JPS63312271A - 車両の運動制御方法 - Google Patents
車両の運動制御方法Info
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- JPS63312271A JPS63312271A JP62149952A JP14995287A JPS63312271A JP S63312271 A JPS63312271 A JP S63312271A JP 62149952 A JP62149952 A JP 62149952A JP 14995287 A JP14995287 A JP 14995287A JP S63312271 A JPS63312271 A JP S63312271A
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- Japan
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- control
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 9
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000028838 turning behavior Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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-
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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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- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (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。
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）
本発明は特に四輪操舵車（以下に４ＷＳ車と略称する）
等の車両における運動制御方法に関する。
等の車両における運動制御方法に関する。
（従来の技術）
前輪と後輪をともに操舵しうる４ＷＳ車において、二つ
以上の制御因子によって車両の操舵状態を制御する方法
が特開昭６０−１９１８７６号に開示される。
以上の制御因子によって車両の操舵状態を制御する方法
が特開昭６０−１９１８７６号に開示される。
ここで、車両の旋回挙動に関して運転者が制御しうる量
としては、車両の重心点を通る垂直軸まわりのヨー角速
度（ヨーレイト）、車両の対地槽すべり角（−例として
重心点における対地槽すべり角）、車両のある点に作用
する横加速度等、種々の因子が考えられる。
としては、車両の重心点を通る垂直軸まわりのヨー角速
度（ヨーレイト）、車両の対地槽すべり角（−例として
重心点における対地槽すべり角）、車両のある点に作用
する横加速度等、種々の因子が考えられる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、従来の制御方法では、制御入力と制御量（出
力）との間には第１図のような相互に影響を及ぼし合う
複雑な関係がある。即ち例えば第１図に示すように二つ
の入力ａｌ＋ ８２と夫々の出力す、、ｂ、との間に
は相互に干渉があり（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは伝達関数）、運
転者は入力ａｌ＋ ａ２に対するそれらの出力す、、ｂ
２を予測しながら運転操作を行わねばならないため、斯
かる操作は熟練を要するものとなっていた。
力）との間には第１図のような相互に影響を及ぼし合う
複雑な関係がある。即ち例えば第１図に示すように二つ
の入力ａｌ＋ ８２と夫々の出力す、、ｂ、との間に
は相互に干渉があり（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは伝達関数）、運
転者は入力ａｌ＋ ａ２に対するそれらの出力す、、ｂ
２を予測しながら運転操作を行わねばならないため、斯
かる操作は熟練を要するものとなっていた。
そこで本発明の目的は、特にＪＷＳ車等の車両において
、入出力の相互干渉を取り除くべく制御系の非干渉化を
行い、望ましい運動状態を得るための運動制御方法を提
供することにある。
、入出力の相互干渉を取り除くべく制御系の非干渉化を
行い、望ましい運動状態を得るための運動制御方法を提
供することにある。
（問題点を解決するための手段）
以上の問題を解決して目的を達成すべく本発明は、車両
の運動状態を制御する少なくとも二つの制御因子を一つ
の操作装置４０で独立して入力することで各々の入力と
出力とが互いに干渉しないよう制御することを特徴とす
る。
の運動状態を制御する少なくとも二つの制御因子を一つ
の操作装置４０で独立して入力することで各々の入力と
出力とが互いに干渉しないよう制御することを特徴とす
る。
例えば制御因子はヨーレイトγと、対地槽すべり角βも
しくは車体機すべり速度Ｖまたは横加速度Ｆである。
しくは車体機すべり速度Ｖまたは横加速度Ｆである。
（作用）
第４図に示す如き一つの操作装置４０を用いて例えば二
つの制御因子を独立して入力すれば、第２図に示すよう
に各々の入力ａｌ＋８２と夫々の出力す、、ｂ２とが互
いに干渉することなく制御することができるため、操作
のしやすさが飛躍的に向上する。
つの制御因子を独立して入力すれば、第２図に示すよう
に各々の入力ａｌ＋８２と夫々の出力す、、ｂ２とが互
いに干渉することなく制御することができるため、操作
のしやすさが飛躍的に向上する。
（実施例）
以下に添付図面を基に実施例を説明する。
第３図は４ＷＳ装置の一例を示す構成図で、１０は前輪
操舵用アクチュエータ、２０は後輪操舵用アクチュエー
タ、３０は制御装置、４０は操作装置である。
操舵用アクチュエータ、２０は後輪操舵用アクチュエー
タ、３０は制御装置、４０は操作装置である。
前輪操舵用及び後輪操舵用の各アクチュエータ１０．２
０は同構造で、１１．２１はモータ、１２．２２は駆動
プーリ、１３．２３はコグドベルト、１４．２４は被動
プーリ、１５．２５はポールナツト、１６．２６はスク
リューであり、モータ１１，２１の回転トルクは駆動プ
ーリ１２．２２）コグドベルト１３，２３、被動プーリ
１４．２４を介してポールナツト１５．２５に伝えられ
、スクリュー１６．２６の左右方向の直線運動に変換さ
れる。スクリュー１６．２６の直線運動は左右の各タイ
ロッド１フ、２７を介して各ナックルアーム１８，２８
に伝えられ、左右の各前輪１９及び各後輪２９が必要な
角度だけ同位相または逆位相に夫々転舵される。
０は同構造で、１１．２１はモータ、１２．２２は駆動
プーリ、１３．２３はコグドベルト、１４．２４は被動
プーリ、１５．２５はポールナツト、１６．２６はスク
リューであり、モータ１１，２１の回転トルクは駆動プ
ーリ１２．２２）コグドベルト１３，２３、被動プーリ
１４．２４を介してポールナツト１５．２５に伝えられ
、スクリュー１６．２６の左右方向の直線運動に変換さ
れる。スクリュー１６．２６の直線運動は左右の各タイ
ロッド１フ、２７を介して各ナックルアーム１８，２８
に伝えられ、左右の各前輪１９及び各後輪２９が必要な
角度だけ同位相または逆位相に夫々転舵される。
ここで、制御装置３０にはヨーレイトジャイロ３１、車
両の重心位置もしくはその近傍位置における対地槽すべ
り角の検出手段３２）車速センサ３３、前後の各タコジ
ェネレータ３６．３７及び各スクリュー位置センサ３８
，３９からの信号が送られ、更に制御装置３０は操作装
置４０と関連する。
両の重心位置もしくはその近傍位置における対地槽すべ
り角の検出手段３２）車速センサ３３、前後の各タコジ
ェネレータ３６．３７及び各スクリュー位置センサ３８
，３９からの信号が送られ、更に制御装置３０は操作装
置４０と関連する。
操作装置４０は例えば第４図に示す如くで、運転者が操
作するスティック４１をユニットベース４２に対してス
ティック回転中心を中心にして前後方向のＸ軸まわり、
垂直方向のＺ軸まわりに回転自在に取り付けられている
。
作するスティック４１をユニットベース４２に対してス
ティック回転中心を中心にして前後方向のＸ軸まわり、
垂直方向のＺ軸まわりに回転自在に取り付けられている
。
斯かるスティック４１によるＸ軸まわりの回転角θはヨ
ーレイトγと対応しており、２軸まわりの回転角φは重
心点近傍での対地槽すべり角βと対応している。
ーレイトγと対応しており、２軸まわりの回転角φは重
心点近傍での対地槽すべり角βと対応している。
以上において、車両がある速度で走行中にスティック４
１をＸ軸まわりに角度θ、たけ倒した場合、制御装置３
０はヨーレイトγを生じるために前輪１９及び後輪２９
を操舵するべく各アクチュエータ１０．２０に信号を送
る。前述の如くモータ１１，２１の作動により駆動プー
リ１２゜２２）コグドベルト１３，２３、被動プーリ１
４．２４、ポールナツト１５．２５を介してスクリュー
１６．２６が左右方向に移動し、タイロツド１７．２７
、ナックルアーム１８，２８を経て前輪１９及び後輪２
９を必要な角度だけ夫々転舵する。
１をＸ軸まわりに角度θ、たけ倒した場合、制御装置３
０はヨーレイトγを生じるために前輪１９及び後輪２９
を操舵するべく各アクチュエータ１０．２０に信号を送
る。前述の如くモータ１１，２１の作動により駆動プー
リ１２゜２２）コグドベルト１３，２３、被動プーリ１
４．２４、ポールナツト１５．２５を介してスクリュー
１６．２６が左右方向に移動し、タイロツド１７．２７
、ナックルアーム１８，２８を経て前輪１９及び後輪２
９を必要な角度だけ夫々転舵する。
その結果、ヨーレイトジャイロ３１が車両に実際に生じ
たヨーレイトを検出し、制御装置３０ヘフイートバツク
する。フィードバックされた値と操作装置４０からの指
令値を比較し、その差がＯになるように制御装置３０が
各アクチュエータ１０．２０へ修正信号を出し、前輪１
９、後輪２９の転舵角が修正される。
たヨーレイトを検出し、制御装置３０ヘフイートバツク
する。フィードバックされた値と操作装置４０からの指
令値を比較し、その差がＯになるように制御装置３０が
各アクチュエータ１０．２０へ修正信号を出し、前輪１
９、後輪２９の転舵角が修正される。
今、スティック４１のＺ軸まわりの回転角φは０なので
、対地槽すべり角βが０になるように制御され、第６図
のように車両の向きが重心の軌跡の接線方向を向くこと
になる。
、対地槽すべり角βが０になるように制御され、第６図
のように車両の向きが重心の軌跡の接線方向を向くこと
になる。
次にスティック４１をＺ軸まわりの角度φ１だけねじっ
た場合、車両は第７図のようにヨーレイト・γはＯのま
ま対地槽すべり角β１を生じる。
た場合、車両は第７図のようにヨーレイト・γはＯのま
ま対地槽すべり角β１を生じる。
これらの制御は各々が他を干渉しないように行われ、自
由な割合で組合せることができる。
由な割合で組合せることができる。
斯くして４ＷＳ装置は次の装置から成る。
（１）操作装置−運転者の操作により目標とする制御量
の大きさを信号に変換する。
の大きさを信号に変換する。
（２）検出装置−車体が運動することにより発生する制
御量の大きさを検出する。
御量の大きさを検出する。
（３）制御装置−操作装置からの信号を受けて実際に車
体の運動によって望む大きさの 制御量を発生させるために必要な 前後輪の操舵角を演算する。
体の運動によって望む大きさの 制御量を発生させるために必要な 前後輪の操舵角を演算する。
検出装置から得られた実際の制御
量の値と操作装置から入力された
目標指令値とを比較演算し、その差
がゼロになるように操舵アクチュ
エータに信号を送る。
（４）操舵アクチュエーター制御装置からの信号を受け
て前後輪を必要な舵角だけ操舵 する。
て前後輪を必要な舵角だけ操舵 する。
尚、実施例ではヨーレイトγと対地槽すべり角βを制御
因子としたが、検出手段３１により対地槽すベリ角βに
代えて車体横すべり速度Ｖまたは横加速度Ｆを検出する
ようにしても良く、即ち制御因子としてはヨーレイトγ
と、対地槽すべり角βもしくは車体横すべり速度Ｖまた
は横加速度Ｆ等の二つまたはそれ以上採用できる。
因子としたが、検出手段３１により対地槽すベリ角βに
代えて車体横すべり速度Ｖまたは横加速度Ｆを検出する
ようにしても良く、即ち制御因子としてはヨーレイトγ
と、対地槽すべり角βもしくは車体横すべり速度Ｖまた
は横加速度Ｆ等の二つまたはそれ以上採用できる。
第８・図にヨーレイトγと車体横すべり速度Ｖとの関係
を示し、第９図にはヨーレイトγと横加速度Ｆとの関係
を示した。
を示し、第９図にはヨーレイトγと横加速度Ｆとの関係
を示した。
次に以上により非干渉化した制御系の概要を数式展開に
より解析する。
より解析する。
先ず以下の数式で、ａは重心と前車軸の距離、ｂは重心
と後車軸の距離、文はホイールベース（＝ａ＋ｂ）、Ｉ
Ｉ□はヨー慣性半径、■は車両重量、Ｃ２は前輪コーナ
リングパワー、ｃｒは後輪コーナリングパワー、δｆは
前輪舵角、δ、は後輪舵角、Ｕｏは車両前進速度、γは
ヨーレイト、βは重心点における対地槽すべり角である
。
と後車軸の距離、文はホイールベース（＝ａ＋ｂ）、Ｉ
Ｉ□はヨー慣性半径、■は車両重量、Ｃ２は前輪コーナ
リングパワー、ｃｒは後輪コーナリングパワー、δｆは
前輪舵角、δ、は後輪舵角、Ｕｏは車両前進速度、γは
ヨーレイト、βは重心点における対地槽すべり角である
。
〈非干渉型〉
一般に車両の運動を簡単化し、二輪車の２自由度モデル
で表すと次のような状態方程式で表すことができる。
で表すと次のような状態方程式で表すことができる。
ｋ 冨Ａｘ＋Ｂｕ
ｙ＝ｃｘ
・・・■上式において、Ｘは状態変数、Ｕは入力
