JP2578142B2 - 車両の補助操舵装置 - Google Patents

車両の補助操舵装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は舵取操作による前輪操舵時前輪及び後輪の少
なくとも一方を補助操舵する装置に関するものである。
(従来の技術) 車両の補助操舵装置として本願出願人は先に特願昭62
−121015号により、舵取角度及び舵取角加速度に応じて
後輪を補助操舵する技術を提案済である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしこの補助操舵技術では、補助操舵角を舵取角速
度及び舵取角加速度に比例した値に決定するものであっ
たため、ステアリングホイールの舵取操作位置をほぼ一
定に保つ直進進行時や定常円旋回時においても、運転者
が無意識のうちにステアリングホイールをゆらすと、こ
れに応答して補助操舵が実行されることを確かめた。こ
の場合、定常走行であるにもかかわらず、補助操舵によ
り車両が不安定な挙動を示す。
例えば第9図に示す如く、直進走行から車線変更して
直進走行に戻る場合につき述べると、直進走行中でも舵
取操作角θのゆれに応じた角速度が存在し、これに応
答して後輪補助操舵角δが点線図示の如くに与えら
れ、同じく点線で示すような車両の横変位により挙動が
不安定となる。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、この問題を解決するために、 運転者によるステアリングホイールの舵取操作速度お
よび舵取操作加速度をそれぞれ検出する舵取操作速度検
出手段および舵取操作加速度検出手段を具え、 これら手段で検出した舵取操作速度および舵取操作加
速度に、個々の微分定数を掛けて求めた補助舵角だけ、
前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵する車両の補
助操舵装置において、 前記舵取操作速度検出手段の検出値に応答し、運転者
が前記ステアリングホイールを無意識のうちにゆらす時
の舵取操作速度の上限値に対応した設定値以下の範囲内
に前記舵取操作速度検出値がある間、この舵取操作速度
が前記設定値よりも低くなるにつれ1から0までの間で
漸減するゲイン変更係数を設定するゲイン変更係数設定
手段と、 前記補助舵角の演算に際し、この設定したゲイン変更係
数を、前記舵取操作速度および舵取操作加速度に係わる
微分定数の双方に掛けて、舵取操作速度および舵取操作
加速度に応じた補助舵角のゲインの双方を、舵取操作速
度検出値が前記設定値よりも低くなるにつれ漸減させる
ようにしたゲイン変更手段とを設けたことを特徴とする
車両の補助操舵装置を提案するものである。
(作用) 運転者によるステアリングホイールの舵取り操作時、
車両は舵取り方向へ操向される。この間補助操舵装置
は、舵取操作速度検出手段および舵取操作加速度検出手
段でそれぞれ検出した舵取操作速度および舵取操作加速
度に、個々の微分定数を掛けて求めた補助舵角だけ、前
輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵することで、例
えば車両の運転性能を向上させることができる。
かかる補助操舵に際し、上記舵取操作速度検出手段で
検出した舵取操作速度検出値が前記設定値以下の範囲内
である間、ゲイン変更係数設定手段は、舵取操作速度が
当該設定値よりも低くなるにつれ1から0までの間で漸
減するゲイン変更係数を設定する。
他方ではゲイン変更手段は、上記補助舵角の演算に際
し、当該設定したゲイン変更係数を、前記舵取操作速度
および舵取操作加速度に係わる微分定数の双方に掛け
て、舵取操作速度および舵取操作加速度に応じた補助舵
角のゲインの双方を、舵取操作速度検出値が上記設定値
よりも低くなるにつれ漸減させる。
よって、舵取り操作位置をほぼ保った直進走行中や、
定常円旋回走行中は、舵取操作速度および舵取操作加速
度に応じた補助舵角のゲインの双方が低下されることと
なり、この間の運転者によるステアリングホイールの無
意識のゆれに応答して補助操舵が行われることがなくな
り、かかる不要な補助操舵で車両の挙動不安定が生ずる
のを回避することができる。
さらにゲイン変更係数設定手段およびゲイン変更手段
は、上記ゲインの低下に際し、舵取操作速度が低くなる
につれてゲインを徐々に低下させることから、当該ゲイ
ンの低下によっても、舵取操作速度の変化中においてゲ
インが急変することがなく、補助舵角の急変による違和
感を回避することができる。
しかして通常の車線変更時や、不定常円旋回中は、舵
取り操作速度が前記の設定値を越えることから、ゲイン
変更係数設定手段およびゲイン変更手段によるゲインの
低下がなされることはなく、補助操舵の目的である例え
ば車両運動性能の向上を確保することができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
第1図は本発明装置を後輪補助操舵システムとして構
成した一実施例を示し、図中1L,1Rは夫々左右前輪、2L,
2Rは夫々左右後輪である。前輪1L,1Rを夫々ステアリン
グホイール3によりステアリングギヤ4を介して転舵可
能とし、前輪舵角δはステアリングホイール操舵角を
θ、ステアリングギア比をNとすると、δ=θ/Nで表
わされる。トランスバースリンク5L,5R及びアッパアー
ム6L,6Rを含むリヤサスペンション装置により車体のイ
ヤサスペンションメンバ7に懸架された後輪2L,2Rも転
舵可能とし、この目的のため、後輪のナックルアーム8
L,8R間をアクチュエータ9及びその両端におけるサイド
ロッド10L,10Rにより相互に連結する。
アクチュエータ9はスプリングセンタ式複動液圧シリ
ンダとし、その2室を夫々管路11L,11Rにより電磁比例
式圧力制御弁12に接続する。この制御弁12には更にポン
プ13及びリザーバタンク14を含む液圧源の液圧管路15及
びドレン管路16を夫々接続する。制御弁12はスプリング
センタ式3位置弁とし、両ソレノイド12L,12RのOFF時管
路11L,11Rを無圧状態にし、ソレノイド12LのON時通電量
ILに比例した圧力を管路11Lに供給し、ソレノイド12Rの
ON時通電量IRに比例した圧力を管路11Rに供給するもの
とする。
ソレノイド12L,12RのON,OFF及び通電量IL,IRはコント
ローラ17により電子制御し、このコントローラ17にはス
テアリングホイール3の操舵角θを検出する操舵角セン
サ18からの信号、及び車速Vを検出する車速センサ19か
らの信号を夫々入力する。コントローラ17はこれら入力
情報を基に第2図の制御プログラムを実行してソレノイ
ド12L,12Rの駆動電流IL,IRを以下の如く決定し、後輪を
補助操舵する。
第2図の制御プログラムは一定の演算サイクルΔt
(例えば100msec)毎に繰返し実行され、先ずその都度
センサ18からの出力θより操舵角θ及びセンサ19から
の出力より車速Vを読込む。次で、第3図に対応するテ
ーブルデータから車速Vに対応する比例定数K、第4図
に対応するテーブルデータから車速Vに対応する1次微
分定数τ、第5図に対応するテーブルデータから車速V
に対応する2次微分定数τ′を順次テーブルルックアッ
プする。
その後、k回前の演算サイクルにおける操舵角読込値
θn-kと、今回の操舵角読込値θとから操舵角速度
の演算により求め、次でk回前の演算サイクルにおける
操舵角速度n-kと、今回の操舵角速度とから操舵
角加速度 の演算により求める。
更に、上記の如くにして求めた操舵角速度に対応
するゲイン変更係数αを、第6図に対応したテーブルデ
ータからテーブルルックアップする。このゲイン変更係
数αは本発明において特に用いるもので、操舵角速度
が設定値以上の間は1、つまりゲイン変更機能を
果たさないものとするも、操舵角速度が設定値
未満の間は1より小さくしてゲインを低下させるような
ものとする。そして設定値は、運転者がステアリン
グホイール3を無意識のうちにゆらす時の操舵角速度の
上限値に対応させる。
次で、後輪舵角δを次式により演算する。
その後、この演算結果、つまり後輪舵角δを得るた
めの右切用ソレノイド12R及び左切用ソレノイド12Lの駆
動電流IR,ILを夫々第7図及び第8図に対応するテーブ
ルデータからテーブルルックアップする。そして、これ
ら電流IR,ILを夫々対応するソレノイド12R,12Lに出力す
る。
この際電磁弁12は第7図及び第8図から明らかなよう
に後輪舵角δの方向に応じソレノイド12L又は12Rの一
方をδの大きさに応じた電流値IL又はIRによりONされ
ることとなり、対応する管路11L又は11Rに電流IL又はIR
(演算後輪舵角δ)に応じた液圧を発生させる。アク
チュエータ9はこの液圧に応じた方向へ又この液圧に応
じた距離だけストロークし、サイドロッド10L及び10Rを
介し後輪2L及び2Rを対応方向へ演算結果δに応じた角
度だけ補助操舵することができる。
ところで後輪舵角δを決定するに当り、前述した如
くゲイン変更係数αを操舵角速度及び操舵角加速度
の項に乗ずるため、又このゲイン変更係数αを第6
図の如くに定めるため、の低速舵取中はn,
に係わるゲインが低下する。従って、ステアリング
ホイール3をほぼ定位置に保つ直線走行中や定常円旋回
中に運転者が無意識のうちにステアリングハンドルをゆ
らしても、これに応答して後輪が補助操舵させるような
ことはなく、車両の挙動が不安定になるのを防止するこ
とができる。
しかして、運転者が意識的に舵取操作を行う
の領域では第6図の如くα=1であるから、後輪の補
助操舵は上記の如くにゲインを低下されることなく所定
通りに実行され、狙いとする車両の運動性能を確実に得
ることができる。
第9図の場合につき述べると実線で示す如く、車線変
更中における狙い通りの車両の運動性能はそのままに、
直線走行中における点線で示した車両の不安定な挙動を
なくすことができる。
なお上述の例では、後輪を補助操舵する場合について
本発明を説明したが、前輪を補助操舵する場合について
も本発明の着想を同様に適用することができる。又、補
助操舵の演算に当り舵取操作を操舵角θでとらえたが、
この代りに操舵トルクやパワーステアリング油圧を用い
てもよいことは言うまでもない。
(発明の効果) かくして本発明の補助操舵装置は上述の如く、舵取操
作速度が設定値以下の間、舵取操作速度および舵取操作
加速度に応じた補助操舵の双方のゲインを低下させるか
ら、運転者が直進走行中や定常円旋回中無意識のうちに
ステアリングホリールをゆらすことがあっても、これに
応答した補助操舵がなされることがなくなり、車両が不
安定な挙動を示すのを防止することができる。
加えて、上記ゲインの低下に際し、舵取操作速度が低
くなるにつれてゲインを徐々に低下させることから、当
該ゲインの低下によっても、舵取操作速度の変化中にお
いてゲインが急変することがなく、補助舵角の急変によ
る違和感を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置を後輪操舵装置として構成した例を
示すシステム図、 第2図は同システムにおけるコントローラの制御プログ
ラムを示すフローチャート、 第3図乃至第5図は夫々後輪舵角の演算に用いる各種定
数の変化特性図、 第6図は本発明装置で特に用いるゲイン変更定数の変化
特性図、 第7図及び第8図は夫々後輪舵角に対するソレノイド駆
動電流の変化特性図、 第9図は本発明装置を用いた場合と用いない場合とで比
較して示す後輪操舵タイムチャートである。 1L,1R……前輪、2L,2R……後輪 3……ステアリングホイール 4……ステアリングギヤ 5L,5R……トランスバースリンク 6L,6R……アッパアーム 7……リヤサスペンションメンバ 9……アクチュエータ 12……電磁比例式圧力制御弁 17……コントローラ、18……操舵角センサ 19……車速センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】運転者によるステアリングホイールの舵取
    操作速度および舵取操作加速度をそれぞれ検出する舵取
    操作速度検出手段および舵取操作加速度検出手段を具
    え、 これら手段で検出した舵取操作速度および舵取操作加速
    度に、個々の微分定数を掛けて求めた補助舵角だけ、前
    輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵する車両の補助
    操舵装置において、 前記舵取操作速度検出手段の検出値に応答し、運転者が
    前記ステアリングホイールを無意識のうちにゆらす時の
    舵取操作速度の上限値に対応した設定値以下の範囲内に
    前記舵取操作速度検出値がある間、この舵取操作速度が
    前記設定値よりも低くなるにつれ1から0までの間で漸
    減するゲイン変更係数を設定するゲイン変更係数設定手
    段と、 前記補助舵角の演算に際し、この設定したゲイン変更係
    数を、前記舵取操作速度および舵取操作加速度に係わる
    微分定数の双方に掛けて、舵取操作速度および舵取操作
    加速度に応じた補助舵角のゲインの双方を、舵取操作速
    度検出値が前記設定値よりも低くなるにつれ漸減させる
    ようにしたゲイン変更手段とを設けてなることを特徴と
    する車両の補助操舵装置。
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