JPH0415165A - Auxiliary steering device for vehicle - Google Patents
Auxiliary steering device for vehicleInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は車両の特性変化や横風等の外乱入力に対しても
常に安定した操安性を確保するための補助操舵装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an auxiliary steering device for always ensuring stable steering performance even in the face of changes in vehicle characteristics and disturbance inputs such as crosswinds.
（従来の技術）
この種の補助操舵装置としては従来、特開昭６１−２４
７９７９号公報に記載の如くステアリングホイールによ
る主操舵とは別に、前輪又は後輪を補助操舵し、その補
助操舵系を主操舵量に対し所望のヨーレートを生じさせ
るためのフィードフォワード補賞部とヨーレートの目標
値に対する実際値の偏差に従いフィードバック補償を行
う外乱抑制を目的としたフィードバック補償部とにより
２自由度構成にする技術がある。(Prior art) This type of auxiliary steering device has been developed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-24
As described in Publication No. 7979, a feedforward supplementary section and yaw rate are provided for auxiliary steering of the front wheels or rear wheels in addition to the main steering by the steering wheel, and for causing the auxiliary steering system to produce a desired yaw rate relative to the amount of main steering. There is a technique for constructing a two-degree-of-freedom configuration by using a feedback compensation section for the purpose of disturbance suppression that performs feedback compensation according to the deviation of the actual value from the target value.
（発明が解決しようとする課題）
しかしこの文献に例示されているように、フィードバン
ク制御系を上記偏差に応じた比例（Ｐ、）制御系、積分
（１）制御系、若しくはＰＩ制御系で構成する場合、制
御定数を試行錯誤により決めるしかなく、狙い通りの操
縦性能を得るには多大なチューニング工数がかかり、こ
のようなチューニングによってもなお所定の操縦性能が
得られるという補償がない。(Problem to be Solved by the Invention) However, as exemplified in this document, the feed bank control system is changed to a proportional (P,) control system, an integral (1) control system, or a PI control system according to the above deviation. In this case, the control constants must be determined by trial and error, and it takes a large amount of tuning effort to obtain the desired maneuverability, and there is no guarantee that the desired maneuverability will still be obtained even with such tuning.
本発明はこのような問題を生じないフィードバック制御
系を持つ補助操舵装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an auxiliary steering system having a feedback control system that does not cause such problems.
（課題を解決するための手段）
この目的のため本発明は、ステアリングホイールによる
主操舵とは別に、前輪及び後輪の少なくとも一方を補助
操舵する補助操舵装置を具えた車両において、
主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、この主操舵量
及び前記補助操舵装置による補助操舵量から車両固有の
主操舵量−車両水平面運動量伝達特性と補助操舵量−車
両水平面運動量伝達特性とに基づき、車両水平面運動量
を推定する車両水平挙動推定手段と、
車両の水平面運動量を検出する車両水平挙動検出手段と
、
車両の推定及び検出した水平面運動量間の偏差を求める
挙動偏差演算手段と、
前記補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性の逆系、及
び任意に設定可能な伝達特性を用い前記偏差をなくすた
めの補助操舵量を演算して前記補助操舵装置に指令する
補助操舵量演算手段とを具備して構成したものである。(Means for Solving the Problems) For this purpose, the present invention provides a vehicle equipped with an auxiliary steering device for auxiliary steering of at least one of the front wheels and the rear wheels, in addition to the main steering by the steering wheel. A main steering amount detecting means detects the vehicle based on the main steering amount and the auxiliary steering amount by the auxiliary steering device based on the vehicle-specific main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. Vehicle horizontal behavior estimation means for estimating the horizontal plane momentum; Vehicle horizontal behavior detection means for detecting the horizontal plane momentum of the vehicle; Behavior deviation calculation means for calculating the deviation between the estimated and detected horizontal plane momentum of the vehicle; and the auxiliary steering amount - An auxiliary steering amount calculating means for calculating an auxiliary steering amount for eliminating the deviation using an inverse system of vehicle horizontal plane momentum transfer characteristics and an arbitrarily settable transfer characteristic and instructing the auxiliary steering device to do so. This is what I did.
本発明の他の目的は、上記の構成にフィードフォワード
制御系を付加した補助操舵装置を捷供しようとするもの
で、
ステアリングホイールによる主操舵とは別に、前輪及び
後輪の少なくとも一方を補助操舵する補助操舵装置を具
えた車両において、
主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、この主操舵量
から任意に設定可能な規範モデルを基に第１補助操舵量
を演算する第１補助操舵量演算手段と、
前記主操舵量及び前記補助操舵装置による補助操舵量か
ら車両固有の主操舵量−車両水平面運動量伝達特性と補
助操舵量−車両水平面運動量伝達特性とに基づき、車両
水平面運動量を推定する車両水平挙動推定手段と、
車両の水平面運動量を検出する車両水平挙動検出手段と
、
車両の推定及び検出した水平面運動量間の偏差を求める
挙動偏差演算手段と、
前記補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性の逆系、及
び任意に設定可能な伝達特性を用い前記偏差をなくすた
めの第２補助操舵量を演算する第２補助操舵量演算手段
と、
第１及び第２補助操舵量を加算して前記補助操舵装置に
指令する補助操舵量決定手段とを具備した構成に特徴づ
けられる。Another object of the present invention is to provide an auxiliary steering device in which a feedforward control system is added to the above configuration, and the auxiliary steering device is capable of auxiliary steering of at least one of the front wheels and the rear wheels, in addition to the main steering by the steering wheel. In a vehicle equipped with an auxiliary steering device, the main steering amount detection means detects the amount of main steering, and the first auxiliary steering device calculates a first auxiliary steering amount based on a reference model that can be arbitrarily set from the main steering amount. a quantity calculation means, and estimates a vehicle horizontal plane momentum from the main steering amount and the auxiliary steering amount by the auxiliary steering device based on a vehicle-specific main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and an auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. vehicle horizontal behavior estimation means for detecting the horizontal plane momentum of the vehicle; behavior deviation calculation means for calculating the deviation between the estimated and detected horizontal plane momentum of the vehicle; and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer. a second auxiliary steering amount calculation means for calculating a second auxiliary steering amount for eliminating the deviation using a reverse system of characteristics and a transfer characteristic that can be set arbitrarily; The present invention is characterized by a configuration including an auxiliary steering amount determining means for instructing the auxiliary steering device.
（作 用）
補助操舵装置は、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の少なくとも一方を、以下の如くに
決定した量だけ補助操舵する。(Operation) The auxiliary steering device performs auxiliary steering of at least one of the front wheels and the rear wheels by an amount determined as follows, in addition to the main steering by the steering wheel.
即ち、前者の本発明では先ず、車両水平挙動推定手段が
主操舵量及び補助操舵量から車両固有の主操舵量−車両
水平面運動量伝達特性と補助操舵量−車両水平面運動量
伝達特性とに基づき、車両水平面運動量を推定する。一
方、車両水平挙動検出手段は車両の水平面運動量を検出
し、挙動偏差演算手段はこの検出運動量と、上記の通り
推定した車両の水平面運動量との差を演算する。そして
補助操舵量演算手段は、前記補助操舵量−車両水平面運
動量伝達特性の逆系、及び任意に設定可能な伝達特性を
用い、上記偏差をなくすための補助操舵量を演算して補
助操舵装置に指令する。That is, in the former aspect of the present invention, the vehicle horizontal behavior estimating means first calculates the vehicle horizontal behavior based on the main steering amount and the auxiliary steering amount based on the vehicle-specific main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. Estimate horizontal plane momentum. On the other hand, the vehicle horizontal behavior detection means detects the horizontal plane momentum of the vehicle, and the behavior deviation calculation means calculates the difference between this detected momentum and the vehicle horizontal plane momentum estimated as described above. The auxiliary steering amount calculation means uses the inverse system of the auxiliary steering amount--vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the arbitrarily settable transfer characteristic to calculate an auxiliary steering amount to eliminate the deviation, and transmits the auxiliary steering amount to the auxiliary steering device. command.
よって、補助操舵装置は上記任意に設定可能な伝達特性
で狙った通りの車両水平面運動量が生ずるよう、従って
常時所定の操縦性能が車両の特性変化や外乱入力による
影響を受けることなく確実に得られるよう補助操舵を行
うこととなる。Therefore, the auxiliary steering system uses the arbitrarily settable transfer characteristics to generate the desired horizontal plane momentum of the vehicle, thereby ensuring that a predetermined steering performance is always achieved without being affected by changes in vehicle characteristics or disturbance input. Assisted steering will be required.
又後者の本発明では、第１補助操舵量演算手段が主操舵
量から任意に設定可能な規範モデルを基に第１補助操舵
量を演算する。又、第２補助操舵量演算手段は前者の発
明における補助操舵量演算手段と同様にして第２補助操
舵量を演算し、補助操舵量決定手段が第１及び第２補助
操舵量を加算して補助操舵装置に指令する。In the latter aspect of the present invention, the first auxiliary steering amount calculation means calculates the first auxiliary steering amount based on a reference model that can be arbitrarily set from the main steering amount. Further, the second auxiliary steering amount calculating means calculates the second auxiliary steering amount in the same manner as the auxiliary steering amount calculating means in the former invention, and the auxiliary steering amount determining means adds the first and second auxiliary steering amounts. Command the auxiliary steering system.
よって補助操舵装置は、常時上記任意に設定可能な規範
モデルで狙った通りの車両水平面移動量（操縦性能）が
車両の特性変化や外乱入力による影響を受けることなく
確実に得られるような補助操舵を行うことができる。Therefore, the auxiliary steering system is designed to provide auxiliary steering that always ensures that the desired amount of vehicle horizontal plane movement (maneuvering performance) can be obtained using the arbitrarily settable reference model described above without being affected by changes in vehicle characteristics or disturbance input. It can be performed.
（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。(Example) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第１図乃至第３図は本発明補助操舵装置の一実施例で、
第１図はハードウェア構成図、第２図は伝達特性モデル
図、第３図はコントローラの制御プログラムを夫々示す
。Figures 1 to 3 show an embodiment of the auxiliary steering system of the present invention.
FIG. 1 is a hardware configuration diagram, FIG. 2 is a transfer characteristic model diagram, and FIG. 3 is a controller control program.
先ず第１図のハードウェアを説明するに、１はステアリ
ングホイール、２はステアリングギヤ、３は車両を示し
、車両３はステアリングホイール１の操舵角に応じステ
アリングギヤ２を介して前輪を主操舵されるものとする
。そしてこの車両は後輪をアクチュエータ（補助操舵装
置）４により補助操舵することとし、後輪補助舵角δ６
をコントローラ５により制御する。コントローラ５は後
輪補助舵角演算回路５ａと、アクチュエータ駆動回路５
ｂとで構成する。前者の回路５ａはステアリングホイー
ル１の操舵角θを検出する操舵角センサ６（主操舵量検
出手段）からの信号、車速■を検出する車速センサ７か
らの信号、及び車両のヨーレートψ（車両水平面運動量
）を検出するヨーレートセンサ８（車両水平挙動検出手
段）からの信号を夫々入力され、これらを基に後輪舵角
Ｇ８を演算し、回路５ｂはこの後輪舵角δ、が生ずる
ようアクチュエータ４をストロークさせる。First, to explain the hardware in FIG. 1, 1 is a steering wheel, 2 is a steering gear, and 3 is a vehicle. The vehicle 3 mainly steers its front wheels via a steering gear 2 according to the steering angle of the steering wheel 1. shall be In this vehicle, the rear wheels are auxiliarily steered by an actuator (auxiliary steering device) 4, and the rear wheel auxiliary steering angle δ6
is controlled by the controller 5. The controller 5 includes a rear wheel auxiliary steering angle calculation circuit 5a and an actuator drive circuit 5.
It consists of b. The former circuit 5a receives a signal from a steering angle sensor 6 (main steering amount detection means) that detects the steering angle θ of the steering wheel 1, a signal from a vehicle speed sensor 7 that detects the vehicle speed, and a signal from the vehicle yaw rate ψ (vehicle horizontal plane). The signals from the yaw rate sensor 8 (vehicle horizontal behavior detection means) that detects the amount of momentum) are inputted, and based on these signals, the rear wheel steering angle G8 is calculated, and the circuit 5b operates the actuator so that this rear wheel steering angle δ is generated. Stroke 4.
次に第２図の伝達特性モデルを説明するに、車両３は自
軍の操舵角−ヨーレート（θ−ψ）伝達特性Ｇ、及び後
輪舵角−ヨーレート（δ大−φ）伝達特性Ｇ、により決
まる操舵角θ及び後輪舵角δ寓に応じたヨーレートの和
値に相当するヨーレートφを生ずるが、このヨーレート
ψは伝達特性Ｇ、、ＧＲの変化、及び横風や、路面の凹
凸等の外乱ｄによって変化する。ここで、瞬時（１）毎
における車両全体の動的なヨーレート伝達特性は、’／
（ｔ） ＝ＧＦ（Ｓ、Ｖ） ・ θ（ｔ）＋ＧＭ（
Ｓ、Ｖ） −δ、（ｔ）＋ｄ（ｔ）で表され、この式中
Ｓは微分演算子、■は車速で、これらの関数としてＧＦ
、 Ｇ＊を決定する。Next, to explain the transfer characteristic model in Fig. 2, vehicle 3 is based on the steering angle-yaw rate (θ-ψ) transfer characteristic G of the own force and the rear wheel steering angle-yaw rate (δ large - φ) transfer characteristic G. A yaw rate φ is generated which corresponds to the sum of the yaw rates according to the determined steering angle θ and rear wheel steering angle δ, but this yaw rate ψ depends on changes in the transmission characteristics G, GR, and external disturbances such as crosswinds and road surface irregularities. It changes depending on d. Here, the dynamic yaw rate transfer characteristic of the entire vehicle at each instant (1) is '/
(t) = GF(S, V) ・θ(t)+GM(
S, V) -δ, (t) + d(t), where S is a differential operator, ■ is the vehicle speed, and GF is expressed as a function of these.
, determine G*.
そして、車両３に後輪舵角δ□を与えるアクチュエータ
を含む後輪舵角制御系９では、挙動目標演算部１０（車
両水平挙動推定手段）において任意に設定可能な目標と
すべき車両固有の操舵角−ヨーレート伝達特性ＧＦ３及
び後輪舵角−ヨーレート伝達特性Ｇｌｌ：Ｉを用い、操
舵θ及び後輪舵角δ、に応じた目標ヨーレートを夫々求
め、これらの和値を車両全体の目標とずべきヨーレート
Ｌ：ｐ３とする。In the rear wheel steering angle control system 9 including an actuator that gives the rear wheel steering angle δ□ to the vehicle 3, a behavior target calculation unit 10 (vehicle horizontal behavior estimating means) sets a vehicle-specific target that can be arbitrarily set. Using the steering angle-yaw rate transfer characteristic GF3 and the rear wheel steering angle-yaw rate transfer characteristic Gll:I, find the target yaw rate according to the steering θ and the rear wheel steering angle δ, and calculate the sum of these values as the target for the entire vehicle. The offset yaw rate L: is set to p3.
このψ、は前記（１）式に照らして
ψ：＋（ｔ） −ＧＦｉ（Ｓ、Ｖ）−θ（１）１Ｇ＋＋
ｚ（Ｓ、ν）・δ＋１（１）と表すことができる。なお
、以後（Ｓ、Ｖ）と、動特性であることを示す（１）と
を簡便のため省略して記述する。This ψ, in light of the above equation (1), is ψ: + (t) -GFi (S, V) - θ (1) 1G++
It can be expressed as z(S, ν)·δ+1(1). Hereinafter, (S, V) and (1) indicating dynamic characteristics will be omitted for simplicity.
又、後輪舵角制御系９における後輪舵角演算部１１では
、ヨーレートの目標値φ３と実際値ψとの偏差ｅ＝ψ、
−ψから、目標とすべき後輪舵角ヨーレート伝達特性Ｃ
Ｒ３の逆系１／Ｇ１１３と、分母次数及び分子次数間の
差をモデルシステムの出力のそれと同じか、若しくは分
母次数の方が大きくなるようにするための伝達特性（フ
ィルター）Ｆとに基づき、後輪舵角δ５を
により決定する。なお上記フィルター特性Ｆについては
、車両の特性をよく知られたヨー及び横移動の平面２自
由度線形近似モデルを用いて数式化した場合、Ｇ１１３
が１次／２次となるので純微分を必要としない制御系を
組むために、フィルター特性Ｆを
のように与える。In addition, the rear wheel steering angle calculation unit 11 in the rear wheel steering angle control system 9 calculates the deviation e=ψ between the target value φ3 of the yaw rate and the actual value ψ,
From −ψ, the target rear wheel steering angle yaw rate transmission characteristic C
Based on the inverse system 1/G113 of R3 and a transfer characteristic (filter) F for making the difference between the denominator order and the numerator order the same as that of the output of the model system, or the denominator order is larger, The rear wheel steering angle δ5 is determined by: Regarding the above filter characteristic F, when the vehicle characteristics are expressed mathematically using a well-known linear approximation model with two degrees of freedom on the plane for yaw and lateral movement, G113
is first-order/second-order, so in order to construct a control system that does not require pure differentiation, the filter characteristic F is given as follows.
以上説明した第２図のように制御系９を構成する場合、
車両のヨーレート伝達関数を求めるに、（１）式に対応
して
ψ−ＧＦθ十Ｇ、δ、、＋ ｄ −−−−（３）で
あり、又（２）式に対応して
ψ３ ”’ ＧＦ３θ十 ＧＲ３δ、 −
−−−（４）である。従って、
ｅ＝ψコーψ
−ＧＦ３θ÷ＧＲ３δ８−ψ −−−−（５）となり
、一方で第２図より
である。（５）式を（６）弐に代入して整理すると、が
得られ、この（７）弐を（３）弐に代入して整理すると
、（τ：時定数）
となる。ここで、ＧＦ 、 ＧＲが夫々目標特性ＧＦ３
＋６０に対しΔＧＦ ＋ ΔＧ、ｌだけずれてＧＦ
＝ ＧＦ３＋ΔＧｒ 、ＧＲ＝ ＧＲ３＋ΔＧＩＩ と
なり、フィルター特性がΔＦ ＝１−Ｆだけずれたとす
ると、上記（８）式は次の様に書き換えられる。When configuring the control system 9 as shown in FIG. 2 explained above,
To find the yaw rate transfer function of the vehicle, ψ - GF θ 0 G, δ, , + d --- (3) corresponding to equation (1), and ψ3 ''' corresponding to equation (2) GF3θ+ GR3δ, -
---(4). Therefore, e=ψkoψ−GF3θ÷GR3δ8−ψ−−−−(5), on the other hand, from FIG. When formula (5) is substituted into (6) 2 and rearranged, the following is obtained, and when this (7) 2 is substituted into (3) 2 and rearranged, (τ: time constant) is obtained. Here, GF and GR are respectively the target characteristics GF3
+60 ΔGF + ΔG, shifted by l GF
= GF3+ΔGr, GR=GR3+ΔGII, and assuming that the filter characteristics are shifted by ΔF=1−F, the above equation (8) can be rewritten as follows.
この式から明らかなように本発明を適用する場合、以下
の作用効果が得られる。As is clear from this equation, when the present invention is applied, the following effects can be obtained.
１パラメータ の ｄ＝ｏと
（９）式中右辺第１項から、ΔＦが小さくてＦがＩに近
ければ、ψがＧＦ３ θとなり、従ってパラメータＧＦ
、 Ｇｅｔに関係がなくなるため、これらパラメータ
の変動によってもφがその影響を受けることがなく、常
に狙い通りの安定した操縦性能を何等のチューニングも
要せずに達成することができる。From the one-parameter d=o and the first term on the right side of equation (9), if ΔF is small and F is close to I, ψ becomes GF3 θ, and therefore the parameter GF
, Get, φ is not affected by fluctuations in these parameters, and stable maneuvering performance as aimed can always be achieved without the need for any tuning.
θ−〇と
（９）式中右辺第２項から、ΔＧｖ −０（ＧＦ ＝Ｇ
Ｆ３） 、 ６０ｍ −０（ＧＲ＝ ＧＲＩ）であれば
ψ−ΔＦ−ｄとなり、ここでΔＦが十分小さければ、外
乱ｄの影響をほとんどなくすことができ、外乱ｄによっ
て操縦性能が狙ったものからずれるのを防止することが
できる。又、ΔＧ、≠０．ΔＧ、≠０でもΔＦが小さけ
ればφを０に近付けることができ、同様の作用効果を奏
し得る。From θ−〇 and the second term on the right side of equation (9), ΔGv −0(GF = G
F3), 60m -0 (GR = GRI), then ψ - ΔF - d, and if ΔF is small enough, the influence of the disturbance d can be almost eliminated, and the disturbance d will change the maneuverability from the desired one. It is possible to prevent it from shifting. Also, ΔG,≠0. Even if ΔG≠0, if ΔF is small, φ can be brought close to 0, and similar effects can be achieved.
次に第１図のコントローラ５が実行する具体的な後輪補
助舵角制御プログラムを説明するに、これは一定時間Ｔ
毎に割り込み処理される第３図の如きものである。即ち
、先ずセンサ６．７．８で夫々検出した操舵角θ、車速
■及びヨーレートψを読み込み、これらを基に以下の演
算により後輪舵角δ８を求める。第２図中挙動目標演算
部１０での演算の一部分１０−１として、目標ヨーレー
トφ３及び目標横速度Ｖｙ３を夫々後述の如くに求めた
前回の目標ヨー角加速度ψ３及び目標横加速度ｖｙ、の
積分により求める。なお、デジタル演算の場合、積分が
不可能故に
ψ３＝ψ３ ＋Ｔ・ψ。Next, a specific rear wheel auxiliary steering angle control program executed by the controller 5 in FIG. 1 will be explained.
It is as shown in FIG. 3, in which interrupt processing is performed every time. That is, first, the steering angle θ, vehicle speed ■, and yaw rate ψ detected by the sensors 6, 7, and 8 are read, and based on these, the rear wheel steering angle δ8 is determined by the following calculation. As part 10-1 of the calculation in the behavior target calculation unit 10 in FIG. 2, the target yaw rate φ3 and target lateral velocity Vy3 are obtained by integrating the previous target yaw angular acceleration ψ3 and target lateral acceleration vy, respectively, obtained as described later. Find it by In addition, in the case of digital calculation, since integration is impossible, ψ3 = ψ3 + T・ψ.
シ７．；νｙｙ ＋ Ｔ ’ Ｖ ｙｙで近似させる。C7. ;Approximate by νyy + T'Vyy.
この処理は以後の積分が必要な場合も同様にして行う。This process is performed in the same way when subsequent integration is required.
次いで、第２図中後輪舵角演算部１１に相当する演算処
理を行うが、それに先立ち上記の如くに求めたヨーレー
トの目標値φ３と実測値ψとの偏差ｅ−ψ、−ψを求め
ると共に、この偏差に対するフィルター処理を
ｅ＝ ＝ （ｅ −ｅｆ）／τ
により行って、
に相当する演算を行う。Next, the calculation process corresponding to the rear wheel steering angle calculation section 11 in FIG. At the same time, filter processing for this deviation is performed using e==(e −ef)/τ, and an operation corresponding to is performed.
次によく知られた車両の運動方程式に基づき以下の通り
にして後輪舵角δ５を演算する。即ち、後述の如（に求
めた前回の横加速度Ｖｙ２の積分により横速度Ｖ、を求
め、これと、前輪・重心開路ＨＬＦと、上記Ｏｒと、車
速Ｖとから前輪横すべり角βＦ２を
βＦ２−（νｙｚ＋ Ｌｙ ・ｅｔ ） ／ Ｖによ
り求め、これと、前輪等価コーナリングパワーｅｋｐ
とから前輪コーナリングフォースＣＦＺを次式により演
算する。Next, the rear wheel steering angle δ5 is calculated as follows based on the well-known equation of motion of the vehicle. That is, the lateral velocity V is obtained by integrating the previous lateral acceleration Vy2 obtained as described below, and from this, the front wheel/center of gravity open road HLF, the above Or, and the vehicle speed V, the front wheel sideslip angle βF2 is calculated as βF2-( νyz+Ly・et)/V, and use this and front wheel equivalent cornering power ekp
The front wheel cornering force CFZ is calculated from the following equation.
Ｃ，、＝ｅｋ、 ・βＦ２
これらは前輪が補正骨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らを推定するもので、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ｅ、を出
すために必要な後輪コーナリングフォースＣ＋＋ｚを
Ｃ＊ｚ＝ （ＬＦ・Ｃ，２，１，・ δｒ／２）／
Ｌ＊により演算する。そして、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
β。を
β８□＝Ｃゎ／Ｋｌ
（Ｋ、：後輪タイヤコーナリングパワー）により求め、
この横すべり角β、＋２を基に後輪舵角δ、を次式によ
り演算する。C,, =ek, ・βF2 These estimates are based on how much cornering force the front wheel generates with the correction bone, and when such front wheel cornering force is generated, in order to generate the above e, The required rear wheel cornering force C++z is C*z= (LF・C,2,1,・δr/2)/
Calculate using L*. Thereafter, the rear wheel sideslip angle β is used to obtain this cornering force CR□ by inverse calculation. is determined by β8□=Cゎ/Kl (K,: rear tire cornering power),
Based on this sideslip angle β, +2, the rear wheel steering angle δ is calculated using the following equation.
６つ＝βｘｚ＋ （Ｖｙｚ Ｌ、１−ｅｔ ） ／Ｖ
次いで、次回に前記の通りに使用する横加速度ｖ、を
”；Ｉｙｚ＝ （２ＣＦＺ＋２ＣＩ１２） ／Ｍ−ν・
ｅ。6 = βxz+ (Vyz L, 1-et) /V
Next, the lateral acceleration v to be used as described above next time is ``;Iyz= (2CFZ+2CI12) /M-ν・
e.
（Ｍ：車両質量） により求める。(M: vehicle mass) Find it by
次いで、第２図中挙動目標演算部１０での演算の残部】
Ｏ−２として、次回演算部１０−１での演算に使用する
目標ヨー角加速度ψ３及び目標横加速度Ｑ、を求める。Next, the remainder of the calculation in the behavior target calculation unit 10 in FIG.
As O-2, the target yaw angular acceleration ψ3 and the target lateral acceleration Q to be used for the next calculation in the calculation unit 10-1 are determined.
つまり、前輪の目標横すべり角β４１、及び後輪の目標
横すべり角βＲ３をβ１．−（θ／Ｎ）−（νｙ３＋Ｌ
Ｆφ、）／シβＦ３−δｍ （Ｖｙ３ Ｌ＋＋−’
＞３ ） ／Ｖにより求め、これらを基に目標前輪コー
ナリングフォースＣＦ３及び目標後輪コーナリングフォ
ースＣＲ３を夫々
ＣＦ３＝ ｅｋｙ ・ＬＦ３
ＣＭ３＝ｋｌ’βＲ３
により演算する。そして最終的に、次回演算部１０−１
で使用する目標ヨー角加速度ψ３及び目標横加速度■ｙ
３を夫々
ψ３＝（２ＬＦ・ＣＦ３ ２Ｌｌ・ＣＲ３） ／１２Ｖ
ｙ３−（２Ｃｙａ＋２Ｃ＋＋：＋） ／Ｍ−ν・ψ３に
より演算しておく。That is, the target sideslip angle β41 of the front wheels and the target sideslip angle βR3 of the rear wheels are set to β1. −(θ/N)−(νy3+L
Fφ, )/βF3-δm (Vy3 L++-'
>3) /V, and based on these, the target front wheel cornering force CF3 and the target rear wheel cornering force CR3 are calculated as follows: CF3=eky LF3 CM3=kl'βR3. Finally, the next calculation section 10-1
Target yaw angular acceleration ψ3 and target lateral acceleration ■y used in
3 respectively ψ3 = (2LF・CF3 2Ll・CR3) /12V
It is calculated by y3-(2Cya+2C++:+)/M-ν·ψ3.
以上の如くに演算した後輪舵角δ□を第１図におけるア
クチュエータ４に出力し、このアクチュエータにより後
輪を演算舵角だけ補助操舵する。The rear wheel steering angle δ□ calculated as described above is output to the actuator 4 in FIG. 1, and this actuator assists in steering the rear wheels by the calculated steering angle.
かかる補助操舵によれば、前記（９）式により証明した
通り、パラメータＧｒ 、ｈの変動によってもヨーレー
トψがその影響を受けることがなく、常に狙い通りの安
定した操縦性能を何等のチューニングも要せずに達成す
ることができる。又、外乱によっても操縦性能が狙った
ものからずれることがなく、外乱抑止効果も達成するこ
とができる。According to such auxiliary steering, as proven by equation (9) above, the yaw rate ψ is not affected by variations in the parameters Gr and h, and no tuning is required to ensure stable steering performance that always meets the target. can be achieved without. In addition, the maneuverability does not deviate from the intended performance even due to disturbances, and a disturbance suppression effect can be achieved.
この外乱抑止効果についてはそのシミュレーション結果
を示す第４図から明らかなように同図（ａ）の横風外乱
を受ける時、従来は同図（ｂ）にＸ、で示すように後輪
舵角δ８が生ぜず、同図（Ｃ）、 （ｄ）、 （ｅ）に
ｘ２Ｘ：ｌ＋ Ｒ４で示すように横風の影響でヨーレー
トψ、ヨー角および横変位の発生を免れなかったのに対
し、本発明によれば、同図郵）にＹ、で示す後輪操舵に
より同図（Ｃ）、 （ｄ）、 （ｅ）にＹ２＋ Ｙｆｆ
＋ Ｙａで示す如くヨーレート、ヨー角および横変位の
発生を抑制することができる。Regarding this disturbance suppression effect, as is clear from Fig. 4 showing the simulation results, when receiving the crosswind disturbance shown in Fig. 4(a), conventionally the rear wheel steering angle δ8 is However, as shown by x2X:l+R4 in Figures (C), (d), and (e), the yaw rate ψ, yaw angle, and lateral displacement could not be avoided due to the influence of the crosswind. According to the figure, Y2+
As shown by +Ya, the occurrence of yaw rate, yaw angle, and lateral displacement can be suppressed.
第５図及び第６図は本発明の他の例を示し、本例では、
前述の例が後輪の補助操舵によりヨーレートψを狙い通
りのものにする構成だったのに対し、前輪をステアリン
グホイール１による主操舵とは別に補助操舵してヨーレ
ートψを狙い通りのものにする構成とする。これがため
第５図の如く、前輪補助操舵アクチュエータ１４を設け
、これにより前輪をδ、たけ切増し又は切戻し方向へ補
助操舵し得るようになす。そして、前輪補助舵角δ１を
コントローラ１５により演算し、このコントローラはセ
ンサ６〜８からの情報を基に前輪補助舵角を演算する回
路１５ａと、これからの指令に応じアクチュエータ１４
を駆動する回路１５ｂとで構成する。FIG. 5 and FIG. 6 show other examples of the present invention, and in this example,
While the above example had a configuration in which the yaw rate ψ is set to the target value by auxiliary steering of the rear wheels, the front wheels are auxiliary steered separately from the main steering by the steering wheel 1 to set the yaw rate ψ to the target value. composition. For this reason, as shown in FIG. 5, a front wheel auxiliary steering actuator 14 is provided, thereby enabling auxiliary steering of the front wheels by δ in the direction of increasing steering or returning. Then, the front wheel auxiliary steering angle δ1 is calculated by the controller 15, and this controller is connected to a circuit 15a that calculates the front wheel auxiliary steering angle based on information from the sensors 6 to 8, and an actuator 14 according to future commands.
and a circuit 15b for driving.
