JP4030203B2 - 後輪駆動車の後輪操舵装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左、右後輪を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段および右後輪操舵手段と、車両の走行状況に応じて前記左および右後輪操舵手段の作動を制御するコントローラとを備える後輪駆動車の後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
左、右後輪を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段および右後輪操舵手段を備える車両が、たとえば特公平８−２５４７９号公報で開示されており、このものでは、車両の旋回時に左、右後輪の軸荷重差が大きくなるほど旋回外輪の舵角よりも旋回内輪の舵角が大きくなるように左、右輪操舵手段を独立に作動せしめ、旋回内輪の接地荷重減少によるコーナリングフォース減少を舵角増大によるコーナリングフォース増大で補償するようにして、旋回時の左、右後輪のタイヤ性能を最大限に発揮せしめ、操縦安定性の向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、後輪駆動車両において、旋回内輪の舵角が大きくなるような後輪操舵を行なうと、旋回内輪の横力が増大するので、旋回内輪から旋回外輪側への荷重移動により縮少した旋回内輪のタイヤ性能（摩擦円）を横力のみで使い切ってしまい、旋回内輪の駆動力を路面に充分に伝えられず、旋回内輪の空転を誘発することがある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、旋回時に左、右後輪のうち旋回内輪側の後輪で空転が生じることを防止し、左、右後輪の能力を最大限に発揮させ得るようにした後輪駆動車両の後輪操舵装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、左、右後輪を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段および右後輪操舵手段と、車両の走行状況に応じて前記左および右後輪操舵手段の作動を制御するコントローラとを備える後輪駆動車の後輪操舵装置において、前記コントローラは、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する旋回量指標を検出する旋回量検出手段と、左、右後輪の駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標を推定する駆動・制動力推定手段と、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標を算出する荷重移動量算出手段と、前記旋回量指標および前記駆動・制動力指標に基づいて左、右後輪の目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段とを含み、該目標舵角算出手段は、前記旋回量検出手段で検出した旋回量指標ならびに前記駆動・制動力推定手段で推定した駆動・制動力指標がともに大きくなるほど左、右後輪のトーイン量が大きくなるように、かつ、前記荷重移動量算出手段で算出した荷重移動量指標が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくなるように目標舵角を決定することを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、旋回時には左、右後輪の目標舵角が、車両の旋回量および両後輪の駆動・制動力がともに大きくなるほどトーイン量が大きくなるように定められることになり、左、右後輪のうち旋回内輪側では車輪スリップ角の減少による横力の減少が生じ、左、右後輪のうち旋回外輪側では車輪スリップ角の増大による横力の増大が生じることになる。したがって、車両の旋回に伴う旋回内輪から旋回外輪側への荷重移動が生じることによる旋回内輪の摩擦円半径の減少が生じても、旋回外輪および旋回内輪でのタイヤの摩擦円に対する横力および駆動・制動力の合力の割合を均等化することができ、旋回内輪で空転が生じることを極力防止して、左、右後輪の能力を最大限に発揮させることができる。しかも車両に対してはヨーモーメントを変化させることはないので、旋回方向と逆のヨーモーメント発生による旋回の妨害が生じることもなく、旋回方向と同じ方向のヨーモーメント発生による車両挙動の悪化が生じることもない。また、前記コントローラは、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標を算出する荷重移動量算出手段を含み、前記目標舵角算出手段は、前記荷重移動量算出手段で算出した荷重移動量指標が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくして算出するから、左、右後輪トータルでの横力が変化することがなく、車両の旋回挙動に対する影響が少なく、違和感がない。すなわち左、右後輪において旋回内輪から旋回外輪への荷重移動により、旋回内輪側の接地荷重が減少するのに対し、旋回外輪側の接地荷重は増大するのであるが、舵角の変化量を左、右後輪で同一としたときには、旋回内輪側で減少した横力以上の横力が旋回外輪側で増大することになり、左、右後輪トータルでの横力が変化するものであり、荷重移動量が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくすることにより、左、右後輪トータルでの横力の変化が抑えられるのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図７は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は後輪駆動車両の操舵系の構成を示す図、図２はコントローラの構成を示すブロック図、図３は前輪転舵角および車速と横加速度との関係を示す図、図４は横加速度および横加速度係数の関係を示す図、図５は駆動トルクおよび駆動力係数の関係を示す図、図６は横加速度および荷重差係数の関係を示す図、図７は旋回内輪および旋回外輪での摩擦円内での横力の変化を示す図である。
【０００９】
先ず図１において、この後輪駆動車両には、左、右後輪ＷRL、ＷRRに個別に対応した左後輪操舵手段１Ｌおよび右後輪操舵手段１Ｒが装備されており、左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒは、電動モーター２Ｌ、２Ｒと、電動モーター２Ｌ、２Ｒの出力軸に設けられたウォーム３Ｌ、３Ｒと、該ウォーム３Ｌ、３Ｒに噛合するウォームホイール４Ｌ、４Ｒとを備える。
【００１０】
前記両ウォームホイール４Ｌ、４Ｒの偏心位置には、図示しないボールジョイントを介してリンク５Ｌ、５Ｒの一端が連結されており、左、右後輪ＷRL、ＷRRのナックルアーム６Ｌ、６Ｒに前記リンク５Ｌ、５Ｒの他端が連結される。
【００１１】
このような左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒでは、電動モーター２Ｌ、２Ｒの作動に伴うナックルアーム６Ｌ、６Ｒの回動により左、右後輪ＷRL、ＷRRが転舵されることになり、両電動モーター２Ｌ、２Ｒを相互に独立して作動せしめることにより、左、右後輪ＷRL、ＷRRが別々に転舵されることになる。
【００１２】
一方、ステアリンクハンドル７の転舵力は、ハンドル軸８を介して前輪ステアリング装置９に入力され、さらに該前輪ステアリング装置９からサイドロッド１０Ｌ、１０Ｒおよびナックルアーム１１Ｌ、１１Ｒを介して左、右前輪ＷFL、ＷFRに伝達され、左、右前輪ＷFL、ＷFRはステアリングハンドル７の転舵操作に応じて同相に同角度で転舵されることになる。
【００１３】
左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒにおける電動モーター２Ｌ、２Ｒの作動はコントローラ１２1 により制御されるものであり、このコントローラ１２1 には、サイドロッド１０Ｒに付設される前輪舵角センサー１３で検出される前輪転舵角θＦ、左後輪操舵手段１Ｌに付設される左後輪舵角センサー１４Ｌで検出される左後輪転舵角θＬ、右後輪操舵手段１Ｒに付設される右後輪舵角センサー１４Ｒで検出される右後輪転舵角θＲ、車速センサー１５で検出される車速Ｖ、横加速度センサー１６で検出される車両の横加速度Ｇ、ならびに図示しないエンジンの作動を制御するエンジン制御装置１７からのエンジントルクＴおよびエンジン回転数Ｎが入力される。
【００１４】
図２において、コントローラ１２1 は、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する指標を検出する旋回量検出手段１８と、非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力すなわち駆動力を代表する指標を推定する駆動・制動力推定手段１９1 と、左、右後輪における旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する指標を算出する荷重移動量算出手段２０と、旋回量検出手段１８で検出した指標、駆動・制動力推定手段１９1 で推定した指標、荷重移動量算出手段２０で算出した指標、ならびに旋回量検出手段１８および荷重移動量算出手段２０の構成要素たる横加速度判断部２５で判断した旋回方向に基づいて左、右後輪ＷRL、ＷRRのトーイン側への目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段２１1 と、該目標舵角算出手段２１1 で算出された左後輪ＷRLの目標舵角θＭＬならびに左後輪舵角センサー１４Ｌで検出した左後輪ＷRLの転舵角θＬの舵角差ΔθＬを得る左後輪転舵角比較手段２２Ｌと、前記目標舵角算出手段２１1 で算出された右後輪ＷRRの目標舵角θＭＲならびに右後輪舵角センサー１４Ｒで検出した右後輪ＷRRの転舵角θＲの舵角差ΔθＲを得る右後輪転舵角比較手段２２Ｒと、左後輪転舵角比較手段２２Ｌで得た舵角差ΔθＬに基づいて定まる作動量ＩＬで左後輪操舵手段１Ｌにおける電動モーター２Ｌを作動せしめる左後輪出力制御手段２３Ｌと、右後輪転舵角比較手段２２Ｒで得た舵角差ΔθＲに基づいて定まる作動量ＩＲで右後輪操舵手段１Ｒにおける電動モーター２Ｒを作動せしめる右後輪出力制御手段２３Ｒとを備える。
【００１５】
旋回量算出手段１８は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、前輪舵角センサー１３で検出した前輪転舵角θＦと、横加速度センサー１６で検出した横加速度Ｇとに基づいて、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する旋回量指標である横加速度係数Ｋｇを算出するものであり、横加速度推定部２４と、横加速度判断部２５と、加え合わせ部２６と、横加速度係数算出部２７とで構成される。
【００１６】
横加速度推定部２４には、図３で示すように、車両モデルに基づいて前輪転舵角θＦおよび車速Ｖと横加速度Ｄｇとの関係が予め設定されており、加速度推定部２４は、前輪舵角センサー１３で検出される前輪舵角θＦすなわち運転者の旋回操作量と、車速センサー１５で検出される車速Ｖとに基づいて、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度を推定横加速度Ｄｇとして推定することになる。この推定横加速度Ｄｇの推定にあたって、たとえば左旋回時（右向きの横加速度）には「＋」、右旋回時（左向きの横加速度）には「−」が推定横加速度Ｄｇに付されている。
【００１７】
横加速度判断部２５は、横加速度センサー１６で検出される横加速度Ｇに基づいて、実際に生じた横加速度および旋回方向を判断し、たとえば左旋回時（右向きの横加速度）に「＋」、右旋回時（左向きの横加速度）に「−」を付すようにして検出横加速度Ｓｇを出力する。
【００１８】
加え合わせ部２６では、横加速度推定部２４からの推定横加速度Ｄｇに横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇが加算され、その加算結果として得られた横加速度Ｙｇが加え合わせ部２６から出力される。
【００１９】
横加速度係数算出部２７では、図４で示すように、横加速度Ｙｇの絶対値｜Ｙｇ｜に応じた横加速度係数Ｋｇが予め設定されており、加え合わせ部２６から入力される横加速度Ｙｇに基づく横加速度係数Ｋｇが、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する指標として横加速度係数算出部２７で算出される。
【００２０】
このようにして旋回量算出手段１８からは車両の旋回量を代表する指標としての加速度係数Ｋｇが出力されるが、この横加速度係数Ｋｇは、前輪舵角センサー１３で検出される前輪舵角θＦならびに車速センサー１５で検出される車速Ｖに基づいて推定した推定横加速度Ｄｇと、横加速度センサー１６で検出される横加速度Ｇの判断による検出横加速度Ｓｇとの合算値Ｙｇに基づいて算出されるものである。而して推定横加速度Ｄｇは、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度として推定されるが、実際の車両の走行時には路面状況の変化等により推定横加速度Ｄｇとは異なる横加速度が生じるものであり、実際に検出した検出横加速度Ｓｇを推定横加速度Ｄｇに加算することにより、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度Ｙｇが実際の路面状況により適合して得られることになる。しかもその横加速度Ｙｇに基づいて横加速度係数Ｋｇを横加速度係数算出部２７で算出するので、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう車両の旋回量を代表する旋回量指標としての横加速度係数Ｋｇを、実際の路面状況により適合させて得ることができる。
【００２１】
駆動・制動力推定手段１９1 は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、エンジン制御装置１７で得られるエンジントルクＴおよびエンジン回転数Ｎとに基づいて、非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動力を代表する駆動力指標である駆動力係数Ｋｄを推定するものであり、ギア比判断部２８と、駆動トルク算出部２９と、駆動力係数算出部３０とを備える。
【００２２】
ギア比判断部２８は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、エンジン制御装置１７から入力されるエンジン回転数Ｎとの比に基づいて、エンジンおよび両後輪ＷRL、ＷRR間のギア比を算出する。
【００２３】
駆動トルク算出部２９は、ギア比判断部２８で得られたギア比と、エンジン制御装置１７から入力されるエンジントルクＴとの積に基づいて、両後輪ＷRL、ＷRRの駆動トルクＴｄを算出する。
【００２４】
駆動力係数算出部３０では、図５で示すように、駆動トルクＴｄの絶対値｜Ｔｄ｜に応じた駆動力係数Ｋｄが予め設定されており、駆動トルク算出部２９から入力される駆動トルクＴｄに基づく駆動力係数Ｋｄが、両後輪ＷRL、ＷRRの駆動力を代表する指標として駆動力係数算出部３０で算出される。
【００２５】
ところで、この実施例の駆動・制動力推定手段１９1 では、駆動トルクＴｄの算出にあたって、エンジン制御装置１７からのエンジントルクＴおよびエンジン回転数Ｎを用いるようにしているが、エンジン吸気圧およびエンジン回転数Ｎに基づいて駆動トルクＴｄを得ることも可能であり、また前後加速度センサーによる車両の前後加速度検出値に基づいて駆動トルクＴｄを推定することも可能である。
【００２６】
荷重移動量算出手段２０は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、前輪舵角センサー１３で検出した前輪転舵角θＦと、横加速度センサー１６で検出した横加速度Ｇとに基づいて、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標である荷重差係数Ｋｓを算出するものであり、旋回量算出手段１８と共通の構成要素である横加速度推定部２４、横加速度判断部２５および加え合わせ部２６と、荷重差係数算出部３１とで構成される。
