JPH0585386A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スリップ制御手段３４を備えた車両の４輪操舵
装置において、車輪のスリップ制御を行ないながら、ス
プリット路を走行するとき、車両が進行方向に対して斜
めを向いた状態で走行することを防止する。 【構成】スリップ制御手段３４が作動し、且つ摩擦係数
検出手段４１によって検出される左右の車輪の路面摩擦
係数の差が所定値以上のとき、後輪１３，１４が転舵さ
れないよう後輪転舵規制手段１０から４輪操舵装置の後
輪転舵制御手段３に制御規制信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スリップ制御手段を備
えた車両の４輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の４輪操舵装置は、ハンドル操作に
応じて前輪を転舵させる前輪転舵手段の他に、後輪を転
舵する後輪転舵手段を備え、前輪の転舵に基づいて後輪
を前輪に対し同位相若しくは逆位相に転舵させるものと
して一般に知られている。この場合、後輪は、例えば前
輪の転舵角が小さいときや車速が高いときには同位相側
に転舵され、前輪の転舵角が大きいときや車速が低いと
きに逆位相側に転舵されるのが通常である。

【０００３】これに対して、スリップ制御手段としてア
ンチスキッドブレーキ装置（以下、これをＡＢＳとい
う）を備えた車両において、上記４輪操舵装置における
後輪転舵特性をＡＢＳが作動しているか否かによって補
正するという提案はある（特開昭６２−２３８１７１号
公報参照）。すなわち、このものは、ＡＢＳが作動する
ときには、上記後輪の転舵特性を同位相またはニュート
ラル領域に補正し、旋回走行時の安定性の向上を図ると
いうものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＡＢＳ
においては、例えば後輪駆動の車両の場合、左右の前輪
（従動輪）は、各々の路面の摩擦係数（以下、単にμと
いう）に基づいてそれぞれ制御閾値が設定され、目標ス
リップ率になるように別個に制御されるのが通常であ
る。従って、スプリット路走行中（左右の車輪が転動す
る路面μが異なる）に、ブレーキペダルが踏まれた場合
でも、左右の前輪が各々の路面μに応じて制動制御され
るから、車両にスピンを生ずることなく、当該スプリッ
ト路を走破することができる。

【０００５】しかし、図７に示すように、上記スプリッ
ト路では、車両Ａが高μ路側Ｈμに寄ろうとするため、
ドライバーは前輪を低μ路側Ｌμに転舵させることにな
る。その際、車速が高い場合、車速感応型の４輪操舵装
置においては、車両の走行安定性の向上のために、上記
前輪１１，１２の転舵に伴って後輪１３，１４が前輪１
１，１２と同位相になるように転舵される。従って、こ
の状態で上記ＡＢＳが作動すれば、車両Ａのスピンは防
止できるものの、後輪１３，１４が前輪１１，１２と同
位相側に転舵された状態のままになることがある。この
場合、車両Ａが進行方向に対して高μ路側を向いた状態
で斜行することになり、ドライバーに違和感を与えるこ
とになる。

【０００６】以上のことはＡＢＳに限らず、スリップ制
御手段として、車両の加速時に駆動輪のスリップ率を制
御するトラクションコントロール装置（以下、単にＴＲ
Ｃという）を備えた車両においても、同様に生ずる傾向
にある。但し、このＴＲＣの場合は、加速時のスリップ
制御であるから、上記ＡＢＳの場合とは逆に、車両が進
行方向に対して低μ路側を向いた状態で斜行することに
なる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に対して、スプリット路でのスリップ制御中には、後
輪が転舵されないように後輪転舵制御手段の作動を規制
するものである。

