JP2963238B2 - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の後輪操舵装置に
関するものであり、さらに詳細には、車両の旋回状態を
物理的に検出する旋回状態検出手段と、該旋回状態検出
手段の検出した検出値に基づく実測ヨーレイトが、目標
ヨーレイトになるように、フィードバック制御により、
後輪の舵角を制御するヨーレイトフィードバック制御手
段とを備えた車両の後輪操舵装置に関するものである。

【０００２】

【先行技術】車速に応じて、ハンドル舵角に対応する前
輪の操舵角に対して、所定の転舵比で、後輪を操舵する
車両の後輪操舵装置が知られている。かかる車両の後輪
操舵装置においては、車速にかかわらず、ドライバーの
意思に合致した操舵性能を得ることが可能になるが、ド
ライバーが、ハンドルを操作した直後の過渡状態におい
ては、前輪と後輪とが、同相になる場合が多く、したが
って、過渡状態における初期回頭性が良くないという問
題があった。

【０００３】かかる問題を解決するため、特開平１−２
６２２６８号公報は、ハンドル舵角に基づき、目標ヨー
レイトを算出し、実測ヨーレイトが目標ヨーレイトに等
しくなるように、後輪の操舵角をフィードバック制御す
る車両の後輪操舵装置を提案している。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、かかる
車両の後輪操舵装置においては、一般に、アンダーステ
アとなるように設計されているため、急旋回状態になる
と、旋回半径が大きくなり、ヨーレイトが低下するの
で、ヨーレイトフィードバック制御を実行する場合に
は、ヨーレイトの低下を補うべく、後輪は、逆相方向
に、切り込まれることになり、その結果、過度の逆相状
態が生じて、走行状態が不安定になるという問題があっ
た。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、車両の旋回状態を物理的に検
出する旋回状態検出手段と、該旋回状態検出手段の検出
した検出値に基づく実測ヨーレイトが、目標ヨーレイト
になるように、フィードバック制御により、後輪の舵角
を制御するヨーレイトフィードバック制御手段とを備え
た車両の後輪操舵装置において、急旋回状態において
も、走行安定性を向上させることのできる車両の後輪操
舵装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【発明の構成】本発明のかかる目的は、本件第１発明に
よれば、車両の旋回状態を物理的に検出する旋回状態検
出手段と、該旋回状態検出手段の検出した検出値に基づ
く実測ヨーレイトが、目標ヨーレイトになるように、フ
ィードバック制御により、後輪を舵角を制御するヨーレ
イトフィードバック制御手段とを備えた車両の後輪操舵
装置において、前記旋回状態検出手段により検出された
旋回状態に基づき、車両の横すべり角を推定する横すべ
り角推定手段と、該横すべり角推定手段によって推定さ
れた横すべり角の増大にともない、後輪の舵角を同相方
向に制御する横すべり角制御手段と、前記横すべり角推
定手段より推定された横すべり角の変化率の絶対値が、
所定値未満では、前記ヨーレイトフィードバック制御手
段により、後輪舵角の制御が実行され、所定値以上で
は、前記横すべり角制御手段により、後輪舵角の制御実
行されるように、後輪の舵角を制御する制御手段を切り
換える制御切換え手段とを備えることによって達成され
る。

【０００７】本発明の前記目的は、本件第２発明によれ
ば、車両の旋回状態を物理的に検出する旋回状態検出手
段と、該旋回状態検出手段の検出した検出値に基づく実
測ヨーレイトが、目標ヨーレイトになるように、フィー
ドバック制御により、後輪を舵角を制御するヨーレイト
フィードバック制御手段とを備えた車両の後輪操舵装置
において、前記旋回状態検出手段により検出された旋回
状態に基づき、車両の横すべり角を推定する横すべり角
推定手段と、該横すべり角推定手段によって推定された
横すべり角の増大にともない、後輪の舵角を同相方向に
制御する横すべり角制御手段と、前記旋回状態検出手段
により検出された旋回状態が、所定旋回状態未満の緩旋
回状態においては、前記ヨーレイトフィードバック制御
手段により、後輪舵角の制御が実行され、所定旋回状態
を越えた急な旋回状態においては、前記横すべり角制御
手段により、後輪舵角の制御実行されるように、後輪の
舵角を制御する制御手段を切り換える制御切換え手段
と、前記横すべり角推定手段により推定された横すべり
角の変化率の絶対値が、所定値以上であって、その符号
が、推定された横すべり角と等しいときに、前記横すべ
り角制御手段による後輪舵角の制御量を、その絶対値が
大きくなるように補正する補正手段とを備えることによ
って達成される。

【０００８】本発明の好ましい実施態様においては、さ
らに、ハンドル舵角を検出する舵角検出手段を備え、前
記補正手段が、前記舵角検出手段により検出されたハン
ドル舵角の変化が所定以下で、かつ、前記横すべり角推
定手段により推定された横すべり角の変化率の絶対値
が、所定値以上であって、その符号が、推定された横す
べり角と等しいときに、前記横すべり角制御手段による
後輪舵角の制御量が大きくなるように補正するように構
成されている。

【０００９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、実測ヨーレイトの変化率がゼロに近づくよ
うに、後輪の舵角をファジイ制御するファジイ制御手段
を備え、前記制御切換え手段が、前記所定旋回状態より
さらに急な旋回状態を越えたときに、後輪の舵角を制御
する制御手段を、前記ファジイ制御手段に切り換えるよ
うに構成されている。

【００１０】

【発明の作用】本件第１発明によれば、横すべり角推定
手段より推定された横すべり角の変化率の絶対値が、所
定値以上では、横すべり角制御手段により、横すべり角
推定手段によって推定された横すべり角の増大にともな
い、後輪の舵角は、同相方向に制御されるから、過度の
逆相状態が生ずることが防止され、走行安定性を向上さ
せることが可能になる。

【００１１】本件第２発明によれば、所定旋回状態を越
えた急な旋回状態においては、横すべり角制御手段によ
り、横すべり角推定手段によって推定された横すべり角
の増大にともない、後輪の舵角は、同相方向に制御され
るから、過度の逆相状態が生ずることが防止され、走行
安定性を向上させることが可能になり、さらには、横す
べり角推定手段により推定された横すべり角の変化率の
絶対値が、所定値以上であって、その符号が、推定され
た横すべり角と等しいときに、横すべり角制御手段によ
る後輪舵角の制御量を、その絶対値が大きくなるよう
に、すなわち、推定された横すべり角が正で、かつ、推
定された横すべり角の変化率が、所定値以上のときは、
横すべり角制御手段による後輪舵角の制御量が大きくな
るように、他方、推定された横すべり角が負で、かつ、
推定された横すべり角の変化率が、所定値以下のとき
は、横すべり角制御手段による後輪舵角の制御量が小さ
くなるように、補正する補正手段が設けられているか
ら、横すべり角制御手段による後輪舵角の制御が実行さ
れているにもかかわらず、推定された横すべり角が大き
な変化率で、さらに大きく、あるいは、さらに小さく、
変化しており、横すべり角制御手段による制御のみで
は、走行安定性を十分向上させることが困難な走行状態
においては、補正手段により、横すべり角制御手段によ
る後輪舵角の制御量をその絶対値が大きくなるように、
すなわち、推定された横すべり角が正のときには、後輪
舵角の制御量が増大するように、他方、推定された横す
べり角が負のときには、後輪舵角の制御量が減少するよ
うに、補正して、より同相量が大きくなるように、後輪
の舵角が制御されるから、かかる走行状態においても、
走行安定性を向上させることが可能になる。

【００１２】本発明の好ましい実施態様によれば、所定
旋回状態を越えた急な旋回状態においては、横すべり角
制御手段により、横すべり角推定手段によって推定され
た横すべり角の増大にともない、後輪の舵角は、同相方
向に制御されるから、過度の逆相状態が生ずることが防
止され、走行安定性を向上させることが可能になり、さ
らには、横すべり角制御手段による後輪舵角の制御が実
行されており、かつ、舵角検出手段により検出されたハ
ンドル舵角の変化が所定以下で、横すべり角の変化が小
さくなることが期待される走行状態であるにもかかわら
ず、横すべり角推定手段により推定された横すべり角の
変化率の絶対値が、所定値以上で、かつ、その符号が、
推定された横すべり角と等しく、すなわち、推定された
横すべり角が正のときに、推定された横すべり角の変化
率が所定値以上で、推定された横すべり角がさらに増大
しつつあり、あるいは、推定された横すべり角が負のと
きに、推定された横すべり角の変化率が所定値以下で、
推定された横すべり角がさらに減少しつつあり、横すべ
り角制御手段による制御のみでは、走行安定性を十分向
上させることが困難な走行状態においては、補正手段に
より、横すべり角制御手段による後輪舵角の制御量を、
その絶対値が大きくなるように補正して、より同相量が
大きくなるように、後輪の舵角が制御されるから、かか
る走行状態においても、走行安定性を向上させることが
可能になる。

【００１３】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、さらに、実測ヨーレイトの変化率がゼロに近づくよ
うに、後輪の舵角をファジイ制御するファジイ制御手段
を備えており、制御切換え手段が、所定旋回状態よりさ
らに急な旋回状態を越えたときに、後輪の舵角を制御す
る制御手段を、ファジイ制御手段に切り換えるように構
成されているから、過度のオーバーステア状態が発生し
たときにも、走行安定性の低下を防止することが可能に
なる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づき、本発明の好ましい
実施例につき、詳細に説明を加える。図１は、本発明の
実施例に係る車両の後輪操舵装置を含む車両の車輪操舵
装置の略平面図である。

【００１５】図１において、本発明の実施例に係る車両
の後輪操舵装置を含む車両の車輪操舵装置は、ハンドル
１と、ハンドル１の操作により、左右の前輪２、２を転
舵させる前輪操舵装置１０と、前輪操舵装置１０による
前輪２、２の転舵に応じて、左右の後輪３、３を転舵さ
せる後輪操舵装置２０を有している。前輪操舵装置１０
は、車体幅方向に配置されており、その両端部が、タイ
ロッド１１、１１およびナックルアーム１２、１２を介
して、左右の前輪２、２に連結されたリレーロッド１３
と、ハンドル１の操作に連動して、リレーロッド１３を
左右に移動させるラック・アンド・ピニオン式のステア
リングギア機構１４とを有し、ハンドル１の操作方向
に、その操作量に対応する角度だけ、左右の前輪２、２
を転舵させるようになっている。

【００１６】他方、後輪操舵装置２０は、車体幅方向に
配置されており、その両端部が、タイロッド２１、２１
およびナックルアーム２２、２２を介して、左右の後輪
３、３に連結されたリレーロッド２３と、モータ２４
と、モータ２４により、減速機構２５およびクラッチ２
６を介して、駆動され、リレーロッド２３を左右に移動
させるラック・アンド・ピニオン式のステアリングギア
機構２７と、リレーロッド２３が中立位置に保持される
ように付勢するセンタリングバネ２８および車両の走行
状態に応じて、モータ２４の作動を制御するコントロー
ルユニット２９を備えており、左右の後輪３、３を、モ
ータ２４の回転方向に対応する方向に、モータ２４の回
転量に応じた角度だけ転舵させるようになっている。

【００１７】図２は、モータ２４の作動を制御するコン
トロールユニット２９および車両に設けられた走行状態
検出系のブロックダイアグラムである。図２において、
コントロールユニット２９は、ヨーレイトフィードバッ
ク制御手段３０と、横すべり角制御手段３１と、ファジ
イ制御手段３２と、制御切換え手段３３、横すべり角の
推定値βを算出する横すべり角算出手段３４および横す
べり角制御手段３１の制御量を補正する補正手段３５と
を備えており、車速Ｖを検出する車速センサ４０、ハン
ドル１の舵角、すなわち、前輪２、２の舵角θｆを検出
する舵角センサ４１、車両のヨーレイトＹを検出する旋
回状態検出手段であるヨーレイトセンサ４２および車両
に加わる横加速度ＧＬを検出する横加速度センサ４３か
らの検出信号が入力されている。

【００１８】ヨーレイトフィードバック制御手段３０
は、車速センサ４０から入力された車速Ｖの検出信号お
よび舵角センサ４１から入力された前輪の舵角θｆに基
づき、目標ヨーレイトＹ０を算出するとともに、目標ヨ
ーレイトＹ０と、ヨーレイトセンサ４２から入力された
実測ヨーレイトＹ（ｎ）との偏差Ｅを算出して、あらか
じめ記憶しているＩ−ＰＤ制御の計算式に基づいて、ヨ
ーレイトＹのフィードバック制御量Ｒｂ（ｎ）を算出
し、制御切換え手段３３に出力し、制御切換え手段３３
から、制御実行信号が入力されたときは、モータ２４
に、フィードバック制御信号を出力する。

【００１９】また、制御切換え手段３３は、ヨーレイト
フィードバック制御手段３０から入力された目標ヨーレ
イトＹ０（ｎ）と実測ヨーレイトＹ（ｎ）との偏差Ｅ
（ｎ）に基づき、偏差Ｅ（ｎ）の変化率ΔＥ（ｎ）を算
出し、偏差Ｅ（ｎ）の絶対値および偏差Ｅ（ｎ）の変化
率ΔＥ（ｎ）の絶対値が、それぞれ、所定値Ｅ０および
所定値ΔＥ０を越えている旋回状態のとき、すなわち、
きわめて急な旋回状態のときに、ファジイ制御手段３２
に制御実行信号を出力し、偏差Ｅ（ｎ）の絶対値および
偏差Ｅ（ｎ）の変化率ΔＥ（ｎ）の絶対値が、それぞ
れ、所定値Ｅ０および所定値ΔＥ０以下であり、かつ、
横すべり角算出手段３４により算出された横すべり角の
推定値β（ｎ）の絶対値が、所定値β０を越えている旋
回状態、すなわち、急な旋回状態のときに、横すべり角
制御手段３１および補正手段３５に制御実行信号を出力
し、その他の場合、すなわち、通常の旋回状態のとき
に、ヨーレイトフィードバック制御手段３０に制御実行
信号を出力するように構成されている。

【００２０】横すべり角制御手段３１は、制御切換え手
段３３から、制御実行信号が入力されたときは、あらか
じめ記憶している計算式に基づいて、横すべり角制御量
Ｒβ（ｎ）を算出して、横すべり角制御信号を、モータ
２４に出力する。また、ファジイ制御手段３２は、ヨー
レイトセンサ４２により検出されたヨーレイトＹ（ｎ）
の変化率ΔＹ（ｎ）を演算し、制御切換え手段３３か
ら、制御実行信号が入力されたときは、あらかじめ記憶
しているメンバーシップ関数および関数補正手段３５か
ら入力された補正信号に基づいて、実測ヨーレイトＹ
（ｎ）の変化率ΔＹ（ｎ）がゼロに近づくように、たと
えば、実測ヨーレイトＹ（ｎ）の変化率ΔＹ（ｎ）の絶
対値を算出して、その絶対値が減少するように、ファジ
イ制御量Ｒｆ（ｎ）を算出して、ファジイ制御信号を、
モータ２４に出力する。

【００２１】横すべり角算出手段３４は、車速センサ４
０の検出した車速Ｖ（ｎ）、ヨーレイトセンサ４２の検
出した実測ヨーレイトＹ（ｎ）および横加速度センサ４
３の検出した横加速度ＧＬ（ｎ）に基づき、次の式に
したがって、横すべり角の推定値β（ｎ）を算出し、横
すべり角制御手段３１、制御切換え手段３３および補正
手段３５に出力する。

【００２２】 β（ｎ）＝９．８×｛ＧＬ（ｎ）／Ｖ（ｎ）｝×｛Ｙ（ｎ）／５７｝ ＋β（ｎ−１）・・・・・・・・・・・ ここに、（ｎ）は、今回の制御タイミングにおける値を
示し、（ｎ−１）は、前回の制御タイミングにおける値
を示している。補正手段３５は、横すべり角算出手段３
４から入力された横すべり角の推定値β（ｎ）に基づ
き、横すべり角の推定値β（ｎ）の微分値ｄβ（ｎ）を
算出するとともに、舵角センサ４１から入力された前輪
２、２の舵角θｆ（ｎ）の変化率ｄθｆ（ｎ）を算出
し、横すべり角の推定値β（ｎ）とその微分値ｄβ
（ｎ）の符号が等しく、横すべり角の推定値β（ｎ）の
微分値ｄβ（ｎ）の絶対値が、所定値ｄβ０以上で、か
つ、前輪２、２の舵角θｆ（ｎ）の変化率ｄθｆ（ｎ）
の絶対値が、所定値ｄθ０以下のときに、補正信号を、
横すべり角制御手段３１に出力するように構成されてい
る。

【００２３】図３および図４は、以上のように構成され
たコントロールユニット２９により実行される後輪３、
３の舵角制御のフローチャート、図５は、タイヤのコー
ナリング・フォースＣ．Ｆ．と横すべり角との関係を示
すグラフである。図３および図４において、まず、車速
センサ４０の検出した車速Ｖ（ｎ）、舵角センサ４１の
検出した前輪２、２の舵角θｆ（ｎ）、ヨーレイトセン
サ４２の検出した車両のヨーレイトＹ（ｎ）および横加
速度センサ４３の検出した車両に加わる横加速度ＧＬ
（ｎ）が、コントロールユニット２９に入力される。

【００２４】ヨーレイトフィードバック制御手段３０
は、車速センサ４０から入力された車速Ｖ（ｎ）の検出
信号および舵角センサ４１から入力された前輪の舵角θ
ｆ（ｎ）に基づき、次式にしたがって、その制御タイ
ミングでの目標ヨーレイトＹ０（ｎ）を算出する。 Ｙ０（ｎ）＝Ｖ（ｎ）／｛１＋Ａ・Ｖ（ｎ）² ｝×θｆ（ｎ）／Ｌ ・・・・・・・・・・・ ここに、Ａは、スタビリティファクタであり、Ｌは、ホ
ィールベースの長さである。

【００２５】次いで、ヨーレイトフィードバック制御手
段３０は、こうして算出された目標ヨーレイトＹ０
（ｎ）と、ヨーレイトセンサ４２から入力された実測ヨ
ーレイトＹ（ｎ）との偏差Ｅ（ｎ）を、次式にしたが
って、算出し、 Ｅ（ｎ）＝Ｙ０（ｎ）−Ｙ（ｎ）・・・・・・・・・・・・・ さらに、次のＩ−ＰＤ制御の計算式にしたがって、そ
の制御タイミングでのヨーレイトＹ（ｎ）のフィードバ
ック制御量Ｒｂ（ｎ）を算出する。

【００２６】 Ｒｂ（ｎ）＝Ｒｂ（ｎ−１） −〔ＫＩ×Ｅ（ｎ）−ＦＰ×｛Ｙ（ｎ）−Ｙ（ｎ−１）｝ −ＦＤ×｛Ｙ（ｎ）−２×Ｙ（ｎ−１）＋Ｙ（ｎ−２）〕 ・・・・・・・・・・・ ここに、ＫＩは積分定数、ＦＰは比例定数、ＦＤは微分
定数、Ｒｂ（ｎ−１）は、前回の制御タイミングにおけ
るフィードバック制御量、Ｙ（ｎ−１）は、前回の制御
タイミングにおける実測ヨーレイト、Ｙ（ｎ−２）は、
前々回の制御タイミングにおける実測ヨーレイトを、そ
れぞれ、示している。

【００２７】こうして算出されたヨーレイトＹ（ｎ）の
フィードバック制御量Ｒｂ（ｎ）および偏差Ｅ（ｎ）
は、制御切換え手段３３に出力される。制御切換え手段
３３は、ヨーレイトフィードバック制御手段３０、横す
べり角制御手段３１またはファジイ制御手段３２のいず
れの制御手段によって、後輪３、３の舵角θｒ（ｎ）を
制御すべきかを判定するため、まず、偏差Ｅ（ｎ）の変
化率ΔＥ（ｎ）を算出し、偏差Ｅ（ｎ）の絶対値が、所
定値Ｅ０より大きく、かつ、偏差Ｅ（ｎ）の変化率ΔＥ
（ｎ）の絶対値が、所定値ΔＥ０より大きいか否かを判
定する。

【００２８】その判定結果が、ＹＥＳのとき、すなわ
ち、偏差Ｅ（ｎ）の絶対値が、所定値Ｅ０より大きく、
かつ、変化率ΔＥ（ｎ）の絶対値が、所定値ΔＥ０より
大きいときは、車両は、図５における領域Ｓ３に相当す
る状態にあり、車両がきわめて急な旋回状態にあり、過
大なオーバーステア傾向となって、急激に、その向きを
変えていると認められる不安定な走行状態にあるから、
ヨーレイトフィードバック制御により、後輪３、３の舵
角θｒ（ｎ）を、車両が安定して走行するように制御す
るときは、演算速度がきわめて早い大型のコンピュータ
を用いないかぎり、車両のヨーレイト変化に追従するこ
とができず、きわめて困難であり、その一方で、このよ
うに大型のコンピュータを車両に搭載することは、不経
済であるとともに、スペース的に、きわめて困難である
ので、本実施例においては、かかる旋回状態では、制御
切換え手段３３は、ファジイ理論に基づき、後輪３、３
の舵角θｒ（ｎ）をファジイ制御すべき旋回状態である
と判定し、ファジイ制御手段３２に、制御実行信号を出
力する。

【００２９】ファジイ制御手段３２は、制御切換え手段
３３から制御実行信号が入力されたときは、ヨーレイト
センサ４２から入力されたヨーレイトＹの検出信号に基
づいて、ヨーレイトＹ（ｎ）の変化率ΔＹ（ｎ）を演算
するとともに、偏差Ｅ（ｎ）および変化率ΔＥ（ｎ）の
関数であるメンバーシップ関数に基づき、次式にした
がって、ヨーレイトＹ（ｎ）の変化率ΔＹ（ｎ）がゼロ
に近づくように、ファジイ制御量Ｒｆ（ｎ）を算出し、
ファジイ制御信号を、モータ２４に出力する。

【００３０】 Ｒｆ（ｎ）＝ｆ（Ｅ（ｎ）、ΔＥ（ｎ））・・・・・・・・・ これに対して、偏差Ｅ（ｎ）の絶対値が、所定値Ｅ０よ
り大きくなく、あるいは、変化率ΔＥ（ｎ）の絶対値
が、所定値ΔＥ０より大きくないときは、制御切換え手
段３３は、横すべり角算出手段３４から入力された横す
べり角の推定値β（ｎ）の絶対値が、所定値β０より大
きいか否かを判定する。

【００３１】その結果、横すべり角の推定値β（ｎ）の
絶対値が、所定値β０以下のときは、図５におけるコー
ナーリング・フォースＣ．Ｆ．と横すべり角とがほぼ比
例関係にある領域Ｓ１に相当する走行状態にあると認め
られ、安定した走行状態にあると判定できるので、制御
切換え手段３３は、ヨーレイトフィードバック制御手段
３０に、制御実行信号を出力する。

【００３２】ヨーレイトフィードバック制御手段３０
は、制御切換え手段３３から、制御実行信号を受けたと
きは、ヨーレイトフィードバック制御信号を、モータ２
４に出力して、式により算出されたヨーレイトフィー
ドバック制御量Ｒｂ（ｎ）にしたがって、モータ２４を
回転させ、後輪３、３を転舵させる。他方、その判定結
果がＹＥＳのとき、すなわち、横すべり角の推定値β
（ｎ）の絶対値が、所定値β０より大きいときは、図５
における領域Ｓ２に相当する走行状態にあると認めら
れ、横加速度ＧＬ（ｎ）が大きい急な旋回状態であっ
て、大きなタイヤの横すべりが発生しており、車両の旋
回半径が大きくなって、ヨーレイトＹ（ｎ）が低下して
いるから、後輪３、３の舵角θｒ（ｎ）を、ヨーレイト
フィードバック制御によって、制御する場合には、ヨー
レイトＹ（ｎ）の低下を補うために、後輪３、３が、前
輪２、２の舵角θｆ（ｎ）に対して、逆相方向に転舵さ
れ、走行安定性が低下するおそれがあり、その一方で、
ファジイ制御によらなければならないほど、車両の向き
が急激に変化しているような不安定な走行状態ではない
ので、制御切換え手段３３は、横すべり角制御を実行す
べき旋回状態であると判定し、横すべり角制御手段３１
および補正手段３５に、制御実行信号を出力する。

【００３３】補正手段３５は、制御切換え手段３３か
ら、制御実行信号を受けたときは、横すべり角算出手段
３４から入力された横すべり角の推定値β（ｎ）を微分
して、その変化率ｄβ（ｎ）を算出し、横すべり角の推
定値β（ｎ）と横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄ
β（ｎ）の符号が等しいか否かを判定する。その結果、
ＮＯのとき、すなわち、横すべり角の推定値β（ｎ）と
横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）とが異
符号のときは、横すべり角の推定値β（ｎ）はゼロに収
束しつつあると判定し得るから、補正手段３５は、補正
信号を出力しない。

【００３４】他方、ＹＥＳのとき、すなわち、横すべり
角の推定値β（ｎ）と横すべり角の推定値β（ｎ）の変
化率ｄβ（ｎ）とが同符号のときは、横すべり角の推定
値β（ｎ）は増大あるいは減少しつつあると認められる
から、補正手段３５は、さらに、横すべり角の推定値β
（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）の絶対値が、所定値ｄβ０以
上か否かを判定する。

【００３５】その結果、ＮＯのとき、すなわち、横すべ
り角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）の絶対値が、
所定値ｄβ０未満のときは、横すべり角の推定値β
（ｎ）は増大あるいは減少しつつあるが、その増大割合
あるいは減少割合は小さく、横すべり角の推定値β
（ｎ）に比例して、後輪３、３の舵角θｒ（ｎ）を制御
すれば足りる状態と認められるから、補正手段３５は、
補正信号を出力しない。

【００３６】他方、判定結果が、ＹＥＳのとき、すなわ
ち、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）の
絶対値が、所定値ｄβ０以上のときは、補正手段３５
は、さらに、舵角センサ４１から入力された前輪２、２
の舵角θｆ（ｎ）の絶対値が、所定値θｆ０以下か否か
を判定する。その結果、ＮＯのとき、すなわち、前輪
２、２の舵角θｆ（ｎ）の変化率ｄθｆ（ｎ）の絶対値
が、所定値ｄθｆ０を越えているときは、ハンドル１
が、所定速度以上で、操舵されているのであるから、横
すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）の絶対値
が、所定値ｄβ０以上であっても、横すべり角の推定値
β（ｎ）に比例するように、後輪３、３の舵角θｒ
（ｎ）を制御すればよく、同相量がさらに増大するよう
に、後輪３、３の舵角θｆ（ｎ）の制御量を大きく補正
する必要はないと認められ、したがって、補正手段３５
は、補正信号を出力しない。

【００３７】これに対して、ＹＥＳのとき、すなわち、
前輪２、２の舵角θｆ（ｎ）の変化率ｄθｆ（ｎ）絶対
値が、所定値ｄθｆ０以下のときは、ハンドル１が、ほ
とんど操舵されてはいないにもかかわらず、横すべり角
の推定値β（ｎ）が大きく変化している走行状態、すな
わち、横すべり角の推定値β（ｎ）が所定値β０を越
え、かつ、所定以上の割合で、増大あるいは減少しつつ
ある走行状態にあり、同相量がさらに増大するように、
後輪３、３の舵角θｆ（ｎ）の制御量を大きく補正しな
いと、走行状態が不安定になるおそれがあるから、補正
手段３５は、補正信号を、横すべり角制御手段３１に出
力する。

【００３８】横すべり角制御手段３１は、制御切換え手
段３３から、制御実行信号を受けたが、補正手段３５か
ら、補正信号を受けないときは、次の式にしたがっ
て、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）を算出する。 Ｒβ（ｎ）＝ｋ１×β（ｎ）・・・・・・・・・・・・・・ ここに、ｋ１は制御定数であり、正の値を有しており、
したがって、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）は、横すべり
角の推定値β（ｎ）が正のときは、横すべり角の推定値
β（ｎ）が大きいほど、大きな値となり、他方、横すべ
り角の推定値β（ｎ）が負のときは、横すべり角の推定
値β（ｎ）が小さいほど、小さな値となるから、横すべ
り角制御量Ｒβ（ｎ）にしたがって、後輪舵角θｒ
（ｎ）を制御すれば、横すべり角の推定値β（ｎ）の絶
対値が大きいほど、後輪３、３は、前輪２、２と同相方
向に、同相量が増大するように転舵されることになるの
で、車両の旋回半径が大きく、ヨーレイトＹ（ｎ）が低
下している走行状態で、後輪３、３が、前輪２、２の舵
角θｆ（ｎ）に対して、逆相方向に転舵され、走行安定
性が低下することが確実に防止される。

【００３９】他方、横すべり角制御手段３１は、制御切
換え手段３３から、制御実行信号を受けるとともに、補
正手段３５から、補正信号を受けたときは、次の式に
したがって、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）を算出する。 Ｒβ（ｎ）＝ｋ１×β（ｎ）＋ｋ２×ｄβ（ｎ）・・・・・・・・ ここに、ｋ２は制御定数であり、正の値を有しており、
したがって、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）は、横すべり
角の推定値β（ｎ）が正のときは、横すべり角の推定値
β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）が大きいほど、大きな値と
なり、他方、横すべり角の推定値β（ｎ）が負のとき
は、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）が
小さいほど、小さな値となるから、横すべり角の推定値
β（ｎ）の絶対値が所定値β０を越え、横すべり角制御
手段３１による後輪舵角の制御が実行される走行状態に
おいて、ハンドル１がほとんど操舵されていないにもか
かわらず、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ
（ｎ）の絶対値が所定値ｄβ０以上である走行状態、す
なわち、車両の横すべり角が、所定の割合以上で、増大
あるいは減少しつつあり、横すべり角の推定値β（ｎ）
に比例するように、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）を定
め、後輪３、３を、同相方向に転舵するのみでは、車両
の走行状態が不安定になるおそれのある場合には、後輪
３、３を、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ
（ｎ）に比例する舵角量だけ、同相方向に、より大きく
転舵するように制御しているから、かかる不安定な走行
状態においても、走行安定性を向上させることが可能に
なる。

【００４０】横すべり角制御手段３１は、以上のように
して、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）を算出すると、横す
べり角制御信号を、モータ２４に出力する。以上の制御
は、所定時間間隔で実行され、後輪３、３が操舵され
る。本実施例によれば、車両の走行状態が安定している
領域Ｓ１では、ヨーレイトフィードバック制御により、
実測ヨーレイトＹ（ｎ）が、ハンドル１の操舵角に基づ
いて決定された目標ヨーレイトＹ０（ｎ）になるよう
に、後輪３、３が転舵されるので、所望のように、後輪
３、３を操舵することが可能になり、他方、横すべり角
の推定値β（ｎ）の絶対値が、所定値β０より大きい急
な旋回状態で、車両の旋回半径が大きく、ヨーレイトＹ
（ｎ）が低下している走行状態領域Ｓ２では、横すべり
角制御手段３１により、横すべり角の推定値β（ｎ）が
大きいほど、後輪３、３が、前輪２、２と同相方向に、
同相量が増大するように、横すべり角制御がなされるか
ら、ヨーレイトフィードバック制御に基づき、後輪３、
３を転舵させることによって、後輪３、３の舵角θｒ
（ｎ）が、前輪２、２の舵角θｆ（ｎ）に対し、逆相方
向になり、走行安定性が低下することが防止されて、走
行安定性を向上させることができ、さらには、目標ヨー
レイトＹ０（ｎ）と実測ヨーレイトＹ（ｎ）との偏差Ｅ
（ｎ）の絶対値および偏差Ｅ（ｎ）の変化率ΔＥ（ｎ）
の絶対値が、それぞれ、所定値Ｅ０およびΔＥ０より大
きく、車両が、急激に向きを変えていると認められる過
度のオーバーステア傾向となったきわめて急な旋回状態
で、不安定な走行状態領域Ｓ３では、ヨーレイトＹ
（ｎ）の変化率ΔＹ（ｎ）がゼロに近づくように、後輪
３、３の舵角θｒをファジイ制御しているため、きわめ
て大型のコンピュータを用いることなく、かかるきわめ
て急な旋回状態であって、不安定な走行状態において
も、走行安定性を向上させることが可能になる。また、
横すべり角の推定値β（ｎ）の絶対値が、所定値β０よ
り大きく、横すべり角制御手段３１による制御を実行す
べき場合に、横すべり角の推定値β（ｎ）とその微分値
ｄβ（ｎ）とが同符号で、ハンドル１の操舵量、したが
って、前輪２、２の舵角θｆ（ｎ）の変化率ｄθｆ
（ｎ）が、所定値ｄθｆ０以下であるにもかかわらず、
横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）の絶対
値が所定値ｄβ０以上である走行状態、すなわち、ハン
ドル１がほとんど操舵されていないのに、車両の横すべ
り角が、所定の割合以上で、さらに、増大あるいは減少
しつつあり、横すべり角の推定値β（ｎ）に比例するよ
うに、横すべり角制御量Ｒβ（ｎ）を定めて、後輪３、
３を、同相方向に、転舵するだけでは、走行状態が、不
安定になるおそれのある場合には、後輪３、３を、さら
に、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）に
比例する舵角量だけ、同相方向に、より大きく転舵する
しているから、かかる不安定な走行状態においても、走
行安定性を向上させることが可能になる。

【００４１】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種
々の変更が可能であり、それらも、本発明の範囲内に包
含されるものであることは言うまでもない。たとえば、
前記実施例においては、β０は一定値としているが、β
０を、車速Ｖ、横加速度ＧＬなどにより、変化させても
よい。図６は、β０を、車速Ｖおよび横加速度ＧＬに基
づいて、設定するフローチャートを示している。図６に
おいては、β０は、横すべり角算出手段３４により、し
きい値βｔ、車速Ｖの関数である係数ｊｖおよび横加速
度ＧＬの関数である係数ｊｇに基づき、次の式にした
がって、定められるようになっている。

【００４２】 β０＝ｊｖ×ｊｇ×βｔ・・・・・・・・・・・・・・・・ すなわち、まず、車速Ｖの値によって、係数ｊｖが決定
される。ここに、係数ｊｖは、車速Ｖが大きくなると、
１．０に収束するように設定されている。これは、ドラ
イバーは、高速になるほど、不安感を抱きやすいため、
横すべり角の推定値βが小さい値でも、横すべり角制御
に移行し得るようにするためである。次いで、係数ｊｇ
が、横加速度ＧＬの値によって決定される。図６におい
ては、係数ｊｇは、横加速度ＧＬが大きくなると、１．
０に収束するように設定されている。これは、路面摩擦
係数μが小さい道路を走行中には、横加速度ＧＬが小さ
な値で、横すべり角制御に移行し得るようにするためで
ある。ここに、図６においては、β０を、車速Ｖおよび
横加速度ＧＬにより、設定しているが、その他の運転パ
ラメータを加えて、β０を設定しても、あるいは、その
他の運転パラメータにより、β０を設定するようにして
もよい。

【００４３】また、前記実施例においては、ヨーレイト
センサ４２を旋回状態検出手段として用い、ヨーレイト
Ｙを検出しているが、横加速度センサ４３の検出した横
加速度ＧＬに基づき、あるいは、車速センサ４０の検出
した車速Ｖおよび舵角センサ４１の検出した前輪２、２
の舵角θｆに基づいて、ヨーレイトＹを算出するように
してもよく、また、横加速度ＧＬも、横加速度センサ４
３を用いることなく、車速センサ４０の検出した車速Ｖ
および舵角センサ４１の検出した前輪２、２の舵角θｆ
に基づいて、算出するようにしてもよい。

【００４４】さらに、横すべり角の推定値βの演算式
および目標ヨーレイトＹ０の演算式は、一例を示すも
のにすぎず、横すべり角の推定値βは、カルマンフィル
ター法やオブザーバー法などによっても算出することが
できるし、また、目標ヨーレイトＹ０も、他の演算式に
より算出するようにしてもよい。さらに、車両の走行状
態を検出するセンサは、その場合の必要に応じて、選択
すればよく、前記実施例において用いた車速センサ４
０、舵角センサ４１、ヨーレイトセンサ４２および横加
速度センサ４３の一部を用いることなく、別のセンサを
使用することもできる。

【００４５】また、前記実施例においては、目標ヨーレ
イトＹ０と実測ヨーレイトＹとの偏差Ｅの絶対値および
偏差Ｅの変化率ΔＥの絶対値が、ともに、所定値Ｅ０お
よびΔＥ１より大きいときに、ファジイ制御による後輪
３、３の舵角制御を実行しているが、いずれか一方が、
所定値より大きいときに、ファジイ制御による後輪３、
３の操舵制御を実行するようにしてもよく、また、前記
実施例においては、ファジイ制御のメンバーシップ関数
は、目標ヨーレイトＹ０と実測ヨーレイトＹとの偏差Ｅ
および偏差Ｅの変化率ΔＥの関数になっているが、目標
ヨーレイトＹ０と実測ヨーレイトＹとに基づいて、ファ
ジイ制御のメンバーシップ関数が決定されればよく、偏
差Ｅまたは偏差Ｅの変化率ΔＥの一方の関数であっても
よい。また、偏差Ｅまたは偏差Ｅの変化率ΔＥに代え
て、横加速度ＧＬ（ｎ）が所定値を越えた状態で、ファ
ジイ制御による後輪３、３の舵角制御を実行するように
してもよく、さらには、ファジイ制御のメンバーシップ
関数は、横加速度ＧＬ（ｎ）および／またはその変化
率、あるいは、前輪２、２の舵角θｆ、舵角θｆの変化
速度、舵角θｆの変化速度の変化率に基づき、決定する
ようにしてもよい。

【００４６】さらに、前記実施例においては、図５の領
域Ｓ３においては、ファジイ制御によって、後輪３、３
の舵角θｒ（ｎ）を制御しているが、タイヤのコーナリ
ング・フォースＣ．Ｆ．と横すべり角との関係は、図５
に示されるように、路面摩擦係数μにより変化するの
で、路面摩擦係数μの小さい道路以外を走行する場合な
どには、領域Ｓ１およびＳ２が存在するのみで、領域Ｓ
３は存在せず、したがって、ファジイ制御を実行するこ
とは必ずしも必要でない場合があり得、他方、路面摩擦
係数μの小さい道路を走行する場合には、図５に示され
るように、横すべり角制御を実行すべき領域Ｓ２がきわ
めて小さく、時間的に、横すべり角制御がなされること
なく、ただちに、ファジイ制御に移行することがあり得
る。

【００４７】また、前記実施例においては、補正手段３
５から補正信号が出力されたときには、横すべり角制御
手段３１は、式にしたがい、横すべり角制御量Ｒβ
（ｎ）を、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ
（ｎ）に比例する舵角量だけ、大きく、または、小さく
なるように、補正しているが、補正量は、必ずしも、横
すべり角の推定値β（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）に比例し
ていなくともよく、横すべり角の推定値β（ｎ）の変化
率ｄβ（ｎ）に対する補正量を、あらかじめ、実験的に
あるいは理論的に求めて、補正手段３５あるいは横すべ
り角制御手段３１内に、マップあるいはテーブルの形で
記憶させておき、算出された横すべり角の推定値β
（ｎ）の変化率ｄβ（ｎ）にしたがって、補正量を選択
するようにしてもよい。

【００４８】さらに、本発明において、各手段は、必ず
しも、物理的な手段を示すものではなく、１つの手段の
機能が、２以上の物理的手段により実現される場合も、
また、２以上の手段の機能が、１つの物理的手段により
実現される場合も、本発明は包含する。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、車両の旋回状態を物理
的に検出する旋回状態検出手段と、該旋回状態検出手段
の検出した検出値に基づく実測ヨーレイトが、目標ヨー
レイトになるように、フィードバック制御により、後輪
の舵角を制御するヨーレイトフィードバック制御手段と
を備えた車両の後輪操舵装置において、急旋回状態にお
いても、走行安定性を向上させることのできる車両の後
輪操舵装置をを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の好ましい実施例に係る車両の
サスペンション装置を含む車両の略平面図である。

【図２】図２は、コントロールユニットおよび車両に設
けられた走行状態検出系のブロックダイアグラムであ
る。

【図３】図３は、コントロールユニットにより実行され
る後輪舵角制御のフローチャートの前半部を示す図面で
ある。

【図４】図４は、コントロールユニットにより実行され
る後輪舵角制御のフローチャートの後半部を示す図面で
ある。

【図５】図５は、タイヤのコーナリング・フォースＣ．
Ｆ．と横すべり角との関係を示すグラフである。

【図６】図６は、β０を設定する方法の一例を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ ハンドル ２ 前輪 ３ 後輪 １０ 前輪操舵装置 １１ タイロッド１１ １２ ナックルアーム １３ リレーロッド １４ ステアリングギア機構 ２０ 後輪操舵装置 ２１ タイロッド ２２ ナックルアーム ２３ リレーロッド ２４ モータ ２５ 減速機構 ２６ クラッチ ２７ ステアリングギア機構 ２８ センタリングバネ ２９ コントロールユニット ３０ ヨーレイトフィードバック制御手段 ３１ 横すべり角制御手段 ３２ ファジイ制御手段 ３３ 制御切換え手段 ３４ 横すべり角算出手段 ３５ 補正手段 ４０ 車速センサ ４１ 舵角センサ ４２ ヨーレイトセンサ ４３ 横加速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−237871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247979（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−31980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191876（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−218281（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−7675（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262268（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−74280（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の旋回状態を物理的に検出する旋回
   状態検出手段と、該旋回状態検出手段の検出した検出値
   に基づく実測ヨーレイトが、目標ヨーレイトになるよう
   に、フィードバック制御により、後輪の舵角を制御する
   ヨーレイトフィードバック制御手段とを備えた車両の後
   輪操舵装置において、前記旋回状態検出手段により検出
   された旋回状態に基づき、車両の横すべり角を推定する
   横すべり角推定手段と、該横すべり角推定手段によって
   推定された横すべり角の増大にともない、後輪の舵角を
   同相方向に制御する横すべり角制御手段と、前記横すべ
   り角推定手段より推定された横すべり角の変化率の絶対
   値が、所定値未満では、前記ヨーレイトフィードバック
   制御手段により、後輪舵角の制御が実行され、所定値以
   上では、前記横すべり角制御手段により、後輪舵角の制
   御実行されるように、後輪の舵角を制御する制御手段を
   切り換える制御切換え手段とを備えたことを特徴とする
   車両の後輪操舵装置。
2. 【請求項２】 車両の旋回状態を物理的に検出する旋回
   状態検出手段と、該旋回状態検出手段の検出した検出値
   に基づく実測ヨーレイトが、目標ヨーレイトになるよう
   に、フィードバック制御により、後輪の舵角を制御する
   ヨーレイトフィードバック制御手段とを備えた車両の後
   輪操舵装置において、前記旋回状態検出手段により検出
   された旋回状態に基づき、車両の横すべり角を推定する
   横すべり角推定手段と、該横すべり角推定手段によって
   推定された横すべり角の増大にともない、後輪の舵角を
   同相方向に制御する横すべり角制御手段と、前記旋回状
   態検出手段により検出された旋回状態が、所定旋回状態
   未満の緩旋回状態においては、前記ヨーレイトフィード
   バック制御手段により、後輪舵角の制御が実行され、所
   定旋回状態を越えた急な旋回状態においては、前記横す
   べり角制御手段により、後輪舵角の制御実行されるよう
   に、後輪の舵角を制御する制御手段を切り換える制御切
   換え手段と、前記横すべり角推定手段により推定された
   横すべり角の変化率の絶対値が、所定値以上であって、
   かつ、その符号が、推定された横すべり角と等しいとき
   に、前記横すべり角制御手段による後輪舵角の制御量
   を、その絶対値が大きくなるように補正する補正手段と
   を備えたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。
3. 【請求項３】 さらに、ハンドル舵角を検出する舵角検
   出手段を備え、前記補正手段が、前記舵角検出手段によ
   り検出されたハンドル舵角の変化が所定以下で、かつ、
   前記横すべり角推定手段により推定された横すべり角の
   変化率の絶対値が、所定値以上であって、かつ、その符
   号が、推定された横すべり角と等しいときに、前記横す
   べり角制御手段による後輪舵角の制御量を、その絶対値
   が大きくなるように補正するように構成されたことを特
   徴とする請求項２に記載の車両の後輪操舵装置。
4. 【請求項４】 さらに、実測ヨーレイトの変化率がゼロ
   に近づくように、後輪の舵角をファジイ制御するファジ
   イ制御手段を備え、前記制御切換え手段が、前記所定旋
   回状態よりさらに急な旋回状態を越えたときに、後輪の
   舵角を制御する制御手段を、前記ファジイ制御手段に切
   り換えることを特徴とする請求項１ないし３に記載の車
   両の後輪操舵装置。