JPH0519062U - 前後輪操舵車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の不安定な挙動を生じさせることがな
く、あわせて、常に車両の安全側への制御を行う。 【構成】 後輪の目標操舵角と実舵角との誤差が誤差演
算手段Ｇにより、同相あるいは逆相の制御領域かの判別
が制御領域判別手段Ｈにより行なわれる。そして、この
制御領域と誤差の大小とに基づき制御不感帯幅変更手段
Ｊにより不感帯幅が変更され、これに基づいた出力値に
より後輪転舵制御が行なわれる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、前輪の操舵状態に応じて後輪を転舵制御するようにした前後輪操舵 車両の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、かかる前後後輪操舵車両の制御装置としては、特開平2-136377号公報に 記載されたものが知られている。

【０００３】 このものは、前輪の操舵に連動し前輪の操舵量が増加するに従って後輪の操舵 量が増加するように後輪を前輪に対し逆相方向に操舵すると共に、前輪の操舵量 が所定値より少ないときには後輪を中立状態に維持する不感帯を設けるようにし 、低速走行時における車両の小回り性能の向上および高速走行時における不安定 な挙動の防止をはかっている。そして、さらに路面の滑り具合に応じて、この不 感帯の幅を変更して制御するようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、かかる従来例にあっては、路面の滑り具合に応じて不感帯の幅 を変更して制御するようにしているものの、通常の後輪目標操舵角と実舵角との 差に基づくフィードバック制御時にあっては、不感帯の幅は一定のままであるこ とから、前輪に対する後輪の逆相制御時には目標操舵角より大きく切れ過ぎたり 、また、同相制御時には目標操舵角より小さくしか切れなかったりする場合があ った。

【０００５】 本考案の目的は、かかる従来の問題を解消し、あわせて、常に車両の安全側へ の制御を行う前後輪操舵車両の制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本考案は、後輪に所定の舵角を付与する後輪舵角 付与手段と、前輪の操舵角および操舵方向を検出する前輪舵角検出手段と、車両 の車速を検出する車速検出手段と、後輪の舵角およびその方向を検出する後輪舵 角検出手段と、前記前輪舵角検出手段による舵角量と、前記車速検出手段による 車速とに応じて後輪の目標操舵角を算出する後輪操舵角目標値算出手段と、該後 輪操舵角目標値算出手段により算出された後輪の目標操舵角と、前記後輪舵角検 出手段による後輪実舵角との誤差を演算する誤差演算手段と、前記前輪の操舵方 向と後輪の操舵方向とが同相制御領域か逆相制御領域かを判別する制御領域判別 手段と、該制御領域判別手段による制御領域と、前記後輪の目標操舵角と後輪実 舵角との誤差の大小とに基づき制御不感帯幅を変更する制御不感帯幅変更手段と 、前記誤差および変更された制御不感帯幅に基づき、前記後輪舵角付与手段への 出力値を演算する出力値演算手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、後輪の目標操舵角と実舵角との誤差が演算され、さらに、制 御領域判別手段により同相制御領域か逆相制御領域かが判別される。

【０００８】 そして、この制御領域と上述の誤差の大小とに基づき、制御不感帯幅変更手段 により制御不感帯幅が変更される。

【０００９】 従って、この制御不感帯幅に基づいた出力値を用いて後輪の転舵制御が行なわ れるので、車両の安定した制御が成就される。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添附図面を参照しつつ説明する。

【００１１】 図１は本考案の実施の一形態を示すブロック構成図であり、Ａは後輪Ｂに所定 の舵角を付与する後輪舵角付与手段、Ｃは前輪の操舵角および操舵方向を検出す る前輪操舵角検出手段、Ｄは車両の車速を検出する車速検出手段、Ｅは後輪Ｂの 転舵角およびその方向を検出する後輪舵角検出手段である。Ｆは前輪舵角検出手 段Ｃによる舵角量と、車速検出手段Ｄによる車速とに応じて後輪Ｂの目標操舵角 を算出する後輪操舵角目標値算出手段、Ｇは後輪操舵角目標値算出手段Ｆにより 算出された後輪の目標操舵角と、後輪操舵角検出手段Ｅによる後輪実舵角との誤 差を演算する誤差演算手段、Ｈは前輪操舵方向と後輪の操舵方向とが同相制御領 域か逆相制御領域かを判別する制御領域判別手段、Ｊは制御領域判別手段Ｈによ る制御領域と、後輪目標操舵角と後輪実舵角との誤差の大小とに基づき制御不感 帯幅を変更する制御不感帯幅変更手段、Ｋは誤差および変更された制御不感帯幅 に基づき、後輪舵角付与手段Ａへの出力値を演算する出力値演算手段である。

【００１２】 次に、図２は本考案の一実施例を示すシステム構成線図であり、図において、 １は車載のバッテリ、２はイグニッションスイッチ、３は操舵角センサであり、 不図示のステアリングハンドルの操舵角に比例した信号および中立位置信号を発 生する。４は車速を検出する車速センサ、５はブレーキペダルの踏込みに応じオ ン動作するブレーキスイッチ、６は該ブレーキスイッチ５のオン動作に伴い点灯 するストップランプ、７は駆動系を断接するクラッチの接続時にオン動作するク ラッチスイッチ、さらに、８はワーニングランプである。

【００１３】 次に、９は後輪転舵アクチュエータを示し、本実施例にあっては、不図示の後 輪に所定の舵角量を付与するための転舵用モータ9Aと、該転舵用モータ9Aによっ て付与される転舵量を所定の割合でもって減じ、後輪の最大転舵角を制限する機 構を駆動するための制限用モータ9Bとを備えている。尚、この制限機構について は後で詳述する。そして、後輪舵角検出手段としてモータ9Aの回転量に対応する 後述の作動ロッドの変位を検出するセンサ9C、および割合検出手段としてモータ 9Bの回転量に対応する後述のカム溝の相対角度を検出するセンサ9Dが設けられて いる。

【００１４】 10は上述した各種センサの入力信号に基づき、転舵用モータ9Aおよび制限用モ ータ9Bの駆動信号を送出するコントロールユニットであり、CPU10A₁,ROM10A₂ お よびRAM10A₃ を備えたマイクロコンピュータ10A と、該マイクロコンピュータ10 A 用の電源回路10B と、操舵角センサ３、車速センサ４、ブレーキスイッチ５お よびクラッチスイッチ７からの信号をマイクロコンピュータ10A 用の入力信号に 変換する入力I/F 回路10C と、ワーニングランプ８への出力I/F 回路10D と、両 モータ9Aおよび9Bを駆動するモータ駆動回路10E と、検出センサ9Cおよび9Dのた めの電源回路10F と、検出センサ9Cおよび9Dのアナログ信号が入力されるアナロ グ入力I/F 回路10G と、該アナログ入力I/F 回路10G の信号をデジタルに変換す るA/D 変換回路10H とから構成される。

【００１５】 次に、前述した制限機構につき図３を参照しつ説明する。

【００１６】 図において、20は車体に取付けられる不図示のハウジングに軸受を介してその 軸線L₁に沿って 移動可能に支持された作動ロッドである。作動ロッド20の両端 はボールジョイントおよびタイロッド21を介して不図示のナックルアームに連結 され後輪を操舵するようになっている。

【００１７】 30は不図示のハウジングにベアリングでもって、軸線L₁と直交する回動軸線L₂ の回りに回動可能に支承された筒状部材であり、この筒状部材30の外周部には環 状のウォームホィール31が圧入固定されている。そして、このウォームホィール 31にはハウジングに固設された前述の制限用モータ9Bにより駆動されるウォーム ピニオン32が噛合している。

【００１８】 40はハウジングに回動軸線L₂の回りにベアリングでもって回動自在に支承され た偏心カム部材であり、外周部にウォームホィール41が圧入固定されている。偏 心カム部材40の下端面には回動軸線L₂より所定距離だけ偏位した位置に偏心カム 42が突設されている。そして、ウォームホィール41にはハウジングに固設された 前述の転舵用モータ9Aにより駆動されるウォームピニオン43が噛合している。

【００１９】 50は筒状部材30に、その直径に沿って架設されたガイドロッド33,33 に摺動自 在に支持されたスライダ部材である。スライダ部材50の上側にはガイドロッド33 ,33 と直交する方向にカム溝50A が設けられており、該溝50A には前述の偏心カ ム42がニードルベアリング44を介して係合している。また、スライダ部材50の下 面には駆動突起51が突設されている。

【００２０】 さらに、22は作動ロッド20にボルトでもって固設された固定ブロック部材であ り、その上側には前述した作動ロッド20の軸線L₁と直交する方向にカム溝22A が 設けられている。そして、このカム溝22A には前述のスライダ部材50の駆動突起 51がニードルベアリング52を介して係合している。

【００２１】 上記構成になる本実施例にあっては、円筒部材30、ひいてはスライダ部材50の 回転角、すなわち作動ロッド20に固設された固定ブロック部材22のカム溝22A と スライダ部材50のカム溝50A との相対角度が制限用モータ9Bを駆動することによ り変えられる。カム溝50A およびカム溝22A の相対角度が90°のときは、転舵用 モータ9Aの回転による舵角量は作動ロッド20に伝達されない。すなわち、図３に 示すウォームピニオン43およびウォームホィール41を介した、回動軸線L₂回りの 、偏心カム部材40の偏心カム42の円運動はスライダ部材50のガイドロッド33,33 に沿った方向の移動に変換されるが、ガイドロッド33,33 の軸線方向はカム溝22 A の方向と一致していることから、駆動突起51がカム溝22A 内を移動するのみで 、固定ブロック部材22ひいては作動ロッド20は移動しない。

【００２２】 逆に、カム溝50A およびカム溝22A の相対角度が０°のときは、転舵用モータ 9Aの回転による舵角量は全て作動ロッド20の軸線L₁に沿う方向の移動として伝達 される。

【００２３】 次に、本実施例の制御手順の一例を図４および図５のフローチャートを参照し つつ説明する。

【００２４】 まず、制御がスタートすると、ステップS1において操舵角センサ３による前輪 の操舵角θ_F が読み込まれ、ステップS2においては車速センサ４による車速Ｖが それぞれ読み込まれる。

【００２５】 そして、ステップS3において、上記操舵角θ_F と車速Ｖとにより後輪操舵角の 目標値θ_A が算出される。次いで、ステップS4において、後輪舵角検出センサ9C による後輪の実舵角θ_R が読み込まれ、目標舵角θ_A と実舵角θ_R との誤差θ_e が、 θ_e ＝θ_A −θ_R として、ステップS5にて算出される。

【００２６】 ここで、後述の符号の正負の関係について説明すると、今、車両を上方からみ て、後輪が右方向に転舵された場合を正，左方向に転舵された場合を負とする。

【００２７】 次いで、ステップS6において操舵角センサ３による前輪の操舵方向が判別され 、左方向であればステップS7に、右方向であればステップS8に進む。このステッ プS7およびS8においては、上記ステップS3で算出された後輪目標操舵角θ_A の方 向がそれぞれ判別される。そして、ステップS6における前輪の操舵方向と同じで あるか逆であるかが、すなわち同相であるか逆相であるかが判別され、ステップ S7およびS8において同相の場合には、ステップS9に進み、逆相の場合にはステッ プS10 に進む。

【００２８】 そして、ステップS9およびステップS10 においては、それぞれ目標操舵角θ_A より実舵角θ_R が越えているか否か、換言すると誤差θ_e の符号が判別される。

【００２９】 しかして、ステップS9における同相の場合で実舵角θ_R が目標操舵角θ_A を絶 対値で越えているとき、およびステップS10 における逆相の場合で実舵角θ_R が 目標操舵角θ_A に満たないときには、ステップS11 に進み大きな不感帯幅である Ａが選ばれる。

【００３０】 一方、ステップS9における同相の場合で実舵角θ_R が目標操舵角θ_A に絶対値 で満たないとき、およびステップS10 における逆相の場合で実舵角θ_R が目標操 舵角θ_A を越えるときには、ステップS12 に進み小さな不感帯幅であるＢ（＜Ａ ）が選ばれる。

【００３１】 次に、ステップS13 において、ステップS11 あるいはS12 で選択された不感帯 幅Ａ（あるいはＢ）と誤差θ_e の絶対値とが比較され、誤差θ_e の絶対値が不感 帯幅Ａよりも小さければステップS14 に進み、誤差θ_e の値を０とする。

【００３２】 すなわち、誤差θ_e が無いものとすることにより、後述の後輪操舵制御を実質 的に無効とする。

【００３３】 ここで、上述の不感帯幅にＡあるいはＢと差を設ける理由につき、図６を用い て説明する。

【００３４】 図６は前輪舵角に対応させて後輪に舵角を付与するにあたり不感帯幅をどのよ うに付けるかを示したものであり、実線Ｘは前輪の操舵角を、実線Ｙは後輪の目 標操舵角を表わしている。そして、破線Z_U,Z_L が不感帯の位置を示し、破線Z_Uと 実線Ｙとの差が不感帯幅Ａ、実線Ｙと破線Z_Lとの差が不感帯幅Ｂである。ここで 、前述のようにＡはＢより大である。

【００３５】 そこで、例えば図示の同相制御領域（前輪右操舵、かつ後輪右操舵状態）にお いて、後輪実舵角θ_R が目標操舵角θ_A よりも大である。すなわち、誤差θ_e が 正である場合、本来ならばこの誤差θ_e をゼロとすべく後輪を左方向に戻す制御 が行なわれるが、本案にあってはこの誤差θ_e が不感帯幅Ａより小さいときには 上述の制御が行なわれない。このように、同相制御時にあって誤差θ_e が正のと きの不感帯幅Ａが大きいのは、車両のヨーレートを小さくする方向であり、車両 が安定する方向だからである。また、同相制御時であって誤差θ_e が負のときは 小さい不感帯幅Ｂが選ばれるので、大半が不感帯幅Ｂを外れ、誤差θ_e をゼロと し目標操舵角θ_A になるように、すなわち車両が安定する方向に制御される。

【００３６】 逆に、逆相制御領域（前輪右操舵、かつ後輪左操舵状態）において、誤差θ_e が正のときは不感帯幅Ｂが選ばれ、極力目標操舵角θ_A に制御されるようにする 。一方、誤差θ_e が負のときは不感帯幅Ａが選ばれ、車両が不安定になる方向に 、後輪が操舵制御される頻度が減少される。

【００３７】 しかして、前述のステップS13 において誤差θ_e の絶対値が選択された不感帯 幅ＡあるいはＢよりも大きかった場合には、ステップS15 に進み、

【００３８】

【外１】

【００３９】 が算出され、続いてステップS16 にて、後輪制御出力値としてのフィードバック 量θ_FBが以下の式(1) でもって算出される。

【００４０】

【数１】

【００４１】 ここで、K₁はサスペンションの型式や車両の重量等により決定される定数であ る。

【００４２】 そして、ステップS17 とステップS18 およびS19 とにおいて最終ゲインK₂が求 められる。すなわち、フィードバック量θ_FBが正（負）で後輪実舵角θ_R が正（ 負）であるということは、目標操舵角θ_A に対し実舵角θ_R がまだ不足であるこ とを意味し、この場合には大きな軸トルクが必要となる。

【００４３】 従って、この場合には、ステップS20 に進み、より大きいゲインK₂ (＝2.0)が 選定される。

【００４４】 また、フィードバック量θ_FBと後輪実舵角θ_R との符号がそれぞれ異なる場合 は、後輪を中立位置方向に戻し中であることを意味し、小さな軸トルクで済むこ とになる。従って、この場合はステップS21 に進み、小さいゲインK₂ (＝0.5)が 選定される。

【００４５】 かくて、ステップS22 において、フィードバック量θ_FBとステップS20 あるい はS21 にて選定したゲインK₂を用いて、軸舵モータ9Aに供給される制御出力値θ _ut が以下の式(2) により算出され、これでステップS23 において実際にモータが 駆動される。

【００４６】

【数２】 θ_ut＝K₂＊θ_FB …(2) 尚、上述した実施例においては、後輪舵角検出センサ9Cとして作動ロッド20の 変位を検出するセンサの例につき説明したが、これは転舵用モータ9Aの回転量を 検出するセンサであってもよい。

【００４７】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、目標操舵角と実舵角との誤 差が演算され、さらに同相制御領域が逆相制御領域かが判別され、この制御領域 と誤差の大小とに基づき制御不感帯幅を変更して後輪舵角付与手段への出力値を 演算するようにしたので、車両の安定した制御が成就される。また、不感帯幅を 広くすることにより後輪舵角付与手段の作動頻度を減らすことができ耐久性を向 上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の一形態を示すブロック構成図で
ある。

【図２】本考案の一実施例を示すシステム構成線図であ
る。

【図３】本考案一実施例の制限機構を示す鳥瞰図であ
る。

【図４】本考案一実施例の制御手順の一例の前半を示す
フローチャートである。

【図５】本考案一実施例の制御手順の一例の後半を示す
フローチャートである。

【図６】不感帯幅の一例を示す特性図である。

【符号の説明】

３ 操舵角センサ ４ 車速センサ 9A 転舵用モータ 9B 制限用モータ 9C 後輪舵角検出センサ 9D カム溝相対角検出センサ 10 コントロールユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 後輪に所定の舵角を付与する後輪舵角付
   与手段と、 前輪の操舵角および操舵方向を検出する前輪舵角検出手
   段と、 車両の車速を検出する車速検出手段と、 後輪の舵角およびその方向を検出する後輪舵角検出手段
   と、 前記前輪舵角検出手段による舵角量と、前記車速検出手
   段による車速とに応じて後輪の目標操舵角を算出する後
   輪操舵角目標値算出手段と、 該後輪操舵角目標値算出手段により算出された後輪の目
   標操舵角と、前記後輪舵角検出手段による後輪実舵角と
   の誤差を演算する誤差演算手段と、 前記前輪の操舵方向と後輪の操舵方向とが同相制御領域
   か逆相制御領域かを判別する制御領域判別手段と、 該制御領域判別手段による制御領域と、前記後輪の目標
   操舵角と後輪実舵角との誤差の大小とに基づき制御不感
   帯幅を変更する制御不感帯幅変更手段と、 前記誤差および変更された制御不感帯幅に基づき、前記
   後輪舵角付与手段への出力値を演算する出力値演算手段
   と、 を備えたことを特徴とする前後輪操舵車両の制御装置。