JPH0319824B2 - - Google Patents

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JPH0319824B2
JPH0319824B2 JP1551285A JP1551285A JPH0319824B2 JP H0319824 B2 JPH0319824 B2 JP H0319824B2 JP 1551285 A JP1551285 A JP 1551285A JP 1551285 A JP1551285 A JP 1551285A JP H0319824 B2 JPH0319824 B2 JP H0319824B2
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JP
Japan
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vehicle
target value
steering
steering angle
target
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JP1551285A
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Japanese (ja)
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JPS61175179A (en
Inventor
Takeshi Ito
Taketoshi Kawabe
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、操舵時の車両の運動性能を自在に
制御できるようにした車両用舵角制御装置に関
し、特に、運動特性に関与する運動変数のうちヨ
ーイング運動と横方向運動を適正に制御するよう
にした車両用舵角制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a steering angle control device for a vehicle that can freely control the dynamic performance of a vehicle during steering, and in particular, to a steering angle control device for a vehicle that can freely control the dynamic performance of a vehicle during steering, and in particular, to The present invention relates to a steering angle control device for a vehicle that appropriately controls yawing motion and lateral motion.

(従来の技術) 従来の、機械リンク式ステアリング装置を搭載
した車両は、ステアリングハンドルの操舵量に対
応して前輪を転舵する構成となつており、操舵に
伴う運動性能は、その車両の車両諸元により一律
に決定され、運動性能は車種毎に固有のものとな
つている。
(Prior art) Vehicles equipped with conventional mechanical link steering devices are configured to steer the front wheels in response to the amount of steering from the steering wheel, and the dynamic performance associated with steering depends on the vehicle's vehicle performance. The driving performance is uniformly determined based on specifications, and is unique to each vehicle model.

これに対し、本願出願人は、先に、特願昭59−
188153号において、目標とする運動性能を備える
目標車両モデルを想定し、該目標車両モデルに関
する車両諸元と運動方程式に基づいて、ステアリ
ングハンドル操舵量と車速に対応する運動変数の
目標値、すなわち目標車両モデルが呈する運動性
能を表わす運動変数値を求め、この運動変数目標
値を自車(当該装置を搭載した車両)で実現する
ように、自車の車輪(前輪および後輪)の舵角を
制御する装置を提案している。
On the other hand, the applicant of this application previously filed a patent application filed in
In No. 188153, a target vehicle model with target dynamic performance is assumed, and target values of motion variables corresponding to the steering wheel steering amount and vehicle speed are determined based on the vehicle specifications and equation of motion regarding the target vehicle model, that is, the target vehicle speed. The value of the motion variable that represents the motion performance exhibited by the vehicle model is determined, and the steering angle of the wheels (front wheels and rear wheels) of the own vehicle is determined so that the target value of the motion variable is achieved in the own vehicle (vehicle equipped with the device). We are proposing a control device.

すなわち、この装置を用いれば、例えば自車が
セダン車タイプの車両であつても、目標車両モデ
ルをスポーツ車タイプの車両に設定すれば、車体
構造等がセダン車タイプでありながら、スポーツ
車の運動性能を保有させることができる等、自在
に運動性能を制御することができるのである。
In other words, if you use this device, for example, even if your vehicle is a sedan type vehicle, if you set the target vehicle model to a sports car type vehicle, it will be possible to create a sports car even though the body structure etc. are of the sedan type. It is possible to freely control exercise performance, such as maintaining exercise performance.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、本願発明者らは、上記装置につい
て、さらに研究を重ねるうちに、次のような改良
点を見出した。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the inventors of the present application discovered the following improvements while conducting further research on the above-mentioned device.

すなわち、車両の操安性の評価は、一般に、ヨ
ーレートと横加速度の各々の操舵応答性の良否を
重視して行われ、かつ、これらヨーレートと横加
速度の相関性も重視される。
That is, the evaluation of the steering stability of a vehicle is generally performed with emphasis on the quality of steering responsiveness of each of yaw rate and lateral acceleration, and also on the correlation between these yaw rates and lateral acceleration.

そして、操舵時における過渡運動状態および定
常運動状態の両状態において、横すべり角が小さ
いことが、操安性を高くする条件になつており、
理想的には、上記過渡運動状態および定常運動状
態に拘わらず、しかも車速変化に無関係に、常に
横すべり角が零であることが最良の条件となる。
In both the transient motion state and the steady motion state during steering, a small sideslip angle is a condition for improving steering stability.
Ideally, the best condition would be for the sideslip angle to always be zero, regardless of the above-mentioned transient motion state or steady motion state, and regardless of changes in vehicle speed.

