KR960015713B1 - 차량의 조타장치 - Google Patents

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Description

차량의 조타장치

제1도는 종래의 문제점을 설명한 그래프도,

제2도는 본 발명의 호적한 실시예인 4륜 조타시스템의 전체 구성을 설명한 도면,

제3도는 제2도에 표시한 실시예의 후륜전타장치의 주요부분의 구성을 설명한 도면,

제4도는 제2도에 표시한 실시예의 전타비 가변기구의 주요부분의 구성을 설명한 도면,

제5도는 제3도의 전타비 가변기구의 동작원리를 설명한 도면,

제6도는 실시예의 제어논리를 표시한 기능블록도,

제7도는 실시예의 제어논리를 표시한 기능블록도,

제8도는 실시예의 제어논리를 표시한 기능블록도,

제9도는 제어 게인 J₂특성을 표시한 그래프도,

제10도는 제어 게인 J₂변형특성을 표시한 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 후륜조타장치 12 : 전륜

4 : 전륜전타장치(기구) 16 : 후륜

8 : 후륜전타기구 20 : 전타비(比)가변기구

22 : 제어유니트 24 : 차속센서

25 : 요우레이트센서 26 : 전륜타각센서

8 : 전타비(比)센서 30 : 핸들

32 : 유압절환밸브 34 : 후륜조타로드

36 : 변위전달기구 38 : 유압파우어실린더

40 : 출력로드 40a : 레버

42 : 베벨기어 44 : 요동축부재

46 : 진자(振子)아암 48 : 연결로드

50 : 케이스 52 : 전달샤프트

52a : 피니언 54 : 요동기어

56 : 서어보모터 58 : 웜

60 : 볼조인트부재 60a : 삽통구멍

62 : 밸브하우징 64 : 수푸울

66 : 우측유실 68 : 좌측유실

70 : 센터링스프링 72 : 피스톤

74,76 : 시일부재 78 : 하우징(유압파우어실린더(38)의)

θ_S,θ_F: 전륜타각 T_G,θ_R: 목표타각

θ_S: 목표전타비(比) ψ: 요우레이트

θ_SL: 목표전타비신호 L₁,L₂,L₃,L₄,L₅,L₆: 축선

본 발명은, 차량의 요우(yaw) 운동의 변화율(요우레이트)을 파라미터로서 전륜 혹은 후륜의 전타제어를 행하는 차량의 조타장치(steering apparatus)에 관하여, 특히, 한계적인 선회조작이 행하여 졌을때의 조종안정성의 개량에 관한 것이다.

차량의 조타장치, 예를들면 후륜조타장치는, 예를들면 일본국 특개평 3-193558호와 같이, 전륜타각에 따른 소정의 후륜타각이 되도록 후륜을 전타하도록 되어 있으나, 이 후륜전타는, 종래, 차속이나 요우레이트등에 따라서 설정된 소정의 전타비에 따른 비례제어에 의해 행해지고 있다. 소위, 차속감응형 혹은 요우레이트피이드백 제어형의 후륜조타장치이다.

즉, 일반적으로, 요우레이트피이드백제어형의 후륜조타장치에서는, 차량의 방향안정성을 확보하기 위하여, 차속의 중고속영역에 있어서는 전타비가 정(正), 즉, 동위상 in-phase가 되도록 제어되는 것이 일반적이나, 이 제어는 상기와 같이 비례제어에 의하기 때문에, 핸들조작의 개시와 동시에 후륜이 전륜과 동위상쪽으로 전타되는 것으로 되어, 충분한 회두성(head rotatability)을 얻을 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

그래서 이 문제를 해소하기 위해서, 예를들면, 일본국 특개소 57-44568호나 일본국 특개평 2-249765호에서는, 위상반전형의 후륜조타장치가 제안되고 있다. 이것은, 차량의 요우레이트를 검출가능하게 하며, 전륜전타의 개시직후는 후륜을 전륜과 역위상쪽으로 전타하고, 그후는 요우레이트의 발생에 따라서 동위상쪽으로 전타한다는 것이며, 소위「요우레이트피이드백에 의한 위상반전제어」라고 호칭되고, 회두성 및 방향 안정성의 양립을 도모할 수 있다.

툭히, 상기한 일본국 특개평 3-193558호의 제어에서는, 제1도에 표시한 바와 같이, 핸들의 조타각속도 θ'(θ는 조타각도, θ'는 θ의 시간미분)의 절대치가 커지면 커질수록 제어게인을 상승시키고 있다. 즉, 조타각속도가 낮은 영역에서는, 직진상태로부터 전타되었을 때의 회두성을 얻기 위해서, 역위상쪽으로 후륜이 전타되는 일이 확보된다.

그리고, 제1도의 특성과 같은 요우레이트피이드백의 제어게인의 설정에서는, 핸들조작이 보다 빨리(θ'가 보다 크다) 행하여 졌을때는, 제어게인을 보다 크게 하므로서, 전타비를 동상방향으로 증대하는 보정이 행하여지게 된다. 이 보정에 의해 회두성보다도 주행안정성을 중시한다고 하는 제어가 행하여지는 것이다.

그러나, 차량의 운전조건은, 경우에 따라서는, 핸들조작이 돌발(panic)적으로 행하여지는 때가 있다. 즉, 위험회피를 행하기 위한 한계적 가장자리(marginal) 혹은 위험(critical)한 핸들 조작이다.

이와같은 한계적인 핸들조작이 행하여졌을 때에 동상(同相)방향으로 후륜이 전타되는 제어가 행하여지는일은,

① 전륜타이어의 노면그립력을 초과한 힘이 타이어에 걸린다.

② 회두성이 상실되게 되므로, 운전에 위화감을 준다.

또한, 상기 문제는, 후륜조타제어(소위, 4륜 조타제어)에 한정된 것은 아니다. 통상의 전륜전타제어에 요우레이트피이드백제어를 부가한 차량에 있어서도 발생한다. 이와같은 차량에서는, 급핸들조작이 행하여 졌을경우에는 회두성을 억제하는 방향으로 요우레이트피이드백제어가 전륜전타각에 대해서 행하여지나, 한계적인 핸들조작이 행하여 졌을 경우에는, 상기한 ①,②의 문제가 동일하게 발생한다고 생각되기 때문이다.

그래서, 본 발명은 이와같은 종래기술의 결점을 개선하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 전타개시시에 있어서의 회두성의 확보, 그리고 조타가 보다 빨리 행하여지는 경우의 주행을 보다 안정시키는 일의 확보, 그리고 또 조타가 한계적으로 행하여 졌을 경우에 있어서의 양호한 회두성, 선회성능의 확보가 가능한 차량의 조타장치를 제안하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 차량의 조타장치는, 요우레이트를 파라미터로 해서, 전륜 혹은 후륜의 전타를, 차체의 요우운동을 없애도록 피이드백제어하는 조타장치이며, 상기 전륜 혹은 후륜의 한쪽에 있어서의 조타각의 변화량을 검출하는 검출수단과, 요우레이트게인을 조타각의 변화량의 함수로서 미리 기억하는 기억수단(여기서 상기 함수는, 조타각의 변화량이 커짐에 따라서, 요우레이트게인은 증대하고 나서 감소하는 특성을 가진다.)과, 상기 검출수단에 의해 검출된 조타각의 변화량에 대응하는 것으로서 상기 기억수단으로부터 판독된 요우레이트게인에 따라서, 상기 전륜 혹은 후륜의 다른쪽의 전타를 피이드백제어하는 전타제어수단으로 이루어진 것이다.

요우레이트게인은, 조타각의 변화량, 즉 핸들의 조작속도가 커짐에 따라서, 증대해서 그후 감소하는 특성을 가진다. 즉, 전타가 비교적 빨리 이루어졌을 때는 게인은 크게 설정되기 때문에 차체의 요우운동은 없어지게 되므로, 조종 안정성이 확보된다. 또, 더욱 핸들이 빨리 조작되었을 때는, 게인이 낮게 설정되는 것으로 되고, 자체의 요우운동을 없애는 제어는 비교적 억제되게 되어, 회두성이 확보된다. 또한층 핸들이 빨리 조작되었을 때는, 게인이 더욱 낮게 설정되게 되어, 전륜과 후륜의 타각은 서로 역상방향으로 제어되므로 회두성은 다시 확보된다.

이하 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 조타장치를, 차량의 소위「4륜조타장치」이며, 소위「요우레이트피이드백 제어」를 행하는 후륜조타장치에 적용한 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 이 실시예에서는, 전타비 θ_S는, 후륜의 타각 θ_R에 대한 전륜의 타각 θ_F의 비(=θ_R/θ_F)로 정의된다.

<시스템 구성>

제2도는, 실시예의 4륜조타시스템의 구성을 표시한다.

도시한 바와 같이, 후륜조타장치(10)는, 전륜(12)을 전타하는 전륜전타기구(14)에 전달샤프트(52)를 개재해서 기계적으로 연결되고, 이 전륜전타기구(14)에 의한 전륜전타와 연동해서, 후륜(16)을 전륜전타기구(14)로부터 입력되는 전륜타각 θ_S에 따른 소정의 후륜의 목표타각 TGθ_R이 되도록 전타하는 후륜전타기구(18)와, 이 후륜전타기구(18)내에 장착되고, 전륜타각 θ_F에 대한 후륜타각 θ_R의 비로서 표시되는 전타비 θ_S의 설정 및 변경을 행하는 전타비 가변기구(20)와, 이 전타비 가변기구(20)를 제어하는 제어유니트(22)를 구비하고 있다. 제어유니트(22)에는, 차속센서(24)로부터 차속 V, 전륜타각센서(26)(스티어링샤프트에 설치되어 있다.)로부터 전륜타각 θ_F, 전타비센서(28)로부터 전타비 θ_S, 요우레이트센서(25)로부터의 요우레이트 ψ의 각 신호가 입력되도록 되어 있다.

상기 제어유니트(22)에 의한 전타비 가변기구(20)의 제어는, 중간차속 혹은 고차속영역에 있어서, 전륜(12)이 타각제로(0)에서 전타되었을 경우에, 이 전륜전타제어의 개시직후는 전타비 θ_S를 부(-)에, 그후는 상기 전타비 θ_S를 정(+)으로 한다고 하는 소위「위상반전제어」가 행하여진다.

제3도는 후륜전타기구(18)를 표시하는 사시도이며, 제4도에, 후륜전타기구(18)내의 전타비 가변기구(20)를 제3도의 V-V방향에서 상세히 표시한다.

제3도에 표시한 바와 같이, 후륜전타기구(18)는, 전타비 가변기구(20)와, 유압절환밸브(32)와 후륜조타로드(34)과, 변위전달기구(36)와, 유압파우어실린더(38) 를 구비하고 있다.

전타비 가변기구(20)는, 출력로드(40)와 베벨기어(42)와, 요동축부재(44)와,진자아암(46)과, 연결로드(48)를 구비하여 이루어지고, 이를 각 부재는 제4도에 표시한 바와 같이 케이스(50)에 수용되어 있다.

출력로드(40)는, 그 축선 L₃방향으로 접동가능하게 케이스(50)에 지지되어, 상기 축 L₃방향으로 스트로우크변위하므로서, 변위전달기구(36)를 개재해서 후륜조타로드(34)를 그 축방향(차폭방향)으로 변위시키고, 이에 의해, 상기 후륜조타로드(34)의 양단부에 연결된 후륜을 전타하되고 되어 있다.

베벨기어(42)는, 출력로드(40)의 축선 L₃과 동축의 축선 L₁을 중심으로 회전가능하게 케이스(50)에 지지되어 있다. 그리고, 상기 베벨기어(42)와 맞물리는 전달샤프트(52)의 후단부의 피니언(52a)이, 핸들(30)의 조타에 의해 회전하는데 따라서 축선 L₁을 중심으로 회전하도록 되어 있다. 즉, 전륜타각 θ_F는, 전륜전타기구(14)로부터 전달샤프트(52)을 개재해서 후륜전타기구(18)에 입력되는 것으로 된다.

요동축부재(44)는, 출력로드(40)의 축선 L₃과 동축이 되는 위치(도시한 위치)를 취할 수 있는 축선 L₂를 가지고, 요동기어(54)에 고정설치되어 있다. 이 요동기어(54)는, 제어유니트(22)에 의해서 제어되는 서어보모터(56)의 구동에 의해 회전하는 웜(58)과 맞물려서, 축선 L₂과 교차하는 지면에 수직인 축선중심으로 회동하고, 이에 의해 요동축부재(44)도 동시에 회동시키도록 되어 있다. 즉, 뒤에 상세한 설명에서 명백해지듯이, 서어보모터(56)는 그 회전각도 위치에 따라서 전타비를 가변적으로 설정할 수 있다.

진자아암(46)은, 요동축부재(44)의 축선 L₂중심으로 요동가능하게 상기 요동축부재(44)에 연결되어 있어서, 상기 진자아암(46)의 축선 L₄가, 요동축부재(44)의 회동축선과 요동축부재(44)의 축선 L₂와의 교차점을 통과하도록, 요동축부재(44)에의 연결위치가 정해져 있다.

연결로드(48)는, 출력로드(40)의 축선 L₃과 평행인 축선 L₅를 가지고 있고, 상기 출력로드(40), 베벨기어(42) 및 잔자아암(46)에 연결되어 있다. 출력로드(40)의 단부에 고정설치된 레버(40a)에 연결로드(48)의 일단부를 나사식 붙이기 함으로서 이루어지고, 베벨기어(42)에의 연결은, 베벨기어(42)의 축선 L₁부터 거리 r의 점에 있어서 상기 베벨기어(42)에 형성된 삽통구멍(42a)에 연결로드(B)의 타단부를 삽통시키므로서 이루어지고, 진자아암(46)에의 연결은, 연결로드(48)의 단부에 전체방향 회전가능하게 설치된 볼조인트부재(60)의 삽통구멍(60a)에 진자아암(46)을 삽통시키므로서 이루어지고 있다. 따라서, 연결로드(48)는, 출력로드(40)에 대해서는 고정되어 있으나, 베벨기어(42)에 대해서는 축선 L₅방향(즉 축선 L₃방향)에 접동가능하며, 진자아암(46)에 대해서는 축선 L₄방향(도시한 상태에서는 축선 L₃에 직교하는 방향)으로 접동가능하다. 또한, 진자아암(46)의 축선 L₄는, 요동축부재(44)의 회동에 의해 축선 L₂직교방향에 대해서 기울고, 이 기운 방향으로 진자아암(46)이 접동하게 되나, 이 경우에 있어서도 축선 L₃의 직교방향의 접동성분을 포함하고, 또한, 볼조인트부재(60)의 회전작용에 의해 축선 L₄와 축선 L₅와의 협각 변화가 흡수되므로, 진자아암(46)으로부터 연결로드(48)로 전달되는 힘중 축선 L₃의 직교방향의 성분은 상기 연결점에 있어서 흡수되고, 상기 방향의 상대 이동이 가능해진다.

이와같이, 전타비 가변기구(20)에 있어서의 진자아암(46)과 연결로드(48)와의 연결이, 양자를 축선 L₃의 직교방향으로 상대이동이 되도록 되어 있으므로, 진자아암(46)이 회동했을 때의 상기 진자아암(46)과 연결로드(48)와의 연결점의 궤적은, 축선 L₃을 중심으로 하는 반경 r의 원통의 외주면상의 원궤적 또는 타원궤적이 된다.

제5도는, 요동축부재(8)의 축선 L₂를 출력로드(40)의 축선 L₃에 대해서 θ 기울였을 때(즉, 진자아암(46)의 축선 L₄를 축선 L₃직교방향에 대해서 θ기울였을때)의 출력로드(40)의 변위의 상태를 표시한 도면이다. 동도면에서 명백한 바와 같이, 진자아암(46)이 좌우 어느방향으로 요동하였다고 하더라도, 그 요동량이 같으면 진자아암(46)과 연결로드(48)와의 연결점의 변위는, 축선 L₃방향으로 각각 S이며, 출력로드(40)와 연결로드(48)는 고정연결되어 있으므로 출력로드(4)의 변위도 축선 L₃방향으로 각각 S가 된다.

상기와 같이, 제5도에 표시한 출력로드(40)의 좌우 변위량은, 진자아암(46)의 요동량이 동등하면 각각 S로 서로 동등하게 되나, 이 변위량 S 자체는, 핸들조타량이 동일하고, 이에 따른 베벨기어(42)의 회전량이 동일하여도, θ의 크기에 따라서 변화한다. 따라서, 상기 전타비 θ_S는, 서어보모터(56)의 작동제어에 의한 요동축(46)의 기울기 θ의 크기의 설정 및 변경에 의해, 설정 및 변경할 수 있다.

또, 요동축부재(44)는 상기와 같이 시계회전 반대방향으로 기울게 할 뿐만아니라 시계회전 방향으로도 기울게 할 수 있으며, 이때에는 베벨기어(42)의 회전에 대한 출력로드(40)의 이동방향이 상기의 경우와 반대로 된다. 이에 의해, 핸들의 조타 혹은 전륜에 대햐여 후륜을 동위상이나 역위상으로 전타시킬 수 있다.

상기 전타비 가변기구(20)에 의해 설정 및 변경된 전타비 θ_S는, 제2도에 표시한 바와같이, 요동축부재(44)에 정착된 전타비센서(28)에 의해, 요동축부재(44)의 기울기 θ에 의거해서 검출되게 되어 있다.

다음에, 후륜전타기구(18)에 있어서의 전타비 가변기구(20) 이외의 부분에 대해서 설명한다.

먼저, 상기 유압절환밸브(32)는, 밸브하우징(62)과 상기 하우징(62)내에 상기 하우징(62)에 대해서 상기 출력로드(40)의 축선 L₃과 평행인 축선 L₆방향으로 변위가능하게 수용된 수푸울(64)로 이루어지고 있다. 수푸울(52)은 변위전달기구(36)를 개재해서 출력로드(40) 및 후륜조타로드(34)에 의해서 변위하여지게 된다.

이 수푸울(64)의 변위에 의해서 유압파우어실린더(38)에의 유압의 공급이 제어된다. 즉 도시한 밸브하우징(62)에 대한 중립위치로부터 우측방향으로 변위하면 유압파우어실린더(38)의 우측유실(66)로 유압이 공급되고, 좌측방향으로 변위하면 유압파우어실린더(38)의 좌측유실(68)로 유압이 공급된다.

상기 후륜조타로드(34)는 상기 출력로드(40)의 축선 L₃과 평행인 차폭방향으로 뻗고, 또한 그 방향으로 변위해서 도시하지 않은 타이로드, 너클아암을 개재해서 좌우양단에 연결된 후륜을 전타하는 것이며, 상기변위는 유압파우어실린더(38)의 유압력에 의해서 행하여진다. 또, 이 후륜조타로드(34)에는 센터링스프링(70)이 설치되어 있다. 유압절환밸브(32)나 유압파우어실린더(38)의 유압계에 파손이나 고장이 발생해서 유압파우어실린더(38)에 있어서의 유압이 소실하였을 경우나 이 후륜조타장치(10)의 기계계에 파손이나 고장이 발생하여, 그에 의해서 상기 유압계를 드레인에 개방해서 유압파우어실린더(38)에 있어서의 유압을 소실시켰을 경우에, 이 센터링스프링(70)에 의해서 후륜조타로드(34)를 중심위치에, 즉 후륜이 전타되지 않고 직진상태에 있는 위치에 위치결정하고, 소위 페일세이프를 도모하도록 구성되어 있다.

상기 유압파우어실린더(38)는 유압출력에 의해서 후륜조타로드(34)를 차폭방향으로 변위시키는 것이며, 피스톤(72)이 직접 후륜조타로드(34)에 고정설치되고, 이 피스톤(72)의 좌우에는 좌우의 유실(68),(66)을 형성하는 시일부재(74),(76)가 배설되어 있다. 이 시일부재(74),(76)는 유압파우어실린더(38)의 하우징(78)에 고정되고 또한 후륜조타로드(34)와는 접동가능하다.

상기 변위전달기구(36)는, 출력로드(34)와 수푸울(64)과 후륜조타로드(34)에 걸어맞추어지고, 상기 출력로드(40)의 변위에 의해서 상기 수푸울(64)을 소정방향으로 변위시키는 방향으로 작동하게 되는 동시에, 상기 수푸울(64)의 변위에 의해 발생하는 상기 후륜조타로드(34)의 변위에 의해서 상기 수푸울(64)을 상기와 반대의 방향으로 변위시키는 방향으로 작동하도록 구성되어 있다.

즉, 이 변위전달기구(36)는 세로레버와 가로레버로 이루어지는 십자레버로 구성되어 있고, 세로레버의 일단부 A가 출력로드(40)에, 타단부 B가 후륜조타로드(34)에, 가로레버의 일단부가 경사체에 고정설치된 후륜조타장치(10)에 케이스에, 타단부 D가 상기 수푸울(64)에 걸어맞추어져 있다. 상기 걸어맞춤단부 A,B,D는 각각 출력로드(40), 후륜조타로드(34) 및 수푸울(64)에 대해서 축선방향으로는 이동불가능하게, 그밖의 방향으로는 이동가능하게 또한 회전가능하게 걸어맞추어지고, 걸어맞춤단부 C는 보올조인트에 의해서 회전은 가능하게 또한 이동은 불가능하게 걸어맞추어지고 있다.

상기 출력로드(40)가 축선 L₃방향으로 스트로우크변위하므로서, 변위전달기구(36)를 개재해서 후륜조타로드(34)를 그 축방향으로 변위시키고, 이에 의해, 상기 후륜조타로드(34)의 양단부에 연결된 도시하지 않은 후륜을 전타하게 되어 있으나, 그 전타량 전달의 작동원리는, 본 발명과 직접 관계가 없고, 또 이에 대해서는 일본국 특개평 1-273772호 공보에 상술되어 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

이상 상술한 바와 같이, 본 실시예에 관한 후륜조타장치(10)는, 후륜전타기구(14)에 기계적으로 연결된 후륜전타기구(18)내에 설치된 전타비 가변기구(20)를 제어하므로서 위상반전제어를 헹하게 되어 있으므로, 전륜(12)이 타각제로(0)인때에는 후륜(14)을 기계적으로 확실하게 타각제로(0)에 유지할 수 있다.

<제어>

다음에, 본 실시예의 제어에 대해서 설명한다.

제6도, 제7도, 제8도는 후륜전타제어를 위한 제어유니트(22)에 있어서 행하여지는 기능블록도이다. 동도면에 표시된 제어시스템에의 주된 입력신호는, 차속센서(24)에 검출된 차속 V와, 요우레이트센서(25)에 의해 검출된 요우레이트신호 ψ와, 전륜의 핸들타각 θ_F이다. 이들 신호를 입력해서 제어유니트(22)는, 목표전타비신호 θ_SL을 출력한다. 단, θ_SL은 목표전타비 θ_S를, 제8도의 리미터에 있어서 리미터보정한 것이므로, 제어유니트(22)의 주된 연산은 θ_S를 연산하는 것이다.

여기서 제6도, 제7도, 제8도에 표시된 제어논리를 아래에 표시한다. 즉,

θ_S=G₄·f₄(V) …………………………………………………………①

-G₁·f₁(V)·θ_FSC……………………………………………………②

+G₂·K₂(θ_F)·J₂(│θ'_F│)·f₂(V)·θ_FYW…………………………③

-G₃·K₃(θ_F)·f₃(V)·θ_FVC…………………………………………④

통상, 센서는 특유의 오프세트특성이나 허스테리시스 특성을 가진다. 그래서, 제6도, 제7도, 제8도에 있어서, 요우레이트신호 ψ, 핸들타각신호 θ_F는, 각각, 제6도의 (b)에 있어서 오프세트처리되고, (C)에서 히스테리시스처리가 실시되고, 제7도의 (h)에 있어서 오프세트처리되고, ①에서 히스테리시스처리가 실시된다. 그래서, 편의상, 상기식에 있어서, 신호 ψ, θ_F를 오프세트처리하여 히스테리시스처리한 것을 고쳐서 ψ,θ_F로 표시한다. 또, ②식의 θ_FSC는 제7도의 J에 있어서 보정된 타각이고 ③식의 θ_FYW는 제6도의 d에 있어서 요우레이트에 따라서 보정된 타각이고, ④식의 θ_FVC는 제7도의 0에 있어서 타각속도에 따라서 보정된 타각이다.

상기식에 있어서, ①식은 기초항이다. 또 ②식은 타각보정항, ③식은 요우레이트보정항, ④식은 타각속도보정항이다.

본 발명을 후륜조타제어에 적용하였을 경우의 특징은, 제6도의 (g)에 표시한 바와같이, 요우레이트에 대해서 타각속도 θ'_F를 변수로한 제어게인 J₂가 기능을 발휘하게된다는 것이다.

③식의 요우레이트보정항에 있어서의 타각속도감응게인 J₂는, 항상 정의값을 취하도록 설정되어 있기 때문에, ③식의 보정은 동상방향으로의 증대방향의 보정으로서 기능을 발휘한다. 이 J₂의 타각속도의 절대치 │θ'_F│에 대한 특성을 제9도에 표시한다. 제9도에 표시한 바와같이, 제어게인 J₂는,│θ'_F│가 0에서 부터 │θ'_F0│까지의 사이는 "1"을 유지하고,│θ'_F0│∼│θ'_F1│의 사이는 증가하고, │θ'_F1│∼│θ'_F2│의 사이는 1이상의 값을 유지하고, │θ'_F2│∼│θ'_F3│의 사이는 감소하고, │θ'_F3│ 이상에 대해서는 1 미만의 값을 유지한다고 하는 특성을 가진다.

│θ'_F│가 0에서부터 │θ'_F0│까지의 사이는 J₂"1"을 유지하므로서, 타각속도의 변동에 의한 요우레이트피이드백제어의 기능을 발휘하지 못하게 하고 있다. 이에 의해, 선회초기의 ①식에 의한 역상방향의 위상반전제어가 기능을 발휘해간다.

│θ'_F│가 │θ'_F0│~│θ'_F1│의 사이, 즉, 핸들을 비교적 빨리 끊었을 때는, J₂가 증가하므로서 요우레이트피이드백제어는 동상방향으로 기능을 발휘해가므로 안정성이 증대된다.

또, 핸들을 급격하게 꺾게된 영역, 즉, │θ'_F1│∼│θ'_F2│의 사이는 1 이상의 값을 유지하므로서, 역상방향에의 급격한 보정제어를 억제한다. 또, 다시 핸들을 급격하게 꺾게된 영역, 즉, │θ'_F2│∼│θ'_F3│의 사이는 J₂를 감소시키므로서, 위험회피동작을 보조하기 위해서 회두성을 향상시킨다. 그러나, │θ'_F│가 │θ'_F3│을 초과하는 영역에서는 또 역상쪽으로 보정하는 것을 회두성능이 과잉이 된다는 이유에 의해, 1 미만의 값을 유지한다.

(변형)

본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다.

예를들면, 상기 실시예에서는, 제어게인 J₂특성은 계단형상이였으나, 제10도와 같은 원활한 특성이여도 된다.

또, 상기 실시예는 본 발명을 후륜조타에 적용한 것이였으나, 본 발명은 전륜조타에 있어서 요우레이트피이드백제어를 적용하게 되는 차량에 대해서도 적용가능하다. 이것은, 요우레이트피이드백제어가 요우레이트의 발생에 따라서 회두성을 억제하는 방향에서의 보정을 행하는 것이며, 전륜조타의 차량에 있어서 조타속도가 극히 높은 경우에는, 즉 한계적인 핸들조작을 행하였을 경우에는, 전타비를 동상방향으로 보정하는 제어를 억제하는 일이 바람직하기 때문이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 요우레이트를 파라미터로해서 전륜 또는 후륜의 전타제어를 행하는 차량의 조타장치에 있어서, 전륜의 조타각속도를 검출하는 검출수단과, 요우레이트를 전륜의 조타각속도의 함수로서 미리 설정해서 기억하고, 상기 검출수단에 의해 검출된 조타각속도에 대응하는 요우레이트게인에 따라서 전타제어를 행하는 전타제어수단을 구비하고. 상기 함수는, 상기 조타각속도가 크게됨에 따라서 상기 요우레이트게인은 증대하고, 상기 조타각속도가 더 크게되면 감소하는 특성을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이와같은 특성을 갖는 함수에 따라서 요우레이트피이드백제어가 행해지기 때문에, 전타개시시에 있어서의 회두성의 확보 그리고 조타가 보다 빠르게 행해지는 경우의 주행을 보다 안정시키는 방향으로의 제어의 확보, 그리고, 더욱 조타가 한계적으로 행해졌을 경우의 회두성, 선회성능의 확보가 가능하게 된다.

Claims (9)

1. 요우레이트를 파라미터로 해서, 전륜 혹은 후륜의 전타를, 차체의 요우운동을 없애도록 피이드백제어하는 조타장치에 있어서, 상기 전륜 혹은 후륜의 한쪽에 있어서의 조타각의 변화량을 검출하는 검출수단과, 요우레이트게인을 조타각의 변화량의 함수로서 미리 기억하는 기억수단(여기서 상기 함수는, 조타각의 변화량이 커짐에 따라서, 요우레이트게인은 증대하고 나서 감소하는 특성을 가진다.)과, 상기 검출수단에 의해 검출된 조타각의 변화량에 대응하는 것으로서 상기 기억수단으로부터 판독된 요우레이트게인에 따라서, 상기 전륜 혹은 후륜의 다른쪽의 전타를 피이드백제어하는 전타제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 검출수단은 전륜의 조타각도의 변화량을 검출하고, 상기 제어수단은 후륜의 전타각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기억수단에 기억된 요우레이트게인은, 조타각의 변화량이, 제1소정치 θ'_F0까지는 제1게인치를 유지하고, 타각속도가 상기 제1소정치로부터 제2소정치 θ'_F1까지의 사이는 증가하고, 제2소정치로부터 제3소정치 θ'_F2까지는 제2게인치를 유지하고, 제3소정치로부터 제4소정치 θ'_F3까지는 감소하고, 제4소정치 이후는 제3게인치를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3게인치는 상기 제1게인치 보다도 작은 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 함수는 핸들타각속도의 절대치를 변수로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 기억수단으로부터 판독된 요우레이트게인에 대해서, 또, 차속의 증가에 따라서 증가하는 특성의 차속감응게인과 조타각의 증가에 따라서 증가하는 타각감응게인을 부가하는것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
7. 제1항에 있어서, 요우레이트신호를 검출하는 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 전타제어수단은, 차속에 따라서 전륜과 후륜과의 사이의 전타비를 제어하기 위하여 차속게인을 연출하는 수단을 가기고, 상기 요우레이트게인은, 이 전타제어수단에 있어서, 상기 차속게인을 없애도록 적용되고, 상기 제1소정치는, 요우레이트게인이 효과가 없는 값을 표시하고, 상기 제2소정치는, 상기 차속게인에 적용하므로서 전타비를 더 역상방향으로 설정한다.
9. 요우레이트를 파라미터로해서, 후륜의 전타를, 차체의 요우운동을 없애도록 피이드백제어하는 방법에 있어서, 전륜의 조타각의 변화량을 검출하고, 검출된 조타각의 변화량에 따라서 요우레이트게인을 생성(여기서, 이 요우레이트게인은 조타각의 변화량이 커짐에 따라서 증대하고 나서 감소하는 특성을 가진다)하고, 생성한 요우레이트게인에 의거해서, 후륜의 전타를 피이드백제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타장치.