JPS6261878A - 前後輪操舵車両の後輪操舵量制御装置 - 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〕 本発明は、前輪操舵機構と後輪操舵機構を機械的に連結
した前後輪操舵車両に間し、特に後輪操舵量を車両の操
舵状態、走行状態等に応じて変更制御する前後輪操舵車
両の後輪操舵量制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の車両は、特開昭５９−８１２７４号公報
に示されるように、前輪操舵機構及び後輪操舵機構に機
械的に連結され前輪操舵機構の操舵に基づく前輪操舵量
を後輪操舵量に比例変換して後輪操舵機構を駆動する操
舵比変換機構と、車両の状態量の一つである車速を検出
してこの検出車速に基づき前記操舵比変換機構を制御す
る後輪操舵量制御装置とを備え、該制御装置は前記検出
車速に応じて変化する制御量を決定し、この制御量に基
づき操舵比変換機構における操舵量の変換比率を制御す
ることにより、後輪操舵量を車速に応じて変更制御して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来の後輪操舵量制御装置にあっては、
上記のように後輪操舵量の前輪操舵量に対する比を変更
することによって後輪操舵量を制御することはできるが
、前輪操舵速度、ヨーレート、横風力、前輪操舵量等の
車両の状態量に応じて後輪操舵量を前輪操舵量とは独立
に制御しようとしても、操舵比変換機構が機械的に前輪
操舵量を後輪操舵量に比例変換するので、後輪操舵量は
常に前輪操舵量に依存して変化することになり、後輪操
舵量を前輪操舵量とは独立に制御できず、上記操舵比変
換機構を有する前後輪操舵車両の後輪操舵量制御には限
界があった。

本発明の目的は、上記問題に対処するため、上記操舵比
変換機構を備えた前後輪操舵車両において、後輪操舵量
を前輪操舵量に比例して制御すると共に、後輪操舵量を
前輪操舵量とは独立に制御して、車両の状態量に基づく
後輪操舵量の制御を自由に行えるようにした前後輪操舵
車両の後輪操舵制御装置を提供しようとするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決にあたり、本発明の構成上の特徴は、
第１図に示すように、前輪を操舵する前輪操舵機構１と
、後輪を操舵する後輪操舵機構２と、前記前輪操舵機構
１及び前記後輪操舵機構２に機械的に連結され前記前輪
操舵機構１による前輪操舵量を後輪操舵量に比例変換し
て前記後輪操舵機構２を駆動する操舵比変換機構３とを
備えた前後輪操舵車両において、後輪操舵特性に影響す
る車両の第１及び第２状態量を各々検出する第１及び第
２状態量検出手段４，５と、前記検出した第１及び第２
状態量に基づき前記操舵比変換機構３における操舵量の
変換比率を変更制御する電気制御装置６とを設け、該電
気制御装置６を、前記検出第１状態量に応じて変化する
第１制御量を決定する第１制御量決定手段６ａと、前輪
操舵量を検出する前輪操舵量検出手段６ｂと、前記検出
第２状態量に応じて変化しかつ前記検出前輪操舵量に反
比例する第２制御量を決定する第２制御量決定手段６ｃ
と、前記決定した第１及び第２制御量を加算合成した制
御量を表す制御信号を前記操舵比変換機構３に出力して
前記変換比率を該制御信号に応して設定制御する出力手
段６ｄとにより構成したことにある。

