JPH02193773A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の後輪操舵装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、車両の４輪操舵装置として、車速と前輪舵角に応
じて後輪を操舵するものが知られている。

低速時には、舵角に応じて逆相に、高速時には舵角に応
じて同相に制御される。

ところが、このような制御の場合、旋回初期において、
ゆっくりとハンドルを操舵しながらコーナーをまわるよ
うな場合は、前輪と後輪の舵角量が異なるので、必要な
ヨーレートが発生して問題を生じないが、急激にハンド
ルを切るようにした場合には、高速で後輪は同相にある
ので、車両は斜めに進み、ヨーレートは抑制され、車両
の向きと進行方向とのなすスリップ角度βが０とならず
、運転者の向きを変えたいと言う要求が満たされない。

すなわち、初期操舵のときには、まず、向きを変え、そ
の後に同相となって安定することが望ましく、それによ
って常にスリップ角β−０が達成される。

そこで、上記要求を満たすように、 ＴＧθＲ−−ＫＰ−θｐ＋ＫＲ’Ｖ”ψＴＧθＲ：後輪
の目標舵角 θＦ＝前輪の舵角 Ｖ：車速 φ：ヨーレート ＫＰ、ＫＲ：車両の特性によって定 まる定数 後輪を操舵することが提案されてい 係数ＫＰ　Ｋｌ？は次の式により決定さに基づいて、 る。ここで、 れる。

Ｉ（Ｐ−ＣＩ／Ｃ２ ＫＲ−ＷＶ／ｇ− ’＝Ｗ／　Ｃ２ｇ ＣＩ＋ （Ｃ２１２−Ｃ＋　　Ｉ＋　　）／Ｖ Ｃ２：コーナリングパワー Ｗ：ｍ： １１　：車両の重心と前輪車軸 との距離 １２　：車両の重心と後輪車軸 との距離 すなわち、低速時にはＶが小さく第２項の影響が小さく
、逆相となるが、高速になると、車速ｖ５ヨーレートが
共に大きくなり、第２項の影響が大きくなって同相とな
る。しかしながら、旋回初期では、ヨーレートが未だ小
さいので、第２項の影響がそれほど大きくなく、逆相で
ある。

ところで、例えば特開昭５７−４４５６８号公報に記載
されるように、横風などの外乱による影響を補正するた
めに、ヨーレートセンサの出力に応じて後輪を操舵する
ものは知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、そのようなものでは、実際に車両の後輪操舵
装置に適用した場合に、高速時にはスリップ角β−０を
なすように制御されて望ましいが、低速時には、第２項
の影響が大きいと、小回りがあまり効かず、車両がフラ
つき、不安定状態となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、スリップ角
β−０の走行安定性と低速域での操縦安定性の両立が図
れる車両の後輪操舵装置を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 請求項（１）の発明は、上記目的を達成するために、数
式 ％式％ ＴＧθＲ：後輪の目標舵角 θＦ：前輪の舵角 ■二車速 φ：ヨーレート ＫＰ、ＫＲ：車両の特性によって定 まる係数 に基づいて後輪を転舵する後輪転舵制御手段を有するも
のにおいて、車速を検出する車速検出手段と、該車速検
出手段の出力を受は所定の車速以下で上記数式による後
輪転舵制御手段の制御を禁止する禁止手段を有すること
を特徴とする。

すなわち、上記数式による後輪転舵制御手段の制御は、
所定の車速を越える高速時には適するが、所定の車速以
下の低速時にはあまり適さないので、その制御を禁止す
るものである。

（作用） 所定の車速以下では、上記数式による後輪転舵制御手段
の制御が禁止手段にて禁止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

車両の後輪操舵装置の全体構成を示す第１図において、
ＩＬｌｌＲはそれぞれ左右の前輪、２Ｌ。

２Ｒは左右の後輪であり、左右の前輪ＩＬ、ＩＲは前輪
転舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｌ、２Ｒ
は後輪転舵機構Ｂにより連係されている。

前輪転舵機構Ａは、それぞれ、左右の一対のナックルア
ーム３Ｌ、３Ｒおよびタイロッド４Ｌ４Ｒと、該左右の
一対のタイロッド４Ｌ、４Ｒ同士を連結するリレーロッ
ド５とから構成されている。この前輪転舵機ｆＭＡには
ステアリング機構Ｃが連係されており、ステアリング機
構Ｃは、ラックアンドピニオン式とされ、その構成要素
であるビニオン６は、シャフト７を介してハンドル８に
連結されている。

これにより、ハンドル８を右に切るように操作をしたと
きには、リレーロッド５が第１図の左方向に変位し、ナ
ックルアーム３Ｌ、３Ｒがハンドル８の操作変位量すな
わちハンドル舵角に応じた分だけ同図の時計方向に転舵
される。同様に、ハンドル８を左に切る操作をしたとき
には、この操作変位量に応じて、左右の前輪ＩＬ、ＩＲ
が左へ転舵されることとなる。

後輪転舵機構Ａも、前輪転舵機構Ｂと同様に、左右の一
対のナックルアームＩＯＬ、　　１０Ｒおよびタイロッ
ドＩＩＬ、ＩＩＲと、該左右の一対のタイロッドＩＩＬ
、ＩＩＲ同士を連結するリレーロッド１２とを有し、こ
のリレーロッド１２には中立保持手段１３が付設されて
いる。

中立保持手段１３は、第２図に詳細を示すように、車体
１４に固定されたケーシングを有し、ケシレグ１５内に
は一対のばね受け１６ａ、１６ｂが遊嵌されて、これら
ばね受け１６ａ、１６ｂの間に圧縮ば。ね１７が配設さ
れている。上記リレーロッド１２はケーシング１５を貫
通して延び、このリレーロッド１２には一対のフランジ
部１２ａ、１２ｂが間隔をおいて形成され、該フランジ
部１２ａ、１２ｂにより上記ばね受け１６ａ、　　１６
ｂを受は止めする構成とされ、リレーロッド１２は圧縮
ばね１７によって常時中立方向に付勢されている。圧縮
ばね１７はコーナリング時のサイドフォースに打ち勝つ
だけのばね力を備えるものとされている。

上記後輪転舵機ｔｌＢは、後輪２Ｌ、２Ｒを転舵させる
駆動源としてのサーボモータ２０に連係されている。リ
レーロッド１２とサーボモータ２０との連係機構中には
、クラッチ２２が介在されている。これによってクラッ
チ２２によって適宜サーボモータ２０と後輪転舵機構Ｂ
との連係を機械的に切断し得る構成とされている。

以上の構成により、クラッチ２２が接続状態にあるとき
には、サーボモータ２０の正転あるいいは逆転により、
リレーロッド１２が第１図中左方あるいは右方へ変位し
て、ナックルアーム１０Ｌ。

１０Ｒがその回動中心を中心にして上記サーボモータ２
０の回転量に応じた分だけ同図時計方向あるいは反時計
方向に転舵されることとなる。

他方、上記クラッチ２２が接続された状態にあるときに
は、上記中立保持手段１３によって後輪２Ｌ、２Ｒは強
制的に中立位置に復帰され、この中立位置で保持される
こととなる。つまり、クラッチ２２が断たれたときには
、前輪ＩＬ、ＩＲのみが転舵される、いわゆる２ＷＳの
車両ということになる。

後輪操舵の制御は、次の式に基づいて行われる。

数式 ％式％ ＴＧθＲ：後輪の目標舵角 θＦ：前輪の舵角 Ｖ二車速 ｔｊｐ：ヨーレート なお、係数ＫＰ、ＫＲは車両の特性によって定まる定数
であるが、車速に基づいて変更される変数としてもよい
。

上記制御をなすべく、コントロールユニットＵは、上記
数式に基づいて後輪を転舵する転舵制御手段１０１を有
し、さらに、車速センサ３１からの信号をを受は所定の
車速以下では上記数式による後輪転舵手段の制御を禁止
する禁止手段１０２を有する（第４図参照）。

この禁止手段１０２にて上記数式による制御が禁止され
た所定車速以下では、 ＴＧθＲ−−ＫＰ２・θＰ　　（ＫＰ２≦１）で制御さ
れ、逆相の制御となって、小回りが効き、低速域での安
定性が確保される。

具体的には、第１図に示すように、ハンドル舵角センサ
３０、車速センサ３１、サーボモータ２０の回転位置を
検出するエンコーダ３２、フロント横Ｇセンサ３３及び
リヤ横Ｇセンサ３４からの信号が人力され、コントロー
ルユニットＵでは、所定の車速以下の場合を除き、ハン
ドル舵角θＦ（前輪の舵角）と車速Ｖとに基づいて、ヨ
ーレートφを考慮して、上記数式により目標後輪舵角Ｔ
ＧθＲを演算し、必要とする後輪操舵量に対応する制御
信号がサーボモータ２０に出力される。しかして、サー
ボモータ２０の作動が適正になされているか否かをエン
コーダ３２によって常時監視しつつ、つまりフィードバ
ック制御の下で後輪２Ｌ、２Ｒの転舵がなされるように
なっている。

上記制御は、フェイルセーフのために、その制御系が二
重構成とされている。

つまり、第３図に示すように、ハンドル舵角センサ３０
に対して前輪舵角センサ３５が付加され、車速センサ３
１に対し車速センサ３６が付加され、エンコーダ３２に
対してクラッチ２２よりもリレーロッド１２側の部材の
機械的変位を検出する後輪舵角センサ３７が付加されて
、これらセンサ３０．３１，３２．３５，３６．３７に
おいて、対応するセンサの両者が同一の値を検出したと
きにのみ後輪操舵を行うようにされている。すなわち、
上記センサ３０〜３２．３５〜３７において、例えば車
速センサ３１で検出した車速と別の車速センサ３６で検
出した車速とが異なるときには、敵陣発生ということで
フェイルモード時の制御によって後輪２Ｌ、２Ｒを中立
位置に保持するようになってる。

上記両横Ｇセンサ３Ｂ、３４は、それぞれ車体の中心軸
線上に重心を挾んで前後に配設されて横Ｇの大きさを検
出し、ヨーレートｔｊｔの検出に用いるもので、両横Ｇ
センサ３３，３４の出力により次式で現在のヨーレート
φｎが算出される。

ｔｊｔｎ−φｎ−＋　＋（ＧＦ−ＧＲ）　ｔ／ｉ）φｎ
−１：前回のヨーレート ＧＦ：フロント横Ｇセンサ３３の出力 ＧＲ：リャ横Ｇセンサ３４の出力 ｔ：ＤＪ定間隔 Ｊ７＝両横Ｇセンサの間隔 なお、横Ｇセンサの代わりに、ヨーレートψを直接検出
するヨーレートセンサを付加するようにすることもでき
る。

また、各種制御のために、コントロールユニットＵには
、車高センサ３９、雨滴センサ４０、ブレーキスイッチ
４１、リバーススイッチ４２およびアクセルスイッチ４
３からの信号が入力され、また、図示していないが、オ
ルタネータのし端子からは発電の有無を表す信号が入力
される。

上記車高センサ３９は車高を検出するもので、それによ
り積載重量を間接的に検出するものである。雨滴センサ
４０は雨滴を検出するもので、それにより路面の摩擦係
数μを間接的に検出するものである。ブレーキスイッチ
４１はブレーキペダルを踏み込んだときにオン信号を出
力するもので、リバーススイッチ４２はシフトレバ−が
リバース位置になったときにオン信号を出力するもので
あり、アクセルスイッチ４３はアクセル開度の変化率が
所定値以上になったときにオン信号を出力するものであ
る。

制御は、相互に連係されたメインコントローラ５ＯＡお
よびサブコントローラ５０Ｂの２つによってなされ、各
コントローラ５０Ａ、５０Ｂには各種センサ３０．３７
，３９．４０およびオルタネータのし端子からの信号が
アナログバッファ５１およびＡ／Ｄコンバータ５２を介
してそれぞれに入力され、またセンサ３１，３５．３６
およびスイッチ４１，４２．４３からの信号がデジタル
バッファ５３を介してそれぞれに入力され、また、両横
Ｇセンサ３３，３４からの信号が別のアナログバッファ
５４およびＡ／Ｄコンバータ５５を介してメインコント
ローラ５０Ａに人力される。

他方、メインコントローラ５０Ａにおいて生成された信
号は、サーボアンプ６１およびサーボドライバ６２を介
してを介してサーボモータ２０に出力され、目標後輪舵
角とする。サーボモータ２０の回転量はエンコーダ３２
によって検出され、エンコーダ３２からの信号がサーボ
アンプ６１を介してメインコントローラ５０Ａに入力さ
れ、サーボモータ２０をフィードバック制御するように
なっている。

また、両コントローラ５０Ａ、５０Ｂからの信号がアン
ド回路７１．７２に於いて比較され一致したときのみ、
クラッチ７３．７４を連結して後輪の操舵が可能となる
ようにしている。また、オア回路７５も比較され、両信
号が不一致のときには、ウオーニングランプ７６が点灯
するようになっている。

なお、この後輪操舵の制御は、オルタネータのし端子か
らの信号がハイ（Ｈｉ）となったことを条件に開始され
るようになっている。

なお、７７は５ｖレギユレータを有すると共に異常時の
メインコントローラ５ＯＡのリセットを行う電圧制御回
路、７８はバッテリ、７９はイグニッションスイッチ、
８０はヒユーズであるしたがって、上記の構成によれば
、所定車速（例えば４０）ｃｍ／ｈ）を越える場合は、
上記数式による制御が行われ、スリップ角β−〇が、過
渡的にも実現される。

一方、所定車速以下では、上記数式による制御が禁止さ
れ、 ＴＧθＲ−−ＫＦ２・θＰ　　（Ｋ１’２≦１）で制御
され、逆相の制御となる。したがって、低速域での操舵
量が大きくなり過ぎず、操縦安定性が確保される。

（発明の効果） 本発明は、上記のように、所定車速以下では、上記数式
による制御を禁止するようにしたので、高速域でのスリ
ップ角β−０の実現による走行安定性と、低速域での操
縦安定性が確保される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は車両の後輪操舵
装置、第２図は中立保持手段の拡大断面図、第３図は制
御系のブロック図、第４図はコントロールユニットのブ
ロック図である。 Ｕ・・・・・・コントロールユニット ３０・・・・・・ハンドル舵角センサ ３１．３６・・・・・・車速センサ ３３．３４・・・・・・横Ｇセンサ ３５・・・・・・前輪舵角センサチ １０１・・・・・・転舵角制御手段 １０２・・・・・・禁止手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）数式 ＴＧθＲ＝−ＫＦ・θＦ＋ＫＲ・Ｖ・ψ ΥＧθＲ：後輪の目標舵角 θＦ：前輪の舵角 Ｖ：車速 ψ：ヨーレート ＫＦ、ＫＲ：車両の特性によって 定まる係数 に基づいて後輪を転舵する後輪転舵制御手段を有するも
   のにおいて、車速を検出する車速検出手段と、該車速検
   出手段の出力を受け所定の車速以下では上記数式による
   後輪転舵手段の制御を禁止する禁止手段を有することを
   特徴とする車両の後輪操舵装置。