JPH03135874A - 前輪駆動車用補助舵角制御装置 - 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） 本発明は、前輪操舵時に前輪または後輪の少なくとも一
方を補助転舵することで最適な旋回性能を得る前輪駆動
車用補助舵角制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、駆動輪スリップを制御入力とする前後輪操舵車両
の後輪舵角制御装置としては、例えば、特開昭６２−７
１７６１号公報に記載されている装置が知られている。

この従来出典には、車両加速時に発生する駆動輪スリッ
プ状態を駆動輪と非駆動輪との回転速度差により検出し
、該回転速度差に応じて後輪を補助転舵制御し、旋回時
に駆動スリップ（コーナリングフォースの低下）に起因
したステア特性の変化を防止する技術が示されている。

具体的には、前後輪回転速度差の増加に従って後輪を同
相又は逆相側に補助転舵するもので、その目標舵角比は
、 Ｋ＊　＝に＊　ｆ　（９）　＝に＊（α＊９）但し、Ｋ
＊：目標舵角比 に：車速対応舵角比 α；比例定数 ９：前後回転速度差 で与えられ、前後輪回転速度差の発生と同時に前後輪舵
角比を変更する構成となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来制御によると、車速により目標
舵角比のゲインは変わるものの全車速域で制御を行なう
制御則であり、また、前輪駆動車の場合には、駆動スリ
ップ時に後輪を逆相側に修正し、後輪駆動車の場合には
駆動スリップ時に後輪を同相側に修正する事になる。

ここで、後輪を同相側に修正する事と逆相側に修正する
事とを比較すると、後者の逆相修正場合にはオーバステ
ア方向のモーメントを与えることになり、車両を不安定
側にする事になるのは言うまでもない。

また、車両の操安性は車速か大になる程、要求される事
も言うまでもない。

以上の点から上記従来技術を評価してみると、駆動輪ス
リップに逆相修正が要求される前輪駆動車の場合、駆動
スリップ量を実際よりも大きく誤検出した場合には、必
要以上に逆相修正されてしまい、車両が不安定になる。

特に、操安性が重視される高速時には、上記逆相修正に
より車両スピンを発生させることがあり、好ましくない
。

尚、駆動スリップ量を実際よりも大きく誤検出する場合
としては、例えば、一般のフロントヘビーの前輪駆動車
では、前後タイヤ動半径のうち前側タイヤ径が輪荷重で
小さくなり、駆動スリップ量の検出値が真の駆動スリッ
プ量に比べて大きな値として誤検出してしまう。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、前輪操舵時に前輪または後輪の少なくとも一方を補助
転舵する前輪駆動車用補助舵角制御装置において、過大
なドリフトアウトの発生を防止しながら、低速旋回時に
おける小回り性の確保と、高速旋回時における安定性の
確保とを達成する事を課題とする。

（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前輪駆動車用補助舵
角制御装置では、前後輪回転速度差により検出した駆動
スリップ量と、高車速はど大きな値に設定されるオフセ
ット値との差によりドリフト防止の補助舵角制御を行な
う手段とした。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、ドライバ
ーによるハンドル操作に応じて前輪を操舵する前輪操舵
機構ａと、外部からの駆動指令に応じて前輪または後輪
の少なくとも一方に補助舵角側＃Ｉｉを与える補助転舵
機構すと、前輪操舵量を検出する前輪操舵量検出手段Ｃ
と、前輪操舵量に応じて与える基本補助舵角制御量を決
定する基本補助舵角制御量決定手段ｄと、前輪回転速度
と後輪回転速度との差を検出する前後輪回転速度差検出
手段ｅと、車速を検出する車速検出手段ｆと、前後輪回
転速度差のオフセット値を車速の増大に従って大きな値
に設定するオフセット値設定手段９と、前後輪回転速度
差検出値と車速対応オフセット設定値との差が増加する
に従ってオーバステア側に修正する修正補助舵角制御量
を決定する修正補助舵角制御量決定手段りと、前記基本
補助舵角制御量と修正補助舵角制御量との和により補助
舵角制御量を決定する補助舵角制御量決定手段１と、決
定した補助舵角制御量が得られる駆動指令を前記補助転
舵機構すに出力する出力手段ｊと、を備えている事を特
徴とする。

（作　用） ドライバーによるハンドル操作で前輪操舵機構ａを介し
て前輪を操舵すると、前輪操舵量検出手段Ｃにより前輪
操舵量が検出され、基本補助舵角制御量決定手段ｄにお
いて、前輪操舵量に応じて与える基本補助舵角制御量か
決定される。

一方、前後輪回転速度差検出手段ｅによる前後輪回転速
度差検出値とオフセット値設定手段９による車速対応オ
フセット設定値とに差が生じた場合には、修正補助舵角
制御量決定手段りにおいて、両値の差が増加するに従っ
てオーバステア側に修正する修正補助舵角制御量が決定
される。

そして、補助舵角制御量決定手段ｉでは、前記基本補助
舵角制御量と修正補助舵角制御量との和により補助舵角
制御量が決定され、出力手段ｊからは、決定した補助舵
角制御量が得られる駆動指令が補助転舵機構すに出力さ
れる。

従って、低速スリップ旋回時においては、車速対応オフ
セット設定値が小さな値であり、この値を超える小さい
前後輪回転速度差が発生した時点から補助転舵輪がオー
バステア側に舵角修正される為、ステア特性がオーバス
テア方向に変化し、小回り旋回が可能となる。

また、高速スリップ旋回時においては、車速対応オフセ
ット設定値が大きな値であり、この値を超える大きな前
後輪回転速度差が発生しないことには、補助転舵輪がオ
ーバステア側に舵角修正されない為、オフセット設定値
を超えないスリップ発生域ではステア特性の変化が抑え
られ、高速旋回時の安定性が確保されるし、オフセット
設定値を超えるスリップ発生域では駆動スリップによる
コーナリングフォース低下を原因とする過大なドリフト
アウトの発生が防止される。

（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。

第２図は実施例の後輪舵角制御システム（補助舵角制御
装置）が適用された前輪駆動車の全体図で、システム搭
載の前輪駆動車は、ドライバーによるハンドル操作に応
じてエンジン駆動輪である前輪１．１を操舵するフロン
トステアリングユニット２（前輪操舵機構）と、前輪操
舵時に外部からの駆動指令に応じて非駆動輪である後輪
３，３に後輪舵角δ、（補助舵角制御量）を与える油圧
アクチュエータ４（補助転舵機構）とが設けられている
。

尚、前記油圧アクチュエータ４は、加圧作動油を供給す
るオイルポンプ４１と、油圧遮断時にはスプリングによ
る付勢力で後輪３．３を舵角中立位置に保持する油圧シ
リンダ４２と、前記オイルポンプ４１と油圧シリンダ４
２とを連結する油路４３．４４の途中に設けられた制御
バルブ４５と、前記油圧シリンダ４２のビストンストロ
ークを後輪舵角６．に変換するステアリングリンケージ
４６．４６を有して構成されている。

前記制御バルブ４５を作動制御する後輪舵角制御システ
ムは、必要情報を電気信号により検出するセンサとして
、前輪操舵角θ（前輪操舵量）を検出する前輪操舵角セ
ンサ５（前輪操舵量検出手段）と、前輪回転速度Ｎ、を
検出する前輪回転速度センサ６と、後輪回転速度Ｎ、を
検出する後輪回転速度センサ７と、車速Ｖを検出する車
速センサ８と、フィードバック情報として用いられる後
輪舵角ろ、をシリンダストロークにより検出する後輪舵
角センサ９とが設けられている。

また、これらのセンサ５，６．７，８．９からの検出信
号を入力し、所定の演算処理により後輪舵角目標値ろ、
°を求めると共にこの後輪舵角目標値δどが得られる出
力信号を制御バルブ４５に印加する手段として、後輪舵
角コントローラ１０が設けられている。

そして、前記後輪舵角コントローラ１０には、前後輪回
転速度差演算部（前後輪回転速度差検出手段）と、前輪
操舵角速度演算部と、前輪操舵角θに対する車速対応ゲ
インに、を設定する第１ゲイン設定部と、前輪操舵角速
度θに対する車速対応ゲインに２を設定する第２ゲイン
設定部と、前後輪回転速度差ΔＮのオフセット値を車速
Ｖの増大に従って大きな値に設定するオフセット値設定
部（オフセット値設定手段）と、に１．θ、に２．θに
応じて与える基本後輪舵角δ、。を決定する基本後輪舵
角決定部（基本補助舵角制御量決定手段）と、前後輪回
転速度差ΔＮと車速対応オフセット設定値Ｎｏｐｐとの
差Ｎが増加するに従ってオーバステア側に修正する修正
後輪舵角δ、°を決定する修正後輪舵角決定部（修正補
助舵角制御量決定手段）と、前記基本後輪舵角６．。と
修正後輪舵角ろ、°との和により後輪舵角目標値６．＊
を決定する後輪舵角目標値決定部（補助舵角制御量決定
手段）と、決定した後輪舵角目標値δどが得られる駆動
指令を制御バルブ４５に出力する出力部（出力手段）と
が制御プログラムとして組込まれている。

次に、作用を説明する。

第３図は後輪舵角コントローラ１０で所定の制御時間を
周期として繰り返し行なわれる後輪舵角制御処理作動の
流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについ
て述べる。

ステップ３１では、車速Ｖ、前輪操舵角θ、前輪回転速
度Ｎ、、後輪回転速度Ｎ、が入力される。

ステップ３２では、前後輪回転速度差△Ｎが下記の式に
より演算される。

ΔＮ＝Ｎ、−Ｎ。

ステ・ンブ３３では、前輪操舵角θを時間微分した単位
時間当たりの舵角変化量により操舵角速度θが演算され
る。

θ。：１周期前のθ Δｔ：制御時間 ステップ３４では、前輪操舵角θに対する車速対応ゲイ
ンに、が演算される。

尚、演算式は、Ｋ、＝　ｆ　、（Ｖ　）であり、第４図
に示すように、低車速域では逆相側にゲインに、が設定
され、中速域ではゲインに、がほぼ０に設定され、高速
域では同相側にゲインに、が設定される。

即ち、低速小回り性と高速安定性を確保するようにゲイ
ンに、は設定される。

ステップ３５では、前輪操舵角速度θに対する車速対応
ゲインに２が演算される。

尚、演算式は、に２＝　ｆ　２（Ｖ　）であり、第５図
に示すように、低中車速域ではゲインに２が０に設定さ
れ、高速域では逆相側にゲインに２が設定される。

即ち、高速走行時に旋回初期の車両回頭性を向上させる
ように設定される。

ステップ３６では、前後輪回転速度差△Ｎの車速対応オ
フセット設定値Ｎ。Ｆ、が演算される。

尚、演算式は、Ｎｏｐｐ＝　ｆ　３（Ｖ　）であり、第
６図に示すように、Ｎ０ＦＦは車速Ｖの増大に従って徐
々に大きな値に設定される。

ステップ３７では、後輪舵角目標値ろどか、δど＝ｆ４
（に１．θ、に２．θ、ΔＮ、　Ｎ０ＦＦ）の式により
演算される。

この後輪舵角目標値δどは、基本後輪舵角６．。と修正
後輪舵角６．°との和による演算で求められるもので、
基本後輪舵角ろ２゜は、下記の式で与えられる。

δ２゜＝に、＊θ＋に２＊θ また、前後輪回転速度差ΔＮの絶対値１△Ｎ１と車速対
応オフセット設定値Ｎ０ＦＦの絶対値Ｉ　Ｎ０ＦＦとの
差Ｎが増加するに従って逆相側（オーバステア側）に修
正する修正後輪舵角δ、°は、下記の式％式％ ） に３は比例定数 であり、に３＊Ｎを特性図としてあられすと、第７図に
示す特性となり、に３＊Ｎ＞Ｏは同相方向を示し、修正
後輪舵角δ、°はこれにマイナスが付けられることで逆
相方向の値となる。

尚、１ΔＮｌ及びｌ　Ｎ０ＦＦ　Ｉとしているのは、ア
クレル踏み込み等による駆動力過剰で前輪１．１が過回
転している加速スリップの時も、アクセル足離し等によ
る減速により前輪１，１がロック傾向にある減速スリッ
プの時も共に駆動スリップに含めて制御するためである
。

ステップ３８では、ステップ３７で求められた後輪舵角
目標値δ、°が得られる出力信号が制御バルブ４５に印
加される。

次に、グリ・ンブ旋回時とスリップ旋回時とに分けて作
用を述べる。

（イ）グリップ旋回時 定速旋回時やレーンチェンジ時等のグリップ旋回時には
、通常、駆動スリップをあられす前後輪回転速度差ΔＮ
が車速対応オフセット設定値Ｎ。Ｆ。

に達せず、修正後輪舵角δ、°はＯとなり、後輪舵角目
標値δ、°は、基本後輪舵角δ、。のみにより下記の式
で与えられる。

６バ＝に、＊θ十に２＊θ　　　　　　　　　・・・■
従って、低速旋回時には、第４図に示すゲインに１の特
性により、後輪３．３が逆相に転舵される為、低速小回
り性が得られる。

また、高速旋回時には、旋回初期にハンドルに切り込み
操作を行なうと、第５図に示すゲインに２の特性により
瞬間的に逆相に後輪３．３が転舵される為、旋回初期の
車両回頭性が向上するし、その後、保舵状態にすると、
第４図に示すゲインに１の特性により、後輪３，３が前
輪１，１に対して同相に転舵される為、高速安定性が確
保される。

（ロ）スリップ旋回時 加減速操作を伴なう旋回時やタイトコーナ旋回時等のス
リップ旋回時であって、駆動スリップをあられす前後輪
回転速度差ΔＮが車速対応オフセット設定値Ｎ。Ｆ、に
達しない領域では上記■で示す式に基づいて後輪舵角目
標値６、°が与えられるか、前後輪回転速度差ΔＮが車
速対応オフセット設定値Ｎ。、Ｆを超える領域では、後
輪舵角目標値δ２゜は、基本後輪舵角ろ、。が修正後輪
舵角δ、″により逆相方向に修正された値、つまり、下
記の式％式％ ） （低速スリップ旋回時） 低速スリップ旋回時においては、第６図のオフセット設
定値特性に示すように、Ｎ０ＦＦの値がＮｏまたは−Ｎ
２の小さな値であり、この値を超える小さい前後輪回転
速度差ΔＮが発生した時点から後輪３．３が逆相側に修
正される為、ステア特性がオーバステア側となり小回り
旋回が可能となる。

例えば、３０ｋｍ／ｈ以下程度のタイトコーナ旋回時に
は、前後輪の旋回軌跡差により前輪回転速度Ｎ、が後輪
回転速度Ｎ２よりも速くなり、オフセット値Ｎ０ＦＦの
値を超える前後輪回転速度差ΔＮが発生するが、この時
、後輪３，３が逆相側に修正される為、アンダーステア
による旋回の膨らみが防止されて小回り旋回が可能とな
る。

また、前輪操舵量に応じて同相に後輪転舵角を与える制
御を行なう四輪操舵車と比べた場合には、コーナーライ
ンのトレース性が増す。

即ち、コーナーの旋回加速立上がり時等で前輪加速スリ
ップが発生した時や氷雪路等の低摩擦係数路のコーナー
進入時等においてアクセルＯＦＦ操作により前輪減速ス
リップが発生した時には、加減速スリップによりフロン
トのコーナリングフォースが減少する為、ハンドルを切
り増す操作が行なわれる。しかし、後輪同相制御の場合
には前輪操舵量を増すとより同相側へ舵角修正されるこ
とでよりアンダーステア傾向が強くなり、狙い通りのラ
インを旋回できない。

これに対し、本制御では、加減速スリップ量が大きい時
には後輪か逆相側に太き（修正される為、この逆相修正
によるオーバモーメントで狙い通りのラインを旋回する
ことができる。

（高速スリップ旋回時） 高速スリップ旋回時においては、第６図のオフセット設
定値特性に示すように、Ｎ０ＦＦの値がＮ１または−Ｎ
３の大きな値であり、この値を超える大きな前後輪回転
速度差ΔＮが発生しないことには、後輪３．３が逆相側
に修正されることがない為、Ｎ０ＦＦの値を超えるまで
は上記■の式に基づく高速グリップ旋回時の後輪同相制
御が維持され、高速旋回時の安定性が確保される。

即ち、一般のフロントヘビーの前輪駆動車では、前後タ
イヤ動半径のうち前側タイヤ径が輪荷重で小さくなり、
駆動スリップ量の検出値が真の駆動スリップ量に比べて
大きな値として誤検出する事が考え得る。その時、高速
旋回時に同相側の基本後輪舵角より前記駆動スリップ量
の検出値に基づいた逆相側の修正後輪舵角が太き（なっ
てしまった場合には、旋回走行に伴なう加減速スリップ
により前輪のコーナリングフォースが低下しているのに
加えて、車両にオーバモーメントが作用することになり
、車両スピンに至ってしまうが、オフセット値Ｎ０ＦＦ
を越える前後輪回転速度差ΔＮが発生しない限り前記後
輪の逆相側への修正を中止する為、該修正による車両ス
ピンが防止できる。

また、Ｎ０ＦＦの値を超える大きな前後輪回転速度差Δ
Ｎが発生すると、上記■の式に基づいて後輪舵角目標値
ろ−が与えられることで、後輪３．３の逆相修正が加え
られ、過大なドリフトアウトの発生は防止される。

即ち、前輪に大きなスリップ量が発生し、前輪のコーナ
リングフォースが大幅に低下しているにもかかわらず、
同相の後輪舵角を与えた状態のままとしておくと、過大
なドリフトアウトが発生してしまうことになるが、その
時に限り後輪を逆相修正する事で、前記過大なドリフト
アウトは防止される。

つまり、高速旋回時には、前後輪回転速度差ΔＮに対す
る舵角修正不感帯を大きく設定することにより、過大な
ドリフトアウト防止と安定性確保とを両立する制御とし
ている。

また、舵角修正不感帯の設定により前後輪回転速度差Δ
Ｎの検出誤差もその大半か吸収され、舵角制御に与える
影響が非常に小さく抑えられることになり、前後輪回転
速度差ΔＮの検出値を、旋回半径やタイヤ径等により補
正する演算処理等を要しない。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではない。

例えば、実施例では駆動スリップ時に後輪のみを逆相修
正する後輪舵角制御システムの例を示したが、前後輪を
共に補助転舵するシステムにも適用できるし、また、前
輪のみを補助転舵するシステムにも適用できる。尚、前
輪を補助転舵するものにおいては、駆動スリップ時にオ
ーバモーメントを増すべく前輪を同相修正することにな
る。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、前輪操舵
時に前輪または後輪の少なくとも一方を補助転舵する前
輪駆動車用補助舵角制御装置において、前後輪回転速度
差により検出した駆動スリップ量と、高車速はど大きな
値に設定されるオフセット値との差によりドリフト防止
の補助舵角制御を行なう手段とした為、過大なドリフト
アウトの発生を防止しながら、低速旋回時における小回
り性の確保と、高速旋回時における安定性の確保とを達
成す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図は本発明の前輪駆動車用補助舵角制御装置を示す
クレーム対応図、第２図は実施例の後輪舵角制御システ
ムが適用された前輪駆動車を示す全体図、第３図は実施
例システムの後輪舵角コントローラでの後輪舵角演算処
理作動の流れを示すフローチャート、第４図は前輪操舵
角の車速対応ゲイン特性図、第５図は前輪操舵角速度の
車速対応ゲイン特性図、第６図は車速対応オフセット設
定値特性図、第７図は修正後輪舵角特性図である。 ａ・・・前輪操舵機構 ｂ・・・補助転舵機構 Ｃ・・・前輪操舵量検出手段 ｄ・・・基本補助舵角制御量決定手段 ｅ・・・前後輪回転速度差検出手段 ｆ・・・車速検出手段 ９・・・オフセット値設定手段 ｈ・・・修正補助舵角制御量決定手段 ｉ・・・補助舵角制御量決定手段 ｊ・・・出力手段 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ドライバーによるハンドル操作に応じて前輪を操舵
   する前輪操舵機構と、 外部からの駆動指令に応じて前輪または後輪の少なくと
   も一方に補助舵角制御量を与える補助転舵機構と、 前輪操舵量を検出する前輪操舵量検出手段と、前輪操舵
   量に応じて与える基本補助舵角制御量を決定する基本補
   助舵角制御量決定手段と、前輪回転速度と後輪回転速度
   との差を検出する前後輪回転速度差検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前後輪回転速度差のオフセット値を車速の増大に従って
   大きな値に設定するオフセット値設定手段と、 前後輪回転速度差検出値と車速対応オフセット設定値と
   の差が増加するに従ってオーバステア側に修正する修正
   補助舵角制御量を決定する修正補助舵角制御量決定手段
   と、 前記基本補助舵角制御量と修正補助舵角制御量との和に
   より補助舵角制御量を決定する補助舵角制御量決定手段
   と、 決定した補助舵角制御量が得られる駆動指令を前記補助
   転舵機構に出力する出力手段と、を備えている事を特徴
   とする前輪駆動車用補助舵角制御装置。