JP2587449B2 - 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

Publication number
JP2587449B2
JP2587449B2 JP63107311A JP10731188A JP2587449B2 JP 2587449 B2 JP2587449 B2 JP 2587449B2 JP 63107311 A JP63107311 A JP 63107311A JP 10731188 A JP10731188 A JP 10731188A JP 2587449 B2 JP2587449 B2 JP 2587449B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering angle
rear wheel
wheel steering
actuator
target value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63107311A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0263967A (ja
Inventor
健 伊藤
貴信 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP63107311A priority Critical patent/JP2587449B2/ja
Publication of JPH0263967A publication Critical patent/JPH0263967A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2587449B2 publication Critical patent/JP2587449B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering 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
    • B62D7/15Steering 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
    • B62D7/159Steering 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • 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、フィードバック制御される後輪転舵用のア
クチュエータを備えた車両用後輪舵角制御装置に関す
る。
(従来の技術) 従来、車両用後輪舵角制御法としては、例えば「計測
自動制御学会論文集Vol.23,No.8」(昭和62年8月発
行)の第48ページ〜第54ページに記載されている方法が
知られている。
上記従来出典には、被制御量を、ヨーレートとした場
合,横加速度とした場合,ヨーレートと横加速度の線形
結合で定義されるD*とした場合の3通りについての後輪
舵角制御法が示されているが、以下、ヨーレートの制御
系を例にとり説明する。
第6図はアクチュエータの制御系として一般に良く知
られた積分型サーボ系を用いた場合のブロック図であ
り、モータをアクチュエータとして持つシステムによく
用いられる。
この後輪舵角計算部では、従来出典に示されるように、
所望のヨーレート応答特性を持つ規範モデルの出力に実
際の車両の応答が一致するように後輪舵角目標値R
出力する。そして、アクチュエータ制御部では、後輪実
舵角δRと状態変数であるXP=[δRR]を用いて後
輪実舵角δRを後輪舵角目標値Rに近づけるようにアク
チュエータを駆動するようになっている。
尚、第6図において、積分ゲインKi及び比例ゲインKpは
最適制御理論に従って設定されるのが一般的である。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような後輪舵角制御法にあって
は、後輪実舵角δRと状態変数xpをフィードバック情報
として取り込み、検出値である後輪実舵角δRを後輪舵
角目標値Rに一致させるフィードバック制御のみによ
りアクチュエータ制御を行なうようになっていた為、積
分ゲインKi及び比例ゲインKpを実用的な範囲では最も良
い性能が得られるように設定しても、ステップ操舵時に
は、第7図に示すように、後輪舵角理想値(点線特性)
に対する後輪実舵角(実線特性)の応答が遅れ、第8図
に示すように、実際の車両のヨーレートは、規範モデ
ルで設定される目標値からずれ、オーバシュートにより
振動的なふらつきが出るという課題を残していた。
特に、油圧サーボ等により構成される高応答型のアク
チュエータの場合には、十分な応答性能が得られるが、
モータアクチュエータのようにイナーシャ(慣性)が大
きく、その動特性が無視出来ないようなものを用いた場
合には、前述の振動的なふらつきが出るという課題が発
生する。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上述のような課題を解決すること、即ち、
フィードバック制御に、アクチュエータによる制御量の
変化を予想してこれを打ち消すフィードフォワード補償
を加えて後輪実舵角制御系を構成することで、後輪駆動
アクチュエータの応答性能にかかわらず、操舵時に後輪
実舵角及び車両挙動のふらつきが防止され、所望の応答
が得られる車両用後輪舵角制御装置を提供することを目
的としてなされた。
この目的達成のために本発明の車両用後輪舵角制御装
置では、操舵角検出手段と、車速検出手段と、前記両検
