JPH05105101A - Front and rear wheel steering control device - Google Patents

Front and rear wheel steering control device

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JPH05105101A
JPH05105101A JP26387691A JP26387691A JPH05105101A JP H05105101 A JPH05105101 A JP H05105101A JP 26387691 A JP26387691 A JP 26387691A JP 26387691 A JP26387691 A JP 26387691A JP H05105101 A JPH05105101 A JP H05105101A
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JP
Japan
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lateral acceleration
steering
steering angle
gain
yaw rate
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Kazunori Mori
和典 森
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enhance the cornering performance in the critical running zone by controlling the auxiliary steering angle with the sum of the steering angle feed-forward term and the yawrate feedback term, and at the same time, changing the gain of one of the terms in the direction in which the yaw moment increases in accordance with the magnitude of the lateral acceleration. CONSTITUTION:Using a means (a), the auxiliary steering angle is given to at least one of the front wheels and rear wheels not by means of the steering force from a steering wheel but in conformity to a command given externally. The steering angle due to steering wheel, yawrate, and lateral acceleration are sensed by respective means (b, c, d). At least one of the feedback gain and feed-forward gain is set by a means (e) in the direction in which the yaw moment of the car increases in accordance with the magnitude of the lateral acceleration. By use of the lateral acceleration corresponding gain which was set, the means (a) is controlled by a means (f) with the sum of the steering angle feed-forward term and the yawrate feedback term so.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、操舵入力時や外乱入力
時に前後輪の少なくとも一方に補助舵角を与える前後輪
操舵制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a front / rear wheel steering control device for giving an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels at the time of steering input or disturbance input.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の前後輪操舵制御装置とし
ては、例えば、特開昭60−193773号公報に記載
のものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of front and rear wheel steering control device, for example, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-193773 is known.

【0003】上記従来出典には、操舵角フィードフォワ
ード項とヨーレイトフィードバック項との加算値により
後輪に付与する補助舵角を制御する技術が示されてい
て、この従来技術では、下記の式により後輪補助舵角δ
が求められる。
The above-mentioned conventional source discloses a technique for controlling the auxiliary steering angle given to the rear wheels by the addition value of the steering angle feedforward term and the yaw rate feedback term. In this conventional technique, the following equation is used. Rear wheel auxiliary rudder angle δ
Is required.

【0004】δ=k1・δf+k2・ψ’ 但し、(k1・δf);操舵角フィードフォワード項 k1;第1比例定数(車速に対応) δf;ハンドル操舵角 (k2・ψ’);ヨーレイトフィードバック項 k2;第2比例定数(固定値または走行条件による選択
値) ψ’;ヨーレイト
Δ = k1δf + k2ψ 'where (k1δf); steering angle feedforward term k1; first proportional constant (corresponding to vehicle speed) δf; steering wheel steering angle (k2ψ'); yaw rate feedback term k2; second proportional constant (fixed value or selected value depending on running conditions) ψ '; yaw rate

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の前後輪操舵制御装置にあっては、フィードフォワー
ドゲインである第1比例定数k1とフィードバックゲイ
ンである第2比例定数k2のいずれも横加速度に対して
は一定値により与えられるものである為、例えば、限界
走行領域(高横加速度領域)では、ドライバーが意図し
た程に車両が旋回方向に転向してくれない等、旋回性の
向上が不充分という問題がある。
However, in the above-mentioned conventional front and rear wheel steering control device, both the first proportional constant k1 which is the feedforward gain and the second proportional constant k2 which is the feedback gain are related to the lateral acceleration. On the other hand, since it is given by a constant value, for example, in the limit running area (high lateral acceleration area), the vehicle does not turn in the turning direction as intended by the driver, so that the turning performance is not improved. There is a problem of being sufficient.

【0006】即ち、限界走行領域では、通常、旋回半径
が大となりアンダーステアが強くなる。
That is, in the limit traveling area, the turning radius is usually large and the understeer is strong.

【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前後輪の少な
くとも一方に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置にお
いて、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることを課
題とする。
The present invention has been made by paying attention to the above problems, and in a front and rear wheel steering control device for giving an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels at the time of steering input or disturbance input, The problem is to improve the turning performance of the.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の前後輪操舵制御装置では、操舵角フィードフォ
ワード項とヨーレイトフィードバック項との加算値によ
り補助舵角を制御すると共に、両項のうち少なくとも一
方の項のゲインを横加速度の大きさに応じてヨーモーメ
ントを増す方向に変更する手段とした。
In order to solve the above problems, in the front and rear wheel steering control device of the present invention, the auxiliary steering angle is controlled by the addition value of the steering angle feedforward term and the yaw rate feedback term, and The gain of at least one of the terms is changed to increase the yaw moment according to the magnitude of the lateral acceleration.

【0009】即ち、図1のクレーム対応図に示すよう
に、前後輪の少なくとも一方の車輪に対しハンドル操舵
入力によらず外部からの指令で補助舵角を付与する補助
操舵手段aと、ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵
角検出手段bと、ヨーレイトを検出するヨーレイト検出
手段cと、横加速度を検出する横加速度検出手段dと、
フィードバックゲインとフィードフォワードゲインの少
なくとも一方のゲインを、横加速度の大きさに応じて車
両のヨーモーメントを増す方向に変更する横加速度対応
ゲイン設定手段eと、設定された横加速度対応ゲインを
用い、ハンドル操舵角に基づく操舵角フィードフォワー
ド項と検出されたヨーレイトに基づくヨーレイトフィー
ドバック項との加算値により前後輪の少なくとも一方の
車輪に補助舵角を付与する指令を前記補助操舵手段aに
出力する補助舵角制御手段fとを備えていることを特徴
とする。
That is, as shown in the claim correspondence diagram of FIG. 1, an auxiliary steering means a for giving an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels by an external command regardless of steering input, and steering wheel steering. Steering wheel steering angle detecting means b for detecting an angle, yaw rate detecting means c for detecting yaw rate, lateral acceleration detecting means d for detecting lateral acceleration,
A lateral acceleration corresponding gain setting means e for changing at least one of the feedback gain and the feedforward gain in a direction of increasing the yaw moment of the vehicle in accordance with the magnitude of the lateral acceleration, and the set lateral acceleration corresponding gain are used. Assist for outputting to the auxiliary steering means a a command to give an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels by the sum of the steering angle feedforward term based on the steering angle of the steering wheel and the yaw rate feedback term based on the detected yaw rate. The steering angle control means f is provided.

