JP2605772B2 - 車両の後輪操舵方法 - Google Patents

車両の後輪操舵方法

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JP2605772B2
JP2605772B2 JP243088A JP243088A JP2605772B2 JP 2605772 B2 JP2605772 B2 JP 2605772B2 JP 243088 A JP243088 A JP 243088A JP 243088 A JP243088 A JP 243088A JP 2605772 B2 JP2605772 B2 JP 2605772B2
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steering
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孝彰 江口
有三 崎田
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Nissan Motor Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1554Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1572Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electro-hydraulic control means

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は前輪操舵時、後輪も操舵して車両の運動性能
を向上させる後輪の操舵方法に関するものである。
(従来の技術) 後輪操舵技術は、前輪の操舵周波数に対するヨーレイ
トゲイン特性をフラットなものにし、操舵速度に関係な
く操舵角θに比例して位相遅れなしにヨーレートが発生
するようになすのに有用である。
この種後輪操舵技術としては例えば特開昭60−229873
号公報に記載の如く、前輪操舵時操舵角θ及び操舵角速
度に夫々正の比例定数K及び負の微分定数τを乗じて
求まる舵角δ=K・θ+τ・だけ後輪を操舵する技
術が知られている。
かかる後輪操舵によれば、操舵角θが第6図の如きも
のである場合につき述べると、比例制御量K・θ及び微
分制御量τ・は夫々同図中点線及び1点鎖線で示す如
くに与えられ、従って後輪舵角δは同図中及び第7図
中実線αで示す如きものとなる。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、このように後輪舵角δを決定する場合、ヨ
ーレートゲイン特性を狙い通りフラットにするような制
御定数K,τとすると、第7図のαから明らかなように逆
相転舵量−δr1が小さく、同相転舵量δr1が大きくな
る。
一方、車輪のタイヤ特性は第8図に示す傾向を持って
変化し、路面摩擦係数μが低下するにつれスリップ角に
対するコーナリングフォースも低下する。しかして、ス
リップ角の小さなX領域においては、路面摩擦係数μに
関係なくコーナリングフォースがスリップ角毎にほぼ同
じ値となる。
この事実から、摩擦係数μの低い路面上で第7図中α
で示す如き後輪舵角制御を行うと、逆相舵角−δr1及び
同相舵角δr1が夫々第8図に同符号で示すスリップ角を
後輪に与えることになるため、以下の問題を生ずる。即
ち、逆相転舵(−δr1)時のコーナリングフォースが高
摩擦路上における場合のコーナリングフォースとほぼ同
じであるのに対し、同相転舵(δr1)時のコーナリング
フォースが高摩擦路上における場合のコーナリングフォ
ースよりΔF1だけ低下し、第9図に実線で示す如く当初
逆相転舵によって求心方向と逆向きに生ずる車体後部の
横加速度を、その後の同相転舵によって支えきるのが困
難となり、低摩擦路での後輪操舵時乗員が横すべり限界
に近付いたような感覚となって不安を感じる。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、この問題に鑑み、 前輪操舵時、前輪操舵量に応じた同相成分と、前輪操
舵速度に応じた逆相成分との和により決定した角度だけ
後輪を転舵するに際し、 前記逆相成分を、路面摩擦係数の低下につれて減少さ
せる車両の後輪操舵方法を提供しようとするものであ
る。
また第2発明は、同じ目的のため、 前輪操舵時、前輪操舵量に応じた同相成分と、前輪操
舵速度に応じた逆相成分との和により決定した角度だけ
後輪を転舵するに際し、 前記同相成分を、路面摩擦係数の低下につれて増大さ
せる車両の後輪操舵方法を提案するものである。
更に第3発明は、同じ目的のため、 前輪操舵時、前輪操舵量に応じた同相成分と、前輪操
舵速度に応じた逆相成分との和により決定した角度だけ
後輪を転舵するに際し、 前記逆相成分を、路面摩擦係数の低下につれて減少さ
せると共に、 前記同相成分を、路面摩擦係数の低下につれて増大さ
せる車両の後輪操舵方法を提案するものである。
(作 用) 第1発明においては前輪を操舵する時、その操舵量に
応じた同相成分と、操舵速度に応じた逆相成分との和に
より決定した角度だけ後輪をも転舵する。かかる後輪操
舵は、車両の運動性能を操舵周波数に対するヨーレイト
ゲイン特性がフラットになるような理想的なものに近付
けるが如き制御を可能にする。
そして、この際、上記の逆相成分を路面摩擦係数の低
下につれ減少させる。これがため、路面摩擦係数の低下
につれ同相転舵により生ずるコーナリングフォースが低
下しても、これに合せて上記逆相転舵角の減少により逆
相転舵にともなうコーナリングフォース(求心方向と逆
向きの車体後部横加速度)も減少されることとなる。従
って、低摩擦路で同相転舵にともなうコーナリングフォ
ースが低い場合でも、これが上記の横加速度を支えきれ
なくなることはなくなり、低摩擦路での後輪操舵時乗員
が横すべり限界に近付いたような不安感をいだくのを防
止することができる。
なお、かかる作用効果は第2発明のように、前記同相
成分を、路面摩擦係数の低下につれて増大させることで
も同様に達成することができる。
更に第3発明のように、前記逆相成分を、路面摩擦係
数の低下につれて減少させると共に、 前記同相成分を、路面摩擦係数の低下につれて増大さ
せれば、 第1発明による前記の作用効果を一層確実に達成する
ことが可能になる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
第1図は本発明後輪操舵方法の実施に用いる車両の操
舵システムを示し、1L,1Rは夫々左右前輪、2L,2Rは左右
後輪、3はステアリングホイールである。前輪1L,1Rは
夫々ステアリングホイール3によりステアリングギヤ4
を介して転舵可能とし、後輪2L,2Rは夫々後輪転舵アク
チュエータ5により転舵可能とする。
アクチュエータ5はスプリングセンタ式油圧アクチュ
エータとし、室5Rに油圧を供給する時圧力に比例した舵
角だけ後輪2L,2Rを夫々右に転舵し、室5Lに油圧を供給
する時圧力に比例した舵角だけ後輪2L,2Rを夫々左に転
舵するものとする。
アクチュエータ室5L,5Rへの油圧を制御する電磁比例
式後輪転舵制御弁6を設け、この弁6は可変絞り6a,6b,
6c,6dをブリッジ接続して具え、このブリッジ回路にポ
ンプ7、リザーバ8及びアクチュエータ室5L,5Rからの
油路9,10を夫々接続する。弁6は更にソレノイド6L,6R
を具え、これらソレノイドはOFF時夫々可変絞り6a,6b及
び6c,6dを全開させて両アクチュエータ室5L,5Rを無圧状
態にし、ソレノイド6L又は6Rの電流値IL又はIRによるON
時可変絞り6c,6d又は6a,6bを電流値に応じた開度に絞っ
てアクチュエータ室5L又は5Rに電流値IL又はIRに応じた
油圧を供給するものとする。その油圧は前記したように
その値に応じた角度だけ後輪を対応方向へ転舵し、従っ
て後輪舵角δと電流値IL,IRとの関係は第4図及び第
5図の如きものとなる。
ソレノイド6L,6Rの駆動電流IL,IRをコントローラ11に
より制御し、このコントローラにはステアリングホイー
ル操舵角θを検出する操舵角センサ12からの信号、対地
車速Vを検出するトップラーレーダー等の車速センサ13
からの信号、及び路面摩擦係数μを演算する路面μ演算
回路14からの信号を夫々入力する。なお、路面μ演算回
路14はアンチスキッド制御回路等に用いる周知のものと
し得るが、ここでは上記車速センサ13からの車速(V)
信号及び車輪回転数ωを検出する車輪回転センサ15から
の信号を入力され、Vに対するωの比から車輪スリップ
率を求め、これから路面摩擦係数を判断するものとす
る。コントローラ11は入力情報θ,V,μを基に第2図の
如くに機能して後輪操舵を行うものとする。
即ち先ず、操舵角θ、車速V及び路面μを読込み、次
で操舵周波数に対するヨーレイトゲイン特性がフラット
になるような正の比例定数KS及び負の微分定数τを車
速Vからテーブルルックアップする。その後、第3図に
対応するテーブルデータを基に路面摩擦係数μから比例
定数変更係数a及び微分定数変更係数bを夫々テーブル
ルックアップする。変更係数aは路面摩擦係数μの低下
につれ1から漸増して比例定数の正値を漸増するような
ものとし、変更係数bは路面摩擦係数μの低下につれ1
から漸減して微分定数の負値を漸減するものとする。次
に、これら変更係数a,bと、上記KSとから、最終的
な比例定数K及び微分定数τを夫々K=a・KS、τ=b
・τにより求める。
