JP2679088B2 - 車両の操舵制御方法 - Google Patents

車両の操舵制御方法

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JP2679088B2 JP63046415A JP4641588A JP2679088B2 JP 2679088 B2 JP2679088 B2 JP 2679088B2 JP 63046415 A JP63046415 A JP 63046415A JP 4641588 A JP4641588 A JP 4641588A JP 2679088 B2 JP2679088 B2 JP 2679088B2
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    • 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
    • B62D7/1581Steering 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 characterised by comprising an electrical interconnecting system between the steering control means of the different axles

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車両の操舵制御方法に係り、特に従操舵車
輪を操舵する応答速度を車速に応じて可変制御すること
により、車両の操向性を向上し得る車両の操舵制御方法
に関する。
〔従来の技術〕
車両においては、通常、主操舵車輪である前車輪を車
両の所望の進行方向に操舵可能に設けるとともに従操舵
車輪である後車輪を車輪の前後方向と平行に設けてい
る。このような前車輪の二輪を操舵する車両の前車輪を
操舵し旋回させると、前車輪と後車輪とが旋回円に一致
せず、低車速時には内輪差により後車輪が旋回円の内側
に入る姿勢で車両が旋回し、高車速時には遠心力により
前車輪が旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回すること
になる。このため、前車輪を車両の進行方向である旋回
方向に操舵しても車両の姿勢を旋回方向に一致させ操向
することができない問題がある。
そこで、前車輪のみならず後車輪をも操舵することに
より、走行性を向上させる操舵装置を有する車両が提案
された。速ち、この操舵装置においては、前車輪を操舵
するステアリング装置である主操向手段と後車輪を操舵
する後車輪転舵装置である従操向手段とを設け、低速運
転域では車庫入れや狭い屈曲路での走行等における車両
の取り廻し性を向上させる一方、中高速運転域において
は車線変更等における操縦安定性を向上させることがで
きる。
この操舵装置としては、後車輪を操舵する従操向手段
の小型・軽量化して取付上の自由度を大きくするととも
に油漏れ対策を不要とするために、駆動源として電動モ
ータを用いて後車輪を転舵する操舵装置が考えられた。
電動モータを用いた操舵装置としては、例えば特開昭
61−202977号公報に開示されている。この公報に記載の
ものは、車速及び前車輪の転舵量に応じて後車輪の目標
転舵角を決定し、この目標転舵角と後車輪の実際の転舵
角とを比較し、後車輪の転舵角と転舵方向とを制御する
ものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、従来の装置において、車速状態及び前車輪
の転舵状態に応じて後車輪を操舵し、また、上述の公報
のものにおいては、車速によって操舵比を算出し、前車
輪の転舵角と後車輪の転舵角との差によってのみ電動モ
ータのデューティ比を制御していたので、中速運転域に
おいて、後車輪の操舵の応答が必要以上に機敏となり、
運転時に車両の走行状態が滑らかでないという不都合を
招いた。
そこで、この不都合を解消するために、後車輪の操舵
の応答を遅らすと、つまり後車輪を目標転舵角に操舵す
る際に後車輪の操舵速度を小さくすると、高速運転域に
おいて後車輪の操舵の応答が遅くなり、操舵装置の機能
が充分に発揮させ得ず、操縦安定性が低下するという、
相反する不都合を招いた。即ち、上述の公報において
は、前車輪の転舵角と後車輪の転舵角との差が小さい場
合には、後車輪を操舵すべく電動モータへの電流のデュ
ーティ比が小さくなり過ぎ、高速運転域において後車輪
の応答が遅くなって操縦安定性が低下するという不都合
があった。
〔発明の目的〕
そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべ
く、従操舵車輪を目標転舵角に操舵する応答速度を車速
に応じて可変制御することにより、中速運転域において
車両を滑らかに走行させ、また、低速運転域において車
両の取り廻し性を向上し、更に、高速運転域において従
操舵車輪の操舵の応答を機敏にして車両の安定性を向上
し得る車両の操舵制御方法を実現するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するためにこの発明は、電動モータに
より従操舵車輪を主操舵車輪の転舵状態に応じて操舵す
る車両の操舵制御方法において、車速で決められる操舵
比と前記主操舵車輪の転舵角とによって前記従操舵車輪
の目標転舵角を決定し、前記従操舵車輪を前記目標転舵
角に操舵する際に、車速が中速運転域に設定した設定車
速未満である低速運転域の場合に前記従操舵車輪を前記
主操舵車輪の向きに対して逆の方向の逆位相に操舵する
とともに前記従操舵車輪の操舵応答速度を中速運転域の
操舵応答速度よりも大きく制御し、車速が前記設定車速
以上である高速運転域の場合には前記従操舵車輪を前記
主操舵車輪の向きに対し同じ方向の同位相に操舵すると
ともに前記従操舵車輪の操舵応答速度を中速運転域の操
舵応答速度よりも大きく制御したことを特徴とする。
〔作用〕
この発明の方法によれば、主操作車輪が転舵される
と、車速で決められる操舵比と主操舵車輪の転舵角とに
よって従操舵車輪の目標転舵角が決定され、そして、従
操舵車輪を目標転舵角に操舵する際に、車速が中速運転
域に設定した設定車速未満である低速運転域の場合に従
操舵車輪を主操舵車輪の向きに対して逆の方向の逆位相
に操舵し且つ従操舵車輪の操舵応答速度を中速運転域の
操舵応答速度よりも大きく制御し、車速が設定車速以上
である高速運転域の場合には従操舵車輪を主操舵車輪の
向きに対し同じ方向の同位相に操舵し且つ従操舵車輪の
操舵応答速度を中速運転域の操舵応答速度よりも大きく
制御する。これにより、中速運転域において、従操舵車
輪の操舵応答速度を低速、高速運転域の操舵応答速度よ
りも小さくして車両の走行状態を滑らかにし、また、低
速運転域において、従操舵車輪の操舵応答速度を中速運
転域の操舵応答速度よりも大きくして車両の取り廻し性
を向上し、更に、高速運転域においては、従操舵車輪の
操舵応答速度を中速運転域の操舵応答速度よりも大きく
して従操舵車輪の操舵の応答を機敏にして車両の安定性
を向上させることができる。
〔実施例〕
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。
第1〜5図は、この発明の実施例を示すものである。
図において、2は車両、4はステアリングホイール、6
はステアリング軸、8はステアリング装置である主操向
手段、10・10は主操舵車輪たる前車輪、12は後車輪転舵
装置である従操向手段、14・14は従操舵車輪たる後車輪
である。
前記主操向手段8は、ステアリング軸6の先端側に固
設された前側ピニオン(図示せず)とこの前側ピニオン
に噛合すべく前側ラックバー(図示せず)に設けられた
前側ラック(図示せず)とからなり前側ギヤボックス16
に収容された前側ラックピニオン機構18、前側ラックバ
ーの夫々端部に連設した前側タイロッド20・20及びこの
前側タイロッド20・20に連設し且つ前車輪10・10に連結
して前側ナックルアーム22・22により構成される。
前記従操向手段12は、後側ピニオン(図示せず)とこ
の後側ピニオンに噛合すべく後側ラックバー(図示せ
ず)に設けられた後側ラック(図示せず)とからなり後
側ギヤボックス24に収容された後側ラックピニオン機構
26、後側ラックバーの夫々端部に連設した後側タイロッ
ド28・28及びこの後側タイロッド28・28に連設し且つ後
車輪14・14に連結した後側ナックルアーム30・30により
構成される。
前記後側ラックピニオン機構26は、従操向手段12を駆
動制御する電動モータ32に連結している。この電動モー
タ32に電源が供給されずに後側ラックバーが自由に車両
2の左右方向に動き後車輪14・14がフリー状態である場
合には、後側ラックバーをプリセットさせたスプリング
等からなる中立位置保持機構(図示せず)により中立位
置に保持し、後車輪14・14の転舵角を零に維持させてい
る。
前記電動モータ32は、パルス駆動される構成のもので
あり、制御手段34によって作動制御される。
この制御手段34には、ステアリング軸6の回動量を前
車輪10・10の転舵角を検出する前車輪用舵角センサ36
と、電動モータ32の回転による主操舵手段12の作動量を
後車輪14・14の転舵角量として検出する後車輪用舵角セ
ンサ38と、車両2の速度を検出する車速センサ40とが連
絡している。
また、前記制御手段34は、後車輪14・14を目標転舵角
に操舵する応答速度を車速に応じて可変制御するもので
ある。詳述すれば、制御手段34は、前車輪用転舵角セン
サ36と後車輪用転舵角センサ38と車速センサ40とからの
各信号を入力し、車速センサ40からの出力信号状態と前
車輪用転舵角センサ36からの前車輪10・10の転舵角状態
とにより、第4図に示す如く、前車輪10・10と後車輪14
・14との操舵比を車速で決定し、この操舵比と前車輪10
・10の転舵角とによって後車輪14・14の目標転舵角HR
決定し、車速状態に応じて後車輪14・14の操舵応答速度
を可変制御するものである。
この実施例において、前記制御手段34は、第2図に示
す如く、前車輪用転舵角センサ36及び後車輪用転舵角セ
ンサ38に連絡するA/Dコンバータ42と、このA/Dコンバー
タ42及び車速センサ40に連絡する制御回路部44と、この
制御回路部44に連絡するとともに電動モータ32を駆動す
るモータドライバ46とを有し、第5図に示す如く、低速
運転域において、後車輪14・14の操舵応答速度を中速運
転域の操舵応答速度よりも大きくすべく、電動モータ32
への電流のデューティ比を設定車速A2が設定された中速
運転域の場合よりも大きくし、また、中速運転域におい
て、後車輪14・14の操舵応答速度を低速、高速運転域の
操舵応答速度よりも小さくすべく、電動モータ32への電
流のデューティ比を低速、高速運転域の場合よりも小さ
くし、更に、高速運転域においては、後車輪14・14の操
舵応答速度を中速運転域の操舵応答速度よりも大きくす
べく、電動モータ32への電流のデューティ比を中速運転
域の場合よりも大きくし、車速に応じて電流のデューテ
ィ比を変えて電動モータ32を駆動制御する構成である。
次に、この実施例の作用を、第2図のフローチャート
及び第4、5図に基づいて説明する。
制御手段34のプログラムがスタート(ステップ101)
すると、先ず、車速センサ40からの信号入力によって車
速を検知し(ステップ102)、そして前車輪用転舵角セ
ンサ36からの信号で、ステアリング角を入力して前車輪
10・10の転舵角を算出する(ステップ103)。即ち、制
御手段34のA/Dコンバータ42には前車輪用転舵角センサ3
6と後車輪用転舵角センサ38とからの信号が入力され、
そして制御回路部44にA/Dコンバータ42と車速センサ40
とからの信号が入力され、この制御回路部44において演
算が行われる。
次いで、車速センサ40で検知した車速の値で第4図に
示す操舵比を決定し、この操舵比と前車輪10・10の転舵
角とにより、後車輪14・14の目標転舵角HRを決定する
(ステップ104)。即ち、第4図において、車速が設定
車速A1未満の場合には、後車輪14・14は、前車輪10・10
の向きに対し逆の方向である逆位相に操舵される。一
方、車速が設定車速A1以上の場合には、後車輪14・14
は、前車輪10・10の向きに対し同じ方向である同位相に
操舵される。
次に、車速と第5図とにより、電動モータ32を駆動制
御する電流のデューティ比を決定する(ステップ10
5)。即ち、このステップ105においては、第5図に示す
如く、車速が設定車速A2以下の低速運転域においては、
デューティ比を設定車速A2付近の中速運転域よりも少許
大きくして電動モータ32を駆動制御し、これにより後車
輪14・14の操舵応答速度を少許大きくして、車庫入れや
狭い屈曲路での走行等における車両2の取り廻し性を向
上させる。また、車速が、設定車速A2付近の中速運転域
においては、デューティ比を小さくして電動モータ32を
駆動制御し、これにより後車輪14・14の操舵の応答を遅
らせ、車両2の動作を滑らかにする。更に、車速が設定
車速A2以上の高速運転域においては、デューティ比を大
きくして電動モータ32を駆動制御し、後車輪14・14の操
舵応答速度を大きくし、後車輪14・14を機敏に動作させ
て装置の機能を充分に発揮させる。
そして、現在の後車輪14・14の転舵角θを入力する
(ステップ106)。
次に、ステップ107において、後車輪14・14の目標転
舵角HRと現在の後車輪14・14の転舵角θとを比較す
る。
前記ステップ107において、HR>θの場合には、実
際の後車輪14・14の転舵角が目標転舵角に達せず小さい
ので、電動モータ32をモータドライバ46を介して正転で
駆動制御する(ステップ108)。このとき、上述の第5
図に示す如き、低速運転域においては、電動モータ42を
少許大きなデューティ比で駆動制御し、後車輪14・14の
操舵の応答を少許大きくして車両2の取廻し性等を向上
させる。また、中速運転域においては、電動モータ32を
小さなデューティ比で駆動制御し、つまり後車輪14・14
を操舵する応答速度を小さくする。これにより、中速運
