JP3027222B2 - 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、路面摩擦係数が小さい
道路を走行する場合に、急旋回をして、車両の横方向に
加わる横加速度がきわめて高い状態になると、過大なオ
ーバーステア傾向になりやすく、きわめて演算速度の早
い大型のコンピュータを用いないかぎり、実測ヨーレイ
トを、目標ヨーレイトとなるようにフィードバック制御
をしようとしても、車両のヨーレイト変化に追従するこ
とができず、ヨーレイトフィードバック制御によって、
後輪の舵角を制御することはきわめて困難であり、かと
言って、ヨーレイトフィードバック制御により、後輪の
舵角制御が可能なようなコンピュータを車両に搭載する
ことは、きわめて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、後輪を転舵
させ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、大型のコンピュータを必要
とすることなく、路面状況が異なっても、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、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と、旋回状態検出手段が検出
した旋回状態が、所定旋回状態より急な旋回状態のとき
に、後輪の舵角を制御する制御手段を、ファジイ制御手
段に切換える制御切換え手段と、路面状況に応じて、前
記ファジイ制御手段のメンバーシップ関数を補正する補
正手段とを備えることによって達成される。

【０００７】本発明の実施態様においては、ファジイ制
御手段が、前記目標ヨーレイトと前記実測ヨーレイトと
の偏差および／または該偏差の変化率に基づき、前記実
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ように構成されている。本発明の
好ましい実施態様においては、さらに、車両の横すべり
角を推定する横すべり角推定手段と、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を
備え、制御切換え手段が、旋回状態検出手段により検出
された旋回状態が、第１の所定旋回状態を越えた急な第
１の旋回状態においては、横すべり角制御手段により、
後輪舵角の制御が実行され、第２の所定旋回状態を越え
たさらに急な第２の旋回状態においては、ファジイ制御
手段により、後輪舵角の制御が実行されるように、制御
手段を切換えるように構成されている。

【０００８】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、補正手段が、路面摩擦係数が小さくなるにしたがっ
て、後輪の舵角制御量が大きくなるように、ファジイ制
御手段のメンバーシップ関数を補正するように構成され
ている。本発明のさらに好ましい別の実施態様において
は、補正手段が、車両の横方向に加わる横加速度が小さ
くなるにしたがって、後輪の舵角制御量が大きくなるよ
うに、ファジイ制御手段のメンバーシップ関数を補正す
るように構成されている。

【０００９】本明細書において、ファジイ制御手段のメ
ンバーシップ関数を補正するとは、ファジイ制御手段
が、単一のメンバーシップ関数を有し、補正手段が、そ
のメンバーシップ関数の前件部および／または後件部を
補正する場合のみならず、ファジイ制御手段が、前件部
および／または後件部の異なる複数のメンバーシップ関
数を有し、補正手段が、路面状況に応じて、そのうちか
ら、特定のメンバーシップ関数を選択する場合も包含す
る。

【００１０】また、本明細書において、路面摩擦係数が
小さくなるにしたがって、後輪の舵角制御量が大きくな
るように、ファジイ制御手段のメンバーシップ関数を補
正するとは、路面摩擦係数が小さくなるにしたがって、
後輪の舵角制御量が線形的に大きくなるように、ファジ
イ制御手段のメンバーシップ関数を補正する場合、路面
摩擦係数が小さくなるにしたがって、後輪の舵角制御量
が非線形的に大きくなるように、ファジイ制御手段のメ
ンバーシップ関数を補正する場合、路面摩擦係数が、あ
る範囲内では、後輪の舵角制御量が一定で、その他の範
囲では、路面摩擦係数が小さくなるにしたがって、後輪
の舵角制御量が線形的に、あるいは、非線形的に大きく
なるように、ファジイ制御手段のメンバーシップ関数を
補正する場合を包含する。

