JP4347871B2

JP4347871B2 - Vehicle steering control device

Info

Publication number: JP4347871B2
Application number: JP2006244116A
Authority: JP
Inventors: 英之田中; 敏英佐竹; 隆徳松永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: JP2008062837A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of causing a sense of incongruity to a steering feeling by the intervention of constant control in the case of performing assist torque control by a yaw rate, and the problem of not having the constitution that considers both aspects of a driver's steering system operation and vehicle behavior in the case of assisting only when required. <P>SOLUTION: A third target yaw rate is determined based on a first target yaw rate based on tire force by road surface reaction toque generated to a tire, and on a second target yaw rate based on a steering wheel angle corresponding to the driver's steering. The third target yaw rate is compared with a yaw rate actually generated to a vehicle to compute yaw rate compensation torque (vehicle stabilizing torque). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置をはじめとする車両用操舵制御装置、特に、自動車等に搭載された車両用操舵手段の制御を含む車両用操舵制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering control device including an electric power steering device, and more particularly to a vehicle steering control device including control of vehicle steering means mounted on an automobile or the like.

従来の車両用操舵制御装置は、車両に発生する車両挙動を検出するヨーレート検出手段を備え、ヨーレートの検出値の大きさおよび変化率に基づいたアシストトルクを駆動トルク指令値として電動モータに供給、あるいはヨーレートの周波数特性を変更し車両安定化トルクとして基本アシストトルクに加算したものを駆動トルク指令値として電動モータに供給し、車両安定化の補助機能を達成するようにした車両用操舵制御装置がある（例えば、特許文献１及び２参照）。 A conventional vehicle steering control device includes a yaw rate detection means for detecting a vehicle behavior generated in a vehicle, and supplies an assist torque based on the magnitude and rate of change of the detected value of the yaw rate to the electric motor as a drive torque command value. Alternatively, a vehicle steering control device that changes the frequency characteristics of the yaw rate and adds the vehicle stabilization torque to the basic assist torque to the electric motor as a drive torque command value to achieve a vehicle stabilization assist function. (For example, see Patent Documents 1 and 2).

また、車両の不安定状態を検出し補償制御を行なうため、目標ヨーレートに実際のヨーレートが合致するように車載機器をフィードバック制御するに当たり、車輪の横力が極限になった時に目標ヨーレートを小さくするように補正することにより、旋回初期の回頭性を高めると共に旋回中の車両のスピン状態に陥るのを防止して、車両安定化制御をおこなうようにした車両の制御装置がある（例えば、特許文献３参照）。 In addition, in order to perform compensation control by detecting the unstable state of the vehicle, the feedback control of the in-vehicle device so that the actual yaw rate matches the target yaw rate, the target yaw rate is reduced when the lateral force of the wheel becomes the limit. In this way, there is a vehicle control device that performs vehicle stabilization control by improving the turning ability at the beginning of turning and preventing the vehicle from turning into a spinning state while turning (see, for example, Patent Documents). 3).

また、車両の操舵角と車速から車両の規範ヨーレートを算出し、この規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差と規範ヨーレートと横加速度に基づいて、アンダーステア状態、オーバーステア状態、カウンタステア状態等の車両の操舵状態を判定する手段がある（例えば、特許文献４参照）。
特開２００６−１５７９７号公報特開２００６−８８８６６号公報特許第３３２８０１４号公報特開２００６−７８１０号公報 Further, the vehicle standard yaw rate is calculated from the vehicle steering angle and the vehicle speed, and based on the deviation between the standard yaw rate and the actual yaw rate, the standard yaw rate and the lateral acceleration, the understeer state, the oversteer state, the countersteer state, etc. There is means for determining the steering state (see, for example, Patent Document 4).
JP 2006-15797 A JP 2006-88866 A Japanese Patent No. 3328014 JP 2006-7810 A

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の従来技術では、車両の不安定状態検出により車両安定化電流を発生するが、ハンドル操作の基本は運転者が行なうべきものであり、運転者が正しい操作をしていないときには有効であるが、運転者が正しいハンドル操作を行なっている際には違和感を与えてしまう可能性がある。 However, in the prior arts of Patent Document 1 and Patent Document 2, a vehicle stabilization current is generated by detecting an unstable state of the vehicle. However, the basic operation of the steering wheel should be performed by the driver. This is effective when the vehicle is not being operated, but there is a possibility that the driver may feel uncomfortable when the driver is performing the correct steering operation.

また、特許文献３の従来技術では、ハンドル角と横加速度（Ｇ）に基づいて車両のカウンタステア状態を判別しエンジンの出力トルクを制御するが、車両用操舵制御装置のように運転者のハンドル操作を促すアシストトルクに関しては言及されていない。 In the prior art disclosed in Patent Document 3, the counter steering state of the vehicle is determined based on the steering wheel angle and the lateral acceleration (G) to control the engine output torque. No mention is made of assist torque for prompting operation.

また、特許文献４の従来技術では、運転者による車両の操舵状態判定に関して記載があるが、車両用操舵制御装置を用いてアシストトルクを付与するためには、運転者の操舵状態だけでなく、運転者のハンドル操作による目標ヨーレートが必要となるため、運転者に対して適切なアシストトルクを付与することができない。 Moreover, in the prior art of Patent Document 4, there is a description regarding determination of the steering state of the vehicle by the driver, but in order to give assist torque using the vehicle steering control device, not only the steering state of the driver, Since the target yaw rate by the driver's steering operation is required, appropriate assist torque cannot be applied to the driver.

この発明の目的は、上記の課題に鑑み、車両の操縦安定性を向上するとともに、運転者にとって違和感のない車両用操舵制御装置を提供することである。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a vehicle steering control device that improves the steering stability of the vehicle and does not give the driver a sense of incongruity.

この発明に係る車両用操舵制御装置は、モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵制御装置において、車両の操舵操作にともなって車輪に生じる路面反力トルクまたは車両に生じる横方向加速度のいずれか１つを検出する車両状態量検出器、運転者が操作するハンドルの操作量を検出するハンドル操作量検出器、車両の走行速度を検出する車速検出器、車両状態量検出器の出力と車速検出器の出力とから、第１の目標ヨーレートを演算する第１の目標ヨーレート演算手段、ハンドル操作量検出器の出力と車速検出器の出力とから、第２の目標ヨーレートを演算する第２の目標ヨーレート演算手段、第１の目標ヨーレートと第２の目標ヨーレートに基づき、車両の第３の目標ヨーレートを決定する第３の目標ヨーレート決定手段、車両に生じるヨーレートを検出するヨーレート検出器、ヨーレート検出器の出力と第３の目標ヨーレートに基づき、車両安定化ゲインを演算する車両安定化ゲイン演算手段、ヨーレート検出器の出力と車両安定化ゲインに基づきアシストトルクに加算する車両安定化トルクを決定する車両安定化トルク演算手段を備え、第３の目標ヨーレート決定手段は、第１の目標ヨーレートの値と第２の目標ヨーレートの値の符号が同一の場合、第１の目標ヨーレートと第２の目標ヨーレートで絶対値の小さい方を出力し、第１の目標ヨーレートの値と第２の目標ヨーレートの値の符号が異なる場合、第２の目標ヨーレートを出力するようにしたものである。 A vehicle steering control device according to the present invention is a vehicle steering control device that generates an assist torque that assists a driver's steering torque by motor control. A vehicle state quantity detector that detects any one of lateral accelerations generated in a vehicle, a handle operation amount detector that detects an operation amount of a handle operated by a driver, a vehicle speed detector that detects a traveling speed of the vehicle, and a vehicle From the output of the state quantity detector and the output of the vehicle speed detector, the first target yaw rate calculating means for calculating the first target yaw rate, the output of the steering wheel operation amount detector and the output of the vehicle speed detector, the second A second target yaw rate calculating means for calculating a target yaw rate; a first target yaw rate for determining a third target yaw rate of the vehicle based on the first target yaw rate and the second target yaw rate; Target yaw rate determining means, yaw rate detector for detecting the yaw rate generated in the vehicle, vehicle stabilization gain calculating means for calculating the vehicle stabilization gain based on the output of the yaw rate detector and the third target yaw rate, and the output of the yaw rate detector and e Bei vehicle stabilizing torque calculating means for determining a vehicle stabilization torque that is added to the assist torque based on the vehicle stability gain, the third target yaw rate determining means, value and a second target of a first target yaw rate If the signs of the yaw rate values are the same, the smaller one of the first target yaw rate and the second target yaw rate is output, and the signs of the first target yaw rate value and the second target yaw rate value are different. In this case, the second target yaw rate is output .

