。
Moreover, since the compression allowances of the disc leaf springs 29, 29 are limited, an excessive steering angle is not given to the rear wheels 9, 9. As described above, when the vehicle is traveling at high speed, the steering angle is not applied to the rear wheels 9 by the electric motor 19,
Although the steering angle is given to the rear wheels 9 and 9 only by a physical force, a mechanism for stopping the energization of the electromagnetic clutch 31 and the electric motor 19 when the traveling speed of the vehicle exceeds a certain value. Since it is simple, the reliability of the mechanism can be sufficiently ensured, and the fail-safe mechanism added to this mechanism can also be simple and highly reliable.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば上述
の様に構成され作用する先発明に係る電動式四輪操舵装
置を含む、電動モータにより後輪に舵角付与を行なう電
動式四輪操舵装置を、実際に自動車に組み込む場合に於
いては、次に述べる様な点を改良する事が望まれる。
By the way, for example, an electric four-wheel steering system for imparting a steering angle to a rear wheel by an electric motor, including the electric four-wheel steering system according to the previous invention constructed and operated as described above. When the above is actually incorporated in an automobile, it is desired to improve the following points.

【0027】先ず、第一の改良点として、センタリング
スプリング25を省略する事が望まれる。即ち、フェイ
ルセーフ用として組み込まれるこのセンタリングスプリ
ング25は、電動モータ19が故障して動かなくなった
場合に於いても、後輪用出力軸11を中立位置に戻せる
様な、大きな弾力を有する。この為、通常時に前記電動
モータ19により前記後輪用出力軸11を変位させるの
に要する力が大きくなり、電動モータ19の大型化と消
費電流の増大とを招いてしまう。
First, as a first improvement, it is desired to omit the centering spring 25. That is, the centering spring 25 incorporated for fail-safe has a large elasticity so that the rear wheel output shaft 11 can be returned to the neutral position even when the electric motor 19 fails and does not move. For this reason, the force required to displace the rear wheel output shaft 11 by the electric motor 19 at a normal time becomes large, which causes an increase in the size of the electric motor 19 and an increase in current consumption.

【0028】この様な問題を解決する為、前記センタリ
ングスプリング25を省略しても、電動モータ故障時に
前記後輪用出力軸11を中立位置に戻す、フェイルセー
フを図れる構造の実現が望まれる。
In order to solve such a problem, it is desired to realize a fail-safe structure that returns the rear wheel output shaft 11 to the neutral position when the electric motor fails even if the centering spring 25 is omitted.

【0029】次に、第二の改良点として、電動モータ1
9故障時に前記後輪用出力軸11が不用意に変位する事
の防止が望まれる。即ち、配線のショート等、何らかの
原因によって前記電動モータ19が暴走(不用意に回
転)した場合、前記後輪用出力軸11は前記センタリン
グスプリング25を圧縮しつつ変位し、後輪9、9への
舵角付与が行なわれる。実際の場合には、前記変位セン
サ22、22が異常変位を検出して、制御器24が前記
電動モータ19への通電を基から遮断する為、前記後輪
9、9に危険な程の舵角付与が行なわれる事はないと考
えられるが、電動モータ19が停止する迄の短時間の間
に、僅かとは言え、後輪9、9に好ましくない舵角付与
が行なわれる可能性がある。
Next, as a second improvement, the electric motor 1
9 It is desired to prevent the output shaft 11 for the rear wheels from being accidentally displaced at the time of failure. That is, when the electric motor 19 runs away (inadvertently rotates) due to some cause such as a short circuit of the wiring, the rear wheel output shaft 11 is displaced while compressing the centering spring 25, and the rear wheel 9, 9 is moved to the rear wheels 9, 9. The steering angle is given. In an actual case, since the displacement sensors 22 and 22 detect an abnormal displacement and the controller 24 cuts off the power supply to the electric motor 19 from the base, the rear wheels 9 and 9 are dangerously steered. Although it is considered that the angle is not applied, an unfavorable steering angle may be applied to the rear wheels 9 in the short time until the electric motor 19 stops. ..

【0030】この様な問題を解決する為、電動モータが
暴走した場合でも、後輪用出力軸11が変位しない様な
構造の実現が望まれる。
In order to solve such a problem, it is desired to realize a structure in which the rear wheel output shaft 11 is not displaced even when the electric motor runs out of control.

【0031】本発明の電動式四輪操舵装置は、上述の様
な事情に鑑みて発明されたものである。
The electric four-wheel steering system of the present invention was invented in view of the above-mentioned circumstances.

