JPS62139758A - 自動車の前後輪操舵装置の制御装置 - Google Patents
自動車の前後輪操舵装置の制御装置Info
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- JPS62139758A JPS62139758A JP28082985A JP28082985A JPS62139758A JP S62139758 A JPS62139758 A JP S62139758A JP 28082985 A JP28082985 A JP 28082985A JP 28082985 A JP28082985 A JP 28082985A JP S62139758 A JPS62139758 A JP S62139758A
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- turning angle
- signal
- wheel steering
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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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- B62D7/1581—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 comprising an electrical interconnecting system between the steering control means of the different axles
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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。
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
本発明は自動車の前後輪操舵装置の制御装置に関するも
のである。
のである。
従来の技術
自動車において、転舵操作時操舵に対する車体の運動性
箋を向上させるために、後輪を前輪と同様にキングピン
まわりに回動し得るよう構成し、前輪の転舵にｉ！！動
して後輪を転舵させるように構成すると共に、前輪の転
舵角に対する後輪の転舵角比を車速あるいは転舵角速度
等に対し可変とした前後輪操舵装置が従来より種々開発
されている（例えば特開昭５７−１５０６６号公報およ
び特開昭５７−１１１７３号公報参照）。
箋を向上させるために、後輪を前輪と同様にキングピン
まわりに回動し得るよう構成し、前輪の転舵にｉ！！動
して後輪を転舵させるように構成すると共に、前輪の転
舵角に対する後輪の転舵角比を車速あるいは転舵角速度
等に対し可変とした前後輪操舵装置が従来より種々開発
されている（例えば特開昭５７−１５０６６号公報およ
び特開昭５７−１１１７３号公報参照）。
発す１が解決しようとする問題点
■−記のような第１の先行技術（特開昭５７−１５０６
８号公報）に開示された前後輪操舵装置は、従来の前輪
のみを操舵する車両では車両を旋回させようとした操舵
時に操舵操作と車両のヨー角速度（車両が向きを変えよ
うとする角変化速度）との間に位相遅れが生じ運転者に
不自然な操作感を与えるという問題点に着目し。
８号公報）に開示された前後輪操舵装置は、従来の前輪
のみを操舵する車両では車両を旋回させようとした操舵
時に操舵操作と車両のヨー角速度（車両が向きを変えよ
うとする角変化速度）との間に位相遅れが生じ運転者に
不自然な操作感を与えるという問題点に着目し。
この位相遅れを小さくすることを目的としたものであり
、これにより車両の操縦性は大きく改善されるが、ヨー
角速度および横加速度のスタティックゲイン（ゆっくり
と操舵したときのヨー角速度および横加速度の発生量）
は従来の前輪のみを操舵する車両と何等変わるところは
なく、特に高速になるにつれて増大し、わずかなハンド
ル操作で思いがけない車両挙動を誘発させることがある
。
、これにより車両の操縦性は大きく改善されるが、ヨー
角速度および横加速度のスタティックゲイン（ゆっくり
と操舵したときのヨー角速度および横加速度の発生量）
は従来の前輪のみを操舵する車両と何等変わるところは
なく、特に高速になるにつれて増大し、わずかなハンド
ル操作で思いがけない車両挙動を誘発させることがある
。
また第２の先行技術（特開昭５７−１１１７７号公報）
に開示された前後輪操舵装置は、低速走行時に後輪を前
輪と逆位相に、また高速走行時に同位相に転舵すること
によって、操舵操作と車両の横加速度との間の位相遅れ
を小さくして車両の安定性を改善させようとしたもので
ある。ところがこのような高速走行時に前後輪を同時に
同方向に操舵させる方法は、前輪のみを操舵する車両と
比べた場合、たしかに横方向の移動に関する応答性は向
上するが、車両の向きを変えようとする運動に関しては