しかし、このように、常に横すべり角を零とす
ることは、従来の車両では不可能なことである。
However, it is impossible for conventional vehicles to always maintain a sideslip angle of zero.

なぜなら、上述のように、常に横すべり角を零
とするための運動方程式の解を線形2自由度(ヨ
ー、横)近似式から導びくと、 〓=KθS ……(1) α=KVθS ……(2) (ここで、〓はヨーレート、αは横加速度、θS
操舵角、Vは車速である)となる。
This is because, as mentioned above, when we derive the solution of the equation of motion to always make the sideslip angle zero from the linear two-degree-of-freedom (yaw, lateral) approximation formula, we get 〓=Kθ S ……(1) α=KVθ S ...(2) (Here, 〓 is the yaw rate, α is the lateral acceleration, θ S is the steering angle, and V is the vehicle speed).

上記式(1)、(2)が意味するところは、操舵角θS
ある時間Δt秒間で0からある角度まで変化した
とすると、Δt秒後には、すでに〓=KθSなるヨー
レートが発生していることになる。これを通常の
車両で実現するには、応答遅れが全く無い転舵機
構を具備するか、あるいは、ヨー慣性モーメント
が零の車体構造とする必要があり、事実上不可能
な条件となる。
What the above equations (1) and (2) mean is that if the steering angle θ S changes from 0 to a certain angle in a certain time Δt seconds, a yaw rate of 〓=Kθ S has already occurred after Δt seconds. This means that In order to achieve this in a normal vehicle, it is necessary to have a steering mechanism with no response delay at all, or to have a vehicle body structure with zero yaw moment of inertia, which is a virtually impossible condition.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために、本発明は、第1
図に示す手段を備える。
(Means for solving the problems) In order to solve the above problems, the present invention provides the first
It is equipped with the means shown in the figure.

ヨーイング運動目標値演算手段102は、予め
設定された所望の運動性能を備える第1の目標車
両モデルに関する演算により、ハンドル操舵角検
出手段100で検出されるステアリングハンドル
の操舵角θSと、車速検出手段101で検出される
車速Vに対応するヨーイング運動の目標値を求
める。
The yawing movement target value calculation means 102 calculates the steering angle θ S of the steering wheel detected by the steering wheel angle detection means 100 and the vehicle speed detection by calculation regarding a first target vehicle model having a preset desired movement performance. A target value of the yawing motion corresponding to the vehicle speed V detected by means 101 is determined.

横方向運動目標値演算手段103は、ヨーイン
グ運動目標値演算手段102で求められたヨーイ
ング運動目標値に基づいて、車両の重心点横す
べり角が常に零となるような横方向運動の目標値
Yを求める。
The lateral movement target value calculating means 103 calculates a lateral movement target value Y such that the sideslip angle at the center of gravity of the vehicle is always zero, based on the yawing movement target value obtained by the yawing movement target value calculating means 102. demand.

舵角目標値演算手段104は、上記ヨーイング
運動目標値と横方向運動目標値、および自車
の車両諸元とから、前輪および後輪の舵角の目標
値を求める。
The steering angle target value calculating means 104 calculates the target values of the steering angles of the front wheels and the rear wheels from the yawing movement target value, the lateral movement target value, and the vehicle specifications of the host vehicle.

そして、車輪転舵手段105は、上記車輪舵角
目標値に、前輪および後輪の各対応する車輪を
転舵する。
Then, the wheel steering means 105 steers each of the front wheels and the rear wheels corresponding to the wheel steering angle target value.

(作用) ヨーイング運動目標値演算手段102と横方向
運動目標値演算手段103により、ヨーイング運
動目標値と横方向運動目標値とが求められ、
これらの運動変数目標値とを自車で実現すべ
く車輪の舵角目標値が求められ、この舵角目標
値に車輪が転舵される。
(Function) A yawing motion target value and a lateral motion target value are determined by the yawing motion target value calculation means 102 and the lateral motion target value calculation means 103,
In order to achieve these motion variable target values in the own vehicle, a target steering angle value of the wheels is determined, and the wheels are steered to this target steering angle value.

ここで、上記横方向運動目標値は、車両の重
心点横すべり角が常に零となるような条件のもと
で求めらるれことから、本発明装置搭載車の重心
点横すべり角は常に零となるように制御されるこ
とになる。
Here, the above-mentioned lateral motion target value is obtained under the condition that the sideslip angle at the center of gravity of the vehicle is always zero, so the sideslip angle at the center of gravity of the vehicle equipped with the device of the present invention is always zero. It will be controlled so that

(実施例) 本発明の一実施例の構成を第2図に示す。(Example) The configuration of one embodiment of the present invention is shown in FIG.

マイクロコンピユータ1は、車速センサ3で検
出される車速Vと、ハンドル操舵角センサ2で検
出されるステアリングハンドル8の操舵角θSを入
力して、運動変数目標値の演算および前輪舵角目
標値Fと後輪舵角目標値Rの演算を行う。
The microcomputer 1 inputs the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 3 and the steering angle θ S of the steering wheel 8 detected by the steering wheel angle sensor 2, and calculates the motion variable target value and the front wheel steering angle target value. Calculates F and rear wheel steering angle target value R.

前輪転舵装置4は、マイクロコンピユータ1か
ら与えられる前輪舵角目標値Fのデータに基づ
いて前輪9,10の転舵制御を行う装置であり、
同様に、後輪転舵装置5は、マイクロコンピユー
タ1から与えられる後輪舵角目標値Rのデータ
に基づいて後輪11,12の転舵制御を行う装置
である。
The front wheel steering device 4 is a device that performs steering control of the front wheels 9 and 10 based on the data of the front wheel steering angle target value F given from the microcomputer 1.
Similarly, the rear wheel steering device 5 is a device that performs steering control of the rear wheels 11 and 12 based on data of the rear wheel steering angle target value R given from the microcomputer 1.

前輪9,10および後輪11,12を実際に転
舵するのは、油圧式ステアリング装置6および7
である。
The hydraulic steering devices 6 and 7 actually steer the front wheels 9, 10 and the rear wheels 11, 12.
It is.

上記前輪転舵装置4と後輪転舵装置5、および
油圧式ステアリング装置6,7は、例えば第3図
に示すような構成になつている。
The front wheel steering device 4, the rear wheel steering device 5, and the hydraulic steering devices 6, 7 are configured as shown in FIG. 3, for example.

油圧式ステアリング装置6,7は、2つのピス
トン32,33を備え、両端がタイロツド(図示
略)に連結されたシヤフト31を、左右の油圧室
34,35の作動油圧に差を設けることによつて
軸方向へ移動させることにより車輪の転舵を行
う。
The hydraulic steering devices 6 and 7 are equipped with two pistons 32 and 33, and drive a shaft 31 whose both ends are connected to tie rods (not shown) by providing a difference in the working oil pressure between left and right hydraulic chambers 34 and 35. The wheels are steered by moving them in the axial direction.

また、中央の室37内には、バネ36で左右逆
方向に付勢された反撥プレート38,39が、シ
ヤフト31に遊嵌されており、これは、左右の油
圧室34,35の作動油圧が抜かれたときに、シ
ヤフト31を元の中立位置に復帰させるためのも
のである。
In addition, in the center chamber 37, repulsion plates 38 and 39 biased in left and right opposite directions by a spring 36 are loosely fitted to the shaft 31, and this is caused by the hydraulic pressure of the left and right hydraulic chambers 34 and 35. This is for returning the shaft 31 to its original neutral position when the shaft 31 is pulled out.

前・後輪転舵装置4,5は、ソレノイドドライ
バ21と、コントロールバルブ22と、オイルポ
ンプ26と、オイルタンク27から構成されてい
る。
The front and rear wheel steering devices 4 and 5 are composed of a solenoid driver 21, a control valve 22, an oil pump 26, and an oil tank 27.

コントロールバルブ22は、油圧式ステアリン
グ装置6,7の左右の油圧室34,35に通ずる
油路28,29を備え、これらの油路28,29
に流入する作動油量を調整するスプールバルブ2
5を具備している。このスプールバルブ25は、
左右端が電磁ソレノイド23,24に遊嵌してお
り、電磁ソレノイド23,24の磁力の大小によ
り、軸方向へ移動し、上記左右の油圧室34,3
5に与える作動油量を調整する。
The control valve 22 includes oil passages 28 and 29 that communicate with the left and right hydraulic chambers 34 and 35 of the hydraulic steering devices 6 and 7.
Spool valve 2 that adjusts the amount of hydraulic oil flowing into the
It is equipped with 5. This spool valve 25 is
The left and right ends are loosely fitted into the electromagnetic solenoids 23 and 24, and move in the axial direction depending on the magnitude of the magnetic force of the electromagnetic solenoids 23 and 24, and the left and right hydraulic chambers 34 and 3
Adjust the amount of hydraulic oil given to 5.

ソレノイドドライバ21は、マイクロコンピユ
ータ1から与えられる前・後輪舵角目標値F
δRに比例した電流信号を左右何れかの電磁ソレ
ノイド23,24に供給する。この場合、車輪の
転舵方向によつて、電流を与える電磁ソレノイド
を左右で切換えて制御する。
The solenoid driver 21 receives front and rear wheel steering angle target values F , which are given from the microcomputer 1.
A current signal proportional to δ R is supplied to either the left or right electromagnetic solenoids 23, 24. In this case, control is performed by switching the electromagnetic solenoid that applies current between the left and right sides depending on the steering direction of the wheels.

第4図は、マイクロコンピユータ1で実行され
る処理を示すフローチヤートである。以下、この
フローチヤートの説明とともに、本実施例の動作
を説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing executed by the microcomputer 1. The operation of this embodiment will be explained below along with the explanation of this flowchart.

第4図に示す処理は、所定時間Δt毎に繰返し
実行されるもので、イグニツシヨンスイツチが
ONされて、電源の供給がなされた時にイニシヤ
ライズが行われる。
The process shown in Fig. 4 is repeatedly executed every predetermined time Δt, and when the ignition switch is
Initialization is performed when it is turned on and power is supplied.

ステツプ41の処理では、ハンドル操舵角センサ
2と車速センサ3からマイクロコンピユータ1へ
入力されるハンドル操舵角θSと車速Vの両データ
の読込みが行われる。
In the process of step 41, both data of the steering wheel steering angle θ S and the vehicle speed V input from the steering wheel steering angle sensor 2 and the vehicle speed sensor 3 to the microcomputer 1 are read.

次に、ステツプ42の処理では、予めメモリ内に
記憶されている目標車両モデルに関する車両諸元
の読出しが行われる。この目標車両モデル(以下
「目標車両」と略す)は、ヨーイング運動および
横方向運動について目標とする特性を備える車両
(実在の車両または仮空の車両の何れでも良い)
を想定したもので、この想定された車両の車両諸
元を目標車両諸元とする。
Next, in the process of step 42, vehicle specifications related to the target vehicle model stored in the memory in advance are read out. This target vehicle model (hereinafter abbreviated as "target vehicle") is a vehicle (either a real vehicle or a virtual vehicle) that has target characteristics regarding yawing motion and lateral motion.
The vehicle specifications of this assumed vehicle are assumed to be the target vehicle specifications.

本実施例では、上記目標車両諸元として、以下
の車両諸元を用いている。
In this embodiment, the following vehicle specifications are used as the target vehicle specifications.

IZ1:目標車両のヨー慣性 M1:目標車両の車体質量 LF1:目標車両の前軸と重心間の距離 LR1:目標車両の後軸と重心間の距離 N1:目標車両のステアリングギヤ比 KF1:目標車両の前輪のコーナリングパワー KR1:目標車両の後輪のコーナリングパワー そして、次のステツプ43の処理では、上記目標
車両諸元を用いて、ヨーイング運動の目標値(本
実施例では、ヨーレート〓とヨー角加速度¨の目
標値〓,¨)を求める演算を行う。この演算は、
以下の式に従つて行われる。
I Z1 : Yaw inertia of the target vehicle M 1 : Body mass of the target vehicle L F1 : Distance between the front axle and center of gravity of the target vehicle L R1 : Distance between the rear axle and center of gravity of the target vehicle N 1 : Steering gear of the target vehicle Ratio K F1 : Cornering power of the front wheels of the target vehicle K R1 : Cornering power of the rear wheels of the target vehicle Then, in the process of the next step 43, the target value of the yawing motion (in this example Now, calculations are performed to obtain the target values of yaw rate and yaw angular acceleration. This operation is
This is done according to the following formula.

M1(V〓y1+〓1V)=2CF1+2CR1 ……(3) IZ1¨1=2LF1CF1−2LR1CR1 ……(4) CF1=KF1{θS/N1−(Vy1+LF11)/V}……(5
) CR1=−KR1(Vy1−LR11)/V ……(6) ¨=¨1 ……(7) 〓=〓1 ……(8) ここで、 〓1:目標車両のヨーレート ¨1:目標車両のヨー角加速度 Vy1:目標車両のy軸方向速度 V〓y1:目標車両のy軸方向横すべり加速度 CF1:目標車両前輪のコーナリングフオース CR1:目標車両後輪のコーナリングフオース である。
M 1 (V〓 y1 +〓 1 V) = 2C F1 +2C R1 ……(3) I Z1 ¨ 1 = 2L F1 C F1 −2L R1 C R1 ……(4) C F1 =K F1S /N 1 − (V y1 +L F11 )/V}……(5
) C R1 = −K R1 (V y1 −L R11 )/V ……(6) ¨= 1 ……(7) 〓=〓 1 ……(8) Here, 〓 1 : Target vehicle's Yaw rate ¨1 : Yaw angular acceleration of the target vehicle V y1 : Speed of the target vehicle in the y-axis direction V〓 y1 : Side slip acceleration of the target vehicle in the y-axis direction C F1 : Cornering force of the front wheels of the target vehicle C R1 : Cornering force of the target vehicle's rear wheels This is the cornering force.

上記(3)、(4)式は、目標車両における運動方程式
であり、これらの式を解くには、Δt毎に2回の
積分演算が必要であり、この積分演算は、例え
ば、 A(t+Δt)=A(t)+Δt・A〓(t) で表わされる矩形積分法や、その他、ルンゲクツ
タ法等、要求される積分精度に応じて適切な積分
法を用いる。
Equations (3) and (4) above are equations of motion for the target vehicle. To solve these equations, two integral operations are required for each Δt. This integral operation is, for example, A(t+Δt )=A(t)+Δt・A〓(t) An appropriate integration method is used depending on the required integration precision, such as the rectangular integration method or the Rungekutta method.

そして、上記演算中には、横方向運動に関する
運動方程式も演算されるが、この演算によつて求
まる横方向運動変数(Vy1やV〓y1)は、横すべり
成分を含む値であるため、後述する舵角目標値
の演算には用いられない。この横方向運動変数
の目標値は、次のステツプ44の処理によつて決定
される。
During the above calculation, the equation of motion related to the lateral motion is also calculated, but the lateral movement variables (V y1 and V〓 y1 ) determined by this calculation include a sideslip component, so they will be explained later. Target steering angle value
It is not used in the calculation of F. The target value of this lateral motion variable is determined by the process of the next step 44.

すなわち、上記ステツプ43で求めらたヨーレー
ト目標値〓とステツプ41で読込まれた車速Vとか
ら、 =〓V ……(9) なる演算によつて、横加速度目標値を求める。
That is, from the yaw rate target value 〓 obtained in step 43 and the vehicle speed V read in step 41, the lateral acceleration target value is calculated by the following calculation: =〓V (9).

また、(9)式が成立するときには、常にV〓y1(=
α−〓1V)=0が成立つのでその積分値Vy1も「=
0」となるから、y軸方向加速度目標値y
「=0」と設定する。
Also, when equation (9) holds true, V〓 y1 (=
Since α−〓 1 V)=0 holds, its integral value V y1 is also “=
Therefore, the y-axis direction acceleration target value y is set to "=0".

次に、ステツプ45、46、47の処理は、上記のよ
うにして、別々の演算によつて求めた運動変数の
目標値〓,¨とを自車(本実施例搭載車両)の
前、後輪舵角を制御することで、自車の運動特性
として実現する制御を行う。
Next, in steps 45, 46, and 47, the target values 〓, 〇 of the motion variables obtained by separate calculations as described above are applied to the front and rear of the own vehicle (vehicle equipped with this embodiment). By controlling the wheel steering angle, control is achieved as a dynamic characteristic of the own vehicle.

すなわち、ステツプ45の処理において、予めメ
モリ内に記憶されている自車の車両諸元を読出
し、ステツプ46の処理により、自車車両諸元と上
記運動変数目標値〓,¨,とから、前、後輪の
舵角目標値FRを求め、これをステツプ47の
処理で前輪転舵装置4および後輪転舵装置5へ出
力するのである。
That is, in the process of step 45, the vehicle specifications of the own vehicle stored in the memory in advance are read, and in the process of step 46, the previous vehicle specifications are calculated from the own vehicle specifications and the above motion variable target values 〓, ¨, , the rear wheel steering angle target values F , R are determined and outputted to the front wheel steering device 4 and the rear wheel steering device 5 in step 47.

上記ステツプ45で読出される自車車両諸元は、
以下に示すものである。
The vehicle specifications read in step 45 above are as follows:
These are shown below.

IZ2:自車のヨー慣性 M2:自車の車体質量 LF2:自車の前軸と重心間の距離 LR2:自車の後軸と重心間の距離 L2:自車のホイールベース KF2:自動の前輪のコーナリングフオース KR2:自動の後輪のコーナリングフオース そして、ステツプ46で実行される演算は以下の
如くである。
I Z2 : Yaw inertia of own vehicle M 2 : Vehicle mass of own vehicle L F2 : Distance between own vehicle's front axle and center of gravity L R2 : Distance between own vehicle's rear axle and center of gravity L 2 : Own vehicle's wheelbase K F2 : Cornering force of the front wheels of the automatic vehicle K R2 : Cornering force of the rear wheels of the automatic vehicle The calculations executed in step 46 are as follows.

CF2=1/2L2(M2LR2+IZ2¨) ……(10) CR2=1/2L2(M2LF2−IZ2¨) ……(11) βF2=CF2/KF2 ……(12) βR2=CR2/KR2 ……(13) F=βF2+(y−LF2〓)/V ……(14) R=βR2+(y−LR2〓)/V ……(15) ここで、 CF2:自車の前輪コーナリングパワー CR2:自車の後輪コーナリングパワー βF2:自動の前輪の横すべり角 βR2:自動の後輪の横すべり角 である。 C F2 = 1/2L 2 (M 2 L R2 + I Z2 ¨) ……(10) C R2 = 1/2L 2 (M 2 L F2 −I Z2 ¨) ……(11) β F2 = C F2 /K F2 …(12) β R2 = C R2 /K R2 …(13) F = β F2 + ( y −L F2 〓) / V … (14) R = β R2 + ( y −L R2 〓) /V...(15) Where, C F2 : Front wheel cornering power of the own vehicle C R2 : Rear wheel cornering power of the own vehicle β F2 : Side slip angle of the front wheels of the automatic vehicle β R2 : Side slip angle of the rear wheels of the automatic vehicle .

そして、上記式(14)、(15)で求められた前輪
舵角目標値Fと後輪舵角目標値Rが、ステツプ
47の処理により出力され、前輪転舵装置4と後輪
転舵装置5は、与えられた舵角目標値Fあるい
Rに前輪9,10あるいは後輪11,12を
転舵するために必要な作動油圧を油圧式ステアリ
ング装置6,7へ供給し、これにより、前輪9,
10および後輪11,12の転舵が行われる。
Then, the front wheel steering angle target value F and the rear wheel steering angle target value R obtained by the above equations (14) and (15) are
47, and the front wheel steering device 4 and rear wheel steering device 5 perform the operations necessary to steer the front wheels 9, 10 or the rear wheels 11, 12 to the given steering angle target value F or R. Hydraulic pressure is supplied to the hydraulic steering devices 6, 7, and thereby the front wheels 9,
10 and rear wheels 11 and 12 are steered.

以上の制御動作により、自車のヨーイング運動
は、目標車両におけるヨーイング運動特性に等し
くなり、かつ自車の横方向運動は、重心点横すべ
り角βが零となるように制御される。
Through the above control operations, the yawing motion of the host vehicle becomes equal to the yawing motion characteristic of the target vehicle, and the lateral motion of the host vehicle is controlled so that the sideslip angle β at the center of gravity becomes zero.

これは、横加速度目標値が、前記(9)式を満足
する値であり、かつ、y軸方向速度目標値y
0として演算が行われることから得られる作用で
ある。すなわち、=〓Vであれば、重心点横す
べり角速度β〓は、 β〓=α/V−ψ〓(=Vy/V) で表わされるから、αにを代入(または、V〓y
y(=0)の微分値(=0)を代入)すれば、
β〓=0となるため、この積分値である重心点横す
べり角βも「=0」となる。
This means that the lateral acceleration target value satisfies the above equation (9), and the y-axis direction speed target value y =
This effect is obtained because the calculation is performed with the value set to 0. In other words, if =〓V, then the sideslip angular velocity β〓 at the center of gravity is expressed as β〓=α/V−ψ〓(=V y /V), so substitute α for α (or V〓 y
By substituting the differential value (=0) of y (=0) into
Since β=0, the center-of-gravity side slip angle β, which is this integral value, also becomes “=0”.

従つて、例えば、第5図に示すような急操舵を
行つた場合、ヨーレートの変化は、第6図中の特
性aに示すように、全く舵角制御を行わない従来
車両におけるヨーレート変化特性(同図中の特性
bで示す)に比べて応答性が良好である。
Therefore, for example, when a sudden steering is performed as shown in FIG. 5, the change in yaw rate is similar to the yaw rate change characteristic ( The response is better than that shown by characteristic b in the figure.

ここで、先願例装置のように、重心点横すべり
角を常に零とする制御を行わないで舵角制御を行
う装置を搭載した車両においては、ヨーレート変
化は、本実施例装置搭載車と同じく特性aのよう
な良い応答性が得られるが、横方向加速度につい
て見てみると、第7図に示すように、先願例装置
搭載車における横方向加速度の変化特性は、図中
の特性dで示すように、従来車両における特性
(図中の特性eで示す)に比べれば、非振動的で
はあるが、本実施例装置搭載車の特性(図中の特
性cで示す)に比べると、やや発生が緩慢であ
る。
Here, in a vehicle equipped with a device that performs steering angle control without always controlling the center-of-gravity sideslip angle to zero, such as the device in the prior application, the yaw rate change will be the same as in the vehicle equipped with the device of this embodiment. A good response as shown in characteristic a can be obtained, but when looking at the lateral acceleration, as shown in Fig. 7, the change characteristic of the lateral acceleration in the vehicle equipped with the device of the prior application is the characteristic d in the figure. As shown in Figure 2, although it is non-vibratory compared to the characteristics of the conventional vehicle (indicated by characteristic e in the figure), compared to the characteristics of the vehicle equipped with the device of this embodiment (indicated by characteristic c in the figure), The onset is somewhat slow.

これに対し、本実施例装置搭載車は、第8図中
の特性fで示すように、重心点横すべり角が常に
零であるため(同図中の特性gは先願例装置搭載
車、特性hは従来車両の場合を示す)、第7図に
示す特性cの如く、横加速度の応答性も高くな
る。
On the other hand, in the vehicle equipped with the device of the present invention, the sideslip angle at the center of gravity is always zero, as shown by the characteristic f in FIG. (h indicates the case of a conventional vehicle), the responsiveness of the lateral acceleration is also increased as shown in the characteristic c shown in FIG.

なお、上記実施例では、前輪9,10および後
輪11,12の両者を油圧式ステアリング装置
6,7を用いて転舵を行う構造の四輪操舵車に本
発明を適用した例を示したが、この他に、前輪
9,10を、従来の機械リンク式ステアリング装
置を用いて転舵する車両にも適用することは可能
である。
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the present invention is applied to a four-wheel steering vehicle having a structure in which both front wheels 9, 10 and rear wheels 11, 12 are steered using hydraulic steering devices 6, 7. However, in addition to this, it is also possible to apply the present invention to a vehicle in which the front wheels 9 and 10 are steered using a conventional mechanical link type steering device.

この場合、第9図に示すように、後輪11,1
2は、上記実施例と同様に、油圧式ステアリング
装置7を用いて転舵を行うようにし、前輪9,1
0は、機械リンク式ステアリング装置14によ
り、ステアリングハンドル8の操舵に連動して転
舵がなされるとともに、補助転舵装置13を設け
て、運動特性制御を行うための前輪舵角目標値
に前輪舵角が一致するように補正する構造とす
ることが考えられる。
In this case, as shown in FIG.
2, similarly to the above embodiment, the hydraulic steering device 7 is used to perform steering, and the front wheels 9, 1
0 is a front wheel steering angle target value for which steering is performed by the mechanical link type steering device 14 in conjunction with the steering of the steering wheel 8, and the auxiliary steering device 13 is provided to perform dynamic characteristic control.
It is conceivable to adopt a structure in which the front wheel steering angle is corrected so that it matches F.

このときの前輪舵角の補正量ΔδFは、上記実施
例において、第4図中のステツプ46で実行される
演算のうち、式(12)と式(14)の演算を次のよ
うな演算式(16)と(17)に変更すれば良い。
The correction amount Δδ F of the front wheel steering angle at this time is obtained by substituting equations (12) and (14) among the calculations executed at step 46 in FIG. 4 in the above embodiment as follows. Just change it to equations (16) and (17).

βF2=CF2/eKF ……(16) ΔδF=βF2+(y2−LF3〓)/V−θS/N2……(1
7) ここで、 eKF2:自車のフロント等価コーナリングパワー N2:自車のステアリングギヤ比 であり、eKF2は、ステアリング剛性をKS、トレ
ールをξとした場合、 eKF2=KS/1+2ζ/N22KSKF で表わされる。
β F2 = C F2 /eK F ……(16) Δδ F = β F2 + ( y2 −L F3 〓)/V−θ S /N 2 ……(1
7) Here, eK F2 : Front equivalent cornering power of own vehicle N 2 : Steering gear ratio of own vehicle, eK F2 is, when steering stiffness is K S and trail is ξ, eK F2 = K S / It is expressed as 1+2ζ/N 2 / 2 K S K F.

このようにすれば、上記実施例と同様の動作を
行うことに等しくなり、同じ効果が得られる。
If this is done, it will be equivalent to performing the same operation as in the above embodiment, and the same effect will be obtained.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、目標車
両に関する演算からヨーイング運動の目標値を求
め、このヨーイング運動の目標値を用いて重心点
横すべり角が常に零となるような横方向運動の目
標値を求めて、これらの目標値を実現するように
車輪舵角を制御するようにしたことによつて、車
両の運動性能を自在に制御することができ、か
つ、従来車両では実現不可能な、重心点横すべり
角を常に零とする理想的な運動性能を具備する車
両を提供することができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, the present invention obtains a target value of yawing motion from calculations related to the target vehicle, and uses this target value of yawing motion to ensure that the sideslip angle at the center of gravity is always zero. By determining the target values for lateral motion and controlling the wheel steering angle to achieve these target values, it is possible to freely control the vehicle's dynamic performance, and it is much faster than conventional vehicles. Therefore, it is possible to provide a vehicle that has ideal maneuverability in which the sideslip angle at the center of gravity is always zero, which is impossible to achieve with other vehicles.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の一
実施例の構成図、第3図は第2図中の前輪転舵装
置と後輪転舵装置および油圧式ステアリング装置
の構成図、第4図は第2図中のマイクロコンピユ
ータによつて実行される処理を示すフローチヤー
ト、第5図〜第8図は第2図に示す実施例装置搭
載車における運動特性を従来車両および先願例装
置搭載車両と比較して示す特性図、第9図は本発
明の他の実施例の構成図である。 100……ハンドル操舵角検出手段、101…
…車速検出手段、102……ヨーイング運動目標
値演算手段、103……横方向運動目標値演算手
段、104……舵角目標値演算手段、105……
車輪転舵手段、1……マイクロコンピユータ、2
……ハンドル操舵角センサ、3……車速センサ、
4……前輪転舵装置、5……後輪転舵装置、6,
7……油圧式ステアリング装置、8……ステアリ
ングハンドル、9,10……前輪、11,12…
…後輪、〓……ヨーレート目標値、ψ¨……ヨー角
加速度目標値、……横加速度目標値、F……
前輪舵角目標値、R……後輪舵角目標値。
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram of the front wheel steering device, rear wheel steering device, and hydraulic steering device in Fig. 2. , FIG. 4 is a flowchart showing the processing executed by the microcomputer in FIG. 2, and FIGS. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a comparison with a vehicle equipped with the device of the present invention, and is a configuration diagram of another embodiment of the present invention. 100...Steering wheel steering angle detection means, 101...
...Vehicle speed detection means, 102... Yawing movement target value calculation means, 103... Lateral movement target value calculation means, 104... Steering angle target value calculation means, 105...
Wheel steering means, 1...Microcomputer, 2
...Handle steering angle sensor, 3...Vehicle speed sensor,
4...Front wheel steering device, 5...Rear wheel steering device, 6,
7... Hydraulic steering device, 8... Steering handle, 9, 10... Front wheels, 11, 12...
...Rear wheel, 〓...Yaw rate target value, ψ¨...Yaw angular acceleration target value, ...Lateral acceleration target value, F ...
Front wheel steering angle target value, R ...Rear wheel steering angle target value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ステアリングハンドルの操舵角を検出するハ
ンドル操舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 予め設定された所望の運動性能を備える目標車
両モデルに関する演算により、前記ステアリング
ハンドルの操蛇角と車速に対応するヨーイング運
動の目標値を求めるヨーイング運動目標値演算手
段と、 該ヨーイング運動目標値演算手段で求められた
ヨーイング運動目標値に基づいて、車両の重心点
横すべり角が常に零となるような横方向運動の目
標値を求める横方向運動目標値演算手段と、 前記求められたヨーイング運動目標値と横方向
運動目標値および自車の車両諸元とから、前輪お
よび後輪舵角の各目標値を求める舵角目標値演算
手段と、 前記求められた各車輪舵角目標値に、前輪およ
び後輪の各対応する車輪を転舵する車輪転舵手段
とを具備することを特徴とする車両用舵角制御装
置。 2 前記ヨーイング運動目標値演算手段は、少な
くともヨーレートの目標値〓を求めるとともに、
前記横方向運動目標値演算手段は、前記ヨーレー
ト目標値〓と前記車速検出手段で検出される車速
Vとから、=〓Vなる演算により、横加速度の
目標値を求めることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の車両用舵角制御装置。
[Scope of Claims] 1. Steering wheel angle detection means for detecting a steering angle of a steering wheel; vehicle speed detection means for detecting vehicle speed; Yawing movement target value calculation means for calculating a target value of yawing movement corresponding to the steering angle of the steering wheel and the vehicle speed, and a sideslip angle at the center of gravity of the vehicle based on the yawing movement target value calculated by the yawing movement target value calculation means. a lateral motion target value calculating means for calculating a target value of the lateral motion such that the yaw motion is always zero; A steering angle target value calculating means for calculating each target value of the rear wheel steering angle, and a wheel steering means for steering each of the front wheels and the rear wheels corresponding to each of the determined wheel steering angle target values. A vehicle steering angle control device characterized by: 2. The yawing movement target value calculation means calculates at least a target value of the yaw rate, and
The lateral motion target value calculation means calculates the target value of lateral acceleration from the yaw rate target value 〓 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection means by calculating =〓V. The vehicle steering angle control device according to item 1.
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