JP2742696B2 - 自動車の後輪操舵装置 - Google Patents

自動車の後輪操舵装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車の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、前輪操舵力,前輪操舵角,横加速
度,ヨーレイト等の旋回に関する情報、車速,加速度,
減速度等車両の前後方向の運転に関する情報等により、
コントロールユニットにて目標とする後輪舵角を設定
し、後輪操舵用アクチュエータを作動させて後輪を転舵
作動させる後輪操舵装置は従来より種々開発されてい
る。
こゝで、上記アクチュエータとして電動モータを用い
たとき、後輪操舵制御の応答性を向上する為に、速度フ
ィードバックを制御に組込む方法を採用したものがあ
り、特開昭63−125476号公報にて公開されている。
発明が解決しようとする課題 上記した従来のものは、前輪操舵力と車速の情報から
コントロールユニットが後輪操舵角目標値▲▼を求
め、後輪舵角検出手段が検出した後輪実舵角δrと上記
▲▼との偏差εを求めて該偏差εの大きさに応じて
後輪転舵速度目標値を決定し、後輪転舵速度検出手段
が検出した後輪実転舵速度ωと上記との誤差ξで後輪
操舵用アクチュエータ即ち電動モータをεを0とする方
向に回転駆動させるものである。
ところが上記後輪転舵角目標値▲▼を設定する為
の各センサ類の精度や外乱等により▲▼は実際の操
舵操作(ハンドル操作)に対して必ずしも滑らかなもの
とはならず、更に制御系(特にアクチュエータ)の応答
性能によっては後輪転舵角目標値▲▼と後輪実舵角
δrとの間の偏差εが大きく発生することがあり、その
ような場合偏差εに応じて後輪転舵速度目標値がやは
り大き目に設定されるので後輪転舵の動きが急となり、
これまた実際の操舵操作に対して必ずしも円滑なるもの
とはならず、これによって運転者に操舵時の違和感を与
える場合があると言う課題を有している。
本発明は上記のような従来装置の課題に対処すること
を主目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明は、前輪操舵操作に基づいてコントロールユニ
ットが後輪を転舵すべき方向と角度を設定して後輪転舵
制御を行う後輪操舵装置において、ステアリングハンド
ルの操舵方向と操舵速度を検出してハンドル操舵速度の
情報を上記コントロールユニットにインプットさせるハ
ンドル操舵速度検出手段を設け、該ハンドル操舵速度か
ら後輪転舵目標速度を設定し後輪転舵速度を該後輪転舵
目標速度にて制御すると共に、上記設定した後輪を転舵
すべき方向と後輪転舵目標速度の方向とが一致しなかっ
たとき後輪転舵制御を行わない制御ロジックを上記コン
トロールユニットに設けたことを特徴とするものであ
る。
作用 上記により、ドライバがハンンドル操作をしないとき
は後輪転舵目標速度がゼロとなり、後輪操舵制御が行わ
れないので前輪操舵操作を検出するセンサ類に発生する
ノイズ的な信号によって無用な後輪操舵が行われること
はなく、ドライバがハンドル操作を行ったときのみ、ハ
ンドル操作がゆっくりであれば後輪はゆっくりと転舵さ
れ、ハンドル操作が速ければ後輪も速く転舵され、常に
ハンドル操作に応じた違和感のない滑らかな後輪操舵を
実現できる。
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2図は本発明を適用すべき後輪操舵システムの一例
を示すもので、前輪操舵系に公知の油圧パワステアリン
グ装置を備えたものを示している。
即ち、1はステアリングハンドル(以下単にハンドル
と称す)、2はコントロールバルブ、3は前輪操舵用ギ
ヤボックス、4はタイロッド、5はナックルアーム、6
は前輪であり、ハンドル1の回転操作によりギヤボック
ス3,タイロッド4,ナックルアーム5を介して前輪6が操
舵されると共に、ハンドル1の操舵トルクに応じてコン
トロールバルブ2が作動し、図示しないエンジンにより
駆動される油圧ポンプ7の吐出油がコントロールバルブ
2を通り左右の油圧配管10a,10bのいずれか一方を通っ
て油圧シリンダ9の左右油圧室9a,9bのいずれか一方に
供給され、操舵方向の油圧補助力を発生させ、ハンドル
操作力の軽減をはかるようになっている。8はリザーブ
タンクである。
上記左右の油圧配管10a,10bの途中には左右の油圧セ
ンサ11a,11bがそれぞれ設けられ、該油圧センサ11a,11b
は油圧配管10a,10b内の各油圧を検出して該検出した油
