JPH02234881A - 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、４輪操舵車両として前輪の操舵に応じて後輪
を操舵する車両の後輪操舵装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、車両の後輪操舵装置として、例えば特開昭５
７−４４５６８号公報等に開示されるように、後輪を転
舵させる駆動手段と、ステアリングハンドルの操舵角ま
たは車両の横加速度若しくはヨーレート（車両の上下軸
回りの角速度）を険出する検出手段と、該検出手段から
の信号を受け、上記駆動手段の作動を制御する制御手段
とを備えてなるものは知られている。

そして、このような後輪操舵装置には、後輪を前輪と同
位相にのみ操舵するもの、あるいは低車速時に後輪を前
輪と逆位相に操舵し、高車速時に後輪を前輪と同位相に
操舵するものがある。かかる同位相操舵は、通常、前輪
の操舵と同時に後輪を操舵する比例制御であり、この同
位相比例制御においては、車両の走行安定性を向上させ
ることが可能となる反面、ヨーレートが発生し難くなり
、回頭性が低下するという問題がある。

そこで、このような回頭性の低下という問題を解決する
ために、旋回初期に後輪を前輪に追従させない、つまり
後輪を前輪と同位相方向に操舵しない非追従状態を設け
、この非追従状態終了後に後輪を前輪に追従させて同位
相に操舵するディレイ制御および位相反転制御が提案さ
れている。

上記ディレイ制御は、例えば特開昭５８−　１　６４４
７７号公報に開示されるように、前輪の操舵開始時から
所定時間（ディレイ時間）を後輪を操舵しない非追従状
態とし、そのディレイ時間経過後に後輪を前輪に追従さ
せて同位相に操舵するものであり、このように旋回初期
に前輪のみ操舵する非追従状態を創出することにより必
要なヨーレートを発生させるようにするものである。

また、上記位相反転制御は、前輪の操舵開始時から所定
時間は後輪を前輪に対して逆位相に操舵する非追従状態
とし、その所定時間経過後に後輪を前輪に追従させて同
位相に操舵するものであり、このように旋回初期に前輪
に対し後輪を逆位相に操舵する非追従状態を創出するこ
とにより必要・なヨーレートを発生させるようにするも
のである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、運転者がハンドルを操作して車両を旋回させ
る場合には、その旋回を迅速にしたいときと緩やかにし
たいときとがある。しかるに、上記ディレイ制御および
位相反転制御では、いずれも単に旋回初期に非追従状態
を創出してヨーレートを一様に喚起しているに過ぎず、
運転者の意思に応じて回頭性と走行安定性との調和を有
効に図ったものとは言えない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、特に、上述の如き旋回時における運
転者の意思はステアリングハンドルの舵角加速度に最も
顕著に現われることに着目し、この舵角加速度に基づい
て後輪の操舵を制御して、運転者の意思に応じて回頭性
と走行安定性との調和を有効に図り得る後輪操舵装置を
提洪せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、前輪の
操舵に応じて後輪を少なくとも前輪と同位相に操舵する
車両の後輪操舵装置において、前輪の操舵量に対し所定
の操舵比でもって後輪の操舵量を演算し、この操舵量に
応じて後輪の操舵を制御する制御手段と、ステアリング
ハンドルの舵角加速度を求める舵角加速度検出手段と、
該舵角加速度検出手段からの信号を受け、上記制御手段
で演算された操舵量を、舵角加速度に応じた値を逆位相
方向に減算して補正する補正手段とを備える構成にする
ものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、車両の旋回時、その初
期に生じるステアリングハンドルの舵角加速度が検出手
段により検出され、この検出手段からの信号を受１ナる
補正手段において、制御手段により演算された操舵量か
ら舵角加速度に応じた値を逆位相方向に減算して該操舵
量が補正され、この補正後の操舵量に応じて後輪の操舵
が制御手段によって制御される。ここで、上記舵角加速
度は、運転者が急いでハンドルを操作するときには大き
な値となり、緩やかにハンドルを操作するときには小さ
な値となる。従って、旋回初期には運転者の意思に応じ
た大きさでもって後輪が前輪に対して逆位相に操舵され
てヨーレートが発生するようになり、回頭性が有効に高
められる。

一方、旋回時の初期以後、上記舵角加速度は零ないし負
の値になるので、制御手段は、所定の操舵比でもって演
算した操舵量のまま、あるいは同位相方向に補正された
操舵量に応じて後輪の操舵を制御する。これにより、後
輪は前輪に対して確実に同位相に操舵され、走行安定性
が確保されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる４輪操舵車両の全体
構成を示し、この車両は、左右の前輪ＩＬ，ＩＲを操舵
する前輪操舵装置２と、左右の後輪３Ｌ，３Ｒを操舵す
る後輪操舵装置４とを備えている。

上記前輪操舵装置２は、車幅方向に延設され、両端部が
各々タイロッドＩＩＬ，ＩＩＲおよびナックルアーム１
２Ｌ，１２Ｒを介して左右の前輪ＩＬ，ＩＲに連結され
たリレーロッド１３と、一端部にステアリングハンドル
１４が設けられたステアリングシャフト１５と、該ステ
アリングシャフト１５のｕ転を上記リレーロツド１３の
軸方向（つまり車幅方向）の移動に変換するラック＆ピ
ニオン１６とからなり、ステアリングハンドル１４の操
作によりリレーロッド１３を車幅方向に変位させて前輪
ＩＬ，ＩＲを操舵するように構成されている。

また、上記後輪操舵装置４は、車幅方向に延設され、両
端部が各々タイロツド２１Ｌ，２１Ｒおよびナックルア
ーム２２Ｌ，２２Ｒを介して左右の後輪３Ｌ，３Ｒに連
結されたリレーロッド２３と、該リレーロッド２３をそ
の軸方向（つまり車幅方向）に移動させる駆動手段２４
と、該駆動手段２４の作動を制御する制御手段としての
コントローラ２５と、上記駆動手段２４またはコントロ
ーラ２５の故陣時に上記リレーロッド２３を中立位置（
つまり後輪３Ｌ，３Ｒが舵角零の直進状態となる位置）
に保持するためのスプリング等よりなる中立位置復帰手
段２６とを備えている。

上記駆動手段２４は、正逆回転可能なステップモータ２
７と、該ステップモータ２７の回転力をリレーロッド２
３に伝達する動力伝達機構２８と、該動力伝達機構２８
に介設されたクラッチ２９とからなる。そして、上記ク
ラッチ２９が接続状態にあるときに、ステップモータ２
７の正回転あるいは逆回転により、リレーロッド２３を
車幅方向左右に移動せしめて後輪３Ｌ，３Ｒを操舵する
ように構成されている。

上記コントローラ２５は、上記ステップモータ２７の作
動およびクラッチ２９の断接切換えを制御することによ
り後輪３Ｌ，３Ｒの操舵を制御するものであり、このコ
ントローラ２５に対しては、ステアリングハンドル１４
の舵角（以下、ハンドル舵角という）を検出するハンド
ル舵角センサ３１、車速を検出する車速センサ３２、ス
テップモータ２７の回転位置を検出するエンコーダ３３
、車体の横加速度を各々検出する前後一対のＧセンサ３
４ａ．３４ｂｓおよびリレーロッド２３の車幅方向位置
から後輪３Ｌ，３Ｒの操舵角を検出する検出する後輪舵
角センサ３５等からの検出信号がそれぞれ人力される。

第２図は上記コントローラ２５のブロック構成図である
。同図において、４１は運転操作情報とし・てのハンド
ル舵角センサ３１および車速センサ３２からの信号に基
づいてフィードフォワード制御を行う第１制御部であり
、この制御部４１からの出力信号に基づいて後輪の操舵
が制御される。

この制御の結果は、エンコーダ３３等のセンサからなる
検出部４２によって検出され、フィルター４３でノイズ
が除去される。ノイズ除去後の制御結果は、記憶部４４
に記憶された後輪操舵の規範モデルζ比較され、両者が
相違するときには、第２制御部４５によってフィードバ
ック制御が行われる。

上記第１制御部４１のフィードフォワード制御は、ｆｆ
ｉ３図に示すフローチャートに従って行われる。すなわ
ち、先ず、ステップＳ１で車速Ｖおよびハンドル舵角θ
Ｆを読込んだ後、ステップＳ２で前輪の操舵量に対する
後輪の操舵量の比である操舵比Ｋを算出する。上記操舵
比Ｋは、第４図に示すような予め記憶されたマップに基
づいて求められる。この操舵比Ｋは、低車速時に後輪が
負方向つまり前輪に対して逆位相に操舵され、高車速時
に後輪が正方向つまり前輪に対して同位相に操舵される
ように設定されている。

続いて、ステップＳ３で上記操舵比Ｋと前輪の操舵量た
るハンドル舵角θＦとから後輪の操舵量θＲｌ（−Ｋ・
θＦ）を算出し、ステップＳ４でハンドル舵角θＦを１
階微分してハンドル舵角速度θＦを、また、２階微分し
てハンドル舵角加速度υＦを算出する。上記ステップＳ
４での演算部は、図示していないが、微分回路等により
構成されており、また、この演算部とハンドル舵角セン
サ３１とによってハンドル舵角加速度υＦを検出する舵
角加速度検出手段５１が構成されている。

次いで、ステップＳ５で後輪の操舵補正量θＲ２を算出
する。この操舵補正量θＲ２は、次の式により求める。

θＲ２−ＤＩ　　−υｐ　＋Ｄ２　　・θＦ　　　　・
・・（１）但し、ＤＩ，Ｄ２は正の係数である。

そして、ステップＳ６において、上記ステップＳ３で算
出された後輪の操舵量θＲ１から上記操舵補正量θＲ２
を減算して後輪の操舵量θＲＯを算出する。すなわち、
この補正後の後輪の操舵量θ１冫０は、θＩ？０−θＲ
ｌ−θＲ２ 一θＲｌ−Ｄｌ　−　ｙｖ　−Ｄ２　−θＦ−（２）よ
り求める。このようなステップＳ５およびＳ６の演算部
によって、上記舵角加速度検出千段５１からの信号を受
け、後輪の操舵量θ＃？１から操舵補正量θＲ２を減算
して後輪の操舵量θ１？０を求める補正手段５２が構成
されている。

しかる後、ステップＳ７で後輪の操舵量信号を出力し、
リターンする。

したがって、このようなフローチャ−１・に従って後輪
３Ｌ，３Ｒの操舵が制御された場合、車両の旋回時にお
ける後輪の操舵量（操舵角）θＲＯは、上記の（′２Ｊ
式に示すように、所定のＩ・ν舵比でもって算出された
操舵量θＲｌからハンドル舵角加速度υＦおよびハンド
ル舵角速度θＦに各々応じた値を逆位相方向に減算した
ものとなる。第５図は、特に高速走行中（つまり定常旋
回状態において第４図で操舵比Ｋが同位相側となるとき
）に旋回する場合に、かかる制御の下における後輪の操
舵量θＲＯ、ハンドル舵角速度θＦおよびハンドル舵角
加速度υＦの経時的変化曲線を示す。尚、第５図におい
ては、後輪の操舵量（実際に操舵される操舵量）θＲＯ
の変化曲線Ａを実線で示す以外に、補正前の後輪の操舵
量（所定の操舵比でもって算出された操舵ｆｉｌ）θｌ
？１の変化曲線Ｂを破線で示し、また、参考のために上
記操舵量θＲ１からハンドル舵角速度θＦに応じた値の
みを逆位相方向に減算した値（一θｌ？１−Ｄ２　・θ
Ｆ）の変化曲１ｉ！Ｃを仮想線で示す。

第５図から判るように、高速走行中に旋回する場合、そ
の旋回初期には後輪３Ｌ，３Ｒは前輪ＩＬ，ＩＲと逆位
相に操舵されることにより、ヨーレートが発生して回頭
性が高められる一方、ヨーレートがある程度発生した旋
回初期以後には後輪３Ｌ，３Ｒは後輪ＩＬ，ＩＲと同位
相に操舵されることにより、走行安定性が高められる。

しかも、旋回初期における後輪３Ｌ，３Ｒの逆位相方向
への操舵量〇ｌ？０は、運転者が急速にステアリングハ
ンドル１４を操作するとき（つまりハンドル舵角加速度
υＦが大きいとき）には大きくなり、緩やかにステアリ
ングハンドル１５を操作するとき（つまりハンドル舵角
加速度υＦが小さいとき）には小さくなるので、旋回初
期でのヨーレートが運転者の意思に応じた大きさでもっ
て惹起され、回頭性の向上と走行安定性の向上とをＨ効
に図ることができる。

さらに、車両の旋回操作（ハンドル操作）は、ステアリ
レグハンドル１４を一方に切った後に逆方向に戻すのが
普通であり、この戻し操作を始める際車両は不安定な状
態になるが、本実施例の場合、戻し操作開始時における
後輪の操舵量θＲＯは、補正前の操舵量θＲ１と比べて
同位相方向により大きくなっているので、不安定な状態
になるのを脊効に防止することができる。

加えて、上記実施例の場合、特に、所定の操舵比でもっ
て算出された操舵量θＲｌからハンドル舵角速度θＦに
応じた値をも逆位相方向に減算して後輪の操舵量θＲＯ
を算出することにより、ステアリングハンドル１４の操
作開始時点ないし前輪ＩＬ，ＩＲの操舵開始時点から後
輪３Ｌ，３Ｒが所定時間遅れて操舵され、いわばディレ
イ制御が同時に行われるものになるので、旋回時におけ
る回頭性の向上と走行安定性の向上とをより一層図るこ
とができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例を包含するものである。

例えば、上記実施例では、補正手段５２において、所定
の操舵比でもって演算された操舵量θＲ１からハンドル
舵角加速度υＦおよびハンドル舵角速度θＦに応じた値
をそれぞれ逆位相方向に減算して後輪の操舵量θＲＯを
算出したが、本発明は、ハンドル舵角加速度υＦに応じ
た値のみを逆位相方向に減算して後輪の操舵量θＲＯを
算出するようにしてもよい。

また、上記実施例では、本発明を、低車速時に後輪３Ｌ
，３Ｒを前輪ＩＬ，ＩＲと逆位相に操舵し、高車速時に
後輪３Ｌ，３Ｒを前輪ＩＬ，ＩＲと同位相に操舵する場
合について適用したが、路面のＷ！擦係数を検出し、そ
の大きさに応じて後輪を前輪と同位相または逆位相に操
舵する場合、あるいは後輪を前輪と同位相にのみ操舵す
る場合等にも同様に適用できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上の如く、本発明における車両の後輪操舵装置によれ
ば、ステアリングハンドルの舵角加速度を検出し、所定
の操舵比でａ算した操舵量から上記舵角加速度を減算し
て後輪の操舵を制御することにより、旋回初期には特に
運転者の意思に応じた大きさでもって後輪が前輪に対し
て逆位相に操舵されるので、口頭性の向上と走行安定性
の向上とを大幅に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すしので、第１図は４輪操舵
車両の全体構成図、第２図はコントローラのブロック祷
成図、第３図は後輪の操舵制御のフローチャート図、第
４図は操舵比設定用のマップ図、第５図は車両の旋回時
における後輪の操舵量、ハンドル舵角速度およびハンド
ル舵角加速度の変化特性を示す特性図である。 ＩＬ，ＩＲ・・・前輪、 ３Ｌ，３Ｒ・・・後輪、 ４・・・後輪操舵装置、 １４・・・ステアリングハンドル、 ２５・・・コントローラ（制御手段）、５１・・・舵角
加速度検出手段、 ５２・・・補正手段。 １Ｌ，ＩＲ・・・前輪 ３Ｌ，３Ｒ・・・後輪 ４・・・後輪操舵装置 １４・・・ステアリングハンドル ２５・・・コントローラ（制御手段） ５１・・・舵角加速度検出手段 ５２・・・補正手段 第１！ｉｌ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪の操舵に応じて後輪を少なくとも前輪と同位
   相に操舵する車両の後輪操舵装置であって、前輪の操舵
   量に対し所定の操舵比でもって後輪の操舵量を演算し、
   この操舵量に応じて後輪の操舵を制御する制御手段と、
   ステアリングハンドルの舵角加速度を検出する舵角加速
   度検出手段と、該舵角加速度検出手段からの信号を受け
   、上記制御手段で演算された操舵量を、舵角加速度に応
   じた値を逆位相方向に減算して補正する補正手段とを備
   えたことを特徴とする車両の後輪操舵装置。