JP3022007B2 - コーナリングパワ検出方法および後輪操舵方法 - Google Patents
コーナリングパワ検出方法および後輪操舵方法Info
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- JP3022007B2 JP3022007B2 JP29999892A JP29999892A JP3022007B2 JP 3022007 B2 JP3022007 B2 JP 3022007B2 JP 29999892 A JP29999892 A JP 29999892A JP 29999892 A JP29999892 A JP 29999892A JP 3022007 B2 JP3022007 B2 JP 3022007B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のハンドル操舵
時にタイヤと路面の間に働くコーナリングパワを検出す
る方法に関し、さらには、検出したコーナリングパワを
使用する前後輪操舵車の後輪操舵方法に関するものであ
る。
時にタイヤと路面の間に働くコーナリングパワを検出す
る方法に関し、さらには、検出したコーナリングパワを
使用する前後輪操舵車の後輪操舵方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】スリップ角が１°で横滑りしながら転動
するタイヤに働く力で、進行方向に直角成分に働く力の
大きさをコーナリングパワという。このコーナリングパ
ワの値の大小は、車両の横方向の運動に大きな影響を与
える。コーナリングパワは路面摩擦係数および輪荷重に
より変化し、実車両に装着されたタイヤでは走行環境・
走行状態に応じて時々刻々変動していると考えられる。
一般に、このコーナリングパワの測定には車両六分力計
と対地車速計が用いられる。一方、前輪に対する後輪の
操舵比を車速によって定めるという後輪操舵方法が特公
平２−２０４７２号公報等で公知となっている。これ
は、車両の旋回運動中に旋回軌跡の接線と車体軸線を一
致せしめ（これを「横すべり角零」という）操作性の向
上をめざすものである。
するタイヤに働く力で、進行方向に直角成分に働く力の
大きさをコーナリングパワという。このコーナリングパ
ワの値の大小は、車両の横方向の運動に大きな影響を与
える。コーナリングパワは路面摩擦係数および輪荷重に
より変化し、実車両に装着されたタイヤでは走行環境・
走行状態に応じて時々刻々変動していると考えられる。
一般に、このコーナリングパワの測定には車両六分力計
と対地車速計が用いられる。一方、前輪に対する後輪の
操舵比を車速によって定めるという後輪操舵方法が特公
平２−２０４７２号公報等で公知となっている。これ
は、車両の旋回運動中に旋回軌跡の接線と車体軸線を一
致せしめ（これを「横すべり角零」という）操作性の向
上をめざすものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のコーナリングパ
ワを車両六分力計と対地車速計により測定する測定方法
は、大変に手間のかかるものである。この点に鑑み本発
明は、より安価で簡易なコーナリングパワの測定方法を
得ることを目的とするものである。
ワを車両六分力計と対地車速計により測定する測定方法
は、大変に手間のかかるものである。この点に鑑み本発
明は、より安価で簡易なコーナリングパワの測定方法を
得ることを目的とするものである。
【０００４】さらに、線形領域での運動方程式に基づく
と定常的な横すべり角零の舵角比ｋは、
と定常的な横すべり角零の舵角比ｋは、
【０００５】
【数１】
【０００６】で与えられる。ここで、Ｖは車速、Ｍは車
重、ａ，ｂはそれぞれ前後軸から車両重心点までの距
離、ｌはホイールベース長、Ｃf ，Ｃr はそれぞれ前後
輪のコーナリングパワである。
重、ａ，ｂはそれぞれ前後軸から車両重心点までの距
離、ｌはホイールベース長、Ｃf ，Ｃr はそれぞれ前後
輪のコーナリングパワである。
【０００７】上記〔数１〕において、ａ，ｂ，ｌは車両
に応じて一意に決まる値であるが、Ｍは人荷の積載量、
Ｃf ，Ｃr は路面摩擦係数によって大きく変化する。し
たがって、前記公知例のように、横すべり角零の舵角比
ｋを対車速マップとして持つ場合には低摩擦係数の路面
においては横すべり角零の後輪制御にならないという問
題がある。本発明は、前記の簡易な方法によりコーナリ
ングパワを検出し、検出した値に応じて後輪操舵量を決
めることで、あらゆる摩擦係数の路面で車両の操作性・
安定性を向上させることを目的とするものである。
に応じて一意に決まる値であるが、Ｍは人荷の積載量、
Ｃf ，Ｃr は路面摩擦係数によって大きく変化する。し
たがって、前記公知例のように、横すべり角零の舵角比
ｋを対車速マップとして持つ場合には低摩擦係数の路面
においては横すべり角零の後輪制御にならないという問
題がある。本発明は、前記の簡易な方法によりコーナリ
ングパワを検出し、検出した値に応じて後輪操舵量を決
めることで、あらゆる摩擦係数の路面で車両の操作性・
安定性を向上させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、ハンドル操舵時に車両に発生するヨーレート
あるいは横加速度を伝達関数に基づいてハンドル角、車
両諸元から計算し、この値とヨーレートセンサからの実
ヨーレートあるいは横加速度センサからの実横加速度と
を比較し、差があれば計算式の中の変数Ｃf ，Ｃr を差
のなくなる方に適応的に変化させ、差がなくなった時の
変数Ｃf ，Ｃr を前後輪のコーナリングパワとして検出
する。さらに本発明は上記目的を達成するため、検出さ
れたコーナリングパワの値を用いて横すべり角零の舵角
比ｋを決め、後輪の操舵量を決定する。
するため、ハンドル操舵時に車両に発生するヨーレート
あるいは横加速度を伝達関数に基づいてハンドル角、車
両諸元から計算し、この値とヨーレートセンサからの実
ヨーレートあるいは横加速度センサからの実横加速度と
を比較し、差があれば計算式の中の変数Ｃf ，Ｃr を差
のなくなる方に適応的に変化させ、差がなくなった時の
変数Ｃf ，Ｃr を前後輪のコーナリングパワとして検出
する。さらに本発明は上記目的を達成するため、検出さ
れたコーナリングパワの値を用いて横すべり角零の舵角
比ｋを決め、後輪の操舵量を決定する。
【０００９】
【作用】本発明によれば、コーナリングパワの検出に車
軸六分力計による横力や対地車速計によるタイヤ横すべ
り角を計測する必要がなく、ハンドル操舵時の車両挙動
を表すヨーレートの信号あるいは横加速度の信号からコ
ーナリングパワが適応的に導き出され、より安価で簡易
にコーナリングパワを検出できる。さらに本発明は、前
記方法で検出したコーナリングパワ値に応じて後輪操舵
量を決めることで、あらゆる摩擦係数の路面で車両の操
作性・安定性を向上させることができる。
軸六分力計による横力や対地車速計によるタイヤ横すべ
り角を計測する必要がなく、ハンドル操舵時の車両挙動
を表すヨーレートの信号あるいは横加速度の信号からコ
ーナリングパワが適応的に導き出され、より安価で簡易
にコーナリングパワを検出できる。さらに本発明は、前
記方法で検出したコーナリングパワ値に応じて後輪操舵
量を決めることで、あらゆる摩擦係数の路面で車両の操
作性・安定性を向上させることができる。
【００１０】
〔実施例１〕本発明のコーナリングパワの検出方法の例
および、さらにその検出値を用いて後輪の操舵量を決め
る例を、実施例として図１、図２を用いて説明する。始
めに、コーナリングパワ検出の原理について説明をす
る。ハンドル角からの信号Δf 、後輪舵角センサからの
信号Δr および、車速センサからの信号Ｖと、記憶部に
記憶していた定数Ｍ（車重），ａ（前軸から車両重心点
までの距離），ｂ（後軸から車両重心点までの距離），
ｌ（ホイールベース長），Ｉz （ヨー慣性モーメント）
および変数Ｃf ，Ｃr を用いて、次の〔数２〕により、
計算ヨーレートを計算する。
および、さらにその検出値を用いて後輪の操舵量を決め
る例を、実施例として図１、図２を用いて説明する。始
めに、コーナリングパワ検出の原理について説明をす
る。ハンドル角からの信号Δf 、後輪舵角センサからの
信号Δr および、車速センサからの信号Ｖと、記憶部に
記憶していた定数Ｍ（車重），ａ（前軸から車両重心点
までの距離），ｂ（後軸から車両重心点までの距離），
ｌ（ホイールベース長），Ｉz （ヨー慣性モーメント）
および変数Ｃf ，Ｃr を用いて、次の〔数２〕により、
計算ヨーレートを計算する。
【００１１】
【数２】
【００１２】次に、ヨーレートセンサからの実ヨーレー
トと計算ヨーレートとの比較を行い、前記〔数２〕で使
用されている変数Ｃf ，Ｃr を変更すべきか否かを判断
し、変更する必要があれば、〔数２〕における変数
Ｃf ，Ｃr の調整量を決定し、演算部１の中の変数
Ｃf ，Ｃr を変更する（〔数２〕においては、変数Ｇを
変化させることによりＣf ，Ｃr を変更している。）。
この変化ロジックと変化量は、次の〔数３〕〔数４〕
〔数５〕のいずれの方法によって行う。
トと計算ヨーレートとの比較を行い、前記〔数２〕で使
用されている変数Ｃf ，Ｃr を変更すべきか否かを判断
し、変更する必要があれば、〔数２〕における変数
Ｃf ，Ｃr の調整量を決定し、演算部１の中の変数
Ｃf ，Ｃr を変更する（〔数２〕においては、変数Ｇを
変化させることによりＣf ，Ｃr を変更している。）。
この変化ロジックと変化量は、次の〔数３〕〔数４〕
〔数５〕のいずれの方法によって行う。
【００１３】
【数３】
【００１４】
【数４】
【００１５】
【数５】
【００１６】
【００１７】なお、〔数３〕は、センサヨーレートと計
算ヨーレートのハンドル操舵に対するゲインのみに着目
した調整ロジックである。〔数４〕は、ハンドル操舵に
対するゲインに加え、位相遅れも考慮に入れた調整ロジ
ックである。〔数５〕は、〔数４〕においてヨーレート
信号の微分を用いる代わりに、操舵角の微分を用いるも
のである。
算ヨーレートのハンドル操舵に対するゲインのみに着目
した調整ロジックである。〔数４〕は、ハンドル操舵に
対するゲインに加え、位相遅れも考慮に入れた調整ロジ
ックである。〔数５〕は、〔数４〕においてヨーレート
信号の微分を用いる代わりに、操舵角の微分を用いるも
のである。
【００１８】変数Ｃf ，Ｃr の調整量は、調整ロジック
を実行する周期に応じて変えるべきであり、周期が大で
ある程調整量も大きくすべきで、例えば、５msec周期な
らＧの調整量は 0.01(基準値の１％）程度が適当であ
る。そして、計算値と実信号値が一致した時、この時点
の変数Ｃf ，Ｃr が現時点のタイヤ−路面間の真のコー
ナリングパワＣf ，Ｃr であると判断される。
を実行する周期に応じて変えるべきであり、周期が大で
ある程調整量も大きくすべきで、例えば、５msec周期な
らＧの調整量は 0.01(基準値の１％）程度が適当であ
る。そして、計算値と実信号値が一致した時、この時点
の変数Ｃf ，Ｃr が現時点のタイヤ−路面間の真のコー
ナリングパワＣf ，Ｃr であると判断される。
【００１９】具体的実施装置を図１を用いて説明する。
１は計算ヨーレート演算部であり、ハンドル角センサ２
からの信号Δf と、後輪舵角センサ３からの信号Δ
r と、車速センサ４からの信号Ｖが入力される。また、
演算部１は、定数Ｍ（車重），ａ（前軸から車両重心点
までの距離），ｂ（後軸から車両重心点までの距離），
ｌ（ホイールベース長），Ｉz （ヨー慣性モーメント）
と変数Ｃf ，Ｃr を記憶部に記憶している。
１は計算ヨーレート演算部であり、ハンドル角センサ２
からの信号Δf と、後輪舵角センサ３からの信号Δ
r と、車速センサ４からの信号Ｖが入力される。また、
演算部１は、定数Ｍ（車重），ａ（前軸から車両重心点
までの距離），ｂ（後軸から車両重心点までの距離），
ｌ（ホイールベース長），Ｉz （ヨー慣性モーメント）
と変数Ｃf ，Ｃr を記憶部に記憶している。
【００２０】演算部１は、これらの値から線形の伝達関
数に基づいて車両に発生すべき計算ヨーレートを前記の
〔数２〕を用いて時々刻々演算し、計算ヨーレートをコ
ーナリングパワ調整判断部７へ出力する。コーナリング
パワ調整判断部７では、ヨーレートセンサ５からの信号
と計算ヨーレートとの比較を行い、演算部１で現在演算
に使用されている変数Ｃf ，Ｃrを変更すべきか否かを
判断する。変更すべきなら、コーナリングパワ調整量決
定部８で前記〔数４〕〜〔数６〕のいずれかの式によ
り、変数Ｃf ，Ｃr の調整量を決定し演算部１の中の変
数Ｃ f ，Ｃr を変更する。演算部１は、変更された変数
Ｃf ，Ｃr により再度計算ヨーレートを前記の〔数２〕
を用いて演算する。
数に基づいて車両に発生すべき計算ヨーレートを前記の
〔数２〕を用いて時々刻々演算し、計算ヨーレートをコ
ーナリングパワ調整判断部７へ出力する。コーナリング
パワ調整判断部７では、ヨーレートセンサ５からの信号
と計算ヨーレートとの比較を行い、演算部１で現在演算
に使用されている変数Ｃf ，Ｃrを変更すべきか否かを
判断する。変更すべきなら、コーナリングパワ調整量決
定部８で前記〔数４〕〜〔数６〕のいずれかの式によ
り、変数Ｃf ，Ｃr の調整量を決定し演算部１の中の変
数Ｃ f ，Ｃr を変更する。演算部１は、変更された変数
Ｃf ，Ｃr により再度計算ヨーレートを前記の〔数２〕
を用いて演算する。
【００２１】変更する必要がない時は、その時点の変数
Ｃf ，Ｃr を出力し、コーナリングパワ決定部９でフィ
ルタ処理を施した後、最終的なコーナリングパワの検出
値とする。コーナリングパワ決定部９で得られた最終的
なコーナリングパワは、本例においては、さらに舵角比
決定部１０により横すべり角零の舵角比ｋが前述の〔数
１〕を用いて計算され、後輪操舵量決定部１１によりハ
ンドル角２センサから得られた信号にｋをかけて、後輪
の操舵量として出力する。
Ｃf ，Ｃr を出力し、コーナリングパワ決定部９でフィ
ルタ処理を施した後、最終的なコーナリングパワの検出
値とする。コーナリングパワ決定部９で得られた最終的
なコーナリングパワは、本例においては、さらに舵角比
決定部１０により横すべり角零の舵角比ｋが前述の〔数
１〕を用いて計算され、後輪操舵量決定部１１によりハ
ンドル角２センサから得られた信号にｋをかけて、後輪
の操舵量として出力する。
【００２２】このコーナリングパワの検出手順について
の基本フローを図２に基づいて説明する。ステップ２１
において、計算ヨーレート演算部１に、ハンドル角２セ
ンサからの信号Δf 、後輪舵角センサからの信号Δr お
よび、車速センサからの信号Ｖを読み込む。
の基本フローを図２に基づいて説明する。ステップ２１
において、計算ヨーレート演算部１に、ハンドル角２セ
ンサからの信号Δf 、後輪舵角センサからの信号Δr お
よび、車速センサからの信号Ｖを読み込む。
【００２３】ステップ２２において、演算部１は、ステ
ップ２１により得られた各信号の値と、記憶部に記憶し
ていた定数Ｍ（車重），ａ（前軸から車両重心点までの
距離），ｂ（後軸から車両重心点までの距離），ｌ（ホ
イールベース長），Ｉz （ヨー慣性モーメント）および
変数Ｃf ，Ｃr を用いて、前記〔数２〕により、計算ヨ
ーレートを計算する。
ップ２１により得られた各信号の値と、記憶部に記憶し
ていた定数Ｍ（車重），ａ（前軸から車両重心点までの
距離），ｂ（後軸から車両重心点までの距離），ｌ（ホ
イールベース長），Ｉz （ヨー慣性モーメント）および
変数Ｃf ，Ｃr を用いて、前記〔数２〕により、計算ヨ
ーレートを計算する。
【００２４】そして、計算結果の計算ヨーレートをコー
ナリングパワ調整判断部７へ出力する。ステップ２３に
おいて、ヨーレートセンサ４からの信号をコーナリング
パワ調整判断部７に読み込む。ステップ２４において、
コーナリングパワ調整判断部７は、ヨーレートセンサ５
からの信号と計算ヨーレートとの比較を行い、演算部１
で現在演算に使用されている変数Ｃf ，Ｃr を前記〔数
３〕〜〔数５〕の変化ロジックにより変更すべきか否か
を判断し、変更する必要があれば、ステップ２５に進
む。
ナリングパワ調整判断部７へ出力する。ステップ２３に
おいて、ヨーレートセンサ４からの信号をコーナリング
パワ調整判断部７に読み込む。ステップ２４において、
コーナリングパワ調整判断部７は、ヨーレートセンサ５
からの信号と計算ヨーレートとの比較を行い、演算部１
で現在演算に使用されている変数Ｃf ，Ｃr を前記〔数
３〕〜〔数５〕の変化ロジックにより変更すべきか否か
を判断し、変更する必要があれば、ステップ２５に進
む。
【００２５】ステップ２５においては、コーナリングパ
ワ調整量決定部８で前記〔数２〕における変数Ｃf ，Ｃ
r の調整量を決定し、演算部１の中の変数Ｃf ，Ｃr を
変更し（〔数２〕においては、変数Ｇを変化させること
によりＣf ，Ｃr を変更している。）、ステップ２２に
戻り、再度ヨーレートの計算を行う。
ワ調整量決定部８で前記〔数２〕における変数Ｃf ，Ｃ
r の調整量を決定し、演算部１の中の変数Ｃf ，Ｃr を
変更し（〔数２〕においては、変数Ｇを変化させること
によりＣf ，Ｃr を変更している。）、ステップ２２に
戻り、再度ヨーレートの計算を行う。
【００２６】ステップ２４において、計算値がセンサの
信号値と一致すると、変数の変更の必要なしと判断して
ステップ２６に進む。ステップ２６において、コーナリ
ングパワ決定部９により、この時点の変数Ｃ f ，Ｃr が
現時点のタイヤ−路面間の真のコーナリングパワＣf ，
Ｃr であるとしてフィルタ処理を施した後、最終的なコ
ーナリングパワの検出値とされる。
信号値と一致すると、変数の変更の必要なしと判断して
ステップ２６に進む。ステップ２６において、コーナリ
ングパワ決定部９により、この時点の変数Ｃ f ，Ｃr が
現時点のタイヤ−路面間の真のコーナリングパワＣf ，
Ｃr であるとしてフィルタ処理を施した後、最終的なコ
ーナリングパワの検出値とされる。
【００２７】本例においてはさらにステップ２７に進
み、舵角比決定部１０により次の〔数７〕を用いて、横
すべり角零の舵角比ｋが計算される。
み、舵角比決定部１０により次の〔数７〕を用いて、横
すべり角零の舵角比ｋが計算される。
【００２８】
【数７】 （前記の〔数１〕と同じ）
【００２９】ステップ２８において、後輪操舵量決定部
１１によりハンドル角２から得られた信号Δf にステッ
プ２７で得られたｋをかけて、後輪の操舵量を決定す
る。
１１によりハンドル角２から得られた信号Δf にステッ
プ２７で得られたｋをかけて、後輪の操舵量を決定す
る。
【００３０】〔実施例２〕 上記実施例１では、ヨーレートを用いてコーナリングパ
ワを求めているが、ヨーレートの代わりに横加速度を用
いてもコーナリングパワを求めることができる。具体的
には、まず実施例１と同様に次の〔数６〕により計算横
加速度を計算し、この値と横加速度センサからの値とを
比較し、差があれば計算式中の変数の差のなくなる方に
適応的に変化させ、差がなくなったときの変数を前後輪
のコーナリングパワとして検出する。
ワを求めているが、ヨーレートの代わりに横加速度を用
いてもコーナリングパワを求めることができる。具体的
には、まず実施例１と同様に次の〔数６〕により計算横
加速度を計算し、この値と横加速度センサからの値とを
比較し、差があれば計算式中の変数の差のなくなる方に
適応的に変化させ、差がなくなったときの変数を前後輪
のコーナリングパワとして検出する。
【数６】
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、コーナリングパワの検
出に車軸六分力計による横力や対地車速計によるタイヤ
横すべり角を計測する必要がなく、ハンドル操舵時の車
両挙動を表すヨーレート、あるいは横加速度の信号から
適応的に導き出され、より安価で簡易なコーナリングパ
ワ検出方法が得られる。さらに本発明は、後輪操舵量を
タイヤ−路面間のコーナリングパワに応じて決めること
で、あらゆる摩擦係数の路面での車両の操作性・安定性
を向上させる。
出に車軸六分力計による横力や対地車速計によるタイヤ
横すべり角を計測する必要がなく、ハンドル操舵時の車
両挙動を表すヨーレート、あるいは横加速度の信号から
適応的に導き出され、より安価で簡易なコーナリングパ
ワ検出方法が得られる。さらに本発明は、後輪操舵量を
タイヤ−路面間のコーナリングパワに応じて決めること
で、あらゆる摩擦係数の路面での車両の操作性・安定性
を向上させる。
【図１】本発明の実施例のブロック図。
【図２】図１のブロックの動作を説明するフローチャー
ト。
ト。
１…計算ヨーレート・計算横加速度演算部 ２…ハンドル角センサ ３…後輪舵角センサ ４…車速センサ ５…ヨーレートセンサ ６…横加速度センサ ７…コーナリングパワ調整判断部 ８…コーナリングパワ調整量決定部 ９…コーナリングパワ決定部 １０…舵角比決定部 １１…後輪操舵量決定部
Claims (2)
- 【請求項１】 ハンドル操舵時に車両に発生するヨーレ
ートあるいは横加速度を、伝達関数に基づいて、ハンド
ル角およびコーナリングパワを変数として含む車両諸元
から計算し、この計算により得られた計算ヨーレートあ
るいは計算横加速度とヨーレートセンサからのヨーレー
ト値あるいは横加速度センサからの横加速度値とを比較
し、差があれば計算式の車両諸元中のコーナリングパワ
に関する変数を前記差のなくなる方向に適応的に変化さ
せ、前記差がなくなった時点の前記変数を前後輪のコー
ナリングパワとして検出することを特徴とするコーナリ
ングパワ検出方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のコーナリングパワ検出方
法により検出されたコーナリングパワの値を用いて横す
べり角零の舵角比ｋを決め、前後輪操舵車における後輪
の操舵量を決定することを特徴とする前後輪操舵車にお
ける後輪操舵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29999892A JP3022007B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | コーナリングパワ検出方法および後輪操舵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29999892A JP3022007B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | コーナリングパワ検出方法および後輪操舵方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06144261A JPH06144261A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3022007B2 true JP3022007B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17879507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29999892A Expired - Fee Related JP3022007B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | コーナリングパワ検出方法および後輪操舵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022007B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP29999892A patent/JP3022007B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06144261A (ja) | 1994-05-24 |
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