JPH0338469A - 前後輪操舵車両における後輪操舵方法 - 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、前輪を操舵したとき後輪も操舵される前後輪
操舵車両における後輪の操舵方法に関するもので、特に
、前後輪が互いに逆方向に操舵される低車速域での後輪
の操舵方法に関するものである。

（従来の技術） 自動車には、前輪を操舵したときそれに伴って後輪も操
舵されるようにする前後輪操舵システムを備えたものが
見られるようになってきている。その操舵システムは、
一般に、操縦者がステアリングハンドルを介して前輪を
一定角度転舵させたとき、そのときの車速に応じてあら
かじめ設定された転舵比で後輪を転舵させるものとされ
ている。

このような操舵システムを備えた前後輪操舵車両におい
ては、低車速域において前輪と後輪とを逆方向に転舵さ
せるようにすると、車両の小回り性が向上し、その取り
回しか容易となる。また、高車速域において前輪と後輪
とを同方向に転舵させるようにすると、操舵の容易性、
安定性を図ることができる。したがって、前後輪操舵車
両における前後輪の転舵比は、通常、低車速域において
は前後輪が逆位相で操舵され、高車速域においては前後
輪が同位相で操舵されるように設定されている。そして
、低車速域と高車速域との間で後輪の転舵角が急激に変
化することのないようにするために、その転舵比は車速
に応じて滑らかに変化していくようにされている。

従来の前後輪操舵車両においては、一般に、′特開昭５
７−１１１７３号公報に示されているように、前後輪が
逆位相となる転舵比を正とするとき、車速が増加するに
つれてその転舵比が漸減していくように設定されていた
。したがって、前輪を一定角度転舵させたまま車両を発
進させるときなどには、車速がゼロのとき後輪が逆方向
に最も大きく転舵され、車速の増加に伴って後輪の転舵
角が小さくなるようになっていた。そして、車速が３５
ｋｍ／ｈ付近で後輪の転舵角がゼロとなり、更に車速が
増加すると、後輪が前輪と同方向に転舵されて、その転
舵角が徐々に大きくなるようになっていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、−Ｍに自動車には、一定角度の操舵時に加速
すると車速の増加に伴って旋回半径が大きくなるという
アンダステア傾向がある。

この傾向は、発進直後のような超低車速域ではほとんど
表れないが、車速がｌＯｋｍ／ｈ程度に達すると、徐々
に顕著となる。したがって、取り回し性をより向上させ
るためには、その傾向に抗して旋回半径が小さく抑えら
れるように、後輪を大きく転舵させることが望まれる。

その場合、従来のように車速の増加に伴って前後輪の転
舵比を単調に減少させていくものでは、転舵比の最大値
を大きくすることが必要となる。すなわち、超低車速域
における転舵比を十分に大きく設定しておくことが求め
られる。

しかしながら、転舵比を大きくしていくと、ハンドル操
作に対する旋回半径の変化が大きくなり、操縦が難しく
なる。また、自動車には、壁際に駐車した場合のように
、障害物に隣接した位置から大きくハンドルを切りなが
ら発進させることがある。そのような場合、後輪が前輪
とは逆方向に転舵されると、後輪の運動軌跡が外側に張
り出すことになる。そのために、発進直後の超低車速域
における前後輪の転舵比はある一定値以上に大きくする
ことができない。

そして、そのように超低車速域における転舵比の大きさ
が制限されるので、従来のようにそれより車速の大きい
領域において転舵比が小さくなるように設定したもので
は、車速の増加に伴う旋回半径の増大を抑制することが
できず、十分な取り回し性を得ることができない。車速
がある程度の大きさになるまでの領域においては転舵比
を最大の一定値に保つようにしたものも考えられている
が、そのようにしても、転舵比の最大値が限られている
ので、車両の取り回し性を十分に改善することはできな
い。

このようなことから、特開昭６０−１７６８６７号公報
に示されているように、発進後、所定距離走行するまで
は、後輪の前輪に対する転舵比を小さく抑えるようにす
ることが提案されている。

そのようにすれば、発進直後に大きくハンドルを切って
も後輪の転舵角は小さく抑えられるので、車両後部の張
り出しが防止される。そして、所定距離だけ走行し、張
り出しが問題となることのない位置まで達すると、後輪
は所定の転舵比で操舵される。したがって、その転舵比
を大きく設定して部けば、以後の小回り性は確保するこ
とができる。

しかしながら、そのようにした場合には、所定距離走行
するまで後輪の転舵角が設定値となるのが遅れるので、
発進後しばらくは小回り性が損なわれることになる。そ
のために、例えば壁際からの発進後、直ちにハンドルを
逆方向に大きく切るようなときには小回りがきかず、車
両の取り回し性を向上させることができない。

また、比較的急速に発進しながら操舵するようなとき、
旋回半径が大きくなるのは避けられない。更に、一定車
速で走行しても、所定距離走行するまでと後とで車両の
ヨーレートがハンドル角に関係なく変化するので、操舵
操作に違和感が生じるという問題もある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、車両がスムーズに操舵されるようにし
ながら、低車速域における車両の取り回し性をより向上
させることができるようにすることである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、通常大角度の
操舵が行われる所定車速領域における前後輪の転舵比を
、それより車速の小さい超低車速域における転舵比より
も大きく設定し、その転舵比で後輪を前輪の操舵に合わ
せて操舵するようにしている。

また、車両の減速時には、その所定車速領域における前
後輪転舵比を、超低車速域における前後輪転舵比とほぼ
等しい値に保つようにしている。

（作用） このように、ある程度車速の大きい所定車速領域におけ
る前後輪転舵比を大きくすることにより、その領域では
後輪が大きく転舵されることになるので、車両の小回り
性が確保される。

しかも、発進直後の超低車速域における転舵比は、ハン
ドル操作に対する旋回半径の変化が抑えられ、かつ車両
後部の外側への張り出しが問題となることのない程度の
大きさに抑えることができる。そして、その転舵比が大
きく設定される所定車速領域を、車両の運動が動的に活
発となる車速領域よりも車速の小さい領域とすることに
より、車両のヨーレートがハンドル角に関係なく変化す
るようなことが防止され、スムーズな操舵感が得られる
ようになる。

また、車両の減速時には、所定車速領域における前後輪
転舵比を比較的小さく抑えるようにすることにより、車
両の急な回り込みが防止され、操舵の容易性が確保され
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は本発明が適用される前後輪操舵車両の操
舵システムの一例を示す概略構成図である。

この図から明らかなように、左右の前輪ｌ。

１及び後輪２．２にはそれぞれナックルアーム３．３．
４．４が取り付けられている。前輪１．１のナックルア
ーム３．３は、タイロッド５．５を介してフロントステ
アリングギヤ機構６のラックシャフト６ａに連結されて
いる。また、後輪２．２のナックルアーム４，４は、タ
イロッド７．７を介してリヤステアリングギヤ機構８の
ラックシャフト８ａに連結されている。そして、フロン
トステアリングギヤ機構６のラックシャフト６ａには、
ステアリングハンドル９から延出するステアリングシャ
フト１０の一端に固着されたビニオン６ｂが噛み合わさ
れ、リヤステアリングギヤ機構８のラックシャフト８ａ
には、モータＩＩによって回転駆動されるステアリング
シャフト１２の一端に固着されたビニオン８ｂが噛み合
わされている。

こうして、ステアリングハンドル９の操作によって前輪
１．１が操舵され、モータ１１の回転によって後輪２．
２が操舵されるようになっている。

モータ１１は、電子制御回路１３からの出力信号によっ
て制御されるようになっている。その電子制御回路１３
には、ハンドル９によって回転されるステアリングシャ
フト１０の回転角度を検出する前輪転舵角センサ１４、
リヤステアリング機構８のビニオン８ｂによって駆動さ
れるラックシャフト８ａの変位量を検出する後輪転舵角
センサ１５、及び前後輪１，１．２゜２の回転速度を検
出する車輪速度センサ１６、の各出力信号が入力されて
いる。電子制御回路１３においては、各センサ１４，１
５．１６からの信号に基づいて、そのときの前輪転舵角
θＦ、後輪転舵角θ８、及び車速Ｖが算出されるように
なっている。

また、電子制御回路１３には、第２図に示されているよ
うな車速Ｖと前後輪転舵比ｋ　（＝θＲ／θ、）との関
係を表すマツプが記憶されている。そのマツプは、車速
ＶがゼロからＶｌの超低車速域にあるときには転舵比ｋ
が一定の正の値ａをとり、Ｖｌを超えると、転舵比ｋが
一旦大きくなった後、徐々に小さくなってゼロから負へ
と漸減していくものとされている。超低車速域における
転舵比の値ａは、ハンドル９によって前輪１．１をすえ
切りしたとき後輪２．２の転舵角が５°程度となる大き
さとされている。また、転舵比ｋがａより大きくなり始
める車速ｖｌは、例えばＩＯｋｍ／ｈ程度の、アンダス
テア傾向が表れ始める速度とされている。

そして、転舵比ｋが一旦ａより大きくなった後、ａより
小さくなる車速■、は、車両が加速していくとき車両の
運動が動的に活発となる速度、例えば１５〜２５ｋｍ／
ｈとされている。

このようにして、車速ＶがＶｌとＶ、との間の所定車速
領域にあるときには、前後輪１．２の転舵比ｋがそれよ
り車速■の小さい領域における転舵比の値ａよりも大き
く保たれるように設定されている。

そして、転舵比には、所定車速領域内の最大値から漸減
して、車速Ｖｏ、例えば３５ｋｍ／ｈでゼロとなり、更
に車速が大きくなると、それに伴って負の値で絶対値が
大きくなるようにされている。

電子制御回路１３においては、第３図に示されている制
御フローに従って制御信号が出力される。

すなわち、車両の発進に伴って制御がスタートすると、
まず、ステラプル＋においてイニシャライズが行われ、
各パラメータがゼロにセットされる。そして、ステラプ
ル２において、前輪転舵角θ、及び車速■が読み込まれ
る。次いで、ステラプル３において、読み込まれた車速
Ｖと前回の制御フローで設定された車速Ｖ′とが比較さ
れる。この前回車速Ｖ′は、スタート直後にはイニシャ
ライズされることによりゼロとなっている。

ステラプル３において実車速Ｖが前回車速Ｖ′よりも小
さいと判断されたときには、車両が減速状態にあるとい
うことになり、ステラプル４において実車速Ｖと設定車
速■、とが比較される。この設定車速Ｖ、は、第２図の
マツプにおいて転舵比ｋがａよりも小さくなるときの車
速Ｖ、である。

ステラプル３において実車速Ｖが前回車速Ｖ′以上と判
断されると、車両は加速状態にあることになるので、ス
テラプルｓにおいて、第２図のマツプによりそのときの
車速■をアドレスとしてマツプ検索され、前後輪転舵比
ｋが決定される。

また、ステラプル４において実車速Ｖが設定車速Ｖ、に
等しいかそれより大きいと判断されたときにも、ステラ
プル５において同様に転舵比ｋが決定される。一方、ス
テラプル４において実車速Ｖが設定車速Ｖ、より小さい
と判断されたどきには、ステラプル６において、転舵比
ｋが一定値ａに決定される。

このようにして転舵比ｋが決定されると、ステップｐＨ
において、その転舵比にとステラプル２で読み込まれた
前輪転舵角θ、とが積算され、後輪２の目標転舵角θ８
ｏが算出される。そして、ステラプル８において、その
ときの後輪２の実転舵角ＯＲが読み込まれ、ステラプル
９において、その目標転舵角θ８ｏと実転舵角θ８との
偏差△θ９が算出される。

次いで、ステップｐＨＯにおいて、その偏差△θＲがゼ
ロとなるように後輪２を転舵する信号が出力される。ス
テップｐＨにおいては、そのときの車速■が前回車速Ｖ
′　として設定され、ステラプル２に戻る。

次に、このような前後輪操舵システムを備えた車両の作
用について説明する。

例えば壁際に駐車した状態からハンドル９を大きく右に
切りながら車両を発進させるときには、ハン下ル９によ
って前輪１．１が大きく右に操舵され、その転舵角θ、
が前輪転舵角センサ１４から電子制御回路１３に読み込
まれる。

また、車輪速度センサ１６からそのときの車速Ｖが電子
制御回路１３に読み込まれる。

発進直後においては前回車速Ｖ′はゼロとなっているの
で、そのときの車速Ｖは前回車速Ｖ′より大きい。した
がって、車両は加速状態にあると判断され、そのときの
車速Ｖに応じた前後輪転舵比ｋがマツプにより決定され
る。発進直後の車速Ｖは極めて小さいので、そのときの
転舵比には一定値ａとなる。そして、その転舵比ａと前
輪転舵角θ２とに基づいて後輪２゜２の目標転舵角θＲ
Ｏが算出され、電子制御回路１３から後輪２．２をその
目標転舵角θ８゜に転舵する制御信号が出力される。モ
ータ１１は、その制御信号を受けて作動し、それによっ
て後輪２．２が転舵される。

その場合、転舵比ａが正の値とされているので、後輪２
，２は前輪１．ｌとは逆の左方向となるように操舵され
る。そして、そのときの後輪２．２の転舵角は、転舵比
ｋが一定値ａとされているので、最大でも５°程度に抑
えられる。こうして、車両は、ハンドル操作に対する旋
回半径の変化を適度に抑えた状態で右側に大きく操舵さ
れ、壁際から容易に離れる。

車両が加速され、車速がＶＩを超えると、車両に作用す
る遠心力が大きくなって旋回半径が大きくなるアンダス
テア傾向が生ずる。しかしながら、そのときには、前後
輪転舵比ｋが超低車速域における転舵比ａよりも大きく
設定されているので、ハンドル９の切り角を一定として
おいても、後輪２゜２はより大きく転舵される。その結
果、車両は小さな半径で旋回することになり、アンダス
テアが防止される。こうして、車両が大きく操舵される
常用の車速領域における小回り性が改善される。

車両が更に加速され、車速がＶ、を超えると、後輪２．
２の転舵角は徐々に小さくなり、車速がＶｏに達すると
、その転舵角はゼロとなる。そして、車速が更に増加す
ると、転舵比ｋが負となるので、後輪２，２は前輪１．
１と同方向に操舵されるようになる。このような動作は
、従来の前後輪操舵車両と同様である。

一方、車両の減速時には、車速が■、に低下するまでは
同様にマツプによって転舵比ｋが決定される。しかしな
がら、車速■がＶｌよりも小さくなると、第３図の制御
フローのステラプル６により、転舵比ｋが超低車速域に
おける転舵比と等しい一定値ａとされる。したがって、
後輪２．２が過大に転舵されることがなく、低車速域に
おいて車両が急に回り込むことが防止される。こうして
、スムーズな操舵感が確保される。

しかも、このように転舵比ｋが大きく設定される所定車
速領域を、車両の運動が動的に活発となる車速Ｖ、の直
前の領域とすることにより、ハンドル角が一定であるに
もかかわらず加減速時に車両のヨーレートが変化するこ
とが防止される。したがって、操舵の容易性、安定性も
確保することができる。

なお、上記実施例においては、車両の減速時、所定の低
車速領域で前後輪転舵比ｋを一定゛値ａに保つものとし
ているが、減速時用の別のマツプを用いることにより、
その領域における転舵比ｋを徐々に一定値ａに近づけて
いくようにすることもできる。

また、本発明は、上記実施例のように高車速域において
前後輪１．２を同位相で操舵するもののほか、高車速域
においては後輪を操舵せず、低車速域において前後輪を
逆位相で操舵することにより取り回し性の向上のみを図
った前後輪操舵車両にも適用することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、所定
の低車速領域における前後輪の転舵比を、それより車速
の小さい領域における転舵比よりも大きく設定するよう
にしているので、ハンドル操作に対する旋回半径の変化
が適度に抑えられるばかりでなく、車両の発進時におけ
る車両後部の外側への張り出しも抑制されるようになり
、大きく操舵する常用の低車速領域での車両の小回り性
を向上させることができる。

したがって、壁際などから発進するときにも、直ちに大
きく操舵することができるとともに、続いて逆方向に大
きく転向させることも可能となり、車両の取り回しが著
しく容易となる。

しかも、前後輪の転舵比を大きくする車速領域を、車両
の加速時、車両の運動が動的に活発となる直前の所定車
速領域とすることにより、後輪を大きく転舵しても、減
速時に車両が急に回り込んだり、加減速に伴ってぎくし
ゃくした動きが生じたりするようなことがなくなる。し
たがって、容易に安定した操舵を行うことができる。

また、減速時に低車速域において転舵比が過大となるこ
とのないようにしておけば、減速中に車両のヨーレート
が急に大きくなるのを防止することができ、操舵がより
スムーズに行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による後輪の操舵方法が適用される前
後輪操舵車両の一例を示す操舵システムの概略構成図、 第２図は、その操舵システムの電子制御回路に記憶され
る前後輪転舵比のマツプを示すグラフ、 第３図は、その電子制御回路における制御フローを示す
フローチャートである。 ｌ・・・前輪　　　　　　２・・・後輪６・・・フロン
トステアリングギヤ機構８・・・リヤステアリングギヤ
機構 ９・・・ステアリングハンドル １１・・・モータ　　　　１３・・・電子制御回路１４
・・・前輪転舵角センサ １５・・・後輪転舵角センサ １６・・・車輪速度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低車速域においては操舵される前輪の転舵角に対
   してあらかじめ車速に応じて定められた転舵比で後輪を
   逆方向に操舵するようにした前後輪操舵車両において； 所定車速領域においては、それより車速の小さい領域に
   おける前後輪転舵比よりも大きな転舵比で後輪を操舵す
   ることを特徴とする、 前後輪操舵車両における後輪操舵方法。
2. （２）車両の減速時には、前記所定車速領域における前
   後輪転舵比を、それより車速の小さい領域における前後
   輪転舵比とほぼ等しい値に保つようにした、 請求項１記載の後輪操舵方法。