JPH10226347A - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置Info
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- JPH10226347A JPH10226347A JP9028169A JP2816997A JPH10226347A JP H10226347 A JPH10226347 A JP H10226347A JP 9028169 A JP9028169 A JP 9028169A JP 2816997 A JP2816997 A JP 2816997A JP H10226347 A JPH10226347 A JP H10226347A
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 応答性に優れ、横加速度等の外乱およびモデ
ル誤差の影響を補償して車両の横方向の挙動安定性を向
上することができる車両の操舵装置を提供する。 【解決手段】 実際の車両をモデル化した車両モデル
３、減算手段４、線形フィードバック制御手段５、フィ
ードフォワード制御手段６、加算手段７を備えた車両の
操舵装置１。
ル誤差の影響を補償して車両の横方向の挙動安定性を向
上することができる車両の操舵装置を提供する。 【解決手段】 実際の車両をモデル化した車両モデル
３、減算手段４、線形フィードバック制御手段５、フィ
ードフォワード制御手段６、加算手段７を備えた車両の
操舵装置１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、横方向加速度、
および路面とタイヤ間の摩擦係数が変化しても、車両の
横方向の操舵特性を適切に設定することにより、滑りや
すい路面やコーナリングの車両挙動を安定にすることが
できる４ＷＳ（4-Wheel Steering）の車両の操舵装置に
関する。
および路面とタイヤ間の摩擦係数が変化しても、車両の
横方向の操舵特性を適切に設定することにより、滑りや
すい路面やコーナリングの車両挙動を安定にすることが
できる４ＷＳ（4-Wheel Steering）の車両の操舵装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両の操舵装置において、フィー
ドフォワード制御手段は、ヨーレートセンサが検出した
実ヨーレートと、車両が定常状態のドライ路面における
演算から求めた計算ヨーレートとの比の値に応じて基準
ヨーレートの定常ゲインを可変するよう構成され、路面
とタイヤとの摩擦係数μ（実ヨーレートと計算ヨーレー
トとの比の値に対応）が小さい場合には、基準ヨーレー
トも小さく設定して車両の挙動がより安定になるよう制
御量が設定されるものは知られている。
ドフォワード制御手段は、ヨーレートセンサが検出した
実ヨーレートと、車両が定常状態のドライ路面における
演算から求めた計算ヨーレートとの比の値に応じて基準
ヨーレートの定常ゲインを可変するよう構成され、路面
とタイヤとの摩擦係数μ（実ヨーレートと計算ヨーレー
トとの比の値に対応）が小さい場合には、基準ヨーレー
トも小さく設定して車両の挙動がより安定になるよう制
御量が設定されるものは知られている。
【０００３】また、従来の車両の操舵装置において、フ
ィードバック制御手段は、車両の安定性を改善するとと
もに、車両の横方向の挙動における様々な不具合の影響
を減少させるよう検討がなされている。
ィードバック制御手段は、車両の安定性を改善するとと
もに、車両の横方向の挙動における様々な不具合の影響
を減少させるよう検討がなされている。
【０００４】さらに、従来の車両の操舵装置において、
路面とタイヤとの摩擦係数を推定する路面状態推定手段
は、本願出願人が特願平７−２４０８１０号で提案した
ように、標準ヨーレートと実ヨーレートとから推定パラ
メータを求めて推定ヨーレートを発生し、標準ヨーレー
ト、実ヨーレートおよび推定ヨーレートに基づいて推定
パラメータを決定することにより、特別にセンサを追加
することなく、摩擦係数を推定するよう構成されてい
る。
路面とタイヤとの摩擦係数を推定する路面状態推定手段
は、本願出願人が特願平７−２４０８１０号で提案した
ように、標準ヨーレートと実ヨーレートとから推定パラ
メータを求めて推定ヨーレートを発生し、標準ヨーレー
ト、実ヨーレートおよび推定ヨーレートに基づいて推定
パラメータを決定することにより、特別にセンサを追加
することなく、摩擦係数を推定するよう構成されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両の操舵装置
は、車両が定常状態の実ヨーレートと推定ヨーレートと
の比の値に応じて基準ヨーレートの定常ゲインのみを可
変する構成のため、路面とタイヤとの摩擦係数μによる
車両の挙動の動特性を変更することができない課題があ
る。
は、車両が定常状態の実ヨーレートと推定ヨーレートと
の比の値に応じて基準ヨーレートの定常ゲインのみを可
変する構成のため、路面とタイヤとの摩擦係数μによる
車両の挙動の動特性を変更することができない課題があ
る。
【０００６】また、横方向加速度の変化に伴う車両の定
常特性ならびに動特性も変更することができない課題が
あった。
常特性ならびに動特性も変更することができない課題が
あった。
【０００７】さらに、従来の車両の操舵装置は、フィー
ドバック制御手段が固定されたパラメータで制御量が設
定される構成のため、摩擦抵抗の小さな路面（低μ路）
走行中や大きな加速度で旋回（高Ｇ旋回）中のフィード
バック制御は最適になされず、操舵フィーリングの低下
を招く課題がある。
ドバック制御手段が固定されたパラメータで制御量が設
定される構成のため、摩擦抵抗の小さな路面（低μ路）
走行中や大きな加速度で旋回（高Ｇ旋回）中のフィード
バック制御は最適になされず、操舵フィーリングの低下
を招く課題がある。
【０００８】車両が低μ路走行中や高Ｇ旋回中には、ド
ライ路面に比較して車両のヨーレートゲインが著しく低
下しており、動特性も減衰特性が悪い状態にあるため、
ドライ路面のパラメータに基づいて設計されたフィード
バック制御パラメータのゲインは充分高い値となってし
まい、タイヤの等価コーナリングパワーが小さくなって
いる状態にも拘らず、過剰制御を施すことになる。
ライ路面に比較して車両のヨーレートゲインが著しく低
下しており、動特性も減衰特性が悪い状態にあるため、
ドライ路面のパラメータに基づいて設計されたフィード
バック制御パラメータのゲインは充分高い値となってし
まい、タイヤの等価コーナリングパワーが小さくなって
いる状態にも拘らず、過剰制御を施すことになる。
【０００９】また、従来の車両の操舵装置は、路面状態
推定手段が実ヨーレートと推定ヨーレート計算値の比の
値に基づいて路面とタイヤとの摩擦係数μを推定するの
みで、実際の摩擦係数μを知ることはできないため、実
ヨーレートと推定ヨーレート計算値の比の値を４ＷＳ
（4-Wheel Steering）の車両の制御に用いるためには様
々な限定があって実際の路面状態に即した制御ができな
い課題がある。
推定手段が実ヨーレートと推定ヨーレート計算値の比の
値に基づいて路面とタイヤとの摩擦係数μを推定するの
みで、実際の摩擦係数μを知ることはできないため、実
ヨーレートと推定ヨーレート計算値の比の値を４ＷＳ
（4-Wheel Steering）の車両の制御に用いるためには様
々な限定があって実際の路面状態に即した制御ができな
い課題がある。
【００１０】さらに、横方向加速度（横Ｇ）が大きな場
合には、路面状態推定手段が推定する実ヨーレートと推
定ヨーレート計算値の比の値の精度が低下する課題があ
る。
合には、路面状態推定手段が推定する実ヨーレートと推
定ヨーレート計算値の比の値の精度が低下する課題があ
る。
【００１１】この発明はこのような課題を解決するため
なされたものであり、第１の目的は、車両の定常状態お
よび過渡状態においても正確な摩擦係数μを検出して最
適な操舵フィーリングが得られる車両の車両の操舵装置
を提供することにある。
なされたものであり、第１の目的は、車両の定常状態お
よび過渡状態においても正確な摩擦係数μを検出して最
適な操舵フィーリングが得られる車両の車両の操舵装置
を提供することにある。
【００１２】また、第２の目的は、横風等の外乱が作用
しても路面状態の変化に応じた安定な操舵特性が得られ
る車両の操舵装置を提供することにある。
しても路面状態の変化に応じた安定な操舵特性が得られ
る車両の操舵装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る車両の操舵装置は、ハンドル角に基づい
て後輪舵角を決定するフィードフォワード制御手段と、
前輪舵角と後輪舵角に基づいてヨーレイトを推定する車
両モデルと、この車両モデルから推定されるヨーレイト
と実車両から出力される実ヨーレイトの差に基づいて後
輪舵角を補正する舵角を決定するフィードバック制御手
段とを備え、フィードフォワード制御手段および車両モ
デルは路面摩擦状態に応じて制御量を補正するととも
に、フィードバック制御手段は線形フィードバック行な
うことを特徴とする
この発明に係る車両の操舵装置は、ハンドル角に基づい
て後輪舵角を決定するフィードフォワード制御手段と、
前輪舵角と後輪舵角に基づいてヨーレイトを推定する車
両モデルと、この車両モデルから推定されるヨーレイト
と実車両から出力される実ヨーレイトの差に基づいて後
輪舵角を補正する舵角を決定するフィードバック制御手
段とを備え、フィードフォワード制御手段および車両モ
デルは路面摩擦状態に応じて制御量を補正するととも
に、フィードバック制御手段は線形フィードバック行な
うことを特徴とする
【００１４】この発明に係る車両の操舵装置は、フィー
ドフォワード制御手段と車両モデルを備えたので、摩擦
係数μにより同時に補正することで外乱やモデル誤差が
無い時、実際の路面摩擦状態に応じた制御量をフィード
フォワードで得ることができる。
ドフォワード制御手段と車両モデルを備えたので、摩擦
係数μにより同時に補正することで外乱やモデル誤差が
無い時、実際の路面摩擦状態に応じた制御量をフィード
フォワードで得ることができる。
【００１５】また、実車両の車両モデルと線形フィード
バック手段と組み合わせたフィードバックループとした
ので、路面状態の変化に対応した操舵特性を実現するこ
とができる。
バック手段と組み合わせたフィードバックループとした
ので、路面状態の変化に対応した操舵特性を実現するこ
とができる。
【００１６】さらに、この発明に係る車両の操舵装置
は、車両モデルをフィードバックループ内に設け、内部
モデル制御（ＩＭＣ：Internal Model Control）を実行
するので、フィードバック手段が線形となり、横風等の
外乱やモデル誤差の影響を補償して安定した制御を行う
ことができる。
は、車両モデルをフィードバックループ内に設け、内部
モデル制御（ＩＭＣ：Internal Model Control）を実行
するので、フィードバック手段が線形となり、横風等の
外乱やモデル誤差の影響を補償して安定した制御を行う
ことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、実ヨーレ
ートと基準ヨーレートの比を車速および横方向加速度で
補正した摩擦係数に基づいてフィードフォワード制御
し、路面状態が変化したり、横方向加速度の大きさが変
化しても、車体スリップ角を最小に保つようにして最適
な横方向の操舵特性を実現するものである。
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、実ヨーレ
ートと基準ヨーレートの比を車速および横方向加速度で
補正した摩擦係数に基づいてフィードフォワード制御
し、路面状態が変化したり、横方向加速度の大きさが変
化しても、車体スリップ角を最小に保つようにして最適
な横方向の操舵特性を実現するものである。
【００１８】また、本発明は、車両モデルをフィードバ
ックループ内に設け、内部モデル制御（ＩＭＣ：Intern
al Model Control）を実行することにより、横風等の外
乱や、モデル誤差が発生しても制御系全体を安定に保
ち、最適な横方向の操舵特性を実現するものである。
ックループ内に設け、内部モデル制御（ＩＭＣ：Intern
al Model Control）を実行することにより、横風等の外
乱や、モデル誤差が発生しても制御系全体を安定に保
ち、最適な横方向の操舵特性を実現するものである。
【００１９】図１はこの発明に係る車両の操舵装置の要
部ブロック構成図である。なお、本実施の形態では４輪
操舵を有する車両の操舵装置を対象とする。図１におい
て、車両の操舵装置を形成する車両の後輪操舵装置１
は、実車両２をモデル化した車両モデル３、減算手段
４、線形フィードバック制御手段５、フィードフォワー
ド制御手段６、加算手段７を備え、ハンドルの操舵角θ
Hに基づいてフィードフォワード制御により車体スリッ
プ角を最小に保つとともに、フィードバックループ内に
車両モデル３を含めた線形フィードバック制御により実
車両２に加えられる横風等の外乱ＮSの影響を抑えて車
両状態の変化に伴う実ヨーレイトγを収束させ、路面状
態が変化しても、最適な横方向の操舵特性を実現する。
部ブロック構成図である。なお、本実施の形態では４輪
操舵を有する車両の操舵装置を対象とする。図１におい
て、車両の操舵装置を形成する車両の後輪操舵装置１
は、実車両２をモデル化した車両モデル３、減算手段
４、線形フィードバック制御手段５、フィードフォワー
ド制御手段６、加算手段７を備え、ハンドルの操舵角θ
Hに基づいてフィードフォワード制御により車体スリッ
プ角を最小に保つとともに、フィードバックループ内に
車両モデル３を含めた線形フィードバック制御により実
車両２に加えられる横風等の外乱ＮSの影響を抑えて車
両状態の変化に伴う実ヨーレイトγを収束させ、路面状
態が変化しても、最適な横方向の操舵特性を実現する。
【００２０】実車両２には車両外部からのノイズ、横風
等の様々な外乱ＮSが混入し、車両の横方向の挙動を不
安定にする要因となっており、実車両２から外乱ＮSを
含めた実ヨーレイト信号γが出力される。
等の様々な外乱ＮSが混入し、車両の横方向の挙動を不
安定にする要因となっており、実車両２から外乱ＮSを
含めた実ヨーレイト信号γが出力される。
【００２１】車両モデル３は、実車両２の理想的な横方
向挙動を表わす車両モデルで構成し、前輪ステアリング
９から供給されるフロント舵角信号δF、およびフィー
ドフォワードリア制御手段６から供給されるリア舵角信
号δOに基づいてモデルヨーレイトγMを演算し、モデル
ヨーレイト信号γMを出力する。
向挙動を表わす車両モデルで構成し、前輪ステアリング
９から供給されるフロント舵角信号δF、およびフィー
ドフォワードリア制御手段６から供給されるリア舵角信
号δOに基づいてモデルヨーレイトγMを演算し、モデル
ヨーレイト信号γMを出力する。
【００２２】また、車両モデル３は、可変パラメータ手
段を備え、タイヤと路面間の推定摩擦係数μE、横加速
度ｙGの変化に応じてパラメータ変更し、対応するモデ
ルヨーレイト信号γMを出力する。
段を備え、タイヤと路面間の推定摩擦係数μE、横加速
度ｙGの変化に応じてパラメータ変更し、対応するモデ
ルヨーレイト信号γMを出力する。
【００２３】減算手段４は、減算機能を備え、実車両２
から供給される実ヨーレイト信号γと、車両モデル３か
ら供給されるモデルヨーレイト信号γMの偏差Δγ（＝
γ−γM）を演算し、偏差信号Δγを線形フィードバッ
ク手段５に提供する。
から供給される実ヨーレイト信号γと、車両モデル３か
ら供給されるモデルヨーレイト信号γMの偏差Δγ（＝
γ−γM）を演算し、偏差信号Δγを線形フィードバッ
ク手段５に提供する。
【００２４】実車両車２と車両モデル３の関係は、例え
ば外乱がなく（ＮS＝０）、モデル誤差もない場合に
は、実ヨーレイト信号γとモデルヨーレイト信号γMは
等しくなり、減算手段４から出力される偏差信号Δγは
０となる。
ば外乱がなく（ＮS＝０）、モデル誤差もない場合に
は、実ヨーレイト信号γとモデルヨーレイト信号γMは
等しくなり、減算手段４から出力される偏差信号Δγは
０となる。
【００２５】線形フィードバック手段５は、ＲＯＭ等の
メモリ、可変パラメータ機能を備え、減算手段４から供
給される偏差信号Δγに対応した制御量ｕを加算手段７
に供給する。
メモリ、可変パラメータ機能を備え、減算手段４から供
給される偏差信号Δγに対応した制御量ｕを加算手段７
に供給する。
【００２６】上記の実車両２、車両モデル３、減算手段
４および線形フィードバック制御手段５はヨーレイト・
フィードバックシステムを構成し、車両モデル３をフィ
ードバックループ内に設けて内部モデル制御（ＩＭＣ：
Internal Model Control）を実行する。
４および線形フィードバック制御手段５はヨーレイト・
フィードバックシステムを構成し、車両モデル３をフィ
ードバックループ内に設けて内部モデル制御（ＩＭＣ：
Internal Model Control）を実行する。
【００２７】フィードバック制御に、内部モデル制御
（ＩＭＣ：Internal Model Control）を用いて非線形の
補償および車両モデルのパラメータの適用を単純化する
ことができる。
（ＩＭＣ：Internal Model Control）を用いて非線形の
補償および車両モデルのパラメータの適用を単純化する
ことができる。
【００２８】線形フィードバック制御手段５は、ロバス
ト制御の１つの手法であるμ−解析を用いて設計し、ヨ
ーレイト・フィードバックシステムに車両モデルの予期
しない誤差や推定誤差が発生しても、偏差Δγが０にな
るよう制御してロバスト安定性および動作を補償する。
ト制御の１つの手法であるμ−解析を用いて設計し、ヨ
ーレイト・フィードバックシステムに車両モデルの予期
しない誤差や推定誤差が発生しても、偏差Δγが０にな
るよう制御してロバスト安定性および動作を補償する。
【００２９】実車両２の伝達関数Ｆ（ｓ）と車両モデル
３の伝達関数ＦE（ｓ）が等しい場合｛Ｆ（ｓ）＝Ｆ
E（ｓ）｝には、実ヨーレイト信号γとモデルヨーレイ
ト信号γMは等しく（γ＝γM）、ヨーレイト・フィード
バックシステムは安定である。
３の伝達関数ＦE（ｓ）が等しい場合｛Ｆ（ｓ）＝Ｆ
E（ｓ）｝には、実ヨーレイト信号γとモデルヨーレイ
ト信号γMは等しく（γ＝γM）、ヨーレイト・フィード
バックシステムは安定である。
【００３０】一方、伝達関数Ｆ（ｓ）と伝達関数Ｆ
E（ｓ）が異なる場合｛Ｆ（ｓ）≠ＦE（ｓ）｝には、ヨ
ーレイト信号γとモデルヨーレイト信号γMも異なり
（γ≠γM）、線形フィードバック制御手段５は偏差Δ
γが０になるよう制御する。
E（ｓ）が異なる場合｛Ｆ（ｓ）≠ＦE（ｓ）｝には、ヨ
ーレイト信号γとモデルヨーレイト信号γMも異なり
（γ≠γM）、線形フィードバック制御手段５は偏差Δ
γが０になるよう制御する。
【００３１】フィードフォワード制御手段６は、可変パ
ラメータ手段、制御量演算手段を備えた適応型フィード
フォワード手段で構成し、操舵角信号θHおよび推定摩
擦係数μEに基づいて可変パラメータを変更してフィー
ドフォワード制御量を変更し、制御量に対応したリア舵
角γRを演算し、リア舵角信号γRを加算手段７に供給す
る。
ラメータ手段、制御量演算手段を備えた適応型フィード
フォワード手段で構成し、操舵角信号θHおよび推定摩
擦係数μEに基づいて可変パラメータを変更してフィー
ドフォワード制御量を変更し、制御量に対応したリア舵
角γRを演算し、リア舵角信号γRを加算手段７に供給す
る。
【００３２】また、フィードフォワード制御手段６は、
車両が定常状態または過渡状態であっても可変パラメー
タ手段によって車体スリップ角が常に最小になるよう制
御する。
車両が定常状態または過渡状態であっても可変パラメー
タ手段によって車体スリップ角が常に最小になるよう制
御する。
【００３３】フィードフォワード制御手段６の可変パラ
メータを変更する推定摩擦係数μEは、摩擦係数推定手
段８により供給される。なお、摩擦係数推定手段８は、
タイヤと路面間の実際の摩擦係数μを推定するもので、
操舵角信号θH、リア舵角信号δOおよび実ヨーレイト信
号γに基づいて車速Ｖおよび横加速度ｙGの影響を補償
した推定摩擦係数μEを発生し、線形フィードバック制
御手段５の可変パラメータも変更する。
メータを変更する推定摩擦係数μEは、摩擦係数推定手
段８により供給される。なお、摩擦係数推定手段８は、
タイヤと路面間の実際の摩擦係数μを推定するもので、
操舵角信号θH、リア舵角信号δOおよび実ヨーレイト信
号γに基づいて車速Ｖおよび横加速度ｙGの影響を補償
した推定摩擦係数μEを発生し、線形フィードバック制
御手段５の可変パラメータも変更する。
【００３４】このように、この発明に係る車両の操舵装
置は、フィードフォワード制御手段を備えたので、摩擦
係数μから実際の路面摩擦状態に応じた制御量を補正し
て定常状態ならびに過渡状態の車両のスリップ角を最小
に設定することができる。
置は、フィードフォワード制御手段を備えたので、摩擦
係数μから実際の路面摩擦状態に応じた制御量を補正し
て定常状態ならびに過渡状態の車両のスリップ角を最小
に設定することができる。
【００３５】なお、フィードフォワード制御手段は、車
両状態に応じてリア舵角を推定するので、応答性に優れ
た制御を実行することができる。
両状態に応じてリア舵角を推定するので、応答性に優れ
た制御を実行することができる。
【００３６】また、この発明に係る車両の操舵装置は、
車両モデルをフィードバックループ内に設け、内部モデ
ル制御（ＩＭＣ：Internal Model Control）を実行する
ので、横風等の外乱やモデル誤差の影響を補償して安定
した制御を行うことができる。
車両モデルをフィードバックループ内に設け、内部モデ
ル制御（ＩＭＣ：Internal Model Control）を実行する
ので、横風等の外乱やモデル誤差の影響を補償して安定
した制御を行うことができる。
【００３７】次に、本願発明のヨーレイトフィードバッ
クシステムを用いたシミュレーション結果について説明
する。図２は摩擦係数μ＝０.４に対する本願発明のヨ
ーレイトフィードバックシステムの時間応答特性図であ
る。（ａ）図はハンドル角の時間変化を示し、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）図はそれぞれ（ａ）図に対応したリア舵
角、ヨーレイト、車両スリップ角の時間応答特性であ
る。なお、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）図において、ＦAは
本願発明のヨーレイトフィードバックシステム、ＦBは
従来のフィードバックシステム、ＦFは適応型フィード
フォワードシステムの特性を表わし、車速Ｖ＝３０ｍ／
ｓ（一定値）とする。
クシステムを用いたシミュレーション結果について説明
する。図２は摩擦係数μ＝０.４に対する本願発明のヨ
ーレイトフィードバックシステムの時間応答特性図であ
る。（ａ）図はハンドル角の時間変化を示し、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）図はそれぞれ（ａ）図に対応したリア舵
角、ヨーレイト、車両スリップ角の時間応答特性であ
る。なお、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）図において、ＦAは
本願発明のヨーレイトフィードバックシステム、ＦBは
従来のフィードバックシステム、ＦFは適応型フィード
フォワードシステムの特性を表わし、車速Ｖ＝３０ｍ／
ｓ（一定値）とする。
【００３８】（ｂ）図のリア舵角特性は、適応型フィー
ドフォワードシステム（ＦF特性）が角度変動特性（変
動が少ない）、応答性に最も優れ、次いでヨーレイトフ
ィードバックシステム（ＦA特性）、従来のフィードバ
ックシステム（ＦB特性）の順になっている。
ドフォワードシステム（ＦF特性）が角度変動特性（変
動が少ない）、応答性に最も優れ、次いでヨーレイトフ
ィードバックシステム（ＦA特性）、従来のフィードバ
ックシステム（ＦB特性）の順になっている。
【００３９】（ｃ）図のヨーレイト特性、（ｄ）図の車
両スリップ角特性は、ヨーレイトフィードバックシステ
ム（ＦA特性）、適応型フィードフォワードシステム
（ＦF特性）、従来のフィードバックシステム（ＦB特
性）の順になっており、特にヨーレイトフィードバック
システム（ＦA特性）は（ｄ）図の車両スリップ角特性
が他の２特性（ＦF特性、ＦB特性）と比較して変動およ
び応答性が著しく優れている。
両スリップ角特性は、ヨーレイトフィードバックシステ
ム（ＦA特性）、適応型フィードフォワードシステム
（ＦF特性）、従来のフィードバックシステム（ＦB特
性）の順になっており、特にヨーレイトフィードバック
システム（ＦA特性）は（ｄ）図の車両スリップ角特性
が他の２特性（ＦF特性、ＦB特性）と比較して変動およ
び応答性が著しく優れている。
【００４０】図３は本願発明のヨーレイトフィードバッ
クシステムの摩擦係数の推定誤差に対する特性図であ
る。（ａ）図はハンドル角の時間変化を示し、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）図はそれぞれ（ａ）図に対応したリア舵
角、ヨーレイト、車両スリップ角の時間応答特性であ
る。
クシステムの摩擦係数の推定誤差に対する特性図であ
る。（ａ）図はハンドル角の時間変化を示し、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）図はそれぞれ（ａ）図に対応したリア舵
角、ヨーレイト、車両スリップ角の時間応答特性であ
る。
【００４１】なお、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）図におい
て、車速Ｖ＝３０ｍ／ｓ、実際の摩擦係数μ＝０.４の
一定値とし、摩擦係数の推定誤差は、０.５（誤差＋０.
１）、０.６（誤差＋０.２）、０.７（誤差＋０.３）に
対しての特性を示す。
て、車速Ｖ＝３０ｍ／ｓ、実際の摩擦係数μ＝０.４の
一定値とし、摩擦係数の推定誤差は、０.５（誤差＋０.
１）、０.６（誤差＋０.２）、０.７（誤差＋０.３）に
対しての特性を示す。
【００４２】（ｂ）のヨーレイトおよび（ｄ）図の車両
スリップ角は、誤差が増加するにつれてそれぞれのピー
ク値はわずかに増加するが、収束性は良好で車両安定性
が優れていることを示す。このことは、本願発明の車両
の操舵装置が、滑りやすい低μ路のみでなく、高摩擦係
数の路面に対しても効果的であることを示す。
スリップ角は、誤差が増加するにつれてそれぞれのピー
ク値はわずかに増加するが、収束性は良好で車両安定性
が優れていることを示す。このことは、本願発明の車両
の操舵装置が、滑りやすい低μ路のみでなく、高摩擦係
数の路面に対しても効果的であることを示す。
【００４３】このように、本願発明の車両の操舵装置
は、内部モデル制御（ＩＭＣ）構造のヨーレイトフィー
ドバックシステムを備えたので、従来のフィードバック
システムと比較してヨーレイトおよび車体スリップ角を
小さくすることができ、車両の横方向の挙動の安定性を
改善することができる。
は、内部モデル制御（ＩＭＣ）構造のヨーレイトフィー
ドバックシステムを備えたので、従来のフィードバック
システムと比較してヨーレイトおよび車体スリップ角を
小さくすることができ、車両の横方向の挙動の安定性を
改善することができる。
【００４４】また、本願発明の車両の操舵装置は、タイ
ヤと路面間の摩擦係数の推定値に誤差が発生しても、推
定誤差の影響を補償して車両の横方向の挙動の安定性を
確保することができる。
ヤと路面間の摩擦係数の推定値に誤差が発生しても、推
定誤差の影響を補償して車両の横方向の挙動の安定性を
確保することができる。
【００４５】図４に本願発明のヨーレイトフィードバッ
クシステムのクローズドループダブルレーン変更テスト
のヨーレイトのリサージュ波形図を示す。図５に本願発
明のヨーレイトフィードバックシステムのクローズドル
ープダブルレーン変更テストの車両スリップ角のリサー
ジュ波形図を示す。
クシステムのクローズドループダブルレーン変更テスト
のヨーレイトのリサージュ波形図を示す。図５に本願発
明のヨーレイトフィードバックシステムのクローズドル
ープダブルレーン変更テストの車両スリップ角のリサー
ジュ波形図を示す。
【００４６】図４、図５において（ａ）図は本願発明の
ヨーレイトフィードバックシステム（ＦA特性）、
（ｂ）図は従来のフィードバックシステム（ＦB特性）
を示す。なお、テスト条件はクリティカルな車速Ｖ＝２
５ｍ／ｓで実施した。図４のヨーレイトおよび図５の車
両スリップ角のいずれの特性においても、本願発明のヨ
ーレイトフィードバックシステム（ＦA特性）は、従来
のフィードバックシステム（ＦB特性）と比較して収束
性に優れており、車両の横方向の挙動の安定性が良好で
あることが明らかである。
ヨーレイトフィードバックシステム（ＦA特性）、
（ｂ）図は従来のフィードバックシステム（ＦB特性）
を示す。なお、テスト条件はクリティカルな車速Ｖ＝２
５ｍ／ｓで実施した。図４のヨーレイトおよび図５の車
両スリップ角のいずれの特性においても、本願発明のヨ
ーレイトフィードバックシステム（ＦA特性）は、従来
のフィードバックシステム（ＦB特性）と比較して収束
性に優れており、車両の横方向の挙動の安定性が良好で
あることが明らかである。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る車
両の操舵装置は、フィードフォワード制御手段と車両モ
デルを備え、摩擦係数μにより同時に補正することで外
乱やモデル誤差が無い時、実際の路面摩擦状態に応じた
制御量をフィードフォワードで得ることができるので、
車両の横方向の挙動の安定性を向上することができる。
両の操舵装置は、フィードフォワード制御手段と車両モ
デルを備え、摩擦係数μにより同時に補正することで外
乱やモデル誤差が無い時、実際の路面摩擦状態に応じた
制御量をフィードフォワードで得ることができるので、
車両の横方向の挙動の安定性を向上することができる。
【００４８】また、実車両の車両モデルと線形フィード
バック手段と組み合わせたフィードバックループとし、
路面状態の変化に対応した操舵特性を実現することがで
きるので、車両の横方向の挙動の安定性を向上すること
ができる。
バック手段と組み合わせたフィードバックループとし、
路面状態の変化に対応した操舵特性を実現することがで
きるので、車両の横方向の挙動の安定性を向上すること
ができる。
【００４９】さらに、この発明に係る車両の操舵装置
は、車両モデルをフィードバックループ内に設け、内部
モデル制御（ＩＭＣ：Internal Model Control）を実行
するので、フィードバック手段が線形となり、横風等の
外乱やモデル誤差の影響を補償して安定した制御を行う
ことができる。
は、車両モデルをフィードバックループ内に設け、内部
モデル制御（ＩＭＣ：Internal Model Control）を実行
するので、フィードバック手段が線形となり、横風等の
外乱やモデル誤差の影響を補償して安定した制御を行う
ことができる。
【００５０】なお、この発明に係る車両の操舵装置は、
通常の適応制御で問題となる装置（システム）のロバス
ト安定性は確保される。また、路面摩擦係数μの推定エ
ラーに対しても、装置の安定性を確保することができ
る。
通常の適応制御で問題となる装置（システム）のロバス
ト安定性は確保される。また、路面摩擦係数μの推定エ
ラーに対しても、装置の安定性を確保することができ
る。
【００５１】よって、応答性に優れ、横風等の外乱およ
びモデル誤差の影響を補償して車両の横方向の挙動安定
性の向上を図ることができる車両の操舵装置を提供する
ことができる。
びモデル誤差の影響を補償して車両の横方向の挙動安定
性の向上を図ることができる車両の操舵装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る車両の操舵装置の要部ブロック
構成図
構成図
【図２】摩擦係数μ＝０.４に対する本願発明のヨーレ
イトフィードバックシステムの時間応答特性図
イトフィードバックシステムの時間応答特性図
【図３】本願発明のヨーレイトフィードバックシステム
の摩擦係数の推定誤差に対する特性図
の摩擦係数の推定誤差に対する特性図
【図４】本願発明のヨーレイトフィードバックシステム
のクローズドループダブルレーン変更テストのヨーレイ
トのリサージュ波形図
のクローズドループダブルレーン変更テストのヨーレイ
トのリサージュ波形図
【図５】本願発明のヨーレイトフィードバックシステム
のクローズドループダブルレーン変更テストの車両スリ
ップ角のリサージュ波形図
のクローズドループダブルレーン変更テストの車両スリ
ップ角のリサージュ波形図
１…車両の後輪操舵装置、２…実車両、３…車両モデ
ル、４…減算手段、５…線形フィードバック制御手段、
６…フィードフォワード制御手段、７…加算手段、８…
摩擦係数推定手段、ＮS…横風等の外乱、ｕ…制御量、
θH…ハンドルの操舵角、γ…実ヨーレイト信号、γM…
モデルヨーレイト信号、Δγ…偏差信号、δF…フロン
ト舵角信号、δO…リア舵角信号、μE…推定摩擦係数。
ル、４…減算手段、５…線形フィードバック制御手段、
６…フィードフォワード制御手段、７…加算手段、８…
摩擦係数推定手段、ＮS…横風等の外乱、ｕ…制御量、
θH…ハンドルの操舵角、γ…実ヨーレイト信号、γM…
モデルヨーレイト信号、Δγ…偏差信号、δF…フロン
ト舵角信号、δO…リア舵角信号、μE…推定摩擦係数。
Claims (1)
- 【請求項１】 ハンドルの操舵により、前後輪を操舵す
る前後輪操舵車両の操舵装置において、 ハンドル角に基づいて後輪舵角を決定するフィードフォ
ワード制御手段と、前輪舵角と後輪舵角に基づいてヨー
レイトを推定する車両モデルと、この車両モデルから推
定されるヨーレイトと実車両から出力される実ヨーレイ
トの差に基づいて前記後輪舵角を補正する舵角を決定す
るフィードバック制御手段とを備え、前記フィードフォ
ワード制御手段および前記車両モデルは路面摩擦状態に
応じて制御量を補正するとともに、前記フィードバック
制御手段は線形フィードバック行なうことを特徴とする
車両の操舵装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9028169A JPH10226347A (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | 車両の操舵装置 |
| DE1998105736 DE19805736B4 (de) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9028169A JPH10226347A (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | 車両の操舵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10226347A true JPH10226347A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12241249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9028169A Pending JPH10226347A (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | 車両の操舵装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10226347A (ja) |
| DE (1) | DE19805736B4 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001039289A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
| JP2002145038A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
| JP2006015911A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Honda Motor Co Ltd | 車両の操舵装置 |
| JP2010143397A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用サスペンション装置、電動モータの制御方法、及びアクチュエータ制御装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10212582B4 (de) * | 2002-03-15 | 2013-11-07 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fahrdynamik |
| JP3829934B2 (ja) | 2002-06-27 | 2006-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌の旋回特性推定装置 |
| US7130729B2 (en) * | 2004-07-26 | 2006-10-31 | General Motors Corporation | Adaptive compensation of rear-wheel steering control using vehicle dynamics parameter estimation |
| DE102017205973A1 (de) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Ermitteln eines in einem Gierratensignal eines Gierratensensors eines Kraftfahrzeugs enthaltenen Versatzes sowie Steuervorrichtung und Kraftfahrzeug |
| DE102017216019B4 (de) * | 2017-09-12 | 2021-12-09 | Audi Ag | Verfahren und Lenksystem zum Lenken eines Fahrzeugs |
| DE102017216086B4 (de) * | 2017-09-12 | 2021-11-11 | Audi Ag | Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964481A (en) * | 1984-01-13 | 1990-10-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Steering system for vehicles |
| JPH06104455B2 (ja) * | 1985-03-15 | 1994-12-21 | 日産自動車株式会社 | 車両運動状態推定装置 |
| EP0278366B1 (en) * | 1987-02-03 | 1991-03-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Apparatus for controlling steering of wheels of a vehicle |
| DE4410465A1 (de) * | 1993-03-26 | 1994-09-29 | Mazda Motor | Lenksystem für ein Fahrzeug |
| JP3179271B2 (ja) * | 1993-12-01 | 2001-06-25 | 本田技研工業株式会社 | 前後輪操舵装置の制御方法 |
| DE69506741T2 (de) * | 1994-01-14 | 1999-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vorrichtung zum Steuern eines Lenkwinkels |
| JP3441572B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2003-09-02 | 本田技研工業株式会社 | 車両用タイヤ・路面間摩擦状態推定装置 |
| US5869753A (en) * | 1995-08-25 | 1999-02-09 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for estimating the road surface friction |
| JP3532672B2 (ja) * | 1995-08-29 | 2004-05-31 | 本田技研工業株式会社 | 操舵装置の電動機制御装置 |
| JP3525969B2 (ja) * | 1995-12-01 | 2004-05-10 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1997
- 1997-02-12 JP JP9028169A patent/JPH10226347A/ja active Pending
-
1998
- 1998-02-12 DE DE1998105736 patent/DE19805736B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001039289A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
| JP2002145038A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
| JP2006015911A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Honda Motor Co Ltd | 車両の操舵装置 |
| JP4504121B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2010-07-14 | 本田技研工業株式会社 | 車両の操舵装置 |
| JP2010143397A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用サスペンション装置、電動モータの制御方法、及びアクチュエータ制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19805736A1 (de) | 1998-08-13 |
| DE19805736B4 (de) | 2009-12-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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