JP2623928B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents

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性を確保するための補助操舵装置に
関するものである。

（従来の技術） この種の補助操舵装置としては従来、特開昭62−2479
79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賞部と、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。

本発明はこのような問題を生じないフィードバック制
御系を持つ補償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） この目的のために本発明は、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、 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のうちの一方を主補助操
舵量、他方を副補助操舵量とする時、前記主操舵量に応
じた主補助操舵量の第１目標値及び副補助操舵量の目標
値を夫々演算する第１補助操舵量演算手段と、 車両のヨーイング及び横運動を検出する車両ヨーイン
グ及び横運動検出手段と、 主操舵量、主補助操舵量及び副補助操舵量から、車両
固有の主操舵量に対する車両のヨーイング及び横運動に
関した伝達特性、主補助操舵量に対する車両のヨーイン
グ及び横運動に関した伝達特性及び副補助操舵量に対す
る車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性を基に
車両のヨーイング及び横運動を推定する車両のヨーイン
グ及び横運動推定手段と、 これら手段により検出及び推定した車両のヨーイング
及び横運動間の偏差を求めるヨーイング及び横運動偏差
演算手段と、 主補助操舵量に対する車両のヨーイング及び横運動に
関した伝達特性の逆系、及び車両のヨーイング及び横運
動に関して、定常ゲインが１で、かつ、分母次数と分子
次数との差が主補助操舵量に対する車両のヨーイング及
び横運動に関した伝達特性の分母次数と分子次数との差
以上の伝達特性を用い前記偏差に応じた主補助操舵量の
第２目標値を演算する第２補助操舵量演算手段と、 前記第１及び第２目標値を加算して主補助操舵量と
し、対応する後輪補助操舵装置又は前輪補助操舵装置に
指令する主補助操舵量決定手段と、 前記副補助操舵量の目標値を対応する前輪補助操舵装
置又は後輪補助操舵装置に指令する副補助操舵量決定手
段とを設けて構成したものである。

本発明の他の目的は、かかる操舵装置を主操舵も含め
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、 前輪舵角制御系による前輪舵角及び後輪舵角制御系に
よる後輪舵角のうちの一方を主車輪舵角とし、他方を副
車輪舵角とする時、主車輪舵角の第１目標値及び副車輪
舵角の目標値を夫々ステアリングホイール舵角に応じ演
算する第１車輪舵角演算手段と、 車両のヨーイング及び横運動を検出する車両ヨーイン
グ及び横運動検出手段と、 ステアリングホイール操舵角、主車輪舵角及び副車輪
舵角から、車両固有の主車輪舵角に対する車両のヨーイ
ング及び横運動に関した伝達特性と、副車輪舵角に対す
る車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性を基に
車両のヨーイング及び横運動を推定する車両のヨーイン
グ及び横運動推定手段と、 これら手段により検出及び推定した車両のヨーイング
及び横運動間の偏差を求めるヨーイング及び横運動偏差
演算手段と、 主車輪舵角に対する車両のヨーイング及び横運動に関
した伝達特性の逆系、及び車両のヨーイング及び横運動
に関して、定常ゲインが１で、かつ、分母次数と分子次
数との差が主車輪舵角に対する車両のヨーイング及び横
運動に関した伝達特性の分母次数と分子次数との差以上
の伝達特性を用い前記偏差に応じた主車輪舵角の第２目
標値を演算する第２車輪舵角演算手段と、 前記第１及び第２目標値を加算して主車輪舵角とし、
対応する前輪舵角制御系又は後輪舵角制御系に指令する
主車輪舵角決定手段と、 前記副車輪舵角の目標値を対応する後輪舵角制御系又
は前輪舵角制御系に指令する副車輪舵角決定手段とを設
けた構成に特徴づけられる。

（作 用） 第１の発明において、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。

即ち、第１補助操舵量演算手段は主操舵量に応じた主
補助操舵量の第１目標値及び副補助操舵量の目標値を夫
々演算する。又第２補助操舵量演算手段は、車両のヨー
イング及び横運動推定手段が主操舵量、主補助操舵量及
び副補助操舵量から、車両固有の主操舵量に対する車両
のヨーイング及び横運動に関した伝達特性、主補助操舵
量に対する車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特
性及び副補助操舵量に対する車両のヨーイング及び横運
動に関した伝達特性を基に車両のヨーイング及び横運動
と、検出した実際の車両のヨーイング及び横運動との偏
差に応じた主補助操舵量の第２目標値を、主補助操舵量
に対する車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性
の逆系、及び車両のヨーイング及び横運動に関して、定
常ゲインが１で、かつ、分母次数と分子次数との差が主
補助操舵量に対する車両のヨーイング及び横運動に関し
た伝達特性の分母次数と分子次数との差以上の伝達特性
を用いて演算する。主補助操舵量決定手段は上記第１及
び第２目標値を加算して主補助操舵量とし、対応する後
輪補助操舵装置又は前輪補助操舵装置に指令する。そし
て、副補助操舵量決定手段は上記副補助操舵量の目標値
を対応する前輪補助操舵装置又は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
演算手段が主補助操舵量の第１目標値及び副補助操舵量
の目標値を演算するに当って狙った通りの車両のヨーイ
ング及び横運動（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２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。

即ち、第１車輪舵角演算手段はステアリングホイール
操舵角に応じた主車輪舵角の第１目標値及び副車輪舵角
の目標値を夫々演算する。又第２車輪舵角演算手段は、
車両のヨーイング及び横運動推定手段がステアリングホ
イール操舵角、主車輪舵角及び副車輪舵角から、車両固
有の主車輪舵角に対する車両のヨーイング及び横運動に
関した伝達特性、主補助操舵量に対する車両のヨーイン
グ及び横運動に関した伝達特性及び副車輪舵角に対する
車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性を基に車
両のヨーイング及び横運動と、検出した実際の車両のヨ
ーイング及び横運動との偏差に応じた主車輪舵角の第２
目標値を、主車輪舵角に対する車両のヨーイング及び横
運動に関した伝達特性の逆系、及び車両のヨーイング及
び横運動に関して、定常ゲインが１で、かつ、分母次数
と分子次数との差が主車輪舵角に対する車両のヨーイン
グ及び横運動に関した伝達特性の分母次数と分子次数と
の差以上の伝達特性を用いて演算する。主車輪舵角決定
手段は上記第１及び第２目標値を加算して主車輪舵角と
し、対応する前輪舵角制御系又は後輪舵角制御系に指令
する。そして、副車輪舵角決定手段は上記副車輪舵角の
目標値を対応する後輪舵角制御系又は前輪舵角制御系に
指令する。

よって、これら前後輪舵角制御系は夫々、第１車輪舵
角演算手段が主車輪舵角の第１目標値及び副車輪舵角の
目標値を求めるに当たって狙った通りの車両のヨーイン
グ及び横運動（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
な前後輪操舵を行うことができ、機械的なステアリング
ギヤ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１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。

第１図乃至第３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図は伝達特性モデル
図、第３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θに応じ
ステアリングギヤ２（ギヤ比Ｎ）を介して前輪をθ/Nだ
け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、前輪補助操舵δ_Ｆ及び後輪補助舵角δ_Ｒ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
（主操舵量）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、及び車両の を検出するヨーレートセンサ８（車両水平面運動検出手
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δ_F,δ_Ｒを演算し、回路5b,5cはこれら補助舵角
δ_F,δ_Ｒ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
ステアリングホイール操舵角θと、前後輪補助舵角δ_F,
δ_Ｒとを制御入力とし、制御出力（状態変数）をヨーレ
ート 及び横速度V_yとした時、これら車両水平面運動に係る伝
達特性を次の状態方程式により表すことができる。_Ｐ ＝A_P（Ｖ）X_P＋B_PU_P＋B_PFθ …（１） そして、車両の制御出力であるヨーレート ［C_P:制御定数］ で表され、車両３はこの式で表されるヨーレート を発生する。

挙動目標演算部10（水平挙動推定手段）は（１）式に
照らして次の状態方程式で表される目標ヨーレート _P3＝A_P3（Ｖ）X_P3＋B_P3U_P＋B_PF3θ …（２） 但し、C_P3＝［1,0］ を求め、この を目標出力とする。なお、上記A_P3（Ｖ）,B_P3,B_PF3は夫
々、車両の水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した場合、２×2,2×2,2×
１の行列となる。但し以下では簡便のため車速の関数で
あることを示す（Ｖ）を省略する。

第１補助操舵角演算部11は例えば自動車技術会論文集
Vol.42 No.3に掲載される「モデル追従制御と四輪操舵
車」中の「3.1前後輪舵角制御系に示される方法」を用
いるもので、（２）式のようにモデル化された車両に対
し、ステアリングホイール操舵角θに対するヨーレート
の応答目標 及び横速度の応答目標V_yMを次式の規範モデルで与え
る。_ｒ ＝A_rX_r＋B_rθ …（３） そして（３）式の応答目標を得るための前後輪補助舵
角δ_F,δ_R1は夫々U_P1 ^T＝［δ_F,δ_R1］とすると、 U_P1＝K_rX_r＋K_uθ …（４） により求められ、第１補助舵角演算部11はこのようにし
て求めたδ_Ｆを前輪補助舵角の目標値とし、又δ_R1を後
輪補助舵角の第１目標値とする。

第２補助舵角演算部には、ヨーレートの目標値 後輪補助舵角−ヨーレート伝達特性G_R3（Ｓ）［Ｓは微
分演算子で以後簡便のため（Ｓ）を省略する］の逆系1/
G_R3と、ゲイン１のローパスフィルタＦとを用いて後輪
補助舵角の第２目標値 を求める。この第２目標値δ_R2を前記の第１目標値δ_R1
に加算して後輪補助舵角δ_Ｒとする。なお上記伝達特性
G_R3は G_R3＝C_P（SI−A_P3）^-1B_P2 により求められるが、ここでB_P3＝［B_P1,B_P2］、かつB
_P1,B_P2がともに２×１の行列であり、前記したように車
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
G_R3は１次/2次となるので、純微分を必要としない制御
系を組むために上記フィルターＦは次のように与える。

上記した本例の構成によれば、ステアリングホイール
操舵角θに対し第１補助舵角演算部11につき前述の規範
モデルで与えたヨーイング運動及び横運動を確実に生じ
させて、常時狙い通りの操縦特性を車両パラメータの変
動や外乱入力による影響を受けることなく達成すること
ができ、特にヨーイング運動に対するその影響を大幅に
低減することができる。

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３図の如きものである。
即ち、先ずセンサ６〜８で夫々検出した操舵角θ、車速
Ｖ及びヨーレート 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δ_F,δ_Ｒを求める。

先ず第１補助舵角演算部11は前述した通り規範モデル
に基づき操舵角θに対応した目標ヨー角加速度 を求め、 の積分（デジタル演算は積分が不可能なため による近似演算）により目標とすべきヨーレート （本例ではτ_Ｍによる１次遅れで生じさせる）を求める
他に、目標とすべき横速度V_yM＝０が常時達成されるよ
うにする。ところでのV_yM＝０に対応する目標横加速度
α_Ｍは目標ヨーレート と車速Ｖの積に等価であり、 を求める。第１補助舵角演算部11では更に良く知られた
車両の運動方程式に基づき、これら車両の目標挙動 を得るための（換言すれば規範モデルで規定した V_yMを生じさせるための）前後輪コーナリングフォースC
_F1,C_R1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β_F1,β_R1を夫々 β_F1＝C_F1/eK_F β_R1＝C_R1/K_R 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δ_FA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
前輪補助舵角の目標値δ_Ｆをδ_Ｆ＝δ_FA−（θ/N） により求めると共に、後輪補助舵角の第１目標値δ_R1を により求める。

次に第２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V_y3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 V_y3＝V_y3＋Ｔ・_y3 で近似させる。

次に第２図中第２補助舵角演算部12での処理に対応す
る演算を以下の通りに行う。先ず、上記の如くに求めた
ヨーレートの目標値 との偏差 を求め、このヨーレート偏差ｅに対するフィルター処理
を e_f＝∫_fdt_ｆ ＝（ｅ−e_f）／τ により行って、 に相当する演算を行う。

次によく知られた車両の運動方程式に基づき以下の通
りにして後輪舵角の第２目標値δ_R2を演算する。即ち、
後述の如くに求めた前回の横加速度_y2の積分により横
速度V_y2を求め、これと、前輪・重心間距離L_Fと、上記
フィルター処理値e_fと、車速Ｖとから前輪横すべり角β
_F2を β_F2＝−（V_y2＋L_F・e_f）/V により求め、これと、前輪等価コーナリングパワーek_F
とから前輪コーナリングフォースC_F2を次式により演算
する。

C_F2＝ek_F・β_F2 これらは前輪が補正分でどれだけのコーナリングフォ
ースを生じさせているかを推定するもので、かかる前輪
コーナリングフォースが出ている時に、前記を_ｆをだ
すために必要な後輪コーナリングフォースC_R2を C_R2＝（L_F・C_F2−I_Z・_f/2）L_R により演算する。そして、以後逆演算によりこのコーナ
リングフォースC_R2を得るための後輪横すべり角β_R2を β_R2＝C_R2/K_R （K_R:後輪タイヤコーナリングパワー） により求め、この横すべり角β_R2を基に後輪舵角の第２
目標値δ_R2を次式により演算する。

δ_R2＝β_R2＋（V_y2−L_R・e_f）/V 次いで、次回に前記の通りに使用する横加速度_y2を_y2 ＝（2C_F2＋2C_R2）/M−Ｖ・e_f （M:車両質量） により求める。

次に主補助舵角決定部に対応する演算を行って、後輪
舵角δ_Ｒ＝δ_R1＋δ_R2を求める。

次いで、第２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
ヨー角加速度 及び目標横加速度_y3を求める。つまり、前輪の目標横
すべり角β_F3、及び後輪の目標横すべり角β_R3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C_F3及び目標後輪コーナリングフォースC_R3を夫々 C_F3＝ek_F・β_F3 C_R3＝k_R・β_R3 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δ_F,δ_Ｒを夫々
第１図におけるアクチュエータ4F,4Rに出力し、このア
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、車両の特性変動によっても
ヨーレート がその影響を受けることがなく、常に前記規範モデルで
与える狙い通りの安定した操縦性能を何等のチューニン
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４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
図（ｂ）にX₁で示すように後輪補助舵角δ_Ｒが生ぜず、
同図（ｃ），（ｄ），（ｅ）にX₂,X₃,X₄で示すように横
風の影響でヨーレート ヨー角およ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）にY₁で示す後輪補助操舵に
より同図（ｃ），（ｄ），（ｅ）にY₂,Y₃,Y₄で示す如く
ヨーレート、ヨー角および横変位の発生を抑制すること
ができる。

更に第５図は、同図（ａ）に示すステップ状のステア
リングホイール操舵角θを与えた時のシミュレーション
結果を、前記論文集による制御を行った場合と、本例に
よる制御を行った場合とで比較して示す。前者の制御で
は、（ｂ）にX₁₁で示す如く本例の制御による前輪補助
舵角Z₁と同様の前輪補助操舵を行うが、後輪補助舵角δ
_Ｒがモデル化誤差の影響を大きく受け、（ｃ）にX₁₂で
示す如くになり、ヨーレート及び横加速度が破線で示す
規範モデルから大きくずれて振動的に変化するのに対
し、本例の制御では後輪補助操舵が（ｃ）にZ₂で示す如
くになり、ヨーレート及び横加速度を（ｄ），（ｅ）に
Z₃,Z₄で示す如く破線の規範モデルに極く近いものにす
ることができる。

第６図は本発明の他の例を示す。前述した例が後輪補
助操舵を主補助操舵としてδ_Ｒ＝δ_R1＋δ_R2により決
め、前輪補助操舵を副補助操舵として第１補助舵角演算
部11での前輪補助舵角の目標値δ_Ｆをそのまま前輪補助
舵角としたのに対し、本例では主・副補助操舵を逆にす
る。従って本例では、第１補助舵角演算部11の演算結果
を後輪補助舵角の目標値δ_Ｒ及び前輪補助舵角の第１目
標値δ_F1とし、δ_Ｒをそのまま車両３の後輪補助操舵系
に、又δ_F1を前輪補助舵角δ_Ｆの決定に夫々資する。又
第２補助舵角演算部12は、次式で表される車両固有の前
輪補助舵角−ヨーレート伝達特性G_F（Ｓ）〔以後、簡便
のため（Ｓ）を省略する〕 G_F3（Ｓ）＝C_P（SI−A_P3）^-1・B_P1 の逆系1/G_F3と、フィルターＦとを用いて前輪補助舵角
の第２目標値δ_F2を により求める。そして、第１及び第２目標値δ_F1,δ_F2
を加算してその和値を前輪補助舵角δ_Ｆとし、車両３の
前輪補助操舵系に指令する。

かかる本例の構成によっても、前述した例と同様の作
用効果を奏し得ることは言うまでもない。なお、本例で
用いる伝達特性G_F3も前記G_R3と同様に１次/2次となるの
で、本例においてもフィルターＦは前述した例のフィル
ターと同様のものにすること勿論である。

第７図及び第８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。

従って本例では、ハードウェアを第７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
体的な前輪舵角δ_FA及び後輪舵角δ_Ｒ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６〜８からの情報θ,V, を入力される回路25aにおいて前後輪舵角δ_FA,δ_Ｒ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δ_FA,δ_Ｒだけ操舵する。

本例において伝達特性は第８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２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＝A_PX_P＋B_PU_Pに対応したX_Pから により求まるヨーレート （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「′」付きの同符号で示すと、挙動目標演算部
30は_P3＝A_P3′X_P3＋B_P3′U_Pに対応したX_P3から により求めるヨーレート を目標出力とする。第１車輪舵角演算部31は第２図にお
ける第１補助舵角演算部11と同様の処理により_ｒ ＝A_rX_r＋B_rθ の規範モデルで与えた応答目標を得るための前輪舵角δ
_FA及び後輪舵角の第１目標値δ_R1、即ちU_P1 ^T＝［δ_FA,
δ_R1］を U_P1＝K_r′X_r＋K_u′θ により求め、δ_FAをそのまま前輪舵角制御に供し、δ_R1
を後述する後輪舵角δ_Ｒの決定に資する。第２車輪舵角
演算部32はヨーレート偏差 から第２図における第２補助舵角演算部12と同様の処理
により後輪舵角の第２目標値δ_R2を、 により求める。この第２目標値δ_R2は上記第１目標値δ
_R1と加算され、両者の和値を後輪舵角δ_Ｒとして後輪舵
角制御に供する。

第９図は第７図のハードウェアを用いて第６図の制御
を実行させようとする例を示す。本例において車両３
は、第８図と同様にしてヨーレート を生じ、挙動目標演算部40及び第１車輪舵角演算部41も
第８図における対応演算部30,31と同様の処理により目
標ヨーレート を求めると共に、前後輪舵角の目標値を求めるが、第１
車輪舵角演算部41は後輪舵角の目標値をそのまま後輪舵
角δ_Ｒとして後輪操舵に供し、前輪舵角の目標値を前輪
舵角の第１目標値δ_FA1として後述する前輪舵角δ_FAの
演算に資する。一方、第２車輪舵角演算部42は第６図に
おける演算部12と同様の処理により前輪舵角の第２目標
値δ_FA2を により求める。この第２目標値δ_FA2を上記第１目標値
δ_FA1と加算して両者の和値を前輪舵角δ_FAとし、前輪
舵角制御に資する。

第７図をハードウェアとする第８図又は第９図の例に
おいても、制御の結果（前後輪実舵角）は第１図をハー
ドウェアとする第２図、第３図の例又は第６図の例と同
じであり、これらの例と同様の作用効果を達成すること
ができる。

（発明の効果） かくして本発明操舵装置は請求項１の如く、前後輪補
助操舵の一方を主補助操舵、他方を副補助操舵とした
時、主補助操舵量の第１目標値及び副補助操舵量の目標
値を夫々ステアリングホイール操舵量から決定し、これ
らステアリングホイール操舵量、主・副補助操舵量から
得られるべき車両水平面運動と実際の運動との偏差に応
じた主補助操舵量の第２目標値を求め、上記第１及び第
２目標値の和値を主補助操舵量とし、上記副補助操舵量
と供に対応する補助操舵装置に指令する構成としたか
ら、前者のフィードフォワード補償により主補助操舵量
の第１目標値及び副補助操舵量を決定するに当り狙った
通りの車両水平面運動、従って操縦性能を後者のフィー
ドバック制御により、車両の特性変化や外乱入力の影響
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等の利点があ
る。

又請求項５の構成によれば、機械的なステアリングギ
ヤ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、上記と同様な作用効果を奏
し得る前後輪舵角制御を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

