JPS6261882A - 自動車の前後輪操舵装置の制御装置 - 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 本発明は自動車の前後輪操舵装置に関するものである。

従来の技術 自動車において、転舵操作時操舵に対する車体の運動性
源を向上させるために、後輪を前輪と同様にキングピン
まわりに回動し得るよう構成し、前輪の転舵に連動して
後輪を転舵させるように構成すると共に、前輪の転舵角
に対する後輪の転舵角比を車速茅に対し可変とした前後
輪操舵装置が従来より種々開発されている（例えば特開
昭５７−１１１７３号公報および特開昭５９−４５２６
８号公報参照）。

発明が解決しようとする問題点 上記のような第１の先行技術（特開昭５７−１１１７３
号公報）に開示された前後輪操舵装置は車輌の車速、車
軸に加わる荷重および常時操舵する車輪の舵角等によっ
て定まる車速の横すへり角を小さくするような前後輪転
舵角比を保ちつつ常時操舵しない車輪を転舵することに
より操縦安定性を向上させるものであるが１通常の前輪
操舵車におけるスタビリテイファクタに相当する等価ス
タビリテイファクタが大きくなりすぎるため全車速範囲
にわたり強いアンダステア特性になるという問題を有す
る。

また第２の先行技術（４１ｆ開閉５９−４５２６８号公
報）に開示された前後輪操舵装置においては等価スタビ
リテイファクタは車速に対して線型となっているためア
ンダステア特性を低中速域では適度に弱く、高速域では
適度に強くする調整を行い得ないという問題を有する。

本発明はこれらの問題に対処することを目的とするもの
である。

問題点を解決するための手段 本発明は、ステアリングハンドルの回動操作にて転舵作
動する前輪の転舵角と、該前輪の転舵角に応じて転舵作
動される後輪の転舵角とのｌｔｋを重速に応じて変化さ
せるようにした自動車の前後輪操舵装置において、上記
前輪転舵角に対する後輪転舵角の比ｋを、 （但し、α０は正の定数、Ａはスタビリティファクタ、
Ｖは車速、ｆは■の連続関数で、としたことを特徴とす
るものである。

作用 本発明は上記の構成を採ることにより、旋回゛ト径の変
化率（□）の車速の２乗（■２）にρＯ 対する傾消すなわちスタビリテイファクタを非線型とし
、低中速域ではアンダステア特性を適度に小とすること
ができると共に、高速域ではアンダステア特性を適度に
大とすることができる。

実施例 以下本発明の一実施例を附図を参照して説明する。

第１図において、■、１′は後車輪であり、該後車輪１
　、　ｌ’のタイロッドエンドはタイロッドアームを介
して車体中心付近に固定軸まわりに揺動可能に設けられ
たセンターアーム２の一端に接続されている。

３はセンタアーム２の他端に左右方向の押圧力を与える
油圧シリンダ装置であり、該油圧シリンダ？ｉ　と３へ
の供給オイルの制御はコントロールバルブ４によって行
われる。５はオイルポンプ、６はオイルタンクである。

上記コントロールバルブ４は前輪操舵装養の転舵角を検
出する前輪転舵角センサ７、車速を検出する車速センサ
８および後輪操舵装置の転舵角を検出する後輪転舵角セ
ンサ９等の信号に基づく制御回路１０の出力信号によっ
て制御される。

次に前後輪転舵角比にと定常円旋回時のステア特性との
関係を第２図に示す簡素化した２輪モデルを用いて求め
る。このモデルは自動車を平面系で考えるのでＹ軸方向
およびＺ軸まわりのつり合いについて考える（この場合
ｍ度を一定と考えるのでＸ軸方向のつり合いは考えない
）。

車輌の質量をｍ、ホイールベースを文、前輪と重心との
間の距離を交「、後輪と重心との間の距離を９．ｒ、前
輪タイヤのコーナリングパワをＫｆ、後輪タイヤのコー
ナリングパワをＫｒ、前輪スリップ角をβｆ、後輪スリ
ップ角をβｒ、車体車体角をβ、ヨー角速度を金、車両
のヨーイング慣性モーメントを■１重心点の旋回半径を
ρとすると、・１（両の運動方程式は下記のように表わ
される。

横方向の運動： ｍＶ（β千金）＝Ｋｒβｆ　＋Ｋｒβｒ（１）ヨーイン
グ運動： Ｉψ＝ｌｒ　Ｋｆβｆ−Ｊ１ｒＫｒβ「（２）ここで、 となり、定常円旋回運動ではＡ＝ｏ　、φ＝０．！なる
から（１）、（２）式より次式が誘導される。

（５）、（８）式を岳、βについてまとめると、＋β　
（Ｋｆ　ｉｆ　−Ｋｒ　ｌｒ　）＝　（Ｋｆ　ｉｆ　　
ｄｆ　−Ｋｒ　Ｏｒ　ｄｒ）次に超低速時の旋回半径ρ
０を求める（但し、超低速時の前後輪転舵角比をｋＯと
する）。

次に超低速時の旋回半径ρ０に対する旋回半径ρの変化
率を求めると、次のように表わされる。

ρ ρ０ （１０）式は前後輪操舵車における旋回半径の変化率を
示すもので、　（ＩＱ）式においてに＝Ｏ。

Ｋｏ＝Ｏとおくと通常の前後輪操舵車の旋回半径の変化
率を表わす（１１）式が求められる。

（１１）式は通常の前後輪操舵！ｊｊにおいて、旋回半
径の変化率（□）と車速の２乗（ｖ２）とρＯ の間には直線的な関係があり、その傾きを示すフタと呼
ばれる。

本発明は前後輪操舵車詮を備えた自動車において前後輪
転舵角比にの値を としたことを特徴とするものである。

但し、α０は正の定数、Ａはスタビリティファクタ、Ｖ
はｉｌｉ速、ｆは■の連続関数で、上記（１２）式にお
いて、■−〇とおくと超低速ｋｏ　＝　１−ａｏ　　　
　　　　　　　　（１３）（１２）、（１３）式を（１
０）式に代入して旋回半径の変化率を求めると、 （１４）式にスタビリテイファクタＡのられる。

＝　１　＋　ｆ　Ｖ？（１５） ρ 即ち旋回半径の変化率（□）と車速の ρ０ ２乗（Ｖ２）との関係式（１５）における■２の係数即
ち等価スタビリテイファクタは定数関数なのでアンダス
テア特性を低中速域では適度に小さくして操縦性を向上
させ、高速域では適度の大きくして安定性を向上させる
ことができるものである。

１記において１００　Ｋｍｈ以下の範囲では定数でもよ
く、あるいは極めて増加率の小なる増加関数を用いても
よい。

なおｆとしては。

ｆ＝ａ＋　　（ａ２１（Ｘ３　Ｖ＋Ｑ４　Ｖ２）（１）
ような２次関数を用いてもよい、但し、αｌ、α２．α
３゜α４はそれぞれ正の定数とする。

第３図の車速に対する等価スタビリテイファクタの特性
図において実線（イ）は本発明の一実施例の特性を示し
たものである。

なお第１の先行技術（特開昭５７−１１１７３号公報）
に開示された発明は車体の辷り角βをＯとするよう前後
輪転舵角比ｋを設定したものである。

（５）、（６）式をβについて解くと、β＝ となり、β＝０となるためには（１６）式の分子が０と
なることが必要となる。　（ＩＧ）式の分子をＯとおき
書き換えると前後輪転舵角比ｋが求められる。

なお超低速時の前後輪転舵角比ｋｏは（１７）式におい
て■；０とおくことにより求められる。

即ち、 上記（１７）、（１８）式１７）ｋおよびｋｏの値を（
１０）式に代入すると、 となり、等価スタビティファクタ となるので第３図点線示（ｏ）のように強いアンダステ
ア傾向を示す。

また第２の先行技術（４！開昭５９−４５２６８号公報
）に開示された発明は前後輪転舵角比ｋを下記のように
設定したものである。

なお超低速時の前後輪転舵角比ｋｏは（２０）式におい
てｖ＝０とおくことにより求められる。

即ち、 ｋｏ＝ｏ　　　　　　　　　　　　　（２１）上記（２
０）、（２１）式のｋおよびｋＱの値を（ｌＯ）式に代
入すると。

ρ 一＝　１　＋　（Ｃｓ　Ｖ）　Ｖ２　　　　　　　　（
２２）ρＯ となり、等価スタビリテイファクタＣｓＶは車速に比例
するので、第３図１点鎖線（ハ）のようになり、アンダ
ステア特性を低中速では適度に小さく、また高速におい
て適度に大きくするという設定は不可漁である。

なお第３図で２点鎖線示（ニ）は従来の前輪のみの操舵
方式の場合の旋回半径の変化率ρ （□）と車速の２乗（ｖ２）との関係、ナなρａ わちスタビリテイファクタを示す特性図であり、この場
合は前記のようにスタビリテイファクタは定数となる。

また後輪転舵を行うアクチュエータとしては油圧シリン
ダ装置を用いた例を述べたが、電動モータの回転駆動力
を用いてもよいことは勿論である。

発明の効果 上記のように本発明によれば、前後輪操舵装置を備えた
自動車において、前輪転舵角に対１＋ＡＶ２ する後輪転舵角比ｋｔ−に＝１−α０□１　＋　ｆ　Ｖ
２ としたことにより旋回半径の変化率（□）のρＧ 車速の２乗（ｖ２）に対する傾斜、即ち等価スタビリテ
イファクタを非線型とし、低中速域ではアンダステア特
性を適度に小とすることができると共に、高速域ではア
ンダステア特性を適度に大とすることができるもので、
低中速域での操縦性と高速域における安定性の両方を満
足できる等、価値ある効果をもたらし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す前後輪操舵装置の概略
平面説明図、第２図は前後輪操舵装置を備えた自動車の
２輪モデル図、第３図は車速に対する旋回半径の変化率
即ち等価スタビリテイファクタの変動を示す説明図であ
る。 ｌ、１′・・・後車輪、２・・・センターアーム、３・
・・油圧シリンダ装置、４・・・コントロールバルブ、
５・・・オイルポンプ、６・・・オイルタンク、７・・
・曲軸転舵角センサ、８・・・車速センサ、９・・・後
輪転舵角センサ、ｌＯ・・・制御回路。 以　　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ステアリングハンドルの回動操作にて転舵作動
   する前輪の転舵角と、該前輪の転舵角に応じて転舵作動
   される後輪の転舵角との比ｋを車速に応じて変化させる
   ようにした自動車の前後輪操舵装置において、上記前輪
   転舵角に対する後輪転舵角の比ｋを、 ｋ＝１−α＿０［（１＋ＡＶ＾２）／（１＋ｆＶ＾２）
   ］（但し、α＿０は正の定数、Ａはスタビリティファク
   タ、Ｖは車速、ｆはＶの連続関数で、Ｖ＞１００Ｋｍｈ
   の範囲においてｄｆ／ｄＶ＞０、且つｄ＾２ｆ／ｄＶ＾
   ２＞０なる特性を有するものとする）としたことを特徴
   とする自動車の前後輪操舵装置の制御装置。
2. （２）、ｆは、 ｆ＝α＿１（α＿２＋α＿３Ｖ＋α＿４Ｖ＾２）（但し
   、α＿１、α＿２、α＿３、α＿４はそれぞれ正の定数
   とする） で表わされることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の自動車の前後輪操舵装置の制御装置。