JPH0558323A - 車両の補助操舵装置 - Google Patents

車両の補助操舵装置

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JPH0558323A
JPH0558323A JP22429391A JP22429391A JPH0558323A JP H0558323 A JPH0558323 A JP H0558323A JP 22429391 A JP22429391 A JP 22429391A JP 22429391 A JP22429391 A JP 22429391A JP H0558323 A JPH0558323 A JP H0558323A
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JP
Japan
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sensor
yaw rate
yaw
steering
yaw motion
Prior art date
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Pending
Application number
JP22429391A
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English (en)
Inventor
Kazunori Mori
和典 森
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のヨー運動センサを一対1組とし、それ
ぞれをヨー運動の大きさで異なる要求特性に対応するも
のとし、これらをヨー運動の大きさに応じて使い分ける
ことによりそれぞれの要求を共に満足させる。 【構成】 第1ヨーレイトセンサ8は分解能が高く、第
2ヨーレイトセンサ9は測定レンジが広いセンサとす
る。コントローラ6はヨーレイトが小さい間センサ8の
検出値φ1 を、またヨーレイトが大きい間センサ9の検
出値φ2 を選択して、操舵角θ及び車速Vと共に後輪舵
角δr の演算に資する。よって、ヨーレイトが小さい時
の要求分解能と大きい時の十分な測定レンジとを、共に
満足させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステアリングホイールに
よる主操舵時、主操舵される車輪又は他の車輪の少なく
ともいずれかを補助操舵する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この補助操舵に当っては、特開昭63−19
2653号公報等に記載の如く、補助舵角を車両のヨー運動
(ヨーレイトやヨー角加速度)に応じたフィードバック
制御により決定することが多く提案され、一部の車両に
既に実用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかして従来の補助操
舵装置にあっては、ヨー運動を検出するセンサが上記文
献に記載のごとく1個設けるだけであったため、もしく
は複数個設けるにしても、1個のセンサが故障した時に
補助操舵不能になるのを防止するためであって、同じも
のを設けるに過ぎなかったため、以下の問題を生じてい
た。
【0004】即ち、横風や路面の凹凸などの外乱に伴う
ヨー運動、通常のレーンチェンジのためのステアリング
ホイール操作に伴うヨー運動は比較的小さく、この小さ
なヨー運動に応じた補助操舵を行うに当たって、ヨー運
動センサは測定レンジの狭いものでよく、むしろ微妙な
補助操舵が要求されることから分解能の高いセンサであ
る必要がある。他方、山岳地などのワインディング道路
での走行中や、緊急回避時のレーンチェンジや、限界付
近での旋回走行中は、発生するヨー運動も大きく、これ
に応じた補助操舵を行うに当たって、ヨー運動センサは
高い分解能よりも測定レンジの広いものでなくてはなら
ず、さもなくば発生したヨー運動を全ては検出できなく
なり、結果として補助操舵が所定通りに行われなくな
る。
【0005】しかるに、ヨー運動センサが1個のみ、ま
たは複数個でも全て同じものとする従来の補助装置で
は、両方の要求を共に満足させることができず、一方の
要求を犠牲にせざるをえなかった。ちなみに、測定レン
ジが広く且つ分解能の高いヨー運動センサもあるが、こ
のセンサはコストが非常に高く、車両に使うには実用的
でない。
【0006】本発明は、上記の2要求を個々に満足させ
得るセンサを対で設け、これらを要求に応じて選択使用
する構成にすることで上述の問題を解決することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的のため本発明の
補助操舵装置は、ステアリングホイールによる或る車輪
の主操舵時、該或る車輪又は他の車輪、或いはこれら双
方をヨー運動センサで検出した車両のヨー運動に基くフ
ィードバック制御により補助操舵するようにした車両に
おいて、前記ヨー運動センサとして測定レンジ及び分解
能につき相互に補完し合う複数のセンサを設け、これら
センサにより検出したヨー運動が大きい間測定レンジの
広いヨー運動センサからの検出信号を選択し、ヨー運動
が小さい間分解能の高いヨー運動センサからの検出信号
を選択して前記フィードバック制御に資するヨー運動セ
ンサ選択手段を具備した構成になるものである。
【0008】
【作用】補助操舵装置は、ステアリングホイールによる
或る車輪の主操舵時、この車輪又は他の車輪、或いはこ
れら双方を、ヨー運動センサで検出した車両のヨー運動
に基くフィードバック制御により補助操舵する。ところ
で、ヨー運動センサとして測定レンジ及び分解能につき
相互に補完し合う複数のセンサを設け、ヨー運動が大き
い間はレンジの広いセンサからの、またヨー運動の小さ
い間は分解能の高いセンサからの検出信号を、ヨー運動
センサ選択手段が選択して上記補助操舵のフィードバッ
ク制御に資する。よって、ヨー運動が大きい時と、小さ
い時とで異なる前記の要求を共に満足させることが出来
る。
【0009】
【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は本発明補助操舵装置の一実施例を示し、
1L, 1Rは左右前輪、2L, 2Rは左右後輪である。前輪1L,
1Rはステアリングホイール3によりステアリングヤ4を
介して主操舵可能とし、この主操舵時後輪2L, 2Rをアク
チュエータ5により補助操舵可能とする。
【0010】この補助操舵に当って、後輪舵角δr はコ
ントローラ6により決定し、このためにコントローラ6
にはステアリングホイール操舵角θを検出する操舵角セ
ンサ7からの信号と、車両のヨーレイトφを検出する図
2に示すような第1ヨーレイトセンサ8及び第2ヨーレ
イトセンサ9からの信号φ1 及びφ2 と、車速Vを検出
する車速センサ10からの信号とを入力する。
【0011】図2のヨーレイトセンサは振動ジャイロと
称せられるもので、車両用としても低価格で、今後有用
になると考えられる。この振動ジャイロは同図中(a) に
示す如く正三角形音片型振動子31の各辺中央部に圧電磁
器32, 33, 34を貼着して具える。又、同図(b), (c)に示
す如く、圧電磁器32は3個の圧電体で構成した振動用と
し、圧電磁器33は3個の圧電体L1, L2, L3で構成して左
側検出用とし、圧電磁器34は3個の圧電体 R1, R2, R3
で構成して右側検出用とする。
【0012】かかる振動ジャイロにおいては、ヨーレイ
トφが加わった時、非回転時を示す(b) と回転時を示す
(c) との比較から明らかなように、コリオリ力 (矢印方
向)が励振方向と回転軸方向とに互いに直交する方向に
発生して音片に応力を作用させることとなる。この応力
が対応する左右検出用圧電器に電荷を発生することか
ら、この電荷を測定することでヨーレイトφを検出する
ことができる。
【0013】ヨーレイトセンサ8,9は共に上記の振動
ジャイロで構成するが、第1センサ8と第2センサ9と
は図示せざる出力段の増幅回路を異ならせて、すなわち
例えば同じ出力電圧±5Vに対してヨーレイトの測定レ
ンジをセンサ8は±10deg/secとし、センサ9
は±90deg/secとし、センサ8は測定レンジが
狭いながら分解能の高いセンサとし、センサ9は分解能
はさておき測定レンジの広いセンサとする。
【0014】図1のコントローラ6は入力情報θ、
φ1 、φ2 、Vを基に図2の制御プログラムを実行して
後輪舵角δr を決定し、これをアクチュエータ5に指令
して後輪2L, 2Rをδr だけ補助操舵する。即ち、まずス
テップ21において上記の入力情報を読み込み、次のス
テップ22において両センサ8,9のヨーレイト検出値
φ 1 ,φ2 の差△φを △φ=φ1 −φ2 により求める。この差△φは両センサ8,9の故障を判
断するのに用い、この判断を次のステップ23で行う。
ここでは、差△φが設定値±△φS の範囲内にある時を
両センサ共に正常と見做し、△φ≧△φS の時第2セン
サ9が故障と見做し、△φ<−△φS の時第1センサ8
が故障とみなす。
【0015】両センサ共に正常なら、ステップ24で測
定レンジの狭いセンサ8のヨーレイト検出値φ1 がその
測定上限値に近い設定値φM未満か、以上かにより、高
分解能センサ8の検出値φ1 を使うべきか、広レンジセ
ンサ9の検出値φ2 を使うべきかを判別する。この判別
結果に応じステップ25または26で、φ1 またはφ 2
を車両の補助操舵に使用するヨーレイトφとする。
【0016】次のステップ27では、ステアリングホイ
ール操舵角θからステアリングギヤ比を乗じて前輪舵角
δf を求め、ステップ28で車速Vから周知のフィード
フォワード制御定数C1 及びフィードバック制御定数C
2 をそれぞれテーブルルックアップする。そして、ステ
ップ29で後輪舵角δr を δr =C1 δf +C2 φ により求め、結果として後輪を前輪の主操舵量δf に基
くフィードフォワード制御と、ヨーレイトφに基くフィ
ーバック制御により補助操舵する。
【0017】図1に示すコントローラ6は、このように
決定した舵角δr となるよう後輪をアクチュエータ5を
介して補助操舵するが、ヨーレイトが小さい間(φ1
φM )分解能の高いセンサ8からの検出値φ1 を用い、
ヨーレイトが大きい間測定レンジの広いセンサ9からの
検出値φ2 を用いることから、横風や路面の凹凸などの
外乱に伴う小さなヨーレイトや、通常のレーンチェンジ
のためのステアリングホイール操作に伴う小さなヨーレ
イトに応じた補助操舵を行うに当たって要求される微妙
な補助操舵を、分解能の高いセンサ8からの検出信号に
基ずき要求通りに行うことが出来るし、他方、山岳地な
どのワインディング道路での走行中や、緊急回避時のレ
ーンチェンジや、限界付近での旋回走行中に発生する大
きなヨーレイトに対しては、これを測定レンジの大きな
センサ9により確実に検出してこれに応じた適切な補助
操舵を行う事が出来る。
【0018】ところで、図3におけるステップ23で第
2ヨーレイトセンサ9が故障と判別した場合、または第
1ヨーレイトセンサ8が故障と判別した場合、ステップ
25または26の選択により、正常なセンサからの検出
値φ1 またはφ2 を補助操舵に当たって用いるヨーレト
φとする。かくて、一方のヨーレイトセンサ8または9
が故障しても補助操舵が不能になったり、でたらめにな
る最悪事態を回避することが出来る。
【0019】なお上述の例では、後輪を補助操舵する装
置に対して本発明を適用したが、前輪を補助操舵する装
置の場合も本発明は同様に適用し得ることもちろんであ
る。図4は後輪2L, 2Rだけでなく、主操舵される前輪1
L,1Rをも補助操舵するようにした装置を示す。前輪の補
助操舵に当っては、ステアリングホイール3及びステア
リングギヤ4間に介在させたギヤ比可変装置11でこれを
行い、前輪補助舵角δ f もコントローラ6で決定する。
コントローラ6は前輪補助舵角δf をギヤ比可変装置11
に指令し、ステアリングギヤ比を前輪補助舵角δf が生
ずるよう変化させる。
【0020】なおギヤ比可変装置11は図5に示すように
ステアリングホイール3に結合した入力歯車11a と、こ
れと同径でステアリングギヤ4の入力軸に結合した出力
歯車11b と、これら入出力歯車に噛合する中間歯車11c
とを具え、中間歯車11c のキャリア11d を入出力歯車軸
上に回転自在に支持すると共に、モータ11e に結合して
構成する。
【0021】かかるギヤ比可変装置において、前輪補助
舵角δf の指令はモータ11e に供給され、ステアリング
ホイール3により歯車11a, 11c, 11b 及びステアリング
ギヤ4を介した前輪の主操舵中、当該指令に応じモータ
11e がキャリア11d を介し中間歯車11c を入出力歯車11
a, 11bに沿い転動させることでステアリングギヤ比を変
化させ、前輪を指令値δf だけ補助操舵することができ
る。
【0022】かかる前輪補助操舵に当って、前輪補助舵
角δf をヨーレイトφに基き周知の要領でフィードバッ
ク制御する場合も、このフィードバック制御を前述した
と同様なヨーレイトセンサ8,9の使い分けにより行う
ことで同じ作用効果を達成することが出来る。以上、前
記各実施例では、一対のヨーレイトセンサを用いた例を
示したが、本発明はこれに限るものではなく、測定レン
ジ及び分解能につき相互に補完しあう3個以上のセンサ
を設け、ヨー運動の大きさに応じ、フィードバックに資
するヨーレイトセンサの選択を3段階以上で行なう様に
しても良い。
【0023】
【発明の効果】かくして本発明補助操舵装置は上述の如
く、ヨー運動センサ(図示例はヨーレイトセンサ8,
9)として、測定レンジ及び分解能につき相互に補完し
合う複数のセンサを設け、ヨー運動の大きさに応じて使
い分ける構成としたから、ヨー運動が小さい時の要求分
解能とヨー運動が大きい時の広い測定レンジとを共に満
足させることが出来、双方の要求を兼ね備えた高価なヨ
ー運動センサを用いる必要をなくし得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明補助操舵装置の一実施例を示すシステム
図である。
【図2】ヨーレイトセンサとしての振動ジャイロを示
し、(a) は全体斜視図、(b),(c)は非回転時と回転時の
動作説明図である。
【図3】同例の後輪舵角決定プログラムを示すフローチ
ャートである。
【図4】本発明装置の他の例を示すシステム図である。
【図5】同例における前輪補助操舵システムを示す略線
図である。
【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 5 アクチュエータ 6 コントローラ 7 操舵角センサ 8 第1ヨーレイトセンサ(ヨー運動センサ) 9 第2ヨーレイトセンサ(ヨー運動センサ) 10 車速センサ 11 ステアリングギヤ比可変装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングホイールによる或る車輪の
    主操舵時、該或る車輪又は他の車輪、或いはこれら双方
    をヨー運動センサで検出した車両のヨー運動に基くフィ
    ードバック制御により補助操舵するようにした車両にお
    いて、前記ヨー運動センサとして測定レンジ及び分解能
    につき相互に補完し合う複数のセンサを設け、これらセ
    ンサにより検出したヨー運動が大きい間測定レンジの広
    いヨー運動センサからの検出信号を選択し、ヨー運動が
    小さい間分解能の高いヨー運動センサからの検出信号を
    選択して前記フィードバック制御に資するヨー運動セン
    サ選択手段を具備してなることを特徴とする車両の補助
    操舵装置。
JP22429391A 1991-09-04 1991-09-04 車両の補助操舵装置 Pending JPH0558323A (ja)

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JP (1) JPH0558323A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009067377A (ja) * 2007-08-21 2009-04-02 Denso Corp 車両判定装置
US11338818B2 (en) 2017-05-16 2022-05-24 Denso Corporation Autonomous driving assistance method and device

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