JPH04349069A - Motor control device of four-wheel steering car - Google Patents

Motor control device of four-wheel steering car

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JPH04349069A
JPH04349069A JP3008037A JP803791A JPH04349069A JP H04349069 A JPH04349069 A JP H04349069A JP 3008037 A JP3008037 A JP 3008037A JP 803791 A JP803791 A JP 803791A JP H04349069 A JPH04349069 A JP H04349069A
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motor
value
road surface
steering angle
damping constant
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Takaaki Eguchi
孝彰 江口
Toshiro Hirai
敏郎 平井
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To keep well the responsivity and convergence characteristic by sensing the road surface load equivalent, setting the damping constant smaller with a greater equivalent, thereupon controlling the motor current, and thereby eliminating influence of the varying road surface load at the time of cornering. CONSTITUTION:A motor control device as per invention includes a road surface load equivalent sensing means (c) to sense the road surface load equivalent for the car wheel steered by a motor (a) and a damping constant setting means (d) to set the damping constant smaller with a greater road surface load. This is further equipped with a steering angle follow-up value change speed calculating means (e) to sense the steering angle follow-up value change speed of the car wheel steered by the motor (a) and a motor current calculating means (f) to calculate the motor current on the basis of the damping constant and the steering angle follow-up value change speed, and the motor current determined by this means (f) is impressed on the motor (a) with the aid of a motor driving means (g).

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、後輪または前後輪に電
動モータをアクチュエータとするモータステアリング機
構を有し、ハンドル操作時に後輪または前後輪の転舵す
る舵角を電動モータにより制御する四輪操舵車両のモー
タ制御装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention has a motor steering mechanism that uses an electric motor as an actuator for the rear wheel or front and rear wheels, and the electric motor controls the steering angle of the rear wheel or front and rear wheels when the steering wheel is operated. The present invention relates to a motor control device for a four-wheel steering vehicle.

【0002】0002

【従来の技術】従来、電動モータをアクチュエータとす
るステアリング機構を後輪に有する四輪操舵車両として
は、例えば、特開昭61−46766号公報に記載のも
のが知られているし、電動モータをアクチュエータとす
るステアリング機構を前後輪に有する四輪操舵車両とし
ては、例えば、特開昭61−89171号公報に記載の
ものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a four-wheel steering vehicle having a steering mechanism on the rear wheels using an electric motor as an actuator, there has been known, for example, the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-46766. As a four-wheel steering vehicle having a steering mechanism in the front and rear wheels using a steering mechanism as an actuator, for example, the one described in Japanese Patent Application Laid-open No. 89171/1983 is known.

【0003】前者の従来出典には、ハンドル操作時にハ
ンドル操作量に応じて前後輪の舵角目標値を決め、この
舵角目標値を得るべく電動モータにより前後輪の舵角を
制御する内容が示され、後者の従来出典には、ハンドル
操作による前輪操舵時に前輪操舵角に応じて後輪舵角目
標値を決め、この後輪舵角目標値を得るべく電動モータ
により前後輪の舵角を制御する内容が示されている。
[0003] The former conventional source describes that when the steering wheel is operated, a target value of the steering angle of the front and rear wheels is determined according to the amount of steering wheel operation, and the steering angle of the front and rear wheels is controlled by an electric motor to obtain this target value of the steering angle. The latter conventional source states that when the front wheels are steered by steering wheel operation, a target value of the rear wheel steering angle is determined according to the front wheel steering angle, and the steering angle of the front and rear wheels is controlled by an electric motor to obtain this target value of the rear wheel steering angle. The content to be controlled is shown.

【0004】以上のような電動モータをアクチュエータ
とするモータステアリング機構では、下記に示すモータ
制御式によりモータ制御が行なわれる。   IM =L・θε−m・ d(θM)+Kp  I
M :モータ電流                 
 L:比例定数                  
        θε:目標値と追従値との偏差   
   m:ダンピング定数             
     d(θM):モータ回転角速度      
    Kp:フリクション補正定数
In a motor steering mechanism using an electric motor as an actuator as described above, the motor is controlled by the motor control formula shown below. IM = L・θε−m・d(θM)+Kp I
M: Motor current
L: proportionality constant
θε: Deviation between target value and follow-up value
m: damping constant
d(θM): Motor rotation angular velocity
Kp: Friction correction constant

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな四輪操舵車両のモータ制御装置にあっては、上記モ
ータ制御式においてダンピング定数mを固定値により与
えるようにしている為、ステップ応答特性及び周波数応
答特性をみた場合、路面負荷の大小により、その特性が
大きく影響を受ける。
However, in such a motor control device for a four-wheel steering vehicle, since the damping constant m is given by a fixed value in the above motor control equation, the step response characteristics and When looking at the frequency response characteristics, the characteristics are greatly affected by the magnitude of the road surface load.

【0006】即ち、路面負荷が中程度を基準としてダン
ピング定数mを設定した場合のステップ応答特性をみる
と、図14に示すように、舵角目標値をステップ状で与
えた場合、路面負荷が大きいほど応答性が低くなり、固
定値によるダンピング定数mではその値が大き過ぎて応
答が鈍くなる。また、路面負荷が小さいほど応答性が高
くなり、固定値によるダンピング定数mではその値が小
さ過ぎてオーバシュートが出てしまう。
That is, looking at the step response characteristics when the damping constant m is set based on a medium road load, as shown in FIG. 14, when the target steering angle value is given in steps, the road load The larger the damping constant m, the lower the response, and if the damping constant m is a fixed value, the value is too large and the response becomes dull. Furthermore, the smaller the road surface load, the higher the responsiveness, and if the damping constant m is a fixed value, the value is too small and overshoot occurs.

【0007】また、周波数応答特性をみると、図15に
示すように、特に路面負荷が小さい時に舵角変化速度の
速い高周波数域で、ゲイン特性には共振によるピークが
あらわれ、位相特性には急激な位相低下があらわれる。
Furthermore, looking at the frequency response characteristics, as shown in FIG. 15, especially in the high frequency range where the steering angle changes rapidly when the road surface load is small, a peak due to resonance appears in the gain characteristics, and a peak in the phase characteristics appears. A sudden phase drop appears.

【0008】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、後輪または前後輪に電動モータをアクチ
ュエータとするモータステアリング機構を有する四輪操
舵車両のモータ制御装置において、旋回時に路面負荷の
変化影響を受けずに最適な応答性及び収束性の維持を図
ることを課題とする。
The present invention has been made with attention to the above-mentioned problem, and is a motor control device for a four-wheel steering vehicle having a motor steering mechanism using an electric motor as an actuator for the rear wheels or front and rear wheels. The objective is to maintain optimal responsiveness and convergence without being affected by changes in road load.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の四輪操舵車両のモータ制御装置では、路面負荷
相当値を検出し、路面負荷相当値が大きいほどダンピン
グ定数を小さな値に設定してモータ電流を制御する手段
とした。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the motor control device for a four-wheel steering vehicle of the present invention detects a road load equivalent value, and sets a damping constant to a smaller value as the road load equivalent value increases. This was used as a means to control the motor current.

【0010】即ち、図1のクレーム対応図に示すように
、後輪または前後輪に電動モータaをアクチュエータと
するモータステアリング機構bを有し、ハンドル操作時
に後輪または前後輪を転舵する舵角を電動モータにより
制御する四輪操舵車両において、前記電動モータaによ
り転舵される車輪の路面負荷相当値を検出する路面負荷
相当値検出手段cと、前記路面負荷が大きいほどダンピ
ング定数を小さな値に設定するダンピング定数設定手段
dと、前記電動モータaにより転舵される車輪の舵角追
従値変化速度を検出する舵角追従値変化速度演算手段e
と、少なくとも前記ダンピング定数と舵角追従値変化速
度とに基づいてモータ電流を演算するモータ電流演算手
段fと、前記モータ電流演算手段fにより得られたモー
タ電流を前記電動モータaに印加するモータ駆動手段g
とを備えていることを特徴とする。
That is, as shown in the diagram corresponding to the claims in FIG. 1, a steering mechanism is provided that has a motor steering mechanism b on the rear wheel or front and rear wheels using an electric motor a as an actuator, and steers the rear wheel or front and rear wheels when the steering wheel is operated. In a four-wheel steering vehicle in which the angle is controlled by an electric motor, a road surface load equivalent value detection means c detects a road surface load equivalent value of the wheels steered by the electric motor a, and the damping constant is set to be smaller as the road surface load is larger. a damping constant setting means d for setting a value to a value; and a steering angle following value change speed calculating means e for detecting a change speed of a steering angle follow-up value of the wheels steered by the electric motor a.
, a motor current calculation means f for calculating a motor current based on at least the damping constant and the steering angle follow-up value change rate, and a motor for applying the motor current obtained by the motor current calculation means f to the electric motor a. Drive means g
It is characterized by having the following.

【0011】[0011]

【作用】大きな路面負荷での旋回走行時には、ダンピン
グ定数設定手段dにおいて、路面負荷相当値検出手段c
により検出された路面負荷が大きいほどダンピング定数
が小さな値に設定され、このダンピング定数と舵角追従
値変化速度とに基づいて電動モータaが制御されること
になる。従って、大きな路面負荷での旋回走行時には、
路面負荷によりモータステアリング機構bの減衰力が大
きくなるのに対し、モータ電流制御式で与える減衰力を
小さくすることで両者によるトータル減衰力は最適なも
のとなり、ステップ応答及び周波数応答においても応答
性及び収束性に高い特性を示す。
[Operation] When turning with a large road load, the damping constant setting means d uses the road load equivalent value detection means c.
The damping constant is set to a smaller value as the road surface load detected is larger, and the electric motor a is controlled based on this damping constant and the steering angle follow-up value change rate. Therefore, when turning with a large road load,
While the damping force of motor steering mechanism b increases due to road surface load, by reducing the damping force applied by the motor current control system, the total damping force from both becomes optimal, and responsiveness is also achieved in step response and frequency response. and exhibits high convergence characteristics.

【0012】小さな路面負荷での旋回走行時には、ダン
ピング定数設定手段dにおいて、路面負荷相当値検出手
段cにより検出された路面負荷が小さいことでダンピン
グ定数が大きな値に設定され、このダンピング定数と舵
角追従値変化速度とに基づいて電動モータaが制御され
ることになる。従って、小さな路面負荷での旋回走行時
には、路面負荷によりモータステアリング機構bの減衰
力が小さくなるのに対し、モータ電流制御式で与える減
衰力を大きくすることで両者によるトータル減衰力は最
適なものとなり、ステップ応答及び周波数応答において
も応答性及び収束性に高い特性を示す。
When turning with a small road load, the damping constant is set to a large value by the damping constant setting means d because the road load detected by the road load equivalent value detecting means c is small, and this damping constant and the steering The electric motor a is controlled based on the rate of change of the angular follow-up value. Therefore, when turning with a small road load, the damping force of motor steering mechanism b decreases due to the road load, but by increasing the damping force given by the motor current control system, the total damping force from both can be optimized. It exhibits high responsiveness and convergence in step response and frequency response.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on the drawings.

【0014】構成を説明する。The configuration will be explained.

【0015】図2は本発明第1実施例の装置が適用され
た四輪操舵車両のモータ制御装置を示す全体システム図
である。
FIG. 2 is an overall system diagram showing a motor control device for a four-wheel steering vehicle to which the device of the first embodiment of the present invention is applied.

【0016】第1実施例の四輪操舵車両のモータ制御装
置は、図2に示すように、前輪1,2の操舵は、ステア
リングハンドル3と機械リンク式ステアリング機構4に
よって行なわれる。これは、例えば、ステアリングギア
、ピットマンアーム、リレーロッド、サイドロッド5,
6、ナックルアーム7,8等で構成される。
In the motor control system for a four-wheel steering vehicle according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the front wheels 1 and 2 are steered by a steering handle 3 and a mechanically linked steering mechanism 4. This includes, for example, steering gear, pitman arm, relay rod, side rod 5,
6, knuckle arms 7, 8, etc.

【0017】そして、後輪9,10の転舵は、電動式ス
テアリング装置11(モータステアリング機構に相当)
によって行なわれる。この後輪9,10間は、ラックシ
ャフト12、サイドロッド13,14、ナックルアーム
15,16により連結され、ラック12が内挿されたラ
ックチューブ17には、減速機構18とモータ19(電
動モータに相当)とフェイルセーフソレノイド20が設
けられ、このモータ19とフェイルセーフソレノイド2
0は、車速センサ21,前輪舵角センサ22,ストロー
クセンサ23,エンコーダ24,ロードセル25(路面
負荷相当値検出手段に相当)等からの信号を入力するコ
ントローラ26により駆動制御される。
[0017] The steering of the rear wheels 9 and 10 is performed by an electric steering device 11 (corresponding to a motor steering mechanism).
It is carried out by The rear wheels 9 and 10 are connected by a rack shaft 12, side rods 13 and 14, and knuckle arms 15 and 16, and a rack tube 17 into which the rack 12 is inserted has a deceleration mechanism 18 and a motor 19 (an electric motor ) and a fail-safe solenoid 20 are provided, and this motor 19 and fail-safe solenoid 2
0 is driven and controlled by a controller 26 that inputs signals from a vehicle speed sensor 21, a front wheel steering angle sensor 22, a stroke sensor 23, an encoder 24, a load cell 25 (corresponding to road surface load equivalent value detection means), and the like.

【0018】図3は電動式ステアリング装置11の具体
的構成を示す断面図で、ラック12が内挿されたラック
チューブ17はブラケットを介して車体に固定されてい
る。そして、ラック12の両端部には、ボールジョイン
ト30,31を介してサイドロッド13,14が連結さ
れている。減速機構18は、モータ19のモータ軸に連
結されたモータピニオン32と、該モータピニオン32
に噛合するリングギア33と、該リングギア33に固定
されると共にラックギア12aに噛み合うラックピニオ
ン35とによって構成されている。従って、モータ19
が回転すると、モータピニオン32→リングギア33→
ラックピニオン35へと回転が伝達され、回転するラッ
クピニオン35とラックギア12aとの噛み合いにより
ラックシャフト12が軸方向へ移動して後輪9,10の
転舵が行なわれる。この後輪9,10の転舵量は、ラッ
クシャフト12の移動量、即ち、モータ19の回転量に
比例する。
FIG. 3 is a sectional view showing a specific configuration of the electric steering device 11, in which a rack tube 17 into which a rack 12 is inserted is fixed to the vehicle body via a bracket. Side rods 13 and 14 are connected to both ends of the rack 12 via ball joints 30 and 31. The speed reduction mechanism 18 includes a motor pinion 32 connected to the motor shaft of the motor 19, and a motor pinion 32 connected to the motor shaft of the motor 19.
It is composed of a ring gear 33 that meshes with the rack gear 12a, and a rack pinion 35 that is fixed to the ring gear 33 and meshes with the rack gear 12a. Therefore, motor 19
When rotates, motor pinion 32 → ring gear 33 →
The rotation is transmitted to the rack pinion 35, and the rack shaft 12 is moved in the axial direction by the meshing of the rotating rack pinion 35 and the rack gear 12a, and the rear wheels 9 and 10 are steered. The amount of steering of the rear wheels 9 and 10 is proportional to the amount of movement of the rack shaft 12, that is, the amount of rotation of the motor 19.

【0019】前記ラックピニオン35には、その回転角
度を検出するエンコーダ24のセンサー軸24aがカプ
ラ36を介して連結されている。
A sensor shaft 24a of an encoder 24 for detecting the rotation angle of the rack and pinion 35 is connected via a coupler 36.

【0020】前記フェイルセーフソレノイド20には、
ロックピン20aが進退可能に設けられていて、電子制
御系等のフェイル時には、ラックシャフト12に形成さ
れたロック溝12bにロックピン20aを嵌入させるこ
とでラックシャフト12を、後輪9,10が中立舵角位
置を保つ位置に固定するようにしている。
The fail-safe solenoid 20 includes:
A lock pin 20a is provided to be movable back and forth, and in the event of a failure in the electronic control system, etc., by fitting the lock pin 20a into a lock groove 12b formed in the rack shaft 12, the rack shaft 12 can be fixed to the rear wheels 9, 10. It is fixed at a position that maintains the neutral steering angle position.

【0021】作用を説明する。[0021] The action will be explained.

【0022】まず、電動モータをアクチュエータとする
モータステアリング機構では、下記に示すモータ制御式
によりモータ制御が行なわれる。   IM =L・θε−m・ d(θM)+Kp   
                         
    …(1)   IM :モータ電流     
             L:比例定数      
                    θε:目標
値と追従値との偏差      m:ダンピング定数 
                 d(θM):モー
タ回転角速度          Kp:フリクション
補正定数即ち、モータステアリング機構において路面負
荷が後輪舵角に比例して増加する場合、図4に示すよう
に、路面負荷を模擬したバネ負荷を付加したモデルに置
き換えることができる。このモータステアリング機構モ
デルにおいてモータトルクに対するモータ電流値IM 
の静特性は、図5のように比例特性を示す。ここで、モ
ータトルクは、路面負荷が後輪舵角に比例して増加する
関係から目標値と追従値との偏差に置き換えることがで
きるので、図6の特性に示すようになり、静特性を考え
た場合には、次式を得ることができる。
First, in a motor steering mechanism using an electric motor as an actuator, the motor is controlled by the motor control formula shown below. IM = L・θε−m・d(θM)+Kp

...(1) IM: Motor current
L: proportionality constant
θε: Deviation between target value and follow-up value m: Damping constant
d(θM): Motor rotational angular speed Kp: Friction correction constant In other words, when the road load increases in proportion to the rear wheel steering angle in the motor steering mechanism, a spring load that simulates the road load is added as shown in Fig. 4. It can be replaced with the model. In this motor steering mechanism model, motor current value IM for motor torque
The static characteristic of shows a proportional characteristic as shown in FIG. Here, the motor torque can be replaced with the deviation between the target value and the follow-up value due to the relationship in which the road load increases in proportion to the rear wheel steering angle. If you think about it, you can get the following formula.

【0023】   IM =L・θε+Kp            
                         
       …(2) 加えて、モータへの駆動指令
に対する後輪舵角の応答を決める動特性は、油圧ステア
リング機構等に比べて応答性の良いモータステアリング
機構では減衰性を考えれば良い。そこで、減衰項である
{−m・ d(θM)}を上記(2) 式に加えること
で、(1) 式に示すモータ制御式を得ることができる
。尚、減衰力は舵角追従値変化速度に比例する関係にあ
り、この舵角追従値変化速度としては、上記のようにモ
ータ回転角速度を用いても、また、ストローク速度を用
いても良い。
IM=L・θε+Kp

(2) In addition, as for the dynamic characteristics that determine the response of the rear wheel steering angle to the drive command to the motor, it is sufficient to consider the damping property in a motor steering mechanism that has better responsiveness than a hydraulic steering mechanism or the like. Therefore, by adding the attenuation term {-m·d(θM)} to the above equation (2), the motor control equation shown in equation (1) can be obtained. Note that the damping force is proportional to the rate of change of the steering angle follow-up value, and the rate of change of the steering angle follow-up value may be the motor rotational angular speed as described above, or the stroke speed.

【0024】図7はコントローラ26で行なわれるモー
タ制御作動の流れを示すフローチャートであり、以下、
各ステップについて説明する。
FIG. 7 is a flow chart showing the flow of motor control operations performed by the controller 26.
Each step will be explained.

【0025】ステップ70では、各センサ21〜25か
ら入力信号が読み込まれる。
In step 70, input signals are read from each sensor 21-25.

【0026】ステップ71では、車速センサ21からの
車速Vと前輪舵角センサ22からの前輪舵角θF に基
づいて後輪舵角目標値θR*が演算される(舵角目標値
演算手段に相当)。尚、後輪舵角目標値θR*は、例え
ば、特開平1−202579号公報等に記載されている
ような手法により最適な旋回性能を得るべく求められる
In step 71, a rear wheel steering angle target value θR* is calculated based on the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 21 and the front wheel steering angle θF from the front wheel steering angle sensor 22 (corresponding to steering angle target value calculation means). ). Note that the rear wheel steering angle target value θR* is determined in order to obtain the optimum turning performance by a method such as that described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-202579.

【0027】ステップ72では、エンコーダ24により
検出されたモータ回転角度θM により後輪舵角追従値
θR が演算される。
In step 72, a rear wheel steering angle follow-up value θR is calculated based on the motor rotation angle θM detected by the encoder 24.

【0028】ステップ73では、後輪舵角目標値θR*
から後輪舵角追従値θR を差し引いた絶対値により偏
差θεが演算される。
In step 73, rear wheel steering angle target value θR*
The deviation θε is calculated from the absolute value obtained by subtracting the rear wheel steering angle follow-up value θR from θR.

【0029】ステップ74では、今回の処理時にエンコ
ーダ24により検出されたモータ回転角度θM と、数
回前の処理時に検出された記憶モータ回転角度θMMに
基づいてモータ回転角速度d(θM)が演算される(舵
角追従値変化速度演算手段に相当)。
In step 74, the motor rotation angular velocity d(θM) is calculated based on the motor rotation angle θM detected by the encoder 24 during the current processing and the stored motor rotation angle θMM detected during the previous processing several times. (corresponds to the steering angle follow-up value change speed calculation means).

【0030】ステップ75では、ロードセル25により
検出された路面負荷Fによりダンピング定数mが設定さ
れる(ダンピング定数設定手段に相当)。尚、路面負荷
Fに対するダンピング定数mは、図8に示すように、路
面負荷Fが大きいほど小さな値に設定される。
In step 75, a damping constant m is set based on the road surface load F detected by the load cell 25 (corresponding to damping constant setting means). Note that the damping constant m for the road surface load F is set to a smaller value as the road surface load F becomes larger, as shown in FIG.

【0031】ステップ76では、モータ電流IM が上
記の式(1) により演算される(モータ電流演算手段
に相当)。尚、比例定数L及びフリクション補正定数K
pは予め設定された固定値により与えられる。
At step 76, the motor current IM is calculated using the above equation (1) (corresponding to motor current calculation means). In addition, the proportionality constant L and the friction correction constant K
p is given by a preset fixed value.

【0032】ステップ77では、ステップ76で求めら
れたモータ電流IM がモータ19に出力される(モー
タ駆動手段に相当)。
At step 77, the motor current IM determined at step 76 is output to the motor 19 (corresponding to motor drive means).

【0033】次に、第1実施例装置を搭載した四輪操舵
車両での負荷の異なる路面での旋回作用を説明する。
Next, the turning action on road surfaces with different loads in a four-wheel steering vehicle equipped with the device of the first embodiment will be explained.

【0034】(イ)大きな路面負荷での旋回走行時大き
な路面負荷での旋回走行時には、ステップ75において
、ロードセル25により検出された路面負荷Fが大きい
ほどダンピング定数mが小さな値に設定され、このダン
ピング定数mとモータ回転角速度d(θM)を掛け合わ
せた減衰項を有するモータ電流制御式(1) に基づい
てモータ19が制御されることになる。
(a) When turning with a large road load When turning with a large road load, in step 75, the damping constant m is set to a smaller value as the road load F detected by the load cell 25 becomes larger. The motor 19 is controlled based on the motor current control equation (1) having a damping term obtained by multiplying the damping constant m by the motor rotational angular velocity d(θM).

【0035】従って、路面負荷の大きな旋回走行時には
、路面負荷により電動式ステアリング装置11の減衰力
が大きくなるのに対し、モータ電流制御式(1) で与
える減衰力を小さくすることで両者によるトータル減衰
力は最適なものとなり、図9に示すように、ステップ応
答特性において応答が速く収束の良い特性を示すし、図
10に示すように、周波数応答特性のゲイン特性及び位
相特性において最適な一次遅れ特性を示す。
Therefore, when turning with a large road load, the damping force of the electric steering device 11 increases due to the road load, but by reducing the damping force applied by the motor current control formula (1), the total effect of both is reduced. The damping force is optimal, and as shown in Figure 9, the step response characteristic shows a fast response and good convergence, and as shown in Figure 10, the frequency response characteristic has an optimal gain and phase characteristic. Indicates delay characteristics.

【0036】(ロ)小さな路面負荷での旋回走行時小さ
な路面負荷での旋回走行時には、ステップ75において
、ロードセル25により検出された路面負荷Fが小さい
ダンピング定数mが大きな値に設定され、このダンピン
グ定数mとモータ回転角速度d(θM)を掛け合わせた
減衰項を有するモータ電流制御式(1) に基づいてモ
ータ19が制御されることになる。
(b) When turning with a small road load When turning with a small road load, in step 75, the damping constant m where the road load F detected by the load cell 25 is small is set to a large value, and this damping The motor 19 is controlled based on the motor current control equation (1) having a damping term obtained by multiplying the constant m by the motor rotational angular velocity d (θM).

【0037】従って、路面負荷の小さな旋回走行時には
、路面負荷により電動式ステアリング装置11の減衰力
が小さくなるのに対し、モータ電流制御式(1) で与
える減衰力を大きくすることで両者によるトータル減衰
力は最適なものとなり、図9に示すように、ステップ応
答特性においてオーバシュートが無く収束の良い特性を
示すし、図10に示すように、周波数応答特性のゲイン
特性及び位相特性において最適な一次遅れ特性を示す。
Therefore, when turning with a small road load, the damping force of the electric steering device 11 becomes smaller due to the road load, but by increasing the damping force given by the motor current control formula (1), the total effect of both is reduced. The damping force is optimal, and as shown in Figure 9, the step response characteristic shows no overshoot and has good convergence, and as shown in Figure 10, the gain and phase characteristics of the frequency response characteristic are optimal. Shows first-order lag characteristics.

【0038】効果を説明する。[0038] The effect will be explained.

【0039】(1)後輪9,10側に電動式ステアリン
グ装置11を有する四輪操舵車両のモータ制御装置にお
いて、路面負荷Fを検出し、路面負荷Fが大きいほどモ
ータ電流制御式(1) でのダンピング定数mを小さな
値に設定してモータ電流を制御する装置とした為、旋回
時に路面負荷の変化影響を受けずに最適な応答性及び収
束性の維持を図ることができる。
(1) In a motor control device for a four-wheel steering vehicle having an electric steering device 11 on the rear wheels 9, 10 side, the road surface load F is detected, and the motor current control method (1) increases as the road surface load F increases. Since the device controls the motor current by setting the damping constant m to a small value, it is possible to maintain optimal responsiveness and convergence without being affected by changes in road load during turning.

【0040】(2)路面負荷をロードセル25により直
接検出する装置とした為、路面負荷が変化した場合、直
ちにその変化状況が検出されることになり、応答良く最
適なダンピング定数mを設定することができる。
(2) Since the device directly detects the road surface load using the load cell 25, when the road surface load changes, the changing situation is immediately detected, and the optimal damping constant m can be set with good response. Can be done.

【0041】次に、第2実施例装置について説明する。Next, a second embodiment of the apparatus will be explained.

