JPH11245838A

JPH11245838A - 車両用後輪操舵制御装置

Info

Publication number: JPH11245838A
Application number: JP10046029A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tsutsumi; 康裕堤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】後輪が転舵制御されている最中に、車体が所
定値以上持ち上がるように車高が変化した場合には、後
輪を中立位置に戻して後輪側におけるコーナリング力の
変化による車両挙動の変化を抑制して運転者に違和感を
与えないようにする。【解決手段】車速Ｖと操舵角θＦから演算した舵角比
例制御量と、車速及び操舵角θＦから演算した目標ヨー
レイトγＭと実際のヨーレイトγの偏差に基づいて演算
されたヨーレイト比例制御量と、これら両制御量から目
標後輪舵角θＲを求め、この目標後輪舵角θＲに基づい
て後輪転舵手段６により後輪を転舵させる。また、左右
前輪に配設されたストロークセンサ１８Ｌ、１８Ｒが検
出したストロークＳＬ、ＳＲが所定値以上のジャンピン
グ状態とジャンピング判定手段１０８で判定された場合
には、補正部１１０によって目標後輪舵角θＲを０に補
正する。後輪転舵手段６は、この補正された目標後輪舵
角θＲに基づいて後輪を駆動するため、後輪は中立位置
に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、後輪の操舵制御装
置に関し、特に車両の走行状態に応じて後輪を転舵制御
する後輪操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】後輪を転舵制御する後輪操舵制御装置と
して、例えば特公平６−５３５０１号公報に開示されて
いるように、ハンドル操舵角と車速から求めた後輪転舵
角となるように後輪を転舵制御するものにおいて、車高
状態を検出する手段を備え、車高状態が高いときに後輪
転舵特性を前輪と同方向の同相方向に補正することで、
悪路を走行するような場合における旋回時の旋回力を緩
和して車輪のグリップ力を高めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
旋回走行中に路面の起伏等により車体が持ち上がって車
輪が路面から浮き上がるような状態が発生することがあ
り、このような場合には車輪に加わっている荷重が減少
するため、後輪が転舵されているときには後輪側で発生
するコーナリングパワーも減少する方向に変化する。

【０００４】これに対して、車体が持ち上がった後には
車体の沈み込む状態が発生するため、車輪は路面に対し
て押し付けられる状態、即ち車体に対してバウンド方向
に変位するので、車輪に対する荷重が増大して後輪が転
舵されているときには後輪側で発生するコーナリングパ
ワーも増大する方向に変化する。

【０００５】このように、車体が持ち上がった状態から
沈み込む状態まで変化する現象は前輪側でも同様に発生
するが、前輪側では運転者のハンドル操作により変化の
影響を修正することが可能であるため問題とならない
が、後輪側は車速と前輪舵角に基づいて一義的に決まる
舵角により制御されるので、運転者の意志とは無関係に
コーナリングパワーが変化してしまい車両挙動に変化が
生じて運転者に違和感を与えることとなる。

【０００６】上記従来の装置においては、車高が高い場
合に同相方向に目標舵角が補正されるため、中速及び高
速時の旋回時には後輪は同相方向に転舵されており、こ
の状態で車体が持ち上がると高車高状態が検出されて後
輪は更に同相方向の転舵角が増大する方向に補正され
る。その後、車体に沈み込みが生じた場合には、車高制
御により増大した転舵角及び荷重に応じたコーナリング
パワーが発生することとなり、車両挙動に影響を与えて
違和感が生じる。

【０００７】本発明は、車高が大きく変化する場合にお
いて、後輪転舵角を中立方向に戻すことで、後輪の荷重
変化に基づくコーナリングパワーの変化の影響を抑制し
て車両挙動に違和感を生じないようにするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１においては、車両の走行状態を検出す
る走行状態検出手段と、走行状態に基づいて目標後輪舵
角を演算して制御信号を出力する制御手段と、制御手段
の制御信号に基づいて後輪を転舵する後輪転舵機構とを
有する車両用後輪操舵制御装置において、サスペンショ
ンのストローク量を検出する手段と、サスペンションの
ストローク量が所定値以上の場合に後輪を中立に向けて
戻す戻し手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。