第６図は同側の伝達特性モデル図で、車両３はステアリ
ングギヤ２のギヤ比をＮとする時、θ／Ｎの主舵角と、
補助舵角δ、との和僅に相当する舵角だけ前輪を操舵さ
れ、自車の前輪舵角ヨーレート伝達特性Ｎ ’ Ｇｙに
より決まる前輪舵角に応じたヨーレートψを生ずる。こ
のヨーレートは 操舵角−ヨーレート （θ−ψ）伝達
特性ＧＦの変化及び外乱ｄによって変化するが、前記実
施例と同様この変化を生じさせないようにするため前輪
補助舵角制御系１９は以下の構成により前輪補助舵角δ
、を決定する。即ちこの系１９の挙動目標演算部２０は
、前輪補助舵角δ、に対応したステアリングホイール操
舵角演算値Ｎ・δ、と、操舵角θとの和硫から目標ヨー
レートψ、・ＧＦ３（Ｎ・δ。FIG. 6 is a transmission characteristic model diagram of the same side, where the vehicle 3 has a main steering angle of θ/N when the gear ratio of the steering gear 2 is N, and
The front wheels are steered by a steering angle corresponding to the sum of the auxiliary steering angle δ, and a yaw rate ψ corresponding to the front wheel steering angle determined by the front wheel steering angle yaw rate transfer characteristic N'Gy of the own vehicle is generated. This yaw rate changes depending on the change in the steering angle-yaw rate (θ-ψ) transfer characteristic GF and the disturbance d, but in order to prevent this change from occurring as in the previous embodiment, the front wheel auxiliary steering angle control system 19 has the following configuration. front wheel auxiliary steering angle δ
, determine. That is, the behavior target calculation unit 20 of this system 19 calculates the target yaw rate ψ,·GF3(N·δ) from the steering wheel steering angle calculation value N·δ corresponding to the front wheel auxiliary steering angle δ, and the steering angle θ. δ.
＋θ）を演算する。この目標ヨーレートφ３に対する実
ヨーレートψの偏差ｅから前述した例と同様の考え方に
基づき前輪補助舵角演算部２１はにより前輪補助舵角δ
、を求め、この演算結果通りに前輪を補助操舵する。+θ) is calculated. Based on the deviation e of the actual yaw rate ψ with respect to the target yaw rate φ3, the front wheel auxiliary steering angle calculating section 21 calculates the front wheel auxiliary steering angle δ based on the same idea as in the example described above.
, and performs auxiliary steering of the front wheels according to this calculation result.
かかる前輪補助操舵によっても、伝達特性ＧＦ３により
狙った通りの操縦性能を何等のチューニングも要せずに
達し得るし、又外乱入力時に操紺性能が狙ったものから
ずれるのを防止することができ、前述した例と同様の作
用効果を奏し得る。Even with such front wheel auxiliary steering, the desired steering performance can be achieved using the transfer characteristic GF3 without the need for any tuning, and it is also possible to prevent the steering performance from deviating from the targeted one when a disturbance is input. , the same effects as in the example described above can be achieved.
第７図及び第８図は本発明の他の例を示し、本例では第
１図と同様なハードウェアを用いるが、第７図に示すよ
うに第２図につき前述した例にフィードフォワード補償
を行うための第１後輪舵角演算部３１（第１補助操舵量
演算手段）を追加設定する。従って、フィードバック補
償用の後輪舵角演算部１１を第２後輪舵角演算部（第２
補助操舵量演算手段）として利用し、これにより演算し
た後輪舵角を第２後輪舵角δ、（第２補助操舵量）とす
る。第１後輪舵角演算部３１は例えば計測自動制御学会
論文集νｏ１．２３．Ｎｏ、 ８ ’四輪操舵車の新
しい制御法」中「３．１ ヨーレートのモーゾル適合制
御」に記載された制御を行って第１後輪舵角δ８゜（第
１補助操舵量）を求める。即ち、操舵角θに対しいかな
るヨーレートを生じさせたいかを規定した設計者が任意
に与え得る規範モデルＧ、４を基に操舵角θに対応した
第１後輪舵角δＩｌｌをにより求める。この第１後輪舵
角δ６．と上記第２後輪輪舵角δ８□との和硫を後輪舵
角δ８として車両３に与える。7 and 8 show other examples of the present invention, in which hardware similar to that in FIG. 1 is used, but as shown in FIG. A first rear wheel steering angle calculation unit 31 (first auxiliary steering amount calculation means) is additionally set to perform the following. Therefore, the rear wheel steering angle calculation section 11 for feedback compensation is replaced by the second rear wheel steering angle calculation section (second rear wheel steering angle calculation section).
The rear wheel steering angle calculated thereby is used as a second rear wheel steering angle δ, (second auxiliary steering amount). The first rear wheel steering angle calculation unit 31 is configured, for example, in the Journal of the Society of Instrument and Control Engineers Proceedings νo1.23. No. 8 The first rear wheel steering angle δ8° (first auxiliary steering amount) is determined by performing the control described in ``3.1 Mosol adaptive control of yaw rate'' in ``New control method for four-wheel steering vehicle''. That is, the first rear wheel steering angle δIll corresponding to the steering angle θ is determined based on the reference model G, 4 which can be given arbitrarily by a designer who defines what yaw rate he/she wants to produce with respect to the steering angle θ. This first rear wheel steering angle δ6. and the second rear wheel steering angle δ8□ are given to the vehicle 3 as the rear wheel steering angle δ8.
操舵角θと後輪舵角δ８を入力とし、外乱ｄを考慮した
車両のヨーレート伝達特性は前記（１）式で表され、又
、操舵角θ及び後輪舵角δ、に対応した車両の目標とす
べきヨーレートで伝達特性は前記（３）式で表され、更
に規範モデルＧＭに応じた操舵角θに対する所望のヨー
レート応答（ψ８）特性は
ψ５（ｔ）・ＧＭ （Ｓ、い θ（ｔ） −−−−（１
１，）で表される。 なお、本例でも以後（Ｓ、ν）と
（１）とを簡便のため省略して記述する。With the steering angle θ and rear wheel steering angle δ8 as input, the vehicle's yaw rate transfer characteristic considering the disturbance d is expressed by the above equation (1). The transfer characteristic at the target yaw rate is expressed by equation (3) above, and the desired yaw rate response (ψ8) characteristic to the steering angle θ according to the reference model GM is ψ5(t)・GM (S, θ( t) -----(1
1,). Note that in this example, (S, ν) and (1) will be omitted from now on for the sake of simplicity.
ところで第７図のように制御系９を構成する場合、車両
のヨーレート伝達関数は前記（３）式のようになり、従
ってヨーレート偏差ｅは前記（５）式により表される。By the way, when the control system 9 is configured as shown in FIG. 7, the yaw rate transfer function of the vehicle is expressed by the above equation (3), and therefore the yaw rate deviation e is expressed by the above equation (5).
しかして後輪舵角δ１か
になる。ここでＧｙ 、 ＧＲが夫り目標特性ＧＦ３＋
Ｇ１３に対しΔＧＦ ＋ ΔＧ、ｌだけずれてＧ、工Ｇ
Ｆ３＋ΔＧ４、Ｇ７・Ｇｏ＋ΔＧ、となり、フィルター
特性がΔＦ・１−Ｆだけずれたとすると、圓式は次のよ
うに書き直される。Therefore, the rear wheel steering angle becomes δ1. Here, Gy and GR are the target characteristics GF3+
ΔGF + ΔG, deviated by l from G13, G, engineering G
F3+ΔG4, G7·Go+ΔG, and if the filter characteristics are shifted by ΔF·1−F, the round equation can be rewritten as follows.
であり、これに（５）式を代入して整理するとである。, and by substituting equation (5) into this, we get the following.
この式を（３）式に代入して整理すると、この式から明
らかなように、本例の構成を通用する場合、以下の作用
効果が得られる。When this equation is substituted into equation (3) and rearranged, as is clear from this equation, when the configuration of this example is applied, the following effects are obtained.
１ パーメー の （ｄ・０と ）０５）
式中右辺第１項から、ΔＦが小さくてＦが１に近ければ
ψがＧ８θとなり、パラメータＧＦ ＋Ｇ、に関係がな
くなるため、これらパラメータの変動によってもψがそ
の影響を受けることがなく、常に規範モデルＧ、で規定
する狙い通りの安定した操縦性能を何等のチューニング
も要せずに達成することができる。1 parme (d・0 and )05)
From the first term on the right side of the equation, if ΔF is small and F is close to 1, ψ becomes G8θ, and there is no relation to the parameter GF + G, so ψ is not affected by fluctuations in these parameters and always It is possible to achieve the stable maneuverability as specified in the standard model G without any tuning.
（θ＝０と ）
００式中中布第２項から、ΔＧｙ ＝０ （ＧＦ＝ＧＦ
３）、ΔＧ１１＝Ｏ（Ｇ、１−Ｇｌｌ、）であればψ・
ΔＦ−ｄとなり、ここでΔＦが十分小さければ、外乱ｄ
の影響をほとんどなくすることができ、外乱ｄによって
操縦性能が狙ったものからずれるのを防止することがで
きる。又、ΔＧ、≠Ｏ１ΔＧ、≠０でもΔＦが小さけれ
ばψをＯに近付けることができ、同様の作用効果を奏し
得る。(θ=0 and ) From the second term in formula 00, ΔGy = 0 (GF=GF
3), if ΔG11=O(G, 1-Gll,), ψ・
ΔF-d, and if ΔF is small enough, the disturbance d
It is possible to almost eliminate the influence of the disturbance d, and it is possible to prevent the steering performance from deviating from the intended one due to the disturbance d. Further, even if ΔG, ≠O1ΔG, ≠0, if ΔF is small, ψ can be brought close to O, and the same effect can be achieved.
次に第７図の演算部１０． Ｉｆ、 ３１が実行する具
体的な後輪舵角制御プログラムを説明するに、これは一
定時間Ｔ毎に割り込み処理される第８図に示す如きもの
で、第３図の制御プログラムに第１後輪舵角演算部３１
の制御内容と、後輪舵角決定部の制御内容とを付加し、
更に演算部１１の前述した例と同様にして得た演算結果
を第２後輪舵角δ８□として上記の後輪舵角決定部に供
給するものとする。Next, the calculation section 10 in FIG. To explain the specific rear wheel steering angle control program executed by If, 31, it is as shown in FIG. Wheel steering angle calculation unit 31
and the control details of the rear wheel steering angle determining section,
Further, the calculation result obtained by the calculation section 11 in the same manner as in the above-mentioned example is supplied to the rear wheel steering angle determining section as the second rear wheel steering angle δ8□.
第８図に示すように、第１後輪舵角演算部３１は規範モ
デルａ、 （時定数τ８の一次遅れ系）に基づき操舵
角θに対応した狙いとするヨー角加速度ψＮ −＜Ｇ＊
ｒｎ ・θ−ψ）／τ、を求めると共に、ψ８の積分
により目標とすべきヨーレートψ８を求める。この積分
に当たってはφ８−φ、＋７・ψ８で近似させる。As shown in FIG. 8, the first rear wheel steering angle calculation unit 31 calculates the target yaw angular acceleration ψN −<G* corresponding to the steering angle θ based on the reference model a (first-order lag system with time constant τ8).
rn·θ−ψ)/τ, and the target yaw rate ψ8 is obtained by integrating ψ8. This integration is approximated by φ8-φ, +7·ψ8.
次に、よく知られた車両の運動方程式に基づき以下の如
く第１後輪舵角δ□を演算する。Next, the first rear wheel steering angle δ□ is calculated as follows based on the well-known equation of motion of the vehicle.
即ち、後述の如くに求めた前回の横加速度ｖｙＩの積分
（シア、・シ、、＋Ｔ−Ｖ、で近似させる）により横速
度ν２．を求め、これと、上記ψ８とを基に前輪槽すべ
り角βＦ＋を
β□・ θ／Ｎ−（Ｖｙ、＋Ｌ、 −ψ９）／Ｖによ
り求め、このβＦｌから前輪コーナリングフォースＣＦ
Ｉを次式により演算する。That is, the lateral velocity ν2. Based on this and the above ψ8, the front wheel tank slip angle βF+ is calculated by β□・θ/N-(Vy, +L, -ψ9)/V, and from this βFl, the front wheel cornering force CF is calculated.
I is calculated using the following formula.
Ｃｒｔ−ｅＫｒ ＋βＦ
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
スを住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ψ、を出すために必要な後輪コーナリングフォー
スＣＩｌ＋を
ＣＩｌ＋・（ＬＦ ’ ＣＦｌ−１−・ψｎ ／２）／
Ｌｌｌにより演算する。そして、以後逆演算によりこの
コーナリングフォースＣ□を得るための後輪機すべり角
β□を
β□−Ｃ□／Ｋ。Crt-eKr +βF These are for estimating how much cornering force is applied to the front wheels by the correction amount, and when such front wheel cornering force is exerted, in order to obtain the above-mentioned target yaw angular acceleration ψ, The required rear wheel cornering force CIl+ is CIl+・(LF'CFl−1−・ψn/2)/
Calculate by Lll. Thereafter, by inverse calculation, the rear wheel plane slip angle β□ to obtain this cornering force C□ is β□−C□/K.
により求め、このすべり角βＩＩＩを基に第１後輪舵角
δ□を次により演算する。Based on this slip angle βIII, the first rear wheel steering angle δ□ is calculated as follows.
δ□・β□＋（Ｖ、、−ＬＲ・９Ｍ）／ν次いで、次回
に前記の通りに使用する横加速度Ｖｙｌを
（Ｍ；車両質量）
により求める。δ□・β□+(V,, -LR・9M)/ν Next, the lateral acceleration Vyl to be used next time as described above is determined by (M: vehicle mass).
以後、第３図につき前述したと同じようにして挙動目標
演算部１０−１の演算、及び後輪舵角演算部１１の演算
を行って第２後輪舵角δＲよを求める。Thereafter, the behavior target calculation unit 10-1 and the rear wheel steering angle calculation unit 11 perform calculations in the same manner as described above with reference to FIG. 3 to determine the second rear wheel steering angle δR.
そして、後輪舵角決定部でδ、＝δ□＋δＲ□により後
輪舵角を決定し、挙動目標演算部１ｏ−２の演算を第３
図につき前述したと同様に行う。次にこのように決定し
た後輪舵角δ８を出力して車両の後輪を決定舵角だけ操
舵することにより前記証明通りの作用効果が達成される
補助操舵（後輪操舵）を実現する。Then, the rear wheel steering angle determination unit determines the rear wheel steering angle by δ, = δ□+δR□, and the behavior target calculation unit 1o-2 performs the calculation in the third
Proceed as described above for the figures. Next, by outputting the rear wheel steering angle δ8 determined in this manner and steering the rear wheels of the vehicle by the determined steering angle, auxiliary steering (rear wheel steering) that achieves the effects as proven above is realized.
本例の構成によれば、第４図につき前述したと同様の外
乱入力抑止効果は当然のことながら、シミュレーション
結果を示す第９図から明らかなように、同図（ａ）の操
舵角θを与えた時前記論文集による制御の場合、後輪舵
角δ３、ヨーレートψ及び規範モデルＧＭで設定した目
標ヨーレートに対するヨーレート偏差が夫々同図（ｂ）
、 （ｃ）、 （ｄ）中破線で示す如きものになるとこ
ろ、本例の制御によれば夫々これらをＺ＋＋ Ｚ２．Ｚ
：Ｉで示すように改善することができる。According to the configuration of this example, the same disturbance input suppression effect as described above with reference to FIG. 4 can be obtained, and as is clear from FIG. In the case of control according to the above collection of papers, the rear wheel steering angle δ3, yaw rate ψ, and yaw rate deviation with respect to the target yaw rate set by the reference model GM are respectively shown in the same figure (b).
