JPH06183362A

JPH06183362A - 車両の操舵装置

Info

Publication number: JPH06183362A
Application number: JP35447692A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Omura; 博志大村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】後輪操舵機構を有する操舵装置において、ト
ラクションシステムのＴＣＳ設定スイッチがＯＦＦ状態
のときの操縦安定性を高める。【構成】トラクションシステムを作動モード／非作動
モードに設定するＴＣＳ設定スイッチがＯＦＦのときに
は、低μ路か高μ路か不明であるため、Ｓ６において小
さく補正した補正逆相ゲインＫ１ｃ（Ｖ）を用いた式で
目標後輪転舵角θＲを設定し、また、ＴＣＳ設定スイッ
チがＯＮで、低μ路のときには、Ｓ５において前記補正
逆相ゲインＫ１ｃ（Ｖ）と大きく補正した補正同相ゲイ
ンＫ２ｃ（Ｖ）を用いた式で目標後輪転舵角θＲを設定
し、また、高μ路のときには、Ｓ４において補正しない
逆相ゲインＫ１（Ｖ）と同相ゲインＫ２（Ｖ）を用いた
式で目標後輪転舵角θＲを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の操舵装置に関
し、特にハンドルから後輪までの伝達特性を変更可能な
後輪操舵手段を備えた車両の操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭６２−１２４７１号
公報に記載のように、車速等に対応して前輪に対する後
輪の転舵特性を予め設定し、この転舵特性と、前輪の舵
角とに基いて後輪の転舵角を設定するようにした車両の
後輪操舵装置において、アンチスキッド制御装置又はト
ラクションシステム等からなるスリップ制御装置の出力
信号に応じて走行路が低μ路か否か判定し、この判定結
果、走行路が低μ路であることが確認された場合には、
通常路の走行時に比較して転舵特性を同相方向に補正し
て車輪のグリップ力を増大させることにより、低μ路に
おける車両の走行安定性を向上させることができる。

【０００３】一方、ドライバーの好みに応じて、トラク
ションシステムの作動モード／非作動モードを設定する
為のＴＣＳ設定スイッチを設け、ＴＣＳ設定スイッチが
ＯＮ状態のときのみ、トラクションシステムが作動する
ように構成したものも実用に供されている。更に、例え
ば、特開平２−２４９７６５号公報には、車両のヨーレ
イトを検出するヨーレイトセンサで検出したヨーレイト
を用いて後輪の転舵角を制御する後輪操舵機構を備えた
４輪操舵装置が記載され、この種の後輪操舵機構では、
通常、後輪の転舵角は、舵角に比例する逆相転舵角と、
ヨーレイトに比例する同相転舵角とを加算した値として
設定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記トラクションシス
テムと、マニュアルスイッチと、後輪操舵機構とを備え
た車両において、ＴＣＳ設定スイッチがＯＮ状態のとき
には、一般に低μ路走行であり、この場合には、通常路
の走行時に比較して転舵特性を同相方向に補正して車輪
のグリップ力を増大させることが望ましい。ところで、
ＴＣＳ設定スイッチがＯＦＦ状態のときには、トラクシ
ョンシステムから路面μの信号が得られないため、低μ
路なのか高μ路なのか不明であり、この場合には、後輪
の転舵特性を補正しないのがよいのか、同相方向に補正
すべきか、逆相方向に補正すべきか、について従来の技
術では、何ら提案されていない。本発明の目的は、トラ
クションシステムのＴＣＳ設定スイッチがＯＦＦ状態の
ときの操縦安定性を高め得る車両の操舵装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の車両の操舵装
置は、トラクションシステムと、ハンドルから後輪まで
の伝達特性を変更可能な後輪操舵手段を備えた車両にお
いて、トラクションシステムを作動モードに設定するマ
ニュアルスイッチと、前記マニュアルスイッチがＯＦＦ
のときに、前輪に対する後輪の転舵特性を同相方向に補
正する後輪転舵角補正手段とを備えたものである。請求
項２の車両の操舵装置は、請求項１の装置において、前
記後輪操舵手段を制御する後輪操舵制御手段は、ハンド
ル舵角に比例する逆相項と、ヨーレイトに比例する同相
項とを加算した値として後輪転舵角を設定するように構
成され、前記後輪転舵角補正手段は、少なくとも、同相
方向に補正する為に、逆相項の逆相ゲインを減少させる
ように構成されたものである。