【0042】この第2実施例装置は、第1実施例装置が
路面負荷相当値検出手段として路面負荷を直接測定する
ロードセル25を用いた例を示したのに対し、路面負荷
とは比例的な関係を持つ偏差θε(後輪舵角目標値θR
*から後輪舵角追従値θR を差し引いた絶対値)を路
面負荷相当値とした例である。尚、構成については、図
2及び図3に示す第1実施例装置と同様であるので説明
を省略する。
In contrast to the device of the first embodiment, which uses the load cell 25 that directly measures the road surface load as a road surface load equivalent value detection means, the device of the second embodiment uses a load cell 25 that directly measures the road surface load. Deviation θε (rear wheel steering angle target value θR
This is an example in which the absolute value obtained by subtracting the rear wheel steering angle follow-up value θR from * is taken as the road surface load equivalent value. Note that the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3, so a description thereof will be omitted.

【0043】作用を説明する。[0043] The action will be explained.

【0044】図11は第2実施例装置のコントローラ2
6で行なわれるモータ制御作動の流れを示すフローチャ
ートであり、ステップ73が第2実施例装置での路面負
荷相当値検出手段に相当する。ステップ78では、図1
2に示すように、ステップ73で求められた偏差θεが
大きいほどダンピング定数mが小さな値に設定される(
ダンピング定数設定手段に相当)。尚、ステップ70〜
ステップ77については、第1実施例装置の場合と同様
であるので説明を省略する。
FIG. 11 shows the controller 2 of the second embodiment device.
6 is a flowchart showing the flow of the motor control operation performed in step 6, in which step 73 corresponds to the road surface load equivalent value detection means in the second embodiment device. In step 78, FIG.
2, the larger the deviation θε obtained in step 73, the smaller the damping constant m is set (
(equivalent to damping constant setting means). Furthermore, step 70~
Step 77 is the same as in the case of the apparatus of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

【0045】従って、例えば、ステップ応答特性で考え
た場合、図13に示すように、後輪舵角目標値θR*と
後輪舵角追従値θR との偏差θεが大きく応答性の必
要なA領域では、ダンピング定数mを小さく設定するこ
とで速応性を得る。また、後輪舵角目標値θR*と後輪
舵角追従値θR との偏差θεが小さく収束性の必要な
領域では、後輪舵角追従値θR がオーバシュートする
ことなく後輪舵角目標値θR*に収束させるためにダン
ピング定数mを小さく設定する。
Therefore, when considering step response characteristics, for example, as shown in FIG. In this region, quick response is obtained by setting the damping constant m small. In addition, in a region where the deviation θε between the rear wheel steering angle target value θR* and the rear wheel steering angle tracking value θR is small and convergence is required, the rear wheel steering angle tracking value θR does not overshoot and the rear wheel steering angle is set as the target value. The damping constant m is set small in order to converge to the value θR*.

【0046】以上説明してきたように、この第2実施例
装置では、偏差θεを路面負荷相当値とする装置とした
為、路面負荷を検出するロードセル25等を取付けるこ
とのないコスト的に有利な装置により、路面負荷の変化
影響を受けずに最適な応答性及び収束性の維持を図るこ
とができる。
As explained above, in the second embodiment, the deviation θε is the value equivalent to the road load, so it is advantageous in terms of cost since it does not require the installation of a load cell 25 or the like for detecting the road load. The device makes it possible to maintain optimal responsiveness and convergence without being affected by changes in road surface load.

【0047】以上、実施例を図面により説明してきたが
、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があっ
ても本発明に含まれる。
Although the embodiments have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments, and any changes or additions that do not depart from the gist of the present invention are not included in the present invention. It will be done.

【0048】例えば、実施例では、後輪のみにモータス
テアリング機構を採用した適用例を示したが、前後輪に
モータステアリング機構を採用したものであっても良い
For example, in the embodiment, an application example in which the motor steering mechanism is employed only in the rear wheels is shown, but it is also possible to employ the motor steering mechanism in the front and rear wheels.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、後輪または前後輪に電動モータをアクチュエータと
するモータステアリング機構を有する四輪操舵車両のモ
ータ制御装置において、路面負荷相当値を検出し、路面
負荷相当値が大きいほどダンピング定数を小さな値に設
定してモータ電流を制御する手段とした為、旋回時に路
面負荷の変化影響を受けずに最適な応答性及び収束性の
維持を図ることが出来るという効果が得られる。
As described above, the present invention provides a motor control device for a four-wheel steering vehicle having a motor steering mechanism using an electric motor as an actuator for the rear wheels or front and rear wheels. The damping constant is set to a smaller value as the road load equivalent value increases, and the motor current is controlled to maintain optimal responsiveness and convergence without being affected by road load changes when turning. The effect of being able to achieve this goal is obtained.

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

【図1】本発明の四輪操舵車両のモータ制御装置を示す
クレーム対応図である。
FIG. 1 is a diagram corresponding to claims showing a motor control device for a four-wheel steering vehicle according to the present invention.

