JPS6341283A - 車両用実舵角制御装置 - Google Patents
車両用実舵角制御装置Info
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- JPS6341283A JPS6341283A JP18346286A JP18346286A JPS6341283A JP S6341283 A JPS6341283 A JP S6341283A JP 18346286 A JP18346286 A JP 18346286A JP 18346286 A JP18346286 A JP 18346286A JP S6341283 A JPS6341283 A JP S6341283A
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- CLOMYZFHNHFSIQ-UHFFFAOYSA-N clonixin Chemical compound CC1=C(Cl)C=CC=C1NC1=NC=CC=C1C(O)=O CLOMYZFHNHFSIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
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Classifications
-
- 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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- 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。
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、前輪の操舵に応じて後輪を転舵するととも
に、後輪舵角を適正制御するようにした車両用実舵角制
御装置に関する。
に、後輪舵角を適正制御するようにした車両用実舵角制
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。
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59−188
153号において、目標とする運動性能を備える目標車
両モデル(規範モデル)を想定し、該目標車両モデルに
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状態量の目標値、
すなわち目標車両モデルが呈する運動状態量を求め、こ
の運動状態量目標値を自軍(当該装置を搭載した車両)
で実現するように、自車の車輪(前輪および後輪)の舵
角を制御する装置を提案している。
153号において、目標とする運動性能を備える目標車
両モデル(規範モデル)を想定し、該目標車両モデルに
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状態量の目標値、
すなわち目標車両モデルが呈する運動状態量を求め、こ
の運動状態量目標値を自軍(当該装置を搭載した車両)
で実現するように、自車の車輪(前輪および後輪)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、自在に運動性能を制御
することができるのである。
することができるのである。
そして、さらに、本願出願人は、上記の装置を改良して
、所望の横加速度応答特性を得るようにした装置を、先
に、特願昭61−84218号および特願昭61−83
223号において提案している。
、所望の横加速度応答特性を得るようにした装置を、先
に、特願昭61−84218号および特願昭61−83
223号において提案している。
これらの出願に係る装置は、規範モデルで与えられる横
加速度目標値の定常ゲインに0/θ5=y1゜/u1)
が後輪を制御しない場合、すなわち、後輪舵角目標値δ
R(LIF)=Oの場合の横加速度定常ゲインと同一か
、あるいは低い場合は、実際の車両の横加速度は、規範
モデルによく追従し、極めて望ましい応答を得ることが
できる。
加速度目標値の定常ゲインに0/θ5=y1゜/u1)
が後輪を制御しない場合、すなわち、後輪舵角目標値δ
R(LIF)=Oの場合の横加速度定常ゲインと同一か
、あるいは低い場合は、実際の車両の横加速度は、規範
モデルによく追従し、極めて望ましい応答を得ることが
できる。
すなわち、前輪のみを操舵する通常の車両並の横加速度
を達成するレベルでは、応答遅れを生ずることなく制御
が可能となる。
を達成するレベルでは、応答遅れを生ずることなく制御
が可能となる。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、本願発明者らは、上記装置について、さらに
研究を重ねるうちに、次の改良点を見出した。
研究を重ねるうちに、次の改良点を見出した。
すなわち、上記装置では、横加速度特性が通常の車両並
であれば、極めて望ましい応答を得られるのであるが、
さらに、通常車両以上に、より機敏な走行を行わせよう
として、前記横加速度の定常ゲイン目標値を後輪舵角目
標値δ8=0の場合よりも高く設定するためには、改良
が必要となる。
であれば、極めて望ましい応答を得られるのであるが、
さらに、通常車両以上に、より機敏な走行を行わせよう
