JPH01202579A - 車両用四輪操舵装置 - Google Patents

車両用四輪操舵装置

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Publication number
JPH01202579A
JPH01202579A JP2522388A JP2522388A JPH01202579A JP H01202579 A JPH01202579 A JP H01202579A JP 2522388 A JP2522388 A JP 2522388A JP 2522388 A JP2522388 A JP 2522388A JP H01202579 A JPH01202579 A JP H01202579A
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JP
Japan
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vehicle
steering
wheel steering
rear wheel
steering angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2522388A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Mori
森 和典
Fukashi Sugasawa
菅沢 深
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
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Priority to JP2522388A priority Critical patent/JPH01202579A/ja
Publication of JPH01202579A publication Critical patent/JPH01202579A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B62D7/1554Steering 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 comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1572Steering 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 comprising a fluid interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electro-hydraulic control means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • 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) 本発明は、走行状態に応じて目標の車両特性が得られる
ように後輪を転舵する車両用四輪操舵装置に関する。
(従来の技術) 従来、後輪転舵角制御手段を備えた車両用四輪操舵装置
としては、例えば、特開昭59−186773号公報記
載されているようなものが知られている。
この従来公報には、車速と前輪転舵角とを入力情報とし
、中、高速領域で、前輪転舵開始から設定時間の間は後
輪を逆位相に転舵し、設定時間経過後は、後輪を同位相
に転舵する後輪転舵角制御手段が示されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来装置にあっては、後輪転
舵角が車速と前輪転舵角のみの関数により制御される構
成となっていた為、予め目標として設定した車両特性通
りの制御が出来ないし、操舵過渡応答性・安定性の大幅
向上が実現出来ないという課題があった。
具体的には下記の特性が望めない。
■ ヨーレイト周波数応答性に関し、例えば、ヨーレイ
トゲインを高周波数域までフラット化したり、位相遅れ
を小とする等の目標を設定し、設定した目標をうまく実
現する事。
■ レーンチェンジ等においてステップ操舵をした際、
ハンドル切り始めのヨーレイトのオーバシュートを小さ
(する事。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上述のような課題を解決することを目的とし
てなされたもので、この目的達成のために本発明では、
車両の走行状態に応じて後輪の転舵角を制御する後輪転
舵角制御手段を備えた車両用四輪操舵装置において、前
記後輪転舵角制御手段は、前輪転舵角のラプラス変換値
をδfls)+復信し、Sニラプラス演算子 a i a +、 a 2. a 3. a a、 a
 s :車両目標性能車両諸元、車速によって決定され
る定数の制御伝達関数で与えられる後輪転舵角が得られ
る制御を行なう手段であることを特徴とする。
(作 用) ハンドル操舵時には、後輪転舵角制御手段において車両
目標性能、車両諸元、車速によって各定数a0、a +
 + a 2+ a3− a m、 a 5が求められ
、これらを基に、前記(1)式の制御伝達関数で与えら
れる後輪転舵角δ2となるように後輪を転舵する制御が
行なわれる。
そして、後輪転舵角を決定するにあたっては、制御伝達
関数の分母1分子共にラプラス演算子Sに関して2次の
項(S2)と1次の項(S)と定数項とを含む為、後輪
は前輪転舵角δ、のみならず転舵角速度や転舵角加速度
に応じて制御されることになる。
従って、設定した目標性能通りの車両特性か得られ、設
計的に車両特性のチューニングがし易くなるし、また、
ヨーレイト特性のゲインフラ・ント化、位相遅れの減少
化、ステップ操舵時のオーバーシュートの防止等を達成
出来る為に操舵応答性・安定性が大幅に向上する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
第1図は実施例の車両用四輪操舵装置を示し、左右の前
輪IL、IRは、ステアリングホイール3によりステア
リングギヤ4を介して転舵可能とされている。尚、前輪
転舵角δ、は、ステアリングホイール操舵角をθ、ステ
アリングギヤ比をNとすると、ろ、=θ/Nで表される
左右の後輪2L、2Rは、トランスバースリンク5L、
5R及びアッパーアーム6L、6Rを含むリヤサスペン
ション装置により車体のリヤサスペンションメンバ7に
懸架されていて、後輪転舵の目的のため左右のナックル
アーム8L、8R間をアクチュエータ9及びその両端の
サイドロッド10m、IORにより相互に連結させてい
る。
前記アクチュエータ9は、スプリングセンタ式復動液圧
シリンダとし、その2室が夫々管路11LIIRにより
電磁比例式圧力制御弁12に接続される。尚、この制御
弁12には、更にポンプ13及びリザーバタンク14を
含む液圧源の液圧管路15及びドレーン管路16が夫々
接続されている。
前記電磁比例式圧力制御弁12は、スプリングセンタ式
3位置弁とし1両ソレノイド12L。
12RのOFF時の管路11L、11Rを無圧状態にし
、ソレノイド12LのON時に通電量に比例した圧力を
管路11Lに供給し、ソレノイド12RのON時に通電
量に比例した圧力を管路11Rに供給するものである。
前記ソレノイド12L、12RのON、OFF及び通電
量は、コントローラ1了により電子制御し、このコント
ローラ17は第2図に示す如くデジタル演算回路17a
と、デジタル入力検出回路+7bと、−記憶回路17c
と、D/A変換器17dと、駆動回路17eとで構成さ
れている。
前記コントローラ17には、ステアリングホイール3の
操舵角θを検出する操舵角センサ18からの信号及び車
速Vを検出する車速センサ19からの信号を夫々、デジ
タル入力検出回路17bを経て入力する。
コントローラ17のデジタル演算回路17aは、これら
の入力情報及び記憶回路17cのROMに格納されてい
る定数から前記a。+ a l + a 2r a3+
84+ a Sを演算し、これらを記憶回路17cのR
AMに一時配憶させる。その後、デジタル演算回路17
aにおいて一時記憶させておいたa。+ a l+a2
+ a3+ a 41 a 5を基に前記(1)式を演
算し、演算結果に対応した後輪転舵角δ、に関するデジ
タル信号をD/A変換器17dによりアナログ信号に変
換する。このアナログ信号は駆動回路17eにより後輪
転舵角δ、に対応した電流iに変換され、制御弁12に
供給される。
この際、コントローラ17は、制御弁12のいずれのソ
レノイド12L、12Rに電流iを供給すべきかを操舵
角θから決定し、対応する管路11L又は11Rに電流
i (後輪転舵角δ、)に応じた液圧を発生させる。ア
クチュエータ9は、この液圧に応じた方向へ又この液圧
に応じた距離だけストロークし、サイドロッドIOL及
びIORを介した後輪2L及び2日を対応方向へ演算結
果に応じた角度だけ転舵することかできる。
次に、作用を説明する。
まず、車両の運動方程式は次式により表されることが知
られている(第3図参照)。
車両質量をM、車両の横変位加速度をす、車速をV、ヨ
ーレイトをψ、前輪のサイドフォースをFl、後輪のサ
イドフォースをF2とすると、M(ψ十■・ψ)=FI
+F2 が求まり、車両のヨー慣性モーンメントをI、ヨー角加
速度をψ、車両重心から前車軸までの距離をa、車両重
心から後車軸までの距離をbとすると、 ■−φ=a−F、−b−F2 が求まり、前後輪の等価コーナリングパワーを夫々C,
,C,、前輪転舵角を61、後輪転舵角を67、車両の
横変位加速度を9とすると、が求まる。
そして、車両の目標性能を、ハンドル操作量θに対する
車両のヨーレイト特性(ヨーレイト操舵特性)として伝
達関数で、 但し、ψ。;ベース車の定常ヨーレイトに、T:定数 S;ラプラス演算子 と設定し、上24種の運動方程式をラプラス変換し、分
母1分子共にラプラス演算子Sに関して2次式の制御伝
達関数の形でまとめると、a 3 =C2bllJT となる。
但し、βはホイールベース長で、β=a+bである。
従って、目標となる車両特性を決定するψ151/θ1
81 を、例えば、実施例のように1次遅れで設定し、
その設定値を用いて前述の制御伝達関数の各係数81 
(0≦i≦5)を決定し、その制御伝達関数に基づいて
後輪2L、2日の転舵角δ。
を制御すると、目標通りの車両特性が得られる。
即ち、目標特性が得られるのは、制御伝達関数の分母2
分子共にラプラス演算子Sに関して2次の項(s2)と
1次の項(s)と定数項とを含む為、後輪2L、2Rは
前輪の転舵角のみならず転舵角速度や転舵角加速度に応
じて制御されることによる。
そして、特に、下記の点についての特性を実現すること
が出来る。
・ ヨーレイト周波数特性として、ヨーレイトゲインの
高周波数域までのフラット化を実現出来る(第4図)。
・ ヨーレイト位相遅れの減少化を実現出来る(第5図
)。
・ レーンチェンジ時等のステップ操舵時、ハンドル切
り始めの際のヨーレイトのオーバシュートを小さく出来
る(第6図)。
尚、第7図はステ・ンプ操舵時のハンドル操舵角特性で
、第8図にはその時に前記ヨーレイトのオーバシュート
の低減を実現出来る後輪転舵角特性が示されていて、ハ
ンドル切り始めの時期には一時的に後輪2L、2Rが前
輪IL、IRと逆位相に切れ、その後、同位相に転じ、
更に、所定の時定数をもって後輪転舵角61が零に収束
する。
以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。
例えば、目標車両特性を決定するφ/θとして、実施例
では前記(2)の式を示したが、この式に限定されるも
のではなく、(1次/2次)等で記述されたものでも良
く、更に、目標車両特性は、高次の式で近似されるもの
でも良い。
(発明の効果) 以上説明してきたように、本発明の車両用四輪操舵装置
にあっては、後輪転舵角制御手段が前記(1)式の制御
伝達関数で与えられる後輪転舵角となる制御を行なう手
段である為、以下に述べるような効果が得られる。
■ 予め設定した車両目標性能通りの特性が得られる為
、設計的に車両特性のチューニングがし易い。
■ ヨーレイト特性のゲインフラット化、位相遅れの減
少化、ステップ操舵時のオーバーシュートの防止を達成
出来る為、操舵応答性・安定性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の車両用四輪操舵装置を示す全体
図、第2図は実施例装置の後輪転舵角制御系を示すブロ
ック図、第3図は車両の旋回時における運動モデル図、
第4図はハンドル操舵周波数に対するヨーレイトゲイン
特性図、第5図はハンドル操舵周波数に対するヨーレイ
ト位相遅れ特性図、第6図はステップ操舵時のヨーレイ
トタイムチャート図、第7図はステップ操舵時のハンド
ル操舵角特性図、第8図はステップ操舵時の後輪転舵角
のタイムチャート図である。 IL、IR・・・前輪 2L、2R・・・後輪 3・・・ステアリングホイール 4・・・ステアリングギヤ 5L、5日・・・トランスバースリンク6L、6R・・
・アッパアーム 7・・・リヤサスペンションメンバ 9・・・アクチュエータ 12・・・電磁比例式圧力制御弁 17・・・コントローラ 18・・・操舵角センサ 19・・・車速センサ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)車両の走行状態に応じて後輪の転舵角を制御する後
    輪転舵角制御手段を備えた車両用四輪操舵装置において
    、 前記後輪転舵角制御手段は、前輪転舵角のラプラス変換
    値をδ_f_(_S_)、後輪転舵角のラプラス変換値
    をδ_r_(_S_)とした時、 δ_r_(_S_)/δ_f_(_S_)=(a_0・
    s^2+a_1・s+a_2)/(a_3・s^2+a
    _4・s+a_5)但し、s;ラプラス演算子 a_0、a_1、a_2、a_3、a_4、a_5;車
    両目標性能車両諸元、車速によって決定される定数 の制御伝達関数で与えられる後輪転舵角が得られる制御
    を行なう手段であることを特徴とする車両用四輪操舵装
    置。
JP2522388A 1988-02-05 1988-02-05 車両用四輪操舵装置 Pending JPH01202579A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6141676A (ja) * 1984-08-02 1986-02-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 車両の後輪舵角制御装置
JPS62258866A (ja) * 1986-05-02 1987-11-11 Hino Motors Ltd 総輪操舵車の後輪操舵方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6141676A (ja) * 1984-08-02 1986-02-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 車両の後輪舵角制御装置
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