【００２７】
荷重差係数算出部３１では、図６で示すように、横加速度Ｙｇの絶対値｜Ｙｇ｜に応じた荷重差係数Ｋｓが予め設定されており、加え合わせ部２６から入力される横加速度Ｙｇに基づく荷重差係数Ｋｓが、荷重差係数算出部３１で算出される。しかも前記旋回量算出手段１８と同様に、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度として推定される推定横加速度Ｄｇと、横加速度センサー１６で検出される横加速度Ｇの判断による検出横加速度Ｓｇとの合算値Ｙｇに基づいて荷重差係数Ｋｓが算出されるので、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう旋回量での車両の旋回時における旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する指標を、実際の路面状況により適合させて荷重差係数算出部３１で算出することができる。
【００２８】
目標舵角算出手段２１1 には、旋回量検出手段１８からの横加速度係数Ｋｇ、駆動・制動力推定手段１９1 からの駆動力係数Ｋｄ、荷重移動量算出手段２０からの荷重差係数Ｋｓおよび横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇが入力される。
【００２９】
而して目標舵角算出手段２１1 は、先ず横加速度係数Ｋｇ、駆動力係数Ｋｄおよび荷重差係数Ｋｓを用いて、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎと、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔとを、次の演算式に従ってそれぞれ演算する。
【００３０】
θｉｎ＝Ｋｄ×Ｋｇ………(1)
θｏｕｔ＝θｉｎ／Ｋｓ……(2)
上記第(1)、(2) の演算式の実行後に、目標舵角算出手段２１1 は、横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇに付されている「＋」、「−」の符号に基づき、Ｓｇ＞０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｉｎ……(3)
θＭＲ＝θｏｕｔ…(4)
と定め、またＳｇ＜０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｏｕｔ…(5)
θＭＲ＝θｉｎ……(6)
と定める。すなわちＳｇ＞０である車両の左旋回時には、左後輪ＷFLの目標舵角θＭＬが旋回内輪の目標舵角θｉｎとして定められるとともに右後輪ＷFRの目標舵角θＭＲが旋回外輪の目標舵角θｏｕｔとして定められ、またＳｇ＜０である車両の右旋回時には、左後輪ＷFLの目標舵角θＭＬが旋回外輪の目標舵角θｏｕｔとして定められるとともに右後輪ＷFRの目標舵角θＭＲが旋回内輪の目標舵角θｉｎとして定められることになる。
【００３１】
左後輪転舵角比較手段２２Ｌには、前記目標舵角算出手段２１1 で算出された左後輪ＷRLの目標舵角θＭＬと、左後輪舵角センサー１４Ｌで検出した左後輪ＷRLの転舵角θＬとが入力されており、該左後輪転舵角比較手段２２Ｌでは、目標舵角θＭＬおよび転舵角θＬの舵角差ΔθＬが算出される。また右後輪転舵角比較手段２２Ｒには、前記目標舵角算出手段２１1 で算出された右後輪ＷRRの目標舵角θＭＲと、右後輪舵角センサー１４Ｒで検出した右後輪ＷRLの転舵角θＲとが入力されており、該右後輪転舵角比較手段２２Ｒでは、目標舵角θＭＲおよび転舵角θＲの舵角差ΔθＲが算出される。
【００３２】
左、右後輪出力制御手段２３Ｌ、２３Ｒは、左、右後輪転舵角比較手段２２Ｌ、２２Ｒで得た舵角差ΔθＬ、ΔθＲに基づいて左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒにおける電動モーター２Ｌ、２Ｒを作動量ＩＬ、ＩＲをそれぞれ定め、その作動量ＩＬ、ＩＲで電動モータ２Ｌ、２Ｒをそれぞれ作動せしめる。
【００３３】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、コントローラ１２1 では、旋回量検出手段１８において運転者の旋回操作に応じた旋回量を代表する横加速度係数Ｋｇが検出されるとともに、駆動・制動力推定手段１９1 において非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を代表する駆動力係数Ｋｄが推定され、目標舵角算出手段２１1 では、前記横加速度係数Ｋｇおよび駆動力係数Ｋｄに基づき、上記第(1) 式に従って、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎが（θｉｎ＝Ｋｄ×Ｋｇ）として算出され、また旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔが目標舵角θｉｎを用いて上記第(2) 式に従って算出される。すなわち、旋回時に左、右後輪ＷRL、ＷRRは、左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒによってともにトーイン側に転舵されるものであり、両目標舵角θｉｎ、θｏｕｔは横加速度係数Ｋｇおよび駆動力係数Ｋｄがともに大きくなるにつれてトーイン側に大きくなり、車両の旋回時には左、右後輪ＷRL、ＷRRは、車両の旋回量および両後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力がともに大きくなるほどトーイン量が大きくなるように転舵されることになる。
【００３４】
この結果、図７で示すように、左、右後輪ＷRL、ＷRRのうち旋回内輪側では車輪スリップ角の減少による横力の減少が生じ、左、右後輪ＷRL、ＷRRのうち旋回外輪側では車輪スリップ角の増大による横力の増大が生じることになる。したがって、車両の旋回に伴う旋回内輪から旋回外輪側への荷重移動が生じることによる旋回内輪の摩擦円半径の減少が生じても、旋回外輪および旋回内輪でのタイヤの摩擦円に対する横力および駆動・制動力の合力の割合を均等化することができ、旋回内輪で空転が生じることを極力防止して、左、右後輪の能力を最大限に発揮させることができる。しかも車両に対してはヨーモーメントを変化させることはないので、旋回方向と逆のヨーモーメント発生による旋回の妨害が生じることもなく、旋回方向と同じ方向のヨーモーメント発生による車両挙動の悪化が生じることもない。
【００３５】
またコントローラ１２1 は、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標である荷重差係数Ｋｓを算出する荷重移動量算出手段２０を含むものであり、目標舵角算出手段２１1 では、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔが、目標舵角θｉｎおよび荷重差係数Ｋｓを用いて、上記第(2) 式の通り（θｏｕｔ＝θｉｎ／Ｋｓ）に算出される。すなわち目標舵角算出手段２１1 は、荷重移動量指標である荷重差係数Ｋｓが大きいほど旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔが、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎよりも小さくなるようにして、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔを算出している。
【００３６】
