JPH04325381A - 後輪操舵装置 - Google Patents
後輪操舵装置Info
- Publication number
- JPH04325381A JPH04325381A JP11910291A JP11910291A JPH04325381A JP H04325381 A JPH04325381 A JP H04325381A JP 11910291 A JP11910291 A JP 11910291A JP 11910291 A JP11910291 A JP 11910291A JP H04325381 A JPH04325381 A JP H04325381A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rear wheel
- wheel steering
- steering angle
- δrm
- yaw rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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、後輪をも操舵するもので、その狙いと
する処は車両の運動性能を向上させるにある。そして、
後輪舵角の与え方としては従来、特開昭６０−１６１２
５５号公報に記載の如く、ヨーレートをフィードバック
し、これに基づいて後輪舵角を決定し、これに追従する
よう後輪を操舵するようなものとしたものがある。この
公報においては特に、かかる後輪操舵方式のもとではフ
ィードバック式後輪操舵系の応答遅れが高操舵周波数域
で信号の減衰を生じさせ、結果として狙い通りの車両運
動性能が得られないという問題を解決するために、フィ
ードバックするヨーレートの１階微分値を追加して演算
後輪舵角の補正を行う。
よる前輪操舵時、後輪をも操舵するもので、その狙いと
する処は車両の運動性能を向上させるにある。そして、
後輪舵角の与え方としては従来、特開昭６０−１６１２
５５号公報に記載の如く、ヨーレートをフィードバック
し、これに基づいて後輪舵角を決定し、これに追従する
よう後輪を操舵するようなものとしたものがある。この
公報においては特に、かかる後輪操舵方式のもとではフ
ィードバック式後輪操舵系の応答遅れが高操舵周波数域
で信号の減衰を生じさせ、結果として狙い通りの車両運
動性能が得られないという問題を解決するために、フィ
ードバックするヨーレートの１階微分値を追加して演算
後輪舵角の補正を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしかかる従来の後
輪操舵装置は、ヨーレート発生の位相遅れを考慮に入れ
て目標とすべき後輪舵角を決定するが、後輪操舵機構の
実際の動作特性（応答遅れ）を考慮していないため、以
下の問題を生ずる。
輪操舵装置は、ヨーレート発生の位相遅れを考慮に入れ
て目標とすべき後輪舵角を決定するが、後輪操舵機構の
実際の動作特性（応答遅れ）を考慮していないため、以
下の問題を生ずる。
【０００４】即ち、図４は１２０ ｋｍ／ｈでの走行中
ステアリングホイールを±３０度だけ操舵した時の操舵
周波数に対するヨーレートゲイン（ステアリングホイー
ル操舵角に対するヨーレートの発生ゲイン）及びヨーレ
ートの位相遅れの関係を示し、図中α１，β１ は後輪
を操舵しない前２輪操舵車のヨーレートゲイン特性及び
位相遅れ特性、α２ ，β２ は上記従来装置により後
輪を操舵する４輪操舵車のヨーレートゲイン特性及び位
相遅れ特性である。 α２，β２ で示すように上記従来装置では、ヨーレー
ト１階微分値に応じた後輪舵角の補正によりヨーレート
ゲインの共振点が高操舵周波数域となり、又位相遅れも
相当に少なくし得る。しかして実際上、後輪操舵機構は
摩擦等により応答遅れを持ち、演算通りの後輪舵角を与
えることが困難で、図６に示す実験結果γ１ ，ε１
から明らかな如く、応答遅れのない特性γ２ ，ε２
に対し低操舵周波数域からゲインの低下や位相遅れを生
じている。又後輪操舵機構の応答遅れは一次遅れではな
く、２次以上の高次の遅れを有している場合もある。い
ずれにしても、かかる後輪操舵機構の動作動特性を全く
考慮せず、ヨーレート１階微分値に応じた後輪舵角の補
正を行うだけの前記従来の装置では、狙い通りの車両の