として、前記横加速度の定常ゲイン目標値を後輪舵角目
標値δ8=0の場合よりも高く設定するためには、改良
が必要となる。
この場合、規範モデルのゲインを決定する定数を大きく
すれば良いのであるが、このようにすると、第9図に示
すようにステップ的に操舵角を変化させたときの横加速
度は、所期においては、規範モデルの特性Aに追従せず
、特性Bの如く、逆方向に発生する。このとき、後輪舵
角も前輪とは逆相に転舵される。
すれば良いのであるが、このようにすると、第9図に示
すようにステップ的に操舵角を変化させたときの横加速
度は、所期においては、規範モデルの特性Aに追従せず
、特性Bの如く、逆方向に発生する。このとき、後輪舵
角も前輪とは逆相に転舵される。
このような、操舵初期に後輪が逆相に転舵され、横加速
度が負値になる現象(以下「逆応答」と言う)を防止す
るには、上装置の制御演算中の制御定数や係数を変更し
ても十分な効果は得られない。
度が負値になる現象(以下「逆応答」と言う)を防止す
るには、上装置の制御演算中の制御定数や係数を変更し
ても十分な効果は得られない。
(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。
手段を備える。
後輪舵角決定手段101は、少なくとも、操舵角検出手
段100で検出されるステアリングハンドルの操舵角に
応じて、車両の動特性を加味した演算により、後輪の舵
角を決定し、後輪操舵装置102へ与える。
段100で検出されるステアリングハンドルの操舵角に
応じて、車両の動特性を加味した演算により、後輪の舵
角を決定し、後輪操舵装置102へ与える。
後輪操舵装置102は、与えられる制御信号に応答して
、後輪舵角を可変調整する。
、後輪舵角を可変調整する。
逆相舵角制限手段103は、後輪が前輪とは逆相に転舵
されるときに、前記操舵角に所定ゲインを掛け合わせた
値以下に制限する。
されるときに、前記操舵角に所定ゲインを掛け合わせた
値以下に制限する。
(作 用)
本発明は、後輪舵角を車両の動特性を考慮した演算によ
り、操舵角に対応して制御することで、車両の動特性を
制御できる。
り、操舵角に対応して制御することで、車両の動特性を
制御できる。
また、本発明は、後輪が前輪とは逆相に転舵されるとき
に、前記操舵角に所定ゲインを掛け合わせた値以下に制
限することで、必要以上に後輪が逆相に転舵されること
を防止し、前述したように、規範モデルの横加速度定常
ゲインを大きくした場合でも、横加速度の逆応答が発生
することを回避することができる。これにより、通常車
両よりも横加速度応答性能を高めながらも、車両の走行
安定性を確保できる。
に、前記操舵角に所定ゲインを掛け合わせた値以下に制
限することで、必要以上に後輪が逆相に転舵されること
を防止し、前述したように、規範モデルの横加速度定常
ゲインを大きくした場合でも、横加速度の逆応答が発生
することを回避することができる。これにより、通常車
両よりも横加速度応答性能を高めながらも、車両の走行
安定性を確保できる。
(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
電気回路を用いて構成されており、ハンドル操舵角セン
サ2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で検出される車速Vと、横加速度セン
サ13で検出される自軍に生じる横加速度αと、横方向
速度センサ14で検出される自軍に生じる横方向速度v
yと、ヨーレートセンサ15で検出される自軍に生じる
ヨーレ−トφが入力されている。
電気回路を用いて構成されており、ハンドル操舵角セン
サ2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で検出される車速Vと、横加速度セン
サ13で検出される自軍に生じる横加速度αと、横方向
速度センサ14で検出される自軍に生じる横方向速度v
yと、ヨーレートセンサ15で検出される自軍に生じる
ヨーレ−トφが入力されている。
そして、演算処理装置1は、上記各人力に基づいて、所
定の演算処理を行って、後輪11.12の舵角の操作量
の指令値(以下「後輪舵角指令値」と言う)″gRを出
力する。
定の演算処理を行って、後輪11.12の舵角の操作量
の指令値(以下「後輪舵角指令値」と言う)″gRを出
力する。
後輪11.12は、油圧式ステアリング装置7によって
転舵される構成になっている。この油圧式ステアリング
装置7は、後輪転舵装置5によって制御される。
転舵される構成になっている。この油圧式ステアリング
装置7は、後輪転舵装置5によって制御される。
後輪転舵装置5は、演算処理装置1から人力される後輪
舵角指令値δえ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の実舵角が後輪
舵角指令値δ、に一致するように作動する(詳細は、特
願昭59−188153号に記載されている)。
舵角指令値δえ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の実舵角が後輪
舵角指令値δ、に一致するように作動する(詳細は、特
願昭59−188153号に記載されている)。
前輪9,10は、従来の機械リンク式ステアリング装置
6により、ステアリングハンドル8により操舵される。
6により、ステアリングハンドル8により操舵される。
