JPH0518754B2 - - Google Patents

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JPH0518754B2
JPH0518754B2 JP60293026A JP29302685A JPH0518754B2 JP H0518754 B2 JPH0518754 B2 JP H0518754B2 JP 60293026 A JP60293026 A JP 60293026A JP 29302685 A JP29302685 A JP 29302685A JP H0518754 B2 JPH0518754 B2 JP H0518754B2
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JP
Japan
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steering angle
wheel
target value
wheel steering
actuator
Prior art date
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Application number
JP60293026A
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Japanese (ja)
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JPS62155173A (en
Inventor
Taketoshi Kawabe
Takeshi Ito
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62155173A publication Critical patent/JPS62155173A/en
Publication of JPH0518754B2 publication Critical patent/JPH0518754B2/ja
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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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、予め設定された運動性能に従つて
自車の車輪舵角を制御するようにした車両用舵角
制御装置に係り、特に、車輪の転舵を行うアクチ
ユエータの応答遅れを補償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 (Industrial Application Field) The present invention relates to a steering angle control device for a vehicle that controls the wheel steering angle of a vehicle according to preset motion performance. The present invention relates to a steering angle control device for a vehicle that compensates for a response delay of an actuator that steers wheels.

(従来の技術) 従来、車輪を、ステアリングハンドルとの機械
リンクを用いず、電気的制御回路によつて駆動制
御されるアクチユエータを用いて転舵すること
で、車両の運動性能をコントロールすることを可
能とした装置が提案されている(例えば、特開昭
59−143772号に示されるものがある。
(Prior Art) Conventionally, the driving performance of a vehicle has been controlled by steering the wheels using actuators that are driven and controlled by an electrical control circuit, without using a mechanical link with a steering wheel. Devices have been proposed to enable this (for example,
There is one shown in No. 59-143772.

この従来装置は、ステアリングハンドルの操舵
角に対応する前・後輪の舵角の目標値を、予め設
定された制御則に従つて決定し、油圧シリンダを
用いたサーボ式アクチユエータによつて、前輪と
後輪を上記舵角目標値に転舵するものである。
This conventional device determines the target value of the steering angle of the front and rear wheels corresponding to the steering angle of the steering wheel according to a preset control law, and uses a servo actuator using a hydraulic cylinder to control the steering angle of the front wheels. and the rear wheels are steered to the above-mentioned target steering angle value.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のようなアクチユエータ
は、一般に、積分動作を行う一次遅れ系であるた
め、制御応答の遅れが生じ、高速走行時における
操縦性を低下させる要因となる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since the above-mentioned actuator is generally a first-order delay system that performs integral action, there is a delay in control response, which is a factor that reduces maneuverability during high-speed driving. Become.

このため、上記アクチユエータの制御系に微分
補償を施すことによつて、上記の遅れを解消する
ことが考えられる。
Therefore, it is possible to eliminate the above delay by applying differential compensation to the control system of the actuator.

ところが、上記舵角目標値の決定をマイクロコ
ンピユータ等のデイジタル回路を用いて行つた場
合、上記微分補償を施す対象となる信号がデイジ
タル信号であるため、この信号を微視的に見る
と、段階状をなしていることから、この信号を通
常の微分回路を用いて微分すると、離散的な微分
値信号となつてしまい、制御が不正確なものにな
る。すなわち、デイジタル回路を用いた制御系に
おいては、微分回路を用いて微分補償を行うこと
は困難である。
However, when the above-mentioned steering angle target value is determined using a digital circuit such as a microcomputer, the signal to which the above-mentioned differential compensation is applied is a digital signal. Therefore, if this signal is differentiated using a normal differentiating circuit, it will become a discrete differential value signal, making control inaccurate. That is, in a control system using a digital circuit, it is difficult to perform differential compensation using a differential circuit.

(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.

舵角目標値決定手段102は、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
対応する前輪または後輪の少なくとも一方の制御
対象車輪の舵角の目標値を決定する 規範モデル演算手段103は、前記制御対象車
輪を転舵するアクチユエータとして理想的動特性
を備える車輪転舵アクチユエータの規範モデルを
微分方程式を用いて設定し、前記舵角の目標値
を前記規範モデルに与えたときに、該規範モデル
によつて、前記制御対象車輪が転舵されたと仮定
したときの車輪舵角δ*および車輪舵角速度δ・*
求める。
The steering angle target value determining means 102 determines at least one of the front wheels and the rear wheels to be controlled, which corresponds to the steering angle θ S of the steering wheel detected by the steering angle detecting means 100 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed detecting means 101. The reference model calculating means 103 uses a differential equation to set a reference model of a wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics as an actuator that steers the controlled object wheel, and When the target angle value is given to the reference model, the wheel steering angle δ * and the wheel steering angular velocity δ· * are determined using the reference model, assuming that the control target wheel is steered.

