JP2891424B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は前輪及び後輪の操舵を可能とした車両であっ
て、且つ該車両の加速スリップ状態に応じて駆動輪に対
する駆動トルク制御、例えば内燃機関の出力制御を行う
ように車両用走行制御装置に関するものである。

従来の技術 一般に車両の加速時に車輪がスリップして車体が横す
べりを起こす等の不安定な状態となることを防止しつつ
十分な加速を得るために、駆動輪と路面間の摩擦力を最
適にする走行制御装置が知られているが、この種の制御
装置であっては燃料の減量もしくは点火時期を遅らせる
手段とか、内燃機関への吸入空気量を制御する手段等の
駆動軸出力トルク減少手段が知られている。

例えば特開昭61−85248号公報及び特開昭61−85249号
公報には、車両の加速時に生ずる駆動輪の加速スリップ
を防止するための駆動トルク減少手段として、吸気通路
内に設けられてアクセルペダルを連動する第１のスロッ
トルバルブの上流又は下流側に設けられた第２のスロッ
トルバルブの開閉制御手段から成る構成が開示されてい
る。更に特開昭63−309744号〜309748号公報には、前輪
駆動車における同様な駆動力制御手段が開示されてい
る。

又、エンジン出力軸トルクを減少する以外に、駆動輪
に制動を施すことにより、駆動トルクを減少する手段も
一般に駆動トルク減少手段として知られている。

このような構成により、加速スリップの発生時には内
燃機関から駆動軸を介して駆動輪へ伝達される駆動力
を、前記駆動トルク減少手段によって制御することによ
って駆動輪の回転を抑制することができて、加速に起因
するスリップを防止することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来の車両用走行制御装置を
前輪駆動車輪に適用した場合にあっては、車両の発進時
もしくは加速時における駆動輪の加速スリップを防止す
ることが可能ではあるが、車両が高速旋回している際に
車両が高まるにつれて旋回半径に対する車両の速度によ
り定まる前輪のグリップ力，即ち接地力が限界に達して
しまい、車両がドリフトアウトすることがあるという懸
念があった。

他方において、前輪のみならず後輪にも操舵機構を設
けて前後輪の転舵特性を変化させることにより、上記ド
リフトアウト現象を防止した車両も知られているが、こ
のような前後輪操舵車両の場合には、例えば低摩擦路面
を走行する際に駆動輪の加速スリップが増大するととも
に横力が減少して走行安定性が低下し易くなり、且つ車
輪の駆動力が減少することによって加速性能が劣化する
ことがあるという課題があった。

そこで本発明はこのような従来の車両用走行制御装
置，特に前後輪操舵車両が有している課題を解消して、
車両が高速旋回している際にあっても車両がドリフトア
ウトすることがなく、且つ車輪の駆動力の減少を防止す
ることができる車両用走行制御装置の提供を目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、第１図のクレ
ーム対応図に示すように、前輪の操舵に加えて後輪の操
舵を可能とするため後輪操舵機構ｃを備えた車両であっ
て、車両の加速スリップ時に駆動輪と路面間のスリップ
状態に基づき駆動輪の駆動トルクを減少させる駆動トル
ク減少手段ａによって、駆動輪と路面間のスリップを防
止し、且つ車両が高速旋回中である場合には後輪操舵機
構を同位相側へ転舵するとともに車両が低速旋回中であ
る場合には後輪操舵機構を逆位相側へ転舵する機構を備
えており、車両が旋回状態にあるか否かを判別する旋回
状態判別手段ｂと、上記旋回状態判別手段ｂによって車
両が高速旋回中であることが検出された際には、前記駆
動トルク減少手段ａの作動頻度が高い程、後輪操舵機構
ｃの逆位相側への転舵傾向を強めるように制御する制御
手段ｄを設けた車両用走行制御装置の構成にしてある。

作用 かかる構成によれば、駆動輪に加速スリップが発生し
た際には、駆動トルク減少手段ａの作用に基づいて駆動
輪への駆動トルクが減少され、駆動輪の回転が低下して
前記スリップを回避することができる。

一方、旋回状態判別手段ｂによって車両が高速旋回中
であることが検出された際には、制御手段ｄによって後
輪操舵機構ｃの転舵方向が前輪操舵機構の転舵方向と同
位相であるように駆動制御され、且つ上記駆動トルク減
少手段ａの作動頻度が高い程、後輪操舵機構ｃの逆位相
側への転舵傾向が強まるように制御される。

従って車両がドリフトアウトし易い高速旋回時には、
後輪を前輪とは逆位相側の傾向が強くなるように転舵す
ることによって車両の回頭性が高められ、車両のドリフ
トアウトが防止されるという作用が得られる。

実施例 以下図面に基づいて本発明にかかる車両用走行制御装
置の一実例を詳述する。尚、本実施例における車両は前
輪駆動の車両である。

第２図に示した概要図において、１はステアリングホ
イール,3はステアリングシャフトであって該ステアリン
グシャフト３には操舵角に応じたパルス信号を発する旋
回状態判別手段としての操舵角センサ４が取付けられて
いる。

５は前輪転舵用のギヤボックスであり、該ギヤボック
ス５内にはラック＆ピニオン等の運動方向変換機構が内
蔵されている。このギヤボックス５から車幅方向に突出
するタイロッド７の両端部に軸着されたナックルアーム
9,9の駆動輪としての左前輪13及び右前輪14の枢軸13a,1
4aに対して夫々軸支されている。

一方、17は後輪転舵用のアクチュエータであり、この
アクチュエータ17から導出された出力軸17aが後輪側の
ギヤボックス19に連接されている。このギヤボックス19
内には、前記ギヤボックス５と同様にラック＆ピニオン
等の運動方向変換機構が内蔵されていて、このギヤボッ
クス19から車幅方向に突出するタイロッド21の両端部に
軸着されたナックルアーム23,23が従動輪として左後輪1
5及び右後輪16の枢軸15a,16aに対して夫々軸支されてい
る。

上記のギヤボックス19,タイロッド21及びナックルア
ーム23,23によって後輪操舵機構50が構成される。

更に上記左前輪13と右前輪14には、各車両の回転数を
パルス信号として検出する回転数センサ25,27が取付け
られており、更に左後輪15と右後輪16にも同様な回転数
センサ29,31が取り付けられている。

33はCUPを内蔵した制御回路であって、該制御回路33
には前記回転数センサ25,27,29,31から夫々取り出され
た信号ライン25a,27a,29a,31a及び操舵角センサ４から
取り出された信号ライン4aが接続されており、且つ該制
御回路33から出力された信号ライン33aがアクチュエー
タ17に接続されている。そして上記回転数センサ25,27,
29,31及び制御回路33によって車両のスリップ状態量を
演算するスリップ状態量演算手段が構成される。

一方、35は図外のエンジンに燃料を供給する吸気通路
であって、該吸気通路35の内方には第１のスロットルバ
ルブ37と第２のスロットルバルブ39とが並設されてい
る。上記第２のスロットルバルブ39は第１のスロットル
バルブ37の上流側もしくは下流側の何れにあっても良
い。

この第２のスロットルバルブ39はエンジンの出力トル
クを減少させて左前輪13及び右前輪14の駆動トルクを低
減する駆動トルク減少手段を構成している。

41は運転者が操作するアクセルペダルであって、該ア
クセルペダル41により前記第１のスロットルバルブ37の
開度が制御される。

43は第２のスロットルバルブ39を開閉操作するための
ステップモータであり、このステップモータ43には前記
制御回路33から出力された信号ライン33bが接続されて
いて、このステップモータ43の作動によって第２のスロ
ットルバルブ39の開閉状態が制御される。

かかる構成によれば、基本的な動作として先ず左前輪
13及び右前輪14に設けられた回転数センサ25,27と、左
後輪15及び右後輪16に設けられた回転数センサ29,31か
ら得られる各信号が制御回路33に入力され、この制御回
路33によって第２のスロットルバルブ37の開度目標値が
演算され、この開度目標値に対応する駆動信号が信号ラ
イン33bを経由してステップモータ43に入力される。こ
のステップモータ43の駆動力によって、吸気通路35内に
配置された前記第２のスロットルバルブ39が開閉駆動さ
れて、エンジンの駆動トルクが制御される。

