JPH0555347B2 - - Google Patents
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- JPH0555347B2 JPH0555347B2 JP59147018A JP14701884A JPH0555347B2 JP H0555347 B2 JPH0555347 B2 JP H0555347B2 JP 59147018 A JP59147018 A JP 59147018A JP 14701884 A JP14701884 A JP 14701884A JP H0555347 B2 JPH0555347 B2 JP H0555347B2
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- Japan
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- vehicle
- steering
- target value
- motion
- speed
- Prior art date
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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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (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）
本発明は、車両の走行中操舵によつてどのよう
な運動を行わせるかを設定するための、車両の運
動目標値設定装置に関するものである。
な運動を行わせるかを設定するための、車両の運
動目標値設定装置に関するものである。
（従来の技術）
この運動目標値は、例えば車両の旋回走行安定
性を向上させるために行なう前後輪の補助操舵に
有用であるが、かかる補助操舵を行なう装置とし
て本願人は先に特願昭58−201287号における如き
ものを提案済みである。
性を向上させるために行なう前後輪の補助操舵に
有用であるが、かかる補助操舵を行なう装置とし
て本願人は先に特願昭58−201287号における如き
ものを提案済みである。
この補助操舵装置は、ステアリングホイール操
舵と、車速と、車両横加速度またはヨーレイトと
から求まるスタビリテイフアクター実測値が、予
め設定したスタビリテイフアクター目標値となる
よう前輪または後輪を補助操舵するものである。
舵と、車速と、車両横加速度またはヨーレイトと
から求まるスタビリテイフアクター実測値が、予
め設定したスタビリテイフアクター目標値となる
よう前輪または後輪を補助操舵するものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしかかる補助操舵装置では、車両の運動目
標値をスタビリテイフアクター目標値（固定値）
として与えるため、定常円旋回中や緩慢な操舵中
におけるスタビリテイフアクター偏差の補正を行
なう場合は効果的であつても、急操舵中は、車両
のダイナミクスが考慮されていないため、以下の
如く操舵過渡期において制御が不正確になる。
標値をスタビリテイフアクター目標値（固定値）
として与えるため、定常円旋回中や緩慢な操舵中
におけるスタビリテイフアクター偏差の補正を行
なう場合は効果的であつても、急操舵中は、車両
のダイナミクスが考慮されていないため、以下の
如く操舵過渡期において制御が不正確になる。
つまり、急操舵時はこれにより実舵角が与えら
れてから、車両に実際にヨーレイトや横加速度が
発生するまでに相当な時間遅れを生ずる。従つ
て、制御の初期においてヨーレイトまたは横加速
度は０に近く、これを分母として求めるスタビリ
テイフアクター実測値は極端に大きくなり、スタ
ビリテイフアクター目標値との偏差も極端に大き
くなる。これがため当該偏差に基づき補助操舵を
行なう上記の装置では、急操舵制御のハンチング
を生じ、車両の挙動が振動的となり、不安定とな
る。
れてから、車両に実際にヨーレイトや横加速度が
発生するまでに相当な時間遅れを生ずる。従つ
て、制御の初期においてヨーレイトまたは横加速
度は０に近く、これを分母として求めるスタビリ
テイフアクター実測値は極端に大きくなり、スタ
ビリテイフアクター目標値との偏差も極端に大き
くなる。これがため当該偏差に基づき補助操舵を
行なう上記の装置では、急操舵制御のハンチング
を生じ、車両の挙動が振動的となり、不安定とな
る。
この問題解決のために、制御ゲインを極く小さ
な値にすることが考えられるが、この場合定常円
旋回中や緩慢な操舵中における制御の応答性が悪
くなつて、補助操舵の効果を十分達し得なくな
る。
な値にすることが考えられるが、この場合定常円
旋回中や緩慢な操舵中における制御の応答性が悪
くなつて、補助操舵の効果を十分達し得なくな
る。
上述の観点から、補助操舵に当つて車両の運動
目標値はスタビリテイフアクター目標値として与
えるのではなく、車両のダイナミツクを考慮した
目標値として与えるのが好ましい。
目標値はスタビリテイフアクター目標値として与
えるのではなく、車両のダイナミツクを考慮した
目標値として与えるのが好ましい。
本発明は、車両が走行中操舵によつてどのよう
な運動を行なうか、所望の車両諸元を用いて、運
動方程式を解くことにより予測できるとの事実確
認に基づき、この予測結果を車両の運動目標値と
して設定することにより、これが車両のダイナミ
ツクスを考慮したものとなるようにし、例えば補
助操舵に当り上述の要求をかなえ得るようにする
ことを目的とする。
な運動を行なうか、所望の車両諸元を用いて、運
動方程式を解くことにより予測できるとの事実確
認に基づき、この予測結果を車両の運動目標値と
して設定することにより、これが車両のダイナミ
ツクスを考慮したものとなるようにし、例えば補
助操舵に当り上述の要求をかなえ得るようにする
ことを目的とする。
ところで、車両の好適な運動目標値は当然、運
転者によるステアリングホイールの操舵速度を反
映させるべきである。つまり、操舵速度が速いと
いうことは機敏性を要求していることから、車両
諸元のうち、この機敏性に関与するヨー慣性を、
操舵速度が速い程、小さくするのが実際的であ
り、本発明はこの要求をもかなえ得るよう、上記
の車両用運動目標値設定装置をさらに発展させる
ことを目的とする。
転者によるステアリングホイールの操舵速度を反
映させるべきである。つまり、操舵速度が速いと
いうことは機敏性を要求していることから、車両
諸元のうち、この機敏性に関与するヨー慣性を、
操舵速度が速い程、小さくするのが実際的であ
り、本発明はこの要求をもかなえ得るよう、上記
の車両用運動目標値設定装置をさらに発展させる
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段）
この目的のため本発明による車両の運動目標値
設定装置は、 ステアリングホイールの操舵角に対応した電気
信号を発する操舵角検出手段と、 車速に対応した電気信号を発する車速検出手段
と、 ヨー慣性を含む所望の車両諸元を用いて車両の
運動方程式を解くことにより、前記両手段からの
操舵角検出信号および車速検出信号に対応した、
車両の旋回運動に関する車両挙動を演算して運動
目標値とする運動目標値演算手段と、 前記ステアリングホイールの操舵速度を検出す
る操舵速度検出手段と、 該手段により検出された操舵速度が速い程、前
記運動目標値演算手段で用いる車両諸元の１つで
あるヨー慣性を小さくするヨー慣性変更手段とを
設けたものである。
設定装置は、 ステアリングホイールの操舵角に対応した電気
信号を発する操舵角検出手段と、 車速に対応した電気信号を発する車速検出手段
と、 ヨー慣性を含む所望の車両諸元を用いて車両の
運動方程式を解くことにより、前記両手段からの
操舵角検出信号および車速検出信号に対応した、
車両の旋回運動に関する車両挙動を演算して運動
目標値とする運動目標値演算手段と、 前記ステアリングホイールの操舵速度を検出す
る操舵速度検出手段と、 該手段により検出された操舵速度が速い程、前
記運動目標値演算手段で用いる車両諸元の１つで
あるヨー慣性を小さくするヨー慣性変更手段とを
設けたものである。
（作用）
運動目標値演算手段は、ヨー慣性を含む所望の
車両諸元を用いて車両の運動方程式を解くことに
より、操舵角検出手段および車速検出手段からの
操舵角検出信号及び車速検出信号に対応した、車
両の旋回運動に関する車両挙動を演算してこれを
運動目標値とする。
車両諸元を用いて車両の運動方程式を解くことに
より、操舵角検出手段および車速検出手段からの
操舵角検出信号及び車速検出信号に対応した、車
両の旋回運動に関する車両挙動を演算してこれを
運動目標値とする。
よつて、車両の運動目標値が、車両のダイナミ
クスを考慮した目標値として与えられることとな
る。このため、この運動目標値を例えば車輪の補
助操舵制御に用いた時を例によつて説明すると、
急操舵時も操舵過渡期のいて制御のハンチングを
生ずるようなことがなく、安定した補助操舵制御
を実現することができる。従つて、制御の安定を
図るために制御ゲインを小さくするような必要が
なく、定常円旋回中や緩慢な操舵時において制御
の応答性が悪くなると言つた弊害を回避すること
ができる。
クスを考慮した目標値として与えられることとな
る。このため、この運動目標値を例えば車輪の補
助操舵制御に用いた時を例によつて説明すると、
急操舵時も操舵過渡期のいて制御のハンチングを
生ずるようなことがなく、安定した補助操舵制御
を実現することができる。従つて、制御の安定を
図るために制御ゲインを小さくするような必要が
なく、定常円旋回中や緩慢な操舵時において制御
の応答性が悪くなると言つた弊害を回避すること
ができる。
一方でヨー慣性変更手段は、操舵速度検出手段
により検出したステアリングホイールの操舵速度
が速い程、運動目標値演算手段での運動目標値の
演算に当たつて用いる車両諸元の１つであるヨー
慣性を小さくする。このため、運転者が機敏性を
希望して操舵速度を速くするとき、運動目標値演
算手段が上記の通りに演算して求めた運動目標値
も、車両の機敏を提供するようなものとなり、こ
れを常時運転者の要求にマツチさせることができ
る。
により検出したステアリングホイールの操舵速度
が速い程、運動目標値演算手段での運動目標値の
演算に当たつて用いる車両諸元の１つであるヨー
慣性を小さくする。このため、運転者が機敏性を
希望して操舵速度を速くするとき、運動目標値演
算手段が上記の通りに演算して求めた運動目標値
も、車両の機敏を提供するようなものとなり、こ
れを常時運転者の要求にマツチさせることができ
る。
（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。
明する。
第１図乃至第６図は本発明装置の一実施例で、
１は舵角センサ、２は車速センサ、３は演算部を
夫々示す。舵角センサ１は周知のもので、操舵角
に比例した周波数のパルス信号SSを出力し、車速
センサ２も周知のもので、車速に比例した周波数
のパルス信号Svを出力するものとする。舵角セン
サ１からのパルス信号SSは周波数−電圧変換器で
構成した舵角検出部４に入力し、この舵角検出部
４は舵角に比例した電圧信号（操舵方向に応じて
極性の異なる舵角信号）θSを演算部３に供給す
る。車速センサ２からのパルス信号Svは周波数−
電圧変換器で構成した車速検出部５に入力し、こ
の車速検出部５は車速に比例した電圧信号（車速
信号）Ｖを演算部３に供給する。
１は舵角センサ、２は車速センサ、３は演算部を
夫々示す。舵角センサ１は周知のもので、操舵角
に比例した周波数のパルス信号SSを出力し、車速
センサ２も周知のもので、車速に比例した周波数
のパルス信号Svを出力するものとする。舵角セン
サ１からのパルス信号SSは周波数−電圧変換器で
構成した舵角検出部４に入力し、この舵角検出部
４は舵角に比例した電圧信号（操舵方向に応じて
極性の異なる舵角信号）θSを演算部３に供給す
る。車速センサ２からのパルス信号Svは周波数−
電圧変換器で構成した車速検出部５に入力し、こ
の車速検出部５は車速に比例した電圧信号（車速
