JPH0459482A - 自動車の四輪操舵の制御方法 - 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、所定の条件下で前輪に加えて後輪を転舵さ
せる自動車の四輪操舵の制御方法に関する。

【従来の技術および解決しようとする課題】操縦安定性
の向上を目的として、従来より、四輪操舵システムが種
々提案されており、これは、一般に、低速旋回時には、
後輪を前輪に対し逆位相（逆方向）に転舵させ、中・高
速域でのレーンチェンジや旋回の際には、後輪を前輪に
対し同位相（同方向）に転舵させるように構成されてい
る。 低速で旋回を行う際には、後輪を逆位相に転舵させるこ
とで、旋回半径を小さくして小回り性を向上させ、また
、中・高速旋回時には、後輪を同位相に転舵させること
で、旋回時における車両の横すへりを防止して走行安定
性を高めることかできるようにしているのである。 ところか、このような四輪操舵システムにおいても、後
輪の同位相操舵の際、単に後輪を前輪と同しタイミング
で転舵してしまうと、回頭性か悪くなるという問題がお
きる。同位相方向の転舵によって後輪に発生するコーナ
ンリグフォースは、ヨ一方向の動きを抑制する力として
働くことから、旋回突入時に適度なヨーイングをつくり
出すことができなくなってしまうのである。特に、ステ
アリングが素早く切られたときほど、その傾向か強くな
る。ステアリング操舵に対するヨーイングの立ち上がり
の遅れが顕著になってしまうからである。高い操縦性を
実現するためには、ステアリングを切り込んだとき、そ
の操舵スピードに応して車をきびきびと回頭させうるよ
うにする必要かある。 従来、このような問題を解決しうるちのとして、中・高
速旋回時、ステアリングを切り込んだ最初の瞬間、後輪
を前輪に対し逆位相に転舵するとともに、次の瞬間、操
舵方向を逆転して、後輪を同位相に転舵させるようにす
る四輪操舵システムも提案されている。逆位相方向の転
舵によって後輪に発生するコーナリングフォースは、ヨ
一方向の動きを促進する力として働く。したかって、後
輪を逆位相に転舵することで、旋回突入時に十分なヨー
イングを作り出すことができる。そして、その後、後輪
の転舵方向を同位相側に逆転させることによって、回頭
後の動きを安定させつるようにしているのである。また
、この場合、ステアリングの操舵角速度や操舵角加速度
に応じて、後輪の逆位相方向の転舵量等を増減させるよ
うにしている。したかって、ステアリングを素早く切っ
たときには、それに応じて車をシャープに回頭させるこ
とが可能となる。 しかしなから、まず後輪を逆位相に転舵し、その次の瞬
間転舵方向を同位相側に反転させる制御は、非常に短い
時間でしかも正確に行わねばならない。そのため、上記
四輪操舵システムを組むにあたっては、非常に高い応答
性と精度をもって後輪の転舵制御を行いうる装置か必要
になることから、システムが非常に高価なものになる。 本願発明は、以上のような事情の下で考え出されたちの
てあって、旋回やレーンチェンジを行う際、回頭性およ
び走行安定性を向上させることかできるとともに、ステ
アリングかはやく切られるときには、それに応じて車を
シャープに回頭させつる高い操縦性を達成することがで
き、しかも、そのような四輪操舵システムを組むにあた
り、それほと高性能の装置が必要になることのない四輪
操舵の制御方法を提供することにより、上記従来の問題
を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講している。 すなわち、本願発明は、後輪を前輪に対し同位相に転舵
させるとき、後輪の転舵開始を前輪の転舵開始に対し遅
らせるとともに、その遅れ時間は、ステアリングがはや
く切られるときほと大きく設定されることを特徴とする
。