圧を電気信号に変換し操舵油圧差演算増幅装置12に送出
するようになっている。
該操舵油圧差演算増幅装置12は、両油圧センサ11a,11
bの両出力信号の差から操舵補助力を演算し、操舵補助
力に応じた信号をコントロールユニット13へ出力するよ
うになっている。
14はハンドル操舵速度センサであり、該ハンドル操舵
速度センサ14はハンドル1の操舵方向を判別すると共
に、操舵速度に応じた信号をコントロールユニット13へ
出力するようになっている。
又車速センサ15は車速に応じた信号をコントロールユ
ニット13へ出力する。
16は後輪転舵アクチュエータである電動モータであ
り、電動モータ16の回転はウオームギヤ,ウオームホイ
ール等よりなる減速機構17を介して後輪転舵機構である
リンク機構18に伝達され、該リンク機構によって後輪19
のサスペンションアームであるラテラルリンクの前後い
ずれか一方例えば後側ラテラルリンク20の車体側揺動支
点20aを左右方向に変位させ、後輪転舵を行うようにな
っているが、該後輪転舵機構としては上記リンク機構以
外に例えばラックアンドピニオン機構等従来より公知の
任意の機構を採用できる。
21は例えば前記減速機構17の出力軸の回転角等から後
輪9の実舵角を検出する後輪舵角センサ、22は電動モー
タ16の回転速度から後輪転舵速度を検出する後輪転舵速
度センサであり、これら後輪舵角センサ21が検出した後
輪実舵角および後輪転舵速度センサ22が検出した後輪転
舵速度の各情報は前記コントールユニット13にインプッ
トされる。
上記コントロールユニット13による制御を第1図のブ
ロック図を参照して説明する。
第1図において、前輪操舵力検出手段101は前記した
第2図の油圧センサ11a,11bと操舵油圧差演算増幅装置1
2を組合せたものに相当するが、その他電動モータで操
舵補助力を発生させる電動式パワステアリング装置を装
備したものではモータに流れる電流値から求められるモ
ータトルクにより前輪操舵力を検出するようにしても良
く、又パワステアリング装置を装備していないものの場
合はハンドル操作力を検出する操舵トルクセンサを設け
ても良く、更に又前輪横力から前輪操舵力を検出するよ
うにしても良く、前輪の操舵力を検出できる任意の手段
を採用できる。
又第1図の車速検出手段102は第2図の車速センサ15
に,ハンドル操舵速度検出手段103は第2図のハンドル
操舵速度センサ14に,後輪転舵アクチュエータ104は第
2図の電動モータ16に,後輪舵角検出手段105および後
輪転舵速度検出手段106は第2図の後輪舵角センサ21お
よび後輪転舵速度センサ22にそれぞれ相当するものであ
る。
前輪操舵力検出部101から検出信号Tが出ると該信号
Tと車速検出手段102が検出した車速信号Vとから後輪
転舵角目標値設定部131が後輪転舵角目標値▲▼を
設定し、後輪転舵角偏差演算部132で該後輪転舵角目標
値▲▼と後輪舵角検出手段105が検出したそのとき
の後輪実舵角δrとからそれらの偏差εを演算にて求め
る。例えば▲▼が右に1゜でありそのときδrが右
に0.9゜であったとすれば偏差εは右方向に0.1゜と演算
される。
上記と同時にハンドル操舵速度検出手段103が検出し
たハンドル操舵速度信号αが後輪転舵目標速度設定部13
3にインプットされ、こゝで該信号αと車速検出手段102
が検出した車速信号Vにより後輪転舵目標速度を設定
する。後輪転舵速度偏差演算部134で上記後輪転舵目標
速度と後輪転舵速度検出手段106が検出したそのとき
の後輪転舵速度ωとの偏差ξを演算にて求める。
後輪転舵指示部135は、上記後輪転舵角の偏差εと後
輪転舵目標速度と後輪転舵速度の偏差ξに基づきεを
ゼロとする方向にξがゼロとなる速度で後輪転舵アクチ
ュエータ104を駆動させるよう指示を発して後輪転舵を
行うものであるが、該後輪転舵指示部135では上記εと
から次に述べるような制御が行われている。
即ち、後輪転舵指示部135は、インプットされた後輪
転舵角の偏差εの信号と後輪転舵目標速度の信号とか
ら、εの方向との方向が同方向であるかどうかを判別
し、εとの方向が一致していると上記したように後輪
実舵角δrが後輪転舵角目標値▲▼となるように且
つ後輪転舵速度ωが後輪転舵目標速度となるように後
輪転舵アクチュエータ104に制御信号を出して後輪転舵
を行うが、∈との方向が逆であった場合は後輪転舵を
行わず、且つεとのいずれか一方がゼロであった場合
も後輪転舵を行わない。
例えば、前記したようにハンドルを右に転舵操作して
後輪転舵角目標値▲▼が右に1゜に設定されそのと
き後輪実舵角δrが右に0.9゜で後輪転舵角の偏差εが
右に0.1゜と演算されたとき、ハンドルが右切りである
からαは右向きで、後輪転舵目標速度が右向きに2゜
/secに設定されたとすると、εととは共に右向きであ
るから後輪転舵指示部135は右に0.1゜だけ2゜/secの速
度で後輪を転舵させるよう指示信号を発して後輪転舵制
御を行う。このようにεとが同一方向であると、ハン
ドル操舵速度がゆっくりであれば後輪転舵をゆっくり行
い、ハンドル操舵速度が速ければ速く後輪転舵を行って
目標とする後輪転舵角を実現する。
もし、上記のようにεが右に0.1゜と演算されたとき
が右方向でなくゼロ若しくは左方向であった場合は、
後輪転舵指示部135は後輪転舵制御を行わない。
尚上記後輪転舵角目標値▲▼は前輪操舵力Tの方
向と同方向で前輪操舵力Tが大きい程大きく且つ車速V
が大なる程大となる車速をパラメータとした前輪操舵力
Tの関数にて設定されるものとし、又後輪転舵目標速度
はハンドル操舵速度αの方向と同方向でαが大きい程
大きく且つ車速Vが大なる程大となる車速をパラメータ
としたハンドル操舵速度αの関数にて設定されるものと
する。
上記実施例では前輪操舵力と車速とから後輪転舵角目
標値▲▼を設定する例を示しているが、前輪操舵角
を検出する手段を設け、前輪操舵角と車速とから後輪転
舵角目標値を設定する方式のものであっても良く、この
場合は後輪転舵角目標値▲▼は前輪操舵角δfの方
向と同方向でδfが大なる程大であり且つ車速が大なる
程大となる車速をパラメータとした前輪操舵角δfの関
数にて設定されるものとする。
発明の効果 以上のように本発明によれば、前輪操舵操作に基づい
て後輪を転舵すべき方向と角度を設定して後輪転舵制御
を行う後輪操舵装置において、ハンドル操舵速度を検出
する手段を設け、該ハンドル操舵速度から後輪転舵目標
速度を設定しこの後輪転舵目標速度にて後輪転舵制御を
行うと共に、上記設定した後輪を転舵すべき方向と後輪
転舵目標速度の方向とが一致しなかったときは後輪操舵
制御を行わない制御ロジックをもった後輪転舵指示部を
後輪操舵用コントロールユニットに設けたことにより、
後輪を転舵すべき方向と角度を設定する為のファクタの
検知手段に例えば悪路でのキックバック等によって発生
するノイズ的な信号に対する無用な後輪転舵をなくし、
又後輪が何らかの異常負荷で後輪の目標とする転舵角の
追従が困難となり目標とする後輪転舵角(前記実施例の
∈に相当する)が大きくなったときもハンドル操作がな
ければ後輪転舵目標速度がゼロとなって後輪転舵制御を
行わないので後輪転舵アクチュエータやその他の後輪操
舵機構にかかる負荷を軽くすることができ、運転者のハ
ンドル操作が速ければ後輪転舵も速く、ハンドル操作が
ゆっくりであれば後輪転舵はゆっくりで、ハンドル操作
をしないときは後輪だけが勝手に転舵されることはな
く、常にハンドル操作のみ応じた違和感のない滑らかな
後輪操舵を実現することができるもので、実用上多大の
効果をもたらし得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す制御ブロック図、第2図
は本発明を適用すべき後輪操舵システムの一例を示す平
面説明図である。 13……コントロールユニット、101……前輪操舵力検出
手段、102……車速検出手段、103……ハンドル操舵速度
検出手段、104……後輪操舵アクチュエータ、105……後
輪舵角検出手段、106……後輪転舵速度検出手段、131…
…後輪転舵角目標値設定部、132……後輪転舵角偏差演
算部、133……後輪転舵目標速度設定部、134……後輪転
舵速度偏差演算部、135……後輪転舵指示部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前輪操舵操作に基づいてコントロールユニ
    ットが後輪を転舵すべき方向と角度を設定して後輪転舵
    制御を行う後輪操舵装置において、ステアリングハンド
    ルの操舵方向と操舵速度を検出してハンドル操舵速度の
    情報を上記コントロールユニットにインプットさせるハ
    ンドル操舵速度検出手段を設け、該ハンドル操舵速度か
    ら後輪転舵目標速度を設定し後輪転舵速度を該後輪転舵
    目標速度にて制御すると共に、上記設定した後輪を転舵
    すべき方向と後輪転舵目標速度の方向とが一致しなかっ
    たとき後輪転舵制御を行わない制御ロジックを上記コン
    トロールユニットに設けたことを特徴とする自動車の後
    輪操舵装置。
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