JPH04287772A - 車両用舵角制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の前後輪を電子的
に操舵可能な装置、特にヨーイング運動及び横運動を分
離して任意に設定可能な舵角制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両のヨーイング運動及び横運動を分離
して任意に設定可能な舵角制御技術としては従来、１９
８８年発行「自動車技術」Ｖｏｌ．　４２、Ｎｏ．３、
第２９７　頁乃至第３０３頁（４ＷＳの過渡制御による
操安性向上について）に記載の如く、前輪及び後輪の夫
々についてステアリングホイールの操舵量と前輪舵角及
び後輪舵角との予め設定しておいた伝達関数（伝達特性
）に基き舵角制御を行い、これによりヨーイング運動と
横運動との平面２自由度の車両挙動を予定のものにする
技術がある。

【０００３】又後輪の舵角制御技術として従来、１９８
８年発行「自動車技術」Ｖｏｌ．　４２、Ｎｏ．３、第
３０４　頁乃至第３１０　頁（モデル追従制御と四輪操
舵車）に記載の如く、予め数式化されたステアリングホ
イール操舵量−ヨーイング運動伝達関数（伝達特性）に
基き目標ヨーイング運動を求め、このヨーイング運動が
得られるよう後輪を舵角制御する技術があり、これを上
記のヨー及び横運動分離設定用舵角制御の後輪舵角制御
に用いることが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしてこの組合せに
なる車両の舵角制御装置では、目標ヨーイング運動を生
じさせるための後輪舵角を求めるに当り、前輪をステア
リングホイール操舵量だけ転舵していることとし（前輪
舵角がステアリングホイールによる機械的前輪舵角のみ
であるとし）、この状態で目標ヨーイング運動を生じさ
せるための後輪舵角はいかなるものかを演算することに
なる。

【０００５】このため、前記操舵量−前輪舵角伝達関数
を変更して車両の横運動を変えようとすると、同じ操舵
量のもとでも前輪舵角が異なるのに、後輪舵角は操舵量
が同じため変化せず、従って車両のヨーイング運動が横
運動の変更にともなって変化するのを免れない。この場
合図１９に示す如く、ステアリングホイール操舵量に応
じた機械的前輪舵角δｆ０に加算する補助前輪舵角の変
更により前輪実舵角δＦ　が図示の如く変化して狙い通
りの横加速度ｙ２　を生じさせ得ても、車両のヨーレー
トφ１　がこれにともなって変化し、ヨーレートφ１　
を横加速度と分離して制御し得ないし、又ヨーレートφ
１　が過渡期において振動的になるという問題を生ずる
。また、上記に代表される前後輪を操舵可能な舵角制御
装置において、後輪操舵系故障時に後輪舵角を０に保つ
よう制御すると、前輪補助操舵のみ継続されることとな
り、運転者に異和感を与えてしまうという問題を生ずる
。

【０００６】本発明は目標ヨーイング運動を生じさせる
ための後輪舵角を求めるに当り、ステアリングホイール
操舵量（機械的前輪舵角）でなく、補助前輪舵角を含む
目標前輪舵角から後輪舵角を演算することによりヨーレ
ートと横加速度とを分離制御可能とし、かつヨーレート
が過渡期において振動的になるという問題を解消するこ
とを目的とする。また、本発明は後輪操舵系の故障時に
は、ステアリングホイールの操舵量に基づいて求めた補
助前輪舵角を変更することにより運転者に異和感を与え
るという問題を解消することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前者の目的のため本発明
は運転者が操作するステアリングホイールに機械的に結
合された前輪主操舵系と、電子的に舵角制御を行い得る
前輪補助操舵系及び後輪操舵系とを具えた車両の操舵装
置において、ステアリングホイールの操舵量を検出する
操舵量センサと、この操舵量から、予め任意に設定した
操舵量−前輪舵角伝達特性に基いて目標前輪舵角を演算
する目標前輪舵角演算手段と、この目標前輪舵角及び前
輪主操舵系による機械的前輪舵角間の偏差を求めて補助
前輪舵角とし、前輪補助操舵系に指令する補助前輪舵角
演算手段と、車速を検出する車速センサと、この車速及
び前記操舵量センサで検出した操舵量から、予め数式化
された操舵量−目標ヨーイング運動伝達特性に基いて車
両の目標ヨーイング運動を演算する目標ヨーイング運動
演算手段と、車速及び前記目標前輪舵角からこの目標ヨ
ーイング運動を生じさせるための後輪舵角を求めて後輪
操舵系に指令する後輪舵角演算手段とを設けて構成した
ものである。

【０００８】この場合、操舵量−前輪舵角伝達特性を車
速に応じ変化させるのが、前輪舵角制御により決定され
る横加速度の立上がりを車速に応じた異和感のないもの
にする上で好ましい。

【０００９】又、車両に加わる横加速度を検出する横Ｇ
センサを付加し、横加速度に応じ操舵量−前輪舵角伝達
特性を変化させるのが、横加速度の高い初期応答と、そ
の後における横加速度の安定した過渡応答とを両立させ
る上で好ましい。

【００１０】更に後者の目的のため本発明は、運転者が
操作するステアリングホイールに機械的に結合された前
輪主操舵系と、電子的に舵角制御を行い得る前輪補助操
舵系及び後輪操舵系とを具えた車両の操舵装置において
、ステアリングホイールの操舵量を検出する操舵量セン
サと、この操舵量に基づき補助前輪舵角を求めて前輪補
助操舵系に指令する補助前輪舵角演算手段と、後輪操舵
系の故障を検知する後輪操舵系故障検知手段とを具備し
て構成する。この構成は後輪操舵系の故障時において前
輪補助操舵が継続される反面、後輪舵角を０に保たれる
ために生ずる異和感をなくす上で好ましい。

【００１１】なお、いずれにしても、少なくとも前輪補
助操舵系に係る演算と、後輪操舵系に係る演算とを別々
のコンピュータで行うよう構成するのが、全ての演算を
共通のコンピュータで行う場合より、演算速度が速くな
り、特に高速操舵時の過渡制御が正確になると共に、高
価な高速コンピュータを用いる必要がなくなってコスト
上有利である。

【００１２】

【作用】ステアリングホイールの操舵時、これに機械的
に結合された前輪主操舵系と、電子的に舵角制御を行い
得る前輪補助操舵系とで前輪が転舵され、後輪は電子的
に舵角制御を行い得る後輪操舵系により転舵される。

【００１３】前輪補助操舵系による補助前輪舵角は以下
の如くに求められる。即ち、目標前輪舵角演算手段は操
舵量センサが検出したステアリングホイールの操舵量か
ら、予め任意に設定した操舵量−前輪舵角伝達特性に基
いて目標前輪舵角を演算する。補助前輪舵角演算手段は
この目標前輪舵角及び前輪主操舵系による機械的前輪舵
角間の偏差を求めて補助前輪舵角とし、これを前輪補助
操舵系に指令する。

【００１４】よって前輪は、前輪主操舵系と前輪補助操
舵系とで上記目標前輪舵角だけ転舵され、この目標前輪
舵角の演算に用いた操舵量−前輪舵角伝達特性で狙う通
りの車両横運動を生じさせることができる。

【００１５】一方、後輪操舵系による後輪舵角は以下の
如くに求められる。即ち、目標ヨーイング運動演算手段
は車速センサで検出した車速及び前記操舵量から、予め
数式化された操舵量−目標ヨーイング運動伝達特性に基
いて車両の目標ヨーイング運動を演算する。後輪舵角演
算手段は車両及び前記目標前輪舵角から、この目標ヨー
イング運動を生じさせるための後輪舵角を求めて後輪操
舵系に指令する。

【００１６】これにより後輪はこの演算舵角だけ転舵さ
れ、この演算に用いた操舵量−目標ヨーイング運動伝達
特性で狙う通りの車両ヨーイング運動を生じさせること
ができる。

【００１７】ところで、目標ヨーイング運動を生じさせ
るための上記後輪舵角を求めるに当り、ステアリングホ
イール操舵量（前輪主操舵系による機械的前輪舵角）で
なく、補助前輪舵角を含む目標前輪舵角（実際の前輪切
り角）から後輪舵角を演算するため、操舵量−前輪舵角
伝達特性を変更して車両の横運動を変える時も、これに
ともなって変化する目標前輪舵角（実際の前輪切り角）
に応じ後輪舵角が決定されて、後輪操舵によるヨーイン
グ運動を横運動の変更時も狙い通りのままにすることが
できる。よって、横運動とヨーイング運動とを確実に分
離して制御することができ、又横運動の変更時ヨーイン
グ運動が振動的になるのを防止することができる。

【００１８】なお、操舵量−前輪舵角伝達特性を車速に
応じ変化させれば、前輪舵角制御により決定される横加
速度の立上がりを車速に応じた異和感のないものにする
ことができる。又、横Ｇセンサで検出した車両に加わる
横加速度に応じ操舵量−前輪舵角伝達特性を変化させれ
ば、横加速度の初期応答性と、その後における横加速度
の安定した過渡応答とを両立させることができる。

【００１９】更に、後輪操舵系故障検知手段による故障
検知時、ステアリングホイール操舵量に基づいて求める
補助前輪舵角を変更するよう構成すれば、当該故障時に
おいて前輪補助操舵が継続される反面、後輪舵角が０に
保たれるために生ずる異和感を解消することができる。

【００２０】なお、いずれにしても、少なくとも前輪操
舵系に係る演算と、後輪操舵系に係る演算とを別々のコ
ンピュータで行う構成とすれば、高価な高速コンピュー
タを用いなくても、前後輪舵角制御に時間差を生ぜず、
特に高速操舵時の過渡制御も正確に遂行させることがで
き、コスト上も有利である。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基き詳細に説
明する。図１は本発明舵角制御装置の一実施例を示すハ
ードウェア図、図２は同じくその機能ブロック線図、図
３は同じくその制御プログラムである。

【００２２】図１において、１Ｌ，１Ｒは左右前輪、２
Ｌ，２Ｒは左右後輪、３はステアリングホイールを示す
。前輪１Ｌ，１Ｒは運転者が操作するステアリングホイ
ール３によりステアリングギヤ４（前輪主操舵系）を介
して機械的に主操舵される他に、アクチュエータ５（前
輪補助操舵系）でステアリングギヤ４を全体的に前輪転
舵方向（車幅方向）へ変位させることにより補助操舵可
能とする。かくて、前輪１Ｌ，１Ｒの舵角はステアリン
グギヤ４による主舵角とアクチュエータ５による補助舵
角との和となる。

【００２３】後輪２Ｌ，２Ｒはアクチュエータ６により
操舵可能とし、このアクチュエータはセンタリングスプ
リング６ａ，６ｂを有して制御入力がない常態で後輪２
Ｌ，２Ｒを非転舵中立位置にし、制御入力に応じたスト
ロークにより後輪２Ｌ，２Ｒを転舵するものとする。

【００２４】前輪補助操舵及び後輪操舵は電子制御可能
とし、この目的のためコントローラ７を設ける。このコ
ントローラはマイクロコンピュータを可とする演算回路
８と、前輪舵角制御用アクチュエータ５の駆動回路９と
、後輪舵角制御用アクチュエータ６の駆動回路１０とで
構成する。演算回路８はステアリングホイール３の操舵
量θＳ　を検出するセンサ１１からの信号、及び車速Ｖ
を検出するセンサ１２からの信号を入力され、これら入
力情報を基に補助前輪舵角ΔδＦ　及び後輪舵角δｒ　
を求め、これらを夫々対応する駆動回路９，　１０に入
力して対応するアクチュエータ５，６を介し前輪をΔδ
Ｆ　だけ補助操舵し、後輪をδｒ　だけ操舵する。

【００２５】次に補助前輪舵角ΔδＦ　及び後輪舵角δ
ｒ　の演算プロセスを図２により説明する。図２におい
て破線は機械伝動系、実線は電子演算系を夫々示す。ス
テアリングギヤ４のギヤ比をＮ２　とすると、これを含
む前輪主操舵系による機械的前輪舵角δｆ０はδｆ０＝
θＳ　／Ｎ２　になる。電子演算系においては、この演
算をブロック２１で行って機械的前輪舵角δｆ０を求め
、ブロック２２では目標とする車両横運動に照らして例
えば１次遅れ時定数をＴＩ　、１次進み時定数をＴＤ　
、ラプラス演算子をＳとした時（１＋ＴＤ　Ｓ）／（１
＋ＴＩ　Ｓ）で表される１次／１次の操舵量−前輪舵角
伝達関数に基づき機械的前輪舵角δｆ０（操舵量θＳ　
）に対応した目標とすべき前輪舵角δｆ　を求める。従
って、ブロック２２はブロック２１と共に目標前輪舵角
演算手段の用をなし、操舵量θＳ　から、予め任意に設
定した操舵量−前輪舵角伝達特性に基いて、この伝達特
性で狙った所定の車両横運動を生じさせるための目標前
輪舵角δｆを求める。

【００２６】なお、上記の伝達関数は１次／１次の型に
こだわらず、狙う車両横運動に応じて１次遅れ（進み）
の型、２次遅れ（進み）の型、比例型、或いはこれらの
複合型にすることもできる。

【００２７】ブロック２３は補助前輪舵角演算手段の用
をなし、目標前輪舵角δｆ　と機械的前輪舵角δｆ０と
の偏差ΔδＦ　を求め、これを補助前輪舵角としてアク
チュエータ５に指令し、前輪をΔδＦ　だけ補助操舵す
る。よって、前輪はδｆ０＋ΔδＦ　＝δＦ　だけ転舵
されることとなり、結局前輪実舵角δＦ　を目標前輪舵
角に一致させて、前記狙い通りの車両横運動を生じさせ
ることができる。

【００２８】次に後輪舵角δｒ　の演算プロセスを説明
するに、これは図３にも示すが基本的には特開昭６１−
６７６７０　号公報に記載すると同じものとする。図３
は一定時間Δｔ毎に処理され、ステップ３１で操舵量θ
Ｓ　及び車速Ｖを読込む。次のステップ３２，３３では
図２のブロック２４における目標ヨーイング運動演算手
段の処理に相当するが、予めメモリ内に記憶されている
目標車両諸元（自車とは異なる例えばスポーティ車の車
両諸元）、つまり規範モデルを読出し、これに基づき操
舵量θＳ　及び車速Ｖに対応した目標ヨーイング運動（
目標ヨー角加速度φ２　）を算出する。

【００２９】目標車両（規範モデル）の車両諸元として
は例えば以下のものを用いる。 ＩＺ１　：　　目標車両のヨー慣性モーメントＭ１　　
：　　目標車両の車両重量 Ｌ１　　：　　目標車両のホイールベースＬＦ１　：　
　目標車両の前軸・重心間距離ＬＲ１　：　　目標車両
の後軸・重心間距離ＩＫ１　：　　目標車両のキングピ
ン軸周りの慣性モーメントＫＳ１　：　　目標車両のス
テアリング剛性ＤＳ１　：　　目標車両のステアリング
系粘性係数ξ１　　：　　目標車両のトレール量 Ｎ１　　：　　目標車両のステアリングギヤ比ＫＦ１　
：　　目標車両の前輪コーナリングパワーＫＲ１　：　
　目標車両の後輪コーナリングパワー

【００３０】そし
て、上記目標ヨーイング運動φ２　の算出に当っては、
予め数式化された以下に示す周知の操舵量−目標ヨーイ
ング運動伝達特性を用いる。 　　　　ＩＫ１δｆ１＝Ｎ１　ＫＳ１（θＳ　−Ｎ１　
δｆ１）−ＤＫ１δｆ１−２ξ１　ＣＦ１　　−−−（
１）　　　　Ｍ１（ｙ１１＋φ１１Ｖ）＝２ＣＦ１＋２
ＣＲ１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　−−−（２）　　　　ＩＺ１φ１２＝２ＬＦ１
ＣＦ１−２ＬＲ１ＣＲ１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　−−−（３）　　　　β
Ｆ１＝−（ｙ１１＋ＬＦ１φ１１）／Ｖ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−
−（４）　　　　βＲ１＝−（ｙ１１−ＬＲ１φ１１）
／Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　−−−（５）　　　　ＣＦ１＝ＫＦ１β
Ｆ１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−
−（６）　　　　ＣＲ１＝ＫＲ１βＲ１　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　−−−（７）　　　　φ
２　＝φ１２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　−−−（８）但し、δｆ１　：　　目標車
両の前輪舵角φ１１　：　　目標車両のヨーレート φ１２　：　　目標車両のヨー角加速度ｙ１１　：　　
目標車両の横速度 ｙ１２　：　　目標車両の横加速度 βＦ１　：　　目標車両の前輪横すべり角βＲ１　：　
　目標車両の後輪横すべり角ＣＦ１　：　　目標車両の
前輪コーナリングフォースＣＲ１　：　　目標車両の後
輪コーナリングフォースφ２　　：　　目標ヨー角加速
度

【００３１】次のステップ３４，　３５では図２のブロ
ック２５における後輪舵角演算手段の処理に相当するが
、予めメモリ内に記憶されている自車の車両諸元（自車
モデル）を読出し、現在の運転状態（目標前輪舵角δｆ
　、つまり前輪実舵角δＦ　と車速Ｖ）において自車が
目標ヨー角加速度φ２　を生ずるのに必要な後輪舵角δ
ｒ　を求める。

【００３２】自車（自車モデル）の車両諸元としては例
えば以下のものを用いる。 ＩＺ２　：　　自車のヨー慣性モーメントＭ２　　：　
　自車の車両重量 Ｌ２　　：　　自車のホイールベース ＬＦ２　：　　自車の前軸・重心間距離ＬＲ２　：　　
自車の後軸・重心間距離ＩＫ２　：　　自車のキングピ
ン軸周りの慣性モーメントＫＳ２　：　　自車のステア
リング剛性ＤＳ２　：　　自車のステアリング系粘性係
数ξ２　　：　　自車のトレール量 Ｎ２　　：　　自車のステアリングギヤ比ＫＦ２　：　
　自車の前輪コーナリングパワーＫＲ２　：　　自車の
後輪コーナリングパワー

【００３３】そして、上記後輪
舵角δｒ　の算出に当っては、以下に示す周知の運動方
程式を用いる。 　　　　δｆ２＝θＳ　／Ｎ２　＋ΔδＦ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　−−−　（９）　　　　ＩＫ２δｆ２＝Ｎ２
　ＫＳ２（θＳ　−Ｎ２　δｆ２）−ＤＫ２δｆ２−２
ξ２　ＣＦ２　−−−（１０）　　　　Ｍ２（ｙ２１＋
φ２１Ｖ）＝２ＣＦ２＋２ＣＲ２　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　−−−（１１）　　　
　βＦ２＝δｆ２−（ｙ２１＋ＬＦ２φ２１）／Ｖ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−
−（１２）　　　　ＣＦ２＝ＫＦ２βＦ２　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　−−−（１３）　　　　
ＣＲ２＝（ＬＦ２ＣＦ２−φ２１ＩＺ２）／ＬＲ２　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−
−（１４）　　　　βＲ２＝ＣＲ２／ＫＲ２　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　−−−（１５）　　　　δ
ｒ　＝βＲ２＋（ｙ２１−ＬＲ２φ２１）／Ｖ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−−（
１６）　　∵φ２１＝φ１１ 但し、φ２１　：　　自車のヨーレートｙ２１　：　　
自車の横速度 ｙ２２　：　　自車の横加速度 βＦ２　：　　自車の前輪横すべり角 βＲ２　：　　自車の後輪横すべり角 ＣＦ２　：　　自車の前輪コーナリングフォースＣＲ２
　：　　自車の後輪コーナリングフォース

【００３４】
次のステップ３６では、上記の如くに求めた後輪舵角δ
ｒをアクチュエータ６に供給し、これにより後輪を対応
舵角δＲ　（図２参照）だけ転舵し、後輪に上記の演算
舵角δｒ　＝δＲ　を与える。

【００３５】以上説明した通りステアリングホイール３
によるギヤ４を介した前輪１Ｌ，１Ｒの主操舵時、これ
ら前輪を前述した通りにΔδＦ　だけ補助操舵すると共
に後輪２Ｌ，２Ｒを上記の通りにδｒ　だけ転舵して、
車両の舵角制御を行う場合、前輪の舵角制御により、目
標前輪舵角δｆ０の演算に用いた操舵量−前輪舵角伝達
特性で狙う通りの車両横運動を生じさせることができる
し、これとは別に後輪の舵角制御により、目標ヨーイン
グ運動φ２　を求めるに当って用いた操舵量−目標ヨー
イング運動伝達特性で狙う通りの車両ヨーイング運動を
生じさせることができる。従って、車両の横運動とヨー
イング運動とを分離して設定することができる。

【００３６】ところで、目標ヨーイング運動を生じさせ
るための後輪舵角δｒ　を求めるに当り、図２から明ら
かなように操舵量θＳ　（機械的前輪舵角δｆ０）では
なく、目標後輪舵角δｆ　（前輪実舵角δＦ　に等しい
）を用いるため、ブロック２２での伝達特性を変更して
車両の横運動特性を変える場合も、これにともなって変
化する前輪実舵角に応じて目標ヨーイング運動を生じさ
せるための後輪舵角を求めることとなり、当該目標ヨー
イング運動を横運動の変更に影響されることなく分離し
て生じさせることができると共に、ヨーイング運動が横
運動の変更時振動的になるのを防止することができる。

【００３７】図４はこのことを示すシミュレーション図
で、図１９との比較から明らかなように、横加速度ｙ２
　特性の変更によってもヨーレートφ１　が振動的にな
らず、両者を分離して設定することができる。

【００３８】図５，６は本発明の他の例を示し、本例で
は図５に示すようにブロック２２における操舵量−前輪
舵角伝達特性を後述する如く車速Ｖに応じて変更可能と
する。

【００３９】図１乃至図４の例では、当該伝達特性の時
定数が図２に示すように一定値ＴＤ　，　ＴＩ　であっ
たため、図７に示すような車両挙動となっていた。つま
り、ＴＤ　，ＴＩ　が一定であるため前輪実舵角δＦ　
も変らないが、後輪実舵角δＲ　は車速Ｖの上昇につれ
低下する。一方、前輪実舵角δＦ　が不変でも、横加速
度ｙ２　は車速の上昇につれ大きくなり、又ヨーレート
φ１　も車速Ｖの上昇につれ高くなる。ここで横加速度
ｙ２　について考察すると、車速Ｖの上昇につれ横加速
度の応答性が高くなっており、高車速で運転者に異和感
を与える。従って、特性としては高車速ほど横加速度応
答性が低い方がよい。 しかしてＴＤ　，　ＴＩ　が一定では、これらを高車速
で要求される横加速度応答性に鑑みて決定した場合、低
車速で横加速度応答性が低過ぎて不自然になるし、逆に
低車速での横加速度応答性が所定のものになるようＴＤ
　，　ＴＩ　を決定した場合、高車速で横加速度応答性
が高過ぎて不安定になる。

【００４０】この問題を解決するために本例では、操舵
量−前輪舵角伝達特性の進み側及び遅れ側時定数を夫々
図５にｆ１（Ｖ），ｆ２（Ｖ）で示すように車速Ｖの関
数としてｆ１（Ｖ）＝　０．３−０．００３　×Ｖ及び
ｆ２（Ｖ）＝１／（１０−０．１２×Ｖ）により与え、
伝達特性を（１＋ｆ１（Ｖ）Ｓ）／（１＋ｆ２（Ｖ）Ｓ
）とする。

【００４１】この場合、図７と同じ条件でのシミュレー
ション結果を示す図６から明らかなように、前輪実舵角
δＦ　が車速の上昇につれ低下することとなり、この前
輪舵角変化に随伴して車速Ｖ毎の後輪実舵角δＲ　の時
系列変化も図７とは異なったものとなる。そして、ヨー
レートφ１　は図７と同様のままであるが、横加速度ｙ
２　は低車速で速く立上がる高応答となり、高車速で緩
かに立上がる低応答となり、横加速度応答を車速Ｖに応
じて要求通りに低車速では俊敏、高車速では安定な特性
にすることができる。

【００４２】図８及び図９は本発明の他の例を示し、本
例では、図９に示すようにブロック２２における操舵量
−前輪舵角伝達特性を後述する如く横加速度ｙ２　に応
じて変更可能とする。

【００４３】図１乃至図４の例では、当該伝達特性の時
定数が図２に示すように一定値ＴＤ　，　ＴＩ　であっ
たため、図１０に破線で示すような車両挙動となってい
た。つまり、ＴＤ　，　ＴＩ　が一定であるため、旋回
過渡期において時間の経過と共に変化する横加速度に関
係なく前輪実舵角δＦ　及び後輪実舵角δＲ　は夫々図
１０の点線で示すように与えられ、車両横加速度ｙ２　
はこれに呼応して同じく図１０に破線で示すように時系
列変化する。この横加速度発生態様はＴＤ　，　ＴＩ　
の与え方により決まるが、図１０の破線で示す横加速度
発生態様では、横加速度の初期応答が高くて好ましいも
のの、その後の過渡応答が振動的となって不安定となる
。かと言って、この過渡応答が安定するようＴＤ　，　
ＴＩ　を決定すると、図示しなかったが、横加速度の初
期応答が低下するのを逸れない。

【００４４】この問題を解決するために本例では、図８
に示す如く車両の横加速度ｙ２　を検出する横Ｇセンサ
１３を付加し、これからの信号を演算回路８に入力する
。この演算回路は、図９に示す如くブロック２２で目標
前輪舵角δｆ　を求めるに当って用いる操舵量−前輪舵
角伝達特性の１次進み時定数ＴＤ　を例えば　０．３秒
の一定値とするが、１次遅れ時定数ｆ（ｙ２）をｆ（ｙ
２）＝０．１　＋ｙ２　／１００　の如く横加速度ｙ２
　の関数とし、横加速度ｙ２　の上昇につれて遅れ側時
定数が大きくなるようにする。

【００４５】この場合、図１０の実線で示すように前輪
実舵角δＦ　は（従って後輪実舵角δＲ　も）、時間の
経過と共に横加速度が大きくなるにつれ大きく低下され
（破線に対して）、これにより横加速度ｙ２　は図１０
の実線で示す如く初期応答を高くされたまま、その後の
過渡応答が不安定になるのを防止することができる。な
お、ヨーレートφ１　の時系列変化は、前記した制御に
照らして不変であること勿論である。

【００４６】以上では、ブロック２２における操舵量−
前輪舵角伝達特性が固定である場合（図１乃至図４の例
）と、車速に応じ変化する場合（図５乃至図７の例）と
、横加速度に応じ変化する場合（図８乃至図１０の例）
との３例について説明したが、後２者の例を組合せて操
舵量−前輪舵角伝達特性を車速及び横加速度の双方に応
じ変更するようにしてもよいことは言うまでもない。

【００４７】又いずれの例を採用するにしても、後輪舵
角制御系が故障した場合、アクチュエータ６はセンタリ
ングスプリング６ａ，６ｂにより後輪を非転舵中立位置
に保つ。この故障時も前輪補助操舵による前輪舵角制御
を正常時と同様に継続するのでは、運転者に異和感を与
えてしまう場合もある。

【００４８】図１１及び図１２はこの問題を解決するよ
うにした例で、本例は図１乃至図４に示す装置に対する
対策例である。

【００４９】図１乃至図４に示す装置の動作タイムチャ
ートは正常時例えば図１３の如きものとなり、同じ条件
で後輪舵角制御系の故障により後輪実舵角δＲ　が図１
４に示す通り０になった場合、同図に示す如くヨーレー
トφ１　及び横加速度ｙ２　が図１２との比較から明ら
かなように大きく変化して車両の異和感を生ずる。