【図2】第1実施例のモータ制御装置が適用された四輪
操舵車両を示す全体システム図である。
FIG. 2 is an overall system diagram showing a four-wheel steering vehicle to which the motor control device of the first embodiment is applied.

【図3】第1実施例装置の電動式ステアリング装置の具
体的構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a specific configuration of the electric steering device of the first embodiment.

【図4】電動式ステアリング装置の台上モデル図である
FIG. 4 is a bench model diagram of the electric steering device.

【図5】電動式ステアリング装置でのモータトルクに対
するモータ電流値特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram of motor current value versus motor torque in the electric steering device.

【図6】電動式ステアリング装置での目標値と追従値と
の偏差に対するモータ電流値特性図である。
FIG. 6 is a motor current value characteristic diagram with respect to a deviation between a target value and a follow-up value in an electric steering device.

【図7】第1実施例装置のコントローラで行なわれるモ
ータ制御作動の流れを示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of motor control operations performed by the controller of the device of the first embodiment.

【図8】第1実施例装置での路面負荷に対するダンピン
グ定数設定特性図である。
FIG. 8 is a damping constant setting characteristic diagram with respect to road surface load in the first embodiment device.

【図9】第1実施例装置でのステップ応答特性図である
FIG. 9 is a step response characteristic diagram of the device of the first embodiment.

【図10】第1実施例装置での周波数応答特性図である
FIG. 10 is a frequency response characteristic diagram of the device of the first embodiment.

【図11】第1実施例装置のコントローラで行なわれる
モータ制御作動の流れを示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the flow of motor control operations performed by the controller of the device of the first embodiment.

【図12】第2実施例装置での偏差に対するダンピング
定数設定特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram of damping constant setting with respect to deviation in the device of the second embodiment.

【図13】第2実施例装置での偏差に対するダンピング
定数設定の考え方を示すステップ応答特性図である。
FIG. 13 is a step response characteristic diagram showing the concept of damping constant setting with respect to deviation in the device of the second embodiment.

【図14】ダンピング定数を固定値とし、ステップ状の
目標値を与えた時の路面負荷大の時の追従値応答特性及
び路面負荷小の時の追従値応答特性図である。
FIG. 14 is a diagram of a follow-up value response characteristic when the road surface load is large and a follow-up value response characteristic when the road surface load is small when the damping constant is set to a fixed value and a stepped target value is given.

【図15】ダンピング定数を固定値とした時の負荷の大
小による周波数応答特性図である。
FIG. 15 is a frequency response characteristic diagram depending on the magnitude of load when the damping constant is set to a fixed value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a  電動モータ b  モータステアリング機構 c  路面負荷相当値検出手段 d  ダンピング定数設定手段 e  舵角追従値変化速度演算手段 f  モータ電流演算手段 g  モータ駆動手段 a Electric motor b Motor steering mechanism c Road surface load equivalent value detection means d Damping constant setting means e Rudder angle follow-up value change speed calculation means f Motor current calculation means g Motor drive means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  後輪または前後輪に電動モータをアク
チュエータとするモータステアリング機構を有し、ハン
ドル操作時に後輪または前後輪を転舵する舵角を電動モ
ータにより制御する四輪操舵車両において、前記電動モ
ータにより転舵される車輪の路面負荷相当値を検出する
路面負荷相当値検出手段と、前記路面負荷が大きいほど
ダンピング定数を小さな値に設定するダンピング定数設
定手段と、前記電動モータにより転舵される車輪の舵角
追従値変化速度を検出する舵角追従値変化速度演算手段
と、少なくとも前記ダンピング定数と舵角追従値変化速
度とに基づいてモータ電流を演算するモータ電流演算手
段と、前記モータ電流演算手段により得られたモータ電
流を前記電動モータに印加するモータ駆動手段と、を備
えていることを特徴とする四輪操舵車両のモータ制御装
置。
1. A four-wheel steering vehicle having a motor steering mechanism using an electric motor as an actuator on a rear wheel or front and rear wheels, and in which a steering angle for steering the rear wheel or front and rear wheels when a steering wheel is operated is controlled by the electric motor, road surface load equivalent value detection means for detecting a road surface load equivalent value of wheels steered by the electric motor; damping constant setting means for setting a damping constant to a smaller value as the road surface load is larger; a steering angle following value change rate calculation means for detecting a change rate of a steering angle follow-up value of a steered wheel; a motor current calculation means for calculating a motor current based on at least the damping constant and the steering angle follow-up value change rate; A motor control device for a four-wheel steering vehicle, comprising: motor drive means for applying a motor current obtained by the motor current calculation means to the electric motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012012007A (en) * 2010-06-02 2012-01-19 Nissan Motor Co Ltd Steering support device and steering support method for vehicle

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