JPH1148997A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JPH1148997A JPH1148997A JP20771197A JP20771197A JPH1148997A JP H1148997 A JPH1148997 A JP H1148997A JP 20771197 A JP20771197 A JP 20771197A JP 20771197 A JP20771197 A JP 20771197A JP H1148997 A JPH1148997 A JP H1148997A
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- force
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- wheel
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 滑り易い路面上での車両挙動が不安定となる
ことをより一層確実に抑制し得るように改良された電動
パワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】 車両の前輪に舵角を与える操舵系に動力
を付加するモータと、該モータに発生させる操舵補助力
を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング
装置において、後輪が現在発生している横方向グリップ
力に対応する値を算出し、該横方向グリップ力対応値が
タイヤの能力限界に近づくに連れて操舵補助力を相対的
に減少させるように制御するものとする。これにより、
後輪が摩擦円を逸脱しそうな状態になるとステアリング
ホイールが重くなるので、車両挙動が不安定となるよう
な過度な操舵を抑制できる。
ことをより一層確実に抑制し得るように改良された電動
パワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】 車両の前輪に舵角を与える操舵系に動力
を付加するモータと、該モータに発生させる操舵補助力
を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング
装置において、後輪が現在発生している横方向グリップ
力に対応する値を算出し、該横方向グリップ力対応値が
タイヤの能力限界に近づくに連れて操舵補助力を相対的
に減少させるように制御するものとする。これにより、
後輪が摩擦円を逸脱しそうな状態になるとステアリング
ホイールが重くなるので、車両挙動が不安定となるよう
な過度な操舵を抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、前輪に舵角を与え
る操舵系に対し、操舵力を軽減する操舵補助力を与える
ことができるように構成された電動パワーステアリング
装置に関するものである。
る操舵系に対し、操舵力を軽減する操舵補助力を与える
ことができるように構成された電動パワーステアリング
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】積雪路など、タイヤと路面間の摩擦係数
が極めて低い状態の路面（低μ路）では、路面からの操
舵抵抗（セルフアライニングトルク）が小さくなるた
め、場合によっては不用意に切りすぎないように微妙な
操舵が必要となり、運転者に大きな負担を与えるという
問題があった。
が極めて低い状態の路面（低μ路）では、路面からの操
舵抵抗（セルフアライニングトルク）が小さくなるた
め、場合によっては不用意に切りすぎないように微妙な
操舵が必要となり、運転者に大きな負担を与えるという
問題があった。
【０００３】このような不都合を改善するために、タイ
ヤと路面間の摩擦係数と車速とに基づいて操向車輪の横
力利用率を算出し、横力利用率値に基づいて手動操舵系
に加える操舵抵抗を制御するようにした電動パワーステ
アリング装置を本出願人は提案している（特願平８−３
０９４９６号明細書参照）。
ヤと路面間の摩擦係数と車速とに基づいて操向車輪の横
力利用率を算出し、横力利用率値に基づいて手動操舵系
に加える操舵抵抗を制御するようにした電動パワーステ
アリング装置を本出願人は提案している（特願平８−３
０９４９６号明細書参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前輪駆動車
の場合、旋回中にアクセルオフすると、前輪の横力（コ
