JP2552342B2 - 車両用後輪舵角制御装置 - Google Patents
車両用後輪舵角制御装置Info
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- JP2552342B2 JP2552342B2 JP63225825A JP22582588A JP2552342B2 JP 2552342 B2 JP2552342 B2 JP 2552342B2 JP 63225825 A JP63225825 A JP 63225825A JP 22582588 A JP22582588 A JP 22582588A JP 2552342 B2 JP2552342 B2 JP 2552342B2
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- steering angle
- wheel steering
- rear wheel
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
- B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用後輪舵角制御装置、特に、車両後端
の張り出し量を増大させることなく低車速域における小
回り性を向上させる後輪舵角制御技術に関する。
の張り出し量を増大させることなく低車速域における小
回り性を向上させる後輪舵角制御技術に関する。
（従来の技術） 乗用車においては、一般にホイールベースを拡大する
ことにより、高速域での操安性・乗心地が向上する、
居住スペースが拡大する等のメリットが得られること
が知られている。
ことにより、高速域での操安性・乗心地が向上する、
居住スペースが拡大する等のメリットが得られること
が知られている。
一方、ロングホイールベース化に伴ない、小回り性が悪
化し、市街地等で通常１回で曲れる曲がり角で数回の切
り返しが必要となったり、内輪差が大きくなるので縁石
等にこすり易くなったり、Ｕターンに必要な道幅が増加
する等の問題がある。
化し、市街地等で通常１回で曲れる曲がり角で数回の切
り返しが必要となったり、内輪差が大きくなるので縁石
等にこすり易くなったり、Ｕターンに必要な道幅が増加
する等の問題がある。
この様な理由から、特に日本の道路事情下では大幅な
ロングホイールベース化は困難で、国産乗用車を例にと
ると、排気量１の車でホイールベース約2.3mであるの
に対し、排気量3lの車でも約2.7mであり、排気量，車
重，全長の割にホイールベースの長さは大きく変わらな
いのが現状である。
ロングホイールベース化は困難で、国産乗用車を例にと
ると、排気量１の車でホイールベース約2.3mであるの
に対し、排気量3lの車でも約2.7mであり、排気量，車
重，全長の割にホイールベースの長さは大きく変わらな
いのが現状である。
また、四輪操舵車においては、前輪に対し後輪の舵角
を逆方向に操舵することにより小回り性を向上させ、旋
回半径及び内輪差を縮小出来ることは古くから知られて
おり、既に、このような逆相操舵を持つ四輪操舵車が市
販されている。
を逆方向に操舵することにより小回り性を向上させ、旋
回半径及び内輪差を縮小出来ることは古くから知られて
おり、既に、このような逆相操舵を持つ四輪操舵車が市
販されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の逆相操舵を持つ四輪
操舵車にあっては、後輪の舵角を最大５°に抑え、車体
後端の幅が最大車幅より小さめな造形とする等によって
後端の張り出し量をドアミラーの出っ張り量以内に抑え
るような構成としているに過ぎず、後輪逆相操舵により
後端の張り出し量が増加するという問題は本質的に改善
されていない。
操舵車にあっては、後輪の舵角を最大５°に抑え、車体
後端の幅が最大車幅より小さめな造形とする等によって
後端の張り出し量をドアミラーの出っ張り量以内に抑え
るような構成としているに過ぎず、後輪逆相操舵により
後端の張り出し量が増加するという問題は本質的に改善
されていない。
この為、車体に造形上の制約が課せられる他、四輪操舵
による大幅な小回り性の向上に支えられる超ロングホイ
ールベース化を達成出来ない。
による大幅な小回り性の向上に支えられる超ロングホイ
ールベース化を達成出来ない。
本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、十分な小回り性を持った超ロングホイールベース車
の実現が出来る車両用後輪舵角制御装置の開発を課題と
する。
で、十分な小回り性を持った超ロングホイールベース車
の実現が出来る車両用後輪舵角制御装置の開発を課題と
する。
（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後輪舵角制
御装置では、旋回半径縮小のための後輪逆相操舵を基本
としながら、車両前端側の定点Ａの通過した軌跡を記憶
し、後端側の定点Ｂがその軌跡の内側に入るように後輪
逆相操舵量を制限する手段とした。
御装置では、旋回半径縮小のための後輪逆相操舵を基本
としながら、車両前端側の定点Ａの通過した軌跡を記憶
し、後端側の定点Ｂがその軌跡の内側に入るように後輪
逆相操舵量を制限する手段とした。
即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、ステア
リングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検出
する前輪舵角検出手段ａと、車速を検出する車速検出手
段ｂと、前記前輪舵角検出量θ及び車速検出量Ｖを入力
して後輪舵角目標値Ｒを設定する後輪舵角目標値設定
部ｃと、実際の後輪舵角δＲが後輪舵角目標値Ｒに一
致するように後輪舵角可変機構を制御する後輪舵角制御
部ｄとを備えた車両用後輪舵角制御装置において、前輪
舵角検出量θに所定の舵角比を乗じて後輪舵角δR1を演
算する主後輪舵角演算部ｅと、車両の重心点Ｇの対地座
標（xG,yG）及び車両前端点近傍の任意の定点Ａの対地
座標（xA,yG）を計算する対地座標計算部ｆと、所定距
離Δｘもしくは所定時間Δｔ走行毎に前記定点Ａの対地
座標（xA,yA）を記憶するメモリ群から成る車両前端点
軌跡記憶部ｇと、前輪舵角検出量θと車両前端点軌跡デ
ータに基づき、車両後端点近傍の任意の定点Ｂが前記定
点Ａの軌跡の内側に入るように後輪舵角制限量δRmaxを
計算する後輪舵角制限量演算部ｈと、前記主後輪舵角演
算部ｅで演算される後輪舵角δR1と、前記後輪舵角制限
量演算部ｈで演算される後輪舵角制限量δRmaxに基づき
後輪舵角目標値Ｒを決定する後輪舵角目標値決定部ｉ
と、を前記後輪舵角目標値設定部ｃに有することを特徴
とする手段とした。
リングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検出
する前輪舵角検出手段ａと、車速を検出する車速検出手
段ｂと、前記前輪舵角検出量θ及び車速検出量Ｖを入力
して後輪舵角目標値Ｒを設定する後輪舵角目標値設定
部ｃと、実際の後輪舵角δＲが後輪舵角目標値Ｒに一
致するように後輪舵角可変機構を制御する後輪舵角制御
部ｄとを備えた車両用後輪舵角制御装置において、前輪
舵角検出量θに所定の舵角比を乗じて後輪舵角δR1を演
算する主後輪舵角演算部ｅと、車両の重心点Ｇの対地座
標（xG,yG）及び車両前端点近傍の任意の定点Ａの対地
座標（xA,yG）を計算する対地座標計算部ｆと、所定距
離Δｘもしくは所定時間Δｔ走行毎に前記定点Ａの対地
座標（xA,yA）を記憶するメモリ群から成る車両前端点
軌跡記憶部ｇと、前輪舵角検出量θと車両前端点軌跡デ
ータに基づき、車両後端点近傍の任意の定点Ｂが前記定
点Ａの軌跡の内側に入るように後輪舵角制限量δRmaxを
計算する後輪舵角制限量演算部ｈと、前記主後輪舵角演
算部ｅで演算される後輪舵角δR1と、前記後輪舵角制限
量演算部ｈで演算される後輪舵角制限量δRmaxに基づき
後輪舵角目標値Ｒを決定する後輪舵角目標値決定部ｉ
と、を前記後輪舵角目標値設定部ｃに有することを特徴
とする手段とした。
尚、前記対地座標計算部ｆは、前輪舵角検出量θと車速
検出量Ｖと後輪舵角目標値Ｒに基づき車両重心点Ｇの
ヨーレート及び横速度Vyを推定し、該ヨーレート推定
値に基づき積分器もしくは積分相当の演算によりヨー
角Ψを推定し、前記車速検出量Ｖと横速度推定値Vyとヨ
ー角推定値Ψに基づき２つの積分器もしくは積分相当の
演算により重心点Ｇの対地座標（xG,yG）を計算し、ヨ
ー角推定値Ψと重心点対地座標（xG,yG）に基づき車両
の定点Ａの座標（xA,yA）を計算する計算部であっても
良い。
検出量Ｖと後輪舵角目標値Ｒに基づき車両重心点Ｇの
ヨーレート及び横速度Vyを推定し、該ヨーレート推定
値に基づき積分器もしくは積分相当の演算によりヨー
角Ψを推定し、前記車速検出量Ｖと横速度推定値Vyとヨ
ー角推定値Ψに基づき２つの積分器もしくは積分相当の
演算により重心点Ｇの対地座標（xG,yG）を計算し、ヨ
ー角推定値Ψと重心点対地座標（xG,yG）に基づき車両
の定点Ａの座標（xA,yA）を計算する計算部であっても
良い。
また、前記定点Ａ及び定点Ｂが各々車両前面及び後面の
中央である場合に、前記後輪舵角制限量演算部ｈは、現
時点での車体固定座標の後車軸ｘ座標（車体前後方向）
における前端点軌跡データに基づき、現時点の後車軸ｘ
座標を将来定点Ｂが通過する場合に、該定点Ｂが前記定
点Ａの軌跡上に来ると予測される舵角をもって後輪舵角
制限量δRmaxとする演算部であっても良い。
中央である場合に、前記後輪舵角制限量演算部ｈは、現
時点での車体固定座標の後車軸ｘ座標（車体前後方向）
における前端点軌跡データに基づき、現時点の後車軸ｘ
座標を将来定点Ｂが通過する場合に、該定点Ｂが前記定
点Ａの軌跡上に来ると予測される舵角をもって後輪舵角
制限量δRmaxとする演算部であっても良い。
（作用） 旋回時には、後輪舵角目標値設定部ｃにおいて、ステ
アリングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検
出する前輪舵角検出手段ａからの前輪舵角検出量θ及び
車速を検出する車速検出手段ｂからの車速検出量Ｖを入
力して後輪舵角目標値Ｒが設定され、後輪舵角制御部
ｄにおいて、実際の後輪舵角δＲが後輪舵角目標値Ｒ
に一致するように後輪舵角可変機構が制御される。
アリングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検
出する前輪舵角検出手段ａからの前輪舵角検出量θ及び
車速を検出する車速検出手段ｂからの車速検出量Ｖを入
力して後輪舵角目標値Ｒが設定され、後輪舵角制御部
ｄにおいて、実際の後輪舵角δＲが後輪舵角目標値Ｒ
に一致するように後輪舵角可変機構が制御される。
ここで、後輪舵角目標値設定部ｃでの演算処理を詳しく
述べると、主後輪舵角演算部ｅで前輪舵角検出量θに所
定の舵角比を乗じて後輪舵角δR1が演算される。
述べると、主後輪舵角演算部ｅで前輪舵角検出量θに所
定の舵角比を乗じて後輪舵角δR1が演算される。
また、対地座標計算部ｆで車両の重心点Ｇの対地座標
（xG,yG）及び車両前端点近傍の任意の定点Ａの対地座
標（xA,yG）が計算され、車両前端点軌跡記憶部ｇで所
定距離Δｘもしくは所定時間Δｔ走行毎に定点Ａの対地
座標（xA,yA）が記憶される。そして、後輪舵角制限量
演算部ｈでは、前輪舵角検出量θと車両前端点軌跡デー
タに基づき、車両後端点近傍の任意の定点Ｂが前記定点
Ａの軌跡の内側に入るように後輪舵角制限量δRmaxが計
算される。
（xG,yG）及び車両前端点近傍の任意の定点Ａの対地座
標（xA,yG）が計算され、車両前端点軌跡記憶部ｇで所
定距離Δｘもしくは所定時間Δｔ走行毎に定点Ａの対地
座標（xA,yA）が記憶される。そして、後輪舵角制限量
演算部ｈでは、前輪舵角検出量θと車両前端点軌跡デー
タに基づき、車両後端点近傍の任意の定点Ｂが前記定点
Ａの軌跡の内側に入るように後輪舵角制限量δRmaxが計
算される。
次いで、後輪舵角目標値決定部ｉにおいて、主後輪舵角
演算部ｅで演算される後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量
演算部ｈで演算される後輪舵角制限量δRmaxに基づき後
輪舵角目標値Ｒが決定されることになる。
演算部ｅで演算される後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量
演算部ｈで演算される後輪舵角制限量δRmaxに基づき後
輪舵角目標値Ｒが決定されることになる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
第２図は実施例の車両用後輪舵角制御装置の全体ブロ
ック構成図で、前輪のハンドル操舵角θを検出する操舵
角センサ１と、所定距離Δｘ走行毎にパルスを出力する
ことで車速Ｖを検出する車輪速センサ２と、後輪舵角目
標値Ｒを設定する後輪舵角目標値設定部３と、油圧ア
クチュエータ等による後輪舵角可変機構を含む後輪舵角
制御部４と、実後輪舵角δＲが与えられる四輪操舵車５
により構成され、電気的に制御可能な四輪操舵システム
としては一般的なものである。
ック構成図で、前輪のハンドル操舵角θを検出する操舵
角センサ１と、所定距離Δｘ走行毎にパルスを出力する
ことで車速Ｖを検出する車輪速センサ２と、後輪舵角目
標値Ｒを設定する後輪舵角目標値設定部３と、油圧ア
クチュエータ等による後輪舵角可変機構を含む後輪舵角
制御部４と、実後輪舵角δＲが与えられる四輪操舵車５
により構成され、電気的に制御可能な四輪操舵システム
としては一般的なものである。
第３図は本発明の特徴である後輪舵角目標値設定部３
の内容を詳細に示したブロック図であり、主後輪舵角演
算部10と、ヨーレート・横速度計算部20と、ヨー角推定
部21と、座標計算部22と、前端点軌跡記憶部30と、座標
変換・後端点ｙ座標許容値計算部40と、後輪舵角制限量
計算部41と、後輪舵角目標値決定部50とを備えている。
の内容を詳細に示したブロック図であり、主後輪舵角演
算部10と、ヨーレート・横速度計算部20と、ヨー角推定
部21と、座標計算部22と、前端点軌跡記憶部30と、座標
変換・後端点ｙ座標許容値計算部40と、後輪舵角制限量
計算部41と、後輪舵角目標値決定部50とを備えている。
前記主後輪舵角演算部10は、制御対象車両をモデル車
と同一の旋回半径で旋回させるための後輪舵角δR1を演
算する演算部である。
と同一の旋回半径で旋回させるための後輪舵角δR1を演
算する演算部である。
前記ヨーレート・横速度計算部20は、操舵角θ，車速
V,後輪舵角目標値Ｒに基づきヨーレーチと重心点Ｇ
の横速度Vyを推定により計算する計算部である。
V,後輪舵角目標値Ｒに基づきヨーレーチと重心点Ｇ
の横速度Vyを推定により計算する計算部である。
前記ヨー角推定部21は、ヨーレート推定値を積分し
てヨー角Ψを推定する推定部である。
てヨー角Ψを推定する推定部である。
前記座標計算部22は、車速V,横速度推定値Vy,ヨー角
