JPH05105101A - 前後輪操舵制御装置 - Google Patents
前後輪操舵制御装置Info
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- JPH05105101A JPH05105101A JP26387691A JP26387691A JPH05105101A JP H05105101 A JPH05105101 A JP H05105101A JP 26387691 A JP26387691 A JP 26387691A JP 26387691 A JP26387691 A JP 26387691A JP H05105101 A JPH05105101 A JP H05105101A
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- steering
- steering angle
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- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 操舵入力時や外乱入力時に前後輪の少なくと
も一方に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、限界走行領域での旋回性能の向上を図ること。 【構成】 操舵角フィードフォワード項とヨーレイトフ
ィードバック項との加算値により補助舵角を制御すると
共に、両項のうち少なくとも一方の項のゲインを横加速
度の大きさに応じてヨーモーメントを増す方向に変更す
る横加速度対応ゲイン設定手段ｅを設けた。
も一方に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、限界走行領域での旋回性能の向上を図ること。 【構成】 操舵角フィードフォワード項とヨーレイトフ
ィードバック項との加算値により補助舵角を制御すると
共に、両項のうち少なくとも一方の項のゲインを横加速
度の大きさに応じてヨーモーメントを増す方向に変更す
る横加速度対応ゲイン設定手段ｅを設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、操舵入力時や外乱入力
時に前後輪の少なくとも一方に補助舵角を与える前後輪
操舵制御装置に関する。
時に前後輪の少なくとも一方に補助舵角を与える前後輪
操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の前後輪操舵制御装置とし
ては、例えば、特開昭６０−１９３７７３号公報に記載
のものが知られている。
ては、例えば、特開昭６０−１９３７７３号公報に記載
のものが知られている。
【０００３】上記従来出典には、操舵角フィードフォワ
ード項とヨーレイトフィードバック項との加算値により
後輪に付与する補助舵角を制御する技術が示されてい
て、この従来技術では、下記の式により後輪補助舵角δ
が求められる。
ード項とヨーレイトフィードバック項との加算値により
後輪に付与する補助舵角を制御する技術が示されてい
て、この従来技術では、下記の式により後輪補助舵角δ
が求められる。
【０００４】δ＝ｋ１・δｆ＋ｋ２・ψ’ 但し、（ｋ１・δｆ）；操舵角フィードフォワード項 ｋ１；第１比例定数（車速に対応） δｆ；ハンドル操舵角 （ｋ２・ψ’）；ヨーレイトフィードバック項 ｋ２；第２比例定数（固定値または走行条件による選択
値） ψ’；ヨーレイト
値） ψ’；ヨーレイト
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の前後輪操舵制御装置にあっては、フィードフォワー
ドゲインである第１比例定数ｋ１とフィードバックゲイ
ンである第２比例定数ｋ２のいずれも横加速度に対して
は一定値により与えられるものである為、例えば、限界
走行領域（高横加速度領域）では、ドライバーが意図し
た程に車両が旋回方向に転向してくれない等、旋回性の
向上が不充分という問題がある。
来の前後輪操舵制御装置にあっては、フィードフォワー
ドゲインである第１比例定数ｋ１とフィードバックゲイ
ンである第２比例定数ｋ２のいずれも横加速度に対して
は一定値により与えられるものである為、例えば、限界
走行領域（高横加速度領域）では、ドライバーが意図し
た程に車両が旋回方向に転向してくれない等、旋回性の
向上が不充分という問題がある。
【０００６】即ち、限界走行領域では、通常、旋回半径
が大となりアンダーステアが強くなる。
が大となりアンダーステアが強くなる。
【０００７】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、操舵入力時や外乱入力時に前後輪の少な
くとも一方に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置にお
いて、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることを課
題とする。
されたもので、操舵入力時や外乱入力時に前後輪の少な
くとも一方に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置にお
いて、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることを課
題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の前後輪操舵制御装置では、操舵角フィードフォ
ワード項とヨーレイトフィードバック項との加算値によ
り補助舵角を制御すると共に、両項のうち少なくとも一
方の項のゲインを横加速度の大きさに応じてヨーモーメ
ントを増す方向に変更する手段とした。
本発明の前後輪操舵制御装置では、操舵角フィードフォ
ワード項とヨーレイトフィードバック項との加算値によ
り補助舵角を制御すると共に、両項のうち少なくとも一
方の項のゲインを横加速度の大きさに応じてヨーモーメ
ントを増す方向に変更する手段とした。
【０００９】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、前後輪の少なくとも一方の車輪に対しハンドル操舵
入力によらず外部からの指令で補助舵角を付与する補助
操舵手段ａと、ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵
角検出手段ｂと、ヨーレイトを検出するヨーレイト検出
手段ｃと、横加速度を検出する横加速度検出手段ｄと、
フィードバックゲインとフィードフォワードゲインの少
なくとも一方のゲインを、横加速度の大きさに応じて車
両のヨーモーメントを増す方向に変更する横加速度対応
ゲイン設定手段ｅと、設定された横加速度対応ゲインを
用い、ハンドル操舵角に基づく操舵角フィードフォワー
ド項と検出されたヨーレイトに基づくヨーレイトフィー
ドバック項との加算値により前後輪の少なくとも一方の
車輪に補助舵角を付与する指令を前記補助操舵手段ａに
出力する補助舵角制御手段ｆとを備えていることを特徴
とする。
に、前後輪の少なくとも一方の車輪に対しハンドル操舵
入力によらず外部からの指令で補助舵角を付与する補助
操舵手段ａと、ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵
角検出手段ｂと、ヨーレイトを検出するヨーレイト検出
手段ｃと、横加速度を検出する横加速度検出手段ｄと、
フィードバックゲインとフィードフォワードゲインの少
なくとも一方のゲインを、横加速度の大きさに応じて車
両のヨーモーメントを増す方向に変更する横加速度対応
ゲイン設定手段ｅと、設定された横加速度対応ゲインを
用い、ハンドル操舵角に基づく操舵角フィードフォワー
ド項と検出されたヨーレイトに基づくヨーレイトフィー
ドバック項との加算値により前後輪の少なくとも一方の
車輪に補助舵角を付与する指令を前記補助操舵手段ａに
出力する補助舵角制御手段ｆとを備えていることを特徴
とする。
【００１０】
【作用】操舵入力時や外乱入力時には、横加速度対応ゲ
イン設定手段ｅにおいて、フィードバックゲインとフィ
ードフォワードゲインの少なくとも一方のゲインを、横
加速度の大きさに応じて車両のヨーモーメントを増す方
向に変更するように横加速度対応ゲインが設定され、補
助舵角制御手段ｆにおいて、横加速度対応ゲイン設定手
段ｅにより設定された横加速度対応ゲインを用い、ハン
ドル操舵角に基づく操舵角フィードフォワード項と検出
されたヨーレイトに基づくヨーレイトフィードバック項
との加算値により前後輪の少なくとも一方の車輪に補助
舵角を付与する指令が補助操舵手段ａに出力される。
イン設定手段ｅにおいて、フィードバックゲインとフィ
ードフォワードゲインの少なくとも一方のゲインを、横
加速度の大きさに応じて車両のヨーモーメントを増す方
向に変更するように横加速度対応ゲインが設定され、補
助舵角制御手段ｆにおいて、横加速度対応ゲイン設定手
段ｅにより設定された横加速度対応ゲインを用い、ハン
ドル操舵角に基づく操舵角フィードフォワード項と検出
されたヨーレイトに基づくヨーレイトフィードバック項
との加算値により前後輪の少なくとも一方の車輪に補助
舵角を付与する指令が補助操舵手段ａに出力される。
【００１１】従って、高い横加速度を発生する限界走行
領域において、旋回加速をした場合、車両のヨーレイト
の発生を促進させる方向に前後輪の少なくとも一方に補
助舵角が与えられることになる。一方、限界走行領域で
は、前輪から後輪へ荷重移動が発生し、アンダーステア
が強くなるので、この補助舵角制御により、アンダース
テア傾向を弱めることができ、限界旋回性能の向上が図
られる。
領域において、旋回加速をした場合、車両のヨーレイト
の発生を促進させる方向に前後輪の少なくとも一方に補
助舵角が与えられることになる。一方、限界走行領域で
は、前輪から後輪へ荷重移動が発生し、アンダーステア
が強くなるので、この補助舵角制御により、アンダース
テア傾向を弱めることができ、限界旋回性能の向上が図
られる。
【００１２】
（第１実施例）構成を説明する。
【００１３】図２は後輪のみに補助舵角を与える本発明
第１実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体システム図
である。
第１実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体システム図
である。
【００１４】第１実施例の前後輪操舵制御装置が適用さ
れる車両の前輪１Ｌ，１Ｒには、ハンドル２への操舵入
力に基づき左右の前輪操舵機構３Ｌ，３Ｒを介して前輪
１Ｌ，１Ｒを操舵するステアリングユニット４が設けら
れ、後輪８Ｌ，８Ｒには、左右の後輪操舵機構９Ｌ，９
Ｒを介して後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える後輪側油
圧シリンダ１０（補助操舵手段に相当）が設けられてい
る。
れる車両の前輪１Ｌ，１Ｒには、ハンドル２への操舵入
力に基づき左右の前輪操舵機構３Ｌ，３Ｒを介して前輪
１Ｌ，１Ｒを操舵するステアリングユニット４が設けら
れ、後輪８Ｌ，８Ｒには、左右の後輪操舵機構９Ｌ，９
Ｒを介して後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える後輪側油
圧シリンダ１０（補助操舵手段に相当）が設けられてい
る。
【００１５】前記後輪側油圧シリンダ１０は、図外の油
圧源ユニットから後輪側サーボバルブ１５を介して制御
圧を与えることで後輪側油圧シリンダ１０を駆動させる
ようにしている。
圧源ユニットから後輪側サーボバルブ１５を介して制御
圧を与えることで後輪側油圧シリンダ１０を駆動させる
ようにしている。
【００１６】前記後輪側サーボバルブ１５は、コントロ
ールユニット１７からの指令により、例えば、右操舵，
保持，左操舵の３位置が切り換え制御される。
ールユニット１７からの指令により、例えば、右操舵，
保持，左操舵の３位置が切り換え制御される。
【００１７】前記コントロールユニット１７には、操舵
角センサ２１（ハンドル操舵角検出手段に相当），ヨー
レイトセンサ２２（ヨーレイト検出手段に相当），車速
センサ２０，横加速度センサ２３（横加速度検出手段に
相当）からのセンサ信号が入力される。
角センサ２１（ハンドル操舵角検出手段に相当），ヨー
レイトセンサ２２（ヨーレイト検出手段に相当），車速
センサ２０，横加速度センサ２３（横加速度検出手段に
相当）からのセンサ信号が入力される。
【００１８】前記コントロールユニット１７に制御プロ
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
【００１９】第１実施例では、横加速度対応ゲインｋ
1 ，ｋ2を用い、ハンドル操舵角δf に基づく操舵角フ
ィードフォワード項と検出されたヨーレイトψ’に基づ
くヨーレイトフィードバック項との加算値である下記の
式であらわされる制御則に従って後輪補助舵角δr が付
与される（補助舵角制御手段に相当）。
1 ，ｋ2を用い、ハンドル操舵角δf に基づく操舵角フ
ィードフォワード項と検出されたヨーレイトψ’に基づ
くヨーレイトフィードバック項との加算値である下記の
式であらわされる制御則に従って後輪補助舵角δr が付
与される（補助舵角制御手段に相当）。
【００２０】 δr ＝−ｋ1・Ｃ１・δf ＋ｋ2・Ｃ２・ψ’ …(1) 但し、ｋ1 ；フィードフォワード項の横加速度対応ゲイ
ン Ｃ１；第１比例定数 ｋ2 ；フィードバック項の横加速度対応ゲイン Ｃ２；第２比例定数 尚、Ｃ１，Ｃ２は先行資料の特開昭６０−１９３７７３
号のｋ１，ｋ２に相当する。
ン Ｃ１；第１比例定数 ｋ2 ；フィードバック項の横加速度対応ゲイン Ｃ２；第２比例定数 尚、Ｃ１，Ｃ２は先行資料の特開昭６０−１９３７７３
号のｋ１，ｋ２に相当する。
【００２１】前記横加速度対応ゲインｋ1 は、図３に示
すように、横加速度YGが大きな領域でその値が１から二
次関数的に次第に上昇する値で与えられ、また、前記横
加速度対応ゲインｋ2 は、図３に示すように、横加速度
YGが大きな領域でその値が１から二次関数的に次第に下
降する値で与えられる（横加速度対応ゲイン設定手段に
相当）。
すように、横加速度YGが大きな領域でその値が１から二
次関数的に次第に上昇する値で与えられ、また、前記横
加速度対応ゲインｋ2 は、図３に示すように、横加速度
YGが大きな領域でその値が１から二次関数的に次第に下
降する値で与えられる（横加速度対応ゲイン設定手段に
相当）。
【００２２】作用を説明する。
【００２３】高い横加速度YGが発生する限界走行領域に
おいては旋回半径が大となり、アンダーステアが強くな
る。
おいては旋回半径が大となり、アンダーステアが強くな
る。
【００２４】しかし、上記(1) 式による制御則のうち、
｛−ｋ1・Ｃ１・δf ｝による操舵角フィードフォワード
項は、前輪１Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８Ｒ
に逆相の補助舵角を与える逆相項としての意味を持つ。
また、｛ｋ2・Ｃ２・ψ’｝によるヨーレイトフィードバ
ック項は前輪１Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８
Ｒに同相の補助舵角を与える同相項としての意味を持
つ。
｛−ｋ1・Ｃ１・δf ｝による操舵角フィードフォワード
項は、前輪１Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８Ｒ
に逆相の補助舵角を与える逆相項としての意味を持つ。
また、｛ｋ2・Ｃ２・ψ’｝によるヨーレイトフィードバ
ック項は前輪１Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８
Ｒに同相の補助舵角を与える同相項としての意味を持
つ。
【００２５】しかも、図３に示すように、横加速度対応
ゲインｋ1 は横加速度YGが高くなればなるほど大きな値
となるのに対し、横加速度対応ゲインｋ2 は横加速度YG
が高くなればなるほど小さな値となり、高横加速度域で
は、逆相項である｛−ｋ1・Ｃ１・δf ｝の重みづけが増
す。
ゲインｋ1 は横加速度YGが高くなればなるほど大きな値
となるのに対し、横加速度対応ゲインｋ2 は横加速度YG
が高くなればなるほど小さな値となり、高横加速度域で
は、逆相項である｛−ｋ1・Ｃ１・δf ｝の重みづけが増
す。
【００２６】従って、限界走行領域ではヨーレイトψ’
の発生を促進させる方向に後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角が
与えられ、アンダーステア傾向を弱めて車両の回頭性を
増すことができ、限界旋回性能の向上が図られる。
の発生を促進させる方向に後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角が
与えられ、アンダーステア傾向を弱めて車両の回頭性を
増すことができ、限界旋回性能の向上が図られる。
【００２７】効果を説明する。
【００２８】（１）操舵入力時や外乱入力時に後輪８
Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、高横加速度領域で車両のヨーモーメントを増す横加
速度対応ゲインｋ1 ，ｋ2 を用い、操舵角フィードフォ
ワード項｛−ｋ1・Ｃ１・δf ｝とヨーレイトフィードバ
ック項｛ｋ2・Ｃ２・ψ’｝との加算値により後輪補助舵
角δr を制御する装置とした為、限界走行領域での旋回
性能の向上を図ることができる。
Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、高横加速度領域で車両のヨーモーメントを増す横加
速度対応ゲインｋ1 ，ｋ2 を用い、操舵角フィードフォ
ワード項｛−ｋ1・Ｃ１・δf ｝とヨーレイトフィードバ
ック項｛ｋ2・Ｃ２・ψ’｝との加算値により後輪補助舵
角δr を制御する装置とした為、限界走行領域での旋回
性能の向上を図ることができる。
【００２９】（第２実施例）本発明第２実施例の前後輪
操舵制御装置の全体システム構成としては、後輪のみに
補助舵角を与えるものであり図２と同様であるので説明
を省略する。
操舵制御装置の全体システム構成としては、後輪のみに
補助舵角を与えるものであり図２と同様であるので説明
を省略する。
【００３０】前記コントロールユニット１７に制御プロ
