JP3366685B2 - Control method of rear wheel steering device - Google Patents

Control method of rear wheel steering device

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JP3366685B2 JP12923493A JP12923493A JP3366685B2 JP 3366685 B2 JP3366685 B2 JP 3366685B2 JP 12923493 A JP12923493 A JP 12923493A JP 12923493 A JP12923493 A JP 12923493A JP 3366685 B2 JP3366685 B2 JP 3366685B2
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coefficient
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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) for a vehicle such as an automobile, and more particularly, a vibration gyro type yaw rate sensor. Measures against unstable output.

【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 a vehicle speed sensitive type, in which a rear wheel is reverse-phase steered in a low speed range to improve a small turning performance, and a rear wheel is in-phase steered in a medium and high speed range to obtain a vehicle speed. Accordingly, it is fundamental to variably control the steering ratio to achieve vehicle stability. By the way, the vehicle causes a yawing motion (rotational motion) around the vertical axis of the vehicle body due to a road surface condition, a difference in driving force between left and right rear wheels and a grip force, and a disturbance such as a side wind. It is known that these disturbances change the behavior of the vehicle regardless of the driver's skill and impair the 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。
By the way, in recent years, a yaw rate sensor for directly detecting the yaw rate (rotational angular velocity) of the yawing motion of the vehicle with high accuracy has been developed. According to this yaw rate sensor, not only in the case of front wheel steering,
Changes in the behavior of the vehicle due to disturbances such as cross winds can also be detected quickly. Therefore, the yaw rate is actively used,
A control method has been proposed in which the rear wheels are steered so as to ensure the stability of the vehicle against 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, in a vibration gyro type yaw rate sensor, piezoelectric elements are mounted vertically above and below a metal diaphragm of a tuning fork vibrator, and a piezoelectric element above the piezoelectric element is vibrated by applying a rated voltage to the piezoelectric element below. The element outputs a voltage according to the angular velocity of rotation. At the neutral position, the upper piezoelectric element also oscillates synchronously to output a reference voltage of, for example, 2.5V. When the vehicle turns to the left or right, it outputs a voltage higher than the reference voltage, and when it turns to the other, it is lower than the reference voltage. It is configured to output a voltage. Therefore, when the ignition switch is turned on during engine operation, the yaw rate can be detected by applying a voltage to the yaw rate sensor.

【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対策を施すこと
が望まれる。
In this case, immediately after the engine is started, the yaw rate sensor suddenly applies a voltage to vibrate the piezoelectric element, and an unstable engine vibration or the like is also transmitted. Therefore, during the initial 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, when 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, until the output signal of the yaw rate sensor becomes stable and neutral, it is desirable to take measures to prevent erroneous operation of the rear wheel steering due to an unstable output signal.

【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, regarding the correction of the inaccurate sensor signal of the yaw rate sensor, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2
There is a prior art of Japanese Patent No. 49765. In this prior art, it is shown that when the zero value of the sensor changes due to environmental changes, changes over time, etc., the zero estimated value of the sensor is updated, and the yaw rate is accurately detected based on this 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。
By the way, in the above-mentioned prior art, the value of the yaw rate sensor at the time when the time necessary for stabilizing the sensor output has passed after the ignition switch was turned on is the zero estimated value. And Therefore, there is a problem that it cannot be applied to the control when the sensor output immediately after the switch is turned on is unstable.

【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 above, the present invention has an object of optimizing the rear wheel steering when the output signal of the yaw rate sensor is unstable in the rear wheel steering control using the yaw rate.

【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、少なくともヨーレートとそれに対する制御係
数に応じて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的に操舵する後輪操舵装置におい
て、車両挙動の安定した状態におけるヨーレートセンサ
の出力信号の安定状態を判断し、不安定なほど前記ヨー
レートに対する制御係数を値の小さい特性とすることを
特徴とする。また、本発明は、ヨーレートとヨーレート
係数により設定される同相方向成分と、ハンドル角とハ
ンドル角係数により設定される逆相方向成分とに基づい
て目標後輪蛇角を演算し、この目標後輪蛇角に基づいて
後輪を自動的に操舵する後輪操舵装置において、車両挙
動の安定した状態におけるヨーレートセンサの出力信号
の安定状態を判断し、不安定なほど前記ヨーレート係数
とハンドル角係数を値の小さい特性とすることを特徴と
する。
In order to achieve this object, the present invention calculates a target rear-wheel snake angle in accordance with at least a yaw rate and a control coefficient for the yaw rate, and determines the rear wheel based on the target rear-wheel snake angle. In a rear-wheel steering device that steers automatically, the stable state of the output signal of the yaw rate sensor is determined when the vehicle behavior is stable, and the control coefficient for the yaw rate has a smaller value as it becomes unstable. To do. Further, according to the present invention, the target rear wheel snake angle is calculated based on the in-phase directional component set by the yaw rate and the yaw rate coefficient and the anti-phase directional component set by the steering wheel angle and the steering wheel angle coefficient, and the target rear wheel snake angle is calculated. in rear wheel steering apparatus for automatically steering the rear wheels based on the steering angle, to determine the steady state of the output signal of the yaw rate sensor in a stable state of the vehicle behavior, the more unstable the yaw rate coefficient and the steering wheel angle coefficient It is characterized by having a characteristic with a small value .

【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
その出力信号の中立位置での安定状態が判定され、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のモードに
スムースに移行する。
In the present invention based on the above control method, the target rear wheel steering angle is calculated by the yaw rate, the yaw rate coefficient, the steering wheel angle, and the steering wheel angle coefficient when the vehicle is traveling, and the rear wheel steering device is operated based on this target rear wheel steering angle. . Therefore, the yaw rate when the vehicle behavior changes due to disturbances such as vehicle speed, steering wheel angle, or crosswind, the rear wheels are automatically steered in-phase or in anti-phase to obtain the desired steering angle, etc. Turnability and 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 stable state at the neutral position of the output signal is judged, and when it is the most unstable, for example, the steering wheel and the coefficient are used to steer the rear wheels to immediately drive the vehicle. Also, malfunction due to unstable yaw rate is avoided. Further, as the stability of the neutral position increases, the anti-phase steering angle and the in-phase yaw rate are strengthened to perform feedback control, and the rear wheels are steered to the stable side even when the vehicle behavior changes. Then, when it becomes stable neutral, it smoothly shifts to the normal mode by the antiphase 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, an outline of the vehicle drive system and the four-wheel steering system will be described. First, in the vehicle 1, the engine 2 is connected to the clutch 3 and the transmission 4, and the output side of the transmission 4 is configured to be transmitted to the front wheels 7 via the front differential 5, the axle 6, and the like. The output side of the transmission 4 is also configured to be transmitted to the rear wheel 11 via the propeller shaft 8, the rear differential 9, the axle 10, and the like.
Four-wheel drive runs. Further, it has a front wheel steering device 20 and a rear wheel steering device 30 as a four-wheel steering system.

【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。
In the front wheel steering system 20, a steering shaft 22 having a steering wheel 21 has a hydraulic control valve 2.
3 is connected to the front wheels 7 via the power cylinder 24, the rod 25, and the knuckle arm 26, and the front wheels 7 are manually steered by operating the 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 reduction, and which is connected to the eccentric shaft 33 via a link 34, a lever 35, a knuckle arm 36, and the like. It is connected to the wheels 11 and is configured to automatically steer the rear wheels 11 by driving a motor. In addition, when the motor power is turned off during an abnormality, the worm gear 32
Due to the non-reciprocity, the rear wheel 11 is maintained 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 velocity sensor 41 for detecting a steering wheel angular velocity dθ, a rear wheel steering angle sensor 42 for detecting a rear wheel steering angle Er, and a rear wheel steering angular velocity ωr. It has a rear wheel steering angular velocity sensor 43 for detecting. Further, it has a yaw rate sensor 44 for detecting a yaw rate γ of a rotational angular velocity according to the turning state of the vehicle. Further, in order to calculate the control vehicle speed V, a front left wheel speed sensor 45 for detecting the front left wheel speed Nfr and a rear right wheel speed sensor 46 for detecting the rear right wheel speed Nrl are provided, and these sensor signals are used as the control unit 50. Is input to the motor 31 to be electrically processed, and a motor signal corresponding to the steering direction of the rear wheels, the steering angle, and the steering angular velocity is output to the motor 31.

【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 a vibrating gyro type, and is constructed by mounting piezoelectric elements orthogonally above and below a metal vibrating plate of a tuning fork vibrator. Then, when the ignition switch is turned on when the engine is started, a voltage is applied to operate, and the output signal at the neutral position becomes unstable initially,
When stable 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 calculating section 51 to which the front left wheel speed Nfr and the rear right wheel speed Nrl are inputted, 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, the steering wheel angle coefficient Kθ is set as a function of the vehicle speed V, and simultaneously input to the yaw rate coefficient setting unit 53, and the yaw rate coefficient Kγ is similarly set as a function of the vehicle speed V. To do. Here, the normal mode in which the yaw rate sensor 44 is stable and neutral will be described. The steering wheel angle coefficient Kθ is in the opposite phase throughout the vehicle speed like Kθ1 in the steering angle gain map of FIG. It is a characteristic that the absolute value of the value decreases and decreases as is lower. The yaw rate coefficient Kγ is in-phase throughout the vehicle speed like Kγ1 in the yaw rate gain map of FIG. 7B, and has a characteristic of gradually increasing as the vehicle speed V increases. Therefore, referring to this map, both coefficients Kθ and Kγ
To 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 steering wheel angle θ and the steering wheel angle coefficient Kθ are input to the multiplication unit 54 to calculate a multiplication value Kθ · θ of both, and the yaw rate γ and the yaw rate coefficient Kγ are also input to the multiplication unit 55 to calculate both multiplication values Kγ · θ. 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 of Kγ · γ is a stabilizing element that keeps the vehicle on the stable side, and the term of 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, and this coefficient Kγ is a characteristic of an increasing function of the vehicle speed V. Therefore, the value of Kγ · γ increases as the vehicle speed V increases. growing. The steering wheel angle θ is generally very small in the medium-high speed range, and therefore the value of Kθ · θ becomes close to zero even if the coefficient Kθ is small in the opposite phase direction. Therefore, when the yaw rate γ is generated in the medium-high speed range, the target rear wheel steering angle ET is in the in-phase direction due to the value of Kγ · γ, and stability is emphasized in the control. In the low speed range where the steering wheel angle θ is large, the turning property is controlled with emphasis on 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 in-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 the deviation calculating section 57 to calculate the deviation ED by ED = ET-Er. This deviation ED is the target rear wheel turning speed setting unit 5
8, and the target rear wheel turning speed ωo corresponding to the deviation ED is set by the map of FIG. 3 (c). Further, the target rear wheel turning speed ωo and the rear wheel steering angular speed ωr are input to the speed difference calculation unit 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,
The control amount Kp of the proportional component is set according to the speed difference ωd, and the driving unit 61 supplies the forward or reverse motor current I according to the control amount Kp to the motor 31.

【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。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、Kγ3、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 4 is unstable neutral will be described. First, the yaw rate sensor 4 immediately after the engine is started
If the output signal of 4 is unstable, the yaw rate feedback control may be suppressed according to the unstable state, and the steering angle feedback control may be strengthened. Therefore, in the case of unstable neutral, the steering wheel angle coefficient setting unit 52 has, for example, three steering wheel angle coefficients Kθ2, Kθ3, Kθ4.
However, as shown by the broken line in FIG. 3A, the reverse phase side is gradually decreased and the in-phase side is increased. The yaw rate coefficient setting unit 53 also sets the three yaw rate coefficients Kγ2, Kγ3, and Kγ4 in the case of unstable neutrality with the characteristic that the values are successively reduced as shown by the broken line in FIG.

【0020】一方、ヨーレートγと車速V、ハンドル角
θが入力する安定中立判定部62を有し、停車時や走行
中の車両の安定している状態で、ヨーレートγを時間微
分して安定中立の状態に応じた傾きの絶対値|dγ/d
t|を算出する。そして傾き信号は両設定部52,53
に入力し、傾き量に応じて各係数と共に制御モードを選
択する。即ち、傾きが最も大きくて出力信号が不安定な
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を選択し、傾きが小さくなるほど係
数Kθ3とKγ3、係数Kθ2とKγ2で逆相舵角と同
相ヨーレートの強いモードc,bを選択し、更に安定中
立すると係数Kθ1とKγ1による通常モードaを選択
するように構成される。
On the other hand, it has a stable neutrality determining unit 62 for inputting the yaw rate γ, the vehicle speed V, and the steering wheel angle θ, and differentiates the yaw rate γ with time when the vehicle is stationary or the vehicle is in a stable state. Absolute value of the slope according to the state of | dγ / d
Calculate t | Then, the tilt signal is output to both setting units 52 and 53.
And the control mode is selected together with each coefficient according to the amount of inclination. That is, when the inclination is the largest and the output signal is unstable, the mode d of only the steering angle feedback control by the coefficients Kθ4 and Kγ4 is selected, and as the inclination becomes smaller, the antiphase steering with the coefficients Kθ3 and Kγ3 and the coefficients Kθ2 and Kγ2. It is configured such that modes c and b having a strong angle and in-phase yaw rate are selected, and when stable neutral is achieved, the normal mode a based on the coefficients Kθ1 and Kγ1 is selected.

【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 2 is operated, and the transmission power of the transmission 4 is transmitted to the front wheels 7 and the rear wheels 11 by the drive system, so that the vehicle 1 moves
Drive with wheel drive. At this time, when the driver operates the steering wheel 21, the front wheels 7 are steered and manually steered by the front wheel steering device 20. The flowcharts of FIGS. 4 (a) and 4 (b) are executed at predetermined time intervals, and the rear wheel steering control is performed according to the conditions such as traveling, steering wheel operation, and vehicle turning.

【0022】即ち、(a)の制御モード選択ルーチンの
ステップS1でエンジン始動後の車速Vをチェックして
設定値Vs(5km/h)以下の停車時にはステップS3に
進む。車両走行時にはステップS2でハンドル角θをチ
ェックして、|θ|が設定値θs(10度)以下の場合
は、同様にステップS3に進む。こうしてエンジン始動
後の停車または走行中の車両挙動の安定した状態におい
て、ステップS3でヨーレート出力信号の中立位置の安
定状態に応じた傾きの絶対値|dγ/dt|を算出し、
ステップS4、5、6で3種類の設定値A,B,C(A
>B>C)と比較する。そこでエンジン始動時にヨーレ
ートセンサ44も電圧印加して作動し、所定の時間経過
して傾きの絶対値|dγ/dt|がいずれの設定値A〜
Cより小さい安定中立になると、ステップS7で係数K
θ1とKγ1による通常モードaを選択する。
That is, the vehicle speed V after the engine is started is checked in step S1 of the control mode selection routine (a), and when the vehicle is stopped at the set value Vs (5 km / h) or less, the process proceeds to step S3. When the vehicle is traveling, the steering wheel angle θ is checked in step S2, and if | θ | is equal to or less than the set value θs (10 degrees), the process similarly proceeds to step S3. In this way, in a state where the vehicle behavior is stable after the engine is started or when the vehicle is running, the absolute value | dγ / dt | of the inclination according to the stable state of the neutral position of the yaw rate output signal is calculated in step S3,
Three kinds of set values A, B, C (A
>B> C). Therefore, when the engine is started, the yaw rate sensor 44 is also actuated by applying a voltage, and the absolute value of the inclination | dγ / dt |
When stable neutrality smaller than C is reached, the coefficient K is calculated in step S7.
The normal mode a depending on θ1 and Kγ1 is selected.

【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、上述の通常モードではハンドル角
係数Kθ、ヨーレート係数Kγとして、車速Vに応じて
係数Kθ1とKγ1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E
D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S1
9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
The vehicle speed V is calculated at 2. Then, in step S13, the control mode is checked, and in the above-described normal mode, the steering wheel angle coefficient Kθ and the yaw rate coefficient Kγ are set as the coefficients Kθ1 and Kγ1 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 E between the target rear wheel steering angle ET and the rear wheel steering angle Er
D is calculated, 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 step S18
The control amount Kp according to the speed difference ωd is determined by
At 9, the motor current I of the controlled variable Kp is output 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、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 rear wheel steering system 30, the motor 3
1, the worm gear 32 and the eccentric shaft 33 rotate, the link 34 and the lever 35 swing left and right, and the rear wheel 11 is automatically steered. In this case, the rear wheels 11 are in-phase or anti-phase, and are subjected to anti-phase steering angle proportional control and yaw rate feedback control so as to obtain a desired steering angle or steering angular velocity.

【0025】従って、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Kθ・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1
1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K
γ・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。
Therefore, when the steering wheel 21 is greatly turned at a low speed such as starting, the target rear wheel steering angle ET becomes negative due to the value of Kθ · θ, and the rear wheel 11 is steered in a small turn by reverse-phase steering.
At this time, if the vehicle makes a sharp turn or the yaw rate γ increases due to the vehicle turning due to the road surface μ, the value of Kγ · γ causes the rear wheel 1
The reverse-phase steering of 1 is reduced and corrected, and the behavior of the vehicle is stabilized. When turning at medium and high speeds, the target rear wheel steering angle ET is mainly K
The value of γ · γ becomes positive and the rear wheels 11 are steered in phase,
Therefore, the stability of the vehicle when turning is improved. The relationship among the steering wheel angle θ, the yaw rate γ, the coefficients Kθ and Kγ, and the target rear wheel steering angle ET in this case is shown in FIG. Further, when the vehicle rapidly turns to the left or right due to a disturbance such as a side wind, the yaw rate γ changes greatly, and this behavior change of the vehicle 1 is quickly detected. Then, the rear wheel 11 is steered so as to maintain the in-phase state regardless of the turning of the vehicle 1 by the value of Kγ · γ. For this reason, the vehicle 1 stably assumes an opposite posture so as not to be swept away by a side wind, and smoothly returns to the original course.

【0026】一方、エンジン始動直後のヨーレートセン
サ44の出力信号が不安定な場合において、立上り時は
傾きの絶対値|dγ/dt|が最も大きいことで、
(a)の制御モード選択ルーチンでステップS4からス
テップS8に進んで、図6のように係数Kθ4とKγ4
のモードdを選択する。従って、このセンサ出力信号の
中立位置が最も不安定な場合は、Kγ4=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、係数Kθ4の特性
により低速時の旋回性と高速時の安定性が確保される。
On the other hand, when the output signal of the yaw rate sensor 44 is unstable immediately after the engine is started, the absolute value of the inclination | dγ / dt |
In the control mode selection routine of (a), the process proceeds from step S4 to step S8, and the coefficients Kθ4 and Kγ4 are set as shown in FIG.
The mode d is selected. Therefore, when the neutral position of this sensor output signal is the most unstable, Kγ4 = 0, and the target rear wheel steering angle ET is calculated only by the steering wheel angle θ and its coefficient Kθ4 to perform feedback control. Therefore, even if the vehicle runs immediately while operating the steering wheel, erroneous rear wheel steering due to an unstable yaw rate is avoided, and the turning characteristic at low speed and the stability at high speed are secured by the characteristic of the coefficient Kθ4.

【0027】次いでセンサ出力信号の傾きが少し減少す
ると、ステップS5からステップS9に進み係数Kθ3
とKγ3のモードcを選択し、更に中立位置の安定性が
増すと、ステップS6からステップS10に進んで係数
Kθ2とKγ2のモードbを選択する。このためセンサ
出力の中立位置が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安定化される。そしてセ
ンサ出力信号が安定中立すると、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 the inclination of the sensor output signal decreases a little, the process proceeds from step S5 to step S9 and the coefficient Kθ3
And the mode c of Kγ3 are selected, and when the stability of the neutral position further increases, the process proceeds from step S6 to step S10 to select the mode b of the coefficients Kθ2 and Kγ2. Therefore, in response to the stabilization of the neutral position of the sensor output, the anti-phase steering angle and the in-phase yaw rate are strengthened and feedback control is performed, and thus, stabilization is also performed against changes in vehicle behavior. When the sensor output signal is stable and neutral, the mode smoothly shifts to the normal mode a with little change in vehicle behavior.

【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。
The embodiment of the present invention has been described above, but 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の安定中立状態を判定し、不安
定な場合はハンドル角係数とヨーレート係数の特性を修
正するので、不安定なヨーレートによる誤動作を回避す
ることができ、車両の操舵性が安定化する。ヨーレート
の微分値により不安定な状態を判断し、それに適したモ
ードに切換えるので、いずれの不安定状態が長く続く場
合にも、適正に後輪操舵することができる。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 system that automatically steers the rear wheels by anti-phase steering angle proportional control and yaw rate feedback control, the stable neutral state of the output signal of the yaw rate sensor is determined, and if unstable, the steering wheel angle coefficient and yaw rate coefficient Since the characteristic is corrected, it is possible to avoid malfunction due to an unstable yaw rate, and the steering performance of the vehicle is stabilized. Since the unstable state is determined based on the differential value of the yaw rate and the mode is switched to a mode suitable for the unstable state, the rear wheels can be appropriately steered even when any unstable state continues for a long time. Since the steering angle feedback control is gradually switched to the anti-phase steering angle proportional control and the yaw rate feedback control, the rear wheels are smoothly steered, and the behavior of the vehicle is greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 control method for a rear wheel steering system 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 showing an outline of a vehicle drive system and a four-wheel steering system.

【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 when turning left and right.

【図6】ヨーレートセンサの出力信号とモード選択状態
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an output signal of a yaw rate sensor and a mode selection 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 安定中立判定部 30 Rear wheel steering system 31 Electric motor 40 steering wheel angle sensor 44 Yaw rate sensor 50 control unit 52 Handle angle coefficient setting section 53 Yaw rate coefficient setting section 56 Target rear wheel steering angle calculation unit 62 Stable neutrality determination unit

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平5−8746(JP,A) 特開 平4−293674(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00,6/06 B62D 7/14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B62D 117: 00 B62D 117: 00 137: 00 137: 00 (56) References JP-A-5-8746 (JP, A) JP Flat 4-293674 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B62D 6 / 00,6 / 06 B62D 7/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくともヨーレートとそれに対する制
御係数に応じて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的に操舵する後輪操舵装置にお
いて、車両挙動の安定した状態におけるヨーレートセン
サの出力信号の安定状態を判断し、不安定なほど前記ヨ
ーレートに対する制御係数を値の小さい特性とすること
を特徴とする後輪操舵装置の制御方法。
1. A rear wheel steering system for calculating a target rear wheel snake angle according to at least a yaw rate and a control coefficient for the yaw rate, and automatically steering the rear wheels based on the target rear wheel snake angle. A control method for a rear wheel steering system, characterized in that a stable state of an output signal of a yaw rate sensor in a stable state is judged, and a control coefficient for the yaw rate is set to have a smaller value as it becomes unstable .
【請求項2】 ヨーレートとヨーレート係数により設定
される同相方向成分と、ハンドル角とハンドル角係数に
より設定される逆相方向成分とに基づいて目標後輪蛇角
を演算し、この目標後輪蛇角に基づいて後輪を自動的に
操舵する後輪操舵装置において、車両挙動の安定した状
態におけるヨーレートセンサの出力信号の安定状態を判
断し、不安定なほど前記ヨーレート係数とハンドル角係
数を値の小さい特性とすることを特徴とする後輪操舵装
置の制御方法。
2. A target rear wheel snake angle is calculated based on an in-phase directional component set by a yaw rate and a yaw rate coefficient and an anti-phase directional component set by a steering wheel angle and a steering wheel angle coefficient, and the target rear wheel snake angle is calculated. in rear wheel steering apparatus for automatically steering the rear wheels based on the angle, to determine the steady state of the output signal of the yaw rate sensor in a stable state of the vehicle behavior, unstable as the value of the yaw rate coefficient and the steering wheel angle coefficient A method for controlling a rear wheel steering device, characterized in that:
【請求項3】 前記ヨーレートセンサの出力信号の安定
状態をヨーレート微分値の大きさによって判断すること
を特徴とする請求項1または2記載の後輪操舵装置の制
御方法。
3. The control method for the rear wheel steering system according to claim 1, wherein the stable state of the output signal of the yaw rate sensor is judged by the magnitude of the yaw rate differential value.
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