JP2502761B2 - Four-wheel steering system for vehicles - Google Patents

Four-wheel steering system for vehicles

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JP2502761B2
JP2502761B2 JP20255289A JP20255289A JP2502761B2 JP 2502761 B2 JP2502761 B2 JP 2502761B2 JP 20255289 A JP20255289 A JP 20255289A JP 20255289 A JP20255289 A JP 20255289A JP 2502761 B2 JP2502761 B2 JP 2502761B2
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wheel steering
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steering
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孝彰 江口
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、前輪転舵角に対する車両のヨーレイトの発
生特性が1次遅れの出力となる様に後輪を転舵制御する
車両用四輪操舵装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a four-wheel vehicle for controlling the rear wheels so that the yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to the front wheel steering angle becomes an output with a first-order lag. The present invention relates to a steering device.

(従来の技術) 従来、後輪転舵角制御手段を備えた車両用四輪操舵装
置としては、例えば、特開昭59−186773号公報記載され
ているようなものが知られている。
(Prior Art) Conventionally, as a four-wheel steering device for a vehicle provided with a rear wheel turning angle control means, for example, one described in JP-A-59-186773 is known.

この従来公報には、車速と前輪転舵角とを入力情報と
し、中,高速領域で、前輪転舵開始から設定時間の間は
後輪を逆位相に転舵し、設定時間経過後は、後輪を同位
相に転舵する後輪転舵角制御手段が示されている。
In this conventional publication, the vehicle speed and the front wheel turning angle are used as input information, and in the middle and high speed regions, the rear wheels are steered in the opposite phase for a set time from the start of the front wheel turning, and after the set time has elapsed, Rear wheel steering angle control means for steering the rear wheels in the same phase is shown.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来装置にあっては、後輪
転舵角が車速と前輪転舵角のみの関数により制御される
構成となっている為、予め目標として設定した車両特性
通りの制御が出来ないし、操舵過渡応答性・安定性の大
幅向上が実現出来ないという課題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional device, the rear wheel steering angle is controlled by a function of only the vehicle speed and the front wheel steering angle. However, there was a problem that the control could not be performed according to the vehicle characteristics described above and that the transient response and stability of the steering could not be significantly improved.

具体的には下記の特性が望めない。 Specifically, the following characteristics cannot be expected.

ヨーレイト周波数応答性に関し、例えば、ヨーレイ
トゲインを高周波数域までフラット化したり、位相遅れ
を小とする等の目標を設定し、設定した目標をうまく実
現する事。
Regarding the yaw rate frequency response, set a target such as flattening the yaw rate gain to a high frequency range or reducing the phase delay, and realize the set target well.

レーンチェンジ等においてステップ操舵をした際、
ハンドル切り始めのヨーレイトのオーバシュートを小さ
くする事。
When step steering in lane change etc.,
Minimize the yaw rate overshoot when turning the steering wheel.

そこで、本出願人は、特願昭63−25223号により、前
輪転舵角に対する車両のヨーレイトの発生特性が1次遅
れの出力となる様に後輪を転舵制御し、上記課題を解決
する手法を提案した。
Therefore, the present applicant solves the above-mentioned problems by applying Japanese Patent Application No. 63-25223 to control the rear wheels so that the yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to the front wheel steering angle becomes a first-order output. A method was proposed.

例えば、この先行出願では、前輪転舵角のラプラス変
換値をδf(s),後輪転舵角のラプラス変換値をδr(s)
した時、 但し、s;ラプラス演算子 K;ヨーレイト定常ゲイン τ12,T1,T2;車両諸元,車速により決まる定数 の演算系制御伝達関数により後輪転舵角が与えられる手
段が示されている。
For example, in this prior application, when the Laplace conversion value of the front wheel steering angle is δ f (s) and the Laplace conversion value of the rear wheel steering angle is δ r (s) , However, s; Laplace operator K; Steady-state yaw rate gain τ 1 , τ 2 , T 1 , T 2 ; A means for giving the rear wheel steering angle by a control system transfer function that is a constant determined by vehicle specifications and vehicle speed is shown. ing.

しかしながら、前記(1)式で示される演算系制御伝
達関数には分母に2次の項を含み、1次の項の定数T1
び2次の項の定数T2を車速により可変としなければなら
ない為、演算の高速化が必要で、例えば、8ビットのマ
イクロコンピュータでは容量不足となる。
However, the arithmetic control transfer function represented by the equation (1) includes a quadratic term in the denominator, and the constant T 1 of the primary term and the constant T 2 of the secondary term must be variable depending on the vehicle speed. Therefore, it is necessary to speed up the calculation, and for example, the capacity of an 8-bit microcomputer becomes insufficient.

また、2次/2次の制御伝達関数による制御を的確に行
なう為には、非常に応答性の高いアクチュエータが必要
である。
In addition, an actuator with extremely high responsiveness is required in order to accurately perform control by the second-order / second-order control transfer function.

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもの
で、前輪転舵角に対する車両のヨーレイトの発生特性が
1次遅れの出力となる様に後輪を転舵制御する車両用四
輪操舵装置において、車両のヨーレイト特性を目標ヨー
レイト性能にほぼ近似させながら、システムの簡素化及
び演算の簡素化を図ることを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and four-wheeled vehicles for steering the rear wheels such that the yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to the steered angle of the front wheels has a first-order lag output. An object of the steering device is to simplify the system and the calculation while making the yaw rate characteristic of the vehicle approximate to the target yaw rate performance.

(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車両用四輪操舵装置
では、アクチュエータ系に1次遅れをもたせると共に、
演算系の制御伝達関数を通常の操舵入力周波数域では影
響の小さい2次の項を削除して2次/1次の式とした。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, in the vehicle four-wheel steering system of the present invention, the actuator system is provided with a first-order lag, and
The control transfer function of the arithmetic system is a quadratic / first-order equation by deleting the quadratic term, which has a small effect in the normal steering input frequency range.

即ち、車両の走行状態に応じて後輪の転舵角を制御す
る後輪転舵角制御手段を備えた車輪用四輪操舵操におい
て、 前記後輪転舵角制御手段は、前輪転舵角のラプラス変
換値をδf(s),後輪転舵角のラプラス変換値をδr(s)
した時、 但し、s;ラプラス演算子 K;ヨーレイト定常ゲイン τ12;車両諸元,車速により決まる定数 T0;演算系の1次遅れ定数 T;アクチュエータ系の1次遅れ定数 の制御伝達関数による後輪転舵角が与えられ、前輪転舵
角に対する車両のヨーレイトの発生特性が1次遅れの出
力となる様に制御を行なう手段である事を特徴とする。
That is, in a four-wheel steering operation for wheels equipped with rear wheel steering angle control means for controlling the steering angle of the rear wheels in accordance with the running state of the vehicle, the rear wheel steering angle control means is a Laplace of the front wheel steering angle. When the conversion value is δ f (s) and the Laplace conversion value of the rear wheel steering angle is δ r (s) , However, s; Laplace operator K; Steady-state gain of yaw rate τ 1 , τ 2 ; Constant determined by vehicle specifications and vehicle speed T 0 ; First-order delay constant of calculation system T; First-order delay constant of actuator system It is characterized in that it is a means for performing control so that the yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to the front wheel turning angle is output with a first-order lag, given the rear wheel turning angle.

(作 用) ハンドル操舵時には、後輪転舵角制御手段において、
車両諸元,車速によって各定数τ12,T0,Tが求めら
れ、これらとヨーレイト定常ゲインKを基に、前記
(2)式の制御伝達関数で与えられる後輪転舵角δ
なるように後輪を転舵する制御が行なわれる。
(Operation) When steering the steering wheel, the rear wheel steering angle control means
The constants τ 1 , τ 2 , T 0 , T are obtained from the vehicle specifications and vehicle speeds, and based on these and the yaw rate steady-state gain K, the rear wheel steering angle δ r given by the control transfer function of the above equation (2). The control for steering the rear wheels is performed so that

この制御において、演算系の1次遅れ定数T0をT0=T1
−Tとすると、 となり、アクチュエータ系の1次遅れ定数Tがある程度
小さければ、 となる。
In this control, the first-order delay constant T 0 of the operation system is set to T 0 = T 1
-T If the first-order delay constant T of the actuator system is small to some extent, Becomes

即ち、後輪転舵角を決定するにあたって、演算系とア
クチュエータ系とのトータルシステムでの制御伝達関数
(2′)式の分母、分子には共にラプラス演算子sに関
して2次の項(s2)と1次の項(s)と定数項とを含む
為、後輪は前輪転舵角δのみならず転舵角速度や転舵
角加速度に応じて制御されることになる。
That is, in determining the steering angle of the rear wheels, the denominator and numerator of the control transfer function (2 ') in the total system of the arithmetic system and the actuator system are both quadratic terms (s 2 ) with respect to the Laplace operator s. Since the first term (s) and the constant term are included, the rear wheels are controlled not only according to the front wheel turning angle δ f but also according to the turning angular velocity and the turning angular acceleration.

従って、ヨーレイト特性のゲインフラット化、位相遅
れの減少化、ステップ操舵時のオーバーシュートの防止
等が達成され、設定した目標ヨーレイト性能にほぼ近似
するヨーレイト定常特性及びヨーレイト過渡特性を得る
ことができる。
Therefore, the gain flattening of the yaw rate characteristic, the reduction of the phase delay, the prevention of the overshoot at the time of step steering, etc. are achieved, and the yaw rate steady-state characteristic and the yaw rate transient characteristic which are almost similar to the set target yaw rate performance can be obtained.

また、アクチュエータ系の伝達関数 に1次の遅れをもたせている為、非常に応答性の高いア
クチュエータを必要とせず、システムの簡素化を図るこ
とができる。
Also, the transfer function of the actuator system Since there is a first-order delay, the actuator having a very high response is not required, and the system can be simplified.

また、演算系の伝達関数 は、2次/1次の演算式としている為、2次/2次の演算式
の場合のような演算の高速化を必要とせず、例えば、8
ビットの容量をもつマイクロコンピュータでも十分で演
算を可能とすることができる。
Also, the transfer function of the arithmetic system Since it is a quadratic / first-order arithmetic expression, there is no need to speed up the calculation as in the case of the quadratic / secondary arithmetic expression.
Even a microcomputer having a bit capacity can sufficiently perform the operation.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

まず、構成を説明する。 First, the configuration will be described.

第1図は実施例の車両用四輪操舵装置を示し、左右の
前輪1L,1Rは、ステアリングホイール3によりステアリ
ングギヤ4を介して転舵可能とされている。尚、前輪転
舵角δは、ステアリングホイール操舵角をθ、ステア
リングギヤ比をNとすると、δ=θ/Nで表される。
FIG. 1 shows a vehicle four-wheel steering system according to an embodiment, in which the left and right front wheels 1L, 1R can be steered by a steering wheel 3 via a steering gear 4. The front wheel turning angle δ f is represented by δ f = θ / N where θ is the steering wheel steering angle and N is the steering gear ratio.

左右の後輪2L,2Rは、トランスバースリンク5L,5R及び
アッパーアーム6L,6Rを含むリヤサスペンション装置に
より車体のリヤサスペンションメンバ7に懸架されてい
て、後輪転舵の目的のため左右のナックルアーム8L,8R
間をアクチュエータ9及びその両端のサイドロッド10L,
10Rにより相互に連結させている。
The left and right rear wheels 2L, 2R are suspended on a rear suspension member 7 of the vehicle body by a rear suspension device including transverse links 5L, 5R and upper arms 6L, 6R, and left and right knuckle arms for the purpose of steering the rear wheels. 8L, 8R
Between the actuator 9 and the side rods 10L on both ends,
They are connected to each other by 10R.

前記アクチュエータ9は、スプリングセンタ式復動液
圧シリンダとし、その2室が夫々管路11L,11Rにより電
磁比例式圧力制御弁12に接続される。尚、この制御弁12
には、更にポンプ13及びリザーバタンク14を含む液圧源
の液圧管路15及びドレーン管路16が夫々接続されてい
る。
The actuator 9 is a spring center type return hydraulic cylinder, and its two chambers are connected to an electromagnetic proportional pressure control valve 12 by lines 11L and 11R, respectively. This control valve 12
Further, a hydraulic pressure line 15 and a drain line 16 of a hydraulic pressure source including a pump 13 and a reservoir tank 14 are connected to each.

前記電磁比例式圧力制御弁12は、スプリングセンタ式
3位置弁とし、両ソレノイド12L,12RのOFF時の管路11L,
11Rを無圧状態にし、ソレノイド12のON時に通電量に比
例した圧力を管路11Lに供給し、ソレノイド12RのON時に
通電量に比例した圧力を管路11Rに供給するものであ
る。る。
The electromagnetic proportional pressure control valve 12 is a spring center type three-position valve, and both solenoids 12L and 12R have a pipeline 11L,
The pressure is proportional to the energization amount when the solenoid 12 is ON, the pressure is proportional to the energization amount when the solenoid 12 is ON, and the pressure is proportional to the energization amount when the solenoid 12R is ON. You.

尚、アクチュエータ9と電磁比例式圧力制御弁12と
で、後輪転舵制御システムのアクチュエータ系が構成さ
れ、このアクチュエータ系には、前輪転舵角のラプラス
変換値をδf(s),後輪転舵角のラプラス変換値をδr(s)
とした時、 の制御伝達関数式であらわされる1次遅れ特性をもたせ
ている。
It should be noted that the actuator 9 and the electromagnetic proportional pressure control valve 12 constitute an actuator system of a rear wheel steering control system. The actuator system includes a Laplace conversion value of the front wheel steering angle δ f (s) and a rear wheel rolling system. The Laplace conversion value of the steering angle is δ r (s)
When 1 has a first-order lag characteristic represented by the control transfer function equation.

但し、Tはアクチュエータ系の1次遅れ定数であり、
sはラプラス演算子である。
However, T is the first-order delay constant of the actuator system,
s is a Laplace operator.

前記ソレノイド12L,12RのON,OFF及び通電量は、コン
トローラ17により電子制御し、このコントローラ17は第
2図に示す如くデジタル演算回路17aと、デジタル入力
検出回路17bと、記憶回路17cと、D/A変換器17dと、駆動
回路17eとで構成されている。
A controller 17 electronically controls ON / OFF and energization amount of the solenoids 12L and 12R, and the controller 17 has a digital operation circuit 17a, a digital input detection circuit 17b, a storage circuit 17c, and a D circuit as shown in FIG. It is composed of an / A converter 17d and a drive circuit 17e.

前記コントローラ17では、ステアリングホイール3の
操舵角θを検出する操舵角センサ18からの信号及び車速
Vを検出する車速センサ19からの信号を夫々、デジタル
入力検出回路17bを経て入力し、デジタル演算回路17aに
おいて、これらの入力情報及び記憶回路17cのROMに格納
されている定数や記憶回路17cのRAMに一時記憶させてい
る情報を基に下記の演算式を演算し、演算結果に対応し
た後輪転舵角δに関するデジタル信号をD/A変換器17d
によりアナログ信号に変換する。このアナログ信号は駆
動回路17eにより後輪転舵角δに対応した電流iに変
換され、制御弁12に供給される。
In the controller 17, the signal from the steering angle sensor 18 for detecting the steering angle θ of the steering wheel 3 and the signal from the vehicle speed sensor 19 for detecting the vehicle speed V are respectively inputted through the digital input detection circuit 17b, and the digital arithmetic circuit is inputted. In 17a, the following arithmetic expression is calculated based on these input information and the constants stored in the ROM of the storage circuit 17c and the information temporarily stored in the RAM of the storage circuit 17c, and the rear wheel rotation corresponding to the calculation result is performed. D / A converter 17d converts digital signals related to steering angle δ r
To convert it to an analog signal. This analog signal is converted into a current i corresponding to the rear wheel turning angle δ r by the drive circuit 17e and supplied to the control valve 12.

この際、コントローラ17は、制御弁12のいずれのソレ
ノイド12L,12Rに電流iを供給すべきかを操舵角θから
決定し、対応する管路11L又は11Rに電流i(後輪転舵角
δ)に応じた液圧を発生させる。アクチュエータ9
は、この液圧に応じた方向へ又はこの液圧に応じた距離
だけストロークし、サイドロッド10L及び10Rを介した後
輪2L及び2Rを対応方向へ演算結果に応じた角度だけ転舵
することができる。
At this time, the controller 17 determines from the steering angle θ which solenoid 12L, 12R of the control valve 12 should be supplied with the current i, and the current i (rear wheel turning angle δ r ) is supplied to the corresponding pipeline 11L or 11R. To generate a hydraulic pressure corresponding to. Actuator 9
Stroke in the direction corresponding to this hydraulic pressure or by the distance corresponding to this hydraulic pressure, and steer the rear wheels 2L and 2R through the side rods 10L and 10R in the corresponding direction by the angle corresponding to the calculation result. You can

尚、デジタル演算回路17aで演算される式は、前輪転
舵角のラプラス変換値をδf(s),後輪転舵角のラプラス
変換値をδr(s)とした時、 但し、K;ヨーレイト定常ゲイン τ12;車両諸元,車速により決まる定数 T0;演算系の1次遅れ定数 であらわされる制御伝達関数である。
The formula calculated by the digital calculation circuit 17a is, when the Laplace conversion value of the front wheel turning angle is δ f (s) and the Laplace conversion value of the rear wheel turning angle is δ r (s) , However, K: Yaw rate steady-state gain τ 1 , τ 2 ; Constant determined by vehicle specifications and vehicle speed T 0 ; Control transfer function expressed by the first-order delay constant of the calculation system.

そして、後輪2L及び2Rに後輪転舵角が与えられ、前輪
転舵角δに対する車両のヨーレイトの発生特性が1
次遅れの出力となる様に制御を行なう装置としている。
Then, the rear wheel steering angle is given to the rear wheels 2L and 2R, and the yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to the front wheel steering angle δ f is 1
The device is designed to control so that the output of the next delay occurs.

次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.

まず、車両の目標性能を、前輪転舵角δに対する車
両のヨーレイト特性が1次遅れの出力となる下記の伝達
関数あらわされる特性を得る様に設定する。
First, the target performance of the vehicle is set so that the yaw rate characteristic of the vehicle with respect to the front wheel turning angle δ f is obtained by the following transfer function, which is an output with a first-order delay.

但し、0;ベース車の定常ヨーレイト K,τ;定数 s;ラプラス演算子 これに対し、車両の運動方程式は次式により表される
ことが知られている(第3図参照)。
However, 0 ; Steady yaw rate of base vehicle K, τ; Constant s; Laplace operator On the other hand, the equation of motion of the vehicle is known to be expressed by the following equation (see Fig. 3).

車両質量をM、車両の横変位加速度を、車速をV、
ヨーレイトを、前輪のサイドフォースをF1、後輪のサ
イドフォースをF2とすると、 M(+V・)=F1+F2 が求まり、車両のヨー慣性モーメントをI、ヨー角加速
度を、車両重心から前車軸までの距離をa、車両重心
から後車軸までの距離をbとすると、 I・=a・F1−b・F2 が求まり、前後輪の等価コーナリングパワーを夫々C1,C
2、前輪転舵角をδ、後輪転舵角をδ、車両の横変
位加速度をとすると、 が求まる。
The mass of the vehicle is M, the lateral displacement acceleration of the vehicle is V, the vehicle speed is V,
If the yaw rate is F 1 for the front wheel side force and F 2 for the rear wheel side, then M (+ V ·) = F 1 + F 2 is obtained, the yaw moment of inertia of the vehicle is I, the yaw angular acceleration is the center of gravity of the vehicle. Is the distance from the front axle to the front axle and b is the distance from the center of gravity of the vehicle to the rear axle, I · = a · F 1 −b · F 2 is obtained, and the equivalent cornering powers of the front and rear wheels are C 1 and C, respectively.
2 , the front wheel steering angle is δ f , the rear wheel steering angle is δ r , and the lateral displacement acceleration of the vehicle is Is found.

そして、上記4種の運動方程式をラプラス変換し、上
記(3)式の目標車両特性を得るべく分母,分子共にラ
プラス演算子sに関して2次/2次の制御伝達関数の形で
まとめると、 となる。
Then, the four types of equations of motion are Laplace transformed, and in order to obtain the target vehicle characteristics of the above equation (3), both the denominator and the numerator are put together in the form of a quadratic / quadratic control transfer function with respect to the Laplace operator s. Becomes

但し、lはホイールベース長で、l=a+bである。 However, l is the wheel base length, and l = a + b.

そして、上記(4)の理論式を簡略化すると、 但し、s;ラプラス演算子 K;ヨーレイト定常ゲイン τ12,T1,T2;車両諸元,車速により決まる定数 となる。Then, if the theoretical formula of (4) above is simplified, However, s; Laplace operator K; Yaw rate steady-state gain τ 1 , τ 2 , T 1 , T 2 ; Constants determined by vehicle specifications and vehicle speed.

この(1)式において、T2・s2の項のT2の数値は、他
の数値に比べて小さく、通常のハンドル操舵周波数であ
る1Hz〜2Hz程度では、影響がきわめて少ないことに着目
し、このT2・s2の項を削除して得たものが下記の演算系
の制御伝達関数(2′)であり、T2・s2の項を削除に伴
なって設定したのが下記のアクチュエータ系の制御伝達
関数(2″)である。
In this equation (1), the value of T 2 in the term of T 2 · s 2 is smaller than the other values, and it is noted that the influence is extremely small at the normal steering frequency of 1 Hz to 2 Hz. , The one obtained by deleting the term of T 2 · s 2 is the control transfer function (2 ′) of the following operation system, and the setting of the term of T 2 · s 2 was made following the deletion. 2 is a control transfer function (2 ″) of the actuator system of FIG.

ここで、ヨーレイト特性1次遅れ系(ヨーレイトの1
次遅れ時定数50msec)を実現する具体例について説明す
る。
Here, the yaw rate characteristic first-order delay system (yaw rate 1
A specific example for realizing the next delay time constant 50 msec) will be described.

*車両諸元 ホイールベース 2.55m 前輪〜重心間距離 1.07m 質量 146kg・s2/m ヨー慣性 205kg・s2・m 前輪等価コーナリングパワー 6900kg/rad 後輪等価コーナリングパワー 9200kg/rad *理論制御 車速120km/hの時で、ヨーレイト定常ゲインKは2WSの
ままのK=0とすると、 *実施例制御 アクチュエータ系の遅れ定数T=0.08とすると T0=T1−T=0.4594−0.08=0.3794 T0・T=0.3794×0.08=0.0304 となり、実施例制御での伝達関数は、 となる。
* Vehicle specifications Wheelbase 2.55m Distance between front wheel and center of gravity 1.07m Mass 146kg ・ s 2 / m Yaw inertia 205kg ・ s 2・ m Front wheel equivalent cornering power 6900kg / rad Rear wheel equivalent cornering power 9200kg / rad * Theoretical control vehicle speed 120km At / h, if the yaw rate steady gain K is 2WS and K = 0, * When delay constant T = 0.08 Example control actuator system T 0 = T 1 -T = 0.4594-0.08 = 0.3794 T 0 · T = 0.3794 × 0.08 = 0.0304 , and the transfer function in the example control, Becomes

即ち、(1a)式と(2a)式とを比較した場合には、s2
の定数が0.0205と0.0304というようにわずかに異なるだ
けである。
That is, when comparing equations (1a) and (2a), s 2
The constants of are only slightly different, such as 0.0205 and 0.0304.

以上説明してきたように、実施例装置にあっては、下
記に列挙する特徴を合せて有する。
As described above, the embodiment apparatus also has the features listed below.

演算系とアクチュエータ系とのトータルシステムで
の制御伝達関数(2)式の分母,分子には共にラプラス
演算子sに関して2次の項(s2)と1次の項(s)と定
数項とを含む為、後輪2L,2Rは前輪の転舵角のみならず
転舵角速度や転舵角加速度に応じて制御されるし、上記
(1a)式と(2a)式との比較から明らかな様に実施例制
御は理論制御とほぼ一致する制御となり、設定した目標
ヨーレイト性能にほぼ近似するヨーレイト定常特性及び
ヨーレイト過渡特性を得ることができる。特に、下記の
点についての特性を実現することが出来る。
The control transfer function (2) in the total system of the arithmetic system and the actuator system, the denominator and numerator of the Laplace operator s are both the quadratic term (s 2 ), the primary term (s) and the constant term. Therefore, the rear wheels 2L and 2R are controlled not only according to the turning angle of the front wheels but also according to the turning angular velocity and the turning angular acceleration, and it is clear from the comparison between the equations (1a) and (2a). As described above, the control of the embodiment is a control that substantially matches the theoretical control, and it is possible to obtain the steady yaw rate characteristic and the transient yaw rate characteristic that are approximately similar to the set target yaw rate performance. In particular, the following characteristics can be realized.

・ ヨーレイト周波数特性として、ヨーレイトゲインの
高周波数域までのフラット化を実現出来る(第4図)。
・ As the yaw rate frequency characteristic, it is possible to realize a flat yaw rate gain up to a high frequency range (Fig. 4).

・ ヨーレイト位相遅れの減少化を実現出来る(第5
図)。
・ Reduction of yaw rate phase delay can be realized (5th
Figure).

・ レーンチェンジ時等のステップ操舵時、ハンドル切
り始めの際のヨーレイトのオーバシュートを小さく出来
る(第6図)。
・ It is possible to reduce the overshoot of the yaw rate at the beginning of turning the steering wheel during step steering such as lane change (Fig. 6).

尚、第7図はステップ操舵時のハンドル操舵角特性
で、第8図にはその時に前記ヨーレイトのオーバシュー
トの低減を実現出来る後輪転舵角特性が示されていて、
ハンドル切り始めの時期には一時的に後輪2L,2Rが前輪1
L,1Rと逆位相に切れ、その後、同位相に転じ、更に、所
定の時定数をもって後輪転舵角δが零に収束する。
Incidentally, FIG. 7 shows steering wheel steering angle characteristics during step steering, and FIG. 8 shows rear wheel steering angle characteristics capable of realizing reduction of the overshoot of the yaw rate at that time.
At the beginning of turning the steering wheel, the rear wheels 2L and 2R are temporarily the front wheels 1
The phase shifts to the opposite phase to L, 1R, then shifts to the same phase, and the rear wheel steering angle δ r converges to zero with a predetermined time constant.

アクチュエータ系の伝達関数 に1次の遅れをもたせている為、アクチュエータ9及び
電磁比例式圧力制御弁12等によるアクチュエータ系は高
応答であることを必要とせず、システムの簡素化を図る
ことができる。
Transfer function of actuator system Since there is a first-order delay, the actuator system including the actuator 9 and the electromagnetic proportional pressure control valve 12 does not need to have a high response, and the system can be simplified.

演算系の伝達関数 は、2次/1次の演算式としている為、2次/2次の演算式
の場合のような演算の高速化を必要とせず、例えば、8
ビットの容量をもつマイクロコンピュータでも十分で演
算を可能とすることができる。
Transfer function of arithmetic system Since it is a quadratic / first-order arithmetic expression, there is no need to speed up the calculation as in the case of the quadratic / secondary arithmetic expression.
Even a microcomputer having a bit capacity can sufficiently perform the operation.

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的に構成はこの実施例に限られるものではない。
Although the embodiment has been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment.

(発明の効果) 以上説明してきたように、本発明にあっては、前輪転
舵角に対する車両のヨーレイトの発生特性が1次遅れの
出力となる様に後輪を転舵制御する車両用四輪操舵装置
において、アクチュエータ系に1次遅れをもたせると共
に、演算系の制御伝達関数を通常の操舵入力周波数域で
は影響の小さい2次の項を削除して2次/1次の式として
制御を行なう構成とした為、車両のヨーレイト性能を目
標ヨーレイト性能にほぼ近似させながら、システムの簡
素化及び演算の簡素化を図ることが出来るという効果が
得られる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the vehicle four-wheel steering control that controls the rear wheels so that the yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to the front wheel steering angle becomes an output with a first-order lag. In a wheel steering system, the actuator system has a first-order delay, and the control transfer function of the arithmetic system is controlled as a quadratic / first-order equation by deleting quadratic terms that have a small effect in the normal steering input frequency range. Since the configuration is performed, it is possible to obtain an effect that the system and the calculation can be simplified while the yaw rate performance of the vehicle is approximated to the target yaw rate performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明実施例の車両用四輪操舵装置を示す全体
図、第2図は実施例装置の後輪転舵角制御系を示すブロ
ック図、第3図は車両の旋回時における運動モデル図、
第4図はハンドル操舵周波数に対するヨーレイトゲイン
特性図、第5図はハンドル操舵周波数に対するヨーレイ
ト位相遅れ特性図、第6図はステップ操舵時のヨーレイ
トタイムチャート図、第7図はステップ操舵時のハンド
ル操舵角特性図、第8図はステップ操舵時の後輪転舵角
のタイムチャート図である。 1L,1R……前輪 2L,2R……後輪 3……ステアリングホイール 4……ステアリングギヤ 5L,5R……トランスバースリンク 6L,6R……アッパアーム 7……リヤサスペンションメンバ 9……アクチュエータ 12……電磁比例式圧力制御弁 17……コントローラ 18……操舵角センサ 19……車速センサ
FIG. 1 is an overall view showing a vehicle four-wheel steering system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a rear wheel steering angle control system of the embodiment apparatus, and FIG. 3 is a motion model during turning of the vehicle. Figure,
FIG. 4 is a yaw rate gain characteristic diagram with respect to steering wheel steering frequency, FIG. 5 is a yaw rate phase delay characteristic diagram with respect to steering wheel steering frequency, FIG. 6 is a yaw rate time chart diagram during step steering, and FIG. 7 is steering wheel steering during step steering. FIG. 8 is a time chart of the rear wheel turning angle during step steering. 1L, 1R …… front wheel 2L, 2R …… rear wheel 3 …… steering wheel 4 …… steering gear 5L, 5R …… transverse link 6L, 6R …… upper arm 7 …… rear suspension member 9 …… actuator 12 …… Electromagnetic proportional pressure control valve 17 …… Controller 18 …… Steering angle sensor 19 …… Vehicle speed sensor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車両の走行状態に応じて後輪の転舵角を制
御する後輪転舵角制御手段を備えた車両用四輪操舵装置
において、 前記後輪転舵角制御手段は、前輪転舵角のラプラス変換
値をδf(s),後輪転舵角のラプラス変換値をδr(s)とし
た時、 但し、s;ラプラス演算子 K;ヨーレイト定常ゲイン τ12;車両諸元,車速により決まる定数 T0;演算系の1次遅れ定数 T;アクチュエータ系の1次遅れ定数 の制御伝達関数による後輪転舵角が与えられ、前輪転舵
角に対する車両のヨーレイトの発生特性が1次遅れの出
力となる様に制御を行なう手段である事を特徴とする車
両用四輪操舵装置。
1. A four-wheel steering system for a vehicle comprising rear wheel steering angle control means for controlling a steering angle of rear wheels according to a running state of a vehicle, wherein the rear wheel steering angle control means comprises front wheel steering. When the Laplace transform value of the angle is δ f (s) and the Laplace transform value of the rear wheel steering angle is δ r (s) , However, s; Laplace operator K; Steady-state gain of yaw rate τ 1 , τ 2 ; Constant determined by vehicle specifications and vehicle speed T 0 ; First-order delay constant of calculation system T; First-order delay constant of actuator system A four-wheel steering system for a vehicle, which is a means for performing control such that a rear wheel steering angle is given and a yaw rate generation characteristic of the vehicle with respect to a front wheel steering angle becomes an output with a first-order lag.
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