JPH04287771A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

車両の後輪操舵装置

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JPH04287771A
JPH04287771A JP7367391A JP7367391A JPH04287771A JP H04287771 A JPH04287771 A JP H04287771A JP 7367391 A JP7367391 A JP 7367391A JP 7367391 A JP7367391 A JP 7367391A JP H04287771 A JPH04287771 A JP H04287771A
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JP
Japan
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steering
rear wheels
wheel
rear wheel
angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP7367391A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Sato
学 佐藤
Yoshihiro Kawabe
喜裕 川辺
Moritsune Nakada
中田 守恒
Hideo Ito
伊藤 英夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は操縦安定性を向上させる
ことのできる、車両の後輪操舵制御装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】車両の後輪操舵装置の従来例としては、
例えば図7に示すものがある。この従来装置は特開昭6
3−184576号公報に開示されたものであり、左右
後輪21L, 21Rを夫々独立して転舵する後輪操舵
機構22L, 22Rを有しており(後輪操舵機構22
L, 22Rの構成の詳細についてては上記公報を参照
のこと)、これら後輪操舵機構は、ステアリングホイー
ル23の操舵量(前輪舵角)を検出する前輪舵角センサ
24からの信号θおよび車速を検出する車速センサ25
からの信号Vに基づき制御回路26が旋回走行中と判定
したとき、左右後輪の輪荷重WRL,WRRを検出する
輪荷重センサ27L, 27Rからの信号に基づき制御
回路26が決定した転舵方向および転舵角で夫々個別に
後輪21L, 21Rを転舵する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、後輪の転舵方向および転舵角の決定に際
し後輪の横すべり角を考慮せずに左右後輪(旋回内外輪
)の輪荷重のみを用いていたため、例えば低摩擦係数路
面において走行操作上の要請から、大きな前輪舵角を与
えるようなステアリングホイール操作を行った場合後輪
の横すべり角が極めて大きくなり、このような走行状況
の下では、後輪操舵の実施に伴いさらに横すべり角が増
加することから、後輪の横すべり角に対する抗力(以下
コーナリングフォースと称す)が逆に減少し、本来意図
した旋回時の車両限界性能向上が達成できなくなるとい
う問題があった。
【0004】本発明は後輪の転舵方向および転舵角の決
定に際し左右後輪の輪荷重に加え左右後輪の横すべり角
をも用いることにより、上述した問題を解決することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の車両の後輪操舵装置は、左右後輪を夫々個別に転舵す
る後輪操舵機構を具え、該後輪操舵機構による左右後輪
の転舵方向および転舵角を左右後輪の輪荷重情報に基づ
き夫々独立して制御する、車両の後輪操舵装置において
、左右後輪の横すべり角を検出する横すべり角検出手段
と、得られた横すべり角情報および前記輪荷重情報に基
づき左右後輪の転舵方向および転舵角を夫々独立して制
御する制御手段とを具えて成ることを特徴とするもので
ある。
【0006】
【作用】本発明によれば、後輪操舵機構により左右後輪
を転舵する際には、制御手段が、横すべり角検出手段に
より検出された左右後輪の横すべり角情報と、左右後輪
の輪荷重情報とに基づき、いかなる横すべり角領域にお
いても所望のコーナリングフォースが得られるように左
右後輪の転舵方向および転舵角を夫々個別に決定するた
め、旋回時の車両限界性能を高めて操縦安定性を格段に
向上させることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明車両の後輪操舵装置の一実施例
を示すシステム図であり、図中1L, 1Rは左右前輪
を示す。なおこの図には操舵系のみを示してあり、エン
ジン等の駆動系の記入を省略してある。2はステアリン
グホイールであり、ステアリングホイール2の操舵操作
に伴いステアリング軸3を介してギヤボックス4がスト
ロークし、このストロークはタイロッド5、ナックルア
ーム6を介して前輪1L, 1Rに操舵力として伝達さ
れる。ギヤボックス4内には前輪舵角を検出する前輪舵
角センサ7を設け、この前輪舵角センサが検出した前輪
舵角信号θを制御手段としての制御回路8に入力する。 また前輪1Rの近傍に車速センサ9を設け、この車速セ
ンサ9が検出した車速信号Vを制御回路8に入力する。
【0008】また、車両の横すべり角を検出する横すべ
り角センサ10を設け、この横すべり角センサが検出し
た車両の横すべり角信号βを制御回路8に入力する。な
おここでは横すべり角を直接求めているが、代りに車速
センサ9、ヨーレイトセンサ11、横Gセンサ(図示せ
ず)からの車速信号V、ヨーレイド信号 dφ/dt、
横G信号gを用いて、次式   β=∫(g/v − dφ/dt)dt     
                         
     −(1) により算出してもよい。さらに、
この横すべり角βを用いて左右後輪の横すべり角を求め
るため、ヨーレイトセンサ11および、左右後輪舵角を
夫々検出する後輪舵角センサ12L, 12Rを設け、
これらセンサからの信号 dφ/dt、δr1, δr
2を制御回路8に入力する、制御回路8はこれら信号お
よび信号βに基づき左右後輪舵角β1,β2 を次式に
より算出する。   β1 =(V・β− Lr ・ dφ/dt) /
(V−dr・ dφ/2dt)−δr1      −
(2)   β2 =(V・β− Lr ・ dφ/d
t) /(V+dr・ dφ/2dt)−δr2   
   −(3) ただしLr:重心〜後軸間距離、dr
:トレードなお上記(2),(3) 式は左後輪が旋回
外輪に該当する(右後輪が旋回内輪に該当する)場合の
式であり、逆の場合には左後輪舵角をβ2 、右後輪舵
角をβ1と読替えるとともに、後輪舵角センサ12L 
からの信号をδr2、12R からの信号をδr1と読
替えるものとする。
【0009】次に本例に用いる後輪操舵機構について説
明する。後輪操舵機構13L, 13Rは、左右後輪1
4L, 14Rを夫々個別に転舵するため、制御回路8
からの信号により制御されるアクチュエータとこのアク
チュエータから後輪14L, 14Rに操舵力を伝達す
る機構とを夫々個別に具えて成るものであり、例えば油
圧アクチュエータ15L, 15Rと、これらアクチュ
エータによって作動する油圧リンダ16L, 16Rお
よび油圧ピストン17L,17R と、これら油圧ピス
トンに連結され、該ピストンの作動に伴い車両の幅方向
に進退移動するタイロッド18と、これらタイロッドに
回転自在に支持されるとともに後輪14L, 14Rを
夫々支持するナックルアーム19とを具えて成るものと
する。なお左右後輪14L, 14Rの近傍には夫々、
輪軸に作用する上下方向荷重、つまり輪荷重を検出する
輪荷重センサ20L, 20Rを設け、これら輪荷重セ
ンサが検出した輪荷重信号WRL, WRRを制御回路
8に入力する。
【0010】制御回路8は、上記各センサからの入力信
号に基づき図2の制御プログラムを実行して左右後輪1
4L, 14Rの転舵方向および転舵角を決定し、それ
による後輪操舵制御を行う。すなわち、所定周期毎の定
時割込みにより繰返し実行される図2のメインルーチン
において、まずステップ101 で各センサより信号θ
,V,β,dφ/dt, δr1, δr2, WRL
, WRRを読込み、ステップ102 で旋回走行中か
否かの判別を行う。この判別は例えばステップ101 
で読込んだ前輪舵角信号θおよび車速信号Vに基づき、
車速Vが所定値以上でかつ前輪舵角θが所定値以上のと
き旋回走行中と判定するものとする。この判別において
旋回走行中以外は制御をそのまま終了し、旋回走行中と
判定されたら、次のステップ103 で左右後輪の輪荷
重差|WRL−WRR|に基づき以下の制御に用いるマ
ップを選択する。このマップの選択は、例えば予め図示
しない記憶装置に記憶しておいた図3、図4のマップを
使用する場合、輪荷重差が大きい場合図3のマップを選
択し、輪荷重差が小さい場合図4のマップを選択するも
のとする。
【0011】次のステップ104 では、ステップ10
1 で読込んだ各信号より式(2),(3) によって
求めた左右後輪の横すべり角β1,β2 を用いて、選
択したマップの検索を行い、β1,β2 がどの領域に
属するかに応じて制御パターン(パターン1〜パターン
3)を決定する。この制御パターンの決定は、選択した
マップが図3である場合、旋回内輪、旋回外輪共に車輪
(タイヤ)の横すべり角の増加に応じてコーナリングフ
ォースCFが増加する領域、つまり0<β1 <β1m
axかつ0<β2 <β1max(ここでβ1maxは
旋回外輪のコーナリングフォースが最大値となる横すべ
り角である)となる場合をパターン1とし、旋回外輪で
は横すべり角の増加に応じてCFが減少し旋回内輪では
横すべり角の増加に応じてCFが増加する領域、つまり
β1max<β1 <β2maxかつβ1max<β2
 <β2max(ここでβ2maxは旋回内輪のコーナ
リングフォースが最大値となる横すべり角である)とな
る場合をパターン2とする。同様に選択したマップが図
4である場合、0<β1 <β1maxかつ0<β2 
<β1maxとなる場合をパターン1とし、β1max
<β1 <β2maxかつβ1max<β2 <β2m
axとなる場合をパターン2とし、さらにβ2max<
β1 かつβ2max<β2 となる場合をパターン3
とする。
【0012】次のステップ105 では上記のようにし
て決定した制御パターンの判別を行い、パターン1なら
ばステップ106 で左右後輪を前輪操舵方向と同一方
向(同相)に所定舵角だけ転舵する(なおこの所定舵角
については後に詳述する)。またパタン2ならばステッ
プ107 で左右後輪を旋回内輪(上記説明では右後輪
14R としている)は同相に所定舵角だけ転舵し、旋
回外輪(上記説明では左後輪14L としている)は前
輪操舵方向と逆方向(逆相)に所定舵角だけ転舵する。 さらにパターン3ならばステップ108 で左右後輪を
逆相に所定舵角だけ転舵する。
【0013】上記制御の作用について詳細に説明する。 一般に車両の旋回走行中はその旋回の程度に応じて左右
輪間に荷重移動が生じ、旋回内輪側の輪荷重は旋回外輪
側に比べて相対的に減少傾向を示し、コーナリングフォ
ース〜横すべり角の特性図である図5に示すように横す
べり角に対する抗力であるコーナリングフォースが減少
する。一方、車輪(タイヤ)のコーナリングフォースは
、一般にコーナリングフォース〜横すべり角の特性図で
ある図6に示すように、タイヤの横すべり角の増加に対
し、線形に増加する領域(図示O−A区間)、非線形に
増加する領域(図示A−B区間)、非線形に減少する領
域(図示B−C区間)の3種類に大別できる。したがっ
て左右後輪のコーナリングフォースが上記の内の何れの
領域に属しているかによって最適な制御は夫々異なるも
のになる。このため、制御回路8は、図2のステップ1
03 において図3、図4に例示したような、左右後輪
輪荷重差に応じた、横すべり角〜コーナリングフォース
特性を示すマップの中からその時点の輪荷重差に応じた
マップを選択し、ステップ104で横すべり角β1,β
2 を用いて当該マップを検索することにより、その時
点の左右後輪のコーナリングフォースが前記3つの領域
のどれに属するかを判定し、最適な制御パターンを決定
する。
【0014】ここで、左右後輪のコーナリングフォース
が共に図6のO−A区間またはA−B区間に属する場合
(例えば図3、図4においてβ1 =β2 =βS の
とき)にはパターン1とし、その場合、ステップ106
 で、コーナリングフォースが最大値となる横すべり角
β1max, β2maxを超えない範囲の転舵角で左
右後輪を夫々同相に転舵する。この結果、旋回内輪側に
おいて輪荷重の減少によって生じるコーナリングフォー
スの減少分を、旋回内輪側に与えた旋回外輪側よりも大
