JP3007439B2 - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

車両の後輪操舵装置

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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、4輪操舵車両の後輪操
舵装置に関するものであり、特に、車両制動時における
車両のスキッドまたはロックを防止するためのアンチス
キッドブレーキ制御システム、あるいは、車両の発進
時、急加速時における駆動輪の空転を防止するための
ラクション制御システムのようなスリップ制御装置を備
え、このスリップ制御装置の作動に伴って後輪転舵特性
を補正するように構成された4輪操舵車両において、上
記スリップ制御停止時における車両の走行安定性を確保
することができる後輪操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、前輪を転舵する前輪転舵機構
と、後輪を転舵する後輪転舵機構とを備え、前輪の転舵
角および車速に応じて後輪の転舵角を変化させ、低速走
行時では後輪を前輪に対して逆位相に転舵することによ
り小廻り性を向上させ、高速走行時では後輪を前輪に対
して同位相に転舵することにより、車両の横すべりを防
止して走行安定性を向上させるようにした車速感応型4
輪操舵車両が知られている。
【0003】また、制動時における各車輪の回転速度の
落ちこみ状態を検出して、各車輪と路面との間の最大摩
擦力を確保するように各車輪のブレーキ装置に対する作
動油圧(ブレーキ液圧)を制御し、これによって急制動
時あるいは低μ路走行中の制動時に生じる車輪のスキッ
ドまたはロックを防止するように構成されたアンチスキ
ッドブレーキ制御システム(以下「ABS」と略称す
る)が知られている。
【0004】さらに、発進時または急加速時における駆
動輪のスリップ状態を検出することにより、駆動輪と路
面との間の最大摩擦力を確保できるようにエンジンのス
ロットル開度と駆動輪のブレーキ装置に対する作動油圧
を制御し、これによって、発進時または急加速時におけ
る駆動輪の路面グリップ力を確保するように構成された
トラクション制御システム(以下「TRC」と略称す
る)が知られている。
【0005】またさらに、ABSを備えた4輪操舵車両
において、急制動時の車両の操安性を向上させるため
に、ABSの作動または非作動に基づいて、後輪転舵特
性を変更するように、ABSと後輪操舵装置との協調制
御を行なうものが提案されている。このような4輪転舵
車両の後輪操舵装置は、ABSの作動時に、車速等の関
数として定められた通常走行時の所定の後輪転舵特性を
同位相方向に補正することにより、急制動時の車両の尻
振りなどを防止するものである(例えば特開昭62−1
2471号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ABS
の作動および非作動に基づいて、後輪転舵特性を変更す
るようにしておくと、路面の摩擦係数μが頻繁に変化す
る路面を走行中に制動を行なった場合、ABSの作動開
始および停止が頻繁に行なわれることになるから、その
たびに後輪転舵特性が変更され、いわゆるハンチング現
象を生じ、かえって車両の走行安定性が損われるという
問題があった。
【0007】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、後輪操舵装置とスリップ制御装置との協調制御を行
なっている車両において、スリップ制御装置の動作が停
止した場合の車両の走行安定性を確保することができる
後輪操舵装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による車両の後輪
操舵装置は、ABS、TRC等のスリップ制御装置の作
動開始に伴って後輪転舵特性を補正する手段と、上記ス
リップ制御装置の作動停止時には、上記後輪転舵特性が
補正された状態を所定条件の成立まで保持する手段とを
備えていることを特徴とする。
【0009】上記所定条件の成立の1つは、上記スリッ
プ制御装置の作動停止とともにセットされたタイマがタ
イムアップすることよりなり、他の1つは、上記スリッ
プ制御装置がABSである場合に、ブレーキペダルが踏
まれているときに車体減速度の所定値以下の状態が一定
時間継続したことよりなる。また上記スリップ制御装置
がTRCである場合に、アクセルペダルが踏まれている
状態で車体加速度の所定値以上の状態が一定時間継続し
たことよりなる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。
【0011】図1は本発明の実施例に係わる車輪の後輪
操舵装置を概略的に示す全体構成図である。図1におい
て、車両1の左右の前輪2FL、2FRは前輪操舵機構
Aにより連係され、また、左右の後輪2RL、2RRは
後輪操舵機構Bにより連係されている。
【0012】前輪操舵機構Aは、一対のナックルアーム
3FL、3FRおよびタイロッド4FL、4FRと、こ
れらタイロッド4FL、4FRを互いに連結しているリ
レーロッド5Fとから構成されている。前輪操舵機構A
には、リレーロッド5Fに連結されたラック(図示は省
略)とステアリングシャフト7に連結されたピニオン6
とを備えたラックアンドピニオン式のステアリング機構
Cが連係されており、前輪操舵機構Aは、ハンドル8の
操作変位量、すなわちハンドル舵角に応じてリレーロッ
ド5Fを左右方向に変位させ、左右の前輪2FL、2F
Rを転舵させるように構成されている。
【0013】後輪操舵機構Bは、一対のナックルアーム
3RL、3RRおよびタイロッド4RL、4RRと、こ
れらタイロッド4RL、4RRを互いに連結しているリ
レーロッド5Rと、左右の後輪2RL、2RRを転舵さ
せるための駆動源として働くサーボモータ10と、サー
ボモータ10の駆動力をリレーロッド5Rに伝達するた
めの連係機構11とを備えており、サーボモータ10を
正転または逆転させることにより、連係機構11を介し
てリレーロッド5Rを左右方向に変位させて、左右の後
輪2RL、2RRを転舵させるように構成されている。
【0014】また、後輪操舵機構Bは、連係機構11に
介装されてサーボモータ10とリレーロッド5Rとの連
係を解除するためのクラッチ12と、リレーロッド5R
と車体との間に介装されてリレーロッド5Rを常時中立
方向に付勢しているスプリング9aよりなる中立保持手
段9とを備えたフェイルセイフ機構を備えており、サー
ボモータ10の故障時等のフェイル時には、クラッチ1
2を解放して、中立保持手段9によりリレーロッド5R
を強制的に中立位置に保持し、これによって、車両を通
常の前輪操舵車両として運転しうるように構成されてい
る。
【0015】また、車両1には、ハンドル舵角を検出す
るための舵角センサ13と、車速を検出するための車速
センサ14と、サーボモータ10の回転位置を検出する
ためのエンコーダ17と、リレーロッド5Rの変位を検
出するための後輪舵角センサ18とが設けられている。
さらに、舵角センサ13、車速センサ14、エンコーダ
17および後輪舵角センサ18の検出結果が入力される
コントロールユニットU1が設けられ、コントロールユ
ニットU1は上記センサの検出結果に基づいてサーボモ
ータ10の回転を制御するようになっている。
【0016】すなわち、コントロールユニットU1は、
車速感応式の後輪転舵制御装置を内蔵しており、後輪転
舵制御装置は、所定の転舵比特性に基づいて前輪2F
L、2FRに対する後輪2RL、2RRの転舵比を、車
速センサ14によって検出された車速Vの関数とする所
定の転舵比特性をもって設定するとともに、設定された
後輪転舵比K=θR/θF(θFは前輪転舵角、θRは後輪
転舵角)と舵角センサ13により検出されたハンドル舵
角θHとに基づいて目標後輪転舵角を設定する。
【0017】コントロールユニットU1は、このように
して設定された目標後輪転舵角に基づき、サーボモータ
駆動回路を介してサーボモータ10を作動させ、エンコ
ーダ17によって検出されるサーボモータ10の回転位
置および後輪舵角センサ18によって検出されるリレー
ロッド5Rの変位を後輪転舵制御装置により監視しつ
つ、後輪2RL、2RRを転舵させるようになってい
る。
【0018】次に図2は、図1に示す車両に搭載された
アンチスキッドブレーキ制御システムの概要を示す全体
構成図である。
【0019】図2において、車両1の左右の前輪2F
L、2FRおよび左右の後輪2RL、2RRには、各車
輪と一体的に回転するディスクロータ23aと、制動油
圧(ブレーキ液圧)が供給されたときに各ディスクロー
タ23aの回転を制動するキャリバ23bとを有するブ
レーキ装置23がそれぞれ配置されている。
【0020】車両1は、制動操作時、すなわち、ブレー
キペダル踏みこみ時に、各ブレーキ装置23に対する
油圧を個々に可変調整するように構成されたABSを
備えており、このABSは、車両1の減速度を検出する
ための加速度センサ24と、各車輪にそれぞれ設けられ
て、各車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度センサ25
と、これら各センサ24、25の検出結果が入力される
コントロールユニットU2と、コントロールユニットU
2から出力される制御信号に基づいて各ブレーキ装置2
3に供給される制動油圧を可変制御する油圧制御弁26
と、これら油圧制御弁26に対して所定の圧力に設定さ
れたブレーキ液を供給するための油圧ユニット(図示は
省略)とから構成されている。
【0021】コントロールユニットU2は、車輪速度セ
ンサ25によって検出される各車輪2FL、2FR、2
RL、2RRの回転速度のうちの所定の車輪の回転速
度、例えば最も速い車輪の回転速度に基づいて、車輪と
路面とが最適の制動力を生じさせるような、車速Vに対
して所定のスリップ率を有する基準回転速度を設定し、
この基準回転速度と各車輪速度センサ25により検出さ
れた各車輪の回転速度とを比較して、各車輪のスキッド
またはロックを防止するように、油圧制御弁26により
各車輪に対するブレーキ液圧を制御する。
【0022】一方、ABSのコントロールユニットU2
からは、図1および図2に示すように、後輪操舵装置の
コントロールユニットU1に対して、ABSの作動状態
および路面μの状態を示す信号Sが出力されており、コ
ントロールユニットU1は、各ブレーキ装置23のAB
S作動状態および制御状態に応じて、前輪2FL、2F
Rに対する後輪2RL、2RRの転舵比特性を設定変更
するように構成されている。
【0023】図3は、コントロールユニットU1が内蔵
する後輪転舵制御装置により設定される転舵比特性を示
す線図である。図3において、曲線IはABSが作動し
ていない状態で、車速Vに基づいて設定される通常の転
舵比特性を示し、曲線IIはABS作動により通常の転舵
比Kが一定値である補正値KAにより補正された状態を
示す。なおこの補正値KAは、後輪駆動車(FR車)に
おいては正の値であり、したがって曲線IIは図3に示す
ように曲線Iの転舵比Kよりも同相側に補正された状態
となるが、前輪駆動車(FF車)においては補正値KA
を負の値として、曲線Iの転舵比Kよりも逆相側に補正
される。
【0024】さらに図3の曲線IIIは、ABS作動時に
おける路面状態に応じて変更される補正値KBにより、
曲線IIよりも同相側に転舵比が補正された状態を示す。
この補正値KBは、図4に示すように、ABS作動時に
おける車輪速度の落ちこみ状態に基づいてコントロール
ユニットU2により判定される路面μの関数として設定
される。図4は、制動時の車体減速度が例えば−0.2G
に相当する路面μの値よりも高μ路であれば補正値KB
はゼロとなることを示している。このようにして補正さ
れたABS作動時の転舵比KTは、FR車の場合、KT
K+KA+KBとなり、FF車の場合はKT=K−KA+K
Bとなるが、通常の場合、KAの絶対値はKBよりも小さ
い。
【0025】また、本実施例では、ABSの作動が停止
した場合、補正値KAによる後輪転舵特性の補正は直ち
に解除されず、車両の走行状態が安定するのを待って解
除されるようになっている。すなわち、この間保持され
た補正状態は、ABS作動停止とともにセットされたタ
イマが所定時間(1〜2分)経過後にタイムアップする
のを待って解除され、あるいは、タイムアップ以前であ
っても、ブレーキペダルが踏まれているときに車両が安
定走行状態となれば、あるいはほとんど停止する状態と
なれば、上記補正状態が解除されるようになっている。
一方、路面μの関数として設定された補正値KBは、上
記補正値KAがキャンセルされた後もキャンセルされ
ず、次回のABS作動時の路面μ判定によって更新され
る。
【0026】次にコントロールユニットU1による後輪
転舵特性の補正ルーチンについて、図5、図6のフロー
チャートを参照して説明する。
【0027】図5において、まずステップS1で車速セ
ンサ14の出力から車速Vを読みこみ、次のステップS
2でこの車速Vに対応する後輪転舵比Kを図3の曲線■
に基づいて設定する。次のステップS3ではABSが作
動開始に伴う補正値KAによる転舵比補正がなされたか
否かを示すフラグが立てられているか否か(F=1か否
か)を調べ、この判定結果が「NO」であれば、すなわ
ちF=0であれば、ステップS4へ進み、ABSが作動
しているか否かを調べる。そしてABSが作動していな
ければステップS11に戻るが、ABSが作動していれ
ば、ステップS5へ進み、ステップS2で設定した転舵
比Kに補正値KAを加算(FR車の場合)または転舵比
Kから補正値KAを減算し(FF車の場合)、ステップ
S6で、ABSの作動開始に伴う転舵比補正がなされた
ことを示すフラグを立て、ステップS1に戻る。
【0028】次の制御サイクルでは、ステップS3の判
定結果がYESとなるから、図6のステップS7へ進
み、路面μを読みこみ、次のステップS8で図4のマッ
プに基づいて補正値KBを加算し、次のステップS9で
ABSが停止したか否かを調べる。そしてステップS9
の判定結果が「NO」である間は図5のステップS1へ
戻る。
【0029】次にステップS9でABSの作動が停止し
たと判定されたときは、所定時間(1〜2分)後にタイ
ムアップするタイマをセットし、次のステップS10で
上記タイマがタイムアップしたか否かを調べる。そして
ステップS10の判定結果が「YES」になるのを待っ
て、ステップS11で補正値KAをキャンセルし、かつ
ステップS12でフラグを倒す。またタイマがタイムア
ップするまではステップS13へ進み、このステップS
13でブレーキスイッチがON(ブレーキペダルが踏ま
れている)であるか否かを調べる。そしてブレーキペダ
ルが踏まれていて、かつ車速の減速度が所定値以下の状
態が一定時間継続したときは、車両は安定走行状態にあ
ることを示しているから、このときはタイマがタイムア
ップする以前でもステップS11で補正値KAをキャン
セルする。また、ステップS14の判定結果が「NO」
であってもステップS15の判定で車速がほぼゼロであ
ればやはりステップS11へ進んで補正値KAをキャン
セルする。このようにして、ABSの作動が停止したと
きのハンチング現象の発生が防止され、車両の走行安定
化を図ることができる。
【0030】以上がABSを備えた4輪操舵車両におけ
るABSの作動開始および作動停止に伴う後輪転舵特性
の補正および補正解除の制御ルーチンであるが、TRC
(トラクション制御システム)を備えた4輪操舵車両に
おけるTRCの作動開始および作動停止に伴う後輪転舵
比の補正および補正解除についても同様の制御ルーチン
が適用できる。すなわち、TRCでは、車両の発進また
は急加速時にアクセルペダルの踏みこみに伴う駆動輪の
空転を防止するものであるから、エンジンのスロットル
制御とともに駆動輪のみの軽い制御が行なわれる。した
がって、TRCの場合には、図7および図8のステップ
S21〜S35に示されているように、図5および図6
のステップS1〜15に類似したフローとなる。但しT
RCの場合は、ステップS33の判定が「アクセルスイ
ッチONか?」となり、また、ステップS34の判定が
「車体加速度の所定値以上の状態が一定時間以上継続し
たか?」となり、さらに、ステップS35の判定が「駆
動輪速度が車速にほぼ等しくなったか?」となる。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の後輪操舵装置ではアンチスキッドブレーキ制御システ
ム(ABS)またはトラクション制御システム(TR
C)等のスリップ制御装置の作動開始に伴ってなされた
転舵比の補正を、スリップ制御装置の作動停止時に直ち
に解除せず、所定条件の成立まで保持する手段を備えて
いるため、スリップ制御作動停止時におけるハンチング
現象の発生が防止され、車両の走行安定性を確保するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る車両の後輪操舵装置を概
略的に示す全体構成図である。
【図2】図1に示す車両に搭載されたアンチスキッドブ
レーキ制御システムの概要を示す全体構成図である。
【図3】図1に示す後輪操舵装置において設定される転
舵比特性を示す線図である。
【図4】路面μに対応する転舵比補正値を示すマップで
ある。
【図5】ABSの作動開始および作動停止に伴う後輪転
舵特性の補正および補正解除の制御ルーチンの一部を示
すフローチャートである。
【図6】図5のフローチャートの残りの部分を示すフロ
ーチャートである。
【図7】TRCの作動開始および作動停止に伴う後輪転
舵比の補正および補正解除の制御ルーチンの一部を示す
フローチャートである。
【図8】図7のフローチャートの残りの部分を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1 車両 2FL 左前輪 2FR 右前輪 2RL 左後輪2RR 右後輪 9 中立保持手段 10 サーボモータ 13 ハンドル舵角センサ 14 車速センサ 18 後輪舵角センサ 23 ブレーキ装置 24 加速度センサ 25 車輪速度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B62D 113:00 (72)発明者 村井 健 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 能田 裕行 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−12471(JP,A) 特開 平1−266068(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両制動時における車輪のスキッドまた
    はロックを防止するためのアンチスキッドブレーキ制御
    システム等のスリップ制御装置を備えた4輪操舵車両の
    後輪操舵装置において、 上記スリップ制御装置の作動開始に伴って後輪転舵特性
    を補正する手段と、 上記スリップ制御装置の作動停止時には、上記後輪転舵
    特性が補正された状態を所定条件の成立まで保持する手
    段とを備えていることを特徴とする車両の後輪操舵装
    置。
  2. 【請求項2】 上記所定条件の成立が、上記スリップ制
    御装置の作動停止とともにセットされたタイマがタイム
    アップすることよりなる請求項1記載の後輪操舵装置。
  3. 【請求項3】 上記スリップ制御装置がアンチスキッド
    ブレーキ制御システムよりなり、上記所定条件の成立
    が、ブレーキペダルが踏まれているときに車体減速度の
    所定値以下の状態が一定時間継続したことよりなる請求
    項1記載の後輪操舵装置。
  4. 【請求項4】 上記スリップ制御装置が車両の発進時ま
    たは急加速時における駆動輪のスリップを防止するため
    トラクション制御システムよりなり、上記所定条件
    成立が、アクセルペダルが踏まれているときに車体加速
    度の所定値以上の状態が一定時間継続したことよりなる
    請求項1記載の後輪操舵装置。
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