JP3267788B2 - Vehicle steering system - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両の操舵装置に関
し、特に、運転者のステアリングホイール操舵に応じて
後輪又は前輪を強制的に操舵して車両の運転性や安定性
を高めるようにしたものの改良に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system, and more particularly, to a vehicle steering system in which a rear wheel or a front wheel is forcibly steered in response to a steering wheel operation of a driver to enhance drivability and stability of the vehicle. Related to the improvement of what was done.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、この種の車両の操舵装置とし
て、運転者のステアリングホイール操作時に前輪の操舵
角に対応する後輪の操舵角の比つまり操舵比を車速に応
じて決定し、該操舵比で後輪を前輪の操舵に合せて操舵
制御するものが知られている。このものでは、運転者の
意思に合致した操舵性能を得ることが可能である反面、
運転者がステアリングホイールを操作した直後の初期状
態では、前輪と後輪とが同相になる場合が多いため、該
初期状態での車両の回頭性が低い憾みがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a steering apparatus for a vehicle of this type, a ratio of a steering angle of a rear wheel corresponding to a steering angle of a front wheel when a driver operates a steering wheel, that is, a steering ratio is determined according to a vehicle speed. 2. Description of the Related Art There has been known an apparatus that performs steering control of a rear wheel in accordance with steering of a front wheel at a steering ratio. With this one, while it is possible to obtain steering performance that matches the driver's intention,
In the initial state immediately after the driver operates the steering wheel, the front wheels and the rear wheels often have the same phase, and there is a regret that the turning performance of the vehicle in the initial state is low.
【０００３】そのため、従来、例えば特開平１−２６２
２６８号公報に開示されるものでは、運転者のステアリ
ングホイール操舵量に基づいて車両の制御目標ヨーレイ
トを演算するとともに、車両のヨーレイトを実測し、該
ヨーレイトの実測値と制御目標値との偏差に応じたフィ
ードバック制御量でもって後輪の操舵角をフィードバッ
ク制御することにより、ステアリングホイール操作直後
の初期状態でもヨーレイトを素早く発生させて、初期状
態での車両の回頭性を高めるようにしている。しかし、
この従来のフィードバック制御では、ヨーレイトの実測
値と制御目標値との偏差のみに応じて後輪操舵角のフィ
ードバック制御量を演算して後輪を操舵制御する、１入
力１出力制御系であるため、例えば車両の横滑り角が大
値の場合には小値の場合に比べて制御のハンチングが生
じ易くなる。このため、制御のハンチングが生じ難くな
るよう制御ゲインを常に小値に設定する必要があるが、
その場合、制御目標ヨーレイト値への速応性が悪くなる
とともに、実際ヨーレイトを制御目標値に精度良く制御
することができず、定常特性を高めるにも限界があっ
た。For this reason, conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 268, the control target yaw rate of the vehicle is calculated based on the steering wheel steering amount of the driver, the yaw rate of the vehicle is actually measured, and the deviation between the measured value of the yaw rate and the control target value is calculated. By performing feedback control of the steering angle of the rear wheels with the corresponding feedback control amount, the yaw rate is quickly generated even in the initial state immediately after the steering wheel operation, thereby improving the turning performance of the vehicle in the initial state. But,
This conventional feedback control is a one-input, one-output control system that calculates the feedback control amount of the rear wheel steering angle only in accordance with the deviation between the actual measured value of the yaw rate and the control target value, and controls the rear wheels by steering. For example, when the side slip angle of the vehicle is a large value, control hunting is more likely to occur than when the vehicle has a small value. For this reason, it is necessary to always set the control gain to a small value so that control hunting hardly occurs.
In this case, the responsiveness to the control target yaw rate value is deteriorated, and the actual yaw rate cannot be accurately controlled to the control target value, and there is a limit in improving the steady-state characteristics.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
先に、例えば特願平４−２３７４３７号等の明細書及び
図面において、上記のフィードバック制御に代えて、実
測ヨーレイトの状態フィードバック制御を採用すること
を提案している。このヨーレイトの状態フィードバック
制御は、車両のヨーレイトを実測する他、車両の複数の
状態変数、例えば車両の横滑り角、前輪及び後輪のコー
ナリングフォース等を車両の状態方程式及び出力方程式
に基づいて推定して車両の運動状態を把握し、これらの
状態変数を用いて車両の実際ヨーレイトを制御目標値に
するよう例えば後輪操舵角を最適制御するものである。
この制御系は多変数１出力制御系であるので、車両の運
動状態に合致したフィードバック制御量でもって後輪等
を操舵制御でき、ステアリングホイール操作時当初の車
両の回頭性を向上できる等、制御の速応性及び定常特性
の双方の向上を図ることが可能である。Therefore, the present applicant has
Previously, for example, in the specification and drawings such as Japanese Patent Application No. 4-23737, it has been proposed to employ state feedback control of actually measured yaw rate instead of the above-mentioned feedback control. This state feedback control of the yaw rate not only measures the yaw rate of the vehicle but also estimates a plurality of state variables of the vehicle, for example, the sideslip angle of the vehicle, the cornering forces of the front and rear wheels, etc. based on the state equation and the output equation of the vehicle. The motion state of the vehicle is grasped by using the above-mentioned state variables, and for example, the rear wheel steering angle is optimally controlled so that the actual yaw rate of the vehicle becomes the control target value.
Since this control system is a multivariable one-output control system, it is possible to control the steering of rear wheels and the like with a feedback control amount matching the motion state of the vehicle, and to improve the turning performance of the vehicle at the time of steering wheel operation. It is possible to improve both the responsiveness and the steady-state characteristics.
【０００５】更に、本出願人は、上記の状態フィードバ
ック制御では、次のような欠点があることに着目し、こ
れを解消するためにＨ∞制御を適用することを発明し
た。すなわち、状態フィードバック制御では、車両の横
滑り角やコーナリングフォース等の推定に際し、車速や
車輪のコーナリングパワーを定数として演算している
が、これらは実際には変数であり、後者の車輪のコーナ
リングパワーは路面の摩擦係数やタイヤの空気圧に応じ
て変化するものである。従って、予め設定した車両の運
動特性の下では、制御の速応性及び定常特性の向上を図
り得るが、図１３に示すように車速や路面の摩擦係数等
の変化に応じて車両の運動特性に大きな変化が生じる
と、車両の横滑り角等の推定に誤差が生じて最適制御に
ズレが生じ、その分、目標ヨーレイトへの速応性が低下
するとともに、車両の安定性は保証されなくなる。Further, the present applicant has noticed the following disadvantages in the above-mentioned state feedback control, and has invented the application of the H た め control in order to solve these disadvantages. That is, in the state feedback control, the vehicle speed and the cornering power of the wheel are calculated as constants when estimating the side slip angle and the cornering force of the vehicle, but these are actually variables, and the latter is the variable. It changes according to the coefficient of friction of the road surface and the air pressure of the tire. Accordingly, under the preset vehicle motion characteristics, the control responsiveness and the steady-state characteristics can be improved. However, as shown in FIG. 13, the vehicle motion characteristics are changed according to changes in vehicle speed, road surface friction coefficient, and the like. If a large change occurs, an error occurs in the estimation of the side slip angle of the vehicle and the like, and a deviation occurs in the optimal control. As a result, the responsiveness to the target yaw rate is reduced and the stability of the vehicle is not guaranteed.
【０００６】そこで、例えば制御系の一巡伝達関数が
「１」以下であることを全ての周波数領域に亘って満足
させて、制御系の安定性の向上を図るＨ∞制御（例えば
学会誌「計測と制御」の第２９巻，第２号（１９９０年
２月）の第１１１頁〜第１１９頁参照）に着目して、車
両の特性変動に対する安定性，即ちロバスト安定性の向
上を図ることが考えられる。この前輪又は後輪操舵に対
するＨ∞制御は、車両の定常特性及び速応性がステアリ
ングホイール操舵の周波数として例えば１Ｈｚ以下の低
周波数域で要求され、１Ｈｚを越える高周波数域では車
両の特性変動時の安定性が要求され、これらの要求が周
波数領域で異なる点から、同学会誌にも開示されるよう
に混合感度問題として捉え、前輪又は後輪の操舵に対す
る車両のヨーレイト変化の周波数伝達関数の制御ゲイン
特性として、車両の速応性及び定常特性を与える性能目
標指標と、該性能目標指標とは相補感度関数の関係にあ
る車両の特性変動時の安定性を与える性能目標指標との
２種を設定し、低周波数域では前者を、高周波数域では
後者を重視して、制御ゲインを周波数軸で決定するもの
である。従って、Ｈ∞制御を利用すれば、車両の特性変
動があっても、その変動が設定許容幅の中であれば、常
に車両の速応性、定常性能及び安定性の全てを良好に制
御し得る。[0006] Therefore, for example, H 図 る control (for example, “Measurement Journal”, which is intended to improve the stability of a control system by satisfying that the loop transfer function of the control system is “1” or less over all frequency ranges). And Control, Vol. 29, No. 2 (February 1990), pp. 111-119) to improve stability against vehicle characteristic fluctuations, that is, to improve robust stability. Conceivable. In the H∞ control for the front wheel or rear wheel steering, the steady-state characteristics and the quick response of the vehicle are required in a low frequency range of, for example, 1 Hz or less as the steering wheel steering frequency, and in a high frequency range exceeding 1 Hz, when the characteristic of the vehicle fluctuates. Since stability is required and these requirements differ in the frequency domain, it is considered as a mixed sensitivity problem as disclosed in the journal of the Society, and the control gain of the frequency transfer function of the yaw rate change of the vehicle with respect to the steering of the front wheel or the rear wheel is controlled. Two types of characteristics are set: a performance target index that gives the vehicle responsiveness and steady-state characteristics, and a performance target index that gives stability when the characteristics of the vehicle have a complementary sensitivity function. The control gain is determined on the frequency axis with emphasis on the former in the low frequency range and the latter in the high frequency range. Therefore, if the H∞ control is used, even if there is a change in the characteristics of the vehicle, if the change is within the set allowable range, all of the speed responsiveness, the steady performance and the stability of the vehicle can always be satisfactorily controlled. .
【０００７】ところで、上記の状態フィードバック制御
及びＨ∞制御では、いずれも車両の運動状態を把握する
ために車両の複数の状態量を推定しており、これら推定
状態量は、制御を適切に行う上で重要な要素であり、通
常、常識的な値になる。しかし、車両の運動状態が何か
の原因で一旦不安定な状態に陥ると、上記推定状態量も
異常な値となり、該推定状態量に基づく誤った制御によ
り車両の運動状態が更に不安定な状態に陥る虞がある。In the state feedback control and the H∞ control, a plurality of state quantities of the vehicle are estimated in order to grasp the motion state of the vehicle, and these estimated state quantities perform control appropriately. This is an important factor above, and is usually a common sense value. However, once the motion state of the vehicle falls into an unstable state for some reason, the estimated state amount also becomes an abnormal value, and the erroneous control based on the estimated state amount makes the vehicle movement state more unstable. There is a risk of falling into a state.
