JP3630281B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は電動機の動力をステアリング系に直接作用させ、ドライバの操舵力の軽減を図る電動パワーステアリング装置に係り、特に操舵反力の変化をドライバに知らせて適切な操舵を行わせる電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置において、車両速度、ヨー角速度、操舵角(タイヤ切れ角)に基づいて車両の前輪の滑り角(βf)と車両の後輪の滑り角(βr)との差(以降、角差βfr=βf−βrと称する)を演算し、この角差βfrに基づいて車両挙動(オーバステア状態、アンダステア状態等)の補正量を決定し、操舵トルクに基づいた目標操舵トルク信号を角差βfrに対応した補正量で補正して電動機を駆動することにより、電動機が発生する補助トルクを補正してステアリング系に作用させ、路面からハンドルを介して伝えられる操舵反力を車両挙動に応じてドライバに感知させ、ドライバが車両挙動に応じた適切なハンドル操作を可能とするようなものは知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動パワーステアリング装置は、車両の前進時には車両挙動に応じて目標操舵トルク信号を角差βfrに対応した補正量で補正することにより、ドライバが適切なハンドル操作をできるように構成されているが、車両の後退時には車両挙動が不安定となる課題がある。
【0004】
例えば、車両の後退時には、前輪のサスペンションに設定されているキャスタ角は、作用する方向が車両の前進時とは逆となるので、車両の直進性が弱くなって直進後退していても車両挙動が不安定でふらつきが大きくなる。
また、ハンドルをセンタ(操舵角0度)に戻す力が弱くなる。
【0005】
このような現象は、ハンドルの取り回しを向上させるために低車速領域で操舵力を最適な軽さに設定できる補助トルク(アシストトルク)を有する車両で顕著になる。
【0006】
以上のような操舵特性を有する車両では、運転技量の低い、例えば免許取りたてのドライバにとって車両の後退時のハンドル操作が難しい課題がある。
【0007】
また、従来の電動パワーステアリング装置において、車両挙動に応じて補助トルク(アシストトルク)を変化させる制御は、車両挙動が大きく変化する車速領域(例えば、30Km/h以上)で実行されるように設定されている。
【0008】
しかし、車両が低μ路走行時やUターン時等のような低車速領域で走行する場合にも車両挙動が大きく変化する場合があり、このような条件に対して車両挙動に応じて補助トルクを変化させることが運転技量の高いドライバから望まれている。
【0009】
低車速領域で走行する場合にも車両挙動に応じて補助トルクを変化させる電動パワーステアリング装置は、車両の後退時の車両挙動が不安定となるため、車両の後退時にも車両挙動に応じて補助トルクを変化させることが運転技量の高いドライバには望ましい。
【0010】
本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、第1の目的は運転技量の低いドライバに対しては、車両の後退時に補助トルクを変化させることを禁止する電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【0011】
本発明の第2の目的は、運転技量の高いドライバに対しては、車両の後退時の車両挙動に応じて補助トルクを変化させることができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の後退を検出する後退検出手段を備えるとともに、制御手段は、後退検出手段からの後退信号に基づいて車両挙動判定手段からの補正量を制御する補正量制御手段を備えたことを特徴とする。
【0013】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の後退を検出する後退検出手段を備えるとともに、制御手段は、後退検出手段からの後退信号に基づいて車両挙動判定手段からの補正量を制御する補正量制御手段を備えたので、車両の前進時だけでなく車両の後退時にも車両挙動に応じて補助トルクの補正を実行したり、禁止することができる。
【0014】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置の補正量制御手段は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて車両挙動判定手段からの補正量の出力を禁止することを特徴とする。
【0015】
この発明に係る電動パワーステアリング装置の補正量制御手段は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて車両挙動判定手段からの補正量の出力を禁止するので、運転技量の低いドライバに対しては車両挙動に応じた補助トルクの補正を実行しないようにすることができる。
【0016】
さらに、この発明に係る電動パワーステアリング装置の補正量制御手段は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて車両挙動判定手段に供給されるヨー角速度信号の極性を反転させ、車両挙動判定手段からの補正量で目標電流信号を補正することを特徴とする。
【0017】
この発明に係る電動パワーステアリング装置の補正量制御手段は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて車両挙動判定手段に供給されるヨー角速度信号の極性を反転させ、車両挙動判定手段からの補正量で目標電流信号を補正するので、車両の後退時にも車両の前進時と全く同じように車両挙動に応じて目標電流信号を補正することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、車両の後退時にも車両のアンダステア状態またはオーバステア状態を操舵反力としてドライバにハンドルを介して感知させるものである。
【0019】
図1はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
図1において、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2、ステアリング軸3、ハイポイドギア4、ピニオン5aおよびラック軸5bなどからなるラック&ピニオン機構5、タイロッド6、操向車輪の前輪7、補助トルクをステアリング系に作用する電動機8、制御手段13、電動機駆動手段14、電動機電流検出手段15を備える。
【0020】
また、電動パワーステアリング装置1は、車両に作用するヨー角速度を検出し、ヨー角速度に対応した電気信号に変換されたヨー角速度信号Yを出力するヨー角速度センサ9、前輪の切れ角を検出し、前輪の切れ角に対応した電気信号に変換された切れ角信号δを出力する切れ角センサ10、車速を検出し、車速に対応した電気信号に変換された車速信号Vを出力する車速センサ11、ステアリングホイール2に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルクに対応した電気信号に変換された操舵トルク信号Tを出力する操舵トルクセンサ12、車両の後退(バック)を検出し、電気信号に変換された後退信号Rを出力する車両後退検出手段16を備える。
なお、切れ角信号δはステアリング軸の操舵角から算出してもよい。
また、後退検出手段を構成する車両後退検出手段16は、シフトレバーの後退(R)位置に対応する信号(例えば、ポテンショメータの電圧検出値)を検出し、例えばHレベルの信号に変換された後退信号Rとして制御手段13に供給する。
【0021】
ヨー角速度信号Y、切れ角信号δ、および操舵トルク信号Tは、それぞれ大きさと方向を有し、制御手段13に供給される。
なお、ヨー角速度信号Y、切れ角信号δおよび操舵トルク信号Tの方向は、時計回り方向を正(プラス)とし、反時計回り方向を負(マイナス)とする。
また、車速信号Vは大きさのみを有し、方向は持たないものとする。
【0022】
ステアリングホイール2を操舵すると、ステアリング軸3に加えられる手動操舵トルクは、ラック&ピニオン機構5を介してピニオン5aの回転力がラック軸5bの軸方向の直線運動に変換され、タイロッド6を介して前輪7の操向を変化させる。
【0023】
手動の操舵トルクをアシストするため、操舵トルク信号Tに対応して電動機8が駆動されると、電動機トルクがハイポイドギア4を介して倍力された補助トルク(アシストトルク)に変換されてステアリング軸3に作用し、ドライバの操舵力を軽減する。
【0024】
制御手段13は、マイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、判定手段、スイッチ手段、信号発生手段、メモリ等で構成し、操舵トルク信号Tに対応した目標電流信号(IMS)を発生し、この目標電流信号(IMS)と電動機電流検出手段15が検出した電動機電流IMに対応した電動機電流信号IMFとの差(負帰還)に応じた電動機制御信号VO(例えば、オン信号、オフ信号およびPWM信号の混成信号)を発生し、この差が速やかに0となるように電動機駆動手段14の駆動を制御する。
【0025】
また、制御手段13は、滑り角差推定手段、補正手段等を備え、ヨー角速度信号Y、切れ角信号δ、車速信号Vおよび車両の寸法パラメータ(ホイールベース)に基づいて前輪の滑り角と後輪の滑り角の差(角差信号)を演算で推定し、この差(角差信号)の大きさに基づいてアンダステア補正量およびオーバステア補正量を決定し、この補正量で目標電流信号(IMS)を補正する。
【0026】
さらに、制御手段13は、前輪の滑り角と後輪の滑り角の差(角差信号)の方向信号(P)およびヨー角速度信号Yの方向信号(N)を比較することにより、車両の状態(車両挙動)がアンダステア領域またはオーバステア領域のいずれであるかを判定する。
【0027】
また、制御手段13は、車両の後退を検出し、かつ車両の状態(車両挙動)がアンダステア領域またはオーバステア領域のいずれであるかを判定した時に、アンダステア補正量およびオーバステア補正量で目標電流信号(IMS)を補正したり、禁止する補正量制御手段を備え、車両の後退時にドライバの運転技量に応じて補正を実行したり、補正を禁止したりする。
【0028】
電動機駆動手段14は、例えば4個のパワーFET(電界効果トランジスタ)、絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ(IGBT)等のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成し、電動機制御信号VOに基づいてPWM(パルス幅変調)の電動機電圧VMを出力し、電動機8を正回転または逆回転にPWM駆動する。
【0029】
電動機電流検出手段15は、電動機8と直列に接続された抵抗器またはホール素子等で電動機電流IMを電圧に変換して検出し、電動機電流IMに対応した電動機電流信号IMFを制御手段13にフィードバック(負帰還)する。
【0030】
図2はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態基本要部ブロック構成図である。
図2において、電動パワーステアリング装置1の制御手段13は、目標電流信号設定手段21、偏差演算手段22、駆動制御手段23、車両挙動判定手段24、補正手段25、補正量制御手段17を備える。
【0031】
目標電流信号設定手段21は、ROM等のメモリに予め図6に示す操舵トルク信号T−目標電流信号IMS特性データ、および図7に示す車速信号V−車速係数KT特性データを記憶しておき、操舵トルクセンサ12が検出した操舵トルク信号Tに対応した目標電流信号IMSと車速センサ11が検出した車速信号Vに対応した車速係数KTを乗算して得られた車速信号Vをパラメータとした新たな目標電流信号IMSを補正手段25に供給する。
車速信号Vをパラメータとした新たな目標電流信号IMSは、トルク信号Tが同一でも車速信号Vが増加するにつれて減少するように設定し、高車速領域での操舵の安定性を確保する。
なお、目標電流信号IMSの符号(極性)は、操舵トルク信号Tが時計方向回り(例えば、右操舵)の場合にはプラス(+)とし、操舵トルク信号Tが反時計方向回り(例えば、左操舵)の場合にはマイナス(−)とする。
【0032】
偏差演算手段22は、減算器または減算機能を備え、補正手段25から供給される目標電流信号IMHと、電動機電流検出手段15から供給される電動機電流信号IMFとの差ΔI(=IMH−IMF)を演算し、偏差信号ΔI(=IMH−IMF)を駆動制御手段23に供給する。
【0033】
駆動制御手段23は、PIDコントローラ、電動機制御信号発生手段等を備え、偏差演算手段22から供給される偏差信号ΔIに比例(P)、積分(I)および微分(D)制御を施した後、これら比例・積分・微分(PID)制御を施した信号を混合した混合信号に基づいてハンドル(ステアリングホイール2)の右操舵または左操舵に対応したPWMの電動機制御信号VOを発生し、電動機制御信号VOを電動機駆動手段14に供給する。
【0034】
車両挙動判定手段24は、滑り角差推定手段、方向判定手段、選択手段、アンダステア補正量出力手段、オーバステア補正量出力手段等を備え、車速センサ11から供給される車速信号V、ヨー角速度センサ9から供給されるヨー角速度信号Yおよび切れ角センサ10から供給される切れ角信号δから車両の前輪滑り角(βf)と車両の後輪滑り角(βr)との差(角差βfr=βf−βr)を演算し、この角差βfr基づいてアンダステア補正量(DA)、オーバステア補正量(DO)を発生し、アンダステア補正量(DA)またはオーバステア補正量(DO)に対応した補正信号IDを補正制御手段17に供給する。
【0035】
図3はこの発明に係る車両挙動判定手段の要部ブロック構成図である。
図3において、車両挙動判定手段24は、車速係数発生手段26、滑り角差推定手段30、選択手段31、方向判定手段32、アンダステア補正量出力手段33、オーバステア補正量出力手段34、乗算手段35、乗算手段36、加算手段37、角差変化量演算手段39、角差変化係数発生手段40を備える。
【0036】
車速係数発生手段26は、ROM等のメモリを備え、予め図8に示す車速信号Vと車速係数KRの特性データを記憶しておき、車速センサ11から車速信号Vが供給されると、対応する車速係数KRを読み出して乗算手段35および乗算手段36に提供する。
【0037】
滑り角差推定手段30は、メモリ、演算機能を備え、車速信号V、ヨー角速度信号Y、切れ角信号δおよびメモリに予め設定した車両の寸法パラメータL(例えば、ホイールベース)に基づいて数1から前輪滑り角(βf)と後輪滑り角(βr)との差βfr(=βf−βr)を演算し、角差信号βfrを選択手段31、方向判定手段32および角差変化量演算手段39に供給する。
【0038】
【数1】
βfr=Y*L/V−δ
【0039】
なお、前輪滑り角(βf)および後輪滑り角(βr)は、タイヤの向きを基準としてタイヤの進行方向への角度を表わすので、時計回り方向へハンドルを切った(右操舵)場合、前輪タイヤの向きに対してタイヤの進行方向は反時計回り方向となり、時計回り方向を正(プラス)とすると前輪滑り角(βf)の方向は負(マイナス)となる。
同様に、後輪滑り角(βr)も負(マイナス)となり、角差信号βfrの方向(符号)は後輪滑り角(βr)の絶対値|βr|が前輪滑り角(βf)の絶対値|βf|以上(|βr|≧|βf|)となるまでは、負(マイナス)で表わす。
【0040】
また、反時計回り方向へハンドルを切った(左操舵)場合、前輪タイヤの向きに対してタイヤの進行方向は時計回り方向となり、時計回り方向を正(プラス)とすると前輪滑り角(βf)の方向は正(プラス)となる。
同様に、後輪滑り角(βr)も正(プラス)となり、角差信号βfrの方向(符号)は後輪滑り角(βr)の絶対値|βr|が前輪滑り角(βf)の絶対値|βf|以上(|βr|≧|βf|)となるまでは、正(プラス)で表わす。
【0041】
また、方向判定手段32に供給するヨー角速度信号Yに代えて横加速度Gで代用してもよい。
【0042】
選択手段31は、ソフト制御のスイッチ機能を備え、方向判定手段32から供給される判定信号HOに基づいてスイッチを切り替え、滑り角差推定手段30から供給される角差信号βfrをアンダステア補正量出力手段33またはオーバステア補正量出力手段34に供給する。
【0043】
方向判定手段32は、符号比較機能を備え、滑り角差推定手段30から供給される角差信号βfrの方向信号Pと、ヨー角速度センサ9から供給されるヨー角速度信号Yの方向信号Nに基づいて、方向信号Pと方向信号Nが一致(符号が同一)する場合には、例えばHレベルの判定信号HOを選択手段31に供給し、方向信号Pと方向信号Nが異なる(符号が異なる)場合には、例えばLレベルの判定信号HOを選択手段31に供給する。
【0044】
角差信号βfrの方向信号Pとヨー角速度信号Yの方向信号Nとが異なる(不一致)場合、例えばヨー角速度Yが時計回り方向であって、前輪の反時計回り方向滑り角(βf)が後輪の反時計回り方向滑り角(βr)よりも大きいような場合には、ヨー角速度信号Yの方向信号Nがプラス(+)で角差信号βfrの方向信号Pがマイナス(−)となり、車両挙動のアンダステア領域と判定して選択手段31はアンダステア補正量出力手段33を選択(実線表示)する。
【0045】
一方、角差信号βfrの方向信号Pとヨー角速度信号Yの方向信号Nとが同じ(一致)場合、例えばヨー角速度Yが時計回り方向であって、後輪の反時計回り方向滑り角(βr)が前輪の反時計回り方向滑り角(βf)よりも大きいような場合には、ヨー角速度信号Yの方向信号Nがプラス(+)で角差信号βfrの方向信号Pがプラス(+)となり、車両挙動のオーバステア領域と判定して選択手段31はオーバステア補正量出力手段34を選択(破線表示)する。
【0046】
なお、上記の角差信号βfrの方向信号Pとヨー角速度信号Yの方向信号Nの関係は、車両が前進している状態でハンドルが時計回り方向(右操舵)の場合を説明したが、車両が前進している状態でハンドルが反時計回り方向(左操舵)の場合には、角差信号βfrの方向信号Pおよびヨー角速度信号Yの方向信号Nを右操舵の場合と逆に扱うことで、車両挙動のアンダステア領域またはオーバステア領域を判定することができる。
【0047】
車両挙動の強いアンダステア領域とは、現在の操舵状態からこれ以上ハンドルを切込んでも車両がこれ以上曲らない状態であり、ドライバに反力を強く感じさせてハンドルを戻した方が良いことを知らせる操舵領域である。
【0048】
なお、弱いアンダステア領域では反力の補正は不要であるので、図9に示すように角差信号βfrに対するアンダステア補正量DAの不感帯領域を大きく設定している。
【0049】
