JP3103049B2 - Vehicle steering system - Google Patents

Vehicle steering system

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JP3103049B2
JP3103049B2 JP31540697A JP31540697A JP3103049B2 JP 3103049 B2 JP3103049 B2 JP 3103049B2 JP 31540697 A JP31540697 A JP 31540697A JP 31540697 A JP31540697 A JP 31540697A JP 3103049 B2 JP3103049 B2 JP 3103049B2
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裕 西
剛 西森
和重 菅俣
浩行 川越
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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】上記した補助操舵反力トルクは、望ましい
範囲の反力トルクにするために、また各センサの故障時
等に対処するためにリミッタによりその上限が定めら
れ、該上限を越えた反力トルクは発生しないようになっ
ている。
The upper limit of the above-mentioned auxiliary steering reaction torque is set by a limiter in order to make the reaction torque within a desired range and to cope with a failure of each sensor. No torque is generated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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、例えばダンピング
トルクの割合が大きくなると、全体の操舵反力トルクが
通常範囲内にあってもその粘性感による渋さが運転者の
操舵自由度を低くし、違和感を与えることがある。ま
た、ヨーレイトセンサから希に発生する異常信号に基づ
きヨーレイトトルクの割合が大きくなると、運転者の予
期しない操舵反力トルクが発生し、やはり運転者に違和
感を与えることが考えられる。
However, the above-described auxiliary steering reaction torque includes a damping torque using the steering angular velocity as a parameter and a yaw rate torque using the yaw rate as a parameter. When it becomes large, even if the entire steering reaction torque is within the normal range, the viscous feeling due to the viscous feeling may lower the driver's degree of freedom of steering and give a sense of incongruity. Further, when the ratio of the yaw rate torque is increased based on an abnormal signal rarely generated from the yaw rate sensor, unexpected steering reaction torque is generated by the driver, and the driver may feel uncomfortable.

【0009】特に、外乱時の車両挙動抑制効果を高める
べく、全操舵トルクに対して操舵角に対応したヨーレイ
ト及び操舵角速度に基づいて決定される反力成分の割合
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。
In particular, in order to enhance the effect of suppressing the vehicle behavior during a disturbance, the ratio α of the reaction force component determined based on the yaw rate corresponding to the steering angle and the steering angular velocity with respect to the total steering torque (= the auxiliary steering reaction torque) When / (auxiliary steering reaction torque + self-aligning torque) = (auxiliary steering reaction torque / total steering torque)) is increased, the above problem becomes prominent.

【0010】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。
[0010] The present invention has been devised to remedy such disadvantages of the prior art, and its main objects are as follows.
It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system capable of improving the deflection suppressing performance at the time of a disturbance action and appropriately setting a steering force at the time of normal turning, and not causing a feeling of steering discomfort during normal running.

【0011】[0011]

【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、前記補助反力トルク決定
手段により決定される補助反力トルクがヨーレイトに基
づいて決定される反力成分及び操舵角速度に基づいて決
定される反力成分を含み、前記制御手段が、前記補助反
力トルクのうちのヨーレイトに基づいて決定される反力
成分及び操舵角速度に基づいて決定される反力成分のい
ずれか一方若しくは両方に個別に上限を定め、その範囲
内で前記電動機を制御す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. In the above, the auxiliary reaction torque determined by the auxiliary reaction torque determination means includes a reaction force component determined based on the yaw rate and a reaction force component determined based on the steering angular velocity, the control means, An upper limit is individually set for one or both of the reaction force component determined based on the yaw rate of the auxiliary reaction force torque and the reaction force component determined based on the steering angular velocity, and the motor is controlled within the range. This is achieved by providing a vehicle steering system characterized by being controlled.

【0012】このように、補助操舵反力トルクを構成す
るダンピングトルク及び/またはヨーレイトトルクに対
して個々に上限を定めることで、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両立することができ
る。
As described above, the upper limit is individually set for the damping torque and / or the yaw rate torque constituting the auxiliary steering reaction force torque, so that the entire speed range during traveling without sacrificing the steering feeling during normal operation. , An appropriate steering force and a vehicle behavior suppressing force at the time of a disturbance can be achieved at the same time.

【0013】[0013]

【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.

【0014】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.

【0015】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.

【0016】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, in the steering control unit 17 described above, an auxiliary steering torque determining means 17a for calculating an auxiliary steering torque as an electric power steering device, and an auxiliary reaction force torque are calculated. 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.

