JPS60161255A - 車両の補助操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）技術分野 本発明は車両の走行中における運動性能及び操縦安定性
を同上させるために、前輪又は後輪１補助的に操舵する
装置に関するものである。

（２）従来技術 車両の連動性能及び操縦安定性は車両に加わるヨーレイ
ト又は横加速度が操舵入力に対していがなるものかによ
って論ぜられる。ここでヨーレイトとは、車両の上方か
ら見てその重心周りに生ずる回転角連変（ヨー角速瞳）
であり、横加速度とは、車両の重心に川幅方向に加わる
加速度を意味する。

そして車両は、横風や路面摩擦係数等の外乱に彰響され
ることなく、操舵入力に対応した大きさの旋回を応答遅
れなしに生ずるのが理想であり、上記の大きさは操舵入
力（操舵角θ）に対するヨーレイトψ（又は横加連関α
）の比（ヨーレイトゲイン）で論ぜられ、父上記の応答
遅れは舵角θに対するヨーレイトψ（又は横加速度α）
の出力遅れ（位相遅れ）で論ぜられる。

取幅を補助操舵しない車両にあって、ヨーレイトゲイン
及び位相遅れは夫々操舵周波数に対し第７図中実線ａ、
ａ′で示す如きものとなる。しかしヨーレイトゲインが
成る周波数で特に高くなるため、舵角に対する重両の挙
動変化がここで急増することから、運動性能及び操縦安
定性の悪化を避けられないし、又位相遅れが周波数が高
くなるにつれ急増することから、操舵に対する車両の挙
動変化が遅れて、程度の差はあれ運転者に熟練が要求さ
れているのが現状である。理想としてはヨーレイトゲイ
ン及び位相遅れが周波数００時の値を老周波数域に亘り
保つようにすべきである。

そこで従来、車両に加わるヨーレイト又は横加速ニ応じ
ネガティブフィードバックをかけて四輪を切り戻し方向
（操舵入力による車両の方向変化（８） を減する方向）へ補助操舵する技術が提案された。

この技術は第１図に示すように、操舵入力により車両１
の前輪２を転舵する時屯両に加わるヨーレイト又は横り
目速度を挙動センサ８で検出し、検出結果を係数（Ｋ　
）　ｖ定器１及び増幅器５を経てアクチュエータ６に供
給し、このアクチュエータにより前輪操舵系ヘヨーレイ
ト又は横加連間を基に係数Ｋに応じたネガティブフィー
ドバック人力Ｆを与えるもので、これによりヨーレイト
ゲインを第７図に１点鎖＠ｂで示す如く係数にだけ下が
るもののフラットな特性に近付けると共に、位相遅れを
同図に１点鎖線ｂ′で示す如く小さくすることを狙った
ものである。

しかし、かかる従来の補助操舵装置では、係数Ｋが不変
の一定値であったため、これによって決まるヨーレイト
ゲインが重速条件とか、横風の強さ、天候状態、路面状
態等の走行条件とか、車両の加減連関、重体重量、前後
軸重配分等の車両状態とかに応じた好適なものにならず
、運動性能及び操舵安定性の向上を常時望み得るという
訳にゆ（４＋ かないし、又ヨーレイトゲインを運転者の好みによって
変更するという訳にいかない。

（８）発明の目的 本発明は上述の点に鑑み、ヨーレイトゲインを変更可能
にした車両の補助操舵装置を提供して上記の間鵬を解決
することを目的とする。

」」１ト化監城− この目的のため本発明による車両の補助操舵装置は、前
記型式のネガティブフィードバック系において、前記係
数を変更することにより操舵入力に対するヨーレイト又
は横加速度の比で表わされるゲインを変更するゲイン変
更手段を設けたことを特徴とする。

（５）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第２図は本発明−実施の態様で、図中第１図におけると
同様の部分を同一符号にて示す。本発明においては第１
図と同（支）のネガティブフィードバック系における係
数設定器４にゲイン変更手段２０を接続して追加する。

ゲイン変更手段２０は重速条件とか、横風の強さ、天候
状態、路面状態等の走行条件とか、車両の加減速疫、重
体重量、前後軸重配分等の車両状態とか、運転者の好み
に応じ係数Ｋを変更して第７図に示すヨーレイトゲイン
が常時最適となるようにするものである。手段２０が重
速条件に応じて係数Ｋを変更するものである場合、高市
速になるにつれヨーレイトゲインを下げて操舵入力に対
するヨーレイトを小さくするのが、高速走行時における
操縦安定性の点で好ましいことから、ゲイン変更手段２
０は車速の上昇につれ係数Ｋを大きくするものとする。

手段２０が走行条件に応じて係数Ｋを変更するものであ
る場合、横風が強くなるにつれ、又晴天や曇天の時より
雨天の時の方が、更に路面が凹凸の激しい悪路になるに
つれヨーレイトゲインを下げて操舵入力に対するヨーレ
イトを小さくするのが、これら走行条件での走行時にお
ける操縦安定性の点で好ましいことから、ゲイン変更手
段２０はこのように走行条件が悪くなるにつれ係１ｉ！
ｌＫを大きくするものとする。手段２０が重両状態に応
じて係数Ｋを変更するものである場合、東面の加減速度
が大きくなるにつれ加速時は東向のパワースライドが大
きくなり、減速時はタックインが大きくなるため、これ
らを少なくする関係上重両の加減速度が大きくなるにつ
れヨーレイトゲインを下げるのが良いことから、又重体
重量が増すにつれタイヤの横グリップカが相対的に不足
気味になって操縦不安定になるため、この横グリップカ
不足を補償する関係上重体重量の増大につれヨーレイト
ゲインを下げるのが良いことから、更に前後軸重配分が
後市軸に片寄るにつれ旋回走行による遠心力で重体後部
が外側に滑り易くなるため、これを補償する関係上後市
軸重量の増大につれヨーレイトゲインを下げるのが良い
ことから、ゲイン変更手段２０はこのような東向状態が
進むにつれ係数Ｋを大きくするものとする。

又、手段２０が運転者の好みに応じて係数Ｋを変更する
ものである場合、ゲイン変更手段２０は運転者の手動操
作による指示に対応したヨーレイ（７） トゲインが得られるよう係数に、を変更するものとする
。

勿論、ゲイン変更手段２０は重速、横風の強さ、天候、
路面の良否、重両の加減速度、重体重量、前後軸重配分
、運転音の好みのうち、重要と思われる歯板された１つ
に応じ、又は任意複数個の要因を組合せたものに応じ、
最適なヨーレイトゲインが得られるよう係数Ｋ　を変更
するものにしてもよい。

かくて、本例の補助操舵装置は第１図につき前述したと
同様、ヨーレイト又は横加速度に基づき係数Ｋに応じた
ネガティブフィードバックヲ前輪操舵糸にかけて前輪２
を補助操舵するが、この作用中係数Ｋが重速条件とか、
走行条件とか、重両状態とか、運転者の好みに応じ変更
されるから、常時最適なヨーレイトゲインが達成され、
いかなる条件下でも運動性能及び操縦安定性の向上を所
定通り得ることができる。

ところで第１図及び第２図のネガティブフィードバック
系においては、各構成要素の応答遅れに（８） より、重両ｌの挙動検出に対し、ネガティブフィードバ
ック人力Ｆが遅れて出力されると共に、高周波での信号
の減衰が生ずるのを免れず、狙い通りのヨーレイトゲイ
ン特性す及び位相遅れ特性ｂ′（いずれも第７図参照）
を得られなくて、これら特性が夫々第７図中０　、　Ｏ
’で示す椎間の改善に留まる場合もある。

この問題解決のためには、ヨーレイト又は横加速度の少
なくとも１つを微分して得られる東両の挙動変化に速く
対応する信号により上記の応答遅れ及び減衰を相殺する
微分補償型ネガティブフィードバック系を用いることが
考えられる。

第８図はかかるネガティブフィードバック糸ヲ持った補
助操舵装置を示すが、本発明の前記着想はこの種補助操
舵装置にも適用することができる。

この場合、挙動センサ８からの信号を制御回路７に入力
する。制御回路７は係数設定器８，９と、微分回路１０
と、ミキサー１１と、ミキサー１２とで構成する。

係数設定器８はセンサ８の検出値ψ又はαに係数に１を
栗じた結果をミキサー１１に入力し、微分回路１０はセ
ンサ８の検出値φ又はαを微分してその微分値ψ又はα
を係数設定器９に供給する。

係数設定器９は当該倣越値に係＠に２を乗じた後、その
結果をミキサー１１に入力する。ミキサー１１は係数設
定器８，９から入力される値を加算し、加算値を増＠器
１２により増幅してアクチュエータ６に供給する。

アクチュエータ６は上記の加算値に応じネガティブフィ
ードバックを前輪操舵系にかけて、前輪２を切戻し方向
に補助操舵するが、本例においてはヨーレイトψ又は横
加速度αと、その微分値ψ又はαとの合計値に応じ上記
のネガティブフィードバックをかけるから、各構成要素
が応答遅れや高周波での信号の減衰を生じても、これら
を東面の挙動変化に速く対応する信号である微分値ψ又
はｄにより相殺でき、センサ８による挙動検出に対する
ネガティブフィードバック人力Ｆの遅しをなくせて、第
７図中ｂ　、　ｂ／で示す狙い通りのヨーレイトゲイン
及び位相遅れ特性を得ることができる。

本発明においては、係数設定器８，９の係数に、　、　
Ｋ２を前述した例におけると同様のゲイン変更手段によ
り購々に又は相互に関連して変更し、ヨーレイトゲイン
を車ノ速、走行条件、重両状態、運転者の好みに応じ変
更し得るようにする。但し、係数に０を変更（大きく）
するとヨーレイトゲインが老周波数域に亘り低下し、係
数に２を変更（大きく）すると速い操舵時に相当する高
周波数域におけるヨーレイトゲインが低下することから
、ゲイン変更手段２０は重速、走行条件、車輌状態、運
転者の好みに応じた周波数域毎のヨーレイトゲインが達
成されるよう係数に、　、　Ｋ、を個々に又は相互に関
連して変更するものとする。

例えば老周波数域に亘りヨーレイトゲインを小さくして
操舵入力に対する東向の挙動をゆるやかにしたい場合、
係数に０のみを大きくシ、加えて高周波数域で特に東向
の挙動をゆるやかに応答させたい場合、係数に２をも大
きくする。又低周波数域で東向の応答をゆるやかにする
も、高周波数域で東向の応答を速めたい場合、係数に０
を太きく、係数に、を小さくなるよう変更する。

第４図は上記実施例の前輪操舵糸及び前輪補助操舵系に
係わる具体的な構成を例示し、前輪２は夫々ナックルア
ーム１８、サイドロッド１４、タイロッド１５及びリン
ク１６を介して重体１７にリンク結合されており、ステ
アリングホイール１８により操作されるステアリングギ
ヤ１９の揺動アーム（ピットマンアーム）１９ａをアク
チュエータ６を介してタイロッド１５に連結することに
より前輪操舵糸を構成する。

アクチュエータ６はハイドロリックサーボアクチュエー
タとし、これを前記制御回路７からの信号に応じ伸縮動
作させることにより前輪操舵系にネガティブフィードバ
ック人力Ｆを与えて前輪２を切戻し方向に補助操舵する
。この補助操舵が行なわれない間、前輪２はステアリン
グホイール１８からの操舵人力θによってのみピットマ
ンアーム１９ａ１アクチユエータ６（非作動）、タイロ
ッド１５、サイドロッド１４及びナックルアーム１８を
介し転舵される。

第５図は、前記６例の如き前輪２を切戻し方向へ補助操
舵する代りに、後輪２７を同様の目的が達せられる方向
（前輪２と同方向）へ補助操舵するようにした装置に本
発明の前記着想を適用した例を示す。本例でも、センサ
８及び制御回路７並びにゲイン変更手段２０は第８図及
び第４図におけると同様のものとするが、アクチュエー
タ６はネガティブフィードバック人力Ｙを後輪補助操舵
系に後輪２７用の舵角−θ′として入力するものとする
。

第６図は本例の後輪補助操舵系に係わる具体的な構成を
例示し、前輪操舵系をステアリングホイール１８、ステ
アリングギヤ１９、サイドロッド１４及びナックルアー
ム１８よりなる通常のものとした。

第６図の後輪補助操舵系では、後輪２７を夫々ナックル
アーム２Ｂを介して回転自在に支持し、両ナックルアー
ム２８をタイロッド２９により相互に連結して後輪２７
を補助操舵可能にする。この補助操舵を油圧シリンダ式
としたアクチュエータ６により行なうために、該アクチ
ュエータのピストン６ａをタイロッド２９に固着する。

アクチュエータ６の油圧源は以下の構成とする。

即ち、屯載エンジン８０により駆動されるオイルポンプ
８１を設け、このポンプはリザーバ８２内のオイルを吸
入吐出し、吐出油をアンロード弁８８により所定圧にし
てアキュムレータ８４内に蓄圧するものとする。この蓄
圧油は供給路８５によりサーボ弁８６に送られ、不要の
オイルを戻り路８７によりリザーバ８２に戻す。

サーボ弁８６は前記実施例におけると同様のセンサ８及
びｆｔｉ制御回路７により以下の如くに制御される。即
ち、前輪２の右操舵時制御回路７はサーボ弁８６を供給
路８５の油圧がアクチュエータ６の図中右側シリンダ室
に供給されるよう作動させる。これ【こより後輪２７は
ナックルアーム２８を介し前輪２と同方向に（前輪２の
切戻し方向に）補助操舵される。逆に前輪２の左操舵時
も制御回路７はサーボ弁８６及びアクチュエータ６を介
し後輪ｚ７を前輪２と同方向に補助操舵することができ
る。

（６）発明の効果 かくして本発明は上述の如く、車両１に加わるヨーレイ
ト又は横加速度を基に係数Ｋ　（Ｋ１＋に２）に応じた
ネガティブフィードバックをかけて車輪２（２７）を補
助操舵するようにした装置において、前記係数Ｋ　（Ｋ
、、に、）を変更して操舵人力θに対するヨーレイトφ
又は横加速度αの比で表わされるゲイン（図示例ではヨ
ーレイトゲインで説明した）を変更するゲイン変更手段
２０を設けた構成になるから、上記のゲインを逐一変化
する車速、走行条件、重両状態、運転者の好みに応じた
好適なものに常時修正することができ、常に運動性能及
び操縦安定性の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の前輪補助操舵システムを示すネガティブ
フィードバック系の系統図１ 第２図は本発明により構成した前輪補助操舵システムを
示すネガティブフィードバック系の系統図、 第８図は本発明の他の前輪補助操舵システムを示すネガ
ティブフィードバック糸の系統図、第４図は同システム
の具体構造を示す概略平面図、 第５図は本発明により構成した後輪補助操舵システムを
示すネガティブフィードバック糸の糸ａ図、 第６図は同システムの具体構造を示す概略平面図、 第７図は補助操舵装置の周波数特性図である。 ■・・・車両　２・・・前輪 ８・・・挙動センサ　４・・・係数設定器６・・・アク
チュエータ　７・・・制御回路８．９・・・係数設定器
　１ｏ・・・微分回路１１・・・ミキサー（加算器）１
２・・・増幅器１８・・・ナックルアーム　１４・・・
サイドロッド１５・・・タイロッド　１６・・・リンク
１７・・・重体 １８・・・ステアリングホイール １９・・・ステアリングギヤ　２ｏ・・・ゲイン変更手
段（１０） ２７・・・後輪　２８・・・ナックルアーム２９・・・
タイロッド　８０・・・エンジン８１・・・オイルポン
プ　８２・・・リザーバ８８・・・アンロード弁　８４
・・・アキュムレータ８５・・・油圧供給路　８６・・
・サーボ弁８７・・・油圧戻り路。 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　車両に加わるヨーレイト又は横加速腐を基に係数に
   応じたネガライブフィードバックをかけて重輪を補助操
   舵するようにした車両の補助操舵装置において、前記係
   数を変更して操舵入力に対する前記ヨーレイト又は横加
   速度の比で表わされるゲインな変更するゲイン変更手段
   を設けたことを特徴とする東向の補助操舵装置。 ２　前記ゲイン変更手段は、車速に応じて前記係数を変
   更するものである特許請求の範囲第１項記載の車両の補
   助操舵装置。 ８　前記ゲイン変更手段は、横風の強さ・、天候状態、
   路面状態等の走行条件に応じ前記係数を変更するもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の東向の補助操舵装置。 ４、　前記ゲイン変更手段は、車両の加減速（９）、重
   体重量、前後軸重配分等の車両状態に応じ前記係数を変
   更するものである特許請求の範囲第１項記載の４Ｌ両の
   補助操舵装置。 五　前記ゲイン変更手段は、運転者の好みに応じ前記係
   数を変更するものである特許請求の範囲第１項記載の重
   両の補助操舵装置。