JP2591236B2 - 前輪駆動車の後輪操舵装置 - Google Patents

前輪駆動車の後輪操舵装置

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JP2591236B2 JP2076699A JP7669990A JP2591236B2 JP 2591236 B2 JP2591236 B2 JP 2591236B2 JP 2076699 A JP2076699 A JP 2076699A JP 7669990 A JP7669990 A JP 7669990A JP 2591236 B2 JP2591236 B2 JP 2591236B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は前輪駆動車の後輪操舵装置に関するものであ
る。
(従来の技術) 後輪操舵装置は、前輪操舵時車両の小廻り性能や旋回
安定性を向上させるために後輪も操舵するものである。
この種装置としては従来より種々のものが提案されてき
たが、例えば特開昭63−287676号公報に記載の如く次式
が満足されるような後輪舵角δを与える技術がある。
但し δf:前輪舵角 T:後輪操舵系の1次遅れ時定数 K:比例定数 τ:1次微分定数 τ′:2次微分定数 S:ラプラス演算子 かかる後輪舵角制御において、比較定数Kは定常旋回
安定性の向上に寄与する後輪の同相(前輪と同方向の転
舵)成分(比例成分)を決定し、微分定数τ,τ′は夫
々過渡旋回応答性の向上に寄与する後輪の逆相(前輪と
逆方向の転舵)成分(微分成分)を決定する。
(発明が解決しようとする課題) ところで後輪操舵制御定数K,τ,τ′は夫々、例えば
第9図に示す前後輪舵角比δrが得らえるような車
速Vのみの関数として設定するものであり、前輪舵角に
対しては固定であったため、以下の問題を生ずる。
すなわち、車両の前輪舵角が大きいということは、そ
れだけ車両の回頭性を要求していることであり、それに
もかかわらずこの前輪大操舵状態で上記の後輪操舵がそ
のまま実施されるのでは、前記比例成分が後輪の同相転
舵分で車両の回頭性を抑制することとなり、運転者の要
求に逆行して操舵しずらくする。
特に前輪駆動車の場合、加速しながらの旋回中、駆動
される前輪のタイヤ接地円が加速にともなう前輪荷重の
減少で小さくなり、また前輪に駆動力がかかっているこ
とから旋回にともなう前輪タイヤのサイドフォースが相
対的に小さくなるため、アンダーステア傾向となること
が知られている。
しかして前記後輪操舵は、基本的に比例成分により同
相成分を大きくして後輪を同相転舵することであり、こ
の後輪同相転舵は前輪駆動車の加速旋回中における上記
アンダーステア傾向を更に助長することとなる。従っ
て、前輪大操舵状態で前輪駆動車を加速旋回させる時著
しいアンダーステアにより、この車両をはなはだ操舵し
にくくする。
なお、従来、特開昭2−18171号公報により、大きな
前輪舵角域では、前輪操舵角速度に応じた後輪舵角(微
分成分)を前輪操舵角の増大につれ大きくする技術が示
されている。しかしこの技術は、前輪操舵角を変化させ
ている間の過度時における車両の初期回答性を改善する
ものであり、加速旋回中の前輪駆動車に特有な、前輪操
舵角を一定にしたもとでの、上記アンダーステアに関す
る問題を、当該技術では解消することができない。
本発明は、高車速域で旋回安定性の向上を狙って与え
る後輪の同相舵角を前輪操舵角が大きい状態のもとで減
少させ、更なる大操舵角のもとで後輪舵角を逆相に転ず
ることにより、前輪駆動車の全ての前輪操舵角に亘って
前記アンダーステアに関する問題を解消することを目的
とする。
(課題を解決するための手段) この目的のため第1発明は第1図に概念を示す如く、 車速が予め設定された値以上の走行時に後輪を、前輪
の操舵角に応じた比例成分で前輪と同じ方向の同相に操
舵するようにした前輪駆動車の後輪操舵装置において、 前輪操舵角が設定値以上となったのを検出する前輪大
操舵角検出手段と、 該前輪大操舵角検出手段からの検出信号に基づき、前
輪が大舵角操舵された状態では前記比例成分を、前輪操
舵角の増大につれて大きく減じる比例成分減少手段と、 前記比例成分が0になった時の前輪操舵角以上の舵角
域で該比例成分を、前輪操舵角の増大につれて後輪が大
きく前輪と逆方向の逆相に転舵されるよう極性反転させ
る比例成分極性反転手段とを設けたことを特徴とするも
のである。
又第2発明は上記第1発明において、 前記比例成分と、後輪を前輪の操舵角の微分値に応じ
前輪とは逆方向の逆相に操舵する微分成分との和に対応
した角度で後輪を操舵することを特徴とするものであ
る。
更に第3発明は上記第2発明において、 前記前輪大操舵角検出手段からの検出信号に基づき、
前輪が大舵角操舵された状態では、前記微分成分を増加
させる微分成分増加手段を設けたことを特徴とするもの
である。
(作 用) 第1発明において後輪操舵装置は、前輪駆動車が設定
車速以上の高車速で走行する間、前輪操舵角に応じた比
例成分で後輪を同相方向に転舵し、これにより高車速で
の旋回安定性を向上させる。
ところで、かかる後輪の同相転舵は前輪駆動車特有の
加速旋回走行中におけるアンダーステア傾向を助長す
る。
しかして、前輪大操舵角検出手段が設定値以上の前輪
操舵角を検出する時、比例成分減少手段が上記の比例成
分を減少させて、これによる後輪同相舵角を減ずるた
め、また、上記比例成分が0になった時の前輪操舵角以
上の舵角域で比例成分極性反転手段が当該比例成分を、
前輪操舵角の増大につれて後輪が大きく前輪と逆方向の
逆相に転舵されるよう極性反転させるため、前輪駆動車
の上記アンダーステア傾向が助長されるといった問題
を、前輪駆動車の全ての前輪操舵角に亘って確実に改善
することができる。
又第2発明においては、後輪を上記比例成分によるだ
けでなく、これと、前輪操舵角の微分値に応じた逆相方
向微分成分との和値に対応した舵角だけ操舵するから、
第1発明の上記作用効果に加え、微分成分の付加により
前輪駆動車の過渡旋回応答性を向上させることもでき
る。
更に第3発明では、前輪大操舵角検出手段により前輪
操舵角が設定値以上であると検出される時、微分成分増
加手段が上記の微分成分を増加させるから、第2発明の
効果に加えて更に、大操舵時の過渡旋回応答性の更なる
向上を図ることができる。
(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2図は本発明後輪操舵装置のシステムを示し、図中
1L,1Rは夫々駆動輪でもある左右前輪、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、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リヤサスペンション
メンバ7に懸架された後輪2L,2Rも転舵可能とするた
め、後輪のナックルアーム8L,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復動液圧シリ
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。管路11Lからの圧力はその値に応じた舵角だけ
後輪をアクチュエータ9により左転舵し、管路11Rから
の圧力はその値に応じた舵角だけ後輪をアクチュエータ
9により右転舵する。
ソレノイド12L,12RのON,OFF及び通電量はコントロー
ラ17により電子制御し、このコントローラ17は第3図に
示す如くデジタル演算回路17aと、デジタル入力検出回
路17bと、記憶回路17cと、D/A変換器17dと、駆動回路17
eとで構成する。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、デジタル入力検出回路17bを経て入力する。コント
ローラ17のデジタル演算回路17aはこれら入力情報及び
記憶回路17cの格納情報から第4図の制御プログラムを
実行して後輪を操舵する。
第4図中ステップ31では、操舵角θ及び車速Vを読込
み、次のステップ32で前輪舵角δをステアリングホイ
ール操舵角θ及びステアリングギヤ比Nから の演算により求める。そしてステップ33では車速Vから
例えば第9図に例示した比例定数K及び微分定数τ,
τ′を演算又はルックアップする。比例定数Kは後輪舵
角の比例成分を決定し、本例ではこれを常時正とする。
従って前記(1)式に照らして明らかな如く前輪舵角δ
に応じた比例成分は同相後輪舵角量となる。又微分定
数τ,τ′は後輪舵角の微分成分を決定し、本例ではこ
れを負の値とする。従って前記(1)式に照らして明ら
かな如く前輪舵角δの変化速度及び変化加速度に応じ
た微分成分は逆相後輪舵角量なる。又ステップ34では、
操舵角θから第5図に対応したテーブルデータを基に重
み付け係数f1をルックアップする。この重み付け係数f1
は次のステップ35における式から明らかなように、比例
定数Kに応じた比例成分を修正するもので、第5図中θ
で示す設定値以上の操舵角域で、つまり前輪大操舵状
態において操舵角θが大きくなるにつれ1から漸減さ
せ、θ≧θの領域でf1を負とするようにする。従っ
て、ステップ34が本発明における前輪大操舵角検出手段
に相当し、ステップ34,35における重み付け係数f1が本
発明における比例成分減少手段に相当する。
ちなみに第5図の重み付け係数f1はθ≧θの前輪大
操舵域で操舵角θの関数 として表わされる。
ステップ35では、前記(1)式に重み付け係数f1を付
加した の式を演算することにより後輪舵角δを求める。次に
ステップ36で、この演算舵角δに応じた電流iL又はiR
を第2図の弁12へ出力して後輪を演算通りに操舵する。
ところで、比例定数Kにより決まる後輪舵角の比例成
分δrk=δ・Kに重み付け係数f1を乗じ、この係数f1
を第5図の如くに定めるから、操舵角θを設定値θ
上となす前輪大操舵状態で、第6図中実線により示す通
り操舵角θを大きくするほど後輪舵角の比例成分δrk
同相舵角量を破線で示す従来のものより小さくされ、θ
>θでは遂に比例成分δrkが逆相舵角量に転ずる。ち
なみに、第6図の実線で示す比例成分δrkで表わされる。
よってθ>θの前輪大操舵状態では、前輪舵角に体
する比例成分δrkの同相舵角量が前輪舵角の増大につれ
小さくなり、比例成分δrkが更なる前輪舵角の増大時遂
に逆相に転ずることから、車両の回頭性を要求して前輪
操舵量を大きくするにつれ、前記(2)式により与えら
れる後輪舵角δが同相舵角を小さくされ、遂には逆相
舵角にされることとなる。このため前輪大操舵状態で後
輪操舵が車両の回頭性を要求に反して犠牲にし、これに
より車両が操縦しずらくなるのを防止することができ
る。
特に前輪駆動車の加速旋回中は前記したようにアンダ
ーステア傾向となり、これが比例成分δrkにより助長さ
れて、前輪駆動車をはなはだ操縦しにくくするが、比例
成分を上記のように大操舵角域で操舵角の上昇につれ減
少させることにより、この操縦しにくさを緩和すること
ができる。
しかして、この問題を生じないθ<θでは、f1=1
であるから、後輪舵角δは比例成分を修正されること
なく、前記(1)式によると同じ値にされ、所定通りに
旋回安定性の向上を達成することができる。
なお、比例成分δrkを前記の目的で修正するに当り、
第6図の如き放物線形状に修正する場合、設計自由度が
低く、車両諸元や車両の性格付けによっては、狙い通り
の作用効果を達成し得ないことが考えられる。従って、
重み付け係数f1は第5図に示す如き直線特性にする代り
に曲線にしてもよく、この場合曲線の与え方次第で後輪
舵角の比例成分δrkは第7図中実線(イ)、1点鎖線
(ロ)、2点鎖線(ハ)で示すように修正の仕方を要求
に合せて自由に選択することができる。
なお上述の例では、重み付け係数f1により比例成分δ
rkを補正して、前輪大操舵状態で後輪操舵が前輪駆動車
を操縦しずらくしたり、そのアンダーステア傾向が助長
されるのを防止する構成としたが、これと同時に微分定
数τ,τ′で決まる逆相成分を付加したり増大させて、
過渡旋回応答性をも向上させることができる。
これらの事実に基づき第8図は第4図中のステップ3
4,35をステップ74,75に置換したものである。
第8図の例は、重み付け係数f1,f2,f3を全て用いるも
ので、ステップ74において操舵角θから第5図に対応す
るテーブルデータを基に重み付け係数f1,f2,f3をルック
アップする。ここでこれら係数f2,f3は夫々θ>θ
で操舵角θの増大につれ1より漸増するものとする。従
って本例では、ステップ74が本発明における前輪大操舵
角検出手段に相当する。次のステップ75では、前記
(1)式に重み付け係数f1,f2,f3を付加した の式を演算することにより後輪舵角δを求める。この
場合も、θ>θ域で後輪舵角の比例成分が、前輪駆動
車の回頭性を向上してアンダーステアを緩和するよう減
少される。更に本例では、微分成分の付加により車両の
旋回応答性を向上させ得るだけでなく、該微分成分に重
み付けを行ったことで、θ>θとする大操舵時の過渡
応答性を一層向上させることができる。従って、ステッ
プ74,75における重み付け係数f2,f3が本発明における微
分成分増加手段に相当する。
(発明の効果) かくして本発明の後輪操舵装置は、高車速での旋回安
定性を目的とし、前輪操舵角に応じた比例成分で後輪を
同相に転舵するに際し、 前輪大操舵角域では上記の比例成分を、前輪操舵角の
増大につれ大きく減少させて、これによる後輪同相舵角
を減ずる構成とし、 更に、上記比例成分が0になった時の前輪操舵角以上
の舵角域で該比例成分を、前輪操舵角の増大につれて後
輪が大きく逆相転舵されるよう極性反転させる構成とし
たら、 前輪駆動車の前記アンダーステア傾向が助長されると
いった問題を、前輪駆動車の全ての前輪操舵角域におい
て確実に改善することができる。
又第2発明においては、後輪を上記比例成分によるだ
けでなく、これと、前輪操舵角の微分値に応じた逆相方
向微分成分との和値に対応した舵角だけ操舵するから、 第1発明の上記作用効果に加え、微分成分の付加によ
り前輪駆動車の過渡旋回応答性を向上させることもでき
る。
更に第3発明では、前輪大操舵角域で、上記の微分成
分を増加させる構成としたから、 第2発明の効果に加えて更に、大操舵時の過渡旋回応
答性の更なる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明後輪操舵装置を示す概念図、 第2図は本発明装置の一実施例を示す4輪操舵車両の操
舵システム図、 第3図は同システムにおけるコントローラのブロック線
図、 第4図は同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5図は後輪操舵の比例成分及び微分成分に関する重み
付け係数の変化特性図、 第6図は同例における後輪舵角の比例成分補正具合を示
す特性図、 第7図は比例成分補正具合の他の3例を示す特性図、 第8図は本発明の他の例を示す第4図と同様なフローチ
ャート、 第9図は一般的な後輪操舵制御定数の変化特性図であ
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 (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車速が予め設定された値以上の走行時に後
    輪を、前輪の操舵角に応じた比例成分で前輪と同じ方向
    の同相に操舵するようにした前輪駆動車の後輪操舵装置
    において、 前輪操舵角が設定値以上となったのを検出する前輪大操
    舵角検出手段と、 該前輪大操舵角検出手段からの検出信号に基づき、前輪
    が大舵角操舵された状態では前記比例成分を、前輪操舵
    角の増大につれて大きく減じる比例成分減少手段と、 前記比例成分が0になった時の前輪操舵角以上の舵角域
    で該比例成分を、前輪操舵角の増大につれて後輪が大き
    く前輪と逆方向の逆相に転舵されるよう極性反転させる
    比例成分極性反転手段とを設けたことを特徴とする前輪
    駆動車の後輪操舵装置。
  2. 【請求項2】前記比例成分と、後輪を前輪の操舵角の微
    分値に応じ前輪とは逆方向の逆相に操舵する微分成分と
    の和に対応した角度で後輪を操舵することを特徴とする
    請求項1記載の前輪駆動車の後輪操舵装置。
  3. 【請求項3】前記前輪大操舵角検出手段からの検出信号
    に基づき、前輪が大舵角操舵された状態では、前記微分
    成分を増加させる微分成分増加手段を設けたことを特徴
    とする請求項2記載の前輪駆動車の後輪操舵装置。
JP2076699A 1989-05-19 1990-03-28 前輪駆動車の後輪操舵装置 Expired - Lifetime JP2591236B2 (ja)

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JPS60166561A (ja) * 1984-02-08 1985-08-29 Mazda Motor Corp 車両の4輪操舵装置
JPS62146783A (ja) * 1985-12-23 1987-06-30 Toyota Motor Corp 前後輪操舵車の制御装置

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