出手段からの信号を入力して後輪舵角目標値を設定する
後輪舵角計算部と、後輪転舵機構を駆動するアクチュエ
ータと、該アクチュエータの駆動を制御するアクチュエ
ータ制御部とを備え、 前記アクチュエータ制御部は、舵角指令値とアクチュ
エータの動作状態に関する情報のフィードバック信号に
基づきアクチュエータ駆動出力を決定する車両用後輪舵
角制御装置において、 前記後輪舵角計算部は、前記後輪舵角目標値に加え、
その微分値と2階微分値を設定する計算部であり、 前記アクチュエータ制御部は、後輪舵角目標値,アク
チュエータの動作速度を予想する後輪舵角目標値微分値
及びアクチュエータの動作加速度を予想する後輪舵角目
標値2階微分値を用い、アクチュエータの応答遅れ及び
ふらつきを抑えるように後輪舵角目標値を補償するフィ
ードフォワード補償を加えてアクチュエータ駆動出力を
決定する制御部である事を特徴とする手段とした。
(作用) 操舵時には、後輪舵角計算部において、操舵角検出手
段からの前輪舵角と車速検出手段からの車速に基づき後
輪舵角目標値が設定される。
そして、アクチュエータ制御部では、舵角指令値とア
クチュエータの動作状態に関する情報のフィードバック
信号と、後輪舵角計算部からの後輪舵角目標値,後輪舵
角目標値微分値及び後輪舵角目標値2階微分値を用いた
フィードフォワード補償を加えてアクチュエータ駆動出
力が決定される。
従って、後輪を転舵するアクチュエータは、フィード
バック制御にフィードフォワード補償が加えられた制御
により駆動されることになり、フィードフォワード補償
では、アクチュエータの動作速度を予想する後輪舵角目
標値微分値及びアクチュエータの動作加速度を予想する
後輪舵角目標値2階微分値を用い、アクチュエータの動
特性を原因とするアクチュエータの応答遅れ及びふらつ
きを抑えるように後輪舵角目標値が補償される。
言い換えると、後輪実舵角や車両挙動が実際に変化し
た後この変化を修正するフィードバック制御では補償出
来ない応答遅れが、アクチュエータの動特性を考慮した
フィードフォワード補償を加えることにより補償される
ことになる。
(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1図は第1実施例の車両用後輪舵角制御装置を示す
ブロック図であり、アクチュエータの制御系として一般
に良く知られた積分型サーボ系をベースとし、フィード
フォワード補償を加えたシステムである。
この第1実施例の車両用後輪舵角制御装置は、前輪操
舵角θを検出する操舵角センサ1と、車速Vを検出する
車速センサ2と、前記センサ1,2からの信号を入力して
後輪舵角目標値Rを設定する後輪舵角計算部3と、図
外の後輪転舵機構を駆動するモータによるアクチュエー
タ4と、該アクチュエータ4へアクチュエータ駆動出力
としてモータトルクTMを出力するアクチュエータ制御部
5とを備えている。
尚、第1実施例の車両用後輪舵角制御装置が搭載された
車両6は、操舵時に前輪操舵角θ及び後輪実舵角δR
影響を受けて所定のヨーレートを発生する。
前記後輪舵角計算部3は、前輪操舵角θと車速Vに基
づき車両運動目標値であるヨーレートに関する規範モデ
ル出力yr(t)(t)を設定し、車両のヨーと横の平面
運動に関する動特性をモデル化した車両モデルによるヨ
ーレート応答特性(t)が前記規範モデル出力y
r(t)(t)に一致するように後輪舵角目標値Rを計
算する計算部であると共に、アクチュエータ4の動作状
態に関する情報のフィードフォワード信号xmとして、前
記後輪舵角目標値Rに加えて、その微分値 を計算する計算部である。
前記アクチュエータ制御部5は、後輪舵角目標値R
とアクチュエータ4の動作状態に関する情報のフィード
バック信号R,xpに基づくフィードバック制御に、後輪
舵角目標R,その微分値 を用いたフィードフォワード信号xmによるフィードフォ
ワード補償を加えて、アクチュエータ駆動出力であるモ
ータトルクTMを決定する制御部である。
ここで、積分ゲインKi及び比例ゲインKpは最適制御理
論に従って最適制御ゲインとして求められる。
また、フィードバック信号xpは、 xp=[δRR]であり、 フィードフォワード信号xmは、 である。
また、フィードフォワード補償ゲインKmは、前記比例ゲ
インKp及びアクチュエータ4の動特性を用いて次の様に
求められる。
アクチュエータ4の動特性は、 と表され、Kp=[k1,k2]とすると、 Km=[-k1-aP21/bP -k2-aP22/bP 1/bP] となる。
次に、作用を説明する。
本発明の目的は、アクチュエータ系の動特性(主に、
モータの慣性)の影響で後輪の実舵角及び車両挙動がふ
らつくのを防止することであるので、制御系を構成する
際に、アクチュエータ系の動特性を考慮したものとすれ
ばこの問題は解決出来る。
そこで、この解決手法として、フィードフォワードゲイ
ンxmを用いたが、規範モデルの入出力伝達特性(入力;
前輪操舵角θ,出力;ヨーレート目標値)の分母,分子
の次数差を3以上とし、また、車両のモデル化をヨーと
横の2自由度に加えて前輪ステアリング系(2次)を加
えて舵角計算を行なうことにより、制御系として望まし
くない純微分を伴なわずに、前記後輪舵角目標値の微
分値 とを求めることが出来る。
そこで、前記内容に基づいて実際の制御プログラムと
して構成した場合の後輪舵角計算部3及びアクチュエー
タ制御部4での処理作動の流れを第2図のフローチャー
ト図を示す。
尚、この処理作動は、所定の制御軌道周期Δt秒毎に繰
り返し行なわれる。
ステップ100では、車速Vと前輪操舵角θとが入力さ
れる。
ステップ101では、規範モデルにより前輪操舵角θと
車速Vに基づき規範モデル出力yr(t)が設定されると
共に、車両モデルと前輪ステアリング系モデルを含んだ
動特性モデルによりヨーレート応答特性(t)が設定
され、(t)=yr(t)を満足するモータトルクTM
求めるフィードバック制御処理が行なわれる。そして、
このモータトルクTMをフィードフォワード信号xmの基づ
くフィードフォワード補償ゲインKmによりフィードフォ
ワード補償処理され、この補償を経て最終的なモータト
ルクTMが求められる。
ステップ102では、前記ステップ101で求めたモータト
ルクTMが出力される。
以上説明してきたように、第1実施例の車両用後輪舵
角制御装置にあっては、以下に述べる効果が得られる。
フィードバック制御に、アクチュエータ4による制御
量の変化を予想してこれを打ち消すフィードフォワード
補償を加えて後輪実舵角δRが制御される。即ち、アク
チュエータ系の動特性を考慮して後輪実舵角制御系を構
成した為、後輪アクチュエータとして、そのダイナミク
スが無視できないモータを用いているにもかかわらず、
操舵時に後輪実舵角δR及び車両挙動のふらつきが防止
され、所望の応答を得ることが出来る。
尚、第3図及び第4図に実施例装置でのステップ状の操
舵入力に対する後輪実舵角δR,ヨーレイトの応答実
験結果特性(180km/h)を示すが、共にスムーズに応答
しており、第8図で見られたオーバシュートによる振動
的なふらつきが防止されていることが解る。
前輪ステアリング系の動特性をモデル化した前輪ステ
アリング系モデルを含んだ動特性モデルヨーレート応答
特性(t)が設定される構成とした為、制御系として
望ましくない純微分を伴なわに、前記後輪舵角目標値
Rの微分値 とを求めることが出来る。
アクチュエータの制御系として積分型サーボ系を用い
た為、比例動作と積分動作とによる応答遅れが小さい高
い応答性の制御系に、フィードフォワード補償が加えら
れることになり、非常に速いアクチュエータ応答性を得
ることが出来る。
次に、第5図に示す第2実施例装置について説明す
る。
この第2実施例装置は、アクチュエータ制御部5′と
して、積分型サーボ系を用いず、状態フィードバック
(フィードバック信号xp)のみで構成した制御部を用い
た例である。
尚、この場合も、舵角計算部3及びフィードフォワード
補償ゲインKmの設定法は第1実施例と同様である。
従って、この第2実施例装置では、アクチュエータ制
御系を簡素化しながら、前記及びの効果が得られ
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く、本発明
の要旨を逸脱しない範囲における制御の追加や変更等が
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、本発明の車両用後輪舵角制
御装置にあっては、アクチュエータ制御部を、後輪舵角
目標値,アクチュエータの動作速度を予想する後輪舵角
目標値微分値及びアクチュエータの動作加速度を予想す
る後輪舵角目標値2階微分値を用い、アクチュエータの
応答遅れ及びふらつきを抑えるように後輪舵角目標値を
補償するフィードフォワード補償を加えてアクチュエー
タ駆動出力を決定する制御部、即ち、アクチュエータ系
の動特性を考慮して後輪実舵角制御系を構成した為、後
輪駆動アクチュエータの応答性能にかかわらず、操舵時
に後輪実舵角及び車両挙動のふらつきが防止され、所望
の応答が得られるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第1実施例の車両用後輪舵角制御装置を
示すブロック図、第2図は実施例装置での後輪舵角計算
部及びアクチュエータ制御部での処理作動の流れを示す
フローチャート図、第3図及び第4図は第1実施例の車
両用後輪舵角制御装置を適応した車両でのステップ操舵
時における後輪実舵角及びヨーレートの各特性図、第5
図は本発明第2実施例の車両用後輪舵角制御装置を示す
ブロック図、第6図は積分型サーボ系を用いた従来の後
輪舵角制御装置を示すブロック図、第7図及び第8図は
モータアクチュエータを用い、かつ、従来のヨーレイト
のモデル適合制御を適応した車両でのステップ操舵時に
おける後輪実舵角及びヨーレートの各特性図である。 1……操舵角センサ(操舵角検出手段) 2……車速センサ(車速検出手段) 3……後輪舵角計算部 4……アクチュエータ 5……アクチュエータ制御部 5′……アクチュエータ制御部 6……車両

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】操舵角検出手段と、車速検出手段と、前記
    両検出手段からの信号を入力して後輪舵角目標値を設定
    する後輪舵角計算部と、後輪転舵機構を駆動するアクチ
    ュエータと、該アクチュエータの駆動を制御するアクチ
    ュエータ制御部とを備え、 前記アクチュエータ制御部は、舵角指令値とアクチュエ
    ータの動作状態に関する情報のフィードバック信号に基
    づきアクチュエータ駆動出力を決定する車両用後輪舵角
    制御装置において、 前記後輪舵角計算部は、前記後輪舵角目標値に加え、そ
    の微分値と2階微分値を設定する計算部であり、 前記アクチュエータ制御部は、後輪舵角目標値,アクチ
    ュエータの動作速度を予想する後輪舵角目標値微分値及
    びアクチュエータの動作加速度を予想する後輪舵角目標
    値2階微分値を用い、アクチュエータの応答遅れ及びふ
    らつきを抑えるように後輪舵角目標値を補償するフィー
    ドフォワード補償を加えてアクチュエータ駆動出力を決
    定する制御部である事を特徴とする車両用後輪舵角制御
    装置。
JP63107311A 1988-04-28 1988-04-28 車両用後輪舵角制御装置 Expired - Lifetime JP2587449B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63107311A JP2587449B2 (ja) 1988-04-28 1988-04-28 車両用後輪舵角制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63107311A JP2587449B2 (ja) 1988-04-28 1988-04-28 車両用後輪舵角制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0263967A JPH0263967A (ja) 1990-03-05
JP2587449B2 true JP2587449B2 (ja) 1997-03-05

Family

ID=14455866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63107311A Expired - Lifetime JP2587449B2 (ja) 1988-04-28 1988-04-28 車両用後輪舵角制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2587449B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9109728B2 (en) 2008-08-05 2015-08-18 Nippon Pillar Packaging Co., Ltd. Resinous pipe joint
US9222608B2 (en) 2008-08-05 2015-12-29 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Resinous tube joint

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4859134B2 (ja) * 2007-06-26 2012-01-25 キャタピラージャパン株式会社 クランプ装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62149560A (ja) * 1985-12-24 1987-07-03 Nissan Motor Co Ltd 車両用舵角制御装置
JPS6341283A (ja) * 1986-08-06 1988-02-22 Nissan Motor Co Ltd 車両用実舵角制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9109728B2 (en) 2008-08-05 2015-08-18 Nippon Pillar Packaging Co., Ltd. Resinous pipe joint
US9222608B2 (en) 2008-08-05 2015-12-29 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Resinous tube joint

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0263967A (ja) 1990-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2762711B2 (ja) 車両の制動挙動補償装置
US6226579B1 (en) Method and apparatus for operating a steering system for a motor vehicle
US8010253B2 (en) Method for stabilizing a vehicle combination
JPH07186985A (ja) 車両用実舵角制御装置
CN110869263A (zh) 具有自适应齿轮齿条位置调节的线控转向系统
JP2003170822A (ja) ヨーモーメントフィードバック制御方法
CN113439048A (zh) 车间距离控制装置
JP2587449B2 (ja) 車両用後輪舵角制御装置
KR930005856B1 (ko) 차량의 후륜조타 제어장치
JPH0717290A (ja) 自動車用走行安定性制御装置
US20120035811A1 (en) Determination of a correcting variable for controlling a moment regulator in a vehicle steering system
JP2001191938A (ja) 車両用操舵装置
JP4604399B2 (ja) 車両の操舵制御装置
JPH11334639A (ja) 4輪車両の車両運動を制御する制御装置
JP2502691B2 (ja) 車両用実舵角制御装置
JP2722855B2 (ja) 後輪操舵装置
JP2943821B2 (ja) 車両用舵角制御装置
JP3102104B2 (ja) 車両用舵角制御装置
JP2022033555A (ja) パワーステアリング制御装置
JPH0725316B2 (ja) 車両用実舵角制御装置
JP2646802B2 (ja) 車両の補助操舵装置
JPH07172333A (ja) 検出ヨーレイト補正装置
JP2021146914A (ja) パワーステアリング制御装置、パワーステアリングの制御方法、プログラム、および自動操舵システム
JP2861571B2 (ja) 車両用舵角制御装置
JP2940370B2 (ja) 車両用補助舵角制御装置