運動性能を達成し得ない。
ステアリングホイールを±３０度だけ操舵した時の操舵
周波数に対するヨーレートゲイン（ステアリングホイー
ル操舵角に対するヨーレートの発生ゲイン）及びヨーレ
ートの位相遅れの関係を示し、図中α１，β１ は後輪
を操舵しない前２輪操舵車のヨーレートゲイン特性及び
位相遅れ特性、α２ ，β２ は上記従来装置により後
輪を操舵する４輪操舵車のヨーレートゲイン特性及び位
相遅れ特性である。 α２，β２ で示すように上記従来装置では、ヨーレー
ト１階微分値に応じた後輪舵角の補正によりヨーレート
ゲインの共振点が高操舵周波数域となり、又位相遅れも
相当に少なくし得る。しかして実際上、後輪操舵機構は
摩擦等により応答遅れを持ち、演算通りの後輪舵角を与
えることが困難で、図６に示す実験結果γ１ ，ε１
から明らかな如く、応答遅れのない特性γ２ ，ε２
に対し低操舵周波数域からゲインの低下や位相遅れを生
じている。又後輪操舵機構の応答遅れは一次遅れではな
く、２次以上の高次の遅れを有している場合もある。い
ずれにしても、かかる後輪操舵機構の動作動特性を全く
考慮せず、ヨーレート１階微分値に応じた後輪舵角の補
正を行うだけの前記従来の装置では、狙い通りの車両の
運動性能を達成し得ない。
【０００５】この問題解決に当たってはフィードバック
ゲインを小さくしたり、後輪操舵機構の応答性を上げる
ことが考えられる。しかし、前者の対策では本来の目的
である車両運動の耐外乱性の向上が不十分になり、又後
者の対策では後輪操舵機構の主要部であるアクチュエー
タが極めて高価になると共に大型化し、確保できる設置
スペースからしてほとんど実現不能である。
ゲインを小さくしたり、後輪操舵機構の応答性を上げる
ことが考えられる。しかし、前者の対策では本来の目的
である車両運動の耐外乱性の向上が不十分になり、又後
者の対策では後輪操舵機構の主要部であるアクチュエー
タが極めて高価になると共に大型化し、確保できる設置
スペースからしてほとんど実現不能である。
【０００６】本発明は後輪舵角の演算に当り予め、後輪
操舵機構の応答特性を考慮して目標とすべき後輪舵角を
求めることにより、上記の対策に頼ることなく狙い通り
の車両の運動特性を達成し得るようにすることを目的と
する。
操舵機構の応答特性を考慮して目標とすべき後輪舵角を
求めることにより、上記の対策に頼ることなく狙い通り
の車両の運動特性を達成し得るようにすることを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的のため本発明は
、後輪舵角δｒ を、前輪舵角δｆ に基づくフィード
フォワード項と、ヨーレート（ｄ／ｄｔ）φに基づくフ
ィードバック項との和として δｒ ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋ Ｂ（Ｓ） （ｄ／ｄｔ
）φＦ（Ｓ）：フィードフォワードの伝達関数Ｂ（Ｓ）
：フィードバックの伝達関数 なる式で求まる値となるよう制御する後輪操舵装置にお
いて、後輪舵角演算手段は後輪舵角演算値δｒｍを、後
輪操舵機構の応答特性に係る伝達関数Ｇ（Ｓ） ＝δｒ
／δｒｍの加味により δｒｍ＝｛ Ｆ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝δｆ ＋
｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φ又は δｒｍ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（
Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φなる式で求め、この演算値δｒ
ｍを前記後輪操舵機構に指令するよう構成したものであ
る。
、後輪舵角δｒ を、前輪舵角δｆ に基づくフィード
フォワード項と、ヨーレート（ｄ／ｄｔ）φに基づくフ
ィードバック項との和として δｒ ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋ Ｂ（Ｓ） （ｄ／ｄｔ
）φＦ（Ｓ）：フィードフォワードの伝達関数Ｂ（Ｓ）
：フィードバックの伝達関数 なる式で求まる値となるよう制御する後輪操舵装置にお
いて、後輪舵角演算手段は後輪舵角演算値δｒｍを、後
輪操舵機構の応答特性に係る伝達関数Ｇ（Ｓ） ＝δｒ
／δｒｍの加味により δｒｍ＝｛ Ｆ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝δｆ ＋
｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φ又は δｒｍ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（
Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φなる式で求め、この演算値δｒ
ｍを前記後輪操舵機構に指令するよう構成したものであ
る。
【０００８】
【作用】後輪舵角演算手段は、後輪操舵機構の応答特性
を表す伝達関数をも用いてδｒｍ＝｛ Ｆ（Ｓ） ／
Ｇ（Ｓ） ｝δｆ ＋｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝
（ｄ／ｄｔ）φ又はδｒｍ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋｛
Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φにより後輪
舵角演算値δｒｍを求め、これを後輪操舵機構に指令す
る。この指令を受けて当該機構は後輪を操舵するが、後
輪操舵機構の応答遅れにより実際の後輪舵角δｒ はδ
ｒ ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋ Ｂ（Ｓ） （ｄ／ｄｔ）
φで表わされる狙い通りのものとなり、後輪操舵機構の
応答遅れに係わらず狙い通りの車両運動性能を達成する
ことができる。
を表す伝達関数をも用いてδｒｍ＝｛ Ｆ（Ｓ） ／
Ｇ（Ｓ） ｝δｆ ＋｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝
（ｄ／ｄｔ）φ又はδｒｍ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋｛
Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φにより後輪
舵角演算値δｒｍを求め、これを後輪操舵機構に指令す
る。この指令を受けて当該機構は後輪を操舵するが、後
輪操舵機構の応答遅れにより実際の後輪舵角δｒ はδ
ｒ ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋ Ｂ（Ｓ） （ｄ／ｄｔ）
φで表わされる狙い通りのものとなり、後輪操舵機構の
応答遅れに係わらず狙い通りの車両運動性能を達成する
ことができる。
【０００９】しかもこの作用効果は、フィードバックゲ
インを小さくしたり、後輪操舵機構の応答遅れを小さく
することなしに奏し得られるため、これら対策による弊
害、つまり車両運動の耐外乱性の向上が不十分になった
り、後輪操舵アクチュエータが高価及び大型になる弊害
を併うこともない。
インを小さくしたり、後輪操舵機構の応答遅れを小さく
することなしに奏し得られるため、これら対策による弊
害、つまり車両運動の耐外乱性の向上が不十分になった
り、後輪操舵アクチュエータが高価及び大型になる弊害
を併うこともない。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明後輪操舵装置のシステム例を示
し、１Ｌ， １Ｒが夫々同装置により操舵すべき左右後
輪である。これら後輪の操舵はラックアンドピニオン式
ステアリングギヤ２によりこれを行うこととし、該ギヤ
のピニオンをハイポイドギヤ３を介してモータ４に駆動
結合する。モータ４の駆動制御はコントローラ５で行い
、このコントローラにはステアリングホイール操舵角θ
を検出するセンサ６からの信号、車速Ｖを検出するセン
サ７からの信号、ヨーレート（ｄ ／ｄｔ）φを検出す
るセンサ８からの信号、及びステアリングギヤ２の中立
位置からのピニオン回転角（後輪舵角δｒ ） を検出
する後輪舵角センサ９からの信号を入力する。
説明する。図１は本発明後輪操舵装置のシステム例を示
し、１Ｌ， １Ｒが夫々同装置により操舵すべき左右後
輪である。これら後輪の操舵はラックアンドピニオン式
ステアリングギヤ２によりこれを行うこととし、該ギヤ
のピニオンをハイポイドギヤ３を介してモータ４に駆動
結合する。モータ４の駆動制御はコントローラ５で行い
、このコントローラにはステアリングホイール操舵角θ
を検出するセンサ６からの信号、車速Ｖを検出するセン
サ７からの信号、ヨーレート（ｄ ／ｄｔ）φを検出す
るセンサ８からの信号、及びステアリングギヤ２の中立
位置からのピニオン回転角（後輪舵角δｒ ） を検出
する後輪舵角センサ９からの信号を入力する。
【００１１】コントローラ５はこれら入力情報に基づき
後述の演算により後輪舵角演算値δｒｍを求め、駆動回
路１０はこの演算値に対応した電流ｉをモータ４に供給
する。モータ４は供給電流ｉにより駆動されてハイポイ
ドギヤ３及びステアリングギヤ２を介し後輪１Ｌ， １
Ｒを転舵するが、後輪舵角演算値δｒｍに対する実際の
後輪舵角δｒ は多くの場合図６にγ１ ，ε１ で示
すようにほぼ１次遅れを持って発生し、同図にγ３ ，
ε３ で示す１次遅れδｒ （Ｓ） ／δｒｍ（Ｓ）
＝ ＫＯ ／ （１＋τＯ Ｓ）に近似する。 ちなみに多くの場合、τＯ は ０．０５ ｓｅｃ程度
、 ＫＯ は０．７ 程度である。
後述の演算により後輪舵角演算値δｒｍを求め、駆動回
路１０はこの演算値に対応した電流ｉをモータ４に供給
する。モータ４は供給電流ｉにより駆動されてハイポイ
ドギヤ３及びステアリングギヤ２を介し後輪１Ｌ， １
Ｒを転舵するが、後輪舵角演算値δｒｍに対する実際の
後輪舵角δｒ は多くの場合図６にγ１ ，ε１ で示
すようにほぼ１次遅れを持って発生し、同図にγ３ ，
ε３ で示す１次遅れδｒ （Ｓ） ／δｒｍ（Ｓ）
＝ ＫＯ ／ （１＋τＯ Ｓ）に近似する。 ちなみに多くの場合、τＯ は ０．０５ ｓｅｃ程度
、 ＫＯ は０．７ 程度である。
【００１２】かかる後輪操舵機構の応答遅れを予め考慮
して、本例では後輪舵角演算値δｒｍを以下の如くに求
めることとする。但し、基本的に後輪舵角は前輪舵角に
応じたフィードフォワード項とヨーレートに応じたフィ
ードバック項との和により与える方式を踏襲し、又フィ
ードフォワード項はそれだけでも充分に操安性の向上が
見込める過去のノウハウをそのまま利用する。この場合
、図４にα３ ，β３ で示すように特性の改善が見ら
れるが、そのままでは尚、後輪操舵機構の前記応答遅れ
に起因して、狙い通りの車両運動特性を達成し得ない。
して、本例では後輪舵角演算値δｒｍを以下の如くに求
めることとする。但し、基本的に後輪舵角は前輪舵角に
応じたフィードフォワード項とヨーレートに応じたフィ
ードバック項との和により与える方式を踏襲し、又フィ
ードフォワード項はそれだけでも充分に操安性の向上が
見込める過去のノウハウをそのまま利用する。この場合
、図４にα３ ，β３ で示すように特性の改善が見ら
れるが、そのままでは尚、後輪操舵機構の前記応答遅れ
に起因して、狙い通りの車両運動特性を達成し得ない。
【００１３】そこで本例においては、上記の応答遅れを
予め考慮して後輪舵角演算値δｒｍを求めるが、その基
本的な考え方を次に説明する。先ず、車両の運動を２輪
モデルで近似すると、 Ｍ｛（ｄ２／ｄｔ２）ｙ ＋Ｖ （ｄ／ｄｔ）
φ｝＝Ｆ１＋Ｆ２
−−−−（１） Ｉ（ｄ２／ｄｔ２）φ＝ａＦ
１ ＋ ｂＦ２
−−−−（２） 但し、 Ｆ１ ＝Ｃ１｛δｆ −［ （ｄ ／ｄｔ）ｙ
＋ａ （ｄ／ｄｔ）φ］／Ｖ ｝ −−−−
（３） Ｆ２ ＝Ｃ２｛δｒ −［ （ｄ ／ｄ
ｔ）ｙ −ｂ （ｄ／ｄｔ）φ］／Ｖ ｝
−−−−（４） Ｍ ：車重 Ｉ ：車両のヨー慣性モーメント Ｖ ：車速 Ｃ１：前輪コーナリングパワー（２輪分）Ｃ２：後輪コ
ーナリングパワー（２輪分）δｆ ：前輪舵角 δｒ ：後輪舵角 ａ：前軸−重心間距離 ｂ：後輪−重心間距離 （ｄ ／ｄｔ）ｙ ：車体横速度 （ｄ ／ｄｔ）φ：ヨーレート で表わされることが知られている。
予め考慮して後輪舵角演算値δｒｍを求めるが、その基
本的な考え方を次に説明する。先ず、車両の運動を２輪
モデルで近似すると、 Ｍ｛（ｄ２／ｄｔ２）ｙ ＋Ｖ （ｄ／ｄｔ）
φ｝＝Ｆ１＋Ｆ２
−−−−（１） Ｉ（ｄ２／ｄｔ２）φ＝ａＦ
１ ＋ ｂＦ２
−−−−（２） 但し、 Ｆ１ ＝Ｃ１｛δｆ −［ （ｄ ／ｄｔ）ｙ
＋ａ （ｄ／ｄｔ）φ］／Ｖ ｝ −−−−
（３） Ｆ２ ＝Ｃ２｛δｒ −［ （ｄ ／ｄ
ｔ）ｙ −ｂ （ｄ／ｄｔ）φ］／Ｖ ｝
−−−−（４） Ｍ ：車重 Ｉ ：車両のヨー慣性モーメント Ｖ ：車速 Ｃ１：前輪コーナリングパワー（２輪分）Ｃ２：後輪コ
ーナリングパワー（２輪分）δｆ ：前輪舵角 δｒ ：後輪舵角 ａ：前軸−重心間距離 ｂ：後輪−重心間距離 （ｄ ／ｄｔ）ｙ ：車体横速度 （ｄ ／ｄｔ）φ：ヨーレート で表わされることが知られている。
【００１４】ここで（３）， （４）式を（１）， （
２）式に代入し、更にヨーレート（ｄ／ｄｔ）φが常に
１次遅れの形となるよう（例えば高速走行中のレーンチ
ェンジ等で安定して運転し易くなるよう）にすることを
目的に （ｄ／ｄｔ）φ＝｛ ＨＯ ／（１＋τＳ
）｝δｆ −−−−（
５）但し、 ＨＯ ：定常ヨーレートゲインτ：車速及
び車両諸元に応じた時定数 とおいて、後輪舵角δｒ につき解くと、（５） 式の
狙いを達成するための後輪舵角δｒ は δｒ ＝｛（Ｔ１´Ｓ ＋Ｔ２´Ｓ２） ／（１＋
τＡ ´Ｓ ＋τＢ ´Ｓ２） ｝δｆ
＝ Ｆ（Ｓ）δｆ
−−
−− （６） （但し、 Ｔ１ ´，Ｔ２´，τＡ ´
，τＢ ´は車速及び車両諸元に応じた定数）となる。
２）式に代入し、更にヨーレート（ｄ／ｄｔ）φが常に
１次遅れの形となるよう（例えば高速走行中のレーンチ
ェンジ等で安定して運転し易くなるよう）にすることを
目的に （ｄ／ｄｔ）φ＝｛ ＨＯ ／（１＋τＳ
）｝δｆ −−−−（
５）但し、 ＨＯ ：定常ヨーレートゲインτ：車速及
び車両諸元に応じた時定数 とおいて、後輪舵角δｒ につき解くと、（５） 式の
狙いを達成するための後輪舵角δｒ は δｒ ＝｛（Ｔ１´Ｓ ＋Ｔ２´Ｓ２） ／（１＋
τＡ ´Ｓ ＋τＢ ´Ｓ２） ｝δｆ
＝ Ｆ（Ｓ）δｆ
−−
−− （６） （但し、 Ｔ１ ´，Ｔ２´，τＡ ´
，τＢ ´は車速及び車両諸元に応じた定数）となる。
【００１５】しかし実際の車両は上記２輪モデルでは近
似しきれず、（１） 〜（４） 式からずれることが多
い。そこで目標ヨーレート（ｄ ／ｄｔ）φＯ を（５
） 式に対応させて （ｄ／ｄｔ）φＯ ＝｛ ＨＯ
／（１＋τＳ ）｝δｆ
−−−−（５´） と定め、実際のヨーレート（ｄ
／ｄｔ）φとの偏差に応じた制御（フィードバック定
数をＧとする）を加味して δｒ ＝ Ｆ（Ｓ）
δｆ ＋ Ｇ （ｄ／ｄｔ）φＯ −（ｄ／ｄｔ）φ
｝ −−−−（７） で後輪舵角δｒ を与える
こととする。この場合、実際の車両を２輪モデルで近似
しきれなくとも、（５） 式の前記狙いを達成すること
ができる。
似しきれず、（１） 〜（４） 式からずれることが多
い。そこで目標ヨーレート（ｄ ／ｄｔ）φＯ を（５
） 式に対応させて （ｄ／ｄｔ）φＯ ＝｛ ＨＯ
／（１＋τＳ ）｝δｆ
−−−−（５´） と定め、実際のヨーレート（ｄ
／ｄｔ）φとの偏差に応じた制御（フィードバック定
数をＧとする）を加味して δｒ ＝ Ｆ（Ｓ）
δｆ ＋ Ｇ （ｄ／ｄｔ）φＯ −（ｄ／ｄｔ）φ
｝ −−−−（７） で後輪舵角δｒ を与える
こととする。この場合、実際の車両を２輪モデルで近似
しきれなくとも、（５） 式の前記狙いを達成すること
ができる。
【００１６】ところで現実には図６につき前述した通り
、後輪操舵機構（特にアクチュエータ）の応答性には限
界があり、（７） 式による指令値通りの後輪舵角を与
えることが不可能であるため、結果として実際には（５
） 式の前記狙いを達成し得ない。
、後輪操舵機構（特にアクチュエータ）の応答性には限
界があり、（７） 式による指令値通りの後輪舵角を与
えることが不可能であるため、結果として実際には（５
） 式の前記狙いを達成し得ない。
【００１７】本例では、図６にγ３ ，ε３ で示すよ
うに後輪操舵機構の応答特性が時定数τＯ ＝０．０５
ｓｅｃの一次遅れ Ｇ（Ｓ） 、つまり Ｇ（Ｓ） ＝ ＫＯ ／（１＋τＯ Ｓ）
−−−−（８） で近似される場合につき、これを予め
考慮して後輪舵角演算値δｒｍを求め、後輪操舵機構に
指令することにより後輪舵角実際値δｒ が（７） 式
で求まるようなものとし、結果として（５） 式の前記
狙いを達成し得るようにする。
うに後輪操舵機構の応答特性が時定数τＯ ＝０．０５
ｓｅｃの一次遅れ Ｇ（Ｓ） 、つまり Ｇ（Ｓ） ＝ ＫＯ ／（１＋τＯ Ｓ）
−−−−（８） で近似される場合につき、これを予め
考慮して後輪舵角演算値δｒｍを求め、後輪操舵機構に
指令することにより後輪舵角実際値δｒ が（７） 式
で求まるようなものとし、結果として（５） 式の前記
狙いを達成し得るようにする。
【００１８】当該考慮に当たっては、（７） 式の左辺
δｒ をδｒｍに置換し、右辺に（８） 式の逆数１／
Ｇ（Ｓ） ＝（１＋τＯ Ｓ）／ ＫＯ を掛けて後
輪舵角指令値δｒｍの演算式とするが、これは次のよう
に表される。 δｒｍ＝ Ｆ（Ｓ）（１ ＋τＯ Ｓ）δｆ ＋（
Ｇ／ ＫＯ ） ｛ （ｄ ／ｄｔ）φＯ （１＋τ
Ｏ Ｓ） −（ｄ／ｄｔ）φ（１＋τＯ
Ｓ）｝ ≒｛ （Ｋ＋Ｔ１Ｓ＋Ｔ２Ｓ）／
（１＋τＡ Ｓ）｝δｆ ＋（Ｇ／Ｋ０） ｛［（１
＋ τＯ Ｓ）／ （１＋τ
Ｓ）］Ｈ Ｏ δｆ −［（ｄ／ｄｔ）φ＋ τＯ （
ｄ２／ｄｔ２ ）φ］｝ここでτＯ ≒τと考えると、
上式は δｒｍ＝｛（Ｋ＋Ｔ１Ｓ＋Ｔ２Ｓ）／（１＋ τＡ
Ｓ）｝δｆ ＋（Ｇ／Ｋ Ｏ ） ｛ Ｈ Ｏδｆ
−（ｄ／ｄｔ）φ −τＯ （ｄ２／ｄ
ｔ２ ）φ｝
−−−−（９）となる。
δｒ をδｒｍに置換し、右辺に（８） 式の逆数１／
Ｇ（Ｓ） ＝（１＋τＯ Ｓ）／ ＫＯ を掛けて後
輪舵角指令値δｒｍの演算式とするが、これは次のよう
に表される。 δｒｍ＝ Ｆ（Ｓ）（１ ＋τＯ Ｓ）δｆ ＋（
Ｇ／ ＫＯ ） ｛ （ｄ ／ｄｔ）φＯ （１＋τ
Ｏ Ｓ） −（ｄ／ｄｔ）φ（１＋τＯ
Ｓ）｝ ≒｛ （Ｋ＋Ｔ１Ｓ＋Ｔ２Ｓ）／
（１＋τＡ Ｓ）｝δｆ ＋（Ｇ／Ｋ０） ｛［（１
＋ τＯ Ｓ）／ （１＋τ
Ｓ）］Ｈ Ｏ δｆ −［（ｄ／ｄｔ）φ＋ τＯ （
ｄ２／ｄｔ２ ）φ］｝ここでτＯ ≒τと考えると、
上式は δｒｍ＝｛（Ｋ＋Ｔ１Ｓ＋Ｔ２Ｓ）／（１＋ τＡ
Ｓ）｝δｆ ＋（Ｇ／Ｋ Ｏ ） ｛ Ｈ Ｏδｆ
−（ｄ／ｄｔ）φ −τＯ （ｄ２／ｄ
ｔ２ ）φ｝
−−−−（９）となる。
【００１９】図１においてコントローラ５は上記（９）
式により後輪舵角演算値δｒｍを求め、これに対応し
た電流ｉを駆動回路１０を経てモータ４に供給し、後輪
１Ｌ ， １Ｒを転舵する。この関係を模式的に示す
と図２の如くになり、車両は前後輪舵角δｆ ，δｒ
で狙い通りのヨーレート（ｄ／ｄｔ）φを生ずる。しか
して、後輪転舵機構、特にモータ４（アクチュエータ）
には摩擦等により応答遅れがあり、（９） 式が前述し
た通りこれを予め考慮して定めたことから、実際の後輪
舵角は（７） 式で求まる値δｒ となって（５） 式
の前記狙いを達成し得ると共に、図４にα４ ，β４
で示すシミュレーション結果から明らかなようにヨーレ
ートの共振及び位相遅れの抑制を実現することができる
。
式により後輪舵角演算値δｒｍを求め、これに対応し
た電流ｉを駆動回路１０を経てモータ４に供給し、後輪
１Ｌ ， １Ｒを転舵する。この関係を模式的に示す
と図２の如くになり、車両は前後輪舵角δｆ ，δｒ
で狙い通りのヨーレート（ｄ／ｄｔ）φを生ずる。しか
して、後輪転舵機構、特にモータ４（アクチュエータ）
には摩擦等により応答遅れがあり、（９） 式が前述し
た通りこれを予め考慮して定めたことから、実際の後輪
舵角は（７） 式で求まる値δｒ となって（５） 式
の前記狙いを達成し得ると共に、図４にα４ ，β４
で示すシミュレーション結果から明らかなようにヨーレ
ートの共振及び位相遅れの抑制を実現することができる
。
【００２０】しかもこの目的は、フィードバックゲイン
Ｇを小さくしたり、後輪操舵機構（モータ４）を高応答
のものにする必要なしに達成されるため、車両運動の耐
外乱性が犠牲になったり、モータ４が高価で大型になる
こともない。
Ｇを小さくしたり、後輪操舵機構（モータ４）を高応答
のものにする必要なしに達成されるため、車両運動の耐
外乱性が犠牲になったり、モータ４が高価で大型になる
こともない。
【００２１】図３は図１のコントローラ５が後輪舵角指
令値δｒｍを演算して出力する制御プログラムを示し、
このプログラムはΔＴ時間（例えば０．００５ ｓｅｃ
）毎に実行する。ステップ３０でステアリングホイール
操舵角θ、車速Ｖ、及びヨーレート（ｄ／ｄｔ）φを読
み込み、ステップ３１でθ及びステアリングギヤ比Ｎか
ら前輪舵角δｆ ＝θ／Ｎを演算し、ステップ３２，
３３で前輪舵角速度（ｄ／ｄｔ）δｆ 、前輪舵角加速
度（ｄ２ ／ｄｔ２ ）δｆ 及びヨー角加速度（ｄ２
／ｄｔ２ ）φを演算する。次のステップ３４〜３６
では（９） 式右辺第１項、即ちフィードフォワード項
δｒＦＦ を求め、次でステップ３７において車速Ｖに
応じ図示の如くに高くなるフィードバックゲインＧをテ
ーブルルックアップする。次のステップ３８では（９）
式右辺第２項、即ちフィードバックδｒＦＢ 項を求
め、ステップ３９で後輪舵角演算値δｒｍを求め、これ
をステップ４０で出力する。
令値δｒｍを演算して出力する制御プログラムを示し、
このプログラムはΔＴ時間（例えば０．００５ ｓｅｃ
）毎に実行する。ステップ３０でステアリングホイール
操舵角θ、車速Ｖ、及びヨーレート（ｄ／ｄｔ）φを読
み込み、ステップ３１でθ及びステアリングギヤ比Ｎか
ら前輪舵角δｆ ＝θ／Ｎを演算し、ステップ３２，
３３で前輪舵角速度（ｄ／ｄｔ）δｆ 、前輪舵角加速
度（ｄ２ ／ｄｔ２ ）δｆ 及びヨー角加速度（ｄ２
／ｄｔ２ ）φを演算する。次のステップ３４〜３６
では（９） 式右辺第１項、即ちフィードフォワード項
δｒＦＦ を求め、次でステップ３７において車速Ｖに
応じ図示の如くに高くなるフィードバックゲインＧをテ
ーブルルックアップする。次のステップ３８では（９）
式右辺第２項、即ちフィードバックδｒＦＢ 項を求
め、ステップ３９で後輪舵角演算値δｒｍを求め、これ
をステップ４０で出力する。
【００２２】なお、フィードバックゲインＧは図３のス
テップ３７で設定したものとする代わりに、図５のステ
ップ４１で設定したものにしてもよい。即ち本例では、
フィードバックゲインＧを車速Ｖに代えステアリングホ
イール操舵角θに応じ変化させ、このθが大きくなるに
つれゲインＧは減少するものとする。この場合、θ＝０
に近い直進走行中の耐外乱性が向上する。θを大きくし
た旋回走行時は、充分にチューニングされたフィードフ
ォワード項により後輪舵角を制御することとする。
テップ３７で設定したものとする代わりに、図５のステ
ップ４１で設定したものにしてもよい。即ち本例では、
フィードバックゲインＧを車速Ｖに代えステアリングホ
イール操舵角θに応じ変化させ、このθが大きくなるに
つれゲインＧは減少するものとする。この場合、θ＝０
に近い直進走行中の耐外乱性が向上する。θを大きくし
た旋回走行時は、充分にチューニングされたフィードフ
ォワード項により後輪舵角を制御することとする。
【００２３】
【発明の効果】かくして本発明後輪操舵装置は上述の如
く、目標とすべき後輪舵角の演算に当り予め後輪操舵機
構の応答特性を考慮して当該演算を行うため、後輪舵角
演算値の指令を受ける後輪操舵機構の応答遅れによって
も、後輪舵角演算値が狙い通りのものからずれることが
なく、目標とする車両運動性能を確実に達成することが
できる。そしてこの作用効果は、フィードバックゲイン
を小さくしたり、後輪操舵機構を高応答化することなし
に奏し得られるため、耐外乱性の向上が不十分になった
り、後輪操舵アクチュエータが高価及び大型になる弊害
を生ずることもない。
く、目標とすべき後輪舵角の演算に当り予め後輪操舵機
構の応答特性を考慮して当該演算を行うため、後輪舵角
演算値の指令を受ける後輪操舵機構の応答遅れによって
も、後輪舵角演算値が狙い通りのものからずれることが
なく、目標とする車両運動性能を確実に達成することが
できる。そしてこの作用効果は、フィードバックゲイン
を小さくしたり、後輪操舵機構を高応答化することなし
に奏し得られるため、耐外乱性の向上が不十分になった
り、後輪操舵アクチュエータが高価及び大型になる弊害
を生ずることもない。
【図１】本発明後輪操舵装置の一例を示すハードウェア
構成図である。
構成図である。
【図２】同例における後輪操舵制御の模式図である。
【図３】同例におけるコントローラの後輪舵角演算制御
プログラムを示すフローチヤートである。
プログラムを示すフローチヤートである。
【図４】同例の動作特性を従来において生じていた動作
特性と比較して示す線図である。
特性と比較して示す線図である。
【図５】本発明の他の例を示す図３と同様なフローチヤ
ートである。
ートである。
【図６】後輪操舵機構の応答遅れ特性を示す線図である
。
。
１Ｌ 左後輪
１Ｒ 右後輪
２ ステアリングギヤ
３ ハイポイドギヤ
４ モータ
５ コントローラ
６ 操舵角センサ
７ 車速センサ
８ ヨーレートセンサ
９ 後輪舵角センサ
１０ 駆動回路
Claims (1)
- 【請求項１】 後輪舵角δｒ を、前輪舵角δｆ に
基づくフィードフォワード項と、ヨーレート（ｄ／ｄｔ
）φに基づくフィードバック項との和として δｒ ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋ Ｂ（Ｓ） （ｄ／ｄｔ
）φＦ（Ｓ）：フィードフォワードの伝達関数Ｂ（Ｓ）
：フィードバックの伝達関数 なる式で求まる値となるよう制御する後輪操舵装置にお
いて、後輪舵角演算手段は後輪舵角演算値δｒｍを、後
輪操舵機構の応答特性に係る伝達関数Ｇ（Ｓ） ＝δｒ
／δｒｍの加味により δｒｍ＝｛ Ｆ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝δｆ ＋
｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φ又は δｒｍ＝ Ｆ（Ｓ） δｆ ＋｛ Ｂ（Ｓ） ／ Ｇ（
Ｓ） ｝（ｄ／ｄｔ）φなる式で求め、この演算値δｒ
ｍを前記後輪操舵機構に指令するよう構成したことを特
徴とする後輪操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11910291A JP2722855B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 後輪操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11910291A JP2722855B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 後輪操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325381A true JPH04325381A (ja) | 1992-11-13 |
| JP2722855B2 JP2722855B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=14752960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11910291A Expired - Fee Related JP2722855B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 後輪操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722855B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008075552A1 (ja) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Jtekt Corporation | 車両用操舵装置 |
| WO2019163278A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 後輪制御装置 |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP11910291A patent/JP2722855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008075552A1 (ja) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Jtekt Corporation | 車両用操舵装置 |
| US8155839B2 (en) | 2006-12-21 | 2012-04-10 | Jtekt Corporation | Steering device for vehicle |
| WO2019163278A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 後輪制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2722855B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |