JP2551289B2 - 前後輪操舵車の後輪操舵装置 - Google Patents

前後輪操舵車の後輪操舵装置

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JP2551289B2 JP33170791A JP33170791A JP2551289B2 JP 2551289 B2 JP2551289 B2 JP 2551289B2 JP 33170791 A JP33170791 A JP 33170791A JP 33170791 A JP33170791 A JP 33170791A JP 2551289 B2 JP2551289 B2 JP 2551289B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、前後輪操舵車の後輪操
舵装置に関するものであり、特に車速により舵角比を可
変とする後輪操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】前輪の舵角に対し、車速に感応して後輪
の舵角比を可変制御するものとしては特公昭60−44
185がある。これによれば、車速が低速のときは転舵
比を負の値に、高速のときは転舵比を正の値に、車速に
応じて転舵比を負の値から正の値の間を可変としてい
る。即ち、車両が低速走行をしているときは後輪を前輪
と逆位相に転舵させ、車両が高速走行をしているときは
後輪を同位相に転舵させることにより、低速時の車両の
取り回し性の向上と、高速時の車両の操縦安定性を確保
しようとしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような車速感応型
後輪操舵装置においては、車両の旋回走行中に車速が急
激に変化する場合、舵角比が車速に応じて可変とされて
いるため、車両の旋回走行中の車速の急激な変化に追従
して転舵比も急変するため、後輪の舵角が急激に変化し
てしまい車両の進行方向が大きく変化してしまう。本発
明は上述した課題を解決するために、舵角比を決定する
ための車速の値を制限し、後輪の舵角の急激な変化を防
ぐことを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による前後輪操舵車の後輪操舵装置は、
ステアリングホイールの操作に基づいて前輪を操舵する
前輪操舵機構と、車速を検出し車速信号を出力する車速
検出手段と、車速信号に基づいて前輪操舵角に対する後
輪操舵角の比を低速走行時に比べて高速走行時には、前
後輪の操舵方向が同方向となる同位相側に設定する舵角
比設定手段と、前記舵角比設定手段の設定舵角比に基づ
いてステアリングホイールの操作に伴い後輪を操舵する
後輪操舵機構とを備えた前後輪操舵車の後輪操舵装置に
おいて、前記舵角比設定手段が、車速変化の割合が予め
定めた設定範囲内の場合は前記車速検出手段で検出され
た車速を基にし、かつ車速変化の割合が前記設定範囲外
の場合には、車速の変化の割合が前記設定範囲内となる
最大もしくは最小の車速に車速置換手段が置換した車速
を基にして、前輪の舵角に対する後輪の舵角比を設定す
るよう構成されていることを特徴とする。
【0005】
【作用】上記手段によれば、車両の旋回走行中に車速が
急激に変化しても、前記舵角比設定手段が前記設定範囲
内での車速値に基づき後輪の舵角比を決定するために、
後輪の舵角の急激な変化は抑えられる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0007】図2に示す車両10はいわゆる前後輪操舵
形式のものであって、車両10の前部には図示しないス
テアリングホイールにより操舵可能な左右一対の前輪
2、14が設けられており、車両の後部にも前輪12、
14の操舵と関連して自動的に操舵される左右一対の後
輪16、18が設けられている。本実施例では、トラン
スミッション20の出力がその出力軸26、ドライブシ
ャフト22、および差動装置24を介して後輪16、1
8へ伝達されるようになっており、上記トランスミッシ
ョン20の出力軸26近傍にはその回転速度を検出する
ための回転センサ28が配設されている。
【0008】回転センサ28は、図3に示すように出力
軸26に固定された速度検出用歯車30の外周部に多数
形成された歯の通過を検出し、単位時間あたりの通過歯
数に対応した周波数のパルス信号PV0 を出力する。図
4に示すように、回転センサ28からのパルス信号PV
0 は車速Vn を逐次決定するための演算装置34のI/
Oポート36へ波形整形器44を介して供給される。こ
の演算装置34は、いわゆるマイクロコンピュータであ
って、通常、車速置換手段および舵角比設定手段である
後輪の舵角制御装置を兼ねている。更に回転センサ2
