JPH09175423A - 後輪操舵システム - Google Patents
後輪操舵システムInfo
- Publication number
- JPH09175423A JPH09175423A JP33932395A JP33932395A JPH09175423A JP H09175423 A JPH09175423 A JP H09175423A JP 33932395 A JP33932395 A JP 33932395A JP 33932395 A JP33932395 A JP 33932395A JP H09175423 A JPH09175423 A JP H09175423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- feedback
- wheel steering
- rear wheel
- steering system
- yaw rate
- 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.)
- Pending
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 前後のコーナリングパワーが路面状況や駆動
力によって変化しても、少なくとも２ＷＳの時より安定
性が劣ることのないフィードバックを行うこと。 【解決手段】 後輪舵角を、車体横すべり角か横加速度
のいずれかとヨーレイトとの２つの信号によりフィード
バック制御する後輪操舵システムにおいて、両フィード
バック制御のフィードバック係数の比を設定値以下に設
定した。
力によって変化しても、少なくとも２ＷＳの時より安定
性が劣ることのないフィードバックを行うこと。 【解決手段】 後輪舵角を、車体横すべり角か横加速度
のいずれかとヨーレイトとの２つの信号によりフィード
バック制御する後輪操舵システムにおいて、両フィード
バック制御のフィードバック係数の比を設定値以下に設
定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 この発明は、後輪操舵シス
テムにおいて、ヨーレイト等によるフィードバック制御
をした場合に操縦安定性の安定性確保技術に関する。
テムにおいて、ヨーレイト等によるフィードバック制御
をした場合に操縦安定性の安定性確保技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来の後輪操舵システムとしては、例
えば下記に示すようなものがある。特開昭６３−３１２
２７１号公報，特開平４−３３４６６０号公報に記載さ
れた技術は、共にヨーレイトと横すべり角の２つの信号
をフィードバック制御したものではあるが、ヨーレイ
ト、横すべり角の２つの目標値を求め、それに追従する
ようにフィードバック制御を行うというものである（そ
の時のフィードバック系の安定性は考慮されていな
い）。
えば下記に示すようなものがある。特開昭６３−３１２
２７１号公報，特開平４−３３４６６０号公報に記載さ
れた技術は、共にヨーレイトと横すべり角の２つの信号
をフィードバック制御したものではあるが、ヨーレイ
ト、横すべり角の２つの目標値を求め、それに追従する
ようにフィードバック制御を行うというものである（そ
の時のフィードバック系の安定性は考慮されていな
い）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、この
ような従来の後輪操舵システムにあっては、操縦安定性
について系の安定性の解析が十分にはなされていなかっ
たため、フィードバック係数の設定の仕方によっては、
不安定な系になってしまうという問題点があった。
ような従来の後輪操舵システムにあっては、操縦安定性
について系の安定性の解析が十分にはなされていなかっ
たため、フィードバック係数の設定の仕方によっては、
不安定な系になってしまうという問題点があった。
【０００４】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、前後のコーナリングパワー（Ｃ
f ，Ｃr ）が路面状況や駆動力によって変化しても、少
なくとも２ＷＳの時より安定性が劣ることのないフィー
ドバックを行うことにより上記問題点を解決することを
目的としている。
目してなされたもので、前後のコーナリングパワー（Ｃ
f ，Ｃr ）が路面状況や駆動力によって変化しても、少
なくとも２ＷＳの時より安定性が劣ることのないフィー
ドバックを行うことにより上記問題点を解決することを
目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、後輪舵角を、車体横すべ
り角か横加速度のいずれかとヨーレイトとの２つの信号
によりフィードバック制御する後輪操舵システムにおい
て、両フィードバック制御のフィードバック係数の比を
設定値以下に設定した。請求項２記載の発明では、請求
項１記載の発明において、設定値を走行条件または走行
環境で変えることとした。請求項３記載の発明では、請
求項１記載の発明において、フィードバック係数の比を
正の設定値以下の正の値とした。
め、請求項１記載の発明では、後輪舵角を、車体横すべ
り角か横加速度のいずれかとヨーレイトとの２つの信号
によりフィードバック制御する後輪操舵システムにおい
て、両フィードバック制御のフィードバック係数の比を
設定値以下に設定した。請求項２記載の発明では、請求
項１記載の発明において、設定値を走行条件または走行
環境で変えることとした。請求項３記載の発明では、請
求項１記載の発明において、フィードバック係数の比を
正の設定値以下の正の値とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】 以下、この発明を図面に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施の形態１を示す図
である。まず、構成について説明すると、後輪舵角δｒ
を前輪舵角（δｆ）、ヨーレイト（γ）、車体横すべり
角（β）とで下記（１）式に従って制御する構成となっ
ている。 δｒ＝ＫS ・δf ＋Ｋr ・γ＋Ｋb ・β ……（１） ＫS ：フィードフォワード制御関数 Ｋr ：ヨーレイトによるフィードバック制御関数 Ｋb ：車体横すべり角によるフィードバック制御関数 車両の操縦安定性は、メカニカルなフィードバック系に
なっており、積分器２つを含む図の系で表すことがで
き、各々の係数は図の（２）式で表される。
て説明する。図１は、この発明の実施の形態１を示す図
である。まず、構成について説明すると、後輪舵角δｒ
を前輪舵角（δｆ）、ヨーレイト（γ）、車体横すべり
角（β）とで下記（１）式に従って制御する構成となっ
ている。 δｒ＝ＫS ・δf ＋Ｋr ・γ＋Ｋb ・β ……（１） ＫS ：フィードフォワード制御関数 Ｋr ：ヨーレイトによるフィードバック制御関数 Ｋb ：車体横すべり角によるフィードバック制御関数 車両の操縦安定性は、メカニカルなフィードバック系に
なっており、積分器２つを含む図の系で表すことがで
き、各々の係数は図の（２）式で表される。
【０００７】図１の系を制御系の安定性解折の見方から
解折する。系の安定性はフィードバック部分で決まるの
で、図２の形に整理しなおす。フィードバック部分の４
つのパラメータＢijはＫb ，Ｋr を含む図の（３）式で
表される。ここでＢijの望ましい値を考える。Ｂ12，Ｂ
21は０にすることによりヨーレイト、車体横すべり角の
応答を２次遅れ系から１次遅れ系にすることになるため
０に近づけることが望ましい。（条件１） また、Ｂ11，Ｂ22はその場合の１次遅れ時定数の逆数と
なるため（図３参照）大きい方が望ましい。（条件２） ここでＢijは一般に４ＷＳ（四輪操舵）が必要となる高
速ではＢ21だけ負の値をとることを考慮してＫr ，Ｋb
を０から正の方向に大きくした時、Ｂijが望ましい方向
に動くかをまとめると次表１になる。
解折する。系の安定性はフィードバック部分で決まるの
で、図２の形に整理しなおす。フィードバック部分の４
つのパラメータＢijはＫb ，Ｋr を含む図の（３）式で
表される。ここでＢijの望ましい値を考える。Ｂ12，Ｂ
21は０にすることによりヨーレイト、車体横すべり角の
応答を２次遅れ系から１次遅れ系にすることになるため
０に近づけることが望ましい。（条件１） また、Ｂ11，Ｂ22はその場合の１次遅れ時定数の逆数と
なるため（図３参照）大きい方が望ましい。（条件２） ここでＢijは一般に４ＷＳ（四輪操舵）が必要となる高
速ではＢ21だけ負の値をとることを考慮してＫr ，Ｋb
を０から正の方向に大きくした時、Ｂijが望ましい方向
に動くかをまとめると次表１になる。
【表１】 従って、Ｋr は常に正とするのが良く、Ｋb はＢ22とＢ
12のトレードオフとなり要求性能により変えるのが良い
ことが分かる。
12のトレードオフとなり要求性能により変えるのが良い
ことが分かる。
【０００８】また、この系の安定性を表す特性方程式の
定数項Ｄは次式（４）で表される。 Ｄ＝Ｂ11・Ｂ22−Ｂ12・Ｂ21 ……（４） さらに、前記（３）式を使って整理し、Ｋr ＝Ｋb ＝０
のときの（フィードバック制御を行わない時の）Ｄの値
（Ｄ0 ）との差ΔＤを求めると下記（５）式が得られ
る。 ΔＤ＝Ｄ−Ｄ0 ＝［ｌＶＣf ・Ｋr −（ａｌＣf ＋ｂｍＶ2 ）・Ｋb ］Ｃｒ／（ｍＩz ・Ｖ2 ） ……（５） フィードバック制御することにより少なくとも安定性も
向上させる必要があるためΔＤ≧０でなくてはならな
い。ΔＤ≧ΔＤ0 （ΔＤ0 ：正の定数）として、上記
（５）式を整理しなおすと下記（６）式が得られる。
定数項Ｄは次式（４）で表される。 Ｄ＝Ｂ11・Ｂ22−Ｂ12・Ｂ21 ……（４） さらに、前記（３）式を使って整理し、Ｋr ＝Ｋb ＝０
のときの（フィードバック制御を行わない時の）Ｄの値
（Ｄ0 ）との差ΔＤを求めると下記（５）式が得られ
る。 ΔＤ＝Ｄ−Ｄ0 ＝［ｌＶＣf ・Ｋr −（ａｌＣf ＋ｂｍＶ2 ）・Ｋb ］Ｃｒ／（ｍＩz ・Ｖ2 ） ……（５） フィードバック制御することにより少なくとも安定性も
向上させる必要があるためΔＤ≧０でなくてはならな
い。ΔＤ≧ΔＤ0 （ΔＤ0 ：正の定数）として、上記
（５）式を整理しなおすと下記（６）式が得られる。
【０００９】 Ｋb ≦Ａ1 ・Ｋr −Ａ2 ……（６） Ａ1 ＝（ｌＶ・Ｃf ）／（ａｌＣf ＋ｂｍＶ2 ）， Ａ2 ＝（ｍＩz ・Ｖ2 ・ΔＤ0 ）／（ａｌＣf ＋ｂｍＶ2 ）……（６） ここでＫr は正が望ましいことからＫr ≧０とおきΔＤ
0 は少なくとも正の値が望ましいからΔＤ0 ＝０→Ａ2
＝０とすると、 （Ｋb ／Ｋr ）≦Ａ1 ……（７）が得られる。上記
（７）式が性能を向上しつつ、安定性も向上させる条件
となる。従って、２つのフィードバック係数の比にリミ
ッタを設けることがその条件を満たすことになる。
0 は少なくとも正の値が望ましいからΔＤ0 ＝０→Ａ2
＝０とすると、 （Ｋb ／Ｋr ）≦Ａ1 ……（７）が得られる。上記
（７）式が性能を向上しつつ、安定性も向上させる条件
となる。従って、２つのフィードバック係数の比にリミ
ッタを設けることがその条件を満たすことになる。
【００１０】図４には、他の実施の形態を示す。この実
施の形態はリミッタの値が走行条件等により変わること
から両フィードバック係数をその条件により制御する例
である。 Ａ1 ＝（ｌＶＣf ）／（ａｌＣf ＋ｂｍｖ2 ） ……（８） であるから、走行条件で良く変わるＣf とＶについてＡ
1 の変化を調べる。図５はＣf との関係を示す図で、Ｃ
f の低下に伴いＫb ／Ｋr を小さくする必要があること
がわかる。従ってＣf の低下条件（例えば、横加速度の
増加、登り坂、加速時など）を検出して「Ｋb を小さく
する、あるいはＫr を大きくする、または、両者を行
う」ことにより、安定性の向上を確保している。図６
は、車速との関係を示した図で、単調関数とはならない
が、４ＷＳが必要となる高速では、単調減少とみなすこ
とができる。従って、車速の増加に従って「Ｋb を小さ
くする、あるいはＫr を大きくする、または、両者を行
う」ことにより安定性の向上を確保している。
施の形態はリミッタの値が走行条件等により変わること
から両フィードバック係数をその条件により制御する例
である。 Ａ1 ＝（ｌＶＣf ）／（ａｌＣf ＋ｂｍｖ2 ） ……（８） であるから、走行条件で良く変わるＣf とＶについてＡ
1 の変化を調べる。図５はＣf との関係を示す図で、Ｃ
f の低下に伴いＫb ／Ｋr を小さくする必要があること
がわかる。従ってＣf の低下条件（例えば、横加速度の
増加、登り坂、加速時など）を検出して「Ｋb を小さく
する、あるいはＫr を大きくする、または、両者を行
う」ことにより、安定性の向上を確保している。図６
は、車速との関係を示した図で、単調関数とはならない
が、４ＷＳが必要となる高速では、単調減少とみなすこ
とができる。従って、車速の増加に従って「Ｋb を小さ
くする、あるいはＫr を大きくする、または、両者を行
う」ことにより安定性の向上を確保している。
【００１１】実施の形態３を次に示す。Ｋb はＢ22とＢ
12とのトレードオフであることを示したがＢ22，Ｂ12の
機能をもう少し詳しく述べる。図７のブロック図から次
式が求まる。 γ＝［γin／（Ｓ＋Ｂ11）］＋｛［Ｂ12（Ｂ21・γin＋
Ｂ12・βin）］／［Ｓ2＋（Ｂ11＋Ｂ22）・Ｓ＋Ｄ］｝ β＝［βin／（Ｓ＋Ｂ22）］＋｛［Ｂ21（Ｂ12・βin＋
Ｂ21・γin）］／［Ｓ2＋（Ｂ11＋Ｂ22）・Ｓ＋Ｄ］｝ ここで、Ｂ12を見ると、０にすることによりヨーレイト
（γ）の応答を２次おくれ系から１次おくれ系にするこ
とが分かる。次にＢ22を見ると、大きくすることにより
車体横すべり角の１次おくれ成分の時定数を小さくする
ことが分かる。両者の重要度を比べると、車体横すべり
角の１次おくれ時定数、即ち、応答速度はヨーレイトの
応答を２次系から１次系に変えて非振動的にすることに
より、一般的には重要度が低いといえる。従って、Ｋb
のトレードオフをＢ12重視にすると、Ｋb ≧０が得ら
れ、Ｋb ／Ｋr の比で表すと次式となる。 Ｏ≦（Ｋb ／Ｋr ）≦Ａ1 ……（７’） この式に従った制御係数設定を行えば良い。
12とのトレードオフであることを示したがＢ22，Ｂ12の
機能をもう少し詳しく述べる。図７のブロック図から次
式が求まる。 γ＝［γin／（Ｓ＋Ｂ11）］＋｛［Ｂ12（Ｂ21・γin＋
Ｂ12・βin）］／［Ｓ2＋（Ｂ11＋Ｂ22）・Ｓ＋Ｄ］｝ β＝［βin／（Ｓ＋Ｂ22）］＋｛［Ｂ21（Ｂ12・βin＋
Ｂ21・γin）］／［Ｓ2＋（Ｂ11＋Ｂ22）・Ｓ＋Ｄ］｝ ここで、Ｂ12を見ると、０にすることによりヨーレイト
（γ）の応答を２次おくれ系から１次おくれ系にするこ
とが分かる。次にＢ22を見ると、大きくすることにより
車体横すべり角の１次おくれ成分の時定数を小さくする
ことが分かる。両者の重要度を比べると、車体横すべり
角の１次おくれ時定数、即ち、応答速度はヨーレイトの
応答を２次系から１次系に変えて非振動的にすることに
より、一般的には重要度が低いといえる。従って、Ｋb
のトレードオフをＢ12重視にすると、Ｋb ≧０が得ら
れ、Ｋb ／Ｋr の比で表すと次式となる。 Ｏ≦（Ｋb ／Ｋr ）≦Ａ1 ……（７’） この式に従った制御係数設定を行えば良い。
【００１２】尚、制御関数Ｋr ，Ｋb を定数として扱っ
てきたが動特性を持つ伝達関数を用いる場合は、Ｋr
（Ｓ），Ｋb （Ｓ）で表し、その時の静的安定性を表す
Ｓ＝０の時の値Ｋr （Ｏ），Ｋb （Ｏ）を各々Ｋr ，Ｋ
b の代わりに用いれば同様の効果を得ることができる。
また、車体横すべり角（β）の代わりに横加速度（α）
を用いてフィードバック制御する場合も、下記の数式９
の関係式を用いて、βを消去すれば同様の効果を得る制
御則は容易に求めることができる。
てきたが動特性を持つ伝達関数を用いる場合は、Ｋr
（Ｓ），Ｋb （Ｓ）で表し、その時の静的安定性を表す
Ｓ＝０の時の値Ｋr （Ｏ），Ｋb （Ｏ）を各々Ｋr ，Ｋ
b の代わりに用いれば同様の効果を得ることができる。
また、車体横すべり角（β）の代わりに横加速度（α）
を用いてフィードバック制御する場合も、下記の数式９
の関係式を用いて、βを消去すれば同様の効果を得る制
御則は容易に求めることができる。
【００１３】
【数式９】
【００１４】
【発明の効果】 以上説明してきたように本発明によれ
ば、その構成をヨーレイトと車体横すべり角の両者をフ
ィードバックして制御する後輪舵角制御において、その
係数の比を、系の安定性が向上するように限定すること
としたため、応答性の向上と安定性の向上の両立を常に
実現できるという効果が得られる。さらに、実施の形態
２では、限定条件を走行条件、走行環境により変えるこ
とにより、より精度の高い制御を行うことができるとい
う効果が得られ、また、実施の形態３では、Ｋb の設定
をヨーレイトが非振動的になることを重視して設定する
ことにより車の操縦安定性全体のバランスを良く向上さ
せることができるという効果が得られる。
ば、その構成をヨーレイトと車体横すべり角の両者をフ
ィードバックして制御する後輪舵角制御において、その
係数の比を、系の安定性が向上するように限定すること
としたため、応答性の向上と安定性の向上の両立を常に
実現できるという効果が得られる。さらに、実施の形態
２では、限定条件を走行条件、走行環境により変えるこ
とにより、より精度の高い制御を行うことができるとい
う効果が得られ、また、実施の形態３では、Ｋb の設定
をヨーレイトが非振動的になることを重視して設定する
ことにより車の操縦安定性全体のバランスを良く向上さ
せることができるという効果が得られる。
【図１】実施の形態１のシステムブロック図である。
【図２】実施の形態１のシステムブロック図の変形であ
る。
る。
【図３】Ｂ12を０とした時の、１次遅れ系表現のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】実施の形態２のシステムブロック図である。
【図５】リミッタＡ1 の前輪コーナリングパワーＣf に
よる影響を示す図である。
よる影響を示す図である。
【図６】リミッタＡ1 の車速Ｖによる影響を示す図であ
る。
る。
【図７】フィードバック系の入出力部だけを整理した図
である。
である。
ｍ 車両質量 Ｉｚ ヨー慣性モーメント ａ 重心−前輪間距離 ｂ 重心−後輪間距離 ｌ＝ａ＋ｂ ホイルベース Ｃf 前コーナリングパワー Ｃr 後コーナリングパワー Ｋs フィードフォワード制御関数 Ｋr ヨーレイトによるフィードバック制御関数 Ｋb 車体横すべり角によるフィードバック関数
Claims (3)
- 【請求項１】 後輪舵角を、車体横すべり角か横加速度
のいずれかとヨーレイトとの２つの信号によりフィード
バック制御する後輪操舵システムにおいて、 両フィードバック制御のフィードバック係数の比を設定
値以下に設定したことを特徴とする後輪操舵システム。 - 【請求項２】 請求項１において、設定値を走行条件ま
たは走行環境で変えることを特徴とする後輪操舵システ
ム。 - 【請求項３】 請求項１において、フィードバック係数
の比を正の設定値以下の正の値とすることを特徴とする
後輪操舵システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33932395A JPH09175423A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 後輪操舵システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33932395A JPH09175423A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 後輪操舵システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09175423A true JPH09175423A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18326376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33932395A Pending JPH09175423A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 後輪操舵システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09175423A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008126916A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Honda Motor Co Ltd | 車両の運動制御装置 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP33932395A patent/JPH09175423A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008126916A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Honda Motor Co Ltd | 車両の運動制御装置 |
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