【0032】[0032]

【課題を解決する為の手段】本発明の電動式四輪操舵装
置は、軸方向に亙る変位によって後輪に、変位量に応じ
た舵角を付与する後輪用出力軸と、第一の電動モータ
と、この第一の電動モータと前記後輪用出力軸との間に
設けられて、前記第一の電動モータへの通電時に、前記
後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる第一の減速機
と、第二の電動モータと、この第二の電動モータと前記
後輪用出力軸との間に設けられて、前記第二の電動モー
タへの通電時に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変
位させる第二の減速機と、前記第一、第二の電動モータ
を制御して、両電動モータにより前記後輪用出力軸を同
方向に変位させる制御器とを備える。そして、前記第
一、第二の減速機は、第一、第二の電動モータの動きを
後輪用出力軸に伝達する正方向の効率に比べて、後輪用
出力軸の動きを第一、第二の電動モータに伝達する逆方
向の効率を低くしている。
An electric four-wheel steering system according to the present invention includes a rear wheel output shaft for imparting a steering angle corresponding to a displacement amount to a rear wheel by axial displacement. An electric motor, which is provided between the first electric motor and the rear wheel output shaft, displaces the rear wheel output shaft in the axial direction when the first electric motor is energized. The first reduction gear, the second electric motor, and the second electric motor, which are provided between the second electric motor and the rear wheel output shaft, and are energized to the second electric motor. Control for displacing the rear wheel output shaft in the same direction by controlling a second speed reducer for displacing the rear output shaft in the axial direction and the first and second electric motors And a container. Then, the first and second speed reducers reduce the movement of the rear wheel output shaft to the first direction in comparison with the efficiency in the forward direction of transmitting the movements of the first and second electric motors to the rear wheel output shaft. , The efficiency of the reverse direction transmitted to the second electric motor is reduced.

【0033】[0033]

【作用】上述の様に構成される本発明の電動式四輪操舵
装置により、後輪に舵角を付与する場合、制御器が第
一、第二の電動モータに通電し、この第一、第二の電動
モータにより、第一、第二の減速機を介して後輪用出力
軸を、軸方向に亙り変位させて、後輪に舵角を付与す
る。
When the steering angle is applied to the rear wheels by the electric four-wheel steering system of the present invention configured as described above, the controller energizes the first and second electric motors, The second electric motor displaces the rear wheel output shaft through the first and second speed reducers in the axial direction to impart a steering angle to the rear wheels.

【0034】後輪に舵角を付与した状態で、何れかの電
動モータが故障した場合でも、もう一方の電動モータに
より前記後輪用出力軸を中立位置に戻し、後輪に付与し
ていた舵角を解消する事が出来る。この為前記後輪用出
力軸には、センタリングスプリングを設ける必要がなく
なるか、設けるとしても弾力の弱いもので済む為、第
一、第二の各電動モータの出力はそれ程大きいものであ
る必要はない。
Even if one of the electric motors fails in the state where the steering angle is applied to the rear wheels, the other electric motor returns the output shaft for the rear wheels to the neutral position and applies it to the rear wheels. The steering angle can be eliminated. Therefore, it is not necessary to provide a centering spring on the rear wheel output shaft, or even if a centering spring is provided, the output force of the first and second electric motors need not be so large. Absent.

【0035】又、何れかの電動モータが暴走した場合で
も、後輪用出力軸が不用意に変位する事はなくなる。即
ち、何れかの電動モータが暴走した場合でも他方の電動
モータが正常に作動している限り、逆効率の低い減速機
の存在により、前記後輪用出力軸が動く事はなく、この
後輪用出力軸により後輪に、不用意に舵角が付与される
事がなくなる。
Further, even if any of the electric motors runs out of control, the rear wheel output shaft will not be accidentally displaced. That is, even if one of the electric motors runs out of control, as long as the other electric motor is operating normally, the output shaft for the rear wheels does not move due to the existence of the speed reducer having low reverse efficiency. The output shaft prevents the steering angle from being inadvertently applied to the rear wheels.

【0036】[0036]

【実施例】図1は本発明の第一実施例を示している。自
動車の床下に支持された円管状のケース33には後輪用
出力軸11が、滑り軸受34を介して、軸方向(図1の
左右方向)に亙る変位自在に挿通されている。この後輪
用出力軸11の両端部には、それぞれ自在継手35、3
5を介して、連結ロッド36、36の一端を結合してい
る。そして、各連結ロッド36、36の他端を、後輪操
舵用ナックルの先端に結合する事により、前記後輪用出
力軸11の変位に伴なって、左右の後輪に、変位量に応
じた舵角を付与する様にしている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The rear wheel output shaft 11 is inserted into a cylindrical case 33 supported under the floor of the automobile through a slide bearing 34 so as to be displaceable in the axial direction (the left-right direction in FIG. 1). At both ends of the rear wheel output shaft 11, universal joints 35, 3 are respectively provided.
One end of each of the connecting rods 36, 36 is connected to each other via 5. By connecting the other ends of the connecting rods 36, 36 to the tips of the knuckles for steering the rear wheels, the left and right rear wheels are adjusted according to the displacement amount in accordance with the displacement of the rear wheel output shaft 11. The steering angle is given.

【0037】前記ケース33の両側には、第一の電動モ
ータ37aと第二の電動モータ37bとが、各電動モー
タ37a、37bの出力軸38a、38bと前記ケース
33の中心軸とを平行にして、支持固定されている。前
記各出力軸38a、38bの先端部には、それぞれ伝達
軸39a、39bを、電磁クラッチ40a、40bを介
して結合し、各電磁クラッチ40a、40bの接続時に
は各伝達軸39a、39bが、前記各出力軸38a、3
8bと共に回転する様にしている。
A first electric motor 37a and a second electric motor 37b are provided on both sides of the case 33 so that the output shafts 38a and 38b of the electric motors 37a and 37b are parallel to the central axis of the case 33. It is supported and fixed. Transmission shafts 39a and 39b are respectively coupled to the tip ends of the output shafts 38a and 38b via electromagnetic clutches 40a and 40b, and when the electromagnetic clutches 40a and 40b are connected, the transmission shafts 39a and 39b are Each output shaft 38a, 3
It is designed to rotate with 8b.