信号）Ｖを演算部３に供給する。
演算部３には更に、比較器７からの信号を入力
し、その入力に微分回路６を接続する。この微分
回路６は、舵角検出部４が検出した操舵角θSを微
分してその絶対値｜θ・S｜を操舵速度とし、これ
を比較器７の負側入力端子に供給するものとす
る。比較器７の正側入力端子には操舵速度設定値
θ・Rを入力し、かくて比較器２１は操舵速度｜θ・S
｜が設定値θ・R以下の時演算部３にゲイン変更信
号SGを供給することができる。
し、その入力に微分回路６を接続する。この微分
回路６は、舵角検出部４が検出した操舵角θSを微
分してその絶対値｜θ・S｜を操舵速度とし、これ
を比較器７の負側入力端子に供給するものとす
る。比較器７の正側入力端子には操舵速度設定値
θ・Rを入力し、かくて比較器２１は操舵速度｜θ・S
｜が設定値θ・R以下の時演算部３にゲイン変更信
号SGを供給することができる。
演算部３は舵角θSおよび車速Ｖから後述の運動
方程式に基づき車の運動目標値・（この例ではヨ
ーレイト目標値であるが横加速度目標値でもよ
い）を演算するためのもので、非反転増幅器１０
１〜１０８，１１２〜１１４と、可変ゲイン非反
転増幅器１１５と、割算器２０１，２０２と、加
減算器３０１〜３０４と、積分器４０１〜４０４
とを図示の如くに相関させて構成する。
方程式に基づき車の運動目標値・（この例ではヨ
ーレイト目標値であるが横加速度目標値でもよ
い）を演算するためのもので、非反転増幅器１０
１〜１０８，１１２〜１１４と、可変ゲイン非反
転増幅器１１５と、割算器２０１，２０２と、加
減算器３０１〜３０４と、積分器４０１〜４０４
とを図示の如くに相関させて構成する。
各非反増幅器１０１〜１０８，１１２〜１１４
は第２図ａまたは同図ｂに示すような入出力端子
１２０，１２１を持つ周知のものとし（可変ゲイ
ン非反転増幅器１１５については後述する）、各
割算器２０１，２０２は第３図に示すような分子
入力端子２１２、出力端子２１３および分母（車
速Ｖ）入力端子２１４を有する周知のものとし、
各加減算器３０１〜３０４は第４図に示すような
加算入力端子３１２、減算入力端子３１３および
端子３１４は持つた周知のものとし、各積分器４
０１〜４０４は第５図に示すような入力端子４１
２，４１３を持つた周知のものとする。
は第２図ａまたは同図ｂに示すような入出力端子
１２０，１２１を持つ周知のものとし（可変ゲイ
ン非反転増幅器１１５については後述する）、各
割算器２０１，２０２は第３図に示すような分子
入力端子２１２、出力端子２１３および分母（車
速Ｖ）入力端子２１４を有する周知のものとし、
各加減算器３０１〜３０４は第４図に示すような
加算入力端子３１２、減算入力端子３１３および
端子３１４は持つた周知のものとし、各積分器４
０１〜４０４は第５図に示すような入力端子４１
２，４１３を持つた周知のものとする。
なお、可変ゲイン非反転増幅器１１５はゲイン
を変更可能とするために例えば第６図の如く、第
２図ｂの回路に抵抗R3よび電子スイツチ１２２
を追加して構成し、電子スイツチ１２２を上記比
較器７からのゲイン変更信号SGによつてONにさ
れるものとする。かくて増幅器１１５は抵抗Rs，
Rfが等しいものとすると、電子スイツチ１２２
がONかOFFかにより、後述する入出力Ｄ、¨間
に次式が成立するよう機能して、ゲインを変更さ
れ得る。
を変更可能とするために例えば第６図の如く、第
２図ｂの回路に抵抗R3よび電子スイツチ１２２
を追加して構成し、電子スイツチ１２２を上記比
較器７からのゲイン変更信号SGによつてONにさ
れるものとする。かくて増幅器１１５は抵抗Rs，
Rfが等しいものとすると、電子スイツチ１２２
がONかOFFかにより、後述する入出力Ｄ、¨間
に次式が成立するよう機能して、ゲインを変更さ
れ得る。
電子スイツチ１２２がONの時
¨＝R2R3／R2＋R3／R1Ｄ
電子スイツチ１２２がOFFの時
¨＝R2／R1Ｄ
ところで、車両の運動は近似的に次の運動方程
式で表わされることが知られている。
式で表わされることが知られている。
操舵系の運動方程式
Ikδ¨＋Dk＋Ks（δ−θs／Ｎ）
＝2ξkf（β＋lf／Ｖ・） ……(1)
車体重心点の運動方程式
mV（β・＋・＝−2Kf（β＋lf／Ｖ・−δ）
−2Kr（β−lf／Ｖ・） ……(2)
Iz¨＝−2Kf（β＋lf／Ｖ・−δ）lf
＋2Kr（β−lf／Ｖ・）lr ……(3)
但し
：Ik：キングピン回りの慣性モーメント
Dk：キングピン回り粘性係数
Ks：ステアリング剛性
θs：舵舵角
δ：実舵角
Ｎ：オーバー・オール・ギア比
ξ：トレール（ニユーマチツク・トレール＋キヤ
スタ・トレール） ・：ヨーレイト β：重心点横すべり角 kf：フロント・コーナリング・パワー kr：リア・コーナリング・パワー lf：前軸−重心点間距離 lr：後軸−重心点間距離 ｍ：車両質量 Iz：ヨー慣性 ｖ：車速 そして、上記(1)、(2)、(3)式は不々次の(1)′、
(2)′、(3)′式の如くに整理される。
スタ・トレール） ・：ヨーレイト β：重心点横すべり角 kf：フロント・コーナリング・パワー kr：リア・コーナリング・パワー lf：前軸−重心点間距離 lr：後軸−重心点間距離 ｍ：車両質量 Iz：ヨー慣性 ｖ：車速 そして、上記(1)、(2)、(3)式は不々次の(1)′、
(2)′、(3)′式の如くに整理される。
δ¨＝−Dk／Ikξ・−Ks＋2ξKf／Ikδ＋Ks／IkＮθs
＋2ξKf／Ikβ＋2ξKflf／Ik・１／Ｖ・ ……(1)′
β・＝１／Ｖ（−２（Kf＋Kr）／ｍβ＋2Kf／ｍδ
−２（Kflf−Krlr）／ｍ１／Ｖ・）−・……(2)
′ ¨＝−（２（Kflf−Krlr）／Izβ＋2Kflf／Izδ −２（Kflf 2−Krlr 2）／Iz１／Ｖ・ ……(3)′ ところで、車両の挙動は前記(3)式中のヨー慣性
Izが大きい時応答性が悪くなり、ヨー慣性Izが小
さくなるにつれ、応答性が良くなる傾向にある。
本例では、ヨー慣性Izが実際上車両毎に異なる固
定値であるが、これを演算上操舵速度に応じ変化
させることにより、運動目標値を操舵速度による
運転者の要求にマツチさせ得るよう構成する。
′ ¨＝−（２（Kflf−Krlr）／Izβ＋2Kflf／Izδ −２（Kflf 2−Krlr 2）／Iz１／Ｖ・ ……(3)′ ところで、車両の挙動は前記(3)式中のヨー慣性
Izが大きい時応答性が悪くなり、ヨー慣性Izが小
さくなるにつれ、応答性が良くなる傾向にある。
本例では、ヨー慣性Izが実際上車両毎に異なる固
定値であるが、これを演算上操舵速度に応じ変化
させることにより、運動目標値を操舵速度による
運転者の要求にマツチさせ得るよう構成する。
これがため前記(3)′式を書換えると、次式の如
くになる。
くになる。
¨＝１／Iz（−２（Kflf−Krlr）β
＋2Kflfδ−２（Kflf 2−Krlr 2）
×１／Ｖ・） ……(3)″
(1)′式においてDk／Ik＝A1、Ks＋2ξKf／IK＝A2、
Ks／IkＮ＝A3、2ξKf／Ik＝A4、2ξKflf／Ik＝A5（いず
れも 定数）とし、第１図中の非反転増幅器１０１〜１
０５は不々これらA1〜A5に相当するゲインに設
定する。
れも 定数）とし、第１図中の非反転増幅器１０１〜１
０５は不々これらA1〜A5に相当するゲインに設
定する。
また、非反転増幅器１０６〜１０８のゲインは
夫々、上記(2)′式中で２（Kf＋Kr）／ｍ＝A6、2Kf／ｍ
＝ A7、２（Kflf−Krlr）／ｍ＝A8（いずれも定数）とし、 これらに対応するよう設定する。
夫々、上記(2)′式中で２（Kf＋Kr）／ｍ＝A6、2Kf／ｍ
＝ A7、２（Kflf−Krlr）／ｍ＝A8（いずれも定数）とし、 これらに対応するよう設定する。
更に、(3)″式において、Ｉ／IZ＝A15、
２（Kflf−Krlr）＝A12、
2Kflf＝A13、
２（Kflf 2−Krlr 2）＝A14（いずれも常数とし、第
１図中の非反転増幅器１１２〜１１４は、これら
のうち定数A12〜A14に対応するゲインに設定し、
又、可変ゲイン非反転増幅器１１５はA15に対応
するゲインに設定するが、増幅器１１５のゲイン
は前記したように比較器７からの信号SGによつて
変更可能とする。
１図中の非反転増幅器１１２〜１１４は、これら
のうち定数A12〜A14に対応するゲインに設定し、
又、可変ゲイン非反転増幅器１１５はA15に対応
するゲインに設定するが、増幅器１１５のゲイン
は前記したように比較器７からの信号SGによつて
変更可能とする。
上記実施例の作用を次に説明するに、増幅器１
０１は積分器４０１で後述の如くに求めた実舵速
度δに定数A1を乗じた値A1δを加減算器３０１に
入力し、増幅器１０２は積分器４０２で後述の如
くに求めた実舵角δに定数A2を乗じた値A2δを加
減算器３０１に入力し、増幅器１０３は操舵角θS
に定数A3を乗じた値A3θSを加減加算器３０１に
入力し、増幅器１０４は積分器４０３で後述の如
くに求めた重心点横すべり角βに定数A4を乗じ
た値A4βを加減算器３０１に入力し、増幅器１０
５は割算器２０１で後述の如く求めた車速Ｖに対
するヨーレイト・の比、つまり１／Ｖ・に定数A5を 乗じた値A5・１／Ｖ・を加減算器３０１に入力す る。かくて加減算器３０１は前記(1)′式を演算す
ることとなり、実舵角加速度δ¨を求めることがで
きる。この実舵角速度δ¨は積分器４０１により実
舵角速度δにされ、その後積分器４０２により実
舵角δにされる。
０１は積分器４０１で後述の如くに求めた実舵速
度δに定数A1を乗じた値A1δを加減算器３０１に
入力し、増幅器１０２は積分器４０２で後述の如
くに求めた実舵角δに定数A2を乗じた値A2δを加
減算器３０１に入力し、増幅器１０３は操舵角θS
に定数A3を乗じた値A3θSを加減加算器３０１に
入力し、増幅器１０４は積分器４０３で後述の如
くに求めた重心点横すべり角βに定数A4を乗じ
た値A4βを加減算器３０１に入力し、増幅器１０
５は割算器２０１で後述の如く求めた車速Ｖに対
するヨーレイト・の比、つまり１／Ｖ・に定数A5を 乗じた値A5・１／Ｖ・を加減算器３０１に入力す る。かくて加減算器３０１は前記(1)′式を演算す
ることとなり、実舵角加速度δ¨を求めることがで
きる。この実舵角速度δ¨は積分器４０１により実
舵角速度δにされ、その後積分器４０２により実
舵角δにされる。
増幅器１０６は積分器４０３からの重心点横す
べり角βに定数A6を乗じた値A6βを加減算器３０
２に入力し、増幅器１０７は積分器４０２からの
実舵角δに定数A7を乗じた値A7δを加減算器３０
２に入力し、増幅器１０８は割算器２０１からの
１／Ｖ・に定数A8を乗じた値A8・１／Ｖ・を加減算
器 ３０２に入力する。かくて加減算器３０２は前記
(2)′式中右辺の括弧で結んだ内部（その演算値を
Ｂとする）を演算し、その結果Ｂを出力する。割
算器２０２はこの演算値Ｂを車速Ｖで除算し、
Ｂ／Ｖを減算器３０３に入力し、この減算器には別 に積分器４０４で後述の如く求めたヨーレイト・
を入力する。かくして減算器３０３はＢ／Ｖ−・を 演算し、前記(2)′式の演算を終了したことにり、
重心点横すべり角速度β・を出力する。この角速度
β・は次の積分器４０３により重心点横すべり角β
にされる。
べり角βに定数A6を乗じた値A6βを加減算器３０
２に入力し、増幅器１０７は積分器４０２からの
実舵角δに定数A7を乗じた値A7δを加減算器３０
２に入力し、増幅器１０８は割算器２０１からの
１／Ｖ・に定数A8を乗じた値A8・１／Ｖ・を加減算
器 ３０２に入力する。かくて加減算器３０２は前記
(2)′式中右辺の括弧で結んだ内部（その演算値を
Ｂとする）を演算し、その結果Ｂを出力する。割
算器２０２はこの演算値Ｂを車速Ｖで除算し、
Ｂ／Ｖを減算器３０３に入力し、この減算器には別 に積分器４０４で後述の如く求めたヨーレイト・
を入力する。かくして減算器３０３はＢ／Ｖ−・を 演算し、前記(2)′式の演算を終了したことにり、
重心点横すべり角速度β・を出力する。この角速度
β・は次の積分器４０３により重心点横すべり角β
にされる。
増幅器１１２はA12βを加減算器３０４に入力
し、増幅器１１３はA13δを加減算器３０４に入
力し、増幅器１１４は割算器２０１からの１／Ｖ・ に定数A14を乗じた値A14｜／ｖ・を加減算器３０４ に入力する。そして加減算器３０４はこれら入力
を加減算して前記(3)″式中括弧で結んだ内部の演
算器（これをＤで示す）を増幅器１１５に供給す
る。この増幅器１１５は電子スイツチ１２２（第
６図参照）がONOFFかに応じて決定されるゲイ
ン A15＝R2R3／R2＋R3／R1 またはA15＝R2／R1 だけ上記の演算値Ｄを増幅することにより前記
(3)″式の演算を終了し、ヨー角加速度¨を出力す
る。この¨は以後、積分器４０４によりヨーレイ
ト・にされ、このヨーレイト・を一方で減算器４
０３に供給し、他方で車両の運動目標値（ヨーレ
イト目標値）¨として設定する。
し、増幅器１１３はA13δを加減算器３０４に入
力し、増幅器１１４は割算器２０１からの１／Ｖ・ に定数A14を乗じた値A14｜／ｖ・を加減算器３０４ に入力する。そして加減算器３０４はこれら入力
を加減算して前記(3)″式中括弧で結んだ内部の演
算器（これをＤで示す）を増幅器１１５に供給す
る。この増幅器１１５は電子スイツチ１２２（第
６図参照）がONOFFかに応じて決定されるゲイ
ン A15＝R2R3／R2＋R3／R1 またはA15＝R2／R1 だけ上記の演算値Ｄを増幅することにより前記
(3)″式の演算を終了し、ヨー角加速度¨を出力す
る。この¨は以後、積分器４０４によりヨーレイ
ト・にされ、このヨーレイト・を一方で減算器４
０３に供給し、他方で車両の運動目標値（ヨーレ
イト目標値）¨として設定する。
なお、ヨーレイト・はその後割算器２０１によ
り車速Ｖで除算して、１／Ｖとなし、これを前記 増幅器１０５，１０８での演算に資する。
り車速Ｖで除算して、１／Ｖとなし、これを前記 増幅器１０５，１０８での演算に資する。
ところで、操舵速度｜θ・S｜（微分回路２０の出
力）が設定値θ・Rより遅い時、増幅器１１５は電
子スイツチ１２２（第６図参照）のONによりゲ
インA15を上述した処から明らかように小さくさ
れることから、ヨー慣性IZの大きい車両に対応し
たヨー角加速度¨を出力し、結果としてヨーレイ
ト目標値・も当該車両に対応した小さなものとな
る。逆に操舵速度｜θ・S｜が設定値θ・Rより速い場
合、増幅器１１５は電子スイツチ１２２のOFF
によりゲインA15を上述した処から明らかなよう
に大きくされることから、ヨー慣性IZの小さな車
両に対応したヨー角加速度¨を出力し、結果とし
てヨーレイト目標値・も当該車両に対応した大き
なものとなる。
力）が設定値θ・Rより遅い時、増幅器１１５は電
子スイツチ１２２（第６図参照）のONによりゲ
インA15を上述した処から明らかように小さくさ
れることから、ヨー慣性IZの大きい車両に対応し
たヨー角加速度¨を出力し、結果としてヨーレイ
ト目標値・も当該車両に対応した小さなものとな
る。逆に操舵速度｜θ・S｜が設定値θ・Rより速い場
合、増幅器１１５は電子スイツチ１２２のOFF
によりゲインA15を上述した処から明らかなよう
に大きくされることから、ヨー慣性IZの小さな車
両に対応したヨー角加速度¨を出力し、結果とし
てヨーレイト目標値・も当該車両に対応した大き
なものとなる。
上述の如くに求めた目標値・を車両の前輪補助
操舵に用いるようにした本発明装置の応用例を第
７図に示す。この図中１０が第１図に示す本発明
装置で、１１は車体、１２は操舵系、１３はヨー
レイト偏差演算器、１４はゲイン設定器、１５は
補助操舵部を夫々示す。ステアリングホイールよ
り入力された操舵角θSは操舵系１２を介してその
ギヤ比に応じ実舵角δにされ、車体１１の操舵輪
（前輪）に伝わる。一方、運動目標値設定装置１
０は前述したように操舵角θSおよび車速Ｖに基づ
き前述の運動方程式を演算して、ヨーレイト目標
値・を求め、これをヨーレイト偏差演算部１３に
供給する。
操舵に用いるようにした本発明装置の応用例を第
７図に示す。この図中１０が第１図に示す本発明
装置で、１１は車体、１２は操舵系、１３はヨー
レイト偏差演算器、１４はゲイン設定器、１５は
補助操舵部を夫々示す。ステアリングホイールよ
り入力された操舵角θSは操舵系１２を介してその
ギヤ比に応じ実舵角δにされ、車体１１の操舵輪
（前輪）に伝わる。一方、運動目標値設定装置１
０は前述したように操舵角θSおよび車速Ｖに基づ
き前述の運動方程式を演算して、ヨーレイト目標
値・を求め、これをヨーレイト偏差演算部１３に
供給する。
演算部１３は車体１１に設けた図示せざるヨー
レイトセンサからのヨーレイト実測値・をも入力
されており、これとヨーレイト目標値・その偏差
を演算する。補助操舵部１５はこの偏差にゲイン
設定器１４で設定した定数Ｃを乗じた値に基づ
き、前輪の実舵角δを補正し、上記の偏差が零と
なるように、つまりヨーレイト実測値・が目標値
・となるように前輪を補助操舵して、車両の旋回
走行安定性を向上させることができる。
レイトセンサからのヨーレイト実測値・をも入力
されており、これとヨーレイト目標値・その偏差
を演算する。補助操舵部１５はこの偏差にゲイン
設定器１４で設定した定数Ｃを乗じた値に基づ
き、前輪の実舵角δを補正し、上記の偏差が零と
なるように、つまりヨーレイト実測値・が目標値
・となるように前輪を補助操舵して、車両の旋回
走行安定性を向上させることができる。
ところで、この制御に用いる目標値・は前述し
た通り、車両の運動方程式により予測される挙動
に対応したものであるから、車両のダイナミクス
を考慮したものとなり、定常円旋回中や緩慢な操
舵中においてはもとより、急操舵時の過渡期にお
いても常に好適なステア特性が得られ、いかなる
走行状態のもとでも狙い通りの旋回走行安定性を
確保することができる。
た通り、車両の運動方程式により予測される挙動
に対応したものであるから、車両のダイナミクス
を考慮したものとなり、定常円旋回中や緩慢な操
舵中においてはもとより、急操舵時の過渡期にお
いても常に好適なステア特性が得られ、いかなる
走行状態のもとでも狙い通りの旋回走行安定性を
確保することができる。
しかも、増幅器１１５での操舵速度｜θ・S｜に
応じた前記ゲイン変更により、操舵速度が遅い時
は（直進中を含む）、ヨーレイト目標値・を小さ
くして安定感を重視した制御を行ない、逆に操舵
