JPH0195969A - 車両の操舵制御装置 - 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〕 この発明は、前輪及び後輪の少なくとも一方を操舵角等
に応じて補助操舵可能な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、例えば特
開昭５７−１１１７３号に記載されているものがある。

この従来例は、後輪を前輪に介して車速に応じた一定の
比率で操舵することにより、車速にかかわらず車体の横
すべり角を小さくして操縦安定性を向上させるようにし
たものである。

ところで、最近の車両では、車両の姿勢を安定させるた
めに、ロール、ピッチ等を抑制する減衰力可変ショック
アブソーバやばね定数可変スプリング、ロールを抑制す
るロール剛性可変スタビライザ等の手動又は自動的にサ
スペンション特性を変化可能なサスペンションを搭載し
、これによって操縦安定性、乗心地等の車両特性を向上
させるようにしている。

〔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、減衰力可変ショソクアブソ−バ、ばね定数
可変スプリング、ロール剛性可変スタビライザ等を含む
サスペンションの制御特性とは独立して操舵装置の補助
操舵量を決定するようにしていたので、減衰力、ばね定
数、ロール剛性等のサスペンション特性を変化させると
、操舵角が同じであっても旋回時に車両に発生するロー
ル角、角速度が変化するためロールステアや前後荷重移
動配分が変化することにより操縦安定性が変化し、初期
の操舵特性を維持することができないという問題点があ
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、減衰力可変ショックアブソーバ、バ
ネ定数可変スプリング、ロール剛性可変スタビライザ等
を含むサスペンションのサスペンション特性の変化に応
じて補助操舵量を補正することにより、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、ばね定数、減衰力、ロール剛性等
のサスペンション特性を手動又は走行状況により自動的
に切換制御可能なサスペンションと、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装置と、該補助操
舵装置を艮舵角等に応じて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、前記サスペンション特性の
変化を検出するサスペンション特性変化検出手段と、該
サスペンション特性変化検出手段の特性検出値に応じて
前記操舵制御手段の補助操舵量を補正する補助操舵量補
正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、サスペンションを構成する減衰力
可変ショックアブソーバ、ばね定数可変スプリング、ロ
ール剛性可変スタビライザ等の減衰力、ばね定数、ロー
ル剛性等のサスペンション特性の変化をサスペンション
制御特性変化検出手段で検出し、そのサスペンション制
御特性変化に応じて補助操舵量補正手段で、操舵特性が
変化しないように操舵制御手段からの補助操舵量を補正
して、サスペンション特性の変化にかかわらず操舵特性
を適正状態に維持する。

〔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、ＩＦＬ、　　ＩＦＲは前輪、ＩＲＬ、　　ＩＲＲ
は後輪であって、各車輪ＩＦＬ〜ＩＲＲは、例えば特開
昭５６−４２７３９号に示される発明と同様に制御信号
によって減衰力を変化可能な減衰力可変ショックアブソ
ーバ２ＦＬ〜２ＲＲを有するサスペンションを介して車
体（図示せず）を支持している。　。

また、前輪ＩＦＬ、　　ＩＦＲ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Ｉ　ＦＬ。

ＩＦＲが操舵される。

一方、後輪ＩＲＬ、　　ＩＲＲ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のピストンロッド９ａが接続されている。そして、
後輪ＩＲＬ、　　ＩＲＲは、車軸１０Ｌ、１０Ｒを介し
てディファレンシャル装置１１の出力側に接続され、デ
ィファレンシャル装置１１の入力側がプロペラシャフト
１２を介してエンジン１３の回転力が入力される変速機
１４の出力側に接続されて回転駆動される。

また、後輪補助操舵用シリンダ９は、ピストン９ｂによ
って画成される圧力室９Ｌ９ｒがクローズドセンタ型の
サーボ弁１５に接続されている。

サーボ弁１５は、その入力ボートが互いに接続されてア
ンロード弁１７を介してエンジン１３によって回転駆動
される油圧ポンプ１８の吐出側に接続され、ドレンボー
トが互いに接続されてオイルタンク１９に接続されてい
る。なお、２０はライン圧を蓄圧するアキュムレータで
ある。ここで、後輪補助操舵用シリンダ９、サーボ弁工
５、アンロード弁１７、油圧ポンプ１８、オイルタンク
１９及びアキュムレータ２０で後輪操舵装置が構成され
ている。

そして、各減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２Ｒ
Ｒがマイクロコンピュータを含んで構成される減衰力制
御用コントローラ２１からの制御信号によって駆動制御
される。

減衰力制御用コントローラ２１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２２の操舵角検出
値θ及び変速機１４に取付けられて車両の車速を検出す
る車速検出器２３の車速検出値Ｖが入力され、これらに
基づいて車両のロール量を予測し、この予測ロール量に
応じて車両に生じるロールを抑制するように制御信号を
各減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲの駆動
回路２４に出力する。すなわち、予測ロール量が少ない
ときには、減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２Ｒ
Ｒの減衰力を低減衰力に制御する制御信号を出力して車
両の乗心地を向上させ、予測ロール量が多いときには、
減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲの減衰力
を高減衰力に制御する制御信号を出力して、車両の操縦
安定性を確保する。

また、サーボ弁１５がマイクロコンピュータを含んで構
成される補助操舵用コントローラ３１からの制御信号に
よって駆動制御される。

補助操舵用コントローラ３１には、前記操舵角検出器２
２、前記車速検出器２３、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３２の各検出値及び減衰力制御用コントローラ
２１からの減衰力制御態様を表す制御態様信号が入力さ
れ、これらに基づき所定の演算処理を実行してサーボ弁
１５に対する制御信号を形成する。

すなわち、操舵角検出器２２の操舵角検出値θに基づき
下記（１）式の演算を行って前輪舵角δ、を算出し、次
いで車速検出器２３の車速検出値■に基づいて下記（２
）式の演算を行って前後輪の舵角比ｋを算出し、次いで
、減衰力制御用コントローラ２１の制御状態信号に基づ
いて補正定数Δｋを算出し、この補正定数Δにと舵角比
にとを乗算して実舵角比に３を算出し、この実舵角比に
、に基づいて下記（３）式の演算を行って後輪舵角δ、
を算出し、後輪舵角δ、と後輪舵角検出値δ、との差値
が零となるようにサーボ弁１５に制御信号を出力する。

δｆ＝θ／Ｎ　　　・・・・・・・・・・・・（１１δ
２＝に、・δ、　　・・・・・・・・・・・・（３）こ
こで、Ｎはステアリングギヤ比、Ｃｔは前輪コーナリン
グパワー、Ｃｒ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、■は車速である。

次に、上記実施例の動作を舵角制御用コントローラ３１
の処理手順を示す第３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２２からの操舵角検出
値θを読込み、次いでステップ■に移行して、操舵角検
出値θ及び予め記憶されたステアリングギヤ比Ｎに基づ
き前記（１１式及び（２）式の演算を行って前輪転舵角
δ、を算出する。

次いで、ステップ■に移行して、車速検出器２３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Ｖに基づいて前記（２）式の演算を行って前
後輪舵角比ｋを算出してからステップ■に移行する。

このステップ■では、減衰力制御用コントローラ２１か
らの減衰力制御ｔｃを読込み、次いでステップ■に移行
して、減衰力制御量Ｃに基づいて舵角比補正値Δｋを選
定する。このΔには、減衰力制御量Ｃが減衰力可変ショ
ックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲを低減衰力に制御してい
るものであるときには例えばΔに−１とし、高減衰力に
ｔｌＪＩ御しているものであるときにはΔに＝αに選定
する。ここで、αは、減衰力可変ショックアブソーバ２
ＦＬ〜２ＲＲをロールを抑制する高減衰力としたときの
コーナリングパワーＣ，，Ｃ，の低下を補う値に選定さ
れ、１を越える正の実数に選定されている。

次いで、ステップ■に移行して、前記ステップ■で算出
された前後輪舵角比にと前記ステップ■で選定された舵
角比補正値Δにとを乗算して実舵角比に、を算出し、次
いでステップ■に移行して、実舵角比に、と前輪舵角δ
、とに基づいて前記（３）式の演算を行って後輪舵角δ
、を算出する。

次いで、ステップ■に移行して、後輪舵角検出器３２か
らの後輪舵角検出値δ□を読込み、両者の差値Δδ８＝
δえ−δ□を算出して、差値Δδ７が零のときには、サ
ーボ弁１５に対する制御信号ｃｓ、、、ｃｓ、ｂを論理
値“０”に、差値Δδ８〉０のときには、制御信号Ｃ８
４を論理値“１°”に、制御信号Ｃ８，、ｂを論理値“
０”に、差値Δδえく０のときには、制御信号Ｃ８９を
論理値“０”に、制御信号Ｃ８，、ｂを論理値“ｌ”に
夫々設定して、サーボ弁１５を制御することによって、
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３図の処理において、ステップ■〜ステップ■の
処理が操舵制御手段に対応し、ステップ■の処理がサス
ペンション特性変化検出手段に対応し、ステップ■〜ス
テップ■の処理が補助操舵量補正手段に対応している。

したがって、今車両が直線走行をしている場合には、操
舵角検出値θが零であるので、前輪転舵角δ、及び後輪
転舵角δ１が共に零であり、車両は直線走行状態を継続
する。

この直線走行状態から、ステアリングホイール６を右切
り又は左切りして、旋回状態に移行すると、そのときの
車速が所定車速設定値以下で且つ操舵角θが所定操舵角
設定値以下であるときには、車両に生じるロール量が少
ないので、減衰力制御用コントローラ２１から低減衰力
に制御する制御信号が出力されており、各減衰力可変シ
ョックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲを低減衰力状態に制御
している。一方、舵角制御用コントローラ３１では、ス
テップ■〜ステップ■で操舵角検出値θに基づいて前輪
転舵角δ、を算出しくステップ■、■）すると共に、車
速検出値■に基づいて前後輪舵角比ｋを算出しくステッ
プ■、■）、減衰力制御用コントローラ２１″ｉ′減衰
力可変シヨツクアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲを低減衰力状
態に制御しているので、舵角比補正値Δｋを“１′°に
選定する。このため、実舵角比に３　（＝ｋ・Δｋ）は
、ステップ■で算出した前後輪舵角比にと等しい値とな
り、通常状態の前後輪舵角比ｋによって後輪転舵角δ、
が算出され（ステップ■）、これに基づいて後輪補助操
舵用シリンダ９が制御される。

また、旋回状態における車速検出値Ｖが所定車速設定値
以上で且つ操舵角検出値θが所定操舵角設定値以上であ
るときには、減衰力制御用コントローラ２１から高減衰
力に制御する制御信号がされることにより、各減衰力可
変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲが高減衰力状態に
制御されて、車両のロールを抑制するアンチロール効果
が発揮される。この状態となると、舵角制御用コントロ
ーラ３１では、そのステップ■で、舵角比補正値Δｋが
１より大きい所定値αに選定されるので、これと前後輪
舵角比にとを乗算した実舵角比に、が大きな値となり、
減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲを高減衰
力状態に制御した場合におけるコーナリングパワーＣ，
，Ｃ，の変化による前後輪舵角１ｊｋの変化を補正し、
減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲが低減衰
力状態と同様の操舵特性を維持することができる。

因に一１舵角比補正値Δｋによる補正を行わない場合に
は、車両の運動法定式は、車両の質量をｍ、重心ｍ変位
加速度をｙ、車速を■、ヨーレイトをＴ、前輪コーナリ
ングフォースをＹ（，２７輪コーナリングフォースをＹ
ｌ、慣性モーメントを１２、前輪及び重心点間距離をａ
、後輪及び重心熱間距離をｂとすると、 ｍ（）’　＋　Ｖ　Ｔ　）　＝Ｙｔ　＋　Ｙｒ１＊　　
ｒ　＝　ａ　Ｙｔ　＋　ｂ　Ｙ。

で表すことができ、前輪及び後輪のコーナリングフォー
スＹ、及び）′、の関係で車両の横移動と回転（ヨー）
の運動が決定される。

ここで、コーナリングフォースＹ、及びＹｒは、夫々前
輪コーナリングパワーをＣｒ　％　ｔｉ輪コーナリング
パワーをＣｒ、前輪すべり角をα１、後輪すべり角をα
、とすると、 Ｙ、＝−Ｃ，・α。

Ｙｒ冨−ＣＦ　・α。

で表され、前輪及び後輪のコーナリングパワーＣｔ及び
Ｃ１を決定する大きな要因としてロールステアがある。

このロールステアは、第４図＋ａ）及び（ｂ）に示す如
く、減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲが高
減衰力状態に制御されているときには、前輪側のトーア
ウト量Ｔｏ及び後輪のトーイン量Ｔｉが、低減衰力状態
における前輪側のトーアウト量ＴＯ′及び後輪のトーイ
ンＩＴｉ　’に比較して少なくなり、これに応じて前輪
及び後輪のコーナリングパワーＣｆ及びＣ７が小さくな
ってアンダステアが弱まる傾向となり、前後輪舵角比ｋ
を算出する上記（２）式の右辺のコーナリングパワーＣ
ｆ及びＣｒが変化することから適正な操舵特性を得るこ
とができない。

これに対し、この発明では、コーナリングパワーＣ，及
びＣＰの変化に応じて前後輪舵角比ｋに舵角比補正値Δ
ｋを乗算して実舵角比に、を算出するようにしているの
で、減衰力可変ショックアブソーバ２ＦＬ〜２ＲＲの減
衰力の変化にかかわらず適正な操舵特性を維持すること
ができる。

なお、上記実施例においては、サスペンション特性を変
化させる機構として、減衰力可変ショックアブソーバ２
ＦＬ〜２ＲＲを適用した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、特開昭６０−１４８７１０
号の第７図に示すようなばね定数を変化可能なばね定数
可変スプリング、特開昭６０−６００２４号の第５図又
は第１１図に示すようなロール剛性を変化可能なロール
剛性可変スタビライザ等を適用した場合も、上記実施例
と同様にそれらのばね定数又はロール剛性を高めたとき
に、ばね定数又はロール剛性が低い場合に比較して前後
輪舵角比を大きな値に補正すればよい。

また、上記実施例においては、前後輪舵角比ｋに舵角比
補正値Δｋを乗算して、後輪舵角δ、を補正する場合に
ついて説明したが、これに限らず、サスペンション特性
を変化させたときの前輪及び後輪のコーナリングパワー
Ｃ７及びＣ１を実験によって求めて、これらを予め記憶
させておき、サスペンション特性に応じて実験値を適宜
選択して前後輪舵角比ｋを算出するようにしてもよい。

さらに、上記実施例においては、後輪を前輪の舵角に応
じて補助操舵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、前輪側のみを補助操舵する場合
及び前後ともに補助操舵する場合にもこの発明を適用し
得ることは言うまでもない。

またさらに、上記実施例においては、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１５を使用し
て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に代えてオーブンセンタ型サーボ弁を適用し、
これに応じてシリンダ９のピストンロッド９ａに中立位
置に復帰させる復帰スプリングを介挿して制御するよう
にしてもよい。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
４なおさらに、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ＩＲＬ、　　ＩＲＲを操舵す
る場合について説明したが、これに限らず後輪ＩＲＬ、
　　ＩＲＲ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
油圧シリンダを舵角制御用コントローラ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、減衰力、ばね
定数、ロール剛性等のサスペンション特性を変化可能な
サスペンションを搭載した車両において、サスペンショ
ン特性の変化を検出して、そのサスペンション特性に応
じて補助操舵を行う操舵輪の補助操舵量を補正するよう
に構成したので、サスペンション特性の変化にかかわら
ず４輪操舵車両の操舵特性を適正状態に維持することが
できるという効果が得られる。

【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図は舵角制御
用コントローラの処理手順の一例を示すフローチャート
、第４図（ａｌ及び（ｂ）は前輪及び後輪のロールステ
アの説明に供する特性線図である。 図中、ＩＦＬ、　　ＩＦＲは前輪、ＩＲＬ、　　ＩＲＲ
は後輪、２ＦＬ〜２ＲＲは減衰力可変ショックアブソー
バ、４はラックアンドピニオン式ステアリング装置、６
はステアリングホイール、９は後輪補助操舵用シリンダ
、１５はサーボ弁、１８は油圧ポンプ、２１は減衰力制
御用コントローラ、２２は操舵角検出器、２３は車速検
出器、３１は舵角制御用コントローラ、３２は後輪舵角
検出器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ばね定数、減衰力、ロール剛性等のサスペンション特性
   を手動又は走行状況により自動的に切換制御可能なサス
   ペンションと、前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操
   舵する補助操舵装置と、該補助操舵装置を操舵角等に応
   じて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、前記サスペンション特性の変化を検出するサスペ
   ンション特性変化検出手段と、該サスペンション特性変
   化検出手段の特性検出値に応じて前記操舵制御手段の補
   助操舵量を補正する補助操舵量補正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。