ーナリングフォース）が増大してオーバーステア傾向と
なる所謂タックイン現象を生じるが、この現象が雪道の
ような摩擦係数が極度に低い路面上で起こると、後輪の
横力が飽和することがある。つまり従来の手法では後輪
のグリップ状況が考慮されていないので、特に低μ路で
の操縦応答性を向上する上に十分とは言えない面があっ
た。
の場合、旋回中にアクセルオフすると、前輪の横力（コ
ーナリングフォース）が増大してオーバーステア傾向と
なる所謂タックイン現象を生じるが、この現象が雪道の
ような摩擦係数が極度に低い路面上で起こると、後輪の
横力が飽和することがある。つまり従来の手法では後輪
のグリップ状況が考慮されていないので、特に低μ路で
の操縦応答性を向上する上に十分とは言えない面があっ
た。
【０００５】本発明は、このような問題点を解消するべ
くなされたものであり、その主な目的は、滑り易い路面
上での車両挙動が不安定となることをより一層確実に抑
制し得るように改良された電動パワーステアリング装置
を提供することにある。
くなされたものであり、その主な目的は、滑り易い路面
上での車両挙動が不安定となることをより一層確実に抑
制し得るように改良された電動パワーステアリング装置
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、車両の前輪に舵角を与える
操舵系に動力を付加するモータと、該モータに発生させ
る操舵補助力を制御する制御手段とを有する電動パワー
ステアリング装置において、後輪が現在発生している横
方向グリップ力に対応する値を算出し、該横方向グリッ
プ力対応値がタイヤの能力限界に近づくに連れて操舵補
助力を相対的に減少させるように制御するものとした。
これによると、後輪が摩擦円を逸脱しそうな状態になる
とステアリングホイールが重くなる（操舵に要する力が
増大する）ので、過度な操舵を抑制できる。
ために、本発明においては、車両の前輪に舵角を与える
操舵系に動力を付加するモータと、該モータに発生させ
る操舵補助力を制御する制御手段とを有する電動パワー
ステアリング装置において、後輪が現在発生している横
方向グリップ力に対応する値を算出し、該横方向グリッ
プ力対応値がタイヤの能力限界に近づくに連れて操舵補
助力を相対的に減少させるように制御するものとした。
これによると、後輪が摩擦円を逸脱しそうな状態になる
とステアリングホイールが重くなる（操舵に要する力が
増大する）ので、過度な操舵を抑制できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された実施
例を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
例を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
【０００８】図１は、本発明が適用された前後輪操舵車
両の一例を示している。この車両の前輪１側には、ステ
アリングホイール２に加えた回転力をピニオン（図示せ
ず）でラック軸３の軸力に変換すると共に、電動モータ
４による補助的な軸力をラック軸３に加えるようにした
ラック／ピニオン式電動パワーステアリング装置５が設
けられている。
両の一例を示している。この車両の前輪１側には、ステ
アリングホイール２に加えた回転力をピニオン（図示せ
ず）でラック軸３の軸力に変換すると共に、電動モータ
４による補助的な軸力をラック軸３に加えるようにした
ラック／ピニオン式電動パワーステアリング装置５が設
けられている。
【０００９】後輪６に舵角を与える後輪操舵装置７は、
車幅方向に延在する操舵ロッド８を電動モータ９で軸方
向に駆動し、その軸力を、前輪１側のラック軸３と同様
に、左右の後輪６を支持したナックルアーム１０にタイ
ロッド１１を介して伝達するようになっている。
車幅方向に延在する操舵ロッド８を電動モータ９で軸方
向に駆動し、その軸力を、前輪１側のラック軸３と同様
に、左右の後輪６を支持したナックルアーム１０にタイ
ロッド１１を介して伝達するようになっている。
【００１０】電動パワーステアリング装置５には、ラッ
ク軸３の変位から前輪１の舵角δｆを検出するための舵
角センサ１２が設けられ、また後輪操舵装置７には、操
舵ロッド８の変位から後輪６の舵角δｒを検出するため
の舵角センサ１３が設けられている。そしてステアリン
グシャフト１４には、ステアリングホイール２に加わる
手動操舵トルクＴｓを検知するための操舵トルクセンサ
１５が設けられている。さらに、各車輪には車速センサ
１６がそれぞれ設けられ、車体の適所にはヨーレイトセ
ンサ１７が設けられ、ブレーキペダルにはブレーキ作動
センサ１８が設けられている。
ク軸３の変位から前輪１の舵角δｆを検出するための舵
角センサ１２が設けられ、また後輪操舵装置７には、操
舵ロッド８の変位から後輪６の舵角δｒを検出するため
の舵角センサ１３が設けられている。そしてステアリン
グシャフト１４には、ステアリングホイール２に加わる
手動操舵トルクＴｓを検知するための操舵トルクセンサ
１５が設けられている。さらに、各車輪には車速センサ
１６がそれぞれ設けられ、車体の適所にはヨーレイトセ
ンサ１７が設けられ、ブレーキペダルにはブレーキ作動
センサ１８が設けられている。
【００１１】これらの各センサは、電動パワーステアリ
ング装置５並びに後輪操舵装置７のモータ４・９を駆動
制御するコンピュータユニット（ＥＣＵ）１９に電気的
に接続されている。
ング装置５並びに後輪操舵装置７のモータ４・９を駆動
制御するコンピュータユニット（ＥＣＵ）１９に電気的
に接続されている。
【００１２】この前後輪操舵車両は、ステアリングホイ
ール２を運転者が操舵すると、その回転運動がラック／
ピニオン機構でラック軸３の直線運動に変換され、それ
によって前輪１に舵角が与えられる。それと同時に、ラ
ック軸３の移動量が舵角センサ１２からＥＣＵ１９に入
力される。そして前輪舵角δｆ、車速Ｖ、及びヨーレイ
トγの各入力値に基づいて、その時の後輪６の最適舵角
がＥＣＵ１９で決定され、それに従って後輪操舵装置７
のモータ９が駆動されて後輪６に舵角が与えられる。
ール２を運転者が操舵すると、その回転運動がラック／
ピニオン機構でラック軸３の直線運動に変換され、それ
によって前輪１に舵角が与えられる。それと同時に、ラ
ック軸３の移動量が舵角センサ１２からＥＣＵ１９に入
力される。そして前輪舵角δｆ、車速Ｖ、及びヨーレイ
トγの各入力値に基づいて、その時の後輪６の最適舵角
がＥＣＵ１９で決定され、それに従って後輪操舵装置７
のモータ９が駆動されて後輪６に舵角が与えられる。
【００１３】図２は、本発明に基づく前後輪操舵車両の
制御系の全体構成を示している。本制御系は、大別して
前輪１側に設けられたパワーステアリング装置５の制御
系と、後輪６側に設けられた後輪操舵装置７の制御系と
からなっている。
制御系の全体構成を示している。本制御系は、大別して
前輪１側に設けられたパワーステアリング装置５の制御
系と、後輪６側に設けられた後輪操舵装置７の制御系と
からなっている。
【００１４】パワーステアリング装置５は、ラック軸３
に作用するラック軸力Ｆｒを算出するラック軸力演算手
段２１と、路面摩擦係数μを算出する路面摩擦係数演算
手段２２と、路面摩擦係数μに基づいて前輪１並びに後
輪６の等価摩擦円を設定する等価摩擦円設定手段２３
と、ラック軸力Ｆｒおよび前輪舵角δｆに基づいて前輪
１の実横力（コーナリングフォース）Ｆｙｆを算出する
前輪横力演算手段２４と、例えば車速と吸気管負圧との
関係から求めた駆動力、並びにブレーキ液圧から求めた
制動力に基づいて前輪１の実前後力Ｆｘｆを算出する前
輪前後力演算手段２５と、前輪等価摩擦円データ、前輪
実横力Ｆｙｆ、および前輪実前後力Ｆｘｆから、現在の
前輪の横力利用率ξｆを算出する前輪横力利用率演算手
段２６と、前輪横力利用率ξｆに応じた操舵抵抗トルク
指令値Ｔｃを設定するための操舵抵抗トルク設定手段２
７と、後輪６（非駆動輪）側の車速センサ１６の出力で
得た車速Ｖ並びに操舵トルクセンサ１５の出力で得たス
テアリングホイール２を介してステアリングシャフト１
４に作用する手動操舵トルクＴｓに基づいて操舵補助ト
ルク指令値Ｔａを設定する操舵補助トルク設定手段２８
と、操舵抵抗トルク指令値Ｔｃおよび操舵補助トルク指
令値Ｔａに基づいてパワーステアリング装置５のモータ
４の出力を制御する前輪用モータ駆動制御手段２９とか
らなっている。
に作用するラック軸力Ｆｒを算出するラック軸力演算手
段２１と、路面摩擦係数μを算出する路面摩擦係数演算
手段２２と、路面摩擦係数μに基づいて前輪１並びに後
輪６の等価摩擦円を設定する等価摩擦円設定手段２３
と、ラック軸力Ｆｒおよび前輪舵角δｆに基づいて前輪
１の実横力（コーナリングフォース）Ｆｙｆを算出する
前輪横力演算手段２４と、例えば車速と吸気管負圧との
関係から求めた駆動力、並びにブレーキ液圧から求めた
制動力に基づいて前輪１の実前後力Ｆｘｆを算出する前
輪前後力演算手段２５と、前輪等価摩擦円データ、前輪
実横力Ｆｙｆ、および前輪実前後力Ｆｘｆから、現在の
前輪の横力利用率ξｆを算出する前輪横力利用率演算手
段２６と、前輪横力利用率ξｆに応じた操舵抵抗トルク
指令値Ｔｃを設定するための操舵抵抗トルク設定手段２
７と、後輪６（非駆動輪）側の車速センサ１６の出力で
得た車速Ｖ並びに操舵トルクセンサ１５の出力で得たス
テアリングホイール２を介してステアリングシャフト１
４に作用する手動操舵トルクＴｓに基づいて操舵補助ト
ルク指令値Ｔａを設定する操舵補助トルク設定手段２８
と、操舵抵抗トルク指令値Ｔｃおよび操舵補助トルク指
令値Ｔａに基づいてパワーステアリング装置５のモータ
４の出力を制御する前輪用モータ駆動制御手段２９とか
らなっている。
【００１５】パワーステアリング装置５のモータ４に加
える操舵抵抗トルク指令値Ｔｃは、後記する後輪横力利
用率演算手段が算出した後輪横力利用率ξｒに基づいて
設定される補正値Ｔｃｒ（操舵抵抗補正トルク設定手段
３８で設定する）を加算するようにされており、後輪横
力利用率ξｒも加味した操舵抵抗トルクを付加し得るよ
うになっている。
える操舵抵抗トルク指令値Ｔｃは、後記する後輪横力利
用率演算手段が算出した後輪横力利用率ξｒに基づいて
設定される補正値Ｔｃｒ（操舵抵抗補正トルク設定手段
３８で設定する）を加算するようにされており、後輪横
力利用率ξｒも加味した操舵抵抗トルクを付加し得るよ
うになっている。
【００１６】後輪操舵装置７は、操舵ロッド８に与える
後輪６の基本舵角δｒを、前輪舵角δｆ、車速Ｖ、およ
びヨーレイトγに基づいて最適に設定する後輪基本舵角
設定手段３１と、操舵ロッド８に作用する軸力Ｆｌを算
出するロッド軸力演算手段３２と、後輪６の実横力Ｆｙ
ｒを算出する後輪横力演算手段３３と、ブレーキ液圧か
ら求めた制動力に基づいて後輪６の実前後力Ｆｘｒを算
出する後輪前後力演算手段３４と、等価摩擦円データ、
後輪実横力Ｆｙｒ、および後輪実前後力Ｆｘｒから、現
在の後輪６の横力利用率ξｒを算出する後輪横力利用率
演算手段３５と、前輪横力利用率ξｆまたは後輪横力利
用率ξｒに応じた後輪６の補正舵角δｃを設定するため
の後輪補正舵角設定手段３６と、後輪基本舵角設定手段
３１と後輪補正舵角設定手段３６との信号の加算値に基
づいて操舵ロッド８を駆動するモータ９を制御する後輪
用モータ駆動制御手段３７とからなっている。
後輪６の基本舵角δｒを、前輪舵角δｆ、車速Ｖ、およ
びヨーレイトγに基づいて最適に設定する後輪基本舵角
設定手段３１と、操舵ロッド８に作用する軸力Ｆｌを算
出するロッド軸力演算手段３２と、後輪６の実横力Ｆｙ
ｒを算出する後輪横力演算手段３３と、ブレーキ液圧か
ら求めた制動力に基づいて後輪６の実前後力Ｆｘｒを算
出する後輪前後力演算手段３４と、等価摩擦円データ、
後輪実横力Ｆｙｒ、および後輪実前後力Ｆｘｒから、現
在の後輪６の横力利用率ξｒを算出する後輪横力利用率
演算手段３５と、前輪横力利用率ξｆまたは後輪横力利
用率ξｒに応じた後輪６の補正舵角δｃを設定するため
の後輪補正舵角設定手段３６と、後輪基本舵角設定手段
３１と後輪補正舵角設定手段３６との信号の加算値に基
づいて操舵ロッド８を駆動するモータ９を制御する後輪
用モータ駆動制御手段３７とからなっている。
【００１７】次に路面摩擦係数μの算出方法について説
明する。タイヤのコーナリングパワーＣｐは、図３に示
すように、路面摩擦係数μが低いほど減少するので、ラ
ック／ピニオン式操舵装置の場合、同一舵角でのラック
軸力Ｆｒは、路面摩擦係数μの低下に応じて小さくな
る。従って路面摩擦係数μは、前輪舵角δｆに対する実
ラック軸力Ｆｒｃと、車両の設計値や実験による計測値
の同定結果に基づいて内部モデルとして予め設定された
基準ラック軸力Ｆｒｍとを比較すれば推定できる。
明する。タイヤのコーナリングパワーＣｐは、図３に示
すように、路面摩擦係数μが低いほど減少するので、ラ
ック／ピニオン式操舵装置の場合、同一舵角でのラック
軸力Ｆｒは、路面摩擦係数μの低下に応じて小さくな
る。従って路面摩擦係数μは、前輪舵角δｆに対する実
ラック軸力Ｆｒｃと、車両の設計値や実験による計測値
の同定結果に基づいて内部モデルとして予め設定された
基準ラック軸力Ｆｒｍとを比較すれば推定できる。
【００１８】路面からの操舵抵抗につり合うラック軸力
Ｆｒは、ステアリングシャフト回りの粘性項、慣性項、
フリクション項およびモータ４回りのフリクション項は
微小なので省略すると、ステアリングシャフト１４から
のラック軸力Ｆｐとモータ４からのラック軸力Ｆｍとの
和、つまり、 Ｆｒ＝Ｆｐ＋Ｆｍ で表されるが、以下に図４を参照してこの推定方法につ
いて説明する。
Ｆｒは、ステアリングシャフト回りの粘性項、慣性項、
フリクション項およびモータ４回りのフリクション項は
微小なので省略すると、ステアリングシャフト１４から
のラック軸力Ｆｐとモータ４からのラック軸力Ｆｍとの
和、つまり、 Ｆｒ＝Ｆｐ＋Ｆｍ で表されるが、以下に図４を参照してこの推定方法につ
いて説明する。
【００１９】先ず、ステアリングシャフト１４からのラ
ック軸力Ｆｐは、操舵トルクＴｓをピニオンのピッチ円
半径ｒｐで割った値、つまり、 Ｆｐ＝Ｔｓ／ｒｐ で表されるので、ピニオン軸力演算手段２１ａに操舵ト
ルクセンサ１５の出力Ｔｓを入力して得る。
ック軸力Ｆｐは、操舵トルクＴｓをピニオンのピッチ円
半径ｒｐで割った値、つまり、 Ｆｐ＝Ｔｓ／ｒｐ で表されるので、ピニオン軸力演算手段２１ａに操舵ト
ルクセンサ１５の出力Ｔｓを入力して得る。
【００２０】次にモータ４からのラック軸力Ｆｍは、モ
ータ４の出力軸トルクＴｍにモータ出力ギヤ比Ｎをかけ
た値、つまり、 Ｆｍ＝Ｎ・Ｔｍ で表されるので、モータ４の電流値Ｉｍ、並びに電圧値
Ｖｍをモータ軸力演算手段２１ｂに入力して得る。
ータ４の出力軸トルクＴｍにモータ出力ギヤ比Ｎをかけ
た値、つまり、 Ｆｍ＝Ｎ・Ｔｍ で表されるので、モータ４の電流値Ｉｍ、並びに電圧値
Ｖｍをモータ軸力演算手段２１ｂに入力して得る。
【００２１】ここでモータ４の出力軸トルクＴｍは次式
で与えられる。 Ｔｍ＝Ｋｔ・Ｉｍ−Ｊｍ・θｍ”−Ｃｍ・θｍ’±Ｔｆ 但し、Ｋｔ：モータトルク定数 Ｉｍ：モータ電流 Ｊｍ：モータの回転部分の慣性モーメント（設計値・定
数） θｍ’：モータ角速度 θｍ”：モータ角加速度（モータ角速度θｍ’の微分
値） Ｃｍ：モータ粘性係数 Ｔｆ：フリクショントルク
で与えられる。 Ｔｍ＝Ｋｔ・Ｉｍ−Ｊｍ・θｍ”−Ｃｍ・θｍ’±Ｔｆ 但し、Ｋｔ：モータトルク定数 Ｉｍ：モータ電流 Ｊｍ：モータの回転部分の慣性モーメント（設計値・定
数） θｍ’：モータ角速度 θｍ”：モータ角加速度（モータ角速度θｍ’の微分
値） Ｃｍ：モータ粘性係数 Ｔｆ：フリクショントルク
【００２２】なお、モータ角速度θｍ’は、モータ逆起
電力から次式により求める。 θｍ’＝（Ｖｍ−Ｉｍ・Ｒｍ）／Ｋｍ 但し、Ｖｍ：モータ電圧 Ｒｍ：モータ抵抗（設計値・定数） Ｋｍ：モータの誘導電圧定数
電力から次式により求める。 θｍ’＝（Ｖｍ−Ｉｍ・Ｒｍ）／Ｋｍ 但し、Ｖｍ：モータ電圧 Ｒｍ：モータ抵抗（設計値・定数） Ｋｍ：モータの誘導電圧定数
【００２３】以上により求めたステアリングシャフト１
４からのラック軸力Ｆｐとモータ４からのラック軸力Ｆ
ｍとは、実用上は位相補償フィルタ２１ｃを通すことに
より、Ｆｐ・Ｆｍ間の位相ずれを補正すると良い。
４からのラック軸力Ｆｐとモータ４からのラック軸力Ｆ
ｍとは、実用上は位相補償フィルタ２１ｃを通すことに
より、Ｆｐ・Ｆｍ間の位相ずれを補正すると良い。
【００２４】上記のようにして求めた実ラック軸力値Ｆ
ｒｃと予め設定されたモデルラック軸力値Ｆｒｍとか
ら、前輪舵角δｆの増加に対する実並びにモデルラック
軸力の増加率を求め（図５参照）、車両の応答が線形に
近似した舵角範囲内において、実ラック軸力増加率ΔＦ
ｒｃ／Δδｆと、モデルラック軸力増加率ΔＦｒｍ／Δ
δｆとの比ΔＦｒｃ／ΔＦｒｍから、予め設定された路
面摩擦係数判定マップ（図６参照）を参照して路面摩擦
係数μを推定することができる。
ｒｃと予め設定されたモデルラック軸力値Ｆｒｍとか
ら、前輪舵角δｆの増加に対する実並びにモデルラック
軸力の増加率を求め（図５参照）、車両の応答が線形に
近似した舵角範囲内において、実ラック軸力増加率ΔＦ
ｒｃ／Δδｆと、モデルラック軸力増加率ΔＦｒｍ／Δ
δｆとの比ΔＦｒｃ／ΔＦｒｍから、予め設定された路
面摩擦係数判定マップ（図６参照）を参照して路面摩擦
係数μを推定することができる。
【００２５】タイヤの最大グリップ力Ｆｍａｘは、タイ
ヤと路面との間の摩擦係数μとタイヤの接地面に加わる
垂直荷重Ｗとの積（Ｆｍａｘ＝μＷ）で与えられる。従
って、路面摩擦係数μが分かれば、タイヤの特性に基づ
いて予め設定しておいた摩擦円基本形状と、横加速度値
で補正された旋回時の輪重値とに基づいて、摩擦円の大
きさが設定できる。この摩擦円上に前後力Ｆｘｆを置け
ば、その時の最大横力Ｆｙｆｍａｘが得られる。
ヤと路面との間の摩擦係数μとタイヤの接地面に加わる
垂直荷重Ｗとの積（Ｆｍａｘ＝μＷ）で与えられる。従
って、路面摩擦係数μが分かれば、タイヤの特性に基づ
いて予め設定しておいた摩擦円基本形状と、横加速度値
で補正された旋回時の輪重値とに基づいて、摩擦円の大
きさが設定できる。この摩擦円上に前後力Ｆｘｆを置け
ば、その時の最大横力Ｆｙｆｍａｘが得られる。
【００２６】次に図７を参照して前輪１の接地点に加わ
る実横力Ｆｙｆの推定方法について説明する。先ず、実
ラック軸力Ｆｒｃと実横力Ｆｙｆとのつり合いは、次式
で与えられる。 Ｆｒｃ・Ｌａ＝Ｆｙｆ・Ｔ・ｃｏｓδｆ すなわち、 Ｆｙ＝Ｆｒｃ・Ｌａ／Ｔ・ｃｏｓδ 但し、Ｌａ：ラック軸３とキングピン軸Ｋとの軸心間距
離（設計値・定数） Ｔ：トレール δｆ：前輪舵角（舵角センサの出力）
る実横力Ｆｙｆの推定方法について説明する。先ず、実
ラック軸力Ｆｒｃと実横力Ｆｙｆとのつり合いは、次式
で与えられる。 Ｆｒｃ・Ｌａ＝Ｆｙｆ・Ｔ・ｃｏｓδｆ すなわち、 Ｆｙ＝Ｆｒｃ・Ｌａ／Ｔ・ｃｏｓδ 但し、Ｌａ：ラック軸３とキングピン軸Ｋとの軸心間距
離（設計値・定数） Ｔ：トレール δｆ：前輪舵角（舵角センサの出力）
【００２７】ここでトレールＴは、ホイールアライメン
トの機械的な設定で定まるキャスタートレールＴｃに、
車速Ｖに応じて変化するニューマチックトレールＴｐ成
分を加えた値であり、予め設定したマップ３９をＥＣＵ
１９のメモリーに格納しておき、車速Ｖに基づいて検索
する。
トの機械的な設定で定まるキャスタートレールＴｃに、
車速Ｖに応じて変化するニューマチックトレールＴｐ成
分を加えた値であり、予め設定したマップ３９をＥＣＵ
１９のメモリーに格納しておき、車速Ｖに基づいて検索
する。
【００２８】このようにして求めた実横力Ｆｙｆと上記
の摩擦円から求めた最大横力Ｆｙｆｍａｘとから、横力
利用率演算手段２６で次式から前輪１の横力利用率ξｆ
を算出する。 ξｆ＝Ｆｙｆ／Ｆｙｆｍａｘ
の摩擦円から求めた最大横力Ｆｙｆｍａｘとから、横力
利用率演算手段２６で次式から前輪１の横力利用率ξｆ
を算出する。 ξｆ＝Ｆｙｆ／Ｆｙｆｍａｘ
【００２９】次いで、操舵抵抗トルク設定手段２７、並
びに操舵抵抗補正トルク設定手段３８に予め設定された
マップを参照し、前輪横力利用率ξｆ並びに後輪横力利
用率ξｒに対応した操舵抵抗トルクＴｃｆ並びに操舵抵
抗補正トルクＴｃｒを求める。
びに操舵抵抗補正トルク設定手段３８に予め設定された
マップを参照し、前輪横力利用率ξｆ並びに後輪横力利
用率ξｒに対応した操舵抵抗トルクＴｃｆ並びに操舵抵
抗補正トルクＴｃｒを求める。
【００３０】なお、後輪最大横力Ｆｙｒｍａｘ、および
後輪実横力Ｆｙｒも、上記のラック軸力が操舵ロッド８
に対して加わるモータ９からの軸力に代わるだけで、基
本的な求め方は前輪のそれと全く同様である。なお、実
ラック軸力Ｆｒｃは、上記の計算によらずに操舵系の適
所にロードセルを設け、その出力から求めるようにして
も良い。
後輪実横力Ｆｙｒも、上記のラック軸力が操舵ロッド８
に対して加わるモータ９からの軸力に代わるだけで、基
本的な求め方は前輪のそれと全く同様である。なお、実
ラック軸力Ｆｒｃは、上記の計算によらずに操舵系の適
所にロードセルを設け、その出力から求めるようにして
も良い。
【００３１】このようにして決定された操舵抵抗トルク
Ｔｃｆと操舵抵抗補正トルクＴｃｒとの加算値からなる
操舵抵抗トルク指令値Ｔｃを、操舵補助トルク設定手段
３８に予め設定されたマップを車速Ｖと手動操舵トルク
Ｔｓとに基づいて検索して得られる通常のパワーステア
リング装置の補助操舵トルク指令値Ｔａに加算すること
によって得られた制御指令値Ｔｍでモータ４を制御する
ことにより、低μ路でコーナリングフォースが限界を超
えるような（横力利用率ξｆ・ξｒが１以上）過大な操
舵を運転者が不用意に行うことを防止するための擬似的
な操舵抵抗トルクを発生させるようにモータ４が駆動さ
れ、つまりステアリングホイール２が相対的に切り難く
なるようにされる。
Ｔｃｆと操舵抵抗補正トルクＴｃｒとの加算値からなる
操舵抵抗トルク指令値Ｔｃを、操舵補助トルク設定手段
３８に予め設定されたマップを車速Ｖと手動操舵トルク
Ｔｓとに基づいて検索して得られる通常のパワーステア
リング装置の補助操舵トルク指令値Ｔａに加算すること
によって得られた制御指令値Ｔｍでモータ４を制御する
ことにより、低μ路でコーナリングフォースが限界を超
えるような（横力利用率ξｆ・ξｒが１以上）過大な操
舵を運転者が不用意に行うことを防止するための擬似的
な操舵抵抗トルクを発生させるようにモータ４が駆動さ
れ、つまりステアリングホイール２が相対的に切り難く
なるようにされる。
【００３２】さて、後輪６の横力利用率ξｒが１を超え
ると、車体は旋回円の接線に対して内側を向く、つまり
スピン傾向となる。そこで本発明では、上述したよう
に、後輪６の横力利用率ξｒが１に近づくに連れてパワ
ーステアリング装置に操舵抵抗力を発生させ、操舵補助
