JPH01145271A - 車両の操舵装置 - 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） 本発明は車両の操縦性能を任意に変更し得る操舵装置に
関するものである。

（従来の技術） この種車両の操舵技術としては、代表的にはステアリン
グハンドルによる前輪操舵時前輪及び後輪の少なくとも
一方を補助操舵するシステムにおいて、実願昭６２−１
７９０５号の如く運転者の要求する操縦性能に合せて補
助舵角のゲインを変更する技術を本願出願人は先に提案
した。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、等トータルゲイン線ａｗｄを示す第７図から
明らかなようにゲインの高い領域にハツチングを付して
示した如く運転者が不安定に感する領域がある。そして
、不安定限界ｅはゲインの上昇につれ、補助操舵応答遅
れの小ない箇所に存在する。

しかして上記のように、要求される操縦性能に合せてゲ
インを変更するだけでは、不安定領域を避ける必要があ
ることから、決められた補助操舵応答性によってゲイン
の上昇が限られ、従って要求される広範な操縦性能に十
分対処しきれないことを確かめた。

（問題点を解決するための手段） 本発明はこの問題解決のため、要求される車両の操舵性
能に合せてゲインを含む操舵応答特性を変更する操舵応
答特性設定手段を有し、該手段により設定されるゲイン
に応じた舵角で車両を操舵する車両の操舵装置において
、前記操舵応答特性設定手段はゲインの上昇時舵角の応
答遅れを減ずることを特徴とする車両の操舵装置を提供
しようとするものである。

（作　用） 操舵応答特性設定手段は要求される車両の操縦性能に合
せてゲインを含む操舵応答特性を変更し、操舵装置はこ
のゲインに応じた舵角で車両を操舵することにより、車
両を要求通りの性能が得られるよう操縦することができ
る。

ところでこの際、操舵応答特性設定手段がゲインの上昇
につれ舵角の応答遅れを減するため、不安定領域を避け
ながらゲインを大きく上昇させ得ることとなり、ゲイン
の上昇範囲を広げて広範な操縦性能にも十分対処するこ
とができる。

（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。

第１図は本発明車両用操舵装置の一実施例で、図中１は
前２輪、２は後２輪、３はステアリングハンドルを夫々
示す。先ず前輪操舵系を説明するに、前輪１のステアリ
ングリンケージ４間をラック５により連結し、このラッ
クにステアリングハンドル３で回転されるピニオン６を
噛合させ、ラック５及びピニオン６をギヤハウジング７
内に収納してステアリングギヤ８を構成する。

かくして、ステアリングハンドル３を操作すると、その
切り角θに応じてピニオン６は回転され、ラック５を長
手方向に移動させて前輪１を対応方向へ対応角度だけ転
舵する。前輪１を補助操舵するためにギヤハウジング７
をゴムブツシュ９により車体１０に支持すると共に、油
圧シリンダ式としたアクチュエータ１１により長手方向
へ変位可能とする。

アクチュエータ１１は第２図に明示するように、ピスト
ンｌｌａにより区画されてポートＡ、Ｂを持つ室と、ピ
ストンロッドＩｌｂとを有し、ピストンロッド■１ｂを
ギヤハウジング７に連結すると共に、シリンダを取付は
ロッドｌｌｃにより車体１０に連結する。アクチュエー
タ１１は第１図に示す電磁スプールパルプ１２により制
御し、このパルプはソレノイド１２ａ、　１２ｂを有し
、これらソレノイドの減勢時図示の中立位置にされるス
プリングセンタ式スプール１２ｃを具える。パルプ１２
はオイルポンプ１３及びリザーバ１４を接続して具え、
ポートＡ’、Ｂ’をアクチュエータ１１のポートＡ、Ｂ
に接続する。

ソレノイド１２ａ、　１２ｂは夫々、操舵角センサ１５
及び車速センサ１６の検出値θ（ハンドル切り角）、■
（車速）を入力されると共にモードセレクタ４０からの
信号Ｍを受けて作用するコントローラ１７からの電気信
号（目標前輪補助舵角δ、）に応じ増幅器１８を介して
選択的に駆動される。なお、モードセレクタ４０は運転
者が性格づけや好みに応じて車両の操縦性能を手動選択
するためのものである。

パルプ１２がソレノイド１２ａの付勢によりスプール１
２ｃを図中左行されると、ポートＢ′から油圧を供給し
てピストンロッドｌｌｂを第２図中矢印Ｃ方向へ変位さ
せる。この時、ハウジング７はゴムブツシュ９の蓼形を
介し第１図中左方に変位され、前輪ｌを右方向へ補助操
舵する。パルプ１２がソレノイド１２ｂの付勢によりス
プール１２ｃを図中右行されると、ポートＡ′から油圧
を供給して前輪１は逆に左方向へ補助操舵される。そし
て、これら補助操舵の方向および舵角δ、はストローク
センサ１９により検出されてフィードバックされ、補助
実舵角δＦが目標値δ、になる時、増幅器１８は付勢し
ていたソレノイド１２ａ又は１２ｂを減勢してスプール
１２ｃを中立位置に保ち、これによりアクチュエータ１
１をロックして前輪補助舵角δ、を目標補助舵角δ、に
保持するものとする。

次に後輪操舵系を説明するに、後輪２を車輪支持部材２
０により回転自在に支持し、この部材をラジアスロッド
２１により車体１０の前後方向に支持すると共に、一対
の平行なうチラルロッド２２．２３により車体１０の横
方向に支持し、部材２０の上方に車体１０まで延在する
ストラット２４を設ける。ストラット２４は第３図に明
示するようにサスペンションスプリング２５を有する。

そして、後輪５のトー角変化（後輪補助操舵）を行なえ
るように、一方のラテラルロッド２２の中間部に油圧シ
リンダ型としたアクチュエータ２６を介挿する。アクチ
ュエータ２６は左後輪のものについて示すと第４図に明
示するように、ピストン２６ａにより区画されてボート
Ａ、Ｂを持つ室と、ピストンロッド２６ｂとを有し、ピ
ストンロッド２６ｂを円板２７を介しラテラルロッド２
２の外側分割部分２２ａに同軸一体にすると共に、シリ
ンダをラテラルロッド２２の内側分割部分２２ｂに一体
結合する。

円板２７の両側に環状ゴムブツシュ２８．２９を配置し
、これらをアクチュエータ２６のシリンダに一体の筒体
３０内へ軸方向に変位しないよう収納する。

ラテラルロッド外側部分２２ａはラテラルロッド２３の
外端と同様、部材２０に植設したピン３１にゴムブツシ
ュ３２を介して連結し、ラテラルロッド内側部分２２ｂ
もラテラルロッド２３の内端と同様車体１０に植設した
ピン３３にゴムブツシュ３４を介して連結する。

両アクチュエータ２６のボートＡ、Ｂは夫々前述したと
同様な電磁スプールバルブ１２のボートＡ′。

Ｂ′にクロス配管により接続し、該バルブのソレノイド
１２ａ、　１２ｂを夫々コントローラ１７からの電気信
号（目標後輪補助舵角δｒ）に応じ増幅器３５を介して
選択的に駆動する。バルブ１２がソレノイド１２ｂの付
勢によりスプール１２ｃを図中右行されると、ボートＡ
′から油圧を出力して、左後輪用アクチュエータのＢボ
ート及び右後輪用アクチュエータのＡポートに供給する
。この時左後輪用アクチュエータはゴムブツシュ２９を
圧縮しつつピストンロッド２６ａを第４図中矢印方向に
変位されて収縮し、左後輪を第１図中２点鎖線で示す方
向へ補助操舵し、右後輪用アクチュエータは逆に伸長゛
し、右後輪を左後輪と同方向へ補助操舵する。バルブ１
２がソレノイド１２ａの付勢によりスプール１２ｃを図
中左行されると、ボートＢ′から左後輪用アクチュエー
タのＡポート及び右後輪用アクチュエータのＢボートに
夫々油圧を供給する。この時右後輪用アクチュエータは
収縮し、右後輪を第１図中２点鎖線で示す方向へ補助操
舵し、左後輪用アクチュエータは伸長して左後端を右後
輪と同方向に補助操舵する。そして、これら後輪補助操
舵の方向及び実舵角δ□はストロークセンサ３６によす
検出されてフィードバックされ、後輪補助舵角δ８が目
標値δ、になる時、増幅器３５は付勢していたソレノイ
ド１２ａ又は１２ｂを減勢してスプール１２ｃを中立位
置に保ち、これによりアクチュエータ２６をロックして
δ８＝δ、の状態を保持するものとする。

上記実施例の作用を次に説明する。

ステアリングハンドル３による前輪１の前記した操舵時
、コントローラ１７は第５図の手順に従って目標前後輪
補助舵角δ７．δ、を求める。つまり、入力されている
車速■及びハンドル切り角θ並びに選択モードＭを読込
み、先ず車速■からその関数として設定した前後輪用比
例定数に、、Ｋ。

及び前後輪用微分定数Ｔ、、Ｔ、を演算し、次いで選択
モードＭに対応したゲイン変更係数ｋを求める。その後
、第６図の如くに定めた時定数τをゲイン変更係数ｋか
ら求める。しかして、時定数τは補助操舵の応答性を決
めるもので、値が大きくなるにつれて応答遅れを大きく
するが、本発明においてはゲイン変更係数にの増大、つ
まりゲインの上昇につれ、時定数τを小さ（なるよう、
つまり応答遅れが少なくなるよう定める。

その後、前後輪の目標補助舵角δ２．δ、を夫々 （但し、Ｓはラプラス演算子、Ｎはステアリングギヤ８
のギヤ比） の演算により求め、これらδ１．δ、を夫々増幅器１８
．３５に出力する。

増幅器１８は、目標前輪補助舵角δ、と前輪補助実舵角
δ、との偏差に基づき、この偏差を減するようソレノイ
ド１２ａ又は１２ｂをＯＮする。これにより電磁スプー
ルパルプ１２は前記の作用によりアクチュエータ１１を
介してギヤハウジング７を対応方向へストロークさせ、
前輪ｌを補助操舵する。かくてδ１＝δ、になると、増
幅器１８はＯＮＬ、ていたソレノイド１２ａ又は１２ｂ
をＯＦＦ　してスプール１２ｃを中立位置に戻し、アク
チュエータ１１のロックによりギヤハウジング７を制御
位置に保ってδ「＝δ、の状態を保持する。

他方増幅器３５は、目標後輪補助舵角δ、と後輪補助実
舵角δ、との偏差に基づき、この偏差を減するようソレ
ノイド１２ａ又は１２ｂをＯＮする。これにより電磁ス
プールバルブ１２は前記の作用によりアクチュエータ２
６のうち、左後輪用のものを伸長、右後輪用のものを収
縮させて後２輪を左に補助転舵したり、或いはアクチュ
エータ２６のうち、左後輪用のものを収縮、右後輪用の
ものを伸長させて後２輪を右に補助操舵する。かくて、
δＲ＝δ。

になると、増幅器３５はＯＮＬ、ていたソレノイド１２
ａ又は１２ｂをＯＦＦ　してスプール１２ｃを中立位置
に戻し、アクチュエータ２６のロックによりδ８＝δ、
の状態を保持する。

ところで、目標補助舵角δ、を前記（１）式の如くに求
めるから、前輪の補助操舵が選択モードに応じた係数ｋ
によりゲインを決定されることとなり、車両の操縦性能
を運転者が選択したモードに対応したものとすることが
できる。

そして、目標補助舵角δ７．δ、を前記（１）、（２）
式の如くに求めるから、前後輪の補助操舵がとなるが、
時定数τを第６図の如くゲインの上昇につれ低下するよ
う定めたため、応答遅れをゲインの上昇につれ小さくす
ることとなり、第７図の不安定領域を避けつつ定常ゲイ
ンを大きく上昇させることができる。従って、ゲイン（
係数ｋ）の選択幅が大きくなり、広範な操縦性能にも十
分対応させることができる。

（発明の効果） かくして本発明の操舵装置は上述の如く、ゲインの上昇
につれ応答遅れを減するため、不安定領域の存在にもか
かわらずゲインを大きく増大させることができ、要求に
応じた広範な操縦特性も十分これを達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成した車両の操舵装置を例示す
るシステム図、 第２図は同側における前輪補助操舵機構の断面図、 第３図は第１図の■−■線上より矢の方向に見た後輪補
助操舵機構の背面図、 第４図は同機構におけるアクチュエータの断面　・図、 第５図は第１図における例でコントローラが求めるべき
前後輪目標補助舵角の演算手順を示すフローチャート、 第６図は本発明装置において定める時定数τの変化特性
図、 第７図は４輪操舵における不安定領域を示す線図である
。 １・・・前輪　　　　　　　２・・・後輪３・・・ステ
アリングハンドル ８・・・ステアリングギヤ １１・・・前輪補助転舵アクチュエータ１２・・・電磁
スプールパルプ １３・・・ポンプ　　　　　　１４・・・リザーバ１５
・・・操舵角センサ　　　１６・・・車速センサ１７・
・・コントローラ　　　１８．３５・・・増幅器１９、
３６・・・ストロークセンサ ２６・・・後輪補助転舵アクチュエータ４０・・・モー
ドセレクタ 特許出願人　　日産自動車株式会社 第２ｒｌＡ 第６図 ↑ 答 人 ゲ゛イン変更イ系＃ｅ（旬 第７図 定常ゲイン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、要求される車両の操舵性能に合せてゲインを含む操
   舵応答特性を変更する操舵応答特性設定手段を有し、該
   手段により設定されるゲインに応じた舵角で車両を操舵
   する車両の操舵装置において、 前記操舵応答特性設定手段はゲインの上昇時舵角の応答
   遅れを減ずることを特徴とする車両の操舵装置。