JP2004182196A

JP2004182196A - Steering angle control device for vehicle

Info

Publication number: JP2004182196A
Application number: JP2002354928A
Authority: JP
Inventors: Isao Ishida; 庸石田; Yoshiki Yasuno; 芳樹安野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP4186605B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a front and rear wheel steering control device capable of stably controlling the behavior of a vehicle without imparting unnatural feeling to a driver, even when a rear wheel steering angle reaches a control upper limit, in a steering angle control device for the vehicle provided with a front wheel auxiliary steering angle imparting means and a rear wheel auxiliary steering angle imparting means. <P>SOLUTION: This steering angle control device is provided with a handle steering angle detection means for detecting a steering angle, a speed detection means for detecting speed, the front wheel auxiliary steering angle imparting means for imparting an auxiliary steering angle to a front wheel, a rear wheel auxiliary steering angle imparting means for imparting an auxiliary steering angle to a rear wheel, and the front and rear wheel auxiliary steering angle control means for calculating a front wheel auxiliary steering angle and a rear wheel auxiliary steering angle from a vehicle model based on the detected steering angle and speed to output command signals to the front wheel auxiliary steering angle imparting means and the rear wheel auxiliary steering angle imparting means. The front and rear wheel auxiliary steering angle control means is made a means for limiting more changed amount for the steering angle of the front wheel auxiliary steering angle than changed amount before the rear wheel auxiliary steering angle reaches the limit upper limit when it is judged that the rear wheel auxiliary steering angle reaches the limit upper limit by providing the control device with a limit upper limit judging part for judging whether or not the rear wheel auxiliary steering angle reaches the limit upper limit. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪への操舵入力時等に前輪及び後輪に補助舵角を与える前後輪操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特開平５−１０５１０２号公報に開示された前後輪共に補助操舵を行う技術が提案されている。この従来技術では、検出されたハンドル操舵角に基づくフィードフォワード項と検出されたヨーレイトに基づくフィードバック項との加算値により前後輪に補助舵角を与えるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の前後輪操舵制御装置にあっては、通常は前輪操舵と後輪操舵を用いることで、目標値としてヨーレイトと横速度を取ることが可能であるが、後輪操舵角が制御上限に達した場合は、制御可能な舵角が前輪のみとなるため、前輪操舵角目標値が過剰なものとなって運転者に違和感を与える可能性がある。
【０００４】
本発明は、上述の課題に鑑み、前輪補助舵角付与手段及び後輪補助舵角付与手段を備えた車両用舵角制御装置において、後輪操舵角が制御上限に達したとしても、運転者に違和感を与えることなく車両の挙動を安定に制御可能な車両用舵角制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前輪に補助舵角を付与する前輪補助舵角付与手段と、後輪に補助舵角を付与する後輪補助舵角付与手段と、検出されたハンドル操舵角及び車速に基づいて車両モデルから前輪補助舵角及び後輪補助舵角を算出し、前記前輪補助舵角付与手段及び前記後輪補助舵角付与手段に指令信号を出力する前後輪補助舵角制御手段と、を備えた車両用舵角制御装置において、前記前後輪補助舵角制御手段を、後輪補助舵角が制限上限に達したかどうかを判断する制限上限判断部を有し、後輪補助舵角が制限上限に達したと判断したときは、前記前輪補助舵角のハンドル操舵角に対する変化量を制限上限に達する前よりも制限する手段としたことで、上記課題を解決するに至った。
【０００６】
【発明の作用】
本願発明にあっては、後輪補助舵角が制限上限に達したときは、前輪補助舵角を小さくすることで、車両スピン方向のヨーモーメントを抑制し、車両スリップアングルの適正な制御が達成され、運転者に違和感を与えることなく安定した操舵制御を達成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における車両用操舵制御装置の実施形態について実施例をもとに説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【０００８】
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例における基本構成を示す全体システム図である。
実施例の車両用操舵制御装置が適用される車両の前輪１Ｌ，１Ｒには、ハンドル２への操舵入力に基づき左右の前輪操舵機構３Ｌ，３Ｒを介して前輪１Ｌ，１Ｒを操舵するステアリングユニット４が設けられている。更に、前輪操舵アクチュエータ３７としてステアリングユニット４のラックチューブ（車体５に弾性体６を介して支持）をストロークさせることで前輪１Ｌ，１Ｒに補助舵角を与える前輪側油圧シリンダ７が設けられている。また、後輪操舵アクチュエータ３８として、後輪８Ｌ，８Ｒには、左右の後輪操舵機構９Ｌ，９Ｒを介して後輪８Ｌ，８Ｒに補助舵角を与える後輪側油圧シリンダ１０が設けられている。
【０００９】
前輪側油圧シリンダ７及び後輪側油圧シリンダ１０は、共通の油圧源ユニット１１を油圧源としている。この油圧源ユニット１１から前輪側フェールセーフバルブ１２及び前輪側サーボバルブ１３を介して制御圧を与えることで前輪側油圧シリンダ７が駆動する。また、油圧源ユニット１１から後輪側フェールセーフバルブ１４及び後輪側サーボバルブ１５を介して制御圧を与えることで後輪側油圧シリンダ１０が駆動する。尚、油圧源ユニット１１には、エンジン１６により駆動される油圧ポンプ１１ａ，アンロードバルブ１１ｂ，圧力スイッチ１１ｃ，アキュムレータ１１ｄ，リザーバ１１ｅから構成され、一定圧の作動油を供給する。
【００１０】
前輪側フェールセーフバルブ１２及び後輪側フェールセーフバルブ１４は、操舵制御コントローラ３０の指令に基づいてＯＮ／ＯＦＦの２位置が切り換えられる。また、前輪側サーボバルブ１３及び後輪側サーボバルブ１５は、操舵制御コントローラ３０からサーボアンプ１８，１９を介した指令に基づいて右操舵，保持，左操舵の３位置が切り換え制御される。
【００１１】
操舵制御コントローラ３０には、車両の実車速Ｖを検出する車速センサ２０（車速検出手段に相当），パルスエンコーダ等を用いて運転者の操舵角度θを検出する操舵角センサ２１（ハンドル操舵角検出手段に相当），エンジン回転数センサ２３，前輪側変位センサ２４，後輪側変位センサ２５，ニュートラルスイッチ２６，クラッチスイッチ２７，ストップランプスイッチ２８からの検出信号が入力される。
【００１２】
図２は操舵制御コントローラ３０の構成を表すブロック図である。操舵制御コントローラ３０は、目標値生成部３１、目標出力値生成部３２、前輪操舵コントローラ３４及び後輪操舵コントローラ３５から構成されている。
【００１３】
目標値生成部３１は、図３の目標値生成部３１の構成を表すブロック図に示すように、車両モデル演算部３１１と目標値演算部３１２から構成されている。
車両モデル演算部３１１は、操舵角度θと車体速Ｖから２輪モデルを用いて車両パラメータを演算する。車両パラメータの演算については後で詳細に説明する。
目標値演算部３１２は、操舵角度θ、車体速Ｖ及び車両パラメータから、車両の目標ヨーレイトψ’^＊と目標横速度Ｖ^＊ｙを決定する。尚、後輪操舵角度が最大値に到達したときは、目標横速度Ｖ^＊ｙのみ出力する。
【００１４】
目標出力値生成部３２は、図４の目標出力値生成部３２の構成を表すブロック図に示すように、目標後輪舵角演算部３２１，目標前輪舵角演算部３２２から構成されている。
【００１５】
目標後輪舵角演算部３２１は、車両の目標ヨーレイトψ’^＊と目標横速度Ｖ^＊ｙから目標後輪舵角δ^＊を決定する。後輪舵角飽和時には、後輪舵角最大値δ_ｍａｘを出力する。
目標前輪舵角演算部３２２は、車両の目標ヨーレイトψ’^＊，目標横速度Ｖ^＊ｙから目標前輪舵角θ^＊を決定する。後輪舵角飽和時には、後輪舵角最大値δ_ｍａｘ及び目標横速度から目標前輪舵角θ^＊を出力する。
【００１６】
前輪操舵コントローラ３４は、前輪の実舵角が目標前輪舵角θ^＊と一致するように前輪操舵アクチュエータ３７を制御する。
【００１７】
後輪操舵コントローラ３５は、後輪の実舵角が補正後目標前輪舵角δ^＊と一致するように後輪操舵アクチュエータ３８を制御する。
【００１８】
〔車両モデル演算部３１１における車両モデル演算〕
車両モデル演算部３１１は、以下に示す車両モデルから、車両パラメータを演算する。
一般に、２輪モデルを仮定すると、車両のヨーレイトと横速度は、下記式１で表せる。
（式１）

ここで、

（式２）

である。
【００１９】
状態方程式より前輪操舵、後輪操舵に対するヨーレイト、横速度の伝達関数を求めると、下記式（３）〜式（７）で表される。
（式３）

（式４）

（式５）

（式６）

但し、
（式７）

【００２０】
定常状態で考えると微分演算子ｓは無視できるので、式（３）〜式（７）より下記式（３）’〜式（６）’の関係が導出できる。
（式３）’

（式４）’

（式５）’

（式６）’

【００２１】
〔目標値演算部３１２における目標値演算〕
前輪操舵のみの横速度定常値Ｖ^＊ｙ_０とヨーレイト定常値ψ’_０ ^＊は下記式（８），（９）で表される。
式（８）

式（９）

【００２２】
後輪操舵を含む４輪操舵時の目標横速度Ｖ^＊ｙ_０と目標ヨーレイトψ’_０ ^＊は、前輪操舵のみの定常値に対して所定のゲインを乗じた下記式（１０），（１１）に表される。
式（１０）

式（１１）

ここで、図５に示すｖｙ＿ｇａｉｎ＿ｍａｐ、図６に示すｙｒａｔｅ＿ｇａｉｎ＿ｍａｐはチューニングパラメータである。
【００２３】
〔目標出力値生成部３２における目標操舵角演算〕
（目標後輪舵角が飽和していない時）
目標ヨーレイト，目標横速度から目標前輪舵角θ’^＊及び目標後輪舵角δ^＊を算出する。
（式１２）

（式１３）

（式１４）

【００２４】
ここで、目標横速度Ｖ^＊ｙ_０，ψ’_０ ^＊，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは既知であり、目標前輪舵角θ^＊’と目標後輪舵角δ^＊が未知である。式（１０），式（１１），式（１４）から目標前輪舵角は下記式（１５）で表される。
（式１５）

また、目標後輪舵角は下記式（１６）で表される。
（式１６）

【００２５】
（目標後輪舵角が飽和している時）
目標横速度と後輪操舵角最大値から、目標前輪舵角θ^＊’と後輪舵角飽和時の目標ヨーレイトψ’_０ ^＊’を算出する。
（式１７）

（式１８）

【００２６】
ここで、目標横速度Ｖ^＊ｙ_０，δ^＊（＝δ_ｍａｘ ^＊），Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは既知であり、目標前輪舵角θ^＊’と目標ヨーレイトψ’^＊’が未知である。式（１０），式（１１），式（１７），式（１８）から目標前輪舵角は下記式（１９）で表される。
（式１９）

尚、後輪舵角飽和時の目標ヨーレイトは下記式（２０）で表される。
（式２０）

【００２７】
図５は目標出力生成部の制御内容を表すフローチャートである。
ステップＳ１では、後輪舵角の絶対値δが後輪飽和舵角δ_ｍａｘ以下かどうかを判断し、δｍａｘ以下の時はステップＳ２へ進み、それ以外はステップＳ４へ進む。
ステップＳ２では、目標ヨーレイトψ’^＊及び目標横速度Ｖ^＊ｙ_０を演算する。
ステップＳ３では、目標前輪舵角演算θ^＊’及び目標後輪舵角δ^＊を演算する。
ステップＳ４では、目標横速度Ｖ^＊ｙ_０を演算する。
ステップＳ５では、目標横速度Ｖ^＊ｙ_０及び後輪飽和舵角δ_ｍａｘから目標前輪舵角θ^＊’を演算する。
ステップＳ６では、操舵制御を実行する。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態では、後輪舵角制御量が飽和した場合、目標横速度及び後輪飽和舵角を用いて目標前輪操舵量を演算することで、後輪舵角制御量が飽和した場合でも、前輪補助舵角のハンドル操舵角に対する変化量を小さくすることで、車両スピン方向のモーメントを抑制し、車両スリップアングルの適正な制御が達成され、運転者に違和感を与えることがない。
【００２９】
図８〜図１１は上記構成に基づいたシミュレーション結果を表す図、図１２〜図１５は従来技術に基づいたシミュレーション結果を表す図である。以下、本願発明と従来技術を比較しながら説明する。
【００３０】
（従来技術）
車速１２０ｋｍ／ｈ、操舵角を図１２の◆に示すように与えた場合、制御された最終的な前輪操舵角は△に示すように与えられる。図１３に示すように、ドライバ入力操舵角がθδｍａｘになると、後輪操舵角が飽和する。よって、図１４に示すように、目標ヨーレイトと発生ヨーレイトがθδｍａｘを越えると乖離し始める。また、図１５に示すように、ドライバ入力操舵角がθδｍａｘを越えると、目標横速度に対して、目標以上の横速度が発生していることが分かる。
【００３１】
（本願発明）
車速１２０ｋｍ／ｈ、操舵角を図８の◆に示すように与えた場合、制御された最終的な前輪操舵角は＊で示すように与えられる。図９に示すように、ドライバ入力操舵角がθδｍａｘになると、後輪操舵角が飽和する。このとき、本願発明では、目標横速度及び後輪飽和舵角δｍａｘを用いて目標ヨーレイトを算出するため、目標ヨーレイトと発生ヨーレイトが一致するとともに、通常よりも小さな目標ヨーレイトが算出される。また、図１１に示すように、目標横速度と発生横速度が一致し、更に目標ヨーレイトが小さいことから前輪補助舵角も小さく設定され、発生横速度も小さくなっていることが分かる。
【００３２】
（その他の実施例）
第１実施例では、後輪舵角が飽和した際、目標横速度と後輪飽和舵角から目標前輪舵角を算出したが、例えば、目標ヨーレイトと後輪飽和舵角から目標前輪舵角及び目標横速度を算出しても良い。このときの目標前輪舵角は下記式（２１）に、目標横速度は下記式（２２）に表される。
（式２１）

（式２２）

【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における基本構成を示す概略図である。
【図２】第１実施例における、操舵制御コントローラの構成を表すブロック図である。
【図３】第１実施例における、目標値生成部の構成を表すブロック図である。
【図４】第１実施例における、目標出力値生成部の構成を表すブロック図である。
【図５】第１実施例における、横速度パラメータを表すマップである。
【図６】第１実施例における、ヨーレイトパラメータを表すマップである。
【図７】第１実施例における操舵制御を表すフローチャートである。
【図８】第１実施例におけるシミュレーション結果のフロント舵角を表す図である。
【図９】第１実施例におけるシミュレーション結果の後輪操舵角を表す図である。
【図１０】従来例におけるシミュレーション結果のヨーレイトを表す図である。
【図１１】従来例におけるシミュレーション結果の横速度を表す図である。
【図１２】従来例におけるシミュレーション結果のフロント舵角を表す図である。
【図１３】従来例におけるシミュレーション結果の後輪操舵角を表す図である。
【図１４】従来例におけるシミュレーション結果のヨーレイトを表す図である。
【図１５】従来例におけるシミュレーション結果の横速度を表す図である。
【符号の説明】
１Ｌ，１Ｒ前輪
２ハンドル
３Ｌ，３Ｒ前輪操舵機構
４ステアリングユニット
５車体
６弾性体
７前輪側油圧シリンダ
８Ｌ，８Ｒ後輪
９Ｌ，９Ｒ後輪操舵機構
１０後輪側油圧シリンダ
１１油圧源ユニット
１２前輪側フェールセーフバルブ
１３前輪側サーボバルブ
１４後輪側フェールセーフバルブ
１５後輪側サーボバルブ
１６エンジン
１８，１９サーボアンプ
２０車速センサ
２１操舵角センサ
２３エンジン回転数センサ
２４前輪側変位センサ
２５後輪側変位センサ
２６ニュートラルスイッチ
２７クラッチスイッチ
２８ストップランプスイッチ
３０操舵制御コントローラ
３１目標値生成部
３２目標出力値生成部
３４前輪操舵コントローラ
３５後輪操舵コントローラ
３７前輪操舵アクチュエータ
３８後輪操舵アクチュエータ
３１１車両モデル演算部
３１２目標値演算部
３２１目標後輪舵角演算部
３２２目標前輪舵角演算部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a front and rear wheel steering control device that applies an auxiliary steering angle to front and rear wheels at the time of steering input to front wheels and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a technique for performing auxiliary steering on both front and rear wheels disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-105102 has been proposed. In this prior art, an auxiliary steering angle is provided to the front and rear wheels by an addition value of a feedforward term based on the detected steering angle of the steering wheel and a feedback term based on the detected yaw rate.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described front and rear wheel steering control device, normally, by using front wheel steering and rear wheel steering, it is possible to obtain yaw rate and lateral speed as target values, but the rear wheel steering angle is controlled at the upper control limit. , The controllable steering angle is limited to the front wheels only, and therefore the front wheel steering angle target value may be excessive, giving the driver a feeling of strangeness.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a vehicle steering angle control device including a front wheel auxiliary steering angle providing unit and a rear wheel auxiliary steering angle providing unit, even if a rear wheel steering angle reaches a control upper limit, It is an object of the present invention to provide a vehicle steering angle control device capable of stably controlling the behavior of a vehicle without giving a feeling of strangeness to the vehicle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a steering wheel steering angle detecting means for detecting a steering wheel steering angle, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a front wheel auxiliary steering angle providing means for providing an auxiliary steering angle to a front wheel, and an auxiliary steering wheel for a rear wheel. A rear wheel assist steering angle providing means for providing an angle, a front wheel assist steering angle and a rear wheel assist steering angle are calculated from a vehicle model based on the detected steering wheel angle and vehicle speed, and the front wheel assist steering angle providing means and A front and rear wheel auxiliary steering angle control unit that outputs a command signal to the rear wheel auxiliary steering angle applying unit. It has a limit upper limit determining unit for determining whether the upper limit has been reached, and when it is determined that the rear wheel assist steering angle has reached the limit upper limit, the change amount of the front wheel assist steering angle with respect to the steering wheel steering angle is set as the limit upper limit. As a means of limiting than before reaching In the, it came to solve the above-mentioned problems.
[0006]
Effect of the Invention
According to the present invention, when the rear wheel assist steering angle reaches the upper limit limit, the yaw moment in the vehicle spin direction is suppressed by reducing the front wheel assist steering angle, and appropriate control of the vehicle slip angle is achieved. Thus, stable steering control can be achieved without giving the driver an uncomfortable feeling.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the vehicle steering control device according to the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to the examples.
[0008]
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall system diagram showing a basic configuration in a first embodiment of the present invention.
The front wheel 1L, 1R of the vehicle to which the vehicle steering control device of the embodiment is applied is provided with a steering unit 4 for steering the front wheels 1L, 1R via left and right front wheel steering mechanisms 3L, 3R based on the steering input to the steering wheel 2. Is provided. Further, a front-wheel-side hydraulic cylinder 7 that provides an auxiliary steering angle to the front wheels 1L and 1R by stroking a rack tube (supported on the vehicle body 5 via the elastic body 6) of the steering unit 4 is provided as a front-wheel steering actuator 37. . Further, as the rear wheel steering actuator 38, the

rear wheels

8L and 8R are provided with a rear wheel side hydraulic cylinder 10 for giving an auxiliary steering angle to the

rear wheels

8L and 8R via left and right rear

wheel steering mechanisms

9L and 9R. I have.
[0009]
The front-wheel-side hydraulic cylinder 7 and the rear-wheel-side hydraulic cylinder 10 use a common hydraulic source unit 11 as a hydraulic source. By applying a control pressure from the hydraulic pressure source unit 11 via the front wheel side fail-safe valve 12 and the front wheel side servo valve 13, the front wheel side hydraulic cylinder 7 is driven. In addition, a control pressure is applied from the hydraulic pressure source unit 11 via the rear wheel side fail-safe valve 14 and the rear wheel side servo valve 15 to drive the rear wheel side hydraulic cylinder 10. The hydraulic power source unit 11 is composed of a hydraulic pump 11a driven by the engine 16, an unload valve 11b, a pressure switch 11c, an accumulator 11d, and a reservoir 11e, and supplies hydraulic oil at a constant pressure.
[0010]
The front wheel fail-safe valve 12 and the rear wheel fail-safe valve 14 are switched between two positions, ON / OFF, based on a command from the steering controller 30. The front wheel side servo valve 13 and the rear wheel side servo valve 15 are controlled to switch between three positions of right steering, holding, and left steering based on commands from the steering controller 30 via

servo amplifiers

18 and 19.
[0011]
The steering control controller 30 includes a vehicle speed sensor 20 (corresponding to vehicle speed detection means) for detecting the actual vehicle speed V of the vehicle, a steering angle sensor 21 for detecting the driver's steering angle θ using a pulse encoder or the like (a steering wheel angle detection). Detection signals from the engine speed sensor 23, the front wheel side displacement sensor 24, the rear wheel side displacement sensor 25, the neutral switch 26, the clutch switch 27, and the stop lamp switch 28 are input.
[0012]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the steering control controller 30. The steering controller 30 includes a target value generator 31, a target output value generator 32, a front wheel steering controller 34, and a rear wheel steering controller 35.
[0013]
The target value generation unit 31 includes a vehicle model calculation unit 311 and a target value calculation unit 312 as shown in a block diagram showing the configuration of the target value generation unit 31 in FIG.
The vehicle model calculation unit 311 calculates vehicle parameters from the steering angle θ and the vehicle speed V using a two-wheel model. The calculation of the vehicle parameters will be described later in detail.
The target value calculation unit 312 determines a target yaw rate ψ ′ ^* and a target lateral speed V ^* y of the vehicle from the steering angle θ, the vehicle speed V, and the vehicle parameters. When the rear wheel steering angle reaches the maximum value, only the target lateral speed V ^* y is output.
[0014]
The target output value generation unit 32 includes a target rear wheel steering angle calculation unit 321 and a target front wheel steering angle calculation unit 322, as shown in the block diagram showing the configuration of the target output value generation unit 32 in FIG.
[0015]
The target rear wheel steering angle calculation unit 321 determines a target rear wheel steering angle δ ^* from the target yaw rate ψ ′ ^* of the vehicle and the target lateral speed V ^* y. When the rear wheel steering angle is saturated, the rear wheel steering angle maximum value δ _max is output.
The target front wheel steering angle calculation unit 322 determines the target front wheel steering angle θ ^* from the target yaw rate ψ ′ ^* and the target lateral speed V ^* y of the vehicle. When the rear wheel steering angle is saturated, the target front wheel steering angle θ ^* is output from the rear wheel steering angle maximum value δ _max and the target lateral speed.
[0016]
The front wheel steering controller 34 controls the front wheel steering actuator 37 so that the actual steering angle of the front wheels matches the target front wheel steering angle θ ^* .
[0017]
The rear wheel steering controller 35 controls the rear wheel steering actuator 38 so that the actual steering angle of the rear wheel matches the corrected target front wheel steering angle δ ^* .
[0018]
[Vehicle model calculation in vehicle model calculation unit 311]
The vehicle model calculation unit 311 calculates a vehicle parameter from the following vehicle model.
Generally, assuming a two-wheel model, the yaw rate and lateral speed of the vehicle can be expressed by the following equation 1.
(Equation 1)

here,

(Equation 2)

It is.
[0019]
When the transfer functions of the yaw rate and the lateral velocity for the front wheel steering and the rear wheel steering are obtained from the state equation, they are expressed by the following equations (3) to (7).
(Equation 3)

(Equation 4)

(Equation 5)

(Equation 6)

However,
(Equation 7)

[0020]
Considering the steady state, the differential operator s can be neglected, so that the following equations (3) ′ to (6) ′ can be derived from equations (3) to (7).
(Equation 3) '

(Equation 4) '

(Equation 5) '

(Equation 6) '

[0021]
[Target Value Calculation in Target Value Calculation Unit 312]
Front-wheel steering only lateral velocity constant value ^V * _{y 0} and yaw rate steady value [psi ^{_'0 *} is the following formula (8), represented by (9).
Equation (8)

Equation (9)

[0022]
The target lateral speed V ^* y ₀ and the target yaw rate ψ ′ ₀ ^* at the time of four-wheel steering including rear wheel steering are calculated by multiplying a steady value of only front wheel steering by a predetermined gain, and the following equations (10) and (11). Is represented by
Equation (10)

Equation (11)

Here, vy_gain_map shown in FIG. 5 and yrate_gain_map shown in FIG. 6 are tuning parameters.
[0023]
[Target Steering Angle Calculation in Target Output Value Generation Unit 32]
(When the target rear wheel steering angle is not saturated)
A target front wheel steering angle θ ′ ^* and a target rear wheel steering angle δ ^* are calculated from the target yaw rate and the target lateral speed.
(Equation 12)

(Equation 13)

(Equation 14)

[0024]
Here, the target lateral velocity ^{_{_{^{V * y 0, ψ '0}}}} *, A, B, C, D are known, the target front wheel steering angle theta ^*' target rear wheel steering angle and [delta] ^* is unknown. From equations (10), (11), and (14), the target front wheel steering angle is represented by the following equation (15).
(Equation 15)

Further, the target rear wheel steering angle is represented by the following equation (16).
(Equation 16)

[0025]
(When the target rear wheel steering angle is saturated)
A target front wheel steering angle θ ^* ′ and a target yaw rate ψ ′ ₀ ^* ′ when the rear wheel steering angle is saturated are calculated from the target lateral speed and the rear wheel steering angle maximum value.
(Equation 17)

(Equation 18)

[0026]
Here, the target lateral velocity ^{_{^{V * y 0, δ * (}}} = δ max *), A, B, C, D are known, the target front wheel steering angle theta ^* 'and target yaw rate ^{[psi' *} 'is unknown . From equations (10), (11), (17), and (18), the target front wheel steering angle is represented by the following equation (19).
(Equation 19)

Note that the target yaw rate when the rear wheel steering angle is saturated is represented by the following equation (20).
(Equation 20)

[0027]
FIG. 5 is a flowchart showing the control contents of the target output generator.
In step S1, it is determined whether or not the absolute value δ of the rear wheel steering angle is equal to or smaller than the rear wheel saturation steering angle δ _max. If the absolute value δ is equal to or smaller than δmax, the process proceeds to step S2.
In step S2, it calculates a target yaw rate [psi ^'* and the target lateral velocity ^V * _{y 0.}
In step S3, a target front wheel steering angle calculation θ ^* ′ and a target rear wheel steering angle δ ^* are calculated.
In step S4, and calculates the target lateral velocity ^V * _{y 0.}
In step S5, a target front wheel steering angle θ ^* ′ is calculated from the target lateral speed V ^* y ₀ and the rear wheel saturation steering angle δ _max .
In step S6, steering control is performed.
[0028]
As described above, in the present embodiment, when the rear wheel steering angle control amount is saturated, the target front wheel steering amount is calculated using the target lateral speed and the rear wheel saturation steering angle, whereby the rear wheel steering angle control is performed. Even if the amount is saturated, the amount of change in the front wheel assist steering angle with respect to the steering wheel steering angle is reduced, thereby suppressing the moment in the vehicle spin direction, achieving appropriate control of the vehicle slip angle, and giving the driver a sense of discomfort. Nothing.
[0029]
8 to 11 are diagrams showing simulation results based on the above configuration, and FIGS. 12 to 15 are diagrams showing simulation results based on the conventional technology. Hereinafter, the present invention will be described in comparison with the related art.
[0030]
(Prior art)
When the vehicle speed is 120 km / h and the steering angle is given as shown by ◆ in FIG. 12, the final controlled front wheel steering angle is given as shown by △. As shown in FIG. 13, when the driver input steering angle becomes θδmax, the rear wheel steering angle is saturated. Therefore, as shown in FIG. 14, when the target yaw rate and the generated yaw rate exceed θδmax, they begin to separate. Further, as shown in FIG. 15, when the driver input steering angle exceeds θδmax, it can be seen that a lateral speed that is higher than the target occurs with respect to the target lateral speed.
[0031]
(Invention of the present application)
When the vehicle speed is 120 km / h and the steering angle is given as shown by ◆ in FIG. 8, the controlled final front wheel steering angle is given as shown by *. As shown in FIG. 9, when the driver input steering angle becomes θδmax, the rear wheel steering angle is saturated. At this time, in the present invention, since the target yaw rate is calculated using the target lateral speed and the rear wheel saturation steering angle δmax, the target yaw rate matches the generated yaw rate, and a target yaw rate smaller than usual is calculated. Further, as shown in FIG. 11, it can be seen that the target lateral speed matches the generated lateral speed, and that the target yaw rate is small, so that the front wheel assist steering angle is also set small and the generated lateral speed is also small.
[0032]
(Other Examples)
In the first embodiment, when the rear wheel steering angle is saturated, the target front wheel steering angle is calculated from the target lateral speed and the rear wheel saturation steering angle. For example, the target front wheel steering angle and the target front wheel steering angle are calculated from the target yaw rate and the rear wheel saturation steering angle. The target lateral speed may be calculated. At this time, the target front wheel steering angle is expressed by the following equation (21), and the target lateral speed is expressed by the following equation (22).
(Equation 21)

(Equation 22)

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration in a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a steering controller according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a target value generation unit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a target output value generation unit in the first embodiment.
FIG. 5 is a map showing a lateral velocity parameter in the first embodiment.
FIG. 6 is a map showing a yaw rate parameter in the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating steering control in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a front steering angle as a simulation result in the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a rear wheel steering angle of a simulation result in the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a yaw rate of a simulation result in a conventional example.
FIG. 11 is a diagram illustrating a lateral speed of a simulation result in a conventional example.
FIG. 12 is a diagram illustrating a front steering angle as a simulation result in the conventional example.
FIG. 13 is a diagram illustrating a rear wheel steering angle of a simulation result in a conventional example.
FIG. 14 is a diagram illustrating a yaw rate of a simulation result in a conventional example.
FIG. 15 is a diagram illustrating a lateral speed as a simulation result in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1L, 1R Front wheel 2 Handle 3L, 3R Front wheel steering mechanism 4 Steering unit 5 Body 6 Elastic body 7 Front wheel side

hydraulic cylinder

8L,

8R Rear wheel

9L, 9R Rear wheel steering mechanism 10 Rear wheel side hydraulic cylinder 11 Hydraulic power source unit 12 Front wheel side Fail safe valve 13 Front wheel side servo valve 14 Rear wheel side fail safe valve 15 Rear wheel side servo valve 16

Engine

18, 19 Servo amplifier 20 Vehicle speed sensor 21 Steering angle sensor 23 Engine speed sensor 24 Front wheel side displacement sensor 25 Rear wheel side displacement Sensor 26 Neutral switch 27 Clutch switch 28 Stop lamp switch 30 Steering controller 31 Target value generator 32 Target output value generator 34 Front wheel steering controller 35 Rear wheel steering controller 37 Front wheel steering actuator 38 Rear wheel steering actuator 31 Vehicle model calculation unit 312 the target value calculation unit 321 target rear-wheel steering angle calculation section 322 target front wheel steering angle calculating section

Claims

ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前輪に補助舵角を付与する前輪補助舵角付与手段と、
後輪に補助舵角を付与する後輪補助舵角付与手段と、
検出されたハンドル操舵角及び車速に基づいて車両モデルから前輪補助舵角及び後輪補助舵角を算出し、前記前輪補助舵角付与手段及び前記後輪補助舵角付与手段に指令信号を出力する前後輪補助舵角制御手段と、
を備えた車両用舵角制御装置において、
前記前後輪補助舵角制御手段を、後輪補助舵角が制限上限に達したかどうかを判断する制限上限判断部を有し、後輪補助舵角が制限上限に達したと判断したときは、前記前輪補助舵角のハンドル操舵角に対する変化量を制限上限に達する前よりも制限する手段としたことを特徴とする車両用舵角制御装置。Steering wheel steering angle detecting means for detecting a steering wheel steering angle;
Vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed;
Front wheel auxiliary steering angle providing means for providing an auxiliary steering angle to the front wheels;
Rear wheel auxiliary steering angle providing means for providing an auxiliary steering angle to the rear wheel;
A front wheel assist steering angle and a rear wheel assist steering angle are calculated from the vehicle model based on the detected steering wheel angle and the detected vehicle speed, and a command signal is output to the front wheel assist steering angle applying means and the rear wheel assist steering angle applying means. Front and rear wheel auxiliary steering angle control means,
In the vehicle steering angle control device provided with
The front / rear wheel auxiliary steering angle control means has a restriction upper limit determination unit for determining whether the rear wheel auxiliary steering angle has reached the restriction upper limit, and when it is determined that the rear wheel auxiliary steering angle has reached the restriction upper limit, And a means for restricting a change amount of the front wheel assist steering angle with respect to a steering wheel steering angle before reaching a limit upper limit.

請求項１に記載の車両用舵角制御装置において、
前記前後輪補助舵角制御手段を、前記後輪補助舵角が制限上限未満の時は、検出されたハンドル操舵角及び車速に基づいて車両モデルから目標ヨーレイト及び目標横速度を算出し、算出された前記目標ヨーレイト及び目標横速度となるように目標前輪舵角及び目標後輪舵角を演算し、演算された目標前後輪舵角となるように前記前輪補助舵角付与手段及び後輪補助舵角付与手段に指令信号を出力し、
前記後輪補助舵角が制限上限に達したときは、目標値として目標ヨーレイトのみ、もしくは目標横速度のみとし、後輪補助舵角を制限上限値として目標前輪舵角を演算し、演算された目標前輪舵角となるように前記前輪補助舵角付与手段に指令信号を出力する手段としたことを特徴とする車両用舵角制御装置。The vehicle steering angle control device according to claim 1,
When the rear wheel auxiliary steering angle is less than the upper limit, the target yaw rate and the target lateral speed are calculated from the vehicle model based on the detected steering angle and the detected vehicle speed. A target front wheel steering angle and a target rear wheel steering angle are calculated so that the target yaw rate and the target lateral speed are obtained, and the front wheel auxiliary steering angle providing means and the rear wheel auxiliary steering are set so as to obtain the calculated target front and rear wheel steering angles. Output a command signal to the angle applying means,
When the rear wheel auxiliary steering angle has reached the upper limit, the target yaw rate only or the target lateral speed only is set as the target value, and the target front wheel steering angle is calculated using the rear wheel auxiliary steering angle as the upper limit limit. A vehicle steering angle control device, comprising means for outputting a command signal to said front wheel auxiliary steering angle providing means so as to attain a target front wheel steering angle.