JP3320833B2 - Control method of rear wheel steering device - Google Patents

Control method of rear wheel steering device

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JP3320833B2
JP3320833B2 JP12923593A JP12923593A JP3320833B2 JP 3320833 B2 JP3320833 B2 JP 3320833B2 JP 12923593 A JP12923593 A JP 12923593A JP 12923593 A JP12923593 A JP 12923593A JP 3320833 B2 JP3320833 B2 JP 3320833B2
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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、自動車等の車両の4輪
操舵システム(4WS)において、後輪を電子的に操舵
する後輪操舵装置の制御方法に関し、詳しくは、振動ジ
ャイロ型ヨーレートセンサの出力不安定時の対策に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a rear wheel steering device for electronically steering a rear wheel in a four-wheel steering system (4WS) of a vehicle such as an automobile, and more particularly to a vibration gyro type yaw rate sensor. On measures to be taken when output is unstable.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、後輪操舵制御は車速感応式であ
って、低速域では後輪を逆相操舵して小回り性能を向上
し、中高速域では後輪を同相操舵し、且つ車速に応じて
転舵比を可変制御して車両の安定性を図ることが基本に
なっている。ところで車両は路面状態、左右後輪の駆動
力やグリップ力の違い、横風等の外乱により、車体の垂
直軸回りのヨーイング運動(自転運動)を生じる。そし
てこれら外乱によりドライバの技量とは無関係に車両の
挙動が変化して、安定性を損なうことが知られている。
2. Description of the Related Art Generally, rear wheel steering control is of a vehicle speed sensitive type. In a low speed range, the rear wheels are steered in reverse phase to improve small turning performance. Basically, the steering ratio is variably controlled in accordance with the stability of the vehicle. By the way, the vehicle generates a yawing motion (rotational motion) about a vertical axis of the vehicle body due to disturbances such as a road surface condition, a difference in driving force and grip force between left and right rear wheels, and a cross wind. It is known that these disturbances change the behavior of the vehicle irrespective of the skill of the driver and impair stability.

【0003】ところで近年、車両のヨーイング運動のヨ
ーレート(回転角速度)を高い精度で直接検出するヨー
レートセンサが開発されてきている。このヨーレートセ
ンサによると、前輪操舵の場合のみならず、路面状態、
横風等の外乱に対する車両の挙動の変化も迅速に検出す
ることができる。このためヨーレートを積極的に用い、
種々の外乱に対しても車両の安定性を図るように後輪操
舵する制御方法が提案されている。
Recently, a yaw rate sensor has been developed which directly detects the yaw rate (rotational angular velocity) of a yawing motion of a vehicle with high accuracy. According to the yaw rate sensor, not only the front wheel steering, but also the road surface condition,
A change in the behavior of the vehicle due to disturbance such as a cross wind can be detected quickly. For this reason, actively use the yaw rate,
A control method of rear-wheel steering has been proposed so as to ensure the stability of the vehicle even for various disturbances.

【0004】ここで例えば振動ジャイロ型のヨーレート
センサは、音叉振動子の金属振動板の上下に圧電素子を
直交して取付け、下方の圧電素子に定格電圧を印加して
振動した状態で上方の圧電素子から回転角速度に応じた
電圧を出力する。そして中立位置では上方の圧電素子も
同期振動して例えば2.5Vの基準電圧を出力し、車両
が左右の一方に回頭すると、基準電圧より高い電圧を出
力し、他方に回頭すると基準電圧より低い電圧を出力す
るように構成される。従って、エンジン運転時にイグニ
ッションスイッチをONすると、ヨーレートセンサに電
圧印加してヨーレートを検出することが可能になる。
Here, for example, a vibrating gyro-type yaw rate sensor has a piezoelectric element mounted orthogonally above and below a metal diaphragm of a tuning fork vibrator, and a rated voltage is applied to a lower piezoelectric element so that the upper piezoelectric element vibrates. The element outputs a voltage corresponding to the rotational angular velocity. In the neutral position, the upper piezoelectric element also oscillates synchronously and outputs a reference voltage of, for example, 2.5 V. When the vehicle turns left or right, it outputs a voltage higher than the reference voltage, and when it turns to the other side, it outputs a lower voltage than the reference voltage. It is configured to output a voltage. Therefore, when the ignition switch is turned on during engine operation, it becomes possible to apply a voltage to the yaw rate sensor and detect the yaw rate.

【0005】この場合にエンジン始動直後は、ヨーレー
トセンサが急激に電圧印加して圧電素子が振動させら
れ、不安定なエンジン振動等も伝わる。このため初期の
数秒または数分の間は、圧電素子の同期不良により中立
位置の基準電圧が、図6のように上下に変動する。従っ
て、このヨーレートセンサの出力電圧の不安定な状態で
は、必然的にヨーレートフィードバック制御による後輪
操舵制御も正確に行われなくなる。このためヨーレート
センサの出力信号が安定中立するまでは、不安定な出力
信号による後輪操舵の誤動作を防止する必要がある。こ
の場合にヨーレートの微分値を算出することで、センサ
出力信号の不安定な状況を判断できるが、車両が動き出
すとヨーレートの微分値に実際のヨーレートが加算され
て正確に判断することが困難になる。そこでヨーレート
の微分値を使用しないで、センサ出力信号の不安定な状
態に対処することが望まれる。
In this case, immediately after the engine is started, the voltage is rapidly applied by the yaw rate sensor to vibrate the piezoelectric element, and unstable engine vibration and the like are transmitted. Therefore, during the initial few seconds or minutes, the reference voltage at the neutral position fluctuates up and down as shown in FIG. 6 due to poor synchronization of the piezoelectric element. Therefore, in the state where the output voltage of the yaw rate sensor is unstable, the rear wheel steering control by the yaw rate feedback control cannot necessarily be performed accurately. Therefore, it is necessary to prevent a malfunction of the rear wheel steering due to an unstable output signal until the output signal of the yaw rate sensor becomes neutral. In this case, by calculating the differential value of the yaw rate, the unstable state of the sensor output signal can be determined. However, when the vehicle starts to move, the actual yaw rate is added to the differential value of the yaw rate, and it is difficult to make an accurate determination. Become. Therefore, it is desired to deal with an unstable state of the sensor output signal without using the differential value of the yaw rate.

【0006】従来、上記ヨーレートセンサの不正確なセ
ンサ信号に対する補正に関しては、例えば特開平2−2
49765号公報の先行技術がある。この先行技術にお
いて、環境変化や経時変化等によりセンサの零値が変化
した場合は、センサの零推定値を更新し、この更新した
零推定値を基準としてヨーレートを正確に検出すること
が示されている。
Conventionally, correction of an inaccurate sensor signal of the yaw rate sensor is disclosed in, for example,
There is a prior art of 49765. In this prior art, when the zero value of the sensor changes due to an environmental change, a change over time, or the like, the zero estimated value of the sensor is updated, and the yaw rate is accurately detected based on the updated zero estimated value. ing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、イグニッションスイッチがONし
た後の、センサ出力の安定に必要な時間を経過した時点
のヨーレートセンサの値を零推定値とする。従って、ス
イッチON直後のセンサ出力が不安定な状態での制御に
は適応できない等の問題がある。
In the above-mentioned prior art, the value of the yaw rate sensor at the time when the time required for stabilizing the sensor output elapses after the ignition switch is turned on is set to a zero estimated value. And Therefore, there is a problem that control cannot be performed in a state where the sensor output is unstable immediately after the switch is turned on.

【0008】本発明は、このような点に鑑み、ヨーレー
トを用いた後輪操舵制御において、ヨーレートセンサの
出力信号が不安定な状態で、特に車両走行する場合の後
輪操舵を適正化することを目的とする。
In view of the foregoing, the present invention has been made to optimize the rear wheel steering in the rear wheel steering control using the yaw rate, particularly when the vehicle is running in a state where the output signal of the yaw rate sensor is unstable. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、第1には、検出されたヨーレートと、車速の
関数により同相方向に設定されるヨーレート係数と、検
出されたハンドル角と、車速の関数により逆相方向に設
定されるハンドル角係数とにより目標後輪蛇角を演算
し、この目標後輪蛇角に基づいて後輪を自動操舵する後
輪操舵装置において、前記ヨーレートを検出するヨーレ
ートセンサの作動直後は、前記ヨーレート係数を略零と
して前記ハンドル角係数は逆相方向が少なく同相方向の
多い第1のモードとし、その後時間の経過により、順次
前記ヨーレート係数は同相方向で値が大きくて前記ハン
ドル角係数は逆相方向が多くなるようにモード切換えが
なされ、安定中立時には通常モードに切換えられること
を特徴とする。また、第2には、前記の後輪操舵装置に
おいて、前記ヨーレート係数は、ヨーレートゲインマッ
プで予め同相方向の値を零から増大変化した複数の特性
で設定され、前記ハンドル角係数は蛇角ゲインマップで
予め逆相方向と同相方向の値と割合を変化した複数の特
性で設定され、時間の経過により前記ヨーレート係数と
前記ハンドル角係数の特性を選択して前記モード切換え
を行うことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve this object, the present invention firstly provides a method for detecting a detected yaw rate, a yaw rate coefficient set in the in-phase direction by a function of vehicle speed, and a detected steering wheel angle. A target rear wheel steering angle is calculated from a steering wheel angle coefficient set in a reverse phase direction by a function of a vehicle speed, and the yaw rate is calculated by a rear wheel steering device that automatically steers rear wheels based on the target rear wheel steering angle. Immediately after the operation of the yaw rate sensor to be detected, the yaw rate coefficient is set to substantially zero, and the steering wheel angle coefficient is set to the first mode in which the anti-phase direction is small and the in-phase direction is large. The mode is switched so that the steering angle coefficient has a large value and the phase in the opposite phase is increased, and the mode is switched to the normal mode when the vehicle is in neutral neutral state. Secondly, in the rear wheel steering device, the yaw rate coefficient is set by a plurality of characteristics in which a value in the in-phase direction is increased from zero in advance in a yaw rate gain map, and the steering wheel angle coefficient is a steering angle gain. The mode switching is performed by setting a plurality of characteristics in which values and ratios in the opposite phase direction and the same phase direction are changed in advance on a map, and selecting the characteristics of the yaw rate coefficient and the steering wheel angle coefficient with the passage of time. I do.

【0010】[0010]

【作用】上記制御方法による本発明では、車両走行時に
ヨーレート、ヨーレート係数、ハンドル角、ハンドル角
係数により目標後輪舵角が演算され、この目標後輪舵角
に基づき後輪操舵装置が作動する。このため車速、ハン
ドル角、または横風等の外乱により車両の挙動が変化す
る場合のヨーレートにより、後輪が所望の舵角等を得る
ように自動的に同相または逆相に操舵され、低速時の旋
回性、高速時と外乱に対する安定性が良くなる。一方、
エンジン始動時にヨーレートセンサが作動する場合に
は、センサ出力信号の安定化パターンに対応した時間経
過で、モードが強制的に可変される。そこで初期の最も
不安定な場合は例えばハンドル角とその係数のみで後輪
操舵して、直ちに車両走行しても不安定なヨーレートに
よる誤動作が回避される。またセンサ出力信号の中立位
置の安定性が増すほど逆相舵角と同相ヨーレートを強く
してフィードバック制御され、車両挙動の変化に対して
も後輪が安定側に操舵される。そして安定中立すると、
逆相舵角比例制御とヨーレートフィードバック制御によ
る通常モードにスムースに移行する。
According to the present invention, the target rear wheel steering angle is calculated from the yaw rate, the yaw rate coefficient, the steering wheel angle, and the steering wheel angle coefficient when the vehicle is running, and the rear wheel steering device is operated based on the target rear wheel steering angle. . Therefore, the rear wheels are automatically steered in phase or in opposite phases to obtain a desired steering angle or the like by the yaw rate when the behavior of the vehicle changes due to disturbances such as the vehicle speed, steering wheel angle, or side wind, and at low speeds. The turning property and the stability at high speed and against disturbance are improved. on the other hand,
When the yaw rate sensor operates when the engine is started, the mode is forcibly changed after a lapse of time corresponding to the stabilization pattern of the sensor output signal. Therefore, in the case of the initial unstable state, for example, the rear wheels are steered only by the steering wheel angle and its coefficient, and even if the vehicle runs immediately, a malfunction due to the unstable yaw rate is avoided. Further, as the stability of the neutral position of the sensor output signal increases, the feedback control is performed by increasing the in-phase steering angle and the in-phase yaw rate so that the rear wheels are steered to a stable side even when the vehicle behavior changes. And when it is stable neutral,
A smooth transition is made to the normal mode based on the inverse steering angle proportional control and the yaw rate feedback control.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2において、車両の駆動系と4輪操舵系の概略
について説明する。先ず、車両1においてエンジン2が
クラッチ3、変速機4に連結され、変速機4の出力側が
フロントデフ5、車軸6等を介して前輪7に伝動構成さ
れる。また変速機4の出力側は、プロペラ軸8、リヤデ
フ9、車軸10等を介して後輪11にも伝動構成され、
4輪駆動走行する。また4輪操舵系として、前輪操舵装
置20と後輪操舵装置30を有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, the outline of the drive system and the four-wheel steering system of the vehicle will be described. First, in a vehicle 1, an engine 2 is connected to a clutch 3 and a transmission 4, and an output side of the transmission 4 is transmitted to a front wheel 7 via a front differential 5, an axle 6, and the like. The output side of the transmission 4 is also configured to transmit power to the rear wheel 11 via a propeller shaft 8, a rear differential 9, an axle 10, and the like.
The vehicle is driven by four wheels. The four-wheel steering system includes a front wheel steering device 20 and a rear wheel steering device 30.

【0012】前輪操舵装置20は、ハンドル21を有す
るステアリングシャフト22が、油圧式の制御バルブ2
3とパワーシリンダ24、ロッド25、ナックルアーム
26を介して前輪7に連結され、ハンドル操作により前
輪7を手動操舵するように構成される。後輪操舵装置3
0は、電動モータ31を有し、このモータ31が減速用
のウォームギヤ32を介して偏芯軸33に連結され、こ
の偏芯軸33からリンク34、レバー35、ナックルア
ーム36等を介して後輪11に連結され、モータ駆動に
より後輪11を自動操舵するように構成される。また異
常時にモータ電源を切った場合には、ウォームギヤ32
の非可逆性により後輪11を路面外力に対して所定の舵
角状態に保持する。
The front wheel steering device 20 includes a steering shaft 22 having a handle 21 and a hydraulic control valve 2.
3, and is connected to the front wheel 7 via a power cylinder 24, a rod 25, and a knuckle arm 26, and is configured to manually steer the front wheel 7 by operating a steering wheel. Rear wheel steering device 3
Reference numeral 0 denotes an electric motor 31 which is connected to an eccentric shaft 33 via a worm gear 32 for deceleration, and from the eccentric shaft 33 via a link 34, a lever 35, a knuckle arm 36 and the like. The rear wheel 11 is connected to the wheel 11 and is configured to automatically steer the rear wheel 11 by driving a motor. If the motor power is turned off at the time of abnormality, the worm gear 32
Keeps the rear wheel 11 in a predetermined steering angle state with respect to the road surface external force.

【0013】制御系として、ハンドル角θを検出するハ
ンドル角センサ40、ハンドル角速度dθを検出するハ
ンドル角速度センサ41、後輪舵角Erを検出する後輪
舵角センサ42、後輪舵角速度ωrを検出する後輪舵角
速度センサ43を有する。また車両の回頭状態に応じた
回転角速度のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ
44を有する。更に、制御用車速Vを演算するため前左
車輪速Nfrを検出する前左車輪速センサ45、後右車
輪速Nrlを検出する後右車輪速センサ46を有し、こ
れらセンサ信号が制御ユニット50に入力して電気的に
処理され、後輪の操舵方向、舵角、舵角速度に応じたモ
ータ信号をモータ31に出力する。
As a control system, a steering wheel angle sensor 40 for detecting a steering wheel angle θ, a steering wheel angular speed sensor 41 for detecting a steering wheel angular speed dθ, a rear wheel steering angle sensor 42 for detecting a rear wheel steering angle Er, and a rear wheel steering angular speed ωr are provided. It has a rear wheel steering angular velocity sensor 43 for detecting. The vehicle also has a yaw rate sensor 44 that detects a yaw rate γ of the rotational angular velocity according to the turning state of the vehicle. Further, the control unit 50 has a front left wheel speed sensor 45 for detecting a front left wheel speed Nfr and a rear right wheel speed sensor 46 for detecting a rear right wheel speed Nrl in order to calculate the control vehicle speed V. And outputs a motor signal to the motor 31 in accordance with the steering direction, the steering angle, and the steering angular velocity of the rear wheels.

【0014】ヨーレートセンサ44は、振動ジャイロ型
であり、音叉振動子の金属振動板の上下に圧電素子を直
交して取付けて構成される。そしてエンジン始動時にイ
グニッションスイッチをONすると電圧印加して作動
し、初期には中立位置での出力信号が不安定になるが、
安定中立すると車両の回頭状態に応じたヨーレートγ、
即ち回転角速度(deg/s)を検出してその信号を出力す
る。
The yaw rate sensor 44 is of a vibrating gyroscope type, and is constituted by vertically attaching piezoelectric elements to a metal diaphragm of a tuning fork vibrator. Then, when the ignition switch is turned on at the time of starting the engine, it operates by applying voltage and the output signal at the neutral position becomes unstable at the beginning,
When stable and neutral, the yaw rate γ according to the turning state of the vehicle,
That is, the rotational angular velocity (deg / s) is detected and the signal is output.

【0015】制御ユニット50は、前左車輪速Nfrと
後右車輪速Nrlが入力する車速算出部51を有し、制
御用の車速Vを、V=(Nfr+Nrl)/2により算
出する。車速Vはハンドル角係数設定部52に入力し
て、ハンドル角係数Kθを車速Vの関数で設定し、同時
にヨーレート係数設定部53に入力して、ヨーレート係
数Kγを同様に車速Vの関数で設定する。ここでヨーレ
ートセンサ44が安定中立した通常モードについて説明
すると、ハンドル角係数Kθが図3(a)の舵角ゲイン
マップのKθ1のように車速全域で逆相であり、低中速
域において車速Vが低いほど値の絶対値が減少変化する
特性である。ヨーレート係数Kγは、同図(b)のヨー
レートゲインマップのKγ1のように車速全域で同相で
あり、車速Vの上昇に応じて緩やかに増大変化する特性
である。そこでこのマップを参照して両係数Kθ、Kγ
を設定する。
The control unit 50 has a vehicle speed calculator 51 to which the front left wheel speed Nfr and the rear right wheel speed Nrl are input, and calculates the control vehicle speed V by V = (Nfr + Nrl) / 2. The vehicle speed V is input to the steering wheel angle coefficient setting unit 52, and the steering wheel angle coefficient Kθ is set by a function of the vehicle speed V. At the same time, the vehicle speed V is input to the yaw rate coefficient setting unit 53, and the yaw rate coefficient Kγ is similarly set by the function of the vehicle speed V I do. Here, the normal mode in which the yaw rate sensor 44 is stable and neutral will be described. The steering angle coefficient Kθ is opposite in phase across the entire vehicle speed as indicated by Kθ1 in the steering angle gain map in FIG. Is a characteristic in which the absolute value of the value decreases and changes as the value is lower. The yaw rate coefficient Kγ has the same phase over the entire range of the vehicle speed as Kγ1 in the yaw rate gain map of FIG. 3B, and has a characteristic that gradually increases and changes as the vehicle speed V increases. Therefore, referring to this map, both coefficients Kθ, Kγ
Set.

【0016】ハンドル角θとハンドル角係数Kθは乗算
部54に入力して両者の乗算値Kθ・θを算出し、ヨー
レートγとヨーレート係数Kγも乗算部55に入力して
両者の乗算値Kγ・γを算出する。これら2つの乗算値
Kθ・θ、Kγ・γは目標後輪舵角演算部56に入力
し、目標後輪舵角ETを、 ET=Kγ・γ+Kθ・θ により算出する。従って、Kγ・γの項は車両を安定側
に保つ安定要素であり、Kθ・θの項は旋回を促進する
旋回要素である。
The handle angle θ and the handle angle coefficient Kθ are input to a multiplier 54 to calculate a product value Kθ · θ of the two, and the yaw rate γ and the yaw rate coefficient Kγ are also input to the multiplier 55 to calculate the product value Kγ · Calculate γ. These two multiplication values Kθ · θ and Kγ · γ are input to the target rear wheel steering angle calculation unit 56, and the target rear wheel steering angle ET is calculated by ET = Kγ · γ + Kθ · θ. Therefore, the term Kγ · γ is a stable element that keeps the vehicle on a stable side, and the term Kθ · θ is a turning element that promotes turning.

【0017】ここでヨーレートγは車速全域で旋回や外
乱による車両回頭状態に応じて発生し、この係数Kγが
車速Vの増大関数の特性であるため、車速Vが大きいほ
どKγ・γの値が大きくなる。ハンドル角θは一般に中
高速域では非常に小さく、このため係数Kθが逆相方向
に小さい特性でもKθ・θの値は零付近になる。そこで
中高速域でヨーレートγが発生すると、Kγ・γの値に
より目標後輪舵角ETは同相方向になって、安定性重視
で制御される。ハンドル角θの大きい低速域では逆相方
向のKθ・θの値により旋回性重視で制御され、このと
きヨーレートγの同相方向のKγ・γの値で安定側に補
正される。
Here, the yaw rate γ is generated according to the turning state of the vehicle due to turning or disturbance over the entire vehicle speed. Since this coefficient Kγ is a characteristic of the increasing function of the vehicle speed V, the value of Kγ · γ increases as the vehicle speed V increases. growing. In general, the steering wheel angle θ is very small in a middle to high speed range. Therefore, even if the coefficient Kθ is small in the opposite phase direction, the value of Kθ · θ is close to zero. Therefore, when the yaw rate γ occurs in the middle and high speed range, the target rear wheel steering angle ET becomes in the same phase direction by the value of Kγ · γ, and is controlled with emphasis on stability. In a low-speed range where the steering wheel angle θ is large, turning is emphasized by the value of Kθ · θ in the opposite phase direction, and at this time, the yaw rate γ is corrected to the stable side by the value of Kγ · γ in the same phase direction.

【0018】目標後輪舵角ETと後輪舵角Erは偏差算
出部57に入力して偏差EDを、ED=ET−Erによ
り算出する。この偏差EDは目標後輪転舵速度設定部5
8に入力し、図3(c)のマップにより偏差EDに応じ
た目標後輪転舵速度ωoを設定する。更に、目標後輪転
舵速度ωoと後輪舵角速度ωrは速度差算出部59に入
力して速度差ωdを、ωd=ωo−ωrにより算出す
る。そして速度差ωdは制御量設定部60に入力して、
速度差ωdに応じた比例成分の制御量Kpを設定し、駆
動部61により制御量Kpに応じた正転または逆転のモ
ータ電流Iをモータ31に供給するように構成される。
The target rear wheel steering angle ET and the rear wheel steering angle Er are input to a deviation calculator 57, and the deviation ED is calculated by ED = ET−Er. This deviation ED is determined by the target rear wheel turning speed setting unit 5.
8 to set a target rear wheel turning speed ωo according to the deviation ED according to the map of FIG. Further, the target rear wheel turning speed ωo and the rear wheel steering angular speed ωr are input to the speed difference calculating section 59, and the speed difference ωd is calculated by ωd = ωo−ωr. Then, the speed difference ωd is input to the control amount setting unit 60,
A control amount Kp of a proportional component according to the speed difference ωd is set, and the drive unit 61 supplies a forward or reverse rotation motor current I to the motor 31 according to the control amount Kp.

【0019】上記制御系において、ヨーレートセンサ4
4の出力信号が不安定中立の場合の修正制御について説
明する。先ず、エンジン始動直後のヨーレートセンサ4
4の出力信号が不安定な場合は、不安定な状態に応じて
ヨーレートフィードバック制御を抑制して、舵角フィー
ドバック制御を強くするように修正すれば良い。またヨ
ーレートセンサ44が安定中立するパターンは予め時間
の関数で判明しているので、車両が走行することを考慮
すると、時間の経過により強制的に制御モードを切換え
ることで操舵性が安定化する。そこでハンドル角係数設
定部52では、不安定中立の場合として例えば3つのハ
ンドル角係数Kθ2、Kθ3、Kθ4が、図3(a)の
破線のように順次逆相側を少なくして同相側を多くした
特性で設定される。ヨーレート係数設定部53でも、不
安定中立の場合として3つのヨーレート係数Kγ2、K
γ3、Kγ4が、同図(b)の破線のように順次値を小
さくした特性で設定される。
In the above control system, the yaw rate sensor 4
The correction control when the output signal of No. 4 is unstable neutral will be described. First, the yaw rate sensor 4 immediately after starting the engine
In the case where the output signal of No. 4 is unstable, the yaw rate feedback control may be suppressed in accordance with the unstable state, and the steering angle feedback control may be modified to be stronger. Further, since the pattern in which the yaw rate sensor 44 is stable and neutral is known in advance as a function of time, in consideration of running of the vehicle, the control mode is forcibly switched over time to stabilize the steering performance. Therefore, in the steering angle coefficient setting unit 52, as an unstable neutral case, for example, three steering wheel angle coefficients Kθ2, Kθ3, and Kθ4 are sequentially reduced as shown by a broken line in FIG. It is set with the characteristics that have been set. Also in the yaw rate coefficient setting unit 53, three yaw rate coefficients Kγ2 and Kγ
γ3 and Kγ4 are set with characteristics in which the values are sequentially reduced as shown by the broken line in FIG.

【0020】一方、ヨーレートγが入力するモード切換
部62を有し、エンジン始動時のセンサ出力信号の入力
により作動開始を判断すると、タイマ63により時間T
をセットする。そして時間Tの経過によりモード切換信
号を両設定部52,53に入力し、各係数を選択して制
御モードを切換える。即ち、初期の出力信号が最も不安
定な場合は、係数Kθ4とKγ4による舵角フィードバ
ック制御のみのモードdとし、その後逆相舵角と同相ヨ
ーレートを順次強くした係数Kθ3とKγ3によるモー
ドc、係数Kθ2とKγ2によるモードbに切換え、更
に安定中立した頃に係数Kθ1とKγ1による通常モー
ドaに切換えるように構成される。
On the other hand, a mode switching unit 62 for inputting the yaw rate γ is provided.
Is set. Then, after the elapse of time T, the mode switching signal is input to both setting units 52 and 53, and each coefficient is selected to switch the control mode. That is, when the initial output signal is most unstable, the mode d is only the steering angle feedback control using the coefficients Kθ4 and Kγ4, and then the mode c and the coefficient c are the coefficients Kθ3 and Kγ3 in which the antiphase steering angle and the in-phase yaw rate are sequentially strengthened The mode is switched to the mode b by Kθ2 and Kγ2, and is switched to the normal mode a by the coefficients Kθ1 and Kγ1 when the stability becomes neutral.

【0021】次に、この実施例の作用を説明する。先
ず、エンジン2を運転し、変速機4の変速動力が駆動系
により前輪7と後輪11に伝達することで、車両1が4
輪駆動で走行する。このときドライバがハンドル21を
操作すると、前輪操舵装置20により前輪7が転舵して
手動操舵される。また図4(a),(b)のフローチャ
ートが所定時間毎に実行して、走行、ハンドル操作、車
両の回頭等の状態により後輪操舵制御される。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the engine 1 is operated, and the shifting power of the transmission 4 is transmitted to the front wheels 7 and the rear wheels 11 by the driving system, so that the vehicle 1
It runs with wheel drive. When the driver operates the steering wheel 21 at this time, the front wheels 7 are steered by the front wheel steering device 20 to be manually steered. The flowcharts of FIGS. 4A and 4B are executed at predetermined time intervals, and the rear wheel steering is controlled according to the running, steering operation, turning of the vehicle, and the like.

【0022】即ち、(a)の制御モード切換ルーチンの
ステップS1でエンジン始動時のヨーレートセンサ作動
を判断すると、ステップS2でタイマ時間Tをセットす
る。その後ステップS3、4、5でタイマ時間Tを3種
類の設定時間t1,t2,t3(t3>t2>t1)と
比較する。そこでセンサ出力信号の中立位置が最も不安
定な初期の立上り時には、ステップS3からステップS
7に進み、図6のように係数Kθ4とKγ4による舵角
フィードバック制御のモードdを定める。
That is, when the operation of the yaw rate sensor at the time of starting the engine is determined in step S1 of the control mode switching routine (a), a timer time T is set in step S2. Thereafter, in steps S3, S4, and S5, the timer time T is compared with three types of set times t1, t2, and t3 (t3>t2> t1). Therefore, at the initial rising when the neutral position of the sensor output signal is most unstable, steps S3 to S
Then, as shown in FIG. 6, a mode d of the steering angle feedback control based on the coefficients Kθ4 and Kγ4 is determined.

【0023】また(b)の後輪操舵制御ルーチンにおい
て、ステップS11でハンドル角θ、ヨーレートγ、後
輪舵角Er、後輪舵角速度ωrを読込み、ステップS1
2で車速Vを算出する。そしてステップS13では制御
モードをチェックし、上述のモードdではハンドル角係
数Kθ、ヨーレート係数Kγとして、車速Vに応じて係
数Kθ4とKγ4を設定する。またステップS14で目
標後輪舵角ETをハンドル角θとその係数Kθ、ヨーレ
ートγとその係数Kγにより演算する。その後ステップ
S15で目標後輪舵角ETと後輪舵角Erとの偏差ED
を算出し、ステップS16で目標後輪転舵速度ωoを設
定し、ステップS17で目標後輪転舵速度ωoと後輪舵
角速度ωrとの速度差ωdを算出し、ステップS18で
速度差ωdに応じた制御量Kpを定め、ステップS19
で制御量Kpのモータ電流Iを出力してモータ31を駆
動する。
In the rear wheel steering control routine (b), the steering wheel angle θ, the yaw rate γ, the rear wheel steering angle Er, and the rear wheel steering angular velocity ωr are read in step S11, and step S1 is executed.
2, the vehicle speed V is calculated. In step S13, the control mode is checked. In the mode d, the coefficients Kθ4 and Kγ4 are set as the handle angle coefficient Kθ and the yaw rate coefficient Kγ according to the vehicle speed V. In step S14, the target rear wheel steering angle ET is calculated from the steering wheel angle θ and its coefficient Kθ, and the yaw rate γ and its coefficient Kγ. Thereafter, in step S15, the deviation ED between the target rear wheel steering angle ET and the rear wheel steering angle Er.
The target rear wheel turning speed ωo is set in step S16, the speed difference ωd between the target rear wheel turning speed ωo and the rear wheel steering angular speed ωr is calculated in step S17, and the speed difference ωd is calculated in step S18. The control amount Kp is determined, and step S19 is performed.
Output the motor current I of the control amount Kp to drive the motor 31.

【0024】このため後輪操舵装置30では、モータ3
1によりウォームギヤ32、偏芯軸33が回転し、リン
ク34、レバー35が左右に揺動して後輪11が自動的
に操舵される。この場合に後輪11は同相または逆相
で、所望の舵角や舵角速度を得るように制御される。
For this reason, in the rear wheel steering device 30, the motor 3
1, the worm gear 32 and the eccentric shaft 33 rotate, the link 34 and the lever 35 swing right and left, and the rear wheel 11 is automatically steered. In this case, the rear wheels 11 are controlled so as to obtain a desired steering angle or steering angular velocity in the same phase or the opposite phase.

【0025】従って、この最も不安定な初期には、Kγ
4=0になり、ハンドル角θとその係数Kθ4のみで目
標後輪舵角ETを演算して舵角フィードバック制御され
る。このためハンドル操作しながら直ちに車両走行して
も、不安定なヨーレートによる誤った後輪操舵が回避さ
れる。そして係数Kθ4の特性により、後輪11が逆相
または同相に操舵され、低速時の旋回性と高速時の安定
性が確保される。
Therefore, in the most unstable initial stage, Kγ
4 = 0, the target rear wheel steering angle ET is calculated only by the steering wheel angle θ and the coefficient Kθ4, and the steering angle feedback control is performed. For this reason, even if the vehicle runs immediately while operating the steering wheel, erroneous rear wheel steering due to an unstable yaw rate is avoided. Then, by the characteristic of the coefficient Kθ4, the rear wheels 11 are steered in the opposite phase or the same phase, and the turning performance at low speed and the stability at high speed are ensured.

【0026】次いで時間t1を経過すると、ステップS
4からステップS8に進み係数Kθ3とKγ3のモード
cに切換わり、時間t2を経過すると、ステップS5か
らステップS9に進んで係数Kθ2とKγ2のモードb
に切換わる。このため時間経過によりセンサ出力の中立
位置が徐々に安定化するのに応じて、逆相舵角と同相ヨ
ーレートを強くしてフィードバック制御され、こうして
車両挙動の変化に対しても後輪11が安定側に操舵され
る。そして最も長い時間t3を経過してセンサ出力信号
が略安定中立した時点に達すると、ステップS5からス
テップS6に進み、図6のように車両挙動の変化の少な
い状態で通常モードaにスムースに移行する。
Next, when time t1 has elapsed, step S
4 to step S8, the mode is switched to the mode c of the coefficients Kθ3 and Kγ3, and after the lapse of time t2, the process proceeds from step S5 to step S9 and the mode b of the coefficients Kθ2 and Kγ2
Switch to. Therefore, as the neutral position of the sensor output gradually becomes stable with the passage of time, feedback control is performed by increasing the in-phase steering angle and the in-phase yaw rate, so that the rear wheels 11 are stable even with changes in vehicle behavior. Steered to the side. Then, when the sensor output signal reaches a point at which the sensor output signal becomes substantially stable neutral after elapse of the longest time t3, the process proceeds from step S5 to step S6, and smoothly shifts to the normal mode a with little change in the vehicle behavior as shown in FIG. I do.

【0027】そこで通常モードaでは、発進等の低速時
にハンドル21を大きく切ると、目標後輪舵角ETがK
θ・θの値により負になり、後輪11が逆相操舵して小
回り旋回される。このとき急旋回したり、路面μにより
車両が回頭してヨーレートγが大きくなると、Kγ・γ
の値により後輪11の逆相操舵が減少補正され、車両の
挙動が安定化される。中高速時の旋回では目標後輪舵角
ETが主としてKγ・γの値により正になって後輪11
が同相操舵され、このため旋回時の車両の安定性が良く
なる。この場合のハンドル角θ、ヨーレートγ、両係数
Kθ、Kγ、目標後輪舵角ETの関係を示すと、図5の
ようになる。また横風等の外乱で車両が左右に急激に回
頭すると、ヨーレートγが大きく増減変化してこの車両
1の挙動変化が迅速に検出される。そしてKγ・γの値
により後輪11は車両1が回頭するにもかかわず同相状
態を保持するように操舵される。このため車両1は横風
により流されないように安定して対向した姿勢になり、
且つスムースに元の進路に戻る。こうして逆相舵角比例
制御とヨーレートフィードバック制御される。
Therefore, in the normal mode a, when the steering wheel 21 is turned greatly at a low speed such as when starting, the target rear wheel steering angle ET becomes K
Becomes negative depending on the values of θ and θ, and the rear wheel 11 is turned in the opposite direction to make a small turn. At this time, if the vehicle turns sharply or the vehicle turns around due to the road surface μ to increase the yaw rate γ, Kγ · γ
Is corrected to decrease the reverse-phase steering of the rear wheels 11, and the behavior of the vehicle is stabilized. When turning at middle and high speeds, the target rear wheel steering angle ET becomes positive mainly due to the value of Kγ · γ, and the rear wheel 11
Are steered in-phase, so that the stability of the vehicle during turning is improved. FIG. 5 shows the relationship among the steering wheel angle θ, the yaw rate γ, both coefficients Kθ, Kγ, and the target rear wheel steering angle ET in this case. When the vehicle suddenly turns left and right due to a disturbance such as a cross wind, the yaw rate γ changes greatly, and the change in behavior of the vehicle 1 is quickly detected. Then, the rear wheels 11 are steered so as to maintain the in-phase state regardless of the turning of the vehicle 1 by the values of Kγ · γ. For this reason, the vehicle 1 is stably opposed so as not to be swept away by the crosswind,
And return to the original course smoothly. In this way, the reverse phase control and the yaw rate feedback control are performed.

【0028】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によると、
逆相舵角比例制御とヨーレートフィードバック制御によ
り後輪を自動的に操舵する後輪操舵装置において、ヨー
レートセンサの出力信号が不安定な状態から安定中立す
る際に、時間の関数でハンドル角係数とヨーレート係数
の特性を変更して強制的に制御モードを切換えるように
制御するので、特にエンジン始動後直ちに車両走行する
場合に不安定なヨーレートによる誤動作を防止して、常
に適正に後輪操舵することができ、車両の操舵性が安定
化する。時間の関数で制御モードを切換える制御方法で
あるから、車両の挙動等の影響を受けないで正確に切換
制御することができ、制御も容易になる。舵角フィード
バック制御から徐々に逆相舵角比例制御とヨーレートフ
ィードバック制御に切換えるので、後輪が滑らかに操舵
され、車両の挙動変化が非常に少なくなる。
As described above, according to the present invention,
In a rear-wheel steering device that automatically steers the rear wheels by anti-phase steering angle proportional control and yaw rate feedback control, when the output signal of the yaw rate sensor changes from an unstable state to a stable neutral state, the steering wheel angle coefficient is calculated as a function of time. Since the control is forcibly switched to the control mode by changing the characteristics of the yaw rate coefficient, especially when the vehicle is running immediately after the engine is started, malfunction due to unstable yaw rate is prevented, and the rear wheels are always properly steered. And steerability of the vehicle is stabilized. Since the control method switches the control mode as a function of time, the switching control can be accurately performed without being affected by the behavior of the vehicle, and the control becomes easy. Since the steering angle feedback control is gradually switched to the reverse phase steering angle proportional control and the yaw rate feedback control, the rear wheels are smoothly steered, and the behavior change of the vehicle is extremely reduced.

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

【図1】本発明に係る後輪操舵装置の制御方法に適した
制御系を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a control system suitable for a method of controlling a rear wheel steering device according to the present invention.

【図2】車両の駆動系と4輪操舵系の概略を示す構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a drive system and a four-wheel steering system of the vehicle.

【図3】ハンドル角係数、ヨーレート係数、目標後輪転
舵速度のマップを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a map of a steering wheel angle coefficient, a yaw rate coefficient, and a target rear wheel turning speed.

【図4】モード選択制御と後輪操舵制御を示すフローチ
ャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing mode selection control and rear wheel steering control.

【図5】左右旋回時の後輪操舵の状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state of rear wheel steering at the time of turning left and right.

【図6】ヨーレートセンサの出力信号とモード切換状態
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an output signal of a yaw rate sensor and a mode switching state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 後輪操舵装置 31 電動モータ 40 ハンドル角センサ 44 ヨーレートセンサ 50 制御ユニット 52 ハンドル角係数設定部 53 ヨーレート係数設定部 56 目標後輪舵角演算部 62 モード切換部 63 タイマ Reference Signs List 30 rear wheel steering device 31 electric motor 40 handle angle sensor 44 yaw rate sensor 50 control unit 52 handle angle coefficient setting unit 53 yaw rate coefficient setting unit 56 target rear wheel steering angle calculation unit 62 mode switching unit 63 timer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B62D 117:00 B62D 117:00 137:00 137:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 - 6/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI B62D 117: 00 B62D 117: 00 137: 00 137: 00 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B62D 6 / 00-6/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 検出されたヨーレートと、車速の関数に
より同相方向に設定されるヨーレート係数と、検出され
たハンドル角と、車速の関数により逆相方向に設定され
るハンドル角係数とにより目標後輪蛇角を演算し、この
目標後輪蛇角に基づいて後輪を自動操舵する後輪操舵装
置において、 前記ヨーレートを検出するヨーレートセンサの作動直後
は、前記ヨーレート係数を略零として前記ハンドル角係
数は逆相方向が少なく同相方向の多い第1のモードと
し、その後時間の経過により、順次前記ヨーレート係数
は同相方向で値が大きくて前記ハンドル角係数は逆相方
向が多くなるようにモード切換えがなされ、安定中立時
には通常モードに切換えられることを特徴とする後輪操
舵装置の制御方法。
1. A target afterward based on a detected yaw rate, a yaw rate coefficient set in an in-phase direction by a function of vehicle speed, a detected steering wheel angle, and a steering wheel angle coefficient set in a reverse phase direction by a function of vehicle speed. In a rear wheel steering device that calculates a wheel steering angle and automatically steers a rear wheel based on the target rear wheel steering angle, immediately after an operation of a yaw rate sensor that detects the yaw rate, the yaw rate coefficient is set to substantially zero and the steering wheel angle is set. The mode is changed to a first mode in which the coefficient has a small number of opposite phases and a large number of in-phase directions, and thereafter, as time elapses, the mode is switched such that the value of the yaw rate coefficient increases in the same direction and the steering angle coefficient increases in the opposite phase. And switching to a normal mode when the vehicle is in a stable neutral state.
【請求項2】 前記ヨーレート係数は、ヨーレートゲイ
ンマップで予め同相方向の値を零から増大変化した複数
の特性で設定され、前記ハンドル角係数は蛇角ゲインマ
ップで予め逆相方向と同相方向の値と割合を変化した複
数の特性で設定され、時間の経過により前記ヨーレート
係数と前記ハンドル角係数の特性を選択して前記モード
切換えを行うことを特徴とする請求項1記載の後輪操舵
装置の制御方法。
2. The yaw rate coefficient is set by a plurality of characteristics in which a value in the in-phase direction is increased from zero in advance in a yaw rate gain map. 2. The rear wheel steering device according to claim 1, wherein the mode switching is performed by selecting a characteristic of the yaw rate coefficient and a characteristic of the steering wheel angle coefficient with a lapse of time. Control method.
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