JPH058745A - 車両の操舵反力制御装置 - Google Patents

車両の操舵反力制御装置

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JPH058745A
JPH058745A JP18561491A JP18561491A JPH058745A JP H058745 A JPH058745 A JP H058745A JP 18561491 A JP18561491 A JP 18561491A JP 18561491 A JP18561491 A JP 18561491A JP H058745 A JPH058745 A JP H058745A
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Masanori Yamamoto
真規 山本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成により走行路面の状態を精度よく
検出して、同検出結果に応じて操舵反力を的確に制御す
ることにより、車両の操安性を良好にする。 【構成】 マイクロコンピュータ34は、車輪速センサ
31,32により検出された非駆動輪RW1,RW2の
車輪速に基づいて車両のヨーレートを推定すると共に、
同推定ヨーレートとヨーレートセンサ33により検出し
た検出ヨーレートとの偏差に応じて路面状態を検出す
る。この検出路面状態に応じて、マイクロコンピュータ
34は電磁ソレノイド17aの通電量を制御し、車両が
凹凸の多い路面、水たまり路、雪だまり路などの悪路を
走行しているとき、反力機構付き制御バルブ17による
反力を大きなものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハンドル操作に対する
反力を路面状態に応じて制御する車両の操舵反力制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭6
3−306970号公報に示されるように、操舵角セン
サにより検出された操舵角と、操舵トルクセンサにより
検出された操舵トルクと、車速センサにより検出された
車速とに基づいて走行路面の状態を検出すると共に、同
検出結果に応じて操舵反力(操舵アシスト力)を制御す
ることにより、凹凸の多い走行路面、水たまり路、雪だ
まり路などの悪路を走行中にも、運転者に適切な操舵フ
ィーリングを与えて車両の操安性が良好になるようにし
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
装置にあっては、操舵角センサ及び操舵トルクセンサは
操舵軸に取り付けられるため、操舵軸を含む操舵機構が
複雑になる。また、操舵トルクセンサは、通常、操舵軸
に発生する歪量を検出するもので、同歪量は僅かなもの
であるので、操舵トルクを精度よく検出することが難し
く、操舵反力を精度よく制御できないという問題があっ
た。本発明は上記問題に対処するためになされたもの
で、その目的は、簡単な構成で精度よく走行路面の状態
を検出することができると共に、同検出結果に応じて操
舵反力を制御することにより運転者に適切な操舵フィー
リングを与えて車両の操安性を良好にした車両の操舵反
力制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、ハンドル操作に対する反
力を変更可能な操舵装置を制御する車両の操舵反力制御
装置において、左右一対の車輪の各回転速度をそれぞれ
検出する一対の車輪速センサと、車両のヨーレートを検
出するヨーレートセンサと、前記一対の車輪速センサに
よりそれぞれ検出された両回転速度に基づき同両回転速
度の差に比例した推定ヨーレートを計算するヨーレート
推定手段と、前記ヨーレート検出手段により検出された
検出ヨーレートと前記ヨーレート推定手段により計算さ
れた推定ヨーレートとの偏差を所定時間に渡って積分す
る積分手段と、前記積分手段により積分された積分値に
応じて前記操舵装置を制御する反力制御手段とを備えた
ことにある。
【0005】
【作用】一般的に、車両が良路を走行中であって車輪の
接地状態が良好であれば、左右輪には、車両のヨーレー
トにほぼ比例する回転速度差が生じる。また、車両が凹
凸の多い走行路面、水たまり路、雪だまり路などの悪路
を走行中には、車輪の接地状態が良好でなくなり、左右
輪には、車両のヨーレートに比例しない回転速度差が生
じる。上記のように構成した本発明においては、車輪速
センサは左右一対の車輪の各回転速度をそれぞれ検出す
るので、車両が良路を走行していて車輪の接地状態が良
好であれば、ヨーレート推定手段によって計算された推
定ヨーレートとヨーレートセンサによって検出された検
出ヨーレートとはほぼ等しくなり、両ヨーレートの偏差
も零又は小さな値となるので、積分手段による積分値も
小さくなる。一方、車両が凹凸の多い路面、雪だまり
路、水たまり路を走行していて車輪の接地状態が良好で
なければ、前記計算された推定ヨーレートと前記検出さ
れた検出ヨーレートとの間には差が生じ、前記偏差は大
きな値となるので、積分手段による積分値も大きくな
る。その結果、この積分値は、その値が大きくなるに従
って走行路面の状態が悪いことを表すことになる。そし
て、反力制御手段が前記積分値に応じて操舵装置による
反力を制御する。
【0006】
【発明の効果】上記作用説明からも理解できるとおり、
本発明によれば、上記従来装置のように、操舵角セン
サ、操舵トルクセンサ及び車速センサを用いることな
く、車輪速センサ及びヨーレートセンサを用いて走行路
面の状態を推定するようにしたので、車両の操舵機構が
複雑化することもなく簡単な構成で操舵反力を制御でき
るようになると共に、走行路面の状態が正確に検出され
るようになる。そして、この検出された走行路面の状態
に応じて操舵反力が適切に制御されるので、車両の操安
性が常に良好に保たれる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図1は、本発明が適用された前輪駆動車の全体
を概略的に示している。
【0008】この前輪駆動車は操舵ハンドル11を備え
ている。操舵ハンドル11は操舵軸12の上端に固定さ
れ、同軸12の下端部はハウジング13内にてラックバ
ー14に噛合している。ラックバー14はハウジング1
3内に軸方向に変位可能に支持されると共に、両端にて
タイロッド15a,15bを介して駆動輪である左右前
輪FW1,FW2を操舵可能に連結している。ハウジン
グ13内には、パワーシリンダ16及び反力機構付き制
御バルブ17が設けられている。パワーシリンダ16
は、作動油の給排に応じて、操舵ハンドル11の回動に
応じた左右前輪FW1,FW2の操舵を助勢する。
【0009】反力機構付き制御バルブ17は油圧ポンプ
21及びリザーバ22に接続されていて、操舵軸12に
作用する操舵トルクに応じてパワーシリンダ16に対す
る作動油の給排を制御するロータリバルブと、操舵ハン
ドル11の操作に対して供給油圧に比例した反力を付与
する油圧反力室と、同油圧反力室への供給油圧を制御す
る圧力制御バルブとを備えた公知のものである。また、
この反力機構付き制御バルブ17は前記圧力制御バルブ
を制御する電磁ソレノイド17aを備えており、同ソレ
ノイド17aへの通電量が大きくなるにしたがって、油
圧反力室への供給油圧を小さくすることにより、操舵ハ
ンドル11の操作に対する反力を小さくする(操舵アシ
スト力を大きくする)。
【0010】反力機構付き制御バルブ17の電磁ソレノ
イド17aの通電量は、車輪速センサ31,32、ヨー
レートセンサ33及びマイクロコンピュータ34からな
る電気制御装置30により制御されるようになってい
る。車輪速センサ31,32は、従動輪である左右後輪
RW1,RW2の各回転速度をそれぞれ測定することに
より、各車輪速VRL,VRRを表す検出信号をそれぞれ出
力する。ヨーレートセンサ33は車体の重心垂直軸回り
の回転角速度(ヨーレート)を測定することにより、ヨ
ーレートγを表す検出信号を出力する。なお、このヨー
レートγは、正により左回転方向を表し、負により右回
転方向を表している。
【0011】マイクロコンピュータ34はCPU、RO
M、RAM、I/Oなどからなり、図2のフローチャー
トに対応したプログラムを記憶していると共に、電流値
0,ΔIをテーブルの形で記憶している。電流値I0
Iは、図3,4に示すように、車速V及び路面状態評価
値Dに応じてそれぞれ定まる関数である。
【0012】次に、上記のように構成した実施例の動作
をフローチャートに沿って説明する。イグニッションス
イッチが投入されると、マイクロコンピュータ34は図
2のステップ40にてプログラムの実行を開始し、ステ
ップ41〜48からなる循環処理を繰り返し実行して、
反力機構付き制御バルブ17の電磁ソレノイド17aの
通電を制御する。
【0013】この循環処理においては、ステップ41に
て車輪速センサ31,32及びヨーレートセンサ33か
らの各車輪速VRL,VRR及びヨーレートγを表す各検出
信号をそれぞれ入力し、ステップ42にて前記車輪速V
RL,VRRを用いた下記数1の演算の実行により車速Vを
計算する。
【数1】V=(VRL+VRR)/2この場合、左右後輪RW
1,RW2は従動輪であってほとんどスリップしないの
で、前記数1の計算により正確な車速Vが計算される。
【0014】次に、ステップ43にて前記入力した車輪
回転速度VRL,VRR を用いた下記数2の演算の実行によ
り推定ヨーレートγ*を計算する。
【数2】γ*=(VRR−VRL)/τ なお、前記数2中、値τは車両のトレッドを表してい
る。この数2について若干の説明を加えておくと、車両
が旋回中には、旋回外輪の回転速度が大きく、旋回内輪
の回転速度が小さい。この場合、車両の旋回中心は車両
側方に相当距離(特に、車輪の接地状態が問題になるよ
うな場合には大きな距離)を隔てた位置にあり、走行路
面が良好であって車輪の接地状態が良好であれば、車体
の重心位置における垂直軸回りの回転角速度すなわちヨ
ーレートは小さく、左右後輪RW1,RW2の中心位置
における車体の垂直軸回りの回転角速度にほぼ等しい。
したがって、前記数2により計算されて前記中心位置に
おける車体の垂直軸回りの回転角速度すなわち推定ヨー
レートγ* は、左右後輪RW1,RW2の接地状態が良
好である条件下で、車両のヨーレートをよりよく近似す
るものである。
【0015】この推定ヨーレートの計算後、ステップ4
4にて、前記計算した推定ヨーレートγ* と前記入力し
た検出ヨーレートγとを用いた下記数3の演算の実行に
より、両ヨーレートγ*,γの偏差(γ*−γ)の所定時間
T(T時間前から現在まで)に渡る2乗平均値を計算し
て、同計算値を路面状態評価値Dとして設定する。
【数3】 この場合、車両が良路を走行していて左右後輪RW1,
RW2の接地状態が良好であれば、前述のように、推定
ヨーレートγ* は車両に実際に発生しているヨーレート
にほぼ等しく、この実際のヨーレートはヨーレートセン
サ33により検出された検出ヨーレートγであるので、
路面状態評価値Dは小さな値となる。一方、車両が凹凸
の多い路面、雪だまり路、水たまり路などの悪路を走行
していて左右後輪RW1,RW2の接地状態が良好でな
ければ、前記両ヨーレートγ*,γには差が生じ、路面状
態評価値Dは大きな値となる。
【0016】次に、ステップ45にて前記計算した車速
Vに基づいて電流値I0 をテーブルから読み出すと共に
(図3参照)、ステップ46にて路面状態評価値Dに基
づいて電流値ΔIをテーブルから読み出し(図4参
照)、ステップ47にて両電流値I0,ΔIを用いた下記
数4の演算の実行によって通電電流値Iを計算する。
【数4】I=I0+ΔI
【0017】そして、ステップ48にて通電電流値Iを
表す制御信号を反力機構付き制御バルブ17の電磁ソレ
ノイド17aに出力して、同ソレノイド17aに前記電
流値Iに比例した大きさの電流を流す。その結果、反力
機構付き制御バルブ17には通電電流値Iに反比例した
操舵反力が発生するようになる。
【0018】このようなマイクロコンピュータ34によ
る反力機構付き制御バルブ17の制御中、運転者が操舵
ハンドル11を回動すると、前輪FW1,FW2はパワ
ーシリンダ16及び反力機構付き制御バルブ17の作用
により助勢されながら同ハンドル11の回動に応じて操
舵される。
【0019】このとき、車速Vが小さければ、電流値I
0 は大きな値に設定されて電磁ソレノイド17aの通電
電流値Iが大きくなるので(図3参照)、操舵ハンドル
11の操作に対する反力は小さくなり(操舵アシストト
ルクが大きくなり)、軽快なハンドル操作が可能となる
ので、低速走行時の車両の小回り操縦性が良好となる。
逆に、車速Vが大きければ、電流値I0 は小さな値に設
定されて電磁ソレノイド17aの通電電流値Iが小さく
なるので(図3参照)、操舵ハンドル11の操作に対す
る反力は大きくなり(操舵アシストトルクが小さくな
り)、ハンドル操作が重くなるので、高速走行時の車両
の走行安定性が良好となる。
【0020】また、走行路面の状態が良好で路面状態評
価値Dが小さな値であれば、電流値ΔIは零又は絶対値
の小さな負の値に設定されて(図4参照)、電磁ソレノ
イド17aの通電電流値Iを変更しない、又はそれ程小
さくしない。また、走行路面の状態が良好でなくて路面
状態評価値Dが大きくなるにしたがって、電流値ΔIは
絶対値の大きな負の値に設定されて(図4参照)、電磁
ソレノイド17aの通電電流値Iを小さくする。これに
より、走行路面の状態が悪くなるにしたがって、反力機
構付き制御バルブ17によって操舵ハンドル11に付与
される反力が大きくなる。したがって、走行路面の状態
が悪化して路面からの操舵反力が減少しても、この操舵
反力の減少分は反力機構付き制御バルブ17により補わ
れるので、運転者が操舵ハンドル11から受ける操舵反
力がほぼ一定に保たれ、操舵フィーリングが良好になる
と共に、車両の操安性も良好となる。
【0021】なお、上記実施例においては、前輪駆動車
に本発明を適用した例について説明したが、この発明は
後輪駆動車にも適用できる。この場合、左右前輪FW
1,FW2が非駆動輪となるので、左右後輪RW1,R
W2に代えて左右前輪FW1,FW2の各車輪速を車輪
速センサ31,32によりそれぞれ検出して、この検出
した各車輪速を操舵反力の制御に利用するようにすれば
よい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る前輪駆動車の全体概
略図である。
【図2】 図1のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムに対応したフローチャートである。
【図3】 図1のマイクロコンピュータに記憶されてい
て演算に利用される電流値I0 の特性グラフである。
【図4】 図1のマイクロコンピュータに記憶されてい
て演算に利用される電流値ΔIの特性グラフである。
【符号の説明】
FW1,FW2…前輪、RW1,RW2…後輪、11…
操舵ハンドル、16…パワーシリンダ、17…反力機構
付き制御バルブ、17a…電磁ソレノイド、31,32
…車輪速センサ、33…ヨーレートセンサ、34…マイ
クロコンピュータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ハンドル操作に対する反力を変更可能な
    操舵装置を制御する車両の操舵反力制御装置において、
    左右一対の車輪の各回転速度をそれぞれ検出する一対の
    車輪速センサと、車両のヨーレートを検出するヨーレー
    トセンサと、前記一対の車輪速センサによりそれぞれ検
    出された両回転速度に基づき同両回転速度の差に比例し
    た推定ヨーレートを計算するヨーレート推定手段と、前
    記ヨーレート検出手段により検出された検出ヨーレート
    と前記ヨーレート推定手段により計算された推定ヨーレ
    ートとの偏差を所定時間に渡って積分する積分手段と、
    前記積分手段により積分された積分値に応じて前記操舵
    装置を制御する反力制御手段とを備えたことを特徴とす
    る車両の操舵反力制御装置。
JP18561491A 1991-06-28 1991-06-28 車両の操舵反力制御装置 Expired - Fee Related JP2985388B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274616A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Toyota Motor Corp 車両用操舵制御装置
KR101315023B1 (ko) * 2008-10-08 2013-10-14 주식회사 만도 차량의 기준 속도 추정 방법

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