JPH06344741A - ヨーレート制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヨーレートを検出し、検出したヨーレートを
抑制するヨーレート制御装置において、車高が基準車高
以外であるとき、単位時間当たりの制御量を大きくする
ことにより、走行安定性を良好にする。 【構成】 発生した車両のヨーレートをヨーレート検出
手段により検出し、検出したヨーレートを抑制するヨー
レート制御装置において、車高検出手段により検出した
車高が基準車高以外となるとき、ヨーレート制御装置を
制御するフィードバック制御手段の単位時間当たりの制
御量を基準車高の時よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に発生したヨーレ
ートに基づいてフィードバック制御するヨーレート制御
装置に関し、更に詳細には、発生したヨーレートを抑制
するヨーレート制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平３−１６９７７２号
公報に開示されているように、車両のヨーレートをヨー
レート検出手段により検出するとともに、検出したヨー
レートに基づいてヨーレートを抑制するヨーレート制御
装置がある。また、一般道路を走行するのに最も適した
車高を基準車高とすると、一般に車両のサスペンション
は、基準車高の時に、バウンド・リバウンド等のアライ
メント変化が最適となるように設定される。例えば、ダ
ブルウイッシュボーン式サスペンションの場合、サスペ
ンションのバウンド・リバウンドによるトー変化、トレ
ッド変化、キャンバ変化は基準車高の時に最適となるよ
うに設定されている。従って、上記のヨーレート制御装
置の単位時間当たりの制御量も基準車高の走行時に走行
安定性が最適となるように設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば車高調
整装置を備え、車高が基準車高以外の車高となる時、サ
スペンションのストロークの中立位置が変化して、バウ
ンド・リバウンド等のアライメント変化は最適とならな
くなり、走行安定性が悪化する。その時、ヨーレート制
御装置によりヨーレートを抑制しても、その単位時間当
たりの制御量は基準車高で最適となるように設定された
ものであり、基準車高時と同じ単位時間当たりの制御量
でヨーレートを抑制してもその単位時間当たりの制御量
が小さいために車両のヨーレートを抑制しきれなくな
る。そのため、基準車高のときに比べ走行安定性が良好
にならないという問題がある。

【０００４】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、車高が基準車高以外となったとき、単位時間
当たりの制御量を基準車高の時より大きくすることで、
ヨーレート制御装置における制御性の悪化を防止するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、図１に示すように、車両のヨーレー
トを制御するヨーレート制御機構Ｍ１と、車両のヨーレ
ートを検出するヨーレート検出手段Ｍ２と、前記ヨーレ
ート検出手段により検出されたヨーレートを抑制する方
向に単位時間当たりの所定の制御量でヨーレート制御機
構を制御するフィードバック制御手段Ｍ３とを備えたヨ
ーレート制御装置において、車高を検出する車高検出手
段Ｍ４と、前記車高検出手段Ｍ４により検出された車高
が所定の基準車高であるか否かを判断する車高判断手段
Ｍ５と、前記車高判断手段Ｍ５により車高が基準車高で
ないと判断されたとき前記フィードバック制御手段Ｍ３
の単位時間当たりの制御量の大きさを基準車高のときよ
り大きくする補正手段Ｍ６とを備えたことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】上記構成のヨーレート制御装置によれば、ヨー
レート検出手段により検出したヨーレートを抑制する方
向に単位時間当たり所定の制御量でヨーレート制御機構
を制御するときに、車高検出手段により検出された車高
が、車高判断手段により基準車高以外であると判断する
場合、補正手段によりフィードバック制御手段の単位時
間当たりの制御量の大きさが基準車高のときより大きく
される。

【０００７】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。図１は本発明を表すブロッ
ク図、図２は実施例に係る四輪操舵車の全体を概略的に
示す図である。図３は車高調整制御のフローチャート、
図４はヨーレート制御のフローチャートを表す。

【０００８】図２に示すように、この四輪操舵車は、左
右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する前輪操舵機構Ａと、左
右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する後輪操舵機構Ｂと、後
輪操舵機構Ｂを電気的に制御するフィードバック制御手
段Ｃと、車高調整装置Ｄを備えている。

【０００９】前輪操舵機構Ａは周知のラックアンドピニ
オン式パワーステアリング装置である。この装置は操舵
ハンドル１１を有しており、操舵ハンドル１１は操舵軸
１２を介してピニオンギア１３に接続されている。ピニ
オンギア１３はラック軸１４と噛合し、操舵ハンドル１
１の回転運動をラック軸１４の往復運動に変換する。ラ
ック軸１４の両端には左右タイロッド１５ａ，１５ｂ及
び左右ナックルアーム１６ａ，１６ｂを介して左右前輪
ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に連結されている。そして、
操舵ハンドル１１が回転するとラック軸１４が軸方向に
変位して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵される。

【００１０】後輪操舵機構Ｂは上記ラック軸１４と同様
に軸方向に変位して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する
リレーロッド３１を有する。リレーロッド３１の両端に
は、前述の前輪操舵機構Ａの場合と同様に、左右タイロ
ッド３２ａ，３２ｂ及び左右ナックルアーム３３ａ，３
３ｂを介して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が操舵可能に連結
されている。リレーロッド３１は車両に支持されたハウ
ジング３４により軸方向に変位可能に支持されている。
シリンダ３５はリレーロッド３１に固定されたピストン
３５ａにより左右油室３５ｂ，３５ｃに区画されてい
る。これらの左右油室３５ｂ，３５ｃ内にはスプリング
３６ａ，３６ｂがプレロードを付与された状態でリレー
ロッド３１を貫通させるようにして組み込まれており、
スプリング３６ａ，３６ｂはそれらの弾力によりリレー
ロッド３１を中立位置に付勢している。

【００１１】バルブスリーブ３７ａの右端部には貫通孔
３７ａ１が設けられており、貫通孔３７ａ１にはレバー
４１が貫通されている。レバー４１の中間部分には球型
の節状隆起部４１ａが設けられ、レバー４１は節状隆起
部４１ａの外周面にて貫通孔３７ａ１の内周面に傾動か
つ摺動可能に係合している。また、レバー４１の下端部
はピストン３５ａの外周上に設けた環状溝３５ａ１内に
回動可能かつ車両前後方向に摺動可能に勘合され、レバ
ー４１の上端部はピン４２に回動可能に接続されてい
る。

【００１２】ピン４２の両端部は、ハウジング３４に設
けた支持孔３４ａ，３４ｂ内に進退可能かつ回動不能に
侵入している。また、ピン４２の外周上にはラック歯４
２ａが形成され、ラック歯４２ａにはステップモータ４
３の回転軸に固定されたウォーム４４が噛合している。
この場合、ステップモータ４３が正（もしくは負）の方
向に回転するとピン４２は右方向（もしくは左方向）に
変位して、レバー４１を摺動させて、リレーロッド３
１、左右タイロッド３２ａ，３２ｂ、ナックルアーム３
３ａ，３３ｂを介して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵す
る。

【００１３】また、エンジン１８により駆動される油圧
ポンプ３８からの作動油をシリンダ３５の左油室３５ｂ
（もしくは右油室３５ｃ）へ供給するとともに、シリン
ダ３５の右油室３５ｃ（もしくは左油室３５ｂ）の作動
油をリザーバ２３へ排出する。そして、左油室３５ｂ、
右油室３５ｃの油圧の差により操舵力を助勢している。

【００１４】車高調整装置Ｄは図２に表されている。モ
ータ２０１で駆動されて吸入口２０２ａからの空気を圧
縮するコンプレッサ２０２があり、コンプレッサ２０２
には圧縮空気を蓄えるアキュムレータ２２０が接続され
ている。アキュムレータ２２０は、上昇弁２２６を介し
て、周知のエアサスペンション２２８に接続されてい
る。更に、エアサスペンション２２８は、下降弁２３２
とも接続されている。上昇弁２２６、下降弁２３２は駆
動回路５６からの信号に基づいて、図示しないアクチュ
エーターにより開，閉の切り換えが行われる。そして、
そのアクチュエーターにより上昇弁２２６を開にして、
下降弁２３２を閉にすると、エアサスペンション２２８
内にアキュムレータ２２０内の圧縮空気が配給されて車
高が上昇する。また上昇弁２２６を閉にして、下降弁２
３２を開にすると、エアサスペンション２２８内の空気
は大気に排出されて車高が下降する。

【００１５】車高検出手段としての車高センサ５１は、
予め設定された所定幅の基準車高範囲に対して、車高が
高いときには高い状態（高車高）に応じた信号を出力
し、車高がその基準車高範囲内にあるときには基準状態
（基準車高）に応じた信号を出力し、基準車高範囲より
車高が低いときには低い状態（低車高）に応じた信号を
出力する。

【００１６】車高選択スイッチ２１０は乗員が車高を高
車高、基準車高、低車高を選択できるマニュアルモード
と、マイクロコンピュータ５５が車速に基づいて自動的
に車高を選択するオートモードとを選択するスイッチで
あり、選択されたモードと乗員もしくはマイクロコンピ
ュータ５５により選択された車高との２種類の信号をマ
イクロコンピュータ５５に出力する。

【００１７】車速センサ５２は図示しない変速機の出力
軸の回転速度を測定することにより車速Ｖを検出して、
車速Ｖを表す信号を出力する。

【００１８】Ｇセンサ５７は車両の上下Ｇを検出し、Ｇ
の大きさに応じた信号を出力するものである。

【００１９】この車高センサ５１，車速センサ５２，Ｇ
センサ５７はマイクロコンピュータ５５に接続されてお
り、マイクロコンピュータ５５はバス５５ａにそれぞれ
接続されたＲＯＭ５５ｂ、ＣＰＵ５５ｃ、ＲＡＭ５５ｄ
及びＩ／Ｏ５５ｅ（入出力インターフェイス）からな
る。またＲＯＭ５５ｂは図３，図４のフローチャートに
対応したプログラムを記憶している。また、マイクロコ
ンピュータ５５には駆動回路５６が接続されている。駆
動回路５６は、マイクロコンピュータ５５からの回転制
御信号に応じてステップモータ４３、モータ２０１、上
昇弁２２６、下降弁２３２を各々制御するものである。

【００２０】次に、マイクロコンピュータ５５内におい
て行われる車高調整の処理を図３のフローチャートを基
に説明する。

【００２１】まず、ステップ１０１により車高センサ５
１、車高選択スイッチ２１０、車速センサ５２、Ｇセン
サ５７からの信号をＩ／Ｏ５５ｅを介して読み込み、ス
テップ１０２により車高選択スイッチ２１０がマニュア
ルモードであるかどうか判断する。ステップ１０２によ
り車高選択スイッチ２１０がマニュアルモードであると
判断する場合、ステップ２００にて車高選択スイッチ２
１０により設定された車高を要求車高とする、そして、
ステップ１０８に移る。一方、ステップ１０２により車
高選択スイッチ２１０がマニュアルモードでない、つま
りオートモードであると判断する場合、ステップ１０３
に移る。ステップ１０３により車速が８０ｋｍ／ｈ以上
であるかどうかを判断する。ステップ１０３により車速
が８０ｋｍ／ｈ以上であると判断する場合、ステップ１
０４により要求車高を低車高にする。そして、ステップ
１０８へ移る。また、ステップ１０３にて車速が８０ｋ
ｍ／ｈ以上でないと判断する場合、ステップ１０５に移
る。ステップ１０５により、検出した上下Ｇから路面が
悪路であると判断する場合、ステップ１０６により、要
求車高を高車高にする。そして、ステップ１０８に移
る。ステップ１０５により、路面が悪路でないと判断す
る場合、ステップ１０７により、要求車高を基準車高に
する。ステップ１０８では現在の車高が要求車高と一致
するか否かを判断する。その判断結果により要求車高と
現在の車高が一致すると判断した場合、ステップ１０９
にて上昇弁２２６に閉の信号を出力して、上昇弁２２６
を閉じ、下降弁２３２に閉の信号を出力して、下降弁２
３２を閉じる。そして、ステップ１０１に戻る。ステッ
プ１０８により要求車高の車高と現在の車高が一致しな
いと判断する場合、ステップ１１０にて要求車高の車高
よりも現在の車高が低いかどうかを判断する。ステップ
１１０により要求車高の車高よりも現在の車高が低いと
判断すると、ステップ１１１にて上昇弁２２６に開の信
号を出力し、上昇弁２３２を開けてアキュムレータ２２
０内の圧縮空気をエアサスペンション２２８内に流入さ
せ、下降弁２３２に閉の信号を出力して、下降弁２３２
を閉じて車高を上昇させる。そして、ステップ１０１に
戻る。また、ステップ１１０により要求車高よりも現在
の車高が低くない、つまり、要求車高の車高よりも現在
の車高が高いと判断すると、ステップ１１２にて上昇弁
２２６に閉の信号を送り、上昇弁２２６を閉じて、下降
弁２３２に開の信号を出力し、下降弁２３２を開いてエ
アサスペンション２２８内の空気を大気に放出する。そ
して、ステップ１０１に戻る。

【００２２】このようにして、車高を、一般道路の走行
等に適している基準車高、高速走行に適した基準車高よ
りも低い低車高、未舗装等の道路の走行に適した基準車
高よりも高い高車高に変化できる。

【００２３】フィードバック制御手段Ｃを説明する。ヨ
ーレート検出手段Ｍ３としてのヨーレートセンサ５３は
車両の垂直軸回りの回転角速度すなわちヨーレートωｙ
を検出して、その信号を出力する。後輪操舵角センサ５
４はステップモーター４３の回転軸の回転角を検出して
後輪操舵角θｒを表す信号を出力する。なお、ヨーレー
トωｙ及び後輪操舵角θｒは、それぞれ右回転方向を正
とし、かつ左回転方向を負とする。ヨーレートセンサ５
３，後輪操舵角センサ５４はマイクロコンピュータ５５
に接続されている。上述のようにマイクロコンピュータ
５５はバス５５ａにそれぞれ接続されたＲＯＭ５５ｂ、
ＣＰＵ５５ｃ、ＲＡＭ５５ｄ及びＩ／Ｏ５５ｅ（入出力
インターフェイス）からなる。またＲＯＭ５５ｂは図
３，図４のフローチャートに対応したプログラムを記憶
するとともに、後述する係数Ｋをテーブルの形で記憶し
ている。また、マイクロコンピュータ５５には駆動回路
５６が接続されている。

【００２４】次に、マイクロコンピュータ５５において
行われる処理を、第４図のフローチャートによって説明
する。

【００２５】ステップ１１３にて、車高センサ５１、車
速センサ５２、ヨーレートセンサ５３、後輪舵角センサ
５４からの信号により車速、車高、ωｙ、θ、θｒを読
み込む。ステップ１１４にて車高が基準車高であると判
断する場合には、ステップ１１５にて係数ＫがマップＡ
１により算出され、車高が基準車高以外のときにはステ
ップ１１６にて係数ＫがマップＡ２により算出される。
マップＡ１，Ａ２は図５，図６に表されるように、車速
により係数Ｋの値を決定する表であり、マップＡ２はマ
ップＡ１よりも大きな値であるために、マップＡ２でヨ
ーレート制御装置を制御するとその単位時間当たりの制
御量はマップＡ１の時よりも大きくなる。そして、その
係数Ｋを基に、ステップ１１７にて下記数１の演算を行
い、目標後輪操舵角θr*が算出される。

【００２６】

【数１】θr*＝Ｋ・ωｙ この目標後輪操舵角θr*の算出後、ステップ１１８に
て、目標後輪操舵角θr*から現在の後輪操舵角θｒを減
算することにより、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵され
るべき単位時間当たりの後輪操舵量θr*−θｒ（単位時
間当たりの制御量）が計算され、この単位時間当たりの
後輪操舵量θr*−θｒに対応したステップモータ４３に
対する回転制御信号がＩ／Ｏ５５ｅを介して駆動回路５
６へ出力される。

【００２７】駆動回路５６は前記回転制御信号に応じた
駆動パルスをステップモータ４３に供給し、ステップモ
ータ４３は駆動パルスに対応した量だけウォーム４４を
回転させる。この場合、単位時間当たりの後輪操舵量θ
r*−θｒに対応した前記回転制御信号が正であれば、ス
テップモータ４３は正回転し、ピン４２は右方向に変位
して、リレーロッド３１が左方向へ変位して左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２は右方向へ操舵される。一方、前記リレー
ロッド３１の左方向への変位により、レバー４１の下端
部がその上端部を支点として左方向へ変位する。左右後
輪ＲＷ１，ＲＷ２は過去の状態から前記単位時間当たり
の後輪操舵量θr*−θｒに基づいた量だけ右方向へ操舵
され、その操舵角θｒは目標操舵角θr*に等しくなり、
車両のヨーレートが抑制される。

【００２８】また、単位時間当たりの後輪操舵量θr*−
θｒに対応した前記回転制御信号が負であれば、ステッ
プモータ４３は負回転し、ピン４２は左方向へ変位する
ので、前記場合とは逆に、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は過
去の状態から前記単位時間当たりの後輪操舵量θr*−θ
ｒに対応した量だけ左方向へ操舵され、この場合も、そ
の操舵角θｒは目標後輪操舵角θr*に等しくなるので、
車両のヨーレートが抑制される。本実施例ではヨーレー
トを抑制するときの単位時間当たりの制御量を大きくす
るために単位時間当たりの後輪操舵量θr*−θｒを大き
くするという手段を用いているが、マップをマップＡ１
のみとし、単位時間当たりのフィードバック制御手段の
ステップ１１７、１１８を繰り返す回数を基準車高のと
きよりも多くする手段、ステップモータ４３の回転速度
を基準車高のときより速くして単位時間当たりの制御量
を大きくする手段、マップＡ１により算出された係数Ｋ
に所定の数を足して単位時間当たりの制御量を大きくす
る手段でも良い。

【００２９】次に実施例の作用・効果について述べる。
本実施例のサスペンションのバウンド・リバウンド等の
アライメント変化は最も使用頻度の高い基準車高の時に
良好となるように設定されている。また、ヨーレート制
御装置による単位時間当たりの後輪操舵量θr*−θｒが
基準車高の時に良好となるようにマップＡ１が設定され
ている。そのため、車高が基準車高の場合、走行安定性
は良好になる。

【００３０】そして、車高が車高調整装置Ｄにより基準
車高以外の車高となる時、サスペンションのストローク
の中立位置が変化して、サスペンションのストロークの
中立位置が変わり、バウンド・リバウンドのアライメン
ト変化は最適とならなくなる。しかし、実施例では、基
準車高以外の時は、マップＡ２に基づいて単位時間当た
りの後輪操舵量θr*−θｒを大きくして、ヨーレートを
抑制するために、車両の走行安定性は良好に保たれる。

【００３１】本実施例と特許請求の範囲との関係を説明
する。ヨーレート制御機構は後輪操舵機構Ｂ、ヨーレー
ト検出手段はヨーレートセンサ５３、フィードバック制
御手段は図４のフローチャートのステップ１１７，１１
８、車高検出手段は車高センサ５１、車高判断手段は図
４のフローチャートのステップ１１４、補正手段は図４
のフローチャートのステップ１１６に各々対応する。

【００３２】また、本実施例ではヨーレート制御機構は
後輪操舵制御装置であったが、ヨーレート制御機構は後
輪操舵制御装置に限定する必要はなく、例えば、前輪の
舵角を制御してヨーレートを抑制する装置、各車輪のブ
レーキ力を制御してヨーレートを抑制する装置、左右後
輪の各輪の駆動力を制御してヨーレートを抑制する装
置、４ＷＤの前後の駆動力を制御してヨーレートを抑制
する装置等でも良い。

【００３３】更に、車高は積載荷重によっても変化する
ため車高調整装置を備えない車両にも本発明を適用でき
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明のヨーレート制御装置によれば、
車両の走行状態が不安定となる基準車高以外の車高の時
には、基準車高の時よりも大きな単位時間当たりの制御
量でヨーレートを抑制するため、基準車高以外の車高の
時でも走行安定性が良好になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のクレーム対応図。

【図２】 本発明の実施例を示す四輪操舵車の概略図。

【図３】 図２のマイクロコンピュータ５５にて実行さ
れる車高調整の制御のプログラムを表すフローチャー
ト。

【図４】 図２のマイクロコンピュータ５５にて実行さ
れるヨーレートの制御プログラムを表すフローチャー
ト。

【図５】 基準車高の時の係数Ｋを算出するマップ。

【図６】 基準車高の時の係数Ｋを算出するマップ。

【符号の説明】

Ａ ・・ 前輪操舵機構 Ｂ ・・ 後輪操舵機構 Ｃ ・・ フィードバック制御手段 Ｄ ・・ 車高調整装置 ＦＷ１，ＦＷ２ ・・ 前輪 ＲＷ１，ＲＷ２ ・・ 後輪 ５１ ・・ 車高センサ ５２ ・・ 車速センサ ５３ ・・ ヨーレートセンサ ５４ ・・ 後輪舵角センサ ５５ ・・ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のヨーレートを制御するヨーレート
   制御機構と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検
   出手段と、前記ヨーレート検出手段により検出したヨー
   レートを抑制する方向に単位時間当たり所定の制御量で
   ヨーレート制御機構を制御するフィードバック制御手段
   とを備えたヨーレート制御装置において、車高を検出す
   る車高検出手段と、前記車高検出手段により検出された
   車高が所定の基準車高であるか否かを判断する車高判断
   手段と、前記車高判断手段により車高が基準車高でない
   と判断されたとき前記フィードバック制御手段の単位時
   間当たりの制御量の大きさを基準車高のときより大きく
   する補正手段とを備えたことを特徴とするヨーレート制
   御装置。