【0038】前記各伝達軸39a、39bは、それぞれ
が1対の軸受41、41によって回転自在に支持されて
いる。そして、各伝達軸39a、39bの一端を、上述
の様に前記各電磁クラッチ40a、40bを介して、前
記各出力軸38a、38bに接続し、他端にはエンコー
ダ42a、42bを設けて、前記各伝達軸39a、39
bの回転角度の検出を自在としている。
The transmission shafts 39a and 39b are rotatably supported by a pair of bearings 41 and 41, respectively. Then, one end of each transmission shaft 39a, 39b is connected to each output shaft 38a, 38b via each electromagnetic clutch 40a, 40b as described above, and the other end is provided with an encoder 42a, 42b. The transmission shafts 39a, 39
The rotation angle of b can be detected freely.

【0039】又、前記各伝達軸39a、39bの中間部
には、それぞれ電磁クラッチ40a、40bの側から順
に、ブレーキ43a、43bとウォーム44a、44b
とを、互いに直列に設けている。この内のウォーム44
a、44bは、それぞれ後述するウォームホイール45
a、45bと噛合する事で、第一、第二の減速機46
a、46bを構成する。
In addition, brakes 43a and 43b and worms 44a and 44b are provided in the middle of the transmission shafts 39a and 39b in this order from the electromagnetic clutches 40a and 40b.
And are provided in series with each other. Worm 44 in this
a and 44b are worm wheels 45 described later, respectively.
By engaging with a and 45b, the first and second speed reducers 46
a and 46b.

【0040】一方、前記後輪用出力軸11の中間部外周
面には、ラック歯15を一体形成している。又、前記後
輪用出力軸11の近傍には第一、第二の回転軸47a、
47bが、この後輪用出力軸11に対し捩りの位置関係
で、それぞれ軸受48、49により、回転自在に支持さ
れている。そして、第一、第二の回転軸47a、47b
の先端部外周面に形成したピニオン歯50a、50b
を、それぞれ前記ラック歯15と噛合させている。
On the other hand, rack teeth 15 are integrally formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rear wheel output shaft 11. In the vicinity of the rear wheel output shaft 11, first and second rotary shafts 47a,
47b is rotatably supported by bearings 48 and 49 in a torsional positional relationship with the rear wheel output shaft 11. Then, the first and second rotary shafts 47a, 47b
50a, 50b formed on the outer peripheral surface of the tip of the
Are engaged with the rack teeth 15, respectively.

【0041】又、第一、第二の回転軸47a、47bの
基端部に固定したウォームホイール45a、45bを、
前記ウォーム44a、44bに噛合させる事で、第一、
第二の減速機46a、46bを構成している。又、第
一、第二の回転軸47a、47bの基端にはエンコーダ
52a、52bを、第二の回転軸47bの先端にはエン
コーダ62を、それぞれ設けて、前記第一、第二の回転
軸47a、47bの回転角度を介して、前記後輪用出力
軸11の変位量を検出自在としている。尚、エンコーダ
52a、52b、62を3個設けるのは、何れか1個の
エンコーダが故障しても、残りの2個のエンコーダから
の信号に基づいて、前記後輪用出力軸11を中立位置に
復帰させる様にする為である。
The worm wheels 45a and 45b fixed to the base ends of the first and second rotary shafts 47a and 47b are
By engaging the worms 44a and 44b,
The second reduction gears 46a and 46b are configured. Further, encoders 52a and 52b are provided at the base ends of the first and second rotary shafts 47a and 47b, and an encoder 62 is provided at the distal end of the second rotary shaft 47b. The displacement amount of the rear wheel output shaft 11 can be detected through the rotation angle of the shafts 47a and 47b. The three encoders 52a, 52b and 62 are provided so that even if any one of the encoders fails, the rear wheel output shaft 11 is set to the neutral position based on the signals from the remaining two encoders. This is to make it return to.

【0042】上述の様に、それぞれがウォーム44a、
44bとウォームホイール45a、45bとを組み込ん
で成る、これら第一、第二の減速機46a、46bは、
前記第一、第二の電動モータ37a、37bの動きを前
記後輪用出力軸11に伝達する正方向の効率に比べて、
後輪用出力軸11の動きを第一、第二の電動モータ37
a、37bに伝達する逆方向の効率が低い。
As mentioned above, each is a worm 44a,
44b and worm wheels 45a and 45b are incorporated into these first and second speed reducers 46a and 46b.
Compared with the efficiency in the forward direction of transmitting the movements of the first and second electric motors 37a, 37b to the rear wheel output shaft 11,
The movement of the rear wheel output shaft 11 is controlled by the first and second electric motors 37.
The efficiency in the reverse direction transmitted to a and 37b is low.

【0043】更に、図示しない制御器が、前記第一、第
二の電動モータ37a、37bと電磁クラッチ40a、
40b、並びにブレーキ43a、43bとを制御して、
両電動モータ37a、37bにより前記後輪用出力軸1
1を、同方向に変位させる様にしている。
Further, a controller (not shown) includes the first and second electric motors 37a and 37b and the electromagnetic clutch 40a.
40b and the brakes 43a and 43b are controlled,
The output shaft 1 for the rear wheel is driven by both electric motors 37a and 37b.
1 is displaced in the same direction.

【0044】上述の様に構成される本発明の電動式四輪
操舵装置により、後輪に舵角を付与する場合、制御器
が、各電磁クラッチ40a、40bを繋ぐと共に、各ブ
レーキ43a、43bを解除して(非制動の状態とし
て)、第一、第二の電動モータ37a、37bに通電す
る。
When the steering angle is applied to the rear wheels by the electric four-wheel steering system of the present invention configured as described above, the controller connects the electromagnetic clutches 40a and 40b and the brakes 43a and 43b. Is released (as a non-braking state), and the first and second electric motors 37a, 37b are energized.

【0045】第一、第二の電動モータ37a、37bに
通電される結果、出力軸38a、38b、伝達軸39
a、39b、ウォーム44a、44b、第一、第二の回
転軸47a、47b、ピニオン歯50a、50b、ラッ
ク歯15を介して後輪用出力軸11が、軸方向に亙って
変位させられる。そして、この後輪用出力軸11の変位
に伴なって前記連結ロッド36、36が押し引きされ、
後輪に舵角が付与される。
As a result of energizing the first and second electric motors 37a, 37b, the output shafts 38a, 38b, the transmission shaft 39
a, 39b, worms 44a, 44b, first and second rotary shafts 47a, 47b, pinion teeth 50a, 50b, and rack teeth 15, the rear wheel output shaft 11 is displaced in the axial direction. .. Then, with the displacement of the rear wheel output shaft 11, the connecting rods 36, 36 are pushed and pulled,
A steering angle is given to the rear wheels.

【0046】後輪に舵角を付与した状態で、何れかの電
動モータ37a(又は37b)が故障した場合には、制
御器が、もう一方の電動モータ37b(又は37a)に
より前記後輪用出力軸11を中立位置に戻し、後輪に付
与していた舵角を解消する。この際、必要に応じて前記
何れかの電動モータ37a(又は37b)側の電磁クラ
ッチ40a(又は40b)の接続を断ち、前記もう一方
の電動モータ37b(又は37a)の回転が円滑に行な
われる様に(故障した電動モータ37a(又は37b)
が、回転の妨げとならない様に)する。
When one of the electric motors 37a (or 37b) fails while the steering angle is applied to the rear wheels, the controller controls the other electric motor 37b (or 37a) for the rear wheels. The output shaft 11 is returned to the neutral position and the steering angle applied to the rear wheels is eliminated. At this time, if necessary, the connection of the electromagnetic clutch 40a (or 40b) on the side of the electric motor 37a (or 37b) is disconnected, and the rotation of the other electric motor 37b (or 37a) is smoothly performed. Like (Failed electric motor 37a (or 37b)
However, so that it does not hinder the rotation).

【0047】前記第一、第二の減速機46a、46bの
逆効率は低い為、前記何れかの電動モータ37a(又は
37b)の故障に伴なって回転駆動されなくなった、一
方の回転軸47a(又は47b)の存在に基づいて、前
記もう一方の電動モータ37b(又は37a)により後
輪用出力軸11を中立位置に戻すのには若干力を要する
が、前記電動モータ37a(又は37b)が焼き付き等
により回転不能とならない限り、電磁クラッチ40a
(又は40b)を繋いだままでも、十分に前記後輪用出
力軸11を中立位置に戻す事が出来る。又、仮に前記電
動モータ37a(又は37b)が焼き付き等により回転
不能となった場合でも、電磁クラッチ40a(又は40
b)の接続を断つ事により、前記後輪用出力軸11を中
立位置に戻す事が出来る。
Since the reverse efficiencies of the first and second speed reducers 46a and 46b are low, one of the rotating shafts 47a is not driven to rotate due to the failure of any one of the electric motors 37a (or 37b). (Or 47b), it takes some force to return the rear wheel output shaft 11 to the neutral position by the other electric motor 37b (or 37a), but the electric motor 37a (or 37b) The electromagnetic clutch 40a unless
Even if (or 40b) is still connected, the rear wheel output shaft 11 can be sufficiently returned to the neutral position. Even if the electric motor 37a (or 37b) cannot rotate due to seizure or the like, the electromagnetic clutch 40a (or 40)
By disconnecting the connection of b), the rear wheel output shaft 11 can be returned to the neutral position.

【0048】この為、本発明の電動式四輪操舵装置を構
成する前記後輪用出力軸11には、前述した先発明の場
合の様なセンタリングスプリング25(図5〜6)を設
ける必要がなくなるか、設けるとしても弾力の弱いもの
で済む。この為、通常状態に於いて後輪に舵角を付与す
べく、後輪用出力軸11を変位させる為には、センタリ
ングスプリング25の大きな弾力に打ち勝つ様な大きな
力を要しない。この為、後輪操舵用の第一、第二の電動
モータ37a、37bの出力はそれ程大きいものである
必要がなくなる。直進時等、前記後輪用出力軸11を、
中立位置に保持する必要がある場合には、前記ブレーキ
43a、43bにより、前記各伝達軸39a、39bの
回転を阻止する。
Therefore, it is necessary to provide the rear wheel output shaft 11 which constitutes the electric four-wheel steering system of the present invention with the centering spring 25 (FIGS. 5 to 6) as in the case of the above-mentioned prior invention. It will either disappear, or even if it is provided, it will be less elastic. Therefore, in order to give the steering angle to the rear wheels in the normal state, in order to displace the rear wheel output shaft 11, a large force that overcomes the large elasticity of the centering spring 25 is not required. Therefore, the outputs of the first and second electric motors 37a, 37b for steering the rear wheels need not be so large. When going straight, the rear wheel output shaft 11 is
When it is necessary to maintain the neutral position, the brakes 43a and 43b prevent the transmission shafts 39a and 39b from rotating.

【0049】又、前述の様に、第一、第二の減速機46
a、46bの逆効率が低く抑えられている為、前記第
一、第二の電動モータ37a、37bが同じ動き(後輪
用出力軸11を同じ方向に同じ量だけ変位させる回転運
動)をした場合に限り、前記後輪用出力軸11が軸方向
に亙って変位する。従って、何れかの電動モータ37a
(又は37b)が暴走した場合でも、前記後輪用出力軸
11が不用意に変位する事はなくなる。
Further, as described above, the first and second speed reducers 46
Since the reverse efficiency of a and 46b is suppressed low, the first and second electric motors 37a and 37b make the same movement (rotational movement that displaces the rear wheel output shaft 11 in the same direction by the same amount). Only in this case, the rear wheel output shaft 11 is displaced in the axial direction. Therefore, one of the electric motors 37a
Even if (or 37b) runs out of control, the rear wheel output shaft 11 will not be accidentally displaced.

【0050】即ち、何れか一方の電動モータ37a(又
は37b)が暴走した場合でも、他方の電動モータ37
b(又は37a)が正常に作動している限り、逆効率の
低い減速機46b(又は46a)の存在により、前記他
方の電動モータ37b(又は37a)側のウォーム44
b(又は44a)が回転する事はない。この為、前記後
輪用出力軸11が動く事はなく、この後輪用出力軸11
により後輪に、不用意に舵角が付与される事がなくな
る。
That is, even if one of the electric motors 37a (or 37b) runs out of control, the other electric motor 37a
As long as b (or 37a) is operating normally, the worm 44 on the side of the other electric motor 37b (or 37a) due to the presence of the speed reducer 46b (or 46a) having low reverse efficiency.
b (or 44a) does not rotate. Therefore, the rear wheel output shaft 11 does not move, and the rear wheel output shaft 11 does not move.
As a result, the steering angle will not be inadvertently applied to the rear wheels.

【0051】尚、前記制御器は、前記各エンコーダ42
a、42b、52a、52b、62からの出力信号を常
に監視し、後輪に対して異常な舵角付与が行なわれる様
な場合には、直ちに前記後輪用出力軸11を中立位置に
復帰させた後、前記各電磁クラッチ40a、40bの接
続を断つと共に、前記各ブレーキ43a、43bを作動
させる(制動状態とする)。この状態では、後輪への舵
角付与は一切行なわれず、自動車は、通常の二輪操舵装
置を組み込んだ場合と同様に扱える。尚、エンコーダ5
2a、52b、62は、エンコーダ42a、42bに比
較して、検出すべき回転量が小さい為、ポテンショ等、
他の変位センサにより代用する事も出来る。
It should be noted that the controller is the encoder 42
Output signals from a, 42b, 52a, 52b and 62 are constantly monitored, and if an abnormal steering angle is given to the rear wheels, the rear wheel output shaft 11 is immediately returned to the neutral position. After that, the electromagnetic clutches 40a and 40b are disconnected, and the brakes 43a and 43b are operated (brought into a braking state). In this state, no steering angle is applied to the rear wheels, and the vehicle can be handled in the same manner as when a normal two-wheel steering device is incorporated. The encoder 5
2a, 52b, 62 have a smaller amount of rotation to be detected than the encoders 42a, 42b, so potentiometers, etc.
Other displacement sensors can be substituted.

【0052】次に、図2は本発明の第二実施例を示して
いる。前述の第一実施例が、第一、第二の減速機46
a、46bを構成する為、第一の回転軸47aと第二の
回転軸47bとの2本の回転軸を用いていたのに対し
て、本実施例の場合には、軸受48、48により回転自
在に支持された1本の回転軸51の両端部に、それぞれ
ウォームホイール45a、45bを固定している。又、
前記1本の回転軸51の中間部に形成したピニオン歯5
0を、後輪用出力軸11に形成したラック歯15と噛合
させて、前記回転軸51の回転に伴なって前記後輪用出
力軸11を、軸方向に亙って変位させる様に構成してい
る。前記後輪用出力軸11の変位量を検出する為のエン
コーダ52a、52b、62は、前記1本の回転軸51
の両端部に装着している。その他の構成及び作用は、前
述した第一実施例の場合と同様である。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The first embodiment described above corresponds to the first and second speed reducers 46.
In order to configure a and 46b, the two rotary shafts of the first rotary shaft 47a and the second rotary shaft 47b are used, whereas in the case of the present embodiment, the bearings 48 and 48 are used. Worm wheels 45a and 45b are fixed to both ends of a single rotary shaft 51 that is rotatably supported. or,
Pinion teeth 5 formed in the intermediate portion of the one rotary shaft 51
0 is meshed with rack teeth 15 formed on the rear wheel output shaft 11, and the rear wheel output shaft 11 is displaced in the axial direction as the rotary shaft 51 rotates. is doing. The encoders 52a, 52b and 62 for detecting the displacement amount of the rear wheel output shaft 11 are provided with the single rotary shaft 51.
It is attached to both ends of. Other configurations and operations are similar to those of the above-described first embodiment.

【0053】次に、図3は本発明の第三実施例を示して
いる。前述の第一〜第二実施例が何れも、逆効率の低い
第一、第二の減速機46a、46bを、ウォーム44
a、44bとウォームホイール45a、45bとから構
成していたのに対して、本実施例の場合には、後輪用出
力軸11の中間部外周面に形成した角螺子部53と、こ
の角螺子部53に螺合した1対のナット片54a、54
bとにより、逆効率の低い、第一、第二の減速機46
a、46bを構成している。
Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In each of the first and second embodiments described above, the first and second speed reducers 46a and 46b having low reverse efficiency are installed in the worm 44.
In the case of the present embodiment, the square screw portion 53 formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rear wheel output shaft 11 and the square screw portion 53 and the worm wheels 45a and 45b are provided. A pair of nut pieces 54a, 54 screwed into the screw portion 53
b and the first and second speed reducers 46 having low reverse efficiency.
a and 46b.

【0054】前記各ナット片54a、54bは、図示し
ない支持装置により図3に示した位置に、回転のみ自在
(軸方向の変位を不能)として支持されている。そし
て、各ナット片54a、54bの端部外周面に形成した
従動歯車55a、55bと、各伝達軸39a、39bに
固定した駆動歯車56a、56bとを互いに噛合させて
いる。又、前記後輪用出力軸11の中間部外周面に形成
したラック歯57と噛合したピニオン軸58の両端部
に、エンコーダ52a、52b、62を装着する事で、
前記後輪用出力軸11の軸方向に亙る変位量を検出自在
としている。その他の構成及び作用は、前述の第一〜第
二実施例と同様である。
The nut pieces 54a, 54b are supported by a support device (not shown) at the positions shown in FIG. 3 so as to be rotatable (displaceable in the axial direction). The driven gears 55a and 55b formed on the outer peripheral surfaces of the end portions of the nut pieces 54a and 54b are meshed with the drive gears 56a and 56b fixed to the transmission shafts 39a and 39b. Further, by mounting the encoders 52a, 52b and 62 on both ends of the pinion shaft 58 meshed with the rack teeth 57 formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rear wheel output shaft 11,
The amount of displacement of the rear wheel output shaft 11 in the axial direction can be detected. Other configurations and operations are similar to those of the above-described first and second embodiments.

【0055】次に、図4は本発明の電動式四輪操舵装置
を構成する場合に於ける付属装置を示している。本発明
の電動式四輪操舵装置の場合、通常時に於いては第一、
第二の電動モータ37a、37bを同期して回転させる
為、両モータ37a、37bの同期が確実に行なわれて
いないと、第一、第二の減速機46a、46bを構成す
るウォーム44a、44bとウォームホイール45a、
45bとが、或は角螺子部53とナット片54a、54
bとが、それぞれ強く摩擦し合ったり、著しい場合には
噛み合ったりして、前記後輪用出力軸11の変位が円滑
に行なわれなくなる恐れがある。勿論、第一、第二のモ
ータ37a、37bの同期を確実に行なわせる事で、こ
の様な問題をなくす事は可能であるが、各モータ37
a、37bや制御回路として高精度のものが必要になっ
て、電動式四輪操舵装置の製作費が嵩む原因となる。
Next, FIG. 4 shows an auxiliary device in the case of constituting the electric four-wheel steering system of the present invention. In the case of the electric four-wheel steering system of the present invention, the
Since the second electric motors 37a and 37b are synchronously rotated, if the two motors 37a and 37b are not reliably synchronized, the worms 44a and 44b forming the first and second speed reducers 46a and 46b are formed. And worm wheel 45a,
45b, or square screw portion 53 and nut pieces 54a, 54
There is a risk that the rear wheel output shaft 11 will not be displaced smoothly due to strong friction with each other or meshing with each other in a significant case. Of course, it is possible to eliminate such a problem by ensuring that the first and second motors 37a and 37b are synchronized with each other.
Since a, 37b and a control circuit with high precision are required, the manufacturing cost of the electric four-wheel steering device increases.

【0056】そこで、図4に示す様に、ウォーム44a
(44b)を固設した、何れか一方の伝達軸39a(3
9b)を、軸方向に亙って弾性的に変位自在とすれば、
前記第一、第二の電動モータ37a、37bの回転に若
干の差が生じた場合に、前記何れか一方の伝達軸39a
(39b)が軸方向に変位する事で、この差を吸収する
事が出来る。
Therefore, as shown in FIG. 4, the worm 44a
One of the transmission shafts 39a (3
If 9b) is elastically displaceable in the axial direction,
When there is a slight difference in rotation between the first and second electric motors 37a and 37b, either one of the transmission shafts 39a
This difference can be absorbed by displacing (39b) in the axial direction.

【0057】即ち、互いに間隔をあけて配置された1対
の軸受59、59に支持された伝達軸39a(39b)
の外周面で、前記ウォーム44a(44b)の両端部と
前記軸受59、59との間部分には、それぞれ鍔部6
0、60が形成されている。そして、各鍔部60、60
と前記軸受59、59との間に、皿板ばね等の弾性材6
1、61を、各弾性材61、61を弾性的に少し押圧し
た状態で挟持している。従って前記伝達軸39a(39
b)は、軸方向に亙って若干の弾性的変位が自在とな
り、前記第一、第二の電動モータ37a、37bの回転
に差が生じた場合に、前記伝達軸39a(39b)が軸
方向に変位する事で、この差を吸収し、前記後輪用出力
軸11の軸方向に亙る円滑な変位を確保する。
That is, the transmission shaft 39a (39b) supported by a pair of bearings 59, 59 arranged at a distance from each other.
Of the worm 44a (44b) and the bearings 59, 59 on the outer peripheral surface of the worm 44a (44b).
0 and 60 are formed. And each collar part 60, 60
And the bearings 59, 59 between the elastic material 6 such as a disc spring.
The elastic members 61 and 61 are sandwiched between the elastic members 61 and 61 while being elastically slightly pressed. Therefore, the transmission shaft 39a (39
In b), a slight elastic displacement is freely possible in the axial direction, and when there is a difference in rotation of the first and second electric motors 37a, 37b, the transmission shaft 39a (39b) is By displacing in the direction, this difference is absorbed, and a smooth displacement in the axial direction of the rear wheel output shaft 11 is secured.

【0058】尚、本発明の電動式四輪操舵装置は、電動
モータへの通電に基づいて後輪用出力軸を軸方向に亙っ
て変位させ、後輪に舵角を付与する構造のものであれば
適用出来る。即ち、本発明が適用される電動式四輪操舵
装置は、前述した先発明に係る電動式四輪操舵装置の様
に、コンプライアンスステア機構を組み込んだものであ
る必要はない。
The electric four-wheel steering system of the present invention has a structure in which the rear wheel output shaft is axially displaced based on the energization of the electric motor to impart a steering angle to the rear wheels. If so, it can be applied. That is, the electric four-wheel steering device to which the present invention is applied does not need to have the compliance steer mechanism incorporated therein, unlike the electric four-wheel steering device according to the previous invention.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の電動式四輪操舵装置は、以上に
述べた通り構成され作用する為、電動式四輪操舵装置を
構成する電動モータとして、小型、低出力のものを使用
出来る。この結果、製作費の低廉化を図れるだけでな
く、電動モータの設置位置の自由度が増し、電動式四輪
操舵装置の設計が容易となる。
Since the electric four-wheel steering system of the present invention is constructed and operates as described above, a small-sized and low-power electric motor can be used as the electric motor constituting the electric four-wheel steering system. As a result, not only the manufacturing cost can be reduced, but also the degree of freedom of the installation position of the electric motor is increased, and the design of the electric four-wheel steering device can be facilitated.

【0060】又、電動モータが暴走した場合にも、後輪
に不用意に舵角付与が行なわれるのを確実に防止して、
高度の安全性を確保出来る。
Further, even if the electric motor runs out of control, it is possible to reliably prevent the steering angle from being inadvertently applied to the rear wheels.
A high degree of safety can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一実施例を示す要部平面図。FIG. 1 is a plan view of an essential part showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同第二実施例を示す要部平面図。FIG. 2 is a plan view of an essential part showing the second embodiment.

【図3】同第三実施例を示す要部平面図。FIG. 3 is a plan view of an essential part showing the third embodiment.

【図4】本発明の電動式四輪操舵装置を構成する場合に
於ける付属装置を示す要部平面図。
FIG. 4 is a main part plan view showing an accessory device in the case of configuring the electric four-wheel steering system of the present invention.

【図5】先発明の電動式四輪操舵装置を示す部分横断平
面図。
FIG. 5 is a partial cross-sectional plan view showing the electric four-wheel steering system of the previous invention.

【図6】図5のA部拡大図。FIG. 6 is an enlarged view of part A of FIG.

【図7】後輪用出力軸の軸方向に亙る変位量と後輪用出
力軸の軸方向に加わるばね荷重との関係を示す線図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a displacement amount of the rear wheel output shaft in the axial direction and a spring load applied in the axial direction of the rear wheel output shaft.

【図8】車速と舵角比との関係を示す線図。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between vehicle speed and steering angle ratio.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1 ステアリングホイール 2 ステアリングシャフト 3 ステアリングギア 4 前輪用出力軸 5 ナックルアール 6 前輪 7 ステアリングコラム 8 蛇角センサ 9 後輪 10 ハウジング 11 後輪用出力軸 12 着力点 13 ナックルアール 14 操蛇中心 15 ラック歯 16 伝達軸 17 ピニオン歯 18 ウォームホイール 19 電動モータ 20 出力軸 21 ウォーム 22 変位センサ 23 車速センサ 24 制御器 25 センタリングスプリング 26 座板 27 段部 28 ストップリング 29 皿板ばね 31 電磁クラッチ 32 エンコーダ 33 ケース 34 滑り軸受 35 自在継手 36 連結ロッド 37a 第一の電動モータ 37b 第二の電動モータ 38a 出力軸 38b 出力軸 39a 伝達軸 39b 伝達軸 40a 電磁クラッチ 40b 電磁クラッチ 41 軸受 42a エンコーダ 42b エンコーダ 43a ブレーキ 43b ブレーキ 44a ウォーム 44b ウォーム 45a ウォームホイール 45b ウォームホイール 46a 第一の減速機 46b 第二の減速機 47a 第一の回転軸 47b 第二の回転軸 48 軸受 49 軸受 50 ピニオン歯 50a ピニオン歯 50b ピニオン歯 51 回転軸 52a エンコーダ 52b エンコーダ 53 角螺子部 54a ナット片 54b ナット片 55a 従動歯車 55b 従動歯車 56a 駆動歯車 56b 駆動歯車 57 ラック歯 58 ピニオン軸 59 軸受 60 鍔部 61 弾性材 62 エンコーダ 1 Steering Wheel 2 Steering Shaft 3 Steering Gear 4 Front Wheel Output Shaft 5 Knuckle Earl 6 Front Wheel 7 Steering Column 8 Snake Angle Sensor 9 Rear Wheel 10 Housing 11 Rear Wheel Output Shaft 12 Force Point 13 Knuckle Ear 14 Snake Center 15 Rack Teeth 16 Transmission shaft 17 Pinion teeth 18 Worm wheel 19 Electric motor 20 Output shaft 21 Worm 22 Displacement sensor 23 Vehicle speed sensor 24 Controller 25 Centering spring 26 Seat plate 27 Step part 28 Stop ring 29 Disc leaf spring 31 Electromagnetic clutch 32 Encoder 33 Case 34 Sliding bearing 35 Universal joint 36 Connecting rod 37a First electric motor 37b Second electric motor 38a Output shaft 38b Output shaft 39a Transmission shaft 39b Transmission shaft 40a Electromagnetic clutch 40b Electromagnetic clutch Switch 41 bearing 42a encoder 42b encoder 43a brake 43b brake 44a worm 44b worm 45a worm wheel 45b worm wheel 46a first reducer 46b second reducer 47a first rotary shaft 47b second rotary shaft 48 bearing 49 bearing 50 pinion tooth 50a pinion tooth 50b pinion tooth 51 rotating shaft 52a encoder 52b encoder 53 square screw part 54a nut piece 54b nut piece 55a driven gear 55b driven gear 56a drive gear 56b driving gear 57 rack tooth 58 pinion shaft 60 bearing 59 bearing Elastic material 62 Encoder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清野 薫 群馬県高崎市八幡町1390番地の12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kaoru Seino 12 1390, Yawatacho, Takasaki City, Gunma Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 軸方向に亙る変位によって後輪に、変位
量に応じた舵角を付与する後輪用出力軸と、第一の電動
モータと、この第一の電動モータと前記後輪用出力軸と
の間に設けられて、前記第一の電動モータへの通電時
に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる第一
の減速機と、第二の電動モータと、この第二の電動モー
タと前記後輪用出力軸との間に設けられて、前記第二の
電動モータへの通電時に、前記後輪用出力軸を軸方向に
亙って変位させる第二の減速機と、前記第一、第二の電
動モータを制御して、両電動モータにより前記後輪用出
力軸を同方向に変位させる制御器とを備え、前記第一、
第二の減速機は、第一、第二の電動モータの動きを後輪
用出力軸に伝達する正方向の効率に比べて、後輪用出力
軸の動きを第一、第二の電動モータに伝達する逆方向の
効率が低いものである電動式四輪操舵装置。
Claim: What is claimed is: 1. A rear wheel output shaft for imparting a steering angle according to a displacement amount to a rear wheel by axial displacement, a first electric motor, and the first electric motor. A first speed reducer provided between the motor and the rear wheel output shaft for displacing the rear wheel output shaft in the axial direction when the first electric motor is energized; A second electric motor, which is provided between the second electric motor and the rear wheel output shaft, and which covers the rear wheel output shaft in the axial direction when the second electric motor is energized. A second speed reducer for displacing the second wheel, and a controller for controlling the first and second electric motors to displace the rear wheel output shaft in the same direction by the both electric motors,
The second reducer compares the movement of the first and second electric motors to the efficiency of the forward direction for transmitting the movements of the first and second electric motors to the rear wheel output shaft. An electric four-wheel steering system in which the reverse efficiency transmitted to the vehicle is low.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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