JPH04345514A

JPH04345514A - 車両の後輪操舵装置

Info

Publication number: JPH04345514A
Application number: JP3119692A
Authority: JP
Inventors: Masamutsu Kosaka; 真睦小坂; Hiroshi Omura; 博志大村; Koji Ueda; 浩二上田; Ritsuya Mishima; 三島　律也
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1992-12-01

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、車両の後輪操舵装置に
係わり、特に４輪操舵式の車両の後輪操舵装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】前輪と共に後輪をも転舵させるようにし
た４輪操舵式の車両の後輪操舵装置のなかには、特開昭
６０−１９３７８０号公報に示すように、左右の後輪を
同時にトーイン方向へ転舵させるものがある。この従来
の車両の後輪操舵装置は、車速に対応して左右の後輪の
トーを可変制御して、極低速走行から高速走行まで車速
に対する最適なトーを設定し、あらゆる車速において走
行安定性を向上させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の車両の後輪操舵装置においては、単に車速に対応
して左右の後輪のトーを可変制御しているのみである。そのため、車速を検出する車速センサが何らかの理由に
よりエラー値を示した場合、車速に対応したトー制御が
不可能となり、車両の走行安定性が低下するといる問題
があった。

【０００４】そこで本発明は、上記従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、車速を検出する車
速センサがエラー値を示した場合でも車両の走行安定性
を確保することができる車両の後輪操舵装置を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願の第１の発明は、車速とハンドルの舵角を検出し
これらの値に基づいて制御目標値を求め、これらの制御
目標値を用いて後輪のトー制御を行う車両の後輪操舵装
置において、車速を検出する車速センサがエラー値を示
した場合、車速に基づく制御目標値を車速センサがエラ
ー値を出力した直前の制御目標値に設定すると共に、ハ
ンドルの舵角に基づく制御目標値を継続して設定し、こ
れらの車速とハンドルの舵角の制御目標値に基づいて後
輪のトー制御を行うことを特徴としている。

【０００６】上記のように構成した本願の第１の発明に
おいては、車速センサがエラー値を示した場合でも、ハ
ンドルの舵角に基づく制御目標値を用いた後輪のトー制
御を継続して行うため、走行安定性が低下することがな
い。本願の第２の発明は、車速とハンドルの舵角を検出
しこれらの値に基づいて制御目標値を求め、これらの制
御目標値を用いて後輪のトー制御を行う車両の後輪操舵
装置において、車速を検出する車速センサがエラー値を
示した場合、車速に基づく制御目標値を所定の値だけト
ーイン方向に加算した制御目標値に設定すると共に、ハ
ンドルの舵角に基づく制御目標値を継続して設定し、こ
れらの車速とハンドルの舵角の制御目標値に基づいて後
輪のトー制御を行うことを特徴としている。

【０００７】上記のように構成した本願の第２の発明に
おいては、車速センサがエラー値を示した場合でも、車
速に基づく制御目標値を所定の値だけトーイン方向に加
算した制御目標値に設定しているため、車両が走行安定
性の高い領域で走行できる。さらにハンドルの舵角に基
づく制御目標値を用いた後輪のトー制御も継続して行う
ため、走行安定性が低下することもない。

【０００８】

【実施例】以下本発明の車両の後輪操舵装置の一実施例
について図面を参照して説明する。先ず図１及び図２を
参照して車両の後輪操舵装置の概要を説明する。図１は
本発明の車両の後輪操舵装置を示す全体概要図、図２は
図１の要部詳細図である。図１において、１Ｒは右前輪
、１Ｌは左前輪、２Ｒは右後輪、２Ｌは左後輪である。これらの左右の前輪１Ｒ、１Ｌは、前輪転舵機構Ａによ
り連結され、また左右の後輪２Ｒ、２Ｌは、後輪転舵機
構Ｂにより連結されている。

【０００９】前輪転舵機構Ａは、それぞれ左右一対設け
られたナックルアーム３Ｒ、３Ｌ及びタイロッド４Ｒ、
４Ｌと、これらの左右一対のタイロッド４Ｒ、４Ｌを連
結するリレーロッド５により構成される。この前輪転舵
機構Ａには、ラックアンドピニオン式のステアリング機
構Ｃが連結されている。このステアリング機構Ｃによれ
ば、ハンドル６を右に切るような操作をしたときは、リ
レーロッド５が図１左方へ変位して、ハンドル舵角に応
じた分だけ左右の前輪１Ｒ、１Ｌが右方向に転舵される
。同様に、ハンドル６を左に切る操作をした場合は、こ
の操作変位量に応じて、左右の前輪１Ｒ、１Ｌが左方向
に転舵される。

【００１０】後輪転舵機構Ｂも、上記前輪転舵機構Ａと
同様に、それぞれ左右一対設けられたナックルアーム１
０Ｒ、１０Ｌ及びタイロッド１１Ｒ、１１Ｌを有する他
、これらの左右一対のタイロッド１１Ｒ、１１Ｌを連結
する連結機構Ｄを有している。次に図２により連結機構
Ｄを説明する。連結機構Ｄは、左右の後輪２Ｒ、２Ｌ間
において、車体に対し左右方向に揺動自在に取り付けら
れた一対の揺動片２０Ｒ、２０Ｌを有する。図中の２０
Ｒ´、２０Ｌ´は、揺動片２０Ｒ、２０Ｌの揺動中心を
示す。この一対の揺動片２０Ｒ、２０Ｌは、右揺動片２
０Ｒが右リレーロッド２１Ｒの車幅方向内端部に連結さ
れ、この右リレーロッド２１Ｒの外端部は右タイロッド
１１Ｒに連結されている。同様に、左揺動片２０Ｌは左
リレーロッド２１Ｌの車幅方向内端部に連結され、この
左リレーロッド２１Ｌの外端部は左タイロッド１１Ｌに
連結されている。そして、上記一対の揺動片２０Ｒ、２
０Ｌは、さらに左右一対の連結ロッド２２Ｒ、２２Ｌに
それぞれ連結され、この左右一対の連結ロッド２２Ｒ、
２２Ｌは、その内端部がボールナット２３に連結されて
いる。

【００１１】このボールナット２３は、車体に対し軸方
向に変位可能に支持され、この軸心が車体前後方向に向
けて取り付けられている。ボールナット２３の内部には
ねじ棒２４が挿入され、このねじ棒２４の外周面とボー
ルナット２３の内周面との間には多数のボール２５が転
動自在に配置されている。ここで、ボールナット２３の
内周面及びねじ棒２４の外周面には上記ボール２５が転
動するねじ溝が形成されているが、この構成は公知であ
るので図面では簡略化して示している。これによりねじ
棒２４の正逆回転に応じてボールナット２３が車体前後
方向に変位し、左右のリレーロッド２１Ｒと２１Ｌとが
互いに車幅方向に接近あるいは離間される。いま、ボー
ルナット２３が所定の一定方向に変位されると、右側の
リレーロッド２１Ｒが図２の右方に変位されて、右後輪
２Ｒがトーインされる。これと同様に、左側のリレーロ
ッド２１Ｌが左方へ変位されて、左後輪２Ｌもトーイン
される。

【００１２】図２を参照して、上記後輪転舵機構Ｂの駆
動を行う手段である左右の後輪２Ｒ、２Ｌを転舵させる
駆動手段Ｅについて説明する。この駆動手段Ｅは、ステ
ップモータ３０により構成され、このステップモータ３
０は車体に固定されて、その出力軸３０ａは上記ねじ棒
２４に連結されている。このため、ステップモータ３０
の正逆回転に応じて、ボールナット２３が車体前後方向
に変位し、このボールナット２３の変位により左右の後
輪２Ｒ、２Ｌが同時にトーインもしくはトーアウト方向
に転舵させることになる。

【００１３】図１及び図２において、４０はマイクロコ
ンピュータによって構成された制御ユニットであり、こ
の制御ユニット４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備
え、またステップモータ３０の回転速度を変更する制御
手段４１を内蔵している。この制御ユニット４０には、
センサＳ１〜Ｓ６からの信号が入力される。Ｓ１は車速
センサ、Ｓ２はスロットルポジションセンサ、Ｓ３はブ
レーキスイッチ、Ｓ４はハンドル舵角センサ、Ｓ５はワ
イパースイッチ、及びＳ６はエンコーダをそれぞれ示し
ている。

【００１４】次に、本発明による後輪転舵の制御内容に
ついて図３乃至図１３を参照して説明する。先ず、後輪
のトー角は、所定の基準トー角Ｔ０　（イニシャルトー
角）を中心として、運転状態に応じて、トーイン方向あ
るいはトーアウト方向へ制御される。この後輪転舵の制
御は、車速、ブレーキスイッチのオン（ブレーキペダル
の踏み込み）、ハンドル舵角及び路面μに応じて行われ
、それらの制御目標値は、ハンドル舵角の場合以外は一
律に所定値が設定されて、例えば車速に基づく制御目標
値とブレーキングに基づく制御目標値とが設定されたと
きには、これらの制御目標値が合算されて、最終的な制
御目標値として設定される。

【００１５】図３に示すように、車速に基づく制御目標
値は、車両が加速状態にあるときには、車速９０ｋｍ／
Ｈがトーイン方向の制御の開始判定基準車速とされ、車
速が９０ｋｍ／Ｈを越えたときには、一律に＋６ｍｍの
制御目標値が設定される。ここで＋６ｍｍは、図７に示
すように、イニシャルトー角を更に図示のＡ−Ｂ＝６ｍ
ｍだけトーイン方向へ転舵させることを意味している。ここで、図３において、実線は加速時の場合、破線は減
速時の場合をそれぞれ示している。すなわち、加速時に
は９０ｋｍ／Ｈを越えたときに、トーイン方向に制御さ
れ、２０ｋｍ／Ｈから７０ｋｍ／Ｈではトーアウト方向
に制御される。逆に減速時には、８０ｋｍ／Ｈを下回っ
たときにトーイン制御が中止され、更に、６０ｋｍ／Ｈ
を下回ったときにはトーアウト方向に制御される。

【００１６】図４は、ブレーキング時のトーイン方向へ
の制御目標値の設定を示している。この制御は、車速５
０ｋｍ／Ｈを越えていることを条件に行われる。図５は
、ハンドル舵角に基づくトーイン方向への制御目標値の
設定を示している。この場合、同一のハンドル舵角であ
っても車速が大きい程大きな制御目標値が設定される。

【００１７】図６は、路面μに基づくトーイン方向への
制御目標値の設定を示している。路面μは、ワイパース
イッチＳ５がオンされたことを条件に低μ路と判別する
。すなわち、ワイパースイッチＳ５がオンされたときに
は低μ路であるとして、トーイン方向への制御が行われ
、低μ路走行の安定性を確保している。以上の説明を前
提として、以下図８乃至図１１に示すフローチャートを
参照して後輪転舵の制御内容をより詳細に説明する。

【００１８】図８は、車速に基づく制御目標値Ｔ１　の
設定を示すフローチャートである。このフローチャート
において、Ｐは各ステップの番号を示している。図８に
示すように、先ずＰ１において車速Ｖが入力され、次に
Ｐ２において車両の加減速状態が判別される。加速ある
いは定常走行状態にあると判別されたときには、Ｐ３〜
Ｐ５において領域判別され、車速が２０ｋｍ／Ｈより小
さいときにはイニシャルトー角Ｔ０　が設定される（Ｐ
６）。車速が２０ｋｍ／Ｈ乃至７０ｋｍ／Ｈの領域では
イニシャルトー角Ｔ０　から４ｍｍトーアウト方向へ転
舵する目標値が設定される（Ｐ７）。車速が７０ｋｍ／
Ｈ乃至９０ｋｍ／Ｈの領域ではイニシャルトー角Ｔ０　
が設定される（Ｐ８）。車速が９０ｋｍ／Ｈ以上の領域
ではイニシャルトー角Ｔ０　から６ｍｍ方向へ転舵する
目標値が設定されて、高速走行安定性が確保される。

【００１９】一方、上記Ｐ２において、減速走行状態に
あると判別されたときには、Ｐ１０以降のステップに移
行する。この減速走行の判別基準車速は８０ｋｍ／Ｈ、
６０ｋｍ／Ｈ等のように、上記加速時のものより小さな
車速に変更され、各領域に応じた目標値が設定される（
Ｐ１３〜Ｐ１５）。図９は、ブレーキング時の制御目標
値Ｔ２　の設定を示すフローチャートである。図９に示
すように、先ず、Ｐ２０においてフラグＦ＝１であるか
否かが判別される。フラグＦ＝１は、ブレーキングに基
づくトーイン制御が行われていることを意味している。ここで、Ｆ＝０とすると、Ｐ２１へ進み車速が５０ｋｍ
／Ｈを越えていることを条件として、Ｐ２２へ進む。Ｐ
２２において、ブレーキスイッチＳ５がオンとなったと
き、つまりブレーキペダルが踏み込まれたときには、Ｐ
２３においてトーイン方向へ６ｍｍの制御目標値が設定
される。このトーイン制御は、Ｐ２４においてフラグＦ
＝１とされるため、Ｐ２０からＰ２２において継続され
る。なお、車速５０ｋｍ／Ｈ以下でブレーキングが解除
されたときには、フラグＦのリセットが行われる。この
ブレーキングに基づく制御は、ブレーキペダルが踏み込
まれていない限りおこなわれない（Ｐ２５、Ｐ２６）。Ｐ２７において、Ｆ＝０と設定される。

【００２０】図１０は、ハンドル舵角に基づく制御目標
値Ｔ３　の設定を示すフローチャートである。図１０に
示すように、先ず、Ｐ３０で車速が入力され、Ｐ３１で
ハンドル舵角θＨ　が入力され、Ｐ３２においてこれら
の車速及びハンドル舵角をパラメータとしてハンドル舵
角に基づく制御目標値Ｔ３　（＝ｆ（Ｖ・θＨ　））が
設定される。

【００２１】図１１は、路面μに基づく制御目標値Ｔ４
　の設定を示すフローチャートである。図１０に示すよ
うに、Ｐ４０においてワイパースイッチＳ５のオン、オ
フが判別され、ワイパースイッチＳ５がオンのときは、
Ｐ４１において１ｍｍトーインする目標値Ｔ４　が設定
され、ワイパースイッチＳ５がオフのときは、トーイン
制御はなされない（Ｐ４２）。

【００２２】次に図１２及び図１３を参照して車速セン
サＳ１がエラー値を示した場合の後輪転舵の制御内容に
ついて説明する。図１２に示すように、先ず、Ｐ５０に
おいて、フラグＦ＝１であるか否かを判別する。フラグ
Ｆ＝１は、車速センサＳ１がエラー値を示した場合、す
なわち車速センサＳ１がノイズの拾ったり、振動の影響
等により一時的に正確な車速を示さなかった場合を意味
している。車速センサＳ１が正確な車速を示している場
合、Ｐ５１において、正常時の制御目標値ＴＴＲを上記
の車速に基づく制御目標値Ｔ１　、ブレーキング時の制
御目標値Ｔ２　、ハンドル舵角に基づく制御目標値Ｔ３
　及び路面μに基づく制御目標値Ｔ４　を合算して求め
る。Ｐ５２において、この正常時の制御目標値ＴＴＲを
用いて後輪転舵の制御が実行される。次にＰ５３におい
て、車速センサＳ１がエラー値を示した、すなわち車速
エラーと判別された場合、Ｐ５４において、車速センサ
Ｓ１がエラー値を示した直前の制御目標値Ｔ１　とＴ２
　をそれぞれ車速に基づく制御目標値Ｔ１Ａ及びブレー
キング時の制御目標値Ｔ２Ａとして設定する。このとき
、ハンドル舵角に基づく制御目標値Ｔ３　及び路面μに
基づく制御目標値Ｔ４　は、継続して用いられる。この
ように、車速エラー時の制御目標値ＴＴＲＡ　をＴＴＲ
Ａ　＝Ｔ１Ａ＋Ｔ２Ａ＋Ｔ３　＋Ｔ４　と設定し、ハン
ドル舵角及び路面μに基づく制御を継続するため、車速
エラー時においても走行安定性の低下を防止できる。Ｐ
５５において、フラグＦ＝１と設定する。

【００２３】次にＰ５０において、フラグＦ＝１の場合
、すなわち車速エラーの場合には、Ｐ５６で車速エラー
時の制御目標値ＴＴＲＡ　が設定され、Ｐ５７で実行さ
れる。Ｐ５８で再び車速エラーか否かが判別され、車速
エラーでない場合は、Ｐ５９におて正常時の制御目標値
ＴＴＲが設定される。次にＰ６０において、正常時の制
御目標値ＴＴＲの絶対値と車速エラー時の制御目標値Ｔ
ＴＲＡ　の絶対値との差が求められる。この差の値が規
定値ＴＰ　以下の場合、Ｐ６１でフラグＦ＝０とされ、
Ｐ５１とＰ５２において正常時の制御目標値ＴＴＲを用
いて後輪転舵の制御が実行される。上記の差の値が所定
値ＴＰ　より大きい場合、Ｐ６２で正常時の制御目標値
ＴＴＲと車速エラー時の制御目標値ＴＴＲＡ　との平均
値ＴＴＲＢ　が算出され、この平均値ＴＴＲＢ　に基づ
いてＰ６３で後輪転舵の制御が実行される。次にＰ６４
において、上記平均値ＴＴＲＢ　を車速エラー時の制御
目標値ＴＴＲＡ　と置き換え、正常時の制御目標値ＴＴ
Ｒの絶対値と車速エラー時の制御目標値ＴＴＲＡ　の絶
対値との差が規定値ＴＰ　以下になるまでＰ５９〜Ｐ６
４が繰り返される。

【００２４】このように正常時の制御目標値ＴＴＲと車
速エラー時の制御目標値ＴＴＲＡ　との平均値ＴＴＲＢ
　に基づいて後輪転舵の制御を行っているので、急激な
挙動の変化を招くこともなく、走行安定性を確保できる
。図１２に示された上記実施例においては、Ｐ５４にて
車速センサＳ１がエラー値を示した直前の制御目標値Ｔ
１　とＴ２　をそれぞれ車速に基づく制御目標値Ｔ１Ａ
及びブレーキング時の制御目標値Ｔ２Ａとして設定した
。しかしながら、本発明においては、図１２のＰ５４の
代わりに、図１３に示すＰ７０としてもよい。すなわち
、車速センサＳ１がエラー値を示した場合、Ｐ７０にお
いて、車速センサＳ１がエラー値を示した直前の制御目
標値Ｔ１　、Ｔ２　にそれぞれ所定の値ａ１　とａ２　
だけトーイン方向に加算した固定値をそれぞれ車速に基
づく制御目標値Ｔ１Ａ及びブレーキング時の制御目標値
Ｔ２Ａとして設定する。他のステップは、図１２に示す
ものと同様である。この図１３に示された実施例におい
ては、車速センサがエラー値を示した場合でも、車速セ
ンサがエラー値を示した直前の車速に基づく制御目標値
Ｔ１　とブレーキング時の制御目標値Ｔ２　にそれぞれ
所定の値ａ１　とａ２　だけトーイン方向に加算した固
定値をそれぞれ車速に基づく制御目標値Ｔ１Ａ及びブレ
ーキング時の制御目標値Ｔ２Ａとして設定しているため
、車両が走行安定性の高い領域で走行できる。さらにハンドル舵角及び路面μに基づく制御を継続して
いるため、車速エラー時においても走行安定性の低下を
防止できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
車速を検出する車速センサがエラー値を示した場合でも
、車速に基づく制御目標値を車速センサがエラー値を出
力した直前の制御目標値に設定すると共に、ハンドルの
舵角に基づく制御目標値を継続して設定し、これらの車
速とハンドルの舵角の制御目標値に基づいて後輪のトー
制御を行うようにしたため、車両の走行安定性を確保す
ることができるまた本発明においては、車速を検出する
車速センサがエラー値を示した場合でも、車速に基づく
制御目標値を所定の値だけ車両が走行安定性の高い領域
であるトーイン方向に加算した制御目標値に設定すると
共にハンドルの舵角に基づく制御目標値を用いた後輪の
トー制御も継続して行うため、車両の走行安定性を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両の後輪操舵装置を示す全体概要図

