JPH0361175A - 後輪操舵方法 - 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〕 この発明は後輪操舵方法に係り、特に操舵角と操舵速度
と操舵加速度とを考慮して後輪を目標操舵角に操舵させ
、後輪を目標操舵角に確実に操舵させるとともに、後輪
を目標操舵角に安定して保持させ、操縦安定性の向上を
図り得る後輪操舵方法に関する。

〔従来の技術〕

自動車等の車両にあっては、通常、前輪を車両の所望の
進行方向に操舵可能に設けるとともに、後輪を車両の車
体前後方向に平行に設けている。

このような車両を旋回走行させるべく前輪を操舵すると
、前輪と後輪との走行軌跡が旋回円に一致せず、低車速
においては内輪差により後輪が旋回円の内側に入る姿勢
で車両が旋回し、高車速においては遠心力により前輪が
旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回することになる。

このため、前輪を車両の進行方向である旋回方向に操舵
しても、車両の姿勢を旋回方向に一致さ−Ｈることがで
きない問題がある。

そこで、前輪を操舵する際に後輪をも操舵する車両が提
案されている。このように後輪を操舵する車両において
、前輪を操舵する際に、後輪実操舵角が後輪目標操舵角
になるよう後輪を操舵する後輪操舵方法を採用するもの
がある。

このような後輪操舵方法としては、例えば、特開昭６１
−２４．１２７４号公報、特開昭６２−１８７６５７号
公報に開示されている。

特開昭６１−２４．１２７４号公報に記載のものば、後
輪目標操舵角と後輪実操舵角との差が零となる方向に電
動機を制御し、後輪を操舵するものである。即ち、第１
０図に示す如く、後輪目標操舵角θＲ＊と後輪実操舵角
θＲとを差動増幅器７０に人力させ、この差動増幅器７
０において電動機７２を作動させるべく出力する制御電
圧Ｖを、Ｖ＝Ａ　（θＲ＊−θＲ） ここで、Ａ：定数 で算出し、この算出された制御電圧■によって電動機７
２を駆動制御している。

また、特開昭６２−１８７６５７号公報に記載のものは
、後輪実操舵角と後輪目標操舵角との差が小さい場合よ
りも大きい場合の力が後輪を操舵する制御出力の比を大
きくして電動機を制御し、後輪を操舵するものである。

即ち、第１１図に示す如く、後輪目標操舵角θＲ＊と後
輪実操舵角θＲとを制御部７４に人力させ、この制御部
７４において、この後輪目標操舵角θＲ＊と後輪実操舵
角θＲとの操舵角差Ｓを算出するとともにこの操舵角差
Ｓに応し、第１２図に示す如く、電動機７２への制御電
圧Ｖを得て、この制御電圧Ｖによって電動機７２を駆動
制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来における後輪操舵方法においては、単に
、後輪実操舵角θＲと後輪目標操舵角θＲ＊とを比較し
て後輪の操舵制御をしていたので、第１３図に示す如く
、路面状態によるタイヤサイドフォースの変化や操舵反
力（横Ｇ〉の変化によるタイヤ負荷の変化等の外乱が生
ずることにより、後輪を目標操舵角θＲ＊まで確実に操
舵させることができず、操舵不足が生ずるという不都合
があった。

また、第１４図に示す如く、後輪の操舵速度等を考慮し
ていないので、後輪の実操舵角θＲが後輪目標操舵角θ
Ｒ＊を境にして、上述の負荷の変化（外乱）によって、
後輪実操舵角θＲが後輪目標操舵角θＲ＊付近でハンチ
ングを惹起し、操舵不足が発生するという不都合がある
。

更に、第１５．１６図に示す如く、後輪操舵制御におけ
るシミュレーションにおいて、タイヤ７６の側方、つま
りタイヤ７６の前後方向の垂直方向から外乱として例え
ば２５０ＯＮにュートン）の力を作用させた場合に、第
１６図に示す如く、後輪目標操舵角θＲ＊を０．０５　
（ｒａｄ）に設定された際に、２５０ＯＮを作用さセた
時間ｔ１から時間ｔ２において後輪実操舵角θＲが後輪
目標操舵角θＲ＊　（０，０５ｒａｄ）から小さくなり
、この結果、操舵不足（Ｐ位置で示す）が生ずるという
不都合があった。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、」二連の不都合を除去すべく
、後輪を目標操舵角に操舵制御する際に後輪の操舵角と
操舵速度と操舵加速度とを考慮することにより、後輪を
目標操舵角に確実に操舵させるとともに、後輪の実操舵
角が目標操舵角付近でハンチングするのを防止し、しか
も後輪の実操舵角を目標操舵角に安定して保持させ、操
舵安定性を向上し得る後輪操舵方法を実現するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、前輪を操舵する
際にこの前輪の操舵角に応じて後輪を目標操舵角に操舵
する後輪操舵方法において、前記目標操舵角に操舵され
る前記後輪の操舵角と前記後輪の操舵速度と前記後輪の
操舵加速度とをフィードバックさせて前記後輪を前記目
標操舵角に操舵することを特徴とする。

〔作用〕

この発明の方法によれば、前輪を操舵した際に、前輪の
操舵角に応じて後輪が目標操舵角に制御されようとする
が、このとき、後輪は、後輪の操舵角と操舵速度と操舵
加速度とのフィードハックによって目標操舵角に制御さ
れる。これにより、後輪を目標操舵角に確実に操舵させ
るとともに、後輪の実操舵角が目標操舵角付近でハンチ
ングを生ずるのを防止し、しかも外乱に対しても後輪を
目標操舵角に安定して保持させ、操縦安定性を向上させ
ることができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜９図は、この発明の実施例を示すものである。第
６〜８図において、２は車両、４はステアリングホイー
ル、６はステアリング軸、８ば前輪操舵手段たる前輪操
舵機構、１０・１０は前輪、１２は後輪操舵手段たる後
輪操舵機構、１４・１４は後輪である。この車両２は、
前輪操舵機構により前輪１０・１０を操舵するとともに
、後輪操舵機構１２により後輪１４・１４をも操舵する
ものである。

前記前輪操舵機構８は、ステアリング軸６の先端側に固
設された前側ピニオン１６を前側ラックバー１８に設け
た前側ラック２０に噛合させて設け、この前側ラックバ
−１８の両端側を夫々前側タイロッド２２・２２及び前
側ナックルアーム２４・２４を介して前輪１０・１０に
連絡して設けている。

前記後輪操舵機構１２は、後側ピニオン２６を後側ラッ
クバ−２８に設けた後側ラック３０に噛合さセて設置）
、この後側ラックバ−２８の両端側を夫々後側クイロッ
ド３２・３２及び後側ナックルアーム３４・３４を介し
て後輪１４・１４に連絡して設けている。

また、この後輪操舵機構１２は、電動機３６により駆動
される。この電動機３６は、駆動力伝達機構３８により
後輪操舵機構１２に連絡して設けている。駆動力伝達機
構３Ｂは、電動機３６側に設ケラれた駆動用ピニオン４
０と、この駆動用ピニオン４０に噛合させるべく前記後
側ピニオン２６側に設けられた被動用ハイポイドギヤ４
２と、から構成される。

前記電動機３６は、例えば、パルス駆動される構成のも
のであり、制御手段たる制御部４４に電動機駆動部４６
を介して接続されている。この制御部４４には、ステア
リングホイール６の操作によるステアリング軸６の回動
量を前輪１０・１０の操舵角として検出すべく前輪操舵
機構１２に設けられた前輪用操舵角センサ４８と、電動
機３６の駆動による後側ピニオン２６の回動量を後輪１
４・１４の操舵角として検出すべく後輪操舵機構１２に
設けられた後輪用操舵角センサ５０と、車両２の車速を
検出ずべくスピードメータ５２に設りられた車速センサ
５４とが接続されている。

この制御部４４は、前記各センサ４８・５０・５４から
信号を人力し、後輪■４・１４の現在の操舵角である後
輪実操舵角θＲと、前輪１０・１０の現在の操舵角でち
る前輪実操舵角θｆに対する後輪実操舵角θＲの比を車
速について設定した操舵比Ｃ（第９図参照）と、から後
輪目標操舵角θＲ＊を決定し、前輪１０・１０を操舵す
る際に後輪実操舵角θＲが後輪目標操舵角θＲ＊になる
よう、電動機３６を駆動制御して後輪１４・１４を操舵
する。

また、この制御部４４は、後輪目標操舵角θＲ＊に操舵
される後輪実操舵角θＲと後輪実操舵速度ωＲと後輪実
操舵加速度αＲとをフィードハックさせて後輪１４・１
４を後輪目標操舵角θＲ＊に操舵制御するものである。

即ち、制御部４４は、第１図に示す如く、前輪１０・１
０を操舵する際に、先ず、後輪実操舵角θＲと操舵比Ｃ
（第９図参照）とから後輪目標操舵角θＲ＊を決定し、
次いで、後輪実操舵角θＲと後輪目標操舵角θＲ＊と比
例定数に１とから後輪目標操舵速度ωＲ＊を演算し、こ
の後、後輪実操舵角θＲと後輪実操舵速度ωＲと後輪目
標操舵速度ωＲ＊と比例定数に２とから後輪目標操舵加
速度αＲ＊を演算し、しかる後に、後輪実操舵加速度α
Ｒと後輪目標操舵加速度αＲ＊と比例定数に３とから電
動機３６の制御電圧Ｖを演算し、この電動機制御電圧Ｖ
により後輪実操舵角θＲが後輪目標操舵角θＲ＊になる
よう電動機３６を駆動制御して後輪１４・１４を操舵さ
せるものである。

次に、この実施例の作用を第１図のフローチャート、第
２図の制御のソフトウェアにおけるループブロック図番
こ基づいて説明する。

プログラムがスタート（ステップ２０１）すると、先ず
、前輪舵角センサ４８からの前輪１０・１０の前輪実操
舵角θｒを人力しくステップ２０２）、そして、第１テ
ーブル（３０１）において、操舵比Ｃによって後輪１４
・１４の後輪目標操舵角θＲ＊を決定する（ステップ２
０３）。

０ そして、ステップ２０４において後輪１４・１４の後輪
実操舵角θＲを人力し、つまり、第３図において後輪目
標操舵角θＲ＊と後輪実操舵角θＲとを比較しく３０２
）、次いで、ステップ２０５において、後輪１４・Ｉ４
の後輪実目標操舵速度ωＲを、 ωＲ＝θＲ−（一つ前のθＲ） で算出するとともに、後輪１４・１４の後輪実操舵加速
度αＲを、 αＲ＝ωＲ−（一つ前のωＲ） で算出する。

そして、第３図の第２テーブル（３０３）において、後
輪１４・１４の後輪目標操舵速度ωＲ＊を、　ω１ｌｋ
＝に１　　（θＲ＊−θＲ）ここで、Ｋｌ：比例定数 で算出する（ステップ２０６）。

そして、第３図において、後輪目標操舵速度ωＲ＊と後
輪実操舵速度ωＲとを比較しく３０４）、第３テーブル
（３０５）において後輪１４・１４の後輪目標操舵加速
度αＲ＊を、 ■ ＋（一つ前のαＲ＊） ここで、Ｋｌ：比例定数 Ｔ；定数 Δｔ：計算周期 ｅｎ：ωＲ＊−ωＲ ｅｎ−１ニーつ前のｅｎ で算出する（ステップ２０７〉。このとき、後輪１４・
１４の後輪実操舵速度ωＲは、後輪１４・１４の後輪実
操舵角θＲに第１ラプラス演算部（３０６）においてラ
プラス演算子Ｓが考慮された値によって求められるもの
である。

そして、第３図において、後輪目標操舵加速度αＲ＊と
第２ラプラス演算部（３０８）においてラプラス演算子
Ｓが考慮された後輪実操舵加速度αＲとを比較しく３０
Ｂ）、そして第４テーブル（３０９）において電動機３
６を駆動制御するために制御電圧Ｖを、 Ｖ＝に３　（αＲ＊−αＲ） Ｋ３：比例定数 で算出する（ステップ２０８）。

そして、ステップ２０９において、制御電圧ＶがＶ＞Ｏ
かＶ＜Ｏかを判定し、■〉０の場合には、制御電圧ＩＶ
Ｉで電動機３６を正転駆動しくステップ２１０）、一方
、Ｖ＜Ｏの場合には、制御電圧ＩＶＩで電動８１３６を
逆転駆動させ（ステップ２１１）、そしてリターンさせ
る（ステップ２１２）。

一方、制御部４４の制御をハードウェアで行う場合には
、制御部４４を、第３図に示す如く、構成する。即ち、
制御部４４は、テーブル部１０２と第１比較部１０４と
比例積分（Ｐ、Ｉ）制御器１０６と第２比較部１０８と
第１微分器１１０と第２微分器１１２とから槽底される
。

テーブル部１０２は、第４図に示す如く、前輪舵角セン
サ４８が検出した前輪１０・１０の前輪実操舵角θｆか
らの信号に応じて後輪１４・１４３ の後輪目標操舵角θＲ＊を決定するものである。

このとき、後輪目標操舵角θＲ＊は、 θＲ＊＝Ｋｏ・θｒ ここで、ＫＯ：前後の操舵比 で算出される。

第１比較部１０４は、テーブル部１０２からの後輪目標
操舵角θＲ＊の信号と後輪舵角センサ５０からの後輪実
操舵角θＲの信号とを入力して比較し、比例定数に１を
加味して後輪１４・１４の後輪目標操舵速度ωＲ＊を算
出して比例積分制御器１０６に出力するものである。

比例積分制御器１０６は、後輪目標操舵速度ωＲ＊と後
輪舵角センサ５０からの後輪実操舵角θＲが第１微分器
１１０で微分された後輪実操舵速度ωＲとを入力し、そ
して、後輪目標操舵加速度αＲ＊を算出して第２比較部
１０８に出力するものである。

第２比較部１０８は、後輪目標操舵加速度αＲ＊と後輪
実操舵速度ωＲが第２微分器１１２で微分された後輪実
操舵加速度αＲとを人力し、電動４ 機３６−５の制御電圧■を算出して電動機３６に出力す
るものである。

したがって、制御部４４においては、前輪舵角センサ４
８からの前輪実操舵角θｆの信号がテーブル部１０２に
人力されると、このテーブル部１０２が後輪目標操舵角
θＲ＊を算出し且つこの後輪目標操舵角θＲ＊の信号を
第１比較部１０４に出力し、この第１比較部１０４にお
いて後輪目標操舵角θＲ＊の信号と後輪舵角センサ５ｏ
からの後輪実操舵角θＲの信号とを入力しつつ後輪目標
操舵速度ωＲ＊を算出し、この第１比較部１０４が後輪
目標操舵速度ωＲ＊の信号を比例積分制御器１０６に出
力し、この比例積分制御部１０６が後輪目標操舵速度ω
Ｒ＊の信号と後輪実操舵角θＲが第１微分器１１２で微
分されて得た後輪実操舵速度ωＲの信号とを人力し、後
輪目標操舵加速度αＲ＊を算出し、この比例積分制御器
１０Ｇが後輪目標操舵加速度αＲ＊を第２比較部１０８
に出力し、この第２比較部１０８が後輪目標操舵加速度
αＲ＊の信号と後輪実操舵速度ωＲが第２微分５ 器１１２で微分されて得られた後輪実操舵加速度αＲの
信号とを人力し、この第２比較部１０８が制御電圧■を
算出して電動機３６にこの制御電圧Ｖを出力し、電動機
３６を駆動制御する。

この結果、後輪１４・１４を後輪目標操舵角θＲ＊に制
御するために、後輪１４・１４の後輪実操舵角θＲと後
輪実操舵速度ωＲと後輪実操舵加速度αＲとを考慮する
ことにより、第５図に示す如く、後輪１４・１４が時間
Ｔｏで後輪目標操舵角θＲ＊　（＝０．０５°）に確実
に操舵されるとともに、第１５図に示す如く、２５０Ｏ
Ｎの外力をタイヤの側面、つまり前後方向に対し垂直方
向に作用させても、後輪実操舵角θＲが後輪目標操舵角
θＲ＊からずれることがなく、操舵不足が生ずることが
ない（第５図参照）。

従って、後輪１４・１４の操舵制御を安定させ、車両２
の操縦安定性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以」二詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば
、目標操舵角に操舵される後輪の操舵角と後輪の操舵速
度と後輪の操舵加速度とをフィードハックさせて後輪を
目標操舵角に操舵制御することにより、後輪を目標操舵
角に確実に操舵させるとともに、後輪の実操舵角が目標
操舵角付近でハンチングするのを防止し、しかも外乱に
対しても後輪を目標操舵角に安定して保持させ、操縦安
定性を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図はこの発明の実施例を示し、第１図はこの発
明の詳細な説明するフローチャート、第２図は制御のソ
フトウェアにおＬ−する制御部のループブロック図、第
３図は制御のハードウェアにおける制御部の回路図、第
４図は第３図におけるテーブル部の前輪実操舵角と後輪
目標操舵角との線図、第５図は後輪実操舵角状態のシミ
ュレーション結果による線図、第６図は車両の概略図、
第７図は駆動力伝達機構の斜視図、第８図は制御装置の
ブロック図、第９図は操舵比の線図である。 第１０〜１６図は従来にお番フる説明図であり、第１０
図は比較部によって電動機への制御電圧を７ 決定する制御装置のブロック図、第１１図は制御部によ
って電動機への制御電圧を決定する制御装置のブロック
図、第１２図は第１１図における制御電圧の決定状態を
示す線図、第１３図は負荷変化によって後輪が目標操舵
角に操舵された状態の後輪の実操舵角状態を示す線図、
第１４図は後輪が目標操舵角を境にハンチングしている
状態の線図、第１５図はタイヤに外力を作用させる際の
説明図、第１６図は後輪の実操舵角の変化と外力を与え
た場合におけるシミュレーション結果の線図である。 図において、２は車両、４はステアリングホイール、６
はステアリング軸、８は前輪操舵手段たる前輪操舵機構
、１０・１ｏは前輪、１２は後輪操舵手段たる後輪操舵
機構、１４・１４は後輪、１６は前側ピニオン、１８は
前側ラックバ−３２０は前側ラック、２２は前側タイロ
ッド、２４は前側ナンクルアーム、２６は後側ピニオン
、２８は後側ラックバ−１３ｏは後側ランク、３２は後
側タイロッド、３４は後側ナックルアーム、８ ３６は電動機、 動用ピニオン、 ４は制御部、４ 角センサ、５０ ドメータ、５４ ３８は駆動力伝達機構、４０は駆 ４２は被動用ハイポイドギヤ、４ ６は電動機駆動部、４８は前輪舵 は後輪舵角センサ、５２はスピー は車速センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、前輪を操舵する際にこの前輪の操舵角に応じて後輪
   を目標操舵角に操舵する後輪操舵方法において、前記目
   標操舵角に操舵される前記後輪の操舵角と前記後輪の操
   舵速度と前記後輪の操舵加速度とをフィードバックさせ
   て前記後輪を前記目標操舵角に操舵することを特徴とす
   る後輪操舵方法。