JP3055330B2 - 路面状態検出装置 - Google Patents

路面状態検出装置

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JP3055330B2
JP3055330B2 JP28630292A JP28630292A JP3055330B2 JP 3055330 B2 JP3055330 B2 JP 3055330B2 JP 28630292 A JP28630292 A JP 28630292A JP 28630292 A JP28630292 A JP 28630292A JP 3055330 B2 JP3055330 B2 JP 3055330B2
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steering
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浩 稲垣
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Toyota Motor Corp
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は路面状態検出装置に係
り、特に前輪と後輪の転舵比を独立に制御可能な4輪操
舵装置を有する車両が走行する路面状態を検出する検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の低速旋回時には前輪に対して後輪
を逆相転舵することにより小回り性を向上し、また中高
速旋回時には前輪に対して後輪を同相転舵することによ
り過渡的な走行状態の安定性を得ることができる4輪操
舵装置を有する車両において、路面の摩擦係数(μ)に
応じて上記の後輪の操舵角を補正することにより、更に
走行安定性等を向上することができることが知られてい
る。そこで、従来よりハンドル操舵時のタイヤ復元トル
ク(セルフアライニングトルク:SAT)を検出するこ
とにより路面μを推定するようにした路面状態検出装置
が知られている(特開昭63−64879号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の路面状態検出装置では、タイヤスリップ角が発生しな
いとSATが生じないため、ハンドル転舵時にしか路面
μが推定できず、ハンドル操舵前の直進時にドライバに
予め路面μを報知できないため、ハンドル操舵時に車両
を不安定な状態に至らしめることがある。
【0004】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、車両の後輪をハンドル非操舵時に操舵できるように
することにより、上記の課題を解決した路面状態検出装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】図1は上記目的を達成す
る本発明の原理構成図を示す。本発明は同図に示すよう
に、所定運転時に車両の後輪14a,14bを左右逆相
に所定角度操舵する後輪操舵手段11と、この後輪操舵
により後輪に発生する復元トルクを検出する第1の検出
手段12と、検出された上記復元トルクと後輪14a,
14bの舵角とより路面状態を検出する第2の検出手段
13とを有する。
【0006】
【作用】所定の運転状態により車両の前輪15a,15
bが所定の舵角範囲にあるときにおいて、後輪操舵手段
11は左後輪14aと右後輪14bとを互いに逆相に所
定角度操舵する。このとき各後輪14a,14bに発生
する復元力、すなわちセルフアライニングトルク(SA
T)が第1の検出手段12により検出され、第2の検出
手段13により各後輪14a,14bの舵角と共に路面
状態を検出させる。従って、本発明では前輪15a,1
5bを操舵しない直進時にも路面状態を検出することが
できる。
【0007】
【実施例】図2は本発明の一実施例の構成図を示す。同
図中、左前輪21a(前記15aに相当)と右前輪21
b(前記15bに相当)とは、各々ナックルアーム22
a,22bとタイロッド23a,23bとを介してリレ
ーロッド24に連結されている。また、ハンドル25は
シャフト26を介して所定の機構によりリレーロッド2
4に連結され、ハンドル25を操作すると図中、左又は
右方向へハンドルの操作量に応じた変位量リレーロッド
24を変位させることにより左前輪21aと右前輪21
bとを操舵する。また、シャフト26の途中には前輪舵
角センサ27が設けられており、ハンドル25の操作
量、すなわち前輪舵角を検出する構成とされている。
【0008】演算装置28はマイクロコンピュータより
なる電子制御装置で、前記第1及び第2の検出手段12
及び13をソフトウェア処理にて実現し、かつ、モータ
29等の後輪駆動機構と共に前記後輪操舵手段11を構
成している。モータ29は演算装置28よりの駆動信号
により、指示された方向及び回転角回転する後輪駆動用
モータで、そのモータシャフト30が舵角センサ31及
び歪センサ32を介してピニオン33に実質的に連結さ
れている。
【0009】上記の舵角センサ31は例えば図2の要部
拡大図の図3に示す如く、モータシャフト30に中心部
が貫通固定され、かつ、円周方向に等角度間隔で一定長
のスリット41aが多数穿設された円盤41と、この円
盤41のスリット41aの有無を光学的に検出するフォ
トインターラプタ42とよりなるロータリエンコーダ
で、フォトインターラプタ42よりのスリット検出パル
スの個数が演算装置28で計測されることにより、後輪
の舵角が検出される。なお、歪センサ32はモータシャ
フト30に取り付けたストレインゲージによっても構成
できる。
【0010】再び図2に戻って説明するに、左後輪34
a(前記14aに相当)と右後輪34b(前記14bに
相当)は各々ナックルアーム35a,35bとタイロッ
ド36a,36bとを介してリレーロッド37a,37
bに夫々連結されている。リレーロッド37a,37b
にはラック38a,38bが形成されている。ラック3
8aと38bとはピニオン33の中心部を介して互いに
相対向する位置でピニオン33と噛合している。
【0011】これにより、モータ29が正方向へ所定角
度回転すると、ピニオン33が例えば図中、時計方向に
所定角度回動し、この結果ラック38aが形成されてい
るリレーロッド37aが図中左方向へ所定量変位し、か
つ、ラック38bが形成されているリレーロッド37b
が図中右方向へ上記と同じ所定量変位する。
【0012】従って、リレーロッド37aの左方向への
変位により左後輪34aはその前部が左方向に所定舵角
回動変位され、またリレーロッド37bの右方向への変
位により右後輪34bはその前部が右方向に所定舵角回
動変位される。すなわち、左後輪34aと右後輪34b
とは夫々互いに絶対値が同じ舵角の逆相に操舵される。
【0013】また、この左右の後輪34a及び34bの
逆相操舵により、左右の後輪34a及び34bには復元
トルク(SAT)が発生してモータシヤフト30に捩れ
力として作用するが、これは歪センサ32により検出さ
れる。なお、モータ29が逆方向に回転してピニオン3
3が反時計方向に所定角度回動されたときは、上記とは
逆方向に左右の後輪34a,34bが逆相に操舵される
こととなる。
【0014】なお、図2には図示を省略したが、左右の
後輪34a及び34bを演算装置28の出力制御信号に
基づいて同相に駆動する駆動機構をもう一系統別途設
け、路面状態非判断時は逆相駆動機構の代わりに用いる
ことで、従来と同じ4輪操舵装置を実現してもよい。
【0015】次に演算装置28により実行される路面状
態検出ルーチンについて説明する。演算装置28は舵角
センサ27,31及び歪センサ32の各出力検出信号が
入力され、所定周期毎に図4の路面状態検出ルーチンを
実行する。図4に示す路面状態検出ルーチンが駆動され
ると、まず前輪舵角センサ27の出力検出信号に基づい
て、前輪舵角θf が読み込まれ(ステップ101)、続
いてこの前輪舵角θfの絶対値が所定のしきい値θt
満であるか否か判定される(ステップ102)。
【0016】|θf |がしきい値θt 以上と判定された
ときは、運転状態が直進走行状態ではないと判断して後
輪操舵を解除して(ステップ107)、このルーチンを
終了する。一方、ステップ102で|θf |がしきい値
θt 未満と判定されたときは、運転状態が直進走行時で
あると判断して路面μを検出するべく、モータ29を所
定の方向に一定角度回動することにより、前述した如く
左後輪34aと右後輪34bとを逆相に一定角度操舵す
る(ステップ103)。
【0017】続いて、演算装置28は歪センサ32の出
力検出信号に基づきSATを読み込み(ステップ10
4)、また舵角センサ31の出力検出信号に基づき後輪
舵角θ R を読み込んだ後(ステップ105)、予め演算
装置28内のメモリに記憶されている、図5に示す如き
マップを上記のSATと後輪舵角θR とで検索して路面
μを算出する(ステップ106)。
【0018】ここで、図5に示すマップは横軸に後輪舵
角、縦軸にセルフアライニングトルク(SAT)をとっ
たときに、路面μが上に凸の特性であることを示してい
る。すなわち、所定の後輪舵角のときに路面μは最大
で、その所定の後輪舵角より大きくなるほど、及び小さ
くなるほど路面μは夫々小さくなり、また同じ後輪舵角
ではSATが大なるほど路面μは大となる。
【0019】前記した後輪34a及び34bの左右逆相
の操舵角は絶対値が図5中、例えばθR 付近になるよう
にモータ29の回転角が制御される。図5において、θ
R 付近は特性曲線が急峻部分で、SATの僅かな変化に
対して路面μが変化する感度の良い部分であるからであ
る。
【0020】図4のステップ106でマップ検索による
路面μの算出が終わると、ステップ107へ進んでモー
タ29を前記ステップ103とは逆方向に、かつ、等角
度回転することにより後輪34a,34bを左右逆相操
舵前の状態に戻してこのルーチンを終了する。これによ
り、以後のハンドル操舵時には、ハンドル操舵に応じて
前輪21a及び21bのみが操舵され、後輪34a,3
4bは操舵されない。
【0021】このように、本実施例によれば、モータ2
9,ピニオン33,ラック38a及び38b等の後輪操
舵機構と舵角センサ27と図4のステップ102及び1
03により前記後輪操舵手段11を実現し、歪センサ3
2とステップ104により前記第1の検出手段12を実
現し、更に舵角センサ31とステップ105及び106
により前記第2の検出手段13を実現することにより、
直進時に路面μを算出することができ、よって、ハンド
ル操舵前にドライバに予め路面μを報知することができ
る。
【0022】なお、左後輪34a及び右後輪34bを演
算装置28の出力制御信号に基づいて同相に駆動する駆
動機構を、図2に示した後輪左右逆相駆動機構と切換え
使用できる構成としてある場合は、前記ステップ107
の後輪操舵解除に際して、後輪左右同相駆動機構に切換
え、従来と同様に例えば前後輪の転舵比(=前輪舵角/
後輪舵角)kを図6に示す如く、低車速時は前輪21
a,21bに対して後輪34a,34bを逆相に操舵
し、中高車速時は前輪21a,21bに対して後輪34
a,34bを同相に操舵するようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、後輪を左
右逆相に操舵してSATを読み込むようにしたため、直
進時にも路面状態を検出することができる等の特長を有
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】本発明の一実施例の構成図である。
【図3】図2中の要部拡大図である。
【図4】本発明の要部の路面状態検出ルーチンの一実施
例を示すフローチャートである。
【図5】図4の路面状態検出ルーチン中で用いる路面μ
の算出用マップである。
【図6】従来の車速対応操舵特性を示す図である。
【符号の説明】
11 後輪操舵手段 12 第1の検出手段 13 第2の検出手段 14a,34a 左後輪 14b,34b 右後輪 15a,21a 左前輪 15b,21b 右前輪 25 ハンドル 27 前輪舵角センサ 28 演算装置 29 モータ 31 舵角センサ 32 歪センサ 33 ピニオン 38a,38b ラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/02 B62D 7/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定運転状態時に車両の後輪を左右逆相
    に所定角度操舵する後輪操舵手段と、 該後輪操舵手段による後輪操舵により該後輪に発生する
    復元トルクを検出する第1の検出手段と、 該第1の検出手段により検出された該復元トルクと、前
    記後輪の舵角とより路面状態を検出する第2の検出手段
    とを有することを特徴とする路面状態検出装置。
JP28630292A 1992-10-23 1992-10-23 路面状態検出装置 Expired - Lifetime JP3055330B2 (ja)

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