JP2552363B2 - 車両用後輪舵角制御装置 - Google Patents
車両用後輪舵角制御装置Info
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- JP2552363B2 JP2552363B2 JP1161158A JP16115889A JP2552363B2 JP 2552363 B2 JP2552363 B2 JP 2552363B2 JP 1161158 A JP1161158 A JP 1161158A JP 16115889 A JP16115889 A JP 16115889A JP 2552363 B2 JP2552363 B2 JP 2552363B2
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- Japan
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- steering angle
- rear wheel
- wheel steering
- vehicle
- end point
- Prior art date
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- 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、車両用後輪舵角制御装置、特に、車両後端
の張り出し量を増大させることなく低車速域における小
回り性を向上させる後輪舵角制御技術に関する。
の張り出し量を増大させることなく低車速域における小
回り性を向上させる後輪舵角制御技術に関する。
（従来の技術） 乗用車においては、一般にホイールベースを拡大する
ことにより、高速域での操安性・乗心地が向上する、
居住スペースが拡大する等のメリットが得られること
が知られている。
ことにより、高速域での操安性・乗心地が向上する、
居住スペースが拡大する等のメリットが得られること
が知られている。
一方、ロングホイールベース化に伴ない、小回り性が
悪化し、市街地等で通常１回で曲れる曲がり角で数回の
切り返しが必要となったり、内輪差が大きくなるので縁
石等にこすり易くなったり、Ｕターンに必要な道幅が増
加する等の問題がある。
悪化し、市街地等で通常１回で曲れる曲がり角で数回の
切り返しが必要となったり、内輪差が大きくなるので縁
石等にこすり易くなったり、Ｕターンに必要な道幅が増
加する等の問題がある。
この様な理由から、特に日本の道路事情下では大幅な
ロンクホイールベース化は困難で、国産乗用車を例にと
ると、排気量１の車でホイールベース約2.3mであるの
に対し、排気量３の車でも約2.7mであり、排気量，車
重，全長の割にホイールベースの長さは大きく変わらな
いのが現状である。
ロンクホイールベース化は困難で、国産乗用車を例にと
ると、排気量１の車でホイールベース約2.3mであるの
に対し、排気量３の車でも約2.7mであり、排気量，車
重，全長の割にホイールベースの長さは大きく変わらな
いのが現状である。
また、四輪操舵車においては、前輪に対し後輪の舵角
を逆方向に操舵することにより小回り性を向上させ、旋
回半径及び内輪差を縮小出来ることは古くから知られて
おり、既に、このような逆相操舵を持つ四輪操舵車が市
販されている。
を逆方向に操舵することにより小回り性を向上させ、旋
回半径及び内輪差を縮小出来ることは古くから知られて
おり、既に、このような逆相操舵を持つ四輪操舵車が市
販されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の逆相操舵を持つ四輪
操舵車にあっても、後輪の舵角を最大５゜程度に抑え、
車体後端の幅が最大車幅より小さめな造形とする等によ
って後端の張り出し量をドアミラーの出っ張り量以内に
抑えるような構成としているに過ぎず、小回り性向上の
ため単純に後輪逆相操舵の舵角を大きくしてしまうと後
輪の張り出し量が増加するという問題は本質的に改善さ
れていない。
操舵車にあっても、後輪の舵角を最大５゜程度に抑え、
車体後端の幅が最大車幅より小さめな造形とする等によ
って後端の張り出し量をドアミラーの出っ張り量以内に
抑えるような構成としているに過ぎず、小回り性向上の
ため単純に後輪逆相操舵の舵角を大きくしてしまうと後
輪の張り出し量が増加するという問題は本質的に改善さ
れていない。
この為、車体に造形上の制約が課せられる他、四輪操
舵による大幅な小回り性の向上に支えられる超ロングホ
イールベース化を達成出来ない。
舵による大幅な小回り性の向上に支えられる超ロングホ
イールベース化を達成出来ない。
そこで、本出願人は、特願昭63−225825号において、
極低速域から低速域（0km/h〜40km/h程度）まで車両前
端点の通過した軌跡を記憶し、後端点がその軌跡の内側
に入るように必要に応じて後輪逆相操舵量を制限し、十
分な小回り性を持った超ロングホイールベースの車の実
現が出来る車両用後輪舵角制御装置を提案した。
極低速域から低速域（0km/h〜40km/h程度）まで車両前
端点の通過した軌跡を記憶し、後端点がその軌跡の内側
に入るように必要に応じて後輪逆相操舵量を制限し、十
分な小回り性を持った超ロングホイールベースの車の実
現が出来る車両用後輪舵角制御装置を提案した。
しかし、この先行装置において0km/h〜40km/hの全車
速域で同様に車両後端点の張り出しを制限した場合に
は、0km/h〜40km/hまではヨーレートの発生が抑えら
れ、40km/hを超えた途端に後輪逆相操舵量の制限解除さ
れてヨーレートが大きく発生するというように、車速に
よって旋回性能が異なることで運転者に操舵違和感を与
える。
速域で同様に車両後端点の張り出しを制限した場合に
は、0km/h〜40km/hまではヨーレートの発生が抑えら
れ、40km/hを超えた途端に後輪逆相操舵量の制限解除さ
れてヨーレートが大きく発生するというように、車速に
よって旋回性能が異なることで運転者に操舵違和感を与
える。
また、例えば、車速30km/hでステップ操舵を行なった
場合、旋回初期から中期にかけては線形的なヨーレート
の立ち上がり特性を示すが、旋回後期には後輪逆相操舵
量の制限によりヨーレートの上昇が急に鈍化し、ヨーレ
ート特性が線形的ではなくなることで運転者に操舵違和
感を与える。
場合、旋回初期から中期にかけては線形的なヨーレート
の立ち上がり特性を示すが、旋回後期には後輪逆相操舵
量の制限によりヨーレートの上昇が急に鈍化し、ヨーレ
ート特性が線形的ではなくなることで運転者に操舵違和
感を与える。
本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、前輪操舵時に後輪の舵角制御を行なう車両用後輪舵
角制御装置において、運転者に操舵違和感を与えること
なく、十分な小回り性を持った超ロングホイールベース
車の実現が出来る装置の開発を課題とする。
で、前輪操舵時に後輪の舵角制御を行なう車両用後輪舵
角制御装置において、運転者に操舵違和感を与えること
なく、十分な小回り性を持った超ロングホイールベース
車の実現が出来る装置の開発を課題とする。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の車両用後輪舵角制
御装置では、旋回半径縮小のための後輪逆相操舵を基本
としながら、車両前端点の通過した軌跡を記憶し、後端
点がその軌跡の内側に入るように必要に応じて後輪逆相
操舵量を制限すると共に、その制限を車速の上昇に従っ
て徐々に緩める手段とした。
御装置では、旋回半径縮小のための後輪逆相操舵を基本
としながら、車両前端点の通過した軌跡を記憶し、後端
点がその軌跡の内側に入るように必要に応じて後輪逆相
操舵量を制限すると共に、その制限を車速の上昇に従っ
て徐々に緩める手段とした。
即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、ステア
リングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検出
する前輪舵角検出手段ａと、車速を検出する車速検出手
段ｂと、前輪舵角信号及び車速信号を入力して後輪舵角
目標値を設定する後輪舵角目標値設定部ｃと、後輪実舵
角が後輪舵角目標値に一致するように後輪舵角可変機構
を制御する後輪舵角制御部ｄとを備えた車両用後輪舵角
制御装置において、前記後輪舵角目標値設定部ｃには、
前輪舵角信号に所定の舵角比を乗じて後輪舵角を演算す
る主後輪舵角演算部ｅと、車両の重心点Ｇの対地座標及
び車両前端点Ａの対地座標を計算する対地座標計算部ｆ
と、計算により得られた車両前端点Ａの対地座標を所定
距離もしくは所定時間走行毎に記憶する車両前端点軌跡
記憶部ｇと、車両前端点軌跡に対する車両後端点Ｂの旋
回外側方向の量である張り出し量を、検出される車速が
低車速側では張り出しを制限し、車速の上昇に従って徐
々に制限を緩めて張り出しを許容する可変値としての張
り出し量を演算により求める張り出し量演算部ｈと、記
憶されている前端点軌跡と前記張り出し量と前輪舵角信
号とにより車両後端点Ｂが車両前端点軌跡近傍の所定の
場所を通るような後輪舵角制限量を計算する後輪舵角制
限量演算部ｉと、前記主後輪舵角演算部ｅで演算された
後輪舵角と前記後輪舵角制限量演算部ｉで演算された後
輪舵角制限量に基づき後輪舵角目標値を決定する後輪舵
角目標値決定部ｊと、を備えていることを特徴とする。
リングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検出
する前輪舵角検出手段ａと、車速を検出する車速検出手
段ｂと、前輪舵角信号及び車速信号を入力して後輪舵角
目標値を設定する後輪舵角目標値設定部ｃと、後輪実舵
角が後輪舵角目標値に一致するように後輪舵角可変機構
を制御する後輪舵角制御部ｄとを備えた車両用後輪舵角
制御装置において、前記後輪舵角目標値設定部ｃには、
前輪舵角信号に所定の舵角比を乗じて後輪舵角を演算す
る主後輪舵角演算部ｅと、車両の重心点Ｇの対地座標及
び車両前端点Ａの対地座標を計算する対地座標計算部ｆ
と、計算により得られた車両前端点Ａの対地座標を所定
距離もしくは所定時間走行毎に記憶する車両前端点軌跡
記憶部ｇと、車両前端点軌跡に対する車両後端点Ｂの旋
回外側方向の量である張り出し量を、検出される車速が
低車速側では張り出しを制限し、車速の上昇に従って徐
々に制限を緩めて張り出しを許容する可変値としての張
り出し量を演算により求める張り出し量演算部ｈと、記
憶されている前端点軌跡と前記張り出し量と前輪舵角信
号とにより車両後端点Ｂが車両前端点軌跡近傍の所定の
場所を通るような後輪舵角制限量を計算する後輪舵角制
限量演算部ｉと、前記主後輪舵角演算部ｅで演算された
後輪舵角と前記後輪舵角制限量演算部ｉで演算された後
輪舵角制限量に基づき後輪舵角目標値を決定する後輪舵
角目標値決定部ｊと、を備えていることを特徴とする。
（作 用） 旋回時には、後輪舵角目標値設定部ｃにおいて、ステ
アリングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検
出する前輪舵角検出手段ａからの前輪舵角信号及び車速
を検出する車速検出手段ｂからの車速信号を入力して後
輪舵角目標値が設定され、後輪舵角制御部ｄにおいて、
後輪実舵角が後輪舵角目標値に一致するように後輪舵角
可変機構が制御される。
アリングホイールのハンドル角もしくは前輪実舵角を検
出する前輪舵角検出手段ａからの前輪舵角信号及び車速
を検出する車速検出手段ｂからの車速信号を入力して後
輪舵角目標値が設定され、後輪舵角制御部ｄにおいて、
後輪実舵角が後輪舵角目標値に一致するように後輪舵角
可変機構が制御される。
ここで、後輪舵角目標値設定部ｃでの演算処理を述べ
ると、主後輪舵角演算部ｅで前輪舵角信号に所定の舵角
比を乗じて後輪舵角が演算される。
ると、主後輪舵角演算部ｅで前輪舵角信号に所定の舵角
比を乗じて後輪舵角が演算される。
一方、対比座標計算部ｆで車両重心点Ｇの対地座標及
び車両前端点Ａの対比座標が計算され、車両前端点軌跡
記憶部ｇで所定距離もしくは所定時間走行毎に車両前端
点Ａの対比座標が記憶される。また、張り出し量演算部
ｈでは、車両前端点軌跡に対する車両後端点Ｂの旋回外
側方向の量である張り出し量が、検出される車速が低車
速側では張り出しが制限され、車速の上昇に従って徐々
に制限を緩めて張り出しを許容する可変値としての張り
出し量が演算により求められる。
び車両前端点Ａの対比座標が計算され、車両前端点軌跡
記憶部ｇで所定距離もしくは所定時間走行毎に車両前端
点Ａの対比座標が記憶される。また、張り出し量演算部
ｈでは、車両前端点軌跡に対する車両後端点Ｂの旋回外
側方向の量である張り出し量が、検出される車速が低車
速側では張り出しが制限され、車速の上昇に従って徐々
に制限を緩めて張り出しを許容する可変値としての張り
出し量が演算により求められる。
そして、後輪舵角制限量演算部ｉでは、記憶されてい
る前端点軌跡と前記張り出し量と前輪舵角信号とにより
車両後端点Ｂが車両前端点軌跡近傍の所定の場所を通る
ような後輪舵角制限量が計算される。
る前端点軌跡と前記張り出し量と前輪舵角信号とにより
車両後端点Ｂが車両前端点軌跡近傍の所定の場所を通る
ような後輪舵角制限量が計算される。
次いで、後輪舵角目標値決定部ｊにおいて、主後輪舵
角演算部ｅで演算された後輪舵角と、後輪舵角制限量演
算部ｉで演算された後輪舵角制限量に基づき後輪舵角目
標値が決定される。
角演算部ｅで演算された後輪舵角と、後輪舵角制限量演
算部ｉで演算された後輪舵角制限量に基づき後輪舵角目
標値が決定される。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
第２図は実施例の車両用後輪舵角制御装置の全体ブロ
ック構成図である。
ック構成図である。
車両用後輪舵角制御装置は、前輪のハンドル操舵角θ
を検出する操舵角センサ１と、所定距離Δｘ走行毎にパ
ルスを出力することで車速Ｖを検出する車輪速センサ２
と、後輪舵角目標値Ｒを設定する後輪舵角目標値設定
部３と、油圧アクチュエータ等による後輪舵角可変機構
を含む後輪舵角制御部４と、実後輪舵角δＲが与えられ
る四輪操舵車５により構成され、電気的に制御可能な四
輪操舵システムとしては一般的なものである。
を検出する操舵角センサ１と、所定距離Δｘ走行毎にパ
ルスを出力することで車速Ｖを検出する車輪速センサ２
と、後輪舵角目標値Ｒを設定する後輪舵角目標値設定
部３と、油圧アクチュエータ等による後輪舵角可変機構
を含む後輪舵角制御部４と、実後輪舵角δＲが与えられ
る四輪操舵車５により構成され、電気的に制御可能な四
輪操舵システムとしては一般的なものである。
第３図は後輪舵角目標値設定部３を示すブロック図で
あり、この後輪舵角目標値設定部３には、ハンドル操舵
角θに所定の舵角比を乗じて後輪舵角δR1を演算する主
後輪舵角演算部31と、車両の重心点Ｇの対地座標（XG,Y
G）及び車両前端点Ａの対地座標（XA,YA）を計算する対
地座標計算部32と、計算により得られた車両前端点Ａの
対地座標（XA,YA）を所定距離Δｘもしくは所定時間Δ
ｔ走行毎に記憶する車両前端点軌跡記憶部33と、車両前
端点Ａの軌跡に対する車両後端点Ｂの旋回外側方向の量
である張り出し量YLIMを、極低車速側では厳しく制限
