JPH04283167A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

車両の後輪操舵装置

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Publication number
JPH04283167A
JPH04283167A JP6530491A JP6530491A JPH04283167A JP H04283167 A JPH04283167 A JP H04283167A JP 6530491 A JP6530491 A JP 6530491A JP 6530491 A JP6530491 A JP 6530491A JP H04283167 A JPH04283167 A JP H04283167A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheel steering
rear wheel
vehicle
steering angle
phi
Prior art date
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Pending
Application number
JP6530491A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Mori
和典 森
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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 JP6530491A priority Critical patent/JPH04283167A/ja
Publication of JPH04283167A publication Critical patent/JPH04283167A/ja
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の後輪操舵装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】後輪操舵装置は、ステアリングホイール
による前輪操舵時に後輪も操舵して、車両の応答性を含
めた運動性能を向上させるものである。この後輪操舵装
置として本願出願人は先に特開平1−175575号公
報や特開平1−145273号公報に示す如きものを提
案済である。 前者の後輪操舵装置は任意の点における横すべり角が0
となるよう後輪舵角を決定し、後者の後輪操舵装置はこ
の横すべり角0の点が車速に応じ変化し得るよう後輪舵
角を決定するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかして、かかる従来
の後輪操舵装置は車両挙動をフィードバックすることな
く、ステアリングホイールによる前輪操舵量に応じたフ
ィードフォワード制御のみにより後輪舵角を決定するも
のであったため、耐外乱性に欠けるという問題を有して
いた。つまり、車両が横風や、悪路等による挙動変化や
進路の乱れを受けても、これらが上記後輪舵角の決定に
反映されず、自律安定性が悪い。
【0004】本発明は、フィードフォワード制御にフィ
ードバック制御を付加することで、上記の問題を解決す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため本発明後
輪操舵装置は、ステアリングホイールによる前輪操舵時
、後輪も操舵するようにした車両において、後輪舵角を
ステアリングホイールによる前輪操舵量に基きフィード
フォワード制御すると共に、車両のヨー角速度及びヨー
角加速度に基きフィードバック制御するよう構成したも
のである。
【0006】
【作用】ステアリングホイールによる前輪操舵時、後輪
操舵装置は後輪をも操舵するが、この際後輪舵角をステ
アリングホイールによる前輪操舵量に基きフィードフォ
ワード制御すると共に、車両のヨー角速度及びヨー角加
速度に基きフィードバック制御する。
【0007】後輪舵角のフィードフォワード制御は従来
通りに車両の応答性を含めた運動性能を補償し、後輪舵
角のフィードバック制御は横風等の外乱に応じて変化す
るヨー角速度及びヨー角加速度に基く制御故に、前輪操
舵量が不変でも、外乱にともなう車両の挙動変化を補正
する方向に後輪舵角を変化させて、外乱補償を行う。従
って、車両の運動性能を不変に確保したまま、耐外乱性
(自律安定性)を向上させることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基き詳細に説
明する。図1は本発明後輪操舵装置の一実施例を示す全
体構成図、図2は同じくそのシステムブロック図で、1
L, 1Rは左右前輪、2L, 2Rは左右後輪、3は
ステアリングホイールを夫々示す。前輪1L, 1R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
して転舵可能とし、後輪2L, 2Rは後輪転舵アクチ
ュエータ5により転舵可能とする。
【0009】後輪転舵アクチュエータ5は、左右後輪に
これらを転舵するようリンク連結したラックアンドピニ
オン式後輪転舵機構6と、該ピニオンを回転駆動する減
速ギヤ7b及びモータ7b (図2参照)よりなるギヤ
ードモータ7とで構成する。このモータ7はコントロー
ラ8により駆動回路9を介して駆動し、コントローラ8
にはステアリングホイール操舵角θを検出するセンサ1
0からの信号、車両のヨーレート(d/dt)φを検出
するセンサ11からの信号、車速Vを検出するセンサ1
2からの信号、及びモータ7の出力回転(後輪舵角δR
 ) を検出するセンサ13からの信号を夫々入力する
【0010】コントローラ8は図2に示すように、イグ
ニッションスイッチ14の投入でバッテリ15に接続さ
れる電源回路16からの電力により、駆動回路9と共に
動作状態となる。そして、コントローラ8はセンサ10
〜12で検出した操舵角θ、車速V、ヨーレート(d/
dt)φから後述の後輪舵角制御則に基き目標とすべき
後輪舵角δr を演算し、センサ13で検出した後輪舵
角δR がこの目標値δr となるよう回路9を介して
モータ7を駆動する。なお、コントローラ8はその他に
図2に示す如く、本発明と関係ないため詳しくは省略す
るが、後輪転舵機構6における舵角規制ストッパ17の
制御を行うものとする。
【0011】次に、コントローラ8が用いる後輪舵角制
御則の一例を説明する。図3に示すような、前輪を1と
し、後輪を2とし、車両重心点を原点としたx−y座標
系(車両前後方向にx軸、左右方向にy軸をとる)にお
ける線型2自由度2輪モデルの運動方程式は次式で表さ
れることが知られている。    M{d/dt)2y+V(d/dt) φ}= 
Ff + Fr   ・・・・・    (1)   
 I(d/dt)2 φ= aFf − 6F r  
           ・・・・・    (2) こ
こで、数1
【数1】 ところで、ヨー中心Pにおける横速度vはv=(d/d
t)y−e(d/dt) φで表され、v=0であるこ
とから、    (d/dt)y =e(d/dt)φ
                  ・・・・   
 (5) の関係が成立する。ここで、後輪舵角δr 
を前輪舵角δf に応じフィードフォワード制御すると
同時に、ヨー角速度(d/dt)φに応じフィードバッ
ク制御することにすると、夫々の制御ゲインがk1, 
k2 である場合、後輪舵角δr は、     δr =k1 ・δf +k2 ′・(d/d
t)φ    ・・・・    (6) で示され、(
3) 〜(6) 式の関係を(1) 式に代入し、ラプ
ラス変換(Sはラプラス演算子) してまとめると、次
式が得られる。   MV{S(e/v)(d/dt)φ+ (d/dt
)φ}= Cf {δf −〔e(d/dt) φ+a
(d/dt) φ〕/v}+ Cr { k1 δf 
+k2′(d/dt)φ−〔e(d/dt)φ−b(d
/dt) φ〕/v} MV {(e/v)S+1}(
d/dt)φ=(Cf +k1C r ) δf +{
C r 〔k2′−(e−b)/v 〕− Cf (e
+a)/v }{ M(eS+V)+C f (a+e
)/v − Cr 〔k2′+(b−e)/v 〕}(
d/dt)φ  − (C f + k1C r ) 
δf =0              ・・・・  
  (7) (d/dt)φ、δf が任意とすると、
(7) 式が成立するためには、 M(es+V)+C f (a+e)/V − Cr 
{k2′+ (b−e)/V }=0Cf +k1C 
r =0 であるから、制御ゲインk1 , k2 ′は夫々次式
である必要がある。数2
【数2】 一方、ヨー角加速度 (d/dt)2φに応じたフィー
ドバック制御をも付加して、次式により後輪舵角δr 
を決定する場合、   δr = k1δf +k2(d/dt)φ+k3
(d/dt)2 φ  ・・・・・      (9)
 以下の通りにフィードフォワード制御ゲイン k1 
は前記したと同じでも、(d/dt)φ、(d/dt)
2 φに応じたフィードバック制御ゲインk2 , k
3 は夫々、次の通りのものとなる。数3
【数3】 ここで、制御ゲインk1 , k2 , k3  はバ
ランスを考慮して決定するが、これらの好適な選択によ
り操安性を向上させることができる。そしてk2 , 
k3 は夫々大きくなるにつれヨー中心を後方に移動さ
せることができ、これにより車両の旋回安定性が向上さ
れ、又k2 , k3 は夫々小さくなるにつれヨー中
心を前方に移動させることができ、これにより車両の旋
回応答性が向上されると共に、定常ヨーレートゲインの
増大及び位相遅れの減少が可能となる。
【0012】なお、ヨー中心位置については図4に示す
如く、後輪を操舵しない2輪操舵車の場合ヨー中心位置
が車速に応じ点線h1 で示す如くに変化するのに対し
、h2 で示す如く車速変化にもかかわらずヨー中心位
置を同じに保ったり、車速に応じヨー中心をh3 で示
す如くに変化させるように制御ゲインk2 , k3 
を与えることができる。その他、ヨー中心位置は走行条
件や、車両状態に応じても移動させるのが良く、横風が
強いほど、又晴天や曇天時より雨天時に、更に凹凸の激
しい悪路ほど、ヨー中心位置は後方にあるのが良く、こ
のためにフィードバック制御ゲインk2 ,k3 を大
きくする。又、加速時はパワースライドが大きくなり、
減速時はタックインが大きくなることから、これらを少
なくするため加減速度が大きくなるにつれヨー中心位置
を後方にずらし、更に車両質量が重くなるにつれタイヤ
の横グリップ力が相対的に不足気味になって操安性が相
対的に低下するため、横グリップ力低下分を補う必要か
ら、車両質量の増大につれヨー中心位置を後方にずらす
のが良い。加えて、前後軸重配分が後軸寄りとなるにつ
れ、旋回遠心力で車体後部が外側に滑り易くなるため、
これを補償する必要から、後軸重量の増大につれヨー中
心位置を後方にするのが良い。
【0013】勿論ヨー中心位置は運転者が好み応じて変
え得るようにするのが良く、この目的のためにフィード
バック制御ゲインk2 , k3 を運転者が手動操作
により変更可能とする。更に、直進時の横力外乱に対す
る安定性と、旋回時の操縦応答性との両者を向上させる
べく、ステアリングホイール操舵状態を検出し、直進時
はヨー中心位置を後方へ、又旋回時はヨー中心位置を直
進時より前方へ移動させるようにフィードバック制御ゲ
インk2 , k3 を変更することもできる。
【0014】勿論、車速、横風、天候、路面凹凸、加減
速度、車両質量、前後軸重配分、運転者の好み等のうち
優先度の高いものを選択して、或いは優先度の高い順に
重み付けをして所定のヨー中心位置が得られるようゲン
ンk2 ,k3 を決定することもできる。
【0015】以上説明したように(9) 式に基づき後
輪舵角δr を、前輪舵角δf に応じてフィードフォ
ワード制御するだけでなく、ヨー角速度(d/dt)φ
及びヨー角加速度(d/dt)2 φに応じてフィード
バック制御する制御則は図5のように書き表すことがで
き、図1、図2におけるコントローラ8がモータ7を介
し後輪実舵角δR を(9) 式により求めた目標値δ
r に一致させるよう制御する場合、ステアリングホイ
ール操舵角一定で車速120km/h にて走行中の車
両が横風外乱を受けた時のシミュレーション結果を示す
図6から明らなように、横風外乱による横変位量をi1
 ( フィードフォワード制御のみの場合) からi2
 へと低下させることができ、耐外乱性を向上させ得る
。その理由は(9) 式から明らかなように、横風外乱
にともなうヨー角速度変化分及びヨー角加速度変化分に
応じてこれを補正するよう後輪舵角が変更されるからで
ある。
【0016】
【発明の効果】かくして本発明後輪操舵装置は上述の如
く、後輪舵角を、前輪操舵量に応じてフィードフォワー
ド制御するだけでなく、ヨー角速度及びヨー角加速度に
応じてフィードバック制御する構成としたから、外乱に
よるヨー角速度及びヨー角加速度の変化が後輪舵角の決
定に反映されて、この変化を後輪操舵で補正することが
でき、耐外乱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明後輪操舵装置の一実施例を示す全体構成
図である。
【図2】同じそのシステムブロック図である。
【図3】本発明の後輪舵角制御則の説明に用いた線型2
自由度2輪モデル図である。
【図4】本発明後輪操舵装置によるヨー中心位置制御例
を2輪操舵車のヨー中心位置変化と比較して示す特性図
である。
【図5】本発明装置による後輪舵角制御則の模式図であ
る。
【図6】横風外力を受けた時の横変位量のシミュレーシ
ョン結果を本発明装置による場合と、従来装置による場
合とで比較して示す図面である。
【符号の説明】
1L  左前輪 1R  右前輪 2L  左後輪 2R  右後輪 3  ステアリングホイール 4  ステアリングギヤ 5  後輪転舵アクチュエータ 6  後輪転舵機構 7  ギヤードモータ 8  コントローラ 9  駆動回路 10  操舵角センサ 11  ヨーレートセンサ 12  車速センサ 13  後輪舵角センサ 14  イグニッションスイッチ 16  電源回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ステアリングホイールによる前輪操舵
    時、後輪も操舵するようにした車両において、後輪舵角
    をステアリングホイールによる前輪操舵量に基きフィー
    ドフォワード制御すると共に、車両のヨー角速度及びヨ
    ー角加速度に基きフィードバック制御するよう構成した
    ことを特徴とする車両の後輪操舵装置。
JP6530491A 1991-03-07 1991-03-07 車両の後輪操舵装置 Pending JPH04283167A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6530491A JPH04283167A (ja) 1991-03-07 1991-03-07 車両の後輪操舵装置

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JP6530491A JPH04283167A (ja) 1991-03-07 1991-03-07 車両の後輪操舵装置

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JPH04283167A true JPH04283167A (ja) 1992-10-08

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ID=13283038

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JP6530491A Pending JPH04283167A (ja) 1991-03-07 1991-03-07 車両の後輪操舵装置

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JP (1) JPH04283167A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007514601A (ja) * 2003-12-18 2007-06-07 ルノー・エス・アー・エス 操舵可能な後輪のロックの制御方法及びシステム並びに対応する車両
JP2008074392A (ja) * 1996-06-13 2008-04-03 Itt Mfg Enterp Inc 自動車の運転状態を制御するための方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008074392A (ja) * 1996-06-13 2008-04-03 Itt Mfg Enterp Inc 自動車の運転状態を制御するための方法
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