JPH092315A - Steering control device for vehicle - Google Patents

Steering control device for vehicle

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Publication number
JPH092315A
JPH092315A JP14752195A JP14752195A JPH092315A JP H092315 A JPH092315 A JP H092315A JP 14752195 A JP14752195 A JP 14752195A JP 14752195 A JP14752195 A JP 14752195A JP H092315 A JPH092315 A JP H092315A
Authority
JP
Japan
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steering angle
duty
value
steering
deviation
Prior art date
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Pending
Application number
JP14752195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakajima
島 洋 中
Katsuhiko Sato
藤 克 彦 佐
Hideaki Adachi
立 英 明 足
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH092315A publication Critical patent/JPH092315A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To ensure suitable initial reponsiveness, and improve controllability at the time of stopping the device even when steering angle-deviation of a target steering angle value from an actual steering angle value is small. CONSTITUTION: A target steering angle value of a steering wheel is set by a target steering angle setting means, actual steering angle values of the steering wheel are measured by measuring means 61, 62, the steering angle deviation of the actual steering angle from the target steering angle is calculated by a steering angle deviation calculating means 24, and a steering angle control means is driven in response to the duty set by a duty setting means 31 to control the steering angle. When the deviation of the steering angle is below a specified value, the rate of increasing the duty is set larger compared to that at the time when the deviation of the steering angle exceeds the specified value, and when the differentiated value of the steering angle deviation is below zero, output obtained by a steering angle deviation differentiating means is allowed to have the property that it is smaller than that in a case where it is greater than zero.

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、車両の操舵制御装置に
関し、特に、四輪車の前輪の舵角補正を行う前輪操舵装
置や、後輪の舵角調整を行う後輪操舵装置に好適な操舵
制御装置に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering control device, and more particularly to a front wheel steering device for correcting the steering angle of the front wheels of a four-wheel vehicle and a rear wheel steering device for adjusting the steering angle of the rear wheels. Involved in various steering control devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、四輪車の前輪の舵角補正を行
う前輪操舵装置や、後輪の舵角調整を行う後輪操舵装置
が知られている。例えば、特開平2−200573号公
報には、主操舵車輪の操舵角に応じて従操舵車輪を目標
舵角に操舵制御する際に従操舵車輪の実操舵角と車速と
により電動モータへのパルス電流のデューティ比を変化
させ従操舵車輪を操舵制御させる四輪操舵制御装置が開
示されている。これにより高車速域においては従操舵車
輪を目標操舵角まで確実に操舵させると共に、低車速域
においては従操舵車輪に振動が発生するのを未然に防止
し、従操舵車輪を安定して操舵制御させるものである。
具体的には、同公報の第6図に示すように後輪の目標舵
角と実舵角の偏差が大となるに従ってデューティ比が増
大すると共に、この関係を車速によって変化させるよう
に構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are known front wheel steering systems for correcting the steering angles of the front wheels of four-wheeled vehicles and rear wheel steering systems for adjusting the steering angles of the rear wheels. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-200573, when an auxiliary steering wheel is steered to a target steering angle in accordance with a steering angle of a main steering wheel, a pulse to an electric motor is generated according to an actual steering angle of a secondary steering wheel and a vehicle speed. A four-wheel steering control device is disclosed in which the duty ratio of current is changed to control the steering wheels. As a result, in the high vehicle speed range, the steered wheels are reliably steered to the target steering angle, and in the low vehicle speed range, vibrations are prevented from occurring in the steered wheels, and the steered wheels are stably steered. It is what makes me.
Specifically, as shown in FIG. 6 of the publication, the duty ratio increases as the deviation between the target steering angle of the rear wheels and the actual steering angle increases, and this relationship is changed depending on the vehicle speed. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の四輪
操舵制御装置においては、目標舵角と実舵角の偏差が小
さいときにはデューティ比が小さいので、電動モータ等
のアクチュエータを駆動する電流が小さくなる。このた
め、静摩擦力が大きいアクチュエータでは起動が困難と
なるが、一旦起動が行われると、起動後にデューティが
大きくなりすぎ、停止させることが難しくなるといった
問題点があり、電動モータの動きが階段状になってい
た。
In the four-wheel steering control device described in the above publication, the duty ratio is small when the deviation between the target steering angle and the actual steering angle is small, so that the current for driving the actuator such as the electric motor is reduced. Get smaller. Therefore, it is difficult to start the actuator with a large static friction force, but once it is started, there is a problem that the duty becomes too large after the start and it is difficult to stop it. It was.

【0004】そこで本発明は、車両の操舵制御装置にお
いて、目標舵角と実舵角の偏差が小さいときでも適切な
初期応答性を確保すると共に、一旦起動が行われた場合
でも所期値で電動モータが止められる装置を提供し、電
動モータの制御性を向上させることを目的とする。
Therefore, the present invention secures an appropriate initial responsiveness in the vehicle steering control device even when the deviation between the target steering angle and the actual steering angle is small, and even when the vehicle is once started, the initial value is set to the desired value. An object of the present invention is to provide a device for stopping an electric motor and improve controllability of the electric motor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項1においては、制御対象の操舵輪の
目標舵角値を設定する目標舵角設定手段(21)と、前
記操舵輪の実舵角値を測定する測定手段(61,62)
と、該測定手段による実舵角値と前記目標舵角値の舵角
偏差を演算する舵角偏差演算手段(30)と、前記舵角
偏差演算手段による出力に応じてデューティを設定する
デューティ設定手段(32)と、該デューティ設定手段
の出力に応じて前記操舵輪の舵角制御を行う舵角制御手
段とを備えた車両の操舵制御装置において、前記舵角偏
差演算手段による出力を微分する舵角偏差微分手段(3
1)を備え、前記デューティ設定手段は、前記舵角偏差
微分手段による出力が零より大きい場合には、前記舵角
偏差が所定値以下のときには該所定値を越えるときに比
べ、前記舵角偏差に対する前記デューティの増加割合を
大に設定し、前記舵角偏差微分手段による出力が零以下
のときには、前記デューティ設定手段による出力を前記
舵角偏差微分手段による出力が零より大きい場合よりも
小さな値にする特性を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in claim 1 of the present invention, a target rudder angle setting means (21) for setting a target rudder angle value of a steered wheel to be controlled; Measuring means (61, 62) for measuring the actual steering angle value of the steered wheels
And a steering angle deviation calculating means (30) for calculating a steering angle deviation between the actual steering angle value and the target steering angle value by the measuring means, and a duty setting for setting a duty according to an output from the steering angle deviation calculating means. In a vehicle steering control device comprising means (32) and steering angle control means for controlling the steering angle of the steered wheels according to the output of the duty setting means, the output by the steering angle deviation computing means is differentiated. Steering angle deviation differentiating means (3
1), the duty setting means, when the output from the steering angle deviation differentiating means is larger than zero, when the steering angle deviation is equal to or less than a predetermined value, the duty angle setting means exceeds the predetermined value. Is set to a large value and the output by the steering angle deviation differentiating means is less than or equal to zero, the output by the duty setting means is smaller than that when the output by the steering angle deviation differentiating means is greater than zero. The characteristic is that

【0006】また、請求項2においては、制御対象の操
舵輪の目標舵角値を設定する目標舵角設定手段(21)
と、前記操舵輪の実舵角値を測定する測定手段(61,
62)と、該測定手段による実舵角値と前記目標舵角値
の舵角偏差を演算する舵角偏差演算手段(30)と、前
記舵角偏差演算手段による出力に応じてデューティを設
定するデューティ設定手段(32)と、該デューティ設
定手段の出力に応じて前記操舵輪の舵角制御を行う舵角
制御手段とを備えた車両の操舵制御装置において、前記
デューティ設定手段による出力を微分するデューティ微
分手段(31a)を備え、前記デューティ設定手段は、
前記デューティ微分手段による出力が零より大きい場合
には、前記舵角偏差が所定値以下のときには該所定値を
越えるときに比べ、前記舵角偏差に対する前記デューテ
ィの増加割合を大に設定し、前記デューティ微分手段に
よる出力が零以下のときには、前記デューティ設定手段
による出力を前記デューティ微分手段による出力が零よ
り大きい場合よりも小さな値にする特性を設けたことを
特徴とする。
Further, in claim 2, a target rudder angle setting means (21) for setting a target rudder angle value of the steered wheels to be controlled.
And a measuring means (61, 61) for measuring the actual steering angle value of the steered wheels.
62), a steering angle deviation calculating means (30) for calculating a steering angle deviation between the actual steering angle value and the target steering angle value by the measuring means, and a duty is set according to the output by the steering angle deviation calculating means. In a steering control device for a vehicle, which comprises a duty setting means (32) and a steering angle control means for controlling the steering angle of the steered wheels according to the output of the duty setting means, the output of the duty setting means is differentiated. A duty differentiating means (31a), and the duty setting means,
When the output from the duty differentiating means is greater than zero, when the steering angle deviation is less than or equal to a predetermined value, the duty increase rate relative to the steering angle deviation is set to be larger than when the output exceeds the predetermined value. When the output from the duty differentiating means is less than or equal to zero, the output from the duty setting means is set to a value smaller than that when the output from the duty differentiating means is greater than zero.

【0007】更に請求項3においては、制御対象の操舵
輪の目標舵角値を設定する目標舵角設定手段(21)
と、前記操舵輪の実舵角値を測定する測定手段(61,
62)と、該測定手段による実舵角値と前記目標舵角値
の舵角偏差を演算する舵角偏差演算手段(30)と、前
記舵角偏差演算手段による出力に応じてデューティを設
定するデューティ設定手段(32)と、該デューティ設
定手段の出力に応じて前記操舵輪の舵角制御を行う舵角
制御手段とを備えた車両の操舵制御装置において、前記
舵角制御手段による制御開始のみ前記デューティ設定手
段による出力に、所定のデューティを加算して出力する
ことを特徴とする。
Further, in claim 3, target rudder angle setting means (21) for setting a target rudder angle value of the steered wheels to be controlled.
And a measuring means (61, 61) for measuring the actual steering angle value of the steered wheels.
62), a steering angle deviation calculating means (30) for calculating a steering angle deviation between the actual steering angle value and the target steering angle value by the measuring means, and a duty is set according to the output by the steering angle deviation calculating means. A steering control device for a vehicle, comprising: a duty setting means (32); and a steering angle control means for controlling a steering angle of the steered wheels in accordance with an output of the duty setting means. It is characterized in that a predetermined duty is added to the output by the duty setting means and the result is outputted.

【0008】[0008]

【作用】上記の構成の車両の操舵制御装置においては、
目標舵角設定手段により制御対象の操舵輪の目標舵角値
が設定されると共に、測定手段によって前記操舵輪の実
舵角値が測定される。舵角偏差演算手段において実舵角
値と目標舵角値との舵角偏差が演算され、この偏差によ
りデューティ設定手段においてデューティが設定され、
このデューティに応じて舵角制御手段が駆動され、操舵
角の制御が行われる。デューティ設定手段において、舵
角偏差が所定値以下のときには所定値を超えるときに比
べ、舵角偏差に対するデューティの増加割合が大に設定
されるので、舵角偏差が小さいときにも舵角制御手段は
大きなデューティで制御される。従って静摩擦力が大の
アクチュエータを用いた場合であっても、初期の駆動力
を確保することができる。一方、舵角偏差微分手段によ
る出力値が零以下の場合には、デューティが最初急激に
減少し、その後は徐々に減少していく。このデューティ
の減少により電動モータに流れる電流の減少が起こり、
電動モータは回転数を落とし、停止方向に移行して停止
し易い状態となる。
In the vehicle steering control device having the above structure,
The target rudder angle setting means sets the target rudder angle value of the steered wheel to be controlled, and the measuring means measures the actual rudder angle value of the steered wheel. A steering angle deviation between the actual steering angle value and the target steering angle value is calculated by the steering angle deviation calculation means, and the duty is set by the duty setting means by this deviation,
The steering angle control means is driven according to the duty to control the steering angle. In the duty setting means, when the steering angle deviation is less than or equal to a predetermined value, the increase rate of the duty with respect to the steering angle deviation is set to be larger than when it exceeds the predetermined value. Therefore, even when the steering angle deviation is small, the steering angle control means Is controlled with a large duty. Therefore, even when an actuator having a large static friction force is used, the initial driving force can be secured. On the other hand, when the output value by the steering angle deviation differentiating means is less than or equal to zero, the duty first sharply decreases and then gradually decreases. Due to this decrease in duty, the current flowing through the electric motor decreases,
The electric motor slows down, shifts to the stop direction, and is in a state where it is easy to stop.

【0009】請求項2に示されるように、デューティ微
分手段による出力値が零以下の場合には、デューティが
最初急激に減少し、その後は徐々に減少していく。デュ
ーティの減少により電動モータに流れる電流の減少が起
こり、電動モータは回転数を落とし、停止方向に移行し
て停止し易い状態となる。
As described in claim 2, when the output value by the duty differentiating means is less than or equal to zero, the duty is sharply reduced at first and then gradually reduced. The decrease in the duty causes a decrease in the current flowing through the electric motor, and the electric motor lowers the rotation speed, shifts to the stop direction, and is in a state where it is easy to stop.

【0010】また請求項3に示されるように、舵角制御
開始時のみ舵角偏差演算手段の出力に対応する値に、所
定値のデューティを加算して出力することにより、初期
の応答性が向上され、電動モータは動き易くなり制御性
が向上する。
Further, as described in claim 3, by adding the duty of a predetermined value to the value corresponding to the output of the steering angle deviation calculating means only when the steering angle control is started and outputting the value, the initial responsiveness is improved. As a result, the electric motor becomes easier to move and the controllability is improved.

【0011】[0011]

【実施例】本実施例は車両の前輪の操舵に応じ後輪を操
舵する後輪操舵制御装置に関するものであり、図2は操
舵制御装置を搭載した車両の全体構成を示すものであ
り、前輪13,14は前輪操舵機構10によりステアリ
ングホイール19の回動操作に応じて操舵される。前輪
操舵機構10には、前輪13,14の舵角量を検出する
ポテンショメータである前輪舵角センサ17が設けられ
ており、その出力が電子制御ユニット20に入力され
る。
The present embodiment relates to a rear wheel steering control device for steering rear wheels in response to steering of front wheels of a vehicle, and FIG. 2 shows an overall configuration of a vehicle equipped with the steering control device. The front wheels 13 and 14 are steered by the front wheel steering mechanism 10 in response to a turning operation of a steering wheel 19. The front wheel steering mechanism 10 is provided with a front wheel steering angle sensor 17, which is a potentiometer for detecting the steering angle amounts of the front wheels 13 and 14, and the output thereof is input to the electronic control unit 20.

【0012】また、車両の速度を検出する車速センサ9
が設けられており、その出力が電子制御ユニット20に
入力される。車速センサ9は、一対のセンサにより二系
統で車速検出することとし、その平均値もしくは最大値
を車速として出力するように構成してもよく、このよう
に構成することによりセンサ異常を容易に検出すること
ができる。
A vehicle speed sensor 9 for detecting the speed of the vehicle
Is provided, and its output is input to the electronic control unit 20. The vehicle speed sensor 9 may be configured to detect the vehicle speed in two systems by a pair of sensors and output the average value or the maximum value thereof as the vehicle speed. With such a configuration, a sensor abnormality can be easily detected. can do.

【0013】後輪15,16には後輪舵角機構18が接
続されており、電動モータ12の回転に応じて操舵され
る。本実施例では電動モータ12は三相のブラシレスモ
ータで、その軸方向端部には、回転角度を検出する相対
舵角センサ61が設けられている。相対舵角センサ61
としては、電動モータ12の磁極の変化に応じて磁極信
号を出力する磁極センサが設けられ、出力信号は相対舵
角を表す。また、後輪15,16の舵角量を検出するポ
テンショメータの絶対舵角センサ62が設けられ、相対
舵角センサ61と絶対舵角センサ62により後輪舵角セ
ンサ60が構成され、これにより後輪15,16の実舵
角が検出される。
A rear wheel steering angle mechanism 18 is connected to the rear wheels 15 and 16 and steered according to the rotation of the electric motor 12. In the present embodiment, the electric motor 12 is a three-phase brushless motor, and a relative steering angle sensor 61 for detecting the rotation angle is provided at the axial end portion thereof. Relative steering angle sensor 61
As the above, a magnetic pole sensor that outputs a magnetic pole signal according to a change in the magnetic pole of the electric motor 12 is provided, and the output signal represents the relative steering angle. Further, an absolute steering angle sensor 62 of a potentiometer for detecting the steering angle amounts of the rear wheels 15 and 16 is provided, and the relative steering angle sensor 61 and the absolute steering angle sensor 62 constitute a rear wheel steering angle sensor 60. The actual steering angles of the wheels 15 and 16 are detected.

【0014】後輪操舵機構18は図3に示されるよう
に、ハウジング51にカバー52が固定されており、こ
のカバー52と一体的に電動モータ12のモータハウジ
ング53及び相対舵角センサ61が設けられている。図
4で明らかなように、ラック軸55が車両の進行方向に
対して直角に設けられ、ラック軸55の両端部はボール
ジョイント58を介し後輪のナックルアームに接続され
ている。ハウジング51の図4の右端にはチューブ59
が嵌着されており、異なる長さのラック軸55を設ける
場合にもチューブ57を交換することにより、ハウジン
グ51を変更することなく対応できる。ラック軸55に
はラック56が形成されており、このラック56は、車
両の前後方向に延びるピニオン57と噛み合うように構
成されている。
As shown in FIG. 3, the rear wheel steering mechanism 18 has a cover 52 fixed to a housing 51, and a motor housing 53 of the electric motor 12 and a relative steering angle sensor 61 are provided integrally with the cover 52. Has been. As is apparent from FIG. 4, a rack shaft 55 is provided at a right angle to the traveling direction of the vehicle, and both ends of the rack shaft 55 are connected to knuckle arms of rear wheels via ball joints 58. A tube 59 is provided at the right end of the housing 51 in FIG.
Even if the rack shafts 55 are fitted in and the rack shafts 55 having different lengths are provided, the tube 57 can be replaced without changing the housing 51. A rack 56 is formed on the rack shaft 55, and the rack 56 is configured to mesh with a pinion 57 extending in the front-rear direction of the vehicle.

【0015】図4に示すように、電動モータ12のモー
タ軸12sの先端にピニオン12pが設けられており、
ピニオン12pにギヤ12gが噛合し、ハイポイドギヤ
が構成されている。このハイポイドギヤはモータ軸12
sの回転をギヤ12gの回転として伝えるが、ラック軸
55側からギヤ12gに回転力が加えられたときには、
電動モータ12のモータ軸12sが回転しないように逆
効率零になるように構成されている。尚、このような構
成になる後輪操舵機構18においては静摩擦力は小さい
が、設計あるいは組付によってはおおきな静摩擦力が生
じることもあり得る。
As shown in FIG. 4, a pinion 12p is provided at the tip of the motor shaft 12s of the electric motor 12.
A gear 12g meshes with the pinion 12p to form a hypoid gear. This hypoid gear is the motor shaft 12
Although the rotation of s is transmitted as the rotation of the gear 12g, when a rotational force is applied to the gear 12g from the rack shaft 55 side,
The reverse efficiency is zero so that the motor shaft 12s of the electric motor 12 does not rotate. Although the static friction force is small in the rear wheel steering mechanism 18 having such a configuration, a large static friction force may be generated depending on the design or assembly.

【0016】電動モータ12は電子制御ユニット20か
らの信号により制御される。この電子制御ユニット20
には、車速センサ9、前輪舵角センサ17、相対舵角セ
ンサ61及び絶対舵角センサ62からなる後輪舵角セン
サ60等の出力が入力され、これらの出力に応じ、電動
モータ12の回転量が設定される。
The electric motor 12 is controlled by a signal from the electronic control unit 20. This electronic control unit 20
Outputs of the rear wheel steering angle sensor 60 including the vehicle speed sensor 9, the front wheel steering angle sensor 17, the relative steering angle sensor 61, and the absolute steering angle sensor 62 are input to the rotation of the electric motor 12 according to these outputs. The amount is set.

【0017】図5は電子制御ユニット20の構成を示す
ものであり、電子制御ユニット20にはバッテリ41が
接続される。このバッテリ41は電源端子IP1を介し
モータドライバ44に接続されると共に、イグニション
スイッチ42、電源端子IP2を介しモータドライバ4
4及び定電圧Vccを出力する定電圧レギュレータ43
に接続される。
FIG. 5 shows the configuration of the electronic control unit 20. A battery 41 is connected to the electronic control unit 20. The battery 41 is connected to the motor driver 44 via the power supply terminal IP1, and the motor driver 4 is connected via the ignition switch 42 and the power supply terminal IP2.
4 and a constant voltage regulator 43 that outputs a constant voltage Vcc
Connected to.

【0018】電子制御ユニット20は、制御手段である
マイクロプロセッサ45を有する。
The electronic control unit 20 has a microprocessor 45 which is a control means.

【0019】前述の車速センサ9、前輪舵角センサ1
7、後輪舵角センサ60の信号がインターフェース46
を介しマイクロプロセッサ45に入力される。電動モー
タ12の各相の端子は電子制御ユニット20のモータド
ライバ44に接続され、このモータドライバは電源端子
IP1,IP2から電源が供給されている。そしてマイ
クロプロセッサ45からモータドライバ44に制御信号
が出力される。
The vehicle speed sensor 9 and the front wheel steering angle sensor 1 described above.
7, the signal from the rear wheel steering angle sensor 60 is the interface 46
Is input to the microprocessor 45 via. The terminals of each phase of the electric motor 12 are connected to the motor driver 44 of the electronic control unit 20, and the motor driver is supplied with power from power supply terminals IP1 and IP2. Then, a control signal is output from the microprocessor 45 to the motor driver 44.

【0020】マイクロプロセッサ45においては、図1
に示す制御ブロック図に従って目標舵角が設定されると
共に、電動モータ12のサーボ制御が行われる。目標値
設定部21においては、前輪13,14の操舵角と車両
の速度に応じて後輪15,16の目標舵角値θaが設定
される。具体的には、目標値設定部21において前輪舵
角センサ17の出力に応じて設定される係数と車速セン
サ9の出力に応じて設定される係数との積に基づいて目
標舵角値θaが設定される。
In the microprocessor 45, FIG.
The target rudder angle is set according to the control block diagram shown in (1) and the servo control of the electric motor 12 is performed. In the target value setting unit 21, the target steering angle value θa of the rear wheels 15 and 16 is set according to the steering angles of the front wheels 13 and 14 and the vehicle speed. Specifically, the target steering angle value θa is calculated based on the product of the coefficient set by the target value setting unit 21 according to the output of the front wheel steering angle sensor 17 and the coefficient set by the output of the vehicle speed sensor 9. Is set.

【0021】例えば車両を停止するときには、後輪1
5,16が前輪13,14の操舵角に比例して前輪1
3,14とは反対方向に操舵されるように目標舵角値θ
aが設定され、これにより車両の旋回半径が小さくな
る。車両が高速で走行時には目標舵角値θaが前輪1
3,14の操舵角に比例するように設定され、後輪1
5,16が前輪13,14と同じ方向に操舵されるため
に車両旋回時の操縦安定性が確保される。
For example, when the vehicle is stopped, the rear wheels 1
5 and 16 are proportional to the steering angles of the front wheels 13 and 14
Target steering angle value θ so that steering is performed in the opposite direction to 3 and 14
a is set, which reduces the turning radius of the vehicle. When the vehicle is traveling at high speed, the target steering angle value θa is the front wheel 1
It is set so as to be proportional to the steering angle of 3, 14 and the rear wheels 1
Since the steering wheels 5, 16 are steered in the same direction as the front wheels 13, 14, steering stability is ensured when the vehicle turns.

【0022】上記のように設定された目標舵角値θa
は、微分部22にて微分され、微分ゲイン設定部23に
おいて、微分値Dθaからの所定の特性に従って微分ゲ
インGθaが求められる。即ち、微分値Dθaの絶対値
が所定値(0.12deg)以下の場合には微分ゲイン
Gθaは零に設定され、微分値Dθaの絶対値が所定値
(0.48deg)以上の場合には微分ゲインGθaは
所定値(4)に設定される。従って、図8に示すよう
に、微分値Dθaの絶対値が0.12乃至0.47de
gの範囲にあるときには微分ゲインGθaは0乃至4の
値となる。
The target steering angle value θa set as described above
Is differentiated by the differentiating unit 22, and the differential gain setting unit 23 obtains the differential gain Gθa according to a predetermined characteristic from the differential value Dθa. That is, when the absolute value of the differential value Dθa is less than or equal to the predetermined value (0.12 deg), the differential gain Gθa is set to zero, and when the absolute value of the differential value Dθa is greater than or equal to the predetermined value (0.48 deg), the differential value is differentiated. The gain Gθa is set to a predetermined value (4). Therefore, as shown in FIG. 8, the absolute value of the differential value Dθa is 0.12 to 0.47 de
When it is in the range of g, the differential gain Gθa becomes a value of 0 to 4.

【0023】一方、相対舵角センサ61により電動モー
タ12の回転角θmが検出され、舵角変換部34を介し
て実舵角値θrとして出力され、減算部24に供給され
る。
On the other hand, the rotation angle θm of the electric motor 12 is detected by the relative steering angle sensor 61, is output as the actual steering angle value θr via the steering angle conversion unit 34, and is supplied to the subtraction unit 24.

【0024】相対舵角センサ61の出力は相対的な舵角
値であり、実舵角値を表すものではないが、舵角変換部
34にて絶対舵角センサ62の出力に基づき補正される
ので、舵角変換部34からは実舵角値θrが出力され
る。減算部24においては、目標舵角値θaから実舵角
値θrが減算され、舵角偏差Δθaが求められる。この
舵角偏差Δθaは舵角偏差不感帯付与部25を介して以
下のように処理される。
The output of the relative steering angle sensor 61 is a relative steering angle value and does not represent the actual steering angle value, but is corrected by the steering angle conversion unit 34 based on the output of the absolute steering angle sensor 62. Therefore, the actual steering angle value θr is output from the steering angle conversion unit 34. In the subtraction unit 24, the actual steering angle value θr is subtracted from the target steering angle value θa to obtain the steering angle deviation Δθa. This steering angle deviation Δθa is processed as follows via the steering angle deviation dead zone applying unit 25.

【0025】舵角偏差不感帯付与部25は、図6に示す
ように、舵角偏差Δθaの絶対値が所定値α以下の場合
に出力の舵角偏差値θdを零として処理するものであ
り、これにより舵角偏差Δθaの値が小さいときには制
御が停止するように構成されている。このようにして求
められた舵角偏差θdは、微分部26及び比例部28に
送られる。比例部28では舵角偏差値θdに所定の比例
ゲインが乗算され、比例項Psが得られる。また、微分
部26では舵角偏差値θdが微分され、舵角偏差微分値
Dθdが得られる。
As shown in FIG. 6, the steering angle deviation dead zone applying section 25 processes the output steering angle deviation value θd as zero when the absolute value of the steering angle deviation Δθa is less than or equal to a predetermined value α. Thus, the control is configured to stop when the value of the steering angle deviation Δθa is small. The steering angle deviation θd thus obtained is sent to the differentiating section 26 and the proportional section 28. The proportional portion 28 multiplies the steering angle deviation value θd by a predetermined proportional gain to obtain a proportional term Ps. Further, the differentiator 26 differentiates the steering angle deviation value θd to obtain the steering angle deviation differential value Dθd.

【0026】舵角値θcは舵角偏差リミッタ30により
舵角制限がかけられる。舵角偏差リミッタ30は、図9
に示すように舵角値θcに比例して制御量Ocが設定さ
れると共に、制御量Ocが所定の上限値(1.5de
g)以上または所定の下限値(−1.5deg)以下に
ならないように設定される。この制御量Ocは舵角偏差
微分手段である舵角偏差の微分部31で微分され舵角偏
差微分値DOcが得られ、この舵角偏差微分値DOcと
制御量Ocにより偏差−デューティ変換部32にてデュ
ーティDyに変換され、パルス幅変調(PWM)部33
に供給される。このパルス幅変調部33においてはデュ
ーティDyに応じたパルス信号Pwが形成されモータド
ライバ44に出力される。
The steering angle value θc is limited by the steering angle deviation limiter 30. The steering angle deviation limiter 30 is shown in FIG.
The control amount Oc is set in proportion to the steering angle value θc, and the control amount Oc is set to a predetermined upper limit value (1.5 de
g) or more or a predetermined lower limit value (-1.5 deg) or less is set. This control amount Oc is differentiated by a steering angle deviation differentiating unit 31 which is a steering angle deviation differentiating unit to obtain a steering angle deviation differential value DOc. Is converted into a duty Dy by the pulse width modulation (PWM) unit 33.
Is supplied to. In the pulse width modulator 33, a pulse signal Pw corresponding to the duty Dy is formed and output to the motor driver 44.

【0027】上記偏差−デューティ変換部32におい
て、例えば図9に実線で示す偏差−デューティ特性に基
づいてデューティDyが設定される。舵角偏差に対応し
た制御量Ocに応じ、舵角偏差Ocが所定値Kc以下で
は、所定値Kcを超える場合に比べ、デューティDyの
増加割合が大となるように設定されている。所定値Kc
はアクチュエータが駆動を開始するときに生じる静摩擦
力を相殺する値に設定されることにより、舵角偏差が小
さい状態で電動モータ12が静摩擦力に対して起動され
る場合においても所定の駆動電流が得られ、所期の駆動
力を確保することができる。このようにして、電動モー
タ12を含むアクチュエータは適切な初期応答性が得ら
れる。更には、舵角偏差を微分した値DOcが零の時に
急激にデューティが減少し、その後は徐々にデューティ
が減少していく特性を設けることにより、電動モータに
流れる電流が急激に減少し、電動モータ12の停止方向
へと状態が移行するために、電動モータ12は止まり易
くなる。
In the deviation-duty converter 32, the duty Dy is set based on the deviation-duty characteristic shown by the solid line in FIG. 9, for example. According to the control amount Oc corresponding to the steering angle deviation, when the steering angle deviation Oc is equal to or less than the predetermined value Kc, the increase rate of the duty Dy is set to be larger than that when the steering angle deviation Oc exceeds the predetermined value Kc. Predetermined value Kc
Is set to a value that cancels the static friction force generated when the actuator starts driving, so that even when the electric motor 12 is started with respect to the static friction force with a small steering angle deviation, the predetermined drive current is The obtained driving force can be secured. In this way, the actuator including the electric motor 12 has a proper initial response. Further, by providing a characteristic that the duty is rapidly reduced when the value DOc obtained by differentiating the steering angle deviation is zero, and then the duty is gradually reduced, the current flowing through the electric motor is rapidly reduced, and Since the state shifts to the stop direction of the motor 12, the electric motor 12 easily stops.

【0028】また図10の第2の実施例に示されるよう
に、偏差−デューティ変換部32において、偏差−デュ
ーティ特性に基づいてデューティDyが設定される。舵
角偏差に対応した制御量Ocに応じ、舵角偏差Ocが所
定値Kc以下では、所定値Kcを超える場合に比べ、デ
ューティDyの増加割合が大となるように設定されてい
る。所定値Kcはアクチュエータが駆動を開始するとき
に生じる静摩擦力を相殺する値に設定されることによ
り、舵角偏差が小さい状態で電動モータ12が静摩擦力
に対して起動される場合においても所定の駆動電流が得
られ、所期の駆動力を確保することができる。このよう
にして、電動モータ12を含むアクチュエータは適切な
初期応答性が得られる。更には、デューティDyを微分
した値DDyが零の時に急激にデューティが減少し、そ
の後は徐々にデューティが減少していく特性を設けるこ
とにより、電動モータに流れる電流が急激に減少し、電
動モータ12の停止方向へと状態が移行するために、電
動モータ12は止まり易くなる。
Further, as shown in the second embodiment of FIG. 10, in the deviation-duty converter 32, the duty Dy is set based on the deviation-duty characteristic. According to the control amount Oc corresponding to the steering angle deviation, when the steering angle deviation Oc is equal to or less than the predetermined value Kc, the increase rate of the duty Dy is set to be larger than that when the steering angle deviation Oc exceeds the predetermined value Kc. The predetermined value Kc is set to a value that cancels the static friction force generated when the actuator starts driving, and thus the predetermined value Kc is set even when the electric motor 12 is started with respect to the static friction force with a small steering angle deviation. A driving current can be obtained and a desired driving force can be secured. In this way, the actuator including the electric motor 12 has a proper initial response. Furthermore, by providing a characteristic that the duty is rapidly reduced when the value DDy obtained by differentiating the duty Dy is zero, and then the duty is gradually reduced, the current flowing through the electric motor is rapidly reduced, Since the state shifts to the stop direction of 12, the electric motor 12 easily stops.

【0029】更には、図11の第3の実施例に示される
ように、舵角変換部34の出力θrが零でないとき、つ
まり電動モータ12が起動時であるは否かを検出部34
aにより検出し、選択部32aにおいてデューティに一
定のデューティαを加算するか否かを選択する。このよ
うに検出部34aで電動モータ12が動き始めた時に選
択部32aが切り換わり電動モータ起動時のみ一定のデ
ューティαを加算してデューティを出力することによ
り、初期制御性を向上させてもよいし、偏差−デューテ
ィ特性として図9に二点鎖線で示すように設定してもよ
い。同特性によれば、僅かでも舵角偏差が生じたときに
は、直ちに所定のデューティ値Kdとされ、その後は従
来例と同じ傾きで増加する。
Further, as shown in the third embodiment of FIG. 11, the detection unit 34 determines when the output θr of the steering angle conversion unit 34 is not zero, that is, whether or not the electric motor 12 is being started.
Then, the selection unit 32a selects whether to add a constant duty α to the duty. In this manner, the initial controllability may be improved by adding the constant duty α and outputting the duty only when the selection unit 32a is switched and the electric motor is started when the electric motor 12 starts moving in the detection unit 34a. However, the deviation-duty characteristic may be set as shown by the chain double-dashed line in FIG. According to this characteristic, when a slight steering angle deviation occurs, the predetermined duty value Kd is immediately set, and thereafter the inclination value increases with the same inclination as in the conventional example.

【0030】このようにして、モータドライバ44によ
り、供給されるパルス信号Pwに応じて電動モータ12
がサーボ制御されて駆動される。尚、上記PD制御に積
分項を追加してもよく、また電動モータ12の回転角θ
mは電源電圧の変動によっても変化するため、バッテリ
電圧を測定し、その電圧に応じてパルス信号Pwを補正
するようにしてもよい。
In this way, the motor driver 44 operates the electric motor 12 in accordance with the pulse signal Pw supplied.
Are servo-controlled and driven. An integral term may be added to the PD control, and the rotation angle θ of the electric motor 12 may be added.
Since m also changes depending on the fluctuation of the power supply voltage, the battery voltage may be measured and the pulse signal Pw may be corrected according to the voltage.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明においては、舵角制御手段によっ
て制御対象の操舵輪に対する操舵角の制御が行われ、舵
角制御量は実舵角値と目標舵角値との舵角偏差が演算さ
れ、デューティ設定手段において、舵角偏差が所定値以
下のときには所定値を超えるときに比べ舵角偏差に対す
るデューティの割合が大に設定されるように構成されて
いるため、舵角偏差が小さいときにも舵角制御手段を大
きなデューティで制御し所期の駆動力を確保することが
でき、従って静摩擦力が大きい場合にも適切な所期応答
性が得られると共に、一旦電動モータが駆動され始めて
も止まり易くなるために制御性の向上が図れる。
According to the present invention, the steering angle control means controls the steering angle with respect to the steered wheel to be controlled, and the steering angle control amount is calculated by calculating the steering angle deviation between the actual steering angle value and the target steering angle value. When the steering angle deviation is small, the duty setting means is configured to set the duty ratio to the steering angle deviation to a large value when the steering angle deviation is less than or equal to a predetermined value compared to when it exceeds the predetermined value. In addition, the steering angle control means can be controlled with a large duty to ensure the desired driving force. Therefore, even when the static friction force is large, the appropriate desired responsiveness can be obtained, and once the electric motor starts to be driven. Since it is easy to stop, controllability can be improved.

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

【図1】 本発明の一実施例における電動モータのサー
ボ制御に係わる制御ブロック図である。
FIG. 1 is a control block diagram relating to servo control of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例における車両の操舵制御装
置の全体構成図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a vehicle steering control device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例における後輪操舵機構の正
面図である。
FIG. 3 is a front view of a rear wheel steering mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施例における後輪操舵機構の部
分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a rear wheel steering mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の一実施例における電子制御ユニット
の回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of an electronic control unit according to an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の一実施例における舵角偏差不感帯付
与部の入出力特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the input / output characteristics of the steering angle deviation dead zone imparting section in the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の一実施例における舵角偏差リミッタ
の入出力特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the input / output characteristics of the steering angle deviation limiter in one embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の一実施例における微分ゲイン設定部
の入出力特性を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the input / output characteristics of the differential gain setting unit in the embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の一実施例における偏差−デューティ
変換部の入出力特性を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing an input / output characteristic of a deviation-duty converter in one example of the present invention.

【図10】 本発明の第2の実施例における電動モータ
のサーボ制御に係わる制御ブロック図である。
FIG. 10 is a control block diagram relating to servo control of an electric motor according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第3の実施例における電動モータ
のサーボ制御に係わる制御ブロック図である。
FIG. 11 is a control block diagram relating to servo control of an electric motor according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 車速センサ 12 電動モータ 17 前輪舵角セ
ンサ 20 電子制御ユニット 22 微分部 23 微分ゲイン設定部 24 減算部 25 舵角偏差不感帯付与部 26 微分部 27 乗算部 28 比例部 29 加算部 30 舵角偏差リ
ミッタ 31 微分部 32 偏差−デュ
ーティ変換部 33 パルス幅変調部(PWM) 34 舵角変換部 43 定電圧レギュレータ 44 モータドラ
イバ 45 マイクロプロセッサ 46 インターフ
ェース 60 後輪舵角センサ 61 相対舵角セ
ンサ 62 絶対舵角センサ
9 Vehicle speed sensor 12 Electric motor 17 Front wheel steering angle sensor 20 Electronic control unit 22 Differentiating part 23 Differential gain setting part 24 Subtracting part 25 Steering angle deviation dead zone applying part 26 Differentiating part 27 Multiplying part 28 Proportional part 29 Addition part 30 Steering angle deviation limiter 31 Differentiator 32 Deviation-Duty Converter 33 Pulse Width Modulator (PWM) 34 Steering Angle Converter 43 Constant Voltage Regulator 44 Motor Driver 45 Microprocessor 46 Interface 60 Rear Wheel Steering Angle Sensor 61 Relative Steering Angle Sensor 62 Absolute Steering Angle Sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象の操舵輪の目標舵角値を設定す
る目標舵角設定手段と、前記操舵輪の実舵角値を測定す
る測定手段と、該測定手段による実舵角値と前記目標舵
角値の舵角偏差を演算する舵角偏差演算手段と、前記舵
角偏差演算手段による出力に応じてデューティを設定す
るデューティ設定手段と、該デューティ設定手段の出力
に応じて前記操舵輪の舵角制御を行う舵角制御手段とを
備えた車両の操舵制御装置において、前記舵角偏差演算
手段による出力を微分する舵角偏差微分手段を備え、前
記デューティ設定手段は、前記舵角偏差微分手段による
出力が零より大きい場合、前記舵角偏差が所定値以下の
ときには該所定値を越えるときに比べ、前記舵角偏差に
対する前記デューティの増加割合を大に設定し、前記舵
角偏差微分手段による出力が零以下の場合には、前記デ
ューティを前記舵角偏差微分手段による出力が零よりも
大きい場合よりも小さな値にすることを特徴とする車両
の操舵制御装置。
1. A target steering angle setting means for setting a target steering angle value of a steered wheel to be controlled, a measuring means for measuring an actual steering angle value of the steered wheel, an actual steering angle value by the measuring means, and Rudder angle deviation calculation means for calculating the rudder angle deviation of the target rudder angle value, duty setting means for setting a duty according to the output from the rudder angle deviation calculation means, and the steered wheels according to the output of the duty setting means In a steering control device for a vehicle, comprising: a steering angle control means for controlling the steering angle, the steering angle deviation differentiating means for differentiating the output by the steering angle deviation calculating means, and the duty setting means, When the output from the differentiating means is greater than zero, the duty ratio with respect to the steering angle deviation is set to be larger when the steering angle deviation is less than or equal to a predetermined value, and when the steering angle deviation is greater than the predetermined value, the steering angle deviation differential is set. By means When the output of the steering angle deviation is smaller than zero, the duty is set to a value smaller than that when the output of the steering angle deviation differentiating means is larger than zero.
【請求項2】 制御対象の操舵輪の目標舵角値を設定す
る目標舵角設定手段と、前記操舵輪の実舵角値を測定す
る測定手段と、該測定手段による実舵角値と前記目標舵
角値の舵角偏差を演算する舵角偏差演算手段と、前記舵
角偏差演算手段による出力に応じてデューティを設定す
るデューティ設定手段と、該デューティ設定手段の出力
に応じて前記操舵輪の舵角制御を行う舵角制御手段とを
備えた車両の操舵制御装置において、前記デューティ設
定手段による出力を微分するデューティ微分手段を備
え、前記デューティ設定手段は、前記デューティ微分手
段による出力が零より大きい場合、前記舵角偏差が所定
値以下のときには該所定値を越えるときに比べ、前記舵
角偏差に対する前記デューティの増加割合を大に設定
し、前記デューティ微分手段による出力が零以下の場合
には、前記デューティを前記デューティ微分手段による
出力が零よりも大きい場合よりも小さな値にすることを
特徴とする車両の操舵制御装置。
2. A target rudder angle setting means for setting a target rudder angle value of a steering wheel to be controlled, a measuring means for measuring an actual rudder angle value of the steered wheel, an actual rudder angle value by the measuring means and the Rudder angle deviation calculation means for calculating the rudder angle deviation of the target rudder angle value, duty setting means for setting a duty according to the output from the rudder angle deviation calculation means, and the steered wheels according to the output of the duty setting means In a steering control device for a vehicle, comprising: a steering angle control means for controlling the steering angle of the vehicle, a duty differentiating means for differentiating an output from the duty setting means is provided, and the duty setting means has a zero output from the duty differentiating means. When the steering angle deviation is larger than the predetermined value, the duty increase ratio with respect to the steering angle deviation is set to be large when the steering angle deviation is equal to or smaller than the predetermined value. When the output from the means is less than or equal to zero, the duty is set to a smaller value than when the output from the duty differentiating means is greater than zero.
【請求項3】 制御対象の操舵輪の目標舵角値を設定す
る目標舵角設定手段と、前記操舵輪の実舵角値を測定す
る測定手段と、前記実舵角値と前記目標舵角値の舵角偏
差を演算する舵角偏差演算手段と、前記舵角偏差演算手
段による出力に応じてデューティを設定するデューティ
設定手段と、該デューティ設定手段の出力に応じて前記
操舵輪の舵角制御を行う舵角制御手段とを備えた車両の
操舵制御装置において、前記デューティ設定手段は前記
舵角制御手段による制御開始時のみ前記舵角偏差演算手
段の出力に対応する値に、所定値のデューティを加算し
て出力することを特徴とする車両の操舵制御装置。
3. A target rudder angle setting means for setting a target rudder angle value of a steering wheel to be controlled, a measuring means for measuring an actual rudder angle value of the steered wheel, the actual rudder angle value and the target rudder angle. Steering angle deviation calculating means for calculating a steering angle deviation of a value, duty setting means for setting a duty according to an output from the steering angle deviation calculating means, and a steering angle of the steered wheels according to an output of the duty setting means In a vehicle steering control device including a steering angle control means for controlling, the duty setting means sets a predetermined value to a value corresponding to the output of the steering angle deviation calculation means only when control by the steering angle control means is started. A steering control device for a vehicle, which adds and outputs a duty.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1216438A1 (en) * 1999-09-17 2002-06-26 Delphi Technologies, Inc. End-of-travel impact management system
CN114070160A (en) * 2021-10-22 2022-02-18 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 Angle control method and device for shuttle car

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