【発明の作用】

後輪の同位相操舵の際、その転舵開始を前輪の転舵開始
に対して遅らせる。前後輪を同しタイミングで転舵した
場合、旋回突入時にヨ一方向の動きが抑制され回頭性か
悪くなることから、前輪を転舵した後、ヨーイングがつ
くまで待ってから後輪を転舵するのである。したがって
、ステアリングを切り込んだとき、それに応じて車両の
向きを変えることができるとともに、その後の動きを、
後輪の同位相操舵によって安定させることができ、旋回
初期における回頭性と旋回中における走行安定性とを確
保できる。 そして、本願発明では、このような後輪を同位相に転舵
する際の遅れ時間を、ステアリングかはやく切られると
きほど大きくする。上記遅れ時間を大きく設定するはと
、旋回突入時ヨーイングかつき易くなり、それだけ回頭
性が良くなる。したかって、ステアリングか素早く切ら
れたときには、それに応じて、車をシャープに回頭させ
ることかできる。

【発明の効果】

すなわち、本願発明の制御方法によれば、旋回時、きび
きびと車を回頭させつつ、安定して走行を行わせること
ができるとともに、ステアリングを切るはやさに応じて
回頭性のレベルをも制御して、ステアリング操舵に対し
車か応答性よく反応する高い操縦性がもたらされる。 また、本願発明の場合、その制御は、後輪の転舵を前輪
に対し遅らせ、かつステアリングの操舵スピードに応じ
て後輪の転舵の遅れ時間に大小をつけるというだけの比
較的簡単なものであるので、システムを組むにあたり、
応答性や精度に極めて優れた装置が求められることもな
い。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 第２図に、本実施例に係る四輪操舵装置を示した。 図示するように、四輪操舵装置は、前輪転舵機構１と後
輪転舵機構２とを備え、所定の条件下で前輪３とともに
後輪４を転舵させるように構成される。 図示例の場合、前輪転舵機構ｌは、一般的なラック・ビ
ニオン式のステアリングギヤによって構成されており、
ステアリング操舵によって車幅方向に動かされるラック
杆５の動きを受けて前輪３か転舵されるようになってい
る。 一方、後輪転舵機構２は、電動モータ６て駆動される。 この後輪転舵機構２は、ハウジング７内に車幅方向移動
可能に支持したラックバー８を備える。上記ラックバー
８の両端には、タイロッド９を介して後輪４か連結され
ているとともに、その歯部８ａには、減速機１０を介し
て電動モータ６の回転を受けるビニオン１１が噛合され
ている。 電動モータ６の作動時には、上記ラックバ−８かビニオ
ン１１の回転を受けて車幅方向に動かされるとともに、
その動きに応して後輪４か所定方向に転舵される。 また、上記電動モータ６は、電子制御装置やマイクロコ
ンピュータなどによって構成される制御装置１２によっ
て制御される。制御装置１２は、車速センサ１３やステ
アリング操舵角センサ１４、モータ回転数センサ１５な
どからの制卿情報に基づき、電動モータ６の制御を通じ
て後輪４の転舵制御を行う。本例の場合、低速で旋回を
行う際には、車両の旋回半径を小さくして小回り性を向
上させうるように、後輪４を前輪３に対して逆位相に転
舵させ、中・高速旋回時には、車両の横すへりを防止で
きるように、後輪４を前輪３に対して同位相に転舵させ
るように構成される。なお、後輪の転舵料理にあたって
は、たとえば、旋回時に発生する横Ｇ（横加速度）を、
車速およびステアリング操舵角から演算し、その横Ｇの
大きさに応じて後輪の転舵方向や転舵量を決定すること
もできる。概して、低速旋回を行うときは、横Ｇは小さ
く、また、中・高速旋回時には、横Ｇが比較的大きくな
るので、横Ｇに基づき、後輪の転舵制御を行える。 本願発明では、このような四輪操舵装置において、後輪
４を同位相に転舵させる際、後輪４の転舵開始を前輪３
の転舵開始に対して遅らせることにより、旋回突入時に
おける回頭性の悪化を防止する。 また、本願発明の場合、その遅れ時間を、ステアリング
