JPH11147478A - Steering unit for vehicle - Google Patents
Steering unit for vehicleInfo
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- JPH11147478A JPH11147478A JP31568597A JP31568597A JPH11147478A JP H11147478 A JPH11147478 A JP H11147478A JP 31568597 A JP31568597 A JP 31568597A JP 31568597 A JP31568597 A JP 31568597A JP H11147478 A JPH11147478 A JP H11147478A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用操舵装置に
関し、特に電動機により適正な操舵反力トルク及び外乱
発生時に車両挙動を抑制する操舵トルクを発生可能なよ
うに構成された操舵装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle, and more particularly to a steering apparatus configured to be able to generate an appropriate steering reaction torque and a steering torque for suppressing the behavior of the vehicle when a disturbance occurs by an electric motor. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】運転者の操舵力を軽減するための所謂パ
ワーステアリング装置として、例えば特公昭５０−３３
５８４号公報に記載されたような形式のものが知られて
いる。これは、ステアリングホイールの操舵力を電動機
の出力トルクにて補助するように構成されたものであ
り、ステアリングホイールに運転者が加える操舵トルク
の検出信号の増幅度を、車速や道路状況などの検出信号
に応じて変化させることによって補助電動機の出力トル
クを増減し、常に最適な操舵トルクが得られるようにし
たものである。2. Description of the Related Art As a so-called power steering device for reducing a driver's steering force, for example, Japanese Patent Publication No. 50-33
A type as described in Japanese Patent No. 584 is known. This is designed to assist the steering force of the steering wheel with the output torque of the electric motor. The amplification of the detection signal of the steering torque applied by the driver to the steering wheel is detected by detecting the vehicle speed and road conditions. The output torque of the auxiliary motor is increased or decreased by changing the output torque according to a signal, so that an optimum steering torque is always obtained.
【０００３】ところで、走行中に車両が強い横風を受け
たり、轍路を走行したりすると目標走行ラインから外れ
る向きに車両が偏向してしまうことがある。また、雪道
などタイヤと路面との摩擦係数(μ)が低い路面（以下低
μ路と記す）での走行時や低速走行時には路面反力が減
少する。[0003] By the way, if the vehicle receives a strong crosswind or travels on a rutted road while traveling, the vehicle may be deflected in a direction deviating from the target traveling line. In addition, the road surface reaction force decreases when traveling on a road surface having a low friction coefficient (μ) between the tire and the road surface such as a snowy road (hereinafter referred to as a low μ road) or when traveling at low speed.
【０００４】上記した従来のパワーステアリング装置の
場合、運転者が操舵して初めて電動機が補助操舵トルク
を発生するものであるため、走行中に横風を受けること
によって車両が偏向しても、電動機は補助操舵トルクを
発生しない。従って、車両の偏向を抑えるためには、運
転者自身がステアリングホイールを操作しなければなら
ないが、他方で上記パワーステアリング装置は一般的に
車両の横加速度並びにヨーレイトが大きくなるほど大き
な操舵力を必要とするようになっているため、外乱によ
る車両の偏向の場合には、それが大きいほど、修正に要
する操舵トルクが大きなものとなるなどの不都合があっ
た。In the case of the above-described conventional power steering device, the electric motor generates the auxiliary steering torque only after the driver turns the electric power steering device. No auxiliary steering torque is generated. Therefore, in order to suppress the deflection of the vehicle, the driver himself must operate the steering wheel. On the other hand, the power steering device generally requires a larger steering force as the lateral acceleration and the yaw rate of the vehicle increase. Therefore, in the case of the deflection of the vehicle due to the disturbance, there is a problem that the larger the deflection, the larger the steering torque required for the correction.
【０００５】そこで、例えば特開平５−１０５１００号
公報には、ヨーレイト、横加速度などの車両挙動を検出
し、その検出値に基づいて補助反力トルク値を決定し、
この補助反力トルク値と操舵トルク等の検出値に基づい
て決定された補助操舵トルク値とに基づいて上記電動機
の駆動トルクを制御するものが提案されている。Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-105100 discloses that a vehicle behavior such as a yaw rate and a lateral acceleration is detected, and an auxiliary reaction torque value is determined based on the detected value.
A motor that controls the drive torque of the electric motor based on the auxiliary reaction torque value and an auxiliary steering torque value determined based on a detection value such as a steering torque has been proposed.
【０００６】この構造によれば、横風や轍路走行などの
外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高め、車両の
走行安定性を向上することができ、雪道などの低μ路や
低速走行時にもステアリング操作負荷が軽減される。According to this structure, the deflection suppressing performance when disturbance such as crosswind or running on a rutted road acts on the vehicle can be enhanced, and the running stability of the vehicle can be improved. The steering operation load is reduced even at low speeds.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した補
助操舵反力トルクは、操舵角速度をパラメータとするダ
ンピングトルクと、ヨーレイトをパラメータとするヨー
レイトトルクとを含んでいるが、例えばヨーレイトは低
速走行時と高速走行時とでその周波数応答特性が異な
る。特に高速走行時の比較的高周波領域でゲインにヨー
共振によるピークが現出する。すると、従来の上記した
ような構造の操舵装置にあっては、入力されるヨーレイ
トと出力されるヨーレイトトルクとが１対１の対応とな
っていることから、上記ピークの近傍でヨーレイトトル
クが大きくなり、その周波数領域の操舵入力に対して影
響を与え、不自然にハンドルが重くなるなどの違和感を
与えることが考えられる。特に、外乱時の車両挙動抑制
効果を高めるべく、全操舵トルクに対する補助操舵反力
トルクの割合α（＝補助操舵反力トルク／（補助操舵反
力トルク＋セルフアライニングトルク）＝（補助操舵反
力トルク／全操舵トルク））を大きくした場合に、上記
問題が顕著になる。一方では、走行時、手放し、または
軽保舵状態の場合には上記全操舵トルクに対する補助操
舵反力トルクの割合αを大きくして上記外乱による車両
挙動の抑制効果を高くすると良い。Incidentally, the above-mentioned auxiliary steering reaction torque includes a damping torque having a steering angular velocity as a parameter and a yaw rate torque having a yaw rate as a parameter. And the frequency response characteristics differ between high-speed running. In particular, a peak due to yaw resonance appears in the gain in a relatively high frequency region during high-speed running. Then, in the conventional steering apparatus having the above-described structure, since the input yaw rate and the output yaw rate torque have a one-to-one correspondence, the yaw rate torque is large near the peak. It is conceivable that the steering input in the frequency domain is affected, and that the steering wheel becomes unnaturally uncomfortable. In particular, in order to enhance the vehicle behavior suppression effect at the time of disturbance, the ratio of the auxiliary steering reaction torque to the total steering torque α (= auxiliary steering reaction torque / (auxiliary steering reaction torque + self-aligning torque) = (auxiliary steering reaction torque) When the force torque / total steering torque)) is increased, the above problem becomes significant. On the other hand, when the vehicle is running, let go, or is in a lightly maintained state, the ratio α of the auxiliary steering reaction force torque to the total steering torque may be increased to increase the effect of suppressing the vehicle behavior due to the disturbance.
【０００８】本発明は、このような従来技術の不都合を
改善するべく案出されたものであり、その主な目的は、
外乱作用時の偏向抑制性能、特に手放しまたは軽保舵状
態での外乱作用時の偏向抑制性能を高め、かつ通常旋回
時の操舵力を適切に設定することができ、しかも通常走
行時、特に高速走行時の操舵違和感が発生することのな
い車両用操舵装置を提供することにある。[0008] The present invention has been devised to improve such disadvantages of the prior art, and its main objects are as follows.
Deflection suppression performance at the time of disturbance action, especially the deflection suppression performance at the time of disturbance action in a hand release or lightly maintained state, can be improved, and the steering force during normal turning can be set appropriately. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system that does not cause a feeling of steering discomfort during traveling.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、車両の操向車輪を手動により転舵するため
の手動操舵手段と、該手動操舵手段に加えられた操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検
出手段の検出値に基づいて補助操舵トルクを決定する補
助操舵トルク決定手段と、前記車両の挙動を検出する車
両挙動検出手段と、前記車両挙動検出手段によって検出
された検出値に基づいて補助反力トルクを決定する補助
反力トルク決定手段と、前記操向車輪に補助トルクを加
えるための電動機と、前記補助操舵トルク決定手段によ
り決定された補助操舵トルク値に前記補助反力トルク決
定手段により決定された補助反力トルク値を加えた補助
トルク値をもって前記電動機を制御する制御手段とを有
する車両用操舵装置に於いて、運転者の操舵状態を検出
する手段を有し、前記補助反力トルク決定手段は、全操
舵トルクに対する割合αが相対的に小さな第１の補助反
力トルク値と、全操舵トルクに対する割合αが相対的に
大きな第２の補助反力トルク値とを出力し得るようにな
っており、前記制御手段は、検出された運転者の操舵状
態に応じて前記第１及び第２の補助反力トルク値のいず
れか一方を、または前記操舵状態に応じて前記第１及び
第２の補助反力トルク値を合成した値を用いるようにな
っていることを特徴とする車両用操舵装置を提供するこ
とによって達成される。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a manual steering means for manually turning a steered wheel of a vehicle, and a steering torque applied to the manual steering means. Steering torque detecting means for detecting, auxiliary steering torque determining means for determining an auxiliary steering torque based on a detection value of the steering torque detecting means, vehicle behavior detecting means for detecting the behavior of the vehicle, and the vehicle behavior detecting means Reaction torque determining means for determining an auxiliary reaction torque based on the detection value detected by the motor, an electric motor for applying an auxiliary torque to the steered wheels, and an auxiliary steering determined by the auxiliary steering torque determining means. Control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value obtained by adding an auxiliary reaction force torque value determined by the auxiliary reaction force torque determination means to a torque value. A means for detecting a steering state of the driver, wherein the auxiliary reaction torque determining means includes: a first auxiliary reaction torque value having a relatively small ratio α to the total steering torque; And the second auxiliary reaction torque value having a relatively large ratio α to the second auxiliary reaction torque value, and the control unit may control the first and second auxiliary torque values according to the detected steering state of the driver. A vehicle steering system, wherein one of the auxiliary reaction force torque values or a value obtained by combining the first and second auxiliary reaction force torque values according to the steering state is used. Is achieved by providing
【００１０】このように、手放しまたは軽保舵状態で
は、全操舵トルクに対する補助操舵反力トルクの割合α
を高くして外乱作用時の偏向抑制性能を高め、それ以外
の特に高速走行時にはαを低くして例えばヨーレイトの
周波数応答特性のヨー共振等によるピークによる影響を
小さくすることで、操舵周波数の全域に亘り平坦な周波
数応答特性となり、共振点近傍の補助操舵反力トルクの
変化による操舵違和感を軽減できる。As described above, in the hand-released or lightly held state, the ratio α of the auxiliary steering reaction torque to the total steering torque is α.
To increase the deflection suppression performance during disturbance effects, and to decrease α during other high-speed driving, for example, to reduce the influence of peaks due to yaw resonance in the yaw rate frequency response characteristics, for example, so that the entire steering frequency range is reduced. The frequency response characteristic becomes flat over the range, and the feeling of strange steering due to a change in the auxiliary steering reaction torque near the resonance point can be reduced.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付の図面を参照して詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１２】図１に、本発明が適用された車両用操舵装
置の概略構成を示す。この装置は、ステアリングホイー
ル１に一体結合されたステアリングシャフト２に自在継
手を有する連結軸３を介して連結されたピニオン４と、
ピニオン４に噛合して車幅方向に往復動し得ると共にタ
イロッド５を介して操向車輪としての左右の前輪６のナ
ックルアームにその両端が連結されたラック軸８とを有
するラック・アンド・ピニオン機構からなる手動操舵力
発生手段を有している。また、ラック・アンド・ピニオ
ン機構を介しての手動操舵力を軽減するための補助操舵
力を発生するべく、電動パワーステアリング装置を構成
する電動機９がラック軸８の中間部に同軸的に配設され
ている。FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle steering system to which the present invention is applied. The apparatus comprises a pinion 4 connected to a steering shaft 2 integrally connected to a steering wheel 1 via a connection shaft 3 having a universal joint.
A rack-and-pinion having a rack shaft 8 having both ends connected to knuckle arms of left and right front wheels 6 as steerable wheels via tie rods 5 while being able to reciprocate in the vehicle width direction by meshing with the pinion 4 It has a manual steering force generating means composed of a mechanism. Further, an electric motor 9 constituting an electric power steering device is coaxially arranged at an intermediate portion of the rack shaft 8 so as to generate an auxiliary steering force for reducing a manual steering force via a rack and pinion mechanism. Have been.
【００１３】ラック・アンド・ピニオン機構のピニオン
４の近傍にはステアリングホイール１の回転角から操舵
角速度を検出するための操舵角速度センサ１１と、ピニ
オン４に作用する手動操舵トルクを検出するためのトル
クセンサ１２とが設けられている。また、車両のヨーレ
イト（ヨーイング角速度）に対応した信号を出力するた
めのヨーレイトセンサ１５と、車両の走行速度に対応し
た信号を出力するための車速センサ１６とが設けられ、
これら各センサは、その検出値に基づいて電動機９の出
力を制御するための操舵制御ユニット１７に接続されて
いる。In the vicinity of the pinion 4 of the rack and pinion mechanism, a steering angular velocity sensor 11 for detecting a steering angular velocity from the rotation angle of the steering wheel 1 and a torque for detecting a manual steering torque acting on the pinion 4 are provided. A sensor 12 is provided. Further, a yaw rate sensor 15 for outputting a signal corresponding to the yaw rate (yawing angular velocity) of the vehicle, and a vehicle speed sensor 16 for outputting a signal corresponding to the running speed of the vehicle are provided.
Each of these sensors is connected to a steering control unit 17 for controlling the output of the electric motor 9 based on the detected values.
【００１４】図２に示されるように、上記した操舵制御
ユニット１７内には、電動パワーステアリング装置とし
ての補助操舵トルクを演算するための補助操舵トルク決
定手段１７ａと、補助反力トルクを演算するための補助
反力トルク決定手段１７ｂとが設けられている。補助操
舵トルク決定手段１７ａには、操舵角速度センサ１１・
トルクセンサ１２・車速センサ１６の各検出信号が入力
しており、それらの各検出信号に応じて通常のアシスト
制御を行う補助操舵トルクが決定される。As shown in FIG. 2, an auxiliary steering torque determining means 17a for calculating an auxiliary steering torque as an electric power steering apparatus and an auxiliary reaction torque are calculated in the steering control unit 17 described above. And an auxiliary reaction torque determining means 17b. The auxiliary steering torque determining means 17a includes a steering angular velocity sensor 11
The detection signals of the torque sensor 12 and the vehicle speed sensor 16 are input, and the auxiliary steering torque for performing the normal assist control is determined according to the detection signals.
【００１５】補助反力トルク決定手段１７ｂには、車両
挙動検出手段を構成する操舵角速度センサ１１・ヨーレ
イトセンサ１５・車速センサ１６の各検出信号が入力す
るようになっており、それらの各信号から後記するアル
ゴリズムによって目標補助反力トルクを求めるようにな
っている。また、補助反力トルク決定手段１７ｂは運転
者の操舵状態を判別するための操舵状態判別手段１８が
接続され、上記各センサ１５、１６からの各信号出力に
基づいて後記するアルゴリズムによって運転者がステア
リングホイールを保持して保舵または操舵しているか、
殆ど手放しの状態であるかを推定（検出）するようにな
っている。The auxiliary reaction torque determining means 17b receives the detection signals of the steering angular velocity sensor 11, the yaw rate sensor 15, and the vehicle speed sensor 16 which constitute the vehicle behavior detecting means. The target auxiliary reaction torque is determined by an algorithm described later. The assisting reaction torque determining means 17b is connected to a steering state determining means 18 for determining the steering state of the driver. Whether the steering wheel is held or steered while holding the steering wheel,
It is estimated (detected) whether or not the hand is almost released.
【００１６】操舵制御ユニット１７内には、補助操舵ト
ルク決定手段１７ａと補助反力決定手段１７ｂとから出
力される各トルク値に応じて電動機９に対する目標電流
を設定する目標電流決定手段１７ｃと、その目標電流に
応じて電動機９に流す電流を制御する出力電流制御手段
１７ｄとが設けられている。そして、出力電流制御手段
１７ｄからの電流制御信号が、操舵制御ユニット１７と
電動機９との間に設けられた駆動回路１９に入力され、
該駆動回路１９は電動機９を例えばＰＷＭ制御によって
駆動するようになっていると共に駆動回路１９と出力電
流制御手段１７ｄとの間で出力電流のフィードバック制
御が行われるようになっている。In the steering control unit 17, target current determining means 17c for setting a target current for the electric motor 9 in accordance with each torque value output from the auxiliary steering torque determining means 17a and the auxiliary reaction force determining means 17b, Output current control means 17d for controlling the current flowing to the electric motor 9 according to the target current is provided. Then, a current control signal from the output current control means 17d is input to a drive circuit 19 provided between the steering control unit 17 and the electric motor 9,
The drive circuit 19 drives the motor 9 by, for example, PWM control, and performs feedback control of the output current between the drive circuit 19 and the output current control means 17d.
【００１７】操舵制御ユニット１７内の補助反力トルク
決定手段１７ｂに於いては、図３のフローチャートに示
す処理が所定の周期で繰り返し実行される。先ず、ステ
ップ１に於いて各センサの信号出力を読込み、ステップ
２に於て目標操舵反力トルク値ＴＡを決定し、続いてス
テップ３に於いて目標操舵反力トルク値ＴＡにリミッタ
をかけ、ステップ４に於いて補助操舵トルク決定手段１
７ａからの出力信号にこの制御信号を加算する。In the auxiliary reaction torque determining means 17b in the steering control unit 17, the processing shown in the flowchart of FIG. 3 is repeatedly executed at a predetermined cycle. First, the signal output of each sensor is read in step 1, the target steering reaction torque value TA is determined in step 2, and then the limit is applied to the target steering reaction torque value TA in step 3. In step 4, auxiliary steering torque determining means 1
This control signal is added to the output signal from 7a.
【００１８】この処理を図４〜図１０を併せて参照して
更に詳しく説明する。先ず上記ステップ１に於いては、
図４のフローチャートに示すように、車速Ｖ（ステップ
１１）、ハンドル角速度ω（ステップ１２）、ヨーレイ
トγ(ステップ１３）をそれぞれ読込む処理が行われ
る。This processing will be described in more detail with reference to FIGS. First, in step 1 above,
As shown in the flowchart of FIG. 4, processing for reading the vehicle speed V (step 11), the steering wheel angular velocity ω (step 12), and the yaw rate γ (step 13) is performed.
【００１９】次に上記ステップ２に於いては、図５のフ
ローチャートに示すように、まず、図７（ａ）に示すよ
うな操舵角速度ωをアドレスとし、車速Ｖごとに異なる
特性に設定されているデータテーブルから補助反力トル
ク値Ｔ1（ダンピングトルク成分）を求める（ステップ
２１）。Next, in step 2 described above, as shown in the flowchart of FIG. 5, first, the steering angular velocity ω as shown in FIG. 7A is used as an address, and different characteristics are set for each vehicle speed V. An auxiliary reaction torque value T1 (damping torque component) is obtained from the data table (step 21).
【００２０】次に、ステップ２２にて実ヨーレイトγを
アドレスとし、車速Ｖごとに異なる特性に設定されてい
る２種類のデータテーブル（図７（ｂ）、図７（ｃ））
から、ヨーレイトトルク成分としての補助反力トルク値
Ｔ2（第１の補助反力トルク値）及びＴ2’（第１の補助
反力トルク値）を求める。ここで、図７（ａ）のデータ
テーブルに比較して図７（ｂ）のデータテーブルはその
係数の傾きが急になっている。従って、Ｔ2’はＴ2に比
較して大きくなり、セルフアライニングトルクを含む全
操舵トルクＴに対する補助操舵反力トルクＴＡの割合α
がＴ2を補助反力トルクのヨーレイトトルク成分として
採用した場合よりもＴ2’を採用した場合の方が大きく
なる。Next, at step 22, two types of data tables (FIGS. 7 (b) and 7 (c)) are set with different characteristics for each vehicle speed V using the actual yaw rate γ as an address.
, The auxiliary reaction torque values T2 (first auxiliary reaction torque value) and T2 '(first auxiliary reaction torque value) as yaw rate torque components are obtained. Here, the slope of the coefficient of the data table of FIG. 7B is steeper than that of the data table of FIG. 7A. Therefore, T2 'is larger than T2, and the ratio α of the auxiliary steering reaction torque TA to the total steering torque T including the self-aligning torque is α.
Is larger when T2 'is adopted than when T2 is adopted as the yaw rate torque component of the auxiliary reaction torque.
【００２１】次に操舵状態判別手段１８にて運転者の操
舵状態を判別する（ステップ２３、２４）。Next, the steering state of the driver is determined by the steering state determination means 18 (steps 23 and 24).
【００２２】上記ステップ２３の処理を更に詳しく説明
する。ここでは下式に基づき運転者の操舵状態を検出す
る。The processing in step 23 will be described in more detail. Here, the steering state of the driver is detected based on the following equation.
【００２３】ステアリングホイール回りの運動方程式
は、The equation of motion around the steering wheel is
【００２４】[0024]
【数１】 (Equation 1)
【００２５】この式全体を時間積分すると、When the entire expression is integrated over time,
【００２６】[0026]
【数２】 (Equation 2)
【００２７】これを変形して、By transforming this,
【００２８】[0028]
【数３】 (Equation 3)
【００２９】ここで、ＴS（ｋｇ・ｃｍ）はトルクセン
サ値、ＴH（ｋｇ・ｃｍ）は保舵または操舵トルク、ω
（ｄｅｇ・ｓｅｃ）は操舵角速度、ＪH（ｋｇ・ｍ）は
ステアリングホイールのイナーシャである。Here, TS (kg · cm) is the torque sensor value, TH (kg · cm) is the steering or steering torque, ω
(Deg · sec) is the steering angular velocity, and JH (kg · m) is the inertia of the steering wheel.
【００３０】上記ＴSとωとの実測値が得られることか
らＴHが求められる。即ち、（３）式の左辺の演算結果
が０であれば運転者がステアリングホイールを殆ど手放
ししている状態であり、０でなければ運転者がステアリ
ングホイールを保舵または操舵していると判断する。TH is determined from the fact that the measured values of TS and ω are obtained. That is, if the calculation result on the left side of the equation (3) is 0, the driver has almost released the steering wheel, and if not 0, it is determined that the driver is holding or steering the steering wheel. I do.
【００３１】実際には、（３）式の計算を時刻ｔ＝０か
ら時刻ｔ＝Ｘまでについて行う。Actually, the calculation of equation (3) is performed from time t = 0 to time t = X.
【００３２】[0032]
【数４】 (Equation 4)
【００３３】ただし、ωXは時刻Ｘに於ける操舵角速度
である。Where ωX is the steering angular velocity at time X.
【００３４】このとき、時刻ｔ＝０からの積分はオフセ
ットの影響を受けることから、（４）式の第１項を時刻
ｔ＝Ｘ−Ｎで２分して、At this time, since the integration from the time t = 0 is affected by the offset, the first term of the equation (4) is divided into two at the time t = X−N.
【００３５】[0035]
【数５】 (Equation 5)
【００３６】とし、更に（５）式の第１項を時刻ｔ＝Ｘ
−Ｎに於ける操舵角速度ωX-Nに置き換えて、Then, the first term of the equation (5) is changed to time t = X
-N at the steering angular velocity ωX-N,
【００３７】[0037]
【数６】 (Equation 6)
【００３８】とすることで、時刻ｔ＝Ｘ−Ｎから時刻ｔ
＝Ｘまでの積分を行うことでＴHが求められる。Thus, from time t = X−N to time t
TH is obtained by performing integration up to X.
【００３９】上記ステップ２３で求めたＴHが０か否か
で運転者がステアリングホイールを保舵または操舵して
いるか、または殆ど手放ししているかをステップ２４で
判別する。そして、実ヨーレートγの入力に対して操舵
力が低い（軽保舵時）か、または発生していない（手放
し時）と判別した場合、上記ステップ２２で求めたＴ
2’を補助反力トルク値Ｔ2としてその後の処理に用いる
（ステップ２５）。また、運転者が補舵または操舵して
いると判別した場合、上記ステップ２２で求めたＴ2を
そのままその後の処理に用いる（ステップ２６）。It is determined in step 24 whether the driver is holding or steering the steering wheel or almost let go of the steering wheel based on whether TH obtained in step 23 is 0 or not. If it is determined that the steering force is low (at the time of light steering) or not generated (at the time of releasing the hand) with respect to the input of the actual yaw rate γ, the T obtained at step 22 is determined.
2 'is used as an auxiliary reaction torque value T2 for the subsequent processing (step 25). If it is determined that the driver is steering or steering, T2 obtained in step 22 is used as it is for subsequent processing (step 26).
【００４０】そして、各補助操舵反力トルク値Ｔ1・Ｔ2
を加算して補助反力トルク値ＴＡを求める（ステップ２
７）。The respective auxiliary steering reaction torque values T1 and T2
To obtain the auxiliary reaction torque value TA (step 2
7).
【００４１】次に、必要以上の補助反力トルクを排除す
るために目標操舵反力値ＴＡが最大値（Ｔｍａｘ）を超
えているか否かを判断し、目標操舵反力値ＴＡが最大値
を超えている場合は目標操舵反力値ＴＡを上記Ｔｍａｘ
とし、また、目標操舵反力値ＴＡが最大値（Ｔｍａｘ）
を超えていない場合には、同様に目標操舵反力値ＴＡが
負の最大値（−Ｔｍａｘ）を超えているか否か判断し、
目標操舵反力値ＴＡが負の最大値を超えている場合には
目標操舵反力値ＴＡを上記−Ｔｍａｘ値とするリミッタ
処理（ステップ２８）を行い、目標補助反力トルク決定
値ＴＡを決定する。Next, it is determined whether or not the target steering reaction force value TA exceeds a maximum value (Tmax) in order to eliminate unnecessary auxiliary reaction force torque. If it exceeds, set the target steering reaction force value TA to the above Tmax.
And the target steering reaction force value TA is the maximum value (Tmax).
If the target steering reaction force value TA does not exceed the negative maximum value (-Tmax), it is determined in the same manner.
If the target steering reaction force value TA exceeds the negative maximum value, a limiter process (step 28) for setting the target steering reaction force value TA to the above-mentioned -Tmax value is performed to determine the target auxiliary reaction force torque determination value TA. I do.
【００４２】上記ステップ２の制御ブロック図は図６に
示すとおりで、ステップ２１〜２８は図６の各ブロック
に対応する。FIG. 6 is a control block diagram of the above step 2, and steps 21 to 28 correspond to the respective blocks in FIG.
【００４３】このようにして決定された目標補助反力ト
ルク決定値ＴＡは、別に求めた目標補助操舵トルク決定
値と加算されて目標電流決定手段１７ｃにて目標電流値
に変換され、出力される。The target assisting reaction torque determining value TA determined in this way is added to the separately determined target assisting steering torque determining value, converted into a target current value by the target current determining means 17c, and output. .
【００４４】上記処理を行うことで、図８に示すよう
に、前進時、横風を受けて車両２０が走行ライン２１か
ら外れるようになった際には、このときの車両２０のヨ
ーレイトγを検出し、これらヨーレイトγを打ち消す方
向に、即ち、その時の車両２０の偏向を走行ライン２１
に戻す向きに電動機９が駆動され、外乱に対して車両２
０を常に直進走行させるように前輪６が自動的に操舵さ
れ、不整挙動を安定化させることができたり、轍のある
路面、あるいは水溜まりのある路面を走行する場合に
も、車両２０を直進させるように自動的に軌道修正が行
われるなどの効果が得られる。By performing the above processing, as shown in FIG. 8, when the vehicle 20 comes off the traveling line 21 due to the crosswind during forward movement, the yaw rate γ of the vehicle 20 at this time is detected. In the direction to cancel the yaw rate γ, that is, the deflection of the vehicle 20 at that time is
Motor 9 is driven in the direction to return to
The front wheel 6 is automatically steered so that the vehicle 20 always travels straight, so that the irregular behavior can be stabilized, and the vehicle 20 travels straight even when traveling on a rutted road surface or a puddle road surface. In this way, the effect of automatically correcting the trajectory is obtained.
【００４５】図９は、上記実施形態の変形例を示す図６
と同様な図であり、上記実施形態と同様な部分には同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本例では、
図５のステップ２４に相当するステップ２４’にて運転
者の操舵または保舵力の程度ｙを０（操舵または保舵）
〜１（手放し）の間で求め、ステップ２５’で ｙ・Ｔ2’＋（１−ｙ）・Ｔ2 を補助操舵反力トルクＴ2としてその後の処理に用いる
（ステップ２６は削除）。FIG. 9 shows a modification of the above embodiment.
The same reference numerals are given to the same parts as in the above embodiment, and the detailed description thereof will be omitted. In this example,
In step 24 'corresponding to step 24 in FIG. 5, the degree y of the driver's steering or holding force is set to 0 (steering or steering).
In step 25 ', y.T2' + (1-y) .T2 is used as an auxiliary steering reaction torque T2 in subsequent processing (step 26 is deleted).
【００４６】即ち、操舵または保舵の程度が大きけれ
ば、補助操舵反力トルクＴ2を小さく（αを小さく）
し、高速時等の操舵違和感を軽減し、操舵または保舵の
程度が小さくなる程、その程度に応じて補助操舵反力ト
ルクＴ2を大きく（αを大きく）し、外乱抑制効果を高
くするようにしている。その対応する部分を破線で囲ん
でステップ２４’、２５’として図９に記した。それ以
外の構成、作用・効果は上記実施形態と同様である。That is, if the degree of steering or holding is large, the auxiliary steering reaction torque T2 is reduced (α is reduced).
Then, the steering discomfort at the time of high speed or the like is reduced, and as the degree of steering or steering is reduced, the auxiliary steering reaction torque T2 is increased (α is increased) according to the degree, and the disturbance suppression effect is enhanced. I have to. The corresponding portion is shown in FIG. 9 as steps 24 ′ and 25 ′ surrounded by a broken line. Other configurations, operations and effects are the same as those of the above embodiment.
【００４７】尚、上記構成ではヨーレイトセンサをもっ
て車両挙動検出手段としたが、これに代えて、またはこ
れに加えて横加速度センサ用いても同様の作用・効果が
得られる。Although the yaw rate sensor is used as the vehicle behavior detecting means in the above configuration, the same operation and effect can be obtained by using a lateral acceleration sensor instead of or in addition to this.
【００４８】[0048]
【発明の効果】このように本発明による車両用操舵装置
によれば、運転者の操舵状態、即ち運転者がどの程度保
舵または操舵しているかに応じて、全操舵トルクに対す
る補助操舵反力トルクの割合αが変わるように、補助操
舵反力トルクの大きさを切り替える、または徐々に変化
させることで、例えばヨーレートの周波数応答特性のヨ
ー共振によるピークの影響を小さくすることができ、共
振点近傍の補助操舵反力トルクの変化による操舵違和感
が軽減でき、通常運転時の操舵感を犠牲にすることなく
走行時の速度全域に亘り適正な操舵力及び外乱時の車両
挙動抑制力を高いレベルで両立することができる。As described above, according to the vehicle steering system of the present invention, the auxiliary steering reaction force with respect to the total steering torque depends on the steering state of the driver, that is, how much the driver is holding or steering. By switching or gradually changing the magnitude of the auxiliary steering reaction torque so that the torque ratio α changes, for example, the influence of the peak due to yaw resonance in the frequency response characteristic of the yaw rate can be reduced, and the resonance point can be reduced. The steering discomfort due to changes in the nearby auxiliary steering reaction torque can be reduced, and the appropriate steering force and the vehicle behavior suppression force during disturbances can be maintained at a high level over the entire driving speed range without sacrificing the steering feeling during normal driving. Can be compatible.
【図１】本発明が適用された車両用操舵装置を模式的に
示す全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a vehicle steering system to which the present invention is applied.
【図２】同操舵装置の制御系の回路ブロック図。FIG. 2 is a circuit block diagram of a control system of the steering device.
【図３】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing a control process of the steering device.
【図４】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing control processing of the steering device.
【図５】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing control processing of the steering device.
【図６】同操舵装置の制御系の回路ブロック図及び同制
御処理に用いられるデータテーブル。FIG. 6 is a circuit block diagram of a control system of the steering device and a data table used for the control processing.
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は共に同制御処理に用
いられるデータテーブルの拡大図。FIGS. 7A, 7B, and 7C are enlarged views of a data table used for the control processing; FIG.
【図８】直進走行時に横風を受けた場合の車両の動きを
示す模式図。FIG. 8 is a schematic diagram showing the movement of the vehicle when a crosswind is received during straight running.
【図９】本発明が適用された別の車両用操舵装置の制御
系の回路ブロック図及び同制御処理に用いられるデータ
テーブルを示す図６と同様な図。FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 6, showing a circuit block diagram of a control system of another vehicle steering system to which the present invention is applied and a data table used for the control processing.
１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ 連結軸 ４ ピニオン ５ タイロッド ６ 前輪 ８ ラック軸 ９ 電動機 １１ 操舵角速度センサ １２ トルクセンサ １５ ヨーレイトセンサ １６ 車速センサ １７ 操舵制御ユニット １７ａ 補助操舵トルク決定手段 １７ｂ 補助反力決定手段 １７ｃ 目標電流決定手段 １７ｄ 出力電流制御手段 １８ 操舵状態判別手段 １９ 駆動回路 ２０ 車両 ２１ 直進走行ライン Reference Signs List 1 steering wheel 2 steering shaft 3 connecting shaft 4 pinion 5 tie rod 6 front wheel 8 rack shaft 9 electric motor 11 steering angular velocity sensor 12 torque sensor 15 yaw rate sensor 16 vehicle speed sensor 17 steering control unit 17a auxiliary steering torque determining means 17b auxiliary reaction force determining means 17c Target current determination means 17d Output current control means 18 Steering state determination means 19 Drive circuit 20 Vehicle 21 Straight running line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00 (72)発明者 川越 浩行 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B62D 13:00 (72) Inventor Hiroyuki Kawagoe 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref.
Claims (2)
ための手動操舵手段と、該手動操舵手段に加えられた操
舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トル
ク検出手段の検出値に基づいて補助操舵トルクを決定す
る補助操舵トルク決定手段と、前記車両の挙動を検出す
る車両挙動検出手段と、前記車両挙動検出手段によって
検出された検出値に基づいて補助反力トルクを決定する
補助反力トルク決定手段と、前記操向車輪に補助トルク
を加えるための電動機と、前記補助操舵トルク決定手段
により決定された補助操舵トルク値に前記補助反力トル
ク決定手段により決定された補助反力トルク値を加えた
補助トルク値をもって前記電動機を制御する制御手段と
を有する車両用操舵装置に於いて、 運転者の操舵状態を検出する手段を有し、 前記補助反力トルク決定手段は、全操舵トルクに対する
割合αが相対的に小さな第１の補助反力トルク値と、全
操舵トルクに対する割合αが相対的に大きな第２の補助
反力トルク値とを出力し得るようになっており、 前記制御手段は、検出された運転者の操舵状態に応じて
前記第１及び第２の補助反力トルク値のいずれか一方
を、または前記操舵状態に応じて前記第１及び第２の補
助反力トルク値を合成した値を用いるようになっている
ことを特徴とする車両用操舵装置。1. A manual steering device for manually turning a steered wheel of a vehicle, a steering torque detecting device for detecting a steering torque applied to the manual steering device, and a detection value of the steering torque detecting device. Auxiliary steering torque determining means for determining an auxiliary steering torque based on a vehicle behavior detecting means for detecting a behavior of the vehicle, and determining an auxiliary reaction torque based on a detection value detected by the vehicle behavior detecting means. An auxiliary reaction torque determining means, an electric motor for applying an auxiliary torque to the steered wheels, and an auxiliary reaction torque determined by the auxiliary reaction torque determining means to an auxiliary steering torque value determined by the auxiliary steering torque determining means. A vehicle steering device having control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value obtained by adding a force torque value, comprising means for detecting a steering state of a driver. The auxiliary reaction torque determining means includes: a first auxiliary reaction torque value having a relatively small ratio α to the total steering torque; and a second auxiliary reaction torque value having a relatively large ratio α to the total steering torque. The control means is configured to output one of the first and second auxiliary reaction torque values according to the detected steering state of the driver, or according to the steering state. And a value obtained by combining the first and second auxiliary reaction torque values.
れる車両挙動がヨーレイトを含むことを特徴とする請求
項１に記載の車両用操舵装置。2. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the vehicle behavior detected by the vehicle behavior detection means includes a yaw rate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31568597A JP3884844B2 (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Vehicle steering system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31568597A JP3884844B2 (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Vehicle steering system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147478A true JPH11147478A (en) | 1999-06-02 |
| JP3884844B2 JP3884844B2 (en) | 2007-02-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3884844B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010202048A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Mazda Motor Corp | Steering retaining state detection device for vehicle |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP31568597A patent/JP3884844B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010202048A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Mazda Motor Corp | Steering retaining state detection device for vehicle |
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