推定値Ψに基づき重心点Ｇ及び前端点Ａの対地座標(XG,
YG),(XA,YA)を求める計算部である。
推定値Ψに基づき重心点Ｇ及び前端点Ａの対地座標(XG,
YG),(XA,YA)を求める計算部である。
前記前端点軌跡記憶部30は、前端点Ａの対地座標デー
タを記憶するメモリ群から成り、所定距離Δｘ走行毎に
データシフトを行なう記憶部である。
タを記憶するメモリ群から成り、所定距離Δｘ走行毎に
データシフトを行なう記憶部である。
前記座標変換・後端点ｙ座標許容値計算部40は、重心
点Ｇの対地座標（XG,YG）とヨー角推定値Ψに基づき前
端点軌跡データ（Xi,Yi）の座標変換を行ない車体固定
座標（xi,yi）を求め、次に、車体固定座標（xi,yi）に
基づき後車軸ｘ座標における後端点ｙ座標許容値YRWを
求める計算部である。
点Ｇの対地座標（XG,YG）とヨー角推定値Ψに基づき前
端点軌跡データ（Xi,Yi）の座標変換を行ない車体固定
座標（xi,yi）を求め、次に、車体固定座標（xi,yi）に
基づき後車軸ｘ座標における後端点ｙ座標許容値YRWを
求める計算部である。
前記後輪舵角制限量計算部41は、後端点ｙ座標許容値
YRW及び操舵角θ，車速Ｖに基づき後輪舵角制限量δ
Rmaxを計算する計算部である。
YRW及び操舵角θ，車速Ｖに基づき後輪舵角制限量δ
Rmaxを計算する計算部である。
前記後輪舵角目標値決定部50は、前記主後輪舵角演算
部10で演算される後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量計算
部41で求められた後輪舵角制限量δRmaxに基づいて後輪
舵角目標値Ｒを決定する決定部である。
部10で演算される後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量計算
部41で求められた後輪舵角制限量δRmaxに基づいて後輪
舵角目標値Ｒを決定する決定部である。
次に、作用を説明する。
まず、後輪舵角制御系に必要となる基本式を示す。
尚、低車速域の旋回を考える場合、車両の動特性は無視
してもさしつかえないので、定常旋回状態を考える。
してもさしつかえないので、定常旋回状態を考える。
また、説明を簡単にするため、車両は第４図に示すよう
にな２輪モデルを考え、前端点（Ａ点）及び後端点（Ｂ
点）は各々車両全面及び後面の中央とする。
にな２輪モデルを考え、前端点（Ａ点）及び後端点（Ｂ
点）は各々車両全面及び後面の中央とする。
操舵角θ及び後輪舵角δＲが与えられた場合のヨーレ
ート及び重心点横速度Vyは、良く知られた線形近似２
自由度モデルに基づく定常状態を考えると、次式で与え
られる。
ート及び重心点横速度Vyは、良く知られた線形近似２
自由度モデルに基づく定常状態を考えると、次式で与え
られる。
ここで、Ｖは車速、Ａは車両のスタビリティフアクタ、
Ｍは車両質量、LFは前輪−重心間距離、LRは後輪−重心
間距離、Ｌはホイールベース（Ｌ＝LF+LR）、eKFは前輪
等価コーナリングパワー、KRは後輪コーナリングパワー
である。
Ｍは車両質量、LFは前輪−重心間距離、LRは後輪−重心
間距離、Ｌはホイールベース（Ｌ＝LF+LR）、eKFは前輪
等価コーナリングパワー、KRは後輪コーナリングパワー
である。
第５図に説明図として定常旋回時の後端点軌跡を示
す。
す。
後端点Ｂのすべり角βＢと半径RBは次式で表される。
また、旋回中心の車体固定座標（x0,y0）は、重心点座
標を（0,0）とした場合、次式のように求められる。
標を（0,0）とした場合、次式のように求められる。
ここで、前輪に対し後輪を逆相に操舵する場合のみを考
えると、第５図中に図示した後端点Ｂの最大張り出し点
は必ず後車軸のｘ座標（−LR）より前方へくる。そこ
で、制御系の設計時には常に後車軸ｘ座標における後端
点Ｂの張り出し量に着目すれば良いことがわかる。
えると、第５図中に図示した後端点Ｂの最大張り出し点
は必ず後車軸のｘ座標（−LR）より前方へくる。そこ
で、制御系の設計時には常に後車軸ｘ座標における後端
点Ｂの張り出し量に着目すれば良いことがわかる。
将来、後端点Ｂが後車軸ｘ座標を通過する点を（−LR,Y
RW）とすると、第５図中に示した直角三角形を用いて次
の関係式を得る。
RW）とすると、第５図中に示した直角三角形を用いて次
の関係式を得る。
RB＝(xO+LR)2+(yO-YRW)2 …（７） 第６図には、本発明の制御対象となるロングホイール
ベース車の例を示し、第７図には制御目標となるモデル
車の例を示す。
ベース車の例を示し、第７図には制御目標となるモデル
車の例を示す。
尚、モデル車は全長4.5m,ホイールベース2.5mの排気量
1.8lクラスの一般的小型車を想定しており、ロングホイ
ールベース車はモデル車をベースにホイールベースを3.
3mに大幅に拡大し、合わせて前後のオーバハングを詰め
ることにより全長は4.8mにとどめている。
1.8lクラスの一般的小型車を想定しており、ロングホイ
ールベース車はモデル車をベースにホイールベースを3.
3mに大幅に拡大し、合わせて前後のオーバハングを詰め
ることにより全長は4.8mにとどめている。
次に、第３図に基づき後輪舵角目標値設定部３の各処
理部での作用を説明する。
理部での作用を説明する。
主後輪舵角演算部10では、ホイールベースL,スタビリ
ティファクタＡなる制御対象車両をホイールベースLM，
スタビリティファクタAMなるモデル車と同一の半径で旋
回するための後輪舵角δR1を求める。
ティファクタＡなる制御対象車両をホイールベースLM，
スタビリティファクタAMなるモデル車と同一の半径で旋
回するための後輪舵角δR1を求める。
尚、本実施例は制御車両とモデル車のステアリングギヤ
比（Ｎ）が等しい場合について示してある。
比（Ｎ）が等しい場合について示してある。
操舵角θと後輪舵角δＲ（制御車のみ）が与えられた場
合の制御車両とモデル車の旋回半径を各々R,RMとする。
合の制御車両とモデル車の旋回半径を各々R,RMとする。
Ｒ＝（１＋AV2）L/（θ/N−δＲ） …（８） RM＝(1+AMV2)LM／（θ/N） …（９） Ｒ＝RMを得るための後輪舵角δR1は、前記（８），
（９）式より次の様に求められる。
（９）式より次の様に求められる。
尚、AM≠Ａの場合、θ，δR1間の舵角比は車速Ｖの関数
となるが、第６図及び第７図に示したように、Ｌ＝3.3
m,LM＝2.5mの場合で、低車速域（例えば、40km/h以下）
ではＫ（Ｖ）は必ず負（逆相）となる。
となるが、第６図及び第７図に示したように、Ｌ＝3.3
m,LM＝2.5mの場合で、低車速域（例えば、40km/h以下）
ではＫ（Ｖ）は必ず負（逆相）となる。
ヨーレート・横速度計算部20では、簡易的には線形近
似を用いた前記（１），（２）式に基づきヨーレート
及び横速度Vyを推定することが出来る。尚、車両の幾何
学的非線形性を考慮してヨーレート及び横速度Vyを計
算した場合には、より精度の高い推定も可能である。
似を用いた前記（１），（２）式に基づきヨーレート
及び横速度Vyを推定することが出来る。尚、車両の幾何
学的非線形性を考慮してヨーレート及び横速度Vyを計
算した場合には、より精度の高い推定も可能である。
ヨー角推定部21では、ヨーレートを積分する下記の
式でヨー角Ψが求められる。
式でヨー角Ψが求められる。
ψ＝∫dt 座標計算部22では、まず、重心点対地座標（XG,YG）
を次式に基づき求める。
を次式に基づき求める。
XG＝∫（Vxcosψ−Vysinψ）dt …（11） YG＝∫（Vxsinψ＋Vycosψ）dt …（12） また、前端点対地座標（XA,YA）は（XG,YG）に基づき次
のように求められる。
のように求められる。
XA＝ａ・cosψ＋XG …（13） YA＝ａ・sinψ＋YG …（14） 尚、デジタルコンピュータ内で上記計算を行なう場合、
積分計算は、例えば、簡易的に Ｚ（ｔ）＝Ｚ（ｔ−Δｔ）＋Δｔ・（ｔ−Δｔ） （オイラー法，Δｔはきざみ時間）のように計算するこ
とが出来る。
積分計算は、例えば、簡易的に Ｚ（ｔ）＝Ｚ（ｔ−Δｔ）＋Δｔ・（ｔ−Δｔ） （オイラー法，Δｔはきざみ時間）のように計算するこ
とが出来る。
前端点軌跡記憶部30では、前記（13），（14）式で得
られる前端点対地座標データ（XA,YA）が所定距離Δｘ
走行毎に記憶され、順次データがシフトされる。
られる前端点対地座標データ（XA,YA）が所定距離Δｘ
走行毎に記憶され、順次データがシフトされる。
座標変換・後端点ｙ座標許容値計算部40では、重心点
Ｇの対地座標（XG,YG）とヨー角推定値ψに基づき前端
点軌跡データ（Xi,Yi）の座標変換を行ない車体固定座
標（xi,yi）が求められると共に、車体固定座標（xi,y
i）に基づき後車軸ｘ座標における後端点ｙ座標許容値Y
RWが求められる。ここで、YRWの算出法について第８図
を用いて説明する。
Ｇの対地座標（XG,YG）とヨー角推定値ψに基づき前端
点軌跡データ（Xi,Yi）の座標変換を行ない車体固定座
標（xi,yi）が求められると共に、車体固定座標（xi,y
i）に基づき後車軸ｘ座標における後端点ｙ座標許容値Y
RWが求められる。ここで、YRWの算出法について第８図
を用いて説明する。
第８図において、黒マル（・）で示した点が前端点記憶
部30に記憶された前端点Ａの対地座標データ群（Xi,Y
i）である。これを次式に基づき車体固定座標（xi,yi）
に変換する。
部30に記憶された前端点Ａの対地座標データ群（Xi,Y
i）である。これを次式に基づき車体固定座標（xi,yi）
に変換する。
xi＝（Xi-XG）cosψ＋（Yi-YG）sinψ …（15） yi＝（Yi-YG）cosψ−（Xi-XG）sinψ …（16） 次に、車体固定座標に変換された前端点軌跡データに基
づきYRWが求められる。前端点軌跡データ群のうち、xn
≦（−LR）＜xn-1なる２点の座標データ（xn,yn），（x
n-1,yn-1）より線形補間を行なうことにより、次式のよ
うにYRWを求めることが出来る。
づきYRWが求められる。前端点軌跡データ群のうち、xn
≦（−LR）＜xn-1なる２点の座標データ（xn,yn），（x
n-1,yn-1）より線形補間を行なうことにより、次式のよ
うにYRWを求めることが出来る。
後輪舵角制限量計算部41では、操舵角θ，車速V,YRW
により後輪舵角制限量δRmaxが求められる。
により後輪舵角制限量δRmaxが求められる。
（４），（５），（６），（７）式より、 両辺にをかけて整理すると、 （LR 2-b2+YRW 2）＋２（b-LR）Vy＝２YRWVx …（19） （19）式に（１），（２）式を代入し、両辺に（１＋AV
2）L/Vをかけると、 従って、θ,V,YRWが与えられたときのδRmaxとして次
式を得る。
2）L/Vをかけると、 従って、θ,V,YRWが与えられたときのδRmaxとして次
式を得る。
尚、操舵角θと前端点軌跡データに基づき計算される後
端点ｙ座標許容値YRWの符号が等しい場合にはYRW＝０と
置き換えて上記（21）式の計算を行なう（第11図のフロ
ーチャート図に示す）。
端点ｙ座標許容値YRWの符号が等しい場合にはYRW＝０と
置き換えて上記（21）式の計算を行なう（第11図のフロ
ーチャート図に示す）。
後輪舵角決定部50では、主後輪舵角演算部10で演算さ
れる後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量計算部41で求めら
れた後輪舵角制限量δRmaxに基づいて後輪舵角目標値
Ｒが決定される。
れる後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量計算部41で求めら
れた後輪舵角制限量δRmaxに基づいて後輪舵角目標値
Ｒが決定される。
まず、操舵角θと後輪舵角制限量δRmaxの符号が同一
の場合（前記したようにδR1とθは逆符号であるので、
δR1とδRmaxが逆符号の場合）には、本発明の制御系は
低車速域逆相操舵を基本として設計されているのでＲ
＝０とする。
の場合（前記したようにδR1とθは逆符号であるので、
δR1とδRmaxが逆符号の場合）には、本発明の制御系は
低車速域逆相操舵を基本として設計されているのでＲ
＝０とする。
操舵角θと後輪舵角制限量δRmaxの符号が逆の場合（δ
R1とδRmaxが同符号の場合）には、δR1とδRmaxの絶対
値を比較し、絶対値が小なる方をもって後輪舵角目標値
Ｒとする。
R1とδRmaxが同符号の場合）には、δR1とδRmaxの絶対
値を比較し、絶対値が小なる方をもって後輪舵角目標値
Ｒとする。
第９図，第10図，第11図には上記説明に対応したフロ
ーチャート図を示す。
ーチャート図を示す。
尚、車速ＶはΔｘ走行毎に検出される車輪速パルスより
計算で求めることが出来るし、また、光学式車速計等の
ように直接対地車速検出可能な車速計を加えて検出する
ことも出来る。
計算で求めることが出来るし、また、光学式車速計等の
ように直接対地車速検出可能な車速計を加えて検出する
ことも出来る。
また、本実施例では、前輪に対し後輪を逆相に操舵する
かもしくはゼロに限定した場合であるので、後述するよ
うに、据切り発進等では、2WS並のわずかな後端点の張
り出しが生じるが、同相操舵も許容し、θとδRmaxが同
符号の場合、Ｒ＝０とせずＲ＝δRmaxとすることに
より、更に、張り出し量を減じることも可能である。
かもしくはゼロに限定した場合であるので、後述するよ
うに、据切り発進等では、2WS並のわずかな後端点の張
り出しが生じるが、同相操舵も許容し、θとδRmaxが同
符号の場合、Ｒ＝０とせずＲ＝δRmaxとすることに
より、更に、張り出し量を減じることも可能である。
本発明を適応した場合の据切り180°旋回（Ｕター
ン）のシュミレーション結果（第12図及び第13図）を、
通常の逆相操舵のみの場合での結果（第14図及び第15
図）と比較して示す。
ン）のシュミレーション結果（第12図及び第13図）を、
通常の逆相操舵のみの場合での結果（第14図及び第15
図）と比較して示す。
本シュミレーションにおいては、制御対象車両（Ｌ＝
3.3m），モデル車（LM＝2.5m）は、第６図及び第７図に
示したものであり、両車両のスタビリティファクタは、
各々Ａ＝1.123×10-3(s2/m2)，AM＝1.401×10-3(s2/m2)
で、ステアリングギヤ比Ｎは共に17としている。
3.3m），モデル車（LM＝2.5m）は、第６図及び第７図に
示したものであり、両車両のスタビリティファクタは、
各々Ａ＝1.123×10-3(s2/m2)，AM＝1.401×10-3(s2/m2)
で、ステアリングギヤ比Ｎは共に17としている。
また、操舵角θはフル転舵を想定しθ＝540°，車速Ｖ
はＶ＝１（km/h）の一定としてある。
はＶ＝１（km/h）の一定としてある。
尚、逆相操舵のみによる場合とは、主後輪舵角演算部10
で計算されるδR1に従い後輪舵角を制御した場合であ
る。
で計算されるδR1に従い後輪舵角を制御した場合であ
る。
また、第16図には、モデル車を前輪操舵のみ（δＲ＝
０）で旋回させた場合を示し、第17図には、制御対象車
両について前輪操舵のみで旋回させた場合を示す。
０）で旋回させた場合を示し、第17図には、制御対象車
両について前輪操舵のみで旋回させた場合を示す。
次に、下記の表１には、第13図，第15図，第16図及び
第17図に対応した180°旋回時の後端張り出し量とＵタ
ーンに必要な道幅を整理して示す。
第17図に対応した180°旋回時の後端張り出し量とＵタ
ーンに必要な道幅を整理して示す。
上記の表１の結果、超ロングホイールベースの制御対
象車両の2WSでは、モデル車と比較してＵターンに必要
な道幅が大幅に増加する。
象車両の2WSでは、モデル車と比較してＵターンに必要
な道幅が大幅に増加する。
従来式（逆相比例制御方式）の場合、Ｕターンに必要
な道幅はモデル車とほぼ同一となるが、後端の張り出し
量が大幅に増加し、街中においては、塀やガードレール
等に後端を接触させる恐れがある。
な道幅はモデル車とほぼ同一となるが、後端の張り出し
量が大幅に増加し、街中においては、塀やガードレール
等に後端を接触させる恐れがある。
これに対し、本発明を適応した場合、道幅はモデル車
及び逆相比例制御時と同一で、且つ、後端の張り出し量
は、2WSと同等に抑えられる。尚、モデル車（2WS）に比
べ、制御対象車両の2WS時及び本発明適応時に後端の張
り出し量が減少しているのは、ホイールベースの延長と
リヤのオーバハングをモデル車1mに対し制御対象車0.7m
に縮小した影響である。
及び逆相比例制御時と同一で、且つ、後端の張り出し量
は、2WSと同等に抑えられる。尚、モデル車（2WS）に比
べ、制御対象車両の2WS時及び本発明適応時に後端の張
り出し量が減少しているのは、ホイールベースの延長と
リヤのオーバハングをモデル車1mに対し制御対象車0.7m
に縮小した影響である。
以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があって
も本発明に含まれる。
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があって
も本発明に含まれる。
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用後輪舵角制
御装置にあっては、請求項１に記載したように、旋回半
径縮小のための後輪逆相操舵を基本としながら、車両前
端側の定点Ａの通過した軌跡を記憶し、後端側の定点Ｂ
がその軌跡の内側に入るように後輪逆相操舵量を制限す
る構成としたため、後端点の張り出し量を増加させるこ
となく大幅に旋回半径を縮小でき、十分な取り回し易さ
（小回り性）及び機動性を持つ超ロングホイールベース
車が実現出来るという効果が得られる。
御装置にあっては、請求項１に記載したように、旋回半
径縮小のための後輪逆相操舵を基本としながら、車両前
端側の定点Ａの通過した軌跡を記憶し、後端側の定点Ｂ
がその軌跡の内側に入るように後輪逆相操舵量を制限す
る構成としたため、後端点の張り出し量を増加させるこ
となく大幅に旋回半径を縮小でき、十分な取り回し易さ
（小回り性）及び機動性を持つ超ロングホイールベース
車が実現出来るという効果が得られる。
その結果、大きな居住スペースと高車速域での操安性・
乗心地の向上が得られ、且つ、低車速域においては、ド
ライバーがロングホイールベースであることや後端の張
り出しを全く気にせずに従来車の感覚で操縦することが
可能となる。
乗心地の向上が得られ、且つ、低車速域においては、ド
ライバーがロングホイールベースであることや後端の張
り出しを全く気にせずに従来車の感覚で操縦することが
可能となる。
また、超ロングホイールベースが可能となることから、
造形上の自由度が大幅に増し、従来車と全く異なったイ
メージを持つ新しいカースタイリングが可能となり、商
品性の向上に大きく寄与する可能性を持つ。
造形上の自由度が大幅に増し、従来車と全く異なったイ
メージを持つ新しいカースタイリングが可能となり、商
品性の向上に大きく寄与する可能性を持つ。
第１図は本発明の車両用後輪舵角制御装置を示すクレー
ム対応図、第２図は実施例の車両用後輪舵角制御装置を
示すブロック図、第３図は実施例装置の後輪舵角目標値
設定部を示す演算ブロック図、第４図は２輪モデル図、
第５図は定常旋回時の後端点軌跡を示す図、第６図は制
御対象となるロングホイールベース車を示す図、第７図
は制御目標となるモデル車の例を示す図、第８図は前端
点の対地座標を示す図、第９図，第10図，第11図は実施
例装置の後輪舵角目標値設定部での制御処理作動の流れ
を示すフローチャート図、第12図は実施例装置を搭載し
た車両での後輪舵角特性図、第13図は実施例装置を搭載
した車両での旋回軌跡特性図、第14図は従来の逆相比例
制御による装置を搭載した車両での後輪舵角特性図、第
15図は従来の逆相比例制御による装置を搭載した車両で
の旋回軌跡特性図、第16図はモデル車で前輪のみを操舵
した場合の旋回軌跡特性図、第17図は制御対象車両で前
輪のみを操舵した場合の旋回軌跡特性図である。 ａ……前輪舵角検出手段 ｂ……車速検出手段 ｃ……後輪舵角目標値設定部 ｄ……後輪舵角制御部 ｅ……主後輪舵角演算部 ｆ……対地座標計算部 ｇ……車両前端点軌跡記憶部 ｈ……後輪舵角制限量演算部 ｉ……後輪舵角目標値決定部 θ……前輪舵角検出量 Ｖ……車速検出量 δR1……後輪舵角 δRmax……後輪舵角制限量Ｒ ……後輪舵角目標値 Ａ……前端点（定点） Ｂ……後端点（定点） Ｇ……重心点
ム対応図、第２図は実施例の車両用後輪舵角制御装置を
示すブロック図、第３図は実施例装置の後輪舵角目標値
設定部を示す演算ブロック図、第４図は２輪モデル図、
第５図は定常旋回時の後端点軌跡を示す図、第６図は制
御対象となるロングホイールベース車を示す図、第７図
は制御目標となるモデル車の例を示す図、第８図は前端
点の対地座標を示す図、第９図，第10図，第11図は実施
例装置の後輪舵角目標値設定部での制御処理作動の流れ
を示すフローチャート図、第12図は実施例装置を搭載し
た車両での後輪舵角特性図、第13図は実施例装置を搭載
した車両での旋回軌跡特性図、第14図は従来の逆相比例
制御による装置を搭載した車両での後輪舵角特性図、第
15図は従来の逆相比例制御による装置を搭載した車両で
の旋回軌跡特性図、第16図はモデル車で前輪のみを操舵
した場合の旋回軌跡特性図、第17図は制御対象車両で前
輪のみを操舵した場合の旋回軌跡特性図である。 ａ……前輪舵角検出手段 ｂ……車速検出手段 ｃ……後輪舵角目標値設定部 ｄ……後輪舵角制御部 ｅ……主後輪舵角演算部 ｆ……対地座標計算部 ｇ……車両前端点軌跡記憶部 ｈ……後輪舵角制限量演算部 ｉ……後輪舵角目標値決定部 θ……前輪舵角検出量 Ｖ……車速検出量 δR1……後輪舵角 δRmax……後輪舵角制限量Ｒ ……後輪舵角目標値 Ａ……前端点（定点） Ｂ……後端点（定点） Ｇ……重心点
Claims (3)
- 【請求項１】ステアリングホイールのハンドル角もしく
は前輪実舵角を検出する前輪舵角検出手段と、車速を検
出する車速検出手段と、前記前輪舵角検出量及び車速検
出量を入力して後輪舵角目標値を設定する後輪舵角目標
値設定部と、実際の後輪舵角が後輪舵角目標値に一致す
るように後輪舵角可変機構を制御する後輪舵角制御部と
を備えた車両用後輪舵角制御装置において、 前輪舵角検出量に所定の舵角比を乗じて後輪舵角を演算
する主後輪舵角演算部と、 車両の重心点の対地座標及び車両前端点近傍の任意の定
点Ａの対地座標を計算する対地座標計算部と、 所定距離もしくは所定時間走行毎に前記定点Ａの対地座
標を記憶するメモリ群から成る車両前端点軌跡記憶部
と、 前輪舵角検出量と車両前端点軌跡データに基づき、車両
後端点近傍の任意の定点Ｂが前記定点Ａの軌跡の内側に
入るように後輪舵角制限量を計算する後輪舵角制限量演
算部と、 前記主後輪舵角演算部で演算される後輪舵角と、前記後
輪舵角制限量演算部で演算される後輪舵角制限量に基づ
き後輪舵角目標値を決定する後輪舵角目標値決定部と、 を前記後輪舵角目標値設定部に有することを特徴とする
車両用後輪舵角制御装置。 - 【請求項２】前記対地座標計算部は、前輪舵角検出量と
車速検出量と後輪舵角目標値に基づき車両重心点のヨー
レート及び横速度を推定し、該ヨーレート推定値に基づ
き積分器もしくは積分相当の演算によりヨー角を推定
し、前記車速検出量と横速度推定値とヨー角推定値に基
づき２つの積分器もしくは積分相当の演算により重心点
の対地座標を計算し、ヨー角推定値と重心点対地座標に
基づき車両の定点Ａの座標を計算する計算部である請求
項１記載の車両用後輪舵角制御装置。 - 【請求項３】前記定点Ａ及び定点Ｂが各々車両前面及び
後面の中央である場合に、前記後輪舵角制限量演算部
は、現時点での車体固定座標の後車軸Ｘ座標（車体前後
方向）における前端点軌跡データに基づき、現時点の後
車軸Ｘ座標を将来定点Ｂが通過する場合に、該定点Ｂが
前記定点Ａの軌跡上に来ると予測される舵角をもって後
輪舵角制限量とする演算部である請求項１または請求項
２記載の車両用後輪舵角制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225825A JP2552342B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 車両用後輪舵角制御装置 |
| US07/407,463 US5047939A (en) | 1988-09-08 | 1989-09-07 | Rear wheel steering angle control system for vehicle |
| DE3929994A DE3929994A1 (de) | 1988-09-08 | 1989-09-08 | Steuervorrichtung fuer den lenkwinkel der hinterraeder eines fahrzeugs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225825A JP2552342B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 車両用後輪舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274473A JPH0274473A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2552342B2 true JP2552342B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16835394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63225825A Expired - Fee Related JP2552342B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 車両用後輪舵角制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5047939A (ja) |
| JP (1) | JP2552342B2 (ja) |
| DE (1) | DE3929994A1 (ja) |
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| US5257189A (en) * | 1990-08-07 | 1993-10-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Speed stage shifting of automatic transmission of automobile in relation to yaw rate in steering |
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| DE4121954A1 (de) * | 1991-07-03 | 1993-01-07 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur gewinnung der giergeschwindigkeit und/oder quergeschwindigkeit |
| DE4140124C1 (ja) * | 1991-12-05 | 1992-12-10 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | |
| JPH0574990U (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-12 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 車両のルームミラー装置 |
| US5307891A (en) * | 1992-09-29 | 1994-05-03 | Shaw David C | Automotive steering system |
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| DE19852155C1 (de) | 1998-11-12 | 2000-03-30 | Daimler Chrysler Ag | Fahrzeug mit Hinterradzusatzlenkung |
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| FR2883828B1 (fr) * | 2005-04-01 | 2007-05-25 | Conception & Dev Michelin Sa | Commande de direction de vehicule sans liaison mecanique entre volant et roues directrices |
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| US9346374B2 (en) | 2011-06-17 | 2016-05-24 | Ts Tech Co., Ltd. | Latching device for vehicles |
| DE102013010306A1 (de) | 2013-06-19 | 2013-12-19 | Daimler Ag | Verfahren zum Betrieb einer Hinterachslenkung eines Fahrzeugs |
| DE102018116935B4 (de) * | 2017-07-13 | 2019-06-19 | Rolf Meissner | Verfahren zur Beibehaltung der Spur eines zweispurigen Fahrzeugs |
| DE102019133917B4 (de) * | 2019-12-11 | 2022-11-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Hinterachslenkung |
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| DE3533487A1 (de) * | 1984-09-20 | 1986-03-27 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Hinterrad-lenkwinkelsteueranordnung fuer fahrzeuge mit vier lenkbaren raedern |
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| JPH078652B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1995-02-01 | 本田技研工業株式会社 | 前後輪操舵車輌に於ける後輪転舵角制御方法 |
-
1988
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1989
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