JPH02106468A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

車両の操舵制御装置

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JPH02106468A
JPH02106468A JP1232671A JP23267189A JPH02106468A JP H02106468 A JPH02106468 A JP H02106468A JP 1232671 A JP1232671 A JP 1232671A JP 23267189 A JP23267189 A JP 23267189A JP H02106468 A JPH02106468 A JP H02106468A
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angle
target yaw
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    • B62D7/15—Steering 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
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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］ 本発明は車両の操舵制御装置に関し、特に、車両のコー
ナリング運転時等において車両の操舵輪の角度を制御す
ることによって車両の安定性を維持する操舵制御装置に
係る。
［従来の技術］ コーナリング等の車両運動中には、車両の操縦特性は路
面状況、タイヤ特性、重量配分、制動、加速等の種々の
パラメータによって影響され、オーバーステアあるいは
アンダーステア状態となる。この問題を解決し、車両の
操縦特性を一定に維持するため、従来、複雑なサスペン
ションリンク機構、駆動系の配置、及びブレーキ装置が
提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ 然し乍ら、上記従来装置は多くの部品を必要とするため
、装置が複雑となり、また大型となる。
そこで、本発明は簡単な構成で車両の安定性を維持する
操舵制御装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため本発明の車両の操舵制御装置
は、第１図に構成の概要を示すように、車両の実ヨーレ
イトを測定する実ヨーレイト測定手段Ｍ１と、車両の目
標ヨーレイトを設定する目標ヨーレイト設定手段Ｍ２と
、目標ヨーレイト設定手段Ｍ２の出力信号及び実ヨーレ
イト測定手段Ｍ１の出力信号を人力し実ヨーレイトと目
標ヨーレイトとの比較結果に応じた出力信号を出力する
比較手段Ｍ３と、比較手段Ｍ３の出力信号に応じて車両
の操舵輪１２の角度を調整し車両の安定性を維持する操
舵手段Ｍ４とを偉えたものである。
目標ヨーレイト設定手段Ｍ２は、車両の操舵角を検出す
る第１の検出手段Ｍ２１と、車両の速度を検出する第２
の検出手段Ｍ２２と、第２の検出手段Ｍ２２の出力信号
及び第１の検出手段Ｍ２１の出力信号から目標ヨーレイ
トを設定する設定手段Ｍ２３とを備えたものとするとよ
い。
実ヨーレイト測定手段Ｍ１は、ヨーレイトジャイロＭＩ
Ｏを備えたものとすることができる。
また、実ヨーレイト測定手段Ｍ１は、車両の前後に夫々
配置した一対の横方向加速度センサＭ１１、Ｍ１２を備
えたものとすることができる。
操舵手段Ｍ４は、ステアリングホイール１４と、このス
テアリングホイール１４を操舵輪１２に機械的に連結し
ステアリングホイール１４の回転に応じて操舵輪１２の
角度を変更する連結手段ＭＳと、比較手段Ｍ３の出力信
号に応じて連結手段Ｍ５とは無関係に操舵輪１２の角度
を変更する調整手段Ｍ６とを備えたものとするとよい。
上記調整手段Ｍ６は、ステアリングホイール１４とは無
関係にステアリングホイール１４から操舵輪１２に対し
操舵運動を伝達し得るように結合されたモータＭ６１を
備えたものとすることができる。
上記モータＭ６１は電動モータあるいは流体モータで構
成することができる。
上記連結手段Ｍ５は、ステアリングホイール１４と、こ
のステアリングホイール１４の回転に応じて回動するス
テアリングシャフト１６と、このステアリングシャフト
１６に設けられたとニオンと、このビニオンと係合し直
線運動するラックとを備えたものとし、モータＭ６１は
、操舵輪１２に結合されてラックの直線運動に応じて操
舵輪１２を操舵する被駆動手段を含むものとすると共に
、モータ６１はラックの直線運動とは無関係に駆動し得
るものとすることができる。
上記モータＭ６１は、出力軸と、これに設けられた出力
ギヤと、操舵＠１２に結合されたタイロッド手段と、こ
のタイロッド手段に固着され出力ギヤと噛合し得るナツ
トであって、ラックの直線運動に応じて直線運動をタイ
ロッド手段に伝達すると共に、出力ギヤの回転に応じて
ラックの直線運動とは無関係にタイロッド手段に直線運
動を伝達するナツトを含むものとしてもよい。
更に、操舵手段Ｍ４は、ステアリングホイール１４と、
このステアリングホイール１４に連結し操舵角を検出す
る操舵角検出手段と、目標ヨーレイト設定手段Ｍ２及び
比較手段Ｍ３を有し操舵角検出手段の出力信号を入力す
ると共に目標ヨーレイトを操舵角に応じた値に設定する
コントローラとを備え、コントローラのみを介してステ
アリングホイール１４を操舵輪１２に接続することとし
てもよい。
上記操舵制御装置においては、コントローラに接続され
コントローラの出力信号に応じ・て操舵輪１２を操舵す
るモータを備えたものとしてもよい。
［作用］ 上記車両の操舵制御装置においては、実ヨーレイト測定
手段Ｍ１により車両の実際のヨーレイト、即ち実ヨーレ
イトが測定される。そして、目標ヨーレイト設定手段Ｍ
２により、車両の目標ヨーレイトが設定され、比較手段
Ｍ３にて実ヨーレイトと目標ヨーレイトが比較され、そ
の比較結果に応じて出力信号が出力される。ここで、目
標ヨーレイトは例えば車両の操舵角及び速度に基いて設
定される。即ち、車両旋回時の操舵角を検出する第１の
検出手段Ｍ２１と、車両速度を検出する第２の検出手段
Ｍ２２の出力信号に基いて目標ヨーレイトが設定される
。
目標ヨーレイトと実ヨーレイトとの比較結果に応じて求
められる出力信号は操舵手段Ｍ４に供給される。この出
力信号に基き、操舵手段Ｍ４は操舵輪１２の角度を調整
し、オーバーステアあるいはアンダーステアを抑えて車
両の安定性を維持する。
更に具体的には、例えば第２図のフローチャートに示す
ように、ステップＳ１乃至Ｓ４を経て実ヨーレイトと目
標ヨーレイトが求められ、ステップＳ５において実ヨー
レイトが目標ヨーレイトより小であると判定されたとき
には、ステップＳ７に進み操舵手段Ｍ４により操舵輪１
２の角度が増加するように調整される。
これに対し、実ヨーレイトが目標ヨーレイトより大であ
れば、ステップＳ６からステップＳ８に進み操舵手段Ｍ
４により操舵輪１２の角度が減少するように調整される
。尚、実ヨーレイトと目標ヨーレイトが等しい場合には
、ステップＳ９に進み操舵輪１２の角度の調整は行なわ
れない。
［実施例］ 以下、本発明の車両の操舵制御装置の望ましい実施例を
図面を参照して説明する。
第３図は本発明の車両の操舵制御装置の第１実施例の操
舵手段を示すもので、ステアリング機構を介してステア
リングホイール１４に連結された一対の操舵￥＃１２を
含むステアリング装置１０を示すものである。ステアリ
ング機構はラック・アンド・ピニオン形式で、往復動を
行なうラック２０に対し、その歯と噛合するピニオン１
８がステアリングシャフト１６に設けられている。ラッ
ク２０の延出部２０Ａには電動モータ２２のハウジング
が固着されている。電動モータ２２は出力ギヤ２４を駆
動する出力軸を有している。出力ギヤ２４は、タイロッ
ド２８に固着されたナツト２６のはすば螺子部と噛合し
ている。タイロッド２８の両端部は一対のステアリング
アーム３０に連結されており、これらのステアリングア
ーム３０を介して操舵運動が操舵輪１２に伝達される。
具体的には、ステアリングシャフト１６及びピニオン１
８によりラック２０及び延出部２０Ａの直線運動が惹起
され、この直線運動が電動モータ２２及び出力ギヤ２４
に伝達される。また、出力ギヤ２４とナツト２６との間
の噛合による結合関係から、ナツト２６の直線運動が生
ずる。このナツト２６の直線運動はタイロッド２８に直
接伝達される。而して、ステアリングホイール１４を回
転させることにより操舵輪１２の方向が変更される。
また、過剰なオーバーステアあるいはアンダーステアを
阻止するため、本実施例においては、電動モータ２２を
駆動することにより出力ギヤ２４を回転させ、その結果
ナツト２６及びタイロッド２８の直線運動を生じさせる
ことにより、ステアリングホイール１４の位置とは無関
係に操舵輪１２の方向を調整し得るようにしている。
電動モータ２２はコントローラ３２の出力電気信号によ
って駆動される。このコントローラ３２においては、操
舵角及び車両速度に基づく信号により目標ヨーレイトが
設定され、これが実ヨーレイトと比較されてタイヤ角が
調整される。
第４図に示すように、操舵角（δ）は、車両のステアリ
ングシャフト１６に接続された一般的な操舵角センサ２
５によって検出される。車両速度（Ｖ）は車両の全車輪
に装着された一般的な車輪速度センサ２３によって検出
される。即ち、前者が第１の検出手段、後者が第２の検
出手段を構成している。各車輪速度が異なっているとき
には、コントローラ３２によってそれらの平均値が求め
られ、これが車両速度とされる。
実ヨーレイトは、例えばヨーレイトジャイロ２９のよう
な一般的なヨーレイトセンサによって測定される。ヨー
レイトジャイロ２９は車両の重心近傍に配置され、車両
に対し安定性を妨げる力に感応する。ここで、ヨーレイ
トとは車両重心を通る鉛直軸を中心とする回転運動、即
ちヨーイングの角速度であり、ヨー角速度とも言う。ヨ
ーレイトジャイロ２９は、このヨーレイトを測定するた
めのジャイロメータであり、周知のように回転軸を常に
一定方向に保持する高速回転体に対し、外力が加えられ
たときその軸と直交する軸を中心に回転運動が生ずるこ
とを利用して基準軸回りの運動を測定する装置である。
目標ヨーレイト（θｄ）はコントローラ３２において下
記（１）式に基いて演算される。
ここで、θｄは目標ヨーレイト、Ｌは車両のホイールベ
ースの長さ、ｇは重力加速度、δは操舵角、■は車両速
度、モしてＫはニュートラルあるいは若干アンダーステ
ア状態を形成するための定数で、０度より犬で１度より
小の値である。
目標ヨーレイトθｄが上述のように設定された後、第５
図に示すようにコントローラ３２において目標ヨーレイ
トθｄが実ヨーレイトθａと比較される。比較結果がθ
ａ＝θｄであるときにはステアリング調整は不要である
が、θａくθｄであるときは、アンダーステア状態にあ
り操舵輪１２の角度、即ちタイヤ角（かじ取り角）の増
加が必要となる。そして、θａ〉θｄであるときは、オ
ーバーステア状態にあり、タイヤ角の減少が必要となる
。出力ギヤ２４が回転する方向はこれらθａ及びθｄの
何れが大であるかによって決まり、出力ギヤ２４が回転
する量はθａとθｄの差の大きさに応じて決まる。出力
ギヤ２４の回転はコントローラ３２にてθａ＝θｄが確
認されるまで継続される。
第６図及び第７図は、本発明における操舵制御装置の第
２実施例を示すもので、第４図に記載の第１実施例に比
し実ヨーレイトの測定手段を異にしている。即ち、本実
施例においては、ヨーレイトセンサに代えて、車両前後
方向に設けられた一般的な横方向加速度（Ｇ）センサ４
０．４２が用いられている。測定結果の前方及び後方の
横方向加速度はコントローラ３２にて前方及び後方の横
方向速度Ｖｆ、Ｖｒに変換され、下記（２）式にここで
、Ｎは前方及び後方の横方向加速度センサ４０．４２間
の距離を示す。
第８図及び第９図は本発明における操舵手段に関する第
２実施例を示すもので、電動モータ２２に代えて流体モ
ータ５０が用いられている。流体モータ５０は流体シリ
ンダ５２及びこれに収容された往復ピストン５４を備え
ている。一対のピストンロッド５６，５７が往復ピスト
ン５４の両端に結合されており、夫々流体シリンダ５２
の両端から外方に延出している。そして、一対のスプリ
ング５８．５９が流体シリンダ５２内に収容されており
、往復ピストン５４が流体シリンダ５２内の中央部に位
置するように付勢されている。
この流体シリンダ５２に三位置電磁弁６２が接続され、
三位置電磁弁６２の切替位置に応じて流体シリンダ５２
に対し流体ポンプ６０から圧力流体が供給され、リザー
バ６１に還流され、あるいは保持される。三位置電磁弁
６２の各切替位置はコントローラ３２の出力信号に応じ
て設定される。尚、第９図に示すように流体ポンプ６０
と三位置電磁弁６２との間の流体路にアキュムレータ６
４を介装することとしてもよい。
而して、本実施例によれば、操舵輪１２はステアリング
ホイール１４とラック２０及びピニオン１８によって旋
回駆動される。ラック２０の直線運動は、延出部２０Ａ
に固着された流体シリンダ５２に伝達される。流体シリ
ンダ５２の直線運動は、ピストンロッド５６，５７の外
端に連結されたタイロッド６６に伝達される。コントロ
ーラ３２にてアンダーステアもしくはオーバーステア状
態が検出されると、三位置電磁弁６２が駆動されて往復
ピストン５４が何れか一方に８勤し、これにより操舵輪
１２が、ステアリングホイール１４の位置とは無関係に
旋回駆動され、タイヤ角に対する所定の補正が行なわれ
る。
第１０図は本発明における操舵手段の第３実施例を示す
もので、ステアリングホイール１４と操舵輪１２との間
に機械的な結合関係が存在せず、ラック・アンド・ピニ
オンはコントローラ３２の電気信号のみによって制御さ
れる。即ち、コントローラ３２は電動モータ７０と電気
的に接続されており、その出力軸７２にピニオン７４が
設けられている。ピニオン７４はラック７６の歯と噛合
し、ラック７６の両端はタイロッド７８に連結されてい
る。そして、タイロッド７８はステアリングアーム８０
に連結されている。
而して、本実施例においては、ステアリングホイール１
４の回転に応じて操舵角センサ２５から信号が出力され
るのみとなる。この信号は第５図の実施例と同様にコン
トローラ３２に供給される。これにより、ステアリング
ホイール１４の回転に応じ常時コントローラ３２から電
動モータ７０に制御信号が供給され、オーバーステアも
しくはアンダーステアを回避し得るように操舵輪１２が
旋回駆動される。
第１１図は本発明における操舵手段の第４実施例を示す
もので、第８図及び第９図に記載の実施例同様コントロ
ーラ３２によって流体装置が制御され、この点で第１０
図の実施例と異なる。即ち、本実施例においては、タイ
ロッド９４に接続されたピストンロッド９２，９３を有
する流体シリンダ９０が設けられている。而して、コン
トローラ３２の出力信号によって三位置電磁弁９６が駆
動され、流体ポンプ９５から流体モータ９ｏに圧力流体
が供給されて操舵輪１２が旋回駆動される。
尚、本発明はその要旨あるいは特徴を逸脱することなく
他の態様を構成し得るものであることは当業者において
明らかであり、上述の実施例は一例であってこれらに限
定されるものではないことは言うまでもない。
［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているので、以下に記載
する効果を奏する。
即ち、本発明の操舵制御装置によれば部品点数が少なく
、且つ簡単な方法でオーバーステア及びアンダーステア
状態を最小とすることができ、しかも種々の態様で構成
することができる。特に、実ヨーレイトと目標ヨーレイ
トの比較結果に応じて操舵手段により車両の操舵輪の角
度が的確に調整されるので、例えばコーナリング時の車
両の運動に対しても確実に安定性を維持することができ
る。
目標ヨーレイト設定手段は車両の操舵角と車両速度を検
出しこれらの検出信号によって目標ヨーレイトを設定す
るように構成することができ、目標ヨーレイトを容易且
つ的確に設定することができる。また、実ヨーレイト設
定手段はヨーレイトジャイロ、あるいは一対の横方向加
速度センサにより容易に構成することができる。
そして、操舵手段を連結手段及び調整手段によって構成
することとすれば、従前の車両操舵装置に容易に適用す
ることができる。
更に、コントローラにより操舵角に応じた信号のみに応
じて操舵輪の角度を調整するように構成したものにおい
ては、部品点数の一層の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の車両の操舵制御装置の概要を示すブロ
ック図、第２図は同、作動を示すフローチャート、第３
図は本発明における操舵手段の第１実施例を示す構成図
、第４図は本発明の操舵制御装置の第１実施例の全体構
成を示すブロック図、第５図は第４図の装置の作動を示
すフローチャート、第６図は本発明の車両の操舵制御装
置の第２実施例の全体構成を示すブロック図、第７図は
第６図の装置の作動を示すフローチャート、第８図は本
発明における操舵手段の第２実施例を示す構成図、第９
図は第８図の操舵手段の一部を示す構成図、第１０図は
本発明における操舵手段の第３実施例を示す構成図、第
１１図は本発明における操舵手段の第４実施例を示す構
成図、第１２図は第１１図の操舵手段の一部を示す構成
図である。 １０・・・ステアリング装置、　　１２・・・操舵輪。 １４・・・ステアリングホイール。 １６・・・ステアリングシャフト。 １８．７４・・・ビニオン、　　　２０．７６・・・ラ
ック。 ２０Ａ・・・延出部、　　　２２．７０・・・電動モー
タ。 ２３・・・車輪速度センサ、　　２４・・・出力ギヤ。 ２５・・・操舵角センサ、　　２６・・・ナツト。 ２８．７８．９４・・・タイロッド。 ２９・・・ヨーレイトジャイロ。 ３０．８０・・・ステアリングアーム。 ３２・・・コントローラ、　　４０．４２・・・横方向
加速度センサ、　　　５０．９０・・・流体モータ。 ５２・・・流体シリンダ、　　５４・・・往復ピストン
。 ５６．５７，９２．９３・・・ピストンロッド。 ５８．５９・・・スプリング、　　　６０．９５・・・
ン抱イ本ポンプ、　　６１・・・リザー）＜、　　　６
２．９６・・・三位置電磁弁、　　６４・・・アキュム
レータ。 ６６・・・タイロッド 特許出願人　アイシン精機株式会社

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車両の実ヨーレイトを測定する実ヨーレイト測定
    手段と、前記車両の目標ヨーレイトを設定する目標ヨー
    レイト設定手段と、該目標ヨーレイト設定手段の出力信
    号及び前記実ヨーレイト測定手段の出力信号を入力し前
    記実ヨーレイトと前記目標ヨーレイトとの比較結果に応
    じた出力信号を出力する比較手段と、該比較手段の出力
    信号に応じて前記車両の操舵輪の角度を調整し前記車両
    の安定性を維持する操舵手段とを備えたことを特徴とす
    る車両の操舵制御装置。
  2. （２）前記目標ヨーレイト設定手段は、前記車両の操舵
    角を検出する第１の検出手段と、前記車両の速度を検出
    する第２の検出手段と、該第２の検出手段の出力信号及
    び前記第１の検出手段の出力信号から前記目標ヨーレイ
    トを設定する設定手段とを備えたことを特徴とする請求
    項１記載の車両の操舵制御装置。
  3. （３）前記実ヨーレイト測定手段は、ヨーレイトジャイ
    ロを備えたことを特徴とする請求項２記載の車両の操舵
    制御装置。
  4. （４）前記実ヨーレイト測定手段は、車両の前後に夫々
    配置した一対の横方向加速度センサを備えたことを特徴
    とする請求項２記載の車両の操舵制御装置。
  5. （５）前記操舵手段は、ステアリングホイールと、該ス
    テアリングホイールを前記操舵輪に機械的に連結し当該
    ステアリングホイールの回転に応じて前記操舵輪の角度
    を変更する連結手段と、前記比較手段の出力信号に応じ
    て前記連結手段とは無関係に前記操舵輪の角度を変更す
    る調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
    車両の操舵制御装置。（６）前記操舵手段は、ステアリ
    ングホイールと、該ステアリングホイールに連結し操舵
    角を検出する操舵角検出手段と、前記目標ヨーレイト設
    定手段及び前記比較手段を有し前記操舵角検出手段の出
    力信号を入力すると共に前記目標ヨーレイトを前記操舵
    角に応じた値に設定するコントローラとを備え、該コン
    トローラのみを介して前記ステアリングホイールを前記
    操舵輪に接続することを特徴とする請求項１記載の車両
    の操舵制御装置。
JP1232671A 1988-09-13 1989-09-07 車両の操舵制御装置 Expired - Lifetime JP3000594B2 (ja)

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JPH02106468A true JPH02106468A (ja) 1990-04-18
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