JPH069979B2 - 4輪操舵車の操舵制御装置 - Google Patents

4輪操舵車の操舵制御装置

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JPH069979B2
JPH069979B2 JP17931684A JP17931684A JPH069979B2 JP H069979 B2 JPH069979 B2 JP H069979B2 JP 17931684 A JP17931684 A JP 17931684A JP 17931684 A JP17931684 A JP 17931684A JP H069979 B2 JPH069979 B2 JP H069979B2
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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
    • B62D7/1554Steering 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 comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1572Steering 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 comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electro-hydraulic control means

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、前、後輪の操舵が可能な車両に利用され得
るので、特に、操舵時に適切な車体後部の旋回を行わせ
るための4輪操舵車の操舵制御装置に関するものであ
る。
(従来の技術) 従来、前、後輪の操舵を可能とした車両における操舵装
置として、例えば、特開昭58-97566号公報に示される技
術等が提案されている。前記公報に示されている装置
は、ステアリングハンドルの操舵角を所定の値より大き
くして小回り旋回を希望する場合、すなわち、右左折時
等において小さな旋回半径を要する場合に、後輪を前輪
の転舵方向とは逆方向へ転舵させ(これを「逆相切り」
と言う)、旋回半径をより小さくしようとするものであ
る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来装置にあっては、後輪の転舵が
なされる場合、その後輪の実舵角は、前輪の実舵角に対
して所定の相関を有して変化するように構成されている
(例えば、後輪実舵角が前輪実舵角に対して一定の比率
となるように操作される)ため、常に車体後部が大きな
円弧運動を行うことになる。
このため、例えば、第4図に示すように、車両30が狭い
車庫40内に収められた状態から図中a方向へ旋回しなが
ら発進しようとしたときに、車体30の旋回方向外側にお
ける後端隅角部30aが車体の旋回当初から図中b方向に
旋回方向外方へ大きくふくらむ軌跡をたどり、車体30の
当該後端隅角部30aが車庫40の壁面に接触する虞れが生
じる。
かと言って、上述のような事態を避けるために、後輪実
舵角を小さく抑えようとすると、車体の旋回半径が大き
くなり、後輪操舵の目的とする小回りができなくなる。
本発明は、当該小回り性能を問題となるほど低下させる
ことなく、旋回方向外側における車体後端隅角部の上記
ふくらみをなくすか、あっても極く小さなものとし、も
って小回り性能と側面衝突回避性能との両立を実現した
後輪操舵を行い得る操舵制御装置を提供することを目的
とする。
(課題を解決するための手段) この目的のため本発明は、第1図に示す如く、ステアリ
ングハンドルの操作により前輪と後輪の操舵を可能とし
た4輪操舵車の操舵制御装置において、前輪の転舵がな
されるのに対応して後輪の転舵を前輪とは逆方向に行う
後輪転舵手段と、車体の旋回中心が車輪舵角のみによっ
て決まる低車速を検出する低車速検出手段と、車体の停
車時における向きを零基準とした車体のヨー角を求める
ヨー角検出手段と、前記低車速検出手段により前記の低
車速が検出される間、前記後輪転舵手段によって転舵さ
れる後輪の舵角指令値の大きさが前記ヨー角の大きさを
越える場合には、後輪の舵角指令値の大きさをヨー角の
大きさにするよう補正する後輪舵角補正手段とを備える
ものである。
(作 用) ステアリングハンドルの操作時、前輪と後輪の双方を操
舵するが、後輪は後輪転舵手段によって前輪とは逆方向
に操舵する。
ところでこの際、車体の旋回中心が車輪舵角のみにより
決まるような低車速を低車速検出手段が検出している間
において、後輪舵角補正手段は、上記後輪転舵手段によ
って操舵される後輪の舵角の大きさを、ヨー角検出手段
により求められた車体の停車時における向きに対する車
体のヨー角の大きさに制限する。
これにより、旋回方向外側後輪は(当然内側後輪も)、
旋回の進行につれても決して、操舵開始前の向きより旋
回方向外側へ(停車時の後輪接地点を通り車両直進方向
に延在する線より旋回方向外側へ)操舵されることがな
いこととなる。かかる後輪逆相舵角は、車体旋回方向外
側における後端隅角部の旋回方向外側へのふくらみをな
くすか、あっても極く小さなものにして、当該車体の後
端隅角部が車庫側壁面等の側面障害物に衝突するという
問題を解消することができると共に、後輪逆相転舵によ
る小回り性能を問題になるほど低下させることがなく
て、側面衝突回避性能と、小回り性能との両立を図り得
る。
(実施例) 本発明の一実施例の構成を第2図に示す。
前輪19,20は、従来の機械リンク式、あるいはパワース
テアリング装置等のステアリング機構12によって転舵が
なされ、その実舵角(前輪実舵角)は、ステアリングハ
ンドル14の操舵角に比例する。
後輪21,22は、油圧アクチュエータ7によって転舵され
る。この油圧アクチュエータ7は、左右の油圧室の圧力
差によってピストン7aが移動し、ピストンロッド7bの両
端に連結された後輪のナックルアーム23,24の操作を行
う。
油圧アクチュエータ7を駆動させる油圧は、オイルポン
プ3から吐出される作動油を、アンローディングバルブ
5、アキュームレータ8、油路9、およびサーボ弁6を
介して与えられ、ドレン10を通じてオイルタンク4へ戻
される。上記オイルポンプ3は、ベルト2によって与え
られるエンジン1の回転出力により駆動される。
コントローラ11は、後輪21,22の実舵角を制御する装置
であり、この後輪実舵角の制御は、サーボ弁6の制御に
よる油圧アクチュエータ7の変位量を制御することによ
って行われる。サーボアンプ18は、コントローラ11から
出力される後輪舵角目標値信号に基づいてサーボ弁6を
駆動させる。
また、コントローラ11には、車速センサ13、ハンドル操
舵角センサ16、および変位センサ17、走行距離センサ15
の検出信号が入力されている。車速センサ13は、トラン
スミッションに設けられて、車速に比例する周波数のパ
ルス列信号を発生するもので、コントローラ11において
は、このパルス列信号の周波数を電圧信号に変換して車
速データとして用いる。
ハンドル操舵角センサ16は、エンコーダやポテンショメ
ータで構成され、ステアリングハンドル14の操舵角に比
例する信号を発生する。この出力は、前輪実舵角に対応
している。
変位センサ17は、ピストンロッド7bの変位量に比例する
信号を発生するポテンショメータやエンコーダで構成さ
れる。この出力は、後輪実舵角に対応するものとなる。
第3図は、上記コントローラ11において行われる制御内
容を示すフローチャートである。以下このフローチャー
トに従って、後輪舵角の制御動作を説明する。
この制御処理は、所定時間毎に繰返し実行されるもの
で、先ず、ステップ201の処理では、後輪舵角目標値
の演算が行われる。これは、前記ハンドル操舵角セン
サ16で検出されるハンドル操舵角θを読込んで、このθ
からを求める演算であり、例えば、ハンドル操舵角
θで決まる前輪実舵角θの1/2の値となるように後輪
舵角目標値を設定する。
次に、ステップ202の処理では、車両が停車中であるか
否かの判別を行う。これは、前記車速センサ13で検出さ
れる車速Vが所定値以下か否かにより判別する。
ここで今、車両が走行中であるものとすれば、ステップ
202の判定はNOとなり、次のステップ204の処理が行わ
れ、補正フラグがセットされているか否かの判別が
なされる。この補正フラグは、車両が停車中である
場合にステップ203においてセットされるもので、この
場合には、補正フラグはリセット状態にあり、次に
ステップ212の処理が行われる。
ステップ212の処理は、前記求められた後輪舵角目標値
を出力する処理であり、この後輪舵角目標値
力は、後輪の実舵角θがこの目標値となるのに必
要なサーボ弁6の制御出力に変換されてコントローラ11
からサーボアンプ18へ供給される。
このような処理により、車両が走行中であり、かつ
補正フラグがリセット状態であれば、後輪実舵角θ
は、前輪実舵角θFに対し、常に1/2の比率で転舵され
る。
次に車両が一旦停車状態になると、ステップ202の判定
はYESとなり、ステップ203の処理により補正フラグ
がセットされる。
今、説明を判り易くするため、第4図に示すように、車
両30が車庫40内に格納されている状態を想定して説明す
る。
運転者が車両30を車庫40から出すためにエンジンを始動
させると、この時点では、車両30は停車状態であるた
め、前述のように補正フラグがセットされ、以下ス
テップ204〜211の補正処理が行われる。
ステップ205の処理は、走行距離の積算を行う処理であ
り、例えば、デジタル式走行距離メータ用の走行距離セ
ンサの出力を用いて行う。この積算結果は走行距離積算
値Lとして記憶される。
次に、ステップ206の処理では、その時点での車体のヨ
ー角φを求める演算が行われる。このヨー角φは、車体
の停車時における向きを零基準とし、これに対するヨー
角で、前記ハンドル操舵角θから得られる前輪の実舵角
θFと、変位センサ17で検出される後輪の実舵角θ
と、走行距離積算値Lに基づいて、以下の演算から求
められる。
(但し、T:トレッド) この演算式は、以下のようにして求められる。
すなわち、第5図に示すように、車両が停車していた位
置Aから旋回半径Rで旋回動作を行ったとき(このとき
の車両の走行軌跡を図中の円弧Cとする)に、円弧C上
の点Bに車両がある状態でのヨー角φは、B点における
接線Dと車両の直進方向Y(停車時における車体の向
き)とのなす角度であり、これは、∠AOBに等しい(但
し点Oは旋回中心)。また、走行距離Lは、円弧ABの長
さである。
従って、走行距離変化量△Lとヨー角変化量△φは、 △L=R・△φ ………(2) なる関係があることになる。
よって、 すなわち、 である。
また、第6図に示すように、前輪20の実舵角θと後輪
22の実舵角θ(ただし、後輪の実舵角θは、前輪の
実舵角θと同一回転方向を正方向とする)は、 で表わされる。
また、トレッド であるから、 よって、 R=T/{tanθ+tan(−θ)}…(6) この式(6)と前記式(3)とから、前記φの演算式(1)が導
かれ、ヨー角φは、後輪が前輪と逆の方向に転舵される
ことから、前輪舵角θと同極性になる。
なお、上記に照らして旋回中心Oが車輪舵角θ,−θ
のみにより決まることが条件となること勿論であり、
従って第3図の制御はこの条件が満足される低車速にお
いて実行させることは言うまでもない。
このようにして、その時点でのヨー角φが求められる
と、次にステップ207の処理によって、ヨー角の大きさ
|φ|と後輪舵角目標値の大きさ ||との大小比較が行われる。
ここで|φ|<||であれば、後輪舵角目標値の大
きさ||は、ヨー角の大きさ|φ|に置換して補正
される(ステップ208)。
また、|φ|≧||であれば、後輪舵角目標値
は、ステップ201で求めた値に維持される。
ステップ209の処理では、走行距離積算値Lが所定値L
を越えるか否かの判別が行われる。これは、車両が発
進してからの走行距離がLを越えるか否かの判別に相
当する。
ここで、L≦Lのときには、ステップ212の処理に移
り、上記の如くに補正した、又は補正しないままの後輪
舵角目標値を出力する。また、L>Lのときに
は、ステップ210,211の処理により、補正フラグの
リセット、および走行距離積算値Lのリセットが行われ
る。
以上の処理により、第7図に示すように、停車状態から
徐々に操舵角を増して行く場合、ステップ201で求めら
れる後輪舵角目標値の大きさ||は、前輪実舵
角の大きさ|θ|の1/2となるように求められるが、
この||がヨー角の大きさ|φ|を越える場合(0
→La間、およびLb→Lc間)には、||がヨー
角の大きさ|φ|に置換えられるため、後輪実舵角の大
きさ||は、0→La間とLb→Lc間ではヨー角
の大きさ|φ|に等しくなるように補正される。
以上により、第4図に示したように、車庫40から車両30
を旋回させながら発進させる場合において、路面に対す
る後輪の向きは停車時の向きよりも旋回方向外側へ向く
ようなことがないこととなり、このことは、車体の旋回
方向外側における後端隅部30aが後輪の逆相切りによっ
ても旋回方向外側に大きくふくらまないことを意味す
る。つまり、当該車体後端隅角部30aは、上記の旋回に
よっても停車時において車体が存在していた位置から旋
回方向外側にはみ出すことがないか、はみ出しても極く
僅かであり、従って車庫40の対応壁面に衝突することな
