JP3065809B2 - 車両の操舵装置 - 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、第２の制御則は
車両の安定性を確保する目的からアンダーステア傾向を
増大させる特性に固定調整されるのが一般的であり、こ
のため、状態フィードバック制御から第２の制御則に切
換移行した時点の車両の状態によっては、上記固定設定
された制御則では車両の安定性を回復し難い場合がある
一方、アンダーステア傾向が強くて、車両の安定性が回
復した後も強いアンダーステア特性となって、車両の良
好な運転性が低下する憾みが生じる場合がある。

【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、状態フィードバック制御から第２の制御則に切換移
行した後は、その切換移行時以降の車両の状態に対応し
た第２の制御則でもって前輪又は後輪を操舵制御し、第
２の制御則による制御時での車両のオーバーステア傾向
の増大又はアンダーステア傾向の増大を抑制して、車両
の運転性の向上を図ることにある。

【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、前輪又は後輪の操舵制御が第２の制御
則に切換わった時には、その第２の制御則を車両の状態
に応じて補正する構成としている。

【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
域において第２の制御則により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３
１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の切換により前輪又は後輪の操舵
制御が第２の制御手段３１により行われている際に、該
第２の制御手段３１の第２の制御則を車両の状態に応じ
て補正する補正手段３３を設ける構成としている。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の補正手段３３を特定して、車両の実際
ヨーレイトの減少変化時に、前輪に対する後輪の同相比
を小さくするように第２の制御手段３１の第２の制御則
を補正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、補正手段
３３を別のものに特定して、車両の実際ヨーレイトの増
大変化時に、前輪に対する後輪の同相比を大きくするよ
うに第２の制御手段３１の第２の制御則を補正するもの
で構成する。

【００１３】加えて、請求項４記載の発明では、補正手
段３３を、前輪の操舵角が大きいとき、前輪に対する後
輪の同相比を小さくするように第２の制御手段３１の第
２の制御則を補正するもので構成する。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、補正手段
３３を、前輪の操舵速度が大きいとき、前輪に対する後
輪の同相比を小さくするように第２の制御手段３１の第
２の制御則を補正するもので構成する。

【００１５】加えて、請求項６記載の発明では、補正手
段３３を、カウンタステア終了時に、前輪に対する後輪
の同相比を小さくするように第２の制御手段の第２の制
御則を補正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、前輪又は後輪の操舵制御が状態フィ
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った後は、その第２の制御則が
補正手段３３により車両の状態に応じて補正されるの
で、車両の安定性が回復し確保されると共に、その安定
性回復後の車両の運転性が良好に確保される。

【００１９】特に、請求項２記載の発明では、車両の実
際ヨーレイトの減少変化時，即ち車両の安定性が回復に
向っている状態では、前輪に対する後輪の同相比が小さ
く補正されるので、第２の制御則でのアンダーステア傾
向が小さく抑えられて、車両の安定性の回復後における
車両の運転性が良好になる。

【００２０】更に、請求項３記載の発明では、車両の実
際ヨーレイトの増大変化時，即ち第２の制御則によって
も車両は安定せずにオーバーステア傾向が増大する状況
では、前輪に対する後輪の同相比が大きくなるよう第２
の制御則が補正されるので、車両のオーバーステア傾向
が有効に抑制されて、車両の安定性が回復に向うことに
なる。

【００２１】加えて、請求項４及び請求項５記載の発明
では、前輪の操舵角が大きいとき、及び前輪の操舵速度
が大きいときには、運転者が車両の大きな方向転換又は
方向変化の素早い応答性を要求している状況であって、
この状況では、前輪に対する後輪の同相比が小さくなる
よう第２の制御則が補正されるので、車両のアンダース
テア傾向が抑えられて、車両の方向転換の応答性が良く
なる。

【００２２】また、請求項６記載の発明では、運転者の
カウンターステア終了時には、車両の安定性が回復した
状況であって、この状況で前輪に対する後輪の同相比が
小さくなるよう第２の制御則が補正されるので、車両の
安定性回復後の車両のアンダーステア傾向が抑えられ
て、車両の運転性が良好になる。

【００２３】

【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、その第
２の制御則の選択時には、その第２の制御則を車両の状
態に応じて補正したので、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安定性の
向上を図ることができ、更に第２の制御則を車両の状態
に応じた適切なものとして、車両の安定性回復後の車両
の運転性の向上を図ることができる。

【００２４】また、請求項２及び請求項６記載の発明に
よれば、車両の実際ヨーレイトの減少変化時、及び運転
者のカウンターステアの終了時には、前輪に対する後輪
を同相比を小さくするように第２の制御則を補正したの
で、車両の安定性回復後の車両のアンダーステア傾向の
増大を小さく抑制して、車両の運転性の向上を図ること
ができる。

【００２５】更に、請求項３記載の発明によれば、車両
の実際ヨーレイトが増大変化している車両の不安定性の
増大傾向時には、前輪に対する後輪を同相比を大きくす
るように第２の制御則を補正したので、車両のオーバー
ステア傾向の増大を抑制して、車両の運転性の向上を図
ることができる。

【００２６】加えて、請求項４及び請求項５記載の発明
によれば、前輪の操舵角が大きいとき、及び前輪の操舵
速度が大きいときには、前輪に対する後輪の同相比を小
さくするように第２の制御則を補正したので、車両のア
ンダーステア傾向を低減して、車両の方向転換の素早い
応答性を得ることができる。

【００２７】

【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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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、制御が安定するように予め記憶したマップに
基いて後輪３の制御すべき目標舵角を車速及び前輪操舵
角に応じて比較的アンダーステア傾向の強い特性になる
ように一義的に決定して、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。

【００３２】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、車両に作用する実際ヨーレイ
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３９とが各々入力されている。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】 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。

【００３６】 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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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）の積分量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。

【００４０】上記の通りＬＧＱ制御量ＲＦＢを算出した
後は、ステップＳ８でフラグＦ＝３（即ち，後述するよ
うにＭＡＰ制御中）か否かを判定し、当初はＦ＝１（即
ち，後述するようにＬＱＧ制御中）であるので、続いて
ステップＳ９及びＳ１０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Ｓ９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Ｓ１１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に設定する
と共に（Ｒ＝ＲＦＢ）、ステップＳ１２でフラグＦ＝１
（ＬＱＧ制御中）に設定して、ステップＳ１６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。

【００４１】一方、ｄｌ1 ＋Δｄｆ＜ｄｆの非線形領域
にある場合には、ステップＳ１３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
設定する（Ｒ＝ＲＭＡＰ）と共に、ステップＳ１４でフ
ラグＦ＝３（ＭＡＰ制御中）に設定して、ステップＳ１
６で上記制御量Ｒ（＝ＲＭＡＰ）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。

【００４２】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Ｓ１５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制御領
域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。

【００４３】 ＲＴＲ＝ｃ＊ＲＭＡＰ＋（１−ｃ）＊ＲＦＢ ここに、ｄｌ2 ＝ｄｌ1 ＋Δｄｆである。

【００４４】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Ｓ１６でこの制御量Ｒ
ＴＲ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。

【００４５】一方、上記ステップＳ８でフラグＦ＝３
（ＭＡＰ制御中）の場合には、後輪３の操舵角の車速感
応ＭＡＰ制御における前輪に対する後輪の操舵比特性を
運転状態に応じて補正すべく、先ずステップＳ１７で車
両の旋回中か否かを判断する。この判断は、実際ヨーレ
イトの絶対値｜ｄψ／ｄｔ｜及び前輪操舵角の絶対値｜
ｆｓｔｇ｜を各々旋回中に相当する設定値ｄψｌ／ｄ
ｔ，ｆｓｔｇｌと比較し、｜ｄψ／ｄｔ｜≧ｄψｌ／ｄ
ｔ且つ｜ｆｓｔｇ｜≧ｆｓｔｇｌの旋回中の場合には、
ステップＳ１８で前輪に対する後輪の操舵比を図５の補
正フローに基いて補正する。

【００４６】上記の後輪の操舵比補正は、同図の補正フ
ローにおいて、ステップＳａ及びＳｂで車両の実際ヨー
レイトの最大値ｄψ／ｄｔmax を決定する。即ち、ステ
ップＳａで記憶する最大値｜ｄψ／ｄｔmax ｜を今回の
実際ヨーレイト｜ｄψ／ｄｔ｜と比較し、今回値の方が
大値の場合には、ステップＳｂでこの今回値を最大値と
する。

【００４７】その後、ステップＳｃで実際ヨーレイトの
今回値ｄψ／ｄｔ(n) と前回値ｄψ／ｄｔ(n-1) との差
により実際ヨーレイトの変化率Δｄψ／ｄｔを演算した
後、ステップＳｄで該実際ヨーレイトの変化率Δｄψ／
ｄｔの値を判別し、Δｄψ／ｄｔ＜０の場合，即ち実際
ヨーレイトが最大値を越えた車両の安定性の回復開始の
状況になると、ステップＳｅで車速感応マップ上の前輪
に対する後輪の操舵比ｋｏを下式に基いて算出する。

【００４８】ｋｏ＝ＲＭＡＰ／ｆｓｔｇ その後は、ステップＳｆで上記マップ上の操舵比ｋｏを
補正することとし、補正操舵比ｋを上記ステップＳｂで
求めた最大値｜ｄψ／ｄｔmax ｜、及び今回の実際ヨー
レイトｄψ／ｄｔに基いて下式にて算出する。

【００４９】 ｋ＝ｋｏ×ｄψ／ｄｔ／｜ｄψ／ｄｔmax ｜ そして、ＭＡＰ制御量ＲＭＡＰを上記補正操舵比ｋと前
輪操舵角ｆｓｔｇとに基いて式 ＲＭＡＰ＝ｆｓｔｇ×ｋ により算出する。

【００５０】そして、上記の通りＭＡＰ制御量ＲＭＡＰ
が補正演算された後は、図４のステップＳ１３で後輪３
の操舵制御量Ｒを上記補正後のＭＡＰ制御量ＲＭＡＰに
設定（Ｒ＝ＲＦＢ）して、ステップＳ１６で後輪３の操
舵制御を車速感応ＭＡＰ制御する。

【００５１】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
の制御則として車速感応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Ｓ９及びＳ１
０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Ｓ１１及びＳ１
３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ＬＱ
Ｇ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３
１の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の操舵比の補正フローにより、
車両の実際ヨーレイトｄψ／ｄｔの減少変化時（Δｄψ
／ｄｔ＜０）には、車速感応ＭＡＰ制御における前輪２
に対する後輪３の同相の操舵比ｋｏを、車両に作用する
実際ヨーレイトのその最大値に対する比率に比例して小
さく補正するように車速感応ＭＡＰ制御のＭＡＰ制御量
ＲＭＡＰを補正するようにした補正手段３３を構成して
いる。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】しかも、上記車速感応ＭＡＰ制御の選択時
において、そのＭＡＰ制御により車両の実際ヨーレイト
が減少変化して、車両の安定性が回復に向った後は、そ
のマップ上の同相操舵比ｋｏが、実際ヨーレイトのその
最大値に対する比率でもって小さく補正され、その結
果、ＭＡＰ制御量ＲＭＡＰが小値になって、その分、後
輪３の操舵角も小値になるので、車両のアンダーステア
傾向の増大が抑えられて、車両の安定性回復後の運転性
能の向上を図ることができる。

【００５５】図７は前輪に対する後輪の同相操舵比の補
正手段３３の変形例を示し、上記実施例の図５では実際
ヨーレイトの減少変化時に小さく補正したのに対し、実
際ヨーレイトの増大変化時にその実際ヨーレイトの変化
率（角加速度）に応じて大きく補正するものである。

【００５６】すなわち、図７の補正フローの補正手段３
３´では、ステップＳａで実際ヨーレイトの今回値ｄψ
／ｄｔ(n) と前回値ｄψ／ｄｔ(n-1) との差により実際
ヨーレイトの変化率Δｄψ／ｄｔを演算した後、ステッ
プＳｂで該実際ヨーレイトの変化率Δｄψ／ｄｔの値を
判別し、Δｄψ／ｄｔ＞０の増大時には、ステップＳｃ
で車速感応ＭＡＰ上の前輪に対する後輪の操舵比ｋｏを
式ｋｏ＝ＲＭＡＰ／ｆｓｔｇに基いて算出すると共に、
ステップＳｄでは上記ステップＳａで求めた実際ヨーレ
イトの変化率Δｄψ／ｄｔに応じて補正操舵比ｋを下式 ｋ＝ｋｏ・（１＋Δｄψ／ｄｔ ／ ｄψ／ｄｔｎ） （ｄψ／ｄｔｎは基準設定値） に基いて算出する。

【００５７】そして、ステップＳｅでＭＡＰ制御量ＲＭ
ＡＰを補正操舵比ｋと前輪操舵角ｆｓｔｇとに基いて式
ＲＭＡＰ＝ｆｓｔｇ×ｋにより演算する。

【００５８】したがって、本変形例においては、車速感
応ＭＡＰ制御による後輪３の操舵制御によっても車両の
安定性が回復し難くて、オーバーステア傾向が増大する
状況（Δｄψ／ｄｔ＞０）でも、実際ヨーレイトの変化
率Δｄψ／ｄｔが大きいほど同相操舵比ｋｏが増大側に
補正されて、その分、後輪３の操舵角も大きくなるの
で、車両のアンダーステア傾向が増大されて、車両の安
定性が有効に確保されることになる。

【００５９】図８は操舵比の補正手段３３の他の変形例
を示し、前輪操舵角、及び前輪操舵速度に基いて同相操
舵角ｋｏを補正したものである。

【００６０】すなわち、同図の補正フローの補正手段３
３''では、ステップＳａで前輪操舵角の今回値ｆｓｔｇ
(n) と前回値ｆｓｔｇ(n-1) との差を演算して前輪操舵
速度Δｆｓｔｇを算出した後、ステップＳｂで前輪操舵
速度の絶対値｜Δｆｓｔｇ｜が大きいほど補正操舵比ｋ
を小値に設定すると共に、ステップＳｃでは前輪操舵角
の絶対値｜ｆｓｔｇ｜が大きいほど補正操舵比ｋを小値
に設定する。そして、ステップＳｄでＭＡＰ制御量ＲＭ
ＡＰに補正操舵比ｋを乗算した値を補正ＭＡＰ制御量と
する。

【００６１】したがって、本変形例においては、前輪操
舵角ｆｓｔｇや前輪操舵速度Δｆｓｔｇが大きい際，即
ち運転者が車両の方向転換の素早い応答性を要求してい
る際には、補正操舵角ｋが小値に算出されて、ＭＡＰ制
御量ＲＭＡＰも小値に補正されるので、後輪３の操舵角
が小値となって、車両のアンダーステア傾向が弱まり、
車両の回頭性が良くなって、運転者の要求に合致した車
両の運転性能が得られることになる。

【００６２】加えて、図９は操舵比の補正手段３３の更
に他の変形例を示し、運転者のカウンターステア終了時
に同相操舵比を小さく補正するものである。

【００６３】すなわち、同補正フローの補正手段３
３''' においては、ステップＳａでＬＱＧ制御における
実際ヨーレイトの制御目標値に対する偏差積分量の絶対
値｜Ｓｉｇ｜をカウンターステア時に相当する偏差積分
量Ｓｉｇｎと比較し、｜Ｓｉｇ｜≧Ｓｉｇｎのカウンタ
ーステア時には、ステップＳｂで判定カウンタｔをｔ＝
０に設定してリターンするが、｜Ｓｉｇ｜＜Ｓｉｇｎの
場合には、ステップＳｃで判定カウンタｔをｔ＋１に増
した後、ステップＳｄで該判定カウンタｔの値を設定値
ｎと比較し、ｔ＞ｎの場合には、カウンターステアの終
了時と判断して、ステップＳｅでＭＡＰ制御量ＲＭＡＰ
に補正係数ｂ（ｂ＜１）を乗算して、ＭＡＰ制御量ＲＭ
ＡＰを小さく補正する。

【００６４】したがって、本実施例においては、運転者
のカウンターステアが終了した場合には、車両の安定性
が回復した状況であって、この状況では、車速感応ＭＡ
Ｐ制御のＭＡＰ制御量ＲＭＡＰが補正係数ｂにより小さ
く補正されて、前輪２と同相側に操舵された後輪３の操
舵角が小値になるので、車両の安定性回復後の車両のア
ンダーステア傾向の増大が有効に抑えられて、車両の運
転性が向上する。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【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】前輪に対する後輪の操舵比の補正フローを示す
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】前輪に対する後輪の操舵比の補正手段の変形例
を示す操舵比補正フローを示す図である。

【図８】前輪に対する後輪の操舵比の補正手段の他の変
形例を示す操舵比補正フローを示す図である。

【図９】前輪に対する後輪の操舵比の補正手段の更に他
の変形例を示す操舵比補正フローを示す図である。

【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 ３０ ＬＱＧ制御手段（状態フィードバッ
ク制御手段） ３１ 車速感応制御手段（第２の制御手
段） ３２ 制御切換手段 ３３〜３３''' 補正手段 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 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 117:00 137:00 (56)参考文献 特開 平３−253467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247971（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138967（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262268（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138968（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197877（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−133867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291776（ＪＰ，Ａ) (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】 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第２の制御則により
   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を備えるとともに、上記
   制御切換手段の切換により前輪又は後輪の操舵制御が第
   ２の制御手段により行われている際に、該第２の制御手
   段の第２の制御則を車両の状態に応じて補正する補正手
   段を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
2. 【請求項２】 補正手段は、車両の実際ヨーレイトの減
   少変化時に、前輪に対する後輪の同相比を小さくするよ
   うに第２の制御手段の第２の制御則を補正するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
3. 【請求項３】 補正手段は、車両の実際ヨーレイトの増
   大変化時に、前輪に対する後輪の同相比を大きくするよ
   うに第２の制御手段の第２の制御則を補正するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
4. 【請求項４】 補正手段は、前輪の操舵角が大きいと
   き、前輪に対する後輪の同相比を小さくするように第２
   の制御手段の第２の制御則を補正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。
5. 【請求項５】 補正手段は、前輪の操舵速度が大きいと
   き、前輪に対する後輪の同相比を小さくするように第２
   の制御手段の第２の制御則を補正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。
6. 【請求項６】 補正手段は、カウンタステア終了時に、
   前輪に対する後輪の同相比を小さくするように第２の制
   御手段の第２の制御則を補正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。