JP2520146B2 - 後輪舵角制御装置 - Google Patents
後輪舵角制御装置Info
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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
- B62D7/159—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 characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
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- 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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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の後輪舵角制御装置に関するものであ
る。
る。
（従来の技術） この種の従来技術としては、例えば昭和62年６月５日
に社団法人自動車技術会が開催した「4WS（四輪操舵）
車：アクテイブ制御技術の最前線」シンボジウムの前刷
集第34〜41頁に記載されている「マツダ車速感応型四輪
操舵」に開示されているものがある。
に社団法人自動車技術会が開催した「4WS（四輪操舵）
車：アクテイブ制御技術の最前線」シンボジウムの前刷
集第34〜41頁に記載されている「マツダ車速感応型四輪
操舵」に開示されているものがある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の後輪舵角制御装置に
あっては、車速を一定とすると、δr/δｆ＝一定となっ
ていたため、定常旋回での安定性は向上するが、緊急回
避的なハンドル操作およびスラローム走行等の動的なハ
ンドル操作を行なった場合に、車両の応答性に関して
は、向上代が少ないという問題点があった。
あっては、車速を一定とすると、δr/δｆ＝一定となっ
ていたため、定常旋回での安定性は向上するが、緊急回
避的なハンドル操作およびスラローム走行等の動的なハ
ンドル操作を行なった場合に、車両の応答性に関して
は、向上代が少ないという問題点があった。
（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、車速
およびハンドル操舵角を検出して、前輪舵角δｆ（Ｓ）
に対して後輪舵角δｒ（Ｓ）を次式 に基づいて制御するようにする。
およびハンドル操舵角を検出して、前輪舵角δｆ（Ｓ）
に対して後輪舵角δｒ（Ｓ）を次式 に基づいて制御するようにする。
（作 用） 上述のように、本発明によれば、δｒ（Ｓ）／δ
ｆ（Ｓ）の伝達関数を１次/1次の形として、車体の横す
べり角が０となる位置を初期位置に設定して後輪制御を
行なうようにしたため、ハンドル操舵に対する車両の応
答性を向上させることができると共に制御定数l3を自由
に変えることにより、車両の性格に合った高速安定性、
低速機敏性を得ることができる。
ｆ（Ｓ）の伝達関数を１次/1次の形として、車体の横す
べり角が０となる位置を初期位置に設定して後輪制御を
行なうようにしたため、ハンドル操舵に対する車両の応
答性を向上させることができると共に制御定数l3を自由
に変えることにより、車両の性格に合った高速安定性、
低速機敏性を得ることができる。
（実施例） 以下、図面について本発明を詳細に説明する。第１図
は本発明の説明用平面図であり、図中１は前輪、２は後
輪、３はステアリングホイール、ｇは車両の重心であ
る。また図における各符号は次の通りである。
は本発明の説明用平面図であり、図中１は前輪、２は後
輪、３はステアリングホイール、ｇは車両の重心であ
る。また図における各符号は次の通りである。
M:車両重量 I:ヨー慣性モーメント l:ホイールベース a:車両の重心と前輪中心間の距離 b:車両の重心と後輪中心間の距離 l3:車両の重心と車体の横すべり角を０とする位置間の
距離（後輪方向をプラスとする。） F1:前輪横力（２輪分） F2:後輪横力（２輪分） C1:前輪のコーナリングパワー（２輪分） C2:後輪のコーナリングパワー（２輪分） β1:前輪タイヤの横すべり角 β2:後輪タイヤの横すべり角 V:車速 v:横移動速度 ω：ヨーレイト N:ステアリングギヤ比 第１図に示す線型２自由度モデルにおいて、運動方程
式をプラス変換した形で表わすと、 ここでδ１＝θ/N（前輪操舵角），δ２を後輪操舵角と
すると、 いま重心点後方l3の距離での横移動速度をv3とすると、 v3＝ｖ−l3ω … で表わされる。
距離（後輪方向をプラスとする。） F1:前輪横力（２輪分） F2:後輪横力（２輪分） C1:前輪のコーナリングパワー（２輪分） C2:後輪のコーナリングパワー（２輪分） β1:前輪タイヤの横すべり角 β2:後輪タイヤの横すべり角 V:車速 v:横移動速度 ω：ヨーレイト N:ステアリングギヤ比 第１図に示す線型２自由度モデルにおいて、運動方程
式をプラス変換した形で表わすと、 ここでδ１＝θ/N（前輪操舵角），δ２を後輪操舵角と
すると、 いま重心点後方l3の距離での横移動速度をv3とすると、 v3＝ｖ−l3ω … で表わされる。
ここでl3の位置で横移動速度v3が０となるように、後
輪を操舵する時の後輪操舵制御関数を求める。
輪を操舵する時の後輪操舵制御関数を求める。
v3＝０より ｖ＝l3ω … となる。これを前述の〜に代入すると、 の関係式が得られる。
前輪舵角δ１に応動して後輪舵角δ２をδ２（Ｓ）＝
Ｇ（Ｓ）・δ１（Ｓ）となる伝達関数Ｇ（Ｓ）によって
制御を行なう場合に、上述の式を用いてＧ（Ｓ）を求め
ることができる。
Ｇ（Ｓ）・δ１（Ｓ）となる伝達関数Ｇ（Ｓ）によって
制御を行なう場合に、上述の式を用いてＧ（Ｓ）を求め
ることができる。
ω，δ１でまとめ直して、 左側の項｛ ｝内をそれぞれA,BとしてＧを求めると、 ここで、 従って、 ハンドル操舵角に対するヨーレイト特性は、 とすれば、式は下記のようになる。
したがって本発明においては、車速およびハンドル操
舵角を検出して、前輪舵角δｆ（Ｓ）に対して後輪舵角
δｒ（Ｓ）を次式 に基づいて制御するようにした。
舵角を検出して、前輪舵角δｆ（Ｓ）に対して後輪舵角
δｒ（Ｓ）を次式 に基づいて制御するようにした。
第２図および第３図は本発明を実施する車両およびそ
の制御装置の一例を示すものである。図中1L,1Rは夫々
左右前輪、2L,2Rは夫々左右後輪である。前輪1L,1Rを夫
々ステアリングホイール３によりステアリングギヤ４を
介して転舵可能とし、前輪舵角δｆ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
ｆ＝θ/Nで表わされる。トランスバースリンク5L,5Rお
よびアッパアーム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に懸架された
後輪2L,2Rも転舵可能とし、この目的のため、後輪のナ
ックルアーム8L,8R間をアクチュエータ９及びその両端
におけるサイドロッド10L,10Rにより相互に連結する。
の制御装置の一例を示すものである。図中1L,1Rは夫々
左右前輪、2L,2Rは夫々左右後輪である。前輪1L,1Rを夫
々ステアリングホイール３によりステアリングギヤ４を
介して転舵可能とし、前輪舵角δｆ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
ｆ＝θ/Nで表わされる。トランスバースリンク5L,5Rお
よびアッパアーム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に懸架された
後輪2L,2Rも転舵可能とし、この目的のため、後輪のナ
ックルアーム8L,8R間をアクチュエータ９及びその両端
におけるサイドロッド10L,10Rにより相互に連結する。
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室を夫々管路11L,11Rにより電磁比例
式圧力制御弁12に接続する。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
びドレン管路16を夫々接続する。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時管
路11L,11Rを無圧状態にし、ソレノイド12LのON時通電量
に比例した圧力を管路11Lに供給し、ソレノイド12RのON
時通電量に比例した圧力を管路11Rに供給するものとす
る。
ンダとし、その２室を夫々管路11L,11Rにより電磁比例
式圧力制御弁12に接続する。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
びドレン管路16を夫々接続する。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時管
路11L,11Rを無圧状態にし、ソレノイド12LのON時通電量
に比例した圧力を管路11Lに供給し、ソレノイド12RのON
時通電量に比例した圧力を管路11Rに供給するものとす
る。
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３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17
eとで構成する。コントローラ17には、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を経て入力する。コントロ
ーラ17のデジタル演算回路17aはこれら入力情報及び記
憶回路17cの格納定数を基に前記式を演算し、演算結
果に対応した後輪舵角δｒ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による後輪舵角δｒに対応した電
流ｉに変換され、制御弁12に供給される。
ラ17により電子制御し、このコントローラ17は第３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17
eとで構成する。コントローラ17には、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を経て入力する。コントロ
ーラ17のデジタル演算回路17aはこれら入力情報及び記
憶回路17cの格納定数を基に前記式を演算し、演算結
果に対応した後輪舵角δｒ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による後輪舵角δｒに対応した電
流ｉに変換され、制御弁12に供給される。
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又は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（演算後輪舵角
δｒ）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。
ド12L又は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（演算後輪舵角
δｒ）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。
次に作用を説明する。一般的な乗用車の車両諸元を用
いてK,T1,T2を計算する第４図のようになる。この図表
では、車体の横すべり角０の位置を、後輪位置（l3＝
ｂ），車両重心点位置（l3＝０），前輪位置（l3＝−
ａ）とした時のそれぞれのK,T1,T2の曲線を示してい
る。
いてK,T1,T2を計算する第４図のようになる。この図表
では、車体の横すべり角０の位置を、後輪位置（l3＝
ｂ），車両重心点位置（l3＝０），前輪位置（l3＝−
ａ）とした時のそれぞれのK,T1,T2の曲線を示してい
る。
またハンドル操舵角に対する車両のヨーレイト周波数
特性を求めると第５図のようになる。この図から制御な
しの2WS車に比べて本発明に係る4WS車はヨーレイトゲイ
ンの静動比が小さく、ヨーのダンピングが良いことが判
る。
特性を求めると第５図のようになる。この図から制御な
しの2WS車に比べて本発明に係る4WS車はヨーレイトゲイ
ンの静動比が小さく、ヨーのダンピングが良いことが判
る。
前記式でも明らかなように、ヨーレイト／ハンドル
角の伝達関数は１次遅れ形となり、通常2WSのように１
次進み＋２次振動形を構成しない。すなわち車線変更等
でハンドルを戻した直後に車のヨーレイトがホバーシュ
ートすることがない。
角の伝達関数は１次遅れ形となり、通常2WSのように１
次進み＋２次振動形を構成しない。すなわち車線変更等
でハンドルを戻した直後に車のヨーレイトがホバーシュ
ートすることがない。
さらにヨーレイトの位相遅れが小さく、高周波数域ま
でゲイン、位相遅れ共低下が少ないとことから、ハンド
ル操舵に対して車両の応答性も良いことがわかる。
でゲイン、位相遅れ共低下が少ないとことから、ハンド
ル操舵に対して車両の応答性も良いことがわかる。
またl3を変えることにより、車両の運動性能を変える
ことができ、l3を後輪位置近傍にすると、安定性の高い
車両特性とし、前輪近傍とすると特に低速時における機
敏性が増す車両特性となる。このことは車両の性格に応
じて自由に車両特性を変えられる設計的自由度をもつこ
とを意味する。
ことができ、l3を後輪位置近傍にすると、安定性の高い
車両特性とし、前輪近傍とすると特に低速時における機
敏性が増す車両特性となる。このことは車両の性格に応
じて自由に車両特性を変えられる設計的自由度をもつこ
とを意味する。
但しl3＞ｂとすると、安定性が過大となると共に、機
敏性がなくなり、l3＜−ａとすると、その逆の結果とな
る。従ってl3は、−ａ＜l3＜ｂの範囲で決定することが
必要である。
敏性がなくなり、l3＜−ａとすると、その逆の結果とな
る。従ってl3は、−ａ＜l3＜ｂの範囲で決定することが
必要である。
また第６図は、本発明のδｒ（Ｓ）／δｆ（Ｓ）の周
波数応答特性を示すものである。
波数応答特性を示すものである。
第７図は、定常ヨーレイトゲインの車速依存性を示す
ものである。
ものである。
なお極低速時においては第４図からも判るように後輪
舵角が過大となり、実用上は意味がなくなる為、官能評
価等で最適な舵角特性を決める手法をとるのがよい。
舵角が過大となり、実用上は意味がなくなる為、官能評
価等で最適な舵角特性を決める手法をとるのがよい。
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明によれば、δ
ｒ（Ｓ）／δｆ（Ｓ）の伝達関数を１次/1次の形とし
て、車体の横すべり角が０となる位置を初期位置に設定
して後輪制御を行なうようにしたため、ハンドル操舵に
対する車両の応答性を向上させることができると共に制
御定数l3を自由に変えることにより、車両の性格に合っ
た高速安定性、低速機敏性を得ることができる。
ｒ（Ｓ）／δｆ（Ｓ）の伝達関数を１次/1次の形とし
て、車体の横すべり角が０となる位置を初期位置に設定
して後輪制御を行なうようにしたため、ハンドル操舵に
対する車両の応答性を向上させることができると共に制
御定数l3を自由に変えることにより、車両の性格に合っ
た高速安定性、低速機敏性を得ることができる。
第１図は本発明の説明用平面図、 第２図は本発明を適用する車両の制御装置図、 第３図はその制御装置のブロック線図、 第４図〜第７図は本発明の説明用の各種特性図である。 1,1L,1R……前輪、2,2L,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
Claims (2)
- 【請求項１】車速検出手段およびハンドル操舵角検出手
段を検出して、前輪舵角δｆ（Ｓ）に対して後輪舵角δ
ｒ（Ｓ）を次式 に基づいて制御する制御手段を設けることを特徴とする
後輪舵角制御装置。 但し、S:ラプラス演算子 K,T1,T2:制御定数 M:車両重量 I:ヨー慣性モーメント l:ホイールベース a:車両の重心と前輪中心間の距離 b:車両の重心と後輪中心間の距離 l3:車両の重心と車体の横すべり角を０とする位置間の
距離（後輪方向をプラスとする。） C1:前輪のコーナリングパワー（２輪分） C2:後輪のコーナリングパワー（２輪分） V:車速。 - 【請求項２】制御手段が車速によらずl3を一定とし、−
ａ＜l3＜ｂの範囲に設定した制御手段であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の後輪舵角制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33028387A JP2520146B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 後輪舵角制御装置 |
| US07/277,745 US4947326A (en) | 1987-11-30 | 1988-11-30 | Rear wheel steer angle control system for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33028387A JP2520146B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 後輪舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01175575A JPH01175575A (ja) | 1989-07-12 |
| JP2520146B2 true JP2520146B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=18230919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33028387A Expired - Lifetime JP2520146B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-12-28 | 後輪舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520146B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4639985B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2011-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の操舵制御装置 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP33028387A patent/JP2520146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01175575A (ja) | 1989-07-12 |
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