JP4008588B2 - 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、車両挙動に応じて反力の伝達を制御し、ドライバがハンドルを切りすぎることを警告したり、予防したりするように構成されたものが知られている。
【0003】
このような反力の伝達を制御する電動パワーステアリング装置は、例えばドライバが雪道等の路面摩擦係数(μ)が小さな路面で操舵するような場合、または路面摩擦係数(μ)が高くても転舵輪(タイヤ)の横力が非線形領域にある路面で操舵するような場合に、ハンドルを介して車両挙動に対応した反力を大きく伝達し、ドライバがハンドルを切りすぎることを抑制して車両挙動の安定化が図られている。
【0004】
【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、ドライバが運転中に常時このような反力制御を実行しようとすると、補助トルクを発生させる電動機を駆動するための電動機駆動信号(PWM信号)発生手段には、操舵トルク信号を電動機駆動信号(PWM信号)に変換する演算処理に加え、例えば、車速信号,ヨー角速度信号,横加速度信号等に基づき車両挙動に応じた補正量を常時演算処理しなければならず、制御の一循環処理に要する時間が長くなって操舵フィーリングが低下する課題がある。
【0005】
一方、良好な操舵フィーリングを得ようとすると、演算処理が速いマイクロプロセッサを使用しなければならず、電動パワーステアリング装置のコストアップを招く課題がある。
【0006】
この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目的はドライバがスイッチを操作することにより、ドライバの意志で反力の伝達の制御を実行または禁止す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。
【0007】
また、第2の目的は車両の速度あるいは路面摩擦抵抗によって反力の伝達の制御を実行または禁止し、演算処理が比較的遅いマイクロプロセッサを用いても車両挙動を安定にす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。
【0008】
【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第1〜3の電動パワーステアリング装置は、目標トルク設定手段からの目標トルク信号を補正するための車両挙動判定手段からの補正信号の出力を許容または禁止するスイッチ手段を備えたことを特徴とする。
【0009】
この発明に係る第1〜3の電動パワーステアリング装置は、目標トルク設定手段からの目標トルク信号を補正するための車両挙動判定手段からの補正信号の出力を許容または禁止するスイッチ手段を備えたので、車両挙動に応じてスイッチ手段を手動または自動的に動作させて目標トルク信号を補正する補正信号の出力を許容または禁止することができる。
【0010】
また、第1の電動パワーステアリング装置が備えるスイッチ手段は、ドライバが操作する補正スイッチと、この補正スイッチからのキー情報に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】
この第1の電動パワーステアリング装置が備えるスイッチ手段は、ドライバが操作する補正スイッチと、この補正スイッチからのキー情報に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備えたので、ドライバが補正スイッチを手動操作することにより、ドライバの意志で目標トルク信号を補正する補正信号の出力を許容または禁止することができる。
【0012】
さらに、第2の電動パワーステアリング装置が備えるスイッチ手段は、車速センサから供給される車速信号を基準車速と比較する車速比較手段と、この車速比較手段からの車速比較信号に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備え、車速信号が基準車速を下回る場合には、補正信号の出力を禁止することを特徴とする。
【0013】
この第2の電動パワーステアリング装置が備えるスイッチ手段は、車速センサから供給される車速信号を基準車速と比較する車速比較手段と、この車速比較手段からの車速比較信号に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備えたので、車速信号が基準車速を下回る場合には、補正信号の出力を禁止するので、基準車速以下の低車速領域では制御の一循環処理に要する時間を短縮することができる。
【0014】
また、第3の電動パワーステアリング装置が備えるスイッチ手段は、路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、この摩擦係数推定手段が推定した路面摩擦係数と基準摩擦係数を比較する摩擦係数比較手段と、この摩擦係数比較手段からの摩擦比較信号に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備え、路面摩擦係数が基準摩擦係数を超えた場合には、補正信号の出力を禁止することを特徴とする。
【0015】
この第3の電動パワーステアリング装置が備えるスイッチ手段は、路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、この摩擦係数推定手段が推定した路面摩擦係数と基準摩擦係数を比較する摩擦係数比較手段と、この摩擦係数比較手段からの摩擦比較信号に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備えたので、路面摩擦係数が基準摩擦係数を超えた場合には、補正信号の出力を禁止するので、基準摩擦係数以上の高μ路では制御の一循環処理に要する時間を短縮することができる。
【0016】
さらに、この発明に係るスイッチ手段は、補正信号の出力を許容している状態を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
【0017】
この発明に係るスイッチ手段は、補正信号の出力を許容している状態を表示する表示手段を備えたので、ドライバに補正信号の出力が許容されている状態を通知することができる。
【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、本発明は車両挙動に応じてスイッチ手段を手動または自動的に動作させて目標トルク信号を補正する補正信号の出力を許容または禁止し、車両挙動に対応した最適な操舵フィーリングが得られるとともに、補正信号の出力を禁止している間は制御の一循環処理に要する時間を短縮するものである。
【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。
【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。
【0022】
さらに、電動パワーステアリング装置1は、運転席の近傍にドライバが操作することができる補正スイッチと、制御手段13に設けた計数手段および切替手段とからなるスイッチ手段16を備える。
【0023】
また、電動パワーステアリング装置1は、スイッチ手段16が動作中であることをドライバに通知する表示手段20を備える。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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に対応した目標トルク信号(IMO)を発生し、この目標トルク信号(IMO)と電動機電流検出手段15が検出した電動機電流IMに対応した電動機トルク信号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。
【0027】
また、制御手段13は、滑り角差推定手段、補正手段を備え、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、この補正量で目標トルク信号(IMO)を補正する。
【0028】
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(P)およびヨー角速度信号Yの方向(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。
【0029】
また、制御手段13は、ドライバのスイッチ手動操作、または車速(V)や路面摩擦係数(μ)の値に基づいて自動的に、目標トルク信号を補正するアンダステア補正量またはオーバステア補正量の出力を許容したり禁止したりする。
【0030】
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。
【0031】
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に対応した電動機トルク信号IMFを制御手段13にフィードバック(負帰還)する。
【0032】
図2は本発明に係る電動パワーステアリング装置の一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、目標トルク信号設定手段21、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、スイッチ手段16を備える。
【0033】
目標トルク信号設定手段21は、ROM等のメモリに予め図7に示す操舵トルク信号T−目標トルク信号IMS特性データ、および図8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に対応した目標トルク信号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目標トルク信号IMOを補正手段25に供給する。
目標トルク信号IMO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。
【0034】
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トルク信号IMHと、電動機電流検出手段15から供給される電動機トルク信号IMFとの差ΔI(=IMH−IMF)を演算し、差信号ΔI(=IMH−IMF)を駆動制御手段23に供給する。
【0035】
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、差演算手段22から供給される差信号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。
【0036】
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をスイッチ手段16に供給する。
【0037】
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。
【0038】
車速係数発生手段26は、ROM等のメモリを備え、予め図9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。
【0039】
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。
【0040】
【数1】
βfr=Y*L/V−δ
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【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10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10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11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DA、オーバステア補正量DOは、それぞれ図10、図11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。
【0053】
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。
【0054】
アンダステア補正量信号IDAは、図10示すアンダステア補正量DAを図9に示す車速係数KRで補正するので、低車速領域ではアンダステア補正量DAを0として補正を行わず、中車速から高車速領域では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。
【0055】
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。
【0056】
オーバステア補正量信号IDOは、図11に示すオーバステア補正量DOを図9示す車速係数KRで補正するので、低車速領域ではオーバステア補正量DOを0として補正を行わず、中車速から高車速領域では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。
【0057】
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に示すスイッチ手段16に供給する。
【0058】
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。
【0059】
角差変化係数発生手段40は、ROM等のメモリを備え、予め図12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。
【0060】
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。
【0061】
図2に戻り、スイッチ手段16は、ドライバのスイッチ手動操作、または車速(V)や路面摩擦係数(μ)の値に基づいて自動的に、車両挙動判定手段24から供給される補正量IDの補正手段25への供給を許容(補正量ID)したり、禁止(補正量ID=0)したりする。
【0062】
図4はこの発明に係るスイッチ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、スイッチ手段16は、ドライバが手動操作する補正スイッチ17、計数手段18、切替手段19、表示手段20を備える。
補正スイッチ17は、例えばプッシュスイッチで構成し、運転席の近傍に配置してドライバが操作する度に一定時間のパルス信号を発生し、このパルス信号をキー情報Jとして計数手段18に供給する。
【0063】
計数手段18は、カウンタ機能、ラッチ機能を有し、補正スイッチ17から供給されるキー情報Jのパルス数を計数し、例えば奇数番(1,3,5,…)のパルスに対応してHレベルにラッチした計数信号CHを切替手段19に供給する。また、計数手段18は、キー情報Jのパルス数を計数し、例えば偶数番(2,4,6,…)のパルスに対応してLレベルにラッチした計数信号CHを切替手段19に供給する。
ただし、計数手段18は、装置が始動時には図示しないパワーオンリセット回路等からの初期設定信号に基づいてLレベルの計数信号CHを出力し、切替手段19をブレーク状態に設定する。
【0064】
従って、計数手段18は、1番目(奇数番)のキー情報Jが供給されるとHレベルの計数信号CHを切替手段19に供給し、Hレベルの計数信号CHは2番目(偶数番)のキー情報Jが供給されるまで継続する。
2番目(偶数番)のキー情報Jが供給されと計数信号CHはLレベルとなり、Lレベルの計数信号CHは3番目(奇数番)のキー情報Jが供給されるまで継続する。
【0065】
切替手段19は、ノーマルブレーク接点構成のスイッチ機能を有し、計数手段18からHレベルの計数信号CHが供給されるとメーク状態となり、車両挙動判定手段24から供給される補正量ID(補正量:IDA,IDO)の補正手段25への供給を許容する。
【0066】
一方、切替手段19は、計数手段18からLレベルの計数信号CHが供給されるとブレーク状態となり、車両挙動判定手段24から供給される補正量ID(補正量:IDA,IDO)の補正手段25への供給を禁止する。
【0067】
なお、装置起動時にはHレベルの計数信号CHを切替手段18に供給し、切替手段19を予めメーク状態に設定しておき、補正スイッチ17からの奇数番のキー情報Jに対してLレベルの計数信号CH、偶数番のキー情報Jに対してHレベルの計数信号CHを出力するよう構成してもよい。
【0068】
このように、この発明に係るスイッチ手段16は、ドライバが操作する補正スイッチ17と、この補正スイッチ17からのキー情報Jに基づいて補正信号IDの出力の許容または禁止を切り替える切替手段19とを備えたので、ドライバが補正スイッチ17を手動操作することにより、ドライバの意志で目標トルク信号IMOを補正する補正信号IDの出力を許容または禁止することができる。
【0069】
図13は図4のスイッチ手段の動作波形図である。
図13において、(a)はキー情報Jのパルス波形、(b)図は装置起動時に計数信号CHがLレベルに設定された場合の計数信号CH波形図、(c)図は装置起動時に計数信号CHがHレベルに設定された場合の計数信号CH波形図を示す。
【0070】
(a)図で装置起動後、1番目(奇数番)のキー情報Jが供給されると、(b)図の計数信号CHは装置起動時に設定されたLレベルからHレベルに移行し、2番目(偶数番)のキー情報Jが供給されるまで計数信号CHはHレベルを保持する。
一方、(a)図で装置起動後、1番目(奇数番)のキー情報Jが供給されると、(c)図の計数信号CHは装置起動時に設定されたHレベルからLレベルに移行し、2番目(偶数番)のキー情報Jが供給されるまで計数信号CHはLレベルを保持する。
【0071】
続いて、2番目(偶数番)のキー情報Jが供給されると、(b)図の計数信号CHはHレベルからLレベルに移行し、この状態が3番目(奇数番)のキー情報Jが供給されるまで保持される。
一方、(c)図の計数信号CHはLレベルからHレベルに移行し、この状態が3番目(奇数番)のキー情報Jが供給されるまで保持される。
【0072】
同様に、3,5,…の奇数番のキー情報Jに対し、(b)図の計数信号CHはHレベルを保持し、(c)図の計数信号CHはLレベルを保持する。
一方、4,6,…の偶数番のキー情報Jに対し、(b)図の計数信号CHはLレベルを保持し、(c)図の計数信号CHはHレベルを保持する。
【0073】
また、図4において、表示手段20は表示駆動手段27、表示器28を備え、計数手段18から供給されるHレベルの計数信号CHに基づいて表示駆動手段27から表示駆動信号DLをLED(発光ダイオード)やLCD(液晶素子)等の表示器28に供給し、表示器28に補正信号IDの出力を許容している状態を可視表示する。
【0074】
このように、補正信号IDの出力を許容している状態を表示する表示手段20を備えたので、ドライバに補正信号IDの出力が許容されている状態を通知することができる。
【0075】
図5はこの発明に係るスイッチ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、スイッチ手段50は、車速比較手段51、切替手段19、表示手段20を備える。
車速比較手段51は、比較機能を有し、予め設定した車速Vが所定値(例えば、時速10Km/h)である基準車速VKと車速センサ11(図2参照)から供給される車速Vとを比較し、車速Vが基準車速VKを下回る(V<VK)の場合には、Lレベルの車速比較信号VHを切替手段19に供給し、車速Vが基準車速VK以上(V≧VK)の場合にはHレベルの車速比較信号VHを切替手段19に供給する。
【0076】
切替手段19は、図4に示したものと同様に、ノーマルブレーク接点構成のスイッチ機能を有し、車速比較手段51からHレベルの車速比較信号VHが供給されるとメーク状態となり、車両挙動判定手段24から供給される補正量ID(補正量:IDA,IDO)の補正手段25への供給を許容する。
【0077】
一方、切替手段19は、車速比較手段51からLレベルの車速比較信号VHが供給されるとブレーク状態となり、車両挙動判定手段24から供給される補正量ID(補正量:IDA,IDO)の補正手段25への供給を禁止する。
【0078】
このように、この発明に係るスイッチ手段50は、車速センサ11から供給される車速信号Vを基準車速VKと比較する車速比較手段51と、この車速比較手段51からの車速比較信号VHに基づいて補正信号IDの出力の許容または禁止を切り替える切替手段19とを備え、車速信号Vが基準車速VK以上(V≧VK)の場合には、補正信号IDの出力を許容して目標トルク信号IMOを減算補正するので、車両挙動に対応した反力をハンドルを介してドライバに伝達し、ドライバがハンドルを切り過ぎることを抑制して車両挙動の安定化が図られる。
【0079】
また、車速信号Vが基準車速VKを下回る(V<VK)場合には、補正信号IDの出力を禁止するので、補正信号IDの演算処理が不要となり、その分だけ制御の一循環処理に要する時間を短縮することができる。
したがって、きめ細かい制御が可能となり、操舵フィーリングを向上できる。
【0080】
図6はこの発明に係るスイッチ手段の別実施の形態要部ブロック構成図である。
図6において、スイッチ手段55は、摩擦係数推定手段56、摩擦係数比較手段57、切替手段19、表示手段20を備える。
【0081】
摩擦係数推定手段56は、例えば車速信号V、ヨー加速度信号Y、切れ角信号δに基づいてタイヤと路面間の路面摩擦係数(μ)を演算して推定し、路面摩擦係数μを摩擦係数比較手段57に供給する。
【0082】
摩擦係数比較手段57は、比較機能を有し、摩擦係数推定手段56から供給される路面摩擦係数μと予め設定した路面摩擦係数μが所定値(例えば、μ=0. 5)である基準摩擦係数μKとを比較し、路面摩擦係数μが基準摩擦係数μK以下(μ≦μK)の場合には、Hレベルの摩擦比較信号μHを切替手段19に供給し、路面摩擦係数μが基準摩擦係数μKを超える(μ>μK)場合には、Lレベルの摩擦比較信号μHを切替手段19に供給する。
【0083】
切替手段19は、図4に示したものと同様に、ノーマルブレーク接点構成のスイッチ機能を有し、摩擦係数比較手段57からHレベルの摩擦比較信号μHが供給されるとメーク状態となり、車両挙動判定手段24から供給される補正量ID(補正量:IDA,IDO)の補正手段25への供給を許容する。
【0084】
一方、切替手段19は、摩擦係数比較手段57からLレベルの摩擦比較信号μHが供給されるとブレーク状態となり、車両挙動判定手段24から供給される補正量ID(補正量:IDA,IDO)の補正手段25への供給を禁止する。
【0085】
このように、この発明に係るスイッチ手段55は、路面摩擦係数μを推定する摩擦係数推定手段56と、この摩擦係数推定手段56が推定した路面摩擦係数μと基準摩擦係数μKを比較する摩擦係数比較手段57と、この摩擦係数比較手段57からの摩擦比較信号μHに基づいて補正信号IDの出力の許容または禁止を切り替える切替手段19とを備え、路面摩擦係数μが基準摩擦係数μK以下(μ≦μK)の場合には、補正信号IDの出力を許容して目標トルク信号IMOを減算補正するので、車両挙動に対応した反力をハンドルを介してドライバに伝達し、ドライバがハンドルを切り過ぎることを抑制して車両挙動の安定化が図られる。
【0086】
また、路面摩擦係数μが基準摩擦係数μKを超える(μ>μK)場合には、補正信号IDの出力を禁止するので、補正信号IDの演算処理が不要となり、その分だけ制御の一循環処理に要する時間を短縮することができる。
したがって、きめ細かい制御が可能となり、操舵フィーリングを向上できる。
【0087】
図2に戻り、補正手段(減算手段)25は、減算機能を備え、目標トルク信号設定手段21から供給される目標トルク信号IMOからスイッチ手段16を介して車両挙動手段24から供給される補正信号ID(補正量:IDA,IDO)を減算補正し、目標トルク信号IMOを車両挙動に応じた補正信号IDで補正した目標トルク信号IMHを差演算手段22に供給する。
【0088】
【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、目標トルク設定手段からの目標トルク信号を補正するための車両挙動判定手段からの補正信号の出力を許容または禁止するスイッチ手段を備え、車両挙動に応じてスイッチ手段を手動または自動的に動作させて目標トルク信号を補正する補正信号の出力を許容または禁止することができるので、車両挙動が目標トルク信号を補正する時にのみ、補正信号の出力を許容することができ、演算処理が比較的遅いマイクロプロセッサを用いても良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【0089】
また、この発明に係るスイッチ手段は、ドライバが操作する補正スイッチと、この補正スイッチからのキー情報に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備え、ドライバが補正スイッチを手動操作することにより、ドライバの意志で目標トルク信号を補正する補正信号の出力を許容または禁止することができるので、ドライバの運転技量に応じて自由に車両挙動に応じた操舵フィーリングを選択することができる。
【0090】
さらに、この発明に係るスイッチ手段は、車速センサから供給される車速信号を基準車速と比較する車速比較手段と、この車速比較手段からの車速比較信号に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備え、車速信号が基準車速を下回る場合には、補正信号の出力を禁止するので、低車速領域では操舵フィーリングの向上を図り、中・高車速領域では車両挙動の安定性を実現することができる。
【0091】
また、この発明に係るスイッチ手段は、路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、この摩擦係数推定手段が推定した路面摩擦係数と基準摩擦係数を比較する摩擦係数比較手段と、この摩擦係数比較手段からの摩擦比較信号に基づいて補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段とを備え、路面摩擦係数が基準摩擦係数を超えた場合には、補正信号の出力を禁止するので、基準摩擦係数以下の低μ路ではドライバにハンドルの切り過ぎを抑制させることができるとともに、基準摩擦係数を超える高μ路では操舵フィーリングを向上させることができる。
【0092】
さらに、この発明に係るスイッチ手段は、補正信号の出力を許容している状態を表示する表示手段を備え、ドライバに補正信号の出力が許容されている状態を通知するので、ドライバは補正制御が作動していることを可視的に認識することができる。
【0093】
よって、ドライバが必要に応じて車両挙動を反力から感知し、車両挙動に応じて最適な操舵フィーリングが得られるとともに、反力制御に高速なマイクロプロセッサを必要としない経済性に優れた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】本発明に係る電動パワーステアリング装置の一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】この発明に係るスイッチ手段の一実施の形態要部ブロック構成図
【図5】この発明に係るスイッチ手段の別実施の形態要部ブロック構成図
【図6】この発明に係るスイッチ手段の別実施の形態要部ブロック構成図
【図7】操舵トルク信号T−目標トルク信号IMS特性図
【図8】車速信号V−車速係数KT特性図
【図9】車速信号V−車速係数KR特性図
【図10】角差信号βfrの絶対値|βfr|−アンダステア補正量DA特性図
【図11】角差信号の絶対値|βfr|−オーバステア補正量DO特性図
【図12】角差変化量DV−角差変化係数KV特性図
【図13】図4のスイッチ手段の動作波形図
【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…制御手段、16,50,55…スイッチ手段、17…補正スイッチ、18…計数手段、19…切替手段、20…表示手段、21…目標トルク信号設定手段、24…車両挙動判定手段、25…補正手段、51…車速比較手段、56…摩擦係数推定手段、57…摩擦係数比較手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventional electric power steering devices are known that are configured to control reaction force transmission according to vehicle behavior and warn or prevent a driver from turning the steering wheel too much.
[0003]
Such an electric power steering device that controls transmission of reaction force is, for example, when the driver steers on a road surface with a small road surface friction coefficient (μ) such as a snowy road, or even when the road surface friction coefficient (μ) is high. When steering on a road surface in which the lateral force of the steered wheels (tires) is in a non-linear region, the reaction force corresponding to the vehicle behavior is greatly transmitted via the steering wheel and the driver is prevented from turning the steering wheel too much. The behavior is stabilized.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional electric power steering device, when a driver tries to execute such reaction force control at all times during driving, a motor drive signal (PWM signal) generating means for driving an electric motor for generating auxiliary torque is provided as steering. In addition to arithmetic processing for converting a torque signal into an electric motor drive signal (PWM signal), for example, a correction amount corresponding to the vehicle behavior must always be arithmetically processed based on a vehicle speed signal, a yaw angular velocity signal, a lateral acceleration signal, etc. There is a problem that the time required for one cycle of control becomes longer and the steering feeling is lowered.
[0005]
On the other hand, in order to obtain a good steering feeling, a microprocessor having a fast calculation process must be used, which raises the problem of increasing the cost of the electric power steering apparatus.
[0006]
The present invention has been made to solve such problems, and a first object of the invention is to provide an electric power steering capable of executing or prohibiting reaction force transmission control at the driver's will by the driver operating a switch. To provide an apparatus.
[0007]
The second object is to execute or prohibit reaction force transmission control by the vehicle speed or road surface frictional resistance, and the electric power that can stabilize the vehicle behavior even with a relatively slow microprocessor. The object is to provide a steering device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, the present invention is concerned. 1st to 3rd The electric power steering apparatus includes a switch unit that allows or prohibits the output of the correction signal from the vehicle behavior determination unit for correcting the target torque signal from the target torque setting unit.
[0009]
According to this invention 1st to 3rd The electric power steering apparatus includes switch means for allowing or prohibiting output of the correction signal from the vehicle behavior determining means for correcting the target torque signal from the target torque setting means. The output of a correction signal for correcting the target torque signal by operating manually or automatically can be permitted or prohibited.
[0010]
Also, The first electric power steering device is provided The switch means includes a correction switch operated by the driver and switching means for switching permission / prohibition of output of the correction signal based on key information from the correction switch.
[0011]
this The first electric power steering device is provided Since the switch means includes a correction switch operated by the driver and a switching means for switching whether to permit or prohibit the output of the correction signal based on the key information from the correction switch, the driver manually operates the correction switch. The output of a correction signal for correcting the target torque signal can be permitted or prohibited at the driver's will.
[0012]
further, The second electric power steering device is provided The switch means includes vehicle speed comparison means for comparing a vehicle speed signal supplied from the vehicle speed sensor with a reference vehicle speed, and switching means for switching whether to permit or prohibit the output of the correction signal based on the vehicle speed comparison signal from the vehicle speed comparison means. When the vehicle speed signal is lower than the reference vehicle speed, the output of the correction signal is prohibited.
[0013]
this The second electric power steering device is provided The switch means includes vehicle speed comparison means for comparing a vehicle speed signal supplied from the vehicle speed sensor with a reference vehicle speed, and switching means for switching whether to permit or prohibit the output of the correction signal based on the vehicle speed comparison signal from the vehicle speed comparison means. Therefore, when the vehicle speed signal is lower than the reference vehicle speed, the output of the correction signal is prohibited, so that the time required for the control circulation process can be shortened in the low vehicle speed region below the reference vehicle speed.
[0014]
Also, The third electric power steering device is provided The switch means includes a friction coefficient estimation means for estimating a road surface friction coefficient, a friction coefficient comparison means for comparing the road surface friction coefficient estimated by the friction coefficient estimation means with a reference friction coefficient, and a friction comparison signal from the friction coefficient comparison means. Switching means for switching the allowance or prohibition of the output of the correction signal based on the above, and when the road surface friction coefficient exceeds the reference friction coefficient, the output of the correction signal is prohibited.
[0015]
this The third electric power steering device is provided The switch means includes a friction coefficient estimation means for estimating a road surface friction coefficient, a friction coefficient comparison means for comparing the road surface friction coefficient estimated by the friction coefficient estimation means with a reference friction coefficient, and a friction comparison signal from the friction coefficient comparison means. Switching means for switching the allowance or prohibition of the output of the correction signal based on the above, so if the road surface friction coefficient exceeds the reference friction coefficient, the output of the correction signal is prohibited. In the μ path, the time required for one cycle of control can be shortened.
[0016]
Further, the switch means according to the present invention is characterized by comprising display means for displaying a state in which the output of the correction signal is permitted.
[0017]
Since the switch means according to the present invention includes the display means for displaying the state where the output of the correction signal is allowed, the switch means can notify the driver of the state where the output of the correction signal is allowed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The present invention permits or prohibits the output of a correction signal for correcting the target torque signal by manually or automatically operating the switch means in accordance with the vehicle behavior, thereby obtaining an optimum steering feeling corresponding to the vehicle behavior. At the same time, while the output of the correction signal is prohibited, the time required for one cycle of control is shortened.
[0019]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, an electric
[0020]
The electric
The turning angle signal δ may be calculated from the steering angle of the steering shaft.
[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).
[0022]
Furthermore, the electric
[0023]
In addition, the electric
[0024]
When the
[0025]
In order to assist manual steering torque, when the
[0026]
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 torque signal (IMO) corresponding to the steering torque signal T. An electric motor control signal VO (for example, an on signal, an off signal, and PWM) corresponding to a difference (negative feedback) between the target torque signal (IMO) and the electric motor torque 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.
[0027]
Further, the control means 13 includes a slip angle difference estimating means and a correction means, and the front wheel slip angle and the rear wheel based on the yaw angular velocity signal Y, the turning angle signal δ, the vehicle speed signal V, and the vehicle dimension parameter (wheel base). The slip angle difference (angle difference signal) is estimated by calculation, the understeer correction amount and oversteer correction amount are determined based on the magnitude of this difference (angle difference signal), and the target torque signal (IMO) is determined based on this correction amount. Correct.
[0028]
Further, the control means 13 compares the direction (P) of the difference (angle difference signal) between the sliding angle of the front wheels and the sliding angle of the rear wheels (angle difference signal) and the direction (N) of the yaw angular velocity signal Y, thereby It is determined whether the behavior is an understeer area or an oversteer area.
[0029]
Further, the control means 13 outputs an output of an understeer correction amount or an oversteer correction amount for correcting the target torque signal automatically based on the manual operation of the driver switch or automatically based on the values of the vehicle speed (V) and the road surface friction coefficient (μ). Allow or ban.
[0030]
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 (IGBTs), for example, and PWM (pulse width modulation) based on the motor control signal VO. ) Is output, and the
[0031]
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
[0032]
FIG. 2 is a block diagram of a basic main part of one embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention.
In FIG. 2, the control means 13 of the electric
[0033]
The target torque signal setting means 21 stores in advance a steering torque signal T—target torque signal IMS characteristic data shown in FIG. 7 and a vehicle speed signal V—vehicle speed coefficient KT characteristic data shown in FIG. The target torque signal IMO obtained by multiplying the target torque signal IMS corresponding to the steering torque signal T detected by the
The target torque signal IMO is set so as to decrease as the vehicle speed signal V increases even if the torque signal T is the same, and the steering stability in the high vehicle speed region is ensured.
[0034]
The difference calculation means 22 includes a subtractor or a subtraction function, and a difference ΔI (= IMH−IMF) between the target torque signal IMH supplied from the correction means 25 and the motor torque signal IMF supplied from the motor current detection means 15. And the difference signal ΔI (= IMH−IMF) is supplied to the drive control means 23.
[0035]
The drive control means 23 includes a PID controller, an electric motor control signal generating means, etc., and after performing proportional (P), integral (I) and differential (D) control on the difference signal ΔI supplied from the difference calculating means 22, A PWM motor control signal VO corresponding to right steering or left steering of the steering wheel is generated based on a mixed signal obtained by mixing these proportional / integral / differential (PID) controlled signals, and the motor control signal VO is driven by motor driving means. 14.
[0036]
The vehicle
[0037]
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.
[0038]
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. 9 in advance, and corresponds when the vehicle speed signal V is supplied from the
[0039]
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 based on the angle difference signal βfr, the selection means 31, the direction determination means 32, and the angle difference change amount calculation means 39. To supply.
[0040]
[Expression 1]
βfr = Y * L / V−δ
[0041]
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 handle is turned clockwise, the front wheel tire direction is On the other hand, the traveling direction of the tire is counterclockwise, and if the clockwise direction is positive (plus), the direction of 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).
[0042]
Further, instead of the yaw angular velocity signal Y supplied to the direction determining means 32, a lateral acceleration G may be substituted.
[0043]
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
[0044]
The
[0045]
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 (−). The selection means 31 selects the understeer correction amount output means 33 by determining that the behavior is an understeer region (solid line display).
[0046]
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.
[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 means 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 D0 is read, and the oversteer correction amount signal D0 is supplied to the multiplication means 36.
[0052]
Since the understeer correction amount DA and the oversteer correction amount DO have their own dead zones as shown in FIGS. 10 and 11, respectively, optimum correction according to the understeer state or the oversteer state can be performed. .
[0053]
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
[0054]
The understeer correction amount signal IDA corrects the understeer correction amount DA shown in FIG. 10 with the vehicle speed coefficient KR shown in FIG. 9, so that the understeer correction amount DA is not set to 0 in the low vehicle speed region and is not corrected in the medium to high vehicle speed region. It can be set to the same characteristic as the understeer correction amount DA.
[0055]
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
[0056]
Since the oversteer correction amount signal IDO corrects the oversteer correction amount DO shown in FIG. 11 with the vehicle speed coefficient KR shown in FIG. 9, the oversteer correction amount DO is not set to 0 in the low vehicle speed region, and is not corrected in the medium to high vehicle speed region. It can be set to the same characteristic as the oversteer correction amount D0.
The oversteer correction amount D0 is set so that the dead zone is narrower and the inclination is smaller than the understeer correction amount DA.
[0057]
The adding means 37 has a software-controlled adding function, and an understeer correction amount signal IDA (= KR * KV * DA) supplied from the multiplying
[0058]
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 angle difference change signal DV (= dβfr / dt) as the angular difference. This is supplied to the
[0059]
The angle difference change coefficient generation 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. 12 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.
[0060]
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, an understeer correction amount signal IDA (= KR * KV * DA) corresponding to a sudden change in the vehicle behavior. Alternatively, the oversteer correction amount signal IDO (= KR * KV * DO) can be generated.
[0061]
Returning to FIG. 2, the switch means 16 automatically adjusts the correction amount ID supplied from the vehicle behavior determination means 24 based on the driver's manual switch operation or the value of the vehicle speed (V) and the road surface friction coefficient (μ). The supply to the correction means 25 is allowed (correction amount ID) or prohibited (correction amount ID = 0).
[0062]
FIG. 4 is a block diagram showing the principal part of an embodiment of the switch means according to the present invention.
In FIG. 4, the
The
[0063]
The counting means 18 has a counter function and a latch function, and counts the number of pulses of the key information J supplied from the
However, the counting means 18 outputs an L-level counting signal CH based on an initial setting signal from a power-on reset circuit (not shown) when the apparatus is started, and sets the switching means 19 to a break state.
[0064]
Accordingly, when the first (odd number) key information J is supplied, the counting means 18 supplies the switching signal 19 with the H level counting signal CH, and the H level counting signal CH is the second (even number). Continue until key information J is supplied.
When the second (even number) key information J is supplied, the count signal CH becomes L level, and the L level count signal CH continues until the third (odd number) key information J is supplied.
[0065]
The switching means 19 has a switch function of a normal break contact configuration. When the H level count signal CH is supplied from the counting means 18, the switching means 19 is in a make state, and a correction amount ID (correction amount) supplied from the vehicle behavior determination means 24. : IDA, IDO) is allowed to be supplied to the correction means 25.
[0066]
On the other hand, the switching means 19 is in a break state when an L-level count signal CH is supplied from the counting means 18, and the correction means 25 for the correction amount ID (correction amounts: IDA, IDO) supplied from the vehicle behavior determination means 24. Prohibition of supply to
[0067]
When the apparatus is activated, the H level count signal CH is supplied to the switching means 18, the switching means 19 is set in the make state in advance, and the odd number key information J from the
[0068]
As described above, the switch means 16 according to the present invention includes the
[0069]
FIG. 13 is an operation waveform diagram of the switch means of FIG.
In FIG. 13, (a) is a pulse waveform of the key information J, (b) is a count signal CH waveform diagram when the count signal CH is set to L level when the apparatus is activated, and (c) is a count signal when the apparatus is activated. A count signal CH waveform diagram when the signal CH is set to H level is shown.
[0070]
(A) When the first (odd number) key information J is supplied after the apparatus is started in the figure, the count signal CH in (b) shifts from the L level set at the time of the apparatus activation to the H level. The count signal CH is kept at the H level until the th (even number) key information J is supplied.
On the other hand, when the first (odd number) key information J is supplied after the apparatus is started in FIG. 5A, the counting signal CH in FIG. 5C shifts from the H level set at the start of the apparatus to the L level. The count signal CH is kept at the L level until the second (even number) key information J is supplied.
[0071]
Subsequently, when the second (even number) key information J is supplied, the count signal CH in FIG. 5B shifts from the H level to the L level, and this state is the third (odd number) key information J. Until it is supplied.
On the other hand, the count signal CH in FIG. 8C shifts from the L level to the H level, and this state is held until the third (odd number) key information J is supplied.
[0072]
Similarly, for the odd-numbered key information J of 3, 5,..., The count signal CH in FIG. 5B holds the H level, and the count signal CH in FIG.
On the other hand, for even-numbered key information J of 4, 6,..., (B) the count signal CH in the figure holds the L level, and (c) the count signal CH in the figure holds the H level.
[0073]
In FIG. 4, the
[0074]
As described above, since the display means 20 for displaying the state in which the output of the correction signal ID is allowed is provided, it is possible to notify the driver of the state in which the output of the correction signal ID is allowed.
[0075]
FIG. 5 is a block diagram showing the principal part of another embodiment of the switch means according to the present invention.
In FIG. 5, the switch unit 50 includes a vehicle
The vehicle speed comparison means 51 has a comparison function, and uses a reference vehicle speed VK at which a preset vehicle speed V is a predetermined value (for example, 10 km / h) and a vehicle speed V supplied from the vehicle speed sensor 11 (see FIG. 2). In comparison, when the vehicle speed V is lower than the reference vehicle speed VK (V <VK), the L-level vehicle speed comparison signal VH is supplied to the switching means 19, and the vehicle speed V is equal to or higher than the reference vehicle speed VK (V ≧ VK). Is supplied with a vehicle speed comparison signal VH of H level to the switching means 19.
[0076]
The switching means 19 has a normal break contact switch function, similar to that shown in FIG. 4. When the vehicle speed comparison signal VH is supplied from the vehicle speed comparison means 51, the switching means 19 enters the make state and determines the vehicle behavior. The correction amount ID (correction amount: IDA, IDO) supplied from the
[0077]
On the other hand, when the L-level vehicle speed comparison signal VH is supplied from the vehicle speed comparison means 51, the switching means 19 enters a break state and corrects the correction amounts ID (correction amounts: IDA, IDO) supplied from the vehicle behavior determination means 24. Supply to the
[0078]
Thus, the switch means 50 according to the present invention is based on the vehicle speed comparison means 51 for comparing the vehicle speed signal V supplied from the
[0079]
Further, when the vehicle speed signal V is lower than the reference vehicle speed VK (V <VK), the output of the correction signal ID is prohibited, so that the calculation process of the correction signal ID becomes unnecessary, and the control is required for one circulation process. Time can be shortened.
Therefore, fine control is possible and the steering feeling can be improved.
[0080]
FIG. 6 is a block diagram showing the principal part of another embodiment of the switch means according to the present invention.
In FIG. 6, the switch means 55 includes a friction coefficient estimation means 56, a friction coefficient comparison means 57, a switching means 19, and a display means 20.
[0081]
The friction coefficient estimating means 56 calculates and estimates the road surface friction coefficient (μ) between the tire and the road surface based on, for example, the vehicle speed signal V, the yaw acceleration signal Y, and the turning angle signal δ, and compares the road surface friction coefficient μ with the friction coefficient comparison. Supply to means 57.
[0082]
The friction coefficient comparison means 57 has a comparison function, and a reference friction in which the road surface friction coefficient μ supplied from the friction coefficient estimation means 56 and a preset road surface friction coefficient μ are predetermined values (for example, μ = 0.5). When the road surface friction coefficient μ is equal to or less than the reference friction coefficient μK (μ ≦ μK), an H level friction comparison signal μH is supplied to the switching means 19, and the road surface friction coefficient μ is the reference friction coefficient. If it exceeds μK (μ> μK), an L level friction comparison signal μH is supplied to the switching means 19.
[0083]
The switching means 19 has a switch function with a normal break contact configuration similar to that shown in FIG. 4, and when the H level friction comparison signal μH is supplied from the friction coefficient comparison means 57, it enters a make state and the vehicle behavior. The correction amount ID (correction amount: IDA, IDO) supplied from the
[0084]
On the other hand, when the L-level friction comparison signal μH is supplied from the friction coefficient comparison means 57, the switching means 19 is in a break state, and the correction amount ID (correction amounts: IDA, IDO) supplied from the vehicle behavior determination means 24 is set. Supply to the correction means 25 is prohibited.
[0085]
As described above, the switch means 55 according to the present invention includes the friction coefficient estimation means 56 for estimating the road surface friction coefficient μ, and the friction coefficient for comparing the road surface friction coefficient μ estimated by the friction coefficient estimation means 56 and the reference friction coefficient μK. Comparing means 57 and switching means 19 for switching whether to permit or prohibit the output of the correction signal ID based on the friction comparison signal μH from the friction
[0086]
Further, when the road surface friction coefficient μ exceeds the reference friction coefficient μK (μ> μK), the output of the correction signal ID is prohibited, so that the calculation process of the correction signal ID becomes unnecessary, and the control is circulated by that much. Can be shortened.
Therefore, fine control is possible and the steering feeling can be improved.
[0087]
Returning to FIG. 2, the correction means (subtraction means) 25 has a subtraction function, and a correction signal supplied from the vehicle behavior means 24 via the switch means 16 from the target torque signal IMO supplied from the target torque signal setting means 21. By subtracting and correcting ID (correction amounts: IDA, IDO), the target torque signal IMH obtained by correcting the target torque signal IMO with the correction signal ID corresponding to the vehicle behavior is supplied to the difference calculating means 22.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, the electric power steering apparatus according to the present invention includes a switch unit that allows or prohibits output of a correction signal from a vehicle behavior determination unit for correcting a target torque signal from a target torque setting unit, Since the output of the correction signal for correcting the target torque signal can be permitted or prohibited by manually or automatically operating the switch means according to the behavior, the correction signal can be output only when the vehicle behavior corrects the target torque signal. The output can be allowed, and a good steering feeling can be obtained even if a microprocessor with a relatively slow calculation process is used.
[0089]
The switch means according to the present invention further comprises a correction switch operated by the driver, and a switching means for switching permission / prohibition of the output of the correction signal based on key information from the correction switch, and the driver manually operates the correction switch. By operating, it is possible to allow or prohibit the output of a correction signal that corrects the target torque signal at the driver's will, so it is possible to freely select the steering feeling according to the vehicle behavior according to the driving skill of the driver Can do.
[0090]
Further, the switch means according to the present invention comprises vehicle speed comparison means for comparing a vehicle speed signal supplied from a vehicle speed sensor with a reference vehicle speed, and permits or prohibits the output of a correction signal based on the vehicle speed comparison signal from the vehicle speed comparison means. Switching means, and when the vehicle speed signal falls below the reference vehicle speed, the correction signal is prohibited from being output. Therefore, the steering feeling is improved in the low vehicle speed range, and the vehicle behavior is stable in the medium and high vehicle speed range. Can be realized.
[0091]
Further, the switch means according to the present invention includes a friction coefficient estimation means for estimating a road surface friction coefficient, a friction coefficient comparison means for comparing a road surface friction coefficient estimated by the friction coefficient estimation means with a reference friction coefficient, and the friction coefficient comparison. Switching means for switching the allowance or prohibition of the output of the correction signal based on the friction comparison signal from the means, and the output of the correction signal is prohibited when the road surface friction coefficient exceeds the reference friction coefficient. The driver can be prevented from overcutting the steering wheel on a low μ road having a coefficient equal to or lower than the coefficient, and the steering feeling can be improved on a high μ road exceeding the reference friction coefficient.
[0092]
Furthermore, the switch means according to the present invention includes a display means for displaying a state in which the output of the correction signal is permitted, and notifies the driver of the state in which the output of the correction signal is permitted. It can be visually recognized that it is operating.
[0093]
Therefore, the driver senses the vehicle behavior from the reaction force as necessary, and the optimum steering feeling can be obtained according to the vehicle behavior, and the electric power that is economical and does not require a high-speed microprocessor for reaction force control. A power steering apparatus can be provided.
[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 principal 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 the main part of an embodiment of the switch means according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of the main part of another embodiment of the switch means according to the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of the main part of another embodiment of the switch means according to the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram of steering torque signal T-target torque signal IMS.
[Fig. 8] Vehicle speed signal V vs. vehicle speed coefficient KT characteristics
[Fig. 9] Vehicle speed signal V vs. vehicle speed coefficient KR characteristics
FIG. 10 is a graph showing the absolute value of the angle difference signal βfr | βfr | -understeer correction amount DA characteristic.
FIG. 11 is a graph showing the absolute value of the angle difference signal | βfr | —oversteer correction amount DO characteristic diagram;
FIG. 12 is an angle difference change amount DV−angle difference change coefficient KV characteristic diagram.
13 is an operation waveform diagram of the switch means of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記目標トルク設定手段からの目標トルク信号を補正するための前記車両挙動判定手段からの前記補正信号の出力を許容または禁止するスイッチ手段を備え、
さらに、前記スイッチ手段は、ドライバが操作する補正スイッチと、この補正スイッチからのキー情報に基づいて前記補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段と、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 vehicle behavior and outputting a correction signal; at least a steering torque signal from the steering torque sensor Target torque setting means for setting a target torque signal based on the target torque, and a correction means for correcting the target torque signal from the target torque setting means based on a correction signal from the vehicle behavior determination means. In an electric power steering device comprising control means for controlling,
Switch means for permitting or prohibiting the output of the correction signal from the vehicle behavior determining means for correcting the target torque signal from the target torque setting means;
Further, the switching means includes a correction switch that the driver operated electrostatic you comprising the, switching means for switching the allowable or disable output of the correction signal on the basis of the key information from the correction switch Dynamic power steering device.
前記目標トルク設定手段からの目標トルク信号を補正するための前記車両挙動判定手段からの前記補正信号の出力を許容または禁止するスイッチ手段を備え、
さらに、前記スイッチ手段は、車速センサから供給される車速信号を基準車速と比較する車速比較手段と、この車速比較手段からの車速比較信号に基づいて前記補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段と、を備え、前記車速信号が前記基準車速を下回る場合には、前記補正信号の出力を禁止する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 vehicle behavior and outputting a correction signal; at least a steering torque signal from the steering torque sensor Target torque setting means for setting a target torque signal based on the target torque, and a correction means for correcting the target torque signal from the target torque setting means based on a correction signal from the vehicle behavior determination means. In an electric power steering device comprising control means for controlling,
Switch means for permitting or prohibiting the output of the correction signal from the vehicle behavior determining means for correcting the target torque signal from the target torque setting means;
Furthermore, said switching means switching to switch the speed comparing means for comparing the vehicle speed signal supplied from the vehicle speed sensor as a reference vehicle speed, the allowable or disable output of the correction signal based on the vehicle speed comparison signal from the speed comparison means and means, and when said vehicle speed signal is below the reference vehicle speed, the correction signal to that electric power steering apparatus and inhibits the output of.
前記目標トルク設定手段からの目標トルク信号を補正するための前記車両挙動判定手段からの前記補正信号の出力を許容または禁止するスイッチ手段を備え、
さらに、前記スイッチ手段は、路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、この摩擦係数推定手段が推定した前記路面摩擦係数と基準摩擦係数を比較する摩擦係数比較手段と、この摩擦係数比較手段からの摩擦比較信号に基づいて前記補正信号の出力の許容または禁止を切り替える切替手段と、を備え、前記路面摩擦係数が前記基準摩擦係数を超えた場合には、前記補正信号の出力を禁止する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 vehicle behavior and outputting a correction signal; at least a steering torque signal from the steering torque sensor Target torque setting means for setting a target torque signal based on the target torque, and a correction means for correcting the target torque signal from the target torque setting means based on a correction signal from the vehicle behavior determination means. In an electric power steering device comprising control means for controlling,
Switch means for permitting or prohibiting the output of the correction signal from the vehicle behavior determining means for correcting the target torque signal from the target torque setting means;
Further, the switching means includes a friction coefficient estimating means for estimating a road surface friction coefficient, the friction coefficient comparison means for comparing the road surface friction coefficient and the reference friction coefficient The friction coefficient estimation means has estimated, from the friction coefficient comparison means and a switching means for switching allowable or disable output of the correction signal based on the friction comparison signal, when the road surface friction coefficient exceeds the reference coefficient of friction, to prohibit the output of the correction signal It said electrostatic power steering apparatus.
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