JPH06340264A - Electronic control type power steering gear - Google Patents
Electronic control type power steering gearInfo
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- JPH06340264A JPH06340264A JP13036493A JP13036493A JPH06340264A JP H06340264 A JPH06340264 A JP H06340264A JP 13036493 A JP13036493 A JP 13036493A JP 13036493 A JP13036493 A JP 13036493A JP H06340264 A JPH06340264 A JP H06340264A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は車両のステアリング機構
における操舵アシスト量を電子制御する電子制御式パワ
ーステアリング装置に関し、例えば、ファジィルールに
よりその目標アシスト量を設定するようにしたものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled power steering device for electronically controlling a steering assist amount in a steering mechanism of a vehicle, for example, a target assist amount set by a fuzzy rule.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ステアリングホイール（以下、ハ
ンドルという）を操作する力（以下、ハンドル操作力又
は操舵力という）をアシストするために、パワーステア
リング装置が普及している。このパワーステアリング装
置としては、油圧シリンダ機構を利用して油圧により操
舵アシストする油圧式パワーステアリング装置が一般的
に用いられているが、このほか、電動モータにより操舵
アシストする電動パワーステアリング装置も開発されて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, a power steering device has become widespread in order to assist a force for operating a steering wheel (hereinafter referred to as a steering wheel) (hereinafter referred to as a steering wheel operating force or a steering force). As this power steering device, a hydraulic power steering device that assists steering by hydraulic pressure using a hydraulic cylinder mechanism is generally used, but in addition to this, an electric power steering device that assists steering by an electric motor has also been developed. ing.
【０００３】このようなパワーステアリング装置を用い
ることで、例えば、大型車や幅太タイヤを操舵輪に装着
した車両等の大きなハンドル操作力が要求される車両で
あっても、小さなハンドル操作力でハンドル操舵を行な
うことができ、所謂、ハンドルの重さが解消される。と
ころで、一般に、車庫入れ等の低速時にはハンドルをよ
り軽くすることで軽快に操作できるようにしたい。一
方、高速走行時にはハンドルがあまり軽いと走行が不安
定になってしまうので、重くすることで安定して操作で
きるようにしたい。そのため、車速に応じて低速時には
操舵アシスト量を多くし、中高速時には高速になるのに
伴って操舵アシスト量を少なくするようにした車速感応
型パワーステアリング装置が開発されている。By using such a power steering device, even a vehicle requiring a large steering wheel operating force such as a large vehicle or a vehicle having wide tires mounted on the steered wheels can be operated with a small steering wheel operating force. The steering wheel can be steered, and the so-called weight of the steering wheel is eliminated. By the way, in general, at low speeds such as when entering a garage, it is desirable to make the handle lighter so that it can be operated lightly. On the other hand, when driving at high speed, if the steering wheel is too light, traveling will be unstable, so we would like to make it heavier so that it can be operated stably. Therefore, a vehicle speed-sensitive power steering device has been developed in which the steering assist amount is increased at low speeds according to the vehicle speed, and the steering assist amount is decreased at high speeds at medium and high speeds.
【０００４】このような車速感応型パワーステアリング
装置としては、車両に車速センサを設ける一方、油圧式
パワーステアリング装置の油圧系統の一部にパワーステ
アリングへの供給油圧を調整しうるバルブ等を設け、車
速センサで検出した車速に基づいてバルブ等の作動を電
子制御しながら、操舵アシスト量を調整するようにした
もの（これを電子制御式パワーステアリング装置とい
う）がある。In such a vehicle speed-sensitive power steering apparatus, a vehicle speed sensor is provided in the vehicle, and a valve or the like for adjusting the hydraulic pressure supplied to the power steering is provided in a part of the hydraulic system of the hydraulic power steering apparatus. There is one in which the steering assist amount is adjusted while electronically controlling the operation of valves and the like based on the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (this is called an electronically controlled power steering device).
【０００５】図１１に従来の電子制御式パワーステアリ
ング装置の一例を表すパワーステアリング用油圧制御部
の概略構成、図１２に図１１のXII−XII断面、図１３に
図１１のXIII−XIII断面を示す。FIG. 11 is a schematic configuration of a hydraulic control unit for power steering showing an example of a conventional electronically controlled power steering device, FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII of FIG. 11, and FIG. 13 is a sectional view taken along line XIII-XIII of FIG. Show.
【０００６】図１１乃至図１３に示すように、１１は図
示しないステアリングホイール（ハンドル）から操舵力
を受けるインプットシャフトであり、ケーシング１２内
に軸受により回転自在に支持されている。このインプッ
トシャフト１１の下端には図示しないブッシュ等を介し
てピニオンギヤ１３が相対回転自在に装着されている。
また、インプットシャフト１１の中空部内にはトーショ
ンバー１４が内装されており、このトーションバー１４
はその上端がインプットシャフト１１にピンにより一体
回転できるように結合される一方、その下端はインプッ
トシャフト１１に対して拘束されずにフリーとなってい
る。As shown in FIGS. 11 to 13, reference numeral 11 denotes an input shaft which receives a steering force from a steering wheel (handle) (not shown), which is rotatably supported in the casing 12 by bearings. A pinion gear 13 is rotatably attached to the lower end of the input shaft 11 via a bush or the like (not shown).
A torsion bar 14 is provided inside the hollow portion of the input shaft 11.
While its upper end is coupled to the input shaft 11 by a pin so that it can rotate integrally, its lower end is free from being restrained with respect to the input shaft 11.
【０００７】インプットシャフト１１の下端のピニオン
ギヤ１３はトーションバー１４の下端とセレーション結
合しており、インプットシャフト１１に入力された操舵
力がトーションバー１４を介してピニオンギヤ１３に伝
達されるようになっている。このピニオンギヤ１３はラ
ック１５と噛み合っており、インプットシャフト１１に
よる操舵力がピニオンギヤ１３を介してラック１５に伝
わり、このラック１５を軸方向（図１１において紙面直
交方向）に駆動することで図示しない車輪の操舵を行う
ことができるようになっている。The pinion gear 13 at the lower end of the input shaft 11 is serrated with the lower end of the torsion bar 14, and the steering force input to the input shaft 11 is transmitted to the pinion gear 13 via the torsion bar 14. There is. The pinion gear 13 meshes with the rack 15, and the steering force by the input shaft 11 is transmitted to the rack 15 via the pinion gear 13, and the rack 15 is driven in the axial direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 11) to rotate the wheels (not shown). It is possible to steer.
【０００８】ケーシング１２内において、インプットシ
ャフト１１側とピニオンギヤ１３側との間にはロータリ
バルブ１６が介装されており、このロータリバルブ１６
はインプットシャフト１１とピニオンギヤ１３との周方
向の位相差に応じて開閉するようになっている。そし
て、このロータリバルブ１６には外部に設けられたオイ
ルポンプ１７の作動油供給管１８及びオイルリザーバ１
９の作動油排出管２０が接続されている。一方、２１は
パワーステアリング用油圧シリンダであり、この油圧シ
リンダ２１は車体側の所定の部材に設置された中空のシ
リンダ２２内にピストン２３が軸方向移動自在に支持さ
れて構成され、このピストン２３のピストン軸２４は前
述したラック１５の途中に固結されている。そして、ピ
ストン２３はシリンダ２２内を左右に仕切り、油室２
５，２６を形成している。In the casing 12, a rotary valve 16 is interposed between the input shaft 11 side and the pinion gear 13 side.
Is opened and closed according to the phase difference in the circumferential direction between the input shaft 11 and the pinion gear 13. The rotary valve 16 has an operating oil supply pipe 18 and an oil reservoir 1 of an oil pump 17 provided outside.
The hydraulic oil discharge pipe 20 of 9 is connected. On the other hand, reference numeral 21 is a hydraulic cylinder for power steering, and this hydraulic cylinder 21 is constituted by a piston 23 supported in a hollow cylinder 22 installed in a predetermined member on the vehicle body side so as to be axially movable. The piston shaft 24 is fixed to the middle of the rack 15 described above. Then, the piston 23 partitions the inside of the cylinder 22 into right and left, and the oil chamber 2
5 and 26 are formed.
【０００９】従って、インプットシャフト１１に操舵力
が入力されると、インプットシャフト１１は剛であって
殆ど捩じりを生じないが、トーションバー１４は捩じれ
を生じながらピニオンギヤ１３に操舵力を伝達する。す
ると、このピニオンギヤ１３がインプットシャフト１１
に対して操舵側へ位相差を生じるようになり、この位相
差に応じてロータリバルブ１６が駆動する。そして、こ
のロータリバルブ１６の開閉に応じてオイルポンプ１７
から作動油供給管１８を介して油圧シリンダ２２の左右
の油室２５，２６に作動油の供給が行われることで、操
舵アシスト力がラック１５に与えられ、操舵方向へ所要
の操舵アシスト力が生じるようになっている。Therefore, when the steering force is input to the input shaft 11, the input shaft 11 is rigid and hardly twists, but the torsion bar 14 transmits the steering force to the pinion gear 13 while twisting. . Then, the pinion gear 13 is connected to the input shaft 11
As a result, a phase difference is generated on the steering side, and the rotary valve 16 is driven according to this phase difference. The oil pump 17 is opened and closed according to the opening and closing of the rotary valve 16.
The hydraulic oil is supplied from the hydraulic oil supply pipe 18 to the left and right oil chambers 25 and 26 of the hydraulic cylinder 22 to give a steering assist force to the rack 15 and a required steering assist force in the steering direction. It is happening.
【００１０】また、ケーシング１２内において、インプ
ットシャフト１１の下部外周には、操舵時に操舵反力を
与えて操舵力（操舵手応え）を増大させる反力プランジ
ャ２７が設けられている。この反力プランジャ２７はイ
ンプットシャフト１１の外周を包囲するように複数個設
けられており、油圧制御バルブ２８の制御を通じて供給
された油圧を受け、この油圧に応じてインプットシャフ
ト１１を拘束して操舵反力を与えるようになっている。A reaction force plunger 27 is provided on the outer periphery of the lower portion of the input shaft 11 in the casing 12 to increase the steering force (steering response) by applying a steering reaction force during steering. A plurality of the reaction force plungers 27 are provided so as to surround the outer circumference of the input shaft 11, receive the hydraulic pressure supplied through the control of the hydraulic control valve 28, and restrain the input shaft 11 according to the hydraulic pressure to steer the input shaft 11. It is designed to give a reaction force.
【００１１】即ち、反力プランジャ２７はインプットシ
ャフト１１の外周を包囲するようにケーシング１２に均
等間隔で４個設けられており、その外端部側にチャンバ
２９が形成されると共にリターン用オリフィス３０が設
けられている。一方、油圧制御バルブ１８はケーシング
１２内においてインプットシャフト１１の側方に隣接し
てこれと平行をなして設けられている。この油圧制御バ
ルブ２８において、ケーシング１２内にはスプール３１
が上下に移動自在に設けられており、且つ、このスプー
ル３１は上部に設けられたスプリング３２によって下方
に付勢支持されている。また、スプール３１の下部外周
片にはソレノイド３３が設けられており、このスプール
３１にはソレノイド３３を励磁することで上方への軸力
が与えられるようになっている。That is, four reaction force plungers 27 are provided in the casing 12 at equal intervals so as to surround the outer circumference of the input shaft 11. A chamber 29 is formed on the outer end side thereof and a return orifice 30 is provided. Is provided. On the other hand, the hydraulic control valve 18 is provided in the casing 12 adjacent to the side of the input shaft 11 in parallel therewith. In this hydraulic control valve 28, a spool 31 is provided inside the casing 12.
Is movably provided up and down, and the spool 31 is biased and supported downward by a spring 32 provided at the upper portion. Further, a solenoid 33 is provided on the lower outer peripheral piece of the spool 31, and an axial force is applied to the spool 31 by exciting the solenoid 33.
【００１２】このスプール３１にはオイルリザーバ１９
の作動油排出管２０に通じる油路３４，３５とオイルポ
ンプ１７の作動油供給管１８に通じうる環状油路３６と
が形成されると共に、反力プランジャ２７のチャンバ２
９に作動油給排管３７を介して通じる環状油路３８と環
状油路３６，３８を相互に連通する油路３９とが形成さ
れている。従って、通常、ソレノイド３３の消磁状態で
は、スプール３１が下降位置にあって作動油供給管１８
と環状油路３６とは連通している。そのため、オイルポ
ンプ１７から作動油供給管１８を介して油圧制御バルブ
２８に供給された作動油は、環状油路３６から油路３
９、環状油路３８を通じて反力プランジャ２７のチャン
バ２９に供給されるようになっている。一方、ソレノイ
ド３３の励磁状態では、スプール３１が上昇位置にあっ
て作動油供給管１８と環状油路３６とは連通していな
い。そのため、オイルポンプ１７から作動油供給管１８
を介して油圧制御バルブ２８に供給された作動油は、反
力プランジャ２７のチャンバ２９には供給されないよう
になっている。The spool 31 has an oil reservoir 19
Oil passages 34 and 35 communicating with the hydraulic oil discharge pipe 20 and an annular oil passage 36 communicating with the hydraulic oil supply pipe 18 of the oil pump 17 are formed, and the chamber 2 of the reaction force plunger 27 is formed.
An annular oil passage 38, which communicates with the hydraulic oil supply / discharge pipe 37, and an oil passage 39, which communicates the annular oil passages 36, 38 with each other, are formed in the shaft 9. Therefore, normally, when the solenoid 33 is demagnetized, the spool 31 is in the lowered position and the hydraulic oil supply pipe 18
And the annular oil passage 36 communicate with each other. Therefore, the hydraulic oil supplied from the oil pump 17 to the hydraulic control valve 28 via the hydraulic oil supply pipe 18 is transferred from the annular oil passage 36 to the oil passage 3
9. The reaction force is supplied to the chamber 29 of the plunger 27 through the annular oil passage 38. On the other hand, in the excited state of the solenoid 33, the spool 31 is in the raised position, and the hydraulic oil supply pipe 18 and the annular oil passage 36 are not in communication with each other. Therefore, from the oil pump 17 to the hydraulic oil supply pipe 18
The hydraulic fluid supplied to the hydraulic control valve 28 via the is not supplied to the chamber 29 of the reaction force plunger 27.
【００１３】このようにソレノイド３３に与える電流を
調整することで、操舵アシスト特性を制御することがで
きる。また、ソレノイド３３を制御するコントロールユ
ニット（ＣＵ）４０には車速センサ４１、エンジン回転
数センサ４２等が接続されており、コントロールユニッ
ト４０はこれらからの出力信号に基づいて、ソレノイド
３３に与える電流量を設定してソレノイド３３を制御す
ることができるようになっている。By adjusting the current applied to the solenoid 33 in this way, the steering assist characteristic can be controlled. Further, a vehicle speed sensor 41, an engine speed sensor 42, etc. are connected to a control unit (CU) 40 that controls the solenoid 33, and the control unit 40 supplies the amount of current to the solenoid 33 based on output signals from these. Can be set to control the solenoid 33.
【００１４】而して、例えば、車両の据え切り時や低速
走行操舵時には、ソレノイド３３に最大電流を与えるよ
うにする。これにより、スプール３１が最も上昇して環
状油路３６がオイルポンプ１７の作動油供給管１８と連
通しなくなり、反力プランジャ２７のチャンバ２９への
オイル供給が行なわれなくなる。従って、この反力プラ
ンジャ２７によりインプットシャフト１１は拘束されな
くなり、ハンドルを軽快に操舵することができる。Thus, for example, the maximum current is applied to the solenoid 33 when the vehicle is stationary or steering at low speed. As a result, the spool 31 moves up to the maximum, the annular oil passage 36 is no longer communicated with the hydraulic oil supply pipe 18 of the oil pump 17, and the oil is not supplied to the chamber 29 of the reaction force plunger 27. Therefore, the input shaft 11 is not restrained by the reaction force plunger 27, and the steering wheel can be steered lightly.
【００１５】そして、例えば、車両の中高速走行時に
は、車速の増加に応じてソレノイド３３に与える電流を
減少させていく。すると、ハンドルの中立時には、スプ
ール３１の軸力が電流現象に伴って低下し、これに伴い
スプール３１が降下して環状油路３６がオイルポンプ１
７の作動油供給管１８と連通するようになり、反力プラ
ンジャ２７のチャンバ２９へオイル供給が行なわれるよ
うになる。従って、反力プランジャ２７によりインプッ
トシャフト１１は拘束されるので、ハンドルが中立に保
持される。そして、この中立状態でハンドルを微小に操
舵すると、オイルポンプ１７の出力が上昇しようとする
が、この吐出圧は油圧制御バルブ２８でほとんど制御さ
れることなく反力プランジャ２７のチャンバ２９に作用
する。そのため、ハンドルの中立状態の近傍では、操舵
力が増してハンドル中立手応えを十分に得ることがで
き、中立状態でのハンドル安定感が増加するようになっ
ている。Then, for example, when the vehicle is running at medium and high speeds, the current supplied to the solenoid 33 is decreased as the vehicle speed increases. Then, when the steering wheel is in the neutral position, the axial force of the spool 31 is reduced due to the current phenomenon, and the spool 31 is lowered accordingly, so that the annular oil passage 36 is closed.
7 and the hydraulic oil supply pipe 18 of No. 7, and the oil is supplied to the chamber 29 of the reaction force plunger 27. Therefore, since the input shaft 11 is restrained by the reaction force plunger 27, the handle is held neutral. When the steering wheel is slightly steered in this neutral state, the output of the oil pump 17 tries to increase, but this discharge pressure is hardly controlled by the hydraulic control valve 28 and acts on the chamber 29 of the reaction force plunger 27. . Therefore, in the vicinity of the neutral state of the steering wheel, the steering force is increased, and the response of the neutral steering wheel can be sufficiently obtained, and the sense of steering stability in the neutral state is increased.
【００１６】また、この中高速走行時に操舵する際、通
常の操舵範囲内では、ハンドルの操舵に応じて（操舵力
の増大に応じて）オイルポンプ１７の出力が上昇し、操
舵アシストを増大させるように作用する。一方で、オイ
ルポンプ１７の吐出圧が油圧制御バルブ２８で制御され
ながら反力プランジャ２７のチャンバ２９に作用する。
従って、この反力プランジャ２７によりインプットシャ
フト１１は拘束され、操舵手応え（操舵力）を増大させ
ることができる。Further, when steering is performed during medium-high speed traveling, within the normal steering range, the output of the oil pump 17 is increased in response to steering of the steering wheel (in response to an increase in steering force), and steering assist is increased. Acts like. On the other hand, the discharge pressure of the oil pump 17 acts on the chamber 29 of the reaction force plunger 27 while being controlled by the hydraulic pressure control valve 28.
Therefore, the input shaft 11 is restrained by the reaction force plunger 27, and the steering response (steering force) can be increased.
【００１７】この結果、中高速走行操舵時には、据え切
り時や低速走行操舵時に比べて反力プランジャ２７の作
用する分だけ操舵力が増大する。つまり、操舵手応えが
大きくなって安定した操舵フィーリングが得られる。特
に、車速の増加に応じてソレノイド３３に与える電流を
減少させていることで、高速になるほど操舵アシストが
減少して操舵力（操舵手応え）が大きくなり、より安定
した操舵フィーリングを得ることができる。As a result, the steering force at the time of steering at medium and high speeds is increased by the amount of the reaction force plunger 27 acting as compared with that at the time of stationary steering and steering at low speeds. That is, the steering response is increased and a stable steering feeling is obtained. In particular, by decreasing the current supplied to the solenoid 33 according to the increase of the vehicle speed, the steering assist decreases and the steering force (steering response) increases as the vehicle speed increases, and a more stable steering feeling can be obtained. it can.
【００１８】また、ソレノイド３３を制御するコントロ
ールユニット４０には車速センサ４１とエンジン回転数
センサ４２が接続されており、車速信号とエンジン回転
信号から検出系統などの異常を検知し、ソレノイド３３
をオフにするなどしてフェイルセーフ制御を行うことが
できるようになっている。Further, a vehicle speed sensor 41 and an engine speed sensor 42 are connected to a control unit 40 for controlling the solenoid 33, and an abnormality such as a detection system is detected from the vehicle speed signal and the engine speed signal, and the solenoid 33 is detected.
Fail-safe control can be performed by turning off.
【００１９】[0019]
【発明が解決しようとする課題】ところで、パワーステ
アリング装置において、実際には、車両の走行状態、つ
まり、直進走行であるか旋回走行であるか、また、加速
時であるか制動時であるか等によって要求される操舵力
特性が異なるものである。しかしながら、前述した従来
の電子制御式パワーステアリング装置にあっては、単
に、車速に対応して操舵アシスト量の制御を行っている
ので、常に最適な操舵フィーリングを得ることができな
い。By the way, in the power steering device, the traveling state of the vehicle is actually, that is, whether the vehicle is traveling straight or is traveling, whether it is accelerating or braking. The required steering force characteristics are different depending on the situation. However, in the above-described conventional electronically controlled power steering device, since the steering assist amount is simply controlled in accordance with the vehicle speed, the optimum steering feeling cannot always be obtained.
【００２０】例えば、車両の高速走行中における操舵安
定性を確保するために、ドライバは操舵アシスト量を小
さくすることで、ある程度重みのある操舵力を望むもの
である。しかし、車両の高速走行中であっても操舵アシ
スト量を大きくして軽い操舵力とした方がドライバにと
っては有利な場合がある。For example, in order to ensure steering stability during high speed running of the vehicle, the driver desires a steering force with a certain weight by reducing the steering assist amount. However, there are cases where it is advantageous for the driver to increase the steering assist amount to provide a light steering force even when the vehicle is traveling at high speed.
【００２１】即ち、車両が高速道路において、緩やかで
長い曲率の大きなカーブや高速道路に入出するランプ等
では、その道路の曲率に合った適当な操舵角にハンドル
を操舵した状態で保持、即ち、保舵する必要がある。こ
の場合、車両の操舵アシスト量が小さく設定されて操舵
力がある程度重くなっていると、ドライバには大きな操
舵（保舵）力が要求され、ハンドル操舵に大きな負担と
なってしまうという問題があった。That is, when the vehicle is on a highway and has a gentle curve with a large curvature or a ramp entering or leaving the highway, the steering wheel is held at a suitable steering angle that matches the curvature of the road, that is, It is necessary to hold the rudder. In this case, if the steering assist amount of the vehicle is set to be small and the steering force is heavy to some extent, the driver is required to have a large steering (holding) force, resulting in a large burden on the steering wheel. It was
【００２２】なお、電子制御式パワーステアリング装置
としては前述したものの他に、ハンドルの操舵方向の信
号と車両の車高値の信号とからファジィルールに従って
アシスト量を変化させるパワーステアリング装置が、特
開平２−１７１３８４において開示されている。また、
ハンドルの操舵方向の信号と車両内の温度の信号とから
ファジィルールに従ってアシスト量を変化させるパワー
ステアリング装置が、特開平２−１７１３８５において
開示されている。As the electronically controlled power steering device, in addition to the above-mentioned one, there is a power steering device which changes the assist amount according to a fuzzy rule based on a steering direction signal of a steering wheel and a vehicle height value signal of a vehicle. No. 171384. Also,
Japanese Patent Laid-Open No. 2-171385 discloses a power steering device that changes an assist amount according to a fuzzy rule based on a steering direction signal of a steering wheel and a temperature signal inside a vehicle.
【００２３】しかし、これらのパワーステアリング装置
にあっても、前述したように、高速走行中における緩や
かで長い曲率の大きなカーブ等でのハンドル保舵時の操
舵アシスト量を的確に制御することはできず、常に最適
な操舵フィーリングを得ることができないという問題が
ある。However, even in these power steering devices, as described above, the steering assist amount at the time of steering the steering wheel at a curve with a gentle and long curvature during high speed traveling can be accurately controlled. Therefore, there is a problem that the optimum steering feeling cannot always be obtained.
【００２４】そこで、本出願人は上述した問題点を解決
するためのファジィ制御式電子制御パワーステアリング
装置をすでに特願平４−３３４６１７（平成４年１２月
１５日）号として出願している。Therefore, the present applicant has already applied for a fuzzy control type electronically controlled power steering device for solving the above-mentioned problems as Japanese Patent Application No. 4-334617 (Dec. 15, 1992).
【００２５】このファジィ制御式電子制御パワーステア
リング装置（特願平４−３３４６１７号）は電子制御時
の目標アシスト量を設定する目標アシスト量設定手段を
備え、この目標アシスト量設定手段が車両の走行速度並
びに操舵角に基づく保舵状態のレベルを入力条件として
ファジィルールに基づいて目標アシスト量を設定するも
のである。具体的には、目標アシスト量設定手段が車両
の走行速度を評価するメンバシップ関数と操舵角に基づ
く保舵状態のレベルを評価するメンバシップ関数とを用
い、車両の走行速度の増加に伴って目標アシスト量を低
減すると共に保舵状態のレベルの増加に伴って目標アシ
スト量を増加するファジィルールに基づいて目標アシス
ト量を設定するように構成されている。そして、この保
舵状態のレベルは、車速と操舵角と一定時間内における
操舵角速度の変位回数との３つから設定されるようにな
っている。This fuzzy control type electronically controlled power steering device (Japanese Patent Application No. 4-334617) has a target assist amount setting means for setting a target assist amount during electronic control, and this target assist amount setting means drives the vehicle. The target assist amount is set based on the fuzzy rule with the level of the steering holding state based on the speed and the steering angle as input conditions. Specifically, the target assist amount setting means uses a membership function that evaluates the traveling speed of the vehicle and a membership function that evaluates the level of the steering holding state based on the steering angle. It is configured to set the target assist amount based on a fuzzy rule that reduces the target assist amount and increases the target assist amount with an increase in the level in the steering holding state. Then, the level of the steering holding state is set from three of the vehicle speed, the steering angle, and the number of times the steering angular velocity is displaced within a fixed time.
【００２６】ところが、このファジィ制御式電子制御パ
ワーステアリング装置にあっては、車両の高速走行時の
操舵の容易性を十分に得ることができなかった。即ち、
前述の電子制御パワーステアリング装置にあっては、保
舵状態のレベルを設定する項目の１つとして操舵角を適
用しており、保舵適合度（保舵状態のレベル）はこの操
舵角の絶対値｜ha｜が０から大きくなるにしたがって増
大し、２０degで適合度が１と一定になっている。その
ため、前述したように、高速道路において、車両が緩や
かで長い曲率の大きなカーブを走行しているときは、そ
の道路の曲率に合った操舵角でハンドルを保舵してお
り、車両の操舵アシスト量を増大して操舵力をある程度
軽くすることができる。しかし、車両がカント（道路幅
方向の傾斜）のついた道路を走行している場合には、操
舵角速度の絶対値｜ha｜は１〜３deg程度であって、保
舵適合度は小さくなる。そのため、車両の操舵アシスト
量は小さくて操舵力は重くなっており、ドライバには大
きな操舵（保舵）力が要求され、大きな負担となってし
まう。However, in this fuzzy control type electronically controlled power steering device, it is not possible to obtain sufficient steering easiness when the vehicle is traveling at high speed. That is,
In the electronically controlled power steering device described above, the steering angle is applied as one of the items for setting the level of the steering holding state, and the steering holding suitability (level of the steering holding state) is the absolute value of this steering angle. The value | ha | increases as the value increases from 0, and the fitness becomes constant at 20 deg. Therefore, as described above, when the vehicle is running on a curve with a long curvature on a highway, the steering wheel is kept at a steering angle that matches the curvature of the road, and the steering assist of the vehicle is The amount can be increased to reduce the steering force to some extent. However, when the vehicle is traveling on a road with a cant (inclination in the road width direction), the absolute value of steering angular velocity | ha | is about 1 to 3 deg, and the steering retention suitability is small. Therefore, the steering assist amount of the vehicle is small and the steering force is heavy, and the driver is required to have a large steering (holding) force, resulting in a heavy burden.
【００２７】本発明は、上述の問題点を解決するもので
あって、車両の高速走行状態に応じて最適な操舵特性を
得ることのできる電子制御式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 solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electronically controlled power steering system capable of obtaining optimum steering characteristics in accordance with the high speed running state of a vehicle. .
【００２８】[0028]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の電子制御式パワーステアリング装置は、車
両のステアリング機構における操舵アシスト量を電子制
御する電子制御式パワーステアリング装置において、車
両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記ステアリ
ング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車
両の走行速度並びに前記ステアリング機構の操舵角速度
に基づく保舵度合係数を入力条件として目標アシスト量
を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを特
徴とするものである。An electronically controlled power steering device of the present invention for achieving the above object is an electronically controlled power steering device for electronically controlling a steering assist amount in a steering mechanism of a vehicle. A vehicle speed detecting means for detecting a traveling speed, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering mechanism, a target assist amount with a steering degree coefficient based on the traveling speed of the vehicle and the steering angular velocity of the steering mechanism as input conditions. And a target assist amount setting means for setting.
【００２９】また、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置は、車両のステアリング機構における操舵アシ
スト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング装
置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、車両の走行速度を評価するメンバシップ関数
とステアリング機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数
を評価するメンバシップ関数とを用いて前記車両の走行
速度の増加に伴って前記目標アシスト量を低減すると共
に前記保舵度合係数の増加に伴って前記目標アシスト量
を増加するファジィルールに基づいて前記目標アシスト
量を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを
特徴とするものである。Further, the electronically controlled power steering device of the present invention is an electronically controlled power steering device for electronically controlling the steering assist amount in a steering mechanism of a vehicle, the vehicle speed detecting means for detecting a traveling speed of the vehicle, and the steering wheel. The traveling speed of the vehicle using steering angle detection means for detecting the steering angle of the mechanism, a membership function for evaluating the traveling speed of the vehicle, and a membership function for evaluating the steering holding degree coefficient based on the steering angular velocity of the steering mechanism. And a target assist amount setting means for setting the target assist amount based on a fuzzy rule that reduces the target assist amount with an increase in the steering assist degree coefficient and increases the target assist amount with an increase in the steering holding degree coefficient. It is characterized by that.
【００３０】また、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置は、請求項２記載の電子制御式パワーステアリ
ング装置において、目標アシスト量設定手段は、ステア
リング機構の操舵角速度並びに操舵角変化量に基づいて
保舵度合係数を増加する一方、ステアリング機構の操舵
角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度合係数を
減少するようにしたことを特徴とするものである。Further, in the electronically controlled power steering device according to the present invention, in the electronically controlled power steering device according to claim 2, the target assist amount setting means is maintained based on the steering angular velocity and the steering angle change amount of the steering mechanism. The steering degree coefficient is increased while the steering degree coefficient is decreased based on the steering angular velocity of the steering mechanism and the lateral acceleration of the vehicle.
【００３１】[0031]
【作用】車速検出手段は車両の走行速度を検出し、ま
た、操舵角検出手段はステアリング機構の操舵角を検出
し、目標アシスト量設定手段がその車両の走行速度と操
舵角速度に基づく保舵度合係数とを入力条件として目標
アシスト量を設定することで、車両の高速走行状態の保
舵時には、十分な安定性並びに操舵容易性を有した最適
な操舵特性が得られる。The vehicle speed detecting means detects the traveling speed of the vehicle, the steering angle detecting means detects the steering angle of the steering mechanism, and the target assist amount setting means determines the steering holding degree based on the traveling speed and the steering angular velocity of the vehicle. By setting the target assist amount with the coefficient and the input condition, the optimum steering characteristics with sufficient stability and easiness of steering can be obtained when the vehicle is held in the high-speed traveling state.
【００３２】目標アシスト量設定手段は、車両の走行速
度を評価するメンバシップ関数とステアリング機構の操
舵角速度に基づく保舵度合係数を評価するメンバシップ
関数とを用い、車両の走行速度の増加に伴って目標アシ
スト量を低減すると共に保舵度合係数の増加に伴って目
標アシスト量を増加するファジィルールによって目標ア
シスト量を設定する。従って、保舵度合係数の増加に応
じて操舵アシスト量が増加されることで、例えば、カン
ト路等の保舵走行時にはハンドルが軽くなって操舵容易
性が向上する。The target assist amount setting means uses a membership function for evaluating the traveling speed of the vehicle and a membership function for evaluating the steering holding degree coefficient based on the steering angular velocity of the steering mechanism. The target assist amount is set by a fuzzy rule that reduces the target assist amount and increases the target assist amount with an increase in the steering holding degree coefficient. Therefore, by increasing the steering assist amount in accordance with the increase of the steering holding degree coefficient, for example, the steering wheel becomes lighter and steering is improved during steering while traveling on a cant road or the like.
【００３３】操舵角速度並びに操舵角変化量に基づいて
保舵度合係数を増加する一方、操舵角速度並びに車両の
横加速度に基づいて保舵度合係数を減少するようにした
ことで、車両の高速走行状態の保舵時には保舵度合係数
が細かく変位することで、最適な操舵特性が得られる。The steering degree coefficient is increased based on the steering angular velocity and the steering angle change amount, while the steering degree coefficient is decreased based on the steering angular velocity and the lateral acceleration of the vehicle. The optimum steering characteristic can be obtained by finely displacing the steering degree coefficient during steering.
【００３４】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００３５】[0035]
【実施例】図１に本発明の電子制御式パワーステアリン
グ装置の一実施例に係るパワーステアリング用油圧制御
部の概略構成、図２にファジィ制御に用いる車速のメン
バシップ関数を表すグラフ、図３にファジィ制御に用い
る車速×横加速度のメンバシップ関数を表すグラフ、図
４にファジィ制御に用いる保舵度合係数のメンバシップ
関数を表すグラフ、図５に各メンバシップ関数の適合度
からパワーステアリングアシスト量を重心法により求め
る演算処理を表すグラフ、図６に保舵度合係数を演算す
るためのフローチャート、図７に操舵角変化量を演算す
るためのフローチャート、図８にファジィ制御を表すフ
ローチャート、図９に車速及び車速×横加速度、保舵度
合係数の各メンバシップ関数から重心法によりアシスト
量を求める演算処理の具体的な制御例、図１０に本実施
例のファジィ制御による高速走行保舵における保舵力に
関する効果を表すグラフを示す。なお、従来と同様の機
能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は
省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration of a hydraulic control unit for power steering according to an embodiment of an electronically controlled power steering device of the present invention, FIG. 2 is a graph showing a membership function of vehicle speed used for fuzzy control, and FIG. Fig. 4 is a graph showing the membership function of vehicle speed x lateral acceleration used for fuzzy control, Fig. 4 is a graph showing the membership function of the steering degree coefficient used for fuzzy control, and Fig. 5 is the power steering assist based on the suitability of each membership function. 6 is a graph showing a calculation process for obtaining the amount by the center of gravity method, FIG. 6 is a flowchart for calculating a steering degree coefficient, FIG. 7 is a flowchart for calculating a steering angle change amount, and FIG. 8 is a flowchart showing fuzzy control. Calculation processing for obtaining the assist amount by the center of gravity method from the membership functions of vehicle speed and vehicle speed x lateral acceleration, steering holding degree coefficient in 9 FIG. 10 shows a specific control example of the above, and a graph showing the effect regarding the steering force in the high speed traveling steering control by the fuzzy control of the present embodiment. It should be noted that the members having the same functions as those of the related art are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【００３６】本実施例の電子制御式パワーステアリング
装置はファジィ推論によってパワーステアリング用油圧
制御部を制御するものであるが、電子制御式パワーステ
アリング装置の機械的な部分（ハード構成）は、前述し
た従来例のものとほぼ同様に構成されているものであ
り、その点については簡単に説明する。The electronically controlled power steering device of this embodiment controls the hydraulic power steering control unit by fuzzy reasoning. The mechanical part (hardware configuration) of the electronically controlled power steering device is as described above. The configuration is almost the same as that of the conventional example, and that point will be briefly described.