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
【００３１】第２実施例では、横加速度対応ゲインｋ
1 ，ｋ2を用い、ハンドル操舵角δf に基づく操舵角フ
ィードフォワード項と検出されたヨーレイトψ’に基づ
くヨーレイトフィードバック項との加算値である下記の
式であらわされる制御則に従って後輪補助舵角δr が付
与される（補助舵角制御手段に相当）。
1 ，ｋ2を用い、ハンドル操舵角δf に基づく操舵角フ
ィードフォワード項と検出されたヨーレイトψ’に基づ
くヨーレイトフィードバック項との加算値である下記の
式であらわされる制御則に従って後輪補助舵角δr が付
与される（補助舵角制御手段に相当）。
【００３２】 δr ＝ｋ1・Ｇ・δf ＋ｋ2・ｒ（ψ’−ΨT'） …(2) 但し、ｋ1 ；フィードフォワード項の横加速度対応ゲイ
ン Ｇ ；フィードフォワード伝達関数 ｋ2 ；フィードバック項の横加速度対応ゲイン ｒ ；フィードバックゲイン（ｒ＞０） ΨT'；目標ヨーレイト特性 前記横加速度対応ゲインｋ1 は、図４に示すように、横
加速度YGが大きな領域でその値が１から二次関数的に次
第に下降する値で与えられ、また、前記横加速度対応ゲ
インｋ2 は、図４に示すように、横加速度YGが大きな領
域でその値が１から二次関数的に次第に上昇する値で与
えられる（横加速度対応ゲイン設定手段に相当）。
ン Ｇ ；フィードフォワード伝達関数 ｋ2 ；フィードバック項の横加速度対応ゲイン ｒ ；フィードバックゲイン（ｒ＞０） ΨT'；目標ヨーレイト特性 前記横加速度対応ゲインｋ1 は、図４に示すように、横
加速度YGが大きな領域でその値が１から二次関数的に次
第に下降する値で与えられ、また、前記横加速度対応ゲ
インｋ2 は、図４に示すように、横加速度YGが大きな領
域でその値が１から二次関数的に次第に上昇する値で与
えられる（横加速度対応ゲイン設定手段に相当）。
【００３３】作用を説明する。
【００３４】高い横加速度YGが発生する限界走行領域に
おいては旋回半径が大となり、アンダーステアが強くな
る。
おいては旋回半径が大となり、アンダーステアが強くな
る。
【００３５】しかし、上記(2) 式による制御則のうち、
｛ｋ1・Ｇ・δf ｝による操舵角フィードフォワード項
は、限界走行領域で車両安定性を増す、つまり、前輪１
Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８Ｒに同相の補助
舵角を与える同相項としての意味を持つ。また、｛ｋ2・
ｒ（ψ’−ΨT'）｝によるヨーレイトフィードバック項
は、限界走行領域でも実ヨーレイトψ’を目標ヨーレイ
ト特性ΨT'に一致させる、つまり、アンダーステアが強
い時には前輪１Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８
Ｒに逆相の補助舵角を与える逆相項としての意味を持
つ。
｛ｋ1・Ｇ・δf ｝による操舵角フィードフォワード項
は、限界走行領域で車両安定性を増す、つまり、前輪１
Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８Ｒに同相の補助
舵角を与える同相項としての意味を持つ。また、｛ｋ2・
ｒ（ψ’−ΨT'）｝によるヨーレイトフィードバック項
は、限界走行領域でも実ヨーレイトψ’を目標ヨーレイ
ト特性ΨT'に一致させる、つまり、アンダーステアが強
い時には前輪１Ｌ，１Ｒの操舵方向に対し後輪８Ｌ，８
Ｒに逆相の補助舵角を与える逆相項としての意味を持
つ。
【００３６】しかも、図４に示すように、横加速度対応
ゲインｋ2 は横加速度YGが高くなればなるほど大きな値
となるのに対し、横加速度対応ゲインｋ1 は横加速度YG
が高くなればなるほど小さな値となり、高横加速度域で
は、逆相項である｛ｋ2・ｒ（ψ’−ΨT'）｝の重みづけ
が増す。
ゲインｋ2 は横加速度YGが高くなればなるほど大きな値
となるのに対し、横加速度対応ゲインｋ1 は横加速度YG
が高くなればなるほど小さな値となり、高横加速度域で
は、逆相項である｛ｋ2・ｒ（ψ’−ΨT'）｝の重みづけ
が増す。
【００３７】従って、限界走行領域ではヨーレイトψ’
の発生を促進させる方向に後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角が
与えられ、アンダーステア傾向を弱めて車両の回頭性を
増すことができ、限界旋回性能の向上が図られる。
の発生を促進させる方向に後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角が
与えられ、アンダーステア傾向を弱めて車両の回頭性を
増すことができ、限界旋回性能の向上が図られる。
【００３８】効果を説明する。
【００３９】（２）操舵入力時や外乱入力時に後輪８
Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、高横加速度領域で車両のヨーモーメントを増す横加
速度対応ゲインｋ1 ，ｋ2 を用い、操舵角フィードフォ
ワード項｛ｋ1・Ｇ・δf ｝とヨーレイトフィードバック
項｛ｋ2・ｒ（ψ’−ΨT'）｝との加算値により後輪補助
舵角δr を制御する装置とした為、限界走行領域での旋
回性能の向上を図ることができる。
Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、高横加速度領域で車両のヨーモーメントを増す横加
速度対応ゲインｋ1 ，ｋ2 を用い、操舵角フィードフォ
ワード項｛ｋ1・Ｇ・δf ｝とヨーレイトフィードバック
項｛ｋ2・ｒ（ψ’−ΨT'）｝との加算値により後輪補助
舵角δr を制御する装置とした為、限界走行領域での旋
回性能の向上を図ることができる。
【００４０】（第３実施例）構成を説明する。
【００４１】図５は前後輪共に補助舵角を与える本発明
第３実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体システム図
である。
第３実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体システム図
である。
【００４２】第３実施例の前後輪操舵制御装置が適用さ
れる車両の前輪１Ｌ，１Ｒには、ハンドル２への操舵入
力に基づき左右の前輪操舵機構３Ｌ，３Ｒを介して前輪
１Ｌ，１Ｒを操舵するステアリングユニット４に加え、
該ステアリングユニット４のラックチューブ（車体５に
弾性体６を介して支持）をストロークさせることで前輪
１Ｌ，１Ｒに補助舵角を与える前輪側油圧シリンダ７が
設けられ、後輪８Ｌ，８Ｒには、左右の後輪操舵機構９
Ｌ，９Ｒを介して後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える後
輪側油圧シリンダ１０が設けられている。
れる車両の前輪１Ｌ，１Ｒには、ハンドル２への操舵入
力に基づき左右の前輪操舵機構３Ｌ，３Ｒを介して前輪
１Ｌ，１Ｒを操舵するステアリングユニット４に加え、
該ステアリングユニット４のラックチューブ（車体５に
弾性体６を介して支持）をストロークさせることで前輪
１Ｌ，１Ｒに補助舵角を与える前輪側油圧シリンダ７が
設けられ、後輪８Ｌ，８Ｒには、左右の後輪操舵機構９
Ｌ，９Ｒを介して後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える後
輪側油圧シリンダ１０が設けられている。
【００４３】前記前輪側油圧シリンダ７及び後輪側油圧
シリンダ１０は、共通の油圧源ユニット１１を有し、こ
の油圧源ユニット１１から前輪側フェールセーフバルブ
１２及び前輪側サーボバルブ１３を介して制御圧を与え
ることで前輪側油圧シリンダ７を駆動させ、油圧源ユニ
ット１１から後輪側フェールセーフバルブ１４及び後輪
側サーボバルブ１５を介して制御圧を与えることで後輪
側油圧シリンダ１０を駆動させるようにしている。尚、
前記油圧源ユニット１１には、エンジン１６により駆動
される油圧ポンプ１１ａ，アンロードバルブ１１ｂ，圧
力スイッチ１１ｃ，アキュムレータ１１ｄ，リザーバ１
１ｅを有し、一定圧の作動油を供給するようにしてい
る。
シリンダ１０は、共通の油圧源ユニット１１を有し、こ
の油圧源ユニット１１から前輪側フェールセーフバルブ
１２及び前輪側サーボバルブ１３を介して制御圧を与え
ることで前輪側油圧シリンダ７を駆動させ、油圧源ユニ
ット１１から後輪側フェールセーフバルブ１４及び後輪
側サーボバルブ１５を介して制御圧を与えることで後輪
側油圧シリンダ１０を駆動させるようにしている。尚、
前記油圧源ユニット１１には、エンジン１６により駆動
される油圧ポンプ１１ａ，アンロードバルブ１１ｂ，圧
力スイッチ１１ｃ，アキュムレータ１１ｄ，リザーバ１
１ｅを有し、一定圧の作動油を供給するようにしてい
る。
【００４４】前記前輪側フェールセーフバルブ１２及び
後輪側フェールセーフバルブ１４は、コントロールユニ
ット１７からの指令でON/OFFの２位置が切り換えられ、
前記前輪側サーボバルブ１３及び後輪側サーボバルブ１
５は、コントロールユニット１７からサーボアンプ１
８，１９を介しての指令により右操舵，保持，左操舵の
３位置が切り換え制御される。
後輪側フェールセーフバルブ１４は、コントロールユニ
ット１７からの指令でON/OFFの２位置が切り換えられ、
前記前輪側サーボバルブ１３及び後輪側サーボバルブ１
５は、コントロールユニット１７からサーボアンプ１
８，１９を介しての指令により右操舵，保持，左操舵の
３位置が切り換え制御される。
【００４５】前記コントロールユニット１７には、車速
センサ２０，操舵角センサ２１（ハンドル操舵角検出手
段に相当），ヨーレイトセンサ２２（ヨーレイト検出手
段に相当），横加速度センサ２３（横加速度検出手段に
相当），前輪側変位センサ２４，後輪側変位センサ２
５，ニュートラルスイッチ２６，クラッチスイッチ２
７，ストップランプスイッチ２８からの検出信号が入力
される。尚、ヨーレイトセンサ２２からのセンサ信号
は、アンプ２９を介し増幅されて入力される。
センサ２０，操舵角センサ２１（ハンドル操舵角検出手
段に相当），ヨーレイトセンサ２２（ヨーレイト検出手
段に相当），横加速度センサ２３（横加速度検出手段に
相当），前輪側変位センサ２４，後輪側変位センサ２
５，ニュートラルスイッチ２６，クラッチスイッチ２
７，ストップランプスイッチ２８からの検出信号が入力
される。尚、ヨーレイトセンサ２２からのセンサ信号
は、アンプ２９を介し増幅されて入力される。
【００４６】前記コントロールユニット１７に制御プロ
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
【００４７】第３実施例では、横加速度対応ゲインｋ
1 ，ｋ2，ｋ3 ，ｋ4 を用い、ハンドル操舵角δf に基
づく操舵角フィードフォワード項と検出されたヨーレイ
トψ’に基づくヨーレイトフィードバック項との加算値
である下記の式であらわされる制御則に従って前輪補助
舵角δf0及び後輪補助舵角δr が付与される（補助舵角
制御手段に相当）。
1 ，ｋ2，ｋ3 ，ｋ4 を用い、ハンドル操舵角δf に基
づく操舵角フィードフォワード項と検出されたヨーレイ
トψ’に基づくヨーレイトフィードバック項との加算値
である下記の式であらわされる制御則に従って前輪補助
舵角δf0及び後輪補助舵角δr が付与される（補助舵角
制御手段に相当）。
【００４８】 δf0＝ｋ1・Ｇf・δf −ｋ2・Ｒf・（ψ’−ΨT'） δr ＝ｋ3・Ｇr・δf ＋ｋ4・Ｒr・（ψ’−ΨT'） …(3) 但し、ｋ1,ｋ3 ；フィードフォワード項の横加速度対応
ゲイン Ｇf,Ｇr ；フィードフォワード伝達関数 ｋ2,ｋ4 ；フィードバック項の横加速度対応ゲイン Ｒf,Ｒr ；フィードバックゲイン（Ｒf ＞０，Ｒr ＞
０） ΨT'；目標ヨーレイト特性 前記横加速度対応ゲインｋ1,ｋ4 は、図６に示すよう
に、横加速度YGが大きな領域でその値が１から二次関数
的に次第に上昇する値（ｋ1 ＞ｋ4 ）で与えられ、ま
た、前記横加速度対応ゲインｋ2,ｋ3 は、図６に示すよ
うに、横加速度YGが大きな領域でその値が１から二次関
数的に次第に下降する値（ｋ2 ＜ｋ3 ）で与えられる
（横加速度対応ゲイン設定手段に相当）。
ゲイン Ｇf,Ｇr ；フィードフォワード伝達関数 ｋ2,ｋ4 ；フィードバック項の横加速度対応ゲイン Ｒf,Ｒr ；フィードバックゲイン（Ｒf ＞０，Ｒr ＞
０） ΨT'；目標ヨーレイト特性 前記横加速度対応ゲインｋ1,ｋ4 は、図６に示すよう
に、横加速度YGが大きな領域でその値が１から二次関数
的に次第に上昇する値（ｋ1 ＞ｋ4 ）で与えられ、ま
た、前記横加速度対応ゲインｋ2,ｋ3 は、図６に示すよ
うに、横加速度YGが大きな領域でその値が１から二次関
数的に次第に下降する値（ｋ2 ＜ｋ3 ）で与えられる
（横加速度対応ゲイン設定手段に相当）。
【００４９】作用を説明する。
【００５０】（イ）限界走行時 高い横加速度YGが発生する限界走行領域においては旋回
半径が大となり、アンダーステアが強くなる。
半径が大となり、アンダーステアが強くなる。
【００５１】しかし、上記(3) 式による制御則のうち前
輪側では、高横加速度域でｋ1 ＞ｋ2の横加速度対応ゲ
インが設定されることで、｛ｋ1・Ｇf・δf ｝による前輪
切り増し項が｛−ｋ2・Ｒf・（ψ’−ΨT'）｝による前輪
切り戻し項より重みづけが増す。
輪側では、高横加速度域でｋ1 ＞ｋ2の横加速度対応ゲ
インが設定されることで、｛ｋ1・Ｇf・δf ｝による前輪
切り増し項が｛−ｋ2・Ｒf・（ψ’−ΨT'）｝による前輪
切り戻し項より重みづけが増す。
【００５２】また、上記(3) 式による制御則のうち後輪
側では、高横加速度域でｋ4 ＞ｋ3 の横加速度対応ゲイ
ンが設定されることで、｛ｋ4・Ｒr・（ψ’−ΨT'）｝に
よる逆相項が｛ｋ3・Ｇr・δf ｝による同相項より重みづ
けが増す。
側では、高横加速度域でｋ4 ＞ｋ3 の横加速度対応ゲイ
ンが設定されることで、｛ｋ4・Ｒr・（ψ’−ΨT'）｝に
よる逆相項が｛ｋ3・Ｇr・δf ｝による同相項より重みづ
けが増す。
【００５３】従って、限界走行領域ではヨーレイトψ’
の発生を促進させる方向に前輪１Ｌ，１Ｒ及び後輪８
Ｌ，８Ｒに補助舵角が与えられ、アンダーステア傾向を
弱めて車両の回頭性を増すことができ、限界旋回性能の
向上が図られる。
の発生を促進させる方向に前輪１Ｌ，１Ｒ及び後輪８
Ｌ，８Ｒに補助舵角が与えられ、アンダーステア傾向を
弱めて車両の回頭性を増すことができ、限界旋回性能の
向上が図られる。
【００５４】（ロ）ハンドル操舵時 ハンドル２に操舵入力を与えた時であって、実ヨーレイ
トψ’が目標ヨーレイト特性ΨT'に常に一致すれば、
ψ’＝ΨT'となり、上記(3) 式により前輪補助舵角δf0
及び後輪補助舵角δr は、 δf0＝ｋ1・Ｇf・δf δr ＝ｋ3・Ｇr・δf となる。
トψ’が目標ヨーレイト特性ΨT'に常に一致すれば、
ψ’＝ΨT'となり、上記(3) 式により前輪補助舵角δf0
及び後輪補助舵角δr は、 δf0＝ｋ1・Ｇf・δf δr ＝ｋ3・Ｇr・δf となる。
【００５５】つまり、フィードバック成分が無くなっ
て、フィードフォワード制御が主体となり、ドライバの
意志通りに車両が動いてくれる。
て、フィードフォワード制御が主体となり、ドライバの
意志通りに車両が動いてくれる。
【００５６】ここで、Ｇf ，Ｇr ，ΨT'の関係は、特開
平１−２１５６７２号公報の中に示されている。即ち、
簡単な２輪モデルを用いた一線形２自由度の運動方程式
において、前後輪をフィードフォワード制御することに
より目標特性ΨT'が得られるようにして解いた結果が伝
達関数Ｇf ，Ｇr である。
平１−２１５６７２号公報の中に示されている。即ち、
簡単な２輪モデルを用いた一線形２自由度の運動方程式
において、前後輪をフィードフォワード制御することに
より目標特性ΨT'が得られるようにして解いた結果が伝
達関数Ｇf ，Ｇr である。
【００５７】換言すれば、目標特性から伝達関数Ｇf ，
Ｇr が解析的に求められるものは(1)式を適用できる。
Ｇr が解析的に求められるものは(1)式を適用できる。
【００５８】（ハ）外乱入力時 ハンドル２を操舵しないにもかかわらず車両に外乱が加
わり、ヨーレイトが発生した場合は、ハンドル操舵角δ
f がδf ＝０であり、ψ’＜０とすると、上記(3) 式に
より前輪補助舵角δf0及び後輪補助舵角δr は、 δf0＝−ｋ2・Ｒf・ψ’＞０ δr ＝ｋ4・Ｒr・ψ’＜０ となる。
わり、ヨーレイトが発生した場合は、ハンドル操舵角δ
f がδf ＝０であり、ψ’＜０とすると、上記(3) 式に
より前輪補助舵角δf0及び後輪補助舵角δr は、 δf0＝−ｋ2・Ｒf・ψ’＞０ δr ＝ｋ4・Ｒr・ψ’＜０ となる。
【００５９】従って、車両に加わっているヨーレイト
ψ’＜０（左回り）に対し、前輪１Ｌ，１Ｒには右方向
の前輪補助舵角δf0が与えられ、後輪８Ｌ，８Ｒには左
方向の後輪補助舵角δr が与えられるというように、前
後輪がヨーレイトψ’を抑制する方向に自動的に補正操
舵され、凹凸路や横風等の外乱により車両の進路を乱す
ことが少なくなる。
ψ’＜０（左回り）に対し、前輪１Ｌ，１Ｒには右方向
の前輪補助舵角δf0が与えられ、後輪８Ｌ，８Ｒには左
方向の後輪補助舵角δr が与えられるというように、前
後輪がヨーレイトψ’を抑制する方向に自動的に補正操
舵され、凹凸路や横風等の外乱により車両の進路を乱す
ことが少なくなる。
【００６０】（ニ）車両ヨーレイト特性 旋回時等における車両ヨーレイト特性は、(3) 式に示す
ように、実ヨーレイトψ’と目標ヨーレイト特性ΨT'の
偏差項を制御則の中に組み入れた、いわゆるフィードバ
ック制御をしている為、目標ヨーレイト特性を精度良く
達成することができるし、タイヤの摩耗等により車両特
性が経時劣化を起こしても目標ヨーレイト特性ΨT'のモ
デルに近づくようにシステムとして適応性を有してい
る。
ように、実ヨーレイトψ’と目標ヨーレイト特性ΨT'の
偏差項を制御則の中に組み入れた、いわゆるフィードバ
ック制御をしている為、目標ヨーレイト特性を精度良く
達成することができるし、タイヤの摩耗等により車両特
性が経時劣化を起こしても目標ヨーレイト特性ΨT'のモ
デルに近づくようにシステムとして適応性を有してい
る。
【００６１】効果を説明する。
【００６２】（３）操舵入力時や外乱入力時に前輪１
Ｌ，１Ｒ及び後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える前後輪
操舵制御装置において、高横加速度領域で車両のヨーモ
ーメントを増す横加速度対応ゲインｋ1 ，ｋ2 ，ｋ3 ，
ｋ4 を用い、操舵角フィードフォワード項｛ｋ1・Ｇf・δ
f ｝とヨーレイトフィードバック項｛−ｋ2・Ｒf・（ψ’
−ΨT'）｝との加算値により前輪補助舵角δf0を制御
し、操舵角フィードフォワード項｛ｋ3・Ｇr・δf ｝とヨ
ーレイトフィードバック項｛ｋ4・Ｒr・（ψ’−ΨT'）｝
との加算値により後輪補助舵角δr を制御する装置とし
た為、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることがで
きる。
Ｌ，１Ｒ及び後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える前後輪
操舵制御装置において、高横加速度領域で車両のヨーモ
ーメントを増す横加速度対応ゲインｋ1 ，ｋ2 ，ｋ3 ，
ｋ4 を用い、操舵角フィードフォワード項｛ｋ1・Ｇf・δ
f ｝とヨーレイトフィードバック項｛−ｋ2・Ｒf・（ψ’
−ΨT'）｝との加算値により前輪補助舵角δf0を制御
し、操舵角フィードフォワード項｛ｋ3・Ｇr・δf ｝とヨ
ーレイトフィードバック項｛ｋ4・Ｒr・（ψ’−ΨT'）｝
との加算値により後輪補助舵角δr を制御する装置とし
た為、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることがで
きる。
【００６３】（４）上記(3) 式であらわされる制御速で
前後輪に補助舵角δf0，δr を与える装置とした為、耐
外乱性の向上，車両性能の経時劣化への適応能力，高精
度による目標特性の達成を併せて図ることができる。
前後輪に補助舵角δf0，δr を与える装置とした為、耐
外乱性の向上，車両性能の経時劣化への適応能力，高精
度による目標特性の達成を併せて図ることができる。
【００６４】（５）簡単な２輪モデルを用いた一線形２
自由度の運動方程式において、前後輪をフィードフォワ
ード制御することにより目標ヨーレイト特性ΨT'が得ら
れるようにして解いた結果を伝達関数Ｇf ，Ｇr とした
為、制御回路が簡単で済み、コストパフォーマンスを高
くすることができる。
自由度の運動方程式において、前後輪をフィードフォワ
ード制御することにより目標ヨーレイト特性ΨT'が得ら
れるようにして解いた結果を伝達関数Ｇf ，Ｇr とした
為、制御回路が簡単で済み、コストパフォーマンスを高
くすることができる。
【００６５】尚、解析モデルを複雑にした時，目標特性
ΨT'を高次数成分とした時、当然、伝達関数Ｇf ，Ｇr
も同じ様に解析的に導けるが、高次数となる。この場
合、一面では制御精度が向上するが、制御回路が複雑と
なり、コストパフォーマンスが低くなる。その点、本発
明実施例の制御則は実用的である。
ΨT'を高次数成分とした時、当然、伝達関数Ｇf ，Ｇr
も同じ様に解析的に導けるが、高次数となる。この場
合、一面では制御精度が向上するが、制御回路が複雑と
なり、コストパフォーマンスが低くなる。その点、本発
明実施例の制御則は実用的である。
【００６６】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。
【００６７】例えば、実施例では、横加速度検出手段と
して、横加速センサを用いた例を示したが、図７に示す
ように、横加速度センサを用いず、ハンドル操舵角δf
と車速Ｖを検出して、YG＝ｎ・δf・Ｖ2 （車両仕様によ
り決まる定数）の式により演算で求めるようにしても良
い。この場合、コスト低減となるし、システムがシンプ
ルになる為、信頼性が向上する。
して、横加速センサを用いた例を示したが、図７に示す
ように、横加速度センサを用いず、ハンドル操舵角δf
と車速Ｖを検出して、YG＝ｎ・δf・Ｖ2 （車両仕様によ
り決まる定数）の式により演算で求めるようにしても良
い。この場合、コスト低減となるし、システムがシンプ
ルになる為、信頼性が向上する。
【００６８】実施例では、操舵角フィードフォワード項
とヨーレイトフィードバック項の両方の項のゲインを横
加速度対応ゲインとする例を示したが、いずれか一方の
項のみのゲインを横加速度対応ゲインとする例であって
も良い。
とヨーレイトフィードバック項の両方の項のゲインを横
加速度対応ゲインとする例を示したが、いずれか一方の
項のみのゲインを横加速度対応ゲインとする例であって
も良い。
【００６９】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、操舵入力時や外乱入力時に前後輪の少なくとも一方
に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置において、操舵
角フィードフォワード項とヨーレイトフィードバック項
との加算値により補助舵角を制御すると共に、両項のう
ち少なくとも一方の項のゲインを横加速度の大きさに応
じてヨーモーメントを増す方向に変更する手段とした
為、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることができ
るという効果が得られる。
は、操舵入力時や外乱入力時に前後輪の少なくとも一方
に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置において、操舵
角フィードフォワード項とヨーレイトフィードバック項
との加算値により補助舵角を制御すると共に、両項のう
ち少なくとも一方の項のゲインを横加速度の大きさに応
じてヨーモーメントを増す方向に変更する手段とした
為、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることができ
るという効果が得られる。
【図１】本発明の前後輪操舵制御装置を示すクレーム対
応である。
応である。
【図２】第１実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体シ
ステム図である。
ステム図である。
【図３】第１実施例装置での横加速度対応ゲイン特性図
である。
である。
【図４】第２実施例装置での横加速度対応ゲイン特性図
である。
である。
【図５】第３実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体シ
ステム図である。
ステム図である。
【図６】第３実施例装置での横加速度対応ゲイン特性図
である。
である。
【図７】前後輪操舵制御装置の他の実施例を示す全体シ
ステム図である。
ステム図である。
ａ 補助操舵手段 ｂ ハンドル操舵角検出手段 ｃ ヨーレイト検出手段 ｄ 横加速度検出手段 ｅ 横加速度対応ゲイン設定手段 ｆ 補助舵角制御手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 113:00 137:00
Claims (1)
- 【請求項１】 前後輪の少なくとも一方の車輪に対しハ
ンドル操舵入力によらず外部からの指令で補助舵角を付
与する補助操舵手段と、 ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、 ヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、 横加速度を検出する横加速度検出手段と、 フィードバックゲインとフィードフォワードゲインの少
なくとも一方のゲインを、横加速度の大きさに応じて車
両のヨーモーメントを増す方向に変更する横加速度対応
ゲイン設定手段と、 設定された横加速度対応ゲインを用い、ハンドル操舵角
に基づく操舵角フィードフォワード項と検出されたヨー
レイトに基づくヨーレイトフィードバック項との加算値
により前後輪の少なくとも一方の車輪に補助舵角を付与
する指令を前記補助操舵手段に出力する補助舵角制御手
段と、 を備えていることを特徴とする前後輪操舵制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26387691A JP2871230B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 前後輪操舵制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26387691A JP2871230B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 前後輪操舵制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105101A true JPH05105101A (ja) | 1993-04-27 |
| JP2871230B2 JP2871230B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17395471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26387691A Expired - Lifetime JP2871230B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 前後輪操舵制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2871230B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10016343C2 (de) * | 1999-04-02 | 2003-07-03 | Nissan Motor | Vorrichtung und Verfahren zur dynamischen Fahrzeugsteuerung für ein Kraftfahrzeug |
| DE112009001475T5 (de) | 2009-03-03 | 2011-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Aichi-ken | Lenksteuervorrichtung für ein Fahrzeug |
| JP2014159269A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-09-04 | Honda Motor Co Ltd | 四輪操舵車両の制御方法 |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP26387691A patent/JP2871230B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10016343C2 (de) * | 1999-04-02 | 2003-07-03 | Nissan Motor | Vorrichtung und Verfahren zur dynamischen Fahrzeugsteuerung für ein Kraftfahrzeug |
| US6615124B1 (en) | 1999-04-02 | 2003-09-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Vehicular dynamic controlling apparatus and method |
| DE112009001475T5 (de) | 2009-03-03 | 2011-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Aichi-ken | Lenksteuervorrichtung für ein Fahrzeug |
| JP2014159269A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-09-04 | Honda Motor Co Ltd | 四輪操舵車両の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2871230B2 (ja) | 1999-03-17 |
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