JP2000289637A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
- B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 旋回初期の回頭性と旋回中の安定性とをより
一層高次元に両立することが可能なように構成された車
両用操舵装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングホイール９で前輪８Ｒ・８
Ｌを操舵する主操舵機構（前輪操舵機構１０）と、車両
の走行状態に応じて前輪舵角若しくは後輪７Ｒ・７Ｌを
電動機２などのアクチュエータで操舵する補助操舵機構
１とを有する車両用操舵装置を、後車軸よりも前方のあ
る点での車体横滑り角速度を検出または推定する車体横
滑り角速度演算部１１と、車体横滑り角速度の絶対値を
減少させるようにアクチュエータを制御する制御手段
（後輪目標舵角演算部１２、後輪転舵角比較部２０、後
輪転舵制御部１３）とを有するものとする。これによ
り、旋回初期には、旋回円の接線に外向する車体横滑り
角速度を抑えるために逆位相操舵となり、旋回中は、旋
回円の接線に内向する車体横滑り角速度を抑えるために
同位相操舵となり、定常円旋回では補助操舵力が作用し
ないようになる。
一層高次元に両立することが可能なように構成された車
両用操舵装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングホイール９で前輪８Ｒ・８
Ｌを操舵する主操舵機構（前輪操舵機構１０）と、車両
の走行状態に応じて前輪舵角若しくは後輪７Ｒ・７Ｌを
電動機２などのアクチュエータで操舵する補助操舵機構
１とを有する車両用操舵装置を、後車軸よりも前方のあ
る点での車体横滑り角速度を検出または推定する車体横
滑り角速度演算部１１と、車体横滑り角速度の絶対値を
減少させるようにアクチュエータを制御する制御手段
（後輪目標舵角演算部１２、後輪転舵角比較部２０、後
輪転舵制御部１３）とを有するものとする。これによ
り、旋回初期には、旋回円の接線に外向する車体横滑り
角速度を抑えるために逆位相操舵となり、旋回中は、旋
回円の接線に内向する車体横滑り角速度を抑えるために
同位相操舵となり、定常円旋回では補助操舵力が作用し
ないようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、前輪操舵車両若し
くは４輪操舵車両に適用可能な補助操舵機構を備えた車
両用操舵装置に関するものである。
くは４輪操舵車両に適用可能な補助操舵機構を備えた車
両用操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】前側の２輪のみがステアリングホイール
の回転角に応じて操舵される２輪操舵車両（以下２ＷＳ
車と略称する）の場合、旋回時に後輪に横滑り角をつけ
るには、車体横滑り角をつけるしかない。車体横滑り角
がつくためには、ヨーイングモーメントの作用で車体が
重心軸回りで回転を始めねばならない。これは高い旋回
応答性を得る上での障害となるだけでなく、ヨーイング
運動の収斂性、つまり挙動の収まりにも悪影響を及ぼ
す。そこで前後輪を共に操舵して後輪横滑り角を積極的
に制御するようにした４輪操舵車両（以下４ＷＳ車と略
称する）が開発され、既に多くの市販４ＷＳ車が見られ
る。
の回転角に応じて操舵される２輪操舵車両（以下２ＷＳ
車と略称する）の場合、旋回時に後輪に横滑り角をつけ
るには、車体横滑り角をつけるしかない。車体横滑り角
がつくためには、ヨーイングモーメントの作用で車体が
重心軸回りで回転を始めねばならない。これは高い旋回
応答性を得る上での障害となるだけでなく、ヨーイング
運動の収斂性、つまり挙動の収まりにも悪影響を及ぼ
す。そこで前後輪を共に操舵して後輪横滑り角を積極的
に制御するようにした４輪操舵車両（以下４ＷＳ車と略
称する）が開発され、既に多くの市販４ＷＳ車が見られ
る。
【０００３】このような４ＷＳ車の制御方法として、後
輪横滑り角に基づく微分要素を用いて後輪舵角を制御す
るものが特開平０２−３７０８０号公報に開示されてい
る。
輪横滑り角に基づく微分要素を用いて後輪舵角を制御す
るものが特開平０２−３７０８０号公報に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、旋回におけ
る後輪の横滑り角は必ず旋回円の接線に対して内向き
（正方向）につくものなので、上記公報に提案された技
術では、同公報の第４図および第５図に示されている通
り、安定性の向上は認められるものの、高周波領域での
特性は２ＷＳ車と同等であり、操舵初期の回頭性につい
ての改善効果は期待できないものと推測される。
る後輪の横滑り角は必ず旋回円の接線に対して内向き
（正方向）につくものなので、上記公報に提案された技
術では、同公報の第４図および第５図に示されている通
り、安定性の向上は認められるものの、高周波領域での
特性は２ＷＳ車と同等であり、操舵初期の回頭性につい
ての改善効果は期待できないものと推測される。
【０００５】本発明は、このような従来技術の不都合を
改善するべく案出されたものであり、その主な目的は、
旋回初期の回頭性と旋回中の安定性とをより一層高次元
に両立することが可能なように構成された車両用操舵装
置を提供することにある。
改善するべく案出されたものであり、その主な目的は、
旋回初期の回頭性と旋回中の安定性とをより一層高次元
に両立することが可能なように構成された車両用操舵装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、ステアリングホイール９の
回転角に応じて前輪８Ｒ・８Ｌの舵角を変化させる主操
舵機構（実施の形態中の前輪操舵機構１０）と、車両の
走行状態に応じて前輪舵角若しくは後輪７Ｒ・７Ｌの舵
角をアクチュエータ（実施の形態中の電動機２）で変化
させる補助操舵機構１とを有する車両用操舵装置を、後
車軸よりも前方のある点における車体横滑り角速度を検
出若しくは推定する車体横滑り角速度出力手段（実施の
形態中の横滑り角速度演算部１１）と、該車体横滑り角
速度の絶対値を減少させるようにアクチュエータを制御
する制御手段（実施の形態中の後輪目標舵角演算部１
２、後輪転舵角比較部２０、後輪転舵制御部１３）とを
有するものとした。
ために、本発明においては、ステアリングホイール９の
回転角に応じて前輪８Ｒ・８Ｌの舵角を変化させる主操
舵機構（実施の形態中の前輪操舵機構１０）と、車両の
走行状態に応じて前輪舵角若しくは後輪７Ｒ・７Ｌの舵
角をアクチュエータ（実施の形態中の電動機２）で変化
させる補助操舵機構１とを有する車両用操舵装置を、後
車軸よりも前方のある点における車体横滑り角速度を検
出若しくは推定する車体横滑り角速度出力手段（実施の
形態中の横滑り角速度演算部１１）と、該車体横滑り角
速度の絶対値を減少させるようにアクチュエータを制御
する制御手段（実施の形態中の後輪目標舵角演算部１
２、後輪転舵角比較部２０、後輪転舵制御部１３）とを
有するものとした。
【０００７】これによれば、旋回初期に旋回円の接線に
外向する車体横滑り角速度が立ち上がる、つまり車体横
滑り角が変化すると、その変化を抑えるために自ずと補
助操舵機構の舵角が主操舵機構の舵角に対して逆位相と
なるので、ヨーレイトが立ち上がり易くなって回頭性が
高まる。そのまま旋回を続けると、車体後部が振られて
所謂スピン傾向となるが、その時は、旋回円の接線に内
向する車体横滑り角速度の立ち上がりを抑えるために補
助操舵機構の舵角が主操舵機構の舵角に対して同位相と
なる。そして、車体横滑り角が変化しない定常円旋回で
は、自ずと補助操舵力が作用せずに２ＷＳ車と同等の特
性を呈するようになる。
外向する車体横滑り角速度が立ち上がる、つまり車体横
滑り角が変化すると、その変化を抑えるために自ずと補
助操舵機構の舵角が主操舵機構の舵角に対して逆位相と
なるので、ヨーレイトが立ち上がり易くなって回頭性が
高まる。そのまま旋回を続けると、車体後部が振られて
所謂スピン傾向となるが、その時は、旋回円の接線に内
向する車体横滑り角速度の立ち上がりを抑えるために補
助操舵機構の舵角が主操舵機構の舵角に対して同位相と
なる。そして、車体横滑り角が変化しない定常円旋回で
は、自ずと補助操舵力が作用せずに２ＷＳ車と同等の特
性を呈するようになる。
【０００８】特に車体横滑り角速度に対する補助操舵量
のゲインを車速の増大に応じて高めるものとすれば、高
速域での回頭性、安定性の低下を抑制することができ、
慣性力の影響が相対的に小さくなる中低速域では逆位相
操舵されなくなるので安定性が向上する。
のゲインを車速の増大に応じて高めるものとすれば、高
速域での回頭性、安定性の低下を抑制することができ、
慣性力の影響が相対的に小さくなる中低速域では逆位相
操舵されなくなるので安定性が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明による車両用操舵装置ついて詳細に説明する。
明による車両用操舵装置ついて詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明による補助操舵機構を後車
輪に適用した車両の概略図を示している。この後輪補助
操舵機構１は、電動機２と操舵軸３とを同軸上に配置し
たものである。コントロールユニット４からの駆動電流
によって発生する電動機２の回転トルクは、ボールスク
リュー機構などの回転力／軸力変換機構を介し、操舵軸
３の左右方向への軸力からなる補助操舵力に変換され
る。
輪に適用した車両の概略図を示している。この後輪補助
操舵機構１は、電動機２と操舵軸３とを同軸上に配置し
たものである。コントロールユニット４からの駆動電流
によって発生する電動機２の回転トルクは、ボールスク
リュー機構などの回転力／軸力変換機構を介し、操舵軸
３の左右方向への軸力からなる補助操舵力に変換され
る。
【００１１】操舵軸３の両端は、操舵リンク部材５Ｒ・
５Ｌを介してリアナックルアーム６Ｒ・６Ｌに連結され
ており、操舵軸３の左右方向への変位を後輪７Ｒ・７Ｌ
の舵角に変換する。
５Ｌを介してリアナックルアーム６Ｒ・６Ｌに連結され
ており、操舵軸３の左右方向への変位を後輪７Ｒ・７Ｌ
の舵角に変換する。
【００１２】前輪８Ｒ・８Ｌについては、ステアリング
ホイール９に加わる回転力が前輪操舵機構１０のラック
軸の軸力に変換され、ステアリングホイール９の回転角
に応じた舵角が前輪８Ｒ・８Ｌに与えられる。
ホイール９に加わる回転力が前輪操舵機構１０のラック
軸の軸力に変換され、ステアリングホイール９の回転角
に応じた舵角が前輪８Ｒ・８Ｌに与えられる。
【００１３】この後輪補助操舵機構１のコントロールユ
ニット４は、図２に示すように、図示しない車体上の後
車軸よりも前方の任意の点における車体横滑り角速度を
演算する横滑り角速度演算部１１と、横滑り角速度演算
部１１から与えられた車体横滑り角速度値に基づいて後
輪７Ｒ・７Ｌの舵角を決定する後輪目標舵角演算部１２
と、後輪目標舵角演算部１２で求めた舵角値に基づいて
後輪７Ｒ・７Ｌに舵角を与える後輪補助操舵機構１を制
御する後輪転舵制御部１３とを備えている。
ニット４は、図２に示すように、図示しない車体上の後
車軸よりも前方の任意の点における車体横滑り角速度を
演算する横滑り角速度演算部１１と、横滑り角速度演算
部１１から与えられた車体横滑り角速度値に基づいて後
輪７Ｒ・７Ｌの舵角を決定する後輪目標舵角演算部１２
と、後輪目標舵角演算部１２で求めた舵角値に基づいて
後輪７Ｒ・７Ｌに舵角を与える後輪補助操舵機構１を制
御する後輪転舵制御部１３とを備えている。
【００１４】ここで前車軸から距離ｘだけ離れた点の車
体横滑り角速度βｘは、車速センサ１４の出力Ｖ、横加
速度センサ１５の出力αｙ、及びヨーレイトセンサ１６
の出力γが求まると、以下の式から求められる。
体横滑り角速度βｘは、車速センサ１４の出力Ｖ、横加
速度センサ１５の出力αｙ、及びヨーレイトセンサ１６
の出力γが求まると、以下の式から求められる。
【００１５】βｘ＝γ＋〔（ｄγ／ｄｔ）・（ｘ−ａ）
／Ｖ〕−（αｙ・１／Ｖ） 但し、ａは前車軸中心〜重心までの距離である。
／Ｖ〕−（αｙ・１／Ｖ） 但し、ａは前車軸中心〜重心までの距離である。
【００１６】なお、車体横滑り角速度βｘは、上式に限
らず、例えば他の状態量を用いて推定したり（特願平１
０−２３５４１５号明細書参照）、計測器の計測値から
求めたりしても良い。
らず、例えば他の状態量を用いて推定したり（特願平１
０−２３５４１５号明細書参照）、計測器の計測値から
求めたりしても良い。
【００１７】フィードバックゲイン演算部１８は、車速
センサ１４の出力に基づいて、横滑り角速度演算部１１
で得た車体横滑り角速度βｘに対するフィードバックゲ
インｋを決定する。このフィードバックゲインｋは、例
えば図３に示すように、車速Ｖに正比例する値とされて
いる。
センサ１４の出力に基づいて、横滑り角速度演算部１１
で得た車体横滑り角速度βｘに対するフィードバックゲ
インｋを決定する。このフィードバックゲインｋは、例
えば図３に示すように、車速Ｖに正比例する値とされて
いる。
【００１８】後輪目標舵角δｒは、横滑り角速度演算部
１１から出力される車体横滑り角速度βｘと、フィード
バックゲイン演算部１８から出力されるフィードバック
ゲインｋとから、後輪目標舵角演算部１２に内蔵された
次式により決定される。
１１から出力される車体横滑り角速度βｘと、フィード
バックゲイン演算部１８から出力されるフィードバック
ゲインｋとから、後輪目標舵角演算部１２に内蔵された
次式により決定される。
【００１９】δｒ＝ｋβｘ
【００２０】さらに、この後輪目標舵角δｒは、後輪補
助操舵機構１に設けられた後輪舵角センサ１９の出力δ
ｒ0と後輪舵角比較部２０にて比較され、実際に必要な
舵角Δδｒが求められる。
助操舵機構１に設けられた後輪舵角センサ１９の出力δ
ｒ0と後輪舵角比較部２０にて比較され、実際に必要な
舵角Δδｒが求められる。
【００２１】Δδｒ＝δｒ−δｒ0
【００２２】この実際に必要な舵角Δδｒは、後輪転舵
制御部１３にて電動機２の駆動電流に変換され、後輪補
助操舵機構１の電動機２を駆動することにより、後輪７
Ｒ・７Ｌが転舵される。
制御部１３にて電動機２の駆動電流に変換され、後輪補
助操舵機構１の電動機２を駆動することにより、後輪７
Ｒ・７Ｌが転舵される。
【００２３】さて、図４に示すように、２ＷＳ車の場
合、高速旋回においては、前輪を転舵しても旋回初期に
は慣性力で車体が直進状態を維持しようとするので、旋
回円の接線に対して外向する車体横滑り角がつく傾向が
ある。また定常円旋回では、前後輪のコーナリングフォ
ースと遠心力とが釣り合うが、車体にはヨーイングモー
メントが作用するので、旋回円の接線に対して内向する
車体横滑り角がつく。
合、高速旋回においては、前輪を転舵しても旋回初期に
は慣性力で車体が直進状態を維持しようとするので、旋
回円の接線に対して外向する車体横滑り角がつく傾向が
ある。また定常円旋回では、前後輪のコーナリングフォ
ースと遠心力とが釣り合うが、車体にはヨーイングモー
メントが作用するので、旋回円の接線に対して内向する
車体横滑り角がつく。
【００２４】本発明によれば、旋回初期に外向き（負方
向）の車体横滑り角速度が立ち上がると、その車体横滑
り角の変化を抑えるために自ずと後輪が逆位相操舵とな
るのでヨーレイトが立ち上がり易くなり、回頭性が高ま
る。
向）の車体横滑り角速度が立ち上がると、その車体横滑
り角の変化を抑えるために自ずと後輪が逆位相操舵とな
るのでヨーレイトが立ち上がり易くなり、回頭性が高ま
る。
【００２５】逆位相操舵のまま旋回を続けると、後輪の
タイヤ横滑り角が小さくなるので遠心力に釣り合うコー
ナリングフォースを得るために内向き（正方向）の車体
横滑り角が増大傾向となるが、本発明では、その車体横
滑り角の変化を抑えるように後輪舵角を制御するので、
後輪はタイヤ横滑り角を増大させるように転舵され、す
なわち自ずと同位相操舵となって車体の挙動が安定す
る。
タイヤ横滑り角が小さくなるので遠心力に釣り合うコー
ナリングフォースを得るために内向き（正方向）の車体
横滑り角が増大傾向となるが、本発明では、その車体横
滑り角の変化を抑えるように後輪舵角を制御するので、
後輪はタイヤ横滑り角を増大させるように転舵され、す
なわち自ずと同位相操舵となって車体の挙動が安定す
る。
【００２６】そして、車体横滑り角が変化しない、つま
り車体横滑り角速度がゼロとなる定常円旋回では、自ず
と補助操舵力が作用せずに２ＷＳ車と同等の特性を呈す
るようになる。
り車体横滑り角速度がゼロとなる定常円旋回では、自ず
と補助操舵力が作用せずに２ＷＳ車と同等の特性を呈す
るようになる。
【００２７】１２０km／ｈでの直進状態から９０度だけ
急ハンドルを切った場合の車体横滑り角速度の応答は、
図５に示すように、後車軸上では正方向のみに振れた後
にゼロに収斂するのに対し、後車軸より前方へ行くに連
れて、負方向へ一旦振れる傾向が強くなる。つまり後輪
舵角を算出する際に用いる車体横滑り角速度の検出位置
をより前方に設定するほど、旋回初期に於ける後輪の逆
位相舵角のゲインが高まると言える。
急ハンドルを切った場合の車体横滑り角速度の応答は、
図５に示すように、後車軸上では正方向のみに振れた後
にゼロに収斂するのに対し、後車軸より前方へ行くに連
れて、負方向へ一旦振れる傾向が強くなる。つまり後輪
舵角を算出する際に用いる車体横滑り角速度の検出位置
をより前方に設定するほど、旋回初期に於ける後輪の逆
位相舵角のゲインが高まると言える。
【００２８】なお、補助舵角を与える車輪は、前輪ある
いは後輪のいずれか一方、若しくは前輪・後輪の両方か
ら選択可能でもあり、定常状態では変化しない車体横滑
り角の微分値である車体横滑り角速度を求める位置と、
補助操舵機構を設ける車輪との組み合わせにより、車両
の持つ定常円旋回特性を変化させることなく、過渡応答
特性を任意に設定することができる。
いは後輪のいずれか一方、若しくは前輪・後輪の両方か
ら選択可能でもあり、定常状態では変化しない車体横滑
り角の微分値である車体横滑り角速度を求める位置と、
補助操舵機構を設ける車輪との組み合わせにより、車両
の持つ定常円旋回特性を変化させることなく、過渡応答
特性を任意に設定することができる。
【００２９】１２０km／ｈで走行中に、前車軸上の車体
横滑り角速度をもとに後輪舵角を制御した４ＷＳ車と、
２ＷＳ車との特性の比較線図を図６に示す。図の左側が
ヨーレイト応答を、右側が横加速度応答をそれぞれ表
し、また上から順にゲインの周波数応答、位相の周波数
応答、ステアリングホイールを９０度急回転させた際の
ステップ応答を表している。
横滑り角速度をもとに後輪舵角を制御した４ＷＳ車と、
２ＷＳ車との特性の比較線図を図６に示す。図の左側が
ヨーレイト応答を、右側が横加速度応答をそれぞれ表
し、また上から順にゲインの周波数応答、位相の周波数
応答、ステアリングホイールを９０度急回転させた際の
ステップ応答を表している。
【００３０】周波数（操舵速度）に対するヨーレイト応
答については、２ＷＳ車に比してピークゲインが抑えら
れ、しかも高周波域での位相遅れが低減されており、応
答性、安定性が共に向上していることが分かる。しかも
ステアリングホイールの転舵に対するヨーレイトの立ち
上がりがシャープになり、かつオーバーシュートを起こ
していないことから、挙動の収斂性が２ＷＳ車よりも高
まっていることが分かる。
答については、２ＷＳ車に比してピークゲインが抑えら
れ、しかも高周波域での位相遅れが低減されており、応
答性、安定性が共に向上していることが分かる。しかも
ステアリングホイールの転舵に対するヨーレイトの立ち
上がりがシャープになり、かつオーバーシュートを起こ
していないことから、挙動の収斂性が２ＷＳ車よりも高
まっていることが分かる。
【００３１】周波数に対する横加速度応答についても、
２ＷＳ車に比して高周波でのゲイン増大と位相進みが共
に解消され、安定性が向上していることが分かる。しか
もステアリングホイールの転舵に対する応答も滑らかに
なっていることが分かる。
２ＷＳ車に比して高周波でのゲイン増大と位相進みが共
に解消され、安定性が向上していることが分かる。しか
もステアリングホイールの転舵に対する応答も滑らかに
なっていることが分かる。
【００３２】この結果から、本発明により、定常円旋回
特性を変化させることなく回頭性と安定性とを高次元に
両立することができることが分かる。
特性を変化させることなく回頭性と安定性とを高次元に
両立することができることが分かる。
【００３３】なお、後輪駆動の４ＷＳ車に本発明を適用
すれば、高速時の定常円旋回状態では後輪の舵角制御が
行われないためにコーナー出口で後輪に余分な負荷が加
わらないことから、駆動しつつ旋回する際のトラクショ
ンの低下という問題を回避し得る。
すれば、高速時の定常円旋回状態では後輪の舵角制御が
行われないためにコーナー出口で後輪に余分な負荷が加
わらないことから、駆動しつつ旋回する際のトラクショ
ンの低下という問題を回避し得る。
【００３４】
【発明の効果】このように本発明によれば、車体横滑り
角速度演算手段によって求めた後車軸よりも前方の車体
上の任意の点に於ける横滑り角速度の絶対値が減少する
ように補助舵角を制御するものとしたので、車体横滑り
角速度の検出位置と補助舵角制御車輪との自由な組み合
わせにより、４ＷＳ車の運動性能を任意に設定すること
が可能である。また、車体横滑り角速度に基づいて制御
を行うので、車体横滑り角速度がゼロ、つまり車体横滑
り角が一定となる定常円旋回中は補助舵角制御が行われ
なくなることから、アクチュエータへの負荷が軽減され
る上、転舵量に対するヨーレイトや横加速度のゲインの
低下を伴わずに過渡応答特性を向上させることができ
る。さらに本発明の操舵装置は、ステアリングホイール
入力に依存せずに舵角が制御され、しかも外乱に対して
も車体横滑り角の変化を抑える、つまり直進姿勢を維持
するように舵角が制御されることから、外乱に対する収
束性が向上するので、外乱入力時の修正操舵量が低減さ
れるという効果もある。これらに加えて、一般的には、
運動量に対する適正補助舵角を予め設定しておく必要が
あるが、本発明によれば目標特性の設定が不要なので、
路面状況や乗車人員などの不確定要素に応じて目標特性
値を補正または変更する必要がなくなるため、制御アル
ゴリズムが簡略化でき、しかも目標特性への無理な合わ
せ込みによるアクチュエータへの負荷増大といった問題
も回避できる。
角速度演算手段によって求めた後車軸よりも前方の車体
上の任意の点に於ける横滑り角速度の絶対値が減少する
ように補助舵角を制御するものとしたので、車体横滑り
角速度の検出位置と補助舵角制御車輪との自由な組み合
わせにより、４ＷＳ車の運動性能を任意に設定すること
が可能である。また、車体横滑り角速度に基づいて制御
を行うので、車体横滑り角速度がゼロ、つまり車体横滑
り角が一定となる定常円旋回中は補助舵角制御が行われ
なくなることから、アクチュエータへの負荷が軽減され
る上、転舵量に対するヨーレイトや横加速度のゲインの
低下を伴わずに過渡応答特性を向上させることができ
る。さらに本発明の操舵装置は、ステアリングホイール
入力に依存せずに舵角が制御され、しかも外乱に対して
も車体横滑り角の変化を抑える、つまり直進姿勢を維持
するように舵角が制御されることから、外乱に対する収
束性が向上するので、外乱入力時の修正操舵量が低減さ
れるという効果もある。これらに加えて、一般的には、
運動量に対する適正補助舵角を予め設定しておく必要が
あるが、本発明によれば目標特性の設定が不要なので、
路面状況や乗車人員などの不確定要素に応じて目標特性
値を補正または変更する必要がなくなるため、制御アル
ゴリズムが簡略化でき、しかも目標特性への無理な合わ
せ込みによるアクチュエータへの負荷増大といった問題
も回避できる。
【図１】本発明が適用された車両の概略構成図
【図２】本発明の制御に係わるブロック図
【図３】フィードバックゲインと車速との関係線図
【図４】旋回中の車両挙動を表す概念図
【図５】旋回初期の車体横滑り角速度の応答特性線図
【図６】本発明が適用された車両と２ＷＳ車との比較運
動特性線図
動特性線図
１ 補助操舵機構 ２ 電動機（アクチュエータ） ７Ｒ・７Ｌ 後輪 ８Ｒ・８Ｌ 前輪 ９ ステアリングホイール １０ 前輪操舵機構（主操舵機構） １１ 横滑り角速度演算部（車体横滑り角速度出力手
段） １２ 後輪目標舵角演算部 １３ 後輪転舵制御部 ２０ 後輪転舵角比較部
段） １２ 後輪目標舵角演算部 １３ 後輪転舵制御部 ２０ 後輪転舵角比較部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 幸子 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D032 CC04 CC12 DA03 DA06 DA23 DA29 DA33 DA34 DA39 DB02 DB03 DB12 DB13 DD06 DD17 EA05 EA06 EB04 EB21 EC23 GG01 3D034 CA03 CC09 CC12 CD04 CD06 CD07 CD12 CE03 CE07 CE13
Claims (2)
- 【請求項１】 ステアリングホイールの回転角に応じて
前輪舵角を変化させる主操舵機構と、車両の走行状態に
応じて前輪舵角若しくは後輪舵角をアクチュエータで変
化させる補助操舵機構とを有する車両用操舵装置であっ
て、 後車軸よりも前方のある点における車体横滑り角速度を
検出若しくは推定する車体横滑り角速度出力手段と、該
車体横滑り角速度の絶対値を減少させるようにアクチュ
エータを制御する制御手段とを有することを特徴とする
車両用操舵装置。 - 【請求項２】 車体横滑り角速度に対する補助操舵量の
ゲインを車速の増大に応じて高めることを特徴とする請
求項１に記載の車両用操舵装置。
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