JP2502651B2 - 舵角制御装置 - Google Patents
舵角制御装置Info
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- steering angle
- angle control
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
- B62D7/1554—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles
- B62D7/1572—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electro-hydraulic control means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、走行状態に応じて前後輪を最適の舵角に制
御する舵角制御装置に関する。
御する舵角制御装置に関する。
（従来の技術） 従来、舵角制御装置としては、例えば、特開昭60−16
1265号公報に記載されているようなものが知られてい
る。
1265号公報に記載されているようなものが知られてい
る。
（発明が解決しようとする課題） 第６図には一定のハンドル操舵周波数（例えば1Hz）
のもとで、ハンドル操舵角の大きさを変えた場合の前輪
実補助舵角の変化を示す。従来の舵角制御装置にあって
は、第６図の点線特性に示すように、ハンドル操舵角θ
に対する前輪補助舵角制御量δfの比がハンドル操作量
にかかわらず常に一定の比例定数（実舵角ゲイン）で生
じるという仮定の基に、ハンドル操舵角θから前輪補助
舵角制御量δfを求める関数をハンドル操作量によらず
常に所定の関数を用いて制御する構成をとっていた。し
かしながら、実際には第６図の実線特性に示すように、
一定のハンドル操舵周波数のもとではハンドル操舵角が
大きくなる程、ハンドル操舵角θに対する前輪補助舵角
制御量δfの比は小さくなる。したがって、操舵角が大
きい状態において適切になるように前輪補助舵角制御量
と後輪舵角制御量とを定めると、微小操舵時には前輪補
助舵角制御量に対する後輪舵角制御量の比が必要以上に
大きくなり、後輪が切れ過ぎて理想的な前後輪実舵角の
比が得られず、操舵違和感を招いてしまうという課題が
あった。
のもとで、ハンドル操舵角の大きさを変えた場合の前輪
実補助舵角の変化を示す。従来の舵角制御装置にあって
は、第６図の点線特性に示すように、ハンドル操舵角θ
に対する前輪補助舵角制御量δfの比がハンドル操作量
にかかわらず常に一定の比例定数（実舵角ゲイン）で生
じるという仮定の基に、ハンドル操舵角θから前輪補助
舵角制御量δfを求める関数をハンドル操作量によらず
常に所定の関数を用いて制御する構成をとっていた。し
かしながら、実際には第６図の実線特性に示すように、
一定のハンドル操舵周波数のもとではハンドル操舵角が
大きくなる程、ハンドル操舵角θに対する前輪補助舵角
制御量δfの比は小さくなる。したがって、操舵角が大
きい状態において適切になるように前輪補助舵角制御量
と後輪舵角制御量とを定めると、微小操舵時には前輪補
助舵角制御量に対する後輪舵角制御量の比が必要以上に
大きくなり、後輪が切れ過ぎて理想的な前後輪実舵角の
比が得られず、操舵違和感を招いてしまうという課題が
あった。
つまり、前輪補助舵角制御量δf／ハンドル操舵角θ
であらわされる実舵角ゲインを見ると、ハンドル操舵角
θが大きくなる程、第７図の１点鎖線に示されるような
高周波における定常成分の低下が大きくなる。
であらわされる実舵角ゲインを見ると、ハンドル操舵角
θが大きくなる程、第７図の１点鎖線に示されるような
高周波における定常成分の低下が大きくなる。
これは、前輪側ステアリング装置を支持しているブッ
シュ等の粘弾性的な特性の影響が高周波で強く出るため
と考えられる。
シュ等の粘弾性的な特性の影響が高周波で強く出るため
と考えられる。
従って、第７図に点線特性で示すような過渡成分を加
えてもトータルでは第７図の実線特性に示すように、実
舵角ゲインが理想特性に対して大きく低下し、前輪の微
小操舵時に後輪が切れ過ぎるという現象が生じる。
えてもトータルでは第７図の実線特性に示すように、実
舵角ゲインが理想特性に対して大きく低下し、前輪の微
小操舵時に後輪が切れ過ぎるという現象が生じる。
（課題を解決するための手段） 本発明は、ハンドル操舵角に対する前輪補助舵角制御
量の非線形性を考慮し、上述のような課題を解決するこ
とを目的としてなされたもので、この目的達成のために
本発明では、走行条件に応じて前輪及び後輪のそれぞれ
の舵角を制御する舵角制御手段を備えた舵角制御装置に
おいて、前記舵角制御手段は、ハンドル操舵角が小さい
程、舵角制御量の定常成分に対する過渡成分の割合を、
前輪側は大きく、後輪側は小さくする方向に少なくとも
一方の制御関数を修正することを特徴とする手段とし
た。
量の非線形性を考慮し、上述のような課題を解決するこ
とを目的としてなされたもので、この目的達成のために
本発明では、走行条件に応じて前輪及び後輪のそれぞれ
の舵角を制御する舵角制御手段を備えた舵角制御装置に
おいて、前記舵角制御手段は、ハンドル操舵角が小さい
程、舵角制御量の定常成分に対する過渡成分の割合を、
前輪側は大きく、後輪側は小さくする方向に少なくとも
一方の制御関数を修正することを特徴とする手段とし
た。
（作用） 操舵時に、舵角制御手段において、ハンドル操舵角が
小さい程、舵角制御量の定常成分に対する過渡成分の割
合を、前輪側は大きく、後輪側は小さくする方向に少な
くとも一方の制御関数を修正する制御が行なわれる。
小さい程、舵角制御量の定常成分に対する過渡成分の割
合を、前輪側は大きく、後輪側は小さくする方向に少な
くとも一方の制御関数を修正する制御が行なわれる。
従って、小操舵時にハンドル操舵角に対する前輪実舵
角の非線形性を補償することになり、小操舵，大操舵に
かかわらず、車両特性を操舵違和感の無い、良い状態に
保つことが出来る。
角の非線形性を補償することになり、小操舵，大操舵に
かかわらず、車両特性を操舵違和感の無い、良い状態に
保つことが出来る。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
尚、この実施例では、外部油圧により前後輪の舵角を
制御する舵角制御装置を例にとる。
制御する舵角制御装置を例にとる。
まず、構成を説明する。
実施例の舵角制御装置が適応される車両には、第１図
に示すように、前輪操舵装置として、ハンドル１、ステ
アリングシャフト２、パワーステアリングギヤユニット
３、ステアリングラック４、ナックル5,6、前輪7,8を備
えている。
に示すように、前輪操舵装置として、ハンドル１、ステ
アリングシャフト２、パワーステアリングギヤユニット
３、ステアリングラック４、ナックル5,6、前輪7,8を備
えている。
そして、舵角制御装置は、電子制御系と油圧制御系と
から成り、前輪7,8及び後輪9,10の舵角を制御する油圧
アクチュエータ11,12と、該油圧アクチュエータ11,12の
それぞれの舵角制御量δf，δrを検出する舵角制御量セ
ンサ13,14と、前記油圧アクチュエータ11,12の作動量を
コントロールする油圧バルブ15,16と、該油圧バルブ15,
16に油圧を供給するオイルポンプ17と、車速Ｖを検出す
る車速センサ18と、ハンドル操舵角θを検出する操舵角
センサ19と、車速信号や操舵角信号等により最適の舵角
制御量を演算して前記油圧バルブ15,16に対し前輪制御
信号Sf，後輪制御信号Srを出力するコントーラ20（舵角
制御手段）とを備えている。
から成り、前輪7,8及び後輪9,10の舵角を制御する油圧
アクチュエータ11,12と、該油圧アクチュエータ11,12の
それぞれの舵角制御量δf，δrを検出する舵角制御量セ
ンサ13,14と、前記油圧アクチュエータ11,12の作動量を
コントロールする油圧バルブ15,16と、該油圧バルブ15,
16に油圧を供給するオイルポンプ17と、車速Ｖを検出す
る車速センサ18と、ハンドル操舵角θを検出する操舵角
センサ19と、車速信号や操舵角信号等により最適の舵角
制御量を演算して前記油圧バルブ15,16に対し前輪制御
信号Sf，後輪制御信号Srを出力するコントーラ20（舵角
制御手段）とを備えている。
前記前輪側油圧アクチュエータ11は、そのロッド11a
がステアリングラック４に連結されていて、ハンドル操
作時にハンドル操舵角θに対する前輪7,8の補助操舵量
を駆動するように配置される。
がステアリングラック４に連結されていて、ハンドル操
作時にハンドル操舵角θに対する前輪7,8の補助操舵量
を駆動するように配置される。
前記後輪側油圧アクチュエータ12は、そのロッド12a
が左右に延び、両端部のナックル21,22により後輪9,10
を転舵するように配置されている。
が左右に延び、両端部のナックル21,22により後輪9,10
を転舵するように配置されている。
前記コントーラ20は、車速Ｖや操舵角θや舵角制御量
δf，δr等を入力情報として前後輪舵角制御をそれぞれ
独立して行なう制御回路で、制御処理内容として、ハン
ドル操舵角θが小さい程、舵角制御量の定常成分に対す
る過渡成分の割合を、前輪側は大きく、後輪側は小さく
する方向に少なくとも一方の制御関数を修正する内容が
含まれている。
δf，δr等を入力情報として前後輪舵角制御をそれぞれ
独立して行なう制御回路で、制御処理内容として、ハン
ドル操舵角θが小さい程、舵角制御量の定常成分に対す
る過渡成分の割合を、前輪側は大きく、後輪側は小さく
する方向に少なくとも一方の制御関数を修正する内容が
含まれている。
次に、作用を説明する。
まず、舵角制御関数として、目標前輪補助舵角制御量
δf ＊と目標後輪舵角制御量δr ＊を下記のように設定す
る。
δf ＊と目標後輪舵角制御量δr ＊を下記のように設定す
る。
δf ＊＝Kf・θ＋Tf・ …（１） δr ＊＝Kr・θ−Tr・ …（２） 但し、Kf，Tf，Kr，Tr；車両諸元や車速Ｖ等によって決
まる定数 そして、前記（１）式で示される前輪補助舵角特性をラ
プラス変換し、 と近似し、実験値を第２図の形にモデル化すると、小操
舵時と大操舵時との大小関係は第２図の様に、前輪側実
舵角ゲインは小操舵時に小さく大操舵時に大きくなる関
係を示す。
まる定数 そして、前記（１）式で示される前輪補助舵角特性をラ
プラス変換し、 と近似し、実験値を第２図の形にモデル化すると、小操
舵時と大操舵時との大小関係は第２図の様に、前輪側実
舵角ゲインは小操舵時に小さく大操舵時に大きくなる関
係を示す。
そこで、この前輪側実舵角特性に基づき、小操舵時の
車両特性と大操舵時の車両特定との差を無くすように制
御する。
車両特性と大操舵時の車両特定との差を無くすように制
御する。
即ち、定常成分は小操舵時に後輪側の全体のゲインを
下げ、更に、過渡成分は前輪側を増すか後輪側を減らす
かして前後輪のバランスを保つ必要がある。
下げ、更に、過渡成分は前輪側を増すか後輪側を減らす
かして前後輪のバランスを保つ必要がある。
この方法として具体的には、下記の２点に基づいて、
各定数Kf，Tf，Kr，Trの値を大操舵時（添字;f0,r0）と
小操舵時（添字;f1,r1）とで変化させる。
各定数Kf，Tf，Kr，Trの値を大操舵時（添字;f0,r0）と
小操舵時（添字;f1,r1）とで変化させる。
横すべり角０（零）を維持する。
→４輪操舵の基本的な考え方 ゆっくり操舵と急操舵との応答特性の差（定常成分
と過渡成分とのバランス）を変えない。
と過渡成分とのバランス）を変えない。
そして、の点から、横すべり角∝Kr／Kfであるか
ら、 となり小操舵時の後輪側の比例値を小さくするように、 即ち、Kf1＜Kf0となるのに合わせKr1＜Kr0とする。
ら、 となり小操舵時の後輪側の比例値を小さくするように、 即ち、Kf1＜Kf0となるのに合わせKr1＜Kr0とする。
また、の点から、第１の対策として、定常成分と過
渡成分とによる応答特性を変えないために、前輪側と後
輪側との時定数（T/K;定常分と過渡部の比）の差を一定
にすることが考えられる。
渡成分とによる応答特性を変えないために、前輪側と後
輪側との時定数（T/K;定常分と過渡部の比）の差を一定
にすることが考えられる。
このための式 を満たすには、実際には となることから、 とすれば良い。
また、第２の対策として、小操舵時における前輪側実
舵角ゲインを大きくするため、過渡成分の割合を大きく
することが考えられ、このために、 としても良い。
舵角ゲインを大きくするため、過渡成分の割合を大きく
することが考えられ、このために、 としても良い。
これによって、（４）の場合には、小操舵時に後輪側
の時定数が大きくなり、（５）の場合には、小操舵時に
前輪側に時定数が大きくなり、前輪側と後輪側との時定
数の差を一定に保つことができる。
の時定数が大きくなり、（５）の場合には、小操舵時に
前輪側に時定数が大きくなり、前輪側と後輪側との時定
数の差を一定に保つことができる。
つまり、前記（３）と（４）を組合わせたのが第３図
に示す制御例であり、前記（３）と（５）とを組合わせ
たのが第４図に示す制御例である。
に示す制御例であり、前記（３）と（５）とを組合わせ
たのが第４図に示す制御例である。
以上の説明においては、操舵角の大きさを大，小２つ
の値に代表させて説明したが、実際には操舵角の大きさ
に応じて、各定数Kf，Tf，Kr，Trを連続的に変化させる
ことができる。
の値に代表させて説明したが、実際には操舵角の大きさ
に応じて、各定数Kf，Tf，Kr，Trを連続的に変化させる
ことができる。
次に、コントローラ20で行なわれる舵角制御処理作動
の流れを第５図のフローチャート図により説明する。
の流れを第５図のフローチャート図により説明する。
ステップａでは、車速V,ハンドル操舵角θ，舵角制御
量δf，δrが読み込まれる。
量δf，δrが読み込まれる。
大舵角時の場合には、ステップｃへ進み、各定数
Kf0，Tf0，Kr0，Tr0を選択し（ステップｃ）、選択した
各定数値に基づき目標前輪補助舵角制御量δf ＊と目標
後輪舵角制御量δr ＊とを演算により求める（ステップ
ｄ）。
Kf0，Tf0，Kr0，Tr0を選択し（ステップｃ）、選択した
各定数値に基づき目標前輪補助舵角制御量δf ＊と目標
後輪舵角制御量δr ＊とを演算により求める（ステップ
ｄ）。
ステップｇでは、前記ステップｄまたはステップｆで
求められた目標舵角制御量δf ＊，δr ＊がコントローラ
20から各油圧バルブ15,16に対して出力される。
求められた目標舵角制御量δf ＊，δr ＊がコントローラ
20から各油圧バルブ15,16に対して出力される。
次に操舵時における舵角制御作動について述べる。
小操舵時には、ハンドル操舵角θに対する前輪実舵角
特性は非線形性を持つ為、これを補うべく舵角制御量δ
f，δrの定常成分に対する過渡成分の割合を、相対的に
前輪側δfは大きく、後輪側δrは小さくする方向に少な
くとも一方の制御関数を修正する制御が行なわれる（ス
テップｃ及びステップｄ）。
特性は非線形性を持つ為、これを補うべく舵角制御量δ
f，δrの定常成分に対する過渡成分の割合を、相対的に
前輪側δfは大きく、後輪側δrは小さくする方向に少な
くとも一方の制御関数を修正する制御が行なわれる（ス
テップｃ及びステップｄ）。
尚、第３図の制御の場合には、後輪側の制御関数が修
正され、第４図の制御の場合には、両制御関数が修正さ
れる。
正され、第４図の制御の場合には、両制御関数が修正さ
れる。
以上、述べてきたように、実施例の舵角制御装置にあ
っては、小操舵時においてハンドル操舵角θに対する前
輪実舵角の非線形性を補償することになり、小操舵時，
大操舵時にかかわらず、車両特性を操舵違和感の無い、
良い状態に保つことが出来る。
っては、小操舵時においてハンドル操舵角θに対する前
輪実舵角の非線形性を補償することになり、小操舵時，
大操舵時にかかわらず、車両特性を操舵違和感の無い、
良い状態に保つことが出来る。
しかも、小操舵時においても大操舵時の横すべり角を
維持し、ゆっくり操舵と急操舵との応答特性を変えない
ことで、車両特性及び操舵特性においてハンドル操舵角
θの大小で差の無い、非常に良い状態に保つことが出来
る。
維持し、ゆっくり操舵と急操舵との応答特性を変えない
ことで、車両特性及び操舵特性においてハンドル操舵角
θの大小で差の無い、非常に良い状態に保つことが出来
る。
以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的な構成はこの実施例に限られるものではない。
的な構成はこの実施例に限られるものではない。
例えば、制御伝達関数は実施例で示した伝達関数に限
られることなく、ラプラス演算子Ｓに対して２次の関数
等、自由に設定出来るし、この場合には、設定した制御
伝達関数に応じた関数修正制御が行なわれる。
られることなく、ラプラス演算子Ｓに対して２次の関数
等、自由に設定出来るし、この場合には、設定した制御
伝達関数に応じた関数修正制御が行なわれる。
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の舵角制御装置にあ
っては、走行条件に応じて前輪及び後輪のそれぞれの舵
角を制御する舵角制御手段は、ハンドル操舵角が小さい
程、舵角制御量の定常成分に対する過渡成分の割合を、
前輪側は大きく、後輪側は小さくする方向に少なくとも
一方の制御関数を修正する手段である為、小操舵時にお
いてハンドル操舵角に対する前輪補助舵角制御量の非線
形性を補償することになり、小操舵時，大操舵時にかか
わらず、車両特性を操舵違和感の無い、良い状態に保つ
ことが出来るという効果が得られる。
っては、走行条件に応じて前輪及び後輪のそれぞれの舵
角を制御する舵角制御手段は、ハンドル操舵角が小さい
程、舵角制御量の定常成分に対する過渡成分の割合を、
前輪側は大きく、後輪側は小さくする方向に少なくとも
一方の制御関数を修正する手段である為、小操舵時にお
いてハンドル操舵角に対する前輪補助舵角制御量の非線
形性を補償することになり、小操舵時，大操舵時にかか
わらず、車両特性を操舵違和感の無い、良い状態に保つ
ことが出来るという効果が得られる。
第１図は本発明実施例のの舵角制御装置が適応された車
両の操舵系を示す概略図、第２図は大操舵時と小操舵時
での前輪側実舵角ゲイン特性図、第３図及び第４図は大
操舵時と小操舵時での伝達関数の定数表の各例を示す
図、第５図はコントローラでの舵角制御処理作動の流れ
を示すフローチャート図、第６図はハンドル操舵角に対
する前輪補助舵角制御量の関係特性図、第７図はハンド
ル操舵周波数に対する実舵角ゲイン特性図である。 11,12……油圧アクチュエータ 13,14……舵角制御量センサ 15,16……油圧バルブ 18……車速センサ 19……ハンドル操舵角センサ 20……コントーラ
両の操舵系を示す概略図、第２図は大操舵時と小操舵時
での前輪側実舵角ゲイン特性図、第３図及び第４図は大
操舵時と小操舵時での伝達関数の定数表の各例を示す
図、第５図はコントローラでの舵角制御処理作動の流れ
を示すフローチャート図、第６図はハンドル操舵角に対
する前輪補助舵角制御量の関係特性図、第７図はハンド
ル操舵周波数に対する実舵角ゲイン特性図である。 11,12……油圧アクチュエータ 13,14……舵角制御量センサ 15,16……油圧バルブ 18……車速センサ 19……ハンドル操舵角センサ 20……コントーラ
Claims (1)
- 【請求項１】走行条件に応じて前輪及び後輪のそれぞれ
の舵角を制御する舵角制御手段を備えた舵角制御装置に
おいて、 前記舵角制御手段は、ハンドル操舵角が小さい程、舵角
制御量の定常成分に対する過渡成分の割合を、前輪側は
大きく、後輪側は小さくする方向に少なくとも一方の制
御関数を修正することを特徴とする舵角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3114588A JP2502651B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3114588A JP2502651B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208275A JPH01208275A (ja) | 1989-08-22 |
| JP2502651B2 true JP2502651B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=12323272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3114588A Expired - Fee Related JP2502651B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502651B2 (ja) |
-
1988
- 1988-02-13 JP JP3114588A patent/JP2502651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01208275A (ja) | 1989-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |