JP3104435B2 - Power steering device - Google Patents
Power steering deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の動力舵取装置
において、ステアリングホイールの切込み、戻りの特性
を考慮してハンドルの操舵フィーリングを向上させた操
舵力制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering apparatus for a motor vehicle in which the steering feel of a steering wheel is improved in consideration of the turning and returning characteristics of a steering wheel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、操舵者によりステアリングシャフ
トに入力されるマニュアルトルクに応じてアシストトル
クを発生させて操舵に必要なマニュアルトルクを減少さ
せた動力舵取装置が知られている。そして、そのアシス
トトルクを油圧により発生させる油圧方式と電気モータ
により発生させる電気方式とが知られている。又、油圧
方式にはパワーシリンダに供給する油の圧力を電磁弁で
制御する方式と油を供給する電動ポンプの回転速度を制
御する方式とがある。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a power steering apparatus in which an assist torque is generated in accordance with a manual torque input to a steering shaft by a driver to reduce a manual torque required for steering. There are known a hydraulic system in which the assist torque is generated by hydraulic pressure and an electric system in which the assist torque is generated by an electric motor. The hydraulic system includes a system in which the pressure of oil supplied to the power cylinder is controlled by an electromagnetic valve, and a system in which the rotation speed of an electric pump for supplying oil is controlled.
【０００３】そして、操舵フィーリングが車速、操舵
角、操舵角速度等の走行及び操舵条件に対応して最適と
なるようにハンドルの操舵抵抗を変化させることが提案
されている。しかしながら、走行及び操舵条件に対して
どのような特性でアシストトルクを発生させれば良いか
が極めて重要な問題となっている。その１つの方法とし
て、走行及び操舵条件に対して理想的なマニュアルトル
ク特性を与えておいて、操舵出力トルクを予め測定され
た特性から予測し、現実の走行及び操舵条件に対して理
想的なマニュアルトルクが得られるようにアシストトル
クを発生させる方法が知られている。[0003] It has been proposed to change the steering resistance of the steering wheel so that the steering feeling is optimal in accordance with the running and steering conditions such as the vehicle speed, the steering angle, and the steering angular velocity. However, it is extremely important to determine what characteristics should be used to generate the assist torque for running and steering conditions. As one of the methods, an ideal manual torque characteristic is given to the traveling and steering conditions, and the steering output torque is predicted from the previously measured characteristic, and the ideal output torque is set to the ideal traveling and steering conditions. There is known a method of generating an assist torque so as to obtain a manual torque.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の動力舵取装置で
は、理想的なマニュアルトルク特性が車速及び操舵角に
依存して与えられており、ハンドルの切込み時も戻し時
も同一特性としている。しかしながら、ハンドルの戻し
時には、操行中はハンドルは復元力を受けて自然に中立
点に復帰する。この時、車速が大きいと復元力が強く作
用し、操舵者は復元力の作用方向と反対方向にハンドル
にトルクを与えることによって復元力を弱めて、ハンド
ルが急速に中立点に復帰しないようなハンドル操作が行
われていることが経験的に知られている。この場合に
は、ハンドルの復元力が強いと操舵者が逆方向に抵抗力
として加えるトルクも大きくなる。しかし、このトルク
は戻し時には、軽い方が操舵し易いことも経験的に知ら
れている。このような事情があるにも係わらず、切込み
時と戻し時の操舵者が加えるマニュアルトルクの特性を
同一として制御すると、戻り時のハンドルに作用する復
元力が大きくなりすぎ、それに抗する大きなマニュアル
トルクを必要として操舵フィーリングが悪いという問題
があった。本発明は、上記課題を解決するために成され
たものであり、ハンドルの切込み時、及び、戻し時の操
舵フィーリングを向上させることである。In the power steering apparatus described above, the ideal manual torque characteristic is given depending on the vehicle speed and the steering angle, and the same characteristic is obtained when the steering wheel is turned and when the steering wheel is returned. However, when the steering wheel is returned, the steering wheel naturally receives the restoring force and returns to the neutral point during operation. At this time, if the vehicle speed is high, the restoring force acts strongly, and the driver weakens the restoring force by applying torque to the steering wheel in the direction opposite to the direction in which the restoring force acts, so that the steering wheel does not return to the neutral point rapidly. It is empirically known that a steering operation is performed. In this case, if the restoring force of the steering wheel is strong, the torque applied by the driver as a resistance in the reverse direction also increases. However, it is empirically known that, when the torque is returned, a lighter steering is easier. Despite these circumstances, if the characteristics of the manual torque applied by the operator at the time of turning and returning are controlled to be the same, the restoring force acting on the steering wheel at the time of return becomes too large, and a large manual resistance against it There was a problem that the steering feeling was bad due to the need for torque. The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is an object of the present invention to improve a steering feeling when the steering wheel is turned and returned.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、図１に示すように、操舵者によりステ
アリングシャフトに印加されるマニュアルトルクに関連
してアシストトルクを発生する動力舵取装置において、
少なくとも車速、操舵角及び操舵角速度から成る状態量
を検出する状態量検出手段Ｘ１と、操舵の切込み状態に
あるか、操舵の戻し状態にあるかの操舵状態を検出する
操舵状態検出手段Ｘ２と、状態量と操舵状態とマニュア
ルトルクとの理想的な関係を示す第１特性を記憶した第
１特性記憶手段Ｘ４と、状態量と操向車輪の向きを変え
るに必要な操舵出力トルクとの関係を示す第２特性を記
憶した第２特性記憶手段Ｘ５と、アシストトルクとマニ
ュアルトルクと操舵出力トルクとの関係を示す第３特性
を記憶した第３特性記憶手段Ｘ６と、状態量検出手段Ｘ
１により検出された状態量及び操舵状態検出手段Ｘ２に
より検出された操舵状態に対応したマニュアルトルクを
第１特性から演算する第１演算手段Ｘ７と、状態量検出
手段Ｘ１により検出された状態量に対応した操舵出力ト
ルクを第２特性から演算する第２演算手段Ｘ８と、第１
演算手段Ｘ７により演算されたマニュアルトルクと第２
演算手段Ｘ８により演算された操舵出力トルクとに対応
するアシストトルクを第３特性から演算する第３演算手
段Ｘ９と、第３演算手段Ｘ９により求められたアシスト
トルクを発生させるトルク発生手段Ｘ１０とを設けたこ
とである。As shown in FIG. 1, a power steering system for generating an assist torque in association with a manual torque applied to a steering shaft by a driver as shown in FIG. In the taking device,
State quantity detecting means X1 for detecting a state quantity comprising at least a vehicle speed, a steering angle, and a steering angular velocity; steering state detecting means X2 for detecting a steering state of whether the steering is in a cutting state or in a returning state of steering; A first characteristic storage means X4 storing a first characteristic indicating an ideal relation between the state quantity, the steering state, and the manual torque, and a relation between the state quantity and the steering output torque required to change the direction of the steered wheels. A second characteristic storage unit X5 storing a second characteristic, a third characteristic storage unit X6 storing a third characteristic indicating a relationship between the assist torque, the manual torque, and the steering output torque, and a state amount detection unit X.
A first calculating means X7 for calculating, from the first characteristic, a manual torque corresponding to the state quantity detected by the first and the steering state detected by the steering state detecting means X2, and a state quantity detected by the state quantity detecting means X1. A second calculating means X8 for calculating a corresponding steering output torque from the second characteristic;
The manual torque calculated by the calculating means X7 and the second
A third calculating means X9 for calculating an assist torque corresponding to the steering output torque calculated by the calculating means X8 from the third characteristic; and a torque generating means X10 for generating the assist torque calculated by the third calculating means X9. That is the provision.
【０００６】[0006]
【作用】第１特性は、操舵の切込み状態と戻し状態とで
別々に設定された特性である。即ち、第１特性は、ハン
ドルの切込み状態における車速、操舵角、操舵角速度に
対する理想的な切込みマニュアルトルクを設定した特性
と、ハンドルの戻し状態において、車速、操舵角、操舵
角速度に対する復元力に抗する理想的な抗力を設定した
特性とを有する。この特性は、例えば、操舵者が操舵し
易いように、車速、操舵角、操舵角速度等に応じて、人
間工学的に決定される特性である。The first characteristic is a characteristic that is set separately for the steering in-turn state and the steering return state. That is, the first characteristic is a characteristic in which an ideal infeed manual torque is set with respect to the vehicle speed, the steering angle, and the steering angular speed in the steering wheel turning state, and the restoring force with respect to the vehicle speed, the steering angle, and the steering angular speed in the returning state of the steering wheel. Characteristics that set an ideal drag. This characteristic is ergonomically determined according to the vehicle speed, the steering angle, the steering angular velocity, and the like, for example, so that the driver can easily steer.
【０００７】第２特性は、車速、操舵角と操舵出力トル
クとの関係を、例えば、通常路面を通常走行している場
合に、アシストトルクを零とした状態での操舵力の実測
値によって決定された特性である。第３特性は、操舵出
力トルク、マニュアルトルク、及び、アシストトルクと
の関係を規定した特性である。例えば、マニュアルトル
クとアシストトルクとの和が操舵出力トルクとなるよう
に決定される特性である。The second characteristic is that the relationship between the vehicle speed, the steering angle and the steering output torque is determined by, for example, a measured value of the steering force when the assist torque is set to zero when the vehicle is normally running on a normal road surface. Characteristics. The third characteristic is a characteristic that defines a relationship among the steering output torque, the manual torque, and the assist torque. For example, the characteristic is determined so that the sum of the manual torque and the assist torque becomes the steering output torque.
【０００８】第１演算手段Ｘ７は、第１特性を参照し
て、検出された車速、操舵角、操舵角速度及び操舵状態
に応じて、その状態における理想的なマニュアルトルク
を決定する。第２演算手段Ｘ８は、第２特性を参照し
て、検出された車速及び操舵角に応じて、その時の現実
の操舵出力トルクを予測演算する。第３演算手段Ｘ９
は、第３特性を参照して、第１演算手段Ｘ７及び第２演
算手段Ｘ８により求められた理想的なマニュアルトルク
及び予測演算された現実の操舵出力トルクに応じて、ア
シストトルクを演算する。即ち、このアシストトルクを
発生させると、現実の走行状態及び操舵状態において、
操舵者が操舵に必要なマニュアルトルクは理想値とな
る。従って、上記のように、現実の走行状態及び操舵状
態に関連して連続的にアシストトルクを変化させれば、
操舵者の必要とするマニュアルトルク特性は予め人間工
学的に設定された理想的な特性となる。The first computing means X7 determines an ideal manual torque in the state according to the detected vehicle speed, the steering angle, the steering angular velocity and the steering state with reference to the first characteristic. The second calculating means X8 predicts and calculates the actual steering output torque at that time according to the detected vehicle speed and steering angle with reference to the second characteristic. Third calculation means X9
Calculates the assist torque in accordance with the ideal manual torque obtained by the first calculation means X7 and the second calculation means X8 and the predicted actual steering output torque with reference to the third characteristic. That is, when this assist torque is generated, in the actual traveling state and the steering state,
The manual torque required for the steering by the driver becomes an ideal value. Therefore, as described above, if the assist torque is continuously changed in relation to the actual running state and the steering state,
The manual torque characteristic required by the driver is an ideal characteristic that is set ergonomically in advance.
【０００９】[0009]
【発明の効果】本発明は、ハンドルの切込み状態と戻し
状態とにおいて、個別に、車速、操舵角、操舵角速度に
対する理想的なマニュアルトルク特性を設定した第１特
性と、車速、操舵角に対するアシストトルクを零とした
場合の現実の操舵出力トルク特性を設定した第２特性
と、制御量とマニュアルトルクと操舵出力トルクとの関
係を示した第３特性を設定し、車速、操舵角、切込み状
態か戻し状態かを示す操舵状態に応じて理想的なマニュ
アルトルクを求め、そのマニュアルトルクが得られるよ
うにアシストトルクを発生させるようにした装置であ
る。According to the present invention, the first characteristic in which the ideal manual torque characteristic for the vehicle speed, the steering angle, and the steering angular speed is individually set in the turning state and the returning state of the steering wheel, and the assist for the vehicle speed and the steering angle. A second characteristic that sets the actual steering output torque characteristic when the torque is set to zero and a third characteristic that indicates the relationship between the control amount, the manual torque, and the steering output torque are set, and the vehicle speed, the steering angle, and the turning state are set. In this device, an ideal manual torque is obtained according to a steering state indicating whether the vehicle is in a return state or a return state, and an assist torque is generated so as to obtain the manual torque.
【００１０】従って、ハンドルの切込み状態と戻し状態
の２つの状態に対して、個別的に、例えば、人間工学的
又は経験的に予め設定された理想特性から、現実の車
速、操舵角に対応した最適なマニュアルトルクを決定す
ることができる。そして、その最適なマニュアルトルク
が得られるようにアシストトルクが発生されるので、本
発明では、ハンドルの切込み状態と戻し状態の２つの状
態において最適な操舵フィーリングを得ることができ
る。[0010] Therefore, for the two states of the incision state and the return state of the steering wheel, corresponding to the actual vehicle speed and the steering angle individually from, for example, ergonomically or empirically set ideal characteristics. The optimal manual torque can be determined. Then, the assist torque is generated so that the optimum manual torque is obtained. Therefore, in the present invention, an optimum steering feeling can be obtained in two states, that is, the turning state and the returning state of the steering wheel.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１、図２において、動力舵取装置１０は、入
力軸７０及びステアリングシャフト５４を介してハンド
ル５３と連結されたサーボ弁１１と、ラックピニオン機
構により出力軸７１に連結されたパワーシリンダ１４
と、サーボ弁１１に連結された反力機構４０により構成
されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to specific embodiments. 1 and 2, a power steering device 10 includes a servo valve 11 connected to a handle 53 via an input shaft 70 and a steering shaft 54, and a power cylinder 14 connected to an output shaft 71 by a rack and pinion mechanism.
And a reaction force mechanism 40 connected to the servo valve 11.
【００１２】図２において、サーボ弁１１は、操舵者に
よりハンドル５３に印加されるマニュアルトルクにより
発生される入力軸７０と出力軸７１との間の位相差（ね
じれ）に応答して開度が変化する。１１ａはサーボ弁１
１の供給ポート、１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはそれぞれ吐
出ポートである。吐出ポート１１ｂ，１１ｃから吐出さ
れる流体は通路１２，１３を通ってパワーシリンダ１４
の供給ポート１６，１７に供給される。吐出ポート１１
ｄからの余剰流体はリザーバ２５に帰還される。１５は
パワーシリンダ１４のピストンであり、その端部は図示
しない所要の操舵リンク機構を介して操向車輪に連結さ
れている。In FIG. 2, the servo valve 11 has an opening degree in response to a phase difference (twist) between an input shaft 70 and an output shaft 71 generated by a manual torque applied to a steering wheel 53 by a driver. Change. 11a is the servo valve 1
Reference numeral 1 denotes a supply port, and 11b, 11c, and 11d are discharge ports. The fluid discharged from the discharge ports 11b and 11c passes through the passages 12 and 13 and the power cylinder 14
Are supplied to the supply ports 16, 17. Discharge port 11
Excess fluid from d is returned to the reservoir 25. Reference numeral 15 denotes a piston of the power cylinder 14, the end of which is connected to a steered wheel via a required steering link mechanism (not shown).
【００１３】２０は自動車エンジンによって駆動される
供給ポンプを示し、この供給ポンプ２０の吐出ポートは
流量制御弁２１と供給通路２７及び分流制御弁２８を介
してサーボ弁１１の供給ポート１１ａに接続されてい
る。流量制御弁２１は、その吐出ポート２３と分流制御
弁２８とを接続する供給通路２７中に設けられたメータ
リングオリフィス２６と、このメータリングオリフィス
２６の前後圧に応じて作動され、この前後の差圧を常に
一定に保持するようにバイパス通路２４を開口制御する
バイパス弁２２とによって構成されている。この流量制
御弁２１によって、余剰流体がバイパス通路２４を介し
てリザーバ２５に帰還されることで、一定量Ｑの流体が
分流制御弁２８に供給される。Reference numeral 20 denotes a supply pump driven by an automobile engine. A discharge port of the supply pump 20 is connected to a supply port 11a of the servo valve 11 via a flow control valve 21, a supply passage 27, and a diversion control valve 28. ing. The flow control valve 21 is actuated in accordance with a metering orifice 26 provided in a supply passage 27 connecting the discharge port 23 and the branch flow control valve 28, and a front-rear pressure of the metering orifice 26. The bypass valve 22 controls the opening of the bypass passage 24 so that the differential pressure is always kept constant. By the flow control valve 21, the surplus fluid is returned to the reservoir 25 via the bypass passage 24, so that a constant amount Q of fluid is supplied to the branch flow control valve 28.
【００１４】分流制御弁２８は、一定流量Ｑの作動流体
を固定絞り３０の前後の差圧に応じて作動する制御スプ
ール２９により、サーボ弁通路３１及び反力制御通路３
２へそれぞれ一定流量Ｑ1 及びＱ2 を分配するものであ
る。そして、サーボ弁通路３１は上述のように供給ポー
ト１１ａに接続され、反力制御通路３２は反力機構４０
の導入ポート４１に接続されている。その反力機構４０
は反力ピストン４２の先端部４３を流体の圧力によりス
テアリングシャフト５４のピニオン軸の係合溝５５に押
圧して反力である操舵抵抗を得るものである。The flow dividing control valve 28 has a servo valve passage 31 and a reaction force control passage 3 which are controlled by a control spool 29 which operates a working fluid having a constant flow rate Q in accordance with a pressure difference across the fixed throttle 30.
2, the constant flow rates Q 1 and Q 2 are distributed. The servo valve passage 31 is connected to the supply port 11a as described above, and the reaction force control passage 32 is connected to the reaction force mechanism 40.
Is connected to the introduction port 41. The reaction mechanism 40
Is to press the distal end portion 43 of the reaction force piston 42 against the engagement groove 55 of the pinion shaft of the steering shaft 54 by the pressure of the fluid to obtain a steering resistance which is a reaction force.
【００１５】反力機構４０の導入ポート４１に通じる反
力制御通路３２には反力を調整する圧力制御弁３５が接
続されている。その圧力制御弁３５は、ソレノイド３６
とそのソレノイド３６への通電により開度が変化する可
変絞り弁３７とにより主に構成されており、反力制御通
路３２に連通する導入ポート３８と吐出ポート３９を有
し、その吐出ポート３９からの余剰流体はリザーバ２５
に帰還される。A pressure control valve 35 for adjusting the reaction force is connected to a reaction force control passage 32 communicating with the introduction port 41 of the reaction force mechanism 40. The pressure control valve 35 includes a solenoid 36
And a variable throttle valve 37 whose opening changes when energized to the solenoid 36, and has an introduction port 38 and a discharge port 39 communicating with the reaction force control passage 32. Surplus fluid in reservoir 25
Will be returned to
【００１６】６０は圧力制御弁３５を開閉制御して反力
機構４０の反力ピストン４２に発生する油圧反力を制御
する操舵力制御装置である。この操舵力制御装置６０は
ＣＰＵ６１とＲＯＭ６２とＲＡＭ６３とを主要構成と
し、ＣＰＵ６１はソレノイド駆動回路６４を介して圧力
制御弁３５に接続されている。そして、操舵力制御装置
６０のＣＰＵ６１には車速検出器５１、操舵角検出器５
２が接続されている。Reference numeral 60 denotes a steering force control device that controls opening and closing of the pressure control valve 35 to control a hydraulic reaction force generated in the reaction force piston 42 of the reaction force mechanism 40. The steering force control device 60 mainly includes a CPU 61, a ROM 62, and a RAM 63, and the CPU 61 is connected to the pressure control valve 35 via a solenoid drive circuit 64. The CPU 61 of the steering force control device 60 includes a vehicle speed detector 51 and a steering angle detector 5.
2 are connected.
