JP3320823B2 - Vehicle control device - Google Patents

Vehicle control device

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JP3320823B2
JP3320823B2 JP06771693A JP6771693A JP3320823B2 JP 3320823 B2 JP3320823 B2 JP 3320823B2 JP 06771693 A JP06771693 A JP 06771693A JP 6771693 A JP6771693 A JP 6771693A JP 3320823 B2 JP3320823 B2 JP 3320823B2
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steering
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満 長岡
陽子 小川
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0891Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for land vehicles

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、旋回状態等での車両の
運動を制御する車両の制御装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a vehicle control device for controlling the motion of a vehicle in a turning state or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の車両の制御装置して、例
えば運転者のステアリング操作時には、前輪の操舵角に
対応する後輪の転舵比を車速に応じて決定し、該転舵比
で後輪を前輪操舵に合せて操舵制御するものが知られて
いるが、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
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 control device for a vehicle of this type, for example, when a driver operates a steering wheel, a steering ratio of a rear wheel corresponding to a steering angle of a front wheel is determined according to a vehicle speed. It is known to control the rear wheels in accordance with the steering of the front wheels by steering. However, in this type, it is possible to obtain a steering performance that matches the driver's intention, but immediately after the driver operates the steering. In the initial state, since the front wheels and the rear wheels often have the same phase, 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
ング操舵量に基いて車両の制御目標ヨーレイトを演算す
ると共に、車両のヨーレイトを実測し、このヨーレイト
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、この初期状態での車両の回
頭性を高めている。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出力制御系である関係
上、ヨーレイトの偏差のみに対応した後輪操舵では、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、このため制御のハンチ
ングが生じ難いよう制御ゲインを常に小値に設定する必
要があり、その結果、制御目標ヨーレイト値への速応性
が高くないと共に、実際ヨーレイトを制御目標値に精度
良くは制御し得ず、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, a control target yaw rate of a vehicle is calculated based on a steering amount of a driver, and a yaw rate of the vehicle is measured, and a yaw rate of the vehicle is measured according to a deviation between the measured value of the yaw rate and the control target value. By performing feedback control of the steering angle of the rear wheels using the feedback control amount, the yaw rate is quickly generated even in the initial state immediately after the steering operation, and the turning performance of the vehicle in this initial state is enhanced. However, in this conventional feedback control, a one-input, one-output control system that calculates a feedback control amount of a rear wheel steering angle only in accordance with a deviation between an actual measured value of yaw rate and a control target value and performs steering control of rear wheels. In some relations, in rear wheel steering corresponding to only the yaw rate deviation, for example, when the side slip angle of the vehicle is large, control hunting is more likely to occur than when it is small, and therefore control hunting is less likely to occur. As a result, it is necessary to always set the control gain to a small value.As a result, the response to the control target yaw rate value is not high, and the actual yaw rate cannot be accurately controlled to the control target value. Even had limitations.

【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,例えば車輪又は車両の横滑り角、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
力方程式に基いて推定して車両の運動状態を把握し、こ
れ等複数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制
御系であって、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. The yaw rate state feedback control measures a vehicle's yaw rate and calculates a plurality of state variables of the vehicle, for example, the sideslip angles of the wheels or the vehicle, and the cornering forces of the front and rear wheels, based on the vehicle's state equation and output equation. A control system that optimally controls, for example, a rear wheel steering angle so as to make the actual yaw rate of the vehicle a control target value using the plurality of state variables by estimating the motion state of the vehicle; Since it is a control system, it is possible to control the steering of the rear wheels and the like with a feedback control amount that matches the motion state of the vehicle, and to improve the turning performance of the vehicle at the time of steering operation. It is possible to improve.

【0005】更に、本出願人は、上記の状態フィードバ
ック制御では、次の欠点があることに着目して以下の制
御を適用することを発明した。即ち、状態フィードバッ
ク制御では、車輪又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、これ等は実際には変数
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り、そ
の結果、車両の運動特性は図12に示すように路面の摩
擦係数等の変化に応じて変化する。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、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共
に、車両の安定性は保証されなくなる。
Furthermore, the present applicant has invented the following control in view of the following drawbacks in the above state feedback control. That is, in the state feedback control, the vehicle speed and the cornering power of the wheels are calculated as constants when estimating the sideslip angle and the cornering force of the wheels or the vehicle, but these are actually variables, and the latter are actually variables. The cornering power changes according to the friction coefficient of the road surface and the air pressure of the tire. As a result, as shown in FIG. 12, the motion characteristics of the vehicle change according to the change in the friction coefficient of the road surface. Therefore, under the preset vehicle motion characteristics, control responsiveness and steady-state characteristics can be improved.However, when a large change occurs in the vehicle motion characteristics according to changes in vehicle speed, road surface friction coefficient, and the like, 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 cannot be 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
グ操作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て、これ等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、この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∞ control (for example, “Measurement and Measurement”, 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). Vol. 29, No. 2 (1990
Focusing on pages 111 to 119 of the month), it is conceivable to improve stability against fluctuations in vehicle characteristics, that is, to improve robust stability. In the H∞ control for the front wheel or rear wheel steering, steady characteristics and quick response of the vehicle are required in a low frequency range of, for example, 1 Hz or less as a frequency of the steering operation, and in a high frequency range of more than 1 Hz, the stability of the vehicle at the time of the characteristic fluctuation is stable. Is required, and these requirements differ in the frequency domain, so 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 wheels or the rear wheels. Two types of characteristics are set: a performance target index that gives the responsiveness and steady-state characteristics of the vehicle, 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】しかしながら、出願人が提案のヨーレイト
の状態フィードバック制御及びH∞制御では、何れの制
御でも、車輪の横滑り角に対する車輪のコーナリングフ
ォースが線形な運転領域で成立する車両の状態方程式を
基礎とする関係上、車両の運動を直接に支配する車輪又
は車両の横滑り角を車両の状態量として正確に推定でき
る範囲が狭く、このため、H∞制御等の制御は常には適
用し得ず、車両の安全性を保証するにも限界が存在し、
この限界を越えてH∞制御等を使用できない憾みがあ
る。
However, in the yaw rate state feedback control and the H∞ control proposed by the applicant, in any of the controls, the vehicle state equation in which the cornering force of the wheel with respect to the side slip angle of the wheel is established in a linear operation region is used. Because of this, the range over which the wheels that directly control the motion of the vehicle or the sideslip angle of the vehicle can be accurately estimated as the state quantity of the vehicle is narrow, and therefore control such as H∞ control cannot always be applied. There is a limit to guarantee the safety of
There is a regret that H∞ control cannot be used beyond this limit.

【0008】そこで、例えば車輪又は車両の横滑り角を
実測することが考えられるが、この考えでは、路面に対
して非接触式の速度計及び横加速度計を使用する必要が
あって、これ等計器が光学式であるため、路面状態によ
っては横滑り角の計測が不可能な場合があり、またこれ
等計器が高価であるため、価格の点から実車に搭載して
実用化することは実際上困難である。
Therefore, for example, it is conceivable to actually measure the sideslip angle of a wheel or a vehicle. In this idea, it is necessary to use a non-contact type speedometer and a lateral accelerometer on a road surface. Because of the optical system, it may not be possible to measure the sideslip angle depending on the road surface conditions, and since these instruments are expensive, it is practically difficult to mount them on a real vehicle and put them into practical use in terms of price. It is.

【0009】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記の如きヨーレイトの状態フィー
ドバック制御やH∞制御に限らず,広く車輪又は車両の
横滑り角を推定し、この推定横滑り角を用いて車両の運
動を制御する場合において、車輪又は車両の横滑り角を
精度良く推定すると共に、その横滑り角の精度良い推定
を長期に亘って維持することにある。
The present invention has been made in view of the above point, and its object is not limited to the above-described yaw rate state feedback control and H∞ control, but widely estimates the side slip angle of a wheel or a vehicle. When controlling the motion of a vehicle using the estimated sideslip angle, the sideslip angle of the wheels or the vehicle is accurately estimated , and the sideslip angle is accurately estimated.
Is to be maintained for a long time .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、車輪等の横滑り角をニューラルネット
に基いて推定すると共に、その推定誤差を適時に零値に
クリアすることとする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the sideslip angle of a wheel or the like is estimated based on a neural network, and the estimation error is timely reduced to a zero value.
I will clear it.

【0011】つまり、請求項1記載の発明の具体的な解
決手段は、図1に示すように、車輪又は車両の横滑り角
に基いて車両の運動を制御する制御手段45を備えた車
両の制御装置を対象とする。そして、少くともステアリ
ング操舵角、車速、ヨーレイトの車両状態量を入力信号
とし、車輪又は車両の実測横滑り角を教師入力として車
輪又は車両の横滑り角を実測横滑り角に一致するよう学
習されたニューラルネットを有する横滑り角推定手段4
4を設け、該横滑り角推定手段44により推定された推
定横滑り角を上記制御手段45による車両の運動制御に
反映させる構成とすると共に、上記横滑り角推定手段4
4に備えるニューラルネットを、推定横滑り角の変化量
を演算する離散系演算を行うもので構成し、且つこの離
散系演算での推定横滑り角の積分値を車両の直進時には
零値にクリアするもので構成する。
That is, a specific solution of the invention according to claim 1 is to control a vehicle provided with a control means 45 for controlling the movement of the vehicle based on wheels or the sideslip angle of the vehicle as shown in FIG. Targets equipment. Then, the neural network is learned so that at least the steering angle, the vehicle speed, and the vehicle state quantity of the yaw rate are used as input signals, and the measured sideslip angle of the wheels or the vehicle is used as a teacher input to match the wheelslip angle of the wheels or the vehicle with the measured sideslip angle. Slip angle estimating means 4 having
4 is provided, the estimated sideslip angle estimated by the lateral slip angle estimator 44 with a configuration that is reflected in the motion control of the vehicle by the control means 45, the side slip angle estimator 4
4 is configured to perform a discrete system operation for calculating the amount of change in the estimated sideslip angle , and
The integrated value of the estimated sideslip angle in the dispersion calculation is cleared to zero when the vehicle is traveling straight .

【0012】[0012]

【作用】以上の構成により、請求項1記載の発明では、
車両の旋回時等でステアリング操舵角、車速、ヨーレイ
トが車両状態量として横滑り角推定手段44に入力され
ると、その内部に備える学習終了後のニューラルネット
が車輪又は車両の横滑り角を推定するので、車両の運転
状態がタイヤの非線形領域に入った場合であっても、車
輪又は車両の実際の横滑り角が精度良く推定される。そ
の結果、タイヤの線形領域及び非線形領域に拘らず、制
御手段45が上記精度良く推定された横滑り角に基いて
車両の運動を正確に制御することになる。
According to the above-mentioned structure, according to the first aspect of the present invention,
When the steering angle, the vehicle speed, and the yaw rate are input to the sideslip angle estimating means 44 as a vehicle state quantity at the time of turning of the vehicle, for example, a neural network after learning provided therein estimates the sideslip angle of the wheels or the vehicle. Even when the driving state of the vehicle enters the non-linear region of the tire, the actual sideslip angle of the wheel or the vehicle is accurately estimated. As a result, irrespective of the linear region and the non-linear region of the tire, the control means 45 accurately controls the movement of the vehicle based on the side slip angle estimated with high accuracy.

【0013】その場合、横滑り角推定手段44のニュー
ラルネットが離散系演算を行うように構成されていて、
1回前の推定横滑り角に変化分を加算して今回の推定横
滑り角が演算される関係上、その変化分に誤差が存在す
ると、この誤差が積分されて一方向に偏りを生じること
になるが、実際横滑り角が零値の車両直進時毎にこの積
分値が零値にクリアされるので、横滑り角の推定が長期
に亘って正確に行われる。
In this case, the neural network of the sideslip angle estimating means 44 is configured to perform a discrete system operation.
Due to the fact that the change is added to the previous estimated slip angle and the current estimated slip angle is calculated, if there is an error in the change, this error is integrated to produce a bias in one direction. However, since the integral value is cleared to zero every time the vehicle goes straight on when the actual skid angle is zero, the skid angle can be accurately estimated over a long period of time .

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明の車両の制御装置よれば、ニューラルネットを使用し
て車輪又は車両の横滑り角を精度良く推定し、該推定横
滑り角を車両の運動制御に反映させる場合に、そのニュ
ーラルネットでの横滑り角の推定を離散系演算とし、そ
離散系演算における推定横滑り角の積分値を車両直進
毎に零値にクリアしたので、横滑り角の推定をより精度
良く行い得ると共に、走行中でのその横滑り角の精度良
い推定を長期に亘って維持しながら、車両の運動をより
正確に所望通りに制御できる。
As described above, according to the vehicle control apparatus of the first aspect of the present invention, the sideslip angle of the wheels or the vehicle is accurately estimated using the neural network, and the estimated sideslip angle of the vehicle is estimated. If the Ru is reflected in the motion control, a discrete system calculates the estimated sideslip angle at the New <br/> Rarunetto, its
Since the integrated value of definitive to the discrete calculation estimated lateral slip angle is cleared to zero value for each vehicle straight, more accurate estimation of sideslip angle
It can perform well and has high accuracy of its side slip angle during running
Vehicle motion while maintaining a long-term estimate.
It can be controlled exactly as desired.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図2以下の図面に基
いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】図2は本発明に係る車両の操舵装置の概略
平面図を示し、1はステアリング、2は左右の前輪、3
は左右の後輪、10は上記ステアリング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を操舵する後輪操舵装置である。
FIG. 2 is a schematic plan view of a vehicle steering system according to the present invention, wherein 1 is a steering wheel, 2 is left and right front wheels, 3
Is a left and right rear wheel, 10 is a front wheel steering device that steers the left and right front wheels 2 and 2 by operating the steering 1, 20 is a left and right rear wheel 3 according to the steering of the front wheels 2 and 2 by the front wheel steering device 10, 3 is a rear wheel steering device that steers the steering wheel 3.

【0017】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、ハンドル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・アンド
・ピニオン機構14が配置され、ステアリング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
舵する構成である。
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.
The relay rod 11 is provided with 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. In this configuration, the front wheels 2, 2 are steered.

【0018】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22が配置されて
いると共に、ラック・アンド・ピニオン機構23が配置
され、該機構23には、クラッチ24、減速機構25、
及びモータ26が連携されていて、クラッチ24の締結
時にモータ26の回転駆動によりラック・アンド・ピニ
オン機構23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26の回転量に応じた角
度だけ操舵する構成である。
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. The relay rod 21 is provided with a centering spring 22 for urging the rod 21 to a neutral position, and a rack-and-pinion mechanism 23. The mechanism 23 includes a clutch 24, a speed reduction mechanism 25. ,
When the clutch 24 is engaged, the relay rod 21 is moved in the vehicle width direction via the rack-and-pinion mechanism 23 by rotating the motor 26 when the clutch 24 is engaged, so that the rear wheels 3 are moved to the motor 26. The steering is steered by an angle corresponding to the rotation amount.

【0019】上記モータ26はコントロールユニット2
9により駆動制御される。該コントロールユニット29
は、図3に示すように、少くとも車両の実際ヨーレイト
及び車輪又は車両の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
制御するよう図4の制御フローに基いてモータ26によ
り後輪3の舵角を制御する状態フィードバック制御手段
46と、該状態フィードバック制御手段46の状態方程
式及び出力方程式の制御ゲインを図5に示す制御ゲイン
算出フローに基いて算出する制御ゲイン算出手段47と
を備え、これ等両手段46,47により制御手段45を
構成している。
The motor 26 is connected to the control unit 2
9 is driven and controlled. The control unit 29
As shown in FIG. 3, the actual yaw rate of the vehicle is set to the control target yaw rate based on at least the actual yaw rate of the vehicle and the state equation and the output equation of the vehicle in which the estimated side slip angle of the wheels or the vehicle is the state quantity of the vehicle. FIG. 5 shows the state feedback control means 46 for controlling the steering angle of the rear wheel 3 by the motor 26 based on the control flow of FIG. 4 so as to perform the feedback control, and the control gain of the state equation and the output equation of the state feedback control means 46 in FIG. A control gain calculating means 47 for calculating based on the control gain calculating flow shown is provided, and these two means 46, 47 constitute a control means 45.

【0020】更に、上記コントローラ29内には、車両
重心点における横滑り角を推定する横滑り角推定手段4
4が備えられる。該横滑り角推定手段44は、後述の如
く図6に示すニューラルネット50を有する。
Further, in the controller 29, a skid angle estimating means 4 for estimating a skid angle at the center of gravity of the vehicle is provided.
4 are provided. The side slip angle estimating means 44 has a neural network 50 shown in FIG. 6 as described later.

【0021】また、図3において、35は車両に作用す
る横加速度を検出する横加速度センサ、36は車両に作
用する実際ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ、3
7は後輪3の舵角を検出する後輪舵角センサ、38は前
輪2の操舵角を検出する前輪操舵角センサであって、こ
れ等センサ35〜38の検出信号は、上記コントロール
ユニット29の状態フィードバック制御手段46に入力
されている。更に、同図において、39は車速を検出す
る車速センサであって、その検出信号は上記制御ゲイン
算出手段46に入力されている。また、横滑り角推定手
段44には、ヨーレイト36、前輪操舵角センサ38及
び車速センサ39の各検出信号が入力されている。
In FIG. 3, reference numeral 35 denotes a lateral acceleration sensor for detecting a lateral acceleration acting on the vehicle; 36, a yaw rate sensor for detecting an actual yaw rate acting on the vehicle;
Reference numeral 7 denotes a rear wheel steering angle sensor for detecting the steering angle of the rear wheel 3, and reference numeral 38 denotes a front wheel steering angle sensor for detecting the steering angle of the front wheel 2. The detection signals of these sensors 35 to 38 are transmitted to the control unit 29. Is input to the state feedback control means 46. Further, in the figure, reference numeral 39 denotes a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and the detection signal is input to the control gain calculating means 46. The yaw rate 36, the front wheel steering angle sensor 38, and the vehicle speed sensor 39 are input to the sideslip angle estimating means 44.

【0022】次に、上記コントロールユニット29によ
るモータ26の駆動制御を図4の制御フローに従って説
明する。同図において、ステップS1で例えば20ms
ecの設定周期毎の制御タイミングになる毎に、ステッ
プS2において上記各センサ36〜39の検出信号に基
いて車速Vsp、前輪操舵角Fstg、後輪舵角Rst
g、車両旋回時に発生しているヨーレイトyr、及び車
両に作用する横加速度Ygの各車両の運動状態量を計測
する。
Next, the drive control of the motor 26 by the control unit 29 will be described with reference to the control flow of FIG. In the figure, in step S1, for example, 20 ms
Every time the control timing of each set cycle of ec is reached, the vehicle speed Vsp, the front wheel steering angle Fstg, and the rear wheel steering angle Rst are determined in step S2 based on the detection signals of the sensors 36 to 39.
g, the yaw rate yr generated at the time of turning of the vehicle, and the motion state amount of each vehicle of the lateral acceleration Yg acting on the vehicle are measured.

【0023】そして、ステップS3において下記式に基
いて車両の制御目標ヨーレイトyrtを設定すると共
に、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を算出する。
In step S3, a control target yaw rate yrt of the vehicle is set based on the following equation, and a yaw rate deviation en between the target yaw rate yrt and the actual yaw rate yr is calculated.

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】ここに、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。
Where A is a stability factor,
L is the wheelbase of the vehicle.

【0026】その後は、ステップS4において、H∞制
御のフィードバック制御量としての後輪3の舵角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)に基いて決定する。
Thereafter, in step S4, the steering angle r of the rear wheel 3 is set to H
す る Determined based on the following vehicle state equation (1) and output equation (2) in control.

【0027】[0027]

【数2】 (Equation 2)

【0028】ここに、Xhは車両の複数の状態量に相当
する状態量(以下、本明細書の記載における「状態量」
はこれを意味する)であり、該車両の状態量は、例えば
車両の横滑り角、後輪の舵角及びその変化速度、並びに
前輪及び後輪のコーナリングフォース、車両に作用する
ヨーレイトであり、これ等を上記両方程式により推定す
る。
Here, Xh is a state quantity corresponding to a plurality of state quantities of the vehicle (hereinafter, “state quantity” in the description of this specification).
The state quantity of the vehicle is, for example, the side slip angle of the vehicle, the steering angle of the rear wheel and its changing speed, the cornering force of the front and rear wheels, and the yaw rate acting on the vehicle. And the like are estimated by the above two equations.

【0029】また、上記車両の状態方程式(1)及び出
力方程式(2)の制御ゲインAcl,Bcl,Ccl及びDcl
は、図5に示す制御ゲイン決定フローに基いて予め算出
決定される。
Further, the control gains Acl, Bcl, Ccl and Dcl of the above-mentioned vehicle state equation (1) and output equation (2).
Is calculated and determined in advance based on the control gain determination flow shown in FIG.

【0030】次に、図5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。先ず、ステップSa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を上記横滑り角推定手段44により推定さ
れた推定横滑り角βに応じて変更する。この変更は、同
ステップSaに示す如く、推定横滑り角βの増大に応じ
て補正係数Wnを大値に決定して行う。
Next, a control gain determination flow in the H∞ control shown in FIG. 5 will be described. First, in step Sa, a correction coefficient (weight) Wn for changing a performance target index W3 that gives stability when a characteristic of a vehicle fluctuates as a control gain characteristic of a frequency transfer function of a yaw rate change of the vehicle with respect to the steering of the rear wheel 3 is controlled. Is changed in accordance with the estimated sideslip angle β estimated by the sideslip angle estimation means 44. This change is performed by determining the correction coefficient Wn to a large value in accordance with an increase in the estimated side slip angle β, as shown in step Sa.

【0031】その後、ステップSb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次式に基いて決定する。
Then, in step Sb, a performance target index W3 for providing stability when the characteristics of the vehicle fluctuates is determined based on the following quadratic expression of Laplace variable s.

【0032】[0032]

【数3】 (Equation 3)

【0033】ここに、a及びcは定数である。上記式に
基けば、図9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。
Here, a and c are constants. Based on the above equation, as shown in FIG. 9, the performance target index W3 that provides 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.

【0034】続いて、ステップSc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9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次式に基いて固定値に指定す
る。
Subsequently, in step Sc, a performance target index W1 (provided that the vehicle has 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 representation) are designated as fixed values based on the following cubic expression of the Laplace variable s.

【0035】[0035]

【数4】 (Equation 4)

【0036】ここに、d,e,f,g,及びhは定数で
ある。
Here, d, e, f, g, and h are constants.

【0037】そして、ステップSdで、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共
に、これ等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。
In step Sd, the two performance target indices W3 and W1 are converted into state equations, respectively, and these two state equations and the vehicle state equation (3) and the output equation (4) shown below are calculated. By combining the four into one state equation, decomposing the combined state equation into two Riccati equations, and solving the equations as eigenvalue problems using a Hamilton matrix, the control gains Acl to Find Dcl.

【0038】[0038]

【数5】 (Equation 5)

【0039】ここに、上記車両の状態方程式(3)及び
出力方程式(3)において、dψ/dtは車両のヨーレ
イト、βは車両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、δr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、Vsp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Vspは車速センサ3
9により検出された実際車速が用いられ、他は予め設定
された固定値である。
Here, in the above-mentioned vehicle state equation (3) and output equation (3), d ヨ ー / dt is the yaw rate of the vehicle, β is the sideslip angle at the vehicle center of gravity, Cf and Cr
Is the cornering force of the front and rear wheels, δr is the steering angle of the rear wheel, lf 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, and Vsp is the vehicle speed. , Gy are the lateral elastic coefficients of the wheels, and Kyf and Kyr are the cornering powers of the front and rear wheels, respectively. Here, the vehicle speed Vsp is the vehicle speed sensor 3
9, the actual vehicle speed detected is used, and the others are fixed values set in advance.

【0040】その後は、ステップSeで上記求めたH∞
制御の制御ゲイン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、上記各
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, at step Se, the H∞ obtained above is obtained.
The control gain of the control is changed from the continuous control system to the digital control system by the bilinear conversion method, and the processing is terminated. The control gains Acl to Dcl may be determined by a method of sequentially reading values stored in a map in advance in accordance with the motion state of the vehicle, in addition to the above-described sequential calculation.

【0041】次に、横滑り角推定手段44の具体的構成
を図6に示す。同図の横滑り角推定手段44はニューラ
ルネット50を有し、該ニューラルネット50は入力層
51、中間層52、及び出力層53の3層より成る。入
力層51は6個、中間層52は7個、出力層53は1個
である。入力層51には推定横滑り角β(k)、実際ヨ
ーレイトyr(k),前輪操舵角Fstg(k),後輪
操舵角Rstg(k),車速の逆数1/Vsp(k)、
車速の2乗の逆数1/Vsp2 (k)が入力され、出力
層53は推定横滑り角(k)に対する変化分を出力す
る。
Next, shows the specific structure of the side slip angle estimator 44 in Fig. The side slip angle estimating means 44 shown in the figure has a neural network 50, which is composed of an input layer 51, an intermediate layer 52, and an output layer 53. There are six input layers 51, seven intermediate layers 52, and one output layer 53. In the input layer 51, the estimated sideslip angle β (k), the actual yaw rate yr (k), the front wheel steering angle Fstg (k), the rear wheel steering angle Rstg (k), the reciprocal 1 / Vsp (k) of the vehicle speed,
The reciprocal 1 / Vsp 2 (k) of the square of the vehicle speed is input, and the output layer 53 outputs a change with respect to the estimated side slip angle (k).

【0042】即ち、推定横滑り角βの変化分は、制御タ
イミングをΔtとして、下式に示す通り、1つ前の推定
横滑り角β(k)や1つ前の前輪操舵角Fstg(k)
等に応じた値であるので、これ等推定横滑り角β(k)
等を入力として、今回の推定横滑り角β(k+1)を出
力し、ニューラルネット50自体は推定横滑り角βの変
化分を演算する離散系演算を行うように構成されてい
る。
That is, the change amount of the estimated side slip angle β is obtained by setting the control timing to Δt, as shown in the following equation, the immediately preceding estimated side slip angle β (k) and the immediately preceding front wheel steering angle Fstg (k).
And the estimated side slip angle β (k)
The neural network 50 itself is configured to perform a discrete system operation for calculating a change in the estimated sideslip angle β by inputting the above and the like as an input, and outputting the current estimated sideslip angle β (k + 1).

【0043】[0043]

【数6】 (Equation 6)

【0044】従って、ニューラルネット50の出力層5
3の出力には、1つ前の推定横滑り角β(k)が加算さ
れる。
Therefore, the output layer 5 of the neural network 50
3 is added with the previous estimated sideslip angle β (k).

【0045】また、図6のニューラルネット50の3層
の各々の出力関数f1,f2,f3は入力をxとして、
下記式の通りである。
The output functions f1, f2, and f3 of the three layers of the neural network 50 shown in FIG.
It is as follows.

【0046】[0046]

【数7】 (Equation 7)

【0047】更に、中間層52及び出力層53の各重み
は、予め、図7に示すニューラルネット60に基いて、
推定横滑り角βが実際横滑り角に一致するように所定の
評価関数を使用して、学習により推定横滑り角βを実際
横滑り角に一致させる特性に設計構成される。
Further, each weight of the intermediate layer 52 and the output layer 53 is determined in advance based on a neural network 60 shown in FIG.
Using a predetermined evaluation function so that the estimated sideslip angle β matches the actual sideslip angle, the characteristic is designed and configured to match the estimated sideslip angle β with the actual sideslip angle by learning.

【0048】図7のニューラルネット60は、入力層6
1、中間層62及び出力層63の3層より成り、入力層
61には典型的な屈曲路を幾度も走行した際に計測した
実際ヨーレイトyr、前輪操舵角Fstg、後輪操舵角
Rstg、車速Vspの逆数1/Vsp、車速の2乗の
逆数1/Vsp2 、及び路面の摩擦係数μの車両状態量
が離散時系列で多数個入力されると共に、出力層63か
らは推定横滑り角β及び推定ヨーレイトyrが出力さ
れ、また上記屈曲路走行時に上記車両状態量と共に計測
した離散時系列の車両重心点の実際横滑り角及び実際ヨ
ーレイトを教師入力として、推定横滑り角β及び推定ヨ
ーレイトyrがその各実測値と一致するように同定され
ている。ここで、推定ヨーレイトyrを推定するのは、
計測した実際ヨーレイトとその推定値yrとの一致を確
認して、システム同定が正確に行われたことを確認する
ためである。
The neural network 60 shown in FIG.
1, an intermediate layer 62 and an output layer 63. The input layer 61 has an actual yaw rate yr, a front wheel steering angle Fstg, a rear wheel steering angle Rstg, and a vehicle speed measured when the vehicle travels on a typical curved road many times. reciprocal of vsp 1 / Vsp, with reciprocal 1 / Vsp 2 of the square of the vehicle speed, and the vehicle state quantity of the friction coefficient μ of the road surface is large number entered in a given time series, the estimated lateral slip angle β and the output layer 63 An estimated yaw rate yr is output, and the estimated sideslip angle β and the estimated yaw rate yr are obtained by using the actual sideslip angle and the actual yaw rate of the vehicle center of gravity of the discrete time series measured together with the vehicle state quantity at the time of traveling on the curved road as teacher inputs. It has been identified to match the measured value. Here, the estimated yaw rate yr is estimated by:
This is for confirming that the measured actual yaw rate matches the estimated value yr and confirming that the system identification has been correctly performed.

【0049】上記横滑り角推定器44の図6のニューラ
ルネット50に入力する車速Vspが、その逆数1/V
sp、及びその2乗の逆数1/Vsp2 の形であるの
は、通常の2輪操舵車両の線形な運動モデルが次式で表
され、その演算式の車速に関する項が1/Vsp及び1
/Vsp2 の形で表現されるので、この演算式と整合さ
せるためである。
The vehicle speed Vsp input to the neural network 50 shown in FIG.
The form of sp and its reciprocal 1 / Vsp 2 is represented by the following equation for a linear motion model of a normal two-wheel steering vehicle, and the terms relating to the vehicle speed in the arithmetic equation are 1 / Vsp and 1
/ Vsp 2 in order to match this arithmetic expression.

【0050】[0050]

【数8】 (Equation 8)

【0051】ここに、δfは前輪の操舵角である。Here, δf is the steering angle of the front wheels.

【0052】続いて、上記横滑り角推定手段44の動作
を図8のフローに従って説明する。同図において、ステ
ップS1で制御タイミングになる毎に、ステップS2で
実際ヨーレイトyr(k),前輪操舵角Fstg
(k),後輪操舵角Rstg(k),車速Vsp(k)
の車両の運動状態量を計測した後、ステップS3で前輪
操舵角の絶対値|Fstg|を微小設定値Fstglと
比較すると共に、ステップS4で実際ヨーレイトの絶対
値|yr|を微小設定値yrlと比較する。そして、|
Fstg|<Fstgl且つ|yr|<yrlのときに
は、車両の直進時と判断して、この場合に限りステップ
S5で推定横滑り角β(k)をβ(k)=0に設定し
て、横滑り角積分器を零値にクリアする。
Next, the operation of the side slip angle estimating means 44 will be described with reference to the flow chart of FIG. In the same figure, every time the control timing comes in step S1, the actual yaw rate yr (k) and the front wheel steering angle Fstg in step S2.
(K), rear wheel steering angle Rstg (k), vehicle speed Vsp (k)
After measuring the motion state amount of the vehicle at step S3, the absolute value | Fstg | of the front wheel steering angle is compared with a small set value Fstgl at step S3, and the absolute value | yr | of the actual yaw rate is set at a small set value yrl at step S4. Compare. And |
When Fstg | <Fstgl and | yr | <yrl, it is determined that the vehicle is traveling straight, and only in this case, the estimated sideslip angle β (k) is set to β (k) = 0 in step S5, and the sideslip angle is set. Clear the integrator to zero.

【0053】その後は、ステップS6で上記計測したヨ
ーレイトyr等の車両の状態量、及び推定横滑り角β
(k)をニューラルネット50に入力して推定横滑り角
β(k+1)を推定し、ステップS7でこの推定横滑り
角β(k+1)を上記図5の制御ゲイン決定フローのス
テップSaでのH∞制御の車両の特性変動時の安定性を
与える性能目標指標W3の補正係数Wnの変更に使用す
ることとして、ステップS1に戻る。
Thereafter, in step S6, the vehicle state quantity such as the yaw rate yr measured above and the estimated side slip angle β
(K) is input to the neural network 50 to estimate the estimated sideslip angle β (k + 1). In step S7, the estimated sideslip angle β (k + 1) is controlled by the H∞ control in step Sa of the control gain determination flow of FIG. Then, the process returns to step S1 as the change of the correction coefficient Wn of the performance target index W3 that gives stability when the characteristic of the vehicle changes.

【0054】よって、上記図4の制御フローのステップ
S3,S5及びS6により、車両の実際ヨーレイトy
r、車両の推定横滑り角β、及び前後輪の各コーナリン
グフォースCf,Cr等を車両の状態量とする上記車両
の状態方程式(1)並びに出力方程式(2)に基いて車
両の実際ヨーレイトyrを制御目標ヨーレイトyrtに
状態フィードバック制御するよう上記後輪操舵装置20
を制御するようにした図3の状態フィードバック制御手
段46を構成している。
Therefore, the actual yaw rate y of the vehicle is determined by steps S3, S5 and S6 of the control flow shown in FIG.
The actual yaw rate yr of the vehicle is calculated based on the vehicle's state equation (1) and the output equation (2), where r, the estimated sideslip angle β of the vehicle, and the cornering forces Cf, Cr, etc. of the front and rear wheels, etc. The rear wheel steering device 20 is configured to perform state feedback control to the control target yaw rate yrt.
Is configured to control the state feedback control means 46 of FIG.

【0055】また、図5の制御ゲイン決定フローによ
り、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及び車両の速応性及
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の舵角δrを入力とする車両の状態方程式(3)及
び出力方程式(4)とに基いて、車両の運動特性(制御
ゲイン特性)が、図9に実線で示すように一巡伝達関数
が0dbとなる設定周波数(図9では0.3rad/s
ec)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、設定周波数(0.3r
ad/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
記状態フィードバック制御手段46の制御ゲインAcl
〜Dclを算出するようにした図3の制御ゲイン算出手
段47を構成している。そして、上記図5の制御ゲイン
決定フローのステップSa及び図4のステップS5によ
り、横滑り角推定手段44により推定された推定横滑り
角β(k+1)を、制御手段45による車両旋回時の後
輪操舵のH∞制御で性能目標指標W3の変更に反映させ
るように構成している。
Further, according to the control gain determination flow of FIG. 5, 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 and the vehicle. Of the vehicle based on two types of performance target indices W1 that give the responsiveness and steady-state characteristics of the vehicle, and the state equation (3) and the output equation (4) of the vehicle that receive the steering angle δr of the rear wheel 3 as an input. The characteristic (control gain characteristic) is set at a set frequency (0.3 rad / s in FIG. 9) at which the loop transfer function becomes 0 db as shown by the solid line in FIG.
ec), it is located immediately below the performance target index W3 that provides the above stability, and is set at the set frequency (0.3r
(ad / sec) or less, the control gain Acl of the state feedback control means 46 is located just above the performance target index W1 that gives the steady-state characteristics and the like.
DDcl is configured in the control gain calculating means 47 of FIG. Then, in step Sa of the control gain determination flow of FIG. 5 and step S5 of FIG. 4, the estimated side slip angle β (k + 1) estimated by the side slip angle estimation unit 44 is changed by the control unit 45 to the rear wheel steering at the time of turning the vehicle. The H∞ control is used to reflect the change in the performance target index W3.

【0056】したがって、上記実施例においては、横滑
り角推定手段44には、車両システムが同定されたニュ
ーラルネット60により設計されたニューラルネット5
0を有し、該ニューラルネット50に基いて車両重心点
の横滑り角を推定するので、その推定横滑り角βが実際
の車両重心点の横滑り角に精度良く一致する。その結
果、後輪操舵のH∞制御における車両の特性変動時の安
定性を与える性能目標指標W3が上記精度良く推定され
た推定横滑り角βに基いて変更されるので、車両の運動
特性は図9に実線で示すように、設定周波数(0.3r
ad/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、0.3rad/s
ec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。このことにより、通常の
車両のH∞制御が行われない図11に示す運動特性に対
して、0.3rad/secを越える高周波数域では制
御ゲインが小値となり、0.3rad/sec以下の低
周波数域では制御ゲインは大値になり、その結果、上記
高周波数域では、制御ゲインが小さい分、車両の特性変
動に対する安定性が向上して、ロバスト安定性が向上す
ることになる。
Therefore, in the above embodiment, the side slip angle estimating means 44 includes the neural network 5 designed by the neural network 60 in which the vehicle system is identified.
0, and the sideslip angle at the vehicle center of gravity is estimated based on the neural network 50, so that the estimated sideslip angle β accurately matches the actual sideslip angle at the vehicle center of gravity. As a result, the performance target index W3 that gives stability when the characteristics of the vehicle fluctuates in the H∞ control of the rear wheel steering is changed based on the estimated sideslip angle β that is accurately estimated. As shown by the solid line in FIG. 9, the set frequency (0.3 r
ad / sec), it is located directly below the performance target index W3 for providing stability, and is 0.3 rad / s.
In a low frequency range equal to or lower than ec, it is located immediately above the performance target index W1 that gives a steady characteristic or the like. As a result, the control gain becomes small in a high frequency range exceeding 0.3 rad / sec with respect to the motion characteristics shown in FIG. In the low frequency range, the control gain becomes a large value. As a result, in the high frequency range, the stability against the characteristic fluctuation of the vehicle is improved and the robust stability is improved due to the small control gain.

【0057】特に、横滑り角推定手段44のニューラル
ネット50を設計する図7のニューラルネット60は、
入力信号として路面の摩擦係数μが入力され、該摩擦係
数μに基いて車両システムが同定されているので、車両
旋回時に横滑り角推定手段44がニューラルネット50
に基いて横滑り角を推定するに際しては、路面の摩擦係
数を計測しなくても、この摩擦係数を良好に想定して推
定横滑り角βを出力するので、この推定横滑り角βを精
度良く推定できる。
In particular, the neural network 60 of FIG. 7 for designing the neural network 50 of the side slip angle estimating means 44 is as follows.
The friction coefficient μ of the road surface is input as an input signal, and the vehicle system is identified based on the friction coefficient μ.
When estimating the sideslip angle based on the following formula, the estimated sideslip angle β is output with a good assumption of the friction coefficient without measuring the friction coefficient of the road surface, so that the estimated sideslip angle β can be accurately estimated. .

【0058】しかも、横滑り角推定器44のニューラル
ネット50への車速Vspの入力は、上記演算式の車速
に関する項に対応して、車速の逆数1/Vsp、及び車
速の2条の逆数1/Vsp2 の形態で行われるので、演
算速度を速くできる。
In addition, the input of the vehicle speed Vsp to the neural network 50 of the side slip angle estimator 44 is based on the vehicle speed reciprocal 1 / Vsp and the vehicle speed two reciprocal 1 / Since the calculation is performed in the form of Vsp 2 , the calculation speed can be increased.

【0059】更に、横滑り角推定器44のニューラルネ
ット50は、推定横滑り角βの推定に際して、離散系演
算により推定するので、推定横滑り角βをより精度良く
演算できる。この場合、たとえ推定横滑り角βの積算値
に誤差が含まれていても、前輪操舵角Fstg及びヨー
レイトyrに応じて車両直進時が判断される毎に、その
積分値が零値にクリアされるので、車両走行時には車両
重心点の横滑り角を常に精度良く推定できる。
Further, since the neural net 50 of the side slip angle estimator 44 estimates the estimated side slip angle β by a discrete system operation, the estimated side slip angle β can be calculated more accurately. In this case, even if the integrated value of the estimated side slip angle β includes an error, the integrated value is cleared to zero every time it is determined that the vehicle is going straight ahead according to the front wheel steering angle Fstg and the yaw rate yr. Therefore, the sideslip angle at the center of gravity of the vehicle can always be accurately estimated when the vehicle is running.

【0060】尚、本実施例では、車両重心点の横滑り角
を推定したが、これに代えて各車輪の横滑り角を推定し
てもよいのは勿論である。
In this embodiment, the sideslip angle at the center of gravity of the vehicle is estimated. However, the sideslip angle of each wheel may be estimated instead.

【0061】図10は他の実施例を示し、以上の実施例
では後輪3,3を後輪操舵装置20を用いて操舵制御し
たのに代え、前輪2,2をステアリングとは別途に電気
的に操舵制御するものに適用したものである。
FIG. 10 shows another embodiment. In the above embodiment, the front wheels 2, 2 are electrically controlled separately from the steering instead of performing the steering control of the rear wheels 3, 3 using the rear wheel steering device 20. This is applied to a system that performs steering control.

【0062】すなわち、図10の操舵装置では、上記図
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・アンド
・ピニオン機構50と、該機構50を駆動するモータ5
1とを設け、該モータ51をコントロールユニット29
により駆動制御する構成である。その他の構成は、上記
実施例と同様であるが、前輪を操舵する関係上、上記実
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、上記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, the steering system shown in FIG. 10 does not include the rear wheel steering system 20 shown in FIG.
And a rack and pinion mechanism 50 disposed on the relay rod 11 in parallel with the motor 5 for driving the mechanism 50.
1 and the motor 51 is connected to the control unit 29.
The driving is controlled by the Other configurations are the same as those of the above-described embodiment. However, in the present embodiment, when the rear wheels are steered and the rear wheels are steered in the opposite phase to the front wheels, the front wheels are steered. When the steering control is performed to increase the angle and the rear wheels are controlled to have the same phase in the above embodiment, the steering control may be performed to decrease the steering angle of the front wheels in the present embodiment.

【0063】尚、以上の説明では、後輪操舵角の状態フ
ィードバック制御において、車両の推定観測量として6
種、即ち車輪の横滑り角、後輪の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、少くとも車両の実
際ヨーレイト及び車輪又は車両の推定横滑り角の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 angle, the estimated observation amount of the vehicle is 6%.
The state of the vehicle was accurately observed using the seeds, namely, the sideslip angle of the wheel, the steering angle of the rear wheel and its changing speed, the cornering force of the front and rear wheels, and the yaw rate acting on the vehicle. To do so, it is sufficient to observe at least two types: the actual yaw rate of the vehicle and the estimated sideslip angle of the wheels or the vehicle.

【0064】更に、以上の説明では、制御手段45を後
輪操舵に対してH∞制御を行うもので構成したが、本発
明はこれに限定されず、その他、広く車輪又は車両の横
滑り角を推定し、この推定横滑り角を用いて車両の運
動、例えばサスペンション装置を制御するものに適用し
てもよい。
Further, in the above description, the control means 45 is configured to perform the H∞ control for the rear wheel steering. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a method of estimating and controlling the motion of a vehicle, for example, a suspension device, using the estimated sideslip angle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1記載の発明のブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention;

【図2】車両の後輪をも操舵する操舵装置の全体構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an overall configuration of a steering device that also steers a rear wheel of a vehicle.

【図3】後輪の操舵制御のブロック構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a block configuration of steering control of a rear wheel.

【図4】後輪の操舵制御の制御フローチャートを示す図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a control flowchart of steering control of a rear wheel.

【図5】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. 5 is a flowchart for determining a control gain of H∞ control.

【図6】横滑り角推定器に備えるニューラルネットの構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a neural network provided in a side slip angle estimator.

【図7】車両システム同定用のニューラルネットの構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a neural network for vehicle system identification.

【図8】横滑り角推定器の作動を示すフローチャート図
である。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the side slip angle estimator.

【図9】H∞制御に使用する性能目標指標W3,W1を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing performance target indexes W3 and W1 used for H∞ control.

【図10】前輪を操舵する操舵装置の全体構成を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing an overall configuration of a steering device that steers a front wheel.

【図11】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. 11 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12】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のゲイン特性が
変化する様子の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating how a gain characteristic of a frequency transfer function of a vehicle motion characteristic with respect to rear wheel steering changes when a friction coefficient of a road surface changes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステアリング 3 後輪(車輪) 20 後輪操舵装置 26 モータ 29 コントロールユニット 44 横滑り角推定手段 45 制御手段 46 状態フィードバック制御手段 47 制御ゲイン算出手段 50 ニューラルネット 60 車両システム同定用ニューラルネッ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering 3 Rear wheel (wheel) 20 Rear wheel steering device 26 Motor 29 Control unit 44 Side slip angle estimation means 45 Control means 46 State feedback control means 47 Control gain calculation means 50 Neural net 60 Neural net for vehicle system identification

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B62D 137:00 B62D 137:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 - 6/06 B62D 7/14 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI B62D 137: 00 B62D 137: 00 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) B62D 6/00-6/06 B62D 7/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車輪又は車両の横滑り角に基いて車両の
運動を制御する制御手段を備えた車両の制御装置であっ
て、 少くともステアリング操舵角、車速、ヨーレイトの車両
状態量を入力信号とし、車輪又は車両の実測横滑り角を
教師入力として車輪又は車両の横滑り角を実測横滑り角
に一致するよう学習されたニューラルネットを有する横
滑り角推定手段が備えられ、 該横滑り角推定手段により推定された推定横滑り角は上
記制御手段による車両の運動制御に反映されると共に、 上記横滑り角推定手段に備えるニューラルネットは、推
定横滑り角の変化量を演算する離散系演算を行い、この
離散系演算での推定横滑り角の積分値が車両の直進時に
零値にクリアされる ことを特徴とする車両の制御装置。
1. A control device for a vehicle comprising control means for controlling the motion of a vehicle based on wheels or sideslip angle of the vehicle, wherein at least a steering state angle, a vehicle speed, and a vehicle state quantity such as a yaw rate are input signals. A skid angle estimating means having a neural net learned so that the measured skid angle of the wheel or the vehicle matches the measured skid angle using the measured skid angle of the wheel or the vehicle as a teacher input, and provided by the skid angle estimating means. estimated side-slip angle while being reflected in the motion control of the vehicle by the control means, the neural network provided in the side slip angle estimating means estimated
Performs a discrete system operation to calculate the amount of change in the constant sideslip angle.
When the integrated value of the estimated sideslip angle in the discrete system operation is
A vehicle control device characterized by being cleared to zero value .
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