JPH0522629B2 - - Google Patents
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- JPH0522629B2 JPH0522629B2 JP59231360A JP23136084A JPH0522629B2 JP H0522629 B2 JPH0522629 B2 JP H0522629B2 JP 59231360 A JP59231360 A JP 59231360A JP 23136084 A JP23136084 A JP 23136084A JP H0522629 B2 JPH0522629 B2 JP H0522629B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- steering
- target value
- target
- wheel
- 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.)
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-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、通常の２輪操舵車、あるいは、４
輪操舵車の操舵装置に利用され得るもので、特
に、操舵時の車両の運動性能を自由に制御でき、
かつ車速変化に対する操縦性の向上を図つた車両
用舵角制御装置に関する。
輪操舵車の操舵装置に利用され得るもので、特
に、操舵時の車両の運動性能を自由に制御でき、
かつ車速変化に対する操縦性の向上を図つた車両
用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塔載
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つており、操舵に
伴う運動変数は、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
なつている。
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つており、操舵に
伴う運動変数は、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
なつている。
このため、例えば、セダン車でスポーツ車のよ
うな運動性能を持たせようとしても、スポーツ車
の車両諸元はスポーツ車の車体構造やタイヤ特性
によつて決定されるため、結局セダン車とは言え
ない車体構造となつてしまい、運動性能を自由に
変更させることは困難であつた。
うな運動性能を持たせようとしても、スポーツ車
の車両諸元はスポーツ車の車体構造やタイヤ特性
によつて決定されるため、結局セダン車とは言え
ない車体構造となつてしまい、運動性能を自由に
変更させることは困難であつた。
そこで、本願出願人は、先に、所望の車両諸元
を設定し、この車両諸元に基づいて得られる運動
性能を、車輪舵角を電子制御することによつて実
現するようにした車両用操舵制御装置を提案して
いる。
を設定し、この車両諸元に基づいて得られる運動
性能を、車輪舵角を電子制御することによつて実
現するようにした車両用操舵制御装置を提案して
いる。
これは、例えば、セダン車でスポーツ車の運動
性能を持たせる場合に、目標車両諸元としてスポ
ーツ車の車両諸元を記憶させておき、ステアリン
グハンドルの操舵量と車速および前記目標車両緒
元を用いた運動方程式から運動変数（例えば、ヨ
ー角加速度）の目標値を求め、この運動変数目標
値（これは、スポーツ車における運動変数に相当
する）を実現するための車輪舵角を算出して、こ
の舵角に車輪を転舵する構成としたものである。
性能を持たせる場合に、目標車両諸元としてスポ
ーツ車の車両諸元を記憶させておき、ステアリン
グハンドルの操舵量と車速および前記目標車両緒
元を用いた運動方程式から運動変数（例えば、ヨ
ー角加速度）の目標値を求め、この運動変数目標
値（これは、スポーツ車における運動変数に相当
する）を実現するための車輪舵角を算出して、こ
の舵角に車輪を転舵する構成としたものである。
これによつて、セダン車であつても、スポーツ
車と同等の運動性能を持たせることができること
になる。
車と同等の運動性能を持たせることができること
になる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、本願発明者らが、さらに上記装置に
ついて研究を重ねるうちに、次のような改良点を
見出した。
ついて研究を重ねるうちに、次のような改良点を
見出した。
すなわち、実際の運転にあたつては、好ましい
車両の運動特性は、車速の高低によつて異なり、
例えば、中低速域では、一般に、操舵に対するヨ
ーイング運動の応答性が速く、アンダーステアの
度合が弱い方が望ましく、また、高速域では、操
舵に対するヨー応答性は適当に鈍根で、かつアン
ダーステアの度合は中低速域の場合に比べて強め
の方が好ましい。
車両の運動特性は、車速の高低によつて異なり、
例えば、中低速域では、一般に、操舵に対するヨ
ーイング運動の応答性が速く、アンダーステアの
度合が弱い方が望ましく、また、高速域では、操
舵に対するヨー応答性は適当に鈍根で、かつアン
ダーステアの度合は中低速域の場合に比べて強め
の方が好ましい。
ところが、上記先願に係る装置の場合には、前
記目標車両諸元が固定されているため、車則変化
に対応したきめ細かな制御がなされない。本発明
は、この点を解決すべき問題点とする。
記目標車両諸元が固定されているため、車則変化
に対応したきめ細かな制御がなされない。本発明
は、この点を解決すべき問題点とする。
（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。
に示す手段を備える。
運動変数目標値演算手段１０２は、ハンドル操
舵量検出手段１００で検出されるステアリングハ
ンドルの操舵量θS、および車速検出手段１０１で
検出される車速Ｖに対応する車両の運動変数目標
値Ｍを、所望の車両諸元を用いた車両の運動方程
式に基づいて求める。
舵量検出手段１００で検出されるステアリングハ
ンドルの操舵量θS、および車速検出手段１０１で
検出される車速Ｖに対応する車両の運動変数目標
値Ｍを、所望の車両諸元を用いた車両の運動方程
式に基づいて求める。
車輪舵角目標値演算手段１０３は、少なくとも
前記運動変数目標値Ｍと自車の車両諸元を用い
て、運動変数目標値Ｍを実現するための前輪およ
び後輪の少なくとも一方の車輪舵角目標値を求
める。
前記運動変数目標値Ｍと自車の車両諸元を用い
て、運動変数目標値Ｍを実現するための前輪およ
び後輪の少なくとも一方の車輪舵角目標値を求
める。
車輪転舵手段１０４は、前記車輪舵角目標値
に対応する車輪を、該目標値まで転舵する。
に対応する車輪を、該目標値まで転舵する。
車両諸元補正手段１０５は、運動変数目標値演
算手段１０２で用いられる車両諸元のうち少なく
とも１つを車速を変数に持つ関数とし、前記車速
検出手段１０１により検出される車速Ｖに対応し
て当該車両諸元を補正する。
算手段１０２で用いられる車両諸元のうち少なく
とも１つを車速を変数に持つ関数とし、前記車速
検出手段１０１により検出される車速Ｖに対応し
て当該車両諸元を補正する。
（作用）
運動変数目標値演算手段１０２で求められる運
動変数目標値Ｍは、所望の車両諸元に基づいて求
められることから、例えば、本発明の装置を塔載
する車両がセダン車である場合に、スポーツ車の
車両諸元を用いれば、これによつて求められた運
動変数目標値Ｍは、車輪舵角目標値演算手段１０
３および車輪転舵手段１０４によつて実現され、
結果として、自車はスポーツ車と同等の運動性能
を有することになる。
動変数目標値Ｍは、所望の車両諸元に基づいて求
められることから、例えば、本発明の装置を塔載
する車両がセダン車である場合に、スポーツ車の
車両諸元を用いれば、これによつて求められた運
動変数目標値Ｍは、車輪舵角目標値演算手段１０
３および車輪転舵手段１０４によつて実現され、
結果として、自車はスポーツ車と同等の運動性能
を有することになる。
また、車両緒元補正手段１０５によつて、運動
変数目標値演算手段１０２で用いられる車両諸元
のうち少なくとも１つが車速Ｖの変化に対応して
適正値に補正されることにより、高速域でヨー応
答性を鈍くし、中低速域でヨー応答性を速くした
り、アンダーステアの度合を車速に応じて変化さ
せることが可能になる。
変数目標値演算手段１０２で用いられる車両諸元
のうち少なくとも１つが車速Ｖの変化に対応して
適正値に補正されることにより、高速域でヨー応
答性を鈍くし、中低速域でヨー応答性を速くした
り、アンダーステアの度合を車速に応じて変化さ
せることが可能になる。
（実施例）
本発明の一実施例の構成を第２図に示す。
マイクロコンピユータ１は、車速センサ３で検
出される車速Ｖと、ハンドル操舵量センサ２で検
出されるステアリングハンドル８の操舵量θSを入
力して、運動変数目標値の演算および前輪舵角目
標値Fと後輪舵角目標値Rの演算を行う。
出される車速Ｖと、ハンドル操舵量センサ２で検
出されるステアリングハンドル８の操舵量θSを入
力して、運動変数目標値の演算および前輪舵角目
標値Fと後輪舵角目標値Rの演算を行う。
前輪転舵装置４は、マイクロコンピユータ１か
ら与えられる前輪舵角目標値Fのデータに基づ
いて前輪９，１０の転舵制御を行う装置であり、
同様に、後輪転舵装置５はマイクロコンピユータ
１から与えられる後輪舵角目標値Rのデータに
基づいて後輪１１，１２の転舵制御を行う装置で
ある。
ら与えられる前輪舵角目標値Fのデータに基づ
いて前輪９，１０の転舵制御を行う装置であり、
同様に、後輪転舵装置５はマイクロコンピユータ
１から与えられる後輪舵角目標値Rのデータに
基づいて後輪１１，１２の転舵制御を行う装置で
ある。
前輪９，１０および後輪１１，１２を実際に転
舵するのは、油圧式ステアリング装置６および７
である、 上記前輪転舵装置４と後輪転舵装置５、および
