JPS61166773A - 車両用舵角制御装置 - Google Patents

車両用舵角制御装置

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JPS61166773A
JPS61166773A JP555585A JP555585A JPS61166773A JP S61166773 A JPS61166773 A JP S61166773A JP 555585 A JP555585 A JP 555585A JP 555585 A JP555585 A JP 555585A JP S61166773 A JPS61166773 A JP S61166773A
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JP
Japan
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steering
vehicle
target value
steering angle
wheel
Prior art date
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Pending
Application number
JP555585A
Other languages
English (en)
Inventor
Taketoshi Kawabe
川辺 武俊
Takeshi Ito
健 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP555585A priority Critical patent/JPS61166773A/ja
Publication of JPS61166773A publication Critical patent/JPS61166773A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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  • Mathematical Physics (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、操舵時の車両の運動性能を自在に制御でき
るようにした車両用舵角制御装置に関し、特に、車輪転
舵用のアクチュエータの動的遅れを解消して、応答性お
よび忠実間の向上を図るための改良を施した車両用舵角
制御装置に関する。
(従来の技術) 従来の、機械リンク式ステアリング装置を搭載した車両
は、ステアリングハンドルの操舵量に対応して前輪を転
舵する構成となっており、操舵に伴う運動性能は、その
車両の車両諸元により一律に決定され、運動性能は、車
種毎に固有のものとなっている。
これに対し、本願出願人は、先に、特願昭59−147
018号、特願昭59−188158号、特頼昭59−
188158号等において、目標とする運動性能を備え
る目標車両を想定し、該目標車両に関する車両諸元と運
動方程式に基づいて、ステアリングハンドル操舵量と車
速に対応する運動変数の目標値、すなわち目標車両が呈
する運動性能を表す運動変数値を求め、この運動変数目
標値を自車(当該装置を搭載した車両)で実現するよう
に、自車の車輪(前輪または後輪の少なくとも一方)の
舵角を制御する装置を提案している。
すなわち、この装置を用いれば、例えば自車がセダン車
タイプの車両であっても、目標車両をスポーツ車タイプ
の車両に設定すれば、車体構造等がセダン車タイプであ
りながらスポーツ車の運動性能を保有させること等、自
在に運動性能を制御することができるのである。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、本顆発明者らが上記の装置に関してさらに研
究を重ねるうちに、次のような改良点を見出した。
すなわち、上記のように、演算で求めた運動変数の目標
値を実現するためには、該運動変数目標値を、次に車輪
舵角目標値に変換し、この車輪舵角目標値に基づいて車
輪を転舵させる機械的なアクチュエータが必要になる。
このため、必然的に、アクチュエータの動的遅れが含ま
れてくることになり、実際の自匂車の運動特性は、上記
運動変数目標値から若干ずれてしまい、制御の忠実度(
運動変数目標値に対する自車の実際の運動変数の一致の
度合)が低下することになる。
例えば、第7図に示すように、連動変数目標値(ここで
は、ヨーレートを用いている)が図中人のように変化し
たとすると、上記アクチュエーターの紬的遅れにより自
車の実際のヨーレートは図中Bのように振動してしまう
(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。
運動変数目標値演算手段logは、予め設定された目標
とする運動性能を備える目標車両に関す  する運動方
程式に基づいて、ハンドル操舵量検出手段100で検出
されるステアリングハンドル操舵量θ8と、車速検出手
段101で検出される車速Vとに対応する運動変数目標
値Mを求める。
舵角目標値演算手段103は、上記・運動変数目標値M
と自車の車両諸元とから、運動変数目標値を実現するた
めの前輪あるいは後輪の少なくとも一方の車輪舵角の目
標値δを求める。
舵角目標値補正手段104は、車輪転舵アクチュエータ
105が有する動特性に基づいて、前記舵角目標値δを
、車輪転舵アクチュエータ105の動的遅れを補償する
値に補正し、該液圧後の舵角目標値δ を車輪転舵アク
チュエータ105に与える。
車輪転舵アクチュエータ105は、与えられた補正後の
舵角目標値δ に達するように車輪を転舵する。
(作用) 運動変数目標値演算手段102で求められる運動変数目
標値Xは、舵角目標値演算手段108と舵角目標値補正
手段104および車輪転舵アクチュエータ105により
、自車の運動変数として実現される。これにより、自車
は目標車両の運動性能を呈することになる。
このとき、舵角目標値補正手段104により、車輪転舵
アクチュエータ105の動的遅れを補償するように舵角
目標値δが補正されるため1車輪転舵アクチュエータ1
05によって転舵される車輪の実舵角は、舵角目標値δ
に遅れることなく一致し、制御応答性および忠実度が向
上する。
(実施例) 本発明の一実施例の構成を第2図に示す。
マイクロコンピュータlは、車速センサ8で検出される
車速Vと、ハンドル操舵量センサ2で検出されるステア
リングハンドル8の操舵tθ8を入力して、運動変数目
標値の演算および後輪舵角目標値δ、と、このδ1の補
正値δ、の演算を行なう。
後輪転舵装置5は、マイクロコンピュータ1から与えら
れる後輪舵角目標値の補正値δ、のデータに基づいて後
輪11.12の転舵制御を行う装置である。
そして、後輪11.leを実際に転舵するのは、油圧式
ステアリング装置7である。この後輪転蛇装W!t5、
および油圧式ステアリング装置フは、例えば第3図に示
すような構成になっている。
油圧式ステアリング装置フは、2つのピストン32.3
illを備え、両端がタイロッド(図示路)に連結され
たシャフト81を、左右の油圧室84゜85の作動油圧
に差を設けることによって軸方向へ移動させることによ
り車輪の転舵を行う。
また、中央の室δ7内には、バネ86で左右逆方向に付
勢された反撥プレー)a8,89がシャフト81に遊嵌
されており、これは、左右の油圧g84.85の作動油
圧が抜かれたときに、シャフト81を元の中立位置に復
帰させるためのものである。
後輪転舵装置!4.5は、ソレノイドドライバ21と、
コントロールパルプ22と、オイルポンプ26と、オイ
ルタンク27から構成されている。
コントロールパルプ22は、油圧式ステアリング装ff
7の左右の油圧室84.35に通ずる油路28.29を
備え1これらの油路28.29に流入する作動油量を調
整するスプールパルプ25を具備している。このスプー
ルパルプ25は、左右端が電磁ソレノイド28,24に
遊嵌しており、電磁ソレノイド23.24の磁力の大小
により軸方向へ移動し、上記左右の油圧室34.35に
与える作動油量を調整する。
ソレノイドドライバ21は、マイクロコンピュータ1か
ら与えられる後輪舵角目標値の補正4ItJrに比例し
た電流信号を左右何れかの電磁ソレノイド23.24に
供給する。この場合、車輪の転舵方向によって、電流を
与える電磁ソレノイドを左右で切換えて制御する。
また、前輪9,10は、従来車両と同様の機械リンク式
ステアリング装R6によって、ステアリングハンドル8
の操舵量に対応した舵角に転舵される。
第4図は、マイクロコンピュータ1で実行される処理を
示すフローチャートである。以下、この 1フローチヤ
ートの説明とともに本実施例の動作を説明する。
第4図に示す処理は、所定時間Δを毎に繰返し実行され
るもので、イブニラシロンスイッチがONされて、電源
の供給がなされた時にイニシャライズが行われる。
ステップ41の処理では、ハンドル操舵量センサ2と車
速センサaからマイクロコンピュータ1へ入力されるハ
ンドル操舵量θ8のデータと車速Vのデータの読込みが
行われる。
ステップ42の処理では、予めメモリ内に記憶されてい
る目標車両諸元の続出しが行われる。この目標車両諸元
は、例えば、ミツドシップ車の車両諸元等のように、目
標とする運動性能を備える目標車両を想定し、該目標車
両の車両諸元を目標車両諸元としたものである。
本実施例では、目標車両諸元として以下の車両諸元を用
いている。
工z□:目標車両のヨー慣性 M08目標車両の車体重量 Ll:目標車両のホイールベース ”yi ’目標車両の前軸と重心間の距離LR1”目標
車両の後軸と重心間の距離IK□:目標車両のキングピ
ン回り慣性KSI :目標車両のステアリング剛性DK
よ:目標車両のステアリング系粘性係数ξ :目標車両
のトレール No:目標車両のステアリングギヤ比 KF1:目標車両の前輪のコーナリングパワーKR1’
目標車両の後輪のコーナリングパワーそして、次のステ
ップ48の処理では上記目標車両諸元を用いて、目標運
動変数(本実施例では、ヨー角加速度)を求める演算が
行われる。この演算は、以下の式に従って行われる。
工Klδfl ” ’IK81(θ8−N06fx )
−DKl”fl−2ξ1’Fエ     ・・・(1)
Ml(yl +9’IV ) = 2(3y1 + 2
0Hz     = (2)xzxψ、= 2LF1’
F1−2LR1’R1”” (J3’βFl ”δf0
−(″”1 ” LF19’、) / V   、、、
(4)β8、=−(″y0−掩□w、)/v−3・(5
)OF□−KFlβFよ・・・(6) ’R1” KR1βR1,、、(7) ψ = ψ□         ・・・(8)ここで、 す□;目標車両の前輪舵角(目標車両は2輪操舵車であ
るものとする) ψl :目標車両のヨーレイト ψ、二目標車両のヨー角加速度 y□ :目標車両の横方向速度 y□ :目標車両の横方向加速度 βFm ’目標車両の前輪の横すべり角βR1”目標車
両の後輪の横すべり角 OFI :目標車両の前輪のコーナリングフォース’R
1’目標車両の後輪のコーナリングフォースψ :ヨー
角加速度目標値 である◇ 上記式(1)〜(8)は目標車両における運動方程式で
あり、これらの式を解くには、Δを毎に4回の積分演算
が必要であり、この積分演算は、例えば、 1(t+Δt)=i(t)+Δt−A(t)で表わされ
る矩形積分法や、その他の、ルンゲクツタ法等、要求さ
れる積分精度に応じて適切な積分法を用いる。
このようにして、求められたヨー角加速度目標値≠は、
ハンドル操船景θ8と車速Vに対応する目標車両におけ
るヨー角加速度であり、これらの自車とは異なる車両の
運動変数を自車で実現させようとするのが本実施例のね
らいである0次に、ステップ44の処理では、予めメモ
リに記憶されている自車の車両諸元の読出しが行われる
。本実施例では、自車車両諸元として以下に示すものが
用いられる0 xzs ”自車のヨー霞性 M、:自車の車体重量 り、:自車のホイールベース LFs ’自車の前軸と重心間の距離 LR1’自車の後軸と重心間の距離 工Ks :自車のキングピン回り慣性 Ksi’自車のステアリング1ijl性DKs:自車の
ステアリング系粘性係数ξ :自車のトレール N、 j自車のステアリングギヤ比 Kyg :自車の前輪のコーナリングパワーKRs: 
自車の後輪のコーナリングパワーそして、次のステップ
45の処理では、上記自車の車両諸元と、前記ステップ
48で求められたヨー角加速度目標値ゲから1自車の後
輪の舵角目標値δ1を求める演算が行われる。この1l
lI算は以下の式に従って行われる。
工Kffiδf’lB = ”@に82 (θ8−N、
δf、 )−DK!jf’J −”ξl”l     
 −(o)’Fl ” KPIβF3        
      ・・・(12)OR1= ’ LFICF
! −@ψ工、□) / LH,・・・(1δ)βRs
 =CRa / KRm            ・・
・(14)δr:βR1,+ (’I、 −11R占)
 / V   −(1!I)但し、ψ、−−1である。
ここで、 δfs ”自車の前輪舵角 ÷、:自車のヨーレイト y8:自車の横方向速度 y3:自車の横方向加速度 βFm ’自車の前輪の横すペリ角 βR1’自車の後輪の横すべり角 a、、 :自車の前輪のコーナリングフォースOR1:
自車の後輪のコーナリングフォースである。
上記式(9) # (10)は、自車の運動方程式であ
り、これらの式を解くための積分演算は、前記ステップ
嶋δで用いられた積分法を用いる。
このようにして求められた後輪舵角目標値りは、次のス
テップ46の処理により、後輪転舵装置!5および油圧
式ステアリング装置7等で構成される後輪転舵アクチュ
エータ系の動特性に基づく補正がなされる。
この後輪舵角目標値りの補正処理は次のようにして行わ
れる。
すなわち、上記後輪転舵アクチュエータ系の動特性が1
,8+□という一次遅れ特性を有する場合には、 (但し、Tは時定数)なる演算により、δ、の補正−* 値り を求める。
このような演算によって求められた後輪舵角目標値の補
正値δr は1次のステップ46の処理によって後輪転
舵装置5に入力される。
後輸転舶装fft5は、与えられた後輪舵角目標値これ
によりS後輪11.12の転舵が行われる。
このように、後輪舵角目標値の補正値δエ に後輪11
,12を転舵すれば、後輪11,12の実舵角りは、f
l(δr ) =(T7irB + 7Jr ) オヨ
CF 7クチユエータ系の伝達関数〒8+1−より、と
なって、後輪舵角目標値りに等しくなる。
従って、例えば、第5図に示すようにステアリングハン
ドル8の操船が行われた場合、後輪実舵角δ1は、第6
図に示すように、後輪舵角目標値δ1の補正を行わない
ときには、図中破MDで示すように遅れが生じ、第7図
に示したようにヨーレートも振動してしまうが、これに
対して、本実施例の場合には、第6図中の実IIOで示
すように遅れなく後輪舵角目標値δ工に等しい実舵角に
なる。
従って、ヨーレートも第7図中の実線ムに一致すること
になり、振動することはない。
なお、上記実施例では、後輪11.12の舵角を制御す
ることで、運動性能の制御を行う例を示したが、本発明
は、前輪9,10の舵角を制御したり、あるいは前輪と
後輪の両者の舵角を制御して運動性能を制御する装置に
も適用することができる。これらの場合には、運動変数
目標値や舵角目標値の演算を適宜変更すればよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、運動性能を自在
に制御することが可能であるとともに、車輪転舵アクチ
ュエータの動的遅れを補償するように舵角目標値を補正
することによって、車輪の実舵角は舵角目標値に遅れる
ことなく一致し、制御応答性および忠実度を向上させる
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、 第2図は本発明の第1実施例の構成図、第8図は第2図
中の後輪転舵装置および油圧式ステアリング装置の構成
図S ′ @4図は第2図中のマイクロコンピュータによって実行
される制御内容を示すフローチャート、第す図〜第7図
は同実施例の動作を先願例と比較して示す変動特性図で
ある。 100−・・ハンドル操舵量検出手段 101・・・車速検出手段 102・・・運動変数目標値演算手段 108・・・舵角目標値演算手段 104−・・舵角目標値補正手段 105−・車輪転舵アクチュエータ 1、・、マイクロコンピュータ 2・・・ハンドル操舵量センサ 8・・・車連七ンサ    5・・・後輪転舵装置7・
・・油圧式ステアリング装置 8・・・ステアリングハンドル ri、xo−・・前輪      11.L? −・・
後輪δr・・・後輪舵角目標値 特許出願人  日産自動車株式会社 第2図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ステアリングハンドルの操舵量を検出するハンドル
    操舵量検出手段と、 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運動性能を備える目標車両に
    関する運勢方程式に基づいて、前記ステアリングハンド
    ルの操舵量と車速に対応する運動変数の目標値を求める
    運動変数目標値演算手段と、前記求められた運動変数目
    標値および自車の車両諸元とから、前記求められた運動
    変数目標値を実現するための前輪あるいは後輪の少なく
    とも一方の車輪舵角の目標値を求める舵角目標値演算手
    段と、 与えられる舵角目標値に達するように、車輪を転舵する
    車輪転舵アクチュエータと、 前記車輪転舵アクチュエータが有する動特性に基づいて
    、前記舵角目標値演算手段により求められた舵角目標値
    を前記車輪転舵アクチュエータの動的遅れを補償する値
    に補正し、該補正後の舵角目標値を車輪転舵アクチュエ
    ータに与える舵角目標値補正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。
JP555585A 1985-01-16 1985-01-16 車両用舵角制御装置 Pending JPS61166773A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62227863A (ja) * 1986-03-29 1987-10-06 Hino Motors Ltd 車両に使用されるパワ−・ステアリング
JPH01178085A (ja) * 1988-01-05 1989-07-14 Nissan Motor Co Ltd 4輪操舵制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62227863A (ja) * 1986-03-29 1987-10-06 Hino Motors Ltd 車両に使用されるパワ−・ステアリング
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