JP4747958B2 - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のパワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a power steering device for a vehicle.
従来から、運転者のステアリング操作をアシストするパワーステアリング装置が広く用いられている。このようなパワーステアリング装置として、特許文献1には、車速が低いほどタイヤと路面との間の摩擦補償成分を増大させることによって、ステアリングホイールの戻り特性を向上させるものが記載されている。
一般的に、ステアリングホイールがロック(エンド)位置近くまで操舵されて転舵輪の転舵角が最大転舵角付近になると、アッカーマンステアリングの達成率が低下し、転舵輪の転舵角を小さくする方向に発生するSAT(Self Aligning Torque)が減少する。その結果、ステアリングホイールの戻り特性が変化し、操舵フィーリングが悪化する。上記パワーステアリング装置では、ロック位置付近からステアリングホイールを戻す際の操舵フィーリングの悪化に対しては何ら考慮されていない。 Generally, when the steering wheel is steered to near the lock (end) position and the turning angle of the steered wheel is near the maximum steered angle, the achievement rate of the Ackerman steering is lowered, and the steered angle of the steered wheel is reduced. SAT (Self Aligning Torque) generated in the direction is reduced. As a result, the return characteristic of the steering wheel is changed, and the steering feeling is deteriorated. In the power steering device described above, no consideration is given to the deterioration of the steering feeling when the steering wheel is returned from the vicinity of the lock position.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ステアリングホイールをロック位置付近から戻す際の操舵フィーリングを改善することが可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power steering apparatus capable of improving the steering feeling when the steering wheel is returned from the vicinity of the lock position.
本発明に係るパワーステアリング装置は、車両に取り付けられ、ステアリングホイールの操舵に応じて転舵される転舵輪の転舵角を求める転舵角取得手段と、ステアリングホイールの操舵状態に基づいて基本アシスト量を演算する基本アシスト量演算手段と、転舵角取得手段により求められた転舵輪の転舵角に基づいて、ステアリングホイールを中立位置に戻す方向に作用する戻し補正量を演算する戻し補正量演算手段と、基本アシスト量および戻し補正量に基づいて車両の操舵機構にアシストトルクを付与するアシスト手段と、を備え、戻し補正量演算手段は、転舵角の絶対値が所定角度以上であるときに、戻し補正量を増大させることを特徴とする。 A power steering device according to the present invention is attached to a vehicle and has a turning angle acquisition means for obtaining a turning angle of a turning wheel to be turned according to steering of the steering wheel, and a basic assist based on the steering state of the steering wheel. Based on the basic assist amount calculation means for calculating the amount and the turning angle of the steered wheel obtained by the turning angle acquisition means, the return correction amount for calculating the return correction amount acting in the direction to return the steering wheel to the neutral position Calculating means, and assist means for applying assist torque to the steering mechanism of the vehicle based on the basic assist amount and the return correction amount, wherein the return correction amount calculation means has an absolute value of the turning angle equal to or greater than a predetermined angle. Sometimes, the return correction amount is increased.
本発明に係るパワーステアリング装置によれば、車両の操舵機構に付与されるアシストトルクが、操舵状態から求められる基本アシスト量および転舵角から求められる戻し補正量に基づいて演算される。ここで、戻し補正量は、転舵角の絶対値が所定角度以上であるときに増大される。そのため、転舵角の絶対値が所定角度以上であるとき、例えばステアリングホイールがロック位置付近にあるときに、ステアリングホイールの戻り特性を改善することが可能となる。 According to the power steering device of the present invention, the assist torque applied to the steering mechanism of the vehicle is calculated based on the basic assist amount obtained from the steering state and the return correction amount obtained from the turning angle. Here, the return correction amount is increased when the absolute value of the turning angle is equal to or greater than a predetermined angle. Therefore, when the absolute value of the turning angle is equal to or larger than a predetermined angle, for example, when the steering wheel is in the vicinity of the lock position, it is possible to improve the return characteristic of the steering wheel.
上記戻し補正量演算手段は、車両制動時には、戻し補正量を非制動時よりも増大させることが好ましい。 The return correction amount calculation means preferably increases the return correction amount during vehicle braking than during non-braking.
サスペンションの特性上、ステアリングホイールの戻り特性は車両の制動状態によっても変化する。一般的に、車両制動時にはステアリングホイールの戻りが悪くなる。本発明に係るパワーステアリング装置によれば、車両制動時に戻し補正量が増大される。そのため、例えば、制動しつつステアリングホイールをロック位置付近から戻すような状況においても、ステアリングホイールの戻り特性を適切に改善することが可能となる。 Due to the characteristics of the suspension, the return characteristic of the steering wheel also changes depending on the braking state of the vehicle. In general, the steering wheel returns poorly during vehicle braking. According to the power steering device of the present invention, the return correction amount is increased during vehicle braking. Therefore, for example, even in a situation where the steering wheel is returned from the vicinity of the lock position while braking, the return characteristic of the steering wheel can be appropriately improved.
また、上記戻し補正量演算手段は、車両の制動が解除された後、戻し補正量が増大された状態を所定の時間保持することが好ましい。 Further, it is preferable that the return correction amount calculating means holds a state where the return correction amount is increased for a predetermined time after the braking of the vehicle is released.
この場合、例えば制動状態と非制動状態とが交互に繰り返されたとしても、所定の時間、戻し補正量の増大状態が維持されることにより、戻し補正量の振動的な変動の発生が防止される。その結果、ステアリングホイールをロック位置付近から戻す際に、制動状態の変化に起因するアシストトルクのチャタリングを防止することが可能となる。 In this case, for example, even if the braking state and the non-braking state are alternately repeated, the increase state of the return correction amount is maintained for a predetermined time, thereby preventing the fluctuation of the return correction amount from occurring. The As a result, when the steering wheel is returned from the vicinity of the lock position, it is possible to prevent chattering of assist torque due to a change in the braking state.
さらに、上記戻し補正量演算手段は、車両減速度が大きいときには、車両減速度が小さいときに比べて戻し補正量を増大させ、車両加速度が大きいときには、車両加速度が小さいときに比べて戻し補正量を減少させることが好ましい。 Further, the return correction amount calculation means increases the return correction amount when the vehicle deceleration is large compared to when the vehicle deceleration is small, and returns when the vehicle acceleration is large compared to when the vehicle acceleration is small. Is preferably reduced.
ステアリングホイールの戻り特性は車両の加減速によっても変化する。本発明に係るパワーステアリング装置によれば、車両の減速度が大きいときには、小さいときに比べて戻し補正量が増大され、車両の加速度が大きいときには、小さいときに比べて戻し補正量が減少される。その結果、車両減速時または車両加速時にステアリングホイールをロック位置付近から戻すような状況においても、ステアリングホイールの戻り特性を適切に改善することが可能となる。 The return characteristic of the steering wheel also changes depending on the acceleration / deceleration of the vehicle. According to the power steering device of the present invention, when the vehicle deceleration is large, the return correction amount is increased compared to when the vehicle is small, and when the vehicle acceleration is large, the return correction amount is decreased compared to when the vehicle is small. . As a result, it is possible to appropriately improve the return characteristics of the steering wheel even in a situation where the steering wheel is returned from the vicinity of the lock position during vehicle deceleration or vehicle acceleration.
上記戻し補正量演算手段は、車両の速度が所定値以上であるときに、戻し補正量を減少させることが好ましい。 The return correction amount calculation means preferably reduces the return correction amount when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value.
このようにすれば、所定値以上の比較的高い速度で車両が走行している際に、例えば転舵角取得手段などに機能欠陥が発生したとしても、この機能失陥に起因して戻し補正量が与えるおそれのある操舵機構に対する悪影響を抑制することが可能となる。 In this way, even if a functional defect occurs in the turning angle acquisition means, for example, when the vehicle is traveling at a relatively high speed equal to or higher than a predetermined value, the return correction is caused due to this functional failure. It is possible to suppress an adverse effect on the steering mechanism that may be given an amount.
本発明のパワーステアリング装置によれば、ステアリングホイールをロック位置付近から戻す際の操舵フィーリングを改善することが可能となる。 According to the power steering device of the present invention, it is possible to improve the steering feeling when the steering wheel is returned from the vicinity of the lock position.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
まず、図1を用いて、実施形態に係るパワーステアリング装置10の構成について説明する。図1は、パワーステアリング装置10の構成を示す図である。本実施形態では、パワーステアリング装置10として、電動モータの回転トルクをラックシャフトの往復動方向の力に変換するボールねじ式の変換機構を有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置を用いた。
First, the configuration of the
図1において、WL,WRは転舵輪としての左前輪、右前輪であり、これら左右前輪WL,WRはタイロッド11を介してステアリングギヤボックス12によって連結されている。ステアリングギヤボックス12は、ラックシャフト13およびピニオン14などを備えており、ラックシャフト13がステアリングギヤボックス12に対して摺動可能に設けられている。ラックシャフト13の両端にはタイロッド11が連結され、ピニオン14にはステアリングシャフト15を介してステアリングホイール16が取り付けられている。ステアリングホイール16が操舵されると、ステアリングシャフト15、ピニオン14、ラックシャフト13およびタイロッド11を介して、左右前輪WL,WRが転舵される。
In FIG. 1, WL and WR are a left front wheel and a right front wheel as steered wheels, and these left and right front wheels WL and WR are connected by a
図示されていないが、ラックシャフト13の一部外周面にはボールスクリュー溝が形成されており、ラックシャフト13と同軸に配置された電動モータ17のロータにはこのボールスクリュー溝に対応するボールスクリュー溝を内周面上に有するボールナットが固定されている。一対のボールスクリュー溝の間には複数のボールが収納されており、このボールねじによって電動モータ17の回転運動がラックシャフト13の往復運動に変換される。すなわち、電動モータ17が駆動されるとラックシャフト13が軸方向に駆動され、転舵がアシストされる。
Although not shown, a ball screw groove is formed on a part of the outer peripheral surface of the
電動モータ17は、モータドライバ18に接続されており、モータドライバ18から供給された駆動電流に応じたアシストトルクをラックシャフト13に付与する。このモータドライバ18は、電子制御装置(以下「EPS ECU」という)30の指令信号に従って電動モータ17に駆動電流を供給する。すなわち、電動モータ17、モータドライバ18およびEPS ECU30は、特許請求の範囲に記載されたアシスト手段として機能する。
The
ステアリングシャフト15には、例えば、ステアリングホイール16に加えられる操舵トルクに応じてねじれを生じるトーションバー20が設けられており、このトーションバー20のねじれの量および方向が操舵トルクセンサ21によって検出される。なお、操舵トルクセンサ21から出力された信号はEPS ECU30に入力される。
The
また、ステアリングシャフト15にはロータリーエンコーダなどからなる操舵角センサ22が設けられている。この操舵角センサ22は、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさに応じた信号を出力する。操舵角センサ22から出力された信号は、EPS ECU30に入力される。EPS ECU30では、操舵角センサ22から入力されたステアリングホイール16の操舵角度がゼロ点補償されると共に、このゼロ点補償後の操舵角度から転舵輪WL,WRの転舵角が取得される。ここで、EPS ECU30では、ヨーレートセンサや横加速度センサからの出力値がゼロのとき、すなわち車両が直進状態にあるときの操舵角センサ22の出力値を操舵角センサ22のオフセットとして学習しておき、この学習値(オフセット値)を用いて操舵角度のゼロ点補償をおこなう。すなわち、操舵角センサ22は、特許請求の範囲に記載された転舵角取得手段として機能する。なお、以下の説明において、操舵角および転舵角は、左方向操舵時に正の値をとり、右方向操舵時に負の値をとるものとする。
The
EPS ECU30には、上述した操舵トルクセンサ21および操舵角センサ22以外に、車速センサ23、前後加速度センサ24やストップスイッチ25なども接続されている。
In addition to the steering torque sensor 21 and the
車速センサ23は、車両の各車輪に取り付けられた車輪速センサであり、車両の速度に応じた周期でパルス信号を発生する。車速センサ23の出力信号は、EPS ECU30に入力される。EPS ECU30は、車速センサ23の出力信号に基づいて車速を演算する。前後加速度センサ24は、車両前後方向の加減速度(すなわち車両加速度および車両減速度)を検出するセンサである。前後加速度センサ24で検出された結果も、EPS ECU30に送出される。ストップスイッチ25は、ブレーキペダルに取り付けられており、ブレーキペダルの操作状態を検知するものである。ストップスイッチ25は、ブレーキペダルが踏み込まれた状態、すなわち制動状態においてオン状態になる。また、ブレーキペダルの踏み込みが解除された状態、すなわち非制動状態においてオフ状態になる。ストップスイッチ25で検出された結果は、EPS ECU30に送出される。
The
EPS ECU30は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM及び12Vバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップRAM等により構成されている。
The
そして、上記構成によって、EPS ECU30の内部には、操舵トルクに基づいて基本アシストトルク(基本アシスト量)を求める基本アシストトルク演算部31、転舵輪WL,WRの転舵角、車両の速度、制動状態並びに加減速度に基づいてステアリングホイール16を中立位置に戻す方向に作用する戻しトルク(戻し補正量)を求める戻しトルク演算部32、および基本アシストトルクと戻しトルクとを加算して目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部33などが構築されている。ここで、基本アシストトルク演算部31は基本アシスト量演算手段として機能し、戻しトルク演算部32は戻し補正量演算手段として機能する。
With the above configuration, the
また、EPS ECU30の内部には、目標アシストトルク演算部33で求められた目標アシストトルクに基づいて目標電流値を算出し、電動モータ17に供給する電流値を制御する電動モータ制御部34なども構築されている。
The
次に、図2〜図6を併せて参照してパワーステアリング装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
パワーステアリング装置10を構成するEPS ECU30では、まず、基本アシストトルク演算部31において、基本アシストトルクが求められる。基本アシストトルク演算部31では、操舵トルクと基本アシストトルクとの関係を定めた2次元マップ(基本アシストトルクマップ)が備えられており、操舵トルクセンサ21から読み込まれる操舵トルクに基づいて基本アシストトルクマップが検索されることにより基本アシストトルクが求められる。算出された基本アシストトルクは、目標アシストトルク演算部33に出力される。ここで、基本アシストトルクは、ステアリングホイール16の回動操作に対してアシスト力を与えるための基本的なトルク値である。
In the
ここで、基本アシストトルクマップの一例を図2に示す。基本アシストトルクマップは、図2に示されるように、操舵トルクが増大する程基本アシストトルクが増大するように設定されている。 An example of the basic assist torque map is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the basic assist torque map is set so that the basic assist torque increases as the steering torque increases.