転域において、後車輪14・14の操舵の応答があまりにも
機敏となるのを防止し、車両2を滑らかに走行させるこ
とができる。更に、高速運転域においては、電動モータ
32を大なるデューティ比で駆動制御し、つまり後車輪14
・14を操舵する応答速度を大きくする。これにより、高
速運転域において、後車輪14・14を敏捷に操舵制御し、
装置の機能を充分に発揮させ、レーンチェンジ等を速や
かに行わせ、走行の安定性を向上させる。
一方、ステップ107においてHR<θの場合は、算出
した後車輪14・14の転舵角θが目標転舵角よりも大き
いので、ステップ109において電動モータ32を逆転すべ
く駆動制御する。このとき、この電動モータ32は、上述
同様に、低速運転域において少許大なるデューティ比で
駆動制御され、また、中速運転域において小さなデュー
ティ比で駆動制御され、後車輪14・14の操舵応答速度を
小さくするとともに、高速運転域においては、大なるデ
ューティ比で駆動制御されて、後車輪14・14の操舵応答
速度を大きくする。
そして、電動モータ32を上述の如き所定に駆動制御し
た後は、ステップ102に戻す。
また、ステップ107においてHR=θの場合には、後
車輪14・14をこれ以上操舵する必要がないので、電動モ
ータ32の駆動を停止させ(ステップ110)、そしてステ
ップ102に戻す。
この結果、電動モータ32を駆動制御する際には、車速
に応じて後車輪14・14の操舵応答速度を可変制御するこ
とができるので、特に中速運転域において、後車輪14・
14の操舵速度を小さくして応答が敏捷となるのを防止
し、車両2を滑らかに走行させるとともに、高速運転域
においては、後車輪14・14の操舵応答速度を大きくして
応答性を良くし、装置の機能を充分に発揮させ、レーン
チェンジ等を速やかに行わせ、走行の安定性を向上させ
ることができる。従って、全車速域において、車両2の
操向性を向上させ得る。
〔発明の効果〕
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、車速で決められる操舵比と主操舵車輪の転舵角とに
よって従操舵車輪の目標転舵角を決定し、従操舵車輪を
目標転舵角に操舵する際に、車速が中速運転域に設定し
た設定車速未満である低速運転域の場合に従操舵車輪を
主操舵車輪の向きに対して逆の方向の逆位相に操舵し且
つ従操舵車輪の操舵応答速度を中速運転域の操舵応答速
度よりも大きく制御し、車速が設定車速以上である高速
運転域の場合には従操舵車輪を主操舵車輪の向きに対し
同じ方向の同位相に操舵し且つ従操舵車輪の操舵応答速
度を中速運転域の操舵応答速度よりも大きく制御したこ
とにより、中速運転域において車両を滑らかに走行さ
せ、また、低速運転域においては車両の取り廻し性を向
上し、更に、高速運転域においては従操舵車輪の操舵の
応答を機敏として車両の安定性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図は、この発明の実施例を示し、第1図は車両
の概略図、第2図は制御系のブロック図、第3図はこの
実施例の作用を説明するフローチャート、第4図は操舵
比と車速との関係を示す図、第5図は電動モータデュー
ティ比と車速との関係を示す図である。 図において、2は車両、8は主操向手段、10・10は前車
輪、12は従操向手段、14・14は後車輪、32は電動モー
タ、34は制御手段,36は前車輪用転舵角センサ、38は後
車輪用転舵角センサ、40は車速センサ、42はA/Dコンバ
ータ、44は制御回路部、そして46はモータドライバであ
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動モータにより従操舵車輪を主操舵車輪
    の転舵状態に応じて操舵する車両の操舵制御方法におい
    て、車速で決められる操舵比と前記主操舵車輪の転舵角
    とによって前記従操舵車輪の目標転舵角を決定し、前記
    従操舵車輪を前記目標転舵角に操舵する際に、車速が中
    速運転域に設定した設定車速未満である低速運転域の場
    合に前記従操舵車輪を前記主操舵車輪の向きに対して逆
    の方向の逆位相に操舵するとともに前記従操舵車輪の操
    舵応答速度を中速運転域の操舵応答速度よりも大きく制
    御し、車速が前記設定車速以上である高速運転域の場合
    には前記従操舵車輪を前記主操舵車輪の向きに対し同じ
    方向の同位相に操舵するとともに前記従操舵車輪の操舵
    応答速度を中速運転域の操舵応答速度よりも大きく制御
    したことを特徴とする車両の操舵制御方法。
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