JPS62168760A - Steering reaction controller - Google Patents

Steering reaction controller

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JPS62168760A
JPS62168760A JP883486A JP883486A JPS62168760A JP S62168760 A JPS62168760 A JP S62168760A JP 883486 A JP883486 A JP 883486A JP 883486 A JP883486 A JP 883486A JP S62168760 A JPS62168760 A JP S62168760A
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steering
vehicle model
vehicle
torque
reaction force
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Takeshi Ito
健 伊藤
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide improved controllability by using a vehicle model for deducing vehicle movement to deduce at least a quantity of motional state presented by the vehicle model in steering and adjust steering reaction on the basis of the deduced value. CONSTITUTION:On the basis of a vehicle model 107 modeled mathematically on a vehicle having desired motional performances is provided a deducing means 100 for deducing at least one of quantities of state presented by the vehicle model in steering to determine the desired value Tc of steering reaction of a steering wheel 106 by a determining means 101 on the basis of the deduced quantity M* of state. Also, is provided a deducing means 102 for deducing torque input to a steering system from a road surface by the use of the vehicle model 107 so that a determining means 103 determines the desired value Tps of assist torque from deduced input torque value T*L and said desired value Tc. And a power steering gear 105 is controllably driven by a drive controlling means 104 according to the desired value Tps.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、車両の旋回運動に対応して、ステアリング
ハンドルの操舵反力を制御するようにした操舵反力制御
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a steering reaction force control device that controls a steering reaction force of a steering wheel in response to turning motion of a vehicle.

(従来の技術) 近年の車両は、ステアリング装置にパワーステアリング
装置を搭載するものが多くなってきている。このパワー
ステアリング装置は、運転者によるステアリングハンド
ルの操舵力に油圧式倍力装置等によってアシストトルク
を付加し、操舵を援助するように働く。
(Prior Art) In recent years, more and more vehicles are equipped with a power steering device. This power steering device works to assist steering by adding assist torque using a hydraulic booster or the like to the steering force of a steering wheel by a driver.

また、パワーステアリング装置には、従来の油圧式パワ
ーステアリング装置の他に、例えば、特開昭59−68
264号に示されるような、電動式パワーステアリング
装置も提案されている。
In addition to the conventional hydraulic power steering device, power steering devices include, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-68
An electric power steering device as shown in No. 264 has also been proposed.

この電動式パワーステアリング装置は、第6図に示すよ
うな構成になっている。
This electric power steering device has a configuration as shown in FIG.

ステアリングハンドル1には、第1のステアリングシャ
フト2が接続されており、この第1のステアリングシャ
フト2は、第1のユニバーサルジヨイント4を介して第
2のステアリングシャフト5に接続されている。
A first steering shaft 2 is connected to the steering handle 1, and the first steering shaft 2 is connected to a second steering shaft 5 via a first universal joint 4.

第2のステアリングシャフト5には、減速機9を介して
直流サーボモータDMが装着されている。
A DC servo motor DM is attached to the second steering shaft 5 via a reduction gear 9.

また、第2のステアリングシャフト5には、ステアリン
グハンドルlに加わるトルク(以下「)・ンドル操舵ト
ルク」と言5 ) 1’oを検出する操舵トルクセンサ
8が取付けられている。
Further, a steering torque sensor 8 is attached to the second steering shaft 5 to detect the torque (hereinafter referred to as "handle steering torque") applied to the steering handle l.

上記第2のステアリングシャフト5には、第2のユニバ
ーサルジヨイント6を介して、第8のステアリングシャ
フト7が接続されている。この第8のステアリングシャ
フト7の先端は、ラック・ビニオン式のギヤボックス8
に接続されている。
An eighth steering shaft 7 is connected to the second steering shaft 5 via a second universal joint 6. The tip of this eighth steering shaft 7 is connected to a rack-binion type gear box 8.
It is connected to the.

なお、第1のステアリングシャフト2と第2のステアリ
ングシャフト5の傾きrlおよび第2のステアリングシ
ャフト5と第8のステアリングシャフト7の傾きγは等
しく設定されている。
Note that the inclination rl of the first steering shaft 2 and the second steering shaft 5 and the inclination γ of the second steering shaft 5 and the eighth steering shaft 7 are set to be equal.

上記ギヤボックス8は、タイロッド17に接続されてお
り、タイロツド17は車輪12のナックルアーム16に
接続されている。
The gear box 8 is connected to a tie rod 17, which in turn is connected to a knuckle arm 16 of the wheel 12.

そして、コントローラlOは、操舵トルクセンサ8で検
出されるステアリングハンドル1の操舵トルクの検出値
T。を電気信号として入力し、この操舵トルクの検出値
T。に対応したアシストトルクTゆ。を発生させるよ5
に、サーボモータDMの駆動電流工、を制御する。
Then, the controller IO detects the detected value T of the steering torque of the steering wheel 1 detected by the steering torque sensor 8. is input as an electrical signal, and the detected value T of this steering torque is input. Assist torque Tyu corresponding to. will generate 5
Then, the drive current of the servo motor DM is controlled.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のような従来のパワーステアリング
装置においては、主として、運転者にとってのステアリ
ングハンドルの操舵力の負担軽減を目的としているため
、車両の旋回運動情報をステアリングハンドルの操舵反
力から得ている運転者にとって、充分に情報が得られな
いという不満感が生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional power steering device as described above, the main purpose is to reduce the burden of steering force on the steering wheel on the driver, and therefore, information on the turning motion of the vehicle is not used. Drivers who rely on the steering reaction force of the steering wheel feel dissatisfied with the fact that they are not able to obtain sufficient information.

すなわち、一般に運転者は、ステアリングハンドルを操
舵する際に、操舵反力を感じるとともに、ヨーレートや
横加速度等の車両運動状態量の変化を体感し、これらの
感覚に基づいて、運転のしやすさを評価している。
In other words, when a driver turns the steering wheel, he or she generally feels a steering reaction force and also experiences changes in vehicle motion state quantities such as yaw rate and lateral acceleration.Based on these sensations, the driver determines the ease of driving. is being evaluated.

また、運転者は、一般に、中低速域では、車両のヨーレ
ート、高速域では横加速度を重視した運転操作を行って
いる。
Additionally, drivers generally perform driving operations that emphasize the yaw rate of the vehicle in medium and low speed ranges, and the lateral acceleration in high speed ranges.

このように、運転者は、ヨーレートや横加速度等の旋回
運動情報を必要としているにも拘らず、これらの情報は
、運転者口らの感覚に依らざるを得ない状態である。
As described above, although the driver needs turning motion information such as yaw rate and lateral acceleration, this information must be obtained by the driver's senses.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために1本発明は、第1図に示す
手段を備える。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention includes means shown in FIG.

運動状態量推定手段100は、所望の運動性能を備える
車両を数学モデル化した車両モデル107に基づいて、
操舵時に該車両モデルが呈する運動状態量を少なくとも
1つ推定する。
The motion state quantity estimating means 100 is based on a vehicle model 107 that is a mathematical model of a vehicle having desired motion performance.
At least one motion state quantity exhibited by the vehicle model during steering is estimated.

操舵反力目標値決定手段101は、運動状態量推定手段
100で推定された運動状態量の推定値CK基づいて、
ステアリングハンドル106の操舵反力の目標値T0を
決定する。
Based on the estimated value CK of the motion state quantity estimated by the motion state quantity estimation means 100, the steering reaction force target value determining means 101
A target value T0 of the steering reaction force of the steering handle 106 is determined.

路面入力トルク推定手段102は、前記車両モデル10
7を用いて路面からステアリング系に入力されるトルク
を推定する。
The road surface input torque estimating means 102 uses the vehicle model 10.
7 is used to estimate the torque input to the steering system from the road surface.

アシストトルク決定手段10Bは、前記操舵反力の目標
値T。および前記路面入力トルク推定手段102で推定
された路面からステアリング系に入力されるトルクの推
定値TL*から、パワーステアリング装R105による
アシストトルクの目標値Tぢ8を決定する。
The assist torque determining means 10B determines the target value T of the steering reaction force. Then, from the estimated value TL* of the torque input to the steering system from the road surface estimated by the road surface input torque estimating means 102, a target value Tj8 of the assist torque by the power steering system R105 is determined.

駆動制御手段104は、前記アシストトルクの[[Tp
sに従って、パワーステアリング装置105の駆動を制
御する。
The drive control means 104 controls the assist torque [[Tp
The drive of the power steering device 105 is controlled according to s.

(作用) 本発明は、運動状態量推定手段100で推定された運動
状態量の推定値Cに応じて、ステアリングハンドル10
8の操舵反力を調整することKより、前述したような、
ヨーレートや横加速度等の旋回運動情報をステアリング
ハンドル操作系に発生させることが可能となり、操縦性
の向上を図ることが可能になる。
(Operation) According to the present invention, the steering wheel 10 is
To adjust the steering reaction force of 8, as mentioned above,
Turning motion information such as yaw rate and lateral acceleration can be generated in the steering handle operation system, making it possible to improve maneuverability.

また、上記車両モデルを用いて車両の運動状態量を推定
によって求めるようにしたことにより、当該運動状態量
を実測する場合に比べて、安定した誤差の少な℃・運動
状態量を得ることができる。
Additionally, by estimating the amount of motion state of the vehicle using the above vehicle model, it is possible to obtain a stable degree of motion state with less error than when actually measuring the amount of motion state. .

%に1車両の旋回過渡運動時には、前記運動状態量を実
測することが困難なため、本発明のように車両モデルを
用いることは効果的である。
During a transient movement in which the vehicle turns at a rate of 1 in 1%, it is difficult to actually measure the amount of motion state, so it is effective to use a vehicle model as in the present invention.

ところで、操舵反力を調整するには、この操舵反力、す
なわち、ステアリングハンドル106に生じる操舵トル
クT。をトルクセンサで検出し、この操舵トルクの検出
値T。を前記操舵反力目標値T。に一致させるようにパ
ワーステアリング装置105を駆動制御するフィードバ
ックループを構成するサーボ系とすることが、一般的に
考えられる。
By the way, in order to adjust the steering reaction force, this steering reaction force, that is, the steering torque T generated at the steering handle 106 is used. is detected by a torque sensor, and the detected value T of this steering torque. is the steering reaction force target value T. It is generally considered that a servo system constitutes a feedback loop that drives and controls the power steering device 105 so as to match the servo system.

しかし、このようなフィードバックループ制御を行う場
合、上記パワーステアリング族[105とステアリング
系をループ内に含むため、ループが・大きくなるし、ま
た、ステアリング系は、路面摩擦係数μの変化や空力変
化等の外部からの影響を受は易いので、サーボ制御が不
安定になり易い。
However, when performing such feedback loop control, the power steering family [105] and the steering system are included in the loop, so the loop becomes large. The servo control tends to become unstable because it is easily influenced by external factors such as

すなわち、操舵トルクの検出値T。を操舵反力目標値T
0に一致させる際に、検出値T。が目標値T。
That is, the detected value T of the steering torque. Steering reaction force target value T
When matching with 0, the detected value T. is the target value T.

の前後で振動したりすることが考えられる。特に、車両
の運動特性の線形性が失われる限界域付近では、上記の
現象が生じ易い。
It is possible that it vibrates before and after. In particular, the above phenomenon is likely to occur near the limit range where the linearity of the vehicle's motion characteristics is lost.

そこで、本発明は、アシストトルク決定手段10Bと駆
動制御手段104とにより、操舵反力を前記操舵反力目
標値T。とするために必要なアシストトルクを求め、こ
れをアシストトルクの目標値とするとともに、パワース
テアリング装置105を上記アシストトルク目標値Tp
sVc従って制御するようにしている。すなわち、パワ
ーステアリング装置1050発生動力を上記操舵反力目
標値T。
Therefore, in the present invention, the assist torque determining means 10B and the drive control means 104 adjust the steering reaction force to the steering reaction force target value T. The assist torque required to achieve this is determined, and this is set as the assist torque target value, and the power steering device 105 is set to the assist torque target value Tp.
sVc is controlled accordingly. That is, the power generated by the power steering device 1050 is set to the above-mentioned steering reaction force target value T.

