JPH02204172A - 車両の補助操舵装置 - 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） 本発明は車両の補助操舵装置に関するものである。

（従来の技術） 車両の補助操舵装置は前輪の主操舵時、前輪及び後輪の
少なくとも一方を補助操舵し車両の運動性能を向上させ
るものであるが、補助舵角を決定する制御関数としては
例えば特開昭６３−２８７６７６号公報に示す如き後輪
操舵用の制御関数が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、車輪のタイヤは摩耗が進むと、サイズや仕様
等で異なるものの、トレッド剛性や接地面積の増大でコ
ーナリングパワーが第５図の如き傾向をもって増大し、
例えば６分山になったところで新品時の３０％程度コー
ナリングパワーの増大をみる。

しかして補助操舵の制御Ｂ関数は通常、新品タイヤ装着
状態で目標とする車両の運動性能が得られるよう決定す
るが普通であったため、タイヤの摩耗にともなうコーナ
リンクパワーの増大時、目標とする車両の運動性能が得
られなくなり、例えば前輪の主操舵時後輪補助操舵角が
コーナリングパワーに対し大き過ぎて後輪側がビクつく
ような違和感を乗員に与える問題があった。

本発明は補助操舵量をタイヤ摩耗に応じて補正すること
によりこの問題を解消することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明の補助操舵装置は、前輪操舵時、
所定の制御関数に暴き前輪及び後輪の少なくとも一方を
補助操舵するようにした車両において、 車輪のタイヤ摩耗を検出するタイヤ摩耗検出手段と、 この手段により検出したタイヤ摩耗に応じ補助操舵量を
補正する補助操舵量補正手段とを設けてなるものである
。

（作　用） 補助操舵装置は、車両の前輪操舵時所定の制御関数に暴
き前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵し、上記制
御関数で狙った車両の運動性能を達成する。

この間、タイヤ摩耗検出手段は車輪のタイヤ摩耗を検出
し、補助操舵量補正手段はこのタイヤ摩耗に応じ補助操
舵量を補正する。これにより補助操舵量が、タイヤ摩耗
にともなうコーナリングパワーの増大によっても上記狙
い通りの車両の運動性能を達し得るよう補正されること
となり、タイヤ摩耗で、目標とする車両の運動性能が得
られなくなる違和感をなくすことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基き詳細に説明する。

第１図（ａ）は後輪に対する本発明補助操舵装置の一実
施例を、又同図（ｂ）は後輪補助舵角の制御関数を求め
るに当り使用する２輪モデルを示す。

先ず第１図（ｂ）により後輪舵角制御関数を求めるに、
図中１は前輪、２は後輪、３はステアリングホイール、
ｇは車両の重心である。また図における各符号は次の通
りである。

Ｍ：車両重量 Ｉ：ヨー慣性モーメント ２：ホイールベース ａ：車両の重心と前輪中心間の距離 す二車両の重心と後輪中心間の距離 ！！、二車二車型心と車体の横すべり角をＯとする位置
間の距離 前輪横力（２輪分） 後輪横力（２輪分） 前輪のコーナリングパワー（２輪分） 後輪のコーナリングパワー（２輪分） 前輪タイヤの横すべり角 後輪タイヤの横すベリ角 車速 横移動速度 ヨーレイト ステアリングギヤ比 第１図（ｂ）に示す線型２自由度モデルにおいて、運動
方程式をラプラス変換した形で表わすと、いま重心点後
方１３の距離での横移動速度をＶ。

とすると、 ■３　鴎ｖ−１，ω ・・・・−・・■ で表わされる。

ここで１３の位置で横移動速度Ｖ、がＯとなるように、
後輪を操舵する時の後輪操舵制御関数を求める。

■、＝０より ｖ−４！、ω　　　　　　　　　・−・・・・・■とな
る。これを前述の■〜■に代入すると、ここでδ、−θ
／Ｎ　（前輪操舵角）、δ８を後輪操舵角とすると、 でまとめ直して、 の関係式が得られる。

前輪舵角δ１ に応動して後輪舵角δ。

−Ｇ　（Ｓ） δ１（Ｓ）となる伝達間数Ｇ　（Ｓ） をδ□（Ｓ） によって 制御を行なう場合に、 求めることができる。

上述の式を用いてＧ　（Ｓ） 左側の項（ 内をそれぞれＡ。

を求めると、 （ａＣ＋−ｂｃｔＧ）＾＝（ＣＩ＋Ｃ！Ｇ）Ｂここで、 Ｇの分子＝６０．Ｊ−ｃｆｆｌ ＢとしてＧ Ｇの分母− ｃｔＡ 十〇、８ 従って、 ここで ハンドル操舵角に対するヨーレイ ω　　１　　ω θ　　Ｎ　　δ１ −・・・・−・・■ ト特性は、 とすれば、 ■式は下記のようになる。

Ｍ（ｊ！ｘｓ＋Ｖ）＋ したがって本発明においては、 車速およびハン ドル操舵角を検出して、 前輪舵角δｔ　（Ｓ） に対し の制御関数に基づいて補助舵角制御するようにすると共
に、特に車両の重心点と車体の横すべり角を０とする位
置との間の距離２ｓを車速に応じて変化させて後輪制御
を行うようにする。

かかる制御によれば、δｒ　（Ｓ）　／δｔ　（Ｓ）の
制御関数を１次／１次の形とし且つ車体の横すべり角が
Ｏとなる位置を所定範囲に設定した後輪補助操舵故、ハ
ンドル操舵に対する車両の応答性、安定性を向上させ得
る。又、横すべり角がＯとなる位置（距１ｉｅｓ）を車
速に応じて変化させることで、低車速時の機敏性と中高
車速時の応答安定性とを高次元で両立させることができ
る。

ところで、この目標とする運動性能を得るための上記制
御関数は、車輪のタイヤが摩耗していない新品時の関数
であり、この制御関数をタイヤ摩耗時もそのまま用いる
のでは、タイヤコーナリングパワーが第５図の如くに変
化するため、タイヤ摩耗時このタイヤコーナリングパワ
ーに徴して後輪舵角が大き過ぎ、上記目標通りの運動性
能を得られない。

そこで本発明においては後輪舵角の上記過大を補正する
ため、例えば制御関数を重み付は関数ｆ、、　　（２，
ｒ、の追加により と定める。そしてこれら重み付は間数ｆ、〜ｆ。

を夫々、タイヤコーナリングパワーの第５図に示す変化
に照らして、タイヤの摩耗度Ｗが進むにつれ例えば第３
図の如くに低下させる。

なお、走行実験による体感結果によれば比例項によりも
、微分項↑１．７２の方が違和感に大きく影響すること
から、第４図の如く重み付は間数ｆ、、　　ｆ、の勾配
を重み付は間数ｒＩのそれより大きくした方が有利であ
ることは言うまでもない。

第１図（ａ）はかかる後輪操舵を行うための制御装置で
、図中ＩＬ、　ｉＲは夫々左右前輪、２Ｌ、　２Ｒは夫
々左右後輪を示す、前輪ＩＬ、　ＩＲを夫々ステアリン
グホイール３によりステアリングギヤ４を介して転舵可
能とし、前輪舵角δ、はステアリングホイール操舵角を
θ、ステアリングギヤ比をＮとすると、δ、−θ／Ｎで
表わされる。トランスバースリンク５Ｌ、　５Ｒおよび
アッパーアーム６Ｌ、　６Ｒを含むリャサスベンシゴン
装置により車体のリヤサスペンションメンバ７に懸架さ
れた後輪２Ｌ、　２Ｒも転舵可能とし、この目的のため
、後輪のナックルアー五８Ｌ、　　８Ｒ間をアクチエエ
ータ９及びその両端におけるサイドロンドＩＯＣ，ＩＯ
Ｒにより相互に連結する。

アクチュエータ９はスプリングセンタ式復動液圧シリン
ダとし、その２室を夫々管路ＮＩＬ、　ＩＩＲにより電
磁比例式圧力制御弁１２に接続する。この制御弁１２に
は更にポンプ１３及びリザーバタンク１４を含む液圧源
の液圧管路１５及びドレン管路１６を夫々接続する。制
御弁１２はスプリングセンタ式３位置弁とし、両ソレノ
イド１２Ｌ、　１２ＲのＯＦＦ時管路１１Ｌ。

１１Ｒを無圧状態にし、ソレノイド１２ＬＯＯＮ時通電
量に比例した圧力を管路１１Ｌに供給し、ソレノイド１
２ＲのＯＮＮ透通電量比例した圧力を管路１１Ｒに供給
するものとする。

ソレノイド１２Ｌ、　１２ＲのＯＮ、　ＯＦＦ　　及び
通電量はコントローラ１７により電子制御し、このコン
トローラＩ７は第２図に示す如くデジタル演算回路１７
ａ七、デジタル入力検出回路１７ｂと、記憶回路１．７
ｃと、Ｄ／Ａ変換器１７ｄと、駆動回路１７ｅとで構成
する。コントローラ１７には、ステアリングホイール３
の操舵角θを検出する操舵角センサ１８からの信号、車
速Ｖを検出する車速セン゛す１９からの信号、及びタイ
ヤ摩耗を検出する手段２０からの信号を夫々デジタル入
力検出回路１７ｂを経て入力する。なお、タイヤ摩耗検
出手段２０は車輪のタイヤ摩耗を直接検出したり、走行
距離の積算値からタイヤ摩耗を間接的に検出するものと
するが、後者の場合第１図（ａ）の如くタイヤ交換時に
積算走行距離をリセットする手段２１を必要とすること
勿論である。

コントローラ１７のデジタル演算回路１７ａはこれら人
力情報及び記憶回路１７ｃの格納定数を基に前記０式を
演算し、演算結果に対応した後輪舵角δ、に関するデジ
タル信号をＤ／Ａ変換器１７ｄによりアナログ信号に変
換する。このアナログ信号は駆動回路１７ｅにより後輪
舵角δ、に対応した電流ｉに変換され、ＭｊＢ弁１２に
供給される。

この際コントローラ１７は制御弁１２のいずれのソレノ
イド１２Ｌ又は１２Ｒに電流ｉを供給すべきかを操舵角
θから決定し、対応する管路１１シ又はＩＩＲに電流ｉ
　（演算後輪舵角δｒ）に応じた液圧を発生させる。ア
クチュエータ９はこの液圧に応じた方向へ又この液圧に
応じた距離だけストロークし、サイドロフトＩＯＬ及び
ＩＯＲを介し後輪２Ｌ及び２Ｒを対応方向へ演算結果に
応じた角度だけ転舵することができる。

（発明の効果） かくして本発明の補助操舵装置は上述の如く、タイヤ摩
耗に応じて補助操舵量を補正（図示例では制御関数にタ
イヤ摩耗度の関数である重み付は関数ｆ、〜ｆ、を追加
）する構成としたから、タイヤ摩耗にともなうコーナリ
ングパワーの増大時も、これによって、補助操舵が狙い
とする車両の運動性能が得られなくなるような問題をな
くすことができ、補助操舵による運動性能を長期不変に
補償し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明補助操舵装置の一実施例を示すシ
ステム図、 同図（ｂ）は後輪舵角制御関数を求めるのに使用した２
輪モデル図、 第２図は第１図（ａ）におけるコントローラのブロック
線図、 第３図及び第４図は夫々後輪補助舵角の補正に用いる重
み付は関数の２例を示す特性図、第５図はタイヤ摩耗に
ともなうコーナリングパワーの変化特性図である。 ＩＬ、　２Ｒ・・・前輪　　　　　２Ｌ、　２Ｒ・・・
後輪３・・・ステアリングホイール ４・・・ステアリングギヤ ５Ｌ、　５Ｒ・・・トランスバースリンク６［、、６Ｒ
・・・アッパリンク ８Ｌ、　８Ｒ・・・ナックルアーム ９・・・アクチエエータ １０Ｌ、　ＩＯト・・サイドロフト １２・・・電磁比例式圧力制御弁 １５・・・液圧管路　　　　　１６・・・ドレン管路１
７・・・コントローラ　　　　１８・・・操舵角センサ
１９・・・車速センサ ２０・・・タイヤ摩耗検出手段 ２１・・・リセット手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前輪操舵時、所定の制御関数に基き前輪及び後輪の
   少なくとも一方を補助操舵するようにした車両において
   、 車輪のタイヤ摩耗を検出するタイヤ摩耗検出手段と、 この手段により検出したタイヤ摩耗に応じ補助操舵量を
   補正する補助操舵量補正手段とを設けてなることを特徴
   とする車両の補助操舵装置。