JPH0316304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は四輪自動車等の車両の前後輪操舵装置
に関する。

（従来技術） 本出願人は既に前輪の転舵のみならず後輪をも
転舵し、特に車両が一定の車速以上、つまり高速
走行時に於て後輪を前輪と同位相方向へ転舵し、
車両の操縦応答性を飛躍的に向上させ得るように
した車両の操舵装置（特開昭56−5270号，特願昭
57−134888号等）を種々提案している。

ところで、このような車両の操舵装置に於ては
高速走行時に運転者がステアリングハンドルを操
舵した場合、前輪及び後輪が同時に同方向へ転舵
される。この為前後輪のタイヤに同時に横すべり
角、つまり同時に横力が発生するためハンドルを
操舵した直後である旋回初期には車体のヨー方向
の回転運動に加え、車体の横方向の並進運動を伴
うことになる。

この並進運動は当該回転運動がそれ程大きくな
らない旋回初期にはかなり顕著となつて現れる。
しかし、当該回転運動がある程度大きくなる旋回
後半では車体に働く遠心力が大きくなり、これが
前後輪のタイヤに生ずる前記横力と釣合うため旋
回走行が定常状態に近くなると並進運動は小さく
なる。つまり、第３図の如きカーブＬを旋回走行
する場合、車両Ｃは旋回初期では斜め前方（ハン
ドル操舵方向）へ向う並進運動が大きく生じ、こ
の後に回転運動を伴う旋回を始めることになり走
行運動のモードが円滑に行われなくなる。この走
行軌跡を点線Ｘ１で示す。なお実線Ｘ２は正規
（前輪操舵のみの場合）の走行軌跡を示す。この
ことは換言すると前後輪が同位相方向に転舵され
ている旋回状態では車両の位置制御についての応
答性は良いが姿勢（向き）制御に対しての減衰
（収まり）は良好に行われないことを意味する。

一方、これを改善するには、例えば前車軸に対
する後車軸のロール鋼性を高めたり、或いはホイ
ールベースを短くする等の公知の技術によつて旋
回初期から回転運動を大きくすれば良いが、これ
では当該回転運動が旋回後半まで続くことになり
旋回後半では車体の尻振りが大きくなる不具合を
生ずる。

（発明の目的） 本発明の目的は車両の旋回性能を向上すべくこ
の種車両の前後輪転舵装置の改良を図つたもの
で、車両の旋回初期には回転運動を大きくし、他
方旋回後半には回転運動を小さく、つまり回転運
動を適度に減衰させることにより旋回走行時の運
動モードが円滑に行われるようにした車両の前後
輪操舵装置を提供することにある。

（発明の構成） 本発明は斯かる目的を達成すべく特に後輪を一
定の車速以上で前輪の転舵角に略比例し且つ前輪
と同位相方向へ転舵せしめる後輪操舵系を備える
車両の前後輪操舵装置に適用し、その主要構成と
するところは、車両のヨー角加速度又はヨー角速
度を検出するヨー方向運動検出手段と、この検出
手段からの検出結果によつてヨー角加速度又はヨ
ー角速度に略比例した所定の後輪転舵補正情報を
得る演算手段と、この後輪転舵補正情報を前記後
輪操舵系の後輪転舵制御情報に加える加算手段と
を具備し、前記回転運動を車両に発生するヨー角
加速度又はヨー角速度として検出し、この大きさ
に対応して旋回後半に回転運動を減衰させるよう
にしたことを特徴とする。

（実施例） 以下には本発明をさらに具体化した好適な実施
例を挙げ図面を参照して詳述する。

図面に於て、第１図は本発明に係る前後輪操舵
装置を装備した車両の基本構造を示す模式的平面
図である。先ず、本発明を明確にするため同図に
基づき車両の前後輪操舵装置の全体的概略構成に
ついて説明する。

図中符号１はステアリングハンドルで、このハ
ンドル１のステアリング軸２は前輪側ギヤボツク
ス３に内装した例えばラツク＆ピニオン方式によ
るステアリングギヤ機構に接続し、ハンドル１の
操舵回動をタイロツド４の車体幅方向への運動に
変換する。このタイロツド４の両端部は前輪５，
５を支持するナツクルアーム６，６に連結し、以
つてハンドル１の操舵は前輪５，５を転舵せしめ
る。

他方、７は後輪側ギヤボツクスであり、このギ
ヤボツクス７に内装した例えばラツク＆ピニオン
方式によるリヤギヤ機構には増幅回路、駆動モー
タ等からなる後輪操舵サーボアクチエータ８を伝
達軸８ａを介して接続する。ギヤボツクス７には
これに貫通し、伝達軸８ａの回転によつて車幅方
向へ移動するタイロツド９が設けられ、このタイ
ロツド９の両端にはナツクルアーム１０，１０を
回動自在に連結する。ナツクルアーム１０，１０
は後輪１１，１１を支持し、以つて、前記前輪側
の転舵と同様に伝達軸８ａの回転によつて後輪１
１，１１を所要の方向へ転舵せしめる。

一方、車両には車載コンピユータ１２を搭載
し、このコンピユータ１２を前記アクチユータ８
へ接続することにより、コンピユータ１２の出力
でアクチユータ８を制御する。コンピユータ１２
の入力データとしては各種センサから得る車両の
走行状態を示すデータが用いられ、例えば前輪５
の転舵角を検出する前輪転舵角センサ１４、車速
を検出する車速センサ１５から夫々得る前輪転舵
角データ及び車速データをコンピユータ１２へ入
力し、これら各データによつて演算処理した後輪
転舵制御情報を得、これにより例えば後輪を高速
走行時には前輪に対し同位相方向へ、又低速走行
時には逆位相方向へ夫々前輪転舵角に略比例して
転舵せしめる。

次に、第１図及び第２図を参照し本発明の要部
の構成及び機能について具体的に説明する。な
お、第２図は本発明の要部である後輪操舵のため
の情報処理系の機能ブロツク図である。

先ず、要部の構成及び各部の機能を述べる。本
発明に於て、コンピユータ１２には前記した前輪
転舵角センサ１４、車速センサ１５を接続する。
前輪転舵角センサ１４から得る転舵角データを
δf、センサ１５からの車速データをｕとすれば各
データはコンピユータ１２に入力し、転舵角デー
タδfは第１演習処理イによつて、この転舵角デー
タδfに略比例した前記後輪転舵制御情報δ１を得
る。つまり、メモリロ内の記憶データによつて比
例定数ｋ１が与えられ、第１演算処理イは δ1＝k1・δf … となる。なお、第１演算処理イには必要により車
速データｕが与えられ、この車速データｕに対応
して複数の比例定数ｋ１から大きさが選択され
る。

一方、車速データｕ及び転舵角データδfはヨー
角加速度r〓の算出のための演算処理ホされる。つ
まり、ヨー角加速度r〓はｕ及びδfの関数として求
められるからメモリロ内のデータによつて算出さ
れる。このヨー角加速度データr〓は第２演算処理
ハによつて、このヨー角加速度に略比例した後輪
転舵補正情報δ２を得る。つまり、メモリロ内の
記憶データによつて比例定数ｋ２が与えられ、第
２演算処理は δ2＝k2・r〓 … となる。なお、比例定数ｋ２は予め固定された大
きさでもよいし、又必要により走行条件等によつ
て選択できるようにしてもよい。また、ヨー角加
速度r〓はコンピユータによる演算処理によつて求
めたが、直接ヨー角加速度を検出するジヤイロセ
ンサ、又はガスレイトセンサ等を用いてもよい。
さらにまた、第２演算処理ハには車速データｕが
付与され、一定車速以上に於てのみ、前記補正情
報δ２が生成されるようにする。

そして、各情報δ１及びδ２は加算処理ニされ
最終転舵情報δを得る。つまり、 δ＝δ1＋δ2 … となり、この最終転舵情報δはコンピユータ１２
から出力し、前記したアクチエータ８へ供給され
る。

次に、斯かる電気的後輪操舵系の全体的機能を
述べると、式の如く最終転舵情報δはδ２、つ
まりヨー角加速度データr〓が大きくなる程当該情
報δは大きくなる。このことは旋回後半でヨー角
加速度が大きくなると、より後輪は前輪に対し同
位相方向側へ大きく転舵されることを意味し、旋
回初期に於て車両の回転運動が大きくなるように
後輪転舵が制御されていても、旋回後半では回転
運動がヨー角加速度に対応して減衰されることに
なる。なお、この減衰の大きさは前記比例定数ｋ
２の大きさの設定により最適な旋回運動モードが
得られるようにする。また、実施例ではヨー角加
速度を算出することによつて補正情報を得たがヨ
ー角加速度の代わりにヨー角速度を算出すること
によつて同様に処理し当該補正情報を得てもよ
い。

以上、コンピユータ１２における各処理は予め
メモリに記憶された制御プログラム（ソフトウエ
ア）に従つて実行される。また、図面においてコ
ンピユータ１２を機能させる入出力インタフエー
ス等の付属装置類は省略してある。なお、コンピ
ユータ１２の代わりに同機能を有する電気的回路
でもよいし、或いは機械的な構成、例えば前輪側
と後輪側をリンク部材で接続したり、油圧シリン
ダー等を利用し同様の機能を付加することによつ
て構成してもよい。

また、コンピユータ１２において設定される比
例定数Ｋ１，ｋ２は所定の変数に対応した関数と
しても適用することができる。

（発明の効果） このように、本発明に係る車両の前後輪操舵装
置は後輪を少なくとも一定の車速以上で前輪の転
舵角に略比例し且つ前輪と同位相方向へ転舵せし
める後輪操舵系を備えるものにおいて、後輪の転
舵をヨー角加速度又はヨー角速度によつて制御す
ることにより、車両の旋回初期には回転運動を大
きくし、他方旋回後半には回転運動を適度に減衰
させることができるため、旋回走行時の運動モー
ドが円滑に行われ、高速走行時の操縦応答性等の
旋回性能を飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る前後輪操舵装置を装備し
た車両の基本構造を示す模式的平面図、第２図は
本発明の要部である後輪操舵のための情報処理系
の機能ブロツク図、第３図は従来技術における不
具合の説明図である。 尚図面中、１２は車載コンピユータ、１４は前
輪転舵角センサ、１５は車速センサ、イは第１演
算処理、ロはメモリ、ハは第２演算処理、ニは加
算処理、ホは演算処理、δ１は後輪転舵制御情
報、δ２は後輪転舵補正情報、δは最終転舵情報
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 後輪を少なくとも一定の車速以上で前輪の転
   舵角に略比例し且つ前輪と同位相方向へ転舵せし
   める後輪操舵系を備える車両の前後輪操舵装置に
   おいて、次の手段を具備することを特徴とする車
   両の前後輪操舵装置。 (イ) 車両のヨー角加速度又はヨー角速度を検出す
   るヨー方向運動検出手段、 (ロ) 前記検出手段からの検出データによつてヨー
   角加速度又はヨー角速度に略比例した所定の後
   輪転舵補正情報を得る演算手段、 (ハ) 一定車速以上のとき前記後輪転舵補正情報を
   前記後輪操舵系における後輪転舵制御情報に加
   える加算手段。