第3図は、演算処理装置1の構成を示すプロ・ツク線図
である。
である。
演算処理装置1は、予め設定された目標とする動特性を
数学モデル化した規範モデル21と、この規範モデル2
1で決定された横加速度目標値Kを自軍で実現するため
に必要な後輪舵角の操作量を決定する舵角演算部22と
から概略構成されている。
数学モデル化した規範モデル21と、この規範モデル2
1で決定された横加速度目標値Kを自軍で実現するため
に必要な後輪舵角の操作量を決定する舵角演算部22と
から概略構成されている。
規範モデル21は、操舵角入力θsに対する横加速度目
標値フの応答が、 θ5(s) 1+τ(S) になるように構成されている。但し、K (V)は、車
速■によって決まるゲイン、τは時定数、Sはラプラス
演算子である。
標値フの応答が、 θ5(s) 1+τ(S) になるように構成されている。但し、K (V)は、車
速■によって決まるゲイン、τは時定数、Sはラプラス
演算子である。
また、横加速度定常ゲインを後輪舵角=0のときよりも
大きく設定し、車両の機敏性の高い動特性が規範モデル
となっている。
大きく設定し、車両の機敏性の高い動特性が規範モデル
となっている。
上記K (V)とτの値は、規範モデル21を設計する
際に、自軍の動特性として実現しようとする目標の動特
性に従って設定される。そして、K (V)は、予め各
車速における値をデータテーブルの形でメモリに記憶さ
せておき、車速Vが入力されたときに、この車速■に対
応する値をデータテーブルから求めて来るようにする。
際に、自軍の動特性として実現しようとする目標の動特
性に従って設定される。そして、K (V)は、予め各
車速における値をデータテーブルの形でメモリに記憶さ
せておき、車速Vが入力されたときに、この車速■に対
応する値をデータテーブルから求めて来るようにする。
舵角演算部22は、モデルフォロイング制御における前
置補償器の働きを行うもので、入力となる横加速度目標
値τに、自車に実際に生じる横加速度が追従するように
、操作量である後輪舵角の調整を行う。
置補償器の働きを行うもので、入力となる横加速度目標
値τに、自車に実際に生じる横加速度が追従するように
、操作量である後輪舵角の調整を行う。
そして、この舵角演算部22は、最適レギュレータ理論
に基づいて決定される最適制御ゲインに、、(V)、K
+z(V)、Kg(V) 、K3(V)を用いて、出力
フィードバック、状態フィードバック、および、規範モ
デルの状態変数のフィードフォワード補償を行う。また
、ゲインに#を用いて、前輪操舵に伴う運動状態量の変
動を打消すための操舵角入力θsのフィードフォワード
補償を行う。
に基づいて決定される最適制御ゲインに、、(V)、K
+z(V)、Kg(V) 、K3(V)を用いて、出力
フィードバック、状態フィードバック、および、規範モ
デルの状態変数のフィードフォワード補償を行う。また
、ゲインに#を用いて、前輪操舵に伴う運動状態量の変
動を打消すための操舵角入力θsのフィードフォワード
補償を行う。
すなわち、本実施例におけるモデルフォロイング制御に
おいては、制御量が横加速度であり、横加速度目標値;
を自軍の横加速度として出力する制御に相当する。
おいては、制御量が横加速度であり、横加速度目標値;
を自軍の横加速度として出力する制御に相当する。
従って、横加速度センサ13で検出される自軍の横加速
度の検出値αが、舵角演算部22へ入力されることで、
出力フィードパックループを形成している。舵角演算部
22では、フィードバックされた横加速度の検出値αと
横加速度目標値iとの差を求めて、これを積分した後、
ゲインに2(V)で増幅することにより、横加速度目標
値iと横加速度の検出値αが一致するような後輪舵角の
操作量δ2を決める。
度の検出値αが、舵角演算部22へ入力されることで、
出力フィードパックループを形成している。舵角演算部
22では、フィードバックされた横加速度の検出値αと
横加速度目標値iとの差を求めて、これを積分した後、
ゲインに2(V)で増幅することにより、横加速度目標
値iと横加速度の検出値αが一致するような後輪舵角の
操作量δ2を決める。
また、外乱や環境変化による影響を排除するために、自
軍の挙動を知るのに必要な自車の状態変数をフィードバ
ックすることが要求され、このため、舵角演算部22に
は、状態変数として、ヨーレートセンサ15で検出され
る自軍のヨーレート会と横方向速度センサ14で検出さ
れる自軍の横方向速度vyをフィードバックしている。
軍の挙動を知るのに必要な自車の状態変数をフィードバ
ックすることが要求され、このため、舵角演算部22に
は、状態変数として、ヨーレートセンサ15で検出され
る自軍のヨーレート会と横方向速度センサ14で検出さ
れる自軍の横方向速度vyをフィードバックしている。
舵角演算部22では、フィードバックされたヨーレート
の検出値φと横方向速度の検出値V、を、それぞれのゲ
インK11(V)とに+z(V)で増幅して、制御の安
定化のための後輪舵角の操作量の補償値δ11と61□
を決定する。
の検出値φと横方向速度の検出値V、を、それぞれのゲ
インK11(V)とに+z(V)で増幅して、制御の安
定化のための後輪舵角の操作量の補償値δ11と61□
を決定する。
さらに、本実施例では、規範モデルの状態変数のフィー
ドフォワード補償のために、規範モデル21から出力さ
れる横加速度目標値αをゲイン1h(V)で増幅し、後
