JPH04133858A - Device for providing counter-steering force - Google Patents

Device for providing counter-steering force

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JPH04133858A
JPH04133858A JP2252769A JP25276990A JPH04133858A JP H04133858 A JPH04133858 A JP H04133858A JP 2252769 A JP2252769 A JP 2252769A JP 25276990 A JP25276990 A JP 25276990A JP H04133858 A JPH04133858 A JP H04133858A
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JP
Japan
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steering
steering wheel
motor
speed
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2252769A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Hirano
敦雄 平野
Masanori Nagata
永田 雅典
Nobuo Watanabe
信夫 渡辺
Kazuo Miki
一生 三木
Katsuhiko Fukui
勝彦 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP2252769A priority Critical patent/JPH04133858A/en
Publication of JPH04133858A publication Critical patent/JPH04133858A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/10Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals
    • A63F2300/1037Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals being specially adapted for converting control signals received from the game device into a haptic signal, e.g. using force feedback
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/80Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game specially adapted for executing a specific type of game
    • A63F2300/8017Driving on land or water; Flying

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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable evaluation of operability and operation feeling of a steering wheel by furnishing a power transmission system between the steering wheel and a motor which generates a torque in a direction opposite to the turning direction of the steering wheel with a speed increasing means and a coupler having buffering function. CONSTITUTION:In a steering wheel steering test device, a worm 62 and a worm gear 63 engaged with the worm 62 are arranged on a steering column 61. A lock-to-lock angle is determined by making a stopper pin 67 which is installed on the worm gear 63 work with another stopper 68. A rotating disk of an encoder 23 which detects steering angle is installed at an end of the steering column 61, and a speed increasing large gear 66 which is installed on the shaft of a motor 28 is engaged with a speed increasing small gear 63 installed on the steering column 61, thus composing a speed increasing means. A rubber coupler 64 is provided between the worm gear 63 and the speed increasing small gear 65 on the steering column 61 so as to buffer irregular motion in driving force of the motor 28 when the steering wheel 11 is rotated.

Description

【発明の詳細な説明】 し産業−にの利用分野] 本発明は、操舵反力付与装置の操作性、操作感の評価試
験・研究、ドライバーの運転感覚の評価試験・研究、ド
ライピンク・シミュレータとして、パワーステアリング
のアシスト量の試験機等のステアリングホイール操舵試
験装置、或いはドライビング・ゲーム機、或いは実車臨
場感を付与したステアリングホイールを有する車輌に使
用可能な操舵反力付与装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Field of Application in Industry] The present invention is applicable to evaluation tests and research on the operability and operational feel of a steering reaction force applying device, evaluation tests and research on the driver's driving sensation, and a dry pink simulator. The present invention relates to a steering reaction force applying device that can be used in a steering wheel steering test device such as a power steering assist amount testing device, a driving game machine, or a vehicle having a steering wheel that gives a sense of realism.

[従来の技術] ステアリングホイールは自動車へのインターフェースと
して、ドライバーが常時接触し、自動車の走行運転に重
要な役割を果している。そのため、自動車の安全性及び
操作性等の機能面たけてなく、グリップ部の握り心地、
スイッチ類の操作感等、所謂、感性品質の向上に対する
ニースが益々強くなってきている。
[Prior Art] A steering wheel serves as an interface to an automobile, with which the driver constantly contacts, and plays an important role in driving the automobile. Therefore, the functionality of the car, such as safety and operability, has not been improved, and the comfort of the grip has improved.
There is an increasing need to improve the so-called perceived quality, such as the operational feel of switches.

多様化するユーサニーズに対応して、ステアリングホイ
ールの感性と品質を結びf=jけるには、その副側、解
析のベースとなる視覚、触覚等の感覚に係わる生理学及
び心理学的な解明も今だ未解決の部分か多い。
In order to connect the sensibility and quality of steering wheels in response to diversifying user needs, it is now necessary to elucidate the physiological and psychological aspects related to senses such as visual and tactile senses, which are the basis of analysis. There are many unresolved parts.

そこで、ステアリングホイールの操作感、操作性等の研
究を進めるには、実車走行によってそれらのデータを得
る必要かあった。或いは実際の走行との違いが感じられ
ないくらい高価で精密な自動車のドライビング・シミュ
レータを使用する必要があった。
Therefore, in order to advance research into the operational feel and operability of the steering wheel, it was necessary to obtain data from actual vehicle driving. Alternatively, it was necessary to use an expensive and precise automobile driving simulator that could not be compared to actual driving.

[発明が解決しようとする課題] ところが、従来の自動車のドライピンク・シミュレータ
によると、その装置自体が高価なために、研究・開発の
セクションが所有することかあっても、ステアリングホ
イールの操作性、操作感の評価、ドライバーの運転感覚
の評価を自動車のユーザ自らか試すことはできなかった
[Problem to be solved by the invention] However, according to the conventional automobile dry pink simulator, the device itself is expensive, and even if it is owned by the research and development section, it is difficult to operate the steering wheel. However, it was not possible for car users themselves to evaluate the operating feel and the driver's sense of driving.

また、実車走行ではサスペンションの影響力及び制御系
の影響力か大きく、かつ、安全性及び再現性に不安定要
素か介在した。
Furthermore, in actual vehicle driving, the influence of the suspension and the control system were large, and there were unstable factors involved in safety and reproducibility.

このようなニーズを満すために、社団法人 自動車技術
会 学術講演会前刷集892「ステアリング・ホイール
操舵試験機の開発」で平野らか発表しているように、ス
テアリングホイール操舵試験機に着目した。
In order to meet these needs, we focused on a steering wheel steering test machine, as announced by Raka Hirano in the Society of Automotive Engineers of Japan Academic Lecture Preprint Collection 892, "Development of a Steering Wheel Steering Test Machine." did.

しかし、前記学術講演会前刷集にも掲載のように、前記
ステアリングホイール操舵試験機については、ステアリ
ングホイールの操作性、操作感等の評価、研究を目的に
ドライビング・シミュレータをベースとし開発した操舵
反力付与装置の概要及びその試験機を用いて得られた運
転者の操舵特性について報告されたに止まるものであり
、実車に近い操舵感覚が得られる操舵反力を発生する操
舵反力付与機を得る具体的な構成は開示されていない。
However, as published in the preprint of the academic lecture, the steering wheel steering test machine was developed based on a driving simulator for the purpose of evaluating and researching the operability and feel of the steering wheel. This is a steering reaction force applying device that generates a steering reaction force that provides a steering sensation close to that of an actual vehicle. A specific configuration for obtaining this is not disclosed.

そこで、本発明は実車を使用することなく、ステアリン
グホイールの操作性、操作感の評価、ドライバーの運転
感覚の評価が安価に可能となる機構の操舵反力付与装置
の提供を課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a steering reaction force applying device with a mechanism that makes it possible to evaluate the operability of the steering wheel, the feeling of operation, and the driving sensation of the driver at low cost without using an actual vehicle. be.

[課題を解決するだめの手段] L記課題を解決するために、本発明における操舵反力付
与装置は、ステアリングホイールの回動に応じて、その
回動方向とは逆方向にトルクを発生するように配設され
たモータと、前記ステアリングホイールと前記モータ間
の動力伝達系統に介在させた前記モータ側の回転を増速
しでステアリンクホイール側の回転とする増速手段、及
び前記動力伝達系統に介在させた緩衝性を有するカブラ
とを具備するものである。
[Means for Solving the Problem] In order to solve the problem L, the steering reaction force applying device of the present invention generates torque in a direction opposite to the direction of rotation of the steering wheel according to rotation of the steering wheel. a motor arranged as shown in FIG. The system is equipped with a cover that has a buffering property interposed in the system.

[作用コ 本発明の操舵反力付与装置においては、ドライバーの操
舵によってステアリングホイールの回動に応じて、モー
タはその回動方向とは逆方向にトルクを発生する。そし
て、前記ステアリングホイールと前記モータ間の動力伝
達系統に介在させた前記モータ側の回転を増速してステ
アリングホイール側の回転とする増速手段は、モータ制
御にトルク乱れが生じていても、そのトルク乱れを減少
させ、同様に、前記動力伝達系統に介在させた緩衝性を
有するカブラは、その急変するl・ルク乱れを緩衝する
[Operation] In the steering reaction force applying device of the present invention, in response to rotation of the steering wheel by the driver's steering, the motor generates torque in a direction opposite to the rotation direction. The speed increasing means, which is interposed in a power transmission system between the steering wheel and the motor, accelerates the rotation of the motor side so that it becomes the rotation of the steering wheel side, even if torque disturbance occurs in the motor control. The torque disturbance is reduced, and similarly, the damping coupler interposed in the power transmission system buffers the suddenly changing l·lux disturbance.

[実施例コ 以下、本発明を具体化した実施例の操舵反力付与装置を
図面に基づいて説明する。
[Embodiment 1] A steering reaction force applying device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図乃至第3図は本発明による操舵反力付与装置を用
いたステアリングホイール操舵試験装置の一実施例を示
し、第1図は機械系の全体の結合関係を示す概略の構成
図、第2図は装置全体を示す概略の構成図、第3図は制
御系の全体構成を示す概略の構成図である。
1 to 3 show an embodiment of a steering wheel steering test device using a steering reaction force applying device according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the entire apparatus, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the control system.

第2図及び第3図において、ドライバードライブユニッ
ト10は、公知の自動車のドライバー側が具備するシー
ト19及びステアリングホイール]1及びスピードメー
タ12、タコメータ13等を装備したインストルメント
パネル]4、前記インストルメントパネル14下部の足
回り部には、アクセル15及びブレーキ16の各ペダル
が配設されている。また、ドライバードライブユニット
10のステアリングホイール1]の前方には、CRT、
プラズマデイスプレィ、液晶等からなるデイスプレィ手
段30か配設されている。これらドライバー回りの機器
は公知の自動車に装備している機器が配設されており、
本実施例の各機器はそれらと基本的に相違するものでは
ない。
In FIGS. 2 and 3, the driver drive unit 10 is a seat 19 and a steering wheel provided on the driver side of a known automobile; and an instrument panel equipped with a speedometer 12, a tachometer 13, etc.; The pedals of an accelerator 15 and a brake 16 are provided in the suspension section below the vehicle 14. Further, in front of the steering wheel 1 of the driver drive unit 10, a CRT,
A display means 30 consisting of a plasma display, liquid crystal, etc. is provided. These devices surrounding the driver are equipped with devices that are equipped in well-known automobiles.
Each device of this embodiment is not fundamentally different from those.

前記アクセル15及びブレーキ16は、ポテンショメー
タからなるアクセルセンサ15A及びブレーキセンサ1
6Aにより、そのペタルの踏込み量を電圧変化量として
、A/D変換器21またはA/D変換器22を介し、パ
ーソナルコンピュータからなる主制御手段50に人力し
ている。また、ステアリングホイール11の回動角度は
、エンコータ23から! /、0インターフエース24
を介して主制御手段3に入力している。前記エンコーダ
2Bから得られるステアリングホイール11の回動は、
主制御手段50て直接の信号をみる回動角度(操舵角)
、それを微分して回動角速度、更に、その回動角速度を
微分して回動角速度の変化としてみている。
The accelerator 15 and the brake 16 include an accelerator sensor 15A and a brake sensor 1 each consisting of a potentiometer.
6A, the amount of pedal depression is used as the amount of voltage change and is manually input to the main control means 50 consisting of a personal computer via the A/D converter 21 or the A/D converter 22. Also, the rotation angle of the steering wheel 11 is determined by the encoder 23! /, 0 interface 24
It is input to the main control means 3 via. The rotation of the steering wheel 11 obtained from the encoder 2B is
Rotation angle (steering angle) to see direct signal from main control means 50
, it is differentiated to obtain the rotational angular velocity, and further, the rotational angular velocity is differentiated and viewed as a change in the rotational angular velocity.

前記主制御手段50の出力としてD/A変換器25を介
してインストルメントパネル]4のスピードメータ12
に人力している。なお、前記スピードメータ12はオー
トマ千ツク(・ランスミッションを搭載しているとして
そのマツプから、或いは前記アクセル15とンフトレハ
ーの変速位置との関係からエンジン回転数とし、それを
タコメータ13の出力とすることもてきる。
The speedometer 12 of the instrument panel]4 is connected to the instrument panel via the D/A converter 25 as an output of the main control means 50.
is man-powered. Note that the speedometer 12 determines the engine rotational speed from a map if an automatic transmission is installed, or from the relationship between the accelerator 15 and the shift position of the gearbox, and this is the output of the tachometer 13. It can also happen.

また、前記主制御手段50の出力は、D/A変換器26
によって前記主制御手段50の出力のディジタル信号を
アナログ信号とし、更に、前記アナログ信号の電圧をそ
れに比例する電流に変換するV−1変換器27によって
モータ28の電流を制御している。
Further, the output of the main control means 50 is transmitted to the D/A converter 26.
The digital signal output from the main control means 50 is converted into an analog signal, and the current of the motor 28 is controlled by a V-1 converter 27 which converts the voltage of the analog signal into a current proportional to the voltage.

そして、主制御手段50の出力はデイスプレィ手段30
に人力されている。前記デイスプレィ手段30の人力は
、前記アクセル15及びブレーキ]6の踏込み量をポテ
ンショメータ等からなるアクセルセンサ15A及びブレ
ーキセンサ1.6Aの出力、エンコータ23からのステ
アリングホイール1]の操舵角の出力によって、車速、
横加速度、ヨー角速度等を演算し、それらによって車輌
の運転情報に変換し、車輌と道路との相対関係をドライ
バー視野の道路情報で表示するものである。
The output of the main control means 50 is displayed on the display means 30.
is man-powered. The human power of the display means 30 is determined by the amount of depression of the accelerator 15 and the brake [6] by the output of the accelerator sensor 15A and the brake sensor 1.6A, which are composed of potentiometers, etc., and the output of the steering angle of the steering wheel [1] from the encoder 23. vehicle speed,
It calculates lateral acceleration, yaw angular velocity, etc., converts them into vehicle driving information, and displays the relative relationship between the vehicle and the road as road information from the driver's field of view.

音声制御手段40は前記アクセル15及びブレーキ16
の踏込み量、エンコーダ23からのステアリングホイー
ル11の回動角度の入力によって計算した車速及び横加
速度、ヨー角速度等の主制御手段50からのデータを受
けとり、それを用いて、車種に応じて音響解析したデー
タを基に音声を合成して、ドライバードライブユニット
10の車体に直接取付けるか、またはドライバードライ
ブユニット10の周囲に配置されたスピーカ41からの
音響出力によって、ステアリングホイール1]の操舵時
の車速に応じた臨場感を得るものである。
The voice control means 40 controls the accelerator 15 and the brake 16.
Receives data from the main control means 50 such as the vehicle speed, lateral acceleration, and yaw angular velocity calculated by inputting the amount of depression of the steering wheel, the rotation angle of the steering wheel 11 from the encoder 23, and uses it to perform acoustic analysis according to the vehicle type. The sound is synthesized based on the data and is attached directly to the vehicle body of the driver drive unit 10, or by sound output from speakers 41 placed around the driver drive unit 10, depending on the vehicle speed when the steering wheel 1 is turned. This gives you a sense of realism.

第1図において、ステアリングホイール11は、ドライ
バードライブユニット10を構成する構成部材に回動自
在に取付けられているステアリングコラム61の一端に
、公知の手段によって取付けられている。前記ステアリ
ングコラム6]には、前記ステアリングコラム61側か
らのみの回転を許容するウオーム62及びそれと噛合っ
ているウオーム歯車63が配設されている。前記ウオー
ム歯車63にはストッパーピン67が突設されていて、
他のストッパー68と当接することによって、その回動
を規制している。この回動を規制することにより、ステ
アリンクホイール11の回転角の範囲を実車と同様の、
所謂、ロックツウロック角度を定めることが可能となる
。前記ステアリングコラム61側からのみの回転を許容
するウオーム62及びそれと噛合っているウオーム歯車
63は、実車状態のステアリンクホイール11の擬装負
荷となるもので、方向指示スイッチの摺動部分を含むス
テアリングの摺動部による負荷を仮想したものである。
In FIG. 1, the steering wheel 11 is attached by known means to one end of a steering column 61, which is rotatably attached to the components constituting the driver drive unit 10. The steering column 6 is provided with a worm 62 that allows rotation only from the steering column 61 side, and a worm gear 63 that meshes with the worm 62. A stopper pin 67 is provided protruding from the worm gear 63,
By coming into contact with another stopper 68, its rotation is restricted. By regulating this rotation, the rotation angle range of the steering link wheel 11 can be adjusted to the same range as that of the actual vehicle.
It becomes possible to determine a so-called lock-to-lock angle. The worm 62, which allows rotation only from the steering column 61 side, and the worm gear 63 that meshes with the worm gear 62 serve as a camouflage load for the steering link wheel 11 in the actual vehicle state, and serve as a camouflage load for the steering link wheel 11, including the sliding portion of the direction indicator switch. This is a hypothetical load due to the sliding parts of.

また、前記ステアリンクコラム61の他端には、前記ス
テアリンクホイール11の回転角度を検出するエンコー
タ23の回転盤か配設されており、そのステアリンクホ
イール11側には、モータ28の回転を伝達する増速用
小歯車65が配設されており、前記モータ28のシャフ
トには増速用大歯車66か配設されている。なお、前記
ステアリンクホイール]1と前記モータ28との間の動
力伝達系統に介在させ、前記モータ28側の回転を増速
し、ステアリンクホイール]1側の回転とする増速用小
歯車65及び増速用大歯車66は、本実施例の増速手段
を構成する。前記モータ28としてはステラピンクモー
タ、直流モータ、交流モータ等が使用される。そして、
前記ステアリンクコラム61のウオーム歯車63と増速
用小歯車65の間には、ゴムカプラ64が配設されてい
て、ステアリンクホイール11を回動させるときのモー
タ28の駆動力の乱れを緩衝し、また、必要に応じて、
ステアリングギャバックラッシの調節を行なった場合に
は、ユニバーザルジヨイントとじて作用する。本実施例
で使用したゴムカプラ64の特性は、第6図に示す静的
バネ特性を何している。
Further, at the other end of the steer link column 61, a rotary disk of an encoder 23 for detecting the rotation angle of the steer link wheel 11 is disposed. A speed increasing small gear 65 for transmission is disposed, and a speed increasing large gear 66 is disposed on the shaft of the motor 28. Incidentally, a speed-increasing small gear 65 is interposed in the power transmission system between the steer link wheel] 1 and the motor 28, and increases the rotation speed of the motor 28 side, thereby causing the rotation of the steer link wheel] 1 side. The large speed increasing gear 66 constitutes the speed increasing means of this embodiment. As the motor 28, a Stella Pink motor, a DC motor, an AC motor, etc. are used. and,
A rubber coupler 64 is disposed between the worm gear 63 of the steer link column 61 and the speed increasing small gear 65, and buffers disturbances in the driving force of the motor 28 when the steer link wheel 11 is rotated. , and if necessary,
When the steering gear backlash is adjusted, it acts as a universal joint. The characteristics of the rubber coupler 64 used in this embodiment differ from the static spring characteristics shown in FIG.

第6図は本実施例の操舵及力付ノj装置で使用したゴム
カプラ64の静的バネ特性図で、(a)はねじり角度−
トルク曲線図であり、(b)はこじり角度−モーメント
曲線図である。
Fig. 6 is a static spring characteristic diagram of the rubber coupler 64 used in the steering and force applying nozzle device of this embodiment, and (a) shows the torsion angle -
It is a torque curve diagram, and (b) is a prying angle-moment curve diagram.

発明者等の実験によれは、特性Aの材料よりトルクの大
きいものでは硬すぎ、特性Cの材料よりトルクの小さい
ものでは柔らかすぎ、特性BのI、を料か好適であるこ
とが判明した。即ち、ゴムカプラの特性Aの材料のよう
にトルクの大きいものでは、緩衝性が得られない。特性
Cの材料では柔かすぎてトルク伝達に移相遅れが生じて
しまうからである。
Experiments conducted by the inventors revealed that a material with a higher torque than the material with characteristic A is too hard, a material with a lower torque than the material with characteristic C is too soft, and I of characteristic B is preferable. . That is, a material with a large torque, such as a rubber coupler material with characteristic A, cannot provide cushioning performance. This is because a material with characteristic C is too soft and causes a phase shift delay in torque transmission.

次に、本実施例の操舵反力4=1与装置の動作について
説明する。
Next, the operation of the steering reaction force 4=1 applying device of this embodiment will be explained.

第4図は本発明の実施例の操舵反力付与装置を動作させ
る主制御手段50のプログラムを示すフローチャートで
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing a program of the main control means 50 for operating the steering reaction force applying device according to the embodiment of the present invention.

まず、電源の投入と同時にこのプログラムの実行に入り
、図示しない初期化の後、ステップS1及びステップS
2で、ポテンショメータからなるアクセルセンサ15A
及びブレーキセンサ16Aにより、そのペダルの踏込み
量を電圧変化量として読込む。ステップS3でエンコー
ダ23の回動角度を読込む。また、ステップS4でアク
セルセンサ]、5A及びブレーキセンサ16Aのペダル
の踏込み量を基に車速計算を行なう。この際、オートマ
チックトランスミッションの場合にはその変速制御マツ
プから、マニュアルンフトの場合には変速段を参照して
、アクセルセンサ15A及びブレーキセンサ1.6Aの
ペダルの踏込み量がポテンショメータの電圧に比例する
として、エンジン回転数及び車速を算出する。ステップ
S5で前記車速4算で得た値をスピードメータ12に表
示し、ままた、ステップS6て車速計算の際に得たエン
ジン回転数の値をタコメータ13に表示する。
First, this program starts running at the same time as the power is turned on, and after initialization (not shown), steps S1 and S
2, an accelerator sensor 15A consisting of a potentiometer
And the brake sensor 16A reads the amount of depression of the pedal as the amount of voltage change. In step S3, the rotation angle of the encoder 23 is read. Further, in step S4, vehicle speed is calculated based on the amount of pedal depression of the accelerator sensor], 5A, and the brake sensor 16A. At this time, it is assumed that the amount of pedal depression of the accelerator sensor 15A and brake sensor 1.6A is proportional to the voltage of the potentiometer, based on the shift control map in the case of an automatic transmission or the gear position in the case of a manual transmission. , calculate the engine rotation speed and vehicle speed. In step S5, the value obtained by calculating the vehicle speed is displayed on the speedometer 12, and in step S6, the value of the engine rotation speed obtained when calculating the vehicle speed is displayed on the tachometer 13.

次に、ステップS7で操舵反力の計算を行なう。Next, in step S7, the steering reaction force is calculated.

この操舵反力Tの計算はエンコーダ23の回動角度をA
とするとき、 T=f1(v)・d2/dt2 ・A +f2(v)・d/dt−A 千f 3(v)・A + f 4(v)・br で計算される。
To calculate this steering reaction force T, the rotation angle of the encoder 23 is
When T=f1(v)・d2/dt2・A+f2(v)・d/dt−A 1,000f3(v)・A+f4(v)・br It is calculated as follows.

但し、 T :操舵反力 A :操舵角 br =前輪のスリップ角度 f 1(v)、  f 2(v)、  f 3(v)、
  f 4(v):操舵系の関数 ■二車速 である。
However, T: Steering reaction force A: Steering angle br = Front wheel slip angle f 1 (v), f 2 (v), f 3 (v),
f 4 (v): Steering system function ■Second vehicle speed.

なお、前式のfl、(v)は操舵系の慣性に関する係数
、f2(v)は操舵系の粘性に関する係数、f3(v)
は操舵系の弾性に関する係数、f4(v)は車輌運動情
報、操舵状態、タイヤのパワーを表わす係数である。
In the previous equation, fl and (v) are the coefficients related to the inertia of the steering system, f2(v) are the coefficients related to the viscosity of the steering system, and f3(v)
is a coefficient related to the elasticity of the steering system, and f4(v) is a coefficient representing vehicle motion information, steering status, and tire power.

更に、前式のfI(v)・d2/dt2・Aは操舵角加
速度要素、また、f2(v)・d/dt−Aは操舵角速
度要素であり、f3(v)・Aはステアリングホイール
の回動角度、即ち、操舵角Aに対応する操舵角要素であ
る。そして、f4(v)・bfはタイヤを上からみたと
きのタイヤの中心面の向きとタイヤの進行方向とのなす
角度で決定されるスリッブ角度brに対応する要素で、
特に、タイヤスリップ角度に対する補正項となり、車輌
運動情報、タイヤのコーナリンクフォース、操舵系の剛
性に関する情報を含んでおり、本模擬式の実車操舵及力
持性との整合に寄与するものである。故に、操舵系の前
記関数f 1 (v)、  f 2(v)、  f 3
(v)、  f 4(v)を変更することによって種々
の操舵反力特性を設定することができる。
Furthermore, fI(v)・d2/dt2・A in the previous equation is the steering angular acceleration element, f2(v)・d/dt-A is the steering angular velocity element, and f3(v)・A is the steering angular velocity element. This is a turning angle, that is, a steering angle element corresponding to the steering angle A. And f4(v)・bf is an element corresponding to the slip angle br determined by the angle between the direction of the center plane of the tire and the direction of travel of the tire when the tire is viewed from above,
In particular, it serves as a correction term for the tire slip angle, and includes information on vehicle motion information, tire corner link force, and steering system stiffness, and contributes to consistency of this simulation formula with the actual vehicle steering and force holding characteristics. Therefore, the functions f 1 (v), f 2 (v), f 3 of the steering system
(v) and f4(v), various steering reaction force characteristics can be set.

前記関数f 1. (v)、  f 2(v)、  f
 3(v)、  f 4.(v)は、基本的には速度(
V)の関数fn(v)として、車速感応型のパワーステ
アリングでは、主に一次関数として表わされ、パワース
テアリング制御用のメモリマツプの内容によっては二次
関数として表現される場合もある。または、−次間数の
折線近似として表現する場合もあり、当然、これらの関
数には定数も含むものである。
The function f1. (v), f 2(v), f
3(v), f 4. (v) is basically the velocity (
In vehicle speed sensitive power steering, the function fn(v) of V) is mainly expressed as a linear function, and may also be expressed as a quadratic function depending on the contents of the memory map for power steering control. Alternatively, it may be expressed as a polygonal line approximation of a -order interval number, and these functions naturally include constants.

第7図は実車状態のステアリングホイール操舵試験によ
る測定結果の特性図であり、この実車状態の操舵力の周
波数応答特性を見ると、操舵力のゲインは車速とともに
変化しているのがわかる。
FIG. 7 is a characteristic diagram of the measurement results from a steering wheel steering test in an actual vehicle condition. Looking at the frequency response characteristics of the steering force in this actual vehicle condition, it can be seen that the gain of the steering force changes with the vehicle speed.

そこで、実車操舵ノjに良好に対応する操舵反力模擬式
を得るため、各係数を速度の関数とするものである。日
本での速度制限から、本模擬式は車速10〜1100K
/hの範囲で良好な対応を示す。
Therefore, in order to obtain a steering reaction force simulation formula that satisfactorily corresponds to the actual vehicle steering wheel, each coefficient is made a function of speed. Due to the speed limit in Japan, this simulation ceremony has a vehicle speed of 10 to 1100K.
Good correspondence is shown in the range of /h.

例えば、前記関数fl(v)及び関数f 2(v)は速
度増加に対してほぼ比例増加し、前記関数f 3(v)
For example, the function fl(v) and the function f2(v) increase approximately proportionally to an increase in speed, and the function f3(v)
.

f4(v)は速度の増加に対してほぼ比例減少する値で
ある。これら前記関数fl(v)、  f2h)、  
f3(v)。
f4(v) is a value that decreases almost proportionally to an increase in speed. These functions fl(v), f2h),
f3(v).

f4(v)の値は、パワーステアリングの種類、フロン
トエンジンフロントドライブ(F F)の場合、フロン
トエンジンリヤドライブ(FR)の場合等の車輌の操舵
系の条件及び車種の多様化によって、一義的に所定の関
数を置くことが少なくなってきている。因みに、関数f
 I (v)、  f 2(v)、  f 3(v)。
The value of f4(v) is unique depending on the type of power steering, vehicle steering system conditions such as front engine front drive (FF), front engine rear drive (FR), and diversification of vehicle types. It is becoming less common to place predetermined functions in Incidentally, the function f
I (v), f 2 (v), f 3 (v).

f4(v)の値は、例えは、パワーステアリングがマツ
プ制御されていると、それに対応させる必要があり、関
数fl(v)で−10〜]0、関数f 2(v)で0〜
50、関数f 3(v)で1〜100、関数f4(v)
で−10〜−1000程度の値が選択される。
For example, if the power steering is under map control, the value of f4(v) needs to correspond to that, and the value of f4(v) must be set to -10~]0 for the function fl(v), and 0~0 for the function f2(v).
50, function f 3 (v) from 1 to 100, function f 4 (v)
A value of about -10 to -1000 is selected.

なお、念のため、ここで、発明者等の実験で使用した関
数f I(v)、  f 2(v)、  f 3(v)
、  f 4(v)の値の例を挙げると、 例1 車速感応型パワーステアリングを装着した国産F
R車(排気量2000cc ;車体重量1400kg)
では、 例2 エンジン回転数感応型パワーステアリングを装着
した国産FF車(排気量1800cc ;車体重量1.
200kg)の場合、車速に関係なく各変数は、 を使用して、良好な結果を得た。
As a precaution, here are the functions f I (v), f 2 (v), f 3 (v) used in the inventors' experiments.
, To give an example of the value of f4(v), Example 1: Domestic F vehicle equipped with vehicle speed-sensitive power steering
R car (displacement 2000cc; vehicle weight 1400kg)
So, Example 2: A domestically produced FF car (displacement 1800cc; vehicle weight 1.5cm) equipped with engine speed-sensitive power steering.
200kg), good results were obtained for each variable regardless of vehicle speed.

基本的に、前記関数f I(v)、  f 2(v)、
  f 3(v)。
Basically, the functions f I(v), f 2(v),
f3(v).

f4(v)の設定は、パワーステアリングのメモリマツ
プに格納した制御定数の影響を受け、一定車速まで一次
関数とし、その後、変化率を小さくして関数近似にでき
る車輌も存在しており、また、前記関数f J(v)、
  f 2(v)、  f 3(v)、  f 4(v
)の値は特定のものを非常に大きくすることにより、他
を極端に小さくすることも可能である。
The setting of f4(v) is influenced by the control constants stored in the power steering memory map, and there are some vehicles in which the setting is a linear function up to a certain vehicle speed, and then the rate of change is reduced to approximate the function. The function f J (v),
f 2 (v), f 3 (v), f 4 (v
) It is also possible to make certain values extremely large and make others extremely small.

ステップS8で操舵反力Tを出力し、この操舵反力Tの
出力はD/A変換器26でディジタル信号をアナログ出
力電圧とし、V−■変換器27で前記アナログ出力電圧
に比例したモータ28の電流制御とする。
In step S8, the steering reaction force T is output, and the output of this steering reaction force T is converted into a digital signal by the D/A converter 26 to an analog output voltage, and the V-■ converter 27 converts the output voltage to the motor 28 proportional to the analog output voltage. current control.

ステップS9で5 Q m5ecタイマがタイムアツプ
しているか判断し、タイムアツプしていないとき、ステ
ップS14で3Qmsecタイマがタイムアツプしてい
るか判断し、タイムアツプしていないとき、ステップS
15でエンコーダ23の回動角度を読込み、ステップS
16でステップS8と同様に操舵反力Tを81算し、ス
テップS17で操舵反力Tを出力する。そして、ステッ
プS18で6 m5ecタイマがタイムアツプしている
か判断し、タイムアツプしていないとき、ステップS1
8に止まり、タイムアツプしたとき、ステップS ]、
 4からステツブSI8のルーチンを繰返し実行する。
In step S9, it is determined whether the 5Qm5ec timer has timed up. If not, it is determined in step S14 whether the 3Qmsec timer has timed up. If not, step S
15, the rotation angle of the encoder 23 is read, and step S
In step S16, the steering reaction force T is calculated by 81 in the same manner as in step S8, and in step S17, the steering reaction force T is output. Then, in step S18, it is determined whether the 6m5ec timer has timed up, and if it has not timed up, the process proceeds to step S1.
When it stops at 8 and the time is up, step S ],
4 to step SI8 are repeatedly executed.

即ち、通常状態では、エンコーダ23の回動角度の読込
み、操舵反力Tの計算を行ない、操舵反力Tの出力は、
6m5ec毎にそれを行なっている。
That is, in the normal state, the rotation angle of the encoder 23 is read and the steering reaction force T is calculated, and the output of the steering reaction force T is as follows.
This is done every 6m5ec.

また、ステップS14で30m5ecタイマがタイムア
ツプしていると判断したとき、ステップS]からステッ
プS ]、、 4のルーチンを実行する。即ち、通常状
態では、アクセルセンサ15A及びブレーキセンサ16
Aの踏込み量の読込み、エンコーダ23の回動角度の読
込み、車速計算、スピードメータ]2及びタコメータ1
3の表示は、3Qmsec毎に行なっている。
Further, when it is determined in step S14 that the 30m5ec timer has timed up, the routine from step S] to step S], . . . 4 is executed. That is, in the normal state, the accelerator sensor 15A and the brake sensor 16
Reading the amount of depression of A, reading the rotation angle of encoder 23, calculating vehicle speed, speedometer] 2 and tachometer 1
3 is displayed every 3Qmsec.

更に、ステップS9で60 m5ecタイマがタイムア
ツプしていると判断したとき、ステップSIOで車輌の
運動計算を行なう。ここでは、リアルタイム性を重視し
、簡単な2自由度の車輌運動解析モデルを解いて求める
。即ち、車輌の水平面内の連動のみをとらえ、ロール、
ピッチ、1″、下動は考慮せず、車速、及び操舵角を入
力とし車輌の重心位置におけるヨー角速度、横加速度を
実時間に近い極めて短時間のうちに計算する。
Furthermore, when it is determined in step S9 that the 60 m5ec timer has timed up, the vehicle motion is calculated in step SIO. Here, we emphasize real-time performance and solve a simple two-degree-of-freedom vehicle motion analysis model. In other words, only the movement of the vehicle in the horizontal plane is captured, and roll,
The yaw angular velocity and lateral acceleration at the center of gravity of the vehicle are calculated in a very short time, close to real time, by inputting the vehicle speed and steering angle without considering pitch, 1'', and downward movement.

また、車輌のタイヤスリップ角度brを前記操舵角A、
車速■、横速度U、ヨー角速度ωから、次式によって求
める。
Further, the tire slip angle br of the vehicle is the steering angle A,
It is determined from the vehicle speed ■, lateral speed U, and yaw angular velocity ω using the following formula.

bf =t an  ’ ((U+Lf ・ω) /V
l −A但し、Lf :タイヤの回動中心と車輌の重心
位置との距離 この場合、操舵角、車速、横速度、ヨー角速度はステッ
プS10において車輌の運動計算を開始する直前の最新
の値を使用する。
bf = tan' ((U+Lf ・ω) /V
l - A However, Lf: Distance between the center of rotation of the tire and the position of the center of gravity of the vehicle In this case, the steering angle, vehicle speed, lateral speed, and yaw angular velocity are the latest values immediately before starting the vehicle motion calculation in step S10. use.

そして、前記算出した車速、ヨー角速度、横加速度等は
、ステップSllでデイスプレィ手段30に車輌運動を
車輌と道路との相対関係で表示する。即ち、車輌が固定
されているから、デイスプレィ手段30の映像として、
車速、ヨー角速度、横加速度を考慮したものとする。
Then, the calculated vehicle speed, yaw angular velocity, lateral acceleration, etc. are displayed on the display means 30 in step Sll to display the vehicle motion in terms of the relative relationship between the vehicle and the road. That is, since the vehicle is fixed, the image on the display means 30 is
Vehicle speed, yaw angular velocity, and lateral acceleration are taken into consideration.

ステップS12でステップS4においてアクセルセンサ
15A及びブレーキセンサ16Aのペダルの踏込み量を
基に車速計算した結果を用いて、車輌の走行状態を音響
で現出すべく再生音の=i算を行なう。この再生音の計
算は音声制御手段40で車速及び/またはエンジン回転
数、必要に応じてエンコータ23の角速度によって音声
を模擬し、車種に応じた合成音として、ステップ313
でそれをスピーカ41から出力するものである。即ち、
60m5ec毎にデイスプレィ手段30の映像を更新し
、また、スピーカ41で発生させる音響出力も更新する
ものである。
In step S12, using the result of calculating the vehicle speed in step S4 based on the amount of pedal depression of the accelerator sensor 15A and the brake sensor 16A, a reproduction sound =i calculation is performed to express the running state of the vehicle with sound. To calculate this reproduced sound, the sound control means 40 simulates the sound using the vehicle speed and/or engine rotation speed, and if necessary, the angular velocity of the encoder 23, and generates a synthesized sound according to the vehicle type in step 313.
Then, it is outputted from the speaker 41. That is,
The image on the display means 30 is updated every 60 m5ec, and the audio output generated by the speaker 41 is also updated.

本実施例の操舵反力付与装置を用いたステアリングホイ
ール操舵試験装置は、ステアリングホイール11のステ
アリングコラム61に取付けられたエンコーダ23と、
アクセル15とブレーキ16の踏込み量を検出するアク
セルセンサ15Aとブレーキセンサ16Aと、前記アク
セルの踏込み量を基に車輌の速度を表示するスピードメ
ータ12及びタコメータ13と、前記エンコーダ23及
びアクセルセンサ15Aとブレーキセンサ16Aの出力
から、車輌運動を車輌と道路との相対関係で表示するデ
イスプレィ手段30と、前記エンコータ23の出力を基
に前記モータ28に発生させる操舵反力を演算し、前記
モータ28に駆動トルクを発生させるべく電流制御を行
なう主制御手段50及びD/A変換器26及びv−i変
換器27からなる操舵反力演算制御手段とを具備するも
のである。
The steering wheel steering test device using the steering reaction force applying device of this embodiment includes an encoder 23 attached to the steering column 61 of the steering wheel 11,
An accelerator sensor 15A and a brake sensor 16A that detect the amount of depression of the accelerator 15 and the brake 16, a speedometer 12 and a tachometer 13 that display the speed of the vehicle based on the amount of depression of the accelerator, and the encoder 23 and the accelerator sensor 15A. Based on the output of the brake sensor 16A, a display means 30 displays the vehicle movement relative to the vehicle and the road, and a steering reaction force to be generated in the motor 28 is calculated based on the output of the encoder 23. The main control means 50 performs current control to generate drive torque, and steering reaction force calculation control means includes a D/A converter 26 and a v-i converter 27.

したがって、ドライバーが所定の操舵を行なうと、ステ
アリング”ホイール11に取付けられたエンコーダ23
はその回動角度を操舵角として出力する。また、アクセ
ル15とブレーキ16のアクセルセンサ15Aとブレー
キセンサ16Aは、踏込み量を検出し、車速をスピード
メータ12で表示する。そして、前記エンコーダ23及
びアクセルセンサ15Aとブレーキセンサ]、6Aの出
力から、車輌運動を車輌と道路との相対関係でデイスプ
レィ手段30に表示する。更に、エンコーダ23の出力
及びタイヤスリップ角度によって発生する操舵反力を演
算し、前記モータ28に駆動トルクを発生させるべく電
流制御を行なう主制御手段50及びD/A変換器26及
びV−1変換器27からなる操舵反力演算制御手段によ
って、モータ28てステアリングホイール]1に操舵反
力のトルクを発生させている。
Therefore, when the driver performs a predetermined steering operation, the encoder 23 attached to the steering wheel 11
outputs the rotation angle as the steering angle. Further, the accelerator sensor 15A and the brake sensor 16A of the accelerator 15 and brake 16 detect the amount of depression, and the vehicle speed is displayed on the speedometer 12. From the outputs of the encoder 23, the accelerator sensor 15A, and the brake sensor 6A, the vehicle motion is displayed on the display means 30 in terms of the relative relationship between the vehicle and the road. Furthermore, a main control means 50, a D/A converter 26, and a V-1 converter calculates a steering reaction force generated by the output of the encoder 23 and the tire slip angle, and performs current control to cause the motor 28 to generate a driving torque. A steering reaction force calculation control means consisting of a motor 28 generates a steering reaction force torque on the steering wheel 1.

