JP4018794B2

JP4018794B2 - Vehicle steering system

Info

Publication number: JP4018794B2
Application number: JP5539898A
Authority: JP
Inventors: 泰晴大山; 裕西; 剛西森; 和重菅俣; 浩行川越; 達哉西川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2018-03-06
Also published as: JPH11245836A

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、特に電動機により操舵時に適正な操舵補助を行うと共に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を軽減するべく、該操舵トルクの検出結果から車速等に応じて上記操舵トルクを軽減するための補助操舵トルク（アシストトルク）と、ステアリングホイールの急峻な回転を抑制し、運転者に適度な抵抗感を与えると共にステアリングの収斂性を向上するべく、操舵角速度の検出結果から車速等に応じた反力成分としての補助反力トルク（ダンピングトルク）とを発生させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両が轍路や不整路面等を走行したりするとキングビン回りにモーメントが生じる場合があるが（外乱入力）、その程度によってはハンドル取られを生じる。
【０００４】
上記したような電動パワーステアリング装置では、通常このような外乱入力が発生した場合に、トルクセンサがハンドル取られによるトルクを検知し、外乱に対抗するようにアシストトルクを生じると共に外乱により生じる操舵角速度を検知し、ハンドル取られを抑える方向にダンピングトルクを生じるようになっている。
【０００５】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置にあっては、操舵感を適切にするようにのみアシストトルク及びダンピングトルクが設定されているため、手放し時におけるハンドル取られ抑制効果が充分でないという問題があった。
【０００６】
このハンドル取られを抑制する効果は、アシストトルク及びダンピングトルクをできるだけ大きく設定することにより高めることができるが、アシストトルクをあまり大きく設定すると、通常操舵時の操舵トルクが必要以上に軽くなってしまい、またダンピングトルクをあまり大きく設定すると、操舵時に強い粘性感が生じてしまうため、いずれの場合も操舵感が不自然となるという問題がある。
【０００７】
一方、操舵感は運転者が積極的に操舵しようとする場合には重要であるが、手放しに近い状想ではその重要度は低い。逆にハンドル取られを抑制する効果は、運転者が積極的に操舵している場合に比べて手放しに近い場合の方が重要である。これは、手放しに近い方が急峻なハンドル取られに対する運転者の修正操舵が遅れることによる。
【０００８】
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感を適切に設定することが可能な車両用操舵装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、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、操舵角速度を検出するための操舵角速度検出手段と、車速検出手段と、該車速検出手段及び前記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と共に前記車速検出手段及び前記操舵角速度検出手段の検出値に基づいて補助反力トルクを決定し、決定した補助操舵トルク値及び補助反力トルク値から補助トルク値を決定する補助トルク決定手段と、前記操向車輪に決定した前記補助トルク値に基づく補助トルクを加えるための電動機とを有する車両用操舵装置に於いて、運転者の操舵状態を判別する手段を有し、検出された運転者の操舵状態が手放しの状態と判別した場合には前記補助操舵トルク値を大きくさせ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。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１に、本発明が適用された第１の実施形態に於ける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に対して後記する補助操舵トルクから補助反力トルクを減じてなる補助トルクを付加するべく、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。
【００１２】
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検出手段としての操舵角速度センサ１１と、ピニオン４に作用する操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ１２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検出手段としての車速センサ１３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。
【００１３】
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トルクを演算するための補助トルク決定手段１７ａが設けられている。補助トルク決定手段１７ａには、操舵角速度センサ１１・トルクセンサ１２・車速センサ１３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（アシストトルク）及び補助反力トルク（ダンピングトルク）を決定するようになっている。また、補助トルク決定手段１７ａには運転者の操舵状態を判別するための操舵状態判別手段１８が接続され、上記操舵角速度センサ１１、トルクセンサ１２からの各信号出力に基づいて後記するアルゴリズムによって運転者がステアリングホイールを保持して保舵または操舵しているか、殆ど手放しの状態であるかを推定（検出）するようになっている。
【００１４】
操舵制御ユニット１７内には、補助トルク決定手段１７ａから出力される補助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１７ｂ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１７ｃとが設けられている。そして、出力電流制御手段１７ｃ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１７ｃ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。
【００１５】
操舵制御ユニット１７内の補助トルク決定手段１７ａ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、各センサの信号出力を読込み（ステップ１）、ステップ２にて補助操舵トルク値Ｔ１及び補助反力トルク値Ｔ２を決定し（ステップ２）、補助操舵トルク値Ｔ１から補助反力トルク値Ｔ２を減じ（ステップ３）、補助トルク値Ｔとして目標電流決定手段１７ｂに出力する（ステップ４）。
【００１６】
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）、操舵角速度ω（ステップ１２）、操舵トルクＴｓ(ステップ１３）をそれぞれ読込む処理が行われる。
【００１７】
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、ステップ２１にて操舵トルクＴｓ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２種類のデータテーブル（図７（ａ）、図７（ｂ））から、補助操舵トルク値（アシストトルク値）Ｔ1及びＴ1’を求める。ここで、図７（ａ）のデータテーブルに比較して図７（ｂ）のデータテーブルはその係数の傾きが急になっている。従って、Ｔ1を補助操舵トルク値として採用した場合よりもＴ1’を採用した場合の方が操舵トルクＴｓに対する補助操舵トルク成分が大きくなる。
【００１８】
次に、ステップ２２にて操舵角速度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２種類のデータテーブル（図７（ｃ）、図７（ｄ））から、補助反力トルク値（ダンピングトルク値）Ｔ2及びＴ2’を求める。ここで、図７（ｃ）のデータテーブルに比較して図７（ｄ）のデータテーブルはその係数の傾きが急になっている。従って、Ｔ2を補助反力トルク値として採用した場合よりもＴ2’を採用した場合の方が操舵角速度ωに対する補助反力トルク成分が大きくなる。
【００１９】
次に操舵状態判別手段１８にて運転者の操舵状態を判別する（ステップ２３、２４）。ここでは下式に基づき運転者の操舵状態を検出する。まず、ステアリングホイール回りの運動方程式は、
【００２０】
【数１】

【００２１】
この式全体を時間積分すると、
【００２２】
【数２】

【００２３】
これを変形して、
【００２４】
【数３】

【００２５】
ここで、ＴS（ｋｇ・ｃｍ）はトルクセンサ値、ＴH（ｋｇ・ｃｍ）は保舵または操舵トルク、ω（ｄｅｇ・ｓｅｃ）は操舵角速度、ＪH（ｋｇ・ｍ）はステアリングホイールのイナーシャである。
【００２６】
上記ＴSとωとの実測値が得られることからＴHが求められる。即ち、（３）式の左辺の演算結果が０であれば運転者がステアリングホイールを殆ど手放ししている状態であり、０でなければ運転者がステアリングホイールを保舵または操舵していると判断する。
【００２７】
実際には、（３）式の計算を時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｘまでについて行う。
【００２８】
【数４】

【００２９】
ただし、ωXは時刻Ｘに於ける操舵角速度である。
【００３０】
このとき、時刻ｔ＝０からの積分はオフセットの影響を受けることから、（４）式の第１項を時刻ｔ＝Ｘ−Ｎで２分して、
【００３１】
【数５】

【００３２】
とし、更に（５）式の第１項を時刻ｔ＝Ｘ−Ｎに於ける操舵角速度ωX-Nに置き換えて、
【００３３】
【数６】

【００３４】
とすることで、時刻ｔ＝Ｘ−Ｎから時刻ｔ＝Ｘまでの積分を行うことでＴHが求められる。
【００３５】
上記ステップ２３で求めたＴHが０か否かで運転者がステアリングホイールを保舵または操舵しているか、または殆ど手放ししているかをステップ２４で判別する。そして、操舵力が低い（軽保舵時）か、または発生していない（手放し時）と判別した場合、上記ステップ２１で求めたＴ1’を補助操舵トルク値Ｔ1として採用し、かつ上記ステップ２２で求めたＴ2’を補助反力トルク値Ｔ2として採用し、その後の処理に用いる（ステップ２５）。また、運転者が補舵または操舵していると判別した場合、上記ステップ２１、２２で求めたＴ1、Ｔ2をそのままその後の処理に用いる（ステップ２６）。
【００３６】
そして、補助操舵トルク値Ｔ1から補助反力トルク値Ｔ2を減算して補助トルク値Ｔを求める（ステップ２７）。
【００３７】
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２１〜２７は図６の各ブロックに対応する。
【００３８】
このようにして決定された補助トルク値Ｔを目標電流決定手段１７ｂにて電流値に変換し、電動機９に供給し、補助トルクを発生させる。
【００３９】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、例えば断面がＶ字状の轍路２１を車両２０が走行中、車輪６が斜面２１ａに接地している際に制動力Ｂを作用させると、接地点Ｐがキングピン軸Ｏとずれていることにより、キングピン軸Ｏ回りにモーメントＩが発生する。特に、操舵力が低いか、または発生していない場合、そのままではハンドル取られが生じるが、ハンドル取られによる操舵角速度ωが発生することから、上記処理を行うことで、通常よりも大きな補助反力トルク値Ｔ2が、操舵角速度ωが減速する方向に、即ち中立位置を維持するように発生する。また、同時に各部の慣性、摺動抵抗などにより操舵トルクＴｓが小さいながら発生することから通常よりも大きな補助操舵トルク値Ｔ1が、操舵トルクＴｓが軽減されるように、即ち中立位置を維持するように発生する。そして、これらにより車両２０の偏向を妨げる向きに電動機１０が駆動されるようになる。そして、運転者が車両の偏向に気づき、ハンドルを握ったら通常の補助トルクに戻ることから、運転者のハンドル操作に支障をきたすことはない。尚、車輪６が斜面２１ａに接地している際に制動力に代えて駆動力を作用させた場合も同様であることは言うまでもない。
【００４０】
尚、上記構成では補助操舵トルク値Ｔ1及び補助反力トルク値Ｔ2を求めるのに各々２種類のデータテーブルを用いたが、３種類以上のテーブルを用い、運転者の保舵の程度に応じて切り換えるようにしても良い。
【００４１】
図９は、上記実施形態の変形例を示す図６と同様な図であり、上記実施形態と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本例では、図５のステップ２４に相当するステップ２３’にて運転者の操舵または保舵力の程度ｙを０（操舵または保舵）〜１（手放し）の間で求め、ステップ２４’で、
ｙ・Ｔ1’＋（１−ｙ）・Ｔ1
を補助操舵トルク値Ｔ1とし、
ｙ・Ｔ2’＋（１−ｙ）・Ｔ2
を補助反力トルク値Ｔ2としてその後の処理に用いる（ステップ２５、２６は削除）。
【００４２】
即ち、操舵または保舵の程度が大きければ、補助操舵トルク値Ｔ1及び補助反力トルク値Ｔ2を小さくし、高速時等の操舵違和感を軽減し、操舵または保舵の程度が小さくなる程、その程度に応じて補助操舵トルク値Ｔ1及び補助反力トルク値Ｔ2を大きくし、外乱抑制効果を高くするようにしている。
その対応する部分を破線で囲んでステップ２４’、２５’として図９に記した。それ以外の構成、作用・効果は上記実施形態と同様である。
【００４３】
上記各実施形態では、操舵状態判別手段による運転者の操舵状態に応じて補助操舵トルク値Ｔ1及び補助反力トルク値Ｔ2を２段階以上に段階的、または連続的に変化させるようにしたが、助操舵トルク値Ｔ1及び補助反力トルク値Ｔ2のいずれか一方のみを変化させるようにしても良い。
【００４４】
例えば、操舵状態判別手段による運転者の操舵状態に応じて補助操舵トルク値Ｔ1のみを変化させるようにした場合、ハンドル取られが生じそうになったら、各部の慣性、摺動抵抗などにより操舵トルクＴｓが小さいながら発生することから通常よりも大きな補助操舵トルク値Ｔ1が、操舵トルクＴｓが軽減されるように、即ち中立位置を維持するように発生する。これにより車両２０の偏向を妨げる向きに電動機１０が駆動されるようになる。そして、運転者が車両の偏向に気づき、ハンドルを握ったら通常の補助トルクに戻るようになる。
【００４５】
また、操舵状態判別手段による運転者の操舵状態に応じて補助反力トルク値Ｔ2のみを変化させるようにした場合、ハンドル取られが生じそうになったら、操舵角速度ωが発生することから通常よりも大きな補助反力トルク値Ｔ2が、操舵角速度ωが減速する方向に、即ち中立位置を維持するように発生する。これにより車両２０の偏向を妨げる向きに電動機１０が駆動されるようになる。そして、運転者が車両の偏向に気づき、ハンドルを握ったら通常の補助トルクに戻るようになる。
【００４６】
【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、手放しまたは軽保舵状態では、補助操舵トルク及び／または操舵角速度に基づく補助反力トルクの割合を高くして外乱作用時の偏向抑制性能を高め、それ以外の通常走行時には補助操舵トルク及び／または補助反力トルクの割合を、適切な操舵感が得られるように設定することで、運転者の操舵に関与する程度に応じて外乱作用時の偏向抑制性能及び通常旋回時の適正な操舵感を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された第１の実施形態に於ける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）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】（ａ）は轍路走行時に制動力を受けた場合の車輪の動きを模式的に示す平面断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線について見た図。
【図９】本発明が適用された第２の実施形態に於ける車両用操舵装置の制御系の回路ブロック図。
【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
１3 車速センサ
１７操舵制御ユニット
１７ａ補助トルク決定手段
１７ｂ目標電流決定手段
１７ｃ出力電流制御手段
１８操舵状態判別手段
１９駆動回路
２０車両
２１轍路
２１ａ斜面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering apparatus, and more particularly to a steering apparatus configured to generate a steering torque that performs appropriate steering assistance at the time of steering by an electric motor and suppresses vehicle behavior when a disturbance occurs.
[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 configured to assist the steering force of the steering wheel with the output torque of the electric motor. In order to reduce the steering torque applied by the driver to the steering wheel, the detection result of the steering torque is used to change the vehicle speed and the like. Accordingly, in order to suppress the steering torque to reduce the steering torque and to suppress the sharp rotation of the steering wheel, to give the driver an appropriate resistance and to improve the convergence of the steering, the steering angular velocity From this detection result, an auxiliary reaction force torque (damping torque) as a reaction force component corresponding to the vehicle speed or the like is generated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the vehicle travels on a rutted road, an irregular road surface, or the like, a moment may be generated around the king bin (disturbance input).
[0004]
In the electric power steering apparatus as described above, when such disturbance input occurs, the torque sensor detects the torque caused by the steering wheel being taken, and generates the assist torque to counter the disturbance and the steering angular velocity generated by the disturbance. Is detected, and a damping torque is generated in a direction to suppress the handle being taken off.
[0005]
However, in the conventional electric power steering device, the assist torque and the damping torque are set only so as to make the steering feeling appropriate. .
[0006]
The effect of restraining the steering wheel can be enhanced by setting the assist torque and damping torque as large as possible. However, if the assist torque is set too large, the steering torque during normal steering becomes lighter than necessary. In addition, if the damping torque is set too large, a strong viscous feeling is generated during steering, and there is a problem that the steering feeling becomes unnatural in either case.
[0007]
On the other hand, the steering feeling is important when the driver wants to steer positively, but the degree of importance is low in a situation where the driver feels like releasing it. On the other hand, the effect of suppressing the steering wheel is more important when the driver is close to releasing the hand than when the driver is actively steering. This is because the driver's corrective steering is delayed when the steering wheel is steeper when the hand is closer to letting go.
[0008]
The present invention has been devised in order to improve the disadvantages of the prior art, and its purpose is to enhance the deflection suppression performance at the time of disturbance action and to appropriately set the steering feeling during normal turning. An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can perform the above-described operation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above-described object is achieved by manual steering means for manually steering the steered wheels of a vehicle, steering torque detection means for detecting steering torque applied to the manual steering means, and steering angular velocity. A steering angular velocity detection means for detecting the vehicle speed, a vehicle speed detection means, an auxiliary steering torque is determined based on detection values of the vehicle speed detection means and the steering torque detection means, and the vehicle speed detection means and the steering angular velocity detection means Auxiliary reaction force torque is determined based on the detected value, auxiliary torque determination means for determining an auxiliary torque value from the determined auxiliary steering torque value and auxiliary reaction force torque value, and the auxiliary torque value determined for the steered wheel. in the steering apparatus for a vehicle having an electric motor for applying an auxiliary torque based, comprising means for determining a steering state of the driver, it is let go steering state of the detected driver If it is determined state is achieved by providing a vehicle steering apparatus characterized by being adapted to increase the assist steering torque value.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle steering apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied. This device includes a pinion 4 coupled to a steering shaft 2 integrally coupled to a steering wheel 1 via a coupling 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 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. Further, the electric motor 9 constituting the electric power steering device is added to the rack in order to add the auxiliary torque obtained by subtracting the auxiliary reaction torque from the auxiliary steering torque described later with respect to the manual steering force via the rack and pinion mechanism. It is coaxially disposed in the middle part of the shaft 8.
[0012]
In the vicinity of the pinion 4 of the rack and pinion mechanism, a steering angular velocity sensor 11 as a steering angular velocity detecting means for detecting the steering angular velocity from the rotation angle of the steering wheel 1 and a steering torque acting on the pinion 4 are detected. A torque sensor 12 serving as a steering torque detecting means and a vehicle speed sensor 13 serving as a vehicle speed detecting means for outputting a signal corresponding to the traveling speed of the vehicle are provided. 9 is connected to a steering control unit 17 for controlling the output of 9.
[0013]
As shown in FIG. 2, auxiliary torque determination means 17 a for calculating auxiliary torque as the electric power steering device is provided in the steering control unit 17 described above. Detection signals of the steering angular velocity sensor 11, the torque sensor 12, and the vehicle speed sensor 13 are input to the auxiliary torque determining means 17a, and auxiliary steering torque (assist torque) that performs normal assist control in accordance with these detection signals. ) And auxiliary reaction force torque (damping torque) are determined. The auxiliary torque determining means 17a is connected to a steering state determining means 18 for determining the steering state of the driver, and is driven by an algorithm to be described later based on signal outputs from the steering angular velocity sensor 11 and the torque sensor 12. It is estimated (detected) whether the person holds or steers while holding the steering wheel, or is in a state of almost letting go.
[0014]
In the steering control unit 17, target current determining means 17b for setting a target current for the electric motor 9 according to the auxiliary torque value output from the auxiliary torque determining means 17a, and a current flowing through the electric motor 9 according to the target current are set. Output current control means 17c for controlling is provided. A current control signal from the output current control means 17c 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 17c.
[0015]
In the auxiliary torque determining means 17a 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 (step 1), the auxiliary steering torque value T1 and the auxiliary reaction torque value T2 are determined in step 2 (step 2), and the auxiliary reaction torque value T2 is determined from the auxiliary steering torque value T1. Is reduced (step 3) and output to the target current determining means 17b as the auxiliary torque value T (step 4).
[0016]
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 the vehicle speed V (step 11), the steering angular velocity ω (step 12), and the steering torque Ts (step 13) is performed.
[0017]
Next, in step 2, as shown in the flowchart of FIG. 5, first, in step 21, the steering torque Ts is used as an address, and two types of data tables (see FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b)), auxiliary steering torque values (assist torque values) T1 and T1 ′ are obtained. Here, compared with the data table of FIG. 7A, the coefficient of the coefficient of the data table of FIG. 7B is steeper. Therefore, the auxiliary steering torque component with respect to the steering torque Ts becomes larger when T1 ′ is adopted than when T1 is adopted as the auxiliary steering torque value.
[0018]
Next, in step 22, the auxiliary reaction force torque value is obtained from the two types of data tables (FIGS. 7C and 7D) in which the steering angular velocity ω is used as an address and different characteristics are set for each vehicle speed V. (Damping torque value) T2 and T2 'are obtained. Here, as compared with the data table of FIG. 7C, the slope of the coefficient of the data table of FIG. 7D is steeper. Therefore, the auxiliary reaction force torque component with respect to the steering angular velocity ω is larger when T2 ′ is adopted than when T2 is adopted as the auxiliary reaction force torque value.
[0019]
Next, the steering state discriminating means 18 discriminates the steering state of the driver (steps 23 and 24). Here, the steering state of the driver is detected based on the following equation. First, the equation of motion around the steering wheel is
[0020]
[Expression 1]

[0021]
If this whole equation is integrated over time,
[0022]
[Expression 2]

[0023]
Transform this,
[0024]
[Equation 3]

[0025]
Here, TS (kg · cm) is the torque sensor value, TH (kg · cm) is the steering or steering torque, ω (deg · sec) is the steering angular velocity, and JH (kg · m) is the inertia of the steering wheel. .
[0026]
TH is obtained from the actual measurement values of TS and ω. That is, if the calculation result on the left side of equation (3) is 0, the driver has almost released the steering wheel, and if it is not 0, it is determined that the driver is holding or steering the steering wheel. To do.
[0027]
Actually, the calculation of equation (3) is performed from time t = 0 to time t = X.
[0028]
[Expression 4]

[0029]
However, ωX is the steering angular velocity at time X.
[0030]
At this time, since the integration from time t = 0 is affected by the offset, the first term of equation (4) is divided into two at time t = X−N,
[0031]
[Equation 5]

[0032]
Further, the first term in the equation (5) is replaced with the steering angular velocity ωX-N at time t = X−N,
[0033]
[Formula 6]

[0034]
Thus, TH is obtained by performing integration from time t = X-N to time t = X.
[0035]
Whether or not the driver holds or steers the steering wheel is determined based on whether TH obtained in step 23 is 0 or not is determined in step 24. If it is determined that the steering force is low (at the time of light steering) or is not generated (at the time of hand release), T1 ′ obtained at step 21 is adopted as the auxiliary steering torque value T1, and step 22 is performed. T2 ′ obtained in the above is adopted as the auxiliary reaction force torque value T2 and used for the subsequent processing (step 25). If it is determined that the driver is steering or steering, T1 and T2 obtained in steps 21 and 22 are used as they are in the subsequent processing (step 26).
[0036]
Then, the auxiliary torque value T2 is obtained by subtracting the auxiliary reaction torque value T2 from the auxiliary steering torque value T1 (step 27).
[0037]
The control block diagram of step 2 is as shown in FIG. 6, and steps 21 to 27 correspond to the respective blocks of FIG.
[0038]
The auxiliary torque value T determined in this way is converted into a current value by the target current determining means 17b and supplied to the electric motor 9 to generate auxiliary torque.
[0039]
As shown in FIGS. 8A and 8B, for example, the braking force B is applied when the vehicle 6 is traveling on a narrow road 21 having a V-shaped cross section and the wheels 6 are in contact with the slope 21a. When this occurs, the moment I is generated around the kingpin axis O due to the contact point P being displaced from the kingpin axis O. In particular, when the steering force is low or is not generated, the steering wheel is removed as it is, but the steering angular velocity ω is generated by the steering wheel. The force torque value T2 is generated in the direction in which the steering angular velocity ω is decelerated, that is, to maintain the neutral position. At the same time, since the steering torque Ts is generated due to the inertia and sliding resistance of each part, the auxiliary steering torque value T1 that is larger than usual is reduced so that the steering torque Ts is reduced, that is, the neutral position is maintained. Occurs. Thus, the electric motor 10 is driven in such a direction as to prevent the vehicle 20 from being deflected. When the driver notices the deflection of the vehicle and grips the handle, the driver returns to the normal assist torque, so that the driver's handle operation is not hindered. Needless to say, the same applies when a driving force is applied instead of the braking force when the wheel 6 is in contact with the slope 21a.
[0040]
In the above configuration, two types of data tables are used to obtain the auxiliary steering torque value T1 and the auxiliary reaction force torque value T2, respectively. You may make it switch.
[0041]
FIG. 9 is a view similar to FIG. 6 showing a modification of the above-described embodiment. The same reference numerals are given to the same portions as in the above-described embodiment, and detailed description thereof is omitted. In this example, in step 23 ′ corresponding to step 24 in FIG. 5, the degree y of the steering or holding force of the driver is determined between 0 (steering or holding) and 1 (hand-off), and in step 24 ′ ,
y · T1 '+ (1-y) · T1
Is the auxiliary steering torque value T1,
y ・ T2 '+ (1-y) ・ T2
Is used as an auxiliary reaction force torque value T2 for subsequent processing (steps 25 and 26 are deleted).
[0042]
That is, if the degree of steering or holding is large, the auxiliary steering torque value T1 and the auxiliary reaction torque value T2 are reduced, the steering discomfort is reduced at high speeds, and the degree of steering or holding is reduced. Depending on the degree, the auxiliary steering torque value T1 and the auxiliary reaction torque value T2 are increased to increase the disturbance suppressing effect.
