JPH11147476A - Steering unit for vehicle - Google Patents

Steering unit for vehicle

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JPH11147476A
JPH11147476A JP31544897A JP31544897A JPH11147476A JP H11147476 A JPH11147476 A JP H11147476A JP 31544897 A JP31544897 A JP 31544897A JP 31544897 A JP31544897 A JP 31544897A JP H11147476 A JPH11147476 A JP H11147476A
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vehicle
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裕 西
Takeshi Nishimori
剛 西森
Kazue Sugamata
和重 菅俣
Hiroyuki Kawagoe
浩行 川越
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering unit for a vehicle to improve the deflection suppression performance under the effect of disturbances, enabling setting of the steering force in normal turn, without producing discomfort in normal running, high speed driving in particular. SOLUTION: In this steering unit for a vehicle, a driving torque for an electric motor to generate supplementary steering force is controlled based on the values detected by the vehicle behavior detection means. For example, the peak due to the yaw resonance of yaw rate frequency response characteristics is reduced or eliminated by compensating the characteristic of the detected values for vehicle behavior in accordance with the vehicle speed. Thus, discomfort in steering due to the change in reaction torque for active steering near the resonance point is reduced or completely eliminated. Therefore, correct steering force and vehicle behavior suppression force under the effect of disturbances are both made available throughout the entire running speed range.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用操舵装置に
関し、特に電動機により適正な操舵反力トルク及び外乱
発生時に車両挙動を抑制する操舵トルクを発生可能なよ
うに構成された操舵装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle, and more particularly to a steering apparatus configured to be able to generate an appropriate steering reaction torque and a steering torque for suppressing the behavior of the vehicle when a disturbance occurs by an electric motor. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】運転者の操舵力を軽減するための所謂パ
ワーステアリング装置として、例えば特公昭50−33
584号公報に記載されたような形式のものが知られて
いる。これは、ステアリングホイールの操舵力を電動機
の出力トルクにて補助するように構成されたものであ
り、ステアリングホイールに運転者が加える操舵トルク
の検出信号の増幅度を、車速や道路状況などの検出信号
に応じて変化させることによって補助電動機の出力トル
クを増減し、常に最適な操舵トルクが得られるようにし
たものである。
2. Description of the Related Art As a so-called power steering device for reducing a driver's steering force, for example, Japanese Patent Publication No. 50-33
A type as described in Japanese Patent No. 584 is known. This is designed to assist the steering force of the steering wheel with the output torque of the electric motor. The amplification of the detection signal of the steering torque applied by the driver to the steering wheel is detected by detecting the vehicle speed and road conditions. The output torque of the auxiliary motor is increased or decreased by changing the output torque according to a signal, so that an optimum steering torque is always obtained.

【0003】ところで、走行中に車両が強い横風を受け
たり、轍路を走行したりすると目標走行ラインから外れ
る向きに車両が偏向してしまうことがある。また、雪道
などタイヤと路面との摩擦係数(μ)が低い路面(以下低
μ路と記す)での走行時や低速走行時には路面反力が減
少する。
[0003] By the way, if the vehicle receives a strong crosswind or travels on a rutted road while traveling, the vehicle may be deflected in a direction deviating from the target traveling line. In addition, the road surface reaction force decreases when traveling on a road surface having a low friction coefficient (μ) between the tire and the road surface such as a snowy road (hereinafter referred to as a low μ road) or when traveling at low speed.

【0004】上記した従来のパワーステアリング装置の
場合、運転者が操舵して初めて電動機が補助操舵トルク
を発生するものであるため、走行中に横風を受けること
によって車両が偏向しても、電動機は補助操舵トルクを
発生しない。従って、車両の偏向を抑えるためには、運
転者自身がステアリングホイールを操作しなければなら
ないが、他方で上記パワーステアリング装置は一般的に
車両の横加速度並びにヨーレイトが大きくなるほど大き
な操舵力を必要とするようになっているため、外乱によ
る車両の偏向の場合には、それが大きいほど、修正に要
する操舵トルクが大きなものとなるなどの不都合があっ
た。
In the case of the above-described conventional power steering device, the electric motor generates the auxiliary steering torque only after the driver turns the electric power steering device. No auxiliary steering torque is generated. Therefore, in order to suppress the deflection of the vehicle, the driver himself must operate the steering wheel. On the other hand, the power steering device generally requires a larger steering force as the lateral acceleration and the yaw rate of the vehicle increase. Therefore, in the case of the deflection of the vehicle due to the disturbance, there is a problem that the larger the deflection, the larger the steering torque required for the correction.

【0005】そこで、例えば特開平5−105100号
公報には、ヨーレイト、横加速度などの車両挙動を検出
し、その検出値に基づいて補助反力トルク値を決定し、
この補助反力トルク値と操舵トルク等の検出値に基づい
て決定された補助操舵トルク値とに基づいて上記電動機
の駆動トルクを制御するものが提案されている。
Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-105100 discloses that a vehicle behavior such as a yaw rate and a lateral acceleration is detected, and an auxiliary reaction torque value is determined based on the detected value.
A motor that controls the drive torque of the electric motor based on the auxiliary reaction torque value and an auxiliary steering torque value determined based on a detection value such as a steering torque has been proposed.

【0006】この構造によれば、横風や轍路走行などの
外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高め、車両の
走行安定性を向上することができ、雪道などの低μ路や
低速走行時にもステアリング操作負荷が軽減される。
According to this structure, the deflection suppressing performance when disturbance such as crosswind or running on a rutted road acts on the vehicle can be enhanced, and the running stability of the vehicle can be improved. The steering operation load is reduced even at low speeds.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した補
助操舵反力トルクは、操舵角速度をパラメータとするダ
ンピングトルクと、ヨーレイトをパラメータとするヨー
レイトトルクとを含んでいるが、図12に示すように、
例えばヨーレイトは例えば60km/h程度の低速走行
時と180km/hに至る高速走行時とでその周波数応
答特性が異なる。特に高速走行時の比較的高周波領域で
ゲインにヨー共振によるピークが現出する。すると、従
来の上記したような構造の操舵装置にあっては、入力さ
れるヨーレイトと出力されるヨーレイトトルクとが1対
1の対応となっていることから、上記ピークの近傍でヨ
ーレイトトルクが大きくなり、その周波数領域の操舵入
力に対して影響を与え、不自然にハンドルが重くなるな
どの違和感を与えることが考えられる。
The auxiliary steering reaction torque described above includes a damping torque having a steering angular velocity as a parameter and a yaw rate torque having a yaw rate as a parameter, as shown in FIG. ,
For example, the frequency response characteristic of the yaw rate differs between when traveling at a low speed of, for example, about 60 km / h and when traveling at a high speed of up to 180 km / h. In particular, a peak due to yaw resonance appears in the gain in a relatively high frequency region during high-speed running. Then, in the conventional steering apparatus having the above-described structure, since the input yaw rate and the output yaw rate torque have a one-to-one correspondence, the yaw rate torque is large near the peak. It is conceivable that the steering input in the frequency domain is affected, and that the steering wheel becomes unnaturally uncomfortable.

【0008】特に、外乱時の車両挙動抑制効果を高める
べく、全操舵トルクに対して操舵角に対応したヨーレイ
ト及び操舵角速度に基づいて決定される反力成分の割合
α(=補助操舵反力トルク/(補助操舵反力トルク+セ
ルフアライニングトルク)=(補助操舵反力トルク/全
操舵トルク))を大きくした場合に、上記問題が顕著に
なる。
In particular, in order to enhance the effect of suppressing the vehicle behavior during a disturbance, the ratio α of the reaction force component determined based on the yaw rate corresponding to the steering angle and the steering angular velocity with respect to the total steering torque (= the auxiliary steering reaction torque) When / (auxiliary steering reaction torque + self-aligning torque) = (auxiliary steering reaction torque / total steering torque)) is increased, the above problem becomes prominent.

【0009】本発明は、このような従来技術の不都合を
改善するべく案出されたものであり、その主な目的は、
外乱作用時の偏向抑制性能を高め、かつ通常旋回時の操
舵力を適切に設定することができ、しかも通常走行時、
特に高速走行時の操舵違和感が発生することのない車両
用操舵装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to improve such disadvantages of the prior art, and its main objects are as follows.
It can improve the deflection suppression performance at the time of disturbance action, and can appropriately set the steering force during normal turning.
In particular, it is an object of the present invention to provide a vehicle steering system that does not cause a feeling of steering discomfort during high-speed running.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、車両の操向車輪を手動により転舵するため
の手動操舵手段と、該手動操舵手段に加えられた操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検
出手段の検出値に基づいて補助操舵トルクを決定する補
助操舵トルク決定手段と、前記車両の挙動を検出する車
両挙動検出手段と、前記車両挙動検出手段によって検出
された検出値に基づいて補助反力トルクを決定する補助
反力トルク決定手段と、前記操向車輪に補助トルクを加
えるための電動機と、前記補助操舵トルク決定手段によ
り決定された補助操舵トルク値に前記補助反力トルク決
定手段により決定された補助反力トルク値を加えた補助
トルク値をもって前記電動機を制御する制御手段とを有
する車両用操舵装置に於いて、前記車両挙動検出手段に
よって検出されたヨーレイト等の検出値に車速に応じた
特性補償をする特性補償器を有し、前記補助反力トルク
決定手段が、前記特性補償器により特性補償された検出
値に基づき補助反力トルクを決定するようになっている
ことを特徴とする車両用操舵装置を提供することによっ
て達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a manual steering means for manually turning a steered wheel of a vehicle, and a steering torque applied to the manual steering means. Steering torque detecting means for detecting, auxiliary steering torque determining means for determining an auxiliary steering torque based on a detection value of the steering torque detecting means, vehicle behavior detecting means for detecting the behavior of the vehicle, and the vehicle behavior detecting means Reaction torque determining means for determining an auxiliary reaction torque based on the detection value detected by the motor, an electric motor for applying an auxiliary torque to the steered wheels, and an auxiliary steering determined by the auxiliary steering torque determining means. Control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value obtained by adding an auxiliary reaction force torque value determined by the auxiliary reaction force torque determination means to a torque value. A characteristic compensator for compensating a characteristic value according to a vehicle speed based on a detected value of a yaw rate or the like detected by the vehicle behavior detecting means, wherein the auxiliary reaction torque determining means is configured to perform characteristic compensation by the characteristic compensator. The present invention is achieved by providing a vehicle steering system characterized in that an auxiliary reaction torque is determined based on the detected value.

【0011】このように、ヨーレイトの検出値にフィル
タなどの特性補償器により特性補償し、例えばヨーレイ
トの周波数応答特性のヨー共振等によるピークを小さく
する、またはなくすことで、操舵周波数の全域に亘り平
坦な周波数応答特性となり、共振点近傍の補助操舵反力
トルクの変化による操舵違和感を軽減または完全に解消
できる。
As described above, the detected value of the yaw rate is characteristic-compensated by the characteristic compensator such as a filter, and, for example, the peak of the frequency response characteristic of the yaw rate due to yaw resonance or the like is reduced or eliminated, so that the yaw rate can be controlled over the entire steering frequency. A flat frequency response characteristic is obtained, and the feeling of strange steering due to a change in the auxiliary steering reaction torque near the resonance point can be reduced or completely eliminated.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付の図面を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0013】図1に、本発明が適用された車両用操舵装
置の概略構成を示す。この装置は、ステアリングホイー
ル1に一体結合されたステアリングシャフト2に自在継
手を有する連結軸3を介して連結されたピニオン4と、
ピニオン4に噛合して車幅方向に往復動し得ると共にタ
イロッド5を介して操向車輪としての左右の前輪6のナ
ックルアームにその両端が連結されたラック軸8とを有
するラック・アンド・ピニオン機構からなる手動操舵力
発生手段を有している。また、ラック・アンド・ピニオ
ン機構を介しての手動操舵力を軽減するための補助操舵
力を発生するべく、電動パワーステアリング装置を構成
する電動機9がラック軸8の中間部に同軸的に配設され
ている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle steering system to which the present invention is applied. The apparatus comprises a pinion 4 connected to a steering shaft 2 integrally connected to a steering wheel 1 via a connection shaft 3 having a universal joint.
A rack-and-pinion having a rack shaft 8 having both ends connected to knuckle arms of left and right front wheels 6 as steerable wheels via tie rods 5 while being able to reciprocate in the vehicle width direction by meshing with the pinion 4 It has a manual steering force generating means composed of a mechanism. Further, an electric motor 9 constituting an electric power steering device is coaxially arranged at an intermediate portion of the rack shaft 8 so as to generate an auxiliary steering force for reducing a manual steering force via a rack and pinion mechanism. Have been.

【0014】ラック・アンド・ピニオン機構のピニオン
4の近傍にはステアリングホイール1の回転角から操舵
角速度を検出するための操舵角速度センサ11と、ピニ
オン4に作用する手動操舵トルクを検出するためのトル
クセンサ12とが設けられている。また、車両のヨーレ
イト(ヨーイング角速度)に対応した信号を出力するた
めのヨーレイトセンサ15と、車両の走行速度に対応し
た信号を出力するための車速センサ16とが設けられ、
これら各センサは、その検出値に基づいて電動機9の出
力を制御するための操舵制御ユニット17に接続されて
いる。
In the vicinity of the pinion 4 of the rack and pinion mechanism, a steering angular velocity sensor 11 for detecting a steering angular velocity from the rotation angle of the steering wheel 1 and a torque for detecting a manual steering torque acting on the pinion 4 are provided. A sensor 12 is provided. Further, a yaw rate sensor 15 for outputting a signal corresponding to the yaw rate (yawing angular velocity) of the vehicle, and a vehicle speed sensor 16 for outputting a signal corresponding to the running speed of the vehicle are provided.
Each of these sensors is connected to a steering control unit 17 for controlling the output of the electric motor 9 based on the detected values.

【0015】図2に示されるように、上記した操舵制御
ユニット17内には、電動パワーステアリング装置とし
ての補助操舵トルクを演算するための補助操舵トルク決
定手段17aと、補助反力トルクを演算するための補助
反力トルク決定手段17bとが設けられている。補助操
舵トルク決定手段17aには、操舵角速度センサ11・
トルクセンサ12・車速センサ16の各検出信号が入力
しており、それらの各検出信号に応じて通常のアシスト
制御を行う補助操舵トルクが決定される。
As shown in FIG. 2, the steering control unit 17 includes an auxiliary steering torque determining means 17a for calculating an auxiliary steering torque as an electric power steering device, and an auxiliary reaction torque. And an auxiliary reaction torque determining means 17b. The auxiliary steering torque determining means 17a includes a steering angular velocity sensor 11
The detection signals of the torque sensor 12 and the vehicle speed sensor 16 are input, and the auxiliary steering torque for performing the normal assist control is determined according to the detection signals.

【0016】また補助反力トルク決定手段17bには、
車両挙動検出手段を構成する操舵角速度センサ11・ヨ
ーレイトセンサ15・車速センサ16の各検出信号が入
力するようになっており、それらの各信号から後記する
アルゴリズムによって目標補助反力トルクを求めるよう
になっている。
The auxiliary reaction torque determining means 17b includes:
Each detection signal of the steering angular velocity sensor 11, the yaw rate sensor 15, and the vehicle speed sensor 16 constituting the vehicle behavior detecting means is inputted, and the target auxiliary reaction torque is obtained from the respective signals by an algorithm described later. Has become.

【0017】更に、操舵制御ユニット17内には、補助
操舵トルク決定手段17aと補助反力決定手段17bと
から出力される各トルク値に応じて電動機9に対する目
標電流を設定する目標電流決定手段17cと、その目標
電流に応じて電動機9に流す電流を制御する出力電流制
御手段17dとが設けられている。そして、出力電流制
御手段17dからの電流制御信号が、操舵制御ユニット
17と電動機9との間に設けられた駆動回路19に入力
され、該駆動回路19は電動機9を例えばPWM制御に
よって駆動するようになっていると共に駆動回路19と
出力電流制御手段17dとの間で出力電流のフィードバ
ック制御が行われるようになっている。
Further, in the steering control unit 17, a target current determining means 17c for setting a target current for the electric motor 9 in accordance with each torque value output from the auxiliary steering torque determining means 17a and the auxiliary reaction force determining means 17b. And output current control means 17d for controlling a current flowing to the electric motor 9 in accordance with the target current. Then, a current control signal from the output current control means 17d is input to a drive circuit 19 provided between the steering control unit 17 and the motor 9, and the drive circuit 19 drives the motor 9 by, for example, PWM control. And the feedback control of the output current is performed between the drive circuit 19 and the output current control means 17d.

【0018】操舵制御ユニット17内の補助反力トルク
決定手段17bに於いては、図3のフローチャートに示
す処理が所定の周期で繰り返し実行される。先ず、ステ
ップ1に於いて各センサの信号出力を読込み、ステップ
2に於て目標操舵反力トルク値TAを決定し、続いてス
テップ3に於いて目標操舵反力トルク値TAにリミッタ
をかけ、ステップ4に於いて補助操舵トルク決定手段1
7aからの出力信号にこの制御信号を加算する。
In the auxiliary reaction torque determining means 17b in the steering control unit 17, the processing shown in the flowchart of FIG. 3 is repeatedly executed at a predetermined cycle. First, the signal output of each sensor is read in step 1, the target steering reaction torque value TA is determined in step 2, and then the limit is applied to the target steering reaction torque value TA in step 3. In step 4, auxiliary steering torque determining means 1
This control signal is added to the output signal from 7a.

【0019】この処理を図4〜図10を併せて参照して
更に詳しく説明する。先ず上記ステップ1に於いては、
図4のフローチャートに示すように、車速V(ステップ
11)、ハンドル角速度ω(ステップ12)、ヨーレイ
トγ(ステップ13)をそれぞれ読込む処理が行われ
る。
This processing will be described in more detail with reference to FIGS. First, in step 1 above,
As shown in the flowchart of FIG. 4, processing for reading the vehicle speed V (step 11), the steering wheel angular velocity ω (step 12), and the yaw rate γ (step 13) is performed.

【0020】次に上記ステップ2に於いては、図5のフ
ローチャートに示すように、まず、図7(a)に示すよ
うな操舵角速度ωをアドレスとし、車速Vごとに異なる
特性に設定されているデータテーブルから補助反力トル
クT1(ダンピングトルク成分)を求める(ステップ2
1)。次に、検出されたこの実ヨーレイトγに対して、
図7(b)に示すような車速Vごとに異なる特性に設定
されている特性補償器としてのローパスフィルタFをか
け、補正ヨーレイトγfを得る(ステップ22)。
Next, in step 2 described above, as shown in the flowchart of FIG. 5, first, the steering angular velocity ω as shown in FIG. 7A is used as an address, and different characteristics are set for each vehicle speed V. The auxiliary reaction torque T1 (damping torque component) from the stored data table (step 2).
1). Next, for the detected actual yaw rate γ,
A low-pass filter F is applied as a characteristic compensator having different characteristics for each vehicle speed V as shown in FIG. 7B to obtain a corrected yaw rate γf (step 22).

【0021】次に、ステップ23にて、図7(c)に示
すような補正ヨーレイトγfをアドレスとし、車速Vご
とに異なる特性に設定されているデータテーブルから、
補助反力トルクT2(ヨーレイトトルク成分)を求め
る。そして、操舵反力トルクの成分T1・T2を加算して
補助反力トルク値TAを求める(ステップ24)。
Next, at step 23, a data table set with different characteristics for each vehicle speed V using the corrected yaw rate γf as shown in FIG.
The auxiliary reaction torque T2 (yaw rate torque component) is obtained. Then, the auxiliary reaction torque value TA is obtained by adding the components T1 and T2 of the steering reaction torque (step 24).

【0022】次に、必要以上の補助反力トルクを排除す
るために目標操舵反力値TAが最大値(Tmax)を超
えているか否かを判断し、目標操舵反力値TAが最大値
を超えている場合は目標操舵反力値TAを上記Tmax
とし、また、目標操舵反力値TAが最大値(Tmax)
を超えていない場合には、同様に目標操舵反力値TAが
負の最大値(−Tmax)を超えているか否か判断し、
目標操舵反力値TAが負の最大値を超えている場合には
目標操舵反力値TAを上記−Tmax値とするリミッタ
処理(ステップ25)を行い、目標補助反力トルク決定
値TAを決定する。
Next, it is determined whether or not the target steering reaction force value TA exceeds a maximum value (Tmax) in order to eliminate an excessive auxiliary reaction force torque. If it exceeds, set the target steering reaction force value TA to the above Tmax.
And the target steering reaction force value TA is the maximum value (Tmax).
If the target steering reaction force value TA does not exceed the negative maximum value (-Tmax), it is determined in the same manner.
When the target steering reaction force value TA exceeds the negative maximum value, a limiter process (step 25) for setting the target steering reaction force value TA to the above-mentioned -Tmax value is performed, and the target auxiliary reaction force torque determination value TA is determined. I do.

【0023】上記ステップ2の制御ブロック図は図6に
示すとおりで、ステップ21〜25は図6の各ブロック
に対応する。
FIG. 6 is a control block diagram of the above step 2, and steps 21 to 25 correspond to the respective blocks in FIG.

【0024】このようにして決定された目標補助反力ト
ルク決定値TAは、別に求めた目標補助操舵トルク決定
値と加算されて目標電流決定手段17cにて目標電流値
に変換され、出力される。
The target auxiliary reaction torque determining value TA determined in this way is added to the separately determined target auxiliary steering torque determining value, converted into a target current value by the target current determining means 17c, and output. .

【0025】上記処理を行うことで、図8に示すよう
に、前進時、横風を受けて車両20が走行ライン21か
ら外れるようになった際には、このときの車両20のヨ
ーレイトγを検出し、これらヨーレイトγを打ち消す方
向に、即ち、その時の車両20の偏向を走行ライン21
に戻す向きに電動機9が駆動され、外乱に対して車両2
0を常に直進走行させるように前輪6が自動的に操舵さ
れ、不整挙動を安定化させることができたり、轍のある
路面、あるいは水溜まりのある路面を走行する場合に
も、車両20を直進させるように自動的に軌道修正が行
われるなどの効果が得られる。
By performing the above processing, as shown in FIG. 8, when the vehicle 20 comes off the traveling line 21 due to the crosswind during forward movement, the yaw rate γ of the vehicle 20 at this time is detected. In the direction to cancel the yaw rate γ, that is, the deflection of the vehicle 20 at that time is
Motor 9 is driven in the direction to return to
The front wheel 6 is automatically steered so that the vehicle 20 always travels straight, so that the irregular behavior can be stabilized, and the vehicle 20 travels straight even when traveling on a rutted road surface or a puddle road surface. In this way, the effect of automatically correcting the trajectory is obtained.

【0026】ここで、このフィルタFを例えばカットオ
フ周波数を0.9Hzとする一次遅れローパスフィルタ
とした場合の或る車両に於ける補助操舵反力トルクの周
波数応答特性を図9〜図11に示す。図9(a)がフィ
ルタFの周波数とゲインとの関係、図9(b)がフィル
タFの周波数と位相との関係を示している。図10
(a)が、操舵角に対するヨーレイトの周波数とゲイン
との関係、図10(b)が同じく周波数と位相との関係
を示している。また、図11(a)が、操舵角に対する
補助操舵反力トルクの周波数とゲインとの関係、図11
(b)が同じく周波数と位相との関係を示している。
尚、実線は上記フィルタFを使用した場合の高速時(1
80km/h)の特性、波線はフィルタFを使用しない
場合の高速時(180km/h)の特性、想像線はフィ
ルタFを使用しない場合の低速時(60km/h)の特
性をそれぞれ示している。
FIGS. 9 to 11 show the frequency response characteristics of the auxiliary steering reaction torque in a certain vehicle when the filter F is a first-order lag low-pass filter having a cut-off frequency of 0.9 Hz, for example. Show. FIG. 9A shows the relationship between the frequency and the gain of the filter F, and FIG. 9B shows the relationship between the frequency and the phase of the filter F. FIG.
10A shows the relationship between the yaw rate frequency and the gain with respect to the steering angle, and FIG. 10B shows the relationship between the frequency and the phase. FIG. 11A shows the relationship between the frequency of the auxiliary steering reaction torque against the steering angle and the gain.
(B) similarly shows the relationship between frequency and phase.
Note that the solid line represents the high speed (1
80 km / h), the dashed line indicates the characteristic at high speed (180 km / h) when the filter F is not used, and the imaginary line indicates the characteristic at low speed (60 km / h) when the filter F is not used. .

【0027】図10及び図11に示すように、高速領域
では、フィルタFを使用しない場合、ヨー共振ピークが
現出して望ましい特性が得られず、操舵に違和感を生じ
るが、フィルタFを使用することにより、このピークが
殆どなくなり、概ね望ましい特性と一致する周波数応答
特性が得られるようになり、操舵フィーリングが向上す
る。このフィルタFのカットオフ周波数は図7(b)に
示すように車速Vに応じて可変とすることで、全車速で
常に望ましい特性と一致する周波数応答特性が得られる
ようになる。
As shown in FIGS. 10 and 11, when the filter F is not used in the high-speed range, the yaw resonance peak appears and the desired characteristics cannot be obtained, and the steering feels uncomfortable. As a result, this peak is almost eliminated, and a frequency response characteristic substantially matching a desirable characteristic can be obtained, so that the steering feeling is improved. By setting the cutoff frequency of the filter F to be variable according to the vehicle speed V as shown in FIG. 7B, it is possible to obtain a frequency response characteristic consistent with a desirable characteristic at all vehicle speeds.

【0028】尚、低速領域(例えば車速60km/h)
ではフィルタFを使用しなくても殆どヨー共振を生じ
ず、フィルタFを用いなくても概ね望ましい周波数応答
特性を示す。但し、実際には低速領域でも適正なフィル
タをかけることにより、操舵力のきめ細かい設定が可能
となり、一層望ましい特性と一致する周波数応答特性が
得られるようにすることも可能である。
In a low-speed region (for example, a vehicle speed of 60 km / h)
In this case, the yaw resonance hardly occurs even if the filter F is not used, and a generally desirable frequency response characteristic is exhibited even without using the filter F. However, in practice, by applying an appropriate filter even in a low-speed region, fine setting of the steering force is possible, and it is also possible to obtain a frequency response characteristic more consistent with a more desirable characteristic.

【0029】また、上記構成ではヨーレイトセンサをも
って車両挙動検出手段としたが、これに代えて、または
これに加えて横加速度センサ用いても同様の作用・効果
が得られる。また、上記実施形態では、ヨーレートγの
入力値に対する特性補償器として、一次遅れのローパス
フィルタを用いたが、実際には更に高度なフィルタや増
幅器等を用いても良い。
In the above configuration, the yaw rate sensor is used as the vehicle behavior detecting means. However, a similar operation and effect can be obtained by using a lateral acceleration sensor instead or in addition to this. Further, in the above embodiment, a first-order lag low-pass filter is used as the characteristic compensator for the input value of the yaw rate γ, but a more sophisticated filter, amplifier, or the like may be used in practice.

【発明の効果】このように本発明による車両用操舵装置
によれば、車両挙動検出手段の検出値に基づいて補助操
舵力トルク及び補助操舵反力トルク発生用電動機の駆動
トルクを制御する車両用操舵装置に於ける車両挙動検出
値に、車速に応じて特性補償するようにして、例えばヨ
ーレートの周波数応答特性のヨー共振によるピークを小
さくする、またはなくすことができ、共振点近傍の補助
操舵反力トルクの変化による操舵違和感が軽減または完
全に解消でき、通常運転時の操舵感を犠牲にすることな
く走行時の速度全域に亘り適正な操舵力及び外乱時の車
両挙動抑制力を高いレベルで両立することができる。
As described above, according to the steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the driving torque of the electric motor for generating the auxiliary steering force torque and the auxiliary steering reaction torque is controlled based on the value detected by the vehicle behavior detecting means. The characteristic of the vehicle behavior detection value in the steering device is compensated according to the vehicle speed, for example, the peak of the frequency response characteristic of the yaw rate due to the yaw resonance can be reduced or eliminated, and the auxiliary steering response near the resonance point can be reduced. Steering discomfort due to changes in force torque can be reduced or completely eliminated, and a high level of proper steering force and vehicle behavior suppression force during disturbances can be achieved over the entire speed range during driving without sacrificing steering feeling during normal driving. Can be compatible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用された車両用操舵装置を模式的に
示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a vehicle steering system to which the present invention is applied.

【図2】同操舵装置の制御系の回路ブロック図。FIG. 2 is a circuit block diagram of a control system of the steering device.

【図3】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing a control process of the steering device.

【図4】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing control processing of the steering device.

【図5】同操舵装置の制御処理を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing control processing of the steering device.

【図6】同操舵装置の制御系の回路ブロック図及び同制
御処理に用いられるデータテーブル。
FIG. 6 is a circuit block diagram of a control system of the steering device and a data table used for the control processing.

【図7】(a)、(b)、(c)は共に同制御処理に用
いられるデータテーブルの拡大図。
FIGS. 7A, 7B, and 7C are enlarged views of a data table used for the control processing; FIG.

【図8】直進走行時に横風を受けた場合の車両の動きを
示す模式図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the movement of the vehicle when a crosswind is received during straight running.

【図9】(a)は同操舵装置のヨーレイトフィルタFの
操舵周波数とゲインとの関係、(b)は操舵周波数と位
相との関係を示すグラフ。
9A is a graph showing a relationship between a steering frequency and a gain of a yaw rate filter F of the steering device, and FIG. 9B is a graph showing a relationship between a steering frequency and a phase.

【図10】(a)は同操舵装置の車速の違いによる操舵
周波数とヨーレイトゲインとの関係、(b)は操舵周波
数とヨーレイトの位相との関係を示すグラフ。
10A is a graph showing a relationship between a steering frequency and a yaw rate gain depending on a difference in vehicle speed of the steering device, and FIG. 10B is a graph showing a relationship between the steering frequency and a yaw rate phase.

【図11】(a)は同操舵装置の車速の違いによる操舵
周波数と補助操舵反力トルクのゲインとの関係、(b)
は操舵周波数と補助操舵反力トルクの位相車速の違いに
よるとの関係を示すグラフ。
11A is a diagram showing a relationship between a steering frequency and a gain of an auxiliary steering reaction torque due to a difference in vehicle speed of the steering device, and FIG.
Is a graph showing the relationship between the steering frequency and the auxiliary steering reaction torque due to the difference in the phase vehicle speed.

【図12】(a)は、従来の電動式補助操舵力発生装置
を有する操舵装置の車速の違いによる操舵周波数とヨー
レートゲインとの関係、(b)は操舵周波数とヨーレー
トの位相との関係を示すグラフ。
FIG. 12 (a) shows a relationship between a steering frequency and a yaw rate gain due to a difference in vehicle speed of a conventional steering device having an electric assisted steering force generator, and FIG. 12 (b) shows a relationship between the steering frequency and a phase of a yaw rate. The graph shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステアリングホイール 2 ステアリングシャフト 3 連結軸 4 ピニオン 5 タイロッド 6 前輪 8 ラック軸 9 電動機 11 操舵角速度センサ 12 トルクセンサ 15 ヨーレイトセンサ 16 車速センサ 17 操舵制御ユニット 17a 補助操舵トルク決定手段 17b 補助反力決定手段 17c 目標電流決定手段 17d 出力電流制御手段 19 駆動回路 20 車両 21 直進走行ライン Reference Signs List 1 steering wheel 2 steering shaft 3 connecting shaft 4 pinion 5 tie rod 6 front wheel 8 rack shaft 9 electric motor 11 steering angular velocity sensor 12 torque sensor 15 yaw rate sensor 16 vehicle speed sensor 17 steering control unit 17a auxiliary steering torque determining means 17b auxiliary reaction force determining means 17c Target current determination means 17d Output current control means 19 Drive circuit 20 Vehicle 21 Straight running line

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 137:00 (72)発明者 川越 浩行 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B62D 137: 00 (72) Inventor Hiroyuki Kawagoe 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の操向車輪を手動により転舵する
ための手動操舵手段と、該手動操舵手段に加えられた操
舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トル
ク検出手段の検出値に基づいて補助操舵トルクを決定す
る補助操舵トルク決定手段と、前記車両の挙動を検出す
る車両挙動検出手段と、前記車両挙動検出手段によって
検出された検出値に基づいて補助反力トルクを決定する
補助反力トルク決定手段と、前記操向車輪に補助トルク
を加えるための電動機と、前記補助操舵トルク決定手段
により決定された補助操舵トルク値に前記補助反力トル
ク決定手段により決定された補助反力トルク値を加えた
補助トルク値をもって前記電動機を制御する制御手段と
を有する車両用操舵装置に於いて、 前記車両挙動検出手段によって検出された検出値に車速
に応じた特性補償をする特性補償器を有し、 前記補助反力トルク決定手段が、前記特性補償器により
特性補償された検出値に基づき補助反力トルクを決定す
るようになっていることを特徴とする車両用操舵装置。
1. A manual steering device for manually turning a steered wheel of a vehicle, a steering torque detecting device for detecting a steering torque applied to the manual steering device, and a detection value of the steering torque detecting device. Auxiliary steering torque determining means for determining an auxiliary steering torque based on a vehicle behavior detecting means for detecting a behavior of the vehicle, and determining an auxiliary reaction torque based on a detection value detected by the vehicle behavior detecting means. An auxiliary reaction torque determining means, an electric motor for applying an auxiliary torque to the steered wheels, and an auxiliary reaction torque determined by the auxiliary reaction torque determining means to an auxiliary steering torque value determined by the auxiliary steering torque determining means. And a control means for controlling the electric motor with an auxiliary torque value obtained by adding the force torque value. A characteristic compensator for performing characteristic compensation according to the detected value according to the vehicle speed, wherein the auxiliary reaction torque determining means determines the auxiliary reaction torque based on the detection value characteristic-compensated by the characteristic compensator. A steering device for a vehicle, comprising:
【請求項2】 前記車両挙動検出手段によって検出さ
れる車両挙動がヨーレイトを含むことを特徴とする請求
項1に記載の車両用操舵装置。
2. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the vehicle behavior detected by the vehicle behavior detection means includes a yaw rate.
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