舵角目標値修正手段104は、前記制御対象車
輪を転舵する車輪転舵アクチユエータ107の動
特性をシミユレートする数字モデルを備え、該数
字モデルを用いて、前記規範モデル演算手段10
3で求められた車輪舵角の演算値δ*および車輪舵
角速度の演算値δ・*に基づき、前記車輪転舵アク
チユエータ107の動的遅れの補償成分を含む車
輪舵角の目標値δ# を求める。
The steering angle target value modifying means 104 is provided with a numerical model that simulates the dynamic characteristics of the wheel steering actuator 107 that steers the wheels to be controlled, and uses the numerical model to calculate the reference model calculating means 10.
Based on the calculated value δ * of the wheel steering angle and the calculated value δ * of the wheel steering angular velocity obtained in step 3, a target value δ# of the wheel steering angle including a compensation component for the dynamic delay of the wheel steering actuator 107 is determined. demand.

アクチユエータ制御手段106は、実舵角検出
手段105で検出される前記制御対象車輪の実舵
角の検出値δと前記舵角目標値修正手段104で
求められた車輪舵角の目標値δ# の偏差が、零も
しくは最小となるように、車輪転舵アクチユエー
タ107へ指令値Sを与える。
The actuator control means 106 detects the detected value δ of the actual steering angle of the control target wheel detected by the actual steering angle detection means 105 and the target value δ# of the wheel steering angle determined by the steering angle target value correction means 104. A command value S is given to the wheel steering actuator 107 so that the deviation becomes zero or minimum.

(作用) 上記舵角目標値決定手段102で決定される舵
角目標値は、目標とする運動性能を自車で実現
するために必要な制御対象車輪の転舵角である。
(Operation) The steering angle target value determined by the steering angle target value determining means 102 is the steering angle of the controlled target wheel necessary for realizing the target driving performance in the own vehicle.

従つて、上記舵角目標値に等しくなるように
制御対象車輪を転舵すれば、目標とする運動性能
を自車で実現できる。
Therefore, if the wheels to be controlled are steered so that the steering angle becomes equal to the target steering angle value, the target driving performance can be achieved in the own vehicle.

ここで、前述したように、車輪転舵アクチユエ
ータ107は、動作遅れがあるため、制御に微分
補償が必要である。
Here, as described above, since the wheel steering actuator 107 has an operation delay, differential compensation is required for control.

そこで、本発明は、規範モデル演算手段103
を設け、舵角目標値を理想的動特性を備える車
輪転舵アクチユエータを用いて実現したと仮定し
たときの制御対象車輪の車輪舵角δ*と車輪舵角速
度δ・*を求め、さらに、舵角目標値修正手段10
4によつて、前記車輪舵角の演算値δ*および車輪
舵角速度の演算値δ・*を用いて、実際の車輪転舵
アクチユエータ107の数字モデルに従つて車輪
舵角の目標値の修正を行う。
Therefore, the present invention provides the reference model calculation means 103
and determine the wheel steering angle δ * and wheel steering angular speed δ・* of the wheel to be controlled, assuming that the target value of the steering angle is realized using a wheel steering actuator with ideal dynamic characteristics. Angle target value correction means 10
4, the target value of the wheel steering angle is corrected according to the numerical model of the actual wheel steering actuator 107 using the calculated value δ * of the wheel steering angle and the calculated value δ· * of the wheel steering angular velocity. conduct.

この舵角目値修正手段104で修正がなされた
車輪舵角の目標値δ# は、前記車輪転舵アクチユ
エータ107の動的遅れの補償成分を含む値であ
り、アクチユエータ制御手段106によつて、制
御対象車輪の実舵角δと前記車輪舵角の目標値δ
# が一致するように車輪転舵アクチユエータ10
7の制御が行われる。
The target value δ# of the wheel steering angle corrected by the steering angle target value correction means 104 is a value including a compensation component for the dynamic delay of the wheel steering actuator 107, and is controlled by the actuator control means 106 to Actual steering angle δ of the wheel to be controlled and target value δ of the wheel steering angle
The wheel steering actuator 10 is adjusted so that # matches.
7 control is performed.

これによつて、本発明は、通常の微分回路を用
いないで、車輪転舵アクチユエータ107の制御
系の微分補償を行うことができる。
Thereby, the present invention can perform differential compensation of the control system of the wheel steering actuator 107 without using a normal differential circuit.

(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.

本実施例は、車輪の後輪48,49の舵角を制
御して、目標とする運動性能を実現しようとする
ものである。前輪(図示略)は、従来車両と同様
に、ステアリングハンドル(図示略)との機械リ
ンクによつて転舵がなされる。
In this embodiment, the steering angles of the rear wheels 48 and 49 are controlled to achieve the target motion performance. The front wheels (not shown) are steered by a mechanical link with a steering wheel (not shown), similar to conventional vehicles.

後輪48,49の転舵は、油圧シリンダ40に
よつて行われる。この油圧シリンダ40は、左右
2つの油圧室41,42を備えており、これらの
油圧室41,42へは、油路54,55を介して
作動油圧が供給される。
The rear wheels 48 and 49 are steered by a hydraulic cylinder 40. This hydraulic cylinder 40 includes two left and right hydraulic chambers 41 and 42, and working pressure is supplied to these hydraulic chambers 41 and 42 via oil passages 54 and 55.

両油圧室41,42の油圧差は、制御バルブ5
0によつて制御され、この油圧差に対応してピス
トンロツド45が変位する。このピストンロツド
45の変位は、ナツクルアーム46,47に伝達
されて後輪48,49を転舵する。なお、52は
オイルポンプ、53はリザーバである。また、4
3,44はリターンスプリングである。
The hydraulic pressure difference between the two hydraulic chambers 41 and 42 is determined by the control valve 5.
0, and the piston rod 45 is displaced in response to this oil pressure difference. This displacement of the piston rod 45 is transmitted to the knuckle arms 46, 47 to steer the rear wheels 48, 49. Note that 52 is an oil pump and 53 is a reservoir. Also, 4
3 and 44 are return springs.

そして、制御バルブ50を制御回路30で制御
することで、油圧シリンダ40の制御が行われ
る。
The hydraulic cylinder 40 is controlled by controlling the control valve 50 with the control circuit 30.

制御回路30は、マイクロコンピユータあるい
は他のデイジタル回路で構成されたデイジタル制
御回路である。図中では、この制御回路30の構
成を判り易くするために、ブロツク線図で示して
ある。
The control circuit 30 is a digital control circuit composed of a microcomputer or other digital circuit. In the figure, the configuration of the control circuit 30 is shown in a block diagram for easy understanding.

この制御回路30へ入力されるデータは、車速
センサ22で検出される車速Vと、ハンドル操舵
角センサ21で検出されるステアリングハンドル
の操舵角θSと、ストロースセンサ23で検出され
る後輪実舵角δRである。
The data input to this control circuit 30 are the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 22, the steering angle θ S of the steering wheel detected by the steering wheel angle sensor 21, and the rear wheel actual value detected by the Strooss sensor 23. The steering angle is δR .

また、制御回路30からは、電流コントローラ
38に対して、電流目標値が出力される。
Further, the control circuit 30 outputs a current target value to the current controller 38.

上記ストロークセンサ23は、実際には、ピス
トンロツド45の変位量を検出するものである
が、このピストンロツド45の変位量は後輪4
8,49の実舵角との相関があるので、このスト
ロークセンサ23の検出信号は後輪実舵角の検出
信号とみなすことができる。
The stroke sensor 23 actually detects the amount of displacement of the piston rod 45;
Since there is a correlation with the actual steering angle of 8 and 49, the detection signal of this stroke sensor 23 can be regarded as a detection signal of the rear wheel actual steering angle.

制御回路30は、操舵角θSと車速Vに対応する
後輪舵角目標値Rを、予め設定された目標とす
る運動性能に従つて決定する舵角目標値決定部3
1と、この舵角目標値決定部で決定された後輪舵
角目標値Rに基づいて、理想的動特性を有する
車輪転舵アクチユエータの規範モデルに従つて、
後輪舵角指令値δ*および後輪舵角速度指令値δ・*
を求める規範アクチユエータモデル演算部32
と、前記油圧シリンダ40のサーボ系の数字モデ
ル(以下「自アクチユエータモデル」と言う)に
従つて、前記後輪舵角指令値δ*および後輪舵角速
度指令値δ・*から、前記油圧シリンダ40のサー
ボ系の微分補償成分を含む後輪舵角目標値(以下
「修正後輪舵角目標値」と言う)を形成する舵角
目標値修正部33を備えている。
The control circuit 30 includes a steering angle target value determination unit 3 that determines a rear wheel steering angle target value R corresponding to the steering angle θ S and the vehicle speed V in accordance with a preset target motion performance.
1 and the rear wheel steering angle target value R determined by this steering angle target value determination unit, according to a reference model of a wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics,
Rear wheel steering angle command value δ * and rear wheel steering angle speed command value δ・*
Normative actuator model calculation unit 32 for calculating
According to the numerical model of the servo system of the hydraulic cylinder 40 (hereinafter referred to as "self-actuator model"), from the rear wheel steering angle command value δ * and the rear wheel steering angular speed command value δ * , A steering angle target value correction unit 33 is provided that forms a rear wheel steering angle target value (hereinafter referred to as "corrected rear wheel steering angle target value") including a differential compensation component of the servo system of the hydraulic cylinder 40.

上記舵角目標値決定部31は、予め設定された
目標とする車輪運動特性を備える車両をシミユレ
ートするための数字モデル(以下「目標車両モデ
ル」と言う)と、自車の運動をシミユレートする
ための数字モデル(以下「自車モデル」と言う)
を備えている。自車モデルは、自車の車両緒元を
用いて構成されたものである。
The steering angle target value determining unit 31 includes a numerical model for simulating a vehicle having preset target wheel motion characteristics (hereinafter referred to as a "target vehicle model"), and a numerical model for simulating the motion of the own vehicle. numerical model (hereinafter referred to as "own vehicle model")
It is equipped with The own vehicle model is constructed using the vehicle specifications of the own vehicle.

上記舵角目標値決定部31は、上記目標車両モ
デルを用いて、上記操舵角θSと車速Vが与えられ
たときに車両モデルが呈するヨーレートとヨー角
加速度を求め、これらをヨーレート目標値・、ヨ
ー角加速度目標値‥とした後、これら・、‥を自
車モデルに与えて、自車のヨーレートとヨー角加
速度を・、‥に等しくするために必要な後輪の舵
角(後輪舵角目標値Rである)を決定する。
The steering angle target value determination unit 31 uses the target vehicle model to determine the yaw rate and yaw angular acceleration exhibited by the vehicle model when the steering angle θ S and vehicle speed V are given, and converts these into the yaw rate target value and the yaw angular acceleration. , yaw angular acceleration target value..., then give these to the own vehicle model and calculate the rear wheel steering angle (rear wheel The steering angle target value R ) is determined.

上記ヨーレート目標値・とヨー角加速度目標値
‥は、具体的には、以下に示すような演算により
求められる。
Specifically, the yaw rate target value and the yaw angular acceleration target value are determined by the following calculations.

M1(V・y1+・1V)=2CF1+2CR1 ……(1) IZ1‥=2LF1CF1−2LR1CR1 ……(2) βF1=θS/N1−(Vy1+LF11)/V ……(3) βR1=−(Vy1+LR11)/V ……(4) CF1=KF1・βF1 ……(5) CR1=KR1・βR1 ……(6) ‥=‥1 ……(7) ・=・1 ……(8) ここで、 Iz1:目標車両モデルのヨー慣性 M1:目標車両モデルの車体質量 LF1:目標車両モデルの前軸と重心間の距離 LR1:目標車両モデルの後軸と重心間の距離 KF1:目標車両モデルの前輪のコーナリングパワ
ー KR1:目標車両モデルの後輪のコーナリングパワ
ー ・1:目標車両モデルのヨーレート ‥1:目標車両モデルのヨー角加速度 Vy1:目標車両モデルの横方向加速度 V・y1:目標車両モデルの横方向加速度 βF1:目標車両モデルの前輪の横すべり角 βR1:目標車両モデルの後輪の横すべり角 CF1:目標車両モデルの前輪のコーナリングフオ
ース CR1:目標車両モデルの後輪のコーナリングフオ
ース そして、上記後輪舵角目標値Rは、以下に示
すような演算により求められる。
M 1 (V・y1 +・1 V)=2C F1 +2C R1 ...(1) I Z1 ...=2L F1 C F1 −2L R1 C R1 ...(2) β F1S /N 1 −(V y1 +L F11 )/V …(3) β R1 =−(V y1 +L R11 )/V …(4) C F1 =K F1・β F1 …(5) C R1 =K R1・β R1 ……(6) ‥=‥ 1 ……(7) ・=・1 ……(8) Here, I z1 : Yaw inertia of the target vehicle model M 1 : Body mass of the target vehicle model L F1 : Distance between the front axle and center of gravity of the target vehicle model L R1 : Distance between the rear axle and center of gravity of the target vehicle model K F1 : Cornering power of the front wheels of the target vehicle model K R1 : Cornering power of the rear wheels of the target vehicle model・1 : Yaw rate of the target vehicle model... 1 : Yaw angular acceleration of the target vehicle model V y1 : Lateral acceleration of the target vehicle model V・y1 : Lateral acceleration β of the target vehicle model F1 : Side slip angle of the front wheels of the target vehicle model β R1 : Side slip angle of the rear wheels of the target vehicle model C F1 : Cornering force of the front wheels of the target vehicle model C R1 : Cornering force of the rear wheels of the target vehicle model And the above rear wheel steering angle target value R is shown below. It can be found by the following calculation.