そこで前記スリップ状態量演算手段によって車両がス
リップしていることが検出された際には、上記第２のス
ロットルバルブ39の開度目標値を全閉とすることによっ
てエンジンの回転出力が低下され、前記スリップを回避
することができる。

一方、車両が高速旋回中であることが前記ステアリン
グシャフト３に取り付けられた操舵角センサ４から得ら
れる信号によって判別された場合には、この信号が制御
回路33に入力されて、該制御回路33に内蔵された後述す
る演算手段に基づいて後輪転舵補正量が演算され、この
後輪転舵補正量に相当する駆動信号がライン33aを経由
してアクチュエータ17に入力される。

するとこのアクチュエータ17の駆動力がギヤボックス
19からタイロッド21,ナックルアーム23,23から成る後輪
操舵機構50を介して左後輪15及び右後輪16に伝えられ
て、該左後輪15及び右後輪16が前輪13,14の転舵方向と
同位相で且つ前記転舵補正量に相当する角度だけ転舵補
正される。

この時、制御回路33は駆動トルク減少手段としての前
記第２のスロットルバルブ39の作動頻度が高い程、後輪
操舵機構50の上記同位相側から逆位相側への転舵傾向が
強くなるように該後輪操舵機構50を作動制御する。

従って車両がドリフトアウトし易い高速旋回時には、
後輪15,16が同位相側から逆位相側の傾向が強くなるよ
うに転舵されることになり、そのため車両の回頭性が高
められて車両のドリフトアウトが防止されるという作用
が得られる。尚、車両が低速旋回時には後輪15,16が逆
位相側に転舵されるため、後輪の転舵方向が前輪の転舵
方向とは逆となって小回り性は向上する。

次に第３図により、前記制御回路33による制御の実際
をフローチャートとして詳細に説明する。尚、ここで示
されるメインルーチン内での処理は、図示しないオペレ
ーティングシステムにより所定の周期（例えば20msec）
で駆動される定時間割り込み処理である。

同図において、キーシリンダへエンジンキーを差し込
み、イグニッションスイッチをオフからオンに切り換え
た時点からマイクロコンピュータの電源がオンになり、
定時間割り込みがスタートし（ステップ100）、ステッ
プ101により電源オンの後の最初のフローであるか否か
が判断され、最初であればスタート信号がステップ102
に加えられて、制御回路33に内蔵されたメモリのクリア
等初期化処理がなされる。尚、最初のフローでない場合
には上記の初期化処理は省略されて直ちにステップ103
に進む。

ステップ103では前記スリップ状態量演算手段として
の左前輪13の回転数センサ25で検出された回転速度に基
づいて演算された車輪速V_FL,右前輪回転数センサ27で検
出された回転速度に基づいて演算された車輪速V_FR,左後
輪15の回転数センサ29で検出された回転速度に基づいて
演算された車輪速V_RF,右後輪16の回転数センサ31で検出
された回転速度に基づいて演算された車輪速V_RR及び操
舵角センサ４によって検出された操舵角θが読み込まれ
る。

次にステップ104では、ステップ103で読み込まれた各
車輪の車輪速からタイヤと路面間のスリップ状態量とし
てのスリップ率Ｓを、 Ｓ＝（V_F−V_R）/V_F として演算する。但しV_F＝（V_FR＋V_FL）/2 V_R＝（V_RR＋V_RL）/2 即ち、V_F,V_Rはそれぞれ前輪及び後輪の平均車輪速であ
る。

次にステップ105では、前記のステップ104で得られた
スリップ率Ｓが測定値S₀（例えばS₀＝0.1）よりも大き
いか否かが判断され、大きい場合には加速スリップが発
生しているものとしてステップ106へ進む一方、小さい
場合には加速スリップが発生していないものとしてステ
ップ107に進む。

ステップ106では、信号ライン33bを介して前記ステッ
プモータ43に第２のスロットルバルブ39を閉止する指令
信号を発する。従って駆動軸出力トルク減少手段として
の該第２のスロットルバルブ39が閉止されるので、駆動
輪への出力が低減されて車両の加速スリップが抑制され
る。

更に次段のスリップ108で後述するように後輪の転舵
量を補正するためのカウンタに１が加算され、且つノン
スリップタイマがクリヤされてステップ112へ進む。

ステップ107では車両に加速スリップが発生していな
いので、信号ライン33bを介して前記ステップモータ43
に第２のスロットルバルブ39を解放する指令信号が発せ
られ、且つ前記転舵量を補正するカウンタから１が差し
引かれる。従って駆動軸出力トルク減少手段としての該
第２のスロットルバルブ39が開き、駆動軸の出力トルク
が平常の状態に回復する。

更に次段のステップ109では、車両の非スリップ状態
を示すノンスリップタイマが所定時間T₀,例えば3sec経
過したか否かが判断され、経過していない場合にはステ
ップ110へ進んで該ノンスリップタイマに１が加算され
てステップ112へ進む。又、ステップ109でノンスリップ
タイマがT₀sec経過した時にはステップ111へ進んで、上
記後輪の転舵量を補正するためのカウンタがクリヤさ
れ、ステップ112へ進む。

次にステップ112では、車速，特に後輪速V_Rから第１
後輪転舵補正量δ_１′が決定される。本例の場合、図示
したグラフのように後輪速，即ち車速が高い時には
δ_１′が前輪の転舵方向と同位相側（即ちδ_１′＞０）
にあり、後輪速が低い時にはδ_１′が前輪の転舵方向と
逆位相側（δ_１′＜０）にあるように設定されている。
従って後輪速が低い場合には後輪の転舵方向が前輪の転
舵方向と逆になり、車両の小回り性が向上されるように
配慮されている。

次にステップ113では車両の旋回状態判別手段として
の操舵角センサ４によって検出された操舵角θの絶対値
｜θ｜が設定値θ_ａ（例えばθ_ａとして10deg）以上か
否か、即ち車両が旋回状態にあるか否かが判定され、旋
回中であると判定された場合には転舵量がカウントされ
た後、ステップ114へ進み、車両が旋回中でないと判定
された場合にはステップ115へ進む。尚、車両の旋回状
態判別手段としては前記ステアリングホイール１に取り
付けられた操舵角センサ４の外に、左前輪13と右前輪14
の車軸速の相違に基づいて旋回状態を判別するようにし
ても良い。

ステップ114では、前記転舵量を補正するカウンタの
値から第２後輪転舵補正量δ_２′（δ_２＜０′）が決定
され、ステップ116へ進む。本例の場合は前記ステップ1
08によって駆動輪の出力トルクを減少させる時間が長い
ほど該カウント値が大きくなり、且つ第２後輪転舵補正
量δ_２′の逆位相の量が大きくなるように設定されてい
る。換言すれば、駆動トルク減少手段の作動頻度が高い
程、前輪に対する後輪の逆位相側への転舵傾向が強めら
れるように第２後輪転舵補正量が決定される。

このようにしてカウンタ値が大きい程、後輪を逆位相
側への傾向が強くなるように転舵することによって車両
の回頭性を高めることができる。

又、車両が非旋回状態，即ち直進状態にあると判定さ
れた場合には、ステップ115にて上記第２後輪転舵補正
量δ_２′を０とし、ステップ116へ進む。

ステップ116では、上記のステップ112とステップ114
で決定された第１及び第２後輪転舵補正量δ_１′，
δ_２′から後輪転舵総補正量δ′が δ′＝δ_１′＋δ_２′ として演算され、更に次段のステップ117で前輪の操舵
角θと上記後輪転舵総補正量δ′とから後輪転舵量δが δ＝ｋθ＋δ′（ｋは正の定数） として演算される。

即ち、車両の直進時にはδ＝ｋθ＋δ_１′として演算
される前輪操舵角及び車速で定まる舵角（極低車速を除
き同位相）により後輪が操舵される一方、車両の旋回時
にはカウンタ値に基く第２後輪転舵補正量δ_２′によ
り、逆位相側傾向に操舵角が補正される。

このような割り込みフローチャートが繰り返されるこ
とにより、後輪の操舵量δが決定され、転舵機構を介し
て後輪15,16が転舵される。

上記の説明中、駆動軸の出力トルクを低減させるため
の駆動トルク減少手段として、第１のスロットルバルブ
37と並設した第２のスロットルバルブ39を用いてエンジ
ンの出力を低減させる手段を示したが、このような手段
以外にエンジンに対する燃料供給量制御もしくは点火時
期の制御手段に代えることも可能である。又、エンジン
の出力を低減する手段以外に、ブレーキにより駆動トル
クを低減する制動制御手段であっても良い。

更にスリップ率Ｓを決定する基準値として便宜上S₀＝
0.1としたが、このスリップ率は車両及びエンジン等に
よって決定されるものであって、自在に変更されるもの
である。

又、第２のスロットルバルブ39を開閉する手段として
ステップモータ43を使用したが、該ステップモータ43に
代えてDCモータやサーボモータを用いても良い。更に車
両の駆動時のスリップを防止するための駆動トルク減少
手段としてスロットルバルブの開閉手段とエンジンの点
火時期もしく燃料の供給量制御機構又は制動制御手段と
の何れかを組み合わせて併用することも出来る。

以上の実施例においてはスリップの程度を判断するス
リップ状態量としてスリップ率Ｓを用いたが、これに代
えてスリップ量V_R−V_Fを用いて、これに合わせて各設定
値を決め、同様の制御を行ってもよい。

更に本実施例では後輪の速度によって後輪の転補舵正
量を決定するようにしたが、他車両の加速度もしくは横
加速度を因子として転舵補正量を決定するようにしても
良い。

発明の効果 以上詳細に説明した本発明にかかる車両用走行制御装
置によれば、以下に記す作用効果がもたらされる。

即ち、駆動輪に加速スリップが発生したことが検出さ
れた際には、駆動トルク減少手段の作用に基づいて駆動
輪への駆動トルクが減少され、駆動輪の回転が低下して
前記スリップを回避することができる。

一方、旋回状態判別手段によって車両が高速旋回中で
あることが検出された際には、制御手段によって上記駆
動トルクが減少手段の作動頻度が高い程、後輪操舵機構
の同位相側から逆位相側への転舵傾向が強まるように制
御される。

従って車両がドリフトアウトし易い高速旋回中である
ことが検出された際には、駆動トルク減少手段の作動頻
度が高い程、後輪操舵機構の転舵傾向が同位相側から逆
位相側に強められるので、車両の回頭性が高められ、車
両のドリフトアウトを防止することができる。

従って従来の前後輪操舵車両の持つ転舵特性に基づく
ドリフトアウト防止効果が更に向上する上、平常の走行
時にあっても上記トルク減少手段の作用によって前輪の
接地力が弱められることがないので、例えば低摩擦路面
を走行する際に車両の駆動力及び横力の減少に起因する
走行安定性の低下がなくなり、且つ加速性能を良好に維
持することができるという効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる車両用走行制御装置のクレーム
対応図、第２図は同走行制御装置の一実施例を示す概要
図、第３図は同走行制御の実際例を示すフローチャート
である。 １……ステアリングホイール、３……ステアリングシャ
フト、４……操舵角センサ（旋回状態判別手段）、5,19
……ギヤボックス、13……左前輪、14……右前輪、15…
…左後輪、16……右後輪、25,27,29,31……回転数セン
サ、33……制御回路、35……吸気通路、37……第１のス
ロットルバルブ、39……第２のスロットルバルブ（駆動
トルク減少手段）、41……アクセルペダル、43……ステ
ップモータ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今関 隆志 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 福山 雄一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−71761（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−127947（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪の操舵に加えて後輪の操舵を可能とす
   るため後輪操舵機構を備えた車両であって、車両の加速
   スリップ時に駆動輪と路面間のスリップ状態に基づき駆
   動輪の駆動トルクを減少させる駆動トルク減少手段によ
   って駆動輪と路面間のスリップを防止し、且つ車両が高
   速旋回中である場合には後輪操舵機構を同位相側へ転舵
   するとともに、車両が低速旋回中である場合には後輪操
   舵機構を逆位相側へ転舵する機構を備えており、車両が
   旋回状態にあるか否かを判別する旋回状態判別手段と、
   上記旋回状態判別手段によって車両が高速旋回中である
   ことが検出された際には、前記駆動トルク減少手段の作
   動頻度が高いほど後輪操舵機構の逆位相側への転舵傾向
   を強めるように制御する制御手段を設けたことを特徴と
   する車両用走行制御装置。