【００５０】図１１に示すように本例では、後輪操舵系
故障検知手段としてのブロック１４において後輪舵角制
御系の故障を判別し、故障か否かをブロック２２に指令
する。 ブロック２２は、正常なら時定数に夫々例えばＴＤ　＝
　０．２秒及びＴＩ　＝　０．１秒を設定して図１３に
示す正常時の制御を可能ならしめ、故障なら車両挙動が
安定するよう１次遅れ時定数ＴＩ　を　０．３秒へと大
きくするか、若しくは１次進み時定数を　０．１秒へと
小さくするか、或いはこれら双方により操舵量−前輪舵
角伝達特性を変更する。

【００５１】これによりδＲ　＝０となる故障時、図１
２に示す如くに前輪実舵角δＦ　が低下され、ヨーレー
トφ１　及び横加速度ｙ２　の変化を図１４との比較か
ら明らかなように小さくして得て、後輪舵角制御系の故
障時に運転者に異和感を与えるのを防止することができ
る。

【００５２】なお、前記各実施例のように全ての演算を
共通な１個のコンピュータ８で行う場合、このコンピュ
ータとして高価な高速コンピュータを用いないと、前後
輪舵角制御に時間差を生じたり、高速操舵時の応答遅れ
等により、制御が不正確になる。

【００５３】この問題解決のために、図１５及び図１６
に例示する如く、或いは図１７及び図１８に例示する如
く、演算の種類別にコンピュータを複数化するのが、た
とえコンピュータを複数個設けるにしても１個当りの単
価が安いためにコスト上有利である。

【００５４】図１５及び図１６の例は、補助前輪舵角演
算用のコンピュータ８Ｆ　と後輪舵角演算用のコンピュ
ータ８Ｒ　とを別々のコンピュータとしたもので、この
場合、これらコンピュータが安価なものであっても、前
後輪舵角制御を同時並行的に行うことができ、前後輪舵
角制御に時間差を生じたり、高速操舵時に大きな応答遅
れを生ずるようなことがない。

【００５５】又図１７及び図１８は後輪舵角制御系にお
ける演算のうち、更に目標ヨーイング運動φ２　の演算
と、後輪舵角δｒ　の演算をも夫々別々のコンピュータ
８Ｒ１，　８Ｒ２で行うようにしたものである。この場
合、これらコンピュータ８Ｒ１，　８Ｒ２をデータ駆動
型のプロセッサで構成すれば、安価なコンピュータで演
算速度を更に向上させることができる。

【００５６】

【発明の効果】かくして本発明舵角制御装置は請求項１
に記載の如く、主操舵系による機械的前輪操舵と電子制
御による前輪補助操舵とで前輪を所定の車両横運動が生
ずるよう目標前輪舵角だけ転舵すると共に、後輪を電子
制御により所定の車両ヨーイング運動が生ずるよう転舵
して、横運動とヨーイング運動とを分離設定可能なシス
テムにおいて、目標ヨーイング運動を生じさせるための
後輪舵角を求めるに当り、主操舵系による機械的前輪舵
角でなく、補助前輪舵角を含む目標前輪舵角（実際の前
輪切り角）から後輪舵角を演算するため、操舵量−前輪
舵角伝達特性を変更して車両の横運動を変える時も、ヨ
ーイング運動は要求通りのものに保たれて変わることが
なく、両運動の分離制御を補償し得る。

【００５７】なお、請求項２に記載の如く操舵量−前輪
舵角伝達特性を車速に応じ変化させれば、前輪舵角制御
により決定される横加速度の立上がりを車速に応じた異
和感のないものにすることができる。

【００５８】又、請求項３に記載の如く、横Ｇセンサで
検出した車両に加わる横加速度に応じ操舵量−前輪舵角
伝達特性を変化させれば、横加速度の初期応答性と、そ
の後における横加速度の安定した過渡応答とを両立させ
ることができる。

【００５９】更に請求項４に記載の如く、後輪操舵系故
障検知手段による故障検知時、補助前輪舵角を変更すれ
ば、当該故障時において前輪補助操舵が継続される反面
、後輪舵角が０に保たれるために生ずる異和感を解消す
ることができる。

【００６０】なお、いずれにしても、請求項５に記載の
如く少なくとも前輪操舵系に係る演算と、後輪操舵系に
係る演算とを別々のコンピュータで行う構成とすれば、
高価な高速コンピュータを用いなくても、前後輪舵角制
御に時間差を生ぜず、特に高速操舵時の過渡制御も正確
に遂行させることができ、コスト上も有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明舵角制御装置の一実施例を示す車両の操
舵システム図である。

【図２】同例における舵角制御の機能ブロック線図であ
る。

【図３】同例における後輪舵角制御プログラムのフロー
チャートである。

【図４】同例装置の動作タイムチャートである。

【図５】本発明装置の他の例を示す図２と同様な機能ブ
ロック線図である。

【図６】同例における装置の動作タイムチャートである
。

【図７】図１乃至図３の例による動作タイムチャートを
種々の車速について示した時系列線図である。

【図８】本発明の更に他の例を示す図１と同様なシステ
ム図である。

【図９】同例の図２と同様な機能ブロック線図である。

【図１０】同例による動作タイムチャートを図１乃至図
３の例によるそれと比較して示す時系列線図である。

【図１１】本発明の別の例を示す図２と同様な機能ブロ
ック線図である。

【図１２】同例の後輪舵角制御系が故障した場合におけ
る動作タイムチャートである。

【図１３】図１乃至図３の例の正常時における動作タイ
ムチャートである。

【図１４】同じくその後輪舵角制御系が故障した場合の
動作タイムチャートである。

【図１５】本発明の更に別の例を示す図１と同様なシス
テム図である。

【図１６】同例の図２と同様な機能ブロック線図である
。

【図１７】本発明の更に他の例を示す図１と同様なシス
テム図である。

【図１８】同例の図２と同様な機能ブロック線図である
。

【図１９】従来の舵角制御装置において、操舵量−前輪
舵角伝達特性の変更により横加速度特性を変えた場合の
、ヨーレートへの影響を示す動作タイムチャートである
。

【符号の説明】

１Ｌ　　左前輪 １Ｒ　　右前輪 ２Ｌ　　左後輪 ２Ｒ　　右後輪 ３　　ステアリングホイール ４　　ステアリングギヤ（前輪主操舵系）５　　前輪補
助操舵アクチュエータ（前輪補助操舵系）６　　後輪操
舵アクチュエータ（後輪操舵系）７　　コントローラ ８　　マイクロコンピュータ ８Ｆ　　　補助前輪舵角演算コンピュータ８Ｒ　　　後
輪舵角演算コンピュータ ８Ｒ１　　目標ヨーイング運動演算コンピュータ８Ｒ２
　　後輪舵角演算コンピュータ ９　　アクチュエータ駆動回路 １０　　アクチュエータ駆動回路 １１　　操舵量センサ １２　　車速センサ １３　　横Ｇセンサ １４　　後輪操舵系故障検知手段 ２２　　目標前輪舵角演算手段 ２３　　補助前輪舵角演算手段 ２４　　目標ヨーイング運動演算手段 ２５　　後輪舵角演算手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　運転者が操作するステアリングホイー
   ルに機械的に結合された前輪主操舵系と、電子的に舵角
   制御を行い得る前輪補助操舵系及び後輪操舵系とを具え
   た車両の操舵装置において、ステアリングホイールの操
   舵量を検出する操舵量センサと、この操舵量から、予め
   任意に設定した操舵量−前輪舵角伝達特性に基いて目標
   前輪舵角を演算する目標前輪舵角演算手段と、この目標
   前輪舵角及び前輪主操舵系による機械的前輪舵角間の偏
   差を求めて補助前輪舵角とし、前輪補助操舵系に指令す
   る補助前輪舵角演算手段と、車速を検出する車速センサ
   と、この車速及び前記操舵量センサで検出した操舵量か
   ら、予め数式化された操舵量−目標ヨーイング運動伝達
   特性に基いて車両の目標ヨーイング運動を演算する目標
   ヨーイング運動演算手段と、車速及び前記目標前輪舵角
   からこの目標ヨーイング運動を生じさせるための後輪舵
   角を求めて後輪操舵系に指令する後輪舵角演算手段とを
   具備してなることを特徴とする車両用舵角制御装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、操舵量−前輪舵角
   伝達特性を車速に応じ変化させるようにしたことを特徴
   とする車両用舵角制御装置。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２において、車両に加わ
   る横加速度を検出する横Ｇセンサを付加し、操舵量−前
   輪舵角伝達特性を横加速度に応じ変化させるようにした
   ことを特徴とする車両用舵角制御装置。
4. 【請求項４】　　運転者が操作するステアリングホイー
   ルに機械的に結合された前輪主操舵系と、電子的に舵角
   制御を行い得る前輪補助操舵系及び後輪操舵系とを具え
   た車両の操舵装置において、ステアリングホイールの操
   舵量を検出する操舵量センサと、この操舵量に基づき補
   助前輪舵角を求めて前輪補助操舵系に指令する補助前輪
   舵角演算手段と、後輪操舵系の故障を検知する後輪操舵
   系故障検知手段とを具備し、後輪操舵系の故障時は正常
   時の補助前輪舵角を変更するよう構成したことを特徴と
   する車両用舵角制御装置。
5. 【請求項５】　　請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   少なくとも前輪補助操舵系に係る演算と、後輪操舵系に
   係る演算とを夫々別々のコンピュータで行うよう構成し
   たことを特徴とする車両用舵角制御装置。