JPH0580389B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0580389B2
JPH0580389B2 JP60289326A JP28932685A JPH0580389B2 JP H0580389 B2 JPH0580389 B2 JP H0580389B2 JP 60289326 A JP60289326 A JP 60289326A JP 28932685 A JP28932685 A JP 28932685A JP H0580389 B2 JPH0580389 B2 JP H0580389B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering angle
wheel
steering
actuator
vehicle
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60289326A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62149560A (en
Inventor
Takeshi Ito
Taketoshi Kawabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP28932685A priority Critical patent/JPS62149560A/en
Publication of JPS62149560A publication Critical patent/JPS62149560A/en
Publication of JPH0580389B2 publication Critical patent/JPH0580389B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering 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
    • B62D7/15Steering 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
    • B62D7/159Steering 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

Landscapes

  • 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-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、予め設定された運動性能に従つて
自車の車輪舵角を制御するようにした車両用舵角
制御装置に係り、特に、車輪の転舵を行うアクチ
ユエータの応答遅れを補償するようにした車両用
舵角制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a steering angle control device for a vehicle that controls the wheel steering angle of a vehicle according to preset motion performance. The present invention relates to a steering angle control device for a vehicle that compensates for a response delay of an actuator that steers wheels.

(従来の技術) 従来、車輪を、ステアリングハンドルとの機械
リンクを用いず、電気的制御回路によつて駆動制
御されるアクチユエータを用いて転舵すること
で、車両の運動性能をコントロールすることを可
能とした装置が提案されている(例えば、特開昭
59−148772号に示されるものがある)。
(Prior Art) Conventionally, the driving performance of a vehicle has been controlled by steering the wheels using actuators that are driven and controlled by an electrical control circuit, without using a mechanical link with a steering wheel. Devices have been proposed to enable this (for example,
59-148772).

この従来装置は、ステアリングハンドルの操舵
角に対応する前・後輪の舵角の目標値を、予め設
定された制御則に従つて決定し、油圧シリンダを
用いたサーボ式アクチユエータによつて、前輪と
後輪を上記舵角目標値に転舵するものである。
This conventional device determines the target value of the steering angle of the front and rear wheels corresponding to the steering angle of the steering wheel according to a preset control law, and uses a servo actuator using a hydraulic cylinder to control the steering angle of the front wheels. and the rear wheels are steered to the above-mentioned target steering angle value.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のようなアクチユエータ
は、一般に、積分動作を行う一次遅れ系であるた
め、制御応答の遅れが生じ、高速走行時における
操縦性を低下させる要因となる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since the above-mentioned actuator is generally a first-order delay system that performs integral action, there is a delay in control response, which is a factor that reduces maneuverability during high-speed driving. Become.

このため、上記アクチユエータの制御系に微分
補償を施すことによつて、上記の遅れを解消する
ことが考えられる。
Therefore, it is possible to eliminate the above delay by applying differential compensation to the control system of the actuator.

ところが、上記舵角目標値の決定をマイクロコ
ンピユータ等のデイジタル回路を用いて行つた場
合、上記微分補償を施す対象となる信号がデイジ
タル信号であるため、この信号を微視的に見る
と、階段状をなしていることから、この信号を通
常の微分回路を用いて微分すると、離散的な微分
値信号となつてしまい、制御が不正確なものにな
る。すなわち、デイジタル回路を用いた制御系に
おいては、微分回路を用いて微分補償を行うこと
は困難である。
However, when the above-mentioned steering angle target value is determined using a digital circuit such as a microcomputer, the signal to which the above-mentioned differential compensation is applied is a digital signal. Therefore, if this signal is differentiated using a normal differentiating circuit, it will become a discrete differential value signal, making control inaccurate. That is, in a control system using a digital circuit, it is difficult to perform differential compensation using a differential circuit.

(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。
(Means for solving the problems) In order to solve the above problems, the present invention provides the first
It is equipped with the means shown in the figure.

舵角目標値決定手段102は、操舵角検出手段
100で検出されるステアリングハンドルの操舵
角θSと車速検出手段101で検出される車速Vに
対応する前輪または後輪の少なくとも一方の制御
対象車輪の舵角の目標値を決定する。
The steering angle target value determining means 102 determines at least one of the front wheels or the rear wheels to be controlled, which corresponds to the steering angle θ S of the steering wheel detected by the steering angle detecting means 100 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed detecting means 101. Determine the target value of the rudder angle.

規範モデル演算手段103は、前記制御対象車
輪を転舵するアクチユエータとして理想的動特性
を備える車輪転舵アクチユエータの規範モデルを
微分方程式を用いて設定し、前記舵角の目標値
を前記規範モデルに与えたときに、該規範モデル
によつて、前記制御対象車輪が転舵されたと仮定
したときの車輪舵角δ*および車輪舵角速度δ・*
求める。
The reference model calculation means 103 sets a reference model of a wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics as an actuator that steers the controlled object wheel using a differential equation, and sets the target value of the steering angle to the reference model. Then, the reference model is used to determine the wheel steering angle δ * and the wheel steering angular velocity δ· * when it is assumed that the control target wheel is steered.

アクチユエータ制御手段106は、前記規範モ
デル演算手段108で求められた車輪舵角の演算
値δ*と実舵角検出手段104で検出される制御対
象車輪の実舵角の検出値δの偏差、および規範モ
デル演算手段103で求められた車輪舵角速度の
演算値δ・*と実舵角速度検出手段105で検出さ
れる制御対象車輪の実舵角速度の検出値δ・の偏差
が、零もしくは最小となるように、制御対象車輪
を転舵する車輪転舵アクチユエータ107へ指令
値Sを与える。
The actuator control means 106 calculates the deviation between the calculated value δ * of the wheel steering angle obtained by the reference model calculation means 108 and the detected value δ of the actual steering angle of the controlled wheel detected by the actual steering angle detection means 104, and The deviation between the calculated value δ* of the wheel steering angular velocity obtained by the reference model calculation means 103 and the detected value δ * of the actual steering angular velocity of the controlled wheel detected by the actual steering angular velocity detection means 105 is zero or minimum. A command value S is given to the wheel steering actuator 107 that steers the wheels to be controlled.

(作 用) 上記舵角目標値決定手段102で決定される舵
角目標値は、目標とする運動性能を自車で実現
するために必要な制御対象車輪の転舵角である。
(Function) The steering angle target value determined by the steering angle target value determining means 102 is the steering angle of the wheel to be controlled that is necessary for realizing the target driving performance in the own vehicle.

従つて、上記舵角目標値に等しくなるように
制御対象車輪を転舵すれば、目標とする運動性能
を自車で実現できる。
Therefore, if the wheels to be controlled are steered so that the steering angle becomes equal to the target steering angle value, the target driving performance can be achieved in the own vehicle.

ここで、前述したように、車輪転舵アクチユエ
ータ107は、動作遅れがあるため、制御に微分
補償が必要である。
Here, as described above, since the wheel steering actuator 107 has an operation delay, differential compensation is required for control.

そこで、本発明は、規範モデル演算手段103
を設け、舵角目標値を理想的動特性を備える車
輪転舵アクチユエータを用いて実現したと仮定し
たときの制御対象車輪の車輪舵角δ*と車輪舵角速
度δ・*を求め、さらに、アクチユエータ制御手段
106によつて、制御対象車輪の実舵角δおよび
実舵角速度δ・が、それぞれ上記車輪舵角の演算値
δ*および車輪舵角速度の演算値δ・*に等しくなる
ように車輪転舵アクチユエータ107を制御する
ようにしている。
Therefore, the present invention provides the reference model calculation means 103
Assuming that the target steering angle value is realized using a wheel steering actuator with ideal dynamic characteristics, determine the wheel steering angle δ * and the wheel steering angular velocity δ * of the wheel to be controlled. The control means 106 causes the wheels to be rotated so that the actual steering angle δ and the actual steering angular velocity δ· of the wheels to be controlled become equal to the calculated value δ * of the wheel steering angle and the calculated value δ· * of the wheel steering angular velocity, respectively. A rudder actuator 107 is controlled.

これによつて、本発明は、通常の微分回路を用
いないで、車輪転舵アクチユエータ107の制御
系の微分補償を行うことができる。
Thereby, the present invention can perform differential compensation of the control system of the wheel steering actuator 107 without using a normal differential circuit.

(実施例) 本発明の一実施例の構成を第2図に示す。(Example) The configuration of one embodiment of the present invention is shown in FIG.

本実施例は、車両の後輪48,49の舵角を制
御して、目標とする運動性能を実現しようとする
ものであり、従つて後輪48,49を制御対象車
輪とする。前輪(図示略)は、従来車両と同様
に、ステアリングハンドル(図示略)との機械リ
ンクによつて転舵がなされる。
In this embodiment, the steering angles of the rear wheels 48 and 49 of the vehicle are controlled to achieve the target driving performance, and therefore the rear wheels 48 and 49 are the wheels to be controlled. The front wheels (not shown) are steered by a mechanical link with a steering wheel (not shown), similar to conventional vehicles.

後輪48,49の転舵は、車輪転舵アクチユエ
ータである油圧シリンダ40によつて行われる。
この油圧シリンダ40は、左右2つの油圧室4
1,42を備えており、これらの油圧室41,4
2へは、油路54,55を介して作動油圧が供給
される。
The rear wheels 48, 49 are steered by a hydraulic cylinder 40, which is a wheel steering actuator.
This hydraulic cylinder 40 has two hydraulic chambers 4 on the left and right.
1, 42, and these hydraulic chambers 41, 4
2 is supplied with hydraulic pressure through oil passages 54 and 55.

両油圧室41,42の油圧差は、制御バルブ5
0によつて制御され、この油圧差に対応してピス
トンロツド45が変位する。このピストンロツド
45の変位は、ナツクルアーム46,47に伝達
されて後輪48,49を転舵する。なお、52は
オイルポンプ、58はリザーバである。また、4
8,44はリターンスプリングである。
The hydraulic pressure difference between the two hydraulic chambers 41 and 42 is determined by the control valve 5.
0, and the piston rod 45 is displaced in response to this oil pressure difference. This displacement of the piston rod 45 is transmitted to the knuckle arms 46, 47 to steer the rear wheels 48, 49. Note that 52 is an oil pump and 58 is a reservoir. Also, 4
8 and 44 are return springs.

そして、制御バルブ50を制御回路30で制御
することで、油圧シリンダ40の制御が行われ
る。
The hydraulic cylinder 40 is controlled by controlling the control valve 50 with the control circuit 30.

制御回路30は、マイクロコンピユータあるい
は他のデイジタル回路で構成されたデイジタル制
御回路である。図中では、この制御回路30の構
成を判り易くするために、ブロツク線図で示して
ある。
The control circuit 30 is a digital control circuit composed of a microcomputer or other digital circuit. In the figure, the configuration of the control circuit 30 is shown in a block diagram for easy understanding.

この制御回路30へ入力されるデータは、ハン
ドル操舵角センサ(操舵角検出手段)21で検出
されるステアリングハンドルの操舵角θSと、車速
センサ(車速検出手段)22で検出される車速V
と、実舵角検出手段としてのストロークセンサ2
3で検出される後輪実舵角δR、および実舵角速度
検出手段としての変位速度センサ24で検出され
る後輪実舵角速度δ・Rである。また、制御回路3
0からは、電流コントローラ38に対し、電流目
標値が後輪(制御対象車輪)の舵角指令値とし
て出力される。
The data input to this control circuit 30 are the steering angle θ S of the steering wheel detected by the steering wheel angle sensor (steering angle detecting means) 21 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 22.
and a stroke sensor 2 as an actual steering angle detection means.
3, and the rear wheel actual steering angle speed δ · R detected by the displacement speed sensor 24 as an actual steering angular speed detection means. In addition, the control circuit 3
From 0, the current target value is output to the current controller 38 as a steering angle command value for the rear wheels (wheels to be controlled).

上記ストロークセンサ23は、実際には、ピス
トンロツド45の変位量を検出するものである
が、このピストンロツド45の変位量は後輪4
8,49の実舵角との相関があるので、このスト
ロークセンサ23の検出信号は後輪実舵角の検出
信号とみなすことができる。同様に、変位速度セ
ンサ24の検出信号は、後輪実舵角速度の検出信
号とみなすことができる。
The stroke sensor 23 actually detects the amount of displacement of the piston rod 45;
Since there is a correlation with the actual steering angle of 8 and 49, the detection signal of the stroke sensor 23 can be regarded as a detection signal of the rear wheel actual steering angle. Similarly, the detection signal of the displacement speed sensor 24 can be regarded as a detection signal of the rear wheel actual steering angular velocity.

制御回路30は、操舵角θSと車速Vに対応する
後輪舵角目標値Rを、予め設定された目標とす
る運動性能に従つて決定する舵角目標値決定部
(舵角目標値決定手段)31と、この舵角目標値
決定部で決定された後輪舵角目標値Rに基づい
て、理想的動特性を有する車輪転舵アクチユエー
タの規範モデルに従つて、後輪舵角指令値δ*およ
び後輪舵角速度指令値δ・*を求める規範アクチユ
エータモデル演算部(規範モデル演算手段)32
とを備えている。
The control circuit 30 includes a steering angle target value determination unit (a steering angle target value determination unit) that determines a rear wheel steering angle target value R corresponding to the steering angle θ S and the vehicle speed V in accordance with a preset target motion performance. Means) 31 and the rear wheel steering angle target value R determined by this steering angle target value determination unit, a rear wheel steering angle command value is determined according to a reference model of a wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics. Standard actuator model calculation unit (standard model calculation means) 32 for calculating δ * and rear wheel steering angular velocity command value δ*
It is equipped with

上記舵角目標値決定部31は、予め設定された
目標とする車両運動特性を備える車両をシミユレ
ートするための数学モデル(以下「目標車両モデ
ル」と言う)と、自車の運動をシミユレートする
ための数学モデル(以下「自車モデル」と言う)
を備えている。自車モデルは、自車の車両諸元を
用いて構成されたものである。
The steering angle target value determining unit 31 includes a mathematical model (hereinafter referred to as "target vehicle model") for simulating a vehicle having preset target vehicle motion characteristics, and a mathematical model for simulating the motion of the own vehicle. mathematical model (hereinafter referred to as "own vehicle model")
It is equipped with The own vehicle model is constructed using the vehicle specifications of the own vehicle.

上記舵角目標値決定部31は、上記目標車両モ
デルを用いて、上記操舵角θSと車速Vが与えられ
たときに車両モデルが呈するヨーレートとヨー角
加速度を求め、これらをヨーレート目標値・、ヨ
ー角加速度目標値‥とした後、これら・,‥を自
車モデルに与えて、自車のヨーレートとヨー角加
速度を・,‥に等しくするために必要な後輪の舵
角(後輪舵角目標値Rである)を決定する。
The steering angle target value determination unit 31 uses the target vehicle model to determine the yaw rate and yaw angular acceleration exhibited by the vehicle model when the steering angle θ S and vehicle speed V are given, and converts these into the yaw rate target value and the yaw angular acceleration. , yaw angular acceleration target value..., then give these to the vehicle model to calculate the rear wheel steering angle (rear wheel steering angle) required to make the vehicle's yaw rate and yaw angular acceleration equal to... The steering angle target value R ) is determined.

上記ヨーレート目標値・とヨー角加速度目標値
‥は、具体的には、以下に示すような演算により
求められる。
Specifically, the yaw rate target value and the yaw angular acceleration target value are determined by the following calculations.

M1(V・y1+・1V)=2CF1+2CR1 …(1) Iz11=2LF1CF1−2LR1CR1 (2) βF1=θS/N1−(Vy1+LF11)/V …(3) βR1=−(Vy1−LR11)/V …(4) CF1=KF1・βF1 …(5) CR1=KR1・βR1 …(6) ‥=‥1 …(7) ・=・ …(8) ここで、 Iz1:目標車両モデルのヨー慣性 M1:目標車両モデルの車体質量 LF1:目標車両モデルの前軸と重心間の距離 LR1:目標車両モデルの後軸と重心間の距離 KF1:目標車両モデルの前輪のコートリングパ
ワー KR1:目標車両モデルの後輪のコーナリングパ
ワー ・、:目標車両モデルのヨーレート ‥1:目標車両モデルのヨー角加速度 Vy1:目標車両モデルの横方向速度 V・y1:目標車両モデルの横方向加速度 βF1:目標車両モデルの前輪の横すべり角 βR1:目標車両モデルの後輪の横すべり角 CF1:目標車両モデルの前輪のコーナリングフ
オース CR1:目標車両モデルの後輪のコーナリングフ
オース そして、上記後輪舵角目標値Rは、以下に示
すような演算により求められる。
M 1 (V・y1 +・1 V)=2C F1 +2C R1 …(1) I z11 =2L F1 C F1 −2L R1 C R1 (2) β F1S /N 1 −(V y1 +L F11 )/V …(3) β R1 =−(V y1 −L R11 )/V …(4) C F1 =K F1・β F1 …(5) C R1 =K R1・β R1 … (6) ‥=‥ 1 …(7) ・=・ …(8) Where, I z1 : Yaw inertia of the target vehicle model M 1 : Body mass of the target vehicle model L F1 : Front axis and center of gravity of the target vehicle model Distance between L R1 : Distance between the rear axle and center of gravity of the target vehicle model K F1 : Coating power of the front wheels of the target vehicle model K R1 : Cornering power of the rear wheels of the target vehicle model ・,: Yaw rate of the target vehicle model ‥ 1 : Yaw angular acceleration of the target vehicle model V y1 : Lateral velocity of the target vehicle model V・y1 : Lateral acceleration of the target vehicle model β F1 : Side slip angle of the front wheels of the target vehicle model β R1 : Rear wheels of the target vehicle model Side slip angle C F1 : Cornering force of the front wheels of the target vehicle model C R1 : Cornering force of the rear wheels of the target vehicle model The rear wheel steering angle target value R is obtained by the calculation shown below.

IK2δ‥F2=N2KS2(θS−N2δF2) −DK2δ・F2−2ξ2CF2 …(9) M2(V・y2+・V)=2CF2+2CR2 …(10) βF2=δF2−(Vy2+LF2・)/V …(11) CF2=KF2βF2 …(12) CR2=(LF2CF2−1/2‥IZ2)/LR2 …(13) βR2=CR2/KR2 …(14) R=βR2+(Vy2−LR2・)/V (15) ここで、 IZ2:自車モデルのヨー慣性 M2:自車モデルの車体重量 L2:自車モデルのホイールベース LF2:自車モデルの前軸と重心間の距離 LR2:自車モデルの後軸と重心間の距離 IK2:自車モデルのキングピン回り慣性 KS2=自車モデルのステアリング剛性 DK2:自車モデルのステアリング系粘性係数 ξ2:自車モデルのトレール N2:自車モデルのステアリングギヤ比 δF2:自車モデルの前輪舵角 Vy2:自車モデルの横方向速度 V・y2:自車モデルの横方向加速度 βF2:自車モデルの前輪の横すべり角 βR2:自車モデルの後輪の横すべり角 CF2:自車モデルの前輪のコーナリングフオース CR2:自車モデルの後輪のコーナリングフオース KF2:自車モデルの前輪のコーナリングパワー KR2:自車モデルの後輪のコーナリングパワー である。 I K2 δ‥ F2 = N 2 K S2S −N 2 δ F2 ) −D K2 δ・F2 −2ξ 2 C F2 …(9) M 2 (V・y2 +・V)=2C F2 +2C R2 … (10) β F2 = δ F2 − (V y2 +L F2・)/V …(11) C F2 = K F2 β F2 …(12) C R2 = (L F2 C F2 −1/2‥I Z2 )/ L R2 …(13) β R2 = C R2 /K R2 …(14) R = β R2 + (V y2 −L R2・)/V (15) Here, I Z2 : Yaw inertia M 2 of own vehicle model : Vehicle weight of own vehicle model L 2 : Wheelbase of own vehicle model L F2 : Distance between front axle and center of gravity of own vehicle model L R2 : Distance between rear axle and center of gravity of own vehicle model I K2 : Own vehicle model Inertia around the kingpin K S2 = Steering rigidity of the own vehicle model D K2 : Steering system viscosity coefficient of the own vehicle model ξ 2 : Trail N of the own vehicle model 2 : Steering gear ratio of the own vehicle model δ F2 : Front wheel of the own vehicle model Rudder angle V y2 : Lateral speed of own vehicle model V・y2 : Lateral acceleration of own vehicle model β F2 : Side slip angle of front wheels of own vehicle model β R2 : Side slip angle of rear wheels of own vehicle model C F2 : Side slip angle of own vehicle model Cornering force of the front wheels of the car model C R2 : Cornering force of the rear wheels of the car model K F2 : Cornering power of the front wheels of the car model K R2 : Cornering power of the rear wheels of the car model.

規範アクチユエータモデル演算部32は、前述
したように、理想的動特性を有する車輪転舵アク
チユエータの規範モデル(すなわち、本実施例で
は、油圧シリンダ40のサーボ系に理想的動特性
を持たせたモデルを規範モデルとする)を備えて
おり、上記後輪舵角Rが与えられたときに、こ
の規範アクチユエータモデルによつて後輪48,
49を転舵したと仮定したときの後輪の舵角およ
び後輪の舵角速度を求める。以下区別のため、こ
こで求められた後輪舵角の演算値および後輪舵角
速度の演算値を、各々後輪舵角指令値δR *および
後輪舵角速度指令値δ・R *とする。
As described above, the reference actuator model calculation unit 32 is configured to create a reference model of a wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics (that is, in this embodiment, the servo system of the hydraulic cylinder 40 has ideal dynamic characteristics). The standard actuator model is a standard actuator model .
The steering angle of the rear wheels and the steering angular velocity of the rear wheels are determined assuming that the steering wheel 49 is turned. For the sake of distinction below, the calculated value of the rear wheel steering angle and the calculated value of the rear wheel steering angular speed obtained here will be referred to as the rear wheel steering angle command value δ R * and the rear wheel steering angular speed command value δ・R * , respectively. .

この規範アクチユエータモデル演算部32で
は、具体的には、次に示す演算を行つて上記後輪
舵角指令値δR *および後輪舵角速度指令値δ・R *
求める。
Specifically, the reference actuator model calculating section 32 performs the following calculations to obtain the rear wheel steering angle command value δ R * and the rear wheel steering angular speed command value δ· R * .

δR *=∫δ・R *dt …(16) δ・R *=1/τMR−δR *) …(17) ここで、TMは、規範アクチユエータモデルの
時定数であり、この時定数τMは、実際のアクチユ
エータ(すなわち、上記油圧シリンダ40のサー
ボ系)の時定数よりも十分に小さく設定されてい
る。
δ R * =∫δ・R * dt …(16) δ・R * =1/τ M ( R − δ R * ) …(17) Here, T M is the time constant of the standard actuator model. This time constant τ M is set to be sufficiently smaller than the time constant of the actual actuator (that is, the servo system of the hydraulic cylinder 40).

そして、制御回路30では、減算部33で後輪
舵角指令値δR *と後輪実舵角の検出値δRの偏差IA
を求め、また、減算部34で後輪舵角速度指令値
δ・R *と後輪実舵角速度の検出値δ・Rの偏差IBを求
める。
In the control circuit 30, the subtraction unit 33 calculates the difference I A between the rear wheel steering angle command value δ R * and the detected value δ R of the rear wheel actual steering angle.
In addition, the subtraction unit 34 calculates the deviation I B between the rear wheel steering angular speed command value δ· R * and the detected value δ· R of the rear wheel actual steering angular speed.

さらに、制御回路30では、上記偏差IAと偏差
IBにゲインKPとKDを与えた後に加え合せて、電
流目標値を形成する。
Furthermore, in the control circuit 30, the above deviation I A and the deviation
I B is given gains K P and K D and then added to form the current target value.

電流コントローラ38は、制御回路30から与
えられる電流目標値に対応して、制御バルブ5
0のソレノイド51へ与える励磁電流iを発生す
る。
The current controller 38 controls the control valve 5 in accordance with the current target value given from the control circuit 30.
0 generates an excitation current i to be applied to the solenoid 51.

そして、δR *とδRの偏差IAと、δ・R *とδ・Rの偏差
IBが零となるまで後輪48,49の転舵が行われ
る。従つて、減算部33,34は本発明における
アクチユエータ制御手段を構成する。
Then, the deviation I A between δ R * and δ R , and the deviation between δ・R * and δ・R
The rear wheels 48 and 49 are steered until I B becomes zero. Therefore, the subtraction units 33 and 34 constitute actuator control means in the present invention.

このような制御によつて、実際に油圧シリンダ
40によつて転舵される後輪48の実舵角δRと実
舵角速度δ・Rは、上記規範アクチユエータモデル
が保有する理想的動特性に従つて変化し、上記舵
角目標値Rを実現することになる。しかも、後
輪舵角速度指令値δ・R *をサーボ系に導入したこと
によつて、このサーボ系の微分補償が行われるこ
とになる。この点について具体的に説明する。
Through such control, the actual steering angle δR and the actual steering angular velocity δ・R of the rear wheels 48 actually steered by the hydraulic cylinder 40 can be adjusted to the ideal dynamics possessed by the above reference actuator model. It changes according to the characteristics, and the above-mentioned steering angle target value R is realized. Furthermore, by introducing the rear wheel steering angular velocity command value δ· R * into the servo system, differential compensation of this servo system is performed. This point will be specifically explained.

先ず、微分補償を行わない場合を仮定してみる
と、このときの後輪舵角指令値δR *に対する後輪
実舵角δRの伝達関数(油圧シリンダ40のサーボ
系を考えた場合のもの)は、 δR(s)/δR *(s)=Kpa/S+Kpa …(18) (但し、aは定数、Sはラプラス演算子である)
となり、前述したように一次遅れ形である。この
ときのサーボ系をブロツク線図で示すと第3図の
ように表わされる。
First, assuming that no differential compensation is performed, the transfer function of the rear wheel actual steering angle δ R to the rear wheel steering angle command value δ R * (considering the servo system of the hydraulic cylinder 40) is ) is δ R (s) / δ R * (s) = K p a / S + K p a … (18) (However, a is a constant and S is the Laplace operator)
As mentioned above, it is a first-order delayed form. The servo system at this time is shown in a block diagram as shown in FIG.

これに対し、本実施例のサーボ系を等価なブロ
ツク線図で表わすと、第4図に示すようになる。
このサーボ系の後輪舵角指令値δR *に対する後輪
実舵角δRの伝達関数は、 δR(s)/δR *(s)=KDaS+KPa/(1+KDa)S
+KPa…(19) となり、前記(18)式に比較すると、速応性の改善が
なされていることが判る。すなわち、(18)式で表わ
されるサーボ系の微分補償を行つた場合と同一の
特性になる。
On the other hand, if the servo system of this embodiment is represented by an equivalent block diagram, it will be as shown in FIG.
The transfer function of the rear wheel actual steering angle δ R to the rear wheel steering angle command value δ R * of this servo system is δ R (s)/δ R * (s)=K D aS+K P a/(1+K D a) S
+K P a (19) When compared with the above equation (18), it can be seen that the rapid response has been improved. In other words, the characteristics are the same as when the differential compensation of the servo system expressed by equation (18) is performed.

