JP2505251B2 - 車両の補助操舵装置 - Google Patents
車両の補助操舵装置Info
- Publication number
- JP2505251B2 JP2505251B2 JP18465988A JP18465988A JP2505251B2 JP 2505251 B2 JP2505251 B2 JP 2505251B2 JP 18465988 A JP18465988 A JP 18465988A JP 18465988 A JP18465988 A JP 18465988A JP 2505251 B2 JP2505251 B2 JP 2505251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- auxiliary steering
- steering wheel
- steering
- gravity
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は大型トラック等の多軸車両の補助操舵装置に
関するものである。
関するものである。
（従来の技術） 多軸車両においては、後車軸を２本有し、補助操舵に
当たってはこれら後車軸の２組の後輪をステアリングホ
イールにより主操舵される前輪の舵角に応じ補助操舵す
る。
当たってはこれら後車軸の２組の後輪をステアリングホ
イールにより主操舵される前輪の舵角に応じ補助操舵す
る。
そして、２組の後輪を補助操舵するに際し、これら後
輪の補助舵角は従来特開昭62-258867号公報において車
両重心の横すべり角が０となるような伝達関数で制御す
ることが提案されている。
輪の補助舵角は従来特開昭62-258867号公報において車
両重心の横すべり角が０となるような伝達関数で制御す
ることが提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかして、車両の運動エネルギーを最小にする立場だ
けで車両の運動を論ずる場合、車両重心の横すべり角が
零であるのが最も良い。ところが運転者は、車両重心箇
所で運転することはなく、又車両重心がどこにあるかを
意識して運転している訳でもない。従って、運転者の運
転フィーリングという立場で車両の運動を論ずる場合、
車両重心の横すべり角が零であることが運転者にとって
好ましいとは言えない。つまり車両重心の横すべり角が
零であるか否かは運転者のあずかり知らぬことであり、
運転者は自分の座っている位置に対し横すべり角零の位
置がどこであるかということが大切である。
けで車両の運動を論ずる場合、車両重心の横すべり角が
零であるのが最も良い。ところが運転者は、車両重心箇
所で運転することはなく、又車両重心がどこにあるかを
意識して運転している訳でもない。従って、運転者の運
転フィーリングという立場で車両の運動を論ずる場合、
車両重心の横すべり角が零であることが運転者にとって
好ましいとは言えない。つまり車両重心の横すべり角が
零であるか否かは運転者のあずかり知らぬことであり、
運転者は自分の座っている位置に対し横すべり角零の位
置がどこであるかということが大切である。
しかるに従来の補助操舵装置は、車両重心以外で横す
べり角を零にするような制御ができず、これが必ずしも
好適な車両の運動性能を提供するとは言えなかった。
べり角を零にするような制御ができず、これが必ずしも
好適な車両の運動性能を提供するとは言えなかった。
又、上記の補助操舵装置では定常ヨーレイトゲイン
（操舵周波数が零の時の前輪主舵角に対するヨーレイト
の比）が一義的に決まってしまい、設計の自由度が低く
なる。
（操舵周波数が零の時の前輪主舵角に対するヨーレイト
の比）が一義的に決まってしまい、設計の自由度が低く
なる。
更に、前輪主舵角に対するヨーレイトゲイン（応答）
特性も一義的に決まってしまい、一次遅れ特性しか得ら
れない。
特性も一義的に決まってしまい、一次遅れ特性しか得ら
れない。
本発明はこのような問題を解消し得る伝達関数で主操
舵に対する補助操舵を行うようにした装置を提供するこ
とを目的とする。
舵に対する補助操舵を行うようにした装置を提供するこ
とを目的とする。
（課題を解決するための手段） この目的のため本発明補助操舵装置は、 ステアリングホイールによる主操舵輪の舵角δ1に応
じ、他の２組の補助操舵輪を夫々δ2，δ3だけ補助操舵
するようにした装置において、 補助操舵角δ2，δ3を次式 但し、M:車両質量 I:ヨー慣性モーメント S:ラプラス演算子 a:重心及び主操舵輪軸間距離 b:重心及び第１補助操舵輪軸間距離 c:重心及び第２補助操舵輪軸間距離 c1：主操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー c2：第１補助操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー c3：第２補助操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー l3：車体横すべり角を０にしたい点の重心からの距離 V:車速 ：ヨーレイト の伝達関数で制御するよう構成したものである。
じ、他の２組の補助操舵輪を夫々δ2，δ3だけ補助操舵
するようにした装置において、 補助操舵角δ2，δ3を次式 但し、M:車両質量 I:ヨー慣性モーメント S:ラプラス演算子 a:重心及び主操舵輪軸間距離 b:重心及び第１補助操舵輪軸間距離 c:重心及び第２補助操舵輪軸間距離 c1：主操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー c2：第１補助操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー c3：第２補助操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー l3：車体横すべり角を０にしたい点の重心からの距離 V:車速 ：ヨーレイト の伝達関数で制御するよう構成したものである。
（作用） ステアリングホイールにより主操舵輪を操舵する時、
２組の補助操舵輪には夫々上式の伝達関数により求まる
補助舵角を与える。
２組の補助操舵輪には夫々上式の伝達関数により求まる
補助舵角を与える。
ところで上式において、横すべり角零の位置（距離
l3）は希望に応じ自由に決定できるものであり、従って
横すべり角零の位置を希望の位置、例えば運転席に持ち
来すことができる。又上式において、主舵角に対するヨ
ーレイトの比、つまりヨーレイトゲイン特性／δ1も
希望の特性に応じ自由に決定することができ、設計の自
由度が高く、この特性を操舵周波数に対し一次遅れ特性
としたり、フラットな特性とすることができる。
l3）は希望に応じ自由に決定できるものであり、従って
横すべり角零の位置を希望の位置、例えば運転席に持ち
来すことができる。又上式において、主舵角に対するヨ
ーレイトの比、つまりヨーレイトゲイン特性／δ1も
希望の特性に応じ自由に決定することができ、設計の自
由度が高く、この特性を操舵周波数に対し一次遅れ特性
としたり、フラットな特性とすることができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明補助操舵装置の一実施例を示し、本例
では第４図（ａ）に示す如く第１補助操舵輪としての一
組の後輪１及び第２補助操舵輪としての一組の後輪２を
夫々ステアリングホイール３による前２輪４の主操舵角
に応じ補助操舵するものとする。
では第４図（ａ）に示す如く第１補助操舵輪としての一
組の後輪１及び第２補助操舵輪としての一組の後輪２を
夫々ステアリングホイール３による前２輪４の主操舵角
に応じ補助操舵するものとする。
各後輪1,2の補助操舵を司るアクチュエータ5,6を設
け、アクチュエータ５は夫々油圧制御弁７により同時に
同じ速度で同操舵方向へストローク可能とし、アクチュ
エータ６は夫々油圧制御弁８により同時に同じ速度で同
操舵方向へストローク可能とする。
け、アクチュエータ５は夫々油圧制御弁７により同時に
同じ速度で同操舵方向へストローク可能とし、アクチュ
エータ６は夫々油圧制御弁８により同時に同じ速度で同
操舵方向へストローク可能とする。
油圧制御弁7,8は共通なオイルポンプ９を具え、これ
からの吐出油を分流弁10により所定比で分配して油圧制
御弁7,8の流入回路11,12に供給する。なお13は油圧制御
弁7,8のドレン回路である。
からの吐出油を分流弁10により所定比で分配して油圧制
御弁7,8の流入回路11,12に供給する。なお13は油圧制御
弁7,8のドレン回路である。
油圧制御弁7,8はマイクロコンピュータ14により電子
制御するが、常態ではアクチュエータ5,6の全室を無圧
状態にして後輪1,2を非転舵中立位置にするものとす
る。又油圧制御弁7,8はコンピュータ14により或る状態
に作動される時、アクチュエータ5,6の一方の室を回路1
1,12からのオイルにより加圧し、他方の室をドレン回路
13に通じて、アクチュエータ5,6を介し後輪1,2を一方向
に補助操舵するものとする。更に油圧制御弁7,8はコン
ピュータ14により他の状態に作動される時、アクチュエ
ータ5,6を逆方向にストロークさせて後輪1,2を逆方向に
補助操舵するものとする。
制御するが、常態ではアクチュエータ5,6の全室を無圧
状態にして後輪1,2を非転舵中立位置にするものとす
る。又油圧制御弁7,8はコンピュータ14により或る状態
に作動される時、アクチュエータ5,6の一方の室を回路1
1,12からのオイルにより加圧し、他方の室をドレン回路
13に通じて、アクチュエータ5,6を介し後輪1,2を一方向
に補助操舵するものとする。更に油圧制御弁7,8はコン
ピュータ14により他の状態に作動される時、アクチュエ
ータ5,6を逆方向にストロークさせて後輪1,2を逆方向に
補助操舵するものとする。
マイクロコンピュータ14は車速Ｖに応じた周波数のパ
ルス信号を発する車速センサ15からの信号、ステアリン
グホイール３（第４図参照）の切り角θを検出する操舵
角センサ16からの信号及び車体荷重Ｌを検出する荷重セ
ンサ17からの信号を入力され、これら入力情報を基に第
２図の制御プログラムを実行して後輪1,2を補助操舵す
る。
ルス信号を発する車速センサ15からの信号、ステアリン
グホイール３（第４図参照）の切り角θを検出する操舵
角センサ16からの信号及び車体荷重Ｌを検出する荷重セ
ンサ17からの信号を入力され、これら入力情報を基に第
２図の制御プログラムを実行して後輪1,2を補助操舵す
る。
ここで、後輪1,2の補助舵角を決定する伝達関数を求
めるに、第３図はこの伝達関数を求めるための解析モデ
ルで車両重心０を含む水平面内のx,y座標系として示し
た。第３図中第１図及び第４図（ａ）におけると同様の
部分は同一符号にて示し、ａは車両重心０から主操舵輪
である前輪４の車軸迄の距離、ｂは車両重心０から第１
補助操舵輪である後輪１の車軸迄の距離、ｃは車両重心
０から第２補助操舵輪である後輪２の車軸迄の距離であ
る。又、δ1はステアリングホイール３による前輪４の
主舵角、δ2，δ3は夫々後輪1,2の補助舵角、β1，
β2，β3は夫々前輪４及び後輪1,2のスリップアング
ル、F1,F2,F3は前輪４及び後輪1,2の車軸に係わる合計
タイヤコーナリングフォース、はヨーレイト（はヨ
ー角加速度）、l3は車体横すべり角を零としたい箇所の
重心０からの距離、v3は同箇所における横移動速度、ｙ
は重心０の横移動距離（はその変化速度、は加速
度）Ｖは車速を示す。
めるに、第３図はこの伝達関数を求めるための解析モデ
ルで車両重心０を含む水平面内のx,y座標系として示し
た。第３図中第１図及び第４図（ａ）におけると同様の
部分は同一符号にて示し、ａは車両重心０から主操舵輪
である前輪４の車軸迄の距離、ｂは車両重心０から第１
補助操舵輪である後輪１の車軸迄の距離、ｃは車両重心
０から第２補助操舵輪である後輪２の車軸迄の距離であ
る。又、δ1はステアリングホイール３による前輪４の
主舵角、δ2，δ3は夫々後輪1,2の補助舵角、β1，
β2，β3は夫々前輪４及び後輪1,2のスリップアング
ル、F1,F2,F3は前輪４及び後輪1,2の車軸に係わる合計
タイヤコーナリングフォース、はヨーレイト（はヨ
ー角加速度）、l3は車体横すべり角を零としたい箇所の
重心０からの距離、v3は同箇所における横移動速度、ｙ
は重心０の横移動距離（はその変化速度、は加速
度）Ｖは車速を示す。
第３図において、車両質量をＭ、そのヨー慣性モーメ
ントをＩとすると、車両の運動方程式は、 Ｍ（＋Ｖ）＝F1＋F2＋F3 ……（１） Ｉ（）＝aF1−bF2−cF3 ……（２） で表される。ここで、前輪４及び後輪1,2の車軸に係わ
る合計タイヤコーナリングパワーを夫々c1,c2,c3とする
と、上式中F1,F2,F3は夫々 であり、これらをラプラス変換してまとめると、 ι［］＝ ι［］＝ で表され、従って上記（１），（２）式は夫々ラプラス
演算子をＳとすると、 となる。
ントをＩとすると、車両の運動方程式は、 Ｍ（＋Ｖ）＝F1＋F2＋F3 ……（１） Ｉ（）＝aF1−bF2−cF3 ……（２） で表される。ここで、前輪４及び後輪1,2の車軸に係わ
る合計タイヤコーナリングパワーを夫々c1,c2,c3とする
と、上式中F1,F2,F3は夫々 であり、これらをラプラス変換してまとめると、 ι［］＝ ι［］＝ で表され、従って上記（１），（２）式は夫々ラプラス
演算子をＳとすると、 となる。
一方、横すべり角を零にしたい箇所の横移動速度v3は v3＝−l3 で表されるが、前提条件がv3＝０であるから、次の関係
が得られる。
が得られる。
＝l3 これを（３），（４）式に代入すると、 が求まり、これらをδ2／δ1，δ3／δ1についてまとめ
ると、 の２式が得られ、最終的に の関係式が成立する。そして、これらをδ2／δ1，δ3
／δ1について解くことで が得られる。
ると、 の２式が得られ、最終的に の関係式が成立する。そして、これらをδ2／δ1，δ3
／δ1について解くことで が得られる。
本発明においては、（５），（６）式の伝達関数で後
輪1,2を前輪４の舵角δ1に応じ補助操舵（δ2，δ3）し
て所定の運動性能を得るが、かかる補助操舵によれば、
横すべり角零の位置を任意に設定できる上、ヨーレイト
ゲイン特性／δ1を自由に定めることができて、制御
の自由度を極めて高め得る。例えば、制御的に理想とさ
れるヨーレイトゲインのフラット特性（操舵周波数が高
くなってもヨーレイトゲイン／δ1が一定のままに保
たれる特性）を確保したまま、横すべり角零の箇所（重
心０から距離l3の箇所）を積載条件の変化に応じ自由に
変動させることができる。
輪1,2を前輪４の舵角δ1に応じ補助操舵（δ2，δ3）し
て所定の運動性能を得るが、かかる補助操舵によれば、
横すべり角零の位置を任意に設定できる上、ヨーレイト
ゲイン特性／δ1を自由に定めることができて、制御
の自由度を極めて高め得る。例えば、制御的に理想とさ
れるヨーレイトゲインのフラット特性（操舵周波数が高
くなってもヨーレイトゲイン／δ1が一定のままに保
たれる特性）を確保したまま、横すべり角零の箇所（重
心０から距離l3の箇所）を積載条件の変化に応じ自由に
変動させることができる。
かかる補助操舵を達成するため、第１図中コンピュー
タ14は第２図の制御プログラムを実行する。つまり、先
ず各車輪にかかる荷重をセンサ17からの信号より演算
し、次に車両質量Ｍ、ヨー慣性モーメントＩ、重心Ｏの
位置、タイヤコーナリングパワーc1,c2,c3を算出する。
そして、重心位置０から横すべり角を零にしたい箇所迄
の距離l3を算出し、次いで車速センサ15からの信号に基
づき車速Ｖを演算する。舵角センサ16からの信号に基づ
き前輪舵角δ1を演算する他、多種必要データの演算を
行い、その後制御パラメータを算出する。最後に、上記
の如く求めた各種情報を基に前記（５），（６）式から
補助舵角δ2，δ3を算出し、これら演算結果に応じた制
御信号を油圧制御弁7,8に出力することで、後輪1,2を夫
々演算舵角δ2，δ3となるよう補助操舵する。
タ14は第２図の制御プログラムを実行する。つまり、先
ず各車輪にかかる荷重をセンサ17からの信号より演算
し、次に車両質量Ｍ、ヨー慣性モーメントＩ、重心Ｏの
位置、タイヤコーナリングパワーc1,c2,c3を算出する。
そして、重心位置０から横すべり角を零にしたい箇所迄
の距離l3を算出し、次いで車速センサ15からの信号に基
づき車速Ｖを演算する。舵角センサ16からの信号に基づ
き前輪舵角δ1を演算する他、多種必要データの演算を
行い、その後制御パラメータを算出する。最後に、上記
の如く求めた各種情報を基に前記（５），（６）式から
補助舵角δ2，δ3を算出し、これら演算結果に応じた制
御信号を油圧制御弁7,8に出力することで、後輪1,2を夫
々演算舵角δ2，δ3となるよう補助操舵する。
かかる補助操舵により、高速時における操縦安定性及
び過渡時における応答性を向上させることができ、横加
速度特性のみならず、ヨーレイト特性も改善できる。そ
して、前記した通り横すべり角零の箇所及びヨーレイト
ゲイン特性を自由に変更でき、制御の自由度が格段に向
上する。
び過渡時における応答性を向上させることができ、横加
速度特性のみならず、ヨーレイト特性も改善できる。そ
して、前記した通り横すべり角零の箇所及びヨーレイト
ゲイン特性を自由に変更でき、制御の自由度が格段に向
上する。
なお上述の例は、第４図（ａ）のように後輪２軸車を
前提に説明したが、同図（ｂ）のような前輪２軸車にお
いて、主操舵しない前輪18を後輪１と共に補助操舵する
場合も本発明の前記着想は適用することができる。この
場合、前記式においてｃを−ｃに置換える必要があるこ
とは言うまでもない。
前提に説明したが、同図（ｂ）のような前輪２軸車にお
いて、主操舵しない前輪18を後輪１と共に補助操舵する
場合も本発明の前記着想は適用することができる。この
場合、前記式においてｃを−ｃに置換える必要があるこ
とは言うまでもない。
（発明の効果） かくして本発明の補助操舵装置は、前記特異な伝達関
数で主操舵輪以外の２組の車輪を補助操舵するよう構成
したから、横すべり角零の位置及びヨーレイトゲイン特
性を自由に変更することができ、制御の自由度を大幅に
向上させることができる。
数で主操舵輪以外の２組の車輪を補助操舵するよう構成
したから、横すべり角零の位置及びヨーレイトゲイン特
性を自由に変更することができ、制御の自由度を大幅に
向上させることができる。
第１図は本発明補助操舵装置の一実施例を示すシステム
図、 第２図は同例のコンピュータが実行する制御プログラム
のフローチャート、 第３図は同例における伝達関数の解析モデル図、 第４図（ａ），（ｂ）は夫々本発明により制御すべき多
軸車両を例示する線図的平面図である。 １……第１補助操舵輪、２……第２補助操舵輪 ３……ステアリングホイール ４……前輪（主操舵輪） 5,6……補助操舵アクチュエータ 7,8……油圧制御弁、９……オイルポンプ 10……分流弁 14……マイクロコンピュータ 15……車速センサ、16……操舵角センサ 17……荷重センサ、18……補助操舵前輪
図、 第２図は同例のコンピュータが実行する制御プログラム
のフローチャート、 第３図は同例における伝達関数の解析モデル図、 第４図（ａ），（ｂ）は夫々本発明により制御すべき多
軸車両を例示する線図的平面図である。 １……第１補助操舵輪、２……第２補助操舵輪 ３……ステアリングホイール ４……前輪（主操舵輪） 5,6……補助操舵アクチュエータ 7,8……油圧制御弁、９……オイルポンプ 10……分流弁 14……マイクロコンピュータ 15……車速センサ、16……操舵角センサ 17……荷重センサ、18……補助操舵前輪
Claims (1)
- 【請求項１】ステアリングホイールによる主操舵輪の舵
角δ1に応じ、他の２組の補助操舵輪を夫々δ2，δ3だ
け補助操舵するようにした装置において、 補助操舵角δ2，δ3を次式 但し、M:車両質量 I:ヨー慣性モーメント S:ラプラス演算子 a:重心及び主操舵輪軸間距離 b:重心及び第１補助操舵輪軸間距離 c:重心及び第２補助操舵輪軸間距離 c1：主操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー c2：第１補助操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー c3：第２補助操舵輪の合計タイヤコーナリングパワー l3：車体横すべり角を０にしたい点の重心からの距離 V:車速 ：ヨーレイト の伝達関数で制御するよう構成したことを特徴とする車
両の補助操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18465988A JP2505251B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 車両の補助操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18465988A JP2505251B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 車両の補助操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234471A JPH0234471A (ja) | 1990-02-05 |
| JP2505251B2 true JP2505251B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=16157103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18465988A Expired - Lifetime JP2505251B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 車両の補助操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505251B2 (ja) |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP18465988A patent/JP2505251B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0234471A (ja) | 1990-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2872376B1 (en) | Steering and control systems for a three-wheeled vehicle | |
| JPS6133746B2 (ja) | ||
| JP2578142B2 (ja) | 車両の補助操舵装置 | |
| JPH0825470B2 (ja) | 後輪舵角制御方法 | |
| JP2505240B2 (ja) | ４輪操舵制御装置 | |
| JPH02102874A (ja) | 後輪舵角制御装置 | |
| JP5321107B2 (ja) | 旋回挙動制御装置、及び旋回挙動制御方法 | |
| JP2505251B2 (ja) | 車両の補助操舵装置 | |
| JP3931690B2 (ja) | 車両用操舵制御装置 | |
| JP2520144B2 (ja) | 後輪舵角制御装置 | |
| JPH02220973A (ja) | 後輪舵角制御方法 | |
| JPH0319107B2 (ja) | ||
| CN117485325B (zh) | 一种多轴分布式电驱车辆转向控制方法及车辆 | |
| JP2871230B2 (ja) | 前後輪操舵制御装置 | |
| JPS6234584B2 (ja) | ||
| JPH0534194B2 (ja) | ||
| JPH034428B2 (ja) | ||
| JP2502761B2 (ja) | 車両用四輪操舵装置 | |
| JP2523125B2 (ja) | 車両の舵角制御装置 | |
| JP2539035B2 (ja) | 後輪操舵装置 | |
| JP2528918B2 (ja) | 後輪舵角制御装置 | |
| JPH04126675A (ja) | セミトレーラ車の後輪操舵装置 | |
| JPS6167670A (ja) | 車両用操舵制御装置 | |
| JPH03262778A (ja) | ３軸車両の補助操舵装置 | |
| JPH01202572A (ja) | 車両の４輪操舵装置 |