JP3158347B2 - 前輪及び後輪操舵を有する路面車両を操舵する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は前輪及び後輪操舵を有
する路面車両を操舵する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、トラック、バス及びその他の路
面車両の操舵において、現状では、負荷、路面状態、走
行スピードなどの異なる運転状況にある車両の動的特性
を理解し、運転をそれらに適合することが運転者に要求
されている。明らかに、氷結路面または狭いカーブのよ
うな極限状態の判断は常に運転者の責任とされるが、こ
のような限界に達するまでには熟練したドライバーと初
心者との差及び種々の車両によってかなり差異がある。

【０００３】予期せぬ車両のヨー運動、例えば濡れた路
面上、突発的な回避操作、森の端または橋の後方におけ
る横風に突入したときなどに起こる困難が知られてい
る。このような状況で間違った操舵反応によりヨー運動
がむしろさらに大きくなることがある。

【０００４】多くの交通事故は運転者の過失に起因し、
特に異なるスピード、異なる路面及び異なる負荷での車
両力学についての間違った判断によって引き起こされて
いる。在来の車両操舵システムは、もしある場合でも、
運転者にまったく不適当な補助しか与えない。

【０００５】これまでのところ、操舵において、一定に
保たれた操舵角は、一定の半径及び付随するヨーレイト
を伴う円弧の軌跡を有する走行に変換される。しかし、
これら一定の値及び瞬間的な操作がどの様に進行するか
は変化する動作状態に依存する。

【０００６】今日、市場に提供されている車両におい
て、操舵はしばしば動力で補助されるが、常にハンドル
から前輪への機械的結合があり、すなわち、ハンドルの
位置は少しの遅れを持って前輪の操舵角を指令する。

【０００７】実験車両及び文献、例えば Y. Hossam El-
Deen and Ali Seireg による「コンピュータ メカニカ
ル エンジニヤリング」（ Computers Mechanical Engi
neering )１９８７年第１０頁から第２２頁の「車のた
めのメカトロニクス：凍結路上の横滑り防止のための複
合された機構およびエレクトロニクス」（ Mechatroni
cs for cars：integrating machines and electronics
to prevent skiddingon icy roads ）において、いわゆ
る「ドライブ−バイ−ワイヤ」（”drive-by-wire"）シ
ステムもまたすでに研究されている。ここでは、ハンド
ルの角度が例えばポテンショメータのタップによって測
定され、それが次にマイクロコンピュータに組み込まれ
た制御プログラム及びセンサからなる電気制御回路の指
令変数となり、これにより前輪を調節する電気モータま
たは油圧モータが駆動される。

【０００８】２０年前に航空機におけるフライ−バイ−
ワイヤシステムについて言われたのと同様に、大規模な
ドライブ−バイ−ワイヤシステムの導入は、現在は安全
性の疑いによって禁止されている。しかし、特に、フラ
イ−バイ−ワイヤシステムでの空中輸送において集積さ
れた前向きの経験は、後輪操舵のためのドライブ−バイ
−ワイヤシステムの導入及び将来有り得る発展、例え
ば、米国及び日本と同様にヨーロッパにおいてもプロメ
テウスプログラムとして調査されている自動トラッキン
グを弁護するものである。

【０００９】付加的な後輪操舵は最初に日本のメーカー
によって導入された。例えば、本田は後輪がハンドルの
角度にのみ依存して小さな角度に対して同じ方向に、ま
た、大きな角度に対して反対方向に操舵される機械的結
合を採用している。例えばマツダは前輪と後輪の操舵角
の比が車両の速度に依存して変化する、後輪に対するド
ライブ−バイ−ワイヤシステムを開発した。後輪操舵の
ためのドライブ−バイ−ワイヤシステムにおいて、日産
及び三菱はさらに前輪パワーステアリングからの圧力測
定を利用している。

【００１０】フォードのテスト車両においては、ヨーレ
イトｒがジャイロスコープによって測定され、後輪操舵
システムに導入されている。ヨーレイトｒは付加的な制
御変数とみなされ、すなわちハンドルの角度及び走行速
度から仮想的なヨーレイトｒrefが計算され、車両用に
特別に設計したコントローラを通じて後輪の操舵に差分
（ｒref−ｒ）が導かれる（B. Los A. Matheis， J. E.
Nametz and R. E. Smith, Construction and developm
ent of a vehicle with microprocessor-controlled al
l-wheel steering, VDI Report no. 650, Dusseldorf,
1987, p.239−257参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】仮想的ヨーレイトｒre
fを用いる考え方は各種の他の文献中に見い出される。
しかし、一定の円走行からそれぞれの場合に経験的また
は理論的に決定される値ｒrefの計算または決定に対し
て大変矛盾する特性が得られる。