一方、戻しトルク演算部32では、転舵輪WL,WRの転舵角、車両の速度、制動状態および加減速度に基づいてステアリングホイール16を中立位置に戻す方向に作用する戻しトルクが求められる。なお、戻しトルクの算出方法の詳細については後述する。算出された戻しトルクは、目標アシストトルク演算部33に出力される。
On the other hand, the return
目標アシストトルク演算部33では、基本アシストトルク演算部31で求められた基本アシストトルクと、戻しトルク演算部32で求められた戻しトルクとが加算されて目標アシストトルクが算出される。そして、算出された目標アシストトルクは、電動モータ制御部34に出力される。
In the target assist
電動モータ制御部34では、目標アシストトルクに応じて電動モータ17を駆動するための目標電流値が決定される。そして、この目標電流値と一致するように制御された出力電流が電動モータ17に供給されることにより電動モータ17が駆動される。具体的には、目標電流値に基づいてスイッチング素子の通電時間を決定し、これに応じてモータドライバ18に制御信号を出力する。それにより、電動モータ17には目標電流値に応じた電流が流れ、同電流に応じたトルクがラックシャフト13に付与される。
The electric
続いて、図3を参照して、戻しトルクの算出方法について説明する。図3は、戻しトルク算出処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、EPS ECU30において、EPS ECU30の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
Next, a return torque calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the return torque calculation processing. This process is repeatedly executed at a predetermined timing in the
ステップS100では、ストップスイッチ25がオン状態であるか否か、すなわち車両が制動状態であるか否かについての判断が行われる。ストップスイッチ25がオン状態である場合、すなわち車両が制動状態にある場合には、ステップS102に処理が移行する。一方、ストップスイッチ25がオフ状態である場合、すなわち車両が非制動状態にある場合には、処理がステップS108に移行する。
In step S100, it is determined whether or not the
ステップS102では、車両の制動状態/非制動状態を表す制御量切替フラグがオン(制動状態を表す)に設定される。ただし、この制御量切替フラグは、ストップスイッチ25がオン状態からオフ状態に遷移した後すなわちブレーキペダルの踏込みが解除された後5秒間はオン状態が保持される。なお、この保持時間は、ステアリングホイール16がロック(エンド)位置付近から中立位置まで戻るために要する時間を考慮して設定されるが、5秒という値は例示であり、該保持時間が5秒に限られないことは言うまでもない。
In step S102, the control amount switching flag indicating the braking state / non-braking state of the vehicle is set to ON (represents the braking state). However, the control amount switching flag is kept on for 5 seconds after the
続いて、ステップS104では、上記保持時間のカウントアップの実行/終了を制御するための制御量切替開始判定フラグに0(終了)が設定される。 Subsequently, in step S104, 0 (end) is set in a control amount switching start determination flag for controlling execution / end of the holding time count-up.
続く、ステップS106では、上記保持時間、すなわちストップスイッチ25がオン状態からオフ状態に遷移してからの経過時間をカウントする制御量切替開始判定カウンタがゼロにリセットされる。その後、ステップS124に処理が移行する。
In step S106, the control amount switching start determination counter that counts the holding time, that is, the elapsed time after the
ステップS100が否定された場合、すなわち今回読み込まれたストップスイッチ25の状態がオフである場合には、ステップS108において、前回読み込まれたストップスイッチ25の状態がオンであったか否かについての判断が行われる。ここで、前回の状態がオンである場合、すなわちブレーキペダルの踏込みが解除された直後であると判断された場合には、ステップS110において、上述した制御量切替開始判定フラグに1(実行)が設定される。その後、ステップS112に処理が移行する。
When step S100 is negative, that is, when the state of the
一方、前回の状態もオフである場合、すなわちブレーキペダルの解放状態が継続されているときには、制御量切替開始判定フラグに1(実行)が設定されることなく、ステップS112に処理が移行する。 On the other hand, when the previous state is also off, that is, when the brake pedal is released, the control amount switching start determination flag is not set to 1 (execution), and the process proceeds to step S112.
ステップS112では、制御量切替開始判定フラグが1(実行)であるか否かについての判断が行われる。ここで、制御量切替開始判定フラグが1である場合には、ステップS114に処理が移行する。一方、制御量切替開始判定フラグが0(終了)であるときには、ステップS124に処理が移行する。 In step S112, a determination is made as to whether or not the control amount switching start determination flag is 1 (execution). If the control amount switching start determination flag is 1, the process proceeds to step S114. On the other hand, when the control amount switching start determination flag is 0 (end), the process proceeds to step S124.
ステップS114では、ストップスイッチ25がオン状態からオフ状態に遷移してからの経過時間をカウントする制御量切替開始判定カウンタの値が1だけインクリメントされる。
In step S114, the value of the control amount switching start determination counter that counts the elapsed time after the
続いて、ステップS116では、制御量切替開始判定カウンタの値が5秒以上となったか否か、すなわちストップスイッチ25がオン状態からオフ状態に遷移してから5秒以上が経過したか否かについての判断が行われる。ここで、ストップスイッチがオン状態からオフ状態に遷移してから5秒以上経過した場合には、ステップS118に処理が移行する。一方、まだ5秒以上経過していないときには、ステップS124に処理が移行する。
Subsequently, in step S116, whether or not the value of the control amount switching start determination counter has reached 5 seconds or more, that is, whether or not 5 seconds have elapsed since the
ストップスイッチ25がオフ状態に遷移してから5秒以上経過した場合には、ステップS118において、制御量切替フラグがオフに設定される。また、続くステップS120において、制御量切替開始判定フラグが0(終了)に設定されるとともに、ステップS122において、制御量切替開始判定カウンタがゼロにリセットされる。その後ステップS124に処理が移行する。
If more than 5 seconds have elapsed since the
ステップS124では、操舵角センサ22の検出結果から求められた転舵輪WL,WRの転舵角、前後加速度センサ24によって検出された車両前後方向の加減速度(車両加速度または車両減速度)、および車速センサ23の検出結果からもとめられた車速が読み込まれる。
In step S124, the turning angle of the steered wheels WL and WR obtained from the detection result of the
続くステップS126では、ステップS124で読み込まれた車速に基づいて、戻しトルクを演算する際に用いられる車速ゲインが求められる。具体的には、戻しトルク演算部32には、車速と車速ゲインとの関係を定めた2次元マップ(車速ゲインマップ)が備えられており、車速に基づいて車速ゲインマップが検索されることにより車速ゲインが求められる。
In the subsequent step S126, a vehicle speed gain used for calculating the return torque is obtained based on the vehicle speed read in step S124. Specifically, the return
ここで、車速ゲインマップの一例を図4に示す。図4に示されるように、車速ゲインマップは、車速が0〜v1(km/h)の領域で車速ゲインがG1となるように設定されている。また、v1〜v2(km/h)(ただし、v1<v2)の領域では、車速が増加するにしたがって、車速ゲインがG1からゼロまで減少するように設定されている。さらに、車速がv2(km/h)以上の領域では、車速ゲインがゼロとなるように設定されている。 An example of the vehicle speed gain map is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the vehicle speed gain map is set so that the vehicle speed gain is G1 in the region where the vehicle speed is 0 to v1 (km / h). In the range of v1 to v2 (km / h) (where v1 <v2), the vehicle speed gain is set to decrease from G1 to zero as the vehicle speed increases. Further, the vehicle speed gain is set to be zero in the region where the vehicle speed is v2 (km / h) or more.
続いて、ステップS128では、制御量切替フラグがオンであるか否かについての判断が行われる。制御量切替フラグがオンである場合、すなわちブレーキペダルが踏み込まれているか、または踏み込みが解除された後5秒経過していない場合(以下「制動時/保持中」ということもある)、ステップS130に処理が移行する。一方、制御切替フラグがオンではないとき、すなわちブレーキペダルの踏み込みが解除された後5秒以上経過しているとき(以下「非制動時」ということもある)には、ステップS134に処理が移行する。 Subsequently, in step S128, a determination is made as to whether the control amount switching flag is on. When the control amount switching flag is on, that is, when the brake pedal is depressed or when 5 seconds have not elapsed since the depression was released (hereinafter, sometimes referred to as “during braking / holding”), step S130 The process moves on. On the other hand, when the control switching flag is not on, that is, when 5 seconds or more have elapsed after the release of the brake pedal is released (hereinafter sometimes referred to as “non-braking”), the process proceeds to step S134. To do.
ステップS130では、ステップS124で読み込まれた転舵角に基づいて、制動時/保持中における基本戻しトルクが求められる。具体的には、戻しトルク演算部32には、転舵角と制動時/保持中の基本戻しトルクとの関係を定めた2次元マップ(制動時基本戻しトルクマップ)が備えられており、転舵角に基づいて制動時基本戻しトルクマップが検索されることにより制動時/保持中における基本戻しトルクが求められる。
In step S130, the basic return torque during braking / holding is obtained based on the turning angle read in step S124. Specifically, the return
ここで、制動時基本戻しトルクマップの一例を図5に実線で示す。制動時基本戻しトルクマップは、転舵角の絶対値が所定角度未満(転舵角<|θ|)の領域において、基本戻しトルクがゼロとなり、転舵角の絶対値が所定角度以上(転舵角≧|θ|)の領域において、転舵角の絶対値が大きくなるにしたがって基本戻しトルクの絶対値が増大されるように定められている。 Here, an example of the braking basic return torque map is shown by a solid line in FIG. The basic return torque map during braking shows that the basic return torque is zero and the absolute value of the turning angle is equal to or greater than the predetermined angle (turning angle) when the absolute value of the turning angle is less than the predetermined angle (turning angle <| θ |). In the steering angle ≧ | θ |) region, the absolute value of the basic return torque is determined to increase as the absolute value of the turning angle increases.
なお、図5には、制動時/保持中に選択される制動時基本戻しトルクマップと併せて、非制動時に用いられる非制動時基本戻しトルクマップの一例が破線で示されている。ここで、非制動時戻しトルクマップも、転舵角の絶対値が所定角度未満(転舵角<|θ|)の領域において、基本戻しトルクがゼロとなり、転舵角の絶対値が所定角度以上(転舵角≧|θ|)の領域において、転舵角の絶対値が大きくなるにしたがって基本戻しトルクの絶対値が増大されるように定められている。 In FIG. 5, an example of a non-braking basic return torque map used during non-braking is shown by a broken line together with a braking basic return torque map selected during braking / holding. Here, in the non-braking return torque map, the basic return torque is zero in the region where the absolute value of the turning angle is less than the predetermined angle (the turning angle <| θ |), and the absolute value of the turning angle is the predetermined angle. In the above region (turning angle ≧ | θ |), the absolute value of the basic return torque is determined to increase as the absolute value of the turning angle increases.
また、図5に示されるように、制動時基本戻しトルクマップは、非制動時基本戻しトルクマップと比較して、転舵角の絶対値が所定角度以上(転舵角≧|θ|)の領域において、同一の転舵角に対する基本戻しトルクの絶対値がより大きくなるように定められている。なお、以下、制動時基本戻しトルクマップおよび非制動時基本戻しマップを合わせて「基本戻しトルクマップ」ということもある。 Further, as shown in FIG. 5, the braking basic return torque map has an absolute value of the turning angle that is equal to or larger than a predetermined angle (steering angle ≧ | θ |) as compared with the non-braking basic return torque map. In the region, the absolute value of the basic return torque for the same turning angle is determined to be larger. Hereinafter, the braking basic return torque map and the non-braking basic return map may be collectively referred to as a “basic return torque map”.
続いて、ステップS132では、ステップS124で読み込まれた車両減速度に基づいて、基本戻しトルクを補正するための加減速度ゲインが求められる。具体的には、戻しトルク演算部32には、車両減速度と加減速度ゲインとの関係を定めた2次元マップ(減速度ゲインマップ)が備えられており、車両減速度に基づいて減速度ゲインマップが検索されることにより加減速度ゲインが求められる。
Subsequently, in step S132, an acceleration / deceleration gain for correcting the basic return torque is obtained based on the vehicle deceleration read in step S124. Specifically, the return
ここで、減速度ゲインマップの一例を図6に実線で示す。減速度ゲインマップは、車両減速度がゼロのときに加減速度ゲインが1となり、車両減速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインが1より増大するように定められている。なお、図6には、車両減速時に選択される減速度ゲインマップと併せて、車両加速時に用いられる加速度ゲインマップの一例が破線で示されている。この加速度ゲインマップの詳細については後述する。なお、減速度ゲインマップおよび加速度ゲインマップを合わせて「加減速度ゲインマップ」ということもある。車両減速度に基づいて加減速度ゲインが求められた後、ステップS138に処理が移行する。 Here, an example of the deceleration gain map is shown by a solid line in FIG. The deceleration gain map is determined so that the acceleration / deceleration gain is 1 when the vehicle deceleration is zero, and the acceleration / deceleration gain increases from 1 as the vehicle deceleration increases. In FIG. 6, an example of an acceleration gain map used during vehicle acceleration is shown by a broken line together with a deceleration gain map selected during vehicle deceleration. Details of the acceleration gain map will be described later. The deceleration gain map and the acceleration gain map may be collectively referred to as an “acceleration / deceleration gain map”. After the acceleration / deceleration gain is obtained based on the vehicle deceleration, the process proceeds to step S138.
ステップS128において非制動時であると判断された場合には、ステップS134において、転舵角に基づいて非制動時における基本戻しトルクが求められる。具体的には、転舵角に基づいて上述した非制動時基本戻しトルクマップが検索されることにより非制動時における基本戻しトルクが求められる。なお、この非制動時基本戻しトルクマップ(図5中の破線参照)については上述したとおりであるので、ここでは説明を省略する。 If it is determined in step S128 that the vehicle is not braked, in step S134, a basic return torque during non-braking is determined based on the turning angle. Specifically, the basic return torque at the time of non-braking is obtained by searching the above-mentioned non-braking basic return torque map based on the turning angle. Since the non-braking basic return torque map (see the broken line in FIG. 5) is as described above, the description thereof is omitted here.
続いて、ステップS136では、ステップS124で読み込まれた車両加速度に基づいて、基本戻しトルクを補正するための加減速度ゲインが求められる。具体的には、戻しトルク演算部32には、車両加速度と加減速度ゲインとの関係を定めた2次元マップ(加速度ゲインマップ)が備えられており、車両加速度に基づいて加速度ゲインマップが検索されることにより加減速度ゲインが求められる。
Subsequently, in step S136, an acceleration / deceleration gain for correcting the basic return torque is obtained based on the vehicle acceleration read in step S124. Specifically, the return
ここで、加速度ゲインマップの一例を図6に破線で示す。加速度ゲインマップは、車両加速度がゼロのときに加減速度ゲインが1となり、車両加速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインが1より減少するように定められている。 Here, an example of the acceleration gain map is shown by a broken line in FIG. The acceleration gain map is determined such that the acceleration / deceleration gain becomes 1 when the vehicle acceleration is zero, and the acceleration / deceleration gain decreases from 1 as the vehicle acceleration increases.
ステップS132またはステップS136が実行された後、ステップS138では、上記ステップで取得された基本戻しトルクに加減速度ゲインと車速ゲインとが乗算されて、戻しトルクが算出される。その後、本処理から一旦抜ける。 After step S132 or step S136 is executed, in step S138, the basic return torque acquired in the above step is multiplied by the acceleration / deceleration gain and the vehicle speed gain to calculate the return torque. Thereafter, the process is temporarily exited.
上記処理で算出された戻しトルクは、上述したように、目標アシストトルク演算部33に出力される。目標アシストトルク演算部33では、入力された戻しトルクと基本アシストトルクとが加算されて目標アシストトルクが算出される。そして、該目標アシストトルクに基づいて演算される目標電流値と実電流値とが一致するように、電動モータ17に供給される電流が制御される。
The return torque calculated by the above process is output to the target assist
本実施形態によれば、転舵輪WL,WRの転舵角の絶対値が所定角度以上(転舵角≧|θ|)の領域において、転舵角の絶対値が大きくなるにしたがって基本戻しトルクの絶対値が増大されるように基本戻しトルクマップが定められている。そのため、ステアリングホイール16を中立位置に戻す方向に作用する戻しトルクが、転舵角の絶対値が所定角度以上の領域で増大される。その結果、転舵角の絶対値が所定角度以上であるとき、例えばステアリングホイールがロック位置付近にあるときに、ステアリングホイールの戻り特性を改善することが可能となる。
According to this embodiment, in the region where the absolute value of the turning angle of the steered wheels WL and WR is equal to or greater than a predetermined angle (steering angle ≧ | θ |), the basic return torque is increased as the absolute value of the turning angle increases. The basic return torque map is determined so that the absolute value of is increased. Therefore, the return torque acting in the direction of returning the
また、制動時基本戻しトルクマップは、非制動時基本戻しトルクマップと比較して、転舵角の絶対値が所定角度以上(転舵角≧|θ|)の領域において、同一の転舵角に対する基本戻しトルクの絶対値がより大きくなるように定められている。そのため、車両制動時には、戻しトルクが非制動時よりも増大される。その結果、例えば、制動しつつステアリングホイール16をロック位置付近から戻すような状況においても、ステアリングホイール16の戻り特性を適切に改善することが可能となる。
In addition, the braking basic return torque map has the same turning angle in a region where the absolute value of the turning angle is equal to or larger than a predetermined angle (turning angle ≧ | θ |) compared with the non-braking basic return torque map. The absolute value of the basic return torque with respect to is determined to be larger. Therefore, the return torque is increased during vehicle braking than during non-braking. As a result, for example, even in a situation where the
本実施形態によれば、車両の制動状態/非制動状態を表す制御量切替フラグが、ストップスイッチ25がオン状態からオフ状態に遷移した後5秒間オン状態に保持される。そのため、ブレーキペダルの踏込みが解除された後5秒間は、基本戻しトルクを求める際に制動時基本戻しトルクマップが選択され、非制動時よりも戻しトルクが増大された状態が保持される。その結果、例えば制動状態と非制動状態とが交互に繰り返されたとしても、戻しトルクの振動的な変動の発生が防止される。その結果、ステアリングホイール16をロック位置付近から戻す際に、制動状態の変化に起因するアシストトルクのチャタリングを防止することが可能となる。
According to this embodiment, the control amount switching flag indicating the braking state / non-braking state of the vehicle is held in the on state for 5 seconds after the
本実施形態によれば、車両減速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインが1より増大するように減速度ゲインマップが定められている。また、車両加速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインが1より減少するように加速度ゲインマップが定められている。そのため、車両の減速度が大きくなるほど戻しトルクが増大され、車両の加速度が大きくなるほど戻しトルクが減少される。その結果、車両減速時にステアリングホイール16をロック位置付近から戻すような状況において、ステアリングホイール16の戻りの悪さを改善することができるとともに、車両加速時にステアリングホイール16をロック位置付近から戻すような状況において、ステアリングホイール16の切れ込みを抑制することが可能となる。
According to the present embodiment, the deceleration gain map is determined so that the acceleration / deceleration gain increases from 1 as the vehicle deceleration increases. The acceleration gain map is determined so that the acceleration / deceleration gain decreases from 1 as the vehicle acceleration increases. Therefore, the return torque increases as the vehicle deceleration increases, and the return torque decreases as the vehicle acceleration increases. As a result, in the situation where the
本実施形態によれば、車速が増加するにしたがって車速ゲインがG1からゼロまで減少するように車速ゲインマップが設定されている。また、車速がv2(km/h)以上の領域では、車速ゲインがゼロとなるように設定されている。そのため、時速v2以上の比較的高い速度で車両が走行している際に、例えば操舵角センサ22などに機能欠陥が発生したとしても、この機能失陥に起因して戻しトルクが与えるおそれのある悪影響を抑制することが可能となる。
According to this embodiment, the vehicle speed gain map is set so that the vehicle speed gain decreases from G1 to zero as the vehicle speed increases. Further, in a region where the vehicle speed is v2 (km / h) or higher, the vehicle speed gain is set to be zero. Therefore, when the vehicle is traveling at a relatively high speed of v2 or more per hour, even if a functional defect occurs in the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態ではラックシャフト13の軸上に配置された電動モータ17がボールネジを介してラックシャフト13にアシストトルクを付与する構成(ラック軸アシスト式)のパワーステアリング装置を用いたが、ステアリングシャフト15上に電動モータと減速機を搭載して、それらがステアリングシャフト15にアシストトルクを与える構成(コラム軸アシスト式)としてもよい。また、ピニオン14上に電動モータと減速機を搭載して、それらがピニオン14にアシストトルクを与える構成(ピニオン軸アシスト式)としてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in this embodiment, a power steering device having a configuration in which the
また、本実施形態では、操舵角センサ22の検出値をゼロ点補償した値を用いて転舵輪WL,WRの転舵角を取得したが、転舵角に応じた信号を出力する転舵角センサを用いて転舵角を直接取得する構成としてもよい。
In the present embodiment, the turning angle of the steered wheels WL and WR is acquired using a value obtained by compensating the detected value of the
本実施形態の加減速度ゲインマップでは、車両減速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインがリニアに増大されるように、また、車両加速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインがリニアに減少されるように定められていたが、車両減速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインが階段状に増大されるように、また、車両加速度が大きくなるにしたがって加減速度ゲインが階段状に減少されるように定められていてもよい。 In the acceleration / deceleration gain map of the present embodiment, the acceleration / deceleration gain is linearly increased as the vehicle deceleration increases, and the acceleration / deceleration gain is linearly decreased as the vehicle acceleration increases. However, the acceleration / deceleration gain is increased stepwise as the vehicle deceleration increases, and the acceleration / deceleration gain is decreased stepwise as the vehicle acceleration increases. It may be.
10…パワーステアリング装置、11…タイロッド、12…ステアリングギヤボックス、13…ラックシャフト、14…ピニオン、15…ステアリングシャフト、16…ステアリングホイール、17…電動モータ、18…モータドライバ、20…トーションバー、21…操舵トルクセンサ、22…操舵角センサ、23…車速センサ、24…前後加速度センサ、25…ストップスイッチ、30…EPS ECU、31…基本アシストトルク演算部、32…戻しトルク演算部、33…目標アシストトルク演算部、34…電動モータ制御部、WL…左前輪、WR…右前輪。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ステアリングホイールの操舵状態に基づいて基本アシスト量を演算する基本アシスト量演算手段と、
前記転舵角取得手段により求められた前記転舵輪の転舵角に基づいて、前記ステアリングホイールを中立位置に戻す方向に作用する戻し補正量を演算する戻し補正量演算手段と、
前記基本アシスト量および前記戻し補正量に基づいて前記車両の操舵機構にアシストトルクを付与するアシスト手段と、を備え、
前記戻し補正量演算手段は、前記転舵角が最大転舵角付近であるときに、前記戻し補正量を増大させることを特徴とするパワーステアリング装置。 A turning angle obtaining means for obtaining a turning angle of a turning wheel attached to the vehicle and steered according to steering of the steering wheel;
Basic assist amount calculating means for calculating a basic assist amount based on the steering state of the steering wheel;
A return correction amount calculating means for calculating a return correction amount that acts in a direction to return the steering wheel to a neutral position based on the turning angle of the steered wheel obtained by the turning angle obtaining means;
Assisting means for applying assist torque to the steering mechanism of the vehicle based on the basic assist amount and the return correction amount;
The power correction apparatus according to claim 1, wherein the return correction amount calculation means increases the return correction amount when the turning angle is near a maximum turning angle .
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