JP3065806B2

JP3065806B2 - 車両の操舵装置

Info

Publication number: JP3065806B2
Application number: JP23746092A
Authority: JP
Inventors: 満長岡; 陽子小川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH06206564A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のステアリング操
舵状態に応じて後輪又は前輪を強制的に操舵制御して、
車両の運転性や安定性を高めるようにした車両の操舵装
置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両の操舵装置して、ス
テアリング操作量に対応する前輪の操舵角に対して、後
輪の転舵比を車速に応じて決定し、該転舵比で後輪を転
舵制御するものが知られているが、このものでは、如何
なる車速でも運転者の意思に合致した操舵性能を得るこ
とが可能である反面、運転者がステアリングを操作した
当初の初期状態では、前輪と後輪とが同相になる場合が
多いため、該初期状態での車両の回頭性が低い憾みがあ
った。

【０００３】そのため、従来、例えば特開平１−２６２
２６８号公報に開示されるものでは、運転者のステアリ
ング操舵量に基いて車両の制御目標ヨーレイトを演算す
ると共に、車両のヨーレイトを実測し、このヨーレイト
の実測値と制御目標値との偏差に応じたフィードバック
制御量を演算し、該フィードバック制御量でもって後輪
の操舵角をフィードバック制御することにより、ステア
リング操作当初の初期状態でもヨーレイトを素早く発生
させて、この初期状態での車両の回頭性を高めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のフィードバック制御では、ヨーレイトの実測値と制
御目標値との偏差のみに応じてフィードバック制御量を
演算して、後輪を転舵制御している関係上、実際ヨーレ
イトを制御目標値に精度良く制御するにも限界がある。

【０００５】そこで、例えば、上記のフィードバック制
御に代えて、状態フィードバック制御を採用することが
考えられる。この状態フィードバック制御は、ヨーレイ
トの他、車両の複数の状態変数，例えば車輪の横滑り
角、前輪及び後輪のコーナリングフォース等を推定して
車両の運動状態を把握し、これ等複数の状態変数を用い
て制御対象を制御するものであるので、上記車両の複数
の状態変数を用いて車両に発生するヨーレイトを制御目
標値にするよう、前輪又は後輪の操舵角をフィードバッ
ク制御すれば、常に車両に目標のヨーレイトを発生させ
ることができ、ステアリング操作時当初の車両の回頭性
を向上できる等、車両の運転性及び安定性に最適な制御
が可能となる。

【０００６】その場合、状態フィードバック制御は、状
態方程式として線形方程式を用い、該線形方程式に基い
て車両の複数の状態量を推定している関係上、車両の運
動特性が路面状態の変化等に起因して線形方程式から外
れた非線形の運動となった車両の動特性の変化時には、
上記推定する複数の状態量が最適値からずれを生じ、そ
の結果、車両には制御目標ヨーレイトが発生せず、不安
定になる憾みが生じる。そのため、例えば、状態フィー
ドバック制御とは別途に、非線形領域において本質的に
安定な第２の制御則を予め用意し、非線形領域では該第
２の制御則を使用することにより、車両の動特性が線形
領域から非線形領域に移行した際にも、車両の安定性を
良好に確保することが考えられる。

【０００７】しかしながら、上記のように前輪又は後輪
の操舵制御を状態フィードバック制御と第２の制御則と
で切換選択する構成を採用する場合に、その制御の切換
時には、制御が瞬間的に切換わる関係上、車両にショッ
クを与える憾みが生じる。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記の通り前輪又は後輪の操舵制御
に状態フィードバック制御と第２の制御則とを用い、該
両制御を線形領域と非線形領域とで切換選択する場合
に、この両制御間の切換時に車両に与えるショックを有
効に軽減ないし解消することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、状態フィードバック制御と第２の制御
則との間の制御の切換時には、選択される制御による前
輪又は後輪の操舵角の単位時間当りの変化を制限する構
成とする。

