JPH0811544B2 - 車両用操舵系制御装置 - Google Patents
車両用操舵系制御装置Info
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- JPH0811544B2 JPH0811544B2 JP60271640A JP27164085A JPH0811544B2 JP H0811544 B2 JPH0811544 B2 JP H0811544B2 JP 60271640 A JP60271640 A JP 60271640A JP 27164085 A JP27164085 A JP 27164085A JP H0811544 B2 JPH0811544 B2 JP H0811544B2
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- vehicle
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- vehicle speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering 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
- B62D7/15—Steering 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
- B62D7/159—Steering 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、車両の操舵ゲインを車速に応じ制御する
ことで、低車速での操舵応答性および高車速での安定性
を両立させ、それにもかかわらず車両の旋回運動中は車
速変化があっても、操舵ゲインが大きく変化することの
ないようにして、旋回半径が車速変化で変わってしまう
ことのないようにした車両用操舵系制御装置に関する。
ことで、低車速での操舵応答性および高車速での安定性
を両立させ、それにもかかわらず車両の旋回運動中は車
速変化があっても、操舵ゲインが大きく変化することの
ないようにして、旋回半径が車速変化で変わってしまう
ことのないようにした車両用操舵系制御装置に関する。
（従来の技術） 車両の操舵ゲインを車速に応じ制御する技術は一般的
に、低車速で操舵ゲインを大きくして、操縦にきびきび
感を与え、高車速では操舵ゲインを小さくして操縦安定
性を高めるようにするのが普通である。ここで操舵ゲイ
ンとは、ステアリングハンドルの操舵角に対するヨーイ
ング運動（ヨーレート）あるいは横方向運動（横方向速
度）等、車両運動の感度を意味し、操舵ゲインを大きく
すれば、操舵に対する車両運動の感度が高くなり、操舵
ゲインを小さくすれば、操舵に対する車両運動の感度が
低くなる。
に、低車速で操舵ゲインを大きくして、操縦にきびきび
感を与え、高車速では操舵ゲインを小さくして操縦安定
性を高めるようにするのが普通である。ここで操舵ゲイ
ンとは、ステアリングハンドルの操舵角に対するヨーイ
ング運動（ヨーレート）あるいは横方向運動（横方向速
度）等、車両運動の感度を意味し、操舵ゲインを大きく
すれば、操舵に対する車両運動の感度が高くなり、操舵
ゲインを小さくすれば、操舵に対する車両運動の感度が
低くなる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、操舵ゲインを車速に応じて制御する場
合、上記のように旋回運動中に車速が変化すると、この
車速変化にともなう操舵ゲイン変化で旋回半径が増減し
てしまうため、運転者は、車線から車両が外れないよう
に、ステアリングハンドルを操作して操舵角を調整しな
ければならない。この操作は、旋回運動中に行わねばな
らないため運転者に緊張と煩わしさを与えるものであ
る。
合、上記のように旋回運動中に車速が変化すると、この
車速変化にともなう操舵ゲイン変化で旋回半径が増減し
てしまうため、運転者は、車線から車両が外れないよう
に、ステアリングハンドルを操作して操舵角を調整しな
ければならない。この操作は、旋回運動中に行わねばな
らないため運転者に緊張と煩わしさを与えるものであ
る。
本発明は、旋回運動中に車速を変化させても、旋回半
径が変化しないような操舵系制御装置を提供し、もって
上記の問題を解消することを目的とする。
径が変化しないような操舵系制御装置を提供し、もって
上記の問題を解消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車両用操舵系制御装置は、第
１図に概念を示すごとく、 車速Ｖを検出する車速検出手段100と、 該手段で検出した車速Ｖに基き、所定の車速依存性を
持った直進時操舵ゲイン目標値G1を決定する直進時操舵
ゲイン目標値決定手段101と、 車両が旋回運動中であるのを検出する旋回運動検出手
段102と、 該手段により車両の旋回運動中が検出されている間、
旋回運動の開始が検出された瞬時における前記直進時操
舵ゲイ目標値G1と同じに保つよう旋回時操舵ゲイン目標
値G2を決定するか、若しくは、旋回運動の開始が検出さ
れた瞬時における前記直進時操舵ゲイン目標値G1から、
前記所定の車速依存性よりも小さな依存性で車速に対し
変化するよう、旋回時操舵ゲイン目標値G2を前記検出車
速Ｖに基き決定する旋回時操舵ゲイン目標値決定手段10
3と、 ステアリングハンドルの操舵角θＳを検出するハンド
ル操舵角検出手段104と、 該手段により検出したハンドル操舵角θＳに基き、前
記旋回運動検出中以外は前記直進時操舵ゲイン目標値G1
を自車で実現するのに必要な自車操舵系の状態量の制御
量S1を決定し、前記旋回運動検出中は前記旋回時操舵ゲ
イン目標値G2を自車で実現するのに必要な自車操舵系の
状態量の制御量S2を決定する制御量決定手段105と、 該手段により決定した制御量S1（S2）に対応して、自
車操舵系の状態量を変化させる操舵系状態量可変手段10
6とを設けたものである。
１図に概念を示すごとく、 車速Ｖを検出する車速検出手段100と、 該手段で検出した車速Ｖに基き、所定の車速依存性を
持った直進時操舵ゲイン目標値G1を決定する直進時操舵
ゲイン目標値決定手段101と、 車両が旋回運動中であるのを検出する旋回運動検出手
段102と、 該手段により車両の旋回運動中が検出されている間、
旋回運動の開始が検出された瞬時における前記直進時操
舵ゲイ目標値G1と同じに保つよう旋回時操舵ゲイン目標
値G2を決定するか、若しくは、旋回運動の開始が検出さ
れた瞬時における前記直進時操舵ゲイン目標値G1から、
前記所定の車速依存性よりも小さな依存性で車速に対し
変化するよう、旋回時操舵ゲイン目標値G2を前記検出車
速Ｖに基き決定する旋回時操舵ゲイン目標値決定手段10
3と、 ステアリングハンドルの操舵角θＳを検出するハンド
ル操舵角検出手段104と、 該手段により検出したハンドル操舵角θＳに基き、前
記旋回運動検出中以外は前記直進時操舵ゲイン目標値G1
を自車で実現するのに必要な自車操舵系の状態量の制御
量S1を決定し、前記旋回運動検出中は前記旋回時操舵ゲ
イン目標値G2を自車で実現するのに必要な自車操舵系の
状態量の制御量S2を決定する制御量決定手段105と、 該手段により決定した制御量S1（S2）に対応して、自
車操舵系の状態量を変化させる操舵系状態量可変手段10
6とを設けたものである。
（作用） 旋回運動検出手段102が車両の旋回運動中を検出しな
い直進走行中は、以下のように車両操舵系が制御され
る。つまり制御量決定手段105はこの間、手段101が手段
100からの検出車速Ｖに基き決定した、所定の車速依存
性を持った直進時操舵ゲイン目標値G1を自車で実現する
のに必要な自車操舵系の状態量の制御量S1を、手段104
からの検出操舵角θＳに基いて決定し、操舵系状態量可
変手段106は当該決定した制御量S1に対応して、自車操
舵系の状態量を変化させる。
い直進走行中は、以下のように車両操舵系が制御され
る。つまり制御量決定手段105はこの間、手段101が手段
100からの検出車速Ｖに基き決定した、所定の車速依存
性を持った直進時操舵ゲイン目標値G1を自車で実現する
のに必要な自車操舵系の状態量の制御量S1を、手段104
からの検出操舵角θＳに基いて決定し、操舵系状態量可
変手段106は当該決定した制御量S1に対応して、自車操
舵系の状態量を変化させる。
一方、手段102が車両の旋回運動中を検出する間は、
以下のように車両操舵系が制御される。つまりこの間、
手段103は旋回運動の開始が検出された瞬時における前
記直進時操舵ゲイン目標値G1と同じに保つよう旋回時操
舵ゲイン目標値G2を決定するか、若しくは、旋回運動開
始の検出瞬時における直進時操舵ゲイン目標値G1から、
上記所定の車速依存性よりも小さな依存性が車速に対し
変化するよう、旋回時操舵ゲイン目標値G2を検出車速Ｖ
に基き決定し、手段105はこの旋回時操舵ゲイン目標値G
2を自車で実現するのに必要な自車操舵系の状態量の制
御量S2を、手段104からの検出操舵角θＳに基いて決定
し、操舵系状態量可変手段106は当該決定した制御量S2
に対応して、自車操舵系の状態量を変化させる。
以下のように車両操舵系が制御される。つまりこの間、
手段103は旋回運動の開始が検出された瞬時における前
記直進時操舵ゲイン目標値G1と同じに保つよう旋回時操
舵ゲイン目標値G2を決定するか、若しくは、旋回運動開
始の検出瞬時における直進時操舵ゲイン目標値G1から、
上記所定の車速依存性よりも小さな依存性が車速に対し
変化するよう、旋回時操舵ゲイン目標値G2を検出車速Ｖ
に基き決定し、手段105はこの旋回時操舵ゲイン目標値G
2を自車で実現するのに必要な自車操舵系の状態量の制
御量S2を、手段104からの検出操舵角θＳに基いて決定
し、操舵系状態量可変手段106は当該決定した制御量S2
に対応して、自車操舵系の状態量を変化させる。
かかる車両操舵系の制御によれば、直進走行中は操舵
ゲインを所定の車速依存性を持った直進時操舵ゲイン目
標値G1となして、例えば低車速での操舵応答性と、高車
速での操縦安定性とを両立させることができる反面、 旋回走行中は、旋回運動の開始が検出された瞬時にお
ける直進時操舵ゲイン目標値G1と同じに保たれた旋回時
操舵ゲイン目標値G2を、車両の操舵ゲインとするか、若
しくは、旋回走行開始時の直進時操舵ゲイン目標値G1を
基準にして、これから上記所定の車速依存性よりも小さ
な依存性て車速に対し変化する旋回時操舵ゲイン目標値
G2を、車両の操舵ゲインとすることとなり、 従って旋回走行中に車速変化があっても直進走行時と
同じに操舵ゲインが変化するようなことがなく、操舵ゲ
イン変化が０であるか、若しくは小さくて、車速変化で
旋回半径が変化してしまうといった問題を解消し、旋回
走行中のステアリングハンドル操作を容易なものにする
ことができる。
ゲインを所定の車速依存性を持った直進時操舵ゲイン目
標値G1となして、例えば低車速での操舵応答性と、高車
速での操縦安定性とを両立させることができる反面、 旋回走行中は、旋回運動の開始が検出された瞬時にお
ける直進時操舵ゲイン目標値G1と同じに保たれた旋回時
操舵ゲイン目標値G2を、車両の操舵ゲインとするか、若
しくは、旋回走行開始時の直進時操舵ゲイン目標値G1を
基準にして、これから上記所定の車速依存性よりも小さ
な依存性て車速に対し変化する旋回時操舵ゲイン目標値
G2を、車両の操舵ゲインとすることとなり、 従って旋回走行中に車速変化があっても直進走行時と
同じに操舵ゲインが変化するようなことがなく、操舵ゲ
イン変化が０であるか、若しくは小さくて、車速変化で
旋回半径が変化してしまうといった問題を解消し、旋回
走行中のステアリングハンドル操作を容易なものにする
ことができる。
（実施例） 本発明の一実施例の構成を第２図に示す。
演算処理装置１は、マイクロコンピュータあるいは他
の電気回路によって構成されており、ハンドル操舵角セ
ンサ２（ハンドル操舵角検出手段）で検出されるステア
リングハンドル８の操舵角θＳと、車速センサ３（車速
検出手段）で検出される車速Ｖとを入力し、所定の演算
を行って、後輪舵角目標値▲▼を出力する。
の電気回路によって構成されており、ハンドル操舵角セ
ンサ２（ハンドル操舵角検出手段）で検出されるステア
リングハンドル８の操舵角θＳと、車速センサ３（車速
検出手段）で検出される車速Ｖとを入力し、所定の演算
を行って、後輪舵角目標値▲▼を出力する。
前輪9,10は、周知の機械リンク式スタアリング装置６
によって、ステアリングハンドル８の操舵角θＳに対応
する舵角に転舵される。
によって、ステアリングハンドル８の操舵角θＳに対応
する舵角に転舵される。
後輪11,12は、油圧式ステアリング装置７によって転
舵される構成となっており、油圧式ステアリング装置７
は、後輪転舵装置６により制御される。この後輪転舵装
置６は、演算処理装置１から入力される後輪舵角目標値
▲▼に対応して油圧式ステアリング装置７へ与える
油圧を変化させ、後輪11,12の実舵角δＲが前記後輪舵
角目標値▲▼になるように油圧式ステアリング装置
７の制御を行う（詳細は、特願昭59−188153号に記載さ
れている）。
舵される構成となっており、油圧式ステアリング装置７
は、後輪転舵装置６により制御される。この後輪転舵装
置６は、演算処理装置１から入力される後輪舵角目標値
▲▼に対応して油圧式ステアリング装置７へ与える
油圧を変化させ、後輪11,12の実舵角δＲが前記後輪舵
角目標値▲▼になるように油圧式ステアリング装置
７の制御を行う（詳細は、特願昭59−188153号に記載さ
れている）。
第３図は、前記演算処理装置１をマイクロコンピュー
タを用いて構成した場合に、この演算処理装置１で実行
される処理を示すフローチャートであり、所定時間毎に
繰返し実行される。
タを用いて構成した場合に、この演算処理装置１で実行
される処理を示すフローチャートであり、所定時間毎に
繰返し実行される。
ハンドル操舵角検出手段及び車速検出手段に相当する
ステップ21では、ハンドル操舵角センサ２と車速センサ
３から演算処理装置１へ入力されるステアリングハンド
ル８の操舵角θＳと車速Ｖの各データを読込む処理が行
われる。
ステップ21では、ハンドル操舵角センサ２と車速センサ
３から演算処理装置１へ入力されるステアリングハンド
ル８の操舵角θＳと車速Ｖの各データを読込む処理が行
われる。
次のステップ22（旋回運動検出手段）では、読込んだ
ステアリングハンドル操舵角（以下「ハンドル操舵角」
と言う）θＳの大きさが、所定値θＯ（０）よりも小
さいか否かを判別することで、車両が直進走行状態にあ
るか、あるいは旋回運動状態にあるかを判別する。
ステアリングハンドル操舵角（以下「ハンドル操舵角」
と言う）θＳの大きさが、所定値θＯ（０）よりも小
さいか否かを判別することで、車両が直進走行状態にあ
るか、あるいは旋回運動状態にあるかを判別する。
ここで、車両が直進走行中であると判定された場合
（すなわち｜θS|＜θ０のとき）には、ステップ23（直
進時操舵ゲイン目標値決定手段）の処理によって、後述
する目標車両モデルのステアリングギヤ比N1（直進時操
舵ゲイン）を、 N1＝N0（１＋K1V2） …（１） なる演算によって決定する。
（すなわち｜θS|＜θ０のとき）には、ステップ23（直
進時操舵ゲイン目標値決定手段）の処理によって、後述
する目標車両モデルのステアリングギヤ比N1（直進時操
舵ゲイン）を、 N1＝N0（１＋K1V2） …（１） なる演算によって決定する。
上記目標車両モデルは、目標とする運動性能を備える
車両モデルであり、目標とする運動性能を表わす特性式
や車両諸元等を、演算式（あるいは演算回路）や演算定
数（あるいは回路定数）によって設定したシミュレーシ
ョンモデルである。
車両モデルであり、目標とする運動性能を表わす特性式
や車両諸元等を、演算式（あるいは演算回路）や演算定
数（あるいは回路定数）によって設定したシミュレーシ
ョンモデルである。
ここで、本実施例装置が搭載される車両、すなわち自
車は、機械構造上は、アンダーステア特性を有する車両
であることが前提となっている。
車は、機械構造上は、アンダーステア特性を有する車両
であることが前提となっている。
そして、本実施例では、目標車両モデルを、自車と同
タイプ（車種や車体重量等が略等しいもの）の車両であ
って、かつ、ニュートラルステア特性等の目標とする運
動特性を備えた車両としている。
タイプ（車種や車体重量等が略等しいもの）の車両であ
って、かつ、ニュートラルステア特性等の目標とする運
動特性を備えた車両としている。
また、目標車両モデルは、前記式（１）のように、ス
テアリングギヤ比N1が、車速Ｖの２乗に比例して増大す
るような特性を備えることになり、これは、車速Ｖが高
くなる程、ハンドル操舵角θＳに対する車輪舵角比を小
さくして、高速域での操舵の安定性を図ったものであ
る。ステアリングギヤ比N1を増加させる事により、ハン
ドル操舵角θＳに対する車輪舵角比を小さくすることは
同一のハンドル操舵入力量に対して発生する車両のヨー
レートまたは横加速度の量を低下させる事であり、換言
すれば、低速域では、操舵ゲインを高くして操舵応答性
を良くし、高速域では、操舵ゲインを低くして、安定感
を増すようにすることを狙っている。つまり、ステアリ
ングギヤ比N1を決定することは操舵ゲインを決定するこ
とと等価である。
テアリングギヤ比N1が、車速Ｖの２乗に比例して増大す
るような特性を備えることになり、これは、車速Ｖが高
くなる程、ハンドル操舵角θＳに対する車輪舵角比を小
さくして、高速域での操舵の安定性を図ったものであ
る。ステアリングギヤ比N1を増加させる事により、ハン
ドル操舵角θＳに対する車輪舵角比を小さくすることは
同一のハンドル操舵入力量に対して発生する車両のヨー
レートまたは横加速度の量を低下させる事であり、換言
すれば、低速域では、操舵ゲインを高くして操舵応答性
を良くし、高速域では、操舵ゲインを低くして、安定感
を増すようにすることを狙っている。つまり、ステアリ
ングギヤ比N1を決定することは操舵ゲインを決定するこ
とと等価である。
さらに、本実施例では、上記式（１）のN0を、自車の
ステアリングギヤ比（後記するように、これをN2とす
る）としており、かつ、K1を自車の機構的構造で定まる
スタビリティファクタA2に設定（K1＝A2）としている。
これによって、目標車両モデルの定常旋回特性は、基本
的には自車のスタビリティファクタA2であるかのような
ヨーレートの大きさを示し、高速域で操舵応答性を非振
動的にすることは言うまでもなく、更に、目標車両が有
するニュートラルステア特性独特の、高速域におけるヨ
ーレート値の向上を、自車並に下げて操舵感の安定性を
確保することになる。
ステアリングギヤ比（後記するように、これをN2とす
る）としており、かつ、K1を自車の機構的構造で定まる
スタビリティファクタA2に設定（K1＝A2）としている。
これによって、目標車両モデルの定常旋回特性は、基本
的には自車のスタビリティファクタA2であるかのような
ヨーレートの大きさを示し、高速域で操舵応答性を非振
動的にすることは言うまでもなく、更に、目標車両が有
するニュートラルステア特性独特の、高速域におけるヨ
ーレート値の向上を、自車並に下げて操舵感の安定性を
確保することになる。
さらに、目標車両のヨー慣性IZ1は、自車のヨー慣性
（後記するように、これをIZ2とする）よりも小さな値
に設定されている。これは、上記ステアリングギヤ比N1
の特性と相埃って、中低速域での操舵応答性を向上させ
るためである。
（後記するように、これをIZ2とする）よりも小さな値
に設定されている。これは、上記ステアリングギヤ比N1
の特性と相埃って、中低速域での操舵応答性を向上させ
るためである。
他方、｜θS|≧θ０の場合、すなわち、ステアリング
ハンドル８の操舵がなされて、車両が旋回運動状態にあ
るときには、ステップ23の処理は行われない。このとき
の、目標車両モデルのステアリングギア比N1は、｜θS|
≧θＯとなる直前の値（旋回時操舵ゲイン目標値）に固
定されることになる。この場合、ステップ22の「NO」の
ルートが旋回時操舵ゲイン目標値決定手段に相当する。
ハンドル８の操舵がなされて、車両が旋回運動状態にあ
るときには、ステップ23の処理は行われない。このとき
の、目標車両モデルのステアリングギア比N1は、｜θS|
≧θＯとなる直前の値（旋回時操舵ゲイン目標値）に固
定されることになる。この場合、ステップ22の「NO」の
ルートが旋回時操舵ゲイン目標値決定手段に相当する。
次のステップ24では、上記ステップ21で読込んだハン
ドル操舵角θＳと車速Ｖに対応する運動変数の目標値
（本実施例では、ヨー角加速速度の目標値である）を、
上記目標車両モデルに関する演算から求める。
ドル操舵角θＳと車速Ｖに対応する運動変数の目標値
（本実施例では、ヨー角加速速度の目標値である）を、
上記目標車両モデルに関する演算から求める。
すなわち、目標車両モデルに上記操舵角θＳと車速Ｖ
を与えたときに、目標車両モデルが呈する運動状態量が
求まり、このうちのヨー角加速度を上記運動変数目標値
とするのである。
を与えたときに、目標車両モデルが呈する運動状態量が
求まり、このうちのヨー角加速度を上記運動変数目標値
とするのである。
このヨー角加速度目標値 は、横方向運動とヨーイング運動の２自由度を持つ運動
方程式を用いた演算により求められる。以下に，その演
算の内容を示す。
方程式を用いた演算により求められる。以下に，その演
算の内容を示す。
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:目標車両モデルの横方向速度1 :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ォース CR1:目標車両モデルの後輪のコーナリングフォースであ
る。
る。
また、目標車両モデルがニュートラルステア特性を保
有する車両とするためには、以下に示すように、このよ
うな特性に関係のある車両諸元について、条件がつけら
れている。
有する車両とするためには、以下に示すように、このよ
うな特性に関係のある車両諸元について、条件がつけら
れている。
すなわち、 LF1＝LR1 …（９） KF1＝KR1 …（10） となるように車両諸元が設定される。
この関係は、次のようにして導かれる。目標車両のス
タビリティファクタをA1とすると、目標車両諸元との間
には、 なる関係がある。そして、 A1＝０のとき、ニュートラルステア特性、 A1＞０のとき、アンダーステア特性、 A1＜０のとき、オーバーステア特性、 を呈することになる。
タビリティファクタをA1とすると、目標車両諸元との間
には、 なる関係がある。そして、 A1＝０のとき、ニュートラルステア特性、 A1＞０のとき、アンダーステア特性、 A1＜０のとき、オーバーステア特性、 を呈することになる。
従って、上記式（11）を“＝0"とするための一条件と
して、上記（９），（10）の関係が導き出される。
して、上記（９），（10）の関係が導き出される。
上記ヨー角加速度目標値 は、ステアリングギヤ比がN1のときの、ハンドル操舵角
θＳと車速Ｖに対応すヨーイング運動の状態量であり、
車両動特性の目標値である。
θＳと車速Ｖに対応すヨーイング運動の状態量であり、
車両動特性の目標値である。
このようにして求められたヨー角加速度目標値 は、目標とする運動性能上のヨー角加速度であり、自車
のヨー角加速度を、このヨー角加速度目標値 に一致させれば、目標車両モデルの運動性能が自車で実
現されることになる。
のヨー角加速度を、このヨー角加速度目標値 に一致させれば、目標車両モデルの運動性能が自車で実
現されることになる。
本実施例では、上記ヨー角加速度目標値 を実現するために、自車の後輪舵角を制御する。すなわ
ち、次のステップ25（制御量決定手段）で、自車の車両
諸元を用いた演算、すなわち、自車本来の運動性能をシ
ミュレートしたシミュレーションモデル（以下「自車モ
デル」と言う）から、上記ヨー角加速度目標値 を実現するのに必要な後輪舵角、すなわち後輪舵角目標
値δＲ（自車の操舵系の状態量）を算出する。この演算
は以下の式に従って行われる。
ち、次のステップ25（制御量決定手段）で、自車の車両
諸元を用いた演算、すなわち、自車本来の運動性能をシ
ミュレートしたシミュレーションモデル（以下「自車モ
デル」と言う）から、上記ヨー角加速度目標値 を実現するのに必要な後輪舵角、すなわち後輪舵角目標
値δＲ（自車の操舵系の状態量）を算出する。この演算
は以下の式に従って行われる。
そして、 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 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 ekF2:自車モデルのフロント等価コーナリングパワー KR2:自車モデルの後輪コーナリングパワー 2:自車モデルの横方向速度2 :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ォース CR2:自車モデルの後輪のコーナリングフォースである。
また、ekF2は、自車のステアリング剛性KS2と自車の
トレールξ２を含むもので、 で表わされる（但し、KF2は自車の前輪のコーナリング
パワー）。
トレールξ２を含むもので、 で表わされる（但し、KF2は自車の前輪のコーナリング
パワー）。
このような演算によって求められた後輪舵角目標値▲
▼は、次のステップ26の処理によって後輪転舵装置
５（操舵系状態量可変手段）へ入力される。
▼は、次のステップ26の処理によって後輪転舵装置
５（操舵系状態量可変手段）へ入力される。
後輪転舵装置５は、与えられた後輪舵角目標値▲
▼に後輪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７へ供給し、これにより、後輪11,1
2の転舵が行われる。
▼に後輪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７へ供給し、これにより、後輪11,1
