JP3097191B2 - 車両の操舵反力制御装置 - Google Patents

車両の操舵反力制御装置

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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、ハンドル操作に対する
反力を変更制御する車両の操舵反力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、車両の走行状態に応じて操舵
反力を制御、例えば加速度が大きくなるにしたがって操
舵アシスト力を減少させて(操舵反力を増加させて)、
急加速時に車両がトルクステアされることを防止するよ
うにしたものはある(特開昭63−17177号公報参
照)。しかし、操舵輪である前輪のスリップに応じて操
舵反力を変更制御するものはない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、操舵輪であ
前輪がスリップすると、前輪のセルフアライニング
トルクが減少するので、路面から受ける操舵反力が低下
する。したがって、前輪駆動車においては、急加速時な
どの前輪のスリップ時に、運転者がハンドルから受ける
操舵反力が変化するので、車両の操舵フィーリングが悪
化する。本発明は上記問題に対処するためになされたも
ので、その目的は、操舵輪である前輪がスリップしても
操舵フィーリングが悪化しないようにした車両の操舵反
力制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、操舵輪を操舵する操舵ハ
ンドルの回動操作に対する反力を変更可能な操舵装置を
制御する車両の操舵反力制御装置において、前記操舵輪
のスリップ量を検出するスリップ検出手段と、スリッ
プ検出手段により検出された前記操舵ハンドルの回動操
作時における前記操舵輪のスリップ量に応じて前記操舵
装置を制御して同スリップ量が大きくなるにしたがって
前記操舵装置による反力を大きくする反力制御手段とを
備えたことにある。
【0005】
【発明の作用及び効果】上記のように構成した本発明に
おいては、操舵ハンドルの回動操作によって操舵される
操舵輪がスリップすると、このスリップ量がスリップ検
出手段により検出され、この検出スリップ量に応じて
記の反力制御手段が操舵装置を制御して、同操舵装置に
よる反力を増加させる。これにより、操舵輪のスリップ
に伴い同操舵輪のセルフアライニングトルクが減少し
て、路面からの操舵反力が減少しても、この操舵反力の
減少分は前記反力制御手段による反力増加により補われ
る。その結果、本発明によれば、操舵輪がスリップして
いる場合とスリップしていない場合とで、ハンドルから
運転者が受ける操舵反力がほぼ一定に保たれ、操舵フィ
ーリングが良好となる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図1は、本発明が適用された前輪駆動車の全体
を概略的に示している。
【0007】この前輪駆動車は操舵ハンドル11を備え
ている。操舵ハンドル11は操舵軸12の上端に固定さ
れ、同軸12の下端部はハウジング13内にてラックバ
ー14に噛合している。ラックバー14はハウジング1
3内に軸方向に変位可能に支持されると共に、両端にて
タイロッド15a,15bを介して駆動輪としての左右
前輪FW1,FW2を操舵可能に連結している。ハウジ
ング13内には、パワーシリンダ16及び反力機構付き
制御バルブ17が設けられている。パワーシリンダ16
は、作動油の給排に応じて、操舵ハンドル11の回動に
応じた左右前輪FW1,FW2の操舵を助勢する。
【0008】反力機構付き制御バルブ17は油圧ポンプ
21及びリザーバ22に接続されていて、操舵軸12に
作用する操舵トルクに応じてパワーシリンダ16に対す
る作動油の給排を制御するロータリバルブと、操舵ハン
ドル11の操作に対して供給油圧に比例した反力を付与
する油圧反力室と、同油圧反力室への供給油圧を制御す
る圧力制御バルブとを備えた公知のものである。また、
この反力機構付き制御バルブ17は前記圧力制御バルブ
を制御する電磁ソレノイド17aを備えており、同ソレ
ノイド17aへの通電量が大きくなるにしたがって、油
圧反力室への供給油圧を小さくすることにより、操舵ハ
ンドル11の操作に対する反力を小さくする(操舵アシ
スト力を大きくする)。
【0009】反力機構付き制御バルブ17の電磁ソレノ
イド17aの通電量は、車輪速センサ31〜34、ヨー
レートセンサ35及びマイクロコンピュータ36からな
る電気制御装置30により制御されるようになってい
る。車輪速センサ31〜34は、左右前輪FW1,FW
2及び従動輪としての左右後輪RW1,RW2の各回転
速度をそれぞれ測定することにより、各車輪速VFL,V
FR,VRL,VRRを表す検出信号をそれぞれ出力する。ヨ
ーレートセンサ35は車体の重心垂直軸回りの回転角速
度(ヨーレート)を測定することにより、ヨーレートγ
を表す検出信号を出力する。なお、このヨーレートγは
回転方向とは無関係にその大きさを表している。
【0010】マイクロコンピュータ36はCPU、RO
M、RAM、I/Oなどからなり、図2のフローチャー
トに対応したプログラムを記憶していると共に、前後車
輪速差ΔVX (車両旋回時に発生する左右前輪FW1,
FW2と左右後輪RW1,RW2との各車輪速VF,VR
の差)及び電流値I0,ΔIをテーブルの形で記憶してい
る。前後車輪速差ΔVX は、図3に示すように、平均後
輪車輪速VR 及びヨーレートγに応じて定まる関数であ
る。電流値I0,ΔIは、図4,5に示すように、車速
(平均後輪車輪速VR )及びスリップ量ΔVに応じてそ
れぞれ定まる関数である。
【0011】次に、上記のように構成した実施例の動作
をフローチャートに沿って説明する。イグニッションス
イッチが投入されると、マイクロコンピュータ36は図
2のステップ40にてプログラムの実行を開始し、ステ
ップ41〜48からなる循環処理を繰り返し実行して、
反力機構付き制御バルブ17の電磁ソレノイド17aの
通電を制御する。
【0012】この循環処理においては、ステップ41に
て車輪速センサ31〜34及びヨーレートセンサ35か
らの各車輪速VFL,VFR,VRL,VRR及びヨーレートγ
を表す各検出信号をそれぞれ入力し、ステップ42にて
下記数1,2の演算の実行により平均前輪車輪速VF
び平均後輪車輪速VRを計算する。
【数1】VF=(VFL+VFR)/2
【数2】VR=(VRL+VRR)/2 なお、この場合、左右後輪RW1,RW2は従動輪であ
ってほとんどスリップしないので、前記平均後輪車輪速
Rは車速を表す。
【0013】次に、ステップ43にてヨーレートγ及び
平均後輪車輪速(車速)VR に基づいてテーブルから前
後車輪速差ΔVX を読み出し(図3参照)、ステップ4
4にて、平均前輪車輪速VF、平均後輪車輪速VR及び前
後車輪速差ΔVX を用いた下記数3の演算の実行により
左右前輪FW1,FW2のスリップ量ΔVを計算する。
【数3】ΔV=VF−VR−ΔVX
【0014】次に、ステップ45にて前記計算した平均
後輪車輪速(車速)VR に基づいて電流値I0 をテーブ
ルから読み出すと共に(図4参照)、ステップ46にて
スリップ量ΔVに基づいて電流値ΔIをテーブルから読
み出し(図5参照)、ステップ47にて両電流値I0
Iを用いた下記数4の演算の実行によって通電電流値I
を計算する。
【数4】I=I0+ΔI
【0015】そして、ステップ48にて通電電流値Iを
表す制御信号を反力機構付き制御バルブ17の電磁ソレ
ノイド17aに出力して、同ソレノイド17aに前記電
流値Iに比例した大きさの電流を流す。その結果、反力
機構付き制御バルブ17には通電電流値Iに反比例した
操舵反力が発生するようになる。
【0016】このようなマイクロコンピュータ36によ
る反力機構付き制御バルブ17の制御中、運転者が操舵
ハンドル11を回動すると、前輪FW1,FW2はパワ
ーシリンダ16及び反力機構付き制御バルブ17の作用
により助勢されながら同ハンドル11の回動に応じて操
舵される。
【0017】このとき、車速Vが小さければ、電流値I
0 は大きな値に設定されて電磁ソレノイド17aの通電
電流値Iが大きくなるので(図4参照)、操舵ハンドル
11の操作に対する反力は小さくなり(操舵アシストト
ルクが大きくなり)、軽快なハンドル操作が可能となる
ので、低速走行時の車両の小回り操縦性が良好となる。
逆に、車速Vが大きければ、電流値I0 は小さな値に設
定されて電磁ソレノイド17aの通電電流値Iが小さく
なるので(図4参照)、操舵ハンドル11の操作に対す
る反力は大きくなり(操舵アシストトルクが小さくな
り)、ハンドル操作が重くなるので、高速走行時の車両
の走行安定性が良好となる。
【0018】一方、左右前輪FW1,FW2のスリップ
量ΔVが零又は小さな値であれば、電流値ΔIは零又は
絶対値の小さな負の値に設定されて(図5参照)、電磁
ソレノイド17aの通電電流値Iを変更しない、又はそ
れ程小さくしない。また、左右前輪FW1,FW2のス
リップ量ΔVが大きくなるにしたがって、電流値ΔIは
絶対値の大きな負の値に設定されて(図5参照)、電磁
ソレノイド17aの通電電流値Iを小さくする。これに
より、左右前輪FW1,FW2のスリップ量ΔVが大き
くなるにしたがって、反力機構付き制御バルブ17によ
って操舵ハンドル11に付与される反力が大きくなる。
したがって、左右前輪FW1,FW2のスリップに伴い
同輪FW1,FW2のセルフアライニングトルクが減少
して、路面からの操舵反力が減少しても、この操舵反力
の減少分は反力機構付き制御バルブ17により補われる
ので、左右前輪FW1,FW2がスリップしている場合
とスリップしていない場合とで、運転者が操舵ハンドル
11から受ける操舵反力がほぼ一定に保たれ、操舵フィ
ーリングが良好となる。
【0019】なお、上記実施例においては、車両旋回時
に発生する前後車輪速差ΔVX を平均後輪車速(車速)
R 及びヨーレートγに基づきテーブルを用いて決定す
るようにしたが、この車速の代わりに車両のスリップ角
βを用い、前記前後車輪速差ΔVX を下記数5の演算の
実行により計算するようにしてもよい。この場合、車両
のスリップ角βはスリップ角センサにより検出するよう
にするとよい。
【数5】ΔVX=L・γ・β なお、前記数5中、Lは車両のホイールベースを表す定
数である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る前輪駆動車の全体概
略図である。
【図2】 図1のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムに対応したフローチャートである。
【図3】 図1のマイクロコンピュータに記憶されてい
て演算に利用される前後車輪速差ΔVX の特性グラフで
ある。
【図4】 図1のマイクロコンピュータに記憶されてい
て演算に利用される電流値I0 の特性グラフである。
【図5】 図1のマイクロコンピュータに記憶されてい
て演算に利用される電流値ΔIの特性グラフである。
【符号の説明】
FW1,FW2…前輪、RW1,RW2…後輪、11…
操舵ハンドル、16…パワーシリンダ、17…反力機構
付き制御バルブ、17a…電磁ソレノイド、31〜34
…車輪速センサ、35…ヨーレートセンサ、36…マイ
クロコンピュータ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】操舵輪を操舵する操舵ハンドルの回動操作
    に対する反力を変更可能な操舵装置を制御する車両の操
    舵反力制御装置において、前記操舵輪のスリップ量を検
    出するスリップ検出手段と、スリップ検出手段により
    検出された前記操舵ハンドルの回動操作時における前記
    操舵輪のスリップ量に応じて前記操舵装置を制御して同
    スリップ量が大きくなるにしたがって前記操舵装置によ
    る反力を大きくする反力制御手段とを備えたことを特徴
    とする車両の操舵反力制御装置。
  2. 【請求項2】前記スリップ検出手段が、平均前輪車輪速
    VF、平均後輪車輪速VR及び前後車輪速差△VXに基
    づき前記操舵輪である前輪のスリップ量を演算する手段
    を備えていることを特徴とする請求項1に記載の車両の
    操舵反力制御装置。
  3. 【請求項3】前記スリップ量の演算手段が、ヨーレート
    γ及び平均後輪車輪速VRに基づき上記の前後車輪速差
    △VXを求める手段を備えていることを特徴とする請求
    項2に記載の車両の操舵反力制御装置。
  4. 【請求項4】前記スリップ量の演算手段が、ヨーレート
    γ及び車両のスリップ角βに基づき上記の前後車輪速差
    △VXを求める手段を備えていることを特徴とする請求
    項2に記載の車両の操舵反力制御装置。
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