JP2943273B2 - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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JP2943273B2
JP2943273B2 JP2203597A JP20359790A JP2943273B2 JP 2943273 B2 JP2943273 B2 JP 2943273B2 JP 2203597 A JP2203597 A JP 2203597A JP 20359790 A JP20359790 A JP 20359790A JP 2943273 B2 JP2943273 B2 JP 2943273B2
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豊 山下
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動式パワーステアリング装置に係り、更
に詳しくは、自動車において、操舵トルクを検出するト
ルクセンサの出力に応じてアシストモータ(電動モー
タ)の出力を制御し、該モータにより操舵トルクに応じ
たパワーアシストを行う電動式パワーステアリング装置
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly, to an assist motor (electric motor) in an automobile according to an output of a torque sensor for detecting a steering torque. The present invention relates to an electric power steering apparatus that controls the output of (1) and performs power assist according to the steering torque by the motor.

〔背景技術〕(Background technology)

従来より、自動車において、転舵時のハンドル操作の
軽減を図るため、転舵操作時の操舵トルクと車速に応じ
てアシストモータのモータ電流を増減、或いはオン・オ
フ制御し、該アシストモータにて操舵トルクに応じた操
舵方向へのパワーアシストを行う所謂車速感応型の電動
式パワーステアリング装置が比較的多く開発され実用に
供されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an automobile, in order to reduce steering operation at the time of turning, the motor current of an assist motor is increased or decreased according to the steering torque and the vehicle speed at the time of turning, or on / off control is performed. A relatively large number of so-called vehicle speed-sensitive electric power steering devices that perform power assist in a steering direction according to a steering torque have been developed and put into practical use.

第4図には、この種の電動式パワーステアリング装置
の構成が簡略化して図示されている。
FIG. 4 shows a simplified configuration of this type of electric power steering apparatus.

この第4図において、ステアリングハンドル51に入力
された操舵トルクは、当該ステアリングハンドルの回転
軸である図示しないステアリングシャフトに取付けられ
たトルクセンサ52によって検出することができるように
なっている。また、このトルクセンサの出力と車速セン
サ53の出力とはアシストモータ54を制御するコントロー
ラ55に入力されるようになっている。そして、このアシ
ストモータ54の回転力は、クラッチ56を介して減速ギヤ
57に伝達され、図示しないユニバーサルジョイントを介
してステアリングギヤ部58に連結された図示しないトル
ク伝達軸に伝達される。ここで、アシストモータ,クラ
ッチ,減速ギヤは、実際には、ステアリングシャフトを
支持するステアリングコラムに装備されている。
In FIG. 4, the steering torque input to the steering handle 51 can be detected by a torque sensor 52 attached to a steering shaft (not shown) that is a rotation shaft of the steering handle. The output of the torque sensor and the output of the vehicle speed sensor 53 are input to a controller 55 that controls the assist motor 54. The torque of the assist motor 54 is transmitted to the reduction gear via the clutch 56.
The transmission is transmitted to a torque transmission shaft (not shown) connected to the steering gear portion 58 via a universal joint (not shown). Here, the assist motor, the clutch, and the reduction gear are actually mounted on a steering column that supports the steering shaft.

一方、ステアリングハンドル51の操舵トルクは、図示
しないステアリングシャフトを介して図示しないトルク
伝達軸に伝達される。更に、トルク伝達軸に伝達された
アシストモータ54の回転力及び操舵トルクがステアリン
グギヤ部58に伝達される。このステアリングギヤ部58
は、通常、左右前輪に連結されたタイロッドの中央部に
設けられ、トルク伝達軸の回転運動をタイロッドの左右
往復運動に変換する機構,例えば,ラックアンドピニオ
ン機構等により構成されている。そして、伝達されたモ
ータの回転力及びハンドルの操舵トルクにより、タイロ
ッドが左右に駆動され、車輪(左右前輪)59が転舵され
るようになっている。
On the other hand, the steering torque of the steering handle 51 is transmitted to a torque transmission shaft (not shown) via a steering shaft (not shown). Further, the torque and the steering torque of the assist motor 54 transmitted to the torque transmission shaft are transmitted to the steering gear unit 58. This steering gear part 58
Is usually provided at the center of a tie rod connected to the left and right front wheels, and is configured by a mechanism for converting the rotational movement of the torque transmission shaft into a left and right reciprocating movement of the tie rod, for example, a rack and pinion mechanism. The tie rods are driven left and right by the transmitted torque of the motor and steering torque of the steering wheel, and the wheels (left and right front wheels) 59 are steered.

このような構成により、トルクセンサ,車速センサの
計測値に応じて制御を行うことによって、アシストモー
タのモータ電流を増減或いはオン・オフさせて所要のパ
ワーアシストを行い、低速走行時には補助操舵力を大き
くして軽快な操舵を行うことができるようにし、車速の
上昇とともに補助操舵力を漸減させ、更にある速度以上
ではマニュアルステアリングになるようにして、安定な
操舵性能を得られるようにしている。
With such a configuration, by performing control in accordance with the measurement values of the torque sensor and the vehicle speed sensor, the motor current of the assist motor is increased / decreased or turned on / off to perform required power assist. The steering wheel is made larger so that light steering can be performed, the auxiliary steering force is gradually reduced as the vehicle speed increases, and the steering becomes manual at a certain speed or higher, so that stable steering performance can be obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来例においては、第5図に示す
ように指令電流−トルクセンサ出力マップが単一であっ
たことから、乗員数により、ドライバーの転舵操作に必
要な力(トルク)が異なるものになっていた。
However, in the above-mentioned conventional example, since the command current-torque sensor output map is single as shown in FIG. 5, the force (torque) necessary for the driver's steering operation differs depending on the number of occupants. Had become.

即ち、第5図に示されている如く、乗員数が一人の時
のドライバーが操舵に要する力は、T1−KTI1,乗員数が
4人の時のドライバーガ操舵に要する力はT2−KTI2であ
る。ここに、KTはモータトルク定数である。そして、従
来の装置では、T1−KTI1≠T2−KTI2であるため、乗員数
によりドライバーが操舵に要する力が異なり、ハンドル
の操作フィーリングが異なるものとなっていた。
That is, as shown in FIG. 5, the force required for steering by the driver when the number of occupants is one is T 1 −K T I 1 , and the force required for steering by the driver when the number of occupants is four is: T 2 −K T I 2 . Where KT is the motor torque constant. In the conventional device, since T 1 −K T I 1 −T 2 −K T I 2 , the force required by the driver for steering varies depending on the number of occupants, and the steering wheel operation feeling differs. .

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明は、かかる従来例の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、乗員数や荷物の有無によ
り前輪にかかる車輌重量が異なってもドライバーの操舵
フィーリングをほぼ同一にすることが可能な電動式パワ
ーステアリング装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has an object to make the driver's steering feeling substantially the same even if the weight of the front wheels varies depending on the number of occupants and the presence or absence of luggage. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of performing the above.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、ステアリングハンドルの転舵操作時の操舵
トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速
センサと、前記両センサの出力値に応じてアシストモー
タのモータ電流を増減、或いはオン・オフ制御する主制
御部とを備え、アシストモータの出力にて操舵トルクに
応じた操舵方向へのパワーアシストを行う構造の電動式
パワーステアリング装置において、主制御部に、車高の
変動を検出する車高センサを併設し、主制御部が、車高
センサの出力により所定の基準に基づき前輪にかかる車
輌重量と路面摩擦抵抗を推定する路面摩擦抵抗推定機能
部と、予め内部メモリに記憶された所定の関係を満足す
る路面摩擦抵抗値毎のトルクセンサ出力−指令電流マッ
プ群から推定された前記路面摩擦抵抗に対応したマップ
を選択するマップ選択機能部と、車速センサ,トルクセ
ンサ及びマップ選択機能部で選択されたマップに基づき
アシストモータの指令電流値を決定する目標電流決定機
能部とを含んで構成されるとともに、当該車輌の車速が
零になる度毎に、路面摩擦抵抗推定機能部とマップ選択
機能部とが機能し、所定の関係とは、 K={(Moμθ′−T0)/(Mμθ′−T0)}k +(M−Mo)μθ′/{KT(Mμθ′−T0)} (ここで、M:車高センサの出力値に対応する車輌重
量、Mo:基準となる車輌重量、K:車輌重量Mにおけるト
ルクセンサ出力−指令電流マップの傾斜直線部の傾き、
k:車輌重量Moにおけるトルクセンサ出力−指令電流マッ
プの傾斜直線部の傾き、μ:仮定路面摩擦抵抗率、KT:
モータトルク定数、θ′:タイヤ転舵角の時間による
微分値、T0:指令電流を流し始めるトルクセンサ出力) であるという構成を採っている。これによって、前述
した目的を達成しようとするものである。
The present invention relates to a torque sensor for detecting a steering torque at the time of turning operation of a steering wheel, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and increasing / decreasing or turning on / off a motor current of an assist motor according to output values of both sensors. An electric power steering apparatus having a main control unit for controlling the vehicle and performing power assist in a steering direction according to a steering torque by an output of an assist motor. A height sensor, a main controller controls a road frictional resistance estimating function for estimating a vehicle weight and a road frictional resistance applied to a front wheel based on a predetermined reference based on an output of the vehicle height sensor; Map selection for selecting a map corresponding to the road frictional resistance estimated from the torque sensor output-command current map group for each road frictional resistance value that satisfies the relationship And a target current determination function unit that determines a command current value of the assist motor based on the map selected by the vehicle speed sensor, the torque sensor, and the map selection function unit. to degrees each consisting, work and road surface frictional resistance estimation function unit and the map selection function unit, and the predetermined relationship, K = {(Moμθ a ' -T 0) / (Mμθ a' -T 0)} k + (M-Mo) μθ a '/ {K T (Mμθ a' -T 0)} ( where, M: vehicle weight corresponding to the output value of the vehicle height sensor, Mo: vehicle weight as a reference, K: Slope of the slope linear portion of the torque sensor output-command current map at vehicle weight M;
k: slope of the slope linear portion of the torque sensor output-command current map at vehicle weight Mo, μ: assumed road surface frictional resistance, K T :
The motor torque constant, θ a ': differential value of the tire steering angle with time, T 0 : output of a torque sensor at which a command current starts flowing). This aims to achieve the above-mentioned object.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づ
いて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