【００３７】図１に示すように、インプットシャフト１
１は図示しないステアリングホイール（ハンドル）から
操舵力を受けるもであり、ケーシング１２内に回転自在
に支持されている。このインプットシャフト１１の下端
にはピニオンギヤ１３が相対回転自在に装着されてお
り、また、インプットシャフト１１の中空部内にはトー
ションバー１４が内装され、その上端のみがインプット
シャフト１１に結合されている。ピニオンギヤ１３はト
ーションバー１４の下端とセレーション結合し、且つ、
このピニオンギヤ１３はラック１５と噛み合っており、
インプットシャフト１１による操舵力がトーションバー
１４を介してピニオンギヤ１３に伝達され、更に、ラッ
ク１５に伝わり、このラック１５を軸方向に駆動するこ
とで車輪の操舵を行うことができるようになっている。As shown in FIG. 1, the input shaft 1
The reference numeral 1 receives a steering force from a steering wheel (handle) (not shown), and is rotatably supported in the casing 12. A pinion gear 13 is relatively rotatably mounted on the lower end of the input shaft 11, and a torsion bar 14 is provided inside the hollow portion of the input shaft 11, and only the upper end of the torsion bar 14 is connected to the input shaft 11. The pinion gear 13 is serrated with the lower end of the torsion bar 14, and
The pinion gear 13 meshes with the rack 15,
The steering force generated by the input shaft 11 is transmitted to the pinion gear 13 via the torsion bar 14 and further transmitted to the rack 15, and the rack 15 is axially driven to steer the wheels. .
【００３８】ケーシング１２内のロータリバルブ１６は
インプットシャフト１１とピニオンギヤ１３との周方向
の位相差に応じて開閉するようになっており、オイルポ
ンプ１７の作動油供給管１８及びオイルリザーバ１９の
作動油排出管２０が接続されている。一方、パワーステ
アリング用油圧シリンダ２１はシリンダ２２内にピスト
ン２３が軸方向移動自在に支持されて構成され、このピ
ストン２３のピストン軸２４はラック１５の途中に固結
されている。そして、ピストン２３はシリンダ２２内を
左右に仕切り、油室２５，２６を形成している。The rotary valve 16 in the casing 12 is opened and closed according to the phase difference between the input shaft 11 and the pinion gear 13 in the circumferential direction, and the operation oil supply pipe 18 and the oil reservoir 19 of the oil pump 17 are operated. The oil discharge pipe 20 is connected. On the other hand, the power steering hydraulic cylinder 21 is configured such that a piston 23 is supported in a cylinder 22 so as to be movable in the axial direction, and a piston shaft 24 of the piston 23 is fixed in the middle of the rack 15. The piston 23 divides the inside of the cylinder 22 into right and left to form oil chambers 25 and 26.
【００３９】従って、インプットシャフト１１に操舵力
が入力されると、トーションバー１４が捩じれを生じな
がらピニオンギヤ１３に操舵力を伝達し、ピニオンギヤ
１３がインプットシャフト１１に対して操舵側へ位相差
を生じるようになり、この位相差に応じてロータリバル
ブ１６が駆動する。そして、このロータリバルブ１６の
開閉に応じてオイルポンプ１７から作動油が油圧シリン
ダ２２の各油室２５，２６に供給されることで、操舵ア
シスト力がラック１５に与えられ、操舵方向へ所要の操
舵アシスト力が生じるようになっている。Therefore, when the steering force is input to the input shaft 11, the torsion bar 14 twists and transmits the steering force to the pinion gear 13, and the pinion gear 13 causes a phase difference with respect to the input shaft 11 on the steering side. As a result, the rotary valve 16 is driven according to this phase difference. The hydraulic pump 17 supplies hydraulic oil to the oil chambers 25 and 26 of the hydraulic cylinder 22 in response to the opening and closing of the rotary valve 16 to give a steering assist force to the rack 15 and a required steering direction. Steering assist force is generated.
【００４０】また、インプットシャフト１１の下部外周
には操舵時に操舵反力を与えて操舵力（操舵手応え）を
増大させる反力プランジャ２７が設けられており、油圧
制御バルブ２８の制御によってインプットシャフト１１
を拘束して操舵反力を与えるようになっている。即ち、
反力プランジャ２７はインプットシャフト１１の外周を
包囲するように本実施例ではケーシング１２に均等間隔
で４個設けられており、その外端部側にチャンバ２９が
形成されている。一方、油圧制御バルブ２８はケーシン
グ１２内においてインプットシャフト１１の側方に隣接
してこれと平行をなして設けられている。この油圧制御
バルブ１８において、ケーシング１２内にはスプール３
１が上下に移動自在に設けられており、且つ、このスプ
ール３１は上部に設けられたスプリング３２によって下
方に付勢支持されている。また、スプール３１の下部外
周片にはソレノイド３３が設けられており、このスプー
ル３１にはソレノイド３３を励磁することで上方への軸
力が与えられるようになっている。A reaction force plunger 27 is provided on the outer periphery of the lower portion of the input shaft 11 to increase the steering force (steering response) at the time of steering, and the input shaft 11 is controlled by the hydraulic control valve 28.
The steering reaction force is applied by restraining the vehicle. That is,
In this embodiment, four reaction force plungers 27 are provided in the casing 12 at equal intervals so as to surround the outer circumference of the input shaft 11, and a chamber 29 is formed on the outer end side thereof. On the other hand, the hydraulic control valve 28 is provided in the casing 12 adjacent to the side of the input shaft 11 and in parallel therewith. In this hydraulic control valve 18, the spool 3 is provided in the casing 12.
1 is movably provided up and down, and the spool 31 is biased and supported downward by a spring 32 provided at the upper portion. Further, a solenoid 33 is provided on the lower outer peripheral piece of the spool 31, and an axial force is applied to the spool 31 by exciting the solenoid 33.
【００４１】このスプール３１にはオイルリザーバ１９
の作動油排出管２０に通じる油路３４，３５とオイルポ
ンプ１７の作動油供給管１８に通じうる環状油路３６と
が形成されると共に、反力プランジャ２７のチャンバ２
９に作動油給排管３７を介して通じる環状油路３８と環
状油路３６，３８を相互に連通する油路３９とが形成さ
れている。従って、ソレノイド３３の消磁状態では、ス
プール３１が下降位置にあって作動油供給管１８と環状
油路３６とは連通しており、作動油はオイルポンプ１７
から作動油供給管１８を介して油圧制御バルブ２８に供
給され、環状油路３６から油路３９、環状油路３８を通
じて反力プランジャ２７のチャンバ２９に供給される。
一方、ソレノイド３３の励磁状態では、スプール３１が
上昇位置にあって作動油供給管１８と環状油路３６とは
連通しておらず、作動油は油圧制御バルブ２８には供給
されない。The spool 31 has an oil reservoir 19
Oil passages 34 and 35 communicating with the hydraulic oil discharge pipe 20 and an annular oil passage 36 communicating with the hydraulic oil supply pipe 18 of the oil pump 17 are formed, and the chamber 2 of the reaction force plunger 27 is formed.
An annular oil passage 38, which communicates with the hydraulic oil supply / discharge pipe 37, and an oil passage 39, which communicates the annular oil passages 36, 38 with each other, are formed in the shaft 9. Therefore, in the demagnetized state of the solenoid 33, the spool 31 is at the lowered position, the hydraulic oil supply pipe 18 and the annular oil passage 36 are in communication, and the hydraulic oil is pumped by the oil pump 17.
Is supplied to the hydraulic control valve 28 from the hydraulic oil supply pipe 18, and is supplied from the annular oil passage 36 to the chamber 29 of the reaction force plunger 27 through the oil passage 39 and the annular oil passage 38.
On the other hand, in the energized state of the solenoid 33, the spool 31 is in the raised position, the hydraulic oil supply pipe 18 and the annular oil passage 36 are not communicated, and the hydraulic oil is not supplied to the hydraulic control valve 28.
【００４２】このような油圧制御バルブ２８はコントロ
ールユニット（ＣＵ）５１によって制御されるようにな
っている。即ち、このコントロールユニット５１には車
速センサ４１、並びに操舵角センサ５２、エンジン回転
数センサ４２等が接続されている。このコントロールユ
ニット５１は横加速度演算部５３と保舵度合演算部５４
とファジィ演算により目標アシスト量を設定するファジ
ィ演算部５５とを有している。そして、コントロールユ
ニット５１において、横加速度演算部５３では、車速セ
ンサ４１から入力された車速Ｖと操舵角センサ５２から
入力された操舵角haとに基づいて車両に生じる横加速度
ＧY を算出する。更に、横加速度演算部５３では、車速
Ｖに算出された横加速度ＧY を乗算して演算値Ｖ・ＧY
を求め、ファジィ演算部５５に出力する。The hydraulic control valve 28 as described above is controlled by a control unit (CU) 51. That is, the vehicle speed sensor 41, the steering angle sensor 52, the engine speed sensor 42, etc. are connected to the control unit 51. The control unit 51 includes a lateral acceleration calculator 53 and a steering holding degree calculator 54.
And a fuzzy calculator 55 that sets the target assist amount by fuzzy calculation. Then, in the control unit 51, the lateral acceleration calculator 53 calculates the lateral acceleration G Y generated in the vehicle based on the vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 41 and the steering angle ha input from the steering angle sensor 52. Further, the lateral acceleration calculator 53 multiplies the vehicle speed V by the calculated lateral acceleration G Y to calculate a calculated value V · G Y.
Is obtained and output to the fuzzy calculation unit 55.
【００４３】また、コントロールユニット５１におい
て、保舵度合演算部５４では、操舵角センサ５２から入
力された操舵角haに基づいて操舵角速度ha’及び所定時
間内での操舵角変化量Ｈを算出し、この操舵角速度ha’
及び操舵角変化量Ｈと横加速度演算部５３から入力され
た横加速度ＧY から保舵度合係数ＫS を求め、ファジィ
演算部５５に出力する。そして、このファジィ演算部５
５では、車速センサ４１から入力された車速Ｖと横加速
度演算部５３から入力された演算値Ｖ・ＧY と保舵度合
演算部５４から入力された保舵度合係数ＫS とからファ
ジィ演算を行い、その演算結果を油圧制御バルブ２８に
出力し、ソレノイド３３に与える電流量を設定してソレ
ノイド３３を制御するようになっている。Further, in the control unit 51, the steering degree calculating unit 54 calculates the steering angular velocity ha 'and the steering angle change amount H within a predetermined time based on the steering angle ha input from the steering angle sensor 52. , This steering angular velocity ha '
Further, a steering holding degree coefficient K S is obtained from the steering angle change amount H and the lateral acceleration G Y input from the lateral acceleration calculation unit 53, and outputs it to the fuzzy calculation unit 55. And this fuzzy operation unit 5
In 5, the fuzzy calculation is performed from the vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 41, the calculated value V · G Y input from the lateral acceleration calculation unit 53, and the steering holding degree coefficient K S input from the steering holding degree calculation unit 54. The calculation result is output to the hydraulic control valve 28, the amount of current supplied to the solenoid 33 is set, and the solenoid 33 is controlled.
【００４４】このファジィ演算部５５では、図２に示す
ように、車速Ｖから走行状態に関する適合度（グレー
ド）を求めるメンバシップ関数と、図３に示すように、
車速Ｖに横加速度ＧY を乗算した演算値Ｖ・ＧY に関す
る適合度を求めるメンバシップ関数と、図４に示すよう
に、保舵度合係数ＫS に関する適合度を求めるメンバシ
ップ関数とを適用し、車両の走行状態における車速Ｖの
適合度及び演算値Ｖ・Ｇ Y の適合度、保舵度合係数ＫS
の適合度をそれぞれ求める。そして、これらの適合度か
ら、図５に示すように、台集合を示すグラフから重心法
によって制御量、即ち、操舵アシスト量を決定し、ソレ
ノイド３３に与える電流量を制御するようになってい
る。The fuzzy calculator 55 is shown in FIG.
As shown in FIG.
Membership function and
Vehicle speed V and lateral acceleration GYCalculated value V · G multiplied byYConcern
Membership function to find the goodness of fit, and as shown in FIG.
And the steering degree coefficient KSMembership for finding goodness of fit for
Is applied to the vehicle speed V in the running state of the vehicle.
Goodness of fit and calculated value V ・ G YGoodness of fit, steering degree factor KS
The fitness of each is calculated. And how good are these?
As shown in FIG. 5, the center of gravity method
The control amount, that is, the steering assist amount is determined by
It is designed to control the amount of electric current that is given to the noid 33.
It
【００４５】本実施例では、車速Ｖのメンバシップ関数
として走行状態を、図２に示すように、３段階の状態に
分け、車速Ｖが０〜７５km／ｈを「低速走行モード」、
３０〜１２０km／ｈを「中速走行モード」、７５km／ｈ
以上を「高速走行モード」と設定しており、これらのモ
ードに対する適合度を車速Ｖに対応して決定する。一
方、アシスト制御量の評価を、図４に示すように、３段
階の状態に分け、「Ｓ（スモール）」、「Ｍ（ミディア
ム）」、「Ｂ（ビッグ）」と設定しており、評価Ｓでは
アシスト量を１００％とし、評価Ｂではアシスト量を０
％としている。In this embodiment, the traveling state is divided into three stages as shown in FIG. 2 as a membership function of the vehicle speed V, and the vehicle speed V is 0 to 75 km / h in the "low speed traveling mode".
30 to 120km / h in "medium speed driving mode", 75km / h
The above is set as the “high-speed traveling mode”, and the suitability for these modes is determined corresponding to the vehicle speed V. On the other hand, the evaluation of the assist control amount is divided into three stages as shown in FIG. 4, and is set to “S (small)”, “M (medium)”, and “B (big)”. In S, the assist amount is 100%, and in evaluation B, the assist amount is 0.
%.
【００４６】そして、車速Ｖのメンバシップ関数の低速
走行モードに関してはアシスト制御量の評価Ｓ、また、
中速走行モードに関しては評価Ｍ、高速走行モードに関
しては評価Ｂというようにそれぞれ対応させている。即
ち、車速Ｖが上昇すると操舵アシスト量を低減してハン
ドルを重くする、というルールを設定している。For the low speed running mode of the membership function of the vehicle speed V, the assist control amount evaluation S, and
Evaluation M corresponds to the medium speed running mode, and evaluation B corresponds to the high speed running mode. That is, the rule is set such that when the vehicle speed V increases, the steering assist amount is reduced and the steering wheel is made heavier.
【００４７】また、車速Ｖに横加速度ＧY を乗算した演
算値Ｖ・ＧY のメンバシップ関数として走行状態を、図
３に示すように、演算値Ｖ・ＧY が０〜１００Ｇkm／ｈ
の領域までは、演算値Ｖ・ＧY の増大に応じて適合度が
リニアに増大し、演算値Ｖ・ＧY が１００Ｇkm／ｈ以上
の領域では、演算値Ｖ・ＧY の増大によらず適合度が一
定となるように設定されている。そして、この演算値Ｖ
・ＧY のメンバシップ関数は、その適合度に応じてアシ
スト制御量の評価Ｂに対応させている。即ち、演算値Ｖ
・ＧY が上昇すると操舵アシスト量を低減してハンドル
を重くする、というルールを設定している。Further, as shown in FIG. 3, the running state is shown as a membership function of the calculated value V · G Y obtained by multiplying the vehicle speed V by the lateral acceleration G Y , and the calculated value V · G Y is 0 to 100 Gkm / h.
Until the area, fitness is increased linearly according to the increase of the calculated value V · G Y, the operation value V · G Y is 100Gkm / h or more areas, regardless of the increase of the calculated value V · G Y The suitability is set to be constant. And this calculated value V
The membership function of G Y corresponds to the evaluation B of the assist control amount according to the degree of conformity. That is, the calculated value V
・ We set a rule to reduce the steering assist amount and make the steering wheel heavier when G Y rises.
【００４８】また、保舵度合係数ＫS はメンバシップ関
数として走行状態を、図４に示すように、保舵度合係数
ＫS が０〜２００の領域まで、この保舵度合係数ＫS の
増大に応じて適合度がリニアに増大するように設定され
ている。そして、この保舵度合係数ＫS のメンバシップ
関数は、その適合度に応じてアシスト制御量の評価Ｓに
対応させている。即ち、保舵度合係数ＫS が上昇すると
操舵アシスト量を増加してハンドルを軽くする、という
ルールを設定している。Further, the steering-holding degree coefficient K S is a membership function, and as shown in FIG. 4, the steering-holding degree coefficient K S increases until the steering-holding degree coefficient K S reaches a range of 0 to 200. The fitness is set to increase linearly in accordance with. The membership function of the steering holding degree coefficient K S is made to correspond to the evaluation S of the assist control amount according to the suitability. That is, the rule is set such that when the steering holding degree coefficient K S increases, the steering assist amount increases and the steering wheel becomes lighter.
【００４９】ここで、保舵度合演算部５４による保舵度
合係数ＫS の演算方法について、図６及び図７のフロー
チャートに基づいて説明する。図６に示すように、ステ
ップＣ１において、操舵角センサ５２から操舵角haを読
込み、ステップＣ２では、その操舵角haから操舵角速度
ha’を演算して求める。ステップＣ３では、横加速度演
算部５３から横加速度ＧY を読込み、また、ステップＣ
４において、後述する演算方法によって過去２秒間の操
舵角変化量Ｈを求める。Here, the method of calculating the steering degree coefficient K S by the steering degree calculating section 54 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6 and 7. As shown in FIG. 6, in step C1, the steering angle ha is read from the steering angle sensor 52, and in step C2, the steering angle ha is calculated from the steering angle ha.
Calculate ha '. At Step C3, the lateral acceleration G Y is read from the lateral acceleration calculation unit 53, and at Step C3.
4, the steering angle change amount H in the past 2 seconds is calculated by the calculation method described later.
【００５０】そして、ステップＣ５において、操舵角速
度ha’が３０deg／ｓ以下で、且つ、操舵角変化量Ｈが
１０deg以下であるかどうかを判定する。即ち、ここで
はドライバの保舵状態を判定するものであり、保舵状態
であれば、以下のステップ６〜８にて保舵度合係数ＫS
をカウントアップして増大させていく。従って、このス
テップＣ５にて操舵角速度ha’及び操舵角変化量Ｈが所
定の保舵範囲内にあれば、ドライバがあまり操舵してな
い、所謂、保舵状態であると判定してステップＣ６に移
行する。一方、操舵角速度ha’あるいは操舵角変化量Ｈ
がこの範囲になければ、ドライバが操舵しているために
保舵状態にないと判定してステップＣ９に移行する。Then, in step C5, it is determined whether the steering angular velocity ha 'is 30 deg / s or less and the steering angle change amount H is 10 deg or less. That is, here, the steering-holding state of the driver is determined. If the steering-holding state is set, the steering-holding degree coefficient K S is determined in steps 6 to 8 below.
Count up and increase. Therefore, if the steering angular velocity ha 'and the steering angle change amount H are within the predetermined steering holding range in this step C5, it is determined that the driver is not steering much, that is, the steering holding state, and the process proceeds to step C6. Transition. On the other hand, the steering angular velocity ha 'or the steering angle change amount H
Is not within this range, it is determined that the driver is not in the steering holding state because the driver is steering, and the process proceeds to step C9.
【００５１】ステップＣ５にて操舵角速度ha’及び操舵
角変化量Ｈからドライバが保舵状態であると判定されれ
ば、ステップＣ６では、保舵度合係数ＫS を１つカウン
トアップする。そして、ステップＣ７で、保舵度合係数
ＫS が２００より大きいかどうかを判定し、２００より
大きければステップＣ８にて保舵度合係数ＫS を２００
としてステップＣ９に移行し、２００より大きくなけけ
れば保舵度合係数ＫSをそのままとしてステップＣ９に
移行する。If it is determined in step C5 that the driver is in the steering holding state based on the steering angular velocity ha 'and the steering angle change amount H, the steering holding degree coefficient K S is incremented by 1 in step C6. Then, in Step C7, to determine whether the holding steering degree coefficient K S is greater than 200, greater than 200 at step C8 the fixed steering degree coefficient K S 200
Then, the process proceeds to step C9, and if it is not larger than 200, the steering holding degree coefficient K S remains unchanged and the process proceeds to step C9.
【００５２】そして、ステップＣ９において、操舵角速
度ha’が２０deg／ｓ以上で、且つ、横加速度ＧY が
０．１Ｇ以上であるかどうかを判定する。即ち、ここで
はドライバの操舵状態を判定するものであり、操舵状態
であれば、以下のステップ１０〜１２にて保舵度合係数
ＫS をカウントダウンして減少させていく。従って、こ
のステップＣ９にて操舵角速度ha’及び横加速度ＧY が
所定の操舵範囲内にあれば、ドライバが操舵状態である
と判定してステップＣ１０に移行する。一方、操舵角速
度ha’あるいは横加速度ＧY がこの範囲になければ、ド
ライバが保舵状態であると判定する。Then, in step C9, it is determined whether the steering angular velocity ha 'is 20 deg / s or more and the lateral acceleration G Y is 0.1 G or more. That is, here, the steering state of the driver is determined, and if it is in the steering state, the steering holding degree coefficient K S is counted down and decreased in steps 10 to 12 below. Therefore, if the steering angular velocity ha ′ and the lateral acceleration G Y are within the predetermined steering range in step C9, it is determined that the driver is in the steering state, and the process proceeds to step C10. On the other hand, if the steering angular velocity ha 'or the lateral acceleration G Y is not within this range, it is determined that the driver is in the steering holding state.
【００５３】ステップＣ１０では、操舵角速度ha’及び
横加速度ＧY からドライバが操舵状態であると判定され
たので、保舵度合係数ＫS が５より大きいかどうかを判
定し、大きければステップＣ１１に移行して保舵度合係
数ＫS を５つカウントダウンする。一方、ステップＣ１
０で、保舵度合係数ＫS が５より大きくなけければステ
ップＣ１２に移行して保舵度合係数ＫS を０とする。In step C10, since it is determined from the steering angular velocity ha 'and the lateral acceleration G Y that the driver is in the steering state, it is determined whether the steering holding degree coefficient K S is larger than 5, and if it is larger, the processing proceeds to step C11. After shifting, the steering holding degree coefficient K S is counted down by 5. On the other hand, step C1
If the steering-holding degree coefficient K S is not greater than 5 at step 0, the process proceeds to step C12 to set the steering-holding degree coefficient K S to 0.
【００５４】このように、操舵角速度ha’及び操舵角変
化量Ｈに基づいて保舵状態を判定して保舵度合係数ＫS
を増大させる一方、操舵角速度ha’及び横加速度ＧY に
基づいて操舵状態を判定して保舵度合係数ＫS を減少さ
せる。そして、求められた保舵度合係数ＫS からメンバ
シップ関数の適合度を求め、その適合度に応じてアシス
ト制御量を決定する。As described above, the steering holding state is determined based on the steering angular velocity ha 'and the steering angle change amount H to determine the steering holding degree coefficient K S.
Is increased, the steering state is determined based on the steering angular velocity ha ′ and the lateral acceleration G Y , and the steering degree coefficient K S is decreased. Then, the degree of conformity of the membership function is obtained from the obtained steering holding degree coefficient K S , and the assist control amount is determined according to the degree of conformity.
【００５５】また、前述した保舵度合係数ＫS の演算の
フローチャートにおいて算出する操舵角変化量Ｈは以下
のような方法にて算出するものである。この保舵度合係
数の演算処理は所定周期、例えば、５０ミリ秒ごとの割
り込み信号の度に行われ、５０ミリ秒ごとに操舵角セン
サ５２から操舵角haを読み込んでいく。そして、図７に
示すように、ステップＤ１において、現在の操舵角ha
(n) と前回（５０ミリ秒前）の操舵角ha(n-1) との差の
絶対値ｂ(n) を演算する。ステップＤ２では、演算して
求めた操舵角の差の絶対値ｂ(n) を累積していき、ステ
ップＤ３にて経過タイマーのカウントアップを開始す
る。そして、ステップＤ４において、経過時間Ｔが０．
５秒を越えたかどうかを判定し、経過していればステッ
プＤ５にて経過タイマーのカウント値を０にリセットす
る。Further, the steering angle change amount H calculated in the flow chart of the above-described calculation of the steering holding degree coefficient K S is calculated by the following method. The steering degree coefficient calculation process is performed every predetermined period, for example, every 50 milliseconds, and the steering angle ha is read from the steering angle sensor 52 every 50 milliseconds. Then, as shown in FIG. 7, in step D1, the current steering angle ha
The absolute value b (n) of the difference between (n) and the previous steering angle ha (n-1) (50 milliseconds ago ) is calculated. At step D2, the absolute value b (n) of the calculated steering angle difference is accumulated, and at step D3, the elapsed timer starts counting up. Then, in step D4, the elapsed time T is 0.
It is determined whether the time exceeds 5 seconds, and if it has elapsed, the count value of the elapsed timer is reset to 0 in step D5.
【００５６】ステップＤ６では、０．５秒間における操
舵角の差の絶対値ｂ(0) ，ｂ(1) ，ｂ(2) ，ｂ(3) ，ｂ
(4) ，ｂ(5) ，・・・，ｂ(9) を累積してＢ(n) とし、
ステップＤ７にてｎを１つ繰り上げる。そして、ステッ
プＤ８において、ｎが３を越えたかどうかを判定し、越
えていなければステップＤ１０に移行し、越えていれば
ステップＤ９にてｎを０とする。ステップＤ１０では、
操舵角の差の絶対値の累積値を４個分Ｂ(0) ，Ｂ(1) ，
Ｂ(2) ，Ｂ(3) 加算して２秒間の操舵角変化量Ｈを求め
る。At step D6, the absolute values of the differences in the steering angles for 0.5 seconds b (0) , b (1) , b (2) , b (3) , b
(4) , b (5) , ..., b (9) are accumulated to obtain B (n) ,
In step D7, n is incremented by 1. Then, in step D8, it is determined whether or not n exceeds 3, and if not exceeded, the process proceeds to step D10, and if exceeded, n is set to 0 in step D9. In step D10,
Cumulative absolute values of the steering angle differences for four B (0) , B (1) ,
B (2) and B (3) are added to obtain the steering angle change amount H for 2 seconds.
【００５７】以上のように求められた車速Ｖの適合度と
演算値Ｖ・ＧY の適合度と保舵度合係数ＫS の適合度と
から、図５に示す演算処理のグラフを用いて重心法によ
り目標アシスト量を得ることができるようになってい
る。From the fitness of the vehicle speed V, the fitness of the calculated values V · G Y , and the fitness of the steering degree coefficient K S obtained as described above, the center of gravity is calculated using the graph of the computation processing shown in FIG. The target assist amount can be obtained by the law.
【００５８】ここで、上述した本実施例の電子制御式パ
ワーステアリング装置において、コントロールユニット
５１による制御手順を図８のフローチャートに基づいて
説明する。Here, the control procedure of the control unit 51 in the electronically controlled power steering system of the above-described embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００５９】図８に示すように、まず、ステップＳ１に
おいて、車速センサ４１は走行中の車両の走行速度Ｖを
検出し、車速のセンサ信号をＣＵ５１（横加速度演算部
５３及びファジィ演算部５５）に出力してステップＳ２
に移行する。ステップＳ２において、操舵角センサ５２
は車両の操舵角haを検出し、操舵角のセンサ信号をＣＵ
５１（横加速度演算部５３及び保舵度合演算部５４）に
出力してステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、
ＣＵ５１が車速Ｖと操舵角haのセンサ信号としてのアナ
ログ信号をデジタル信号に変換処理し、横加速度演算部
５３にて車速Ｖと操舵角haとに基づいて車両に生じる横
加速度ＧY を算出する。更に、ステップＳ４では、車速
Ｖに横加速度ＧY を乗算して演算値Ｖ・ＧY を求める。As shown in FIG. 8, first, in step S1, the vehicle speed sensor 41 detects the traveling speed V of the traveling vehicle, and outputs the sensor signal of the vehicle speed to the CU 51 (lateral acceleration calculating section 53 and fuzzy calculating section 55). Output to step S2
Move to. In step S2, the steering angle sensor 52
Detects the steering angle ha of the vehicle and outputs the sensor signal of the steering angle to the CU.
It outputs to 51 (lateral acceleration calculation part 53 and steering holding degree calculation part 54), and moves to step S3. In step S3,
The CU 51 converts an analog signal serving as a sensor signal of the vehicle speed V and the steering angle ha into a digital signal, and a lateral acceleration computing unit 53 calculates a lateral acceleration G Y generated in the vehicle based on the vehicle speed V and the steering angle ha. . Further, in step S4, multiplied by the lateral acceleration G Y of the vehicle speed V by obtaining the operation value V · G Y.
【００６０】また、ステップＳ５において、操舵角haか
ら操舵角速度ha’及び操舵角変化量Ｈを算出してステッ
プＳ６に移行する。ステップＳ６では、この操舵角速度
ha’及び操舵角変化量Ｈ、横加速度ＧY から保舵度合係
数ＫS を求める。Further, in step S5, the steering angular velocity ha 'and the steering angle change amount H are calculated from the steering angle ha, and the process proceeds to step S6. In step S6, this steering angular velocity
The steering holding degree coefficient K S is obtained from ha ′, the steering angle change amount H, and the lateral acceleration G Y.
【００６１】そして、ステップＳ７において、ファジィ
演算部５５で、図２に示すメンバシップ関数のグラフか
ら車速Ｖの走行状態に関する適合度を求め、且つ、図３
に示すメンバシップ関数のグラフから演算値Ｖ・ＧY の
走行状態に関する適合度を求め、且つ、図４に示すメン
バシップ関数のグラフから保舵度合係数ＫS の走行状態
に関する適合度を求める。そして、ステップＳ８では、
これらの各適合度から、図５に示す演算処理のグラフを
用いて重心法により目標とするアシスト量を決定する。
更に、ステップＳ９において、この目標アシスト量を対
応する油圧制御バルブ２８のソレノイド３３に与える電
流量に変換し、ステップＳ１０にて、操舵アシスト量を
制御するこの電流量を駆動回路、つまり、油圧制御バル
ブ２８のソレノイド３３に出力する。Then, in step S7, the fuzzy computing section 55 obtains the degree of conformity with respect to the running state of the vehicle speed V from the graph of the membership function shown in FIG.
From the graph of the membership function shown in FIG. 4, the degree of conformity of the calculated value V · G Y with respect to the traveling state is obtained, and from the graph of the membership function shown in FIG. 4, the degree of conformance with respect to the traveling state of the steering holding degree coefficient K S is obtained. Then, in step S8,
From each of these fitness levels, the target assist amount is determined by the center of gravity method using the graph of the arithmetic processing shown in FIG.
Further, in step S9, this target assist amount is converted into a current amount to be given to the solenoid 33 of the corresponding hydraulic control valve 28, and in step S10, this current amount for controlling the steering assist amount is converted into a drive circuit, that is, hydraulic control. Output to the solenoid 33 of the valve 28.
【００６２】ここで、図９に示す重心法によりアシスト
量を求める演算処理に基づいて具体的な車両の走行状態
におけるファジィ制御について説明する。例えば、車速
Ｖが６０km／ｈでほとんど操舵しないで走行している状
況を考える。この状況は車両が高速道路において緩やか
で長い曲率の大きなカーブやカント路等を中速走行モー
ドで保舵走行している状況に相当する。そして、この場
合、車速Ｖが６０km／ｈで走行しているときの横加速度
ＧY は０．２Ｇであり、保舵度合係数ＫS が２００とな
っている。Here, the fuzzy control in a specific traveling state of the vehicle will be described based on the calculation process for obtaining the assist amount by the center of gravity method shown in FIG. For example, consider a situation where the vehicle is traveling at a vehicle speed V of 60 km / h with little steering. This situation corresponds to a situation in which the vehicle is steering on a highway in a medium-speed traveling mode on a curve with a long curve having a large curvature, a cant road, or the like. Then, in this case, the lateral acceleration G Y when the vehicle speed V is traveling at 60 km / h is 0.2 G, and the steering holding degree coefficient K S is 200.
【００６３】従って、図９に示すように、車速Ｖが６０
km／ｈのときは、中速走行モードでの適合度が０．６
７、低速走行モードでの適合度が０．３３となり、中速
走行に対応するアシスト制御量の評価はＭ、低速走行に
対応するアシスト制御量の評価はＳとなる。また、この
ときの横加速度ＧY は０．２Ｇであり、車速Ｖ（６０km
／ｈ）にこの横加速度ＧY （０．２Ｇ）を乗算した演算
値Ｖ・ＧY は１２Ｇkm／ｈとなって、適合度は０．１２
となる。更に、このときの保舵度合係数ＫS は２００で
あり、適合度は１となる。Therefore, as shown in FIG. 9, the vehicle speed V is 60
At km / h, the compatibility in the medium speed running mode is 0.6
7. The adaptability in the low speed running mode is 0.33, the evaluation of the assist control amount corresponding to the medium speed running is M, and the evaluation of the assist control amount corresponding to the low speed running is S. The lateral acceleration G Y at this time is 0.2 G, and the vehicle speed V (60 km
/ H) is multiplied by this lateral acceleration G Y (0.2 G) to obtain a calculated value V · G Y of 12 Gkm / h, and the compatibility is 0.12.
Becomes Further, at this time, the steering holding degree coefficient K S is 200, and the conformity degree is 1.
【００６４】そして、このようにして求めた車速Ｖ及び
演算値Ｖ・ＧY 、保舵度合係数ＫSの各適合度から重心
法により、即ち、適合度に対応する総和面積の重心位置
を求めて目標とするアシスト量を決定する。即ち、車速
Ｖが６０km／ｈでの保舵走行状態では、車速Ｖに関する
アシスト制御量の評価はＭでその適合度は０．６７であ
ると共に評価Ｓでその適合度は０．３３であり、演算値
Ｖ・ＧY に関するアシスト制御量の評価はＢでその適合
度は０．１２であり、また、保舵度合係数ＫSに関する
アシスト制御量の評価はＳでその適合度は１である。従
って、アシスト量は約９２％となる。Then, the gravity center position of the total area corresponding to the goodness of fit is obtained from the goodness of fit of the vehicle speed V, the calculated value V · G Y , and the steering degree coefficient K S thus obtained. To determine the target assist amount. That is, in the steering-holding traveling state where the vehicle speed V is 60 km / h, the evaluation of the assist control amount related to the vehicle speed V is M, the degree of conformity is 0.67, and the evaluation S is the degree of conformity, which is 0.33. The evaluation of the assist control amount related to the calculated value V · G Y is B, and the degree of conformity thereof is 0.12, and the evaluation of the assist control amount related to the steering holding degree coefficient K S is S, and the degree of conformity thereof is 1. Therefore, the assist amount is about 92%.
【００６５】このように車両が車速Ｖ＝６０km／ｈで保
舵走行の状態では、車速Ｖは高いが、横加速度ＧY が低
く、且つ、保舵度合係数ＫS が上昇するので、パワース
テアリングの操舵アシスト量は９２％と高いのである。
即ち、車両が高速走行していると、車速Ｖは高いので一
般的にはパワーステアリングの操舵アシスト量を低減し
てハンドルを重くしている。しかし、このときにドライ
バがハンドルを操舵しないで微小の操舵角で保舵してい
ると、ドライバには大きな操舵（保舵）力が要求され、
ハンドル操舵に大きな負担となってしまう虞がある。従
って、本実施例では、ステアリング機構の操舵角速度h
a’と操舵角変化量Ｈと横加速度ＧY に基づく保舵度合
係数ＫS をメンバシップ関数として適用することで、車
両が高速走行で保舵しているときには、保舵度合係数Ｋ
S の増減によりパワーステアリングの操舵アシスト量を
増加してハンドルを通常よりやや軽くしているのであ
る。As described above, when the vehicle is in the steering-holding traveling state with the vehicle speed V = 60 km / h, the vehicle speed V is high, but the lateral acceleration G Y is low and the steering-holding degree coefficient K S is increased. The steering assist amount is as high as 92%.
That is, when the vehicle is traveling at high speed, the vehicle speed V is high, and therefore the steering assist amount of the power steering is generally reduced to make the steering wheel heavier. However, at this time, if the driver is holding the steering wheel at a small steering angle without steering the steering wheel, a large steering (holding) force is required for the driver,
There is a risk that the steering of the steering wheel will be a heavy burden. Therefore, in the present embodiment, the steering angular velocity h of the steering mechanism is
By applying the steering holding degree coefficient K S based on a ′, the steering angle change amount H, and the lateral acceleration G Y as a membership function, when the vehicle is steered at high speed, the steering holding degree coefficient K S
By increasing or decreasing S , the steering assist amount of the power steering is increased and the steering wheel is made slightly lighter than usual.
【００６６】以上のように、本実施例の電子制御式パワ
ーステアリング装置にあっては、車速Ｖの増減のほか
に、操舵角速度ha’及び操舵角変化量Ｈ、横加速度ＧY
に基づく保舵度合係数ＫS をメンバシップ関数として適
用し、これらのメンバシップ関数に対応してファジィ推
論によって操舵アシスト量が制御されるので、車両は低
速から高速になるほどアシスト量が低減して操舵力が重
くなることでハンドルが安定する一方、高速走行してい
る車両の保舵状態には、保舵度合係数ＫS が大きくなる
ことからアシスト量の増加度合が減少して、この分だけ
ハンドルが軽くなる。従って、高速保舵状態では、ドラ
イバは大きな操舵（保舵）力が不要となって容易にハン
ドル操舵を行うことができる。As described above, in the electronically controlled power steering system of this embodiment, in addition to the increase / decrease in the vehicle speed V, the steering angular velocity ha ', the steering angle change amount H, and the lateral acceleration G Y.
Since the steering holding degree coefficient K S based on is applied as a membership function and the steering assist amount is controlled by fuzzy reasoning corresponding to these membership functions, the assist amount decreases as the vehicle speed increases from low speed to high speed. While the steering force becomes stable due to the heavy steering force, in the steering holding state of the vehicle traveling at high speed, the steering holding degree coefficient K S becomes large, so the degree of increase in the assist amount decreases, and only this amount. The handle becomes lighter. Therefore, in the high speed steering state, the driver does not need a large steering (steering) force and can easily perform steering.
【００６７】そして、車両がカント路など走行して操舵
角hsが１〜３deg程度の場合であっても、車両の保舵状
態には保舵度合係数ＫS に基づいてアシスト量を最適に
求めてハンドルが軽くすることとなり、ドライバは小さ
な保舵力で容易にハンドル操舵を行うことができる。Then, even when the vehicle is traveling on a cant road and the steering angle hs is about 1 to 3 deg, the assist amount is optimally obtained based on the steering degree coefficient K S in the steering state of the vehicle. The steering wheel becomes lighter, and the driver can easily steer the steering wheel with a small steering holding force.
【００６８】また、本実施例の電子制御式パワーステア
リング装置にあっては、車速Ｖに横加速度ＧY を乗算し
た演算値Ｖ・ＧY をメンバシップ関数として適用し、こ
れらのメンバシップ関数に対応してファジィ推論によっ
て操舵アシスト量が制御されるので、車両によるコーナ
ーへの進入時には、横加速度ＧY （操舵角）が大きくな
ることからアシスト量の減少度合が増加して、この分だ
けハンドルが重たくなる。従って、車速状態が違っても
コーナーの進入時には、常に、ドライバがコーナーへの
進入をハンドルで実感しながら操縦できるのである。ま
た、横加速度Ｇ Y に関するメンバシップ関数にこの横加
速度ＧY に対して適合度がリニアに変化する操舵リニア
リティ領域が設けられているので、操舵リニアリティが
確保される。The electronically controlled power steering system of this embodiment
In the ring device, the vehicle speed V is increased by the lateral acceleration G.YMultiply by
Calculated value V / GYAs a membership function,
By fuzzy reasoning corresponding to these membership functions
The steering assist amount is controlled by the
Lateral acceleration GY(Steering angle) is large
As a result, the degree of decrease in the amount of assist increases,
The handle becomes heavy. Therefore, even if the vehicle speed is different
When entering a corner, the driver should always
You can maneuver while feeling the approach with the steering wheel. Well
Lateral acceleration G YThis lateral addition to the membership function for
Speed GYSteering linear whose fitness changes linearly with respect to
Since the steering area is provided, the steering linearity
Reserved.
【００６９】更に、本実施例の電子制御式パワーステア
リング装置にあっては、操舵アシスト量を制御するメン
バシップ関数として車速Ｖと横加速度ＧY とを乗算した
演算値Ｖ・ＧY を適用したので、車両の高速走行時にお
いて、操舵角が少なくなって横加速度ＧY が減少しても
車速Ｖが十分に大きいので、演算値Ｖ・ＧY の大幅な低
下はなくなり、目標アシスト量の大幅な増加はなく、ハ
ンドルはそれほど軽くはならない。そのため、車両の高
速走行時における操舵操作感が十分に保たれ、ハンドル
操舵操作の安定度が向上される。Further, in the electronically controlled power steering system of this embodiment, the calculated value V · G Y obtained by multiplying the vehicle speed V and the lateral acceleration G Y is applied as the membership function for controlling the steering assist amount. Therefore, when the vehicle is traveling at a high speed, the vehicle speed V is sufficiently high even if the steering angle decreases and the lateral acceleration G Y decreases, so that the calculated value V · G Y does not decrease significantly, and the target assist amount increases significantly. There is no significant increase and the handle is not so light. Therefore, the feeling of steering operation when the vehicle is traveling at high speed is sufficiently maintained, and the stability of steering operation of the steering wheel is improved.
【００７０】また、本実施例の電子制御式パワーステア
リング装置にあっては、ファジィ推論により、「車速Ｖ
が上昇すると操舵アシスト量を低減してハンドルを重く
する」というルールと、「演算値Ｖ・ＧY が上昇すると
操舵アシスト量を低減してハンドルを重くする」と、
「保舵度合係数ＫS が上昇すると操舵アシスト量を増加
してハンドルを軽くする」という３つのルールに基づい
て操舵アシスト量を制御することで、少ないルール数で
より細かい制御を可能とすることができる。Further, in the electronically controlled power steering system of this embodiment, the "vehicle speed V
"If the calculated value V · G Y increases, the steering assist amount is reduced and the steering wheel is made heavier."
By controlling the steering assist amount based on three rules that "the steering assist amount increases and the steering wheel becomes lighter when the steering holding degree coefficient K S increases," finer control is possible with a smaller number of rules. You can
【００７１】ここで、このような本実施例の電子制御式
パワーステアリング装置を車両に適用した場合につい
て、高速走行保舵における操舵角に対する保舵力を実験
に基づいて具体的に評価する。即ち、高速走行保舵にお
ける操舵角に対する保舵力については図１０のグラフに
示すようなものとなる。この図１０において、斜線は本
実施例の電子制御式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）
の保舵力を示し、白抜きは従来の電子制御式パワーステ
アリング装置（ＥＰＳ）の保舵力を示している。図１０
に示すように、本実施例のＥＰＳは、従来のＥＰＳに比
べて高速走行保舵時において、保舵力が著しく低減でき
ることがわかる。Here, when the electronically controlled power steering device of the present embodiment is applied to a vehicle, the steering force with respect to the steering angle in high speed traveling steering will be specifically evaluated based on experiments. That is, the steering holding force with respect to the steering angle in the high-speed traveling steering is as shown in the graph of FIG. In FIG. 10, the diagonal lines indicate the electronically controlled power steering system (EPS) of this embodiment.
Shows the steering force of the conventional electronically controlled power steering system (EPS). Figure 10
As shown in (1), it is understood that the EPS of the present embodiment can remarkably reduce the steering holding force at the time of high-speed traveling holding while compared with the conventional EPS.
【００７２】なお、上述の実施例において、電子制御式
パワーステアリング装置の制御系を油圧式として説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ
を使用した電動式パワーステアリング装置に適用しても
同様の効果を奏することができるものであり、また、電
子制御式パワーステアリング装置の機械系も上述の実施
例に限定されるものではなく、いずれのものに対しても
適用することができるものである。Although the control system of the electronically controlled power steering device has been described as a hydraulic system in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and an electric power steering device using a motor can be used. Even if it is applied, the same effect can be obtained, and the mechanical system of the electronically controlled power steering device is not limited to the above-mentioned embodiment, and it can be applied to any of them. Is something that can be done.
【００７３】また、上述の実施例において、コントロー
ルユニット５１に横加速度演算部５３を設け、この横加
速度演算部５３が車速センサ４１から入力された車速Ｖ
と操舵角センサ５２から入力された操舵角haとに基づい
て車両に生じる横加速度ＧYを算出するようにしたが、
車両に横加速度検出センサを装着してこの横加速度Ｇ Y
を直接測定してもよいものである。更に、車速Ｖ及び横
加速度ＧY の演算値Ｖ・ＧY のメンバシップ関数、並び
に操舵アシスト量の評価をそれぞれ３段階に分けたが、
例えば５段階でもよい。そして、この操舵アシスト量を
重心法により求めたが、最大平均法や高さ法（スケルト
ン法）、面積法などによって求めてもよいものである。In the above embodiment, the controller is
The lateral unit 51 is provided with a lateral acceleration calculation unit 53,
The vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 41 by the speed calculator 53
And the steering angle ha input from the steering angle sensor 52
Lateral acceleration G generated in the vehicleYWas calculated,
This lateral acceleration G Y
May be measured directly. Furthermore, vehicle speed V and lateral
Acceleration GYCalculated value V / GYMembership function, list
The evaluation of the steering assist amount was divided into three stages.
For example, 5 steps may be sufficient. And, this steering assist amount
It was calculated by the center of gravity method, but the maximum average method and the height method (skeleton method
Method) and the area method.
【００７４】更に、上述の実施例では、コントロールユ
ニット（目標アシスト量設定手段）５１がファジィルー
ルに基づいて目標アシスト量を設定するようにしたが、
その他の制御手段に基づいて目標アシスト量を設定して
もよいものである。Further, in the above embodiment, the control unit (target assist amount setting means) 51 sets the target assist amount based on the fuzzy rule.
The target assist amount may be set based on other control means.
