JPH05155346A - 車両用舵角制御装置 - Google Patents
車両用舵角制御装置Info
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- JPH05155346A JPH05155346A JP31931891A JP31931891A JPH05155346A JP H05155346 A JPH05155346 A JP H05155346A JP 31931891 A JP31931891 A JP 31931891A JP 31931891 A JP31931891 A JP 31931891A JP H05155346 A JPH05155346 A JP H05155346A
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- Japan
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- steering angle
- yaw rate
- steady
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ４ＷＳでステア特性が制御実行によりハンド
ル角一定でもオーバステア特性化するのを防ぎ、運転者
に不安感を与えず安定した車両特性を得る。 【構成】 ヨーレイト目標値設定部４は、規範モデルを
用い、線形定常ヨーレイトゲイン目標値設定部4a、定常
ヨーレイトゲインリミッタ4b、ヨーレイト定常目標値設
定部4cで定常特性を設定する。リミッタ4bは、予め車速
Ｖに応じた制御量をもって定常ヨーレイトゲイン制限
し、これにより車両のステア特性が舵角制御を行うこと
でオーバステア特性側に変化するのを防止する。設計者
が運動目標となる規範モデルの定常ヨーレイトゲインの
設定につき、たとえ低速側でより少ない操舵角入力で旋
回可能とするのを狙ってヨーレイトゲインを高めても、
ステア特性がオーバステア化してそれ故にふらふらと変
化することはない。
ル角一定でもオーバステア特性化するのを防ぎ、運転者
に不安感を与えず安定した車両特性を得る。 【構成】 ヨーレイト目標値設定部４は、規範モデルを
用い、線形定常ヨーレイトゲイン目標値設定部4a、定常
ヨーレイトゲインリミッタ4b、ヨーレイト定常目標値設
定部4cで定常特性を設定する。リミッタ4bは、予め車速
Ｖに応じた制御量をもって定常ヨーレイトゲイン制限
し、これにより車両のステア特性が舵角制御を行うこと
でオーバステア特性側に変化するのを防止する。設計者
が運動目標となる規範モデルの定常ヨーレイトゲインの
設定につき、たとえ低速側でより少ない操舵角入力で旋
回可能とするのを狙ってヨーレイトゲインを高めても、
ステア特性がオーバステア化してそれ故にふらふらと変
化することはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の舵角制御装置に
関し、より詳しくは車両旋回時でのステア特性のオーバ
ステア化の防止を図った制御装置に関するものである。
関し、より詳しくは車両旋回時でのステア特性のオーバ
ステア化の防止を図った制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の舵角制御装置として、例えば計測
自動制御学会論文集 Vol. 23, No.8「四輪操舵車の新し
い制御法」に記載の如き舵角制御法によるものがある。
これは、後輪舵角制御により車両の運動を最適化する制
御方法であって、操舵角入力に対し所望のヨーレイト応
答等を設定する規範モデルと自車両の運動特性を用いて
後輪の舵角を設定するフィードフォワード方式の各種モ
デル適合もしくは追従制御法である。
自動制御学会論文集 Vol. 23, No.8「四輪操舵車の新し
い制御法」に記載の如き舵角制御法によるものがある。
これは、後輪舵角制御により車両の運動を最適化する制
御方法であって、操舵角入力に対し所望のヨーレイト応
答等を設定する規範モデルと自車両の運動特性を用いて
後輪の舵角を設定するフィードフォワード方式の各種モ
デル適合もしくは追従制御法である。
【０００３】四輪操舵システムにおいて、上記の制御法
を適用することにより、規範モデルの応答に極めて近い
応答が実車両でも得られ、車両の操縦安定性の顕著な向
上を得ることができる。
を適用することにより、規範モデルの応答に極めて近い
応答が実車両でも得られ、車両の操縦安定性の顕著な向
上を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術は、２ＷＳ
車の場合と比較し、操縦性、安定性に新たな車両性能を
付加するのに寄与できるものであるが、次のような面で
は、その性能を十分には発揮しにくくなり、それ故にな
お改良を加える余地はある。
車の場合と比較し、操縦性、安定性に新たな車両性能を
付加するのに寄与できるものであるが、次のような面で
は、その性能を十分には発揮しにくくなり、それ故にな
お改良を加える余地はある。
【０００５】即ち、基本的には、設計者は規範モデルで
の特性を任意に与えられ、それ故、例えば運動目標とな
る規範モデルの定常ゲインの設定につき、低速でベース
車両に比べてより少ない操舵角入力で旋回可能となるよ
うにし、更には高速ではゲインを下げて安定性を増すよ
うにするなど運転者の意図するものに自由に設定するこ
とができるものであるところ、その設定等如何によって
は、低速側でヨーレイトゲインを高めるようにした場合
に、ステア特性が舵角制御を行うことでオーバーステア
化する場合が生じる。かかるオーバステア化はその程度
如何によっては、ステアリングホイール操舵角一定でも
ステア特性に影響を及ぼし、ステア特性が制御実行で変
化するときは運転しずらいものとなり、よって、こうし
た変化をも抑えて舵角制御を行わせられるなら、制御の
実効を一層効果的なものにすることが可能である。
の特性を任意に与えられ、それ故、例えば運動目標とな
る規範モデルの定常ゲインの設定につき、低速でベース
車両に比べてより少ない操舵角入力で旋回可能となるよ
うにし、更には高速ではゲインを下げて安定性を増すよ
うにするなど運転者の意図するものに自由に設定するこ
とができるものであるところ、その設定等如何によって
は、低速側でヨーレイトゲインを高めるようにした場合
に、ステア特性が舵角制御を行うことでオーバーステア
化する場合が生じる。かかるオーバステア化はその程度
如何によっては、ステアリングホイール操舵角一定でも
ステア特性に影響を及ぼし、ステア特性が制御実行で変
化するときは運転しずらいものとなり、よって、こうし
た変化をも抑えて舵角制御を行わせられるなら、制御の
実効を一層効果的なものにすることが可能である。
【０００６】本発明の目的は、従って、上記を改良し、
車両のステア特性が舵角制御によってもふらふらと変化
するのを回避できるようにし、もって安定した車両特性
のものとしてより制御の効果を発揮させることのできる
車両用舵角制御装置を提供することである。
車両のステア特性が舵角制御によってもふらふらと変化
するのを回避できるようにし、もって安定した車両特性
のものとしてより制御の効果を発揮させることのできる
車両用舵角制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記の
車両用舵角制御装置が提供される。前輪または後輪の少
なくともいずれか一方の舵角を制御可能な舵角制御機
構、及び舵角制御入力に従い制御入力値に実際の舵角が
一致するよう機構の駆動をする駆動部を含む操舵装置を
有する車両において、ステアリングホイールの操舵角ま
たはこれに相当する量を検出する検出手段と、車速また
はこれに相当する量を検出する検出手段と、これら検出
手段からの出力を用いて車両のヨー・横平面運動に関連
する少なくとも１つの被制御量について操舵角入力に対
する定常特性及び過渡応答特性を設定する目標値設定手
段であって、当該設定手段で設定される被制御量の定常
ゲインについて、制御対象車両のステア特性がオーバス
テア特性側に変化するのを防止する定常ゲインリミッタ
を有する車両運動目標値設定手段と、該車両運動目標値
設定手段で設定される運動目標値に実際の車両応答が一
致もしくは追従するように前記制御対象車輪の舵角制御
入力値を演算して前記操舵装置に指令する舵角演算手段
とを具備してなる車両用舵角制御装置である。
車両用舵角制御装置が提供される。前輪または後輪の少
なくともいずれか一方の舵角を制御可能な舵角制御機
構、及び舵角制御入力に従い制御入力値に実際の舵角が
一致するよう機構の駆動をする駆動部を含む操舵装置を
有する車両において、ステアリングホイールの操舵角ま
たはこれに相当する量を検出する検出手段と、車速また
はこれに相当する量を検出する検出手段と、これら検出
手段からの出力を用いて車両のヨー・横平面運動に関連
する少なくとも１つの被制御量について操舵角入力に対
する定常特性及び過渡応答特性を設定する目標値設定手
段であって、当該設定手段で設定される被制御量の定常
ゲインについて、制御対象車両のステア特性がオーバス
テア特性側に変化するのを防止する定常ゲインリミッタ
を有する車両運動目標値設定手段と、該車両運動目標値
設定手段で設定される運動目標値に実際の車両応答が一
致もしくは追従するように前記制御対象車輪の舵角制御
入力値を演算して前記操舵装置に指令する舵角演算手段
とを具備してなる車両用舵角制御装置である。
【０００８】
【作用】本発明では、その操舵装置は前輪または後輪の
少なくとも一方を舵角制御入力に基づき操舵するもので
あり、車両運動目標値設定手段が、操舵角またはこれに
相当する量を検出する検出手段及び車速またはこれに相
当する量を検出する検出手段からの出力を用いて車両の
ヨー・横平面運動に関連する少なくとも１つの被制御量
について操舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を設
定するが、該車両運動目標値設定手段で設定される被制
御量の定常ゲインは、制御対象車両のステア特性がオー
バステア特性側に変化するのを防止するべくその定常ゲ
インリミッタにより制限され、舵角演算手段は、かく車
両運動目標値設定手段で設定される運動目標値に実際の
車両応答が一致もしくは追従するように制御対象車輪の
舵角制御入力値を演算し、操舵装置に指令する。
少なくとも一方を舵角制御入力に基づき操舵するもので
あり、車両運動目標値設定手段が、操舵角またはこれに
相当する量を検出する検出手段及び車速またはこれに相
当する量を検出する検出手段からの出力を用いて車両の
ヨー・横平面運動に関連する少なくとも１つの被制御量
について操舵角入力に対する定常特性及び過渡特性を設
定するが、該車両運動目標値設定手段で設定される被制
御量の定常ゲインは、制御対象車両のステア特性がオー
バステア特性側に変化するのを防止するべくその定常ゲ
インリミッタにより制限され、舵角演算手段は、かく車
両運動目標値設定手段で設定される運動目標値に実際の
車両応答が一致もしくは追従するように制御対象車輪の
舵角制御入力値を演算し、操舵装置に指令する。
【０００９】これにより、車両のステア特性が舵角制御
を行うことによってオーバステア特性となってしまわな
いようにすることができ、従って上記リミッタなしのも
のに比しステア特性がふらふらと変化するのを適切に回
避し得、運転者が不安感をいだくことがなく、安定した
車両特性を得ることを可能ならしめる。かつまた、設計
者の自由度も確保しつつ上記を実現させ得る。
を行うことによってオーバステア特性となってしまわな
いようにすることができ、従って上記リミッタなしのも
のに比しステア特性がふらふらと変化するのを適切に回
避し得、運転者が不安感をいだくことがなく、安定した
車両特性を得ることを可能ならしめる。かつまた、設計
者の自由度も確保しつつ上記を実現させ得る。
【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乃至図４は本発明舵角制御装置の一実施
例で、後輪を操舵する舵角制御システムに適用した場合
を示す。更にいえば、実施例装置は、フィード・フォワ
ード方式のヨーレイトモデル適合制御を適用した制御シ
ステムでの実施例を示すもので、具体的には、図１はそ
のハードウェア構成図、図２はコントローラの車両運動
目標値設定部（本例ではヨーレイト目標値設定部）のブ
ロック構成図、図３及び４はコントローラの制御プログ
ラムを夫々示す。
説明する。図１乃至図４は本発明舵角制御装置の一実施
例で、後輪を操舵する舵角制御システムに適用した場合
を示す。更にいえば、実施例装置は、フィード・フォワ
ード方式のヨーレイトモデル適合制御を適用した制御シ
ステムでの実施例を示すもので、具体的には、図１はそ
のハードウェア構成図、図２はコントローラの車両運動
目標値設定部（本例ではヨーレイト目標値設定部）のブ
ロック構成図、図３及び４はコントローラの制御プログ
ラムを夫々示す。
【００１１】まず、図１のハードウェアを説明するに、
適用した舵角システムは、ここでは、車両のステアリン
グホイールの操舵角に応じステアリングギヤを介して前
輪を主操舵されるものとする一方、車両の後輪を後輪操
舵機構１（舵角制御機構）、アクチュエータ駆動部２を
含む後輪操舵装置により操舵することとし、後輪舵角δ
R をコントローラ３により制御する。コントローラ３
は、車両運動目標値設定部としてのヨーレイト目標値設
定部４と、目標値設定部で設定される運動目標値（ヨー
レイト目標値）に実際の車両応答が一致もしくは追従す
るように後輪の舵角を計算する後輪舵角計算部５とを含
む構成とする。
適用した舵角システムは、ここでは、車両のステアリン
グホイールの操舵角に応じステアリングギヤを介して前
輪を主操舵されるものとする一方、車両の後輪を後輪操
舵機構１（舵角制御機構）、アクチュエータ駆動部２を
含む後輪操舵装置により操舵することとし、後輪舵角δ
R をコントローラ３により制御する。コントローラ３
は、車両運動目標値設定部としてのヨーレイト目標値設
定部４と、目標値設定部で設定される運動目標値（ヨー
レイト目標値）に実際の車両応答が一致もしくは追従す
るように後輪の舵角を計算する後輪舵角計算部５とを含
む構成とする。
【００１２】より詳しくは、ヨーレイト目標値設定部４
は、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角
センサ11からの信号、車速Ｖを検出する車速センサ12か
らの信号を夫々入力され、これらを基に操舵角入力に対
するヨーに関する応答目標値を設定し、後輪舵角計算部
５では、自車両の動特性に基づいて上記で設定のヨーレ
イト目標値（被制御量目標値）に実際の車両ヨーレイト
応答を一致させるための後輪舵角を演算し、アクチュエ
ータ駆動部２がかく演算される後輪舵角目標値δRT（指
令値）に実際の実舵角が一致するように操舵機構１のア
クチュエータを駆動する。操舵角センサは、これを操舵
角に相当する量を検出するものとすることができ、また
車速センサも同様、車速相当量を検出するものとするこ
とができる。なお、本例では、演算に使用する車速Ｖ値
の読み込みには車速パルスセンサからのパルス信号を用
いることとする。
は、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角
センサ11からの信号、車速Ｖを検出する車速センサ12か
らの信号を夫々入力され、これらを基に操舵角入力に対
するヨーに関する応答目標値を設定し、後輪舵角計算部
５では、自車両の動特性に基づいて上記で設定のヨーレ
イト目標値（被制御量目標値）に実際の車両ヨーレイト
応答を一致させるための後輪舵角を演算し、アクチュエ
ータ駆動部２がかく演算される後輪舵角目標値δRT（指
令値）に実際の実舵角が一致するように操舵機構１のア
クチュエータを駆動する。操舵角センサは、これを操舵
角に相当する量を検出するものとすることができ、また
車速センサも同様、車速相当量を検出するものとするこ
とができる。なお、本例では、演算に使用する車速Ｖ値
の読み込みには車速パルスセンサからのパルス信号を用
いることとする。
【００１３】図２には、被制御量をヨーレイトとする場
合において、予め自車特性より車両がオーバステア方向
に変化しないようにヨーレイトゲイン設定値にリミッタ
部を設けて制御する本制御の特徴であるヨーレイト目標
値設定部４の内容の一例の詳細が機能ブロックとして示
されている。該設定部４は、線形定常ヨーレイトゲイン
目標値設定部4a、定常ヨーレイトゲインリミッタ4b、ヨ
ーレイト定常目標値設定部4c、及びヨーレイト過渡特性
目標値設定部4dの各ブロックで表される。
合において、予め自車特性より車両がオーバステア方向
に変化しないようにヨーレイトゲイン設定値にリミッタ
部を設けて制御する本制御の特徴であるヨーレイト目標
値設定部４の内容の一例の詳細が機能ブロックとして示
されている。該設定部４は、線形定常ヨーレイトゲイン
目標値設定部4a、定常ヨーレイトゲインリミッタ4b、ヨ
ーレイト定常目標値設定部4c、及びヨーレイト過渡特性
目標値設定部4dの各ブロックで表される。
【００１４】線形定常ヨーレイトゲイン目標値設定部4a
は、第１の線形定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇmod を設
定する設定部で、ここでは、該目標値Ｇmod は、これを
車速Ｖをパラメータとするものとして与えられる。より
詳しくは、車速Ｖ入力に従い、規範モデルでのスタビリ
ティファクタＡm 、ホイールベースＬ，ステアリングギ
ヤ比Ｎm を用いて、第１の線形定常ヨーレイトゲイン目
標値Ｇmod を計算する（後記式11）。
は、第１の線形定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇmod を設
定する設定部で、ここでは、該目標値Ｇmod は、これを
車速Ｖをパラメータとするものとして与えられる。より
詳しくは、車速Ｖ入力に従い、規範モデルでのスタビリ
ティファクタＡm 、ホイールベースＬ，ステアリングギ
ヤ比Ｎm を用いて、第１の線形定常ヨーレイトゲイン目
標値Ｇmod を計算する（後記式11）。
【００１５】定常ヨーレイトゲインリミッタ4bでは、予
め車速Ｖに応じて設定された定常ヨーレイトゲイン量
（制限量）ＧmLIM値を用い、ＧmLIM値と上記設定部4aで
計算して得られるＧmod 値を比較し、その結果、小なる
方を最終的な定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇm として設
定する。値ＧmLIMは、低速域側でより少ない操舵角で旋
回可能とするべく規範モデルの低域側のゲインを高いも
のに設定した場合であっても、規範モデルの定常特性
が、車速Ｖの増加に対し、制御開始時の旋回半径比以下
とならないように定常ゲイン特性に制限を与えるため用
いられるもので、より詳しくは、そのＧmLIM値の設定
は、自車のスタビリティファクタＡ、ホイールベース
Ｌ、ステアリングギヤ比Ｎで表される自車の基本定常特
性を用い、後輪舵角制御開始時の旋回半径以下とならな
いように、車速Ｖに応じて予めマップデータ等で設定さ
れるものとすることができる（後記式22, 29等参照) 。
ここで、前記第１の線形定常ヨーレイトゲイン目標値設
定（設定部4a) に関しては、設計者は上記制限値ＧmLIM
とは無関係に任意に特性を与えることができるものであ
るが、従って、それ故に低速ではヨーレイトゲインをベ
ース車両（後輪舵角をゼロに固定した場合）に比し上げ
るように、かつ高速ではゲインを下げて安定性を増すよ
うにするなど、自由に設定をすることができるものであ
るが、上記の最終的な定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇm
は、そのＧmLIM値を越えることはないように設定される
ものとし、該リミッタ4bではそのように予め設定したＧ
mL IMを用いたリミットチェック、並びにその比較結果に
応じたＧm の設定を行なう。
め車速Ｖに応じて設定された定常ヨーレイトゲイン量
（制限量）ＧmLIM値を用い、ＧmLIM値と上記設定部4aで
計算して得られるＧmod 値を比較し、その結果、小なる
方を最終的な定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇm として設
定する。値ＧmLIMは、低速域側でより少ない操舵角で旋
回可能とするべく規範モデルの低域側のゲインを高いも
のに設定した場合であっても、規範モデルの定常特性
が、車速Ｖの増加に対し、制御開始時の旋回半径比以下
とならないように定常ゲイン特性に制限を与えるため用
いられるもので、より詳しくは、そのＧmLIM値の設定
は、自車のスタビリティファクタＡ、ホイールベース
Ｌ、ステアリングギヤ比Ｎで表される自車の基本定常特
性を用い、後輪舵角制御開始時の旋回半径以下とならな
いように、車速Ｖに応じて予めマップデータ等で設定さ
れるものとすることができる（後記式22, 29等参照) 。
ここで、前記第１の線形定常ヨーレイトゲイン目標値設
定（設定部4a) に関しては、設計者は上記制限値ＧmLIM
とは無関係に任意に特性を与えることができるものであ
るが、従って、それ故に低速ではヨーレイトゲインをベ
ース車両（後輪舵角をゼロに固定した場合）に比し上げ
るように、かつ高速ではゲインを下げて安定性を増すよ
うにするなど、自由に設定をすることができるものであ
るが、上記の最終的な定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇm
は、そのＧmLIM値を越えることはないように設定される
ものとし、該リミッタ4bではそのように予め設定したＧ
mL IMを用いたリミットチェック、並びにその比較結果に
応じたＧm の設定を行なう。
【００１６】ヨーレイト定常目標値設定部4cは、ヨーレ
イト定常目標値を設定する設定部である。即ち、ここで
は、操舵角θ、及び上記リミッタ4bで定められる定常ヨ
ーレイトゲイン目標値Ｇm に基づき前者の値を後者の値
に乗じて得られるヨーレイト定常目標値(d/dt)φmoが設
定される。ヨーレイト過渡特性目標値設定部4dでは所望
の過渡応答を得るためのヨーレイト及びヨー角加速度目
標値(d/dt)φm ,(d2/dt2)φm を設定し、後輪舵角計算
部５がこれら目標値を実現するための制御舵角演算を行
なう。
イト定常目標値を設定する設定部である。即ち、ここで
は、操舵角θ、及び上記リミッタ4bで定められる定常ヨ
ーレイトゲイン目標値Ｇm に基づき前者の値を後者の値
に乗じて得られるヨーレイト定常目標値(d/dt)φmoが設
定される。ヨーレイト過渡特性目標値設定部4dでは所望
の過渡応答を得るためのヨーレイト及びヨー角加速度目
標値(d/dt)φm ,(d2/dt2)φm を設定し、後輪舵角計算
部５がこれら目標値を実現するための制御舵角演算を行
なう。
【００１７】上述のように、車両運動目標値設定部たる
ヨーレイト目標設定部４は、操舵角入力に対し所望の応
答を設定する規範モデルを用い、操舵角入力に対する所
定の定常特性及び過渡応答特性を設定するが、この場合
に、目標値設定部で設定される被制御量の定常ヨーレイ
トゲインは、図２の構成により、制御対象車両のステア
特性がオーバステア特性とならないように設定される。
換言すれば、設定者がいかなる定常ヨーレイトゲインを
設定しても、自車両のステア特性が後輪舵角制御を行う
ことによっても、車両の旋回中に車速Ｖの増加に対し旋
回半径が小さくなることのないようにする。
ヨーレイト目標設定部４は、操舵角入力に対し所望の応
答を設定する規範モデルを用い、操舵角入力に対する所
定の定常特性及び過渡応答特性を設定するが、この場合
に、目標値設定部で設定される被制御量の定常ヨーレイ
トゲインは、図２の構成により、制御対象車両のステア
特性がオーバステア特性とならないように設定される。
換言すれば、設定者がいかなる定常ヨーレイトゲインを
設定しても、自車両のステア特性が後輪舵角制御を行う
ことによっても、車両の旋回中に車速Ｖの増加に対し旋
回半径が小さくなることのないようにする。
【００１８】設定部４並びに計算部５で各種演算はコン
トローラのマイクロコンピュータのプログラムで行なう
ものとし、図３及び４がコントローラ３で実行される本
制御に従う後輪舵角制御プログラムの一例のフローチャ
ートである。本プログラムは、一定時間ΔＴ毎の割込み
処理で実行され、また、ステップ 101〜103(図３）、ス
テップ104, 105（図４）については夫々前記図１、図２
での該当対応部分に付した参照符号も付記してある。
トローラのマイクロコンピュータのプログラムで行なう
ものとし、図３及び４がコントローラ３で実行される本
制御に従う後輪舵角制御プログラムの一例のフローチャ
ートである。本プログラムは、一定時間ΔＴ毎の割込み
処理で実行され、また、ステップ 101〜103(図３）、ス
テップ104, 105（図４）については夫々前記図１、図２
での該当対応部分に付した参照符号も付記してある。
【００１９】ステップ 100では、本ステップ実行毎、セ
ンサ11, 12で夫々検出した操舵角θ、車速Ｖを読み込
み、これらを基に以下の演算等により後輪舵角（目標
値）δRTを求める。即ち、ステップ101 は、設計者が任
意に与えた第１の定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇmod を
演算するステップであり、まず、ここで、Ｇmod を、 Ｇmod = V/NmL(1+AmV2) ----- 11 により演算する。上記は、車速Ｖの入力によって与えら
れる。なお、既述の如くNmはスタビリティファクタ、Am
はステアリングギヤレシオ（ギヤ比）、Ｌはホイールベ
ースであり、ここでは、例えばNm=11.0 、Am=3.6×10-3
のように与えられているものとし、またホイールベース
についてはＬ= 2.5mとする。
ンサ11, 12で夫々検出した操舵角θ、車速Ｖを読み込
み、これらを基に以下の演算等により後輪舵角（目標
値）δRTを求める。即ち、ステップ101 は、設計者が任
意に与えた第１の定常ヨーレイトゲイン目標値Ｇmod を
演算するステップであり、まず、ここで、Ｇmod を、 Ｇmod = V/NmL(1+AmV2) ----- 11 により演算する。上記は、車速Ｖの入力によって与えら
れる。なお、既述の如くNmはスタビリティファクタ、Am
はステアリングギヤレシオ（ギヤ比）、Ｌはホイールベ
ースであり、ここでは、例えばNm=11.0 、Am=3.6×10-3
のように与えられているものとし、またホイールベース
についてはＬ= 2.5mとする。
【００２０】続くステップ102 ではリミットチェックに
より該当するときは定常ヨーレイトゲインを制限するた
めの処理を実行する。ここでの内容は図に例示する如き
ステップ200 〜202 から成り、まず、上記算出値Ｇmod
と予め設定された制限量ＧmLIMとを用い、Ｇmod ≦Ｇ
mLIMかをチェックし（ステップ200)、答がYES で設定制
限値を超えていなければ、最終的な定常ヨーレイトゲイ
ン目標値Ｇm として前記式での算出値Ｇmod をそのまま
再設定し（ステップ201)、然らざれば該目標値Ｇm をＧ
mLIMに設定して（ステップ202)、夫々本処理を終了する
こととする。
より該当するときは定常ヨーレイトゲインを制限するた
めの処理を実行する。ここでの内容は図に例示する如き
ステップ200 〜202 から成り、まず、上記算出値Ｇmod
と予め設定された制限量ＧmLIMとを用い、Ｇmod ≦Ｇ
mLIMかをチェックし（ステップ200)、答がYES で設定制
限値を超えていなければ、最終的な定常ヨーレイトゲイ
ン目標値Ｇm として前記式での算出値Ｇmod をそのまま
再設定し（ステップ201)、然らざれば該目標値Ｇm をＧ
mLIMに設定して（ステップ202)、夫々本処理を終了する
こととする。
【００２１】こうして、ここでは、制限量をＧmLIMとし
て、 （イ）Ｇmod ≦ＧmLIMのとき、Ｇm = Ｇmod ----- 12 （ロ）ＧmLIM＜Ｇmod のとき、Ｇm = ＧmLIM ----- 13 と夫々設定するのであり、制限量をこえないように定常
ヨーレイトゲイン目標値が設定されることになる。ここ
に、ＧmLIMは、既述の如く予め車速Ｖに応じて設定され
る制御量、即ちＧmLIM(V) であって、具体的には、後記
に示すように設定している。なお、上記で、(V) の付記
は車速Ｖに応じた値のものであることを意味する（以下
の同様の表記も、これに準ずる）。
て、 （イ）Ｇmod ≦ＧmLIMのとき、Ｇm = Ｇmod ----- 12 （ロ）ＧmLIM＜Ｇmod のとき、Ｇm = ＧmLIM ----- 13 と夫々設定するのであり、制限量をこえないように定常
ヨーレイトゲイン目標値が設定されることになる。ここ
に、ＧmLIMは、既述の如く予め車速Ｖに応じて設定され
る制御量、即ちＧmLIM(V) であって、具体的には、後記
に示すように設定している。なお、上記で、(V) の付記
は車速Ｖに応じた値のものであることを意味する（以下
の同様の表記も、これに準ずる）。
【００２２】まず、４輪操舵時の定常ヨーレイト(d/dt)
φ(4WS) は、次式で表される。 (d/dt)φ(4WS) ＝｛V/(1+AV2)L｝・( θ/N−δR ) ----- 14 なお、Ａ、Ｌ、Ｎは夫々自車のスタビリティファクタ、
ホイールベース、ステアリングギヤ比である。ここで、
本実施例では、車速Ｖについての制御対象領域は低速域
での所定車速以上の範囲としており、具体的にはＶ＝６
m/s より後輪制御を開始する方法をとっている。このよ
うにするのは、先にも触れたように、本例では、演算に
使用する車速Ｖの読み込みに車速パルスセンサを用いて
いるため、極低速では、演算精度の低下が大きくなるこ
とや、後輪舵角制御量の機械的な限界（例えば、本出願
人の開発に係る日産スーパーHICSシステムにおいては１
deg 以下) などのことから、低速で制御に不向きに領域
が存在する等に鑑み、実際の後輪制御舵角δR について
は一定車速以上より後輪制御を開始する（実際の制御対
象領域とする）こととし、その場合の車速値をＶ＝６m/
s に設定することとしたものである。しかして、Ｖ＝６
m/s (約22km/h相当) より後輪制御を開始し、それ以上
の領域では、乗算係数Ｋ（≦1.0)を用いこれを乗じて例
えば12m/s で目標値と等しくなるよう連続的に制御する
ようにしている。
φ(4WS) は、次式で表される。 (d/dt)φ(4WS) ＝｛V/(1+AV2)L｝・( θ/N−δR ) ----- 14 なお、Ａ、Ｌ、Ｎは夫々自車のスタビリティファクタ、
ホイールベース、ステアリングギヤ比である。ここで、
本実施例では、車速Ｖについての制御対象領域は低速域
での所定車速以上の範囲としており、具体的にはＶ＝６
m/s より後輪制御を開始する方法をとっている。このよ
うにするのは、先にも触れたように、本例では、演算に
使用する車速Ｖの読み込みに車速パルスセンサを用いて
いるため、極低速では、演算精度の低下が大きくなるこ
とや、後輪舵角制御量の機械的な限界（例えば、本出願
人の開発に係る日産スーパーHICSシステムにおいては１
deg 以下) などのことから、低速で制御に不向きに領域
が存在する等に鑑み、実際の後輪制御舵角δR について
は一定車速以上より後輪制御を開始する（実際の制御対
象領域とする）こととし、その場合の車速値をＶ＝６m/
s に設定することとしたものである。しかして、Ｖ＝６
m/s (約22km/h相当) より後輪制御を開始し、それ以上
の領域では、乗算係数Ｋ（≦1.0)を用いこれを乗じて例
えば12m/s で目標値と等しくなるよう連続的に制御する
ようにしている。
【００２３】なお、図５は後記で説明される本制御に従
う内容を示すものであるが、図中（ロ）に上記係数ｋの
特性が例示されている。
う内容を示すものであるが、図中（ロ）に上記係数ｋの
特性が例示されている。
【００２４】さて、本実施例では、こうしてＶ＝６m/s
より後輪制御を開始する方法をとっているため、４輪操
舵時（制御時）の定常ヨーレイトを示す前記式14におけ
るδR については、 δR ＝ｋ・δRC ----- 15 となる。ここで、式中のδRCは、設計者が任意に与えた
規範モデルの定常特性、 Ｇm (V) ＝ V/NmL(1＋AmV2) ----- 16 を得るための後輪舵角量を示し、式16は前述した式11と
同等のものである。また、上記式15においては、値ｋは
０〜1.0 の範囲の値をとり、ｋ＝０のときはδR ＝０、
ｋ＝1.0 の場合はδR ＝δRCとなる。
より後輪制御を開始する方法をとっているため、４輪操
舵時（制御時）の定常ヨーレイトを示す前記式14におけ
るδR については、 δR ＝ｋ・δRC ----- 15 となる。ここで、式中のδRCは、設計者が任意に与えた
規範モデルの定常特性、 Ｇm (V) ＝ V/NmL(1＋AmV2) ----- 16 を得るための後輪舵角量を示し、式16は前述した式11と
同等のものである。また、上記式15においては、値ｋは
０〜1.0 の範囲の値をとり、ｋ＝０のときはδR ＝０、
ｋ＝1.0 の場合はδR ＝δRCとなる。
【００２５】以上から、まず、Ｖ＝６m/s 時（換言すれ
ば、ｋ＝０）の定常ヨーレイト(d/dt)φ(6m/s)は、従っ
て、前記式14に照らし、かつＶ＝６(m/s) 、δR ＝０と
して、次式、 (d/dt)φ(6m/s)＝〔6/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ｝〕・θ ----- 17 で示されるものとなる。よって、車両のステア特性に着
目すると、それが後輪制御を行うことによって、オーバ
ステア特性とならないためには、操舵角入力θが一定と
した場合、本例の場合Ｖ＝６m/s 以上の領域において、
Ｖ＝６m/s 時（即ち、制御領域突入時）の旋回半径以下
とならないように、与えるべき規範モデルの定常ヨーレ
イト特性を設定する必要がある。その一方で、設計者が
その特性を任意に与えることができる点をも確保しよう
とするなら、その設計の自由度も維持できるようにしな
ければならない。
ば、ｋ＝０）の定常ヨーレイト(d/dt)φ(6m/s)は、従っ
て、前記式14に照らし、かつＶ＝６(m/s) 、δR ＝０と
して、次式、 (d/dt)φ(6m/s)＝〔6/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ｝〕・θ ----- 17 で示されるものとなる。よって、車両のステア特性に着
目すると、それが後輪制御を行うことによって、オーバ
ステア特性とならないためには、操舵角入力θが一定と
した場合、本例の場合Ｖ＝６m/s 以上の領域において、
Ｖ＝６m/s 時（即ち、制御領域突入時）の旋回半径以下
とならないように、与えるべき規範モデルの定常ヨーレ
イト特性を設定する必要がある。その一方で、設計者が
その特性を任意に与えることができる点をも確保しよう
とするなら、その設計の自由度も維持できるようにしな
ければならない。
【００２６】そこで、本例では、与える規範モデルの定
常時性が、車速Ｖの増加に対し、制御開始時の旋回半径
比以下とならないように定常ゲイン特性に制限を与える
構成とすることとし、そのために用いる前述のＧmLIMの
値については、それを、Ｖ≧12m/s の領域、及びＶ＝12
m/s 未満でかつ制御がなされる領域の夫々において、次
のように設定するものである。
常時性が、車速Ｖの増加に対し、制御開始時の旋回半径
比以下とならないように定常ゲイン特性に制限を与える
構成とすることとし、そのために用いる前述のＧmLIMの
値については、それを、Ｖ≧12m/s の領域、及びＶ＝12
m/s 未満でかつ制御がなされる領域の夫々において、次
のように設定するものである。
【００２７】Ｖ≧12m/s の場合 かかるＶ≧12m/s では、 6/(d/dt)φ(6m/s)≦V/(d/dt)φm ----- 18 でなければならないことから、上式18を変形し、かつそ
れに前記式17を用いて、次式を得る。 (d/dt)φm ≦(V/6) ・(d/dt)φ(6m/s) ＝(V/6) ・〔6/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ｝〕・θ ＝〔V/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ｝〕・θ ----- 19 ここで、(d/dt)φm ＜Ｇm ・θ ----- 20 なる関係より、これと前記式19とから、次の関係式が成
立することになる。 Ｇm ≦V/(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ ----- 21 よって、最終的な定常ヨーレイトゲイン目標値を上記式
20が成立する範囲とするべく、Ｇmod 値についてそれを
制限するための制限量ＧmLIMは、この場合は、 ＧmLIM＝V/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ ----- 22 と設定する。
れに前記式17を用いて、次式を得る。 (d/dt)φm ≦(V/6) ・(d/dt)φ(6m/s) ＝(V/6) ・〔6/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ｝〕・θ ＝〔V/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ｝〕・θ ----- 19 ここで、(d/dt)φm ＜Ｇm ・θ ----- 20 なる関係より、これと前記式19とから、次の関係式が成
立することになる。 Ｇm ≦V/(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ ----- 21 よって、最終的な定常ヨーレイトゲイン目標値を上記式
20が成立する範囲とするべく、Ｇmod 値についてそれを
制限するための制限量ＧmLIMは、この場合は、 ＧmLIM＝V/｛(1＋A ・62) ・Ｌ・Ｎ ----- 22 と設定する。
【００２８】６m/s ＜Ｖ＜12m/s の場合 この場合は、次のようである。まず、夫々、次の関係を
用いる。即ち、先の式14による (d/dt)φ(4WS) ＝｛V/(1＋A ・V2) ・Ｌ｝・ (θ／Ｎ−δR ) と、この場合のδR としての δR ＝(V−6)/6・δRC＝ｋ・δRC ----- 23 ( ∴０＜ｋ＜１） と、そして、先の式20 (d/dt)φm ＜Ｇm ・θ である。ここで、(d/dt)φ(4ws) ＝(d/dt)φm を得るδ
RCは、式14、式20より、夫々の右辺＝右辺とおき、かつ
δR ＝ｋ・δRCを代入し、δRCにつき整すると、次式を
得る。 δRC＝〔（θ／Ｎ）−｛(1＋A ・V2) Ｌ／Ｎ｝Ｇm ・θ〕・(1／ｋ）----24 一方、式14、式23、及び上記式24より、(d/dt)φm につ
いての式を求めると（式14右辺中のδR をδRCに置き換
えると共に、そのδRCにつき上記式24を適用し整理した
ものを、(d/dt)φm とすると）、 (d/dt)φm ＝〔V/｛(1＋A ・V2) Ｌ｝〕・ (1/Ｎ) −ｋ｛(1/ Ｎ) −(( 1＋A ・V2) Ｌ／Ｖ）・Ｇm ｝〕・θ ----- 25 となる。ここで、同様に、6/(d/dt)φ(6m/s)≦Ｖ／(d/d
t)φm の関係から、これを変形すれば、次のようにな
る。 (d/dt)φm ≦(V/6) ・(d/dt)φ(6m/s) ----- 26 これら式25, 式26より、この場合は、 〔V/｛(1＋A ・V2) Ｌ｝〕・ (1/Ｎ) −ｋ｛(1/ Ｎ) −(( 1＋A ・V2) Ｌ／Ｖ）・Ｇm ｝〕・θ≦(V/6) ・ 6／｛(1＋A ・V2) ＬＮ｝〕・θ ----- 27 が誘導され、これを更にＧm について整理すれば、次の
関係式を得る。 Ｇm ≦〔V/｛(1＋A ・V2) ＬＮ｝〕・ 1− (1/Ｎ) ＋ (1/Ｎ) ・ ｛(1＋A ・V2) ／(1＋A ・62) ｝〕 ----- 28 よって、この場合の制限量ＧmLIMは、上記式28の右辺の
値、即ち、 ＧmLIM＝〔V/｛(1＋A ・V2) ＬＮ｝〕・ 1− (1/Ｎ) ＋ (1/Ｎ) ・ ｛(1＋A ・V2) ／(1＋A ・62) ｝〕 ----- 29 と設定するのである。
用いる。即ち、先の式14による (d/dt)φ(4WS) ＝｛V/(1＋A ・V2) ・Ｌ｝・ (θ／Ｎ−δR ) と、この場合のδR としての δR ＝(V−6)/6・δRC＝ｋ・δRC ----- 23 ( ∴０＜ｋ＜１） と、そして、先の式20 (d/dt)φm ＜Ｇm ・θ である。ここで、(d/dt)φ(4ws) ＝(d/dt)φm を得るδ
RCは、式14、式20より、夫々の右辺＝右辺とおき、かつ
δR ＝ｋ・δRCを代入し、δRCにつき整すると、次式を
得る。 δRC＝〔（θ／Ｎ）−｛(1＋A ・V2) Ｌ／Ｎ｝Ｇm ・θ〕・(1／ｋ）----24 一方、式14、式23、及び上記式24より、(d/dt)φm につ
いての式を求めると（式14右辺中のδR をδRCに置き換
えると共に、そのδRCにつき上記式24を適用し整理した
ものを、(d/dt)φm とすると）、 (d/dt)φm ＝〔V/｛(1＋A ・V2) Ｌ｝〕・ (1/Ｎ) −ｋ｛(1/ Ｎ) −(( 1＋A ・V2) Ｌ／Ｖ）・Ｇm ｝〕・θ ----- 25 となる。ここで、同様に、6/(d/dt)φ(6m/s)≦Ｖ／(d/d
t)φm の関係から、これを変形すれば、次のようにな
る。 (d/dt)φm ≦(V/6) ・(d/dt)φ(6m/s) ----- 26 これら式25, 式26より、この場合は、 〔V/｛(1＋A ・V2) Ｌ｝〕・ (1/Ｎ) −ｋ｛(1/ Ｎ) −(( 1＋A ・V2) Ｌ／Ｖ）・Ｇm ｝〕・θ≦(V/6) ・ 6／｛(1＋A ・V2) ＬＮ｝〕・θ ----- 27 が誘導され、これを更にＧm について整理すれば、次の
関係式を得る。 Ｇm ≦〔V/｛(1＋A ・V2) ＬＮ｝〕・ 1− (1/Ｎ) ＋ (1/Ｎ) ・ ｛(1＋A ・V2) ／(1＋A ・62) ｝〕 ----- 28 よって、この場合の制限量ＧmLIMは、上記式28の右辺の
値、即ち、 ＧmLIM＝〔V/｛(1＋A ・V2) ＬＮ｝〕・ 1− (1/Ｎ) ＋ (1/Ｎ) ・ ｛(1＋A ・V2) ／(1＋A ・62) ｝〕 ----- 29 と設定するのである。
【００２９】こうして、定常ヨーレイトゲインリミッタ
処理では、４輪操舵システム（４ＷＳ）での後輪舵角制
御において、車両が旋回中にオーバステア特性とならな
いよう、値ＧmLIMにつき、それを、自車のスタビリティ
ファクタＡ、ホイールベースＬ、ステアリングギヤ比で
表される自車の基本定常特性を用い、後輪制御開始時の
旋回半径以下とならないように、ここでは予め車速Ｖに
応じたものとして用意しておいて前記図３のステップ10
2 で適用していくのである。より詳しくは、ステップ20
0 へ進んだとき、当該時点での車速Ｖ値（ステップ100
での入力値）に応じたＧmLIMをマップデータ等から読み
出してその判別に適用し、そして該当するときはその読
み出しＧmLIM値をステップ202 でＧm 値と設定するもの
である。
処理では、４輪操舵システム（４ＷＳ）での後輪舵角制
御において、車両が旋回中にオーバステア特性とならな
いよう、値ＧmLIMにつき、それを、自車のスタビリティ
ファクタＡ、ホイールベースＬ、ステアリングギヤ比で
表される自車の基本定常特性を用い、後輪制御開始時の
旋回半径以下とならないように、ここでは予め車速Ｖに
応じたものとして用意しておいて前記図３のステップ10
2 で適用していくのである。より詳しくは、ステップ20
0 へ進んだとき、当該時点での車速Ｖ値（ステップ100
での入力値）に応じたＧmLIMをマップデータ等から読み
出してその判別に適用し、そして該当するときはその読
み出しＧmLIM値をステップ202 でＧm 値と設定するもの
である。
【００３０】なお、上記について、Ｖ＝12m/s なら、
ｋ＝１となり（式23参照) 、結局、式29でも、その値Ｇ
mLIM（Ｖ＝12m/s ）は前述の式22のものと一致する。ま
た、V=6(即ち、δR ＝０）、並びに後輪制御を本実施例
では行っていないそれより低速域における場合について
は、特に設定する必要はないが、便宜上次のように設定
するものとする。 ＧmLIM＝（V/6)・ＧmLIM(6m/s) ----- 30
ｋ＝１となり（式23参照) 、結局、式29でも、その値Ｇ
mLIM（Ｖ＝12m/s ）は前述の式22のものと一致する。ま
た、V=6(即ち、δR ＝０）、並びに後輪制御を本実施例
では行っていないそれより低速域における場合について
は、特に設定する必要はないが、便宜上次のように設定
するものとする。 ＧmLIM＝（V/6)・ＧmLIM(6m/s) ----- 30
【００３１】図３に戻り、次のステップ103 は、前記ス
テップ103 で設定された定常ヨーレイトゲイン目標値
(図３のステップ201, 202で設定されたＧm 値) 即ち、
上記制御量ＧmLIMと設計者が任意に与えた定常ヨーレイ
トゲインＧmod を比較して得られたＧm 値と操舵角θ入
力により、ヨーレイト定常値を演算する。この演算は、
次式、 (d/dt)φmo =Ｇm ・θ ----- 31 により行い、ここでの算出値(d/dt)φmoをもって最終的
なヨーレイト定常目標値とする。
テップ103 で設定された定常ヨーレイトゲイン目標値
(図３のステップ201, 202で設定されたＧm 値) 即ち、
上記制御量ＧmLIMと設計者が任意に与えた定常ヨーレイ
トゲインＧmod を比較して得られたＧm 値と操舵角θ入
力により、ヨーレイト定常値を演算する。この演算は、
次式、 (d/dt)φmo =Ｇm ・θ ----- 31 により行い、ここでの算出値(d/dt)φmoをもって最終的
なヨーレイト定常目標値とする。
【００３２】続くステップ104 （図４）は、操舵角入力
に対しヨーレイトを時定数τによる一次遅れで応答させ
るためのヨーレイト過渡特性設定演算処理であり、次の
ようにヨーレイト及びヨー角加速度目標値(d/dt)φm ,
(d2/dt2)φm を設定する。 (d/dt)φm = ∫((d2/dt2) φm )dt ----- 32 (d2/dt2)φm = ((d/dt) φmo - (d/dt) φm )/τ ----- 33 即ち、時定数τの一次遅れ系に基づき操舵角θに対応し
た目標のヨー角加速度値(d2/dt2)φm を求め、(d2/dt2)
φm の積分により目標とすべきヨーレイト(d/dt)φm を
求める。なお、ディジタル演算の場合は、上記積分に当
たっては、 (d/dt)φm = (d/dt)φm + ΔT ・(d2/dt2)φm ----- 34 で近似させる。この処理は、以後の積分が必要な場合も
同様の手法で行なう。
に対しヨーレイトを時定数τによる一次遅れで応答させ
るためのヨーレイト過渡特性設定演算処理であり、次の
ようにヨーレイト及びヨー角加速度目標値(d/dt)φm ,
(d2/dt2)φm を設定する。 (d/dt)φm = ∫((d2/dt2) φm )dt ----- 32 (d2/dt2)φm = ((d/dt) φmo - (d/dt) φm )/τ ----- 33 即ち、時定数τの一次遅れ系に基づき操舵角θに対応し
た目標のヨー角加速度値(d2/dt2)φm を求め、(d2/dt2)
φm の積分により目標とすべきヨーレイト(d/dt)φm を
求める。なお、ディジタル演算の場合は、上記積分に当
たっては、 (d/dt)φm = (d/dt)φm + ΔT ・(d2/dt2)φm ----- 34 で近似させる。この処理は、以後の積分が必要な場合も
同様の手法で行なう。
【００３３】次いで、ステップ105 で後輪舵角計算部５
に相当する演算処理を行なう。ここでは、よく知られた
車両の運動方程式に基づき以下の如く後輪舵角目標値δ
RTを演算する。即ち、自車の動特性を用いて、前記ステ
ップ104 で設定される(d/dt)φm , (d2/dt2)φm を満足
する後輪舵角の演算を実行する。まず、横速度 VY につ
き、後述の如くに求められている前回のdVY /dt の積
分、 VY = ∫(d/dt) VY ----- 35 ( VY = VY + ΔT ・(d/dt) VY で近似させる) により、 VY 値を求め、これと上記(d/dt)φmとを基
に、前輪横すべり角βF を、 BF = θ/N- (VY + LF ・(d/dt)φm )/V ----- 36 (LF : 前輪−重心間距離） により求め、更に、このβF から前輪コーナリングフォ
ース CF を次式により演算する。 CF = eKF ・βF ----- 37 (eKF : フロント等価コーナリングパワー) これらは、前輪が補正分でどれだけのコーナリングフォ
ースを生じさせているかを推定するもので、かかる前輪
コーナリングフォースが出ている時に、前記の目標ヨー
角加速度(d2/dt2)φm を出すために必要な後輪コーナリ
ングフォース C R を、 CR = ｛ LF ・ CF -( Iz ・(d2/dt2)φm /2) ｝/ LR ----- 38 (Iz : ヨー慣性、 LR : 後輪−重心間距離) により演算する。
に相当する演算処理を行なう。ここでは、よく知られた
車両の運動方程式に基づき以下の如く後輪舵角目標値δ
RTを演算する。即ち、自車の動特性を用いて、前記ステ
ップ104 で設定される(d/dt)φm , (d2/dt2)φm を満足
する後輪舵角の演算を実行する。まず、横速度 VY につ
き、後述の如くに求められている前回のdVY /dt の積
分、 VY = ∫(d/dt) VY ----- 35 ( VY = VY + ΔT ・(d/dt) VY で近似させる) により、 VY 値を求め、これと上記(d/dt)φmとを基
に、前輪横すべり角βF を、 BF = θ/N- (VY + LF ・(d/dt)φm )/V ----- 36 (LF : 前輪−重心間距離） により求め、更に、このβF から前輪コーナリングフォ
ース CF を次式により演算する。 CF = eKF ・βF ----- 37 (eKF : フロント等価コーナリングパワー) これらは、前輪が補正分でどれだけのコーナリングフォ
ースを生じさせているかを推定するもので、かかる前輪
コーナリングフォースが出ている時に、前記の目標ヨー
角加速度(d2/dt2)φm を出すために必要な後輪コーナリ
ングフォース C R を、 CR = ｛ LF ・ CF -( Iz ・(d2/dt2)φm /2) ｝/ LR ----- 38 (Iz : ヨー慣性、 LR : 後輪−重心間距離) により演算する。
【００３４】しかして、以後逆演算によりこのコーナリ
ングフォース CR を得るための後輪横すべり角βR を βR = CR / KR ----- 39 (KR : リアコーナリングパワー) により求め、このすべり角βR を基に後輪舵角δRTを次
式により演算する。 δRT = βR + (VY -LR ・(d/dt)φm ) /V ----- 40 そして、次回演算サイクルにおいて使用する(d/dt) VY
値を、 (d/dt) VY = (2C F + 2C R )・M-V ・(d/dt)φm ---- 41 (M : 車両質量) により演算しておくものとする。
ングフォース CR を得るための後輪横すべり角βR を βR = CR / KR ----- 39 (KR : リアコーナリングパワー) により求め、このすべり角βR を基に後輪舵角δRTを次
式により演算する。 δRT = βR + (VY -LR ・(d/dt)φm ) /V ----- 40 そして、次回演算サイクルにおいて使用する(d/dt) VY
値を、 (d/dt) VY = (2C F + 2C R )・M-V ・(d/dt)φm ---- 41 (M : 車両質量) により演算しておくものとする。
【００３５】かくて、ステップ106 では上述の如くに演
算した後輪舵角値δRTを目標値としてこれに応じた信号
をアクチュエータ駆動部２に出力し、後輪操舵機構１に
より後輪を演算舵角だけ操舵する。
算した後輪舵角値δRTを目標値としてこれに応じた信号
をアクチュエータ駆動部２に出力し、後輪操舵機構１に
より後輪を演算舵角だけ操舵する。
【００３６】上述のような舵角制御より、たとえ低連側
のゲインを高く設定した場合であっても、車両がオーバ
ステア特性となってしまうのが避けられ、予め自車特性
より車両がオーバステア方向に変化しないようにヨーレ
イトゲイン設定値にリミッタをかけることで、設計者が
いかなる定常ヨーレイトゲインを設定しても、車両のス
テア特性がふらふらと変化しないため、運転者に不安感
を与えず、安定した車両特性のものを得ることができ
る。
のゲインを高く設定した場合であっても、車両がオーバ
ステア特性となってしまうのが避けられ、予め自車特性
より車両がオーバステア方向に変化しないようにヨーレ
イトゲイン設定値にリミッタをかけることで、設計者が
いかなる定常ヨーレイトゲインを設定しても、車両のス
テア特性がふらふらと変化しないため、運転者に不安感
を与えず、安定した車両特性のものを得ることができ
る。
【００３７】以下、更に、図５、図６（比較例）をも参
照して具体的に説明する。図５は本制御による場合の定
常ヨーレイトゲイン特性（同図（イ))と、後輪舵角比
（同（ハ))、旋回半径比（同（ニ))、及び先に触れた係
数ｋの各特性の一例を示し、図６はリミッタなしの場合
の比較例としての結果を示すものであって、最初に図６
について説明する。なお、ここでの比較例は、前記文献
の「3.1 ヨーレイトのモデル適合制御」に記載の制御に
よるものを例とする。
照して具体的に説明する。図５は本制御による場合の定
常ヨーレイトゲイン特性（同図（イ))と、後輪舵角比
（同（ハ))、旋回半径比（同（ニ))、及び先に触れた係
数ｋの各特性の一例を示し、図６はリミッタなしの場合
の比較例としての結果を示すものであって、最初に図６
について説明する。なお、ここでの比較例は、前記文献
の「3.1 ヨーレイトのモデル適合制御」に記載の制御に
よるものを例とする。
【００３８】まず、制御対象となる車両（自車）は、ス
タビリティファクタＡ＝2.0 ×10-3、ステアリングギヤ
比 N=15 、ホイールベース L=2.5m とする。このとき、
ベース車即ち後輪舵角をゼロに固定した場合の定常ヨー
レイトゲインG2ws(V) は、次のように表される（図６
（イ）の一点鎖線）。 G2ws(V) = V/NL(1+AV2) ----- 42 これに対して、運動目標となる規範モデルの定常ゲイン
を基本的に、低速側で、より少ない操舵角で旋回可能
（即ち、後輪逆相分大）となるよう、また高速ではゲイ
ンを下げて安定性を増すよう、例えば次のように設定す
る。 Gm (V) = V/Nn L(1+ Am V2) Nm = 11 ----- 43 Am = 3.6 ×10-3 このように設定した場合の規範モデルの定常ゲイン特性
を、ベース車(2WS) と比較して示したのが図６（イ）の
破線のものである。
タビリティファクタＡ＝2.0 ×10-3、ステアリングギヤ
比 N=15 、ホイールベース L=2.5m とする。このとき、
ベース車即ち後輪舵角をゼロに固定した場合の定常ヨー
レイトゲインG2ws(V) は、次のように表される（図６
（イ）の一点鎖線）。 G2ws(V) = V/NL(1+AV2) ----- 42 これに対して、運動目標となる規範モデルの定常ゲイン
を基本的に、低速側で、より少ない操舵角で旋回可能
（即ち、後輪逆相分大）となるよう、また高速ではゲイ
ンを下げて安定性を増すよう、例えば次のように設定す
る。 Gm (V) = V/Nn L(1+ Am V2) Nm = 11 ----- 43 Am = 3.6 ×10-3 このように設定した場合の規範モデルの定常ゲイン特性
を、ベース車(2WS) と比較して示したのが図６（イ）の
破線のものである。
【００３９】また、上記の規範モデルは、その過渡応答
特性については、次式のヨーレイト目標値(d/dt)φm に
示すように、操舵角θ入力に対してオーバーシュートの
ない一次遅れ系で与えられるものとし、その定数τは、
アクチュエータに過度な負担を要求しない範囲で十分俊
敏な応答が得られるよう、例えばτ=0.05(sec)に設定す
る。 (d/dt)φm = Gm (V) ・｛1/(1+ τS)｝・θ ----- 27 但し、Ｓ：微分オペレータ
特性については、次式のヨーレイト目標値(d/dt)φm に
示すように、操舵角θ入力に対してオーバーシュートの
ない一次遅れ系で与えられるものとし、その定数τは、
アクチュエータに過度な負担を要求しない範囲で十分俊
敏な応答が得られるよう、例えばτ=0.05(sec)に設定す
る。 (d/dt)φm = Gm (V) ・｛1/(1+ τS)｝・θ ----- 27 但し、Ｓ：微分オペレータ
【００４０】更に、比較例の場合も、実際の後輪舵角制
御については、Ｖ＝６m/s より、これを開始し、このた
め図６（ロ）に示す如き特性の係数ｋを使用し、δR ＝
ｋ・δRCのように該係数ｋを乗じてＶ＝12m/s で目標値
δRCと等しくなるよう連続的に制御をするものとする。
御については、Ｖ＝６m/s より、これを開始し、このた
め図６（ロ）に示す如き特性の係数ｋを使用し、δR ＝
ｋ・δRCのように該係数ｋを乗じてＶ＝12m/s で目標値
δRCと等しくなるよう連続的に制御をするものとする。
【００４１】さて、上述のように規範モデルを設定し、
またこの例ではＶ＝６m/s 以上を車速Ｖについての実際
の制御対象領域として、後輪舵角制御を行った場合の定
常状態での前輪舵角δF に対する後輪舵角比δR／
δF 、及び旋回半径比Ｒ／ＲO （Ｒ：実半径、ＲO ：幾
何学的な理論半径）を示したものが、同図（ハ）及び
（ニ）である。また、同図（イ）に示す実線特性が、こ
の場合の目標ヨーレイトゲイン（＝発生ヨーレイトゲイ
ン）を表している。
またこの例ではＶ＝６m/s 以上を車速Ｖについての実際
の制御対象領域として、後輪舵角制御を行った場合の定
常状態での前輪舵角δF に対する後輪舵角比δR／
δF 、及び旋回半径比Ｒ／ＲO （Ｒ：実半径、ＲO ：幾
何学的な理論半径）を示したものが、同図（ハ）及び
（ニ）である。また、同図（イ）に示す実線特性が、こ
の場合の目標ヨーレイトゲイン（＝発生ヨーレイトゲイ
ン）を表している。
【００４２】上記目標ヨーレイトゲインをみてみると、
まず、次のことがいえる。即ち、Ｖ＝６m/s を境とし
て、車速Ｖに関する非制御領域（ｋ＝０で、δR ＝０）
においては、ヨーレイトゲインは、ベース車（δR＝
０）でのものと同様の特性である。これに対するに、制
御が実行される領域では、低速側でヨーレイトゲインは
ベース車の破線（Ｇ2WS ) のものより高められ、結果、
ベース車両に比べより少ない操舵角入力で旋回可能であ
り、かつ、高速では逆にベース車両の破線に比しゲイン
は下げられて安定性が増すようになっており、既述した
狙いは達成されるのが理解される。
まず、次のことがいえる。即ち、Ｖ＝６m/s を境とし
て、車速Ｖに関する非制御領域（ｋ＝０で、δR ＝０）
においては、ヨーレイトゲインは、ベース車（δR＝
０）でのものと同様の特性である。これに対するに、制
御が実行される領域では、低速側でヨーレイトゲインは
ベース車の破線（Ｇ2WS ) のものより高められ、結果、
ベース車両に比べより少ない操舵角入力で旋回可能であ
り、かつ、高速では逆にベース車両の破線に比しゲイン
は下げられて安定性が増すようになっており、既述した
狙いは達成されるのが理解される。
【００４３】一方、旋回半径に注目してみると、図６
（ニ）の斜線を施した部分に示されるように、制御を開
始したＶ＝６m/s より車速Ｖの増加に対し旋回半径が小
さくなっている。即ち、一定旋回状態から車速を増した
時、車両が旋回Ｒより内側に切り込む（旋回Ｒが小さく
なる）オーバステア特性となる傾向があることが示さ
れ、これに伴い、ステア特性がアンダステア（ｕ／ｓ）
→オーバステア（ｏ／ｓ）→アンダステア（ｕ／ｓ）と
変化していることが分かる。そのため、この場合には、
ステアリングホイール操舵角（ハンドル角）を一定とし
て運転しているにもかかわらず、ステア特性がふらふら
と変化する。
（ニ）の斜線を施した部分に示されるように、制御を開
始したＶ＝６m/s より車速Ｖの増加に対し旋回半径が小
さくなっている。即ち、一定旋回状態から車速を増した
時、車両が旋回Ｒより内側に切り込む（旋回Ｒが小さく
なる）オーバステア特性となる傾向があることが示さ
れ、これに伴い、ステア特性がアンダステア（ｕ／ｓ）
→オーバステア（ｏ／ｓ）→アンダステア（ｕ／ｓ）と
変化していることが分かる。そのため、この場合には、
ステアリングホイール操舵角（ハンドル角）を一定とし
て運転しているにもかかわらず、ステア特性がふらふら
と変化する。
【００４４】これに対し、本実施例では、制御対象車両
のステア特性がオーバステア特性側に変化するのを定常
ヨーレイトゲインリミッタで防止することができ、図５
のヨーレイトゲイン特性（同図（イ))、後輪舵角比（同
（ハ))、旋回半径比（同（ニ))に前述の比較例（破線）
と対比して示すように、低速がベース車両に比べより少
ない操舵角入力で旋回可能となるようヨーレイトゲイン
を高めた場合にでも、一定旋回状態から車速を増した時
に車両が内側に切り込むオーバステア特性となることが
回避される。図５（イ）のリミッタ線（二線鎖線）は、
本例ではＶ／６・(d/dt)φ(6m/s)のリミッタ線である
が、制御開始の後は、本制御後の目標ヨーレイトゲイン
Ｇm （＝発生ヨーレイトゲイン）はこれによって制限さ
れることとなり、結果、同図（ハ）に示す如く、後輪舵
角比δR ／δF 特性、低速側での後輪逆相分は比較例に
比しそれだけ小さくなるよう抑制され、それに対応し
て、同図（ニ）に示すように本実施例制御ではステア特
性はオーバステア特性となっていない。従って、運転者
がステアリングホイール操舵角を一定として運転してい
るにもかかわらず車両のステア特性がｕ／ｓ→ｏ／ｓ→
ｕ／ｓのようにふらふらと変化するような事態が避けら
れ、それが原因で運転しずらいものとなることもなく、
運転者に不安感を与えず安定した車両特性のものにする
ことができ、しかも、設計者が任意に規範モデルの定常
ヨーレイトゲインを設定しても上記を実現し得、設計の
自由度を確保しつつ、それらの両立を図ることもでき
る。
のステア特性がオーバステア特性側に変化するのを定常
ヨーレイトゲインリミッタで防止することができ、図５
のヨーレイトゲイン特性（同図（イ))、後輪舵角比（同
（ハ))、旋回半径比（同（ニ))に前述の比較例（破線）
と対比して示すように、低速がベース車両に比べより少
ない操舵角入力で旋回可能となるようヨーレイトゲイン
を高めた場合にでも、一定旋回状態から車速を増した時
に車両が内側に切り込むオーバステア特性となることが
回避される。図５（イ）のリミッタ線（二線鎖線）は、
本例ではＶ／６・(d/dt)φ(6m/s)のリミッタ線である
が、制御開始の後は、本制御後の目標ヨーレイトゲイン
Ｇm （＝発生ヨーレイトゲイン）はこれによって制限さ
れることとなり、結果、同図（ハ）に示す如く、後輪舵
角比δR ／δF 特性、低速側での後輪逆相分は比較例に
比しそれだけ小さくなるよう抑制され、それに対応し
て、同図（ニ）に示すように本実施例制御ではステア特
性はオーバステア特性となっていない。従って、運転者
がステアリングホイール操舵角を一定として運転してい
るにもかかわらず車両のステア特性がｕ／ｓ→ｏ／ｓ→
ｕ／ｓのようにふらふらと変化するような事態が避けら
れ、それが原因で運転しずらいものとなることもなく、
運転者に不安感を与えず安定した車両特性のものにする
ことができ、しかも、設計者が任意に規範モデルの定常
ヨーレイトゲインを設定しても上記を実現し得、設計の
自由度を確保しつつ、それらの両立を図ることもでき
る。
【００４５】なお、上記プログラム例では、制限値Ｇ
mLIMを予め車速に応じマップデータ等で記憶させたもの
を読み出すとして説明したが、このような検索処理に代
え、リアルタイムで逐次ＧmLIMを演算で求めて適用する
手法によってもよい。また、フィードフォワード方式の
ヨーレイトモデル適合制御にのみ用いられるものではな
く、例えば、前記文献の「3.3 Ｄ* モデル追従制御」で
も実施できる。
mLIMを予め車速に応じマップデータ等で記憶させたもの
を読み出すとして説明したが、このような検索処理に代
え、リアルタイムで逐次ＧmLIMを演算で求めて適用する
手法によってもよい。また、フィードフォワード方式の
ヨーレイトモデル適合制御にのみ用いられるものではな
く、例えば、前記文献の「3.3 Ｄ* モデル追従制御」で
も実施できる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、舵角制御において、制
御対象車両のステア特性が舵角制御を行うことによって
もオーバステア特性側に変化するのを防ぐことができ、
従ってステア特性がふらふらと変化しないため、運転し
ずらくなるのを回避し得て安定した車両特性とすること
ができ、また、これを、設計者の車両運動目標の設計の
自由度を確保しつつ達成することもできる。
御対象車両のステア特性が舵角制御を行うことによって
もオーバステア特性側に変化するのを防ぐことができ、
従ってステア特性がふらふらと変化しないため、運転し
ずらくなるのを回避し得て安定した車両特性とすること
ができ、また、これを、設計者の車両運動目標の設計の
自由度を確保しつつ達成することもできる。
【図１】本発明装置の一実施例を示すハードウェア・ブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図２】同例のヨーレイト目標値設定部の内容の一例を
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
【図３】同例の制御プログラムの一例を分割して示すフ
ローチャートにして、その一部を示す図である。
ローチャートにして、その一部を示す図である。
【図４】同じく、他の一部を示す図である。
【図５】実施例装置により制御を行った場合の説明に供
する定常ヨーレイトゲイン特性と、後輪舵角比、旋回半
径比の関係の一例を示す図である。
する定常ヨーレイトゲイン特性と、後輪舵角比、旋回半
径比の関係の一例を示す図である。
【図６】図５と対比して示すリミッタなしの比較例での
規範モデル定常特性設定の一例と、その時の後輪舵角
比、旋回半径比の一例を示す図である。
規範モデル定常特性設定の一例と、その時の後輪舵角
比、旋回半径比の一例を示す図である。
1 後輪操舵機構 2 アクチュエータ駆動部 3 コントローラ 4 ヨーレイト目標値設定部 4a 線形定常ヨーレイトゲイン目標値設定部 4b 定常ヨーレイトゲインリミッタ 4c ヨーレイト定常目標値設定部 4d ヨーレイト過渡特性目標値設定部 5 後輪舵角計算部 11 操舵角センサ 12 車速センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 前輪または後輪の少なくともいずれか一
方の舵角を制御可能な舵角制御機構、及び舵角制御入力
に従い制御入力値に実際の舵角が一致するよう機構の駆
動をする駆動部を含む操舵装置を有する車両において、 ステアリングホイールの操舵角またはこれに相当する量
を検出する検出手段と、 車速またはこれに相当する量を検出する検出手段と、 これら検出手段からの出力を用いて車両のヨー・横平面
運動に関連する少なくとも１つの被制御量について操舵
角入力に対する定常特性及び過渡応答特性を設定する目
標値設定手段であって、当該設定手段で設定される被制
御量の定常ゲインについて、制御対象車両のステア特性
がオーバステア特性側に変化するのを防止する定常ゲイ
ンリミッタを有する車両運動目標値設定手段と、 該車両運動目標値設定手段で設定される運動目標値に実
際の車両応答が一致もしくは追従するように前記制御対
象車輪の舵角制御入力値を演算して前記操舵装置に指令
する舵角演算手段とを具備してなることを特徴とする車
両用舵角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31931891A JP3102104B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 車両用舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31931891A JP3102104B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 車両用舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05155346A true JPH05155346A (ja) | 1993-06-22 |
| JP3102104B2 JP3102104B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=18108860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31931891A Expired - Fee Related JP3102104B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 車両用舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102104B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313961A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | 車両の操舵装置 |
| US10857995B2 (en) * | 2015-09-25 | 2020-12-08 | Ntn Corporation | Vehicle attitude control device |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP31931891A patent/JP3102104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313961A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | 車両の操舵装置 |
| US10857995B2 (en) * | 2015-09-25 | 2020-12-08 | Ntn Corporation | Vehicle attitude control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3102104B2 (ja) | 2000-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080825 |
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