, (c), (d) as shown by the middle broken lines, according to the control of this example, these are respectively converted to Z++ Z2. Z
: It can be improved as shown by I.
なお第７図の例では、フィードフォワード補償部で規範
モデルＧ、により操舵角θに対するヨーレートを規定す
ることとしたが、ヨーレートの代わりに横加速度（車両
水平面運動量）を規定したり、ヨーレート及び横加速度
の双方を規定することができる。第１０図は前記論文集
の「３．３横加速度モデル追従制御」を応用して第１後
輪舵角演算部４１を第７図の演算部３１の代わりに設定
する。この演算部は、規範モデルから求めた操舵角θに
対応する目標横加速度ｙ、と、操舵角θ及び後輪舵角δ
□により実際に得られる実車モデルからの横加速度αと
の偏差ｅｙを求め、これをなくすための後輪舵角δ□を
第１後輪舵角とするものである。In the example shown in Fig. 7, the feedforward compensator uses the reference model G to define the yaw rate for the steering angle θ. Both accelerations can be defined. In FIG. 10, the first rear wheel steering angle calculating section 41 is set in place of the calculating section 31 in FIG. 7 by applying "3.3 Lateral acceleration model following control" of the aforementioned collection of papers. This calculation unit calculates the target lateral acceleration y corresponding to the steering angle θ obtained from the reference model, the steering angle θ, and the rear wheel steering angle δ.
The deviation ey from the lateral acceleration α from the actual vehicle model is determined by □, and the rear wheel steering angle δ□ to eliminate this deviation is set as the first rear wheel steering angle.
又第１後輪舵角演算部４１は前記論文集のｒ３．３ Ｄ
”モデル制御」を応用してヨーレート及び横加速度の双
方が規範モデルで設定した値となるような後輪舵角を第
１後輪舵角δ□とするものでもよい。Further, the first rear wheel steering angle calculation unit 41 is configured according to r3.3 D of the aforementioned collection of papers.
By applying "model control", the first rear wheel steering angle δ□ may be set to a rear wheel steering angle such that both the yaw rate and the lateral acceleration have the values set in the reference model.
これらの場合、フィードフォワード系の第１後輪舵角演
算部４１がフィードバック系の第２後輪舵角演算部１１
と異なる状態量（横加速度）を被制御量とするが、いず
れにしても前記各実施例と同様のパラメータ変動誤差補
正効果及び外乱抑止効果を夫々達成し得ることば言うま
でもない。In these cases, the first rear wheel steering angle calculation section 41 of the feedforward system is replaced by the second rear wheel steering angle calculation section 11 of the feedback system.
Although a state quantity (lateral acceleration) different from the above is used as the controlled quantity, it goes without saying that in any case, the same parameter fluctuation error correction effect and disturbance suppression effect as in each of the embodiments described above can be achieved.
（発明の効果）
かくして本発明補助操舵装置は請求項１の如く、車両固
有の主操舵量−車両水平面運動量伝達特性と補助操舵量
−車両水平面運動量伝達特性とに基づき生ずべき車両水
平面運動量を推定し、これに対する実測運動量との偏差
をなくすための補助操舵量を補助操舵量−車両水平面運
動量伝達特性の逆系及び任意に設定可能な伝達特性によ
り決める構成にしたから、この伝達特性により狙った通
りの操縦性能が車両の特性変化や外乱入力による影響を
受けることなく常時確実に得ることができる。(Effects of the Invention) Thus, the auxiliary steering system of the present invention, as set forth in claim 1, calculates the vehicle horizontal plane momentum to be generated based on the vehicle-specific main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. The estimated auxiliary steering amount to eliminate the deviation from the measured momentum is determined by the inverse system of the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the transfer characteristic that can be set arbitrarily. It is possible to always obtain the same control performance as expected without being affected by changes in vehicle characteristics or disturbance input.
又請求項４０本発明装置によれば、上記に付加してフィ
ードフォワード補償部を併用することとなり、上記の作
用効果に加え、パラメータ変動やモデル化誤差が存在し
ても、主操舵量に対して設計者が与えた通りの操縦性能
を常時確実に達成し得るという作用効果を得ることがで
きる。Furthermore, according to the apparatus of the present invention in claim 40, in addition to the above, a feedforward compensator is also used, so that in addition to the above-mentioned effects, even if there are parameter fluctuations or modeling errors, the main steering amount can be adjusted. It is possible to obtain the effect that the maneuverability as given by the designer can always be reliably achieved.
第１図は本発明補助操舵装置の一実施例を示すハードウ
ェア構成図、
第２図は同例における伝達特性モデル図、第３図は同例
の制御プログラムを示すフローチャート、
第４図は同例の横風入力時におけるシミュレーション図
、
第５図及び第６図は夫々本発明の他の例を示す第１図及
び第２図と同様なハードウェア構成図及び伝達特性モデ
ル図、
第７図及び第８図は本発明の更に他の例を示す第２図及
び第３図と同様な伝達特性モデル図及びフローチャート
、
第９図は同例の操舵時におけるシミュレーション図、
第１０図は本発明の更に他の例を示す第７図と同様な伝
達特性モデル図である。
■・・・ステアリングホイール
２・・・ステアリングギヤ ３・・・車両４．１４・・
・後輪補助操舵アクチュエータ５．１５・・・コントロ
ーラ
５ａ・・・後輪補助舵角演算回路
５ｂ・・・アクチュエータ駆動回路
６・・・操舵角センサ ７・・・車速センサ８・・
・ヨーレートセンサ
９．１９・・・後輪補助舵角制御系
１０、２０・・・挙動目標演算部
１１・・・後輪舵角演算部（第２後輪舵角演算部）２１
・・・前輪補助舵角演算部
３１、４２・・・第１後輪舵角演算部
第１図
第２図
（ブト舌しｄ）
ベ
訣
区〔９１１群
〔りどＳＷ儲獅蜀
４二
Ｃｇ／。〕〕φ−１−’Ｉ−
Ｅ
（６）１ｍ−Ｅ
℃
［Ｌｌｊ）勘（喜
■
第９図
（ａ）
時間（ｅ）
（ｂ）
（Ｃ）
（ｄ）
：′、：［〆°−＼Fig. 1 is a hardware configuration diagram showing one embodiment of the auxiliary steering system of the present invention, Fig. 2 is a transfer characteristic model diagram of the same example, Fig. 3 is a flowchart showing the control program of the same example, and Fig. 4 is the same. FIGS. 5 and 6 are hardware configuration diagrams and transfer characteristic model diagrams similar to FIGS. 1 and 2 showing other examples of the present invention, respectively. FIGS. FIG. 8 is a transfer characteristic model diagram and flowchart similar to FIGS. 2 and 3 showing still another example of the present invention, FIG. 9 is a simulation diagram of the same example during steering, and FIG. 10 is a diagram of the same example during steering. FIG. 7 is a transfer characteristic model diagram similar to FIG. 7 showing still another example. ■...Steering wheel 2...Steering gear 3...Vehicle 4.14...
- Rear wheel auxiliary steering actuator 5.15... Controller 5a... Rear wheel auxiliary steering angle calculation circuit 5b... Actuator drive circuit 6... Steering angle sensor 7... Vehicle speed sensor 8...
- Yaw rate sensor 9.19... Rear wheel auxiliary steering angle control system 10, 20... Behavior target calculation section 11... Rear wheel steering angle calculation section (second rear wheel steering angle calculation section) 21
...Front wheel auxiliary steering angle calculating section 31, 42...First rear wheel steering angle calculating section Fig. 1 Fig. 2 (buto tongue d) Cg/. ]]] φ-1-'I- E (6) 1m-E ℃ [Llj) Intuition (pleasure) Figure 9 (a) Time (e) (b) (C) (d) :', :[〆° −\
Claims (1)
及び後輪の少なくとも一方を補助操舵する補助操舵装置
を具えた車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量及び前記補助操舵装置による補助操舵量か
ら車両固有の主操舵量−車両水平面運動量伝達特性と補
助操舵量−車両水平面運動量伝達特性とに基づき、車両
水平面運動量を推定する車両水平挙動推定手段と、 車両の水平面運動量を検出する車両水平挙動検出手段と
、 車両の推定及び検出した水平面運動量間の偏差を求める
挙動偏差演算手段と、 前記補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性の逆系、及
び任意に設定可能な伝達特性を用い前記偏差をなくすた
めの補助操舵量を演算して前記補助操舵装置に指令する
補助操舵量演算手段とを具備してなることを特徴とする
車両の補助操舵装置。 ２、請求項１において、前記任意に設定可能な伝達特性
を定常ゲインが１で、且つ分母次数−分子次数差が前記
補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性の分母次数−分
子次数差以上であるようなものとした車両の補助操舵装
置。 ３、請求項１又は２において、車速を検出する車速セン
サを付加し、前記主操舵量−車両水平面運動量伝達特性
及び補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性を夫々車速
に応じ変化させるよう構成した車両の補助操舵装置。 ４、ステアリングホィールによる主操舵とは別に、前輪
及び後輪の少なくとも一方を補助操舵する補助操舵装置
を具えた車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量から任意に設定可能な規範モデルを基に第
１補助操舵量を演算する第１補助操舵量演算手段と、 前記主操舵量及び前記補助操舵装置による補助操舵量か
ら車両固有の主操舵量−車両水平面運動量伝達特性と補
助操舵量−車両水平面運動量伝達特性とに基づき、車両
水平面運動量を推定する車両水平挙動推定手段と、 車両の水平面運動量を検出する車両水平挙動検出手段と
、 車両の推定及び検出した水平面運動量間の偏差を求める
挙動偏差演算手段と、 前記補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性の逆系、及
び任意に設定可能な伝達特性を用い前記偏差をなくすた
めの第２補助操舵量を演算する第２補助操舵量演算手段
と、 第１及び第２補助操舵量を加算して前記補助操舵装置に
指令する補助操舵量決定手段とを具備してなることを特
徴とする車両の補助操舵装置。 ５、請求項４において、前記任意に設定可能な伝達特性
を定常ゲインが１で、且つ分母次数−分子次数差が前記
補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性の分母次数−分
子次数差以上であるようなものとした車両の補助操舵装
置。 ６、請求項４又は５において、車速を検出する車速セン
サを付加し、前記主操舵量−車両水平面運動量伝達特性
及び補助操舵量−車両水平面運動量伝達特性を夫々車速
に応じ変化させるよう構成した車両の補助操舵装置。 ７、請求項４乃至６のいずれかにおいて、第１補助操舵
量演算手段は、前記規範モデルと、前記主操舵量−車両
水平面運動量伝達特性及び補助操舵量−車両水平面運動
量伝達特性とを用いて第１補助操舵を演算するよう構成
した車両の補助操舵装置。 ８、請求項５乃至７のいずれかにおいて、前記規範モデ
ルは主操舵量に対する車両水平面運動目標値を設定し、
この目標値を主操舵量に対する車両水平面運動量の応答
目標値とした車両の補助操舵装置。 ９、請求項８において、規範モデルの主操舵量に対する
車両水平面運動目標値を、第２補助操舵量演算手段に係
る車両水平面運動と異なる運動に関した目標値とした車
両の補助操舵装置。[Scope of Claims] 1. In a vehicle equipped with an auxiliary steering device for auxiliary steering of at least one of a front wheel and a rear wheel in addition to the main steering by a steering wheel, a main steering amount detection means for detecting a main steering amount; Vehicle horizontal behavior estimation that estimates the vehicle horizontal plane momentum based on the main steering amount and the auxiliary steering amount by the auxiliary steering device based on the vehicle-specific main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the auxiliary steering amount -vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. means, vehicle horizontal behavior detection means for detecting the horizontal plane momentum of the vehicle, behavior deviation calculation means for calculating the deviation between the estimated and detected horizontal plane momentum of the vehicle, and an inverse system of the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic, and an auxiliary steering amount calculating means for calculating an auxiliary steering amount for eliminating the deviation using arbitrarily settable transmission characteristics and instructing the auxiliary steering device to do so. Device. 2. In claim 1, the arbitrarily settable transfer characteristic has a steady-state gain of 1, and a denominator order-numerator order difference is greater than or equal to the denominator order-numerator order difference of the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. An auxiliary steering device for vehicles. 3. The vehicle according to claim 1 or 2, further comprising a vehicle speed sensor for detecting vehicle speed, and configured to change the main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic, respectively, according to the vehicle speed. Auxiliary steering system. 4. In a vehicle equipped with an auxiliary steering device for auxiliary steering of at least one of the front wheels and rear wheels in addition to the main steering by the steering wheel, a main steering amount detection means for detecting the main steering amount; a first auxiliary steering amount calculating means that calculates a first auxiliary steering amount based on a reference model that can be set to a first auxiliary steering amount; Vehicle horizontal behavior estimation means for estimating vehicle horizontal plane momentum based on the transfer characteristic and auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic; Vehicle horizontal behavior detection means for detecting the vehicle horizontal plane momentum; a behavior deviation calculating means for calculating a deviation between momentum; and a second auxiliary steering amount for eliminating the deviation using an inverse system of the auxiliary steering amount--vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and a transfer characteristic that can be arbitrarily set. An auxiliary steering device for a vehicle, comprising: a second auxiliary steering amount calculation means; and an auxiliary steering amount determining device for adding the first and second auxiliary steering amounts and instructing the auxiliary steering device. 5. In claim 4, the arbitrarily settable transfer characteristic has a steady-state gain of 1, and a denominator order-numerator order difference is greater than or equal to the denominator order-numerator order difference of the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. An auxiliary steering device for vehicles. 6. The vehicle according to claim 4 or 5, further comprising a vehicle speed sensor for detecting vehicle speed, and configured to change the main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic, respectively, depending on the vehicle speed. Auxiliary steering system. 7. In any one of claims 4 to 6, the first auxiliary steering amount calculation means uses the reference model, the main steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic, and the auxiliary steering amount-vehicle horizontal plane momentum transfer characteristic. An auxiliary steering device for a vehicle configured to calculate a first auxiliary steering. 8. In any one of claims 5 to 7, the reference model sets a vehicle horizontal plane motion target value for the main steering amount,
An auxiliary steering system for a vehicle that uses this target value as a response target value of the vehicle horizontal plane momentum with respect to the main steering amount. 9. The auxiliary steering system for a vehicle according to claim 8, wherein the vehicle horizontal plane movement target value for the main steering amount of the reference model is a target value related to a movement different from the vehicle horizontal plane movement related to the second auxiliary steering amount calculating means.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115272A JP2646802B2 (en) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Auxiliary steering system for vehicles |
| DE4114165A DE4114165C2 (en) | 1990-05-02 | 1991-04-30 | Steering control device for a wheeled vehicle |
| US07/693,286 US5267160A (en) | 1990-05-02 | 1991-04-30 | Steering control system for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115272A JP2646802B2 (en) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Auxiliary steering system for vehicles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415165A true JPH0415165A (en) | 1992-01-20 |
| JP2646802B2 JP2646802B2 (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=14658559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115272A Expired - Lifetime JP2646802B2 (en) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Auxiliary steering system for vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646802B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146505A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-14 | Fuji Electric Co Ltd | Load current control system |
| JPS60161266A (en) * | 1984-01-31 | 1985-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | Steering for car |
| JPS62212801A (en) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Toshiba Mach Co Ltd | Complete follow-up servo system |
| JPS62241772A (en) * | 1986-04-12 | 1987-10-22 | Nissan Motor Co Ltd | Actual steering angle control device for vehicle |
-
1990
- 1990-05-02 JP JP2115272A patent/JP2646802B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146505A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-14 | Fuji Electric Co Ltd | Load current control system |
| JPS60161266A (en) * | 1984-01-31 | 1985-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | Steering for car |
| JPS62212801A (en) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Toshiba Mach Co Ltd | Complete follow-up servo system |
| JPS62241772A (en) * | 1986-04-12 | 1987-10-22 | Nissan Motor Co Ltd | Actual steering angle control device for vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2646802B2 (en) | 1997-08-27 |
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