JP2794954B2 - 補助舵角制御装置 - Google Patents

補助舵角制御装置

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JP2794954B2 JP1234091A JP1234091A JP2794954B2 JP 2794954 B2 JP2794954 B2 JP 2794954B2 JP 1234091 A JP1234091 A JP 1234091A JP 1234091 A JP1234091 A JP 1234091A JP 2794954 B2 JP2794954 B2 JP 2794954B2
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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、ハンドル操舵時に前輪
または後輪の少なくとも一方に補助舵角を与えることで
車両の運動特性を最適に制御する補助舵角制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両荷重条件を制御情報に含む補
助舵角制御装置としては、例えば、特開昭60−672
67号公報に記載のものが知られている。
【0003】上記従来出典には、車両旋回時、加速度の
検出出力と荷重変化量に基づいて、標準荷重時の操縦特
性を決定するパラメータとして定められたスタビリティ
フアクタに、荷重変化時のスタビリティフアクタを一致
させる補助舵角を求め、この補助舵角に対応した駆動信
号を出力し、車両旋回時に操縦性能を常に一定状態に維
持する技術内容が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置にあっては、補助舵角制御における制御定数の決
定を車両停止時に限定していな為、制動による前後加速
度の変化や旋回による横加速度の変化を原因とする荷重
変化を検出してしまい、この誤検出による荷重検出値を
用いて制御定数の決定することで、制御定数の変更によ
り、逆に旋回安定性が損なわれる場合が生じる。
【0005】例えば、カーブの手前でブレーキをかけて
旋回する時、制動により荷重変化が生じ、特に、後輪で
荷重を検出している場合、実際の荷重より軽荷重である
と誤検出される。この荷重検出値により制御定数が変更
された場合、旋回安定性が損なわれることになる。
【0006】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、ハンドル操舵時に前輪または後輪の少な
くとも一方に補助舵角を与えることで車両の運動特性を
最適に制御する補助舵角制御装置において、車両荷重の
誤検出を解消し、適切な制御定数の設定により常に定積
側での旋回安定性の確保と軽積側での操舵応答性の確保
を図ることを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の補助舵角制御装置では、車両荷重条件に応じて
設定される制御定数の切換えを車両停止時に限定して行
なう手段とした。
【0008】即ち、図1のクレーム対応図に示すよう
に、車両の前輪または後輪の少なくとも一方に外部から
の制御により補助舵角を与える補助舵角付与手段aと、
車両の荷重状態を検出する車両荷重検出手段bと、車両
が停止状態かどうかを判断する車両停止判断手段cと、
車両荷重が定積時か軽積時かというように、少なくとも
2つの車両荷重条件により判断する車両荷重条件判断手
段dと、車両停止状態で定積時と判断された時には旋回
安定性を向上する値に、また、車両停止状態で軽積時と
判断された時には操舵応答性を向上する値にというよう
に、車両荷重条件に応じて制御定数を設定する制御定数
設定手段eと、前記制御定数設定手段eにより設定され
た制御定数を用いて目標補助舵角を演算する目標補助舵
角演算手段fと、前記補助舵角付与手段aに対し目標補
助舵角が得られる制御指令を出力する補助舵角制御指令
出力手段gとを備えていることを特徴とする。
【0009】
【作用】荷物積載時や多数の乗車時等で車両を停止させ
ている時には、車両停止判断手段cにおいて、車両停止
状態であると判断され、車両荷重条件判断手段dにおい
て、車両の荷重状態を検出する車両荷重検出手段bから
の荷重検出値に基づいて車両荷重が定積時であると判断
され、制御定数設定手段eにおいて、旋回安定性を向上
する値に設定され、目標補助舵角演算手段fにおいて、
この設定された制御定数を用いて目標補助舵角が演算さ
れ、補助舵角制御指令出力手段gにおいて、補助舵角付
与手段aに対し目標補助舵角が得られる制御指令が出力
される。
【0010】荷物非積載時やドライバーのみの乗車時等
で車両を停止させている時には、車両停止判断手段cに
おいて、車両停止状態であると判断され、車両荷重条件
判断手段dにおいて、車両の荷重状態を検出する車両荷
重検出手段bからの荷重検出値に基づいて車両荷重が軽
積時であると判断され、制御定数設定手段eにおいて、
操舵応答性を向上する値に設定され、目標補助舵角演算
手段fにおいて、この設定された制御定数を用いて目標
補助舵角が演算され、補助舵角制御指令出力手段gにお
いて、補助舵角付与手段aに対し目標補助舵角が得られ
る制御指令が出力される。
【0011】以上のように、車両荷重条件に応じて設定
される制御定数の切換えは、車両停止時に限定して行な
われる。
【0012】
【実施例】構成を説明する。
【0013】図2は本発明実施例の補助舵角制御装置が
適用された四輪操舵車両を示す全体システム図であり、
四輪操舵車両は、ステアリングホイール1によりステア
リングギヤユニット2を介して操舵される前輪3,3
と、前輪操舵時に油圧パワーシリンダ4により転舵され
る後輪5,5とを備えている。
【0014】実施例の補助舵角制御装置は、左右の後輪
5,5間にステアリングリンケージ6,6を介して設け
られ、図外のセンタリングスプリングを有する油圧パワ
ーシリンダ4(補助舵角付与手段に相当)と、該油圧パ
ワーシリンダ4内のピストンにより画成される左右の油
室に接続され、後輪5,5に所定の制御舵角を与える制
御油圧を作り出す油圧制御ユニット11とを備えてい
る。
【0015】前記油圧制御ユニット11は、油圧系とし
て、オイルポンプ18と、オイルポンプ18とはポンプ
圧油路19により接続されるソレノイドバルブ20と、
ソレノイドバルブ20とは2本の制御圧油路21,22
により接続される油圧パワーシリンダ4と、前記制御圧
油路21,22の途中に設けられるカットオフバルブ2
3と、前記ソレノイドバルブ20とはドレーン油路24
を介して接続され前記オイルポポンプ18とは吸入油路
25を介して接続されるリザーブタンク26を有し、電
気系として、車高センサ27(車両荷重検出手段に相
当)と、ハンドル角センサ28と、車速センサ29と、
こられのセンサ信号を入力し、前記ソレノイドバルブ2
0及びカットオフバルブ23にバルブ駆動制御指令を出
力する後輪舵角コントローラ30を有している。
【0016】次に、作用を説明する。
【0017】図3は後輪舵角コントローラ30で行なわ
れる後輪舵角制御作動の流れを示すフローチャートで、
以下、各ステップについて説明する。
【0018】ステップ31では、操舵角定数KがK=K
1 ,操舵角速度定数τがτ=τ1 ,操舵角速度定数τ’
がτ’=τ1'というように、各制御定数K,τ,τ’の
初期設定が行なわれる。
【0019】ステップ32では、ハンドル角センサ28
からのステアリング操舵角Θf と、車速センサ29から
の車速Vと、車高センサ27からの車高Hoが読み込まれ
る。
【0020】ステップ33では、車速Vに基づいて停車
状態かどうかが判断される(車両停止判断手段に相
当)。そして、停車状態であると判断された時には、ス
テップ34へ進み、ステップ34では、車高Hoと軽積,
定積判断車高Hsの大小比較により定積時か軽積時か判断
される(車両荷重条件判断手段に相当)。
【0021】ステップ34でHo≦Hsであり、定積時であ
ると判断された時には、ステップ35へ進み、操舵角定
数KがK=K1 ,操舵角速度定数τがτ=τ1 ,操舵角
速度定数τ’がτ’=τ1'に設定される(制御定数設定
手段に相当)。
【0022】ステップ34でHo>Hsであり、軽積時であ
ると判断された時には、ステップ36へ進み、Ho>Hsの
判断がt秒以上連続しているかどうかが判断され、ステ
ップ36でYES と判断されると、ステップ37へ進み、
操舵角定数KがK=K2 ,操舵角速度定数τがτ=τ2
,操舵角速度定数τ’がτ’=τ2'に設定される(制
御定数設定手段に相当)。尚、各定数の大きさは、K1
>K2 , |τ1|< |τ2|,τ1'≒τ2'の関係にある。
【0023】ステップ33で走行状態と判断された場合
や、ステップ35またはステップ37で各定数が設定さ
れた場合には、ステップ38へ進み、後輪舵角目標値δ
r がステップ38の枠内に示す演算式により演算される
(目標補助舵角演算手段に相当)。尚、前輪操舵角δf
は、ステアリング操舵角Θf とステアリングギヤ比によ
り求められる。