速度が速い場合はヨーレイト目標値・を大きくし
て応答性を重視した制御を行なうことができると
いつたような相反する要件を同時に満足させるこ
とができる。
応じた前記ゲイン変更により、操舵速度が遅い時
は（直進中を含む）、ヨーレイト目標値・を小さ
くして安定感を重視した制御を行ない、逆に操舵
速度が速い場合はヨーレイト目標値・を大きくし
て応答性を重視した制御を行なうことができると
いつたような相反する要件を同時に満足させるこ
とができる。
なお、本例では、増幅器１１５のゲインを２段
階に切換えるようにしたが、より多段に切換える
ようにしたり、操舵速度｜θ・S｜の関数として連
続的に変化させるようにし、これにより一層きめ
細かに演算部３の特性を変更するようにもなし得
る。また、演算部３の特性を変更させるに当つて
は増幅器１１５に限らず、他の部分を可変にして
もよい。
階に切換えるようにしたが、より多段に切換える
ようにしたり、操舵速度｜θ・S｜の関数として連
続的に変化させるようにし、これにより一層きめ
細かに演算部３の特性を変更するようにもなし得
る。また、演算部３の特性を変更させるに当つて
は増幅器１１５に限らず、他の部分を可変にして
もよい。
更に、上述の例では車両の運動目標値をヨーレ
イト目標値・として設定するようにしたが、横加
速度目標値等その他の目標値として設定すること
も可能であることは言うまでもない。また、いず
れの目標値として設定するにしても、本発明装置
は上記補助操舵に用途を限られるものでなく、制
動力前後配分制御や、４輪駆動車の駆動力前後配
分制御にも用いることができる。この場合、車両
の加減速時における荷重移動や、スリツプによる
コーナリングフオースの低下で変化する傾向にあ
るステア特性を安定に保つことができる。
イト目標値・として設定するようにしたが、横加
速度目標値等その他の目標値として設定すること
も可能であることは言うまでもない。また、いず
れの目標値として設定するにしても、本発明装置
は上記補助操舵に用途を限られるものでなく、制
動力前後配分制御や、４輪駆動車の駆動力前後配
分制御にも用いることができる。この場合、車両
の加減速時における荷重移動や、スリツプによる
コーナリングフオースの低下で変化する傾向にあ
るステア特性を安定に保つことができる。
更に上述の例では本発明装置をアナログ回路で
構成したが、マイクロコンピユータ等のデジタル
回路で構成してもよいこと勿論である。
構成したが、マイクロコンピユータ等のデジタル
回路で構成してもよいこと勿論である。
第８図は本発明の他の例で、演算部３の内部に
ついては明瞭に保つため、第１図と異なる部分の
みを示す。第１図における積分器４０１〜４０４
（具体例は第５図参照）は作動中ドリフト（誤差）
を生じ、これが蓄積されることから、長時間の作
動中運動目標演算値・が無視し得ない程の誤差を
もつたものになる懸念がある。第８図の例はこの
懸念をなすようにした例で、具体的には各積分器
４０１〜４０４の帰還コンデンサ４１４に電子ス
イツチ４１５を並列接続し、これら電子スイツチ
４１５をONにするための直進判定部４１６を設
ける。
ついては明瞭に保つため、第１図と異なる部分の
みを示す。第１図における積分器４０１〜４０４
（具体例は第５図参照）は作動中ドリフト（誤差）
を生じ、これが蓄積されることから、長時間の作
動中運動目標演算値・が無視し得ない程の誤差を
もつたものになる懸念がある。第８図の例はこの
懸念をなすようにした例で、具体的には各積分器
４０１〜４０４の帰還コンデンサ４１４に電子ス
イツチ４１５を並列接続し、これら電子スイツチ
４１５をONにするための直進判定部４１６を設
ける。
直進判定部４１６は例えばタイマ内蔵のマイク
ロコンピユータで構成し、舵角比例の周波数をも
つたパルス信号SSを基に操舵角θSが所定時間（例
えば２秒）以上設定値（例えば±10°）以下であ
るか否かによつて直進走行か否かを判別するもの
とする。直進走行でなければ直進判定部４１６は
各電子スイツチ４１５をOFFに保つて積分器４
０１〜４０４を夫々、従つて演算部３を前述した
例と同様に作動させて、運動目標値・を演算す
る。そしてこの演算が不要な直進走行時に直進判
定部４１６は各電子スイツチ４１５をONにし、
積分器４０１〜４０４を夫々リセツトすることに
より、これら積分器のドリフトをキヤンセルす
る。これにより運動目標値・の演算誤差を常にほ
とんど無視し得る範囲内の小さなものとすること
ができる。
ロコンピユータで構成し、舵角比例の周波数をも
つたパルス信号SSを基に操舵角θSが所定時間（例
えば２秒）以上設定値（例えば±10°）以下であ
るか否かによつて直進走行か否かを判別するもの
とする。直進走行でなければ直進判定部４１６は
各電子スイツチ４１５をOFFに保つて積分器４
０１〜４０４を夫々、従つて演算部３を前述した
例と同様に作動させて、運動目標値・を演算す
る。そしてこの演算が不要な直進走行時に直進判
定部４１６は各電子スイツチ４１５をONにし、
積分器４０１〜４０４を夫々リセツトすることに
より、これら積分器のドリフトをキヤンセルす
る。これにより運動目標値・の演算誤差を常にほ
とんど無視し得る範囲内の小さなものとすること
ができる。
（発明の効果）
かくして本発明による車両運動目標値設定装置
は上述の如く、 ヨー慣性を含む所望の車両諸元を用いて車両の
運動方程式を解くことにより、車両の旋回運動に
関する車両挙動を演算して、これを運動目標値と
する構成にしたから、 車両の運動目標値が、車両のダイナミツクスを
考慮した目標値として与えられることとなり、こ
のため、この運動目標値を例えば車輪の補助操舵
制御に用いた時を例にとつて説明すると、急操舵
時も操舵過渡期において制御のハンチングを生ず
るようなことがなく、安定した補助操舵制御を実
現することができる。従つて、制御の安定を図る
ために補助操舵制御ゲインを小さくするような必
要がなく、定常円旋回中や緩慢な操舵時において
制御の応答性が悪くなると言つた弊害を回避する
ことができる。
は上述の如く、 ヨー慣性を含む所望の車両諸元を用いて車両の
運動方程式を解くことにより、車両の旋回運動に
関する車両挙動を演算して、これを運動目標値と
する構成にしたから、 車両の運動目標値が、車両のダイナミツクスを
考慮した目標値として与えられることとなり、こ
のため、この運動目標値を例えば車輪の補助操舵
制御に用いた時を例にとつて説明すると、急操舵
時も操舵過渡期において制御のハンチングを生ず
るようなことがなく、安定した補助操舵制御を実
現することができる。従つて、制御の安定を図る
ために補助操舵制御ゲインを小さくするような必
要がなく、定常円旋回中や緩慢な操舵時において
制御の応答性が悪くなると言つた弊害を回避する
ことができる。
加えて、ステアリングホイールの操舵速度が速
い程、上記した運動目標値の演算に当たつて用い
る車両諸元の一つであるヨー慣性を小さくするた
め、運転車が機敏性を希望して操舵速度を速くす
るとき、演算により求めた運動目標値も、車両の
機敏を提供するようになものとなり、逆に運転車
が緩慢な操舵を行なうときは、ヨー慣性が大きく
て、これを用いて求めた運動目標値も、高安定な
車両挙動を提供するようなものとなり、車両の運
動目標値を常時運転者の要求にマツチさせること
ができる。
い程、上記した運動目標値の演算に当たつて用い
る車両諸元の一つであるヨー慣性を小さくするた
め、運転車が機敏性を希望して操舵速度を速くす
るとき、演算により求めた運動目標値も、車両の
機敏を提供するようになものとなり、逆に運転車
が緩慢な操舵を行なうときは、ヨー慣性が大きく
て、これを用いて求めた運動目標値も、高安定な
車両挙動を提供するようなものとなり、車両の運
動目標値を常時運転者の要求にマツチさせること
ができる。
第１図は本発明装置の一実施例を示すブロツク
線図、第２図ａ，ｂは夫々同装置の非反転増幅器
を例示する回路図、第３図は同装置の割算器を例
示する回路図、第４図は同装置の加減算器を例示
する回路図、第５図は同装置の積分器を例示する
路図、第６図は同装置の可変ゲイン非反転増幅器
を例示する回路図、第７図は本発明装置の応用例
を示す車両の前輪補助操舵システム図、第８図は
本発明装置の他の例を示すブロツク線図である。 １……舵角センサ、２……車速センサ、３……
演算部（運動目標値演算手段）、４……舵角検出
部（操舵角検出手段）、５……車速検出部（車速
検出手段）、６……微分回路（操舵速度検出手
段）、７……比較器、１０……本発明装置、１１
……車体、１２……操舵系、１３……ヨーレイト
偏差演算部、１４……ゲイン設定器、１５……補
助操舵部、１０１〜１０８，１１２〜１１４……
非反転増幅器、１１５……可変ゲイン非反転増幅
器（ヨー慣性変更手段）、１２２……ゲイン変更
用電子スイツチ、２０１，２０２……割算器、３
０１〜３０４……加減算器、４０１〜４０４……
積分器、４１６……直進判定部、４１５……リセ
ツト用電子スイツチ。
線図、第２図ａ，ｂは夫々同装置の非反転増幅器
を例示する回路図、第３図は同装置の割算器を例
示する回路図、第４図は同装置の加減算器を例示
する回路図、第５図は同装置の積分器を例示する
路図、第６図は同装置の可変ゲイン非反転増幅器
を例示する回路図、第７図は本発明装置の応用例
を示す車両の前輪補助操舵システム図、第８図は
本発明装置の他の例を示すブロツク線図である。 １……舵角センサ、２……車速センサ、３……
演算部（運動目標値演算手段）、４……舵角検出
部（操舵角検出手段）、５……車速検出部（車速
検出手段）、６……微分回路（操舵速度検出手
段）、７……比較器、１０……本発明装置、１１
……車体、１２……操舵系、１３……ヨーレイト
偏差演算部、１４……ゲイン設定器、１５……補
助操舵部、１０１〜１０８，１１２〜１１４……
非反転増幅器、１１５……可変ゲイン非反転増幅
器（ヨー慣性変更手段）、１２２……ゲイン変更
用電子スイツチ、２０１，２０２……割算器、３
０１〜３０４……加減算器、４０１〜４０４……
積分器、４１６……直進判定部、４１５……リセ
ツト用電子スイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ステアリングホイールの操舵角に対応した電
気信号を発する操舵角検出手段と、 車速に対応した電気信号を発する車速検出手段
と、 ヨー慣性を含む所望の車両諸元を用いて車両の
運動方程式を解くことにより、前記両手段からの
操舵角検出信号および車速検出信号に対応した、
車両の旋回運動に関する車両挙動を演算して運動
目標値とする運動目標値演算手段と、 前記ステアリングホイールの操舵速度を検出す
る操舵速度検出手段と、 該手段により検出された操舵速度が速い程、前
記運動目標値演算手段で用いる車両諸元の１つで
あるヨー慣性を小さくするヨー慣性変更手段とを
具備することを特徴とする車両の運動目標値設定
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14701884A JPS6127763A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 車両の運動目標値設定装置 |
| US06/755,352 US4773012A (en) | 1984-07-17 | 1985-07-16 | System for determining reference cornering behavior of wheeled vehicle |
| DE19853525543 DE3525543A1 (de) | 1984-07-17 | 1985-07-17 | Lenkhilfeeinrichtung fuer kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14701884A JPS6127763A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 車両の運動目標値設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6127763A JPS6127763A (ja) | 1986-02-07 |
| JPH0555347B2 true JPH0555347B2 (ja) | 1993-08-16 |
Family
ID=15420680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14701884A Granted JPS6127763A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 車両の運動目標値設定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4773012A (ja) |
| JP (1) | JPS6127763A (ja) |
| DE (1) | DE3525543A1 (ja) |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167666A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置 |
| JPS62137276A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-20 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵系制御装置 |
| JPH07121701B2 (ja) * | 1986-03-25 | 1995-12-25 | 日産自動車株式会社 | 車両用実舵角制御装置 |
| DE3633342A1 (de) * | 1986-10-01 | 1988-04-14 | Daimler Benz Ag | Kraftfahrzeug mit vorder- und hinterradlenkung, insbesondere vierradlenkung |
| US5189621A (en) * | 1987-05-06 | 1993-02-23 | Hitachi, Ltd. | Electronic engine control apparatus |
| JPS63287674A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の舵角制御装置 |
| JPS63306968A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電動式パワステアリング装置の制御装置 |
| JP2618240B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1997-06-11 | 富士重工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
| JPH0725307B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1995-03-22 | 本田技研工業株式会社 | 前輪転舵角の制御方法 |
| EP0312096B1 (en) * | 1987-10-15 | 1992-12-30 | Mazda Motor Corporation | Friction detecting device for vehicles |
| JPH0764221B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1995-07-12 | 日産自動車株式会社 | 差動制限力制御装置 |
| US4951199A (en) * | 1987-11-16 | 1990-08-21 | Whitehead John C | Steering stabilizing method and apparatus for suppressing the weave mode |
| JP2578142B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1997-02-05 | 日産自動車株式会社 | 車両の補助操舵装置 |
| JP2505240B2 (ja) * | 1988-02-24 | 1996-06-05 | 日産自動車株式会社 | ４輪操舵制御装置 |
| JP2715491B2 (ja) * | 1988-03-03 | 1998-02-18 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路 |
| EP0338588B1 (en) * | 1988-04-22 | 1994-03-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Driving wheel torque control device for vehicle |
| DE3819849A1 (de) * | 1988-06-10 | 1989-12-14 | Siemens Ag | Prozessrechnergesteuerte aktive hinterachsenkinematik eines kfz |
| US5156229A (en) * | 1988-09-13 | 1992-10-20 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Steering control apparatus |
| US5313389A (en) * | 1988-09-13 | 1994-05-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fail-safe mechanism for vehicle stability augmentation steering system |
| US4941097A (en) * | 1988-09-13 | 1990-07-10 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Steering control methods and apparatus |
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