JPS62173372A - 前後輪操舵車の後輪制御装置 - 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１ 本発明は、Ｔ）ｑ後幅操舵車の後輪制御装置の改良に関
する。 ［従来の技術］ 従来、前後輪操舵車の後輪制御装置として、例えば、特
開昭５７−６０９７４号公報に開示されるように、車両
旋回時の加減速を検出し、これに応じて後輪を操舵する
ようにして、旋回時に車両を加減速させても旋回半径の
変化を防止することができるようにしたものが提案され
ている。 又、池の前後輪操舵車の後輪制御装置として、例えば、
特開昭５７−１１１７３号公報に開示されるように、１
１両の横滑り角が小さくなるように、後輪操舵角を前輪
操舵角の定数に倍として１！２輪を操舵制ｎするように
したものが提案されてる。 又、乗物の操舵装置として、特公昭５２−１１４８５号
公報に開示されるように、操舵者の与える操舵角と車両
の中休ヨーレイトとを比較し、この比較結果を基にして
前輪操舵角を修正するＪ：うにしたものが提案されてい
る。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、上記従来の装置においては、巾両の左右
車輪の駆動力あるいは制動力の差により生じる重体単心
鉛直軸回りのモーメントを名虎していないため、次のよ
うな問題点を有する。 まず、第１に、従来駆動力を増加させるためにデファレ
ンシャルギヤにリミテッドスリップデファレンシャル（
以下ＬＳＤと称する）が用いられることがあるが、この
ようＺ、；　Ｌ　Ｓ　Ｄが用いられる車両におっては、
差動トルクの発生により、旋回し’Ｉ’ｌ　＜　４にる
という問題点を有する。 即ち、第７図に示す如く、ＬＳＤ７を備えたＦＦ（フロ
ントエンジンフロントドライブ）車８が、ｈｌ［回中心
Ｏを中心として旋回する場合、旋回時の内外輪差により
第８図に示すような停動トルクＴｄが発生し、これによ
り、左右前輪９Ａ、９Ｂの駆　動　ツノ　Ｆ＋　　　、
　　Ｆ３　　が　Ｆ　　＋　　　＝ＴＯ／　　２＋Ｔｄ
　　　、　　　Ｆ　　３＝ＴＯ，／′２−Ｔｄのように
変化し、旋回時の外側車輪の駆動力Ｆ３に比べ内側車輪
の駆動力Ｆ１が増加し、車両旋回方向とは反対方向の車
体重心鉛直１ｈ１１回りのモーメントが発生して、旋回
しにくくなるという、いわゆるアンダステアやトルクス
テアの傾向を示びょうになるという問題点をイｉする。 なお、前記第８図は、エンジン出力トルクどしてのデフ
ァレンシャルギヤのリングギヤｌ〜ルクＴｑと差動トル
クＴｄとの関係を示す線図であり、図中実線Ｐは通常の
デファレンシャルギヤ、破線ＱはＬＳＤのものを示す。 又、第７図申付号７Ａはエンジンを示ず。上述したよう
なアンダステアやトルクステアの傾向は、ＬＳＤに限ら
ず、通常のデファレンシャルギヤにおいても、大ぎいト
ルクで加減速旋回する場合には、ＦＦ車、ＦＲ（フロン
１−エンジンリヤドライブ）車にかがわらず発生する場
合がある。 第２に、制動時の左右車輪の制動力の不均衡や、左右車
輪の接地路面の摩擦係数μが異なる場合には、左右の車
輪の制動力あるいは駆動力に差が生じ、この差によって
車両に車体重心鉛直軸回りのモーメントが発生し、車体
を偏向させたりスピンさせたりするという問題点を有す
る。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、車両の左右車輪の駆動力あるいは制動力の差によ
り生じる走行中の単体鍋内や車両巻込み現象を防止する
ことのできる前後輪操舵車の後輪制御装置を提供するこ
とを目的とする。 【問題点を解決するための手段Ｊ 本発明は、前後輪操舵車の後輪制御装置において、第１
図にその要旨を示す如く、左右車輪の駆動・制動力を検
出する駆動・制動力検出手段１と、１１４輪操舵角を検
出する前輪操舵角検出手段２と、前記検出駆動・制動力
及び検出前輪操舵角に基づき、車体重心鉛直軸回りのモ
ーメントを算出づ゛る車体回りモーメント口出手段３と
、車速を検出する車速検出手段４と、前記算出車体回り
モーメントと検出車速とに応じて前記検出車木口りモー
メントを解消づ゛るように後輪操舵角を口出するｉ１輪
操舵角惇出手段５と、前記算出後輪操舵角に基づき後輪
を操舵する後輪操舵機＋ＶＪ６とを（１６えることによ
り、前記目的を達成したものである。 【作用］ 本発明においては、左右車輪の駆動・制動力の差及び前
輪操舵角から車体ｍ心鉛直軸回りのモーメントを口出づ
′ると共に、車速を検出し、前記算出車体回りモーメン
トと検出車速とに応じて前記い出車体回りモーメントを
打ち消すような後輪操舵角を算出し、この算出後輪操舵
角に基づき（前輪を操舵するようにしている。従って、
左右車輪の駆動力や制動力の差によって発生ずる車両鍋
内やスピンを防止して、運転者の操舵操作に忠実に従う
車両操縦性を１ｑることができるようになる。■ＩＪら
、制動時の偏向（片効き）や駆動時の鍋内（トルクステ
ア）を防止することができる。 【実施例］ 以下図面を参照して、本発明が採用された前（り輪操舵
型の後輪制御装置の実施例を詳細に説明する。 第２図は、本発明の通用対象である車両の前輪操舵殿描
Ａと、後輪操舵機構Ｂと、この後輪１へを舵はｔｉｅ　
Ｂの電気制御２Ｉｌ装置Ｃを示している。 前輪操舵別構Ａは、ビニオンアンドラッグ殿溝１１と、
この（１構１１のラック部に連結された在右−ス・］の
リレーロッド１２ａ、１２ｂとを備えている。１）Ｑ記
ビニオンアンドラック礪構１１はそのビニオン部にて操
舵軸１３を介して操舵ハンドル１４に連結されており、
操舵ハンドル１４の回転運動をリレーロッド１２ａ、１
２ｂの往復運動に変換している。前記左右リレーロッド
１２ａ、１２ｂは図示しないん右タイロッド及び左右ナ
ックルアーム１５ａ、１５ｂを介して左右前輪１６ａ、
１６ｂに各々連結されており、この左右リレーロッド１
２ａ、１２ｂにより左右前輪１６ａ、１６ｂは操舵され
る。 後輪操舵５Ａ置Ｂは、エンジンによって駆動される油圧
ポンプ２０と、この油圧ポンプ２０の吐出油がサーボ弁
２１を介して付与されて両後輪２２ａ、２２ｂを操舵す
る油圧シリンダ２３とを備えている。 前記油圧ポンプ２０は、その流入口にて導管Ｐ１を介し
てリザーバ２４に接続され、その吐出口にて専管Ｐ２を
介してサーボ弁２１に接続されている。 前記サーボ弁２１は、その中立位置にて油圧シリンダ２
３の石室２３ｂに接続した導管Ｐ３を閉止し、且つ油圧
シリンダ２３の左至２３　ａに接続した導管Ｐ４を閉止
する。又、サーボ弁２１は、第２図において下方に変位
された第１位置に切換えられたとぎ、導管Ｐ２を導管Ｐ
３に接続し、且つ導＠　Ｐ　４を導管Ｐ５を介して前記
リザーバ２４に接続する。又、第２図において上方に変
位された第２位置に切換えられたときには、導管Ｐ２を
導管Ｐ４に接続し、且つ導管Ｐ３を専管Ｐ５を介してリ
ザーバ２４に接続する。なお、この勺−ボ弁２１の切換
え作動は、このサーボ弁２１に設けられたトルクモータ
２１ａの作動によりもたらされ、又トルクモータ２１ａ
の作動は、前記電気制御装置Ｃから付与される制御信号
によりもたらされる。 前記油圧シリンダ２３は、内部に収容したピストン２５
に左右一対のピストンロッド２６ａ、２６ｂを連結して
開成される。前記左方のピストンロッド２６ａはタイロ
ッド２７ａ、ナックルアーム２８ａを介して後輪２２ａ
に）■結されている。 又、右方のピストンロッド２６ｂは、タイロッド２７ｂ
、ナックルアーム２８ｂを介して後輪２２ｂに連結され
ている。 前記電気制御ｌ装置Ｃは、右前輪に設けられた車速検出
用歯車１６Ｇの回転をピックアップし、車速に応じた周
波数のピックアップ信号を発生づる車速センサ３０と、
■両の各車輪１５ａ、１６ｂ、２２ａ　、２２ｂに取付
けられるトルクセン４ノ゛３１ａ　、３１ｂ　、３２ａ
　、３２ｂと、前記操舵軸１３に取付けられ前輪１６ａ
、１６ｂの前輪操舵角を検出して該１１０輪操舵角に対
応した電圧値を示ずアナログ信号を発生する前輪舵角セ
ンサ３４と、目標（り輪操舵角に対Ｊ′る実操舵角を測
定して、目標操舵角への操舵角フィードバック制御を行
うための１景輪舵角センサ３６と、これらの各はン１す
３０゜３１ａ　、３１ｂ　、３２ａ　、３２ｂ　、３４
．３６ｈ１ら付与される信号に基づき後述のプログラム
を実ｉテすることににり後輪の目標操舵角制御信号を出
力ηるマイクロコンピュータ３８と、このマイクロコン
ピュータ３８の制御信号と、前記後輪舵角ヒンサ３６か
らの実操舵角信号との差信号を出力′？ｌ−る比較器４
０と、この比較器４０からの出力信号を増幅して前記サ
ーボ弁２１を駆動するサーボアンプ４１とを備えている
。 前記マイクロコンピュータ３８は、前出第１図における
車体回りモーメント算出手段３、車速検出手段４、後輪
操舵角算出手段５を構成するちのであり、第３図に示す
フローチャートに対応するプログラム及び後述づる後輪
操舵係数Ｃ（Ｖ　）（第５図参照）を弾出するためのパ
ラメータを記ＩＱする読出し専用メモリ（ＲＯＭ）３８
ａと、このプログラムを実行する中央処理装置（ＣＰｔ
Ｊ）３８ｂと、このプログラムに必要な変数及びフラグ
を一時的に記憶する書込み可能メモリ（ＲＡＭ）３８ｃ
と、前記車速センサ３２に図示しない波形成形器を介し
て接続されると共に、トルクセンサ３１ａ　−ｂ　、３
２ａ　−ｂ　、前輪舵角センサ３４、後輪舵角センサ３
６に図示しないアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器
）等を介して接続され、且つ前記比較器４０に図示しな
いデジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）を介して接
続される入出力インターフェース回路（Ｉｌｏ）３８ｄ
と、これらのＲＯＭ３８ａ　、ＣＰＵ３８ｂ　、ＲＡＭ
３８ｃ　、ｌ１０３８ｄを各々共通に接続するバス３８
Ｃから構成される。 以上のように構成された重両用後輪操舵制御装置の動作
を第３図のフローチャートを用いて説明する。 車両を始動させるために、図示しないイグニッションス
イッチを閉成すると、ＣＰＵ３８ｂは、ステップ１００
においてプログラムの実行を開始し、ステップ１０２に
おいて、左前輪１６ａのトルクセンサ３１ａにより左前
輪駆動・制動トルクＦ１を読込む。次に、ステップ１０
４に進み、右前輪１６ｂのトルクセンサ３１ｂにより右
前輪駆動・制動トルクＦ３を読込む。次に、ステップ１
０６に進み、左後輪トルクセンサ３２ａにより左後輪２
２ａの駆動・制動トルクＦ２を読込む。次に、ステップ
１０８に進み、右後輪２２ｂのトルクセンサ３２１）に
より右Ｉ！２輪駆動・制動トルク「４を読込む。 次にステップ１１０に進み、前出ステップ１０２．１０
４で検出した左前輪駆動・制動トルクＦ１と右前輪駆動
・制動トルクＥ３との差の絶対（ＩＣ（が所定値ΔＦｆ
より大きいか否かを判定づる。このステップ１１０にお
いて否と判定される場合、即ち左前輪駆動・制動トルク
Ｆ１と右前輪駆動・制動トルクＦ３との差の絶対値が所
定値△Ｆ［以下と判断される場合にはステップ１１２に
進む。 このステップ１１２において、前記左後輪駆動・制動ト
ルクＦ２と右後輪・駆動制すＪトルクＦ４どの径の絶対
（０が所定値ΔＦｒより大きいか否かを判定する。この
ステップ１１２において正と判定される場合、即ち、左
右の後輪の駆動・Ｔｉ１１動トルクの差の絶対値が所定
値ΔＦｒより大きいと判断される場合には、ステップ１
１４に進む。ステップ１１４においては、前輪舵角セン
サ３４から前輪操舵角θ「を読込む。 次に、ステップ１１６に進み、前出各ステップで求めた
駆動・制動トルクＦ１〜Ｆ４、前輪操舵角θ［に基づい
て、次式の関係から車体重心鉛直軸回りのモーメントＭ
（］を算出する。 Ｍ！Ｊ　＝　（Ｆ　＋−Ｆ３）　　（ｒｃｏｓθｆ−ｆ
ｌ　ｆｓｉｎθｆ）＋（Ｆｚ　　Ｆ４）ｒ・・・（１） 上記（１）式は、第４図に示す如く、各車輪の駆動・制
動トルクＦ１〜Ｆ４を車両前後方向分力と車両幅方向分
力とにわけ、これら分力に各ｍ輪から車体重心までの距
離ｒ、ぶｆ乗じｌ〔後加σして車体廻りモーメントＭ（
Ｉを求めるものである。 次に、ステップ１１８に進み、前出ステップ１１Ｇで求
めた車体回りモーメトＭりの絶対圃が所定１直ΔＭより
大きいか否かを判定する。このステップ１１８において
正と判定される場合、叩ら車体回りモーメントＭ（＋が
所定値ΔＭより大きいと判定される場合には、この口１
体回りモーメントＭ（１を打ち浦ザように後輪を操舵す
る必要があると判断してステップ１２０に進む。 ステップ１２０においては、車速はンサ３０にＪ：り車
速Ｖが読込まれる。次に、ステップ１２２に進み、第５
図に示されるような車速■と後輪操舵係数Ｃ（Ｖ）との
マツプデータから後輪操舵係数Ｃ（Ｖｌを弾出する。こ
の後輪操舵係数Ｃ（Ｖ）は車速Ｖの上昇に伴いその値が
漸減するように設定される。 次に、ステップ１２４に進み、前出ステップ１１６で求
めた車体回りモーメントＭＯと前出ステップ１２２で求
めた後輪操舵係数Ｃ（Ｖ）とを乗じて、１狡輪操舵角θ
ｒ　　＜＝Ｍａ　・Ｃ（Ｖ　）　）を弾出する。 次にステップ１２６に進み、前出ステップ１２４で求め
た後輪操舵角θｒに基づいて、１ジ輪を１，７Ｈ舵制陣
し、次に、前出ステップ１０２に戻り、以下このルーチ
ンを繰返して後輪を操舵制御する。 又、前出ステップ１１０において、正と判定される場合
、即ら、左右前輪の駆動・１ｉｌＩ動トルクの差の絶対
値ｌＦ＋　　Ｆ３１が所定（泊△ＦｒＪ：すｂ大きいと
判断されるときには、前出ステップ１１４に進む。 又、前出ステップ１１２．１１８において、否と判定さ
れる場合、即ち、左右後輪の駆動・制動トルクの差の絶
対値ＩＦ２−Ｆ４１．車体回りモーメントＭＯの絶対値
ＩＭ（Ｉ＋が、所定値△Ｆｒ、ΔＭ以下と判定される場
合には、車体回りモーメントを打ち消寸ような後輪操舵
をする必要がないと判断して、前出ステップ１０２に戻
る。 上記の動作説明からも理解できる通り、本実施例によれ
ば、トルクセンサ３１ａ　、３１ｂ　、３２ａ、３２ｂ
から各車輪の駆動・制動トルクＦ１〜Ｆ４を検出して、
これら検出値及び前輪操舵角θ［に基づいて車体回りモ
ーメントＭ（ｌを算出して、この車体回りモーメントＭ
ａに基づいてこの車体回りモーメントＭｇを打も潤すよ
うに後輪を操舵する必要があるかどうかを判定して、後
輪操舵をづる必要がある場合には、前記車体回りモーメ
ントＭ９に後輪操舵係数Ｃ（ｖ）を乗じて、後輪操舵角
θｒを決定し、この後輪操舵角θｒに基づいて（す輪を
操舵するようにしている。従って、左右車輪の駆動力や
制動力の差によって発生する車体回りモーメントＭ（］
を打ち潤すことができ、走行中の小雨偏向やスピンを防
止することができる。 特に、本実施例においては、後輪操舵角Ｏｒを決定する
に際し、車速■の上昇に伴ないその値が漸減する後輪操
舵係数Ｃ（Ｖｌを用いることによって、車両偏向腹圧を
車速に応じて的確に行うことができる。 ４【お、前記実施例において、ステップ１１０及びステ
ップ１１２にて、左右車輪の駆動・制動トルクの差の絶
対値を求め、この差の絶対値に基づいて予め後輪操舵が
必要か否かを判定するようにして制御の簡素化を図って
いるが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、
前出ステップ１１０．１１２は省略して、直接各車輪の
駆動・制動トルクＦ１〜Ｆ４から車体回りモーメントＭ
Ｏを停出し、この車体回りモーメントＭ（］のみから後
輪操舵が必要か否かを判定するようにしたものとしても
よい。 又、前記実施例において、各車輪の駆動・制動トルクの
検出はトルクセンサにより行うようにされたが、本発明
はこれに限定されることなく、他の手段により各車輪の
駆動・制動力を検出するようにしてもよい。例えば、前
記トルクセンサに換えて、各車輪のサスペンション前後
力を検出するｉ！Ｆｆ　ｆｌｕカセンサにより車輪の駆
ｖノ・制動力を検出するようにしたものでもよい。 又、上記実施例にｄ３いては、車輪側に取付りられるト
ルクセンナを用いて駆動力のみならず制動力をも検出し
て、これら駆動力、制動力に基づいて車両編向、スピン
を防止するようにしたもので市るが、本発明はこれに限
定されることなく、駆動時のみの車両藺向現ｍを改善丈
るために本発明を適用でるようしたものであってもよい
。この９゜合には、ドライブシャフト等のデファレンシ
ャルギいと車輪との間にトルクセンサを取付け、これに
より駆動力を検出することができる。 又、ｒＪ３輪側に取付けられるトルクセンサに換えて、
エンジンの発生トルクを例えばリングギヤトルクＴ（Ｉ
を検出することにより求め、このリングギ＼７１〜ルク
Ｔ（＋から前出第８図に示されるデファレンシャルギヤ
の特性図に基づいて差動トルクＴｄを算出し、この差動
トルクＴｄから左右車輪の駆動力の差を求め、この駆動
力差に基づいて後輪を操舵制御するようにしてもよい。 又、左右車輪の接地路面のＴ？Ｆ、ｌ’ｌ係数の相３ａ
により生じる車両偏向やスピン等の現象を防止するため
に、本発明を適用する場合には、前記トルクセンサに替
えて、路面の摩擦係数Ｍを検出するμごンサを設け、こ
のμセンサにより検出される摩擦係数μと接地荷重Ｗと
の積により、駆りｊ力Ｆ（＝Ｗμ）を求めて、この駆動
力Ｆに基づき車体回りモーメントＭｉｌｌを算出して、
後輪を操舵制御するものとしてもよい。又、μセンサを
用いる代わりに、車体の対地速度Ｖと１３輪の回転速度
ωと接地荷ｍＷから、スリップ率Ｓを求め（Ｓ＝　（ｒ
ω−ｖ）／ｒω）、このスリップ率Ｓに基づいて第６図
に示されるスリップ率Ｓと路面摩擦係数μとの関係から
路面摩擦係数μを求め、この摩擦係数μに接地荷ｆｆ１
Ｗを乗じて駆動力Ｆを求め、この駆動力Ｆから車体回り
モーメントＭｇを算出して、後輪を操舵制御するように
してもよい。 （発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、左右車輪の駆動・
制動力の差により生じる車体回りモーメントを後輪操舵
により打ち消し、車両偏向やスピン等の発生を防止して
、車両操縦安定性を向上することができるという優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る前後輪操舵車の後輪制御装胃の
要旨描成を示すブロック線図、第２図は、本発明に係る
前後輪操舵車の接輪制御装置の実施例Ｊ５ける前輪操舵
門構、後輪操舵係数及び電気制御装置を示ず、一部ブロ
ック線図及び管路図を合む平面図、第３図は、同実施例
におけるマイクロコンピュータの作用を示す流れ図、第
４図は、車体回りモーメントを算出するための各種パラ
メータを示す平面図、第５図は、同実施例における車速
と後輪操舵係数との関係を示す線図、第６図は、他の実
施例におけるスリップ率と路面摩擦係数との関係を示す
線図、第７図は、従来のＦＦＩＩによる旋回走行時の駆
動力を示す平面図、第８図は、同じく作動トルクとリン
グギヤトルクとの関係からデファレンシャルギヤの特性
を示す線図で必る。 Δ・・・前輪操舵ｉＩＭ　、　　　　Ｂ・・・後輪操舵
にｉ構、Ｃ・・・電気制御装置、 １１・・・ビニオンアンドラック機構、１６ａ、１６ｂ
・・・前輪、　２１・・・サーボ弁、２２ａ　、２２ｂ
・・・後輪、　２３・・・油圧シリンダ、３０・・・車
速センサ、 ３１ａ　、３１ｂ　、３２ａ　、３２ｂ−ｈルクセンリ
”、３４・・・前輪舵角センサ、　３６・・・後輪舵角
セン勺、３８・・・マイクロコンピュータ、 ４０・・・比較器、　　　　　４１・・・サーボアンプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右車輪の駆動・制動力を検出する駆動・制動力
   検出手段と、 前輪操舵角を検出する前輪操舵角検出手段と、前記検出
   駆動・制動力及び検出前輪操舵角に基づき、車体重心鉛
   直軸回りのモーメントを算出する車体回りモーメント算
   出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記算出車体回りモーメントと検出車速とに応じて前記
   検出車体回りモーメントを解消するように後輪操舵角を
   算出する後輪操舵角算出手段と、前記算出後輪操舵角に
   基づき後輪を操舵する後輪操舵機構と、を備えたことを
   特徴とする前後輪操舵車の後輪制御装置。