この発明によれば、車両がスピン状態となるような不安定な状態な場合のみ、ヨーレート信号によるヨーレート補償トルク制御を行なうため、通常走行時には良好なフィーリングが得られ、また不安定な状態では車両を安定化するためのアシストトルクを得ることが可能となる。 According to the present invention, the yaw rate compensation torque control based on the yaw rate signal is performed only when the vehicle is in an unstable state in which the vehicle is in a spin state. Therefore, a good feeling can be obtained during normal driving, and in an unstable state. It is possible to obtain assist torque for stabilizing the vehicle.

また、タイヤ力に基づく第１の目標ヨーレートと運転者の操舵に基づく第２の目標ヨーレートにより車両を安定するために必要なタイヤ力と運転者の操作意思を反映させた状態量が検出できるため、車両運動を操舵系・制動系・駆動系いずれかのアクチュエータで制御するにあたり、運転者の操舵に応じた最適な制御の実現が可能となる。 In addition, since the first target yaw rate based on the tire force and the second target yaw rate based on the driver's steering can detect the state force reflecting the tire force and the driver's operation intention necessary to stabilize the vehicle. In controlling the vehicle motion by any one of the steering system, the braking system, and the driving system, it is possible to realize optimal control according to the steering of the driver.

以下に、この発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態に使用される車両用操舵制御装置系の制御装置の全体構成を示す図で、ここに示す制御装置は、自動車に搭載される電動式パワーステアリング制御装置である。
この図１に示す車両用操舵制御装置系の制御装置は、ステアリング機構１０を有し、このステアリング機構１０は、ハンドル１と、ステアリング軸２と、ステアリングギアボックス３と、トルクセンサ４と、アシストモータ５と、ラックとピニオン機構６とを含んでいる。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a control device for a vehicle steering control system used in an embodiment of the present invention. The control device shown here is an electric power steering control device mounted on an automobile. .
1 includes a steering mechanism 10, which includes a steering wheel 1, a steering shaft 2, a steering gear box 3, a torque sensor 4, and an assist. A motor 5, a rack and a pinion mechanism 6 are included.

図１において、ハンドル１は自動車の運転者が操舵する自動車のステアリングハンドルであり、ステアリング軸２の上端に連結されている。ハンドル１には運転者による操舵トルクＴhdlが加えられ、この操舵トルクＴhdlはステアリング軸２に伝達される。トルクセンサ４はステアリング軸２に結合され、操舵トルクＴhdlに応じた操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)を発生する。アシストモータ５は電動モータであり、これもステアリング軸２に減速ギアを介して結合され、ステアリング軸２に操舵トルクＴhdlをアシストするアシストトルクＴassistを与える。 In FIG. 1, a handle 1 is a steering handle of an automobile that is steered by an automobile driver, and is connected to an upper end of a steering shaft 2. A steering torque Thdl by the driver is applied to the steering wheel 1, and this steering torque Thdl is transmitted to the steering shaft 2. The torque sensor 4 is coupled to the steering shaft 2 and generates a steering torque detection signal Thdl (s) corresponding to the steering torque Thdl. The assist motor 5 is an electric motor, which is also coupled to the steering shaft 2 via a reduction gear, and applies an assist torque Tassist that assists the steering torque Thdl to the steering shaft 2.

ステアリングギアボックス３はステアリング軸２の下端に設けられる。ステアリング軸２に与えられる操舵トルクＴhdlとアシストトルクＴassistとを加え合わせた合成トルクが、ステアリングギアボックス３を通じて数倍にされ、ラックとピニオン機構６を通じてタイヤ（車輪）７を操作する。 The steering gear box 3 is provided at the lower end of the steering shaft 2. A combined torque obtained by adding the steering torque Thdl and the assist torque Tassist applied to the steering shaft 2 is multiplied several times through the steering gear box 3, and the tire (wheel) 7 is operated through the rack and pinion mechanism 6.

図１に示す車両用操舵制御装置系の制御装置の全体的な動作について説明する。
図１の制御装置は、ステアリング機構１０に電気的に組み合わせたＥＰＳ（ElectricPower Steering）用制御ユニット８を有する。この制御ユニット８には、トルクセンサ４からの操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)と、アシストモータ５からのモータ駆動電流検出信号Ｉmtr(s)と、モータ駆動電圧検出信号Ｖmtr(s)が入力される。この他にも制御ユニット８には、車両に発生するヨーレートγ、路面反力トルクＴalign、ハンドル角θ、車速Ｖなどが入力されるが、図１における全体的な動作の説明には不要であるため省略する。この制御ユニット８は、操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)とモータ駆動電流検出信号Ｉmtr(s)とモータ駆動電圧検出信号Ｖmtr(s)等の信号を基に演算し、アシストモータ５に対して制御信号Ｉmtr(t)を供給する。この制御信号Ｉmtr(t)は、アシストモータ５に対する駆動電流である。 The overall operation of the control device for the vehicle steering control system shown in FIG. 1 will be described.
The control device of FIG. 1 has an EPS (Electric Power Steering) control unit 8 electrically combined with the steering mechanism 10. The control unit 8 receives a steering torque detection signal Thdl (s) from the torque sensor 4, a motor drive current detection signal Imtr (s) from the assist motor 5, and a motor drive voltage detection signal Vmtr (s). The In addition to this, the control unit 8 is input with the yaw rate γ, the road surface reaction torque Talign, the steering wheel angle θ, the vehicle speed V, etc. generated in the vehicle, but is not necessary for the explanation of the overall operation in FIG. Therefore, it is omitted. The control unit 8 calculates based on signals such as a steering torque detection signal Thdl (s), a motor drive current detection signal Imtr (s), and a motor drive voltage detection signal Vmtr (s), and controls the assist motor 5. The signal Imtr (t) is supplied. This control signal Imtr (t) is a drive current for the assist motor 5.

図１において、符号Ｔalignは運転者の操舵操作に伴ってタイヤ７に与えられる路面反力トルクであり、Ｔtranはこの路面反力トルクＴalign及びステアリング機構全体の摩擦トルクＴfricに基づき、ステアリング軸２に作用するステアリング軸反力トルクである。Ｔfrpはステアリング機構１０の摩擦トルクであり、アシストモータ５における摩擦トルクＴmfricを除くステアリング機構１０の摩擦トルクとする。 In FIG. 1, the symbol Talign is a road surface reaction torque applied to the tire 7 in accordance with the driver's steering operation, and Ttran is applied to the steering shaft 2 based on the road surface reaction torque Talign and the friction torque Tfric of the entire steering mechanism. This is the steering shaft reaction force torque that acts. Tfrp is the friction torque of the steering mechanism 10 and is the friction torque of the steering mechanism 10 excluding the friction torque Tmfric in the assist motor 5.

図１に示す電動パワーステアリング制御装置は、運転者がハンドル１を切ったときの操舵トルクＴhdlをトルクセンサ４で操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)として検出し、その操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)に応じて、操舵トルクＴhdlを補助するアシストトルクＴassistを発生させることを主な機能とする。制御ユニット８は、アシストモータ５の駆動電流Ｉmtrを検出した検出信号Ｉmtr(s)と、アシストモータ５の駆動電圧Ｖmtrを検出した検出信号Ｖmtr(s)と、操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)とに基づき、アシストトルクＴassistを発生させるための制御信号Ｉmtr(t)を演算し、この制御信号Ｉmtr(t)をアシストモータ５に供給する。 The electric power steering control apparatus shown in FIG. 1 detects the steering torque Thdl when the driver turns the steering wheel 1 as a steering torque detection signal Thdl (s) by the torque sensor 4, and the steering torque detection signal Thdl (s). Accordingly, the main function is to generate an assist torque Tassist that assists the steering torque Thdl. The control unit 8 detects the detection signal Imtr (s) that detects the drive current Imtr of the assist motor 5, the detection signal Vmtr (s) that detects the drive voltage Vmtr of the assist motor 5, and the steering torque detection signal Thdl (s). Based on the control signal, a control signal Imtr (t) for generating the assist torque Tassist is calculated, and this control signal Imtr (t) is supplied to the assist motor 5.

力学的には、操舵トルクＴhdlとアシストトルクＴassistの和がステアリング軸反力トルクＴtranに抗してステアリング軸２を回転させる。またハンドル１を回転させる時には、アシストモータ５の慣性項も作用するので、ステアリング軸反力トルクＴtranは次式（１）で与えられる。
Ｔtran＝Ｔhdl＋Ｔassist−Ｊ・dω／dt （１）

ただし、アシストモータの慣性トルクをJ・dω/dtとする。 Dynamically, the sum of the steering torque Thdl and the assist torque Tassist rotates the steering shaft 2 against the steering shaft reaction torque Ttran. Further, when the handle 1 is rotated, the inertia term of the assist motor 5 also acts, so that the steering shaft reaction force torque Ttran is given by the following equation (1).
Ttran = Thdl + Tassist-J ・ dω / dt (1)

However, the inertia torque of the assist motor is J · dω / dt.

またアシストモータ５によるアシストトルクＴassistは、次式（２）で与えられる。

Ｔassist＝Ｇgear・Ｋt・Ｉmtr （２）

ただし、Ｇgearはアシストモータ５とステアリング軸２との間の減速ギアのギア比である。Ｋtはアシストモータ５のトルク乗数である。 The assist torque Tassist by the assist motor 5 is given by the following equation (2).

Tassist = Ggear ・ Kt ・ Imtr (2)

Here, Ggear is the gear ratio of the reduction gear between the assist motor 5 and the steering shaft 2. Kt is a torque multiplier of the assist motor 5.

また、ステアリング軸反力トルクＴtranは、路面反力トルクＴalignとステアリング機構１０内の全摩擦トルクＴfricとの和であり、次式(3)で与えられる。

Ｔtran＝Ｔalign＋Ｔfric＝Ｔalign＋（Ｇgear・Ｔmfric+Ｔfrp）（３）

ただし、Ｔmfricはアシストモータ５における摩擦トルク、Ｔfrpはこのアシストモータ５における摩擦トルクＴmfricを除く、ステアリング機構１０の摩擦トルクであり、Ｔmfric+Ｔfrp=Ｔfricである。 The steering shaft reaction force torque Ttran is the sum of the road surface reaction force torque Talign and the total friction torque Tfric in the steering mechanism 10, and is given by the following equation (3).

Ttran = Talign + Tfric = Talign + (Ggear / Tmfric + Tfrp) (3)

However, Tmfric is the friction torque in the assist motor 5, Tfrp is the friction torque of the steering mechanism 10 excluding the friction torque Tmfric in the assist motor 5, and Tmfric + Tfrp = Tfric.

電動パワーステアリング制御装置の制御ユニット８は、アシストモータ５の駆動電流Ｉmtrに対する目標値を演算して制御信号Ｉmtr(t)を発生する。この制御信号Ｉmtr(t)に対して、アシストモータ５の実際の駆動電流Ｉmtrが一致するように電流制御がなされて、アシストモータ５は駆動電流値にトルク定数とギア比（アシストモータ５からステアリング軸２間）を乗じた所定のトルクを発生し、運転者が操舵するときの操舵トルクＴhdlをアシストする構成となっている。 The control unit 8 of the electric power steering control device calculates a target value for the drive current Imtr of the assist motor 5 and generates a control signal Imtr (t). Current control is performed so that the actual drive current Imtr of the assist motor 5 matches the control signal Imtr (t), and the assist motor 5 has a torque constant and a gear ratio (from the assist motor 5 to the steering). A predetermined torque multiplied between the shafts 2) is generated to assist the steering torque Thdl when the driver steers.

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１における制御装置の制御ユニット８とアシストモータ５を示すブロック図である。制御ユニット８は鎖線にブロック８で示される。この制御ユニット８は、車速検出器１１と、操舵トルク検出器１２と、路面反力トルク検出器１３と、ヨーレート検出器１４と、ハンドル角検出器１５と、モータ速度検出器１６と、モータ加速度検出器１７と、アシストトルク決定ブロック１８と、モータ電流決定器１９と、モータ電流比較器２０と、モータ駆動器２１と、モータ電流検出器２２を含んでいる。 Embodiment 1
FIG. 2 is a block diagram showing the control unit 8 and the assist motor 5 of the control device according to Embodiment 1 of the present invention. The control unit 8 is indicated by a block 8 in the chain line. The control unit 8 includes a vehicle speed detector 11, a steering torque detector 12, a road surface reaction force torque detector 13, a yaw rate detector 14, a handle angle detector 15, a motor speed detector 16, and a motor acceleration. A detector 17, an assist torque determination block 18, a motor current determiner 19, a motor current comparator 20, a motor driver 21, and a motor current detector 22 are included.

車両の走行速度を検出する車速検出器１１は車速Ｖを受けて車速信号Ｖ(s)を出力する。操舵トルク検出器１２は、トルクセンサ４を含み、操舵トルクＴhdlを受けて操舵トルク検出信号Ｔhdl(s)を出力する。車両状態量検出器を構成する路面反力トルク検出器１３はタイヤ７に生じる路面反力トルクＴalignを受けて路面反力トルク信号Ｔalign(s)を出力する。ヨーレート検出器１４は車両に生じる車両挙動であるヨーレートＹawを受けてヨーレート信号Ｙaw(s)を出力する。ハンドル１の操作量を検出するハンドル操作量検出器として使用されるハンドル角検出器１５はハンドル角Ｔhetaを受けてハンドル角信号Ｔheta(s)を出力する。モータ速度検出器１６は、アシストモータ５の回転速度Ｓmtrを受けてモータ速度信号Ｓmtr(s)を出力する。モータ加速度検出器１７は、モータ速度信号Ｓmtr(s)を微分してモータ加速度信号Ａmtr(s)を出力する。路面反力トルク検出器１３の検出手段は例えばタイヤ７に設けられるロードセルなどの検出手段であり、路面反力トルクＴalignを受けて、それに比例する路面反力トルク信号Ｔalign(s)を出力する。ヨーレート検出器１４の検出手段は例えば車両に設けられたヨーレートセンサなどの検出手段であり、ヨーレートＹawを受けて、それに比例するヨーレート信号Ｙaw(s)を出力する。ハンドル角検出器１５の検出手段は例えばステアリング軸に設けられたハンドル角センサなどの検出手段であり、ハンドル角Ｔhetaを受けて、それに比例するハンドル角信号Ｔheta(s)を出力する。 A vehicle speed detector 11 that detects the traveling speed of the vehicle receives the vehicle speed V and outputs a vehicle speed signal V (s). The steering torque detector 12 includes the torque sensor 4, receives the steering torque Thdl, and outputs a steering torque detection signal Thdl (s). The road surface reaction torque detector 13 constituting the vehicle state quantity detector receives the road surface reaction torque Talign generated in the tire 7 and outputs a road surface reaction torque signal Talign (s). The yaw rate detector 14 receives the yaw rate Yaw, which is a vehicle behavior generated in the vehicle, and outputs a yaw rate signal Yaw (s). The handle angle detector 15 used as a handle operation amount detector for detecting the operation amount of the handle 1 receives the handle angle Theta and outputs a handle angle signal Theta (s). The motor speed detector 16 receives the rotational speed Smtr of the assist motor 5 and outputs a motor speed signal Smtr (s). The motor acceleration detector 17 differentiates the motor speed signal Smtr (s) and outputs a motor acceleration signal Amtr (s). The detection means of the road surface reaction force torque detector 13 is detection means such as a load cell provided in the tire 7, for example, which receives the road surface reaction force torque Talign and outputs a road surface reaction force torque signal Talign (s) proportional thereto. The detecting means of the yaw rate detector 14 is a detecting means such as a yaw rate sensor provided in the vehicle, for example, which receives the yaw rate Yaw and outputs a yaw rate signal Yaw (s) proportional thereto. The detection means of the steering wheel angle detector 15 is a detection means such as a steering wheel angle sensor provided on the steering shaft, for example, which receives the steering wheel angle Theta and outputs a steering wheel angle signal Theta (s) proportional thereto.

アシストトルク決定ブロック１８は、車速信号Ｖ(s)と、操舵トルク信号Ｔhdl(s)と、路面反力トルク信号Ｔalign(s)と、ヨーレート信号Ｙaw(s)と、ハンドル角信号Ｔheta(s)と、モータ速度信号Ｓmtr(s)と、モータ加速度信号Ａmtr(s)とを受けて、アシストモータ５が発生するアシストトルクＴassistに対応するアシストトルク信号Ｔassist(s)を発生する。モータ電流決定器１９は、アシストトルク信号Ｔassist(s)を受けて、アシストトルクＴassistを発生させるためのモータ駆動電流に対する電流目標値Ｉref(s)を出力する。 The assist torque determination block 18 includes a vehicle speed signal V (s), a steering torque signal Thdl (s), a road surface reaction torque signal Talign (s), a yaw rate signal Yaw (s), and a steering wheel angle signal Theta (s). In response to the motor speed signal Smtr (s) and the motor acceleration signal Amtr (s), an assist torque signal Tassist (s) corresponding to the assist torque Tassist generated by the assist motor 5 is generated. The motor current determiner 19 receives the assist torque signal Tassist (s) and outputs a current target value Iref (s) for the motor drive current for generating the assist torque Tassist.

アシストモータ５を駆動するために、比較器２０と、モータ駆動器２１と、モータ電流検出器２２を含んでいる。モータ電流検出器２２は、アシストモータ５の実際の駆動電流Ｉmtrに相当するモータ駆動電流信号Ｉmtr(s)を出力する。比較器２０は、電流目標値Ｉref(s)と、モータ駆動電流信号Ｉmtr(s)を比較する。モータ駆動器２１は、電流目標値Ｉref(s)と、駆動電流信号Ｉmtr(s)との差を０とするように、アシストモータ５を駆動する。 In order to drive the assist motor 5, a comparator 20, a motor driver 21, and a motor current detector 22 are included. The motor current detector 22 outputs a motor drive current signal Imtr (s) corresponding to the actual drive current Imtr of the assist motor 5. The comparator 20 compares the current target value Iref (s) with the motor drive current signal Imtr (s). The motor driver 21 drives the assist motor 5 so that the difference between the current target value Iref (s) and the drive current signal Imtr (s) is zero.

図３は、アシストトルク決定ブロック１８を示すブロック図であり、ヨーレート信号Ｙaw(s)、ハンドル角信号Ｔheta(s)、路面反力トルク信号Ｔalign(s)、車速信号Ｖ(s)を入力するヨーレート補償器３３を用いた、この発明の実施の形態１の構成を示すブロック図でもある。アシストマップ補償器３０は車速検出器１１の出力Ｖ(s)と、操舵トルク検出器１２の出力Ｔhdl(s)を受けて、アシストマップ補償トルクmap(s)を出力する。ダンピング補償器３１は車速検出器１１の出力Ｖ(s)と、モータ速度検出器１６の出力Ｓmtr(s)を受けて、ダンピング補償量トルクdamp(s)を出力する。慣性補償器３２は車速検出器１１の出力Ｖ(s)と、モータ加速度検出器１７の出力Ａmtr(s)を受けて、慣性補償トルクiner(s)を出力する。ヨーレート補償器３３は車速検出器１１の出力Ｖ(s)と、路面反力トルク検出器１３の出力Ｔalign(s)と、ヨーレート検出器１４の出力Ｙaw(s)と、ハンドル角検出器１５の出力Ｔheta(s)を受けて、ヨーレート補償トルクret(s)を出力する。また加算器３４は、アシストマップ補償器３０の出力map(s)と、ダンピング補償器３１の出力damp(s)と、慣性補償器３２の出力iner(s)と、ヨーレート補償器３３の出力ret(s)を受けて、アシストトルクＴassist(s)を出力する。 FIG. 3 is a block diagram showing the assist torque determination block 18 for inputting the yaw rate signal Yaw (s), the steering wheel angle signal Theta (s), the road surface reaction force torque signal Talign (s), and the vehicle speed signal V (s). It is also a block diagram which shows the structure of Embodiment 1 of this invention using the yaw rate compensator 33. FIG. The assist map compensator 30 receives the output V (s) of the vehicle speed detector 11 and the output Thdl (s) of the steering torque detector 12, and outputs an assist map compensation torque map (s). The damping compensator 31 receives the output V (s) of the vehicle speed detector 11 and the output Smtr (s) of the motor speed detector 16 and outputs a damping compensation amount torque damp (s). The inertia compensator 32 receives the output V (s) of the vehicle speed detector 11 and the output Amtr (s) of the motor acceleration detector 17 and outputs an inertia compensation torque inner (s). The yaw rate compensator 33 includes the output V (s) of the vehicle speed detector 11, the output Talign (s) of the road surface reaction force torque detector 13, the output Yaw (s) of the yaw rate detector 14, and the steering angle detector 15. In response to the output Theta (s), the yaw rate compensation torque ret (s) is output. The adder 34 also outputs the output map (s) of the assist map compensator 30, the output damp (s) of the damping compensator 31, the output iner (s) of the inertia compensator 32, and the output ret of the yaw rate compensator 33. In response to (s), the assist torque Tassist (s) is output.

なお、図３はこの発明の特徴がヨーレート補償器３３であるため、一般的な電動パワーステアリングの補償ブロックに関してのみ記載したが、この他にも電動パワーステアリングは様々な補償器を有する。その他の補償器がある場合にもこの発明のヨーレート補償器３３を有する全ての構成において実施が可能である。 FIG. 3 shows only the compensation block of a general electric power steering because the feature of the present invention is the yaw rate compensator 33. In addition to this, the electric power steering has various compensators. Even when there are other compensators, the present invention can be implemented in all configurations having the yaw rate compensator 33 of the present invention.

図４はこの発明の特徴であるヨーレート補償器３３の詳細を記したブロック図である。第１の目標ヨーレート演算器４０は、車速検出器１１の出力Ｖ(s)と路面反力トルク検出器１３の出力Ｔalign(s)を受けて、タイヤ力に基づく第１の目標ヨーレート演算を行い、第１の目標ヨーレートＹawref1(s)を出力する。第２の目標ヨーレート演算器４１は、車速検出器１１の出力Ｖ(s)とハンドル角検出器１５の出力Ｔheta(s)を受けて、運転者の操舵に基づく第２の目標ヨーレート演算を行い、第２の目標ヨーレートＹawref2(s)を出力する。第３の目標ヨーレート決定器４２は、第１の目標ヨーレート演算器４０の出力Ｙawref1(s)と、第２の目標ヨーレート演算器４１の出力Ｙawref2(s)を受けて第３のヨーレートを決定し、第３の目標ヨーレートＹawref3(s)を出力する。車両安定化ゲイン演算手段を構成するヨーレート補償ゲイン演算部４３は、第３の目標ヨーレート決定器４２の出力Ｙawref3(s)とヨーレート検出器１４の出力Ｙaw(s)を受けてヨーレート補償ゲインＹawgain(s)を出力する。車両安定化トルク演算手段を構成する乗算部４４は、ヨーレート補償ゲイン演算部４２の出力であるヨーレート補償ゲインＹawgain(s)と、ヨーレート検出器１４の出力である実際に車両に発生しているヨーレートＹaw(s)を乗じて、車両安定化トルクとなるヨーレート補償トルクret(s)を出力する。 FIG. 4 is a block diagram showing details of the yaw rate compensator 33 which is a feature of the present invention. The first target yaw rate calculator 40 receives the output V (s) of the vehicle speed detector 11 and the output Talign (s) of the road surface reaction force torque detector 13 and performs a first target yaw rate calculation based on the tire force. The first target yaw rate Yawref1 (s) is output. The second target yaw rate calculator 41 receives the output V (s) of the vehicle speed detector 11 and the output Theta (s) of the steering angle detector 15 and performs a second target yaw rate calculation based on the driver's steering. The second target yaw rate Yawref2 (s) is output. The third target yaw rate determiner 42 receives the output Yawref1 (s) of the first target yaw rate calculator 40 and the output Yawref2 (s) of the second target yaw rate calculator 41, and determines the third yaw rate. The third target yaw rate Yawref3 (s) is output. The yaw rate compensation gain calculation unit 43 constituting the vehicle stabilization gain calculation means receives the output Yawref3 (s) of the third target yaw rate determiner 42 and the output Yaw (s) of the yaw rate detector 14 and receives the yaw rate compensation gain Yawgain ( s) is output. The multiplication unit 44 constituting the vehicle stabilization torque calculation means includes a yaw rate compensation gain Yawgain (s) that is an output of the yaw rate compensation gain calculation unit 42 and a yaw rate that is actually generated in the vehicle that is an output of the yaw rate detector 14. Multiplying Yaw (s), the yaw rate compensation torque ret (s) serving as the vehicle stabilization torque is output.

第１の目標ヨーレート演算は、車両に発生する横方向加速度ＧＹと路面反力トルクＴalignが比例関係にあると仮定し、車両の横滑り変化がないものとすると次式（４）のとおり与えられる。

なお、Ｋ_１は車両に応じた定数である。 The first target yaw rate calculation is given by the following equation (4) assuming that the lateral acceleration GY generated in the vehicle and the road surface reaction force torque Talign are in a proportional relationship and there is no change in the side slip of the vehicle.

K ₁ is a constant corresponding to the vehicle.

第２の目標ヨーレート演算は、一般的によく知られた次式（５）で与えられる。

なお、Ａは車両に応じて設定されるスタビリティーファクタ、Ｌは車両のホイールベース、τ₁は車両に応じた応答遅れを示す時定数、ｓはラプラス演算子、Ｇrｐはステアリングギアをあらわす。 The second target yaw rate calculation is given by the following well-known formula (5).

A is a stability factor set according to the vehicle, L is a wheel base of the vehicle, τ ₁ is a time constant indicating a response delay according to the vehicle, s is a Laplace operator, and Grp is a steering gear.

第３の目標ヨーレート決定器４２では、第１の目標ヨーレートＹawref1(s)と第２の目標ヨーレートＹawref2(s)に応じて第３の目標ヨーレートＹawref3(s)が決定される。図５は第１の目標ヨーレート、第２の目標ヨーレート及び実ヨーレートの時間応答を示した図で、横軸は時間、縦軸はヨーレートを示している。
図５にしたがって説明すると、第１の目標ヨーレートＹawref1(s)の値と第２の目標ヨーレートＹawref1(s)の値の符号が同一の場合（図中区間ｔ1は第１の目標ヨーレートと第２の目標ヨーレートが共に正）は、第３の目標ヨーレートＹawref3(s)は第１の目標ヨーレートＹawref1(s)と第２の目標ヨーレートＹawref2(s)で絶対値の小さい方を第３の目標ヨーレートＹawref3(s)として出力する。一方第１の目標ヨーレートＹawref1(s)と第２の目標ヨーレートＹawref2(s)の値の符号が異なる場合（図中区間ｔ2は第１の目標ヨーレートは正、第２のヨーレートは負）は、第３の目標ヨーレートは第２の目標ヨーレートを第３の目標ヨーレートＹawref3(s)として出力する。 The third target yaw rate determiner 42 determines the third target yaw rate Yawref3 (s) according to the first target yaw rate Yawref1 (s) and the second target yaw rate Yawref2 (s). FIG. 5 is a diagram showing time responses of the first target yaw rate, the second target yaw rate, and the actual yaw rate, where the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates the yaw rate.
Referring to FIG. 5, when the sign of the value of the first target yaw rate Yawref1 (s) and the value of the second target yaw rate Yawref1 (s) is the same (interval t1 in the figure indicates the first target yaw rate and the second target yaw rate The third target yaw rate Yawref3 (s) is the first target yaw rate Yawref1 (s) and the second target yaw rate Yawref2 (s), whichever is smaller in absolute value. Output as Yawref3 (s). On the other hand, when the signs of the values of the first target yaw rate Yawref1 (s) and the second target yaw rate Yawref2 (s) are different (in the section t2, the first target yaw rate is positive and the second yaw rate is negative), As the third target yaw rate, the second target yaw rate is output as the third target yaw rate Yawref3 (s).

このとき第３の目標ヨーレートの信号急変防止のために、第３の目標ヨーレート決定器４２の出力段に信号平滑化を目的としたローパスフィルタや移動平均手段などを接続し、第３の目標ヨーレートＹawref3(s)を緩やかに変化させるようにしてもよい。 At this time, in order to prevent a sudden change in the signal of the third target yaw rate, a low-pass filter or moving average means for the purpose of signal smoothing is connected to the output stage of the third target yaw rate determiner 42, and the third target yaw rate is determined. Yawref3 (s) may be gradually changed.

車両安定化ゲイン演算手段を構成するヨーレート補償ゲイン演算部４３では、第３の目標ヨーレートＹawref3(s)と実際に車両に発生しているヨーレートＹaw(s)に応じてヨーレート補償ゲイン（車両安定化ゲイン）Ｙawgain(s)を演算する。具体的には、第３の目標ヨーレートと実ヨーレートの差が小さいとき（例えば０.２rad/s以下）は０(Ｎm/rad/s)、第３の目標ヨーレートと実ヨーレートの差が大きいとき（例えば０.４rad/s以上）は１０(Ｎm/rad/s)を出力するように設定し、２つの間は連続性が保たれるように設定すればよい。なお、本パラメータは車両に応じて定められるパラメータであり、この実施形態で示した数値は一例である。
また、この実施の形態では、第３の目標ヨーレートと実際に車両に発生しているヨーレートの偏差に応じてヨーレート補償ゲインを設定したが、実際に車両に発生しているヨーレートと第３の目標ヨーレートの比率に応じてヨーレート補償ゲインを設定してもよい。 In the yaw rate compensation gain calculation unit 43 constituting the vehicle stabilization gain calculation means, the yaw rate compensation gain (vehicle stabilization) is determined according to the third target yaw rate Yawref3 (s) and the yaw rate Yaw (s) actually generated in the vehicle. Gain) Yawgain (s) is calculated. Specifically, when the difference between the third target yaw rate and the actual yaw rate is small (for example, 0.2 rad / s or less), 0 (Nm / rad / s), and when the difference between the third target yaw rate and the actual yaw rate is large (For example, 0.4 rad / s or more) may be set so that 10 (Nm / rad / s) is output, and the continuity between the two may be set. In addition, this parameter is a parameter determined according to a vehicle, and the numerical value shown in this embodiment is an example.
In this embodiment, the yaw rate compensation gain is set according to the deviation between the third target yaw rate and the yaw rate actually generated in the vehicle. However, the yaw rate actually generated in the vehicle and the third target yaw rate are set. A yaw rate compensation gain may be set according to the ratio of the yaw rate.

車両安定化トルク演算手段を構成する乗算部４４は、ヨーレート補償ゲイン（車両安定化ゲイン）Ｙawgain(s)と実際に車両に発生しているヨーレートＹaw(s)を乗じることで、車両安定化トルクとなるヨーレート補償トルクret(s)を得る。即ち、乗算部４４は、ヨーレート検出器１４の出力とヨーレート補償ゲイン演算部４３で演算された車両安定化ゲインに基づきアシストトルクに加算する車両安定化トルクを決定する。このようにしてヨーレート補償器３３は、タイヤ力に基づく車両挙動と運転者のハンドル操作に基づく操舵状態に応じて車両安定化トルクとなるヨーレート補償トルクret(s)を決定する。 The multiplication unit 44 constituting the vehicle stabilization torque calculating means multiplies the yaw rate compensation gain (vehicle stabilization gain) Yawgain (s) by the yaw rate Yaw (s) actually generated in the vehicle, thereby obtaining the vehicle stabilization torque. A yaw rate compensation torque ret (s) is obtained. That is, the multiplication unit 44 determines the vehicle stabilization torque to be added to the assist torque based on the output of the yaw rate detector 14 and the vehicle stabilization gain calculated by the yaw rate compensation gain calculation unit 43. In this way, the yaw rate compensator 33 determines the yaw rate compensation torque ret (s) that becomes the vehicle stabilization torque according to the vehicle behavior based on the tire force and the steering state based on the steering operation of the driver.

次にこの発明の補償制御の動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。この図６は、スタートとエンドの間に、ステップＳ101からＳ109を含んでいる。まずステップＳ101では、車速検出器１１で車速信号Ｖ(s)を検出し、制御ユニット８を構成するマイクロコンピューターのメモリに読み込む。次のステップＳ102では、路面反力トルク検出器１３により路面反力トルク信号Ｔalign(s)を検出し、制御ユニット８を構成するマイクロコンピューターのメモリに読み込む。次のステップＳ103では、ハンドル角検出器１５でハンドル角信号Ｔheta(s)を検出し、制御ユニット８を構成するマイクロコンピューターのメモリに読み込む。次のステップＳ104では、ヨーレート検出器１４でヨーレート信号Ｙaw(s)を検出し、制御ユニット８を構成するマイクロコンピューターのメモリに読み込む。次のステップＳ105では、第１の目標ヨーレート演算器４０で、路面反力トルク信号Ｔalign(s)と車速信号Ｖ(s)より第１の目標ヨーレート信号Ｙawref1(s)を演算する。次のステップＳ106では、第２の目標ヨーレート演算器４１で、ハンドル角信号Ｔheta(s)と車速信号Ｖ(s)より第２の目標ヨーレート信号Ｙawref2(s)を演算する。次のステップＳ107では、第３の目標ヨーレート決定器４２で、第１の目標ヨーレート信号Ｙawref1(s)と第２の目標ヨーレート信号Ｙawref2(s)より第３の目標ヨーレート信号Ｙawref3(s)を決定する。次のステップＳ108では、ヨーレート補償ゲイン演算部４３で、ヨーレート信号Ｙaw(s)と第３の目標ヨーレート信号Ｙawref3(s)よりヨーレート補償ゲインＹawgain(s)を出力する。次のステップＳ109では、ヨーレート信号Ｙaw(s)とヨーレート補償ゲインＹawgain(s)よりヨーレート補償トルクret(s)を演算する。 Next, the compensation control operation of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 6 includes steps S101 to S109 between the start and the end. First, in step S 101, the vehicle speed signal V (s) is detected by the vehicle speed detector 11 and read into the memory of the microcomputer constituting the control unit 8. In the next step S102, the road surface reaction force torque detector 13 detects the road surface reaction force torque signal Talign (s) and reads it into the memory of the microcomputer constituting the control unit 8. In the next step S103, the handle angle detector 15 detects the handle angle signal Theta (s) and reads it into the memory of the microcomputer constituting the control unit 8. In the next step S104, the yaw rate signal Yaw (s) is detected by the yaw rate detector 14 and read into the memory of the microcomputer constituting the control unit 8. In the next step S105, the first target yaw rate calculator 40 calculates the first target yaw rate signal Yawref1 (s) from the road surface reaction force torque signal Talign (s) and the vehicle speed signal V (s). In the next step S106, the second target yaw rate calculator 41 calculates the second target yaw rate signal Yawref2 (s) from the steering wheel angle signal Theta (s) and the vehicle speed signal V (s). In the next step S107, the third target yaw rate determiner 42 determines the third target yaw rate signal Yawref3 (s) from the first target yaw rate signal Yawref1 (s) and the second target yaw rate signal Yawref2 (s). To do. In the next step S108, the yaw rate compensation gain calculator 43 outputs the yaw rate compensation gain Yawgain (s) from the yaw rate signal Yaw (s) and the third target yaw rate signal Yawref3 (s). In the next step S109, the yaw rate compensation torque ret (s) is calculated from the yaw rate signal Yaw (s) and the yaw rate compensation gain Yawgain (s).

図７は、この発明の実施の形態１の効果を示した一例で、ハンドル角信号Ｔheta(s)、ヨーレート信号Ｙaw(s)、ヨーレート補償トルク信号ret(s)の時間応答を表している。図７は車両がスピンするような危険な走行状態における本実施の効果を示す。図７に沿って説明すると、図中区間ｔ3はヨーレート補償が必要でないため、ヨーレート補償トルクret(s)は発生しない。図中区間ｔ4はヨーレート信号Ｙaw(s)と第３の目標ヨーレート信号Ｙawref3(s)の差が大きく、車両がスピンする可能性があるためヨーレート補償トルクret(s)が発生する。 FIG. 7 is an example showing the effect of the first embodiment of the present invention, and represents the time responses of the steering angle signal Theta (s), the yaw rate signal Yaw (s), and the yaw rate compensation torque signal ret (s). FIG. 7 shows the effect of this embodiment in a dangerous driving state in which the vehicle spins. Referring to FIG. 7, yaw rate compensation torque ret (s) is not generated in section t3 in the figure because yaw rate compensation is not necessary. In the section t4 in the figure, the difference between the yaw rate signal Yaw (s) and the third target yaw rate signal Yawref3 (s) is large, and the vehicle may spin, so the yaw rate compensation torque ret (s) is generated.

続いて図８も、この実施の形態の効果を示した一例で、ハンドル角信号Ｔheta(s)、ヨーレート信号Ｙaw(s)、ヨーレート補償トルク信号ret(s)の時間応答を表している。図８では、安定した走行における本実施の効果を示す。図８に示されるように安定した走行中では、ヨーレート補償トルクret(s)は発生しない。 Next, FIG. 8 is also an example showing the effect of this embodiment, and represents the time response of the steering angle signal Theta (s), the yaw rate signal Yaw (s), and the yaw rate compensation torque signal ret (s). FIG. 8 shows the effect of this embodiment in stable running. As shown in FIG. 8, the yaw rate compensation torque ret (s) is not generated during stable traveling.

このようにこの実施形態によれば、車両が安定した領域ではヨーレート補償トルクret(s)が発生しないため、運転者の操舵フィーリングを損なうことがない。その一方で車両がスピンするような状況においてはヨーレート信号に基づくヨーレート補償トルクret(s)が発生するため、車両安定化トルクを運転者に付与することが可能となる。 Thus, according to this embodiment, since the yaw rate compensation torque ret (s) is not generated in a region where the vehicle is stable, the driver's steering feeling is not impaired. On the other hand, in a situation where the vehicle spins, yaw rate compensation torque ret (s) based on the yaw rate signal is generated, so that it is possible to apply vehicle stabilization torque to the driver.

またこの発明において、ヨーレート補償トルク信号ret(s)はヨーレート検出値Ｙaw(s)にそのままゲインを乗じて補償トルクとしたが、特開2006−88866号報などで示されるとおり、位相補償後の信号を用いて実施してもよい。また路面反力トルクに関しても特開2003-312521号報などで示されるとおり路面反力トルクを推定することでもこの発明は実現可能となる。 In the present invention, the yaw rate compensation torque signal ret (s) is obtained by multiplying the yaw rate detection value Yaw (s) by the gain as it is to obtain a compensation torque. However, as shown in JP-A-2006-88866, etc. You may implement using a signal. Further, regarding the road surface reaction force torque, the present invention can also be realized by estimating the road surface reaction force torque as disclosed in JP-A-2003-312521.

実施の形態２
また、上記した実施の形態１において、第１の目標ヨーレートを演算する際に、車両状態量としてタイヤに発生する路面反力トルクＴalignを用いたが、車両の横方向加速度センサなどでもタイヤ力は推定できるため、路面反力トルクの変わりに横方向加速度を用いても同様の効果が得られる。 Embodiment 2
In Embodiment 1 described above, when calculating the first target yaw rate, the road surface reaction force torque Talign generated in the tire is used as the vehicle state quantity. However, the tire force is also measured by a lateral acceleration sensor of the vehicle. Since it can be estimated, the same effect can be obtained even if the lateral acceleration is used instead of the road surface reaction torque.

実施の形態３
また、フェイルセーフの観点からヨーレート補償トルク信号ret(s)の出力にリミッタを加えても同様の効果がある。図９はこの実施の形態３におけるヨーレート補償器ブロックの詳細図で、車両安定化トルク演算手段を構成する乗算部４４の出力段にリミッタ手段４５を設け、車速検出器１１の出力Ｖ(s)でヨーレート補償トルク信号（車両安定化トルク）ret(s)の出力を制限するよう制御する。その他の構成は実施の形態１の図４に示すヨーレート補償器ブロックの構成と同じに付き、説明は省略する。
一般的に電動パワーステアリング装置のアシストトルクは車速に応じて決まっており、その他に、車速が低速領域（２０ｋｍ／ｈ以下）では元来車両安定化トルクが必要でなく、高速領域（８０ｋｍ／ｈ以上）でもハンドル操作による車両安定化が困難であることから車両安定化トルクは必要ない。また車両安定化トルクが必要な領域においても、必要以上のアシストトルクは運転者にとって違和感となるため、車両安定化トルクには制限が必要となる。
この実施の形態３のようにリミッタの構成を追加することで、必要以上のアシストトルク発生を抑えることが可能となり、フェイルセーフ性が向上する。 Embodiment 3
In addition, the same effect can be obtained by adding a limiter to the output of the yaw rate compensation torque signal ret (s) from the viewpoint of fail-safe. FIG. 9 is a detailed view of the yaw rate compensator block according to the third embodiment. Limiter means 45 is provided at the output stage of the multiplier 44 constituting the vehicle stabilization torque calculation means, and the output V (s) of the vehicle speed detector 11 is provided. Is controlled to limit the output of the yaw rate compensation torque signal (vehicle stabilization torque) ret (s). Other configurations are the same as the configuration of the yaw rate compensator block shown in FIG. 4 of the first embodiment, and description thereof is omitted.
In general, the assist torque of the electric power steering apparatus is determined according to the vehicle speed. In addition, when the vehicle speed is low (20 km / h or less), the vehicle stabilization torque is not originally required, and the high speed (80 km / h). However, the vehicle stabilization torque is not necessary because it is difficult to stabilize the vehicle by operating the steering wheel. Even in a region where the vehicle stabilization torque is required, the assist torque more than necessary is uncomfortable for the driver, and thus the vehicle stabilization torque needs to be limited.
By adding a limiter configuration as in the third embodiment, it becomes possible to suppress the generation of assist torque more than necessary, and the fail-safe property is improved.

実施の形態４
図１０はこの発明の実施の形態４における制御装置を有する概略図で、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）等の車両用操舵装置のタイヤの転舵角をアクチュエータとする制御に適用したものである。
通常走行時は、通常制御を行うための信号ＳＢＷ(s)を受けてタイヤ角基本演算器５１で演算された出力base tire(s)に基づいて目標タイヤ角演算器５２にて目標となるタイヤ角信号reftire(s)を出力する。しかし、車両が安定でない走行を行っている場合などは、ヨーレート補償器３３で演算された車両安定化トルクref(s)に基づいて目標タイヤ角演算器５２にて目標となるタイヤ角を出力することで、ステアバイワイヤ等のタイヤの転舵角をアクチュエータとする制御を行い、第３の目標ヨーレートに実際のヨーレートが一致するよう制御する。 Embodiment 4
FIG. 10 is a schematic diagram having a control device according to Embodiment 4 of the present invention, which is applied to control using the steering angle of a tire of a vehicle steering device such as a steer-by-wire (SBW) as an actuator.
During normal running, the target tire angle calculator 52 receives a signal SBW (s) for performing normal control and the target tire angle calculator 52 based on the output base tire (s) calculated by the tire angle basic calculator 51. Outputs the corner signal reftire (s). However, when the vehicle is traveling unstable, the target tire angle calculator 52 outputs the target tire angle based on the vehicle stabilization torque ref (s) calculated by the yaw rate compensator 33. Thus, control is performed using the steered angle of a tire such as steer-by-wire as an actuator so that the actual yaw rate matches the third target yaw rate.

実施の形態５
図１１はこの発明の実施の形態５における制御装置を有する概略図で、横滑り防止装置ＥＳＣ（Electric Stability Control）等のタイヤ制動力をアクチェータとする制御に適用したものである。
通常ＥＳＣ作動時は、通常制御を行うための信号ＥＳＣ(s)を受けてＥＳＣ基本演算器６１で演算された出力base esc(s)に基づいて目標ブレーキ圧演算器６２にて目標となるブレーキ圧信号refesc(s)を出力する。しかし、ＥＳＣ基本演算器６１以外の要因で車両が安定でない走行を行っている場合などは、ヨーレート補償器３３で演算された車両安定化トルクref(s)に基づいて目標ブレーキ圧演算器６２にて目標となるブレーキ圧を出力することで、ＥＳＣ等のタイヤ制動力をアクチェータとする制御を行い、第３の目標ヨーレートに実際のヨーレートが一致するよう制御する。 Embodiment 5
FIG. 11 is a schematic diagram having a control device according to Embodiment 5 of the present invention, which is applied to control using a tire braking force such as a skid prevention device ESC (Electric Stability Control) as an actuator.
During normal ESC operation, a target brake pressure calculator 62 receives a target brake pressure calculator 62 based on an output base esc (s) calculated by the ESC basic calculator 61 in response to a signal ESC (s) for normal control. The pressure signal refesc (s) is output. However, when the vehicle is traveling unstable due to factors other than the ESC basic calculator 61, the target brake pressure calculator 62 is adjusted based on the vehicle stabilization torque ref (s) calculated by the yaw rate compensator 33. By outputting the target brake pressure, control using tire braking force such as ESC as an actuator is performed so that the actual yaw rate matches the third target yaw rate.

この発明は上記のように、車両運動をタイヤ操舵系、タイヤ制動系、タイヤ駆動系のいずれかをアクチュエータとする制御など、車両状態量が必要である制御であれば応用が可能であり、これにより運転者の操舵に応じた最適な制御の実現が可能となる。 As described above, the present invention can be applied to any control that requires a vehicle state quantity, such as a control in which the vehicle motion is a tire steering system, a tire braking system, or a tire drive system as an actuator. Thus, it is possible to realize optimal control according to the driver's steering.

この発明が適用される代表的な車両用操舵制御装置系の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the typical vehicle steering control apparatus system with which this invention is applied. この発明の実施の形態１の全体図を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall view of a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１における代表的なアシストトルク決定ブロックの詳細図である。It is detail drawing of the typical assist torque determination block in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１におけるヨーレート補償器ブロックの詳細図である。It is a detailed view of a yaw rate compensator block in the first embodiment of the present invention. この発明の効果を示す第３の目標ヨーレート決定器の時間応答図である。It is a time response figure of the 3rd target yaw rate determinator which shows the effect of this invention. この発明の実施の形態１に係る動作を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the operation | movement which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の効果を示す車両不安定時のヨーレート補償トルクの時間応答図である。FIG. 6 is a time response diagram of yaw rate compensation torque when the vehicle is unstable showing the effect of the present invention. この発明の効果を示す車両安定時のヨーレート補償トルクの時間応答図である。It is a time response diagram of the yaw rate compensation torque when the vehicle is stable, showing the effect of the present invention. この発明の実施の形態３におけるヨーレート補償器ブロックの詳細図である。It is detail drawing of the yaw rate compensator block in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４における制御装置の詳細図である。It is detail drawing of the control apparatus in Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態５における制御装置の詳細図である。It is detail drawing of the control apparatus in Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…ハンドル、２…ステアリング軸、
３…ステアリングギアボックス、４…トルクセンサ、
５…アシストモータ、６…ラック＆ピニオン軸、
７…タイヤ、８…制御ユニット、
１０…ステアリング機構、１１…車速検出器、
１２…操舵トルク検出器、１３…路面反力トルク検出器、
１４…ヨーレート検出器、１５…ハンドル角検出器、
１６…モータ速度検出器、１７…モータ加速度検出器、
１８…アシストトルク決定ブロック、１９…モータ電流決定器、
２０…比較器、２１…モータ駆動器、
２２…モータ電流検出器、３０…アシストマップ補償器、
３１…ダンピング補償器、３２…慣性補償器、
３３…ヨーレート補償器、３４…加算器、
４０…第１の目標ヨーレート演算器、４１…第２の目標ヨーレート演算器、
４２…第３の目標ヨーレート決定器、
４３…ヨーレート補償ゲイン演算部（車両安定化ゲイン演算手段）、
４４…乗算部（車両安定化トルク演算手段）４５…リミッタ手段
５１…タイヤ角基本演算器５２…目標タイヤ角演算器、
６１…ＥＳＣ基本演算器、６２…目標ブレーキ圧演算器。 1 ... handle, 2 ... steering shaft,
3 ... Steering gear box, 4 ... Torque sensor,
5 ... Assist motor, 6 ... Rack and pinion shaft,
7 ... tyre, 8 ... control unit,
10 ... Steering mechanism, 11 ... Vehicle speed detector,
12 ... Steering torque detector, 13 ... Road surface reaction torque detector,
14 ... Yaw rate detector, 15 ... Handle angle detector,
16 ... motor speed detector, 17 ... motor acceleration detector,
18 ... assist torque determination block, 19 ... motor current determiner,
20 ... comparator, 21 ... motor driver,
22 ... Motor current detector, 30 ... Assist map compensator,
31 ... Damping compensator, 32 ... Inertia compensator,
33 ... Yaw rate compensator, 34 ... Adder,
40 ... first target yaw rate calculator 41 ... second target yaw rate calculator,
42 ... Third target yaw rate determiner,
43... Yaw rate compensation gain calculation unit (vehicle stabilization gain calculation means)
44 ... Multiplication unit (vehicle stabilization torque calculating means) 45 ... Limiter means 51 ... Tire angle basic calculator 52 ... Target tire angle calculator,
61: ESC basic calculator 62: Target brake pressure calculator

Claims

モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵制御装置において、
車両の操舵操作にともなって車輪に生じる路面反力トルクまたは前記車両に生じる横方向加速度のいずれか１つを検出する車両状態量検出器、
前記運転者が操作するハンドルの操作量を検出するハンドル操作量検出器、
前記車両の走行速度を検出する車速検出器、
前記車両状態量検出器の出力と前記車速検出器の出力とから、第１の目標ヨーレートを演算する第１の目標ヨーレート演算手段、
前記ハンドル操作量検出器の出力と前記車速検出器の出力とから、第２の目標ヨーレートを演算する第２の目標ヨーレート演算手段、
前記第１の目標ヨーレートと前記第２の目標ヨーレートに基づき、前記車両の第３の目標ヨーレートを決定する第３の目標ヨーレート決定手段、
前記車両に生じるヨーレートを検出するヨーレート検出器、
前記ヨーレート検出器の出力と前記第３の目標ヨーレートに基づき、車両安定化ゲインを演算する車両安定化ゲイン演算手段、
前記ヨーレート検出器の出力と前記車両安定化ゲインに基づき前記アシストトルクに加算する車両安定化トルクを決定する車両安定化トルク演算手段、
を備え、
前記第３の目標ヨーレート決定手段は、前記第１の目標ヨーレートの値と前記第２の目標ヨーレートの値の符号が同一の場合、前記第１の目標ヨーレートと前記第２の目標ヨーレートで絶対値の小さい方を出力し、
前記第１の目標ヨーレートの値と前記第２の目標ヨーレートの値の符号が異なる場合、前記第２の目標ヨーレートを出力する、
ことを特徴とする車両用操舵制御装置。 In a vehicle steering control device that generates assist torque that assists a driver's steering torque by motor control,
A vehicle state quantity detector for detecting any one of a road surface reaction torque generated on a wheel in accordance with a steering operation of the vehicle or a lateral acceleration generated in the vehicle;
A handle operation amount detector for detecting an operation amount of the handle operated by the driver;
A vehicle speed detector for detecting the traveling speed of the vehicle,
First target yaw rate calculating means for calculating a first target yaw rate from the output of the vehicle state quantity detector and the output of the vehicle speed detector;
Second target yaw rate calculating means for calculating a second target yaw rate from the output of the steering wheel operation amount detector and the output of the vehicle speed detector;
Third target yaw rate determining means for determining a third target yaw rate of the vehicle based on the first target yaw rate and the second target yaw rate;
A yaw rate detector for detecting a yaw rate generated in the vehicle;
Vehicle stabilization gain calculating means for calculating a vehicle stabilization gain based on the output of the yaw rate detector and the third target yaw rate;
Vehicle stabilization torque calculating means for determining a vehicle stabilization torque to be added to the assist torque based on the output of the yaw rate detector and the vehicle stabilization gain;
With
The third target yaw rate determining means has an absolute value between the first target yaw rate and the second target yaw rate when the sign of the value of the first target yaw rate and the value of the second target yaw rate is the same. Whichever is smaller,
If the sign of the first target yaw rate value and the second target yaw rate values differ, and outputs the second goals yaw rate,
A vehicle steering control device.

モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵制御装置において、
車両の操舵操作にともなって車輪に生じる路面反力トルクまたは前記車両に生じる横方向加速度のいずれか１つを検出する車両状態量検出器、
前記運転者が操作するハンドルの操作量を検出するハンドル操作量検出器、
前記車両の走行速度を検出する車速検出器、
前記車両状態量検出器の出力と前記車速検出器の出力とから、第１の目標ヨーレートを演算する第１の目標ヨーレート演算手段、
前記ハンドル操作量検出器の出力と前記車速検出器の出力とから、第２の目標ヨーレートを演算する第２の目標ヨーレート演算手段、
前記第１の目標ヨーレートと前記第２の目標ヨーレートに基づき、前記車両の第３の目標ヨーレートを決定する第３の目標ヨーレート決定手段、
前記車両に生じるヨーレートを検出するヨーレート検出器、
前記ヨーレート検出器の出力と前記第３の目標ヨーレートに基づき、車両安定化ゲインを演算する車両安定化ゲイン演算手段、
前記ヨーレート検出器の出力と前記車両安定化ゲインに基づき前記アシストトルクに加算する車両安定化トルクを決定する車両安定化トルク演算手段、
前記車両安定化トルク演算手段で決定された車両安定化トルクの出力を制限するリミッタ手段を備え、
前記リミッタ手段は前記車速検出器の出力に基づき車両安定化トルクの出力を制限するようにしたことを特徴とする車両用操舵制御装置。 In a vehicle steering control device for generating an assist torque that assists a driver's steering torque by motor control,
A vehicle state quantity detector for detecting any one of a road surface reaction torque generated on a wheel in accordance with a steering operation of the vehicle or a lateral acceleration generated in the vehicle;
A handle operation amount detector for detecting an operation amount of the handle operated by the driver;
A vehicle speed detector for detecting the traveling speed of the vehicle,
First target yaw rate calculating means for calculating a first target yaw rate from the output of the vehicle state quantity detector and the output of the vehicle speed detector;
Second target yaw rate calculating means for calculating a second target yaw rate from the output of the steering wheel operation amount detector and the output of the vehicle speed detector;
Third target yaw rate determining means for determining a third target yaw rate of the vehicle based on the first target yaw rate and the second target yaw rate;
A yaw rate detector for detecting a yaw rate generated in the vehicle;
Vehicle stabilization gain calculating means for calculating a vehicle stabilization gain based on the output of the yaw rate detector and the third target yaw rate;
Vehicle stabilization torque calculating means for determining a vehicle stabilization torque to be added to the assist torque based on the output of the yaw rate detector and the vehicle stabilization gain;
Limiter means for limiting the output of the vehicle stabilization torque determined by the vehicle stabilization torque calculation means,
The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the limiter means limits the output of the vehicle stabilization torque based on the output of the vehicle speed detector .

前記車両安定化ゲイン演算手段は、
前記ヨーレート検出器の出力と前記第３の目標ヨーレートの偏差に基づき車両安定化ゲインを演算することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用操舵制御装置。 The vehicle stabilization gain calculating means includes
The vehicle steering control device according to claim 1, wherein a vehicle stabilization gain is calculated based on a deviation between the output of the yaw rate detector and the third target yaw rate.

前記車両安定化ゲイン演算手段は、
前記ヨーレート検出器の出力と前記第３の目標ヨーレートの比率に基づき車両安定化ゲインを演算することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用操舵制御装置。 The vehicle stabilization gain calculating means includes
The vehicle steering control device according to claim 1, wherein a vehicle stabilization gain is calculated based on a ratio between an output of the yaw rate detector and the third target yaw rate.

前記第３の目標ヨーレートに前記ヨーレート検出器の出力を一致させるように、前記車両のタイヤ転舵角、タイヤ制動力、タイヤ駆動力のうち少なくとも一つを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の車両用操舵制御装置。 Control means for controlling at least one of a tire turning angle, a tire braking force, and a tire driving force of the vehicle so as to make the output of the yaw rate detector coincide with the third target yaw rate. The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 4 .