【００１２】この発明は、従って前側車軸の横運動に関
するヨー運動の影響が自動的に完全に補償されるととも
にヨー運動の特性値が予め特定された値に従って決定さ
れるような、前輪及び後輪操舵を有する路面車両の操舵
方法を提供することをその目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って、この発明は前輪
及び後輪操舵を備えた車両の操舵方法において、運転者
によって予め決められるハンドルの角位置が仮想ヨーレ
イト（ｒref）に変換されてジャイロ手段で測定された
実際のヨーレイト（ｒ）と比較され、制御誤差（ｒref
−ｒ）が直接、前輪操舵のための積分アクチュエータ駆
動のために使用され、操作中に調節可能な予め決定でき
るヨーレイトの特性値が後輪操舵のために積分アクチュ
エータ及びフィードバック要素（ｄ₀、ｄ₁、ｅ₀、ｅ₁）
を通じて用いられるように改良を提案する。

【００１４】前輪及び後輪操舵を備えた路面車両のため
のこの発明の操舵方法において、操舵角がハンドルの角
度によって直接制御されるだけでなく、優れた方法でヨ
ーレイトによっても制御される。しかし、ヨーレイトを
測定するためにジャイロが使用されている他のシステム
に比較して、この発明の操舵方法においては、走行速度
及びハンドルの角度から異なる基準に従って導かれる仮
想ヨーレイト（ｒref）のしばしば不確実な推定が省か
れる。

【００１５】この発明の操舵方法を使用するとき、運転
者はこれまでのように予定軌跡の判断及び車両の前側車
軸の予定軌跡からの横ずれの補償を行うことのみが必要
となる。可変パラメータに依存するヨー運動がもはや前
側車軸の横方向運動にいかなる影響も持たないこの発明
によって、制御は運転者にとって著しく容易になる。こ
うして、この発明の操舵方法を使用するとき運転者はも
はや車両のヨー運動を全く気にする必要がなくなる。

【００１６】この発明の特別の利点は、ジャイロを積分
アクチュエータにフィードバックすることにより、ヨー
レイトが無関係になるというこの発明の単純で強力な制
御のため、必要な制御がもはや車両に応じて特別に設計
されたりまたは動作の状態に応じて変化される必要がな
いという点に存在する。

【００１７】さらに、車両は補助的な後輪操舵を有する
ため、この発明に従い後輪操舵を介してヨー運動の特性
値を必要に応じて決定することができる。さらに、これ
らの特性値はいろいろな運転者の希望に合わせて、例え
ばよりスポーティにまたは快適な運転モードに適合する
ように変化されることが可能である。

【００１８】この発明に従って設計された操舵システム
を構成するために必要とされるジャイロスコープ、積分
モータまたはアクチュエータなどの部品は、これまでこ
の発明に従った操舵システムのために利用されていなか
ったが、既に他の目的で車両の構成に採用され、用いら
れているため、普通に市販されていて利用可能である。

【００１９】路面車両において繰り返し使用するために
必要なジャイロスコープは信頼性があり、安価でなけれ
ばならない。他方、それらの測定精度及び低ドリフトに
関する要求は低くてよい。しばしば、高精度のジャイロ
スコープは高価である。例えば、次のものがこの発明の
操舵方法に用いることができる；ロバート ボッシュGm
bH，ベルリンによって作成され、スチュットガルトの D
GON-Symposium GyroTechnology, 1990 において Kaise
r, Boruschewitz, Hamish, Gartoner, Pfaffによって
”Development of a low cost gyro based on a vibra
ting piezoelectric plate" と題して説明されている振
動ジャイロ、British Aerospace によって作成された振
動ジャイロ、エヂンブルクのGEC Ferranti によって作
成されたプライマウス（Plymouth）（”個体振動シェル
ジャイロ”）。

【００２０】同様に、油圧アクチュエータは、例えば
W. Darenberg によって Automobilindustrie 1987, 155
頁から159頁における”自動車の自動トラッキング”と
して説明されているように、既に自動トラッキングのた
めに用いられている。より良い磁性材料を用いることに
より、電気的アクチュエータもまた車両の操舵に使用す
ることができる。油圧アクチュエータ及び電気的アクチ
ュエータは共に積分的な作用を有する。

【００２１】

【実施例】最初に、この発明の基礎となっている理論が
説明され、その後、市場で利用可能な部品からこの発明
にしたがってつくられた操舵システムの構造が示され、
動作の態様が示された図２から図４のブロック回路図を
参照して説明される。

【００２２】操舵運動における車両力学は線形化された
数学的モデルに基礎をおく。P. Riekert及び T. E. Sch
unk によって、刊行物 " Vehicle mechanics of rubber
-tyred motor vehicle" Ing. Archiv 1940 において取
り扱われた単一軌跡モデルでは、運動はヨー（ yaw ）
及び横滑り（ sideslip ）の自由度によって説明され
る。vogel-verlag, Wurzburg, 1987 から発行された文
献 ”Fahrwerktechnik”においては”路面の捕捉”の章
でA. Zomotorもまた、以下のような図１に現われる変数
の名称を用いている。 ｌv＝重力の中心−前側車軸の距離 ｌh＝重力の中心−後側車軸の距離 ｖ ＝速度 β ＝横滑り角（ｖベクトルと車両の縦軸との間） ｄΨ／ｄｔ ＝ヨーレイト（車両の縦軸と慣性参照軸と
の間） δv＝操舵角（前側） δh＝操舵角（後側） ＳＰ＝重力の中心 車両の及び路面の可変パラメータは： Ｃv, Ｃh ＝コーナリング剛性、前側及び後側 ｍg＝車両の質量 Ｉgz＝車両の慣性モーメント

【００２３】前輪操舵のみの単一軌跡モデル、すなわち
δv＝δ及びδh＝０に対するすべての運動方程式は Zom
otor の引用された文献（p. 101）に従って：

【数１】 もし、ヨーレイトのために変数

【数２】 が導入されるならば、方程式（１）及び（２）は次のよ
うに記述される。

【数３】 またはマトリクス記述における状態モデルとして

【数４】 ここで係数は

【数５】 である。

【００２４】制御プログラムを導くために２つの単純化
のための仮定をおく。 （１）車両の縦方向の質量分布は前側車軸及び後側車軸
に集中した２つの質量と等価でありこれは次の車両の慣
性モーメントを与え、 Ｉgz＝ｍgｌvｌh （５） 重力の中心及び重力の中心−前側車軸及び後側車軸の距
離ｌv及びｌhが車両質量ｍgによって変わらない。 （２）コーナリング剛性は、路面との摩擦係合を表す共
通因子μを有する、すなわち、 Ｃv＝μｃv，Ｃh＝μｃh （６） ここで、乾いた道路でμ＝１．０、濡れた道路でμ＝
０．５である。この因子は質量を”規格化”するために
採用することができる。すなわち規格化された質量は以
下のように定義される。 ｍ＝ｍg／μ （７）

【００２５】これらの仮定をたてた後、状態モデル
（４）の係数は、

【数６】 となる。

【００２６】この方法で導かれた数学的モデルは操舵の
ための単一軌跡モデルの力学に関する不確定なパラメー
タμ（車両質量／粘着係数）及び走行速度ｖの影響を説
明する。例えば、トランクにいっぱい負荷がかかってい
る場合のように車両の縦方向に極端に変化した質量分布
に対して、及び例えば小さな氷結した領域を走行すると
きのように前輪及び後輪における極端に異なる粘着係数
に対して、このモデルからのずれが生じるがこれはここ
では制御プログラムにおける記述に関して考慮する必要
はない。

【００２７】方程式（４）の変数β、ｒ及びδの相互作
用は破線で囲まれ”車両モデル”と記載された図２のブ
ロック１０によって説明される。この発明に従って、ヨ
ーレイトｒはジャイロ１によって測定される。付随する
仮想値ｒrefは例えばハンドル（操舵輪）の角度からポ
テンショメータ２によって取り出される。加算器３にお
いて直接に、すなわち利得１で力学的補正無しに形成さ
れた制御誤差ｕ＝（ｒref−ｒ）は積分アクチュエータ
４を制御する。図２において方程式（４）によって与え
られ定義される係数、これらはブロックａ₁₁、ａ₁₂、ａ
₂₁、ａ₂₂、ｂ₁及びｂ₂によって表される、は別にして、
積分要素５及び６及びさらに加算器７から９が示されて
いる。図２に示されるアクチュエータ４は操舵角δを得
るための例えば市場で入手可能な油圧または電気アクチ
ュエータであり、入力信号ｕは積分され、次の関係を与
える。

【数７】

【００２８】他の実施例は、アクチュエータ内の位置の
フィードバックを備えた通常の動力補助操舵を用いたも
のである。これは次の差分方程式によって表される。

【数８】 または次の伝達関数によって表される。

【数９】 ここでＴａは時定数である。伝達関数を備えたＰＩコン
トローラを用いることにより

【数１０】 積分的挙動が再び得られる。これを方程式（１０’）と
組み合わせることにより次式が得られる。

【数１１】 すなわち、フィードバックのないアクチュエータ（方程
式９を参照）と同じ挙動が得られる。操舵角δはさらに
状態変数として状態モデル（４）に代入される。

【数１２】

【００２９】制御プログラムを導くために、最初に横滑
り角βの代わりに他の状態変数、すなわち前側車軸にお
ける横方向変位ａvが導入される。方程式（３）にした
がって、重力の中心ＳＰにおける横方向の力Ｆcは：

【数１３】 そして重力の中心ＳＰにおける横方向加速度ａspは：

【数１４】 となる。状態モデル（１３）において、重力の中心ＳＰ
における横方向加速度ａspは：

【数１５】

【００３０】前側車軸においてヨー加速度

【数１６】 の影響があり、従って

【数１７】 そして、これは方程式（１３）及び（１４）とともに次
式を与える。 ａv＝ｖ（ｒ+ａ₁₁β+ａ₁₂ｒ+ｂ₁δ）＋Ｉv（ａ₂₁β+ａ₂₂ｒ+ｂ₂δ）（１５） ここで、方程式（８）に従って係数ａij及びｂiが代入
され次式を与える。

【数１８】 ここで、 ｃ＝ｃv（１＋ｌv／ｌh）／ｍ＝ｃv１／ｌhｍ （１７）

【００３１】新及び旧の状態ベクトルの間の関係はここ
で

【数１９】 そして、状態方程式（１３）はいくつかの中間変形を経
て次の形を与える。

【数２０】 ここで係数は、 ｄ₁₁＝−ｃ／ｖ ｄ₁₂＝ｃ ｄ₁₃＝０ ｄ₂₁＝−（ｃvｌv−ｃhｌh）／ｍｌvｌh ｄ₂₂＝−ｃh（１＋ｌh／ｌv）ｍｖ ｄ₂₃＝ｃh／ｍｌv 係数ｄ₁₃＝０及びｄ₁₂＝ｃという事実は制御プログラム
の導出のためには決定的である。これは次の記述によっ
て強調される。

【数２１】

【００３２】この発明に従えば、すべての車両及び運転
状態に対してフィードバック ｕ＝ｒref−ｒ （２２） が用いられ、変数ｒrefは例えばポテンショメータのタ
ップを介して予め定義されたヨーレイトｒに対する仮想
値である。制御プログラム（２２）を方程式（２１）に
代入すると次式が得られる

【数２２】 これは、システムを観察可能及び観察不可能なサブシス
テムに分割するための状態表現の標準形態と呼ばれてい
る(R.E.Kalman "Mathematical description oflinear d
ynamical systems" ,SIAM, 1963, pp.152-192 および
E.G.Gilbert "Controllability and observability in
multivariable control systems", SIAM, 1963, pp.128
-151)。状態ｒ及びδのサブシステムが初期変数

【数２３】 から観測不可能であることは方程式（２３）から見いだ
すことができる。

【００３３】従って、その動作状態の変化に依存する力
学はハンドルから前側車軸の横方向加速度への伝達関数
に加味されない。この伝達関数は制御可能で観測可能な
サブシステム

【数２４】 から

【数２５】 として導かれる。ここで時定数は Ｔ＝ ｖ／ｃ＝ｖｍｌh／ｃvｌ （２７） である。

【００３４】図３のブロック回路図において、方程式
（２１）における変数ａv，ｒ，δ及びｕの相互作用が
特に明瞭な方法で示されている。図３において、ブロッ
クｄ₁₁、ｄ₂₁、ｄ₂₂、ｄ₂₃及びｃで表され、方程式（２
０）において定義及び定められた係数は別として、ジャ
イロ１、ポテンショメータ２、積分要素４’から６’及
び加算器３及び７’から９’が図示されている。図３に
おいて◎で示される車両モデル１０’の内部結合は、ジ
ャイロ１によって測定されるヨーレイトｒのフィードバ
ックによってその効果がキャンセルされる。図４におい
て単純化されたブロック回路図が示され、そこからはも
はやヨーレイトｒから前側車両の横方向加速度ａvへの
結合が存在しないことがわかる。しかし、図４のブロッ
ク回路図はその作用として正確に図３のシステムに対応
しているため、対応する要素は同じ参照番号で示されて
いる。

【００３５】操舵の指令ｒrefは一方向にのみ結合され
た図４の２つのサブシステムに作用し、そしてその力学
はここで詳細に調べられる。一方では横方向加速度ａv
が方程式（２６）に従って前側車軸に遅延した形態で生
じ、他方、制御エラー

【数２６】 は、静止した状態の制御回路により一定ので操舵角δを
導き、このため

【数２７】 すなわち誤差はこれにより完全に除去される。

【００３６】回路の安定性はその特性多項式Ｐ（ｓ）の
助けによって調べることができる。

【数２８】 前方に進行するとき、係数ｃh（ｌv＋ｌh）ｍｖｌv及び
ｃh／ｍvがともに正であり、制御回路は安定である。後
方に進行するとき、車両の運動はジャイロのフィードバ
ックがあってもなくても不安定であり、それゆえ運転者
によって安定化されなければならない。

【００３７】運転者の立場から、定速度では以下の差異
が在来の操舵と比較されることになる。在来の前輪操舵
では、一定の操舵角は、車両の負荷、速度および路面と
タイヤの接触状況に応じてより小さいまたはより大きい
一定の円孤に対応する。この発明に従えば、運転者は上
記不確かな動作状態とは別に制御装置で設定されるヨー
レイトを指定することにより、常に一定の円孤に対応す
ることが出来る。運転者の指令によらずたとえば横風ま
たは路面に起因して生じるヨー運動は自動的に調整さ
れ、従って、たとえば車両が森の中を抜け出て強い横風
に巻き込まれたときこれによって安全性が増すことにな
る。ヨーレイトは、たとえば市場で利用可能なジャイロ
によって測定することが可能である。継続的な制御アル
ゴリズムではなくただ１つのフィードバックを実現する
ことが求められているため、ジャイロはたとえば操舵の
ためのアクチュエータモータに機械的にまたは油圧回路
的に組み込むことができる。仮想ヨーレイトは、２つの
加速度計の測定から導くことが可能である。

【００３８】後輪操舵を備えた車両において、ヨー運動
の力学は必要により変形されなければならない。最初に
前輪操舵においてのみこの形が有効な方程式（２８）
は、減衰変数Ｄ及び自然周波数ωnの助けを借りて変形
される、すなわち次式の係数を比較する。 Ｐ（ｓ）＝ｓ²＋２Ｄωnｓ＋ωn² （２９） そして、次式が得られる。

【数２９】 構造的に、減衰Ｄは長いホイールベース１h＋１v、低い
車両質量、重力の中心が前から離れていること、すなわ
ち重力中心−前側車軸ｌvが小さいこと、及び後側コー
ナリング剛性ｃhが大きいことによって増加する。自然
周波数ωnはこれにより可能な限り大きくされる。

【００３９】しかし、これらの設計因子を実現するとき
矛盾が生じ、従って減衰を増加させる他の方法に興味が
生じる。ヨー運動の性質は異なる運転者によって異なっ
て感じとられ、彼らによって違うものが望まれるた
め、”スポーティング”ドライブモードと”快適”ドラ
イブモードとの切り換えのための装置をもうけることが
当然好まれるところである。これらの可能性は、付加的
な後輪操舵を備えた車両において、この発明による操舵
特性によって得られる。

【００４０】横方向運動の方程式（１）において、方程
式（６）を考慮して、操舵係数−ｃvδは係数（−ｃv・
δv−ｃh・δh）に置き換えられ、方程式（２）におい
てヨー運動に対する操舵係数−ｃvｌvδはδv及びδhを
それぞれ前側及び後側操舵角として係数（−ｃvｌvδv
＋ｃhｌhδh）に置き換えられなければならない。これ
は方程式（４）の状態表示に対して下式を与える。

【数３０】 変化しないａij、ｂ₁₁＝ｂ₁、ｂ₂₁＝ｂ₂及び ｂ₁₂＝Ｃh／ｍgｖ＝ｃh／ｍｖ ｂ₂₂＝−Ｃhｌh／Ｉgz＝−ｃh／ｍｌv （３３） 方程式（９）の代わりに２つの積分アクチュエータがあ
り、従って

【数３１】 この状態方程式及びモデル（１３）から次式が得られ
る。

【数３２】 方程式（１４）及び（１５）は次のように拡張できる。 ａsp＝ｖ（ｒ＋ａ₁₁β＋ａ₁₂ｒ＋ｂ₁₁δv＋ｂ₁₂δh） （３６） ａv＝ｖ（ｒ+ａ₁₁β+ａ₁₂ｒ+ｂ₁₁δv+ｂ₁₂δh） ＋ｌv(ａ₂₁β+ａ₂₂ｒ+ｂ₂₁δv+ｂ₂₂δh） （３７） しかし、ここで、 ｖｂ₁₂＋ｌvｂ₂₂＝０ （３８） 従って、δ＝δvに対して方程式（１６）はそのまま当
てはまり、そして方程式（１８）及び（１９）も同様と
なる。しかし、方程式（２１）から

【数３３】 方程式（２２）によりｒのｕv へのフィードバックは次
式を与える。

【数３４】

【００４１】状態変数ｒ、δv及びδhを持つサブシステ
ムはここでａvから観測不可能である(Kailath "Linear
systems", Englewood Cliffs, N.J.;Prentice Hall,198
0)。こうしてａvのフィードバックはその力学上の影響
を何等持たなくなる。このサブシステムはｕhから制御
可能である。その特性値は状態ベクトルフィードバック
によって所望の位置にシフトできる（ポール配置）。
（ジャイロによって測定される）状態ｒと（前後の操舵
角センサにより測定される）変数δv及びδhが測定さ
れ、その結果状態ベクトルフィードバックが直接実行で
きる。

【００４２】ポール配置を実行するためにサブシステム
は

【数３５】 であり、ここで調査される。

【００４３】状態ベクトル

【数３６】 のフィードバックによって、このシステムは次の特性多
項式Ｐ（ｓ）を与える。

【数３７】 逆に、与えられた特性多項式Ｐ（ｓ）に対して方程式
（４３）から必要とされる状態ベクトルフィードバック
は次式で与えられる。

【数３８】 ここで

【数３９】 または

【数４０】 ここで、ポール配置マトリクスは

【数４１】 試験走行において、ヨー運動の特性値のどの位置が好ま
しいと考えられるか運転者によって決定されなければな
らない。

【００４４】この発明に従えば前側操舵角は測定される
必要がない。逆に電子的積分器が後輪操舵に使用され
る。アクチュエータとともに、例えば機械的積分器のよ
うな２次の補償器が図５のブロック回路図に示されるよ
うに構成されることができる。図５の上部は図４に示さ
れるブロック回路図の単純化された形態に相当し、それ
に付加的な加算器１１が加わっただけである。図５の下
部において、後輪操舵のための仮想値ピックアップ１２
は別として、付加的な加算器１３及び１４が係数ブロッ
クｄ₀、ｄ₁、ｅ₀、ｅ₁、及びｂ₂₂のほかに付加的な積分
器１５及び積分アクチュエータ１６とともに設けられて
いる。

【００４５】結合部Ｙcにおいて開かれた制御回路のた
めの補償器の伝達関数は次の通りである。

【数４２】 補償器の付加的な入力変数は、変数ｒref及びｖから仮
想値ピックアップによって発生される。このようなフィ
ード・フォワード制御はヨー運動の特性値に影響を与え
ない。反対に、これらの特性値は、伝達関数（４８）に
したがう補償器と、入力値Ｙc 及び出力値ｒを有するサ
ブシステムとの相互結合から生じる。その状態モデルは
方程式（４０）から次の通り導かれる。

【数４３】 ヨー運動のポール配置のために、入力Ｙ＝ｂ₂₂δhが採
用され、そして対応する伝達関数は次のようになる。

【数４４】

【００４６】ヨー運動の特性多項式は、補償器を介した
回路の閉成状態から導かれる。

【数４５】 次の配置多項式と係数を比較し Ｐ(s)＝ａ₀＋ａ₁ｓ＋ａ₂ｓ²＋ａ₃ｓ³＋ｓ⁴ （５２） 次の等式が得られる。 ａ₀ ＝ｄ₀ｄ₂₃ ａ₁ ＝ｄ₁ｄ₂₃−ｄ₀ｄ₂₂−ｅ₀ｂ₂₂ ａ₂ ＝ｄ₂₃−ｄ₁ｄ₂₂＋ｄ₀−ｅ₁ｂ₂₂ ａ₃ ＝ｄ₁−ｄ₂₂ （５３） 係数ｄ₂₂、ｄ₂₃およびｂ₂₂はここに与えられ、補償器の
係数ｄ₀、ｄ₁，ｅ₀，ｅ₁は以下の通りである。 ｄ₀ ＝ａ₀／ｄ₂₃ ｄ₁ ＝ａ₃＋ｄ₂₂ ｅ₀ ＝（ｄ₁ｄ₂₃−ｄ₀ｄ₂₂−ａ₁）／ｂ₂₂ ｅ₁ ＝（ｄ₂₃−ｄ₁ｄ₂₂＋ｄ₀−ａ₂）／ｂ₂₂ （５４） 制御された”ヨー”力学システムに対して所望の特性値
が予め規定され、特性多項式（５２）もまた予め規定さ
れ、式（５４）に従って補償器の係数ｄ₀、ｄ₁，ｅ₀及
びｅ₁が必要な補償器の設定を実行する。

【００４７】車両の安定性はこの発明の方法を採用する
とき確実に保証されるので、後輪操舵に関する他の条件
は、安定性に関する妥協なしに充足される。図５のブロ
ック回路図に示された補償器は、仮想値ピックアップ１
２の出力に関係する２つの入力（図５の１１と１３）を
備える。仮想値ピックアップ１２の入力は、例えばｒre
fとｖである。この形式の典型的条件は、運転者が実際
に知覚する２つの運動変数、すなわち、各瞬間の運転席
におけるヨーレイトと横加速度である。代わりに、軌跡
のカーブタンジェントに対する車両の縦軸線の一致が要
求され、適切な仮想値ピックアップにより達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】カーブに沿って走行する単一の軌跡を持つ車両
の模式図である。

【図２】前輪操舵のみによる操舵のための状態を現す種
々のパラメータの関係及びステップが説明されているブ
ロック回路である。

【図３】制御プログラムを導くために他の状態パラメー
タが用いられている図２と等価なブロック回路である。

【図４】図３のブロック回路図の簡略化した説明であ
る。

【図５】ヨー運動のポールの規定のための補償ブロック
回路図である。

【符号の説明】

１ ジャイロ ２ ポテンショメータ ３、７、７’、８、８’、９、９’ 加算器 ４、４’、１６ 積分アクチュエータ ５、５’、６、６’ 積分要素 １０、１０’ 車両モデル １１、１３、１４ 付加的な加算器 １２ 仮想値ピックアップ １５ 付加的な積分器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00 (72)発明者 ユルゲン アッケルマン ドイツ連邦共和国・デー−8036 ヘルシ ュイング・エム．−ルオフ−シュシラー セ 14ツェー (56)参考文献 欧州公開150857（ＥＰ，Ａ１) 欧州公開309293（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪及び後輪操舵を備えた路面車両にお
   いて、 （１）測定されたヨーレイト信号の積分の前輪操舵への
   フィードバックによってヨー運動が前側車軸の横方向運
   動から分離され、これにより、操舵の課題が ａ）運転者がハンドルによって発生させる信号による前
   輪の横方向進路の案内及び、 ｂ）ヨー運動の自動制御 の、個別に解決されるべき２つの小課題に分離され、そ
   して （２）ヨー運動の特性値の選択がハンドルから前側車軸
   の横方向運動への操舵伝達関数に影響を与えないよう
   に、ヨー運動の特性値は、測定されたヨーレイト信号の
   後輪操舵へのフィードバックによって必要なだけシフト
   されることができることを特徴とする操舵方法。