【0010】[0010]

【作用】操舵入力時や外乱入力時には、横加速度対応ゲ
イン設定手段eにおいて、フィードバックゲインとフィ
ードフォワードゲインの少なくとも一方のゲインを、横
加速度の大きさに応じて車両のヨーモーメントを増す方
向に変更するように横加速度対応ゲインが設定され、補
助舵角制御手段fにおいて、横加速度対応ゲイン設定手
段eにより設定された横加速度対応ゲインを用い、ハン
ドル操舵角に基づく操舵角フィードフォワード項と検出
されたヨーレイトに基づくヨーレイトフィードバック項
との加算値により前後輪の少なくとも一方の車輪に補助
舵角を付与する指令が補助操舵手段aに出力される。
At the time of steering input or disturbance input, in the lateral acceleration corresponding gain setting means e, at least one of the feedback gain and the feedforward gain is changed to increase the yaw moment of the vehicle according to the magnitude of the lateral acceleration. The lateral acceleration corresponding gain is set as described above, and the auxiliary steering angle control unit f detects the steering angle feedforward term based on the steering angle using the lateral acceleration corresponding gain set by the lateral acceleration corresponding gain setting unit e. A command for giving an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels is output to the auxiliary steering means a by the addition value with the yaw rate feedback term based on the yaw rate.

【0011】従って、高い横加速度を発生する限界走行
領域において、旋回加速をした場合、車両のヨーレイト
の発生を促進させる方向に前後輪の少なくとも一方に補
助舵角が与えられることになる。一方、限界走行領域で
は、前輪から後輪へ荷重移動が発生し、アンダーステア
が強くなるので、この補助舵角制御により、アンダース
テア傾向を弱めることができ、限界旋回性能の向上が図
られる。
Therefore, when turning acceleration is performed in the limit traveling region where high lateral acceleration is generated, an auxiliary steering angle is given to at least one of the front and rear wheels in a direction that promotes the generation of yaw rate of the vehicle. On the other hand, in the limit travel area, the load shifts from the front wheels to the rear wheels, and the understeer becomes stronger, so the understeer tendency can be weakened by this auxiliary steering angle control, and the limit turning performance can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

(第1実施例)構成を説明する。 (First Embodiment) The configuration will be described.

【0013】図2は後輪のみに補助舵角を与える本発明
第1実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体システム図
である。
FIG. 2 is an overall system diagram showing a front / rear wheel steering control device of the first embodiment of the present invention for giving an auxiliary steering angle only to the rear wheels.

【0014】第1実施例の前後輪操舵制御装置が適用さ
れる車両の前輪1L,1Rには、ハンドル2への操舵入
力に基づき左右の前輪操舵機構3L,3Rを介して前輪
1L,1Rを操舵するステアリングユニット4が設けら
れ、後輪8L,8Rには、左右の後輪操舵機構9L,9
Rを介して後輪8L,8Rに補助舵角を与える後輪側油
圧シリンダ10(補助操舵手段に相当)が設けられてい
る。
The front wheels 1L, 1R of the vehicle to which the front-rear wheel steering control device of the first embodiment is applied are connected to the front wheels 1L, 1R via the left and right front wheel steering mechanisms 3L, 3R based on the steering input to the steering wheel 2. A steering unit 4 for steering is provided, and the left and right rear wheel steering mechanisms 9L, 9R are provided to the rear wheels 8L, 8R.
A rear wheel hydraulic cylinder 10 (corresponding to auxiliary steering means) that gives an auxiliary steering angle to the rear wheels 8L and 8R via R is provided.

【0015】前記後輪側油圧シリンダ10は、図外の油
圧源ユニットから後輪側サーボバルブ15を介して制御
圧を与えることで後輪側油圧シリンダ10を駆動させる
ようにしている。
The rear wheel side hydraulic cylinder 10 drives the rear wheel side hydraulic cylinder 10 by applying a control pressure from a hydraulic source unit (not shown) via the rear wheel side servo valve 15.

【0016】前記後輪側サーボバルブ15は、コントロ
ールユニット17からの指令により、例えば、右操舵,
保持,左操舵の3位置が切り換え制御される。
The rear-wheel-side servo valve 15 receives a command from the control unit 17, for example, right steering,
Three positions of holding and left steering are switched and controlled.

【0017】前記コントロールユニット17には、操舵
角センサ21(ハンドル操舵角検出手段に相当),ヨー
レイトセンサ22(ヨーレイト検出手段に相当),車速
センサ20,横加速度センサ23(横加速度検出手段に
相当)からのセンサ信号が入力される。
The control unit 17 includes a steering angle sensor 21 (corresponding to steering wheel steering angle detecting means), a yaw rate sensor 22 (corresponding to yaw rate detecting means), a vehicle speed sensor 20, and a lateral acceleration sensor 23 (corresponding to lateral acceleration detecting means). ) From the sensor signal is input.

【0018】前記コントロールユニット17に制御プロ
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
The auxiliary rudder angle control law incorporated in the control unit 17 as a control program will be described.

【0019】第1実施例では、横加速度対応ゲインk
1 ,k2を用い、ハンドル操舵角δf に基づく操舵角フ
ィードフォワード項と検出されたヨーレイトψ’に基づ
くヨーレイトフィードバック項との加算値である下記の
式であらわされる制御則に従って後輪補助舵角δr が付
与される(補助舵角制御手段に相当)。
In the first embodiment, the lateral acceleration corresponding gain k
Using 1 and k 2 , the rear wheel auxiliary rudder is operated according to the control law expressed by the following formula, which is the sum of the steering angle feedforward term based on the steering angle δ f and the yaw rate feedback term based on the detected yaw rate ψ ′. An angle δ r is given (corresponding to auxiliary steering angle control means).

