JPS61238572A - 車両用操舵系制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、車両の操舵特性を自在に制御できｌ。

るようにした車両用操舵系制御装置に係り、特に、車速
の変化に無関係に定常横すべ９角を一定とするようにし
た車両用操舵系制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の２輪操舵車（前輪のみをステアリングハ、１゜ン
ドル操作（こより操舵する通常車両を言う）は、１前輪
のみを操舵するため、その操安性の改善には限界があっ
た。

そこで、この操安性の改善策として、後輪の転舵をも可
能とした４輪操舵車において、後輪の舵・角を制御し、
よシ理想的な操安性を得ることを可能とする技術が先に
提案されている。これは、昭和５９年に社団法人自動車
技術会から発行された［学術講演会前刷集８４１２０５
８Ｊの８０７頁〜８１０頁に記載されている。

上記技術の内容は、車両の横刃１１速度の位相遅れをな
くすために、定常横すべり角βをβ−０とするように後
輪舵角を制御しようとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の技術においては、定常横１−。

すベシ角β−０とするために、後輪舵角のみ全制御する
構成としたことによシ、高速域（例えば、１００　Ａｉ
／ｈ以上）でβ＝０を実現しようとすると、後輪舵角が
大きくなって、この結果、ヨーレートゲインが急速に低
下してしまう。

このため、車線変更等の操舵時に、必要以上に１大きく
操舵を行わなければならなくなり、操縦性が良くない。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、本発明は、第１゜図に示
す手段を備える。

定常操舵ゲイン目標値設定手段１０１は、予め設定され
た目標とする操舵特性に従って、車速検出手段１００で
検出される車速Ｖに対応する定常操舵ゲインの目標値Ｇ
を求める。

ステアリングギア比目標値演算手段１０２は、前記定常
操舵ゲイン目標値Ｇ及び車速Ｖに対応するとともに、予
め目標横すべｐ角設定手段１０８によ）設定された車両
の定常横すべり角の目標値βを実現するためのステアリ
ングギア比の目標値１４゜百を自車（本発明装置搭載車
を言う）の車両諸元音用゛いた演算により求める。

ステアリングギア比可変手段１０８は、自車の実際のス
テアリングギア比を前記ステアリングギア比目標値Ｎに
設定する。　　　　　　　　　　２．。

他方、後輪転舵ゲイン設定手段１０４は、前記１目標横
すべり角設定手段１０８で設定された定常横すべり角目
標値βと前記定常操舵ゲイン目標値Ｇおよび前記自車の
車両諸元から、前記車速Ｖに対応する後輪の転舵ゲイン
Ｇａを設定する。

後輪舵角目標値演算手段１０６は、前記後輪転舵ゲイン
Ｇδに基づいて、ハンドル操舵角検量手段１０５で検出
されるステアリングハンドルの操舵角θＳに対応する後
輪舵角の目標値δＨｔ求める。

後輪転舵手段１０７は、前記後輪舵角目標値δＲ１，１
に自車の後輪を転舵する。

（作用） 定常操舵ゲイン目標値設定手段１０１と、ステアリング
ギア比目標値演算手段１０２およびステアリングギア比
可変手段１０３によって、予め設置−１定された目標と
する操舵特性を自車で実現するためのステアリングギア
比制御が行われる。これは、車速Ｖの変化に対応して行
われ、かつ、車速Ｖの変化に拘らず、車両の横すべり角
が常に一定（前記横すべり角目標値β）、となるように
制御が行わ、。

れる。

また、後輪転舵ゲイン設定手段】０４と、後輪舵角目標
値演算手段１０６および後輪転舵手段１０７によって、
上記ステアリングギア比制御と同様に、予め設定された
目標とする操舵特性を自−車で実現するための後輪舵角
制御が行われる。これは、車速Ｖの変化に対応して行わ
れ、やはり、車速■の変化に拘らず、車両の横すべ多角
が一定（−＝７）となるように制御が行われる。また、
後輪舵角制御は、基本的にはステアリングツ・ンドルｌ
Ｉ（の操舵角θＳの変化に対応して行われる。

このように、目標とする操舵％性及び定常横すべ多角を
自車で実現するために、後輪舵角の制御に加えて、ステ
アリングギア比の制御をも行うことによシ、前述した後
輪舵角の制御のみを行う装＋５置あように、高速域で後
輪舵角が必要以上に大きくな慝ことがなく、従って、ヨ
ーレートゲインの低下を防止゛できる。これにより、例
えば、定常横すべり角βを常にβ＝０とする理想特性を
も実現することができる。　　　　　　　　　　　　　
　、１゜（実施例） 本発明の一実施例の構成を第２図に示す。

演算処理装置１は、マイクロコンピュータあるいは他の
電気回路によって構成されており、ハンドル操舵角セン
サ２で検出されるステアリングハ・ンドル８の操舵角θ
８と、車速センサ８で検出される本実施例装置搭載車（
以下「自車」き言う）の車速Ｖと全入力し、所定の演算
を行って、ステアリングギア比目標値百と、後輪舵角目
標値δ□を出力する。

パワーステアリングコントローラ４は、前輪９゜】０の
転舵を行うパワーステアリング装置５の作動油圧を制御
することで、ステアリングギア比Ｎを可変設定するもの
で、演算処理装置１から供給されるステアリングギア比
目標値Ｎの大小に対応１゜して、上記作動油圧を大小変
化させる。すなわち、ステアリングハンドル８の操舵角
θＳが同一でも、上記ステアリングギア比目標値Ｎが大
きい程、前輪９，１ｏの実舵角りが大となるように制御
さレル。なお、パワーステアリング装置の油圧制御２を
行う技術の一例としては、実開昭５９−２４６６５１号
に示される装置がある。

後輪１１．１２は、油圧式ステアリング装置７によって
転舵される構成となっており、油圧式ステアリング装置
７は、後輪転舵装置６により制御へされる。この後輪転
舵装置６は、演算処理装置１から入力される後輪舵角目
標値δＲに対応して油圧式ステアリング装置７へ与える
油圧を変化させ、後輪１１．１２の実舵角δＲが前記後
輪舵角目標値篩になるように油圧式ステアリング装置７
の１．１制御を行う（詳細は、特願昭５９−］８８］５
３号に記載されている）。

第３図は、前記演算処理装置１をマイクロコンピュータ
を用いて構成した場合に、この演算処理装置１で実行さ
れる処理を示すフローチャートで１、あシ、所定時間毎
に繰返し実行される。

ステップ２１では、前記車速センサ２で検出される車速
Ｖが読込才れ、次のステップ２２の処理によって、前記
読込んだ車速Ｖに対応する定常操舵ゲイン（本実施例で
は、定常ヨーレートゲイン−，１゜を用いる）の目標値
Ｇが求められる。

この百は、以下の式（１）によって求められる。

■ ここで、Ａｏ、Ｎｏ、Ｌｏは、目標とする操舵特性分備
える車両を想定した場合において、この想定した車両が
備えるスタビリテイシアフタＡ。（！：。

ステアリングギア比Ｎ。、およびホイールベースＬｏで
ある。これらＡ。、　Ｎｏ、　Ｌｏは、予めメモリド・
内に記憶されており、上記演算を行うときに読出される
。

なお、上記定常ヨーレートゲイン目標値Ｇが式（１）で
表わされる理由を次に述べる。

一般Ｅこ、定常ヨーレート船。ｎｓｔ　　は、ステアリ
１−、ングハンドルの操舵角θＳに比例して変化し、の
関係がある。ここで、八〇はスタビリテイファ　５．。

フタ、Ｎ□はステアリングギア比、Ｌｏはホイール１ベ
ースである。

従って、右辺のθＳを変数とした場合の係数が定常ヨー
レートゲインであり、前記（］）式が求められる。

次ｔこ、ステップ２８の処理では、上記定常ヨーレート
ゲイン百ヲ自車（本実施例搭載車）で実現するための自
車におけるステアリングギア比の目標値Ｎ’ｔ−求める
演算が行われる０この演算は次の式（８）によって求め
られる。

この式（８）は、以下のようにして導かれた式である。

・後輪の操舵が可能な車両の運動を横方向とヨーイング
の２自由度で近似た、定常状態の運動方程式は、 ＬＦ　ＯＦ　＝　ＬＲＯＲ…（５）１ ＯＲ＝　ＫＲ（δＲ−β＋　ＬＲ９’イｖ）−（７）こ
こで、 ＣＦ：自車の前輪コーナリングフォースＯＲ：自車の後
輪コーナリングフォースＭ　：自車の車体質量 α　：自車の横加速度 β　：自車の（重心点の）横すべり角 ψ　：自車のヨーレート δＲ：自車の後輪舵角 ｅＫＦ：自車のフロント等価コーナリングパワ〜ＫＲ：
自車のリアコーナリングパワー ＬＦ：自車の前軸と重心間の距離 ＬＲ；自車の後軸と重心間の距離 Ｎ　；自車のステアリングギア比 本実施例では、目標とする操舵特性を上記Ａ。。

Ｎｏ、　Ｌｏで決定しているとともに、定常様すべり角
β全車速変化に拘らず常にβ＝０とするこ（！−を−，
。

目標としていることから、定常様すベシ角目標値１β−
〇が上記式（３）の中に含まれている。

すなわち、上記式（６）　、　（７）のβにβ（−〇）
を代入することにより、式（６）　、　（７）は次のよ
うに書き直される。

０Ｒ−ＫＲ（δＲ＋　ＬＲｃｐ／　Ｖ　）　　　　　　
−（９）従って、式（４）に式（５）を代入すると、但
し、Ｌは自車のホイールベースであり、Ｌ＝ＬＦ　十Ｌ
Ｒである。

また、式（１０）ｉこ式（８）を代入すると、この式（
１１）　’に整理すると、 すれば前記式（３）が得られる。

このように、ステアリングギア比目標値Ｎは、定常ヨー
レートゲイン目標値Ｇを自車で実現するためのステアリ
ングギア比であるとともに、定常様すべυ角目標値βを
も自車で実現するためのも１・・のである。

次に、ステップ２４の処理では、後輪転舵ゲインＧδの
演算が行われる。このＧδは、次の式に従って求められ
る。

この式（１３）は、次のようにして導かれたものである
。

すなわち、前記式（１０）に式（９）を代入する。＝１
．、。

（１ｉ　） この式（］４）を整理すると、 両辺を０８で割ると、 代入すれば前記式（１８）が得られる。

こうして得られた後輪転舵ゲインＧδは、前記口１・標
とする操舵特性および定常様すべり角目標値βを実現す
るための値であることは言うまでもない。

そして、この後輪転舵ゲインＧδは、車速■に対応して
求められた値であるので、次に、実際のステアリングハ
ンドルの操舵角θＳに対してどれだ２・・け後輪を転舵
すれば良いかを決定する。

すなわち、ステップ２６の処理におい゛ｃ１ステップ２
５で読込んだハンドル操舵角θＳと前記後輪転舵ゲイン
Ｇδとから、後輪舵角目標値４　を求める。このδＲは
次の式から求められる。

δＲ＝Ｇδ・θＳ　　　　　　　　　・・・（１７）仄
のステップ２７の処理では、ステップ２３で求められた
ステアリングギア比目標値百と、ステップ２６で求めら
れた後・論舵角目標値４をパワ・、。

−ステアリングコントローラ４または、後輪転舵装置６
へ出力する処理が行われる。

これにより、パワーステアリングコントローラ４は、パ
ワーステアリング装置５の作動油圧を上記ステアリング
ギア比目標値ｉに対応して制（ｉｉＩＬＡ・実際のステ
アリングギア比Ｎがステアリングギア比目標値Ｈに一致
するように制御する。

また、後輪転舵装置６は、油圧式ステアリング装置７へ
供給する作動油圧を、上記後輪舵角目標値δＲに対応し
て制御し、後輪の実舵角δ、が後輪５．。

舵角目標値δ肩（こ一致するように制御する。

このように、本実施例は、予め設定された目標操舵特性
および定常横すべり角目標値を自車で実現するために、
後輪舵角制御のみでなくステアリングギア比の制御を加
えて行うことで、後輪の転′・舵量を総じて小さくする
ことができ、目標とする定常横すべ多角、すなわち、定
常横すべり角β＝０とするために後輪舵角を必要以上に
大きくすることがなく、高速域でヨーレートゲインが低
下することを防止できる。

なお、上記実施例では、演算に用いる車両諸元が固定（
例えば、出荷時における各車両諸元の値に設定される）
となっている例を示したが、これは、例えばフロント等
価コーナリングパワーｅＫＦは、ステアリ、ングギア比
変化に伴って変化させた１−。

す、あるいは、前、後輪コーナリングパワーＫＦ。

ＫＲを、路面状態変化やタイヤの消耗度に対応して変化
させたシすれば、より一層、目標操舵特性の実現精度が
向上する。

また、ステアリングギア比目標値Ｎと後輪転舵１．１ゲ
インＧδは、その都度前記のような演算から求１める方
式の他、予め複数の車速Ｖの値に対して求めておいたデ
ータをデータテーブルとして装備させ、テーブル・ルッ
クアップ処理ｌこよってＮ　、Ｇδを求めるようζこす
れば演算速度を迅速化させるこ−。

とができる。定常ヨーレートゲイン目標値Ｇｌこついて
も同様のことが言える。

（発明の効果） 以上詳ＭＥＩこ説明したようｔこ、本発明は、目標とす
る操舵特性および定常横すべ多角を自車で実現１．。

するために、後輪舵角制御ｔこ加えて、ステアリングギ
ア比制御をも行うようＩこしたことｌこよって、後輪舵
角制御のみを行う車両のようｔこ高速域で目標とする定
常横すべ多角を実現するために必要な後輪転舵量が大き
くなシ過ぎて、ヨーレートの低、。

下を招くような事態の発生を防止でき、操安性の向上を
図ることができる。

また、目標とする操舵特性を自由に設定することで、自
車の操舵特性を自在に制御することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第８図は同実施例中の演算処理装置で実行される処理を
示すフローチャートである。 １００・・・車速検出手段 １０１・・・定常操舵ゲイン目標値設定手段］０２・・
・ステアリングギア比目標値演算手段１０８・・・ステ
アリングギア比可変手段１０４・・・後輪転舵ゲイン設
定手段 １０５・・・ハンドル操舵角検出手段 １０６・・・後輪舵角目標値演算手段 １０７・・後輪転舵手段 １０８・・・目標横すベシ角設定手段 １・・・演算処理装置 ２・・・ハンドル操舵角センサ ８・・・車速センサ ４・・パワーステアリングコントローラ（ステアリング
ギア比可変手段） ５・・・パワーステアリング装置 ６・・・後輪転舵装置 ７・・・油圧式ステアリングｉｔ ８・・・ステアリングハンドル ９、］０・・・前輪　　　　１１　、１２・・・後輪θ
Ｓ・・ハンドル操舵角 ■・・車速 Ｎ・・・ステアリングギア比目標値 δＲ・・・後輪舵角目標値 Ｇ・・定常ヨーレートゲイン目標値（定常操舵ゲイン目
標値〕 β・・・定常横すベシ角目標値 Ｇδ・・・後輪転舵ゲイン 第１図 τｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステアリングハンドルの操舵角を検出するハンドル
   操舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 車両の定常横すべり角の目標値を設定する目標横すべり
   角設定手段と、 予め設定された目標とする操舵特性に従つて前記車速に
   対応する定常操舵ゲインの目標値を設定する定常操舵ゲ
   イン目標値設定手段と、 前記定常操舵ゲイン目標値及び車速に対応する、ととも
   に、予め設定された車両の前記定常横すべり角の目標値
   を実現するためのステアリングギア比の目標値を自車の
   車両諸元を用いた演算により求めるステアリングギア比
   目標値演算手段と、自車の実際のステアリングギア比を
   前記演算により求められたステアリングギア比目標値に
   設定するステアリングギア比可変手段と、 前記車両の定常横すべり角目標値と前記定常操舵ゲイン
   目標値および前記自車の車両諸元とから、前記車速に対
   応する後輪の転舵ゲインを設定する後輪転舵ゲイン設定
   手段と、 前記後輪転舵ゲインに基づいて、前記ステアリングハン
   ドルの操舵角に対応する後輪舵角の目標値を求める後輪
   舵角目標値演算手段と、 前記求められた後輪舵角目標値に、後輪を転舵する後輪
   転舵手段とを具備することを特徴とする車両用操舵系制
   御装置。 ２、前記横すべり角の目標値は略零に設定することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両用操舵系制御
   装置。