8、波形整形器44および演算装置34が車速検出手段
である。演算装置34は、データバスラインを介して互
いに接続されたCPU、ROM、RAMなどを備えてお
り、CPUはRAMの記憶機能を利用しつつROMに予
め記憶されたプログラムに従って入力信号を処理して車
速Vn を算出する。
【0009】一方、前記車両10には、前輪舵角センサ
46が設けられており、前輪12、14の舵角δf を表
す信号Sδf がその前輪舵角センサ46から前記I/O
ポート36に供給される。また、車両10には、ブレー
キペダルの操作を検出するためのブレーキペダルスイッ
チ48が設けられており、そのブレーキペダルスイッチ
48からはブレーキ操作信号BRがI/Oポート36に
供給される。また、エンジン50には、エンジン回転速
度を検出するためのエンジン回転センサ52、およびス
ロットル弁開度を検出するためのスロットルセンサ54
がそれぞれ設けられており、エンジン回転信号SEおよ
びスロットル信号THがI/Oポート36に供給され
る。
【0010】前記CPUはROMに予め記憶された関係
から、実際の車速Vn および前輪の舵角δf に基づい
て、後輪16、18の前輪12、14に対する操舵方向
および操舵角を決定し、この操舵方向および操舵角が得
られるように、後輪用操舵アクチュエータ38を作動さ
せるための駆動信号DDをI/Oポート36からD/A
変換器39および後輪操舵用の増幅器40を介して油圧
制御装置42へ供給する。これにより油圧制御装置42
内に設けられた制御弁が作動させられて後輪用操舵アク
チュエータ38に作動油圧が供給され、後輪用操舵アク
チュエータ38により後輪16、18の舵角が変更され
る。ここで、油圧制御装置42および後輪用操舵アクチ
ュエータ38は後輪操舵機構である。
【0011】以下、本実施例の作動を図5、図6のフロ
ーチャートに従って説明する。
【0012】先ず、ステップSR1が実行されて初回の
サイクルか否かが判断される。初回でなければステップ
SR2を経ることなくステップSR3が実行されるが、
初回であればステップSR2が実行されて各カウンタお
よびフラグがクリアされた後ステップSR3が実行され
る。ステップSR3では、前記パルス信号PV0 に基づ
いて車速v0 (n・Δt)が次式(1)に従って算出さ
れる。
【0013】 v0 (n・Δt)=f・2πr/G・H ・・・(1) 但し、fはパルス信号PV0 の周波数、Hは速度検出用
歯車30の歯数、Gは差動歯車装置の変速比、rは車輪
の半径である。
【0014】ステップSR4では、車両10の低速走行
を検出するために、ステップSR3で算出された車速v
0 (n・Δt)が予め定められた一定の小さな値Va
例えば5km/hよりも大きいか否かが判断される。Δ
tは車速算出周期であり、nは今回の周期を示す整数で
ある。上記ステップSR4における判断が否定された場
合には後述のステップSR14以下が実行される。すな
わち、ステップSR14では車速Vn の値が前記Va
置換されるとともに、ステップSR15ではこの小さな
車速Va に基づいて後輪の舵角が変更され、そしてステ
ップSR16にて時間Δtだけ待機させられた後前記ス
テップSR3以下が繰り返し実行される。なお上記ステ
ップSR15では、たとえば図7に示す予めROMに記
憶された関係が用いられて、先ずこの関係から車速Vn
に基づいて後輪16、18の前輪12、14に対する舵
角比を示す係数Kが求められるとともに、その後入力信
号Sδf に基づいて決定された前輪舵角δf と上記係数
Kとから次式(2)に従って後輪舵角δr が求められ
る。この係数Kはその正負により操舵方向を、その値に
より操舵割合を示す。そして、この後輪舵角δr が得ら
れるように駆動信号DDがD/A変換器39および増幅
器40を介して油圧制御装置42へ供給されるのであ
る。
【0015】 δr =K(Vn )・δf ・・・(2)
【0016】前記ステップSR4における判断が肯定さ
れた場合、すなわち車速v0 (n・Δt)が予め定めら
れた一定の小さな値Va よりも大きな場合には、ステッ
プSR5において車輪のスピンの有無が判断される。こ
の車輪のスピンは車輪の回転加速度、すなわち今回のサ
イクルにおいて求められた車速と前回のサイクルにおい
て求められた車速との差〔v0 (n・Δt)−v
0 ((n−1)・Δt)〕が予め定められた一定の値α
0 よりも大きいことをもって判断される。この値α0
車輪と路面との滑りが生じない範囲における最大回転加
速度と同等以下の回転加速度に決定されている。上記ス
テップSR5において車輪のスピンが検出されない場合
にはステップSR6が実行されて車輪のロックの有無が
判断される。この判断は車輪の回転加速度〔v0 ((n
−1)・Δt)−v0 (n・Δt)〕が予め定められた
一定の値β0 よりも大きいことをもって判断される。こ
の値β0 は車輪と路面との滑りが生じない範囲における
最小回転加速度と同等以上の回転加速度に決定されてい
る。
【0017】上記ステップSR5およびステップSR6
において車輪のロックおよびスピンが検出されない場合
には、車輪の回転が正常な場合であるので車速制限手段
に対するステップSR7が実行されて今回のサイクルに
おいて算出されたv0 (n・Δt)が仮車速Vn ’とし
て採用されるとともに、ステップSR8が実行されて車
速Vn が決定される。この車速Vn の決定は、仮車速V
n ’と、前回の車速V n-1 に車速の最大変化値αmax
Δtを加えた値と、前回の車速Vn-1 に車速の最小変化
値αmin ・Δtを加えた値とからなる3種類の値から中
間値を選択することによって実行され、車速Vn が新た
な選択値に更新される。上記αmax およびαmin は車輪
と路面との滑りが生じない範囲における車両の最大加速
度および最小加速度であり、上記車速の最大変化値およ
び最小変化値は車輪と路面との滑りが生じない状態にお
ける時間Δtあたりの車速の最大変化幅および最小変化
幅である。この結果、回転センサ28や速度検出用歯車
30の故障等により異常に大きい値或いは異常に小さい
値の車速v0 (n・Δt)が算出されても、車速V n
現実にあり得る最大値或いは最小値に制限されるので、
車速Vn に基づいて行われる制御の異常動作が防止され
る。
【0018】前記ステップSR5において車輪のスピン
が検出された場合には、ステップSR9が実行されて仮
車速Vn ’(=Vn-1 +αmax ・Δt)が決定された
後、前記ステップSR8以下が実行される。また、前記
ステップSR6において車輪のロックが検出された場合
には、ステップSR10が実行されて車速Vn (=Vn-
1 )が決定された後、前記ステップSR15以下が実行
され、その車速Vn に基づいて後輪の舵角が制御され
る。このように、ステップSR5において車輪のスピン
が検出された場合には、仮車速Vn ’が現実にあり得る
最大値(=Vn-1 +αmax ・Δt)に制限されるので、
車輪のスピンのような車輪の異常回転時でも安定した後
輪舵角制御が得られる。また、ステップSR6において
車輪のロックが検出されたときは車速Vn が前サイクル
にて採用された車速Vn-1 とされるので、車輪のロック
のような車輪の異常回転時でも安定した後輪舵角制御が
得られる。
【0019】前記ステップSR8において車速Vn が決
定された後には、ステップSR11が実行されることに
よりその車速Vn がそれ以前に決定された仮車速Vn
と同一であるか否かが判断される。同一であれば正常な
状態であるので、ステップSR12が実行されてフラグ
Taが零にクリアされるとともに、ステップSR13が
実行されて車速Vn が前記Va よりも小さいか否かが判
断される。この判断が肯定された場合には低速走行であ
るので前述のステップSR14以下が実行されるが、否
定された場合にはステップSR15以下が実行されるこ
とにより、ステップSR8において決定された車速Vn
に基づいて後輪の舵角が決定される。
【0020】しかし、前記ステップSR11において、
ステップSR8において決定された車速Vn がステップ
SR7において決定された仮車速Vn ’と同じでないと
判断された場合には、算出された車速v0 (n・Δt)
が現実にあり得る車速の最大値(=Vn-1 +αmax ・Δ
t)から最小値(=Vn-1 −αmin ・Δt)に至る範囲
を越えている状態、換言すれば算出された車速の変化率
〔v0 (n・Δt)−Vn-1 〕が車両の最大加速度α
max から最小加速度αmin に至る範囲を越えている異常
状態であるので、この異常状態の持続時間によって車速
検出の異常が判断される。すなわち、ステップSR17
においてタイマカウンタT1 の内容に1が加算された
後、ステップSR18においてタイマカウンタTの内容
が予め定められた一定の値Ta を越えたか否かが判断さ
れる。この一定の値Ta は例えば20秒程度の時間に対
応する値である。
【0021】ステップSR18の判断が否定された場合
には、車輪のホップなどに起因する一時的なものである
ので前記ステップSR13以下が通常と同様に実行され
る。しかし、ステップSR18の判断が肯定された場合
には、前記速度検出用歯車30の破損、回転センサ28
の故障などによる車速検出の異常と判断することができ
るので、ステップSR19が実行されてフラグFTaが1
にセットされるとともに、図示しない表示装置に車速検
出の異常を表す表示が行われる。
【0022】続くステップSR20では車両10が旋回
走行中、すなわちコーナリング中であるか否かが判断さ
れる。この判断は信号Sδf が表す前輪舵角δf が予め
定められた一定値δ0 を越えたか否かによって行われ
る。この一定値δ0 はたとえばステアリングホイールの
45度の操作角に対応する前輪舵角である。上記ステッ
プSR20において車両10が旋回走行中であると判断
された場合には、ステップSR21が実行されて前サイ
クルにて採用された車速Vn-1 (車速検出異常前の車速
或は一定の値V0 )が今回の車速とされるが、旋回走行
中でないと判断された場合には、ステップSR22が実
行されることにより今回の車速Vn が予め定められた一
定の車速V0 、たとえば100km/h程度の値に固定
される。上記ステップSR21またはSR22が実行さ
れた後は前記ステップSR15以下が実行されて後輪の
舵角が制御される。このように、車速検出の異常が生じ
ても車両10のコーナリング中である場合には車速の更
新が中止されるので、運転者の予期しない後輪の舵角変
更が防止される。また車速検出の異常時であって車両1
0のコーナリング中でない場合には車速Vn が一定の車
速V0 とされるので、後輪の操舵動作が広範囲の車両速
度に適用が可能な一定の係数K(100)にて実行され
る。
【0023】以上のように、本実施例では、ステップS
R7で実行されるように各サイクル毎に算出された車速
n が仮車速Vn´ として採用され、ステップSR8、
SR11において車速Vn´ がVn-1 +αmin ΔtとV
n-1 +αmax Δtの間の設定範囲内の値に置換され、ス
テップSR13に進み高速走行の場合、置換された車速
n に基づいて、ステップSR15で舵角制御が実行さ
れることになる。また、車輪のロックやスピンが無いと
検出されていて仮車速Vn´ が設定範囲外にある場合
は、車速検出手段の異常と判断されステップSR17か
らステップSR22を経て車速Vn は、車両がコーナリ
ング中であれば、車速の更新が中止されるとともに、コ
ーナリング中でなければ一定の車速に固定される。従っ
て、急激な車速変化を算出することになっても、舵角制
御実行の際には、少なくとも予め決められた設定範囲内
の上下限値の車速に設定されることになるので、後輪の
舵角の急激な変化を抑えることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、車両の旋回走行中に車
速が急激に変化する場合において、後輪の舵角の急激な
変化を抑えることができて操縦安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】特許請求の範囲に記載した発明の構成に対応す
る図である。
【図2】本発明が適用される車両の要部の説明図であ
る。
【図3】図1の車両に備えられる回転センサの取り付け
部分を示す図である。
【図4】図1の電子制御回路の構成を示す図である。
【図5】図4の電子制御回路の作動を説明するためのフ
ローチャートである。
【図6】図4の電子制御回路の作動を説明するためのフ
ローチャートである。
【図7】後輪の舵角比を制御するために図4の電子回路
に予め記憶された関係を示す図である。
【符号の説明】
10・・・車両 12、14・・・前輪 16、18・・・後輪 20・・・トランスミッション 26・・・出力軸 28・・・回転センサ 30・・・速度検出用歯車 34・・・演算装置 36・・・I/Oポート 38・・・後輪用操舵アクチュエータ 40・・・後輪操舵用増幅器 44・・・波形整形器 46・・・前輪舵角センサ 48・・・ブレーキペダルスイッチ 50・・・エンジン 52・・・エンジン回転センサ 54・・・スロットルセンサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングホイールの操作に基づいて
    前輪を操舵する前輪操舵機構と、車速を検出し車速信号
    を出力する車速検出手段と、車速信号に基づいて前輪操
    舵角に対する後輪操舵角の比を低速走行時に比べて高速
    走行時には、前後輪の操舵方向が同方向となる同位相側
    に設定する舵角比設定手段と、前記舵角比設定手段の設
    定舵角比に基づいてステアリングホイールの操作に伴い
    後輪を操舵する後輪操舵機構とを備えた前後輪操舵車の
    後輪操舵装置において、前記舵角比設定手段が、車速変
    化の割合が予め定めた設定範囲内の場合は前記車速検出
    手段で検出された車速を基にし、かつ車速変化の割合が
    前記設定範囲外の場合には、車速の変化の割合が前記設
    定範囲内となる最大もしくは最小の車速に車速置換手段
    が置換した車速を基にして、前輪の舵角に対する後輪の
    舵角比を設定するよう構成されていることを特徴とする
    前後輪操舵車の後輪操舵装置。
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