力を相対的に減らすものとした。これにより、運転者が
ステアリングホイール２の切り過ぎを認識して前輪舵角
を戻すので、ヨーイングモーメントが減少し、オーバー
ステア傾向が解消される。
ると、車体は旋回円の接線に対して内側を向く、つまり
スピン傾向となる。そこで本発明では、上述したよう
に、後輪６の横力利用率ξｒが１に近づくに連れてパワ
ーステアリング装置に操舵抵抗力を発生させ、操舵補助
力を相対的に減らすものとした。これにより、運転者が
ステアリングホイール２の切り過ぎを認識して前輪舵角
を戻すので、ヨーイングモーメントが減少し、オーバー
ステア傾向が解消される。
【００３３】ところで、後輪も操舵する車両において
は、上記のように後輪舵角δｒに基づいて後輪横力Ｆｙ
ｒを算出し得るが、後輪が操舵されない車両の場合は、
後輪の支持部材の適所にロードセルを設けて後輪の軸方
向荷重、つまりサイドフォースを検出すると共に、車速
Ｖ、横加速度Ｇｙ、及びヨーレイトγを元に車体スリッ
プ角βを以下の式で算出し、 β＝∫（γ−Ｇ／Ｖ）ｄｔ サイドフォースと車体スリップ角βとからベクトル計算
して後輪横力Ｆｙｒを得れば良い。
は、上記のように後輪舵角δｒに基づいて後輪横力Ｆｙ
ｒを算出し得るが、後輪が操舵されない車両の場合は、
後輪の支持部材の適所にロードセルを設けて後輪の軸方
向荷重、つまりサイドフォースを検出すると共に、車速
Ｖ、横加速度Ｇｙ、及びヨーレイトγを元に車体スリッ
プ角βを以下の式で算出し、 β＝∫（γ−Ｇ／Ｖ）ｄｔ サイドフォースと車体スリップ角βとからベクトル計算
して後輪横力Ｆｙｒを得れば良い。
【００３４】なお、上記は路面μに対する横方向グリッ
プ力の指標としてコーナリングフォースを用いる例を述
べたが、これは摩擦円の大きさによって安定に旋回可能
な横加速度の許容値が定まるので、実横加速度値の許容
値に対する割合を用いることもできる。
プ力の指標としてコーナリングフォースを用いる例を述
べたが、これは摩擦円の大きさによって安定に旋回可能
な横加速度の許容値が定まるので、実横加速度値の許容
値に対する割合を用いることもできる。
【００３５】
【発明の効果】このように本発明によれば、滑り易い路
面上での車両挙動の安定性をより一層高めることができ
る。
面上での車両挙動の安定性をより一層高めることができ
る。
【図１】本発明が適用される前後輪操舵車両の機械系の
概略構成図。
概略構成図。
【図２】本発明による制御系の概略構成図。
【図３】コーナリングパワーと路面摩擦係数との関係線
図。
図。
【図４】ラック軸力演算手段のブロック図。
【図５】舵角に対するラック軸力の増加線図。
【図６】路面摩擦係数の判定マップ。
【図７】横力演算手段のブロック図。
【図８】横力演算に関わる説明図。
１ 前輪 ２ ステアリングホイール ３ ラック軸 ４ 電動モータ ５ 電動パワーステアリング装置 ６ 後輪 ７ 後輪操舵装置 ８ 操舵ロッド ９ 電動モータ １０ ナックルアーム １１ タイロッド １２・１３ 舵角センサ １４ ステアリングシャフト １５ 操舵トルクセンサ １６ 車速センサ １７ ヨーレイトセンサ １８ ブレーキ作動センサ １９ コンピュータユニット ２１ ラック軸力演算手段 ２２ 路面摩擦係数演算手段 ２３ 等価摩擦円設定手段 ２４ 前輪横力演算手段 ２５ 前輪前後力演算手段 ２６ 前輪横力利用率演算手段 ２７ 操舵抵抗トルク設定手段 ２８ ステアリングシャフト ２９ 前輪用モータ駆動制御手段 ３１ 後輪基本舵角設定手段 ３２ ロッド軸力演算手段 ３３ 後輪横力演算手段 ３４ 後輪前後力演算手段 ３５ 後輪横力利用率演算手段 ３６ 後輪補正舵角設定手段 ３７ 後輪用モータ駆動制御手段 ３８ 操舵抵抗補正トルク設定手段 ３９ トレールマップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00
Claims (2)
- 【請求項１】 車両の前輪に舵角を与える操舵系に動力
を付加するモータと、該モータに発生させる操舵補助力
を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング
装置であって、 前記制御手段は、後輪が現在発生している横方向グリッ
プ力に対応する値を算出する演算手段を備え、該横方向
グリップ力対応値がタイヤの能力限界に近づくに連れて
前記操舵補助力を相対的に減少させるように制御するも
のであることを特徴とする電動パワーステアリング装
置。 - 【請求項２】 後輪も操舵される車両に搭載されるもの
であることを特徴とする請求項１に記載の電動パワース
テアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20771197A JP3660106B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20771197A JP3660106B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1148997A true JPH1148997A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3660106B2 JP3660106B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=16544303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20771197A Expired - Fee Related JP3660106B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3660106B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009096273A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Hitachi Ltd | 衝突回避制御装置 |
| WO2009069242A1 (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | Honda Motor Co., Ltd. | 後輪操舵車両 |
| JP2010179844A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 |
| US11390320B2 (en) | 2016-09-20 | 2022-07-19 | Hitachi Astemo, Ltd. | Vehicle control system, vehicle control method, and electric power steering system |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20771197A patent/JP3660106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009096273A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Hitachi Ltd | 衝突回避制御装置 |
| WO2009069242A1 (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | Honda Motor Co., Ltd. | 後輪操舵車両 |
| US8186477B2 (en) | 2007-11-26 | 2012-05-29 | Honta Motor Co., Ltd. | Rear-wheel steering vehicle |
| JP5140662B2 (ja) * | 2007-11-26 | 2013-02-06 | 本田技研工業株式会社 | 後輪操舵車両 |
| JP2010179844A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 |
| US11390320B2 (en) | 2016-09-20 | 2022-07-19 | Hitachi Astemo, Ltd. | Vehicle control system, vehicle control method, and electric power steering system |
| DE112017004712B4 (de) | 2016-09-20 | 2023-03-16 | Hitachi Astemo, Ltd. | Fahrzeugsteuersystem, fahrzeugsteuerverfahren und elektrisches servolenksystem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3660106B2 (ja) | 2005-06-15 |
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