JPS6157466A - ４輪操舵車の操舵制御装置 - 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、前、後輪の艮舵が可能な１両に利用され得
るもので、特に、丘舵時に適切な車体旋回を行わせるた
めの４輪漫舵車の操舵制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、前、後輪の操舵を可能とした車両における操舵装
置として、例えば、特開昭５８−９７５６６号公報に示
される技術等が提案されている。前記公報に示されてい
る’ＡＦＬは、ステアリングハンドルの操舵角が所定の
値より大きい場合、すなわち、右左折時等の小さな旋回
半径を要する場合に、後輪を前輪の転舵方向とは逆方向
へ転舵させ（これを「逆相切り」と言う）、旋回半径を
より小さく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、上記従来装置にあっては、後輪の転舵が
なされる場合、その後輪の実舵角は、前輪の実舵角に対
して所定の相関を有して変化するように構成されている
（例えば、後輪実舵角が前輪実舵角に対して一定の比率
となるように換作される）ため、常に車体後部が大きな
円弧遅動を行うことになる。

このため、例えば、第４図に示すように、車両３０が狭
い車Ｈ４０内に収められており、この状態から図中ａ方
向へ発進させようとしたときに、車体３０の側面と車＋
ｊ￥４０の壁面との間隔が短いと、車体３０の後部が車
体の旋回に伴って図中す方向に回動し、壁面に接触する
虞れが生じる。

また、上述のような事佃を避けるために、後輪実舵角を
小さく抑えようとすると、車体の旋回半径が大きくなり
、後輪操舵の目的とする小回りができなくなる。

（問題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。

後輪転舵手段１０１は、前輪の転舵がなされるのに対応
して後輪の転舵を行う。

ヨー角検出手段１０２は、車体のヨー角を求める。

そして、後輪舵角補正手段１０３は、後輪°転舵手段１
０１によって転舵される後輪の舵角が前記ヨー角を越え
る場合に、ヨー角以下の値となるように補正を行う。

（作　用） 車両の旋回動作が行われる際に、前輪舵角に対応して後
輪の転舵がなされ、このとき、後輪舵角補正手段１０３
により、後輪舵角は車体のヨー角を越えないように補正
される。これによって、車体後部が、車体の旋回円弧の
外へ出ることがないように補正を行いつつ、後輪の転舵
がなされる。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を第２図に示す。

前輪１９．２０は、従来の機械リンク式、あるいはパワ
ーステアリング装置等のステアリング典構１２によって
転舵がなされ、その実舵角（前輪実舵角）は、ステアリ
ングハンドル１４の操舵角に比例する。

後輪２１．２２は、油圧アクチュエータフによって転舵
される。この油圧アクチュエータ７は、左右の油圧室の
圧力差によってピストン７ａが移動し、ピストンロフト
７ｂの両端に連結された後輪のナックルアーム２３．２
４の操作を行う。

油圧アクチュエータ７を駆動させる油圧は、オイルポン
プ３から吐出される作動油を、アンローディングバルブ
５、アキュームレータ８、油路９、およびサーボ弁６を
介して与えられ、ドレン１０を通じてオイルタンク４へ
戻される。上記オイルポンプ３は、ベルト２によって与
えられるエンジン１の回転出力により駆動される。

コントローラ１１は、後輪２１．２２の実舵角を制御す
る装置であり、この後輪実舵角の制御は、サーボ弁６の
制御による油圧アクチェエータ７の変位量を制御するこ
とによって行われる。サーボアンプ１日は、コントロー
ラ１１から出力される後輪舵角目標値信号に基づいてサ
ーボ弁６を駆動させる。

また、コントローラ１１には、車速センサ１３、ハンド
ル操舵角センサ１６、および変位センサ１７、走行距離
センサ１５の検出信号が入力されている。車速センサ１
３は、トランスミッションに設けられて、車速に比例す
る周波数のパルス列信号を発生するもので、コントロー
ラ１１においては、このパルス列信号の周波数を電圧信
号に変換して車速データとして用いる。

ハンドル提舵角七ンサ１６は、エンコーダやポテンショ
メータで構成され、ステアリングハンドル１４の操舵角
に比例する信号を発生する。この出力は、前輪実舵角に
対応している。

変位センサ１７は、ピストンロッド７ｂの変位量に比例
する信号を発生するポテンショメータやエンコーダで構
成される。この出力は、後輪実舵角に対応するものとな
る。

第３図は、上記コントローラ１１において行われる制御
内容を示すフローチャートである。以下このフローチャ
ートに従って、後輪舵角の制御動作を説明する。

この制御処理は、所定時間毎に繰返し実行されるもので
、先ず、ステップ２０１の処理では、後輪舵角目標値Ｔ
えの演算が行われる。これは、前記ハンドル操舵角セン
サ１６で検出されるハンドル操舵角θを読込んで、この
θからＴ、Ｉを求める演算であり、例えば、ハンドル操
舵角θで決まる前輪実舵角θ、のＡの値となるように後
輪舵角目標値ＴＲを設定する。

次に、ステップ２０２の処理では、車両が停車中である
か否かの判別を行う。これは、前記車速センサ１３で検
出される車速Ｖが所定値以下か否かにより判別する。

ここで今、車両が走行中であるものとすれば、ステップ
２０２の判定はＮＯとなり、次のステ、プ２０４の処理
が行われ、Ｔえ補正フラグがセットされているか否かの
判別がなされる。このＴ８補正フラグは、車両が停車中
である場合にステップ２０３においてセントされるもの
で、この場合には、ＴＲ補正フラグはリセット状態にあ
り、次にステップ２１２の処理が行われる。

ステップ２１２の処理は、前記基められた後輪舵角目標
値−θ−８を出力する処理であり、この後輪舵角目標値
Ｔｌｌ出力は、後輪の実舵角θ８がこの目標値Ｔ、Ｉと
なるのに必要なサーボ弁６の制御出力に変換されてコン
トローラ１１からサーボアンプ１８へ供給される。

このような処理により、車両が走行中であり、かつＴ１
補正フラグがリセット状態であれば、後輪実舵角θ、は
、前輪実舵角θ、に対し、常に２の比率で転舵される。

次に車両が一旦停車状態になると、ステップ２０２の判
定はＹＥＳとなり、ステップ２０３の処理によりＴえ補
正フラグがセントされる。

今、説明を判り易くするため、第４図に示すように、車
両３０が車庫４０内に格納されている状態を想定して説
明する。

運転音が車両３０を車１ｉＪ４０から出すためにエンジ
ンを始動させると、この時点では、車両３０は停車状態
であるため、前述のようにＴＲ補正フラグがセントされ
、以下ステップ２０４〜２１１のＴや補正処理が行われ
る。

ステップ２０５の処理は、走行距離の積算を行う処理で
あり、例えば、デジタル式走行距離メータ用の走行距離
センサの出力を用いて行う。この積算結果は走行距離積
算値りとして記ｔきされる。

次に、ステップ２０６の処理では、その時点での車体の
ヨー角φを求める演算が行われる。このヨー角φは、前
記ハンドル操舵角θから得られる前輪の実舵角θｔと、
変位センサ１７で検出される後輪の実舵角θえと、走行
距離積算値しに基づいて、以下の演算から求められる。

この演算式は、以下のようにして求められる。

すなわち、第５図に示すように、車両が停車していた位
置Ａから旋回半径Ｒで旋回動作を行ったとき（このとき
の車両の走行軌跡を図中の円弧Ｃとする）に、円弧Ｃ上
の点Ｂに車両がある状態でのヨー角ψは、Ｂ点における
接線りと車両の直進方向Ｙとのなす角度であり、これは
、ＺＡＯＢに等しい（但し点Ｏは旋回中心）。また、走
行路Ｌ’Ｊ　Ｌは、円弧へＢの長さである。

従って、走行距離変化ｆｆ１ＡＬとヨー角変化量／φは
、 ΔＬ＝Ｒ０／φ　　　　　　　　−−−−−・−・（２
）なる関係があることになる。

ｄＬ　　　　Ｒ である。

また、第６図に示すように、前輪２０の実舵角θＦと後
輪２２の実舵角θ−（ただし、後輪の実舵角θえは、前
輪の実舵角θ、と同一回転方向を正方向とする）は、 ｔａｎ　θＦ　　＝　　ＥＦ／　Ｒ−−−（４）ｔａｎ
　（−θ＊　）　　　＝　　ＥＧ／　Ｒ−＝−（５１で
表わされる。

また、トレッドＴ＝ＦＧであるから、 ｔａｎ　　θ、　＋　ｔａｎ　（−θ＊　）　＝　（Ｅ
Ｆ＋ＥＧ）　／　Ｒ＝Ｔ／Ｒ よって、 Ｒ＝Ｔ／　（Ｌａｎ　ａｔ　＋　ｊａｎ　（−０ｇ　）
　）　　−（６１この式（６）と前記式（３）とから、
前記φの演算式（１）が導かれる。

このようにして、その時点でのヨー角φが求メられると
、次にステップ２０７の処理によって、ヨー角φと後輪
舵角目標値Ｔ、Ｉとの大小比較が行われる。

ここでφ＜Ｆえであれば、後輪舵角目標値Ｔえは、ヨー
角φに置換される（ステップ２０Ｂ）　。

また、φ≧Ｔ、Ｉであれば、後輪舵角目標値Ｔえは、ス
テップ２０１で求めた値に維持される。

ステップ２０９の処理では、走行距離積算値りが所定値
Ｌ０を越えるか否かの判別が行われる。これは、車両が
発進してからの走行距離がＬｏを越えるか否かの判別に
相当する。

ここで、Ｌ≦Ｌ０のときには、ステップ２１２の処理に
移り、上記後輪舵角目標値Ｔ、を出力する（φに置ｔＱ
えられている場合も同様）。また、Ｌ＞ＬＯのときには
、ステップ２１０，２１１の処理により、ＴＲ補正フラ
グのリセット、および走行距離積算値しのリセットが行
われる。

以上の処理により、第７図に示すように、停車状態から
徐々に操舵角を増して行く場合、ステ。

プ２０１で求められる後輪舵角目標値Ｔえは、前輪実舵
角の２となるように求められるが、このＴ、ｌがヨー角
φを越える場合（ＯＬａ間、およびＬｂ　　Ｌｃ）には
、ヨー角φに置（兵えられるため、後輪実舵角θえは、
ＯＬａ間とＬｂ−＝Ｌｃ間ではヨー角φに等しくなるよ
うに補正される（尚、本図において、前輪及び後輪は各
々逆相に転舵されているものとする）。

従って、第４図に示したように、車庫４０から車両を旋
回させながら発進させる場合には、車体の後部が旋回円
弧から外へはみ出すことがな（なり、壁面に接触するこ
とな（旋回が行なえる。また、後輪実舵角θえは、後輪
舵角目標値Ｔ８がヨー角φを越えない範囲では、前輪実
舵角θ、に対して設定された舵角比（本実施例では２）
を実現するため、小回り性能は十分に発蓮される。

また、上記のような、後輪実舵角θえをヨー角以内に抑
える制御は、ある程度の走行を行った後は、不要となる
ため（これは、車庫からの発進時や縦列駐車状態からの
発進時に、上記のような車体後部の接触の回避を必要と
する場合が多く、ある程度走行を行った後は、広い道路
に出ているものとみなされるからである）所定距離Ｌ０
走行後は、Ｔえの補正制御は解除される。

なお、上記実施例では、ＴＩＩの補正制御を発進後から
所定距離走行時までの間行う例を示したが、本発明は、
これに限定されることはなく、例えば、必要に応じて行
っても良い（例としては、Ｔ、ｌ補正を指示するスイフ
チを設けて、運転者が欲するときに制御を行うようにす
る）。

また、車体のヨー角φは、上記演算によって求める他に
、適当なヨー角センサが在れば、それを用いて直接検出
する構成でも良い。

さらに、前輪、後輪を転舵させるステアリング装置は、
上記実施例のような機械リンク式、あるいは油圧式のも
のに限定されることはなく、電動式、電磁弐等他の装置
を用いても良い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、後輪実舵角がヨ
ー角を越えないように制御されることによって、旋回動
作時に、車体後部が車体のＡ２０円弧から外へ出ること
が無くなる。

これにより、車体側方に近接して障害物が存在しても、
これに車体後部が接触することな（旋回を行うことがで
きる。しかも、可能な限り、後輪実舵角は大きくできる
ため、小回り性能を損うことはない。

【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３図は第２図中のコントローラにおいて、行われる制
御内容を示すフローチャート、第４図は車両が車庫内か
ら発進する際の動作を示す模式図、 第５図はヨー角φと車両の走行軌跡の関係を示す図、 第６図は前、後輪実舵角θ２．θえと旋回半径Ｒの関係
を示す図、 第７図は第２図に示した実施例装置の動作を示す前、後
輪実舵角の変化特性図である。 １０１・・・後輪転舵手段　　１０２・・・ヨー角検出
手段１０３・・・後輪舵角補正手段 ７・・・油圧アクチュエータ ６・・・９−　ホ弁１１　”’コントローラ１３・・・
車速センサ １４・・・ステアリングハンドル １５・・・走行距離センサ １６・・・ハンドル操舵角センサ １７・・・変位センサ　　　　１８・・・サーボアンプ
１９、２０・・・前輪　　　　　２１．２２・・・後輪
φ・・・ヨー角　　　　　　τ−・・・後輪舵角目標値
θ１・・・前輪実舵角　　　θえ・・・後輪実舵角第５
ｉ 第６図 θＣ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステアリングハンドルの操作により前輪と後輪の操
   舵を可能とした４輪操舵車の操舵制御装置において、前
   輪の転舵がなされるのに対応して後輪の転舵を行う後輪
   転舵手段と、車体のヨー角を求めるヨー角検出手段と、 前記後輪転舵手段によって転舵される後輪 の舵角が前記ヨー角を越える場合には、後輪の舵角をヨ
   ー角以下の値となるように補正する後輪舵角補正手段と
   を備えることを特徴とする４輪操舵車の操舵制御装置。