【0020】 δr =−k1・C1・δf +k2・C2・ψ’ …(1) 但し、k1 ;フィードフォワード項の横加速度対応ゲイ
ン C1;第1比例定数 k2 ;フィードバック項の横加速度対応ゲイン C2;第2比例定数 尚、C1,C2は先行資料の特開昭60−193773
号のk1,k2に相当する。
Δ r = −k 1 · C 1 · δ f + k 2 · C 2 · ψ ′ (1) where k 1 ; lateral acceleration corresponding gain C 1 of feedforward term; first proportional constant k 2 ; of feedback term Lateral acceleration corresponding gain C2; second proportional constant C1 and C2 are the prior documents of JP-A-60-193773.
It corresponds to k1 and k2 of the issue.

【0021】前記横加速度対応ゲインk1 は、図3に示
すように、横加速度YGが大きな領域でその値が1から二
次関数的に次第に上昇する値で与えられ、また、前記横
加速度対応ゲインk2 は、図3に示すように、横加速度
YGが大きな領域でその値が1から二次関数的に次第に下
降する値で与えられる(横加速度対応ゲイン設定手段に
相当)。
As shown in FIG. 3, the lateral acceleration-corresponding gain k 1 is given as a value that gradually increases in a quadratic function from 1 in a region where the lateral acceleration YG is large. The gain k 2 is the lateral acceleration as shown in FIG.
In a large YG region, the value is given as a value that gradually decreases from 1 as a quadratic function (corresponding to a lateral acceleration corresponding gain setting means).

【0022】作用を説明する。The operation will be described.

【0023】高い横加速度YGが発生する限界走行領域に
おいては旋回半径が大となり、アンダーステアが強くな
る。
In the limit traveling area where a high lateral acceleration YG is generated, the turning radius becomes large and the understeer becomes strong.

【0024】しかし、上記(1) 式による制御則のうち、
{−k1・C1・δf }による操舵角フィードフォワード
項は、前輪1L,1Rの操舵方向に対し後輪8L,8R
に逆相の補助舵角を与える逆相項としての意味を持つ。
また、{k2・C2・ψ’}によるヨーレイトフィードバ
ック項は前輪1L,1Rの操舵方向に対し後輪8L,8
Rに同相の補助舵角を与える同相項としての意味を持
つ。
However, among the control rules based on the above equation (1),
The steering angle feedforward term by {-k 1 · C 1 · δ f } is the rear wheels 8L and 8R with respect to the steering direction of the front wheels 1L and 1R.
It has a meaning as an anti-phase term that gives an anti-auxiliary steering angle to.
Further, the yaw rate feedback term by {k 2 · C 2 · ψ ′} is the rear wheels 8L, 8 with respect to the steering direction of the front wheels 1L, 1R.
It has a meaning as an in-phase term that gives an in-phase auxiliary steering angle to R.

【0025】しかも、図3に示すように、横加速度対応
ゲインk1 は横加速度YGが高くなればなるほど大きな値
となるのに対し、横加速度対応ゲインk2 は横加速度YG
が高くなればなるほど小さな値となり、高横加速度域で
は、逆相項である{−k1・C1・δf }の重みづけが増
す。
Moreover, as shown in FIG. 3, the lateral acceleration corresponding gain k 1 becomes larger as the lateral acceleration YG becomes higher, whereas the lateral acceleration corresponding gain k 2 becomes larger.
Becomes higher, the smaller the value becomes, and in the high lateral acceleration region, the weighting of {-k 1 · C 1 · δ f }, which is an antiphase term, increases.

【0026】従って、限界走行領域ではヨーレイトψ’
の発生を促進させる方向に後輪8L,8Rに補助舵角が
与えられ、アンダーステア傾向を弱めて車両の回頭性を
増すことができ、限界旋回性能の向上が図られる。
Therefore, the yaw rate ψ'in the limit travel area.
Auxiliary steering angles are given to the rear wheels 8L and 8R in the direction of promoting the occurrence of the above, the understeer tendency can be weakened, the turning performance of the vehicle can be increased, and the limit turning performance can be improved.

【0027】効果を説明する。The effects will be described.

【0028】(1)操舵入力時や外乱入力時に後輪8
L,8Rに補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、高横加速度領域で車両のヨーモーメントを増す横加
速度対応ゲインk1 ,k2 を用い、操舵角フィードフォ
ワード項{−k1・C1・δf }とヨーレイトフィードバ
ック項{k2・C2・ψ’}との加算値により後輪補助舵
角δr を制御する装置とした為、限界走行領域での旋回
性能の向上を図ることができる。
(1) The rear wheels 8 during steering input or disturbance input
In the front and rear wheel steering control device that gives an auxiliary steering angle to L and 8R, the steering angle feedforward term {-k 1 · C 1 is used by using the lateral acceleration corresponding gains k 1 and k 2 that increase the yaw moment of the vehicle in the high lateral acceleration region.・ Δ f } and the yaw rate feedback term {k 2・ C2 ・ ψ '} are added to control the rear wheel auxiliary steering angle δ r , so that the turning performance in the limit traveling area can be improved. it can.

【0029】(第2実施例)本発明第2実施例の前後輪
操舵制御装置の全体システム構成としては、後輪のみに
補助舵角を与えるものであり図2と同様であるので説明
を省略する。
(Second Embodiment) The entire system configuration of the front and rear wheel steering control device of the second embodiment of the present invention is such that only the rear wheels are provided with an auxiliary steering angle and is the same as in FIG. To do.

【0030】前記コントロールユニット17に制御プロ
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
The auxiliary rudder angle control law incorporated in the control unit 17 as a control program will be described.

