JPH04108077A - 車両用操舵装置 - 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） 本発明は自ｌｌＩφ用揉舵装置に関する。

（従来の技術） 一般に車輪の発生する横力は、駆動力やＩＩＩ動力、及
び車輪の横すべり角に応じて変化する、たとえば第８図
に示すように、駆動力及び制動力が大きくなるほど車輪
の横力は減少し、また、車輪の横すべり角が大きいほど
車輪の横力は増大する。

ここで、前輪の操舵に応じて所定の特性で後輪をも操舵
するようにした４輪操舵装置を備えた車両において、当
該車両の減速に応じて後輪の操舵量を補正するものが、
特開昭６２−１８３６８号公報に開示されている。これ
は、車両の減速時、例えばコーナリング中のブレーキン
グ時において、後輪の横力が弱まることに起因する走行
安定性の悪化を防ぐために、当該車両の減速時には、通
常操向時に比して後輪舵角を前記特性よりも前輪舵角と
同位相側に補正することによって、後輪の発生する横力
を増大させて当該車両の走行安定性を向上させるもので
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような車両用４輪操舵５ＡＩでは、
単に減速時において後輪の操舵特性をより同位相に補正
するものとなっており、実際の横力の減少に応じて後輪
の操舵角を制（資）するものではなかった。このため、
後輪の発生する横力を十分に補正することができないと
いった問題点があつた。

本発明においては、上記問題点１．：＠目して、車輪の
発生する横力が変化した際にも該横力を十分に補正する
ことができる車両用操舵５Ｉｉｔを提供することを目的
としている。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明の車両用操舵ＶＡ１
においては、駆動輪に作用する駆動トルクと制動トルク
とのうち少なくとも一つのトルクを記検出トルクと前記
駆動輪の横すべり角とに応じて駆動輪舵角の補正量を決
定する駆動輪舵角補正量決定手段と、前記駆動輪舵角補
正量決定手段によって決定された駆動輪舵角の補正量に
応じて駆動輪舵角を変更する駆動輪舵角変更手段とを備
えたものである。

（作用） 上記のように構成された車両用操舵装Ｈにおいては、駆
動輪に作用する駆動トルクと１ＩＩＩ！ｌｌトルクとの
うち少なくとも一つのトルクが駆動輪トルク検出手段に
よって検出されると同時に、駆動輪の横すべり角が駆動
輪横すべり角検出手段によって検出される。駆動輪舵角
補正量決定手段では、検出トルクと駆動輪の横すべり角
とに応じて駆動輪舵角の補正量を決定する。そして、駆
動輪舵角変更手段では、前記駆動輪舵角補正量決定手段
によって決定された駆動舵角の補正量に応じて駆動輪舵
角が変更される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例についで示す
図であり、前輪を駆動する車両に本発明を適用したもの
である。ここで本実施例の構成を第２図に用いて説明す
る。

１はエンジンであり、該エンジン１の回転力はトランス
ミッション２及びドライブシャフト３゜３を介して前輪
４．４に伝達される。前記エンジン１には該エンジン１
の回転速度を検出するエンジン回転速度計５と、エンジ
ン１のスロットル開度を検出するスロットル開度計６と
が設けられている。また、前記トランスミッション２に
はギア位置を検出するギア位置センサ７と、車両の走（
１速度すなわ札車速を検出する車速検出手段としての車
速口ンサ８とが設けられている。９は駆動輪トルク検出
手段としての前輪トルク検出手段であり、エンジン１か
らトランスミツコン２とドライブシャフト３．３とを介
して前輪４．４に伝えられる駆動トルクと、図外のグレ
ー４装置からの制動トルクとを検出するものである。

ここで、前輪トルク検出手段９には、エンジン１がトラ
ンスミッション２とドライブシャフト３゜３とを介して
前輪４．４に駆動力を伝えている時における、エンジン
１の回転速度とスロットル開度と発生トルクとの関係を
示す第３図のようなエンジン特性図から作成されたエン
ジントルクマツプがあらかじめ記憶されており、エンジ
ン回転速度計５から検出された１ンジン１の回転速度と
、スロットル開度計６から検出されたエンジン１のスロ
ットル開度と、ギア位置センサ７から検出されたギア位
置とから式（１）によって駆動トルクＴａを算出するも
のである。

Ｔｄ＝Ｔｅ　ｘｇ　ｔ　ｘｇ　ｆ　・（奉）Ｔｄ：車輪
における駆動トルク Ｔｅ：エンジン１の回転速度及びエンジン１のスロット
ル開度によりエンジン トルクマツプから算出されたエンジ ントルク ｇｔニドランスミッションのギア比 ｇｆ＝ファイナルドライブギア比 また、ブレーキ装置を作動させた際には式（２）によっ
て算出される制動トルクＴｄ’　を減篩する。

Ｔｄ’　＝ＰＸＳＸｌｚＸＲｂ　・　（２）Ｔｄ’ニブ
レーキ装置に起因する制動トルク Ｐニブレーキ油圧 Ｓニブレーキシリンダ有効断面積 μニブレーキ１Ｉｔａ材摩擦係数 Ｒｂ　ニブレーキ有効半径 １０は駆動輪横すべり角検出手段としての前輪横すべり
角検出手段である。ここで、前輪の横すべり角を検出す
る方法としては様々な方法が考えられるが、例えば操舵
に対する車両のヨ一応答を表わす式（３） ψ（Ｓ）：車両ヨー角速度 δ（Ｓ）：前輪舵角 Ｇ（０）　　：ヨー角速度ゲイン定数 ωｎ：固有角擾動数 Ｔｒ：時定数 ζ　：減衰比 によって、後述する駆動輪舵角手段としての舵角センサ
２３より検出された舵角から現在のヨー角速度ψを求め
、ヨー角速度ψと時間から差分により算出した現在のヨ
ー角加速度ψと、前復輪横すべりとヨー角の関係を示す
式（４ａ）、　（４ｂｌαｆ−β＋１ｆ−！−δ・・・
（４ａ）■ αｒ−β−１ｒ＋ｌ・・・（４ｂ） ■ αｆ：前輪前輪へり角 αｒ　°後輪横すべり角 β　：車両横すべり角 ｆ！ｆ：φ両重心から前輪までの前後距離ｆ！ｒ　　：
車両重心から後輪までの前後距離Ｖ　二車速 より求まる関係式（５） ％式％（５） とを、］一方向の運動方程式（６） １１−ψ＝−ｆ！ｆ−Ｋａｆ・αｆ　＋Ｉ！ｒ　　−Ｋ
ａｒ　拳αｊ　−＝（６）ｌｚ　：車両ヨー慣性 Ｋａｆ：前輪コーナリングパワ Ｋａｒ：後輪コーナリングパワ に代入することにより、前記の横すべり角を求める。な
お、前記Ｇ（０）　、　Ｔｒ　、ωｎは複数の車速で行
なった走行実験によって求められたものを、また、Ｋ、
Ｋａｆ、ＫａｒはＧ（０）、Ｔｒ　、　ωｎを用いて求
められたものを、それぞれ前輪横すべり角検出手段１０
に記憶させておくものとする。

１１は駆動輪舵角補正量決定手段としての前輪舵角補正
量決定手段であり、前輪トルク検出手段９によって検出
された駆動トルク及び１ｉｌｌｉｌｌ？−ルクと、横す
べり角検出手段１０によって検出された前輪の横すべり
角とに応じて前輪舵角の補正量を決定すると共に、後ｊ
ホするコントロールバルブ１２を駆動するための信号を
出力する。ここで、前輪舵角の補正量はあらかじめｉｌ
ｌ　ＩＩＩマツプに記憶されており、第４図に示すよう
に、例えば横すべり角が３°の時には、前輪に作用する
駆動トルクあるいはｉｌｌ動トルクの値に応じて前輪の
舵角を操舵方向と同じ方向に補正（切り増し）し、横す
べり角が１０°の時には、前輪に作用する駆動トルクあ
るいは駆動トルクの値に応じて前輪の舵角を操舵方向と
逆方向に補正（切り戻し）するようになっている。

１２はコントロールパルプであり、エンジン１によって
駆動される液圧＃Ａ１３から通路１４を介して供給され
る作動液を、駆動輪舵角変更手段としてのアクチユエー
タ１５に対して供給するものであるが、前記作動液の供
給は前輪舵角補正量決定手段１１からの信号に応じて行
なわれるようになっている。

ここで、アクチュエータ１５の構成を第５図及び第６図
を用いて説明する。第５図はアクチュエータ１５の構成
を示す分解斜視図であり、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ
断面図である。筒体は１５ａはステアリングホイール１
６の操作に応じて回動する入力軸１７に設けられた入力
ベーン１７ａと、後述するロッド１８と連結した出力軸
１９に設けられた出力ベーン１９ａとによって４つの液
圧室２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに区画されＴ（／
’る。また、液圧室２０ａと２０ｄとの間、及び２０ｂ
と２０ｃとの間は、入力軸１７と出力軸１９との間に設
けられたシール部材２１によって液密的に区画されてい
る。

筒体１５ａの外周にはコントロールバルブ１２からの作
動液をアクチュエータ１５に供給する通路２２ａ及び２
２ｂが設けられているが、通路２２ａはｌ圧？２０ａ、
２０Ｇと、通１２２ｂは液圧室２０ｂ、２０ｄとそれぞ
れ連通している。

また、入力軸１７には駆動輪舵角検出手段としての舵角
センサ２３が設けられている。出力軸１９には第５図に
示すような切り欠き１９ｂが設けられており、該切り欠
き１９ｂには入力ベーン１７ａが嵌合するようになって
いるが、軸方向から見た切り欠きの幅は軸方向から見た
入力ベーン１７ａの厚さよりも大きいので、入力ベーン
１７ａは軸方向から見た時にその周方向に若干の移動が
可能である。そして、筒体１５ａに蓋部材１５ｂ及び１
５ｃを設けると共に、筒体１５ａの内部に作動液を封入
することによって、アクチュエータ１５が構成される。

前述したロッド１８はラックギア部１８ａを有しており
、前記出力軸１９の端部に設けられたピニオンギア部１
９ｃと噛合している。更にロッド１８は前輪４，４と連
結したタイロッド２４゜２４と連結しているので、出力
軸１９の回転に応じて前輪４，４が操舵される。

次に作用について説明する。

（ａｔ前輪舵角の補正を行なわない時 前輪舵角補正争決定手段１１によって前輪舵角の補正量
がＯであると決定された時には、前輪舵角補正量決定手
段１１がらコントロールバルブ１２を駆ｖＪするための
信号は出力されない。従って、アクチ」エータ１５への
作動液の供給はなく、ステアリングホイール１６の操作
によって入カベ〜ン１７ａが回転すると、アクチュエー
タ１５内に充填された作動液によって出カベーーン１９
ａが回転するので、ステアリングホイール１６の操作は
入力軸１７がらぞのまま出力軸１９に伝えられる。従っ
て運転者のステアリングホイール１６の操作儲に応じて
前輪４．４が操舵される。

（ｂ）前輪舵角の補正を行なう時 前輪舵角補正量決定手段１１によって前輪舵角の補正量
が決定された時には、前輪舵角補正量決定手段１１がら
コントロールバルブ１２を駆ｖＪ￥るための信号が出力
され、該コントロールバルブ１２は前記信号に応じてア
クチュエータ１５に対する作動液の供給をｍｍする。

■　ステアリングホイール１６を左に操作した時に前輪
舵角の切り増しを行なう場合 前輪舵角補正量決定手段１１がらの駆動信号に応じて、
」ントロールバルブ１２は通路２２ａに対して作動液を
供給すると共に、通路２２ｂに対して作動液を排出する
ようレニ切り換えられるので、液圧室２０ａと２０ｃの
Ｈ力が上昇すると同時に、液圧室２０ｂと２０ｄの圧力
が減少する。これにより、出力ベーン１９ａは第６図中
左回りに回転するため、出力軸１９の回転研は入力軸１
７より大きくなり、前輪４，４の操舵部はステアリング
ホイール１６の操ｆ１ｍより大きくなる。

■　ステアリングホイール１６を左に操作した時に前輪
舵角の切り戻しを（）なう場合 コントロールバルブ１２は通路２２ｂに対して作動液を
供給し、通路２２ａに対して作動液を排出するように切
り換えられるので、液圧室２０ｂと２０ｄの圧力が上背
すると同時に、液圧室２゜ａと２０ｃの圧力が減少する
。これにより、出力ベーン１９ａは第６図生石回りに回
転するため、出力軸１９の回転量は入力軸１７より小さ
くなり、前輪４．４の操舵量はステアリングホイール１
６の操作量より小さくなる。

■　ステアリングホイール１６を右に操作した時に前輪
舵角の切り増しを行なう場合 前記■の場合と同様に、コントロールバルブ１２は通路
２２ｂに対して作動液を供給すると共に、通路２２ａに
対して作動液を排出するように切り換えられるので、液
圧室２０ｂと２０ｄの圧力が高まると同時に、液圧室２
０ａと２０ｃの圧力が減少する。これにより、出力ベー
ン１９ａは第６図中布回りに移動するため、出力軸１９
の回転量は入力軸１７より大きくなり、前輪４．４の操
舵量はステアリングホイール１６の操作量より大きくな
る。

■　ステアリングホイール１６を右に操作した時に前輪
舵角の切り戻しを行なう場合 前記■の場合と同様に、コントロールバルブ１２は通路
２２ａに対して作動液を供給すると共に、通路２２ｂに
対して作動液を排出するように切り換えられるので、液
圧室２０ａと２０ｃの圧力が高まると同時に、液圧室２
０ｂと２０６の圧力が減少する。これにより、出力ベー
ン１９ａは第６図中左回りに移動するため、出力軸１９
の回転量は入力軸１７より小さくなり、前輪４，４の操
舵量はステアリングホイール１６の操作ωより小さくな
る。

以上のように本実施例においては、前輪の槙すべり角が
仕較的小さい時には、駆動トルクあるいはＩＱ駆動トル
ク値に応じて前輪の舵角を操舵方向と同じ方向に補正し
、前輪の横すべり角が比較的大きい時には、駆動トルク
あるいは制動トルクの値に応じて前輪の舵角を操舵方向
と逆方向に補正するものである。これにより、減速時に
おいて前輪の発生する横力が変化した際にも該横力を１
分に補正することができる。

第７図は本発明の第２実施例の構成を示す全体図である
。本実施例では、図外の重体に前輪近傍における重体の
横すべり角を検出づる車体積すべり角検出手段２５が設
けられており、また、トランスミッション２には車速セ
ンサ８が設けられていないが、その他の構成は第１実施
例と同様である。

本実施例では、前輪横すべり角検出手段１０において、
Φ体横すべり角検出手段２５により検出された前輪近傍
の車体積すべり角β′と、舵角δとから、式（７） ％式％（７） によって前輪の横すべり角αｆが求められるものであり
、その他の作用、及び本実施例の効彎は第１実施例と同
様である。

なお、上ン第１及び第２実施例においては、駆動トルク
及びｈｕｖＪトルクに応じて前輪舵角の補正を行なった
が、これに限らず駆動トルクと制動トルクとのうらどち
らか一方に応じて前輪舵角の補正を行なうものとしても
よい。

また、上記第１及び第２実施例では、前輪トルク検出手
段９において、エンジン１の回転速度と、スロットル開
度と、ギア位置とから駆動トルクを求めたが、スロット
ル開度はエンジン１の吸入空気量にかえてもよい。この
場合、エンジン１にはスロットル開度計６のかわりにエ
ンジン１の吸入空気量を検出する吸入空気闇討が設けら
れると共に、エンジントルクマツ７′はエンジン１のＣ
月転速麿と吸入空気量とＲ１トルクとの関係から作成さ
れたものに変更される。

また、上記第１及び第２実施例においては、前輪駆動の
車両に本発明を適用した例を示したが、後輪駆動であり
かつ後輪操舵装置を備える車両に本発明を適用してもよ
い。

〈発明の効果） 以上に述べたように、本発明においては、駆動輪に作用
する１ｌｌｌＤトルクと駆動トルクとのうち少なくとも
一つと、駆動輪の横すべり角とに応じて駆動輪の舵角の
補正を行なうことにより、加速時及び減速時においＣφ
輪の発生する横力が変化した際にも該横力を十分に補正
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、 第２図は本発明の第１実施例の構成を示す図、第３図は
エンジン特性図、 第４図は駆動力及び制動力に対する前輪舵角補正量の関
係を示す特性図、 第５図はアクチュエータの構成を示す分解斜視図、 第６図は第５図の■−Ｖ＋断面図、 第７図は本発明の第２実施例の構成を示す全体図、 第８図は駆動力及び制動力に対する前輪の横力の関係を
示す図である。 ８・・・車速センサく車速検出手段）、９・・・前輪ト
ルク検出手段（駆動輪トルク検出手段）、１ｏ・・・前
輪横すべり角検出手段（駆動輪横すべり角検出手段）、 １１・・・前輪舵角補正量決定手段（駆動輪舵角補正量
決定手段）、 １５・・・アクチュエータ（駆動輪舵角変更手段）、２
３・・・舵角センサ（駆動輪舵角検出手段）、２５・・
・車体積すべり角検出手段 特許出願人　　　　日産自動車株式会社第 図 第 止 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動輪に作用する駆動トルクと制動トルクとのう
   ち少なくとも一つのトルクを検出する駆動輪トルク検出
   手段と、 駆動輪の横すべり角を検出する駆動輪横すべり角検出手
   段と、 前記検出トルクと、前記駆動輪の横すべり角とに応じて
   駆動輪舵角の補正量を決定する駆動輪舵角補正量決定手
   段と、 該駆動輪舵角補正量決定手段によつて決定された駆動輪
   舵角の補正量に応じて駆動輪舵角を変更する駆動輪舵角
   変更手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
2. （２）駆動輪舵角を検出する駆動輪舵角検出手段と、車
   両の走行速度を検出する車速検出手段とを備えると共に
   、 前記駆動輪横すべり角検出手段は、前記駆動輪舵角と、
   前記車両の走行速度とから、駆動輪の横すべり角を検出
   することを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
3. （３）駆動輪舵角を検出する駆動輪舵角検出手段と、車
   輪近傍における車体の横すべり角を検出する車体横すべ
   り角検出手段とを備えると共に、 前記駆動輪横すべり角検出手段は、前記駆動輪舵角と、
   前記車体の横すべり角とから、駆動輪の横すべり角を検
   出することを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置
   。