2の転舵が行われる。
以上の制御により、本実施例装置の搭載車は、以下に
説明するような運動を行うことになる。
説明するような運動を行うことになる。
第４図は、本実施装置例搭載車の車速Ｖと、目標車両
モデルのステアリングギヤ比N1と、ハンドル操舵角θＳ
の関係を時間を横軸として示した図である。
モデルのステアリングギヤ比N1と、ハンドル操舵角θＳ
の関係を時間を横軸として示した図である。
同図に示すように、車両は、t0〜t2の間では直進走行
状態にあり、t2〜t4の間では旋回運動を行っている。
状態にあり、t2〜t4の間では旋回運動を行っている。
t0〜t1では、車速Ｖが増加して、直進加速状態にあ
る。この間では、車速Ｖに対して前記（１）式で示す依
存性を持つようにステアリングギヤ比N1が決定される。
る。この間では、車速Ｖに対して前記（１）式で示す依
存性を持つようにステアリングギヤ比N1が決定される。
t1〜t2では、車速Ｖが一定の直進走行状態であるた
め、ステアリングギヤ比N1も一定となる。
め、ステアリングギヤ比N1も一定となる。
時点t2から車両は旋回運動を開始するため、ステアリ
ングギヤ比N1は｜θS|≧θＯとなったときに前記ステッ
プ23で求められた値に固定される。従って、時点t2で運
転者がステアリングハンドル８を操舵した際のステアリ
ングギヤ比は、前記（１）式によって決まる値となり、
その時点の車速Ｖの大きさに対応した適正値となる。こ
れは、前述したように、後輪舵角を制御することによっ
て実現される。
ングギヤ比N1は｜θS|≧θＯとなったときに前記ステッ
プ23で求められた値に固定される。従って、時点t2で運
転者がステアリングハンドル８を操舵した際のステアリ
ングギヤ比は、前記（１）式によって決まる値となり、
その時点の車速Ｖの大きさに対応した適正値となる。こ
れは、前述したように、後輪舵角を制御することによっ
て実現される。
時点t2以後は、旋回運動が終了するまで、ステアリン
グギヤ比N1の値は、旋回運動が開始した時点t2における
値に固定され続ける。すなわち、t2〜t4の間は、ステア
リングギヤ比N1は車速Ｖの変化に拘らず一定となるよう
な依存性を有する（すなわち、依存度を零とする）よう
に車両運動が制御される。
グギヤ比N1の値は、旋回運動が開始した時点t2における
値に固定され続ける。すなわち、t2〜t4の間は、ステア
リングギヤ比N1は車速Ｖの変化に拘らず一定となるよう
な依存性を有する（すなわち、依存度を零とする）よう
に車両運動が制御される。
従って、t3〜t4のように、旋回運動中に加速がなされ
ても、ステアリングギヤ比N1は一定、すなわち、操舵ゲ
インは一定となる。このため、運転者がステアリングハ
ンドル８の操舵角θＳを一定に保持していれば、この間
の車両の旋回半径は、車速が変化しても一定になる。こ
れはすなわち、ニュートラルステア特性である。
ても、ステアリングギヤ比N1は一定、すなわち、操舵ゲ
インは一定となる。このため、運転者がステアリングハ
ンドル８の操舵角θＳを一定に保持していれば、この間
の車両の旋回半径は、車速が変化しても一定になる。こ
れはすなわち、ニュートラルステア特性である。
そして、旋回運動が終了した時点t4で、再びステアリ
ングギヤ比N1を車速に応じて決定する動作が開始され
る。
ングギヤ比N1を車速に応じて決定する動作が開始され
る。
なお、上記実施例で、車両の旋回運動中における、目
標車両モデルのステアリングギヤ比N1を車速Ｖの変化に
拘らず一定に保持するような車速依存性を有するように
した例を示したが、本発明は、これに限らず、他の車速
依存性が備えるようにすることも可能である。
標車両モデルのステアリングギヤ比N1を車速Ｖの変化に
拘らず一定に保持するような車速依存性を有するように
した例を示したが、本発明は、これに限らず、他の車速
依存性が備えるようにすることも可能である。
例えば、第５図に示すように、旋回運動中の車速の増
減変化量が所定値V0以上となった場合には、前記（１）
式とは異なるN1＝N0（１＋K1V2）−αによる車速依存性
に従って目標車両モデルのステアリングギヤ比N1を決定
するようにすること考えられる。
減変化量が所定値V0以上となった場合には、前記（１）
式とは異なるN1＝N0（１＋K1V2）−αによる車速依存性
に従って目標車両モデルのステアリングギヤ比N1を決定
するようにすること考えられる。
このように車両運動を制御することで、車速Ｖの変化
量がV0を越えた時点t5から以降のN1の変化は図中の一点
鎖線で示すように車速Ｖに対応して変化する。
量がV0を越えた時点t5から以降のN1の変化は図中の一点
鎖線で示すように車速Ｖに対応して変化する。
例えば、同図のように、左右の旋回運動が連続して行
われるときに、旋回方向が反転する時点t6でステアリン
グギヤ比N1が式（１）に従って変更されるため、このと
きに、前記実施例のように、N1を旋回運動中は全て一定
にする場合（図中の実線で示す）には、次の旋回運動に
入る際のN1の値が急激に変化し、右旋回時と左旋回時の
操舵ゲインが大幅に異なってしまうことになる。
われるときに、旋回方向が反転する時点t6でステアリン
グギヤ比N1が式（１）に従って変更されるため、このと
きに、前記実施例のように、N1を旋回運動中は全て一定
にする場合（図中の実線で示す）には、次の旋回運動に
入る際のN1の値が急激に変化し、右旋回時と左旋回時の
操舵ゲインが大幅に異なってしまうことになる。
これに対し、上述の制御によって図中の一点鎖線で示
すようにN1を決定すれば、時点t6におけるN1の変化が大
となることがなく、安定した旋回運動が行える。
すようにN1を決定すれば、時点t6におけるN1の変化が大
となることがなく、安定した旋回運動が行える。
また、上記実施例では、制御対象としての操舵系の状
態量として、後輪舵角を制御する例を示したが、この他
に、前輪舵角と後輪舵角の両者を制御するもの（特願昭
59−188153号で提案済）、ステアリングギヤ比を制御す
るもの（特願昭60−73839号で提案済）等の他、車速
（対地車速）に基づいて操舵系の制御を行う装置に、同
様にして適用することができる。当然、上記実施例のよ
うな目標車両モデルを用いて操舵ゲインの目標値を求め
る構成に限定されることはなく、目標車両モデルを持た
ない演算処理装置であっても実現できる。
態量として、後輪舵角を制御する例を示したが、この他
に、前輪舵角と後輪舵角の両者を制御するもの（特願昭
59−188153号で提案済）、ステアリングギヤ比を制御す
るもの（特願昭60−73839号で提案済）等の他、車速
（対地車速）に基づいて操舵系の制御を行う装置に、同
様にして適用することができる。当然、上記実施例のよ
うな目標車両モデルを用いて操舵ゲインの目標値を求め
る構成に限定されることはなく、目標車両モデルを持た
ない演算処理装置であっても実現できる。
尚、上述した各実施例では、旋回運動状態の判断を、
ハンドル操舵角検出手段の検出値を用いて行なっている
が、これに限る事なく、車両のロールや、横加速度の発
生状態より旋回運動状態を判断しても良い。
ハンドル操舵角検出手段の検出値を用いて行なっている
が、これに限る事なく、車両のロールや、横加速度の発
生状態より旋回運動状態を判断しても良い。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明の車両用操舵系制御
装置によれば、 直進走行中は操舵ゲインを所定の車速依存性を持った
直進時操舵ゲイン目標値G1となして、例えば低車速での
操舵応答性と、高車速での操縦安定性とを両立させるこ
とができる反面、 旋回走行中は、旋回運動の開始が検出された瞬時にお
ける直進時操舵ゲイン目標値G1と同じに保たれた旋回時
操舵ゲイン目標値G2を、車両の操舵ゲインとするか、若
しくは、旋回走行開始時の直進時操舵ゲイン目標値G1を
基準にして、これから上記所定の車速依存性よりも小さ
な依存性で車速に対し変化する旋回時操舵ゲイン目標値
G2を、車両の操舵ゲインとすることとなり、 従って旋回走行中に車速変化があっても直進走行時と
同じに操舵ゲインが変化するようなことがなく、操舵ゲ
イン変化が０であるか、若しくは小さくて、車速変化で
旋回半径が変化してしまうといった問題を解消し、旋回
走行中のステアリングハンドル操作を容易なものにする
ことができる。
装置によれば、 直進走行中は操舵ゲインを所定の車速依存性を持った
直進時操舵ゲイン目標値G1となして、例えば低車速での
操舵応答性と、高車速での操縦安定性とを両立させるこ
とができる反面、 旋回走行中は、旋回運動の開始が検出された瞬時にお
ける直進時操舵ゲイン目標値G1と同じに保たれた旋回時
操舵ゲイン目標値G2を、車両の操舵ゲインとするか、若
しくは、旋回走行開始時の直進時操舵ゲイン目標値G1を
基準にして、これから上記所定の車速依存性よりも小さ
な依存性で車速に対し変化する旋回時操舵ゲイン目標値
G2を、車両の操舵ゲインとすることとなり、 従って旋回走行中に車速変化があっても直進走行時と
同じに操舵ゲインが変化するようなことがなく、操舵ゲ
イン変化が０であるか、若しくは小さくて、車速変化で
旋回半径が変化してしまうといった問題を解消し、旋回
走行中のステアリングハンドル操作を容易なものにする
ことができる。
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図中の演算処理装置において実行される処
理を示すフローチャート、 第４図は同実施例装置の動作を説明するための車速とス
テアリングギヤ比とハンドル操舵角の変化を示す図、 第５図は本発明の他の実施例を説明するための車速とス
テアリングギヤ比とハンドル操舵角の変化を示す図であ
る。 100……車速検出手段 101……直進時操舵ゲイン目標値決定手段 102……旋回運動検出手段 103……旋回時操舵ゲイン目標値決定手段 104……ハンドル操舵角検出手段 105……制御量決定手段 106……操舵系状態量可変手段 １……演算処理装置、２……ハンドル操舵角センサ ３……車速センサ、５……後輪転舵装置 ７……油圧式ステアリグ装置、８……ステアリングハン
ドル θＳ……ハンドル操舵角、Ｖ……車速 G1……直進時操舵ゲイン目標値、G2……旋回時操舵ゲイ
ン目標値 S1,S2……制御量
理を示すフローチャート、 第４図は同実施例装置の動作を説明するための車速とス
テアリングギヤ比とハンドル操舵角の変化を示す図、 第５図は本発明の他の実施例を説明するための車速とス
テアリングギヤ比とハンドル操舵角の変化を示す図であ
る。 100……車速検出手段 101……直進時操舵ゲイン目標値決定手段 102……旋回運動検出手段 103……旋回時操舵ゲイン目標値決定手段 104……ハンドル操舵角検出手段 105……制御量決定手段 106……操舵系状態量可変手段 １……演算処理装置、２……ハンドル操舵角センサ ３……車速センサ、５……後輪転舵装置 ７……油圧式ステアリグ装置、８……ステアリングハン
ドル θＳ……ハンドル操舵角、Ｖ……車速 G1……直進時操舵ゲイン目標値、G2……旋回時操舵ゲイ
ン目標値 S1,S2……制御量
Claims (1)
- 【請求項１】車速を検出する車速検出手段と、 該手段で検出した車速に基き、所定の車速依存性を持っ
た直進時操舵ゲイン目標値を決定する直進時操舵ゲイン
目標値決定手段と、 車両が旋回運動中であるのを検出する旋回運動検出手段
と、 該手段により車両の旋回運動中が検出されている間、旋
回運動の開始を検出した瞬時における前記直進時操舵ゲ
イン目標値と同じ値に保つよう旋回時操舵ゲイン目標値
を決定するか、若しくは、旋回運動の開始を検出した瞬
時における前記直進時操舵ゲイン目標値から、前記所定
の車速依存性よりも小さな依存性で車速に対し変化する
よう、旋回時操舵ゲイン目標値を前記検出車速に基き決
定する旋回時操舵ゲイン目標値決定手段と、 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、 該手段により検出したハンドル操舵角に基き、前記旋回
運動検出中以外は前記直進時操舵ゲイン目標値を自車で
実現するのに必要な自車操舵系の状態量の制御量を決定
し、前記旋回運動検出中は前記旋回時操舵ゲイン目標値
を自車で実現するのに必要な自車操舵系の状態量の制御
量を決定する制御量決定手段と、 該手段により決定した制御量に対応して、自車操舵系の
状態量を変化させる操舵系状態量可変手段とを具備する
ことを特徴とする車両用操舵系制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271640A JPH0811544B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 車両用操舵系制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271640A JPH0811544B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 車両用操舵系制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62131877A JPS62131877A (ja) | 1987-06-15 |
| JPH0811544B2 true JPH0811544B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17502867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60271640A Expired - Lifetime JPH0811544B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 車両用操舵系制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811544B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2578189B2 (ja) * | 1988-12-29 | 1997-02-05 | 日産自動車株式会社 | 車両の補助操舵装置 |
| JP2681578B2 (ja) * | 1992-08-24 | 1997-11-26 | オリジン電気株式会社 | モノタンク型エックス線用電源装置 |
| JP4575131B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2010-11-04 | 本田技研工業株式会社 | 車両操舵装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60161255A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の補助操舵装置 |
| JPH0674052B2 (ja) * | 1984-01-31 | 1994-09-21 | 日産自動車株式会社 | 車両の操舵方法 |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP60271640A patent/JPH0811544B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62131877A (ja) | 1987-06-15 |
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