JPS6067267A - 車両用操舵装置 - Google Patents

車両用操舵装置

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JPS6067267A
JPS6067267A JP17596183A JP17596183A JPS6067267A JP S6067267 A JPS6067267 A JP S6067267A JP 17596183 A JP17596183 A JP 17596183A JP 17596183 A JP17596183 A JP 17596183A JP S6067267 A JPS6067267 A JP S6067267A
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JP
Japan
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load
vehicle
steering
steering angle
acceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP17596183A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Kawakami
清治 河上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS6067267A publication Critical patent/JPS6067267A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

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】 ワムI日n)分)6カロ→を581日 〔発明の利用分野〕 本発明は車両用操舵装置に係り、特に、車両旋回時の操
縦性能を常に一定の状態に維持するのに好適な車両用操
舵装置に関する。
〔発明の背景〕
自動車等の車両は常に一定の操縦特性が維持されること
が望ましい。そこで、特開昭57−60974号、実開
昭57−19172@等に記載されているように、加減
速時の旋回半径の変化を小さくする機構を設け、加減速
時の操縦特性が常に一定の状態に維持されるようにした
ものが提案されている。しかし、これらの機構では、乗
車人数、積載状態の変更によシ車両の荷重が標準荷重よ
り変化すると、重量変化(で伴なう操縦特性を一定値に
維持することができず、操縦性能が低下するという不具
合があった。
このように、従来、乗車人数、積載状態の変更により積
載状態が変化すると、車両の操縦特性を常に一定値に維
持することができなかった。そのため、−宇節Unのf
i載状S@を六バーでAA描縦嘘性をその車の標準荷重
時の操縦特性として設定したり、あるいは積載方法の工
夫等によって対処していたが、これらの方法では、積載
状況の如何にかかわらず、常に一定の操縦特性を維持す
ることができなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、前記従来の課題に@みて為されたものであり
、その目的は、積載状況の如何Kかかわらず常に一定の
操縦特性を維持することができる車両用操舵装置を提供
することKある。
〔発明の概要〕
前記目的を達成する為に、本発明は、車両の各車輪に加
わる荷重を検出する荷重センサと、車両の旋回により車
両の水平方向に作用する加速度を検出する加速度センサ
と、前記各センサの検出出力に基づいて駆動信号を出力
する制御装置と、前記駆動装置により前後車輪組のうち
少なくとも一方の車輪組を操舵する駆動装置と、を含み
、前記制御装置は、荷重センサの検出出力を監視して車
両の荷重が標準荷重より変化したときその荷重の変化量
をめ、車両旋回時、加速度センサの検出出力と前記荷重
の変化量−に基づいて、標準荷重時の操縦特性を決定す
るパラメータとして足められたスタビリテイファクタに
、荷1F変化時のスタビリテイファクタを一致させる操
舵角をめ、この操舵角に対応した駆動信号を出力するよ
う圧したことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
本実施例においては、車両の荷重が標準荷重に対して変
化したときその荷重の変化量をめ、車両旋回時、車両の
旋回により車両の水平方向に作用する加速度をめ、この
加速度と前記荷重の変化量を基に、標準荷重時のスタビ
リテイファクタと荷重変化時のスタビリテイファクタと
の偏差に比例した比例定数をめ、この比例定数と前記加
速度とを乗算して荷重変化時のスタビリテイファクタを
標準荷重時のスタビリテイファクタに一致させる操舵角
をめ、この操舵角に従って、−組の後輪を操舵し、積載
状況の如何fかかわらず、常に一定の操縦特性を維持す
るようにした構成が採用されている。
即ち、車両の標準荷重時における操縦特性を表わすパラ
メータとして次の第(1)式で示されるスタビリテイフ
ァクタKhがある。
ここに、l:ホイルペース、Wf:前輪荷重、Wr;後
輪荷重、 Cf:前輪コーナリングパワー、Cr :後
輪コーナリングパワー、2:重力加速度を示す。
ここで、車両の前後輪の荷重が、標準荷重(Wf、Wr
)から(Wf’ 、’Wr’ )に変化したとすると、
第(12式により、スタビリテイファクタKhは△K 
hだけ変化する。
なお、第(2)式においてコーナリングパワーCf、C
r Vi一定とみなす。
前記第(2)式における△Khを補償できれば積載条を
保つことが可能となる。
又、第(2)弐において、ΔW f / Cf、△W[
/Crは、それぞれ前後輪のスリップ角の変化量として
、次の第(3)式によって表わされる。
41 ココテ、(△Nvf / Cf −ΔW r/ Cry
/ Y Vま、単位加速度当たりの前後輪のスリップ角
の変化量の差を表わしている。このことは、Δに、hは
、車両の旋回時、車両の水平方向に作用する加速度に比
例したスリップ角を前輪又は後輪に力えることにより、
補償できるということを表わしている。そこで、車両の
水平方向に作用する加速度に比例1−だスリップ角を後
輪に与えるためKid、後輪に加速度fsに比例した操
舵角δ、を与えられれば良いことKなる。このような後
輪操舵を行なうと、車両のスタビリテイファクタKh 
Vi次の第(4)式によって表わされる。
’#Q (1f (:r l/ ここにα:比例定数である。
今、後輪を操舵しない場合(α−0)を、車両の標準荷
重時とし、前後輪荷重が(Wf、Wr)から(Wf’ 
、Wr’)K変化した場合を考えると、スタビリテイフ
ァクタKhが、標準荷重時と荷重変化時で同一となるた
めには、次の第(5)式を満足する必要がある。
第(5)式をαについて解けば、 ここに、ΔWf =Wf’ −Wf :前輪荷重の変化
量 △Wr −Wr’ −Wr : @輪荷重の変化量 第(6)式から前後輪の荷重変化ANf 、 tsWr
妬対して操舵角δr−α・tsなる関係で後輪に操舵角
を与えれば、同一のスタビリテイファクタKhを得るこ
とが可能となる。
ここで、前述したスタビリテイファクタK )]を算出
するに際して、次の第(7)式、第(8)式が前提とな
っている。
即ち、前後4輪の車輪で構成される車両を、第1図に示
される等価2輪モデルで表わすと、後輪を加速度f?s
 K比例して操舵する場合の運動方程式は、次の第(7
)式、第(8)式によって表わされる。
dβ ただしδr=α・1s−α−(−+r)・■i とこにm:質量、I:慣性モーメント、βニスリップ角
、r:ヨーレート、V:車速、δ:前輪の舵角、δr 
:後輪の舵角 ここで、定常円旋回を考えると、前記第(7)、(8)
式の微分項は0と々す、次の2式によって表わされる。
2(Cf−1−Cr)β+(mV−1−(Cf g f
 −Cr e r )+2Cr φct−V l r−
2Cfδ・・・(9) 2 (CfltrCrer)β−1−(−(Cfi ”
I−Crer2)−2Cr(lr−α・v) r■ = 2Cfifδ −(10) ■ ここで、旋回半径ρは、ρ=−なので、上記二式からま
るrを代入して整理すると、次式が得ただしl−#f+
er とする。
た操舵を行なったときのスタビリテイファクタになお、
前輪操舵によってスタビリテイファクタの補償を行なう
場合には、このスタビリテイファ# JI T(11t
a ltr :?Iy ? リイ国、b −v Jq 
@そして、比例定数αは次の第(13)弐によって表わ
される。
前述したことを基に後輪を操舵することKよって積載状
況の如伺Kかかわらず、常に一定の操縦特性を維持する
ようにした実施例の構成が第2図に示されている。
第2図において、前輪10,12、後輪14゜16の各
支持部には各車輪に加わる荷重を検出する荷重センサ1
8,20,22.24が設置されており、各荷重センサ
の検出出力が制御装置26に供給されている。
制御装置26は、CP U、ROM、几AM、I10イ
ンターフェイス回路等を有し、荷重センサ18〜24、
車速センサ28、車両の旋回により車両の水平方向に作
用する加速度を検出する加速度センサ30等の各種セン
サの出力を取り込み、各センサの検出出力に基づいて後
M14,16を操舵するための駆動信号を出力するよう
に構成されている。
制御装置26からの駆動信号t(よシ後輪14゜16を
操舵する駆動装置はサーボアンプ32、電気油圧サーボ
弁34、油圧ポンプ36、油圧シリンダ38、コネクテ
イングaソド40,42、ナックルアーム44,46、
変位センサ48等を備え、制御装置a26からの駆動信
号がサーボアンプ32に供給されるように構成されてい
る。
油圧ポンプ36は、エンジン50によって駆動され、油
圧ポンプ3Gの作動によるオイルが電気油圧サーボ弁3
4、タンク52を介して循環するように構成されている
。電気油圧サーボ弁34は°、サーボアンプ32によっ
て増幅された駆動信号が供給されると、この駆動信号に
よって弁を開閉し油圧シリンダ38を駆動するように構
成されている。油圧シリンダ38は、コネクティングロ
ッド4.0,42、ナックルアーム44,46を介して
後輪14.16の各車、軸に連結されており、電気油圧
サーボ弁34の駆動に応じて後輪14,1.6を操舵す
ることができる。
又本実施例においては一1後輪14.16の操舵量が変
位センサ48によって検出され、検出出力が制御装置2
6に供給されている。そし−C1制御装置2Gは、変位
センナ48の検出出力と後輪操舵角の演算値と比較し、
後輪14.16の操舵角が演算された後輪操舵角と一致
するまで後輪14゜16を操舵するフィードバック制御
を行なう。
又、不実施例においては、荷重センサJ8〜24の検出
出力に基づいて比例定数αを演算するために、前記第(
6)我等Pζ示される演算式の数値データが制御装置2
6のROM内(で格納されている。
本実施例は以」二の構成からなり、次にその作用を第3
図のフローチャー1・に基づいて説明する。
咬ず、ステップi o o itおいて、システム起動
時として比例定数α−〇を七ッ卜し、ステップ102V
C移る。ステップ102においてeま車速センサ28の
検出出)〕を取り込み、ステップ1()4の処理に移る
ステップ104においては、停車状態か否かの判定を行
なう。このステップでYES、即ち停車状態と判定され
た場合にはステップ106に移り、荷重センサ18〜2
4の検出出力を取り込み、ステップ110の処理に移る
ステップ110においては、ステップ10Gで検出され
た荷重センサ18〜24の検出出力に基づいて、前記第
(6)式に示される比例定数αをめステップ102の処
理に戻り、車両が停止中は、このルーチンをくり返す。
ステップ102、ステップ104の処理が行なわれ、ス
テップ104においてNOと判定され、車両の旋回時に
はステップ112の処理に移る。
即ち、ステップ112においては、車両の旋回時、車両
の水平方向に作用する加速度を検出するために、加速度
センサ30の検出出力を取シ込み、ステップ114に移
る。ステップ114においては、後輪14.16を操舵
するのに必要な操舵角δrllをめるために、ステップ
110で算出されたαどステップ112で検出された加
速度fsとの乗算を行ない、操舵角δr、をめる。
次にステップ116に移り、変位センサ48の検出出力
を取り込み、実際の操舵角δr、を検出する(ステップ
11G)。この後、ステップ114で算出された操舵角
δroとステップ116で検出された操舵角δr、どの
比較を行ない、後輪14゜16の操舵角を操舵角δro
に一致させるために必要な操舵角の差をめ、これに対応
した駆動信号を、サーボアンプ32に供給し後輪14.
16に対する操舵を行なう(ステップ118)。この後
、ステップ102に戻り、車両が運動している間はこの
ルーチンを繰り返す。
このように本実施例においては、乗車人数、積載状態が
変化する停車時に、走行時に必要となる比例定数αを算
出し、走行時は比例定数αを固定し、加速度センサ30
の検出比ブJが発生したときに積載条件に適合した後輪
操舵角(δr−α・fs )を算出し、この操舵角に応
じて後輪14.16を操舵するようにしたので、積載状
況の如何にかかわらず、常圧一定の操縦特性を維持する
ことができる。又、荷重の変化を検出するのは、停車時
忙限定されるものではなく、車両が旋回する前に荷重の
変化を検出し、比例定数αをめておけば、前記実施例を
適用することは可能である。
又、前記実施例においては、後輪を操舵する場合につい
て述べたが、第(13)式に基づいた比例定数αを算出
すれば、前輪を操舵することKよっても操縦特性を?1
llC一定の状態に維持することは前記実施例と同様K
riなうことができる。
又、前記実施例における装置には、荷重センサ18〜2
4が設けられているので、この荷重センサ18〜24の
検出出力に基づいて積載オーバーの警告モニタを設置す
ることも可能である。
又、前記実施例における装置を商用車に適用した場合、
積載位置に関わらず同一の操縦特性が保証されるので、
積荷の搭載位置に対する考慮が不要となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、車両の荷重が標
準荷重より変化したときその荷重の変化量をめ、車両の
旋回時、車両の旋回によ他車両の水平方向に作用する加
速度と前記荷重の変化量を基に、標準荷重時の操縦特性
を決定するパラメータとして定められたスタビリフアク
タに、荷重変化時のスタビリテイファクタを一致2せる
操舵角をめ、この操舵角に従って、前後各車軸組のうち
少なくとも一組の車輪組を操舵するようにしたので、積
載状況の如何に関わらず、常に一定の操縦特性を維持す
ることができ、操縦安定性の向上が図れるという優れた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発す]に係るスタビリテイファクタの算出方
法を説明するだめの図、第2図は本発明の一実施例を示
す構成図、第3図は第2図に示す装置の作用を説明する
ためのフローチャートである。 10.1.2・・・前輪、14.16・・・後輪、18
゜20.22’、24・・・荷重センサ、26・・・制
御装置、28・・・車速センサ、30・・・加速度セン
サ、32・・・サーボアンプ、34・・・電気油圧サー
ボ弁、38・・油圧シリンダ、40.42・・・コネク
ティングロッド、44.46・・・ナックルアーム、4
8・・・変位センサ。 代理人 鵜 沼 辰 之 (ほか1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車両の各車輪に加わる荷重を検出する荷重センサ
    と、車両の旋回によp車両の水平方向に作用する加速度
    を検出する加速度センサと、前記各センナの検出出力に
    基づいて駆動信号を出力する制御装置と、前記駆動信号
    によシ前後車輪組のうち少なくとも一方の車輪組を操舵
    する駆動装置と、を含み、前記制御装置は、荷重センサ
    の検出出力を監視して車両の荷重が標準荷重より変化し
    たときその荷重の変化量をめ、車両旋回時、加速度の検
    出出力と前記荷重の変化量虻基づいて、標準荷重時の操
    縦特性を決定するパラメータとして定められたスタビリ
    テイファクタに、荷重変化時のスタビリテイファクタを
    一致させる操舵角をめ、この操舵角に対応した駆動信号
    を出力することを特徴とする車両用操舵装置。
JP17596183A 1983-09-22 1983-09-22 車両用操舵装置 Pending JPS6067267A (ja)

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