【0017】また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。
The auxiliary reaction torque determining means 17b includes:
Each detection signal of the steering angular velocity sensor 11, the yaw rate sensor 15, and the vehicle speed sensor 16 constituting the vehicle behavior detecting means is inputted, and the target auxiliary reaction torque is obtained from the respective signals by an algorithm described later. Has become.

【0018】更に、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。
Further, in the steering control unit 17, a 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. And output current control means 17d for controlling a current flowing to the electric motor 9 in accordance with the target current. 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 motor 9, and the drive circuit 19 drives the motor 9 by, for example, PWM control. And the feedback control of the output current is performed between the drive circuit 19 and the output current control means 17d.

【0019】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.

【0020】この処理を図4〜図8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1
1)、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 described above, as shown in the flowchart of FIG.
1), a process of reading the steering wheel angular velocity ω (step 12) and the yaw rate γ (step 13) are performed.

【0021】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、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及び図7(b)に示すよ
うなヨーレイト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データテーブルから、各成分につ
いての補助反力トルクT1(ダンピングトルク成分)・
T2(ヨーレイトトルク成分)を求める(ステップ2
1、22)。そして、補助反力トルクの成分T1・T2に
ついて、その絶対値が上限値T1max、T2maxを超えてい
るか否かを判断し、操舵反力T1またはT2のいずれかま
たは両方が上限値(T1max、T2max)を超えている場合
はその操舵反力(T1またはT2)の絶対値として上記上
限値(T1max、T2max)を入力する(ステップ23、2
4)。次に、これら操舵反力トルクの成分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
5)。
Next, in step 2 described above, as shown in the flowchart of FIG. 5, the steering angular velocity ω as shown in FIG. From the table and the data table in which the yaw rate γ as shown in FIG. 7B is set as an address and the characteristic is set differently for each vehicle speed V, the auxiliary reaction torque T1 (damping torque component)
Find T2 (Yaw rate torque component) (Step 2)
1, 22). Then, it is determined whether or not the absolute values of the components T1 and T2 of the auxiliary reaction torque exceed the upper limit values T1max and T2max, and either or both of the steering reaction forces T1 and T2 are set to the upper limit values (T1max and T2max). ), The upper limit (T1max, T2max) is input as the absolute value of the steering reaction force (T1 or T2) (steps 23 and 2).
4). Next, an auxiliary reaction torque value TA is obtained by adding the components T1 and T2 of the steering reaction torque (step 2).
5).

【0022】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26)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 an excessive 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 26) for setting the target steering reaction force value TA to the above-mentioned -Tmax value is performed, and the target auxiliary reaction force torque determination value TA is determined. I do.

【0023】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21〜24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 24 correspond to the respective blocks in FIG.

【0024】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 auxiliary reaction torque determining value TA determined in this way is added to the separately determined target auxiliary steering torque determining value, converted into a target current value by the target current determining means 17c, and output. .

【0025】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.

【0026】ここで、上記補助反力トルクT1(ダンピ
ングトルク成分)を求めるのに、その上限を設定するこ
とにより、図9(a)に実線に示すように、通常操舵領
域の高周波域に於けるゲインが低くなり、即ち高周波域
に於けるハンドルの渋さ、粘性感が軽減され、軽快な操
舵感を得ることが可能となる。尚、図9(b)は操舵周
波数と位相との関係を示す。
Here, in order to obtain the above-mentioned auxiliary reaction force torque T1 (damping torque component), by setting an upper limit thereof, as shown by a solid line in FIG. In other words, the steering feeling and viscous feeling in the high frequency range are reduced, and a light steering feeling can be obtained. FIG. 9B shows the relationship between the steering frequency and the phase.

【0027】また、図10(a)、図10(b)、図1
0(c)に示すように、補助操舵反力トルクを発生しな
い電動パワーステアリング装置の場合(想像線)、ハン
ドルを切った場合の戻りが遅すぎて運転者が手でハンド
ルを戻さなければならず、また補助操舵反力トルクを発
生するがヨーレートトルク(T2)の上限を設定しない
電動パワーステアリング装置の場合、比較的大きくハン
ドルを切った場合の戻りが速すぎる(破線)が、ヨーレ
ートトルク(T2)の上限を設定することにより、特に
比較的大きくハンドルを切った場合の戻りが適切な速度
となり、操舵感が向上する(実線)。
FIG. 10A, FIG. 10B, FIG.
As shown in FIG. 0 (c), in the case of an electric power steering device that does not generate an auxiliary steering reaction torque (imaginary line), when the steering wheel is turned, the return is too slow, and the driver must manually return the steering wheel. In the case of an electric power steering apparatus that generates an auxiliary steering reaction torque but does not set an upper limit of the yaw rate torque (T2), the return when the steering wheel is turned relatively large is too fast (broken line), but the yaw rate torque ( By setting the upper limit of T2), the return speed when the steering wheel is turned relatively large becomes an appropriate speed, and the steering feeling is improved (solid line).

【0028】また、例えばセンサの異常等により過大な
ヨーレートトルク(T2)が出力されてもT2maxよりも
大きな部分がカットされ、通常操舵領域での予期せぬ操
舵反力による違和感の発生を防止することができる。
Further, even if an excessive yaw rate torque (T2) is output due to, for example, a sensor abnormality or the like, a portion larger than T2max is cut, thereby preventing a sense of incongruity due to an unexpected steering reaction force in a normal steering region. be able to.

【0029】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, a similar operation and effect can be obtained by using a lateral acceleration sensor instead or in addition to this.

【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、補助操舵反力トルクを構成するダンピングト
ルク及び/またはヨーレイトトルクに対して個々に上限
を定めることで、ダンピングトルクの割合が大きくなる
と生じる粘性感による渋さの軽減または解消と、ヨーレ
イトトルクの割合が大きくなると生じるハンドルの急激
な戻り感や異常信号に基づく運転者の予期しない操舵反
力トルクの軽減または解消が可能となることから、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
に亘る適正な操舵及び外乱時の車両挙動抑制を高いレベ
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 upper limit is individually set for the damping torque and / or the yaw rate torque constituting the auxiliary steering reaction torque, so that the ratio of the damping torque is reduced. It is possible to reduce or eliminate the harshness due to the viscous feeling generated when the steering wheel becomes large, and to reduce or eliminate the unexpected steering reaction torque of the driver based on the sudden return feeling of the steering wheel or the abnormal signal generated when the ratio of the yaw rate torque becomes large. Therefore, it is possible to achieve both a proper steering over the entire speed range during traveling and a suppression of the vehicle behavior at the time of disturbance at a high level without sacrificing the steering feeling during normal driving.

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

【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)は、同制御処理に用いられるデ
ータテーブルの拡大図。
FIGS. 7A and 7B are enlarged views of a data table used for the control processing.

【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】(a)は同操舵装置の操舵角に対する補助操舵
反力トルクの周波数とゲインとの関係を示すグラフ、
(b)は周波数と位相との関係を示すグラフ。
FIG. 9A is a graph showing a relationship between a frequency of an auxiliary steering reaction torque and a gain with respect to a steering angle of the steering device;
(B) is a graph showing the relationship between frequency and phase.

【図10】(a)は同操舵装置のハンドル戻り動作の時
間と操舵角との関係を示すグラフ、(b)は時間とヨー
レイトとの関係を示すグラフ、(c)は時間と補助操舵
反力トルクのうちのヨーレイトトルクとの関係を示すグ
ラフ。
10A is a graph showing a relationship between a steering wheel return operation time of the steering device and a steering angle, FIG. 10B is a graph showing a relationship between time and a yaw rate, and FIG. 4 is a graph showing a relationship between a force torque and a yaw rate torque.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 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 19 Drive circuit 20 Vehicle 21 Straight running line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 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 (56)参考文献 特開 平7−10023(JP,A) 特開 平8−104249(JP,A) 特開 平8−67267(JP,A) 特開 平9−71253(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 B62D 5/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B62D 137: 00 (72) Inventor Hiroyuki Kawagoe 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Document JP-A 7-10023 (JP, A) JP-A 8-104249 (JP, A) JP-A 8-67267 (JP, A) JP-A 9-71253 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B62D 6/00 B62D 5/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 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、 前記補助反力トルク決定手段により決定される補助反力
トルクがヨーレイトに基づいて決定される反力成分及び
操舵角速度に基づいて決定される反力成分を含み、 前記制御手段が、前記補助反力トルクのうちのヨーレイ
トに基づいて決定される反力成分及び操舵角速度に基づ
いて決定される反力成分のいずれか一方若しくは両方に
個別に上限を定め、その範囲内で前記電動機を制御する
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 a control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value obtained by adding a force torque value, wherein the control means determines the auxiliary reaction torque determining means. The auxiliary reaction force torque includes a reaction force component determined based on a yaw rate and a reaction force component determined based on a steering angular velocity, and the control means is determined based on a yaw rate of the auxiliary reaction force torque. An upper limit is individually set for one or both of the reaction force component and the reaction force component determined based on the steering angular velocity, and the electric motor is controlled within the range. Steering gear.
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