JPH0126913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両の運転条件に関係なく、常に良好
なコーナリング特性が得られる後輪補助操舵装置
に関するものである。

［従来の技術］ 車両のコーナリング特性は車体荷重、前輪荷重
比、旋回速度などの条件により変化する。例えば
運転者１人が乗つている場合は最適なコーナリン
グ特性にある車両でも、２人が乗り前輪荷重が増
加すると、所定の切り角だけハンドルを操作して
も所定の湾曲路線から外側へずれる傾向、すなわ
ちアンダステアが強くなり、逆に後輪荷重が増加
すると、後輪に滑りが生じ、アンダステアの傾向
が弱くなる。

積載条件によるコーナリング特性の変化は後輪
のホイルアライメントの変化（リジツトアクスル
車両ではアクスルステア、独立懸架車両ではトー
変化）を利用して、ある程度抑えることができる
が、その抑止効果は懸架機構のリンクの配置によ
り決つてしまうので、あらゆる積載条件で望まし
いコーナリング特性を得ることはできない。

特開昭57−11173号公報に開示される後輪操舵
装置では、車両の旋回中の加減速運転により生じ
る車体の横滑りを防ぐために、後輪を前輪と反対
側に操舵し、かつ舵角比（前輪舵角に対する後輪
舵角の割合）を車両の運動条件から理論的に算出
している。すなわち、車速センサと前輪舵角セン
サと車体荷重センサとの各信号に基づき、指令回
路で舵角比を算出し、舵角比に相当する電気信号
に基づきサーボアンプとサーボ制御弁を駆動し、
後輪を操舵するアクチユエータの油圧回路を制御
するものである。

上述の後輪操舵装置では、加減速時の車体重心
の前後移動に着目し、これを前後輪が受け持つ車
体荷重の変化から割り出している。旋回中時々
刻々と車両の運転条件の変化に対応して舵角比を
計算するので、指令回路の構成が非常に複雑なも
のとなり、懸架機構のばね特性にバラツキがある
と、車体の実際の挙動に即した制御が得られなく
なり、また運転者の好む操舵感覚に合つた舵角制
御を行うことはできない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は運転条件に対応して後輪舵角を
加減することにより、常に安定したコーナリング
特性が得られる後輪補助操舵装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は前
輪荷重センサと後輪荷重センサとの信号から前輪
荷重比を求める演算回路と、横加速度センサと前
記両方の荷重センサとの信号から遠心力を求める
演算回路と、前輪荷重比と遠心力とから予め設定
された後輪舵角を求める後輪舵角決定手段と、後
輪舵角決定手段の出力信号に基づき駆動される電
磁制御弁と、電磁制御弁により油圧回路を制御さ
れ後輪ナツクルを駆動するアクチユエータとを具
備するものである。

［作用］ 前輪荷重センサ１と後輪荷重センサ２から求ま
る前輪荷重比と、両方の荷重センサ１，２と横加
速度センサ３とから求まる車体の遠心力に基づ
き、制御装置４の後輪舵角決定手段から後輪舵角
θを求め、後輪舵角決定手段の出力信号によりア
クチユエータ７の油圧回路の電磁制御弁６が制御
し、アクチユエータ７により後輪を操舵する。こ
のように、運転条件に応じて後輪舵角θが制御さ
れるので、運転者にとつて常に安定したコーナリ
ング特性が得られる。

［発明の実施例］ 第１図に概念的に示すように、前輪懸架機構に
前輪荷重を検出する前輪荷重センサ１が、後輪懸
架機構に後輪荷重センサ２が、また車体中央に横
加速度センサ３がそれぞれ設けられる。本発明は
各センサ１，２，３の検出信号を入力とする、後
輪舵角決定手段を含む制御装置４から、運転条件
に適つた出力信号を求め、この出力信号を電磁制
御弁６へ加え、電磁制御弁６により油圧ポンプ５
からの油圧回路を制御されるアクチユエータ７を
駆動し、後輪８の舵角を制御するものである。

荷重センサ１，２は例えばストラツト型の独立
懸架機構の場合であれば、第２図に示すように、
ストラツトロツド１４のばね座１２と、ストラツ
トロツド１４を回転可能に支持する軸受１９との
間に、公知の歪ゲージ１１を介装して構成され
る。

ばね座１２は図示してないシリンダの壁部に固
定したばね座との間にストラツトロツド１４を取
り囲むコイルばね１３を支持している。軸受１９
がマウントラバー２０を介してストラツトマウン
ト１５に衝合支持され、このストラツトマウント
１５が車体１６に設けた開口部にボルトとナツト
１８により締結される。このような懸架機構は、
第３，４図に示す後輪懸架機構と同様である。

横加速度センサ３は例えば車体側に固定した箱
の中に、錘を車体の横方向に移動可能にばねによ
り支持し、錘のばね力に抗する移動量を電気的に
検出するものであり、これも公知であるので詳述
しない。

後輪８を偏向するための後輪懸架機構は、第
３，４図に示すように構成される。車体に対して
ストラツトマウント１５により支持されるシヨツ
クアブソーバが、シリンダ４２の内部に嵌装した
ピストンから延びるストラツトロツド１４をスト
ラツトマウント１５に結合し、シリンダ４２に固
定したばね座４３とストラツトマウント１５の下
側に支持したばね座１２（第２図）との間にばね
１３を介装して構成される。シリンダ４２の下端
部にＣ字形をなすナツクル３４が結合され、この
ナツクル３４の下端部がロアアーム３２の先端に
球継手により結合される。ロアアーム３２の基端
は前後方向のピンにより車体に支持される。

ナツクル３４から後方に延びるナツクルアーム
３５の端部に、球継手３８によりトラツクロツド
３７が連結され、左右のトラツクロツド３７は球
継手３９を介してセンタロツド３６と連結され
る。このセンタロツド３６がアクチユエータ７に
より軸方向に駆動される。

アクチユエータ７はシリンダ７ａの内部にピス
トンを嵌合して両端側に油室を区画形成し、ピス
トンに結合したロツド７ｂをシリンダ７ａから延
出してなり、ロツド７ｂがセンタロツド３６と連
結される。車体側に固定されるシリンダ７ａの両
端油室の一方へ選択的に圧油が導入される。

ナツクル３４の外側面に結合した車軸に、ブレ
ーキデイスク４１と一緒に後輪８（第４図）が支
持される。各ロアアーム３２の端部に前方へ延び
るトレーリングリンク３３の後端が連結され、前
端は車体側に連結される。トレーリングリンク３
３によりナツクル３４の前後移動が規制される。
また、左右の後輪の上下移動の均衡を保つため
に、Ｕ字形に折り曲げられたスタピライザロツド
４５の中央部がブラケツト４４により車体側に回
動可能に支持され、両端部がロアアーム３２から
上方へ突出する支柱４６に連結される。

第５図に示すように、制御装置４は前輪荷重セ
ンサ１と後輪荷重センサ２の検出信号W_F，W_R
を、演算回路５１へ加えて、ここで前輪荷重比に
相当する電気信号を求め、制御マツプ５３へ加え
る。また、前輪荷重センサ１と後輪荷重センサ２
との検出信号W_F，W_Rから演算回路５２により車
体全荷重に相当する信号を求め、車体全荷重に相
当する信号と横加速度センサ３の検出信号ｇとの
積を演算回路５２ａで求め、車体に作用する遠心
力Ｆに相当する信号を制御マツプ５３へ加える。
制御マツプ５３から前輪荷重比と遠心力Ｆに対応
する後輪舵角θを求める。

制御マツプ５３は例えばマイクロコンピユータ
からなる制御装置４のROMに、予め実験的に求
めた前輪荷重比と遠心力Ｆとに対応した最適の後
輪舵角θを記憶設定して構成される。制御マツプ
５３から読み出された後輪舵角θに相当する信号
により電磁制御弁６が駆動され、アクチユエータ
７が所定のストロークだけ駆動され、後輪８に舵
角θが与えられる。

制御マツプ５３は次のように作成される。第６
図に示すように、旋回走行時車体の横加速度ｇが
大きいほど、第６図に線６１で示すように、所定
の旋回半径からのずれ（所定の旋回半径R₀に対
する実際の旋回半径Ｒの比）Ｒ／R₀が大きいが、
乗員１人の場合の最適コーナリング特性を線６１
で示す時、この最適のコーナリング特性に対して
前輪荷重比（乗員数により変化する）が大きくな
ると線６２で示すように変化し、前輪荷重比が小
さくなると線６３で示すように変化する。これは
後輪ステアが生じるからである。後輪ステアと
は、車体がロール（横傾）した時の後輪のトー変
化やアクスルステアにより後輪が実質的に偏向さ
れる現象である。したがつて、後輪懸架機構のリ
ンクの配置を変えると、乗員１人の運転条件で
も、第７図に線６５や線６６で示すようなコーナ
リング特性が得られる。

第６図には前輪荷重比が一定の場合の横加速度
ｇに対するステアリング特性を示したが、実際に
は前輪荷重比と車体全荷重（総重量）とによりコ
ーナリング特性が変化する。

第８図は車体全荷重を一定とした場合の前輪荷
重比に対する後輪ステア特性を表す。前輪荷重比
が等しい場合でも全荷重が小さくなると、後輪ス
テアが顕著に表れる。後輪ステアの度合は単位横
加速度ｇに対する後輪の舵角（直進位置からの傾
き）の割合（度／ｇ）で表される。この場合、＋
は前輪と逆位相の舵角、−は前輪と同位相の舵角
である。序でながら、前輪荷重比が約0.6では、
前輪が操舵されても後輪は直進位置を保つ。した
がつて、全荷重と前輪荷重比と横加速度ｇとに対
応して後輪を適当に操舵すれば、第６図に線６１
で示すようなコーナリング特性が常に維持され
る。

制御マツプは好ましくは車体全荷重ごとに多数
の制御マツプを用意する。乗用車の場合は乗員数
が変化しても車体全荷重にあまり影響しないの
で、制御マツプは１〜３枚備えれば十分である。
各車体全荷重ごとの制御マツプは、横軸を遠心力
Ｆ（車体全荷重×横加速度ｇ）とし、縦軸を後輪
舵角θとすると、第９図に示すように前輪荷重比
をパラメータとする線群６８で表される。第９図
には車両が右旋回する場合の制御マツプを示した
が、左旋回の場合にも遠心力Ｆの方向が異なるだ
けで、同様の制御マツプを用いて所要のコーナリ
ング特性が得られる。

次に、本発明装置の作用を説明する。第５図に
おいて、前輪荷重センサ１と後輪荷重センサ２と
の信号に基づいて演算回路５１から前輪荷重比に
相当する信号が、また演算回路５２，５２ａから
車体の遠心力Ｆに相当する信号がそれぞれ制御マ
ツプ５３へ加えられ、前輪荷重比と車体の遠心力
Ｆに対し最適の後輪舵角θに相当する信号が電磁
制御弁６へ与えられ、油圧源からアクチユエータ
７へ圧油が供給され、アクチユエータ７が所定の
ストロークだけ駆動され、トラツクロツド３６，
３７によりナツクル３４がロアアーム３２との球
継手を中心として水平に回動され、後輪８が操舵
される。後輪８が所定の舵角θになると、アクチ
ユエータ７のロツド７ｂの移動に関連して電磁制
御弁６が作動し、油圧回路が遮断され、その位置
にアクチユエータ７が保持される。

車両が旋回走行を終了するにつれて横加速度セ
ンサ３の信号が０となり、制御装置４の出力も０
となるので、これに対応して電磁制御弁６の位置
が変化し、アクチユエータ７が中立位置へ戻さ
れ、後輪８が直進位置へ戻される。

なお、上述した実施例では、前輪荷重センサ１
と後輪荷重センサ２を、懸架機構のストラツトロ
ツドと車体との間に介装したが、本発明はこの構
成に限定されるものではなく、例えば第１０図に
示すように、スタピライザロツド４５の中央部分
に結合したアーム７１の先端と車体との間にロツ
ド７２を連結し、ロツド７２を取り囲む可動の励
磁コイルと不動の検出コイル７３とから、スタピ
ライザロツド４５の捩れの変化に基づくロツド７
２の変位量を電気的に検出するか、またはロツド
７２の変位量をポテンシヨメータにより検出して
もよい。

また、懸架機構のシヨツクアブソーバとしてハ
イドロニユーマチツク型のものを使用する場合
は、封入油圧またはガス圧の変化、またはストラ
ツトマウント１５とナツクル３４との間隔の変化
から前後輪の荷重を電気的に検出してもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、前輪荷重センサと後輪
荷重センサとの信号から前輪荷重比を求める演算
回路と、横加速度センサと前記両方の荷重センサ
との信号から遠心力を求める演算回路と、前輪荷
重比と遠心力とから予め設定された後輪舵角を求
める後輪舵角決定手段と、後輪舵角決定手段の出
力信号に基づき駆動される電磁制御弁と、電磁制
御弁により油圧回路を制御され後輪ナツクルを駆
動するアクチユエータとを具備したものであり、
前輪荷重比と車体の横加速度ないし遠心力とから
最適の後輪舵角が求められ、これに対応してアク
チユエータにより後輪が自動的に操舵されるか
ら、車両の積載条件や運転条件に関係なく、操縦
しやすい一様なコーナリング特性が得られ、車両
の操縦安定性と安全性が向上される。コーナリン
グ特性は運転者の好みにあつた値に予め設定でき
る。

本発明によれば、使用するセンサの数が少な
く、その構成が簡単であり、演算回路も非常に簡
単であるから、低コストで提供でき、後輪舵角設
定手段の設定値を変えることにより、運転者の体
感上好まれるようなコーナリング特性を得ること
も可能である。

本発明は後輪のロールステアを有効に利用し得
るから、比較的小出力のアクチユエータで後輪を
操舵し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る後輪補助操舵装置の概略
構成図、第２図は前後輪の荷重センサの一例を示
す側面断面図、第３図は後輪補助操舵装置の斜視
図、第４図は同背面図、第５図は制御装置のブロ
ツク線図、第６〜９図は第５図に示す制御マツプ
の特性線図を求めるための説明線図、第１０図は
本発明の一部変更実施例に係る側面図である。 １：前輪荷重センサ、２：後輪荷重センサ、
３：横加速度センサ、４：制御装置、５：油圧ポ
ンプ、６：電磁制御弁、７：アクチユエータ、
８：後輪、１４：ストラツトロツド、１６：車
体、３２：ロアアーム、３３：トレーリングリン
ク、３４：ナツクル、３５：ナツクルアーム、３
６：センタロツド、３７：トラツクロツド、４
５：スタピライザロツド、５１，５２，５２ａ：
演算回路、５３：制御マツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前輪荷重センサと後輪荷重センサとの信号か
   ら前輪荷重比を求める演算回路と、横加速度セン
   サと前記両方の荷重センサとの信号から遠心力を
   求める演算回路と、前輪荷重比と遠心力とから予
   め設定された後輪舵角を求める後輪舵角決定手段
   と、後輪舵角決定手段の出力信号に基づき駆動さ
   れる電磁制御弁と、電磁制御弁により油圧回路を
   制御され後輪ナツクルを駆動するアクチユエータ
   とを具備することを特徴とする後輪補助操舵装
   置。