に対応して制御するフィードフォワード制御としたこと
で、上述したようなフィードバックループ制御の場合の
ような不都合を解消できる。
By adopting feedforward control that is controlled in accordance with the above, it is possible to eliminate the inconveniences that occur in the case of feedback loop control as described above.

(実施例) 本発明の一実施例の構成を第2図に示す。なお、同図に
おいて、前記第6図に示した従来例と同一構成部分には
、同一符号を付して説明は省略する。
(Embodiment) FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, the same components as those of the conventional example shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

本実施例は、ステアリングハンドルlの操舵反力を、車
両の横加速度αに応じて調整するようKしたものである
In this embodiment, the steering reaction force of the steering wheel l is adjusted in accordance with the lateral acceleration α of the vehicle.

この操舵反力の調整を司るのは、マイクロコンピュータ
あるいは他の電気回路で構成されたコントローラ80で
ある。
A controller 80 composed of a microcomputer or other electric circuit is in charge of adjusting this steering reaction force.

コントローラ80には、第1のステアリングシャフト2
に取付けられた操舵角センサ21で検出されるステアリ
ングハンドルlの操舵角の検出値θ5と、車速センサ2
2で検出される車速の検出値Vが入力されている。
The controller 80 includes a first steering shaft 2
The detected value θ5 of the steering angle of the steering wheel l detected by the steering angle sensor 21 attached to the vehicle speed sensor 2
The detected value V of the vehicle speed detected in step 2 is input.

そして、コントローラ30は、上記の各入力情報θ5.
■に基づいて、所定の演算を行うことで、自軍の横加速
度αに応じた操舵反力を発生させるj二、めに必要なサ
ーボモータDMの駆動電流工、を出力する。
Then, the controller 30 receives each of the above input information θ5.
By performing a predetermined calculation based on (2), the drive current of the servo motor DM necessary for generating a steering reaction force according to the lateral acceleration α of the own force is output.

コントローラ80は、機能的に示すと第8図に示すよう
な構成になっている。
The controller 80 has a functional configuration as shown in FIG. 8.

運動状態量推定部81は、自軍の運動状態をシミュレー
トするための数学モデル(以下「車両モデルJと言う)
を備えており、この車両モデルに、前記操舵角θ8と車
速Vを与えたときに車両モデルが呈する横加速度を推定
する。このとき推定された横加速度の推定値α8は、自
車に実際に発生している横加速度αに相当する値である
The motion state quantity estimation unit 81 uses a mathematical model (hereinafter referred to as "vehicle model J") for simulating the motion state of own troops.
and estimates the lateral acceleration exhibited by the vehicle model when the steering angle θ8 and vehicle speed V are given to the vehicle model. The estimated value α8 of the lateral acceleration estimated at this time is a value corresponding to the lateral acceleration α actually occurring in the host vehicle.

この運動状態量推定部81では、以下の演算によって横
加速度推定値α8を求める。
The motion state quantity estimation unit 81 calculates the estimated lateral acceleration value α8 by the following calculation.

ψ−jdt            ・・・ (1)■
アーS÷y dt       ・・・(2)βF=ず
−(Vy+ LF÷)/V    ・・・ (8)βR
−(vyLR↓)/V      ・・・ (4)OF
 −eKFHβF          −・−(51C
H= KR・βR・・・ (6) ¥−(2LFCF −2LRCR) / I、    
・・・ (7)α”−(20F+2OR)/M    
   ・・・ (8)■ −α −■・÷      
     ・・・ (9)ここで、 鼻:車両モデルのヨーレート v二車内モデルのヨー角加速度 ■ =車両モデルの横方向速度 ※ :車両モデルの横方向並進加速度 LF:車両モデルの前軸と重心間の距離LR:車両モデ
ルの後軸と重心間の距離βF=車両モデルの前輪横すべ
り角 βR二重車両モデル後輪横すべり角 CF:車両モデルの前輪コーナリングフォースCR二車
両モデルの後輪コーナリングフォースeKF二車両モデ
ルの前輪等価コーナリングパワーKR:車両モデルの後
輪コーナリングパワー■7.:車両モデルのヨー慣性 M:車両モデルの車体質量 N=車両モデルのステアリングギア比 である。
ψ−jdt... (1)■
A S ÷ y dt ... (2) βF = Z - (Vy + LF ÷) / V ... (8) βR
−(vyLR↓)/V... (4) OF
-eKFHβF -・-(51C
H= KR・βR... (6) ¥-(2LFCF -2LRCR) / I,
... (7) α”-(20F+2OR)/M
... (8)■ −α −■・÷
... (9) Here, Nose: Yaw rate of the vehicle model v2 Yaw angular acceleration of the interior model ■ = Lateral velocity of the vehicle model * : Lateral translational acceleration of the vehicle model LF: Between the front axis and center of gravity of the vehicle model Distance LR: Distance between the rear axle of the vehicle model and the center of gravity βF = Front wheel sideslip angle βR of the vehicle model Double sideways slip angle of the vehicle model CF: Front wheel cornering force of the vehicle model CR2 Rear wheel cornering force of the vehicle model eKF2 Vehicle model front wheel equivalent cornering power KR: Vehicle model rear wheel cornering power ■7. : Yaw inertia M of the vehicle model: Body mass N of the vehicle model = Steering gear ratio of the vehicle model.

また、この運動状態量推定部81では、アシストトルク
決定部88へ与える前輪コーナリングフォース推定値C
F*を求める。これは、前記式(7)。
In addition, this motion state amount estimating section 81 also outputs a front wheel cornering force estimated value C to be given to the assist torque determining section 88.
Find F*. This is the formula (7) above.

(8)から後輪コーナリングフォースCRを消去するこ
とで求められる。すなわち、 Cy *−丁L  (’ LRa ” 十I z ’?
 )       ’ ” ”  (10)但し、Lは
車両モデルのホイールベースであり、L = Ly +
LHである。
It is obtained by eliminating the rear wheel cornering force CR from (8). That is, Cy * - Ding L (' LRa '' ten I z '?
) ''' (10) However, L is the wheelbase of the vehicle model, and L = Ly +
It is LH.

こうして求められた横加速度推定値α8は、操舵反力目
標値決定部82へ与えられる。この操舵反力目標値決定
部82は、与えられた横加速度α8に、予め設定された
比例定数Kを乗じて、この値を操舵反力目標値T。とす
る。すなわち、T  −にα9           
・・・ (11)である。この比例定数には、予め実験
や計算によって、横加速度と操舵反力との相関が最も適
正となるような値を求めて、この値を上記コントローラ
80内に設定したものである。
The estimated lateral acceleration value α8 thus obtained is provided to the steering reaction force target value determination unit 82. The steering reaction force target value determination unit 82 multiplies the given lateral acceleration α8 by a preset proportionality constant K, and sets this value as the steering reaction force target value T. shall be. That is, α9 to T −
... (11). For this proportionality constant, a value that provides the most appropriate correlation between the lateral acceleration and the steering reaction force is determined in advance through experiments and calculations, and this value is set in the controller 80.

アシストトルク決定部88は、上記操舵反力目標値T。The assist torque determination unit 88 determines the steering reaction force target value T.

と、前記前輪コーナリングフォース推定値CF  とか
ら、アシストトルク目標値Tpsを求める。このアシス
トトルク目標値T、8は、次の演算式によって算出され
る。
The assist torque target value Tps is determined from the front wheel cornering force estimated value CF and the front wheel cornering force estimated value CF. This assist torque target value T,8 is calculated by the following arithmetic expression.

ここで、2ξCiは、路面からステアリング系に入力さ
れるトルク(以下「路面入力トルクTI、 Jとする)
であり、実測が困難なため、上記前輪コーナリングフォ
ース推定値CF  と車両諸元とから求める。すなわち
、上記車両モデルを用いて路面人力トルクT、を推定す
ることになる。
Here, 2ξCi is the torque input to the steering system from the road surface (hereinafter referred to as "road surface input torque TI, J")
Since it is difficult to actually measure it, it is determined from the estimated front wheel cornering force CF and the vehicle specifications. That is, the road surface human torque T is estimated using the vehicle model.

今、第4図に示すようなステアリング系のモデルを用い
て、ステアリング系のトルクのつり合一・を考えてみる
と、 T+T  =−TR・・・ (18) CpS  N TR= 2ξCF*          ・・・ (1
4)ここで、では、コラム系のねじれトルク、TRはラ
ック系のねじれトルク、ξはトレールである。
Now, using the steering system model shown in Fig. 4 and considering the balance and unity of the steering system torque, we get: T+T = -TR... (18) CpS N TR = 2ξCF*...・ (1
4) Here, is the torsional torque of the column system, TR is the torsional torque of the rack system, and ξ is the trail.

従って、(14)式を(18)式に代入すれば、前記(
12)式が得られる。
Therefore, by substituting equation (14) into equation (18), the above (
12) Equation is obtained.

こうして決定されたアシストトルク目標値下s は、モータ制御部84へ入力されて、所定のゲインに工
で増幅されて電流目標値工、となり、さらに電流コント
ローラ85で、サーボモータDMの駆動電流工、に変換
される。駆動電流工っは、前記アシストトルク目標値T
psに等しいアシストトルクTpsを発生するのに必要
な電流値に制御される。
The assist torque target value lower s determined in this way is input to the motor control unit 84 and mechanically amplified to a predetermined gain to become the current target value. , is converted to The drive current is the assist torque target value T.
The current value is controlled to a value necessary to generate assist torque Tps equal to ps.

なお、上記運動状態量推定部81と操舵反力目標値決定
部82およびアシストトルク決定部8Bを、マイクロコ
ンピュータを用いた演算回路で構成することも可能であ
り、この場合には、第5図に示すようなフローチャート
に従って上述の演算を行う。
Note that it is also possible to configure the motion state amount estimating section 81, the steering reaction force target value determining section 82, and the assist torque determining section 8B with an arithmetic circuit using a microcomputer. The above calculation is performed according to the flowchart shown in FIG.

ステップ42では、上−記運動状態量推定部81で行わ
れる演算を実行し、ステップ48では、上記操舵反力目
標値決定部82で行われる演算を実行し、そして、ステ
ップ44では、上記アシストトルク決定部88で行われ
る演算を実行する。
In step 42, the calculation performed by the motion state quantity estimating section 81 is executed, in step 48, the calculation performed by the steering reaction force target value determination section 82 is executed, and in step 44, the calculation performed by the above-mentioned steering reaction force target value determination section 82 is executed. The calculation performed by the torque determination unit 88 is executed.

なお、上記実施例では、本発明を電動式パワーステアリ
ング搭載車に適用した例を示したが、この他に、油圧式
パワーステアリング搭載車にも同様に適用できる。
In the above embodiment, the present invention is applied to a vehicle equipped with an electric power steering, but the present invention can also be applied to a vehicle equipped with a hydraulic power steering.

また、上記実施例では、操舵反力を、車両モデルを用い
て求めた横加速度の推定値α に対応して調整する例を
示したが、本発明は、これに限らず、他の運動状態量、
例えば、ヨーレートや横方向速度等を車両モデルを用い
て推定し、この推定値に対応して操舵反力を調整するこ
ともできる。
Further, in the above embodiment, an example was shown in which the steering reaction force is adjusted in accordance with the estimated value α of the lateral acceleration obtained using the vehicle model, but the present invention is not limited to this, and can be applied to other motion states. amount,
For example, the yaw rate, lateral speed, etc. can be estimated using a vehicle model, and the steering reaction force can be adjusted in accordance with the estimated values.

さらに、一つの運動状態量に操舵反力を対応させるのみ
でなく、2以上の運動状態量の推定値に対応させて操舵
反力を調整することもできる。この場合、2以上求めら
れた運動状態量の推定値に対して、重み付けを課して、
操舵反力との対応付けを特に重視すべき運動状態量の推
定値の重みを大きくすることも可能である。
Furthermore, the steering reaction force can be adjusted not only by making it correspond to one motion state quantity, but also by making it correspond to the estimated value of two or more motion state quantities. In this case, weighting is applied to the estimated values of the motion state quantity obtained by 2 or more,
It is also possible to increase the weight of the estimated value of the motion state quantity, in which the association with the steering reaction force should be particularly emphasized.

また、本発明を、本願出願人が先に特願昭60−505
58号で提案している車両運動状態量推定装置と組合わ
せて、前記車両モデルの運動特性を、実際の運動状態量
の検°出値をフィードバックすることで、実際の車両運
動特性と一致させるように、逐次補正することも可能で
ある。
Furthermore, the present invention was previously disclosed in Japanese Patent Application No. 60-505 by the applicant.
In combination with the vehicle motion state amount estimation device proposed in No. 58, the motion characteristics of the vehicle model are made to match the actual vehicle motion characteristics by feeding back the detected value of the actual motion state amount. It is also possible to perform corrections sequentially.

このようにすれば、運動状態量の変化と操舵反力との対
応を、より精度良く制御することが可能になる。
In this way, it becomes possible to control the correspondence between the change in the amount of motion state and the steering reaction force with higher accuracy.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、車両運動を推定
する車両モデルを用いて、操舵時に該車両モデルが呈す
る運動状態量を少なくとも1つ推定するとともに、この
運動状態量の推定値に対応してステアリングハンドルの
操舵反力を調整するようにしたことくよって、ヨーレー
トや横加速度等の旋回運動情報をステアリングハンドル
操作系に発生させることが可能となり、操縦性を向上さ
せることが可能になる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the present invention uses a vehicle model that estimates vehicle motion to estimate at least one motion state quantity that the vehicle model exhibits during steering, and also estimates this motion state quantity. By adjusting the steering reaction force of the steering wheel in accordance with the estimated value of , it is possible to generate turning motion information such as yaw rate and lateral acceleration to the steering wheel operation system, improving maneuverability. becomes possible.

また、上記車両モデルを用いて車両の運動状態量を推定
によって求めるようにしたことで、当該運動状態量を実
測する場合に比べて、安定した誤差の少ない運動状態量
を得ることができる。特に、車両の旋回過渡運動時には
、前記運動状態量を実測することが困難なため、本発明
のように車両モデルを用いることは効果的である。
Further, by estimating the amount of motion state of the vehicle using the vehicle model, it is possible to obtain a stable amount of motion state with fewer errors than when actually measuring the amount of motion state. In particular, when the vehicle is in a transient turning motion, it is difficult to actually measure the amount of motion state, so it is effective to use a vehicle model as in the present invention.

さらに、本発明は、上記操舵反力目標値を実現するため
に、上記車両モデルを用いて路面からステアリング系に
入力されるトルクを推定し、この推定値を用いて、上記
操舵反力目標値からアシストトルクの目標値を求め、こ
のアシストトルク目標値に従ってパワーステアリング装
置の発生動力を制御するフィードフォワード制御とした
ことによって、不安定要素の多いステアリング系の制御
を、フィードバック制御する場合に比べて、より安定し
て制御することができる。
Furthermore, the present invention estimates the torque input to the steering system from the road surface using the vehicle model, and uses this estimated value to realize the steering reaction force target value. By using feedforward control, which calculates the assist torque target value from , and controls the power generated by the power steering system according to this assist torque target value, the steering system, which has many unstable elements, can be controlled more easily than by feedback control. , can be controlled more stably.

また、フィードバック制御を行う場合に、実際の操舵ト
ルクを検出してフィードバックするために必要となるト
ルクセンサは、本発明では不要であるため、コスト低減
を図ることもできる。
Furthermore, since the present invention does not require a torque sensor that is required to detect and feed back actual steering torque when performing feedback control, it is also possible to reduce costs.

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

第1図は本発明の構成図、 第2図は本発明の一実施例の構成図、 第8図は第2図中のコントローラの構成を示すブロック
線図、 第4図はステアリング系のモデルと路面入力トルクを示
す模式図、 第5図は第2図中のコントローラをマイクロコンピュー
タを用いて構成したときに実行される処理を示すフロー
チャート、 第6図は従来の電動式パワーステアリング装置の構成図
である。 100・・・運動状態量推定手段 101・・・操舵反力目標値決定手段 102・・・路面入力トルク推定手段 108・・・アシストトルク決定手段 104・・・駆動制御手段 105・・・パワーステアリング装置 106・・・ステアリングハンドル 107・・・車両モデル ト・・ステアリングハンドル 2・・・第1のステアリングシャフト 5・・・第2のステアリングシャフト 9・・・減速機      21・・・操舵角センサ2
2・・・車速センサ80・・・コントローラ81・・・
運動状態量推定部 82・・・操舵反力目標値決定部 88・・・アシストトルク決定部 84・・・モータ制御部 r1、・・・操舵トルク    To・・・操舵反力目
標値θ5・・・操舵角      V・・・車速α8・
・・横加速度推定値  Tps・・・アシストトルクT
、・・・路面入力トルク CF*・・・前輪コーナリングフォース推定値Tゆ。・
・・アシストトルク目標値 第1図 第2図
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 8 is a block diagram showing the configuration of the controller in Fig. 2, and Fig. 4 is a model of the steering system. Fig. 5 is a flowchart showing the processing executed when the controller in Fig. 2 is configured using a microcomputer; Fig. 6 is the configuration of a conventional electric power steering device. It is a diagram. 100... Motion state quantity estimating means 101... Steering reaction force target value determining means 102... Road surface input torque estimating means 108... Assist torque determining means 104... Drive control means 105... Power steering Device 106...Steering handle 107...Vehicle model...Steering handle 2...First steering shaft 5...Second steering shaft 9...Reducer 21...Steering angle sensor 2
2...Vehicle speed sensor 80...Controller 81...
Motion state quantity estimating unit 82...Steering reaction force target value determining unit 88...Assist torque determining unit 84...Motor control unit r1,...Steering torque To...Steering reaction force target value θ5...・Steering angle V...Vehicle speed α8・
...Estimated lateral acceleration Tps...Assist torque T
,...Road surface input torque CF*...Front wheel cornering force estimated value Tyu.・
...Assist torque target value Fig. 1 Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、パワーステアリング装置を搭載した車両のステアリ
ングハンドルの操舵反力を制御する操舵反力制御装置に
おいて、 所望の運動性能を備える車両を数学モデル化した車両モ
デルに基づいて、操舵時に該車両モデルが呈する運動状
態量を少なくとも1つ推定する運動状態量推定手段と、 該運動状態量推定手段によつて推定された運動状態量の
推定値に基いて、ステアリングハンドルの操舵反力の目
標値を決定する操舵反力目標値決定手段と、 前記車両モデルを用いて、路面からステアリング系に入
力されるトルクを推定する路面入力トルク推定手段と、 前記操舵反力の目標値および前記路面からステアリング
系に入力されるトルクの推定値から、前記パワーステア
リング装置によるアシストトルクの目標値を決定するア
シストトルク決定手段と、前記アシストトルクの目標値
に従つて、前記パワーステアリング装置の駆動を制御す
る駆動制御手段とを具備することを特徴とする操舵反力
制御装置。
[Claims] 1. In a steering reaction force control device for controlling the steering reaction force of a steering wheel of a vehicle equipped with a power steering device, based on a vehicle model that is a mathematical model of a vehicle having desired motion performance, a motion state quantity estimating means for estimating at least one motion state quantity exhibited by the vehicle model during steering; and a motion state quantity estimating means for estimating at least one motion state quantity that the vehicle model exhibits during steering; Steering reaction force target value determining means for determining a target value of force; road surface input torque estimating means for estimating torque input to the steering system from the road surface using the vehicle model; assist torque determining means for determining a target value of assist torque by the power steering device from an estimated value of torque input to the steering system from the road surface; and drive of the power steering device in accordance with the target value of the assist torque. What is claimed is: 1. A steering reaction force control device comprising: a drive control means for controlling a steering reaction force;
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DE102015100510A1 (en) 2014-01-21 2015-07-23 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Interphase insulation film for a rotary electric machine, rotary electric machine and electric compressor for a vehicle

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