JPH0260886A - 車両用操舵装置 - 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、自動車等に適応され、運転者の操作に従う前
輪操舵と共に前輪または後輪の少なくとも一方を補助操
舵するようにした車両用操舵装置に関する。

（従来の技術） 従来、運転者の操作に従って前輪を操舵する前輪操舵装
置と、所定の検出手段からの検出信号に基づいて前輪ま
たは後輪の少なくとも一方の補助操舵制御を行なうコン
トローラを有する補助操舵制御装置とを備えた車両用操
舵装置としては、例えば、特開昭６０−１６１２６６号
（特願昭５９−１５３４３号）の公報に記載されている
ようなものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来装置にあっては、補助操
舵制御装置のコントローラがあらゆる操舵角域で操舵角
信号に基づくフィードフォワード制御を基本とし、これ
に車両挙動信号に基づくフィードバック補償を加える制
御システムとなっていた為、直進走行時であって路面凹
凸や横風等の外乱により車輪側から操舵入力があっても
、操舵角信号に基づくフィードフォワード制御を基本と
することで、修正操舵のためにハンドル側から余程大き
な修正操舵による操舵入力を加えない限り補助操舵制御
が行なわれず、補助操舵制御が外乱に対して十分にその
性能を発揮出来ず、前輪操舵車に比べて車両挙動安定性
の性能向上代が少ないという問題があった。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、ハンドル側からの操舵入力時における操舵応答安定性
と、路面凹凸や横風等の外乱に基づく車輪側からの操舵
入力時における高い車両挙動安定性との両立を図ること
が出来る車両用操舵装置の開発を課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の車両用操舵装置では
、第１図のクレーム概念図に示すように、運転者の操作
に従って前輪を操舵する前輪操舵装置１と、所定の検出
手段２からの検出信号に基づいて前輪または後輪の少な
くとも一方の補助操舵制御を行なうコントローラ３を有
する補助操舵制御装置４とを備えた車両用操舵装置にお
いて、前記検出手段２として、操舵角センサ２０１と操
舵トルクセンサ２０２と車両挙動センサ２０３とを含み
、前記コントローラ３には、操舵角と操舵トルクによっ
て前輪操舵装置への入力がハンドル側からの正入力か車
輪側からの逆入力かを判断する操舵入力判断部３０１と
、操−′舵入力が正入力時には、操舵角信号に基づいて
補助操舵制御を行ない、操舵入力が逆入力時には、車両
挙動信号に基づいて補助操舵制御を行なう補助操舵制御
部３０２を有する電子制御手段であることを特徴とする
手段とした。

（作　用） ハンドル操舵時には、コントローラ３の操舵入力判断部
３０１において、ハンドル側からの正入力であることが
判断され、この正入力判断により補助操舵制御部３０２
において、操舵角信号に基づくフィードフォワード制御
により補助操舵制御が行なわれる。

従って、操舵角変化に対して素早く補助操舵制御が行な
われることになり、ハンドル操舵時に操舵応答安定性が
得られる。

路面凹凸や横風等の外乱による車輪からの操舵入力時に
は、コントローラ３の操舵入力判断部３０１において、
車輪側からの逆入力であることが判断され、この逆入力
判断により補助操舵制御部３０２において、車両挙動信
号に基づくフィードバック制御により補助操舵制御が行
なわれる。

従って、外乱による車両挙動の変化に対して素早く補助
操舵制御が行なわれることになり、外乱による車輪から
の操舵入力時に高い車両挙動安定性が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

実施例の車両用操舵装置は、第２図に示すように、運転
者の操作に従って前輪１０を操舵する油圧パワーステア
リングによる前輪操舵装置１１と、後輪１２を操舵する
後輪操舵装置１３（補助操舵制御装置）を備えている。

前記前輪操舵装置１１には、ハンドル１４．ステアリン
グシャフト１５．パワーステアリングギヤ１６．サイド
ロッド１７．ナックルアーム１８が設けられている。

前記後輪操舵装置１３には、油圧ポンプ１９゜油圧制御
バルブ２０．シリンダアクチュエータ２１、サイドロッ
ド２２．ナックルアーム２３か設けられている。

前記油圧ポンプ１９は、パワーステアリングギヤ１６か
ら油路２４を介して操舵時に送られてくる加圧油で作動
する油圧モータ２５により駆動され、前輪操舵用油圧系
とは別系統の後輪操舵用油圧を発生する様にしている。

前記油圧制御バルブ２０は、３位置切換のソレノイドバ
ルブ構造であって、後述するコントローラ３５からの制
御信号により、リザーブタンク２６−吸込油路２７→油
圧ポンプ１９−吐出油路２８を経過して送られてきた加
圧油を右操舵油路２９に供給するか、左操舵油路３０に
供給するかの切り換えと共に、トレー油路３１に戻す作
動を併用することで左右操舵油路２９．３０への供給油
圧制御が行なわれる。

前記シリンダアクチュエータ２１には、両ロッドピスト
ン２１ａ及びリターンスプリング２１ｂを有する。

尚、後輪１２のサスペンションとしては、マウントブツ
シュ４０を介して車体に支持されたサスペンションメン
バ４１と、該サスペンションメンバ４１と後輪アクスル
とを連結するＡアーム４２及びサスペンションリンク４
３とが設けられている。

前記油圧制御バルブ２０の作動制御を行なう後輪操舵制
御系としては、電気的信号により操舵角θ、ヨーレート
φ、車速Ｖ、操舵トルクＳｔを検出する操舵角センサ３
２．ヨーレートセンサ３３（車両挙動センサ）、車速セ
ンサ３４．操舵トルクセンサ３６と、マイコンを主体と
する電子制御回路゛によるコントローラ３５とが設けら
れている。

尚、操舵角センサ３２と操舵トルクセンサ３６は、ステ
アリングシャフト１５の部分に設けられ、ヨーレートセ
ンサ３３は車両重心位置に設けられる。

前記コントローラ３５は、操舵角θと操舵トルクＳｔに
よって前輪操舵装置１１への入力がハンドル１４側から
の正入力か車輪１０側からの逆入力かを判断する操舵入
力判断部と、操舵入力が正入力時には、操舵角信号（θ
）に基づいて補助操舵制御を行ない、操舵入力か逆入力
時には、ヨーレート信号（１ｊ））に基づいて補助操舵
制御を行なう補助操舵制御部を制御プログラムの設定に
より有する電子制御手段であり、操舵制御系を制御ブロ
ック図であられすと第３図に示すようになる。

尚、第３図において、Ｎ；ステアリングギヤ比、ろｆ；
前輪転舵角、δｒ＊：目標後輸転後輪、Ｇ　（Ｓ）、　
ｋ　（Ｓ）　　；下記の伝達関数である。

Ｇ（Ｓ＝０　　　　　　（逆入力時） ｋ（Ｓ＝０　　　　　　（正入力時） ｋ（Ｓ＝に−Ｖ　　　　（逆入力時）・・・０次に、作
用を説明する。

（イ　正入力時 運転者の意思でハンドル１４を操作する正入力時には、
操舵角センサ３２からの操舵角θと操舵トルクセンサ３
６からの操舵トルクＳｔとによって正入力であることが
判断され、操舵角センサ３２からの操舵角信号（θ）に
基づく、所謂、操舵角フィードフォワード制御モードで
後輪操舵制御が行なわれる。

尚、正逆入力判断は、路面や横風等の外乱のない状態で
の操舵角θに対する操舵トルクＳｔの変化特性を所定の
許容幅を持たせて予め設定しておき、この許容幅内に入
る時には、正入力時と判断し、この許容幅から外れてい
る時（例えば、操舵角θが零であるにもかかわらす、操
舵トルクＳｔが発生する時等）には、逆入力時と判断す
る。

即ち、コントローラ３５での制御処理作動の流れを示す
第４図のフローチャート図では、ステップａ→ステップ
ｂ→ステップｄへと進む。

尚、この正入力時における具体的な目標後輪転舵角ろｒ
＊は、上記０式に基づく下記の式であられされる。

従って、正入力時には、前輪転舵角δｆの変化による車
両の挙動変化を待つことなく、素早く前記所望の伝達関
数に基づく後輪の補助操舵制御が行なわれることになり
、大舵角操舵時にフィードフォワード制御の長所である
操舵応答安定性が得られる。

（ロ）逆入力時 路面凹凸や横風等の外乱による逆入力時には、操舵角セ
ンサ３２からの操舵角θと操舵トルクセンサ３６からの
操舵トルクＳｔとによって逆入力であることが判断され
、ヨーレートセンサ３３からのヨーレート信号（φ）に
基づく、所謂、ヨーレートフィードバック制御モードで
後輪操舵制御が行なわれる。

即ち、コントローラ３５での制御処理作動の流れを示す
第３図のフローチャート図では、ステップａ→ステップ
ｂ→ステップＣへと進む。

尚、この逆入力時における具体的な目標後輪転舵角ろｒ
＊は、上記０式に基づく下記の式であられされる。

６ｒ＊＝ｋ（Ｓ）・φ 従って、例えば、路面外乱や横風外乱等により車両のヨ
一方向運動が乱された場合には、上記制御により素早く
ヨーレートψが零になる方向に後輪の補助操舵制御が行
なわれることになり、小舵角操舵時には、車両の高い車
両挙動安定性（自律安定性）か得られる。

この為、外乱が車両に作用する場合には、運転者かハン
ドル操作なしのままか、少ない修正頻度で車両を目標の
走行、軌跡に沿わせることが出来、運転者の外乱に対す
る修正操舵負担を大幅に軽減することが出来る。

以上説明してきたように、実施例の車両用操舵袋！にあ
っては、ハンドル操作による正入力時と外乱による逆入
力時とによって操舵角フィードフォワード制御モードと
ヨーレートフィードバック制御モードとを使い分けする
ようにした為、正入力時における操舵応答安定性と、逆
入力時におｌ−する高い車両挙動安定性（耐外乱性）と
を高次元で両立させることが出来る。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたか、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、実施例では車両挙動センサとしてヨ一方向運動
の例を示したが、横加速度センサ等の他のセンサを用い
ても良いし、ヨーレートセンサと横加速度センサを組合
わせても良い。

また、実施例では、補助操舵制御として、後輪を制御す
る例を示したが、前輪を補助操舵制御したり、前後輪共
に補助操舵制御部するようにしても良く、この場合、−
層高い効果が期待出来る。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用操舵装置にあ
っては、コントローラは、操舵角と操舵トルクによって
前輪操舵装置への入力がハンドル側からの正入力か車輪
側からの逆入力かを判断する操舵入力判断部と、操舵入
力が正入力時には、操舵角信号に基づいて補助操舵制御
を行ない、操舵入力が逆入力時には、車両挙動信号に基
づいて補助操舵制御を行なう補助操舵制御部を有する電
子制御手段である為、ハンドル側からの操舵入力時にお
ける操舵応答安定性と、路面凹凸や横風等の外乱に基づ
く車輪側からの操舵入力時における高い車両挙動安定性
との両立を図ることが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用操舵装置を示すクレーム概念図
、第２図は実施例の車両用操舵装置を示す全体図、第３
図は実施例装置の操舵制御系を示す制御ブロック図、第
４図は実施例の車両用操舵装置のコントローラでの制御
処理作動の流れを示すフローチャート図である。 １・・−前輪操舵装置 ２・・・検出手段 ２０１・・・操舵角センサ ２０２・・・操舵トルクセンサ ２０３・・・車両挙動センサ ３・・・コントローラ ３０１・・・操舵入力判断部 ３０２・・・補助操舵制御部 ４・・・補助操舵制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）運転者の操作に従って前輪を操舵する前輪操舵装置
   と、所定の検出手段からの検出信号に基づいて前輪また
   は後輪の少なくとも一方の補助操舵制御を行なうコント
   ローラを有する補助操舵制御装置とを備えた車両用操舵
   装置において、 前記検出手段として、操舵角センサと操舵トルクセンサ
   と車両挙動センサとを含み、 前記コントローラには、操舵角と操舵トルクによって前
   輪操舵装置への入力がハンドル側からの正入力か車輪側
   からの逆入力かを判断する操舵入力判断部と、操舵入力
   が正入力時には、操舵角信号に基づいて補助操舵制御を
   行ない、操舵入力が逆入力時には、車両挙動信号に基づ
   いて補助操舵制御を行なう補助操舵制御部を有する電子
   制御手段であることを特徴とする車両用操舵装置。