JPH01202572A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の前輪の操舵に応じて後輪をも転舵する４
輪操舵装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、４輪操舵装置として、特開昭５９−１８６７７３
号公報に開示されているように、車速と前輪舵角量とを
パラメータとして中、高車速域での前輪転舵開始時の所
定の設定時間中は後輪を前輪と逆位−相に転舵し、設定
時間経過後は前輪と同位相に転舵するよう後輪操舵装置
の作動を制御することが既知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来技術による後輪操舵制御方
法では、設定時間と後輪舵角量を車速と前輪舵角量のみ
の関数としているため、車両のヨーレイト周波数応答特
性を高周波数領域まで向上できず、すなわち、ヨーレイ
トゲインのフラット化および位相遅れの低減を実現でき
ず、車両の無駄な動きが生じ、また、車両の操舵制御が
しやすくないという問題があり、特に、中、低速域で逆
相操舵する構成では、圧雪路等の低μ路での走行時に後
輪タイヤが滑り易く、車両が不安定な挙動を示すように
なるという問題がある。

本発明は、このような問題をなくし、低速域から高速域
までの操舵応答性を向上させ、特に、高速域でのヨーレ
イト周波数特性を大幅に向上させ、また中低速域での低
μ路走行時における操安性を向上させる４輪操舵装置を
提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、前輪を操舵するステアリング装置と、
後輪を操舵する後輪操舵装置と、車速検出センサと、前
輪操舵角検出センサと、前記車速検出センサからの車速
信号および前輪操舵角検出センサからの前輪舵角信号が
入力されて後輪操舵装置の作動を制御するコントローラ
とを具える車両の４輪操舵装置において、前記コントロ
ーラが前記舵角θに対して後輪舵角δｒを実質的に下記
の制御則、 高速時においては、 δｒ＝−（Ｋθ＋τθ） 中低速時においては、 δｒ＝−・Ｋθ 上式において、 Ｎニステアリングギヤ比 δ：ハンドル操舵角速度 ■：車速 Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　ｋ　：車両諸元により決
定される定数 に基づいて制御し、高速時と中低時の境界領域において
に、τを■に関して連続させることを特徴とする。

（作　用） 本発明によれば、後輪操舵量δｒを車速ｖ１前にＩｒ′
Ｘ、６ｒ　＝−）１Ｂ、Ｌ　　ｒはＩＬｊｌ関数で、中
低速時はτ＝０として、同相操舵のみとすることにより
、第３および４図に示すように、低〜高速域まで操舵応
答性が向上し、また、低中速での低いμ路走行時の操安
性が向上し、回顧性が向上する。

また、第５図に示すように、特に高速域でのヨーレイト
ゲインがフラットとなるとともに位相遅れが実質的に０
となり、ヨーレイト周波数特性を大幅に向上することが
できる。

（実施例） 第１図は本発明の１実施例を示す。

第１図において、１はハンドルで、このハンドルｌを支
持するステアリングコラム２内にハンドル舵角センサ３
が取り付けられている。また、車速センサ４がトランス
ミッションに取付けられ、コントローラ５が車体に取り
付けられている。油圧ポンプ６は後輪操舵用とパワース
テアリング用とを２連化し、パワーステアリング用油圧
は前輪７を操舵する前輪操舵装置のパワーステアリング
ギヤ８に供給するよう接続されている。タンク９も同様
に後輪操舵とパワーステアリングに共用している。１０
は電磁式圧力比例制御弁で、スプール！■の両側にソレ
ノイド１２．１３が取付けられている。

１４は後輪１５を操舵する後輪操舵装置で、そのパワー
シリンダ１６はリヤサスペンションメンバー１７に取り
付けており、中立剛性を確保するため内部にスプリング
１８を配置した構造としている。パワーシリンダ１６の
ロッド１９の両端はサイドロッド２０とナックルアーム
２１を介して後輪１５の車軸２２に連結している。

サスペンションリンク２３．２４およびサスペンション
下側アーム２５は共に一端がリヤサスペンションメンバ
ー！７に連結されて、他端がナックルアーム２１に連結
されている。また、リヤサスペンションメンバー１７は
４点のマウントブツシュ２６で車体側に取り付けられて
いる。

図示の４輪操舵装置においては、ハンドルｌを操舵する
と、舵角センサ３により舵角を検出し、この舵角信号は
車速センサ４により検出される車速信号とによりコント
ローラ５において、予め設定された制御則に基づいて後
輪操舵角δｒを演算する。そしてこの演算結果をもとに
、圧力制御弁のソレノイド部を駆動させるための制御電
流を出力する。