【０００９】この構成では、サスペンションのストロー
ク量が所定値以上の場合に、後輪を中立方向に戻すこと
で、その後で車体が沈み込んだ場合においても荷重の増
大により後輪側で発生するコーナリングパワーを抑制す
ることができるため、後輪側のコーナリングパワーの変
化による車両挙動に対する違和感を低減することができ
る。

【００１０】また、請求項２に対応する構成としては、
サスペンションのストローク量が所定値以下となった場
合に、後輪を走行状態に基づいた目標後輪舵角に徐々に
転舵する復帰手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】この構成によれば、後輪を中立位置に戻し
た後に、通常の走行状態に戻った場合には、後輪をその
ときの走行状態に基づく目標後輪舵角に徐々に移行させ
ることで、後輪の転舵角の変化による車両挙動変化を抑
制しつつ、通常の後輪転舵制御に早期に復帰させること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。第１図は本発明が適用された車両
の全体構成を示す概略図である。第１図の車両は、運転
者による操作に応じて左右の前輪４Ｌ、４Ｒを転舵する
ハンドル２と、後述する制御手段としてのコントローラ
１０からの制御信号に基づいて左右の後輪８Ｌ、８Ｒを
転舵駆動する後輪転舵手段６と、ハンドル２の操舵角を
検出する舵角センサ１２と、走行状態検出手段としての
車両速度を検出する車速センサ１４と、車両重心点回り
の角速度であるヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ
１６と、左右の前輪４Ｌ、４Ｒのサスペンションストロ
ークを検出するストロークセンサ１８Ｌ、１８Ｒとを備
えている。

【００１３】後輪転舵手段６は、コントローラ１０から
の制御信号に基づいて駆動制御されて後輪８Ｌ、８Ｒを
転舵する駆動用のモータ６１と、後輪８Ｌ、８Ｒの位置
制御を行なうための転舵角を検出してコントローラ１０
にフィードバックする後輪舵角センサ６２を備えてい
る。

【００１４】コントローラ１０は、舵角センサ１２から
の操舵角θＦ、車速センサ１４からの車速Ｖ、ヨーレイ
トセンサ１６からのヨーレイトγ、及びストロークセン
サ１８Ｌ、１８ＲからのストロークＳＬ、ＳＲといった
各センサの検出信号が入力されている。

【００１５】コントローラ１０は、第２図に示すよう
に、車速センサ１４からの車速Ｖに基づいて舵角比Ｋ１
(V)を求める舵角比演算部１０１と、車速Ｖと操舵角θ
Ｆから目標ヨーレイトγＭを求める目標ヨーレイト演算
部１０２と、目標ヨーレイトγＭとヨーレイトセンサ１
６からの実際のヨーレイトγとの偏差に制御ゲインＫ２
を掛ける制御ゲイン部１０４と、舵角比Ｋ１(V)と前輪
舵角センサ１２からの操舵角θＦの積である舵角比例分
の制御値と制御ゲイン部１０４からの値とを加算して目
標値とする目標後輪舵角θＲが求められる。

【００１６】更に、左右のストロークセンサ１８Ｌ、１
８ＲからのストロークＳＬ、ＳＲに基づいて車体が所定
量以上持ち上がったジャンプ状態を判定するジャンピン
グ判定手段１０８を備え、ジャンピング判定手段１０８
でジャンプ状態と判定すると、補正部１０６において目
標後輪舵角θＲを０に補正して転舵信号発生部１１０に
出力するため、後輪転舵手段６は後輪８Ｌ、８Ｒを中立
位置に戻すように制御され、ジャンプ状態でないと判定
された場合は目標後輪舵角θＲを補正することなく後輪
転舵角を目標後輪舵角θＲに基づいて制御する。

【００１７】次に、本発明の具体的な第１の実施形態を
図３のフローチャートに基づいて説明する。ステップＳ
２では車速Ｖ、操舵角θＦ、ヨーレイトγ、前輪４Ｌ、
４ＲのサスペンションのストロークＳＬ、ＳＲを読込
み、ステップＳ４で車速Ｖ、操舵角θＦ及び車両諸元か
ら目標ヨーレイトγＭを演算する。

【００１８】ステップＳ６ではジャンピング判定フラグ
ＦＪがセットされていないか否かが判定され、セットさ
れている場合はステップＳ１６に進み、セットされてい
ない場合は次のステップＳ８に進んで目標後輪舵角θＲ
が次の式（１）に基づいて演算した後、次のステップＳ
１０に進む。

【００１９】 θＲ＝Ｋ1（Ｖ）・θＦ＋Ｋ２（γ−γＭ）・・・・（１）

【００２０】ステップＳ１０は、車速Ｖが２０Ｋｍ／Ｈ
以上であるか否かが判定される。２０Ｋｍ／Ｈ以下のよ
うな低速走行状態では、悪路等の起伏の激しい道路を走
行している場合があり、このような状態では車高変化が
長時間に渡り大きく変化するので、本発明の制御が頻繁
に行われることを防止するために、車速により制御の実
施の可否を判定するものである。

【００２１】このステップＳ１０で、否定判定がされた
場合にはステップＳ２４に進み、肯定判定がされた場合
には次のステップＳ１２に進んで、左輪のサスペンショ
ンのストロークＳＬ又は右輪のサスペンションのストロ
ークＳＲが所定量Ｓａ以上ストロークするようなジャン
ピング状態となっているか否かを判定し、否定判定され
た場合にはステップＳ２４に進み、肯定判定された場合
には次のステップＳ１４に進んで目標後輪舵角θＲに０
（中立位置）をセットするとともに、ジャンピング判定
フラグＦＪをセットしてステップＳ１６に進む。

【００２２】ステップＳ１６は、ジャンプが終了したか
否かを判定するジャンピング終了判定であり、ジャンプ
が終了したか否かの判定方法としては、例えば、左右の
サスペンションストロークＳＬ、ＳＲの一方がサスペン
ションストロークの中立位置を通過したことを検出した
場合や、左右のサスペンションストロークＳＬ、ＳＲの
一方が所定のストローク以内となったことが検出された
場合などがある。

【００２３】これらの判定結果からジャンプが終了して
いないと判定された場合には以降のステップを実行する
ことなく今回のフローを一旦終了し、ジャンプが終了し
ていると判定された場合には、ステップＳ１８に進んで
この時点での目標後輪舵角θＲを再度演算し、次のステ
ップＳ２０で目標後輪舵角θＲが０となっているか否か
を判定する。

【００２４】ステップＳ２０で、目標後輪舵角θＲが０
でなければ以降のステップを実行することなく今回のフ
ローを一旦終了し、０の場合にはステップＳ２２におい
てジャンピング判定フラグＦＪをリセットし、次のステ
ップＳ２４で通常の目標転舵角θＲに後輪転舵角を制御
する後輪転舵角制御に復帰させる。

【００２５】以上のように、第１の実施形態によれば、
サスペンションのストロークから車体が所定量以上持ち
上がり、車輪が地面から離れるようなジャンピング状態
が発生している否かが検出され、ジャンピング状態が検
出された場合には、後輪の目標転舵角θＲを０とするこ
とで強制的に後輪を中立位置に復帰制御するので、その
後、ジャンプが終了して車体が沈み込んでも後輪転舵角
は０となっているため、後輪の荷重変化によりコーナリ
ングパワーが変化することを抑制できて車両挙動の変化
を低減することができる。

【００２６】次に、本発明の第２の実施形態を図４のフ
ローチャートに基づいて説明する。ステップＳ１０２で
は車速Ｖ、操舵角θＦ、ヨーレイトγ、前輪４Ｌ、４Ｒ
のサスペンションのストロークＳＬ、ＳＲを読込み、ス
テップＳ１０４で車速Ｖ、操舵角θＦ及び車両諸元から
目標ヨーレイトγＭを演算してステップＳ１０６に進
む。

【００２７】ステップＳ１０６では後輪復帰制御フラグ
ＦＭがセットされていないか否かが判定され、セットさ
れていればステップＳ１２２に進み、セットされていな
ければステップＳ１０８に進んでジャンピング判定フラ
グＦＪがセットされていないか否かが判定される。ステ
ップＳ１０８でジャンピング判定フラグＦＪがセットさ
れている場合はステップＳ１１８に進み、セットされて
いない場合は次のステップＳ１１０に進んで目標後輪舵
角θＲを演算する。

【００２８】ステップＳ１１２では、車速Ｖが２０Ｋｍ
／Ｈ以上であるか否かが判定され、否定判定がされた場
合にはステップＳ１３０に進み、肯定判定がされた場合
には次のステップＳ１１４に進んで、左前輪のサスペン
ションのストロークＳＬ又は、右前輪のサスペンション
のストロークＳＲが所定量Ｓａ以上ストロークしている
か否かを判定し、否定判定された場合にはステップＳ１
３０に進み、肯定判定された場合には次のステップＳ１
１６に進んで目標後輪舵角θＲに０（中立位置）をセッ
トするとともに、ジャンピング判定フラグＦＪをセット
してステップＳ１１８に進む。

【００２９】ステップＳ１１８は、ジャンプが終了した
か否かを判定するジャンピング終了判定であり、ジャン
プが終了していなければステップＳ１３０に進み、ジャ
ンプが終了している場合には、ステップＳ１２０に後輪
復帰制御フラグＦＭをセットするとともに、ジャンピン
グ判定フラグＦＪをリセットしてステップＳ１２２に進
む。

【００３０】ステップＳ１２２では、この時点での目標
後輪舵角θＲを演算し、次のステップＳ１２４で復帰制
御用の制御舵角θＲＯＬＤに所定の復帰制御量Ｓｔｅｐ
を加算して新たな制御舵角θＲＯＬＤを演算してステッ
プＳ１２６に進む。

【００３１】ステップＳ１２６において目標後輪舵角θ
Ｒと制御舵角θＲＯＬＤが一致しているか否かが判定さ
れ、一致している場合には、ステップＳ１２８で後輪復
帰制御フラグＦＭがリセットされ、ステップＳ１３０で
目標後輪舵角θＲに基づいて後輪の転舵制御を実施す
る。また、不一致の場合には、ステップＳ１３２におい
て制御舵角θＲＯＬＤを目標後輪舵角θＲとした後、ス
テップＳ１３０で目標後輪舵角θＲに基づいて後輪の転
舵制御を実施する。

【００３２】以上のように第２の実施形態においては、
第１の実施形態と同様、車体が所定値以上持ち上がった
ジャンピング状態が検出された場合には後輪を中立位置
に復帰させることで、ジャンプ後の車体の沈み込み（着
地）時におけるコーナリング力の変化を抑制している。

【００３３】更に、第２の実施形態では、ジャンプ終了
後の通常の後輪舵角制御への復帰を第１の実施形態では
目標後輪舵角θＲが０となったときに実施するのに対
し、第２の実施形態ではジャンプ終了後に目標後輪舵角
θＲに徐々に近づけていくため、第１の実施形態では目
標後輪舵角θＲが０にならないと通常制の御に復帰しな
いが、第２の実施形態では目標後輪舵角θＲに関係なく
早期に通常の後輪操舵制御に復帰させることができる。

【００３４】次に、上記の両実施形態の制御状態を図５
のタイムチャートに基づいて説明する。（Ａ）はハンド
ル２の操舵角θＦの状態を示し、ハンドル２が所定の方
向に操舵されていることを示している。（Ｂ）は車両の
ヨーレイトγの状態を示し、ハンドル２の操舵操作に基
づいて車体に所定方向のヨーレイトγが発生しているこ
とを示している。（Ｃ）は左前輪４Ｌのサスペンション
のストロークＳＬ状態を示し、（Ｄ）は右前輪４Ｒのサ
スペンションのストロークＳＲ状態を示し、時刻ｔ１で
所定値Ｓａ以上となり、時刻ｔ２でストロークＳＲがス
トロークの中立位置を通過していることを示している。

【００３５】（Ｅ）はジャンピング判定フラグＦＪの状
態を示しており、時刻ｔ１において右前輪４Ｒのストロ
ークＳＲが所定値Ｓａ以上となったことによりジャンピ
ング判定フラグＦＪがセットされ、次に、時刻ｔ２にお
いて右前輪４Ｒがストロークの中立位置を通過（この図
では左前輪４Ｌも同時に通過している）したため、ジャ
ンピング判定フラグＦＪがリセットされている。

【００３６】（Ｆ）は目標後輪舵角θＲを示し、この目
標後輪舵角θＲは本発明が適用される従来技術に相当す
るヨーレイトγに基づいて後輪転舵角を制御するもの
で、ヨーレイトγに応じた目標後輪舵角θＲが演算され
ていることが分かる。

【００３７】（Ｇ）は第１の実施形態における目標後輪
舵角θＲを示し、時刻ｔ１でジャンピング判定フラグＦ
Ｊがセットされると、目標後輪舵角θＲが０（中立位
置）に設定されるとともに、ジャンピング判定フラグＦ
Ｊが時刻ｔ２でリセットされた後、（Ｆ）で示す通常時
の目標後輪舵角θＲが時刻ｔ３で０となった時点でジャ
ンピング制御を終了して通常の後輪舵角制御に復帰す
る。

【００３８】（Ｈ）は第２の実施形態における目標後輪
舵角θＲを示し、時刻ｔ１でジャンピング判定フラグＦ
Ｊがセットされると、目標後輪舵角θＲが０（中立位
置）に設定されるとともに、ジャンピング判定フラグＦ
Ｊが時刻ｔ２でリセットされた後は、徐々に（Ｆ）で示
す通常時の目標後輪舵角θＲとなるように目標後輪舵角
θＲを可変しながら時刻ｔ４で通常時の目標後輪舵角θ
Ｒと一致した時点でジャンピング制御を終了して通常の
後輪舵角制御に復帰する。

【００３９】尚、上記両実施形態では、ジャンピング状
態検出時には後輪を中立位置に戻すようにしているが、
必ずしも後輪を中立位置に戻す必要はなく、ジャンピン
グ状態が検出されたときの後輪舵角よりも転舵角が減少
していれば着地時の荷重増加による後輪側のコーナリン
グパワーの変化を抑制できるため、後輪を所定量戻す又
は、ジャンピング状態から戻し始め、着地状態が検出さ
れた時点で戻し（ジャンピング）制御を中止し、その時
点での転舵角以上に後輪を戻すことはしないようにして
も、本発明の目的を達成することができる。

【００４０】また、上記の実施形態の本件が適用される
後輪操舵制御として、操舵角に基づく制御量と実ヨーレ
イトと目標ヨーレイトの偏差に基づく制御量の合成値に
基づいて制御しているが、これに限ることなく、一方の
制御量により制御されるものであってもよく、また、車
両の挙動等に基づいて制御するものであってもよい。

【００４１】更に、車体が持ち上がった状態を判定する
ジャンピング判定を行なうためのストロークセンサを左
右の前輪側に配設した構成としているが、４輪全てに配
設又は１輪に配設するようにしても良く、また、判定方
法としても４輪の内、いづれかの車輪のストローク量が
所定値以上となった場合、両前輪又は両後輪が所定値以
上となった場合にジャンピング状態と判定しても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、後
輪が転舵制御されている状態で車体が所定量以上持ち上
がった状態が検出された場合には、後輪を中立位置に戻
すように転舵制御するようにしたので、路面の起伏等で
車体が持上げられた後に、車体が沈み込むような状態と
なって車輪の接地荷重が急激に増加したとしても、後輪
は中立位置に戻されているため、接地荷重に増加による
コーナリング力の変化の影響を抑制できて、後輪が転舵
された状態で起伏等を通過するときにおける車両挙動の
違和感を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する車両の全体構成を示す概略構
成図である。

【図２】本発明のコントローラの構成を示す概略ブロッ
ク図である。

【図３】第１の実施形態の制御内容を説明するためのフ
ローチャートである。

【図４】第２の実施形態の制御内容を説明するためのフ
ローチャートである。

【図５】本発明の実施形態の制御状態を説明するための
タイムチャートである。

【符号の説明】

２…ハンドル、４Ｌ、４Ｒ…前輪、６…後輪転舵手段、
８Ｌ、８Ｒ…後輪、１０…コントローラ、１２…前輪舵
角センサ、１４…車速センサ、１６…ヨーレイトセン
サ、１８Ｌ、１８Ｒ…ストロークセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ６２Ｄ 137:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行状態を検出する走行状態検出
手段と、走行状態に基づいて目標後輪舵角を演算して制
御信号を出力する制御手段と、該制御手段の制御信号に
基づいて後輪を転舵する後輪転舵機構とを有する車両用
後輪操舵制御装置において、サスペンションのストロー
ク量を検出する手段と、サスペンションのストローク量
が所定値以上の場合に後輪を中立に向けて戻す戻し手段
と、を備えることを特徴とする車両用後輪操舵制御装
置。
【請求項２】サスペンションのストローク量が所定値
以下となった場合に、後輪を走行状態に基づいた目標後
輪舵角に徐々に転舵する復帰手段を備えたことを特徴と
する請求項１に記載の車両用後輪操舵制御装置。