【０００６】

【発明の作用及び効果】請求項１の車両の操舵装置にお
いては、トラクションシステムと、ハンドルから後輪ま
での伝達特性を変更可能な後輪操舵手段を備えた車両に
おいて、後輪転舵角補正手段は、トラクションシステム
を作動モードに設定するマニュアルスイッチがＯＦＦの
ときに、前輪に対する後輪の転舵特性を同相方向に補正
する。従って、マニュアルスイッチがＯＦＦではあって
も低μ路の確率も零ではないので、通常路の走行時に比
較して転舵特性を同相方向に補正して車輪のグリップ力
を増大させることにより、マニュアルスイッチがＯＦＦ
で、低μ路である場合における車両の操縦安定性を向上
させることができる。

【０００７】請求項２の車両の操舵装置においては、請
求項１の装置において、前記後輪転舵角補正手段は、少
なくとも、同相方向に補正する為に、逆相ゲインを減少
させるように構成されたものである。ここで、後輪操舵
制御手段によって、後輪の転舵角は、舵角に比例する逆
相転舵角（逆相項）と、ヨーレイトに比例する同相転舵
角（同相項）とを加算した値で設定される関係上、同相
方向に補正する為には、同相項の同相ゲインを増加させ
る方法と、逆相項の逆相ゲインを減少させる方法とがあ
る。しかし、同相ゲインを増加させる方法では、逆相ゲ
インは変更されず、初期回頭性は比較的大きく維持され
るから、低μ路である場合における車両の操縦安定性の
面で好ましくない。そこで、逆相ゲインを減少させるこ
とで、初期回頭性を下げて操縦安定性を向上させること
ができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例は、後輪操舵機構を備えた車両
の操舵装置に本発明を適用した場合の一例である。図１
に示すように、この操舵装置における前輪操舵機構６に
は、１対のナックルアーム７，８と、タイロッド９，１
０と、両タイロッド９，１０を連結するリレーロッド１
１と、このリレーロッド１１に形成されたラック（図示
略）を噛合するピニオン１２が下端部に設けられたステ
アリングシャフト１３を有するステアリング機構１４と
が設けられている。前記前輪操舵機構６は、ステアリン
グハンドルの操作変位量、つまりハンドル舵角に応じて
リレーロッド１１を車幅方向にスライド変位させること
により、左右の前輪４，５を転舵するように構成されて
いる。

【０００９】前記後輪操舵機構３は、１対のナックルア
ーム１５，１６と、タイロッド１７，１８と、両タイロ
ッド１７，１８を連結するリレーロッド１９と、左右の
後輪１，２を転舵させる駆動源となるサーボモータ２０
と、このサーボモータ２０の駆動力をリレーロッド１９
に伝達する減速歯車機構２１とを有している。この後輪
操舵機構３は、サーボモータ２０の駆動力に応じてリレ
ーロッド１９を車幅方向にスライド変位させることによ
り、左右の後輪１，２を転舵させるように構成されてい
る。

【００１０】前記後輪操舵機構３には、減速歯車機構２
１に設けられたクラッチ２２と、リレーロッド１９を中
立位置に付勢するスプリング２３とを備えた中立位置付
勢手段からなるフェイルセーフ機構２４とが設けられて
いる。前記フェイルセーフ機構２４は、サーボモータ２
０に故障が発生した場合のフェイル時に、クラッチ２２
を離間状態としてサーボモータ２０からリレーロッド１
９に対する駆動力の伝達を遮断することにより、スプリ
ング２３の付勢力によってリレーロッド１９を中立位置
に保持するように構成され、この場合には、車両は前輪
４，５のみが転舵される２輪操舵車両となる。

【００１１】前記車両には、ハンドル舵角θｈを検出す
る舵角センサ２５と、車速Ｖを検出する車速センサ２６
と、車両のヨーレイトψｖを検出するヨーレイトセンサ
３０と、サーボモータ２０の回転位置を検出するエンコ
ーダ２７と、後輪用のリレーロッド１９の変位量を検出
する後輪舵角センサ２８と、これらの検出信号に応じて
サーボモータ２０の回転を制御する制御信号を出力する
コントローラ２９とが設けられている。このコントロー
ラ２９は、入出力インターフェイスと、マイクロコンピ
ュータと、サーボモータ２０の為の駆動回路等で構成さ
れ、コントローラ２９には、後輪操舵制御及びこれに含
まれる後述の後輪転舵角設定制御（図５のフローチャー
ト）の制御プログラムが予め格納してある。

【００１２】更に、この車両には、駆動輪（例えば、前
輪４，５）の路面に対するスリップ率を目標値以内とす
るトラクション制御を行うトラクションコントローラ３
４（ＴＣＳコントローラ）が設けられ、前輪４，５と後
輪１，２の車輪速を検出する車輪速センサ３５〜３８か
らの検出信号がＴＣＳコントローラ３４に入力されてい
る。このトラクション制御は、左右の従動輪速に基いて
車体速を求め、この車体速と左右の駆動輪の各車輪速と
に基いて駆動輪のスリップ率を求め、左右の各駆動輪の
スリップ率が目標値以内に収まるように、燃料カットや
点火時期リタードによりエンジンの出力を抑制する一般
的なエンジントラクション制御（スリップ制御）である
ので、その詳細な説明は省略する。

【００１３】運転者の好みに応じて、トラクション制御
を作動させる作動モードと、トラクション制御を作動さ
せない非作動モードとを自由に設定できるように、ＴＣ
Ｓコントローラ３４への給電ラインには、ＴＣＳ設定ス
イッチ３９が介設され、このＴＣＳ設定スイッチ３９が
ＯＮ状態のときには、ＴＣＳコントローラ３４が作動
し、ＴＣＳ設定スイッチ３９がＯＦＦ状態のときには、
ＴＣＳコントローラ３４が作動しないように構成してあ
る。前記ＴＣＳコントローラ３４は、作動モードのとき
にも非作動モードのときにも、ＴＣＳ設定スイッチ３９
のスイッチ信号をコントローラ２９へ出力する。また、
前記ＴＣＳコントローラ３４は、作動モードのとき、４
つの車輪速センサ３５〜３８で検出した車輪速を用い
て、駆動輪速と従動輪速との車輪速差から路面が低摩擦
状態か高摩擦状態かを判別し、その路面μ信号をコント
ローラ２９に出力する。

【００１４】前記コントローラ２９は、舵角θｈと、ヨ
ーレイトψｖをパラメータとして、 θＲ＝Ｋ１（Ｖ）×θｈ＋Ｋ２（Ｖ）×ψｖ・・・（１）の式により目標後輪転舵角θＲを設定し、この目標後輪
転舵角θＲに対応する制御信号をサーボモータ２０に出
力するように構成されている。但し、この後輪操舵制御
においては、前記エンコーダ２７によってリレーロッド
１９の変位量を検出しつつ、後輪１，２の転舵角をフィ
ードバック制御する。前記Ｋ１（Ｖ）は、逆相ゲインで
あって図２に示す特性を有し、図中Ｋ１ｃ（Ｖ）は、Ｋ
１（Ｖ）を減少側へ補正した補正逆相ゲインである。前
記Ｋ２（Ｖ）は、同相ゲインであって図３に示す特性を
有し、図中Ｋ２ｃ（Ｖ）は、Ｋ２（Ｖ）を増大側へ補正
した補正同相ゲインである。

【００１５】基本的に、通常の高μ路を走行する際に
は、前記（１）式により、後輪１，２の転舵角θＲが設
定され、また、前記ＴＣＳ設定スイッチ３９がＯＮ状態
で、低μ路を走行するときの目標後輪転舵角θＲは、 θＲ＝Ｋ１ｃ（Ｖ）×θｈ＋Ｋ２ｃ（Ｖ）×ψｖ・・・（２）の式で設定されるが、このように、補正逆相ゲインＫ１
ｃ（Ｖ）を適用することで、初期回頭性を低く設定して
操縦安定性を高め、且つ、補正同相ゲインを適用するこ
とで、同相ゲインを大きく設定しグリップ力を高めて操
縦安定性を高めることができる。ここで、前記ＴＣＳ設
定スイッチ３９がＯＦＦの場合、ＴＣＳコントローラ３
４が作動しないため、前記路面μ信号がコントローラ２
９へ供給されず、路面μが不明である。そして、ＴＣＳ
設定スイッチ３９がＯＦＦの場合、通常の高μ路を走行
している確率が高いが、低μ路を走行している可能性も
零ではないことに鑑み、この場合の目標後輪転舵角θＲ
は、 θＲ＝Ｋ１ｃ（Ｖ）×θｈ＋Ｋ２（Ｖ）×ψｖ・・・（３）の式で設定することとし、低μ路である場合における初
期回頭性を低く設定して操縦安定性を高め、また、同相
ゲインを増加補正しないことで、高μ路である場合にお
ける操縦安定性の低下を防止するように構成した。

【００１６】例えば、比較的低車速状態から、追越しの
為に加速しつつ車線変更するような場合において、ハン
ドル操作開始後、前記（１）式による後輪操舵制御で
は、図４の曲線Ｌのような後輪転舵挙動となり、前記
（２）式による後輪操舵制御では、曲線Ｌ１のような後
輪転舵挙動となり、前記（３）式による後輪操舵制御で
は、曲線Ｌ２のような後輪転舵挙動となる。

【００１７】次に、以上説明した後輪転舵角設定制御の
ルーチンについて、図５のフローチャートに基いて説明
する。尚、図中、Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は各
ステップを示すものである。エンジンのイグニションス
イッチの投入後制御が開始されると、最初に各種検出信
号（車速Ｖ，舵角θｈ，ヨーレイトψｖ，路面μ，ＴＣ
Ｓ設定スイッチ信号等）が読み込まれ（Ｓ１）、次にＴ
ＣＳスイッチ３９がＯＦＦか否か判定され（Ｓ２）、こ
の判定の結果がＮｏのときは、ＴＣＳスイッチ３９がＯ
Ｎであり、路面μ信号が供給されるので、Ｓ３へ移行し
て、路面μ信号に基いて低μ路か否か判定され、低μ路
でない場合には、Ｓ４において、目標後輪転舵角θＲが
前記（１）式により設定され、その後Ｓ７へ移行する。

【００１８】一方、Ｓ３の判定の結果、低μ路の場合に
は、Ｓ５へ移行して、Ｓ５において目標後輪転舵角が前
記（２）式により設定され、その後Ｓ７へ移行する。更
に、Ｓ２の判定の結果、ＴＣＳ設定スイッチ３９がＯＦ
Ｆである場合には、Ｓ６へ移行し、Ｓ６において目標後
輪転舵角が前記（３）式により設定され、その後Ｓ７へ
移行する。Ｓ７においては、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６において
設定された目標後輪転舵角θＲに相当する制御信号が、
コントローラ２９におけるサーボモータ２０の為の駆動
信号を発生させる駆動信号発生制御に出力され、その後
Ｓ１へ戻り、Ｓ１以降が前記同様に繰り返えされる。
尚、駆動信号発生制御においては、目標後輪転舵角θＲ
に相当する制御信号と、後輪舵角センサ２８からの後輪
舵角信号とに基いて、サーボモータ２０の為の駆動信号
を発生させることになる。

【００１９】以上説明したように、ＴＣＳ設定スイッチ
３９がＯＮであって、通常の高μ路走行状態のときに
は、逆相ゲインが大きな（１）式により目標後輪転舵角
θＲを設定するため、初期回頭性に優れる。ＴＣＳ設定
スイッチ３９がＯＮで、低μ路走行状態のときには、逆
相ゲインを小さく補正し且つ同相ゲインを大きく補正し
た（２）式により目標後輪転舵角θＲを設定するため、
初期回頭性が低くなり、また、同相方向への転舵角が増
すため、グリップ力が増して操縦安定性が向上する。Ｔ
ＣＳ設定スイッチ３９がＯＦＦで、低μ路走行状態か高
μ路走行状態か不明のときには、逆相ゲインを小さく補
正することで同相方向へ補正した（３）式により目標後
輪転舵角θＲを設定するため、初期回頭性を低くするこ
とで、低μ路走行状態である場合における操縦安定性を
高めることができ、且つ、同相ゲインを増加させないこ
とで、高μ路走行状態である場合における操縦安定性の
低下を防止できる。

【００２０】前記実施例における後輪操舵機構は、サー
ボモータ式のものとして説明したが、これに限らず油圧
サーボ機構式の後輪操舵機構を設けた車両の操舵装置に
も、本発明を適用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図であ
る。

【図２】図１の操舵装置における後輪転舵角設定用の逆
相ゲインの特性図である。

【図３】図１の操舵装置における後輪転舵角設定用の同
相ゲインの特性図である。

【図４】図１の操舵装置における車線変更時の後輪転舵
角のタイムチャートである。

【図５】図１の操舵装置における後輪転舵角設定制御の
フローチャートである。

【符号の説明】

３後輪操舵機構２５舵角センサ２６車速センサ２９コントローラ３０ヨーレイトセンサ３４トラクションコントローラ（ＴＣＳコント
ローラ）３９ＴＣＳ設定スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トラクションシステムと、ハンドルから
後輪までの伝達特性を変更可能な後輪操舵手段を備えた
車両において、トラクションシステムを作動モードに設定するマニュア
ルスイッチと、前記マニュアルスイッチがＯＦＦのときに、前輪に対す
る後輪の転舵特性を同相方向に補正する後輪転舵角補正
手段と、を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】前記後輪操舵手段を制御する後輪操舵制
御手段は、ハンドル舵角に比例する逆相項と、ヨーレイ
トに比例する同相項とを加算した値として後輪転舵角を
設定するように構成され、前記後輪転舵角補正手段は、
少なくとも、同相方向に補正する為に、逆相項の逆相ゲ
インを減少させるように構成されたことを特徴とする請
求項１に記載の車両の操舵装置。