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技術 車両用補助舵角制御装置

出願人 日産自動車株式会社
発明者 江口孝彰
出願日 1994年9月19日 (24年11ヶ月経過) 出願番号 1994-222997
公開日 1996年4月2日 (23年5ヶ月経過) 公開番号 1996-085470
状態 未査定
技術分野 走行状態に応じる自動操向制御装置 走行状態に応じる操向制御
主要キーワード 比較特性 フィードフォワード分 制限指令値 ステップ応答特性 ゼロ補正 サブセンサ アクチュエータモデル モータ制御電流
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

目的

フィードフォワード制御フィードバック制御により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック舵角による車両挙動の違和感を低減すること。

構成

補助舵角フィードバック目標値算出手段fにより算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかを判断するフィードバック舵角方向判断手段jと、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べてフィードバックゲインを小さくするフィードバックゲイン設定手段kとを設けた。

概要

背景

従来、フィードフォワード制御ヨーレイトフィードバック制御により後輪補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置としては、例えば、特開平2−18168号公報に記載の装置が知られている。

この従来出典には、所望のヨーレイト応答モデルである規範モデルを持ち、車速操舵角と規範モデルを用いてヨーレイト目標値を決め、このヨーレイト目標値に遅れ要素を介在させて得られた値をヨーレイトフィードバック系で用いるヨーレイト推定値とすることで、フィードバック系は主に外乱パラメータ変動を吸収する場合でのみ作動するようにした技術が開示されている。

概要

フィードフォワード制御+フィードバック制御により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック舵角による車両挙動の違和感を低減すること。

補助舵角フィードバック目標値算出手段fにより算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかを判断するフィードバック舵角方向判断手段jと、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べてフィードバックゲインを小さくするフィードバックゲイン設定手段kとを設けた。

目的

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、フィードフォワード制御+フィードバック制御により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック舵角による車両挙動の違和感を低減することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車速検出手段と、ステアリング舵角検出手段と、車速検出値とステアリング舵角検出値に基づいて補助舵角フィードフォワード目標値を算出する補助舵角フィードフォワード目標値算出手段と、自車に生じる運動状態量推定する運動状態量推定手段と、推定される運動状態量と同種の運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、運動状態量検出値と運動状態量推定値との偏差に基づく補償により補助舵角フィードバック目標値を算出する補助舵角フィードバック目標値算出手段と、補助舵角フィードフォワード目標値と補助舵角フィードバック目標値との和により補助舵角目標値を算出する補助舵角目標値算出手段と、補助舵角目標値が得られる制御指令を補助舵角アクチュエータに出力する補助舵角制御手段とを備えている車両用補助舵角制御装置において、前記補助舵角フィードバック目標値算出手段により算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかを判断するフィードバック舵角方向判断手段と、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べてフィードバックゲインを小さくするフィードバックゲイン設定手段と、を備えていることを特徴とする車両用補助舵角制御装置。

請求項2

請求項1記載の車両用補助舵角制御装置において、前記フィードバックゲイン設定手段に代え、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、補助舵角量制限値を車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べて補助舵角量制限値を小さくする補助舵角量制限値設定手段を設けたことを特徴とする車両用補助舵角制御装置。

請求項3

請求項1または請求項2記載の車両用補助舵角制御装置において、前記運動状態量推定手段と運動状態量検出手段が、ヨーレイト推定手段とヨーレイト検出手段であり、前記補助舵角制御手段が、後輪舵角目標値が得られる制御指令を後輪舵角アクチュエータに出力する手段であることを特徴とする車両用補助舵角制御装置。

技術分野

0001

本発明は、フィードフォワード制御ヨーレイトフィードバック制御等により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、フィードフォワード制御+ヨーレイトフィードバック制御により後輪に補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置としては、例えば、特開平2−18168号公報に記載の装置が知られている。

0003

この従来出典には、所望のヨーレイト応答モデルである規範モデルを持ち、車速操舵角と規範モデルを用いてヨーレイト目標値を決め、このヨーレイト目標値に遅れ要素を介在させて得られた値をヨーレイトフィードバック系で用いるヨーレイト推定値とすることで、フィードバック系は主に外乱パラメータ変動を吸収する場合でのみ作動するようにした技術が開示されている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記従来の車両用補助舵角制御装置にあっては、ヨーレイト検出値実ヨーレイト)とヨーレイト推定値(目標ヨーレイト)との偏差と一定のフィードバックゲインとを用いてフィードバック後輪舵角を与えるようにしているため、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、実際に車両で発生するヨーレイトがノーマルタイヤ装着旋回時や高μ路旋回時に比べて大きく低下した場合、偏差が大きくなるのに伴ってフィードバック後輪舵角が大きくなり、逆相で大きなフィードバック後輪舵角が付与されると、リヤの回り込み感等により違和感が大きくなる。

0005

すなわち、ノーマルタイヤ装着時とスタッドレスタイヤ装着時との実ヨーレイト/操舵角の周波数応答特性をみると、図8に示すように、ゲイン及び位相が共に高周波数ほどスタッドレスタイヤ装着時の方がノーマルタイヤ装着時より低下する特性を示す。

0006

よって、ステップ操舵時の応答特性をみると、図9に示すように、スタッドレスタイヤ装着時には車両に発生する実ヨーレイトがノーマルタイヤ装着時に比べて低くなり、結果として、ヨーレイト偏差を生じ、この偏差に基づき実ヨーレイトを増大させ目標ヨーレイトに近づけるべく逆相側に後輪舵角を与える制御が行なわれることになり、操舵初期の大きな逆相後輪舵角によりリヤの回り込み感が大きくなる。

0007

つまり、目標ヨーレイトは、ノーマルタイヤ装着時や高μ路旋回時等を基準として定められるものであるため、図9実線特性に示すように、ノーマルタイヤ装着時で実ヨーレイトが目標ヨーレイトに一致している場合、外乱入力がない限りステップ操舵時に偏差が発生することがなく、後輪舵角はフィードフォワード分のみにより与えられることになり、図9ハッチングで示す部分が、余分な偏差と逆相側の余分な後輪舵角量となる。

0008

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、フィードフォワード制御+フィードバック制御により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック舵角による車両挙動の違和感を低減することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するため請求項1記載の第1の発明では、図1(イ) のクレーム対応図に示すように、車速検出手段aと、ステアリング舵角検出手段bと、車速検出値とステアリング舵角検出値に基づいて補助舵角フィードフォワード目標値を算出する補助舵角フィードフォワード目標値算出手段cと、自車に生じる運動状態量推定する運動状態量推定手段dと、推定される運動状態量と同種の運動状態量を検出する運動状態量検出手段eと、運動状態量検出値と運動状態量推定値との偏差に基づく補償により補助舵角フィードバック目標値を算出する補助舵角フィードバック目標値算出手段fと、補助舵角フィードフォワード目標値と補助舵角フィードバック目標値との和により補助舵角目標値を算出する補助舵角目標値算出手段gと、補助舵角目標値が得られる制御指令を補助舵角アクチュエータhに出力する補助舵角制御手段iとを備えている車両用補助舵角制御装置において、前記補助舵角フィードバック目標値算出手段fにより算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかを判断するフィードバック舵角方向判断手段jと、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べてフィードバックゲインを小さくするフィードバックゲイン設定手段kと、を備えていることを特徴とする。

0010

上記目的を達成するため請求項2記載の第2の発明では、図1(ロ) のクレーム対応図に示すように、請求項1記載の車両用補助舵角制御装置において、前記フィードバックゲイン設定手段kに代え、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、補助舵角量制限値を車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べて補助舵角量制限値を小さくする補助舵角量制限値設定手段mを設けたことを特徴とする。

0011

上記目的を達成するため請求項3記載の第3の発明では、請求項1または請求項2記載の車両用補助舵角制御装置において、前記運動状態量推定手段dと運動状態量検出手段eが、ヨーレイト推定手段とヨーレイト検出手段であり、前記補助舵角制御手段iが、後輪舵角目標値が得られる制御指令を後輪舵角アクチュエータに出力する手段であることを特徴とする。

0012

第1の発明の作用を説明する。

0013

車両旋回時、補助舵角フィードフォワード目標値算出手段cにおいて、車速検出手段aからの車速検出値とステアリング舵角検出手段bからのステアリング舵角検出値に基づいて補助舵角フィードフォワード目標値が算出される。

0014

一方、運動状態量推定手段dにおいて、自車に生じる運動状態量が推定され、運動状態量検出手段eにおいて、推定される運動状態量と同種の運動状態量が検出され、補助舵角フィードバック目標値算出手段fにおいて、運動状態量検出値と運動状態量推定値との偏差に基づく補償により補助舵角フィードバック目標値が算出される。

0015

そして、補助舵角目標値算出手段gにおいて、補助舵角フィードフォワード目標値と補助舵角フィードバック目標値との和により補助舵角目標値が算出され、補助舵角制御手段iにおいて、補助舵角目標値が得られる制御指令が補助舵角アクチュエータhに出力される。

0016

上記補助舵角フィードバック目標値を算出するにあたっては、フィードバック舵角方向判断手段jにおいて、補助舵角フィードバック目標値算出手段fにより算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかが判断され、フィードバックゲイン設定手段kにおいて、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べてフィードバックゲインが小さくされる。

0017

したがって、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、旋回時に車両に発生する回頭性がノーマルタイヤ装着旋回時等に比べて低くなり、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向となる時には、フィードバックゲインが小さくされ、ゲインと偏差に基づくフィードバック舵角量が減少することになるため、リヤの回り込み等による車両挙動の違和感が低減される。

0018

第2の発明の作用を説明する。

0019

上記補助舵角フィードバック目標値を算出するにあたっては、フィードバック舵角方向判断手段jにおいて、補助舵角フィードバック目標値算出手段fにより算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかが判断され、補助舵角量制限値設定手段mにおいて、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、補助舵角量制限値を車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べて補助舵角量制限値が小さくされる。

0020

したがって、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、旋回時に車両に発生する回頭性がノーマルタイヤ装着旋回時等に比べて低くなり、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向となる時には、フィードバック舵角量が制限値を超えないレベルの値までに制限されるため、リヤの回り込み等による車両挙動の違和感が低減される。

0021

第3の発明の作用を説明する。

0022

補助舵角フィードバック目標値を算出するにあたって、運動状態量推定手段dにおいて、自車に生じるヨーレイトが推定され、補助舵角フィードバック目標値算出手段fにおいて、ヨーレイト検出値とヨーレイト推定値との偏差に基づく補償により後輪舵角フィードバック目標値が算出される。

0023

そして、補助舵角目標値算出手段gにおいて、後輪舵角フィードフォワード目標値と後輪舵角フィードバック目標値との和により後輪舵角目標値が算出され、補助舵角制御手段iにおいて、後輪舵角目標値が得られる制御指令が後輪舵角アクチュエータhに出力される。

0024

したがって、フィードフォワード制御+ヨーレイトフィードバック制御により後輪のみに補助舵角を与えるシステムにおいて、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、逆相の後輪操舵量を減らことで、フィードバック舵角によるリヤ回り込み感が低減される。

0025

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

0026

(第1実施例)構成を説明する。

0027

図2は第1の発明及び第3の発明に対応する第1実施例の車両用補助舵角制御装置が適用された四輪操舵車両を示す全体システム図である。

0028

図2において、前輪1,2の操舵は、ステアリングハンドル3と機械リンク式ステアリング機構4によって行なわれる。これは、例えば、ステアリングギアピットマンアームリレーロッドサイドロッド5,6、ナックルアーム7,8等で構成される。

0029

そして、後輪9,10の転舵は、電動式ステアリング装置11(補助舵角アクチュエータhに相当)によって行なわれる。この後輪9,10間は、ラックシャフト12、サイドロッド13,14、ナックルアーム15,16により連結され、ラック12が内挿されたラックチューブ17には、減速機構18とモータ19とフェイルセーフソレノイド20が設けられ、このモータ19とフェイルセーフソレノイド20は、車速センサ21(車速検出手段aに相当),前輪舵角センサ22(ステアリング舵角検出手段bに相当),リア舵角サブセンサ23,リア舵角メインセンサ24,ヨーレイトセンサ25(運動状態量検出手段eに相当)等からの信号を入力するコントローラ26により駆動制御される。

0030

図3は電動式ステアリング装置11の具体的な構成を示す断面図である。

0031

図3において、ラック12が内挿されたラックチューブ17はブラケットを介して車体に固定されている。そして、ラック12の両端部には、ボールジョイント30,31を介してサイドロッド13,14が連結されている。減速機構18は、モータ19のモータ軸に連結されたモータピニオン32と、該モータピニオン32に噛合するリングギア33と、該リングギア33に固定されると共にラックギア12aに噛み合うラックピニオン35とによって構成されている。従って、モータ19のモータ軸が回転すると、モータピニオン32→リングギア33→ラックピニオン35へと回転が伝達され、回転するラックピニオン35とラックギア12aとの噛み合いによりラックシャフト12が軸方向へ移動して後輪9,10の転舵が行なわれる。この後輪9,10の転舵量は、ラックシャフト12の移動量、即ち、モータ軸の回転量に比例する。

0032

前記ラックピニオン35には、その回転量により後輪舵角を検出するポテンショメータ構造のリア舵角メインセンサ24が設けられている。

0033

前記フェイルセーフソレノイド20には、ロックピン20aが進退可能に設けられていて、電子制御系等のフェイル時には、ラックシャフト12に形成されたロック溝12bにロックピン20aを嵌入させることでラックシャフト12を、後輪9,10が中立舵角位置を保つ位置に固定するようにしている。

0034

作用を説明する。

0035

[後輪舵角制御作動図4はコントローラ26で行なわれる後輪舵角制御作動の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。

0036

ステップ40では、車速Vとステアリング舵角θと実ヨーレイトψ'sとリア舵角メインセンサ値δrsとが読み込まれる。

0037

ここで、実ヨーレイトψ'sは、ヨーレイトセンサ25からのヨーレイトセンサ値Vψ' と、温度ドリフトによる影響を取り除く検出ヨーレイト補正処理によって得られた最新のヨーレイトゼロ補正メモリ値Vψ'om により算出される。

0038

ステップ41では、車速Vとステアリング舵角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく下記の式により後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*(以下、*は目標値を表すものとする。)が算出される(補助舵角フィードフォワード目標値算出手段cに相当)。

0039

δRFF*=Kθ+τθ+τ’θ
ステップ42では、アクチュエータモデルを用い、後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*を与えた場合、実際に後輪舵角アクチュエータが後輪を操舵する量である後輪舵角推定値δRFF#(以下、#は推定値を表すものとする。)が算出される。このアクチュエータモデルは、後輪舵角指令値に対し実際のアクチュエータを駆動させて得られる実後輪舵角の伝達特性で与えられる。

0040

ステップ43では、車両モデルを用い、車速Vとステアリング舵角θと後輪舵角推定値δRFF#を与えての走行を想定した場合のヨーレイト推定値ψ'#が算出される。ここで、車両モデルとしては、例えば、線形2自由度平面車両モデルが用いられる。

0041

ステップ44では、ヨーレイトセンサモデルを用い、ヨーレイト推定値ψ'#から推定ヨーレイトψ's# が算出される。このヨーレイトセンサモデルは、センサの周波数応答等のセンサ動特性実験結果に基づく伝達関数で与えられる。

0042

尚、ステップ42〜44は、運動状態量推定手段dに相当する。

0043

ステップ45では、実ヨーレイトψ'sと推定ヨーレイトψ's# との差によりヨーレイト偏差ψ'eが算出される。

0044

ステップ46では、一次遅れフィルタを構成するフィードバック補償器−1により、ヨーレイトセンサ25の出力に含まれる高周波ノイズが除去される。

0045

このフィードバック補償器−1の入力信号はψ'eであり、出力信号はψ'ec1である。

0046

ステップ47では、1次/1次のフィルタを構成するフィードバック補償器−2により、外乱に対する車両の過渡応答が調整される。

0047

このフィードバック補償器−2の入力信号はψ'ec1と車速Vであり、出力信号はψ'ec2である。

0048

ステップ48では、図6に示すフィードバック比例ゲイン設定フローチャートにより設定されたフィードバック比例ゲインKpを用いてフィードバック後輪舵角指令値δRFBO* が算出される。

0049

ステップ49では、車速Vに応じて、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO*の最大値を滑らかに制限したフィードバック後輪舵角制限指令値δRFBL* が算出される。この舵角リミッタの入力信号はδRFBO* と車速Vであり、出力信号はδRFBL* である。

0050

ステップ50では、フィードバック後輪舵角制限指令値δRFBL* にヒステリシスを設け、フィードバックによる微小なヨーレイトの振動を取り除いたフィードバック後輪舵角制限指令値δRFBH* が算出される。

0051

この微小変化吸収器の入力信号はδRFBL* と後輪舵角フィードバック目標値δRFB*であり、出力信号はδRFBH* である。

0052

ステップ51では、2次/2次のフィルタを構成するアクチュエータ位相補償器により、アクチュエータ制御系で設定されている伝達特性を希望する伝達特性に変更して後輪舵角フィードバック目標値δRFB*が算出される。

0053

このアクチュエータ位相補償器の入力信号はδRFBH* であり、出力信号はδRFB*である。

0054

尚、ステップ45〜51は、補助舵角フィードバック目標値算出手段fに相当する。

0055

ステップ52では、後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*と後輪舵角フィードバック目標値δRFB*との和により後輪舵角目標値δR*が算出される(補助舵角目標値算出手段gに相当)。

0056

ステップ53では、リア舵角メインセンサ値δrsとロバストモデルマッチング手法を用いて後輪舵角目標値δR*が得られる指令(PWMによるモータ制御電流)が出力される(補助舵角制御手段iに相当)。

0057

[推定ヨーレイト算出処理図5はヨーレイト推定値算出部を示すブロック図で、ヨーレイト推定値算出部は、アクチュエータモデル60と、車両モデル61と、ヨーレイトセンサモデル62とによって構成されていて、以下、各モデルについて説明する。

0058

*アクチュエータモデル
アクチュエータモデルは、後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*を入力し、実際に後輪舵角アクチュエータである電動式ステアリング装置11が後輪9,10を操舵する量を推定する。

0059

*車両モデル
車両モデルは、車速Vとステアリング舵角θと後輪舵角推定値δRFF#を入力し、ヨーレイト推定値ψ'#を算出する。

0060

この車両モデルは、基本的に線形2自由度平面車両モデルを用いてヨーレイト推定値ψ'#が算出されるが、ステアリング機構やタイヤの動特性等の高周波ダイナミクスの影響については無駄時間により近似し、また、実車が有する非線形特性による影響を取り除くべく各種定常特性調整器により調整する。

0061

*ヨーレイトセンサモデル
ヨーレイトセンサモデルは、ヨーレイトセンサ25の動特性が車両の動特性に対して無視することができない場合に設定されるもので、ヨーレイト推定値ψ'#を入力し、推定ヨーレイトψ's# を算出する。

0062

[フィードバック比例ゲイン設定処理図6はフィードバック比例ゲインの設定処理作動の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

0063

ステップ70では、推定ヨーレイトψ's# が正かどうかが判断される。

0064

ステップ71では、ステップ70でψ's# >0と判断された時、推定ヨーレイトフラFLGMPがFLGMP=1に設定される。

0065

ステップ72では、ステップ70でψ's# <0と判断された時、推定ヨーレイトフラグFLGMPがFLGMP=0に設定される。

0066

ステップ73では、偏差ψ'eが正かどうかが判断される。

0067

ステップ74では、ステップ73でψ'e>0と判断された時、偏差フラグFLGHPがFLGHP=1に設定される。

0068

ステップ75では、ステップ73でψ'e<0と判断された時、偏差フラグFLGHPがFLGHP=0に設定される。

0069

ステップ76では、FLGMP=1かつFLGHP=0、または、FLGMP=0かつFLGHP=1かどうかが判断される。

0070

以上のステップ70〜ステップ76は、フィードバック舵角方向判断手段jに相当する。

0071

ステップ77では、ステップ76でYESと判断された時、フィードバック比例ゲインKpがKp=Kp1×0.5により設定される。ここで、Kp1はノーマルタイヤ装着での高μ路旋回時において、最適の後輪舵角を得る基準値である。

0072

ステップ78では、ステップ76でNOと判断された時、フィードバック比例ゲインKpがKp=Kp1により設定される。

0073

以上のステップ77及びステップ78は、フィードバックゲイン設定手段kに相当する。

0074

[後輪舵角制御作用]旋回時の後輪舵角制御作用は、図4に示すフローチャートにしたがって実行される。

0075

すなわち、ステップ41において、車速Vとステアリング舵角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく式により後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*が算出される。

0076

一方、ステップ42〜ステップ44において、各モデルを用い自車に生じる推定ヨーレイトψ's# が算出され、ステップ45〜ステップ51において、ヨーレイトセンサ25からのヨーレイトセンサ値Vψ' に基づく実ヨーレイトψ'sと推定ヨーレイトψ's# との差であるヨーレイト偏差ψ'eに基づく補償により後輪舵角フィードバック目標値δRFB*が算出される。

0077

そして、ステップ52において、後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*と後輪舵角フィードバック目標値δRFB*との和により後輪舵角目標値δR*が算出され、ステップ53において、後輪舵角目標値δR*が得られる制御指令が電動式ステアリング装置11のモータ19に出力される。

0078

上記ステップ42〜ステップ44で自車に生じる推定ヨーレイトψ's# を推定するにあたっては、ステップ42のアクチュエータモデル60において、後輪舵角フィードフォワード目標値δRFF*から電動式ステアリング装置11の動特性の影響を取り除いた後輪舵角推定値δRFF#が算出され、ステップ43の車両モデル61において、この後輪舵角推定値δRFF#と車速Vとステアリング舵角θと線形2自由度平面車両モデルを用いてヨーレイト推定値ψ'#が算出され、ステップ44のヨーレイトセンサモデル62において、ヨーレイトセンサ25の動特性を用いてステップ43から出力されるヨーレイト推定値ψ'#を補正した推定ヨーレイトψ's# が算出される。

0079

したがって、車両モデル61以外にアクチュエータモデル60とヨーレイトセンサモデル62を用いて推定ヨーレイトψ's# を算出するようにしていることで、後輪ステアリング装置11の動特性及びヨーレイトセンサ25の動特性の影響を受けない精度の高いフィードバック制御が達成される。言い換えると、推定ヨーレイトψ's# が正確に算出されることで、通常旋回時において、外乱の影響を受けない限りフィードバック制御が働かないことになる。

0080

[フィードバック比例ゲイン設定作用]図4のステップ48にてフィードバック後輪舵角指令値δRFBO* を算出するにあたっては、フィードバック比例ゲインKpと偏差ψ'ec2を用いた下記の式により算出される。

0081

δRFBO* =Kp・{(1+τ1 s)/(1+τ2 s)}・ψ'ec2 …(1)
一方、フィードバック比例ゲインKpは、図6のフローチャートにより下記のように設定される。

0082

図6のステップ76では、フィードバック後輪舵角を車両回頭性を増大する逆相方向に与えるときか否かが下記の手法にて判断される。

0083

まず、ヨーレイト偏差ψ'eは、
ψ'e=ψ's(実ヨーレイト)−ψ's# (推定ヨーレイト)
の式により算出される。

0084

よって、例えば、右旋回方向に発生するヨーレイトを正とし、左旋回方向に発生するヨーレイトを負とした場合、ψ's# >0の時にψ'e<0の時、あるいは、ψ's# <0の時にψ'e>0の時は、実ヨーレイトψ'sを推定ヨーレイトψ's# に一致させるために逆相方向のフィードバック後輪舵角を与えることになる。つまり、ステップ76のFLGMP=1かつFLGHP=0、または、FLGMP=0かつFLGHP=1かどうかが判断は、このことをあらわしている。

0085

そして、フィードバック後輪舵角が逆相方向である時、ステップ77にてフィードバック比例ゲインKpがKp=Kp1×0.5により設定される。

0086

したがって、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、旋回時に車両に発生する回頭性がノーマルタイヤ装着旋回時等に比べて低くなり、フィードバック後輪舵角が逆相方向となる時には、フィードバック比例ゲインKpがフィードバック後輪舵角が同相方向となる時に比べて小さくされ、上記(1) 式に示すように、フィードバック比例ゲインKpと偏差ψ'ec2に基づいて算出されるフィードバック後輪舵角指令値δRFBO* が減少することになるため、リヤの回り込みによる車両挙動の違和感が低減される。

0087

効果を説明する。

0088

(1)フィードフォワード制御+ヨーレイトフィードバック制御により後輪舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、フィードバック後輪舵角が車両回頭性を増大する逆相方向であると判断された時、フィードバック比例ゲインKpをフィードバック後輪舵角が同相方向となる時に比べて小さく設定する装置としたため、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック後輪舵角によるリヤの回り込み感を低減することができる。

0089

(2)運動状態量推定手段と運動状態量検出手段を、ヨーレイト推定部とヨーレイトセンサ25とし、補助舵角制御手段を、後輪舵角目標値δR*が得られる制御指令を後輪の電動式ステアリング装置11に出力する装置としたため、フィードフォワード制御+ヨーレイトフィードバック制御により後輪のみに補助舵角を与えるシステムにおいて、上記(1)の効果を達成することができる。

0090

(3)自車に生じる推定ヨーレイトψ's# を推定するにあたって、アクチュエータモデル60と車両モデル61に加え、ヨーレイトセンサ25の動特性を用いてヨーレイト推定値ψ'#を補正した推定ヨーレイトψ's# を算出するヨーレイトセンサモデル62を用いて行なう装置としているため、電動式ステアリング装置11の動特性及びヨーレイトセンサ25の動特性の影響を受けない精度の高いフィードバック制御を達成することができる。

0091

(第2実施例)第2の発明及び第3の発明に対応する第2実施例の車両用補助舵角制御装置について説明する。

0092

第1実施例装置が図4のフローチャートのステップ48でフィードバック比例ゲインKpをフィードバック後輪舵角が逆相の時に小さくする例であったのに対し、この第2実施例装置は、フィードバック比例ゲインKpはそのままで図4のフローチャートのステップ49でフィードバック後輪舵角のリミッタをフィードバック後輪舵角が逆相の時に小さくする例である。尚、他の構成及び作用については第1実施例と同様である。

0093

[フィードバック後輪舵角リミッタ設定処理]図7はフィードバック後輪舵角リミッタの設定処理作動の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

0094

ステップ80〜ステップ86は、図6のステップ70〜ステップ76にそれぞれ対応する。

0095

ステップ87では、ステップ86でYESと判断された時、フィードバック後輪舵角リミッタがリミッタ=リミッタ1×0.3により設定される。ここで、リミッタ1はノーマルタイヤ装着での高μ路旋回時において、車速Vに応じて設定された最適のリミッタ基準値である。

0096

ステップ88では、ステップ86でNOと判断された時、フィードバック後輪舵角リミッタがリミッタ=リミッタ1により設定される。

0097

以上のステップ87及びステップ88は、補助舵角量制限値設定手段mに相当する。

0098

[フィードバック後輪舵角リミッタ設定作用]図4のステップ49にてフィードバック後輪舵角指令値δRFBO* の最大値を滑らかに制限したフィードバック後輪舵角制限指令値δRFBL* を算出するにあたっては、車速Vに応じて制限値であるリミッタ1が算出される。

0099

一方、ステップ49で用いられるリミッタは、図7のフローチャートにより下記のように設定される。

0100

まず、図7のステップ80〜ステップ86では、第1実施例と同様の判断にて、フィードバック後輪舵角を車両回頭性を増大する逆相方向に与えるときか否かが判断される。

0101

そして、フィードバック後輪舵角が逆相方向である時、ステップ87にてフィードバック後輪舵角リミッタがリミッタ=リミッタ1×0.3により設定される。したがって、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、旋回時に車両に発生する回頭性がノーマルタイヤ装着旋回時等に比べて低くなり、フィードバック後輪舵角が逆相方向となる時には、フィードバック後輪舵角リミッタがフィードバック後輪舵角が同相方向となる時に比べて小さくされ、このリミッタを用いて算出されるフィードバック後輪舵角制限指令値δRFBL* が減少することになるため、リヤの回り込みによる車両挙動の違和感が低減される。

0102

効果を説明する。

0103

(4)フィードフォワード制御+ヨーレイトフィードバック制御により後輪舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、フィードバック後輪舵角が車両回頭性を増大する逆相方向であると判断された時、フィードバック後輪舵角リミッタをフィードバック後輪舵角が同相方向となる時に比べて小さく設定する装置としたため、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック後輪舵角によるリヤの回り込み感を低減することができる。

0104

特に、ワンダリング路での安定性に、微少での応答性が必要で、フィードバック比例ゲインKpを低下させると性能劣化させるような場合には、このリミッタによる後輪舵角量制限手法が有用である。

0105

以上、実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があっても本発明に含まれる。

0106

例えば、実施例では、後輪のみに補助舵角を与える補助舵角制御装置の例を示したが、前輪のみあるいは前後輪に補助舵角を与えるような補助舵角制御装置にも適用することができる。

0107

実施例では、運動状態量としてヨーレイトを用いる例を示したが、横速度横加速度やこれらを複合的に表したヨー運動量を用いるようにしてもよい。

0108

実施例では補助舵角アクチュエータとして、電動式ステアリング装置を用いる例を示したが、油圧空圧式ステアリング装置であっても適用できる。

発明の効果

0109

請求項1記載の第1の発明にあっては、フィードフォワード制御+フィードバック制御により補助舵角を与える車両用補助舵角制御装置において、補助舵角フィードバック目標値算出手段により算出される補助舵角フィードバック目標値があらわすフィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向かどうかを判断するフィードバック舵角方向判断手段と、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べてフィードバックゲインを小さくするフィードバックゲイン設定手段とを備えている装置としたため、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック舵角による車両挙動の違和感を低減することができるという効果が得られる。

0110

請求項2記載の第2の発明にあっては、請求項1記載の車両用補助舵角制御装置において、フィードバックゲイン設定手段に代え、フィードバック舵角が車両回頭性を増大する転舵方向である時、補助舵角量制限値を車両回頭性を抑える転舵方向である時に比べて補助舵角量制限値を小さくする補助舵角量制限値設定手段を設けた装置としたため、スタッドレスタイヤ装着旋回時や低μ路旋回時等で、フィードバック舵角による車両挙動の違和感を低減することができるという効果が得られる。

0111

請求項3記載の第3の発明にあっては、請求項1または請求項2記載の車両用補助舵角制御装置において、運動状態量推定手段と運動状態量検出手段を、ヨーレイト推定手段とヨーレイト検出手段とし、補助舵角制御手段を、後輪舵角目標値が得られる制御指令を後輪舵角アクチュエータに出力する手段としたため、フィードフォワード制御+ヨーレイトフィードバック制御により後輪のみに補助舵角を与えるシステムにおいて、上記第1または第2の発明の効果を達成することができる。

図面の簡単な説明

0112

図1本発明の車両用補助舵角制御装置を示すクレーム対応図である。
図2第1実施例の車両用補助舵角制御装置が適用された四輪操舵車両を示す全体システム図である。
図3第1実施例装置の電動式ステアリング装置の断面図である。
図4第1実施例装置のコントローラで行なわれる後輪舵角制御作動の流れを示すフローチャートである。
図5第1実施例装置のヨーレイト推定値算出部を示すブロック図である。
図6第1実施例装置のコントローラで行なわれるフィードバック比例ゲインの設定処理作動の流れを示すフローチャートである。
図7第2実施例装置のコントローラで行なわれるフィードバック後輪舵角リミッタの設定処理作動の流れを示すフローチャートである。
図8ノーマルタイヤ装着時とスタッドレスタイヤ装着時のヨーレイト−操舵角周波数応答比較特性図である。
図9ノーマルタイヤ装着時とスタッドレスタイヤ装着時のステップ応答特性比較タイムチャートである。

--

0113

a車速検出手段
bステアリング舵角検出手段
c補助舵角フィードフォワード目標値算出手段
d運動状態量推定手段
e 運動状態量検出手段
f 補助舵角フィードバック目標値算出手段
g 補助舵角目標値算出手段
h 補助舵角アクチュエータ
i 補助舵角制御手段
j フィードバック舵角方向判断手段
kフィードバックゲイン設定手段
m 補助舵角量制限値設定手段

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