JPH0530672B2 - - Google Patents

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JPH0530672B2
JPH0530672B2 JP62254216A JP25421687A JPH0530672B2 JP H0530672 B2 JPH0530672 B2 JP H0530672B2 JP 62254216 A JP62254216 A JP 62254216A JP 25421687 A JP25421687 A JP 25421687A JP H0530672 B2 JPH0530672 B2 JP H0530672B2
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JP
Japan
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steering
roll
damping force
steering angle
vehicle
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JP62254216A
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Junsuke Kuroki
Hideo Ito
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0195969A publication Critical patent/JPH0195969A/ja
Publication of JPH0530672B2 publication Critical patent/JPH0530672B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、前輪及び後輪の少なくとも一方を
操舵角等に応じて補助操舵可能な車両の操舵制御
装置に関する。
〔従来の技術〕 従来の車両の操舵制御装置としては、例えば特
開昭57−11173号(以下、第1従来例と称す)及
び本出願人が先に提案した特開昭62−13651(以
下、第2従来例と称す)に記載されているものが
ある。
第1従来例は、後輪を前輪に介して車速に応じ
た一定の比率で操舵することにより、車速にかか
わらず車体の横すべり角を小さくして操舵安定性
を向上させるようにしたものである。
第2従来例は、前後輪のロール剛性比、車高ホ
イールアライメント制御に起因したステア特性の
変化を四輪操舵で修正するようにしている。
ところで、一般的に車両のサスペンシヨンは、
車体のロール運動に伴い車輪の向きをトーイン又
はトーアウト方向に転舵するロールステア特性を
有して構成されており、これにより旋回走行時の
車両のステア特性を調整可能としている。上記ロ
ールステア特性の設定の仕方は車両の要求特性に
より異なるが、通常の車両では、旋回時の安定性
を確保すべく、ロール量が大になる程車両のアン
ダステア特性が強まるように設定している。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記第1従来例にあつては、減
衰力可変シヨツクアブソーバ、ばね定数可変スプ
リング、ロール剛性可変スタビライザ等を含むサ
スペンシヨンの制御特性とは独立して操舵装置の
補助操舵量を決定するようにしていたので、減衰
力、ばね定数、ロール剛性等のサスペンシヨン特
性を変化させると、操舵角が同じであつても旋回
時に車両に発生するロール角、角速度が変化する
ためロールステアや前後荷重移動配分が変化する
ことにより操縦安定性が変化し、初期の操舵特性
を維持することができないという問題点があつ
た。
また、第2従来例にあつては、前後輪のロール
剛性比、車高、ホイールアライメント制御に起因
したステア特性の変化を四輪操舵で修正すること
により、旋回性能や直進性能を向上させることが
できるものであるが、ロールステア特性を考慮し
ていないため、ロール方向の剛性及び減衰力の何
れか一方をハード側に切換制御すると、旋回時の
車両のロールは軽減されるが、ロールステアによ
る舵角の発生量が低下し、上記剛性及び減衰力の
何れか一方をソフト側とする場合に比べて車両の
ステア特性がその分変化してしまうという未解決
の問題点があつた。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着
目してなされたものであり、減衰力可変シヨツク
アブソーバ、バネ定数可変スプリング、、ロール
剛性可変スタビライザ等を含むサスペンシヨンの
ロール抑制特性の切換えに対応して補助操舵量を
ロール抑制特性の切換えに伴うロールステアの変
化を補償する方向に補正することにより、上記従
来の問題点を解決することができる車両の操舵制
御装置を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、この発明は、第1
図の基本構成図に示すように、車体のロール運動
に伴い車輪の向きをトーイン又はトーアウト方向
に変化させるロールステア特性を有し、車体のロ
ールを抑制するロール抑制特性を手動又は走行状
況により自動的に切換制御可能なサスペンシヨン
と、前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵す
る補助操舵装置と、該補助操舵装置をステアリン
グホイールの操舵角等に応じて制御する操舵制御
手段とを備えた車両において、前記ロール抑制特
性の切換えを検出するロール抑制特性切換検出手
段と、該ロール抑制特性切換検出手段の特性検出
値に応じて、ロール抑制特性の切換えに伴うロー
ルステア特性の変化を補償する方向に前記操舵制
御手段の補助操舵量を補正する補助操舵量補正手
段とを備え例えたことを特徴としている。
〔作用〕
この発明においては、サスペンシヨンを構成す
る減衰力可変シヨツクアブソーバ、ばね定数可変
スプリング、ロール剛性可変スタビライザ等の減
衰力、ばね定数、ロール剛性等によるロール抑制
特性の変化をロール抑制特性変化検出手段で検出
し、そのロール抑制特性の切換えに対応して補助
操舵量補正手段で、ロール抑制特性の切換えに伴
うロールステア角の変化を補償するように操舵制
御手段からの補助操舵量を補正して、ロール抑制
特性を切換えた時のロールステアによる車両のス
テア特性の変化を防止すべく操舵特性を適正状態
に維持する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
第2図はこの発明の一実施例を示す概略構成図
である。
図中、1FL,1FRは前輪、1RL,1RRは後
輪であつて、各車輪1FL〜1RRは、例えば特開
昭56−42739号に示される発明と同様に制御信号
によつてロール抑制特性としての減衰力を変化可
能な減衰力可変シヨツクアブソーバ2FL〜2RR
を有するサスペンシヨンを介して車体(図示せ
ず)を支持している。
また、前輪1FL,1FRは、図示しないナツク
ルにタイロツド3L,3Rの一端が接続され、タ
イロツド3L,3Rの他端がラツクアンドピニオ
ン式ステアリング装置4のラツク軸4aに接続さ
れ、ラツクアンドピニオン式ステアリング装置4
のステアリングシヤフト5がステアリングホイー
ル6に接続され、ステアリングホイール6を操舵
することにより、その操舵方向と同一方向に前輪
1FL,1FRが操舵される。
一方、後輪1RL,1RRは、図示しないナツク
ルにタイロツド8L,8Rを介して後輪補助操舵
用シリンダ9のピストンロツド9aが接続されて
いる。そして、後輪1RL,1RRは、車軸10
L,10Rを介してデイフアレンシヤル装置11
の出力側に接続され、デイフアレンシヤル装置1
1の入力側がプロペラシヤフト12を介してエン
ジン13の回転力が入力される変速機14の出力
側に接続されて回転駆動される。
また、後輪補助操舵用シリンダ9は、ピストン
ロツド9bによつて画成される圧力室9l,9r
がクローズドセンタ型のサーボ弁15に接続され
ている。サーボ弁15は、その入力ポートが互い
に接続されてアンロード弁17を介してエンジン
13によつて回転駆動される油圧ポンプ18の吐
出側に接続され、ドレンポートが互いに接続され
てオイルタンク19に接続されている。なお、2
0はライン圧を蓄圧するアキユムレータである。
ここで、後輪補助操舵用シリンダ9、サーボ弁1
5、アンロード弁17、油圧ポンプ18、オイル
タンク19及びアキユムレータ20で後輪操舵装
置が構成されている。
そして、各減衰力可変シヨツクアブソーバ2
FL〜2RRがマイクロコンピユータを含んで構成
される減衰力制御用コントローラ21からの制御
信号によつて駆動制御される。
減衰力制御用コントローラ21は、ステアリン
グホイール6の操舵角を検出する操舵角検出器2
2の操舵角検出値θ及び変速機14に取付けられ
て車両の車速を検出する車速検出器23の車速検
出値Vが入力され、これらに基づいて車両のロー
ル量を予測し、この予測ロール量に応じて車両に
生じるロールを抑制するように制御信号を各減衰
力可変シヨツクアブソーバ2FL〜2RRの駆動回
路24に出力する。すなわち予測ロール量が少な
いときには、減衰力可変シヨツクアブソーバ2
FL〜2RRの減衰力を低減衰力に制御する制御信
号を出力して車両の乗心地を向上させ、予測ロー
ル量が多いときには、減衰力可変シヨツクアブソ
ーバ2FL〜2RRの減衰力を高減衰力に制御する
制御信号を出力して、車両の操舵安定性を確保す
る。
また、サーボ弁15がマイクロコンピユータを
含んで構成される補助操舵用コントローラ31か
らの制御信号によつて駆動制御される。
補助操舵用コントローラ31には、前記操舵角
検出器22、前記車速検出器23、後輪補助操舵
用シリンダ9の移動量を検出することにより後輪
舵角を検出する後輪舵角検出器32の各検出値及
び減衰力制御用コントローラ21からの減衰力制
御態様を表す制御態様信号が入力され、これらに
基づき所定の演算処理を実行してサーボ弁15に
対する制御信号を形成する。
すなわち、操舵角検出器22の操舵角検出値θ
に基づき下記(1)式の演算を行つて前輪舵角δfを算
出し、次いで車速検出器23の車速検出値Vに基
づいて下記(2)式の演算を行つて前後輪の舵角比k
を算出し、次いで、減衰力制御用コントローラ2
1の制御状態信号に基づいて補正定数Δkを算出
し、この補正定数Δkと舵角比kとを乗算して実
舵角比ksを算出し、この実舵角比ksに基づいて下
記(3)式の演算を行つて後輪舵角δrを算出し、後輪
舵角δrと後輪舵角検出値δrdとの差値が零となる
ようにサーボ弁15に制御信号を出力する。
δf=θ/N ……(1) k=bl−mV2(a/Cr)/al−mV2(b/Cf) ……(2) δf=ks・δr ……(3) ここで、Nはステアリングギヤ比、Cfは前輪コ
ーナリングパワー、Crは後輪コーナリングパワ
ー、lはホイールベース、aは前輪及び重心点間
距離、bは後輪及び重心点間距離、mは車両質
量、Vは車速である。
次に、以上実施例の動作を舵角制御用コントロ
ーラ31の処理手順を示す第3図のフローチヤー
トを伴つて説明する。
先ず、ステツプで操舵角検出器22からの操
舵角検出値θを読込み、次いでステツプに移行
して、操舵角検出値θ及び予め記憶されたステア
リングギヤ比Nに基づき前記(1)式及び(2)式の演算
を行つて前輪転舵角δfを算出する。
次いで、ステツプに移行して、車速検出器2
3からの車速検出値Vを読込み、次いでステツプ
に移行して、車速検出値Vに基づいて前記(2)式
の演算を行つて前後輪舵角比kを算出してからス
テツプに移行する。
このステツプでは、減衰力制御用コントロー
ラ21からの減衰力制御量Cを読込み、次いでス
テツプに移行して、減衰力制御量Cに基づいて
舵角比補正値Δkを選定する。このΔkは、減衰力
制御量Cが減衰力可変シヨツクアブソーバ2FL
〜2RRを低減衰力に制御しているものであると
きには例えばΔk=1とし、高減衰力に制御して
いるものであるときにはΔk=αに選定する。こ
こで、αは、減衰力可変シヨツクアブソーバ2
FL〜2RRをロールを抑制する高減衰力としたと
きの、後述するコーナリングパワーCf,Crの見掛
け上の変化を補う値に選定され、1を越える正の
実数に選定されている。
次いで、ステツプに移行して、前記ステツプ
で算出された前後輪舵角比kと前記ステツプ
で選定された舵角比補正値Δkとを乗算して実舵
角比ksを算出し、次いでステツプに移行して、
実舵角比ksと前輪舵角δfとに基づいて前記(3)式の
演算を行つて後輪舵角δrを算出する。
次いで、ステツプに移行して、後輪舵角検出
器32からの後輪舵角検出値δRdを読込み、両者
の差値ΔδR=δR−δRdを算出して、差値ΔδRが零の
ときには、サーボ弁15に対する制御信号CSra
CSrbを論理値“0”に、差値ΔδR>0のときに
は、制御信号CSraを論理値“1”に、制御信号
CSrbを論理値“0”に、差値ΔδR<0のときに
は、制御信号CSraを論理値“0”に、制御信号
CSrbを論理値“1”に夫々設定して、サーボ弁1
5を制御することによつて、後輪補助操舵用シリ
ンダ9をフイードバツク制御する。
この第3図の処理において、ステツプ〜ステ
ツプの処理が操舵制御手段に対応し、ステツプ
の処理がロール抑制特性切換検出手段に対応
し、ステツプ〜ステツプの処理が補助操舵量
補正手段に対応している。
したがつて、今車両が直線走行をしている場合
には、操舵角検出値θが零であるので、前輪転舵
角δf及び後輪舵角δrが共に零であり、車両は直線
走行状態を継続する。
この直線走行状態から、ステアリングホイール
6を右切り又は左切りして、旋回状態に移行する
と、そのときの車速が所定車速設定値以下で且つ
操舵角θが所定操舵角設定値以下であるときに
は、車両に生じるロール量が少ないので、減衰力
制御用コントローラ21から低減衰力に制御する
制御信号が出力されており、各減衰力可変シヨツ
クアブソーバ2FL〜2RRを低減衰力状態に制御
している。一方、舵角制御用コントローラ31で
は、ステツプ〜ステツプで操舵角検出値θに
基づいて前輪転舵角δfを算出し(ステツプ,
)すると共に、車速検出値Vに基づいて前後輪
舵角比kを算出し(ステツプ,)、減衰力制
御用コントローラ21で減衰力可変シヨツクアブ
ソーバ2FL〜2RRを低減衰力状態に制御してい
るので、舵角比補正値Δkを“1”に選定する。
このため、実舵角比ks(=k・Δk)は、ステツプ
で算出した前後輪舵角比kと等しい値となり、
通常状態の前後輪舵角比kによつて後輪転舵角δr
が算出され(ステツプ)、これに基づいて後輪
補助操舵用シリンダ9が制御される。
また、旋回状態における車速検出値Vが所定車
速設定値以上で且つ操舵角検出値θが所定操舵角
設定値以上であるときには、減衰力制御用コント
ローラ21から高減衰力に制御する制御信号がさ
れることにより、各減衰力可変シヨツクアブソー
バ2FL〜2RRが高減衰力状態に制御されて、車
両のロールを抑制するアンチロール効果が発揮さ
れる。この状態となると、舵角制御用コントロー
ラ31では、そのステツプで、舵角比補正値
Δkが前記低減衰力状態の“1”より大きい所定
値αに選定されるので、これと前後輪舵角比kと
を乗算した実舵角比ksが大きな値となり、減衰力
可変シヨツクアブソーバ2FL〜2RRを高減衰力
状態に制御した場合におけるコーナリングパワー
Cf,Crの見掛け上の変化による前後輪舵角比kの
変化を補正し、これによつて後輪操舵量をアンダ
ステア特性を強める方向に補正し、減衰力可変シ
ヨツクアブソーバ2FL〜2RRが低減衰力状態で
あるときと同様のステア特性を維持することがで
きる。
因に、舵角比補正値Δkによる補正を行わない
場合には、車両の運動方程式は、車両の質量を
m、重心横変位加速度y¨、車速をV、ヨーレイト
をγ、前輪コーナリングフオースをYf、後輪コ
ーナリングフオースをYr、慣性モーメントをIz
前輪及び重心点間距離をa、後輪及び重心点間距
離をbとすると、 m(y¨+Vγ)=Yf+Yr Izγ=aYf−bYr で表すことができ、前輪及び後輪のコーナリング
フオースYf及びYrの関係で車両の横移動と回転
(ヨー)の運動が決定される。
ここで、コーナリングフオースYf及びYrは、
夫々前輪コーナリングパワーをCf、後輪コーナリ
ングパワーをCr、前輪すべり角をαf、後輪すべり
角をαrとすると、 Yf=Cf・αf Yr=Cr・αr で表される。
今、ロールステア特性の設定の仕方を、第4図
a及びbに示す如く、バウンド時、前輪はトーア
ウトに変化し後輪はトーインに変化する、所謂ロ
ールアンダ特性に設定したならば、旋回走行に伴
い車両がロールすると、旋回時の車両ステア特性
に関して支配的な旋回外輪のスリツプ角は、前輪
側で減少し、後輪側で増加することになる。この
ようなロールステア角に起因した車輪のスリツプ
角変化に伴う影響は、車両のシヤシー特性の影響
を考える上で、その取扱を容易にするために、見
掛け上タイヤのコーナリングパワーが変化したも
のとして取り扱うことが知られている(社団法人
自動車技術会編自動車技術ハンドブツク「基礎・
理論編」)。
ところで、第4図a及びbに示す如く、減衰力
可変シヨツクアブソーバ2FL〜2RRが高減衰力
状態に制御されているときには、旋回外輪は前輪
側のトーアウト量To及び後輪のトーイン量Ti
が、低減衰力状態における前輪側のトーアウト量
To′及び後輪のトーイン量Ti′に比較して少なく
なり、これに応じて前輪のスリツプ角は低減衰力
状態時に比べて増加し、後輪のスリツプ角は低減
衰力状態時に比べて減少する。このことは、前述
したように、見掛け上前輪コーナリングパワーCf
が低減衰力状態時に比べて増加し、後輪コーナリ
ングパワーCrが低減衰力状態時に比べて減少し
て、アンダステアが弱まる傾向になつたものと見
直すことができる。したがつて、前後輪舵角比k
を算出する上記(2)式の右辺のコーナリングパワー
Cf及びCrが変化することから適正な操舵特性を得
ることができる。
これに対し、この発明では、コーナリングパワ
ーCf及びCrの見掛け上の変化に応じて前後輪舵角
比kに舵角比補正値Δkを乗算して実舵角比ks
算出するようにしているので、減衰力可変シヨツ
クアブソーバ2FL〜2RRの減衰力が高減衰力状
態に制御されているときに、補助操舵量をアンダ
ステアを強める方向に補正することにより、ロー
ルステアによつてアンダステア特性が弱められる
ことを補償して適正な操舵特性を維持することが
できる。
なお、上記実施例においては、ロール抑制特性
を変化させる機構として、減衰力可変シヨツクア
ブソーバ2FL〜2RRを適用した場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、特開
昭60−148710号の第7図に示すようなばね定数を
変化可能なばね定数可変スプリング、特開昭60−
60024号の第5図又は第11図に示すようなロー
ル剛性を変化可能なロール剛性可変スタビライザ
等を適用した場合も、上記実施例と同様にそれら
のばね定数又はロール剛性を高めたときに、ばね
定数又はロール剛性が低い場合に比較して前後輪
舵角比を大きな値に補正すればよい。
また、上記実施例においては、前後輪舵角比k
に舵角比補正値Δkを乗算して、後輪舵角δrを補
正する場合については説明したが、これに限ら
ず、ロール抑制特性を変化させたときの前輪及び
後輪のコーナリングパワーCf及びCrを実験によつ
て求めて、これらを予め記憶させておき、ロール
抑制特性に応じて実験値を適宜選択して前後輪舵
角比kを算出するようにしてもよい。
さらに、上記実施例においても、後輪を前輪の
舵角に応じて補助操舵する場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、前輪側のみ
を補助操舵する場合及び前後ともに補助操舵する
場合にもこの発明を適用し得ることは言うまでも
ない。
またさらに、上記実施例においては、後輪補助
操舵用シリンダ9をクローズドセンタ型のサーボ
弁15を使用してフイードバツク制御する場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではな
く、クローズドセンタ型サーボ弁15に代えてオ
ープンセンタ型サーボ弁を適用し、これに応じて
シリンダ9のピストンロツド9aに中立位置に復
帰させる復帰スプリングを介挿して制御するよう
にしてもよい。
なおさらに、上記実施例においては、後輪側補
助操舵用シリンダ9によつて後輪1RL,1RRを
操舵する場合について説明したが、これに限らず
後輪1RL,1RRを固定部との間に夫々2本のラ
テラルロツドで支持し、その一方のラテラルロツ
ドの中間部に夫々トー角変化を行えるように油圧
シリンダを介挿し、これら油圧シリンダを舵角制
御用コントローラ31で制御するようにしても上
記実施例と同様の作用効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、減衰
力、ばね定数、ロール剛性等のロール抑制特性を
変化可能なサスペンシヨンを搭載した車両におい
て、ロール抑制特性の変化を検出して、ロール抑
制特性の切換えに伴うロールステア特性の変化を
補償する方向に、補助操舵を行う操舵輪の補助操
舵量を補正するように構成したので、旋回時にロ
ール抑制特性を変更したときに、ロールステアに
よる車両のステア特性が変化することを補償し
て、車両の操舵特性を適正状態に維持することが
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の概要を示す基本構成図、第
2図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第
3図は舵角制御用コントローラの処理手順の一例
を示すフローチヤート、第4図a及びbは前輪及
び後輪のロールステアの説明に供する特性線図で
ある。 図中、1FL,1FRは前輪、1RL,1RRは後
輪、2FL〜2RRは減衰力可変シヨツクアブソー
バ、4はラツクアンドピニオン式ステアリング装
置、6はステアリングホイール、9は後輪補助操
舵用シリンダ、15はサーボ弁、18は油圧ポン
プ、21は減衰力制御用コントローラ、22は操
舵角検出器、23は車速検出器、31は舵角制御
用コントローラ、32は後輪舵角検出器である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 車体のロール運動に伴い車輪の向きをトーイ
    ン又はトーアウト方向に変化させるロールステア
    特性を有し、車体のロールを抑制するロール抑制
    特性を手動又は走行状況により自動的に切換制御
    可能なサスペンシヨンと、前輪及び後輪の少なく
    とも一方を補助操舵する補助操舵装置と、該補助
    操舵装置をステアリングホイールの操舵角等に応
    じて制御する操舵制御手段とを備えた車両におい
    て、前記ロール抑制特性の切換えを検出するロー
    ル抑制特性切換検出手段と、該ロール抑制特性切
    換検出手段の特性検出値に応じて、ロール抑制特
    性の切換えに伴うロールステア特性の変化を補償
    する方向に前記操舵制御手段の補助操舵量を補正
    する補助操舵量補正手段とを備えたことを特徴と
    する車両の操舵制御装置。
JP25421687A 1987-10-08 1987-10-08 車両の操舵制御装置 Granted JPH0195969A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25421687A JPH0195969A (ja) 1987-10-08 1987-10-08 車両の操舵制御装置

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