輪舵角の操作量の補償値δ3を決定する。このフィード
フォワード補償は、前記出力フィードバンク制御が自軍
の定常運動時の動特性を規範モデルの動特性に追従させ
るものであるのに対して、過渡運動時の動特性を規範モ
デルの動特性に追従させるためのものである。
ドフォワード補償のために、規範モデル21から出力さ
れる横加速度目標値αをゲイン1h(V)で増幅し、後
輪舵角の操作量の補償値δ3を決定する。このフィード
フォワード補償は、前記出力フィードバンク制御が自軍
の定常運動時の動特性を規範モデルの動特性に追従させ
るものであるのに対して、過渡運動時の動特性を規範モ
デルの動特性に追従させるためのものである。
上記各′ゲイ7KII(V)、K I 2 (v)、K
g(V) 、Ks(V)は、前述したように、最適レ
ギュレータ理論に基づいて決められる最適制御ゲインで
あり、かつ、これらは、車速Vに依存するものである。
g(V) 、Ks(V)は、前述したように、最適レ
ギュレータ理論に基づいて決められる最適制御ゲインで
あり、かつ、これらは、車速Vに依存するものである。
従って、本実施例では、各ゲインを車速Vの関数として
、予め各車速毎の値をデータテーブルの形でメモリ内に
記憶しておき、車速Vが入力されたときに、各データテ
ーブルのルックアップにより各ゲインを決定する。
、予め各車速毎の値をデータテーブルの形でメモリ内に
記憶しておき、車速Vが入力されたときに、各データテ
ーブルのルックアップにより各ゲインを決定する。
そして、舵角演算部22は、前輪操舵に伴う自軍の運動
状態量の変動を打消すための操舵角入力θsのフィード
フォワード補償として、操舵角入力θsをゲインに4で
増幅することで、後輪舵角の操作量の補償値δ、を決定
する。上記ゲインに4は、次の弐で表わされる。
状態量の変動を打消すための操舵角入力θsのフィード
フォワード補償として、操舵角入力θsをゲインに4で
増幅することで、後輪舵角の操作量の補償値δ、を決定
する。上記ゲインに4は、次の弐で表わされる。
但し、eKFは自軍の前輪等価コーナリングパワー、K
えは自軍の後輪コーナリングパワー、Nは自軍のステア
リングギヤ比である。
えは自軍の後輪コーナリングパワー、Nは自軍のステア
リングギヤ比である。
このゲインに#は、次のようにして導き出されたもので
ある。
ある。
自軍の動特性は、次に示す状態方程式および出力方程式
で表される。
で表される。
但し、
Iz V
h V
M V
M V
2N
である。また、
M :車体重量
I2:ヨー慣性
LF:前軸と重心間の距離
LR:後軸と重心間の距離
である。
上記出力方程式(4)は、状態フィードバックによって
現われる成分(第1項)と、操舵角入力θ。
現われる成分(第1項)と、操舵角入力θ。
による横加速度直達成分(第2項)と、後輪舵角δ8に
よる横加速度直達成分(第3項)に分けられる。
よる横加速度直達成分(第3項)に分けられる。
そして、上記第2項および第3項は、前輪の操舵角の変
化による影響を直接に受けることになる。
化による影響を直接に受けることになる。
これらの横加速度直達成分が存在することで、前述した
ような操舵初期の自軍の運動状態量の変動が生じる。
ような操舵初期の自軍の運動状態量の変動が生じる。
従って、後輪舵角の調整によって上記前輪の操舵角変化
による影響を除去するためには、上記操舵角人力θsに
よる直達成分bz+θsを後輪舵角による直達成分b2
□δ8で打消すようにすれば良い。すなわち、 BZIθ3 + bZ2δR= O−(51となるよう
にすれば良いことになり、この式(5)をδ宛とθSの
関係に書き直せば、 となり、上記ゲインに4が導き出される。
による影響を除去するためには、上記操舵角人力θsに
よる直達成分bz+θsを後輪舵角による直達成分b2
□δ8で打消すようにすれば良い。すなわち、 BZIθ3 + bZ2δR= O−(51となるよう
にすれば良いことになり、この式(5)をδ宛とθSの
関係に書き直せば、 となり、上記ゲインに4が導き出される。
このようにして得られたゲインに#を用いて、操舵角入
力θsから後輪舵角の操作量の補償値δ4を決定し、後
輪舵角の操作量δ2に加える。
力θsから後輪舵角の操作量の補償値δ4を決定し、後
輪舵角の操作量δ2に加える。
こうして、各補償値δ目、δ1□、δ3. δ4が後輪
舵角の操作量δ2に加えられ、補償後の後輪舵角の操作
量δ5は、 δ、丑δ、1+δ、2+δ2+δ、+δ4になる。
舵角の操作量δ2に加えられ、補償後の後輪舵角の操作
量δ5は、 δ、丑δ、1+δ、2+δ2+δ、+δ4になる。
こうして決定された後輪舵角の操作量δ、は、リミッタ
23において、出力の制限がなされた後、後輪舵角指令
値δ8として後輪転舵装置5へ与えられ、後輪11.1
2の実舵角が後輪舵角指令値TRに一致するように後輪
の転舵が行われる。
23において、出力の制限がなされた後、後輪舵角指令
値δ8として後輪転舵装置5へ与えられ、後輪11.1
2の実舵角が後輪舵角指令値TRに一致するように後輪
の転舵が行われる。
上記リミッタ23は、後輪11.12が前輪とは逆相に
転舵されるときに、後輪舵角δ5の大きさを、(但し、
eKrは前輪等価コーナリングパワー、K。
転舵されるときに、後輪舵角δ5の大きさを、(但し、
eKrは前輪等価コーナリングパワー、K。
は後輪コーナリングパワー、Nばオーバーオールステア
リングギア比である)の範囲に制限するものである。
リングギア比である)の範囲に制限するものである。
すなわち、このリミッタ23は、所定ゲインGとして、
が設定されており、操舵角θSを入力して、前記式(7
)の演算を行い、この結果の値を後輪舵角の操作量δ、
が越える場合には、式(7)の演算結果を後輪舵角指令
値δ8として出力する。
)の演算を行い、この結果の値を後輪舵角の操作量δ、
が越える場合には、式(7)の演算結果を後輪舵角指令
値δ8として出力する。
リミッタ23のゲインGを上記式(8)のように設定す
る理由を以下に述べる。
る理由を以下に述べる。
操舵角θ3および後輪舵角δ7に対する横加速度αの伝
達特性は次式で表わされる ここで、 IzM V” ■z である。
達特性は次式で表わされる ここで、 IzM V” ■z である。
次に、操舵初期に横加速度の逆応答が生じるのは、δえ
とθsの正負が逆(すなわち、逆相に後輪が転舵される
)で、上記式(9)の右辺第1項の分子の2次の項(S
”の項)の絶対値を、右辺第2項の分子の2次の項の絶
対値が上回るためであり、(但し、θsと68の正負は
逆である)となるためである。
とθsの正負が逆(すなわち、逆相に後輪が転舵される
)で、上記式(9)の右辺第1項の分子の2次の項(S
”の項)の絶対値を、右辺第2項の分子の2次の項の絶
対値が上回るためであり、(但し、θsと68の正負は
逆である)となるためである。
従って、リミッタ23としては、
IN
とすることにより、横加速度定常ゲインが大きく設定さ
れていても、逆応答を防止できることとなる。
れていても、逆応答を防止できることとなる。
以上の制御により、自軍の横加速度は、横加速度目標値
;に一致することになり、規範モデルが保有する動特性
を自軍で実現できることになる。
;に一致することになり、規範モデルが保有する動特性
を自軍で実現できることになる。
そして、操舵初期の横加速度の逆応答を防止し、安定走
行を図ることができる。
行を図ることができる。
第4図は、本実施例装置を搭載した車両の操舵時の後輪
実舵角と横加速度変化を示す特性図である。
実舵角と横加速度変化を示す特性図である。
同図から判るように、操舵初期に後輪舵角操作量δ、が
大きくなっても、リミッタが作動して制限され、これに
より、横加速度の逆応答が生じなくなっている(図中の
特性Aが規範モデルの横加速度特性であり、特性Bが実
際の車両の横加速度特性である)。
大きくなっても、リミッタが作動して制限され、これに
より、横加速度の逆応答が生じなくなっている(図中の
特性Aが規範モデルの横加速度特性であり、特性Bが実
際の車両の横加速度特性である)。
また、本実施例は、上述のように、出力フィードバック
、状態フィードバック、規範モデルの状態変数のフィー
ドフォワード補償を行うことで、外乱や環境変化に影響
されることな←横加速度目標値αを実現できる。
、状態フィードバック、規範モデルの状態変数のフィー
ドフォワード補償を行うことで、外乱や環境変化に影響
されることな←横加速度目標値αを実現できる。
さらに、本実施例は、ゲインに4を用いて前輪操舵に伴
う運動状態量の変動を打ち消すような後輪舵角の操作量
の補償値δ4を求めて、これにより後輪舵角の操作量δ
2の補償を行うようにしたことによって、第4図に示す
ように操舵初期においても、自軍の横加速度αは、横加
速度目標値芸に追従して変化するようになる。
う運動状態量の変動を打ち消すような後輪舵角の操作量
の補償値δ4を求めて、これにより後輪舵角の操作量δ
2の補償を行うようにしたことによって、第4図に示す
ように操舵初期においても、自軍の横加速度αは、横加
速度目標値芸に追従して変化するようになる。
第5図は、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る。
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る。
ステップ33は、第3図中の規範モデル21に相当する
ものであり、 ==fルd t 、−、Q
l)τ τ なる演算により、横加速度目標値iを決定する。
ものであり、 ==fルd t 、−、Q
l)τ τ なる演算により、横加速度目標値iを決定する。
ゲインK (V)は、ステップ32において、予めメモ
リ内に格納されているデータテーブルから求める。
リ内に格納されているデータテーブルから求める。
また、時定数τは予め設計段階で定められるものである
。
。
ステップ34は、第3図中の舵角演算部22に相当する
ものであり、 e=α−α
−一−aIE = Je d t
−’Q4)6m =Kz(V) ’ 1に
+z(V) ・V、 +Kz(V) ’E+に3(V)
・cx+Ka ・θs・−α9なる演算によって
、後輪舵角指令値6つを決定する。ゲイ7KII(V)
、K12(V)、Kz(V) 、K3(V) は、ステ
ップ32で、予めメモリ内に格納されているデータテー
ブルから求める。また、ゲインに4は、前記式(2)に
よって得られた値がメモリに記憶してあり、これを用い
る。
ものであり、 e=α−α
−一−aIE = Je d t
−’Q4)6m =Kz(V) ’ 1に
+z(V) ・V、 +Kz(V) ’E+に3(V)
・cx+Ka ・θs・−α9なる演算によって
、後輪舵角指令値6つを決定する。ゲイ7KII(V)
、K12(V)、Kz(V) 、K3(V) は、ステ
ップ32で、予めメモリ内に格納されているデータテー
ブルから求める。また、ゲインに4は、前記式(2)に
よって得られた値がメモリに記憶してあり、これを用い
る。
ステップ35〜42は、第3図中のリミッタ23に相当
する処理である。
する処理である。
ステップ35では、前記式(8)の演算を実行して、ゲ
インGを決定する。
インGを決定する。
ステップ36は、右操舵か左操舵かを判別する処理で、
右操舵時の操舵角θSを正に取っている。
右操舵時の操舵角θSを正に取っている。
そして、右操舵時にはステップ37、左操舵時にはステ
ップ40において、ステップ34で決定された後輪舵角
操作量δ、が制限(ti Gθsを越えているか否かを
判別する。この場合、前記後輪舵角操作量δ、は操舵角
θsと同様に、右転舵角を正、左転舵角を負の値として
取り制限値Gθsと比較している。
ップ40において、ステップ34で決定された後輪舵角
操作量δ、が制限(ti Gθsを越えているか否かを
判別する。この場合、前記後輪舵角操作量δ、は操舵角
θsと同様に、右転舵角を正、左転舵角を負の値として
取り制限値Gθsと比較している。
ここで、後輪舵角操作量δ、の大きさが制服値665以
内であれば、後輪舵角指令値T、lとして、後輪舵角操
作量δ、がそのまま与えられ(ステ・7138、41)
、逆に、後輪舵角操作量δSの大きさが制限値Gθ5
を越える場合は、後輪舵角指令値δ8として、制限値G
θsが与えられる(ステップ39.42)。
内であれば、後輪舵角指令値T、lとして、後輪舵角操
作量δ、がそのまま与えられ(ステ・7138、41)
、逆に、後輪舵角操作量δSの大きさが制限値Gθ5
を越える場合は、後輪舵角指令値δ8として、制限値G
θsが与えられる(ステップ39.42)。
そして、ステップ43で、決定された後輪舵角指令値δ
えが後輪転舵装置5へ出力される。
えが後輪転舵装置5へ出力される。
次に、本発明の他の実施例の構成を第6図に示す。前記
第2図に示した実施例は、車両の実際の運動状態量をフ
ィードバックして制御を行うものであったのに対し、本
実施例は、内部にモデルフォロイング制御を用いて自軍
の運動状態量を推定しながら制御するものである。
第2図に示した実施例は、車両の実際の運動状態量をフ
ィードバックして制御を行うものであったのに対し、本
実施例は、内部にモデルフォロイング制御を用いて自軍
の運動状態量を推定しながら制御するものである。
従って、本実施例は、第6図に示す如く、第2図中の横
加速度センサ13、横方向速度センサ14、ヨーレート
センサ15を無くした構成になっている。
加速度センサ13、横方向速度センサ14、ヨーレート
センサ15を無くした構成になっている。
なお、第6図中において、第2図中の構成部分と同一部
分には、同一符号を付して説明は省略する。
分には、同一符号を付して説明は省略する。
第7図は、演算処理装置1の構成を示すブロック線図で
ある。
ある。
演算処理装置1は、第3図に示した規範モデル21と舵
角演算部22に加えて、自軍モデル24を備えている。
角演算部22に加えて、自軍モデル24を備えている。
自車モデル24は、自車の動特性を車両の運動方程式と
自軍の車両諸元を用いて数学モデル化したものであり、
操舵角θsと車速Vを人力し、後輪舵角指令値δ大を与
えると、そのときの自軍の横加速度、横方向速度、ヨー
レートが推定によって求められる。この推定によって求
めた値を各々、横加速度推定値α8、横方向速度推定値
v、f 、ヨーレート推定値−とする。
自軍の車両諸元を用いて数学モデル化したものであり、
操舵角θsと車速Vを人力し、後輪舵角指令値δ大を与
えると、そのときの自軍の横加速度、横方向速度、ヨー
レートが推定によって求められる。この推定によって求
めた値を各々、横加速度推定値α8、横方向速度推定値
v、f 、ヨーレート推定値−とする。
そして、舵角演算部22は、第2図中においてフィード
バック入力となっていた横加速度α、横方向速度V、
、ヨーレート会の角検出値の代わりに、上記横加速度推
定値α幕、横方向速度推定値V、¥、ヨーレート推定値
φゞを入力して、後輪舵角操作量δ、を決定する。
バック入力となっていた横加速度α、横方向速度V、
、ヨーレート会の角検出値の代わりに、上記横加速度推
定値α幕、横方向速度推定値V、¥、ヨーレート推定値
φゞを入力して、後輪舵角操作量δ、を決定する。
このような構成により、本実施例は、前記実施例と同様
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
第8図は、本実施例装置を搭載した車両の操舵時の後輪
実舵角と横加速度変化を示す特性図である。
実舵角と横加速度変化を示す特性図である。
同図から判るように、本実施例の場合にも、リミッタの
作動により、操舵初期に後輪実舵角は制限され、これに
より横加速度の逆応答が無くなっている(図中の特性A
が規範モデルの横加速度特性であり、特性Bが実際の車
両の横加速度特性である)。
作動により、操舵初期に後輪実舵角は制限され、これに
より横加速度の逆応答が無くなっている(図中の特性A
が規範モデルの横加速度特性であり、特性Bが実際の車
両の横加速度特性である)。
また、本実施例は、リミッタ23が閉ループの外に設け
られているので、車速か一定の場合には、閉ループの線
形性を失わず、最適レギュレータ制御による安定性は確
実に保証される。
られているので、車速か一定の場合には、閉ループの線
形性を失わず、最適レギュレータ制御による安定性は確