IK2F2=N2KS2(θS−N2δF2 −DK2δ・F2−2ξ2CF2 ……(9) M2(V・y2+・V)=2CF2+2CR2 ……(10) βF2=δF2−(Vy2+LF2・)/V ……(11) CF2=KF2βF2 ……(12) CR2=(LF2CF2−1/2‥IZ2)/LR2 ……(13) βR2=CR2/KR2 ……(14)R =βR2+(Vy2−LRa・)/V ……(15) ここで、 IZ2:自車モデルのヨー慣性 M2:自車モデルの車体重量 L2:自車モデルのホイールベース LF2:自車モデルの前軸と重心間の距離 LR2:自車モデルの後軸と重心間の距離 IK2:自車モデルのキングピン回りステアリング
慣性 KS2:自車モデルのステアリング剛性 DK2:自車モデルのステアリング系粘性係数 ξ2:自車モデルのトレール N2:自車モデルのステアリングギヤ比 δF2:自車モデルの前輪舵角 Vy2:自車モデルの横方向速度 V・y2:自車モデルの横方向加速度 βF2:自車モデルの前輪の横すべり角 βR2:自車モデルの後輪の横すべり角 CF2:自車モデルの前輪のコーナリングフオース CR2:自車モデルの後輪のコーナリングフオース KF2:自車モデルの前輪のコーナリングパワー KR2:自車モデルの後輪のコーナリングパワー である。
I K2F2 = N 2 K S2S −N 2 δ F2 −D K2 δ・F2 −2ξ 2 C F2 ...(9) M 2 (V・y2 +・V)=2C F2 +2C R2 ... (10) β F2 = δ F2 − (V y2 +L F2・)/V …(11) C F2 = K F2 β F2 …(12) C R2 = (L F2 C F2 −1/2‥I Z2 )/L R2 ...(13) β R2 = C R2 /K R2 ...(14) R = β R2 + (V y2 −L Ra・)/V...(15) Here, I Z2 : Own vehicle Yaw inertia of the model M 2 : Vehicle weight of the vehicle model L 2 : Wheelbase of the vehicle model L F2 : Distance between the front axle and center of gravity of the vehicle model L R2 : Distance between the rear axle and center of gravity of the vehicle model I K2 : Steering inertia around the king pin of own vehicle model K S2 : Steering rigidity of own vehicle model D K2 : Steering system viscosity coefficient ξ 2 of own vehicle model : Trail N of own vehicle model 2 : Steering gear ratio δ of own vehicle model F2 : Front wheel steering angle of own vehicle model V y2 : Lateral speed of own vehicle model V・y2 : Lateral acceleration β of own vehicle model F2 : Side slip angle of front wheels of own vehicle model β R2 : Rear wheel of own vehicle model Side slip angle C F2 : Cornering force of the front wheels of the own vehicle model C R2 : Cornering force of the rear wheels of the own vehicle model K F2 : Cornering power of the front wheels of the own vehicle model K R2 : Cornering force of the rear wheels of the own vehicle model It is power.

規範アクチユエータモデル演算部32は、前述
したように、理想的動特性を有する車輪転舵アク
チユエータの規範モデル(すなわち、本実施例で
は、油圧シリンダ40のサーボ系に理想的動特性
を持たせたモデルを規範モデルとする)を備えて
おり、上記後輪舵角目標値Rが与えられたとき
に、この規範アクチユエータモデルによつて後輪
48,49を転舵したと仮定したときの後輪の舵
角および後輪の舵角速度を求める。以下区別のた
め、ここで求められた後輪舵角の演算値および後
輪舵角速度の演算値を、各々後輪舵角指令値δR *
および後輪舵角速度指令値δ・R *とする。
As described above, the reference actuator model calculation unit 32 is configured to create a reference model of a wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics (that is, in this embodiment, the servo system of the hydraulic cylinder 40 has ideal dynamic characteristics). The reference actuator model is a reference model), and when the above rear wheel steering angle target value R is given, it is assumed that the rear wheels 48 and 49 are steered by this reference actuator model. Find the rear wheel steering angle and rear wheel steering angle speed. In order to distinguish below, the calculated value of the rear wheel steering angle and the calculated value of the rear wheel steering angle speed obtained here are respectively used as the rear wheel steering angle command value δ R *
and rear wheel steering angular speed command value δ・R * .

この規範アクチユエータモデル演算部32で
は、具体的には、次に示す演算を行つて上記後輪
舵角指令値δR *および後輪舵角速度指令値δ・R *
求める。
Specifically, the reference actuator model calculating section 32 performs the following calculations to obtain the rear wheel steering angle command value δ R * and the rear wheel steering angular speed command value δ· R * .

δR *=∫δ・R *dt ……(16) δ・R *=1/τMRδR *)……(17) ここで、τMは、規範アクチユエータモデルの時
定数であり、この時定数τMは、実際のアクチユエ
ータ(すなわち、上記油圧シリンダ40のサーボ
系)の時定数よりも十分に小さく設定されてい
る。
δ R * =∫δ・R * dt...(16) δ・R * =1/τ M ( R δ R * )...(17) Here, τ M is the time constant of the standard actuator model The time constant τ M is set to be sufficiently smaller than the time constant of the actual actuator (ie, the servo system of the hydraulic cylinder 40).

舵角目標値修正部33は、上記自アクチユエー
タモデルに従つて、上記車輪舵角指令値δR *およ
び後輪舵角速度指令値δ・R *から、下記の演算によ
り、修正後輪舵角目標値δR# を算出する。
The steering angle target value correction unit 33 calculates a corrected rear wheel steering value from the wheel steering angle command value δ R * and the rear wheel steering angle speed command value δ・R * according to the self-actuator model by the following calculation. Calculate the angle target value δ R #.

δR# =1/A(δR *+τδ・R *) ……(18) ここで、τは、自アクチユエータモデルの時定
数、すなわち、前記油圧シリンダ40のサーボ系
の時定数であり、Aは同サーボ系のゲインであ
る。
δ R # = 1/A (δ R * + τδ・R * ) ... (18) Here, τ is the time constant of the own actuator model, that is, the time constant of the servo system of the hydraulic cylinder 40. , A is the gain of the same servo system.

さらに、制御回路30は、上記微分補償成分を
含む修正後輪舵角目標値δR# と後輪実舵角δRの偏
差|δR# −δR|を電流目標値として電流コント
ローラ38へ与える。
Further, the control circuit 30 sends the deviation |δ R # −δ R | between the corrected rear wheel steering angle target value δ R # including the differential compensation component and the rear wheel actual steering angle δ R | to the current controller 38 as a current target value. give.

電流コントローラ38は、制御回路30から与
えられる電流目標値に対応して、制御バルブ5
0のソレノイド51へ与える励磁電流iを発生す
る。
The current controller 38 controls the control valve 5 in accordance with the current target value given from the control circuit 30.
0 generates an excitation current i to be applied to the solenoid 51.

このような制御によつて、実際に油圧シリンダ
40によつて転舵される後輪48の実舵角δRと実
舵角速度δ・Rは、上記規範アクチユエータモデル
が保有する理想的動特性に従つて変化し、上記舵
角目標値Rを実現することになる。しかも、後
輪舵角速度指令値δ・R *をサーボ系に導入したこと
によつて、このサーボ系の微分補償が行われるこ
とになる。この点について具体的に説明する。
Through such control, the actual steering angle δR and the actual steering angular velocity δ・R of the rear wheels 48 actually steered by the hydraulic cylinder 40 can be adjusted to the ideal dynamics possessed by the above reference actuator model. It changes according to the characteristics, and the above-mentioned steering angle target value R is realized. Furthermore, by introducing the rear wheel steering angular velocity command value δ· R * into the servo system, differential compensation of this servo system is performed. This point will be specifically explained.

すなわち、微分補償を行わない場合を仮定して
みると、このときの後輪舵角指令値δR *と後輪実
舵角δRの間の伝達特性(油圧シリンダ40のサー
ボ系を考えた場合のもの)は、 δR/δR *=A/τs+1 ……(19) となり、一次遅れ系となつている。ここで、Sは
ラプラス演算子である。
That is, assuming that no differential compensation is performed, the transmission characteristic between the rear wheel steering angle command value δ R * and the rear wheel actual steering angle δ R (considering the servo system of the hydraulic cylinder 40) ( 19 ) is a first - order lag system . Here, S is a Laplace operator.

これに対して、本実施例では、油圧シリンダ4
0のサーボ系の伝達特性はA/(τs+1)で変わ
らないが、入力として、上述した微分補償成分を
含む修正後輪舵角目標値δR# を用いるので、 δR=A/τs+1δR# ……(20) ここで、前記(18)式を(20)式に代入すると、 δR=A/τs+1・1/A(δR *+τδ・R *) =A/τs+1・1+τs/A・δR * =δR * ……(21) となつて、油圧シリンダのサーボ系の応答性は、
上記規範アクチユエータモデルの応答性に等しく
なる。
In contrast, in this embodiment, the hydraulic cylinder 4
The transmission characteristic of the servo system at 0 remains unchanged at A/(τs+1), but since the corrected rear wheel steering angle target value δ R # including the above-mentioned differential compensation component is used as an input, δ R = A/τs + 1δ R # ...(20) Here, by substituting the above equation (18) into equation (20), δ R = A/τs + 1・1/A (δ R * + τδ・R * ) = A/τs + 1・1 + τs/A・δ R * = δ R * ...(21) Therefore, the response of the servo system of the hydraulic cylinder is
It is equal to the responsiveness of the above reference actuator model.

そして、規範アクチユエータモデルの時定数τM
を、後輪舵角目標値Rの周波数に対して十分に
小さく設定すれば、 RδR * とみなすことができるので、(21)式から、 δRδR の関係が得られる。すなわち、実際のアクチユエ
ータ(油圧シリンダ40のサーボ系)は、動作遅
れがなくなり、極めて高い応答性を持つて、後輪
舵角目標値Rに後輪48,49を転舵可能にな
る。
and the time constant τ M of the normative actuator model
If is set sufficiently small with respect to the frequency of the rear wheel steering angle target value R , it can be regarded as R δ R * , so the relationship δ R δ R can be obtained from equation (21). That is, the actual actuator (servo system of the hydraulic cylinder 40) has no delay in operation, has extremely high responsiveness, and can steer the rear wheels 48 and 49 to the rear wheel steering angle target value R.

なお、上記実施例では、目標とする運動性能を
自車で実現するために、後輪舵角を制御する例を
示したが、本発明は、この他に、前輪舵角を制御
したり、前輪と後輪の両者の舵角を制御すること
で目標とする運動性能を自車で実現するようにす
ることもできる。但し、前輪と後輪の両者の舵角
を制御するときには、前記制御回路30におい
て、前輪と後輪の舵角目標値を求めるとともに、
前輪の転舵アクチユエータの規範モデルおよび自
アクチユエータモデルと、後輪の転舵アクチユエ
ータの規範モデルおよび自アクチユエータモデル
を用いて前後輪のサーボ系を別々に微分補償する
必要がある。
In addition, in the above-mentioned embodiment, an example was shown in which the rear wheel steering angle is controlled in order to achieve the target driving performance in the own vehicle, but the present invention also includes controlling the front wheel steering angle, By controlling the steering angles of both the front and rear wheels, the vehicle can achieve the desired driving performance. However, when controlling the steering angles of both the front wheels and the rear wheels, the control circuit 30 calculates the steering angle target values of the front wheels and the rear wheels, and
It is necessary to differentially compensate the front and rear wheel servo systems separately using the reference model and own actuator model of the front wheel steering actuator and the reference model and own actuator model of the rear wheel steering actuator.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、予め設
定された目標とする運動性能を、車輪の舵角を制
御することで自車の運転性能として実現すること
ができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, the present invention can achieve a preset target driving performance as the driving performance of the own vehicle by controlling the steering angle of the wheels.

また、車輪を転舵するアクチユエータの動作遅
れを補償する手段として、理想的動特性を備える
車輪転舵アクチユエータを数字モデルとして設定
し、この数字モデルを用いて、実際の車輪転舵ア
クチユエータへ与える車輪舵角および車輪舵角速
度の演算値を求め、さらに、実際の車輪転舵アク
チユエータの数字モデルを用いて、前記演算値か
ら実際の車輪転舵アクチユエータの微分補償成分
を含む車輪舵角の目標値を求めるようにしたこと
で、実際の車輪転舵アクチユエータは、上記理想
的動特性に等しい動特性を備えることになる。
In addition, as a means of compensating for the delay in the operation of the actuator that steers the wheels, a wheel steering actuator with ideal dynamic characteristics is set as a numerical model, and this numerical model is used to apply the force to the actual wheel steering actuator. Calculated values of the steering angle and wheel steering angular velocity are obtained, and further, using a numerical model of the actual wheel steering actuator, a target value of the wheel steering angle including the differential compensation component of the actual wheel steering actuator is determined from the calculated values. By doing so, the actual wheel steering actuator will have dynamic characteristics equal to the ideal dynamic characteristics.

さらに、この実際の車輪転舵アクチユエータの
サーボ系に、上記車輪舵角速度を介入させたこと
で、微分回路を用いずに微分補償が行えることに
なる。
Furthermore, by intervening the wheel steering angular velocity in the servo system of the actual wheel steering actuator, differential compensation can be performed without using a differential circuit.

これにより、上記車輪舵角制御をデイジタル演
算回路を用いて行う場合のように、微分回路では
微分補償が困難なときでも、適正な微分補償が行
える。
As a result, even when it is difficult to perform differential compensation using a differential circuit, as in the case where the wheel steering angle control is performed using a digital calculation circuit, appropriate differential compensation can be performed.

また、上記微分補償に必要な車輪舵角速度の指
令値を、前記理想的動特性を備える数字モデルを
用いて求めるようにしたことで、例えば、上記車
輪舵角速度の指令値を求めるためにステアリング
ハンドルの操舵角速度を専用のセンサを用いて検
出し、この操舵角速度を利用するような必要がな
く、操舵情報を検出するセンサの数が少なくて済
む。同様に、微分補償成分を含む車輪舵角の目標
値を用いているので、車輪転舵アクチユエータの
実舵角検出手段も操舵角速度を検出する必要はな
く、操舵角を検出できるセンサのみで済む。
Further, by determining the command value of the wheel steering angular velocity necessary for the differential compensation using the numerical model having the ideal dynamic characteristics, for example, the steering wheel steering wheel can be used to determine the command value of the wheel steering angular velocity. There is no need to detect the steering angular velocity using a dedicated sensor and utilize this steering angular velocity, and the number of sensors that detect steering information can be reduced. Similarly, since the target value of the wheel steering angle including the differential compensation component is used, the actual steering angle detection means of the wheel steering actuator does not need to detect the steering angular velocity, and only a sensor capable of detecting the steering angle is required.

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

第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の一
実施例の構成図である。 100……操舵角検出手段、101……車速検
出手段、102……舵角目標値決定手段、103
……規範モデル演算部、104……舵角目標値修
正手段、105……実舵角検出手段、106……
アクチユエータ制御手段、107……車輪転舵ア
クチユエータ、21……ハンドル操舵角センサ、
22……車速センサ、23……ストロークセン
サ、30……制御回路、31……舵角目標値決定
部、32……規範アクチユエータモデル演算部、
38……舵角目標値修正部、40……油圧シリン
ダ、45……ピストンロツド、48,49……後
輪、50……制御バルブ、60……微分回路、θS
……操舵角、V……車速、……電流目標値、
……後輪舵角目標値、δR *……後輪舵角指令値、
δ・R *……後輪舵角速度指令値、δR# ……修正後輪
舵角目標値、δR……後輪実舵角。
FIG. 1 is a block diagram of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 100... Steering angle detection means, 101... Vehicle speed detection means, 102... Steering angle target value determination means, 103
...Reference model calculation unit, 104... Steering angle target value correction means, 105... Actual steering angle detection means, 106...
Actuator control means, 107...wheel steering actuator, 21...handle steering angle sensor,
22... Vehicle speed sensor, 23... Stroke sensor, 30... Control circuit, 31... Steering angle target value determination section, 32... Reference actuator model calculation section,
38... Steering angle target value correction unit, 40... Hydraulic cylinder, 45... Piston rod, 48, 49... Rear wheel, 50... Control valve, 60... Differential circuit, θ S
... Steering angle, V ... Vehicle speed, ... Current target value,
R ... Rear wheel steering angle target value, δ R * ... Rear wheel steering angle command value,
δ・R * ... Rear wheel steering angle speed command value, δ R # ... Corrected rear wheel steering angle target value, δ R ... Rear wheel actual steering angle.

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、 予め設定された目標とする車両運動性能に従つ
て、前記ステアリングハンドルの操舵角および車
速に対応する前輪または後輪の少なくとも一方の
制御対象車輪の舵角の目標値を決定する舵角目標
値決定手段と、 与えられる指令値に従つて、前記制御対象車輪
を転舵する車輪転舵アクチユエータと、 理想的動特性を備える前記車輪転舵アクチユエ
ータの規範モデルを微分方程式を用いて設定し、
前記舵角の目標値を前記規範モデルに与えたとき
に、該規範モデルによつて、前記制御対象車輪が
転舵されたと仮定したときの車輪舵角および車輪
舵角速度を求める規範モデル演算手段と、 前記車輪転舵アクチユエータの動特性をシミユ
レートする数学モデルを備え、該数学モデルを用
いて、前記規範モデル演算手段で求められた車輪
舵角の演算値および車輪舵角速度の演算値に基づ
き、前記車輪転舵アクチユエータの動的遅れの補
償成分を含む車輪舵角の目標値を求める舵角目標
値修正手段と、 前記制御対象車輪の実舵角を検出する実舵角検
出手段と、 前記実舵角の検出値と前記舵角目標値修正手段
で修正がなされた後の舵角目標値の偏差が、零も
しくは最小となるように、前記車輪転舵アクチユ
エータへ指令値を与えるアクチユエータ制御手段
とを具備することを特徴とする車両用舵角制御装
置。
[Scope of Claims] 1. A steering angle detection means for detecting a steering angle of a steering wheel; a vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed; and steering angle target value determining means for determining a target value of the steering angle of at least one of the front wheels or the rear wheels corresponding to the vehicle speed, and a vehicle that steers the controlled wheel according to a given command value. A wheel steering actuator and a reference model of the wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics are set using differential equations,
Normative model calculating means for calculating a wheel steering angle and a wheel steering angular speed when the target wheel to be controlled is assumed to be steered by the reference model when the target value of the steering angle is given to the reference model; , comprising a mathematical model that simulates the dynamic characteristics of the wheel steering actuator, and using the mathematical model, based on the calculated value of the wheel steering angle and the calculated value of the wheel steering angular velocity obtained by the reference model calculating means, a steering angle target value correcting means for determining a target value of a wheel steering angle including a compensation component for dynamic delay of a wheel steering actuator; an actual steering angle detecting means for detecting an actual steering angle of the wheel to be controlled; and the actual steering angle. actuator control means for giving a command value to the wheel steering actuator so that a deviation between the detected angle value and the steering angle target value after correction by the steering angle target value correction means becomes zero or minimum; A vehicle steering angle control device comprising:
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