JP4264725B2 - 電動パワーステアリング装置用試験システム - Google Patents
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Description
本発明によれば、試験対象の電動パワーステアリング装置を実車に搭載した場合の操舵反力を車両シミュレーションモデルにより求め、その操舵反力に対応する負荷をその電動パワーステアリング装置における操舵力の出力部に付与することができ、路面状態の相違に応じた負荷を付与して電動パワーステアリング装置の性能を評価することができ、実車に搭載した場合の操舵反力を車両シミュレーションモデルにより正確に求めることができる。
なお、本実施形態において用いる記号の定義は以下の表1に示す通りである。
また、電動パワーステアリング装置1に操舵反力が作用する状態をシミュレーションした場合と、電動パワーステアリング装置1を実車に装着した場合とにおいて、ステアリングホイール2の操舵角に対するタイロッド7の軸力のゲインと位相より表される周波数応答特性を求めた。そのゲイン特性を図8のボード線図に、位相特性を図9のボード線図に示す。
なお、実験条件として、車両が乾燥路面を車速40km/h、50km/h、60km/hで走行する場合それぞれにおいて、サイン波状の操舵を行った。
図6〜図9に示すように、操舵反力が作用する状態をシミュレーションした場合と実車実験の場合とで、各周波数応答特性がほぼ一致した。特に、人間がステアリングホイールを操舵する際の実際の操舵周波数範囲である0.2Hz〜2.0Hz程度の操舵角入力に対してよく一致しているのが確認できる。
図11、図12に示すように、変形例の場合は実施形態の場合に比べて操舵周波数範囲が1Hz〜2.0Hz程度において位相が多少遅れるが実際にはドライバーが違和感を感じることのない程度の遅れであり、ゲイン特性については変形例の場合と実施形態の場合とでよく一致し、操舵系の摩擦の影響等を補償する上で有効であることを確認できる。
図14に示すように、その時間と軸力との関係は、操舵反力が作用する状態をシミュレーションした場合と実車実験の場合とでよく一致し、本変形例の試験システムによれば一般的な通常の操舵における操舵角の変化に対する軸力の応答性も十分に再現可能であることを確認できる。
図15、図16より、その操舵角と操舵トルクとの関係は、操舵反力が作用する状態をシミュレーションした場合と実車実験の場合とでよく一致することを確認できる。
2 ステアリングホイール
6 ラック(操舵部材)
7 タイロッド
7a 操舵力出力部
9 自在継手
10 モータ
20 制御装置
22 トルクセンサ
23 角度センサ
30 負荷付与機構
31 ACサーボモータ(アクチュエータ)
32 自在継手
40 試験制御装置(演算手段、制御手段、入力手段)
44 車速入力部
45 路面状態入力部
Claims (2)
- 操舵補助力発生用モータと、ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、検出操舵トルクと車速とに応じた操舵補助力を発生するように前記モータを制御する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置のための試験システムであって、
前記電動パワーステアリング装置における操舵力出力部に負荷を付与するアクチュエータを含む負荷付与機構と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する角度センサと、
車速を入力する車速入力部と、
操舵角と車速と操舵反力との関係を含む車両シミュレーションモデルの記憶手段と、
検出操舵角と入力車速に応じた操舵反力を前記車両シミュレーションモデルに基づき求める演算手段と、
求めた操舵反力に対応する負荷を前記操舵力出力部に付与するように前記アクチュエータを制御する制御手段と、
前記車速入力部により入力される車速の前記制御装置への入力手段と、
路面状態の変化と負荷係数の変化との間の予め定められた関係を記憶する手段と、
仮想の路面状態を入力する路面状態入力部と、
入力された路面状態に対応する負荷係数を求める手段とを備え、
前記トルクセンサにより求めた操舵トルクと入力車速とに応じた操舵補助力を発生するように、前記モータが前記制御装置により制御され、
求めた負荷係数を求めた操舵反力に乗じて得られた負荷が前記操舵力出力部に付与されるように、前記アクチュエータが前記制御手段により制御され、
前記電動パワーステアリング装置は、前記ステアリングホイールの操舵により移動する操舵部材と、その操舵部材に一端部が自在継手を介して連結されるタイロッドを有し、そのタイロッドの他端部が操舵力出力部とされ、
前記負荷付与機構により、操舵反力に対応する力として前記タイロッドの軸方向に沿う力が付与され、
前記車両シミュレーションモデルにおいては、前輪横力と、前輪横力の時間微分を車速により除した値に比例する値との和が、操舵角の増減に対応して増減する値に比例するものとされ、前記タイロッドの軸方向に沿う力は前輪横力に比例するものとされることを特徴とする電動パワーステアリング装置用試験システム。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用試験システムにおける前記車両シミュレーションモデルにおいては、Vを車速、βを車両の重心点の横滑り角、γを車両のヨーレイト、φを車両のロール角、l f を車両の重心点から前輪軸までの距離、F f を前輪横力、C f を前輪コーナリングスティフネス一軸分、β f を前輪横滑り角、kをタイヤの横剛性、δ f を前輪実舵角、α f を前輪のロールステア、θを操舵角、Nをステアリングギヤ比、ξをキャスタトレールとニューマチックトレールの和、Fを前記タイロッドの軸方向に沿う力、l n をナックルアーム長として、以下の式(6)、(8)、(10)、(12)、(14)が成立するものとされる。
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