JPS62173371A - Controller for reaction force against steering operation - Google Patents

Controller for reaction force against steering operation

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JPS62173371A
JPS62173371A JP1205486A JP1205486A JPS62173371A JP S62173371 A JPS62173371 A JP S62173371A JP 1205486 A JP1205486 A JP 1205486A JP 1205486 A JP1205486 A JP 1205486A JP S62173371 A JPS62173371 A JP S62173371A
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steering
torque
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assist 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 improve steering performance by generating information on rotary movement such as Yawrate or lateral acceleration, etc., in a steering handle control system. CONSTITUTION:Means 101 determines a target value of the reaction force against the steering operation of a steering handle 109, based on the estimated value of a movement state generated by a vehicle model 103 in its steering operation. At the same time, means 102 estimates the torque which is inputted to the steering system from the road surface using the vehicle model 103. Means 104 determines an assisting torque ratio which is the ratio of the calculated value of the assisted torque to said target value, based on said target value and said estimated torque value. Finally, means 105 determines the assisting torque exerted by a power steering device, by multiplying the assisting torque ratio with the detected value of the steering torque generated in the steering handle 109.

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(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, many vehicles are equipped with a power steering device in their steering device.This power steering device uses a hydraulic booster or the like to match the steering force of the steering wheel by the driver. It adds assist torque and works to assist steering.

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lには、第1のステアリングシャ
ツ)Z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 (Z) is connected to the steering handle l, 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1に加わるトルク(以下「・・ンドル操舵ト
ルク」と言う)Tc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 a torque Tc applied to the steering handle 1 (hereinafter referred to as "handle steering torque").

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・ピニオン式のギヤボックス3
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 and pinion type gear box 3.
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の焔きrlおよび第2のステアリングシ
ャフト5と第3のステアリングシャフト7の傾きrは等
しく設定されている。
Note that the flame rl of the first steering shaft 2 and the second steering shaft 5 and the inclination r of the second steering shaft 5 and the third 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、タイロッド17は車輪12のナックルアーム16に
接続すれている。
The gear box 8 is connected to a tie rod 17, and the tie rod 17 is connected to a knuckle arm 16 of the wheel 12.

そして、コントローラ10は、操舵トルクセンサ8で検
出されるステアリング/・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
(JLTcに対応したアシストトルクTP8を発生させ
るように、サーボモータDMの駆動電流IPを制御する
The controller 10 then uses a 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 drive current IP of the servo motor DM is controlled so as to generate an assist torque TP8 corresponding to the detected steering torque (JLTc).

(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直視した運転操作を行って
いる。
In addition, the driver generally performs driving operations while directly observing 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−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 depend on 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、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10B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 amount estimating means 100 is based on a vehicle model 10B 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M“に基づいて
、ステアリングハンドル1−09の操舵反力の目標値T
cを決定する。
The steering reaction force target value determination means 101 determines the target value T of the steering reaction force of the steering handle 1-09 based on the estimated value M of the motion state quantity estimated by the motion state quantity estimation means 100.
Determine c.

路面入力トルク推定手段102は、前記車両モデル10
13を用いて路面からステアリング系に人力されるトル
クを推定する。
The road surface input torque estimating means 102 uses the vehicle model 10.
13 to estimate the torque applied to the steering system from the road surface.

アシストトルク比決定手段104は、前記操並力される
トルクの推定値Tcから、バワーステアリング装置it
 108によるアシストトルクの演算値を求めると共に
、該アシストトルク演算値の前記操舵反力目標値TOに
対する比であるアシストトルク比KPSを決定する。
The assist torque ratio determining means 104 determines the power steering device it from the estimated value Tc of the torque to be applied during steering.
At the same time, the assist torque ratio KPS, which is the ratio of the assist torque calculated value to the steering reaction force target value TO, is determined.

アシストトルク目標値決定手段105は、前記アシスト
トルク比KPSを、操舵トルク検出手段106で検出さ
れるステアリングハンドル109に生じる操舵トルクの
検出値TOに乗算することによって、前記パワーステア
リング装置によるアシストトルクの決定を行なう。
The assist torque target value determining means 105 multiplies the detected value TO of the steering torque generated at the steering wheel 109 detected by the steering torque detecting means 106 by the assist torque ratio KPS, thereby determining the assist torque by the power steering device. make a decision.

駆動制御手段107は、前記決定された後のアシストト
ルクの目標値TPSに従って、前記パワーステアリング
装置108の駆動を制御する。
The drive control means 107 controls the drive of the power steering device 108 in accordance with the determined assist torque target value TPS.

(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fB tの推定値M*に応じて、ステアリングハンド
ル109の操舵反力を調整することにより、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か可能になる。
(Function) The present invention adjusts the steering reaction force of the steering wheel 109 according to the estimated value M* of the motion state fBt estimated by the motion state amount estimating means 100, thereby adjusting the yaw rate and the like as described above. It is now possible to generate turning motion information such as lateral acceleration to the steering wheel operation system.
It becomes 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い運動状
態量を得ることができる。
Furthermore, 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 the amount of motion state is actually measured.

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。
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.

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TO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TO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 TO generated at the steering wheel 106 is detected by a torque sensor, and the detected value T of this steering torque is detected. It is generally considered that a servo system constitutes a feedback loop that drives and controls the power steering device 105 so that the steering reaction force target value TO coincides with the steering reaction force target value TO.

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装W105とステアリング
系をループ内に含むため、ループが大ぎ(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 system W105 and the steering system are included in the loop, so the loop becomes too 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Tcを操舵反力目標値T
Oに一致させる際に、検出値Tcが目標値Tcの前後で
撮動したりすることが考えられる。
That is, the detected value Tc of the steering torque is set as the steering reaction force target value T.
When matching with O, it is conceivable that the detection value Tc is taken before or after the target value Tc.

特洗、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。
The above phenomenon is likely to occur near the limit range where the linearity of the vehicle's dynamic characteristics is lost.

そこで、本発明は、路面人力トルク推定手段102とア
シストトルク比決定手段104とアシストトルク目標値
決定手段105および駆動制御手段107とを設け、路
面からのトルク入力を推定しながら実際の操舵反力を前
記操舵反力目標値TOとするために必要なアシストトル
ク比を求め、このアシストトルク比KPsに従ってパワ
ーステアリング装置1ffi108をフィードフォワー
ド制御するようにした。
Therefore, the present invention provides a road surface human torque estimation means 102, an assist torque ratio determination means 104, an assist torque target value determination means 105, and a drive control means 107, and estimates the torque input from the road surface while estimating the actual steering reaction force. The assist torque ratio required to make the steering reaction force target value TO is determined, and the power steering device 1ffi 108 is feedforward controlled in accordance with this assist torque ratio KPs.

これにより、前述のフィードバックループ制御の場合の
ように制御が不安定になることがなくなる。
This prevents the control from becoming unstable as in the case of the feedback loop control described above.

また、上記車両モデルの運動特性は、固定されているた
め、実際の車両の運動特性の変動が生じた場合に、操舵
反力が、この実際の運動特性変化に対応して変化するよ
うに、先ずアシストトルク比決定手段104によりアシ
ストトルク比KPsを決定し前記アシストトルク目標値
決定手段105によって、前記アシストトルク比KP8
を操舵トルクの検出値Tcに乗算して前記アシストトル
ク目標値TPsを決定し、この決定後の値TP8を駆動
制御手段107へ与えるようにしている。
In addition, since the motion characteristics of the vehicle model are fixed, if a change in the motion characteristics of the actual vehicle occurs, the steering reaction force is changed in accordance with the change in the actual motion characteristics. First, the assist torque ratio determining means 104 determines the assist torque ratio KPs, and the assist torque target value determining means 105 determines the assist torque ratio KP8.
The assist torque target value TPs is determined by multiplying the detected value Tc of the steering torque by the detected value Tc of the steering torque, and the determined value TP8 is supplied to the drive control means 107.

(実施例) 不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@6図に示した従来例と1司−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 invention. In addition, in the figure, the same reference numerals are attached to the components of the conventional example shown in the above-mentioned @6 figure, and the explanation thereof will be omitted.

本実施例は、ステアリングハンドル1の操舵反力を、車
両の横加速度αに応じて調整するようにしたものである
In this embodiment, the steering reaction force of the steering handle 1 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
あるいは他の心気回路で構成されたコントa−280で
ある。
Control of this steering reaction force is controlled by the controller A-280, which is composed of a microcomputer or other cardiopulmonary circuit.

このコントローラ80には、PAzのステアリングシャ
フト5に装着された操舵トルクセンサ8で検出されるス
テアリングハンドルlの操舵トルクの検出値Tcと、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1の操舵角の
検出値θ8と、車速センサ22で検出される車速の検出
値Vが入力されている。
This controller 80 has a detected value Tc of the steering torque of the steering wheel l detected by a steering torque sensor 8 attached to the steering shaft 5 of PAz, and a steering angle sensor 21 attached to the first steering shaft 2. A detected value θ8 of the steering angle of the steering handle 1 and a detected value V of the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 22 are input.

そして、コントローラ80は、上記の各人力情IEIT
。、θ8.■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ために必
要なサーボモータDMの駆動送流Ipを出力する。
Then, the controller 80 controls each of the above-mentioned human power information IEITs.
. , θ8. By performing a predetermined calculation based on (2), the drive flow Ip of the servo motor DM necessary to generate a steering reaction force according to the lateral acceleration α of the own force is output.

コントローラ30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 30 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」と言う)
を備えており、この車両モデルに、前記操舵角θS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α“は、自
軍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") for simulating the motion state of own troops.
and estimates the lateral acceleration exhibited by the vehicle model when the steering angle θS and vehicle speed V are given to the vehicle model. The estimated value α'' of the lateral acceleration estimated at this time is a value corresponding to the lateral acceleration α actually occurring in the own army.

この運動状Of推定部81では、以下の演算によって横
加速度推定値α7を求める。
The motion state Of estimation unit 81 calculates the estimated lateral acceleration value α7 by the following calculation.

会 =戸dt           ・・・(1)vy
 =fvy a t           ・・・(2
)βR=−(vy−LRか)/■・・・(4)OF =
 eKF−βF            −(5)OR
= KR・βR・・・(6) ψ =(2LFOF −2LRCR) / IZ   
   ・・・(7)α“= (2C!F+ 2OR)/
M        ・・・(8)vy=α−■−÷  
         ・・・(9)ここで、 小 二車両モデルのヨーレート ψ :車両モデルのヨー角加速度 ■Y二二車モモデル情方向速度 Q :車両モデルの慣方向並進加速度 ■ LF:車両モデルの前軸と重心間の距離LR:ELI1
17iモデルの後軸と重心間の距離β、二重車両モデル
前軸横すべり角 βR:車両モデルの後輪溝すべり角 CF:箪両千両モデル輪コーナリングフォース○R:車
両モデルの後輪コーナリングフォース8KF :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ヮーエz:車両モデルのヨー慣性 M  :4両モデルの、4L体質債 N :車両モデルのステアリングギア比である。
Meeting = door dt ... (1) vy
= fvy at...(2
)βR=-(vy-LR?)/■...(4)OF=
eKF-βF-(5)OR
= KR・βR...(6) ψ = (2LFOF -2LRCR) / IZ
...(7) α"= (2C!F+ 2OR)/
M...(8)vy=α−■−÷
...(9) Here, Yaw rate ψ of the two-vehicle model: Yaw angular acceleration of the vehicle model ■ Directional speed Q of the two-vehicle model Q: Translational acceleration in the inertial direction of the vehicle model ■ LF: Front axis of the vehicle model Distance between centers of gravity LR: ELI1
Distance β between the rear axle and center of gravity of the 17i model, dual vehicle model front axle side slip angle βR: Vehicle model rear wheel groove slip angle CF: Tan Ryosenryo model wheel cornering force ○R: Vehicle model rear wheel cornering force 8KF : Front wheel equivalent cornering power KR of the vehicle model, Rear wheel cornering power of the vehicle model Z: Yaw inertia M of the vehicle model: 4L constitution ratio N of the 4-car 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
比決定品38へ与える前輪コーナリングフォース推定値
C〆を求める。これは、前記式(7)。
In addition, this motion state amount estimating unit 81 calculates an estimated front wheel cornering force value C〆 to be applied to the assist torque ratio determining product 38. This is the formula (7) above.

(8)から後輪コーナリングフォースORを消去するこ
とで求められる。すなわち、 ヶ  1 OF= 7. (MLRα÷工zψ)      −(
1o)但し、Lは車両モデルのホイールベースであり、
L”LF+LRである。
It is obtained by eliminating the rear wheel cornering force OR from (8). That is, 1 OF=7. (MLRα ÷ engineering zψ) −(
1o) However, L is the wheelbase of the vehicle model,
L”LF+LR.

こうして求められた横加速度推定値α“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32は、与えられた横加速度α“に、予め設定された
比測定%KY乗じて、この値を操舵反力目標値TOとす
る。すなわち、TO:にα車            
・・・(11)である。この比例定数には、予め実埃や
計算によって、f角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 α" obtained in this way is given to the steering reaction force target value determination unit 82. This steering reaction force target value determination unit 32 uses a preset ratio measurement value to the given lateral acceleration α". %KY and set this value as the steering reaction force target value TO. That is, TO: α car
...(11). For this proportionality constant, a value that provides the most appropriate correlation between the f-angular acceleration and the steering reaction force is determined in advance by actual measurements or calculations, and this value is set in the controller 80.

アシストトルク比決に部88は、上記操舵反力目標値T
。と、前記@if mコーナリングフォース推定値Oy
″とから、アシストトルク比KPSを求める。
The assist torque ratio determination section 88 determines the above-mentioned steering reaction force target value T.
. and the @if m cornering force estimated value Oy
'', the assist torque ratio KPS is determined.

このアシストトルク比KPsは、次の演は式によって算
出される。
This assist torque ratio KPs is calculated by the following equation.

ここで、2ξC7は、路面からステアリング系に入F 力されるトルク(以下[路面入力トルクT、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OF“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入力トルクTLを推定する
ことになる。
Here, 2ξC7 is the torque input from the road surface into the steering system (hereinafter referred to as [road surface input torque T, J)]
Since it is difficult to actually measure, it is determined from the above estimated front wheel cornering force "OF" and the vehicle specifications. That is,
The road surface input torque TL will be estimated using the above vehicle model.

また、T *は前記操舵反力目標値〒CやコーナS リングフォース推定値CF*が作用した場合に算出され
るアシストトルクの演算値である。
Further, T* is a calculated value of assist torque calculated when the steering reaction force target value C and corner S ring force estimated value CF* act.

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いを考えてみると
、 Tc + Tps −、TR”°(1B)TR二2ξG
F“          ・・・(14)ここで、TG
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、TP8はアシストトルクである
。従って、(14)式を(18)%式% こうして求められたアシストトルク比KPSは、アシス
トトルク決定部84において操舵トルク検出値T。と乗
算されアシストトルク目標値TPsを決定する。このア
シストトルク目標値TPsがモータ制御部85へ送られ
る。
Now, if we consider the balance of torque in the steering system using the steering system model shown in Figure 4, we get Tc + Tps -, TR"° (1B) TR22ξG
F“...(14) Here, TG
is the torsional torque of the column system, TR is the torsional torque of the rack system, ξ is the trail, and TP8 is the assist torque. Therefore, the assist torque ratio KPS obtained in this way is converted from equation (14) to (18)% by the steering torque detection value T in the assist torque determining section 84. The assist torque target value TPs is determined. This assist torque target value TPs is sent to the motor control section 85.

上記アシストトルク決定部84は、上記車両モデルを用
いて求めた操舵反力目標値〒Cが、実際の車両の運動特
性が変化したとぎに、この運動特性変化に対応した調整
を受けられるようにするためのもので、このアシストト
ルク目標値TPSの決定は、次のようにして行われる。
The assist torque determination unit 84 is arranged so that the steering reaction force target value C obtained using the vehicle model can be adjusted in accordance with the change in the actual vehicle movement characteristics when the movement characteristics of the vehicle change. The assist torque target value TPS is determined as follows.

すなわち、アシストトルク比KPSは、前記式(12)
に示されるように、操舵反力目標値Tcと路面人力トル
クの推定値T♂とで決まる値であるが、これら下cとT
cは共に、車両モデルを用いて求められた推定値であり
、KPSはこれらの推定値に基づいて決定したアシスト
トルク比であるため、式(12)に加えて何らかの実際
の車両運動特性変化の情報を入れてやらなければならな
い。そこで、操舵トルクセンサ8で検出された実際の操
舵トルクの検出値TOを上記式(12)で決定したアシ
ストトルク比に乗算して実際の操舵トルクTOが作用し
た場合のアシストトルクの目標値T、8を決定しようと
するのがアシストトルク決定部34である。
That is, the assist torque ratio KPS is calculated using the above formula (12).
As shown in , this value is determined by the steering reaction force target value Tc and the estimated value T♂ of the road surface human torque;
Both c are estimated values obtained using the vehicle model, and KPS is the assist torque ratio determined based on these estimated values, so in addition to equation (12), some actual changes in vehicle dynamic characteristics are You have to enter the information. Therefore, the actual steering torque detection value TO detected by the steering torque sensor 8 is multiplied by the assist torque ratio determined by the above formula (12), and the target value T of the assist torque when the actual steering torque TO acts is calculated. , 8 is determined by the assist torque determining section 34.

従って、このアシストトルク決定部84では、以下の演
算を行ってアシストトルク目啜値〒、8の決定を行う。
Therefore, the assist torque determination unit 84 performs the following calculation to determine the assist torque target value 〒,8.

TPS:KPS°TC゛−(to) これは、アシストトルク演算値TPS ”の操舵トルク
目標値下。に対する比*KPsを求めて、この比惠を実
際の操舵トルクTOに乗じた杉である。
TPS: KPS°TC゛-(to) This is the result of calculating the ratio *KPs of the assist torque calculation value TPS'' to the steering torque target value below, and multiplying the actual steering torque TO by this ratio.

こうして決定されたアシストトルク目傾値下PSは、モ
ータ制御部85へ入力されて、所定のゲインに工で増幅
されて五流目標値工、となり、さらにJLt7f、コン
トローラ36でサーボモータDMの躯動這流工、に変換
される。この駆動電流工、は、前記アシストトルク目標
値TPs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 inclination value lower PS determined in this way is input to the motor control unit 85 and mechanically amplified to a predetermined gain to become the fifth target value value. It is converted to Dynamic Driving Work. This drive current is controlled to a current value necessary to generate an assist torque TPs equal to the assist torque target value TPs.

なお、上記運動状態量推定部31、操舵反力目標値決定
部82、アシストトルク比決定部83、およびアシスト
トルク決定部34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 the motion state amount estimating section 31, the steering reaction force target value determining section 82, the assist torque ratio determining section 83, and the assist torque determining section 34 may be configured with an arithmetic circuit using a microcomputer. In this case, the above calculation is performed according to the flowchart shown in FIG.

ステップ42では、上記運動状態債推定i 81で行わ
れる演算を実行し、ステップ牛8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、ステップ44
及び45では、上記アシストトルク比決定部88で行わ
れる演算を実行し、そして、ステップ47では、上記ア
シストトルク決定部34で行われる演算を実行する。
In step 42, the calculation performed in the motion state bond estimation i 81 is executed, in step 8, the calculation performed in the steering reaction force target value determining section 82 is executed, and in step 44
In steps 45 and 45, the calculation performed by the assist torque ratio determining section 88 is executed, and in step 47, the calculation performed by the assist torque determining section 34 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)列を示したが、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 system, but the present invention can also be applied to a vehicle equipped with a hydraulic power steering system.

また、上記実施例では、操舵反力を、車両モデルを用い
て求めた購加速度の推定値α9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 α9 of the 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
定値の重みを大ぎ(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 whose correlation with the steering reaction force should be particularly emphasized.

(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−・ンドル
の操舵反力を調整するようにしたことによって、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/・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 becomes possible to improve.

また、上記車両モデルを用いて車両の運動状、頷飲を推
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D
i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at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。
In addition, by estimating the vehicle's motion state and nodding using the above vehicle model, the motion state D is more stable and has fewer errors than when the motion state quantity is actually measured.
i can be obtained. In particular, it is difficult to actually measure the state of motion at during turning transient motion of the vehicle, 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
操舵反力目標値に対するアシストトルク演算値の比を求
め、このアシストトルク比と実際の操舵トルクに従って
アシストトルク目標値を決定し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 ratio of the assist torque calculated value to The steering system can be controlled more stably than in the case of feedback control.

また、本発明は、上記アシストトルクの目標値を、推定
値に基づくアシストトルク比と実際の操舵トルクの検出
値を用いて決定することで、車両モデルを用いて求めた
運動状態量の推定値のみでアシストトルクの目標値を決
定する場合に比べて、実際の車両の運動特性の変化に応
じたアシストトルクの目標値を即座に決定することがで
きる。
Further, the present invention provides an estimated value of the amount of motion state obtained using a vehicle model by determining the target value of the assist torque using the assist torque ratio based on the estimated value and the detected value of the actual steering torque. Compared to the case where the target value of the assist torque is determined only by the above method, the target value of the assist torque can be immediately determined in accordance with changes in the actual dynamic characteristics of the vehicle.

従って、路面摩擦係数の変化等によって、実際の車両運
動特性が変動した場合、車両モデルの運動特性は、実際
の車両運動特性から外れてしまうが、この誤差(モデリ
ング誤差)を、上記アシストトルク目標値の決定によっ
て小さく押さえることができる。
Therefore, if the actual vehicle dynamic characteristics change due to changes in the coefficient of road friction, etc., the vehicle model dynamic characteristics will deviate from the actual vehicle dynamic characteristics. It can be kept small by determining the value.

【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)c+−ラをマイクロコンピュ
ータを用いてs1成したとぎ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*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・・・路面人力トルク推定手段 10B・・・車両モデル 104・・・アシストトルク比決定手段105・・・ア
シストトルク目(票値厨炬手段10B・・・操舵トルク
検出手段 107・・・駆動制御手段 108・・・パワーステアリング装置 109・・・ステアリングシャフ 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 8・・・操舵トルクセンサ 9・・・減速機21・・・
操舵角センサ   z2・・・車速センサ30・・・コ
ントローラ   31・・・運動状態量推定部32・・
・操舵反力目標値決定部 33・・・アシストトルク比決定部 34・・・アシストトルク決定部 85・・・モータ制御部 To・・・操舵トルク    T。・・・操舵反力目標
値θ8・・・操舵角      V・・・車速α1・・
・横加速度推定値  TPs・・・アシストトルクTL
・・・路面人力トルク CF*・・・前輪コーナリングフォース推定値TPs・
・・アシストトルク目標値 KPs・・・アシストトルク比 第2図 第3図 Tc
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 process executed after the controller c+-ra in Fig. 2 is completed s1 using a microcomputer. 1 is a configuration diagram of a power steering device according to the present invention. 100... Motion state quantity estimating means 101... Steering reaction force target value determining means 102... Road surface human torque estimating means 10B... Vehicle model 104... Assist torque ratio determining means 105... Assist torque Eyes (vote value control means 10B...steering torque detection means 107...drive control means 108...power steering device 109...steering shaft...steering handle 2...first steering shaft 5... ...Second steering shaft 8...Steering torque sensor 9...Reducer 21...
Steering angle sensor z2...Vehicle speed sensor 30...Controller 31...Motion state quantity estimation unit 32...
- Steering reaction force target value determination unit 33...assist torque ratio determination unit 34...assist torque determination unit 85...motor control unit To...steering torque T. ...Steering reaction force target value θ8...Steering angle V...Vehicle speed α1...
・Estimated lateral acceleration value TPs...Assist torque TL
...Road surface human torque CF*...Front wheel cornering force estimated value TPs.
...Assist torque target value KPs...Assist torque ratio Fig. 2 Fig. 3 Tc

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、 前記ステアリングハンドルに生じる操舵トルクを検出す
る操舵トルク検出手段と、 前記操舵反力目標値と路面からステアリング系に入力さ
れるトルクの推定値とから、前記パワーステアリング装
置によるアシストトルクの演算値を求めると共に、該ア
シストトルク演算値の前記操舵反力目標値に対する比で
あるアシストトルク比を決定するアシストトルク比決定
手段と、前記アシストトルク比を、前記操舵トルク検出
手段で検出される操舵トルクの検出値に乗算することに
よつて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目標値決定手段と
、 該アシストトルク目標値決定手段で決定されたアシスト
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; A steering torque detecting means detects a calculated assist torque by the power steering device from the steering reaction force target value and an estimated value of torque input from the road surface to the steering system, and calculates the calculated value of the assist torque by the power steering device. assist torque ratio determining means for determining an assist torque ratio that is a ratio to the steering reaction force target value; and multiplying the detected value of the steering torque detected by the steering torque detecting means by the assist torque ratio. Assist torque target value determining means for determining a target value of assist torque by the power steering device; and controlling drive of the power steering device in accordance with the target value of assist torque determined by the assist torque target value determining means. A steering reaction force control device comprising: drive control means.
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