そして、これら比例定数K及び微分定数τと、操舵角
θ及び操舵角速度とから後輪舵角δをδ=K・θ
+τ・の演算により求め、この後輪舵角を得るための
ソレノイド駆動電流IR,ILを夫々第4図及び第5図に対
応するテーブルデータからルックアップし、これら電流
IR,ILを対応ソレノイド6R,6Lに出力して後輪をδだけ
操舵する。
かかる後輪操舵方法によれば、舵角δの演算に当り
K=KS、τ=τとせず、K=a・KS、τ=b・τ
し、これらに用いる変更係数a,bを第3図につき前述し
た如く設定するため、路面摩擦係数μの低下につれ後輪
舵角δを例えば第7図中点線βで示す如く与えること
となり、係数aにより同相転舵角をδr1からδr2へと増
大し、逆相転舵角を−δr1から−δr2へと減少させるこ
とができる。これにより第8図に同符号で示す如く、路
面摩擦係数μの低下につれ後輪の逆相転舵時のスリップ
角が−δr1から−δr2へと低下してコーナリングフォー
スがΔF2だけ低下し、後輪の同相転舵時のスリップ角が
δr1からδr2へと増大してコーナリングフォースがΔF3
だけ増大する。
よって、路面摩擦係数μの低下で同相転舵時のコーナ
リングフォースが第8図中ΔF1だけ低下しても、これに
合せて逆相転舵時のコーナリングフォースを逆相転舵角
の減少(−δr1から−δr2への減少)でΔF2だけ低下さ
せるため、当初逆相転舵によって生ずる車体後部の求心
方向と逆向きにおける横加速度を第9図に点線で示す如
くに低下させることができ、この横加速度をその後の同
相転舵によって十分支えきることが可能となり、乗員が
横すべり限界になったような不安を感ずることがなくな
る。
又同時に、同相転舵角をδr1からδr2へと増大するこ
とから、同相転舵時のコーナリングフォースをΔF3だけ
増大し得て、路面μの低下にともなうコーナリングフォ
ースの低下を実質上ΔF1でなくΔF1−ΔF3に抑え込むこ
とができることとなり、上記の作用効果を益々顕著に奏
し得る。
(発明の効果) かくして本発明後輪操舵方法は上述の如く、後輪を前
輪操舵量に応じた同相成分と、前輪操舵速度に応じた逆
相成分との和により決定した角度だけ操舵するに際し、
逆相成分を路面摩擦係数の低下につれ減少させたり、ま
たは同相成分を路面摩擦係数の低下につれて増大させた
り、或いは逆相成分を路面摩擦係数の低下につれて減少
させると同時に、同相成分を路面摩擦係数の低下につれ
て増大させるから、路面摩擦係数の低下でその後の同相
転舵にともなうコーナリングフォースが小さい場合で
も、当初逆相転舵によって求心方向と逆向きに生ずる車
体後部の横加速度を同相転舵後輪によって支えきれなく
なることはなく、低摩擦路での後輪操舵時横すべり限界
に近付いたような不安感を乗員にいだかせることがなく
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施に用いる車両の操舵装置を例
示するシステム図、 第2図は同例のコントローラによる後輪舵角制御機能の
フローチャート、 第3図は制御定数変更係数の特性図、 第4図及び第5図は夫々後輪舵角とソレノイド駆動電流
の関係線図、 第6図及び第7図は夫々後輪舵角の時系列タイムチャー
ト、 第8図はタイヤの特性図、 第9図は後輪操舵時車体後部にかかる横加速度のタイム
チャートである。 1L,1R……前輪、2L,2R……後輪 3……ステアリングホイール 4……ステアリングギヤ 5……後輪転舵アクチュエータ 6……電磁比例式後輪転舵制御弁 11……コントローラ、12……操舵角センサ 13……車速センサ、14……路面μ演算回路 15……車輪回路センサ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前輪操舵時、前輪操舵量に応じた同相成分
    と、前輪操舵速度に応じた逆相成分との和により決定し
    た角度だけ後輪を転舵するに際し、 前記逆相成分を、路面摩擦係数の低下につれて減少させ
    ることを特徴とする車両の後輪操舵方法。
  2. 【請求項2】前輪操舵時、前輪操舵量に応じた同相成分
    と、前輪操舵速度に応じた逆相成分との和により決定し
    た角度だけ後輪を転舵するに際し、 前記同相成分を、路面摩擦係数の低下につれて増大させ
    ることを特徴とする車両の後輪操舵方法。
  3. 【請求項3】前輪操舵時、前輪操舵量に応じた同相成分
    と、前輪操舵速度に応じた逆相成分との和により決定し
    た角度だけ後輪を転舵するに際し、 前記逆相成分を、路面摩擦係数の低下につれて減少させ
    ると共に、 前記同相成分を、路面摩擦係数の低下につれて増大させ
    ることを特徴とする車両の後輪操舵方法。
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