JPH01172071A - 車両の前後輪操舵装置 - Google Patents

車両の前後輪操舵装置

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JPH01172071A
JPH01172071A JP33108387A JP33108387A JPH01172071A JP H01172071 A JPH01172071 A JP H01172071A JP 33108387 A JP33108387 A JP 33108387A JP 33108387 A JP33108387 A JP 33108387A JP H01172071 A JPH01172071 A JP H01172071A
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JP
Japan
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steering
target
steering angle
rear wheel
sensor
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Pending
Application number
JP33108387A
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English (en)
Inventor
Mitsuya Serizawa
芹沢 満也
Masamitsu Sato
真実 佐藤
Yoshiyasu Akuta
好恭 飽田
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (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】 (産業上の利用分野) この発明は車両の前後輪操舵装置に係り、詳しくは、後
輪の転舵を横加速度あるいはヨーレイト等の車両の旋回
挙動に係る状態変化量に基き帰還制御する前後輪操舵装
置に関する。
(従来の技術) 前輪および後輪の双方の転舵が可能な前後輪操舵装置は
、特開昭59−130780号公報あるいは実開昭60
−43473号公報等に記載されているように、後輪の
転舵機構に電動機を設け、この電動機に給電して後輪を
転舵し、運転者の操舵負担を軽減する。そして、このよ
うな前後輪操舵装置では、一般に、車速等の車両の操舵
条件に応じ電動機への通電を制御し、前後輪の転舵位相
および舵角比等を制御して操舵性の向上を図っている。
(この発明が解決しようとする問題点)しかしながら、
上述のような従来の前後輪操舵装置にあっては、後輪の
舵角が車速等の操舵条件に応じて一義的に決定されるた
め、旋回挙動が加減速操舵速度等の操縦条件により変化
したり、また車両の荷重積載状況・路面状況等か変化す
ると操縦条件が同一であっても該変化に応じて旋回挙勤
が影響を受け、車両挙動を運転者が望む旋回挙動まで補
正する必要があるという問題点があった。
この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、
車両の荷重積載状況の変化あるいはサスペンションの仕
様の相違等の車両諸元の影響を受けることの無い前後輪
操舵装置を提供し、操舵負荷の軽減と汎用性の向上とを
図ることを目的としている。
(問題点を解決するための手段) この発明は、前輪および後輪の双方の転舵が可能な車両
の前後輪操舵装置において、車両の状態変化量を検出す
る状態変化量検知手段と、車両の目標状態変化量を決定
する目標状態変化量決定手段と、該目標状態変化量決定
手段により決定された目標状態変化量と前記状態変化量
検知手段により検知された状態変化量との偏差に基き後
輪の目標舵角を決定する後輪舵角決定手段と、を備える
ことか要旨である。
(作用) この発明にかかる前後輪操舵装置によれば、操向ハンド
ルのハンドル操作等に応じて車両の目標状態変化量を決
定するとともに、車両の状態変化量を検出し、車両の状
態変化量が目標状態変化量となるように車両の状態変化
量あるいはその変化率に応じて後輪の舵角な帰還制御す
る。このため、車両の荷重積載状況の変化等の有無にか
かわらず操向ハンドルのハンドル操作に応じた状態変化
量を得ることがてき良好な操舵フィーリングが得られ、
また、サスペンション仕様等が相違する車両の前後輪操
舵装置に適用しても基本的な制御方式を変えることなく
理想的なステア特性を達成でき高い汎用性が得られる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図から第3図はこの発明の第1実施例にかかる車両
の前後輪操舵装置を表し、第1図が全体概略図、第2図
が機構部分の概略斜視図、第3図が制御系のブロック線
図である。
第1図および第2図において、11は操向ハンドル、1
2は左右の前輪14FL、14FRを転舵する前輪転舵
機構、13は左右の後輪14RL。
14RRを転舵する後輪転舵機構であり、これら操向ハ
ンドル11、前輪転舵機構12および後輪転舵機構13
はそれぞれ機械的に分離されて独立している。
操向ハンドル11はステアリングシャフト15の上端部
に固設され、ステアリングシャフト15は車体にブラケ
ット16によって回転自在に支持されている。ステアリ
ングシャフト15には、中間部に操舵角センサ17およ
び操舵速度センサ18か設けられ、下端部に反力発生器
19が設けられている。操舵角センサ17は歯車機構2
0を介しステアリングシャフト15に連結されて操舵角
度θ□を検出し、同様に、操舵速度センサ18は歯車機
構20を介しステアリングシャフト15に連結されて操
舵速度θ、を検出する。これら操舵角センサ17および
操舵速度センサ18はコントロールユニット21に結線
され、操舵角センサ17が操舵角度を表す検知信号を、
また、操舵速度センサ18が操舵速度を表す検知信号を
コントロールユニット21に出力する。反力発生器19
は、操向ハンドル11を中立位置に付勢するスプリング
22と、流体の粘性によりステアリングシャフト15の
回転速度に応じた減衰力を発生するダンパ23とを有し
ている。この反力発生器19は操向ハンドル11を中立
位置に付勢して操向ハンドル11のハンドル操作に適正
な操舵反力を付与する。
前輪転舵機構12は、車体に固設されたボックス35F
に車幅方向移動自在にロット36Fが支持され、図示し
ないが、このボックス35F内にコントロールユニット
21に接続された電動機がロット36Fと同軸的に設け
られ、電動機の出力軸がポールナツト機構等の伝達m構
を介してロツF36Fに動力伝達可能に連結されている
。ロッド36Fは、その両端が左右の前輪14FL。
14FRのナックル37FL、37FHにステアリング
リンケージを介し連結され、これら前輪14FL、14
FRに電動機の出力を伝達して前輪14FL、14FR
を転舵する。また、ボックス35Fには前輪舵角を検出
する舵角センサ3BFが設けられ、この舵角センサ38
Fがコントロールユニット21に接続されている。舵角
センサ38Fは、ポールナツト機構のポールナツトの回
転量を前輪舵角として検出し、このポールナツトの回転
量を表す信号をコントロールユニット21に出力する。
後輪転舵機構13も、前輪転舵機構12と同様に、ボッ
クス35Rに両端を後輪14RL。
14RRのナックル37RL、37RRに連結されたロ
ット36Rが車幅方向移動自在に支持され、また、ボッ
クス35R内にはコントロールユニット21に接続され
た電動機がロッド36Rと同軸状に設けられ、さらに、
ポールナツト機構の。
ホールナツトの回転量を後輪舵角として検出する舵角セ
ンサ38Rがボックス35R内に内蔵され、ロッド36
Rを介し電動機により後輪14RL。
14RRを駆動して転舵し、舵角センサ38Rにより後
輪舵角を検出する。なお、後輪転舵機構13は、基本的
構成が前輪転舵機構12と同一であるが、電動機の出力
およびロット36Rのストロークが前輪転舵機構12に
比較して大きくなっている。
コントロールユニット21は、マイクロコンピュータを
有する制御回路および該制御回路の出力信号に基いて各
転舵機構12.13の電動機を通電する駆動回路等を包
含している。制御回路には、前述した操舵角センサ17
、操舵速度センサ18および各転舵機構12.13の舵
角センサ38F、38Rが接続され、また、横加速度セ
ンサ41、ヨーレイトセンサ42および左右の前後輪1
4FL、14FR,14RL、14RRに設けられた車
速センサ40FL、40FR。
40RL、40RRか接続されている。車速センサ40
(添字の無い番号で代表する)は車速を検出して車速■
を表す検知信号を制御回路に出力し、同様に、横加速度
センサ41は横加速度yを表す検知信号を出力し、また
、ヨーレイトセンサ42は車体に作用するヨーレイトφ
を表す検知信号を出力する。制御回路は、各センサから
入力する信号をマイクロコンピュータで演算処理してそ
れぞれ前輪14FL、14FRおよび後輪14RL、1
4RRについての目標舵角および目標操舵力等の制御目
標値を決定し、これらの制御目標値を表す制御信号を駆
動回路に出力する。駆動回路は、入力する制御信号に基
いて前輪転舵機構12の電動機および後輪転舵機構13
の電動機を通電する。上述の横加速度センサ41および
ヨーレイトセンサ42はそれぞれが状態変化量検知手段
に相当し、制御回路は目標状態量検知手段および後輪舵
角決定手段に相当する。
次に、この実施例の作用を第3図のブロック線図を参照
して説明する。なお、第3図および第4.5.6図範お
いては、コントロールユニット21の制御回路のマイク
ロコンピュータが営む機能を独立の構成要素としてブロ
ックに示し、説明の便宜を図る。
この前後輪操舵装置は、前輪14FL。
14FRについては、操舵角センサ17が検出したハン
ドル操舵角θ□を基にしてマイクロコンピュータの前輪
目標舵角決定器Aで前輪目標舵角δ、。(δfoccK
+・θH)を決定するとともに、前輪舵角センサ38F
により前輪14’FL。
14FRの実舵角δ、を検出し、目標舵角δfoと実舵
角δfとの偏差に応し電動機を通電して電動機により前
輪14FL、14FRを駆動し、前輪14FL、14F
Rを目標舵角δ、。まで転舵する。また、後輪14RL
、14RRについては、ハンドル操舵角θ□および車速
センサ40により検出された車速Vを基に目標ヨーレイ
ト決定器Bで目標ヨーレイト小。をハンドル操舵角θ□
と車速■の関数f2として決定するとともに、ヨーレイ
トセンサ42によりヨーレイトiを検出し、目標ヨーレ
イトa0とヨーレイトさとの偏差に応して後輪舵角決定
器Cで後輪目標舵角δr0を決定し、この後輪目標舵角
δroと後輪舵角センサ38Rにより検出された実舵角
δ、との偏差に応じ電動機を通電して電動機によって後
輪14RL。
14RRを目標舵角δ、。まて転舵する。
このような前後輪操舵装置にあっては、前輪14FL、
14FRは目標舵角δ、。が操向ハンドル11のハンド
ル操舵角θ□により一義的に決定されて帰還制御される
が、後輪14RL。
14RRはハンドル操舵角θ□および車速■により設定
される目標ヨーレイトφ。を得ることがてきるように目
標舵角δ、。が決定されて帰還制御される。このため、
駆動方式、重量配分あるいはホイールベース等の車両諸
元に影響されること無く、また、車両の荷重積載状況の
変化等の影響を受けること無く、理想的なヨーレイトま
たは横加速度すなわちステア特性を得ることができ、ま
た、サスペンション仕様等が相違する車両にも基本的な
制御方式を変えること無く適用でき高い汎用性が得られ
る。
さらに、この前後輪操舵装置では、車両のヨーレイトを
検出して検出されたヨーレイトφと目標ヨーレイトφ。
どの偏差に応し後輪舵角を制御するため、横風等の外乱
の影響を受けた場合に操向ハンドル11のハンドル操作
の有無にかかわり無〈後輪14RL、14RRを転舵し
て外乱の影響を低減することもできる。
なお、上述した実施例では、各種の目標値を関数で決定
するが、テーブルルックアップ法等によっても可能であ
ることは言うまてもない。
第4図、第5図および第6図には、それぞれ、この発明
にかかる前後輪操舵装置の第2実施例、第3実施例およ
び第4実施例を示す。なお、以下、前述した第1実施例
と同一の部分には同一の番号を(t して図示および説
明を省略する。
第2実施例の前後輪操舵装置は、車両の状態変化量とし
て横加速度を採用し、ハンドル操舵角θ、。
および車速Vに基いて目標横加速度決定器B°て目標横
加速度y。を設定するとともに、横加速度センサ41に
より横加速度yを検出し、目標横加速度y0と横加速度
yとの偏差に基き後輪14RL、14RRの目標舵角δ
、。を決定する。
第3実施例の前後輪操舵装置は、前輪14FL。
14FRの目標舵角δ、。を前輪目標舵角決定器A′に
よりハンドル操舵角θ□と、操舵速度bHおよび車速V
の開数f、として決定し、また、目標ヨーレイト決定器
B”によりハンドル操舵角θ8、操舵速度δ□および車
速■の開数f2として目標ヨーレイトφ。を決定し、後
輪14RL、14RRの目標舵角δ、。を目標ヨーレイ
ト必と検知されたヨーレイトaとの偏差Δa、前輪14
FL、14FRの実舵角δ、および車速■に基き後輪1
4RL、14RRの目標舵角δ、。を後輪目標舵角決定
器C゛によって決定する。
この第3実施例では、操舵速度d)Hおよび前輪14F
L、14FRの実舵角δ、をも加味して後輪14RL、
14RRの目標舵角δ、が決定されるため、路面の摩擦
係数等の車両の走行条件および運転者の意志を反映でき
、より良好な操舵フィーリングが得られる。
第4実施例の前後輪操舵装置は、車両の状態変化量とし
て横加速度を採用し、前述の第3実施例と同様に、目標
横加速度B”°°によりハンドル操舵角θ□、操舵速度
aHおよび車速Vの開数f2として目標横加速度y0を
決定し、後輪14RL。
14RRの目標舵角δ、。を後輪目標舵角決定器c”に
よフて目標横加速度y。と検出された横加速度yとの偏
差Δy、前輪14FL、14FRの実舵角δfおよび車
速■の開数f2として定める。この第4実施例にあって
も、車両の挙動に車両の走行条件、運転者の意志等を反
映でき、より良好な操舵フィーリングが得られる。
なお、本発明は操向ハンドルと転舵機構との間に機械的
な連結を有する前後輪操舵装置にも適用できることは言
うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明にかかる車両の前後輪操
舵装置によれば、操舵条件を検出して操舵条件に基き目
標状態変化量を決定するとともに、車両の状態変化量を
検出し、目標状態変化量と状態変化量との偏差に応じ後
輪の目標舵角を決定して後輪を転舵する。このため、荷
重積載状態等が変化しても操舵条件に応じた理想的な状
態変化量を得ることができ、また、車両の諸元が異なる
前後輪操舵装置にも基本的な制御方式を変えること無く
適用できて高い汎用性か得られ、さらに、外乱に起因す
る状態変化にも操向ハンドルを操作すること無く対応で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図はこの発明の第1実施例にかかる車両
の前後輪操舵装置を示し、第1図か全体概略図、第2図
が機構部分の斜視図、第3図がブロック線図である。第
4図、第5図および第6図はそれぞれこの発明の第2実
施例、第3実施例および第4実施例にかかる車両の前後
輪操舵装置のブロック線図である。 11・・・操向ハンドル 12・・・前輪転舵機構 13・・・後輪転舵機構 14FL、14FR・・・前輪 14RL、14RR・・・後輪 17・・・操舵角センサ 18・・・操舵速度センサ 21・・・コントロールユニット 38F、38R・・・舵角センサ 40・・・車速センサ 41・・・横加速度センサ 42・・・ヨーレイトセンサ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 前輪および後輪の双方の転舵が可能な車両の前後輪操舵
    装置において、 車両の状態変化量を検出する状態変化量検知手段と、 車両の目標状態変化量を決定する目標状態変化量決定手
    段と、 該目標状態変化量決定手段により決定された目標状態変
    化量と前記状態変化量検知手段により検知された状態変
    化量との偏差に基き後輪の目標舵角を決定する後輪舵角
    決定手段と、 を備えることを特徴とする車両の前後輪操舵装置。
JP33108387A 1987-12-26 1987-12-26 車両の前後輪操舵装置 Pending JPH01172071A (ja)

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