JPH0580389B2 - - Google Patents
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- 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
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- JP
- Japan
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- steering angle
- wheel
- steering
- actuator
- vehicle
- 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-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。
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。
（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）。
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）。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
図に示す手段を備える。
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。
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。
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・*を
求める。
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・*を
求める。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（実施例）
本発明の一実施例の構成を第２図に示す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
することで、油圧シリンダ４０の制御が行われ
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
‥は、具体的には、以下に示すような演算により
求められる。
M1（Ｖ・y1＋・1V）＝2CF1＋2CR1 …(1)
Iz1‥1＝2LF1CF1−2LR1CR1 (2)
βF1＝θS／N1−（Vy1＋LF1・1）／Ｖ …(3)
βR1＝−（Vy1−LR1・1）／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。
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。
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。
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。
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。
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 *を
求める。
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 *を
求める。
δR *＝∫δ・R *dt …(16)
δ・R *＝１／τM（R−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28932685A JPS62149560A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 車両用舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28932685A JPS62149560A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 車両用舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62149560A JPS62149560A (ja) | 1987-07-03 |
| JPH0580389B2 true JPH0580389B2 (ja) | 1993-11-08 |
Family
ID=17741743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28932685A Granted JPS62149560A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 車両用舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62149560A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2587449B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1997-03-05 | 日産自動車株式会社 | 車両用後輪舵角制御装置 |
| JP7695845B2 (ja) * | 2021-08-25 | 2025-06-19 | 株式会社日立製作所 | 車両制御装置、車両制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07112826B2 (ja) * | 1984-04-27 | 1995-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 四輪操舵車の後輪操舵制御方法 |
-
1985
- 1985-12-24 JP JP28932685A patent/JPS62149560A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62149560A (ja) | 1987-07-03 |
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