油圧式ステアリング装置６，７は、例えば第３図
に示すような構成になつている。
舵するのは、油圧式ステアリング装置６および７
である、 上記前輪転舵装置４と後輪転舵装置５、および
油圧式ステアリング装置６，７は、例えば第３図
に示すような構成になつている。
油圧式ステアリング装置６，７は、２つのピス
トン３２，３８を備え、両端がタイロツド（図示
略）に連結されたシヤフト３１を、左右の油圧室
３４，３５の作動油圧に差を設けることによつて
軸方向へ移動させることにより車輪の転打を行
う。
トン３２，３８を備え、両端がタイロツド（図示
略）に連結されたシヤフト３１を、左右の油圧室
３４，３５の作動油圧に差を設けることによつて
軸方向へ移動させることにより車輪の転打を行
う。
また、中央の室３７内には、バネ３６で左右逆
方向に付勢された反撥プレート３８，３９が、シ
ヤフト３１に遊嵌されており、これは、左右の油
圧室３４，３５の作動油圧が抜かれたときに、シ
ヤフト３１を元の中立位置に復帰させるためのも
のである。
方向に付勢された反撥プレート３８，３９が、シ
ヤフト３１に遊嵌されており、これは、左右の油
圧室３４，３５の作動油圧が抜かれたときに、シ
ヤフト３１を元の中立位置に復帰させるためのも
のである。
前・後輪転舵装置４，５は、ソレノイドドライ
バ２１と、コントロールバルブ２２と、オイルポ
ンプ２６と、オイルタンク２７から構成されてい
る。
バ２１と、コントロールバルブ２２と、オイルポ
ンプ２６と、オイルタンク２７から構成されてい
る。
コントロールバルブ２２は、油圧式ステアリン
グ装置６，７の左右の油圧室３４，３５に通ずる
油路２８，２９を備え、これらの油路２８，２９
に流入する作動油量を調整するスプールバルブ２
５を具備している。このスプールバルブ２５は、
左右端が電磁ソレノイド２３，２４に遊嵌してお
り、電磁ソレノイド２３，２４の磁力の大小によ
り、軸方向へ移動し、上記左右の油圧室３４，３
５に与える作動油量を調整する。
グ装置６，７の左右の油圧室３４，３５に通ずる
油路２８，２９を備え、これらの油路２８，２９
に流入する作動油量を調整するスプールバルブ２
５を具備している。このスプールバルブ２５は、
左右端が電磁ソレノイド２３，２４に遊嵌してお
り、電磁ソレノイド２３，２４の磁力の大小によ
り、軸方向へ移動し、上記左右の油圧室３４，３
５に与える作動油量を調整する。
ソレノイドドライバ２１は、マイクロコンピユ
ータ１から与えられる前・後輪舵角目標値F，
δRに比例した電流信号を左右何れかの電磁ソレ
ノイド２３，２４に供給する。この場合、車輪の
転舵方向によつて、電流を与える電磁ソレノイド
を左右で切換えて制御する。
ータ１から与えられる前・後輪舵角目標値F，
δRに比例した電流信号を左右何れかの電磁ソレ
ノイド２３，２４に供給する。この場合、車輪の
転舵方向によつて、電流を与える電磁ソレノイド
を左右で切換えて制御する。
第４図は、マイクロコンピユータ１で実行され
る処理を示すフローチヤートである。以下、この
フローチヤートの説明とともに、本実施例の動作
を説明する。
る処理を示すフローチヤートである。以下、この
フローチヤートの説明とともに、本実施例の動作
を説明する。
第４図に示す処理は、所定時間Δt毎に繰返し
実行されるもので、イグニツシヨンスイツチが
ONされて、電源の供給がなされた時にイニシヤ
ライズが行われる。
実行されるもので、イグニツシヨンスイツチが
ONされて、電源の供給がなされた時にイニシヤ
ライズが行われる。
ステツプ201の処理では、ハンドル操舵量セン
サ２と車速センサ３からマイクロコンピユータ１
へ入力されるハンドル操舵量θSのデータと車速Ｖ
のデータの読込みが行われる。
サ２と車速センサ３からマイクロコンピユータ１
へ入力されるハンドル操舵量θSのデータと車速Ｖ
のデータの読込みが行われる。
ステツプ202の処理では、所望の運動性能を有
する車両を目標車両とし（例えば、セダン車の場
合に、スポーツ車の目標車両とする等）、この目
標車両の車両諸元が予めメモリ内に記憶されてい
るので、これらを読出すとともに、これらの車両
諸元のうちヨー慣性IZ1(V)は別個に演算によつて
決定する。
する車両を目標車両とし（例えば、セダン車の場
合に、スポーツ車の目標車両とする等）、この目
標車両の車両諸元が予めメモリ内に記憶されてい
るので、これらを読出すとともに、これらの車両
諸元のうちヨー慣性IZ1(V)は別個に演算によつて
決定する。
本実施例では、目標車両を以下の如くに設定す
る。すなわち、本例の舵角制御装置を搭載した車
両（自車）は第２図に示す如く、前輪９，１０を
ハンドル２により機械式ステアリングギヤ装置を
介して操舵する一般車両と異なり、マイクロコン
ピユータ１で求めた目標値F，Rだけ前輪９，
１０及び後輪１１，１２を油圧式ステアリング装
置６，７により転舵するものであるが、かかる自
車を、前輪が機械式ステアリングギヤ装置により
操舵され、後輪が操舵されない２輪操舵車に置き
換えた車両を目標車両とし、且つ該目標車両は車
両諸元のうちヨー慣性IZ1(V)が上記の通り演算に
より求められ、以下の如き車速Ｖの関数として車
速Ｖに応じ逐一変化するものとする。
る。すなわち、本例の舵角制御装置を搭載した車
両（自車）は第２図に示す如く、前輪９，１０を
ハンドル２により機械式ステアリングギヤ装置を
介して操舵する一般車両と異なり、マイクロコン
ピユータ１で求めた目標値F，Rだけ前輪９，
１０及び後輪１１，１２を油圧式ステアリング装
置６，７により転舵するものであるが、かかる自
車を、前輪が機械式ステアリングギヤ装置により
操舵され、後輪が操舵されない２輪操舵車に置き
換えた車両を目標車両とし、且つ該目標車両は車
両諸元のうちヨー慣性IZ1(V)が上記の通り演算に
より求められ、以下の如き車速Ｖの関数として車
速Ｖに応じ逐一変化するものとする。
上記ヨー慣性IZ1(V)は、車速Ｖを変数に持つ関
数として与えられ、これは、第５図に示すような
関数として予めデータテーブル内に記憶されてい
る。IZ2は、自車固有のヨー慣性であり、IZ1(V)は、
車速100Km／ｈ以下のときにIZ2の1/2に抑えられ、
1500Km／ｈのときにIZ2＝IZ1(V)、200Km／ｈのとき
にはIZ2の２倍になるように設定されている。
数として与えられ、これは、第５図に示すような
関数として予めデータテーブル内に記憶されてい
る。IZ2は、自車固有のヨー慣性であり、IZ1(V)は、
車速100Km／ｈ以下のときにIZ2の1/2に抑えられ、
1500Km／ｈのときにIZ2＝IZ1(V)、200Km／ｈのとき
にはIZ2の２倍になるように設定されている。
車速Ｖに基づいて、目標車両のヨー慣性が決定
されると、次にステツプ203の処理により上記
IZ1(V)とその他の目標車両の車両諸元を用いて運
動方程式（運動状態を示す方程式）を解き、運動
変数の目標値を求める演算を行う。本実施例で
は、ヨー角加速度の目標値‥と求心Ｇの目標値
Ｇを求める。また、演算に用いる目標車両の車両
諸元としては、上記ヨー慣性IZ1(V)の他に、以下
の車両緒元が用いられる。
されると、次にステツプ203の処理により上記
IZ1(V)とその他の目標車両の車両諸元を用いて運
動方程式（運動状態を示す方程式）を解き、運動
変数の目標値を求める演算を行う。本実施例で
は、ヨー角加速度の目標値‥と求心Ｇの目標値
Ｇを求める。また、演算に用いる目標車両の車両
諸元としては、上記ヨー慣性IZ1(V)の他に、以下
の車両緒元が用いられる。
M1：目標車両の車体重量
L1：目標車両のホイールベース
LF1：目標車両の前軸と重心間の距離
LR1：目標車両の後軸と重心間の距離
LK1：目標車両のキングピン回り慣性
KS1：目標車両のステアリング剛性
DK1：目標車両のステアリング系粘性係数
ξ1：目標車両のトレール
N1：目標車両のステアリングギヤ比
KF1：目標車両の前輪のコーナリングパワー
KR1：目標車両の後輪のコーナリングパワー
そして、ヨー角加速度目標値‥と求心Ｇの目標
値Gは、以下の式に従つて演算する。
値Gは、以下の式に従つて演算する。
IK1δ‥f1＝N1KS1（θS−N1δf1）−DK1δ〓1−2
ξ1CF1……(1) M1（y¨1＋・Ｖ）＝2CF1＋2CR1 ……(2) IZ1(V)‥＝LF1CF1−2LR1CR1 ……(3) βF1＝δf1−（y〓＋LF1・1）／Ｖ……(4) βR1＝−（y〓＋LR1・1）／Ｖ ……(5) CF1＝KF1βF1 ……(6) CR1＝KR1βR1 ……(7) ‥＝‥1 ……(8) G＝y¨＋〓1V ……(9) ここで、 δf1：目標車両の前輪舵角（目標車両は２輪操舵
車であるものとする） ・1：目標車両のヨーレイト ‥1：目標車両のヨー角加速度 y〓1：目標車両の横方向速度 y¨1：目標車両の横方向加速度 βF1：目標車両の前輪の横すべり角 βR1：目標車両の後輪の横すべり角 CF1：目標車両の前輪のコーナリングフオース CR1：目標車両の後輪のコーナリングフオース である。
ξ1CF1……(1) M1（y¨1＋・Ｖ）＝2CF1＋2CR1 ……(2) IZ1(V)‥＝LF1CF1−2LR1CR1 ……(3) βF1＝δf1−（y〓＋LF1・1）／Ｖ……(4) βR1＝−（y〓＋LR1・1）／Ｖ ……(5) CF1＝KF1βF1 ……(6) CR1＝KR1βR1 ……(7) ‥＝‥1 ……(8) G＝y¨＋〓1V ……(9) ここで、 δf1：目標車両の前輪舵角（目標車両は２輪操舵
車であるものとする） ・1：目標車両のヨーレイト ‥1：目標車両のヨー角加速度 y〓1：目標車両の横方向速度 y¨1：目標車両の横方向加速度 βF1：目標車両の前輪の横すべり角 βR1：目標車両の後輪の横すべり角 CF1：目標車両の前輪のコーナリングフオース CR1：目標車両の後輪のコーナリングフオース である。
上記式(1)〜(3)は目標車両における運動方程式で
あり、これらの式を解くには、Δt毎に４回の積
分演算が必要であり、この積分演算は、例えば、 Ａ（ｔ＋Δt）＝Ａ(t)＋Δt・A〓(t) で表わされる矩形積方法や、その他、ルンゲクツ
タ法等、要求される積分精度に応じて適切な積分
法を用いる。
あり、これらの式を解くには、Δt毎に４回の積
分演算が必要であり、この積分演算は、例えば、 Ａ（ｔ＋Δt）＝Ａ(t)＋Δt・A〓(t) で表わされる矩形積方法や、その他、ルンゲクツ
タ法等、要求される積分精度に応じて適切な積分
法を用いる。
このようにして、求められたヨー角加速度目標
値‥と求心Ｇ目標値Gは、ハンドル操舵量θSと
車速Ｖに対応する目標車両におけるヨー角加速度
と求心Ｇであり、これらの自車とは異なる車両の
運動変数を自車で実現させようとするのが本実施
例のねらいである。
値‥と求心Ｇ目標値Gは、ハンドル操舵量θSと
車速Ｖに対応する目標車両におけるヨー角加速度
と求心Ｇであり、これらの自車とは異なる車両の
運動変数を自車で実現させようとするのが本実施
例のねらいである。
次に、ステツプ204の処理では、上記ヨー角加
速度目標値‥および求心Ｇ目標値Gを自車固有
の車両諸元で生起させるための、自車の前・後輪
の舵角目標値F，Rを求める演算が行われる。
速度目標値‥および求心Ｇ目標値Gを自車固有
の車両諸元で生起させるための、自車の前・後輪
の舵角目標値F，Rを求める演算が行われる。
上記自車の車両諸元は、予めメモリ内に記憶さ
れているもので、演算には以下に示すものが用い
られる。
れているもので、演算には以下に示すものが用い
られる。
IZ2：自車のヨー慣性
M2：自車の車体重量
L2：自車のホイールベース
LF2：自車の前軸と重心間の距離
LR2：自車の後軸と重心間の距離
KF2：自車の前輪のコーナリングパワー
KR2：自車の後輪のコーナリングパワー
なお、本実施例では、目標車両を前記のように
設定したため、IZ2≠IZ1(V)となるも、M2＝M1、L2
＝L1、LF2＝LF1、LR2＝LR1、KF2＝KF1、KR2＝
KR1である。
設定したため、IZ2≠IZ1(V)となるも、M2＝M1、L2
＝L1、LF2＝LF1、LR2＝LR1、KF2＝KF1、KR2＝
KR1である。
そして、F，Rは、以下の式によつて求めら
れる。
れる。
ヨー角加速目標値及び求心Ｇ目標値Gを達
成するための自車の前後輪コーナリングフオース
CF2、CR2は夫々次式で表され、 CF2＝１／2L2（M2LR2 G＋IZ2 ……(10) CR2＝１／2L2（M2LF2 G＋IZ2 ……(11) 又これらを生じさせるための自車の前後輪横す
べり角βF2，βR2は夫々次式で表される。
成するための自車の前後輪コーナリングフオース
CF2、CR2は夫々次式で表され、 CF2＝１／2L2（M2LR2 G＋IZ2 ……(10) CR2＝１／2L2（M2LF2 G＋IZ2 ……(11) 又これらを生じさせるための自車の前後輪横す
べり角βF2，βR2は夫々次式で表される。
βF2＝CF2／KF2 ……(12)
βR2＝CR2／KR2 ……(13)
ここで、自車の横方向速度をy〓2、自車のヨーレ
イトを・2とすると、これらと、上記βF2，βR2と
で、前・後輪舵角の目標値F，Rは夫々次式か
ら求め得る。
イトを・2とすると、これらと、上記βF2，βR2と
で、前・後輪舵角の目標値F，Rは夫々次式か
ら求め得る。
F＝βF2＋（y〓2＋LF2・2）／Ｖ ……(14)
R＝βR2＋（y〓2＋LR2〓2）／Ｖ ……(15)
ここで、
CF2：自車の前輪のコーナリングフオース
CR2：自車の後輪のコーナリングフオース
βF2：自車の前輪の横すべり角
βR2：自車の後輪の横すべり角
・2：自車のヨーレイト
y〓2：自車の横方向速度
である。
ところで(14)，(15)式においてはy〓2，・2が未知
数
であり、これらを次式に説明する。
数
であり、これらを次式に説明する。
まず、・2については、本実施例の目的に照ら
して自車のヨー角加速度‥2を目標ヨー角加速度
に一致させるべきであるから、‥2＝と置く。
次に、求めるべき・2には・2＝∫‥2・dtである
から、・2＝∫‥2・dtで表される。ここで、前記
(8)式より＝‥1であるため、上式は・2＝∫‥
２・dt＝∫‥1・dt＝・1と書き直され、結局・2
＝
・1である。
して自車のヨー角加速度‥2を目標ヨー角加速度
に一致させるべきであるから、‥2＝と置く。
次に、求めるべき・2には・2＝∫‥2・dtである
から、・2＝∫‥2・dtで表される。ここで、前記
(8)式より＝‥1であるため、上式は・2＝∫‥
２・dt＝∫‥1・dt＝・1と書き直され、結局・2
＝
・1である。
次でy〓2については、自車の横方向加速度y¨2が前
記(9)式に対応して y¨2＝G−・2・Ｖ で表され、又この式における〓2は上記したよう
に・1に等しいから、 y¨2＝G−・1・Ｖ と書き直すことができる。ところで上式の右辺は
前記(9)式からy¨1に等しく、 y¨2＝y¨1 であり、上式左辺及び右辺を夫々時間積分して y〓2＝y〓1 である。
記(9)式に対応して y¨2＝G−・2・Ｖ で表され、又この式における〓2は上記したよう
に・1に等しいから、 y¨2＝G−・1・Ｖ と書き直すことができる。ところで上式の右辺は
前記(9)式からy¨1に等しく、 y¨2＝y¨1 であり、上式左辺及び右辺を夫々時間積分して y〓2＝y〓1 である。
以上により、(14)，(15)式で未知の数であつたy〓2，
・2は、運動変数目標値G，‥2から既に判つて
いる目標車両のy〓1，・1に置き換えることができ、
(14)，(15)式から前・後輪舵角の目標値F，Rを求
めることができる。
・2は、運動変数目標値G，‥2から既に判つて
いる目標車両のy〓1，・1に置き換えることができ、
(14)，(15)式から前・後輪舵角の目標値F，Rを求
めることができる。
こうして求められた前・後輪舵角の目標値F，
δRは、次のステツプ205の処理によつて、各々前
輪転舵装置４あるいは後輪転舵装置５に入力され
る。
δRは、次のステツプ205の処理によつて、各々前
輪転舵装置４あるいは後輪転舵装置５に入力され
る。
前輪転舵装置４と後輪転舵装置５は、与えられ
た舵角目標値FあるいはRに前輪９，１０ある
いは後輪１１，１３を転舵するために必要な作動
油圧を油圧式ステアリング装置６，７へ供給し、
これにより、前輪９，１０および後輪１１，１２
の転舵が行われる。
た舵角目標値FあるいはRに前輪９，１０ある
いは後輪１１，１３を転舵するために必要な作動
油圧を油圧式ステアリング装置６，７へ供給し、
これにより、前輪９，１０および後輪１１，１２
の転舵が行われる。
以上の動作により、自車のヨー角加速度および
自車の求心Ｇは、上記ヨー角加速度目標値‥およ
び求心Ｇ目標値Gに等しくなる。これにより、
本実施例装置を搭載した車両は、車速変化に対応
して常に、第５図のヨー慣性変化特性で狙つた通
りの運動特性を有するように制御されることにな
る。
自車の求心Ｇは、上記ヨー角加速度目標値‥およ
び求心Ｇ目標値Gに等しくなる。これにより、
本実施例装置を搭載した車両は、車速変化に対応
して常に、第５図のヨー慣性変化特性で狙つた通
りの運動特性を有するように制御されることにな
る。
すなわち、本実施例では、目標車両のヨー慣性
IZ1(V)を車速Ｖの変化に対して、第５図に示され
るように可変設定するようにしたことにより中低
速域（100Km／ｈ未満）では、機械リンク式ステ
アリング装置を用いた従来車両に比して、操舵応
答性が速く、高速域（100Km／ｈ以上）では、操
舵応答性を適度に鈍くすることができる。
IZ1(V)を車速Ｖの変化に対して、第５図に示され
るように可変設定するようにしたことにより中低
速域（100Km／ｈ未満）では、機械リンク式ステ
アリング装置を用いた従来車両に比して、操舵応
答性が速く、高速域（100Km／ｈ以上）では、操
舵応答性を適度に鈍くすることができる。
この効果をより明確にするために、運動特性を
第６図、第７図に示す。第６図は、50Km／ｈで走
行している場合に、ステアリングハンドルの操舵
をステツプ的に行つたときのヨーレイト変化を示
す図である。なお、図中の特性A1は本実施例装
置塔載車の場合、A2は従来車の場合である。同
様に、第７図は、200Km／ｈで走行している場合
に、ステアリングハンドルの操舵をステツプ的に
行つたときのヨーレイト変化を示す図であり、図
中B1は本実施例装置搭載車の場合、B2は従来車
の場合である。
第６図、第７図に示す。第６図は、50Km／ｈで走
行している場合に、ステアリングハンドルの操舵
をステツプ的に行つたときのヨーレイト変化を示
す図である。なお、図中の特性A1は本実施例装
置塔載車の場合、A2は従来車の場合である。同
様に、第７図は、200Km／ｈで走行している場合
に、ステアリングハンドルの操舵をステツプ的に
行つたときのヨーレイト変化を示す図であり、図
中B1は本実施例装置搭載車の場合、B2は従来車
の場合である。
両図から、低速域では、同じハンドル操作に対
して、従来車に比して、ヨーレイトの立上りおよ
び定常状態に達するまでの時間ともに速く、操舵
応答性が鋭くなること、高速域では、従来車に比
して、ヨーレイトの立上りが適度に鈍くなり、か
つ、ヨーレイトのオーバーシユート量が少なくな
つて、安定性が高くなることが判る。
して、従来車に比して、ヨーレイトの立上りおよ
び定常状態に達するまでの時間ともに速く、操舵
応答性が鋭くなること、高速域では、従来車に比
して、ヨーレイトの立上りが適度に鈍くなり、か
つ、ヨーレイトのオーバーシユート量が少なくな
つて、安定性が高くなることが判る。
なお、上記実施例では、目標車両のヨー慣性
IZ1(V)のみを車速の関数としたが、その他の車両
諸元を車速の関数としても良く、例えば、目標車
両の後輪のコーナリングパワーKR1（これは、等
価コーナリングパワーでもよい）を車則Ｖの上昇
に伴つて増加させれば、高速域では、スタビリテ
イフアクタを大きくし、いかつアンダーステアを
強調して安定感をさらに向上させ、逆に中低速域
では、弱アンダーステア（または、ニユートラル
ステア）として旋回性能を向上させることができ
る。
IZ1(V)のみを車速の関数としたが、その他の車両
諸元を車速の関数としても良く、例えば、目標車
両の後輪のコーナリングパワーKR1（これは、等
価コーナリングパワーでもよい）を車則Ｖの上昇
に伴つて増加させれば、高速域では、スタビリテ
イフアクタを大きくし、いかつアンダーステアを
強調して安定感をさらに向上させ、逆に中低速域
では、弱アンダーステア（または、ニユートラル
ステア）として旋回性能を向上させることができ
る。
また、車速Ｖの上昇とともに、ステアリングギ
ヤ比N1やホイールベースL1を増加させることに
より、高速域で操舵応答性を鈍くし、安定性を向
上させることができる。
ヤ比N1やホイールベースL1を増加させることに
より、高速域で操舵応答性を鈍くし、安定性を向
上させることができる。
そして、上記実施例では、ヨー慣性以外は自車
に相当する車両を目標車両として設定した例を示
したが、これは、自車とは異なるタイプの車両を
目標車両とすれば、自車の運動性能は、その目標
車両の運動性能とすることができる。例えば、自
車がセダン車である場合に、スポーツ車を目標車
両とすれば、車体構造等がセダン車タイプであり
ながらスポーツ車と同等の運動性能を持たせるこ
とができるのである。
に相当する車両を目標車両として設定した例を示
したが、これは、自車とは異なるタイプの車両を
目標車両とすれば、自車の運動性能は、その目標
車両の運動性能とすることができる。例えば、自
車がセダン車である場合に、スポーツ車を目標車
両とすれば、車体構造等がセダン車タイプであり
ながらスポーツ車と同等の運動性能を持たせるこ
とができるのである。
また、上記実施例では、前輪と後輪の転舵を共
に電子制御する車両に適用した例を示したが、こ
れは、前輪が機械リンク式のステアリング装置で
転舵され、後輪の転舵が電子制御されるものであ
つても良い。
に電子制御する車両に適用した例を示したが、こ
れは、前輪が機械リンク式のステアリング装置で
転舵され、後輪の転舵が電子制御されるものであ
つても良い。
さらに、上記実施例においては運動方程式を用
いて目標車両を実現したが、この代りに伝達関数
（特性方程式）の形で目標車両の運転状態を表わ
すことも可能である。そして、この伝達関数の固
有振動数ωo、減衰比ξ等の値を車速に対応して
変化させることで、上記実施例と同様の効果を得
ることができる。
いて目標車両を実現したが、この代りに伝達関数
（特性方程式）の形で目標車両の運転状態を表わ
すことも可能である。そして、この伝達関数の固
有振動数ωo、減衰比ξ等の値を車速に対応して
変化させることで、上記実施例と同様の効果を得
ることができる。
例えば、目標車両のステアリング剛性KS1を等
価CP（コーナリングパワー）の形に置換えるとヨ
ー角加速度‥1のハンドル操舵量θSに対する応答
は、以下の式に示すような２次の伝達関数で近似
的に表わすことができる。1 (S)／θS(S)＝Ｇ‥1 θS(S)Sωo 2Tr（Ｓ＋１／Tr）／S2＋2ξωoＳ＋ωo 2 Ｇ‥1 θS(O)：上式左辺おけるラプラス演算子Ｓが０
の時の値、即ちヨー角加速度‥1に関する定常
ゲイン ξ＝｛M1（LF1 2eKF1＋LR1 2KR1） ＋IZ1（eKF1＋KR1）｝／M1IZ1Vωo Tr＝M1・LF1・Ｖ／２（LF1＋LR1）KR1 であり、eKF1は目標車両の前輪の等価コーナリ
ングパワーである。
価CP（コーナリングパワー）の形に置換えるとヨ
ー角加速度‥1のハンドル操舵量θSに対する応答
は、以下の式に示すような２次の伝達関数で近似
的に表わすことができる。1 (S)／θS(S)＝Ｇ‥1 θS(S)Sωo 2Tr（Ｓ＋１／Tr）／S2＋2ξωoＳ＋ωo 2 Ｇ‥1 θS(O)：上式左辺おけるラプラス演算子Ｓが０
の時の値、即ちヨー角加速度‥1に関する定常
ゲイン ξ＝｛M1（LF1 2eKF1＋LR1 2KR1） ＋IZ1（eKF1＋KR1）｝／M1IZ1Vωo Tr＝M1・LF1・Ｖ／２（LF1＋LR1）KR1 であり、eKF1は目標車両の前輪の等価コーナリ
ングパワーである。
このように、ωo，ξ共に、目標車両の車両諸
元（及び車則）で表わされる。
元（及び車則）で表わされる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明は、所望の
車両諸元を用いた演算によつて車輪舵角を制御す
ることで、車体構造等の自車の本来の車両諸元を
変更することなく所望の運動性能を持たせること
ができる。
車両諸元を用いた演算によつて車輪舵角を制御す
ることで、車体構造等の自車の本来の車両諸元を
変更することなく所望の運動性能を持たせること
ができる。
また、車速の変化に伴つて、目標車両の車両諸
元のうちの少くとも１つを適正に変化させること
によつて、各車速域で常に適切な運動特性を有す
るようにきめ細かな制御が行える。
元のうちの少くとも１つを適正に変化させること
によつて、各車速域で常に適切な運動特性を有す
るようにきめ細かな制御が行える。
第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一
実施例の構成図、第３図は第２図中の前輪転舵装
置と後輪転舵装置および油圧式ステアリング装置
の構成図、第４図は第２図中のマイクロコンピユ
ータによつて実行される処理を示すフローチヤー
ト、第５図は同実施例で用いたれた目標車両のヨ
ー慣性と車速の関係を示す図、第６図および第７
図は同実施例装置を塔載した車両の運動性能を示
す特性図である。 １００……ハンドル操舵量検出手段、１０１…
…車速検出手段、１０２……運動変数目標値演算
手段、１０３……車輪舵角目標値演算手段、１０
４……車輪転舵手段、１０５……車両諸元補正手
段、１……マイクロコンピユータ、２……ハンド
ル操舵量センサ、３……車速センサ、４……前輪
転舵装置、５……後輪転舵装置、６，７……油圧
式ステアリング装置、８……ステアリングハンド
ル、９，１０……前輪、１１，１２……後輪。
実施例の構成図、第３図は第２図中の前輪転舵装
置と後輪転舵装置および油圧式ステアリング装置
の構成図、第４図は第２図中のマイクロコンピユ
ータによつて実行される処理を示すフローチヤー
ト、第５図は同実施例で用いたれた目標車両のヨ
ー慣性と車速の関係を示す図、第６図および第７
図は同実施例装置を塔載した車両の運動性能を示
す特性図である。 １００……ハンドル操舵量検出手段、１０１…
…車速検出手段、１０２……運動変数目標値演算
手段、１０３……車輪舵角目標値演算手段、１０
４……車輪転舵手段、１０５……車両諸元補正手
段、１……マイクロコンピユータ、２……ハンド
ル操舵量センサ、３……車速センサ、４……前輪
転舵装置、５……後輪転舵装置、６，７……油圧
式ステアリング装置、８……ステアリングハンド
ル、９，１０……前輪、１１，１２……後輪。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ステアリングハンドルの操舵量を検出するハ
ンドル操舵量検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 所望の車両緒元を用いた車両の運動状態を示す
方程式に基づいて、前記検出されるステアリング
ハンドル操舵量および車速に対応する車両の運動
変数の目標値を求める運動変数目標値演算手段
と、 少なくとも前記求められた運動変数目標値およ
び自車の車両諸元を用いて、前記運動変数目標値
を実現するための前輪および後輪の少なくとも一
方の車輪舵角の目標値を求める車輪舵角目標値演
算手段と、 前記求められた車輪舵角目標値に対応する車輪
を該目標値まで転舵する車輪転舵手段と、 前記運動変数目標値演算手段で用いられる車両
諸元のうち少なくとも１つを車速を変数に持つ関
数とし、前記車速検出手段により検出される車速
に対応して当該車両諸元を補正する車両諸元補正
手段とを備え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 |
|---|---|---|---|
| JP23136084A JPS61110670A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 車両用舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23136084A JPS61110670A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 車両用舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110670A JPS61110670A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0522629B2 true JPH0522629B2 (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=16922396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23136084A Granted JPS61110670A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 車両用舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61110670A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645824B2 (ja) * | 1973-10-15 | 1981-10-29 |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP23136084A patent/JPS61110670A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61110670A (ja) | 1986-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |