JPH0885469A - 車両操舵特性制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤのグリップ能力のうちの不安定領域で
も車両の操舵特性を制御し得るようにすることを目的と
する。 【構成】 車両のデータのみならずタイヤのデータにも
基づいて求めた、車両の横加速度に対する前輪の必要切
り増し舵角の関係をキャンバ角変化およびステアコンプ
ライアンスの影響を補正した状態で表す関数と、車両の
車速および横加速度に対する好ましいステアリング操作
角での操舵機構による切り増し舵角の関係を表す関数と
から車速および横加速度に対する前輪の舵角補正量を表
す関数を求めておき、また車両に車速センサおよび横加
速度センサと、操舵機構による操舵角に舵角補正量を加
えて前輪の舵角とする舵角補正手段とを設けておいて、
車両の走行中、センサからの車速と横加速度とのデータ
から、上記関数を用いてその計測時点での舵角補正量を
求め、舵角補正手段によって、操舵機構による操舵角に
その求めた舵角補正量を加えて前輪の舵角とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各々がタイヤからな
る左右前輪および左右後輪の四つの車輪を持つ車両の操
舵特性を制御する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述した車両の操舵特性を、運転者に好
ましくなるように制御する方法としては従来、前輪のみ
ならず後輪をも操舵する四輪操舵による方法が知られて
おり、この方法では、ステアリング操作による前輪の操
舵時に後輪をアクチュエータ等で前輪と同相あるいは逆
相に適宜操舵することで、ステアリング操作に対しアン
ダーステア特性を与えて安定性を高めたりオーバーステ
ア特性を与えて応答性を高めたりしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御方法は、車輪として用いられているタイヤの、
路面を捉えるグリップ能力のうちの安定領域のみを使用
することを前提としており、それゆえオーバースピード
や過度のステアリング操作等によってタイヤがそのグリ
ップ能力のうちの不安定領域に入ってしまうと、車両の
操舵特性を制御できなくなって車両がスピンやドリフト
アウトに至るという不都合があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
有利に解決した制御方法を提供することを目的とするも
のであり、この発明の車両操舵特性制御方法は、制御対
象とする車両の左右前輪および左右後輪に用いる各タイ
ヤの、スリップ角、キャンバ角および荷重の実用範囲に
おけるコーナリングフォースおよびセルフアライニング
トルクのデータを準備するとともに、前記車両の各車輪
の、初期荷重、初期キャンバ角、および初期トウ角のデ
ータと、その車両の、重心点での横加速度に対する車体
ロール角、車体ロール角に対する前後輪の左右荷重移動
量、車体ロール角に対するキャンバ角変化量、および車
体ロール角に対するトウ角変化量のデータと、その車両
の、前後輪のステアコンプライアンス、キャスタトレー
ル、ステアリング操作に基づき前輪を操舵する操舵機構
のオーバオールギヤ比、およびホイールベースのデータ
とを準備し、前記タイヤおよび車両のデータに基づいて
求めた、前記車両の横加速度に対する前輪の必要切り増
し舵角の関係をキャンバ角変化およびステアコンプライ
アンスの影響を補正した状態で表す関数と、前記車両の
車速および横加速度に対する好ましいステアリング操作
角での前記操舵機構による切り増し舵角の関係を表す関
数とから、前記車速および横加速度に対する前輪の舵角
補正量を表す関数を求めておき、また前記車両に、その
走行中の車速および横加速度を計測するセンサと、前記
操舵機構による操舵角に前記舵角補正量を加えて前輪の
舵角とする舵角補正手段とを設けておき、前記車両の走
行中、前記センサが計測して出力する車速と横加速度と
のデータから、前記車速および横加速度に対する前輪の
舵角補正量を表す関数を用いてその計測時点での舵角補
正量を求め、前記舵角補正手段によって前記操舵機構に
よる操舵角に前記求めた舵角補正量を加えて前輪の舵角
とすることを特徴とするものである。

【０００５】そしてこの発明の方法においては、前記車
速および横加速度に対する前輪の切り増し舵角を表す関
数を求めるに際し、前記タイヤおよび車両のデータに基
づいて、ある横加速度の設定値につき、その設定値の横
加速度が重心点に与えられた場合の前記車両の、車体ロ
ール角、各車輪の荷重、各車輪のキャンバ角、および各
車輪のトウ角を求め、次いで、前記車両に各車輪として
装着された各タイヤについて、求められた荷重およびキ
ャンバ角の状態で、求められたトウ角を中心としてスリ
ップ角を与えた場合の、コーナリングフォースおよびセ
ルフアライニングトルクを、そのスリップ角の関数とし
て求め、次いで、前記車両に各車輪として装着された各
タイヤについて、前記求められたコーナリングフォース
およびセルフアライニングトルクの関数と、前記ステア
コンプライアンスおよびキャスタトレールのデータとか
ら、そのステアコンプライアンスによってタイヤの角度
が変化する分を補正した等価コーナリングフォースを、
前記スリップ角の関数として求め、次いで、前記車両の
左右前輪に加わる荷重の合計値に前記横加速度を乗じた
値がその左右前輪の前記等価コーナリングフォースの和
に等しくなる時のその前輪のスリップ角と、前記車両の
左右後輪に加わる荷重の合計値に前記横加速度を乗じた
値がその左右後輪の前記等価コーナリングフォースの和
に等しくなる時のその後輪のスリップ角とを求め、次い
で、前記求められた前輪のスリップ角から前記求められ
た後輪のスリップ角を引いて前輪の必要切り増し舵角を
求める、という演算を、前記横加速度の設定値を変更し
つつ繰り返し行って、前記車両の、キャンバ角変化およ
びステアコンプライアンスの影響を補正した、横加速度
に対する前輪の必要切り増し舵角の関係を表す関数を求
め、この一方、前記車両の好ましいステアリング操作角
を目標ステアリング操作角として、前記車両の車速と横
加速度との関数の形で与え、その目標ステアリング操作
角から、前記オーバオールギヤ比およびホイールベース
のデータを用いて、前記車速および横加速度に対する、
その目標ステアリング操作角での前記操舵機構による切
り増し舵角の関係を表す関数を求め、前記必要切り増し
舵角の関数から前記操舵機構による切り増し舵角の関数
を引いて、前記舵角補正量を求める演算式を求めるよう
にしても良い。

【０００６】

【作用】かかるこの発明の車両操舵特性制御方法によれ
ば、車両のデータのみならずタイヤのデータにも基づい
て求めた、車両の横加速度に対する前輪の必要切り増し
舵角（前輪スリップ角から後輪スリップ角を引いた値で
あり、幾何学的にはホイールベースを旋回半径で割った
値を前輪の舵角から引いた値に等しい）の関係をキャン
バ角変化およびステアコンプライアンスの影響を補正し
た状態で表す関数と、車両の車速および横加速度に対す
る好ましいステアリング操作角での前記操舵機構による
切り増し舵角の関係を表す関数とから、車速および横加
速度に対する前輪の舵角補正量を表す関数を求めてお
き、また車両に、その走行中の車速および横加速度を計
測するセンサと、前記操舵機構による操舵角に前記舵角
補正量を加えて前輪の舵角とする舵角補正手段とを設け
ておいて、前記車両の走行中、前記センサが計測して出
力する車速と横加速度とのデータから、前記車速および
横加速度に対する前輪の舵角補正量を表す関数を用い
て、その計測時点での舵角補正量を求め、前記舵角補正
手段によって、前記操舵機構による操舵角に前記求めた
舵角補正量を加えて前輪の舵角とするので、タイヤのデ
ータを生かした高い精度の舵角制御を行うことができ、
それゆえ、オーバースピードや過度のステアリング操作
等によって各車輪として装着された各タイヤがそのグリ
ップ能力のうちの不安定領域に入ってしまった場合で
も、タイヤのグリップ能力を生かしきって、車両をスピ
ンやドリフトアウトに至らせず、運転者が好ましいステ
アリング操作角での操舵を維持し得るように操舵特性を
制御することができる。

【０００７】なお、この方法において前記車速および横
加速度に対する前輪の舵角補正量を表す関数を求めるに
際し、前記タイヤおよび車両のデータに基づいて、ある
横加速度の設定値につき、その設定値の横加速度が重心
点に与えられた場合の前記車両の、車体ロール角、各車
輪の荷重、各車輪のキャンバ角、および各車輪のトウ角
を求め、次いで、前記車両に各車輪として装着された各
タイヤについて、求められた荷重およびキャンバ角の状
態で、求められたトウ角を中心としてスリップ角を与え
た場合の、コーナリングフォースおよびセルフアライニ
ングトルクを、そのスリップ角の関数として求め、次い
で、前記車両に各車輪として装着された各タイヤについ
て、前記求められたコーナリングフォースおよびセルフ
アライニングトルクの関数と、前記ステアコンプライア
ンスおよびキャスタトレールのデータとから、そのステ
アコンプライアンスによってタイヤの角度が変化する分
を補正した等価コーナリングフォースを、前記スリップ
角の関数として求め、次いで、前記車両の左右前輪に加
わる荷重の合計値に前記横加速度を乗じた値がその左右
前輪の前記等価コーナリングフォースの和に等しくなる
時のその前輪のスリップ角と、前記車両の左右後輪に加
わる荷重の合計値に前記横加速度を乗じた値がその左右
後輪の前記等価コーナリングフォースの和に等しくなる
時のその後輪のスリップ角とを求め、次いで、前記求め
られた前輪のスリップ角から前記求められた後輪のスリ
ップ角を引いて前輪の必要切り増し舵角を求める、とい
う演算を、前記横加速度の設定値を変更しつつ繰り返し
行って、前記車両の、キャンバ角変化およびステアコン
プライアンスの影響を補正した、横加速度に対する前輪
の必要切り増し舵角の関係を表す関数を求め、この一
方、前記車両の好ましいステアリング操作角を目標ステ
アリング操作角として、前記車両の車速と横加速度との
関数の形で与え、その目標ステアリング操作角から、前
記オーバオールギヤ比およびホイールベースのデータを
用いて、前記車速および横加速度に対する、その目標ス
テアリング操作角での前記操舵機構による切り増し舵角
の関係を表す関数を求め、前記必要切り増し舵角の関数
から前記操舵機構による切り増し舵角の関数を引いて、
前記舵角補正量を求める演算式を求めるようにすれば、
前記タイヤのデータを生かすととともに横加速度による
キャンバ角変化およびステアコンプライアンスの影響を
補正して、前輪の舵角補正量を表す関数を求めることが
できるので、高い精度の舵角制御を可能にすることがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、この発明の車両操舵特性制御方
法の一実施例の実施に用いる装置を示す構成図であり、
この装置は、図２（ａ）に示す如き、左右前輪１，２お
よび左右後輪３，４を有する、図２（ｂ）に示す如き、
車両としての自動車５の左右前輪１，２の舵角を制御し
て、その自動車５の操舵特性を制御するもので、図１
（ａ）に示すように、通常のマイクロコンピュータから
なるプロセッサ６と、自動車５の重心点での横加速度Ａ
_C を測定してその横加速度Ａ_C を示す信号を上記プロセ
ッサ６に入力する横加速度センサ７と、自動車５の車速
Ｖを測定してその車速Ｖを示す信号を上記プロセッサ６
に入力する車速センサ８と、上記プロセッサ６が出力す
る舵角補正量Δδを示す信号に基づいてそれ自体伸縮す
る舵角補正手段としての位置サーボ９とを具えている。

【０００９】ここで、上記位置サーボ９は、図１（ｂ）
に示すように、上記自動車５の左右前輪１，２を直接操
舵するタイロッド10と、運転者によるステアリングホイ
ール11の操作に基づきそのタイロッド10を駆動して左右
前輪１，２を操舵するラック・ピニオン式の操舵機構12
の、タイロッド10に平行に配置されたラック12a との間
を連結し、その位置サーボ９自体が上記舵角補正量Δδ
分伸縮することで、タイロッド10とラック12a との相対
位置をそれらの延在方向へ上記舵角補正量Δδ分ずらし
て、上記左右前輪１，２を、それらの舵角が操舵機構12
による操舵角に上記舵角補正量Δδを加えた舵角になる
ように操舵する。

【００１０】しかしてこの実施例の車両操舵特性制御方
法では、あらかじめ左右前輪１，２および左右後輪３，
４に用いる各タイヤの、スリップ角α、キャンバ角γ
（図２（ｂ）に示すように車両正面から見て時計方向を
正とする）および荷重Ｗの実用範囲におけるコーナリン
グフォースＣ_f のデータ；Ｃ_f ＝f(α，γ，Ｗ) および
セルフアライニングトルクＳ_atのデータ；Ｓ_at＝g(α，
γ，Ｗ) を準備する。なお、この実施例では互いに実質
的に同一のタイヤを用いて、タイヤ一本分のデータで代
表させるが、左右タイヤの非対称性や、前後タイヤの非
同一性等を考慮して、互いに異なるタイヤについてそれ
ぞれのデータを準備しても良い。

【００１１】またここでは、上記自動車５の左右前輪
１，２および左右後輪３，４の初期荷重Ｗ₀₁，Ｗ₀₂，Ｗ
₀₃，Ｗ₀₄、初期キャンバ角γ₀₁，γ₀₂，γ₀₃，γ₀₄およ
び初期トウ角α₀₁，α₀₂，α₀₃，α₀₄のデータと、上記
自動車５の重心点での横加速度Ａ_c に対する車体ロール
角Ｒ_oll 、その車体ロール角に対する前後輪の左右荷重
移動量ΔＷ_f ，ΔＷ_r 、上記車体ロール角に対するキャ
ンバ角変化量Δγ_0f，Δγ_0rおよび上記車体ロール角に
対するトウ角変化量Δα_0f，Δα_0rのデータとを準備し
て、下記の関係式

【数１】Ｒ_oll ＝Ｃ_roll×Ａ_c ΔＷ_f ＝Ｔ_f ×Ｒ_oll ；ΔＷ_r ＝Ｔ_r ×Ｒ_oll Δα_0f＝Ｒ_saf ×Ｒ_oll ；Δα_0r＝Ｒ_sar ×Ｒ_oll Δγ_0f＝Ｒ_caf ×Ｒ_oll ；Δγ_0r＝Ｒ_car ×Ｒ_oll の各係数を定めておく。

【００１２】さらにここでは、上記自動車５の左右前輪
１，２および左右後輪３，４のステアコンプライアンス
Ｓ_cf，Ｓ_cr、キャスタトレールｅ、上記操舵機構12のオ
ーバオールギヤ比Ｒ_stおよびホイールベースＬのデータ
を準備する。

【００１３】そしてこの実施例の車両操舵特性制御方法
では、上記車輪１〜４用のタイヤおよび上記自動車５の
データに基づいて、あらかじめ、ある横加速度の設定値
Ａ_ciにつき、その設定値Ａ_ciの横加速度が重心点に与え
られた場合の上記自動車５の車体ロール角Ｒ_olli、各車
輪の荷重Ｗ_1i，Ｗ_2i，Ｗ_3i，Ｗ_4i、各車輪のキャンバ角
γ_1i，γ_2i，γ_3i，γ_4iおよび各車輪のトウ角α_1i，α
_2i，α_3i，α_4iを、上記の関係式を用いて以下のように
求める。

【数２】 Ｗ_1i＝Ｗ₀₁＋ΔＷ_fi ；Ｗ_2i＝Ｗ₀₂−ΔＷ_fi Ｗ_3i＝Ｗ₀₃＋ΔＷ_ri ；Ｗ_4i＝Ｗ₀₄−ΔＷ_ri γ_1i＝γ₀₁＋Δγ_0fi ；γ_2i＝γ₀₂−Δγ_0fi γ_3i＝γ₀₃＋Δγ_0ri ；γ_4i＝γ₀₄−Δγ_0ri α_1i＝α₀₁＋Δα_0fi ；α_2i＝α₀₂−Δα_0fi α_3i＝α₀₃＋Δα_0ri ；α_4i＝α₀₄−Δα_0ri

【００１４】次いでここでは、上記自動車５の各車輪１
〜４として装着された各タイヤについて、求めた荷重Ｗ
_1i，Ｗ_2i，Ｗ_3i，Ｗ_4iおよびキャンバ角γ_1i，γ_2i，γ
_3i，γ_4iの状態で、求めたトウ角α_1i，α_2i，α_3i，α
_4iを中心としてスリップ角αを与えた場合のコーナリン
グフォースＣ_f およびセルフアライニングトルクＳ_atを
そのスリップ角αの関数として以下のように求める。

【数３】 Ｃ_f1i ＝f(α_1i＋α，γ_1i，Ｗ_1i) ；Ｓ_at1i＝g(α_1i＋α，γ_1i，Ｗ_1i) Ｃ_f2i ＝f(α_2i＋α，γ_2i，Ｗ_2i) ；Ｓ_at2i＝g(α_2i＋α，γ_2i，Ｗ_2i) Ｃ_f3i ＝f(α_3i＋α，γ_3i，Ｗ_3i) ；Ｓ_at3i＝g(α_3i＋α，γ_3i，Ｗ_3i) Ｃ_f4i ＝f(α_4i＋α，γ_4i，Ｗ_4i) ；Ｓ_at4i＝g(α_4i＋α，γ_4i，Ｗ_4i)

【００１５】次いでここでは、上記各車輪１〜４として
装着された各タイヤについて、求めたコーナリングフォ
ースＣ_f およびセルフアライニングトルクＳ_atの関数と
上記ステアコンプライアンスＳ_cf，Ｓ_crおよびキャスタ
トレールｅのデータとから、図３に示すように、そのス
テアコンプライアンスによってタイヤが捩じられてその
角度が変化する分Δα_c ；f(α) ＝ f'(α＋Δα_c ) を
補正した等価コーナリングフォースＣ_ef1i，Ｃ_ef2i，Ｃ
_ef3i，Ｃ_ef4iを、前記スリップ角αの関数として求め
る。

【数４】 Ｃ_f1i ＝f(α_1i＋α，γ_1i，Ｗ_1i) →Ｃ_ef1i＝ f'(α_1i＋α，γ_1i，Ｗ_1i) Ｃ_f2i ＝f(α_2i＋α，γ_2i，Ｗ_2i) →Ｃ_ef2i＝ f'(α_2i＋α，γ_2i，Ｗ_2i) Ｃ_f3i ＝f(α_3i＋α，γ_3i，Ｗ_3i) →Ｃ_ef3i＝ f'(α_3i＋α，γ_3i，Ｗ_3i) Ｃ_f4i ＝f(α_4i＋α，γ_4i，Ｗ_4i) →Ｃ_ef4i＝ f'(α_4i＋α，γ_4i，Ｗ_4i)

【００１６】すなわち、タイヤ単独では図３中実線で示
すコーナリングフォースＣ_f とスリップ角αとの関係に
なるのに対し、実際に上記自動車５にタイヤが装着され
た場合には、前輪および後輪のステアコンプライアンス
Ｓ_cf，Ｓ_crによりタイヤが捩じられる角度Δα_cf，Δα
_cr分を補正した、図３中破線で示す等価コーナリングフ
ォースＣ_efとスリップ角αとの関係になり、それらの捩
じられる角度Δα_cf，Δα_crは、次式、

【数５】 Δα_cf＝Ｓ_cf｛Ｓ_at1i＋Ｓ_at2i＋ｅ( Ｃ_f1i ＋Ｃ_f2i ) ｝ Δα_cr＝Ｓ_cr｛Ｓ_at3i＋Ｓ_at4i＋ｅ( Ｃ_f3i ＋Ｃ_f4i ) ｝ で求められる。

【００１７】次いでここでは、上記自動車５の左右前輪
１，２に加わる荷重の合計値Ｗ₀₁＋Ｗ₀₂に前記横加速度
Ａ_ciを乗じた値Ａ_ci (Ｗ₀₁＋Ｗ₀₂) が、それら左右前輪
１，２の上記等価コーナリングフォースの和Ｃ_ef1i＋Ｃ
_ef2iに等しくなる時、すなわち、

【数６】Ａ_ci (Ｗ₀₁＋Ｗ₀₂) ＝Ｃ_ef1i＋Ｃ_ef2i となる時の、それら前輪１，２のスリップ角α_fiを求め
るとともに、上記自動車５の左右後輪３，４に加わる荷
重の合計値Ｗ₀₃＋Ｗ₀₄に前記横加速度Ａ_ciを乗じた値Ａ
_ci (Ｗ₀₃＋Ｗ₀₄) が、それら左右後輪３，４の上記等価
コーナリングフォースの和Ｃ_ef3i＋Ｃ_ef4iに等しくなる
時、すなわち、

【数７】Ａ_ci (Ｗ₀₃＋Ｗ₀₄) ＝Ｃ_ef3i＋Ｃ_ef4i となる時の、それら後輪３，４のスリップ角α_riを求め
る。

【００１８】そしてここでは、上記求めた前輪１，２の
スリップ角α_fiからその求めた後輪３，４のスリップ角
α_riを引くことにより、前記横加速度Ａ_ciに対応する必
要切り増し舵角δ_i を求める（δ_i ＝α_fi−α_ri）。

【００１９】かかる演算を、この実施例では、例えば上
記プロセッサ６とは別の通常のコンピュータを用いて、
ｉ＝１，２，３・・・として前記横加速度の設定値Ａ_ci
（ｉ＝１，２，３・・・）を種々変更しつつ繰り返し行
って、キャンバ角変化およびステアコンプライアンスの
影響を補正した、上記自動車５の種々の横加速度Ａ_cに
対する前輪１，２の必要切り増し舵角δの関係を表す関
数δ＝δ (Ａ_c ) を求めておく。

【００２０】この一方、この実施例では、上記自動車５
の好ましいステアリング操作角を目標ステアリング操作
角θ' として、上記自動車５の車速Ｖと横加速度Ａ_c と
の関数θ' ＝θ'(Ｖ，Ａ_c ) の形で与え、その目標ステ
アリング操作角θ' から、前記オーバオールギヤ比Ｒ_st
およびホイールベースＬのデータを用いて、上記車速Ｖ
および横加速度Ａ_c に対する、その目標ステアリング操
作角θ' における前記操舵機構12での操舵角θ' ／Ｒ_st
による切り増し舵角δ₀ の関係を表す関数δ₀＝δ
₀ （Ｖ，Ａ_c ) を求めておく。なお、自動車５が半径Ｒ
の旋回円上で旋回しているときは、横加速度Ａ_c ＝ (車
速Ｖ)²／旋回半径Ｒであり、また自動車５の前後方向軸
線に対する前輪１，２の進行方向のなす角θはθ≒ tan
θ＝Ｌ／Ｒで求められるので、θ≒Ｌ／Ｒ＝Ａ_c ・Ｌ／
Ｖ² である。従って上記切り増し舵角δ₀ （Ｖ，Ａ_c )
は、以下の式で求められる。

【数８】

【００２１】そしてここでは、前記必要切り増し舵角の
関数δ (Ａ_c ) から前記操舵機構による切り増し舵角の
関数δ₀ （Ｖ，Ａ_c ）を引いて、前記車速Ｖおよび横加
速度Ａ_c に対する前輪１，２の舵角補正量Δδ（Ｖ，Ａ
_c ）を表す以下の関数、

【数９】 Δδ（Ｖ，Ａ_c ）＝δ (Ａ_c ) −δ₀ （Ｖ，Ａ_c ） を求めておく。

【００２２】しかる後、この実施例の方法では、前輪
１，２の舵角補正量Δδ（Ｖ，Ａ_c ）を表す上記関数を
先のプロセッサ６に与えておき、これによりそのプロセ
ッサ６は、上記自動車５の走行中、上記センサ７，８が
計測して出力する横加速度Ａ_cと車速Ｖとのデータか
ら、前輪の舵角補正量Δδ（Ｖ，Ａ_c ）を表す上記関数
を用いて実質的にその計測時点での舵角補正量Δδを演
算で求め、それを先の位置サーボ９に出力し、その位置
サーボ９は、それ自体が上記舵角補正量Δδ分伸縮する
ことで、先に述べたようにして上記左右前輪１，２を、
それらの舵角が操舵機構12による操舵角に上記舵角補正
量Δδを加えた舵角になるように操舵する。なお、上記
舵角補正量Δδは、切り増し舵角同士の差の演算によっ
て求められているので、それを上記のように操舵機構12
による操舵角に加えることで、前記必要切り増し舵角を
実現する前輪１，２の舵角を得ることができる。

【００２３】従ってこの実施例の方法によれば、タイヤ
のデータを生かした高い精度の舵角制御を行うことがで
き、それゆえ、オーバースピードや過度のステアリング
操作等によって各車輪１〜４として装着された各タイヤ
がそのグリップ能力のうちの不安定領域に入ってしまっ
た場合でも、タイヤのグリップ能力を生かしきって、自
動車５をスピンやドリフトアウトに至らせず、運転者が
好ましいステアリング操作角θ’での操舵を維持し得る
ように操舵特性を制御することができる。

【００２４】しかもこの実施例の方法によれば、上述の
ように、車速Ｖおよび横加速度Ａ_cに対する前輪１，２
の舵角補正量Δδを表す関数を求めるに際し、横加速度
の設定値を種々に変更しつつ演算を繰り返し行って、自
動車５の、キャンバ角変化およびステアコンプライアン
スの影響を補正した、横加速度に対する前輪の必要切り
増し舵角の関係を表す関数δ (Ａ_c ) を求め、この一
方、自動車５の好ましいステアリング操作角を目標ステ
アリング操作角θ' として車速Ｖおよび横加速度Ａ_c の
関数の形で与え、その目標ステアリング操作角θ' から
オーバオールギヤ比Ｒ_stおよびホイールベースＬのデー
タを用いて、車速Ｖおよび横加速度Ａ_c に対する、その
目標ステアリング操作角θ' での操舵機構12による切り
増し舵角の関係を表す関数δ₀ （Ｖ，Ａ_c ）を求め、上
記必要切り増し舵角の関数からその操舵機構による切り
増し舵角の関数を引いて前記舵角補正量Δδを求める演
算式を求めているので、タイヤのデータを生かすととと
もに横加速度によるキャンバ角変化およびステアコンプ
ライアンスの影響を補正して前輪の舵角補正量Δδを表
す関数を求めることができ、それゆえ高い精度の舵角制
御を可能にすることができる。

【００２５】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、上記実
施例では、舵角補正量Δδを求める演算式を容易に与え
得るとともに容易に変更し得るようにプロセッサ６を用
いたが、このプロセッサ６に代えて上記演算式の演算を
実行するアナログ式あるいはデジタル式の専用演算回路
を用いても良く、このようにすれば演算時間をさらに短
縮し得て、舵角制御の応答性をさらに高めることができ
る。また上記実施例では、舵角補正量Δδを求める演算
式を別のコンピュータを用いて求めたが、上記プロセッ
サ６の演算能力が十分高ければ、そのプロセッサ６自体
で求めるようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】かくしてこの発明の車両操舵特性制御方
法によれば、タイヤのデータを生かした高い精度の舵角
制御を行うことができ、それゆえ、オーバースピードや
過度のステアリング操作等によって各車輪として装着さ
れた各タイヤがそのグリップ能力のうちの不安定領域に
入ってしまった場合でも、タイヤのグリップ能力を生か
しきって、車両をスピンやドリフトアウトに至らせず、
運転者が好ましいステアリング操作角での操舵を維持し
得るように操舵特性を制御することができる。

【００２７】なお、この方法において前記車速および横
加速度に対する前輪の舵角補正量を表す関数を求めるに
際し、前記タイヤおよび車両のデータに基づいて、ある
横加速度の設定値につき、その設定値の横加速度が重心
点に与えられた場合の前記車両の、車体ロール角、各車
輪の荷重、各車輪のキャンバ角、および各車輪のトウ角
を求め、次いで、前記車両に各車輪として装着された各
タイヤについて、求められた荷重およびキャンバ角の状
態で、求められたトウ角を中心としてスリップ角を与え
た場合の、コーナリングフォースおよびセルフアライニ
ングトルクを、そのスリップ角の関数として求め、次い
で、前記車両に各車輪として装着された各タイヤについ
て、前記求められたコーナリングフォースおよびセルフ
アライニングトルクの関数と、前記ステアコンプライア
ンスおよびキャスタトレールのデータとから、そのステ
アコンプライアンスによってタイヤの角度が変化する分
を補正した等価コーナリングフォースを、前記スリップ
角の関数として求め、次いで、前記車両の左右前輪に加
わる荷重の合計値に前記横加速度を乗じた値がその左右
前輪の前記等価コーナリングフォースの和に等しくなる
時のその前輪のスリップ角と、前記車両の左右後輪に加
わる荷重の合計値に前記横加速度を乗じた値がその左右
後輪の前記等価コーナリングフォースの和に等しくなる
時のその後輪のスリップ角とを求め、次いで、前記求め
られた前輪のスリップ角から前記求められた後輪のスリ
ップ角を引いて前輪の必要切り増し舵角を求める、とい
う演算を、前記横加速度の設定値を変更しつつ繰り返し
行って、前記車両の、キャンバ角変化およびステアコン
プライアンスの影響を補正した、横加速度に対する前輪
の必要切り増し舵角の関係を表す関数を求め、この一
方、前記車両の好ましいステアリング操作角を目標ステ
アリング操作角として、前記車両の車速と横加速度との
関数の形で与え、その目標ステアリング操作角から、前
記オーバオールギヤ比およびホイールベースのデータを
用いて、前記車速および横加速度に対する、その目標ス
テアリング操作角での前記操舵機構による切り増し舵角
の関係を表す関数を求め、前記必要切り増し舵角の関数
から前記操舵機構による切り増し舵角の関数を引いて、
前記舵角補正量を求める演算式を求めるようにすれば、
前記タイヤのデータを生かすととともに横加速度による
キャンバ角変化およびステアコンプライアンスの影響を
補正して、前輪の舵角補正量を表す関数を求めることが
できるので、高い精度の舵角制御を可能にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の車両操舵特性制御方法の一実施例の
実施に用いる装置を示す構成図である。

【図２】前記装置が舵角制御を行う自動車の車輪の位置
関係を示す説明図である。

【図３】タイヤのスリップ角とコーナリングフォースと
の関係およびスリップ角と等価コーナリングフォースと
の関係を示す関係線図である。

【符号の説明】

１ 左前輪 ２ 右前輪 ３ 左後輪 ４ 右後輪 ５ 自動車 ６ プロセッサ ７ 横加速度センサ ８ 車速センサ ９ 位置サーボ １０ タイロッド １１ ステアリングホイール １２ 操舵機構 １２ａ ラック Ｖ 車速 Ａ_c 横加速度 Δδ 舵角補正量 δ₀ 操舵機構による切り増し舵角の関数 δ 前輪の必要切り増し舵角の関数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象とする車両の左右前輪および左
   右後輪に用いる各タイヤの、スリップ角、キャンバ角お
   よび荷重の実用範囲におけるコーナリングフォースおよ
   びセルフアライニングトルクのデータを準備するととも
   に、 前記車両の各車輪の、初期荷重、初期キャンバ角、およ
   び初期トウ角のデータと、その車両の、重心点での横加
   速度に対する車体ロール角、車体ロール角に対する前後
   輪の左右荷重移動量、車体ロール角に対するキャンバ角
   変化量、および車体ロール角に対するトウ角変化量のデ
   ータと、その車両の、前後輪のステアコンプライアン
   ス、キャスタトレール、ステアリング操作に基づき前輪
   を操舵する操舵機構のオーバオールギヤ比、およびホイ
   ールベースのデータとを準備し、 前記タイヤおよび車両のデータに基づいて求めた、前記
   車両の横加速度に対する前輪の必要切り増し舵角の関係
   をキャンバ角変化およびステアコンプライアンスの影響
   を補正した状態で表す関数と、前記車両の車速および横
   加速度に対する好ましいステアリング操作角での前記操
   舵機構による切り増し舵角の関係を表す関数とから、前
   記車速および横加速度に対する前輪の舵角補正量を表す
   関数を求めておき、 また前記車両に、その走行中の車速および横加速度を計
   測するセンサと、前記操舵機構による操舵角に前記舵角
   補正量を加えて前輪の舵角とする舵角補正手段とを設け
   ておき、 前記車両の走行中、前記センサが計測して出力する車速
   と横加速度とのデータから、前記車速および横加速度に
   対する前輪の舵角補正量を表す関数を用いてその計測時
   点での舵角補正量を求め、前記舵角補正手段によって前
   記操舵機構による操舵角に前記求めた舵角補正量を加え
   て前輪の舵角とすることを特徴とする、車両操舵特性制
   御方法。
2. 【請求項２】 前記車速および横加速度に対する前輪の
   舵角補正量を表す関数を求めるに際し、 前記タイヤおよび車両のデータに基づいて、ある横加速
   度の設定値につき、その設定値の横加速度が重心点に与
   えられた場合の前記車両の、車体ロール角、各車輪の荷
   重、各車輪のキャンバ角、および各車輪のトウ角を求
   め、 次いで、前記車両に各車輪として装着された各タイヤに
   ついて、求められた荷重およびキャンバ角の状態で、求
   められたトウ角を中心としてスリップ角を与えた場合
   の、コーナリングフォースおよびセルフアライニングト
   ルクを、そのスリップ角の関数として求め、 次いで、前記車両に各車輪として装着された各タイヤに
   ついて、前記求められたコーナリングフォースおよびセ
   ルフアライニングトルクの関数と、前記ステアコンプラ
   イアンスおよびキャスタトレールのデータとから、その
   ステアコンプライアンスによってタイヤの角度が変化す
   る分を補正した等価コーナリングフォースを、前記スリ
   ップ角の関数として求め、 次いで、前記車両の左右前輪に加わる荷重の合計値に前
   記横加速度を乗じた値がその左右前輪の前記等価コーナ
   リングフォースの和に等しくなる時のその前輪のスリッ
   プ角と、前記車両の左右後輪に加わる荷重の合計値に前
   記横加速度を乗じた値がその左右後輪の前記等価コーナ
   リングフォースの和に等しくなる時のその後輪のスリッ
   プ角とを求め、 次いで、前記求められた前輪のスリップ角から前記求め
   られた後輪のスリップ角を引いて前輪の必要切り増し舵
   角を求める、 という演算を、前記横加速度の設定値を変更しつつ繰り
   返し行って、前記車両の、キャンバ角変化およびステア
   コンプライアンスの影響を補正した、横加速度に対する
   前輪の必要切り増し舵角の関係を表す関数を求め、 この一方、前記車両の好ましいステアリング操作角を目
   標ステアリング操作角として、前記車両の車速と横加速
   度との関数の形で与え、その目標ステアリング操作角か
   ら、前記オーバオールギヤ比およびホイールベースのデ
   ータを用いて、前記車速および横加速度に対する、その
   目標ステアリング操作角での前記操舵機構による切り増
   し舵角の関係を表す関数を求め、 前記必要切り増し舵角の関数から前記操舵機構による切
   り増し舵角の関数を引いて、前記舵角補正量を求める演
   算式を求めることを特徴とする、請求項１記載の車両操
   舵特性制御方法。