【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、上記推定状態量が異常
な値になったとき、車輪の強制的な操舵を非操舵状態に
戻すことにより、異常な推定状態量に起因する誤制御を
防止して車両の安定性を向上し得る操舵装置を提供せん
とするものである。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to return the forcible steering of wheels to a non-steering state when the estimated state quantity becomes an abnormal value. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a steering device capable of preventing erroneous control due to an abnormal estimated state quantity and improving vehicle stability.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、車両の操舵装置として、車
輪をステアリングホイールとは別途に操舵する操舵手段
と、車両に発生する実際のヨーレイトを検出するヨーレ
イト検出手段と、上記車輪の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、少なくとも上記両検出手段で検出された車両
の実際ヨーレイト及び車輪の操舵角に基づいて車両の推
定状態量を算出し、該推定状態量により実際ヨーレイト
が目標ヨーレイトに一致するよう上記操舵手段をフィー
ドバック制御する制御手段とを備えることを前提とす
る。そして、更に、上記推定状態量が所定値を越えた状
況を判定する判定手段と、該判定手段の判定結果を受
け、推定状態量が所定値を越えたときに該推定状態量を
零にクリアするクリア手段とを備える構成とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, comprising: steering means for steering wheels separately from a steering wheel; A yaw rate detecting means for detecting a yaw rate, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the wheel, and an estimated state quantity of the vehicle based on an actual yaw rate of the vehicle and a steering angle of the wheel detected by at least the two detecting means. It is assumed that there is provided control means for calculating and feedback-controlling the steering means so that the actual yaw rate matches the target yaw rate based on the estimated state quantity. And determining means for determining a situation in which the estimated state quantity exceeds a predetermined value; receiving the determination result of the determining means, and clearing the estimated state quantity to zero when the estimated state quantity exceeds a predetermined value. And a clearing means for performing the operation.
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属し、その一つの構成要素である制御手段がＨ∞
制御をする構成とする。すなわち、上記制御手段を、少
なくとも車両の実際ヨーレイト及び推定横滑り角を車両
の状態量とする車両の状態方程式、並びに出力方程式に
基づいて車両の実際ヨーレイトを目標ヨーレイトに所定
の制御ゲインでもって状態フィードバック制御するよう
上記操舵手段を制御する状態フィードバック制御手段
と、車輪の操舵に対する車両のヨーレイト変化の周波数
伝達関数の制御ゲイン特性として、車両の特性変動時の
安定性を与える性能目標指標並びに車両の速応性及び定
常特性を与える性能目標指標の２種と、車輪の操舵角を
入力とする車両の状態方程式及び出力方程式とに基づい
て上記状態フィードバック制御手段の制御ゲインを算出
する制御ゲイン算出手段とによって構成する。[0010] The invention according to claim 2 is dependent on the invention according to claim 1, and the control means, which is one of the components, is H∞.
It is configured to control. That is, the control means controls the actual yaw rate of the vehicle to the target yaw rate with a predetermined control gain based on a state equation of the vehicle in which at least the actual yaw rate and the estimated sideslip angle of the vehicle are the state quantities of the vehicle, and an output equation. State feedback control means for controlling the steering means so as to control, a performance target index for providing stability when the characteristic of the vehicle fluctuates as a control gain characteristic of a frequency transfer function of yaw rate change of the vehicle with respect to steering of the wheel, and a speed of the vehicle. Control gain calculating means for calculating a control gain of the state feedback control means based on two kinds of performance target indexes for giving responsiveness and steady-state characteristics, and a state equation and an output equation of a vehicle which receives a steering angle of a wheel as an input. Constitute.
【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明に従属し、その一つの構成要素である制御手段
が状態フィードバック制御をする構成とする。すなわ
ち、上記制御手段を、少なくとも車両の実際ヨーレイト
及び推定横滑り角を車両の状態量とする車両の状態方程
式、並びに出力方程式に基づいて車両の実際ヨーレイト
を目標ヨーレイトに状態フィードバック制御するよう上
記操舵手段を制御する状態フィードバック制御手段によ
って構成する。A third aspect of the present invention is dependent on the first aspect of the present invention, and the control means, which is one of the components, performs state feedback control. That is, the steering means controls the control means to perform state feedback control of the actual yaw rate of the vehicle to the target yaw rate based on at least the state equation of the vehicle using the actual yaw rate and the estimated side slip angle of the vehicle as a state quantity of the vehicle, and the output equation. By means of state feedback control means for controlling
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属し、推定状態量が所定値を越えたときに該推定
状態量を零にクリアするときの一つの態様を示す。すな
わち、上記判定手段は、推定状態量が所定値を越えた状
況として、その超過時点及び超過量を判定するものであ
り、上記クリア手段は、該超過量に応じて、超過時点か
ら推定状態量を零にクリアするタイミングを変更するよ
うに設けられている。The invention according to claim 4 is dependent on the invention according to claim 1, and shows one mode in which when the estimated state quantity exceeds a predetermined value, the estimated state quantity is cleared to zero. That is, the determining means determines the excess time and the excess amount as a situation where the estimated state quantity exceeds a predetermined value, and the clearing means determines the estimated state quantity from the excess time according to the excess amount. Is provided so as to change the timing at which is cleared to zero.
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明に従属し、上記クリア手段によるクリアのタイミング
の変更内容を具体的に示す。すなわち、クリア手段は、
超過量が所定値より大きいときは超過後直ちに推定状態
量を零にクリアし、超過量が所定値より小さいときは超
過後車両の走行状態が安定なものになった時点で推定状
態量を零にクリアするように設けられている。The invention according to claim 5 is dependent on the invention according to claim 4, and specifically shows the contents of change of the clear timing by the clear means. That is, the clearing means is:
When the excess amount is larger than the predetermined value, the estimated state quantity is cleared to zero immediately after the excess, and when the excess amount is smaller than the predetermined value, the estimated state quantity is reduced to zero when the running state of the vehicle after the excess becomes stable. It is provided to clear.
【００１４】ここで、車両の走行状態が安定なものにな
った時点は、請求項６記載の発明の如く車両の直進時、
又は請求項７記載の発明の如く車両の停車時である。更
に、請求項８記載の発明は、車両の直進時の判定を、車
両の実際ヨーレイト、横加速度又はステアリングホイー
ル操舵角に基づいて行う構成とする。Here, the point in time when the running state of the vehicle has become stable is determined when the vehicle is going straight ahead as in the invention of claim 6.
Alternatively, the vehicle is stopped as in the invention described in claim 7. Further, the invention according to claim 8 has a configuration in which the determination when the vehicle is traveling straight is made based on the actual yaw rate, the lateral acceleration or the steering wheel steering angle of the vehicle.
【００１５】[0015]
【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
制御手段は、少なくとも車両の実際ヨーレイト及び車輪
の操舵角に基づいて車両の推定状態量を算出し、該推定
状態量により実際ヨーレイトが目標ヨーレイトに一致す
るよう上記操舵手段をフィードバック制御する。この制
御中に車両の運動状態が何かの原因で不安定な状態に陥
り、上記推定状態量が所定値を越えるときには、その状
況が判定手段により判定され、該判定手段の判定結果を
受けるクリア手段により推定状態量が零にクリアされ
て、車輪の強制操舵が行われていない状態に戻される。
これにより、異常に大きな推定状態量に基づく誤制御が
防止されることになる。According to the above-mentioned structure, according to the first aspect of the present invention,
The control means calculates an estimated state quantity of the vehicle based on at least the actual yaw rate of the vehicle and the steering angle of the wheels, and performs feedback control of the steering means based on the estimated state quantity so that the actual yaw rate matches the target yaw rate. During this control, when the motion state of the vehicle falls into an unstable state for some reason and the estimated state quantity exceeds a predetermined value, the state is judged by the judging means, and the judgment result received by the judging means is cleared. The estimated state quantity is cleared to zero by the means, and the state is returned to a state where the forcible steering of the wheels is not performed.
This prevents erroneous control based on an abnormally large estimated state quantity.
【００１６】請求項２記載の発明では、上記制御手段に
よる車輪の操舵制御がＨ∞制御により行われ、その制御
ゲインが車両の特性変動時の安定性を与える性能目標指
標と、車両の速応性及び定常特性を与える性能目標指標
との２種により定まる範囲内で設定されるので、車両の
安定性、速応性及び定常特性の全てが良好に確保され
る。According to the second aspect of the invention, the steering control of the wheels by the control means is performed by H∞ control, the control gain of which is a performance target index for providing stability when the characteristics of the vehicle fluctuate, and the speed response of the vehicle. And the performance target index that provides steady-state characteristics, so that all of the stability, quick response, and steady-state characteristics of the vehicle are ensured satisfactorily.
【００１７】また、請求項４記載の発明では、上記クリ
ア手段は、推定状態量が所定値を越えるときの超過量に
応じて、超過時点から推定状態量を零にクリアするタイ
ミングを変更する。例えば請求項５記載の発明の如く、
超過量が所定値より大きいときは超過後直ちに推定状態
量を零にクリアし、超過量が所定値より小さいときは超
過後車両の走行状態が安定なものになった時点で推定状
態量を零にクリアすることにより、車両の安定性がより
適切に確保される。Further, in the invention according to claim 4, the clearing means changes the timing for clearing the estimated state quantity to zero from the time of the excess according to the excess amount when the estimated state quantity exceeds a predetermined value. For example, as in the invention described in claim 5,
When the excess amount is larger than the predetermined value, the estimated state quantity is cleared to zero immediately after the excess, and when the excess amount is smaller than the predetermined value, the estimated state quantity is reduced to zero when the running state of the vehicle after the excess becomes stable. , The stability of the vehicle is more appropriately secured.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】図１は本発明の第１実施例に係わる車両の
操舵装置の概略構成を示し、１はステアリングホイー
ル、２は左右の前輪、３は左右の後輪、１０は上記ステ
アリングホイール１の操作により左右の前輪２、２を操
舵する前輪操舵装置、２０は該前輪操舵装置１０による
前輪２、２の操舵に応じて左右の後輪３、３を操舵する
操舵手段としての後輪操舵装置である。FIG. 1 shows a schematic structure of a steering apparatus for a vehicle according to a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a steering wheel, 2 is left and right front wheels, 3 is left and right rear wheels, and 10 is a steering wheel. A front wheel steering device 20 for steering left and right front wheels 2 and 2 by operation, and a rear wheel steering device 20 as steering means for steering left and right rear wheels 3 and 3 in accordance with steering of the front wheels 2 and 2 by the front wheel steering device 10. It is.
【００２０】上記前輪操舵装置１０は、車体幅方向に配
置されたリレーロッド１１を有し、該ロッド１１の両端
部は各々タイロッド１２、１２及びナックルアーム１
３、１３を介して左右の前輪２、２に連結されている。
該リレーロッド１１には、ステアリングホイール１の操
作に連動して該リレーロッド１１を左右に移動させるラ
ック＆ピニオン機構１４が配置され、ステアリングホイ
ール１の操作時にその操作量に応じた角度だけ左右の前
輪２、２を操舵するように構成されている。The front wheel steering device 10 has a relay rod 11 arranged in the width direction of the vehicle body, and both ends of the rod 11 are tie rods 12, 12 and a knuckle arm 1 respectively.
It is connected to the left and right front wheels 2, 2 via 3, 13.
A rack and pinion mechanism 14 for moving the relay rod 11 right and left in conjunction with the operation of the steering wheel 1 is disposed on the relay rod 11. When the steering wheel 1 is operated, the rack and pinion mechanism 14 is moved left and right by an angle corresponding to the operation amount. The front wheels 2 are steered.
【００２１】一方、後輪操舵装置２０は、上記と同様に
車体幅方向に配置されたリレーロッド２１を有し、該ロ
ッド２１の両端部は各々タイロッド２２、２２及びナッ
クルアーム２３、２３を介して左右の後輪３、３に連結
されている。該リレーロッド２１には、該ロッド２１を
中立位置に付勢するセンタリングバネ２４が配置されて
いるとともに、ラック＆ピニオン機構２５が配置され、
該機構２５には、クラッチ２６、減速機構２７及びモー
タ２８が連携されていて、クラッチ２６の締結時にモー
タ２８の回転駆動によりラック＆ピニオン機構２５を介
してリレーロッド２１を車幅方向に移動させて、後輪
３，３をモータ２８の回転量に応じた角度だけ操舵する
ように構成されている。On the other hand, the rear wheel steering device 20 has a relay rod 21 disposed in the vehicle width direction in the same manner as described above, and both ends of the rod 21 are respectively connected via tie rods 22, 22 and knuckle arms 23, 23. And are connected to the left and right rear wheels 3,3. On the relay rod 21, a centering spring 24 for urging the rod 21 to a neutral position is disposed, and a rack & pinion mechanism 25 is disposed.
The mechanism 25 is associated with a clutch 26, a speed reduction mechanism 27, and a motor 28. When the clutch 26 is engaged, the relay rod 21 is moved in the vehicle width direction via the rack and pinion mechanism 25 by the rotation of the motor 28. Thus, the rear wheels 3, 3 are configured to be steered by an angle corresponding to the rotation amount of the motor 28.
【００２２】上記モータ２８の作動は、コントロールユ
ニット２９により制御される。該コントロールユニット
２９は、図２に示すように、その内部に、状態フィード
バック制御手段４１を備える。該制御手段４１は、少な
くとも車両の実際ヨーレイト及び推定横滑り角を車両の
状態量とする車両の状態方程式並びに出力方程式に基づ
いて車両の実際ヨーレイトを制御目標ヨーレイトに状態
フィードバック制御するように、モータ２８により後輪
３の操舵角を制御するものであり、この制御は、具体的
には図３の制御フローに基づいて行われる。また、コン
トロールユニット２９は、上記状態フィードバック制御
手段４１の状態方程式及び出力方程式の制御ゲインを図
４に示す制御ゲイン算出フローに基づいて算出する制御
ゲイン算出手段４２と、上記推定横滑り角等の推定状態
量が所定値を越えた状況を判定する判定手段４３と、該
判定手段４３の判定結果を受け、上記推定状態量が所定
値を越えたときに該推定状態量を零にクリアするクリア
手段４４とを備えている。The operation of the motor 28 is controlled by a control unit 29. As shown in FIG. 2, the control unit 29 includes a state feedback control means 41 therein. The control means 41 controls the motor 28 so as to perform state feedback control of the actual yaw rate of the vehicle to the control target yaw rate based on at least the state equation and the output equation of the vehicle using the actual yaw rate and the estimated sideslip angle of the vehicle as the state quantity of the vehicle. The control of the steering angle of the rear wheel 3 is performed based on the control flow shown in FIG. The control unit 29 calculates the control gain of the state equation and the output equation of the state feedback control unit 41 based on the control gain calculation flow shown in FIG. 4, and estimates the estimated side slip angle and the like. Determining means 43 for determining a situation where the state quantity exceeds a predetermined value; and clearing means for receiving the determination result of the determining means 43 and clearing the estimated state quantity to zero when the estimated state quantity exceeds a predetermined value. 44.
【００２３】また、図２において、３１は車両に作用す
る横加速度を検出する横加速度センサ、３２は車両に発
生する実際のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段
としてのヨーレイトセンサ、３３は後輪３の操舵角を検
出する操舵角検出手段としての後輪操舵角センサ、３４
は同じく前輪２の操舵角を検出する操舵角検出手段とし
ての前輪操舵角センサ、３５は車速を検出する車速セン
サ、３６は車両の走行路面の摩擦係数μを検出する路面
摩擦係数センサ、３７は車両の前後加速度を検出する前
後加速度センサであり、これら各種センサ３１〜３７の
検出信号は、いずれもコントロールユニット２９に入力
され、該コントロールユニット２９の制御に供される。In FIG. 2, reference numeral 31 denotes a lateral acceleration sensor for detecting a lateral acceleration acting on the vehicle; 32, a yaw rate sensor as yaw rate detecting means for detecting an actual yaw rate generated on the vehicle; Rear wheel steering angle sensor as steering angle detection means for detecting a steering angle, 34
Is a front wheel steering angle sensor as a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the front wheel 2; 35 is a vehicle speed sensor for detecting vehicle speed; 36 is a road surface friction coefficient sensor for detecting a friction coefficient μ of a running road surface of the vehicle; This is a longitudinal acceleration sensor that detects the longitudinal acceleration of the vehicle, and the detection signals of these various sensors 31 to 37 are all input to the control unit 29 and used for control of the control unit 29.
【００２４】次に、上記コントロールユニット２９によ
るモータ２８の制御を、図３の制御フローに従って説明
する。Next, the control of the motor 28 by the control unit 29 will be described with reference to the control flow of FIG.
【００２５】図３において、ステップＳ1 で例えば２０
ｍｓｅｃ等の所定周期毎の制御タイミングになるのを待
った後、ステップＳ2 において上記各種センサ３１〜３
７の検出信号に基づいて車速Ｖsp、前輪操舵角Ｆstg 、
後輪操舵角Ｒstg 、車両に発生している実際ヨーレイト
ｙr 、及び車両に作用する横加速度Ｙg 等車両の各運動
状態量を計測する。In FIG. 3, in step S1, for example, 20
After waiting for the control timing for each predetermined cycle such as msec, in step S2, the various sensors 31 to 3 are detected.
7, the vehicle speed Vsp, the front wheel steering angle Fstg,
The respective motion state quantities of the vehicle such as the rear wheel steering angle Rstg, the actual yaw rate yr generated in the vehicle, and the lateral acceleration Yg acting on the vehicle are measured.
【００２６】そして、ステップＳ3 で車両の目標ヨーレ
イトｙrt、及び該目標ヨーレイトｙrtと実際ヨーレイト
ｙr とのヨーレイト偏差ｅn を下記の式により、 ｙrt＝｛Ｖsp／（１＋Ａ・Ｖsp2 ）｝×Ｆstg ／Ｌ ｅn ＝ｙrt−ｙr 算出する。但し、Ａはスタビリティーファクター、Ｌは
車両のホイールベースである。[0026] Then, the target yaw rate Yrt vehicle in step S3, and the equation yaw rate deviation en below the actual yaw rate yr and the target yaw rate yrt, yrt = {Vsp / ( 1 + A · Vsp 2)} × Fstg / L En = yrt-yr is calculated. Here, A is the stability factor, and L is the wheelbase of the vehicle.
【００２７】続いて、ステップＳ4 でＨ∞制御のフィー
ドバック制御量としての後輪３の操舵量ｒをＨ∞制御に
おける下記の車両の状態方程式（１）及び出力方程式
（２）に基づいて計算する。Subsequently, in step S4, a steering amount r of the rear wheel 3 as a feedback control amount of the H∞ control is calculated based on the following vehicle state equation (1) and output equation (2) in the H∞ control. .
【００２８】 ｄＸh ／ｄｔ＝Ａcl・Ｘh ＋Ｂcl・ｅn …（１） ｒ＝Ｃcl・Ｘh ＋Ｄcl・ｅn …（２） 但し、Ｘh は車両の複数の状態量に相当する内部状態量
であり、該車両の状態量は例えば車両の横滑り角、後輪
の舵角若しくはその変化速度、前輪及び後輪のコーナリ
ングフォース、又は車両に作用するヨーレイト等に対応
した量（但し、直接物理的な意味を持った状態量そのも
のではない）であり、これらを上記両方程式により推定
する。また、Ａcl，Ｂcl，Ｃcl及びＤclは制御ゲインで
あって、図４に示す制御ゲイン決定フローに基づいて予
め設定される。DXh / dt = Acl.Xh + Bcl.en (1) r = Ccl.Xh + Dcl.en (2) where Xh is an internal state quantity corresponding to a plurality of state quantities of the vehicle. Is a quantity corresponding to, for example, the side slip angle of the vehicle, the steering angle of the rear wheel or its change speed, the cornering force of the front and rear wheels, or the yaw rate acting on the vehicle (however, it has a direct physical meaning). It is not the state quantity itself), and these are estimated by the above equations. Acl, Bcl, Ccl, and Dcl are control gains, which are set in advance based on the control gain determination flow shown in FIG.
【００２９】しかる後、ステップＳ5 で車両の推定状態
量Ｘh についてのリミッター値Ｘhlを設定する。該リミ
ッター値Ｘhlは、車速Ｖspに応じて設定されるものであ
って、低車速域ではＸh0で、車速Ｖspの増加に伴い次第
に小さくなる。Thereafter, in step S5, a limiter value Xhl for the estimated state quantity Xh of the vehicle is set. The limiter value Xhl is set according to the vehicle speed Vsp. In a low vehicle speed range, the limiter value Xhl is Xh0, and gradually decreases as the vehicle speed Vsp increases.
【００３０】そして、ステップＳ6 で上記推定状態量Ｘ
h の絶対値がリミッター値Ｘhlより大きいか否かを判定
し、その判定がＮＯのときには、そのままステップＳ10
で先に求めた制御量ｒでもって後輪３の操舵を制御す
る。一方、判定がＹＥＳのときには、ステップＳ7 で更
に推定状態量Ｘh の絶対値がリミッター値Ｘhlの１．５
倍の値より大きいか否かを判定する。この判定がＹＥＳ
のときには、直ちにステップＳ9 へ移行し、推定状態量
Ｘh を零に置換えて上記出力方程式（２）から後輪３の
操舵量ｒを算出した後、ステップＳ10で該制御量ｒでも
って後輪３の操舵を制御する。Then, in step S6, the estimated state quantity X
It is determined whether or not the absolute value of h is greater than the limiter value Xhl. If the determination is NO, the process proceeds to step S10.
Then, the steering of the rear wheel 3 is controlled by the control amount r obtained earlier. On the other hand, if the determination is YES, the absolute value of the estimated state quantity Xh is further increased to 1.5 times the limiter value Xhl in step S7.
It is determined whether the value is larger than the double value. This judgment is YES
In step S9, the process immediately proceeds to step S9, where the estimated amount of state Xh is replaced with zero and the steering amount r of the rear wheel 3 is calculated from the output equation (2). Control the steering of the vehicle.
【００３１】上記ステップＳ7 の判定がＮＯのとき、つ
まり推定状態量Ｘh がリミッター値Ｘhlより大きくリミ
ッター値Ｘhlの１．５倍の値より小さいときには、ステ
ップＳ8 で前輪の操舵角Ｆstg の絶対値が所定値Ｆl よ
り小さいか否かを判定する。ここで、上記所定値Ｆl は
微小値である。従って、ステップＳ8 の判定は、実質的
には車両の直進時か旋回時かを判別しているのである。
そして、車両の旋回時にはステップＳ10で先に求めた制
御量ｒでもって後輪３の操舵を制御する一方、車両の直
進時にはステップＳ9 へ移行し、推定状態量Ｘh を零に
置換えて上記出力方程式（２）から後輪３の操舵量ｒを
算出した後、ステップＳ10で該制御量ｒでもって後輪３
の操舵を制御する。When the determination in step S7 is NO, that is, when the estimated state quantity Xh is larger than the limiter value Xhl and smaller than 1.5 times the limiter value Xhl, the absolute value of the steering angle Fstg of the front wheels is determined in step S8. It is determined whether it is smaller than a predetermined value Fl. Here, the predetermined value Fl is a minute value. Therefore, the determination in step S8 is essentially determining whether the vehicle is traveling straight or turning.
When the vehicle is turning, the steering of the rear wheels 3 is controlled by the control amount r previously obtained in step S10, while when the vehicle is going straight, the process proceeds to step S9, where the estimated state quantity Xh is replaced with zero and the output equation After calculating the steering amount r of the rear wheel 3 from (2), the rear wheel 3 is calculated using the control amount r in step S10.
Control the steering of the vehicle.
【００３２】図３の制御フローのうち、ステップＳ3 及
びＳ4 の計算は、状態フィードバック制御手段４１で行
われるものであって、該状態フィードバック制御手段４
１は、車両の実際ヨーレイトｙrt、車速Ｖsp及び前輪２
の操舵角Ｆstg に基づいて車両の内部状態量Ｘh を推定
するとともに、該内部状態量Ｘh から後輪３の操舵制御
量ｒを算出し、該制御量ｒによりモータ２８を作動させ
て後輪操舵を制御するように設けられている。In the control flow of FIG. 3, the calculations in steps S3 and S4 are performed by the state feedback control means 41.
1 is the actual yaw rate yrt of the vehicle, the vehicle speed Vsp and the front wheels 2
Is estimated based on the steering angle Fstg of the vehicle, a steering control amount r of the rear wheel 3 is calculated from the internal state amount Xh, and the motor 28 is operated by the control amount r to perform rear wheel steering. Is provided to control.
【００３３】また、ステップＳ5 の設定及びステップＳ
6 ，Ｓ7 の両判定は、判定手段４３で行われるものであ
って、該判定手段４３は、上記内部状態量Ｘh がリミッ
ター値Ｘhlを越えた時点及びその超過量（Ｘh −Ｘhl）
を判定するように設けられている。ステップＳ7 〜Ｓ9
の一連の制御は、クリア手段４４で行われるものであっ
て、該クリア手段４４は、上記超過量（Ｘh −Ｘhl）が
所定値（リミッター値Ｘhlの０．５倍の値）より大きい
ときは超過後直ちに内部状態量Ｘh を零にクリアし、超
過量が所定値より小さいときは超過後車両の走行状態が
安定な直進時になった時点で内部状態量Ｘh を零にクリ
アするように設けられている。The setting of step S5 and step S5
The determinations 6 and S7 are performed by the determination means 43. The determination means 43 determines the time when the internal state quantity Xh exceeds the limiter value Xhl and the excess (Xh-Xhl).
Is determined. Steps S7 to S9
Is performed by the clearing means 44. When the excess amount (Xh-Xhl) is larger than a predetermined value (a value 0.5 times the limiter value Xhl), the clearing means 44 performs the control. Immediately after the excess, the internal state quantity Xh is cleared to zero, and when the excess quantity is smaller than a predetermined value, the internal state quantity Xh is cleared to zero when the running state of the vehicle after the excess becomes stable straight ahead. ing.
【００３４】次に、図４に示すＨ∞制御における制御ゲ
イン決定フローを説明する。Next, a control gain determination flow in the H∞ control shown in FIG. 4 will be described.
【００３５】図４において、先ず、ステップＳ11で後輪
３の操舵に対する車両のヨーレイト変化の周波数伝達関
数の制御ゲイン特性としての車両の特性変動時の安定性
を与える性能目標指標Ｗ3 を変更するための補正係数
（重み）Ｗn を車速Ｖspに応じて変更する。この変更
は、同ステップＳ11に示す如く、車速Ｖspの上昇に応じ
て補正係数Ｗn を大値に決定して行う。In FIG. 4, first, in step S11, a performance target index W3 for providing stability when the characteristic of the vehicle fluctuates as a control gain characteristic of the frequency transfer function of the yaw rate change of the vehicle with respect to the steering of the rear wheel 3 is changed. Is changed according to the vehicle speed Vsp. This change is performed by determining the correction coefficient Wn to a large value in accordance with the increase in the vehicle speed Vsp, as shown in step S11.
【００３６】その後、ステップＳ12で上記車両の特性変
動時の安定性を与える性能目標指標Ｗ3 を下記のラプラ
ス変数ｓの２次式に基づいて決定する。Thereafter, in step S12, a performance target index W3 for providing stability when the characteristics of the vehicle fluctuates is determined based on the following quadratic expression of the Laplace variable s.
【００３７】Ｗ3 ＝（ｓ2 ＋Ｗn ・ｓ＋ｃ）／ａ 但し、ａ及びｃは定数である。上記の式に基づけば、図
１１に示すように、車両の特性変動時の安定性を与える
性能目標指標Ｗ3 は、補正係数Ｗn が大値のとき低周波
数側に変更され、補正係数Ｗn が小値のとき高周波数側
に変更される。[0037] W3 = (s 2 + Wn · s + c) / a where, a and c are constants. Based on the above equation, as shown in FIG. 11, the performance target index W3 that gives stability when the characteristics of the vehicle fluctuates is changed to the low frequency side when the correction coefficient Wn is large, and the correction coefficient Wn is small. When the value is a value, it is changed to the high frequency side.
【００３８】続いて、ステップＳ13で今度は後輪３の操
舵に対する車両のヨーレイト変化の周波数伝達関数の制
御ゲイン特性としての車両の速応性及び定常特性を与え
る図１１に示す性能目標指標Ｗ1 （但し、逆数表示）を
下記のラプラス変数ｓの３次式に基づいて固定値に指定
する。Subsequently, in step S13, a performance target index W1 (provided that the vehicle is quick response and steady-state characteristics as control gain characteristics of the frequency transfer function of the yaw rate change of the vehicle with respect to the steering of the rear wheel 3) is shown in FIG. , Reciprocal) are specified as fixed values based on the following cubic expression of the Laplace variable s.
【００３９】Ｗ1 ＝（ｇ・ｓ＋ｈ）／（ｓ3 ＋ｄ・ｓ2
＋ｅ・ｓ＋ｆ） 但し、ｄ，ｅ，ｆ，ｇ及びｈは定数である。W 1 = (gs · h) / (s 3 + ds 2)
+ E · s + f) where d, e, f, g and h are constants.
【００４０】そして、ステップＳ14において、上記２つ
の性能目標指標Ｗ3 ，Ｗ1 を各々状態方程式に変換する
とともに、この両状態方程式と下記に示す車両の状態方
程式（３）及び出力方程式（４）の四者を１つの状態方
程式に合成し、この合成後の状態方程式を２つのリカッ
チ方程式に分解し、この方程式をハミルトン行列により
固有値問題として解を求めることにより、Ｈ∞制御の各
制御ゲインＡcl〜Ｄclを求める。Then, in step S14, the two performance target indices W3 and W1 are converted into state equations, respectively, and the two state equations and the vehicle state equation (3) and the output equation (4) shown below are calculated. Are combined into one state equation, the combined state equation is decomposed into two Riccati equations, and this equation is solved as an eigenvalue problem using a Hamilton matrix, thereby obtaining each control gain Acl to Dcl of H∞ control. Ask for.
【００４１】[0041]
【数１】 但し、車両の状態方程式（３）及び出力方程式（４）に
おいて、βは車両の重心点における横滑り角、Ｃf 及び
Ｃr は各々前輪及び後輪のコーナリングフォース、Ｒst
g は後輪の操舵角、ｌf 及びｌr は各々前後車軸と車両
重心点との距離、Ｉは車両のヨーレイトに対する慣性モ
ーメント、ｍは車体質量、Ｖ（前出のＶspと同じ）は車
速、Ｇy は車輪の横弾性係数、Ｋyf及びＫyrは各々前輪
及び後輪のコーナリングパワーである。ここで、車速Ｖ
は車速センサ３９により検出された実際の車速が用いら
れ、他は予め設定された固定値である。(Equation 1) Here, in the state equation (3) and the output equation (4) of the vehicle, β is the sideslip angle at the center of gravity of the vehicle, Cf and Cr are the cornering forces of the front and rear wheels, Rst, respectively.
g is the steering angle of the rear wheel, if and lr are the distances between the front and rear axles and the center of gravity of the vehicle, I is the moment of inertia of the vehicle with respect to yaw rate, m is the body mass, V (same as Vsp above) is the vehicle speed, Gy Is the lateral elastic modulus of the wheel, and Kyf and Kyr are the cornering power of the front wheel and the rear wheel, respectively. Here, the vehicle speed V
Is the actual vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 39, and the others are preset fixed values.
【００４２】その後、ステップＳ15で上記各制御ゲイン
Ａcl〜Ｄclを双一次変換手法により連続制御系からディ
ジタル制御系に変更して、終了する。尚、各制御ゲイン
Ａcl〜Ｄclの決定は上記の逐次演算の他、車両の運動状
態に応じて予めマップに記憶した値を逐次読出す方式で
も可能である。Thereafter, in step S15, the control gains Acl to Dcl are changed from a continuous control system to a digital control system by a bilinear conversion method, and the processing is terminated. The control gains Acl to Dcl may be determined not only by the above-described sequential calculation but also by a method of sequentially reading values stored in a map in advance according to the motion state of the vehicle.
【００４３】以上のような制御ゲイン決定フローの実行
は、制御ゲイン算出手段４２で行われるものであって、
該制御ゲイン算出手段４２は、後輪３の操舵に対する車
両のヨーレイト変化の周波数伝達関数の制御ゲイン特性
として、車両の特性変動時の安定性を与える性能目標指
標Ｗ3 並びに車両の速応性及び定常特性を与える性能目
標指標Ｗ1 の２種と、上記後輪３の操舵角Ｒstg を入力
とする車両の状態方程式（３）及び出力方程式（４）と
に基づいて、車両の運動特性（制御ゲイン特性）が図１
１に実線で示すように一巡伝達関数が０ｄｂとなる所定
周波数（図１１では６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ（＝１Ｈ
Ｚ））を越える高周波数域では上記安定性を与える性能
目標指標Ｗ3 の直下方に位置し、所定周波数（１ｒａｄ
／ｓｅｃ）以下の低周波数域では上記定常特性等を与え
る性能目標指標Ｗ1 の直上方に位置するように、上記制
御ゲインＡcl〜Ｄclを算出するように設けられている。The execution of the control gain determination flow as described above is performed by the control gain calculating means 42.
The control gain calculating means 42 includes, as control gain characteristics of the frequency transfer function of the yaw rate change of the vehicle with respect to the steering of the rear wheels 3, a performance target index W3 for providing stability when the characteristics of the vehicle fluctuates, and the responsiveness and steady-state characteristics of the vehicle. The vehicle dynamics characteristics (control gain characteristics) based on the two types of performance target indices W1 which give the following, and the vehicle's state equation (3) and output equation (4) that receive the steering angle Rstg of the rear wheel 3 as input. Figure 1
As shown by a solid line in FIG. 1, a predetermined frequency at which the loop transfer function is 0 db (6.28 rad / sec (= 1H in FIG. 11)
Z)), it is located immediately below the performance target index W3 that provides the above-mentioned stability and has a predetermined frequency (1 rad).
/ Sec) The control gains Acl to Dcl are calculated so as to be located immediately above the performance target index W1 that gives the steady-state characteristics and the like in a low frequency range of / sec or less.
【００４４】次に、上記第１実施例の作用・効果につい
て説明するに、後輪３の操舵制御がＨ∞制御により行わ
れることにより、車両の運動特性は図１１に実線で示す
ように、所定周波数（６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ）を越え
る高周波数域では安定性を与える性能目標指標Ｗ3 の直
下方に位置し、１ｒａｄ／ｓｅｃ以下の低周波数域では
定常特性等を与える性能目標指標Ｗ1 の直上方に位置す
る。このため、図１２に示すＨ∞制御が行われない通常
の車両の運動特性に対して、６．２８ｒａｄ／ｓｅｃを
越える高周波数域では制御ゲインが小値となり、１ｒａ
ｄ／ｓｅｃ以下の低周波数域では制御ゲインは大値にな
る。この結果、上記高周波数域では、制御ゲインが小さ
い分、後輪操舵制御の発振が確実に防止されて車両の特
性変動に対する安定性が向上し、ロバスト安定性が向上
するとともに、低周波数域では運転者のステアリングホ
イール操作に応じて大値の制御ゲインでもって車両は素
早く応答し、かつ車両には目標ヨーレイトに対して偏差
の極く少ないヨーレイトが発生して、速応性及び定常特
性が向上することになる。Next, the operation and effect of the first embodiment will be described. The steering characteristic of the rear wheel 3 is controlled by H∞ control, so that the motion characteristic of the vehicle becomes as shown by a solid line in FIG. In a high frequency range exceeding a predetermined frequency (6.28 rad / sec), it is located immediately below the performance target index W3 for providing stability, and in a low frequency range of 1 rad / sec or less, the performance target index W1 for providing steady-state characteristics or the like. It is located above. Therefore, the control gain becomes small in a high frequency range exceeding 6.28 rad / sec with respect to the motion characteristics of a normal vehicle in which the H∞ control is not performed as shown in FIG.
The control gain has a large value in a low frequency range of d / sec or less. As a result, in the above high frequency range, the oscillation of the rear wheel steering control is reliably prevented and the stability against the characteristic fluctuation of the vehicle is improved due to the small control gain, and the robust stability is improved. The vehicle responds quickly with a large control gain in response to the driver's steering wheel operation, and the vehicle generates a yaw rate with a very small deviation from the target yaw rate, thereby improving quick response and steady-state characteristics. Will be.
【００４５】そして、このようなＨ∞制御においては、
後輪３の操舵制御量ｒを算出する過程で車両の内部状態
量Ｘh を推定しているが、該内部状態量Ｘh は、車両の
運動状態が何かの原因で一旦不安定な状態に陥ると異常
に大きな値になり、これに基因する誤った制御により車
両の運動状態が更に不安定な状態に陥る虞がある。In such H∞ control,
Although the internal state quantity Xh of the vehicle is estimated in the process of calculating the steering control amount r of the rear wheel 3, the internal state quantity Xh temporarily falls into an unstable state due to some reason for the motion state of the vehicle. The value may be abnormally large, and the erroneous control resulting therefrom may cause the vehicle motion state to become more unstable.
【００４６】これに対し、本実施例においては、図１４
に示すように、上記内部状態量Ｘhがリミッター値Ｘhl
を越えると、該内部状態量Ｘh を零にクリアして制御量
ｒを算出するので、後輪３の操舵角Ｒstg が零の状態つ
まり前輪２のみ操舵される２輪操舵状態になる。この２
輪操舵状態は、運転者に違和感を与えることがないの
で、異常な内部状態量Ｘh に基づく誤制御を防止する上
で非常に実用的であり、制御の信頼性及び安全性等を高
めることができる。On the other hand, in this embodiment, FIG.
As shown in the figure, the internal state quantity Xh is equal to the limiter value Xhl.
Is exceeded, the internal state quantity Xh is cleared to zero and the control amount r is calculated, so that the steering angle Rstg of the rear wheel 3 is zero, that is, a two-wheel steering state in which only the front wheel 2 is steered. This 2
Since the wheel steering state does not give a sense of incongruity to the driver, it is very practical in preventing erroneous control based on the abnormal internal state quantity Xh, and it is possible to enhance the reliability and safety of the control. it can.
【００４７】しかも、上記内部状態量Ｘh がリミッター
値Ｘhlを越えるときの超過量に応じて、超過時点から推
定状態量を零にクリアするタイミングが変更される。す
なわち、超過量が大きく制御量ｒの算出上の誤差が大き
くなるときには、超過後直ちに推定状態量を零にクリア
して２輪操舵状態にする一方、超過量が小さく制御量ｒ
の算出上の誤差がそれ程大きくならないときには、車両
の走行状態が安定な直進時になった時点で推定状態量を
零にクリアして２輪操舵状態にするので、車両の安定性
がより適切に確保することができる。Further, according to the excess amount when the internal state quantity Xh exceeds the limiter value Xhl, the timing for clearing the estimated state quantity to zero from the excess time point is changed. That is, when the excess amount is large and the calculation error of the control amount r is large, the estimated state amount is cleared to zero immediately after the excess to bring the vehicle into the two-wheel steering state, while the excess amount is small and the control amount r is small.
If the error in the calculation does not become so large, the estimated state quantity is cleared to zero and the two-wheel steering state is established at the time when the running state of the vehicle is stable and straight ahead, so that the stability of the vehicle is more appropriately secured. can do.
【００４８】ここで、車速Ｖspが高いときには、低いと
きに比べて運転者のステアリングホイール操作量は小さ
く、操舵角等に対応する内部状態量Ｘh も小さい値とな
る。本実施例では、これに対応して、上記リミッター値
Ｘhlは、車速Ｖspが高い程小さくなるように変更設定さ
れるので、異常な内部状態量Ｘh に基づく誤制御を的確
に防止することができる。Here, when the vehicle speed Vsp is high, the driver's steering wheel operation amount is smaller than when the vehicle speed Vsp is low, and the internal state amount Xh corresponding to the steering angle and the like is also small. In the present embodiment, in response to this, the limiter value Xhl is changed and set so as to decrease as the vehicle speed Vsp increases, so that erroneous control based on the abnormal internal state quantity Xh can be accurately prevented. .
【００４９】図５及び図６はいずれも後輪操舵の制御フ
ローの変形例を示す。これらの制御フローは、基本的に
は図３の制御フローと同じであるが、図３中のステップ
Ｓ8に対応する、車両の走行状態が安定なものになった
時点の判断が異なる。FIGS. 5 and 6 each show a modified example of the control flow for rear wheel steering. These control flows are basically the same as the control flow of FIG. 3, but differ in the judgment at the time when the running state of the vehicle becomes stable corresponding to step S8 in FIG.
【００５０】すなわち、図５の制御フローでは、車速Ｖ
spが微小値Ｖl より小さい車両の停車時を車両の走行状
態が安定なものになった時点と判断する（ステップＳ
8'）。また、図６の制御フローでは、車両の実際ヨーレ
イトｙr の絶対値が微小値ｙrlより小さい車両の直進時
を車両の走行状態が安定なものになった時点と判断する
（ステップＳ8'' ）。That is, in the control flow of FIG.
It is determined that the time when the vehicle is stopped when sp is smaller than the minute value Vl is the time when the running state of the vehicle becomes stable (step S).
8 '). In the control flow of FIG. 6, it is determined that the vehicle is traveling straight when the absolute value of the actual yaw rate yr of the vehicle is smaller than the small value yrl as the time when the traveling state of the vehicle becomes stable (step S8 '').
【００５１】図７は本発明の第２実施例に係わる車両の
操舵装置における制御系のブロック構成を示す。この第
２実施例の場合、コントロールユニット２９´は、モー
タ２８の作動を制御する制御手段として、少なくとも車
両の実際ヨーレイト及び推定横滑り角を車両の状態量と
する車両の状態方程式並びに出力方程式に基づいて車両
の実際ヨーレイトを制御目標ヨーレイトに状態フィード
バック制御する状態フィードバック制御手段５１のみを
備え、第１実施例の場合の如き制御ゲイン算出手段４２
を有していない。尚、制御系のその他の構成は、図２に
示す第１実施例の場合と同じであり、同一部材には同一
符号を付してその説明は省略する。FIG. 7 shows a block diagram of a control system in a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention. In the case of the second embodiment, the control unit 29 'serves as control means for controlling the operation of the motor 28 based on at least the vehicle's state equation and output equation using the vehicle's actual yaw rate and estimated side slip angle as the vehicle's state quantity. Only the state feedback control means 51 for performing state feedback control of the actual yaw rate of the vehicle to the control target yaw rate, and the control gain calculating means 42 as in the case of the first embodiment.
Do not have. The other configuration of the control system is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００５２】次に、上記コントロールユニット２９´に
よるモータ２８の制御を、図８及び図９に示す制御フロ
ーに従って説明する。Next, the control of the motor 28 by the control unit 29 'will be described with reference to the control flows shown in FIGS.
【００５３】図８において、先ず、スタートして、ステ
ップＳ21で所定周期毎の制御タイミングになるのを待っ
た後、ステップＳ22で各種センサ３１〜３７の検出信号
に基づいて車速Ｖsp、前輪操舵角Ｆstg 、後輪舵角Ｒst
g 、車両に発生している実際ヨーレイトｙr 、及び車両
に作用する横加速度Ｙg 等車両の各運動状態量を計測す
る。In FIG. 8, first, after starting and waiting for the control timing of each predetermined cycle at step S21, at step S22 the vehicle speed Vsp and the front wheel steering angle Fstg based on the detection signals of the various sensors 31 to 37. , Rear wheel steering angle Rst
g, the actual yaw rate yr occurring in the vehicle, and the lateral motion Yg acting on the vehicle, such as the amount of motion, are measured.
【００５４】続いて、ステップＳ23でリミッター値Ｘl
を設定する。このリミッター値Ｘlは、図３のステップ
Ｓ5 の場合と同様に、車速Ｖspに応じて設定される。
尚、リミッター値Ｘl は、後述する車両の各状態量に相
当して設定されるものであり、各リミッター値をＸl
（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）と表す。Subsequently, in step S23, the limiter value Xl
Set. This limiter value Xl is set according to the vehicle speed Vsp, as in the case of step S5 in FIG.
Note that the limiter value Xl is set corresponding to each state quantity of the vehicle described later.
(I) (i = 1 to n).
【００５５】そして、ステップＳ24で車両の目標ヨーレ
イトｙrtを下記の式により、 ｙrt＝｛Ｖsp／（１＋Ａ・Ｖsp2 ）｝×Ｆstg ／Ｌ 算出する。但し、Ａはスタビリティーファクター、Ｌは
車両のホイールベースである。[0055] Then, the target yaw rate Yrt vehicle by the following equation in step S24, yrt = {Vsp / ( 1 + A · Vsp 2)} × Fstg / L is calculated. Here, A is the stability factor, and L is the wheelbase of the vehicle.
【００５６】その後、ステップＳ25でオブザーバー（状
態観測器）により車両の状態量及び観測量を推定する。
ここで、車両の状態量は、車両の横滑り角β、後輪操舵
角の変化速度ｄＲstg ／ｄｔ、前輪のコーナリングフォ
ースＣff、及び後輪のコーナリングフォースＣfrの４種
である。また、車両の観測量は、上記４種の推定状態量
に、後輪の操舵角Ｒstg と車両に作用するヨーレイトｙ
r とを加えた６種である。但し、後輪の操舵角Ｒstg 及
びヨーレイトｙr は実測値を用いる。Thereafter, in step S25, the state quantity and the observed quantity of the vehicle are estimated by an observer (state observer).
Here, there are four types of vehicle state quantities: the side slip angle β of the vehicle, the changing speed dRstg / dt of the rear wheel steering angle, the cornering force Cff of the front wheel, and the cornering force Cfr of the rear wheel. In addition, the amount of observation of the vehicle is obtained by adding the steering angle Rstg of the rear wheels and the yaw rate y acting on the vehicle to the above four estimated state quantities.
r and 6 types. However, the measured values of the rear wheel steering angle Rstg and the yaw rate yr are used.
【００５７】上記車両の状態量及び観測量の推定は、車
両の推定状態量をＸob、車両の推定観測量をＹobとし
て、下記の状態方程式（５）及び出力方程式（６）を解
くことで、 ｄＸob／ｄｔ＝Ａob・Ｘob＋Ｂob・ｙ＋Ｊob・ｒ（ｎ−１） …（５） Ｙob＝Ｃob・Ｘob＋Ｄob・ｙr …（６） 行われる。但し、Ａob、Ｂob、Ｃob、Ｄobｂ及びＪobは
オブザーバーゲイン、ｒ（ｎ−１）は前回のＬＱＧ制御
量であり、ｙr は車両の実際ヨーレイトである。The estimation of the state quantity and the observed quantity of the vehicle is performed by solving the following state equation (5) and output equation (6) with the estimated state quantity of the vehicle as Xob and the estimated observed quantity of the vehicle as Yob. dXob / dt = Aob.Xob + Bob.y + Job.r (n-1) (5) Yob = Cob.Xob + Dob.yr (6) Here, Aob, Bob, Cob, Dobb, and Job are observer gains, r (n-1) is the previous LQG control amount, and yr is the actual yaw rate of the vehicle.
【００５８】続いて、ステップＳ26で上記推定状態量Ｘ
obが先に設定したリミッター値Ｘlより大きいか否かを
判定し、この判定がＹＥＳのときはステップＳ28でリミ
ッター超過フラグｆを１にセットする。Subsequently, in step S26, the estimated state quantity X
It is determined whether ob is larger than the previously set limiter value Xl. If this determination is YES, the limiter excess flag f is set to 1 in step S28.
【００５９】そして、図９において、ステップＳ31でリ
ミッター超過フラグｆが１にセットされているか否かを
判定する。この判定がＮＯのとき、つまり各推定状態量
Ｘob（ｉ）がいずれもリミッター値Ｘl （ｉ）を越えて
いないときには、直ちにステップＳ35へ移行する。Then, in FIG. 9, it is determined whether or not the limiter excess flag f is set to 1 in a step S31. When this determination is NO, that is, when none of the estimated state quantities Xob (i) exceeds the limiter value Xl (i), the process immediately proceeds to step S35.
【００６０】一方、上記ステップＳ31の判定がＹＥＳの
とき、つまり推定状態量Ｘobがリミッター値Ｘl を越え
ているときには、ステップＳ32で前輪２の操舵角Ｆstg
の絶対値が所定値Ｆl より小さいか否かを判定する。こ
こで、上記所定値Ｆl は微小値である。従って、ステッ
プＳ32の判定は、実質的には車両の直進時か旋回時かを
判別しているのである。そして、車両の直進時には、ス
テップＳ33で推定状態量Ｘobを零に置換え、ステップＳ
34でリミッター超過フラグｆを０にリセットした後、ス
テップＳ35へ移行する一方、車両の旋回時にはそのまま
ステップＳ35へ移行する。On the other hand, if the determination in step S31 is YES, that is, if the estimated state quantity Xob exceeds the limiter value Xl, the steering angle Fstg of the front wheels 2 is determined in step S32.
It is determined whether or not the absolute value of is smaller than a predetermined value Fl. Here, the predetermined value Fl is a minute value. Therefore, the determination in step S32 is essentially determining whether the vehicle is traveling straight or turning. When the vehicle is traveling straight, the estimated state quantity Xob is replaced with zero in step S33, and step S33 is executed.
After resetting the limiter excess flag f to 0 in 34, the process proceeds to step S35, while the process directly proceeds to step S35 when the vehicle turns.
【００６１】そして、ステップＳ35以降においては、Ｌ
ＱＧ制御における制御ゲインの値を決定する。すなわ
ち、ステップＳ35で前輪操舵角の絶対値｜Ｆstg ｜を微
小値Ｆo と比較するとともに、ステップＳ36で車速Ｖsp
を高車速値Ｖo と比較し、｜Ｆstg ｜≧Ｆo の大操舵角
時でかつＶsp≦Ｖo の低車速時には、ステップＳ37で２
種の制御ゲインＧ，ＧI を各々所定値Ｇl ，ＧIlに設定
する一方、｜Ｆstg ｜＜Ｆo の小操舵角時、又はＶsp＞
Ｖo の高車速時には、ステップＳ38で２種の制御ゲイン
Ｇ，ＧI を各々上記所定値値Ｇl ，ＧIlより小さい所定
値Ｇs ，ＧIs（Ｇs ＜Ｇl ，ＧIs＜ＧIl）に設定する。Then, after step S35, L
The value of the control gain in QG control is determined. That is, the absolute value | Fstg | of the front wheel steering angle is compared with the minute value Fo in step S35, and the vehicle speed Vsp is determined in step S36.
Is compared with the high vehicle speed value Vo, and at the time of a large steering angle of | Fstg | ≧ F0 and at a low vehicle speed of Vsp ≦ Vo, 2 is determined in step S37.
The various control gains G and GI are set to predetermined values Gl and GIl, respectively, while | Fstg | <Fo for a small steering angle or Vsp>
When Vo is at a high vehicle speed, the two types of control gains G and GI are set to predetermined values Gs and GIs (Gs <Gl, GIs <GIl) smaller than the predetermined values Gl and GIl, respectively, in step S38.
【００６２】そして、ステップＳ39でＬＱＧ制御量ｒを
演算する。この演算は、先ず実測ヨーレイトｙr と制御
目標ヨーレイトｙrtとの偏差（ｙr −ｙrt）の積分量Ｓ
igを下記の式により、 Ｓig（ｎ）＝Ｓig（ｎ−１）＋（ｙr −ｙrt） 算出した後、ＬＱＧ制御量ｒを上記積分値Ｓig、推定観
測量Ｙob及び上記２種の制御ゲインＧ，ＧI を用いて下
記の式により、 ｒ＝−Ｇ・Ｙob−ＧI ・Ｓig 演算する。Then, in step S39, the LQG control amount r is calculated. In this calculation, first, the integral S of the deviation (yr-yrt) between the measured yaw rate yr and the control target yaw rate yrt
After calculating ig by the following equation, Sig (n) = Sig (n-1) + (yr-yrt), the LQG control amount r is calculated by the integral value Sig, the estimated observation amount Yob, and the two types of control gains G. , GI and r = -G.Yob-GI.Sig by the following equation.
【００６３】その後、ステップＳ40で上記制御量ｒでも
ってモータ２８を作動させて後輪３の操舵を制御する。Thereafter, in step S40, the steering of the rear wheel 3 is controlled by operating the motor 28 with the control amount r.
【００６４】以上の制御フローのうち、ステップＳ24，
Ｓ25及びＳ39の計算等は、状態フィードバック制御手段
５１で行われるものであって、該状態フィードバック制
御手段５１は、車両の実際ヨーレイトｙrt、車速Ｖsp及
び前輪２の操舵角Ｆstg に基づいて車両の状態量Ｘob及
び観測量Ｙobを推定するとともに、これらの推定量から
後輪３の操舵制御量ｒを算出し、該制御量ｒによりモー
タ２８を作動させて後輪操舵を制御するように設けられ
ている。また、ステップＳ27の判定は、判定手段４３で
行われるものであって、該判定手段４３は、上記推定状
態量Ｘobがリミッター値Ｘl を越えたときを判定するよ
うに設けられている。ステップＳ31〜Ｓ34の一連の制御
は、クリア手段４４で行われるものであって、該クリア
手段４４は、上記推定状態量Ｘobがリミッター値Ｘl を
越えたとき車両の走行状態が安定な直進状態になった時
点で内部状態量Ｘh を零にクリアするように設けられて
いる。In the above control flow, steps S24, S24
The calculations and the like in S25 and S39 are performed by the state feedback control means 51. The state feedback control means 51 calculates the state of the vehicle based on the actual yaw rate yrt of the vehicle, the vehicle speed Vsp, and the steering angle Fstg of the front wheels 2. The amount Xob and the observed amount Yob are estimated, a steering control amount r of the rear wheel 3 is calculated from these estimated amounts, and the motor 28 is operated by the control amount r to control the rear wheel steering. I have. The determination in step S27 is performed by the determining means 43, and the determining means 43 is provided to determine when the estimated state quantity Xob exceeds the limiter value Xl. A series of controls in steps S31 to S34 are performed by the clearing means 44. When the estimated state quantity Xob exceeds the limiter value Xl, the clearing means 44 changes the running state of the vehicle to a stable straight traveling state. At this point, the internal state quantity Xh is cleared to zero.
【００６５】次に、上記第２実施例の作用・効果を説明
するに、後輪３，３の操舵角が状態フィードバック（Ｌ
ＱＧ）制御されるので、車両の実際ヨーレイトＹr は目
標ヨーレイトＹrtに精度良く制御されて、狙い通りの車
両運動特性が得られ、車両の運転性能の向上が図られ
る。この場合、車両の旋回時等の車両の状態変化が比較
的大きい場合には、ＬＱＧ制御の２種の制御ゲインＧ，
ＧI が所定値Ｇl ，ＧIlに設定されるので、ＬＱＧ制御
量ｒも大値に設定されて、車両の比較的大きな状態変化
に良好に追随応答する。一方、前輪操舵角Ｆstg が所定
値Ｆo 以下の小さいとき、又は車速Ｖspが所定値Ｖo 以
上の高速走行時、即ち車両の直進走行時には、車両の状
態変化が小さい状況であって、この状況では、ＬＱＧ制
御の２種の制御ゲインＧ，ＧI が上記所定値Ｇl ，ＧIl
ではＬＱＧ制御量ｒが相対的に過大となり、車両は左右
に微小振動することになるが、上記ＬＱＧ制御の２種の
制御ゲインＧ，ＧI が上記所定値Ｇl ，ＧIlよりも小値
の値Ｇs ，ＧIsに設定され、ＬＱＧ制御量ｒもそれに応
じて小値となるので、車両の微小な左右振動は生じず、
車両は安定して直進することになり、従って車両の運転
性及び乗心地性を向上させることができる。Next, the operation and effect of the second embodiment will be described. The steering angle of the rear wheels 3 is determined by the state feedback (L
Because of the QG) control, the actual yaw rate Yr of the vehicle is accurately controlled to the target yaw rate Yrt, so that the intended vehicle motion characteristics are obtained, and the driving performance of the vehicle is improved. In this case, when the state change of the vehicle at the time of turning of the vehicle is relatively large, two types of control gains G and L of the LQG control are used.
Since GI is set to the predetermined values GI and GIl, the LQG control amount r is also set to a large value and responds satisfactorily to a relatively large state change of the vehicle. On the other hand, when the front wheel steering angle Fstg is smaller than or equal to a predetermined value Fo, or when the vehicle speed Vsp is running at a high speed equal to or larger than the predetermined value Vo, that is, when the vehicle is traveling straight, the state change of the vehicle is small. The two kinds of control gains G and GI of the LQG control are set to the predetermined values Gl and GIl.
In this case, the LQG control amount r becomes relatively excessive and the vehicle slightly vibrates left and right. However, the two types of control gains G and GI of the LQG control are smaller than the predetermined values Gl and Gl. , GIs, and the LQG control amount r also becomes a small value accordingly.
The vehicle travels straight and stably, so that the drivability and ride comfort of the vehicle can be improved.
【００６６】そして、このようなＬＱＧ制御において
は、後輪３の操舵制御量ｒを算出する過程で車両の状態
量Ｘobを推定しているが、該推定状態量Ｘobは、車両の
運動状態が何かの原因で一旦不安定な状態に陥ると異常
に大きな値になり、これに基因する誤った制御により車
両の運動状態が更に不安定な状態に陥る虞がある。In such LQG control, the state quantity Xob of the vehicle is estimated in the process of calculating the steering control amount r of the rear wheel 3. Once in an unstable state for some reason, the value becomes abnormally large, and there is a possibility that the kinetic state of the vehicle may fall into an unstable state due to erroneous control resulting therefrom.
【００６７】これに対し、本実施例においては、上記推
定状態量Ｘobがリミッター値Ｘl を越えると、車両の走
行状態が安定な直進状態になった時点で該推定状態量Ｘ
obを零にクリアして制御量ｒを算出するので、後輪３の
操舵角Ｒstg が零の状態つまり前輪２のみ操舵される２
輪操舵状態になり、運転者に違和感を与えることがな
く、異常な内部状態量Ｘh に基づく誤制御を防止するこ
とができ、制御の信頼性及び安全性等を高めることがで
きる。On the other hand, in this embodiment, when the estimated state quantity Xob exceeds the limiter value Xl, the estimated state quantity Xobtains when the running state of the vehicle becomes a stable straight traveling state.
Since ob is cleared to zero and the control amount r is calculated, the steering angle Rstg of the rear wheel 3 is zero, that is, only the front wheel 2 is steered.
As a result, the wheel steering state is not caused, and the driver does not feel uncomfortable, erroneous control based on the abnormal internal state quantity Xh can be prevented, and the reliability and safety of control can be improved.
【００６８】図１０は本発明の第３実施例に係わる車両
の操舵装置を示す。上述した第１及び第２実施例では、
いずれも後輪３，３を後輪操舵装置２０で操舵制御した
のに対し、第３実施例では、前輪２，２をステアリング
ホイールとは別途に電気的に操舵制御するものに適用し
たものである。FIG. 10 shows a vehicle steering system according to a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments described above,
In each case, the rear wheels 3 and 3 are controlled by the rear wheel steering device 20. On the other hand, in the third embodiment, the front wheels 2 and 2 are electrically controlled separately from the steering wheel. is there.
【００６９】すなわち、第３実施例の場合、操舵装置
は、図２に示す後輪操舵装置２０を備えず、前輪操舵装
置１０と並列に、リレーロッド１１に配置したラック＆
ピニオン機構７１と、該機構７１を駆動するモータ７２
とを設け、該モータ７２の作動をコントロールユニット
２９により制御するように構成されている。操舵装置の
その他の構成は、上述の第１実施例と同様であるが、前
輪を操舵する関係上、第１実施例の後輪操舵で後輪を前
輪と逆位相に操舵制御する場合には本実施例では前輪の
操舵角を増す側に操舵制御し、第１実施例で後輪を同位
相に操舵制御する場合には本実施例では前輪の操舵角を
減す側に操舵制御すればよい。That is, in the case of the third embodiment, the steering device does not include the rear wheel steering device 20 shown in FIG.
A pinion mechanism 71 and a motor 72 for driving the mechanism 71
And the operation of the motor 72 is controlled by the control unit 29. Other configurations of the steering device are the same as those of the above-described first embodiment. However, in view of steering the front wheels, in the case where the rear wheels are steered in the opposite phase to the front wheels in the rear wheels of the first embodiment, In this embodiment, the steering control is performed to increase the front wheel steering angle. In the first embodiment, when the rear wheels are controlled to have the same phase, in this embodiment, the steering control is performed to decrease the front wheel steering angle. Good.
【００７０】尚、以上の説明では、後輪操舵の状態フィ
ードバック制御において、車両の推定状態量として車両
の横滑り角、後輪の操舵角及びその変化速度、前輪及び
後輪のコーナリングフォース、並びに車両に作用するヨ
ーレイトを用いて車両の状態を正確に観測したが、車両
の状態を観測するには、少なくとも車両の実際ヨーレイ
ト及び車両の横滑り角の２種を観測すれば足りる。In the above description, in the state feedback control of the rear wheel steering, the side slip angle of the vehicle, the steering angle of the rear wheel and its change speed, the cornering force of the front wheel and the rear wheel, and the vehicle Although the state of the vehicle was accurately observed using the yaw rate acting on the vehicle, it is sufficient to observe at least two types of the actual yaw rate of the vehicle and the side slip angle of the vehicle.
【００７１】また、上記第１及び第２実施例では、推定
状態量Ｘh ，Ｘobを零にクリアする際のしきい値として
のリミッター値Ｘhl，Ｘl を車速Ｖspに応じて変更する
ようにしたが、車速Ｖsp以外の車両の走行状態、例えば
車両の加減速度、ヨーレイト、路面摩擦係数等に応じて
上記リミッター値Ｘhl，Ｘl を変更するようにしても良
い。In the first and second embodiments, the limiter values Xhl and Xl as thresholds for clearing the estimated state quantities Xh and Xob to zero are changed according to the vehicle speed Vsp. The limiters Xhl and Xl may be changed according to the running state of the vehicle other than the vehicle speed Vsp, for example, the acceleration / deceleration of the vehicle, the yaw rate, the road surface friction coefficient, and the like.
【００７２】[0072]
【発明の効果】以上の如く、本発明における車両の操舵
装置によれば、少なくとも車両の実際ヨーレイト及び車
輪の操舵角に基づいて車両の推定状態量を算出し、該推
定状態量により実際ヨーレイトが目標ヨーレイトに一致
するようにフィードバック制御するときに上記推定状態
量が所定値を越えると、該推定状態量が零にクリアされ
て、車輪の強制操舵が行われていない状態に戻されるの
で、異常に大きな推定状態量に基づく誤制御を防止する
ことができ、車両の安定性を高めることができる。As described above, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, the estimated state quantity of the vehicle is calculated based on at least the actual yaw rate of the vehicle and the steering angle of the wheels, and the actual yaw rate is calculated based on the estimated state quantity. If the estimated state quantity exceeds a predetermined value when performing feedback control so as to match the target yaw rate, the estimated state quantity is cleared to zero and the wheel is returned to a state in which the forcible steering of the wheel is not performed. Therefore, it is possible to prevent erroneous control based on a large estimated state quantity, and to improve the stability of the vehicle.
【００７３】特に、請求項２記載の発明によれば、車輪
の操舵制御がＨ∞制御により行われ、その制御ゲインが
車両の特性変動時の安定性を与える性能目標指標と、車
両の速応性及び定常特性を与える性能目標指標との２種
により定まる範囲内で設定されるので、車両の安定性、
速応性及び定常特性の全てが良好に確保できるという効
果をも有する。In particular, according to the second aspect of the present invention, the steering control of the wheels is performed by H∞ control, and the control gain thereof is a performance target index for providing stability when the characteristics of the vehicle fluctuate; And a performance target index that gives steady-state characteristics.
It also has the effect that all of the quick response and the steady-state characteristics can be favorably secured.
【００７４】また、請求項４記載の発明によれば、上記
推定状態量が所定値を越えるときの超過量に応じて、超
過時点から推定状態量を零にクリアするタイミングが変
更されるので、車両の安定性をより高めることができ
る。According to the fourth aspect of the present invention, the timing for clearing the estimated state quantity to zero from the point of excess is changed according to the excess amount when the estimated state quantity exceeds a predetermined value. The stability of the vehicle can be further improved.
【図１】本発明の第１実施例に係わる車両の操舵装置の
全体構成を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a vehicle steering system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同操舵装置における制御系のブロック構成図で
ある。FIG. 2 is a block diagram of a control system in the steering device.
【図３】後輪の操舵制御のフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart of steering control of a rear wheel.
【図４】Ｈ∞制御の制御ゲインを決定するためのフロー
チャート図である。FIG. 4 is a flowchart for determining a control gain of H∞ control.
【図５】後輪の操舵制御の変形例を示す図３相当図であ
る。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing a modification of the steering control of the rear wheels.
【図６】同じく他の変形例を示す図３相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing another modified example.
【図７】第２実施例を示す図２相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment.
【図８】後輪の操舵制御のフローチャートの部分図であ
る。FIG. 8 is a partial view of a flowchart of steering control of a rear wheel.
【図９】同じく部分図である。FIG. 9 is also a partial view.
【図１０】第３実施例を示す図１相当図である。FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment.
【図１１】Ｈ∞制御に使用する２種の性能目標指標Ｗ1
，Ｗ3 を示す図である。FIG. 11 shows two performance target indices W1 used for H∞ control.
, W3.
【図１２】Ｈ∞制御を行わない場合の後輪操舵に対する
車両の運動特性の周波数伝達関数のゲイン特性を示す図
である。FIG. 12 is a diagram illustrating gain characteristics of a frequency transfer function of a vehicle motion characteristic with respect to rear wheel steering when H∞ control is not performed.
【図１３】路面の摩擦係数が変化した場合に後輪操舵に
対する車両の運動特性の周波数伝達関数が変化する様子
の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing how a frequency transfer function of a vehicle motion characteristic with respect to rear wheel steering changes when a road surface friction coefficient changes.
【図１４】内部状態量Ｘh の時間経過に伴う変化を示す
図である。FIG. 14 is a diagram showing a change with time of an internal state quantity Xh.
１ ステアリングホイール ２ 前輪 ３ 後輪 ２０ 後輪操舵装置（操舵手段） ２８ モータ ２９，２９´ コントロールユニット ３２ ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出
手段） ３３ 後輪操舵角センサ（操舵角検出手
段） ３４ 前輪操舵角センサ（操舵角検出手
段） ４１，５１ 状態フィードバック制御手段 ４２ 制御ゲイン算出手段 ４３ 判定手段 ４４ クリア手段Reference Signs List 1 steering wheel 2 front wheel 3 rear wheel 20 rear wheel steering device (steering means) 28 motor 29, 29 'control unit 32 yaw rate sensor (yaw rate detecting means) 33 rear wheel steering angle sensor (steering angle detecting means) 34 front wheel steering angle sensor (Steering angle detection means) 41, 51 State feedback control means 42 Control gain calculation means 43 Judgment means 44 Clear means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 137:00 137:00 (56)参考文献 特開 平４−362472（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−27667（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−17420（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−314397（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−135976（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 - 6/06 B21B 37/00 F02D 41/40 B60T 8/58 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B62D 113: 00 B62D 113: 00 137: 00 137: 00 (56) References JP-A-4-362472 (JP, A) JP JP-A-4-27667 (JP, A) JP-A-7-17420 (JP, A) JP-A-5-314397 (JP, A) JP-A-4-135976 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 7 , DB name) B62D 6/00-6/06 B21B 37/00 F02D 41/40 B60T 8/58
Claims (8)
操舵する操舵手段と、 車両に発生する実際のヨーレイトを検出するヨーレイト
検出手段と、 上記車輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 少なくとも上記両検出手段で検出された車両の実際ヨー
レイト及び車輪の操舵角に基づいて車両の推定状態量を
算出し、該推定状態量により実際ヨーレイトが目標ヨー
レイトに一致するよう上記操舵手段をフィードバック制
御する制御手段と、 上記推定状態量が所定値を越えた状況を判定する判定手
段と、 該判定手段の判定結果を受け、推定状態量が所定値を越
えたときに該推定状態量を零にクリアするクリア手段と
を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。A steering means for steering a wheel separately from a steering wheel; a yaw rate detection means for detecting an actual yaw rate generated in a vehicle; a steering angle detection means for detecting a steering angle of the wheel; A control for calculating an estimated state quantity of the vehicle based on the actual yaw rate of the vehicle and the steering angle of the wheels detected by the two detection means, and performing feedback control of the steering means based on the estimated state quantity so that the actual yaw rate matches the target yaw rate. Means for judging a situation where the estimated state quantity exceeds a predetermined value; receiving the judgment result of the judgment means, and clearing the estimated state quantity to zero when the estimated state quantity exceeds a predetermined value. A vehicle steering system comprising: a clearing device.
ヨーレイト及び推定横滑り角を車両の状態量とする車両
の状態方程式、並びに出力方程式に基づいて車両の実際
ヨーレイトを目標ヨーレイトに所定の制御ゲインでもっ
て状態フィードバック制御するよう上記操舵手段を制御
する状態フィードバック制御手段と、車輪の操舵に対す
る車両のヨーレイト変化の周波数伝達関数の制御ゲイン
特性として、車両の特性変動時の安定性を与える性能目
標指標並びに車両の速応性及び定常特性を与える性能目
標指標の２種と、車輪の操舵角を入力とする車両の状態
方程式及び出力方程式とに基づいて上記状態フィードバ
ック制御手段の制御ゲインを算出する制御ゲイン算出手
段とからなる請求項１記載の車両の操舵装置。2. The vehicle control system according to claim 1, wherein the actual yaw rate of the vehicle is set to a target yaw rate with a predetermined control gain based on an output equation and a state equation of the vehicle in which at least the actual yaw rate and the estimated sideslip angle of the vehicle are a state quantity of the vehicle. A state feedback control means for controlling the steering means so as to perform the state feedback control, and a performance target index for providing stability when the characteristic of the vehicle fluctuates, as a control gain characteristic of a frequency transfer function of a yaw rate change of the vehicle with respect to steering of the wheel; Control gain calculation for calculating the control gain of the state feedback control means on the basis of two types of performance target indices that provide the responsiveness and steady-state characteristics of the vehicle, and a state equation and an output equation of the vehicle that receive the steering angle of the wheel. 2. The vehicle steering apparatus according to claim 1, comprising:
ヨーレイト及び推定横滑り角を車両の状態量とする車両
の状態方程式、並びに出力方程式に基づいて車両の実際
ヨーレイトを目標ヨーレイトに状態フィードバック制御
するよう上記操舵手段を制御する状態フィードバック制
御手段である請求項１記載の車両の操舵装置。3. The control means performs state feedback control of the actual yaw rate of the vehicle to a target yaw rate based on a vehicle state equation using at least the actual yaw rate and the estimated sideslip angle of the vehicle as a vehicle state quantity and an output equation. 2. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein said steering apparatus is state feedback control means for controlling said steering means.
越えた状況として、その超過時点及び超過量を判定する
ものであり、上記クリア手段は、該超過量に応じて、超
過時点から推定状態量を零にクリアするタイミングを変
更するように設けられている請求項１記載の車両の操舵
装置。4. The method according to claim 1, wherein the determining means determines a time when the estimated state quantity exceeds a predetermined value and a time when the estimated state quantity exceeds the predetermined value. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein a timing at which the estimated state quantity is cleared to zero is changed.
大きいときは超過後直ちに推定状態量を零にクリアし、
超過量が所定値より小さいときは超過後車両の走行状態
が安定なものになった時点で推定状態量を零にクリアす
るように設けられている請求項４記載の車両の操舵装
置。5. The clearing means clears the estimated state quantity to zero immediately after the excess when the excess quantity is larger than a predetermined value,
5. The vehicle steering system according to claim 4, wherein when the excess amount is smaller than a predetermined value, the estimated state amount is cleared to zero when the running state of the vehicle becomes stable after the excess amount.
点は、車両の直進時である請求項５記載の車両の操舵装
置。6. The vehicle steering system according to claim 5, wherein the time when the running state of the vehicle becomes stable is when the vehicle is traveling straight.
点は、車両の停車時である請求項５記載の車両の操舵装
置。7. The vehicle steering system according to claim 5, wherein the time when the running state of the vehicle becomes stable is when the vehicle is stopped.
レイト、横加速度又はステアリングホイール操舵角に基
づいて行われる請求項６記載の車両の操舵装置。8. The vehicle steering apparatus according to claim 6, wherein the determination as to whether the vehicle is running straight is made based on the actual yaw rate, lateral acceleration, or steering wheel steering angle of the vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1353694A JP3267788B2 (en) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | Vehicle steering system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1353694A JP3267788B2 (en) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | Vehicle steering system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07215232A JPH07215232A (en) | 1995-08-15 |
| JP3267788B2 true JP3267788B2 (en) | 2002-03-25 |
Family
ID=11835884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1353694A Expired - Fee Related JP3267788B2 (en) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | Vehicle steering system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267788B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8758129B2 (en) | 2010-10-06 | 2014-06-24 | Aristocrat Technologies Australia Pty Limited | Gaming system and method of gaming in which symbol reels selectively rotate in less than a full rotation |
-
1994
- 1994-02-07 JP JP1353694A patent/JP3267788B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8758129B2 (en) | 2010-10-06 | 2014-06-24 | Aristocrat Technologies Australia Pty Limited | Gaming system and method of gaming in which symbol reels selectively rotate in less than a full rotation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07215232A (en) | 1995-08-15 |
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