【0024】ステップ39では、後輪舵角目標値δr が
得られるバルブ駆動制御指令がソレノイドバルブ20に
出力される(補助舵角制御指令出力手段に相当)。
【0025】図4は実施例装置の電子制御系ブロック図
であり、図5は実施例装置の後輪制御系ブロック図であ
り、図6は実施例の後輪舵角制御系のブロックダイヤグ
ラムであり、図7は後輪舵角特性図であり、ステップ操
舵時における実施例装置での後輪舵角制御について説明
する。
【0026】まず、図4に示す電子制御系においては、
車高Hoと車速Vの入力情報に基づいてブロック40の車
速制御マップに示すように、各制御定数K,τ,τ’
が、定積時には、K1 ,τ1 ,τ1'の各特性により設定
され、軽積時には、K2 ,τ2 ,τ2'の各特性により設
定される。尚、この設定は停車時に行なわれる。一方、
図4のブロック41はステアリング操舵角Θf がステッ
プ操舵特性であることを示し、ブロック42でこのステ
アリング操舵角Θf にステアリングギヤ比が掛け合わせ
られ、ブロック43に示すように前輪操舵角δf に変換
されるし、ブロック44に示すように操舵角速度に変換
されるし、ブロック45に示すように操舵角加速度に変
換される。これらの前輪操舵角,操舵角速度,操舵角加
速度に対して、ブロック40で得られた各制御定数K,
τ,τ’を掛け合わせて得られた特性が、ブロック4
6,47,48に示され、これら3つの特性の和が後輪
舵角目標値δr として電子制御系から出力されることに
なる。
【0027】図5に示す後輪制御系においては、電子制
御系からの後輪舵角目標値δr にブロック50に示すよ
うに油圧系の遅れがもたせられ、実際に後輪に付与され
る後輪操舵角特性はブロック51に示す特性となる。そ
して、後輪の同位相側舵角によりブロック52に示すよ
うな車両性能が得られ、逆位相側舵角によりブロック5
3に示すような車両性能が得られることになる。
【0028】尚、上記後輪舵角制御系のブロックダイヤ
グラムで示したのが図6である。
【0029】従って、図7の点線特性に示すように、定
積時には、後輪舵角の逆相側成分が小さく、操舵角定数
Kに主に支配される同相側成分の大きな特性を示すこと
になり、ヨーや横加速度のゲインが低減され、高い旋回
安定性が得られる。また、図7の実線特性に示すよう
に、軽積時には、操舵角速度定数τにより主に支配され
る後輪舵角の逆相成分が大きく、同相成分が小さいい特
性を示すことになり、旋回回頭性が向上し、高い操舵応
答性が得られる。
【0030】尚、軽積時に比べ定積時に旋回安定性を向
上させるようにしたのは、定積時はヨーレート大でヨー
ダンピングが悪化するために旋回安定性をより重視する
必要があり、軽積時はヨーレート小で適度なヨーダンピ
ングにより本来的に旋回安定性が得られるためにその余
裕分をドライバーの操舵フィーリングの向上に向けたこ
とによる。
【0031】図8は軽積→定積→定積と移行した場合の
タイムチャートで、図3のフローチャートに示すよう
に、軽積から定積への移行時には、旋回安定性を増す安
全サイドへの移行であることで、軽積から定積への移行
があったら直ちに各制御定数K,τ,τ’の切り換えを
行ない、逆に、定積から軽積への移行時には、旋回安定
性を減じる移行であることで、定積から軽積への移行が
あったら、ステップ36に示すように、t秒間の遅れを
もたせて各制御定数K,τ,τ’の切り換えを行なうよ
うにしている。
【0032】これは、例えば、ワンボックス車の様にピ
ッチ慣性の大きな車両では、急制動をかけて停車した際
に揺り戻しの影響で必ずしも正しい荷重が検出されると
は限らず、停車後にすぐ発車した場合、誤って定積なの
に軽積側の制御定数になってしまい旋回安定性が損なわ
れるおそれがあることによる。
【0033】以上説明してきたように、実施例の補助舵
角制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られ
る。
【0034】(1)ハンドル操舵時に後輪に補助舵角を
与えることで車両の運動特性を最適に制御する補助舵角
制御装置において、定積時と軽積時の車両荷重条件に応
じて設定される各制御定数K,τ,τ’の切換えを車両
停止時に限定して行なう装置とした為、車両荷重の誤検
出を解消し、定積時と軽積時に応じた適切な制御定数
K,τ,τ’の設定により常に定積時における旋回安定
性の確保と軽積時における操舵応答性の確保を図ること
ができる。
【0035】(2)軽積から定積への移行があったら直
ちに各制御定数K,τ,τ’の切り換えを行ない、逆
に、定積から軽積への移行時には、t秒間の遅れをもた
せて各制御定数K,τ,τ’の切り換えを行なう装置と
した為、ピッチ慣性の大きな車両で急制動による停車時
に揺り戻しによる車両荷重の誤検出が防止され、常に旋
回安定性が確保される。
【0036】以上、本発明の実施例を図面により説明し
てきたが、具体的な構成や制御内容に関しては実施例装
置に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更
や追加等があっても本発明に含まれる。
【0037】例えば、実施例では、荷重条件として、定
積と軽積の2との条件により制御する例を示したが、2
つ以上の複数の条件としても良いし、また、無段階の荷
重条件としても良い。
【0038】また、車両荷重検出手段として車高センサ
を用いた例を示したが、サスペンションに加わる車両上
下方向圧力を検知する荷重センサ等を用いても良い。
【0039】また、実施例装置では、後輪舵角制御内容
として、位相反転制御の例を示したが、図5にも記載さ
れている同相のみのディレイ制御や他の制御内容として
も良い。
【0040】実施例では、後輪のみに補助舵角を与える
例を示したが、前輪及び後輪に補助舵角を与える装置や
前輪のみに補助舵角を与える装置にも適用できる。
【0041】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、ハンドル操舵時に前輪または後輪の少なくとも一方
に補助舵角を与えることで車両の運動特性を最適に制御
する補助舵角制御装置において、車両荷重条件に応じて
設定される制御定数の切換えを車両停止時に限定して行
なう手段とした為、車両荷重の誤検出を解消し、適切な
制御定数の設定により常に定積側での旋回安定性の確保
と軽積側での操舵応答性の確保を図ることができるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の補助舵角制御装置を示すクレーム対応
図である。
【図2】実施例の補助舵角制御装置が適用された四輪操
舵車両を示す全体システム図である。
【図3】実施例の補助舵角制御装置の後輪舵角コントロ
ーラで行なわれる後輪舵角制御作動の流れを示すフロー
チャートである。
【図4】実施例装置の電子制御系ブロック図である。
【図5】実施例装置の後輪制御系ブロック図である。
【図6】実施例の後輪舵角制御系のブロックダイヤグラ
ムである。
【図7】実施例装置での後輪舵角特性図である。
【図8】実施例装置で軽積→定積→軽積へ移行した時の
タイムチャートである。
【符号の説明】
a 補助舵角付与手段 b 車両荷重検出手段 c 車両停止判断手段 d 車両荷重条件判断手段 e 制御定数設定手段 f 目標補助舵角演算手段 g 補助舵角制御指令出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−67267(JP,A) 特開 昭64−83468(JP,A) 特開 昭59−23775(JP,A) 特開 平2−212274(JP,A) 特開 昭61−241275(JP,A) 特開 昭60−161255(JP,A) 特開 昭62−91372(JP,A) 実開 昭63−181581(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 6/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の前輪または後輪の少なくとも一方
    に外部からの制御により補助舵角を与える補助舵角付与
    手段と、車両の荷重状態を検出する車両荷重検出手段
    と、車両が停止状態かどうかを判断する車両停止判断手
    段と、車両荷重が定積時か軽積時かというように、少な
    くとも2つの車両荷重条件により判断する車両荷重条件
    判断手段と、車両停止状態で定積時と判断された時には
    旋回安定性を向上する値に、また、車両停止状態で軽積
    時と判断された時には操舵応答性を向上する値にという
    ように、車両荷重条件に応じて制御定数を設定する制御
    定数設定手段と、前記制御定数設定手段により設定され
    た制御定数を用いて目標補助舵角を演算する目標補助舵
    角演算手段と、前記補助舵角付与手段に対し目標補助舵
    角が得られる制御指令を出力する補助舵角制御指令出力
    手段と、を備えていることを特徴とする補助舵角制御装
    置。
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