JP2967669B2 - 舵角制御装置 - Google Patents
舵角制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、舵角可変機構の動作検
出信号をフィードバック信号として用いるサーボ系に適
用される舵角制御装置に関する。
出信号をフィードバック信号として用いるサーボ系に適
用される舵角制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、舵角制御装置としては、例えば、
『デルタ演算子を用いて設計したロバストな自動車用位
置決めサーボ系の制御器』（計測自動制御学会論文集，
Vol.27，No.6，1991）の７０５ページ〜７１０ページに
記載されている装置が知られている。
『デルタ演算子を用いて設計したロバストな自動車用位
置決めサーボ系の制御器』（計測自動制御学会論文集，
Vol.27，No.6，1991）の７０５ページ〜７１０ページに
記載されている装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の舵角制御装置にあっては、大量生産によるコントロ
ーラのバラツキに対処するため、ロバスト補償器のロー
パスフィルタのカットオフ周波数を上げていた。
来の舵角制御装置にあっては、大量生産によるコントロ
ーラのバラツキに対処するため、ロバスト補償器のロー
パスフィルタのカットオフ周波数を上げていた。
【０００４】ちなみに、従来出典の７０８ページ右欄に
は、「以下の検討ではローパスフィルタＨ（δ）と規範
モデルはつぎのように置く。自動車を運転するとき、ド
ライバの操作は周波数域ではおおむね３Ｈｚ以下であ
り、それにともなってサーボ系の規範入力の周波数もお
おむね３Ｈｚ以下であると考えられる。このことから規
範モデルのカットオフ周波数は約８Ｈｚ(50rad/s) であ
れば追従性は問題ないと考えられる。またことのときロ
ーパスフィルタＨ（δ）のカットオフ周波数は 100rad/
s とすると、以下に述べるようにサンプル周期0.005sで
適当なゲイン，位相余裕を得ることができる。」と記述
されている。
は、「以下の検討ではローパスフィルタＨ（δ）と規範
モデルはつぎのように置く。自動車を運転するとき、ド
ライバの操作は周波数域ではおおむね３Ｈｚ以下であ
り、それにともなってサーボ系の規範入力の周波数もお
おむね３Ｈｚ以下であると考えられる。このことから規
範モデルのカットオフ周波数は約８Ｈｚ(50rad/s) であ
れば追従性は問題ないと考えられる。またことのときロ
ーパスフィルタＨ（δ）のカットオフ周波数は 100rad/
s とすると、以下に述べるようにサンプル周期0.005sで
適当なゲイン，位相余裕を得ることができる。」と記述
されている。
【０００５】このようにローパスフィルタのカットオフ
周波数を上げることにより、制御対象のパラメータ変動
に対して低感度化を達成できるが、安定性の確保や、舵
角センサの分解能の粗さが原因で、カットオフ周波数を
十分に高くできない場合がある。例えば、本出願人が先
に提案した特願平４−３０４１９号の出願明細書には、
センサ分解能が粗いと操作量が振動的となることが記載
されている。
周波数を上げることにより、制御対象のパラメータ変動
に対して低感度化を達成できるが、安定性の確保や、舵
角センサの分解能の粗さが原因で、カットオフ周波数を
十分に高くできない場合がある。例えば、本出願人が先
に提案した特願平４−３０４１９号の出願明細書には、
センサ分解能が粗いと操作量が振動的となることが記載
されている。
【０００６】このようにカットオフ周波数を十分に高く
できない場合、サーボ系はコントローラのバラツキ等の
影響を受けやすくなるという問題が生じる。
できない場合、サーボ系はコントローラのバラツキ等の
影響を受けやすくなるという問題が生じる。
【０００７】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、その目的とするところは、舵角可変機構
の動作検出信号をフィードバック信号として用いるサー
ボ系に適用される舵角制御装置において、ロバスト補償
の強さを十分に高めることができないサーボ系において
も、大量生産による特性変動によらず、システム特性を
均等にすることにある。
されたもので、その目的とするところは、舵角可変機構
の動作検出信号をフィードバック信号として用いるサー
ボ系に適用される舵角制御装置において、ロバスト補償
の強さを十分に高めることができないサーボ系において
も、大量生産による特性変動によらず、システム特性を
均等にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の舵角制御装置では、第２操作量あるいは第２操
作量に低域通過特性を有するフィルタを通した信号によ
りゲインを更新すると共に、入力外乱推定値の大きさに
応じて更新量を変化させるゲイン更新手段を設け、規範
入力信号と入力外乱推定値信号から演算される第２操作
量にこのゲインを乗じて舵角可変機構の操作量指令信号
を演算する手段とした。
本発明の舵角制御装置では、第２操作量あるいは第２操
作量に低域通過特性を有するフィルタを通した信号によ
りゲインを更新すると共に、入力外乱推定値の大きさに
応じて更新量を変化させるゲイン更新手段を設け、規範
入力信号と入力外乱推定値信号から演算される第２操作
量にこのゲインを乗じて舵角可変機構の操作量指令信号
を演算する手段とした。
【０００９】すなわち、図１のクレーム対応図に示すよ
うに、操作量指令信号に応じて動作する舵角可変機構ａ
と、前記舵角可変機構ａの動作状態を検出し動作検出信
号を出力する動作検出手段ｂと、閉ループ伝達特性の応
答を目標応答（規範モデル）に一致させるモデルマッチ
ング補償部において、規範入力信号と後述する入力外乱
推定値信号とから目標応答を得る第２操作量を演算し第
２操作量信号を出力する第２操作量演算手段ｃと、 外
乱やプラントのパラメータ変動に対して低感度化を達成
するロバスト補償部において、制御系へのゲイン影響を
全て入力外乱として表し、前記第２操作量信号と前記動
作検出信号とから前記舵角可変機構ａの入力外乱を推定
し入力外乱推定値信号を出力する入力外乱推定手段ｄ
と、前記第２操作量に所定のゲインを乗じて前記舵角可
変機構ａを動作させる操作量指令信号を出力する操作量
演算手段ｅと、ロバスト補償部の特性を応用してゲイン
を可変にするゲイン可変部において、前記第２操作量信
号あるいは第２操作量信号に低域通過特性を有するフィ
ルタを通した信号により前記ゲインを更新すると共に、
入力外乱推定値信号の大きさに応じて前記ゲインの更新
量を変化させるゲイン更新手段ｆと、を備えていること
を特徴とする。
うに、操作量指令信号に応じて動作する舵角可変機構ａ
と、前記舵角可変機構ａの動作状態を検出し動作検出信
号を出力する動作検出手段ｂと、閉ループ伝達特性の応
答を目標応答（規範モデル）に一致させるモデルマッチ
ング補償部において、規範入力信号と後述する入力外乱
推定値信号とから目標応答を得る第２操作量を演算し第
２操作量信号を出力する第２操作量演算手段ｃと、 外
乱やプラントのパラメータ変動に対して低感度化を達成
するロバスト補償部において、制御系へのゲイン影響を
全て入力外乱として表し、前記第２操作量信号と前記動
作検出信号とから前記舵角可変機構ａの入力外乱を推定
し入力外乱推定値信号を出力する入力外乱推定手段ｄ
と、前記第２操作量に所定のゲインを乗じて前記舵角可
変機構ａを動作させる操作量指令信号を出力する操作量
演算手段ｅと、ロバスト補償部の特性を応用してゲイン
を可変にするゲイン可変部において、前記第２操作量信
号あるいは第２操作量信号に低域通過特性を有するフィ
ルタを通した信号により前記ゲインを更新すると共に、
入力外乱推定値信号の大きさに応じて前記ゲインの更新
量を変化させるゲイン更新手段ｆと、を備えていること
を特徴とする。
【００１０】
【作用】車両走行時、入力外乱推定手段ｄにおいて、制
御系へのゲイン影響を全て入力外乱として表し、第２操
作量演算手段ｃからの第２操作量信号と動作検出手段ｂ
からの動作検出信号とから操作量指令信号に応じて動作
する舵角可変機構ａへの入力外乱が推定される。
御系へのゲイン影響を全て入力外乱として表し、第２操
作量演算手段ｃからの第２操作量信号と動作検出手段ｂ
からの動作検出信号とから操作量指令信号に応じて動作
する舵角可変機構ａへの入力外乱が推定される。
【００１１】そして、第２操作量演算手段ｃにおいて、
閉ループ伝達特性の応答を目標応答（規範モデル）に一
致させるモデルマッチング補償での規範入力信号と入力
外乱推定手段ｄからの入力外乱推定値信号とから目標応
答を得る第２操作量が演算され、ゲイン更新手段ｆにお
いて、第２操作量信号あるいは第２操作量信号に低域通
過特性を有するフィルタを通した信号によりゲインが更
新されると共に、入力外乱推定値信号の大きさに応じて
更新量が変化させられる。
閉ループ伝達特性の応答を目標応答（規範モデル）に一
致させるモデルマッチング補償での規範入力信号と入力
外乱推定手段ｄからの入力外乱推定値信号とから目標応
答を得る第２操作量が演算され、ゲイン更新手段ｆにお
いて、第２操作量信号あるいは第２操作量信号に低域通
過特性を有するフィルタを通した信号によりゲインが更
新されると共に、入力外乱推定値信号の大きさに応じて
更新量が変化させられる。
【００１２】そして、操作量演算手段ｅにおいて、第２
操作量演算手段ｃからの第２操作量信号に、ゲイン更新
手段ｆからのゲインを乗じて操作量指令信号が演算さ
れ、この操作量指令信号に応じて舵角可変機構ａが動作
し、舵角が制御される。
操作量演算手段ｃからの第２操作量信号に、ゲイン更新
手段ｆからのゲインを乗じて操作量指令信号が演算さ
れ、この操作量指令信号に応じて舵角可変機構ａが動作
し、舵角が制御される。
【００１３】したがって、制御系へのゲイン影響を全て
入力外乱として表し、この入力外乱推定値を入力側にフ
ィードバックすることにより、入力外乱の影響をキャン
セルするという考え方に基づき、制御系のゲインを第２
操作量（あるいは第２操作量のローパスフィルタ値）と
外乱推定値により精度良く推定するようにしたため、ロ
バスト補償の強さを十分に高めることができないサーボ
系においても、大量生産による特性変動によらず、シス
テム特性を均等にすることができる。
入力外乱として表し、この入力外乱推定値を入力側にフ
ィードバックすることにより、入力外乱の影響をキャン
セルするという考え方に基づき、制御系のゲインを第２
操作量（あるいは第２操作量のローパスフィルタ値）と
外乱推定値により精度良く推定するようにしたため、ロ
バスト補償の強さを十分に高めることができないサーボ
系においても、大量生産による特性変動によらず、シス
テム特性を均等にすることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１５】まず、構成を説明する。
【００１６】図２は本発明実施例の後輪舵角制御システ
ム（舵角制御装置に相当）を示すシステムブロック図で
ある。
ム（舵角制御装置に相当）を示すシステムブロック図で
ある。
【００１７】図２において、１は後輪舵角指令演算部、
２は電流指令演算部（操作量演算手段ｅに相当）、３は
電流制御アンプ、４は後輪舵角位置決め機構（舵角可変
機構ａに相当）、５は車両である。
２は電流指令演算部（操作量演算手段ｅに相当）、３は
電流制御アンプ、４は後輪舵角位置決め機構（舵角可変
機構ａに相当）、５は車両である。
【００１８】ここで、後輪舵角指令演算部１では、例え
ば、特願昭５９−１８８１５８号“車両後輪舵角制御装
置”や特願平１−１６１１５７号（特開平３−２５０７
８号公報参照）などに記載されている方法で、操舵角θ
と車速Ｖとから後輪舵角指令値δR *を計算する。
ば、特願昭５９−１８８１５８号“車両後輪舵角制御装
置”や特願平１−１６１１５７号（特開平３−２５０７
８号公報参照）などに記載されている方法で、操舵角θ
と車速Ｖとから後輪舵角指令値δR *を計算する。
【００１９】図３は実施例システムの後輪舵角位置決め
機構の詳細図である。
機構の詳細図である。
【００２０】図３において、４−１はモータ、４−２は
ウォームギア、４−３はウォームホイール、４−４はピ
ニオン、４−５はラック、４−６は後輪舵角センサ（動
作検出手段ｂに相当）、４−７はタイロッド、４−８は
ナックルアーム、４−９はタイヤである。ここで、前記
モータ４−１の回転運動は、ウォームギア４−２，ウォ
ームホイール４−３及びピニオン４−４を介してラック
４−５の直進運動に変換され、ラック４−５がタイロッ
ド４−７を介してナックルアーム４−８を押し引きする
ことによってタイヤ４−９の転舵運動に変換される。
ウォームギア、４−３はウォームホイール、４−４はピ
ニオン、４−５はラック、４−６は後輪舵角センサ（動
作検出手段ｂに相当）、４−７はタイロッド、４−８は
ナックルアーム、４−９はタイヤである。ここで、前記
モータ４−１の回転運動は、ウォームギア４−２，ウォ
ームホイール４−３及びピニオン４−４を介してラック
４−５の直進運動に変換され、ラック４−５がタイロッ
ド４−７を介してナックルアーム４−８を押し引きする
ことによってタイヤ４−９の転舵運動に変換される。
【００２１】前記後輪舵角センサ４−６は、タイヤ４−
９の転舵角をラック４−５の変位位置に対応した電圧値
（後輪実舵角δR ）として出力する粗分解能の絶対角セ
ンサである。
９の転舵角をラック４−５の変位位置に対応した電圧値
（後輪実舵角δR ）として出力する粗分解能の絶対角セ
ンサである。
【００２２】図４は実施例システムの電流指令演算部の
詳細ブロック図である。
詳細ブロック図である。
【００２３】図４において、２−１はモデルマッチング
補償部（加減器２−４を含めた構成が第２操作量演算手
段ｃに相当）、２−２はロバスト補償部（入力外乱推定
手段ｄに相当）、２−３はゲイン可変部（ゲイン更新手
段ｆに相当）である。
補償部（加減器２−４を含めた構成が第２操作量演算手
段ｃに相当）、２−２はロバスト補償部（入力外乱推定
手段ｄに相当）、２−３はゲイン可変部（ゲイン更新手
段ｆに相当）である。
【００２４】この電流指令演算部２では、後輪実舵角δ
R を後輪舵角指令値δR *に追従させるためのモータ電流
指令値ｉ* を計算するが、本実施例では、『デルタ演算
子を用いて設計したロバストな自動車用位置決めサーボ
系の制御器』（計測自動制御学会論文集，Vol.27，No.
6，1991）の７０５ページ〜７１０ページに記載されて
いるロバストモデルマッチング手法を考える。本手法
は、外乱やプラントのパラメータ変動に対して低感度化
を達成するロバスト補償部２−２と、閉ループ伝達特性
（δR *からδR まで）の応答を目標応答（規範モデル）
に一致させるモデルマッチング補償部２−１から成って
いる。加えて、ロバスト性を高めるためにロバスト補償
部２−２の特性を応用してゲインを可変にするゲイン可
変部２−３を設けている。
R を後輪舵角指令値δR *に追従させるためのモータ電流
指令値ｉ* を計算するが、本実施例では、『デルタ演算
子を用いて設計したロバストな自動車用位置決めサーボ
系の制御器』（計測自動制御学会論文集，Vol.27，No.
6，1991）の７０５ページ〜７１０ページに記載されて
いるロバストモデルマッチング手法を考える。本手法
は、外乱やプラントのパラメータ変動に対して低感度化
を達成するロバスト補償部２−２と、閉ループ伝達特性
（δR *からδR まで）の応答を目標応答（規範モデル）
に一致させるモデルマッチング補償部２−１から成って
いる。加えて、ロバスト性を高めるためにロバスト補償
部２−２の特性を応用してゲインを可変にするゲイン可
変部２−３を設けている。
【００２５】次に、作用を説明する。
【００２６】［ロバスト補償作用］ロバスト性を高める
ためには、ロバスト補償部２−２のローパスフィルタの
カットオフ周波数を高周波数域まで伸ばすことにより達
成できるが、制御系の安定性や後輪舵角センサ４−６の
分解能の粗さなどから十分にカットオフ周波数を上げる
ことができない。
ためには、ロバスト補償部２−２のローパスフィルタの
カットオフ周波数を高周波数域まで伸ばすことにより達
成できるが、制御系の安定性や後輪舵角センサ４−６の
分解能の粗さなどから十分にカットオフ周波数を上げる
ことができない。
【００２７】このような場合、コントローラ（特に電流
制御アンプ３）や後輪舵角位置決め機構４が大量生産に
よる特性変動や経年変化の影響を受けやすくなるため、
個々のサーボ系構成要素の特性にあった制御ゲインを設
定できるのが望ましい。
制御アンプ３）や後輪舵角位置決め機構４が大量生産に
よる特性変動や経年変化の影響を受けやすくなるため、
個々のサーボ系構成要素の特性にあった制御ゲインを設
定できるのが望ましい。
【００２８】この目的を達成するには適応制御の応用が
考えられるが、比較的大量の演算を行なわなければなら
ず、コントローラが高価になるという問題が生じる。
考えられるが、比較的大量の演算を行なわなければなら
ず、コントローラが高価になるという問題が生じる。
【００２９】そこで、本発明では、ロバスト補償部２−
２の特性を応用したゲイン可変部２−３を設けた。
２の特性を応用したゲイン可変部２−３を設けた。
【００３０】すなわち、ロバスト補償演算は、制御対象
のノミナルが図５の（ａ）で表されるとして、今、電流
制御アンプ３やアクチュエータのギヤ特性などにより実
際のプラントは、図５の（ｂ）に示すようにプラント伝
達関数ＧP にゲインＫ（Ｋ＞０）を乗じた特性に変化し
ているとしたとき、ゲインＫの影響を全て入力外乱Ｑと
して表し（図５の（ｃ））、入力外乱Ｑ｛＝（Ｋ−１）
・ｉ* ｝を推定し、この入力外乱推定値Ｑ# を入力側に
フィードバックすることにより、入力外乱Ｑの影響をキ
ャンセルするものである。
のノミナルが図５の（ａ）で表されるとして、今、電流
制御アンプ３やアクチュエータのギヤ特性などにより実
際のプラントは、図５の（ｂ）に示すようにプラント伝
達関数ＧP にゲインＫ（Ｋ＞０）を乗じた特性に変化し
ているとしたとき、ゲインＫの影響を全て入力外乱Ｑと
して表し（図５の（ｃ））、入力外乱Ｑ｛＝（Ｋ−１）
・ｉ* ｝を推定し、この入力外乱推定値Ｑ# を入力側に
フィードバックすることにより、入力外乱Ｑの影響をキ
ャンセルするものである。
【００３１】図５の（ｄ）はロバスト補償部２−２の構
成である。ロバスト補償部２−２の出力Ｑ# は、このと
きＨ（Ｋ−１）ｉ* となり、ローパスフィルタＨの伝達
特性が１とみなせる周波数領域において、Ｑ≒Ｑ# とな
り、ゲインＫの影響を受けなくなる。したがって、ゲイ
ンＫの影響を受けにくくするには、ローパスフィルタＨ
のカットオフ周波数を上げればよいが、上記理由により
ローパスフィルタＨのカットオフ周波数を十分に高くで
きない。
成である。ロバスト補償部２−２の出力Ｑ# は、このと
きＨ（Ｋ−１）ｉ* となり、ローパスフィルタＨの伝達
特性が１とみなせる周波数領域において、Ｑ≒Ｑ# とな
り、ゲインＫの影響を受けなくなる。したがって、ゲイ
ンＫの影響を受けにくくするには、ローパスフィルタＨ
のカットオフ周波数を上げればよいが、上記理由により
ローパスフィルタＨのカットオフ周波数を十分に高くで
きない。
【００３２】そこで、本発明の特徴であるゲイン可変部
２−３では、以下に説明する内容に基づきゲインＫｘを
更新している。
２−３では、以下に説明する内容に基づきゲインＫｘを
更新している。
【００３３】Ｑ# ＝Ｈ（Ｋ−１）ｉ* であるから、次の
関係が得られる。
関係が得られる。
【００３４】Ｈｉ* ＞０の時、 Ｑ# ＞０ → Ｋ−１＞０（Ｋ＞１） Ｑ# ＜０ → Ｋ−１＜０（０＜Ｋ＜１） Ｑ# ＝０ → Ｋ−１＝０（Ｋ＝１） Ｈｉ* ＜０の時、 Ｑ# ＞０ → Ｋ−１＜０（０＜Ｋ＜１） Ｑ# ＜０ → Ｋ−１＞０（Ｋ＞１） Ｑ# ＝０ → Ｋ−１＝０（Ｋ＝１） したがって、Ｈｉ* の極性とＱ# の極性がわかれば、ゲ
インＫが１より大きいか小さいかが分かる。
インＫが１より大きいか小さいかが分かる。
【００３５】さらに、｛Ｑ# ／（Ｈｉ* ）＋１｝の演算
が可能ならば、直接、ゲインＫを求めることも可能とな
る。
が可能ならば、直接、ゲインＫを求めることも可能とな
る。
【００３６】以上の説明から、ゲインＫの大きさを求め
て、Ｋ＊Ｋｘ＝１となるようなゲインＫｘを従来のモー
タ電流指令値ｉ* に乗じたモータ電流出力指令値ｉ* OUT
を、電流制御アンプ３に出力すればよいことが分かる。
て、Ｋ＊Ｋｘ＝１となるようなゲインＫｘを従来のモー
タ電流指令値ｉ* に乗じたモータ電流出力指令値ｉ* OUT
を、電流制御アンプ３に出力すればよいことが分かる。
【００３７】［後輪舵角指令及び電流指令の演算処理］
図６に後輪舵角指令演算部１及び電流指令演算部２で行
なわれる後輪舵角指令及び電流指令の演算処理フローチ
ャートを示す。
図６に後輪舵角指令演算部１及び電流指令演算部２で行
なわれる後輪舵角指令及び電流指令の演算処理フローチ
ャートを示す。
【００３８】ステップ６０では、図外のセンサからの信
号に基づいて車速Ｖと操舵角θが読み込まれる。
号に基づいて車速Ｖと操舵角θが読み込まれる。
【００３９】ステップ６１では、車速Ｖと操舵角θに基
づき目標とする車両挙動が得られる後輪舵角指令値δR *
が演算される。
づき目標とする車両挙動が得られる後輪舵角指令値δR *
が演算される。
【００４０】ステップ６２では、後輪舵角センサ４−６
からのセンサ信号に基づく後輪実舵角δR が読み込まれ
る。
からのセンサ信号に基づく後輪実舵角δR が読み込まれ
る。
【００４１】ステップ６３では、後輪実舵角δR を後輪
舵角指令値δR *に追従させるためのモータ電流指令値ｉ
* が演算される。
舵角指令値δR *に追従させるためのモータ電流指令値ｉ
* が演算される。
【００４２】ステップ６４では、ゲインＫｘが後述する
推定ロジックにより推定される。
推定ロジックにより推定される。
【００４３】ステップ６５では、ゲインＫｘをモータ電
流指令値ｉ* に乗じたモータ電流出力指令値ｉ* OUTが電
流制御アンプ３に出力される。
流指令値ｉ* に乗じたモータ電流出力指令値ｉ* OUTが電
流制御アンプ３に出力される。
【００４４】図７にゲインＫｘ推定ロジックのフローチ
ャートを示す。
ャートを示す。
【００４５】ステップ７０では、Ｈｉ* ＞０かどうかの
極性が判断される。
極性が判断される。
【００４６】ステップ７１では、Ｈｉ* ＜０かどうかの
極性が判断される。
極性が判断される。
【００４７】ステップ７２及びステップ７６では、ロバ
スト補償出力である入力外乱推定値Ｑ# がＱ# ＞０かど
うかの極性が判断される。
スト補償出力である入力外乱推定値Ｑ# がＱ# ＞０かど
うかの極性が判断される。
【００４８】ステップ７３及びステップ７７では、ロバ
スト補償出力である入力外乱推定値Ｑ# がＱ# ＜０かど
うかの極性が判断される。
スト補償出力である入力外乱推定値Ｑ# がＱ# ＜０かど
うかの極性が判断される。
【００４９】ステップ７４では、Ｈｉ* ＞０であり、Ｑ
# ＞０の時、電流制御アンプ３の特性から正のゲインＫ
xpが下記の式により推定される。
# ＞０の時、電流制御アンプ３の特性から正のゲインＫ
xpが下記の式により推定される。
【００５０】 Ｋxp＝Ｋxp＋ΔＩ ΔＩ＝｜Ｑ# ｜＊ΔＫ ここで、更新量ΔＩは、入力外乱推定値Ｑ# の大きさに
応じて推定の速度を変えるため、｜Ｑ# ｜＊ΔＫ（ΔＫ
はゲイン）としている。
応じて推定の速度を変えるため、｜Ｑ# ｜＊ΔＫ（ΔＫ
はゲイン）としている。
【００５１】ステップ７５では、Ｈｉ* ＞０であり、Ｑ
# ＜０の時、電流制御アンプ３の特性から正のゲインＫ
xpが下記の式により推定される。
# ＜０の時、電流制御アンプ３の特性から正のゲインＫ
xpが下記の式により推定される。
【００５２】 Ｋxp＝Ｋxp−ΔＩ ΔＩ＝｜Ｑ# ｜＊ΔＫ ステップ７８では、Ｈｉ* ＜０であり、Ｑ# ＞０の時、
電流制御アンプ３の特性から負のゲインＫxmが下記の式
により推定される。
電流制御アンプ３の特性から負のゲインＫxmが下記の式
により推定される。
【００５３】 Ｋxm＝Ｋxm−ΔＩ ΔＩ＝｜Ｑ# ｜＊ΔＫ ステップ７９では、Ｈｉ* ＜０であり、Ｑ# ＜０の時、
電流制御アンプ３の特性から負のゲインＫxmが下記の式
により推定される。
電流制御アンプ３の特性から負のゲインＫxmが下記の式
により推定される。
【００５４】 Ｋxm＝Ｋxm＋ΔＩ ΔＩ＝｜Ｑ# ｜＊ΔＫ ステップ８０では、モータ電流指令値ｉ* がｉ* ＞０か
どうかが判断され、ステップ８１では、モータ電流指令
値ｉ* がｉ* ＜０かどうかが判断される。
どうかが判断され、ステップ８１では、モータ電流指令
値ｉ* がｉ* ＜０かどうかが判断される。
【００５５】ステップ８２では、ｉ* ＞０の時、ステッ
プ７４またはステップ７５で推定されたゲインＫxpにモ
ータ電流指令値ｉ* を乗じてモータ電流出力指令値ｉ*
OUTが算出される。
プ７４またはステップ７５で推定されたゲインＫxpにモ
ータ電流指令値ｉ* を乗じてモータ電流出力指令値ｉ*
OUTが算出される。
【００５６】ステップ８３では、ｉ* ＜０の時、ステッ
プ７８またはステップ７９で推定されたゲインＫxmにモ
ータ電流指令値ｉ* を乗じてモータ電流出力指令値ｉ*
OUTが算出される。
プ７８またはステップ７９で推定されたゲインＫxmにモ
ータ電流指令値ｉ* を乗じてモータ電流出力指令値ｉ*
OUTが算出される。
【００５７】ステップ８４では、ｉ* ＝０の時、モータ
電流出力指令値ｉ* OUTがｉ* OUT＝０とされる。
電流出力指令値ｉ* OUTがｉ* OUT＝０とされる。
【００５８】［シミュレーションによる効果確認］図８
に従来例と本発明の比較シミュレーション結果を示す。
に従来例と本発明の比較シミュレーション結果を示す。
【００５９】本シミュレーションでは、電流制御アンプ
３がモータ４−１に流れる電流を左右の電流検出抵抗で
検出するものとし、これらの電流検出抵抗に左右差があ
った場合を想定し、電流制御アンプ３のゲイン特性が、
ティピカルなものに対して図９のように変化していると
仮定した。また、図６及び図７に示すフローチャートに
したがって、各データの演算処理を行なった。
３がモータ４−１に流れる電流を左右の電流検出抵抗で
検出するものとし、これらの電流検出抵抗に左右差があ
った場合を想定し、電流制御アンプ３のゲイン特性が、
ティピカルなものに対して図９のように変化していると
仮定した。また、図６及び図７に示すフローチャートに
したがって、各データの演算処理を行なった。
【００６０】図８において、θは操舵角、ψ'mはヨーレ
ート目標値、ψ’はヨーレート、δ* Rは後輪舵角指令
値、δR は後輪実舵角、ｉ* OUTはモータ電流出力指令
値、Ｑ# は入力外乱推定値である。
ート目標値、ψ’はヨーレート、δ* Rは後輪舵角指令
値、δR は後輪実舵角、ｉ* OUTはモータ電流出力指令
値、Ｑ# は入力外乱推定値である。
【００６１】図８により、従来例では、入力外乱推定値
Ｑ# が大きく、制御対象の特性変動が大きいことを示し
ている。また、ロバスト補償部２−２の補償が十分でな
いため、後輪舵角指令値δ* Rの極性に応じて応答特性が
変化している。ヨーレート出力もまた左右で異なった特
性となっている。
Ｑ# が大きく、制御対象の特性変動が大きいことを示し
ている。また、ロバスト補償部２−２の補償が十分でな
いため、後輪舵角指令値δ* Rの極性に応じて応答特性が
変化している。ヨーレート出力もまた左右で異なった特
性となっている。
【００６２】一方、本発明では、ロバスト補償出力であ
る入力外乱推定値Ｑ# が徐々に小さくなっており、電流
制御アンプ３の特性変動を吸収するようにゲインＫxp，
Ｋxmの更新が行なわれている。
る入力外乱推定値Ｑ# が徐々に小さくなっており、電流
制御アンプ３の特性変動を吸収するようにゲインＫxp，
Ｋxmの更新が行なわれている。
【００６３】したがって、後輪実舵角δR の後輪舵角指
令値δ* Rに対する追従性がモータ電流指令値ｉ* の極性
に依存しなくなり、ヨーレート特性も左右で応答が均一
なものとなる。
令値δ* Rに対する追従性がモータ電流指令値ｉ* の極性
に依存しなくなり、ヨーレート特性も左右で応答が均一
なものとなる。
【００６４】次に、効果を説明する。
【００６５】電流制御アンプ３やアクチュエータのギヤ
特性などにより変化するゲインＫの影響を全て入力外乱
Ｑとして表し、この入力外乱推定値Ｑ# を入力側にフィ
ードバックすることにより、入力外乱Ｑの影響をキャン
セルするという考え方に基づき、ロバスト補償出力であ
るＱ# と、内部変数であるＨｉ* とから電流制御アンプ
３や後輪舵角位置決め機構４のゲインＫを推定する装置
としたため、分解能が粗い後輪舵角センサ４−６を有
し、ロバスト補償の強さを十分に高めることができない
サーボ系でありながら、コントローラ，アクチュエータ
のパラメータ（ゲイン）変動を吸収でき、大量生産によ
る特性変動によらず、システムの特性を均等にすること
ができる。
特性などにより変化するゲインＫの影響を全て入力外乱
Ｑとして表し、この入力外乱推定値Ｑ# を入力側にフィ
ードバックすることにより、入力外乱Ｑの影響をキャン
セルするという考え方に基づき、ロバスト補償出力であ
るＱ# と、内部変数であるＨｉ* とから電流制御アンプ
３や後輪舵角位置決め機構４のゲインＫを推定する装置
としたため、分解能が粗い後輪舵角センサ４−６を有
し、ロバスト補償の強さを十分に高めることができない
サーボ系でありながら、コントローラ，アクチュエータ
のパラメータ（ゲイン）変動を吸収でき、大量生産によ
る特性変動によらず、システムの特性を均等にすること
ができる。
【００６６】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。
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。
【００６７】例えば、実施例では、後輪舵角制御装置へ
の適用例を示したが、前輪舵角制御装置や前後輪舵角制
御装置にも適用することができる。
の適用例を示したが、前輪舵角制御装置や前後輪舵角制
御装置にも適用することができる。
【００６８】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、舵角可変機構の動作検出信号をフィードバック信号
として用いるサーボ系に適用される舵角制御装置におい
て、第２操作量あるいは第２操作量に低域通過特性を有
するフィルタを通した信号によりゲインを更新すると共
に、入力外乱推定値の大きさに応じて更新量を変化させ
るゲイン更新手段を設け、規範入力信号と入力外乱推定
値信号から演算される第２操作量にこのゲインを乗じて
舵角可変機構の操作量指令信号を演算する、つまり、制
御系へのゲイン影響を全て入力外乱として表し、この入
力外乱推定値を入力側にフィードバックすることによ
り、入力外乱の影響をキャンセルするという考え方に基
づく手段としたため、ロバスト補償の強さを十分に高め
ることができないサーボ系においても、大量生産による
特性変動によらず、システム特性を均等にすることがで
きるという効果が得られる。
は、舵角可変機構の動作検出信号をフィードバック信号
として用いるサーボ系に適用される舵角制御装置におい
て、第２操作量あるいは第２操作量に低域通過特性を有
するフィルタを通した信号によりゲインを更新すると共
に、入力外乱推定値の大きさに応じて更新量を変化させ
るゲイン更新手段を設け、規範入力信号と入力外乱推定
値信号から演算される第２操作量にこのゲインを乗じて
舵角可変機構の操作量指令信号を演算する、つまり、制
御系へのゲイン影響を全て入力外乱として表し、この入
力外乱推定値を入力側にフィードバックすることによ
り、入力外乱の影響をキャンセルするという考え方に基
づく手段としたため、ロバスト補償の強さを十分に高め
ることができないサーボ系においても、大量生産による
特性変動によらず、システム特性を均等にすることがで
きるという効果が得られる。
【図１】本発明の舵角制御装置を示すクレーム対応図で
ある。
ある。
【図２】本発明実施例の後輪舵角制御システムを示すシ
ステムブロック図である。
ステムブロック図である。
【図３】実施例システムの後輪舵角位置決め機構の詳細
図である。
図である。
【図４】実施例システムの電流指令演算部の詳細ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】実施例システムでのロバスト補償部の動作説明
図である。
図である。
【図６】実施例システムでの後輪舵角指令演算部及び電
流指令演算部で行なわれる後輪舵角指令及び電流指令の
演算処理フローチャートを示す図である。
流指令演算部で行なわれる後輪舵角指令及び電流指令の
演算処理フローチャートを示す図である。
【図７】実施例システムでのゲイン推定ロジックのフロ
ーチャートを示す図である。
ーチャートを示す図である。
【図８】従来例と本発明の比較シミュレーション結果を
示す図である。
示す図である。
【図９】シミュレーションでの電流制御アンプのゲイン
特性図である。
特性図である。
ａ 舵角可変機構 ｂ 動作検出手段 ｃ 第２操作量演算手段 ｄ 入力外乱推定手段 ｅ 操作量演算手段 ｆ ゲイン更新手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B62D 6/00 - 6/02 B62D 7/14
Claims (1)
- 【請求項１】 操作量指令信号に応じて動作する舵角可
変機構と、 前記舵角可変機構の動作状態を検出し動作検出信号を出
力する動作検出手段と、閉ループ伝達特性の応答を目標応答（規範モデル）に一
致させるモデルマッチング補償部において、 規範入力信
号と後述する入力外乱推定値信号とから目標応答を得る
第２操作量を演算し第２操作量信号を出力する第２操作
量演算手段と、外乱やプラントのパラメータ変動に対して低感度化を達
成するロバスト補償部において、制御系へのゲイン影響
を全て入力外乱として表し、 前記第２操作量信号と前記
動作検出信号とから前記舵角可変機構の入力外乱を推定
し入力外乱推定値信号を出力する入力外乱推定手段と、 前記第２操作量に所定のゲインを乗じて前記舵角可変機
構を動作させる操作量指令信号を出力する操作量演算手
段と、ロバスト補償部の特性を応用してゲインを可変にするゲ
イン可変部において、 前記第２操作量信号あるいは第２
操作量信号に低域通過特性を有するフィルタを通した信
号により前記ゲインを更新すると共に、入力外乱推定値
信号の大きさに応じて前記ゲインの更新量を変化させる
ゲイン更新手段と、 を備えていることを特徴とする舵角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10897393A JP2967669B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 舵角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10897393A JP2967669B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 舵角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06321128A JPH06321128A (ja) | 1994-11-22 |
| JP2967669B2 true JP2967669B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=14498350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10897393A Expired - Lifetime JP2967669B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 舵角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2967669B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP10897393A patent/JP2967669B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06321128A (ja) | 1994-11-22 |
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