前述の制御則について次にさらに詳細に説明する。

第６図に示す線型２自由度モデルの運動方程式は次式で
表わされる。

Ｍ（Ｍ＋φ＞　＝Ｓ、＋Ｓ。

上式において Ｍ：車両質量 Ｉ：ヨー慣性モーメント ａ、ｂ：前、後輪から重心までの距離 δｆ、δ「：前、後輪舵角、δＦ＝θ／Ｎψ：ヨー ｙ：横変位 ■二車速 Ｓ、、　Ｓ、：前、後輪タイヤサイドフォースＣ，，Ｃ
２：前、後輪タイヤ等価コーナリングパワー 上記４式をラプラス変換してヨーレイト／ハンドル角の
伝達関数Ｇ　（ｓ）にまとめるとを比較して、同一とす
ると、Ｇ　（ｓ）　＝　Ｇｏ（一定値）となる。この時
に、　　τは一意的に求められて、次式となる。

上記のに、τをＶに関して計算すると、第７図にに、τ
の理論値を示す特性曲線で示すように、中低速域ではハ
ンドルステップ応答時ある所定時間逆相に切れて定常時
に逆相のままとなる。しかし中低速においては逆相操舵
されると、特に圧雪路等の低μ路走行時、後輪タイヤが
グリップを失いやすくなり、車両の挙動が不安定になる
という問題が確かめられた。

また、通常μの場合も、ヨーレイトの位相遅れは小さく
なるものの横Ｇの位相遅れが追従せず、スラローム時違
和感のみが残り、人間−自動車系としコントロール性向
上にはつながらない場合があることが確かめられた。

従って、特に中低速域においては、第８図に示すように
逆相操舵をやめ、従来１１ｉｃＡｓと同様にして略横Ｇ
比例とした制御則δｒ−１／Ｎ−にθ、にできるためス
テアリングギヤ比Ｎは充分小さくし、クイックなものを
使用できるので中低速では上記制御則としても回頭性向
上を充分に確保できる。

以上説明してきたように、この発明によれば、その構造
を第８図に示すように、中低速時の操舵特性をほぼ横Ｇ
比例制御として、高速域の制御式を中低速域まで拡張さ
せているため現実的な後輪舵角量（２°以内）で車両性
能が向上され、したがって、車体側ホイールハウス等の
スペース、レイアウトに影響を与えなくて済む。また、
制御舵角が小さいためフェールセーフの筒素化と、比較
的簡単なシステム構成が可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、ヨーレイト特性を高周波数域までゲイ
ンをフラットにして位相遅れを小さく、理論的には零に
することができ、したがって旋回時またはスラローム、
レーン変更時に車両の無駄な動きを少なくして、運転者
が制御し易いものとなり、操舵応答安定性を向上でき、
また、低中速での低μ路走行時の操安性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム構成図、 第２図は本発明のコントローラの回路図、第３図および
第４図は本発明によるステップ操舵時の後輪操舵時系列
特性曲線図および周波数操舵時の後輪操舵周波数特性曲
線図、 第５図は車両のヨーレイト特性曲線図、第６図は線型２
自由度モデルの模式図、第７図および第８図は本発明δ
ｒ　−＝（Ｋθ十τθ）の車速■に関するに、τの値の
変化曲線図である。 １・・・ハンドル　　　　　３・・・舵角センサー４・
・・車速センサー　　　５・・・コントローラ７・・・
前輪 ８・・・前輪操舵装置のパワーステアリングギヤ１４・
・・後輪操舵装置　　　１５・・・後輪第３図 第４図 □ノド〉情引［］Ｊ１１７つ名リイ倉ｒ第７図 第８図 ｎ皇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前輪を操舵するステアリング装置と、後輪を操舵す
   る後輪操舵装置と、車速検出センサと、前輪操舵角検出
   センサと、前記車速検出センサからの車速信号および前
   輪操舵角検出センサからの前輪舵角信号が入力されて後
   輪操舵装置の作動を制御するコントローラとを具える車
   両の４輪操舵装置において、前記コントローラが前記舵
   角θに対して後輪舵角δｒを実質的に下記の制御則、高
   速時においては、 δｒ＝（１／Ｎ）（Ｋθ＋τθ） ｛Ｋ＝（Ｃ＋ＤＶ＾２）／（Ａ＋ＢＶ＾２）＞０τ＝（
   Ｅ・Ｖ）／（Ａ＋ＢＶ＾２）＞０｝ 中低速時においては δｒ＝（１／Ｎ）・Ｋθ ｛Ｋ＝ｋＶ＾２＞０ τ＝０｝ 上式において、 Ｎ：ステアリングギヤ比 θ：ハンドル操舵角速度 Ｖ：車速 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ｋ：車両諸元により決定される定
   数 に基づいて制御し、高速時と中低速時の境界領域におい
   てＫ、τをＶに関して連続させることを特徴とする車両
   の４輪操舵装置。