なお、KDa≫1ととることができれば、 δR(s)〓δR *(s)になり、極めて高い精度で、実際
のサーボ系の応答性を、上記規範アクチユエータ
モデルの応答性に近づけることができる。
If K D a≫1 can be taken, then δ R (s) 〓 δ R * (s), which means that the response of the actual servo system can be expressed as the response of the above standard actuator model with extremely high accuracy. You can get closer to sex.

そして、規範アクチユエータモデルの応答性を
可能な限り高く設定しておけば(前記規範アクチ
ユエータモデルの時定数τMを十分に短く設定す
る)、実際のサーボ系の応答性も良くなり、前記
後輪舵角目標値Rを応答良く自車の後輪48,
49の実舵角として実現することができる。
If the response of the reference actuator model is set as high as possible (the time constant τ M of the reference actuator model is set sufficiently short), the response of the actual servo system will also be improved. , the rear wheel steering angle target value R of the own vehicle in a responsive manner,
This can be realized as an actual steering angle of 49.

なお、上記規範アクチユエータモデル演算部3
2は、マイクロコンピユータ等のデイジタル演算
回路の一部とすることの他に、アナログ演算回路
(前段にD/A変換器を介在させる)でも構成で
きる。このアナログ演算回路で構成した場合のブ
ロツク線図を第5図、具体的回路を第6図に示
す。第6図中の32Aは差動アンプ、32Bは積
分器である。
Note that the reference actuator model calculation section 3
In addition to being part of a digital arithmetic circuit such as a microcomputer, 2 can also be configured as an analog arithmetic circuit (with a D/A converter interposed at the front stage). FIG. 5 shows a block diagram of a circuit configured with this analog arithmetic circuit, and FIG. 6 shows a specific circuit. In FIG. 6, 32A is a differential amplifier, and 32B is an integrator.

次に、第7図に本発明の他の実施例の構成を示
す。なお、同図中において、前記第2図に示した
実施例と同一構成部分には同一符号を付して、そ
れらの説明は省略する。
Next, FIG. 7 shows the configuration of another embodiment of the present invention. In this figure, the same components as those in the embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted.

本実施例は、制御回路30にフイードバツクす
る後輪実舵角速度δ・Rを、前記実施例のような変
位速度センサ24を用いて検出する代りに、スト
ロークセンサ23で検出された後輪実舵角δRを微
分回路60を用いて微分することで、間接的に検
出するようにしたものである。従つて本例では、
微分回路60が実舵角速度検出手段を構成する。
In this embodiment, instead of detecting the rear wheel actual steering angular velocity δ· R , which is fed back to the control circuit 30, using the displacement speed sensor 24 as in the previous embodiment, the rear wheel actual steering angular velocity detected by the stroke sensor 23 is used. By differentiating the angle δ R using a differentiating circuit 60, it is indirectly detected. Therefore, in this example,
The differentiation circuit 60 constitutes actual steering angular velocity detection means.

ストロークセンサ23の出力信号はアナログ信
号であるため、微分回路60を用いて微分出力を
得ることができる。
Since the output signal of the stroke sensor 23 is an analog signal, a differential output can be obtained using the differential circuit 60.

このように、微分回路60を用いて構成すれ
ば、変位速度センサ24が不要となり、構造を簡
略化できるし、コストの低減も図れる。
In this way, by using the differential circuit 60, the displacement speed sensor 24 becomes unnecessary, the structure can be simplified, and costs can be reduced.

なお、上記微分回路60には、第8図Aに示す
ような伝達特性G=Sの真正の微分回路61の他
に、同図Bに示すような伝達特性G=S/1+τS (但し、τは時定数)の一次のハイパスフイルタ
62や、同図Cに示すような伝達特性G=
bS/S2+aS+b(但し、a,bは定数)の二次のバ ンドパスフイルタ63を用いることも可能であ
る。
The differentiating circuit 60 has a transfer characteristic G=S/1+τS (however, τ is a time constant) and a first-order high-pass filter 62, and a transfer characteristic G= as shown in FIG.
It is also possible to use a second-order bandpass filter 63 of bS/S 2 +aS+b (where a and b are constants).

上記微分回路61、ハイパスフイルタ62、バ
ンドパスフイルタ63の周波数特性を第9図に示
す。同図中のAが微分回路61の特性、Bはハイ
パスフイルタ62の特性、Cがバンドパスフイル
タ63の特性である。
FIG. 9 shows the frequency characteristics of the differential circuit 61, high-pass filter 62, and band-pass filter 63. In the figure, A is the characteristic of the differentiating circuit 61, B is the characteristic of the high-pass filter 62, and C is the characteristic of the band-pass filter 63.

通常、車輪の実舵角速度の周波数領域は、第9
図中のAfで示す領域であるため、上記ハイパス
フイルタ62とバンドパスフイルタ63のカツト
オフ周波数を前記の周波数領域Afより高く設定
しておけば、高周波ノイズに強い微分回路を提供
できる。
Normally, the frequency range of the actual steering angular velocity of the wheels is the 9th
Since this is the region indicated by A f in the figure, if the cutoff frequencies of the high-pass filter 62 and band-pass filter 63 are set higher than the frequency region A f , a differentiating circuit that is resistant to high frequency noise can be provided.

なお、上記実施例では、目標とする運動性能を
自車で実現するために、後輪舵角を制御する例を
示したが、本発明は、この他に、前輪車輪を制御
対象車輪として前輪舵角を制御したり、前輪と後
輪の両者の舵角を制御することで目標とする運動
性能を自車で実現するようにすることもできる。
但し、前輪と後輪の両者の舵角を制御するときに
は、前記制御回路30において、前輪と後輪の舵
角目標値を求めるとともに、前輪の転舵アクチユ
エータの規範モデルと後輪の転舵アクチユエータ
の規範モデルとを用いて前後輪のサーボ系を別々
に微分補償する必要がある。
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the rear wheel steering angle is controlled in order to achieve the target driving performance in the own vehicle, but the present invention also provides an example in which the front wheels are controlled as wheels to be controlled. By controlling the steering angle, or by controlling the steering angles of both the front wheels and the rear wheels, it is also possible to achieve the target driving performance for the own vehicle.
However, when controlling the steering angles of both the front wheels and the rear wheels, the control circuit 30 calculates the target steering angle values of the front wheels and the rear wheels, and also calculates the standard model of the front wheel steering actuator and the rear wheel steering actuator. It is necessary to differentially compensate the front and rear wheel servo systems separately using the reference model.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、予め設
定された目標とする運動性能を、車輪の舵角を制
御することで自車の運動性能として実現すること
ができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, the present invention can realize a preset target driving performance as the driving performance of the own vehicle by controlling the steering angle of the wheels.

また、車輪を転舵するアクチユエータの動作遅
れを補償する手段として、理想的動特性を備える
車輪転舵アクチユエータを数学モデルとして設定
し、この数学モデルを用いて、実際の車輪転舵ア
クチユエータへ与える車輪舵角および車輪舵角速
度の演算値を求めるようにしたことで、実際の車
輪転舵アクチユエータは、上記理想的動特性に近
い動特性を備えることになる。
In addition, as a means of compensating for the delay in the operation of the actuator that steers the wheels, a wheel steering actuator with ideal dynamic characteristics is set up as a mathematical model, and this mathematical model is used to apply the force to the actual wheel steering actuator. By determining the calculated values of the steering angle and the wheel steering angular velocity, the actual wheel steering actuator has dynamic characteristics close to the ideal dynamic characteristics described above.

さらに、この実際の車輪転舵アクチユエータの
サーボ系に、上記車輪舵角速度を介入させたこと
で、サーボ系に微分回路を用いずに微分補償が行
えることになる。
Furthermore, by intervening the wheel steering angular velocity in the servo system of the actual wheel steering actuator, differential compensation can be performed without using a differential circuit in the servo system.

これにより、上記車輪舵角制御をデイジタル演
算回路を用いて行う場合のように、微分回路では
微分補償が困難なときでも、適正な微分補償が行
える。
As a result, even when it is difficult to perform differential compensation using a differential circuit, as in the case where the wheel steering angle control is performed using a digital calculation circuit, appropriate differential compensation can be performed.

また、上記微分補償に必要な車輪舵角速度の演
算値を、前記理想的動特性を備える数学モデルを
用いて求めるようにしたことで、例えば、上記車
輪舵角速度の演算値を求めるためにステアリング
ハンドルの操舵角速度を専用のセンサを用いて検
出し、この操舵角速度を利用するような必要がな
く、操舵情報を検出するセンサの数が少なくて済
む。
Further, by determining the calculated value of the wheel steering angular velocity necessary for the differential compensation using the mathematical model having the ideal dynamic characteristics, for example, in order to obtain the calculated value of the wheel steering angular velocity, There is no need to detect the steering angular velocity using a dedicated sensor and utilize this steering angular velocity, and the number of sensors that detect steering information can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図は微分補償を行わないサ
ーボ系のブロツク線図、第4図は第2図に示した
実施例におけるサーボ系のブロツク線図、第5図
は第2図中の規範アクチユエータモデル演算部の
ブロツク線図、第6図は同規範アクチユエータモ
デル演算部をアナログ回路で構成した場合の回路
図、第7図は本発明の他の実施例の構成図、第8
図A〜Cは第7図中の微分回路の具体例を示す回
路図、第9図は第8図に示した各回路の周波数特
性図である。 100…操舵角検出手段、101…車速検出手
段、102…舵角目標値決定手段、103…規範
モデル演算手段、104…実舵角検出手段、10
5…実舵角速度検出手段、106…アクチユエー
タ制御手段、107…車輪転舵アクチユエータ、
21…ハンドル操舵角センサ(操舵角検出手段)、
22…車速センサ(車速検出手段)、23…スト
ロークセンサ(実舵角検出手段)、24…変位速
度センサ(実舵角速度検出手段)、30…制御回
路、31…舵角目標値決定部(舵角目標値決定手
段)、32…規範アクチユエータモデル演算部
(規範モデル演算手段)、33…減算部(アクチユ
エータ制御手段)、34…減算部(アクチユエー
タ制御手段)、40…油圧シリンダ(車輪転舵ア
クチユエータ)、45…ピストンロツド、48,
49…後輪(制御対象車輪)、50…制御バルブ、
60…微分回路(実舵角速度検出手段)、θS…操
舵角、V…車速、…電流目標値、R…後輪舵
角目標値、δR *…後輪舵角指令値、δ・R *…後輪舵
角速度指令値、δR…後輪実舵角、δ・R…後輪実舵
角速度。
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a block diagram of a servo system without differential compensation, and Fig. 4 is shown in Fig. 2. A block diagram of the servo system in the example, FIG. 5 is a block diagram of the standard actuator model calculation section in FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.
FIGS. A to C are circuit diagrams showing specific examples of the differentiating circuit in FIG. 7, and FIG. 9 is a frequency characteristic diagram of each circuit shown in FIG. 8. 100... Steering angle detection means, 101... Vehicle speed detection means, 102... Steering angle target value determination means, 103... Normative model calculation means, 104... Actual steering angle detection means, 10
5... Actual steering angular velocity detection means, 106... Actuator control means, 107... Wheel steering actuator,
21...Handle steering angle sensor (steering angle detection means),
22... Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means), 23... Stroke sensor (actual steering angle detection means), 24... Displacement speed sensor (actual steering angle speed detection means), 30... Control circuit, 31... Steering angle target value determination unit (studder angle detection means) 32... Reference actuator model calculation unit (normative model calculation unit), 33... Subtraction unit (actuator control unit), 34... Subtraction unit (actuator control unit), 40... Hydraulic cylinder (wheel rotation unit). rudder actuator), 45...piston rod, 48,
49... Rear wheel (control target wheel), 50... Control valve,
60... Differential circuit (actual steering angular speed detection means), θ S ... Steering angle, V... Vehicle speed,... Current target value, R ... Rear wheel steering angle target value, δ R * ... Rear wheel steering angle command value, δ・R * ...Rear wheel steering angular speed command value, δR ...Rear wheel actual steering angle, δ・R ...Rear wheel actual steering angular speed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ステアリングハンドルの操舵角を検出する操
舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 予め設定された目標とする車両運動性能に従つ
て、前記ステアリングハンドルの操舵角および車
速に対応する前輪または後輪の少なくとも一方の
制御対象車輪の舵角の目標値を決定する舵角目標
値決定手段と、 与えられる指令値に従つて、前記制御対象車輪
を転舵する車輪転舵アクチユエータと、 理想的動特性を備える前記車輪転舵アクチユエ
ータの規範モデルを微分方程式を用いて設定し、
前記舵角の目標値を前記規範モデルに与えたとき
に、該規範モデルによつて、前記制御対象車輪が
転舵されたと仮定したときの車輪舵角および車輪
舵角速度を求める規範モデル演算手段と、 前記制御対象車輪の実舵角を検出する実舵角検
出手段と、 前記制御対象車輪の実舵角速度を検出する実舵
角速度検出手段と、 前記規範モデル演算手段で求められた車輪舵角
の演算値と前記実舵角の検出値の偏差、および前
記規範モデル演算手段で求められた車輪舵角速度
の演算値と前記実舵角速度の検出値の偏差が、零
もしくは最小となるように、前記車輪転舵アクチ
ユエータへ指令値を与えるアクチユエータ制御手
段とを具備することを特徴とする車両用舵角制御
装置。
[Scope of Claims] 1. A steering angle detection means for detecting a steering angle of a steering wheel; a vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed; and steering angle target value determining means for determining a target value of the steering angle of at least one of the front wheels or the rear wheels corresponding to the vehicle speed, and a vehicle that steers the controlled wheel according to a given command value. A wheel steering actuator and a reference model of the wheel steering actuator having ideal dynamic characteristics are set using differential equations,
Normative model calculating means for calculating a wheel steering angle and a wheel steering angular speed when the target wheel to be controlled is assumed to be steered by the reference model when the target value of the steering angle is given to the reference model; , an actual steering angle detection means for detecting the actual steering angle of the wheel to be controlled; an actual steering angular speed detection means for detecting the actual steering angular velocity of the wheel to be controlled; The deviation between the calculated value and the detected value of the actual steering angle, and the deviation between the calculated value of the wheel steering angular speed obtained by the reference model calculating means and the detected value of the actual steering angular speed are zero or minimum. 1. A steering angle control device for a vehicle, comprising: actuator control means for giving a command value to a wheel steering actuator.
JP28932685A 1985-12-24 1985-12-24 Steering angle control device for vehicle Granted JPS62149560A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28932685A JPS62149560A (en) 1985-12-24 1985-12-24 Steering angle control device for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28932685A JPS62149560A (en) 1985-12-24 1985-12-24 Steering angle control device for vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62149560A JPS62149560A (en) 1987-07-03
JPH0580389B2 true JPH0580389B2 (en) 1993-11-08

Family

ID=17741743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28932685A Granted JPS62149560A (en) 1985-12-24 1985-12-24 Steering angle control device for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62149560A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2587449B2 (en) * 1988-04-28 1997-03-05 日産自動車株式会社 Rear wheel steering angle control device for vehicles
JP7695845B2 (en) * 2021-08-25 2025-06-19 株式会社日立製作所 Vehicle control device and vehicle control method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07112826B2 (en) * 1984-04-27 1995-12-06 トヨタ自動車株式会社 Rear-wheel steering control method for four-wheel steering vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62149560A (en) 1987-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4773012A (en) System for determining reference cornering behavior of wheeled vehicle
US4441572A (en) Method and a system for steering a wheeled vehicle
US4418780A (en) Method of steering a wheeled vehicle having at least two pairs of steerable road wheels
US10858040B2 (en) Method for the control of vehicle steering and vehicle behaviour
JP2932589B2 (en) Vehicle motion control device
JPH04505737A (en) Vehicle steering system
CN109515512A (en) Line traffic control differential steering system and its control method for wheeled independent drive vehicles
JPH0547428B2 (en)
JPH0825470B2 (en) Rear wheel rudder angle control method
CN119975533B (en) A distributed steering system for multi-axle vehicles and its control method
JPS62149562A (en) Steering angle control device for vehicle
JPH0580389B2 (en)
JPH0518754B2 (en)
JPH0561147B2 (en)
JPH0319107B2 (en)
JPS6234584B2 (en)
JPH0547429B2 (en)
JPS6215173A (en) Vehicle motion state quantity computing device
JPS62221908A (en) Posture control device for vehicle
JPH01311960A (en) Active four-wheel steering gear
JPS62149561A (en) Steering angle control device for vehicle
JP2502761B2 (en) Four-wheel steering system for vehicles
JPH07186996A (en) Auxiliary steering angle control device for vehicle
JPH034429B2 (en)
JPH034428B2 (en)