【００１７】ＲＯＭ６２には、図３に示す第１特性のデ
ータがマップ化されて記憶されている。図３の（ａ）
は、車速Ｖと操舵角θに関する理想的なマニュアルトル
クの基準値ＴMOの特性を示している。基準値ＴMOは操舵
角速度ωが零の時の理想値であり、人間工学的、経験的
に設定される値である。図３の（ｂ）は車速Ｖと操舵角
速度ωに関するハンドルの戻し時のマニュアルトルクの
補正値ＴMAの特性を示している。又、図３の（ｃ）はそ
の補正値に関する補正係数ＫA の車速Ｖ及び操舵角θに
対する特性を示している。図３の（ｄ）は車速Ｖと操舵
角速度ωに関するハンドルの切込み時のマニュアルトル
クの補正値ＴMBの特性を示している。又、図３の（ｅ）
はその補正値に関する補正係数ＫB の車速Ｖと操舵角速
度ωに対する特性を示している。これらの補正値ＴMA，
ＴMB及び補正係数ＫA,ＫB の各特性は、人間工学的又は
経験的に、理想的な操舵フィーリングが得られるような
特性に設定されている。In the ROM 62, data of the first characteristic shown in FIG. 3 is mapped and stored. FIG. 3 (a)
Shows the characteristic of the ideal manual torque reference value TMO with respect to the vehicle speed V and the steering angle θ. The reference value TMO is an ideal value when the steering angular velocity ω is zero, and is a value set ergonomically and empirically. FIG. 3B shows the characteristics of the correction value TMA of the manual torque when the steering wheel is returned with respect to the vehicle speed V and the steering angular velocity ω. FIG. 3C shows the characteristics of the correction coefficient K A relating to the correction value with respect to the vehicle speed V and the steering angle θ. FIG. 3D shows the characteristics of the correction value T MB of the manual torque when the steering wheel is turned with respect to the vehicle speed V and the steering angular speed ω. Also, FIG.
Shows the characteristics with respect to the vehicle speed V and the steering angular velocity ω of the correction coefficient K B for that correction value. These correction values T MA ,
The respective characteristics of the T MB and the correction coefficients K A and K B are set ergonomically or empirically so as to obtain an ideal steering feeling.
【００１８】尚、ハンドルの戻し状態とは、自動車の走
行状態においてハンドルに中立点方向に作用する復元力
と操舵者がハンドルに印加するマニュアルトルクとが反
対方向であって、ハンドルが中立点方向に回転している
状態を言う。又、ハンドルの切込み状態とは、ハンドル
が中立点から遠ざかる方向に回転されており、操舵者が
ハンドルに印加するマニュアルトルクとハンドルの回転
向が同一向きである場合を言う。The returning state of the steering wheel means that the restoring force acting on the steering wheel in the direction of the neutral point and the manual torque applied to the steering wheel by the operator in the running state of the vehicle are opposite to each other, and the steering wheel is in the direction of the neutral point. The state that is rotating. In addition, the incision state of the steering wheel refers to a case where the steering wheel is rotated in a direction away from the neutral point, and the manual torque applied to the steering wheel by the operator and the rotation direction of the steering wheel are the same.
【００１９】戻し時のマニュアルトルクＴM は次式で求
められる。The manual torque T M at the time of return is obtained by the following equation.
【数１】 ＴM ＝ＴMO（Ｖ，θ）−ＴMA（Ｖ，ω）・ＫA （Ｖ，θ） 一方、切込み時のマニュアルトルクＴM は次式で求めら
れる。T M = T MO (V, θ) −T MA (V, ω) · K A (V, θ) On the other hand, the manual torque T M at the time of cutting can be obtained by the following equation.
【数２】 ＴM ＝ＴMO（Ｖ，θ）＋ＴMB（Ｖ，ω）・ＫB （Ｖ，θ）[Number 2] T M = T MO (V, θ) + T MB (V, ω) · K B (V, θ)
【００２０】このように、ハンドルの戻し時と切込み時
とで、マニュアルトルク特性が別々に設定される。上記
の特性は、定性的に言えば、切込み時にはマニュアルト
ルクは基準値ＴMO（Ｖ，θ）に対して増加補正して、操
舵フィーリングを重い方向に補正したことを意味してい
る。又、戻し時には、マニュアルトルクは基準値Ｔ
MO（Ｖ，θ）に対して減少補正して、操舵フィーリング
を軽い方向に補正したことを意味している。即ち、戻し
時には、復元力を弱めるように復元力と反対方向にアシ
ストトルクが増加補正され、その結果、操舵者が復元力
に抗して入力すべきマニュアルトルクが小さくて滑らか
なハンドルの戻り操作が実現できるように補正されてい
る。As described above, the manual torque characteristics are set separately when the handle is returned and when the handle is turned. The above characteristics, qualitatively, mean that at the time of turning, the manual torque is increased and corrected with respect to the reference value T MO (V, θ) to correct the steering feeling in a heavy direction. When returning, the manual torque is set to the reference value T.
This means that the steering feeling is corrected in a light direction by reducing and correcting MO (V, θ). That is, when returning, the assist torque is corrected to increase in the direction opposite to the restoring force so as to weaken the restoring force, and as a result, the manual torque to be input by the driver against the restoring force is small and the steering operation of the steering wheel is smooth. Has been corrected so that it can be realized.
【００２１】尚、ＲＯＭ６２には、第１特性として、図
３の（ａ）〜（ｅ）に示す特性がデータマップ化されて
別々に記憶されているが、数１、数２に定義されるよう
に、車速Ｖ、操舵角θ、操舵角速度ωに関するマニュア
ルトルク特性をデータマップ化してＲＯＭ６２に記憶す
るようにしても良い。In the ROM 62, the characteristics shown in FIGS. 3A to 3E are data-mapped and separately stored as the first characteristics. As described above, the manual torque characteristics relating to the vehicle speed V, the steering angle θ, and the steering angular speed ω may be converted into a data map and stored in the ROM 62.
【００２２】又、ＲＯＭ６２には、図４の（ａ）に示す
ような、車速Ｖ、操舵角θに関する操舵出力トルク特性
が第２特性としてデータマップ化されて記憶されてい
る。ここで、操舵出力トルクＦは、自動車の走行状態に
おいて、現実に、操向車輪の向きを変更するのに必要な
トルクである。この操舵出力トルク特性は、アシストト
ルクを零とした状態で実際に車両を走行させて操舵した
時に、操舵者が操舵に必要なトルクの車速Ｖと操舵角θ
に関する特性を測定することにより得られる。The ROM 62 stores a steering output torque characteristic relating to the vehicle speed V and the steering angle θ as a second characteristic in the form of a data map as shown in FIG. Here, the steering output torque F is a torque required to actually change the direction of the steered wheels in the running state of the vehicle. The steering output torque characteristic is such that when the vehicle is actually driven with the assist torque set to zero and the vehicle is steered, the vehicle speed V and the steering angle θ of the torque required for the steering by the driver.
By measuring the properties of
【００２３】又、ＲＯＭ６２には、図４の（ｂ）に示す
ような、マニュアルトルクＴM 及び操舵出力トルクＦに
関するアシストトルクＴA に関連する制御電流Ｉの特性
が第３特性としてデータマップ化されて記憶されてい
る。In the ROM 62, as shown in FIG. 4B, the characteristics of the control current I relating to the manual torque T M and the assist torque T A relating to the steering output torque F are mapped as a third characteristic. Has been remembered.
【００２４】次に、本装置の作動をＣＰＵ６１の処理手
順を示した図５に示すフローチャートに従って説明す
る。図５に示すプログラムは所定の制御サイクルで繰り
返し実行されている。ステップ100 において、車速検出
器５１の出力信号から現時点での車速Ｖa が読み込まれ
る。次に、ステップ102 に移行して、操舵角検出器５２
の出力信号から現時点での操舵角θa が読み込まれる。
次に、ステップ104 において、次式により、現時点での
操舵角速度ωa が演算される。Next, the operation of the present apparatus will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The program shown in FIG. 5 is repeatedly executed in a predetermined control cycle. In step 100, the vehicle speed V a at the present time from the output signal of the vehicle speed detector 51 are read. Next, the routine proceeds to step 102, where the steering angle detector 52
Steering angle θ a is read from the output signal of at the moment.
Next, in step 104, by the following formula, the steering angular velocity omega a of at the present time is computed.
【００２５】[0025]
【数３】ωa ＝｜θa ｜−｜θO ｜／ｔΩ a = | θ a | − | θ O | / t
【００２６】数３で定義される操舵角速度ωa は、その
絶対値が操舵角速度の絶対値を表し、操舵角速度ωa の
正符号はハンドルが中立点から遠ざかる方向に操舵され
ており、操舵角速度ωa の負符号はハンドルが中立点に
近づく方向に操舵されていることを表している。従っ
て、操舵角速度ωa の正符号は、ハンドルが切込み状態
にあることを意味し、操舵角速度ωa の負符号は、一般
的にはハンドルが戻り状態にあることを意味している。
尚、ハンドルが中立点に向かう方向に回転している場合
でも、切込み状態の場合、即ち、マニュアルトルクの向
きがハンドルを中立点に回転させる方向に作用させる場
合が存在する。しかし、この場合には、操舵角速度ωa
の絶対値｜ωa ｜が、ハンドルが単に復元力だけで中立
点方向に回転する時の角速度よりも大きくなる。ハンド
ルが復元力だけで中立点方向に回転する時の角速度(以
下、この角速度を「しきい値角速度」という) は、一般
に車速Ｖの関数となる。よって、このしきい値角速度を
−ｇ（Ｖ）（負値）とすると、ωa ＜−ｇ（Ｖ）を満た
すとき、ハンドルは中立点方向に回転していても切込み
状態である。尚、関数ｇ（Ｖ）は実験的に決定すること
かできる。The steering angular velocity omega a defined by Equation 3, the absolute value of the absolute value of the steering angular velocity, a positive sign of the steering angular velocity omega a handle are steered in a direction away from the neutral point, the steering angular velocity negative sign omega a represents that the handle is steered toward the neutral point. Thus, the positive sign of the steering angular velocity omega a means that the handle is in the cut state, the negative sign of the steering angular velocity omega a is generally means that the handle is in the return state.
It should be noted that even when the steering wheel is rotating in the direction toward the neutral point, there is a case where the steering wheel is in the cut state, that is, where the direction of the manual torque acts in the direction of rotating the steering wheel toward the neutral point. However, in this case, the steering angular velocity ω a
Absolute value | ω a | of the steering wheel becomes larger than the angular velocity when the steering wheel rotates toward the neutral point only by the restoring force. The angular velocity when the steering wheel rotates toward the neutral point only by the restoring force (hereinafter, this angular velocity is referred to as “threshold angular velocity”) is generally a function of the vehicle speed V. Therefore, assuming that the threshold angular velocity is −g (V) (negative value), when ω a <−g (V) is satisfied, the steering wheel is in an incision state even if the steering wheel is rotating toward the neutral point. The function g (V) can be determined experimentally.
【００２７】ステップ106 では、第１特性のマップａ
（図３の（ａ））を参照して、現時点での車速Ｖa と操
舵角θa とから、そられの値に対応するマニュアルトル
クの基準値ＴMOが決定される。尚、データマップにはサ
ンプリング点における特性曲線上の値が記憶されている
ので、サンプリング点間の点における値は、補間演算に
より求められる。In step 106, the first characteristic map a
Referring (in FIG. 3 (a)) and, from the vehicle speed V a and the steering angle theta a at the present time, the reference value T MO manual torque corresponding to the empty Re value is determined. Since the values on the characteristic curve at the sampling points are stored in the data map, the values at points between the sampling points are obtained by interpolation.
【００２８】次に、ステップ108 において、ωa ＜−ｇ
（Ｖ）,or,0 ≦ωa の関係式が成立するか否かが判定さ
れ、判定結果がYES の場合には、上述したように、ハン
ドルの操舵状態は切込み状態であると判断することがで
きる。又、逆に、上記の不等式が成立しない場合には、
ハンドルの操舵状態は戻り状態であると判断することが
できる。Next, at step 108, ω a <−g
(V), whether or, 0 ≦ omega relationship of a is satisfied is determined, if the determination result is YES, as described above, it is determined that the steering state of the steering wheel is cut state Can be. Conversely, if the above inequality does not hold,
The steering state of the steering wheel can be determined to be the return state.
【００２９】ハンドルが切込み状態であると判定された
場合には、ステップ110 において、第１特性のマップ
ｄ，ｅ（図３の（ｄ），（ｅ））を参照して、現時点で
の車速Ｖa と操舵角速度ωa とから対応する補正値ＴMB
が決定され、車速Ｖa と操舵角θa とから対応する補正
係数ＫB が決定される。この場合にも補間演算が行われ
る。そして、ステップ112 において、数２に従って、そ
の時の走行及び操舵状態に対応した理想的なマニュアル
トルクＴMaが決定される。If it is determined that the steering wheel is in the incision state, at step 110, the vehicle speed at the present time is determined with reference to the maps d and e of the first characteristic ((d) and (e) of FIG. 3). corresponding correction value T MB from the V a and the steering angular velocity ω a
There is determined, the corresponding correction coefficient K B is determined from the vehicle speed V a and the steering angle theta a. Also in this case, the interpolation calculation is performed. Then, in step 112, an ideal manual torque T Ma corresponding to the running and steering state at that time is determined according to the equation (2 ).
【００３０】一方、ハンドルが戻り状態であると判定さ
れた場合には、ステップ114 において、第１特性のマッ
プｂ，ｃ（図３の（ｂ），（ｃ））を参照して、現時点
での車速Ｖa と操舵角速度ωa とから対応する補正値Ｔ
MAが決定され、車速Ｖa と操舵角θa とから対応する補
正係数ＫA が決定される。この場合にも補間演算が行わ
れる。そして、ステップ116 において、数１に従って、
その時の走行及び操舵状態に対応した理想的なマニュア
ルトルクＴMaが決定される。On the other hand, if it is determined that the steering wheel is in the return state, then at step 114, referring to the maps b and c of the first characteristic ((b) and (c) in FIG. 3), correction value T and the vehicle speed V a corresponding from the steering angular velocity ω a
MA is determined, the corresponding correction coefficient K A is determined from the vehicle speed V a and the steering angle theta a. Also in this case, the interpolation calculation is performed. Then, in step 116, according to equation 1,
An ideal manual torque TMa corresponding to the traveling and steering conditions at that time is determined.
【００３１】このように、理想的なマニュアルトルクＴ
Maは、ハンドルの切込み状態と戻し状態とで別の値に決
定される。次に、ステップ118 において、第２特性のマ
ップ（図４の（ａ））を参照して、現時点での車速Ｖa
と操舵角θa とから対応する現時点での操舵出力トルク
Ｆa が決定される。この演算も補間演算が適用される。Thus, the ideal manual torque T
Ma is determined to a different value depending on whether the steering wheel is in the cut state or the return state. Next, in step 118, referring to the map of the second characteristic ((a) of FIG. 4), the current vehicle speed V a
Steering output torque F a at a corresponding moment is determined from the steering angle theta a and. This operation also employs an interpolation operation.
【００３２】次に、ステップ120 において、第３特性の
マップ（図４の（ｂ））を参照して、現時点での理想的
なマニュアルトルクＴMa及び操舵出力トルクＦa とから
対応する現時点において発生させるべきアシストトルク
に関連した現時点での制御電流Ｉa が決定される。この
制御電流Ｉa の決定にも補間演算が適用される。Next, in step 120, by referring to a map of the third characteristic (in FIG. 4 (b)), at present the corresponding from an ideal manual torque T Ma and the steering output torque F a at the present time The current control current Ia associated with the assist torque to be generated is determined. The interpolation calculation is also applied to the determination of the control current Ia.
【００３３】次に、ステップ122 に移行して、制御電流
Ｉa に対応する制御信号がソレノイド駆動回路６４に出
力され、本プログラムが終了する。そして、ソレノイド
駆動回路６４の制御電流Ｉa により圧力制御弁３５のソ
レノイド３６が駆動され反力機構４０が作動し、結果的
にアシトストルクが変化される。即ち、マニュアルトル
ク対アシストトルクとの利得特性がこの反力機構４０に
より変化することになる。Next, the process proceeds to step 122, the control signal corresponding to the control current I a is output to the solenoid driving circuit 64, the present program is terminated. Then, the reaction force mechanism 40 the solenoid 36 is driven in the pressure control valve 35 is actuated by the control current I a of the solenoid drive circuit 64, resulting in Ashitosutoruku is changed. That is, the gain characteristic of the manual torque versus the assist torque is changed by the reaction force mechanism 40.
【００３４】このようにして、ハンドルの切込み状態と
戻し状態の２つの状態においても、操舵フィーリングが
理想的な特性となるように制御される。尚、上記実施例
では反力機構を用いた動力舵取装置を例としたが、本願
はこれに限られるものでなく、供給ポンプの流量を直接
制御するようなものにも適用できる。In this manner, the steering feeling is controlled so as to have ideal characteristics even in the two states of the steering wheel in the turning state and the returning state. In the above embodiment, a power steering device using a reaction force mechanism has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a device that directly controls the flow rate of a supply pump.
【図１】本実施例にかかる動力舵取装置の全体の構成を
示した構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an overall configuration of a power steering device according to an embodiment.
【図２】同装置の構成を示した構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of the device.
【図３】同装置における第１特性を示した特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a first characteristic in the device.
【図４】同装置における第２特性及び第３特性を示した
特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a second characteristic and a third characteristic in the device.
【図５】同装置のＣＰＵによる処理手順を示したフロー
チャート。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure by a CPU of the apparatus.
１１─サーボバルブ １４─パワーシリンダ ２０─供給ポンプ ２１─流量制御弁 ２８─分流制御弁 ３５─圧力制御弁 ４０─反力機構 ５１─車速検出器 ５２─操舵角検出器 ５３─ハンドル ５４─ステアリングシャフト ６０─操舵力制御装置 ６１…ＣＰＵ ６２…ＲＯＭ ６３…ＲＡＭ 11 Servo valve 14 Power cylinder 20 Supply pump 21 Flow control valve 28 Divide control valve 35 Pressure control valve 40 Reaction mechanism 51 Vehicle speed detector 52 Steering angle detector 53 Handle 54 Steering shaft 60 ° steering force control device 61 ... CPU 62 ... ROM 63 ... RAM
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−74286（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−5174（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−43164（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−275060（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86685（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−59270（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-74286 (JP, A) JP-A-4-5174 (JP, A) JP-A-4-43164 (JP, A) JP-A-61-275060 (JP) , A) JP-A-3-86685 (JP, A) JP-A-3-59270 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 6/00
Claims (1)
ュアルトルクに関連してアシストトルクを発生する動力
舵取装置において、 少なくとも車速、操舵角及び操舵角速度から成る状態量
を検出する状態量検出手段と、 操舵の切込み状態にあるか操舵の戻し状態にあるかの操
舵状態を検出する操舵状態検出手段と、 前記状態量と前記操舵状態と前記マニュアルトルクとの
理想的な関係を示す第１特性を記憶した第１特性記憶手
段と、 前記状態量と操向車輪の向きを変えるに必要な操舵出力
トルクとの関係を示す第２特性を記憶した第２特性記憶
手段と、 前記アシストトルクに関連した制御量と前記マニュアル
トルクと前記操舵出力トルクとの関係を示す第３特性を
記憶した第３特性記憶手段と、 前記状態量検出手段により検出された前記状態量及び前
記操舵状態検出手段により検出された前記操舵状態に対
応した前記マニュアルトルクを前記第１特性から演算す
る第１演算手段と、 前記状態量検出手段により検出された前記状態量に対応
した前記操舵出力トルクを前記第２特性から演算する第
２演算手段と、 前記第１演算手段により演算された前記マニュアルトル
クと前記第２演算手段により演算された前記操舵出力ト
ルクとに対応する前記制御量を前記第３特性から演算す
る第３演算手段と、 前記第３演算手段により求められた前記制御量に基づい
て前記アシストトルクを発生させるトルク発生手段とを
有する動力舵取装置。1. A power steering apparatus for generating an assist torque in association with a manual torque applied to a steering shaft, a state quantity detecting means for detecting a state quantity comprising at least a vehicle speed, a steering angle and a steering angular velocity; A steering state detecting means for detecting a steering state whether the vehicle is in a cutting state or a steering return state, and a first characteristic indicating an ideal relationship between the state amount, the steering state, and the manual torque is stored. A first characteristic storage unit; a second characteristic storage unit storing a second characteristic indicating a relationship between the state quantity and a steering output torque required to change the direction of a steered wheel; a control amount related to the assist torque And a third characteristic storing means for storing a third characteristic indicating a relationship between the manual torque and the steering output torque; and a state detected by the state quantity detecting means. A first calculating means for calculating from the first characteristic the manual torque corresponding to the state quantity and the steering state detected by the steering state detecting means; and a state quantity corresponding to the state quantity detected by the state quantity detecting means. Second calculating means for calculating the steering output torque from the second characteristic; and the control corresponding to the manual torque calculated by the first calculating means and the steering output torque calculated by the second calculating means. A power steering apparatus comprising: third operation means for calculating an amount from the third characteristic; and torque generation means for generating the assist torque based on the control amount obtained by the third operation means.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP28390392A JP3104435B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Power steering device |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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1992
- 1992-09-28 JP JP28390392A patent/JP3104435B2/en not_active Expired - Fee Related
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