応答かにぶくなり、機敏な操縦が困難になるという問題
を有する。
に開示された前後輪操舵装置は、低速走行時に後輪を前
輪と逆位相に、また高速走行時に同位相に転舵すること
によって、操舵操作と車両の横加速度との間の位相遅れ
を小さくして車両の安定性を改善させようとしたもので
ある。ところがこのような高速走行時に前後輪を同時に
同方向に操舵させる方法は、前輪のみを操舵する車両と
比べた場合、たしかに横方向の移動に関する応答性は向
上するが、車両の向きを変えようとする運動に関しては
応答かにぶくなり、機敏な操縦が困難になるという問題
を有する。
本発明はこれらの問題に対処することを目的とするもの
である。
である。
問題点を解決するための手段
本発明は、ステアリングハンドルの回動操作にて転舵作
動する前輪の転舵角を検出し前輪転舵角δｆ倍信号発す
る前輪転舵センサと、車速を検出し車速Ｖ信号を発する
車速センサと、上記前輪転舵角δｆ倍信号よび車速Ｖ信
号に基づき後輪理想転舵角δｒ信号を演算し出力を発す
る制御回路と、該制御回路の出力にて回転駆動し後輪転
舵を行なうアクチュエータと、該アクチュエータの回転
駆動にともなう後輪転舵角を検出し後輪転舵角信号を制
御回路に発し該制御回路の出力を制御する後輪転舵角セ
ンサとから構成された後輪操舵装置を備えた自動車にお
いて、Ｊ：記制御回路が演算する前輪転舵角δｆに対す
る後輪理想転舵角δ「の伝達関数Ｇ （ｓ）をＧＣ３）
−ｋｃ−ｈｓ （但し、ｋは車速Ｖの増加関数で ０＜ｋ＜１ 、ｈ＝Ａ （１−ｋ）”−、。
動する前輪の転舵角を検出し前輪転舵角δｆ倍信号発す
る前輪転舵センサと、車速を検出し車速Ｖ信号を発する
車速センサと、上記前輪転舵角δｆ倍信号よび車速Ｖ信
号に基づき後輪理想転舵角δｒ信号を演算し出力を発す
る制御回路と、該制御回路の出力にて回転駆動し後輪転
舵を行なうアクチュエータと、該アクチュエータの回転
駆動にともなう後輪転舵角を検出し後輪転舵角信号を制
御回路に発し該制御回路の出力を制御する後輪転舵角セ
ンサとから構成された後輪操舵装置を備えた自動車にお
いて、Ｊ：記制御回路が演算する前輪転舵角δｆに対す
る後輪理想転舵角δ「の伝達関数Ｇ （ｓ）をＧＣ３）
−ｋｃ−ｈｓ （但し、ｋは車速Ｖの増加関数で ０＜ｋ＜１ 、ｈ＝Ａ （１−ｋ）”−、。
１−ｔ Ｂ７１
Ａ、Ｂは正の常数とする）
の近似式としたことを特徴とするものである。
作用
本発明はＬ記の構成を採ることにより、ヨー角速度およ
び横加速度のスタティックゲイン（ゆっくりと操舵した
ときのヨー角速度および横加速度の発生機）を減少でき
ると共に、操舵時の操舵操作とヨー角速度（−１（両が
向きを変えようとする角変化速度）との位相ｄれを減少
させることができる。
び横加速度のスタティックゲイン（ゆっくりと操舵した
ときのヨー角速度および横加速度の発生機）を減少でき
ると共に、操舵時の操舵操作とヨー角速度（−１（両が
向きを変えようとする角変化速度）との位相ｄれを減少
させることができる。
実施例
以下本発明の一実施例を附図を参照して説明する。
第１図において、１はステアリングハンドルであり、１
被ステアリングハンドル１を回転操作することにより図
示しない例えばラックピニオン式等の従来より一般的に
用いられている前輪操舵装置が作動し前輪が右または左
に転舵作動するようになっている。該前輪操舵装置は図
示省略しているが、従来より公知の任意の機構のものを
採用し得る。
被ステアリングハンドル１を回転操作することにより図
示しない例えばラックピニオン式等の従来より一般的に
用いられている前輪操舵装置が作動し前輪が右または左
に転舵作動するようになっている。該前輪操舵装置は図
示省略しているが、従来より公知の任意の機構のものを
採用し得る。
２はステアリングハンドルｌの回転操作角あるいは前輪
操舵装置の転舵作動量あるいはまた前輪実舵角を検出し
前輪転舵角に応じた信号を発する前輪転舵センサ、３は
車速を検出し車速に応じた信号を発する車速センサであ
り、該両輪転舵センサ２の前輪転舵角信号および車速セ
ンサ３の！［（速信号は制御回路４にインプットされる
。
操舵装置の転舵作動量あるいはまた前輪実舵角を検出し
前輪転舵角に応じた信号を発する前輪転舵センサ、３は
車速を検出し車速に応じた信号を発する車速センサであ
り、該両輪転舵センサ２の前輪転舵角信号および車速セ
ンサ３の！［（速信号は制御回路４にインプットされる
。
６は上記制御回路４の出力により駆動回路５を介して駆
動される電動モータであり、該電動モータ６の回転駆動
は第２図に示すように円筒ウオーム７、それに噛合うウ
オームホイール８よりなるウオームギヤを介してピニオ
ンギヤ９に伝達され、該ピニオンギヤ９が噛合っている
ラックシャフトｌＯを軸方向に作動させ、該ラックシャ
フトｌＯの軸方向作動によりタイロッドｘｓ、ｔ３およ
びナックルアーム１４゜１４を介して後輪１５．１５が
キングピンまわりに回動して後輪転舵が行なわれるよう
になっている。
動される電動モータであり、該電動モータ６の回転駆動
は第２図に示すように円筒ウオーム７、それに噛合うウ
オームホイール８よりなるウオームギヤを介してピニオ
ンギヤ９に伝達され、該ピニオンギヤ９が噛合っている
ラックシャフトｌＯを軸方向に作動させ、該ラックシャ
フトｌＯの軸方向作動によりタイロッドｘｓ、ｔ３およ
びナックルアーム１４゜１４を介して後輪１５．１５が
キングピンまわりに回動して後輪転舵が行なわれるよう
になっている。
上記電動モータ６、ウオームギヤ７．８を介して駆動さ
れるピニオンギヤ９およびラックシャツ）１０等はギヤ
ボックス１２内に組込まれてｌユニットの後輪操舵装置
を構成している。
れるピニオンギヤ９およびラックシャツ）１０等はギヤ
ボックス１２内に組込まれてｌユニットの後輪操舵装置
を構成している。
１１は後輪転舵角を検出し後輪転舵角に応じた信号を発
する後輪転舵角センサであり、該後輪転舵角センサ１１
の後輪転舵角信号は前記制御回路４にインプットされる
。
する後輪転舵角センサであり、該後輪転舵角センサ１１
の後輪転舵角信号は前記制御回路４にインプットされる
。
上記後輪転舵角は、第１図のようにラックシャフト１０
の軸方向変位凝により検出してもよいし、あるいはｉｔ
ｔ＊モータ６の出力軸の回転角度変位量により検出して
もよく、あるいはまた後輪１５の実舵角により検出して
もよい。
の軸方向変位凝により検出してもよいし、あるいはｉｔ
ｔ＊モータ６の出力軸の回転角度変位量により検出して
もよく、あるいはまた後輪１５の実舵角により検出して
もよい。
上記において、制御回路４はステアリングハンドル１の
操作時両輪転舵センサ２の前輪転舵角信号および車速セ
ンサ３の車速信号に基づきそのときの理想的な後輪転舵
角を演算し、更に後輪転舵角センサ１１の後輪転舵角信
号にて求められる後輪実転舵角と１記後輪の理想転舵角
とを比較演算し、その結果を駆動回路５を介して例えば
電気パルス幅信号として出力し電動モータ６を駆動し、
これにより後輪理想転舵角と後輪実転舵角が常に一致す
るよう゛電動モータ６の回転を制御するものである。
操作時両輪転舵センサ２の前輪転舵角信号および車速セ
ンサ３の車速信号に基づきそのときの理想的な後輪転舵
角を演算し、更に後輪転舵角センサ１１の後輪転舵角信
号にて求められる後輪実転舵角と１記後輪の理想転舵角
とを比較演算し、その結果を駆動回路５を介して例えば
電気パルス幅信号として出力し電動モータ６を駆動し、
これにより後輪理想転舵角と後輪実転舵角が常に一致す
るよう゛電動モータ６の回転を制御するものである。
先ず後輪の理想転舵角δ「が車両のヨー角速度に与える
影響を第３図に示す簡素化した２輪モデルを用いて求め
る。このモデルは自動車をモ面系で考えているのでＹ軸
方向およびＺ軸まわりのつり合いについて考える（この
場合速度を一定と考えるのでＸ軸方向のつり合いは考え
ない）。
影響を第３図に示す簡素化した２輪モデルを用いて求め
る。このモデルは自動車をモ面系で考えているのでＹ軸
方向およびＺ軸まわりのつり合いについて考える（この
場合速度を一定と考えるのでＸ軸方向のつり合いは考え
ない）。
車輌の質量をｍ、ヨー慣性能率を工、ホイールベースを
見、前輪と重心との間の距離を見ｆ。
見、前輪と重心との間の距離を見ｆ。
後輪と重心との間の距離を９．ｒ、前輪タイヤのコーナ
リングパワをＫｆ、後輪タイヤのコーナリングパワをＫ
ｒ、前輪スリップ角をβｆ、後輪スリップ角をβｒ、横
加速度をす、ヨー角速度を１にとすると、車両の運動方
程式は下記のように表わされる。
リングパワをＫｆ、後輪タイヤのコーナリングパワをＫ
ｒ、前輪スリップ角をβｆ、後輪スリップ角をβｒ、横
加速度をす、ヨー角速度を１にとすると、車両の運動方
程式は下記のように表わされる。
横方向の運動：
ｍｙ＝Ｋｆβｆ ＋Ｋｒβｒ（１）
ヨーモーメント方向の運動：
ＩカーｘｉＫｔβｒ −Ｊｌｒ Ｋｒβ、（２）ｔ
横加速度春ｙを、１１（速ｖ 、 １１１一体重心点横
辷り角β、ヨー角速度φを用いて表わすと、 ｖ＝Ｖ（−１！＝Ｌ＋φ）（３） ｔ 前輪スリップ角βｆ 、後輪スリップ角βｒは前輪転舵
角δｆ、理想後輪転舵角δｒ等を用いて、幾何学的に次
のように表わされる。
辷り角β、ヨー角速度φを用いて表わすと、 ｖ＝Ｖ（−１！＝Ｌ＋φ）（３） ｔ 前輪スリップ角βｆ 、後輪スリップ角βｒは前輪転舵
角δｆ、理想後輪転舵角δｒ等を用いて、幾何学的に次
のように表わされる。
β、＝δ、−β＋」→ （５）（３）、（４
）、（５）を（１）、（２）に代入すると、（１′） （２゛） （１′）、（２′）式を、左辺にβとΦに関する項を、
右辺にδｆ、δｒの項をまとめて整理し、ラプラス変換
してマトリックス表示すると。
）、（５）を（１）、（２）に代入すると、（１′） （２゛） （１′）、（２′）式を、左辺にβとΦに関する項を、
右辺にδｆ、δｒの項をまとめて整理し、ラプラス変換
してマトリックス表示すると。
（６）式を竜（ｓ）について解くと。
（７）式において、
前輪のみ操舵する車両のスタビリテイファクタである）
１次式のように書換えられる。
１次式のように書換えられる。
次に、理想後輪転舵角δｒとして前輪転舵角例する項と
からなるものを仮定したときの前輪転舵角δｆがヨー角
速度Φに与える影響を考察する。すなわち δｒ＝にΦδｒ−ｈ−件 （８） ただし、ｋ、ｈは正の係数とする。
からなるものを仮定したときの前輪転舵角δｆがヨー角
速度Φに与える影響を考察する。すなわち δｒ＝にΦδｒ−ｈ−件 （８） ただし、ｋ、ｈは正の係数とする。
（８）式をラプラス変換すると“次式が求められる。
δｒ （ｓ） ＝ （ｋ −ｈｓ ）δｒ （５）
（ｉ＞・（８′）式において係数に−ｈｓは前輪転舵
角δｆに対する後輪理想転舵角δｒの伝達関数Ｇ（ｓ）
である。
（ｉ＞・（８′）式において係数に−ｈｓは前輪転舵
角δｆに対する後輪理想転舵角δｒの伝達関数Ｇ（ｓ）
である。
（８′）を（７′）式に代入すると１次式が得られる。
従って、前輪転舵角δｆに対するヨー角速度φの応答を
示す伝達関数Ｇ ４ （ｓ ）は次式のとうりとなる。
示す伝達関数Ｇ ４ （ｓ ）は次式のとうりとなる。
（ｒ” （ｓ）＝謹
Ｊ（み（５）
（ｌＯ）
（４ｐ）式において
とすると、次式のように書換えられる。
（１０’）
上記ヨー角速度の伝達関数Ｇｘ、 （ｓ）のスタティ
ックゲインＧ Ｅ （０） （ゆっくりと操舵したとき
のヨー角速度およびａ加速度の発生量）は（ｌｏ’）式
においてＳ＝０とおいたものに等しいから次式のように
表わすことができる。
ックゲインＧ Ｅ （０） （ゆっくりと操舵したとき
のヨー角速度およびａ加速度の発生量）は（ｌｏ’）式
においてＳ＝０とおいたものに等しいから次式のように
表わすことができる。
弓（・）＝鮭粍罐躬
また前輪転舵角δｆに対する横加速度デの応答を示す伝
達関数のスタティックゲインＧ ｔ、 （ｏ）は（３
）式より下記のように表わすことができる。
達関数のスタティックゲインＧ ｔ、 （ｏ）は（３
）式より下記のように表わすことができる。
（１１）式を用いて（ＸＯ）式を書換えると次のとうり
となる。
となる。
伝達関数Ｇ Ｔ、 Ｃｓ）を表わす上記（１３）式にお
いて、分子で表わされる２次進みの部分の位相進みをｈ
を用いて調整することにより、分母で表される２次遅れ
の部分の位相遅れを改善することができる。このために
は２次進みの部分の固有振動数ωｌと２次遅れの部分の
固有振動数ω０とを等しくおけばよい。
いて、分子で表わされる２次進みの部分の位相進みをｈ
を用いて調整することにより、分母で表される２次遅れ
の部分の位相遅れを改善することができる。このために
は２次進みの部分の固有振動数ωｌと２次遅れの部分の
固有振動数ω０とを等しくおけばよい。
数なのでＡとおくと（１４）式は下記のように表される
。
。
Ｖ（１４’）
ゝ＝Ａ（１−ｋ）□
次に後輪理想転舵角δ「（Ｓ）を
δｒ （ｓ） ＝ （ｋ −ｈｓ ）δｆ （ｓ）式を
用いて設定した自動車の転舵時の挙動を実際の数値例に
基づいて説明する。
用いて設定した自動車の転舵時の挙動を実際の数値例に
基づいて説明する。
第４図はある車種について設定されたｋおよびｈを示す
もので、高速時におけるヨー角速度金のスタティックゲ
インＧ２ （ｏ）を小にするために、上記ｋを鎖線水
のような増加関数とすると、（１４′）式により求めた
ｈは点線水のような減少関数となる。
もので、高速時におけるヨー角速度金のスタティックゲ
インＧ２ （ｏ）を小にするために、上記ｋを鎖線水
のような増加関数とすると、（１４′）式により求めた
ｈは点線水のような減少関数となる。
：ｔＳ５図（４） 、 （ａ）はそれぞれ車速が約８０
Ｋｍ八時および１８０に１ハ時において、前輪転舵角δ
ｆとして時間に比例して増大するランプＲＡＭＰ成人力
δｆ＝に’・ｔをグーえたときの後輪理想転舵角δｒの
応答を示すものである。
Ｋｍ八時および１８０に１ハ時において、前輪転舵角δ
ｆとして時間に比例して増大するランプＲＡＭＰ成人力
δｆ＝に’・ｔをグーえたときの後輪理想転舵角δｒの
応答を示すものである。
すなわち、ランプ状入力である前輪転舵角δ「がｌ＝Ｑ
の時点で加えられたとき急に立ち下がる部分は第２項の
微分項による応答で、以後は入力の勾配が一定であるた
め微分項による出力はこの値を持続し、第１項の比例項
の出力のほうが入力の増大に応じて増大する。
の時点で加えられたとき急に立ち下がる部分は第２項の
微分項による応答で、以後は入力の勾配が一定であるた
め微分項による出力はこの値を持続し、第１項の比例項
の出力のほうが入力の増大に応じて増大する。
第４図に示すように車速に関して第１項の比例項の係数
であるｋは増加関数であり、第２項の微分項の係数であ
るｈは減少関数なので、前輪転舵角δｆ信号に対し後輪
理想転舵角δｒ信号が逆相となる時間は第５図（４）、
（ａ）に示すように車速が大となるに従って次第に小と
なり、高速走行時あるいはそれほど高速でない走行時の
いずれにおいてもレーンチェンジの期間中は舵の切れ（
ヨーイング方向の応答性）を向トさせることができる。
であるｋは増加関数であり、第２項の微分項の係数であ
るｈは減少関数なので、前輪転舵角δｆ信号に対し後輪
理想転舵角δｒ信号が逆相となる時間は第５図（４）、
（ａ）に示すように車速が大となるに従って次第に小と
なり、高速走行時あるいはそれほど高速でない走行時の
いずれにおいてもレーンチェンジの期間中は舵の切れ（
ヨーイング方向の応答性）を向トさせることができる。
実際の自動車の場合にはステアリングハンドルの個性質
量等の影響により第５図の入力δｆで示されるような正
確なランプ入力は存在せず入力の立ちトリ部分において
第６図（イ）に示すように滑らかな曲線で示されるもの
となるので、入力の微分値であるδｆは第６図（ａ）に
て示されるように変化する。この結果出力δｒは第６図
（ハ）にて示されるように逆相の出力は比較的小となる
。
量等の影響により第５図の入力δｆで示されるような正
確なランプ入力は存在せず入力の立ちトリ部分において
第６図（イ）に示すように滑らかな曲線で示されるもの
となるので、入力の微分値であるδｆは第６図（ａ）に
て示されるように変化する。この結果出力δｒは第６図
（ハ）にて示されるように逆相の出力は比較的小となる
。
本発明は、後輪理想転舵角δｒを、前輪転舵し、ｋは車
速Ｖの増加関数でＯ＜ｋ＜１゜常数）としたとき、操舵
操作に対するヨー角速度φの応答性が向上することに着
目し、上記の式をラプラス変換した δｒ （ｓ） ＝ （ｋ−ｈｓ ）δｆ （ｓ）に対す
る簡略な等画成に基づき後輪理想転舵角δｒを制御する
ことを特徴とするものである。
速Ｖの増加関数でＯ＜ｋ＜１゜常数）としたとき、操舵
操作に対するヨー角速度φの応答性が向上することに着
目し、上記の式をラプラス変換した δｒ （ｓ） ＝ （ｋ−ｈｓ ）δｆ （ｓ）に対す
る簡略な等画成に基づき後輪理想転舵角δｒを制御する
ことを特徴とするものである。
すなわちδｒ （ｓ） ＝ （ｋ −ｈｓ ）δ「（Ｓ
）は下記のように変形することができる。
）は下記のように変形することができる。
δｒ （ｓ） ＝ （ｋ −ｈｓ ）δｆ （ｓ）＝ｋ
（Ｌ−４５）δｆ （ｓ） （１５）ここで１５が
微少量のときは第３項以下を省略した下記の近似式が成
立する。 ′すなわち前輪転舵角δｆに対して
後輪理想転舵角δｒを求めるのに伝達関数Ｇ （ｓ）が
Ｇ （＋）要素とを組合わせたものを用いることができ
るもので、このときの入力となる前輪転舵角δｆに対す
る出力である後輪理想転舵角δｒとの関係は７ＪＪ７図
（イ）に示すとおりである。
（Ｌ−４５）δｆ （ｓ） （１５）ここで１５が
微少量のときは第３項以下を省略した下記の近似式が成
立する。 ′すなわち前輪転舵角δｆに対して
後輪理想転舵角δｒを求めるのに伝達関数Ｇ （ｓ）が
Ｇ （＋）要素とを組合わせたものを用いることができ
るもので、このときの入力となる前輪転舵角δｆに対す
る出力である後輪理想転舵角δｒとの関係は７ＪＪ７図
（イ）に示すとおりである。
また（１５）式の第２の近似式としてＡ−・ の巾級数
展開を考える。
展開を考える。
ん
ここで１５が微少量のときは第３項以下を省略した下記
の近似式が成立する。
の近似式が成立する。
すなわち前輪転舵角δｆに対して後輪理想転舵角δｒを
求めるのに伝達関数Ｇ （ｓ）がＧ （ｓ）＝イー・
１表ゎ、わ、比例、□。ッ、□７素とを組合わせたもの
を用いることができるもので、このときの入力となる前
輪転舵角δｒに対する出力である後輪理想転舵角δ「と
の関係は第７図（ａ）に示すとおりである。
求めるのに伝達関数Ｇ （ｓ）がＧ （ｓ）＝イー・
１表ゎ、わ、比例、□。ッ、□７素とを組合わせたもの
を用いることができるもので、このときの入力となる前
輪転舵角δｒに対する出力である後輪理想転舵角δ「と
の関係は第７図（ａ）に示すとおりである。
さらにまた（１５）式の第３の近似式として（１６）式
と（１７）式を結合したもの、すなわち導いたと同じ手
順により次の近似式が求められる。
と（１７）式を結合したもの、すなわち導いたと同じ手
順により次の近似式が求められる。
ここで、第３項は微少量として省略できるので上記の近
似式は下記の通りとなる。
似式は下記の通りとなる。
すなわち前輪転舵角δｆに対して後輪理想転舵角δｒを
求めるのに伝達関数Ｇ （！Ｉ）がＧ （ｓ）れ要素と
むだ時間要素を組合わせたものを用いることができるも
ので、このときの入力となる前輪転舵角δｒに対する出
力である後輪理想転舵角δｒとの関係は第７図（ハ）に
示すとおりである。
求めるのに伝達関数Ｇ （！Ｉ）がＧ （ｓ）れ要素と
むだ時間要素を組合わせたものを用いることができるも
ので、このときの入力となる前輪転舵角δｒに対する出
力である後輪理想転舵角δｒとの関係は第７図（ハ）に
示すとおりである。
上記（１８） 、 （１７） 、 （１８）式で表わさ
れる近似式は第７図（４） 、 （ｏ） 、 （ハ）に
示されるようにいずれも前輪転舵角δｆに対して後輪理
想転舵角δｒに玉で表わされる位相遅れを持たせたもの
で肴 あり、該位相遅れは伝達関数Ｇ （ｓ）としてＧ（ｓ）
＝に−ｈｓを用いた場合の第５図（イ）。
れる近似式は第７図（４） 、 （ｏ） 、 （ハ）に
示されるようにいずれも前輪転舵角δｆに対して後輪理
想転舵角δｒに玉で表わされる位相遅れを持たせたもの
で肴 あり、該位相遅れは伝達関数Ｇ （ｓ）としてＧ（ｓ）
＝に−ｈｓを用いた場合の第５図（イ）。
（ａ）および第６図（ハ）にて示される後輪の逆相転舵
とほぼ同じ効果を舵の切れ（ヨーイング方向の応答性）
に対して持たせることができる。
とほぼ同じ効果を舵の切れ（ヨーイング方向の応答性）
に対して持たせることができる。
すなわち、第４図に示すように車速に関して数となり、
ｉ７図（イ）、（ｏ）、（ハ）においててでボされる位
相遅れ時間は車速が大となるに従って次第に小となり、
高速走行時（例えば１８０Ｋｉｉ八程度）あるいはそれ
ほど高速でない走行時（例えば８０Ｋｍ／ｈ程度）のい
ずれの場合においてもレーンチェンジの最中は舵の切れ
（ヨーイング方向の応答性）を向上させることができる
。
ｉ７図（イ）、（ｏ）、（ハ）においててでボされる位
相遅れ時間は車速が大となるに従って次第に小となり、
高速走行時（例えば１８０Ｋｉｉ八程度）あるいはそれ
ほど高速でない走行時（例えば８０Ｋｍ／ｈ程度）のい
ずれの場合においてもレーンチェンジの最中は舵の切れ
（ヨーイング方向の応答性）を向上させることができる
。
上記の第１ないし第３の近似式は前輪転舵角δｆに対す
る後輪理想転舵角δｒの位相遅れを車速に応じて変化さ
せるようにしたものであるが、さらに筒略化したものと
して位相遅れを一定とした第４の近似式を考える。
る後輪理想転舵角δｒの位相遅れを車速に応じて変化さ
せるようにしたものであるが、さらに筒略化したものと
して位相遅れを一定とした第４の近似式を考える。
孔
すなわち、位相遅れを表わすＴは（１４）式を用いて求
めた次式 に基いて決めるのが一番望ましいが、最高速近辺での高
速安定性に目標を絞れば、最高速度Ｖｏおよび、該最高
速度ＶＱのときのｋの値ｋ。
めた次式 に基いて決めるのが一番望ましいが、最高速近辺での高
速安定性に目標を絞れば、最高速度Ｖｏおよび、該最高
速度ＶＱのときのｋの値ｋ。
とから求められるト値−４１に固定してやれば制御が大
幅に簡素化できる。
幅に簡素化できる。
一般小型乗用車では、Ｉ ＝ ２００Ｋｇ−ｍ−５２゜
Ｋｒ ＝ ３０００〜５０００Ｋｇ、 ｆＬ＝２．５ｍ
。
Ｋｒ ＝ ３０００〜５０００Ｋｇ、 ｆＬ＝２．５ｍ
。
ｕｒ＝１．５ｍ、 β ＝ ０−００１５〜０．００
２５ ｓ？／ｒａ２ 。
２５ ｓ？／ｒａ２ 。
Ｖ、 ＝ １５０〜２００Ｋｍ／ｈ＝４２〜５６ｍ／
ｓ テあるから、その代表値を（２０）式に代入すると
、下記の通りとなる。
ｓ テあるから、その代表値を（２０）式に代入すると
、下記の通りとなる。
Ｋｏ＝０．３としたとき Ｋｏ＝０．５としたときした
がってｋの最大値ｋｏ を０．３≦に、≦固定すればよ
いことがわかる。
がってｋの最大値ｋｏ を０．３≦に、≦固定すればよ
いことがわかる。
第８図は大体の操舵周波数域であるθ〜２Ｈｚの周波数
応答りでの０．０４〜０．２秒の位相遅れをもたせても
のを位相線図Ｅに表わしたものである。
応答りでの０．０４〜０．２秒の位相遅れをもたせても
のを位相線図Ｅに表わしたものである。
ｄはＧ（ｓ） ＝ ｋ ６−０．７ｔ に相当するもの
である。
である。
なお上記実施例ではアクチュエータとして電動モータを
用いた例を述べたが、油圧制御装置を用いてもよいこと
は勿論である。
用いた例を述べたが、油圧制御装置を用いてもよいこと
は勿論である。
発明の効果
上記のように本発明によれば、ステアリングハンドルの
回動操作にて転舵作動する前輪の転舵角を検出し前輪転
舵角δｆ信号を発する前輪転舵センサと、１１（速を検
出し車速Ｖ信号を発する車速サンサと、上記前輪転舵角
δ「信号および車速■信号に基づき後輪理想転舵角δｒ
信号を演算し出力を発する制御回路と、該制御回路の出
力にて回転駆動し後輪転舵を行なうアクチュエータと、
該アクチュエータの回転駆動にともなう後輪理想転舵角
δｒを検出し後輪理想転舵角δ「信号を制御回路に発し
該制御回路の出力を制御する後輪転舵角センサとから構
成された後輪操舵装置を備えた自動車において、上記制
御回路が演算する前輪転舵角δｆに対する後輪理想転舵
角δｒの伝達関数Ｇ （ｓ）をＧ（ｓ）＝に−ｈｓ （但し、ｋは車速Ｖの増加関数で Ａ、Ｂは正の常数とする） の近似式を用いることにより制御回路の構成を簡単にす
ることができると共に、（１１）、（１２）式に示すよ
うに前輪転舵角δｆに対するヨー角速度φおよび横加速
度ψの応答を示す伝達関数のスタティックゲインＧ”（
０）およびＧｊ（０）は、ｆｆ に＝０およびｈ＝：０とした前輪のみの転舵１ｉのスタ
ティックゲインに対しく１−ｋ）倍されるので、高速時
における舵の利きすぎおよび舵の切り過ぎを防止するこ
とができる。
回動操作にて転舵作動する前輪の転舵角を検出し前輪転
舵角δｆ信号を発する前輪転舵センサと、１１（速を検
出し車速Ｖ信号を発する車速サンサと、上記前輪転舵角
δ「信号および車速■信号に基づき後輪理想転舵角δｒ
信号を演算し出力を発する制御回路と、該制御回路の出
力にて回転駆動し後輪転舵を行なうアクチュエータと、
該アクチュエータの回転駆動にともなう後輪理想転舵角
δｒを検出し後輪理想転舵角δ「信号を制御回路に発し
該制御回路の出力を制御する後輪転舵角センサとから構
成された後輪操舵装置を備えた自動車において、上記制
御回路が演算する前輪転舵角δｆに対する後輪理想転舵
