JPH08119130A

JPH08119130A - 四輪操舵車の後輪操舵角制御装置

Info

Publication number: JPH08119130A
Application number: JP26234494A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishida; 明石田; Takashi Fukunaga; 隆福永; Akira Segawa; 明良瀬川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】目標ヨーレート追従方式に於て、未知特性項
を推定し、過渡時に於ける追従性能を向上させる。【構成】左右の後輪１１１は電動機制御手段１１０を
用いて直接操舵される。車速センサ１２により検出され
た車速に応じて基準定常目標値設定手段１４により基準
定常目標ヨーレート値Ｙm0が設定され、ハンドル角セン
サ１１出力値と前記Ｙm0値を用いて、定常値算出手段１
５により、ハンドル角度と車速に応じた定常ヨーレート
値Ｙｍを算出する。目標ヨーレート演算手段１６によ
り、前記定常ヨーレート値に収束するまでの軌道を与え
る目標ヨーレート値ＹＭを演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両におい
て、ハンドル舵角、車速、車両のヨーレート、後輪舵角
に応じて後輪を操舵する四輪操舵車の後輪操舵角制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両走行中に於ける、操縦安定性
を向上させる四輪操舵装置は種々提案されている。

【０００３】例えば、特開平０３−１６４３７４号公報
に示されているように、ハンドル舵角センサによりハン
ドル舵角を、ヨーレートセンサにより実ヨーレート（車
体上方から見た車体重心回りの回転角速度）を検出し、
前輪の操舵速度をヨーレート抑制方向への操舵制御量に
掛け算の形で加味し、ヨーレート抑制方向の操舵制御量
を操舵速度に応じて変更することにより、定常円旋回中
の後輪のヨーレート抑制方向への操舵制御量を小さくで
き、前輪の急操舵時に於ける初期回頭性を良好にするこ
とができる。

【０００４】また、特開昭６０−１２４５７２号公報で
は、ハンドル角と車速とから目標ヨーレートを算出し、
後輪を実ヨーレートが目標ヨーレートに追従するように
操舵する、ヨーレート追従制御方式なども提案されてい
る。

【０００５】いずれもヨーレートフィードバックにより
横風や悪路等の外乱要因により、車両の進路や向きに狂
いが生じても、これを後輪操舵により補正することがで
きる効果を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く構成された従来の四輪操舵装置では、車体の横滑り
角の小さくなるような目標ヨーレート値をハンドル角、
車速により算出し、この目標ヨーレート値に実ヨーレー
ト値が安定に追従できるような後輪目標舵角を算出する
コントロールゲインの決定に時間を労する。

【０００７】また車速に対してロバストで応答性のよい
制御系を簡単な構造で設計するのは困難であるという問
題がある。

【０００８】また、ハンドルを速く操舵した時の、目標
ヨーレート値への実ヨーレートの追従性は、上記の如く
構成された従来の四輪操舵制御装置では、非常に悪く追
従しきれないと言う問題がある。

【０００９】更に、ハンドル舵角の関数で目標値を演算
する従来の目標ヨーレート追従制御では、高速時に敏感
に後輪が操舵され、高速直進時のどっしり感が得られな
いと言う問題がある。

【００１０】加えて、路面状況やタイヤの状態により、
与えられている目標ヨーレート値が状況に応じた最適な
値とはならず、その目標値に追従しようとすると制御が
不安定となる場合があり、状況に応じて目標値を変更し
なければならないと言う問題がある。

【００１１】また、目標ヨーレート追従制御では、目標
ヨーレート値と実ヨーレート値との偏差の積分項が必要
となるが、後輪目標舵角に制限が掛けられており、積分
飽和現象（リセットワインドアップ）が問題となる。

【００１２】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、未知の変動項に対してもロバストで過渡時に於いて
も目標ヨーレートに良好に追従できる四輪操舵車の後輪
操舵角制御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、車両の速度を検出する車速センサと、
ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの
回転角度を検出するハンドル角センサと、後輪舵角指令
信号に基づき、後輪を操舵する電動機制御手段を具備す
る車両の四輪操舵制御装置において、車速に応じて基準
定常目標ヨーレート値Ｙm0を設定する基準定常目標値設
定手段と、前記基準定常目標ヨーレート値とハンドル角
から定常ヨーレート値を算出する定常値算出手段と、前
記定常ヨーレート値に収束するまでの軌道を与える目標
ヨーレートを演算する目標ヨーレート演算手段と、車両
動特性変動の未知部分の項を制御周期間一定であるとし
て、この変動項を推定する未知特性推定手段を有し、前
記ヨーレートセンサから検出された実ヨーレートと、前
記目標ヨーレートとの誤差が小さくなるような制御量を
算出する第１制御量演算手段と、ハンドル角の関数で与
えられる第２制御量演算手段を有し、前記第１制御量演
算手段の出力値と前記第２制御量演算手段の出力値とを
足し合わせた制御量を、前記電動機制御手段への後輪舵
角指令信号値として出力する構成とする。

【００１４】また、マップ切り替え手段により、定常値
算出手段で用いる、車速に応じたハンドル角ゲインのマ
ップを車速に応じて切り換える。

【００１５】また、後輪舵角を検出する後輪舵角センサ
を有し、車速とハンドル角と後輪舵角より基準ヨーレー
ト値ＹHを算出する基準ヨーレート算出手段と、前記実
ヨーレート値と前記基準ヨーレート値よりオーバーステ
ア特性（ＯＳ特性）かアンダーステア特性（ＵＳ特性）
かの判定を行う、走行状態判定手段と、前記走行状態判
定手段の判定結果より、前記目標ヨーレート値を増減す
る目標値変更手段を有する。また、制御則に積分項を有
し、前記走行状態判定手段に於て、実ヨーレート値Ｙと
前記基準ヨーレート値ＹＨとの偏差の変化率が設定値以
上の場合、非定常外乱印加状態であると判定し、前記積
分項の値を保持または減算する構成とする。また、制御
則に積分項を有し、実ヨーレート値が目標ヨーレート値
となるように後輪目標舵角を算出する演算手段と、前記
演算結果に基づき、後輪を操舵する電動機制御手段を具
備する車両の四輪操舵制御装置において、後輪舵角のリ
ミッタ値を設定する後輪舵角制限値設定手段と、前記演
算手段により演算された後輪目標舵角と前記後輪舵角の
リミッタ値とを比較する比較手段と、前記比較手段の結
果より、後輪目標舵角とリミッタ値との差より前記積分
項の積分値を補正する積分項補正手段を有する。

【００１６】また、目標値比較手段により前記目標ヨー
レート値を予め設定された設定値と比較し、前記目標値
比較手段の比較結果を用いて、前記積分項の絶対値を減
算する積分項減算手段を有する構成とする。

【００１７】

【作用】本発明は上述の構成により、車両のモデル化誤
差や車両動特性の変動による未知項を推定し、ヨーレー
ト値のフィードバック制御を行う第１制御量演算手段
に、ハンドルの関数で与えられたフィードフォワード項
を演算する第２制御量演算手段を付加することにより、
コントロールゲイン決定時に正確な車両モデルが必要と
はならず、また車速やハンドル操作による系の変動に対
して簡単な構成で目標ヨーレートに実ヨーレートが良好
に追従するロバストな制御系を得ることができる。

【００１８】また、目標ヨーレートを高速走行且つ小ハ
ンドル操舵角時は、小さく設定することにより、高速直
進走行時のどっしり感を実現することができる。

【００１９】また、実ヨーレート値の絶対値と前記基準
ヨーレート値の絶対値との偏差の符号よりオーバーステ
ア特性（ＯＳ特性）かアンダーステア特性（ＵＳ特性）
かの判定を行い、オーバーステア特性（ＯＳ特性）と判
定され、且つ実ヨーレート値の絶対値と前記基準ヨーレ
ート値の絶対値との偏差の変化率が設定値以上の時、目
標ヨーレート値ＹＭを前記変化率の大きさに応じて小さ
く算出し直し、アンダーステア特性（ＵＳ特性）と判定
され、且つ実ヨーレート値の絶対値と前記基準ヨーレー
ト値の絶対値との偏差の変化率が設定値以上の時は、目
標ヨーレート値ＹＭを前記変化率の大きさに応じて大き
く算出し直すことにより、非線形領域時も安定に走行す
ることができる。

【００２０】また、積分項を有する制御則に於て、実ヨ
ーレート値Ｙと基準ヨーレート値ＹＨとの偏差の変化率
が設定値以上の場合、非定常外乱（横風・スピン等）印
加状態であると判定し、前記積分項の値を保持または減
算することにより、非定常外乱による積分飽和を防ぐこ
とができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２２】図１に本願の第１の発明に於ける四輪操舵
車の後輪操舵角制御装置のブロック図を示す。

【００２３】左右の後輪１１１は電動機制御手段１１０
を用いて直接操舵される。電動機制御手段１１０への指
令信号は、第１制御量演算手段１８と第２制御量演算手
段１７との出力値の和により与えられる。

【００２４】車速センサ１２により検出された車速に応
じて、基準定常目標値設定手段１４により基準定常目標
ヨーレート値Ｙm0が設定され、ハンドル角センサ１１出
力値と前記Ｙm0値を用いて、定常値算出手段１５によ
り、ハンドル角度と車速に応じた定常ヨーレート値Ｙｍ
を算出する。

【００２５】そして、目標ヨーレート演算手段１６によ
り、前記定常ヨーレート値に収束するまでの軌道を与え
る目標ヨーレート値ＹＭを演算する。

【００２６】第１制御量演算手段１８では、ヨーレート
センサ１３出力値を用いて実ヨーレート値Ｙが前記目標
ヨーレートＹＭに追従するよう、車両動特性変動の未知
部分の項を制御周期間一定であるとして、この変動項を
推定する未知特性推定手段１９を用いることにより簡単
な演算で算出される。

【００２７】第２制御量演算手段１７では、ハンドル角
の関数で与えられる演算則により、前記第１制御量演算
手段の出力値の補正値を演算し、目標ヨーレートＹＭに
良好に追従することができる。

【００２８】ここで、第２制御量演算手段１７では、ハ
ンドル角とハンドル角速度の関数で与え、ハンドル角と
ハンドル角速度の共通ゲインＫｆを車速の関数で与える
か、または独立にゲインを車速の関数で与える。

【００２９】更に、第２制御量演算手段１７で算出され
る補正値は、前記目標ヨーレート値ＹＭの関数または、
前記基準定常目標ヨーレート値Ｙm0の関数で与えられ
る。以下、演算器内のアルゴリズムについて説明する。

【００３０】まず、第１制御量演算手段１８の内容につ
いて説明する。２自由度系の車両モデルは以下の式で表
される。

【００３１】

【数１】

【００３２】（数１）より下記の（数２）が得られる。

【００３３】

【数２】

【００３４】（数２）を展開すると（数３）となる。

【００３５】

【数３】

【００３６】上式に於いて係数a、b、dは車速Vの関数で
ある。また、θfは予期されない入力であるため、系へ
の外乱とも考えられる。

【００３７】また、目標ヨーレート演算手段１６で算出
される目標値のＹＭの規範モデルを以下の式で与える。

【００３８】

【数４】

【００３９】ここでは、定常値算出手段１５により、定
常ヨーレート値Ｙｍが、ハンドル角センサ１１の出力値
θfと、車速センサ１２出力値Ｖを用いて基準定常目標
値設定手段１４で算出されるＹm0より積の形で算出され
ている。また、基準定常目標ヨーレート値Ｙm₀は２輪モ
デルでβ(S)/θf(S)=0（β：横滑り角）とした時に導出
される定常ヨーレートゲインであり次式を用いて基準定
常目標値設定手段１４で算出される。

【００４０】

【数５】

【００４１】ここで、目標ヨーレート追従則を適応制御
の一種であるタイム・ディレイ・コントロール（以下Ｔ
ＤＣと称す）を用いて導出する。これに付いては、本出
願人が出願した特願平４−２３３３７２号の四輪操舵車
の後輪操舵角制御装置等に詳細が出ている。

【００４２】第１の発明に於て、未知特性推定手段１９
により、（数３）の車速Vの関数である係数が掛かって
いる項とハンドル角の項を未知項として、微小時間L前
の既知項で近似する。即ち、未知項を次式で表すことが
できる。

【００４３】

【数６】

【００４４】この（数６）と、ヨーレートセンサ１３出
力値の実ヨーレートＹと、（数４）で表される目標ヨー
レート演算手段１６の出力値である目標ヨーレートＹＭ
を用いて、実ヨーレートＹが目標ヨーレートＹＭに追従
させる第１制御量演算手段１８の演算式が、次式で与え
られる。

【００４５】

【数７】

【００４６】よって、上式をサンプリング周期Lで離散
化すると、第１制御量演算則である次式が得られる。

【００４７】

【数８】

【００４８】次に第２制御量演算手段１７の内容につい
て説明する。第２制御量演算手段１７は、ハンドル角の
フィードフォワード項として与えられる、制御量補正値
であり、ハンドル角の比例項と微分項で次式のように与
えられる。

【００４９】

【数９】

【００５０】よって、電動機制御手段１１０への制御量
は、第１制御量演算手段１８の演算結果である（数８）
に、上記フィードフォワード項（数９）を付加した次式
となる。

