JP3007598B2 - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents
車両の後輪操舵装置Info
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- steering angle
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の後輪操舵装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両の４輪操舵装置として、車速
と前輪舵角に応じて後輪を操舵するものが知られてい
る。低速時には、舵角に応じて逆相（逆位相）に、高速
時には舵角に応じて同相（同位相）に制御される。
と前輪舵角に応じて後輪を操舵するものが知られてい
る。低速時には、舵角に応じて逆相（逆位相）に、高速
時には舵角に応じて同相（同位相）に制御される。
【０００３】ところが、このような制御の場合、旋回初
期において、ゆっくりとハンドルを操舵しながらコーナ
ーをまわるような場合は、前輪と後輪の舵角量が異なる
ので、必要なヨーレートが発生して問題を生じないが、
急激にハンドルを切るようにした場合には、高速で後輪
は同相にあるので、車両は斜めに進み、ヨーレートは抑
制され、車両の向きと進行方向とのなすスリップ角度β
が０とならず、運転者の向きを変えたいと言う要求が満
たされない。
期において、ゆっくりとハンドルを操舵しながらコーナ
ーをまわるような場合は、前輪と後輪の舵角量が異なる
ので、必要なヨーレートが発生して問題を生じないが、
急激にハンドルを切るようにした場合には、高速で後輪
は同相にあるので、車両は斜めに進み、ヨーレートは抑
制され、車両の向きと進行方向とのなすスリップ角度β
が０とならず、運転者の向きを変えたいと言う要求が満
たされない。
【０００４】すなわち、初期操舵のときには、まず、向
きを変え、その後に同相となって安定することが望まし
く、それによって常にスリップ角β＝０が達成される。
きを変え、その後に同相となって安定することが望まし
く、それによって常にスリップ角β＝０が達成される。
【０００５】そこで、上記要求を満たすように、例え
ば、 ＴＧθR ＝−ＫF ・θF ＋ＫR ・Ｖ・ψ′ ＴＧθR ：後輪の目標舵角 θF ：前輪の舵角 Ｖ：車速 ψ′：ヨーレート ＫF ，ＫR ：例えばホイールベース、車両の重量、重心バラ ンスなどの車両の特性によって定まる定数 に基づいて、後輪を転舵することが提案されている。な
お、ここで、ＫF 、ＫRは、次の式により決定される。
ば、 ＴＧθR ＝−ＫF ・θF ＋ＫR ・Ｖ・ψ′ ＴＧθR ：後輪の目標舵角 θF ：前輪の舵角 Ｖ：車速 ψ′：ヨーレート ＫF ，ＫR ：例えばホイールベース、車両の重量、重心バラ ンスなどの車両の特性によって定まる定数 に基づいて、後輪を転舵することが提案されている。な
お、ここで、ＫF 、ＫRは、次の式により決定される。
【０００６】
【数１】 すなわち、前輪の舵角は逆相に、車速Ｖ及びヨーレート
ψ′は同相に後輪を操舵する成分として働く。したがっ
て、低速時にはＶが小さく第２項の影響が小さく、逆相
となるが、高速になると、車速Ｖ、ヨーレートψ′が共
に大きくなり、第２項の影響が大きくなって同相とな
る。しかしながら、旋回初期では、ヨーレートが未だ小
さいので、第２項の影響がそれほど大きくなく、逆相で
ある。
ψ′は同相に後輪を操舵する成分として働く。したがっ
て、低速時にはＶが小さく第２項の影響が小さく、逆相
となるが、高速になると、車速Ｖ、ヨーレートψ′が共
に大きくなり、第２項の影響が大きくなって同相とな
る。しかしながら、旋回初期では、ヨーレートが未だ小
さいので、第２項の影響がそれほど大きくなく、逆相で
ある。
【０００７】ところで、例えば特開昭５７−４４５６８
号公報に記載されるように、横風などの外乱による影響
を補正するために、ヨーレートセンサの出力に応じて後
輪を転舵するものは知られている。
号公報に記載されるように、横風などの外乱による影響
を補正するために、ヨーレートセンサの出力に応じて後
輪を転舵するものは知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、そのような
ものでは、ＫF 、ＫR を定数としているが、定数である
と、実際に車両に適用するのが困難となる。例えば低速
時に、前輪の舵角は３５度程度であるので、後輪が同程
度操舵されると、すごく小回りが効き、車両に尻振り現
象が生じ、また、後輪が操舵されない２輪操舵（２Ｗ
Ｓ）に対する慣れから、違和感を感じ、乗りにくい。
ものでは、ＫF 、ＫR を定数としているが、定数である
と、実際に車両に適用するのが困難となる。例えば低速
時に、前輪の舵角は３５度程度であるので、後輪が同程
度操舵されると、すごく小回りが効き、車両に尻振り現
象が生じ、また、後輪が操舵されない２輪操舵（２Ｗ
Ｓ）に対する慣れから、違和感を感じ、乗りにくい。
【０００９】また、上記数式によれば、例えば急ブレー
キにより車両がロックされているような状態では、車速
Ｖ＝０で、逆相となるが、実際の車速Ｖは０ではないの
で、不安定方向となるし、急減速時には車速Ｖは急激に
減少して、不安定方向へと変化していき、安定方向にし
たいという運転者の要求と一致しない。また、加速時に
も、ホイールスピンが生じているときなどに同様な問題
がある。
キにより車両がロックされているような状態では、車速
Ｖ＝０で、逆相となるが、実際の車速Ｖは０ではないの
で、不安定方向となるし、急減速時には車速Ｖは急激に
減少して、不安定方向へと変化していき、安定方向にし
たいという運転者の要求と一致しない。また、加速時に
も、ホイールスピンが生じているときなどに同様な問題
がある。
【００１０】さらに、前輪舵角θF はハンドル舵角で遅
れはないといえるが、ヨーレートψ′は車両の運動系と
して遅れを有しており、θF は逆相成分、ψ′は同位相
成分であることから、θF に対するψ′の時間的遅れは
操縦安定性に悪影響を与えることになる。
れはないといえるが、ヨーレートψ′は車両の運動系と
して遅れを有しており、θF は逆相成分、ψ′は同位相
成分であることから、θF に対するψ′の時間的遅れは
操縦安定性に悪影響を与えることになる。
【００１１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、ヨーレートの時間的遅れによる操縦安定性への悪影
響を防止して安定化させ得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。
で、ヨーレートの時間的遅れによる操縦安定性への悪影
響を防止して安定化させ得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。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】請求項１記載の
発明は、上記目的を達成するために、ヨーレートを検出
するヨーレート検出手段と、前輪の舵角を検出する前輪
舵角検出手段と、前輪の舵角速度を検出する前輪舵角速
度検出手段と、上記ヨーレート検出手段により検出され
るヨーレートが増大する程増加する第１制御量と上記前
輪舵角検出手段により検出される前輪舵角が増大する程
減少する第２制御量とを加算することで後輪転舵量を求
めて後輪を転舵制御する転舵制御手段とを備える。上記
転舵制御手段は、上記前輪舵角速度検出手段からの信号
に基づいて前輪舵角速度が大きい程上記第１制御量のみ
を増大補正するよう構成されていることを特徴とする。
発明は、上記目的を達成するために、ヨーレートを検出
するヨーレート検出手段と、前輪の舵角を検出する前輪
舵角検出手段と、前輪の舵角速度を検出する前輪舵角速
度検出手段と、上記ヨーレート検出手段により検出され
るヨーレートが増大する程増加する第１制御量と上記前
輪舵角検出手段により検出される前輪舵角が増大する程
減少する第２制御量とを加算することで後輪転舵量を求
めて後輪を転舵制御する転舵制御手段とを備える。上記
転舵制御手段は、上記前輪舵角速度検出手段からの信号
に基づいて前輪舵角速度が大きい程上記第１制御量のみ
を増大補正するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】上記構成の場合、前輪の舵角速度が増大す
ると第１制御量のみが増大補正されてヨーレートに基づ
く第１制御量の増大による同位相側への制御量が増大さ
れることになる。これにより、前輪の舵角速度が大きい
ときに、前輪舵角に基づく第２制御量の減少による逆位
相側への制御量が増加したとしても、上記同位相側への
制御量の増大補正により前輪舵角に対するヨーレートの
立ち上がりの遅れ分がカバーされることになり、ヨーレ
ートの時間的遅れによる操縦安定性への悪影響を防止し
て安定化させ得ることになる。
ると第１制御量のみが増大補正されてヨーレートに基づ
く第１制御量の増大による同位相側への制御量が増大さ
れることになる。これにより、前輪の舵角速度が大きい
ときに、前輪舵角に基づく第２制御量の減少による逆位
相側への制御量が増加したとしても、上記同位相側への
制御量の増大補正により前輪舵角に対するヨーレートの
立ち上がりの遅れ分がカバーされることになり、ヨーレ
ートの時間的遅れによる操縦安定性への悪影響を防止し
て安定化させ得ることになる。
【００１４】請求項２記載の発明は、数式 ＴＧθR ＝−ＫF ・θF ＋ＫR ・Ｖ・ψ′ ＴＧθR ：後輪の目標舵角 θF ：前輪の舵角 Ｖ：車速 ψ′：ヨーレート ＫF ，ＫR ：車両の特性によって定まる係数 に基づいて後輪を転舵する転舵制御手段を有する車両の
後輪操舵装置を前提として、前輪の舵角を検出する前輪
舵角検出手段と、上記転舵制御手段及び前輪舵角検出手
段に連係され検出された前輪の検出舵角に基づく舵角速
度に応じて上記制御値を変更する変更手段とを有する構
成とする。そして、上記変更手段として、上記舵角速度
が増大する程、上記係数ＫR を増加補正する構成とする
ものである。
後輪操舵装置を前提として、前輪の舵角を検出する前輪
舵角検出手段と、上記転舵制御手段及び前輪舵角検出手
段に連係され検出された前輪の検出舵角に基づく舵角速
度に応じて上記制御値を変更する変更手段とを有する構
成とする。そして、上記変更手段として、上記舵角速度
が増大する程、上記係数ＫR を増加補正する構成とする
ものである。
【００１５】上記構成の場合、前輪の舵角速度が増大す
ると係数ＫR が増加補正されて上記数式中のヨーレート
ψ′に基づく第２項の値が増大されて同位相側への制御
量が増大されることになる。これにより、前輪の舵角速
度が大きいときに、上記数式中の前輪舵角θF に基づく
第１項により逆位相側への制御量が増加したとしても、
上記同位相側への制御量の増加補正により前輪舵角に対
するヨーレートψ′の立ち上がりの遅れ分がカバーされ
ることになり、ヨーレートの時間的遅れによる操縦安定
性への悪影響を防止して安定化させ得ることになる。
ると係数ＫR が増加補正されて上記数式中のヨーレート
ψ′に基づく第２項の値が増大されて同位相側への制御
量が増大されることになる。これにより、前輪の舵角速
度が大きいときに、上記数式中の前輪舵角θF に基づく
第１項により逆位相側への制御量が増加したとしても、
上記同位相側への制御量の増加補正により前輪舵角に対
するヨーレートψ′の立ち上がりの遅れ分がカバーされ
ることになり、ヨーレートの時間的遅れによる操縦安定
性への悪影響を防止して安定化させ得ることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて詳細に説明する。
基いて詳細に説明する。
【００１７】車両の後輪操舵装置の全体構成を示す図１
において、１Ｌ、１Ｒはそれぞれ左右の前輪、２Ｌ，２
Ｒは左右の後輪であり、左右の前輪１Ｌ，１Ｒは前輪転
舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｌ，２Ｒは
後輪転舵機構Ｂにより連係されている。
において、１Ｌ、１Ｒはそれぞれ左右の前輪、２Ｌ，２
Ｒは左右の後輪であり、左右の前輪１Ｌ，１Ｒは前輪転
舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｌ，２Ｒは
後輪転舵機構Ｂにより連係されている。
【００１８】前輪転舵機構Ａは、それぞれ、左右の一対
のナックルアーム３Ｌ，３Ｒおよびタイロッド４Ｌ，４
Ｒと、該左右の一対のタイロッド４Ｌ，４Ｒ同士を連結
するリレーロッド５とから構成されている。この前輪転
舵機構Ａにはステアリング機構Ｃが連係されており、ス
テアリング機構Ｃは、ラックアンドピニオン式とされ、
その構成要素であるピニオン６は、シャフト７を介して
ハンドル８に連結されている。
のナックルアーム３Ｌ，３Ｒおよびタイロッド４Ｌ，４
Ｒと、該左右の一対のタイロッド４Ｌ，４Ｒ同士を連結
するリレーロッド５とから構成されている。この前輪転
舵機構Ａにはステアリング機構Ｃが連係されており、ス
テアリング機構Ｃは、ラックアンドピニオン式とされ、
その構成要素であるピニオン６は、シャフト７を介して
ハンドル８に連結されている。
【００１９】これにより、ハンドル８を右に切るように
操作をしたときには、リレーロッド５が図１の左方向に
変位し、ナックルアーム３Ｌ，３Ｒがハンドル８の操作
変位量すなわちハンドル舵角に応じた分だけ同図の時計
方向に転舵される。同様に、ハンドル８を左に切る操作
をしたときには、この操作変位量に応じて、左右の前輪
１Ｌ，１Ｒが左へ転舵されることとなる。
操作をしたときには、リレーロッド５が図１の左方向に
変位し、ナックルアーム３Ｌ，３Ｒがハンドル８の操作
変位量すなわちハンドル舵角に応じた分だけ同図の時計
方向に転舵される。同様に、ハンドル８を左に切る操作
をしたときには、この操作変位量に応じて、左右の前輪
１Ｌ，１Ｒが左へ転舵されることとなる。
【００２０】後輪転舵機構Ａも、前輪転舵機構Ｂと同様
に、左右の一対のナックルアーム１０Ｌ，１０Ｒおよび
タイロッド１１Ｌ，１１Ｒと、該左右の一対のタイロッ
ド１１Ｌ，１１Ｒ同士を連結するリレーロッド１２とを
有し、このリレーロッド１２には中立保持手段１３が付
設されている。
に、左右の一対のナックルアーム１０Ｌ，１０Ｒおよび
タイロッド１１Ｌ，１１Ｒと、該左右の一対のタイロッ
ド１１Ｌ，１１Ｒ同士を連結するリレーロッド１２とを
有し、このリレーロッド１２には中立保持手段１３が付
設されている。
【００２１】中立保持手段１３は、図２に詳細を示すよ
うに、車体１４に固定されたケーシング１５を有し、ケ
ーシング１５内には一対のばね受け１６ａ，１６ｂが遊
嵌されて、これらばね受け１６ａ，１６ｂの間に圧縮ば
ね１７が配設されている。上記リレーロッド１２はケー
シング１５を貫通して延び、このリレーロッド１２には
一対のフランジ部１２ａ，１２ｂが間隔をおいて形成さ
れ、該フランジ部１２ａ，１２ｂにより上記ばね受け１
６ａ，１６ｂを受け止めする構成とされ、リレーロッド
１２は圧縮ばね１７によって常時中立方向に付勢されて
いる。圧縮ばね１７はコーナリング時のサイドフォース
に打ち勝つだけのばね力を備えるものとされている。
うに、車体１４に固定されたケーシング１５を有し、ケ
ーシング１５内には一対のばね受け１６ａ，１６ｂが遊
嵌されて、これらばね受け１６ａ，１６ｂの間に圧縮ば
ね１７が配設されている。上記リレーロッド１２はケー
シング１５を貫通して延び、このリレーロッド１２には
一対のフランジ部１２ａ，１２ｂが間隔をおいて形成さ
れ、該フランジ部１２ａ，１２ｂにより上記ばね受け１
６ａ，１６ｂを受け止めする構成とされ、リレーロッド
１２は圧縮ばね１７によって常時中立方向に付勢されて
いる。圧縮ばね１７はコーナリング時のサイドフォース
に打ち勝つだけのばね力を備えるものとされている。
【００２２】上記後輪転舵機構Ｂは、後輪２Ｌ，２Ｒを
転舵させる駆動源としてのサーボモータ２０に連係され
ている。リレーロッド１２とサーボモータ２０との連係
機構中には、クラッチ２２が介在されている。このクラ
ッチ２２によって適宜サーボモータ２０と後輪転舵機構
Ｂとの連係を機械的に切断しうる構成とされている。
転舵させる駆動源としてのサーボモータ２０に連係され
ている。リレーロッド１２とサーボモータ２０との連係
機構中には、クラッチ２２が介在されている。このクラ
ッチ２２によって適宜サーボモータ２０と後輪転舵機構
Ｂとの連係を機械的に切断しうる構成とされている。
【００２３】以上の構成により、クラッチ２２が接続状
態にあるときには、サーボモータ２０の正回転あるいは
逆回転により、リレーロッド１２が図１の左方あるいは
右方へ変位して、ナックルアーム１０Ｌ，１０Ｒがその
回動中心を中心にして上記サーボモータ２０の回転量に
応じた分だけ同図時計方向あるいは反時計方向に転舵さ
れることとなる。
態にあるときには、サーボモータ２０の正回転あるいは
逆回転により、リレーロッド１２が図１の左方あるいは
右方へ変位して、ナックルアーム１０Ｌ，１０Ｒがその
回動中心を中心にして上記サーボモータ２０の回転量に
応じた分だけ同図時計方向あるいは反時計方向に転舵さ
れることとなる。
【００２４】他方、上記クラッチ２２が切断された状態
にあるときには、上記中立保持手段１３によって後輪２
Ｌ，２Ｒは強制的に中立位置に復帰され、この中立位置
で保持されることとなる。つまり、クラッチ２２が断た
れたときには、前輪１Ｌ，１Ｒのみが転舵される、いわ
ゆる２ＷＳの車両ということになる。
にあるときには、上記中立保持手段１３によって後輪２
Ｌ，２Ｒは強制的に中立位置に復帰され、この中立位置
で保持されることとなる。つまり、クラッチ２２が断た
れたときには、前輪１Ｌ，１Ｒのみが転舵される、いわ
ゆる２ＷＳの車両ということになる。
【００２５】後輪操舵の制御は、次の(1) 式に基づいて
行われることになる。
行われることになる。
【００２６】数式 ＴＧθR ＝−ＫF ・θF ＋ＫR ・Ｖ・ψ′ ………(1) ＴＧθR ：後輪の目標舵角 θF ：前輪の舵角 Ｖ：車速 ψ′：ヨーレート なお、係数ＫF ，ＫR は車速に基づいて変更される変数
で、車両の特性によって定まるが、具体的な一例を示す
と、ＫF は、例えば図３に示すように、１０km／H 付近
までは０．３であるが、１０km／H を越えると車速Ｖの
増加と共に徐々に大きくなって１となる。一方、ＫR
は、図４に示すように、１０km／H を越えると徐々に大
きくなり、３０km／H 付近で０．００５まで増加するよ
うに変更される。
で、車両の特性によって定まるが、具体的な一例を示す
と、ＫF は、例えば図３に示すように、１０km／H 付近
までは０．３であるが、１０km／H を越えると車速Ｖの
増加と共に徐々に大きくなって１となる。一方、ＫR
は、図４に示すように、１０km／H を越えると徐々に大
きくなり、３０km／H 付近で０．００５まで増加するよ
うに変更される。
【００２７】上記制御をなすべく、コントロールユニッ
トＵは、上記(1) 式に基づいて後輪を転舵する転舵制御
手段１０１を有し、さらに、車両の諸条件としての車速
Ｖを検出する条件検出手段１０２と、上記転舵制御手段
１０１及び条件検出手段１０２に連係され車両の諸条件
により係数ＫF 、ＫR を変更させる変更手段１０３とを
有する（図１３参照）。すなわち、上記数式における係
数ＫF 、ＫR は、変更手段１０３により車速に基づい
て、前述した例えば図３および図４に示すように変更せ
しめられる。
トＵは、上記(1) 式に基づいて後輪を転舵する転舵制御
手段１０１を有し、さらに、車両の諸条件としての車速
Ｖを検出する条件検出手段１０２と、上記転舵制御手段
１０１及び条件検出手段１０２に連係され車両の諸条件
により係数ＫF 、ＫR を変更させる変更手段１０３とを
有する（図１３参照）。すなわち、上記数式における係
数ＫF 、ＫR は、変更手段１０３により車速に基づい
て、前述した例えば図３および図４に示すように変更せ
しめられる。
【００２８】具体的には、図１に示すように、ハンドル
舵角センサ３０、車速センサ３１、サーボモータ２０の
回転位置を検出するエンコーダ３２、フロント横Ｇセン
サ３３及びリヤ横Ｇセンサ３４からの信号が入力され、
コントロールユニットＵでは、係数ＫF 、ＫR を車速に
応じて変化させつつ、ハンドル舵角θF （前輪の舵
角）、車速Ｖ及びヨーレートψ′に基づいて上記数式に
より目標後輪舵角ＴＧθRを演算し、必要とする後輪操
舵量に対応する制御信号がサーボモータ２０に出力され
る。しかして、サーボモータ２０の作動が適正になされ
ているか否かをエンコーダ３２によって常時監視しつ
つ、つまりフィードバック制御の下で後輪２Ｌ，２Ｒの
転舵がなされる。
舵角センサ３０、車速センサ３１、サーボモータ２０の
回転位置を検出するエンコーダ３２、フロント横Ｇセン
サ３３及びリヤ横Ｇセンサ３４からの信号が入力され、
コントロールユニットＵでは、係数ＫF 、ＫR を車速に
応じて変化させつつ、ハンドル舵角θF （前輪の舵
角）、車速Ｖ及びヨーレートψ′に基づいて上記数式に
より目標後輪舵角ＴＧθRを演算し、必要とする後輪操
舵量に対応する制御信号がサーボモータ２０に出力され
る。しかして、サーボモータ２０の作動が適正になされ
ているか否かをエンコーダ３２によって常時監視しつ
つ、つまりフィードバック制御の下で後輪２Ｌ，２Ｒの
転舵がなされる。
【００２９】上記制御は、フェイルセーフのために、そ
の制御系が二重構成とされている。
の制御系が二重構成とされている。
【００３０】つまり、図５に示すように、ハンドル舵角
センサ３０に対して前輪舵角センサ３５が付加され、車
速センサ３１に対し車速センサ３６が付加され、エンコ
ーダ３２に対してクラッチ２２よりもリレーロッド１２
側の部材の機械的変位を検出する後輪舵角センサ３７が
付加されて、これらセンサ３０，３１，３２，３５，３
６，３７において、対応するセンサの両者が同一の値を
検出したときにのみ後輪操舵を行うようにされている。
すなわち、上記センサ３０〜３２，３５〜３７におい
て、例えば車速センサ３１で検出した車速と別の車速セ
ンサ３６で検出した車速とが異なるときには、故障発生
ということでフェイルモード時の制御によって後輪２
Ｌ，２Ｒを中立位置に保持するようになってる。
センサ３０に対して前輪舵角センサ３５が付加され、車
速センサ３１に対し車速センサ３６が付加され、エンコ
ーダ３２に対してクラッチ２２よりもリレーロッド１２
側の部材の機械的変位を検出する後輪舵角センサ３７が
付加されて、これらセンサ３０，３１，３２，３５，３
６，３７において、対応するセンサの両者が同一の値を
検出したときにのみ後輪操舵を行うようにされている。
すなわち、上記センサ３０〜３２，３５〜３７におい
て、例えば車速センサ３１で検出した車速と別の車速セ
ンサ３６で検出した車速とが異なるときには、故障発生
ということでフェイルモード時の制御によって後輪２
Ｌ，２Ｒを中立位置に保持するようになってる。
【００３１】上記両横Ｇセンサ３３，３４は、それぞれ
車体の中心軸線上に重心を挾んで前後に配設されて横Ｇ
の大きさを検出し、ヨーレートψ′の検出に用いるもの
で、ヨーレート検出手段を構成するものである。そし
て、両横Ｇセンサ３３，３４の出力により次式で現在の
ヨーレートψ′n が算出される。
車体の中心軸線上に重心を挾んで前後に配設されて横Ｇ
の大きさを検出し、ヨーレートψ′の検出に用いるもの
で、ヨーレート検出手段を構成するものである。そし
て、両横Ｇセンサ３３，３４の出力により次式で現在の
ヨーレートψ′n が算出される。
【００３２】 なお、横Ｇセンサの代わりに、ヨーレートψ′を直接検
出するヨーレートセンサを付加するようにすることもで
きる。
出するヨーレートセンサを付加するようにすることもで
きる。
【００３３】また、各種制御のために、コントロールユ
ニットＵには、車高センサ３９、雨滴センサ４０、ブレ
ーキスイッチ４１、リバーススイッチ４２およびアクセ
ルスイッチ４３からの信号が入力され、また、図示して
いないが、オルタネータのＬ端子からは発電の有無を表
す信号が入力される。
ニットＵには、車高センサ３９、雨滴センサ４０、ブレ
ーキスイッチ４１、リバーススイッチ４２およびアクセ
ルスイッチ４３からの信号が入力され、また、図示して
いないが、オルタネータのＬ端子からは発電の有無を表
す信号が入力される。
【００３４】上記車高センサ３９は車高を検出するもの
で、それにより積載重量を間接的に検出するものであ
る。雨滴センサ４０は雨滴を検出するもので、それによ
り路面の摩擦係数μを間接的に検出するものである。ブ
レーキスイッチ４１はブレーキペダルを踏み込んだとき
にオン信号を出力するもので、リバーススイッチ４２は
シフトレバーがリバース位置になったときにオン信号を
出力するものであり、アクセルスイッチ４３はアクセル
変化率が所定値以上になったときにオン信号を出力する
ものである。
で、それにより積載重量を間接的に検出するものであ
る。雨滴センサ４０は雨滴を検出するもので、それによ
り路面の摩擦係数μを間接的に検出するものである。ブ
レーキスイッチ４１はブレーキペダルを踏み込んだとき
にオン信号を出力するもので、リバーススイッチ４２は
シフトレバーがリバース位置になったときにオン信号を
出力するものであり、アクセルスイッチ４３はアクセル
変化率が所定値以上になったときにオン信号を出力する
ものである。
【００３５】制御は、相互に連係されたメインコントロ
ーラ５０Ａおよびサブコントローラ５０Ｂの２つによっ
てなされ、各コントローラ５０Ａ，５０Ｂには各種セン
サ３０，３７，３９，４０およびオルタネータのＬ端子
からの信号がアナログバッファ５１およびＡ／Ｄコンバ
ータ５２を介してそれぞれに入力され、またセンサ３
１，３５，３６およびスイッチ４１，４２，４３からの
信号がデジタルバッファ５３を介してそれぞれに入力さ
れ、また、両横Ｇセンサ３３，３４からの信号が別のア
ナログバッファ５４およびＡ／Ｄコンバータ５５を介し
てメインコントローラ５０Ａに入力されるようになって
いる。
ーラ５０Ａおよびサブコントローラ５０Ｂの２つによっ
てなされ、各コントローラ５０Ａ，５０Ｂには各種セン
サ３０，３７，３９，４０およびオルタネータのＬ端子
からの信号がアナログバッファ５１およびＡ／Ｄコンバ
ータ５２を介してそれぞれに入力され、またセンサ３
１，３５，３６およびスイッチ４１，４２，４３からの
信号がデジタルバッファ５３を介してそれぞれに入力さ
れ、また、両横Ｇセンサ３３，３４からの信号が別のア
ナログバッファ５４およびＡ／Ｄコンバータ５５を介し
てメインコントローラ５０Ａに入力されるようになって
いる。
【００３６】他方、メインコントローラ５０Ａにおいて
生成された信号は、サーボアンプ６１およびサーボドラ
イバ６２を介してサーボモータ２０に出力され、目標後
輪舵角とする。サーボモータ２０の回転量はエンコーダ
３２によって検出され、エンコーダ３２からの信号がサ
ーボアンプ６１を介してメインコントローラ５０Ａに入
力され、サーボモータ２０をフィードバック制御するよ
うになっている。
生成された信号は、サーボアンプ６１およびサーボドラ
イバ６２を介してサーボモータ２０に出力され、目標後
輪舵角とする。サーボモータ２０の回転量はエンコーダ
３２によって検出され、エンコーダ３２からの信号がサ
ーボアンプ６１を介してメインコントローラ５０Ａに入
力され、サーボモータ２０をフィードバック制御するよ
うになっている。
【００３７】また、両コントローラ５０Ａ，５０Ｂから
の信号がアンド回路７１，７２に於いて比較され一致し
たときのみ、クラッチ７３，７４を連結して後輪の操舵
が可能となるようにしている。また、オア回路７５にお
いても比較され、両信号が不一致のときには、ウォーニ
ングランプ７６が点灯するようになっている。
の信号がアンド回路７１，７２に於いて比較され一致し
たときのみ、クラッチ７３，７４を連結して後輪の操舵
が可能となるようにしている。また、オア回路７５にお
いても比較され、両信号が不一致のときには、ウォーニ
ングランプ７６が点灯するようになっている。
【００３８】なお、この後輪操舵の制御は、オルタネー
タのＬ端子からの信号がハイ（Ｈｉ）となったことを条
件に開始されるようになっている。
タのＬ端子からの信号がハイ（Ｈｉ）となったことを条
件に開始されるようになっている。
【００３９】なお、同図中、７７は５Ｖレギュレータを
有すると共に異常時のメインコントローラ５０Ａのリセ
ットを行う電圧制御回路、７８はバッテリ、７９はイグ
ニッションスイッチ、８０はヒューズであるしたがっ
て、上記の構成によれば、図６に示すように、ハンドル
舵角θF の時間的変化が同一でも、本願発明の４輪操舵
（４ＷＳ）の場合は、２輪操舵（２ＷＳ）の場合（後輪
舵角ゼロ）に比して、ヨーレートψ′が小さくなり、ス
リップ角βもほとんどゼロとなる。
有すると共に異常時のメインコントローラ５０Ａのリセ
ットを行う電圧制御回路、７８はバッテリ、７９はイグ
ニッションスイッチ、８０はヒューズであるしたがっ
て、上記の構成によれば、図６に示すように、ハンドル
舵角θF の時間的変化が同一でも、本願発明の４輪操舵
（４ＷＳ）の場合は、２輪操舵（２ＷＳ）の場合（後輪
舵角ゼロ）に比して、ヨーレートψ′が小さくなり、ス
リップ角βもほとんどゼロとなる。
【００４０】また、上記コントロールユニットＵの条件
検出手段１０１はアクセルスイッチ４３及びブレーキス
イッチ４１にも連係されて、加減速状態を検出するよう
にもなっており、車速だけでなく、加減速に応じても、
係数ＫF 、ＫR を変更するようになっている。すなわ
ち、アクセルスイッチ４３よりの信号により条件検出手
段１０１が加速状態を検出したときには、変更手段１０
２が、係数ＫR に補正値αを加えてＫR ＋αと変更し、
補正値αを加速度に応じて徐々に大きくし（図７参
照）、加速時に運転者の要求に一致した安定方向とする
ようになっている。一方、減速時にも、同様にすること
ができるが、減速時には加速時よりも補正値αの変化の
度合を大きくするようにするのが望ましい。また、その
補正は、図７に鎖線で示すように、加減速度が所定値を
越えたときから係数ＫR を、一定の補正値α10，α11だ
け大きくなるようにしてもよい（α10＜α11）。なお、
係数ＫFを変更する場合には、係数ＫR の場合とは逆に
補正値が小さくなるようにすればよい。
検出手段１０１はアクセルスイッチ４３及びブレーキス
イッチ４１にも連係されて、加減速状態を検出するよう
にもなっており、車速だけでなく、加減速に応じても、
係数ＫF 、ＫR を変更するようになっている。すなわ
ち、アクセルスイッチ４３よりの信号により条件検出手
段１０１が加速状態を検出したときには、変更手段１０
２が、係数ＫR に補正値αを加えてＫR ＋αと変更し、
補正値αを加速度に応じて徐々に大きくし（図７参
照）、加速時に運転者の要求に一致した安定方向とする
ようになっている。一方、減速時にも、同様にすること
ができるが、減速時には加速時よりも補正値αの変化の
度合を大きくするようにするのが望ましい。また、その
補正は、図７に鎖線で示すように、加減速度が所定値を
越えたときから係数ＫR を、一定の補正値α10，α11だ
け大きくなるようにしてもよい（α10＜α11）。なお、
係数ＫFを変更する場合には、係数ＫR の場合とは逆に
補正値が小さくなるようにすればよい。
【００４１】上記実施形態では、係数ＫF 、ＫR を車速
や加減速に応じて変更するようにしているが、そのほ
か、積載重量、路面の摩擦係数、ハンドル舵角速度など
によって変更するようにしてもよい。
や加減速に応じて変更するようにしているが、そのほ
か、積載重量、路面の摩擦係数、ハンドル舵角速度など
によって変更するようにしてもよい。
【００４２】すなわち、積載重量（例えば３００kg程
度）が増加すると、図８に示すように、前述した数式を
そのまま用いた補正なしの場合は、スリップ角βが時間
の経過と共に大きくなり、ゼロとならないが、積載重量
Ｗについて補正すれば、スリップ角βは略ゼロとなる。
度）が増加すると、図８に示すように、前述した数式を
そのまま用いた補正なしの場合は、スリップ角βが時間
の経過と共に大きくなり、ゼロとならないが、積載重量
Ｗについて補正すれば、スリップ角βは略ゼロとなる。
【００４３】摩擦係数μが小さくなると、図９（μ＝
０．５）と図１０（μ＝０．２）を比較すれば明らかな
ように、補正をしないで上記数式をそのまま用いた場
合、スリップ角βの絶対値が大きくなるが、摩擦係数μ
に基づいて補正してやると、スリップ角βを略ゼロにす
ることができる。
０．５）と図１０（μ＝０．２）を比較すれば明らかな
ように、補正をしないで上記数式をそのまま用いた場
合、スリップ角βの絶対値が大きくなるが、摩擦係数μ
に基づいて補正してやると、スリップ角βを略ゼロにす
ることができる。
【００４４】さらに、θF はハンドル舵角で遅れはない
といえるが、ヨーレートψ′は車両の運動系として遅れ
を有しており、θF は逆相成分、ψ′は同位相成分であ
ることから、θF に対するψ′の時間的遅れは操縦安定
性に悪影響を与えるので、ハンドル舵角速度に応じて変
化する補正値γ1 ，γ2 をＫF 、ＫR にかけてすなわち
ＫF ・γ1 、ＫR ・γ2 と補正する。具体的には、前述
の(1) 式のＫF の代わりにＫF ・γ1 を代入し、上記
(1) 式のＫR の代わりにＫR ・γ2 を代入する。
といえるが、ヨーレートψ′は車両の運動系として遅れ
を有しており、θF は逆相成分、ψ′は同位相成分であ
ることから、θF に対するψ′の時間的遅れは操縦安定
性に悪影響を与えるので、ハンドル舵角速度に応じて変
化する補正値γ1 ，γ2 をＫF 、ＫR にかけてすなわち
ＫF ・γ1 、ＫR ・γ2 と補正する。具体的には、前述
の(1) 式のＫF の代わりにＫF ・γ1 を代入し、上記
(1) 式のＫR の代わりにＫR ・γ2 を代入する。
【００４５】すなわち、補正値γ1 は、ハンドル舵角速
度θF ′が速くなるに連れてＫF （＝ＫF ・γ1 ）を小
さくし、後輪が逆相方向へ急に操舵されるのを抑制し、
ヨーレートが大きくなるのを待つようになっている（図
１１参照）。補正値γ2 は、図１２に示すように、ハン
ドル舵角速度θF ′が小さいときにはほぼ１に抑制さ
れ、ハンドル舵角速度θF ′が大きくなると１よりも大
きい値となってθF ′が増大する程増加するように設定
され、舵角速度θF ′が速いときはＫR （＝ＫR・γ2
）を大きくしてヨーレートの立ち上がりの遅れ分をカ
バーすることができるようになっている（図１２参
照）。
度θF ′が速くなるに連れてＫF （＝ＫF ・γ1 ）を小
さくし、後輪が逆相方向へ急に操舵されるのを抑制し、
ヨーレートが大きくなるのを待つようになっている（図
１１参照）。補正値γ2 は、図１２に示すように、ハン
ドル舵角速度θF ′が小さいときにはほぼ１に抑制さ
れ、ハンドル舵角速度θF ′が大きくなると１よりも大
きい値となってθF ′が増大する程増加するように設定
され、舵角速度θF ′が速いときはＫR （＝ＫR・γ2
）を大きくしてヨーレートの立ち上がりの遅れ分をカ
バーすることができるようになっている（図１２参
照）。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、後輪の転舵制御の制御量が、前輪の舵角速度が
大きいときには検出ヨーレートに基づいて定められる第
１制御量のみを増大補正したものに増大され、これによ
り、舵角速度が速いときにおけるヨーレートの立ち上が
りの遅れをカバーすることができ、ヨーレートの時間的
遅れによる操縦安定性への悪影響を防止して安定化させ
得ることになる。
よれば、後輪の転舵制御の制御量が、前輪の舵角速度が
大きいときには検出ヨーレートに基づいて定められる第
１制御量のみを増大補正したものに増大され、これによ
り、舵角速度が速いときにおけるヨーレートの立ち上が
りの遅れをカバーすることができ、ヨーレートの時間的
遅れによる操縦安定性への悪影響を防止して安定化させ
得ることになる。
【００４７】請求項２記載の発明によれば、前輪の舵角
速度が増大すると係数ＫR が増加補正されて数式中のヨ
ーレートψ′に基づく第２項の値を増大させて同位相側
への制御量を増大させることができる。これにより、前
輪の舵角速度が大きいときに、上記数式中の前輪舵角θ
F に基づく第１項により逆位相側への制御量が増加した
としても、上記同位相側への制御量の増加補正により前
輪舵角に対するヨーレートψ′の立ち上がりの遅れ分を
カバーすることができ、ヨーレートの時間的遅れによる
操縦安定性への悪影響を防止して安定化させ得ることに
なる。
速度が増大すると係数ＫR が増加補正されて数式中のヨ
ーレートψ′に基づく第２項の値を増大させて同位相側
への制御量を増大させることができる。これにより、前
輪の舵角速度が大きいときに、上記数式中の前輪舵角θ
F に基づく第１項により逆位相側への制御量が増加した
としても、上記同位相側への制御量の増加補正により前
輪舵角に対するヨーレートψ′の立ち上がりの遅れ分を
カバーすることができ、ヨーレートの時間的遅れによる
操縦安定性への悪影響を防止して安定化させ得ることに
なる。
【図１】本発明の実施形態の後輪操舵装置を示す模式図
である。
である。
【図２】図１の実施形態の中立保持手段の拡大断面図
【図３】係数ＫF の変化の説明図である。
【図４】係数ＫR の変化の説明図である。
【図５】制御系のブロック図である。
【図６】２ＷＳの場合と比較して示すタイムチャートで
ある。
ある。
【図７】加減速状態での補正値αを示す図である。
【図８】積載重量の影響を示すタイムチャートである。
【図９】μ＝０．５の場合の路面の摩擦係数の影響を示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
【図１０】μ＝０．２の場合の路面の摩擦係数の影響を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
【図１１】ハンドル舵角速度に対する補正値γ1 の説明
図である。
図である。
【図１２】ハンドル舵角速度に対する補正値γ2 の説明
図である。
図である。
【図１３】コントロールユニットのブロック図である。
Ｕ コントロールユニット ３０ ハンドル舵角センサ（前輪舵角検出手
段） ３１，３６ 車速センサ ３３，３４ 横Ｇセンサ（ヨーレート検出手段） ３５ 前輪舵角センサ（前輪舵角検出手段） １０１ 転舵制御手段 １０２ 条件検出手段 １０３ 変更手段
段） ３１，３６ 車速センサ ３３，３４ 横Ｇセンサ（ヨーレート検出手段） ３５ 前輪舵角センサ（前輪舵角検出手段） １０１ 転舵制御手段 １０２ 条件検出手段 １０３ 変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00 (72)発明者 古沢 明洋 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 中島 隆志 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 秀島 政雄 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63−207772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−18367（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14
Claims (2)
- 【請求項１】 ヨーレートを検出するヨーレート検出手
段と、前輪の舵角を検出する前輪舵角検出手段と、 前輪の舵角速度を検出する前輪舵角速度検出手段と、 上記ヨーレート検出手段により検出されるヨーレートが
増大する程増加する第１制御量と上記前輪舵角検出手段
により検出される前輪舵角が増大する程減少する第２制
御量とを加算することで後輪転舵量を求めて後輪を転舵
制御する転舵制御手段とを備え、 上記転舵制御手段は、上記前輪舵角速度検出手段からの
信号に基づいて前輪舵角速度が大きい程上記第１制御量
のみを増大補正するよう構成されている ことを特徴とす
る車両の後輪操舵装置。 - 【請求項２】 数式 ＴＧθR ＝−ＫF ・θF ＋ＫR ・Ｖ・ψ′ ＧθR ：後輪の目標舵角 θF ：前輪の舵角 Ｖ：車速 ψ′：ヨーレート ＫF ，ＫR ：車両の特性によって定まる係数 に基づいて後輪を転舵する転舵制御手段を有する車両の
後輪操舵装置において、 前輪の舵角を検出する前輪舵角検出手段と、 上記転舵制御手段及び前輪舵角検出手段に連係され検出
された前輪の検出舵角に基づく舵角速度に応じて上記係
数ＫR を変更する変更手段とを有し、 上記変更手段は、上記舵角速度が増大する程、上記係数
ＫR を増加補正するように構成されていることを特徴と
する車両の後輪操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30716197A JP3007598B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 車両の後輪操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30716197A JP3007598B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 車両の後輪操舵装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009484A Division JP2825831B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 車両の後輪操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10114276A JPH10114276A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3007598B2 true JP3007598B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=17965772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30716197A Expired - Lifetime JP3007598B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 車両の後輪操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3007598B2 (ja) |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30716197A patent/JP3007598B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10114276A (ja) | 1998-05-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991109 |