角δｒの伝達関数Ｇ （ｓ）をＧ（ｓ）＝に−ｈｓ （但し、ｋは車速Ｖの増加関数で Ａ、Ｂは正の常数とする） の近似式を用いることにより制御回路の構成を簡単にす
ることができると共に、（１１）、（１２）式に示すよ
うに前輪転舵角δｆに対するヨー角速度φおよび横加速
度ψの応答を示す伝達関数のスタティックゲインＧ”（
０）およびＧｊ（０）は、ｆｆ に＝０およびｈ＝：０とした前輪のみの転舵１ｉのスタ
ティックゲインに対しく１−ｋ）倍されるので、高速時
における舵の利きすぎおよび舵の切り過ぎを防止するこ
とができる。
」−記（１６） 、 （１７） 、 （１８）式で表わ
される近似式は第７図（４） 、 （ｌ＋） 、 （ハ
）に示されるようにいずれも前輪転舵角δｆに対して後
輪理想転舵角δ「２ん にＴで表わされる位相遅れを持たせたものであり、該位
相遅れは伝達関数Ｇ （ｓ）としてＧ（ｓ）＝に−ｈｓ
を用いた場合の第５図（イ）。
される近似式は第７図（４） 、 （ｌ＋） 、 （ハ
）に示されるようにいずれも前輪転舵角δｆに対して後
輪理想転舵角δ「２ん にＴで表わされる位相遅れを持たせたものであり、該位
相遅れは伝達関数Ｇ （ｓ）としてＧ（ｓ）＝に−ｈｓ
を用いた場合の第５図（イ）。
（ａ）および：５６図（ハ）にて示される後輪の逆相転
舵とほぼ同じ効果を舵の切れ（ヨーイング方向の応答性
）に対して持たせることができる。
舵とほぼ同じ効果を舵の切れ（ヨーイング方向の応答性
）に対して持たせることができる。
すなわち、第４図に示すように車速に関してｋは増加関
数、ｈは減少関数なので−ｆ・は減少間数となり、第７
図（イ） 、 （ａ） 、 （ハ）において奎で示され
る位相遅れ時間は車速が大となるに従って次第に小とな
り、高速走行時（例えば１８０Ｋｍ八程度）あるいはそ
れほど高速でない走行時（例えば８０Ｋｍ八程度）のい
ずれの場合においてもレーンチェンジの最中は舵の切れ
（ヨーイング方向の応答性）を向上させることができる
。
数、ｈは減少関数なので−ｆ・は減少間数となり、第７
図（イ） 、 （ａ） 、 （ハ）において奎で示され
る位相遅れ時間は車速が大となるに従って次第に小とな
り、高速走行時（例えば１８０Ｋｍ八程度）あるいはそ
れほど高速でない走行時（例えば８０Ｋｍ八程度）のい
ずれの場合においてもレーンチェンジの最中は舵の切れ
（ヨーイング方向の応答性）を向上させることができる
。
さらに（１９）式に示される位相遅れを車速に関係なく
一定にしたものにおいては、制御が大幅に簡素化できる
もので、構成簡単なることと相俟って多大の効果をもた
らし得るものである。
一定にしたものにおいては、制御が大幅に簡素化できる
もので、構成簡単なることと相俟って多大の効果をもた
らし得るものである。
第１図は本発明の一実施例を示す後輪操舵装置の概略平
面説明図、第２図は第１図の電動モータからラックシャ
フトに至る駆動力伝達系統の拡大斜視図、第３図は前後
輪操舵装置を備えた自動車の２輪モデル図、第４図は後
輪理想転舵角を求めるための係数におよびｈの一例を示
す図、第５図（４）、（＋１）はそれぞれ約８０Ｋｍ八
、 １８０Ｋｍ／ｈ時において前輪転舵角δｆ倍信号し
て時間に比例するランプ状入力を与えたときの後輪理想
転舵角δｒ信号の応答を示す説明図、第６図（イ）、
（＋１）、（ハ）は実際の自動車の場合における後輪理
想転舵角δ「信号の応答を示す説明図、第７図（４）、
（（１）、（ハ）はそれぞれ特許請求の範囲第２項な
いし第４項の近似式を用いたときの前輪転舵角δｆ倍信
号対する後輪理想転舵角δｒ信号の応答を示す説明図、
第８図は特許請求の範囲第５項で位相遅れを車速に関係
なく一定値にした場合の操舵周波数に対する位相遅れを
示す位相線図である。 ｌ・・・ステアリングハンドル、２・・・前輪転舵角セ
ンサ、３・・・車速センサ、４・・・制御回路、５・・
・駆動回路、６・・・電動モータ、９・・・ピニオンギ
ヤ、１０・・・ラックシャツ）、１１・・・後輪転舵角
センサ、１５・・・後輪。 以」二
面説明図、第２図は第１図の電動モータからラックシャ
フトに至る駆動力伝達系統の拡大斜視図、第３図は前後
輪操舵装置を備えた自動車の２輪モデル図、第４図は後
輪理想転舵角を求めるための係数におよびｈの一例を示
す図、第５図（４）、（＋１）はそれぞれ約８０Ｋｍ八
、 １８０Ｋｍ／ｈ時において前輪転舵角δｆ倍信号し
て時間に比例するランプ状入力を与えたときの後輪理想
転舵角δｒ信号の応答を示す説明図、第６図（イ）、
（＋１）、（ハ）は実際の自動車の場合における後輪理
想転舵角δ「信号の応答を示す説明図、第７図（４）、
（（１）、（ハ）はそれぞれ特許請求の範囲第２項な
いし第４項の近似式を用いたときの前輪転舵角δｆ倍信
号対する後輪理想転舵角δｒ信号の応答を示す説明図、
第８図は特許請求の範囲第５項で位相遅れを車速に関係
なく一定値にした場合の操舵周波数に対する位相遅れを
示す位相線図である。 ｌ・・・ステアリングハンドル、２・・・前輪転舵角セ
ンサ、３・・・車速センサ、４・・・制御回路、５・・
・駆動回路、６・・・電動モータ、９・・・ピニオンギ
ヤ、１０・・・ラックシャツ）、１１・・・後輪転舵角
センサ、１５・・・後輪。 以」二
Claims (5)
- （１）ステアリングハンドルの回動操作にて転舵作動す
る前輪の転舵角を検出し前輪転舵角 δｆ信号を発する前輪転舵センサと、車速を検出し車速
Ｖ信号を発する車速サンサと、上記前輪転舵角δｆ信号
および車速Ｖ信号に 基づき後輪理想転舵角δｒ信号を演算し出力を発する制
御回路と、該制御回路の出力にて回転駆動し後輪転舵を
行なうアクチュエータと、該アクチュエータの回転駆動
にともなう後輪転舵角を検出し後輪転舵角信号を制御回
路に発し該制御回路の出力を制御する後輪転舵角センサ
とから構成された後輪操舵装置を備えた自動車において
、上記制御回路が演算する前輪転舵角δｆに対する後輪
理想転舵角δｒの伝達関数Ｇ（ｓ）を Ｇ（ｓ）＝ｋ−ｈｓ （但し、ｋは車速Ｖの増加関数で ０＜ｋ＜１、ｈ＝Ａ（１−ｋ）Ｖ／（１＋ＢＶ＾２′）
Ａ、Ｂは正の常数とする） の近似式としたことを特徴とする自動車の前後輪操舵装
置の制御装置。 - （２）前輪転舵角δｆ信号に対する後輪理想転舵角δｒ
信号の伝達関数Ｇ（ｓ）を表す式Ｇ（ｓ）＝ｋ−ｈｓの
近似式をＧ（ｓ）＝ｋ／［１＋（ｈ／ｋ）ｓ］としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車の
前後輪操舵装置の制御装置。 - （３）前輪転舵角δｆ信号に対する後輪理想転舵角δｒ
信号の伝達関数Ｇ（ｓ）を表す式Ｇ（ｓ）＝ｋ−ｈｓの
近似式をＧ（ｓ）＝ｋｅ＾−＾（＾ｈ＾／＾ｋ＾）＾ｓ
としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
自動車の前後輪操舵装置の制御装置。 - （４）前輪転舵角δｆ信号に対する後輪理想転舵角δｒ
信号の伝達関数Ｇ（ｓ）を表す式Ｇ（ｓ）＝ｋ−ｈｓの
近似式をＧ（ｓ）＝ｋｅ＾−＾τ＾ｓ／｛１＋［（ｈ／
ｋ）−τ］ｓ｝（ただし０≦τ≦ｈ／ｋとする）とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車
の前後輪操舵装置の制御装置。 - （５）前輪転舵角δｆ信号に対する後輪理想転舵角δｒ
信号の伝達関数Ｇ（ｓ）を表す式Ｇ（ｓ）＝ｋ−ｈｓの
近似式において、ｋの最大値 ｋ＿０を０．３≦ｋ＿０≦０．５としたものにおいては
ｈ／ｋ値を０．０５≦ｈ＿０／ｋ＿０≦０．２の範囲内
での一定値としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第４項のいずれかに記載の自動車の前後輪操舵
装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28082985A JPS62139758A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 自動車の前後輪操舵装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28082985A JPS62139758A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 自動車の前後輪操舵装置の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139758A true JPS62139758A (ja) | 1987-06-23 |
Family
ID=17630564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28082985A Pending JPS62139758A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 自動車の前後輪操舵装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62139758A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262267A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-19 | Mazda Motor Corp | 車両の後輪操舵装置 |
| JPH0243770U (ja) * | 1988-07-25 | 1990-03-26 |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP28082985A patent/JPS62139758A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262267A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-19 | Mazda Motor Corp | 車両の後輪操舵装置 |
| JPH0243770U (ja) * | 1988-07-25 | 1990-03-26 |
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