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JPH07329805A - 四輪操舵車の後輪操舵角制御装置 - Google Patents

四輪操舵車の後輪操舵角制御装置

Info

Publication number
JPH07329805A
JPH07329805A JP6129396A JP12939694A JPH07329805A JP H07329805 A JPH07329805 A JP H07329805A JP 6129396 A JP6129396 A JP 6129396A JP 12939694 A JP12939694 A JP 12939694A JP H07329805 A JPH07329805 A JP H07329805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering angle
electric motor
wheel steering
value
rear wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6129396A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Fukunaga
隆 福永
Akira Segawa
明良 瀬川
Akira Ishida
明 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6129396A priority Critical patent/JPH07329805A/ja
Publication of JPH07329805A publication Critical patent/JPH07329805A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分解能の低い電動機エンコーダでもスムース
な電動機応答が実現できる後輪操舵角制御装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 電動機エンコーダの信号だけでなく後輪舵角
センサの信号も電動機位置制御に用いる。ステップS2
〜ステップS4まではエンコーダ18の検出値による演
算で、ステップS5〜ステップS8までは後輪舵角セン
サ3の検出値による演算である。ステップS9では、こ
のようにして計算された値の(P1 +P2+I1 +I2
−D1 −D2 )を計算して、電動機ドライバーに電流指
令値として出力し、分解能の低い電動機エンコーダでも
後輪舵角センサと組み合わせることにより、スムースな
電動機の位置制御を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行状態に応じ
て後輪を電動機と減速機で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】従来の四輪操舵装置は、例えば、特開平
1−22675号公報に示されているように、所定の車
速値を境にして車両が所定の車速値より低速で走行して
いる時には、前輪と後輪の舵角比を後輪操舵角が前輪操
舵角に対し逆相になる値に設定し、また、車両が所定の
車速値より高速で走行している時には、操舵比を後輪操
舵角が前輪操舵角に対して同相になる値に設定するもの
が実用化されている。
【0003】四輪操舵車の主な利点は、前輪タイヤと後
輪タイヤのコーナリングフォースをほぼ同時に発生させ
ることができるため、ハンドル操作後の車両の横移動が
前輪操舵のみの車両よりも速いことである。すなわち、
低速では前輪と後輪を逆相に、高速では同相に、適切な
舵角比で操舵すると、早めに回転運動が始まるので操舵
に対する横加速度応答の遅れが減少する。実用上の効果
として、低速では小回り性の向上、高速では操縦安定性
の向上などを実現できる。
【0004】さらに、後輪の操舵角を決定する方法とし
て、ヨーレート(車体重心回りの回転角速度)の検出手
段を備え、車速とハンドル舵角とヨーレートに応じて後
輪舵角を決定し、横風や悪路など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
補正するものが提案されている。
【0005】後輪を操舵する方式としては、油圧式のパ
ワーステアリングを用いるシステムが用いられている。
しかし、このシステムでは油圧用のポンプを用いなけれ
ばならず、エンジンのパワーロスが生じる。また、油圧
ポンプから後輪までの油圧配管のスペースおよび設計上
の問題が生じる。
【0006】この問題を解決するために、図3に示すよ
うに電動機と減速機を用いて後輪を操舵するものが実用
化されている。図3に示した後輪操舵角制御装置におい
て、左右の後輪1L,1Rは、電動機ドライバー7,電
動機4,減速機5を用いて直接に操舵される。電動機4
にはブラシレスモータあるいはDCモータが用いられて
いる。電動機ドライバー7を内蔵した制御装置2には、
電動機ドライバー7の他に次のものが設けられている。
【0007】制御装置2には、電動機4に取り付けたエ
ンコーダ18のA相,B相の出力値をデジタル変換する
インターフェース回路16,17と、車速センサ9とハ
ンドル舵角センサ10およびヨーレートセンサ11の検
出信号をそれぞれデジタル変換するインターフェース回
路12,13,14と、後輪舵角センサ3の検出信号を
デジタル変換するインターフェース回路15と、インタ
ーフェース回路12〜17を介して入力されたデータに
基づいて、後輪目標舵角の演算,電動機ドライバー7へ
の電流指令値8の演算,車速センサ2の周期計測などを
行なう演算器6が設けられている。なお、エンコーダ1
8のA相,B相の出力値は電動機ドライバー7を介して
電動機4を時計方向あるいは反時計方向に回転させるよ
うに作用している。
【0008】電動機4の位置は、車両の走行状態を車速
センサ9,ハンドル舵角センサ10,ヨーレートセンサ
11によって求まる後輪すなわち電動機4の目標位置に
対してエンコーダ18によって求められる電動機4の現
在位置が等しくなるように制御される。また、後輪舵角
センサ3は電動機4の回転と後輪操舵量が一致している
ことを確認するのに用いられている。
【0009】エンコーダ18としては、磁気式エンコー
ダが用いられる。電動機4の回転数が高く、高い位置分
解能が必要な場合は検出素子として磁気抵抗センサが用
いられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように電動機位置検出に用いる磁気抵抗センサは高価で
ある。コスト低減のために位置検出素子としてホールI
Cあるいはホール素子を用いる方法が考えられるが、ホ
ールICで検出するには高い磁束の着磁リングが必要で
あり、電動機の位置検出精度を上げるには径の大きな着
磁リングを用いて高い磁束を確保する必要がある。しか
し、径の大きな着磁リングを用いると慣性が大きくなり
電動機の応答性が劣化する問題がある。
【0011】本発明は、分解能の低い電動機エンコーダ
でもスムースな電動機応答が実現できる後輪操舵角制御
装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の四輪操舵車の後
輪操舵角制御装置は、ハンドル舵角、車速、ヨーレー
ト、電動機位置検出用エンコーダ、後輪舵角の各センサ
を設け、前記ハンドル舵角、車速、ヨーレートセンサか
ら検出される車両の運転状態により演算器で後輪の目標
舵角を算出し、減速機を介して後輪を電動機によって目
標舵角に操舵する四輪操舵車の後輪操舵角制御装置にお
いて、前記演算器を、電動機の目標位置と電動機位置検
出用エンコーダから得られる電動機の現在位置との第1
の偏差値に比例定数を乗算した値P1 と、第1の偏差値
を積分演算した値に積分定数を乗算した値I1 と、電動
機の目標位置と後輪舵角センサから得られる電動機の現
在位置の第2の偏差値に比例定数を乗算した値P2 と、
第2の偏差値を積分演算した値に積分定数を乗算した値
2 との加算値(P1 +P2 +I1 +I2 )から、電動
機位置検出用エンコーダから得られる電動機の現在位置
の差分値に微分定数を乗算した値D1 と、後輪舵角セン
サより得られた後輪の現在位置の差分値に微分定数を乗
算した値D2 を減算した値(P1 +P2 +I1 +I2
1 −D2 )を前記電動機のドライバーに電流指令値と
して出力するよう構成したことを特徴とする。
【0013】
【作用】この構成によると、電動機の位置制御を電動機
位置検出用エンコーダと後輪舵角センサの両方を用いて
行うことにより、ホールICなどの分解能の低い電動機
位置検出エンコーダを使用した場合であってもスムース
な電動機の位置制御を実現できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の四輪操舵車の後輪操舵角制御
装置の各実施例を図1,図2に基づいて説明する。な
お、図3と同様の作用をなすものには同一の符号を付け
て説明する。
【0015】本発明の装置の全体的な構成は図4に示し
た構成と同じであるが、制御装置2の演算器6の構成が
従来とは異なっている。第1の実施例の後輪操舵角制御
装置では、エンコーダ18としてホールICで検出する
タイプのものを用いている。演算器6は図1に示すよう
に構成されている。
【0016】ここで、ステップS2〜ステップS4まで
はエンコーダ18の検出値による演算で、ステップS5
〜ステップS8までは後輪舵角センサ3の検出値による
演算である。
【0017】ステップS1では1サンプリング周期毎に
後輪目標舵角、すなわち、電動機4の目標舵角を演算す
る。ステップS2では、電動機4の目標舵角と、基準位
置からのエンコーダ18のパルスをカウントすることに
より得られた電動機4の現在位置との偏差を演算し、そ
れに比例定数KP1を乗算して乗算値P1 を求める。ステ
ップS3では、電動機4の目標舵角と現在位置との偏差
の積算値に、積分定数KI1を乗算して乗算値I1 を求め
る。ステップS4では、電動機4の現在位置から1周期
前の電動機4の現在位置を減算することによって電動機
4の速度を求め、速度にKD1を乗算して乗算値D1 を求
める。
【0018】ステップS5では、後輪舵角センサ3のデ
ータ値をA/D変換およびノイズ成分除去のためのフィ
ルター処理を施して電動機4の現在位置を求め、ステッ
プS6では、電動機4の目標舵角とステップS5で求め
た電動機4の現在位置との偏差を演算し、これに比例定
数KP2を乗算して乗算値P2 を求める。ステップS7で
は、電動機4の目標舵角と現在位置との偏差の積算値
に、積分定数KI2を乗算して乗算値I2 を求める。ステ
ップS8では、電動機4の現在位置から1周期前の現在
位置を減算することによって電動機4の速度を求め、速
度にKd2を乗算して乗算値D2 を求める。最後にステッ
プS9では、( P1 +P2 +I1 +I2−D1 −D2
)の演算と演算値のリミッタ処理を行い電動機ドライ
バー7への電流指令値8として出力する。
【0019】このように、電動機4の位置制御の比例,
微分,積分成分をエンコーダ18と後輪舵角センサ3の
両方を用いて行うことにより、ホールICなどの分解能
の低いセンサをエンコーダ18として使用した場合であ
っても、電動機4のスムースな位置制御を実現できる。
【0020】図2は第2の実施例の演算器のフローチャ
ートを示す。ここで、ステップS2〜ステップS10ま
ではエンコーダ18の検出値による演算で、ステップS
11〜ステップS14までは後輪舵角センサ3の検出値
による演算である。
【0021】ステップS1では、サンプリング周期毎に
後輪目標舵角、すなわち電動機4の目標舵角を演算す
る。ステップS2では、ステップS1で求めた電動機4
の目標舵角と、エンコーダ18のパルスを基準位置から
のカウントすることにより得られた電動機4の現在位置
との偏差を演算する。ステップS3ではステップS2で
演算した偏差値の大きさによって比例定数KP1,KP2
決定する。ステップS4では、ステップS2で演算した
偏差値に、ステップS3で決定された比例定数K P1を乗
算して乗算値P1 を求める。ステップS5では、ステッ
プS2で演算した偏差値の積算値を演算する。ステップ
S6では、ステップS5で演算した積算値に応じて積分
定数KI1,KI2を決定する。ステップS7では、ステッ
プS5で演算した積算値にKI1を乗算して乗算値I1
求める。ステップS8では、電動機4の現在位置と1周
期前の現在位置を減算することによって電動機4の速度
を求める。ステップS9ではステップS8で演算した速
度に応じて微分定数KD1,K D2を決定する。ステップS
10では、ステップS8で求めた速度にステップS9で
決定した微分定数KD1を乗算して乗算値D1 を求める。
【0022】ステップS11では、後輪舵角センサ3の
値をA/D変換およびノイズ成分除去のためのフィルタ
処理を施して電動機4の現在位置を求める。ステップS
12では、ステップS1で演算した電動機4の目標舵角
からステップS11で求めた電動機4の現在位置との偏
差を演算し、これにステップS3で決定した比例定数K
P2を乗算して乗算値P2 を求める。ステップS13で
は、ステップS1で演算した電動機4の目標舵角からス
テップS11で求めた電動機4の現在位置との偏差の積
算値にステップS6で決定した積分定数KI2を乗算して
乗算値I2 を求める。ステップS14では、ステップS
11で求めた電動機4の現在位置と1周期前のその現在
位置を減算することによって電動機4の速度を求め、こ
れにステップS9で決定した微分定数KD2を乗算して乗
算値D2 を求める。ステップS15では、( P1 +P
2 +I1 +I2 −D1 −D2 )の演算を実行して、さ
らにこの演算値のリミッタ処理を行い、電動機ドライバ
ー7へ電流指令値8として出力する。
【0023】このように、電動機4の位置制御の比例,
微分,積分成分をエンコーダ18と後輪舵角センサ3の
両方を用いて行うことにより、ホールICなどの分解能
の低いセンサをエンコーダ18として使用した場合であ
っても、電動機4のスムースな位置制御を実現できる。
また、この第2の実施例では、ステップS2,ステップ
S5,ステップS8の演算結果に基づいてステップS
3,ステップS6,ステップS9で各定数を決定してい
るため、第1の実施例に比べて迅速な応答性を期待でき
る。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動機位
置検出用エンコーダと後輪舵角センサに基づいて前記電
動機のドライバーに電流指令値を出力するよう構成した
ため、分解能の低い電動機エンコーダと後輪舵角センサ
を組み合わせることによりスムースな電動機、すなわち
後輪の応答を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の後輪操舵角制御装置の第1の実施例の
要部のフローチャート図。
【図2】第2の実施例の要部のフローチャート図。
【図3】四輪操舵車の後輪操舵角制御装置の概略図であ
る。
【符号の説明】
1R,1L 後輪 2 制御装置 3 後輪舵角センサ 4 電動機 5 減速機 6 演算器 7 電動機ドライバー 8 電流指令値 9 車速センサ 10 ハンドル舵角センサ 11 ヨーレートセンサ 18 エンコーダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハンドル舵角、車速、ヨーレート、電動
    機位置検出用エンコーダ、後輪舵角の各センサを設け、
    前記ハンドル舵角、車速、ヨーレートセンサから検出さ
    れる車両の運転状態により演算器で後輪の目標舵角を算
    出し、減速機を介して後輪を電動機によって目標舵角に
    操舵する四輪操舵車の後輪操舵角制御装置において、前
    記演算器を、電動機位置検出用エンコーダと後輪舵角セ
    ンサに基づいて前記電動機のドライバーに電流指令値を
    出力するよう構成した四輪操舵車の後輪操舵角制御装
    置。
  2. 【請求項2】 ハンドル舵角、車速、ヨーレート、電動
    機位置検出用エンコーダ、後輪舵角の各センサを設け、
    前記ハンドル舵角、車速、ヨーレートセンサから検出さ
    れる車両の運転状態により演算器で後輪の目標舵角を算
    出し、減速機を介して後輪を電動機によって目標舵角に
    操舵する四輪操舵車の後輪操舵角制御装置において、前
    記演算器を、電動機の目標位置と電動機位置検出用エン
    コーダから得られる電動機の現在位置との第1の偏差値
    に比例定数を乗算した値P1 と、第1の偏差値を積分演
    算した値に積分定数を乗算した値I1 と、電動機の目標
    位置と後輪舵角センサから得られる電動機の現在位置の
    第2の偏差値に比例定数を乗算した値P2 と、第2の偏
    差値を積分演算した値に積分定数を乗算した値I 2 との
    加算値(P1 +P2 +I1 +I2 )から、電動機位置検
    出用エンコーダから得られる電動機の現在位置の差分値
    に微分定数を乗算した値D1 と、後輪舵角センサより得
    られた後輪の現在位置の差分値に微分定数を乗算した値
    2 を減算した値(P1 +P2 +I1 +I2 −D1 −D
    2 )を前記電動機のドライバーに電流指令値として出力
    するよう構成した四輪操舵車の後輪操舵角制御装置。
  3. 【請求項3】 演算器を、電動機の目標位置と電動機位
    置検出用エンコーダから得られる電動機の現在位置の偏
    差値の大きさに応じて、電動機の目標位置と電動機位置
    検出用エンコーダから得られる電動機の現在位置の偏差
    値に乗算する比例定数、および電動機の目標位置と後輪
    舵角センサより得られた電動機の現在位置の偏差値に乗
    算する比例定数を決定し、電動機の目標位置と電動機位
    置検出用エンコーダから得られる電動機の現在位置の偏
    差値の積分演算値の大きさに応じて、電動機の目標位置
    と電動機位置検出用エンコーダから得られる電動機の現
    在位置の偏差値の積分演算値に乗算する積分定数、およ
    び電動機の目標位置と後輪舵角センサより得られた電動
    機の現在位置の偏差値の積算値に乗算する積分定数を決
    定し、電動機位置検出用エンコーダから得られる電動機
    の現在位置の差分値の大きさに応じて、電動機位置検出
    用エンコーダから得られる電動機の現在位置の差分値に
    乗算する比例定数、および後輪舵角センサより得られた
    電動機の現在位置の差分値に乗算する比例定数を決定す
    るよう構成した請求項2記載の四輪操舵車の後輪操舵角
    制御装置。
JP6129396A 1994-06-13 1994-06-13 四輪操舵車の後輪操舵角制御装置 Pending JPH07329805A (ja)

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