【００１０】つまり、請求項１記載の発明の具体的な解
決手段は、図１に示すように、前輪又は後輪をステアリ
ングとは別途に操舵する操舵手段２０を設けるととも
に、車輪の横滑り角に対して車輪のコーナリングフォー
スが比例的に変化する線形領域にあるか非線形領域にあ
るかを判別する領域判別手段３４と、少くとも車両の実
際ヨーレイト及び車輪の推定横滑り角に基いて前輪又は
後輪操舵に対する目標制御量を演算し、車両の実際ヨー
レイトを制御目標ヨーレイトに状態フィードバック制御
する状態フィードバック制御手段３０と、上記非線形領
域において安定して前輪又は後輪を操舵制御できる第２
の制御手段３１と、上記領域判別手段３４の出力を受
け、車輪のコーナリングフォースが線形領域にあるとき
上記状態フィードバック制御手段３０により上記操舵手
段２０を制御し、車輪のコーナリングフォースが非線形
領域にあるとき上記第２の制御手段３１により操舵手段
２０を制御するよう前輪又は後輪の操舵制御を切換える
制御切換手段３２とを設ける。更に、上記制御切換手段
３２による制御の切換時に、該切換により選択される制
御の制御量の変化量の最大値を規制する規制手段３３を
設ける構成とする。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の規制手段３３を特定して、規制する制
御量の変化量の最大値を、車両の運転状態に応じて規制
するもので構成している。

【００１２】更に、請求項３記載の発明では、規制手段
３３を他のものに特定し、規制する制御量の変化量の最
大値を、前輪の操舵速度が速いとき大値に規制するもの
で構成している。

【００１３】加えて、請求項４記載の発明では、規制手
段３３を、規制する制御量の変化量の最大値を、状態フ
ィードバック制御手段３０による制御から第２の制御手
段３１による制御に切換わるとき大値に規制するもので
構成している。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、規制手段
３３を、規制する制御量の変化量の最大値を、第２の制
御手段３１による制御から状態フィードバック制御手段
３０による制御に切換わるとき小値に規制するもので構
成する。

【００１５】更に、請求項６記載の発明では、規制手段
３３を、規制する制御量の変化量の最大値を、車輪の横
滑り角が大きいとき大値に規制するもので構成する。

【００１６】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
線形領域では状態フィードバック制御手段３０が制御切
換手段３２により選択されて、操作手段２０により前輪
又は後輪の操舵角が状態フィードバック制御されるの
で、車両に作用するヨーレイトが常に制御目標値に精度
良く一致して、制御の狙い通りの良好な車両の運転特性
が得られる。

【００１７】一方、非線形領域では、状態フィードバッ
ク制御手段３０に代えて、第２の制御手段３１が制御切
換手段３２により選択される。その結果、前輪又は後輪
の操舵角が第２の制御則に基いて安定して制御されるの
で、車両の運動が安定することになる。

【００１８】また、状態フィードバック制御手段３０に
よる制御と第２の制御手段３１による制御との間の制御
の切換時には、この切換時に前輪又は後輪を操舵制御す
る制御の制御量の変化量の最大値が規制手段３３により
小さく規制されるので、この制御切換時での前輪又は後
輪の操舵角の変化が徐々に行われて、車両に与えるショ
ックが有効に軽減ないし解消される。

【００１９】特に、請求項２記載の発明では、上記制御
量の変化量の最大値が車両の運転状態に応じて規制され
るので、後輪の操舵角の変化速度は車両の運転状態に応
じて変更される。

【００２０】また、請求項３、請求項４、及び請求項６
記載の発明では、前輪の操舵速度が速いとき、状態フィ
ードバック制御手段３０による制御から第２の制御手段
３１による制御に切換わるとき、及び車輪の横滑り角が
大きいとき，即ち車両が不安定状態に移行し易い状況で
は、上記制御量の変化量の最大値が大値に規制されるの
で、状態フィードバック制御から第２の制御則に早期に
切換わって、車両の安定性が良好に確保される。

【００２１】更に、請求項５記載の発明では、第２の制
御手段３１による制御から状態フィードバック制御手段
３０による制御に切換わるとき、即ち車両が安定状態に
移行する状況では、上記制御量の変化量の最大値が小値
に規制されるので、車両の安定性が良好に確保されなが
ら、前輪又は後輪の操舵角の変化が小さく規制されて、
車両の挙動変化が小さく制限され、車両の乗り心地が向
上する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明の車両の操舵装置よれば、線形領域では状態フィード
バック制御を選択して使用し、非線形領域では本質的に
安定な第２の制御則を選択して使用すると共に、その制
御の選択切換時の制御量の変化量の最大値を規制したの
で、状態フィードバック制御による狙い通りの車両の運
動特性を実現して、車両の走行性能の向上を図ると共
に、非線形領域での車両の車両の安定性の向上を図るこ
とができ、更に制御切換時での前輪又は後輪の操舵角の
変化を徐々に行って、該制御切換時に車両に与えるショ
ックを有効に軽減ないし解消できる。

【００２３】特に、請求項２ないし請求項６記載の発明
によれば、制御切換時での制御量の変化量の最大値を、
前輪の操舵速度等の車両の運転状態に応じて規制したの
で、その制御切換時での前輪又は後輪の操舵角の変化速
度を車両の運転状態に応じて適宜変更できて、その制御
切換に起因して車両に発生するショックを一層有効に軽
減ないし解消できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。

【００２５】図２は本発明に係る車両の操舵装置の概略
平面図を示し、１はステアリング、２は左右の前輪、３
は左右の後輪、１０は上記ステアリング１の操作により
左右の前輪２、２を操舵する前輪操舵装置、２０は該前
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を操舵する操舵手段としての後輪操舵装置で
ある。

【００２６】上記前輪操舵装置１０は、車体幅方向に配
置されたリレーロッド１１を有し、該ロッド１１の両端
部は各々タイロッド１２、１２及びナックルアーム１
３、１３を介して左右の前輪２、２に連結されている。
該リレーロッド１１には、ハンドル１の操作に連動して
該リレーロッド１１を左右に移動させるラック・アンド
・ピニオン機構１４が配置され、ステアリング１の操作
時にその操作量に応じた角度だけ左右の前輪２、２を操
舵する構成である。

【００２７】一方、後輪操舵装置２０は、上記と同様に
車体幅方向に配置されたリレーロッド２１を有し、該ロ
ッド２１の両端部は各々タイロッド２２、２２及びナッ
クルアーム２３、２３を介して左右の後輪３、３に連結
されている。該リレーロッド２１には、該ロッド２１を
中立位置に付勢するセンタリングバネ２２が配置されて
いると共に、ラック・アンド・ピニオン機構２３が配置
され、該機構２３には、クラッチ２４、減速機構２５、
及びモータ２６が連携されていて、クラッチ２４の締結
時にモータ２６の回転駆動によりラック・アンド・ピニ
オン機構２３を介してリレーロッド２１を車幅方向に移
動させて、後輪３，３をモータ２６の回転量に応じた角
度だけ操舵する構成である。

【００２８】上記モータ２６はコントロールユニット２
９に駆動制御される。該コントロールユニット２９は、
図３に示すように、内部に、モータ２６により後輪３の
舵角を、車両の状態が推定できる少くとも実際ヨーレイ
ト及び車輪の横滑り角に基いて状態フィードバック制御
（以下、ＬＱＧ制御という）する状態フィードバック制
御手段としてのＬＱＧ制御手段３０と、第２の制御手段
としての車速感応ＭＡＰ制御手段３１と、上記ＬＱＧ制
御手段３０によるＬＱＧ制御と車速感応ＭＡＰ制御手段
３１によるＭＡＰ制御とを選択的に切換える制御切換手
段３２とを基本的に有する。上記車速感応ＭＡＰ制御手
段３１は、予め記憶したマップに基いて車両が安定する
後輪３の制御すべき目標舵角を車速及び前輪操舵角に応
じて一義的に決定して、該目標舵角に後輪３の舵角をモ
ータ２６により制御するものであり、従って、図６に示
すように車輪の横滑り角βに対する車輪のコーナリング
フォース特性において、コーナリングフォースの変化が
横滑り角βに比例しない非線形領域でも制御が安定する
ものである。

【００２９】また、図３に示すように、上記コントロー
ルユニット２９には、車両に作用する横加速度を検出す
る横加速度センサ３５と、車両に作用するヨーレイトを
検出するヨーレイトセンサ３６と、後輪３の舵角を検出
する後輪舵角センサ３７と、前輪２の操舵角を検出する
前輪操舵角センサ３８と、車速を検出する車速センサ３
９とが各々入力されている。

【００３０】次に、上記コントロールユニット２９によ
るモータ２６の駆動制御を図４の制御フローに従って説
明する。同図において、ステップＳ１で設定周期毎の制
御タイミングになると、ステップＳ２で上記各センサ３
６〜３９の検出信号に基いて車速Ｖｓ、前輪操舵角Ｆｓ
ｔｇ、後輪舵角Ｒｓｔｇ、車両に発生しているヨーレイ
トｄψ／ｄｔ、及び車両に作用する横加速度Ｙｇの各車
両の運動状態量を計測する。

【００３１】そして、ステップＳ３において下記式に基
いて車両の制御目標ヨーレイトｙｒｔを算出する。

【００３２】ここに、Ａはスタビリティーファクター、Ｌは車両のホ
イールベースである。その後は、ステップＳ４で前輪操
舵角センサ３８により検出した前輪操舵角Ｆｓｔｇの前
回値と今回値とに基いて前輪操舵速度ｄｆを下記式より
演算する。

【００３３】ｄｆ＝｛Ｆｓｔｇ（ｎ）−Ｆｓｔｇ（ｎ−１）｝＊ｋ（ｋは比例定数である）続いて、ステップＳ５において予め車速感応ＭＡＰ制御
における後輪３の舵角制御量ＲＭＡＰを演算する。即
ち、同ステップに示す車速Ｖｓｐに対応するマップ上の
比例定数ｒを算出した後、該算出した比例定数ｒに前輪
操舵角Ｆｓｔｇを乗算してＭＡＰ制御量ＲＭＡＰを求め
る。

【００３４】更に、ステップＳ６及びＳ７においてＬＱ
Ｇ制御における後輪３の舵角制御量ＲＦＢを演算する。
即ち、先ずステップＳ６でオブザーバー（状態観測器）
により車両の状態量及び車両の観測量を演算推定する。
ここに、車両の状態量としては、車両の横滑り角β、後
輪の舵角の変化速度ｄＲｓｔｇ／ｄｔ、前輪のコーナリ
ングフォースＣｆｆ、及び後輪のコーナリングフォース
Ｃｆｒの４種を推定する。また、車両の観測量として
は、上記４種の推定状態量に、後輪の舵角Ｒｓｔｇ、及
び車両に作用するヨーレイトｄψ／ｄｔを加えた６種を
演算推定する。但し、後輪の舵角Ｒｓｔｇ及びヨーレイ
トｄψ／ｄｔは実測値を用いる。ここに、上記車両の状
態量及び観測量の推定は、車両の推定状態量をｘｏｂ、
車両の推定観測量をｙｏｂとして、下記の状態方程式及
び出力方程式に基づく演算によって行うものである。

【００３５】ｄｘｏｂ／ｄｔ＝Ａｏｂ＊ｘｏｂ＋Ｂｏｂ
＊ｙ＋Ｊｏｂ＊ＲＦＢ（ｎ−１）ｙｏｂ＝Ｃｏｂ＊ｘｏｂ＋Ｄｏｂ＊ｙここに、Ａｏｂ、Ｂｏｂ、Ｃｏｂ、Ｄｏｂ及びＪｏｂは
オブザーバーゲイン、ＲＦＢはＬＱＧ制御量であり、ｙ
は実測ヨーレイトｄψ／ｄｔ及びＬＱＧ制御量ＲＦＢ値
である。

【００３６】その後は、ステップＳ７でＬＱＧ制御量Ｒ
ＦＢを演算する。この演算は、先ず実測ヨーレイトｄψ
／ｄｔと制御目標ヨーレイトｙｒｔとの偏差（ｄψ／ｄ
ｔ−ｙｒｔ）の積分値Ｓｉｇを式Ｓｉｇ（ｎ）＝Ｓｉｇ（ｎ−１）＋（ｄψ／ｄｔ−ｙｒ
ｔ）に基いて算出した後、ＬＱＧ制御量ＲＦＢを上記積分値
Ｓｉｇ及び推定観測量ｙｏｂを用いて下式ＲＦＢ＝−Ｆ＊ｙｏｂ−ＦＩ＊Ｓｉｇにて演算する。ここに、Ｆ，ＦＩは制御ゲインである。

【００３７】上記の通りＬＱＧ制御量ＲＦＢを算出した
後は、ステップＳ８及びＳ９で車輪のコーナリングフォ
ースが、図６に示す線形領域と非線形領域との境界を含
む該境界近傍に設定した遷移領域にあるか否かを判定す
る。この判定は、具体的には、ステップＳ８で図６の遷
移領域を区画する線形領域側の横滑り角βｏを発生させ
る設定前輪操舵速度ｄｌ1 と、実際の前輪操舵速度ｄｆ
とを比較すると共に、ステップＳ１０で上記設定前輪操
舵速度ｄｌ1 に遷移領域の幅に相当する速度幅Δｄｆを
加算した値ｄｌ1 ＋Δｄｆと実際の前輪操舵速度ｄｆと
を比較して行う。その結果、ｄｆ＜ｄｌ1 の線形領域に
ある場合には、ステップＳ１０で後輪の舵角制御量Ｒを
上記ステップＳ７で演算したＬＱＧ制御量ＲＦＢに設定
して（Ｒ＝ＲＦＢ）、ステップＳ１４でこの制御量Ｒで
もってモータ２６を駆動制御して、左右の後輪３，３を
操舵制御する。一方、ｄｌ1 ＋Δｄｆ＜ｄｆの非線形領
域にある場合には、ステップＳ１１で後輪の舵角制御量
Ｒを上記ステップＳ５で演算したＭＡＰ制御量ＲＭＡＰ
に設定して（Ｒ＝ＲＭＡＰ）、ステップＳ１４でこの制
御量Ｒでもってモータ２６を駆動制御し、左右の後輪
３，３を操舵制御する。

【００３８】これに対し、ｄｌ1 ＜ｄｆ＜ｄｌ1 ＋Δｄ
ｆの遷移領域にある場合には、ステップＳ１２でこの遷
移領域における第３の制御則の制御量ＲＴＲを演算す
る。この制御量ＲＴＲは、下記式に基いてＬＱＧ制御量
ＲＦＢとＭＡＰ制御量ＲＭＡＰとを単純比例により実際
の前輪操舵角ｄｆが遷移領域で取る位置で重み付け配分
した制御量として計算する。

【００３９】ＲＴＲ＝ｃ＊ＲＭＡＰ＋（１−ｃ）＊ＲＦＢここに、ｄｌ2 ＝ｄｌ1 ＋Δｄｆである。

【００４０】そして、上記のように第３の制御則での制
御量ＲＴＲが求まると、ステップＳ１３では該遷移領域
での第３の制御則の制御量ＲＴＲを図５の規制フローに
基いて規制した後、後輪３，３の舵角制御量Ｒをこの規
制した制御量ＲＴＲに設定して（Ｒ＝ＲＴＲ）、ステッ
プＳ１４でこの制御量Ｒでもってモータ２６を駆動制御
し、左右の後輪３，３を操舵制御する。

【００４１】次に、上記図５の制御量ＲＴＲの規制フロ
ーを説明する。該規制フローは、ステップＳａで現在の
後輪の制御量Ｒを上記図４のステップＳ１２で求めた遷
移領域での制御量ＲＴＲと比較し、Ｒ＞ＲＴＲの大きい
場合には、ステップＳｂでその差Ｒ−ＲＴＲを最大変化
量Ｌｍと比較し、該最大変化量Ｌｍ以下の場合には、ス
テップＳｃで今回の制御量Ｒを今回演算された制御量Ｒ
ＴＲに設定するが、最大変化量Ｌｍを越える場合には、
ステップＳｄで今回の制御量ＲをＲ＝Ｒ−Ｌｍに設定し
て、その減少変化の最大値を最大変化量Ｌｍに規制す
る。

【００４２】同様に、上記ステップＳａで後輪の制御量
Ｒが上記演算された遷移領域での制御量ＲＴＲに対し
て、Ｒ≦ＲＴＲの小さい場合には、ステップＳｅでその
差ＲＴＲ−Ｒを最大変化量Ｌｍと比較し、該最大変化量
Ｌｍ未満の場合には、ステップＳｆで今回の制御量Ｒを
今回演算された制御量ＲＴＲに設定するが、最大変化量
Ｌｍ以上の場合には、ステップＳｇで今回の制御量Ｒを
Ｒ＝Ｒ＋Ｌｍに設定して、その増大変化の最大値を最大
変化量Ｌｍに規制する。

【００４３】よって、上記図４の制御フローにおいて、
ステップＳ６及びＳ７により状態フィードバック制御手
段３０を構成していると共に、ステップＳ５により第２
の制御則としてＭＡＰ制御を用いた第２の制御手段３１
を構成している。また、ステップＳ８及びＳ９により、
図６に示すように車輪の横滑り角βに対して車輪のコー
ナリングフォースが比例的に変化する線形領域にある
か、非線形領域にあるかを判別する領域判別手段３４を
構成していると共に、ステップＳ１０及びＳ１１によ
り、上記領域判別手段３４の出力を受けて、車輪のコー
ナリングフォースが線形領域にある場合にはＬＱＧ制御
手段３０のＬＱＧ制御量ＲＦＢによりモータ２６を制御
し、非線形領域にある場合には第２の制御手段３１の車
速感応ＭＡＰ制御によりモータ２６を制御するよう後輪
３の操舵制御を切換えるようにした制御切換手段３２を
構成している。更に、図５の制御量の規制フローによ
り、上記制御切換手段３２による制御の切換時における
遷移領域において、ＬＱＧ制御量ＲＦＢとＭＡＰ制御量
ＲＭＡＰとを比例配分した第３の制御則の制御量ＲＴＲ
の変化量の最大値を最大変化量Ｌｍに規制するようにし
た規制手段３３を構成している。

【００４４】したがって、上記実施例においては、前輪
の操舵速度ｄｆが設定値ｄｌ1 未満で遅い（ｄｆ＜ｄｌ
1 ）場合には、車輪のコーナリングフォースは線形領域
にあって、後輪３，３の操舵角がＬＱＧ制御手段３０に
よりＬＱＧ制御される。この場合、車両の動特性は上記
の状態方程式を満すので、オブザーバーによる状態量ｘ
ｏｂ及び観測量ｙｏｂは正確に推定され、従って車両の
ヨーレイトは制御目標値ｙｒｔに精度良く制御されて、
狙い通りの車両運動特性が得られ、車両の運転性能の向
上及び安定性の向上が図られる。

【００４５】これに対し、前輪の操舵速度ｄｆが設定値
ｄｌ2 （＝ｄｌ1 ＋Δｄｆ）を越えて速い（ｄｌ2 ＜ｄ
ｆ）場合には、車輪の横滑り角は非線形領域にある。こ
の場合、ＬＱＧ制御では、車両の動特性が上記状態方程
式を満さず、オブザーバーによる状態量ｘｏｂ等に誤差
が生じ易く、このため制御が不安定となって、車両の運
動が不安定になる場合がある。しかし、この非線形領域
では、制御切換手段３２がこの非線形領域で本来的に安
定している第２の制御手段３１による車速感応ＭＡＰ制
御を選択し、後輪３，３の操舵角が車速Ｖｓ及び前輪操
舵角Ｆｓｔｇに応じたＭＡＰ制御量ＲＭＡＰでもって制
御されるので、車両の走行安定性が良好に確保される．
しかも、前輪の操舵速度ｄｆが設定値ｄｌ1 未満で遅い
場合には、運転者が車両を所望の方向に正確に導きたい
と要求する場合であって、この場合には上記の通り後輪
３のＬＱＧ制御によって車両に発生するヨーレイトが制
御目標値ｙｒｔに精度良く一致するので、車両は運転者
の要求通りに方向転換して、車両の運転性能の一層の向
上を図ることができる。一方、前輪の操舵速度ｄｆが設
定値ｄｌ2 を越えて速い場合には、上記の通り後輪３の
車速感応ＭＡＰ制御によって車両のヨーレイトが安定し
て発生するので、車両の安定性が向上する。この場合、
発生するヨーレイトはＬＱＧ制御の場合に比して制御目
標値ｙｒｔに精度良くは一致しなくなるが、運転者はさ
ほど車両の方向転換角度の正確さを要求していないの
で、支障はない。

【００４６】また、前輪の操舵速度ｄｆがｄｌ1 ≦ｄｆ
≦ｄｌ２の範囲内にある遷移領域，即ちＬＱＧ制御から
ＭＡＰ制御又はその逆方向への制御切換時には、ＬＱＧ
制御量ＲＦＢとＭＡＰ制御量ＲＭＡＰとが比例配分され
て、第３の制御則の制御量ＲＴＲが演算されるが、現在
の制御量Ｒがこの目標制御量ＲＴＲに向って変化する変
化量（Ｒ−ＲＴＲ）の最大値が規制手段３３により最大
変化量Ｌｍに規制される。その結果、後輪３の操舵角は
目標操舵角に向って徐々に変化するので、この制御切換
時に車両に発生するショックを有効に軽減ないし解消で
きる。

【００４７】図７は、請求項３及び請求項６記載の発明
の実施例を示し、前輪の操舵速度ｄｆ及び車輪の横滑り
角βに応じて制御切換時の制御量ＲＴＲの最大変化量Ｌ
ｍを変更したものである。

【００４８】すなわち、図７の規制フローでは、ステッ
プＳＡで、前輪操舵速度の絶対値｜ｄｆ｜が第１設定値
ｘ以下の範囲では小値に固定設定し、該第１設定値ｘを
越え第２設定値ｙ以下の範囲では、前輪操舵速度が速い
ほど最大変化量Ｌｍを大値に設定し、該第２設定値ｙを
越える範囲では、該第２設定値ｙでの最大変化量Ｌｍを
保持するように設定する。

【００４９】また、ステップＳＢでは、車輪の横滑り角
の絶対値｜β｜が第１設定値ｐ以下の範囲では小値に固
定設定し、第１設定値ｐを越え第２設定値ｑ以下の範囲
では、横滑り角βが大きいほど大値に設定し、第２設定
値ｑを越える範囲では大値を保持するように設定する。
その他の構成は、図５の規制フローと同様であるので、
その説明を省略する。

【００５０】したがって、本実施例においては、前輪操
舵速度ｄｆが速いほど、又は車輪の横滑り角βが大きい
ほど，即ち車両が不安定な状態に移行し易い状況ほど、
制御切換時の制御量ＲＴＲの最大変化量Ｌｍが大値に変
更されて、ＬＱＧ制御から車速感応ＭＡＰ制御に早期に
切換わるので、車両の安定性が良好に確保される。

【００５１】また、図８及び図９は請求項４及び請求項
５記載の発明の実施例を示し、ＬＱＧ制御からＭＡＰ制
御への制御切換時とその逆方向への制御切換時とで最大
変化量Ｌｍを変更したものである。

【００５２】すなわち、図８の制御フローは、図４の制
御フローと略同一であるが、ステップＳ１０で後輪３の
制御量ＲをＬＱＧ制御量ＲＦＢに設定した（Ｒ＝ＲＦ
Ｂ）場合には、ステップＳＸでフラグＦをＦ＝１に設定
し、ステップＳ１１で後輪３の制御量ＲをＭＡＰ制御量
ＲＭＡＰに設定した（Ｒ＝ＲＭＡＰ）場合には、ステッ
プＳＹでフラグＦをＦ＝３に設定する。

【００５３】そして、図９の制御量の規制フローのステ
ップＳｈ及びＳｉでフラグＦの値を判別し、Ｆ＝１のＬ
ＱＧ制御時には、ステップＳｊで最大変化量Ｌｍを大値
Ｌｍ１に設定する一方、Ｆ＝３のＭＡＰ制御時には、ス
テップＳｋで最大変化量Ｌｍを小値Ｌｍ２（Ｌｍ２＜Ｌ
ｍ１）に設定する。そして、ステップＳｍでフラグＦを
Ｆ＝２に設定して、遷移領域にある制御切換時であるこ
とを表す。その他の構成は、図５の規制フローと同様で
あるので、その説明を省略する。

【００５４】したがって、本実施例においては、前輪操
舵速度ｄｆが速くなってＬＱＧ制御からＭＡＰ制御へ移
行するＦ＝１の際には、車両が不安定な状態に移行し易
い状況であるが、最大変化量Ｌｍが大値Ｌｍ１に設定さ
れるので、後輪３の操舵角制御は短時間で素早くＭＡＰ
制御へ切換移行されて、車両の安定性が良好に確保され
る。一方、前輪操舵速度ｄｆが遅くなってＭＡＰ制御か
らＬＱＧ制御へ移行するＦ＝３の際には、車両が本来安
定な状態に移行する状況であって、この状況で最大変化
量Ｌｍが小値Ｌｍ２（Ｌｍ２＜Ｌｍ１）に設定されて、
後輪３の操舵角が一層徐々に変化するので、車両の安定
性が良好に確保されつつ、車両の挙動変化が少なくなっ
て、車両の乗り心地が向上する。

【００５５】図１０は他の実施例を示し、上記実施例で
は後輪３，３を後輪操舵装置２０を用いて操舵制御した
のに代え、前輪２，２をステアリングとは別途に電気的
に操舵制御するものに適用したものである。

【００５６】すなわち、図１０の操舵装置では、上記図
２に示す後輪操舵装置２０を備えず、前輪操舵装置１０
と並列に、リレーロッド１１に配置したラック・アンド
・ピニオン機構４０と、該機構４０を駆動するモータ４
１とを設け、該モータ４１をコントロールユニット２９
により駆動制御する構成である。その他の構成は、上記
実施例と同様であるが、前輪を操舵する関係上、上記実
施例の後輪操舵で後輪を前輪と逆位相に操舵制御する場
合には本実施例では前輪の操舵角を増す側に操舵制御
し、上記実施例で後輪を同位相に操舵制御する場合には
本実施例では前輪の操舵角を減す側に操舵制御すればよ
い。

【００５７】尚、以上の説明では、ＬＱＧ制御におい
て、車両の推定観測量として６種、即ち車両の横滑り角
β、後輪の舵角の変化速度ｄＲｓｔｇ／ｄｔ、前輪及び
後輪ののコーナリングフォースＣｆｆ、Ｃｆｒ、後輪の
舵角Ｒｓｔｇ、並びに車両に作用するヨーレイトｄψ／
ｄｔを用いて車両の状態を正確に観測したが、車両の状
態を観測するには、少くとも車両の実際ヨーレイト及び
車輪の推定横滑り角の２種を観測すれば足りる。

【００５８】また、以上の説明では、第２の制御手段３
１での制御則として車速感応ＭＡＰ制御を使用したが、
この第２の制御則は、要はコーナリングフォースが比例
的に変化しない非線形領域で安定して後輪３，３を制御
し得るものであれば良く、例えばＭＡＰ制御以外のフィ
ードフォワード制御、ファジィ制御、フィードバック制
御等でも良いものである。

【００５９】更に、以上の説明では、線形領域と非線形
領域との間に遷移領域を設定し、該遷移領域を経由する
制御切換時に、後輪３の操舵角制御の目標制御量ＲＴＲ
への変化量を最大変化量Ｌｍに規制したが、本願発明は
これに限定されず、例えば遷移領域を設けず、線形領域
から非線形領域への移行直後に開始されるＭＡＰ制御の
ＭＡＰ制御量ＲＭＡＰにおいて、その変化量の最大値を
その当初で最大変化量Ｌｍに規制したり、非線形領域か
ら線形領域への移行直後にＬＱＧ制御のＬＱＧ制御量Ｒ
ＦＢの変化量の最大値をその当初で最大変化量Ｌｍに規
制してもよいのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明のブロック構成図である。

【図２】車両の後輪をも操舵する操舵装置の全体構成を
示す図である。

【図３】後輪の操舵制御のブロック構成を示す図であ
る。

【図４】後輪の操舵制御の制御フローを示す図である。

【図５】制御切換時での制御量の変化量の最大値の規制
フローを示す図である。

【図６】車輪の横滑り角に対するコーナリングフォース
特性を示す図である。

【図７】請求項３及び請求項６記載の発明の実施例を示
す制御切換時での制御量の変化量の最大値の規制フロー
を示す図である。

【図８】請求項４及び請求項５記載の発明の実施例を示
す図４相当図である。

【図９】請求項４及び請求項５記載の発明の実施例を示
す図５相当図である。

【図１０】前輪を操舵する操舵装置の全体構成を示す図
である。

【符号の説明】

１ステアリング３後輪（車輪）２０後輪操舵装置２６モータ２９コントロールユニット３０ＬＱＧ制御手段（状態フィードバッ
ク制御手段）３１車速感応ＭＡＰ制御手段（第２の制
御手段）３２制御切換手段３３規制手段３４領域判別手段３５横加速度センサ３６ヨーレイトセンサ３７後輪舵角センサ３８前輪操舵角センサ３９車速センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ６２Ｄ 117:00 137:00 (56)参考文献特開平４−138967（ＪＰ，Ａ) 特開平４−133867（ＪＰ，Ａ) 特開平３−74280（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−247979（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−291776（ＪＰ，Ａ) 特開平４−143168（ＪＰ，Ａ) 特開平１−262268（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪又は後輪をステアリングとは別途に
操舵する操舵手段を備えるとともに、車輪の横滑り角に
対して車輪のコーナリングフォースが比例的に変化する
線形領域にあるか非線形領域にあるかを判別する領域判
別手段と、少くとも車両の実際ヨーレイト及び車輪の推
定横滑り角に基いて前輪又は後輪操舵に対する目標制御
量を演算し、車両の実際ヨーレイトを制御目標ヨーレイ
トに状態フィードバック制御する状態フィードバック制
御手段と、上記非線形領域において安定して前輪又は後
輪を操舵制御できる第２の制御手段と、上記領域判別手
段の出力を受け、車輪のコーナリングフォースが線形領
域にあるとき上記状態フィードバック制御手段により上
記操舵手段を制御し、車輪のコーナリングフォースが非
線形領域にあるとき上記第２の制御手段により操舵手段
を制御するよう前輪又は後輪の操舵制御を切換える制御
切換手段と、該制御切換手段による制御の切換時に、該
切換により選択される制御の制御量の変化量の最大値を
規制する規制手段とを備えたことを特徴とする車両の操
舵装置。
【請求項２】規制手段は、規制する制御量の変化量の
最大値を、車両の運転状態に応じて規制するものである
ことを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
【請求項３】規制手段は、規制する制御量の変化量の
最大値を、前輪の操舵速度が速いとき大値に規制するも
のであることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装
置。
【請求項４】規制手段は、規制する制御量の変化量の
最大値を、状態フィードバック制御手段による制御から
第２の制御手段による制御に切換わるとき大値に規制す
るものであることを特徴とする請求項１記載の車両の操
舵装置。
【請求項５】規制手段は、規制する制御量の変化量の
最大値を、第２の制御手段による制御から状態フィード
バック制御手段による制御に切換わるとき小値に規制す
るものであることを特徴とする請求項１記載の車両の操
舵装置。
【請求項６】規制手段は、規制する制御量の変化量の
最大値を、車輪の横滑り角が大きいとき大値に規制する
ものであることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵
装置。