JPH1148999A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JPH1148999A JPH1148999A JP20774997A JP20774997A JPH1148999A JP H1148999 A JPH1148999 A JP H1148999A JP 20774997 A JP20774997 A JP 20774997A JP 20774997 A JP20774997 A JP 20774997A JP H1148999 A JPH1148999 A JP H1148999A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動パワーステアリングにおいて、旋回走行
中の車両の挙動に応じた操舵力の制御を行うための手段
を低廉化する。 【解決手段】 路面摩擦係数μと舵角とに基づいて規範
操舵力を算出する規範操舵力算出手段４ａと、その規範
操舵力と操舵力との偏差に基づいて付加反力を算出する
付加反力トルク算出手段４ｂとにより付加反力トルク設
定手段４を構成し、その付加反力トルク指令値ＴＣを補
助操舵トルク指令値に加算した値に基づいて、パワース
テアリング装置の電動機の出力制御を行う制御信号を演
算する。 【効果】 動操舵力に対する反力付与制御を、高価な横
Ｇセンサを用いることなく実現でき、路面状況に応じた
最適な操舵力制御を実行し得る高機能な電動パワーステ
アリング装置を低廉化することができる。
中の車両の挙動に応じた操舵力の制御を行うための手段
を低廉化する。 【解決手段】 路面摩擦係数μと舵角とに基づいて規範
操舵力を算出する規範操舵力算出手段４ａと、その規範
操舵力と操舵力との偏差に基づいて付加反力を算出する
付加反力トルク算出手段４ｂとにより付加反力トルク設
定手段４を構成し、その付加反力トルク指令値ＴＣを補
助操舵トルク指令値に加算した値に基づいて、パワース
テアリング装置の電動機の出力制御を行う制御信号を演
算する。 【効果】 動操舵力に対する反力付与制御を、高価な横
Ｇセンサを用いることなく実現でき、路面状況に応じた
最適な操舵力制御を実行し得る高機能な電動パワーステ
アリング装置を低廉化することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操向車輪に
舵角を与える操舵系に対し、電動機による補助操舵力を
付加することによって操舵力を軽減するようにしてなる
電動パワーステアリング装置に関するものである。
舵角を与える操舵系に対し、電動機による補助操舵力を
付加することによって操舵力を軽減するようにしてなる
電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステアリングホイールに与える操舵角を
操向車輪の転舵角に変換する操舵系にモータを設け、路
面反力に対抗する操舵補助力をモータに発生させること
で運転者の操舵力を軽減するようにした電動パワーステ
アリング装置が知られている。そのような電動パワース
テアリング装置において、ステアリングホイールに与え
る操舵角を操向車輪の転舵角に変換する操舵系に電動機
を設け、旋回走行中の路面μに対応する限界に近い旋回
状態（横Ｇ）になったとき、パワーステアリングの操舵
力を変更して運転者に旋回状態の限界が近付いたことを
気付かせるようにした電動パワーステアリング装置があ
る（特開平４−２３０４７２号公報等参照）。
操向車輪の転舵角に変換する操舵系にモータを設け、路
面反力に対抗する操舵補助力をモータに発生させること
で運転者の操舵力を軽減するようにした電動パワーステ
アリング装置が知られている。そのような電動パワース
テアリング装置において、ステアリングホイールに与え
る操舵角を操向車輪の転舵角に変換する操舵系に電動機
を設け、旋回走行中の路面μに対応する限界に近い旋回
状態（横Ｇ）になったとき、パワーステアリングの操舵
力を変更して運転者に旋回状態の限界が近付いたことを
気付かせるようにした電動パワーステアリング装置があ
る（特開平４−２３０４７２号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
技術においては、旋回走行中の限界に近い旋回状態を横
Ｇで判断しているため横Ｇセンサを用いているが、横Ｇ
センサは高価であるという問題があった。
技術においては、旋回走行中の限界に近い旋回状態を横
Ｇで判断しているため横Ｇセンサを用いているが、横Ｇ
センサは高価であるという問題があった。
【０００４】本発明は、上記従来技術における問題点を
解消するべく、旋回走行中の車両の挙動に応じた操舵力
の制御を行うための手段を低廉化し得る電動パワーステ
アリング装置を提供することを目的に案出されたもので
ある。
解消するべく、旋回走行中の車両の挙動に応じた操舵力
の制御を行うための手段を低廉化し得る電動パワーステ
アリング装置を提供することを目的に案出されたもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、車両の操向車輪に舵角を与
える操舵系に操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に
作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少な
くとも前記操舵力検出手段からの信号に基づいて前記電
動機を駆動する制御信号を発生する制御手段とを有する
電動パワーステアリング装置であって、路面状態及び前
記舵角によって定められた規範操舵力と前記操舵力検出
手段により検出された実操舵力との偏差を算出し、該偏
差の増大に応じて増加する反力制御値を前記制御信号に
付加する補正手段を有するものとした。
ために、本発明においては、車両の操向車輪に舵角を与
える操舵系に操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に
作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少な
くとも前記操舵力検出手段からの信号に基づいて前記電
動機を駆動する制御信号を発生する制御手段とを有する
電動パワーステアリング装置であって、路面状態及び前
記舵角によって定められた規範操舵力と前記操舵力検出
手段により検出された実操舵力との偏差を算出し、該偏
差の増大に応じて増加する反力制御値を前記制御信号に
付加する補正手段を有するものとした。
【０００６】このように、旋回走行中の限界を判断し得
る横Ｇに相当する検出を、路面状態（路面摩擦係数）及
び舵角により定めた規範操舵力と、実操舵力との偏差を
算出し、その偏差に応じた付加反力をもって電動機駆動
制御信号を補正することにより、横Ｇセンサを用いるこ
となく、旋回走行時の操縦安定性を向上する制御を行い
得る。
る横Ｇに相当する検出を、路面状態（路面摩擦係数）及
び舵角により定めた規範操舵力と、実操舵力との偏差を
算出し、その偏差に応じた付加反力をもって電動機駆動
制御信号を補正することにより、横Ｇセンサを用いるこ
となく、旋回走行時の操縦安定性を向上する制御を行い
得る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明の構成を詳細に説明する。
明の構成を詳細に説明する。
【０００８】図１は、本発明に基づく電動パワーステア
リング装置の操舵力制御装置の構成を示している。本制
御装置には、ステアリングホイールに作用する操舵トル
クＴＳと車速Ｖとに基づいて補助操舵トルク指令値ＴＡ
を設定する補助操舵トルク設定手段１が設けられている
と共に、操舵系に作用する手動操舵力を検出するべく設
けられた図示されない操舵力検出手段により求めた実操
舵力と、舵角演算手段２にて演算した前輪舵角と、路面
μ演算手段３にて演算した路面摩擦係数μとに基づいて
付加反力トルク指令値ＴＣを設定する付加反力トルク設
定手段４が設けられている。
リング装置の操舵力制御装置の構成を示している。本制
御装置には、ステアリングホイールに作用する操舵トル
クＴＳと車速Ｖとに基づいて補助操舵トルク指令値ＴＡ
を設定する補助操舵トルク設定手段１が設けられている
と共に、操舵系に作用する手動操舵力を検出するべく設
けられた図示されない操舵力検出手段により求めた実操
舵力と、舵角演算手段２にて演算した前輪舵角と、路面
μ演算手段３にて演算した路面摩擦係数μとに基づいて
付加反力トルク指令値ＴＣを設定する付加反力トルク設
定手段４が設けられている。
【０００９】さらに、補助トルク発生用電動機Ｍの出力
を制御する電動機駆動制御手段５が設けられており、上
記した補助操舵トルク指令値ＴＡに付加反力トルク指令
値ＴＣを加算した制御基準値ＴＭを電動機駆動制御手段
５に入力し、電動機駆動制御手段５にて、通常のパワー
ステアリング装置の電動機Ｍの出力制御を行う制御信号
ＩＭを演算するようになっている。
を制御する電動機駆動制御手段５が設けられており、上
記した補助操舵トルク指令値ＴＡに付加反力トルク指令
値ＴＣを加算した制御基準値ＴＭを電動機駆動制御手段
５に入力し、電動機駆動制御手段５にて、通常のパワー
ステアリング装置の電動機Ｍの出力制御を行う制御信号
ＩＭを演算するようになっている。
【００１０】なお、上記補助操舵トルク設定手段１で算
出する補助操舵トルク指令値ＴＡは、車速Ｖが増大する
に連れて減少するようになっている。
出する補助操舵トルク指令値ＴＡは、車速Ｖが増大する
に連れて減少するようになっている。
【００１１】上記付加反力トルク設定手段４にあって
は、図２に示されるように、路面摩擦係数μと舵角とに
基づいて規範操舵力を算出する規範操舵力算出手段４ａ
と、その算出された規範操舵力と実操舵力との操舵力偏
差に基づいて付加反力トルク指令値ＴＣを求めるための
付加反力トルク算出手段４ｂとが設けられている。
は、図２に示されるように、路面摩擦係数μと舵角とに
基づいて規範操舵力を算出する規範操舵力算出手段４ａ
と、その算出された規範操舵力と実操舵力との操舵力偏
差に基づいて付加反力トルク指令値ＴＣを求めるための
付加反力トルク算出手段４ｂとが設けられている。
【００１２】ここで、上記路面摩擦係数μを求める例を
以下に示す。
以下に示す。
【００１３】路面摩擦係数μは、タイヤのコーナリング
パワーＣｐとの間に、ＦＩＡＬＡの式（第２項まで）か
ら、以下のように表される関係がある。 Ｃｐ＝Ｋ（１−０．０１６６Ｋ／μＷ） 但し、Ｋ：コーナリングスティフネス μ：路面摩擦係数 Ｗ：接地荷重
パワーＣｐとの間に、ＦＩＡＬＡの式（第２項まで）か
ら、以下のように表される関係がある。 Ｃｐ＝Ｋ（１−０．０１６６Ｋ／μＷ） 但し、Ｋ：コーナリングスティフネス μ：路面摩擦係数 Ｗ：接地荷重
【００１４】したがって、タイヤのコーナリングパワー
Ｃｐは、図３に示すように、路面摩擦係数μが低いほど
減少するので、ラック／ピニオン式操舵装置の場合、同
一舵角でのラック軸力Ｆｒは、路面摩擦係数μの低下に
応じて小さくなる。従って路面摩擦係数μは、前輪舵角
δに対する実ラック軸反力Ｆｒｃと、車両の設計値や実
験による計測値の同定結果に基づいて内部モデルとして
予め設定された基準ラック軸反力Ｆｒｍとを比較すれば
推定できる。
Ｃｐは、図３に示すように、路面摩擦係数μが低いほど
減少するので、ラック／ピニオン式操舵装置の場合、同
一舵角でのラック軸力Ｆｒは、路面摩擦係数μの低下に
応じて小さくなる。従って路面摩擦係数μは、前輪舵角
δに対する実ラック軸反力Ｆｒｃと、車両の設計値や実
験による計測値の同定結果に基づいて内部モデルとして
予め設定された基準ラック軸反力Ｆｒｍとを比較すれば
推定できる。
【００１５】即ち、路面摩擦係数μが低いほどタイヤの
コーナリングパワーＣｐが減少する（図３参照）ので、
ラック／ピニオン式の操舵装置の場合、同一舵角での路
面から受けるラック軸反力は、路面摩擦係数μの低下に
応じて小さくなる。従って、前輪舵角並びにラック軸反
力を実測し、前輪舵角に対する実ラック軸反力と、予め
内部モデルとして設定された基準ラック軸反力とを比較
すれば、路面摩擦係数μを推定することができる。
コーナリングパワーＣｐが減少する（図３参照）ので、
ラック／ピニオン式の操舵装置の場合、同一舵角での路
面から受けるラック軸反力は、路面摩擦係数μの低下に
応じて小さくなる。従って、前輪舵角並びにラック軸反
力を実測し、前輪舵角に対する実ラック軸反力と、予め
内部モデルとして設定された基準ラック軸反力とを比較
すれば、路面摩擦係数μを推定することができる。
【００１６】次に、実ラック軸反力Ｆｒｃの比較基準と
なる内部モデルは、以下のようにして設定する。
なる内部モデルは、以下のようにして設定する。
【００１７】図４に示すように、ステアリングホイール
から入力された舵角θｓは、ピニオンとの伝達比Ｎｐを
介してラック軸のストローク量に変換される。このラッ
ク軸のストローク量に応じて前輪横すべり角βが生ず
る。ここでラック軸のストローク量に対する前輪横すべ
り角βの伝達関数Ｇβ（ｓ）は、路面摩擦係数μの変化
に伴うスタビリティファクタの変化によって変化する。
から入力された舵角θｓは、ピニオンとの伝達比Ｎｐを
介してラック軸のストローク量に変換される。このラッ
ク軸のストローク量に応じて前輪横すべり角βが生ず
る。ここでラック軸のストローク量に対する前輪横すべ
り角βの伝達関数Ｇβ（ｓ）は、路面摩擦係数μの変化
に伴うスタビリティファクタの変化によって変化する。
【００１８】前輪横すべり角βにコーナリングパワーＣ
ｐとトレールζ（キャスタトレール＋ニューマチックト
レール）とをかけることにより、キングピン回りのモー
メントが得られる。ここでコーナリングパワーＣｐ及び
ニューマチックトレールは、路面摩擦係数μおよび接地
荷重Ｗによって変化する。
ｐとトレールζ（キャスタトレール＋ニューマチックト
レール）とをかけることにより、キングピン回りのモー
メントが得られる。ここでコーナリングパワーＣｐ及び
ニューマチックトレールは、路面摩擦係数μおよび接地
荷重Ｗによって変化する。
【００１９】キングピン回りのモーメントを、タイヤ回
転中心とラック軸中心間距離、即ちナックルアーム長ｒ
ｋで割ることで、モデルラック軸反力Ｆｒｍが得られ
る。
転中心とラック軸中心間距離、即ちナックルアーム長ｒ
ｋで割ることで、モデルラック軸反力Ｆｒｍが得られ
る。
【００２０】以上から、ステアリングホイール舵角θｓ
に対するモデルラック軸反力Ｆｒｍの応答は、各諸元に
基づく計算結果、或いは実車計測値からの同定結果から
導き出した１つの伝達関数Ｇｆ（ｓ）をもって置換可能
であることが分かる。
に対するモデルラック軸反力Ｆｒｍの応答は、各諸元に
基づく計算結果、或いは実車計測値からの同定結果から
導き出した１つの伝達関数Ｇｆ（ｓ）をもって置換可能
であることが分かる。
【００２１】上記のようにして求めた実ラック軸反力値
Ｆｒｃおよびモデルラック軸反力値Ｆｒｍから、ステア
リングホイール舵角θｓの増加に対する実並びにモデル
ラック軸反力の増加率を求め（図５参照）、車両の応答
が線形に近似した舵角範囲内に於いて、実ラック軸反力
増加率ΔＦｒｃ／Δθｓと、モデルラック軸反力増加率
ΔＦｒｍ／Δθｓとの比ΔＦｒｃ／ΔＦｒｍから、予め
設定された路面摩擦係数判定マップ（図６）を参照して
路面摩擦係数μを推定することができる。
Ｆｒｃおよびモデルラック軸反力値Ｆｒｍから、ステア
リングホイール舵角θｓの増加に対する実並びにモデル
ラック軸反力の増加率を求め（図５参照）、車両の応答
が線形に近似した舵角範囲内に於いて、実ラック軸反力
増加率ΔＦｒｃ／Δθｓと、モデルラック軸反力増加率
ΔＦｒｍ／Δθｓとの比ΔＦｒｃ／ΔＦｒｍから、予め
設定された路面摩擦係数判定マップ（図６）を参照して
路面摩擦係数μを推定することができる。
【００２２】このようにして求めた路面摩擦係数μとス
テアリングホイール舵角θｓとに基づいて、前記した図
２に示されるように、規範操舵力算出手段４ａにて規範
操舵力を算出し、その規範操舵力と実操舵力との偏差
（操舵力偏差）を算出する。その操舵力偏差に基づい
て、付加反力トルク算出手段４ｂにより付加反力トルク
値を算出する。なお、この付加反力トルク算出手段４ｂ
により算出される付加反力トルク値は、図２に示される
ように操舵力偏差の増大に応じて、増加率が大きくなっ
て増加するようになっている。したがって、偏差が大き
いほど、制御値に付加する反力トルク値が大きくなる。
テアリングホイール舵角θｓとに基づいて、前記した図
２に示されるように、規範操舵力算出手段４ａにて規範
操舵力を算出し、その規範操舵力と実操舵力との偏差
（操舵力偏差）を算出する。その操舵力偏差に基づい
て、付加反力トルク算出手段４ｂにより付加反力トルク
値を算出する。なお、この付加反力トルク算出手段４ｂ
により算出される付加反力トルク値は、図２に示される
ように操舵力偏差の増大に応じて、増加率が大きくなっ
て増加するようになっている。したがって、偏差が大き
いほど、制御値に付加する反力トルク値が大きくなる。
【００２３】そして、補助操舵トルク設定手段１で求め
た補助操舵トルク指令値ＴＡと、付加反力トルク設定手
段４で求めた付加反力トルク指令値ＴＣとの偏差からな
る制御信号基準値ＴＭを求め、その制御信号基準値ＴＭ
に基づいてモータＭを駆動する制御信号ＩＭを電動機駆
動制御手段５から発生する。これにより、路面状況に応
じて車両特性が限界に至る以前に操舵力を重くするなど
して運転者に知らしめ、かつ操舵力の制御範囲を拡大す
ることにより、運転者の意図しない過大な舵角で転舵さ
れることを防止し得る最適な補助操舵トルクが発生する
ように、電動機が駆動される。
た補助操舵トルク指令値ＴＡと、付加反力トルク設定手
段４で求めた付加反力トルク指令値ＴＣとの偏差からな
る制御信号基準値ＴＭを求め、その制御信号基準値ＴＭ
に基づいてモータＭを駆動する制御信号ＩＭを電動機駆
動制御手段５から発生する。これにより、路面状況に応
じて車両特性が限界に至る以前に操舵力を重くするなど
して運転者に知らしめ、かつ操舵力の制御範囲を拡大す
ることにより、運転者の意図しない過大な舵角で転舵さ
れることを防止し得る最適な補助操舵トルクが発生する
ように、電動機が駆動される。
【００２４】このように、旋回中の限界を知るために従
来例で示した横Ｇセンサによる横Ｇを用いることなく、
規範操舵力と実操舵力との偏差から補助制御量を設定す
ることで制御が可能である。
来例で示した横Ｇセンサによる横Ｇを用いることなく、
規範操舵力と実操舵力との偏差から補助制御量を設定す
ることで制御が可能である。
【００２５】
【発明の効果】このように本発明によれば、手動操舵力
に対する反力付与制御を、高価な横Ｇセンサを用いるこ
となく実現でき、路面状況に応じた最適な操舵力制御を
実行し、操縦安定性を高め、運転者の負担を軽減する上
に多大な効果を奏すると共に、そのような制御を行い得
る高機能な電動パワーステアリング装置を低廉化するこ
とができる。
に対する反力付与制御を、高価な横Ｇセンサを用いるこ
となく実現でき、路面状況に応じた最適な操舵力制御を
実行し、操縦安定性を高め、運転者の負担を軽減する上
に多大な効果を奏すると共に、そのような制御を行い得
る高機能な電動パワーステアリング装置を低廉化するこ
とができる。
【図１】本発明によるパワーステアリング装置の制御系
の概略構成図。
の概略構成図。
【図２】本発明に基づく付加反力トルク設定手段４の説
明図。
明図。
【図３】コーナリングパワーと路面摩擦係数との関係線
図。
図。
【図４】内部モデルの設定に関わるフロー図。
【図５】舵角量に対する車両状態量の増加線図。
【図６】路面摩擦係数の判定マップ。
１ 補助操舵トルク設定手段 ２ 舵角演算手段 ３ 路面μ演算手段 ４ 付加反力トルク設定手段 ４ａ 規範操舵力算出手段 ４ｂ 付加反力トルク算出手段 ５ 電動機駆動制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】 車両の操向車輪に舵角を与える操舵系に
操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に作用する手動
操舵力を検出する操舵力検出手段と、少なくとも前記操
舵力検出手段からの信号に基づいて前記電動機を駆動す
る制御信号を発生する制御手段とを有する電動パワース
テアリング装置であって、 路面状態及び前記舵角によって定められた規範操舵力と
前記操舵力検出手段により検出された実操舵力との偏差
を算出し、該偏差の増大に応じて増加する反力制御値を
前記制御信号に付加する補正手段を有することを特徴と
する電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20774997A JP3676542B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20774997A JP3676542B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1148999A true JPH1148999A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3676542B2 JP3676542B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=16544916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20774997A Expired - Fee Related JP3676542B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3676542B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002104222A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 操舵装置および操舵トルク制御方法 |
| JP2002274404A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| US6527079B2 (en) | 2000-03-29 | 2003-03-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Control unit for an electrical-motor-driven power steering apparatus |
| JP2007008292A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Showa Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2007008293A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Showa Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2007253756A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 車両の操舵制御装置 |
| JP5509341B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2014-06-04 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106741544B (zh) * | 2016-12-20 | 2019-04-16 | 北京小米移动软件有限公司 | 车辆助力输出的控制方法及装置 |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20774997A patent/JP3676542B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
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| JP4545054B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2010-09-15 | 株式会社ショーワ | 電動パワーステアリング装置 |
| JP4545055B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2010-09-15 | 株式会社ショーワ | 電動パワーステアリング装置 |
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