、ｙは出力で、 で表され、車速Ｕ０．車両重量ｍ、ヨー慣性半径１□等
を与えれば上式のＡ、Ｂ、Ｃは確定する。
・・・■上式において、Ｘは状態変数、Ｕは入力
、ｙは出力で、 で表され、車速Ｕ０．車両重量ｍ、ヨー慣性半径１□等
を与えれば上式のＡ、Ｂ、Ｃは確定する。
ここで、新しい入力ｕ１を
と置き、状態フィードバック
ｕ ＝ Ｐｕ″＋Ｑｘ
−°°■を考えると、閉ループシステムは第５図のよう
になり、 ；＜ ＝ （Ａ＋ＢＱ）ｘ＋ ＢＰｕ”ｙ＝ｃｘ
’ ・・・■と表せ
る。
−°°■を考えると、閉ループシステムは第５図のよう
になり、 ；＜ ＝ （Ａ＋ＢＱ）ｘ＋ ＢＰｕ”ｙ＝ｃｘ
’ ・・・■と表せ
る。
そこで、■式のＰ、Ｑを
と置くと、■式において、係数行列Ａ＋ＢＱ 、ＢＰは
と表せ、非零対角要素を持つ対角行列となり、■式で表
される閉ループシステムにおいて、入力ｕ１の二つの入
力δ１．δ、と出力ｙの二つの出力γ、βとは互いに干
渉することなく、１対１の対応となり、非干渉化するこ
とができる。
と表せ、非零対角要素を持つ対角行列となり、■式で表
される閉ループシステムにおいて、入力ｕ１の二つの入
力δ１．δ、と出力ｙの二つの出力γ、βとは互いに干
渉することなく、１対１の対応となり、非干渉化するこ
とができる。
く準非干渉型〉
この場合、■式までは同じである。
と置くと、■式において、係数行列Ａ＋ＢＱ 、ＢＰハ
と表せる。
と表せる。
ここで、係数行列＾＋ＢＱは非零対角要素を持つ対角行
列となっていないが、 １行２列目の項は■式において
、βがかかるが、βの値が微少であると仮定すると、対
角行列とみなすことが可能である。
列となっていないが、 １行２列目の項は■式において
、βがかかるが、βの値が微少であると仮定すると、対
角行列とみなすことが可能である。
従って■式で表される閉ループシステムにおいて、■式
、０式で表されるようにβを未知とし、δ１．δ２．γ
のみをδ、δｆヘフィードバックすることにより、入力
Ｕ”の二つの入力δ１．δ２と出力ｙの二つの出力γ、
βとは互いにほとんど干渉することなく、１対１の対応
となり、準非干渉化することができる。
、０式で表されるようにβを未知とし、δ１．δ２．γ
のみをδ、δｆヘフィードバックすることにより、入力
Ｕ”の二つの入力δ１．δ２と出力ｙの二つの出力γ、
βとは互いにほとんど干渉することなく、１対１の対応
となり、準非干渉化することができる。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、少なくとも二つの制御因
子により運動状態を制御する車両において、各制御因子
を独立して入力しつる操作装置により入力と出力の相互
干渉を取り除いた制御系の非干渉化を実現できるため、
閉ループ系制御システムが構成できて望ましい運動状態
を得ることができ、特にＪＷＳ車における運転者による
操作のしやすさを飛躍的に向上することができる。
子により運動状態を制御する車両において、各制御因子
を独立して入力しつる操作装置により入力と出力の相互
干渉を取り除いた制御系の非干渉化を実現できるため、
閉ループ系制御システムが構成できて望ましい運動状態
を得ることができ、特にＪＷＳ車における運転者による
操作のしやすさを飛躍的に向上することができる。
第１図は従来の問題点を指摘する入出力の相関図、第２
図は本発明による入出力の相関図、第３図は４ＷＳ装置
の一例を示す構成図、第４図は操作装置の一例を示す斜
視図、第５図は閉ループシステムのブロック図、第６図
は本発明による車両の旋回挙動を示す模式図、第７図乃
至第９図は各制御因子の組合せを示す車両の各模式図で
ある。 尚、図面中、１０は前輪操舵用アクチュエータ、１９は
前輪、２０は後輪操舵用アクチュエータ、２９は後輪、
３０は制御装置、３１はヨーレイトジャイロ、３２は対
地横すべり角もしくは車体横すべり速度または横加速度
の検出手段、３３は車速センサ、３６，３フはタコジェ
ネレータ、３８．３９はスクリュー位置センサ、４０は
操作装置、４１はスティック、４２はユニットベース、
γはヨーレイト、βは対地横すべり角、Ｖは車体横すべ
り速度、Ｆは横加速度である。 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社代理人
弁理士 下 １） 容−即問 弁理士
大 橋 邦 音間 弁理士 小
山 有量 弁理士 野 １）
茂第１図 第２図 第６図 第７図 第５図 第８図 第９図
図は本発明による入出力の相関図、第３図は４ＷＳ装置
の一例を示す構成図、第４図は操作装置の一例を示す斜
視図、第５図は閉ループシステムのブロック図、第６図
は本発明による車両の旋回挙動を示す模式図、第７図乃
至第９図は各制御因子の組合せを示す車両の各模式図で
ある。 尚、図面中、１０は前輪操舵用アクチュエータ、１９は
前輪、２０は後輪操舵用アクチュエータ、２９は後輪、
３０は制御装置、３１はヨーレイトジャイロ、３２は対
地横すべり角もしくは車体横すべり速度または横加速度
の検出手段、３３は車速センサ、３６，３フはタコジェ
ネレータ、３８．３９はスクリュー位置センサ、４０は
操作装置、４１はスティック、４２はユニットベース、
γはヨーレイト、βは対地横すべり角、Ｖは車体横すべ
り速度、Ｆは横加速度である。 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社代理人
弁理士 下 １） 容−即問 弁理士
大 橋 邦 音間 弁理士 小
山 有量 弁理士 野 １）
茂第１図 第２図 第６図 第７図 第５図 第８図 第９図
Claims (5)
- （１）車両の運動状態を制御する少なくとも二つの制御
因子を一つの操作装置で独立して入力することで各々の
入力と出力とが互いに干渉しないよう制御すること、 を特徴とする車両の運動制御方法。 - （２）特許請求の範囲第１項において、 前記制御因子はヨーレイトと、対地横すべり角もしくは
車体横すべり速度または横加速度であること、 を特徴とする車両の運動制御方法。 - （３）特許請求の範囲第１項において、 前記制御因子はヨーレイトと、対地横すべり角もしくは
車体横すべり速度または横加速度であって、これらをフ
ィードバックして制御を行うこと、 を特徴とする車両の運動制御方法。 - （４）特許請求の範囲第２項において、 ヨーレイトのみをフィードバックして制御を行うこと、 を特徴とする車両の運動制御方法。
- （５）特許請求の範囲第３項または第４項において、 フィードバックゲインが車速の関数であること、 を特徴とする車両の運動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62149952A JPS63312271A (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 車両の運動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62149952A JPS63312271A (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 車両の運動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63312271A true JPS63312271A (ja) | 1988-12-20 |
Family
ID=15486175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62149952A Pending JPS63312271A (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 車両の運動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63312271A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01289764A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | ４輪操舵車両の後輪制御方法 |
| JPH0237080A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | ４輪操舵車両の後輪制御方法 |
| EP0571726A2 (de) * | 1992-05-28 | 1993-12-01 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Nicht spurgebundenes Fahrzeug mit selbsttätig arbeitender Zusatzlenkung |
| JP2016084011A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | アイシン精機株式会社 | 車両の後輪操舵装置 |
-
1987
- 1987-06-15 JP JP62149952A patent/JPS63312271A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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