きい転舵量によって補うこととなり、コーナリングフォ
ースの増大に伴い操縦安定性を高めることができる(そ
の際、特に、左右後輪の転舵量を図4に右方向の矢印で
示すように夫々横すべり角がβ1max, β2max
となるようにすることにより、旋回内外輪共にタイヤの
能力を最大限に発揮することができ、操縦安定性が著し
く向上する)。
【0015】また図3に示す左右後輪の輪荷重移動が大
きい場合のように、旋回外輪のコーナリングフォースが
前記B−C区間、旋回内輪のコーナリングフォースが前
記O−AまたはA−B区間に属する場合(例えば図3に
おいてβ1 =β2 =βM のとき)にはパターン2
とし、その場合、ステップ107 で、左右後輪を旋回
外輪は逆相、旋回内輪は同相に、夫々コーナリングフォ
ースが最大値となる横すべり角β1max, β2ma
xを超えない範囲の転舵角(例えば左右後輪の転舵量を
夫々図3に左方向の矢印、右方向の矢印で示すようにす
る)で転舵する。この結果旋回内外輪共にタイヤの能力
を最大限に発揮することができ、操縦安定性が著しく向
上する。
【0016】さらに図4に示す左右後輪の輪荷重移動が
小さい場合のように、左右後輪のコーナリングフォース
が共に前記B−C区間に属する場合(例えば図4におい
てβ1 =β2 =βL のとき)にはパターン3とし
、その場合、ステップ108 で、コーナリングフォー
スが最大値β1max, β2maxを超えない範囲の
転舵角(例えば左右後輪の転舵量を夫々図4に左方向の
矢印で示すようにする)で左右後輪を夫々逆相に転舵す
る。この結果、旋回内外輪共にタイヤの能力を最大限に
発揮することができ、操縦安定性が著しく向上する。
【0017】
【発明の効果】かくして本発明の車両の後輪操舵装置は
上述の如く、後輪の転舵方向および転舵角の決定に際し
左右後輪の輪荷重に加え左右後輪の横すべり角をも用い
るから、後輪の横すべり角が小さい通常走行時は勿論、
後輪の横すべり角が極めて大きくなる限界走行時におい
ても所望のコーナリングフォースが得られるように左右
後輪の転舵方向および転舵角を夫々個別に決定するため
、旋回時の車両限界性能を高めて操縦安定性を格段に向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明車両の後輪操舵装置の一実施例を示すシ
ステム図である。
【図2】同例における制御回路による後輪操舵制御の制
御プログラムを示すフローチャートである。
【図3】同例における後輪の転舵方向および転舵角の決
定に用いるマップの一例を示す図である。
【図4】同例における後輪の転舵方向および転舵角の決
定に用いるマップの一例を示す図である。
【図5】後輪操舵におけるコーナリングフォース〜横す
べり角の特性を示す図である。
【図6】後輪操舵におけるコーナリングフォース〜横す
べり角の特性を示す図である。
【図7】従来例の車両の後輪操舵装置を示すシステム図
である。
【符号の説明】
7  前輪舵角センサ 8  制御回路(制御手段) 9  車速センサ 10  横すべり角センサ(横すべり角検出手段)11
  ヨーレイトセンサ(横すべり角検出手段)12L 
  後輪舵角センサ(横すべり角検出手段)12R  
 後輪舵角センサ(横すべり角検出手段)13L   
後輪操舵機構 13R   後輪操舵機構 14L   後輪 14R   後輪 20L   輪荷重センサ 20R   輪荷重センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  左右後輪を夫々個別に転舵する後輪操
    舵機構を具え、該後輪操舵機構による左右後輪の転舵方
    向および転舵角を左右後輪の輪荷重情報に基づき夫々独
    立して制御する、車両の後輪操舵装置において、左右後
    輪の横すべり角を検出する横すべり角検出手段と、得ら
    れた横すべり角情報および前記輪荷重情報に基づき左右
    後輪の転舵方向および転舵角を夫々独立して制御する制
    御手段とを具えて成ることを特徴とする、車両の後輪操
    舵装置。
JP7367391A 1991-03-14 1991-03-14 車両の後輪操舵装置 Pending JPH04287771A (ja)

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