JPH0195967A - 4輪操舵車両の操舵制御装置 - Google Patents

4輪操舵車両の操舵制御装置

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JPH0195967A
JPH0195967A JP25421487A JP25421487A JPH0195967A JP H0195967 A JPH0195967 A JP H0195967A JP 25421487 A JP25421487 A JP 25421487A JP 25421487 A JP25421487 A JP 25421487A JP H0195967 A JPH0195967 A JP H0195967A
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front wheel
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伊藤 英夫
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1554Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1572Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electro-hydraulic control means

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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〕 この発明は、前輪及び後輪の少なくとも一方を操舵角等
に応じて補助操舵する4輪操舵車両の操舵制御装置に関
する。
〔従来の技術〕
従来の4輪操舵車両の操舵制御装置としては、例えば本
出願人が先に提案した特開昭60−161265号公報
に記載されているものがある。
この従来例は、運転者からの操舵入力に応じ前輪を操舵
すると同時に後輪も補助操舵するに際し、操舵入力及び
前輪間の伝達特性と、操舵入力及び後輪間の伝達特性と
を異ならせることにより、理想的な運動性能及び操縦安
定性を得るようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の4輪操舵車両の操舵制御装置
にあっては、車両に発生する横加速度を考慮しない操舵
制御を行う構成となっていたため、高横加速度走行時の
ヨー運動の応答圧を重視して制御の伝達特性を設定する
と、車両の横加速度が小さい即ち直進走行時にはヨー感
度が鋭く、僅かな操舵入力でも操舵が行われて車両の直
進性が不安定となり、逆に低横加速度走行時のヨー運動
の一安定正を重視して制御の伝達特性を設定すると、横
加速度が大きいときには、ヨー感度が鈍く応答性が低下
するという未解決の問題点があった。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、車両に生じる横加速度に応じて補助
操舵量を制御することにより、上記従来例の問題点を解
決することができる4輪操舵車両の操舵制御装置を提供
することを目的としている。
〔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、この発明は、第1図の基本
構成図に示すように、前輪及び後輪の少なくとも一方を
補助操舵する補助操舵機構と、操舵角等に応じて前記補
助操舵機構の補助操舵量を制御する操舵制御手段とを備
えた4輪操舵車両において、車両の横加速度を検出する
横加速度検出手段と、該横加速度検出手段の検出値に基
づいて前記操舵制御手段の伝達特性を可変する伝達特性
可変手段とを備えたことを特徴としている。
〔作用〕
この発明においては伝達特性可変手段によって、横加速
度検出手段で検出した横加速度検出値に基づいて艮舵制
御装置の伝達特性を可変することにより、横加速度が少
ない直進時走行時のヨー感度を低下させて操縦安定性を
向上させ、且つ横加速度の大きい旋回走行時のヨー感度
を高めて応答性を向上させることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図はこの発明の一実施例を示す概略構成図である。
図中、IL、IRは前輪、2L、2Rは後輪である。前
輪IL、IRは、図示しないナックルにタイロッド3L
、3Rの一端が接続され、タイロッド3L、3Rの他端
がラックアンドピニオン式ステアリング装置4のラック
軸4aに接続され、ラックアンドピニオン式ステアリン
グ装置4のステアリングシャフト5がステアリングホイ
ール6に接続され、ステアリングホイール6を操舵する
ことにより、その操舵方向と同一方向に前輪IL。
IRが操舵される。そして、車体に対して左右動可能に
弾性支持されたラックハウジング4bには、操舵補助力
を発生する前輪補助操舵用シリンダ7のピストンロッド
7aが連結されている。
一方、後輪2L、2Rは、図示しないナックルにタイロ
ッド8L、8Rを介して後輪補助操舵用シリンダ9のピ
ストンロフト9aが接続されている。
そして、後輪2L、2Rには、エンジン10の駆動力が
変速機11、プロペラシャフト12、ディファレンシャ
ル装置13及びディファレンシャル装置13の出力側に
連結された車軸14L、14Rを介して伝達される。
また、前輪補助操舵用シリンダ7及び後輪補助操舵用シ
リンダ9は、夫々ピストン7b及び9bによって画成さ
れる圧力室11.7r及び91゜9rがクローズドセン
タ型のサーボ弁20及び21に接続されている。サーボ
弁20及び21は、その入力ポートが互いに接続されて
アンロード弁22を介してエンジン10によって回転駆
動される油圧ポンプ23の吐出側に接続され、ドレンポ
ートが互いに接続されてリザーバタンク24に接続され
ている。なお、25はライン圧を蓄圧するアキエムレー
タである。
各サーボ弁20及び21はマイクロコンピュータを含ん
で構成されるコントローラ31からの制御信号によって
゛駆動制御される。
コントローラ31には、ステアリングホイール6の操舵
角を検出する操舵角検出器32、変速機11に取付けら
れて車両の車速を検出する車速検出器33、前輪補助操
舵用シリンダ7の移動量を検出することにより前輪舵角
を検出する前輪舵角検出器34、後輪補助操舵用シリン
ダ9の移動量を検出することにより後輪舵角を検出する
後輪舵角検出器35及び車両の横加速度を検出する横加
速度検出器36の各検出値が入力され、これらに基づき
所定の演算処理を実行して各サーボ弁20及び21に対
する制御信号を形成する。
すなわち、車速検出器33の車速検出値Vに基づいて下
記(1)式に従って比例定数に、、に、を求め、且つ下
記(2)式及び(3)式に従って進み要素としての微分
係数τ1.τ、を求めると共に、横加速度検出値Gに基
づいて予め記憶された横加速度検出値Gと補正係数αと
の関係を示す第3図に対応する記憶テーブルを参照して
補正係数αを算出し、この補正係数αと各比例定数に、
、に、及び微分係数τ2.τ7とを乗算して補正比例定
数K fc+ Kre及び補正微分゛係数τfc+  
τ1cを算出し、これらに基づいて下記(4)式及び(
5)式に従って前輪舵角δパS)と操舵角θ(s)との
伝達関数Hr(s)及び後輪舵角δ、 (s)と操舵角
θ(s)との伝達関数H、(s)を夫々算出し、これら
伝達関数Hz(s)及びH,(s)と操舵角θ(s)と
から下記(6)式及び(7)式に従って前輪舵角δ、 
(s)及び後輪舵角δ、 (s)を算出し、これらをラ
プラス逆変換して前輪舵角指令値δ、及び後輪舵角指令
値δ1を算出し、これら前輪舵角指令値δ、及び後輪舵
角指令値δ、と前輪舵角検出値δf4及び後輪舵角検出
値δ1.との差値が零となるように各サーボ弁20及び
21に制御信号を出力する。
・・・・・・・・・・・・(1) ・・・・・・・・・・・・(2) ・・・・・・・・・・・・(3) Hr(s) ” K tc+τfcs      ’・
・・・−・・・・1(4)Hr(S)=Krc−τr 
CS      ”’ ”’ ”’ ”’ +5)Ht
(s’)=δt (s) /θ(s)・・・・・・・・
・・・・(6)H,(s)=δ、 (s) /θ(s)
    ・・・・・・・旧・・(7)ここで、Ctは前
輪コーナリングパワー、C1は後輪コーナリングパワー
、lはホイールベース、aは前輪及び重心点間距離、b
は後輪及び重心点間距離、Mは車両質量、■は車両ヨー
慣性モーメント、■は車速、Sはラプラス演算子である
次に、上記実施例の動作をコントローラ31の処理手順
を示す第4図のフローチャートを伴って説明する。
先ず、ステップ■で操舵角検出器32からの操舵角検出
値θ及び車速検出器33からの車速検出値Vを読込み、
次いでステップ■に移行して、車速検出値■に基づいて
前記(1)式〜(3)式の演算を行って比例定数Kf、
に、及び微分係数τ7.τ、を算出する。
次いで、ステップ■に移行して、横加速度検出器36か
らの横加速度検出値Gを読込み、次いでステップ■に移
行して横加速度検出値Gに基づいて予め記憶された第3
図に対応する記憶テーブルを参照して補正係数αを選定
し、次いでステップ■に移行して補正係数αと比例定数
Kt、Kr及び微分係数τ1.τ、とを夫々乗算して補
正比例定数K fC+ Krc及び補正微分係数τfc
+  τ、。を算出する。
次いで、ステップ■に移行して、補正比例定数Kt−,
に−0及び補正微分係数τfe+  τrcに基づいて
前記(4)式及び(5)式の演算を行って前輪側伝達関
数Hf(s)及び後輪側伝達関数H、(s)を算出する
次いで、ステップ■に移行して、操舵角検出値θと前輪
側伝達関数Hr(s)及び後輪側伝達関数H、(s)と
に基づいて前記(6)式及び(7)式の演算を行って前
輪舵角指令値δ、及び後輪舵角指令値δ、を算出し、次
いでステップ■に移行して、前輪舵角検出器34及び後
輪舵角検出器35からの前輪舵角検出値δF4及び後輪
舵角検出値δ□を読込み、両者の差値Δδ、=δ、−δ
□及びΔδえ=δ。
−δ+1−を算出して、差値Δδ、及びΔδ工が零のと
きにはサーボ弁20及び21に対する制御信号C3t−
、C3tb及びC3−、C3−bを論理値“0”に、差
値Δδ、〉0.ΔδR>0のときには制御信号CS t
−、CS 、、を論理値“l”に、制御信号CS tb
、  CS 、bを論理値“O”に、差値差値ΔδF〈
0.ΔδえくOのときには、制御信号CS、、。
CS、、を論理値“O”に、制御信号CS rb、  
CSl、を論理値“1”に夫々設定して、サーボ弁20
及び21を制御することによって、前輪補助操舵用シリ
ンダ7及び後輪補助操舵用シリンダ9をフィードバック
制御する。
この第4図の処理において、ステップ■、■及びステッ
プ■〜■の処理が補助操舵制御手段に対応し、ステップ
■〜■の処理が伝達特性補正手段に対応している。
したがって、今車両が定速で走行しているものとすると
、車速検出値Vが一定値となるので、コントローラ31
のステップ■で算出される比例定数に、、に、及び微分
定数τ2.τ1も一定値となる。
しかしながら、横加速度検出器36で検出される車両に
発生する横加速度検出値Gに応じて補正係数αが第3図
に示す如く変化し、これに応じてステップ■で算出され
る前輪側伝達関数H1(s)及び後輪側伝達関数H,(
s)が変化することになる。このため、操舵角周波数f
に対する前輪側伝達関数I(r(s)のゲイン及び位相
との関係は、第5図(a)及び(b)に示すようになり
、横加速度検出値Gが小さいときには、実線図示の曲線
lGlで示すようにゲインが小さい特性となり、位相特
性も実線図示の曲線ip+で示すように比較的高周波数
域から位相進みを生じることになって、操舵角検出値θ
に対する感度が鈍くなり、後輪側伝達関数Hf(s)の
ゲイン及び位相についても第6図(al及び(blで実
線図示の曲’IA j! a +及び!□で示す如くゲ
インが小さく且つ比較的高周波数から位相遅れを生じる
ようになる。したがって、車両の操舵角周波数fに対す
るヨーゲイン特性は、第7図で実線図示の曲線lV1で
示す如くゲインが低い状態となり、応答性が低下する。
このため、車両が直進走行状態あるいはこれに近い旋回
半径の大きい旋回状態では、旋回性能よりも直進性能を
向上させて車両の操縦安定性を確保することができる。
これに対して、旋回半径が小さくなるか車速が増加する
ことにより、横加速度検出値Gが大きくなると、これに
応じて前輪側及び後輪側の伝達関数He(s)及びHl
(s)のゲインが第5図(a)及び第6図(a)で破線
図示の曲線lr、□で示す如く大きくなると共に、位相
が第5図(b)及び第6図(b)で破線図示の曲線IP
tで示す如く低周波数域から変化するので、車両のヨー
レートゲインでみると、第7図で破線図示の曲線lv□
で示す如くゲインが大きくなって応答性が向上し、車両
の旋回性能を向上させることができる。
なお、上記実施例においては、前輪側及び後輪側の比例
定数Kr、Krと微分係数T、、T、とを横加速度に応
じて同時に変化させる度合についt説明したが、これに
限定されるものではな(、比例定数及び微分係数の何れ
か一方を車速に応じて変更するようにしてもよく、さら
に前輪側及び後輪側の双方に補助操舵機構を設ける場合
に限らず、前輪側及び後輪側の何れ一方に補助操舵機構
を設けるようにしてもよい。
また、上記実施例においては、前輪補助操舵用シリンダ
7及び後輪補助操舵用シリンダ9をクローズドセンタ型
のサーボ弁20及び21を使用してこれらをフィードバ
ック制御する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、クローズドセンタ型サーボ弁15及び
16に代えてオープンセンタ型サーボ弁を適用し、これ
に応じて各シリンダ7及び9のピストンロッド7a、9
aに中立位置に復帰させる復帰スプリングを介挿するよ
うにして制御するようにしてもよい。
さらに、上記実施例においては、後輪側補助操舵用シリ
ンダ9によって後輪2L、2Rを操舵する場合について
説明したが、これに限らず後輪2L、2Rを固定部との
間に夫々2本のラテラルロッドで支持し、その一方のラ
テラルロッドの中間部に夫々トー角変化を行えるように
油圧シリンダを介挿し、これら油圧シリンダをコントロ
ーラ31で制御するようにしても上記実施例と同様の作
用効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、車両に生じる
横加速度を横加速度検出手段で検出し、この横加速度検
出値に基づいて操舵制御手段の伝達特性を変更するよう
にしたので、直線走行あるいはその近傍旋回半径の大き
い旋回状態では、ヨー感度を鈍くして車両の直進性を向
上させることができ、且つ横加速度が大きくなるにつれ
て、ヨ−感度を鋭くして応答性を向上させることができ
、車両の走行状態に応じて最適な操舵特性を得ることが
できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の概要を示す基本構成図、第2図はこ
の発明の一実施例を示す概略構成図、第3図は横加速度
検出値と補正係数との関係を示す特性線図、第4図はコ
ントローラの処理手順を示すフローチャート、第5図(
a)及び(b)は操舵角周波数に対する前輪側伝達関数
のゲイン及び位相の関係を示す特性線図、第6図(a)
及び(blは操舵角周波数に対する後輪側伝達関数のゲ
イン及び位相の関係を示す特性線図、第7図は車両の操
舵角周波数に対するヨーゲインの関係を示す特性線図で
ある。 図中、IL、IRは前輪、2L、2Rは後輪、4はラン
クアンドビニオン式ステアリング装置、6はステアリン
グホイール、7は前輪補助操舵用シリンダ、9は後輪補
助操舵用シリンダ、10はエンジン、11は変速機、2
0及び21はサーボ弁、23は油圧ポンプ、31はコン
トローラ、32は操舵角検出器、33は車速検出器、3
4は前輪舵角検出器、35は後輪舵角検出器、36は横
加速度検出器である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵する補
    助操舵機構と、操舵角等に応じて前記補助操舵機構の補
    助操舵量を制御する操舵制御手段とを備えた4輪操舵車
    両において、車両の横加速度を検出する横加速度検出手
    段と、該横加速度検出手段の検出値に基づいて前記操舵
    制御手段の伝達特性を可変する伝達特性可変手段とを備
    えたことを特徴とする4輪操舵車両の操舵制御装置。
  2. (2)前記伝達特性可変手段は、横加速度検出値が大き
    いときに、前輪及び後輪の何れか一方における伝達特性
    の進み項及び比例項の何れかを大きく選定するように構
    成されている特許請求の範囲第1項記載の4輪操舵車両
    の操舵制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03167076A (ja) * 1989-11-24 1991-07-18 Nissan Motor Co Ltd 四輪操舵装置の制御装置

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