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図は同例における伝達特性モデル図、 第３図は同例の制御プログラムを示すフローチャート、 第４図は同例の横風入力時におけるシミュレーション
図、 第５図は同例の操舵入力時におけるシミュレーション
図、 第６図は本発明の他の例を示す第２図と同様な伝達特性
モデル図、 第７図及び第８図は本発明の更に他の例を示す第１図及
び第２図と同様なハードウェア構成図及び伝達特性モデ
ル図、 第９図は本発明の更に他の例を示す第８図と同様な伝達
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 10……挙動目標演算部 11……第１補助舵角演算部 12……第２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……舵角演算回路 25b,25c……アクチュエータ駆動回路 30,40……挙動目標演算部 31,41……第１車輪舵角演算部 32,42……第２車輪舵角演算部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、 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のうちの一方を主補助操舵
   量、他方を副補助操舵量とする時、前記主操舵量に応じ
   た主補助操舵量の第１目標値及び副補助操舵量の目標値
   を夫々演算する第１補助操舵量演算手段と、 車両のヨーイング及び横運動を検出する車両ヨーイング
   及び横運動検出手段と、 主操舵量、主補助操舵量及び副補助操舵量から、車両固
   有の主操舵量に対する車両のヨーイング及び横運動に関
   した伝達特性、主補助操舵量に対する車両のヨーイング
   及び横運動に関した伝達特性及び副補助操舵量に対する
   車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性を基に車
   両のヨーイング及び横運動を推定する車両のヨーイング
   及び横運動推定手段と、 これら手段により検出及び推定した車両のヨーイング及
   び横運動間の偏差を求めるヨーイング及び横運動偏差演
   算手段と、 主補助操舵量に対する車両のヨーイング及び横運動に関
   した伝達特性の逆系、及び車両のヨーイング及び横運動
   に関して、定常ゲインが１で、かつ、分母次数と分子次
   数との差が主補助操舵量に対する車両のヨーイング及び
   横運動に関した伝達特性の分母次数と分子次数との差以
   上の伝達特性を用い前記偏差に応じた主補助操舵量の第
   ２目標値を演算する第２補助操舵量演算手段と、 前記第１及び第２目標値を加算して主補助操舵量とし、
   対応する後輪補助操舵装置又は前輪補助操舵装置に指令
   する主補助操舵量決定手段と、 前記副補助操舵量の目標値を対応する前輪補助操舵装置
   又は後輪補助操舵装置に指令する副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。
2. 【請求項２】請求項１において、車速を検出する車速セ
   ンサを付加し、主操舵量に対する車両のヨーイング及び
   横運動に関した伝達特性、主補助操舵量に対する車両の
   ヨーイング及び横運動に関した伝達特性及び副補助操舵
   量に対する車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特
   性を夫々車速に応じて変化させるように構成した車両の
   操舵装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、第１補助操舵量
   演算手段は、主操舵量に対する車両のヨーイング及び横
   運動に関した運動目標値を定めた伝達特性と、主操舵量
   及び主・副補助操舵量に対する車両のヨーイング及び横
   運動に関した伝達特性とを用いて主補助操舵量の第１目
   標値及び副補助操舵量の目標値を夫々演算するように構
   成した車両の操舵装置。
4. 【請求項４】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、 前輪舵角制御系による前輪舵角及び後輪舵角制御系によ
   る後輪舵角のうちの一方を主車輪舵角とし、他方を副車
   輪舵角とする時、主車輪舵角の第１目標値及び副車輪舵
   角の目標値を夫々ステアリングホイール舵角に応じ演算
   する第１車輪舵角演算手段と、 車両のヨーイング及び横運動を検出する車両ヨーイング
   及び横運動検出手段と、 ステアリングホイール操舵角、主車輪舵角及び副車輪舵
   角から、車両固有の主車輪舵角に対する車両のヨーイン
   グ及び横運動に関した伝達特性と、副車輪舵角に対する
   車両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性を基に車
   両のヨーイング及び横運動を推定する車両のヨーイング
   及び横運動推定手段と、 これら手段により検出及び推定した車両のヨーイング及
   び横運動間の偏差を求めるヨーイング及び横運動偏差演
   算手段と、 主車輪舵角に対する車両のヨーイング及び横運動に関し
   た伝達特性の逆系、及び車両のヨーイング及び横運動に
   関して、定常ゲインが１で、かつ、分母次数と分子次数
   との差が主車輪舵角に対する車両のヨーイング及び横運
   動に関した伝達特性の分母次数と分子次数との差以上の
   伝達特性を用い前記偏差に応じた主車輪舵角の第２目標
   値を演算する第２車輪舵角演算手段と、 前記第１及び第２目標値を加算して主車輪舵角とし、対
   応する前輪舵角制御系又は後輪舵角制御系に指令する主
   車輪舵角決定手段と、 前記副車輪舵角の目標値を対応する後輪舵角制御系又は
   前輪舵角制御系に指令する副車輪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。
5. 【請求項５】請求項４において、車速を検出する車速セ
   ンサを付加し、主車輪舵角に対する車両のヨーイング及
   び横運動に関した伝達特性、及び副車輪舵角に対する車
   両のヨーイング及び横運動に関した伝達特性を夫々車速
   に応じて変化させるように構成した車両の操舵装置。
6. 【請求項６】請求項４又は５において、第１車輪操舵角
   演算手段は、ステアリングホイール操舵角に対する車両
   のヨーイング及び横運動に関する運動目標値を定めた伝
   達特性と、主車輪舵角及び副車輪舵角に対する車両のヨ
   ーイング及び横運動に関した伝達特性とを用いて主車輪
   舵角の第１目標値及び副車輪舵角の目標値を夫々演算す
   るように構成した車両の操舵装置。