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発明の名称 前後輪操舵制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−72024(P2000−72024A)
公開日 平成12年3月7日(2000.3.7)
出願番号 特願平10−239622
出願日 平成10年8月26日(1998.8.26)
代理人
発明者 小野 仁 / 毛利 宏
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ステアリング操舵角検出手段と、前輪および後輪アクチュエータ制御指令値計算手段と、後輪のアクチュエータの作動範囲の限界によるアクチュエータ制御指令値に対する補助操舵角の不足量を計算する後輪補助操舵角不足量演算手段と、後輪補助操舵角不足量に適度なゲインを乗じた後、前輪のアクチュエータ制御指令値に加算する指令値補正手段と、を備えることを特徴とする前後輪操舵制御装置。
【請求項2】 請求項1記載の前後輪操舵制御装置において、ステアリング操舵角の角速度を演算するステアリング角速度演算手段を備え、ステアリング操舵角の角速度に応じて、前輪アクチュエータ制御指令値へ加算する後輪補助操舵角不足量のゲインを変更することを特徴とする前後輪操舵制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、前輪および後輪ともに補助操舵角を付加することのできる、前後輪操舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の前後輪操舵制御装置で、後輪のアクチュエータの作動範囲の限界によりアクチュエータ制御指令値に対する補助操舵角が不足したときの対処方法としては、例えば、特開平3−92484号公報に記載のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来の対処方法においては、後輪のアクチュエータの作動範囲が限界に達した時点で前輪のアクチュエータの制御を中止してしまうため、過渡的な状態で後輪のアクチュエータの作動範囲が限界に達した場合、前輪のアクチュエータの指令角が不連続になる場合や、定常ヨーレートが目標としていた値と大きくかけ離れてしまう場合があった。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、第1の目的は、過渡的な状態で後輪のアクチュエータの作動範囲が限界に達した場合でも、前輪のアクチュエータの指令角が不連続にならないようにすることである。第2の目的は、第1の目的を達成しつつ、定常ヨーレートを目標値と一致させることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の第1の目的を達成するため請求項1記載の発明では、図1のクレーム対応図に示すように、ステアリング操舵角検出手段aと、前輪および後輪アクチュエータ制御指令値計算手段b,cと、後輪のアクチュエータの作動範囲の限界による指令角に対する補助操舵角の不足量を計算する、後輪補助操舵角不足量演算手段dと、補助操舵角の不足量を前輪のアクチュエータ指令角に適度なゲインを乗じた後、加算する指令値補正手段eとを備えることを特徴とする。車両走行時、前輪および後輪アクチュエータ制御指令値計算手段b,cにおいて、ステアリング操舵角検出手段aからのステアリング操舵角検出値に基づいて前輪および後輪アクチュエータ制御指令値が算出される。しかしながら、スペース上の制約などからタイヤ切れ角、つまりはアクチュエータの作動範囲には限界が存在する。操縦者がステアリングをすばやく操作したときや大きく操作したときは、アクチュエータ制御指令値がこの作動範囲の限界を超えることがある。特に後輪はスペース上の制約が大きいため、アクチュエータの作動範囲の限界を超えやすい。後輪補助操舵角不足量演算手段dでは、このような後輪のアクチュエータの作動範囲の限界による、アクチュエータ制御指令値に対する後輪補助操舵角の不足量を計算する。そして、指令値補正手段eでは、後輪補助操舵角不足量に適度なゲインを乗じた後、前輪のアクチュエータ制御指令値に加算する。したがって、後輪アクチュエータ制御指令値が不連続でない限り、指令値補正手段eで補正された前輪のアクチュエータ制御指令値は不連続とならない。上記の第2の目的を達成するため請求項2記載の発明では、図2に示すように、請求項1記載の前後輪操舵制御装置において、ステアリング操舵角の角速度を演算するステアリング角速度演算手段fを備えることを特徴とする。請求項1記載の発明では、後輪補助操舵角不足量のゲインが一定であるため、定常ヨーレートを一致させようとしたときのゲインでは、ヨーレートの過渡応答が目標値と大きく異なることがある。このため、このゲインの決定はヨーレート定常値と過渡応答のバランスを取ってチューニングする必要がある。請求項2記載の発明では、ステアリング角速度演算手段fにおいて、ステアリング角速度が演算される。指令値補正手段eではこのステアリング角速度に応じて後輪補助操舵角不足量のゲインを変更し、そのゲインを後輪補助操舵角不足量に乗じた後、前輪のアクチュエータ制御指令値に加算する。したがって、ヨーレートの過渡応答を目標値に近づけながら、ヨーレート定常値は目標と一致させることが可能となる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図3は、本発明の実施の形態1を示す図である。まず構成を説明すると、本実施の形態は、前輪11,11はステアリング13と前輪アクチュエータ14との両方の手段によって操舵される。後輪12,12の操舵は後輪アクチュエータ15によって行われる。操舵角センサ16は図1のクレーム対応図におけるステアリング操舵角検出手段aに相当し、信号をコントローラ18に入力する。速度センサ17は前輪および後輪アクチュエータ制御指令値計算手段b,cにおいて必要な信号をコントローラ18に入力する。コントローラ18は、図1のクレーム対応図における前輪および後輪アクチュエータ制御指令値計算手段b,c、後輪不足量演算手段d、指令値補正手段eに相当し、前後アクチュエータ制御指令値を前輪アクチュエータ14および後輪アクチュエータ15に出力する。
【0006】次に、本実施の形態1の作動を説明する。図4はコントローラ18で行われる前後輪操舵制御の流れを示すフローチャートである。ステップ20ではステアリング操舵角θが読み込まれる。ステップ21では例えばヨーレートなどのあらかじめ定められた目標車両特性に応じて、前輪および後輪アクチュエータ指令値δcf,δcrが計算される。
【0007】ステップ22ではあらかじめハード的に、あるいはソフト的に定められたアクチュエータ作動範囲限界値δmaxと後輪アクチュエータ指令値δcrが比較される。|δcr|≦δmaxと判断されたときはステップ25へ進む。
【0008】ステップ23ではステップ22で|δcr|>δmaxと判断されたとき、その差である後輪補助操舵角不足量δmrが符号付きで計算される。ステップ24では後輪補助操舵角不足量δmrにゲインKを乗じた値を前輪アクチュエータ指令値δcfに加算する。ステップ25では前輪および後輪アクチュエータ指令値δcf,δcrを出力する。
【0009】次に、実施の形態2の作動を図5のフローチャートにより説明する。ステップ30ではステアリング操舵角θが読み込まれる。ステップ31では例えばヨーレートなどのあらかじめ定められた目標車両特性に応じて、前輪および後輪アクチュエータ指令値δcf,δcrが計算される。
【0010】ステップ32ではあらかじめハード的に、あるいはソフト的に定められたアクチュエータ作動範囲限界値δmaxと後輪アクチュエータ指令値δcrが比較される。|δcr|≦δmaxと判断されたときはステップ37へ進む。ステップ33ではステップ32で|δcr|>δmaxと判断されたとき、その差である後輪補助操舵角不足量δmrが符号付きで計算される。
【0011】ステップ34ではステアリング操舵角速度θ’が計算される。ステップ35ではステアリング操舵角速度θ’に応じて後輪補助操舵角不足量δmrのゲインKが選ばれる。このゲインKは、図6に示すように、ステアリング操舵角速度θ’の小さい領域ではヨーレート定常値が目標と一致するように−1付近の値をとり、ステアリング操舵角速度θ’の大きい領域では過渡的なヨーレートの応答が目標と近く、かつ、操縦者にとって違和感とならないよう実験にてあらかじめ設定しておく。
【0012】ステップ36では後輪補助操舵角不足量δmrにゲインKを乗じた値を前輪アクチュエータ指令値δcfに加算する。ステップ37では前輪および後輪アクチュエータ指令値δcf,δcrを出力する。
【0013】以上のように制御することにより、図7に示すように、操縦者がステップ入力的にステアリングをすばやく操作したときの前輪および後輪アクチュエータの作動の様子は、従来例では後輪アクチュエータの誘う範囲の限界を超えた時点で前輪アクチュエータの作動が制限されるため、前輪アクチュエータの作動が不連続となり車両挙動に悪影響を及ぼすことがあったが、本実施の形態では後輪補助操舵角不足量をゲインKを乗じた前後輪アクチュエータ指令値に加えることによって、前輪アクチュエータの作動が不連続とならないようにできる。
【0014】また、図8は同じく操縦者がステップ入力的にステアリングを操作したときの前輪および後輪アクチュエータ作動の様子と、発生するヨーレートの様子である。ただし、図7よりもステアリングの操作はゆっくり、かつ、大きめである。
【0015】従来例では、後輪アクチュエータの作動範囲の限界を超えているものの、前輪のアクチュエータ指令値になんら修正はされない。このため、目標よりも大きなヨーレートが発生する。本実施の形態では、定常的な前後輪補助操舵角がほぼ一致するようになるため、定常ヨーレートは目標と一致する。
【0016】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、後輪のアクチュエータの作動範囲の限界による、アクチュエータ制御指令値に対する後輪補助操舵角の不足量を計算する。そして、指令値補正手段では、後輪補助操舵角不足量に適度なゲインを乗じた後、前輪のアクチュエータ制御指令値に加算するという構成としたため、後輪アクチュエータ制御指令値が不連続でない限り、指令値補正手段で補正された前輪のアクチュエータ制御指令値は不連続とならない。また、請求項2記載の発明によれば、ステアリング角速度に応じて後輪補助操舵角不足量のゲインを変更し、そのゲインを後輪補助操舵角不足量に乗じた後、前輪のアクチュエータ制御指令値に加算する構成としたため、ヨーレートの過渡応答を目標値に近づけながら、ヨーレート定常値は目標と一致させることが可能となる。




 

 


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