JP3164698B2 - 四輪操舵車の後輪操舵装置 - Google Patents

四輪操舵車の後輪操舵装置

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JP3164698B2 JP17333893A JP17333893A JP3164698B2 JP 3164698 B2 JP3164698 B2 JP 3164698B2 JP 17333893 A JP17333893 A JP 17333893A JP 17333893 A JP17333893 A JP 17333893A JP 3164698 B2 JP3164698 B2 JP 3164698B2
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康生 上原
正弘 米谷
敏明 浜田
洋 中島
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Aisin Corp
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Toyota Motor Corp
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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、前輪の操舵に応じて後
輪を操舵する四輪操舵車の後輪操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭6
3−41282号公報に示されているように、前輪舵角
を検出するとともに同検出舵角に応じて目標後輪舵角を
決定して、同決定した目標後輪舵角に後輪を操舵するよ
うにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、車両の振動によって操舵ハンドルにぶれ
が生じると、検出した前輪舵角が微変動し、この前輪舵
角の変動が目標後輪舵角にも影響して後輪が不必要に小
刻みに操舵されてしまうという問題がある。本発明は上
記問題に対処するためになされたもので、その目的は上
記後輪の不必要な小刻みの操舵を解消して車両の操安性
を良好にした四輪操舵車の後輪操舵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、前輪舵角センサにより検
出された前輪舵角を所定の時間間隔でサンプリングして
所定時間前から現在までにサンプリングした前輪舵角の
重み付け平均値を計算する計算手段を設け、この計算さ
れた重み付け平均値に基づいて目標後輪舵角を決定する
ようにしたことにある。
【0005】
【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、所定時間前から現在までの前輪舵角の重み付け
平均値が計算手段により計算されて、同計算された重み
付け平均値に基づいて目標後輪舵角が決定され、後輪が
同決定された目標後輪舵角に操舵される。これにより、
操舵ハンドルのぶれなどに依存して検出された前輪舵角
が不必要に微変動しても、後輪の操舵に対する前記不必
要な微変動の影響が除去され、後輪が安定して操舵され
るので、車両の操安性が良好となる。
【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は本発明に係る四輪操舵車の全体を概略的
に示している。この四輪操舵車は、左右前輪FW1,F
W2を操舵する前輪操舵機構10と、左右後輪RW1,
RW2を操舵する後輪操舵機構20と、後輪操舵機構2
0を電気的に制御する電気制御装置30とを備えてい
る。
【0007】前輪操舵機構10は回動操作により左右前
輪FW1,FW2を操舵する操舵ハンドル11を備え、
同ハンドル11は操舵軸12の上端に固定されている。
操舵軸12の下端部はステアリングギヤボックス13内
にてラックバー14に噛合している。ラックバー14は
ステアリングギヤボックス13内にて軸方向に変位可能
に支持されるとともに、両端にてタイロッド15a,1
5b及びナックルアーム16a,16bを介して左右前
輪FW1,FW2を操舵可能に連結している。
【0008】後輪操舵機構20は後輪を操舵するために
電気的に制御されるアクチュエータとしての電動モータ
21を備えている。電動モータ21の回転軸はステアリ
ングギヤボックス22内にて減速機構を介して軸方向に
変位可能に支持されたリレーロッド23に接続されてお
り、同ロッド23は同モータ21の回転に応じて軸方向
に変位する。リレーロッド23の両端にはタイロッド2
4a,24b及びナックルアーム25a,25bを介し
て左右後輪RW1,RW2が接続されていて、同後輪R
W1,RW2はリレーロッド23の軸方向の変位に応じ
て操舵される。
【0009】電気制御装置30は車速Vを検出する車速
センサ31と、ヨーレートγを検出するヨーレートセン
サ32と、前輪舵角θf を検出する前輪舵角センサ33
と、及び後輪舵角θr を検出する後輪舵角センサ34と
を備えている。なお、これらのヨーレートγ、前輪舵角
θf 及び後輪舵角θr は左回転方向を正とし、右回転方
向を負とする。これらのセンサ31〜34はマイクロコ
ンピュータ35に接続されている。マイクロコンピュー
タ35はCPU、ROM、RAM、I/O、タイマなど
からなり、同ROM内に記憶した図2のフローチャート
に対応したプログラムを所定時間(例えば、5ミリ秒)
毎に実行する。マイクロコンピュータ35には駆動回路
36が接続されていて、駆動回路36は同コンピュータ
35により制御されて電動モータ21の回転を制御す
る。
【0010】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。イグニッションスイッチ(図示しない)が
投入されると、電気制御装置30が作動し始める。この
電気制御装置30の作動に伴い、マイクロコンピュータ
35は所定時間(例えば、5ミリ秒)毎に図2のステッ
プ100〜114からなるプログラムを繰り返し実行す
る。ステップ102においては、各センサ31〜34か
ら車速V、ヨーレートγ、前輪舵角θf及び後輪舵角θr
を表す各検出信号をそれぞれ入力する。したがって、車
速V、ヨーレートγ、前輪舵角θf 及び後輪舵角θr は
マイクロコンピュータ35によってそれぞれ所定時間毎
にサンプリングされることになる。次に、ステップ10
4にてRAM内に現在から過去に遡って記憶されている
m個(例えば、10個)のデータ列θf1〜θfmのうちの
データ列θf2〜θfmをデータ列θf1〜θfm-1にそれぞれ
更新するとともに、データθfmを前記入力した前輪舵角
θf に更新し、ステップ106にて前記更新したデータ
列θf1〜θfmを用いた数1の演算の実行によって前輪舵
角の重み付け平均値θf0を計算する。
【0011】
【数1】
【0012】前記数1中の値a1〜amは予め決められた
重み付け係数であり、これらの値a1〜amは全て同一の
値であってもよいし、それぞれ異なる値(例えば、a1,
a2,‥‥,amの順に小さくなる値)であってもよい。こ
れにより、検出された前輪舵角θf が微変動しても、同
微変動が重み付け平均値θf0には影響しなくなる。ま
た、前記のようにa1,a2,‥‥,amの順に小さくなるよ
うに設定しておけば、新しく検出された前輪舵角θf ほ
ど重み付け平均値θf0に大きな影響を与えるようにな
る。
【0013】なお、イグニッションスイッチの投入直後
には、データ列θf1〜θfmの全てが検出した前輪舵角θ
f に基づいて準備されていないために、前記計算された
重み付け平均値θf0が不適当な値を示すが、このときに
は車両は停止中であるので実質的に問題ない。また、検
出した前輪舵角θf に基づいて全てのデータ列θf1〜θ
fmが準備されるまでは、検出された前輪舵角θf を用い
て目標後輪舵角θr*を計算したり、検出した前輪舵角θ
f に基づいて準備されたデータ列のみを用いて重み付け
平均値を計算したりするようにしてもよい。
【0014】前記前輪舵角の重み付け平均値θf0の計算
後、ステップ108にてROM内に設けたテーブルから
車速Vに応じて変化する舵角比例係数K1(図3(A)参
照)及びヨーレート比例係数K2(図3(B)参照) を読
み出し、ステップ110にて同読み出した両係数K1,
K2、前記計算した前輪舵角の重み付け平均値θf0及び
前記入力したヨーレート値γを用いた下記数2の演算の
実行によって目標後輪舵角θr*を計算する。
【0015】
【数2】θr*=K1・θf0+K2・γ この目標後輪舵角θr*の計算後、ステップ112にて同
目標後輪舵角θr*と前記入力した後輪舵角θr の偏差θ
r*−θr を計算するとともに、同計算した偏差θr*−θ
r を表す制御信号を駆動回路36に出力する。駆動回路
36は前記制御信号に対応した駆動電流を電動モータ2
1に供給して同モータ21の回転を制御し、電動モータ
21を前記偏差θr*−θr に対応した角度だけ回転させ
る。電動モータ21の回転はリレーロッド23に伝達さ
れて、同ロッド23は前記回転に応じて軸方向に変位す
る。このリレーロッド23の軸方向の変位はタイロッド
24a,24b及びナックルアーム25a,25bを介
して左右後輪RW1,RW2に伝達されて、同後輪RW
1,RW2が目標後輪舵角θr*に操舵される。
【0016】上記作動説明からも理解できるとおり、上
記実施例によれば、現在から過去に遡って所定時間(例
えば、50ミリ秒)内の前輪舵角を表す複数のデータ列
θf1〜θfmを用いた重み付け平均演算すなわち移動平均
法を用いて前輪舵角の重み付け平均値θf0を計算すると
ともに、同平均値θf0に基づいて計算した目標後輪舵角
θr*に左右後輪RW1,RW2を操舵するようにしたの
で、操舵ハンドル11のぶれなどによって前輪舵角θf
が不必要に微変動しても、左右後輪RW1,RW2の操
舵に対する前記不必要な微変動の影響が除去され、同後
輪RW1,RW2が安定して操舵される。
【0017】次に、上記のように構成した実施例の変形
例について説明する。この変形例は、マイクロコンピュ
ータ35が前記図2のフローチャートに対応したプログ
ラムに代えて図4のフローチャートに対応したステップ
200〜222からなるプログラムを所定時間毎に実行
する点を除き、上記実施例と同じである。このプログラ
ムの実行においては、マイクロコンピュータ35はステ
ップ202〜206にて、上記実施例のステップ102
〜106の処理と同様に、車速V、ヨーレート値γ、前
輪舵角θf及び後輪舵角θrを表す各検出信号をそれぞれ
入力するとともに、前輪舵角の重み付け平均値θf0を計
算する。この重み付け平均値θf0の計算後、マイクロコ
ンピュータ35はステップ208にて位相遅れ伝達関数
を用いた演算の実行によって重み付け平均値θf0の位相
遅れを補償する。
【0018】次に、マイクロコンピュータ35は、上述
した前輪舵角θf の場合と同様に、ステップ210〜2
14にて現在から過去に遡って記憶されていてヨーレー
トγを表すm個のデータ列γ1〜γmを更新し、下記数3
の演算の実行によってヨーレートγに関する重み付け平
均値γ0 を計算し、かつ同ヨーレートの重み付け平均値
γ0 の位相遅れを補償する。
【0019】
【数3】
【0020】なお、前記数3中の値b1,b2,‥‥,bmも
予め決められた重み付け係数である。前記ステップ21
0〜214の処理後、マイクロコンピュータ35は、上
記実施例のステップ108〜112と同様なステップ2
16〜220の処理により、車速Vに応じて舵角比例係
数K1(図3(A)参照) 及びヨーレート比例係数K2
(図3(B)参照)を読み出し、同読み出した両係数K
1,K2、前輪舵角の重み付け平均値θf0及びヨーレート
の重み付け平均値γ0 を用いた下記数4の演算の実行に
よって目標後輪舵角θr*を計算して、左右後輪RW1,
RW2を目標後輪舵角θr*に操舵する。
【0021】
【数4】θr*=K1・θf0+K2・γ0 このように、この変形例によれば、ヨーレートに関して
も移動平均法によってヨーレートγの微変動の影響を除
去するとともに、前輪舵角及びヨーレートに関して位相
遅れを補償するようにしたので、左右後輪RW1,RW
2が的確に操舵されて車両の操安性がより良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示す四輪操舵車の全体概略
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】 (A)は車速に対する舵角比例係数の変化特性
図、(B)は車速に対するヨーレート比例係数の変化特性
図である。
【図4】 前記実施例の変形例に係るプログラムに対応
したフローチャートである。
【符号の説明】 FW1,FW2…前輪、RW1,RW2…後輪、10…
前輪操舵機構、20…後輪操舵機構、30…電気制御装
置、31…車速センサ、32…ヨーレートセンサ、33
…前輪舵角センサ、34…後輪舵角センサ、35…マイ
クロコンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 敏明 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイ シン精機株式会社内 (72)発明者 中島 洋 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイ シン精機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−186775(JP,A) 特開 昭62−261576(JP,A) 特開 平1−229773(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気的に制御されるアクチュエータを有
    し同アクチュエータの作動により後輪を操舵する後輪操
    舵機構を備えた四輪操舵車の後輪操舵装置において、 前輪舵角を検出する前輪舵角センサと、 前記検出された前輪舵角を所定の時間間隔でサンプリン
    グして所定時間前から現在までにサンプリングした前輪
    舵角の重み付け平均値を計算する計算手段と、 前記計算された重み付け平均値に基づいて目標後輪舵角
    を決定する目標舵角決定手段と、 前記決定した目標舵角に応じた制御信号を前記アクチュ
    エータに出力して後輪を目標後輪舵角に操舵する出力手
    段とを設けたことを特徴とする四輪操舵車の後輪操舵装
    置。
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JP5930252B2 (ja) 2013-04-02 2016-06-08 株式会社村田製作所 擬似抵抗回路及び電荷検出回路
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