【０００８】すなわち、上記課題を解決する手段は、ハ
ンドル操作に応じて前輪を転舵させる前輪転舵手段と、
後輪を転舵させる後輪転舵手段と、上記前輪の転舵に応
じて後輪が所定の転舵比特性に従って転舵されるよう上
記後輪転舵手段を制御する後輪転舵制御手段とを備えた
車両の４輪操舵装置であって、左右の車輪の路面μを検
出するμ検出手段と、上記左右の車輪が目標とするスリ
ップ率で減速若しくは加速するように、該左右の各車輪
に付与する制動圧を、上記μ検出手段により検出される
各車輪の路面μに応じた制御特性で別個に制御するスリ
ップ制御手段と、上記スリップ制御手段が作動し、且つ
上記μ検出手段によって検出される左右の車輪の路面μ
の差が所定値以上のとき、上記後輪が転舵されないよう
上記後輪転舵制御手段に制御規制信号を出力する後輪転
舵規制手段とを備えていることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】上記４輪操舵装置において、スプリット路での
車両の減速時又は加速時には、上記スリップ制御手段が
左右の車輪に付与する制動圧を各々の車輪の路面μに応
じた制御特性で別個に制御するから、車両のスピンが防
止される。そして、車両が高μ路側に車輪をとられて進
行方向に対して斜めを向き、これに対して、ドライバー
が進行方向を修正すべく前輪を転舵しても、上記スリッ
プ制御手段が作動しているときには、後輪転舵制御手段
の作動が制御規制手段によって規制され、後輪は転舵さ
れないから、車両が斜行するという事態は防がれる。す
なわち、車両は基本的には通常の前輪のみを転舵させる
２輪操舵の車両と同様にハンドル操作による前輪の転舵
方向に進行することになる。

【００１０】

【発明の効果】従って、本発明によれば、スリップ制御
手段を備えた車両の４輪操舵装置において、スリップ制
御手段が作動し、且つμ検出手段によって検出される左
右の車輪の路面μの差が所定値以上のとき、後輪が転舵
されないよう後輪転舵制御手段に制御規制信号を出力す
る後輪転舵規制手段を設けたから、スプリット路走行に
おいてスリップ制御手段が作動するという状況では、前
輪が転舵しても後輪の転舵が規制されるため、上記スリ
ップ制御手段の作動によって車両のスピンを防止しなが
ら、車両を斜行させることなく、通常の２輪操舵の場合
と同様に車両を操ることができるようになり、ドライバ
ーに違和感を与えることがなくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】＜４輪操舵装置の構成＞図１は車両の４輪
操舵装置の全体構成を示す。同図において、１は左右の
前輪１１，１２を転舵させる前輪転舵手段、２は左右の
後輪１３，１４を転舵させる後輪転舵手段、３は前記後
輪転舵手段２を制御する後輪転舵制御手段、１０は前記
後輪転舵制御手段３の作動を規制するための後輪転舵規
制手段である。この実施例に係る車両は、左右の前輪１
１，１２が従動輪とされ、左右の後輪１３，１４が駆動
輪とされている。

【００１３】上記前輪転舵手段１は、ハンドル１ａを有
するステアリングシャフト１ｂと、左右一対のナックル
アーム１ｃ及びタイロッド１ｄと、該タイロッド１ｄ，
１ｄを連結する前輪転舵ロッド１ｅと、ステリングシャ
フト１ｂの下端に設けられ前輪転舵ロッド１ｅのラック
１ｆに噛合するピニオン１ｇとを備えてなる。

【００１４】また、上記後輪転舵手段２は、上記前輪転
舵機構１と同様に左右一対のナックルアーム２ａ，２ａ
及びタイロッド２ｂ，２ｂと、後輪転舵ロッド２ｃとを
有する。また、後輪転舵ロッド２ｃには減速機構２ｄが
連結され、該減速機構２ｄはサーボモータ２ｅの出力軸
に接続されていて、サーボモータ２ｅの回転駆動により
減速機構２ｄを介して後輪転舵ロッド２ｃを左右に移動
させて後輪１３，１４を転舵するように構成されてい
る。

【００１５】さらに、上記後輪転舵手段２において、サ
ーボモータ２ｅの出力軸には電磁ブレーキ２ｆが配置さ
れ、そのブレーキ動作時にモータ出力軸及び後輪転舵ロ
ッド２ｃをロックして、後輪１３，１４の転舵状態を保
舵する。また、サーボモータ２ｅの出力軸と減速機構２
ｄとの間には電磁クラッチ２ｇが介設されていると共
に、後輪転舵ロッド２ｃには、該転舵ロッド２ｃを中立
位置に復帰させる位置復帰機構２ｈが配置されていて、
後輪転舵の異常時には電磁クラッチ２ｇの開放動作によ
りサーボモータ２ｅと後輪転舵ロッド２ｃとの連繋を解
除して、該後輪転舵ロッド２ｃを位置復帰機構２ｈで中
立位置に復帰させることにより、後輪１３，１４を舵角
零の中立位置に位置付けるようになっている。

【００１６】上記後輪転舵制御手段３は、基本的には駆
動回路４を介して上記サーボモータ２ｅを制御するとと
もに、電磁ブレーキ２ｆを制御する。該制御手段３には
各種センサからの検出信号が入力される。５はハンドル
１ａの舵角センサ、６は車速センサ、７はサーボモータ
２ｅの回転角を検出する回転角センサ、８は後輪転舵ロ
ッド２ｃの移動量により後輪１３，１４の転舵角を検出
する後輪舵角センサである。

【００１７】そして、上記後輪転舵制御手段３には、予
め、図２に示す後輪１３，１４の転舵比特性が記憶され
ている。ここで、転舵比特性は、後輪の転舵比（つまり
後輪転舵角θR/前輪転舵角θF であり、前輪舵角θF は
ハンドル舵角θH に比例する）が車速に応じて変化し、
低車速から高車速に移行するのに応じて逆位相側から同
位相側に変化する特性である。

【００１８】上記後輪転舵規制手段１０は、次に説明す
るＡＢＳの作動との関連において上記後輪転舵制御手段
３の作動を規制するものであり、この規制手段１０につ
いてはＡＢＳの説明の後で説明する。

【００１９】＜ＡＢＳの構成＞図３にはＡＢＳの全体構
成が示されている。同図において、１５はエンジンであ
り、このエンジン１５の出力トルクが自動変速機１６か
らプロペラシャフト１７、差動装置１８及び左右の駆動
軸１９，２０を介して左右の後輪１３，１４に伝達され
るように構成されている。

【００２０】上記各車輪１１〜１４には、これらの車輪
と一体的に回転するディスク２１ａ〜２４ａと、制動圧
の供給を受けてディスク２１ａ〜２４ａの回転を制動す
るキャリパ２１ｂ〜２４ｂとを備えたブレーキ装置２１
〜２４が設けられている。

【００２１】上記ブレーキ装置２１〜２４を作動せしめ
るためのブレーキ制御システムは、運転者によるブレー
キペダル２６の踏込力を増大させる倍力装置２７と、こ
の倍力装置２７によって増大された力に応じて制動圧を
発生させるマスターシリンダ２８とを有する。マスター
シリンダ２８から延設された前輪用制動圧供給ライン２
９は左前輪用制動圧供給ライン２９ａと右前輪用制動圧
供給ライン２９ｂとに分岐し、各々ブレーキ装置２１，
２２のキャリパ２１ａ，２２ｂに接続されている。上記
左前輪用制動圧供給ライン２９ａには、電磁式開閉弁３
０ａと電磁式リリーフ弁３０ｂとからなる第１バルブユ
ニット３０が設けられ、上記右前輪用制動圧供給ライン
２９ｂには、電磁式開閉弁３１ａと電磁式リリーフ弁３
１ｂとからなる第２バルブユニット３１が設けられてい
る。

【００２２】上記マスターシリンダ２８から延設された
後輪用制動圧供給ライン３２には、電磁式開閉弁３３ａ
と電磁式リリーフ弁３３ｂとからなる第３バルブユニッ
ト３３が設けられている。そして、この後輪用制動圧供
給ライン３２は、上記第３バルブユニット３３の下流側
で左後輪用制動圧供給ライン３２ａと右後輪用制動圧供
給ライン３２ｂとに分岐し、各々ブレーキ装置２３，２
４のキャリパ２３ａ，２４ｂに接続されている。

【００２３】すなわち、本実施例は、上記第１バルブユ
ニット３０の作動によって左前輪１１のブレーキ装置２
１の制動圧を調節する第１チャンネルと、上記第２バル
ブユニット３１の作動によって右前輪１２のブレーキ装
置２２の制動圧を調節する第２チャンネルと、上記第３
バルブユニット３３の作動によって左右の後輪１３，１
４のブレーキ装置２３，２４の制動圧を調節する第３チ
ャンネルとを備え、これら各チャンネルは互いに独立し
て制御されるようになっている。そして、上記第１〜第
３のバルブユニット３０，３１，３３が制動圧調節手段
を構成しているものである。

【００２４】そして、上記車両は、上記第１〜第３のチ
ャンネルを制御するスリップ制御手段３４を備えている
とともに、左右の前輪１１，１２の路面μを検出するμ
検出手段４１を備えている。

【００２５】＜スリップ制御手段について＞上記スリッ
プ制御手段３４は、各車輪１１〜１４の速度を検出する
車輪速検出手段としての車輪速センサ３７〜４０からの
車輪速信号が入力され、ＡＢＳ制御を各チャンネル毎に
並行して行なう。すなわち、制御手段は、疑似車体速設
定手段と、制御閾値設定手段とを備え、上記各車輪１１
〜１４の車輪速に基づいて疑似車体速Ｖr を設定し、こ
の疑似車体速Ｖr と各車輪速とに基いて車輪の加減速度
やスリップ率を求め、各輪の路面μに応じた所定の制御
閾値に従って上記バルブユニット３０，３１，３３によ
り各車輪１１〜１４の制動圧を増減制御するものであ
る。

【００２６】この場合、上記制御は、制御閾値と車輪の
加減速度やスリップ率との比較によってフェーズ０（Ａ
ＢＳ非制御状態）、フェーズＩ（ＡＢＳ制御時における
制動圧の減圧状態）、フェーズII（減圧後の保持状
態）、フェーズIII （減圧保持後の急増圧状態）及びフ
ェーズIV（急増圧後の緩増圧状態）からフェーズを選択
し、各フェーズに応じた制動圧制御信号を第１〜第３の
バルブユニット３０，３１，３３に出力するようになっ
ている。すなわち、上記第１〜第３の各バルブユニット
３０，３１，３３の開閉弁３０ａ，３１ａ，３３ａとリ
リーフ弁３０ｂ，３１ｂ，３３ｂとをデューティ制御に
よって開閉することにより、制御が実行されるものであ
る。なお、上記リリーフ弁３０ｂ，３１ｂ，３３ｂから
排出されたブレーキオイルは、図示しないドレンライン
によってマスターシリンダ２８のリザーバタンクに戻さ
れる。

【００２７】上記疑似車体速Ｖr は、車輪１１〜１４が
スリップしているときの車体速度は正確に検出できない
ことから、便宜上の車体速度として設定されるものであ
る。すなわち、４輪１１〜１４のうちの最高車輪速Ｍax
Ｖw が疑似車体速Ｖr と設定される一方、路面の摩擦係
数に応じて減速度が高摩擦係数における1.2 Ｇから低摩
擦係数の0.3 Ｇまでの間で設定され、次の式(1) で示す
ように最高車輪速ＭaxＶw の減速度が上記減速度よりも
大きいときには、式(2) で示すように疑似車体速Ｖr が
設定される。なお、Δｔはコントロールユニットのサン
プリング周期（例えば７ms）、Ｇは重力加速度である。

【００２８】 Ｖr −ＭaxＶw ＞（1.2 Ｇ・Δｔ〜0.3 Ｇ・Δｔ）……(1) Ｖr ←Ｖr −（1.2 Ｇ・Δｔ〜0.3 Ｇ・Δｔ） ……(2) 制御閾値の設定は各チャンネル毎に独立して行われるも
のであり、制御閾値としては、以下のものがある。 第１車輪減速度閾値Ｇ1 ；フェーズ０からフェーズＩへ
の移行判定用 第２車輪減速度閾値Ｇ2 ；フェーズＩからフェーズIIへ
の移行判定用 第１スリップ率閾値Ｓ1 ；フェーズIIからフェーズIII
への移行判定用 車輪加速度閾値Ｇ3 ；フェーズIII からフェーズIV
への移行判定用 第２スリップ率閾値Ｓ2 ；フェーズIVからフェーズＩへ
の移行判定用 そして、上記制御閾値は、疑似車体速Ｖr 及び路面のμ
に応じ、図４に示すように、路面に対する車輪の横抗力
係数μL を過度に低くすることなく、路面と車輪との間
のμを高くできるように、つまりＳs の範囲の特性が得
られるように設定される。すなわち、μが高いというこ
とは制動効率が高いということであり、横抗力係数μL
が高いということは、旋回走行での安定性ないしは操舵
性が良いということであるが、上記制動効率と旋回走行
性とは、図４からわかるように両立が難しい。よって、
上記通常のＡＢＳ制御ではこの両者ができるだけ両立す
るように、且つ低μ路面では車輪がロックし易い一方、
制動圧の減圧により車輪速が上昇し難いということ、高
μ路面ではロックし難い一方、制動圧の減圧により車輪
速が上昇し易いということを踏まえて制御閾値が設定さ
れるものである。

【００２９】上記路面μは、μ検出手段４１によって検
出されるものであり、このμ検出手段４１は、ＡＢＳ非
制御時においては高μ路面と一律に判定し、ＡＢＳ制御
に入った後は、上記車輪速センサ３７，３８により検出
される前輪１１，１２の車輪速の変化に基づいて、左車
輪側の路面μと右車輪側の路面μとを検出するものであ
る。すなわち、上記車輪速の減速度が小さく車輪速の加
速度が大きいとき高μ路面と判定し、上記減速度が大き
くなるにつれて、また上記加速度が小さくなるにつれて
μが低くなっていると判定するものである。そして、上
記スリップ制御手段３４では、左右の前輪１１，１２の
制動圧制御には上記μ検出手段４１により検出された各
前輪の路面μを採用し、後輪１３，１４の制動圧制御に
は、上記左右の前輪１１，１２の路面μのうち低い方の
路面μを採用するようになっている。

【００３０】車輪の減速度及び加速度は、車輪速の前回
値と今回値との差を上記サンプリング周期Δｔで除算
し、その結果を重力加速度に換算して求められる。後輪
１３，１４の車輪速に関しては、両車輪速のうちの小さ
い方の車輪速が後輪車輪速として選択される。また、ス
リップ率は次式に従って算出される。

【００３１】 スリップ率＝（１−車輪速÷疑似車体速）×１００ 従って、上記制御手段により通常は図５に示すような制
動圧の増減制御が行われることになる。

【００３２】 すなわち、定速走行状態からブレーキ
ペダル２６が踏み込まれると、マスターシリンダ２８で
発生した制動圧が増加していき、それに伴って車輪速が
減少していく。 車輪減速度が第１車輪減速度閾値G1よりも大きくな
ると、ＡＢＳ制御に移行してフェーズＩが選択され、制
動圧は所定の減圧態様に従って減少される。 車輪減速度が第２車輪減速度閾値G2よりも小さくな
ると、フェーズIIが選択され、制動圧は減圧状態で保持
される。 上記減圧保持に伴ってスリップ率が減少し、第１ス
リップ率閾値S1を越えると、フェーズIII が選択され、
制動圧の急増加が行われる。 上記急増圧により、車輪加速度が減少し車輪加速度
閾値G3以下になると、フェーズIVが選択され、制動圧の
緩増加が行われる。 上記緩増圧により、スリップ率が第２スリップ率閾
値S2を越えると、フェーズＩが選択される。

【００３３】以上の如くして、第１〜第３の各チャンネ
ルにつき、互いに独立して制動圧が増減制御されること
により、各車輪のロックないしはスキッド状態の発生を
防止し、方向安定性を失わせずに車両を短い制動距離で
停止させることになる。

【００３４】＜後輪転舵規制＞後輪転舵規制手段１０
は、上記スリップ制御手段３４及びμ検出手段４１の出
力に基づいて、スプリット路でのＡＢＳ制御中であると
きに、上記４輪操舵装置の後輪転舵制御手段３に制御規
制信号を出力する。すなわち、図６に示されるように、
上記μ検出手段４１によって検出される左右の前輪１
１，１２の路面μの差Δμが所定値Δμｏ以上であると
き、車両がスプリット路を走行していると判定され、さ
らに、上記スリップ制御手段３４からの出力によりスリ
ップ制御中であると判定されるときに、後輪転舵規制手
段１０から上記後輪転舵制御手段３に後輪１３，１４の
舵角が零となるように後輪転舵規制信号が出力されるも
のである（ステップＳ１〜Ｓ５）。

【００３５】従って、スプリット路走行中に、ブレーキ
ペダルが踏まれてＡＢＳ制御に入った場合、左右の前輪
１１，１２は、各々の路面μに基づいてそれぞれ制御閾
値が設定され、別個に制動圧が制御されるから、車両に
スピンを生ずることなく、当該スプリット路を走破する
ことができることになる。そして、この場合、後輪転舵
規制手段１０の作動により後輪転舵制御手段３による後
輪の転舵が規制されるから、車両が高μ路側に車輪をと
られてドライバーが前輪１１，１２を低μ路側に転舵さ
せても、後輪１３，１４の転舵はない。すなわち、車両
の斜行は防止され、ドライバーは当該車両を通常の２輪
操舵の車両と同様に運転することができるようになる。

【００３６】なお、上記実施例はＡＢＳを備えた車両に
関するが、ＴＲＣを備えた車両の場合でも上記実施例に
倣って本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】４輪操舵装置の全体構成図

【図２】後輪の転舵比特性図

【図３】ＡＢＳの全体構成図

【図４】スリップ率と摩擦係数、横抗力係数との関係を
示す特性図

【図５】ＡＢＳ制御のタイムチャート図

【図６】後輪転舵規制制御のフロー図

【図７】スプリット路での車両の挙動を示す平面図

【符号の説明】

１……前輪転舵手段 ２……後輪転舵手段 ３……後輪転舵制御手段 １０……後輪転舵規制手段 １１〜１４……車輪 ２１〜２４……ブレーキ装置 ２６……ブレーキペダル ３０，３１，３３……バルブユニット（制動圧調節手
段） ３４……スリップ制御手段 ３５……ブレーキセンサ ３７〜４０……車輪速センサ ４１……μ検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 109:00 113:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドル操作に応じて前輪を転舵させる前
   輪転舵手段と、後輪を転舵させる後輪転舵手段と、上記
   前輪の転舵に応じて後輪が所定の転舵比特性に従って転
   舵されるよう上記後輪転舵手段を制御する後輪転舵制御
   手段とを備えた車両の４輪操舵装置において、 左右の車輪の路面摩擦係数を検出する摩擦係数検出手段
   と、 上記左右の車輪が目標とするスリップ率で減速若しくは
   加速するように、該左右の各車輪に付与する制動圧を、
   上記摩擦係数検出手段により検出される各車輪の路面摩
   擦係数に応じた制御特性で別個に制御するスリップ制御
   手段と、 上記スリップ制御手段が作動し、且つ上記摩擦係数検出
   手段によって検出される左右の車輪の路面摩擦係数の差
   が所定値以上のとき、上記後輪が転舵されないよう上記
   後輪転舵制御手段に制御規制信号を出力する後輪転舵規
   制手段とを備えていることを特徴とする車両の４輪操舵
   装置。