【図２】図１の要部詳細図

【図３】車速に基づく制御目標値を示す図

【図４】ブレ
ーキングに基づく制御目標値を示す図

【図５】ハンドル
舵角に基づく制御目標値を示す図

【図６】路面μに基づ
く制御目標値を示す図

【図７】トーイン制御目標値設定
の説明図

【図８】車速に基づく制御目標値Ｔ１　の設定
を示すフローチャート

【図９】ブレーキングに基づく制御目標値Ｔ２　の設定
を示すフローチャート

【図１０】ハンドル舵角に基づく制御目標値Ｔ３　の設
定を示すフローチャート

【図１１】路面μに基づく制御目標値Ｔ４　の設定を示
すフローチャート

【図１２】車速センサがエラー値を出力した場合の後輪
転舵の制御内容を示すフローチャート

【図１３】車速センサがエラー値を出力した場合の他の
実施例である後輪転舵の制御内容を示すフローチャート

【符号の説明】

２Ｒ　　右後輪２Ｌ　　左後輪Ｂ　　後輪転舵機構Ｄ　　連結機構Ｅ　　後輪駆動機構２３　　ボールナット３０　　ステップモータ４０　　制御ユニット４１　　ステップモータの回転速度制御手段Ｓ１　　車
速センサＳ２　　スロットルポジションセンサＳ３　　ブレーキスイッチＳ４　　ハンドル舵角センサＳ５　　ワイパースイッチＳ６　　エンコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　車速とハンドルの舵角を検出しこれら
の値に基づいて制御目標値を求め、これらの制御目標値
を用いて後輪のトー制御を行う車両の後輪操舵装置にお
いて、車速を検出する車速センサがエラー値を示した場
合、車速に基づく制御目標値を車速センサがエラー値を
出力した直前の制御目標値に設定すると共に、ハンドル
の舵角に基づく制御目標値を継続して設定し、これらの
車速とハンドルの舵角の制御目標値に基づいて後輪のト
ー制御を行うことを特徴とする車両の後輪操舵装置。
【請求項２】　　車速とハンドルの舵角を検出しこれら
の値に基づいて制御目標値を求め、これらの制御目標値
を用いて後輪のトー制御を行う車両の後輪操舵装置にお
いて、車速を検出する車速センサがエラー値を示した場
合、車速に基づく制御目標値を所定の値だけトーイン方
向に加算した制御目標値に設定すると共に、ハンドルの
舵角に基づく制御目標値を継続して設定し、これらの車
速とハンドルの舵角の制御目標値に基づいて後輪のトー
制御を行うことを特徴とする車両の後輪操舵装置。