第1図には、本発明の一実施例の全体的な回路構成が
示されている。
FIG. 1 shows an overall circuit configuration of an embodiment of the present invention.

この実施例は、全体的には、前述した従来例と同様に
構成されているが、制御部10に車高センサ11A,11Bの出
力が接続されている点に特徴を有する。
This embodiment is generally configured in the same manner as the above-described conventional example, but is characterized in that the outputs of the vehicle height sensors 11A and 11B are connected to the control unit 10.

これらの車高センサ11A,11Bは、車高の変動を検出
し、検出値に応じた電圧信号をそれぞれ出力するもの
で、実際には、それぞれ左右の前輪に装備されている。
これらの車高センサ11A,11Bの出力はステアリングシャ
フトに入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ12
の出力とともに、A/D変換器2を介して主制御部1の入
力回路3に入力されるようになっている。更に、この入
力回路3には、車速センサ13の出力信号も入力されるよ
うになっている。そして、これらの各信号は入力回路3
で所望の処理を施されて主制御部1に入力されるように
なっている。
These vehicle height sensors 11A and 11B detect variations in vehicle height and output voltage signals corresponding to the detected values, respectively, and are actually mounted on the left and right front wheels, respectively.
Outputs of these vehicle height sensors 11A and 11B are output from a torque sensor 12 for detecting a steering torque input to a steering shaft.
Is input to the input circuit 3 of the main control unit 1 via the A / D converter 2. Further, an output signal of the vehicle speed sensor 13 is also input to the input circuit 3. These signals are input to the input circuit 3
Are subjected to desired processing and input to the main control unit 1.

この主制御部1は、第1図では、説明の便宜上、機能
ブロックで示されているが、実際には、マイコン等で構
成される。この主制御部1は、後述する手法により、車
高センサ11A,11Bの出力により前輪にかかる乗員,荷物
を含めた車輌重量を推定し、路面摩擦抵抗を推定する路
面摩擦抵抗推定機能部1Aと、この推定結果による後述す
るトルクセンサ出力−指令電流マップ群から路面摩擦抵
抗に対応したマップを選択するマップ選択機能部1Bと、
車速センサ13,トルクセンサ12及びマップ選択機能部1B
で選択されたマップに基づきアシストモータ14の指令電
流値を決定する目標電流決定機能部1Cとを備えている。
Although the main control unit 1 is shown in FIG. 1 as a functional block for convenience of explanation, it is actually configured by a microcomputer or the like. The main control unit 1 estimates a vehicle weight including an occupant and luggage on the front wheels based on outputs of the vehicle height sensors 11A and 11B by a method described later, and a road surface friction resistance estimating function unit 1A for estimating a road surface friction resistance. A map selection function unit 1B for selecting a map corresponding to road surface frictional resistance from a torque sensor output-command current map group described later based on the estimation result,
Vehicle speed sensor 13, torque sensor 12, and map selection function unit 1B
And a target current determination function unit 1C that determines the command current value of the assist motor 14 based on the map selected in the step (1).

そして、この目標電流決定機能部1Cで決定されたアシ
ストモータ14の指令電流値に応じて、次段の出力回路4
を介して次のような制御が行われるようになっている。
即ち、この出力回路4を介して出力された指令電流値信
号はD/A変換器5を介してパルス幅変調回路(PWM回路)
15に与えられ、当該パルス幅延長回路15では、アシスト
モータ14に併設された電流センサ16の検出電流に応じて
正逆転駆動回路17を介してアシストモータ14をデューテ
ィ制御するようになっている。また、主制御部1から出
力される指令電流値がほぼ零の場合(第2図参照)に
は、出力回路では電磁クラッチ18をオフする信号を出力
する。これにより、電磁クラッチ18が「オフ」となり、
いわゆるマニュアルステアリングになる。更に、出力回
路4から指令電流値に応じて正逆転駆動回路17に正転・
逆転指令信号が出力されるようになっている。
Then, according to the command current value of the assist motor 14 determined by the target current determination function unit 1C, the output circuit 4 of the next stage is used.
The following control is performed via the.
That is, the command current value signal output via the output circuit 4 is converted to a pulse width modulation circuit (PWM circuit) via the D / A converter 5.
The pulse width extending circuit 15 controls the duty of the assist motor 14 via a forward / reverse drive circuit 17 in accordance with a detection current of a current sensor 16 provided in the assist motor 14. When the command current value output from the main control unit 1 is substantially zero (see FIG. 2), the output circuit outputs a signal for turning off the electromagnetic clutch 18. As a result, the electromagnetic clutch 18 is turned off,
This is what is called manual steering. Further, the output circuit 4 sends a forward / reverse rotation to the forward / reverse drive circuit 17 according to the command current value.
A reverse rotation command signal is output.

次に、本発明の特徴である車高センサを用いた車輌重
量の推定,ハンドル操作抵抗の推定の原理及び、これに
基づいたモータ制御原理について説明する。
Next, the principle of the estimation of the vehicle weight and the estimation of the steering wheel operating resistance using the vehicle height sensor, which are the features of the present invention, and the principle of the motor control based thereon will be described.

ここで、車高センサ値としては、左右前輪の車高セン
サ11A,11Bの出力値の平均値を使用するものとする。
Here, as the vehicle height sensor value, an average value of the output values of the vehicle height sensors 11A and 11B of the left and right front wheels is used.

まず、車高センサ値と前輪にかかる乗員,荷物を含ん
だ車輌重量Mとの関係を予め実験により調べておき、こ
の関係をマップに作成しておく。
First, the relationship between the vehicle height sensor value and the vehicle weight M including the occupant on the front wheels and the luggage is checked by an experiment in advance, and this relationship is created on a map.

路面摩擦抵抗率μを一定値と仮定すると、路面摩擦抵
抗D=μMとして推定される。
Assuming that the road friction resistance μ is a constant value, the road friction resistance D is estimated as D = μM.

ハンドル操作抵抗の大部分は路面摩擦抵抗であると仮
定すると、ハンドル操作抵抗Tnは、 Tn≒μMdθ/dt …… であらわせる。但し、θはタイヤ転舵角度である。
When most of the steering resistance is assumed to be the road surface frictional resistance, steering resistance T n can be expressed by T n ≒ μMdθ / dt ....... Here, θ is the tire steering angle.

このTnがトルクセンサ出力に等しいものとみなして、
前輪にかかる車輌重量の変動にかかわりなくドライバの
操舵力を一定になるようにアシストモータのモータ電流
を制御しようとするものである。
Assuming that this T n is equal to the torque sensor output,
The purpose of the present invention is to control the motor current of the assist motor so that the driver's steering force is kept constant irrespective of the variation in the vehicle weight applied to the front wheels.

例えば、車高センサ値より前輪にかかる車輌重量が35
0kgと450kgの場合(軽自動車の場合)を考える。
For example, the vehicle weight applied to the front wheels is 35
Consider the case of 0kg and 450kg (light car).

第2図には、前輪にかかる車輌重量が350kgの場合の
トルクセンサ出力−指令電流マップが実線で、前輪にか
かる車輌重量が450kgの場合のトルクセンサ出力−指令
電流マップが点線で示されている。
FIG. 2 shows a torque sensor output-command current map when the vehicle weight applied to the front wheels is 350 kg by a solid line, and a torque sensor output-command current map when the vehicle weight applied to the front wheels is 450 kg by a dotted line. I have.

350kgの場合、トルクセンサ出力Taは、 Ta=350×μdθa/dt=350×μθ′ …… である。指令電流Iaによるアシストトルクは、 Ta′=KTIa …… である。但し、μは仮定路面摩擦抵抗率,KTはモータト
ルク定数,θはタイヤ転舵角,θ′=dθa/dtであ
る。
For 350 kg, the torque sensor output T a is a T a = 350 × μdθ a / dt = 350 × μθ a '....... Assist torque due to the command current I a is a T a '= K T I a ....... However, mu is assumed road surface friction resistance, K T is a motor torque constant, the theta a tire turning angle is θ a '= dθ a / dt .

従って、ドライバが加えるトルクTd1は Td1=Ta−Ta′ =350×μθ′−KTIa …… である。Accordingly, the torque T d1 applied by the driver is T d1 = T a −T a ′ = 350 × μθ a ′ −K T I a .

450kgの場合、同様にして、ドライバが加えるトルクT
d2は、 Td2=Tb−KTIb =450×μθ′−KTIb …… となる。
In the case of 450 kg, the torque T applied by the driver
d2 is a T d2 = T b -K T I b = 450 × μθ a '-K T I b .......

ここで、第2図の実線の傾きをkとすると、 Td1=Ta−Ta′ =350×μθ′−KTIa =350μθ′−KTk(350μθ−T0) と表せる。ここに、Ia=k(Ta−T0)である。Here, when the solid line slope of the second view, and k, T d1 = T a -T a '= 350 × μθ a' -K T I a = 350μθ a '-K T k (350μθ a -T 0) Can be expressed as Here, I a = k (T a −T 0 ).

同様に、点線の傾きをk′とすると、 Td2=450μθ′−KTk′(450μθ′−T0)と表せ
る。従って、Td1=Td2とするには、点線の傾きk′が、 k′={(350μθ′−T0)/(450μθ′−
T0)}k +(100μθ′)/{KT(450μθ′−T0)}…… を満足すればよい。このような2種類のトルクセンサ出
力−指令電流マップを使用すれば、 Ta−KTIa(D)≒Tb−KTIb(D) …… が成立する。
Similarly, 'When, T d2 = 450μθ a' dotted slope k -K T k '(450μθ a ' -T 0) and expressed. Therefore, the T d1 = T d2 is 'is, k' dotted slope k = {(350μθ a '-T 0) / (450μθ a' -
T 0)} k + (100μθ a ') / {K T (450μθ a' -T 0)} may be satisfied .... Such two torque sensor output - Using command current map, T a -K T I a ( D) ≒ T b -K T I b (D) ...... is established.

同様にして、任意の前輪の車輌重量Mについて、 K={(350μθ′−KO)/(Mμθ′−T0)}
k +(M−350)μθ′/{KT(Mμθ′−T0)} …… を満足するような傾きKの傾斜直線部を有するトルクセ
ンサ出力−指令電流マップを定めることができる。
Similarly, the vehicle weight M of any of the front wheel, K = {(350μθ a ' -K O) / (Mμθ a' -T 0)}
k + (M-350) μθ a '/ {K T (Mμθ a' -T 0)} torque sensor output has an inclined linear portion of the slope K that satisfies ...... - can be determined command current map .

本実施例では、上記式の条件を満たす車輌重量毎,
即ち,路面摩擦抵抗毎のトルクセンサ出力−指令電流マ
ップ群が主制御部1の内部メモリに記憶されているもの
とする。
In this embodiment, for each vehicle weight that satisfies the condition of the above equation,
That is, it is assumed that a torque sensor output-command current map group for each road surface frictional resistance is stored in the internal memory of the main control unit 1.

次に、主制御部1の制御機能を第3図のフローチャー
トを参照しつつ説明する。
Next, the control function of the main control unit 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.

第3図(1)の初期設定プログラムについて説明す
る。
The initialization program of FIG. 3 (1) will be described.

エンジン始動に際し、イグニションスイッチが「ON
(オン)」されると、主制御部1に、A/D変換器2,入力
回路3を介して車高センサ11A,11Bの出力信号が入力さ
れる(ステップS101)。すると、主制御部1の路面摩擦
抵抗推定機能部1Aでは上述したようにして、車高センサ
値から前輪にかかる車輌重量を指定し(S102)、路面摩
擦抵抗を推定する(S103)。次いで、主制御部1のマッ
プ選択機能部1Bでは、車輌重量,即ち,路面摩擦抵抗に
対応したマップを予め内部メモリに記憶されたマップ群
から選択する(S104)。
When starting the engine, set the ignition switch to `` ON
(ON), the output signals of the vehicle height sensors 11A and 11B are input to the main control unit 1 via the A / D converter 2 and the input circuit 3 (step S101). Then, the road surface frictional resistance estimating function unit 1A of the main control unit 1 specifies the vehicle weight applied to the front wheels from the vehicle height sensor value as described above (S102), and estimates the road surface frictional resistance (S103). Next, the map selection function unit 1B of the main control unit 1 selects a map corresponding to the vehicle weight, that is, the road surface friction resistance, from a group of maps stored in the internal memory in advance (S104).

次に、第3図(2)のメインルーチンについて説明す
る。
Next, the main routine of FIG. 3 (2) will be described.

車両が走行を開始し、ステアリングハンドルが転舵操
作されると、トルクセンサ12が操舵トルク(ハンドル操
作抵抗)を検出し、これに対応する電気信号(トルクセ
ンサ出力信号)が主制御部1に入力される(ステップS2
01)。すると、主制御部1の目標電流決定機能部1Cで
は、上記ステップS104で選択されたマップに基づき指令
電流を決定し(S202)、この指令電流を出力回路4に出
力する(S203)。この結果、前述したようにして、アシ
ストモータ14のデューティ制御,電磁クラッチ18のオン
・オフ制御が行われ、ハンドル操舵力のパワーアシスト
が従来と同様に行われる。このメインルーチンの制御動
作は、微小時間Δt毎に繰り返し行われる。
When the vehicle starts running and the steering wheel is steered, the torque sensor 12 detects a steering torque (steering wheel operation resistance), and an electric signal (torque sensor output signal) corresponding thereto is sent to the main control unit 1. Entered (Step S2
01). Then, the target current determination function unit 1C of the main control unit 1 determines a command current based on the map selected in step S104 (S202), and outputs the command current to the output circuit 4 (S203). As a result, as described above, the duty control of the assist motor 14 and the on / off control of the electromagnetic clutch 18 are performed, and the power assist of the steering force of the steering wheel is performed as in the conventional case. The control operation of this main routine is repeatedly performed at every minute time Δt.

ここで、車輌が停車して車速センサ13の出力が零にな
ると、割り込み開始条件が満足され、第3図(3)で示
す割り込み処理のサブルーチンに移行する。
Here, when the vehicle stops and the output of the vehicle speed sensor 13 becomes zero, the interrupt start condition is satisfied, and the routine shifts to the interrupt processing subroutine shown in FIG. 3 (3).

割り込み開始後、車高センサ11A,11Bの出力信号が主
制御部1に入力される(ステップS301)。すると、主制
御部1の路面摩擦抵抗推定機能部1Aでは、車高センサ値
から前輪にかかる車輌重量を推定し(S302)、路面摩擦
抵抗を推定する(S303)。次いで、主制御部1のマップ
選択機能部1Bでは、車輌重量,即ち,路面摩擦抵抗に対
応したマップを予め内部メモリに記憶されたマップ群か
ら選択する(S304)。そして、車速センサ13の出力が零
の割り込み条件が満足されている間、一定時間毎に、ス
テップS301〜S304の処理が繰り返される。その後、車輌
が再び走行を開始し、車速センサ13の出力が零でなくな
ると、割り込みが終了し、メインルーチンに戻り、上記
と同様の制御プログラムが繰り返される。
After the start of the interruption, the output signals of the vehicle height sensors 11A and 11B are input to the main controller 1 (step S301). Then, the road frictional resistance estimating function unit 1A of the main controller 1 estimates the vehicle weight applied to the front wheels from the vehicle height sensor value (S302), and estimates the road frictional resistance (S303). Next, the map selection function unit 1B of the main control unit 1 selects a map corresponding to the vehicle weight, that is, the road surface frictional resistance from a map group stored in the internal memory in advance (S304). Then, while the interrupt condition that the output of the vehicle speed sensor 13 is zero is satisfied, the processing of steps S301 to S304 is repeated at regular intervals. Thereafter, when the vehicle starts running again and the output of the vehicle speed sensor 13 is not zero, the interruption is terminated, the process returns to the main routine, and the same control program as described above is repeated.

以上説明したように、本実施例によると、車輌走行開
始前の初期時及び走行開始後車輌が停車する度毎に、車
高センサの出力値に基づき前輪にかかる車輌重量の推定
及び路面摩擦抵抗の推定が行われ、これに対応するトル
クセンサ出力−指令電流マップが選択されるので、走行
開始時の乗員数,荷物の重さに関わりなくドライバーの
必要な操舵トルクがほぼ一定となるようにすることがで
きるばかりでなく、走行開始後途中での人間の乗り降
り,荷物の積卸しがあった場合であっても乗員数,荷物
の重さに関わりなくドライバーの必要な操舵トルクがほ
ぼ一定となるようにすることができる。
As described above, according to this embodiment, the vehicle weight on the front wheels is estimated and the road surface frictional resistance is estimated based on the output value of the vehicle height sensor at the initial stage before the vehicle starts traveling and every time the vehicle stops after the vehicle starts traveling. Is estimated and the corresponding torque sensor output-command current map is selected, so that the steering torque required by the driver is substantially constant regardless of the number of occupants at the start of traveling and the weight of luggage. Not only is it possible to perform steering, but even if a person gets on or off the vehicle halfway after the start of traveling and unloads the luggage, the steering torque required by the driver is almost constant regardless of the number of occupants and the weight of the luggage. It can be.

なお、上記説明では、軽自動車の場合を例にとって説
明したが、本発明は普通乗用車(普通車)その他の自動
車にも勿論適用できるものであり、それらの場合には、
上記式における推定重量350kgは適当な値に変更され
ることとなる。また、上記実施例では、車高センサを左
右前輪にそれぞれ設け、車高センサ値として両者の平均
値を使用する場合を例示したが、必ずしも車高センアを
2つ設ける必要はなく、一つ或いは3つ以上設けてもよ
い。更に、上記説明におけるトルクセンサ出力−指令電
流マップに換えて、推定車輌重量,路面摩擦抵抗毎のト
ルクセンサ出力−指令電流の関係式を用いても同様なこ
とは可能である。
In the above description, the case of a mini car has been described as an example. However, the present invention can of course be applied to an ordinary passenger car (ordinary car) and other automobiles.
The estimated weight of 350 kg in the above equation will be changed to an appropriate value. Further, in the above-described embodiment, the case where the vehicle height sensors are provided on the left and right front wheels, respectively, and the average value of the both is used as the vehicle height sensor value is exemplified. However, it is not always necessary to provide two vehicle height sensors. Three or more may be provided. Further, the same can be achieved by using the relational expression of torque sensor output-command current for each estimated vehicle weight and road surface frictional resistance instead of the torque sensor output-command current map described above.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上のように構成され機能するので、これ
によれば、主制御部の路面摩擦抵抗推定機能部とマップ
選択機能部とが、当該車輌の車速が零になる度毎に機能
することから、車輌走行開始前の初期時及び走行開始後
車輌が停車する度毎に、車高センサの出力値に基づき前
輪にかかる車輌重量の推定及び路面摩擦抵抗の推定が行
われ、これに対応するトルクセンサ出力−指令電流マッ
プが選択される。このため、目標電流決定機能部により
車速センサ,トルクセンサ及びマップ選択機能部で選択
されたマップに基づきアシストモータの指令電流値が決
定され、これに応じてアシストモータが制御されること
から、走行開始時ばかりでなく、走行開始後途中での人
間の乗り降り,荷物の積卸しがあった場合であっても乗
員数,荷物の重さに関わりなくドライバーの必要な操舵
トルクがほぼ一定となるようにアシストモータによる補
助操舵力が増減変更される。従って、乗員数,荷物の重
さに関わりなくドライバーのステアリングハンドルの操
作フィーリングをほぼ一定にすることができるという従
来にない優れた電動式パワーステアリング装置を提供す
ることができる。
Since the present invention is configured and functions as described above, according to this, the road surface frictional resistance estimation function unit and the map selection function unit of the main control unit function each time the vehicle speed of the vehicle becomes zero. Therefore, at the initial stage before the start of traveling of the vehicle and every time the vehicle stops after the start of traveling, the estimation of the vehicle weight applied to the front wheels and the estimation of the road surface frictional resistance are performed based on the output value of the vehicle height sensor. Sensor output-command current map to be executed is selected. For this reason, the target current determination function unit determines the command current value of the assist motor based on the vehicle speed sensor, the torque sensor, and the map selected by the map selection function unit, and controls the assist motor accordingly. The steering torque required by the driver is almost constant irrespective of the number of occupants and the weight of luggage, not only at the start, but also when a person gets on and off the vehicle and loads are unloaded. Then, the assist steering force by the assist motor is increased or decreased. Therefore, it is possible to provide an unprecedented excellent electric power steering apparatus in which the operation feeling of the steering wheel of the driver can be made substantially constant regardless of the number of occupants and the weight of luggage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例の回路部の全体的な構成を示
すブロック図、第2図は第1図の実施例で用いられるト
ルクセンサ出力−指令電流マップを示す説明図、第3図
は第1図の主制御部の主要な制御プログラムを示すフロ
ーチャート、第4図は従来の速度感応型電動式パワース
テアリング装置の構成を示す説明図、第5図は従来装置
におけるトルクセンサ出力−指令電流マップを示す説明
図である。 1……主制御部、1A……路面摩擦抵抗推定機能部、1B…
…マップ選択機能部、1C……目標電流決定機能部、11A,
11B……車高センサ、12……トルクセンサ、13……車速
センサ、14……アシストモータ。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a circuit section according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a torque sensor output-command current map used in the embodiment of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a main control program of a main control unit shown in FIG. 1, FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration of a conventional speed-sensitive electric power steering apparatus, and FIG. It is explanatory drawing which shows a command current map. 1 ... Main control unit, 1A ... Road surface frictional resistance estimation function unit, 1B ...
… Map selection function, 1C …… Target current determination function, 11A,
11B: Vehicle height sensor, 12: Torque sensor, 13: Vehicle speed sensor, 14: Assist motor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04 B62D 6/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ステアリングハンドルの転舵操作時の操舵
トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速
センサと、前記両センサの出力値に応じてアシストモー
タのモータ電流を増減、或いはオン・オフ制御する主制
御部とを備え、 前記アシストモータの出力にて操舵トルクに応じた操舵
方向へのパワーアシストを行う構造の電動式パワーステ
アリング装置において、 前記主制御部に、車高の変動を検出する車高センサを併
設し、 当該主制御部が、前記車高センサの出力により所定の基
準に基づき前輪にかかる車輌重量と路面摩擦抵抗を推定
する路面摩擦抵抗推定機能部と、予め内部メモリに記憶
された所定の関係を満足する路面摩擦抵抗値毎のトルク
センサ出力−指令電流マップ群から推定された前記路面
摩擦抵抗に対応したマップを選択するマップ選択機能部
と、前記車速センサ,トルクセンサ及び前記マップ選択
機能部で選択されたマップに基づき前記アシストモータ
の指令電流値を決定する目標電流決定機能部とを含んで
構成されるとともに、当該車輌の車速が零になる度毎
に、前記路面摩擦抵抗推定機能部とマップ選択機能部と
が機能し、 前記所定の関係とは、 K={(Moμθ′−T0)/(Mμθ′−T0)}k +(M−Mo)μθ′/{KT(Mμθ′−T0)} (ここで、M:車高センサの出力値に対応する車輌重量、
Mo:基準となる車輌重量、K:車輌重量Mにおけるトルク
センサ出力−指令電流マップの傾斜直線部の傾き、k:車
輌重量Moにおけるトルクセンサ出力−指令電流マップの
傾斜直線部の傾き、μ:仮定路面摩擦抵抗率、KT:モー
タトルク定数、θ′:タイヤ転舵角の時間による微分
値、T0:指令電流を流し始めるトルクセンサ出力) であることを特徴とした電動式パワーステアリング装
置。
A torque sensor for detecting a steering torque when a steering wheel is turned, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and increasing / decreasing or turning on / off a motor current of an assist motor according to output values of the two sensors. An electric power steering device having a main control unit that performs off-control, and performing power assist in a steering direction according to a steering torque by an output of the assist motor. A road height sensor for detecting a vehicle height and a road surface frictional resistance based on a predetermined reference based on an output of the vehicle height sensor; A map corresponding to the road surface frictional resistance estimated from the torque sensor output-command current map group for each road surface frictional resistance value that satisfies the predetermined relationship stored in And a target current determination function unit that determines a command current value of the assist motor based on the map selected by the vehicle speed sensor, the torque sensor, and the map selection function unit. with, each time the vehicle speed of the vehicle is zero, the road surface frictional resistance estimation function unit and the map selection function unit functions, the a predetermined relationship, K = {(Moμθ a ' -T 0) / (Mμθ a '-T 0)} k + (M-Mo) μθ a' / {K T (Mμθ a '-T 0)} ( where, M: vehicle weight corresponding to the output value of the vehicle height sensor,
Mo: reference vehicle weight, K: inclination of the slope linear portion of the torque sensor output-command current map at vehicle weight M, k: inclination of the slope linear portion of the torque sensor output-command current map at vehicle weight Mo, μ: Assumed road surface frictional resistance, K T : motor torque constant, θ a ': differential value of tire steering angle with time, T 0 : torque sensor output at which command current starts to flow). apparatus.
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