し、その制限度合を車速Ｖの上昇に従って徐々に緩くす
る演算により求める張り出し量演算部34と、記憶されて
いる前端点軌跡Ａと前記張り出し量YLIMとハンドル操舵
角θとにより車両後端点Ｂが車両前端点軌跡近傍の所定
の場所を通るような後輪舵角制限量δRmaxを計算する後
輪舵角制限量演算部35と、前記主後輪舵角演算部31で演
算された後輪舵角δR1と前記後輪舵角制限量演算部35で
演算された後輪舵角制限量δRmaxに基づき後輪舵角目標
値Ｒを決定する後輪舵角目標値決定部36とを備えてい
る。
あり、この後輪舵角目標値設定部３には、ハンドル操舵
角θに所定の舵角比を乗じて後輪舵角δR1を演算する主
後輪舵角演算部31と、車両の重心点Ｇの対地座標（XG,Y
G）及び車両前端点Ａの対地座標（XA,YA）を計算する対
地座標計算部32と、計算により得られた車両前端点Ａの
対地座標（XA,YA）を所定距離Δｘもしくは所定時間Δ
ｔ走行毎に記憶する車両前端点軌跡記憶部33と、車両前
端点Ａの軌跡に対する車両後端点Ｂの旋回外側方向の量
である張り出し量YLIMを、極低車速側では厳しく制限
し、その制限度合を車速Ｖの上昇に従って徐々に緩くす
る演算により求める張り出し量演算部34と、記憶されて
いる前端点軌跡Ａと前記張り出し量YLIMとハンドル操舵
角θとにより車両後端点Ｂが車両前端点軌跡近傍の所定
の場所を通るような後輪舵角制限量δRmaxを計算する後
輪舵角制限量演算部35と、前記主後輪舵角演算部31で演
算された後輪舵角δR1と前記後輪舵角制限量演算部35で
演算された後輪舵角制限量δRmaxに基づき後輪舵角目標
値Ｒを決定する後輪舵角目標値決定部36とを備えてい
る。
次に、作用を説明する。
まず、後輪舵角制御系に必要となる基本式を示す。
尚、低車速域の旋回を考える場合、車両の動特性は無
視してもさしつかえないので、定常旋回状態を考える。
視してもさしつかえないので、定常旋回状態を考える。
また、説明を簡単にするため、車両は第４図に示すよ
うにな２輪モデルを考え、前端点（Ａ点）及び後端点
（Ｂ点）は各々車両全面及び後面の中央とする。
うにな２輪モデルを考え、前端点（Ａ点）及び後端点
（Ｂ点）は各々車両全面及び後面の中央とする。
操舵角θ及び後輪舵角δＲが与えられた場合のコーレ
ート及び重心点横速度Vyは、良く知られた線形近似２
自由度モデルに基づく定常状態を考えると、次式で与え
られる。
ート及び重心点横速度Vyは、良く知られた線形近似２
自由度モデルに基づく定常状態を考えると、次式で与え
られる。
ここで、Ｖは車速、AOは車両のスタビリティフアク
タ、Ｍは車両質量、LFは前輪−重心間距離、LRは後輪−
重心間距離、Ｌはホイールベース（Ｌ＝LF＋LR）、ekF
は前輪等価コーナリングパワー、KRは後輪コーナリング
パワーである。
タ、Ｍは車両質量、LFは前輪−重心間距離、LRは後輪−
重心間距離、Ｌはホイールベース（Ｌ＝LF＋LR）、ekF
は前輪等価コーナリングパワー、KRは後輪コーナリング
パワーである。
第５図に説明図として定常旋回時の後端点軌跡を示
す。
す。
後端点Ｂのすべり角βＢと半径RBは次式で表される。
βＢ＝tan-1｛（Vy−ｂ）/Vx｝ …（３） また、旋回中心の車体固定座標（x0,y0）は、重心点
座標を（0,0）とした場合、次式のように求められる。
座標を（0,0）とした場合、次式のように求められる。
ここで、前輪に対し後輪を逆相に操舵する場合のみを
考えると、第５図中に図示した後端点Ｂの最大張り出し
点は必ず後車軸のｘ座標（−LR）より前方へくる。そこ
で、制御系の設計時には常に後車軸ｘ座標における後端
点Ｂの張り出し量に着目すれば良いことがわかる。
考えると、第５図中に図示した後端点Ｂの最大張り出し
点は必ず後車軸のｘ座標（−LR）より前方へくる。そこ
で、制御系の設計時には常に後車軸ｘ座標における後端
点Ｂの張り出し量に着目すれば良いことがわかる。
将来、後端点Ｂが後車軸ｘ座標を通過する点を（−
LR,YRW）とすると、第５図中に示した直角三角形を用い
て次の関係式を得る。
LR,YRW）とすると、第５図中に示した直角三角形を用い
て次の関係式を得る。
RB＝（x0＋LR）２＋（y0−YRW）２ …（７） 第６図には、本発明の制御対象となるロングホイール
ベース車の例を示し、第７図には制御目標となるモデル
車の例を示す。
ベース車の例を示し、第７図には制御目標となるモデル
車の例を示す。
尚、モデル車は全長4.5m,ホイールベース2.5mの排気
量1.8クラスの一般的小型車を想定しており、ロング
ホイールベース車はモデル車をベースにホイールベース
を3.3mに大幅に拡大し、合わせて前後のオーバハングを
詰めることにより全長は4.8mにとどめている。
量1.8クラスの一般的小型車を想定しており、ロング
ホイールベース車はモデル車をベースにホイールベース
を3.3mに大幅に拡大し、合わせて前後のオーバハングを
詰めることにより全長は4.8mにとどめている。
次に、第３図に基づき後輪舵角目標値設定部３の各演
算処理を詳しく説明する。
算処理を詳しく説明する。
主後輪舵角演算部31では、車速Ｖと操舵角θにより制
御対象車両をモデル車と同一の半径で旋回するための後
輪舵角δR1が求められる。
御対象車両をモデル車と同一の半径で旋回するための後
輪舵角δR1が求められる。
尚、制御対象車両は、ホイールベースL,スタビリティ
ファクタAOで、モデル車は、ホイールベースLM,スタビ
リティファクタAMとする。
ファクタAOで、モデル車は、ホイールベースLM,スタビ
リティファクタAMとする。
また、本実施例は制御車両とモデル車のステアリング
ギヤ比（Ｎ）が等しい場合について示してある。
ギヤ比（Ｎ）が等しい場合について示してある。
操舵角θと後輪舵角δＲ（制御車のみ）が与えられた
場合の制御車両とモデル車の旋回半径を各々R,RMとす
る。
場合の制御車両とモデル車の旋回半径を各々R,RMとす
る。
Ｒ＝（１＋AV2）L/（θ/N−δＲ） …（８） RM＝（１＋AMV2）LM/（θ/N） …（９） Ｒ＝RMを得るための後輪舵角δR1は、前記（８），
（９）式より次の様に求められる。
（９）式より次の様に求められる。
尚AM≠AOの場合、θ，δR1間の舵角比は車速Ｖの関数
となるが、第６図及び第７図に示したように、Ｌ＝3.3
m,LM＝2.5mの場合で、低車速域（例えば、40km/h以下）
ではＫ（Ｖ）は必ず負（逆相）となる。
となるが、第６図及び第７図に示したように、Ｌ＝3.3
m,LM＝2.5mの場合で、低車速域（例えば、40km/h以下）
ではＫ（Ｖ）は必ず負（逆相）となる。
対地座標計算部32では、まず、簡易的には線形近似を
用いた前記（１），（２）式に基づきヨーレート及び
横速度Vyが推定される。
用いた前記（１），（２）式に基づきヨーレート及び
横速度Vyが推定される。
そして、ヨーレートを積分する下記の式でヨー角ψ
が求められる。
が求められる。
ψ＝∫dt これらの式により重心点対地座標（XG,YG）は次式に
基づき求められる。
基づき求められる。
XG＝∫（VX cosψ−Vy sinψ）dt …（11） YG＝∫（Vx sinψ＋Vy cosψ）dt …（12） また、前端点対地座標（XA,YA）は（XG,YG）に基づき
次のように求められる。
次のように求められる。
XA＝ａ・cosψ＋XG …（13） YA＝ａ・sinψ＋YG …（14） 前端点軌跡記憶部33では、前記（13），（14）式で得
られる前端点対地座標データ（XA,YA）が所定距離Δｘ
走行毎に記憶され、順次データがシフトされる。
られる前端点対地座標データ（XA,YA）が所定距離Δｘ
走行毎に記憶され、順次データがシフトされる。
張り出し量演算部34では、車速Ｖに応じて張り出し量
YLIMが下記の式で求められる。
YLIMが下記の式で求められる。
但し、KLIMは張り出し量補正項である。
後輪舵角制限量演算部35では、まず、車両前端点軌跡
記憶部33に記憶された車両前端点Ａの対地座標データ群
（Xi,Yi）の座標変換を行ない車体固定座標（xi,yi）が
求められる。
記憶部33に記憶された車両前端点Ａの対地座標データ群
（Xi,Yi）の座標変換を行ない車体固定座標（xi,yi）が
求められる。
xi＝（Xi−XG）cosψ＋（Yi−YG）sinψ …（16） yi＝（Yi−YG）cosψ−（Xi−XG）sinψ …（17） 次に、車体固定座標（xi,yi）に基づき後車軸ｘ座標
における後端点ｙの座標許容値YRMが下記の手法で求め
られる。
における後端点ｙの座標許容値YRMが下記の手法で求め
られる。
前端点軌跡データ群のうち、xn≦（−LR）＜xn-1なる
３点の座標データ（xn,yn），（xn-1,yn-1）より線形補
間を行ない次式によりYRWを求められる（第８図参
照）。
３点の座標データ（xn,yn），（xn-1,yn-1）より線形補
間を行ない次式によりYRWを求められる（第８図参
照）。
次に、後端点ｙの座標許容制限値YRWLが、前記張り出
し量YLIMと後端点ｙの座標許容値YRWとによって下記の
式で演算される。
し量YLIMと後端点ｙの座標許容値YRWとによって下記の
式で演算される。
そして、操舵角θ，車速V,YRWLより後輪舵角制限量δ
Rmaxが求められる。
Rmaxが求められる。
但し、 m2＝（ｂ−LR）LF＋b2−LR 2 n2＝−｛２（ｂ−LR）LR＋LR 2−b2｝＝（ｂ−LR）２ …
（20） 尚、操舵角θと前端点軌跡データに求づき計算される
後端点ｙ座標許容値YRWの符号が等しい場合にはYRW＝０
と置き換えて上記（20）式の計算を行なう（第11図のフ
ローチャートに示す）。
（20） 尚、操舵角θと前端点軌跡データに求づき計算される
後端点ｙ座標許容値YRWの符号が等しい場合にはYRW＝０
と置き換えて上記（20）式の計算を行なう（第11図のフ
ローチャートに示す）。
後輪舵角決定部36では、主後輪舵角演算部31で演算さ
れる後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量計算部35で求めら
れた後輪舵角制限量δRmaxに基づいて後輪舵角目標値
Ｒが決定される。
れる後輪舵角δR1と、後輪舵角制限量計算部35で求めら
れた後輪舵角制限量δRmaxに基づいて後輪舵角目標値
Ｒが決定される。
まず、操舵角θと後輪舵角制限量δRmaxの符号が同一
の場合（前記したようにδR1とθは逆符号であるので、
δR1とδRmaxが逆符号の場合）には、本発明の制御系は
低車速域逆相操舵を基本として設計されているのでＲ
＝０とする。
の場合（前記したようにδR1とθは逆符号であるので、
δR1とδRmaxが逆符号の場合）には、本発明の制御系は
低車速域逆相操舵を基本として設計されているのでＲ
＝０とする。
操舵角θと後輪舵角制限量δRmaxの符号が逆の場合
（δR1とδRmaxが同符号の場合）には、δR1とδRmaxの
絶対値を比較し、絶対値が小なる方をもって後輪舵角目
標値Ｒとする。
（δR1とδRmaxが同符号の場合）には、δR1とδRmaxの
絶対値を比較し、絶対値が小なる方をもって後輪舵角目
標値Ｒとする。
第９図，第10図，第11図には上記説明に対応したフロ
ーチャートを示す。
ーチャートを示す。
尚、車速ＶはΔｘ走行毎に検出される車輪速パルスよ
り計算で求めることが出来るし、また、光学式車速計等
のように直接対地車速検出可能な車速計を加えて検出す
ることも出来る。
り計算で求めることが出来るし、また、光学式車速計等
のように直接対地車速検出可能な車速計を加えて検出す
ることも出来る。
また、本実施例では、前輪に対し後輪を逆相に操舵す
るかもしくはゼロに限定した場合であるので、後述する
ように、据切り発進等では、2WS並のわずかな後端点の
張り出しが生じるが、同相操舵も許容し、θとδRmaxが
同符号の場合、Ｒ＝０とせずＲ＝δRmaxとすること
により、更に、張り出し量を減じることも可能である。
るかもしくはゼロに限定した場合であるので、後述する
ように、据切り発進等では、2WS並のわずかな後端点の
張り出しが生じるが、同相操舵も許容し、θとδRmaxが
同符号の場合、Ｒ＝０とせずＲ＝δRmaxとすること
により、更に、張り出し量を減じることも可能である。
本発明を適応した場合の据切り180゜旋回（Ｕター
ン）のシュミレーション結果（第12図及び第13図）を、
通常の逆相操舵のみの場合での結果（第14図及び第15
図）と比較して示す。
ン）のシュミレーション結果（第12図及び第13図）を、
通常の逆相操舵のみの場合での結果（第14図及び第15
図）と比較して示す。
本シュミレーションにおいては、制御対象車両（Ｌ＝
3.3m），モデル車（LM＝2.5m）は、第６図及び第７図に
示したものであり、両車両のスタビリティファクタは、
各々AO＝1.123×10-3（s2/m2）,AM＝1.401×10-3（s2/m
2）で、スタアリングギヤ比Ｎは共に17としている。
3.3m），モデル車（LM＝2.5m）は、第６図及び第７図に
示したものであり、両車両のスタビリティファクタは、
各々AO＝1.123×10-3（s2/m2）,AM＝1.401×10-3（s2/m
2）で、スタアリングギヤ比Ｎは共に17としている。
また、操舵角θはフル転舵を想定しθ＝540゜，車速
ＶはＶ＝１（km/h）の一定としてある。
ＶはＶ＝１（km/h）の一定としてある。
尚、逆相操舵のみによる場合とは、主後輪舵角演算部
10で計算されるδR1に従い後輪舵角を制御した場合であ
る。
10で計算されるδR1に従い後輪舵角を制御した場合であ
る。
また、第16図には、モデル車を前輪操舵のみ（δＲ＝
０）で旋回させた場合を示し、第17図には、制御対象車
両について前輪操舵のみで旋回させた場合を示す。
０）で旋回させた場合を示し、第17図には、制御対象車
両について前輪操舵のみで旋回させた場合を示す。
次に、下記の表には、第13図〜第17図に対応して180
゜旋回時の後端張り出し量とＵターンに必要な道幅を整
理して示す。
゜旋回時の後端張り出し量とＵターンに必要な道幅を整
理して示す。
上記の表の結果、超ロングホイールベースの制御対象
車両の2WSでは、モデル車と比較してＵターンに必要な
道幅が大幅に増加する。
車両の2WSでは、モデル車と比較してＵターンに必要な
道幅が大幅に増加する。
従来式（逆相比例制御方式）の場合、Ｕターンに必要
な道幅はモデル車とほぼ同一となるが、後端の張り出し
量が大幅に増加し、街中においては、塀やガードレール
等の後端を接触させる恐れがある。
な道幅はモデル車とほぼ同一となるが、後端の張り出し
量が大幅に増加し、街中においては、塀やガードレール
等の後端を接触させる恐れがある。
これに対し、本発明を適応した場合、道幅はモデル車
及び逆相比例制御時と同一で、且つ、後端の張り出し量
は、2WSと同等に抑えられる。
及び逆相比例制御時と同一で、且つ、後端の張り出し量
は、2WSと同等に抑えられる。
尚、モデル車（2WS）に比べ、制御対象車両の2WS時及
び本発明適応時に後端の張り出し量が減少しているの
は、ホイールベースの延長とリヤのオーバハングをモデ
ル車1mに対し制御対象車0.7mに縮小した影響である。
び本発明適応時に後端の張り出し量が減少しているの
は、ホイールベースの延長とリヤのオーバハングをモデ
ル車1mに対し制御対象車0.7mに縮小した影響である。
次に、第18図には30km/hでのステップ操舵時における
ヨーレート特性を示す。
ヨーレート特性を示す。
このヨーレート特性において、車両後端の張り出し量
を一義的に厳しく制限するようにした制御の場合のヨー
レート特性（点線特性）は、旋回後期においてヨーレー
トの発生が張り出し量制限により抑えられ、非線形的な
特性を示すが、車速Ｖの上昇に応じて張り出し量YLIMを
許容するようにした実施例のヨーレート特性（実線特
性）は、線形的にヨーレートが発生していて運転者の操
舵違和感を与えないことを示している。
を一義的に厳しく制限するようにした制御の場合のヨー
レート特性（点線特性）は、旋回後期においてヨーレー
トの発生が張り出し量制限により抑えられ、非線形的な
特性を示すが、車速Ｖの上昇に応じて張り出し量YLIMを
許容するようにした実施例のヨーレート特性（実線特
性）は、線形的にヨーレートが発生していて運転者の操
舵違和感を与えないことを示している。
また、車速Ｖが上昇するに従って車両後端点の張り出
し量の制限を徐々に緩やかにする様にしている為、例え
ば、0km/h〜40km/hまでの旋回時には一義的な張り出し
量制限でヨーレートの発生が抑えられ、40km/hを超えた
途端に後輪逆相操舵量の制限解除されてヨーレートが大
きく発生するというように、車速によって旋回性能が異
なることがなく、旋回車速による操舵違和感を運転者に
与えることもない。
し量の制限を徐々に緩やかにする様にしている為、例え
ば、0km/h〜40km/hまでの旋回時には一義的な張り出し
量制限でヨーレートの発生が抑えられ、40km/hを超えた
途端に後輪逆相操舵量の制限解除されてヨーレートが大
きく発生するというように、車速によって旋回性能が異
なることがなく、旋回車速による操舵違和感を運転者に
与えることもない。
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。
的な構成はこの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。
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、前輪操
舵時に車両前端点の通過軌跡に対し車両後端点の通過軌
跡が所定の関係となるように後輪の舵角制御を行なう車
両用後輪舵角制御装置において、旋回半径縮小のための
後輪逆相操舵を基本としながら、車両前端点の通過した
軌跡を記憶し、後端点がその軌跡の内側に入るように必
要に応じて後輪逆相操舵量を制限すると共に、その制限
を車速の上昇に従って徐々に緩める手段とした為、車速
が上昇しても変わることのない旋回性能により運転者に
違和感を与えることなく、十分な小回り性を持った超ロ
ングホイールベース車の実現が出来るという効果が得ら
れる。
舵時に車両前端点の通過軌跡に対し車両後端点の通過軌
跡が所定の関係となるように後輪の舵角制御を行なう車
両用後輪舵角制御装置において、旋回半径縮小のための
後輪逆相操舵を基本としながら、車両前端点の通過した
軌跡を記憶し、後端点がその軌跡の内側に入るように必
要に応じて後輪逆相操舵量を制限すると共に、その制限
を車速の上昇に従って徐々に緩める手段とした為、車速
が上昇しても変わることのない旋回性能により運転者に
違和感を与えることなく、十分な小回り性を持った超ロ
ングホイールベース車の実現が出来るという効果が得ら
れる。
第１図は本発明の車両用後輪舵角制御装置を示すクレー
ム対応図、第２図は実施例の車両用後輪舵角制御装置を
示すブロック図、第３図は実施例装置の後輪舵角目標値
設定部を示す演算ブロック図、第４図は２輪モデル図、
第５図は定常旋回時の後端点軌跡を示す図、第６図は制
御対象となるロングホイールベース車を示す図、第７図
は制御目標となるモデル車の例を示す図、第８図は前端
点の対地座標を示す図、第９図，第10図，第11図は実施
例装置の後輪舵角目標値設定部での制御処理作動の流れ
を示すフローチャート図、第12図は実施例装置を搭載し
た車両での後輪舵角特性図、第13図は実施例装置を搭載
した車両での旋回軌跡特性図、第14図は従来の逆相比例
制御による装置を搭載した車両での後輪舵角特性図、第
15図は従来の逆相比例制御による装置を搭載した車両で
の旋回軌跡特性図、第16図はモデル車で前輪のみを操舵
した場合の旋回軌跡特性図、第17図は制御対象車両で前
輪のみを操舵した場合の旋回軌跡特性図、第18図は低速
でのステップ操舵時におけるヨーレート特性図である。 ａ……前輪舵角検出手段 ｂ……車速検出手段 ｃ……後輪舵角目標値設定部 ｄ……後輪舵角制御部 ｅ……主後輪舵角演算部 ｆ……対地座標計算部 ｇ……車両前端点軌跡記憶部 ｈ……張り出し量演算部 ｉ……後輪舵角制限量演算部 ｊ……後輪舵角目標値決定部 Ａ……前端点 Ｂ……後端点 Ｇ……重心点
ム対応図、第２図は実施例の車両用後輪舵角制御装置を
示すブロック図、第３図は実施例装置の後輪舵角目標値
設定部を示す演算ブロック図、第４図は２輪モデル図、
第５図は定常旋回時の後端点軌跡を示す図、第６図は制
御対象となるロングホイールベース車を示す図、第７図
は制御目標となるモデル車の例を示す図、第８図は前端
点の対地座標を示す図、第９図，第10図，第11図は実施
例装置の後輪舵角目標値設定部での制御処理作動の流れ
を示すフローチャート図、第12図は実施例装置を搭載し
た車両での後輪舵角特性図、第13図は実施例装置を搭載
した車両での旋回軌跡特性図、第14図は従来の逆相比例
制御による装置を搭載した車両での後輪舵角特性図、第
15図は従来の逆相比例制御による装置を搭載した車両で
の旋回軌跡特性図、第16図はモデル車で前輪のみを操舵
した場合の旋回軌跡特性図、第17図は制御対象車両で前
輪のみを操舵した場合の旋回軌跡特性図、第18図は低速
でのステップ操舵時におけるヨーレート特性図である。 ａ……前輪舵角検出手段 ｂ……車速検出手段 ｃ……後輪舵角目標値設定部 ｄ……後輪舵角制御部 ｅ……主後輪舵角演算部 ｆ……対地座標計算部 ｇ……車両前端点軌跡記憶部 ｈ……張り出し量演算部 ｉ……後輪舵角制限量演算部 ｊ……後輪舵角目標値決定部 Ａ……前端点 Ｂ……後端点 Ｇ……重心点
Claims (1)
- 【請求項１】ステアリンホイールのハンドル角もしくは
前輪実舵角を検出する前輪舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前輪舵角信号及び車速信号を入力して後輪舵角目標値を
設定する後輪舵角目標値設定部と、 後輪実舵角が後輪舵角目標値に一致するように後輪舵角
可変機構を制御する後輪舵角制御部とを備えた車両用後
輪舵角制御装置において、 前記後輪舵角目標値設定部には、 前輪舵角信号に所定の舵角比を乗じて後輪舵角を演算す
る主後輪舵角演算部と、 車両の重心点の対地座標及び車両前端点の対地座標を計
算する対地座標計算部と、 計算により得られた車両前端点の対地座標を所定距離も
しくは所定時間毎に記憶する車両前端点軌跡記憶部と、 車両前端点軌跡に対する車両後端点の旋回外側方向の量
である張り出し量を、検出される車速が低車速側では張
り出しを制限し、車速の上昇に従って徐々に制限を緩め
て張り出しを許容する可変値としての張り出し量を演算
により求める張り出し量演算部と、 記憶されている前端点軌跡と前記張り出し量と前輪舵角
信号とにより車両後端点が車両前端点軌跡近傍の所定の
場所を通るような後輪舵角制限量を計算する後輪舵角制
限量演算部と、 前記主後輪舵角演算部で演算された後輪舵角と前記後輪
舵角制限量演算部で演算された後輪舵角制限量に基づき
後輪舵角目標値を決定する後輪舵角目標値決定部と、 を備えていることを特徴とする車両用後輪舵角制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1161158A JP2552363B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 車両用後輪舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1161158A JP2552363B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 車両用後輪舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0325079A JPH0325079A (ja) | 1991-02-01 |
| JP2552363B2 true JP2552363B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=15729698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1161158A Expired - Lifetime JP2552363B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 車両用後輪舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552363B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149265A (ja) * | 1986-12-11 | 1988-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用後輪実舵角制御装置 |
| JPS63312270A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-20 | Fuji Heavy Ind Ltd | 自動車の後輪操舵制御方法 |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP1161158A patent/JP2552363B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0325079A (ja) | 1991-02-01 |
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