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JP4359315B2 - All-wheel steering device for vehicle - Google Patents

All-wheel steering device for vehicle Download PDF

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JP4359315B2
JP4359315B2 JP2007080485A JP2007080485A JP4359315B2 JP 4359315 B2 JP4359315 B2 JP 4359315B2 JP 2007080485 A JP2007080485 A JP 2007080485A JP 2007080485 A JP2007080485 A JP 2007080485A JP 4359315 B2 JP4359315 B2 JP 4359315B2
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Description

本発明は、前輪の転舵角と車速にもとづいて、後輪の転舵角を作動制御する車両の全輪操舵装置に関し、特に前輪の転舵を補助する電動パワーステアリング装置を組合わせた車両の全輪操舵装置に関する。   The present invention relates to an all-wheel steering device for a vehicle that controls the turning angle of a rear wheel based on the turning angle and the vehicle speed of a front wheel, and more particularly, a vehicle that is combined with an electric power steering device that assists the turning of a front wheel. The present invention relates to an all-wheel steering apparatus.

後輪の転舵角の駆動制御(RTC:Rear Toe Control)により、車両特性の制御を行う車両の全輪操舵装置において、RTCによる駆動制御が失陥する場合がある。その場合には、後輪を制御できず、後輪のトー角が固定される状態になるため、車両のヨーレートゲインに変化が生じてしまう。特に、トーアウトや逆相失陥といったヨーレートゲインの高い状態における失陥の場合には、車両が不安定になり易いので、車両の安定化を達成する必要がある。   In all-wheel steering devices for vehicles that control vehicle characteristics by means of rear wheel steering angle drive control (RTC: Rear Toe Control), drive control by RTC may fail. In this case, the rear wheels cannot be controlled, and the toe angle of the rear wheels is fixed, so that a change occurs in the yaw rate gain of the vehicle. In particular, in the case of a failure in a state with a high yaw rate gain such as toe-out or reverse phase failure, the vehicle is likely to become unstable, and thus it is necessary to achieve stabilization of the vehicle.

ヨーレート等の車両特性をフィードバックして、そのフィードバックによる反力を用いて電動パワーステアリング装置による制御を行うことで、車両の安定化を達成する旨はすでに知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−81117号公報
It is already known that vehicle stability is achieved by feeding back vehicle characteristics such as yaw rate and performing control by an electric power steering device using a reaction force by the feedback (see, for example, Patent Document 1). ).
JP 2003-81117 A

しかし、特許文献1等の従来の技術では、ヨーレート等のフィードバックにおいて、単に車速毎にそのフィードバックによる反力値を決める構成としていた。そのため、本来、車両特性に合わせて設定すべきであるフィードバックによる反力値を適切に変えることができなかった。RTCによる駆動制御の失陥により、車両特性が変化してしまった場合には、車両が不安定になり易い状態になってしまうが、もはや従来の技術ではその変化に対応できず、車両の十分な安定化を達成することはできなかった。   However, in the conventional technology such as Patent Document 1, in the feedback such as the yaw rate, the reaction force value by the feedback is simply determined for each vehicle speed. Therefore, the reaction force value due to feedback that should be originally set according to the vehicle characteristics cannot be appropriately changed. If the vehicle characteristics change due to the failure of drive control by RTC, the vehicle is likely to become unstable, but the conventional technology can no longer cope with the change, and the vehicle is Stable stabilization could not be achieved.

そこで、本発明は、後輪の転舵角の駆動制御の失陥により車両が不安定になり易い状態でも、車両の安定化を達成することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to achieve stabilization of the vehicle even in a state where the vehicle is likely to become unstable due to a failure in drive control of the steering angle of the rear wheels.

上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも操舵トルクに応じて、電動機が補助トルクを発生し、該補助トルクを前輪のステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置と、少なくとも前輪の転舵角及び車速に基づいて左右の後輪の転舵角を制御する後輪転舵装置と、並びに前記電動パワーステアリング装置及び前記後輪転舵装置を制御する操舵制御装置とを備える車両の全輪操舵装置において、前記操舵制御装置は、前記車両のヨーレートを検知する手段と、前記後輪転舵装置の失陥状態を判断する手段と、前記失陥状態におけるヨーレートゲインを算出する手段と、前記ヨーレート、前記車速及び前記失陥状態におけるヨーレートゲインに基づいて前記失陥状態におけるヨーレートフィードバックトルク補正値を算出する手段と、前記補助トルクの目標値を、前記ヨーレートフィードバックトルク補正値で修正する手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides an electric power steering device in which an electric motor generates an auxiliary torque according to at least a steering torque and transmits the auxiliary torque to a steering system of a front wheel, and a turning angle of at least a front wheel. And a rear wheel steering device that controls the turning angle of the left and right rear wheels based on the vehicle speed, and a steering control device that controls the electric power steering device and the rear wheel steering device. The steering control device includes means for detecting a yaw rate of the vehicle, means for determining a failure state of the rear wheel steering device, means for calculating a yaw rate gain in the failure state, the yaw rate, the vehicle speed. And calculating a yaw rate feedback torque correction value in the failed state based on the yaw rate gain in the failed state When the target value of the assist torque, characterized in that it comprises a means for modifying in the yaw rate feedback torque correction value.

本発明により、後輪の転舵角の駆動制御の失陥により車両が不安定になり易い状態でも、車両の安定化を達成することができる。   According to the present invention, it is possible to achieve stabilization of the vehicle even in a state where the vehicle is likely to become unstable due to a failure in driving control of the steering angle of the rear wheels.

以下、本発明の車両の全輪操舵装置を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」という。)について説明する。説明の際には、添付した図面を適宜参照する。なお、図1は本実施形態に係る全輪操舵装置を適用した4輪車両の概略図であり、図2は電動パワーステアリング装置の構成図であり、図3は左後輪側の後輪転舵装置の構成図であり、図4は後輪転舵装置のアクチュエータの構成図である。   Hereinafter, the best mode for carrying out the all-wheel steering device for a vehicle of the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described. In the description, the accompanying drawings are referred to as appropriate. 1 is a schematic view of a four-wheel vehicle to which the all-wheel steering device according to the present embodiment is applied, FIG. 2 is a configuration diagram of an electric power steering device, and FIG. 3 is a rear wheel steering on the left rear wheel side. It is a block diagram of an apparatus, FIG. 4 is a block diagram of the actuator of a rear-wheel steering apparatus.

1.全輪操舵装置の構成
図1に示すように、全輪操舵装置100は、前輪1L・1Rを転舵させる操向ハンドル3による操舵を補助する電動パワーステアリング装置110、前輪1L・1Rの転舵角と車速に応じて後輪2L・2Rをそれぞれ独立に転舵させる後輪転舵装置120L・120R、電動パワーステアリング装置110及び後輪転舵装置120L・120Rを制御する操舵制御装置(以下、「操舵制御ECU(Electronic Control Unit)」と称する。)130、車速センサS、ヨーレートセンサS、横加速度センサSGSなど各種センサを含んで構成されている。
1. Configuration of All-Wheel Steering Device As shown in FIG. 1, the all-wheel steering device 100 includes an electric power steering device 110 that assists steering by the steering handle 3 that steers the front wheels 1L and 1R, and the steering of the front wheels 1L and 1R. Steering control devices (hereinafter referred to as “steering”) for controlling the rear wheel steering devices 120L and 120R, the electric power steering device 110, and the rear wheel steering devices 120L and 120R that independently steer the rear wheels 2L and 2R according to the angle and the vehicle speed. Control ECU (Electronic Control Unit) ”) 130, vehicle speed sensor S V , yaw rate sensor S Y , lateral acceleration sensor S GS, and other various sensors.

2.電動パワーステアリング装置の構成
電動パワーステアリング装置110は、図2に示すように操向ハンドル3が設けられたメインステアリングシャフト3aと、シャフト3cと、ピニオン軸7とが、2つのユニバーサルジョイント(自在継手)3bによって連結され、また、ピニオン軸7の下端部に設けられたピニオンギア7aは、車幅方向に往復運動可能なラック軸8のラック歯8aに噛合し、ラック軸8の両端には、タイロッド9、9を介して左右の前輪1L・1Rが連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置110は、操向ハンドル3の操舵時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸8、ラック歯8a、タイロッド9、9は転舵機構を構成する。なお、ピニオン軸7はその上部・中間部・下部を軸受3d・3e・3fを介してステアリングギアボックス6に支持されている。
2. Configuration of Electric Power Steering Device The electric power steering device 110 includes a main steering shaft 3a provided with a steering handle 3, a shaft 3c, and a pinion shaft 7 as shown in FIG. ) The pinion gear 7a connected by 3b and provided at the lower end of the pinion shaft 7 meshes with the rack teeth 8a of the rack shaft 8 which can reciprocate in the vehicle width direction. The left and right front wheels 1L and 1R are connected via tie rods 9,9. With this configuration, the electric power steering apparatus 110 can change the traveling direction of the vehicle when the steering handle 3 is steered. Here, the rack shaft 8, the rack teeth 8a, and the tie rods 9 and 9 constitute a turning mechanism. The pinion shaft 7 is supported by the steering gear box 6 through bearings 3d, 3e, and 3f at its upper, middle, and lower portions.

また、電動パワーステアリング装置110は、操向ハンドル3による操舵力(操舵トルク)を軽減するための補助操舵力(補助トルク)を供給する電動機4を備えており、この電動機4の出力軸に設けられたウォームギア5aが、ピニオン軸7に設けられたウォームホイールギア5bに噛合している。すなわち、ウォームギア5aとウォームホイールギア5bとで減速機構が構成されている。また、電動機4の回転子と電動機4に連結されているウォームギア5a、ウォームホイールギア5b、ピニオン軸7、ラック軸8、ラック歯8a、タイロッド9、9などにより、ステアリング系が構成される。   In addition, the electric power steering device 110 includes an electric motor 4 that supplies auxiliary steering force (auxiliary torque) for reducing the steering force (steering torque) by the steering handle 3, and is provided on the output shaft of the electric motor 4. The worm gear 5a thus engaged meshes with the worm wheel gear 5b provided on the pinion shaft 7. That is, the worm gear 5a and the worm wheel gear 5b constitute a speed reduction mechanism. The worm gear 5a, the worm wheel gear 5b, the pinion shaft 7, the rack shaft 8, the rack teeth 8a, the tie rods 9, 9 and the like connected to the rotor of the motor 4 and the motor 4 constitute a steering system.

電動機4は、複数の界磁コイルを備えた固定子(図示せず)とこの固定子の内部で回動する回転子(図示せず)からなる3相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギー(P=ωT)に変換するものである。ここで、ωは電動機4の回転速度であり、Tは電動機4の発生トルクである。また、発生トルクTと実際に出力として取り出すことができる出力トルクT との関係は、次式によって表現される。(i:ウォームギア5aとウォームホイールギア5bとの減速比)
=T−(cdθ/dt+Jθ/dt)i・・・(1)
この式より、出力トルクT と電動機回転角θとの関係は、電動機4の回転子の慣性モーメントJと粘性係数cとによって規定され、車両特性や車両状態に無関係である。
The electric motor 4 is a three-phase brushless motor including a stator (not shown) having a plurality of field coils and a rotor (not shown) that rotates inside the stator, and mechanically transfers electric energy. It is converted into energy (P M = ωT M ). Here, omega is the rotational speed of the electric motor 4, T M is the torque generated by the motor 4. Further, the relationship between the generated torque T M and the output torque T M * that can actually be extracted as an output is expressed by the following equation. (I: Reduction ratio between the worm gear 5a and the worm wheel gear 5b)
T M * = T M − (c mm / dt + J m d 2 θ m / dt 2 ) i 2 (1)
From this equation, the relationship between the output torque T M * and the motor rotation angle θ m is defined by the inertia moment J m of the rotor of the motor 4 and the viscosity coefficient cm, and is independent of the vehicle characteristics and the vehicle state.

ここで、操向ハンドル3に加えられる操舵トルクをTs、減速機構を介して倍力された電動機4の発生トルク(補助トルク)によりアシストするアシスト量Aの係数を、例えば、車速Vの関数として変化するk(V)とする。この場合、A=k(V)×Tsであるから、路面負荷であるピニオントルクをTpは、
Tp=Ts+A
=Ts+k(V)×Ts
となる。これより、操舵トルクTsは、
Ts=Tp/(1+k(V))・・・(2)
と表現される。
Here, the steering torque applied to the steering wheel 3 Ts, the coefficients of the assist amount A H, which assists the torque of the motor 4 which is boosted through a reduction mechanism (auxiliary torque), for example, a function of the vehicle speed V As k A (V). In this case, since A H = k A (V) × Ts, the pinion torque that is the road surface load Tp is
Tp = Ts + A H
= Ts + k A (V) × Ts
It becomes. From this, the steering torque Ts is
Ts = Tp / (1 + k A (V)) (2)
It is expressed.

したがって、操舵トルクTsは、ピニオントルクTp(負荷)の1/(1+k(V))倍に軽減される。例えば、車速V=0のときにk(0)=2ならば、操舵トルクTsは、ピニオントルクTpの1/3の軽さに制御され、車速V=100km/hのときに、k(100)=0ならば、操舵トルクTsは、ピニオントルクTpと等しくなり、マニュアルステアリングと同等のしっかりとした重さの操舵感に制御される。すなわち、車速Vに応じて操舵トルクTsを制御することにより、低速走行時には軽やかに、高速走行時にはしっかりとした安定な操舵感が付与される。 Therefore, the steering torque Ts is reduced to 1 / (1 + k A (V)) times the pinion torque Tp (load). For example, if k A (0) = 2 when the vehicle speed V = 0, the steering torque Ts is controlled to be 1/3 lighter than the pinion torque Tp, and k A when the vehicle speed V = 100 km / h. If (100) = 0, the steering torque Ts becomes equal to the pinion torque Tp, and the steering feeling is controlled to a solid weight equivalent to that of manual steering. That is, by controlling the steering torque Ts according to the vehicle speed V, a light and stable steering feeling can be imparted lightly at low speeds and firmly at high speeds.

また、一般的に操舵トルクTsは、
Ts=J・dθ/dt+C・dθ/dt+K(θ−θ)・・・(3)
となることがわかっている。
ここで、θは操舵回転角であり、θは、電動機回転角θを減速機構の回転比nで除した値である。また、Jはステアリング系の慣性係数(イナーシャ)であり、Cはステアリング系の粘性係数(ダンパ)であり、Kはベース信号係数である。この式も(1)式と同様に車両特性や車両状態に無関係である。
In general, the steering torque Ts is
Ts = J · d 2 θ S / dt 2 + C · dθ S / dt + K (θ S −θ F ) (3)
I know that
Here, θ S is a steering rotation angle, and θ F is a value obtained by dividing the motor rotation angle θ m by the rotation ratio n M of the speed reduction mechanism. J is the inertia coefficient (inertia) of the steering system, C is the viscosity coefficient (damper) of the steering system, and K is the base signal coefficient. This formula is also irrelevant to the vehicle characteristics and the vehicle state, like the formula (1).

このとき、操舵フィーリングを評価するにあたり、慣性モーメントの有無による操舵反力の差異に着目し、入力トルクと反力トルク(慣性トルク)との比Evを評価関数として慣性モーメントを評価することができる。この評価関数を用いた評価結果により、ステアリング系の慣性係数J、および、ステアリング系廻りの粘性を無視した点Ev0の周辺に操舵フィーリング評価の高い領域があることがわかった。
ここで、比Evは、
Ev=Tdet/Ts=K(θ−θ)/Ts・・・(4)
である。これにより、TsからTdet=K(θ−θ)までの伝達関数のゲイン特性をEv0以下とするような補償器H(S)を求めることができる。
At this time, in evaluating the steering feeling, paying attention to the difference in the steering reaction force due to the presence or absence of the moment of inertia, the moment of inertia can be evaluated using the ratio Ev between the input torque and the reaction torque (inertia torque) as an evaluation function. it can. From the evaluation results using this evaluation function, it was found that there is a region where the steering feeling evaluation is high in the vicinity of the inertia coefficient J of the steering system and the point Ev0 where the viscosity around the steering system is ignored.
Here, the ratio Ev is
Ev = Tdet / Ts = K (θ S −θ F ) / Ts (4)
It is. Thereby, it is possible to obtain a compensator H (S) that makes the gain characteristic of the transfer function from Ts to Tdet = K (θ S −θ F ) equal to or less than Ev0.

H∞制御により求められる補償器は、対象モデルおよび周波数重み関数の次数により決まるため、通常のマイクロコンピュータでは実現困難な高い次数の補償器となる。そこで、ステアリング系を制御する上で必要な周波数帯に焦点を絞って補償器の次数を低減することにした。
例えば、零点・極をそれぞれ4個ずつ持つように、伝達関数Hf(S)を、
Hf(S)=8.88(S+140)(S+65.1)(S+30.1)(S+1.77)/{(S+1730)(S+209)(S+37.1)(S+15.6)}
に設定することができる。なお、伝達関数Hf(S)のゲイン特性は微分特性を備えている。
Since the compensator obtained by the H∞ control is determined by the target model and the order of the frequency weighting function, it becomes a high-order compensator that is difficult to realize with a normal microcomputer. Therefore, the order of the compensator was reduced by focusing on the frequency band necessary for controlling the steering system.
For example, the transfer function Hf (S) is set to have four zeros and four poles.
Hf (S) = 8.88 (S + 140) (S + 65.1) (S + 30.1) (S + 1.77) / {(S + 1730) (S + 209) (S + 37.1) (S + 15.6)}
Can be set to Note that the gain characteristic of the transfer function Hf (S) has a differential characteristic.

また、電動パワーステアリング装置110は、電動機4を駆動する電動機駆動回路23と、レゾルバ25と、ピニオン軸7に加えられるピニオントルクTpを検出するトルクセンサSと、トルクセンサSの出力を増幅する差動増幅回路21と、車速センサSとを備えている。そして、全輪操舵装置100の操舵制御ECU130は、電動パワーステアリング装置110と不離一体の機能部である電動機4を駆動制御する、前輪転舵角制御部130a及び後輪転舵角制御部130b(図5参照)を有している。 Moreover, amplification electric power steering apparatus 110 includes a motor drive circuit 23 for driving the electric motor 4, a resolver 25, a torque sensor S T for detecting the pinion torque Tp applied to the pinion shaft 7, the output of the torque sensor S T a differential amplifier circuit 21, and a vehicle speed sensor S V. Then, the steering control ECU 130 of the all-wheel steering device 100 drives and controls the electric motor 4, which is a functional unit that is not separated from the electric power steering device 110, and the front wheel turning angle control unit 130a and the rear wheel turning angle control unit 130b (see FIG. 5).

電動機駆動回路23は、例えば、3相のFETブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、前輪転舵角制御部130aからのDUTY(DU、DV、DW)信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機4を駆動するものである。また、電動機駆動回路23は図示しないホール素子を用いて3相の電動機電流I(IU、IV、IW)を検出する機能を備えている。レゾルバ25は、電動機4の電動機回転角θを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。 The motor drive circuit 23 includes a plurality of switching elements such as a three-phase FET bridge circuit, for example, and uses a DUTY (DU, DV, DW) signal from the front wheel turning angle control unit 130a to generate a rectangular wave voltage. The motor 4 is generated and driven. The motor drive circuit 23 has a function of detecting a three-phase motor current I (IU, IV, IW) using a hall element (not shown). The resolver 25 detects an electric motor rotation angle θ m of the electric motor 4 and outputs an angle signal θ. For example, a magnetic sensor provided with a plurality of uneven portions at equal intervals in the circumferential direction is provided as a sensor for detecting a change in magnetoresistance. There is something close to the rotating body.

トルクセンサSは、ピニオン軸7に加えられるピニオントルクTpを検出するものであり、ピニオン軸7の軸方向2箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸7に離間して挿入されている。差動増幅回路21は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した2つの磁性膜の透磁率変化の差分を増幅し、トルク信号Tを出力するものである。 Torque sensor S T is used to detect the pinion torque Tp applied to the pinion shaft 7, a magnetic film so that the opposite direction of the anisotropy in the axial direction two portions of the pinion shaft 7 is deposited, the magnetic A detection coil is inserted on the surface of the membrane so as to be separated from the pinion shaft 7. The differential amplifier circuit 21 amplifies the difference in permeability change between the two magnetic films detected by the detection coil as an inductance change, and outputs a torque signal T.

車速センサSは、車両の車速Vを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号VSを出力する。
操舵制御ECU130の機能構成については、電動パワーステアリング装置110の制御および後輪転舵装置120L・120Rの制御とまとめて後記する。
A vehicle speed sensor S V is for detecting the vehicle speed V of the vehicle as a pulse number per unit time, and outputs a vehicle speed signal VS.
The functional configuration of the steering control ECU 130 will be described later together with the control of the electric power steering device 110 and the control of the rear wheel steering devices 120L and 120R.

3.後輪転舵装置の構成
次に、図3及び図4を参照しながら後輪転舵装置の構成を説明する。
図3は左後輪側の後輪転舵装置を示す平面図であり、図4は後輪転舵装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
3. Configuration of Rear Wheel Steering Device Next, the configuration of the rear wheel steering device will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a plan view showing the rear wheel steering device on the left rear wheel side, and FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of the actuator of the rear wheel steering device.

後輪転舵装置120L・120Rは、車両の左右の後輪2L・2Rにそれぞれ取り付けられるものであり、図3では、左後輪2Lを例にとり後輪転舵装置120Lを示している。後輪転舵装置120L・120Rは、アクチュエータ30、後輪転舵駆動制御装置(以下、「後輪転舵駆動制御ECU」と称する。)37を備えている。なお、図3は、左側の後輪2Lのみを示しているが、右側の後輪2Rについても同様(対称)にして取り付けられている。   The rear wheel steering devices 120L and 120R are respectively attached to the left and right rear wheels 2L and 2R of the vehicle. FIG. 3 shows the rear wheel steering device 120L taking the left rear wheel 2L as an example. The rear wheel steering devices 120L and 120R include an actuator 30 and a rear wheel steering drive control device (hereinafter referred to as “rear wheel steering drive control ECU”) 37. Note that FIG. 3 shows only the left rear wheel 2L, but the right rear wheel 2R is also attached in the same manner (symmetrical).

車体のリアサイドフレーム11に略車幅方向に延びるクロスメンバ12の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、略車体前後方向に延びるトレーリングアーム13の前端がクロスメンバ12車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム13の後端に後輪2Lが固定されている。   An end portion in the vehicle width direction of the cross member 12 extending substantially in the vehicle width direction is elastically supported by the rear side frame 11 of the vehicle body. The front end of the trailing arm 13 extending substantially in the vehicle longitudinal direction is supported near the end of the cross member 12 in the vehicle width direction. A rear wheel 2L is fixed to the trailing end of the trailing arm 13.

トレーリングアーム13は、クロスメンバ12に装着される車体側アーム13aと、後輪2Lに固定される車輪側アーム13bとが、略鉛直方向の回動軸13cを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム13が車幅方向へ変位することが可能となっている。   The trailing arm 13 is configured by connecting a vehicle body side arm 13a attached to the cross member 12 and a wheel side arm 13b fixed to the rear wheel 2L via a rotation shaft 13c in a substantially vertical direction. Yes. Thereby, the trailing arm 13 can be displaced in the vehicle width direction.

前記アクチュエータ30は、その一端が車輪側アーム13bの回転軸13cから前方側の前端部にボールジョイント16を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ12にボールジョイント17を介して取り付けられている。   One end of the actuator 30 is attached to the front end portion on the front side from the rotating shaft 13c of the wheel side arm 13b via the ball joint 16, and the other end is attached to the cross member 12 via the ball joint 17.

図4に示すように、アクチュエータ30は、電動機31、減速機構33、送りねじ部35などを備えて構成されている。
電動機31は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータなどで構成されている。
減速機構33は、例えば、2段のプラネタリギア(図示せず)などが組み合わされて構成されている。
送りねじ部35は、円筒状に形成されたロッド35aと、スクリュー溝35bが形成されてロッド35aの内部に挿入されるナット35cと、スクリュー溝35bと噛合してロッド35aを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸35dとを備えて構成されている。スクリュー軸35dは、減速機構33および電動機31とともに細長形状のケース本体34内に収容され、減速機構33の一端が電動機31の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸35dと連結されている。
電動機31からの動力が、減速機構33を介してスクリュー軸35dに伝達されてスクリュー軸35dが回転することで、ロッド35aがケース本体34に対して図示左右方向(軸方向)に伸縮自在に動作するようになっている。また、アクチュエータ30にはブーツ36が取り付けられて、外部からの埃や水などの異物が浸入しないようなっている。
As shown in FIG. 4, the actuator 30 includes an electric motor 31, a speed reduction mechanism 33, a feed screw portion 35, and the like.
The electric motor 31 includes a brush motor or a brushless motor that can rotate in both forward and reverse directions.
The speed reduction mechanism 33 is configured by combining, for example, a two-stage planetary gear (not shown).
The feed screw portion 35 is movable in the axial direction by meshing with the rod 35a formed in a cylindrical shape, a nut 35c formed with a screw groove 35b and inserted into the rod 35a, and the screw groove 35b. And a screw shaft 35d to be supported. The screw shaft 35d is housed in an elongated case body 34 together with the speed reduction mechanism 33 and the electric motor 31, and one end of the speed reduction mechanism 33 is connected to the output shaft of the electric motor 31 and the other end is connected to the screw shaft 35d.
The power from the electric motor 31 is transmitted to the screw shaft 35d via the speed reduction mechanism 33, and the screw shaft 35d rotates, so that the rod 35a can be extended and retracted in the horizontal direction (axial direction) in the figure with respect to the case body 34. It is supposed to be. Further, a boot 36 is attached to the actuator 30 so that foreign matter such as dust and water from the outside does not enter.

また、アクチュエータ30には、ロッド35aの位置(伸縮量)を検出するストロークセンサ38が設けられている。このストロークセンサ38は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ38を用いて位置を検出することにより、後輪2L・2Rのトーイン、トーアウトの舵角(トー角)を個別に高精度に検出できるようになっている。   Further, the actuator 30 is provided with a stroke sensor 38 for detecting the position (expansion / contraction amount) of the rod 35a. The stroke sensor 38 includes, for example, a magnet and can detect the position using magnetism. Thus, by detecting the position using the stroke sensor 38, the steering angle (toe angle) of the toe-in and toe-out of the rear wheels 2L and 2R can be individually detected with high accuracy.

このように構成されたアクチュエータ30は、ロッド35aの先端に設けられたボールジョイント16がトレーリングアーム13の車輪側アーム13b(図3参照)に回動自在に連結され、ケース本体34の基端に設けられたボールジョイント17がクロスメンバ12(図3参照)に回動自在に連結されている。電動機31の動力によってスクリュー軸35dが回転してロッド35aが伸びる(図4の左方向)と、車輪側アーム13bが車幅方向外側(図3の左方向)に押圧されて、後輪2Lが左方向に旋回し、またロッド35aが縮む(図4の右方向)と、車輪側アーム13bが車幅方向内側(図3の右方向)に引かれて、後輪2Lが右方向に旋回する。   In the actuator 30 configured in this manner, the ball joint 16 provided at the distal end of the rod 35a is rotatably connected to the wheel side arm 13b (see FIG. 3) of the trailing arm 13, and the base end of the case main body 34 is connected. Is connected to the cross member 12 (see FIG. 3) in a freely rotatable manner. When the screw shaft 35d is rotated by the power of the electric motor 31 and the rod 35a extends (left direction in FIG. 4), the wheel side arm 13b is pressed outward in the vehicle width direction (left direction in FIG. 3), and the rear wheel 2L When the vehicle turns leftward and the rod 35a contracts (rightward in FIG. 4), the wheel side arm 13b is pulled inward in the vehicle width direction (rightward in FIG. 3), and the rear wheel 2L turns rightward. .

なお、アクチュエータ30のボールジョイント16が取り付けられる場所は、ナックルなど後輪2Lのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム13bに限定されるものではない。また、本実施形態において後輪転舵装置120L・120Rはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したが、それに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。   The place where the ball joint 16 of the actuator 30 is attached is not limited to the wheel side arm 13b as long as the toe angle of the rear wheel 2L can be changed, such as a knuckle. In the present embodiment, the rear wheel steering devices 120L and 120R are shown as examples applied to a semi-trailing arm type independent suspension type suspension. However, the present invention is not limited to this, and other suspension type suspension devices may be used. It can also be applied to suspensions.

また、アクチュエータ30には、後輪転舵駆動制御ECU37が一体に構成されている。後輪転舵駆動制御ECU37は、アクチュエータ30のケース本体34に固定され、ストロークセンサ38とコネクタなどを介して接続されて構成されている。
後輪転舵駆動制御ECU37には、車両に搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。また、操舵制御ECU130、電動機駆動回路23にも前記とは別系統でバッテリなどの電源から電力が供給される(図示せず)。
The actuator 30 is integrally configured with a rear wheel steering drive control ECU 37. The rear wheel steering drive control ECU 37 is configured to be fixed to the case body 34 of the actuator 30 and connected to the stroke sensor 38 via a connector or the like.
The rear wheel steering drive control ECU 37 is supplied with electric power from a power source such as a battery (not shown) mounted on the vehicle. The steering control ECU 130 and the motor drive circuit 23 are also supplied with electric power from a power source such as a battery (not shown) in a separate system.

4.操舵制御ECUの機能構成
次に、図5から図8を参照しながら操舵制御ECUの機能を説明する。
図5は操舵制御ECUと後輪転舵駆動制御ECUとの機能関係も示す操舵制御ECU全体の機能ブロック図であり、図6はベース信号演算部およびダンパ補償信号演算部の特性を示す図であり、図7は図5におけるヨーレートフィードバックトルク補正演算部の詳細な機能ブロック図であり、図8はヨーレートフィードバックトルク補正演算部の特性を示す図である。
4). Functional Configuration of Steering Control ECU Next, functions of the steering control ECU will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a functional block diagram of the entire steering control ECU showing the functional relationship between the steering control ECU and the rear wheel steering drive control ECU, and FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the base signal calculation unit and the damper compensation signal calculation unit. 7 is a detailed functional block diagram of the yaw rate feedback torque correction calculation unit in FIG. 5, and FIG. 8 is a diagram showing characteristics of the yaw rate feedback torque correction calculation unit.

操舵制御ECU130は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備えるコンピュータおよびプログラム、周辺回路などからなり、図5の機能構成図に記載される機能を実現する。
図5に示すように操舵制御ECU130は、電動パワーステアリング装置110を制御する前輪転舵角制御部130aと、後輪2L・2Rのトー角を制御する後輪転舵角制御部130bを備えている。
The steering control ECU 130 includes a computer and a program including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a peripheral circuit, and the like, and has functions described in the functional configuration diagram of FIG. Realize.
As shown in FIG. 5, the steering control ECU 130 includes a front wheel turning angle control unit 130a that controls the electric power steering device 110, and a rear wheel turning angle control unit 130b that controls the toe angles of the rear wheels 2L and 2R. .

4.1.前輪転舵角制御部
まず、図5、図6を参照しながら適宜図2を参照して前輪転舵角制御部130aについて説明する。
前輪転舵角制御部130aは、ベース信号演算部51と、ダンパ補償信号演算部52と、イナーシャ補償信号演算部53と、Q軸(トルク軸)PI制御部54と、D軸(磁極軸)PI制御部55と、2軸3相変換部56と、PWM変換部57と、3相2軸変換部58と、電動機速度算出部67と、励磁電流生成部59とを備える。
4.1. Front Wheel Turning Angle Control Unit First, the front wheel turning angle control unit 130a will be described with reference to FIGS.
The front wheel turning angle control unit 130a includes a base signal calculation unit 51, a damper compensation signal calculation unit 52, an inertia compensation signal calculation unit 53, a Q axis (torque axis) PI control unit 54, and a D axis (magnetic pole axis). A PI control unit 55, a two-axis three-phase conversion unit 56, a PWM conversion unit 57, a three-phase two-axis conversion unit 58, an electric motor speed calculation unit 67, and an excitation current generation unit 59 are provided.

3相2軸変換部58は、電動機駆動回路23が検出する、電動機4(図2参照)の3相電流IU・IV・IWを、電動機4の回転子の磁極軸であるD軸と、このD軸に対して電気的に90度回転した軸であるQ軸との2軸に変換するものであり、Q軸電流IQは電動機4の発生トルクTに比例し、D軸電流IDは励磁電流に比例する。電動機速度算出部67は、電動機4の角度信号θを微分演算して角速度信号ωを生成する。励磁電流生成部59は、電動機4(図2参照)の励磁電流の目標信号を生成するが、必要に応じD軸電流とQ軸電流とを略等しくすることにより、弱め界磁制御を行うことができる。 The three-phase two-axis converter 58 detects the three-phase currents IU, IV, and IW of the motor 4 (see FIG. 2) detected by the motor drive circuit 23, the D axis that is the magnetic pole axis of the rotor of the motor 4, and the is intended to convert the two axes of the Q axis is an axis rotated 90 electrical degrees with respect to the D-axis, Q-axis current IQ is proportional to the generated torque T M of the motor 4, D-axis current ID is energized Proportional to current. The motor speed calculator 67 differentiates the angle signal θ of the motor 4 to generate an angular speed signal ω. The excitation current generator 59 generates a target signal for the excitation current of the electric motor 4 (see FIG. 2), and can perform field-weakening control by making the D-axis current and the Q-axis current substantially equal if necessary. .

ベース信号演算部51は、トルク信号Tと車速信号VSとから出力トルクT の目標信号IMの基準となるベース信号Dを生成する。この信号生成は、予め実験測定などによって設定されたべーステーブル51aをトルク信号Tと車速信号VSとにもとづいて参照することによって行われ、図6(a)にべーステーブル51aに格納されているベース信号Dの関数を示す。ベース信号演算部51は、トルク信号Tの値が小さいときはベース信号Dがゼロに設定される不感帯N1が設けられ、トルク信号Tの値がこの不感帯N1よりも大きくなるとゲインG1で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部51は、所定のトルク値の範囲内では、出力はゲインG2で増加し、さらにトルク値が増加すると出力が飽和する特性を備えている。
また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷(路面反力)が異なるため、車速信号VSによりゲインが調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部51は、車速Vが大きく高速になるにしたがってゲイン(G1、G2)を低く、かつ、不感帯N1を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。すなわち、車速Vの増大に応じてしっかりとした操舵トルクTsの手応え感が付与される。このとき、マニュアルステアリング領域においてもイナーシャ補償がなされることが必要である。
The base signal calculation unit 51 generates a base signal D T that serves as a reference for the target signal IM of the output torque T M * from the torque signal T and the vehicle speed signal VS. This signal generation is performed by referring to the base table 51a set in advance by experimental measurement based on the torque signal T and the vehicle speed signal VS, and the base signal stored in the base table 51a in FIG. 6 (a). The function of DT is shown. When the value of the torque signal T is small, the base signal calculation unit 51 is provided with a dead band N1 in which the base signal DT is set to zero. When the value of the torque signal T becomes larger than the dead band N1, the base signal calculation unit 51 is linear with a gain G1. It has an increasing characteristic. Further, the base signal calculation unit 51 has a characteristic that the output increases with the gain G2 within a predetermined torque value range, and the output is saturated when the torque value further increases.
In general, since the load on the road surface (road reaction force) varies depending on the traveling speed, the vehicle has a gain adjusted by the vehicle speed signal VS. The load is heaviest during stationary operation at zero vehicle speed, and the load is relatively light at medium and low speeds. For this reason, the base signal calculation unit 51 sets the gain (G1, G2) to be low and the dead zone N1 to be large as the vehicle speed V increases and increases to increase the manual steering area and to provide road surface information to the driver. To give. That is, as the vehicle speed V increases, a firm feeling of steering torque Ts is given. At this time, it is necessary to perform inertia compensation also in the manual steering region.

図5に戻り、ダンパ補償信号演算部52は、ステアリング系が備える粘性を補償するため、また車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補償するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、角速度信号ωに基づいてダンパテーブル52aを参照することによって行われる。図6(b)は、ダンパテーブル52aの特性関数を示す図であり、電動機4(図2参照)の回転速度ωが増加するほど補償値Iが直線的に増加し、所定速度で補償値が急激に増加する特性を備えている。また、車速信号VSの値が高いほど、つまり、車速Vが大きいほど、ゲインを大きくして電動機4の回転速度、すなわち、転舵速度に応じて電動機4の出力トルクT を減衰させている。言い換えれば、電動機4に大きな電流が供給されて回転速度が速くなるのを回避するために、ダンパ補償信号演算部52は、電動機4の回転速度を抑制制御している。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドルの収斂性を向上させ、車両特性を安定化させることができる。 Returning to FIG. 5, the damper compensation signal calculation unit 52 is provided to compensate for the viscosity of the steering system and to have a steering damper function for compensating for a decrease in convergence when the vehicle travels at a high speed. This is performed by referring to the damper table 52a based on the angular velocity signal ω. FIG. 6B is a diagram illustrating a characteristic function of the damper table 52a. The compensation value I increases linearly as the rotational speed ω of the electric motor 4 (see FIG. 2) increases, and the compensation value is increased at a predetermined speed. It has characteristics that increase rapidly. Further, as the value of the vehicle speed signal VS is higher, that is, as the vehicle speed V is larger, the gain is increased to attenuate the output torque T M * of the electric motor 4 according to the rotational speed of the electric motor 4, that is, the turning speed. Yes. In other words, the damper compensation signal calculation unit 52 controls the rotation speed of the motor 4 to be suppressed in order to avoid a large current being supplied to the motor 4 to increase the rotation speed. Due to this steering damper effect, the convergence of the steering wheel can be improved and the vehicle characteristics can be stabilized.

再び図5に戻り、加算器61は、ベース信号演算部51の出力信号Dからダンパ補償信号演算部52の出力信号(補償値I)を減算するものであり、加算器62は、加算器61の出力信号とイナーシャ補償信号演算部53の出力信号とを加算するものである。
なお、ベース信号演算部51とダンパ補償信号演算部52と加算器61とでアシスト制御が行われる。
Returning to FIG. 5 again, the adder 61 subtracts the output signal (compensation value I) of the damper compensation signal calculation unit 52 from the output signal DT of the base signal calculation unit 51. The adder 62 The output signal 61 and the output signal of the inertia compensation signal calculation unit 53 are added.
The base signal calculation unit 51, the damper compensation signal calculation unit 52, and the adder 61 perform assist control.

イナーシャ補償信号演算部53は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、トルク信号Tがイナーシャテーブル53aを参照することによって演算され、格納されているテーブルの伝達関数Hf(S)は、例えば、
Hf(S)=8.88(S+140)(S+65.1)(S+30.1)(S+1.77)/{(S+1730)(S+209)(S+37.1)(S+15.6)}
である。
The inertia compensation signal calculation unit 53 compensates for the influence of inertia of the steering system, the torque signal T is calculated by referring to the inertia table 53a, and the transfer function Hf (S) of the stored table is For example,
Hf (S) = 8.88 (S + 140) (S + 65.1) (S + 30.1) (S + 1.77) / {(S + 1730) (S + 209) (S + 37.1) (S + 15.6)}
It is.

また、イナーシャ補償信号演算部53は、電動機4の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機4は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部53は、電動機4の回転方向の切り替わりが操向ハンドル3の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部53は、ステアリング系の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵感を付与している。
また、FF(Front engine Front wheel drive)やFR(Front engine Rear wheel drive)車、RV(Recreation Vehicle)やセダンなどの車両特性や車速、路面などの車両状態によって異なる操舵特性に対して、実用上十分な特性が付与される。
Further, the inertia compensation signal calculation unit 53 compensates for a decrease in responsiveness due to the inertia of the rotor of the electric motor 4. In other words, when switching the rotation direction from the normal rotation to the reverse rotation or from the reverse rotation to the normal rotation, the electric motor 4 tries to maintain the state by inertia, so the rotation direction is not switched immediately. Therefore, the inertia compensation signal calculation unit 53 performs control so that the switching of the rotation direction of the electric motor 4 coincides with the timing at which the rotation direction of the steering handle 3 is switched. In this manner, the inertia compensation signal calculation unit 53 improves the response delay of the steering due to the inertia and viscosity of the steering system and provides a clean steering feeling.
It is also practical for vehicle characteristics such as front engine front wheel drive (FF), front engine rear wheel drive (FR), recreation vehicle (RV), and sedan, and steering characteristics that vary depending on vehicle conditions such as vehicle speed and road surface. Sufficient properties are imparted.

加算器62の出力信号IMは、電動機4(図2参照)のトルクを規定するQ軸電流の目標信号である。
加算器63は、出力信号IMに対して、ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72から出力される、現在の前輪の転舵角(タイヤ角とも言う)δとヨーレートγなどに応じて設定されるヨーレートゲインを反映し、ヨーレートγ、車速Vにもとづいて算出されるヨーレートフィードバックトルク補正値I(以下、単に「補正値I」と称する場合がある。)を減算して、出力信号IMを加算器64に出力する。
ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72の詳細な説明は後記する。
The output signal IM 1 of the adder 62 is a Q-axis current target signal that defines the torque of the electric motor 4 (see FIG. 2).
The adder 63 outputs a yaw rate set according to the current front wheel turning angle (also referred to as tire angle) δ, yaw rate γ, etc., output from the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 with respect to the output signal IM 1 . A yaw rate feedback torque correction value I Y (hereinafter simply referred to as “correction value I Y ”) calculated based on the yaw rate γ and the vehicle speed V is subtracted to reflect the gain, and the output signal IM 2 is subtracted. The result is output to the adder 64.
A detailed description of the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 will be given later.

加算器64は出力信号IMからQ軸電流IQを減算し、偏差信号IEを生成する。Q軸(トルク軸)PI制御部54は、偏差信号IEが減少するように、P(比例)制御およびI(積分)制御を行う。
加算器65は、励磁電流生成部59の出力信号からD軸電流IDを減算するものである。D軸(磁極軸)PI制御部55は、加算器65の出力信号が減少するようにPI帰還制御を行う。
The adder 64 subtracts the Q-axis current IQ from the output signal IM 2, and generates a deviation signal IE. The Q-axis (torque axis) PI control unit 54 performs P (proportional) control and I (integral) control so that the deviation signal IE decreases.
The adder 65 subtracts the D-axis current ID from the output signal of the exciting current generator 59. The D-axis (magnetic pole axis) PI control unit 55 performs PI feedback control so that the output signal of the adder 65 decreases.

2軸3相変換部56は、Q軸(トルク軸)PI制御部54の出力信号VQとD軸(磁極軸)PI制御部55の出力信号VDとの2軸信号を3相信号UU・UV・UWに変換する。PWM変換部57は、3相信号UU・UV・UWの大きさに比例したパルス幅のON/OFF信号[PWM(Pulse Width Modulation)信号]であるデューティ信号(DU、DV、DW)を生成する。
なお、2軸3相変換部56、及びPWM変換部57は、電動機4(図2参照)の角度信号θが入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
The two-axis three-phase conversion unit 56 converts the two-axis signal of the output signal VQ of the Q-axis (torque axis) PI control unit 54 and the output signal VD of the D-axis (magnetic pole axis) PI control unit 55 into a three-phase signal UU / UV. -Convert to UW. The PWM converter 57 generates a duty signal (DU, DV, DW) that is an ON / OFF signal [PWM (Pulse Width Modulation) signal] having a pulse width proportional to the magnitude of the three-phase signals UU, UV, UW. .
In addition, the angle signal θ of the electric motor 4 (see FIG. 2) is input to the biaxial three-phase conversion unit 56 and the PWM conversion unit 57, and a signal corresponding to the magnetic pole position of the rotor is output.

4.2.後輪転舵角制御部
次に、図5、図7及び図8を参照しながら後輪転舵角制御部130bについて説明する。図5に示すように後輪転舵角制御部130bは、前輪転舵角演算部68、後輪目標転舵角診断部73、後輪目標転舵角演算部71、ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72を有する。
4.2. Rear wheel turning angle control unit Next, the rear wheel turning angle control unit 130b will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the rear wheel turning angle control unit 130 b includes a front wheel turning angle calculation unit 68, a rear wheel target turning angle diagnosis unit 73, a rear wheel target turning angle calculation unit 71, and a yaw rate feedback torque correction calculation unit 72. Have

4.2.1.前輪転舵角演算部
前輪転舵角演算部68は、レゾルバ25から出力される回転角から前輪の転舵角δを算出し、後輪目標転舵角演算部71とヨーレートフィードバックトルク補正演算部72に入力する。
後輪目標転舵角演算部71は、車速信号VSと、前輪1L・1Rの転舵角δとその転舵角速度に比例する電動機4の回転速度ωとから後輪2L・2Rのそれぞれのトー角の目標値を生成する。この目標値生成は、予め設定された後輪転舵角テーブル71aを転舵角δ、車速VS、回転速度ωとにもとづいて参照することによって行なわれる。
車速が所定の低速の範囲では、転舵角δに応じて後輪2L・2Rが逆位相に、小回りがしやすいように各後輪のトー角の目標値が生成される。
4.2.1. Front wheel turning angle calculation unit The front wheel turning angle calculation unit 68 calculates the turning angle δ of the front wheels from the rotation angle output from the resolver 25, and the rear wheel target turning angle calculation unit 71 and the yaw rate feedback torque correction calculation unit. 72.
The rear wheel target turning angle calculation unit 71 calculates the toe of each of the rear wheels 2L and 2R from the vehicle speed signal VS, the turning angle δ of the front wheels 1L and 1R, and the rotational speed ω of the electric motor 4 proportional to the turning angular speed. Generate a target value for the corner. This target value generation is performed by referring to a preset rear wheel turning angle table 71a based on the turning angle δ, the vehicle speed VS, and the rotational speed ω.
In a range where the vehicle speed is a predetermined low speed, a target value of the toe angle of each rear wheel is generated so that the rear wheels 2L and 2R can be easily turned in an opposite phase according to the turning angle δ.

前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲では、回転速度ωの絶対値が所定の値以下で、かつ、転舵角δが左右の所定の範囲以内の場合は、転舵角δに応じて同位相に各後輪のトー角の目標値が設定される。つまり、レーンチェンジにおける横すべり角βを小さくするように各後輪のトー角の目標値が設定される。しかし、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、回転速度ωの絶対値が所定の値を超えるか、または、転舵角δが左右の所定の範囲を超える場合は、転舵角δに応じた逆位相に各後輪のトー角の目標値が設定される。後輪目標転舵角演算部71で生成されたトー角の目標値はヨーレートフィードバックトルク補正演算部72と後輪転舵装置120L・120Rのそれぞれの後輪転舵駆動制御ECU37に入力される。
なお、後輪目標舵角演算部71で生成されるトー角の目標値は、アッカーマン・ジャントのジオメトリに従うようになっている。
In a high speed range exceeding the predetermined low speed range, when the absolute value of the rotational speed ω is equal to or less than a predetermined value and the turning angle δ is within a predetermined range on the left and right, depending on the turning angle δ The target value of the toe angle of each rear wheel is set in the same phase. That is, the target value of the toe angle of each rear wheel is set so as to reduce the side slip angle β in the lane change. However, when the absolute value of the rotational speed ω exceeds a predetermined value in a high speed range exceeding the predetermined low speed range, or the turning angle δ exceeds a predetermined range on the left and right, the turning angle δ The target value of the toe angle of each rear wheel is set to the opposite phase according to The target value of the toe angle generated by the rear wheel target turning angle calculation unit 71 is input to the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 and the rear wheel turning drive control ECU 37 of each of the rear wheel turning devices 120L and 120R.
It should be noted that the target value of the toe angle generated by the rear wheel target rudder angle calculation unit 71 follows the geometry of Ackerman Jant.

4.2.2.ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72
ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72の詳細な構成を、図7を参照しながら説明する。ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72は、ヨーレートゲイン算出部72a、ヨーレートフィードバックトルク補正値算出部72b、ヨーレートフィードバックマップ72cを備えている。
4.2.2. Yaw rate feedback torque correction calculation unit 72
A detailed configuration of the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 will be described with reference to FIG. The yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 includes a yaw rate gain calculation unit 72a, a yaw rate feedback torque correction value calculation unit 72b, and a yaw rate feedback map 72c.

ヨーレートゲイン算出部72aは、車速V、ヨーレートγ、前輪の転舵角δ、及び後記する後輪目標転舵角断部73から受信する失陥信号αに基づいて、後輪転舵装置120R・120Lの失陥状態におけるヨーレートゲインGを算出する。このヨーレートゲインGの算出は、失陥信号αを受信したことにより、後輪転舵装置120R・120Lが失陥状態にあると判断された場合に開始され、車速V、ヨーレートγ及び前輪の転舵角δに基づいて行われる。つまり、ヨーレートゲイン算出部72aは、失陥状態において目標とするヨーレートを定めるために、車速Vを適宜変えつつ、前輪の転舵角δ及びヨーレートγとの関係からヨーレートゲインGを算出する。算出したヨーレートゲインGは、ヨーレートフィードバックトルク補正値算出部72bに出力され、後記する補正値Iの算出に用いられる。また、算出したヨーレートゲインGは、ヨーレートフィードバックマップ72cに出力され、当該マップの作成及び更新に用いられる。 Yaw rate gain calculating part 72a, the vehicle speed V, the yaw rate gamma, front wheel steering angle [delta], and on the basis of the failure signal received α from wheel target steering angle diagnostic unit 73 after which later, the rear wheel steering device 120R · calculating a yaw rate gain G Y in failure condition of 120L. The calculation of the yaw rate gain G Y, by receiving a failure signal alpha, rear wheel steering device 120R · 120L is started when it is determined that the failure condition, the vehicle speed V, the yaw rate γ and the front wheel of the rolling This is performed based on the steering angle δ. In other words, the yaw rate gain calculating section 72a, in order to determine the yaw rate target in failure state, while changing the vehicle speed V as appropriate, to calculate the yaw rate gain G Y from the relationship between the front wheel turning angle δ and the yaw rate gamma. Calculated yaw rate gain G Y is outputted to the yaw rate feedback torque correction value calculating section 72b, is used to calculate a later-described correction value I Y. Further, the calculated yaw rate gain G Y is outputted to the yaw rate feedback map 72c, it is used to create and update the map.

ヨーレートフィードバックトルク補正値算出部72bは、車速V、ヨーレートγ、ヨーレートゲインG、及び失陥信号αに基づいて、電動パワーステアリング装置110によるアシスト力の反力として作用するヨーレートフィードバックトルク補正値Iを算出する。このヨーレートフィードバックトルク補正値Iの算出は、失陥信号αを受信したことにより、後輪転舵装置120R・120Lが失陥状態にあると判断された場合に開始され、車速V、ヨーレートγ及びヨーレートゲインGに基づいて行われる。つまり、ヨーレートフィードバックトルク補正値算出部72bは、出力信号IM(図5参照)で規定される電動機4(図2参照)のトルクを、失陥状態に応じて補正するために、入力されたヨーレートγに対し、車速Vに応じて定められているヨーレートフィードバックマップ72cを参照してヨーレートフィードバックトルク補正値Iを算出する。算出したヨーレートフィードバックトルク補正値Iは、電動機4(図2参照)のトルクの補正電流として、加算器63に出力される。 The yaw rate feedback torque correction value calculation unit 72b is based on the vehicle speed V, the yaw rate γ, the yaw rate gain G Y , and the failure signal α. The yaw rate feedback torque correction value I acts as a reaction force of the assist force by the electric power steering device 110. Y is calculated. The calculation of the yaw rate feedback torque correction value I Y is started when it is determined that the rear wheel steering devices 120R and 120L are in a failure state by receiving the failure signal α, and the vehicle speed V, the yaw rate γ, It is performed on the basis of the yaw rate gain G Y. That is, the yaw rate feedback torque correction value calculation unit 72b is input to correct the torque of the electric motor 4 (see FIG. 2) defined by the output signal IM 1 (see FIG. 5) according to the failure state. For the yaw rate γ, the yaw rate feedback torque correction value I Y is calculated with reference to the yaw rate feedback map 72c determined according to the vehicle speed V. The calculated yaw rate feedback torque correction value I Y is output to the adder 63 as a torque correction current of the electric motor 4 (see FIG. 2).

ヨーレートフィードバックマップ72cは、ヨーレートγとヨーレートフィードバックトルク補正値Iとの対応関係をヨーレートゲインG及び車速Vによって規定したものである。図8に、その対応関係を定めたヨーレートフィードバックトルク補正演算部72の特性を一例として示す。 The yaw rate feedback map 72c defines the correspondence between the yaw rate γ and the yaw rate feedback torque correction value I Y by the yaw rate gain G Y and the vehicle speed V. FIG. 8 shows an example of the characteristics of the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 that defines the corresponding relationship.

図8(a)において、原点Oを含む所定の範囲内では、ヨーレートγが正方向に増加するにつれてヨーレートフィードバックトルク補正値Iは所定の傾きをもって直線的に増加している。ヨーレートゲインGはその傾きを定める値である。なお、ヨーレートγの正方向とは、コーナリングする車両を上から見た場合に、車両の旋回方向への回転角の変化する速度の向きが、その回転角の変化の向きと同じであることをいい、その速度が増大する状態にあることを意味する。
ヨーレートγが正方向に増加して所定の範囲内を超えた場合には、ヨーレートフィードバックトルク補正値Iは増加することなく一定の値を維持するように設定する。このように設定することで、電動機4(図2参照)のトルクに対する過度の補正を抑制し、パワーステアリング装置110によるアシスト制御の機能を確保する。
In FIG. 8A, within a predetermined range including the origin O, the yaw rate feedback torque correction value I Y increases linearly with a predetermined slope as the yaw rate γ increases in the positive direction. The yaw rate gain GY is a value that determines the inclination. The positive direction of the yaw rate γ means that when the cornering vehicle is viewed from above, the direction of the speed at which the rotation angle changes in the turning direction of the vehicle is the same as the direction of the change in the rotation angle. It means that the speed is increasing.
When the yaw rate γ increases in the positive direction and exceeds a predetermined range, the yaw rate feedback torque correction value I Y is set to maintain a constant value without increasing. By setting in this way, excessive correction to the torque of the electric motor 4 (see FIG. 2) is suppressed, and the function of assist control by the power steering device 110 is ensured.

図8(a)の直線の傾きは、車速Vが増大するにつれて大きくなる。つまり、ヨーレートフィードバックトルクは車速Vの増大に伴い大きくなるように設定する。このように設定して、車両が高速で走行する場合には、走行安定性を重視するために、電動機4(図2参照)のトルクの反力となるヨーレートフィードバックトルク補正値Iを大きくしてパワーステアリング装置110によるアシスト力を小さくし、操向ハンドル3(図1参照)の操舵を重くさせる。また、車両が低速で走向する場合には、操向ハンドル3(図1参照)の操舵感を重視するために、補正値Iを小さくしてパワーステアリング装置110によるアシスト力を大きくし、操向ハンドル3(図1参照)の操舵を軽くさせる。 The slope of the straight line in FIG. 8A increases as the vehicle speed V increases. That is, the yaw rate feedback torque is set so as to increase as the vehicle speed V increases. Thus set, when the vehicle is traveling at high speed, in order to emphasize driving stability, by increasing the yaw rate feedback torque correction value I Y as a reaction force of the torque of the electric motor 4 (see FIG. 2) Thus, the assist force by the power steering device 110 is reduced, and the steering of the steering handle 3 (see FIG. 1) is increased. When the vehicle is traveling at a low speed, in order to emphasize the steering feeling of the steering handle 3 (see FIG. 1), the correction value IY is decreased to increase the assist force by the power steering device 110, and the steering operation is performed. Lightly steer the direction handle 3 (see FIG. 1).

ある車速Vの条件において、後輪転舵装置120R・120Lが失陥した状態でのヨーレートゲインGが、失陥していない、正常時(図8(b)参照)の状態でのヨーレートゲインGY0に比べて大きくなった場合には、図8(b)の(A)のようにヨーレートフィードバックトルクを大きくし、車両の走行安定性を高くする。反対に失陥した状態でのヨーレートゲインGが、失陥していない、正常時(図8(b)参照)でのヨーレートゲインGY0に比べて小さくなった場合には、図8(b)の(B)のようにヨーレートフィードバックトルクを小さくし、操舵力を軽くすることで操作性(操縦性)を向上させる。 In conditions of a vehicle speed V, the yaw rate gain G Y in a state where the rear wheel steering device 120R · 120L is defective is not defective, the yaw rate gain G in normal state (see FIG. 8 (b)) When it becomes larger than Y0 , the yaw rate feedback torque is increased as shown in (A) of FIG. 8B to increase the running stability of the vehicle. Yaw rate gain G Y in a state where the failure to opposition, not defective, when it becomes smaller than the yaw rate gain G Y0 in normal (see FIG. 8 (b)), FIG. 8 (b As in (B), the yaw rate feedback torque is reduced and the steering force is reduced to improve operability (maneuverability).

4.2.3.後輪目標転舵角診断部
次に後輪目標転舵角診断部73について説明する。後輪目標転舵角診断部73は後輪転舵装置120L・120Rの後輪転舵駆動制御ECU37の後記する自己診断部81d(図9参照)から失陥信号αを受信したとき、後輪転舵装置120R・120Lが失陥状態にあると判断する。そして、後輪目標転舵角診断部73はその判断に応じて、ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72に対し、失陥信号αとともに、ヨーレートフィードバックトルクの補正演算をして、補正信号(補正値I)を出力するように指令する。また、後輪目標転舵角診断部73は、失陥信号αをベース信号演算部51にも送信し、後輪転舵装置120R・120Lの失陥状態に応じたベース信号Dに関する演算をすることが可能である。
4.2.3. Rear wheel target turning angle diagnosis unit Next, the rear wheel target turning angle diagnosis unit 73 will be described. When the rear wheel target turning angle diagnosis unit 73 receives the failure signal α from the self-diagnosis unit 81d (see FIG. 9), which will be described later, of the rear wheel turning drive control ECU 37 of the rear wheel turning devices 120L and 120R, the rear wheel turning device It is determined that 120R and 120L are in a failure state. Then, the rear wheel target turning angle diagnosis unit 73 performs a correction calculation of the yaw rate feedback torque together with the failure signal α to the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 according to the determination, and a correction signal (correction value I Y ) is commanded to be output. In addition, the rear wheel target turning angle diagnosis unit 73 transmits the failure signal α to the base signal calculation unit 51, and performs calculation related to the base signal D T according to the failure state of the rear wheel turning devices 120R and 120L. It is possible.

4.3.後輪転舵駆動制御ECU
次に、図9の機能ブロック図を参照しながら後輪転舵駆動制御ECUの詳細について説明する。
図9に示すように、後輪転舵駆動制御ECU37はアクチュエータ30を駆動制御する機能を有し、制御部81と電動機駆動回路83とで構成されている。また、各後輪転舵駆動制御ECU37は、操舵制御ECU130と通信線を介して接続され、他方の後輪転舵駆動制御ECU37とも通信線を介して接続されている。
4.3. Rear wheel steering drive control ECU
Next, details of the rear wheel steering drive control ECU will be described with reference to the functional block diagram of FIG.
As shown in FIG. 9, the rear wheel steering drive control ECU 37 has a function of driving and controlling the actuator 30, and includes a control unit 81 and an electric motor drive circuit 83. Each rear wheel steering drive control ECU 37 is connected to the steering control ECU 130 via a communication line, and is also connected to the other rear wheel steering drive control ECU 37 via a communication line.

制御部81は、CPU、RAM、ROMなどを有して構成され、目標電流算出部81a、補正電流設定部81b、電動機制御信号生成部81c、自己診断部81dを備えている。
目標電流算出部81aは、操舵制御ECU130の後輪目標転舵角演算部71から入力される後輪2L(または後輪2R)のトー角の目標値の信号にもとづいて、目標電流信号を算出して、加算器81eを介して電動機制御信号生成部81cに出力する。目標電流信号とは、アクチュエータ30を所望の作動量(後輪2L・2Rを所望のトー角にする伸縮量)に設定するのに必要な電流信号であり、参照信号として補正電流設定部81bにも入力される。
補正電流設定部81bは、トー角の目標値信号とストロークセンサ38から入力される位置情報と参照信号である目標電流信号とにもとづいて、目標電流が指示するトー角に対する偏差から目標電流信号を補正するための補正電流信号を加算器81eに出力する。加算器81eは、補正電流信号を目標電流信号から減算し、補正後の目標電流信号を電動機に出力する。
このように目標電流算出部81aからの目標電流信号を補正することにより、後輪2L(または2R)の転舵に要する電流値が車速V、路面環境、車両の運動状態、タイヤの磨耗状態などによって変化するのをフィードバックして、目標のトー角に設定制御することができる。
The control unit 81 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and includes a target current calculation unit 81a, a correction current setting unit 81b, an electric motor control signal generation unit 81c, and a self-diagnosis unit 81d.
The target current calculation unit 81a calculates a target current signal based on the signal of the target value of the toe angle of the rear wheel 2L (or the rear wheel 2R) input from the rear wheel target turning angle calculation unit 71 of the steering control ECU 130. And it outputs to the motor control signal generation part 81c via the adder 81e. The target current signal is a current signal necessary for setting the actuator 30 to a desired operation amount (the amount of expansion / contraction that makes the rear wheels 2L and 2R a desired toe angle), and is supplied to the correction current setting unit 81b as a reference signal. Is also entered.
Based on the toe angle target value signal, the position information input from the stroke sensor 38, and the target current signal as a reference signal, the correction current setting unit 81b obtains the target current signal from the deviation from the toe angle indicated by the target current. A correction current signal for correction is output to the adder 81e. The adder 81e subtracts the corrected current signal from the target current signal, and outputs the corrected target current signal to the electric motor.
In this way, by correcting the target current signal from the target current calculation unit 81a, the current value required for turning the rear wheel 2L (or 2R) becomes the vehicle speed V, the road surface environment, the vehicle motion state, the tire wear state, and the like. It is possible to feed back the change according to the value and control to set the target toe angle.

電動機制御信号生成部81cは、目標電流算出部81aから加算器81eを介して目標電流信号が入力され、電動機駆動回路83に電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機31に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。
電動機駆動回路83は、FET(Field Effect Transistor)のブリッジ回路などで構成され、電動機制御信号に基づいて電動機31に電動機電圧を印加する。
The motor control signal generation unit 81 c receives the target current signal from the target current calculation unit 81 a via the adder 81 e and outputs a motor control signal to the motor drive circuit 83. This electric motor control signal is a signal including the current value supplied to the electric motor 31 and the direction in which the electric current flows.
The motor drive circuit 83 is configured by a FET (Field Effect Transistor) bridge circuit or the like, and applies a motor voltage to the motor 31 based on a motor control signal.

また、図9に示すように、本実施形態の車両の全輪操舵装置100では、制御部81の自己診断部81dが、ストロークセンサ38の位置情報や電動機駆動回路83の状態の信号、目標電流算出部81aからの目標電流信号、及び補正電流設定部81bからの補正電流信号を受信し、また、自分が所属していない他方の後輪転舵駆動制御ECU37からの失陥信号αを受信をしていないかチェックする。つまり、自身の後輪転舵駆動制御ECU37に対応する電動機31や電動機駆動回路83が健全に動いているか否かを示す信号を受信して監視しているとともに、他方の後輪転舵駆動制御ECU37に対応する電動機31や電動機駆動回路83が健全に動いているか否かを示す信号を監視している。自己診断部81dは、監視した信号から、電動機31、ストロークセンサ38、電動機駆動回路83、目標電流算出部81a、又は補正電流設定部81bの少なくとも1つが健全に動いていない失陥状態にあると判断すれば、自己診断部81dは、自分が属している後輪転舵駆動制御ECU37ではない他方の後輪転舵駆動制御ECU37の自己診断部81dに失陥信号αを送る。また、操舵制御ECU130の後輪目標転舵角診断部73にも信号線を通じて失陥信号αを送信する。自己診断部81dが判断する、健全に動いていない失陥状態とは、例えば、例えば、目標電流信号に対応するトー角に対して、ストロークセンサ38の示すトー角が所定値以上離れている状態が所定時間以上継続している状態をいう。電動機31の過熱などによるアクチュエータ30転舵機能低下により、このような状態が起こりうる。   Further, as shown in FIG. 9, in the all-wheel steering device 100 for a vehicle according to the present embodiment, the self-diagnosis unit 81 d of the control unit 81 includes the position information of the stroke sensor 38, the signal of the state of the motor drive circuit 83, The target current signal from the calculation unit 81a and the correction current signal from the correction current setting unit 81b are received, and the failure signal α from the other rear wheel steering drive control ECU 37 to which the user does not belong is received. Check if it is not. That is, while receiving and monitoring the signal which shows whether the electric motor 31 and the electric motor drive circuit 83 corresponding to own rear wheel steering drive control ECU37 are operating | moving soundly, the other rear wheel steering drive control ECU37 is sent. A signal indicating whether or not the corresponding electric motor 31 or electric motor drive circuit 83 is operating soundly is monitored. From the monitored signal, the self-diagnosis unit 81d is in a failure state in which at least one of the motor 31, the stroke sensor 38, the motor drive circuit 83, the target current calculation unit 81a, or the correction current setting unit 81b is not operating soundly. If it judges, self-diagnosis part 81d will send failure signal alpha to self-diagnosis part 81d of the other rear-wheel steering drive control ECU37 which is not rear-wheel steering drive control ECU37 to which it belongs. Further, the failure signal α is transmitted to the rear wheel target turning angle diagnosis unit 73 of the steering control ECU 130 through the signal line. For example, the failure state that is not soundly moving as determined by the self-diagnosis unit 81d is, for example, a state in which the toe angle indicated by the stroke sensor 38 is more than a predetermined value with respect to the toe angle corresponding to the target current signal Refers to a state in which has continued for a predetermined time. Such a state may occur due to a decrease in the steering function of the actuator 30 due to overheating of the electric motor 31 or the like.

本実施形態では、後輪転舵駆動制御ECU37に目標電流を算出させるとともに、アクチュエータ30と一体に構成し、操舵制御ECU130と別個に配置して構成することで、ストロークセンサ38からの検出値(位置情報)を操舵制御ECU130に戻すことなく後輪転舵駆動制御ECU37内で位置制御および電流制御のフィードバック処理が可能になる。よって、後輪転舵装置120L・120R側のみでフィードバックループが形成されるので、個々のアクチュエータ30のバラツキに合わせて設定が可能になり(操舵制御ECU130に合わせて設定しなくても済み)、処理速度を上げることが可能になる。つまり、操舵制御ECU130は、各後輪転舵駆動制御ECU37に対してどれだけ移動してほしいのかという指示を出さず、目標トー角の信号を出力するだけで良いので、操舵制御ECU130の負荷を最小にすることが可能になる。また、これにより、車両の種類に応じた操舵力を持つアクチュエータ30に対応した電動機駆動回路83を有する後輪転舵駆動制御ECU37への交換が容易になる。   In the present embodiment, the rear wheel steering drive control ECU 37 calculates the target current, is configured integrally with the actuator 30, and is disposed separately from the steering control ECU 130, thereby detecting the detected value (position) from the stroke sensor 38. The position control and current control feedback processing can be performed in the rear wheel steering drive control ECU 37 without returning the information to the steering control ECU 130. Therefore, since a feedback loop is formed only on the rear wheel steering devices 120L and 120R, it is possible to set according to the variation of each actuator 30 (it is not necessary to set according to the steering control ECU 130), and processing It becomes possible to increase the speed. That is, the steering control ECU 130 only outputs a signal of the target toe angle without giving an instruction as to how much the rear wheel steering drive control ECU 37 wants to move, so that the load on the steering control ECU 130 is minimized. It becomes possible to. This also facilitates replacement with the rear wheel steering drive control ECU 37 having the electric motor drive circuit 83 corresponding to the actuator 30 having the steering force according to the type of vehicle.

また、アクチュエータ30の電動機31と操舵制御ECU130とを接続すると、フィードバックループが非常に長くなり、フィードバックループが長くなることによって位相遅れが大きくなり、制御精度が低下するという問題がある。これに対して、本実施形態では、後輪転舵駆動制御ECU37の制御部81自身が目標電流を算出できるようにしたので、フィードバックループを最短にすることが可能になり、制御精度を向上できるようになる。   Further, when the electric motor 31 of the actuator 30 and the steering control ECU 130 are connected, the feedback loop becomes very long, and there is a problem that the phase delay becomes large due to the length of the feedback loop and the control accuracy is lowered. On the other hand, in the present embodiment, since the control unit 81 of the rear wheel steering drive control ECU 37 can calculate the target current, the feedback loop can be minimized and the control accuracy can be improved. become.

5.まとめ
以上説明したように、本実施形態によれば、電動パワーステアリング装置110を用いた全輪操舵装置100を適用した車両において、後輪転舵装置120R・120Lが失陥状態にあって車両が不安定になったとしても、電動パワーステアリング装置110によるその失陥状態に応じたアシスト制御を行うことで車両の安定化を達成することができる。ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72において、後輪転舵装置120R・120Lが失陥状態にあるときのヨーレートゲインGを算出して学習しておき、そのヨーレートゲインGを用いて算出したヨーレートフィードバックトルク補正値Iを加算器63に入力し、電動パワーステアリング装置110によるアシスト力の反力として作用するように制御するからである。
5. Summary As described above, according to the present embodiment, in the vehicle to which the all-wheel steering device 100 using the electric power steering device 110 is applied, the rear wheel steering devices 120R and 120L are in a failed state and the vehicle is not Even if the vehicle becomes stable, the vehicle can be stabilized by performing the assist control according to the failure state by the electric power steering device 110. In the yaw rate feedback torque correction calculating unit 72 calculates the yaw rate gain G Y when the rear wheel steering device 120R · 120L is in a failure state previously learned, the yaw rate feedback torque calculated by using the yaw rate gain G Y This is because the correction value I Y is input to the adder 63 and is controlled so as to act as a reaction force of the assist force by the electric power steering device 110.

特に、元々ヨーレートゲインの高い車両においては、操向ハンドル3(図1参照)の操舵入力が大きくなれば、より大きなヨーレートが発生するので車両が不安定に陥り易い。失陥状態にある場合は尚更である。そこで、電動パワーステアリング装置110によるアシスト力の反力として作用するヨーレートフィードバックトルク補正値Iを定めるヨーレートゲインGを増大させることで、アシスト力を抑え、操向ハンドル3(図1参照)の操舵入力を小さくすることで、このような車両であっても、車両の安定化を実現することができる。 In particular, in a vehicle that originally has a high yaw rate gain, if the steering input of the steering handle 3 (see FIG. 1) is increased, a larger yaw rate is generated and the vehicle is likely to be unstable. This is even more so if you are in a failed state. Therefore, by increasing the yaw rate gain G Y that determines the yaw rate feedback torque correction value I Y that acts as a reaction force of the assist force by the electric power steering device 110, the assist force is suppressed and the steering handle 3 (see FIG. 1) is controlled. By reducing the steering input, the vehicle can be stabilized even in such a vehicle.

なお、上記した形態は、本発明を実施するための最良のものであるが、かかる形態に限定する趣旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲内において、その実施形式を種々変形することが可能である。   In addition, although the above-mentioned form is the best thing for implementing this invention, it is not the meaning limited to this form. Therefore, various modifications can be made to the implementation form without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記形態のように、失陥状態にある車両のヨーレートに関するフィードバックトルクの補正値を用いて補助トルクを補正する代わりに、失陥状態にある車両の、横加速度、横すべり角等の車両特性を現すパラメータに関するフィードバックトルクの補正値を用いて補助トルクを補正するようにしても良い。   For example, instead of correcting the auxiliary torque using the correction value of the feedback torque related to the yaw rate of the vehicle in the failed state as in the above embodiment, the vehicle characteristics such as the lateral acceleration and the side slip angle of the vehicle in the failed state The auxiliary torque may be corrected using a feedback torque correction value relating to a parameter that represents

また、ヨーレートフィードバックトルク補正演算部72における、後輪転舵装置120R・120Lが失陥状態にあるという判断は、失陥信号αの受信だけでなく、後輪目標転舵角演算部71で生成されたトー角の目標値を用いて判断しても良い。つまり、失陥信号αの受信において、後輪転舵装置120R・120Lで設定されたトー角がその目標値に達していない場合には失陥状態にあると判断しても良い。   The determination that the rear wheel steering devices 120R and 120L are in a failure state in the yaw rate feedback torque correction calculation unit 72 is generated not only by the reception of the failure signal α but also by the rear wheel target turning angle calculation unit 71. The determination may be made using the target value of the toe angle. That is, when receiving the failure signal α, if the toe angle set by the rear wheel steering devices 120R and 120L does not reach the target value, it may be determined that the vehicle is in a failure state.

本実施形態に係る全輪操舵装置を適用した4輪車両の概略図である。1 is a schematic view of a four-wheel vehicle to which an all-wheel steering device according to an embodiment is applied. 電動パワーステアリング装置の構成図である。It is a block diagram of an electric power steering device. 左後輪側の後輪転舵装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the rear wheel steering device on the left rear wheel side. 後輪転舵装置のアクチュエータの構成図である。It is a block diagram of the actuator of a rear-wheel steering apparatus. 操舵制御ECUと後輪転舵駆動制御ECUとの機能関係も示す操舵制御ECU全体の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the whole steering control ECU which also shows the functional relationship between steering control ECU and rear-wheel steering drive control ECU. ベース信号演算部およびダンパ補償信号演算部の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of a base signal calculating part and a damper compensation signal calculating part. ヨーレートフィードバックトルク補正演算部の詳細な機能ブロック図である。It is a detailed functional block diagram of a yaw rate feedback torque correction calculation unit. ヨーレートフィードバックトルク補正演算部の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of a yaw rate feedback torque correction calculating part. 後輪転舵駆動制御ECUの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of rear-wheel steering drive control ECU.

符号の説明Explanation of symbols

1L、1R 前輪
2L、2R 後輪
3 操向ハンドル
4 電動機
GS 横加速度センサ
操舵トルクセンサ
車速センサ
ヨーレートセンサ
11 リアサイドフレーム
12 クロスメンバ
13 トレーリングアーム
13a 車体側アーム
13b 車輪側アーム
13c 回転軸
16、17 ボールジョイント
23 電動機駆動回路
30 アクチュエータ
31 電動機
33 減速機構
34 ケース本体
35 送りねじ部
35a ロッド
35b スクリュー溝
35c ナット
35d スクリュー軸
36 ブーツ
37 後輪転舵駆動制御ECU
38 ストロークセンサ
100 全輪操舵装置
110 電動パワーステアリング装置
120L、120R 後輪転舵装置
130 操舵制御ECU
130a 前輪転舵角制御部
130b 後輪転舵角制御部
61、62、63、64、65 加算器
68 前輪転舵角演算部
71 後輪目標転舵角演算部
72 ヨーレートフィードバックトルク補正演算部
72a ヨーレートゲイン算出部
72b ヨーレートフィードバックトルク補正値算出部
72c ヨーレートフィードバックマップ
73 後輪目標転舵角診断部
1L, 1R Front wheel 2L, 2R Rear wheel 3 Steering handle 4 Electric motor S GS Lateral acceleration sensor S T Steering torque sensor S V Vehicle speed sensor S Y Yaw rate sensor 11 Rear side frame 12 Cross member 13 Trailing arm 13a Car body side arm 13b Wheel side Arm 13c Rotating shaft 16, 17 Ball joint 23 Electric motor drive circuit 30 Actuator 31 Electric motor 33 Deceleration mechanism 34 Case main body 35 Feed screw part 35a Rod 35b Screw groove 35c Nut 35d Screw shaft 36 Boot 37 Rear wheel steering drive control ECU
38 Stroke sensor 100 All-wheel steering device 110 Electric power steering device 120L, 120R Rear wheel steering device 130 Steering control ECU
130a Front wheel turning angle control unit 130b Rear wheel turning angle control unit 61, 62, 63, 64, 65 Adder 68 Front wheel turning angle calculation unit 71 Rear wheel target turning angle calculation unit 72 Yaw rate feedback torque correction calculation unit 72a Yaw rate Gain calculation unit 72b Yaw rate feedback torque correction value calculation unit 72c Yaw rate feedback map 73 Rear wheel target turning angle diagnosis unit

Claims (1)

少なくとも操舵トルクに応じて、電動機が補助トルクを発生し、該補助トルクを前輪のステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置と、少なくとも前輪の転舵角及び車速に基づいて左右の後輪の転舵角を制御する後輪転舵装置と、並びに前記電動パワーステアリング装置及び前記後輪転舵装置を制御する操舵制御装置とを備える車両の全輪操舵装置において、
前記操舵制御装置は、
前記車両のヨーレートを検知する手段と、
前記後輪転舵装置の失陥状態を判断する手段と、
前記前輪の転舵角、前記ヨーレート及び前記車速に基づいて、前記失陥状態におけるヨーレートゲインを算出する手段と、
前記ヨーレート、前記車速及び前記失陥状態におけるヨーレートゲインに基づいて前記失陥状態におけるヨーレートフィードバックトルク補正値を算出する手段と、
前記補助トルクの目標値を、前記ヨーレートフィードバックトルク補正値で修正する手段と、
を備えることを特徴とする車両の全輪操舵装置。
An electric power steering device that generates an auxiliary torque according to at least the steering torque and transmits the auxiliary torque to the steering system of the front wheels, and steering of the left and right rear wheels based on at least the turning angle and vehicle speed of the front wheels In an all-wheel steering device for a vehicle comprising a rear wheel steering device for controlling an angle, and a steering control device for controlling the electric power steering device and the rear wheel steering device,
The steering control device includes:
Means for detecting the yaw rate of the vehicle;
Means for determining a failure state of the rear wheel steering device;
Means for calculating a yaw rate gain in the failed state based on the turning angle of the front wheels, the yaw rate, and the vehicle speed ;
Means for calculating a yaw rate feedback torque correction value in the failed state based on the yaw rate, the vehicle speed, and the yaw rate gain in the failed state;
Means for correcting the target value of the auxiliary torque with the yaw rate feedback torque correction value;
An all-wheel steering device for a vehicle, comprising:
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