JP3235384B2 - 車両用実舵角制御装置 - Google Patents
車両用実舵角制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の実舵角を調整す
ることで車両の運動特性を制御する車両用実舵角制御装
置の改良に関する。
ることで車両の運動特性を制御する車両用実舵角制御装
置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からフィードバック制御によって後
輪又は前輪の少なくとも一方に、補助舵角を与えること
で車両の実舵角を制御するものが提案されており、例え
ば、本願出願人は特願平５−３３２７０２号として車両
用舵角制御装置を提案した。
輪又は前輪の少なくとも一方に、補助舵角を与えること
で車両の実舵角を制御するものが提案されており、例え
ば、本願出願人は特願平５−３３２７０２号として車両
用舵角制御装置を提案した。
【０００３】これは車両に発生するヨーレートと、演算
されたヨーレートの目標値との偏差に基づいて補助舵角
フィードバック操作量を演算するとともに、このフィー
ドバック操作量を演算する補償手段に１次／１次のフィ
ルタ構成による位相進み補償器を設け、車速の増大に応
じて位相進み補償ゲインを低減させることで、高周波を
含めた外乱に対して車両の安定性を確保するものが知ら
れている。
されたヨーレートの目標値との偏差に基づいて補助舵角
フィードバック操作量を演算するとともに、このフィー
ドバック操作量を演算する補償手段に１次／１次のフィ
ルタ構成による位相進み補償器を設け、車速の増大に応
じて位相進み補償ゲインを低減させることで、高周波を
含めた外乱に対して車両の安定性を確保するものが知ら
れている。
【０００４】さらに、本願出願人が提案した特願平５−
２８６８７３号では、上記に加えて悪路走行時には補助
舵角フィードバック操作量を低減させて、悪路走行時に
おける運転者への違和感を抑制している。
２８６８７３号では、上記に加えて悪路走行時には補助
舵角フィードバック操作量を低減させて、悪路走行時に
おける運転者への違和感を抑制している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用実舵角制御装置にあっては、車両の動
特性を決定するフィードバック補償手段のフィルタ定数
を、走行路面状態に対して補助舵角フィードバック操作
量が不変であることを前提として演算を行っている。こ
のため、激しい凹凸のある極悪路走行中では、平坦路等
の良路を走行中と同様のフィードバックによって補助舵
角操作量を補正すると、挙動の変化の過大な増大、すな
わち、ヨーレートが過剰に増大し、所定の動特性が得ら
れずに車両の安定性が損なわれ、運転者に違和感を与え
る場合があった。
うな従来の車両用実舵角制御装置にあっては、車両の動
特性を決定するフィードバック補償手段のフィルタ定数
を、走行路面状態に対して補助舵角フィードバック操作
量が不変であることを前提として演算を行っている。こ
のため、激しい凹凸のある極悪路走行中では、平坦路等
の良路を走行中と同様のフィードバックによって補助舵
角操作量を補正すると、挙動の変化の過大な増大、すな
わち、ヨーレートが過剰に増大し、所定の動特性が得ら
れずに車両の安定性が損なわれ、運転者に違和感を与え
る場合があった。
【０００６】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たもので、極悪路走行中においてフィードバックによっ
て補助舵角操作量を補正した場合でも所定の動特性を確
保可能な車両用実舵角制御装置を提供することを目的と
する。
たもので、極悪路走行中においてフィードバックによっ
て補助舵角操作量を補正した場合でも所定の動特性を確
保可能な車両用実舵角制御装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図７に示
すように、車両の状態を検出する車両状態検出手段５１
と、前記車両状態の検出値に基づいて運動状態量の目標
値を演算する運動状態量目標値演算手段５２と、車両の
走行路面が良路と悪路のいずれであるかを検出する走行
路面状態検出手段５３と、実際に車両に発生している運
動状態量を検出する実運動状態量検出手段５４と、前記
運動状態量目標値と実運動状態量の差に基づいて動的な
進み・遅れ特性を有する補償器を備えて補助舵角フィー
ドバック操作量を演算するフィードバック補償手段５５
と、前記補助舵角フィードバック操作量が得られる制御
指令を補助舵角アクチュエータに出力する補助舵角制御
手段５６とを備えた車両用実舵角制御装置において、前
記走行路面状態に基づいて後輪舵角補正値Ｋｐを演算す
るフィードバック後輪舵角補正値演算部と、前記検出し
た走行路面状態が悪路の場合には、フィードバック補償
手段におけるフィルタ定数を、前記後輪舵角補正値Ｋｐ
に基づいて演算し、変更するフィードバック補償部フィ
ルタ定数演算部と、前記フィードバック補償手段からの
出力と後輪舵角補正値Ｋｐとからフィードバック後輪舵
角δＦ／Ｂを演算するフィードバック後輪舵角補正部と
を備える。
すように、車両の状態を検出する車両状態検出手段５１
と、前記車両状態の検出値に基づいて運動状態量の目標
値を演算する運動状態量目標値演算手段５２と、車両の
走行路面が良路と悪路のいずれであるかを検出する走行
路面状態検出手段５３と、実際に車両に発生している運
動状態量を検出する実運動状態量検出手段５４と、前記
運動状態量目標値と実運動状態量の差に基づいて動的な
進み・遅れ特性を有する補償器を備えて補助舵角フィー
ドバック操作量を演算するフィードバック補償手段５５
と、前記補助舵角フィードバック操作量が得られる制御
指令を補助舵角アクチュエータに出力する補助舵角制御
手段５６とを備えた車両用実舵角制御装置において、前
記走行路面状態に基づいて後輪舵角補正値Ｋｐを演算す
るフィードバック後輪舵角補正値演算部と、前記検出し
た走行路面状態が悪路の場合には、フィードバック補償
手段におけるフィルタ定数を、前記後輪舵角補正値Ｋｐ
に基づいて演算し、変更するフィードバック補償部フィ
ルタ定数演算部と、前記フィードバック補償手段からの
出力と後輪舵角補正値Ｋｐとからフィードバック後輪舵
角δＦ／Ｂを演算するフィードバック後輪舵角補正部と
を備える。
【０００８】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記フィードバック補償部フィルタ定数演算部
は、動的な特性を決定するフィルタ定数を、定常ゲイン
と車速とを入力として予め設定された車両の所定の動特
性に基づく関数より演算する。
いて、前記フィードバック補償部フィルタ定数演算部
は、動的な特性を決定するフィルタ定数を、定常ゲイン
と車速とを入力として予め設定された車両の所定の動特
性に基づく関数より演算する。
【０００９】
【００１０】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記フィードバック補償部フィルタ定数演算部
は、前記走行路面状態が悪路である場合、車両の動特性
を決定するフィルタ定数を悪路に応じた所定の値に変更
する。
いて、前記フィードバック補償部フィルタ定数演算部
は、前記走行路面状態が悪路である場合、車両の動特性
を決定するフィルタ定数を悪路に応じた所定の値に変更
する。
【００１１】
【００１２】
【作用】したがって、第１の発明は、フィードバック補
償手段は、車両状態検出手段の検出値に応じて演算され
た運動状態量目標値と、車両に発生した実運動量との差
に応じて補助舵角フィードバック操作量を演算するとと
もに、補助舵角制御手段に出力することでアクチュエー
タは車両の実舵角を制御する。走行路面が悪路の場合、
フィードバック補償手段におけるフィルタ定数が後輪舵
角補正値Ｋｐに基づいて演算され、変更されるため、フ
ィードバック補償手段からの出力と後輪舵角補正値Ｋｐ
とから得られるフィードバック後輪舵角δＦ／Ｂがフィ
ルタ定数の変更により補正される。これにより走行路面
が良路から悪路に変化した場合に、フィードバック制御
の極の変動を抑制して、車両の動特性を所定の値に設定
して車両の挙動を安定させることができる。
償手段は、車両状態検出手段の検出値に応じて演算され
た運動状態量目標値と、車両に発生した実運動量との差
に応じて補助舵角フィードバック操作量を演算するとと
もに、補助舵角制御手段に出力することでアクチュエー
タは車両の実舵角を制御する。走行路面が悪路の場合、
フィードバック補償手段におけるフィルタ定数が後輪舵
角補正値Ｋｐに基づいて演算され、変更されるため、フ
ィードバック補償手段からの出力と後輪舵角補正値Ｋｐ
とから得られるフィードバック後輪舵角δＦ／Ｂがフィ
ルタ定数の変更により補正される。これにより走行路面
が良路から悪路に変化した場合に、フィードバック制御
の極の変動を抑制して、車両の動特性を所定の値に設定
して車両の挙動を安定させることができる。
【００１３】また、第２の発明は、動的な特性を決定す
るフィルタ定数Ｔ1、Ｔ2を、補償器の定常ゲイン及び車
速を入力として予め設定された車両の動特性に基づく所
定の関数より演算し、フィードバック操作量は車両の動
特性が所定の値となるように設定される。
るフィルタ定数Ｔ1、Ｔ2を、補償器の定常ゲイン及び車
速を入力として予め設定された車両の動特性に基づく所
定の関数より演算し、フィードバック操作量は車両の動
特性が所定の値となるように設定される。
【００１４】
【００１５】また、第３の発明は、走行路面が悪路の場
合には、動的な特性を決定するフィルタ定数Ｔ 1 、Ｔ
2 を、予め設定した所定値に変更し、補償手段で演算さ
れるフィードバック操作量は車両の動特性が所定の値と
なるように設定されて、車両の挙動を安定させることが
できる。
合には、動的な特性を決定するフィルタ定数Ｔ 1 、Ｔ
2 を、予め設定した所定値に変更し、補償手段で演算さ
れるフィードバック操作量は車両の動特性が所定の値と
なるように設定されて、車両の挙動を安定させることが
できる。
【００１６】
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１８】図１〜図３は、本発明を４輪操舵装置に適
用した場合の一例を示し、図１において前輪１、２は、
運転者のステアリング操作によって作動する機械リンク
式のステアリング装置３にそれぞれ操舵される。
用した場合の一例を示し、図１において前輪１、２は、
運転者のステアリング操作によって作動する機械リンク
式のステアリング装置３にそれぞれ操舵される。
【００１９】後輪４、５は補助舵角を付与する舵角アク
チュエータ６によってそれぞれ操舵される。
チュエータ６によってそれぞれ操舵される。
【００２０】ここで、舵角アクチュエータ６はマイクロ
プロセッサ等を主にして構成されたコントローラ７に駆
動される。
プロセッサ等を主にして構成されたコントローラ７に駆
動される。
【００２１】このコントローラ７には、車両状態を検出
する手段としての操舵角センサ８が検出した操舵角θ
と、同じく車両状態検出手段としての車速センサ９が検
出した車速Ｖと、車両の実運動量を検出する手段として
のヨーレートセンサ１０が検出したヨーレートｄψと、
後輪舵角センサ１１が検出した実後輪舵角δRがそれぞ
れ入力され、これら各検出値に基づいて後述するような
所定の演算処理を行って後輪４、５への目標後輪舵角操
作量δREFを求め、この目標後輪舵角操作量δREFに呼応
した駆動指令を舵角アクチュエータ６へ出力する。
する手段としての操舵角センサ８が検出した操舵角θ
と、同じく車両状態検出手段としての車速センサ９が検
出した車速Ｖと、車両の実運動量を検出する手段として
のヨーレートセンサ１０が検出したヨーレートｄψと、
後輪舵角センサ１１が検出した実後輪舵角δRがそれぞ
れ入力され、これら各検出値に基づいて後述するような
所定の演算処理を行って後輪４、５への目標後輪舵角操
作量δREFを求め、この目標後輪舵角操作量δREFに呼応
した駆動指令を舵角アクチュエータ６へ出力する。
【００２２】図２はコントローラ７において行われる処
理をブロック化したもので、操舵角θ及び車速Ｖに基づ
いて目標ヨーレートｄψMを演算するヨーレート目標値
演算部２１と、同じく操舵角θ及び車速Ｖからフィード
フォワード制御によって後輪の舵角を演算するフィード
フォワード後輪舵角演算部２２と、車両に発生したヨー
レートｄψに基づいてヨーレート目標値ｄψMを補正す
るフィードバック補償部２３と、発生ヨーレートｄψか
ら路面状態を演算する路面状態演算部２４と、路面状態
Ｒｃに基づいて後輪舵角補正値Ｋｐを演算するフィード
バック後輪舵角補正値演算部２５と、補償部２３のフィ
ルタ定数Ｔ1、Ｔ2を演算するフィードバック補償部フィ
ルタ定数演算部２６と、補償部２３からの出力と補正値
Ｋｐとからフィードバック後輪舵角δＦ／Ｂを演算する
フィードバック後輪舵角補正部２７と、目標後輪舵角δ
REFを演算する目標後輪舵角決定部２８とから構成され
る。
理をブロック化したもので、操舵角θ及び車速Ｖに基づ
いて目標ヨーレートｄψMを演算するヨーレート目標値
演算部２１と、同じく操舵角θ及び車速Ｖからフィード
フォワード制御によって後輪の舵角を演算するフィード
フォワード後輪舵角演算部２２と、車両に発生したヨー
レートｄψに基づいてヨーレート目標値ｄψMを補正す
るフィードバック補償部２３と、発生ヨーレートｄψか
ら路面状態を演算する路面状態演算部２４と、路面状態
Ｒｃに基づいて後輪舵角補正値Ｋｐを演算するフィード
バック後輪舵角補正値演算部２５と、補償部２３のフィ
ルタ定数Ｔ1、Ｔ2を演算するフィードバック補償部フィ
ルタ定数演算部２６と、補償部２３からの出力と補正値
Ｋｐとからフィードバック後輪舵角δＦ／Ｂを演算する
フィードバック後輪舵角補正部２７と、目標後輪舵角δ
REFを演算する目標後輪舵角決定部２８とから構成され
る。
【００２３】このように構成されたコントローラ７にお
いて行われる制御の一例を図４、図５のフローチャート
に示し、以下、これらフローチャートを参照しながら詳
述する。
いて行われる制御の一例を図４、図５のフローチャート
に示し、以下、これらフローチャートを参照しながら詳
述する。
【００２４】［後輪舵角制御］ステップＳ１０１では所
定の制御起動時間を経過したかを判定し、所定時間を経
過していれば、ステップＳ１０２で操舵角センサ８から
の操舵角θ、車速センサ９からの車速Ｖ、ヨーレートセ
ンサ１０からの発生ヨーレートｄψ、及び後輪舵角セン
サ１１からの後輪舵角δRをそれぞれ読み込む。
定の制御起動時間を経過したかを判定し、所定時間を経
過していれば、ステップＳ１０２で操舵角センサ８から
の操舵角θ、車速センサ９からの車速Ｖ、ヨーレートセ
ンサ１０からの発生ヨーレートｄψ、及び後輪舵角セン
サ１１からの後輪舵角δRをそれぞれ読み込む。
【００２５】ステップＳ１０３では、検出された操舵角
θと車速Ｖに基づいてフィードフォワード後輪舵角δ
F/Fを算出し（フィードフォワード後輪舵角演算部２
２）、ステップＳ１０４では操舵角θ、車速Ｖ及びフィ
ードフォワード後輪舵角δF/Fとからヨーレート目標値
ｄψMが演算される（ヨーレート目標値演算部２２）。
θと車速Ｖに基づいてフィードフォワード後輪舵角δ
F/Fを算出し（フィードフォワード後輪舵角演算部２
２）、ステップＳ１０４では操舵角θ、車速Ｖ及びフィ
ードフォワード後輪舵角δF/Fとからヨーレート目標値
ｄψMが演算される（ヨーレート目標値演算部２２）。
【００２６】このヨーレート目標値ｄψMは、例えば次
式で求められるものである。
式で求められるものである。
【００２７】 ｄψM＝Ｖ×θ／｛Ｎ×Ｌ×（１＋Ａ0Ｖ2）｝ ただし、 Ｌ＝ＬF＋ＬR A0＝Ｍ（ＬRＫR−ＬFＫF）／（２Ｌ2ＫFＫR） なお、ＬF：車両重心〜前車軸間距離 ＬR：車両重心〜後車軸間距離 ＫF：前輪コーナリングパワー ＫR：後輪コーナリングパワー Ｍ：車両重量 Ｎ：ステアリングギア比 である。
【００２８】一方、ステップＳ２００では、検出された
発生ヨーレートｄψに基づいて路面状態量Ｒｃ及びフィ
ードバック後輪舵角の補正値Ｋｐが、図５に示すフロー
チャートのステップＳ２０１以降の処理によって後述の
［路面状態量演算］に基づいて演算される（路面状態演
算部２４）。なお、フィードバック後輪舵角の補正値Ｋ
ｐは路面状態量Ｒｃに応じて設定されるものである。
発生ヨーレートｄψに基づいて路面状態量Ｒｃ及びフィ
ードバック後輪舵角の補正値Ｋｐが、図５に示すフロー
チャートのステップＳ２０１以降の処理によって後述の
［路面状態量演算］に基づいて演算される（路面状態演
算部２４）。なお、フィードバック後輪舵角の補正値Ｋ
ｐは路面状態量Ｒｃに応じて設定されるものである。
【００２９】次に、ステップＳ１０５では、ステップＳ
２００で演算された補正値Ｋｐと予め設定された車両の
基本動特性から、フィードバック補償部２３に用いられ
るフィルタの伝達特性Ｇｃ（ｓ）を所定の動特性にする
ためのフィルタ定数Ｔ1、Ｔ2が次式より算出される（フ
ィードバック補償フィルタ定数演算部２６）。なお、こ
れら定数Ｔ1、Ｔ2の演算については、後述する［フィー
ドバック補正部定数の演算］において、さらに詳述す
る。
２００で演算された補正値Ｋｐと予め設定された車両の
基本動特性から、フィードバック補償部２３に用いられ
るフィルタの伝達特性Ｇｃ（ｓ）を所定の動特性にする
ためのフィルタ定数Ｔ1、Ｔ2が次式より算出される（フ
ィードバック補償フィルタ定数演算部２６）。なお、こ
れら定数Ｔ1、Ｔ2の演算については、後述する［フィー
ドバック補正部定数の演算］において、さらに詳述す
る。
【００３０】
【数１】
【００３１】ステップＳ１０６では、検出された発生ヨ
ーレートｄψとヨーレート目標値ｄψMとの偏差ｄψERR
を入力として、上記（１）式で表されるフィルタにより
フィードバック後輪舵角操作量δf/bが演算される（フ
ィードバック補償部２３）。
ーレートｄψとヨーレート目標値ｄψMとの偏差ｄψERR
を入力として、上記（１）式で表されるフィルタにより
フィードバック後輪舵角操作量δf/bが演算される（フ
ィードバック補償部２３）。
【００３２】こうして得られたフィードバック後輪舵角
操作量δf/bとステップＳ２００で得られた補正値Ｋｐ
とから、ステップＳ１０７では次式によりフィードバッ
ク後輪舵角修正値δF/Bが算出される（フィードバック
後輪舵角補正部２７）。
操作量δf/bとステップＳ２００で得られた補正値Ｋｐ
とから、ステップＳ１０７では次式によりフィードバッ
ク後輪舵角修正値δF/Bが算出される（フィードバック
後輪舵角補正部２７）。
【００３３】δF/B ＝ Ｋｐ×δf/b …（２） 次に、ステップＳ１０８では、上記ステップＳ１０３で
求めたフィードフォワード後輪舵角δF/Fと、フィード
バック後輪舵角修正値δF/Bから次式により目標後輪舵
角δREFが演算される（目標後輪舵角決定部２８）。
求めたフィードフォワード後輪舵角δF/Fと、フィード
バック後輪舵角修正値δF/Bから次式により目標後輪舵
角δREFが演算される（目標後輪舵角決定部２８）。
【００３４】δREF ＝ δF/F ＋ δF/B …（３） こうして演算された目標後輪舵角δREFがアクチュエー
タ６へ送出されて、後輪４、５は車両の挙動が所定の動
特性となるように操舵されるのである。
タ６へ送出されて、後輪４、５は車両の挙動が所定の動
特性となるように操舵されるのである。
【００３５】［路面状態量演算］悪路走行中に検出され
た発生ヨーレートｄψには、良路走行中に比して高周波
成分の信号が多く、路面状態演算部２４では、この発生
ヨーレートｄψから高周波成分ｄψＨを抽出して路面状
態Ｒｃの演算を行い、この路面状態量Ｒｃに基づいてフ
ィードバック後輪舵角補正値演算部２５では補正値Ｋｐ
の演算が行われる。
た発生ヨーレートｄψには、良路走行中に比して高周波
成分の信号が多く、路面状態演算部２４では、この発生
ヨーレートｄψから高周波成分ｄψＨを抽出して路面状
態Ｒｃの演算を行い、この路面状態量Ｒｃに基づいてフ
ィードバック後輪舵角補正値演算部２５では補正値Ｋｐ
の演算が行われる。
【００３６】まず、路面状態量Ｒｃは、図５に示すフロ
ーチャートに基づいて行われ、ステップＳ２０１で発生
ヨーレートｄψを読み込んだ後に、ステップＳ２０２で
発生ヨーレートｄψの高周波成分ｄψＨが、次式に基づ
いて演算される。
ーチャートに基づいて行われ、ステップＳ２０１で発生
ヨーレートｄψを読み込んだ後に、ステップＳ２０２で
発生ヨーレートｄψの高周波成分ｄψＨが、次式に基づ
いて演算される。
【００３７】 ＧＨ（ｓ）＝ｓ2／（ｓ2＋２ζωnｓ＋ωn 2） …（４） ｄψＨ（ｓ）＝ＧＨ（ｓ）＊ｄψ（ｓ） …（５） ただし、ζ：減衰率 ωn：カットオフ周波数 ｓ：ラプラス演算子 である。
【００３８】次に、ステップＳ２０３で高周波成分ｄψ
Ｈを所定のしきい値ｄψthと比較して、高周波成分ｄψ
Ｈの大きさに応じて路面状態量Ｒｃの算出がステップＳ
２０４〜Ｓ２０９で行われ、この路面状態量Ｒｃの算出
方法としては、例えば、次式に示すような高周波成分ｄ
ψＨの二乗積分などにより行う（路面状態演算部２
４）。
Ｈを所定のしきい値ｄψthと比較して、高周波成分ｄψ
Ｈの大きさに応じて路面状態量Ｒｃの算出がステップＳ
２０４〜Ｓ２０９で行われ、この路面状態量Ｒｃの算出
方法としては、例えば、次式に示すような高周波成分ｄ
ψＨの二乗積分などにより行う（路面状態演算部２
４）。
【００３９】ｄψＨ＞ｄψthのとき、 Ｒｃ（ｎ−１）＜ＲLMTの場合、 Ｒｃ（ｎ）＝Σ（ｄψＨ）2 …（６） Ｒｃ（ｎ−１）＝ＲLMTの場合、 Ｒｃ（ｎ）＝Ｒｃ（ｎ−１） …（７） 一方、ｄψＨ≦ｄψthのとき、 Ｒｃ（ｎ−１）≧０の場合、 Ｒｃ（ｎ）＝Ｒｃ（ｎ−１）−Ｃ1 …（８） Ｒｃ（ｎ−１）＝０の場合、 Ｒｃ（ｎ）＝Ｒｃ（ｎ−１） …（９） ただし、ＲLMT：路面状態量上限値 ｎ ：現在の時間 Ｃ1：定数 である。
【００４０】こうして、算出された路面状態量Ｒｃよ
り、ステップＳ２１０では、図６に示すようなほぼ反比
例特性のマップに応じて定数Ｃ2を求め、この定数Ｃ2と
所定の定数Ｃｎの乗算により後輪舵角フィードバック操
作量δF/Bを補正するための補正値Ｋｐを求める。
り、ステップＳ２１０では、図６に示すようなほぼ反比
例特性のマップに応じて定数Ｃ2を求め、この定数Ｃ2と
所定の定数Ｃｎの乗算により後輪舵角フィードバック操
作量δF/Bを補正するための補正値Ｋｐを求める。
【００４１】 Ｋｐ＝Ｃ2×Ｃn …（１０） ［フィードバック補正部定数の演算］路面状態演算部２
４において、路面状態量Ｒｃが所定値を越えると悪路と
判定することができ、フィードバック後輪舵角の補正値
Ｋｐが良路走行時と異なっている場合でも、予め設定さ
れた動特性を維持するには、変更された補正値Ｋｐに基
づいて、フィードバック補償部２３内のフィルタ定数を
演算して再設定する必要がある。
４において、路面状態量Ｒｃが所定値を越えると悪路と
判定することができ、フィードバック後輪舵角の補正値
Ｋｐが良路走行時と異なっている場合でも、予め設定さ
れた動特性を維持するには、変更された補正値Ｋｐに基
づいて、フィードバック補償部２３内のフィルタ定数を
演算して再設定する必要がある。
【００４２】以下、フィードバック補償部２３内の定数
演算の一例を示す。
演算の一例を示す。
【００４３】車両の運動状態方程式は、２自由度、平面
２輪モデルを用いた場合、次のように表すことができ
る。
２輪モデルを用いた場合、次のように表すことができ
る。
【００４４】 ｄｘ＝Ａｘ＋Ｂｕ …（１１） すなわち、
【００４５】
【数２】
【００４６】ここで、 ａ11＝−２（ＬF 2ｅＫF＋ＬR 2ＫR）／ＩZＶ …（１２） ａ12＝−２（ＬFｅＫF−ＬRＫR）／ＩZＶ …（１３） ａ21＝−２（ＬFｅＫF−ＬRＫR）／ＭＶ−Ｖ …（１４） ａ22＝−２（ｅＫF＋ＫR）／ＭＶ …（１５） ｂ11＝２ＬFｅＫF／ＩZＮ …（１６） ｂ12＝−２ＬRＫR／ＩZ …（１７） ｂ21＝２ｅＫF／ＭＮ …（１８） ｂ22＝２ＫR／Ｎ …（１９） ただし、Ｖｙ：横速度 ＬF：車両重心〜前車軸間距離 ＬR：車両重心〜後車軸間距離 ＫF：前輪コーナリングパワー ＫR：後輪コーナリングパワー Ｍ：車両重量 ＩZ：ヨー慣性モーメント Ｎ：ステアリングギア比 上記（１）式より、後輪舵角δR〜ヨーレート伝達特性
は次式で示される。
は次式で示される。
【００４７】
【数３】
【００４８】さらに、 Ａ1＝−ａ11−ａ22 Ａ0＝−ａ11ａ22−ａ 12 ａ 21 Ｂ1＝ｂ12 Ｂ0＝ａ12ｂ22−ａ22ｂ12 ここで、本実施例では、悪路走行中等の外乱発生時にの
みフィードバック制御を行うようになっており、後輪
４、５に補助舵角を付与する制御系は、図３に示すよう
なフィードバック系となり、その伝達特性Ｇ（ｓ）は次
式で表すことができる。
みフィードバック制御を行うようになっており、後輪
４、５に補助舵角を付与する制御系は、図３に示すよう
なフィードバック系となり、その伝達特性Ｇ（ｓ）は次
式で表すことができる。
【００４９】
【数４】
【００５０】ただし、
【００５１】
【数５】
【００５２】一方、予め設定した車両の伝達特性の特性
を次式のように設定する。
を次式のように設定する。
【００５３】
【数６】
【００５４】上記（２２）式と上記（２３）式が等しく
なるためには、次の（２４）〜（２５）式を満たせば良
い。
なるためには、次の（２４）〜（２５）式を満たせば良
い。
【００５５】
【数７】
【００５６】これら（２４）〜（２５）式から、補正値
Ｋｐ、フィルタ定数Ｔ1、Ｔ2を任意に設定することによ
り車両の動特性を決定する減衰率ζ、カットオフ周波数
ωn、一時遅れ時定数Ｐｍを所定の値に設定することが
可能となる。
Ｋｐ、フィルタ定数Ｔ1、Ｔ2を任意に設定することによ
り車両の動特性を決定する減衰率ζ、カットオフ周波数
ωn、一時遅れ時定数Ｐｍを所定の値に設定することが
可能となる。
【００５７】以上に示した演算により、補正値Ｋｐはフ
ィードバック後輪舵角補正値演算部２５に決定されるも
のとし、主に車両の動特性を決定する定数ζ、ωnを所
定の値、例えば、減衰率ζ＝０．８、カットオフ周波数
ωn＝７．０になるような定数Ｔ1、Ｔ2を求めた一例を
以下に示す。
ィードバック後輪舵角補正値演算部２５に決定されるも
のとし、主に車両の動特性を決定する定数ζ、ωnを所
定の値、例えば、減衰率ζ＝０．８、カットオフ周波数
ωn＝７．０になるような定数Ｔ1、Ｔ2を求めた一例を
以下に示す。
【００５８】（１） 良路走行時 補正値Ｋｐ＝０．０４→Ｔ1＝０．２９、Ｔ2＝０．０３
２ （２） 悪路走行時 補正値Ｋｐ＝０．０４→０．０２に変更→Ｔ1＝０．３
６７、Ｔ2＝０．０５０ となる。
２ （２） 悪路走行時 補正値Ｋｐ＝０．０４→０．０２に変更→Ｔ1＝０．３
６７、Ｔ2＝０．０５０ となる。
【００５９】ただし、ＬF：車両重心〜前車軸間距離
＝１．１６７（ｍ） ＬR：車両重心〜後車軸間距離 ＝１．５５３（ｍ） ｅＫF：等価前輪コーナリングパワー ＝７９６１１．
２（N/rad） ＫR：後輪コーナリングパワー ＝９３１００（N/r
ad） Ｍ：車両重量 ＝１７０２（kg） ＩZ：ヨー慣性モーメント ＝２５９８．２２５（kg
ｍ2） Ｎ：ステアリングギア比 ＝１７．２ Ｖ：車速 ＝１２０（km/h） すなわち、前記従来例においては、車両の走行中に路面
が良路から悪路に変化した場合、補正値Ｋｐが０．０４
から０．０２に変更される一方、定数Ｔ1、Ｔ2を良路走
行時と同様のままであるため、車両の動特性を決定する
減衰率ζ、カットオフ周波数ωnは、それぞれ ζ＝１．２９、ωn＝７．５ となって、上記所定値から外れてしまう。このため、前
記従来例ではフィードバック制御の極が移動し、車両挙
動の収束が不安定になるのに対し、上記実施例では、路
面状態に応じて補正値Ｋｐを変更した場合には、フィル
タ定数Ｔ1、Ｔ2を補正値Ｋｐの変更に呼応して、車両の
動特性を決定する減衰率ζ、カットオフ周波数ωnに応
じて再度演算し、車両の動特性を常時一定にすることが
でき、極悪路走行中の過大な車両挙動を抑制することが
可能となって、車両の安定性及び運転性を向上させるこ
とが可能となるのである。
＝１．１６７（ｍ） ＬR：車両重心〜後車軸間距離 ＝１．５５３（ｍ） ｅＫF：等価前輪コーナリングパワー ＝７９６１１．
２（N/rad） ＫR：後輪コーナリングパワー ＝９３１００（N/r
ad） Ｍ：車両重量 ＝１７０２（kg） ＩZ：ヨー慣性モーメント ＝２５９８．２２５（kg
ｍ2） Ｎ：ステアリングギア比 ＝１７．２ Ｖ：車速 ＝１２０（km/h） すなわち、前記従来例においては、車両の走行中に路面
が良路から悪路に変化した場合、補正値Ｋｐが０．０４
から０．０２に変更される一方、定数Ｔ1、Ｔ2を良路走
行時と同様のままであるため、車両の動特性を決定する
減衰率ζ、カットオフ周波数ωnは、それぞれ ζ＝１．２９、ωn＝７．５ となって、上記所定値から外れてしまう。このため、前
記従来例ではフィードバック制御の極が移動し、車両挙
動の収束が不安定になるのに対し、上記実施例では、路
面状態に応じて補正値Ｋｐを変更した場合には、フィル
タ定数Ｔ1、Ｔ2を補正値Ｋｐの変更に呼応して、車両の
動特性を決定する減衰率ζ、カットオフ周波数ωnに応
じて再度演算し、車両の動特性を常時一定にすることが
でき、極悪路走行中の過大な車両挙動を抑制することが
可能となって、車両の安定性及び運転性を向上させるこ
とが可能となるのである。
【００６０】なお、上記実施例におけるフィルタ定数Ｔ
1、Ｔ2の設定を、路面状態演算部２４からの路面状態量
Ｒｃに基づいて悪路を判定するとともに、悪路が判定さ
れた場合には、この悪路走行に応じた動特性になるよう
な値に設定することもできる。
1、Ｔ2の設定を、路面状態演算部２４からの路面状態量
Ｒｃに基づいて悪路を判定するとともに、悪路が判定さ
れた場合には、この悪路走行に応じた動特性になるよう
な値に設定することもできる。
【００６１】また、上記実施例におけるアクチュエータ
６は、詳述はしないが、電動あるいは油圧駆動などの駆
動手段によって構成することができる。
６は、詳述はしないが、電動あるいは油圧駆動などの駆
動手段によって構成することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、車両
の状態を検出する車両状態検出手段と、前記車両状態の
検出値に基づいて運動状態量の目標値を演算する運動状
態量目標値演算手段と、車両の走行路面が良路と悪路の
いずれであるかを検出する走行路面状態検出手段と、実
際に車両に発生している運動状態量を検出する実運動状
態量検出手段と、前記運動状態量目標値と実運動状態量
の差に基づいて動的な進み・遅れ特性を有する補償器を
備えて補助舵角フィードバック操作量を演算するフィー
ドバック補償手段と、前記補助舵角フィードバック操作
量が得られる制御指令を補助舵角アクチュエータに出力
する補助舵角制御手段とを備えた車両用実舵角制御装置
において、前記走行路面状態に基づいて後輪舵角補正値
Ｋｐを演算するフィードバック後輪舵角補正値演算部
と、前記検出した走行路面状態が悪路の場合には、フィ
ードバック補償手段におけるフィルタ定数を、前記後輪
舵角補正値Ｋｐに基づいて演算し、変更するフィードバ
ック補償部フィルタ定数演算部と、前記フィードバック
補償手段からの出力と後輪舵角補正値Ｋｐとからフィー
ドバック後輪舵角δＦ／Ｂを演算するフィードバック後
輪舵角補正部とを備え、路面状態が良路から悪路に変化
した場合に、フィードバック補償手段におけるフィルタ
定数が後輪舵角補正値Ｋｐに基づいて演算され、変更さ
れるため、フィードバック補償手段からの出力と後輪舵
角補正値Ｋｐとから得られるフィードバック後輪舵角δ
Ｆ／Ｂがフィルタ定数の変更により補正される。これに
より走行路面が悪路になってもフィードバック制御の極
の変動を抑制して、車両の動特性を所定の値に設定して
車両の挙動を安定させることが可能となり、悪路走行中
の安定性及び操縦性を向上させることができる。
の状態を検出する車両状態検出手段と、前記車両状態の
検出値に基づいて運動状態量の目標値を演算する運動状
態量目標値演算手段と、車両の走行路面が良路と悪路の
いずれであるかを検出する走行路面状態検出手段と、実
際に車両に発生している運動状態量を検出する実運動状
態量検出手段と、前記運動状態量目標値と実運動状態量
の差に基づいて動的な進み・遅れ特性を有する補償器を
備えて補助舵角フィードバック操作量を演算するフィー
ドバック補償手段と、前記補助舵角フィードバック操作
量が得られる制御指令を補助舵角アクチュエータに出力
する補助舵角制御手段とを備えた車両用実舵角制御装置
において、前記走行路面状態に基づいて後輪舵角補正値
Ｋｐを演算するフィードバック後輪舵角補正値演算部
と、前記検出した走行路面状態が悪路の場合には、フィ
ードバック補償手段におけるフィルタ定数を、前記後輪
舵角補正値Ｋｐに基づいて演算し、変更するフィードバ
ック補償部フィルタ定数演算部と、前記フィードバック
補償手段からの出力と後輪舵角補正値Ｋｐとからフィー
ドバック後輪舵角δＦ／Ｂを演算するフィードバック後
輪舵角補正部とを備え、路面状態が良路から悪路に変化
した場合に、フィードバック補償手段におけるフィルタ
定数が後輪舵角補正値Ｋｐに基づいて演算され、変更さ
れるため、フィードバック補償手段からの出力と後輪舵
角補正値Ｋｐとから得られるフィードバック後輪舵角δ
Ｆ／Ｂがフィルタ定数の変更により補正される。これに
より走行路面が悪路になってもフィードバック制御の極
の変動を抑制して、車両の動特性を所定の値に設定して
車両の挙動を安定させることが可能となり、悪路走行中
の安定性及び操縦性を向上させることができる。
【００６３】また、第２の発明は、動的な特性を決定す
るフィルタ定数Ｔ 1 、Ｔ 2 を、定常ゲインと車速とを入力
として予め設定された車両の所定の動特性に基づく関数
より演算し、フィードバック操作量は常時車両の動特性
が所定の値となるように設定されるため、路面状態の変
化に拘わらず車両の挙動を安定させることが可能とな
る。
るフィルタ定数Ｔ 1 、Ｔ 2 を、定常ゲインと車速とを入力
として予め設定された車両の所定の動特性に基づく関数
より演算し、フィードバック操作量は常時車両の動特性
が所定の値となるように設定されるため、路面状態の変
化に拘わらず車両の挙動を安定させることが可能とな
る。
【００６４】
【００６５】また、第３の発明は、走行路面状態が悪路
である場合、車両の動特性を決定するフィルタ定数
Ｔ 1 、Ｔ 2 を悪路に応じた所定の値に変更するため、補償
器の定数を悪路に応じた値に変更することで、悪路に応
じた車両の動特性に変更することが可能となって、良
路、悪路それぞれに適した動特性に変更して車両の安定
性及び操縦性を向上させることができる。
である場合、車両の動特性を決定するフィルタ定数
Ｔ 1 、Ｔ 2 を悪路に応じた所定の値に変更するため、補償
器の定数を悪路に応じた値に変更することで、悪路に応
じた車両の動特性に変更することが可能となって、良
路、悪路それぞれに適した動特性に変更して車両の安定
性及び操縦性を向上させることができる。
【００６６】
【図１】本発明の実施例を示す４輪操舵車両の概略構成
図。
図。
【図２】同じくコントローラを主体としたブロック図で
ある。
ある。
【図３】同じくコントローラを主体に行われるフィード
バック系のブロック図。
バック系のブロック図。
【図４】制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】同じく補正値Ｋｐの演算を示すフローチャート
である。
である。
【図６】路面状態量Ｒｃと定数Ｃ2の関係を示すマップ
である。
である。
【図７】本発明のクレーム対応図である。
３ ステアリング装置 ４、５ 後輪 ６ アクチュエータ ７ コントローラ ８ 操舵角センサ ９ 車速センサ １０ ヨーレートセンサ １１ 後輪舵角センサ ５１ 車両状態検出手段 ５２ 運動状態量目標値演算手段 ５３ 走行路面状態検出手段 ５４ 実運動状態量検出手段 ５５ フィードバック補償手段 ５６ 補助舵角制御手段 ５７ 補償定数演算手段 Ｔ1、Ｔ2 定数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 7/14
Claims (3)
- 【請求項１】車両の状態を検出する車両状態検出手段
と、 前記車両状態の検出値に基づいて運動状態量の目標値を
演算する運動状態量目標値演算手段と、 車両の走行路面が良路と悪路のいずれであるかを検出す
る走行路面状態検出手段と、 実際に車両に発生している運動状態量を検出する実運動
状態量検出手段と、 前記運動状態量目標値と実運動状態量の差に基づいて動
的な進み・遅れ特性を有する補償器を備えて補助舵角フ
ィードバック操作量を演算するフィードバック補償手段
と、 前記補助舵角フィードバック操作量が得られる制御指令
を補助舵角アクチュエータに出力する補助舵角制御手段
とを備えた車両用実舵角制御装置において、前記走行路面状態に基づいて後輪舵角補正値Ｋｐを演算
するフィードバック後輪舵角補正値演算部と、 前記検出した走行路面状態が悪路の場合には、フィード
バック補償手段におけるフィルタ定数を、前記後輪舵角
補正値Ｋｐに基づいて演算し、変更するフィードバック
補償部フィルタ定数演算部と、 前記フィードバック補償手段からの出力と後輪舵角補正
値Ｋｐとからフィードバック後輪舵角δＦ／Ｂを演算す
るフィードバック後輪舵角補正部と を備えたことを特徴
とする車両用実舵角制御装置。 - 【請求項２】前記フィードバック補償部フィルタ定数演
算部は、前記フィルタ定数を、定常ゲインと車速とを入
力として予め設定された車両の所定の動特性に基づく関
数より演算することを特徴とする請求項１に記載の車両
用実舵角制御装置。 - 【請求項３】前記フィードバック補償部フィルタ定数演
算部は、前記走行路面状態が悪路である場合、車両の動
特性を決定するフィルタ定数を悪路に応じた所定の値に
変更することを特徴とする請求項１に記載の車両用実舵
角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32616894A JP3235384B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 車両用実舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32616894A JP3235384B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 車両用実舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08175411A JPH08175411A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3235384B2 true JP3235384B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=18184814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32616894A Expired - Fee Related JP3235384B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 車両用実舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235384B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023141562A (ja) * | 2022-03-24 | 2023-10-05 | 日野自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32616894A patent/JP3235384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08175411A (ja) | 1996-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |