JPH05229442A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の安定を損なうことなく、回頭性を高め
る。 【構成】 操舵角センサ３２よりの信号で舵角速度検出
手段３５が舵角速度を検出する。ギヤレシオ選択手段３
７が、舵角速度が第１の設定値以上であるときにはギヤ
レシオが低いギヤレシオ特性とし、運転者の要求通り回
頭性を高める。そして、第１の設定値よりも大きい第２
の設定値以上のときにはギヤレシオが高いギヤレシオ特
性として、車両の挙動を安定せしめる。また、第１の設
定値と第２の設定値とを車速の増大に応じて減少させ、
車速の増大に応じて、安定化傾向とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハンドル操舵時にその
操舵角に対し所定のギヤレシオ特性でもって車輪を転舵
させる車両の操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の操舵制御装置として、
例えば特開昭６１−１２２０７６号公報に記載されるよ
うに、ステアリングハンドルとタイロッドとの間の操舵
力伝達経路中に設けられてギヤレシオ（ハンドル操舵角
／車輪転舵角）を変化させるギヤレシオ可変機構と、車
速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段からの信
号を入力して制御信号を出力するコントロ−ラと、該コ
ントロ−ラの出力信号を受けて上記ギヤレシオ可変機構
を作動させるアクチュエ−タとを備え、上記コントロ−
ラの制御の下に、低車速域におけるギヤレシオの車速に
対する変化率つまりギヤレシオ特性を高速域におけるそ
れよりも大きくするようにしたものは知られている。

【０００３】ところで、上記従来のものでは、単に低車
速域と高車速域との間でギヤレシオ特性を変更するにす
ぎない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、舵角速度が
速いときは回頭性を高めたいという要求があるが、単に
舵角速度が高くなったからといってギヤレシオを低くし
て回頭性を高めようとすると、舵角速度が高くなり過ぎ
た場合、ヨ−イングが過大に発生し、スピン等の問題が
生じ、車両の挙動が不安定となる。

【０００５】本発明は、車両の安定を損なうことなく、
回頭性を高めた車両の操舵制御装置を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハンドル操舵
時にその操舵角に対し所定のギヤレシオ特性でもって車
輪を転舵させ、ギヤレシオ特性が車速に応じて変化する
車両の操舵制御装置を前提とする。

【０００７】請求項１の発明は、舵角速度を検出する舵
角速度検出手段と、該舵角速度検出手段の出力を受け、
舵角速度が第１の所定値以上であるときにはギヤレシオ
が低いギヤレシオ特性とし、舵角速度が第１の設定値よ
りも大きい第２の設定値以上のときにはギヤレシオが高
いギヤレシオ特性とするギヤレシオ選択手段と、該ギヤ
レシオ選択手段の出力を受け、選択されたギヤレシオ特
性に基づいて上記車輪転舵手段を制御する転舵制御手段
とを備える構成とする。請求項２の発明においては、第
１の設定値と第２の設定値とを、車速の増大に応じて減
少させる。

【０００８】

【作用】請求項１の発明によれば、舵角速度が第１の設
定値以上であるときにはギヤレシオが低いギヤレシオ特
性とし、運転者の要求通り回頭性が高められる。そし
て、第１の設定値よりも大きい第２の設定値以上のとき
にはギヤレシオが高い別のギヤレシオ特性として、車両
の挙動が安定せしめられる。

【０００９】請求項２の発明によれば、舵角速度につい
ての第１の設定値と第２の設定値とを、車速の増大に応
じて減少させているので、車速の増大に応じて、安定化
傾向となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。

【００１１】概略構成を示す図１において、１はステア
リングハンドル、２はステアリングハンドル１に一端が
連結されたステアリングシャフトで、その他端はラック
・アンド・ピニオン３を介して車幅方向に延びる操舵ロ
ッド４に連係されている。そして、ステアリングシャフ
ト２の回転力は上記ラック・アンド・ピニオン３により
操舵ロッド４の軸方向（車幅方向）の移動として変換さ
れる。上記操舵ロッド４の左右両端は、それぞれ、タイ
ロッド５，５を介して左右の車輪６Ｌ，６Ｒに連結さ
れ、操舵ロッド４の軸方向移動により両車輪６Ｌ，６Ｒ
が左右に転舵されるようになっている。

【００１２】操舵ロッド４には、該ロッド４を作動ロッ
ドとする油圧シリンダからなるステアリングアクチュエ
−タ１１が設けられている。ステアリングアクチュエ−
タ１１は、ピストン１２によって仕切られた左転舵用油
圧室１３と右転舵用油圧室１４とを有し、この両油圧室
１３，１４は、それぞれ油通路１５，１６を介してサ−
ボバルブ１７に接続されている。サ−ボバルブ１７は、
電磁式の４ポ−ト３位置切換バルブからなり、このサ−
ボバルブ１７には、油ポンプ（図示せず）から吐出され
る圧油を導く油供給通路１８及びトレン通路１９が接続
されている。そして、サ−ボバルブ１７が中立位置から
Ｐ11位置に切替わると、油ポンプからの圧油が油供給通
路１８及び油通路１５を介して左転舵用油圧室１３に供
給され、右転舵用油圧室１４内の圧油がドレンされるこ
とにより、操舵ロッド４が車両の走行方向にみて右側に
移動して左右の車輪６Ｌ，６Ｒが左向きに操舵される。
一方、サ−ボモ−タ１７が中立位置からＰ12位置に切替
わると、油ポンプからの圧油が油供給通路１８及び油通
路１６を介して右転舵用油室１４に供給され、左転舵用
油室１３内の圧油がドレンされることにより、操舵ロッ
ド４が車両の走行方向にみて左側に移動して左右の車輪
６Ｌ，６Ｒが右向きに操舵される。

【００１３】また、ステアリングシャフト２は、軸方向
中間部で２つの部分２ａ，２ｂに分割されている一方、
この両分割シャフト２ａ，２ｂは、コラムロック２１に
より断接自在に連結されている。コラムロック２１は、
圧油の給排により断接切換するものであって、油通路２
２を介して電磁式の３ポ−ト２位置切換弁２３に接続さ
れており、該切換弁２３には油供給通路１８及びドレン
通路１９が接続されている。そして、切換弁２３が図示
のＰ21位置にあるときには、コラムロック２１内の圧油
がドレンされることにより、該コラムロック２１が切離
されて分割シャフト２ａ，２ｂ同士間での回転力の伝達
が遮断される。一方、切換弁２３がＰ22位置に切換えら
れると、油ポンプからの圧油が油供給通路１８及び油通
路２２を介してコラムロック２１内に供給されることと
なり、該コラムロック２１がロックして分割シャフト２
ａ，２ｂ同士間で回転力の伝達が行われる。以上のよう
な構成により、左右の車輪６Ｌ，６Ｒを転舵させるステ
アリング装置の機械的構成部分である車輪転舵手段２４
が構成されている。

【００１４】上記サ−ボバルブ１７及び切換弁２３はそ
れぞれコントロ−ルユニット３１からの制御信号により
切換が制御される。コントロ−ルユニット３１には、ス
テアリングハンドル１の操舵角を検出する操舵角センサ
３２からの操舵角信号θと、車速センサ３３からの車速
信号Ｖと、車両のヨ−レ−トを検出するヨ−レ−ト検出
手段３４からのヨ−レ−ト信号ψとがそれぞれ入力され
る。

【００１５】具体的には、操舵角信号θに基づき操舵角
速度を検出する舵角速度検出手段３５と、車速センサ３
３からの車速信号Ｖ及びヨ−レ−ト検出手段３４からの
ヨ−レ−ト信号ψを受け車両の直進時であるか非直進時
であるかを判断する直進・非直進時判断手段３６と、上
記舵角速度検出手段３５及び直進・非直進時検出手段３
６の出力を受け、その結果に応じて図２に示す第１〜第
４のギヤレシオ特性Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち１つの特性を
選択するギヤレシオ選択手段３７と、該ギヤレシオ選択
手段３７の出力を受け選択されたギヤレシオ特性に基づ
いて車輪転舵手段２４を制御する転舵制御手段３８とを
有する。

【００１６】図２及び図３は、ギヤレシオ選択手段３７
によって選択され、サ−ボバルブ１７及び切換弁２３の
切換制御に用いられる第１〜第４のギヤレシオ特性Ａ〜
Ｄを示すギヤレシオ特性図である。即ち、図２に示すよ
うに、ギヤレシオが車速Ｖに関係しない比較的高い一定
の値を示す第１のギヤレシオ特性Ａと、第１の設定車速
Ｖ1 以下ではギヤレシオが車速Ｖに関係しない比較的低
い一定の値を示しかつ第１の設定車車速Ｖ1 以上ではそ
の一定の値から車速が速くなるほどギヤレシオが一次関
数的に増加する第２のギヤレシオ特性Ｂと、第１の設定
車速Ｖ1 以下ではギヤレシオが車速Ｖに関係しない比較
的低い一定の値を示しかつ第１の設定車車速Ｖ1 以上で
はギヤレシオ特性Ｂよりも高いギヤレシオで車速が速く
なるほど一次関数的に増加する第３のギヤレシオ特性Ｃ
と、第１の設定車速Ｖ1 を少し越える車速までギヤレシ
オが車速Ｖに関係しない比較的低い一定の値を示しかつ
その車速を越えるとギヤレシオ特性Ｂよりも低いギヤレ
シオで車速が速くなるほど一次関数的に増加する第４の
ギヤレシオ特性Ｄとが設定されている。また、図３に示
すように、舵角速度（ｄθH ／ｄｔ）に応じてギヤレシ
オ特性が変更されるようになっており、低車速域ＶL 、
中車速域ＶM 、高車速域ＶH において、ぞれぞれ、舵角
速度（ｄθH ／ｄｔ）が第１の所定値Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13
以上であるときには第１の所定値未満のときの第２のギ
ヤレシオ特性Ｂよりもギヤレシオが低い第３のギヤレシ
オ特性Ｃとし、第１の設定値Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13よりも大
きい第２の設定値Ｐ21，Ｐ22，Ｐ23以上のときには第３
のギヤレシオ特性Ｃよりもギヤレシオが高い第４のギヤ
レシオ特性Ｄとするようになっている。そして、第１の
設定値及び第２の設定値は、車速の増大に応じて減少す
るようになっており、車速が高いほど早くギヤレシオの
変更が行われるように構成されている。なお、第４のギ
ヤレシオ特性Ｄを、第１のギヤレシオ特性Ａと同じ特性
とすることもできる。

【００１７】上記ギヤレシオ特性Ａ〜Ｄから１つのギヤ
レシオ特性が、コントロ−ルユニット３１に内蔵された
ギヤレシオ選択手段３７により選択され、この選択され
たギヤレシオ特性Ａ，Ｂ，Ｃ又はＤに基づいて車輪転舵
手段２４の制御弁１７，２３を制御する転舵制御手段３
８もコントロ−ルユニット３１に内蔵されている。

【００１８】図４はギヤレシオ選択手段３７でギヤレシ
オ特性Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを選択するときのフロ−チャ−ト
図の一例である。図４において、まず、スタ−トする
と、ステップＳ1 において、現時点のハンドル操舵角θ
Hnと１サイクル前のハンドル操舵角θHn-1との積が零以
下の負の値であるか否か、すなわちステアリングハンド
ル１がハンドルセンタを通って逆方向に操舵された状態
のときか否かを判定し、その判定がＹＥＳのときはステ
ップＳ2 で現時点の車両のヨ−レ−トψn の絶対値をホ
−ルドした後、ステップＳ3 へ移行する一方、判定がＮ
Ｏのときは直ちにステップＳ3 へ移行する。

【００１９】ステップＳ3 では、ホ−ルドされたヨ−レ
−トψHOLDが図５に示すマップから求めたヨ−レ−トψ
LWR よりも小さいか否かを判定する。この図５に示すマ
ップには、ヨ−レ−トψLWR は車速関数の３種類のもの
が示されているが、実線で示すヨ−レ−ト特性Ｅは、車
両の回頭性を重視して設定したものであり、破線で示す
ヨ−レ−ト特性Ｆは、車両の安定性を重視して設定した
ものである。さらに、一点鎖線で示すヨ−レ−ト特性Ｇ
は、車速にかかわらず、フィ−リングを一定にするため
に設定したものである。これらのうちの１つのヨ−レ−
ト特性Ｅ〜Ｇが実際に用いられる。このマップから求め
られるヨ−レ−トψLWR とホ−ルドされたヨ−レ−トψ
HOLDとの大小を比較するのは、結局、車両の直進時であ
るか非直進時であるかを判定するものである。

【００２０】上記ステップＳ3 での判定がＹＥＳのとき
には、続いて、ステップＳ4 で現時点のハンドル操舵角
θHn（単位時間ごとの測定される）の絶対値つまりハン
ドル位置が図６に示すマップから求めたハンドルセンタ
の境界値θHVよりも小さいか否か、つまりハンドルセン
タの範囲内の直進時であるか否かを判定する。この図６
に示すマップでは、ハンドルセンタの境界値θHVは、第
１の設定速度Ｖ1 以下では車両の回頭性を重視して低い
値に設定されており、第２の設定速度Ｖ2 以上では車両
の安定性を重視して高い値に設定されており、第１の設
定速度Ｖ1 と第２の設定速度Ｖ2 との間では車速が速く
なるほど一次関数的に高くなるように設定されている。

【００２１】ステップＳ3 及びステップＳ4 により、車
両の直進時であるか非直進時であるかを二重に判断確認
する。

【００２２】そして、ステップＳ3 及びＳ4 での判定が
共にＹＥＳの直進時には、ステップＳ5 で、車両の安定
性を重視してギヤレシオが比較的高い第１のギヤレシオ
特性Ａを選択して、リタ−ンする。ステップＳ3 及びＳ
4 のいずれか一方の判定がＮＯの非直進時には、ステッ
プＳ6 で、現時点でのハンドル操舵角θHnと１サイクル
前のハンドル操舵角θHn-1との差の絶対値（舵角速度に
対応する）が、車速に応じて設定される第１の設定舵角
速度値Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13（図３参照）よりも小さいか否
かを判定し、ＹＥＳであれば、ステップＳ7 でギヤレシ
オ特性Ｂを選択して、しかる後リタ−ンする。

【００２３】ステップＳ6 の判定でＮＯであれば、ステ
ップＳ8 で、現時点でのハンドル操舵角θHnと１サイク
ル前のハンドル操舵角θHn-1との差の絶対値が、車速に
応じて設定される第２の設定舵角速度値Ｐ21，Ｐ22，Ｐ
23（図３参照）よりも大きいか否かを判定し、ＮＯであ
れば、ステップＳ9 で回頭性を高めるために第３のギヤ
レシオ特性Ｃを選択し、ＹＥＳであれば、ステップＳ10
でヨ−イングが過大に発生しスピン等の問題が生じるの
を回避するために第４のギヤレシオ特性Ｄを選択し、し
かる後リタ−ンする。

【００２４】従って、車両の直進時には、ギヤレシオ選
択手段３７で車速に関係しない比較的高い一定の値を示
す第１のギヤレシオ特性Ａが選択され、この第１のギヤ
レシオ特性Ａに基づいて車輪転舵手段２４の制御弁１
７，２３が制御されるので、ステアリングハンドル１の
操舵に対して車輪６Ｌ，６Ｒが転舵され難くなり、車両
の安定性を向上させることができる。

【００２５】また、車両の非直進時には、舵角速度の応
じてギヤレシオ特性が選択され、舵角速度が第１の設定
舵角速度値Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13未満のときはギヤレシオ特
性Ｂが選択され、第１の設定舵角速度値Ｐ11，Ｐ12，Ｐ
13以上になると、第２のギヤレシオ特性Ｂよりも小さい
第３のギヤレシ特性Ｃが選択されて回頭性が高められ、
さらに第２の設定舵角速度値Ｐ21，Ｐ22，Ｐ23以上にな
ると、第３のギヤレシオ特性Ｃよりもギヤレシオが大き
いギヤレシオ特性Ｄが選択されて安定性が高められて、
ヨ−イングの過大な発生を抑制し、スピン等の発生を防
止する。また、その場合、車速が大きいほど、第１及び
第２の設定舵角速度値が共に低くなるようにしているの
で（図３参照）、車速が増大する程車両は安定化傾向と
なり、車両の挙動が安定することになる。

【００２６】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。例えば上記実施例では、車両の直進時であるか非直
進時であるかを判断する直進・非直進時判断手段３５に
おいて、実際にヨ−レ−ト検出手段３４で検出した車両
のヨ−レ−トψn （具体的にはホ−ルドしたヨ−レ−ト
ψHOLD）と予め作成記憶したマップから求めたヨ−レ−
トψLWR とを比較すること（図４中のステップＳ3 ）、
操舵角センサ３２で検出した実際のハンドル位置θHnと
ハンドルセンタの境界値θHVとを比較すること（図４中
のステップＳ4 ）とで二重に判断確認するようにしてい
るが、本発明では、いずれか一方のみで判断するように
してもよい。その場合、山道等でも、直進・非直進の判
定を確実に行うためには前者の判断方法を用いることが
望ましい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明は、上記のように、非直
進時において、舵角速度が第１の設定値以上であるとき
にはギヤレシオが低いギヤレシオ特性とするので、運転
者の要求通り回頭性が高められ、また、第１の設定値よ
りも大きい第２の設定値以上のときにはギヤレシオが高
いギヤレシオ特性とするので、車両の挙動が安定せしめ
られ、回頭性と安定性の両立が図られる。

【００２８】また、請求項２の発明は、第１の設定値と
第２の設定値とが車速の増大に応じて減少するようにし
ているので、車速の増大に応じて、車両の挙動は安定化
傾向となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両の操舵制御装置の全体構成図である。

【図２】ギヤレシオの特性図である。

【図３】舵角速度との関係で示す、ギヤレシオの特性図
である。

【図４】ギヤレシオの選択に用いられるフロ−チャ−ト
図である。

【図５】ギヤレシオ特性の選択に用いられるマップ図で
ある。

【図６】ギヤレシオ特性の選択に用いられるマップ図で
ある。

【符号の説明】

1 ステアリングハンドル 6L,6R 車輪 31 コントロ−ルユニット 35 舵角速度検出手段 37 ギヤレシオ選択手段 38 転舵制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドル操舵時にその操舵角に対し所定
   のギヤレシオ特性でもって車輪を転舵させ、車速に応じ
   てギヤレシオ特性が変化する車両の操舵制御装置であっ
   て、 舵角速度を検出する舵角速度検出手段と、 該舵角速度検出手段の出力を受け、舵角速度が第１の所
   定値以上であるときにはギヤレシオが低いギヤレシオ特
   性とし、舵角速度が第１の設定値よりも大きい第２の設
   定値以上のときにはギヤレシオが高いギヤレシオ特性と
   するギヤレシオ選択手段と、 該ギヤレシオ選択手段の出力を受け、選択されたギヤレ
   シオ特性に基づいて上記車輪転舵手段を制御する転舵制
   御手段とを備えることを特徴とする車両の操舵制御装
   置。
2. 【請求項２】 第１の設定値と第２の設定値とは、車速
   の増大に応じて減少するところの請求項１記載の車両の
   操舵制御装置。