JP2941475B2 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、ハンドル操舵角に対す
る車輪転舵角の比であるギヤレシオが変更可能な車両の
操舵制御装置に関するものである。

【従来の技術】従来より、この種車両の操舵制御装置と
して、例えば特開昭６１−１２２０７６号公報に開示さ
れるように、ステアリングハンドルとタイロッドとの間
の操舵力伝達経路中に設けられてギヤレシオ（ハンドル
操舵角／車輪転舵角）を変化させるギヤレシオ可変機構
と、車速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段か
らの信号を入力して制御信号を出力するコントローラ
（制御手段）と、該コントローラの出力信号を受けて上
記ギヤレシオ可変機構を作動させるアクチュエータとを
備え、上記コントローラの制御の下に、低車速域におけ
るギヤレシオの車速に対する変化率つまりギヤレシオ特
性を高車速域におけるそれよりも大きくするようにした
ものは知られている。

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものでは、単に低車速域と高車速域との間でギヤレシオ
特性を変更するに過ぎないが、車両の直進時と非直進時
との間でもギヤレシオ特性を変更することが望ましい。
すなわち、車両の直進時では、安定性を重視すべきであ
り、そのために、車速に関係なくギヤレシオが一定で車
輪が転舵され難くすることが望ましい。一方、車両の非
直進時つまり旋回時では、高車速域になるまでは旋回性
を重視すべきであり、そのために、ギヤレシオが比較的
に低く車輪が転舵され易くすることが望ましい。本発明
はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、車速と共に車両の直進時と非直進時とでギ
ヤレシオの大きさを適切に変えて、車両の回頭性と安定
性との両立化を高次元で確保し得る車両の操舵制御装置
を提供せんとするものである。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ハンドル操舵時にその操舵
角に対し所定のギヤレシオでもって車輪を転舵させる車
両の操舵制御装置として、車速を検出する車速検出手段
と、車両の直進時であるか非直進時であるかを判断する
直進・非直進時判断手段と、車輪を転舵させる車輪転舵
手段と、車速をパラメータとする関数式として定められ
た少なくとも２つのギヤレシオ特性を有し、これらの特
性のうち、第１のギヤレシオ特性は、車速に関係しない
一定の値を示すものであり、第２のギヤレシオ特性は、
上記第１のギヤレシオ特性よりも低くかつ車速が速くな
るほどギヤレシオが増加するものであり、上記直進・非
直進時判断手段で車両の直進時と判断されたときには上
記第１のギヤレシオ特性を、車両の非直進時と判断され
たときには上記第２のギヤレシオ特性をそれぞれ選択す
るギヤレシオ選択手段と、該選択手段で選択されたギヤ
レシオ特性に基づいて上記車輪転舵手段を制御する制御
手段とを備える。そして、上記ギヤレシオ選択手段を、
所定の車速以上では非直進時であっても第１のギヤレシ
オ特性を選択するように設ける構成とする。請求項２記
載の発明は、請求項１記載の発明に従属し、上記直進・
非直進時判断手段を、実際に検出した車両のヨーレート
と予め作成記憶したマップから求めたヨーレートとを比
較して、車両の直進時であるか非直進時であるかを判断
するように構成する。請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明に従属し、上記直進・非直進時判断手段を、
実際のハンドル位置とハンドルセンタの範囲とを比較し
て、車両の直進時であるか非直進時であるかを判断する
ように構成するものである。

【作用】上記の構成により、請求項１〜３記載の発明で
は、直進・非直進時判断手段で車両の直進時と判断され
たときには、ギヤレシオ選択手段で車速に関係しない一
定の値を示す第１のギヤレシオ特性が選択され、このギ
ヤレシオ特性に基づいて制御手段が車輪転舵手段を制御
することにより、ハンドル操舵に対して車輪が転舵され
難くなり、車両の安定性が向上する。また、非直進時と
判断されたときには、上記第１のギヤレシオ特性よりも
低くかつ車速が速くなるほどギヤレシオが増加する第２
のギヤレシオ特性が選択され、このギヤレシオ特性に基
づいて制御手段が車輪転舵手段を制御することにより、
車両の転舵は、車速に応じてギヤレシオで行われ、車両
の回頭性と安定性との両立化が図られる。さらに、所定
の車速以上の高車速域では、非直進時であっても第１の
ギヤレシオ特性が選択され、ハンドル操舵に対して車輪
が転舵され難くなり、安定性が確保される。

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係わる操舵制御装置を
備えた車両のステアリング装置の全体構成を示し、１は
ステアリングハンドル、２は該ステアリングハンドル１
に一端が連結された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２の他端はラック＆ピニオン３を
介して車幅方向に延びる操舵ロッド４に連係されてい
て、ステアリングシャフト２の回転力は上記ラック＆ピ
ニオン３により操舵ロッド４の軸方向（車幅方向）移動
として変換される。上記操舵ロッド４の左右両端は、そ
れぞれタイロッド５，５を介して左右の車輪６Ｌ，６Ｒ
に連結されていて、この操舵ロッド４の軸方向移動によ
り両車輪６Ｌ，６Ｒが左右に転舵されるようになってい
る。上記操舵ロッド４には、該ロッド４を作動ロッドと
する油圧シリンダからなるステアリングアクチュエータ
１１が設けられている。該ステアリングアクチュエータ
１１は、ピストン１２により仕切られた左転舵用油圧室
１３と右転舵用油圧室１４とを有し、この両油圧室１
３，１４は、それぞれ油通路１５，１６を介してサーボ
バルブ１７に接続されている。該サーボバルブ１７は、
電磁式の４ポート３位置切換バルブからなり、このサー
ボバルブ１７には、油ポンプ（図示せず）から吐出され
る圧油を導く油供給通路１８及びドレン通路１９が接続
されている。そして、上記サーボバルブ１７が中立位置
からａ位置に切換わると、油ポンプからの圧油が油供給
通路１８及び油通路１５を介して左転舵用油圧室１３に
供給され、右転舵用油圧室１４内の圧油がドレンされる
ことにより、操舵ロッド４が車両の走行方向に見て右側
に移動して左右の車輪６Ｌ，６Ｒが左向きに操舵され
る。一方、サーボバルブ１７が中立位置からｂ位置に切
換わると、油ポンプからの圧油が油供給通路１８及び油
通路１６を介して右転舵用油圧室１４に供給され、左転
舵用油圧室１３内の圧油がドレンされることにより、操
舵ロッド４が車両の走行方向に見て左側に移動して左右
の車輪６Ｌ，６Ｒが右向きに操舵される。また、上記ス
テアリングシャフト２は、軸方向中間部で２つの部分２
ａ，２ｂに分割されている一方、この両分割シャフト２
ａ，２ｂは、コラムロック２１により断接自在に連結さ
れている。上記コラムロック２１は、圧油の給排により
断接切換えするものであって、油通路２２を介して電磁
式の３ポート２位置切換弁２３に接続されており、該切
換弁２３には油供給通路１８及びドレン通路１９が接続
されている。そして、上記切換弁２３が図示のａ位置に
あるときには、コラムロック２１内の圧油がドレンされ
ることにより、該コラムロック２１が切離されて分割シ
ャフト２ａ，２ｂ同士間での回転力の伝達が遮断され
る。一方、切換弁２３がｂ位置に切換えられると、油ポ
ンプからの圧油が油供給通路１８及び油通路２２を介し
てコラムロック２１内に供給されることにより、該コラ
ムロック２１がロックして分割シャフト２ａ，２ｂ同士
間で回転力の伝達が行われる。以上のような構成によ
り、左右の車輪６Ｌ，６Ｒを転舵させるステアリング装
置の機械的構成部分である車輪転舵手段２４が構成され
ている。上記サーボバルブ１７及び切換弁２３は、それ
ぞれコントロールユニット３１からの制御信号により切
換が制御されるようになっている。上記コントロールユ
ニット３１には、ステアリングハンドル１の操舵角を検
出する操舵角検出手段（操舵角センサ）３２からの舵角
信号θと、車速を検出する車速検出手段（車速センサ）
３３からの車速信号Ｖと、車両のヨーレートを検出する
ヨーレート検出手段３４からのヨーレート信号ψとがそ
れぞれ入力される。図２は上記コントローラユニット３
１によるサーボバルブ１７及び切換弁２３の切換制御に
用いられるギヤレシオ特性図である。この図において、
ギヤレシオ特性には、ギヤレシオが車速Ｖに関係しない
比較的高い一定の値を示す第１のギヤレシオ特性Ａと、
第１の所定車速Ｖ1 以下ではギヤレシオが車速Ｖに関係
しない比較的低い一定の値を示し、かつ第１の所定車速
Ｖ1 以上ではその一定の値から車速Ｖが速くなるほどギ
ヤレシオが一次関数的に増加する第２のギヤレシオ特性
Ｂとが設けられており、上記両ギヤレシオ特性Ａ，Ｂ
は、上記第１の所定車速Ｖ1 よりも高い第２の所定車速
Ｖ2 で交わっている。この２つのギヤレシオ特性Ａ，Ｂ
の中から１つのギヤレシオ特性が、コントロールユニッ
ト３１に内蔵されたギヤレシオ選択手段３７により選択
され、また、この選択されたギヤレシオ特性Ａ又はＢに
基づいて上記車輪転舵手段２４の制御弁１７，２３を制
御する制御手段３８もコントロールユニット３１に内蔵
されている。図３は上記ギヤレシオ選択手段３７でギヤ
レシオ特性Ａ，Ｂを選択するときのフローチャートの一
例である。この選択フローにおいては、先ず、スタート
後、ステップＳ1 で現時点のハンドル操舵角θHnと１サ
イクル前のハンドル舵角θHn-1との積が零以下の負の値
であるか否か、つまりステアリングハンドル１がハンド
ルセンタを通って逆方向に操舵された状態のときか否か
を判定し、その判定がＹＥＳのときにはステップＳ2 で
現時点の車両のヨーレートψn の絶対値をホールドした
後、ステップＳ3 へ移行する一方、判定がＮＯのときに
は直ちにステップＳ3 へ移行する。上記ステップＳ3 で
は、ホールドされたヨーレートψHOLDが図５に示すマッ
プから求めたヨーレートψLWR よりも小さいか否かを判
定する。この図５に示すマップには、ヨーレートψLWR
は車速関数の３種類のものが示されているが、実線で示
すヨーレート特性Ｅは、車両の回頭性を重視して設定し
たものであり、破線で示すヨーレート特性Ｆは、車両の
安定性を重視して設定したものである。さらに、一点鎖
線で示すヨーレート特性Ｇは、車速に拘らずにフィーリ
ングを一定にするために設定したものである。これらの
うちの１つのヨーレート特性Ｅ〜Ｇが実際に用いられ
る。このマップから求められるヨーレートψLWR とホー
ルドされたヨーレートψHOLDとの大小を比較するのは、
結局、車両の直進時であるか非直進時であるかを判定す
るものである。上記ステップＳ3 での判定がＹＥＳのと
きには、続いて、ステップＳ4 で現時点のハンドル操舵
角θHnの絶対値つまりハンドル位置が図４に示すマップ
から求めたハンドルセンタの境界値θHVよりも小さいか
否か、つまりハンドルセンタの範囲内の直進時であるか
否かを判定する。この図４に示すマップでは、ハンドル
センタの境界値θHVは、第１の所定速度Ｖ1 以下では車
両の回頭性を重視して低い値に設定されており、第２の
所定速度Ｖ2 以上では車両の安定性を重視して高い値に
設定されており、第１の所定速度Ｖ1 と第２の所定速度
Ｖ2 との間では車速が速くなるほど一次関数的に高くな
るように設定されている。上記ステップＳ3 及Ｓ4 によ
り、車両の直進時であるか非直進時であるかを二重に判
断確認する直進・非直進時判断手段３５が構成されてお
り、この直進・非直進時判断手段３５は、コントロール
ユニット３１に内蔵されている。そして、上記ステップ
Ｓ3 及Ｓ4 での判定が共にＹＥＳの直進時には、ステッ
プＳ5 でギヤレシオＡを選択し、しかる後にリターンす
る。一方、ステップＳ3 及Ｓ4 のいずれか一方の判定が
ＮＯの非直進時には、ステップＳ6 でギヤレシオ特性Ｂ
を選択し、しかる後にリターンする。したがって、上記
実施例においては、車両の直進時には、ギヤレシオ選択
手段３７で車速に関係しない比較的高い一定の値を示す
第１のギヤレシオ特性Ａが選択され、このギヤレシオ特
性Ａに基づいて車輪転舵手段２４の制御弁１７，２３が
制御されるので、ステアリングハンドル１の操舵に対し
て車輪６Ｌ，６Ｒが転舵され難くなり、車両の安定性を
向上させることができる。また、車両の非直進時には、
上記第１のギヤレシオ特性Ａよりも低くかつ車速が速く
なるほどギヤレシオが増加する第２のギヤレシオ特性Ｂ
が選択され、このギヤレシオ特性Ｂに基づいて車輪転舵
手段２４の制御弁１７，２３が制御されるので、車両の
転舵は、車速に応じたギヤレシオで行われることにな
り、車両の回頭性と安定性との両立化を有効に図ること
ができる。特に、本実施例の場合、所定の車速以上の高
車速域では、非直進時であっても第１のギヤレシオ特性
Ａが選択され、ハンドル操舵に対して車輪が転舵され難
くなるので、安定性をより効果的に確保することができ
る。尚、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その他種々の変形例を包含するものである。例え
ば、上記実施例では、車両の直進時であるか非直進時で
あるかを判断する直進・非直進時判断手段３５におい
て、実際にヨーレート検出手段３４で検出した車両のヨ
ーレートψn （具体的にはホールドしたヨーレートψHO
LD）と予め作成記憶したマップから求めたヨーレートψ
LWR とを比較すること（図３中のステップＳ3 ）と、操
舵角センサ３２で検出した実際のハンドル位置θHnとハ
ンドルセンタの境界値θHVとを比較すること（図３中の
ステップＳ4）とで二重に判断確認するようにしたが、
本発明では、いずれか一方のみで判断するようにしても
よい。その場合、山道等でも直進・非直進の判定を確実
に行うためには前者の判断方法を用いることが望まし
い。

【発明の効果】以上の如く、本発明における車両の操舵
制御装置によれば、車両の直進時には車速に関係しない
一定の値を示す第１のギヤレシオ特性が、非直進時には
上記第１のギヤレシオ特性よりも低くかつ車速が速くな
るほどギヤレシオが増加する第２のギヤレシオ特性がそ
れぞれ選択され、この選択されたギヤレシオ特性に基づ
いてハンドル舵角に対応して車輪転舵が行われるので、
高次元で回頭性と安定性との両立化を図ることができ
る。さらに、所定の車速以上の高車速域では、非直進時
であっても第１のギヤレシオ特性が選択され、ハンドル
操舵に対して車輪が転舵され難くなるので、高車速域で
車両の安定性をより向上させることができる。また、請
求項２記載の発明では、実際に検出した車両のヨーレー
トと予め作成記憶したマップから求めたヨーレートとを
比較して車両の直進時であるか非直進時であるかを判断
するようにしているので、山道等での直進・非直進の判
定を確実に行うことができ、操舵制御の信頼性の向上を
図ることができるという効果をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる車両のステアリング装
置の全体構成図である。

【図２】ギヤレシオ特性図である。

【図３】ギヤレシオ特性の選択に用いられるフローチャ
ート図である。

【図４】ギヤレシオ特性の選択に用いられるマップ図で
ある。

【図５】ギヤレシオ特性の選択に用いられるマップ図で
ある。

【符号の説明】

２４ 車輪転舵手段 ３３ 車速検出手段 ３５ 直進・非直進時判断手段 ３７ ギヤレシオ選択手段 ３８ 制御手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドル操舵時にその操舵角に対し所定
   のギヤレシオでもって車輪を転舵させる車両の操舵制御
   装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 車両の直進時であるか非直進時であるかを判断する直進
   ・非直進時判断手段と、 車輪を転舵させる車輪転舵手段と、 車速をパラメータとする関数式として定められた少なく
   とも２つのギヤレシオ特性を有し、これらの特性のう
   ち、第１のギヤレシオ特性は、車速に関係しない一定の
   値を示すものであり、第２のギヤレシオ特性は、上記第
   １のギヤレシオ特性よりも低くかつ車速が速くなるほど
   ギヤレシオが増加するものであり、上記直進・非直進時
   判断手段で車両の直進時と判断されたときには上記第１
   のギヤレシオ特性を、車両の非直進時と判断されたとき
   には上記第２のギヤレシオ特性をそれぞれ選択するギヤ
   レシオ選択手段と、 該選択手段で選択されたギヤレシオ特性に基づいて上記
   車輪転舵手段を制御する制御手段とを備え、 上記ギヤレシオ選択手段は、所定の車速以上では非直進
   時であっても第１のギヤレシオ特性を選択するように設
   けられている ことを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 【請求項２】 上記直進・非直進時判断手段は、実際に
   検出した車両のヨーレートと予め作成記憶したマップか
   ら求めたヨーレートとを比較して、車両の直進時である
   か非直進時であるかを判断するものである請求項１記載
   の車両の操舵制御装置。
3. 【請求項３】 上記直進・非直進時判断手段は、実際の
   ハンドル位置とハンドルセンタの範囲とを比較して、車
   両の直進時であるか非直進時であるかを判断するもので
   ある請求項１記載の車両の操舵制御装置。