JPH0344029B2 - - Google Patents

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JPH0344029B2
JPH0344029B2 JP59015336A JP1533684A JPH0344029B2 JP H0344029 B2 JPH0344029 B2 JP H0344029B2 JP 59015336 A JP59015336 A JP 59015336A JP 1533684 A JP1533684 A JP 1533684A JP H0344029 B2 JPH0344029 B2 JP H0344029B2
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steering
vehicle
steering angle
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driver
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Yukio Fukunaga
Koji Shibahata
Kenji Nakamura
Yasumasa Tsubota
Namio Irie
Junsuke Kuroki
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/007Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits adjustable by the driver, e.g. sport mode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62D7/159Steering 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 characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は車両を運転するに際し、ステアリング
ホイール操舵に伴う、運転者の操舵の特徴又は車
両の運動の特徴を抽出し、その特徴に基づいて予
め設定された制御関数を変更し、ステアリングホ
イールの操舵角に対する前輪および/又は後輪の
転舵角の比率を変化させ、車両の運動特性を運転
者の特性に適合させ得る車両操舵装置に関するも
のである。
従来技術 車両の運動性能を改善する操舵方法には、例え
ば特願昭55−84519号(特開昭57−11173号)に示
すものがある。この明細書には車両の速度、車軸
に加わる荷重および常時操舵する前車輪の舵角等
によつて定まる前輪舵角に対する後輪舵角の比率
を車両の横すべり角を小さくする値に保つて後輪
を操舵し、操縦安定性を向上させる方法が記載さ
れている。
しかしながら、このような従来の方法にあつて
は、操縦者の操舵したステアリングホイール操舵
角と一定比率で前輪を操舵し、後輪のみ車速に応
じて前輪に対する舵角比率を変化させるものであ
つたため、例えば第1図に示すように低速では後
輪が逆側に切れ高速では後輪が前輪と同方向に切
れると言う特性を示す。つまり前輪及び後輪の操
縦性は、各々所定の関数で設定されていた。従つ
て運転車の操舵のくせや特徴、車両の応答性の好
みなどに応じて、車両の特性を変化させることが
できなかつた。一方、運転車の好みに合わせ、そ
れぞれ特性の異なる車両を生産することは、多く
の仕様からなる車両構成が必要となり、コスト的
にも不利である。しかも常に同一の運転者が運転
するのであれば、この様な方法でも問題がない
が、複数の運転者が同一の車両を使用する場合に
は何等効果がないという問題があつた。
発明の目的 本発明の上述の点を考慮し、ステアリングホイ
ール操舵に伴う、運転者の操舵の特徴又は車両の
運動の特徴を抽出し、抽出された特徴に応じてス
テアリングホイールの操舵角に対する前輪および
又は後輪の転舵角の割合を変化させ、車両の運転
特性を運転者の特性に適合させることを目的とす
る。
発明の構成 この発明を達成するため本発明にあつては、予
め設定された制御関数に基づき、ステアリングホ
イール操舵に対応する前輪および/又は後輪の転
舵量を制御する制御回路を具える車両操舵装置に
おいて、当該制御回路に、運転者のステアリング
ホイール操舵中の特徴又はそのステアリング操舵
に伴つて生起される車両の運動の特徴を抽出する
抽出部と、この抽出部からの信号に基づいて前記
制御関数を変更する関数変更部とを設けたことを
特徴とする。
実施例 以下図面を参照して本発明を説明する。
第2図は本発明を適用した第1の実施例を示す
略線図で、車速に応じてステアリング操舵角に対
する後輪の舵角を変化させると共に、運転者の操
舵の特徴に応じて、ステアリング操舵角に対する
前輪の操舵角を変化させるよう構成されている。
1はエンジンで、このエンジン1によりベルトプ
ーリ伝動装置2を介して駆動されるオイルポンプ
3によりリザーバタンク4内のオイルをアンロー
デイングバルブ5を経てサーボ弁6に送り、この
サーボ弁6により後輪操舵用油圧アクチユエータ
7の左または右側油室に油を送入するよう構成さ
れている。8はアキユムレータ、9は作動油供給
ライン、10はリザーバタンク4への戻りライン
を示す。11は電子制御回路で、この制御回路1
1にはトランスミツシヨン12に装着された車速
センサ13とステアリングホイール14のステア
リングコラム15に取付けられたステアリングホ
イール操舵角検出器16から信号を入力する。制
御回路11は、予め設定された制御関数に基づい
てそれら入力信号に対応する出力をサーボアンプ
17に出力して、サーボ弁6を電気的に駆動する
よう接続されている。18は後輪の舵角を検知す
る変位検知機構で、その後輪舵角信号をサーボア
ンプ17にフイードバツクするように電気的に接
続されている。19および20は前輪タイヤ、2
1,22は後輪タイヤ、23,24は前後輪のス
テアリングリンケージを示す。前輪ホイール1
9,20に対しても後輪操舵用油圧アクチユエー
タ7と同様の前輪操舵用油圧アクチユエータ25
が前輪ステアリングリンケージ23を作動するよ
う連結して設けられ、このアクチユエータ25へ
の作動油の送入を制御する前輪操舵用サーボ弁2
6を後輪操舵用サーボ弁6と並列に作動油給排ラ
イン9,10に接続し、サーボ弁26により前輪
操舵用油圧アクチユエータ25の左側または右側
油室に油を送入して前輪タイヤ19および20を
操舵し得るよう構成されている。29はステアリ
ング14の操舵角速度を検知する操舵角速度セン
サであり、その操舵角速度信号を制御回路11に
入力する。本実施例では、ステアリングホイール
操舵角検出器16と、操舵角速度センサ29とを
別個に設けたが、制御回路11内に予じめ微分回
路を設け検出器16からの電気信号を微分するよ
う構成しておくことにより、操舵角速度センサ2
9を省略することもできる。
上述したことより明らかなように、本実施例で
は運転者の運転操作の特徴を表わすパラメータと
してはステアリングホイール操舵角速度を用い
る。この様子を第3図に示すブロツク線図を用い
て説明する。
今、ステアリングホイール操舵角θHとし、舵角
θHに対する前輪の舵角θFが次式で表わされるもの
とする。
θF=a・θH+b・θ〓H ……(1) 但しaはステアリングギヤ比、bはステアリン
グホイール操舵角速度θ〓Hに比例する係数であり、
初期値としてb=0とする。このようにb=0と
設定すれば、ステアリングホイール操舵角θHと前
輪舵角θFとが比例する、つまりステアリングギヤ
比に応じて前輪が転舵する従来通りのステアリン
グ系が得られる。勿論係数a,bは上述の値に限
定されるものではなく、種々変更することは単な
る設計上の問題である。
車両が走行を開始したならば、操舵角速度セン
サ29は運転者の運転操作の特徴を表わすパラメ
ータの1つであるステアリングホイール操舵角速
度θ〓H、具体的にはハンドルを左右に転舵する速度
を検出し、制御回路11に遂次この検出した信号
を入力する。
この制御回路11は、運転者のステアリングホ
イール操舵中の特徴を抽出する抽出部を具え、遂
次入力される操舵角速度θ〓Hをステーブル平均する
ことにより運転操作の特徴を抽出する。ここでス
テーブル平均を用いるのは、得られた時系列デー
タから短期間的な現象を除去し、例えば道路状況
によりステアリングホイールを頻繁に操作しなけ
ればならないような場合の影響を除去し、できる
だけ運転者の操舵の特徴だけを抽出するためであ
る。しかしこれに限定されるものではなく、移動
平均法を用いることも可能である。
更に、制御回路11は、抽出部からの信号に基
づいて予め設定された制御関数を変更する関数変
更部を具え、あるサンプリング時間におけるステ
ーブル平均が|θH|と表わされるとき、値|θ〓H
がある値ξより大きければ第3図に示すように、
制御回路11は|θ〓H|に比例してbの値を変化さ
せ前輪の舵角θFをb・θ〓Hだけ切り増すよう、制御
信号をサーボアンプ27に入力する。
また第2図に示すように前輪操舵用油圧アクチ
ユエータ25に前輪の舵角を検知する変位検知機
構28を取付け、この変位検知機構28の出力信
号をサーボアンプ27にフイードバツクし閉ルー
プによる位置制御系を構成する。
このようにして各サンプリング時間におけるス
テーブル平均を用いて、運転者の操舵の特性を抽
出し、この特性に合わせてステアリングホイール
の操舵角に対する前輪の転舵角を切り増しし、操
舵の応答ゲインを上げることができる。
なお第3図において、|θ〓H|がある値より大き
くなつたならばbの値を一定とするのが良い。無
論|θ〓H|の値が増大するにつれbの値も大きくす
ることができるが、ステアリングホイール操舵角
に対する前輪の転舵角があまりに大きくなるから
である。
次に第4図に本発明の第2の実施例のブロツク
線図を示す。本実施例が第1図の実施例と異なる
点は、ハンドル操舵角θHと前輪の舵角θFとを比例
させ、(1)式の代わりに θF=KθH ……(2) とし、ステーブル平均|θ〓H|がξ1とξ2との間(ξ1
<ξ2)にある時はk=kp(一定)とし、|θ〓H|>ξ
2
の時はハンドル操舵角θHに対する前輪の舵角θF
割合、すなわち操舵ゲインを大きく取り、|θ〓H
<ξ1の時は操舵ゲインを小さく取る。従つて操舵
の応答性が高い運転感覚を好む人から、あまりク
イツクな応答性を必要としない人まで巾広い人を
対象とすることができる。
第5図に制御ブロツク図を示した第3の実施例
では、第1又は第2の実施例が操舵角速度θ〓H、又
は操舵角θHをパラメータとして用いたのに対し、
車両の運動量を示す1つのパラメータとしてのヨ
ーレート〓、又は横加速度Gを用いる。それゆえ
第6図に示す本実施例では、第1又は第2に示し
た実施例における操舵角速度センサに代わり、ヨ
ーレートセンサ又は横加速度センサ30を設け、
その出力信号を制御回路11に入力し、所定の演
算を行なつて車両の運動の特徴を抽出し、|〓|
又は|G|比例して前輪の舵角θFをb・〓又は
b・Gだけ切り増す。本実施例では車両の運動を
直接抽出するため車両諸元の経年変化をも含め
て、車両の運動特性を運転者の特徴に合致させる
ことができる。
上述した実施例では、一度エンジンを停止させ
たならば制御回路はリセツトされ、次にエンジン
を始動させることにより、再び運転者の特性の抽
出を開始する構成をしている。しかし車両を運転
する人が同一人であるならば、エンジン始動の度
に演算を行なうので、運転者の操作の特徴を把握
するまである程度の間走行しなければその特徴を
抽出することができないと言う問題がある。
従つて第7図に示す第4の実施例ではこの点を
考慮し第1の実施例において、不揮発生メモーリ
を具えた記憶手段としての回路31を制御回路1
1に接続し、抽出した運転者の運転操作や車両の
運動の特徴を記憶させるよう構成したものであ
る。第2又は第3の実施例に適用できることは明
らかである。
上述した実施例においては、いずれも前輪の操
舵角を切り増すものであるが運転者の操縦のくせ
や車両の運動特性にあわせ後輪の操舵角を増減す
る構成とすることができる。この様子を第8図に
示す。実線は従来の4輪操舵を用いた場合を示
し、点線は本発明方法により後輪の操舵ゲインを
上げ操縦の応答性を高めた場合、一点鎖線は後輪
の操舵ゲインを下げ操縦の応答性をやや下げた場
合のそれぞれ後輪操舵角と前輪操舵角との比率を
表わす。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば運転操作
の特性や車両運動特性を抽出し運転車の操作のく
せ、特徴、車両応答の好みに応じて車両の特性を
変化させることができる。又、各タイヤの空気圧
のバラツキ、乗車員の増減、と言つた車両の諸元
の変化による車両特性の変化を補償し、常に一定
の特性を与えることができると言う効果がある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内で種々の変更が可
能であり、例えば、前輪のみならず、後輪の操舵
特性も適合制御可能であり、後輪は操舵せず前輪
のみ操舵可能な車両に対しても本発明を適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の操舵方法を用いた場合の特性
を示す図、第2図は、本発明の第1の実施例を示
す略線図、第3図は、第1の実施例における制御
ブロツク図、第4図は、第1の実施例における他
の制御ブロツク図、第5図は、第2の実施例にお
ける制御ブロツク図、第6図は、第5図に示す制
御ブロツクを用いた第2の実施例を示す略線図、
第7図は、第3の実施例を示す略線図、第8図
は、本発明を適用した場合の特性を従来例と比較
した図である。 1……エンジン、2……ベルトプーリ伝導装
置、3……オイルポンプ、4……リザーバタン
ク、5……アンローデイングバルブ、6……サー
ボ弁、7……後輪操舵用油圧アクチユエータ、8
……アキユムレータ、9……作動油供給ライン、
10……戻りライン、11……制御回路、12…
…トランスミツシヨン、13……車速センサ、1
4……ステアリングホイール、16……ステアリ
ングホイール舵角検出器、17……サーボアン
プ、18……後輪舵角検出用変位検知機構、25
……前輪操舵用油圧アクチユエータ、26……前
輪操舵用サーボ弁、27……サーボアンプ、28
……前輪舵角検出用変位検知機構、29……操舵
角速度センサー、30……ヨーレートセンサ(横
加速度センサ)、31……記憶回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 予め設定された制御関数に基づき、ステアリ
    ングホイール操舵に対応する前輪および/又は後
    輪の転舵量を制御する制御回路を具える車両操舵
    装置において、前記制御回路に、運転者のステア
    リングホイール操舵中の特徴又はそのステアリン
    グ操舵に伴つて生起される車両の運動の特徴を抽
    出する抽出部と、この抽出部からの信号に基づい
    て前記制御関数を変更する関数変更部とを設けた
    ことを特徴とする車両操舵装置。 2 前記制御回路が、抽出部からの信号を記憶す
    る記憶手段を具える特許請求の範囲第1項に記載
    の車両操舵装置。
JP59015336A 1984-01-31 1984-01-31 車両操舵装置 Granted JPS60161260A (ja)

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