JP3884842B2 - Vehicle steering system - Google Patents

Vehicle steering system Download PDF

Info

Publication number
JP3884842B2
JP3884842B2 JP31544897A JP31544897A JP3884842B2 JP 3884842 B2 JP3884842 B2 JP 3884842B2 JP 31544897 A JP31544897 A JP 31544897A JP 31544897 A JP31544897 A JP 31544897A JP 3884842 B2 JP3884842 B2 JP 3884842B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
torque
auxiliary
vehicle
reaction force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP31544897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11147476A (en
Inventor
裕 西
剛 西森
和重 菅俣
浩行 川越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP31544897A priority Critical patent/JP3884842B2/en
Publication of JPH11147476A publication Critical patent/JPH11147476A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3884842B2 publication Critical patent/JP3884842B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【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。
【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50−33584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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した補助操舵反力トルクは、操舵角速度をパラメータとするダンピングトルクと、ヨーレイトをパラメータとするヨーレイトトルクとを含んでいるが、図12に示すように、例えばヨーレイトは例えば60km/h程度の低速走行時と180km/hに至る高速走行時とでその周波数応答特性が異なる。特に高速走行時の比較的高周波領域でゲインにヨー共振によるピークが現出する。すると、従来の上記したような構造の操舵装置にあっては、入力されるヨーレイトと出力されるヨーレイトトルクとが1対1の対応となっていることから、上記ピークの近傍でヨーレイトトルクが大きくなり、その周波数領域の操舵入力に対して影響を与え、不自然にハンドルが重くなるなどの違和感を与えることが考えられる。
【0008】
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。
【0009】
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、特に高速走行時の操舵違和感が発生することのない車両用操舵装置を提供することにある。
【0010】
【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、前記車両挙動検出手段によって検出されたヨーレイト等の検出値を補正すべく、車速に応じて周波数応答特性が変更される特性補償器を有し、前記補助反力トルク決定手段が、前記特性補償器により特性補償された補正値に基づき補助反力トルクを決定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。
【0011】
このように、ヨーレイトの検出値にフィルタなどの特性補償器により特性補償し、例えばヨーレイトの周波数応答特性のヨー共振等によるピークを小さくする、またはなくすことで、操舵周波数の全域に亘り平坦な周波数応答特性となり、共振点近傍の補助操舵反力トルクの変化による操舵違和感を軽減または完全に解消できる。
【0012】
【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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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17aからの出力信号にこの制御信号を加算する。
【0019】
この処理を図4〜図10を併せて参照して更に詳しく説明する。先ず上記ステップ1に於いては、図4のフローチャートに示すように、車速V(ステップ11)、ハンドル角速度ω(ステップ12)、ヨーレイトγ(ステップ13)をそれぞれ読込む処理が行われる。
【0020】
次に上記ステップ2に於いては、図5のフローチャートに示すように、まず、図7(a)に示すような操舵角速度ωをアドレスとし、車速Vごとに異なる特性に設定されているデータテーブルから補助反力トルクT1(ダンピングトルク成分)を求める(ステップ21)。次に、検出されたこの実ヨーレイトγに対して、図7(b)に示すような車速Vごとに異なる特性に設定されている特性補償器としてのローパスフィルタFをかけ、補正ヨーレイトγfを得る(ステップ22)。
【0021】
次に、ステップ23にて、図7(c)に示すような補正ヨーレイトγfをアドレスとし、車速Vごとに異なる特性に設定されているデータテーブルから、補助反力トルクT2(ヨーレイトトルク成分)を求める。そして、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24)。
【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25)を行い、目標補助反力トルク決定値TAを決定する。
【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21〜25は図6の各ブロックに対応する。
【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。
【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20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。
【0026】
ここで、このフィルタFを例えばカットオフ周波数を0.9Hzとする一次遅れローパスフィルタとした場合の或る車両に於ける補助操舵反力トルクの周波数応答特性を図9〜図11に示す。図9(a)がフィルタFの周波数とゲインとの関係、図9(b)がフィルタFの周波数と位相との関係を示している。図10(a)が、操舵角に対するヨーレイトの周波数とゲインとの関係、図10(b)が同じく周波数と位相との関係を示している。また、図11(a)が、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、図11(b)が同じく周波数と位相との関係を示している。尚、実線は上記フィルタFを使用した場合の高速時(180km/h)の特性、波線はフィルタFを使用しない場合の高速時(180km/h)の特性、想像線はフィルタFを使用しない場合の低速時(60km/h)の特性をそれぞれ示している。
【0027】
図10及び図11に示すように、高速領域では、フィルタFを使用しない場合、ヨー共振ピークが現出して望ましい特性が得られず、操舵に違和感を生じるが、フィルタFを使用することにより、このピークが殆どなくなり、概ね望ましい特性と一致する周波数応答特性が得られるようになり、操舵フィーリングが向上する。このフィルタFのカットオフ周波数は図7(b)に示すように車速Vに応じて可変とすることで、全車速で常に望ましい特性と一致する周波数応答特性が得られるようになる。
【0028】
尚、低速領域(例えば車速60km/h)ではフィルタFを使用しなくても殆どヨー共振を生じず、フィルタFを用いなくても概ね望ましい周波数応答特性を示す。但し、実際には低速領域でも適正なフィルタをかけることにより、操舵力のきめ細かい設定が可能となり、一層望ましい特性と一致する周波数応答特性が得られるようにすることも可能である。
【0029】
また、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。また、上記実施形態では、ヨーレートγの入力値に対する特性補償器として、一次遅れのローパスフィルタを用いたが、実際には更に高度なフィルタや増幅器等を用いても良い。
【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、車両挙動検出手段の検出値に基づいて補助操舵力トルク及び補助操舵反力トルク発生用電動機の駆動トルクを制御する車両用操舵装置に於ける車両挙動検出値に、車速に応じて特性補償するようにして、例えばヨーレートの周波数応答特性のヨー共振によるピークを小さくする、またはなくすことができ、共振点近傍の補助操舵反力トルクの変化による操舵違和感が軽減または完全に解消でき、通常運転時の操舵感を犠牲にすることなく走行時の速度全域に亘り適正な操舵力及び外乱時の車両挙動抑制力を高いレベルで両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】同操舵装置の制御系の回路ブロック図。
【図3】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。
【図4】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。
【図5】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。
【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。
【図7】(a)、(b)、(c)は共に同制御処理に用いられるデータテーブルの拡大図。
【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。
【図9】(a)は同操舵装置のヨーレイトフィルタFの操舵周波数とゲインとの関係、(b)は操舵周波数と位相との関係を示すグラフ。
【図10】(a)は同操舵装置の車速の違いによる操舵周波数とヨーレイトゲインとの関係、(b)は操舵周波数とヨーレイトの位相との関係を示すグラフ。
【図11】(a)は同操舵装置の車速の違いによる操舵周波数と補助操舵反力トルクのゲインとの関係、(b)は操舵周波数と補助操舵反力トルクの位相車速の違いによるとの関係を示すグラフ。
【図12】(a)は、従来の電動式補助操舵力発生装置を有する操舵装置の車速の違いによる操舵周波数とヨーレートゲインとの関係、(b)は操舵周波数とヨーレートの位相との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering device, and more particularly to a steering device configured to be able to generate an appropriate steering reaction torque and a steering torque that suppresses vehicle behavior when a disturbance is generated by an electric motor.
[0002]
[Prior art]
As a so-called power steering device for reducing the driver's steering force, for example, a device of the type described in Japanese Patent Publication No. 50-33584 is known. This is designed to assist the steering force of the steering wheel with the output torque of the electric motor, and detect the amplification of the detection signal of the steering torque applied by the driver to the steering wheel, such as the vehicle speed and road conditions. By changing in accordance with the signal, the output torque of the auxiliary motor is increased or decreased so that the optimum steering torque is always obtained.
[0003]
By the way, if the vehicle receives a strong crosswind or travels along a narrow road while traveling, the vehicle may be deflected in a direction away from the target travel line. Further, the road surface reaction force decreases when traveling on a road surface with 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 a low speed.
[0004]
In the case of the above-described conventional power steering device, since the electric motor generates auxiliary steering torque only after the driver steers, even if the vehicle is deflected by receiving a crosswind during driving, the electric motor does not generate auxiliary steering torque. Does not occur. Therefore, in order to suppress the deflection of the vehicle, the driver himself has to operate the steering wheel. On the other hand, the power steering device generally requires a larger steering force as the lateral acceleration and yaw rate of the vehicle increase. Therefore, in the case of the deflection of the vehicle due to disturbance, there is a disadvantage that the larger the value is, the larger the steering torque required for correction becomes.
[0005]
Therefore, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-105100, vehicle behavior such as yaw rate and lateral acceleration is detected, an auxiliary reaction force torque value is determined based on the detected value, and the auxiliary reaction force torque value and steering torque are determined. There has been proposed one that controls the driving torque of the electric motor based on the auxiliary steering torque value determined based on the detected value.
[0006]
According to this structure, it is possible to improve the deflection suppression performance when disturbances such as crosswinds and rutted roads are applied to the vehicle, and improve the running stability of the vehicle. Even the steering operation load is reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the auxiliary steering reaction torque described above includes a damping torque whose parameter is the steering angular velocity and a yaw rate torque whose parameter is the yaw rate. As shown in FIG. 12, for example, the yaw rate is about 60 km / h, for example. The frequency response characteristics differ between the low-speed traveling and the high-speed traveling up to 180 km / h. In particular, a peak due to yaw resonance appears in the gain in a relatively high frequency region during high-speed traveling. Then, in the conventional steering apparatus having the above-described structure, since the input yaw rate and the output yaw rate torque have a one-to-one correspondence, the yaw rate torque is large in the vicinity of the peak. Therefore, it is conceivable that the steering input in the frequency range is affected, and that the vehicle feels unnatural, such as an unnaturally heavy steering wheel.
[0008]
In particular, in order to increase the vehicle behavior suppression effect during disturbances, the ratio α of the reaction force component determined based on the yaw rate and the steering angular velocity corresponding to the steering angle with respect to the total steering torque (= auxiliary steering reaction torque / (auxiliary The above problem becomes significant when (steering reaction torque + self-aligning torque) = (auxiliary steering reaction torque / total steering torque)) is increased.
[0009]
The present invention has been devised in order to improve such disadvantages of the prior art, and its main purpose is to improve the deflection suppression performance at the time of disturbance action and to appropriately set the steering force at the time of normal turning. Another object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that does not cause a sense of discomfort during normal driving, particularly during high-speed driving.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, such an object is to provide a manual steering means for manually steering a steering wheel of a vehicle, a steering torque detecting means for detecting a steering torque applied to the manual steering means, An auxiliary steering torque determining unit that determines an auxiliary steering torque based on a detection value of the steering torque detecting unit, a vehicle behavior detecting unit that detects the behavior of the vehicle, and a detection value detected by the vehicle behavior detecting unit Auxiliary reaction force torque determining means for determining auxiliary reaction force torque, an electric motor for applying auxiliary torque to the steering wheel, and the auxiliary reaction force torque determination to the auxiliary steering torque value determined by the auxiliary steering torque determining means In the vehicle steering apparatus, the vehicle behavior detection has a control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value obtained by adding an auxiliary reaction force torque value determined by the means In order to correct the detection value, such as a detected yaw rate by the step has a characteristic compensator frequency response characteristic is changed in accordance with the vehicle speed, the auxiliary reaction force torque determining means is characteristic compensation by the characteristic compensator This is achieved by providing a vehicle steering system characterized in that the auxiliary reaction force torque is determined based on the correction value.
[0011]
In this way, the yaw rate detection value is compensated for by a characteristic compensator such as a filter, and, for example, by reducing or eliminating the peak due to yaw resonance of the yaw rate frequency response characteristic, a flat frequency over the entire steering frequency. It becomes a response characteristic, and the uncomfortable feeling of steering caused by the change in the auxiliary steering reaction torque near the resonance point can be reduced or completely eliminated.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle steering apparatus to which the present invention is applied. This device includes a pinion 4 connected to a steering shaft 2 integrally connected to a steering wheel 1 via a connecting shaft 3 having a universal joint, and can reciprocate in the vehicle width direction while meshing with the pinion 4 and a tie rod 5. Manual steering force generating means comprising a rack and pinion mechanism having rack shafts 8 connected at both ends to knuckle arms of left and right front wheels 6 as steering wheels. In addition, an electric motor 9 constituting an electric power steering device is coaxially disposed at an intermediate portion of the rack shaft 8 so as to generate an auxiliary steering force for reducing a manual steering force via the rack and pinion mechanism. Has been.
[0014]
Near the pinion 4 of the rack and pinion mechanism, there are a steering angular velocity sensor 11 for detecting the steering angular velocity from the rotation angle of the steering wheel 1, and a torque sensor 12 for detecting the manual steering torque acting on the pinion 4. Is provided. Further, a yaw rate sensor 15 for outputting a signal corresponding to the yaw rate (yaw angular velocity) of the vehicle and a vehicle speed sensor 16 for outputting a signal corresponding to the traveling speed of the vehicle are provided. It is connected to a steering control unit 17 for controlling the output of the electric motor 9 based on the detected value.
[0015]
As shown in FIG. 2, in the steering control unit 17 described above, auxiliary steering torque determining means 17a for calculating auxiliary steering torque as an electric power steering device and auxiliary for calculating auxiliary reaction force torque are provided. Reaction force torque determining means 17b is provided. The detection signals of the steering angular velocity sensor 11, the torque sensor 12, and the vehicle speed sensor 16 are input to the auxiliary steering torque determining means 17a, and the auxiliary steering torque for performing normal assist control is determined according to these detection signals. Is done.
[0016]
The auxiliary reaction force torque determining means 17b receives detection signals from the steering angular velocity sensor 11, the yaw rate sensor 15, and the vehicle speed sensor 16 constituting the vehicle behavior detecting means, and these signals are described later. The target auxiliary reaction torque is obtained by an algorithm.
[0017]
Further, in the steering control unit 17, target current determining means 17c for setting a target current for the electric motor 9 according to each torque value output from the auxiliary steering torque determining means 17a and the auxiliary reaction force determining means 17b, and its Output current control means 17d for controlling the current flowing through the electric motor 9 according to the target current is provided. Then, a current control signal from the output current control means 17d is input to a drive circuit 19 provided between the steering control unit 17 and the electric motor 9, and the drive circuit 19 drives the electric motor 9 by, for example, PWM control. In addition, feedback control of output current is performed between the drive circuit 19 and the output current control means 17d.
[0018]
In the auxiliary reaction force torque determining means 17b in the steering control unit 17, the process 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 target steering reaction torque value TA is limited in step 3. In step 4, this control signal is added to the output signal from the auxiliary steering torque determining means 17a.
[0019]
This process will be described in more detail with reference to FIGS. First, in step 1, as shown in the flowchart of FIG. 4, processing for reading vehicle speed V (step 11), steering wheel angular velocity ω (step 12), and yaw rate γ (step 13) is performed.
[0020]
Next, in step 2, as shown in the flowchart of FIG. 5, first, a data table in which the steering angular velocity ω as shown in FIG. From this, the auxiliary reaction force torque T1 (damping torque component) is obtained (step 21). Next, the detected yaw rate γ is subjected to a low-pass filter F as a characteristic compensator set to a different characteristic for each vehicle speed V as shown in FIG. 7B to obtain a corrected yaw rate γf. (Step 22).
[0021]
Next, at step 23, the auxiliary reaction force torque T2 (yaw rate torque component) is obtained from the data table set with different characteristics for each vehicle speed V using the corrected yaw rate γf as shown in FIG. Ask. Then, the auxiliary reaction force torque value TA is obtained by adding the components T1 and T2 of the steering reaction force torque (step 24).
[0022]
Next, it is determined whether or not the target steering reaction force value TA exceeds the maximum value (Tmax) in order to eliminate the auxiliary reaction force torque more than necessary, and the target steering reaction force value TA exceeds the maximum value. In this case, the target steering reaction force value TA is set to the above Tmax. If the target steering reaction force value TA does not exceed the maximum value (Tmax), the target steering reaction force value TA is similarly set to the negative maximum value (− Tmax) is exceeded. If the target steering reaction force value TA exceeds the negative maximum value, a limiter process (step 25) is performed to set the target steering reaction force value TA to the -Tmax value. Then, the target auxiliary reaction force torque determination value TA is determined.
[0023]
The control block diagram of the above step 2 is as shown in FIG. 6, and steps 21 to 25 correspond to the respective blocks in FIG.
[0024]
The target auxiliary reaction torque determination value TA determined in this way is added to the target auxiliary steering torque determination value obtained separately, converted into a target current value by the target current determination means 17c, and output.
[0025]
By performing the above processing, as shown in FIG. 8, when the vehicle 20 is separated from the travel line 21 due to the crosswind when traveling forward, the yaw rate γ of the vehicle 20 at this time is detected, and these The electric motor 9 is driven in a direction to cancel the yaw rate γ, that is, in a direction to return the deflection of the vehicle 20 at that time to the travel line 21, and the front wheels 6 are automatically steered so that the vehicle 20 always travels straight ahead against disturbance. In addition, it is possible to stabilize the irregular behavior, and even when traveling on a road surface with a trap or a puddle, an effect such as automatically correcting the trajectory so that the vehicle 20 moves straight is obtained. .
[0026]
Here, FIGS. 9 to 11 show frequency response characteristics of the auxiliary steering reaction force torque in a certain vehicle when the filter F is a first-order lag low-pass filter with a cutoff frequency of 0.9 Hz, for example. 9A shows the relationship between the frequency and gain of the filter F, and FIG. 9B shows the relationship between the frequency and phase of the filter F. FIG. 10A shows the relationship between the yaw rate frequency and the gain with respect to the steering angle, and FIG. 10B shows the relationship between the frequency and the phase. FIG. 11A shows the relationship between the frequency and gain of the auxiliary steering reaction torque with respect to the steering angle, and FIG. 11B shows the relationship between the frequency and phase. The solid line is the characteristic at high speed (180 km / h) when the filter F is used, the wavy line is the characteristic at high speed (180 km / h) when the filter F is not used, and the imaginary line is when the filter F is not used. The characteristics at low speed (60 km / h) are shown.
[0027]
As shown in FIGS. 10 and 11, in the high speed region, when the filter F is not used, the yaw resonance peak appears and a desirable characteristic is not obtained, and the steering feels strange, but by using the filter F, This peak is almost eliminated, and a frequency response characteristic substantially matching the desired characteristic can be obtained, and the steering feeling is improved. By making the cut-off frequency of the filter F variable according to the vehicle speed V as shown in FIG. 7B, a frequency response characteristic that always matches a desired characteristic can be obtained at all vehicle speeds.
[0028]
In the low speed region (for example, a vehicle speed of 60 km / h), yaw resonance hardly occurs even if the filter F is not used, and a generally desirable frequency response characteristic is exhibited even if the filter F is not used. However, in practice, it is possible to finely set the steering force by applying an appropriate filter even in the low speed region, and it is possible to obtain a frequency response characteristic that matches a more desirable characteristic.
[0029]
Further, in the above configuration, the yaw rate sensor is used as the vehicle behavior detecting means, but the same operation and effect can be obtained by using a lateral acceleration sensor instead of or in addition to this. In the above embodiment, the first-order lag low-pass filter is used as the characteristic compensator for the input value of the yaw rate γ. However, a more advanced filter, amplifier, or the like may be used in practice.
【The invention's effect】
Thus, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, in the vehicle steering apparatus that controls the drive torque of the auxiliary steering force torque and the auxiliary steering reaction torque generating motor based on the detected value of the vehicle behavior detecting means. By compensating the vehicle behavior detection value according to the vehicle speed, for example, the peak due to yaw resonance in the frequency response characteristic of the yaw rate can be reduced or eliminated, and the change in the auxiliary steering reaction force torque near the resonance point Steering discomfort can be reduced or completely eliminated, and appropriate steering force and vehicle behavior suppression force during disturbance can be achieved at a high level over the entire speed range without sacrificing steering feeling during normal driving. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a vehicle steering apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a circuit block diagram of a control system of the steering device.
FIG. 3 is a flowchart showing a control process of the steering device.
FIG. 4 is a flowchart showing a control process of the steering device.
FIG. 5 is a flowchart showing a control process of the steering device.
FIG. 6 is a circuit block diagram of a control system of the steering apparatus and a data table used for the control processing.
FIGS. 7A, 7B, and 7C are enlarged views of a data table used for the control processing. FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram showing movement of a vehicle when a crosswind is received during straight traveling.
9A is a graph showing the relationship between the steering frequency and the gain of the yaw rate filter F of the steering apparatus, and FIG. 9B is a graph showing the relationship between the steering frequency and the phase.
10A is a graph showing a relationship between a steering frequency and a yaw rate gain according to a difference in vehicle speed of the steering apparatus, and FIG. 10B is a graph showing a relationship between a steering frequency and a phase of the yaw rate.
11A is a relationship between a steering frequency and a gain of an auxiliary steering reaction torque according to a difference in vehicle speed of the steering device, and FIG. 11B is a phase difference between a steering frequency and a phase of the auxiliary steering reaction torque. A graph showing the relationship.
12A is a relationship between a steering frequency and a yaw rate gain according to a difference in vehicle speed of a steering device having a conventional electric auxiliary steering force generator, and FIG. 12B is a relationship between a steering frequency and a phase of the yaw rate. Graph showing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 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 traveling line

Claims (2)

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、
前記車両挙動検出手段によって検出された検出値を補正すべく、車速に応じて周波数応答特性が変更される特性補償器を有し、
前記補助反力トルク決定手段が、前記特性補償器により特性補償された補正値に基づき補助反力トルクを決定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。
A manual steering means for manually steering the steered wheels of the vehicle, a steering torque detecting means for detecting a steering torque applied to the manual steering means, and an auxiliary steering based on a detected value of the steering torque detecting means Auxiliary steering torque determination means for determining torque, vehicle behavior detection means for detecting the behavior of the vehicle, and auxiliary reaction force torque determination for determining auxiliary reaction force torque based on a detection value detected by the vehicle behavior detection means Means, an electric motor for applying auxiliary torque to the steering wheel, and an auxiliary reaction torque value determined by the auxiliary reaction force torque determining means added to the auxiliary steering torque value determined by the auxiliary steering torque determining means A vehicle steering apparatus having a control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value.
A characteristic compensator in which a frequency response characteristic is changed according to a vehicle speed in order to correct a detection value detected by the vehicle behavior detection unit;
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary reaction force torque determining means determines the auxiliary reaction force torque based on a correction value whose characteristic is compensated by the characteristic compensator.
前記車両挙動検出手段によって検出される車両挙動がヨーレイトを含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵装置。    The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the vehicle behavior detected by the vehicle behavior detection means includes a yaw rate.
JP31544897A 1997-11-17 1997-11-17 Vehicle steering system Expired - Fee Related JP3884842B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31544897A JP3884842B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 Vehicle steering system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31544897A JP3884842B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 Vehicle steering system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11147476A JPH11147476A (en) 1999-06-02
JP3884842B2 true JP3884842B2 (en) 2007-02-21

Family

ID=18065497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31544897A Expired - Fee Related JP3884842B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 Vehicle steering system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3884842B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11147476A (en) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6570352B2 (en) Control unit for electric power steering apparatus
US9637166B2 (en) Electric power steering apparatus
JP3103052B2 (en) Vehicle steering system
US10099721B2 (en) Electric power steering apparatus
US9809246B2 (en) Electric power steering apparatus
KR101146963B1 (en) Vehicle steering control device
JPH06171540A (en) Control device for front and rear wheel steering vehicle
JP3103051B2 (en) Vehicle steering system
JP3152339B2 (en) Electric power steering device
US20090200099A1 (en) Electric power steering control system
JP3176899B2 (en) Vehicle steering system
US6671597B2 (en) Electric power steering controller
JP3110891B2 (en) Vehicle steering system
JP3176900B2 (en) Vehicle steering system
JP2006256425A (en) Steering device
JP3110892B2 (en) Vehicle steering system
JP3884843B2 (en) Vehicle steering system
JP3061961B2 (en) Vehicle steering system
JP3103049B2 (en) Vehicle steering system
JP3884842B2 (en) Vehicle steering system
US20220289275A1 (en) Control device, drive device, electric power steering device, and control method
JP4035031B2 (en) Steering device with variable steering angle ratio
JP3884844B2 (en) Vehicle steering system
JP3103050B2 (en) Vehicle steering system
JP2006168649A (en) Power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060815

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061013

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061120

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091124

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121124

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131124

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees