JP4479443B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

自動車などの車両における操舵懸架装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の技術は、転舵に連動してスタビライザを変形させることによりステアリング装置に復元トルクを与える技術であって、車体を水平に保つためのスタビライザおよび転舵に応じてスタビライザを変動させるためのリンク機構について記載されている。具体的には、上下摺動自在に枢支したラテラルリンクは、上下方向に延びるプルリンクを用いてスタビライザに接続されることにより、プルリンクを介してラテラルリンクが上下摺動してスタビライザをねじり変形させ、その復元力によって復元トルクがステアリング装置に与えられることが記載されている。
特開平６−２１１０２７号公報 As a steering suspension device in a vehicle such as an automobile, a technique described in Patent Document 1 is known. The technique described in Patent Document 1 is a technique for applying a restoring torque to a steering device by deforming a stabilizer in conjunction with turning, and a stabilizer for keeping a vehicle body horizontal and a stabilizer according to turning. A link mechanism for changing is described. Specifically, the lateral link pivotally supported in a vertically slidable manner is connected to the stabilizer by using a pull link extending in the vertical direction, whereby the lateral link slides up and down via the pull link to twist the stabilizer. It is described that a restoring torque is applied to the steering device by the deformation and the restoring force.
JP-A-6-211027

特許文献１に記載されているようなスタビライザおよびそのリンク機構では、車体が旋回してロールした場合に、スタビライザがねじられることに対する復元力が生じる。そして、その復元力がステアリング側に伝達され、操舵安定性に影響を及ぼす場合がある。この影響を取り除くためには、復元力がステアリング側に伝達されないような部分にリンク機構を接続することが考えられる。しかしながら、例えば、マクファーソンストラット方式を採用するサスペンション機構では、性能および重量の関係で、極力外側にリンク機構としてのスタビライザリンクを配置することが望ましい。この観点から見れば、スタビライザリンクはナックル又はナックルに連結されているストラットに接続することが効率がよい。   In the stabilizer and the link mechanism described in Patent Document 1, when the vehicle body turns and rolls, a restoring force is generated against twisting of the stabilizer. The restoring force is transmitted to the steering side, which may affect the steering stability. In order to remove this influence, it is conceivable to connect the link mechanism to a portion where the restoring force is not transmitted to the steering side. However, for example, in a suspension mechanism that employs the McPherson strut system, it is desirable to arrange a stabilizer link as a link mechanism as far as possible in terms of performance and weight. From this viewpoint, it is efficient to connect the stabilizer link to the knuckle or the strut connected to the knuckle.

そこで本発明は、スタビライザリンクをナックル等に連結した場合に、スタビライザの復元力による操舵安定性への影響を低減できる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can reduce the influence on the steering stability due to the restoring force of the stabilizer when the stabilizer link is connected to a knuckle or the like.

本発明のパワーステアリング装置は、スタビライザが発生するスタビライザ発生力をサスペンションに伝達するスタビライザリンクが、ナックルの回動に同調するように取り付けられている車両の電動パワーステアリング装置であって、ナックルに支持された車輪の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、車両のロール角を検出するためのロール角検出手段と、操舵角及びロール角に基づいて、車輪を操舵するラックバー軸力に対するアシスト力を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、操舵角に基づいてキングピン軸の軸線とスタビライザリンクの軸線との距離をモーメントアーム長として算出し、ロール角に基づいてスタビライザ発生力を算出すると共に、当該算出した前記キングピン軸の軸線と前記スタビライザリンクの軸線との距離であるモーメントアーム長及びスタビライザ発生力に基づいて、キングピン軸周りに発生するステアモーメントを算出し、当該算出したステアモーメントを打ち消すようにアシスト力を制御する。 The power steering device of the present invention is an electric power steering device for a vehicle in which a stabilizer link for transmitting a stabilizer generating force generated by a stabilizer to a suspension is attached so as to synchronize with the rotation of the knuckle, and is supported by the knuckle. Steering angle detection means for detecting the steering angle of the wheel, roll angle detection means for detecting the roll angle of the vehicle, and the rack bar axial force for steering the wheel based on the steering angle and the roll angle. Control means for controlling the assist force, and the control means calculates the distance between the axis of the kingpin shaft and the axis of the stabilizer link as a moment arm length based on the steering angle, and calculates the stabilizer generating force based on the roll angle. and it calculates the axis of the stabilizer link with the axis of the kingpin axis that the calculated Based on the moment arm length and the stabilizer generated force is the distance, calculates a steer moment generated around the kingpin axis, and controls the assisting force so as to cancel the steering moment the calculated.

本発明によれば、一般的に操舵角に応じて変化する、キングピン軸の軸線とスタビライザリンクの軸線との距離をモーメントアーム長として算出することで、スタビライザ発生力がキングピン軸周りに発生させるステアモーメントを的確に算出できる。この算出したステアモーメントを打ち消すようにアシスト力を制御するので、スタビライザ発生力による操舵安定性への影響を低減できる。   According to the present invention, the distance between the axis of the kingpin shaft and the axis of the stabilizer link, which generally changes according to the steering angle, is calculated as the moment arm length, so that the stabilizer generating force is generated around the kingpin axis. The moment can be calculated accurately. Since the assist force is controlled so as to cancel the calculated steering moment, it is possible to reduce the influence of the stabilizer generating force on the steering stability.

本発明によれば、車体ロール時のスタビライザ発生力に起因するキングピン軸周りのモーメントを打ち消すようにラックバー軸力をアシストできる。従って、スタビライザの復元力による操舵安定性への影響を低減できる。   According to the present invention, the rack bar axial force can be assisted so as to cancel the moment around the kingpin axis caused by the stabilizer generating force during the vehicle body roll. Therefore, the influence on the steering stability due to the restoring force of the stabilizer can be reduced.

本発明は、一実施の形態のために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。   The present invention can be readily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown for the embodiments. Subsequently, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。図１に示す電動パワーステアリング装置２０は、サスペンションシステム１０が搭載された自動車（車両）に適用されるものである。サスペンションシステム１０はマクファーソンストラット式のサスペンションシステムであって、ショックアブソーバ１１、コイルスプリング１２、ナックル１３、スタビライザリンク１４、ロワーアーム１５、スタビライザ１６、及びタイロッド１７を備えている。引き続いて、サスペンションシステム１０について説明する。   FIG. 1 is a block diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. The electric power steering device 20 shown in FIG. 1 is applied to an automobile (vehicle) on which the suspension system 10 is mounted. The suspension system 10 is a McPherson strut suspension system, and includes a shock absorber 11, a coil spring 12, a knuckle 13, a stabilizer link 14, a lower arm 15, a stabilizer 16, and a tie rod 17. Subsequently, the suspension system 10 will be described.

ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２は、ストラット式サスペンションとして構成されている。ショックアブソーバ１１は、その上端が自動車の車体（図示せず）に取り付けられており、その下端はナックル１３に固定されている。ショックアブソーバ１１は、自動車の車体（図示せず）にボールベアリング（図示せず）を介して取り付けられており、後述するキングピン軸周りに回動可能なように構成されている。   The shock absorber 11 and the coil spring 12 are configured as a strut suspension. The shock absorber 11 has an upper end attached to a vehicle body (not shown) of the automobile, and a lower end fixed to the knuckle 13. The shock absorber 11 is attached to a vehicle body (not shown) via a ball bearing (not shown), and is configured to be rotatable around a kingpin shaft described later.

ナックル１３は上述したようにショックアブソーバ１１に固定されていると共に、その下端がロワーアーム１５に回動自在に取り付けられている。ナックル１３にはタイロッド１７が取り付けられている。タイロッド１７は、ステアリングホイール（図示せず）の回転に伴って左右車輪方向に摺動するラックバー（図示せず）の動きに同調して左右車輪方向に摺動し、ナックル１３を回動させる。   As described above, the knuckle 13 is fixed to the shock absorber 11 and the lower end thereof is rotatably attached to the lower arm 15. A tie rod 17 is attached to the knuckle 13. The tie rod 17 slides in the left and right wheel direction in synchronization with the movement of a rack bar (not shown) that slides in the left and right wheel direction as the steering wheel (not shown) rotates, and rotates the knuckle 13. .

ナックル１３は上述したようにショックアブソーバ１１に固定されているので、ショックアブソーバが自動車の車体（図示せず）に取りつられている部分と、ナックル１３自身がロワーアーム１５に取り付けられている部分とを結ぶキングピン軸周りに回動する。従って、ナックル１３に取り付けられている車輪（図示せず）は、ステアリングホイール（図示せず）の回転に応じて、キングピン軸周りに転舵する。   Since the knuckle 13 is fixed to the shock absorber 11 as described above, a portion where the shock absorber is attached to the vehicle body (not shown) of the automobile and a portion where the knuckle 13 itself is attached to the lower arm 15 are divided. It rotates around the kingpin axis to be connected. Therefore, a wheel (not shown) attached to the knuckle 13 is steered around the kingpin axis according to the rotation of the steering wheel (not shown).

スタビライザリンク１４は、スタビライザ１６とショックアブソーバ１１の外筒とにボールリンク機構で接続されている。スタビライザ１６は、自動車の旋回によって生じる車体（図示せず）のロールに応じて、左右のショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２に対してそのロールを打ち消すようにスタビライザ発生力を発生させる。このスタビライザ発生力はスタビライザリンク１４を介してショックアブソーバ１１の外筒に伝達され、ショックアブソーバ１１の外筒からコイルスプリング１２に伝達される。   The stabilizer link 14 is connected to the stabilizer 16 and the outer cylinder of the shock absorber 11 by a ball link mechanism. The stabilizer 16 generates a stabilizer generating force so as to cancel the rolls against the left and right shock absorbers 11 and the coil springs 12 in accordance with a roll of a vehicle body (not shown) generated by turning the automobile. This stabilizer generating force is transmitted to the outer cylinder of the shock absorber 11 via the stabilizer link 14, and is transmitted from the outer cylinder of the shock absorber 11 to the coil spring 12.

スタビライザリンク１４の軸線とキングピン軸の軸線とは互いに空間的にねじれの位置に配置されている。従って、スタビライザ発生力は、ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２を伸縮させる力の成分と、ショックアブソーバ１１及びナックル１３をキングピン軸周りに回転させる力の成分とに分けることができる。続いて、キングピン軸周りにショックアブソーバ１１及びナックル１３を回転させる力によってモーメントが発生する状況について説明する。   The axis line of the stabilizer link 14 and the axis line of the kingpin shaft are spatially twisted. Therefore, the stabilizer generating force can be divided into a component of force for expanding and contracting the shock absorber 11 and the coil spring 12, and a component of force for rotating the shock absorber 11 and the knuckle 13 around the kingpin axis. Next, a situation in which a moment is generated by the force that rotates the shock absorber 11 and the knuckle 13 around the kingpin axis will be described.

図２は、図１に示したショックアブソーバ１１、コイルスプリング１２、ナックル１３、スタビライザリンク１４、ロワーアーム１５、及びスタビライザ１６の構成を正面から見た図である。図２に示すように、ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２の車体への取り付け点Ａと、ナックル１３のロワーアーム１５への取り付け点Ｂを結ぶキングピン軸の軸線Ｋを中心にショックアブソーバ１１が回動する。   FIG. 2 is a front view of the configuration of the shock absorber 11, the coil spring 12, the knuckle 13, the stabilizer link 14, the lower arm 15, and the stabilizer 16 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the shock absorber 11 rotates about an axis K of the kingpin shaft that connects the attachment point A of the shock absorber 11 and the coil spring 12 to the vehicle body and the attachment point B of the knuckle 13 to the lower arm 15. .

ショックアブソーバ１１にはスタビライザリンク１４が取り付けられている。スタビライザリンク１４のショックアブソーバ１１への取り付け点Ｃと、スタビライザリンク１４のスタビライザ１６への取り付け点Ｄとを結ぶスタビライザリンク１４の軸線Ｓは軸線Ｋと一般的にねじれの位置にある。従って、スタビライザ１６がスタビライザ発生力を発生させると、それがスタビライザリンク１４から伝達され、ショックアブソーバ１１及びナックル１３からなる一連の部材は軸線Ｋを中心としたステアモーメントを受けることになる。   A stabilizer link 14 is attached to the shock absorber 11. The axis S of the stabilizer link 14 connecting the attachment point C of the stabilizer link 14 to the shock absorber 11 and the attachment point D of the stabilizer link 14 to the stabilizer 16 is generally twisted with the axis K. Therefore, when the stabilizer 16 generates the stabilizer generating force, it is transmitted from the stabilizer link 14, and a series of members including the shock absorber 11 and the knuckle 13 receives the steering moment about the axis K.

ここで、ステアモーメントの算出方法を説明するために、図２の軸線Ｋ上方の矢印Ｅ方向から見た模式的な平面図を図３の（ａ）に示す。図３の（ａ）は操舵角が０°の場合を示している。この場合に、軸線Ｋと直線ＣＤ（軸線Ｓ）との距離がスタビライザリンク１４から伝達されるスタビライザ発生力のモーメントアーム長Ｌｓとなる。一般的に空間上に配置されている２直線の距離はその２直線双方に垂直な線分の長さとして求められる。従って、モーメントアーム長Ｌｓは、軸線Ｋ（点Ａ及び点Ｂを通過する直線）及び軸線Ｓ（点Ｃ及び点Ｄを通過する直線）間の距離として算出される。操舵角が変化すると、両端がボールジョイントで接続されているスタビライザリンク１４の姿勢が変化する。この場合には、スタビライザ１６の変形が設計上想定できるので、点Ｄの位置が推測でき、点Ｃの位置は点Ｄを中心とし線分ＣＤを半径とした球と、軸線Ｋを中心とし軸線Ｋから点Ｃの距離を半径とした円柱との交点の位置として算出可能である。従って、操舵角の変化に応じたモーメントアーム長Ｌｓの算出が可能である。   Here, in order to explain the calculation method of the steer moment, a schematic plan view seen from the direction of arrow E above the axis K in FIG. 2 is shown in FIG. FIG. 3A shows the case where the steering angle is 0 °. In this case, the distance between the axis K and the straight line CD (axis S) is the moment arm length Ls of the stabilizer generating force transmitted from the stabilizer link 14. In general, the distance between two straight lines arranged in space is obtained as the length of a line segment perpendicular to both the two straight lines. Therefore, the moment arm length Ls is calculated as a distance between the axis K (a straight line passing through the points A and B) and the axis S (a straight line passing through the points C and D). When the steering angle changes, the posture of the stabilizer link 14 whose both ends are connected by ball joints changes. In this case, since the deformation of the stabilizer 16 can be assumed in design, the position of the point D can be estimated, and the position of the point C is a sphere having the point D as the center and the line segment CD as the radius, and the axis K being the center. It can be calculated as the position of the intersection with the cylinder whose radius is the distance from K to point C. Therefore, it is possible to calculate the moment arm length Ls according to the change of the steering angle.

続いて、図２の矢印Ｆ方向から見た模式的な側面図を図３の（ｂ）に示す。図３の（ｂ）も図３の（ａ）と同様に操舵角が０°の場合を示している。この場合に、スタビライザリンク１４とキングピン軸の軸線Ｋとは、所定の角度θを成している。従って、スタビライザリンク１４に沿って伝達されるスタビライザ発生力Ｆｓｔｂの軸線Ｋ方向の成分は、Ｆｓｔｂ・ｓｉｎθとなる。この軸線Ｋ方向の成分Ｆｓｔｂ・ｓｉｎθが図３の（ａ）におけるモーメントアーム長Ｌｓで作用し、ステアモーメントを発生させる。このステアモーメントは、スタビライザリンク発生力Ｆｓｔｂ以外の成分でみれば操舵角に応じた関数として表すことができる。この操舵角δに応じた関数をスタビライザ反力による等価モーメントアーム長Ｌｓθｓ（モーメントアーム長）として示したグラフを図４に示す。このように、サスペンションシステム１０のジオメトリが予め分かっていれば、上述のように操舵角δに応じて、等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出することができる。 Then, the typical side view seen from the arrow F direction of FIG. 2 is shown in FIG.3 (b). FIG. 3B also shows a case where the steering angle is 0 ° as in FIG. In this case, the stabilizer link 14 and the axis K of the kingpin shaft form a predetermined angle θ. Therefore, the component in the direction of the axis K of the stabilizer generating force F stb transmitted along the stabilizer link 14 is F stb · sin θ. The component F stb · sin θ in the direction of the axis K acts on the moment arm length Ls in FIG. 3A to generate a steering moment. This steering moment can be expressed as a function corresponding to the steering angle in terms of components other than the stabilizer link generating force Fstb . FIG. 4 is a graph showing a function corresponding to the steering angle δ as an equivalent moment arm length Lsθs (moment arm length) due to a stabilizer reaction force. Thus, if the geometry of the suspension system 10 is known in advance, the equivalent moment arm length Lsθs can be calculated according to the steering angle δ as described above.

次に、電動パワーステアリング装置２０について説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置２０は、サスペンションストロークセンサ２１（ロール角検出手段）、ハンドル角検出センサ２２（操舵角検出手段）、制御部２３（制御手段）、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）制御部２４、及びモータ２５を備えている。   Next, the electric power steering device 20 will be described. As shown in FIG. 1, an electric power steering apparatus 20 includes a suspension stroke sensor 21 (roll angle detection means), a steering wheel angle detection sensor 22 (steering angle detection means), a control unit 23 (control means), and an EPS (Electric Power Steering). ) A control unit 24 and a motor 25 are provided.

引き続いて、電動パワーステアリング装置２０の構成要素について説明する。サスペンションストロークセンサ２１は、ショックアブソーバ１１のストローク量を検出するセンサである。サスペンションストロークセンサ２１が検出したショックアブソーバ１１のストローク量は制御部２３に出力される。   Subsequently, components of the electric power steering apparatus 20 will be described. The suspension stroke sensor 21 is a sensor that detects the stroke amount of the shock absorber 11. The stroke amount of the shock absorber 11 detected by the suspension stroke sensor 21 is output to the control unit 23.

ハンドル角センサ２２は、ステアリングホイール（図示せず）の回転角度を検出するセンサである。ハンドル角センサ２２が検出したステアリングホイールの回転角度は制御部２３に出力される。   The handle angle sensor 22 is a sensor that detects a rotation angle of a steering wheel (not shown). The rotation angle of the steering wheel detected by the handle angle sensor 22 is output to the control unit 23.

制御部２３は、サスペンションストロークセンサ２１及びハンドル角検出センサ２２の出力に応じてラックバー軸力のアシスト力を算出し、その算出したアシスト力を発生させるようにＥＰＳ制御部２４に指示信号を出力する部分である。より具体的には、制御部２３は機能的な構成要素として、スタビライザ発生力演算部２３１と、モーメントアーム長演算部２３２と、キングピン軸モーメント演算部２３３と、ラックバー軸力演算部２３４と、を備えている。引き続いて制御部２３の各構成要素について説明する。   The control unit 23 calculates the assist force of the rack bar axial force according to the outputs of the suspension stroke sensor 21 and the handle angle detection sensor 22, and outputs an instruction signal to the EPS control unit 24 so as to generate the calculated assist force. It is a part to do. More specifically, the control unit 23 includes, as functional components, a stabilizer generating force calculation unit 231, a moment arm length calculation unit 232, a kingpin axis moment calculation unit 233, a rack bar axial force calculation unit 234, It has. Subsequently, each component of the control unit 23 will be described.

スタビライザ発生力演算部２３１は、サスペンションストロークセンサ２１により検出されたストローク量に基づいてスタビライザ発生力Ｆｓｔｂを算出する部分である。より具体的には、スタビライザ発生力演算部２３１は、サスペンションストロークセンサ２１により検出されたショックアブソーバ１１のストローク量から車体のロール角を算出する。スタビライザ発生力演算部２３１は、算出した車体のロール角に対して、スタビライザ１６のばね定数を乗算することにより、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂを算出する。スタビライザ発生力演算部２３１は、算出したスタビライザ発生力Ｆｓｔｂをキングピン軸モーメント演算部２３３に出力する。 The stabilizer generating force calculation unit 231 is a part that calculates the stabilizer generating force F stb based on the stroke amount detected by the suspension stroke sensor 21. More specifically, the stabilizer generating force calculation unit 231 calculates the roll angle of the vehicle body from the stroke amount of the shock absorber 11 detected by the suspension stroke sensor 21. The stabilizer generating force calculation unit 231 calculates the stabilizer generating force F stb by multiplying the calculated roll angle of the vehicle body by the spring constant of the stabilizer 16. The stabilizer generating force calculating unit 231 outputs the calculated stabilizer generating force F stb to the kingpin shaft moment calculating unit 233.

モーメントアーム長演算部２３２は、ハンドル角検出センサ２２により検出されたハンドル角に基づいて、スタビライザ反力に等価な等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出する部分である。より具体的には、モーメントアーム長演算部２３２は、ハンドル角に所定のギア比を乗算し、操舵角δを算出する。モーメントアーム長演算部２３２は、この算出したδに基づいて等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出する。この等価モーメントアーム長Ｌｓθｓの算出は、上述したように予め設定可能な対応関係（図５参照）に基づいて算出することができる。尚、本実施形態では、ハンドル角を検出して操舵角を算出したが、ショックアブソーバ１１及びナックル１３の操舵角を直接検出してもよい。モーメントアーム長演算部２３２は、算出した等価モーメントアーム長Ｌｓθｓをキングピン軸モーメント演算部２３３に出力する。   The moment arm length calculation unit 232 is a part that calculates an equivalent moment arm length Lsθs equivalent to the stabilizer reaction force based on the handle angle detected by the handle angle detection sensor 22. More specifically, the moment arm length calculation unit 232 calculates the steering angle δ by multiplying the steering wheel angle by a predetermined gear ratio. The moment arm length calculation unit 232 calculates an equivalent moment arm length Lsθs based on the calculated δ. The equivalent moment arm length Lsθs can be calculated based on the correspondence (see FIG. 5) that can be set in advance as described above. In the present embodiment, the steering angle is calculated by detecting the steering wheel angle, but the steering angle of the shock absorber 11 and the knuckle 13 may be directly detected. The moment arm length calculation unit 232 outputs the calculated equivalent moment arm length Lsθs to the kingpin axis moment calculation unit 233.

キングピン軸モーメント演算部２３３は、スタビライザ発生力演算部２３１により算出されたスタビライザ発生力Ｆｓｔｂおよびモーメントアーム長演算部２３２により算出された等価モーメントアーム長Ｌｓθｓに基づいてキングピン軸を回転させようとするステアモーメントを算出する部分である。具体的には、キングピン軸モーメント演算部２３３は、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂと等価モーメントアーム長Ｌｓθｓとを乗算することにより、ステアモーメントを算出することができる。 Kingpin axis moment calculating unit 233, to rotate the kingpin axis based on the equivalent moment arm length Lsθs calculated by the stabilizer force generated F stb and moment arm length calculator 232, which is calculated by the stabilizer generating force computing unit 231 This is the part that calculates the steering moment. Specifically, the kingpin shaft moment calculation unit 233 can calculate the steer moment by multiplying the stabilizer generating force F stb by the equivalent moment arm length Lsθs.

ラックバー軸力演算部２３４は、キングピン軸モーメント演算部２３３が算出したステアモーメントを打ち消すためのラックバー軸力を算出する部分である。より具体的には、時計回りにステアモーメントが発生するとキングピン軸モーメント演算部２３３が算出した場合には、反時計周りにナックル１３が回動するようにラックバー軸力を算出する。ラックバー軸力演算部２３４は算出したラックバー軸力及びその方向を示す情報をＥＰＳ制御部２４に出力する。   The rack bar axial force calculation unit 234 is a part that calculates the rack bar axial force for canceling the steering moment calculated by the kingpin axis moment calculation unit 233. More specifically, when the kingpin shaft moment calculation unit 233 calculates that the steering moment is generated clockwise, the rack bar axial force is calculated so that the knuckle 13 rotates counterclockwise. The rack bar axial force calculation unit 234 outputs information indicating the calculated rack bar axial force and its direction to the EPS control unit 24.

引き続いて、ＥＰＳ制御部２４及びモータ２５について説明する。ＥＰＳ制御部２４は、モータ２５に対して回転トルク及び回転方向を指示する信号を出力する部分である。より具体的には、通常のアシスト力を指示する信号をモータ２５に出力するのに重畳して、制御部２３のラックバー軸力演算部２３４が出力したラックバー軸力及びその方向を示す情報に基づき、モータ２５の回転トルク及び回転方向を指示する信号をモータ２５に出力する。   Subsequently, the EPS control unit 24 and the motor 25 will be described. The EPS control unit 24 is a part that outputs a signal for instructing the motor 25 the rotational torque and the rotational direction. More specifically, information indicating the rack bar axial force and the direction output by the rack bar axial force calculation unit 234 of the control unit 23 is superimposed on the output of the signal indicating the normal assist force to the motor 25. Based on the above, a signal indicating the rotational torque and the rotational direction of the motor 25 is output to the motor 25.

モータ２５は、ステアリングホイール（図示せず）の回転に応じてラックバー（図示せず）が摺動する場合に、その摺動を補助するためのアシストトルクを発生させる電動機である。モータ２５は、ＥＰＳ制御部２４から出力された信号に応じて回転し、その回転に応じたアシストトルクは摺動力としてラックバー（図示せず）に伝達される。   The motor 25 is an electric motor that generates assist torque for assisting sliding when a rack bar (not shown) slides in response to rotation of a steering wheel (not shown). The motor 25 rotates in accordance with a signal output from the EPS control unit 24, and assist torque corresponding to the rotation is transmitted to a rack bar (not shown) as a sliding force.

次に、本実施形態における電動パワーステアリング装置２０の動作について説明する。図５は、本実施形態における電動パワーステアリング装置２０の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the electric power steering apparatus 20 in the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the electric power steering apparatus 20 in the present embodiment.

まず、ハンドル角検出センサ２２によりハンドル角が検出される（Ｓ１０１）。次に、サスペンションストロークセンサ２１によりサスペンションのストローク量が検出される（Ｓ１０２）。Ｓ１０１で検出されたハンドル角に基づいて、モーメントアーム長演算部２３２が等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出する（Ｓ１０３）。また、Ｓ１０２により検出されたストローク量に基づいて、ロール角が算出され、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂが算出される（Ｓ１０４）。 First, the handle angle detection sensor 22 detects the handle angle (S101). Next, the suspension stroke sensor 21 detects the suspension stroke amount (S102). Based on the handle angle detected in S101, the moment arm length calculation unit 232 calculates an equivalent moment arm length Lsθs (S103). Further, the roll angle is calculated based on the stroke amount detected in S102, and the stabilizer generating force Fstb is calculated (S104).

Ｓ１０３で算出された等価モーメントアーム長Ｌｓθｓと、Ｓ１０４で算出されたスタビライザ発生力Ｆｓｔｂとに基づいて、キングピン軸モーメント演算部２３３がステアモーメントを算出する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５で算出されたステアモーメントに応じて、ラックバー軸力演算部２３４がラックバー軸力及びその方向を算出する（Ｓ１０６）。 Equivalent moment arm length Lsθs calculated in S103, on the basis of the stabilizer generated force F stb calculated in S104, the kingpin axis moment calculating unit 233 calculates the steering moment (S105). The rack bar axial force calculator 234 calculates the rack bar axial force and its direction according to the steering moment calculated in S105 (S106).

次に、ＥＰＳ制御部２４からラックバー軸力及びその方向にモータ２５が回転するように指示信号が出力され、モータ２５は伝達された情報に基づいた駆動力を発生して、ドライバの操舵のアシストを行う（Ｓ１０７）。   Next, an instruction signal is output from the EPS control unit 24 so that the motor 25 rotates in the rack bar axial force and its direction. Assist is performed (S107).

以上、説明した電動パワーステアリング装置における作用効果について説明する。ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２はキングピン軸に対してオフセットされて配置されることがあり、その場合にキングピン軸の軸線とスタビライザリンクの軸線との位置関係は一般的に操舵角に応じて変化する。制御部２３は、その変化する位置関係を考慮し、キングピン軸の軸線とスタビライザリンクの軸線との距離をモーメントアーム長として算出することで、スタビライザ発生力がキングピン軸周りに発生させるステアモーメントを的確に算出できる。制御部２３が、この算出したステアモーメントを打ち消すようにアシスト力を制御するので、スタビライザ発生力による操舵安定性への影響を低減できる。   The function and effect of the electric power steering apparatus described above will be described. The shock absorber 11 and the coil spring 12 may be disposed offset with respect to the kingpin shaft. In this case, the positional relationship between the kingpin shaft axis and the stabilizer link axis generally changes in accordance with the steering angle. . In consideration of the changing positional relationship, the control unit 23 calculates the distance between the axis of the kingpin shaft and the axis of the stabilizer link as the moment arm length, thereby accurately determining the steering moment generated by the stabilizer generating force around the kingpin axis. Can be calculated. Since the control unit 23 controls the assist force so as to cancel the calculated steering moment, it is possible to reduce the influence on the steering stability caused by the stabilizer generating force.

本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the electric power steering device which is embodiment of this invention. 図１のサスペンションシステムを模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the suspension system of FIG. 図２の矢印Ｅ、Ｆ方向の平面模式図である。FIG. 3 is a schematic plan view in the directions of arrows E and F in FIG. 2. 操舵角と等価モーメントアーム長との関係を示した関係図である。It is the relationship figure which showed the relationship between a steering angle and an equivalent moment arm length. 本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power steering apparatus which is embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０…サスペンションシステム、１１…ショックアブソーバ、１２…コイルスプリング、１３…ナックル、１４…スタビライザリンク、１５…ロワーアーム、１６…スタビライザ、１７…タイロッド、２０…電動パワーステアリング装置、２１…サスペンションストロークセンサ、２２…ハンドル角検出センサ、２３…制御部、２３１・・・スタビライザ発生力演算部、２３２・・・モーメントアーム長演算部、２３３・・・キング軸モーメント演算部、２３４…ラックバー軸力演算部、２４…ＥＰＳ制御部、２５…モータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Suspension system, 11 ... Shock absorber, 12 ... Coil spring, 13 ... Knuckle, 14 ... Stabilizer link, 15 ... Lower arm, 16 ... Stabilizer, 17 ... Tie rod, 20 ... Electric power steering device, 21 ... Suspension stroke sensor, 22 ... handle angle detection sensor, 23 ... control unit, 231 ... stabilizer generating force calculation unit, 232 ... moment arm length calculation unit, 233 ... king axis moment calculation unit, 234 ... rack bar axial force calculation unit, 24 ... EPS control unit, 25 ... motor.

Claims (1)

スタビライザが発生するスタビライザ発生力をサスペンションに伝達するスタビライザリンクが、ナックルの回動に同調するように取り付けられている車両の電動パワーステアリング装置であって、
前記ナックルに支持された車輪の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、
前記車両のロール角を検出するためのロール角検出手段と、
前記操舵角及び前記ロール角に基づいて、前記車輪を操舵するラックバー軸力に対するアシスト力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記操舵角に基づいてキングピン軸の軸線と前記スタビライザリンクの軸線との距離をモーメントアーム長として算出し、前記ロール角に基づいて前記スタビライザ発生力を算出すると共に、
当該算出した前記キングピン軸の軸線と前記スタビライザリンクの軸線との距離であるモーメントアーム長及びスタビライザ発生力に基づいて、前記キングピン軸周りに発生するステアモーメントを算出し、
当該算出したステアモーメントを打ち消すように前記アシスト力を制御する、電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device for a vehicle in which a stabilizer link for transmitting a stabilizer generating force generated by a stabilizer to a suspension is attached so as to synchronize with the rotation of a knuckle,
Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the wheel supported by the knuckle;
Roll angle detection means for detecting the roll angle of the vehicle;
Control means for controlling the assist force for the rack bar axial force for steering the wheel based on the steering angle and the roll angle;
The control means includes
While calculating the distance between the axis of the kingpin axis and the axis of the stabilizer link as a moment arm length based on the steering angle, and calculating the stabilizer generating force based on the roll angle,
Based on the moment arm length that is the distance between the calculated axis of the kingpin axis and the axis of the stabilizer link and the stabilizer generating force, the steering moment generated around the kingpin axis is calculated,
An electric power steering apparatus that controls the assist force so as to cancel the calculated steering moment.
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