このように旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔおよび旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎを定めることにより、左、右後輪ＷRL、ＷRRトータルでの横力が変化することがなく、車両の旋回挙動に対する影響が少なく、違和感がないことになる。すなわち左、右後輪ＷRL、ＷRRにおいて旋回内輪から旋回外輪への荷重移動により、旋回内輪側の接地荷重が減少するのに対し、旋回外輪側の接地荷重は増大するのであるが、舵角の変化量を左、右後輪ＷRL、ＷRRで同一としたときには、旋回内輪側で減少した横力以上の横力が旋回外輪側で増大することになり、左、右後輪ＷRL、ＷRRトータルでの横力が変化するものであり、荷重移動量が大きいほど旋回外輪の目標舵角θｏｕｔのトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角θｉｎのトーイン側への変化量よりも小さくすることにより、左、右後輪ＷRL、ＷRRトータルでの横力の変化が抑えられるのである。
【００３７】
上記第１実施例では、駆動、制動力推定手段１９1 が、非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力すなわち駆動力を代表する指標として駆動力係数Ｋｄを推定するようにしたが、ブレーキ操作状態での左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標を推定するようにすることも可能であり、その場合、駆動トルクから左、右後輪ＷRL、ＷRRの制動力を減算して駆動・制動力を得るようにすればよい。
【００３８】
図８および図９は本発明の第２実施例を示すものであり、図８は図２に対応したコントローラの構成を示すブロック図、図９は車速および車速係数の関係を示す図である。
【００３９】
先ず図８において、コントローラ１２2 は、旋回量検出手段１８と、左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力すなわち駆動力を代表する指標を推定する駆動・制動力推定手段としての車速係数算出手段１９2 と、荷重移動量算出手段２０と、旋回量検出手段１８で検出した指標、車速係数算出手段１９2 で推定した指標、荷重移動量算出手段２０で算出した指標、ならびに旋回量検出手段１８および荷重移動量算出手段２０の構成要素たる横加速度判断部２５で判断した旋回方向に基づいて左、右後輪ＷRL、ＷRRのトーイン側への目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段２１2 と、左後輪転舵角比較手段２２Ｌと、右後輪転舵角比較手段２２Ｒと、左後輪出力制御手段２３Ｌと、右後輪出力制御手段２３Ｒとを備える。
【００４０】
車速係数算出手段１９2 は、車速センサー１５で検出した車速Ｖに基づいて、左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標である車速係数Ｋｖを推定するものであり、図９で示すように予め設定された車速−車速係数マップに基づいて、車速係数Ｋｖが車速係数算出手段１９2 で算出される。
【００４１】
ところで、駆動力とは、エンジントルクを変速機のギアで増幅して得られるものであり、ギア比とは大きな相関関係を有するものであり、車速Ｖが低いときにはギア比が小さく駆動力が比較的大きいと考えられ、また車速Ｖが高いときにはギア比が高く駆動力が比較的小さいと考えられる。一方、両後輪ＷRL、ＷRRに作用する制動力が比較的大きいときには車速Ｖが低く、また両後輪ＷRL、ＷRRに作用する制動力が比較的小さいときには車速Ｖが高いので、車速Ｖは、両後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を反映していると考えられる。したがって車速係数算出手段１９2 で車速Ｖに応じて算出される車速係数Ｋｖは、駆動・制動力を代表する指標となる。
【００４２】
目標舵角算出手段２１2 には、旋回量検出手段１８からの横加速度係数Ｋｇ、駆動・制動力推定手段１９2 からの車速係数Ｋｖ、荷重移動量算出手段２０からの荷重差係数Ｋｓおよび横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇが入力される。
【００４３】
而して目標舵角算出手段２１2 は、先ず横加速度係数Ｋｇ、車速係数Ｋｖおよび荷重差係数Ｋｓを用いて、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎと、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔとを、次の演算式に従ってそれぞれ演算する。
【００４４】
θｉｎ＝Ｋｖ×Ｋｇ………(7)
θｏｕｔ＝θｉｎ／Ｋｓ……(8)
上記第(7)、(8) の演算式の実行後に、目標舵角算出手段２１2 は、横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇに付されている「＋」、「−」の符号に基づき、Ｓｇ＞０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｉｎ……(9)
θＭＲ＝θｏｕｔ…(10)
と定め、またＳｇ＜０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｏｕｔ…(11)
θＭＲ＝θｉｎ……(12)
と定める。
【００４５】
この第２実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００４７】
たとえば、上記実施例では、車両の旋回時に左および右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒによって、左、右後輪ＷRL、ＷRRをトーイン側に作動せしめるようにした後輪操舵装置について説明したが、本発明は、車両の旋回時に左、右後輪ＷRL、ＷRRをいずれか一方がトーアウト側となるように作動せしめるようにした後輪操舵装置についても適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、車両の旋回時に旋回内輪で空転が生じることを極力防止して、左、右後輪の能力を最大限に発揮させることができ、旋回方向と逆のヨーモーメント発生による旋回の妨害が生じることもなく、旋回方向と同じ方向のヨーモーメント発生による車両挙動の悪化が生じることもない。しかも、左、右後輪トータルでの横力が変化することがなく、車両の旋回挙動に対する影響が少なく、違和感がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例における後輪駆動車両の操舵系の構成を示す図である。
【図２】 コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】 前輪転舵角および車速と横加速度との関係を示す図である。
【図４】 横加速度および横加速度係数の関係を示す図である。
【図５】 駆動トルクおよび駆動力係数の関係を示す図である。
【図６】 横加速度および荷重差係数の関係を示す図である。
【図７】 旋回内輪および旋回外輪での摩擦円内での横力の変化を示す図である。
【図８】 第２実施例の図２に対応したコントローラの構成を示すブロック図である。
【図９】 車速および車速係数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１Ｌ・・・左後輪操舵手段
１Ｒ・・・右後輪操舵手段
１２1 、１２2 ・・・コントローラ
１８・・・旋回量検出手段
１９1 ・・・駆動・制動力推定手段
１９2 ・・・駆動・制動力推定手段としての車速係数算出手段
２０・・・荷重移動量算出手段
２１1 、２１2 ・・・目標舵角算出手段
ＷRL・・・左後輪
ＷRR・・・右後輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、左、右後輪を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段および右後輪操舵手段と、車両の走行状況に応じて前記左および右後輪操舵手段の作動を制御するコントローラとを備える後輪駆動車の後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
左、右後輪を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段および右後輪操舵手段を備える車両が、たとえば特公平８−２５４７９号公報で開示されており、このものでは、車両の旋回時に左、右後輪の軸荷重差が大きくなるほど旋回外輪の舵角よりも旋回内輪の舵角が大きくなるように左、右輪操舵手段を独立に作動せしめ、旋回内輪の接地荷重減少によるコーナリングフォース減少を舵角増大によるコーナリングフォース増大で補償するようにして、旋回時の左、右後輪のタイヤ性能を最大限に発揮せしめ、操縦安定性の向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、後輪駆動車両において、旋回内輪の舵角が大きくなるような後輪操舵を行なうと、旋回内輪の横力が増大するので、旋回内輪から旋回外輪側への荷重移動により縮少した旋回内輪のタイヤ性能（摩擦円）を横力のみで使い切ってしまい、旋回内輪の駆動力を路面に充分に伝えられず、旋回内輪の空転を誘発することがある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、旋回時に左、右後輪のうち旋回内輪側の後輪で空転が生じることを防止し、左、右後輪の能力を最大限に発揮させ得るようにした後輪駆動車両の後輪操舵装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、左、右後輪を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段および右後輪操舵手段と、車両の走行状況に応じて前記左および右後輪操舵手段の作動を制御するコントローラとを備える後輪駆動車の後輪操舵装置において、前記コントローラは、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する旋回量指標を検出する旋回量検出手段と、左、右後輪の駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標を推定する駆動・制動力推定手段と、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標を算出する荷重移動量算出手段と、前記旋回量指標および前記駆動・制動力指標に基づいて左、右後輪の目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段とを含み、該目標舵角算出手段は、前記旋回量検出手段で検出した旋回量指標ならびに前記駆動・制動力推定手段で推定した駆動・制動力指標がともに大きくなるほど左、右後輪のトーイン量が大きくなるように、かつ、前記荷重移動量算出手段で算出した荷重移動量指標が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくなるように目標舵角を決定することを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、旋回時には左、右後輪の目標舵角が、車両の旋回量および両後輪の駆動・制動力がともに大きくなるほどトーイン量が大きくなるように定められることになり、左、右後輪のうち旋回内輪側では車輪スリップ角の減少による横力の減少が生じ、左、右後輪のうち旋回外輪側では車輪スリップ角の増大による横力の増大が生じることになる。したがって、車両の旋回に伴う旋回内輪から旋回外輪側への荷重移動が生じることによる旋回内輪の摩擦円半径の減少が生じても、旋回外輪および旋回内輪でのタイヤの摩擦円に対する横力および駆動・制動力の合力の割合を均等化することができ、旋回内輪で空転が生じることを極力防止して、左、右後輪の能力を最大限に発揮させることができる。しかも車両に対してはヨーモーメントを変化させることはないので、旋回方向と逆のヨーモーメント発生による旋回の妨害が生じることもなく、旋回方向と同じ方向のヨーモーメント発生による車両挙動の悪化が生じることもない。また、前記コントローラは、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標を算出する荷重移動量算出手段を含み、前記目標舵角算出手段は、前記荷重移動量算出手段で算出した荷重移動量指標が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくして算出するから、左、右後輪トータルでの横力が変化することがなく、車両の旋回挙動に対する影響が少なく、違和感がない。すなわち左、右後輪において旋回内輪から旋回外輪への荷重移動により、旋回内輪側の接地荷重が減少するのに対し、旋回外輪側の接地荷重は増大するのであるが、舵角の変化量を左、右後輪で同一としたときには、旋回内輪側で減少した横力以上の横力が旋回外輪側で増大することになり、左、右後輪トータルでの横力が変化するものであり、荷重移動量が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくすることにより、左、右後輪トータルでの横力の変化が抑えられるのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図７は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は後輪駆動車両の操舵系の構成を示す図、図２はコントローラの構成を示すブロック図、図３は前輪転舵角および車速と横加速度との関係を示す図、図４は横加速度および横加速度係数の関係を示す図、図５は駆動トルクおよび駆動力係数の関係を示す図、図６は横加速度および荷重差係数の関係を示す図、図７は旋回内輪および旋回外輪での摩擦円内での横力の変化を示す図である。
【０００９】
先ず図１において、この後輪駆動車両には、左、右後輪ＷRL、ＷRRに個別に対応した左後輪操舵手段１Ｌおよび右後輪操舵手段１Ｒが装備されており、左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒは、電動モーター２Ｌ、２Ｒと、電動モーター２Ｌ、２Ｒの出力軸に設けられたウォーム３Ｌ、３Ｒと、該ウォーム３Ｌ、３Ｒに噛合するウォームホイール４Ｌ、４Ｒとを備える。
【００１０】
前記両ウォームホイール４Ｌ、４Ｒの偏心位置には、図示しないボールジョイントを介してリンク５Ｌ、５Ｒの一端が連結されており、左、右後輪ＷRL、ＷRRのナックルアーム６Ｌ、６Ｒに前記リンク５Ｌ、５Ｒの他端が連結される。
【００１１】
このような左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒでは、電動モーター２Ｌ、２Ｒの作動に伴うナックルアーム６Ｌ、６Ｒの回動により左、右後輪ＷRL、ＷRRが転舵されることになり、両電動モーター２Ｌ、２Ｒを相互に独立して作動せしめることにより、左、右後輪ＷRL、ＷRRが別々に転舵されることになる。
【００１２】
一方、ステアリンクハンドル７の転舵力は、ハンドル軸８を介して前輪ステアリング装置９に入力され、さらに該前輪ステアリング装置９からサイドロッド１０Ｌ、１０Ｒおよびナックルアーム１１Ｌ、１１Ｒを介して左、右前輪ＷFL、ＷFRに伝達され、左、右前輪ＷFL、ＷFRはステアリングハンドル７の転舵操作に応じて同相に同角度で転舵されることになる。
【００１３】
左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒにおける電動モーター２Ｌ、２Ｒの作動はコントローラ１２1 により制御されるものであり、このコントローラ１２1 には、サイドロッド１０Ｒに付設される前輪舵角センサー１３で検出される前輪転舵角θＦ、左後輪操舵手段１Ｌに付設される左後輪舵角センサー１４Ｌで検出される左後輪転舵角θＬ、右後輪操舵手段１Ｒに付設される右後輪舵角センサー１４Ｒで検出される右後輪転舵角θＲ、車速センサー１５で検出される車速Ｖ、横加速度センサー１６で検出される車両の横加速度Ｇ、ならびに図示しないエンジンの作動を制御するエンジン制御装置１７からのエンジントルクＴおよびエンジン回転数Ｎが入力される。
【００１４】
