JP2605356B2 - 車両用舵角制御装置 - Google Patents
車両用舵角制御装置Info
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- disturbance
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- 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〕 この発明は、車両用舵角制御装置に関し、特に、路面
等から外乱が入力された場合であっても、車両安定性及
び制御特性が損なわれないようにしたものである。
等から外乱が入力された場合であっても、車両安定性及
び制御特性が損なわれないようにしたものである。
従来の車両用舵角制御装置としては、例えば、第８図
に示すようなものがあり、これは、前輪操舵角及び車速
に応じて後輪を操舵する後輪舵角制御装置の制御系のブ
ロック線図を表している。
に示すようなものがあり、これは、前輪操舵角及び車速
に応じて後輪を操舵する後輪舵角制御装置の制御系のブ
ロック線図を表している。
即ち、前輪操舵角θ及び車速Ｖに応じて後輪の目標操
舵角Ｒを演算し出力する後輪舵角演算部50と、この後
輪舵角演算部50から出力された目標操舵角Ｒを定数
（KSR,K1）倍する比例要素51,52と、これら比較要素51,
52の出力と後述する積分要素の出力を定数倍した負のフ
ィードバックとを加算する加算器53と、この加算器53の
出力Ｔを定数（1/IKR）倍する比例要素54と、この比例
要素54の出力と後述する積分要素の出力を定数倍した負
のフィードバックとを加算する加算器55と、この加算器
55の出力Ｒを積分する積分要素56と、この積分要素56
の出力Ｒを加算器53に負のフィードバックする際に定
数（K2）倍する比例要素57と、同積分要素56の出力Ｒ
を加算器55に負のフィードバックする際に定数（DKR/I
KR）倍する比例要素58と、同積分要素56の出力Ｒを積
分する積分要素59と、この積分要素59の出力δＲを加算
器53に負のフィードバックする際に定数（K1）倍する比
例要素60と、同積分要素59の出力δＲを加算器55に負の
フィードバックする際に定数（KSR/IKR）倍する比例要
素61とを備えており、積分要素59の出力δＲが、後輪に
舵角を発生する後輪舵角可変装置を駆動する図示しない
アクチュエータの駆動量即ち後輪実操舵角に対応する。
なお、Ｓはラプラス演算子、K1,K2はゲイン定数、IKR,D
KR,KSRはそれぞれホイール端に換算したアクチュエータ
の慣性，粘性及びバネ定数である。
舵角Ｒを演算し出力する後輪舵角演算部50と、この後
輪舵角演算部50から出力された目標操舵角Ｒを定数
（KSR,K1）倍する比例要素51,52と、これら比較要素51,
52の出力と後述する積分要素の出力を定数倍した負のフ
ィードバックとを加算する加算器53と、この加算器53の
出力Ｔを定数（1/IKR）倍する比例要素54と、この比例
要素54の出力と後述する積分要素の出力を定数倍した負
のフィードバックとを加算する加算器55と、この加算器
55の出力Ｒを積分する積分要素56と、この積分要素56
の出力Ｒを加算器53に負のフィードバックする際に定
数（K2）倍する比例要素57と、同積分要素56の出力Ｒ
を加算器55に負のフィードバックする際に定数（DKR/I
KR）倍する比例要素58と、同積分要素56の出力Ｒを積
分する積分要素59と、この積分要素59の出力δＲを加算
器53に負のフィードバックする際に定数（K1）倍する比
例要素60と、同積分要素59の出力δＲを加算器55に負の
フィードバックする際に定数（KSR/IKR）倍する比例要
素61とを備えており、積分要素59の出力δＲが、後輪に
舵角を発生する後輪舵角可変装置を駆動する図示しない
アクチュエータの駆動量即ち後輪実操舵角に対応する。
なお、Ｓはラプラス演算子、K1,K2はゲイン定数、IKR,D
KR,KSRはそれぞれホイール端に換算したアクチュエータ
の慣性，粘性及びバネ定数である。
ここで、この制御系の伝達関数Ｇ（Ｓ）は、下記の
（１）式のようになる。
（１）式のようになる。
なお、ωｎは固有角周波数、ξは減衰係数であり、そ
れぞれ下記の（２）及び（３）式のようになる。
れぞれ下記の（２）及び（３）式のようになる。
ωｎ＝｛（K1＋KSR）/IKR｝1/2 ……（２） ξ＝（K2＋DKR）／（2IKRωｎ） ……（３） 従って、この従来の後輪舵角制御装置では、前輪の操
舵角θ及び車速Ｖに基づき、例えば低速走行時には前輪
及び後輪を逆相として車両の旋回性が向上し且つ高速走
