JP3132222B2

JP3132222B2 - ４輪操舵車両の後輪操舵装置

Info

Publication number: JP3132222B2
Application number: JP4531493A
Authority: JP
Inventors: 三津男中村; 嘉彦都築
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 2001-02-05
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JPH06255515A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレーンチェン
ジ等の旋回時において回頭性が向上されるように後輪の
舵角を制御する４輪操舵車両の後輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】操舵性能を改善するために、前輪の操舵
角に対応して後輪を操舵制御する４輪操舵の車両が考え
られているもので、前輪の操舵角および車両の走行速度
等に対応して後輪の目標操舵角を求め、この後輪操舵目
標値に向けて後輪が操舵制御されるようにしている。

【０００３】この様な４輪操舵の車両において、例えば
レーンチェンジ等の旋回時における後輪の舵角目標値
を、その旋回の開始時の回頭性を向上させるために、最
初は前輪の操舵方向と逆に後輪を操舵してヨーを大きく
発生し、この様に車両の回頭性が向上された後には後輪
を前輪と同方向に操舵することにより、旋回中期以後の
旋回安定性の向上を図るようにする後輪操舵方式が知ら
れている。

【０００４】この様な同相および逆相の後輪操舵制御を
行う場合の、旋回初期における回頭性を向上させるため
の後輪の逆相操舵成分の決定方法は、例えば特開平３−
１１４９７２号公報に示されるように、前輪の操舵角と
共にその操舵速度を検出し、この操舵角および操舵速度
に基づいて決定するものがよく知られている。また、前
輪操舵角および操舵速度さらに操舵加速度を用いて決定
する方法も知られている。

【０００５】しかし、この様にして求められた回頭性を
向上させるための逆相操舵は、その操舵安定性を確保す
るためには、ドライバの意図を正確に反映されたものと
する必要がある。しかし、前輪操舵角および操舵速度の
みではドライバの意図を正確に把握することができない
ものであり、またさらに操舵加速度を採用するようにし
ても、ドライバの意図を反映させることが困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、前輪を操舵するステアリン
グのトルクを検出することによって旋回の開始が認識さ
れるようにするもので、特にドライバの意図を正確に反
映した後輪の逆相操舵制御が行えるようにして、より回
頭性が向上された安定性の高い後輪操舵制御が行われる
ようにする４輪操舵車両の後輪操舵装置を提供しようと
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る４輪操舵
車両の後輪操舵装置は、ステアリングセンサの値および
車両の走行速度を読み取ると共に、同相目標設定手段で
前記ステアリングの操舵角および車両の走行速度に対応
する同相比例係数に基づき後輪の同相舵角目標を設定す
る。また操舵トルク検出手段で前記ステアリングの操舵
トルクを検出すると共に、このトルク検出手段で検出さ
れたトルクの微分値を求め、逆相目標設定手段で前記操
舵トルクおよびその微分値と車両走行速度に対応する逆
相比例係数並びに補正比例係数に基づき後輪の逆相舵角
目標を設定し、同相舵角目標および逆相舵角目標の和に
よって後輪舵角目標が求められるようにする。

【０００８】

【作用】車両の運転を行っているドライバの車両を旋回
させようとする意図は、ステアリングの操作によって表
現されるものであり、特にステアリングトルクの立上が
りの量、すなわちステアリングトルクセンサの検出値の
微分値に反映されるものと考えられる。すなわち、旋回
の開始はステアリングの操舵トルクの変化によって認識
されるもので、この点を考慮してステアリングの操舵角
および車両走行速度に対応して後輪の同相舵角目標が求
められるようにすると共に、さらにステアリングの操舵
トルクおよびその微分値に基づいて後輪の逆相舵角目標
が求められるようになる。したがって、このようにして
求められた後輪の同相目標操舵角および逆相目標操舵角
の和によって後輪操舵制御することにより、ドライバの
意図を反映した回頭性が向上された後輪操舵が実行され
るようになる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその構成を示したもので、４輪操舵を
行う車両においては、前輪を操舵するステアリングに対
してその操舵角を検出するステアリングセンサ11が設け
られ、またこのステアリングに対しては操舵トルクを検
出するステアリングトルクセンサ12が設けられている。
そして、この車両に対しては車輪の回転速度を検出する
車速センサ13が設定されるもので、これらステアリング
センサ11、ステアリングトルクセンサ12および車速セン
サからの検出信号は、この車両に搭載されたマイクロコ
ンピュータ等によって構成された電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）14に入力される。

【００１０】このＥＣＵ14においては、特にステアリン
グセンサ11からの入力信号、さらに車速センサ13からの
入力信号に基づいて後輪の操舵角目標を算出するもの
で、さらにステアリングトルクセンサ12からの検出信号
に基づいて、後輪の逆相操舵角の目標が算出される。

【００１１】すなわち、このＥＣＵ14によって後輪操舵
機構15が制御されるもので、後輪の操舵角が算出された
後輪舵角目標に向けて操舵制御されるようにしている。
この場合、この後輪には後輪舵角センサ16が設けられ
て、この後輪の舵角を検出してＥＣＵ14に入力し、後輪
がその操舵目標角に操舵制御されるようにしている。

【００１２】ここで、さらに後輪舵角目標の設定のため
に、ヨーレートセンサや横Ｇセンサさらに車輪速センサ
等の他のセンサ機構17からの検出信号を入力するように
してもよい。

【００１３】図２はこのＥＣＵ14における後輪操舵制御
のための処理の流れを示しているもので、まずイグニッ
ションスイッチがオンされた状態で、ステップ101 で全
システムおよびセンサ系のチェック等を含むイニシャル
チェックが行われる。この様にイニシャルチェックが行
われたならば、ステップ102 においてステアリングセン
サ11および車速センサ13から、ステアリングの操舵角と
車両の走行速度を読み取り、ＥＣＵ14内のメモリに記憶
する。そして、ステップ103 においてこの読み込まれた
ステアリングセンサ11からの検出信号に基づく前輪操舵
角、および車両の走行速度の値に基づいて、操縦安定性
の向上を目的とする高速旋回時あるいはレーンチェンジ
時における後輪の同相（前輪と同じ方向の）操舵目標を
下記関数式に基づいて算出し、その後輪目標舵角θr を
設定する。この関数式において同相項“ｋ1(V)・θf ”
がこの処理の同相舵角目標に相当する。

【００１４】

【数１】ここで、前輪の同相比例係数“ｋ1(V)”は、例えば図３
の（Ａ）で示すようにある車速“ｖ1 （例えば４０Ｋｍ
／ｈ）”以上に対する後輪の前輪舵角比例係数であり、
この図で示される前輪舵角比例係数の同相項は、ここで
示されるように車速およびステアリング角（前輪操舵角
に相当）のみによって決定されるものではなく、例えば
ヨーレートセンサや横Ｇセンサからの出力に基づいて決
定されるようにしてもよい。また。これらの組み合わせ
によって決定されるようにしてもよいもので、特に“ｋ
1(v)・θf ”に限定されるものではない。

【００１５】この様にして後輪の同相舵角目標が設置さ
れたならばステップ104 においてステアリングトルクセ
ンサ12からの検出信号を読み込み、このトルクセンサ12
からの検出トルクの時間変化量、すなわちトルクの微分
値をステップ105 で求める。そして、次のステップ106
において車両の旋回開始時の回頭性を向上させるため
に、後輪逆相目標舵角を設定する。

【００１６】この後輪逆相目標は前記関数式における逆
相項に相当するもので、この逆相項における“ｋ2 (V)
”は図３の（Ｂ）で示すようにある車速“ｖ1 ”と
“ｖ3 ”の間でステアリングトルクの微分値から逆相
（前輪の操舵方向と逆向きの操舵）成分を算出するため
の係数であり、“ｋ1(V)”とは極性が逆になっている。
またここで“ｋ2(V)”がある車速“ｖ3 ”以上とされる
と、つまり高速走行領域においては計数値が“０”とな
っているもので、その理由は車両の高速走行状態におけ
るレーンチェンジ等の旋回開始時において逆相成分が存
在すると、ヨー発生が必要以上に大きくなるからであ
り、回頭性が大きくなり過ぎることによって後に続く制
御に支障が発生するようになることを避けるためであ
る。

【００１７】前記関数式における逆相補正項“ｋ3(V)・
Ｔ”は、逆相項における逆相成分と同相項における同相
成分との和の波形を滑らかにするために追加される補助
的な項である。図３の（Ｃ）は逆相補正比例係数を示す
ものであり、（Ｂ）図の逆相比例係数と同じに負の極性
となっているが、これは正の極性であってもよい。それ
故、“ｋ3(V)”の値は、“ｋ2(V)”に比較して小さな値
に設定される。

【００１８】ステップ107 では、ステップ103 およびス
テップ106 でそれぞれ設定された後輪同相目標舵角と後
輪逆相目標舵角の和を取り、前記関数式で示した後輪目
標舵角を設定する。

【００１９】このときの、各後輪舵角目標値のステアリ
ング角の変化に対応する値は図４で示すようになるもの
で、ステアリングを（Ａ）図で示すように操舵した場
合、ステアリングトルクは（Ｂ）図のようになり、最後
にはステアリングを固定する一定の保舵力に落ち着くよ
うになる。この様なステアリングトルク変化に対応する
トルクの時間微分は（Ｃ）図のようになるもので、ここ
ではトルクを保持（ステアリングの保舵）しようとする
領域においてはその微分値が“０”となり、ドライバが
ステアリングを切ろうとしている時間（タイミング）
や、ステアリングを切る力の変化、すなわち力の入れ具
合、さらにその向きを反映した波形となっている。

【００２０】この実施例における後輪操舵においては、
ステアリングの切り始めに出るステアリングトルクの変
動の波形に着目しているもので、この様なトルク変動波
形を用いた逆相成分による旋回初期の回頭性の向上は、
ドライバの意思を忠実に反映したものといえる。

【００２１】図４の（Ｄ）に示す波形の中で同相成分ａ
は、ステアリング角θf に同相比例係数“ｋ1(V)”を乗
じたもので、（Ａ）図の波形と相似となっている。但
し、この図はわかりやすくするために車速Ｖは一定とし
ているもので、この同相成分ａはステアリング角に定数
を乗じたものとなっている。さらにステアリングトルク
の微分値に比例した逆相成分はｂで示すようになり、こ
の同相成分ａおよび逆相成分ｂを滑らかにつなぐための
補助的な波形“ｋ2(V)・Ｔ”はｃで示されるようにな
る。

【００２２】したがって、同相成分の波形ａとトルク微
分値による逆相成分の波形ｂ、さらに補助的な波形ｃを
合成することによって、ステップ107 の後輪操舵目標が
算出されるもので、この合成後輪舵角目標は図４の
（Ｅ）で示すようになる。

【００２３】この図で示される後輪舵角目標の波形と
（Ａ）図で示したステアリング角とを比較すると、ステ
アリングの切り始めた旋回初期において後輪の舵角目標
はドライバの操舵トルクの変動量、すなわちドライバが
ステアリングを切ろうとする力（意図）に応じた逆相と
なっている。

【００２４】この逆相の領域は“ｋ1 (V) ”“ｋ2(V)”
“ｋ3(V)”の値を実車に応じて適切にマッチングさせる
ことによって決定されるものである。つまり、“ｋ1
(V) ”“ｋ2(V)”“ｋ3(V)”の選び方よって逆相領域が
長くなったりあるいは短くなったりするものであり、さ
らに逆相最大値が大きくなったりまた小さくなったりす
る。

【００２５】この様にして後輪の舵角目標が設定された
ならば、ステップ108 において後輪舵角センサ16から現
実の後輪舵角を読み込み、ステップ107 で算出された後
輪舵角目標に向けてステップ109 で後輪操舵制御を実行
する。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る後輪操舵装
置によれば、ステアリング操作に伴う旋回開始時におけ
る回頭性の増大のための逆相成分の量は、ドライバのス
テアリングを切ろうとする意図に対応した量とされるも
のであり、ドライバの意図を忠実に再現するようにして
４輪操舵による操舵制御が実行されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る４輪操舵の車両にお
ける後輪操舵装置を説明するための構成図。

【図２】上記後輪操舵装置における後輪操舵処理の流れ
を説明するフローチャート。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同相比例係数、逆相
比例係数、および逆相補正比例係数を説明する図。

【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は後輪舵角目標の設定状態を説
明するための、ステアリング角、ステアリングトルク、
トルク微分値、後輪目標、および合成後輪目標を説明す
る波形図。

【符号の説明】

11…ステアリングセンサ、12…ステアリングトルクセン
サ、13…車速センサ、14…電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）、15…後輪操舵機構、16…後輪舵角センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−114972（ＪＰ，Ａ) 特開平３−227768（ＪＰ，Ａ) 特開平４−11575（ＪＰ，Ａ) 特開平１−109173（ＪＰ，Ａ) 特開平１−215674（ＪＰ，Ａ) 実開平５−32235（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪を操舵するステアリングの操舵角を
検出するステアリングセンサの値、および車両の走行速
度を読み取る車両走行状況検出手段と、前記ステアリングの操舵角および車両の走行速度に対応
する同相比例係数に基づき、後輪の同相舵角目標を設定
する同相目標設定手段と、前記ステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検
出手段と、このトルク検出手段で検出されたトルクの微分値を求め
るトルク微分値算出手段と、前記操舵トルクおよびその微分値と車両走行速度に対応
する逆相比例係数並びに補正比例係数に基づいて、後輪
の逆相目標舵角を設定する逆相目標設定手段と、前記同相目標設定手段で得られた同相舵角目標、および
前記逆相目標設定手段で得られた逆相舵角目標の和によ
って後輪舵角目標を求める後輪舵角目標設定手段とを具
備し、この後輪舵角目標設定手段で求められた後輪舵角目標に
向けて後輪が操舵制御されるようにしたことを特徴とす
る４輪操舵車両の後輪操舵装置。