図２において、コントローラ１２1 は、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する指標を検出する旋回量検出手段１８と、非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力すなわち駆動力を代表する指標を推定する駆動・制動力推定手段１９1 と、左、右後輪における旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する指標を算出する荷重移動量算出手段２０と、旋回量検出手段１８で検出した指標、駆動・制動力推定手段１９1 で推定した指標、荷重移動量算出手段２０で算出した指標、ならびに旋回量検出手段１８および荷重移動量算出手段２０の構成要素たる横加速度判断部２５で判断した旋回方向に基づいて左、右後輪ＷRL、ＷRRのトーイン側への目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段２１1 と、該目標舵角算出手段２１1 で算出された左後輪ＷRLの目標舵角θＭＬならびに左後輪舵角センサー１４Ｌで検出した左後輪ＷRLの転舵角θＬの舵角差ΔθＬを得る左後輪転舵角比較手段２２Ｌと、前記目標舵角算出手段２１1 で算出された右後輪ＷRRの目標舵角θＭＲならびに右後輪舵角センサー１４Ｒで検出した右後輪ＷRRの転舵角θＲの舵角差ΔθＲを得る右後輪転舵角比較手段２２Ｒと、左後輪転舵角比較手段２２Ｌで得た舵角差ΔθＬに基づいて定まる作動量ＩＬで左後輪操舵手段１Ｌにおける電動モーター２Ｌを作動せしめる左後輪出力制御手段２３Ｌと、右後輪転舵角比較手段２２Ｒで得た舵角差ΔθＲに基づいて定まる作動量ＩＲで右後輪操舵手段１Ｒにおける電動モーター２Ｒを作動せしめる右後輪出力制御手段２３Ｒとを備える。
【００１５】
旋回量算出手段１８は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、前輪舵角センサー１３で検出した前輪転舵角θＦと、横加速度センサー１６で検出した横加速度Ｇとに基づいて、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する旋回量指標である横加速度係数Ｋｇを算出するものであり、横加速度推定部２４と、横加速度判断部２５と、加え合わせ部２６と、横加速度係数算出部２７とで構成される。
【００１６】
横加速度推定部２４には、図３で示すように、車両モデルに基づいて前輪転舵角θＦおよび車速Ｖと横加速度Ｄｇとの関係が予め設定されており、加速度推定部２４は、前輪舵角センサー１３で検出される前輪舵角θＦすなわち運転者の旋回操作量と、車速センサー１５で検出される車速Ｖとに基づいて、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度を推定横加速度Ｄｇとして推定することになる。この推定横加速度Ｄｇの推定にあたって、たとえば左旋回時（右向きの横加速度）には「＋」、右旋回時（左向きの横加速度）には「−」が推定横加速度Ｄｇに付されている。
【００１７】
横加速度判断部２５は、横加速度センサー１６で検出される横加速度Ｇに基づいて、実際に生じた横加速度および旋回方向を判断し、たとえば左旋回時（右向きの横加速度）に「＋」、右旋回時（左向きの横加速度）に「−」を付すようにして検出横加速度Ｓｇを出力する。
【００１８】
加え合わせ部２６では、横加速度推定部２４からの推定横加速度Ｄｇに横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇが加算され、その加算結果として得られた横加速度Ｙｇが加え合わせ部２６から出力される。
【００１９】
横加速度係数算出部２７では、図４で示すように、横加速度Ｙｇの絶対値｜Ｙｇ｜に応じた横加速度係数Ｋｇが予め設定されており、加え合わせ部２６から入力される横加速度Ｙｇに基づく横加速度係数Ｋｇが、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する指標として横加速度係数算出部２７で算出される。
【００２０】
このようにして旋回量算出手段１８からは車両の旋回量を代表する指標としての加速度係数Ｋｇが出力されるが、この横加速度係数Ｋｇは、前輪舵角センサー１３で検出される前輪舵角θＦならびに車速センサー１５で検出される車速Ｖに基づいて推定した推定横加速度Ｄｇと、横加速度センサー１６で検出される横加速度Ｇの判断による検出横加速度Ｓｇとの合算値Ｙｇに基づいて算出されるものである。而して推定横加速度Ｄｇは、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度として推定されるが、実際の車両の走行時には路面状況の変化等により推定横加速度Ｄｇとは異なる横加速度が生じるものであり、実際に検出した検出横加速度Ｓｇを推定横加速度Ｄｇに加算することにより、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度Ｙｇが実際の路面状況により適合して得られることになる。しかもその横加速度Ｙｇに基づいて横加速度係数Ｋｇを横加速度係数算出部２７で算出するので、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう車両の旋回量を代表する旋回量指標としての横加速度係数Ｋｇを、実際の路面状況により適合させて得ることができる。
【００２１】
駆動・制動力推定手段１９1 は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、エンジン制御装置１７で得られるエンジントルクＴおよびエンジン回転数Ｎとに基づいて、非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動力を代表する駆動力指標である駆動力係数Ｋｄを推定するものであり、ギア比判断部２８と、駆動トルク算出部２９と、駆動力係数算出部３０とを備える。
【００２２】
ギア比判断部２８は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、エンジン制御装置１７から入力されるエンジン回転数Ｎとの比に基づいて、エンジンおよび両後輪ＷRL、ＷRR間のギア比を算出する。
【００２３】
駆動トルク算出部２９は、ギア比判断部２８で得られたギア比と、エンジン制御装置１７から入力されるエンジントルクＴとの積に基づいて、両後輪ＷRL、ＷRRの駆動トルクＴｄを算出する。
【００２４】
駆動力係数算出部３０では、図５で示すように、駆動トルクＴｄの絶対値｜Ｔｄ｜に応じた駆動力係数Ｋｄが予め設定されており、駆動トルク算出部２９から入力される駆動トルクＴｄに基づく駆動力係数Ｋｄが、両後輪ＷRL、ＷRRの駆動力を代表する指標として駆動力係数算出部３０で算出される。
【００２５】
ところで、この実施例の駆動・制動力推定手段１９1 では、駆動トルクＴｄの算出にあたって、エンジン制御装置１７からのエンジントルクＴおよびエンジン回転数Ｎを用いるようにしているが、エンジン吸気圧およびエンジン回転数Ｎに基づいて駆動トルクＴｄを得ることも可能であり、また前後加速度センサーによる車両の前後加速度検出値に基づいて駆動トルクＴｄを推定することも可能である。
【００２６】
荷重移動量算出手段２０は、車速センサー１５で検出した車速Ｖと、前輪舵角センサー１３で検出した前輪転舵角θＦと、横加速度センサー１６で検出した横加速度Ｇとに基づいて、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標である荷重差係数Ｋｓを算出するものであり、旋回量算出手段１８と共通の構成要素である横加速度推定部２４、横加速度判断部２５および加え合わせ部２６と、荷重差係数算出部３１とで構成される。
【００２７】
荷重差係数算出部３１では、図６で示すように、横加速度Ｙｇの絶対値｜Ｙｇ｜に応じた荷重差係数Ｋｓが予め設定されており、加え合わせ部２６から入力される横加速度Ｙｇに基づく荷重差係数Ｋｓが、荷重差係数算出部３１で算出される。しかも前記旋回量算出手段１８と同様に、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう横加速度として推定される推定横加速度Ｄｇと、横加速度センサー１６で検出される横加速度Ｇの判断による検出横加速度Ｓｇとの合算値Ｙｇに基づいて荷重差係数Ｋｓが算出されるので、運転者の旋回操作に応じて生じるであろう旋回量での車両の旋回時における旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する指標を、実際の路面状況により適合させて荷重差係数算出部３１で算出することができる。
【００２８】
目標舵角算出手段２１1 には、旋回量検出手段１８からの横加速度係数Ｋｇ、駆動・制動力推定手段１９1 からの駆動力係数Ｋｄ、荷重移動量算出手段２０からの荷重差係数Ｋｓおよび横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇが入力される。
【００２９】
而して目標舵角算出手段２１1 は、先ず横加速度係数Ｋｇ、駆動力係数Ｋｄおよび荷重差係数Ｋｓを用いて、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎと、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔとを、次の演算式に従ってそれぞれ演算する。
【００３０】
θｉｎ＝Ｋｄ×Ｋｇ………(1)
θｏｕｔ＝θｉｎ／Ｋｓ……(2)
上記第(1)、(2) の演算式の実行後に、目標舵角算出手段２１1 は、横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇに付されている「＋」、「−」の符号に基づき、Ｓｇ＞０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｉｎ……(3)
θＭＲ＝θｏｕｔ…(4)
と定め、またＳｇ＜０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｏｕｔ…(5)
θＭＲ＝θｉｎ……(6)
と定める。すなわちＳｇ＞０である車両の左旋回時には、左後輪ＷFLの目標舵角θＭＬが旋回内輪の目標舵角θｉｎとして定められるとともに右後輪ＷFRの目標舵角θＭＲが旋回外輪の目標舵角θｏｕｔとして定められ、またＳｇ＜０である車両の右旋回時には、左後輪ＷFLの目標舵角θＭＬが旋回外輪の目標舵角θｏｕｔとして定められるとともに右後輪ＷFRの目標舵角θＭＲが旋回内輪の目標舵角θｉｎとして定められることになる。
【００３１】
左後輪転舵角比較手段２２Ｌには、前記目標舵角算出手段２１1 で算出された左後輪ＷRLの目標舵角θＭＬと、左後輪舵角センサー１４Ｌで検出した左後輪ＷRLの転舵角θＬとが入力されており、該左後輪転舵角比較手段２２Ｌでは、目標舵角θＭＬおよび転舵角θＬの舵角差ΔθＬが算出される。また右後輪転舵角比較手段２２Ｒには、前記目標舵角算出手段２１1 で算出された右後輪ＷRRの目標舵角θＭＲと、右後輪舵角センサー１４Ｒで検出した右後輪ＷRLの転舵角θＲとが入力されており、該右後輪転舵角比較手段２２Ｒでは、目標舵角θＭＲおよび転舵角θＲの舵角差ΔθＲが算出される。
【００３２】
左、右後輪出力制御手段２３Ｌ、２３Ｒは、左、右後輪転舵角比較手段２２Ｌ、２２Ｒで得た舵角差ΔθＬ、ΔθＲに基づいて左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒにおける電動モーター２Ｌ、２Ｒを作動量ＩＬ、ＩＲをそれぞれ定め、その作動量ＩＬ、ＩＲで電動モータ２Ｌ、２Ｒをそれぞれ作動せしめる。
【００３３】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、コントローラ１２1 では、旋回量検出手段１８において運転者の旋回操作に応じた旋回量を代表する横加速度係数Ｋｇが検出されるとともに、駆動・制動力推定手段１９1 において非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を代表する駆動力係数Ｋｄが推定され、目標舵角算出手段２１1 では、前記横加速度係数Ｋｇおよび駆動力係数Ｋｄに基づき、上記第(1) 式に従って、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎが（θｉｎ＝Ｋｄ×Ｋｇ）として算出され、また旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔが目標舵角θｉｎを用いて上記第(2) 式に従って算出される。すなわち、旋回時に左、右後輪ＷRL、ＷRRは、左、右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒによってともにトーイン側に転舵されるものであり、両目標舵角θｉｎ、θｏｕｔは横加速度係数Ｋｇおよび駆動力係数Ｋｄがともに大きくなるにつれてトーイン側に大きくなり、車両の旋回時には左、右後輪ＷRL、ＷRRは、車両の旋回量および両後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力がともに大きくなるほどトーイン量が大きくなるように転舵されることになる。
【００３４】
この結果、図７で示すように、左、右後輪ＷRL、ＷRRのうち旋回内輪側では車輪スリップ角の減少による横力の減少が生じ、左、右後輪ＷRL、ＷRRのうち旋回外輪側では車輪スリップ角の増大による横力の増大が生じることになる。したがって、車両の旋回に伴う旋回内輪から旋回外輪側への荷重移動が生じることによる旋回内輪の摩擦円半径の減少が生じても、旋回外輪および旋回内輪でのタイヤの摩擦円に対する横力および駆動・制動力の合力の割合を均等化することができ、旋回内輪で空転が生じることを極力防止して、左、右後輪の能力を最大限に発揮させることができる。しかも車両に対してはヨーモーメントを変化させることはないので、旋回方向と逆のヨーモーメント発生による旋回の妨害が生じることもなく、旋回方向と同じ方向のヨーモーメント発生による車両挙動の悪化が生じることもない。
【００３５】
またコントローラ１２1 は、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標である荷重差係数Ｋｓを算出する荷重移動量算出手段２０を含むものであり、目標舵角算出手段２１1 では、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔが、目標舵角θｉｎおよび荷重差係数Ｋｓを用いて、上記第(2) 式の通り（θｏｕｔ＝θｉｎ／Ｋｓ）に算出される。すなわち目標舵角算出手段２１1 は、荷重移動量指標である荷重差係数Ｋｓが大きいほど旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔが、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎよりも小さくなるようにして、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔを算出している。
【００３６】
このように旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔおよび旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎを定めることにより、左、右後輪ＷRL、ＷRRトータルでの横力が変化することがなく、車両の旋回挙動に対する影響が少なく、違和感がないことになる。すなわち左、右後輪ＷRL、ＷRRにおいて旋回内輪から旋回外輪への荷重移動により、旋回内輪側の接地荷重が減少するのに対し、旋回外輪側の接地荷重は増大するのであるが、舵角の変化量を左、右後輪ＷRL、ＷRRで同一としたときには、旋回内輪側で減少した横力以上の横力が旋回外輪側で増大することになり、左、右後輪ＷRL、ＷRRトータルでの横力が変化するものであり、荷重移動量が大きいほど旋回外輪の目標舵角θｏｕｔのトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角θｉｎのトーイン側への変化量よりも小さくすることにより、左、右後輪ＷRL、ＷRRトータルでの横力の変化が抑えられるのである。
【００３７】
上記第１実施例では、駆動、制動力推定手段１９1 が、非ブレーキ操作時の左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力すなわち駆動力を代表する指標として駆動力係数Ｋｄを推定するようにしたが、ブレーキ操作状態での左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標を推定するようにすることも可能であり、その場合、駆動トルクから左、右後輪ＷRL、ＷRRの制動力を減算して駆動・制動力を得るようにすればよい。
【００３８】
図８および図９は本発明の第２実施例を示すものであり、図８は図２に対応したコントローラの構成を示すブロック図、図９は車速および車速係数の関係を示す図である。
【００３９】
先ず図８において、コントローラ１２2 は、旋回量検出手段１８と、左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力すなわち駆動力を代表する指標を推定する駆動・制動力推定手段としての車速係数算出手段１９2 と、荷重移動量算出手段２０と、旋回量検出手段１８で検出した指標、車速係数算出手段１９2 で推定した指標、荷重移動量算出手段２０で算出した指標、ならびに旋回量検出手段１８および荷重移動量算出手段２０の構成要素たる横加速度判断部２５で判断した旋回方向に基づいて左、右後輪ＷRL、ＷRRのトーイン側への目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段２１2 と、左後輪転舵角比較手段２２Ｌと、右後輪転舵角比較手段２２Ｒと、左後輪出力制御手段２３Ｌと、右後輪出力制御手段２３Ｒとを備える。
【００４０】
車速係数算出手段１９2 は、車速センサー１５で検出した車速Ｖに基づいて、左、右後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標である車速係数Ｋｖを推定するものであり、図９で示すように予め設定された車速−車速係数マップに基づいて、車速係数Ｋｖが車速係数算出手段１９2 で算出される。
【００４１】
ところで、駆動力とは、エンジントルクを変速機のギアで増幅して得られるものであり、ギア比とは大きな相関関係を有するものであり、車速Ｖが低いときにはギア比が小さく駆動力が比較的大きいと考えられ、また車速Ｖが高いときにはギア比が高く駆動力が比較的小さいと考えられる。一方、両後輪ＷRL、ＷRRに作用する制動力が比較的大きいときには車速Ｖが低く、また両後輪ＷRL、ＷRRに作用する制動力が比較的小さいときには車速Ｖが高いので、車速Ｖは、両後輪ＷRL、ＷRRの駆動・制動力を反映していると考えられる。したがって車速係数算出手段１９2 で車速Ｖに応じて算出される車速係数Ｋｖは、駆動・制動力を代表する指標となる。
【００４２】
目標舵角算出手段２１2 には、旋回量検出手段１８からの横加速度係数Ｋｇ、駆動・制動力推定手段１９2 からの車速係数Ｋｖ、荷重移動量算出手段２０からの荷重差係数Ｋｓおよび横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇが入力される。
【００４３】
而して目標舵角算出手段２１2 は、先ず横加速度係数Ｋｇ、車速係数Ｋｖおよび荷重差係数Ｋｓを用いて、旋回内輪のトーイン側への目標舵角θｉｎと、旋回外輪のトーイン側への目標舵角θｏｕｔとを、次の演算式に従ってそれぞれ演算する。
【００４４】
θｉｎ＝Ｋｖ×Ｋｇ………(7)
θｏｕｔ＝θｉｎ／Ｋｓ……(8)
上記第(7)、(8) の演算式の実行後に、目標舵角算出手段２１2 は、横加速度判断部２５からの検出横加速度Ｓｇに付されている「＋」、「−」の符号に基づき、Ｓｇ＞０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｉｎ……(9)
θＭＲ＝θｏｕｔ…(10)
と定め、またＳｇ＜０のときには、左後輪の目標舵角θＭＬおよび右後輪の目標舵角θＭＲを、
θＭＬ＝θｏｕｔ…(11)
θＭＲ＝θｉｎ……(12)
と定める。
【００４５】
この第２実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００４７】
たとえば、上記実施例では、車両の旋回時に左および右後輪操舵手段１Ｌ、１Ｒによって、左、右後輪ＷRL、ＷRRをトーイン側に作動せしめるようにした後輪操舵装置について説明したが、本発明は、車両の旋回時に左、右後輪ＷRL、ＷRRをいずれか一方がトーアウト側となるように作動せしめるようにした後輪操舵装置についても適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、車両の旋回時に旋回内輪で空転が生じることを極力防止して、左、右後輪の能力を最大限に発揮させることができ、旋回方向と逆のヨーモーメント発生による旋回の妨害が生じることもなく、旋回方向と同じ方向のヨーモーメント発生による車両挙動の悪化が生じることもない。しかも、左、右後輪トータルでの横力が変化することがなく、車両の旋回挙動に対する影響が少なく、違和感がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例における後輪駆動車両の操舵系の構成を示す図である。
【図２】 コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】 前輪転舵角および車速と横加速度との関係を示す図である。
【図４】 横加速度および横加速度係数の関係を示す図である。
【図５】 駆動トルクおよび駆動力係数の関係を示す図である。
【図６】 横加速度および荷重差係数の関係を示す図である。
【図７】 旋回内輪および旋回外輪での摩擦円内での横力の変化を示す図である。
【図８】 第２実施例の図２に対応したコントローラの構成を示すブロック図である。
【図９】 車速および車速係数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１Ｌ・・・左後輪操舵手段
１Ｒ・・・右後輪操舵手段
１２1 、１２2 ・・・コントローラ
１８・・・旋回量検出手段
１９1 ・・・駆動・制動力推定手段
１９2 ・・・駆動・制動力推定手段としての車速係数算出手段
２０・・・荷重移動量算出手段
２１1 、２１2 ・・・目標舵角算出手段
ＷRL・・・左後輪
ＷRR・・・右後輪
Claims (1)
- 左、右後輪（ＷRL、ＷRR）を相互に独立して転舵可能な左後輪操舵手段（１Ｌ）および右後輪操舵手段（１Ｒ）と、車両の走行状況に応じて前記左および右後輪操舵手段（１Ｌ、１Ｒ）の作動を制御するコントローラ（１２1 、１２2 ）とを備える後輪駆動車の後輪操舵装置において、前記コントローラ（１２1 、１２2 ）は、運転者の旋回操作に応じた車両の旋回量を代表する旋回量指標を検出する旋回量検出手段（１８）と、左、右後輪（ＷRL、ＷRR）の駆動・制動力を代表する駆動・制動力指標を推定する駆動・制動力推定手段（１９1 、１９2 ）と、運転者の旋回操作に応じた旋回量での車両旋回時の旋回内輪から旋回外輪への荷重移動量を代表する荷重移動量指標を算出する荷重移動量算出手段（２０）と、前記旋回量指標および前記駆動・制動力指標に基づいて左、右後輪（ＷRL、ＷRR）の目標舵角をそれぞれ算出する目標舵角算出手段（２１1 、２１2 ）とを含み、該目標舵角算出手段（２１1 、２１2 ）は、前記旋回量検出手段（１８）で検出した旋回量指標ならびに前記駆動・制動力推定手段（１９ 1 、１９ 2 ）で推定した駆動・制動力指標がともに大きくなるほど左、右後輪（Ｗ RL 、Ｗ RR ）のトーイン量が大きくなるように、かつ、前記荷重移動量算出手段（２０）で算出した荷重移動量指標が大きいほど旋回外輪の目標舵角のトーイン側への変化量を旋回内輪の目標舵角のトーイン側への変化量よりも小さくなるように目標舵角を決定することを特徴とする後輪駆動車の後輪操舵装置。
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