【００１１】さらに、本明細書において、車両の横方向
に加わる横加速度が小さくなるにしたがって、後輪の舵
角制御量が大きくなるように、ファジイ制御手段のメン
バーシップ関数を補正するとは、横加速度が小さくなる
にしたがって、後輪の舵角制御量が線形的に大きくなる
ように、ファジイ制御手段のメンバーシップ関数を補正
する場合、横加速度が小さくなるにしたがって、後輪の
舵角制御量が非線形的に大きくなるように、ファジイ制
御手段のメンバーシップ関数を補正する場合、横加速度
が、ある範囲内では、後輪の舵角制御量が一定で、その
他の範囲では、横加速度が小さくなるにしたがって、後
輪の舵角制御量が線形的に、あるいは、非線形的に大き
くなるように、ファジイ制御手段のメンバーシップ関数
を補正する場合を包含する。

【００１２】

【発明の作用】本発明によれば、横加速度が所定値を越
えたきわめて急な旋回状態においては、ファジイ制御手
段により、実測ヨーレイトの変化率がゼロに近づくよう
に、後輪の舵角がファジイ制御されるので、過大なオー
バーステア傾向が生じても、ヨーレイトの変化率が低下
するため、このように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り、さらには、フ
ァジイ制御手段のメンバーシップ関数が、補正手段によ
り、路面状況に応じて補正されるため、路面状況の異な
っても、走行安定性をつねに向上させることができる。

【００１３】本発明の実施態様によれば、ファジイ制御
手段が、目標ヨーレイトと実測ヨーレイトとの偏差およ
び／または偏差の変化率に基づき、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
しているので、さらに、路面摩擦係数の低い路面を走行
中に、横加速度が高くなり、ヨーレイトフィードバック
制御により後輪の舵角を制御した場合には、過大なオー
バーステア傾向が生ずる危険の大きい急旋回状態におい
て、過大なオーバーステア傾向の発生を確実に防止し
て、かかる旋回状態においても、走行安定性を向上させ
ることが可能になる。

【００１４】本発明の好ましい実施態様によれば、車両
の横すべり角を推定する横すべり角推定手段と、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
御手段とを備え、制御切換え手段が、旋回状態検出手段
により検出された旋回状態が、第１の所定旋回状態を越
えた急な第１の旋回状態においては、横すべり角制御手
段により、後輪舵角の制御が実行され、第２の所定旋回
状態を越えたさらに急な第２の旋回状態においては、フ
ァジイ制御手段により、後輪舵角の制御が実行されるよ
うに、制御手段を切換えるように構成されているので、
さらに、横加速度が低い走行状態から高い走行状態にわ
たって、走行安定性を大幅に向上させることができる。

【００１５】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、補正手段が、路面摩擦係数が小さくなるにしたがっ
て、後輪の舵角制御量が大きくなるように、ファジイ制
御手段のメンバーシップ関数を補正するように構成され
ているので、路面摩擦係数が小さい道路を走行中に、旋
回したときは、ただちに、実測ヨーレイトを目標ヨーレ
イトに収束させることができ、したがって、走行安定性
を向上させることが可能になり、他方、路面摩擦係数が
大きい道路を走行中に、旋回したときは、ゆるやかに、
実測ヨーレイトを目標ヨーレイトに収束させられるの
で、車両に振動が生ずることを防止することができ、乗
り心地と走行安定性の両立を図ることが可能になる。

【００１６】本発明のさらに好ましい別の実施態様によ
れば、補正手段が、車両の横方向に加わる横加速度が小
さいほど、後輪の舵角制御量が大きくなるように、ファ
ジイ制御手段のメンバーシップ関数を補正するように構
成されているので、路面摩擦係数が小さく、横加速度も
小さい道路を走行中に、旋回したときは、ただちに、実
測ヨーレイトを目標ヨーレイトに収束させることがで
き、したがって、走行安定性を向上させることが可能に
なり、他方、路面摩擦係数が大きく、横加速度も大きい
道路を走行中に、旋回したときは、ゆるやかに、実測ヨ
ーレイトを目標ヨーレイトに収束させられるので、車両
に振動が生ずることを防止することができ、乗り心地と
走行安定性の両立を図ることが可能になる。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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と、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と、関数
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。

【００２１】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。

【００２２】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
および関数補正手段３５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。

【００２３】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、舵角規
制手段３５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、舵角規制手段３５に出力する。

【００２４】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、制
御切換え手段３３に出力する。 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。