行時には前輪及び後輪を同相として車両の走行安定性が
向上するような目標舵角Ｒが後輪舵角演算部50で算出
され、この算出された目標舵角Ｒと、後輪の実操舵角
δＲ及び実操舵角速度のフィードバック信号とに応じ
た後輪舵角制御が行われるから、実操舵角δＲが素早く
目標舵角Ｒに収束するようになる。
舵角θ及び車速Ｖに基づき、例えば低速走行時には前輪
及び後輪を逆相として車両の旋回性が向上し且つ高速走
行時には前輪及び後輪を同相として車両の走行安定性が
向上するような目標舵角Ｒが後輪舵角演算部50で算出
され、この算出された目標舵角Ｒと、後輪の実操舵角
δＲ及び実操舵角速度のフィードバック信号とに応じ
た後輪舵角制御が行われるから、実操舵角δＲが素早く
目標舵角Ｒに収束するようになる。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来技術の制御系にあっては、路
面等から伝達される外乱に対する補償手段が備えられて
いなかったため、例えば、コーナリングフォースCRによ
る反力２ξCRや、路面摩擦係数μｍの変化等のさまざま
な外乱ｑが入力されてしまうと、後輪舵角機構を駆動す
るアクチュエータにその外乱の影響が伝わるので、転舵
輪がふらつき、走行中の車両が不安定になってしまうと
いう未解決の課題があった。
面等から伝達される外乱に対する補償手段が備えられて
いなかったため、例えば、コーナリングフォースCRによ
る反力２ξCRや、路面摩擦係数μｍの変化等のさまざま
な外乱ｑが入力されてしまうと、後輪舵角機構を駆動す
るアクチュエータにその外乱の影響が伝わるので、転舵
輪がふらつき、走行中の車両が不安定になってしまうと
いう未解決の課題があった。
つまり、第８図に示すように、加算器53の出力Ｔに外
乱ｑ（Ｑ（Ｓ））がさらに加算されてしまうと、上記従
来の制御系の入力をＵ（Ｓ）、出力をＸ（Ｓ）とした場
合、これらの関数は下記の（４）式のようになるから、
出力Ｘ（Ｓ）則ち実操舵角δＲが不安定となる。
乱ｑ（Ｑ（Ｓ））がさらに加算されてしまうと、上記従
来の制御系の入力をＵ（Ｓ）、出力をＸ（Ｓ）とした場
合、これらの関数は下記の（４）式のようになるから、
出力Ｘ（Ｓ）則ち実操舵角δＲが不安定となる。
また、比例ゲインK1,K2を大きくすることにより外乱
ｑに対して強い制御系を設計してもよいが、この場合、
固有角周波数ωｎ及び減衰係数ξがこれら比例ゲイン
K1,K2と共に変動するため（上記（２）及び（３）式参
照）、望ましい固有角周波数ωｎ及び減衰係数ξを有す
る制御系を実現することが困難になるし、実現できた場
合であっても、低速走行中（車輪が少々ふらついても安
全な車速）に外乱に対する補償を実行すると、消費する
エネルギが大きくなるため不経済であった。
ｑに対して強い制御系を設計してもよいが、この場合、
固有角周波数ωｎ及び減衰係数ξがこれら比例ゲイン
K1,K2と共に変動するため（上記（２）及び（３）式参
照）、望ましい固有角周波数ωｎ及び減衰係数ξを有す
る制御系を実現することが困難になるし、実現できた場
合であっても、低速走行中（車輪が少々ふらついても安
全な車速）に外乱に対する補償を実行すると、消費する
エネルギが大きくなるため不経済であった。
この発明は、上記従来技術における未解決の課題に着
目してなされたものであり、路面等から外乱が入力され
ても、車両の走行安定性を損なうことがない車両用舵角
制御装置を提供することを目的とする。
目してなされたものであり、路面等から外乱が入力され
ても、車両の走行安定性を損なうことがない車両用舵角
制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は、車輪に舵角
を発生する舵角可変機構と、制御信号に応じて前記舵角
可変機構を駆動するアクチュエータと、車両の走行状況
に応じた前記制御信号を出力するアクチュエータ制御装
置と、を備えた車両用舵角制御装置において、前記アク
チュエータの駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
前記アクチュエータ制御装置に備えられ前記アクチュエ
ータの駆動を害する外乱を前記駆動状態検出手段の検出
結果に基づいて補償し且つその補償の強さを少なくとも
車速及び舵角を含む走行状況に応じて可変とする外乱補
償手段と、を設け、前記外乱補償手段は、前記車速が低
い状況では前記補償の強さを小さくし、また、前記舵角
が小さい状況では前記補償の強さを小さくするようにし
た。
を発生する舵角可変機構と、制御信号に応じて前記舵角
可変機構を駆動するアクチュエータと、車両の走行状況
に応じた前記制御信号を出力するアクチュエータ制御装
置と、を備えた車両用舵角制御装置において、前記アク
チュエータの駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
前記アクチュエータ制御装置に備えられ前記アクチュエ
ータの駆動を害する外乱を前記駆動状態検出手段の検出
結果に基づいて補償し且つその補償の強さを少なくとも
車速及び舵角を含む走行状況に応じて可変とする外乱補
償手段と、を設け、前記外乱補償手段は、前記車速が低
い状況では前記補償の強さを小さくし、また、前記舵角
が小さい状況では前記補償の強さを小さくするようにし
た。
アクチュエータの駆動状態を検出する駆動状態検出手
段を設けるとともに、アクチュエータの駆動を害する外
乱を駆動状態検出手段の検出結果に基づいて補償する外
乱補償手段を、アクチュエータに対する制御信号を出力
するアクチュエータ制御装置に設けたため、路面等から
外乱が入力されても、この外乱によるアクチュエータの
挙動を補償するようにその外乱補償手段が作動するの
で、外乱の影響がアクチュエータに伝わらなくなり、そ
の結果、舵角可変機構が安定し、車両の走行安定性が向
上する。
段を設けるとともに、アクチュエータの駆動を害する外
乱を駆動状態検出手段の検出結果に基づいて補償する外
乱補償手段を、アクチュエータに対する制御信号を出力
するアクチュエータ制御装置に設けたため、路面等から
外乱が入力されても、この外乱によるアクチュエータの
挙動を補償するようにその外乱補償手段が作動するの
で、外乱の影響がアクチュエータに伝わらなくなり、そ
の結果、舵角可変機構が安定し、車両の走行安定性が向
上する。
しかも、外乱補償手段の外乱に対する補償の強さを、
走行状況としての車速が低い状況では小さくするととも
に、走行状況としての舵角が小さい状況では小さくして
いるから、無駄なエネルギを消費することがなくなり経
済的な車両用舵角制御装置となる。
走行状況としての車速が低い状況では小さくするととも
に、走行状況としての舵角が小さい状況では小さくして
いるから、無駄なエネルギを消費することがなくなり経
済的な車両用舵角制御装置となる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第７図は、本発明の一実施例を示したもの
であり、これは、車両の後輪舵角制御装置に本発明を適
用した例である。
であり、これは、車両の後輪舵角制御装置に本発明を適
用した例である。
先ず、構成を説明する。第１図において、後輪操舵系
の一部をなすタイロッド２の端部（片端省略）には、ボ
ールジョイント３及びナックルアーム４を介してキング
ピン軸4aを中心に転舵可能な後輪５が連結されている。
の一部をなすタイロッド２の端部（片端省略）には、ボ
ールジョイント３及びナックルアーム４を介してキング
ピン軸4aを中心に転舵可能な後輪５が連結されている。
タイロッド２の長手方向略中央部の外周部には、ウォ
ーム2aが一体に形成されており、このウォーム2aには、
軸方向の移動が阻止された回動のみ可能なボールナット
６が螺合している。
ーム2aが一体に形成されており、このウォーム2aには、
軸方向の移動が阻止された回動のみ可能なボールナット
６が螺合している。
そして、このボールナット６には、その外周に同回転
軸で固定されたアシスト歯車8aと、このアシスト歯車8a
に噛合し且つアクチュエータとしての後輪操舵用のモー
タ７の出力軸に固定された駆動歯車8bとによって構成さ
れた減速機構８を介して、そのモータ７の回転力が伝達
されるようになっており、モータ７の回転力によってボ
ールナット６が回転すると、このボールナット６に噛合
するウォーム2aが一体に形成されたタイロッド２が長手
方向に移動し、その結果、後輪５に舵角が発生する。
軸で固定されたアシスト歯車8aと、このアシスト歯車8a
に噛合し且つアクチュエータとしての後輪操舵用のモー
タ７の出力軸に固定された駆動歯車8bとによって構成さ
れた減速機構８を介して、そのモータ７の回転力が伝達
されるようになっており、モータ７の回転力によってボ
ールナット６が回転すると、このボールナット６に噛合
するウォーム2aが一体に形成されたタイロッド２が長手
方向に移動し、その結果、後輪５に舵角が発生する。
ここで、タイロッド2,ウォーム2a,ボールジョイント
3,ナックルアーム，ボールナット６及び減速機構８によ
って、舵角可変機構としての後輪操舵装置１が構成され
る。
3,ナックルアーム，ボールナット６及び減速機構８によ
って、舵角可変機構としての後輪操舵装置１が構成され
る。
また、図示しない車体に支持された部材９と、タイロ
ッド２に固定された部材2bとの間には、後輪５が直進状
態を維持するようにタイロッド２を付勢するコイルスプ
リング10と、タイロッド２の移動速度即ち後輪転舵速度
に応じた減衰力を発生するショックアブソーバ11とが介
装されている。なお、第１図の図示しない右側に位置す
るタイロッド２の他端近傍にも、上記と同様の構成によ
って別のコイルスプリング及びショックアブソーバが介
装されている。
ッド２に固定された部材2bとの間には、後輪５が直進状
態を維持するようにタイロッド２を付勢するコイルスプ
リング10と、タイロッド２の移動速度即ち後輪転舵速度
に応じた減衰力を発生するショックアブソーバ11とが介
装されている。なお、第１図の図示しない右側に位置す
るタイロッド２の他端近傍にも、上記と同様の構成によ
って別のコイルスプリング及びショックアブソーバが介
装されている。
12は図示しない前輪操舵系の操舵角を検出する舵角セ
ンサであり、ステアリングホイールの回動位置を検出し
て、その操舵角に応じた舵角検出信号θを出力する。
ンサであり、ステアリングホイールの回動位置を検出し
て、その操舵角に応じた舵角検出信号θを出力する。
13は車速を検出する車速センサであり、例えば、変速
機の出力軸の回転数を検出して、これに対応した周期パ
ルス信号からなる車速検出信号Ｖを出力する。
機の出力軸の回転数を検出して、これに対応した周期パ
ルス信号からなる車速検出信号Ｖを出力する。
14は、舵角センサ12から供給される走行状況（操舵状
況）としての舵角検出信号θ及び車速センサ13から供給
される走行状況としての車速検出信号Ｖに基づいて、後
輪５の目標舵角Ｒを演算し出力する後輪舵角演算部で
あり、例えば、低速走行時には前輪及び後輪５を逆相と
して車両の旋回性が向上し且つ高速走行時には前輪及び
後輪５を同相として車両の走行安定性が向上するような
目標舵角Ｒを算出する。
況）としての舵角検出信号θ及び車速センサ13から供給
される走行状況としての車速検出信号Ｖに基づいて、後
輪５の目標舵角Ｒを演算し出力する後輪舵角演算部で
あり、例えば、低速走行時には前輪及び後輪５を逆相と
して車両の旋回性が向上し且つ高速走行時には前輪及び
後輪５を同相として車両の走行安定性が向上するような
目標舵角Ｒを算出する。
15は、例えばインタフェース回路やマイクロコンピュ
ータ等を備えると共に、前記後輪舵角演算部14から供給
される目標舵角Ｒと、モータ７の回動位置を出力する
ロータリエンコーダ7aから供給される検出信号に基づい
て求められる後輪の実操舵角δR,操舵角速度Ｒとに応
じて、モータ７に対する制御信号を演算し出力するアク
チュエータ制御装置としてのモータ制御装置である。ま
た、ローリエンコーダ7aと、その検出信号に基づいて後
輪の実操舵角δＲ及び操舵角速度Ｒを求める演算処理
とによって、駆動状態検出手段が構成される。
ータ等を備えると共に、前記後輪舵角演算部14から供給
される目標舵角Ｒと、モータ７の回動位置を出力する
ロータリエンコーダ7aから供給される検出信号に基づい
て求められる後輪の実操舵角δR,操舵角速度Ｒとに応
じて、モータ７に対する制御信号を演算し出力するアク
チュエータ制御装置としてのモータ制御装置である。ま
た、ローリエンコーダ7aと、その検出信号に基づいて後
輪の実操舵角δＲ及び操舵角速度Ｒを求める演算処理
とによって、駆動状態検出手段が構成される。
16は、パルス幅変調回路，左回転用パワー素子及び右
回転用パワー素子等を備え、前記モータ制御装置15から
供給される制御信号に応じてパルス幅変調制御を行い、
モータ７を駆動させる駆動回路である。
回転用パワー素子等を備え、前記モータ制御装置15から
供給される制御信号に応じてパルス幅変調制御を行い、
モータ７を駆動させる駆動回路である。
つまり、モータ駆動装置15が所定の演算を実行してモ
ータ７に対する制御信号を算出すると、その制御信号に
応じて、駆動回路16がパルス幅変調制御を行うから、そ
のパルス幅に応じて左右何れかの回転用パワー素子がモ
ータ７に電流を供給し、その結果、モータ７に所定の回
転力が発生するので、上述したように後輪操舵装置１が
駆動されて後輪５に舵角が発生する。
ータ７に対する制御信号を算出すると、その制御信号に
応じて、駆動回路16がパルス幅変調制御を行うから、そ
のパルス幅に応じて左右何れかの回転用パワー素子がモ
ータ７に電流を供給し、その結果、モータ７に所定の回
転力が発生するので、上述したように後輪操舵装置１が
駆動されて後輪５に舵角が発生する。
第２図は、この制御系のブロック線図を表しており、
図中、Ｓはラプラス演算子、K1,K2はゲイン定数、Ｚは
ゲイン係数、IKR,DKR,KSRはそれぞれホイール端に換算
したモータ７の慣性，粘性及びバネ定数である。なお、
上述した従来技術の制御系（第８図）と同様の要素に
は、同じ符号を付し、その重複した説明は省略する。
図中、Ｓはラプラス演算子、K1,K2はゲイン定数、Ｚは
ゲイン係数、IKR,DKR,KSRはそれぞれホイール端に換算
したモータ７の慣性，粘性及びバネ定数である。なお、
上述した従来技術の制御系（第８図）と同様の要素に
は、同じ符号を付し、その重複した説明は省略する。
即ち、第２図の制御系において、破線内に示す構成が
本発明の外乱補償手段としての外乱補償部20であり、ア
クチュエータ即ちモータ７の駆動状態としての後輪実操
舵角δＲを定数（KSR）倍する比例要素21と、同モータ
７の他の駆動状態としての後輪操舵角速度Ｒを定数
（DKR）倍する比例要素22と、同後輪操舵角速度Ｒを
定数（IKR）倍する比例要素23と、加算器24と、この加
算器24の出力を積分する積分要素25と、この積分要素25
の出力及び比例要素23の出力を加算する加算器26と、こ
の加算器26の出力を係数（Ｚ）倍する比例要素27とを備
えている。なお、加算器24は、比例要素21,22及び比例
要素27の各出力値の負のフィードバックと、加算器53の
出力値及び比例要素27の出力値を加算する加算器62の出
力値Ｔの正のフィードバックとが供給され、これらを加
算して出力するようになっている。
本発明の外乱補償手段としての外乱補償部20であり、ア
クチュエータ即ちモータ７の駆動状態としての後輪実操
舵角δＲを定数（KSR）倍する比例要素21と、同モータ
７の他の駆動状態としての後輪操舵角速度Ｒを定数
（DKR）倍する比例要素22と、同後輪操舵角速度Ｒを
定数（IKR）倍する比例要素23と、加算器24と、この加
算器24の出力を積分する積分要素25と、この積分要素25
の出力及び比例要素23の出力を加算する加算器26と、こ
の加算器26の出力を係数（Ｚ）倍する比例要素27とを備
えている。なお、加算器24は、比例要素21,22及び比例
要素27の各出力値の負のフィードバックと、加算器53の
出力値及び比例要素27の出力値を加算する加算器62の出
力値Ｔの正のフィードバックとが供給され、これらを加
算して出力するようになっている。
そして、前記積分要素25及び比例要素27によって一次
フィルタが構成され、この比例要素27のゲイン係数Ｚ
は、後述するようにフィルタの帯域幅に対応し、この外
乱補償部20の外乱に対する強さを決定する係数であっ
て、前輪操舵系の操舵角検出値θ及び車速検出値Ｖに応
じて可変であり、下記の（５）式に基づいて決定され
る。
フィルタが構成され、この比例要素27のゲイン係数Ｚ
は、後述するようにフィルタの帯域幅に対応し、この外
乱補償部20の外乱に対する強さを決定する係数であっ
て、前輪操舵系の操舵角検出値θ及び車速検出値Ｖに応
じて可変であり、下記の（５）式に基づいて決定され
る。
Ｚ＝KS×θ＋KV×Ｖ ……（５） ただし、KS及びKVは比例定数である。
次に、上記実施例の作用を説明する。
今、路面から後輪５等を介してモータ７に伝達された
外乱をｑ（第３図参照）とすると、この制御系の運動方
程式は下記の（６）式のようになる。
外乱をｑ（第３図参照）とすると、この制御系の運動方
程式は下記の（６）式のようになる。
Ｔ＋ｑ＝IKR Ｒ＋DKR Ｒ＋KSRδＲ …（６） ここで、上記（６）式に、下記の（７）式に示す外乱
補償値VTを加えて、外乱ｑを除去する（第４図参照）。
補償値VTを加えて、外乱ｑを除去する（第４図参照）。
VT＝−ｑ ＝Ｔ−IKR Ｒ−DKR Ｒ−KSRδＲ …（７） しかし、後輪操舵角加速度Ｒの検出は困難であるの
で、本実施例では、後輪操舵角速度Ｒをローパスフィ
ルタの中に取り込んで擬似的に後輪操舵角加速度Ｒを
算出する。
で、本実施例では、後輪操舵角速度Ｒをローパスフィ
ルタの中に取り込んで擬似的に後輪操舵角加速度Ｒを
算出する。
従って、外乱補償値VTとして、下記の（８）式に示す
外乱補償値VT′を利用する（第５図参照）。
外乱補償値VT′を利用する（第５図参照）。
この（８）式の〔Z/（Ｓ＋Ｚ）〕（第５図破線）が一
次フィルタ30であり、この一次フィルタ30の周波数特性
は第６図に示すようになるから、外乱ｑの周波数がフィ
ルタ帯域幅Ｚに比べて低い所では外乱補償値VTとVT′が
略一致する。
次フィルタ30であり、この一次フィルタ30の周波数特性
は第６図に示すようになるから、外乱ｑの周波数がフィ
ルタ帯域幅Ｚに比べて低い所では外乱補償値VTとVT′が
略一致する。
従って、上記（６）式に上記（８）式に示す外乱補償
値VT′を加える本実施例の制御系（第２図参照）におい
ては、下記の（９）式に示すように、運動方程式から外
乱が削除されたことと等価となる。
