JPH10310073A - Electric power steering - Google Patents
Electric power steeringInfo
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- JPH10310073A JPH10310073A JP12111297A JP12111297A JPH10310073A JP H10310073 A JPH10310073 A JP H10310073A JP 12111297 A JP12111297 A JP 12111297A JP 12111297 A JP12111297 A JP 12111297A JP H10310073 A JPH10310073 A JP H10310073A
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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- B62D5/046—Controlling the motor
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- B62D5/046—Controlling the motor
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転者のハンドル操作に必要な操舵力の軽減
を図りつつ、そのハンドル操作を通じて運転者へ車両の
走行情報を伝達可能とした電気式動力舵取装置を提供す
ること。
【解決手段】 ハンドル21の操作により生ずる操舵ト
ルクT1を機械的に伝達して車輪31を転舵させる操舵
機構2と、操舵機構2にアシスト力F2を加えて車輪3
1の転舵を補助するモータ41と、操舵トルクT1を検
出する操舵トルクセンサ52と、モータ41の負荷トル
クT2を検出する機能、検出された操舵トルクT1及び負
荷トルクT2に基づき操舵機構2に加わる全負荷Fを検
出する機能、検出された全負荷Fに対し操舵トルクT1
による転舵力F1とアシスト力F2とが所定の割合となる
ように負荷トルクT2の目標値を設定する機能及び負荷
トルクT2が目標値に一致するようにモータ41を制御
する機能を有するECU50とを備えて構成される。
(57) [Problem] To provide an electric power steering device capable of transmitting steering information of a vehicle to a driver through a steering operation while reducing a steering force required for the steering operation of the driver. thing. SOLUTION: A steering mechanism 2 for mechanically transmitting a steering torque T1 generated by an operation of a steering wheel 21 to steer a wheel 31, and a wheel 3 by applying an assist force F2 to the steering mechanism 2.
1, a steering torque sensor 52 for detecting a steering torque T1, a function for detecting a load torque T2 of the motor 41, and a steering mechanism 2 based on the detected steering torque T1 and load torque T2. The function of detecting the total load F applied, and the steering torque T1 for the detected full load F
An ECU 50 having a function of setting a target value of the load torque T2 so that the steering force F1 and the assist force F2 of the vehicle have a predetermined ratio, and a function of controlling the motor 41 so that the load torque T2 matches the target value. It is comprised including.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の電気式動
力舵取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 an electric power steering apparatus for a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、車両用の電気式動力舵取装置とし
て、特開昭63−28761号公報に記載される電気式
パワーステアリング装置が知られている。この電気式パ
ワーステアリング装置は、その公報の第1図に示される
ように、操舵ハンドル(以下、単に「ハンドル」とい
う。)であるステアリングホイールにステアリングシャ
フト、トーションバー、ピニオンが機械的に連結されて
おり、ステアリングホイールに与えられた操舵力をそれ
らステアリングシャフト、ピニオン等を介してラックに
伝達する構造となっている。また、ステアリングシャフ
トには操舵トルクを検出する歪みゲージが設置され、こ
の歪みゲージの検出信号に基づきコントローラが電動モ
ータを作動させる構造となっている。そして、電動モー
タの作動により、機械的に伝達される操舵力をアシスト
して車輪を転舵することにより、運転者のハンドルの操
舵力を軽減しようとするものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric power steering device for a vehicle, an electric power steering device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-28761 is known. In this electric power steering apparatus, as shown in FIG. 1 of the publication, a steering shaft, a torsion bar, and a pinion are mechanically connected to a steering wheel, which is a steering wheel (hereinafter, simply referred to as a “handle”). The steering force applied to the steering wheel is transmitted to the rack via the steering shaft, the pinion and the like. Further, a strain gauge for detecting a steering torque is installed on the steering shaft, and the controller operates the electric motor based on a detection signal of the strain gauge. Then, the steering of the steering wheel of the driver is reduced by assisting the steering force transmitted mechanically by operating the electric motor to steer the wheels.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気式パワーステアリング装置にあっては、運転者がハ
ンドルを通じて走行状態を認識し難いという問題点があ
る。例えば、前述の電気式パワーステアリング装置で
は、車両走行中に転舵車輪が路面等から反力を受けた場
合、その反力を受けて運転者が操舵トルクを増加させる
ため、電動モータの負荷トルクもそれに従い増加する。
このとき、電動モータの負荷トルクは、運転者の操舵ト
ルクにのみ基づいて決定され、ラックに加わる力として
操舵トルクに比べ大きな力となっている。このため、路
面等からの反力が微妙に変動しても、運転者はハンドル
を通じてその反力をほとんど感知することができず、車
外の状況に応じた適切なハンドル操作が行えない。However, the conventional electric power steering system has a problem that it is difficult for a driver to recognize a running state through a steering wheel. For example, in the above-described electric power steering device, when a steered wheel receives a reaction force from a road surface or the like while the vehicle is traveling, the driver increases the steering torque by receiving the reaction force, so that the load torque of the electric motor is increased. Also increase accordingly.
At this time, the load torque of the electric motor is determined based only on the driver's steering torque, and is a larger force applied to the rack than the steering torque. For this reason, even if the reaction force from the road surface or the like slightly fluctuates, the driver can hardly sense the reaction force through the steering wheel, and cannot perform an appropriate steering operation according to a situation outside the vehicle.
【0004】そこで本発明は、以上のような問題点を解
決するためになされたものであって、運転者のハンドル
操作に必要な操舵力の軽減を図りつつ、そのハンドル操
作を通じて運転者へ車両の走行情報を伝達可能とした電
気式動力舵取装置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and aims at reducing the steering force required for the driver to operate the steering wheel while providing the driver with a vehicle through the steering operation. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of transmitting travel information of a vehicle.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の電気式動力舵取装置は、ハンドル操
作により生ずる操舵トルクを機械的に伝達して車輪を転
舵させる操舵機構と、操舵機構にアシスト力を加えて車
輪の転舵を補助するモータと、操舵トルクを検出する操
舵トルク検出手段と、モータの負荷トルクを検出する負
荷トルク検出手段と、検出された操舵トルク及び負荷ト
ルクに基づき操舵機構に加わる全負荷を検出する全負荷
検出手段と、検出された全負荷に対し操舵トルクによる
転舵力とアシスト力とが所定の割合となるように負荷ト
ルクの目標値を設定するトルク設定手段と、負荷トルク
が目標値に一致するようにモータを制御するモータ制御
手段とを備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to the present invention provides a steering mechanism for turning a wheel by mechanically transmitting a steering torque generated by operating a steering wheel. A motor that assists the turning of the wheels by applying an assist force to the steering mechanism; a steering torque detecting unit that detects a steering torque; a load torque detecting unit that detects a load torque of the motor; A full load detecting means for detecting a total load applied to the steering mechanism based on the load torque; and a target value of the load torque such that a steering ratio and an assist force by the steering torque have a predetermined ratio with respect to the detected total load. It is characterized by comprising a torque setting means for setting and a motor control means for controlling the motor so that the load torque matches the target value.
【0006】この発明によれば、車輪が路面などから反
力を受けた場合又はその反力が変動した場合、検出され
たハンドル操作による操舵トルク及びモータの負荷トル
クに基づき、車両外部から操舵機構に加わる全負荷を操
舵トルクによる転舵力とアシスト力とが所定の割合で負
担するようにモータの出力が制御される。このため、路
面などからの反力の一部については運転者が操舵トルク
で負担することになり、その運転者は反力をハンドル操
作を通じて確実に感知できる。従って、運転者は、車両
の走行状態を認識でき、車外の状況に応じた適切なハン
ドル操作が行える。According to the present invention, when a wheel receives a reaction force from a road surface or the like, or when the reaction force fluctuates, a steering mechanism is provided from outside the vehicle on the basis of the detected steering torque and the motor load torque. The output of the motor is controlled such that the steering force and the assist force by the steering torque bear the entire load applied to the motor at a predetermined ratio. Therefore, the driver bears a part of the reaction force from the road surface or the like with the steering torque, and the driver can surely sense the reaction force through the operation of the steering wheel. Therefore, the driver can recognize the running state of the vehicle and can perform an appropriate steering operation according to the situation outside the vehicle.
【0007】また、本発明の電気式動力舵取装置は、ハ
ンドル操作により生ずる操舵トルクを機械的に伝達して
車輪を転舵させる操舵機構と、操舵機構にアシスト力を
加えて車輪の転舵を補助するモータと、操舵トルクを検
出する操舵トルク検出手段と、車両外部から操舵機構に
加わる全負荷に対し操舵トルクによる転舵力とアシスト
力とが所定の割合で負担するように操舵トルク及び現時
点で設定されているモータの負荷トルクの目標値に基づ
いてモータの負荷トルクの新たな目標値を設定するトル
ク設定手段と、モータの負荷トルクが新たな目標値と一
致するようにモータを駆動制御するモータ制御手段とを
備えたことを特徴とする。The electric power steering apparatus according to the present invention includes a steering mechanism for mechanically transmitting a steering torque generated by operating a steering wheel to steer a wheel, and applying an assist force to the steering mechanism to steer the wheel. And a steering torque detecting means for detecting the steering torque, and a steering torque and a steering torque so that the steering force and the assist force by the steering torque bear at a predetermined ratio with respect to a total load applied to the steering mechanism from outside the vehicle. Torque setting means for setting a new target value of the motor load torque based on the target value of the motor load torque set at the present time; and driving the motor so that the motor load torque matches the new target value. And a motor control means for controlling.
【0008】この発明によれば、車輪が路面などから反
力を受けた場合又はその反力が変動した場合、検出され
たハンドル操作による操舵トルクに基づきモータの負荷
トルクの目標値が設定され、車両外部から操舵機構に加
わる全負荷を操舵トルクによる転舵力とアシスト力とが
所定の割合で負担するようにモータが駆動制御される。
このため、路面などからの反力の一部については運転者
が操舵トルクで負担することになり、その運転者は反力
をハンドル操作を通じて確実に感知できる。従って、運
転者は、車両の走行状態を認識でき、車外の状況に応じ
た適切なハンドル操作が行える。According to the present invention, when the wheel receives a reaction force from the road surface or the like, or when the reaction force fluctuates, the target value of the motor load torque is set based on the detected steering torque by the steering operation. The drive of the motor is controlled so that the steering load and the assisting force by the steering torque bear the entire load applied to the steering mechanism from outside the vehicle at a predetermined ratio.
Therefore, the driver bears a part of the reaction force from the road surface or the like with the steering torque, and the driver can surely sense the reaction force through the operation of the steering wheel. Therefore, the driver can recognize the running state of the vehicle and can perform an appropriate steering operation according to the situation outside the vehicle.
【0009】更に、本発明の電気式動力舵取装置は、ハ
ンドルの操舵位置を検出する操舵位置検出手段と、操舵
トルクが加えられておらずハンドルが所定の操舵位置で
あるときにハンドルが所定方向に所定の角速度で回転す
るように制御するハンドル角速度制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。Further, the electric power steering apparatus according to the present invention includes a steering position detecting means for detecting a steering position of the steering wheel, and a steering wheel when the steering wheel is at a predetermined steering position when no steering torque is applied. Steering wheel angular velocity control means for controlling rotation in a direction at a predetermined angular velocity.
【0010】この発明によれば、運転者がハンドルを放
したことなどにより操舵トルクがゼロとなるとき、ハン
ドルが所定の角速度で回転するように制御される。この
ため、操舵車輪が路面などから反力を受けている場合、
その反力によりハンドルが急回転することが回避でき、
安定した車両走行が可能となる。According to the present invention, when the steering torque becomes zero due to the driver releasing the steering wheel, the steering wheel is controlled to rotate at a predetermined angular velocity. Therefore, if the steered wheels are receiving a reaction force from the road surface,
The reaction force prevents the steering wheel from turning suddenly,
Stable vehicle traveling becomes possible.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の種々の実施形態について説明する。尚、各図において
同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、
図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していな
い。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. Also,
The dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
【0012】(第一実施形態)図1に本実施形態に係る
電気式動力舵取装置の構成概要図を示す。図1におい
て、動力舵取装置1は、操舵用のハンドル21の操作に
より生ずる操舵トルクT1(操舵力)を機械的に伝達し
て車輪31、31を転舵させる操舵機構2を備えてい
る。操舵機構2には、ハンドル21にステアリングシャ
フト22が連結され、このステアリングシャフト22を
通じてハンドル21の操舵トルクT1がステアリングギ
ヤボックス23内へ伝達される構造となっている。ま
た、ステアリングシャフト22の下端部にはピニオン2
2aが設けられ、ステアリングギヤボックス23内に設
置されるラックバー24に噛合している。ラックバー2
4は、ピニオン22aの回転により水平方向へ直線的に
移動する棒部材であり、左右の車輪31、31に向けて
配設されている。このラックバー24の両端はステアリ
ングギヤボックス23から延出し、それぞれタイロッド
25、ナックルアーム26が取り付けられている。この
ような操舵機構2によれば、運転者のハンドル21の操
作により、操舵トルクT1がステアリングシャフト22
に伝達され、ピニオン・ラック機構を介して転舵力F1
に変換されてラックバー24に伝達される。そして、そ
の転舵力F1がタイロッド25およびナックルアーム2
6などを介して機械的に車輪31、31に伝達されて、
車輪31、31の転舵が行われる。なお、ハンドル21
の操舵トルクに応じて車輪31、31を機械的に転舵で
きるものであれば、操舵機構2に限らず、その他の機構
を用いてもよい。(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic diagram of an electric power steering apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, a power steering device 1 includes a steering mechanism 2 that mechanically transmits a steering torque T1 (steering force) generated by operating a steering handle 21 to steer the wheels 31, 31. The steering mechanism 2 has a structure in which a steering shaft 22 is connected to a handle 21, and the steering torque T 1 of the handle 21 is transmitted into the steering gear box 23 through the steering shaft 22. A pinion 2 is provided at the lower end of the steering shaft 22.
2 a is provided and meshes with a rack bar 24 installed in the steering gear box 23. Rack bar 2
Reference numeral 4 denotes a bar member that moves linearly in the horizontal direction by the rotation of the pinion 22a, and is disposed toward the left and right wheels 31, 31. Both ends of the rack bar 24 extend from the steering gear box 23, and a tie rod 25 and a knuckle arm 26 are attached thereto. According to such a steering mechanism 2, the steering torque T 1 is increased by the driver's operation of the steering wheel 21.
To the steering force F1 via the pinion rack mechanism.
And transmitted to the rack bar 24. Then, the steering force F1 is applied to the tie rod 25 and the knuckle arm 2.
6 and mechanically transmitted to the wheels 31, 31 via
The wheels 31, 31 are steered. The handle 21
Not only the steering mechanism 2 but also other mechanisms may be used as long as the wheels 31 can be mechanically steered according to the steering torque.
【0013】動力舵取装置1には、操舵機構2にアシス
ト力F2を与えて、操舵機構2による車輪31、31の
転舵を補助するモータ41が設けられている。モータ4
1は、ステアリングギヤボックス23内に設けられてお
り、その負荷トルク(出力トルク)T2が所定のギヤ等
を介してアシスト力F2に変換されラックバー24に伝
達される。このモータ41としては、例えば、直流モー
タが用いられる。この場合、電圧制御により回転駆動を
制御することにより、モータ41駆動時の電流値又は回
転数を計測して、モータ41の負荷トルクT2を検出す
ることができる。なお、モータ41としては、供給電圧
値、供給電流値又は回転数などにより負荷トルクT2を
検出できるものであれば、直流モータ以外のものを用い
てもよい。また、モータ41は、ステアリングシャフト
22に負荷トルクT2を伝達して車輪31の転舵をアシ
ストするように配設する場合もある。The power steering device 1 is provided with a motor 41 which applies an assist force F2 to the steering mechanism 2 to assist the steering mechanism 2 in turning the wheels 31, 31. Motor 4
1 is provided in a steering gear box 23, and its load torque (output torque) T2 is converted into an assist force F2 via a predetermined gear or the like and transmitted to the rack bar 24. As the motor 41, for example, a DC motor is used. In this case, by controlling the rotation drive by the voltage control, the current value or the number of rotations when the motor 41 is driven can be measured, and the load torque T2 of the motor 41 can be detected. As the motor 41, any motor other than the DC motor may be used as long as the load torque T2 can be detected from the supply voltage value, the supply current value, the number of revolutions, or the like. In some cases, the motor 41 is provided so as to transmit the load torque T2 to the steering shaft 22 to assist in turning the wheels 31.
【0014】図1のように、ステアリングシャフト22
の上部には、操舵位置センサ51及び操舵トルクセンサ
52が設けられている。操舵位置センサ51は、ハンド
ル21の操舵位置を検出するためのセンサである。ま
た、操舵トルクセンサ52は、ハンドル21の操舵トル
クを検出するためのセンサである。As shown in FIG. 1, the steering shaft 22
A steering position sensor 51 and a steering torque sensor 52 are provided in the upper part of FIG. The steering position sensor 51 is a sensor for detecting the steering position of the steering wheel 21. The steering torque sensor 52 is a sensor for detecting the steering torque of the steering wheel 21.
【0015】また、動力舵取装置1には、装置全体の電
気的制御を行うECU50が設けられている。このEC
U50には、操舵位置センサ51及び操舵トルクセンサ
52の出力信号がこのECU50にそれぞれ入力されて
いる。また、動力舵取装置1には車速センサ53、車両
挙動センサ54及び車両重量センサ55などが設けられ
ており、それらの各種の車両情報がECU50に随時入
力されている。Further, the power steering device 1 is provided with an ECU 50 for electrically controlling the entire device. This EC
Output signals of the steering position sensor 51 and the steering torque sensor 52 are input to the ECU 50 at U50. The power steering device 1 is provided with a vehicle speed sensor 53, a vehicle behavior sensor 54, a vehicle weight sensor 55, and the like, and various kinds of vehicle information are input to the ECU 50 as needed.
【0016】ECU50は、モータ41の負荷トルクT
2を検出する負荷トルク検出手段として機能する。例え
ば、ハンドル21操作により車輪31が路面から転舵反
力を受ける場合又はその転舵反力が変動する場合、操舵
機構2に加わる全負荷の変動に応じて、ECU50は、
モータ41の電圧値、電流値又は回転数などに基づきモ
ータ41の負荷トルクT2の検出を行う。The ECU 50 determines the load torque T of the motor 41.
It functions as a load torque detecting means for detecting 2. For example, when the steering wheel 21 receives a turning reaction force from the road surface due to the operation of the steering wheel 21 or when the turning reaction force changes, the ECU 50 responds to the change in the total load applied to the steering mechanism 2 by
The load torque T2 of the motor 41 is detected based on the voltage value, current value, rotation speed, and the like of the motor 41.
【0017】また、図1に示すように、ECU50は、
操舵機構2に加わる外的な全負荷を検出する全負荷検出
手段として機能する。例えば、ハンドル21操作により
車輪31が路面から転舵反力を受ける場合又はその転舵
反力が変動する場合、その発生し変動する転舵反力を操
舵機構2に加わる全負荷Fとすると、ECU50は、操
舵トルクセンサ52の出力信号及びモータ41の電圧
値、電流値又は回転数などに基づきハンドル21の操舵
トルクT1及びモータ41の負荷トルクT2を検出し、そ
の操舵トルクT1、負荷トルクT2及びギヤ比などに基づ
き操舵機構2に与えられる転舵力F1及びアシスト力F2
を算出して、その転舵力F1とアシスト力F2の和により
操舵機構2に加わる全負荷Fの算出を行う。Further, as shown in FIG.
It functions as full load detecting means for detecting an external total load applied to the steering mechanism 2. For example, when the steering wheel 21 receives a turning reaction force from the road surface due to the operation of the steering wheel 21 or when the turning reaction force fluctuates, the generated and fluctuating turning reaction force is defined as a full load F applied to the steering mechanism 2. The ECU 50 detects the steering torque T1 of the steering wheel 21 and the load torque T2 of the motor 41 on the basis of the output signal of the steering torque sensor 52 and the voltage value, current value, rotation speed, etc. of the motor 41, and calculates the steering torque T1 and the load torque T2. Steering force F1 and assist force F2 applied to the steering mechanism 2 based on the gear ratio and the gear ratio.
Is calculated, and the total load F applied to the steering mechanism 2 is calculated based on the sum of the steering force F1 and the assist force F2.
【0018】また、ECU50は、モータ41の負荷ト
ルクT2の目標値を設定するトルク設定手段として機能
する。すなわち、ECU50は、操舵トルクT1、負荷
トルクT2及びギヤ比などに基づき算出した全負荷Fに
対して、操舵トルクT1による転舵力F1とモータ41に
よるアシスト力F2とが所定の割合となるように負荷ト
ルクT2の目標値Tmの設定を行う。The ECU 50 functions as torque setting means for setting a target value of the load torque T2 of the motor 41. That is, the ECU 50 controls the steering force F1 by the steering torque T1 and the assist force F2 by the motor 41 to a predetermined ratio with respect to the total load F calculated based on the steering torque T1, the load torque T2, the gear ratio, and the like. , The target value Tm of the load torque T2 is set.
【0019】この負荷トルクT2の目標値Tmは、例え
ば、以下のように設定される。まず、ハンドル21の回
転軸系における運動方程式は、ハンドル21の操舵位置
(操舵角)θの角加速度をβ、ハンドル21に係る慣性
モーメントをI、ラックバー24とピニオン22aとの
ギヤ比をαとすると、次の式1により表される。The target value Tm of the load torque T2 is set, for example, as follows. First, the equation of motion of the rotating shaft system of the handle 21 is as follows: the angular acceleration of the steering position (steering angle) θ of the handle 21 is β, the moment of inertia of the handle 21 is I, and the gear ratio between the rack bar 24 and the pinion 22a is α. Then, it is represented by the following equation 1.
【0020】 I・β=α(F−(F1+F2)) ‥‥(1)I · β = α (F− (F1 + F2))) (1)
【0021】ここで、ハンドル21は、外力により加速
して回転しないとすると、操舵位置θの角加速度βはゼ
ロとなる。従って、次の式(2)が成り立つ。Here, assuming that the steering wheel 21 does not rotate by accelerating due to external force, the angular acceleration β of the steering position θ becomes zero. Therefore, the following equation (2) holds.
【0022】F=F1+F2 ‥‥(2)F = F1 + F2 ‥‥ (2)
【0023】この式(2)において、車輪31を通じて
受ける路面などからの反力による操舵機構2の全負荷F
に対し、ハンドル21の操舵トルクT1による転舵力F1
が負担する割合(分配比率)をKとすると、次の式3が
成り立つ。In this equation (2), the total load F of the steering mechanism 2 due to the reaction force from the road surface and the like received through the wheels 31
In contrast, the steering force F1 due to the steering torque T1 of the steering wheel 21
Assuming that the ratio (distribution ratio) borne by K is K, the following expression 3 holds.
【0024】F1=K・F ‥‥(3)F1 = K · F ‥‥ (3)
【0025】そして、式(2)、(3)により転舵力F
1を消去すると、次の式(4)が成り立つ。The steering force F is calculated according to the equations (2) and (3).
When 1 is deleted, the following equation (4) holds.
【0026】F=K・F+F2 ‥‥(4)F = K · F + F2 ‥‥ (4)
【0027】ここで、操舵トルクT1を転舵力F1に変換
するためのギヤ比をα1、モータ41の負荷トルクT2
をアシスト力F2に変換するためのギヤ比をα2とする
と、 F1=α1・T1 ‥‥(5) F2=α2・T2 ‥‥(6) となり、この式(6)を式(4)に代入すると、 T2=((1−K)・F)/α2‥‥(7) となる。つまり、この式(7)が成り立つようにモータ
41を制御する。Here, the gear ratio for converting the steering torque T1 to the turning force F1 is α1, the load torque T2 of the motor 41 is
Assuming that the gear ratio for converting the torque into the assist force F2 is α2, F1 = α1 · T1 ‥‥ (5) F2 = α2 · T2 ‥‥ (6), and this equation (6) is substituted into the equation (4). Then, T2 = ((1−K) · F) / α2 ‥‥ (7). That is, the motor 41 is controlled so that the equation (7) holds.
【0028】従って、設定すべき負荷トルクT2の目標
値Tmは、次の式(8)のようになる。Accordingly, the target value Tm of the load torque T2 to be set is expressed by the following equation (8).
【0029】 Tm=((1−K)・(α1・T1+α2・T2))/α2‥‥(8)Tm = ((1−K) · (α1 · T1 + α2 · T2)) / α2 ‥‥ (8)
【0030】すなわち、検知された操舵トルクT1及び
負荷トルクT2によって目標値Tmが設定され、モータ
41の負荷トルクT2をこの新しい目標値Tmとなるよ
うに制御する。That is, the target value Tm is set based on the detected steering torque T1 and load torque T2, and the load torque T2 of the motor 41 is controlled so as to become the new target value Tm.
【0031】また、目標値Tmにおける分配比率Kは、
操舵位置θ、車速V、外部負荷の変動周波数f、全負荷
Fなどの車両情報に基づいて決定され、次の式(9)に
より表される。The distribution ratio K at the target value Tm is:
It is determined based on vehicle information such as the steering position θ, the vehicle speed V, the fluctuation frequency f of the external load, and the full load F, and is represented by the following equation (9).
【0032】 K=G(θ、V、f、F、…) ‥‥(9)K = G (θ, V, f, F,...) (9)
【0033】一方、ECU50は、モータ41の駆動制
御を行うモータ制御手段としても機能する。すなわち、
ECU50は、検出したモータ41の負荷トルクT2と
設定された目標値Tmとを比較し、それら負荷トルクT
2と目標値Tmが一致しているか否かを検出する。そし
て、負荷トルクT2が目標値Tmと一致していないとき
には、負荷トルクT2が目標値Tmと一致するようにモ
ータ41の駆動を制御する。モータ41の駆動制御は、
例えば、ECU50から制御信号が出力され、その制御
信号に基づいてモータ41の印加電圧を増加又は減少さ
せて行われる。モータ41の制御信号は、モータ41に
設けられ、又モータ41外部に設けられる大電力駆動用
のパワーユニットなどに入力される。On the other hand, the ECU 50 also functions as motor control means for controlling the driving of the motor 41. That is,
The ECU 50 compares the detected load torque T2 of the motor 41 with the set target value Tm,
It is detected whether or not 2 matches the target value Tm. When the load torque T2 does not match the target value Tm, the driving of the motor 41 is controlled so that the load torque T2 matches the target value Tm. The drive control of the motor 41
For example, a control signal is output from the ECU 50 and the applied voltage of the motor 41 is increased or decreased based on the control signal. The control signal for the motor 41 is provided to the motor 41 and is input to a power unit for driving a large power provided outside the motor 41.
【0034】更に、ECU50は、走行中にハンドル2
1が手放し状態となったときなどにハンドル21の回転
速度を制御するハンドル角速度制御手段として機能す
る。すなわち、走行中にハンドル21が手放し状態とな
ったときには、ECU50は、モータ41の負荷トルク
T2を制御せずに、車速V、ハンドル21の操舵位置θ
などの車両情報に基づき、ハンドル21の回転速度の制
御を行う。例えば、ECU50には、目標操舵速度ωm
が次の式(10)に表すように車両情報の関数として設
定されている。Further, the ECU 50 operates the steering wheel 2 during traveling.
It functions as a handle angular velocity control means for controlling the rotation speed of the handle 21 when, for example, the hand 1 is released. That is, when the steering wheel 21 is released during traveling, the ECU 50 does not control the load torque T2 of the motor 41, and controls the vehicle speed V and the steering position θ of the steering wheel 21.
The rotation speed of the steering wheel 21 is controlled based on vehicle information such as the vehicle information. For example, the ECU 50 stores the target steering speed ωm
Is set as a function of vehicle information as represented by the following equation (10).
【0035】 ωm=H(θ、V、f、F、…) ‥‥(10)Ωm = H (θ, V, f, F,...) (10)
【0036】また、ECU50は、操舵位置センサ51
の出力に基づきハンドル21の角速度ωの算出を行う。
そして、ハンドル21の角速度ωが目標操舵速度ωmと
なるように、モータ41の印加電圧を適宜増減する。こ
のようなハンドル角速度制御により、運転者がハンドル
を放したときに操舵車輪が路面などから反力を受けてい
る場合、その反力を受けてハンドルが急に回転すること
がなく、安定した車両走行が可能となる。The ECU 50 has a steering position sensor 51.
Is calculated based on the output of the steering wheel 21.
Then, the voltage applied to the motor 41 is appropriately increased or decreased so that the angular velocity ω of the steering wheel 21 becomes the target steering speed ωm. With such a steering wheel angular velocity control, when the steering wheel receives a reaction force from a road surface or the like when the driver releases the steering wheel, the steering wheel does not suddenly rotate due to the reaction force and the vehicle is stable. Traveling becomes possible.
【0037】次に、動力舵取装置1の動作について説明
する。Next, the operation of the power steering device 1 will be described.
【0038】図2は、動力舵取装置1の動作を示すフロ
ーチャートである。図2において、車両のイグニッショ
ンスイッチの投入により動力舵取装置1が作動し始め
る。まず、ステップS10にて、ハンドル21の操作に
よる操舵トルクT1が検出される。操舵トルクT1の検出
は、操舵トルクセンサ52により行われる。この操舵ト
ルクセンサ52の出力信号はECU50に入力され、ス
テップS12に移行して、ECU50にて操舵トルクT
1がゼロであるか否かが判別される。ステップS12に
おいて、操舵トルクT1がゼロであると判断されたとき
にはステップS30に移行し、また、操舵トルクT1が
ゼロでないと判断されたときにはステップS14に移行
する。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the power steering device 1. In FIG. 2, the power steering device 1 starts operating when an ignition switch of the vehicle is turned on. First, in step S10, the steering torque T1 due to the operation of the steering wheel 21 is detected. The detection of the steering torque T1 is performed by the steering torque sensor 52. The output signal of the steering torque sensor 52 is input to the ECU 50, and the process proceeds to step S12, where the ECU 50 outputs the steering torque T.
It is determined whether 1 is zero. When it is determined in step S12 that the steering torque T1 is zero, the process proceeds to step S30, and when it is determined that the steering torque T1 is not zero, the process proceeds to step S14.
【0039】ステップS14では、車両に備えられた各
種のセンサなどにより操舵位置θ、車速V、外部負荷の
変動周波数f、全負荷Fなどの車両情報が検知される。
そして、ステップS16に移行し、これらの車両情報は
各種センサなどの出力信号としてECU50に入力さ
れ、それらに基づいて分配比率Kが算出される。この分
配比率Kは車両走行の状態などにより適宜変化するよう
に設定されており、それによりハンドル21の操作安定
性が保たれる。なお、この分配比率Kの算出は、前述し
た車両情報の一部、例えば車速V、操舵位置θを用いて
行ってもよい。また、分配比率Kの算出は前述した車両
情報以外の情報を用いて行ってもよい。In step S14, vehicle information such as the steering position θ, the vehicle speed V, the fluctuation frequency f of the external load, and the full load F is detected by various sensors provided in the vehicle.
Then, the process proceeds to step S16, and the vehicle information is input to the ECU 50 as output signals of various sensors and the like, and the distribution ratio K is calculated based on the information. The distribution ratio K is set so as to be appropriately changed depending on the state of running of the vehicle and the like, whereby the operation stability of the steering wheel 21 is maintained. The calculation of the distribution ratio K may be performed using a part of the vehicle information described above, for example, the vehicle speed V and the steering position θ. The calculation of the distribution ratio K may be performed using information other than the vehicle information described above.
【0040】分配比率Kを算出したら、ステップS18
に移行し、モータ41の負荷トルクT2が検出される。
負荷トルクT2の検出は、例えば、モータ41の駆動時
の電流値又は回転数の計測信号がモータ41などからE
CU50に入力され、その電流値又は回転数の計測信号
に基づいて演算されて検出される。After calculating the distribution ratio K, step S18
Then, the load torque T2 of the motor 41 is detected.
The load torque T2 is detected, for example, by measuring the current value or the rotation speed of the motor 41 when the motor 41 is driven.
It is input to the CU 50, and is calculated and detected based on the measurement signal of the current value or the rotation speed.
【0041】そして、ステップS20に移行し、検出し
た操舵トルクT1、負荷トルクT2及び算出した分配比率
Kを用いて、モータ41の駆動における負荷トルクT2
の目標値Tmが算出される。目標値Tmは、前述の式
(8)に操舵トルクT1、負荷トルクT2及び分配比率K
などを代入することにより算出される。Then, the flow shifts to step S20, where the load torque T2 for driving the motor 41 is calculated using the detected steering torque T1, load torque T2 and calculated distribution ratio K.
Is calculated. The target value Tm is obtained by calculating the steering torque T1, the load torque T2, and the distribution ratio K in the above equation (8).
Calculated by substituting
【0042】そして、ステップS22において、算出し
た目標値Tmと検出された負荷トルクT2が一致するか
否かが判断される。目標値Tmと負荷トルクT2が一致
すると判断された場合には、所望の分配比率Kの割合で
ハンドル21操作による操舵トルクT1とモータ41に
よる負荷トルクT2とが操舵機構2に働いていることに
なる。このため、この場合にはステップS10に戻り、
再び操舵トルクT1の検出が行われる。Then, in step S22, it is determined whether or not the calculated target value Tm and the detected load torque T2 match. When it is determined that the target value Tm and the load torque T2 match, it is determined that the steering torque T1 by operating the steering wheel 21 and the load torque T2 by the motor 41 are acting on the steering mechanism 2 at a desired distribution ratio K. Become. Therefore, in this case, the process returns to step S10,
The detection of the steering torque T1 is performed again.
【0043】一方、ステップS22において目標値Tm
に対し負荷トルクT2が大きいと判断された場合には、
ステップS24にてモータ41の出力を下げるべく、E
CU50からモータ41に制御信号が入力されモータ4
1に印加される電圧が下げられる。そして、再びステッ
プS14に戻り車両情報の検知が行われ、順次ステップ
S16、ステップS18、ステップS20及びステップ
S22の演算が実行され、目標値Tmと負荷トルクT2
が一致するまで繰り返される。なお、図2のフローチャ
ートには図示していないが、車輪31にかかる全負荷F
が非常に大きく所定のしきい値を超えた場合には、その
全負荷Fのうち所定以上の負荷が操舵機構2を通じてハ
ンドル21にかからないように、制御することが望まし
い。このような制御によれば、車輪31に大きな衝撃が
加わった場合などに、車両の安定が確実に保たれること
になる。On the other hand, in step S22, the target value Tm
If it is determined that the load torque T2 is large,
In step S24, to reduce the output of the motor 41, E
When a control signal is input from the CU 50 to the motor 41 and the motor 4
The voltage applied to 1 is reduced. Then, the process returns to step S14 to detect the vehicle information, and the calculations in steps S16, S18, S20, and S22 are sequentially performed to obtain the target value Tm and the load torque T2.
Is repeated until a match is found. Although not shown in the flowchart of FIG. 2, the full load F
Is very large and exceeds a predetermined threshold value, it is desirable to control so that a load equal to or more than a predetermined value out of the total load F is not applied to the steering wheel 21 through the steering mechanism 2. According to such control, the stability of the vehicle is reliably maintained, for example, when a large impact is applied to the wheels 31.
【0044】また、ステップS22において目標値Tm
に対し負荷トルクT2が小さいと判断された場合には、
ステップS26にてモータ41の出力を上げるべく、E
CU50からモータ41に制御信号が入力されモータ4
1に印加される電圧が上げられる。そして、再びステッ
プS14に戻り車両情報の検知が行われ、順次ステップ
S16、ステップS18、ステップS20及びステップ
S22の演算が実行され、目標値Tmと負荷トルクT2
が一致するまで繰り返される。In step S22, the target value Tm
If it is determined that the load torque T2 is smaller than
In step S26, to increase the output of the motor 41, E
When a control signal is input from the CU 50 to the motor 41 and the motor 4
The voltage applied to 1 is increased. Then, the process returns to step S14 to detect the vehicle information, and the calculations in steps S16, S18, S20, and S22 are sequentially performed to obtain the target value Tm and the load torque T2.
Is repeated until a match is found.
【0045】一方、ステップS12において操舵トルク
T1がゼロであると判断されステップS30に移行した
場合、ステップS30にてハンドル21の操舵位置(操
舵角)θが操舵位置センサ51により検出される。そし
て、この操舵位置センサ51の出力信号はECU50に
入力され、ステップS32に移行して、ECU50にて
操舵位置θに基づきモータ41の駆動による操舵機構2
へのアシストが必要か否かが判別される。このモータ4
1によるアシストの要否は、例えば、操舵位置θがゼロ
であるか否かを基準に判断される。この場合、車輪31
が転舵されていないときにはモータ41によるアシスト
が不要であり、車輪31が転舵されているときにはモー
タ41によるアシストが必要ということになる。このス
テップS32において、アシストが必要でないと判断さ
れたときには、再びステップS10に移行して操舵トル
クT1の検出が行われる。一方、ステップS32におい
て、アシストが必要であると判断されたときには、ステ
ップS34に移行して車両情報の検知が行われる。On the other hand, if it is determined in step S12 that the steering torque T1 is zero and the process proceeds to step S30, the steering position (steering angle) θ of the steering wheel 21 is detected by the steering position sensor 51 in step S30. The output signal of the steering position sensor 51 is input to the ECU 50, and the process proceeds to step S32, where the ECU 50 drives the motor 41 based on the steering position θ to control the steering mechanism 2.
It is determined whether or not assistance is required. This motor 4
The necessity of the assist by 1 is determined based on, for example, whether or not the steering position θ is zero. In this case, the wheel 31
When the vehicle is not steered, the assist by the motor 41 is unnecessary, and when the wheel 31 is steered, the assist by the motor 41 is required. If it is determined in step S32 that the assist is not required, the process returns to step S10 to detect the steering torque T1. On the other hand, when it is determined in step S32 that assistance is required, the process proceeds to step S34 to detect vehicle information.
【0046】ステップS34では、車両に備えられた各
種のセンサなどにより操舵位置θ、車速V、外部負荷の
変動周波数f、全負荷Fなどの車両情報が検知される。
そして、ステップS36に移行し、これらの車両情報は
各種のセンサなどの出力信号としてECU50に入力さ
れ、それら出力信号に基づいて目標操舵速度ωmが演算
される。この目標操舵速度ωmは、車両の走行状態など
により適宜変化するように設定されている。なお、この
目標操舵速度ωmの演算は、前述した車両情報の一部、
例えば車速V、操舵位置θを用いて行ってもよい。ま
た、目標操舵速度ωmの演算は前述した車両情報以外の
情報を用いて行ってもよい。In step S34, the vehicle information such as the steering position θ, the vehicle speed V, the fluctuation frequency f of the external load, and the full load F is detected by various sensors provided in the vehicle.
Then, the process proceeds to step S36, and the vehicle information is input to the ECU 50 as output signals of various sensors and the like, and the target steering speed ωm is calculated based on the output signals. The target steering speed ωm is set so as to appropriately change depending on the running state of the vehicle and the like. Note that the calculation of the target steering speed ωm is a part of the above-described vehicle information,
For example, the determination may be performed using the vehicle speed V and the steering position θ. The calculation of the target steering speed ωm may be performed using information other than the vehicle information described above.
【0047】そして、目標操舵速度ωmを演算したら、
ステップS38に移行し、ハンドル21の実際の回転角
速度ωが算出される。このハンドル21の回転角速度ω
の算出は、検出した操舵位置θの時間的変化に基づいて
行われる。次いで、ステップS40に移行して、演算し
た目標操舵速度ωmと算出した回転角速度ωとが一致す
るか否かが判断される。目標操舵速度ωmと回転角速度
ωが一致すると判断された場合には、所望の角速度にて
ハンドル21が回転していることになる。このため、こ
の場合にはステップS10に戻り、再び操舵トルクT1
の検出が行われる。一方、ステップS40において目標
操舵速度ωmに対し回転角速度ωが大きいと判断された
場合には、ステップS42にてモータ41の出力を下げ
るべく、モータ41に印加される電圧が下げられる。そ
して、再びステップS34に戻り車両情報の検知が行わ
れ、順次ステップS36、ステップS38及びステップ
S40の演算が実行され、目標操舵速度ωmと回転角速
度ωが一致するまで繰り返される。After calculating the target steering speed ωm,
In step S38, the actual rotational angular velocity ω of the handle 21 is calculated. The rotational angular velocity ω of the handle 21
Is calculated based on the temporal change of the detected steering position θ. Next, the process proceeds to step S40, and it is determined whether the calculated target steering speed ωm matches the calculated rotational angular speed ω. If it is determined that the target steering speed ωm and the rotational angular speed ω match, it means that the steering wheel 21 is rotating at a desired angular speed. Therefore, in this case, the process returns to step S10, and the steering torque T1 is returned again.
Is detected. On the other hand, if it is determined in step S40 that the rotational angular speed ω is higher than the target steering speed ωm, the voltage applied to the motor 41 is reduced to reduce the output of the motor 41 in step S42. Then, the process returns to step S34, and the vehicle information is detected. The calculations in steps S36, S38, and S40 are sequentially performed, and the calculation is repeated until the target steering speed ωm matches the rotational angular speed ω.
【0048】また、ステップS40において目標操舵速
度ωmに対し回転角速度ωが小さいと判断された場合に
は、ステップS44にてモータ41の出力を上げるべ
く、モータ41に印加される電圧が上げられる。そし
て、再びステップS34に戻り車両情報の検知が行わ
れ、順次ステップS36、ステップS38及びステップ
S40の演算が実行され、目標操舵速度ωmと回転角速
度ωが一致するまで繰り返される。If it is determined in step S40 that the rotational angular speed ω is smaller than the target steering speed ωm, the voltage applied to the motor 41 is increased to increase the output of the motor 41 in step S44. Then, the process returns to step S34, and the vehicle information is detected. The calculations in steps S36, S38, and S40 are sequentially performed, and the calculation is repeated until the target steering speed ωm and the rotational angular speed ω match.
【0049】以上のように、本実施形態に係る動力舵取
装置1によれば、車輪31が路面などから反力を受けた
場合又はその反力が変動した場合、検出されたハンドル
21の操作による操舵トルクT1とモータ41の負荷ト
ルクT2に基づいて、車両外部から操舵機構2に加わる
全負荷Fを操舵トルクT1による転舵力F1とアシスト力
F2とが所定の割合で負担するようにモータ41の出力
が制御される。このため、路面などからの反力の一部に
ついては運転者が操舵トルクT1で負担することにな
り、その運転者はその反力をハンドル21の操作を通じ
て確実に感知することができる。従って、運転者は、車
両の走行状態を認識でき、車外の状況に応じた適切なハ
ンドル操作が行える。As described above, according to the power steering apparatus 1 according to the present embodiment, when the wheel 31 receives a reaction force from the road surface or the like, or when the reaction force fluctuates, the detected operation of the steering wheel 21 is performed. On the basis of the steering torque T1 and the load torque T2 of the motor 41 so that the steering load F1 and the assist force F2 by the steering torque T1 bear the entire load F applied to the steering mechanism 2 from the outside of the vehicle at a predetermined ratio. The output of 41 is controlled. For this reason, the driver bears a part of the reaction force from the road surface or the like with the steering torque T1, and the driver can surely sense the reaction force through the operation of the steering wheel 21. Therefore, the driver can recognize the running state of the vehicle and can perform an appropriate steering operation according to the situation outside the vehicle.
【0050】また、運転者がハンドル21を放したこと
などにより操舵トルクT1がゼロとなるとき、ハンドル
21が所定の角速度で回転するように制御される。この
ため、車輪31が路面などから反力を受けている場合、
その反力によりハンドル21が急回転することが回避で
き、安定した車両走行が可能となる。When the steering torque T1 becomes zero due to the driver releasing the steering wheel 21, the steering wheel 21 is controlled to rotate at a predetermined angular velocity. Therefore, when the wheel 31 receives a reaction force from the road surface or the like,
Due to the reaction force, the steering wheel 21 can be prevented from suddenly rotating, and the vehicle can run stably.
【0051】(第二実施形態)次に第二実施形態に係る
電気式動力舵取装置を説明する。(Second Embodiment) Next, an electric power steering apparatus according to a second embodiment will be described.
【0052】本実施形態に係る動力舵取装置1aは、図
1に示す動力舵取装置1と同様な構造を有している。こ
の動力舵取装置1aには装置全体の電気的制御を行うE
CU50が設けられているが、このECU50は、モー
タ41の負荷トルクT2の新たな目標値Tmを設定する
トルク設定手段として機能する。すなわち、ECU50
は、操舵トルクT1、現時点での負荷トルクT2の目標値
Tm及びギヤ比などに基づき算出した全負荷Fに対し
て、操舵トルクT1による転舵力F1とモータ41による
アシスト力F2とが所定の割合となるように負荷トルク
T2の新たな目標値Tmの設定を行う。この負荷トルク
T2の新たな目標値Tmは、前述の式(8)に各値を代
入することにより算出される。このとき、モータ41の
負荷トルクT2については、モータ41の現実の負荷ト
ルクT2を検出せず、現時点で設定されている目標値T
mをモータ41の負荷トルクT2とみなして代入する。
その際、目標値Tmの初期値はゼロとすればよい。The power steering device 1a according to the present embodiment has the same structure as the power steering device 1 shown in FIG. This power steering device 1a performs E control for electrically controlling the entire device.
Although the CU 50 is provided, the ECU 50 functions as torque setting means for setting a new target value Tm of the load torque T2 of the motor 41. That is, the ECU 50
The steering torque T1, the steering force F1 by the steering torque T1 and the assist force F2 by the motor 41 with respect to the total load F calculated based on the target value Tm of the load torque T2 at the present time, the gear ratio, etc. A new target value Tm of the load torque T2 is set so as to be the ratio. The new target value Tm of the load torque T2 is calculated by substituting each value into the above equation (8). At this time, as for the load torque T2 of the motor 41, the actual load torque T2 of the motor 41 is not detected, and the target value T
m is substituted as the load torque T2 of the motor 41.
At this time, the initial value of the target value Tm may be set to zero.
【0053】一方、ECU50は、モータ41の駆動制
御を行うモータ制御手段としても機能する。すなわち、
ECU50は、設定した新たな目標値Tmとなるように
モータ41に駆動信号を出力し、その駆動信号によりモ
ータ41の駆動を制御する。なお、この動力舵取装置1
aのECU50においては、モータ41の負荷トルクT
2の検出機能及び全負荷検出機能が備えられていなくて
もよい。On the other hand, the ECU 50 also functions as motor control means for controlling the driving of the motor 41. That is,
The ECU 50 outputs a drive signal to the motor 41 so that the new target value Tm is set, and controls the drive of the motor 41 based on the drive signal. The power steering device 1
In the ECU 50 a of FIG.
The detection function 2 and the full load detection function may not be provided.
【0054】次に、動力舵取装置1aの動作について説
明する。Next, the operation of the power steering device 1a will be described.
【0055】図3は、動力舵取装置1aの動作を示すフ
ローチャートである。図3において、車両のイグニッシ
ョンスイッチの投入により動力舵取装置1aが作動し始
める。まず、ステップS10にてハンドル21の操作に
よる操舵トルクT1が検出され、ステップS12にてE
CU50にて操舵トルクT1がゼロであるか否かが判別
される。ステップS12において、操舵トルクT1がゼ
ロであると判断されたときにはステップS30に移行
し、また、操舵トルクT1がゼロでないと判断されたと
きにはステップS14に移行する。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the power steering device 1a. In FIG. 3, when the ignition switch of the vehicle is turned on, the power steering device 1a starts operating. First, in step S10, the steering torque T1 due to the operation of the steering wheel 21 is detected.
The CU 50 determines whether the steering torque T1 is zero. When it is determined in step S12 that the steering torque T1 is zero, the process proceeds to step S30, and when it is determined that the steering torque T1 is not zero, the process proceeds to step S14.
【0056】ステップS14では、車両に備えられた各
種のセンサなどにより操舵位置θ、車速V、外部負荷の
変動周波数f、全負荷Fなどの車両情報が検知される。
そして、ステップS16に移行し、これらの車両情報は
各種センサなどの出力信号としてECU50に入力さ
れ、それらに基づいて分配比率Kが算出される。この分
配比率Kは車両走行の状態などにより適宜変化するよう
に設定されており、それによりハンドル21の操作安定
性が保たれる。なお、この分配比率Kの算出は、前述し
た車両情報の一部、例えば車速V、操舵位置θを用いて
行ってもよい。また、分配比率Kの算出は前述した車両
情報以外の情報を用いて行ってもよい。In step S14, vehicle information such as the steering position θ, the vehicle speed V, the fluctuation frequency f of the external load, and the full load F is detected by various sensors provided in the vehicle.
Then, the process proceeds to step S16, and the vehicle information is input to the ECU 50 as output signals of various sensors and the like, and the distribution ratio K is calculated based on the information. The distribution ratio K is set so as to be appropriately changed depending on the state of running of the vehicle and the like, whereby the operation stability of the steering wheel 21 is maintained. The calculation of the distribution ratio K may be performed using a part of the vehicle information described above, for example, the vehicle speed V and the steering position θ. The calculation of the distribution ratio K may be performed using information other than the vehicle information described above.
【0057】分配比率Kを算出したら、ステップS19
に移行し、負荷トルクT2の演算が行われる。すなわ
ち、現時点でのECU50に設定されているモータ41
の負荷トルクの目標値Tmが読み出され、この目標値T
mがモータ41の負荷トルクT2として記憶される。こ
の場合、現実のモータ41の負荷トルクT2の検出は不
要であり、電流検知器などの負荷トルクT2の検出に必
要な機器を装備する必要がない。従って、動力舵取装置
1aが簡易な構成となる。After calculating the distribution ratio K, step S19
And the calculation of the load torque T2 is performed. That is, the motor 41 currently set in the ECU 50
Is read, and the target value Tm of the load torque is read out.
m is stored as the load torque T2 of the motor 41. In this case, it is not necessary to detect the actual load torque T2 of the motor 41, and it is not necessary to equip a device such as a current detector necessary for detecting the load torque T2. Therefore, the power steering device 1a has a simple configuration.
【0058】そして、ステップS21に移行し、検出し
た操舵トルクT1、現時点での負荷トルク目標値Tmが
代用される負荷トルクT2及び算出した分配比率Kを用
いて、モータ41の駆動における負荷トルクT2の新た
な目標値Tmが算出される。新たな目標値Tmは、前述
の式(8)に操舵トルクT1及び分配比率Kなどを代入
することにより算出される。Then, the flow shifts to step S21, where the detected steering torque T1, the load torque T2 at which the current load torque target value Tm is substituted, and the calculated distribution ratio K, the load torque T2 for driving the motor 41 is used. Is calculated as a new target value Tm. The new target value Tm is calculated by substituting the steering torque T1, the distribution ratio K, and the like into the above equation (8).
【0059】そして、ステップS23において、算出し
た目標値Tmとなるようにモータ41が駆動制御され
る。すなわち、負荷トルクT2が算出した目標値Tmと
なるように、ECU50からモータ41に駆動信号が出
力され、その駆動信号に基づいてモータ41が駆動制御
される。このとき、モータ41の負荷トルクT2が式
(8)となるように制御されることにより、車両外部か
ら操舵機構2に加わる全負荷に対して、操舵トルクT1
による転舵力F1と負荷トルクT2によるアシスト力F2
とが所定の割合で負担することになる。Then, in step S23, the driving of the motor 41 is controlled so as to reach the calculated target value Tm. That is, a drive signal is output from the ECU 50 to the motor 41 so that the load torque T2 becomes the calculated target value Tm, and the drive of the motor 41 is controlled based on the drive signal. At this time, the load torque T2 of the motor 41 is controlled so as to satisfy the equation (8), so that the steering torque T1 is applied to the entire load applied to the steering mechanism 2 from outside the vehicle.
Steering force F1 and assist force F2 due to load torque T2
Will be borne at a predetermined rate.
【0060】そして、再びステップS10に戻り操舵ト
ルクT1の検出が行われ、前述の通り、順次ステップS
12などが行われる。Then, the process returns to step S10 to detect the steering torque T1.
12, etc. are performed.
【0061】一方、ステップS12において操舵トルク
T1がゼロであると判断されステップS30に移行した
場合、ステップS30にてハンドル21の操舵位置(操
舵角)θが操舵位置センサ51により検出される。そし
て、この操舵位置センサ51の出力信号はECU50に
入力され、ステップS32に移行して、ECU50にて
操舵位置θに基づきモータ41の駆動による操舵機構2
へのアシストが必要か否かが判別される。このステップ
S32において、アシストが必要でないと判断されたと
きには、再びステップS10に移行して操舵トルクT1
の検出が行われる。一方、ステップS32において、ア
シストが必要であると判断されたときには、ステップS
34に移行して車両情報の検知が行われる。On the other hand, if it is determined in step S12 that the steering torque T1 is zero and the process proceeds to step S30, the steering position (steering angle) θ of the steering wheel 21 is detected by the steering position sensor 51 in step S30. The output signal of the steering position sensor 51 is input to the ECU 50, and the process proceeds to step S32, where the ECU 50 drives the motor 41 based on the steering position θ to control the steering mechanism 2.
It is determined whether or not assistance is required. If it is determined in this step S32 that the assist is not required, the process returns to step S10 to change the steering torque T1.
Is detected. On the other hand, if it is determined in step S32 that assistance is required, the process proceeds to step S32.
The process proceeds to 34, where vehicle information is detected.
【0062】ステップS34では、車両に備えられた各
種のセンサなどにより操舵位置θ、車速V、外部負荷の
変動周波数f、全負荷Fなどの車両情報が検知される。
そして、ステップS36に移行し、これらの車両情報は
各種のセンサなどの出力信号としてECU50に入力さ
れ、それら出力信号に基づいて目標操舵速度ωmが演算
される。そして、目標操舵速度ωmを演算したら、ステ
ップS38に移行し、ハンドル21の実際の回転角速度
ωが算出される。このハンドル21の回転角速度ωの算
出は、検出した操舵位置θの時間的変化に基づいて行わ
れる。次いで、ステップS40に移行して、演算した目
標操舵速度ωmと算出した回転角速度ωとが一致するか
否かが判断される。目標操舵速度ωmと回転角速度ωが
一致すると判断された場合には、所望の角速度にてハン
ドル21が回転していることになる。このため、この場
合にはステップS10に戻り、再び操舵トルクT1の検
出が行われる。一方、ステップS40において目標操舵
速度ωmに対し回転角速度ωが大きいと判断された場合
には、ステップS42にてモータ41の出力を下げるべ
く、モータ41に印加される電圧が下げられる。そし
て、再びステップS34に戻り車両情報の検知が行わ
れ、順次ステップS36、ステップS38及びステップ
S40の演算が実行され、目標操舵速度ωmと回転角速
度ωが一致するまで繰り返される。In step S34, vehicle information such as the steering position θ, the vehicle speed V, the fluctuation frequency f of the external load, and the full load F is detected by various sensors provided in the vehicle.
Then, the process proceeds to step S36, and the vehicle information is input to the ECU 50 as output signals of various sensors and the like, and the target steering speed ωm is calculated based on the output signals. After calculating the target steering speed ωm, the process proceeds to step S38, and the actual rotational angular speed ω of the steering wheel 21 is calculated. The calculation of the rotational angular velocity ω of the steering wheel 21 is performed based on a temporal change in the detected steering position θ. Next, the process proceeds to step S40, and it is determined whether the calculated target steering speed ωm matches the calculated rotational angular speed ω. If it is determined that the target steering speed ωm and the rotational angular speed ω match, it means that the steering wheel 21 is rotating at a desired angular speed. Therefore, in this case, the process returns to step S10, and the steering torque T1 is detected again. On the other hand, if it is determined in step S40 that the rotational angular speed ω is higher than the target steering speed ωm, the voltage applied to the motor 41 is reduced to reduce the output of the motor 41 in step S42. Then, the process returns to step S34, and the vehicle information is detected. The calculations in steps S36, S38, and S40 are sequentially performed, and the calculation is repeated until the target steering speed ωm matches the rotational angular speed ω.
【0063】また、ステップS40において目標操舵速
度ωmに対し回転角速度ωが小さいと判断された場合に
は、ステップS44にてモータ41の出力を上げるべ
く、モータ41に印加される電圧が上げられる。そし
て、再びステップS34に戻り車両情報の検知が行わ
れ、順次ステップS36、ステップS38及びステップ
S40の演算が実行され、目標操舵速度ωmと回転角速
度ωが一致するまで繰り返される。If it is determined in step S40 that the rotational angular speed ω is smaller than the target steering speed ωm, the voltage applied to the motor 41 is increased to increase the output of the motor 41 in step S44. Then, the process returns to step S34, and the vehicle information is detected. The calculations in steps S36, S38, and S40 are sequentially performed, and the calculation is repeated until the target steering speed ωm and the rotational angular speed ω match.
【0064】以上のように、本実施形態に係る動力舵取
装置1aによれば、車輪31が路面などから反力を受け
た場合又はその反力が変動した場合、検出されたハンド
ル操作による操舵トルクT1などに基づきモータ41の
負荷トルクT2の目標値Tmが設定され、車両外部から
操舵機構2に加わる全負荷Fを操舵トルクT1による転
舵力F1と負荷トルクT2によるアシスト力F2とが所定
の割合で負担するようにモータが駆動制御される。この
ため、路面などからの反力の一部については運転者が操
舵トルクT1で負担することになり、その運転者はその
反力をハンドル21の操作を通じて確実に感知すること
ができる。従って、運転者は、車両の走行状態を認識で
き、車外の状況に応じた適切なハンドル操作が行える。As described above, according to the power steering apparatus 1a according to the present embodiment, when the wheel 31 receives a reaction force from the road surface or the like, or when the reaction force fluctuates, the steering by the detected steering operation is performed. The target value Tm of the load torque T2 of the motor 41 is set based on the torque T1 and the like, and the total load F applied to the steering mechanism 2 from outside the vehicle is determined by the steering force F1 by the steering torque T1 and the assist force F2 by the load torque T2. The drive of the motor is controlled so as to bear the ratio. For this reason, the driver bears a part of the reaction force from the road surface or the like with the steering torque T1, and the driver can surely sense the reaction force through the operation of the steering wheel 21. Therefore, the driver can recognize the running state of the vehicle and can perform an appropriate steering operation according to the situation outside the vehicle.
【0065】また、動力舵取装置1aにあっては、モー
タ41の負荷トルクT2を実測することなく、所望のモ
ータ41の駆動制御が行える。従って、装置の簡素化が
図れる。In the power steering device 1a, desired drive control of the motor 41 can be performed without actually measuring the load torque T2 of the motor 41. Therefore, the device can be simplified.
【0066】更に、運転者がハンドル21を放したこと
などにより操舵トルクT1がゼロとなるとき、ハンドル
21が所定の角速度で回転するように制御される。この
ため、車輪31が路面などから反力を受けている場合、
その反力によりハンドル21が急回転することが回避で
き、安定した車両走行が可能となる。Further, when the steering torque T1 becomes zero due to the driver releasing the steering wheel 21, the steering wheel 21 is controlled so as to rotate at a predetermined angular velocity. Therefore, when the wheel 31 receives a reaction force from the road surface or the like,
Due to the reaction force, the steering wheel 21 can be prevented from suddenly rotating, and the vehicle can run stably.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果が得られる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【0068】車輪が路面などから反力を受けた場合又は
その反力が変動した場合、運転者はその反力の一部をハ
ンドル操作を通じて感知することができる。従って、運
転者は、軽減された操舵力でハンドルを操作しつつ、車
外の状況に応じた適切なハンドル操作が行える。When the wheel receives a reaction force from the road surface or the like, or the reaction force fluctuates, the driver can sense a part of the reaction force by operating the steering wheel. Therefore, the driver can perform an appropriate steering operation according to a situation outside the vehicle while operating the steering wheel with the reduced steering force.
【0069】更に、運転者がハンドルを放した場合で
も、ハンドルが急回転することが回避され、安定して車
両の走行が行える。Further, even when the driver releases the steering wheel, the steering wheel is prevented from suddenly turning, and the vehicle can be stably driven.
【図1】電気式動力舵取装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an electric power steering device.
【図2】電気式動力舵取装置の動作を示すフローチャー
トである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the electric power steering device.
【図3】第二実施形態に係る電気式動力舵取装置の動作
を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the electric power steering device according to the second embodiment.
1…動力舵取装置、2…操舵機構、21…ハンドル、3
1…車輪、41…モータ、50…ECU、52…操舵ト
ルクセンサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power steering device, 2 ... Steering mechanism, 21 ... Steering wheel, 3
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wheel, 41 ... Motor, 50 ... ECU, 52 ... Steering torque sensor
Claims (3)
機械的に伝達して車輪を転舵させる操舵機構と、 前記操舵機構にアシスト力を加えて前記車輪の転舵を補
助するモータと、 前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 前記モータの負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段
と、 検出された前記操舵トルク及び前記負荷トルクに基づき
前記操舵機構に加わる全負荷を検出する全負荷検出手段
と、 前記検出された全負荷に対し前記操舵トルクによる転舵
力と前記アシスト力とが所定の割合となるように前記負
荷トルクの目標値を設定するトルク設定手段と、 前記負荷トルクが前記目標値に一致するように前記モー
タを制御するモータ制御手段と、を備えた電気式動力舵
取装置。1. A steering mechanism for mechanically transmitting a steering torque generated by a steering wheel operation to steer a wheel, a motor for assisting the steering of the wheel by applying an assist force to the steering mechanism, and the steering torque. A torque detection means for detecting a load torque of the motor; a full load detection means for detecting a total load applied to the steering mechanism based on the detected steering torque and the load torque. A torque setting means for setting a target value of the load torque such that the steering force and the assist force by the steering torque have a predetermined ratio with respect to the detected total load; and the load torque is the target value. And a motor control means for controlling the motor so as to conform to the above.
機械的に伝達して車輪を転舵させる操舵機構と、 前記操舵機構にアシスト力を加えて前記車輪の転舵を補
助するモータと、 前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 車両外部から前記操舵機構に加わる全負荷に対し前記操
舵トルクによる転舵力と前記アシスト力とが所定の割合
で負担するように、前記操舵トルク及び現時点で設定さ
れている前記モータの負荷トルクの目標値に基づいて、
前記モータの負荷トルクの新たな目標値を設定するトル
ク設定手段と、 前記モータの負荷トルクが前記新たな目標値と一致する
ように前記モータを駆動制御するモータ制御手段と、を
備えた電気式動力舵取装置。2. A steering mechanism for mechanically transmitting a steering torque generated by a steering wheel operation to steer a wheel, a motor for assisting the steering of the wheel by applying an assist force to the steering mechanism, and the steering torque. A steering torque detecting means for detecting the steering torque and the steering torque and the current setting such that the steering force and the assist force by the steering torque bear at a predetermined ratio with respect to a total load applied to the steering mechanism from outside the vehicle. Based on the target value of the load torque of the motor being
An electric type comprising: a torque setting unit that sets a new target value of the load torque of the motor; and a motor control unit that drives and controls the motor so that the load torque of the motor matches the new target value. Power steering device.
位置検出手段と、 前記操舵トルクが加えられておらず前記ハンドルが所定
の操舵位置であるときに、前記ハンドルが所定方向に所
定の角速度で回転するように制御するハンドル角速度制
御手段と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2に
記載の電気式動力舵取装置。3. A steering position detecting means for detecting a steering position of the steering wheel, wherein when the steering torque is not applied and the steering wheel is at a predetermined steering position, the steering wheel is rotated at a predetermined angular velocity in a predetermined direction. The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, further comprising: a steering wheel angular velocity control means for controlling rotation.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12111297A JPH10310073A (en) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | Electric power steering |
| DE1998121024 DE19821024A1 (en) | 1997-05-12 | 1998-05-11 | Servo assisted steering with steering torque transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12111297A JPH10310073A (en) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | Electric power steering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10310073A true JPH10310073A (en) | 1998-11-24 |
Family
ID=14803187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12111297A Pending JPH10310073A (en) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | Electric power steering |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10310073A (en) |
| DE (1) | DE19821024A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008100683A (en) * | 2007-12-07 | 2008-05-01 | Honda Motor Co Ltd | Electric steering device |
| US20130253768A1 (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-26 | GM Global Technology Operations LLC | Steering device with electrical steering gear and method for controlling of same |
| CN113581282A (en) * | 2021-08-30 | 2021-11-02 | 中汽创智科技有限公司 | Vehicle steering control method, device, equipment and storage medium |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2914897B1 (en) * | 2007-04-13 | 2009-10-23 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING ELECTRICAL MEANS FOR ASSISTING THE ROTATING OF AN ASSISTED ELECTRIC DIRECTION OF A MOTOR VEHICLE. |
| JP6958183B2 (en) * | 2017-09-27 | 2021-11-02 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle control device |
| JP6915480B2 (en) | 2017-09-27 | 2021-08-04 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle control device |
| KR102878989B1 (en) | 2021-02-02 | 2025-10-31 | 에이치엘만도 주식회사 | Steering control apparatus and method |
-
1997
- 1997-05-12 JP JP12111297A patent/JPH10310073A/en active Pending
-
1998
- 1998-05-11 DE DE1998121024 patent/DE19821024A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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| DE19821024A1 (en) | 1998-11-19 |
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