JPH04189678A - 前輪舵角制御装置 - 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、操舵輪の操舵角を切り増し制御する前輪舵角
制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、操舵輪である前輪にステアリング操作のみにより
操舵角を与える前輪操舵車が一般に知られている。

また、前輪舵角及び後輪舵角を制御する装置としては、
例えば、特開昭６３−２０３４７５号公報に記載されて
いるような前後輪アクティフステア制御装置が知られて
いる。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の前輪操舵車にあっては、コラ
ムカップリング剛性、ラックインシュレータ剛性、ギヤ
剛性等の操舵力伝達系のメカニズムにより操舵角に対す
る操舵力の周波数応答特性が決まるものである為、第６
図の実線特性に示すように、操舵周波数の高周波数領域
（１〜２　）１ｚ）においてゲイン及び位相が蕩ち込み
、ステアリング系の応答性が低くてステアリング操作量
に比べ前輪の操舵角が小さくなる状態を呈し、高周波操
舵入力時のステアリングの応答不足感や操舵反力不足を
招いていた。

これを解決するには、コラムカップリング等の剛性を極
めて高くする（剛結のイメージ）ことが必要であり、剛
性を高めた場合には、第６図の点線特性に示すように、
操舵周波数の高周波数領域におけるゲイン及び位相の落
ち込みを小さく抑えることが出来るものの、振動減衰の
面で劣り、シミー等の音振性能を悪化させる。

また、前後輪アクティブステア制御装置は、後輪転舵制
御のみではヨーレートと横加速度の両方を同時に向上さ
せることは不可能である為、前輪の補助舵角制御を加え
、ヨーレートと横加速度の周波数応答特性のフラット化
を目的として、前輪に補助舵角が与えられる装置で、前
輪の補助舵角制御は、操舵周波数にかかわらず単なる切
り増し制御が行なわれる。

従って、操舵角に対する操舵力の周波数応答特性のよう
に操舵周波数の高周波数領域（１〜２　Ｈｚ）のみでの
ゲイン及び位相が蕩ち込む特性に対し、蕩ち込みを無く
したフラット化を達成することは出来ない。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、操舵輪の操舵角を切り増し制御する前輪舵角制御装置
において、音振性能を悪化させることなく、高周波操舵
入力時のステアリングの応答不足感や操舵反力不足の解
消を図ることを課題とする。

（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舵角制御装置で
は、操舵周波数の所定の高周波数領域においてのみ補助
舵角により操舵輪の切り増し量を増加させる手段とした
。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、ステアリ
ング操作により操舵輪ａに操舵角を与えた時、補助舵角
により操舵輪の操舵角を切り増し制御する前輪舵角制御
装置において、前記操舵角を検出する操舵角検出手段す
と、前記操舵角の時間変化により操舵周波数を算出する
操舵周波数算出手段Ｃと、操舵周波数が所定の高周波数
領域においてのみ前記操舵輪ａの切り増し量を増加させ
る制御を行なう前輪舵角制御手段ｄとを備えていること
を特徴とする。

（作　用） ゆっくりとしたステアリング操作により操舵輪ａに操舵
角を与えた時には、操舵周波数が低周波数であることに
より、前輪舵角制御手段ｄでは操舵輪ａの切り増し量を
増加させる制御は行なわれない。しかし、速いステアリ
ング操作により操舵輪ａに操舵角を与えた時には、操舵
角検出手段す及び操舵周波数算出手段Ｃにより得られる
操舵周波数が所定の高周波数領域に含まれる為、前輪舵
角制御手段ｄにおいては、操舵輪ａの切り増し量を増加
させる制御が行なわれる。

従って、低周波数領域ではフラットであるが高周波数領
域では落ち込みを示す操舵角に対する操舵力の周波数応
答特性が、高周波数領域での切り増し制御により持ち上
げられ、全周波数領域でフラット化された特性を示す。

（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図は本発明実施例の前輪舵角制御装置が適用された
４輪操舵車両を示す全体システム図である。

図中ＩＬ、　ＩＲは左右前輪、２Ｌ、　２Ｒは左右後輪
をそれぞれ示す。これらの車輪を持った車両は、基本的
にステアリングホイール３によりステアリングギヤ４を
介して左右前輪ＩＬ、　ＩＲを操向させるものであるが
、以下に述べる舵角制御装置により前輪ＩＬ、　ＩＲ及
び後輪２Ｌ、　２Ｒに補助舵角δ１．ろ８を与えて補助
転舵するようにしている。

即ち、前輪ＩＬ、　ＩＲについては、ステアリングギヤ
４を前輪舵角制御アクチュエータ５を介して車体に取り
付け、該アクチュエータ５のストロークによりステアリ
ングギヤ４の変位を介し左右前輪＋Ｌ、　ＩＲを補助転
舵可能とする。又、後輪２Ｌ、　２Ｒについては、転舵
可能に車体に取り付けると共に、後輪舵角制御アクチュ
エータ６を介して相互にリンク結合し、該アクチュエー
タ６のストロークにより左右後輪２Ｌ、　２Ｒを補助転
舵可能とする。

前記アクチュエータには、個々にストローク制御するた
めに油圧切換バルブ７．８を設け、これらのバルブ７．
８はポンプ９及びリザーバ１０で構成される共通な油圧
源からの加圧作動油を適宜アクチュエータ５．６の選択
室に供給して、これらアクチュエータ５．６をストロー
クさせるものとする。

そして、切換バルブ７，８は、コントローラ１１により
電子制御するものとし、このコントローラ１１には、ス
テアリングホイール３の操舵角０を検出する操舵角セン
サ１２からの信号と、車速Ｖを検出する車速センサ１３
からの信号と、前輪補助舵角δ、をアクチュエータ５の
ストロークにより検出する前輪補助舵角センサ１４から
の信号と、後輪補助舵角δ、をアクチュエータ６のスト
ロークにより検出する後輪補助舵角センサ１５がらの信
号とを入力する。

前記コントローラ１１は、操舵角θと車速Ｖに基づいて
前輪補助舵角目標値δ、°と後輪補助舵角目標値ろ２を
それぞれ後述のように演算し、これと実前輪補助舵角ろ
、と実後輪補助舵角ろ８との偏差の基づきバルブ７，８
を制御して実前輪補助舵角ろ、と実後輪補助舵角δ８を
前輪補助舵角目標値δどと後輪補助舵角目標値ろ　Ｉに
一致させる制御を行なう。

この後輪補助舵角制御としては、操舵角や車速に応動す
る比例制御や、同相−次遅れ制御（特開昭６３−２０３
４７５号公報参照）や、−次進みの位相反転制御や、前
輪補助舵角制御と関連して行なわれる前後輪アクティブ
ステア制御等が適宜選択して行なわれる。

また、前輪補助舵角制御としては、操舵角θの時間変化
により操舵周波数ｄθ／ｄｔを算出し、この操舵周波数
ｄθ／ｄｔが１〜２Ｈｚの高周波数領域においてのみ左
右前輪ＩＬ、　ＩＲの切り増し量を操舵角に対する操舵
力の周波数応答特性に応じて増加させる制御が行なわれ
る。

次に、作用を説明する。

まず、前輪補助舵角制御による操舵力の発生のメカニズ
ムについて第３図により説明する。

前輪補助舵角δ、をアクチュエータ５０ストロークによ
り与えると、制御推力Ｆが発生する。この制御推力Ｆに
よりステアリングギヤ４の本体がラックインシュレータ
（ばね定数Ｋ）を撓ませて移動する（制御ストロークＸ
）。これによりラックが移動しくストローク×８）、操
舵輪である左右前輪ＩＬ、　ＩＨにおいてコーナリング
フォースＣＦａが発生し、この力がラック軸力ＲＦａと
なり、操舵反力Ｔａが発生する。

即ち、前輪補助舵角制御によって制御ストロークＸを与
えた場合、コーナリングフォースＣＦａによって決まる
操舵反力Ｔａが発生する。

次に、コントローラ１１の前輪補助舵角制御部で行なわ
れる前輪補助舵角制御作動の流れを第４図のフローチャ
ートにより説明する。

ステップ４０では、操舵角センサからの信号により操舵
角θが読み込まれる。

ステップ４１では、読み込まれた操舵角の時間微分によ
り操舵周波数ｄｅ／ｄｔが算出される。

ステップ４２では、ステップ４１で算出された操舵周波
数ｄｅ／ｄｔが１〜２Ｈｚの周波数領域にあるかどうか
が判断され、Ｎｏの場合には、ステップ４０へ戻り、Ｙ
ＥＳの場合には、ステップ４３へ進む。

ステップ４３では、操舵周波数ｄｅ／ｄｔに対する切り
増し方向の前輪補助舵角目標値δ、°が演算や第５図に
示すような前輪補助舵角目標値マツプに基づいて決定さ
れる。

尚、前輪補助舵角目標値５．１１は、操舵周波数ｄθ／
ｄｔが１．５Ｈｚ前後において最も大きな値として与え
られ、最大値の周波数位置からＩＨｚや２Ｈｚに近づく
に従って小さな値として与えられる。

ステップ４４では、ステップ４３で決定された前輪補助
舵角目標値ろどが得られる制御信号が出力される。

次に、上記前輪補助舵角制御を行なった場合の周波数応
答特性について説明する。

第６図は操舵角に対する操舵力の周波数応答特性であっ
て、実線特性が一般の前輪操舵車での特性、点線特性が
高剛性の操舵力伝達系を持つ前輪操舵車での特性、−点
鎖線特性が実施例の前輪補助舵角制御を適用した車両で
の特性である。

この周波数応答特性から明らかなように、一般の前輪操
舵車の場合には、操舵周波数の高周波数領域（１〜２１
（ｚ）においてゲイン及び位相の落ち込みが大きく、ま
た、高剛性の操舵力伝達系を持つ前輪操舵車の場合には
、ゲイン及び位相の蕩ち込みが幾分改善されているが、
高剛性の操舵力伝達系としていることでシミー等の音振
性能の面で劣る。これに対し、実施例の前輪補助舵角制
御を適用した車両では、操舵力伝達系の剛性を高めるこ
となく、ゲイン及び位相の落ち込みが無い理想的な特性
（操舵反力の蕩ち込みも突出も無い）が達成されている
。

第７図は操舵角に対する前輪実舵角の周波数応答特性で
あって、実線特性が一般的な剛性値での前輪操舵車での
特性、点線特性が高剛性の操舵力伝達系を持つ前輪操舵
車での特性、−点鎖線特性が実施例の前輪補助舵角制御
を適用した車両での特性である。この周波数応答特性か
ら明らかなように、一般的な剛性値での前輪操舵車の場
合には、操舵周波数が高周波数になればなるほどゲイン
及び位相の落ち込みが大きく、また、高剛性の操舵力伝
達系を持つ前輪操舵車の場合にも、ゲイン及び位相の落
ち込みが見られる。これに対し、実施例の前輪補助舵角
制御を適用した車両では、ゲイン及び位相の落ち込みが
解消されているばかりでなく高周波数域で少し高められ
た理想的な特性（操舵角に対する前輪実舵角がほぼ１．
１の応答）が達成されている。

以上説明してきたように、実施例の前輪舵角制御装置に
あっては、下記に列挙するような効果が得られる。

■　操舵周波数の１〜２Ｈｚの高周波数領域においての
み前輪補助舵角ろ、により前輪＋Ｌ、　ＩＲの切り増し
量を増加させる装置とした為、高剛性の操舵力伝達系と
する場合のように音振性能を悪化させることなく、高周
波操舵入力時のステアリングの抜は感や操舵反力不足の
解消を図ることが出来る。

■　操舵周波数に対する前輪補助舵角目標値ろどの与え
方を、第６図に示すように操舵角に対する操舵力の周波
数応答ゲイン特性に応じて第５図に示すように与える装
置とした為、操舵角に対する操舵力の周波数応答特性の
フラット化を高レベルで達成することが出来る。

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、前後輪で共に補助舵角を与える装
置の例を示したが、前輪のみに補助舵角を与える装置で
あっても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、操舵輪の
操舵角を切り増し制御する前輪舵角制御装置において、
操舵周波数の所定の高周波数領域においでのみ補助舵角
により操舵輪の切り増し量を増加させる手段とした為、
音振性能を悪化させることなく、高周波操舵入力時のス
テアリングの応答不足感や操舵反力不足の解消を図るこ
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図は本発明の前輪舵角制御装置を示すクレーム対応
図、第２図は実施例の前輪舵角制御装置が適用された４
輪操舵車両を示す全体システム図、第３図は前輪補助舵
角制御により操舵力が発生するメカニズムを説明する説
明図、第４図はコントローラで行なわれる前輪補助舵角
制御処理作動の流れを示すフローチャート、第５図は前
輪補助舵角目標値マツプ図、第６図は操舵角に対する操
舵力の周波数応答特性図、第７図は操舵角に対する前輪
実舵角の周波数応答特性図である。 ａ・・・操舵輪 ｂ・・・操舵角検出手段 Ｃ・・・操舵周波数算出手段 ｄ・・・前輪舵角制御手段 第１図 第２図 第３図 １じ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ステアリング操作により操舵輪に操舵角を与えた時
   、補助舵角により操舵輪の操舵角を切り増し制御する前
   輪舵角制御装置において、 前記操舵角を検出する操舵角検出手段と、 前記操舵角の時間変化により操舵周波数を算出する操舵
   周波数算出手段と、 操舵周波数が所定の高周波数領域においてのみ前記操舵
   輪の切り増し量を増加させる制御を行なう前輪舵角制御
   手段と、 を備えていることを特徴とする前輪舵角制御装置。