【００２５】関数補正手段３５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、横加速度センサ４
３から入力された横加速度ＧＬ（ｎ）に基づいて、あら
かじめ記憶しているマップあるいはテーブルなどにした
がって、ファジイ制御手段３２のメンバーシップ関数を
補正する補正値を算出し、補正信号をファジイ制御手段
３２に出力する。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】 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。

【００３０】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。

【００３１】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
変えていることが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および関数補正
手段３５に、制御実行信号を出力する。

【００３２】関数補正手段３５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、横加速度セン
サ４３から入力された横加速度ＧＬ（ｎ）に基づき、あ
らかじめ記憶しているマップにしたがって、補正係数Ｃ
を算出し、ファジイ制御手段３２に、補正信号を出力す
る。本実施例においては、図３に示されるように、補正
係数Ｃは、横加速度ＧＬ（ｎ）が所定値ＧＬo 以上で
は、１に等しい値に、横加速度ＧＬ（ｎ）が所定値ＧＬ
o 未満では、線形に増加し、横加速度ＧＬ（ｎ）が０の
ときに、Coとなるように設定されている。

【００３３】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、実測ヨーレイトＹ（ｎ）と目標ヨーレイ
トＹ０（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、どの程度、大き
いか否かの前件部の判断をおこない、その判断にしたが
って、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と関数補正手段３５から入力され
た補正信号に基づき、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。

【００３４】 Ｒｆ（ｎ）＝Ｃ×ｆ（Ｅ（ｎ）、ΔＥ（ｎ））・・・・・・・ ここに、図３から明らかなように、補正係数Ｃは、横加
速度ＧＬ（ｎ）が所定値ＧＬo 未満では、Ｃ＞１で、か
つ、横加速度ＧＬ（ｎ）が小さくなるほど、大きな値に
設定されているので、横加速度ＧＬ（ｎ）が所定値ＧＬ
o 未満では、横加速度ＧＬ（ｎ）が小さくなるほど、後
輪３、３は大きく転舵されて、路面摩擦係数が低い道路
を走行中で、横加速度ＧＬ（ｎ）が小さい走行状態で
は、実測ヨーレイトＹ（ｎ）が、目標ヨーレイトＹ０
（ｎ）に、すみやかに収束し、したがって、かかる走行
安定性を重視すべき走行状態において、過大なオーバー
ステア傾向の発生を防止して、走行安定性を十分に向上
させることができ、他方、路面摩擦係数が高い道路を走
行中で、横加速度ＧＬ（ｎ）が大きい走行状態では、実
測ヨーレイトＹ（ｎ）が、目標ヨーレイトＹ０（ｎ）
に、すみやかに収束するように、後輪３、３を転舵する
と、車両に振動が生じて、乗り心地が悪化するが、本実
施例においては、横加速度ＧＬ（ｎ）が所定値ＧＬo 以
上では、補正係数Ｃは１に設定されているので、実測ヨ
ーレイトＹ（ｎ）の目標ヨーレイトＹ０（ｎ）への収束
速度は小さく、したがって、かかる走行状態において、
乗り心地と走行安定性の両立を図ることが可能になる。

【００３５】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。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
に、制御実行信号を出力する。

【００３６】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）を算出して、
モータ２４に出力する。 Ｒβ（ｎ）＝ｋ×β（ｎ）・・・・・・・・・・・・・・・・ ここに、ｋ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
β（ｎ）が大きいほど、大きな値となり、横すべり角β
（ｎ）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。

【００３７】これに対して、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。

【００３８】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。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。

【００３９】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
大きく、横加速度ＧＬが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り、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、車両が、
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Δ
Ｅ（ｎ）の絶対値が、それぞれ、所定値Ｅ０およびΔＥ
０より大きく、車両が急激に向きを変えていると認めら
れる過大な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、
横加速度ＧＬ（ｎ）の値に基づき、関数補正手段３５に
より算出され、ファジイ制御手段３２に出力される補正
係数Ｃは、横加速度ＧＬ（ｎ）が所定値ＧＬo 未満で
は、Ｃ＞１で、かつ、横加速度ＧＬ（ｎ）が小さくなる
ほど、大きな値に設定されているので、横加速度ＧＬ
（ｎ）が所定値ＧＬo 未満では、横加速度ＧＬ（ｎ）が
小さくなるほど、後輪３、３は大きく転舵されて、路面
摩擦係数が低い道路を走行中で、横加速度ＧＬ（ｎ）が
小さい走行状態では、実測ヨーレイトＹ（ｎ）が、目標
ヨーレイトＹ０（ｎ）に、すみやかに収束し、したがっ
て、かかる走行安定性を重視すべき走行状態において、
過大なオーバーステア傾向の発生を防止して、走行安定
性を十分に向上させることができ、他方、路面摩擦係数
が高い道路を走行中で、横加速度ＧＬ（ｎ）が大きい走
行状態では、実測ヨーレイトＹ（ｎ）が、目標ヨーレイ
トＹ０（ｎ）に、すみやかに収束するように、後輪３、
３を転舵すると、車両に振動が生じて、乗り心地が悪化
するが、本実施例においては、横加速度ＧＬ（ｎ）が所
定値ＧＬo 以上では、補正係数Ｃは１に設定されている
ので、実測ヨーレイトＹ（ｎ）の目標ヨーレイトＹ０
（ｎ）への収束速度は小さく、したがって、かかる走行
状態において、乗り心地と走行安定性の両立を図ること
が可能になる。

【００４０】図６および図７は、コントロールユニット
２９により実行される後輪３、３の舵角制御の他の実施
例を示すフローチャートである。図６および図７におい
ては、関数補正手段３５は、ファジイ制御手段３２のメ
ンバーシップ関数の後件部を補正する補正係数Ｃを算出
し、補正信号を出力するのではなく、ファジイ制御手段
３２のメンバーシップ関数の前件部における実測ヨーレ
イトＹ（ｎ）と目標ヨーレイトＹ０（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、どの程度、大きいか否かの判断を、横加速
度ＧＬ（ｎ）にしたがって、補正するような補正信号を
出力している点でのみ、図３および図４に示された実施
例と異なっている。

【００４１】すなわち、関数補正手段３５は、横加速度
センサ４３から入力された横加速度ＧＬ（ｎ）が小さい
ほど、ファジイ制御手段３２が、実測ヨーレイトＹ
（ｎ）と目標ヨーレイトＹ０（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、より小さい場合にも、大きいと判断し、実測ヨーレ
イトＹ（ｎ）と目標ヨーレイトＹ０（ｎ）との偏差Ｅ
（ｎ）の絶対値および偏差Ｅ（ｎ）の変化率ΔＥ（ｎ）
の絶対値が同じでも、横加速度センサ４３から入力され
た横加速度ＧＬ（ｎ）が小さいほど、ファジイ制御手段
３２が、より大きいと判断するように、ファジイ制御手
段３２のメンバーシップ関数の前件部を補正する補正信
号を、ファジイ制御手段３２に出力している。

【００４２】したがって、図３および図４に示された実
施例と同様に、路面摩擦係数が低い道路を走行中で、横
加速度ＧＬ（ｎ）が小さい走行状態では、実測ヨーレイ
トＹ（ｎ）が、目標ヨーレイトＹ０（ｎ）に、すみやか
に収束し、したがって、かかる走行安定性を重視すべき
走行状態において、過大なオーバーステア傾向の発生を
防止して、走行安定性を十分に向上させることができ、
他方、路面摩擦係数が高い道路を走行中で、横加速度Ｇ
Ｌ（ｎ）が大きい走行状態では、実測ヨーレイトＹ
（ｎ）の目標ヨーレイトＹ０（ｎ）への収束速度は小さ
く、したがって、かかる走行状態において、乗り心地と
走行安定性の両立を図ることが可能になる。

【００４３】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、補正係数Ｃは、図３に示される
マップにより、算出されているが、図３に示されたマッ
プによる補正係数Ｃの設定方法は、一例にすぎず、これ
に限定されることなく、横加速度ＧＬ（ｎ）が低くなる
にしたがって、後輪３、３の舵角制御量が線形的に大き
くなるように、ファジイ制御手段３２のメンバーシップ
関数が補正されるるように、補正係数Ｃを設定しても、
横加速度ＧＬ（ｎ）が低くなるにしたがって、後輪３、
３の舵角制御量が非線形的に大きくなるように、ファジ
イ制御手段３２のメンバーシップ関数を補正するよう
に、補正係数Ｃを設定してもよい。

【００４４】また、図３および図４に示された実施例に
おいては、関数補正手段３５により算出された補正係数
Ｃを用いて、ファジイ制御手段３２のメンバーシップ関
数の後件部を補正し、また、図６および図７に示された
実施例においては、関数補正手段３５により、ファジイ
制御手段３２のメンバーシップ関数の前件部を補正して
いるが、関数補正手段３５が、横加速度ＧＬ（ｎ）に応
じて、ファジイ制御手段３２のメンバーシップ関数の前
件部および後件部を補正する補正信号を出力するように
してもよいし、また、ファジイ制御手段３２が、前件部
および／または後件部の異なる複数のメンバーシップ関
数を有し、関数補正手段３５が、横加速度ＧＬ（ｎ）に
応じて、これらのうちから、特定のメンバーシップ関数
を選択するようにしてもよい。

【００４５】さらに、前記実施例においては、横加速度
ＧＬ（ｎ）に基づき、ファジイ制御手段３２のメンバー
シップ関数の前件部、後件部を補正しているが、レーザ
ーなどを用いて、路面摩擦係数を直接検出し、路面摩擦
係数の値に基づき、ファジイ制御手段３２のメンバーシ
ップ関数の前件部、後件部を補正するようにしてもよ
い。

【００４６】また、前記実施例においては、横すべり角
の推定値βの絶対値が、所定値β０より大きくなると、
ヨーレイトフィードバック制御から、横すべり角制御に
移行しているが、横すべり角の推定値βの絶対値が、所
定値β０より大きい走行状態では、後輪３、３の舵角θ
ｒと前輪２、２の舵角θｆとの比を固定するようにして
もよく、あるいは、それまでのヨーレイトフィードバッ
ク制御に代えて、制御ゲインを小さくして、新たなヨー
レイトフィードバック制御をするようにしてもよい。

【００４７】さらに、前記実施例においては、β０は一
定値としているが、β０を、車速Ｖ、横加速度ＧＬなど
により、変化させてもよい。図８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８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。

【００４８】 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８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８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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】

【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
を転舵させ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、大型のコンピュータ
を必要とすることなく、路面状況が異なっても、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、コントロールユニットにより実行され
る後輪舵角制御の他の実施例を示すフローチャートの前
半部を示す図面である。

【図７】図７は、コントロールユニットにより実行され
る後輪舵角制御の他の実施例を示すフローチャートの後
半部を示す図面である。

【図８】図８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 関数補正手段 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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 133:00 137:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims (6)

(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、後輪を転舵させるヨー
   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と、 前記旋回状態検出手段が検出した旋回状態が、所定旋回
   状態より急な旋回状態のときに、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換える制御切換
   え手段と、 路面状況を含む走行状況に応じて、前記ファジイ制御手
   段のメンバーシップ関数を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。
2. 【請求項２】 前記ファジイ制御手段が、前記目標ヨー
   レイトと前記実測ヨーレイトとの偏差に基づき、前記実
   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ように構成されたことを特徴とす
   る請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
3. 【請求項３】 前記ファジイ制御手段が、前記目標ヨー
   レイトと前記実測ヨーレイトとの偏差の変化率に基づ
   き、前記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ように構成されたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
4. 【請求項４】 さらに、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
   べり角制御手段とを備え、 前記制御切換え手段が、前記旋回状態検出手段により検
   出された旋回状態が、第１の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、
   後輪舵角の制御が実行され、前記第１の所定旋回状態よ
   りも急な第２の所定旋回状態を越えた急な旋回状態にお
   いては、前記ファジイ制御手段により、後輪舵角の制御
   が実行されるように、制御手段を切換えるように構成さ
   れたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の
   後輪操舵装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段が、路面摩擦係数が小さく
   なるにしたがって、後輪の舵角制御量が大きくなるよう
   に、前記ファジイ制御手段のメンバーシップ関数を補正
   するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれか１項に記載の車両の後輪操舵装置。
6. 【請求項６】 前記補正手段が、車両の横方向に加わる
   横加速度が小さくなるにしたがって、後輪の舵角制御量
   が大きくなるように、前記ファジイ制御手段のメンバー
   シップ関数を補正するように構成されたことを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両の後輪
   操舵装置。