このように、本実施例の操舵反力付与装置は、ステアリ
ングホイール]1の回動に応じて、その回動方向とは逆
方向にトルクを発生するように配設されたモータ28と
、前記ステアリングホイール]1と前記モータ28間の
動力伝達系統に介在させた前記モータ28側の回転を増
速しでステアリングホイール11側の回転とする増速用
小歯車65及び増速用大歯車66からなる増速手段と、
前記動力伝達系統に介在させた緩衝性を有するウオーム
歯車63と増速用小歯車65の間に配設されたゴムカプ
ラ64からなるカプラとを具備するものである。
As described above, the steering reaction force applying device of the present embodiment includes the motor 28 which is arranged to generate torque in the direction opposite to the direction of rotation of the steering wheel 1 in response to the rotation of the steering wheel 1, and the [Steering wheel] From a speed increasing small gear 65 and a speed increasing large gear 66 that increase the speed of the rotation of the motor 28 interposed in the power transmission system between the steering wheel 1 and the motor 28 to rotate the steering wheel 11 side. A speed increasing means,
The power transmission system includes a worm gear 63 having a buffering property interposed in the power transmission system and a coupler consisting of a rubber coupler 64 disposed between the speed increasing small gear 65.

したがって、ステアリングホイール11をドライバーが
握って所定の操舵を行なうと、モータ28から操舵反力
を発生させる。この操舵反力は、前記ステアリンクホイ
ール11と前記モータ28間の動ツノ伝達系統に介在さ
せた前記モータ28側の回転を増速しでステアリングホ
イール1]側の回転とする。
Therefore, when the driver grips the steering wheel 11 and performs a predetermined steering operation, the motor 28 generates a steering reaction force. This steering reaction force accelerates the rotation of the motor 28, which is interposed in the dynamic horn transmission system between the steering link wheel 11 and the motor 28, and causes the steering wheel 1 to rotate.

増速用小歯車65及び増速用人歯車66からなる増速手
段は、モータ28が発生するトルクのリップルを含む、
所謂、モータ28のトルク乱れを減少する。即ち、モー
タ28に第5図の本実施例の操舵反力付与装置の正弦波
トルク指令人力に対する操舵反力の特性図の(a)のト
ルク指令入力に示すような操舵反力か要求されたとする
。そのときのV−1変換器27の出力は第5図(b)に
示すような波形となり、モータ28の出力として直接ス
テアリングホイール]1を接続した場合には、第5図(
c)に示すような波形となり、ここでは、第5図(a)
のような滑らかな操舵反力の要求に対して、歪みを有す
るトルク乱れのある出力となる。しかし、本実施例のよ
うにモータ28例の回転を増速してステアリングホイー
ル1]側の回転とする増速用小歯車65及び増速用人歯
車66からなる増速手段は、モータ28が含むトルク乱
れを増速用人歯車66から増速用小歯車65にトルク伝
達をする際に、モータ28に直接接続された増速用人歯
車66のトルク乱れによる角変位を、増速用人歯車66
と増速用小歯車65との比率で減少させ、その乱れによ
る角変位が小さくなり、第5図(d)のような滑らかな
操舵反力となる。
The speed increasing means consisting of the speed increasing small gear 65 and the speed increasing human gear 66 includes ripples in the torque generated by the motor 28.
The so-called torque disturbance of the motor 28 is reduced. That is, if the motor 28 is requested to have a steering reaction force as shown in the torque command input in (a) of the characteristic diagram of the steering reaction force against the sine wave torque command human force of the steering reaction force applying device of this embodiment in FIG. do. The output of the V-1 converter 27 at that time has a waveform as shown in FIG.
The waveform is as shown in Fig. 5(a).
In contrast to the requirement for a smooth steering reaction force, the result is an output with distortion and torque disturbance. However, as in this embodiment, the motor 28 includes a speed-increasing means consisting of a speed-increasing small gear 65 and a speed-increasing human gear 66 for increasing the rotation speed of the motor 28 to rotate toward the steering wheel 1 side. When torque disturbance is transmitted from the speed-increasing personal gear 66 to the speed-increasing small gear 65, the angular displacement due to the torque disturbance of the speed-increasing personal gear 66 directly connected to the motor 28 is transferred to the speed-increasing personal gear 66.
The angular displacement caused by the disturbance becomes smaller, resulting in a smooth steering reaction force as shown in FIG. 5(d).

更に、前記動力伝達系統に介在させた緩衝性を有するウ
オーム歯車63と増速用小歯車65の間に配設されたゴ
ムカプラ64は、その緩衝性によって第5図(d)が若
干有していたトルクの乱れを是正し、人にモータ28の
トルク乱れを感じさせることのない特性となり、操舵フ
ィーリンクが実・車と相違しなくなる。
Furthermore, the rubber coupler 64 disposed between the worm gear 63 and the speed-increasing small gear 65, which is interposed in the power transmission system and has a buffering property, has a slightly different shape than that shown in FIG. 5(d) due to its buffering property. This corrects the disturbance in the torque caused by the motor 28, resulting in a characteristic that does not make a person feel the disturbance in the torque of the motor 28, and the steering feel is no longer different from that of an actual vehicle.

故に、本実施例の操舵反力付与装置のンー1−19に座
ったドライバーは、ステアリングホイール11の操作性
、操作感の評価、ドライバーの運転感覚の評価が実車状
態と同様に判断することができる。
Therefore, the driver sitting on the seat 1-19 of the steering reaction force applying device of this embodiment can judge the operability of the steering wheel 11, the evaluation of the operational feel, and the evaluation of the driver's driving feeling in the same manner as in the actual vehicle condition. can.

このようなことから、本実施例の操舵反力付与装置をス
テアリングホイール操舵試験装置として構成し、それを
プーラ−が所有することによって、単に、ユーザのステ
アリングホイール11の意匠−にの好みのみでなく、男
女差及び個人差による操作性、操作感の評価試験を行な
うことができる。
For this reason, by configuring the steering reaction force applying device of this embodiment as a steering wheel steering test device, and having it owned by Puller, the steering reaction force applying device of the present embodiment can be used simply based on the user's preference for the design of the steering wheel 11. It is possible to perform evaluation tests on operability and operational feel based on gender and individual differences.

逆に、ステアリングホイール]]を特定し、所定の条件
に設定することによって、ドライバーの運転感覚の評価
、反応速度の評価に使用することもできる。また、研究
開発においては、男女差及び個人差によるステアリング
ホイール11の操作性や操作感の評価研究、ドライバー
の運転感覚の評価研究に使用することもできる。そして
、パワーステアリングのアシスト量の試験機、その評価
研究、メータの視認性、方向指示器の操作性等のドライ
バー回り操作手段の人間工学的なデザイン設定等に使用
できる。
Conversely, by specifying the steering wheel and setting it to predetermined conditions, it can also be used to evaluate the driver's driving sensation and reaction speed. In addition, in research and development, it can also be used for evaluation research on the operability and operational feel of the steering wheel 11 due to differences between men and women and individual differences, and evaluation research on the driver's driving sensation. It can also be used to test the amount of power steering assist, to evaluate and research it, and to set the ergonomic design of driver-related operating means such as meter visibility and direction indicator operability.

更に、形態を変えると、ドライビング・ゲーム機として
も使用可能である。
Furthermore, if the form is changed, it can also be used as a driving game machine.

ところで、−1−記実施例のステアリングホイール11
の回動に応じて、その回動方向とは逆方向にトルクを発
生するように配設されたモータ28は、ステッピングモ
ータまたは直流モータ、単相または三相のインダクショ
クモータの使用が可能である。
By the way, the steering wheel 11 of the embodiment -1-
The motor 28, which is arranged to generate torque in the direction opposite to the direction of rotation according to the rotation of the motor, can be a stepping motor, a DC motor, or a single-phase or three-phase induction motor. be.

また、上記実施例のステアリングホイール11とモータ
28間の動力伝達系統に介在させた前記モータ28側の
回転を増速しでステアリングホイール1]側の回転とす
る増速手段は、増速用小歯車65及び増速用大歯車66
からなるが、本発明を実施する場合には、モータ28の
回転をステアリングホイール11に伝達する間にその回
転を増速する手段であればよい。
Further, the speed increasing means for increasing the rotation speed of the motor 28 side and rotating the steering wheel 1 side by intervening in the power transmission system between the steering wheel 11 and the motor 28 in the above embodiment is a small Gear 65 and speed increasing large gear 66
However, when carrying out the present invention, any means that increases the speed of the rotation of the motor 28 while transmitting the rotation to the steering wheel 11 may be used.

そして、上記実施例のステアリングホイール1]とモー
タ28間の動力伝達系統に介在させた緩衝性を有するカ
プラは、ゴムカプラ64を有するものであったか、本発
明を実施する場合には、前記ゴムカプラ64に限定され
るものではなく、動力伝達系統を緩衝結合する緩衝性を
有するものであればよく、ダンパー等の使用が可能であ
る。
The coupler having a cushioning property interposed in the power transmission system between the steering wheel 1 and the motor 28 in the above embodiment had a rubber coupler 64, or when implementing the present invention, the rubber coupler 64 The material is not limited to any particular material, as long as it has the ability to buffer and couple the power transmission system, and a damper or the like can be used.

特に、本実施例のように、ステアリングホイール11と
モータ28間の動力伝達系統に介在させたゴムカプラ6
4の粘性を利用した弾性体では、モータ28側からステ
アリングホイール11に伝達されるトルク乱れを緩衝す
ると共に、その弾性により前記増速手段の噛合いによる
ステアリングギャバックラッシを除去することかできる
In particular, as in this embodiment, the rubber coupler 6 interposed in the power transmission system between the steering wheel 11 and the motor 28
The elastic body using the viscosity of No. 4 can buffer torque disturbances transmitted from the motor 28 side to the steering wheel 11, and can also eliminate steering gaback lash caused by the meshing of the speed increasing means with its elasticity.

[発明の効果] 以上に詳述したように、本発明の操舵反力付与装置は、
ドライバーの操舵によってステアリングホイールの回動
に応じて、モータはその回動方向とは逆方向に操舵反力
となるトルクを発生する。
[Effects of the Invention] As detailed above, the steering reaction force applying device of the present invention has the following effects:
In response to the rotation of the steering wheel by the driver's steering, the motor generates torque as a steering reaction force in a direction opposite to the direction of rotation.

そして、前記ステアリングホイールと前記モータ間の動
力伝達系統に介在させた前記モータ側の回転を増速しで
ステアリングホイール側の回転とする増速手段は、モー
タ制御にトルク乱れが生じていても、そのトルク乱れを
緩和し、同様に、前記動力伝達系統に介在させた緩衝性
を有するカプラは、その急変するトルク乱れを緩衝する
ことができる。
The speed increasing means, which is interposed in the power transmission system between the steering wheel and the motor, increases the speed of the rotation of the motor so that it becomes the rotation of the steering wheel, even if torque disturbance occurs in the motor control. Similarly, the coupler which has a buffering property and is interposed in the power transmission system can buffer the suddenly changing torque disturbance.

したがって、ステアリングホイールをドライバーが握っ
て所定の操舵を行なうと、ステアリングホイールに実車
と同様の操舵反力が得られる。故に、ドライバーはステ
アリングホイールの操舵感覚を実車状態と同様に判断す
ることができ、また、ステアリングホイールの操作性、
操作感の評価、ドライバーの運転感覚の評価が可能とな
る。
Therefore, when the driver grips the steering wheel and performs a predetermined steering operation, a steering reaction force similar to that of an actual vehicle is obtained at the steering wheel. Therefore, the driver can judge the steering feeling of the steering wheel in the same way as in the actual vehicle condition, and also the operability of the steering wheel,
It becomes possible to evaluate the operational feel and the driver's driving sensation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第3図は本発明による操舵反力付与装置を用
いたステアリングホイール操舵試験装置の一実施例を示
し、第1図は機械系の全体の結合関係を示す概略の構成
図、第2図は装置全体を示す概略の構成図、第3図は制
御系の全体構成を示す概略の構成図、第4図は本発明の
実施例の操舵反力付与装置を動作させる主制御手段のプ
ログラムを示すフローチャート、第5図は本発明の実施
例の操舵反力付与装置の正弦波トルク指令人力による操
舵反力の特性図、第6図は本発明の実施例の操舵反カイ
」与装置で使用したゴムカプラの静的バネ特性図、第7
図は実車状態のステアリングホイール操舵試験による測
定結果の特性図である。 図において、 11ニステアリングホイール 28:モータ 65:増速用小歯車(増速手段) 66:増速用大歯車(増速手段) 64:ゴムカプラ(カプラ) である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 特許出願人 豊田合成 株式会社 外1名
1 to 3 show an embodiment of a steering wheel steering test device using a steering reaction force applying device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the entire device, FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the control system, and FIG. 4 is a diagram showing the main control means for operating the steering reaction force applying device according to the embodiment of the present invention. A flowchart showing the program, FIG. 5 is a characteristic diagram of the steering reaction force by the sine wave torque command human power of the steering reaction force applying device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a characteristic diagram of the steering reaction force applying device according to the embodiment of the present invention. Static spring characteristics diagram of the rubber coupler used in 7th
The figure is a characteristic diagram of measurement results from a steering wheel steering test in an actual vehicle state. In the figure, 11 steering wheel 28: motor 65: small gear for speed increase (speed increase means) 66: large gear for speed increase (speed increase means) 64: rubber coupler (coupler). In the drawings, the same reference numerals and the same symbols indicate the same or equivalent parts. Patent applicant Toyoda Gosei Co., Ltd. and one other person

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ステアリングホィールの回動に応じて、その回動方向と
は逆方向にトルクを発生するように配設されたモータと
、 前記ステアリングホィールと前記モータ間の動力伝達系
統に介在させた前記モータ側の回転を増速してステアリ
ングホィール側の回転とする増速手段と、 前記動力伝達系統に介在させた緩衝性を有するカプラと を具備することを特徴とする操舵反力付与装置。
[Scope of Claims] A motor disposed to generate torque in a direction opposite to the direction of rotation of a steering wheel in response to rotation of the steering wheel, and a power transmission system interposed between the steering wheel and the motor. and a coupler having a buffering property interposed in the power transmission system. Device.
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