The corresponding portions are surrounded by a broken line and are shown in FIG. 9 as steps 24 ′ and 25 ′. Other configurations, operations and effects are the same as those in the above embodiment.
[0043]
In each of the above embodiments, the auxiliary steering torque value T1 and the auxiliary reaction force torque value T2 are changed stepwise or continuously in two or more stages according to the steering state of the driver by the steering state determination means. Only one of the auxiliary steering torque value T1 and the auxiliary reaction force torque value T2 may be changed.
[0044]
For example, in the case where only the auxiliary steering torque value T1 is changed according to the steering state of the driver by the steering state determination means, if the steering wheel is likely to be removed, the steering torque due to the inertia of each part, sliding resistance, etc. Since Ts is generated while being small, an auxiliary steering torque value T1 larger than usual is generated so that the steering torque Ts is reduced, that is, the neutral position is maintained. As a result, the electric motor 10 is driven in a direction that prevents the vehicle 20 from being deflected. When the driver notices the deflection of the vehicle and grasps the steering wheel, the driver returns to the normal assist torque.
[0045]
Further, when only the auxiliary reaction force torque value T2 is changed according to the steering state of the driver by the steering state discriminating means, the steering angular velocity ω is generated when the steering wheel is likely to be removed. A large auxiliary reaction torque value T2 is generated in the direction in which the steering angular velocity ω is decelerated, that is, to maintain the neutral position. As a result, the electric motor 10 is driven in a direction that prevents the vehicle 20 from being deflected. When the driver notices the deflection of the vehicle and grasps the steering wheel, the driver returns to the normal assist torque.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, the ratio of the auxiliary reaction torque based on the auxiliary steering torque and / or the steering angular velocity is increased in the hand-released or lightly steered state, so that the deflection suppressing performance at the time of disturbance action is increased. The ratio of the auxiliary steering torque and / or the auxiliary reaction torque is set so that an appropriate steering feeling can be obtained during normal driving other than that, so that it can be affected by the driver's steering. It is possible to obtain a proper steering feeling during normal turning as well as a deflection suppressing performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a vehicle steering apparatus in a first embodiment 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 and 7B are enlarged views of a data table used for the control process. FIG.
8A is a plan cross-sectional view schematically showing the movement of a wheel when a braking force is applied when traveling on a rutted road, and FIG. 8B is a view seen along line bb in FIG. 8A.
FIG. 9 is a circuit block diagram of a control system of a vehicle steering apparatus in a second embodiment to which the present invention is applied.
[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 13 Vehicle speed sensor 17 Steering control unit 17a Auxiliary torque determining means 17b Target current determining means 17c Output current control means 18 Steering state discriminating means 19 Drive circuit 20 Vehicle 21 Kushiro 21a Slope

Claims

Manual steering means for manually steering the steered wheels of the vehicle, steering torque detection means for detecting steering torque applied to the manual steering means, steering angular velocity detection means for detecting steering angular velocity, Auxiliary steering torque is determined based on detection values of the vehicle speed detection means, the vehicle speed detection means and the steering torque detection means, and an auxiliary reaction torque is determined based on the detection values of the vehicle speed detection means and the steering angular velocity detection means. And an auxiliary torque determining means for determining an auxiliary torque value from the determined auxiliary steering torque value and auxiliary reaction force torque value, and an electric motor for applying an auxiliary torque based on the determined auxiliary torque value to the steered wheel. In a vehicle steering system,
Means for determining the steering state of the driver,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary steering torque value is increased when the detected steering state of the driver is determined to be a hand-off state .