値VT′を加える本実施例の制御系（第２図参照）におい
ては、下記の（９）式に示すように、運動方程式から外
乱が削除されたことと等価となる。
Ｔ＋ｑ＋VT′＝Ｔ＋ｑ＋VT ＝IKR Ｒ＋DKR Ｒ＋KSRδＲ ＋（Ｔ−IKR Ｒ−DKR Ｒ−KSRδＲ） ＝Ｔ ……（９） つまり、第２図に示すような制御系を備える本実施例
においては、路面から外乱ｑが入力された場合であって
も、外乱補償部20がその外乱ｑを補償するため、外乱に
対して強い後輪舵角制御装置となる。
においては、路面から外乱ｑが入力された場合であって
も、外乱補償部20がその外乱ｑを補償するため、外乱に
対して強い後輪舵角制御装置となる。
第７図は、後輪舵角制御装置の制御系に所定の外乱を
与えた場合の後輪舵角及びヨーレートの変動のシミュレ
ート結果を、外乱補償部を備える装置と備えない装置と
を比較して表したグラフである。即ち、後輪５に、第７
図（ａ）に示すようなトルク外乱ｑが入力されると、外
乱補償部20を備える本実施例の後輪舵角制御装置では、
舵角の変動は殆どないが（第７図（ｂ）L1参照）、外乱
補償部を備えない装置では、目標舵角から大きくずれて
しまい（第７図（ｂ）L2参照）、車両の走行安定性が損
なわれてしまう。また、そのときのヨーレートの変化
も、外乱補償部を備える装置では、目標値からの変動は
僅かであり且つ素早く目標値に収束するが（第７図
（ｃ）L3参照）、備えていない装置では、目標値からの
変動が大きく且つ収束にも長い時間を必要とする（第７
図（ｃ）L4参照）。このシミュレート結果からも、外乱
補償部20を備える本実施例の後輪舵角制御装置が、外乱
に対して強い補償力を有することが判る。
与えた場合の後輪舵角及びヨーレートの変動のシミュレ
ート結果を、外乱補償部を備える装置と備えない装置と
を比較して表したグラフである。即ち、後輪５に、第７
図（ａ）に示すようなトルク外乱ｑが入力されると、外
乱補償部20を備える本実施例の後輪舵角制御装置では、
舵角の変動は殆どないが（第７図（ｂ）L1参照）、外乱
補償部を備えない装置では、目標舵角から大きくずれて
しまい（第７図（ｂ）L2参照）、車両の走行安定性が損
なわれてしまう。また、そのときのヨーレートの変化
も、外乱補償部を備える装置では、目標値からの変動は
僅かであり且つ素早く目標値に収束するが（第７図
（ｃ）L3参照）、備えていない装置では、目標値からの
変動が大きく且つ収束にも長い時間を必要とする（第７
図（ｃ）L4参照）。このシミュレート結果からも、外乱
補償部20を備える本実施例の後輪舵角制御装置が、外乱
に対して強い補償力を有することが判る。
また、第２図に示す制御系の伝達関数Ｇ′（Ｓ）は、
下記の（10）式のようになる。
下記の（10）式のようになる。
つまり、外乱補償部20は、制御系の伝達関数Ｇ（Ｓ）
に何ら影響を与えていないから、外乱補償部20によって
制御系の制御特性が損なわれないので、望ましい固有角
周波数ωｎや減衰係数ξ等を有する制御系とすることが
できる。
に何ら影響を与えていないから、外乱補償部20によって
制御系の制御特性が損なわれないので、望ましい固有角
周波数ωｎや減衰係数ξ等を有する制御系とすることが
できる。
そして、上記実施例では、一次フィルタ30の帯域幅Ｚ
即ち外乱補償部20の外乱に対する補償の強さを、走行状
況としての操舵角検出値θ及び車速検出値Ｖに応じ、上
記（５）式に基づいて可変としたため、低車速又は直進
状態等のように外乱が発生し難い状態では、無駄な電力
を消費しないので、経済的な後輪舵角制御装置となる。
即ち外乱補償部20の外乱に対する補償の強さを、走行状
況としての操舵角検出値θ及び車速検出値Ｖに応じ、上
記（５）式に基づいて可変としたため、低車速又は直進
状態等のように外乱が発生し難い状態では、無駄な電力
を消費しないので、経済的な後輪舵角制御装置となる。
また、上記実施例では、後輪操舵装置１を構成するタ
イロッド２と車体側の部材９との間に、コイルスプリン
グ10及びショックアブソーバ11を介装させているため、
上述した制御系の特性に加えて、さらに後輪舵角の変動
を抑えられると共に、目標舵角への収束性を良好にする
ことができるし、モータ７やモータ制御装置15が故障し
後輪舵角制御が実行不可能になった場合であっても、コ
イルスプリング10の付勢力とショックアブソーバ11の減
衰力によって後輪操舵装置１を安定させることができ
る。
イロッド２と車体側の部材９との間に、コイルスプリン
グ10及びショックアブソーバ11を介装させているため、
上述した制御系の特性に加えて、さらに後輪舵角の変動
を抑えられると共に、目標舵角への収束性を良好にする
ことができるし、モータ７やモータ制御装置15が故障し
後輪舵角制御が実行不可能になった場合であっても、コ
イルスプリング10の付勢力とショックアブソーバ11の減
衰力によって後輪操舵装置１を安定させることができ
る。
なお、上記実施例では、本発明を後輪舵角制御装置に
適用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、前輪操舵系の舵角制御装置とすることもで
きる。
適用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、前輪操舵系の舵角制御装置とすることもで
きる。
また、上記実施例においては、後輪５の目標舵角Ｒ
を、前輪の操舵角θ及び車速Ｖに基づいて算出する場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
これに代えて又はこれと共に、例えば、前輪の転舵速度
や前輪操舵系に発生する操舵トルク、さらには、走行路
面の摩擦係数等の他の走行状況を考慮して目標舵角を算
出してもよい。
を、前輪の操舵角θ及び車速Ｖに基づいて算出する場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
これに代えて又はこれと共に、例えば、前輪の転舵速度
や前輪操舵系に発生する操舵トルク、さらには、走行路
面の摩擦係数等の他の走行状況を考慮して目標舵角を算
出してもよい。
さらに、上記実施例では、前輪の操舵角θ及び車速Ｖ
に応じ、上記（５）式に従って外輪補償部20の外乱に対
する補償の強さ即ち一次フィルタ30の帯域幅Ｚを可変と
してが、これに限定されるものではなく、この操舵角θ
及び車速Ｖと共に、上記目標舵角を決定する際と同様に
他の走行状況を考慮することも可能である。
に応じ、上記（５）式に従って外輪補償部20の外乱に対
する補償の強さ即ち一次フィルタ30の帯域幅Ｚを可変と
してが、これに限定されるものではなく、この操舵角θ
及び車速Ｖと共に、上記目標舵角を決定する際と同様に
他の走行状況を考慮することも可能である。
以上説明したように、本発明の車両用舵角制御装置に
あっては、舵角可変機構を駆動するアクチュエータの制
御装置に、アクチュエータの駆動を害する外乱をアクチ
ュエータの駆動状態に基づいて補償する外乱補償手段を
設けたため、路面等からの外乱が入力されても、外乱補
償手段がその外乱を補償するので、外乱に対して強い車
両用舵角制御装置とすることができ、その結果、車両の
走行安定性を向上させることができるし、しかも、外乱
補償手段の外乱に対する補償の強さを、走行状況として
の車速が低い状況では小さくするとともに、走行状況と
しての舵角が小さい状況では小さくしているので、無駄
なエネルギを消費しなくなるから、経済的な車両用舵角
制御装置とすることができるという効果がある。
あっては、舵角可変機構を駆動するアクチュエータの制
御装置に、アクチュエータの駆動を害する外乱をアクチ
ュエータの駆動状態に基づいて補償する外乱補償手段を
設けたため、路面等からの外乱が入力されても、外乱補
償手段がその外乱を補償するので、外乱に対して強い車
両用舵角制御装置とすることができ、その結果、車両の
走行安定性を向上させることができるし、しかも、外乱
補償手段の外乱に対する補償の強さを、走行状況として
の車速が低い状況では小さくするとともに、走行状況と
しての舵角が小さい状況では小さくしているので、無駄
なエネルギを消費しなくなるから、経済的な車両用舵角
制御装置とすることができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はこの
実施例の制御系を示すブロック線図、第３図はこの制御
系の運動方程式を説明するブロック線図、第４図は第３
図のブロック線図に外乱補償値を加えたブロック線図、
第５図は外乱補償部を説明するブロック線図、第６図は
外乱補償部の一部をなす一次フィルタの周波数特性を示
すボード線図、第７図は本実施例の効果を説明するグラ
フであり、同図（ａ）は後輪トルク外乱、同図（ｂ）は
後輪舵角の変動、同図（ｃ）は車両のヨーレートの変動
をそれぞれ示している。第８図は従来例の制御系を示す
ブロック線図である。 １……後輪操舵装置（舵角可変機構）、２……タイロッ
ド、６……ボールナット、５……後輪、７……モータ
（アクチュエータ）、12……舵角センサ、13……車速セ
ンサ、15……モータ制御装置（アクチュエータ制御装
置）、20……外乱補償部（外乱補償手段）。
実施例の制御系を示すブロック線図、第３図はこの制御
系の運動方程式を説明するブロック線図、第４図は第３
図のブロック線図に外乱補償値を加えたブロック線図、
第５図は外乱補償部を説明するブロック線図、第６図は
外乱補償部の一部をなす一次フィルタの周波数特性を示
すボード線図、第７図は本実施例の効果を説明するグラ
フであり、同図（ａ）は後輪トルク外乱、同図（ｂ）は
後輪舵角の変動、同図（ｃ）は車両のヨーレートの変動
をそれぞれ示している。第８図は従来例の制御系を示す
ブロック線図である。 １……後輪操舵装置（舵角可変機構）、２……タイロッ
ド、６……ボールナット、５……後輪、７……モータ
（アクチュエータ）、12……舵角センサ、13……車速セ
ンサ、15……モータ制御装置（アクチュエータ制御装
置）、20……外乱補償部（外乱補償手段）。
Claims (1)
- 【請求項１】車輪に舵角を発生する舵角可変機構と、制
御信号に応じて前記舵角可変機構を駆動するアクチュエ
ータと、車両の走行状況に応じた前記制御信号を出力す
るアクチュエータ制御装置と、を備えた車両用舵角制御
装置において、 前記アクチュエータの駆動状態を検出する駆動状態検出
手段と、前記アクチュエータ制御装置に備えられ前記ア
クチュエータの駆動を害する外乱を前記駆動状態検出手
段の検出結果に基づいて補償し且つその補償の強さを少
なくとも車速及び舵角を含む走行状況に応じて可変とす
る外乱補償手段と、を設け、前記外乱補償手段は、前記
車速が低い状況では前記補償の強さを小さくし、また、
前記舵角が小さい状況では前記補償の強さを小さくする
ようになっていることを特徴とする車両用舵角制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15430888A JP2605356B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 車両用舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15430888A JP2605356B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 車両用舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026272A JPH026272A (ja) | 1990-01-10 |
| JP2605356B2 true JP2605356B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=15581279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15430888A Expired - Lifetime JP2605356B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 車両用舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605356B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042573A (ja) * | 1990-04-16 | 1992-01-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 四輪操舵車の後輪操舵角制御装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60163770A (ja) * | 1984-02-02 | 1985-08-26 | Honda Motor Co Ltd | 車両の操舵装置 |
| JPS6237582U (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-05 | ||
| JPH0725317B2 (ja) * | 1986-04-14 | 1995-03-22 | 日産自動車株式会社 | 車両用実舵角制御装置 |
| JPS6328763A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Nippon Denso Co Ltd | 車両用操舵装置 |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP15430888A patent/JP2605356B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH026272A (ja) | 1990-01-10 |
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