一方、車両の強いオーバステア領域とは、そのままでは車両がスピンする虞のある状態であり、ドライバに反力を強く感じさせてカウンタステアを行い易くしている。
【0050】
アンダステア補正量出力手段33は、ROM等のメモリを備え、予め図9に示す角差信号の絶対値|βfr|とアンダステア補正量DAとの特性データを記憶しておき、選択手段31から角差信号βfrが供給されると、対応するアンダステア補正量DAを読み出し、アンダステア補正量信号DAを乗算手段35に供給する。
【0051】
オーバステア補正量出力手段34は、ROM等のメモリを備え、予め図10に示す角差信号の絶対値|βfr|とオーバステア補正量DOとの特性データを記憶しておき、選択手段31から角差信号βfrが供給されると、対応するオーバステア補正量DOを読み出し、オーバステア補正量信号DOを乗算手段36に供給する。
【0052】
なお、アンダステア補正量信号DAおよびオーバステア補正量信号DOは、車両が前進している状態でハンドルが時計回り方向(右操舵)の場合には正(+)で表わし、車両が前進している状態でハンドルが反時計回り方向(左操舵)の場合には負(−)で表わす。
【0053】
なお、アンダステア補正量DA、オーバステア補正量DOは、それぞれ図9、図10に示すように不感帯をそれぞれ独自に設定しているので、アンダステア状態またはオーバステア状態に応じた最適な補正を行うことができる。
【0054】
乗算手段35は、ソフト制御の乗算機能を備え、車速係数KR、アンダステア補正量信号DAおよび角差変化係数KVを乗算処理し、減算補正信号としてのアンダステア補正量信号IDA(=KR*KV*DA)を加算手段37に供給する。
【0055】
アンダステア補正量信号IDAは、図9示すアンダステア補正量DAを図8に示す車速係数KRで補正するので、極低停車速領域を除く低車速領域、中車速領域および高車速領域の全てでアンダステア補正量DAの特性と同じに設定することができる。
【0056】
乗算手段36は、ソフト制御の乗算機能を備え、車速係数KR、オーバステア補正量信号DOおよび角差変化係数KVを乗算処理し、減算補正信号としてのオーバステア補正量信号IDO(=KR*KV*DO)を加算手段37に供給する。
【0057】
オーバステア補正量信号IDOは、図10に示すオーバステア補正量DOを図8示す車速係数KRで補正するので、極低停車速領域を除く低車速領域、中車速領域および高車速領域の全てでオーバステア補正量DOの特性と同じに設定することができる。
なお、オーバステア補正量DOは、アンダステア補正量DAに比べ、不感帯を狭く傾きも小さく設定する。
【0058】
加算手段37は、ソフト制御の加算機能を備え、乗算手段35から供給されるアンダステア補正量信号IDA(=KR*KV*DA)と、乗算手段36から供給されるオーバステア補正量信号IDO(=KR*KV*DO)を加算処理し、アンダステア補正量信号IDAまたはオーバステア補正量信号IDOのいずれか一方を補正信号IDとして図2に示す補正量制御手段17に供給する。
【0059】
角差変化量演算手段39は、微分演算機能を備え、滑り角差推定手段30から供給される角差信号βfrに微分演算を施し、角差変化量信号DV(=dβfr/dt)を角差変化係数発生手段40に供給する。
【0060】
角差変化係数発生手段40は、ROM等のメモリを備え、予め図11に示す角差変化量DVと角差変化係数KVの特性データを記憶しておき、角差変化量信号DVが供給されると、対応した角差変化係数KVを読み出して乗算手段35および乗算手段36に供給する。
【0061】
角差変化量DVは、角差信号βfrの変化を表し、したがって車両挙動の時間的な変化を表わすので、車両挙動の急激な変化に対応したアンダステア補正量信号IDA(=KR*KV*DA)またはオーバステア補正量信号IDO(=KR*KV*DO)を発生することができる。
【0062】
図2に戻り、補正手段25は、減算機能を備え、目標電流信号設定手段21から供給される目標電流信号IMSと補正量制御手段24から供給される補正信号IDとの偏差(=IMS−ID)を演算し、補正された新たな目標電流信号IMH(=IMS−ID)として偏差演算手段22に供給する。
このように、補正手段25は目標電流信号IMSを補正信号ID(アンダステア補正量信号IDAまたはオーバステア補正量信号IDO)で減算補正する。
【0063】
補正量制御手段17は、車両後退検出手段16から供給されるHレベルの後退信号Rに基づいて車両が後退時に車両挙動判定手段24から供給される補正信号IDの補正手段25への供給の禁止または実行の制御を行う。
【0064】
このように、この発明に係る電動パワーステアリング装置1は、車両の後退を検出する後退検出手段16を備えるとともに、制御手段13は、後退検出手段16からの後退信号Rに基づいて車両挙動判定手段24からの補正量IDを制御する補正量制御手段17を備えたので、車両の前進時だけでなく車両の後退時にも車両挙動に応じて補助トルクの補正を実行したり、禁止したりすることができる。
【0065】
図4はこの発明に係る補正量制御手段の一実施の形態要部ブロック構成図である。
図4において、補正量制御手段17は、ソフト制御のスイッチ手段で構成し、車両の後退を車両後退検出手段16が検出してHレベルの後退信号Rが供給された場合には、スイッチを閉成(メーク:実線表示)状態から開成(ブレーク:破線表示)に切り替え、車両挙動判定手段24から供給される補正信号IDの補正手段25への供給を禁止する。
【0066】
一方、補正量制御手段17は、車両が前進状態の場合には、車両後退検出手段16からLレベルの後退信号Rが供給されるため、スイッチを閉成(メーク:実線表示)状態に保持して車両挙動判定手段24から供給される補正信号IDを補正手段25へ供給する。
【0067】
このように、この発明に係る電動パワーステアリング装置1の補正量制御手段17は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号Rに基づいて車両挙動判定手段24からの補正量IDの出力を禁止するので、運転技量の低いドライバに対しては車両後退時の車両挙動に応じた補助トルクの補正を実行しないようにすることができる。
【0068】
次に、運転技量の高いドライバに対して、車両が後退時にも車両挙動に対する補助トルクの補正を実行して車両挙動を操舵反力として感知できるものについて説明する。
【0069】
車両の後退時にハンドルを時計回り方向に操舵(右操舵)すると、車速信号V、切れ角信号δの方向は車両が前進状態でハンドルを時計回り方向に操舵(右操舵)の場合と変らないが、ヨー角速度信号Yだけは車体が反時計方向に旋回するので方向信号Nが負(−)となり、極性が逆となる。
【0070】
車両が後退時にも車両が前進時と同じように車両挙動判定手段24から出力される補正量IDを扱うためには、車両後退時にヨー角速度信号Yの符号を逆(反転)させることで解決することができる。
【0071】
図5はこの発明に係る補正量制御手段の別実施の形態要部ブロック構成図である。
図5において、補正量制御手段18は、反転符号発生手段41、乗算手段42を備え、ヨー角速度センサ9と制御手段28内の車両挙動判定手段24のヨー角速度信号Y入力端子間に配置する。
なお、図5は車両が後退時で時計回り方向にハンドルを操舵(右操舵)した状態を表わし、この状態ではヨー角速度信号Yを負(−)とし、ヨー角速度信号−Yで表わす。
【0072】
反転符号発生手段41は、ROM等のメモリで構成し、定数1および定数−1を予め記憶しておき、Lレベルの後退信号Rが供給された場合には定数1を読み出し、定数1を乗算手段42に供給する。
【0073】
また、反転符号発生手段41は、Hレベルの後退信号Rが供給された場合には定数−1を読み出し、定数−1を乗算手段42に供給する。
【0074】
乗算手段42は、乗算機能を備え、ヨー角速度センサ9から供給されるヨー角速度信号Y(または、−Y)と、反転符号発生手段41から供給される定数1(または、−1)とを乗算(Y*1または−Y*−1)し、新たなヨー角速度信号Yを車両挙動判定手段24に供給する。
【0075】
上記のように、新たなヨー角速度信号Yの方向信号Nは、車両が前進している状態でハンドルを右操舵した場合、または車両が後退している状態でハンドルを右操舵した場合には、いずれも正(+)となる。
【0076】
一方、新たなヨー角速度信号Yの方向信号Nは、車両が前進している状態でハンドルを左操舵した場合、または車両が後退している状態でハンドルを左操舵した場合には、いずれも負(−)となる。
【0077】
したがって、車両の前進状態または後退状態に拘らず、ハンドルの右操舵または左操舵の状態のみで、ヨー角速度信号Yの方向信号Nを決定することができる。
これによって、車両挙動判定手段24から出力される補正信号IDの符号(極性)も車両の前進状態または後退状態に拘らず、ハンドルの右操舵または左操舵の状態のみで決定することができる。
【0078】
このように、この発明に係る電動パワーステアリング装置1の補正量制御手段18は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号Rに基づいて車両挙動判定手段24に供給されるヨー角速度信号Yの極性を反転させ、車両挙動判定手段24からの補正量IDで目標電流信号IMSを補正するので、車両の後退時にも車両の前進時と全く同じように車両挙動に応じて補助トルクを補正することができる。
【0079】
なお、図4に示す補助トルクの補正禁止または図5に示す補助トルクの補正実行の設定は、ドライバの操作によって切替え可能にしてもよい。
また、工場出荷時やサービスステーションで設定できるようにしてもよい。
【0080】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の後退を検出する後退検出手段を備えるとともに、制御手段は、後退検出手段からの後退信号に基づいて車両挙動判定手段からの補正量を制御する補正量制御手段を備え、車両の前進時だけでなく車両の後退時にも車両挙動に応じて補助トルクの補正を実行したり、禁止することができるので、運転技量の低いドライバや運転技量の高いドライバの車両後退時の操舵フィーリングを向上させることができる。
【0081】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置の補正量制御手段は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて車両挙動判定手段からの補正量の出力を禁止し、運転技量の低いドライバに対しては車両挙動に応じた補助トルクの補正を実行しないようにするので、運転技量の低いドライバに違和感のない操舵フィーリングを提供することができる。
【0082】
さらに、この発明に係る電動パワーステアリング装置の補正量制御手段は、後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて車両挙動判定手段に供給されるヨー角速度信号の極性を反転させ、車両挙動判定手段からの補正量で目標電流信号を補正し、車両の後退時にも車両の前進時と全く同じように車両挙動に応じて目標電流信号を補正することができるので、車両挙動を操舵反力として感知することにより、運転技量の高いドライバの車両後退時の操舵フィーリングを向上させることができる。
【0083】
よって、車両の後退時にも車両挙動を操舵反力として感知し、ドライバの操舵フィーリングを向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図
【図2】この発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態基本要部ブロック構成図
【図3】この発明に係る車両挙動判定手段の要部ブロック構成図
【図4】この発明に係る補正量制御手段の一実施の形態要部ブロック構成図
【図5】この発明に係る補正量制御手段の別実施の形態要部ブロック構成図
【図6】操舵トルク信号T−目標電流信号IMS特性図
【図7】車速信号V−車速係数KT特性図
【図8】車速信号V−車速係数KR特性図
【図9】角差信号βfrの絶対値|βfr|−アンダステア補正量DA特性図
【図10】角差信号の絶対値|βfr|−オーバステア補正量DO特性図
【図11】角差変化量DV−角差変化係数KV特性図
【符号の説明】
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、9…ヨー角速度センサ、10…切れ角センサ、11…車速センサ、12…操舵トルクセンサ、13,27,28…制御手段、16…車両後退検出手段、17,18…補正量制御手段、21…目標電流信号設定手段、22…偏差演算手段、23…駆動制御手段、24…車両挙動手段、25…補正手段、41…反転符号発生手段、42…乗算手段。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that directly applies the power of an electric motor to a steering system to reduce the steering force of the driver, and in particular, an electric power steering apparatus that notifies the driver of a change in the steering reaction force and performs appropriate steering. About.
[0002]
[Prior art]
In a conventional electric power steering device, the difference between the slip angle (βf) of the front wheel of the vehicle and the slip angle (βr) of the rear wheel of the vehicle based on the vehicle speed, the yaw angular velocity, and the steering angle (tire cut angle) (hereinafter, Angle difference (referred to as βfr = βf−βr), a correction amount of vehicle behavior (oversteer state, understeer state, etc.) is determined based on the angle difference βfr, and the target steering torque signal based on the steering torque is determined as the angle difference. By driving the electric motor with a correction amount corresponding to βfr, the auxiliary torque generated by the electric motor is corrected and applied to the steering system, and the steering reaction force transmitted from the road via the steering wheel is determined according to the vehicle behavior. There are known devices that allow a driver to sense and allow the driver to perform an appropriate steering operation according to vehicle behavior.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional electric power steering apparatus is configured so that the driver can perform an appropriate steering operation by correcting the target steering torque signal with a correction amount corresponding to the angle difference βfr according to the vehicle behavior when the vehicle moves forward. However, there is a problem that the vehicle behavior becomes unstable when the vehicle moves backward.
[0004]
For example, when the vehicle moves backward, the caster angle set for the suspension of the front wheels is opposite to the direction in which the vehicle acts when the vehicle is moving forward. Is unstable and staggers.
Further, the force to return the handle to the center (steering angle 0 degree) becomes weak.
[0005]
Such a phenomenon becomes conspicuous in a vehicle having an assist torque that can set the steering force to an optimum lightness in a low vehicle speed region in order to improve steering.
[0006]
In the vehicle having the steering characteristics as described above, there is a problem that it is difficult for the driver with low driving skill, for example, a driver who has just obtained a license, to operate the steering wheel when the vehicle moves backward.
[0007]
Further, in the conventional electric power steering apparatus, the control for changing the assist torque according to the vehicle behavior is set to be executed in a vehicle speed region (for example, 30 Km / h or more) in which the vehicle behavior changes greatly. Has been.
[0008]
However, even when the vehicle travels in a low vehicle speed range such as when traveling on a low μ road or during a U-turn, the vehicle behavior may change greatly. Under such conditions, the auxiliary torque depends on the vehicle behavior. It is desired from a driver with a high driving skill to change this.
[0009]
The electric power steering device that changes the auxiliary torque according to the vehicle behavior even when traveling in the low vehicle speed range makes the vehicle behavior unstable when the vehicle is moving backward, and therefore assists according to the vehicle behavior even when the vehicle is moving backward. Changing the torque is desirable for drivers with high driving skills.
[0010]
The present invention has been made to solve such problems, and a first object of the present invention is to provide an electric power steering device that prohibits a driver with low driving skill from changing the auxiliary torque when the vehicle moves backward. There is to do.
[0011]
A second object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of changing an auxiliary torque according to the vehicle behavior when the vehicle is reversing for a driver with high driving skill.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an electric power steering apparatus according to the present invention includes a reverse detection means for detecting the reverse of the vehicle, and the control means corrects the vehicle behavior determination means based on a reverse signal from the reverse detection means. A correction amount control means for controlling the amount is provided.
[0013]
The electric power steering apparatus according to the present invention includes a reverse detection means for detecting the reverse of the vehicle, and the control means controls the correction amount from the vehicle behavior determination means based on the reverse signal from the reverse detection means. Since the control means is provided, the auxiliary torque can be corrected or prohibited according to the vehicle behavior not only when the vehicle moves forward but also when the vehicle moves backward.
[0014]
Further, the correction amount control means of the electric power steering apparatus according to the present invention prohibits the output of the correction amount from the vehicle behavior determination means based on the reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. Features.
[0015]
The correction amount control means of the electric power steering apparatus according to the present invention prohibits the output of the correction amount from the vehicle behavior determination means based on the reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. It is possible not to execute the correction of the auxiliary torque according to the vehicle behavior for a driver having a low speed.
[0016]
Furthermore, the correction amount control means of the electric power steering apparatus according to the present invention reverses the polarity of the yaw angular velocity signal supplied to the vehicle behavior determination means based on the reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. The target current signal is corrected with the correction amount from the vehicle behavior determining means.
[0017]
The correction amount control means of the electric power steering apparatus according to the present invention reverses the polarity of the yaw angular velocity signal supplied to the vehicle behavior determination means based on the reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle, Since the target current signal is corrected with the correction amount from the vehicle behavior determining means, the target current signal can be corrected according to the vehicle behavior in the same manner as when the vehicle moves forward when the vehicle moves backward.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
In the present invention, even when the vehicle is moving backward, the driver senses the understeer state or the oversteer state of the vehicle as a steering reaction force through the steering wheel.
[0019]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a rack and pinion mechanism 5 including a steering wheel 2, a steering shaft 3, a hypoid gear 4, a pinion 5a and a rack shaft 5b, a tie rod 6, a front wheel 7 for steering wheels, and an auxiliary torque. An electric motor 8, a control means 13, an electric motor driving means 14, and an electric motor current detecting means 15 acting on the steering system are provided.
[0020]
The electric power steering device 1 detects a yaw angular velocity acting on the vehicle, outputs a yaw angular velocity signal Y converted into an electric signal corresponding to the yaw angular velocity, detects a front wheel turning angle, A turning angle sensor 10 for outputting a turning angle signal δ converted to an electrical signal corresponding to the turning angle of the front wheel, a vehicle speed sensor 11 for detecting a vehicle speed and outputting a vehicle speed signal V converted to an electrical signal corresponding to the vehicle speed, A steering torque sensor 12 that detects a steering torque acting on the steering wheel 2 and outputs a steering torque signal T converted into an electric signal corresponding to the steering torque, detects a reverse (back) of the vehicle, and is converted into an electric signal. Vehicle reverse detection means 16 for outputting the reverse signal R.
The turning angle signal δ may be calculated from the steering angle of the steering shaft.
Further, the vehicle reverse detection means 16 constituting the reverse detection means detects a signal corresponding to the reverse (R) position of the shift lever (for example, a voltage detection value of the potentiometer), and the reverse is converted into, for example, an H level signal. The signal R is supplied to the control means 13.
[0021]
The yaw angular velocity signal Y, the turning angle signal δ, and the steering torque signal T each have a magnitude and direction, and are supplied to the control means 13.
As for the directions of the yaw angular velocity signal Y, the turning angle signal δ, and the steering torque signal T, the clockwise direction is positive (plus) and the counterclockwise direction is negative (minus).
The vehicle speed signal V is assumed to have only a magnitude and no direction.
[0022]
When the steering wheel 2 is steered, the manual steering torque applied to the steering shaft 3 is converted from the rotational force of the pinion 5a to the axial movement of the rack shaft 5b via the rack and pinion mechanism 5, and via the tie rod 6. The steering of the front wheel 7 is changed.
[0023]
In order to assist manual steering torque, when the electric motor 8 is driven in response to the steering torque signal T, the electric motor torque is converted into auxiliary torque (assist torque) boosted via the hypoid gear 4 and the steering shaft 3 It acts on the vehicle and reduces the driver's steering force.
[0024]
The control means 13 is composed of various calculation means, processing means, determination means, switch means, signal generation means, memory, etc. based on a microprocessor, and generates a target current signal (IMS) corresponding to the steering torque signal T. An electric motor control signal VO (for example, an on signal, an off signal, and a PWM) corresponding to a difference (negative feedback) between the target current signal (IMS) and the electric motor current signal IMF corresponding to the electric motor current IM detected by the electric motor current detecting means 15 A mixed signal of signals) is generated, and the driving of the motor driving means 14 is controlled so that this difference becomes zero quickly.
[0025]
The control means 13 includes a slip angle difference estimation means, a correction means, and the like. Based on the yaw angular velocity signal Y, the turning angle signal δ, the vehicle speed signal V, and the vehicle dimensional parameter (wheel base), the front wheel slip angle and the rear angle are determined. A difference in the slip angle of the wheel (angle difference signal) is estimated by calculation, and an understeer correction amount and an oversteer correction amount are determined based on the magnitude of the difference (angle difference signal), and the target current signal (IMS) is determined based on the correction amount. ) Is corrected.
[0026]
Further, the control means 13 compares the direction signal (P) of the difference between the slip angle of the front wheels and the slip angle of the rear wheels (angle difference signal) and the direction signal (N) of the yaw angular velocity signal Y, thereby It is determined whether (vehicle behavior) is an understeer region or an oversteer region.
[0027]
Further, when the control means 13 detects the reverse of the vehicle and determines whether the vehicle state (vehicle behavior) is the understeer region or the oversteer region, the target current signal (understeer correction amount and oversteer correction amount) is used. A correction amount control means for correcting or prohibiting IMS) is provided, and correction is executed according to the driving skill of the driver when the vehicle is moving backward, or correction is prohibited.
[0028]
The motor driving means 14 is constituted by a bridge circuit composed of switching elements such as four power FETs (field effect transistors) and insulated gate / bipolar transistors (IGBT), for example, and PWM (pulse width modulation) based on the motor control signal VO. ) Is output, and the electric motor 8 is PWM-driven in the forward rotation or the reverse rotation.
[0029]
The motor current detection means 15 detects the motor current IM converted into a voltage by a resistor or a hall element connected in series with the motor 8 and feeds back the motor current signal IMF corresponding to the motor current IM to the control means 13. (Negative feedback).
[0030]
FIG. 2 is a block diagram showing a basic part of an embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention.
In FIG. 2, the control means 13 of the electric power steering apparatus 1 includes a target current signal setting means 21, a deviation calculation means 22, a drive control means 23, a vehicle behavior determination means 24, a correction means 25, and a correction amount control means 17.
[0031]
The target current signal setting means 21 stores in advance a steering torque signal T—target current signal IMS characteristic data shown in FIG. 6 and a vehicle speed signal V—vehicle speed coefficient KT characteristic data shown in FIG. A new vehicle speed signal V obtained by multiplying the target current signal IMS corresponding to the steering torque signal T detected by the steering torque sensor 12 and the vehicle speed coefficient KT corresponding to the vehicle speed signal V detected by the vehicle speed sensor 11 as a parameter. A target current signal IMS is supplied to the correction means 25.
The new target current signal IMS using the vehicle speed signal V as a parameter is set so as to decrease as the vehicle speed signal V increases even if the torque signal T is the same, thereby ensuring the stability of steering in the high vehicle speed region.
The sign (polarity) of the target current signal IMS is positive (+) when the steering torque signal T is clockwise (for example, right steering), and the steering torque signal T is counterclockwise (for example, left). In the case of (steering), it is minus (−).
[0032]
The deviation calculating means 22 has a subtractor or a subtracting function and has a difference ΔI (= IMH−IMF) between the target current signal IMH supplied from the correcting means 25 and the motor current signal IMF supplied from the motor current detecting means 15. And the deviation signal ΔI (= IMH−IMF) is supplied to the drive control means 23.
[0033]
The drive control unit 23 includes a PID controller, an electric motor control signal generation unit, and the like, and after performing proportional (P), integral (I) and differential (D) control on the deviation signal ΔI supplied from the deviation calculating unit 22, A motor control signal VO of PWM corresponding to right steering or left steering of the steering wheel (steering wheel 2) is generated based on a mixed signal obtained by mixing these signals subjected to proportional / integral / differential (PID) control, and the motor control signal is generated. VO is supplied to the motor driving means 14.
[0034]
The vehicle behavior determination unit 24 includes a slip angle difference estimation unit, a direction determination unit, a selection unit, an understeer correction amount output unit, an oversteer correction amount output unit, and the like. The vehicle speed signal V supplied from the vehicle speed sensor 11 and the yaw angular velocity sensor 9 are provided. The difference between the front wheel slip angle (βf) of the vehicle and the rear wheel slip angle (βr) of the vehicle (angle difference βfr = βf−) from the yaw angular velocity signal Y supplied from the vehicle and the cut angle signal δ supplied from the cut angle sensor 10. βr) is calculated, understeer correction amount (DA) and oversteer correction amount (DO) are generated based on this angular difference βfr, and correction signal ID corresponding to understeer correction amount (DA) or oversteer correction amount (DO) is corrected. This is supplied to the control means 17.
[0035]
FIG. 3 is a block diagram of the main part of the vehicle behavior determining means according to the present invention.
In FIG. 3, the vehicle behavior determination means 24 includes a vehicle speed coefficient generation means 26, a slip angle difference estimation means 30, a selection means 31, a direction determination means 32, an understeer correction amount output means 33, an oversteer correction amount output means 34, and a multiplication means 35. , Multiplication means 36, addition means 37, angle difference change amount calculation means 39, and angle difference change coefficient generation means 40.
[0036]
The vehicle speed coefficient generating means 26 includes a memory such as a ROM, stores characteristic data of the vehicle speed signal V and the vehicle speed coefficient KR shown in FIG. 8 in advance, and corresponds when the vehicle speed signal V is supplied from the vehicle speed sensor 11. The vehicle speed coefficient KR is read out and provided to the multiplication means 35 and the multiplication means 36.
[0037]
The slip angle difference estimation means 30 has a memory and a calculation function, and is based on a vehicle speed signal V, a yaw angular speed signal Y, a turning angle signal δ, and a vehicle dimension parameter L (for example, a wheel base) preset in the memory. The difference βfr (= βf−βr) between the front wheel slip angle (βf) and the rear wheel slip angle (βr) is calculated from the angle, and the angle difference signal βfr is selected by the selection means 31, the direction determination means 32, and the angle difference change amount calculation means 39. To supply.
[0038]
[Expression 1]
βfr = Y * L / V−δ
[0039]
Note that the front wheel slip angle (βf) and the rear wheel slip angle (βr) represent the angle in the tire traveling direction with reference to the tire direction, so that when the steering wheel is turned clockwise (right steering), the front wheel The advancing direction of the tire is counterclockwise with respect to the tire direction. When the clockwise direction is positive (plus), the front wheel slip angle (βf) is negative (minus).
Similarly, the rear wheel slip angle (βr) is also negative (minus), and the direction (sign) of the angle difference signal βfr is the absolute value of the rear wheel slip angle (βr) | βr | is the absolute value of the front wheel slip angle (βf). Until | βf | or more (| βr | ≧ | βf |), it is expressed as negative (minus).
[0040]
Further, when the steering wheel is turned counterclockwise (left steering), the tire traveling direction is clockwise with respect to the direction of the front tire, and when the clockwise direction is positive (plus), the front wheel slip angle (βf) The direction of is positive.
Similarly, the rear wheel slip angle (βr) is also positive (plus), and the direction (sign) of the angle difference signal βfr is the absolute value of the rear wheel slip angle (βr) | βr | is the absolute value of the front wheel slip angle (βf). Until | βf | or more (| βr | ≧ | βf |), it is expressed as positive (plus).
[0041]
Further, instead of the yaw angular velocity signal Y supplied to the direction determining means 32, a lateral acceleration G may be substituted.
[0042]
The selection means 31 has a soft control switch function, switches the switch based on the determination signal HO supplied from the direction determination means 32, and outputs the angle difference signal βfr supplied from the slip angle difference estimation means 30 to the understeer correction amount output. This is supplied to the means 33 or the oversteer correction amount output means 34.
[0043]
The direction determination unit 32 has a sign comparison function and is based on the direction signal P of the angular difference signal βfr supplied from the slip angle difference estimation unit 30 and the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y supplied from the yaw angular velocity sensor 9. Thus, when the direction signal P and the direction signal N match (the signs are the same), for example, the determination signal HO at the H level is supplied to the selection means 31, and the direction signal P and the direction signal N are different (the signs are different). In this case, for example, an L level determination signal HO is supplied to the selection means 31.
[0044]
When the direction signal P of the angular difference signal βfr and the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y are different (mismatch), for example, the yaw angular velocity Y is clockwise and the counterclockwise slip angle (βf) of the front wheel is rearward. When the wheel is larger than the counterclockwise slip angle (βr), the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y is positive (+) and the direction signal P of the angular difference signal βfr is negative (−), so that the vehicle The selection means 31 selects the understeer correction amount output means 33 by determining that the behavior is an understeer region (solid line display).
[0045]
On the other hand, when the direction signal P of the angular difference signal βfr and the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y are the same (match), for example, the yaw angular velocity Y is clockwise and the counterclockwise slip angle (βr of the rear wheel) ) Is larger than the counterclockwise slip angle (βf) of the front wheel, the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y is plus (+) and the direction signal P of the angular difference signal βfr is plus (+). The selection means 31 selects the oversteer correction amount output means 34 (denoted by a broken line) by determining that the vehicle behavior is an oversteer region.
[0046]
Note that the relationship between the direction signal P of the angular difference signal βfr and the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y has been described in the case where the steering wheel is in the clockwise direction (right steering) while the vehicle is moving forward. When the steering wheel is moving in the counterclockwise direction (left steering), the direction signal P of the angular difference signal βfr and the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y are handled in reverse to the case of right steering. The understeer region or oversteer region of the vehicle behavior can be determined.
[0047]
Understeer area with strong vehicle behavior means that the vehicle will not bend any further even if the steering wheel is further turned from the current steering state, and it is better to let the driver feel the reaction force and return the steering wheel. This is the steering area to notify.
[0048]
Since the reaction force correction is not necessary in the weak understeer region, the dead zone region of the understeer correction amount DA for the angular difference signal βfr is set large as shown in FIG.
[0049]
On the other hand, the strong oversteer region of the vehicle is a state where the vehicle may spin if it is as it is, and makes the driver feel a strong reaction force to facilitate counter-steering.
[0050]
The understeer correction amount output means 33 includes a memory such as a ROM, stores characteristic data of the absolute value | βfr | of the angle difference signal and the understeer correction amount DA shown in FIG. When the signal βfr is supplied, the corresponding understeer correction amount DA is read, and the understeer correction amount signal DA is supplied to the multiplication unit 35.
[0051]
The oversteer correction amount output means 34 includes a memory such as a ROM, stores characteristic data of the absolute value | βfr | of the angle difference signal and the oversteer correction amount DO shown in FIG. When the signal βfr is supplied, the corresponding oversteer correction amount DO is read, and the oversteer correction amount signal DO is supplied to the multiplication means 36.
[0052]
The understeer correction amount signal DA and the oversteer correction amount signal DO are expressed as positive (+) when the steering wheel is in the clockwise direction (right steering) with the vehicle moving forward, and the vehicle is moving forward. When the steering wheel is in the counterclockwise direction (left steering), it is expressed as negative (-).
[0053]
The understeer correction amount DA and oversteer correction amount DO have their own dead zones as shown in FIGS. 9 and 10, respectively, so that optimum correction according to the understeer state or oversteer state can be performed. .
[0054]
The multiplication means 35 has a software-controlled multiplication function, multiplies the vehicle speed coefficient KR, the understeer correction amount signal DA, and the angle difference change coefficient KV, and performs an understeer correction amount signal IDA (= KR * KV * DA as a subtraction correction signal). ) Is supplied to the adding means 37.
[0055]
Since the understeer correction amount signal IDA corrects the understeer correction amount DA shown in FIG. 9 with the vehicle speed coefficient KR shown in FIG. 8, understeer correction is performed in all of the low vehicle speed region, the medium vehicle speed region, and the high vehicle speed region except for the extremely low stop speed region. It can be set to the same characteristic as the quantity DA.
[0056]
The multiplication means 36 has a software-controlled multiplication function, multiplies the vehicle speed coefficient KR, the oversteer correction amount signal DO, and the angular difference change coefficient KV, and performs an oversteer correction amount signal IDO (= KR * KV * DO) as a subtraction correction signal. ) Is supplied to the adding means 37.
[0057]
Since the oversteer correction amount signal IDO corrects the oversteer correction amount DO shown in FIG. 10 by the vehicle speed coefficient KR shown in FIG. 8, oversteer correction is performed in all of the low vehicle speed region, the medium vehicle speed region, and the high vehicle speed region excluding the extremely low stop speed region. It can be set to the same characteristics as the quantity DO.
The oversteer correction amount DO is set so that the dead zone is narrower and the inclination is smaller than the understeer correction amount DA.
[0058]
The adding means 37 has a software-controlled adding function, and an understeer correction amount signal IDA (= KR * KV * DA) supplied from the multiplying means 35 and an oversteer correction amount signal IDO (= KR) supplied from the multiplying means 36. * KV * DO) is added, and one of the understeer correction amount signal IDA and the oversteer correction amount signal IDO is supplied to the correction amount control means 17 shown in FIG. 2 as the correction signal ID.
[0059]
The angular difference change amount calculation means 39 has a differential calculation function, performs a differential calculation on the angle difference signal βfr supplied from the slip angle difference estimation means 30, and determines the angular difference change amount signal DV (= dβfr / dt) as the angular difference. This is supplied to the change coefficient generator 40.
[0060]
The angle difference change coefficient generating means 40 includes a memory such as a ROM, stores characteristic data of the angle difference change amount DV and the angle difference change coefficient KV shown in FIG. 11 in advance, and is supplied with an angle difference change amount signal DV. Then, the corresponding angular difference change coefficient KV is read out and supplied to the multiplication means 35 and the multiplication means 36.
[0061]
The angle difference change amount DV represents a change in the angle difference signal βfr, and thus represents a temporal change in the vehicle behavior. Therefore, the understeer correction amount signal IDA (= KR * KV * DA) corresponding to the sudden change in the vehicle behavior. Alternatively, the oversteer correction amount signal IDO (= KR * KV * DO) can be generated.
[0062]
Returning to FIG. 2, the correction unit 25 has a subtraction function, and a deviation (= IMS−ID) between the target current signal IMS supplied from the target current signal setting unit 21 and the correction signal ID supplied from the correction amount control unit 24. ) And is supplied to the deviation calculating means 22 as a corrected new target current signal IMH (= IMS-ID).
In this way, the correction means 25 subtracts and corrects the target current signal IMS with the correction signal ID (understeer correction amount signal IDA or oversteer correction amount signal IDO).
[0063]
The correction amount control means 17 prohibits the supply of the correction signal ID supplied from the vehicle behavior determination means 24 to the correction means 25 when the vehicle moves backward based on the H level reverse signal R supplied from the vehicle reverse detection means 16. Or control the execution.
[0064]
As described above, the electric power steering apparatus 1 according to the present invention includes the reverse detection means 16 for detecting the reverse of the vehicle, and the control means 13 is based on the reverse signal R from the reverse detection means 16 and the vehicle behavior determination means. Since the correction amount control means 17 for controlling the correction amount ID from 24 is provided, correction of the auxiliary torque is executed or prohibited not only when the vehicle is moving forward but also when the vehicle is moving backward according to the vehicle behavior. Can do.
[0065]
FIG. 4 is a block diagram showing the principal part of one embodiment of the correction amount control means according to the present invention.
In FIG. 4, the correction amount control means 17 is constituted by a soft control switch means. When the vehicle reverse detection means 16 detects the reverse of the vehicle and an H level reverse signal R is supplied, the switch is closed. Switching from the formation (make: solid line display) state to the opening (break: broken line display), the supply of the correction signal ID supplied from the vehicle behavior determination means 24 to the correction means 25 is prohibited.
[0066]
On the other hand, when the vehicle is in the forward state, the correction amount control unit 17 is supplied with the L level reverse signal R from the vehicle reverse detection unit 16, and thus the switch is kept closed (make: solid line display). Then, the correction signal ID supplied from the vehicle behavior determination means 24 is supplied to the correction means 25.
[0067]
As described above, the correction amount control means 17 of the electric power steering apparatus 1 according to the present invention provides the correction amount ID from the vehicle behavior determination means 24 based on the reverse signal R when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. Therefore, it is possible to prevent the driver having a low driving skill from performing the correction of the auxiliary torque in accordance with the vehicle behavior when the vehicle moves backward.
[0068]
Next, a description will be given of a driver capable of sensing the vehicle behavior as the steering reaction force by executing the correction of the auxiliary torque with respect to the vehicle behavior even when the vehicle is moving backward, for a driver with high driving skill.
[0069]
If the steering wheel is steered clockwise (right steering) when the vehicle is moving backward, the direction of the vehicle speed signal V and the turning angle signal δ is the same as when the steering wheel is steered clockwise (right steering) while the vehicle is moving forward. Only the yaw angular velocity signal Y turns the vehicle body counterclockwise, so the direction signal N is negative (-) and the polarity is reversed.
[0070]
In order to handle the correction amount ID output from the vehicle behavior determination means 24 even when the vehicle is moving backward, the problem is solved by reversing (reversing) the sign of the yaw angular velocity signal Y when the vehicle moves backward. be able to.
[0071]
FIG. 5 is a block diagram showing the principal part of another embodiment of the correction amount control means according to the present invention.
In FIG. 5, the correction amount control means 18 includes an inverted sign generation means 41 and a multiplication means 42, and is arranged between the yaw angular velocity sensor 9 and the yaw angular velocity signal Y input terminal of the vehicle behavior determination means 24 in the control means 28.
FIG. 5 shows a state in which the steering wheel is steered clockwise (right steering) when the vehicle is moving backward. In this state, the yaw angular velocity signal Y is negative (−) and is represented by the yaw angular velocity signal −Y.
[0072]
The inversion code generation means 41 is composed of a memory such as a ROM, stores constant 1 and constant −1 in advance, reads constant 1 when L level backward signal R is supplied, and multiplies constant 1 Supply to means 42.
[0073]
Further, the inverted code generation means 41 reads the constant −1 when the H level backward signal R is supplied, and supplies the constant −1 to the multiplication means 42.
[0074]
The multiplication unit 42 has a multiplication function, and multiplies the yaw angular velocity signal Y (or -Y) supplied from the yaw angular velocity sensor 9 by the constant 1 (or -1) supplied from the inversion code generation unit 41. (Y * 1 or -Y * -1) and a new yaw angular velocity signal Y is supplied to the vehicle behavior determination means 24.
[0075]
As described above, the direction signal N of the new yaw angular velocity signal Y is obtained when the steering wheel is steered to the right while the vehicle is moving forward, or when the steering wheel is steered to the right while the vehicle is moving backward. Both are positive (+).
[0076]
On the other hand, the direction signal N of the new yaw angular velocity signal Y is negative when the steering wheel is left-steered while the vehicle is moving forward or when the steering wheel is left-steered while the vehicle is moving backward. (-).
[0077]
Therefore, the direction signal N of the yaw angular velocity signal Y can be determined only by the right steering or left steering state of the steering wheel, regardless of whether the vehicle is moving forward or backward.
As a result, the sign (polarity) of the correction signal ID output from the vehicle behavior determination means 24 can be determined only by the right steering or left steering state of the steering wheel, regardless of whether the vehicle is moving forward or backward.
[0078]
As described above, the correction amount control means 18 of the electric power steering apparatus 1 according to the present invention provides the yaw supplied to the vehicle behavior determination means 24 based on the reverse signal R when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. Since the polarity of the angular velocity signal Y is reversed and the target current signal IMS is corrected with the correction amount ID from the vehicle behavior determination means 24, the auxiliary torque is also applied in accordance with the vehicle behavior in the same manner as when the vehicle moves forward when the vehicle moves backward. Can be corrected.
[0079]
It should be noted that the setting of prohibition of auxiliary torque correction shown in FIG. 4 or correction execution of auxiliary torque shown in FIG. 5 may be switched by an operation of a driver.
Further, it may be set at the time of factory shipment or at a service station.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, the electric power steering apparatus according to the present invention includes the reverse detection means for detecting the reverse of the vehicle, and the control means corrects from the vehicle behavior determination means based on the reverse signal from the reverse detection means. A correction amount control means for controlling the amount is provided, and correction of auxiliary torque can be executed or prohibited according to vehicle behavior not only when the vehicle moves forward but also when the vehicle moves backward. It is possible to improve the steering feeling when the driver with high driving skill moves backward.
[0081]
Further, the correction amount control means of the electric power steering apparatus according to the present invention prohibits the output of the correction amount from the vehicle behavior determination means based on the reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. Since the correction of the assist torque according to the vehicle behavior is not executed for the driver with low skill, it is possible to provide a steering feeling without a sense of incongruity to the driver with low driving skill.
[0082]
Furthermore, the correction amount control means of the electric power steering apparatus according to the present invention reverses the polarity of the yaw angular velocity signal supplied to the vehicle behavior determination means based on the reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle. The target current signal is corrected with the correction amount from the vehicle behavior determination means, and the target current signal can be corrected according to the vehicle behavior in the same manner as when the vehicle moves forward when the vehicle moves backward. By sensing as a steering reaction force, it is possible to improve the steering feeling of the driver with high driving skill when the vehicle moves backward.
[0083]
Therefore, it is possible to provide an electric power steering apparatus that can detect the vehicle behavior as a steering reaction force even when the vehicle is moving backward and improve the steering feeling of the driver.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a basic part of an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of the main part of the vehicle behavior determining means according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a main part of an embodiment of a correction amount control means according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of the main part of another embodiment of the correction amount control means according to the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram of steering torque signal T-target current signal IMS.
FIG. 7 is a characteristic diagram of vehicle speed signal V-vehicle speed coefficient KT.
[Fig. 8] Vehicle speed signal V-vehicle speed coefficient KR characteristic diagram
FIG. 9 is an absolute value | βfr | −understeer correction amount DA characteristic diagram of the angle difference signal βfr.
FIG. 10 is an absolute value of the angle difference signal | βfr | —oversteer correction amount DO characteristic diagram;
FIG. 11 is an angle difference change amount DV-angle difference change coefficient KV characteristic diagram;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering wheel, 9 ... Yaw angular velocity sensor, 10 ... Cutting angle sensor, 11 ... Vehicle speed sensor, 12 ... Steering torque sensor, 13, 27, 28 ... Control means, 16 ... Vehicle reverse detection means , 17, 18 ... Correction amount control means, 21 ... Target current signal setting means, 22 ... Deviation calculation means, 23 ... Drive control means, 24 ... Vehicle behavior means, 25 ... Correction means, 41 ... Inverted sign generation means, 42 ... Multiplication means.

Claims (3)

ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、前後輪の滑り角差に基づいて車両挙動を判定して補正量を出力する車両挙動判定手段、少なくとも前記操舵トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流信号設定手段、この目標電流信号設定手段からの目標電流信号を前記車両挙動判定手段からの補正量で補正する補正手段を備え、前記電動機の駆動を制御する制御手段と、からなる電動パワーステアリング装置において、
車両の後退を検出する後退検出手段を備えるとともに、前記制御手段は前記後退検出手段からの後退信号に基づいて前記車両挙動判定手段からの補正量を制御する補正量制御手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering torque sensor for detecting steering torque of the steering system, an electric motor for adding auxiliary torque to the steering system, vehicle behavior determination means for determining a vehicle behavior based on a slip angle difference between front and rear wheels and outputting a correction amount, at least Target current signal setting means for setting a target current signal based on a steering torque signal from the steering torque sensor, and correction means for correcting the target current signal from the target current signal setting means with a correction amount from the vehicle behavior determination means. An electric power steering apparatus comprising: control means for controlling the drive of the electric motor;
The vehicle is provided with reverse detection means for detecting the reverse of the vehicle, and the control means is provided with a correction amount control means for controlling a correction amount from the vehicle behavior determination means based on a reverse signal from the reverse detection means. Electric power steering device.
前記補正量制御手段は、前記後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて前記車両挙動判定手段からの補正量の出力を禁止することを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。2. The correction amount control means for prohibiting output of a correction amount from the vehicle behavior determination means based on a reverse signal when the reverse detection means detects a reverse of the vehicle. Electric power steering device. 前記補正量制御手段は、前記後退検出手段が車両の後退を検出した時は、後退信号に基づいて前記車両挙動判定手段に供給されるヨー角速度信号の極性を反転させ、前記車両挙動判定手段からの補正量で目標電流信号を補正することを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。The correction amount control means reverses the polarity of the yaw angular velocity signal supplied to the vehicle behavior determination means based on a reverse signal when the reverse detection means detects the reverse of the vehicle, and from the vehicle behavior determination means The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the target current signal is corrected with a correction amount.
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