しに車両を車庫から、従って車庫40の対応壁面に衝突す
ることなしに車両を車庫から出すことができる。また、
上記の後輪実舵角 θによれば、後輪逆相転舵を制限
すると雖も、車両小回り性能を問題になるほど低下させ
るようなことはない。よって前者の側面衝突回避性能
と、後者の小回り性能とを両立させることができ、側面
衝突を回避し得ると言っても、小回り性能が問題になる
ほど犠牲になることはない。
また、上記のような、後輪実舵角の大きさ|θ|をヨ
ー角の大きさ|φ|に制限する制御は、ある程度の走行
を行った後は、不要となるため(これは、車庫からの発
進時や縦列駐車状態からの発進時に、上記のような車体
後部の接触の回避を必要とする場合が多く、ある程度走
行を行った後は、広い道路に出ているものとみなされる
からである)所定距離L走行後は、の補正制御は
解除される。
なお、上記実施例では、の補正制御を発進後から所
定距離走行時までの間行う列を示したが、本発明は、こ
れに限定されることはなく、例えば、必要に応じて行っ
ても良い(例としては、補正を指示するスイッチを
設けて、運転者が欲するときに制御を行うようにす
る)。
また、車体のヨー角φは、上記演算によって求める他
に、適当なヨー角センサが在れば、それを用いて直接検
出する構成でも良い。
さらに、前輪、後輪を転舵させるステアリング装置は、
上記実施例のような機械リンク式、あるいは油圧式のも
のに限定されることはなく、電動式、電磁式等他の装置
を用いても良い。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、車両の旋回中に
おける前輪と逆方向の後輪実舵角の大きさを車体の停車
時における向きを基準としたヨー角の大きさに制限する
構成としたから、路面に対する後輪の向きが停車時の向
きよりも旋回方向外側に向くことが決してなく、従って
車体の旋回方向外側における後端隅角部は、停車時にお
いて車体が存在していた位置から旋回方向外側にはみ出
すことがないか、あっても極く僅かであり、車体の当該
後端隅角部が旋回中車体側方の障害物に接触するのを防
止することができる。しかも、上記後輪逆相舵角の制限
は小回り性能の犠牲を最小限にとどめ、この小回り性能
を問題になるほど低下させることはなく、この小回り性
能と、上記側面障害物回避性能とを両立させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明操舵制御装置の概念図、 第2図は本発明の一実施例を示す車両用操舵システムの
構成図、 第3図は第2図中のコントローラにおいて、行われる制
御内容を示すフローチャート、 第4図は車両が車庫内から発進する際の動作を示す模式
図、 第5図はヨー角φと車両の走行軌跡の関係を示す図、 第6図は前、後輪実舵角θ,θと旋回半径Rの関係
を示す図、 第7図は第2図及び第3図に示した実施例装置の動作を
示す前、後輪実舵角の変化特性図である。 7……後輪転舵油圧アクチュエータ 6……サーボ弁、11……コントローラ 13……車速センサ 14……ステアリングハンドル 15……走行距離センサ 16……ハンドル操舵角センサ 17……変位センサ、18……サーボアンプ 19,20……前輪、21,22……後輪 φ……ヨー角、……後輪舵角目標値 θ……前輪実舵角、θ……後輪実舵角

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステアリングハンドルの操作により前輪と
    後輪の操舵を可能とした4輪操舵車の操舵制御装置にお
    いて、 前輪の転舵がなされるのに対応して後輪の転舵を前輪と
    は逆方向に行う後輪転舵手段と、 車体の旋回中心が車輪舵角のみによって決まる低車速を
    検出する低車速検出手段と、 車体の停車時における向きを零基準とした車体のヨー角
    を求めるヨー角検出手段と、 前記低車速検出手段により前記の低車速が検出される
    間、前記後輪転舵手段によって転舵される後輪の舵角指
    令値の大きさが前記ヨー角の大きさを越える場合には、
    後輪の舵角指令値の大きさをヨー角の大きさにするよう
    補正する後輪舵角補正手段とを備えることを特徴とする
    4輪操舵車の操舵制御装置。
JP17931684A 1984-08-30 1984-08-30 4輪操舵車の操舵制御装置 Expired - Lifetime JPH069979B2 (ja)

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