〔作用効果〕

上記のように構成した本発明においては、第１制御量決
定手段６ａが第１状態量検出手段４により検出された車
両の第１状態量に応じて変化する第１制御量を決定し、
第２制御量決定手段６ｃが第２状態量検出手段５により
検出された車両の第２状態量に応じて変化しかつ前輪操
舵量検出手段６ｂにより検出された前輪操舵量に反比例
する第２制御量を決定し、出力手段６ｄが第１及び第２
制御量を加算合成した制御量を表す制御信号を操舵比変
換機構３に出力して同機構３における操舵量の変換比率
を同制御信号に応じて制御する。そして、操舵比変換機
構３が前記変換比率にて前輪操舵機構ｌによる前輪操舵
量を後輪操舵機構２による後輪操舵量に比例変換するの
で、第１制御量は後輪操舵量の前輪操舵量に対する比を
制御することになり、一方、第２制御量は前輪操舵量に
反比例し、操舵比変換機構３による後輪操舵量の前輪操
舵量に対する比例制御を打ち消して、後輪操舵量を前輪
操舵量とは無関係に制御することになる。これにより、
後輪操舵量は車両の第１状態量に基づき前輪操舵量に比
例して制御されると共に、車両の第２状態量に基づき前
輪操舵量とは独立に制御されるので、車両の状態量に応
じて後輪操舵量が自由に制御されて車両の操安性が向上
する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて説明すると、第２図
は本発明に係る車両の前輪操舵機構２０と、後輪操舵機
構３０と、前輪操舵機構２０の操舵量を後輪操舵機構３
０の操舵量に比例変換する操舵比変換機構４０と、操舵
比変換機構４０の変換比率を制御する電気制御装置５０
を示している。

前輪操舵機構２０は、ラックアンドビニオン機構２１と
同機構２１のラック部に連結された左右一対のリレーロ
ッド２２ａ、２２ｂとを備えている。ラックアンドビニ
オン機構２１はそのビニオン部にて操舵軸２３を介して
操舵ハンドル２４に連結されおり、操舵ハンドル２４０
回転運動をリレーロッド２２ａ、２２ｂの往復運動に変
換している。左右リレーロッド２２ａ、２２ｂは左右タ
イロッド（図示しない）及び左右ナックルアーム２５ａ
、２５ｂを介して左右前輪２６ａ、２６ｂに各々連結さ
れて左右前輪２６ａ、２６ｂを操舵する。

後輪操舵機構３０は、その両端が左右タイロッド（図示
しない）及び左右ナックルアーム３１ａ。

３１ｂを介して左右後輪３２ａ、３２ｂに各々接続され
たリレーロッド３３を備え、同ロッド３３の往復運動に
より左右後輪３２ａ、３２ｂを操舵する。

操舵比変換機構４０は、前輪操舵機構２０に連動じ後輪
操舵機構３０を駆動して前輪操舵量を後輪操舵量に比例
変換する揺動レバー４１と、同レバー４１における操舵
量の変換比率を制御するりニーアアクチュエータ４２を
備えている。揺動レバー４１は、その一端が左ナックル
アーム２５ａに枢着された前側連結ロッド４３の他端を
枢着した力点４１ａと、その一端が左ナックルアーム３
１ａに枢着された後側連結ロッド４４の他端を枢着した
作用点４１ｂと、リニアアクチュエータ４２により車体
横方向に変位される支点４１ｃとを有し、支点４１ｃを
中心に揺動してそのレバー作用により後輪操舵量を前輪
操舵量に対し比例制御する。なお、この支点４１ｃは作
用点４．１ｂの両側に渡り変位するもので、支点４１ｃ
が力点４１ａと作用点４１ｂの間にあるとき作用点４１
ｂを力点４１ａと逆方向に変位させて左右後輪３２ａ。

３２ｂを左右前輪２６ａ、２６ｂに対し逆相に操舵し、
また支点４１ｃが作用点４１ｂに対し力点４１ａと反対
側にあるとき作用点４１ｂを力点４１ａと同方向に変位
させて左右後輪３２ａ、３２ｂを左右前輪２６ａ、２６
ｂに対し同相に操舵し、さらに支点４１ｃが作用点４１
ｂ上にあるとき左右後輪３２ａ、３２ｂを操舵しないよ
うにする。

リニアアクチュエータ４２は、アクチュエータロッド４
２ａを介して支点４１ｃを車体横方向に変位させて力点
４１ａ及び作用点４１ｂから支点４１ｃまでの各距離の
比を変更することにより、力点４１ａの変位量に対する
作用点４１ｂの変位量の比を変更して揺動レバー４１に
おける操舵量の変換比率を制御する。

電気制御装置５０は、前輪操舵量δｆを検出する前輪操
舵量センサ５１と、車速Ｖを検出する車速センサ５２と
、各セン４５１．ｓ２から付与される信号に基づいて目
標変換比率Ｋを算出するマイクロコンピュータ５３を備
えている。前輪操舵量センサ５１は左右リレーロッド２
２ａ、２２ｂの変位量又は操舵軸２３の回転角を検出し
て左右前輪２６ａ、２６ｂの操舵量δｆを表すアナログ
信号を発生し、このアナログ信号はアナログディジタル
変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）５１ａにてディジタ
ル信号に変換されてマイクロコンピュータ５３に供給さ
れる。車速センサ５２は変速機の出力軸の回転をピック
アップしたピックアップ信号を発生し、このピックアッ
プ信号は波形整形器５２ａにて短形波信号に変換されて
マイクロコンピュータ５３に供給される。マイクロコン
ピュータ５３は、第３図に示すフローチャートに対応す
るプログラム及び目標変換比率Ｋを算出するためのパラ
メータを記憶する読出し専用メモリ（以下ＲＯＭという
）５３ａと、このプログラムを実行する中央処理装置（
以下ＣＰＵという）５３ｂと、このプログラムの実行に
必要な変数を一時的に記憶する書込み可能メモリ（以下
ＲＡＭという）５３Ｃと、Ａ／Ｄ変換器５１ａ及び波形
整形器５２ａに接続されたｌ１０５３ｄと、ＲＯＭ５３
ａ、ＣＰＵ５３ｂ、ＲＡＭ５３ｃ及び１１０５３ｄを各
々共通接続するバス５３ｅを備えている。

また、ｌ１０５３ｄには、マイクロコンピュータ５３か
ら供給される目標変換比率Ｋを表すディジタル信号をア
ナログ信号に変換するディジタルアナログ変換器（以下
Ｄ／Ａ変換器という）５４が接続され、このＤ／Ａ変換
器５４の出力信号は差動増幅器５５の正側入力に供給さ
れる。一方、差動増幅器５５の負側人力には、アクチュ
エータロッド４２ａの変位量すなわち揺動しバー４１に
て設定されている変換比率を検出する位置センサ５６が
接続されており、同増幅器５５は両人力の差信号をリニ
アアクチュエータ４２に出力して、揺動レバー４１にて
設定される変換比率が目標変換比率Ｋに一致するように
同アクチュエータ４２を制御する。

以上のように構成した前後輪操舵車両の後輪操舵量制御
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イグニションスイッチが投入
されると、ＣＰＵ５３ｂはプログラムの実行をステップ
６０から開始し、ステップ６１にて車速センサ５２から
波形整形器５２ａ及びｌ１０５３ｄを介して供給される
ピックアップ信号に基づき車速■を算出してＲＡＭ５３
Ｃに記憶し、ステップ６２にて前輪操舵量センサ５１か
らＡ／Ｄ変換器５１ａ及びｌ１０５３ｄを介して前輪操
舵量δｆを読込んでＲＡＭ５３ｃに記憶し、ステップ６
３にて上記算出車速■に応して変化し前輪操舵量δｆに
対する後輪操舵量の比を表す第１制御ｍＫ１をＲＯＭ　
５３　ａに記憶されている制御パラメータに基づき算出
してＲＡＭ５３Ｃに記憶する。この第１制御ｊｌＫｌは
、第４図の特性グラフに示されるように、後輪操舵量の
前輪操舵量δｆに対する比を車速■の増加に応して負か
ら正に連続的に変更制御するものである。なお、この比
が負（又は正）とは左右後輪３２ａ。

３２ｂが左右前輪２８ａ、２６ｂに対して逆相（又は同
相）に制御されることを意味する。

次にＣＰＵ５３　ｂは、ステップ６４にて上記記憶した
前輪操舵量δｆを微分して前輪操舵速度δｆ零を算出し
、ステップ６５の判断にてｒＹＥｓＪすなわち上記記憶
した前輪操舵量δｆの絶対値１δｆ１が所定の小さな値
δ０（例えば前輪操舵角が０．５度程度に相当する微小
操舵ｆｌ）より大きいと判定したとき、ステップ６６に
て第２制御量に２を下記（式ｌ）に基づいて算出し、ま
たステップ６５の判断にてｒＮＯＪすなわち絶対値Ｉδ
ｆ１が所定の小さな値δＯ以下と判定したときステップ
６７にて第２制ｉＩＩ量に２を下記（式２）に基づいて
算出する。

Ｋ２＝ａ・δｆ＊／δｆ　　−−−（式１）Ｋ２＝ａ・
δｆネ／δ０　　・　・・　（式２）なお、上記（式１
）、（式２）において、値ａは比例定数である。また（
式２）の演算により、前輪操舵量δｆが略零になっても
ＣＰＵ５３ｂにおいて算出される第２制御ｆｌＫ２がオ
ーバーフローしないようにしている。

上記ステップ６６又は伐テップ６７の第２制御量に２の
算出後、ＣＰＵ５３ｂはステップ６８にて下記（式３）
に基づき目標変換比率Ｋを算出しステップ６９にて目標
変換比率Ｋを表す制御信号を１１０５３ｄ及びＤ／Ａ変
換器５４を介して差動増幅器５５に出力する。

Ｋ＝Ｋ　１　＋に２　　　・・・（式３）この制御信号
により、差動増幅器５５は位置センサ５６との協働の基
にリニアアクチュエータ４２を制御して支点４１ｃを変
位させ、揺動レバー４１の変換比率が目標変換比率Ｋに
設定制御される。

このような状態において、操舵ハンドル２４の回動によ
り左右前輪２６ａ、２６ｂが操舵されると、左右前輪２
６ａ、２６ｂの操舵力は左ナックルアーム２５ａ、前側
連結ロッド４３、揺動レバー４１、後側連結ロッド４４
、左ナックルアーム３１ａ、リレーロッド３３、右ナッ
クルアーム３１ｂに伝達されて、左右後輪３２ａ、３２
ｂが目標変換比率Ｋに応じて操舵される。この左右後輪
３２ａ、３２ｂの操舵量は、揺動レバー４１の比例制御
のために前輪操舵量δｆに目標変換比率Ｋが乗算された
量すなわちＫ・δｆになる。そして、・　　ステップ６
９の目標変換比率にの出力後、ＣＰＵ５３ｂはステップ
６１の処理に戻り、以降ステップ６１〜６９の循環処理
をして左右後輪３２ａ。

３２ｂの操舵制御を続ける。

以上のような動作説明からも理解できる通り、２後輪操
舵量はＫ・δｆ＝（Ｋｌ＋に２）・δｆとなり、第１制
御量に１は前記操舵量δｆに対する後輪操舵量の比を車
速■に応じて制御することになる。また、第２制御量に
２による後輪操舵量の制御においては、前輪操舵、量δ
ｆの絶対値１δｆ１が所定値δ０より大きいとき、揺動
レバー４１の比例制御のための前輪操舵量δｆと第２制
御量に２の分母のδｆとが打ち消し合って後輪操舵量は
ａ・δｆ＊となり、また前輪操舵量δｆの絶対（直１δ
ｆ１が所定値８０以下のとき後輪操舵量はａ・δｆ＊・
δｆ／δ０となる。これにより、前輪操舵量δｆが第５
図のように変化した場合、前輪操舵速度δｆｔ及び第２
制御ｆｆ１Ｋ２による後輪操舵ＩＫ２・δｆは図示のよ
うに変化し、この後輪操舵１ｔＫ２・δｆは前輪操舵量
δｆとは無関係に前輪操舵速度δｆｔに比例して制御さ
れることになる。この前輪操舵速度８１本による後輪操
舵量の制御により、左右前輪２６ａ、２６ｂが操舵され
てから車両の旋回に左右後輪３２ａ、３２ｂが関与する
までの応答遅れが補正されることになり、速い車両操舵
の追従性が良好となって車両の操安性が向上する。なお
、前輪操舵量δｆが略零に等しいときの第２制御ｆｌＫ
２による後輪操舵量に２・δｆのパルス的な変化は、後
輪操舵のための一機械的な応答遅れ及び上記車両の旋回
に左右後輪３２ａ、３２ｂが関与するまでの応答遅れに
より、機械的にフィルタリングされて左右後輪３２ａ、
３２ｂの操舵制御にはほとんど影響しない。

なお、上記実施例においては、第１制御値Ｋｌが車速■
に応答して変化しかつ第２制御１１に２が前輪操舵速度
８１本に応じて変化するようにしたが、本発明において
は、これらの車速■及び前輪操舵速度δｆ＊に代えて又
は加えて、第１制御量に１及び第２制御ｊｌＫ２がその
他の車両の状態量に応じて変化するようにしてもよい。

例えば、車両の状態量としてヨーレー）ｒ＋横風力Ｆｗ
を検出し、これらの量ｒ、Ｆｗに比例しかつ前輪操舵量
δｆに反比例する第２制御量を決定するようにすれば車
両操舵の集束性及び車両の直進性等の向上が期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲に記載した発明の構成に対応す
る図、第２図は本発明の具体的実施例を示す車両の全体
概略図、第３図は第２図のマイクロコンピュータにて実
行されるプログラムのフローチャート、第４図は車速に
応じて変化する操舵比の特性図、第５図は前輪操舵に対
する後輪の操舵特性を示す図である。 符号の説明 ２０・・・前輪操舵機構、２１・・・ラックアンドビニ
オン機構、２４・・・操舵ハンドル、２６ａ、２６ｂ・
・・前輪、３０・・・後輪操舵機構３２ａ、３２ｂ・・
◆後輪、３３・・・リレーロッド、４０・・・操舵比変
換機構、４１・・・揺動レバー、４２・・・リニアアク
チュエータ、４３・・・前側連結ロッド、４４・・・後
側連結ロッド、５０・・パ電気制御装置、５１・・・前
輪操舵量センサ、５２・・・車速センサ、５３・・・マ
イクロコンピュータ、５５・・・差動増幅器、５６・・
・位置センサ。 １３　図 酊４ｖ！：Ｊ ｔ十ノ ｔ−ノ 第５＾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪を操舵する前輪操舵機構と、後輪を操舵する後輪操
   舵機構と、前記前輪操舵機構及び前記後輪操舵機構に機
   械的に連結され前記前輪操舵機構による前輪操舵量を後
   輪操舵量に比例変換して前記後輪操舵機構を駆動する操
   舵比変換機構とを備えた前後輪操舵車両において、後輪
   操舵特性に影響する車両の第１及び第２状態量を各々検
   出する第１及び第２状態量検出手段と、前記検出した第
   １及び第２状態量に基づき前記操舵比変換機構における
   操舵量の変換比率を変更制御する電気制御装置とを設け
   、該電気制御装置を、前記検出第１状態量に応じて変化
   する第１制御量を決定する第１制御量決定手段と、前輪
   操舵量を検出する前輪操舵量検出手段と、前記検出第２
   状態量に応じて変化しかつ前記検出前輪操舵量に反比例
   する第２制御量を決定する第２制御量決定手段と、前記
   決定した第１及び第２制御量を加算合成した制御量を表
   す制御信号を前記操舵比変換機構に出力して前記変換比
   率を該制御信号に応じて設定制御する出力手段とにより
   構成したことを特徴とする前後輪操舵車両の後輪操舵量
   制御装置。