【００５１】

【数１０】

【００５２】図７に上式のブロック図を示す。各々の補
償器Ｃ１、Ｃ２およびF.F.は以下の構成で与える。

【００５３】

【数１１】

【００５４】am、bm、pmは目標ヨーレート生成パラメー
タ、ＣはTDC追従ゲインであり（Ｃ＜０）、Ｋfはフィー
ドフォワード項ゲインである。

【００５５】ここで、Ｋｆは車速の関数で与えられ、例
えば、高車速域では負の値に、低車速域では正の値に設
定される。

【００５６】即ち、Ｋｆ（Ｖ）＞０（Ｖ＜５０）、Ｋｆ
（Ｖ）＝＜０（Ｖ＞＝５０）となるような車速Ｖの関
数、もしくはマップでF.F.項ゲインＫｆを与える。これ
により、目標ヨーレートへの実ヨーレートのオーバーシ
ュート及びアンダーシュートを抑えることが可能とな
る。

【００５７】また、Ｋｆを基準定常目標ヨーレート値Ｙ
m0の関数で与えることにより、追従性能を向上させるこ
とができる。

【００５８】例えば、F.F.項を次式で与える。

【００５９】

【数１２】

【００６０】尚、上記F.F.項ゲインＫｆは、比例項、微
分項共に共通としたが、Ｋｆｐ、Ｋｆｄのように、別々
に設定してもよい。更に、目標ヨーレート生成パラメー
タam、bm、pmの関数として与えるようにしてもよい。

【００６１】図８のァに従来制御での、アに本発明の第
２制御量演算手段で補正された制御量での、車速100km/
hに於ける、ヨーレート〜ハンドル角間の周波数特性
（Ｆ特）を示す。ここで(am、bm、pm)=(20、80、10)、
Ｃ=-128、Ｋｆ＝-0.9である。

【００６２】従来制御ァでは、目標値ＹＭへの追従性は
悪く、１Ｈｚ辺りで最もゲインの開きが大きいが、これ
に対し、本発明のF.F.項を付加したアでは、目標ヨーレ
ート値ＹＭへの追従性が大幅に改善されていることが分
かる。図９に、上記ァ、アのパルス応答（２Ｈｚ）結果
を示す。F.F.項を付加したアは、目標ヨーレートに良好
に追従していることが確認でき、しかも制御量θRTも安
定した値となっている。

【００６３】図２に第２の発明に於ける四輪操舵車の後
輪操舵角制御装置のブロック図を示す。左右の後輪１１
１は電動機制御手段１１０を用いて直接操舵される。

【００６４】電動機制御手段１１０への指令信号は、第
１制御量演算手段１８と第２制御量演算手段１７との出
力値の和により与えられる。

【００６５】車速センサ１２により検出された車速に応
じて、基準定常目標値設定手段１４により基準定常目標
ヨーレート値Ｙm0が設定され、ハンドル角センサ１１出
力値と前記Ｙm0値とマップ切り替え手段２１を用いて、
定常値算出手段１５により、ハンドル角度と車速に応じ
た定常ヨーレート値Ｙｍを算出する。

【００６６】そして、目標ヨーレート演算手段１６によ
り、前記定常ヨーレート値に収束するまでの軌道を与え
る目標ヨーレート値ＹＭを演算する。

【００６７】前記第１制御量演算手段１８では、ヨーレ
ートセンサ１３出力値を用いて実ヨーレート値Ｙが前記
目標ヨーレートＹＭに追従するよう、車両動特性変動の
未知部分の項を制御周期間一定であるとして、この変動
項を推定する未知特性推定手段１９を用いることにより
簡単な演算で算出される。

【００６８】前記マップ切り替え手段２１に於て、車速
に応じたハンドル角ゲインＫH（Ｖ）のマップを２種類
以上持ち、車速に応じて前記マップを切り換える。

【００６９】マップ切り替え手段２１で、ハンドル角ゲ
インを用いて、（数４）与えられている定常ヨーレート
値Ｙｍを次式で演算する。

【００７０】

【数１３】

【００７１】図１０に高車速域と低車速域用のハンドル
角ゲインのマップを示す。図９のように、例えば、高速
時、且つハンドル小舵角操舵時のハンドル角ゲインはゼ
ロもしくは１以下の値を与えることにより、高速時の目
標ヨーレート値は微妙なハンドル操舵では発生せず、高
速直進時のどっしり感を実現することができる。

【００７２】図３に第３の発明に於ける四輪操舵車の後
輪操舵角制御装置のブロック図を示す。左右の後輪３１
１は電動機制御手段３１０を用いて直接操舵される。

【００７３】電動機制御手段３１０への指令信号は、実
ヨーレート値が目標ヨーレート値となるように演算手段
３９により与えられる。

【００７４】ハンドル角センサ３１と車速センサ３２の
検出値を用いて、目標ヨーレート演算手段３５により目
標ヨーレート値ＹＭが算出される。

【００７５】基準ヨーレート算出手段３６により、前記
ハンドル角、車速、後輪舵角センサ３３により検出され
る後輪舵角を用いて、基準ヨーレート値ＹHを算出す
る。

【００７６】走行状態判定手段３７により、ヨーレート
センサ３４で検出される実ヨーレート値Ｙと前記基準ヨ
ーレート値ＹHよりオーバーステア特性（ＯＳ特性）か
アンダーステア特性（ＵＳ特性）かの判定を行い、目標
値変更手段３８により、前記判定結果を用いて、前記目
標ヨーレート値ＹＭを変更し、前記演算手段３９で用い
る目標ヨーレート値を算出する。

【００７７】前記走行状態判定手段３７では、実ヨーレ
ート値Ｙの絶対値と前記基準ヨーレート値ＹHの絶対値
との偏差の符号よりオーバーステア特性（ＯＳ特性）か
アンダーステア特性（ＵＳ特性）かの判定を行う。

【００７８】前記目標値変更手段３８に於ては、前記走
行状態判定手段３７によりオーバーステア特性（ＯＳ特
性）と判定され、且つ実ヨーレート値の絶対値と前記基
準ヨーレート値の絶対値との偏差の変化率が設定値以上
の時、目標ヨーレート値ＹＭを前記変化率の大きさに応
じて小さく算出し直す。

【００７９】前記走行状態判定手段３７によりアンダー
ステア特性（ＵＳ特性）と判定され、且つ実ヨーレート
値の絶対値と前記基準ヨーレート値の絶対値との偏差の
変化率が設定値以上の時、目標ヨーレート値ＹＭを前記
変化率の大きさに応じて大きく算出し直す。

【００８０】即ち走行状態判定手段３７に於て、次式で
定義されるＹGABSの符号でＯＳ orＵＳかを判定し、変
化率(e)ＹGABSの値により目標値変更手段３８によりＹ
Ｍを増減する。

【００８１】

【数１４】

【００８２】これにより非線形領域での目標ヨーレート
値を、非線形領域の特性に応じて変更することにより、
常に安全となる目標ヨーレート追従制御を実現すること
ができる。

【００８３】図４に第４の発明に於ける四輪操舵車の後
輪操舵角制御装置のブロック図を示す。左右の後輪４１
０は電動機制御手段４９を用いて直接操舵される。

【００８４】電動機制御手段４９への指令信号は、実ヨ
ーレート値が目標ヨーレート値となるように積分項を有
する演算手段４８により与えられる。

【００８５】ハンドル角センサ４１と車速センサ４２の
検出値を用いて、目標ヨーレート演算手段４５により目
標ヨーレート値ＹＭが算出される。

【００８６】基準ヨーレート算出手段４６により、前記
ハンドル角、車速、後輪舵角センサ４３により検出され
る後輪舵角を用いて、基準ヨーレート値ＹHを算出す
る。

【００８７】非定常外乱判定手段４７により、実ヨーレ
ート値Ｙと前記基準ヨーレート値ＹＨとの偏差の変化率
が設定値以上の場合、非定常外乱印加状態であると判定
し、前記積分項の値を保持または減算する。

【００８８】次に、第４の発明に於ける非定常外乱時の
積分項リセット方法の一実施例に付いて説明する。

【００８９】前記演算手段４８に於て、例えばヨーレー
ト値の積分項を有する場合、スピン等の非定常外乱発生
時には、積分項は一気に飽和し、適正な積分値を与える
ことができなくなる。

【００９０】そこで、前記非定常外乱判定手段４７によ
り、実ヨーレートＹと前記基準ヨーレートＹＨとの変化
率を設定値と比較することにより、変化率が設定値より
大きければ、非定常外乱印加状態であると判定し、前記
演算手段４８の積分項加算を行わない、または、積分項
を減算させる。

【００９１】以上により、非定常外乱による積分飽和が
無くなり、不安定な走行状態が続くこと防ぐことができ
る。

【００９２】図５に第５の発明に於ける四輪操舵車の後
輪操舵角制御装置のブロック図を示す。

【００９３】左右の後輪５１０は電動機制御手段５９を
用いて直接操舵される。ヨーレートセンサ５３で検出さ
れる実ヨーレート値Ｙが車速センサ５１とハンドル角セ
ンサ５２の検出値より目標ヨーレート演算手段５４で演
算される目標ヨーレート値ＹＭとなるように、積分項演
算を有する演算手段５５により後輪目標舵角が算出さ
れ、比較手段５７により、後輪舵角制限値設定手段５８
により、車速に応じて設定された後輪舵角のリミッタ値
と、前記演算手段により演算された後輪目標舵角とを比
較し、小さい方の値を、前記電動機制御手段５９への指
令信号として与えられる。

【００９４】前記比較手段の結果に於て、演算手段５５
で演算された後輪目標舵角がリミッタ値より大きい場
合、積分項補正手段５６により、演算された後輪目標舵
角とリミッタ値との差に応じて前記積分項の積分値を補
正する。

【００９５】前記、積分項補正手段５６に於ける一つの
補正方法として、目標後輪舵角が、リミッタ値を越えた
場合、その差を積分値に換算し直し、現在の積分値から
前記換算値を引くと言う方法がある。

【００９６】但し、積分値の符号が反転する場合は、積
分値をゼロとする。これにより、入力飽和による積分項
の増加を抑えることができ、目標値に対するオーバーシ
ュートを押え、振動的な収束を無くすことができる。

【００９７】図６に第６の発明に於ける四輪操舵車の後
輪操舵角制御装置のブロック図を示す。

【００９８】左右の後輪６９は電動機制御手段６８を用
いて直接操舵される。ヨーレートセンサ６３で検出され
る実ヨーレート値Ｙが車速センサ６１とハンドル角セン
サ６２の検出値より目標ヨーレート演算手段６４で演算
される目標ヨーレート値ＹＭとなるように、積分項演算
を有する演算手段６７により後輪目標舵角が算出され
る。

【００９９】目標値比較手段６５により、前記目標ヨー
レート値を予め設定された設定値と比較し、前記目標値
比較手段６５の比較結果と、実ヨーレート値Ｙを用い
て、積分項減算手段６６により、前記演算手段６７の積
分項の絶対値を減算するか、もしくは保持する。

【０１００】前記、目標値比較手段６５に於ける一つの
比較方法として、前記目標ヨーレート演算手段６４で演
算された目標ヨーレート値ＹＭの絶対値が設定値以下で
ある場合、即ち、ハンドル舵角が中心付近である場合、
前記積分項減算手段６６に減算許可を与える。

【０１０１】前記減算許可を得た後、積分項減算手段６
６で、実ヨーレートＹの絶対値と変化率を演算し、絶対
値が設定値以下で且つ変化率の方向がゼロに向かってい
る場合は、前記演算手段６７の積分項の絶対値を減算さ
せる。

【０１０２】減算許可を得て、Ｙの上記条件から外れた
場合には、積分項の加減算は行わないようにする。これ
により、ハンドル操舵による積分項のオフセットが原因
となる後輪舵角のゼロ点オフセットを無くすことができ
る。

【０１０３】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、マ
ップでF.F.項ゲインＫｆを与えることにより、目標ヨー
レートへの実ヨーレートのオーバーシュート及びアンダ
ーシュートを抑えることが可能となるという効果を有す
る。

【０１０４】また、第２の発明によれば、高速時、且つ
ハンドル小舵角操舵時のハンドル角ゲインはゼロもしく
は１以下の値を与えることにより、高速時の目標ヨーレ
ート値は微妙なハンドル操舵では発生せず、高速直進時
のどっしり感を実現することができるという効果を有す
る。

【０１０５】また、第３の発明によれば、非線形領域で
の目標ヨーレート値を、非線形領域の特性に応じて変更
することにより、常に安全となる目標ヨーレート追従制
御を実現することができるという効果を有する。

【０１０６】また第４の発明によれば、実ヨーレートＹ
と基準ヨーレートＹＨとの変化率を設定値と比較するこ
とにより、変化率が設定値より大きければ、非定常外乱
印加状態であると判定し、積分項加算を行わない、また
は、積分項を減算させることにより、非定常外乱による
積分飽和が無くなり、不安定な走行状態が続くこと防ぐ
ことができるという効果を有する。

【０１０７】また、第５の発明によれば、目標後輪舵角
が、リミッタ値を越えた場合、その差を積分値に換算し
直し、現在の積分値から前記換算値を引き、積分値の符
号が反転する場合は、積分値をゼロとすることにより、
入力飽和による積分項の増加を抑えることができ、目標
値に対するオーバーシュートを押え、振動的な収束を無
くすことができるという効果を有する。

【０１０８】また、第６の発明によれば、目標ヨーレー
ト値ＹＭの絶対値が設定値以下である場合、即ち、ハン
ドル舵角が中心付近である場合、減算許可を与え、実ヨ
ーレートＹの絶対値が設定値以下で且つＹの変化率の方
向がゼロに向かっている場合は、積分項の絶対値を減算
させ、減算許可を得て、Ｙの上記条件から外れた場合に
は、積分項を保持することにより、ハンドル操舵による
積分項のオフセットが原因となる後輪舵角のゼロ点オフ
セットを無くす事ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の第１の発明の四輪操舵車の後輪操舵角制
御装置の一実施例を示す概略図

【図２】本願の第２の発明の四輪操舵車の後輪操舵角制
御装置の一実施例を示す概略図

【図３】本願の第３の発明の四輪操舵車の後輪操舵角制
御装置の一実施例を示す概略図

【図４】本願の第４の発明の四輪操舵車の後輪操舵角制
御装置の一実施例を示す概略図

【図５】本願の第５の発明の四輪操舵車の後輪操舵角制
御装置の一実施例を示す概略図

【図６】本願の第６の発明の四輪操舵車の後輪操舵角制
御装置の一実施例を示す概略図

【図７】本願の第１の発明の実施例装置の制御ブロック
図

【図８】本願の第１の発明の実施例装置における周波数
特性図

【図９】本願の第１の発明の実施例装置のパルス応答シ
ミュレーション結果を示す図

【図１０】本願の第２の発明の実施例装置のハンドル角
ゲインのマップを示す図

【符号の説明】

１１ハンドル角センサ１２車速センサ１３ヨーレートセンサ１４基準定常目標値設定手段１５定常値算出手段１６目標ヨーレート演算手段１７第２制御量演算手段１８第１制御量演算手段１９未知特性推定手段１１０電動機制御手段１１１後輪２１マップ切り替え手段３３後輪舵角センサ３６基準ヨーレート算出手段３７走行状態判定手段３８目標値変更手段３９演算手段４７非定常外乱判定手段５６積分項補正手段５７比較手段５８後輪舵角制限値設定手段６５目標値比較手段６６積分項減算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の速度を検出する車速センサと、ヨー
レートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの回転
角度を検出するハンドル角センサと、後輪舵角指令信号
に基づき、後輪を操舵する電動機制御手段を具備する車
両の四輪操舵制御装置において、車速に応じて基準定常
目標ヨーレート値Ｙm0を設定する基準定常目標値設定手
段と、前記基準定常目標ヨーレート値とハンドル角から
定常ヨーレート値を算出する定常値算出手段と、前記定
常ヨーレート値に収束するまでの軌道を与える目標ヨー
レートを演算する目標ヨーレート演算手段と、車両動特
性変動の未知部分の項を制御周期間一定であるとして、
この変動項を推定する未知特性推定手段を有し、前記ヨ
ーレートセンサから検出された実ヨーレートと、前記目
標ヨーレートとの誤差が小さくなるような制御量を算出
する第１制御量演算手段と、ハンドル角の関数で与えら
れる第２制御量演算手段を有し、前記第１制御量演算手
段の出力値と前記第２制御量演算手段の出力値とを足し
合わせた制御量を、前記電動機制御手段への後輪舵角指
令信号値として出力することを特徴とする四輪操舵車の
後輪操舵角制御装置。
【請求項２】第２制御量演算手段に於て、ハンドル角の
関数として、ハンドル角とハンドル角速度の関数とし、
ハンドル角とハンドル角速度の共通ゲインＫｆを車速の
関数で与えることを特徴とする請求項１記載の四輪操舵
車の後輪操舵角制御装置。
【請求項３】第２制御量演算手段に於て、ハンドル角の
関数として、ハンドル角とハンドル角速度の関数とし、
ハンドル角とハンドル角速度の共通ゲインＫｆを前記基
準定常目標ヨーレート値Ｙm0の関数で与えることを特徴
とする請求項１記載の四輪操舵車の後輪操舵角制御装
置。
【請求項４】車両の速度を検出する車速センサと、ヨー
レートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの回転
角度を検出するハンドル角センサと、後輪舵角指令信号
に基づき、後輪を操舵する電動機制御手段を具備する車
両の四輪操舵制御装置において、車速に応じて基準定常
目標ヨーレート値Ｙm0を設定する基準定常目標値設定手
段と、車速に応じたハンドル角ゲインのマップを２種類
以上持ち、車速に応じて前記マップを切り換えるマップ
切り替え手段と、前記基準定常目標ヨーレート値とハン
ドル角と前記マップで与えられるハンドル角ゲインから
定常ヨーレート値を算出する定常値算出手段と、前記定
常ヨーレート値に収束するまでの軌道を与える目標ヨー
レートを演算する目標ヨーレート演算手段と、車両動特
性変動の未知部分の項を制御周期間一定であるとして、
この変動項を推定する未知特性推定手段を有し、前記ヨ
ーレートセンサから検出された実ヨーレートと、前記目
標ヨーレートとの誤差が小さくなるような制御量を算出
する第１制御量演算手段と、ハンドル角の関数で与えら
れる第２制御量演算手段を有し、前記第１制御量演算手
段の出力値と前記第２制御量演算手段の出力値とを足し
合わせた制御量を、前記電動機制御手段への後輪舵角指
令信号値として出力することを特徴とする四輪操舵車の
後輪操舵角制御装置。
【請求項５】定常値算出手段に於て、高速時、且つハン
ドル小舵角操舵時のハンドル角ゲインはゼロもしくは１
以下の値を取ることをを特徴とする請求項４記載の四輪
操舵車の後輪操舵角制御装置。
【請求項６】車両の速度を検出する車速センサと、ヨー
レートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの回転
角度を検出するハンドル角センサと、後輪舵角を検出す
る後輪舵角センサと、車速とハンドル角から目標ヨーレ
ートＹＭを演算する目標ヨーレート演算手段と、実ヨー
レート値が目標ヨーレート値となるように後輪舵角指令
信号を算出する演算手段と、前記演算結果に基づき、後
輪を操舵する電動機制御手段を具備する車両の四輪操舵
制御装置において、車速とハンドル角と後輪舵角より基
準ヨーレート値ＹHを算出する基準ヨーレート算出手段
と、前記実ヨーレート値と前記基準ヨーレート値よりオ
ーバーステア特性（ＯＳ特性）かアンダーステア特性
（ＵＳ特性）かの判定を行う、走行状態判定手段と、前
記走行状態判定手段の判定結果より、前記目標ヨーレー
ト値を増減する目標値変更手段を有することを特徴とす
る四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。
【請求項７】走行状態判定手段に於て、実ヨーレート値
の絶対値と前記基準ヨーレート値の絶対値との偏差の符
号よりオーバーステア特性（ＯＳ特性）かアンダーステ
ア特性（ＵＳ特性）かの判定を行うことを特徴とする請
求項６記載の四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。
【請求項８】目標値変更手段に於て、実ヨーレート値の
絶対値と前記基準ヨーレート値の絶対値との偏差の変化
率が設定値以上の時、目標ヨーレート値ＹＭを前記変化
率の大きさに応じて算出し直すことを特徴とする請求項
６記載の四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。
【請求項９】車両の速度を検出する車速センサと、ヨー
レートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの回転
角度を検出するハンドル角センサと、後輪舵角を検出す
る後輪舵角センサと、車速とハンドル角から目標ヨーレ
ートＹＭを演算する目標ヨーレート演算手段と、実ヨー
レート値が目標ヨーレート値となるように後輪舵角指令
信号を算出する少なくとも１つ以上の積分項を有する演
算手段と、前記演算結果に基づき、後輪を操舵する電動
機制御手段を具備する車両の四輪操舵制御装置におい
て、車速とハンドル角と後輪舵角より基準ヨーレート値
ＹHを算出する基準ヨーレート算出手段と、実ヨーレー
ト値Ｙと前記基準ヨーレート値ＹＨとの偏差の変化率が
設定値以上の場合、非定常外乱印加状態であると判定す
る、非定常外乱判定手段と、前記非定常外乱判定手段の
判定結果より、前記積分項の値を保持または減算するこ
とを特徴とする四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。
【請求項１０】車両の速度を検出する車速センサと、ヨ
ーレートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの回
転角度を検出するハンドル角センサと、後輪舵角を検出
する後輪舵角センサと、車速とハンドル角から目標ヨー
レートＹＭを演算する目標ヨーレート演算手段と、制御
則に積分項を有し、実ヨーレート値が目標ヨーレート値
となるように後輪目標舵角を算出する演算手段と、前記
演算結果に基づき、後輪を操舵する電動機制御手段を具
備する車両の四輪操舵制御装置において、後輪舵角のリ
ミッタ値を設定する後輪舵角制限値設定手段と、前記演
算手段により演算された後輪目標舵角と前記後輪舵角の
リミッタ値とを比較する比較手段と、前記比較手段の結
果より、後輪目標舵角とリミッタ値との差より前記積分
項の積分値を補正する積分項補正手段を有することを特
徴とする四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。
【請求項１１】車両の速度を検出する車速センサと、ヨ
ーレートを検出するヨーレートセンサと、ハンドルの回
転角度を検出するハンドル角センサと、車速とハンドル
角から目標ヨーレートＹＭを演算する目標ヨーレート演
算手段と、制御則に積分項を有し、実ヨーレート値が目
標ヨーレート値となるように後輪目標舵角を算出する演
算手段と、前記演算結果に基づき、後輪を操舵する電動
機制御手段を具備する車両の四輪操舵制御装置におい
て、前記目標ヨーレート値を予め設定された設定値と比
較する目標値比較手段と、前記目標値比較手段の比較結
果と前記実ヨーレート値とを用いて、前記積分項の絶対
値を減算もしくは保持する積分項減算手段を有すること
を特徴とする四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。