を切るはやさに応じて増減させる。ステアリングの操舵
角速度が高（なるときほど、上記遅れ時間を大きくする
。 本例では、第１図に示すような制御マツプを、上記制御
装置１２内にインプットしている。この制御マツプは、
ステアリングの操舵角速度に応じて上記遅れ時間の設定
が異なる複数本のグラフで構成されている。なお、ステ
アリングの操舵角速度が上記複数本のグラフの値の中間
にある場合は、近接の２点間の値を補間してステアリン
グの操舵角速度を設定してもよい。また、本例の場合特
に、車速か高くなるときは、上記遅れ時間か短くなるよ
うにしている。高速になるほど舵のききか鋭くなる、言
い換えるとヨーイングの立ち上がりかはやくなることか
ら、高速時における遅れ時間を中速時の場合と同し設定
にすると、後輪の転舵か遅れ過ぎるという状況か発生し
、却って走行安定性か悪くなるからである。なお、上記
制御マツプは、大まかな基準で値を設定したものにあり
、基準をさらに細分化するようにしてもかまわない。ま
た、図示例の遅れ時間や操舵角速度の値は例示にすぎず
、その設定は、懸架特性やタイヤのグリップ特性、車両
の重量分布なと種々の要因に応じて変わってくる。 そして、後輪４を同位相に転舵する際の制御にあたって
は、走行中、上記制御マツプから、そのときどきのステ
アリングの操舵角速度および車速に対応した遅れ時間を
リアルタイムで読み出し、それに基づき、後輪４の転舵
を前輪３の転舵に対し遅らせる。なお、この場合、ステ
アリング操舵角センサ１４からの信号に基づき、前輪３
の転舵開始を検出でき、また、操舵角速度は、操舵角情
報から演算して求めることかできる。 以上のような制御方法によれば、ステアリングを切り込
んだとき、きびきびと車を回頭させることかでき、また
、その回頭後の動きも安定させて、旋回を行う際の操縦
安定性か良くなる。後輪４の転舵のタイミングを前輪３
に対しずらすことで、旋回突入時に、ヨーイングの発生
を適切に促すことができ、また、そのヨーイングの発生
を待って行う後輪４の同位相操舵により車両の横すべり
を防止できるからである。 そして、この場合、ステアリングを切るはやさに応じて
、前輪３の転舵に対する後輪４の転舵の遅れ時間を増減
させ、ステアリングかはやく切られるときは、上記遅れ
時間が大きく設定されることから、ステアリング操舵に
車が応答性良く反応する高い操縦性も達成される。上記
遅れ時間か大きくとられるほど、旋回突入時ヨーイング
かつき易くなり、回頭性か良くなる。したがって、ステ
アリングを素早く切ったとき、それに応じて、車をシャ
ープに回頭させることができるがらである。 しかも、本例の場合、高速時には、上記遅れ時間を短く
することから、後輪の転舵か遅れ過ぎる不都合か生じる
こともなく、したかって、高速時における十分な走行安
定性も確保される。 なお、本願発明の範囲は、上述の実施例に限定されるも
のではない。 たとえば、走行中、ステアリング操舵角速度に対応する
遅れ時間を演算式によってリアルタイムで演算し、それ
に基づいて後輪を転舵するようにしてもよい。 また、本願発明を適用するにあたり、四輪操舵装置のタ
イプが特に問われることはなく、たとえば、後輪転舵機
構を油圧アクチュエータで駆動するものにも適用可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例に係る制御方法を説明するた
めのグラフ、第２図は実施例に係る四輪操舵装置の全体
構成を概略的に示した図である。 ３・・・前輪、４・・・後輪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪を前輪に対し同位相に転舵させるとき、後輪
   の転舵開始を前輪の転舵開始に対し遅らせるとともに、 その遅れ時間は、ステアリングかはやく切られるときほ
   ど大きく設定されることを特徴とする、自動車の四輪操
   舵の制御方法。