JP2728479B2 - ステアリングとパワーユニットの総合制御装置 - Google Patents

ステアリングとパワーユニットの総合制御装置

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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、前輪の転舵と共に後輪も転舵する四輪操舵
の車両におけるステアリングとパワーユニットの総合制
御装置に関する。
（従来の技術） 従来、前輪の転舵に合せて後輪も転舵する場合、予
め、前輪に対する後輪の転舵比特性を設定しておき、前
輪の転舵時には後輪を上記の転舵比特性でもって前輪転
舵角に応じた転舵角に転舵する基本構成とすると共に、
上記転舵比特性を適宜補正可能としたものがある。例え
ば、特開昭61−22097号公報に開示されるものでは、低
車速時に転舵比特性を同位相側に補正して、低速時での
車両の取り回し性の向上を図っている。
ところで、車両に搭載するエンジンには、例えば実開
昭62−6449号公報に開示されるように、スロットル弁を
アクセルペダルとは機械的に連繋せず、パルスモータ等
で電気的に駆動する形式のものがある。
（発明が解決しようとする課題） そして、上記形式のエンジンを搭載した車両に対して
後輪の転舵比特性を適宜補正する場合、後輪の転舵比特
性の補正とアクセルペダルの操作量に応じたスロットル
弁の開度制御とは各々独自に無関係に行われるのが一般
的である。
本発明は、上記両制御の間を特殊に関連付けることに
より、車両の運転性の向上を図ることを目的とする。
つまり、例えば後輪の転舵比特性を前輪とは逆位相側
に補正する場合には、アンダステア傾向が減少し、車両
の回頭性が良くなるから、スロットル弁の動作応答性を
良くすれば、例えば曲り道の連続する道路の走行時での
車両の進行方向の素早い変化と良好な加速性とが合致し
て、いわゆるスポーツ走行性を向上させることができ
る。
また、例えば高速道路での走行時に後輪の転舵比特性
を前輪と同位相側に補正してアンダステアの増大傾向と
し、車両の走行安定性を確保する場合に、スロットル弁
の動作応答性を良くすれば、エンジンレスポンスが高ま
るので、高速走行時の車両の良好な安定性と加速性とが
相俟って、高速走行時の運転性を向上できる。
従って、本発明では、後輪の転舵比特性の補正に合せ
てスロットル弁の制御特性を適宜変更することとする。
（課題を解決するための手段） つまり、請求項１記載の発明の具体的な解決手段は、
第１図に示すように、後輪の転舵比特性を補正する転舵
比特性補正手段48を備えると共に、エンジンのスロット
ル弁50を電気的に駆動する弁駆動手段53と、アクセルペ
ダル52の操作に基いて上記弁駆動手段53を制御する弁制
御手段57とを備えたものを対象とする。そして、上記転
舵比特性補正手段48により後輪の転舵比特性が前輪とは
逆位相側に補正されるのに同期して、上記弁制御手段57
によるアクセルペダルの操作量に対する弁駆動手段53の
制御特性（例えばスロットル弁開度の目標値や変化速度
等）を高く変更する制御特性変更手段58を設ける構成と
している。
また、請求項２記載の発明の具体的な解決手段は、前
記請求項１記載の発明において、制御特性変更手段58に
代えて、上記転舵比特性補正手段48により後輪の転舵比
特性が前輪と同位相側に補正されるのに同期して、上記
弁制御手段57によるアクセルペダルの操作量に対する弁
駆動手段53の制御特性を高く変更する制御特性変更手段
59を設ける構成としている。
（作用） 以上の構成により、請求項１記載の発明では、後輪の
転舵比特性が前輪とは逆位相側に補正されると、この後
輪の転比特性の逆位相側への補正に同期して、スロット
ル弁開度の変化速度などの制御特性も高く変更されるの
で、曲り道等での車両の良好な回頭性と車両の素早い加
速性とが合致して、スポーツ性の良い運転性が得られ
る。
また、請求項２記載の発明では、車両の高速走行時に
後輪の転舵比特性が前輪と同位相側に補正されると、ア
ンダステア傾向が強まって車両は良好に安定すると共
に、この後輪の転舵比特性の同位相側への補正に同期し
て、アクセルペダル操作量に対するスロットル弁の開度
目標値などの制御特性も高く変更されるので、エンジン
レスポンスが向上する。その結果、車両の良好な安定性
と走行性とが相俟って、高速走行時での運転性が向上す
る。
（発明の効果） 以上説明したように、請求項１記載の発明のステアリ
ングとパワーユニットの総合制御装置によれば、後輪の
転舵比特性を前輪とは逆位相側に補正するのに同期して
スロットル弁の制御特性を高く変更したので、車両の素
早い回頭性と良好な加速性とを合致させて、曲り道等で
車両のスポーツ走行性を向上できる効果を奏する。
また、請求項２記載の発明のステアリングとパワーユ
ニットの総合制御装置によれば、後輪の転舵比特性を前
輪と同位相側に補正するのに同期してスロットル弁の制
御特性を高く変更したので、高速道路での走行時におけ
る車両の良好な安定性とエンジンレスポンスの良い走行
性とが相俟って、高速走行時での運転性の向上を図るこ
とができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説
明する。
第２図において、1L,1Rの左右の前輪、2L,2Rは左右の
後輪であって、左右の前輪1L,1Rは前輪転舵機構３によ
り、左右の後輪2L,2Rは後輪転舵機構４により転繋され
ている。
前輪転舵機構３は、左右一対のナックルアーム4L,4R
及びタイロッド5L,5Rと、該タイロッド5L,5Rを連結する
前輪転舵ロッド６とを有する。また、７はステアリング
ホイールであって、そのシャフト８の下端部に設けたピ
ニオン９は上記前輪転舵ロッド６に形成したラック10に
噛合しており、ステアリングホイール７の操作に応じて
前輪転舵ロッド６を移動させて、前輪1L,1Rを転舵す
る。
また、後輪転舵機構４は、上記と同様に、左右一対の
ナックルアーム13L,13R、及びタイロッド14L,14Rと、後
輪転舵ロッド15とを有する。また、該後輪転舵ロッド15
には減速機構16が連結され、該減速機構16はサーボモー
タ17の出力軸17aに接続されていて、サーボモータ17の
回転駆動により減速機構16を介して後輪転舵ロッド15を
移動させて、後輪2L,2Rを転舵する。
さらに、上記後輪転舵機構４において、サーボモータ
17の出力軸17aには電磁ブレーキ20が配置され、そのブ
レーキ動作時にモータ出力軸17a及び後輪転舵ロッド15
をロックして、後輪2L,2Rの転舵状態を保舵する。更
に、サーボモータ17の出力軸17aと減速機構16との間に
は電磁クラッチ21が介設されていると共に、後輪転舵ロ
ッド15には、該転舵ロッド15を中立位置に復帰させる位
置復帰機構22が配置されていて、後輪操舵の異常時には
電磁クラッチ21の開放動作によりサーボモータ17と後輪
転舵ロッド15との連繋を解除して、該後輪転舵ロッド15
を位置復帰機構22で中立位置に復帰させることにより、
後輪2L,2Rを舵角零の中立位置に位置付ける。
加えて、30は後輪の転舵角の制御用コントローラであ
って、基本的には上記サーボモータ17及び電磁ブレーキ
20を制御する。そして、該コントローラ30には各種セン
サ35〜46の検出信号が入力される。35はステアリング舵
角センサ、36は前輪転舵ロッド６の移動量により前輪舵
角を検出する前輪舵角センサ、37,38は二個の車速セン
サ、39は手動変速機のＮ（ニュートラル）位置及びクラ
ッチペダルの踏込み時を検出するニュートラルクラッチ
スイッチ、40は自動変速機のＮ位置又はＰ（パーキン
グ）位置を検出するインヒビタスイッチ、41はブレーキ
ペダルの踏込み時を検出するブレーキスイッチ、42はエ
ンジンの運転時を検出するエンジンスイッチ、43はサー
ボモータ17の回転角を検出する回転角センサ、44は後輪
転舵ロッド15の移動量により後輪の転舵角を検出する後
輪舵角センサである。また、45は「SPORT」位置と「COM
FORT」位置とに手動切換されるマニュアルスイッチ、46
は「HIGH SPEED」位置と「NORMAL」位置とに手動切換さ
れるマニュアルスイッチである。
そして、上記の後輪転舵角の制御用コントローラ30に
は、予め、第３図及び第４図に示す後輪の転舵比特性が
記憶されている。ここに、各図の転舵比特性は、後輪の
転舵比（つまり後輪転舵角θR/前輪舵各θＦであり、前
輪各θＦはステアリング舵角θＨに比例する）が車速に
応じて変化し、低車速から高車速に移行するのに応じて
逆位相側から同位相側に変化する特性である。そして、
図中実線で示す基本特性Ｉに対し、破線で示す特性IIで
は、同一車速値でとる転舵比が特性Ｉよりも同位相側に
偏位した特性に設定されている。
よって、後輪2L,2Rの転舵比特性を、第３図及び第４
図の特性Ｉから特性IIに、又は特性IIから特性Ｉに切換
えることにより、後輪の転舵比特性を前輪と同位相側
に、及び前輪とは逆位相側に補正するようにした転舵比
特性補正手段48を構成している。
また、第２図において、50は車両に搭載されたエンジ
ンの吸気通路51に配設され、吸入空気量を調整するスロ
ットル弁であって、該スロットル弁50はアクセルペダル
52とは機械的な連繋はなく、パルスモータ等のスロット
ルアクチュエータ（弁駆動手段）53により電気的に駆動
される。さらに、上記アクセルペダル52には、その開度
（操作量）を検出するアクセル開度センサ54が設けら
れ、その検出信号は上記スロットルアクチュエータ53を
制御するスロットル弁開度制御用のコントローラ55に入
力されている。
上記開度制御用のコントローラ55には、予め、第５図
及び第６図に示すスロットル弁開度の制御特性が記憶さ
れている。ここに、第５図の目標スロットル弁開度特性
I,IIは、アクセルペダル開度の増大に応じて目標弁開度
も増大する特性であるが、同一アクセルペダル開度値に
対して特性Ｉでは目標弁開度が大きく、特性IIでは小さ
い。また、第６図の特性は、第５図で決定される目標ス
ロットル弁開度と実開度との偏差△θに対するスロット
ルアクチュエータ53の制御量特性であり、同一開度偏差
△θでは特性Ｉでは制御量は大きく、特性IIでは小さ
い。つまり、特性Ｉでは開閉速度が速く、特性IIでは遅
い。
そして、上記転舵比制御用とスロットル弁開度制御用
の各コントローラ30,55は、二個のマニュアルスイッチ4
5,46で各々選択された位置信号を送受信し、その各位置
に応じてコントローラ30は第１表及び第２表のように後
輪の転舵比特性を第３図及び第４図の特性Ｉ又はIIに切
換選択し、コントローラ55は第１表及び第２表のように
スロットル弁開度の制御特性を第５図及び第６図の特性
Ｉ又はIIに切換選択する。
よって、アクセルペダル52が操作された際には、第５
図及び第６図のスロットル弁の開度制御の特性Ｉ又は特
性IIにより、アクセルペダル操作に基いてその開度（操
作量）に対応する目標スロットル弁開度を求めて、この
目標値にするようその時の開度偏差△θに応じた制御量
でもってスロットルアクチュエータ53を制御するように
した弁制御手段57を構成している。
また、上記第１表の制御により、マニュアルスイッチ
45が「COMFORT」位置から「SPORT」位置に手動切換され
るのに伴い第３図及び第４図の特性IIから特性Ｉが切換
選択されて、後輪の転舵比特性が逆位相側に補正された
場合には、この転舵比特性の逆位相側への補正に同期し
て、アクセルペダルの操作量に対するスロットルアクチ
ュエータ53の制御特性（目標スロットル弁開度、及び開
度偏差に対する制御量）を第５図及び第６図の特性IIか
ら特性Ｉに切換選択して、高く変更するようにした第１
の制御特性変更手段58を構成している。
また、上記第２表の制御により、マニュアルスイッチ
46が「NORMAL」位置から「HIGH SPEED」位置に手動切換
されるのに伴い第３図及び第４図の特性Ｉから特性IIが
切換選択されて、後輪の転舵比特性が同位相側に補正さ
れた場合には、この転舵比特性の同位相側への補正に同
期して、アクセルペダルの操作量に対するスロットルア
クチュエータ53の制御特性（目標スロットル弁開度、及
び開度偏差に対する制御量）を第５図及び第６図の特性
IIから特性Ｉに切換選択して、高く変更するようにした
第２の制御特性変更手段59を構成している。
したがって、上記実施例においては、マニュアルスイ
ッチ45が「COMFORT」位置に切換られたときには、後輪
の転舵比特性が第３図及び第４図の特性IIに選択されて
前輪と同位相側に補正され、後輪転舵のない状況に近づ
く。また、その転舵比特性の変更に同期してスロットル
弁の制御特性が第５図及び第６図の特性IIに選択され
て、スロットル弁50の目標開度が通常値に設定され且つ
開度の変化速度も緩やかに設定されるので、スロットル
弁50の動作性が比較的緩やかになる。その結果、車両の
通常の回頭性とエンジンと滑らかな加速性とが合致し
て、通常走行時での良好な運転性が得られる。
また、マニュアルスイッチ45が上記「COMFORT」位置
から「SPORT」位置に切換られたときには、後輪の転舵
比特性が第３図及び第４図の特性IIから特性Ｉに選択さ
れて前輪とは逆位相側に補正され、その結果、曲り道で
の走行時には車両の回頭性が向上し、車両の向きの変化
が素早くなる。また、その転舵比特性の逆位相側への補
正に同期して、スロットル弁の制御特性が第５図及び第
６図の特性IIから特性Ｉに切換選択されて、スロットル
弁50の目標開度が大きく設定され且つ開度の変化速度が
速く設定されるので、スロットル弁50の動作性が素早く
なる。その結果、車両の回頭性とエンジンの良好な加速
性とが合致して、曲り道を走行する場合にもスポーツ性
の良い運転性が得られる。
また、例えば高速道路での走行時にマニュアルスイッ
チ46が「NORMAL」位置から「HIGH SPEED」位置に切換ら
れたときには、後輪の転舵比特性が第３図及び第４図の
特性Ｉから特性IIに切換選択されて同位相側に補正さ
れ、その分、アンダステア傾向が強くなって車両は安定
する。また、その転舵比特性の同位相側への補正に同期
して、スロットル弁の制御特性が第５図及び第６図の特
性IIから特性Ｉに選択されて、スロットル弁50の目標開
度が大きく設定され且つ開度の変化速度が速く設定され
て、スロットル弁50の動作性が素早くなり、エンジンレ
スポンスが向上する。その結果、車両の安定性と良好な
走行性とが相俟って、高速走行時での良好な運転性が得
られる。
尚、上記実施例では、マニュアルスイッチ45,46によ
り後輪の転舵比特性を第３図及び第４図の特性Ｉ又は特
性IIに切換、補正したが、その他、車速や車両の走行状
態に応じて適宜補正する場合にも同様に適用できるのは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示すブロック図である。また、
第２図ないし第６図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体概略構成図、第３図及び第４図は車速に対する後輪
の転舵比特性を示す図、第５図及び第６図はスロットル
弁の制御特性を示す図である。 ４……後輪転舵機構、17……サーボモータ、30……コン
トローラ、45,46……マニュアルスイッチ、48……転舵
比特性補正手段、50……スロットル弁、52……アクセル
ペダル、53……スロットルアクチュエータ（弁駆動手
段）、55……コントローラ、57……弁制御手段、58,59
……制御特性変更手段。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】後輪の転舵比特性を補正する転舵比特性補
    正手段を備えると共に、 エンジンのスロットル弁を電気的に駆動する弁駆動手段
    と、 アクセルペダルの操作に基いて上記弁駆動手段を制御す
    る弁制御手段とを備え、 更に上記転舵比特性補正手段により後輪の転舵比特性が
    前輪とは逆位相側に補正されるのに同期して上記弁制御
    手段によるアクセルペダルの操作量に対する弁駆動手段
    の制御特性を高く変更する制御特性変更手段を 備えたことを特徴とするステアリングとパワーユニット
    の総合制御装置。
  2. 【請求項２】後輪の転舵比特性を補正する転舵比特性補
    正手段を備えると共に、 エンジンのスロットル弁を電気的に駆動する弁駆動手段
    と、 アクセルペダルの操作に基いて上記弁駆動手段を制御す
    る弁制御手段とを備え、 更に上記転舵比特性補正手段により後輪の転舵比特性が
    前輪と同位相側に補正されるのに同期して上記弁制御手
    段によるアクセルペダルの操作量に対する弁駆動手段の
    制御特性を高く変更する制御特性変更手段を 備えたことを特徴とするステアリングとパワーユニット
    の総合制御装置。
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