【００７５】[0075]
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに、本発明の電子制御式パワーステアリング装置によ
れば、車速検出手段により車両の走行速度を検出すると
共に操舵角検出手段によりステアリング機構の操舵角を
検出し、目標アシスト量設定手段が車両の走行速度並び
に操舵角速度に基づく保舵度合係数を入力条件として目
標アシスト量を設定するようにしたので、ステアリング
の操舵及び保舵状況に応じて操舵力の制御が可能となっ
て操舵フィーリングを向上することができ、また、その
入力条件として操舵角速度に基づく保舵度合係数を用い
たことで、車両の高速走行保舵状態の操舵操作の容易性
を向上することができ、その結果、車両の走行状態に応
じて最適な操舵特性を得ることができる。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the electronically controlled power steering device of the present invention, the traveling speed of the vehicle is detected by the vehicle speed detecting means and the steering angle detecting means is operated. Since the target assist amount setting means detects the steering angle of the mechanism and sets the target assist amount with the steering degree coefficient based on the traveling speed of the vehicle and the steering angular velocity as the input condition, the steering assist and steering conditions can be adjusted. The steering force can be controlled accordingly, and the steering feeling can be improved.By using the steering degree coefficient based on the steering angular velocity as the input condition, steering of the vehicle in the high speed steering state can be performed. The ease of operation can be improved, and as a result, optimum steering characteristics can be obtained according to the running state of the vehicle.
【００７６】また、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置によれば、目標アシスト量設定手段が、車両の
走行速度を評価するメンバシップ関数とステアリング機
構の操舵角速度に基づく保舵度合係数を評価するメンバ
シップ関数とを用いて車両の走行速度の増加に伴って目
標アシスト量を低減すると共に保舵度合係数の増加に伴
って前記目標アシスト量を増加するファジィルールに基
づいて目標アシスト量を設定するようにしたので、車速
の増加に応じて操舵アシスト量が低減されることで、高
速になるほど操舵力特性が重くなって操舵操作感を安定
することができ、また、保舵度合係数の増加に伴って目
標アシスト量が増加されることで、例えば、カント路等
の保舵走行時にはハンドルが軽くなって操舵容易性を向
上することができ、その結果、少ないファジィルール数
で細かい操舵制御が可能となって保舵状態に応じて安定
感と扱いやすさとをバランスさせた操舵フィーリングを
得ることができる。Further, according to the electronically controlled power steering apparatus of the present invention, the target assist amount setting means evaluates the steering function degree coefficient based on the membership function for evaluating the traveling speed of the vehicle and the steering angular speed of the steering mechanism. A target assist amount is set based on a fuzzy rule that reduces the target assist amount as the vehicle traveling speed increases using the membership function and increases the target assist amount as the steering holding degree coefficient increases. Since the steering assist amount is reduced as the vehicle speed increases, the steering force characteristic becomes heavier at higher speeds and the steering operation feeling can be stabilized, and the steering holding degree coefficient increases. As a result, the target assist amount is increased, so that, for example, the steering wheel becomes lighter during steering while traveling on a cant road or the like, so that steering ease can be improved. As a result, it is possible to obtain the steering feeling which is balanced and easy handling and stability in accordance with the steering holding state enables fine steering control with a small number of fuzzy rules.
【００７７】更に、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置によれば、ステアリング機構の操舵角速度並び
に操舵角変化量に基づいて保舵度合係数を増加する一
方、操舵角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度
合係数を減少するようにしたので、車両の高速走行状態
の保舵時には保舵度合係数が細かく変位することで、最
適な操舵特性を得ることができる。Further, according to the electronically controlled power steering apparatus of the present invention, the steering degree coefficient is increased based on the steering angular velocity of the steering mechanism and the steering angle change amount, while the steering angular velocity and the lateral acceleration of the vehicle are used. Since the steering-holding degree coefficient is reduced, the steering-holding degree coefficient is finely displaced during steering while the vehicle is traveling at a high speed, so that optimum steering characteristics can be obtained.
【図１】本発明の電子制御式パワーステアリング装置の
一実施例に係るパワーステアリング用油圧制御部の概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power steering hydraulic control unit according to an embodiment of an electronically controlled power steering device of the present invention.
【図２】ファジィ制御に用いる車速のメンバシップ関数
を表すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a membership function of vehicle speed used for fuzzy control.
【図３】ファジィ制御に用いる車速×横加速度のメンバ
シップ関数を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a membership function of vehicle speed × lateral acceleration used for fuzzy control.
【図４】ファジィ制御に用いる保舵度合係数のメンバシ
ップ関数を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a membership function of a steering holding degree coefficient used for fuzzy control.
【図５】各メンバシップ関数の適合度からパワーステア
リングアシスト量を重心法により求める演算処理を表す
グラフである。FIG. 5 is a graph showing a calculation process for obtaining the power steering assist amount from the fitness of each membership function by the center of gravity method.
【図６】保舵度合係数を演算するためのフローチャート
である。FIG. 6 is a flowchart for calculating a steering holding degree coefficient.
【図７】操舵角変化量を演算するためのフローチャート
である。FIG. 7 is a flowchart for calculating a steering angle change amount.
【図８】ファジィ制御を表すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing fuzzy control.
【図９】車速及び車速×横加速度、保舵度合係数の各メ
ンバシップ関数から重心法によりアシスト量を求める演
算処理の具体的な制御例を表す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a specific control example of a calculation process for obtaining an assist amount by a center of gravity method from each membership function of vehicle speed and vehicle speed × lateral acceleration, steering holding degree coefficient.
【図１０】本実施例のファジィ制御による高速走行保舵
における保舵力に関する効果を表すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the effect on the steering holding force in high-speed traveling steering by fuzzy control of the present embodiment.
【図１１】従来の電子制御式パワーステアリング装置の
一例を表すパワーステアリング用油圧制御部の概略構成
図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a power steering hydraulic control unit representing an example of a conventional electronically controlled power steering device.
【図１２】図１１のXII−XII断面図である。12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG.
【図１３】図１１のXIII−XIII断面図である。13 is a sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
１１ インプットシャフト １２ ケーシング １３ ピニオンギヤ １４ トーションバー １５ ラック １６ ロータリバルブ １７ オイルポンプ １９ オイルリザーバ ２１ 油圧シリンダ ２５，２６ 油室 ２７ 反力プランジャ ２８ 油圧制御バルブ ２９ チャンバ ３１ スプール ３３ ソレノイド ４１ 車速センサ ５１ コントロールユニット（ＣＵ） ５２ 操舵角センサ ５３ 横加速度演算部 ５４ 保舵度合演算部 ５５ ファジィ演算部 11 Input Shaft 12 Casing 13 Pinion Gear 14 Torsion Bar 15 Rack 16 Rotary Valve 17 Oil Pump 19 Oil Reservoir 21 Hydraulic Cylinder 25, 26 Oil Chamber 27 Reaction Force Plunger 28 Hydraulic Control Valve 29 Chamber 31 Spool 33 Solenoid 41 Vehicle Speed Sensor 51 Control Unit ( CU) 52 Steering angle sensor 53 Lateral acceleration calculation unit 54 Steering degree calculation unit 55 Fuzzy calculation unit
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年７月２３日[Submission date] July 23, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００５５[Correction target item name] 0055
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００５５】また、前述した保舵度合係数ＫS の演算の
フローチャートにおいて算出する操舵角変化量Ｈは以下
のような方法にて算出するものである。この保舵度合係
数の演算処理は所定周期、例えば、５０ミリ秒ごとの割
り込み信号の度に行われ、５０ミリ秒ごとに操舵角セン
サ５２から操舵角haを読み込んでいく。そして、図７に
示すように、ステップＤ１において、現在の操舵角ha
(t) と前回（５０ミリ秒前）の操舵角ha(t-1) との差の
絶対値ｂを演算する。ステップＤ２では、演算して求め
た操舵角の差の絶対値ｂを累積してＢ(n) とし、ステッ
プＤ３にて経過タイマーのカウントアップを開始する。
そして、ステップＤ４において、経過時間Ｔが０．５秒
を越えたかどうかを判定し、経過していればステップＤ
５にて経過タイマーのカウント値を０にリセットする。Further, the steering angle change amount H calculated in the above-described flowchart of the calculation of the steering holding degree coefficient K S is calculated by the following method. The steering degree coefficient calculation process is performed in a predetermined cycle, for example, every 50 milliseconds, and the steering angle ha is read from the steering angle sensor 52 every 50 milliseconds. Then, as shown in FIG. 7, in step D1, the current steering angle ha
of the difference between (t) and the previous steering angle ha (t-1) (50 ms ago)
Calculate the absolute value b . In step D2, the absolute value b of the calculated steering angle difference is accumulated to be B (n), and in step D3, the elapsed timer starts counting up.
Then, in step D4, it is determined whether the elapsed time T exceeds 0.5 seconds, and if it has elapsed, step D
At 5, the count value of the elapsed timer is reset to 0.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００５６[Correction target item name] 0056
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００５６】ステップＤ６では、ｎを１つ繰り上げ、ス
テップＤ７において、ｎが３を越えたかどうかを判定
し、越えていなければステップＤ９に移行し、越えてい
ればステップＤ８にてｎを０とする。ステップＤ９で
は、操舵角の差の絶対値の累積値を４個分Ｂ(0) ，Ｂ
(1) ，Ｂ(2) ，Ｂ(3) 加算して２秒間の操舵角変化量Ｈ
を求める。At step D6, n is incremented by 1 to
At step D7 , it is determined whether or not n exceeds 3, and if not, the process proceeds to step D9 , and if n is exceeded, n is set to 0 at step D8 . In step D9 , the cumulative value of the absolute values of the differences in the steering angles is set to B (0) , B
(1) , B (2) , B (3) are added and steering angle change amount H for 2 seconds
Ask for.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図７[Name of item to be corrected] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図７】 [Figure 7]
Claims (3)
シスト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング
装置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、前記車両の走行速度並びに前記ステアリング
機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数を入力条件とし
て目標アシスト量を設定する目標アシスト量設定手段と
を具えたことを特徴とする電子制御式パワーステアリン
グ装置。1. An electronically controlled power steering device for electronically controlling a steering assist amount in a steering mechanism of a vehicle, a vehicle speed detecting means for detecting a traveling speed of a vehicle, and a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering mechanism. And an electronically controlled power steering device comprising a target assist amount setting means for setting a target assist amount with a steering degree factor based on a traveling speed of the vehicle and a steering angular velocity of the steering mechanism as an input condition. .
シスト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング
装置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、車両の走行速度を評価するメンバシップ関数
とステアリング機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数
を評価するメンバシップ関数とを用いて前記車両の走行
速度の増加に伴って前記目標アシスト量を低減すると共
に前記保舵度合係数の増加に伴って前記目標アシスト量
を増加するファジィルールに基づいて前記目標アシスト
量を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを
特徴とする電子制御式パワーステアリング装置。2. An electronically controlled power steering device for electronically controlling a steering assist amount in a steering mechanism of a vehicle, a vehicle speed detecting means for detecting a traveling speed of the vehicle, and a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering mechanism. And a membership function that evaluates the traveling speed of the vehicle and a membership function that evaluates the steering degree coefficient based on the steering angular velocity of the steering mechanism, the target assist amount is reduced as the traveling speed of the vehicle increases. In addition, the electronically controlled power steering system further comprises target assist amount setting means for setting the target assist amount based on a fuzzy rule that increases the target assist amount with an increase in the steering holding degree coefficient. apparatus.
リング装置において、目標アシスト量設定手段は、ステ
アリング機構の操舵角速度並びに操舵角変化量に基づい
て保舵度合係数を増加する一方、ステアリング機構の操
舵角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度合係数
を減少するようにしたことを特徴とする電子制御式パワ
ーステアリング装置。3. The electronically controlled power steering device according to claim 2, wherein the target assist amount setting means increases the steering holding degree coefficient based on the steering angular velocity and the steering angle change amount of the steering mechanism, while An electronically controlled power steering device, characterized in that a steering holding degree coefficient is reduced based on a steering angular velocity and a lateral acceleration of a vehicle.
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| US08/252,573 US5508919A (en) | 1993-06-01 | 1994-06-01 | Control system and control method for controlling power steering apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-06-01 JP JP13036493A patent/JP3008730B2/en not_active Expired - Fee Related
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