JP3067334B2 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

車両の操舵制御装置

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JP3067334B2 JP28826491A JP28826491A JP3067334B2 JP 3067334 B2 JP3067334 B2 JP 3067334B2 JP 28826491 A JP28826491 A JP 28826491A JP 28826491 A JP28826491 A JP 28826491A JP 3067334 B2 JP3067334 B2 JP 3067334B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステアリングの操舵を制
御する車両の操舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両に備えつけられたステア
リングを操舵することにより横加速度やヨーレイトが発
生する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる車両を運転する
場合、運転者が同一の操舵角にてステアリングを操舵し
ても車速や路面の摩擦状態によって発生する横加速度が
異なっているため、状況によって旋回限界に至る操舵角
は、異なっている。従って従来では、運転者は車両の旋
回限界を予測するために、横加速度やヨーレイトを感覚
的に感知しなければならず、慣れや高い技能が要求され
るという問題がある。
【0004】そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされ
たものであって、容易に旋回限界を予測することができ
る車両の操舵制御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】上記目的を達成するため
本発明の車両の操舵制御装置は、車速を検出する車速検
出手段と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出
手段と、ステアリングの操舵操作に見合った車輪舵角を
発生させる車輪舵角発生手段と、車両に発生する横加速
度を検出する横加速度検出手段と、前記操舵角検出手段
および前記横加速度検出手段により検出される操舵角お
よび横加速度における操舵角に対する横加速度の比が前
記車両の車速に左右されないように前記車輪操舵角発生
手段を前記車速に応じて制御する制御手段と、を備える
ことをその要旨とする。
【0006】
【作用】操舵操作時に発生する横加速度は操舵角が同一
であっても路面の摩擦状態によって変化するので、比算
出手段によって算出される比は路面の摩擦状態によって
変化する。このとき、比算出手段によって算出された比
となるように車輪舵角は車速に応じて変化するので、車
両の旋回限界に至る操舵角が車速と路面の摩擦状態に依
存しなくなる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面について詳
細に説明する。図1に示すように、操舵制御装置1は、
ステアリングハンドル2と、該ハンドル2の回転がハン
ドル軸3及び中間軸4を介して入力されるステアリング
ギア装置5と該ギア装置5の出力により左右の操舵用車
輪6,6を転舵させるタイロッド8等で構成されてい
る。
【0008】上記ハンドル軸3と中間軸4との間には、
ステアリングハンドル2の回転角(操舵角θ)と車輪
6,6の転舵角(車輪舵角δ)の比(ステアリングギア
N=θ/δ)を変化させるステアリングギア比可変機構
部10が設けられている。
【0009】そして、このステアリングギア比可変機構
部10を作動させるアクチュエータ7と該アクチュエー
タ7を制御する電子制御装置(以下、ECUと言う。)
11が備えられている。このアクチュエータ7は、具体
的には、電動モータ、油圧モータ、油圧シリンダ、空圧
シリンダ等を採用できる。ECU11には、当該自動車
の車速Vを検出する車速センサ12からの信号を示す信
号S1と、操舵角θを検出する操舵角センサ8からの信
号S2 と、車両の横加速度Gを検出する横加速度センサ
9からの信号S3 が入力されるようになっている。さら
にECU11は操舵角センサ1からの信号S2 が示す操
舵角θと横加速度センサ9からの信号S3 が示す横加速
度Gに応じて車両の旋回によって発生する状態変化値T
を次式から算出する。
【0010】
【数1】T=G/θ 数1から明らかなように、横加速度Gが大きい程、ある
いは操舵角θが小さい程状態変化値Tは大きくなる。
【0011】また、操舵角θが同じであっても路面の摩
擦状態によって発生する横加速度Gは異なり、路面の摩
擦が大きいときには発生する横加速度Gは、路面の摩擦
が小さいときに発生する横加速度Gよりも大きい。従っ
て、数1にて算出される状態変化値Tは、操舵角θが同
一であれば、路面の摩擦が大きい程大きくなる。
【0012】そしてECU11は、車両旋回時に、車速
Vによらず常に数1にて算出した状態変化値Tが一定と
なるようにすべく(図2参照)、車速センサ12からの
信号S1 が示す車速Vに応じて予め定められた特性に基
づいてステアリングギアNを設定する。そして、ステア
リングギア比可変機構部10が設定されたステアリング
ギアNになるようにアクチュエータ7に駆動信号S4
出力する。この場合、車速Vに対するステアリングギア
Nの特性は、車速Vが大きくなるに従ってステアリング
ギア比Nが大きくなるように設定されている。
【0013】次に、ECU11による制御処理を図3の
フローチャートに従って説明すると、まずステップS1
で状態変化値Tの初期化を行った後、ステップS2で横
加速度Gを読み込み、ステップS3で操舵角θを読み込
む。ステップS4では、横加速度Gと操舵角θから状態
変化値T(=G/θ)を算出する。ステップS4では車
速Vを読み込み、ついでステップS6では状態変化値T
が車速Vに依存せずステップS4にて算出した値になる
ようにすべく、車速Vに応じた目標ステアリングギア比
を算出する。ステップS7では目標ステアリングギア比
に対応するアクチュエータ7の作動量および、アクチュ
エータ7に出力する駆動信号S4 を算出する。ステップ
S8ではステップS7にて算出した駆動信号S4 をアク
チュエータ7に出力する。
【0014】以上の制御により、路面の摩擦状態の変化
に合わせて車両の旋回時に発生する状態変化値Tを変化
させることにより、図4に示すように操舵角θと横加速
度Gの関係は変化し、路面状態によらず旋回限界横加速
度に至る操舵角θが常に一定値となる。従って、本実施
例では以下に示す効果を奏することができる。 (1) 車両の旋回限界に至る操舵角が路面の摩擦状態
に依存しない。 (2) 走行路面の旋回限界が操舵角によって判断する
ことができる。 (3) 旋回限界を越えた操舵を防止することができ
る。
【0015】なお、本実施例においては、車速センサ1
2が車速検出手段に相当し、操舵角センサ8が操舵角検
出手段に相当し、ステアリングギア比可変機構部10が
車輪舵角検出手段に相当し、横加速度センサ9が横加速
度検出手段に相当し、図3のフローチャートのステップ
S2,S3,S4が比算出手段に相当し、ステップS
5,S6,S7,S8が変化手段に相当する。
【0016】次に、第2実施例について説明する。第1
実施例では、ステアリングギア比Nを車速Vに応じて変
化することにより、状態変化値Tを車速Vに依存しなく
しているが、第2実施例では、タイヤの空気圧を可変と
することにより目的を達成することを特徴としている。
【0017】図5に第2実施例の構成を示す概略図を示
す。なお、第2実施例の構成は、一部を第1実施例と同
じくしており、同じ構成部については同一符号を付すと
ともに説明を省略する。
【0018】図5において、タイヤ特性可変アクチュエ
ータ14は、例えば特開平2−169310号公報に開
示されているように、圧力源とタイヤ圧力制御弁とを有
しており、車輪6の一部であるタイヤ15の空気圧を変
化させることにより、タイヤ15の横力特性を変化させ
る。このタイヤ特性可変アクチュエータ14は、ECU
13からの信号によって制御される。
【0019】ECU13には、当該自動車の車速Vを検
出する車速センサ12からの信号を示す信号S1 と、操
舵角θを検出する操舵角センサ8からの信号S2 と、車
両の横加速度Gを検出する横加速度センサ9からの信号
3 が入力されるようになっている。さらにECU13
は操舵角センサ8からの信号S2 が示す操舵角θと横加
速度センサ9からの信号S3 が示す横加速度Gに応じて
車両の旋回によって発生する状態変化値Tを数1から算
出する。
【0020】そしてECU13は、車両旋回時に、車速
Vによらず常に数1にて算出した状態変化値Tが一定と
なるようにすべく(図2参照)、車速センサ12からの
信号S1 が示す車速Vに応じて予め定められた特性に基
づいて空気圧を設定する。そして、タイヤ15の空気圧
が設定された空気圧となるようにタイヤ特性可変アクチ
ュエータ14に駆動信号S5 を出力する。この場合、車
速Vに対するタイヤ15の空気圧特性は、車速Vが大き
くなるに従って同じ操舵でも発生する横力が小さくなる
ように設定されている。これにより、高速走行時にはタ
イヤ15の発生する横力、つまり操舵により発生する横
加速度Gを減少させるため、大きく操舵しても発生する
横加速度Gは小さい。一方、低速走行時にはタイヤ15
の操舵により発生する横加速度Gを増大させるため、小
さく操舵しても発生する横加速度Gは大きい。
【0021】次に、ECU13による制御処理を図6の
フローチャートに従って説明すると、まずステップS1
1で状態変化値Tの初期化を行った後、ステップS12
で横加速度Gを読み込み、ステップS13で操舵角θを
読み込む。ステップS14では、横加速度Gと操舵角θ
から状態変化値T(=G/θ)を算出する。ステップS
15では車速Vを読み込み、ついでステップS16では
状態変化値Tが車速Vに依存せずステップS14にて算
出した値になるようにすべく、車速Vに応じた目標空気
圧値を算出する。ステップS17では目標空気圧値に対
応するタイヤ可変アクチュエータ14の作動量および、
タイヤ可変アクチュエータ14に出力する駆動信号S5
を算出する。ステップS18ではステップS17にて算
出した駆動信号S5 をタイヤ可変アクチュエータ14に
出力する。
【0022】これより、車速Vに応じてタイヤ15の空
気圧が変化する。従って、第1実施例と同様の効果を奏
することができる。なお、本実施例においては、車速セ
ンサ12が車速検出手段に相当し、操舵角角センサ8が
操舵角検出手段に相当し、タイヤ特性可変アクチュエー
タ14が車輪舵角検出手段に相当し、横加速度センサ9
が横加速度検出手段に相当し、図6のフローチャートの
ステップS12,S13,S14が比算出手段に相当
し、ステップS15,S16,S17,S18が変化手
段に相当する。
【0023】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その趣旨を逸脱しない限り例えば以下の如く種々
変形可能である。横加速度は車輪速センサ、ヨーレイト
センサ、操舵トルクセンサ等を用いて検出しても良い。
【0024】 第2実施例において、タイヤの空気圧を変化させるので
はなく、タイヤと路面の接地面積、ホイールアライメン
トを変化させても良い。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、車
輪舵角を車速に応じて変化させることにより、操舵角に
対する横加速度の比を車速に依存せず一定に設定してい
るので、運転者は旋回限界を操舵角のみで判断できるこ
とになり、容易に旋回限界を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の構成を示す概略図である。
【図2】車速Vと状態変化値Tの関係を示す特性図であ
る。
【図3】ECU11による制御処理を示すフローチャー
トである。
【図4】操舵角と車両横加速度の関係を示す特性図であ
る。
【図5】第2実施例の構成を示す概略図である。
【図6】ECU13による制御処理を示すフローチャー
トである。
【符号の説明】
8 操舵角センサ 9 横加速度センサ 10 ステアリングギア比可変機構部 11 ECU 12 車速センサ 13 ECU 14 タイヤ特性可変アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−97470(JP,A) 特開 昭62−4674(JP,A) 特開 平2−120176(JP,A) 特開 昭61−122076(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車速を検出する車速検出手段と、 ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出手段と、 ステアリングの操舵操作に見合った車輪舵角を発生させ
    る車輪舵角発生手段と、車両に発生する横加速度を検出
    する横加速度検出手段と、前記操舵角検出手段および前記横加速度検出手段により
    検出される操舵角および横加速度における操舵角に対す
    る横加速度の比が前記車両の車速に左右されないように
    前記車輪操舵角発生手段を前記車速に応じて制御する制
    御手段と、 を備えることを特徴とする車両の操舵制御装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記車輪操舵角発生手
    段に設けられるステアリングギア装置のギア比を車速に
    応じて制御することにより、前記比を車速に左右されな
    いようにすることを特徴とする請求項1に記載の車両の
    操舵制御装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記車速が大きくなれ
    ば前記ギア比を大きくすることを特徴とする請求項2に
    記載の車両の操舵制御装置。
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