実に保証される。
また、本実施例における演算処理装置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
で実行される処理は、第5図中のステップ34の処理の
後に、自軍モデルを用いて横加速度推定値α【、横方向
速度推定値V、木、ヨーレート推定値φポを求める処理
を設ける。具体的な処理内容は、以下の演算を実行する
ことである。
ピュータを用いて構成した場合に、この演算処理装置1
で実行される処理は、第5図中のステップ34の処理の
後に、自軍モデルを用いて横加速度推定値α【、横方向
速度推定値V、木、ヨーレート推定値φポを求める処理
を設ける。具体的な処理内容は、以下の演算を実行する
ことである。
sp$ =f pit d t
−・−Q’)y−= f※y′dt
−anlα本 = v! +v 、
合本 ・
−・a嘩そして、上記弐G61〜α優の演算で推定した
7本。
−・−Q’)y−= f※y′dt
−anlα本 = v! +v 、
合本 ・
−・a嘩そして、上記弐G61〜α優の演算で推定した
7本。
vノ 、φヶは一時記憶され、次回のルーチン処理で、
後輪舵角操作量δ、の決定に用いられる。
後輪舵角操作量δ、の決定に用いられる。
すなわち、第5図中のステップ34の処理中のα。
’f’、VyO代わりに、上記α’ + Vy’
H会8を用いた演算が行われる。
H会8を用いた演算が行われる。
他の処理は第5図に示す処理と同一である。
(発明の効果)
本発明は、後輪舵角を車両の動特性を考慮した演算によ
り、操舵角に対応して制御することで、車両の動特性を
制御できる。
り、操舵角に対応して制御することで、車両の動特性を
制御できる。
また、本発明は、後輪が前輪とは逆相に転舵されるとき
に、前記操舵角に所定ゲインを掛け合わせた値以下に制
限することで、必要以上に後輪が逆相に転舵されること
を防止し、前述したように、規範モデルの横加速度定常
ゲインを大きくした場合でも、横加速度の逆応答が発生
することを回避することができる。これにより、通常車
両よりも横加速度応答性能を高めながらも、車両の走行
安定性を確保できる。
に、前記操舵角に所定ゲインを掛け合わせた値以下に制
限することで、必要以上に後輪が逆相に転舵されること
を防止し、前述したように、規範モデルの横加速度定常
ゲインを大きくした場合でも、横加速度の逆応答が発生
することを回避することができる。これにより、通常車
両よりも横加速度応答性能を高めながらも、車両の走行
安定性を確保できる。
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3図は第2図
中の演算処理装置の構成を示すブロック線図、 第4図は同実施例の作用を示す特性図、第5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6図は本発明の第2実施例の構成図、第7図は第6図
中の演算処理装置の構成を示すブロック線図、 第8図は同実施例の作用を示す特性図、第9図は先願に
係る装置の動作を示す特性図である。 100・・・操舵角検出手段 101・・・後輪舵角決
定手段102・・・後輪操舵装置 103・・・逆相
舵角制限手段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・
・・油圧式ステアリング装置 9.10・・・前輪 11.12・・・後輪1
3・・・横加速度センサ 14・・・横方向速度セン
サ15・・・ヨーレートセンサ 21・・・規範モデル 22・・・舵角演算部2
3・・・リミッタ 24・・・自軍モデルθs
・・・操舵角 V・・・車速α・・・横加速度
検出値 Vア・・・横方向速度検出値ψ・・・ヨーレ
ート検出値 i・・・横加速度目標値δ、・・・後輪舵
角指令値 α′・・・横加速度推定値シー ・・・横方
向速度推定値 φ“・・・ヨーレート推定値 G・・・ゲイン 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 同 弁 理 士 杉 村 興
作4う ゝt 第2図 第7図 第8図 時間 第9図
中の演算処理装置の構成を示すブロック線図、 第4図は同実施例の作用を示す特性図、第5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6図は本発明の第2実施例の構成図、第7図は第6図
中の演算処理装置の構成を示すブロック線図、 第8図は同実施例の作用を示す特性図、第9図は先願に
係る装置の動作を示す特性図である。 100・・・操舵角検出手段 101・・・後輪舵角決
定手段102・・・後輪操舵装置 103・・・逆相
舵角制限手段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・
・・油圧式ステアリング装置 9.10・・・前輪 11.12・・・後輪1
3・・・横加速度センサ 14・・・横方向速度セン
サ15・・・ヨーレートセンサ 21・・・規範モデル 22・・・舵角演算部2
3・・・リミッタ 24・・・自軍モデルθs
・・・操舵角 V・・・車速α・・・横加速度
検出値 Vア・・・横方向速度検出値ψ・・・ヨーレ
ート検出値 i・・・横加速度目標値δ、・・・後輪舵
角指令値 α′・・・横加速度推定値シー ・・・横方
向速度推定値 φ“・・・ヨーレート推定値 G・・・ゲイン 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 同 弁 理 士 杉 村 興
作4う ゝt 第2図 第7図 第8図 時間 第9図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、与えられる制御信号に応答して、後輪舵角を可変調
整する後輪操舵装置と、 ステアリングハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手
段と、 少なくとも、前記操舵角の検出値に応じて、車両の動特
性を加味した演算により、後輪の舵角を決定し、前記後
輪操舵装置へ与える後輪舵角決定手段と、 後輪が前輪とは逆相に転舵されるときに、前記操舵角に
所定ゲインを掛け合わせた値以内に制限する逆相舵角制
限手段とを具備することを特徴とする車両用実舵角制御
装置。 2、前記逆相舵角制限手段は、後輪舵角の大きさを|δ
_R|、ステアリングハンドルのハンドル端操舵角をθ
_sとしたとき、 |δ_R|≦|−(eK_F/K_R・N)θ_s|(
但し、eK_Fは前輪等価コーナリングパワー、K_R
は後輪コーナリングパワー、Nはオーバーオールステア
リングギア比である)の関係となるように後輪舵角を制
限することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
車両用実舵角制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18346286A JPS6341283A (ja) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | 車両用実舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18346286A JPS6341283A (ja) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | 車両用実舵角制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6341283A true JPS6341283A (ja) | 1988-02-22 |
Family
ID=16136201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18346286A Pending JPS6341283A (ja) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | 車両用実舵角制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6341283A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0263967A (ja) * | 1988-04-28 | 1990-03-05 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用後輪舵角制御装置 |
JPH02189277A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Mazda Motor Corp | 車両の後輪操舵装置 |
US4984649A (en) * | 1988-09-17 | 1991-01-15 | Mercedes-Benz Ag | Motor vehicle with an automatic limited-slip differential |
JPH0467183U (ja) * | 1990-10-17 | 1992-06-15 | ||
JP2021169238A (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-28 | マツダ株式会社 | 車両制御システム |
-
1986
- 1986-08-06 JP JP18346286A patent/JPS6341283A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0263967A (ja) * | 1988-04-28 | 1990-03-05 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用後輪舵角制御装置 |
US4984649A (en) * | 1988-09-17 | 1991-01-15 | Mercedes-Benz Ag | Motor vehicle with an automatic limited-slip differential |
JPH02189277A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Mazda Motor Corp | 車両の後輪操舵装置 |
JPH0467183U (ja) * | 1990-10-17 | 1992-06-15 | ||
JP2021169238A (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-28 | マツダ株式会社 | 車両制御システム |
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