JP2616137B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置Info
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- JP2616137B2 JP2616137B2 JP11527390A JP11527390A JP2616137B2 JP 2616137 B2 JP2616137 B2 JP 2616137B2 JP 11527390 A JP11527390 A JP 11527390A JP 11527390 A JP11527390 A JP 11527390A JP 2616137 B2 JP2616137 B2 JP 2616137B2
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- steering
- lateral motion
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- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- 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） 本発明は車両の特性変化や横風等の外乱入力に対して
も常に安定した操安定を確保するための操舵装置に関す
るものである。
も常に安定した操安定を確保するための操舵装置に関す
るものである。
（従来の技術） この種の操舵装置としては従来、特開昭62−247979号
公報に記載の如くステアリングホイールによる主操舵と
は別に、前輪又は後輪を補助操舵し、その補助操舵系を
主操舵量に対し所望のヨーレートを生じさせるためのフ
ィードフォワード補償部と、ヨーレートの目標値に対す
る実際値の偏差に従いフィードバック補償を行う外乱抑
制を目的としたフィードバック補償部とにより２自由度
構成にする技術がある。
公報に記載の如くステアリングホイールによる主操舵と
は別に、前輪又は後輪を補助操舵し、その補助操舵系を
主操舵量に対し所望のヨーレートを生じさせるためのフ
ィードフォワード補償部と、ヨーレートの目標値に対す
る実際値の偏差に従いフィードバック補償を行う外乱抑
制を目的としたフィードバック補償部とにより２自由度
構成にする技術がある。
（発明が解決しようとする課題） しかしこの文献に例示されているように、フィードバ
ック制御系を上記偏差に応じた比例（Ｐ）制御系、積分
（Ｉ）制御系、若しくはPI制御系で構成する場合、制御
定数を試行錯誤により決めるしかなく、狙い通りの操縦
性能を得るには多大なチューニング工数がかかり、この
ようなチューニングによってもなお所定の操縦性能が得
られるという補償がない。
ック制御系を上記偏差に応じた比例（Ｐ）制御系、積分
（Ｉ）制御系、若しくはPI制御系で構成する場合、制御
定数を試行錯誤により決めるしかなく、狙い通りの操縦
性能を得るには多大なチューニング工数がかかり、この
ようなチューニングによってもなお所定の操縦性能が得
られるという補償がない。
本発明はこのような問題を生じないフィードバック制
御系を持つ車両の操舵装置を提供することを目的とす
る。
御系を持つ車両の操舵装置を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） この目的のための本発明の操舵装置は、ステアリング
ホイールによる主操舵とは別に前輪及び後輪を夫々補助
操舵する前輪補助操舵装置及び後輪補助操舵装置を具え
た車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量、前輪補助操舵装置による前輪補助操舵量
及び後輪補助操舵装置による後輪補助操舵量から、車両
固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特性
と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性とを基に、車両のヨーイング運動及び横運動を推定
するヨーイング・横運動推定手段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出
手段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動
と前記推定したヨーイング運及び横運動との間のヨーイ
ング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横運
動偏差演算手段と、 前記前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性の逆系、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運
動伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定
可能な伝達特性、及び横運動に関して任意に設定可能な
伝達特性を用い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差
をなくすための前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を夫
々演算して前記前輪補助操舵装置及び後輪補助操舵装置
に指令する補助操舵量演算手段とを設けて構成したもの
である。
ホイールによる主操舵とは別に前輪及び後輪を夫々補助
操舵する前輪補助操舵装置及び後輪補助操舵装置を具え
た車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量、前輪補助操舵装置による前輪補助操舵量
及び後輪補助操舵装置による後輪補助操舵量から、車両
固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特性
と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性とを基に、車両のヨーイング運動及び横運動を推定
するヨーイング・横運動推定手段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出
手段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動
と前記推定したヨーイング運及び横運動との間のヨーイ
ング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横運
動偏差演算手段と、 前記前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性の逆系、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運
動伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定
可能な伝達特性、及び横運動に関して任意に設定可能な
伝達特性を用い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差
をなくすための前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を夫
々演算して前記前輪補助操舵装置及び後輪補助操舵装置
に指令する補助操舵量演算手段とを設けて構成したもの
である。
本発明の他の目的は、上記の構成にフィードフォワー
ド制御系を付加した車両の操舵装置を提供しようとする
もので、 ステアリングホイールによる主操舵とは別に前輪及び
後輪を夫々補助操舵する前輪補助操舵装置及び後輪補助
操舵装置を具えた車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量に応じた第１の前輪補助操舵量及び後輪
補助操舵量を演算する第１補助操舵量演算手段と、 前記主操舵量、前輪補助操舵装置による前輪補助操舵
量及び後輪歩補助操舵装置による後輪補助操舵量から、
車両固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝
達特性とを基に、車両のヨーイング運動及び横運動を推
定するヨーイング・横運動推定手段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出
手段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動
と前記推定したヨーイング運動及び横運動との間をヨー
イング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横
運動偏差演算手段と、 前記前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性の逆系、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運
動伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定
可能な伝達特性、及び横運動に関して任意に設定可能な
伝達特性を用い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差
をなくすための第２の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵
量を夫々演算する第２補助操舵量演算手段と、 第１及び第２の前輪補助操舵量を加算して前輪補助操
舵装置に指令し、第１及び第２の後輪補助操舵量を加算
して後輪補助操舵装置に指令する補助操舵量決定手段と
を設けた構成に特徴づけられる。
ド制御系を付加した車両の操舵装置を提供しようとする
もので、 ステアリングホイールによる主操舵とは別に前輪及び
後輪を夫々補助操舵する前輪補助操舵装置及び後輪補助
操舵装置を具えた車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量に応じた第１の前輪補助操舵量及び後輪
補助操舵量を演算する第１補助操舵量演算手段と、 前記主操舵量、前輪補助操舵装置による前輪補助操舵
量及び後輪歩補助操舵装置による後輪補助操舵量から、
車両固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝
達特性とを基に、車両のヨーイング運動及び横運動を推
定するヨーイング・横運動推定手段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出
手段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動
と前記推定したヨーイング運動及び横運動との間をヨー
イング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横
運動偏差演算手段と、 前記前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性の逆系、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運
動伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定
可能な伝達特性、及び横運動に関して任意に設定可能な
伝達特性を用い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差
をなくすための第２の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵
量を夫々演算する第２補助操舵量演算手段と、 第１及び第２の前輪補助操舵量を加算して前輪補助操
舵装置に指令し、第１及び第２の後輪補助操舵量を加算
して後輪補助操舵装置に指令する補助操舵量決定手段と
を設けた構成に特徴づけられる。
本発明の更に取の目的は、かかるフィードフォワード
制御系が付加された操舵装置も主操舵も含めて全て電子
化し、主操舵及び補助操舵の区別なしに前後輪舵角を夫
々決定し得るようにしようとするもので、 運転者が操作するステアリングホイールと、前輪を電
子的に舵角制御する前輪舵角制御系と、後輪を電子的に
舵角制御する後輪舵角制御系とを具えた車両において、 ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出
手段と、 この操舵角に応じた第１の前輪操舵及び後輪舵角を夫
々演算する第１舵角演算手段と、 前輪舵角及び後輪舵角から、車両固有の前輪舵角−ヨ
ーイング運動及び横運動伝達特性と、後輪舵角−ヨーイ
ング運動及び横運動伝達特性とを基に、車両のヨーイン
グ運動及び横運動を推定するヨーイング・横運動推定手
段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出
手段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これらの手段により検出したヨーイング運動及び横運
動と前記推定したヨーイング運動及び横運動との間のヨ
ーイング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・
横運動偏差演算手段と、 前記前輪舵角−ヨーイング運動及び横運動伝達特性の
逆系、後輪舵角−ヨーイング運動及び横運動伝達特性の
逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定可能な伝達特
性、及び横運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用
い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差をなくすため
の第２の前輪舵角及び後輪舵角を夫々演算する第２舵角
演算手段と、 第１及び第２の前輪舵角を加算して前輪舵角制御系に
指令し、第１及び第２の後輪舵角を加算して後輪舵角制
御系に指令する舵角決定手段とを設けた構成に特徴づけ
られる。
制御系が付加された操舵装置も主操舵も含めて全て電子
化し、主操舵及び補助操舵の区別なしに前後輪舵角を夫
々決定し得るようにしようとするもので、 運転者が操作するステアリングホイールと、前輪を電
子的に舵角制御する前輪舵角制御系と、後輪を電子的に
舵角制御する後輪舵角制御系とを具えた車両において、 ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出
手段と、 この操舵角に応じた第１の前輪操舵及び後輪舵角を夫
々演算する第１舵角演算手段と、 前輪舵角及び後輪舵角から、車両固有の前輪舵角−ヨ
ーイング運動及び横運動伝達特性と、後輪舵角−ヨーイ
ング運動及び横運動伝達特性とを基に、車両のヨーイン
グ運動及び横運動を推定するヨーイング・横運動推定手
段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出
手段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これらの手段により検出したヨーイング運動及び横運
動と前記推定したヨーイング運動及び横運動との間のヨ
ーイング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・
横運動偏差演算手段と、 前記前輪舵角−ヨーイング運動及び横運動伝達特性の
逆系、後輪舵角−ヨーイング運動及び横運動伝達特性の
逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定可能な伝達特
性、及び横運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用
い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差をなくすため
の第２の前輪舵角及び後輪舵角を夫々演算する第２舵角
演算手段と、 第１及び第２の前輪舵角を加算して前輪舵角制御系に
指令し、第１及び第２の後輪舵角を加算して後輪舵角制
御系に指令する舵角決定手段とを設けた構成に特徴づけ
られる。
（作 用） 前輪補助操舵装置及び後輪補助操舵装置は夫々、ステ
アリングホイールによる主操舵とは別に前輪及び後輪を
以下の如くに決定した量だけ補助操舵する。
アリングホイールによる主操舵とは別に前輪及び後輪を
以下の如くに決定した量だけ補助操舵する。
即ち、第１の発明では先ず、ヨーイング・横運動推定
手段が主操舵量、前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量か
ら車両固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝
達特性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動
伝達特性とに基づき、車両のヨーイング運動及び横運動
を推定する。一方、ヨーイング・横運動偏差演算手段
は、ヨーイング運動検出手段及び横運動検出手段の検出
値と、上記推定したヨーイング運動及び横運動との間の
ヨーイング運動偏差及び横運動偏差を求める。そして補
助操舵量演算手段は、上記前輪補助操舵量−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性の逆系、後輪補助操舵量−ヨー
イング運動及び横運動伝達特性の逆系、ヨーイング運動
に関してい任意に設定可能な伝達特性、及び横運動に関
して任意に設定可能な伝達測定を用い上記ヨーイング運
動偏差及び横運動偏差をなくすための前輪補助操舵量及
び後輪補助操舵量を夫々演算して対応する前輪補助操舵
装置及び後輪補助操舵操装置に指令する。
手段が主操舵量、前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量か
ら車両固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝
達特性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動
伝達特性とに基づき、車両のヨーイング運動及び横運動
を推定する。一方、ヨーイング・横運動偏差演算手段
は、ヨーイング運動検出手段及び横運動検出手段の検出
値と、上記推定したヨーイング運動及び横運動との間の
ヨーイング運動偏差及び横運動偏差を求める。そして補
助操舵量演算手段は、上記前輪補助操舵量−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性の逆系、後輪補助操舵量−ヨー
イング運動及び横運動伝達特性の逆系、ヨーイング運動
に関してい任意に設定可能な伝達特性、及び横運動に関
して任意に設定可能な伝達測定を用い上記ヨーイング運
動偏差及び横運動偏差をなくすための前輪補助操舵量及
び後輪補助操舵量を夫々演算して対応する前輪補助操舵
装置及び後輪補助操舵操装置に指令する。
よって、前後輪の補助操舵装置は上記任意に設定可能
な伝達特性で狙った通りのヨーイング運動及び横運動が
生ずるよう、従って常時所定の操縦性能が車両の特性変
化や外乱入力による影響を受けることなく確実に得られ
るような補助操舵を行うこととなる。
な伝達特性で狙った通りのヨーイング運動及び横運動が
生ずるよう、従って常時所定の操縦性能が車両の特性変
化や外乱入力による影響を受けることなく確実に得られ
るような補助操舵を行うこととなる。
又第２の発明では、第１補助操舵量演算手段が主操舵
量に応じた第１の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を
夫々演算する。又第２補助操舵量演算手段は、第１の発
明における補助操舵量演算手段と同様にして第２の前輪
補助操舵量及び後輪補助操舵量を夫々演算し、補助操舵
量決定手段が第１及び第２の前輪補助操舵量を加算して
前輪補助操舵装置に指令すると共に、第１及び第２の後
輪補助操舵量を加算して後輪補助操舵装置に指令する。
量に応じた第１の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を
夫々演算する。又第２補助操舵量演算手段は、第１の発
明における補助操舵量演算手段と同様にして第２の前輪
補助操舵量及び後輪補助操舵量を夫々演算し、補助操舵
量決定手段が第１及び第２の前輪補助操舵量を加算して
前輪補助操舵装置に指令すると共に、第１及び第２の後
輪補助操舵量を加算して後輪補助操舵装置に指令する。
よって前後輪の補助操舵装置は、上記第１補助操舵量
演算手段が第１の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を
演算するに当って狙った通りのヨーイング運動及び横運
動（操縦性能）を車両の特性変化や外乱入力による影響
を受けることなく常時確実に生じさせるような補助操舵
を行うことができる。
演算手段が第１の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を
演算するに当って狙った通りのヨーイング運動及び横運
動（操縦性能）を車両の特性変化や外乱入力による影響
を受けることなく常時確実に生じさせるような補助操舵
を行うことができる。
更に第３の発明では、前輪舵角制御系及び後輪舵角制
御系が夫々、ステアリングホイールに連動すべき主操舵
も含めて対応する前輪及び後輪を電子制御のもとで以下
の如くに決定した舵角だけ操舵する。
御系が夫々、ステアリングホイールに連動すべき主操舵
も含めて対応する前輪及び後輪を電子制御のもとで以下
の如くに決定した舵角だけ操舵する。
即ち第１舵角演算手段では、操舵角検出手段で検出し
たステアリングホイールの操舵角に応じ第１の前輪舵角
及び後輪舵角を夫々演算する。そしてヨーイング・横運
動推定手段は、前輪舵角制御系及び後輪舵角制御系によ
る前輪舵角及び後輪舵角から、車両固有の前輪舵角−ヨ
ーイング運動及び横運動伝達特性と、後輪舵角−ヨーイ
ング運動及び横運動伝達特性とを基に、車両のヨーイン
グ運動及び横運動を推定する。ヨーイング・横運動偏差
演算手段は、このように推定したヨーイング運動及び横
運動に対する実測値のヨーイング運動偏差及び横運動偏
差を求め、第２舵角演算手段は上記前輪舵角−ヨーイン
グ運動及び横運動伝達特性の逆系、後輪舵角−ヨーイン
グ運動及び横運動伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関
して任意に設定可能な伝達特性、及び横運動に関して任
意に設定可能な伝達特性を用い上記ヨーイング運動偏差
及び横運動偏差をなくすための第２の前輪舵角及び後輪
舵角を夫々演算する。そして舵角決定手段は、第１及び
第２の前輪舵角を加算して前輪舵角制御系に指令すると
共に、第１及び第２の後輪舵角を加算して後輪舵角制御
系に指令する。
たステアリングホイールの操舵角に応じ第１の前輪舵角
及び後輪舵角を夫々演算する。そしてヨーイング・横運
動推定手段は、前輪舵角制御系及び後輪舵角制御系によ
る前輪舵角及び後輪舵角から、車両固有の前輪舵角−ヨ
ーイング運動及び横運動伝達特性と、後輪舵角−ヨーイ
ング運動及び横運動伝達特性とを基に、車両のヨーイン
グ運動及び横運動を推定する。ヨーイング・横運動偏差
演算手段は、このように推定したヨーイング運動及び横
運動に対する実測値のヨーイング運動偏差及び横運動偏
差を求め、第２舵角演算手段は上記前輪舵角−ヨーイン
グ運動及び横運動伝達特性の逆系、後輪舵角−ヨーイン
グ運動及び横運動伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関
して任意に設定可能な伝達特性、及び横運動に関して任
意に設定可能な伝達特性を用い上記ヨーイング運動偏差
及び横運動偏差をなくすための第２の前輪舵角及び後輪
舵角を夫々演算する。そして舵角決定手段は、第１及び
第２の前輪舵角を加算して前輪舵角制御系に指令すると
共に、第１及び第２の後輪舵角を加算して後輪舵角制御
系に指令する。
よって、これら系は第１舵角演算手段が第１の前輪舵
角及び後輪舵角を求めるに当って狙った通りのヨーイン
グ運動及び横運動（操縦性能）を車両の特性変化や外乱
入力による影響を受けることなく常時確実に生じさせる
ような前後輪の操舵を行うことができ、機械的なステア
リングリンケージによることが多い主操舵も含めて全て
を電子制御化した操舵システムにおいても第２発明と同
様の作用効果を奏し得ることとなる。
角及び後輪舵角を求めるに当って狙った通りのヨーイン
グ運動及び横運動（操縦性能）を車両の特性変化や外乱
入力による影響を受けることなく常時確実に生じさせる
ような前後輪の操舵を行うことができ、機械的なステア
リングリンケージによることが多い主操舵も含めて全て
を電子制御化した操舵システムにおいても第２発明と同
様の作用効果を奏し得ることとなる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図乃至第４図は本発明操舵装置の一実施例で、第
１図はハードウェア構成図、第２図及び第３図は伝達特
性モデル図、第４図はコントローラの制御プログラムを
夫々示す。
１図はハードウェア構成図、第２図及び第３図は伝達特
性モデル図、第４図はコントローラの制御プログラムを
夫々示す。
先ず第１図のハードウェアを説明するに、１はステア
リングホイール、２はステアリングギヤ、３は車両を示
し、車両３はステアリングホイール１の操舵角に応じス
テアリングギヤ２を介して前輪を主操舵されるものとす
る。そしてこの車両は前輪及び後輪の双方を夫々アクチ
ュエータ4F（前輪補助操舵装置）,4R（後輪補助操舵装
置）により補助操舵することとし、前輪補助舵角δＦ及
び後輪補助舵角δＲをコントローラ５により制御する。
コントローラ５は補助舵角演算回路5aと、アクチュエー
タ駆動回路5b,5cとで構成する。前者の回路5aはステア
リングホイール１の操舵角θを検出する操舵角センサ６
（主操舵量検出手段）からの信号、車速Ｖを検出する車
速センサ７からの信号、車両のヨーレート （ヨーイング運動）を検出するヨーレートセンサ８（ヨ
ーイング運動検出手段）からの信号、及び車両の横速度
Vy（横運動）を検出する横速度センサ９（横運動検出手
段）からの信号を夫々入力され、これらを基に前後輪補
助舵角δF,δＲを演算し、回路5b,5cはこれら補助舵角
δF,δＲが生ずるようアクチュエータ4F,4Rをストロー
クさせる。
リングホイール、２はステアリングギヤ、３は車両を示
し、車両３はステアリングホイール１の操舵角に応じス
テアリングギヤ２を介して前輪を主操舵されるものとす
る。そしてこの車両は前輪及び後輪の双方を夫々アクチ
ュエータ4F（前輪補助操舵装置）,4R（後輪補助操舵装
置）により補助操舵することとし、前輪補助舵角δＦ及
び後輪補助舵角δＲをコントローラ５により制御する。
コントローラ５は補助舵角演算回路5aと、アクチュエー
タ駆動回路5b,5cとで構成する。前者の回路5aはステア
リングホイール１の操舵角θを検出する操舵角センサ６
（主操舵量検出手段）からの信号、車速Ｖを検出する車
速センサ７からの信号、車両のヨーレート （ヨーイング運動）を検出するヨーレートセンサ８（ヨ
ーイング運動検出手段）からの信号、及び車両の横速度
Vy（横運動）を検出する横速度センサ９（横運動検出手
段）からの信号を夫々入力され、これらを基に前後輪補
助舵角δF,δＲを演算し、回路5b,5cはこれら補助舵角
δF,δＲが生ずるようアクチュエータ4F,4Rをストロー
クさせる。
次に第２図の伝達特性モデルを説明するに、車両３は
自車の操舵角−ヨーレート 伝達 伝達特性 及び後輪補助舵角−ヨーレート 伝達特性 により決まる操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及び後輪補助
舵角δＲに応じたヨーレートの和値に相当するヨーレー
ト を生ずると共に、自車の操舵角−横速度（θ−Vy）伝達
特性ＧVyθ、前輪補助舵角−横速度（δＦ−Vy）伝達特
性GVyF及び後輪補助舵角−横速度（δＲ−Vy）伝達特性
GVyRにより決まる操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及び後輪
補助舵角δＲに応じた横速度の和値に相当する横速度Vy
を生ずる。
自車の操舵角−ヨーレート 伝達 伝達特性 及び後輪補助舵角−ヨーレート 伝達特性 により決まる操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及び後輪補助
舵角δＲに応じたヨーレートの和値に相当するヨーレー
ト を生ずると共に、自車の操舵角−横速度（θ−Vy）伝達
特性ＧVyθ、前輪補助舵角−横速度（δＦ−Vy）伝達特
性GVyF及び後輪補助舵角−横速度（δＲ−Vy）伝達特性
GVyRにより決まる操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及び後輪
補助舵角δＲに応じた横速度の和値に相当する横速度Vy
を生ずる。
そして挙動目標演算部10（ヨーイング・横運動推定手
段）は、車両固有の任意に設定可能な目標とすべき操舵
角−ヨーレート伝達特性 前輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 及び後輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 を用い操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及び後輪補助舵角δ
Ｒに応じた生じさせるべきヨーレートを求め、これらの
和値を車両全体の目標とすべきヨーレート とする。演算部10は更に、車両固有の任意に設定可能な
目標とすべき操舵角−横速度伝達特性ＧVyθ３、前輪補
助舵角−横速度伝達特性GVyF3及び後輪補助舵角−横速
度伝達特性GVyR3を用い操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及
び後輪補助舵角δＲに応じた生じさせるべき横速度を求
め、これらの和値を車両全体の目標とすべき横速度Vy3
とする。
段）は、車両固有の任意に設定可能な目標とすべき操舵
角−ヨーレート伝達特性 前輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 及び後輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 を用い操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及び後輪補助舵角δ
Ｒに応じた生じさせるべきヨーレートを求め、これらの
和値を車両全体の目標とすべきヨーレート とする。演算部10は更に、車両固有の任意に設定可能な
目標とすべき操舵角−横速度伝達特性ＧVyθ３、前輪補
助舵角−横速度伝達特性GVyF3及び後輪補助舵角−横速
度伝達特性GVyR3を用い操舵角θ、前輪補助舵角δＦ及
び後輪補助舵角δＲに応じた生じさせるべき横速度を求
め、これらの和値を車両全体の目標とすべき横速度Vy3
とする。
又補助舵角演算部11では、ヨーレートの目標値 標とすべき前輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 ヨーレートに関して分母次数−分子次数差をモデルシス
テルの出力のそれと同じかこれより大きくするためのフ
ィルター（伝達特性）F1とに基き求めた前輪補助舵角 目標にすべき後輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 を用いて同様に求めた前輪補助舵角 との和値を全体的な前輪補助舵角δＦとして決定する。
演算部11では更に、横速度の目標値Vy3と実際値Vyとの
偏差eVy＝Vy3−Vyから、目標とすべき前輪補助舵角−横
速度伝達特性GVyF3の逆系1/GVyF3と、横速度に関して分
母次数−分子次数差をモデルシステムの出力のそれと同
じかこれより大きくするためのフィルター（伝達特性）
F2とに基き求めた後輪補助舵角 目標にすべき後輪補助舵角−横速度伝達特性GVyR3の逆
系1/GVyR3を用いて同様に求めた後輪補助舵角 との和値を全体的な後輪補助舵角として決定する。
テルの出力のそれと同じかこれより大きくするためのフ
ィルター（伝達特性）F1とに基き求めた前輪補助舵角 目標にすべき後輪補助舵角−ヨーレート伝達特性 を用いて同様に求めた前輪補助舵角 との和値を全体的な前輪補助舵角δＦとして決定する。
演算部11では更に、横速度の目標値Vy3と実際値Vyとの
偏差eVy＝Vy3−Vyから、目標とすべき前輪補助舵角−横
速度伝達特性GVyF3の逆系1/GVyF3と、横速度に関して分
母次数−分子次数差をモデルシステムの出力のそれと同
じかこれより大きくするためのフィルター（伝達特性）
F2とに基き求めた後輪補助舵角 目標にすべき後輪補助舵角−横速度伝達特性GVyR3の逆
系1/GVyR3を用いて同様に求めた後輪補助舵角 との和値を全体的な後輪補助舵角として決定する。
なお上記フィルター特性F1,F2については、車両の特
性を良く知られたヨー及び横運動の平面２自由度線形近
似モデルを用いて数式化した場合、 GVyF3,GVyR3が夫々１次/2次となるので、純微分を必要
としない制御系を組むために、フィルター特性F1,F2は
夫々ラプラス演算子をＳとした場合、 （τ1,τ２は時定数） のように与えるのが良い。
性を良く知られたヨー及び横運動の平面２自由度線形近
似モデルを用いて数式化した場合、 GVyF3,GVyR3が夫々１次/2次となるので、純微分を必要
としない制御系を組むために、フィルター特性F1,F2は
夫々ラプラス演算子をＳとした場合、 （τ1,τ２は時定数） のように与えるのが良い。
ここで第２図の伝達特性は、制御入力（補助舵角）を
UP T＝〔δF,δＲ〕の行列式（Ｔは転置行列）に、又制
御出力（状態変数）を の行列式に、更に目標出力を の行列式に夫々書き直すと、第３図に示す伝達特性モデ
ル図の如くに簡略化することができる。つまり、車両３
において伝達特性はＰ ＝AP（Ｖ）XP＋BPUP＋BPFθ …（１） で表わされる。一方、挙動目標演算部10において求める
挙動目標（推定挙動）は、目標値であることを「３」の
サフィックを付して示すと、（１）式にならってP3 ＝AP3（Ｖ）XP3＋BP3UP＋BPF3θ …（２） で表わされる。なお、車両の平面運動に関する特性を良
く知られた線形２自由度モデルを用いて記述する場合、
上記の制御定数AP3（Ｖ）,BP3,BPF3は夫々２×２、２×
２、２×２の行列式で表され、以後車速の関数であるこ
とを示す（Ｖ）は簡便を図るためこれを省略することと
する。
UP T＝〔δF,δＲ〕の行列式（Ｔは転置行列）に、又制
御出力（状態変数）を の行列式に、更に目標出力を の行列式に夫々書き直すと、第３図に示す伝達特性モデ
ル図の如くに簡略化することができる。つまり、車両３
において伝達特性はＰ ＝AP（Ｖ）XP＋BPUP＋BPFθ …（１） で表わされる。一方、挙動目標演算部10において求める
挙動目標（推定挙動）は、目標値であることを「３」の
サフィックを付して示すと、（１）式にならってP3 ＝AP3（Ｖ）XP3＋BP3UP＋BPF3θ …（２） で表わされる。なお、車両の平面運動に関する特性を良
く知られた線形２自由度モデルを用いて記述する場合、
上記の制御定数AP3（Ｖ）,BP3,BPF3は夫々２×２、２×
２、２×２の行列式で表され、以後車速の関数であるこ
とを示す（Ｖ）は簡便を図るためこれを省略することと
する。
（１），（２）式に基づく制御出力XP及び目標出力X
P3間の偏差ｅは で表され、この偏差に対し補助舵角演算部11では次式の
フィルターリングを施す。Ｆ ＝AF・XF＋BF・ｅ …（４） ところで、車両の特性を線形２自由度モデルを用いて
数式化した場合、制御入力−制御出力間の伝達特性はい
ずれも１次/2次となるので、純微分を必要としない制御
系を組むために、上式中AF,BFは次のように与える。
P3間の偏差ｅは で表され、この偏差に対し補助舵角演算部11では次式の
フィルターリングを施す。Ｆ ＝AF・XF＋BF・ｅ …（４） ところで、車両の特性を線形２自由度モデルを用いて
数式化した場合、制御入力−制御出力間の伝達特性はい
ずれも１次/2次となるので、純微分を必要としない制御
系を組むために、上式中AF,BFは次のように与える。
この時、ヨーレイト偏差 に関したフィルター特性F1（Ｓ）及び横速度偏差に関し
たフィルター特性F2（Ｓ）は夫々次式の如きものとな
る。
たフィルター特性F2（Ｓ）は夫々次式の如きものとな
る。
一方、（３）式で求められる偏差ｅと、（４）式で求
められるフィルター出力XFとを用いて制御入力UPは次の
ように計算される。
められるフィルター出力XFとを用いて制御入力UPは次の
ように計算される。
UP＝BP3 -1｛（AF−AP3）XF＋BF・ｅ｝ …（５） 以上説明した処から明らかなように第１図乃至第３図
に示す如くに制御系を構成す場合、車両の特性（パラメ
ータ）変動や外乱入力があっても、その影響を極めて小
さくすることができ、常時目標とすべき伝達特性 GVy3,GVyF3,GVyR3で狙った通りのヨーレート及び横速度
を確実に生じさせて、安定した操縦性能を保つことがで
きる。
に示す如くに制御系を構成す場合、車両の特性（パラメ
ータ）変動や外乱入力があっても、その影響を極めて小
さくすることができ、常時目標とすべき伝達特性 GVy3,GVyF3,GVyR3で狙った通りのヨーレート及び横速度
を確実に生じさせて、安定した操縦性能を保つことがで
きる。
次に第１図のコントローラ５が実行する具体的な前後
輪補助舵角制御プログラムを説明するに、これは一定時
間Ｔ毎に割り込み処理される第４図の如きものである。
即ち、先ずセンサ６〜９で夫々検出した操舵角θ、車速
Ｖ、ヨーレート 及び横速度Vyを読み込み、これらを基に以下の演算によ
り前後輪補助舵角δF,δＲを求める。第２図及び第３図
中挙動目標演算部10での演算の一部分10−１として、目
標ヨーレート 及び目標横速度Vy3を夫々後述の如くに求めた前回の目
標ヨー角加速度 及び目標横加速度y3の積分により求める。なお、デジ
タル演算の場合、積分が不可能故に で近似させる。この処理は以後の積分が必要な場合も同
様にして行う。次いで、第２図及び第３図中補助舵角演
算部11に相当する演算処理を行うが、それに先立ち上記
の如くに求めたヨーレートの目 めると共に、横速度の目標値Vy3と実測値Vyとの偏差eVy
＝Vy3−Vyを求める。そして、これらの偏差に対するフ
ィルター処理を fVy＝（eVy−efVy）／τｚ により行って、 に相当する演算を行ない、 を求める。
輪補助舵角制御プログラムを説明するに、これは一定時
間Ｔ毎に割り込み処理される第４図の如きものである。
即ち、先ずセンサ６〜９で夫々検出した操舵角θ、車速
Ｖ、ヨーレート 及び横速度Vyを読み込み、これらを基に以下の演算によ
り前後輪補助舵角δF,δＲを求める。第２図及び第３図
中挙動目標演算部10での演算の一部分10−１として、目
標ヨーレート 及び目標横速度Vy3を夫々後述の如くに求めた前回の目
標ヨー角加速度 及び目標横加速度y3の積分により求める。なお、デジ
タル演算の場合、積分が不可能故に で近似させる。この処理は以後の積分が必要な場合も同
様にして行う。次いで、第２図及び第３図中補助舵角演
算部11に相当する演算処理を行うが、それに先立ち上記
の如くに求めたヨーレートの目 めると共に、横速度の目標値Vy3と実測値Vyとの偏差eVy
＝Vy3−Vyを求める。そして、これらの偏差に対するフ
ィルター処理を fVy＝（eVy−efVy）／τｚ により行って、 に相当する演算を行ない、 を求める。
次によく知られた車両の運動方程式に基づき以下の通
りにして前後輪補助舵角δF,δＲを演算する。即ち、上
記 車両質量Ｍと、後輪・重心間距離LRと、前輪・重心距離
LFと、ホイールベースＬと、ヨー慣性Izとから、 を出すのに必要な前輪コーナリングフォースCF2及び後
輪コーナリングフォースCR2を夫々 により演算する。そして、以後逆演算によりこれら前後
輪コーナリングフォースCF2,CR2を得るための前後輪横
すべり角βF2,βR2を夫々 βF2＝CF2/eKF βR2＝CR2/KR により求め、これら横すべり角βF2,βR2を基に前後輪
補助舵角δF,δＲを次式により演算する。
りにして前後輪補助舵角δF,δＲを演算する。即ち、上
記 車両質量Ｍと、後輪・重心間距離LRと、前輪・重心距離
LFと、ホイールベースＬと、ヨー慣性Izとから、 を出すのに必要な前輪コーナリングフォースCF2及び後
輪コーナリングフォースCR2を夫々 により演算する。そして、以後逆演算によりこれら前後
輪コーナリングフォースCF2,CR2を得るための前後輪横
すべり角βF2,βR2を夫々 βF2＝CF2/eKF βR2＝CR2/KR により求め、これら横すべり角βF2,βR2を基に前後輪
補助舵角δF,δＲを次式により演算する。
次いで、第２図及び第３図中挙動目標演算部10での演
算の残部10−２として、次回演算部10−１での演算に使
用する目標ヨーレイト 及び目標横加速y3を求める。つまり、前輪の目標横す
べり角βF3、及び後輪の目標横すべり角βR3を により求め、これらを基に目標前輪コーナリングフォー
スCF3及び目標後輪コーナリングフォースCR3を夫々 CF3＝ekF・βF3 CR3＝kR・βR3 により演算する。そして最終的に、次回演算部10−１で
使用する目標ヨー角加速度 及び目標横加速度y3を夫々 により演算しておく。
算の残部10−２として、次回演算部10−１での演算に使
用する目標ヨーレイト 及び目標横加速y3を求める。つまり、前輪の目標横す
べり角βF3、及び後輪の目標横すべり角βR3を により求め、これらを基に目標前輪コーナリングフォー
スCF3及び目標後輪コーナリングフォースCR3を夫々 CF3＝ekF・βF3 CR3＝kR・βR3 により演算する。そして最終的に、次回演算部10−１で
使用する目標ヨー角加速度 及び目標横加速度y3を夫々 により演算しておく。
以上の如くに演算した前後輪補助舵角δF,δＲを夫々
第１図におけるアクチュエータ4F,4Rに出力し、これら
アクチュエータにより前後輪を演算舵角だけ補助操舵す
る。
第１図におけるアクチュエータ4F,4Rに出力し、これら
アクチュエータにより前後輪を演算舵角だけ補助操舵す
る。
かかる補助操舵によれば、前記により証明した通り、
パラメータ ＧVyθ,GVyF,GVyRの変動によってもヨーレート 及び横速度Vyがその影響を受けることがなく、常に狙い
通りの安定した操縦性能を何等のチェーニングも要せず
に達成することができる。又、外乱によっても操縦性能
が狙ったものからずれることがなく、外乱抑止効果も達
成することができる。この外乱抑止効果についてはその
シミュレーション結果を示す第５図から明らかなように
同図（ａ）の横風外乱を受ける時、従来は同時（ｂ），
（ｃ）にX1,X2で示すように前後輪補助舵角δF,δＲが
生ぜず、同図（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）
にX3,X4,X5,X6,X7で示すように横風の影響で大きなヨー
レート ヨー角、横速度Vy、横加速度Vy及び横変位の発生を免れ
なかったのに対し、本発明によれば、同図（ｂ），
（ｃ）にY1,Y2で示す前後輪補助操舵により同時
（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）にY3,Y4,Y5,Y
6,Y7で示す如くヨーレート、ヨー角、横速度、横加速度
および横変位の発生を抑制することができる。
パラメータ ＧVyθ,GVyF,GVyRの変動によってもヨーレート 及び横速度Vyがその影響を受けることがなく、常に狙い
通りの安定した操縦性能を何等のチェーニングも要せず
に達成することができる。又、外乱によっても操縦性能
が狙ったものからずれることがなく、外乱抑止効果も達
成することができる。この外乱抑止効果についてはその
シミュレーション結果を示す第５図から明らかなように
同図（ａ）の横風外乱を受ける時、従来は同時（ｂ），
（ｃ）にX1,X2で示すように前後輪補助舵角δF,δＲが
生ぜず、同図（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）
にX3,X4,X5,X6,X7で示すように横風の影響で大きなヨー
レート ヨー角、横速度Vy、横加速度Vy及び横変位の発生を免れ
なかったのに対し、本発明によれば、同図（ｂ），
（ｃ）にY1,Y2で示す前後輪補助操舵により同時
（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）にY3,Y4,Y5,Y
6,Y7で示す如くヨーレート、ヨー角、横速度、横加速度
および横変位の発生を抑制することができる。
第６図及び第７図は本発明の他の例を示し、本例では
第１図と同様なハードウェアを用いるが、第６図に示す
ように第３図につき前述した例にフィードフォワード補
償を行うための第１補助舵角演算部21を追加設定する。
従って、フィードバック補償用の補助舵角演算部11を第
２補助舵角演算部として利用し、これにより演算した制
御入力（前後輪補助舵角）を第２制御入力UP2とする。
第１補助舵角演算部21は例えば計測自動制御学会論文集
Vol.42,No.3「モデル追従制御と四輪操舵車」中「3.1前
後輪舵角制御系に示される方法」に記載された制御を行
って第１制御入力（前後輪補助舵角）UP1を求める。即
ち、挙動目標演算部11における前記（２）式のようにモ
デル化された車両に対し、操舵角θによりいかなるヨー
レート及び横速度を生じさせたいかの応答目標を規定し
た設計者が任意に与え得る規範モデルを次のように与え
る。ｒ ＝ArXr＋Brθ …（６） そして、上記の応答を得るための第１制御入力UP1は
次式により求められる。
第１図と同様なハードウェアを用いるが、第６図に示す
ように第３図につき前述した例にフィードフォワード補
償を行うための第１補助舵角演算部21を追加設定する。
従って、フィードバック補償用の補助舵角演算部11を第
２補助舵角演算部として利用し、これにより演算した制
御入力（前後輪補助舵角）を第２制御入力UP2とする。
第１補助舵角演算部21は例えば計測自動制御学会論文集
Vol.42,No.3「モデル追従制御と四輪操舵車」中「3.1前
後輪舵角制御系に示される方法」に記載された制御を行
って第１制御入力（前後輪補助舵角）UP1を求める。即
ち、挙動目標演算部11における前記（２）式のようにモ
デル化された車両に対し、操舵角θによりいかなるヨー
レート及び横速度を生じさせたいかの応答目標を規定し
た設計者が任意に与え得る規範モデルを次のように与え
る。ｒ ＝ArXr＋Brθ …（６） そして、上記の応答を得るための第１制御入力UP1は
次式により求められる。
UP1＝krXr＋kuθ …（７） このようにして求める第１制御入力UP1と前記第２制
御入力UP2とを加算し、両者の和値を車両の全体的な制
御入力UPとして車両３に与え、前後輪を補助操舵する。
御入力UP2とを加算し、両者の和値を車両の全体的な制
御入力UPとして車両３に与え、前後輪を補助操舵する。
第７図は本例における具体的な前後輪補助舵角制御プ
ログラムで、第４図の制御プログラムに第１補助舵角演
算部21の制御内容と、補助舵角決定部の制御内容とを付
加し、更に演算部11の前述した例と同様にして得た演算
結果を第２の前後輪補助舵角δF2,δR2として上記の後
輪舵角決定部に資するものとする。
ログラムで、第４図の制御プログラムに第１補助舵角演
算部21の制御内容と、補助舵角決定部の制御内容とを付
加し、更に演算部11の前述した例と同様にして得た演算
結果を第２の前後輪補助舵角δF2,δR2として上記の後
輪舵角決定部に資するものとする。
第１後輪舵角演算部21は前述した通り規範モデルに基
き操舵角θに対応した目標ヨー角加速度 により目標とすべきヨーレート （本例ではτＭによる１次遅れで生じさる）を求める他
に、目標とすべき横速度VyM＝０が常時達成されるよう
にする。ところでこのVyM＝０に対応する目標横加速度
αＭは目標ヨーレート 車速Ｖの積に等価であり、 をも求める。第１補助舵角演算部21では更に良く知られ
た車両の運動方程式に基き、これら車両の目標挙動 αＭを得るための（換言すれば規範モデルで規定した を生じさせるための）前後輪コーナリングフォースCF1,
CR1を夫々 により求め、以後逆演算によりこれらコーナリングフォ
ースを得るための前後輪横すべり角βF1,βR1を夫々 βF1＝CF1/ekF βR1＝CR1/kR により演算する。ところで、前述の要求を満たすための
前輪舵角δFA1は により表され、従って規範モデルに照らして要求される
第１の前輪補助舵角δF1を δF1＝δFA1−（θ/N） により求めると共に、第１の後輪補助舵角δR1を により求める。
き操舵角θに対応した目標ヨー角加速度 により目標とすべきヨーレート （本例ではτＭによる１次遅れで生じさる）を求める他
に、目標とすべき横速度VyM＝０が常時達成されるよう
にする。ところでこのVyM＝０に対応する目標横加速度
αＭは目標ヨーレート 車速Ｖの積に等価であり、 をも求める。第１補助舵角演算部21では更に良く知られ
た車両の運動方程式に基き、これら車両の目標挙動 αＭを得るための（換言すれば規範モデルで規定した を生じさせるための）前後輪コーナリングフォースCF1,
CR1を夫々 により求め、以後逆演算によりこれらコーナリングフォ
ースを得るための前後輪横すべり角βF1,βR1を夫々 βF1＝CF1/ekF βR1＝CR1/kR により演算する。ところで、前述の要求を満たすための
前輪舵角δFA1は により表され、従って規範モデルに照らして要求される
第１の前輪補助舵角δF1を δF1＝δFA1−（θ/N） により求めると共に、第１の後輪補助舵角δR1を により求める。
補助舵角決定部では、第１及び第２の前輪補助舵角δ
F1,δF2を加算して両者の和値を全体的な前輪補助舵角
δＦとし、第１及び第２の後輪補助舵角δR1,δR2を加
算して両者の和値を全体的な後輪補助舵角δＲとし、夫
々の補助舵角δF,δＲを出力することにより前後輪を演
算通りに補助操舵する。本例の構成によれば第５図につ
き前述したと同様の外乱入力抑止効果は当然のことなが
ら、シミュレーション結果を示す第８図から明らかなよ
うに、同図（ａ）の操舵角θを与えた時前記論文集によ
る制御の場合モデル化誤差の影響を大きく受け、前後輪
補助舵角δF,δＲ、ヨーレート 前記規範モデルで設定した目標ヨーレートに対するヨー
レート偏差 横速度Vy及び横加速度ｙが夫々同時（ｂ），（ｃ），
（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ）中破線で示す如く規範
モデルから大きくずれたものになるところ、本例の制御
によれば夫々これらをZ1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6で示すように
改善して規範モデルに極く近いものにすることができ
る。
F1,δF2を加算して両者の和値を全体的な前輪補助舵角
δＦとし、第１及び第２の後輪補助舵角δR1,δR2を加
算して両者の和値を全体的な後輪補助舵角δＲとし、夫
々の補助舵角δF,δＲを出力することにより前後輪を演
算通りに補助操舵する。本例の構成によれば第５図につ
き前述したと同様の外乱入力抑止効果は当然のことなが
ら、シミュレーション結果を示す第８図から明らかなよ
うに、同図（ａ）の操舵角θを与えた時前記論文集によ
る制御の場合モデル化誤差の影響を大きく受け、前後輪
補助舵角δF,δＲ、ヨーレート 前記規範モデルで設定した目標ヨーレートに対するヨー
レート偏差 横速度Vy及び横加速度ｙが夫々同時（ｂ），（ｃ），
（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ）中破線で示す如く規範
モデルから大きくずれたものになるところ、本例の制御
によれば夫々これらをZ1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6で示すように
改善して規範モデルに極く近いものにすることができ
る。
第９図及び第10図は、前述の２例が夫々主操舵をステ
アリングギヤ２（第１図参照）により機械的に与え、こ
れに付加して前後輪を電子的に補助操舵する構成とした
ものであるのに対し、主操舵、補助操舵の区別をなくし
主操舵も含めて前後輪を全て電子的に舵角制御するよう
な構成における本発明の適用例を示す。
アリングギヤ２（第１図参照）により機械的に与え、こ
れに付加して前後輪を電子的に補助操舵する構成とした
ものであるのに対し、主操舵、補助操舵の区別をなくし
主操舵も含めて前後輪を全て電子的に舵角制御するよう
な構成における本発明の適用例を示す。
従って本例では、ハードウェアを第９図に示す如くに
構成する。即ち、ステアリングホイール１と車両３との
間を機械的に結合せず、主操舵及び補助操舵を含めた全
体的な前後輪舵角δFA,δＲを夫々コントローラ25によ
り電子制御するようになす。この際コントローラ25は、
センサ６〜９からの情報 を入力される回路25aにおいて前後輪舵角δFA,δＲを演
算し、演算結果を対応するアクチュエータ駆動回路25b,
25cを介し前輪操舵アクチュエータ24F及び後輪操舵アク
チュエータ24Rに出力することにより、前輪及び後輪を
夫々演算舵角δFA,δＲだけ操舵する。
構成する。即ち、ステアリングホイール１と車両３との
間を機械的に結合せず、主操舵及び補助操舵を含めた全
体的な前後輪舵角δFA,δＲを夫々コントローラ25によ
り電子制御するようになす。この際コントローラ25は、
センサ６〜９からの情報 を入力される回路25aにおいて前後輪舵角δFA,δＲを演
算し、演算結果を対応するアクチュエータ駆動回路25b,
25cを介し前輪操舵アクチュエータ24F及び後輪操舵アク
チュエータ24Rに出力することにより、前輪及び後輪を
夫々演算舵角δFA,δＲだけ操舵する。
本例において伝達特性は第10図の如くに表されるよう
なものとする。この伝達特性は第６図の着想を適用した
ものであるが、操舵角θに応じた機械的な入力がないた
め、車両３はＰ＝APXP＋BPUPに対応したXPの制御出力
を生じ、以後第２図中の制御定数と対応するもの
を「′」付の同符号で示すと、挙動目標演算部３はP3
＝AP3′XP3＋BP3′UPに対応したXP3を目標出力とする。
第２舵角演算部31は、XP,XP3間の偏差ｅを基に第６図中
第２補助舵角演算部11と同様の処理により第２の前後輪
舵角UP2を求める。一方、第１舵角演算部41は、第６図
中第１補助舵角演算部21と同様の処理により第１の前後
輪舵角UP1′を求め、第１及び第２の前後輪舵角UP1′,U
P2の和値を制御入力UPとして車両３の前後輪に与える。
なものとする。この伝達特性は第６図の着想を適用した
ものであるが、操舵角θに応じた機械的な入力がないた
め、車両３はＰ＝APXP＋BPUPに対応したXPの制御出力
を生じ、以後第２図中の制御定数と対応するもの
を「′」付の同符号で示すと、挙動目標演算部３はP3
＝AP3′XP3＋BP3′UPに対応したXP3を目標出力とする。
第２舵角演算部31は、XP,XP3間の偏差ｅを基に第６図中
第２補助舵角演算部11と同様の処理により第２の前後輪
舵角UP2を求める。一方、第１舵角演算部41は、第６図
中第１補助舵角演算部21と同様の処理により第１の前後
輪舵角UP1′を求め、第１及び第２の前後輪舵角UP1′,U
P2の和値を制御入力UPとして車両３の前後輪に与える。
本例でも、前記第２実施例と同様に、パラメータ変動
や外乱入力があってもこれらに影響されることなく、規
範モデルで与えた所望のヨーレート及び横変位特性、従
って所望の操縦性能が得られることは言うまでもない。
や外乱入力があってもこれらに影響されることなく、規
範モデルで与えた所望のヨーレート及び横変位特性、従
って所望の操縦性能が得られることは言うまでもない。
（発明の効果） かくして本発明操舵装置は請求項１の如く、主舵角
量、前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量から車両固有の
伝達特性を基に生ずべきヨーイング運動及び横運動を推
定し、この推定値と実際値との偏差をなくすための前輪
補助操舵量及び後輪補助操舵量を、対応する伝達特性の
逆系と、ヨーイング運動及び横運動に関して夫々任意に
設定可能な伝達特性（図示例ではフィルター）とを基に
求めて指令する構成としたから、上記任意に設定可能な
伝達特性で狙った通りのヨーイング運動及び横運動、従
って所望の操縦性能を、車両の特性変化や外乱入力によ
る影響を受けることなく常時確実に達成することがで
き、又そのためのチューニングを何等必要としない。
量、前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量から車両固有の
伝達特性を基に生ずべきヨーイング運動及び横運動を推
定し、この推定値と実際値との偏差をなくすための前輪
補助操舵量及び後輪補助操舵量を、対応する伝達特性の
逆系と、ヨーイング運動及び横運動に関して夫々任意に
設定可能な伝達特性（図示例ではフィルター）とを基に
求めて指令する構成としたから、上記任意に設定可能な
伝達特性で狙った通りのヨーイング運動及び横運動、従
って所望の操縦性能を、車両の特性変化や外乱入力によ
る影響を受けることなく常時確実に達成することがで
き、又そのためのチューニングを何等必要としない。
また、請求項５の構成によれば、上記のように求めた
前後輪補助操舵量を第２補助操舵量とし、主操舵量に応
じた第１の前後輪補助操舵量を演算するフィードフォワ
ード補償部を付加し、第１及び第２の前後輪補助操舵量
を加算して前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量とするこ
としたため、第１補助操舵量の演算に当って狙った通り
の操縦性能（ヨーイング運動及び横運動）を車両の特性
変化や外乱入力に影響されることなく常時確実に得るこ
とができる。
前後輪補助操舵量を第２補助操舵量とし、主操舵量に応
じた第１の前後輪補助操舵量を演算するフィードフォワ
ード補償部を付加し、第１及び第２の前後輪補助操舵量
を加算して前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量とするこ
としたため、第１補助操舵量の演算に当って狙った通り
の操縦性能（ヨーイング運動及び横運動）を車両の特性
変化や外乱入力に影響されることなく常時確実に得るこ
とができる。
更に請求項10の構成によれば、主操舵を含めて全ての
操舵を電子制御する操舵システムを持った車両の場合
も、当該作用効果を同時にい達成することができる。
操舵を電子制御する操舵システムを持った車両の場合
も、当該作用効果を同時にい達成することができる。
第１図は本発明操舵装置の一実施例を示すハードウェア
構成図、 第２図及び第３図は同例における伝達特性モデル図、 第４図は同例の制御プログラムを示すフローチャート、 第５図は同例の横風入力時におけるシミュレーション
図、 第６図及び第７図は夫々本発明の他の例を示す第３図及
び第４図と同様な伝達特性モデル図及びフローチャー
ト、 第８図は同例の操舵時におけるシミュレーション図、 第９図及び第10図は本発明の更に他の例を示す第１図及
び第６図と同様なハードウェア構成図及び伝達特性モデ
ル図である。 １……ステアリングホイール ２……ステアリングギヤ ３……車両 4F……前輪補助操舵アクチュエータ 4R……後輪補助操舵アクチュエータ ５……コントローラ 5a……補助舵角演算回路 5b,5c……アクチュエータ駆動回路 ６……操舵角センサ ７……車速センサ ８……ヨーレートセンサ ９……横速度センサ 10……挙動目標演算部 11……補助舵角演算部（第２補助舵角演算部） 21……第１補助舵角演算部 24F……前輪操舵アクチュエータ 24R……後輪操舵アクチュエータ 25……コントローラ 25a……舵角演算部 25b,25c……アクチュエータ駆動回路 30……挙動目標演算部 31……第２舵角演算部 41……第１舵角演算部
構成図、 第２図及び第３図は同例における伝達特性モデル図、 第４図は同例の制御プログラムを示すフローチャート、 第５図は同例の横風入力時におけるシミュレーション
図、 第６図及び第７図は夫々本発明の他の例を示す第３図及
び第４図と同様な伝達特性モデル図及びフローチャー
ト、 第８図は同例の操舵時におけるシミュレーション図、 第９図及び第10図は本発明の更に他の例を示す第１図及
び第６図と同様なハードウェア構成図及び伝達特性モデ
ル図である。 １……ステアリングホイール ２……ステアリングギヤ ３……車両 4F……前輪補助操舵アクチュエータ 4R……後輪補助操舵アクチュエータ ５……コントローラ 5a……補助舵角演算回路 5b,5c……アクチュエータ駆動回路 ６……操舵角センサ ７……車速センサ ８……ヨーレートセンサ ９……横速度センサ 10……挙動目標演算部 11……補助舵角演算部（第２補助舵角演算部） 21……第１補助舵角演算部 24F……前輪操舵アクチュエータ 24R……後輪操舵アクチュエータ 25……コントローラ 25a……舵角演算部 25b,25c……アクチュエータ駆動回路 30……挙動目標演算部 31……第２舵角演算部 41……第１舵角演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00
Claims (14)
- 【請求項１】ステアリングホイールによる主操舵とは別
に前輪及び後輪を夫々補助操舵する前輪補助操舵装置及
び後輪補助操舵装置を具えた車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量、前輪補助操舵装置による前輪補助操舵量
及び後輪補助操舵装置による後輪補助操舵量から、車両
固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特性
と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性とを基に、車両のヨーイング運動及び横運動を推定
するヨーイング・横運動推定手段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出手
段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動と
前記推定したヨーイング運動及び横運動との間のヨーイ
ング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横運
動偏差演算手段と、 前記前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性の逆系、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動
伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定可
能な伝達特性、及び横運動に関し任意に設定可能な伝達
特性を用い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差をな
くすための前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量を夫々演
算して前記前輪補助操舵装置及び後輪補助操舵装置に指
令する補助操舵量演算手段とを具備してなることを特徴
とする車両の操舵装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記ヨーイング運動に
関して任意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが１で、
且つ分母次数−分子次数差が前輪補助操舵量−ヨーイン
グ運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上、後輪補助
操舵量−ヨーイング運動伝達特性の分母次数−分子次数
差以上であるようなものとした車両の操舵装置。 - 【請求項３】請求項１又は２において、前記横運動に関
して任意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが１で、且
つ分母次数−分子次数差が前輪補助操舵量−横運動伝達
特性の分母次数−分子次数差以上、後輪補助操舵量−横
運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上であるような
ものとした車両の操舵装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、車速
を検出する車速センサを付加し、主操舵量−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性、前輪補助操舵量−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性、及び後輪補助操舵量−ヨーイ
ング運動及び横運動伝達特性を夫々車速に応じ変化させ
るよう構成した車両の操舵装置。 - 【請求項５】ステアリングホイールによる主操舵とは別
に前輪及び後輪を夫々補助操舵する前輪補助操舵装置及
び後輪補助操舵装置を具えた車両において、 主操舵量を検出する主操舵量検出手段と、 この主操舵量に応じた第１の前輪補助操舵量及び後輪補
助操舵量を演算する第１補助操舵量演算手段と、 前記主操舵量、前輪補助操舵装置による前輪補助操舵量
及び後輪補助操舵装置による後輪補助操舵量から、車両
固有の主操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特性
と、前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性と、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達
特性とを基に、車両のヨーイング運動及び横運動を推定
するヨーイング・横運動推定手段と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出手
段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動と
前記推定したヨーイング運動及び横運動との間のヨーイ
ング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横運
動偏差演算手段と、 前記前輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動伝達特
性の逆系、後輪補助操舵量−ヨーイング運動及び横運動
伝達特性の逆系、ヨーイング運動に関して任意に設定可
能な伝達特性、及び横運動に関して任意に設定可能な伝
達特性を用い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差を
なくすための第２の前輪補助操舵量及び後輪補助操舵量
を夫々演算する第２補助操舵量演算手段と、 第１及び第２の前輪補助操舵量を加算して前輪補助操舵
装置に指令し、第１及び第２の後輪補助操舵量を加算し
て後輪補助操舵装置に指令する補助操舵量決定手段とを
具備してなることを特徴とする車両の操舵装置。 - 【請求項６】請求項５において、前記ヨーイング運動に
関して任意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが１で、
且つ分母次数−分子次数差が前輪補助操舵量−ヨーイン
グ運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上、後輪補助
操舵量−ヨーイング運動伝達特性の分母次数−分子次数
差以上であるようなものとした車両の操舵装置。 - 【請求項７】請求項５又は６において、前記横運動に関
して任意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが１で、且
つ分母次数−分子次数差が前輪補助操舵量−横運動伝達
特性の分母次数−分子次数差以上、後輪補助操舵量−横
運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上であるような
ものとした車両の操舵装置。 - 【請求項８】請求項５乃至７のいずれかにおいて、車速
を検出する車速センサを付加し、主操舵量−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性、前輪補助操舵量−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性、及び後輪補助操舵量−ヨーイ
ング運動及び横運動伝達特性を夫々車速に応じ変化させ
るように構成した車両の操舵装置。 - 【請求項９】請求項５乃至８のいずれかにおいて、第１
補助操舵量演算手段は主操舵量に対するヨーイング運動
及び横運動の目標値を定めた伝達特性と、主操舵量、前
輪補助操舵量及び後輪補助操舵量に対する予め数式化さ
れたヨーイング運動及び横運動の伝達特性とを考慮した
規範モデルに基き第１の前輪補助操舵量及び後輪補助操
舵量を演算するよう構成した車両の操舵装置。 - 【請求項１０】運転者が操作するステアリングホイール
と、前輪を電子的に舵角制御する前輪舵角制御系と、後
輪を電子的に舵角制御する後輪舵角制御系とを具えた車
両において、 ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手
段と、 この操舵角に応じた第１の前輪舵角及び後輪舵角を夫々
演算する第１舵角演算手段と、 前輪舵角及び後輪舵角から、車両固有の前輪舵角−ヨー
イング運動及び横運動伝達特性と、後輪舵角−ヨーイン
グ運動及び横運動伝達特性とを基に、車両のヨーイング
運動及び横運動を推定するヨーイング・横運動推定手段
と、 車両のヨーイング運動を検出するヨーイング運動検出手
段と、 車両の横運動を検出する横運動検出手段と、 これら手段により検出したヨーイング運動及び横運動と
前記推定したヨーイング運動及び横運動との間のヨーイ
ング運動偏差及び横運動偏差を求めるヨーイング・横運
動偏差演算手段と、 前記前輪舵角−ヨーイング運動及び横運動伝達特性の逆
系、後輪舵角−ヨーイング運動及び横運動伝達特性の逆
系、ヨーイング運動に関して任意に設定可能な伝達特
性、及び横運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用
い前記ヨーイング運動偏差及び横運動偏差をなくすため
の第２の前輪舵角及び後輪舵角を夫々演算する第２舵角
演算手段と、 第１及び第２の前輪舵角を加算して前輪舵角制御系に指
令し、第１及び第２の後輪舵角を加算して後輪舵角制御
系に指令する舵角決定手段とを具備してなることを特徴
とする車両の操舵装置。 - 【請求項１１】請求項10において、前記ヨーイング運動
に関して任意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが１
で、且つ分母次数−分子次数差が前輪舵角−ヨーイング
運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上、後輪舵角−
ヨーイング運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上で
あるようなものとした車両の操舵装置。 - 【請求項１２】請求項10又は11において、前記横運動に
関して任意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが１で、
且つ分母次数−分子次数が前輪舵角−横運動伝達特性の
分母次数−分子次数差以上、後輪舵角−横運動伝達特性
の分母次数−分子次数差以上であるようなものとした車
両の操舵装置。 - 【請求項１３】請求項10乃至12のいずれかにおいて、車
速を検出する車速センサを付加し、前輪舵角−ヨーイン
グ運動及び横運動伝達特性、及び後輪舵角−ヨーイング
運動及び横運動伝達特性を夫々車速に応じ変化させるよ
う構成した車両の操舵装置。 - 【請求項１４】請求項10乃至13のいずれかにおいて、第
１舵角演算手段は少なくとも操舵角に対するヨーイング
運動及び横運動の目標値を定めた伝達特性と、前輪舵角
及び後輪舵角に対する予め数式化されたヨーイング運動
及び横運動の伝達特性とを考慮した規範モデルに基き第
１の前輪舵角及び後輪舵角を演算するよう構成した車両
の操舵装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11527390A JP2616137B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 車両の操舵装置 |
| US07/693,286 US5267160A (en) | 1990-05-02 | 1991-04-30 | Steering control system for vehicle |
| DE4114165A DE4114165C2 (de) | 1990-05-02 | 1991-04-30 | Lenksteuervorrichtung für ein Räderfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11527390A JP2616137B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 車両の操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415166A JPH0415166A (ja) | 1992-01-20 |
| JP2616137B2 true JP2616137B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14658583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11527390A Expired - Lifetime JP2616137B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 車両の操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616137B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-02 JP JP11527390A patent/JP2616137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0415166A (ja) | 1992-01-20 |
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