【0031】第2実施例では、横加速度対応ゲインk
1 ,k2を用い、ハンドル操舵角δf に基づく操舵角フ
ィードフォワード項と検出されたヨーレイトψ’に基づ
くヨーレイトフィードバック項との加算値である下記の
式であらわされる制御則に従って後輪補助舵角δr が付
与される(補助舵角制御手段に相当)。
In the second embodiment, the lateral acceleration corresponding gain k
Using 1 and k 2 , the rear wheel auxiliary rudder is operated according to the control law expressed by the following formula, which is the sum of the steering angle feedforward term based on the steering angle δ f and the yaw rate feedback term based on the detected yaw rate ψ ′. An angle δ r is given (corresponding to auxiliary steering angle control means).

【0032】 δr =k1・G・δf +k2・r(ψ’−ΨT') …(2) 但し、k1 ;フィードフォワード項の横加速度対応ゲイ
ン G ;フィードフォワード伝達関数 k2 ;フィードバック項の横加速度対応ゲイン r ;フィードバックゲイン(r>0) ΨT';目標ヨーレイト特性 前記横加速度対応ゲインk1 は、図4に示すように、横
加速度YGが大きな領域でその値が1から二次関数的に次
第に下降する値で与えられ、また、前記横加速度対応ゲ
インk2 は、図4に示すように、横加速度YGが大きな領
域でその値が1から二次関数的に次第に上昇する値で与
えられる(横加速度対応ゲイン設定手段に相当)。
Δ r = k 1 · G · δ f + k 2 · r (ψ′−Ψ T ′) (2) where k 1 is the lateral acceleration corresponding gain G of the feedforward term G is the feedforward transfer function k 2 The lateral acceleration corresponding gain r of the feedback term; the feedback gain (r> 0) Ψ T '; the target yaw rate characteristic The lateral acceleration corresponding gain k 1 has a value in a large lateral acceleration YG region as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the lateral acceleration-corresponding gain k 2 is given as a quadratic function gradually decreasing from 1 as a quadratic function. It is given as a value that gradually increases (corresponding to a lateral acceleration corresponding gain setting means).

【0033】作用を説明する。The operation will be described.

【0034】高い横加速度YGが発生する限界走行領域に
おいては旋回半径が大となり、アンダーステアが強くな
る。
In the limit traveling area where a high lateral acceleration YG is generated, the turning radius becomes large and the understeer becomes strong.

【0035】しかし、上記(2) 式による制御則のうち、
{k1・G・δf }による操舵角フィードフォワード項
は、限界走行領域で車両安定性を増す、つまり、前輪1
L,1Rの操舵方向に対し後輪8L,8Rに同相の補助
舵角を与える同相項としての意味を持つ。また、{k2
r(ψ’−ΨT')}によるヨーレイトフィードバック項
は、限界走行領域でも実ヨーレイトψ’を目標ヨーレイ
ト特性ΨT'に一致させる、つまり、アンダーステアが強
い時には前輪1L,1Rの操舵方向に対し後輪8L,8
Rに逆相の補助舵角を与える逆相項としての意味を持
つ。
However, among the control rules based on the above equation (2),
The steering angle feedforward term by {k 1 · G · δ f } increases the vehicle stability in the limit traveling region, that is, the front wheel 1
It has a meaning as an in-phase term that gives an in-phase auxiliary steering angle to the rear wheels 8L, 8R with respect to the steering direction of L, 1R. Also, {k 2 ·
The yaw rate feedback term by r (ψ′−Ψ T ′) makes the actual yaw rate ψ ′ match the target yaw rate characteristic Ψ T ′ even in the limit traveling area, that is, when the understeer is strong, the steering direction of the front wheels 1L, 1R is Rear wheels 8L, 8
It has a meaning as an antiphase term which gives an antiphase auxiliary steering angle to R.

【0036】しかも、図4に示すように、横加速度対応
ゲインk2 は横加速度YGが高くなればなるほど大きな値
となるのに対し、横加速度対応ゲインk1 は横加速度YG
が高くなればなるほど小さな値となり、高横加速度域で
は、逆相項である{k2・r(ψ’−ΨT')}の重みづけ
が増す。
Moreover, as shown in FIG. 4, the lateral acceleration corresponding gain k 2 becomes larger as the lateral acceleration YG becomes higher, whereas the lateral acceleration corresponding gain k 1 becomes larger.
Becomes higher, the smaller the value becomes, and in the high lateral acceleration region, the weighting of the opposite phase term {k 2 · r (ψ′−Ψ T ′)} increases.

【0037】従って、限界走行領域ではヨーレイトψ’
の発生を促進させる方向に後輪8L,8Rに補助舵角が
与えられ、アンダーステア傾向を弱めて車両の回頭性を
増すことができ、限界旋回性能の向上が図られる。
Therefore, the yaw rate ψ'in the limit travel area.
Auxiliary steering angles are given to the rear wheels 8L and 8R in the direction of promoting the occurrence of the above, the understeer tendency can be weakened, the turning performance of the vehicle can be increased, and the limit turning performance can be improved.

【0038】効果を説明する。The effect will be described.

【0039】(2)操舵入力時や外乱入力時に後輪8
L,8Rに補助舵角を与える前後輪操舵制御装置におい
て、高横加速度領域で車両のヨーモーメントを増す横加
速度対応ゲインk1 ,k2 を用い、操舵角フィードフォ
ワード項{k1・G・δf }とヨーレイトフィードバック
項{k2・r(ψ’−ΨT')}との加算値により後輪補助
舵角δr を制御する装置とした為、限界走行領域での旋
回性能の向上を図ることができる。
(2) Rear wheel 8 during steering input or disturbance input
In the front and rear wheel steering control device that gives an auxiliary steering angle to L and 8R, the steering angle feedforward term {k 1 · G · is used by using the lateral acceleration corresponding gains k 1 and k 2 that increase the yaw moment of the vehicle in the high lateral acceleration region. Since it is a device that controls the rear wheel auxiliary steering angle δ r by the added value of δ f } and the yaw rate feedback term {k 2 · r (ψ′−Ψ T ′)}, the turning performance is improved in the limit travel area. Can be planned.

【0040】(第3実施例)構成を説明する。(Third Embodiment) The configuration will be described.

【0041】図5は前後輪共に補助舵角を与える本発明
第3実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体システム図
である。
FIG. 5 is an overall system diagram showing a front / rear wheel steering control device according to a third embodiment of the present invention which gives an auxiliary steering angle to both the front and rear wheels.

【0042】第3実施例の前後輪操舵制御装置が適用さ
れる車両の前輪1L,1Rには、ハンドル2への操舵入
力に基づき左右の前輪操舵機構3L,3Rを介して前輪
1L,1Rを操舵するステアリングユニット4に加え、
該ステアリングユニット4のラックチューブ(車体5に
弾性体6を介して支持)をストロークさせることで前輪
1L,1Rに補助舵角を与える前輪側油圧シリンダ7が
設けられ、後輪8L,8Rには、左右の後輪操舵機構9
L,9Rを介して後輪8L,8Rに補助舵角を与える後
輪側油圧シリンダ10が設けられている。
The front wheels 1L, 1R of the vehicle to which the front / rear wheel steering control device of the third embodiment is applied are connected to the front wheels 1L, 1R via the left and right front wheel steering mechanisms 3L, 3R based on the steering input to the steering wheel 2. In addition to the steering unit 4 for steering,
A front wheel hydraulic cylinder 7 is provided which gives an auxiliary steering angle to the front wheels 1L, 1R by making a stroke of a rack tube of the steering unit 4 (supported to the vehicle body 5 via an elastic body 6), and rear wheels 8L, 8R are provided. Left and right rear wheel steering mechanism 9
A rear wheel hydraulic cylinder 10 is provided which gives an auxiliary steering angle to the rear wheels 8L and 8R via L and 9R.

【0043】前記前輪側油圧シリンダ7及び後輪側油圧
シリンダ10は、共通の油圧源ユニット11を有し、こ
の油圧源ユニット11から前輪側フェールセーフバルブ
12及び前輪側サーボバルブ13を介して制御圧を与え
ることで前輪側油圧シリンダ7を駆動させ、油圧源ユニ
ット11から後輪側フェールセーフバルブ14及び後輪
側サーボバルブ15を介して制御圧を与えることで後輪
側油圧シリンダ10を駆動させるようにしている。尚、
前記油圧源ユニット11には、エンジン16により駆動
される油圧ポンプ11a,アンロードバルブ11b,圧
力スイッチ11c,アキュムレータ11d,リザーバ1
1eを有し、一定圧の作動油を供給するようにしてい
る。
The front wheel side hydraulic cylinder 7 and the rear wheel side hydraulic cylinder 10 have a common hydraulic power source unit 11 and are controlled from this hydraulic power source unit 11 via a front wheel side fail-safe valve 12 and a front wheel side servo valve 13. The front wheel hydraulic cylinder 7 is driven by applying pressure, and the rear wheel hydraulic cylinder 10 is driven by applying control pressure from the hydraulic power source unit 11 via the rear wheel fail-safe valve 14 and the rear wheel servo valve 15. I am trying to let you. still,
The hydraulic power source unit 11 includes a hydraulic pump 11a driven by an engine 16, an unload valve 11b, a pressure switch 11c, an accumulator 11d, and a reservoir 1.
1e is provided so that a constant pressure hydraulic oil is supplied.

【0044】前記前輪側フェールセーフバルブ12及び
後輪側フェールセーフバルブ14は、コントロールユニ
ット17からの指令でON/OFFの2位置が切り換えられ、
前記前輪側サーボバルブ13及び後輪側サーボバルブ1
5は、コントロールユニット17からサーボアンプ1
8,19を介しての指令により右操舵,保持,左操舵の
3位置が切り換え制御される。
The front wheel side fail-safe valve 12 and the rear wheel side fail-safe valve 14 are switched between two ON / OFF positions by a command from the control unit 17.
The front wheel side servo valve 13 and the rear wheel side servo valve 1
5 is from the control unit 17 to the servo amplifier 1
A command via 8 and 19 switches and controls three positions of right steering, holding, and left steering.

【0045】前記コントロールユニット17には、車速
センサ20,操舵角センサ21(ハンドル操舵角検出手
段に相当),ヨーレイトセンサ22(ヨーレイト検出手
段に相当),横加速度センサ23(横加速度検出手段に
相当),前輪側変位センサ24,後輪側変位センサ2
5,ニュートラルスイッチ26,クラッチスイッチ2
7,ストップランプスイッチ28からの検出信号が入力
される。尚、ヨーレイトセンサ22からのセンサ信号
は、アンプ29を介し増幅されて入力される。
The control unit 17 includes a vehicle speed sensor 20, a steering angle sensor 21 (corresponding to steering wheel steering angle detecting means), a yaw rate sensor 22 (corresponding to yaw rate detecting means), and a lateral acceleration sensor 23 (corresponding to lateral acceleration detecting means). ), Front wheel side displacement sensor 24, rear wheel side displacement sensor 2
5, neutral switch 26, clutch switch 2
7. The detection signal from the stop lamp switch 28 is input. The sensor signal from the yaw rate sensor 22 is amplified and input via the amplifier 29.

【0046】前記コントロールユニット17に制御プロ
グラムとして組み込まれている補助舵角制御則について
説明する。
The auxiliary rudder angle control law incorporated in the control unit 17 as a control program will be described.

【0047】第3実施例では、横加速度対応ゲインk
1 ,k2,k3 ,k4 を用い、ハンドル操舵角δf に基
づく操舵角フィードフォワード項と検出されたヨーレイ
トψ’に基づくヨーレイトフィードバック項との加算値
である下記の式であらわされる制御則に従って前輪補助
舵角δf0及び後輪補助舵角δr が付与される(補助舵角
制御手段に相当)。
In the third embodiment, the lateral acceleration corresponding gain k
Using 1 , k 2 , k 3 , and k 4 , the control represented by the following formula, which is the sum of the steering angle feedforward term based on the steering angle δ f and the yaw rate feedback term based on the detected yaw rate ψ ′. The front wheel auxiliary rudder angle δ f0 and the rear wheel auxiliary rudder angle δ r are given according to the rule (corresponding to auxiliary rudder angle control means).

【0048】 δf0=k1・Gf・δf −k2・Rf・(ψ’−ΨT') δr =k3・Gr・δf +k4・Rr・(ψ’−ΨT') …(3) 但し、k1,k3 ;フィードフォワード項の横加速度対応
ゲイン Gf,Gr ;フィードフォワード伝達関数 k2,k4 ;フィードバック項の横加速度対応ゲイン Rf,Rr ;フィードバックゲイン(Rf >0,Rr
0) ΨT';目標ヨーレイト特性 前記横加速度対応ゲインk1,k4 は、図6に示すよう
に、横加速度YGが大きな領域でその値が1から二次関数
的に次第に上昇する値(k1 >k4 )で与えられ、ま
た、前記横加速度対応ゲインk2,k3 は、図6に示すよ
うに、横加速度YGが大きな領域でその値が1から二次関
数的に次第に下降する値(k2 <k3 )で与えられる
(横加速度対応ゲイン設定手段に相当)。
Δ f0 = k 1 · G f · δ f −k 2 · R f · (ψ′−Ψ T ′) δ r = k 3 · G r · δ f + k 4 · R r · (ψ′− Ψ T ') (3) where k 1 and k 3 are the feed-forward term lateral acceleration corresponding gains G f and G r ; the feed-forward transfer functions k 2 and k 4 are the feedback term lateral acceleration corresponding gains R f , R r ; Feedback gain (R f > 0, R r >
0) Ψ T '; target yaw rate characteristic As shown in FIG. 6, the lateral acceleration-corresponding gains k 1 and k 4 are values that gradually increase as a quadratic function from 1 in a region where the lateral acceleration YG is large ( k 1 > k 4 ), and the lateral acceleration corresponding gains k 2 and k 3 gradually decrease from 1 as a quadratic function in a region where the lateral acceleration YG is large, as shown in FIG. Value (k 2 <k 3 ) (corresponding to the lateral acceleration corresponding gain setting means).

【0049】作用を説明する。The operation will be described.

【0050】(イ)限界走行時 高い横加速度YGが発生する限界走行領域においては旋回
半径が大となり、アンダーステアが強くなる。
(A) At the time of limit running In the limit running region where a high lateral acceleration YG is generated, the turning radius becomes large and the understeer becomes strong.

【0051】しかし、上記(3) 式による制御則のうち前
輪側では、高横加速度域でk1 >k2の横加速度対応ゲ
インが設定されることで、{k1・Gf・δf }による前輪
切り増し項が{−k2・Rf・(ψ’−ΨT')}による前輪
切り戻し項より重みづけが増す。
However, in the front wheel side of the control law based on the equation (3), the lateral acceleration corresponding gain of k 1 > k 2 is set in the high lateral acceleration region, so that {k 1 · G f · δ f The front wheel increase term by {} is more weighted than the front wheel cutback term by {-k 2 · R f · (ψ′−Ψ T ′)}.

【0052】また、上記(3) 式による制御則のうち後輪
側では、高横加速度域でk4 >k3 の横加速度対応ゲイ
ンが設定されることで、{k4・Rr・(ψ’−ΨT')}に
よる逆相項が{k3・Gr・δf }による同相項より重みづ
けが増す。
On the rear wheel side in the control law based on the equation (3), the lateral acceleration corresponding gain of k 4 > k 3 is set in the high lateral acceleration region, so that {k 4 · R r · ( ψ'-Ψ T ')} weighting increases from phase term reverse phase term by {k 3 · G r · δ f} by.

【0053】従って、限界走行領域ではヨーレイトψ’
の発生を促進させる方向に前輪1L,1R及び後輪8
L,8Rに補助舵角が与えられ、アンダーステア傾向を
弱めて車両の回頭性を増すことができ、限界旋回性能の
向上が図られる。
Therefore, the yaw rate ψ'in the limit travel area.
Front wheels 1L, 1R and rear wheels 8 in the direction of promoting the generation of
Auxiliary steering angles are given to L and 8R, the understeer tendency is weakened, the turning performance of the vehicle can be increased, and the limit turning performance can be improved.

【0054】(ロ)ハンドル操舵時 ハンドル2に操舵入力を与えた時であって、実ヨーレイ
トψ’が目標ヨーレイト特性ΨT'に常に一致すれば、
ψ’=ΨT'となり、上記(3) 式により前輪補助舵角δf0
及び後輪補助舵角δr は、 δf0=k1・Gf・δf δr =k3・Gr・δf となる。
(B) When steering the steering wheel When the steering input is applied to the steering wheel 2, and the actual yaw rate ψ ′ always matches the target yaw rate characteristic Ψ T ′,
ψ '= Ψ T ', and the front wheel auxiliary steering angle δ f0 according to the above equation (3).
And the rear wheel auxiliary steering angle δ r is δ f0 = k 1 · G f · δ f δ r = k 3 · G r · δ f .

【0055】つまり、フィードバック成分が無くなっ
て、フィードフォワード制御が主体となり、ドライバの
意志通りに車両が動いてくれる。
That is, the feedback component is eliminated, and the feedforward control becomes the main component, and the vehicle moves according to the driver's intention.

【0056】ここで、Gf ,Gr ,ΨT'の関係は、特開
平1−215672号公報の中に示されている。即ち、
簡単な2輪モデルを用いた一線形2自由度の運動方程式
において、前後輪をフィードフォワード制御することに
より目標特性ΨT'が得られるようにして解いた結果が伝
達関数Gf ,Gr である。
Here, the relationship between G f , G r and Ψ T 'is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 1-215672. That is,
In a linear two-degree-of-freedom motion equation using a simple two-wheel model, the result obtained by performing feedforward control of the front and rear wheels to obtain the target characteristic Ψ T 'is the transfer functions G f and G r . is there.

【0057】換言すれば、目標特性から伝達関数Gf
r が解析的に求められるものは(1)式を適用できる。
In other words, from the target characteristic, the transfer function G f ,
Equation (1) can be applied to the case where G r is analytically obtained.

【0058】(ハ)外乱入力時 ハンドル2を操舵しないにもかかわらず車両に外乱が加
わり、ヨーレイトが発生した場合は、ハンドル操舵角δ
f がδf =0であり、ψ’<0とすると、上記(3) 式に
より前輪補助舵角δf0及び後輪補助舵角δr は、 δf0=−k2・Rf・ψ’>0 δr =k4・Rr・ψ’<0 となる。
(C) At the time of disturbance input When the yaw rate occurs due to the disturbance applied to the vehicle without steering the steering wheel 2, the steering wheel steering angle δ
If f is δ f = 0 and ψ ′ <0, the front wheel auxiliary rudder angle δ f0 and the rear wheel auxiliary rudder angle δ r are expressed by the above equation (3) as δ f0 = −k 2 · R f · ψ ′ > 0 δ r = k 4 · R r · ψ ′ <0.

【0059】従って、車両に加わっているヨーレイト
ψ’<0(左回り)に対し、前輪1L,1Rには右方向
の前輪補助舵角δf0が与えられ、後輪8L,8Rには左
方向の後輪補助舵角δr が与えられるというように、前
後輪がヨーレイトψ’を抑制する方向に自動的に補正操
舵され、凹凸路や横風等の外乱により車両の進路を乱す
ことが少なくなる。
Therefore, with respect to the yaw rate ψ '<0 (counterclockwise) applied to the vehicle, the front wheels 1L and 1R are given the right front wheel auxiliary steering angle δ f0 , and the rear wheels 8L and 8R are the left direction. As the rear wheel auxiliary steering angle δ r is given, the front and rear wheels are automatically corrected and steered in the direction that suppresses the yaw rate ψ ', and the course of the vehicle is less disturbed by disturbances such as uneven roads and crosswinds. ..

【0060】(ニ)車両ヨーレイト特性 旋回時等における車両ヨーレイト特性は、(3) 式に示す
ように、実ヨーレイトψ’と目標ヨーレイト特性ΨT'の
偏差項を制御則の中に組み入れた、いわゆるフィードバ
ック制御をしている為、目標ヨーレイト特性を精度良く
達成することができるし、タイヤの摩耗等により車両特
性が経時劣化を起こしても目標ヨーレイト特性ΨT'のモ
デルに近づくようにシステムとして適応性を有してい
る。
[0060] (d) vehicle yaw rate characteristics in the vehicle yaw characteristics during turning, etc., (3) As shown in equation incorporating deviation terms of the actual yaw rate [psi 'and target yaw rate characteristics [psi T' in the control law, Since the so-called feedback control is performed, the target yaw rate characteristic can be achieved with high accuracy, and even if the vehicle characteristic deteriorates over time due to tire wear, etc., the system is designed to approach the model of the target yaw rate characteristic Ψ T '. It is adaptable.

【0061】効果を説明する。The effect will be described.

【0062】(3)操舵入力時や外乱入力時に前輪1
L,1R及び後輪8L,8Rに補助舵角を与える前後輪
操舵制御装置において、高横加速度領域で車両のヨーモ
ーメントを増す横加速度対応ゲインk1 ,k2 ,k3
4 を用い、操舵角フィードフォワード項{k1・Gf・δ
f }とヨーレイトフィードバック項{−k2・Rf・(ψ’
−ΨT')}との加算値により前輪補助舵角δf0を制御
し、操舵角フィードフォワード項{k3・Gr・δf }とヨ
ーレイトフィードバック項{k4・Rr・(ψ’−ΨT')}
との加算値により後輪補助舵角δr を制御する装置とし
た為、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることがで
きる。
(3) Front wheel 1 at the time of steering input or disturbance input
In the front and rear wheel steering control device that gives auxiliary steering angles to L, 1R and rear wheels 8L, 8R, lateral acceleration corresponding gains k 1 , k 2 , k 3 , which increase the yaw moment of the vehicle in a high lateral acceleration region,
Using k 4 , the steering angle feedforward term {k 1 · G f · δ
f } and the yaw rate feedback term {−k 2 · R f · (ψ ′
T ')} and the front wheel auxiliary steering angle δ f0 are controlled, and the steering angle feedforward term {k 3 · G r · δ f } and the yaw rate feedback term {k 4 · R r · (ψ ′). − Ψ T ')}
Since the device for controlling the rear wheel auxiliary rudder angle δ r is used by the addition value of and, it is possible to improve the turning performance in the limit traveling region.

【0063】(4)上記(3) 式であらわされる制御速で
前後輪に補助舵角δf0,δr を与える装置とした為、耐
外乱性の向上,車両性能の経時劣化への適応能力,高精
度による目標特性の達成を併せて図ることができる。
(4) Since the device for giving the auxiliary steering angles δ f0 and δ r to the front and rear wheels at the control speed expressed by the above formula (3) is used, the disturbance resistance is improved and the adaptability to the deterioration of the vehicle performance over time. , It is also possible to achieve the target characteristics with high accuracy.

【0064】(5)簡単な2輪モデルを用いた一線形2
自由度の運動方程式において、前後輪をフィードフォワ
ード制御することにより目標ヨーレイト特性ΨT'が得ら
れるようにして解いた結果を伝達関数Gf ,Gr とした
為、制御回路が簡単で済み、コストパフォーマンスを高
くすることができる。
(5) Linear 2 using a simple two-wheel model
In the equation of motion with degrees of freedom, the result obtained by solving the target yaw rate characteristic Ψ T 'by feedforward control of the front and rear wheels is the transfer function G f , G r , so the control circuit is simple, Cost performance can be improved.

【0065】尚、解析モデルを複雑にした時,目標特性
ΨT'を高次数成分とした時、当然、伝達関数Gf ,Gr
も同じ様に解析的に導けるが、高次数となる。この場
合、一面では制御精度が向上するが、制御回路が複雑と
なり、コストパフォーマンスが低くなる。その点、本発
明実施例の制御則は実用的である。
When the analysis model is complicated and the target characteristic Ψ T 'is a high-order component, the transfer functions G f and G r are naturally.
Can be derived analytically in the same way, but has a higher order. In this case, the control accuracy is improved in one aspect, but the control circuit is complicated and the cost performance is reduced. In that respect, the control law of the embodiment of the present invention is practical.

【0066】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。
Although the embodiments have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments, and modifications and additions within the scope of the present invention are included in the present invention. Be done.

【0067】例えば、実施例では、横加速度検出手段と
して、横加速センサを用いた例を示したが、図7に示す
ように、横加速度センサを用いず、ハンドル操舵角δf
と車速Vを検出して、YG=n・δf・V2 (車両仕様によ
り決まる定数)の式により演算で求めるようにしても良
い。この場合、コスト低減となるし、システムがシンプ
ルになる為、信頼性が向上する。
For example, in the embodiment, the lateral acceleration sensor is used as the lateral acceleration detecting means. However, as shown in FIG. 7, the steering wheel steering angle δ f is used without using the lateral acceleration sensor.
And it detects a vehicle speed V, the by equation YG = n · δ f · V 2 ( constant determined by the vehicle specification) may be obtained by calculation. In this case, the cost is reduced and the system is simplified, so that the reliability is improved.

【0068】実施例では、操舵角フィードフォワード項
とヨーレイトフィードバック項の両方の項のゲインを横
加速度対応ゲインとする例を示したが、いずれか一方の
項のみのゲインを横加速度対応ゲインとする例であって
も良い。
In the embodiment, the gain of both the steering angle feedforward term and the yaw rate feedback term is set as the lateral acceleration corresponding gain, but the gain of only one of the terms is set as the lateral acceleration corresponding gain. It may be an example.

【0069】[0069]

【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前後輪の少なくとも一方
に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置において、操舵
角フィードフォワード項とヨーレイトフィードバック項
との加算値により補助舵角を制御すると共に、両項のう
ち少なくとも一方の項のゲインを横加速度の大きさに応
じてヨーモーメントを増す方向に変更する手段とした
為、限界走行領域での旋回性能の向上を図ることができ
るという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, a steering angle feedforward term and a yaw rate are provided in a front and rear wheel steering control device that gives an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels at the time of steering input or disturbance input. The auxiliary steering angle is controlled by the sum of the feedback term and the gain of at least one of the terms is changed to increase the yaw moment according to the magnitude of the lateral acceleration. It is possible to obtain an effect that it is possible to improve the turning performance in the vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の前後輪操舵制御装置を示すクレーム対
応である。
FIG. 1 is a complaint response showing a front and rear wheel steering control device of the present invention.

【図2】第1実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体シ
ステム図である。
FIG. 2 is an overall system diagram showing a front / rear wheel steering control device of a first embodiment.

【図3】第1実施例装置での横加速度対応ゲイン特性図
である。
FIG. 3 is a gain characteristic diagram corresponding to lateral acceleration in the first embodiment device.

【図4】第2実施例装置での横加速度対応ゲイン特性図
である。
FIG. 4 is a lateral acceleration corresponding gain characteristic diagram in the device of the second embodiment.

【図5】第3実施例の前後輪操舵制御装置を示す全体シ
ステム図である。
FIG. 5 is an overall system diagram showing a front / rear wheel steering control device of a third embodiment.

【図6】第3実施例装置での横加速度対応ゲイン特性図
である。
FIG. 6 is a gain characteristic diagram corresponding to lateral acceleration in the device of the third embodiment.

【図7】前後輪操舵制御装置の他の実施例を示す全体シ
ステム図である。
FIG. 7 is an overall system diagram showing another embodiment of the front and rear wheel steering control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 補助操舵手段 b ハンドル操舵角検出手段 c ヨーレイト検出手段 d 横加速度検出手段 e 横加速度対応ゲイン設定手段 f 補助舵角制御手段 a auxiliary steering means b steering wheel steering angle detection means c yaw rate detection means d lateral acceleration detection means e lateral acceleration corresponding gain setting means f auxiliary steering angle control means

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 113:00 137:00 Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location B62D 113: 00 137: 00

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 前後輪の少なくとも一方の車輪に対しハ
ンドル操舵入力によらず外部からの指令で補助舵角を付
与する補助操舵手段と、 ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、 ヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、 横加速度を検出する横加速度検出手段と、 フィードバックゲインとフィードフォワードゲインの少
なくとも一方のゲインを、横加速度の大きさに応じて車
両のヨーモーメントを増す方向に変更する横加速度対応
ゲイン設定手段と、 設定された横加速度対応ゲインを用い、ハンドル操舵角
に基づく操舵角フィードフォワード項と検出されたヨー
レイトに基づくヨーレイトフィードバック項との加算値
により前後輪の少なくとも一方の車輪に補助舵角を付与
する指令を前記補助操舵手段に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前後輪操舵制御装置。
1. A steering wheel steering angle detecting means for detecting a steering wheel steering angle, an auxiliary steering means for applying an auxiliary steering angle to at least one of the front and rear wheels by an external command regardless of steering wheel steering input, and a yaw rate. The yaw rate detecting means for detecting the lateral acceleration, the lateral acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration, and the gain of at least one of the feedback gain and the feedforward gain are changed in the direction of increasing the yaw moment of the vehicle according to the magnitude of the lateral acceleration. At least one of the front and rear wheels is obtained by adding the lateral acceleration corresponding gain setting means and the set lateral acceleration corresponding gain to the sum of the steering angle feedforward term based on the steering angle of the steering wheel and the yaw rate feedback term based on the detected yaw rate. Auxiliary steering angle for outputting a command to give an auxiliary steering angle to the auxiliary steering means Front and rear wheel steering control apparatus characterized by comprising a control means, a.
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