(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪の転舵角に対して車速に応じた転舵比をもって後輪を転舵する前後輪操舵装置に於て、
標準タイヤ及びスタッドレスタイヤのうちのいずれが当該車両に装着されているかを判断するタイヤ判断手段と、
ハンドル角、ハンドル角速度、及び車速の情報により、フィードフォワード後輪舵角目標値を計算するフィードフォワード後輪舵角目標値計算手段と、
前記ハンドル角に基づいて規範ヨーレート値を計算する規範ヨーレート計算手段と、
前記規範ヨーレイト値と実ヨーレイト値との偏差に基づいてフィードバック後輪舵角目標値を計算するフィードバック後輪舵角目標値計算手段と、
前記フィードフォワード後輪舵角目標値と前記フィードバック後輪舵角目標値との加算値で後輪舵角を制御する制御手段とを有し、
前記タイヤ判断手段がスタッドレスタイヤ装着と判断した場合は、前記フィードフォワード後輪舵角目標値計算手段は、前記フィードフォワード後輪舵角目標値を標準タイヤの場合よりも大きくすることを特徴とする車両の前後輪操舵装置。
【請求項２】
前輪の転舵角に対して車速に応じた転舵比をもって後輪を転舵する前後輪操舵装置に於て、
標準タイヤ及びスタッドレスタイヤのうちのいずれが当該車両に装着されているかを判断するタイヤ判断手段と、
ハンドル角、ハンドル角速度、及び車速の情報により、フィードフォワード後輪舵角目標値を計算するフィードフォワード後輪舵角目標値計算手段と、
前記ハンドル角に基づいて規範ヨーレート値を計算する規範ヨーレート計算手段と、
前記規範ヨーレイト値と実ヨーレイト値との偏差に基づいてフィードバック後輪舵角目標値を計算するフィードバック後輪舵角目標値計算手段と、
前記フィードフォワード後輪舵角目標値と前記フィードバック後輪舵角目標値との加算値で後輪舵角を制御する制御手段とを有し、
前記タイヤ判断手段がスタッドレスタイヤ装着と判断した場合は、前記規範ヨーレート計算手段は、前記規範ヨーレート値を標準タイヤの場合よりも小さくすることを特徴とする車両の前後輪操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、前輪の転舵角に対して車速に応じた転舵比をもって後輪を転舵する前後輪操舵装置に関し、特に、スタッドレスタイヤを装着し得る車両に適した前後輪操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冬用のタイヤとしてスタッドレスタイヤが普及している。スタッドレスタイヤを装着する場合、チェーンを標準タイヤに装着する場合と異なり、その着脱が厄介であることも相俟って雪道のみならずそのままドライ路面を運転することが多い。
【０００３】
ところで、上記スタッドレスタイヤは標準タイヤに対してその材質やトレッドパターンなどが違うことから、これを装着したときのドライバーの操作に対する車両の挙動の遅れが大きくなり例えばドライ路面での操縦安定性が低下すると云う問題がある。特に車速が高くなるに従いドライバーの運転操作の負担は大きくなる傾向にある。図９（ａ）〜図９（ｄ）に通常の２輪操舵車に於ける操縦特性のグラフを示す。これらのグラフにより、標準タイヤ装着時とスタッドレスタイヤ装着時の操縦安定性を比較すると、スタッドレスタイヤ装着時はノーマルタイヤ装着時に比べてヨーレートゲインの落ち込み及び横加速度の位相遅れが周波数１Ｈｚ付近で大きくなっていることがわかる。
【０００４】
一方、前後輪操舵装置（以下４ＷＳと記す）を用いての操縦安定性の改善に関するものは数多く見られ、一般的な制御方法として以下の２種類に大別される。その１つはフィードフォワード式の４ＷＳであり、ハンドル角、ハンドル角速度、車速等の情報により予め設定された後輪操舵パターンにより後輪を転舵するものである。また、もう１つはフィードバック式の４ＷＳであり、車両の運転状態量（横加速度、ヨーレート等）を後輪舵角の決定に用いる４ＷＳである。
【０００５】
しかしながら、上記各方法のいずれも車両が標準タイヤを装着していることを前提としており、上記したスタッドレスタイヤを装着することにより、標準タイヤ装着時よりもヨーレートゲインの落ち込み及び横加速度の位相遅れが大きくなり、即ち操縦安定性の低下を改善することができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記したような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、スタッドレスタイヤを車両に装着した際の車両の応答遅れを解消し、標準タイヤ（主に乾燥路面での操縦性を重視した所謂ノーマルタイヤ）を装着した場合と同様な車両の操縦安定性を得ることが可能な車両の前後輪操舵装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、本発明の請求項１によれば、前輪の転舵角に対して車速に応じた転舵比をもって後輪を転舵する前後輪操舵装置に於て、標準タイヤ及びスタッドレスタイヤのうちのいずれが当該車両に装着されているかを判断するタイヤ判断手段と、ハンドル角、ハンドル角速度、及び車速の情報により、フィードフォワード後輪舵角目標値を計算するフィードフォワード後輪舵角目標値計算手段（フィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック１３）と、ハンドル角に基づいて規範ヨーレート値を計算する規範ヨーレート計算手段（規範ヨーレート計算ブロック１４）と、規範ヨーレイト値と実ヨーレイト値との偏差に基づいてフィードバック後輪舵角目標値を計算するフィードバック後輪舵角目標値計算手段（フィードバックコントローラ１５）と、フィードフォワード後輪舵角目標値とフィードバック後輪舵角目標値との加算値で後輪舵角を制御する制御手段（アクチュエータ１６）とを有し、前記タイヤ判断手段がスタッドレスタイヤ装着と判断した場合は、前記フィードフォワード後輪舵角目標値計算手段は、前記フィードフォワード後輪舵角目標値を標準タイヤの場合よりも大きくすることを特徴とする車両の前後輪操舵装置を提供することにより達成される。また本発明の請求項２によれば、前輪の転舵角に対して車速に応じた転舵比をもって後輪を転舵する前後輪操舵装置に於て、標準タイヤ及びスタッドレスタイヤのうちのいずれが当該車両に装着されているかを判断するタイヤ判断手段と、ハンドル角、ハンドル角速度、及び車速の情報により、フィードフォワード後輪舵角目標値を計算するフィードフォワード後輪舵角目標値計算手段（フィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック２３）と、ハンドル角に基づいて規範ヨーレート値を計算する規範ヨーレート計算手段（規範ヨーレート計算ブロック２４）と、規範ヨーレイト値と実ヨーレイト値との偏差に基づいてフィードバック後輪舵角目標値を計算するフィードバック後輪舵角目標値計算手段（フィードバックコントローラ２５）と、フィードフォワード後輪舵角目標値とフィードバック後輪舵角目標値との加算値で後輪舵角を制御する制御手段（アクチュエータ２６）とを有し、前記タイヤ判断手段がスタッドレスタイヤ装着と判断した場合は、前記規範ヨーレート計算手段は、前記規範ヨーレート値を標準タイヤの場合よりも小さくすることを特徴とする車両の前後輪操舵装置を提供することにより達成される。
【０００８】
【作用】
このように、標準タイヤを装着しているのかスタッドレスタイヤとを装着しているのかを判別し、それに応じて４ＷＳの前輪転舵に対する後輪転舵比を変更することで、いずれのタイヤを装着していても常に均一な操縦性が得られる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用された第１の実施例に於けるフィードフォワード式４ＷＳの概略構成を示すブロック図である。ハンドル角が入力されると、ギヤ２を介して車両１にはハンドル角に１／ｎのギア比をかけた前輪舵角が与えられるようになっている。また、ハンドル角、ハンドル角速度、車速及びスタッドレスタイヤを装着しているか等の情報により目標後輪舵角計算ブロック３にて後記する手順により目標後輪舵角が計算され、アクチュエータ４を介して車両１に後輪舵角が与えられるようになっている。
【００１１】
目標後輪舵角計算ブロック３の処理フローを図２及び図３に示す。まず、図２のタイヤ判別ルーチンにて上記各入力値に基づき公知の路面μ判別ロジック（例えば特願平７−２４０８１０号明細書参照）により推定ヨーレートを計算するためのパラメータ同定値ａ＾を求め（ステップ１）、それに基づきこの同定値ａ＾が所定範囲（Ｓ１及びＳ２はそれぞれ所定値）内にあるか否かが判定され（ステップ２）、所定範囲内にあればスタッドレスタイヤを装着していると判定し（ステップ３）、所定範囲を外れていれば標準タイヤを装着していると判定し（ステップ４）、このルーチンを終了する。このタイヤ判別ルーチンは少なくとも車両１が停止するまで再度行う必要はない。ここで、上記路面μ判定ロジックで求められる同定値ａ＾はスタッドレスタイヤを装着すると標準タイヤを装着した場合に比べ低くなることが知られている。従って、この同定値ａ＾の値からタイヤの種類を特定することができる。
【００１２】
次に、図３のフローに進み、上記判定結果によりスタッドレスタイヤを装着しているか否かに応じて、スタッドレスタイヤを装着していなければその時点での通常の目標後輪舵角を上記各入力値から求め、またスタッドレスタイヤを装着していればその時点でのスタッドレスタイヤを装着していることを考慮した目標後輪舵角を上記各入力値から求め（ステップ１１、１２、１３）、アクチュエータ４にこれを出力する。図４に通常の目標後輪舵角及びスタッドレスタイヤを装着していることを考慮した目標後輪舵角と車速との関係を示す。これによれば、スタッドレスタイヤ装着に対応した目標後輪舵角は通常の目標後輪舵角に比べ中高速域で同位相方向に大きく操舵する設定となっている。また、図５（ａ）〜図５（ｄ）にスタッドレスタイヤを装着していることを考慮した制御を行った４ＷＳ車の操縦特性を示す。
【００１３】
図６は、本発明が適用された第２の実施例に於けるヨーレートフィードバック式４ＷＳの概略構成を示すブロック図である。ハンドル角が入力されると、ギヤ２を介して車両１にはハンドル角に１／ｎのギア比をかけた前輪舵角が与えられるようになっている。また、ハンドル角、ハンドル角速度、車速及びスタッドレスタイヤを装着しているか等の情報によりフィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック１３にて装着しているタイヤに応じたフィードフォワード目標後輪舵角が計算される。一方、車両１からのヨーレートγと、規範ヨーレート計算ブロック１４からの規範ヨーレートとの差、即ちヨーレート偏差がフィードバックコントローラ１５に入力され、これを基にフィードバック目標後輪舵角が求められる。これらフィードフォワード目標後輪舵角とフィードバック目標後輪舵角とを加算処理した目標後輪舵角がアクチュエータ１６を介して車両１に与えられるようになっている。尚、フィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック１３の処理フローは第１の実施例の図２と同様であるのでその説明を省略する。また、フィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック１３以外の部分は公知のヨーレートフィードバック式４ＷＳと同様であるのでその説明も省略する。
【００１４】
図７は、本発明が適用された第３の実施例に於けるヨーレートフィードバック式４ＷＳの概略構成を示すブロック図である。ハンドル角が入力されると、ギヤ２を介して車両１にはハンドル角に１／ｎのギア比をかけた前輪舵角が与えられるようになっている。また、ハンドル角、ハンドル角速度、車速等の情報によりフィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック２３にてフィードフォワード目標後輪舵角が計算される。一方、車両１からのヨーレートγと、規範ヨーレート計算ブロック２４からの規範ヨーレートとの差、即ちヨーレート偏差がフィードバックコントローラ２５に入力され、これを基にフィードバック目標後輪舵角が求められる。これらフィードフォワード目標後輪舵角とフィードバック目標後輪舵角とを加算処理した目標後輪舵角がアクチュエータ２６を介して車両１に与えられるようになっている。ここで、本実施例では、図８に示すように、規範ヨーレート計算ブロック２４にてスタッドレスタイヤを装着しているか否かの判断情報により、スタッドレスタイヤを装着していれば、予め設定されたゲインａ（ａ＜１）を規範ヨーレートに乗じて規範ヨーレートの値を小さくする。これによりフィードバック目標後輪舵角が同相側に大きくなるため、後輪実舵角も同相側に大きくなり、車両の操縦安定性が改善される。尚、本実施例では規範ヨーレート計算ブロック２４以外の部分は公知のヨーレートフィードバック式４ＷＳと同様であるのでその説明も省略する。
【００１５】
尚、上記各実施例ではスタッドレスタイヤを装着しているか否かを路面μから自動的に判別したが、例えばスイッチなどにより手動で認識させても良いことは云うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による車両の前後輪操舵装置によれば、スタッドレスタイヤか標準タイヤかを判別し、それに応じた後輪舵角比を決定して後輪を転舵することにより、特に操舵周波数１Ｈｚ付近までのヨーレートゲインを一定化し、また横加速度の位相遅れを改善することができることから、スタッドレスタイヤ装着時の操縦安定性を標準タイヤ装着時と同等にすることができ、スタッドレスタイヤ装着時の操縦安定性の改善に大きな効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された第１の実施例に於けるフィードフォワード式４ＷＳの概略構成を示すブロック図。
【図２】タイヤ判別ルーチン。
【図３】図１の目標後輪舵角計算ブロックの処理フロー。
【図４】通常の目標後輪舵角及びスタッドレスタイヤを装着していることを考慮した目標後輪舵角と車速との関係を示すグラフ。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、スタッドレスタイヤを装着していることを考慮した制御を行った４ＷＳ車の操縦特性を示すグラフ。
【図６】本発明が適用された第２の実施例に於けるヨーレートフィードバック式４ＷＳの概略構成を示すブロック図。
【図７】本発明が適用された第３の実施例に於けるヨーレートフィードバック式４ＷＳの概略構成を示すブロック図。
【図８】図７の規範ヨーレート計算ブロックの処理フロー。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、スタッドレスタイヤを装着していることを考慮していない従来の２ＷＳ車の操縦特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１  車両
２  ギヤ
３  目標後輪舵角計算ブロック
４  アクチュエータ
１３  フィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック
１４  規範ヨーレート計算ブロック
１５  フィードバックコントローラ
１６  アクチュエータ
２３  フィードフォワード目標後輪舵角計算ブロック
２４  規範ヨーレート計算ブロック
２５  フィードバックコントローラ
２６  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003574518.tif 000008
【図８】
0003574518.tif 000009
【図９】
0003574518.tif 000010