JPH0374280A - 車両の補助操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は前輪操舵時、前輪及び後輪の少なくとも一方を
補助操舵する車両の補助操舵装置に関するものである。

（従来の技術） この種装置は、前輪操舵時車両の挙動（ヨーレート等）
が狙い通りのものとなるように補助操舵を行うものであ
るが、この際狙いとする目標挙動を好みや走行条件に応
じ手動や自動で変更可能にしたものが特開昭６１−１１
５７７６号公報により提案されている。

これは第９図に示す如きもので、ＩＬ、　ＩＲは左右前
輪、２Ｌ、　２Ｒは左右後輪を示し、前輪はステアリン
グホイール３によりステアリングギヤ４を介して操舵し
、後輪はアクチュエータ５により操舵する。後輪の舵角
制御のために、後輪舵角計算部６を設け、これにはステ
アリングホイール操舵角θを検出する操舵角センサ７か
らの信号及び車速Ｖを検出する車速センサ８からの信号
を人力する。

計算部６は、車両の目標挙動を決める第１．第２規範モ
デル９．１０と、これらを選択する切換部１１と、目標
挙動を得るための後輪舵角δ、を求めるための自車モデ
ル１２とで構成し、切換部１１の切り換えは摘み１３で
これを行う。両規範モデル９゜１０は夫々操舵角θ及び
車速Ｖから異なった目標挙動を演算し、切換部１１はこ
れら目標挙動のうち摘み工３で指令した方の目標挙動を
選択する。自軍モデル１２はこの目標挙動を得るための
後輪舵角δ。

を演算し、後輪舵角制御部１４でアクチュエータ５を介
し後輪をδ、だけ操舵することにより車両の目標挙動を
達成する。

（発明が解決しようとする課題） ところでかかる従来の構成によれば、摘み１３による規
範モデルの切り換えを走行中に行うと、切り換え前の規
範モデルに基づく後輪舵角から切り換え後の規範モデル
に基づく後輪舵角へと後輪舵角が急変し、車両挙動の変
化が滑らかに行われず、不自然なものとなる。

例えば第１Ｏ図に示す如く、Ｖ＝１５０　ｋｍ／ｈ、０
３０度を保って瞬時ｔｌ　に規範モデルの切り換えを行
った場合について述べると、瞬時１．の直後に後輪舵角
の急変を生じ、車両のヨーレート（挙動ンも滑らかに切
り換え後の目標挙動とならず不自然である。

そこで特開昭６４−８３４６８号公報に示されているよ
うに、車両の平面運動に関する状態変数（挙動変化）が
小さく、後輪舵角の急変を生じない時だけ、上記の切り
換えを許可する技術も従来提案された。

しかしこの場合、上記の許可条件が満たされない限り切
り換えが実行されないこととなり、指令通りの車両挙動
が直ちに得られないという問題があった。

本発明は、規範モデルの変更時、変更直前の目標挙動又
は補助操舵量から変更後の目標挙動又は補助操舵量への
切り換えをなめらかに行わせるようにすることで、補助
舵角の急変を生ずることなしに当該変更を直ちに実行さ
せ得るようにし、上述の問題を悉く解決することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明の補助操舵装置は、前輪操舵時、
種々に変更可能な規範モデルを基に演算した目標挙動が
得られるよう、前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操
舵する車両において、前記規範モデルの変更指令を検知
するモデル変更指令検知手段と、 この変更指令時、変更直前の目標挙動又は補助操舵量か
ら変更後の目標挙動又は補助操舵量へ滑らかに切り換え
る円滑切換手段とを設けて構成したものである。

（作　用） 前輪操舵時、規範モデルを基に車両の目標挙動が演算さ
れ、この目標挙動が得られるよう前輪及び後輪を補助操
舵する。なお、規範モデルを変更すると、これに対応し
て車両の目標挙動も変化し、補助操舵により種々の車両
挙動を得ることができる。

規範モデルの変更に当りその指令が発せられると、この
指令を検知するモデル変更指令検知手段に応答して円滑
切換手段は、変更直前の目標挙動又は補助操舵量から変
更後の目標挙動又は補助操舵量へ滑らかに切り換える。

よって規範モデルの変更時、規範モデルに基づく目標挙
動又はこの目標挙動に基づく補助操舵量が規範モデル変
更直前の値から変更後の所定値へ徐々に変化されること
となり、補助舵角の急変を生ずることなしに規範モデル
の変更を直ちに実行させることができる。

（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図は後輪を補助操舵するようにした本発明装置の一
実施例で、図中第９図におけると同様部分を同一符号に
て示す。しかして本例では、第１規範モデル２１ａ及び
第２規範モデル２１ｂの２個の規範モデルを設けるも、
これらを個々に内部制御定数（定常ゲイン及び時定数等
）の変更により変更可能とする。

これがため制御定数設定部２２を設け、これにより手動
又は自動で上記変更のための制御定数変更指令を出力す
るようになす。この指令を入力されて規範モデル変更制
御部２３は、一方で円滑切換部２５に規範モデル２１ａ
、　２１ｂからの演算ヨーレートψ１．ψ２の選択切り
換えを行わせ、他方で書換禁止部２６を介し選択中の規
範モデル２１ａ又は２１ｂに対する書き換えを禁止する
と共に非選択中の規範モデル２１ｂ又は２１ａに対して
設定部２２による変更５ 一 内容通りの制御定数の変更（書き換え）を実行させる。

つまり規範モデル２１ａ、　２１ｂは設定部２２による
制御定数の変更指令がなければ、円滑切換部２５によっ
て一方の規範モデルを選択され続け、これに基づき操舵
角θ及び車速Ｖから演算したヨーレートψ１又はψ２を
円滑切換部２５はヨーレート目標値ψとする。設定部２
２により制御定数（規範モデル〉の変更が指令されると
、当該変更が他方のく非選択中）の規範モデルに対して
なされ、この変更された規範モデルに基づく演算ヨーレ
ートψ２又はψ１を円滑切換部２５がヨーレート目標値
ψとして切り換え使用する。なおこの際円滑切換部２５
は、規範モデルの上記変更にともなうヨーレート目標値
委、からφ２への又は号。から方１への変更を滑らかに
行わせる。

上記実施例の作用を後輪舵角計算部６が実行する第２図
及び第３図の制御プログラムに基づき次に説明する。

後輪舵角計算部６は第２図のプログラムを一定時間△を
毎の割り込みにより実行して後輪舵角を演算し、それ以
外では第３図のメインルーチンを実行して規範モデルの
変更を行うものとする。第２図においては先ずステップ
３１で操舵角θ及び車速Ｖを読み込み、ステップ３２で
フラグＨＦＬＧが１か否かにより規範モデル変更中か否
かを、又ステップ３３でフラグＦＬＧが１か否かにより
第１規範モデル２１Ｈの選択中か第２規範モデル２１ｂ
の選択中かを判別する。

規範モデルの変更がなされていなければ、第１規範モデ
ル選択中ならステップ３４で選択中の規範モデル２１ａ
　に基づきθ、■から目標ヨーレートψ、を次式 はこの演算ヨーレートψ１をヨーレート目標値ψとして
選択する。又第２規範モデル選択中ならステップ３６で
対応するモデル２１ｂに基づきθ、■から目標ヨーレー
トψ２を次式 ・・・（委、から（１）ｔへの切り換え時）・・・（ψ
２からψ１への切り換え時）により演算する。次のステ
ップ３７で円滑切換部２５は、この演算ヨーレート委、
をヨーレート目標値ψとして選択する。

一方、規範モデルの変更中であれば、この変更は第３図
のメインルーチンにより後述の如くになされるが、ステ
ップ３８．３９では前記（１）、（２）式によりヨーレ
ートφ＋＋＜’２を演算する。次のステップ４０では円
滑切換部２５が、選択中のψ１又はψ２からφ２又は小
、へとヨーレート目標値号を次式により徐々に切り換え
る。

ステップ４１では、ステップ３５．３７又は４０で決定
した目標ヨーレートψを得るための後輪舵角δ。

を自車モデル１２に基づき次式により演算する。

Ｖ、　＝　ｆ　’　Ｖｙ−ｄｔ　　　　　　　　　　・
（３）Ｃｐ　＝ｅＫｐ　（θバー（Ｖｙ＋Ｌｐ　１　＜
１’）／Ｖ）　−（４）Ｃｍ　−（２Ｌｐ−Ｃ−１ｚ・
ｐ　＞　／２　ＬＲ・・・（５）Ｖ、　−（２Ｃ，＋２
Ｃ１１）　／　Ｍ　−Ｖ　−ｉ　　　・（６）０ δ＊　−ＣＲ／　ＫＲ＋（Ｖｙ−Ｌ１？＞Ｎ・・・（７
） このようにして求めた与えるべき後輪舵角δ、をステッ
プ４２で後輪舵角制御部１４に出力する。これにより後
輪舵角制御部１４はアクチュエータ５を介し後輪を上記
第８だけ操舵し、目標とするヨーレートψを生じさせる
。

第３図のメインルーチンにおいては、先ずステップ５１
でフラグＨＦＬＧから規範モデル変更中か否かを判別す
る。変更中でなければ、ステップ５２で制御定数設定部
２２からの変更指令が有ったか否かをチエツクする。変
更指令がなければ制御をそのままステップ５１に戻し、
変更指令があった時ステップ５３でこのことを示すよう
にフラグＨＦＬＧを１にセットする。次のステップ５４
では、フラグＦＬＧから第１規範モデル選択中か第２規
範モデル選択中かを判別し、ステップ５５．５６で非選
択中の第２規範モデル２１ｂ又は第１規範モデル２１．
を制御定数設定部２２による変更内容に基づく制御定数
〔前記ｒ２（Ｖ）、　Ｇ２（Ｖ）又ハｒ＋（Ｖ）、Ｇｌ
（ν）〕ノ変更により書き換える。従って、第２図中ス
テップ３８．３９の計算はこのように変更された規範モ
デルに基づき行われることとなる。次のステップ５７゜
５８では、書き換えた規範モデルに選択が切り換わるよ
うフラグＦＬＧを０にリセットしたり、１にセットする
。そしてステップ５９で、現在時刻ｔを前述したヨーレ
ート目標値切換開始時刻１．としてメモリする。

このようにして規範モデル変更中になると、ステップ５
９がステップ６０を選択し、ここで現在時刻ｔがヨーレ
ート目標値の開始ｔ５から前述した一定のヨーレート目
標値切換時間△Ｔｈが経過したか否かをチエツクする。

経過したところでステップ６１により、規範モデルの変
更が終了したことを示すようにフラグＨＦＬＧを０にリ
セットする。

以上の作用により、規範モデルの変更時これにともなう
ヨーレート目標値号の方１からφ２への、又はψ２から
ψ、への切り換え（第２図中ステップ４０）がΔＴｈ時
間をかけて徐々になされることとなり、このヨーレート
目標値ψが得られるよう与える後輪舵角δ、が急変する
のを防止し得る。

例えば法要 第１表（車両諸元） における諸元の車両を車速Ｖ＝１５０　ｋｍ／ｈで走行
させている間、規範モデルの制御定数Ｇ（Ｖ）、　　τ
（Ｖ）法要 ３− ４ の如くに変更した場合のシュミレーション結果を示す第
４図から明らかように、規範モデル変更指令瞬時ｔ１以
後において後輪舵角及び車両ヨーレートが共に変更直前
の値から△Ｔｈ時間をかけて変更後の所定値へ滑らかに
落ち着く。よって、当該変更時も後輪舵角の急変を生ず
ることはなく、不自然な車両挙動が発生するのを防止し
得る。又、後輪舵角を変更指令瞬時ｔｌ　から無条件に
変更後の所定値に向かわせて、規範モデルの変更を直ち
に実行することから、当該変更に従った目標挙動の得ら
れない状態が何時までも続くといった問題を生ずること
もない。

第５図は本発明の他の例を示し、本例では規範モデル２
１．　、２１．を基に演算したヨーレートψψ２を切り
換え使用するのでなく、これらψ、。

ψ２から第１図中の規範モデル１２と同様な夫々の自車
モデル１２．　、１２ｂを基に後輪舵角δ□、δ、２を
求め、これらを円滑切換部２５により選択して後輪舵角
目標値δ３とする。

この場合の作用は第６図及び第７図の如きものであり、
これら図中第２図及び第３図におけると同様のステップ
を同一符号にて示す。第６図の後輪舵角計算に当たって
は、規範モデル不変更中に行うべきステップ３４．３６
の次にステップ４３．４４を設定し、ヨーレートψ１．
ψ２が得られるような後輪舵角δ□、δＲ２を自車モデ
ル１２．　、１２ｂを基に演算し、次のステップ４５．
４６で円滑切換部２５がこれらδ□、δ、２を後輪舵角
目標値δ、とする。

規範モデル変更中は、ステップ３８．３９で求めたヨー
レー）’／＋、方２が得られるような後輪舵角δ□、δ
Ｒ２をステップ４７．４８で同様にして演算する。次の
ステップ４９では円滑切換部２５が、選択中のδＲ１又
はδＲ２からδ、２又はδＲ１へと後輪舵角目標値δ、
を前述の例に準する次式により徐々に切り換える。

・・・（δ、２からδ□への切換時） ステップ４２では、ステップ４５．４６又は４９で求め
た後輪舵角目標値δ、を後輪舵角制御部１４に出力して
、後輪をこの目標値に転舵する。

第７図の規範モデル書き換えプログラムは第３図のプロ
グラムと同じものであるが、本例ではフラグＦＬＧが１
なら第１規範モデルに対応した自車モデル１２Ｈの選択
中であることを、又０なら第２規範モデルに対応した自
軍モデル１２ｂの選択中であることを示すものとする。

本例でも、前述した例と同じ条件で行ったシュミレーシ
ョン結果を示す第８図から明らかなように、同様の作用
効果を奏し得る。

なおいずれの例でも、規範モデルを２個設け、規範モデ
ルの変更時選択中でない方の規範モデルに対して変更を
行い、選択中の規範モデルを書き換え禁止するよう構成
したことから、後輪舵角目標値δ８の演算を確実にその
周期Δを毎に行わせることかできるが、本発明の着想は
規範モデルが１個だけの場合にも同様にして適用し得る
ことは言うまでもない。

（発明の効果〉 かくして本発明の補助操舵装置は上述の如く、規範モデ
ルの変更時変更直前の目標挙動又は補助操舵量から変更
後の目標挙動又は補助操舵量へ滑らかに切り換える構成
としたから、変更直後に車両挙動が急変するのを防止す
ることができ、又これがためこの急変が生じなくなるの
を待って当該変更を実行させる必要がなく、この変更を
指令時直ちに開始させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明補助操舵装置の一実施例を示すシステム
図、 第２図及び第３図は同例の機能フローチャート、第４図
は同例の動作タイムチャート、 第５図は本発明の他の例を示す第１図と同様なシステム
図、 第６図及び第７図は同例の機能フローチャート、７ ８ 第８図は同側の動作タイムチャート、 第９図は従来装置のシステム図、 第１０図は従来装置の動作タイムチャートである。 ＩＬ、ＩＲ・・・前輪　　　　　２Ｌ、２Ｒ・・・後輪
３・・・ステアリングホイール ４・・・ステアリングギヤ ５・・・後輪操舵アクチュエータ ６・・・後輪舵角計算部　　７・・・操舵角センサ８・
・・車速センサ　　　１２ａ、　１２ｂ・・・自車モデ
ル２１ａ、　２１ｂ・・・規範モデル ２２・・・制御定数設定部 ２３・・規範モデル変更制御部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前輪操舵時、種々に変更可能な規範モデルを基に演
   算した目標挙動が得られるよう、前輪及び後輪の少なく
   とも一方を補助操舵する車両において、 前記規範モデルの変更指令を検知するモデル変更指令検
   知手段と、 この変更指令時、変更直前の目標挙動又は補助操舵量か
   ら変更後の目標挙動又は補助操舵量へ滑らかに切り換え
   る円滑切換手段とを具備してなることを特徴とする車両
   の補助操舵装置。