JP2768034B2 - 車両用舵角制御装置 - Google Patents

車両用舵角制御装置

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JP2768034B2
JP2768034B2 JP8735091A JP8735091A JP2768034B2 JP 2768034 B2 JP2768034 B2 JP 2768034B2 JP 8735091 A JP8735091 A JP 8735091A JP 8735091 A JP8735091 A JP 8735091A JP 2768034 B2 JP2768034 B2 JP 2768034B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の舵角制御装置に
関し、より詳しくは制御舵角の量に所定の制限が設定さ
れている場合の舵角制御方式に改良を加えた制御装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両の舵角制御装置として、例えば計測
自動制御学会論文集 Vol. 23, No.8「四輪操舵車の新し
い制御法」(文献1)に記載の如き舵角制御法によるも
のがある。これは、後輪舵角制御により車両の運動を最
適化する制御方法であって、操舵角入力に対し所望の応
答を設定する規範モデルと自車両の運動特性を用いて後
輪の舵角を設定するフィードフォワード方式の各種モデ
ル適合もしくは追従制御法である。四輪操舵システムに
おいてその後輪舵角の制御量(切れ角)が十分な場合、
上記の制御方式を適用することにより、規範モデルの応
答に極めて近い応答が実車両でも得られ、車両の操縦安
定性の顕著な向上を得ることができる。
【0003】また、例えば、自動車技術学会誌 Vol. 4
2, N0.3「モデル追従制御と四輪操舵車」(文献2)に
示されるような前後輪舵角制御法もある。この方法は、
被制御量としてヨーレイトと横速度との2つを用いるも
ので、操舵入力に対する所望のヨーレイト及び横速度を
得るための前後輪舵角を規範モデルと自車両の動特性を
用いて演算するフィードフォワード方式の舵角制御法で
あり、前後輪の舵角制御量(切れ角)が十分な場合は、
かかる制御方式の適用により、極めて良好な車両運動性
能を実現することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術は、2WS
車の場合と比較し、操縦性、安定性に新たな車両性能を
付加するのに寄与できるものであるが、次のような面で
は、その性能を十分には発揮しにくくなるという点で制
約を受ける場合があり、それ故になお改良を加える余地
はある。即ち、四輪操舵システムを組み込む場合、シス
テム構成上、例えば、スペースなどの点から、更には舵
角制御機構に万が一故障が発生した場合にでも安全に走
行可能とするため、舵角制御量を或る量までに規制した
い場合もある。後者のケースでより詳しくいえば、例え
ば、システムが、操舵角と車速を検出値とし、マイクロ
コンピュータで所定の関数(演算)を用い後輪舵角目標
値を設定し、電気的に後輪を操舵する構成のものである
なら、油圧系等の万が一の失陥に具えて後輪操舵用のパ
ワーシリンダに後輪を中立に保つための強力なリターン
スプリングを具備せしめるといった対策を施す他、後輪
の最大切れ角即ち制御舵角量の最大値を所定値に機械的
に制限したいというような場合である。
【0005】しかして、舵角制御量の最大値が比較的少
ない量に制限されるシステムに対し前記文献に示される
ような規範モデルを用いる舵角制御法を適用した場合、
大きな操舵角が入力されると制御対象車輪(後輪、また
は前後輪)の舵角が飽和してしまう。かかる飽和は、例
えば被制御量たるヨーレイトの応答を規範モデルによる
ものと異なるオーバーシュートの発生を伴う制御特性の
ものとするなど舵角制御による効果が十分には得にくい
ものとなる。
【0006】本発明の目的は、上述のような制約を解消
し得、たとえ制御可能な舵角量に所定の制限が設けられ
ている場合にでも、舵角制御の効果を適切に発揮させる
ことのできる車両用舵角制御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】本発明によれば、下記の
車両用舵角制御装置が提供される。即ち、前輪または後
輪の少なくともいずれか一方の舵角を制御可能な舵角制
御機構、及び舵角制御入力に従い制御入力値に実際の舵
角が一致するよう機構の駆動をする駆動部を含む操舵装
置を有し、該制御対象車輪の舵角制御をすることで実現
しようとする車両の運動が目標の車両運動となるように
車両ヨーイング運動制御量及び車両横運動制御量の少な
くともいずれかの運動制御量を対象として制御する4輪
操舵車両における舵角制御装置にして、ステアリングホ
イールの操舵角またはこれに相当する量を検出する検出
手段と、車速またはこれに相当する量を検出する検出手
段と、これら検出手段からの出力を用いて前記運動制御
について操舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を
設定する車両運動目標値設定手段と、該車両運動目標値
設定手段で設定される運動目標値に実際の車両応答が一
致もしくは追従するように前記制御対象車輪の舵角制御
入力値を演算して前記操舵装置に指令する舵角演算手段
とを具備する舵角制御装置であって、該車両運動目標値
設定手段で設定される操舵角に対する前記運動制御量の
定常ゲインは、操舵角入力の大きさに応じて該定常ゲイ
ンが変化するように操舵角の関数として与えられること
を特徴とする車両用舵角制御装置、前輪の舵角を制御可
能な補助舵角制御機構、及び前輪制御入力に従い制御入
力値に実際の舵角が一致するよう機構の駆動をする駆動
部を含む前輪補助操舵装置と、後輪の舵角を制御可能な
舵角制御機構、及び後輪制御入力に従い制御入力値に実
際の舵角が一致するよう機構の駆動をする駆動部を含む
後輪操舵装置とを有し、該前後輪の舵角制御をすること
で実現しようとする車両のヨーイング運動及び横運動が
目標の車両ヨーイング運動及び横運動となるように車両
ヨーイング運動制御量を第1の運動制御量とし車両横運
動制御量を第2の運動制御量としてこれら第1及び第2
の運動制御量を制御する4輪操舵車両における舵角制御
装置にして、ステアリングホイールの操舵角またはこれ
に相当する量を検出する検出手段と、車速またはこれに
相当する量を検出する検出手段と、これら検出手段から
の出力を用いて前記第1及び第2の運動制御量の夫々に
ついて操舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を設定
する車両運動目標値設定手段と、該車両運動目標値設定
手段で設定される前記第1の運動制御量の運動目標値及
び第2の運動制御量の運動目標値に実際の車両応答が一
致もしくは追従するように前輪舵角入力値及び後輪舵角
入力値を夫々演算して前記前輪補助操舵装置及び後輪操
舵装置に指令する舵角演算手段とを具備する舵角制御装
置であって、該車両運動目標値設定手段で設定される第
1及び第2の運動制御量の目標定常値は、制御対象車両
固有の特性によらずに操舵角入力に対する所望の第1の
運動制御量及び第2の運動制御量が得られるよう設定可
能な第1の運動制御量用の第1の定常特性及び第2の運
動制御量用の第1の定常特性に基づいて夫々設定され
る、第1の運動制御量に関する第1の目標定常値及び第
2の運動制御量に関する第1の目標定常値と、夫々制御
対象車両を対象として予め設定した当該車両固有の操舵
角、前輪制御入力及び後輪制御入力に対する第1の運動
制御量用の第2の定常特性及び第2の運動制御量用の第
2の定常特性に基づいて設定される、第1の運動制御量
に関する第2の目標定常値及び第2の運動制御量に関す
る第2の目標定常値から、選択的に設定されることを特
徴とする車両用舵角制御装置である。
【0008】
【作用】本発明においては、その操舵装置を有して、制
御対象車輪の舵角制御をすることで実現しようとする車
両の運動が目標の車両運動となるように車両のヨーイン
グ運動を制御可能なヨーイング運動制御量及び車両の横
運動を制御可能な横運動制御量の少なくともいずれかの
運動制御量を対象として制御する4輪操舵車両における
舵角制御装置であって、その操舵装置は前輪または後輪
の少なくとも一方を舵角制御入力に基づき操舵するもの
であり、車両運動目標値設定手段〔例えば、図1の4:
図2の4a〜4e〕が、操舵角またはこれに相当する量を検
出する検出手段及び車速またはこれに相当する量を検出
する検出手段からの出力を用いて運動制御量〔例えば、
後記の被制御量としてのヨーレイト(d/dt)φ(車両のヨ
ー角速度(deg/sec ))〕について操舵角入力に対する
定常特性及び過渡特性を設定するが、該車両運動目標値
設定手段で設定される操舵角に対する運動制御量の定常
ゲインは、操舵角入力の大きさに応じて該定常ゲインが
変化するように操舵角の関数として与えられ〔例えば、
図6, 図13〕、舵角演算手段〔例えば、図1の5〕は、
かく車両運動目標値設定手段で設定される運動目標値に
実際の車両応答が一致もしくは追従するように制御対象
車輪の舵角制御入力値を演算し、操舵装置に指令する。
ここに、車両運動目標値設定手段〔例えば、図1の4:
図2の4a〜4e〕では、過度特性をも含めた運動制御量の
運動目標値を設定でき、これを舵角演算手段による舵角
演算に適用できる〔例えば、後記の式15,16,17、式19,2
0,21,23 〕(なお、上記したかっこ〔 〕中の記述は例
示であり、本発明は、これに限らず、次にも示すよう
に、また後記実施例の説明でも述べるとおり、変形、変
更が可能であり、この点は、以下の〔 〕中の記述も同
様である)。よって、操舵角入力に対する運動制御量の
定常値は、これを舵角制御可能範囲の最大値より少ない
舵角量で達成可能なように設定することができ、従っ
て、操舵角入力の大きさによらず定常ゲインが一定であ
ったなら制御舵角が飽和してしまうであろうような大き
な操舵角入力に対しても、舵角が飽和することなく、舵
角制御にあたり、制御対象車輪が常に飽和しない領域で
適切な制御を可能ならしめる。また、本発明は、請求項
2記載の如く、操舵角θに対する運動制御量の目標値y
m の定常特性は、操舵角θに関する非線形関数 Gm
(θ) により、次式、 ymo = Gm (θ)・θ0 但し、 ymoは運動制御量の目標定常値、θ0 は操舵角θ
の定常値のように設定される構成として、これにより該
定常ゲインを変化させる態様で実施できる。このように
すると、伝達関数として、かかる非線形関数 Gm (θ)
を用いて、操舵角に対する運動制御量の定常ゲインは操
舵角の関数として与えられ、操舵角入力の大きさによっ
て定常ゲインを変化させる非線形性をもたせることで制
御対象車輪の舵角が常に飽和しない制御を可能にするこ
とができる〔例えば、図6,図13〕。また、請求項3記
載の如く、制御対象車輪の制御可能な舵角制御量に制限
がある場合におけるその制限の量をδmax とし、該δ
max より少ない所定の量をδLIM としたとき、大きな操
舵角入力に対しても、制御舵角の定常値が該所定の量δ
LIM をこえないように、上記式の非線形関数 Gm (θ)
が設定される構成として、本発明は実施できる。このよ
うにすると、車両運動目標値設定手段に、操舵角入力に
対し所望の応答を設定する線形の規範モデルを用いて
も、本発明の狙いを実現でき、しかも、操舵角入力の大
きさに応じて所定操舵角入力以下の小〜中舵角入力に対
しては、かかる規範モデルで設定された通りの定常、過
渡特性とも理想的な応答が得られるようにすることも容
易に可能となる〔例えば、図6〕。ここに、前記文献1
の技術との対比では、そこでは、例えば後輪操舵による
4輪操舵システム(4WS)でヨーレイトを制御する場
合、規範モデルは、定常ヨーレイトゲインはベース車両
(2WS(制御OFF;非4輪操舵))と同一に設定す
る(同文献第51頁(第831頁)右欄17行〜19行
等)のに対し、本発明によれば、規範モデルの定常特性
に、後輪が常に飽和しない領域で制御されるように、操
舵角入力の大きさによって定常ゲインを変化させる非線
形性をもたせることも容易に可能となる。また、本発明
は、上記手法に代えて、予め例えば後記図13に例を示す
如く、運動制御量目標定常値を操舵角と車速の関数とし
て与えておくようにしてもよく、このようすると、操舵
角及び車速に応じて同図13の如き2次元マップから対応
定常目標値を検索するマップ検索処理によっても本発明
は実施でき、本発明にはこのような態様も含まれる。な
お、本発明は、例えば前記文献1中「3. 制御系の設
計」等に記載の如くの被制御量をヨーレイトとしてヨー
レイトを制御する場合のヨーレイトモデル適合制御
(「3. 1 ヨーレイトのモデル適合制御」)に基づく後
輪舵角制御系をはじめとして、その他被制御量を例えば
横加速度として横加速度を制御する「3. 2横加速度モデ
ル追従制御」、ヨーレイトと横加速度の両方を制御する
「3. 3 D* モデル追従制御」の各系等にも同様に適用
でき、また、前輪や前・後輪を電気的に操舵する類似の
システムにおいても適用可能であり、更にまた、特願昭
61-91172号や特願平2-115272号に示されるような、規範
モデルを用いて運動目標値を設定し、該運動の実際値を
センサを用いて検出しフィードバック補償を行なうシス
テムにおいても、本発明は同様に適用できる。
【0009】また、本発明は、その前輪補助操舵装置と
後輪操舵装置とを有して、前後輪の舵角制御をすること
で実現しようとする車両のヨーイング運動及び横運動が
目標の車両ヨーイング運動及び横運動となるように車両
のヨーイング運動を制御可能なヨーイング運動制御量を
第1の運動制御量とし車両の横運動を制御可能な横運動
制御量を第2の運動制御量としてこれら第1及び第2の
運動制御量を制御する4輪操舵車両における舵角制御装
置であって、夫々その前輪補助操舵装置及び後輪操舵装
置が舵角制御入力に基づき前輪の補助操舵及び後輪の操
舵をするものであり、車両運動目標値設定手段〔例え
ば、図14の14: 図15の14a 〜14e 〕は、請求項1と同様
の両検出手段からの出力を用い、第1及び第2の運動制
御量〔例えば、後記のヨーレイト(d/dt)φ及び横速度 V
Y 〕の夫々について、操舵角入力に対する定常特性及び
過渡特性を設定するが、この場合において該設定手段で
設定される第1及び第2の運動制御量の目標定常値は、
制御対象車両固有の特性によらずに、操舵角入力に対す
る所望の第1の運動制御量及び第2の運動制御量が得ら
れるよう設定可能な第1の運動制御量用の第1の定常特
性及び第2の運動制御量用の第1の定常特性に基づいて
夫々設定される第1の運動制御量に関する第1の目標定
常値〔例えば、後記の式28に基づく第1のヨーレイト定
常目標値(d/dt)φmod 〕及び第2の運動制御量に関する
第1の目標定常値〔例えば、後記の式29に基づく第1の
横速度定常目標値 VYmod〕と、夫々制御対象車両を対象
として予め設定した当該車両固有の操舵角、前輪制御入
力及び後輪制御入力に対する第1の運動制御量用の第2
の定常特性及び第2の運動制御量用の第2の定常特性に
基づいて設定される第1の運動制御量に関する第2の目
標定常値〔例えば、後記の式48に基づく第2のヨーレイ
ト定常目標値(d/dt)φmo〕及び第2の運動制御量に関す
る第2の目標定常値〔例えば、後記の式49に基づく第2
の横速度定常目標値VYmo 〕から、選択的に設定され、
舵角演算手段〔例えば、後記図14の15〕が、かく車両運
動目標値設定手段で設定される第1の運動制御量の運動
目標値及び第2の運動制御量の運動目標値に実際の車両
応答が一致もしくは追従するように前輪舵角入力値及び
後輪舵角入力値を夫々演算して前輪補助操舵装置及び後
輪操舵装置に指令する。なお、車両運動目標値設定手段
では、上記と同様、過度特性をも含めた第1の運動制御
量の運動目標値及び第2の運動制御量の運動目標値を設
定できる。よって、この場合も、操舵角入力に対する第
1及び第2の運動制御量の定常目標値を前後輪舵角制御
可能範囲の最大値より少ない舵角量で達成可能とするよ
うに設定することを可能ならしめ、同様にたとえ大きな
操舵角入力時でも、これに対し前後輪舵角の飽和するこ
とのない、かつ第1の運動制御量及び第2の運動制御量
につき良好な特性の得られる領域での適切な舵角制御を
可能とする。また、上記選択にあたり、請求項5記載の
如くに、前輪制御入力の制御可能な舵角量に制限がある
場合におけるその制限の量をΔδFmax、後輪制御入力の
制御可能な舵角量に制限がある場合におけるその制限の
量をδRmaxとし、かつ、該ΔδFmaxより少ない所定の量
をΔδFLIM、該δRmaxより少ない所定の量をδRLIMとし
たとき、第1の運動制御量に関する第1の目標定常値及
び第2の運動制御量に関する第1の目標定常値を実現す
るための前輪制御入力値及び後輪制御入力値のいずれも
が、該所定の量ΔδFLIM及び所定の量δRLIMをこえない
場合、当該第1の運動制御量に関する第1の目標定常値
及び第2の運動制御量に関する第1の目標定常値を車両
運動目標値設定手段の第1の運動制御量及び第2の運動
制御量に関する目標定常値として選択し、いずれか一方
でもこえる場合には、第1の運動制御量に関する第2の
目標定常値及び第2の運動制御量に関する第2の目標定
常値を車両運動目標値設定手段の第1の運動制御量及び
第2の運動制御量に関する目標定常値として選択する構
成として、本発明は実施できる。このような態様で実施
する場合は、請求項3と同様の作用効果も得られる。規
範モデルを用いる手法とするとき、設計者は、その規範
モデルによって、第1の運動制御量用の第1の定常特性
及び第2の運動制御量用の第1の定常特性については、
当該制御対象車両固有の特性とは無関係に、例えば、上
記制限量ΔδFmax、δRmaxがあってもそれとも無関係
に、理想的と考える所望の定常特性を任意に与えること
もでき、従って、かかる規範モデルを用いる場合の利点
もより効果的に活かすことも可能である。もっとも、こ
の場合も、上述したのと同様、そのような手法に代え
て、第1の運動制御量及び第2の運動制御量の目標定常
値をマップから検索して求める手法をとることもでき、
第1の運動制御量用の第2の定常特性及び第2の運動制
御量用の第2の定常特性をも含めて予め計算しておいて
マップの形で与えておくことも可能であり、本発明には
このような態様も含まれる。また、この場合も同様に、
フィードフォワード方式に限らず、特願平2-115273号に
示されるようなフィードバック制御系においても同様に
適用できる。
【0010】
【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。図1乃至図5は本発明舵角制御装置の一実施
例で、後輪を操舵する舵角制御システムに適用した場合
を示す。更にいえば、実施例装置は、フィード・フォワ
ード方式のヨーレイト適合制御を適用した制御システム
での実施例を示すもので、具体的には、図1はそのハー
ドウェア構成図、図2はコントローラの車両運動目標値
設定部(本例ではヨーレイト目標値設定部)のブロック
構成図、図3乃至5はコントローラの制御プログラムを
夫々示す。
【0011】まず、図1のハードウェアを説明するに、
適用した舵角システムは、ここでは、車両のステアリン
グホイールの操舵角に応じステアリングギヤを介して前
輪を主操舵されるものとする一方、車両の後輪を後輪操
舵機構1(舵角制御機構)、アクチュエータ駆動部2を
含む後輪操舵装置により操舵することとし、後輪舵角δ
R をコントローラ3により制御する。コントローラ3
は、車両運動目標値設定部としてのヨーレイト目標値設
定部4と、目標値設定部で設定される運動目標値(ここ
ではヨーレイト目標値)に実際の車両応答が一致もしく
は追従するように後輪の舵角を計算する後輪舵角計算部
5とを含む構成とする。
【0012】より詳しくは、ヨーレイト目標値設定部4
は、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角
センサ11からの信号、車速Vを検出する車速センサ12か
らの信号を夫々入力され、これらを基に操舵角入力に対
するヨーに関する応答目標値を設定し、後輪舵角計算部
5では、自車両の動特性に基づいて上記で設定のヨーレ
イト目標値(被制御量目標値)に実際の車両ヨーレイト
応答を一致させるための後輪舵角を演算し、アクチュエ
ータ駆動部2がかく演算される後輪舵角目標値δRT(指
令値)に実際の実舵角が一致するように操舵機構1のア
クチュエータを駆動する。操舵角センサは、これを操舵
角に相当する量を検出するものとすることができ、また
車速センサも同様、車速相当量を検出するものとするこ
とができる。ここに、後輪操舵機構については、機械的
舵角制限機構によりその最大値が例えば1度に制限され
ているものとする。
【0013】図2には、被制御量をヨーレイトとする場
合において、規範モデルの定常特性に、操舵角入力の大
きさによって定常ゲインを変化させる非線形性を持た
せ、後輪が常に飽和しない領域で制御する本制御の特徴
であるヨーレイト目標値設定部4の内容の一例の詳細が
機能ブロックとして示されている。該設定部4は、線形
ヨーレイト定常目標値設定部4a、定常後輪舵角計算部4
b、定常後輪舵角リミッタ4c、ヨーレイト定常目標値設
定部4d、及びヨーレイト過渡特性目標値設定部4eの各ブ
ロックで表される。
【0014】線形ヨーレイト定常目標値設定部4aは、第
1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod を設定する設定
部で、ここでは、該定常目標値(d/dt)φmod は、これを
車速V=一定の条件下では操舵角θに比例したものとし
て与えられる定常後輪舵角計算部4bは、操舵角θ及び車
速Vと、上記線形ヨーレイト定常目標値設定部4aで設定
される第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod に従
い、自車のスタビリティファクタA、ホイールベース
L,ステアリングギヤ比Nで表される自車の基本定常特
性を用いて、第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod
を得るための後輪舵角定常値δROd ( 即ち、上記で設定
された第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod を得る
ために必要な定常後輪舵角)を計算する。
【0015】定常後輪舵角リミッタ4cでは、予め設定さ
れた後輪舵角制限量δRLIM値を用い、δRLIM値と上記定
常後輪舵角計算部4bで計算して得られる後輪舵角定常値
δROd を比較し、その絶対値が小なる方を定常後輪舵角
目標値δROとして設定する。ここで、前記第1のヨーレ
イト定常目標値設定(設定部4a) に関しては、設計者は
当該車両での舵角制御量の制限値δRmaxとは無関係に任
意に特性を与えることができるものであるが、上記δ
RLIMの絶対値はかかる後輪舵角の最大切れ角であるδ
Rmaxの絶対値より小さく設定されるものとし、該リミッ
タ4cではそのように予め設定したδRLIMを用いたリミッ
トチェック、並びにその比較結果に応じたδROの設定を
行なう。
【0016】ヨーレイト定常目標値設定部4dは、最終的
なヨーレイト定常目標値を設定する設定部である。即
ち、ここでは、操舵角θ、車速V 、及び上記定常後輪舵
角リミッタ4cで定められる定常後輪舵角目標値δRoに基
づき最終的なヨーレイト定常目標値(d/dt)φmoが設定さ
れる。ヨーレイト過渡特性目標値設定部4eでは所望の過
渡応答を得るためのヨーレイト及びヨー角加速度目標値
(d/dt)φm ,(d2/dt2m を設定し、後輪舵角計算部5
がこれら目標値を実現するための制御舵角演算を行な
う。
【0017】上述のように、車両運動目標値設定部たる
ヨーレイト目標設定部4は、操舵角入力に対し所望の応
答を設定する規範モデルを用い、操舵角入力に対する定
常特性及び過渡応答特性を設定するが、この場合に、操
舵角に対するヨーレイトの定常ゲインは、図2の構成に
より、操舵角θの関数として操舵角θが大なるほどベー
ス車両(2WS) に近づくものとして与えられる。換言すれ
ば、操舵角入力に対するヨーレイト定常値はこれを舵角
制御可能範囲の最大値より少ない舵角量で達成可能なよ
うに設定する。
【0018】設定部4並びに計算部5で各種演算はコン
トローラのマイクロコンピュータのプログラムで行なう
ものとし、図3及び4がコントローラ3で実行される本
制御に従う後輪舵角制御プログラムの一例のフローチャ
ートである。本プログラムは、一定時間ΔT毎の割込み
処理で実行され、また、ステップ 101〜104(図3)、ス
ナップ105, 106(図4)については夫々前記図1、図2
での該当対応部分に付した参照符号も付記してある。
【0019】ステップ 100では、本ステップ実行毎、セ
ンサ11, 12で夫々検出した操舵角θ、車速Vを読み込
み、これらを基に以下の演算等により後輪舵角(目標
値)δRTを求める。即ち、ステップ101 は、設計者が任
意に与えた第1のヨーレイト定常目標値δ(d/dt)φmod
を演算するステップであり、まず、ここで、(d/dt)φ
mod を、 (d/dt)φmod = {V/NnL(1+AnV2) }・θ ----- 11 により演算する。上記は、V=一定なら(d/dt)φmod
は操舵角θに比例して与えられることを意味し、従って
これは線形ヨーレイト定常目標値となる。なお、Nnはス
タビリティファクタ、Anはステアリングギヤレシオ(ギ
ヤ比)、Lはホイールベースであり、ここでは、例えば
Nn=13 、An=3.0×10-3のように与えられているものと
し、またホイールベースについてはL= 2.5mとする。
【0020】次に、ステップ102 では、上記ステップ10
1 で求めた第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod
得るために必要な定常後輪舵角δRod を演算する。ここ
では、自車のステアリングギヤ比N、ホイールベース
L、及びスタビリティファクタAを用いて、δRod
を、 δRod = θ/N -{L(1-AV2)/V}・(d/dt)φmod ------ 12 により算出する。ここで、スタビリティファクタAは、
後述のステップ106での演算で用いる車両諸元より、次
式のように与えられている。 A = -(M/2L2)・{(LF ・eKF -LR ・ KR )/( eKF ・ KR ) } ----- 13 但し、M:車両質量、 LF : 前輪−重心間距離、LR :
後輪−重心間距離、 eKF : フロント等価コーナリグ
パワー、KR : リアコーナリングパワー
【0021】続くステップ103 ではリミットチェックに
より該当するときは定常後輪舵角を制限するための処理
を実行する。ここでの内容を示したものが図5に例示す
る如きサブルーチンプログラムであって、まず、上記算
出値δRod と予め設定された制限量δRLIM(>0)とを用
い、δRod ≦- δRLIMかをチェックし(ステップ200)、
答がYES なら定常後輪舵角目標値δROを -δRLIMに設定
して(ステップ201)本サブルーチンを終了する。一方、
答がNOで負側の設定制限値を超えていなければ、更にδ
Rod ≧δRLIMかをチェックし(ステップ202)、その答が
NO、従って正側の設定制限値を超えていないときは、上
記目標値δROとして前記式での算出値δRod をそのまま
再設定し(ステップ203)、然らざれば目標値δROをδ
RLIMに設定して(ステップ204)、夫々本サブルーチンを
終了することとする。
【0022】こうして、ここでは、制限量をδRLIMとし
て、(イ)δRod ≦- δRLIMのとき、δRO=-δRLIM
(ロ) -δRLIMRod < δRLIMのとき、δRO
Rod 、(ハ)δRLIM≦δRod のとき、δRO= δRLIMと夫
々設定するのであり、定常状態において正負の制限量を
こえないように定常後輪舵角目標値が設定されることに
なる。ここに、δRLIMは、後輪舵角最大値δ Rmax(>0)よ
り小に設定する必要があるものであって、具体的には、
後記に示すシュミレーション等では、例えばδRmax= 1
度に対し、δRLIMはδRLIM= 0.6度に設定している。
【0023】図3に戻り、次のステップ104 は、前記ス
テップ103 で設定された定常後輪舵角目標値δRO (即ち
図5のステップ201, 204, 203 で設定されたδRO値) が
与えられた場合のヨーレイト定常値を演算する。この演
算は、次式、 (d/dt)φmo =∫{V/(1+Av2) }・( θ/N- δRO) ----- 14 により行い、ここでの算出値(d/dt)φmoをもって最終的
なヨーレイト定常目標値とする。
【0024】続くステップ105 (図4)は、操舵角入力
に対しヨーレイトを時定数τによる一次遅れで応答させ
るためのヨーレイト過渡特性設定演算処理であり、次の
ようにヨーレイト及びヨー角加速度目標値(d/dt)φm ,
(d2/dt2m を設定する。 (d/dt)φm = ∫((d2/dt2) φm )dt ----- 15 (d2/dt2m = ((d/dt) φmo - (d/dt) φm )/τ ----- 16 即ち、時定数τの一次遅れ系に基づき操舵角θに対応し
た目標のヨー角加速度値(d2/dt2m を求め、(d2/dt2)
φm の積分により目標とすべきヨーレイト(d/dt)φm
求める。なお、ディジタル演算の場合は、上記積分に当
たっては、 (d/dt)φm = (d/dt)φm + ΔT ・(d2/dt2m ----- 17 で近似させる。この処理は、以後の積分が必要な場合も
同様の手法で行なう。
【0025】次いで、ステップ106 で後輪舵角計算部5
に相当する演算処理を行なう。ここでは、よく知られた
車両の運動方程式に基づき以下の如く後輪舵角目標値δ
RTを演算する。即ち、自車の動特性を用いて、前記ステ
ップ105 で設定される(d/dt)φm , (d2/dt2m を満足
する後輪舵角の演算を実行する。まず、横速度 VY につ
き、後述の如くに求められている前回のdVY /dt の積
分、 VY = ∫(d/dt) VY ----- 18 ( VY = VY + ΔT ・(d/dt) VY で近似させる)によ
り、 VY 値を求め、これと上記(d/dt)φm とを基に、前
輪横すべり角βF を、 BF = θ/N- (VY + LF ・(d/dt)φm )/V ----- 19 により求め、更に、このβF から前輪コーナリングフォ
ース CF を次式により演算する。 CF = eKF ・βF ----- 20 これらは、前輪が補正分でどれだけのコーナリングフォ
ースを生じさせているかを推定するもので、かかる前輪
コーナリングフォースが出ている時に、前記の目標ヨー
角加速度(d2/dt2m を出すために必要な後輪コーナリ
ングフォース CR を、 CR = { LF ・ CF -( Iz ・(d2/dt2m /2) }/ LR ----- 21 (Iz : ヨー慣性)により演算する。
【0026】しかして、以後逆演算によりこのコーナリ
ングフォース CRを得るための後輪横すべり角βR を βR = CR / KR ----- 22 により求め、このすべり角βR を基に後輪舵角δRTを次
式により演算する。 δRT = βR + (VY -LR ・(d/dt)φm ) /V ----- 23 そして、次回演算サイクルにおいて使用する(d/dt) VY
値を、 (d/dt) VY = (2C F + 2C R )・M-V ・(d/dt)φm ---- 24 により演算しておくものとする。
【0027】かくて、ステップ107 では上述の如くに演
算した後輪舵角値δRTを目標値としてこれに応じた信号
をアクチュエータ駆動部2に出力し、後輪操舵機構1に
より後輪を演算舵角だけ操舵する。
【0028】上述のような舵角制御によれば、たとえ後
輪の最大切れ角、即ち制御舵角量の最大値が比較的小さ
く(例えば約±1度)機械的に制限されているシステム
の場合にでも、操舵角入力に対するヨーレイト定常値を
舵角制御可能範囲の最大値より少ない舵角量で達成可能
なように設定することができ、いかなる操舵入力に対し
ても舵角が飽和することなく、少なくとも被制御量の過
渡応答特性に関しては設計者の意図する所望の応答を常
に得ることができる。
【0029】本実施例では、前記ステップ101 の後のス
テップ102、ステップ103 (図5)、及びステップ104
の実行により、操舵角入力が比較的小さく、δRod が -
δRLIMRod < δRLIMの場合、即ちδRORod
場合(ステップ204)には、最終的なヨーレイト定常目標
値(d/dt)φm は、(d/dt)φmo=(d/dt)φmod となる。よ
り具体的にいえば、この場合には、ステップ104 の式14
の定常後輪舵角目標値δROとしてステップ102 での式12
による算出値δRod が適用される結果、最終的なヨーレ
イト定常目標値はステップ101 の式11による線形ヨーレ
イト定常目標値(d/dt)φmod そのままが設定されること
になる (後述するように、これは小〜中舵角入力に対し
ては、規範モデルで設定された通りの定常、過渡特性と
も理想的な応答が得られることを意味する)。一方、上
記以外の範囲(δRod ≦-δRLIM, δRLIM≦δRod ) で
は(d/dt)φmo値は(d/dt)φmod がそのまま設定されるの
ではなく、前記式14中のδRO値にステップ210, 204での
設定値が適用される分だけ、前記式11による算出値より
修正されたものとして設定され、結果、規範モデルの定
常特性に操舵角入力の大きさによって定常ゲインを変化
させる非線形特性が持たせられることになる。
【0030】図6は、例えば車速が120km/h の場合(即
ち、V=一定の時)での操舵角とヨーレイト定常目標値
の関係の一例を、基本特性(2ws) による場合、及び線
形規範モデル(従来)を用いた場合の夫々のものとの比
較で示しており(同図(イ))、また、その時の操舵角
と後輪舵角定常値の関係を同図(ロ)に示す(但し、δ
RLIM = 0.6度としてある) 。図によれば、本制御の場合
には、小〜中舵角の範囲では、線形な規範モデル(ここ
に、線形は、V=一定(本例では120km/h)の条件の下
で、操舵角入力の大きさによらずに、定常ゲインが一
定、即ち(d/dt)φmo∝θ0(添字0は定常状態を示す)の
関係にあることを意味する)による場合の特性と同じで
あるが、舵角が大きい範囲では、実線で示す如き特性を
呈するものとなる。従って、操舵角に対するヨーレイト
の定常ゲインは操舵角の関数として与えられ、操舵角入
力の大きさによって定常ゲインを変化させる非線形性を
持たせることで後輪が常に飽和しない制御をすることが
でき、後輪舵角が飽和してしまったなら生ずるであろう
ヨーレイト応答でのオーバーシュートもよく抑制するこ
とができる(なお、図2においては参照符号4b,4c, 4d
を付した部分を、また図3においてはその対応処理部分
のステップ102, 103, 104 で処理を省略し、無条件に(d
/dt)φmoとしたすると、従来方法による制御と等価なも
のとなる) 。
【0031】以下、更に、シュミレーション結果をも参
照して具体的に説明する。図7、図8は本制御による場
合のシュミレーション結果を示し、図9は規範モデル定
常特性の設定の一例を、また図10は制御舵角が飽和しな
い場合でのシュミレーション結果の一例を、更に図11、
図12は制御舵角が飽和した場合の比較例としてのシュミ
レーション結果を、夫々示すものであって、最初に図9
以下について説明する。なお、ここでの比較例は、前記
文献1の「3.1 ヨーレイトのモデル適合制御」に記載の
制御によるものを例とする。
【0032】まず、制御対象となる車両(自車)は、ス
タビリティファクタA=1.5 ×10-3、ステアリングギヤ
比 N=15 、ホイールベース L=2.5m とする。このとき、
ベース車即ち後輪舵角をゼロに固定した場合の定常ヨー
レイトゲインG2ws(V) は、次のように表される。 G2ws(V) = V/NL(1+AV2) ----- 25 これに対して、運動目標となる規範モデルの定常ゲイン
Gm (V) は、低速ではより少ない操舵角で旋回可能とな
るよう、また高速ではゲインを下げて安定性を増すよ
う、例えば次のように設定する。 Gm (V) = V/Nn L(1+AnV2) Nn = 13 ----- 26 An = 3.0 ×10-3 このように設定した場合の規範モデルの定常ゲイン特
性を、ベース車(2WS) と比較して示したのが図9であ
る。
【0033】また、上記の規範モデルは、その過渡応答
特性については、次式のヨーレイト目標値(d/dt)φm
示すように、操舵角θ入力に対してオーバーシュートの
ない一次遅れ系で与えられるものとし、その定数τは、
アクチュエータに過度な負担を要求しない範囲で十分俊
敏な応答が得られるよう、例えばτ=0.05(sec)に設定す
る。 (d/dt)φm = Gm (V) ・{1/(1+ τS)}・θ ----- 27 但し、S:微分オペレータ
【0034】さて、このように規範モデルを設定し後輪
舵角制御を行った場合の車両運動シュミレーション結果
を示したのが図10乃至図12である。なお、いずれも車速
は120Km/h の場合のものである。まず、図10は、車速V=
120Km/h で30度の操舵入力が与えられた場合(図
(イ))の後輪舵角とヨーレイト応答(図(ロ)及び
(ハ))を示すものであるが、後輪舵角は最大 0.7度程
度であり、ヨーレイトは規範モデルで設定された通りの
良好な応答となっている。ところが、図11に示すよう
に、大きな操舵角(60度) が入力された場合(図
(イ))には、後輪舵角(δR ) 指令値は1度を越える
ものとなる(図(ロ))。ここで、図に併せて示したよ
うに、後輪舵角制御量に制限がない(その程度ではまだ
飽和しない)場合には、(イ)の如き操舵角入力であっ
ても、前記図10での操舵角入力30度の場合と同様の良好
な応答が上記規範モデルにより得られるところ、前述し
たように後輪の舵角制御範囲に上記のδR 指令値を下回
る制限がある舵角システムの場合(ここではδRmax=1
度)には、後輪舵角が飽和してしまい、ヨーレイトの応
答にオーバーシュートが発生する傾向が生ずる。
【0035】更に、大きな操舵入力(60 度) から更に切
増しの操作が行われた場合のシュミレーション結果を示
したものが図12である。一般に、2WS車の場合、ハンド
ルの切増しに伴いヨーレイトのオーバーシュートが発生
し、これがトリガとなってスピンに至るケースもある。
図12のシュミレーションでは、ステップ操舵の際の他、
後輪舵角に制限がある場合には、かかる切増し操作に対
する車両挙動は2WS の場合と同様で、オーバーシュート
が発生している。
【0036】図10乃至図12の結果から分かるように、線
形な規範モデルを与えて後輪舵角制御を行った場合、小
〜中舵角の操舵角入力に対しては図10にみた通り十分有
効な制御が行なえるものの、後輪の舵角が飽和するよう
な大舵角の操舵角が入力された場合(図11) や、大舵角
の旋回から切増し操作が行われ場合 (図12) には十分な
制御効果を得にくいものとなる。
【0037】これに対し、本制御による図7、図8のシ
ュミレーション結果は、夫々図11、図12の場合と対比し
て示すもので、比較例と同様のシュミレーション条件
(例えば、車速V=120Km/h 等) の下、同様の操舵角入
力が与えられた場合における本制御を適用した車両の応
答を示したものである。また、ベース車(2WS) の特性、
後輪舵角制御量に制限がない場合(理想)のものとも比
較して示してある。図7に示される如く大舵角の操舵角
(60 度)の入力に対しても、また図8に示される如くの
大舵角入力からの切増しに対しても、本制御を適用した
場合、ヨーレイトの定常値は後輪舵角に制限がない場合
に比べて大きくはなるものの、オーバーシュートを伴わ
ない理想的な過渡応答が後輪舵角1度の範囲内で実現さ
れている。図11、図12の結果と比べ、たとえ後輪操舵シ
ステムがδRmax=1度と舵角制御量の最大値が比較的少
ないものであっても、大きな操舵角入力に対しても良好
な特性を得ることができ、勿論、小〜中舵角の操舵角入
力に対しては図10と同様、定常、過渡特性共理想的な応
答が得られる。
【0038】なお、上記例では、図2の各部4a, 4b, 4
c, 4dにより、またプログラムでは図3のステップ101,
102, 103, 104により第2のヨーレイト定常目標値たる
最終的なヨーレイト定常目標値を求める手法を採った
が、他の手法としては、コントローラに次のような機能
を持たせてもよい。即ち、これらの演算処理に代えて、
予め図13に示す如く、ヨーレイト定常目標値を操舵角と
車速の関数として与えておくようにしてもよい。かかる
構成の場合は、プログラム上では、ステップ101 〜104
は、読込み操舵角θ、及び車速Vに応じて図13の如き2
次元マップから対応ヨーレイト定常目標値を検索するマ
ップ検索処理におきかわる。
【0039】更に、本発明に従う舵角制御は、被制御量
をヨーレイトとする場合のヨーレイトモデル適合制御に
基づく後輪舵角制御系に対してのみその適用が限られる
わけではなく、例えば前記文献1の横加速度を被制御量
とする「3. 2 横加速度モデル追従制御」や、あるいは
「3. 3 D* モデル追従制御」の各系にも同様に適用で
きる他、前輪や前・後輪を電気的に操舵する類似のシス
テムにおいても適用可能である。
【0040】本発明の実施にあたっては、操舵角に対す
る被制御量の定常ゲインが操舵角の関数として与えられ
るものとする場合、操舵角θに対する被制御量目標値を
ym としたとき、 ym の定常特性は、操舵角θに関する
非線形関数 Gm (θ) により下記、即ち、 ymo = Gm (θ)・θ0 (但し、 ymo, θ0 は、夫々被制御量、操舵角の定常値
を表す)のように設定されるものして実施することがで
きる。更に、かかるG m (θ)について、電気的に制御
可能な舵角制御量に制限がある場合におけるその量の絶
対値をδmax とし、かつ該δmax より少ない所定の量を
δLIM ( δLIM >0) としたとき、いかなる操舵角入力
に対しても、制御舵角の定常値の絶対値がδLIM を越え
ないように、関数G m (θ)が設定されるものとして実
施することができる。
【0041】更にまた、特願昭61-91172号や特願平2-11
5272号に示されるような、規範モデルを用いて運動目標
値を設定し、該運動の実際値をセンサを用いて検出しフ
ィードバック補償を行なうシステムにおいても、本発明
は同様に適用できる。
【0042】次に例をもって述べるものは、前記例によ
るものが、操舵角センサ及び車速センサの両センサから
の信号に基づき車両のヨー、横平面運動に関連する少な
くとも1つの量を被制御量として該制御量に関して操舵
角入力に対する所望の定常特性及び過渡応答特性を車両
運動目標値設定部で設定し、かく設定される運動目標値
に実際の車両応答が一致もしくは追従するように前輪も
しくは後輪の少なくともいずれか一方の舵角を舵角計算
部で演算し、かく演算される舵角目標値と実際の舵角が
一致するように上記の対象車輪の舵角を電気的に制御す
る場合において、車両運動目標値設定部で設定される操
舵角に対する被制御量の定常ゲインは、操舵角の関数と
して操舵角が大なる程、ベース車両のものに近づけるべ
く与えられるものであったのに対し、第一に、車両は、
ステアリングホイールと機械的に結合された操舵機構、
前輪に設けられた電気的に制御可能な補助舵角制御機構
(前輪制御入力)、後輪に設けられた電気的に制御可能
な舵角制御機構(後輪制御入力)、舵角計算部で演算し
て得られる前輪制御入力値に実際の舵角が一致するよう
に前輪補助舵角制御機構を駆動する前輪補助舵角駆動
部、及び舵角計算部で演算して得られる後輪制御入力値
に実際の舵角が一致するように後輪舵角制御機構を駆動
する後輪舵角駆動部を有し、第二に、操舵角センサ(も
しくはこれに相当する量を検出するセンサ)及び車速セ
ンサ(もしくはこれに相当する量を検出するセンサ)か
らの信号を入力して車両のヨー、横平面運動に関連する
第1の制御量及び第2の制御量の2つの各々について操
舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を車両運動目標
値設定部により設定し、かく設定される2つの運動目標
値に実際の車両応答が一致もしくは追従するように舵角
計算部が前輪制御入力値及び後輪制御入力値を演算する
が、この場合、車両運動目標値設定部で設定される第1
及び第2の被制御量の目標定常値は、各々の被制御量に
対して車両固有の特性とは無関係に任意に与えられた定
常特性(定常ゲイン)に基づき設定される第1の目標定
常値と、予め求められた車両固有の操舵角、前輪制御入
力及び後輪制御入力に対する第1及び第2の被制御量の
定常特性(定常ゲイン)に基づき設定される第2の目標
定常値とから、選択的に設定される。
【0043】上記選択にあたり、目標値設定部は、好ま
しくは、前輪制御入力及び後輪制御入力の制御可能な舵
角量に制限がある場合におけるその前輪系での制限量を
ΔδFmax、後輪系での制限量をδRmaxとし、かつ、これ
らΔδFmax、δRmaxより少ない所定の量を各々ΔδFLIM
(>0)、δRLIMとしたとき、第1の目標定常値を実現する
ための前輪及び後輪制御入力定常値の絶対値がいずれも
ΔδFLIM、δFRIMを越えない場合、第1の目標定常値を
当該車両運動目標設定部の目標定常値として選択し、い
ずれか一方でも越える場合には第2の目標設定値を選択
するものとする。
【0044】以下、図14乃至図18、及び本例でのシュミ
レーションの結果を比較例とともに示す図19以下をも参
照して説明する。図14は、本例での前後輪舵角制御を適
用するシステムのハードウェア構成図で、前記図1との
対比でいえば、後輪操舵機構1R、並びにこれを駆動する
後輪舵角駆動部としての後輪操舵用のアクチュエータ駆
動部2Rの他、前輪補助操舵機構1F(補助操舵角制御機
構)と前輪補助操舵用のアクチュエータ駆動部2Rとを含
む前輪補助操舵装置を設ける。更に、コントローラ3
は、操舵角入力に対するヨー及び横運動に関する応答目
標値を設定する車両運動目標値設定部14、該設定部14で
設定されるヨー及び横運動の目標値を実現するための前
輪補助舵角と後輪舵角を自車両の諸元値に基づき計算す
る前後輪舵角計算部15の各機能を有するものとなす。
【0045】図15は、本制御での特徴である車両運動目
標値設定部14の内容の一例を更に詳細に示したブロック
構成図である。図において、第1のヨーレイト・横速度
定常目標値設定部14a は、任意に与えられる操舵角−ヨ
ーレイト間、及び操舵角−横速度間の定常ゲインに基づ
き、第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod 、及び第
1の横速度定常目標値 VYmodを設定する設定部で、設計
者は前後舵角制御量の制限値ΔδFmax, δRmaxとは無関
係に理想的と考える所望の定常ゲイン特性を与えること
ができる。
【0046】定常前後輪舵角計算部14b は、上記設定部
14a で設定される第1のヨーレイト及び横速度定常目標
値(d/dt)φmod ,VYmodを同時に達成するために必要とな
る前後輪舵角定常値ΔδFod ,δRod をベース車の定常
特性に基づき計算する。定常前後輪舵角リミッタ14c で
は、予め設定された前後輪の定常舵角制限値ΔδFLIM,
δRLIMと、上記計算部14b で計算される前後輪の舵角定
常値ΔδFod , δRodより、前後輪とも、定常状態にお
いて、前輪定常舵角制限値ΔδFLIM, 後輪定常舵角制限
値δRLIMを越えないように、前後輪定常値ΔδFoRo
を設定する。ここに、前後輪の定常舵角制限値Δ
δFLIM, δRLIMについては、夫々、ΔδFmax>ΔδFLIM
>0, δRmax> δFLIM>0に設定される。
【0047】第2のヨーレイト・横速度定常目標値設定
部14d は、操舵角θ、車速V及び上記定常前後輪舵角リ
ミッタ14c で設定された前後輪定常値ΔδFO, δROに基
づき、第2のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmo及び第2
の横速度定常目標値 VYmo を設定する。車両過渡特性目
標値設定部14e では、所望の過渡応答を得るためのヨー
レイト目標値(d/dt)φm 、ヨー角加速度目標値(d2/dt2)
φm 、横速度目標値 VYm及び横加速度目標値αm を設定
する。図14の前後輪舵角計算部15は、こうして設定され
るヨー及び横運動の目標値を実現するための前輪補助舵
角目標値ΔδFT、後輪舵角δRTを演算する。
【0048】上述のような車両運動目標値設定部14及び
舵角計算部15は、これらをマイクロコンピュータのプロ
グラムをもって実現するものとし、その内容の一例を図
16及び17に示す。なお、本プログラムも一定時間ΔT の
割込み処理で実行され、また該当するステップには併せ
て図14, 15での対応部分の参照符号が付記されている。
図14において、ステップ300 では前記例と同様の操舵角
θ、車速Vの読込み処理を行い、続くステップ301 にお
いて、下記式に基づき夫々第1のヨーレイト定常目標値
(d/dt)φmod 、第1の横速度定常目標値 VYmodを演算す
る。 (d/dt)φmod = Gyrmo(V) ・θ ----- 28 VYmod = GVYmo (V)・θ ----- 29 ここに、 Gyrmo(V) 及び GVYmo (V)は、夫々設計者が車
速の関数として任意に与えた操舵角に対するヨーレイト
及び横速度の定常ゲインである( なお、上記G yrmo(V)
における添字「yr」はヨーレイトについてのものである
ことを、また GVYmo (V)における添字「VY」は横速度に
ついてのものであることを、表記するためのものであ
る) 。
【0049】次に、ステップ302 では、ステップ301 で
求めた第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmod 及び第
1の横速度定常目標値 VYmodを同時に満足するための前
後輪舵角定常値ΔδFod , δRod を、夫々次式に従って
演算する。 ΔδFod = {1/(GVYFO(V)+ GVYRO (V)) }・{(GVYRO(V)/ Gyro (V)) ・(d/dt)φmod + VYmod}- θ/N ----- 30 δRod = ΔδFod + θ/N-(1/ Gyro (V))・(d/dt)φmod ----- 31 ここで、上記に示される式は、夫々以下のようにして導
出することができる。
【0050】即ち、まず、操舵角θ、前輪補助舵角Δδ
F 、後輪舵角δR に対する定常状態におけるヨーレイト
(d/dt)φ0及び横速度 VYOを次のように書き表す。 (d/dt)φ0 = Gyro (V) ・{ (θ/N)+ΔδF - δR } ---- 32 VYO = GVYFO(V) ・{ (θ/N)+ΔδF }+GVYRO(V) ・δR ---- 33 ここに、上記式における Gyro (V), GVYFO(V), GVYRO
(V) は、よく知られた線形2自由度車両モデルに基づき
車速の関数として、夫々次のように表されるものであ
る。 Gyro (V) = V/L(1+AV) ----- 34 GVYFO(V) = { LR ・V-(M・ LF ・V3/2L ・ KR ) }・{L(1+AV2)}-1 ----- 35 GVYRO(V) = { LF ・V-(M・ LR ・V3/2L ・eKF ) }・{L(1+AV2)}-1 ----- 36 なお、ステアリングホイールによる主操舵とは別に前輪
及び後輪を夫々操舵制御する前輪補助操舵系及び後輪操
舵系を備える車両の場合、2自由度2次モデル(前輪補
助操舵+後輪操舵)において、運動方程式は次式により
表される。 IZ ・(d2/dt2)φ= 2LF ・ CF - 2LR ・ CR ----- 37 M・α = M((d/dt)VY + V ・(d/dt)φ) = 2C F + 2C R ----- 38 但し、α:横加速度 dVY また、前後輪コーナリングフォース CF ,CR 、前後輪横
すべり角βF , βR は、夫々次のようになる。 CF = eKF ・βF CR = KR ・βR ----- 39 βF = θ/N+ ΔδF -( VY + LF ・(d/dt)φ)/V βR = δR -( VY -LR ・(d/dt)φ/V ----- 40
【0051】ここで、定常状態において、(d/dt)φ0 =
(d/dt)φmod , VYO= VYmo を満足する前後輪舵角値を
夫々ΔδFod , δRod とすると、まず、前記式32から次
の関係式が得られる。即ち、式32中、(d/dt)φ0 を(d/d
t)φmod に、またδRoをΔδFod に、更にδR をδRod
に、夫々おきかえてδRod について整理すると、 δRod = ΔδFod + θ/N- (1/Gyro (V))・(d/dt)φmod なる前述の式31が得られるのである。更に、同様にし
て、前記式33及び式31から次式が得られる。 VYmod = GVYFO(V) ・{ (θ/N) + ΔδFod } + GVYFO(V) ・{ΔδFod + θ/N-( 1/Gyro (V))・(d/dt)φmod } ----- 41 しかして、上記式41をΔδFod について整理すれば、
前述の式28が得られるのである。以上により、ステップ
302 での演算式が導出される。
【0052】次に、ステップ303 では、図18に例示する
如きサブルーチンプログラムにより定常前後輪舵角のリ
ミットチェック及び設定処理を行なう。図において、ス
テップ400, 401は、夫々前述した前後輪の定常舵角制限
値ΔδFLIM, δRLIMを用いた|ΔδFod |≦ΔδFLIM,
|δRod |≦δRLIMについての判別ステップであり、前
記ステップ302 で演算される前後輪舵角定常値Δ
δFod , δRod の絶対値|ΔδFod |, |δRod |が共
にΔδFLIM, δRLIM以下の場合(ステップ400, 401の答
がいずれもYES の場合) には、本例では、ステップ402
で、後記ステップ304 の演算に適用する前輪定常値Δδ
FO及び後輪定常値δROとして、夫々ΔδFO= ΔδFod ,
δRO= δRod として本プログラムを終了する。
【0053】一方、算出前後輪舵角定常値ΔδFod , δ
Rod の絶対値のうちいずれか一方でも制限値ΔδFLIM,
δRLIMより大の場合 (ステップ400, 401の少なくとも一
方の答がNOのとき) には、本例では、まずステップ403
において、夫々次式、 γF = ΔδFLIM /|ΔδFod | ---- 42 γR = δRLIM /|δRod | ---- 43 による比γF , γR を算出し、次いで、ステップ404 で
γF ≦γR か否かについての判別を行なう。上記判別結
果に応じ、γF , γR のうち小さい方を補正係数とし
て、答がYESてらステップ405 において、次式、 ΔδFO = γF ・ΔδFod ---- 44 δRO = γF ・δRod ---- 45 により、他方答がNOならステップ406 において、次式、 ΔδFO = γR ・ΔδFod ---- 46 δRO = γR ・δRod ---- 47 により、夫々該当補正係数を前述の算出値δFod , δ
Rodに乗算して得られる値を前後輪定常値ΔδFORO
に設定して本サブルーチンを終了することとする。
【0054】図16に戻り、ステップ303 に続くステップ
304では、こうして設定される前後輪定常値ΔδFO
ROを用い、夫々前述の式32, 33に準じた次式、 (d/dt)φmo=Gyro (V) ・{ (θ/N)+ΔδFO- δRO} ----- 48 VYom =GVYF (V) ・{ (θ/N)+ΔδFO}+GVYRO (V)・δRo ----- 49 に基づき第2のヨーレイト定常目標値(d/dt)φmo及び第
2の横速度定常目標値VYom を設定する。
【0055】以上のような処理により、被制御量として
のヨーレイト及び横速度の定常目標値は、前記ステップ
301 での第1のヨーレイト定常目標値(d/dt)mod 及び第
1の横速度定常目標値 VYmodそのままか、上記第2のヨ
ーレイト定常目標値(d/dt)φmo及び第2の横速度定常目
標値 VYmo のいずれかに選択的に設定されことになる。
例えば、ヨーレイトの定常目標値についていえば、前記
ステップ402 でΔδFO= ΔδFod , δRORod と設定
されるときは、これらと前述の式31とから、前記式48の
右辺は、 Gyro (V) ・{ (θ/N)+ΔδFod -ΔδRod } = Gyro (V) ・{ (θ/N)+ΔδFod - ΔδFod -(θ/N) + (1/ Gyro (V))・(d/dt)φmod } =(d/dt)φmod となり、結果、第1のヨーレイト定常目標値となること
を意味する。横加速度の目標定常値についても、上記に
準ずる。
【0056】こうして、本例では、夫々の目標定常値
は、夫々の被制御量に対して設計者が理想的と考える任
意に与えられた定常特性に基づき設定される第1の目標
定常値としての(d/dt)φmod , VYmodと、予め求められ
た車両固有の操舵角、前輪制御入力及び後輪制御入力に
対する被制御量の定常特性に基づき設定される第2の目
標定常としての(d/dt)φmo , VYmo とから、選択的に切
換え設定されることになる。制御可能な舵角量に制限
(ΔδFmax, δRmax) がある場合に、一律に規範モデル
によりヨーレイト及び横速度の目標定常値を設定するの
ではなく、第1の目標定常値を実現するための前輪及び
後輪制御入力定常値ΔδFod , ΔδRod の絶対値がいず
れも前記制限値ΔδFLIM, δRLIMを越えない場合にはそ
の第1の目標定常値を車両運動目標値設定部の目標定常
値として選択するのであり、いずれか一方でも越える場
合には第2の目標定常値を選択するようにするのであ
る。
【0057】このようにするのは、以下のような車両で
のヨーレイト、更には横速度、横加速度の応答に着目し
たものである。即ち、前記例と同様、そのスタビリティ
ファクタA、ステアリングギヤ比N、ホイールベースL
を、A=2×10-3、N=15、L=2.5mとする車両で、前後輪
舵角制御の対象となる車両を考えたとき、ベース車即ち
前輪補助舵角及び後輪舵角をゼロにした場合の定常ヨー
レイトゲイン Gyro2ws(V) は、前記式25と同じように、 Gyro2ws(V) = V/NL(1+AV2) ----- 50 で表される。これに対して、まず、第一に、ヨーレイト
の応答目標を設定するヨーレイト規範モデルは、次のよ
うに、定常ゲインは上記ベース車と同一、過渡特性は操
舵角入力に対し一次遅れとなるように設定するものとす
る。 (d/dt)φm =Gyrmo(V) ・{1/(1+ τyrS)}・θ Gmo(V) = Gyr2ws (V) ----- 51 (d/dt)φm : ヨーレイト目標値 τyr : 時定数 一方、第二に、横速度(横すべり角=横速度/車速)に
ついては、一般にゼロか望ましいといわれており、従っ
て、その横速度目標値 VYmは、次のように与える。 VYm = 0 ----- 52
【0058】このようにヨーレイト及び横速度の目標特
性を設定し、前記文献2の「3.1 前後輪舵角系」に示さ
れる方法により、前後とも最大制御舵角1度の車両を制
御した場合の車両運動シュミレーション結果を図19乃至
図22に示してある。図19, 20及び図21, 22ともに、車速
V=180km/hでステップ状の操舵角が入力された場合(図
19, 21の各 (イ) )の前輪制御舵角(同各(ロ))、後
輪舵角(同各(ハ)、ヨーレイト(同各(ニ))、並び
に横加速度(図20, 22の各(ホ))、及び横速度(同各
(ヘ))のシュミレーション結果であるが、図19, 20の
ように、操舵角入力が小さい(10 度) の場合には、前
輪、後輪とも、制御舵角は0.5度以内であり、ヨーレイ
ト及び横加速度は操舵角入力に対して一次遅れの極めて
良好な特性となり、また、横速度は常にゼロを保つもの
となっている。
【0059】一方、図21, 22の如くに比較的大きな操舵
角 (ここでは、30度) が入力されると、前輪及び後輪の
制御舵角指令値は1度を越える。この場合において、機
械的舵角制限機構により最大1度の制限が設定されてい
るときは、夫々の実際値はその機械的舵角制限機構によ
り1度に制限される((ロ)、(ハ))。この結果、ヨ
ーレイト、横加速度、横速度は夫々目標値から大きくず
れる((ニ)、(ホ)、(ヘ))。制御なしのベース特
性に比べれば、それでもなお良好な応答ではあるけれど
も、そのベース制御の持つ振動的な挙動が或る程度出て
しまう。ヨーレイトはオーバーシュートが発生している
し、更に横速度は過渡特性に振動的なふるまいがみら
れ、横加速度にもオーバーシュートが生ずる結果となっ
ている。こうして線形理論に基づく前後輪舵角制御法を
制御舵角に制限があるシステムに適用した場合、大きな
操舵角入力に対し制御舵角が飽和してしまい十分な制御
効果を得にくいことから、上述の如き挙動を抑制し、軽
減するため、ヨーレイト及び横速度の目標設定値を、い
かなる操舵角入力に対しても、前輪及び後輪の制御舵角
が定常的に飽和しないように設定するべく、前述のステ
ップ302, 303, 304(図15の対応部分14b, 14c, 14d)の演
算を目標定常値設定に導入することとしたものである。
【0060】なお、図18のフローチャートにおいて、前
後輪舵角定常値ΔδFod , δRod の絶対値がともに制限
値ΔδFLIM, δRLIM以下の場合には、ステップ402 、ス
テップ304 をスキップして、従って(d/dt)φm0 =(d/dt)
φmod , VYmo = VYmodと直接おいて、後述のステップ
305 以下の処理に進むようにしてもよい。また、無条件
にステップ305 以下で適用される(d/dt)φm0, V
Ymo を、(d/dt)φm0= (d/dt)φmod , VYmo = VYmod
おいた場合は、従来方式 (文献2,3.1)と同様の制御系と
なる。
【0061】さて、ステップ304 からステップ305 へ進
むと、ここでは、操舵入力に対して所望の過渡応答が得
られるようなヨーレイト目標値(d/dt)φm 、ヨー角加速
度目標値(d2/dt2m 、横速度目標値 VYm、及び横加速
度目標値αm を演算する。まず、ヨーレイト目標値演算
として、前記例の対応処理である前記式15, 16と同様に
してヨー角加速度目標値(d2/dt2m =((d/dt)φmo- (d
/dt)φm )/τyrを求め、(d2/dt2m の積分(近似演
算)により目標とすべきヨーレイト(d/dt)φm (ここで
は、τyrによる一次遅れで生じさせる) を求める。本実
施例では、こうして操舵角入力に対してヨーレイトは一
次遅れとなるように演算式を与えており、また、横速度
は減衰係数1の二次遅れになるように演算式を与える。
即ち、横速度、横加速度目標値演算では、次式に基づき
目標とすべき横速度VYm、横加速度αm を求める。 VYm =∫((d/dt)VYm )dt ----- 53 (但し、 VYm = VYm +ΔT ・(d/dt) VYmによる近似演
算) (d/dt)VYm =∫((d2/dt2)VYm )dt ----- 54 (但し、(d/dt) VYm = (d/dt)VYm +ΔT ・(d2/dt2)
VYmによる近似演算) (d2/dt2)VYm =(VYm0- VYm-2・τVY・(d/dt) VYm )/ τVY 2 ----- 55 (但し、τVY: 時定数) αm = (d/dt) VYm + V・(d/dt)φm ----- 56
【0062】次のステップ306 では、前述した2自由度
車両運動方程式の逆計算を利用し、ステップ305 で設定
された車両運動目標値に実際の車両挙動が一致するため
の前後輪舵角を導く。即ち、まず、運動目標値を得るた
めの前後輪コーナリングフォース CF , CR を、前記式
37, 38での(d2/dt2)φ、αとして前記ステップ305 での
演算値(d2/dt2m 、αm を適用して CF , CR につき
整理した次式、 CF = (M・ LR ・αm +Iz ・(d2/dt2m )/2 ・L ----- 57 CR = (M・ LF ・αm +Iz ・(d2/dt2m )/2 ・L ----- 58 により求める。
【0063】以後逆演算によりこれらコーナリングフォ
ースを得るための前後輪すべり角βF , βR を、夫々、 βF = CF /e KF ----- 59 βR = CR /KR ----- 60 により求め(前記式39の逆計算) 、次いでこれらを基に
前輪補助舵角、及び後輪舵角の目標値ΔδFT, δR を演
算する。ここで、これらは前記式40に照らして、夫々 ΔδFTF + (VYm+LF ・(d/dt)φm )/V- (θ/N) ----- 61 δR R + (VYm+LR ・(d/dt)φm )/V ----- 62 により求められるため、上記式61, 62に従い、かつ前記
ステップ305 で設定した(d/dt)φm , VYmを用い、目標
とすべき前輪補助舵角ΔδFT、及び後輪舵角δRTを演算
するのである。
【0064】かくして、次のステップ307 の出力処理に
おいて、これら演算値(指令値)に応じた信号を各アク
チュエータ駆動部2F, 2Rに出力し、夫々対応する操舵機
構1F、1Rにより前後輪を操舵制御する。
【0065】本制御によれば、操舵角入力に対するヨー
レイト及び横速度の定常目標値を前後輪舵角制御可能範
囲の最大値より少ない舵角量で達成可能とするように設
定することにより、いかなる操舵角入力に対しても前後
輪舵角は飽和することなく、ヨーイング及び横運動に関
して設計者が意図する所望の過渡応答を常に得ることが
できる。
【0066】図23, 24は、本制御を適用した場合のシュ
ミーション結果で、前記図21, 22の場合と同様、車速18
0Km/h で操舵角30度(図23の (イ))が入力された場合の
車両挙動(同(ロ)、(ハ)、(ニ)、及び図24の
(ホ)(ヘ))を示す。ここに、本シュミレーションに
おいては、第1のヨーレイト定常目標値及び第1の横速
度定常目標値を設定するための定常ゲインは、夫々、 G
yrmo = Gyro (ベース車の定常ヨーイトゲインと同
一)、 GVYmo = 0に設定してあり、ヨーレイト及び横速
度の過渡応答特性は以下のように設定されている。 (d/dt)φm = Gyrmo・{1/(1+ τyrS) ----- 63 (τyr = 0.05 sec) VYm = GVYmo・{1/(1+ τVYS)(1+ τVYS)} = GVYmo・{1/(1+2τVYS+τVY 2S2)} ----- 64 (τVY = 0.2 sec) また、前後輪の定常舵角制限値ΔδFLIM, δRLIMは、い
ずれも0.6 度に設定されている。更に、図23の(ニ)、
図24の (ホ) 、(ヘ)における各理想値は、前後輪とも
舵角制御量に制限のない場合に相当する。
【0067】図23, 24の結果をみると、本制御の場合
は、前記図21, 22の比較例によるものに対し、そのもの
であったなら制御舵角が飽和してしまう30度の操舵角入
力に対しても、前後輪とも切れ角は1度以内であり(図
23の(ロ)、(ハ))、ヨーレイトは理想応答とよく一
致する(同(ニ))。加えて、横速度、横加速度につい
ても、次のことが分かる。即ち、横速度は、定常的に或
る程度発生するが、ベース車よりは低減しており、過渡
特性に振動的なふるまいはみられない(図24の
(ヘ))。また、横加速度についても、理想応答に比べ
れば定常状態に収まるまで時間を要するが、オーバーシ
ュートのない良好な特性が得られる。以上のように、図
23, 24の結果は、本制御の適用により、図21, 22の比較
例の結果と比べ、大きな操舵角入力に対しても良好な特
性が得られるようになることを示しており、舵角制御量
の最大値が比較的少ないシステムであっても、前後輪舵
角制御による効果を大きな操舵入力の際でも発揮させる
ことができることが分かる。勿論、小さな操舵入力にた
いしては前記図19, 20と同様の極めて良好な車両応答が
得られる。
【0068】本例においても、前記実施例と同様、ヨー
レイト定常目標値及び横速度定常目標値をマップから検
索して求める手法をとることもできる。即ち、本制御の
構成法として、図15、更には図17乃至図19に示したよう
に制御装置内でリアルタイムで(d/dt)φmo値及び VYmo
値を計算する方法以外に、ステップ301 〜304 の計算を
操舵角及び車速の起こり得る全範囲について予め計算し
ておき、操舵角入力に対するヨーレイト及び横速度の定
常目標値(d/dt)φmo, VYmo を各車速毎に操舵角の関数
としてマップの形で与えておくことも可能である。
【0069】また、以上では前記文献2の3.1 のフィー
ドフォワード方式の前後輪舵角制御法と対比して説明し
てきたが、本発明は特願平2-115273号に示されるような
フィードバック制御系においても同様に適用できる。
【0070】
【発明の効果】本発明によれば、運動制御量について操
舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を設定する際、
操舵角に対する運動制御量の定常ゲインは、操舵角入力
の大きさに応じて該定常ゲインが変化するように操舵角
の関数として与えられ、操舵角入力に対する運動制御量
の定常値を舵角制御可能範囲の最大値より少ない舵角量
で達成可能なように設定することができ、大きな操舵角
入力に対しても舵角が飽和することのない領域で制御可
能で、運動制御量の過渡応答特性を設計者の意図する応
答のものにすることを容易に実現することができる。
【0071】また、本発明は、操舵角入力に対する第1
及び第2の運動制御量の定常目標値を夫々前後輪舵角制
御可能範囲の最大値より少ない舵角量でもって達成可能
とするように設定することが可能で、同様に大きな操舵
角入力に対しても前後輪舵角は飽和することなく、従っ
て、2つの運動制御量を用いる前後輪舵角制御において
ヨーイング及び横運動に関して設計者が意図する過渡応
答を得るようにすることも、容易なものとすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施例を示すハードウェア・ブ
ロック構成図である。
【図2】同例のヨーレイト目標値設定部の内容の一例を
示すブロック構成図である。
【図3】同例の制御プログラムの一例を分割して示すフ
ローチャートにして、その一部を示す図である。
【図4】同じく、他の一部を示す図である。
【図5】図3のステップ103 の内容の一例を示すプログ
ラムフローチャートの図である。
【図6】実施例装置の特徴の説明に供する操舵角とヨー
レイト定常目標値との関係、及び操舵角と後輪舵角定常
値との関係の一例を示す図である。
【図7】実施例装置による効果の一例を示す図にして、
大舵角入力時のシュミレーション結果を示す図である。
【図8】同じく、切増し操作時のシュミレーション結果
を示す図である。
【図9】適用可能な規範モデルの定常特性設定の一例を
示す図である。
【図10】同規範モデルを用いた舵角制御における制御
舵角が飽和しない場合でのシュミレーション結果の一例
を示す図である。
【図11】図7と対比して示す比較例での制御舵角が飽
和した場合のシュミレーション結果を示す図である。
【図12】同じく、図8と対比して示す比較例でのシュ
ミレーション結果を示す図である。
【図13】実施例装置の他の構成法を説明する図にし
て、マップを用いる場合のその特性の一例を示す図であ
る。
【図14】本発明の他の例に係る実施例装置を示すハー
ドウェア・ブロック構成図である。
【図15】同例の車両運動目標値設定部の内容の一例を
示すブロック構成図である。
【図16】同例の制御プログラムの一例を分割して示す
フローチャートにして、その一部を示す図である。
【図17】同じく、他の一部を示す図である。
【図18】図16のステップ 304の内容の一例を示すプロ
グラムフローチャートの図である。
【図19】前後輪舵角制御における制御舵角が飽和しな
い場合でのシュミレーション結果の一例を示す図にし
て、その一部を示す図である。
【図20】同じく、他の一部を示す図である。
【図21】比較例として制御舵角が飽和した場合のシュ
ミレーション結果を示す図にして、その一部を示す図で
ある。
【図22】同じく、他の一部を示す図である。
【図23】図21, 23に対応して、実施例装置の効果の説
明に供するシュミレーション結果を示す図にして、その
一部を示す図である。
【図24】同じく、他の一部を示す図である。
【符号の説明】
1 後輪操舵機構 1R 後輪操舵機構 1F 前輪操舵機構 2 アクチュエータ駆動部 2R 後輪アクチュエータ駆動部 2F 前輪アクチュエータ駆動部 3 コントローラ 4 ヨーレイト目標値設定部 4a 線形ヨーレイト定常目標値設定部 4b 定常後輪舵角計算部 4c 定常後輪舵角リミッタ 4d ヨーレイト定常目標値設定部 4e ヨーレイト過渡特性目標値設定部 5 後輪舵角計算部 11 操舵角センサ 12 車速センサ 14 車両運動目標値設定部 14a 第1のヨーレイト・横速度定常目標値設定部 14b 定常前後輪舵角計算部 14c 定常前後輪舵角リミッタ 14d 第2のヨーレイト・横速度定常目標値設定部 14e 車両過渡特性目標値設定部 15 前後輪舵角計算部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−146676(JP,A) 特開 昭61−244670(JP,A) 特開 平2−18168(JP,A) 特開 平3−10970(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 6/00 B62D 7/14 B62D 101:00 B62D 113:00 B62D 137:00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前輪または後輪の少なくともいずれか一
    方の舵角を制御可能な舵角制御機構、及び舵角制御入力
    に従い制御入力値に実際の舵角が一致するよう機構の駆
    動をする駆動部を含む操舵装置を有し、該制御対象車輪
    の舵角制御をすることで実現しようとする車両の運動が
    目標の車両運動となるように車両ヨーイング運動制御量
    及び車両横運動制御量の少なくともいずれかの運動制御
    量を対象として制御する4輪操舵車両における舵角制御
    装置にして、 ステアリングホイールの操舵角またはこれに相当する量
    を検出する検出手段と、 車速またはこれに相当する量を検出する検出手段と、 これら検出手段からの出力を用いて前記運動制御量につ
    いて操舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を設定す
    る車両運動目標値設定手段と、 該車両運動目標値設定手段で設定される運動目標値に実
    際の車両応答が一致もしくは追従するように前記制御対
    象車輪の舵角制御入力値を演算して前記操舵装置に指令
    する舵角演算手段とを具備する舵角制御装置であって、 該車両運動目標値設定手段で設定される操舵角に対する
    前記運動制御量の定常ゲインは、操舵角入力の大きさに
    応じて該定常ゲインが変化するように操舵角の関数とし
    て与えられる ことを特徴とする車両用舵角制御装置。
  2. 【請求項2】 操舵角θに対する運動制御量の目標値 y
    m の定常特性は、操舵角θに関する非線形関数 G m
    (θ) により、次式、 y mo = G m (θ)・θ 0 但し、 y mo は運動制御量の目標定常値、θ 0 は操舵角θ
    の定常値のように設定される、 ことを特徴とする請求項1記載の車両用舵角制御装置。
  3. 【請求項3】 制御対象車輪の制御可能な舵角制御量に
    制限がある場合におけるその制限の量をδ max とし、該
    δ max より少ない所定の量をδ LIM としたとき、大きな
    操舵角入力に対しても、制御舵角の定常値が該所定の量
    δ LIM をこえないように、非線形関数 G m (θ)が設定
    される、 ことを特徴とする請求項2記載の車両用舵角制御装置。
  4. 【請求項4】 前輪の舵角を制御可能な補助舵角制御機
    構、及び前輪制御入力に従い制御入力値に実際の舵角が
    一致するよう機構の駆動をする駆動部を含む前輪補助操
    舵装置と、後輪の舵角を制御可能な舵角制御機構、及び
    後輪制御入力に従い制御入力値に実際の舵角が一致する
    よう機構の駆動をする駆動部を含む後輪操舵装置とを有
    し、該前後輪の舵角制御をすることで実現しようとする
    車両のヨーイング運動及び横運動が目標の車両ヨーイン
    グ運動及び横運動となるように車両ヨーイング運動制御
    量を第1の運動制御量とし車両横運動制御量を第2の運
    動制御量としてこれら第1及び第2の運動制御量を制御
    する4輪操舵車両における舵角制御装置にして、 ステアリングホイールの操舵角またはこれに相当する量
    を検出する検出手段と、 車速またはこれに相当する量を検出する検出手段と、 これら検出手段からの出力を用いて前記第1及び第2の
    運動制御量の夫々について操舵角入力に対する定常特性
    及び過渡特性を設定する車両運動目標値設定手段と、 該車両運動目標値設定手段で設定される前記第1の運動
    制御量の運動目標値及び第2の運動制御量の運動目標値
    に実際の車両応答が一致もしくは追従するように前輪舵
    角入力値及び後輪舵角入力値を夫々演算して前記前輪補
    助操舵装置及び後輪操舵装置に指令する舵角演算手段と
    を具備する舵角制御装置であって、 該車両運動目標値設定手段で設定される第1及び第2の
    運動制御量の目標定常値は、 制御対象車両固有の特性によらずに操舵角入力に対する
    所望の第1の運動制御量及び第2の運動制御量が得られ
    るよう設定可能な第1の運動制御量用の第1の定常特性
    及び第2の運動制御量用の第1の定常特性に基づいて夫
    々設定される、第1の運動制御量に関する第1の目標定
    常値及び第2の運動制御量に関する第1の目標定常値
    と、 夫々制御対象車両を対象として予め設定した当該車両固
    有の操舵角、前輪制御入力及び後輪制御入力に対する第
    1の運動制御量用の第2の定常特性及び第2の運動制御
    量用の第2の定常特性に基づいて設定される、第1の運
    動制御量に関す る第2の目標定常値及び第2の運動制御
    量に関する第2の目標定常値から、選択的に設定される
    ことを特徴とする車両用舵角制御装置。
  5. 【請求項5】 前輪制御入力の制御可能な舵角量に制限
    がある場合におけるその制限の量をΔδ Fmax 、後輪制御
    入力の制御可能な舵角量に制限がある場合におけるその
    制限の量をδ Rmax とし、かつ、該Δδ Fmax より少ない所
    定の量をΔδ FLIM 、該δ Rmax より少ない所定の量をδ
    RLIM としたとき、 第1の運動制御量に関する第1の目標定常値及び第2の
    運動制御量に関する第1の目標定常値を実現するための
    前輪制御入力値及び後輪制御入力値のいずれもが、該所
    定の量Δδ FLIM 及び所定の量δ RLIM をこえない場合、当
    該第1の運動制御量に関する第1の目標定常値及び第2
    の運動制御量に関する第1の目標定常値を車両運動目標
    値設定手段の第1の運動制御量及び第2の運動制御量に
    関する目標定常値として選択し、いずれか一方でもこえ
    る場合には、第1の運動制御量に関する第2の目標定常
    値及び第2の運動制御量に関する第2の目標定常値を車
    両運動目標値設定手段の第1の運動制御量及び第2の運
    動制御量に関する目標定常値として選択する、 ことを特徴とする請求項4記載の車両用舵角制御装置。
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