JPH04339076A - 補助舵角制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵入力時や外乱入力
時に補助舵角を与えることで車両の運動特性を最適にす
る補助舵角制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、前輪操舵時に後輪にアクティブ制
御により補助舵角を与える補助舵角制御装置としては、
例えば、『学会講演会前刷集８９２』（１９８９年１０
月；社団法人自動車技術会発行）の１７７ページ〜１８
０ページに記載のものが知られている。

【０００３】上記従来出典には、図７に示すように、補
助舵角を行なわない２ＷＳの前輪操舵と、定常的車体ス
リップ角をゼロとする狙いによる制御則１と、最適フィ
ードバック制御により過渡的車体スリップ角をもゼロと
する制御則２と、ヨーレートフィードバック制御により
車体スリップ角をゼロにする制御則に実用性を持たせた
制御則３の各特性の比較が記載され、また、図８に示す
ように、操舵入力に対するステップ応答特性と、図９に
示すように、外乱入力に対するステップ応答特性が記載
されている。

【０００４】そして、操舵入力に対するヨーレートのス
テップ応答をみると、図８からも明らかなように、制御
則２と制御則３とは、操舵入力に対し一次遅れ特性とな
り、非振動的で、操舵入力に対する速応性，収束性が良
好となる。

【０００５】外乱入力に対しては、図９に示すように、
制御則２は２ＷＳと全く変りないのに対し、制御則３は
、ヨーレート，横加速度ゲインが低下し、減衰係数が増
大する為、外乱安定性は制御則１，２に比べて向上する
。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外乱入
力に対する制御則３のうちヨーレート伝達関数に関して
みると、一次／２次の式で２ＷＳと同じ二次遅れ系とな
る為、ヨーレートのステップ応答特性が振動的になる。 即ち、発生したヨーレートをフィードバックして外乱発
生後の値をフィードバックしている為、図９では収束性
の良好な特性として描かれているが、実際には、過減衰
により入力に対して段付きをもって収束してゆく（図６
の点線特性参照）。

【０００７】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、操舵入力時や外乱入力時に補助舵角を与
えることで車両の運動特性を最適にする補助舵角制御装
置において、操舵入力及び外乱入力に対するステップ応
答を共に非振動的にして高い収束性を達成することを課
題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の補助舵角制御装置では、操舵入力及び外乱入力
に対するヨーレートの発生伝達関数を共に一次遅れ系と
する手段とした。

【０００９】即ち、図１のクレーム対応図に示すように
、車両の前輪または後輪の少なくとも一方に外部からの
制御により補助舵角を与える補助舵角付与手段ａと、前
輪への操舵入力を検出する操舵入力検出手段ｂと、車両
への外乱入力を検出する外乱入力検出手段ｃと、操舵入
力及び外乱入力に対するヨーレートの発生伝達関数が共
に一次遅れ系となるように、前記補助舵角付与手段ａに
対し補助舵角付与制御指令を出力する補助舵角制御手段
ｄとを備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】前輪を操舵しての旋回時で、横風や路面凹凸等
による外乱入力が無い時には、補助舵角制御手段ｄにお
いて、操舵入力検出手段ｂからの操舵入力に応じて、ヨ
ーレートの発生伝達関数が一次遅れ系となるように、車
両の前輪または後輪の少なくとも一方に補助舵角を与え
る補助舵角付与手段ａに対し補助舵角付与制御指令が出
力される。

【００１１】前輪を操舵しての旋回時で、横風や路面凹
凸等による外乱入力がある時には、補助舵角制御手段ｄ
において、操舵入力検出手段ｂからの操舵入力及び外乱
入力検出手段ｃからの外乱入力に応じて、ヨーレートの
発生伝達関数が共に一次遅れ系となるように、車両の前
輪または後輪の少なくとも一方に補助舵角を与える補助
舵角付与手段ａに対し補助舵角付与制御指令が出力され
る。

【００１２】前輪非操舵による直進時で、横風や路面凹
凸等による外乱入力がある時には、補助舵角制御手段ｄ
において、外乱入力検出手段ｃからの外乱入力に応じて
、ヨーレートの発生伝達関数が一次遅れ系となるように
、車両の前輪または後輪の少なくとも一方に補助舵角を
与える補助舵角付与手段ａに対し補助舵角付与制御指令
が出力される。

【００１３】

【実施例】構成を説明する。

【００１４】図２は本発明実施例の補助舵角制御装置が
適用された四輪操舵車両を示す全体システム図であり、
四輪操舵車両は、ステアリングホイール１によりステア
リングギヤユニット２を介して操舵される前輪３，３と
、前輪操舵時に油圧パワーシリンダ４により転舵される
後輪５，５とを備えている。

【００１５】実施例の補助舵角制御装置は、左右の後輪
５，５間にステアリングリンケージ６，６を介して設け
られ、図外のセンタリングスプリングを有する油圧パワ
ーシリンダ４（補助舵角付与手段に相当）と、該油圧パ
ワーシリンダ４内のピストンにより画成される左右の油
室に接続され、後輪５，５に所定の制御舵角を与える制
御油圧を作り出す油圧制御ユニット１１とを備えている
。

【００１６】前記油圧制御ユニット１１は、油圧系とし
て、オイルポンプ１８と、オイルポンプ１８とはポンプ
圧油路１９により接続されるソレノイドバルブ２０と、
ソレノイドバルブ２０とは２本の制御圧油路２１，２２
により接続される油圧パワーシリンダ４と、前記制御圧
油路２１，２２の途中に設けられるカットオフバルブ２
３と、前記ソレノイドバルブ２０とはドレーン油路２４
を介して接続され前記オイルポポンプ１８とは吸入油路
２５を介して接続されるリザーブタンク２６を有し、電
気系として、横風センサ２７と、操舵角センサ２８と、
車速センサ２９と、こられのセンサ信号を入力し、前記
ソレノイドバルブ２０及びカットオフバルブ２３にバル
ブ駆動制御指令を出力する後輪舵角コントローラ３０を
有している。

【００１７】次に、作用を説明する。

【００１８】図３は後輪舵角コントローラ３０で行なわ
れる後輪舵角制御作動の流れを示すフローチャートで、
以下、各ステップについて説明する。

【００１９】ステップ３１では、操舵角センサ２８から
の操舵角信号θと、車速センサ２９からの車速信号Ｖと
、横風センサ２７からの横風信号ＷＦとが読み込まれる
。

【００２０】ステップ３２では、操舵角信号θから操舵
入力δｆ（Ｓ）が演算される（操舵入力検出手段に相当
）。 尚、Ｓはラプラス演算子である。

【００２１】ステップ３３では、横風信号ＷＦから外乱
入力Ｆ（Ｓ）　が演算される（外乱入力検出手段に相当
）。 尚、この外乱入力Ｆ（Ｓ）　は、図４に示すように、適
用される車両の外径寸法等により比例定数等が決められ
る関数で求められる。

【００２２】ステップ３４では、外乱入力Ｆ（Ｓ）　に
対するヨーレートの発生伝達関数が一次遅れ系となる様
に、ステップ枠内の演算式に示すように、操舵入力δｆ
（Ｓ）と外乱入力Ｆ（Ｓ）　の和に一次遅れ項を掛け合
わせることで後輪舵角目標値δｒ（Ｓ）が演算される（
補助舵角制御手段に相当）。即ち、外乱入力を操舵入力
とみなし、検出される横風信号ＷＦを操舵入力に相当す
る値の外乱入力Ｆ（Ｓ）　に変換し、外乱入力Ｆ（Ｓ）
　を後輪舵角目標値δｒ（Ｓ）の演算式に組み込むよう
にしている。

【００２３】ステップ３５では、ステップ３４で求めら
れた後輪舵角目標値δｒ（Ｓ）が得られるバルブ駆動制
御指令がソレノイドバルブ２０に出力される。

【００２４】各走行状態での作用について説明する。

【００２５】（イ）操舵入力のみがある時前輪３，３を
ハンドル１により操舵しての旋回時で、横風による外乱
入力が無い時には、ステップ３２による操舵入力δｆ（
Ｓ）に応じて、ステップ３４でヨーレートの発生伝達関
数が一次遅れ系となるように後輪舵角目標値δｒ（Ｓ）
が演算され、ステップ３５でこの後輪舵角目標値δｒ（
Ｓ）が得られるようにバルブ駆動制御指令がソレノイド
バルブ２０に出力される。

【００２６】従って、前輪舵角がステップ状に与えられ
た時のヨーレートの操舵入力に対する応答特性は、図８
に示すように、操舵入力δｆ（Ｓ）に対し一次遅れ特性
となり、非振動的で、操舵入力に対する速応性，収束性
が良好となる。

【００２７】（ロ）操舵入力及び外乱入力が共にある時
前輪３，３をハンドル１により操舵しての旋回時で、横
風による外乱入力がある時には、ステップ３２による操
舵入力δｆ（Ｓ）及びステップ３３による外乱入力Ｆ（
Ｓ）　に応じて、ステップ３４でヨーレートの発生伝達
関数が一次遅れ系となるように後輪舵角目標値δｒ（Ｓ
）が演算され、ステップ３５でこの後輪舵角目標値δｒ
（Ｓ）が得られるようにバルブ駆動制御指令がソレノイ
ドバルブ２０に出力される。

【００２８】従って、前輪舵角がステップ状に与えられ
た時のヨーレートの操舵入力に対する応答特性は、図８
に示すように、操舵入力δｆ（Ｓ）に対し一次遅れ特性
となり、非振動的で、操舵入力δｆ（Ｓ）に対する速応
性，収束性が良好となる。

【００２９】また、外乱がステップ状に与えられた時の
ヨーレートの外乱入力に対する応答特性は、図５及び図
６に示すように、外乱入力Ｆ（Ｓ）　に対し一次遅れ特
性となり、図６の点線に示す二次遅れ特性に比べ、非振
動的で、外乱入力Ｆ（Ｓ）　に対する速応性，収束性が
良好となる。

【００３０】（ハ）外乱入力のみがある時ハンドル１を
中立位置に保持して直進時で、横風による外乱入力のみ
がある時には、ステップ３３による外乱入力Ｆ（Ｓ）　
に応じて、ステップ３４でヨーレートの発生伝達関数が
一次遅れ系となるように後輪舵角目標値δｒ（Ｓ）が演
算され、ステップ３５でこの後輪舵角目標値δｒ（Ｓ）
が得られるようにバルブ駆動制御指令がソレノイドバル
ブ２０に出力される。

【００３１】従って、外乱がステップ状に与えられた時
のヨーレートの外乱入力に対する応答特性は、図５及び
図６に示すように、外乱入力Ｆ（Ｓ）　に対し一次遅れ
特性となり、図６の点線に示す二次遅れ特性に比べ、非
振動的で、外乱入力Ｆ（Ｓ）　に対する速応性，収束性
が良好となる。

【００３２】以上説明してきたように、実施例の補助舵
角制御装置にあっては、操舵入力時や外乱入力時に後輪
５，５に補助舵角を与えることで車両のヨーレートや横
加速度等の運動特性を最適にする補助舵角制御装置にお
いて、操舵入力δｆ（Ｓ）及び外乱入力Ｆ（Ｓ）　に対
するヨーレートの発生伝達関数を共に一次遅れ系とする
装置とした為、操舵入力δｆ（Ｓ）及び外乱入力Ｆ（Ｓ
）　に対するステップ応答を共に非振動的にして高い収
束性を達成することができる。

【００３３】また、実施例装置では、ステップ３４の枠
内に示す式のように、外乱入力を操舵入力とみなし、検
出される横風信号ＷＦを操舵入力に相当する値の外乱入
力Ｆ（Ｓ）に変換し、この外乱入力Ｆ（Ｓ）　を後輪舵
角目標値δｒ（Ｓ）の演算式に組み込むようにしている
為、従来技術で示した制御則２を大幅に変更することな
く、わずかな制御則の変更のみにより外乱に対して高い
安定性を保つことができる。

【００３４】以上、本発明の実施例を図面により説明し
てきたが、具体的な構成や制御内容に関しては実施例装
置に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更
や追加等があっても本発明に含まれる。

【００３５】例えば、実施例では、外乱センサとして横
風センサを用いた例を示したが、軸力センサ等の路面凹
凸センサを追加しても良い。

【００３６】実施例では、後輪のみに補助舵角を与える
例を示したが、前輪及び後輪に補助舵角を与える装置や
前輪のみに補助舵角を与える装置にも適用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、操舵入力時や外乱入力時に補助舵角を与えることで
車両の運動特性を最適にする補助舵角制御装置において
、操舵入力及び外乱入力に対するヨーレートの発生伝達
関数を共に一次遅れ系とする手段とした為、操舵入力及
び外乱入力に対するステップ応答を共に非振動的にして
高い収束性を達成することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補助舵角制御装置を示すクレーム対応
図である。

【図２】実施例の補助舵角制御装置が適用された四輪操
舵車両を示す全体システム図である。

【図３】実施例の補助舵角制御装置の後輪舵角コントロ
ーラで行なわれる後輪舵角制御作動の流れを示すフロー
チャートである。

【図４】実施例装置での横風に対する外乱入力特性図で
ある。

【図５】実施例装置でのステップ状外乱入力特性図であ
る。

【図６】ステップ状外乱の入力があった場合のヨーレー
ト特性図である。

【図７】従来の補助舵角制御装置における各制御則の特
性比較表を示す図である。

【図８】ステップ状の操舵入力時における操舵入力に対
する応答特性図である。

【図９】ステップ状の外乱入力時における外乱入力に対
する応答特性図である。

【符号の説明】

ａ　　補助舵角付与手段 ｂ　　操舵入力検出手段 ｃ　　外乱入力検出手段 ｄ　　補助舵角制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両の前輪または後輪の少なくとも一
   方に外部からの制御により補助舵角を与える補助舵角付
   与手段と、前輪への操舵入力を検出する操舵入力検出手
   段と、車両への外乱入力を検出する外乱入力検出手段と
   、操舵入力及び外乱入力に対するヨーレートの発生伝達
   関数が共に一次遅れ系となるように、前記補助舵角付与
   手段に対し補助舵角付与制御指令を出力する補助舵角制
   御手段と、を備えていることを特徴とする補助舵角制御
   装置。