JPH0481364A - 前後輪操舵車両の制御装置 - 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１ 本発明は、前輪の操舵状態に応じて後輪を転舵制御する
ようにした前後輪操舵車両の制御装置に関する。

［従来の技術１ 従来、かかる前後後輪操舵車両の制御装置としては、特
開昭６３−１４１８７７号公報に記載されたものが知ら
れている。

このものは、前輪の操舵状態および車速をそれぞれセン
サでもって検出し、この検出結果に対応した後輪目標舵
角を求め、さらに、後輪の操舵角度をセンサでもって検
出し、この検出された実舵角と目標舵角とを比較するこ
とにより、誤差が零となるように後輪を逆転効率Ｏ以下
のウオーム減速機を介して、モータでもって操舵駆動す
るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる従来例にあっては、後輪転舵用ア
クチエエータの逆転効率が０、すなわち、後輪側より入
力があった場合でもモータ軸側は影響を受けないように
していることから、後輪サスベンシゴンや操舵系を車両
に組付けるときの部品にバラツキがあったり、また、乗
員による車重のアンバランス等がある場合に、実際の後
輪中立位置での左右の負荷の大きさが異なってしまう、
いわゆる舵角中立と負荷中立とが一致しないことになり
、その結果車両の操安性に悪影響を与えるという問題が
あった。

すなわち、後輪の転舵制御が後輪の中立位置を基準とし
て行われるので、旋回時における右操舵時と左操舵時と
の転舵応答性が異なってしまい、操安性に悪影響を与え
、運転者にも違和感を与えるという問題があった。

本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、部品のバ
ラツキ等に起因する負荷のアンバランスがあるような場
合でも運転者に違和感を与えることなく、操安性に優れ
た前後輪操舵車両の制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明は、後輪に所定の舵
角を付与する後輪舵角付与手段と、前輪の操舵角を検出
する前輪舵角検出手段と、車両の車速を検出する車速検
出手段と、後輪の舵角を検出する後輪舵角検出手段と、
前記前輪舵角検出手段による舵角量と、前記車速検出手
段による車速とに応じて後輪の目標操舵角を算出する後
輪操舵角目標値算出手段と、該後輪操舵角目標値算出手
段により算出された後輪の目標操舵角と、前記後輪舵角
検出手段による後輪実舵角との誤差を演算する誤差演算
手段と、該誤差演算手段により演算された誤差を積分す
る誤差積分手段と、該誤差積分手段による積分値に基づ
き車両の負荷中立点を求める負荷中立点演算手段と、前
記誤差、負荷中立点に基づき、前記後輪舵角付与手段へ
の出力値を演算する出力値演算手段と、を備えたことを
特徴とする。

［作　用１ 本発明によれば、後輪の目標操舵角と実舵角との誤差が
演算され、この誤差がさらに積分手段により積分される
。さらに、この積分値に基づき負荷中立点演算手段によ
り負荷中立点が求められる。

そして、この負荷中立点と上述の誤差とに基づき、後輪
舵角付与手段への出力値が演算される。

従って、この負荷中立点を考慮した出力値を用いて後輪
の転舵制御を行うことができるので、左右の負荷にアン
バランス等があったとしても、車両の使用の度毎に実際
の負荷中立点を考慮嚇して制御されることになり、違和
感な（運転を行うことができる。

［実施例１ 以下、本発明の実施例を添附図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の実施の一形態を示すブロック構成図で
あり、Ａは後輪Ｂに所定の舵角を付与する後輪舵角付与
手段、Ｃは前輪の操舵角を検出する前輪操舵角検出手段
、Ｄは車両の車速を検出する車速検出手段、Ｅは後輪Ｂ
の転舵角を検出する後輪舵角検出手段である。Ｆは前輪
舵角検出手段Ｃによる舵角量と、車速検出手段りによる
車速とに応じて後輪Ｂの目標操舵角を算出する後輪操舵
角目標値算出手段、Ｇは後輪操舵角目標値算出手段Ｆに
より算出された後輪の目標操舵角と、後輪操舵角検出手
段Ｅによる後輪実舵角との誤差を演算する誤差演算手段
、Ｈは誤差演算手段Ｇにより演算された誤差を積分する
誤差積分手段、Ｋは誤差、負荷中立点に基づき、後輪舵
角付与手段Ａへの出力値を演算する出力値演算手段であ
る。

次に、第２図は本発明の一実施例を示すシステム構成線
図であり、図において、ｌは車載のバッテリ、２はイグ
ニッションスイッチ、３は操舵角センサであり、不図示
のステアリングハンドルの操舵角に比例した信号および
中立位置信号を発生する。４は車速を検出する車速セン
サ、５はブレーキペダルの踏込みに応じオン動作するブ
レーキスイッチ、６は該ブレーキスイッチ５のオン動作
に伴い点灯するストップランプ、７は駆動系を断接する
クラッチの接続時にオン動作するクラッチスイッチ、さ
らに、８はワーニングランプである。

次に、９は後輪転舵アクチュエータを示し、本実施例に
あっては、不図示の後輪に所定の舵角量を付与するため
の転舵用モータ９Ａと、該転舵用モータ９Ａによって付
与される転舵量を所定の割合でもって減じ、後輪の最大
転舵角を制限する機構を駆動するための制限用モータ９
Ｂとを備えている。尚、この制限機構については後で詳
述する。

そして、後輪舵角検出手段としてモータ９Ａの回転量に
対応する後述の作動ロッドの変位を検出するセンサ９Ｃ
１および割合検出手段としてモータ９Ｂの回転量に対応
する後述のカム溝の相対角度を検出するセンサ９Ｄが設
けられている。

１０は上述した各種センサの入力信号に基づき、転舵用
モータ９Ａおよび制限用モータ９Ｂの駆動信号を送出す
るコントロールユニットでアリ、ＣＰＵ１０Ａ、、ＲＯ
Ｍｌ０Ａ、およびＲＡＭｌ０Ａ、を備えたマイクロコン
ビエータＩＯＡと、該マイクロコンピュータ１０Ａ用の
電源回路１０Ｂと、操舵角センサ３、車速センサ４、ブ
レーキスイッチ５およびクラッチスイッチ７からの信号
をマイクロコンピュータ１０Ａ用の入力信号に変換する
入力Ｉ／Ｆ回路１０Ｇと、ワーニングランプ８への出力
Ｉ／Ｆ回路１００と、両モータ９Ａおよび９Ｂを駆動す
るモータ駆動回路１０Ｅと、検出センサ９Ｃおよび９Ｄ
のための電源回路１０Ｆと、検出センサ９Ｃおよび９Ｄ
のアナログ信号が入力されるアナログ人力Ｉ／Ｆ回路１
０Ｇと、該アナログ入力Ｉ／Ｆ回路１０Ｇの信号をデジ
タルに変換するＡ／Ｄ変換回路１０Ｈとから構成される
。

次に、前述した制限機構につき第３図を参照しり説明す
る。

図において、２０は車体に取付けられる不図示のハウジ
ングに軸受を介してその軸線り、に沿って移動可能に支
持された作動ロッドである。作動ロッド２０の両端はボ
ールジヨイントおよびタイロッド２１を介して不図示の
ナックルアームに連結され後輪を操舵するようになって
いる。

３０は不図示のハウジングにベアリングでもって、軸線
Ｌ１と直交する回動軸線Ｌ２の回りに回動可能に支承さ
れた筒状部材であり、この筒状部材３０の外周部には環
状のウオームホイール３１が圧入固定されている。そし
て、このウオームホイール３１にはハウジングに固設さ
れた前述の制限用モータ９Ｂにより駆動されるウオーム
ビニオン３２が噛合している。

４０はハウジングに回動軸線Ｌ２の回りにベアリングで
もって回動自在に支承された偏心カム部材であり、外周
部にウオームホイール４１が圧入固定されている。偏心
カム部材４０の下端面には回動軸線Ｌ２より所定距離だ
け偏位した位置に偏心カム４２が突設されている。そし
て、ウオームホイール４１にはハウジングに固設された
前述の転舵用モータ９Ａにより駆動されるウオームビニ
オン４３が噛合している。

５０は筒状部材３０に、その直径に沿って架設されたガ
イドロッド３３．３３に摺動自在に支持されたスライダ
部材である。スライダ部材５０の上側にはガイドロッド
３３．３３と直交する方向にカム溝５０Ａが設けられて
おり、該溝５０Ａには前述の偏心カム４２がニードルベ
アリング４４を介して係合している。

また、スライダ部材５０の下面には駆動突起５１が突設
されている。

さらに、２２は作動ロッド２０にボルトでもって固設さ
れた固定ブロック部材であり、その上側には前述した作
動ロッド２０の軸線Ｌ１と直交する方向にカム溝２２Ａ
が設けられている。そして、このカム溝２２Ａには前述
のスライダ部材５０の駆動突起５１がニードルベアリン
グ５２を介して係合している。

上記構成になる本実施例にあっては、円筒部材３Ｑ、ひ
いてはスライダ部材５０の回転角、すなわち作動ロッド
２０に固設された固定ブロック部材２２のカム溝２２Ａ
とスライダ部材５０のカム溝５０Ａとの相対角度が制限
用モータ９Ｂを駆動することにより変えられる。カム溝
５０Ａおよびカム溝２２Ａの相対角度が９０°のときは
、転舵用モータ９Ａの回転による舵角量は作動ロッド２
０に伝達されない。すなわち、第３図に示すウオームビ
ニオン４３およびウオームホイール４１を介した、回動
軸線Ｌ２回りの、偏心カム部材４０の偏心カム４２の円
運動はスライダ部材５０のガイドロッド３３．３３に沿
った方向の移動に変換されるが、ガイドロッド３３．３
３の軸線方向はカム溝２２Ａの方向と一致していること
から、駆動突起５１がカム溝２２Ａ内を移動するのみで
、固定ブロック部材２２ひいては作動ロッド２０は移動
しない。

逆に、カム溝５０Ａおよびカム溝２２Ａの相対角度がＯ
ｏのときは、転舵用モータ９Ａの回転による舵角量は全
て作動ロッド２０の軸線Ｌ１に沿う方向の移動として伝
達される。

次に、本実施例の制御手順の一例を第４図のフローチャ
ートを参照しつつ説明する。

まず、制御がスタートすると、ステップＳ１において操
舵角センサ３による前輪の操舵角θ１が読み込まれ、ス
テップＳ２においては車速センサ４による車速■がそれ
ぞれ読み込まれる。

そして、ステップＳ３において、上記操舵角θ。

と車速■とにより後輪操舵角の目標値θ、が算出される
。次いで、ステップＳ４において、後輪舵角検出センサ
９Ｃによる後輪の実舵角θ８が読み込まれ、目標舵角θ
、と実舵角θ８との誤差θ。

が、 θ、＝θ、−０７ として、ステップＳ５にて算出される。

さらに、ステップＳ６において、誤差θ。の積分値ＳＵ
Ｍが、 ＳＵＮ　＝ＳＵＭ十〇。

として算出される。

次に、ステップＳ７において下記の式により負荷の中立
点における舵角Ｆｃが算出される。すなわち、 Ｆｃ＝　　＊ＳＵＮ ここに、ｎはサスペンションの形式や車両重量等に応じ
て決定される定数である。

そして、ステップＳ８において、負荷の中立点舵角Ｆｃ
と後輪実舵角θ８との差ｅが ｅ＝Ｆｃ−０８ で求められる。

しかして、ステップＳ９において、この差ｅが正か負か
が判断され、差ｅが正およびＯの場合はステップＳ１０
に進む。また差ｅが負の場合はステップＳｌｌに進む。

ここで、第５図を用いて上述の正負の関係について説明
すると、今、車両を上方からみて、後輪が右方向に転舵
された場合を正、左方向に転舵された場合を負とする。

第５図は後輪を転舵するに要する転舵モータ９Ａの軸ト
ルクと後輪舵角との関係を示す特性線図であり、（Ａ）
は負荷中心と舵角中心（転舵角＝０）とが一致した場合
、（Ｂ）はそれらがずれた場合である。

ここで、後輪舵角を中立位置へ戻す方向の場合には、路
面反力との関係からモータの軸トルクは小さ（てすみ、
逆方向に転舵する場合は太き（する必要がある。

しかして、前述したステップＳ９において、差ｅが正と
いうことは、第５図（Ｂ）において負荷中心舵角Ｆｃよ
りも左側に後輪実舵角θ８が存在していることを意味し
ている。さらに、ステップＳＩＯにおける誤差θ、が０
以上ということは、目標舵角θ１に対し実舵角θ３がま
だ不足であることを意味し、この場合には直線ＸＬで示
される軸トルクが必要となる。

従って、この場合には、ステップＳ１２に進み、第６図
に示すテーブル１からより大きいゲインれが選定される
。

また、ステップＳＩＯにおいて誤差θ、が負の場合は、
後輪を中立位置方向に戻し中であることを意味し、直線
ＹＬで示す軸トルクで済むことになる。従って、この場
合はステップＳ１３に進み、小さいゲインＧ３が選定さ
れる。

ところで、第５図（Ａ）　、　（Ｂ）からも明らかなよ
うに、もし、後輪をその中立位置から左方向に転舵する
場合を想定すると、負荷中心と舵角中心とが一致してい
る場合にはａの軸トルクで転舵を開始すれば足りる。し
かしながら、負荷中心と舵角中心とがずれている場合に
は、ａよりも大きな軸トルクｂが必要であることからも
、上述のようにゲインを変更することが有効である。

なお、ステップＳｌｌにおいても、ステップＳＩＯにつ
いて述べたと同様の判断が行われ、それぞれ、Ｘ、ｌ、
Ｙ、で示される軸トルクに見合うゲインが選定される。

か（て、ステップＳ１４において、誤差θ、とステップ
Ｓ１２あるいはＳ１３にて選定したゲインＧＬあるいは
Ｇ、を用いて、軸舵モータ９Ａに供給される制御出力値
が算出され、これでステップＳ１５において実際にモー
タが駆動される。

尚、上述した実施例においては、後輪舵角検出センサ９
Ｃとして作動ロッド２０の変位を検出するセンサの例に
つき説明したが、これは転舵用モータ９Ａの回転量を検
出するセンサであってもよい。

［発明の効果１ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、目標
舵角と実舵角との誤差を積分し、この値に基づき車両の
負荷中立点を求め、誤差、負荷中立点に基づき後輪舵角
付与手段への出力値を演算するようにしたので、車両の
組立て上で発生する負荷のアンバランスがあるような場
合にも、また車重の片寄りが生じても、操舵中心を境と
しての左右の応答性の違いを自動的に補正を行うことが
でき、運転者に違和感を与えることなく操安性を著しく
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施の一形態を示すブロック構成図、 第２図は本発明の一実施例を示すシステム構成線図、 第３図は本発明一実施例の制限機構を示す２−隊図、 第４図は本発明一実施例の制御手順の一例を示すフロー
チャート、 第５図はモータ軸トルクと後輪舵角との関係を示す特性
図、 第６図はゲイン選定テーブルの説明図である。 ３・・・操舵角センサ、 ４・・・車速センサ、 ９Ａ・・・転舵用モータ、 ９Ｂ・・・制限用モータ、 ９Ｃ・・・後輪舵角検出センサ、 ９Ｄ・・・カム溝相対角検出センサ、 ｌＯ・・・コントロールユニット、 ２０・・・作動ロッド、 ２２・・・固定ブロック部材、 ２２Ａ・・・カム溝、 ３０・・・円筒部材、 ３３・・・ガイドロッド、 ４０・・・偏心カム部材、 ４２・・・偏心カム、 ５０・・・スライダ部材、 ５０Ａ・・・カム溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）後輪に所定の舵角を付与する後輪舵角付与手段と、 前輪の操舵角を検出する前輪舵角検出手段 と、 車両の車速を検出する車速検出手段と、 後輪の舵角を検出する後輪舵角検出手段と、前記前輪舵
   角検出手段による舵角量と、前記車速検出手段による車
   速とに応じて後輪の目標操舵角を算出する後輪操舵角目
   標値算出手段と、該後輪操舵角目標値算出手段により算
   出された後輪の目標操舵角と、前記後輪舵角検出手段に
   よる後輪実舵角との誤差を演算する誤差演算手段と、 該誤差演算手段により演算された誤差を積分する誤差積
   分手段と、 該誤差積分手段による積分値に基づき車両の負荷中立点
   を求める負荷中立点演算手段と、 前記誤差、負荷中立点に基づき、前記後輪舵角付与手段
   への出力値を演算する出力値演算手段と、 を備えたことを特徴とする前後輪操舵車両の制御装置。