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JP2623364B2 - Steering simulator - Google Patents
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JP2623364B2 - Steering simulator - Google Patents

Steering simulator

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JP2623364B2
JP2623364B2 JP27419390A JP27419390A JP2623364B2 JP 2623364 B2 JP2623364 B2 JP 2623364B2 JP 27419390 A JP27419390 A JP 27419390A JP 27419390 A JP27419390 A JP 27419390A JP 2623364 B2 JP2623364 B2 JP 2623364B2
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Japan
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steering
reaction force
steering reaction
hydraulic cylinder
computer
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Inventor
隆夫 宮本
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日野自動車工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の関係する分野 この発明は、実際の自動車に使用されるパワー・ステ
アリングのテストやそのパワー・ステアリングの開発に
使用されるところのステアリング・シミュレータに関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering simulator used for testing a power steering used in an actual automobile and for developing the power steering.

背景技術 自動車は、タイヤと路面との摩擦力によって進路を保
ちながら走行する。その摩擦力の大きさは、また、その
自動車の走行状態および路面状況によって変化される。
2. Description of the Related Art A car travels while maintaining its course by the frictional force between tires and a road surface. The magnitude of the frictional force also varies depending on the running condition and road surface condition of the vehicle.

そして、パワー・ステアリングを使用する自動車で
は、その変化が、そのパワー・ステアリングを経てハン
ドル手応えとしてドライバーに伝達されるが、その手応
えの大きさと正確さとは、ドライバーの感覚に関係し、
運転のしやすさに大きな影響を与える。
And, in a car using power steering, the change is transmitted to the driver as a steering response via the power steering, and the magnitude and accuracy of the response are related to the driver's feeling,
It has a great effect on driving ease.

パワー・ステアリングを開発する際、実車試験に先駆
け、台上試験が行なわれるが、これには自動車の走行状
態や路面状況によって微妙に変化する摩擦力、所謂、操
舵反力をリアルタイムに作用させて評価する必要があ
る。
Before developing a power steering system, a bench test is conducted prior to the actual vehicle test, in which a frictional force that slightly changes depending on the running condition of the vehicle and the road surface condition, so-called steering reaction force, is applied in real time. Need to be evaluated.

そして、その操舵反力は、操舵角に比例する要素、自
動車の横すべり角に比例する要素、その他の要素によっ
て決まる。
The steering reaction force is determined by an element proportional to the steering angle, an element proportional to the side slip angle of the vehicle, and other factors.

第1図に、実際に走行した時の操舵力データが示され
たように、それは、ステアリング系の慣性、フリクショ
ン、タイヤの横すべり角などの影響を受け、単純に操舵
角または前輪切れ角に比例されない。そのパワー・ステ
アリングの台上性能試験には、それらの要素を再現させ
た操舵反力を与える必要がある。
As shown in FIG. 1, the steering force data when the vehicle actually travels is affected by the inertia of the steering system, friction, the tire slip angle, etc., and is simply proportional to the steering angle or the front wheel turning angle. Not done. In the bench test of the power steering, it is necessary to apply a steering reaction force that reproduces those elements.

ところが、通常の台上試験では、ばね力による操舵角
比例反力、および、重力または、油圧による一定反力が
パワー・ステアリングに与えられるのみで、特に重要な
タイヤの横すべり角の影響分が再現できないでいる。
However, in a normal bench test, only the steering angle proportional reaction force due to spring force and a constant reaction force due to gravity or hydraulic pressure are applied to the power steering, and the particularly important effect of the tire slip angle is reproduced. I can't.

発明の課題 この発明の課題は、自動車の走行状態、路面状況に応
じて微妙に変化する摩擦力、すなわち、操舵反力をリア
ルタイムに作用させてパワー・ステアリングの性能試験
に、そして、パワー・ステアリングの開発に使用すると
ころのステアリング・シミュレータの提供にある。
An object of the present invention is to perform a power steering performance test by applying real-time frictional force, that is, a steering reaction force, which varies delicately according to the running state of a vehicle and road surface conditions, and to a power steering. To provide a steering simulator to be used in the development of a vehicle.

課題に相応する発明の概要・請求する発明の内容 上述の課題に関連して、この発明のステアリング・シ
ミュレータは、テスト・パワー・ステアリングの出力側
に接続されて操舵反力を発生する油圧シリンダと、オイ
ル・ポンプからその油圧シリンダに、同時に、その油圧
シリンダからオイル・リザーバにそれぞれ流れる圧油を
制御する電気−油圧の操舵反力調整弁と、アクチュエー
タ・センサの電気信号を入力して操舵反力値を演算し、
そして、その操舵反力値を電圧信号で出力するコンピュ
ータと、そのアクチュエータ・センサの電気信号を微分
して微分値に比例した補正を電圧信号で出力する微分器
と、そのコンピュータおよび微分器の出力を入力してそ
の操舵反力調整弁に電圧信号で出力する加算器とを含
み、そして、その微分器の出力をそのコンピュータの出
力に先行させて、そのコンピュータの演算時間分の遅れ
を補正し、そして、操舵角および横すべり角に比例する
操舵反力を発生してその操舵反力をそのテスト・パワー
・ステアリングによりリアル・タイムに与える。
SUMMARY OF THE INVENTION Corresponding to the Problems / Contents of the Claimed Invention In relation to the above problems, a steering simulator of the present invention includes a hydraulic cylinder connected to an output side of a test power steering and generating a steering reaction force. , An electric-hydraulic steering reaction force control valve for controlling hydraulic oil flowing from the oil pump to the hydraulic cylinder, and simultaneously from the hydraulic cylinder to the oil reservoir, and an electric signal of the actuator sensor to input the steering reaction. Calculate the force value,
A computer that outputs the steering reaction force value as a voltage signal, a differentiator that differentiates the electric signal of the actuator / sensor and outputs a correction proportional to the differential value as a voltage signal, and an output of the computer and the differentiator. And an adder for receiving the output of the differentiator prior to the output of the computer to correct the delay of the operation time of the computer. And generating a steering reaction force proportional to the steering angle and the side slip angle, and applying the steering reaction force in real time by the test power steering.

具体例の説明 以下、この発明のステアリング・シミュレータの特定
された具体例について、図面を参照して説明する。
Description of Specific Example Hereinafter, a specified specific example of the steering simulator of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2ないし11図は、大型ロング・カーゴ・トラックに
搭載されたパワー・ステアリング30の操舵性能を台上で
評価実験するために使用されたこの発明のステアリング
・シミュレータの具体例10を示している。
FIGS. 2 to 11 show a specific example 10 of the steering simulator of the present invention used for evaluating the steering performance of the power steering 30 mounted on a large long cargo truck on a bench. .

そのステアリング・シミュレータ10は、そのテストさ
れるパワー・ステアリング30の出力側に接続され、そし
て、操舵反力を発生してそのテスト・パワー・ステアリ
ング30にその操舵圧力を与える油圧シリンダ11と、オイ
ル・ポンプ(図示せず)からその油圧シリンダ11に、同
時に、その油圧シリンダ11からオイル・リザーバ(図示
せず)にそれぞれ流れる圧油を制御する電気−油圧の操
舵反力調整弁12と、アクチュエータ・センサ21の電気信
号を入力して操舵反力値を演算し、そして、その操舵反
力値を電圧信号で出力するコンピュータ13と、そのアク
チュエータ・センサ21の電気信号を微分して微分値に比
例した補正を電圧信号で出力する微分器14と、そのコン
ピュータ13および微分器14の出力を入力してその操舵反
力調整弁12に電圧信号で出力する加算器15と、増幅器1
6,17と、アナログ−デジタル変換器18と、デジタル−ア
ナログ変換器19とを含んで構成される。
The steering simulator 10 is connected to the output side of the power steering 30 to be tested, and a hydraulic cylinder 11 that generates a steering reaction force to apply the steering pressure to the test power steering 30; An electro-hydraulic steering reaction adjustment valve 12 for controlling pressure oil flowing from a pump (not shown) to the hydraulic cylinder 11 and simultaneously from the hydraulic cylinder 11 to an oil reservoir (not shown), and an actuator The computer 13 outputs the steering reaction force value by inputting the electric signal of the sensor 21 and outputs the steering reaction force value as a voltage signal, and differentiates the electric signal of the actuator sensor 21 into a differential value. A differentiator 14 that outputs a proportional correction as a voltage signal, and inputs the outputs of the computer 13 and the differentiator 14 and outputs a voltage signal to the steering reaction force adjusting valve 12. Adder 15 and amplifier 1
6, 17, an analog-digital converter 18, and a digital-analog converter 19.

その油圧シリンダ11は、両ロッド型複動シリンダが使
用され、そして、ロッド23の一端をそのテスト・パワー
・ステアリング30のドラッグ・リンク33に連結させて操
舵反力を与えるように、そのテスト・パワー・ステアリ
ング30に組み合わせられる。
The hydraulic cylinder 11 is a double rod type double-acting cylinder, and is connected to one end of a rod 23 to a drag link 33 of the test power steering 30 to provide a steering reaction force. Combined with power steering 30.

この油圧シリンダ11は、シリンダ22と、そのシリンダ
22内に往復摺動可能に嵌め込まれてそのシリンダ22内に
一対のシリンダ室25,26を区画したピストン24と、その
ピストン24に固定的に結合されたそのロッド23とから組
み立てられ、そして、そのシリンダ室25,26に油圧を給
排する側路27が備えられる。
The hydraulic cylinder 11 includes a cylinder 22 and its cylinder.
Assembled from a piston 24 which is reciprocally slidably fitted into the cylinder 22 and defines a pair of cylinder chambers 25, 26 in the cylinder 22, and the rod 23 fixedly connected to the piston 24, and The cylinder chambers 25 and 26 are provided with a bypass 27 for supplying and discharging hydraulic pressure.

その操舵反力調整弁12は、圧油の流量および圧力を制
御する流量制御サーボ弁が使用され、フラッパがトルク
・モータでノズル間に変位され、ノズル背圧を変化さ
せ、そのノズル背圧で4方向スプール弁のスプールを動
かし、そして、そのスプールの動きをそのフラッパにフ
ィード・バック・スプリングでフィード・バックされる
構造である。勿論、そのスプール弁は、供給ポートをそ
のオイル・ポンプに、戻りポートをそのオイル・リザー
バにそれぞれ配管で接続させ、また、一対の制御ポート
をその油圧シリンダ11の側路27に接続させてその油圧シ
リンダ11に組み付けられる。
As the steering reaction force adjusting valve 12, a flow control servo valve for controlling the flow rate and pressure of the pressure oil is used, the flapper is displaced between the nozzles by a torque motor, and the nozzle back pressure is changed. The spool of the four-way spool valve is moved, and the movement of the spool is fed back to the flapper by a feedback spring. Of course, the spool valve has a supply port connected to the oil pump, a return port connected to the oil reservoir, and a pair of control ports connected to the bypass 27 of the hydraulic cylinder 11. Assembled to the hydraulic cylinder 11.

そのコンピュータ13は、そのアクチュエータ・センサ
21の電気信号がその増幅器17で増幅され、そして、その
アナログ−デジタル変換器18で変換されて入力回路に入
力され、一方、算出された操舵反力値が出力回路から電
圧信号で出力され、そして、そのデジタル−アナログ変
換器19で変換されてその加算器15の入力側に入力される
ところで電気的に接続される。
The computer 13 has the actuator / sensor
The electric signal of 21 is amplified by the amplifier 17 and converted by the analog-digital converter 18 and input to the input circuit, while the calculated steering reaction force value is output as a voltage signal from the output circuit, Then, it is electrically connected where it is converted by the digital-analog converter 19 and input to the input side of the adder 15.

このコンピュータ13では、前輪タイヤの横すべり角が
車両の横運動のつりあい式、回転運動のつりあい式を連
立させてリアル・タイムに解かれる。特に、この場合、
前後方向の力のつりあい、横方向の力のつりあい、およ
び、車両重心点まわりのモーメントのつりあいが考慮さ
れ、そして、上下、ロール、ピッチは無視されたところ
の平面3自由度の2輪車モデル、所謂、左右輪を車両中
心に寄せたモデルとして計算を扱っている。第3図にそ
れの運動モデル図を示したが、方程式は公知であるの
で、概略のみを次に示す。
In the computer 13, the side slip angle of the front wheel tire is solved in real time by simultaneously balancing the lateral movement and the rotational movement of the vehicle. In particular, in this case,
A three-degree-of-freedom two-wheel vehicle model in which the balance of the front-rear force, the balance of the lateral force, and the balance of the moment about the vehicle center of gravity are considered, and the vertical, roll, and pitch are ignored. That is, the calculation is handled as a model in which the right and left wheels are shifted toward the center of the vehicle. FIG. 3 shows the motion model diagram, but since the equations are known, only the outline is shown below.

Lateral mU(dB/dt+γ)=Fyf+Fyr Moment Idγ/dt=If・Fyf−Ir・Fyr Front wheel βf=β+If・γ/U−δ Rear wheel βr=β−Ir・γ/U また、そのコンピュータ13内で計算された車両挙動に
ついては、ハード・ディスクにメモリーされ、それを基
に車両特性の解析も可能にしてある。
Lateral mU (dB / dt + γ) = Fyf + Fyr Moment Idγ / dt = If · Fyf−Ir · Fyr Front wheel βf = β + If · γ / U−δ Rear wheel βr = β−Ir · γ / U The calculated vehicle behavior is stored in the hard disk, and the vehicle characteristics can be analyzed based on the memory.

そのようにして、その前輪タイヤの横すべり角が求め
られると、その横すべり角に前輪のコーナリング・パワ
ーを乗じ、前輪のコーナリング・フォース(着力点は第
4図のa)とし、これにキャスタによるメカニカル・ト
レール(第4図のb)とニューマチック・トレール(第
4図のc)の和として求められるモーメント・アームを
乗じて前輪の復元トルクとして求める。この復元トルク
に前輪キング・ピン傾角によって生じる復元トルクが加
算され、さらに、直進付近の微妙な操舵感を支配するト
ーイン(第5図のA)、そのパワー・ステアリング30に
おけるリンケージの固体摩擦力(第5図のB)、およ
び、キング・ピン傾角によって生じるばね上を持ち上げ
るトルク(第5図のC)が加算されてそのパワー・ステ
アリング30に対する操舵反力値が算出される。
In this way, when the slip angle of the front wheel tire is obtained, the slip angle is multiplied by the cornering power of the front wheel to obtain the cornering force of the front wheel (the point of application is a in FIG. 4). Multiplying the moment arm obtained as the sum of the trail (b in FIG. 4) and the pneumatic trail (c in FIG. 4) to obtain the restoring torque of the front wheels. The restoring torque generated by the front wheel king pin tilt angle is added to this restoring torque. Further, the toe-in (A in FIG. 5) which controls the delicate steering feeling in the vicinity of straight ahead, the solid friction force of the linkage in the power steering 30 (see FIG. 5). B) in FIG. 5 and a torque (C in FIG. 5) for lifting the sprung caused by the king pin tilt angle are added to calculate a steering reaction force value for the power steering 30.

そのように、そのコンピュータ13が算出する操舵反力
値には、第5図に示されたような操舵反力に影響を及ぼ
す要素のモデルが考慮される。
In this manner, the steering reaction force value calculated by the computer 13 takes into account a model of an element that affects the steering reaction force as shown in FIG.

また、このコンピュータ13は、実際には、その横すべ
り角が求められると、その時のコーナリング・フォース
およびセルフ・アライニング・トルクが、予めメモリー
されているタイヤ・データから求められ、算出を簡略化
している。
Also, when the side slip angle is actually obtained, the computer 13 obtains the cornering force and the self-aligning torque at that time from tire data stored in advance, and simplifies the calculation. I have.

さらに、このコンピュータ13では、そのパワー・ステ
アリング30のリンケージの変位を信号として取り込み、
それによる車両運動状態の変化を12.5m secごとにオイ
ラー法によって算出し、そして、それの4回平均値を用
い、センサ、コンピュータ、アクチュエータ間のA/D、D
/A変換所要時間を含めて50msecごとに操舵反力値が、そ
の油圧シリンダ11に対する指令として出力される方法が
採用されている。
Further, the computer 13 captures the displacement of the linkage of the power steering 30 as a signal,
The change in the vehicle motion state is calculated by the Euler method every 12.5 msec, and the average of the four times is used to calculate the A / D and D values between the sensor, computer and actuator.
A method is adopted in which the steering reaction force value is output as a command to the hydraulic cylinder 11 every 50 msec including the required / A conversion time.

その結果、その油圧シリンダ11は、その指令を受け取
って操舵反力を発生するので、その時点では、その発生
される操舵反力は、既に50msecの遅れを伴う、換言すれ
ば、その油圧シリンダ11には、50msecの動作遅れが伴わ
れる。
As a result, the hydraulic cylinder 11 receives the command and generates a steering reaction force, and at that time, the generated steering reaction force already has a delay of 50 msec, in other words, the hydraulic cylinder 11 Is accompanied by an operation delay of 50 msec.

その微分器14は、微分回路を含み、そして、上述のよ
うに、そのコンピュータ13の出力には、50msecの遅れが
伴われるので、そのパワー・ステアリング30のリンケー
ジの変位を微分し、その変位微分値に比例した補正が、
そのコンピュータ13の指令に先行されて開始され、その
操舵反力の発生遅れ、所謂、その油圧シリンダ11の動作
遅れを回避するところに機能している。
The differentiator 14 includes a differentiating circuit, and as described above, the output of the computer 13 is delayed by 50 ms, so that the displacement of the linkage of the power steering 30 is differentiated, Correction proportional to the value
The operation is started prior to the command from the computer 13, and functions to avoid a delay in the generation of the steering reaction force, that is, a so-called operation delay of the hydraulic cylinder 11.

そのように機能するこの微分器14は、第2図に示され
たシステムにおいてそのコンピュータ13が算出する操舵
反力値を補正する。勿論、具体的には、そのシステムで
決まるのは明らかで、その微分器14は、その油圧シリン
ダ11の有効面積、増幅器17の比例ゲイン、そして、その
操舵反力調整弁12の比例ゲインおよび圧油の供給流量の
初期値などで決まるシステムの定数でその変位微分値に
比例されるところの補正を行なう。
This differentiator 14, which functions as such, corrects the steering reaction force value calculated by the computer 13 in the system shown in FIG. Of course, it is clear that it is specifically determined by the system, and the differentiator 14 determines the effective area of the hydraulic cylinder 11, the proportional gain of the amplifier 17, and the proportional gain and the pressure of the steering reaction force adjusting valve 12. Correction is performed by a system constant determined by the initial value of the oil supply flow rate and the like, which is proportional to the differential value of the displacement.

その結果、その操舵反力に不連続感を生じることが防
止される。勿論、この微分器14は省かれても、このステ
アリング・シミュレータ10では、その操舵反力がその油
圧シリンダ11に充分にリアル・タイムに発生され、そし
て、そのテスト・パワー・ステアリング30に与えられ
る。
As a result, it is possible to prevent a sense of discontinuity in the steering reaction force. Of course, even if the differentiator 14 is omitted, in the steering simulator 10, the steering reaction force is sufficiently generated in the hydraulic cylinder 11 in real time, and applied to the test power steering 30. .

その加算器15は、演算増幅器を含む加算回路から構成
され、そして、その、コンピュータ13、アクチュエータ
・センサ21、およびステアリング・センサ20から与えら
れる入力を処理して出力する。
The adder 15 is formed of an adder circuit including an operational amplifier, and processes and outputs the input provided from the computer 13, the actuator sensor 21, and the steering sensor 20.

その加算機15では、出力側がその操舵反力調整弁12の
トルク・モータに電気的に接続されるので、その出力
は、そのトルク・モータのコイルに与えられる。
Since the output side of the adder 15 is electrically connected to the torque motor of the steering reaction force adjusting valve 12, the output is given to the coil of the torque motor.

その増幅器16は、その加算器15とそのステアリング・
センサ20との間に、その増幅器17は、そのコンピュータ
13とそのアクチュエータ・センサ21との間にそれぞれ電
気的に接続される。
The amplifier 16 has its adder 15 and its steering
Between the sensor 20 and the amplifier 17, the computer 17
Each is electrically connected between 13 and its actuator / sensor 21.

そのアナログ−デジタル変換器18は、そのコンピュー
タ13とその増幅器17との間に、そのデジタル−アナログ
変換器19は、そのコンピュータ13とその加算器15との間
にそれぞれ電気的に接続される。
The analog-to-digital converter 18 is electrically connected between the computer 13 and the amplifier 17, and the digital-to-analog converter 19 is electrically connected between the computer 13 and the adder 15, respectively.

そのステアリング・センサ20は、そのパワー・ステア
リング30においてピットマン・アーム32に連結されてい
るドラッグ・リンク33に配置されてその増幅器16に電気
的に接続される。そして、このステアリング・シミュレ
ータ10では、そのステアリング・センサ20の電気信号を
取り入れることによってより正確で精度の良い操舵反力
制御を可能にするところも配慮している。
The steering sensor 20 is located on a drag link 33 connected to a pitman arm 32 at the power steering 30 and is electrically connected to the amplifier 16. The steering simulator 10 also takes into consideration the fact that more accurate and accurate steering reaction force control is enabled by taking in the electric signal of the steering sensor 20.

そのアクチュエータ・センサ21は、その油圧シリンダ
11のロッド23に配置されてそのロッド23の変位をその増
幅器17に電気信号で与える。
The actuator sensor 21 is
It is arranged on the eleventh rod 23 and gives the displacement of the rod 23 to the amplifier 17 by an electric signal.

次に、上述のステアリング・シミュレータ10によるそ
のパワー・ステアリング30の性能試験について説明す
る。
Next, a performance test of the power steering 30 using the steering simulator 10 will be described.

その操舵反力調整弁12では、フラッパが中立位置に置
かれているので、そのスプールは中立位置にあり、それ
に伴って、その油圧シリンダ11でもそのピストン24は中
立位置に置かれ、オイル・ポンプから吐き出された圧油
は、その操舵反力調整弁12の供給ポートおよび戻りポー
トを経てそのオイル・リザーバに戻されている。
In the steering reaction force adjusting valve 12, since the flapper is located at the neutral position, the spool is located at the neutral position, and accordingly, the piston 24 is also located at the neutral position in the hydraulic cylinder 11, and the oil pump The pressure oil discharged from is returned to the oil reservoir via the supply port and the return port of the steering reaction force adjusting valve 12.

そのような状態で、そのパワー・ステアリング30のハ
ンドル31が回転され始めると、それに応じて、そのピッ
トマン・アーム32が回転され始めてそのドラッグ・リン
ク33が移動され始め、そして、同時的に、その油圧シリ
ンダ11のロッド23もそのピストン24と共に移動され始め
る。
In such a state, when the handle 31 of the power steering 30 begins to rotate, the pitman arm 32 begins to rotate and the drag link 33 begins to move, and at the same time, The rod 23 of the hydraulic cylinder 11 also starts to move together with its piston 24.

そのドラッグ・リンク33の動きは、そのロッド23の変
位としてそのアクチュエータ・センサ21に感知される。
The movement of the drag link 33 is sensed by the actuator sensor 21 as the displacement of the rod 23.

そのアクチュエータ・センサ21で感知された変位の電
気信号はその増幅器17で増幅され、そのコンピュータ13
および微分器14に入力される。
The electric signal of the displacement sensed by the actuator / sensor 21 is amplified by the amplifier 17 and the computer 13
And input to the differentiator 14.

そのコンピュータ13では、前述のようにして操舵反力
値が算出されてそれが電圧信号でその加算器15に出力さ
れ、一方、その微分器14では、前述のようにしてそのド
ラッグ・リンク33の変位を微分してその変位微分値に比
例した補正が、そのコンピュータ13の出力に先行して、
電圧信号でその加算器15に出力される。
The computer 13 calculates the steering reaction force value as described above and outputs it as a voltage signal to the adder 15, while the differentiator 14 calculates the steering reaction force value of the drag link 33 as described above. Correction proportional to the displacement derivative value by differentiating the displacement, prior to the output of the computer 13,
The voltage signal is output to the adder 15.

その加算器15では、そのコンピュータ13および微分器
14から与えられる入力の和が、その油圧シリンダ11の指
令としてその操舵反力調整弁12のトルク・モータに出力
される。
In the adder 15, the computer 13 and the differentiator
The sum of the inputs given from 14 is output to the torque motor of the steering reaction force adjusting valve 12 as a command for the hydraulic cylinder 11.

そのトルク・モータはその指令で駆動され、そのフラ
ッパはそのハンドル31に対応した方向に変位され、ノズ
ル背圧でそのスプールは対応された方向に動かされる。
The torque motor is driven by the command, the flapper is displaced in the direction corresponding to the handle 31, and the nozzle back pressure moves the spool in the corresponding direction.

そのスプールの動きに応じて、その供給ポートがその
一対の制御ポートの一方に、その戻りポートがその一対
の制御ポートの他方にそれぞれ接続され、それに伴っ
て、その圧油がそのオイル・ポンプからその油圧シリン
ダ11に供給され、同時に、その油圧シリンダ11からその
オイル・リザーバに戻されてその油圧シリンダ11が操舵
反力を発生する。
In response to the movement of the spool, the supply port is connected to one of the pair of control ports, and the return port is connected to the other of the pair of control ports. The hydraulic cylinder 11 is supplied to the hydraulic cylinder 11 and, at the same time, returned from the hydraulic cylinder 11 to the oil reservoir, and the hydraulic cylinder 11 generates a steering reaction force.

そして、その操舵反力は、そのロッド23からそのドラ
ッグ・リンク33に伝達されるようにして、そのパワー・
ステアリング30に与えられ、そのパワー・ステアリング
30の性能試験は、リアル・タイムに行なわれた。
Then, the steering reaction force is transmitted from the rod 23 to the drag link 33 so that the power
Its power steering given to the steering 30
Thirty performance tests were performed in real time.

そのステアリング・シミュレータ実験(以下、台上テ
ストという)をその大型ロング・カーゴ・トラック実験
(以下、実車テストという)に対比させた定常特性およ
び過渡特性に関する性能試験の結果を第6ないし11図に
示した。
Figures 6 to 11 show the results of performance tests on steady-state and transient characteristics, in which the steering simulator experiment (hereinafter referred to as bench test) is compared with the large long cargo truck experiment (hereinafter referred to as actual vehicle test). Indicated.

その定常特性は、第7図に示されたように、定常値の
対比として横G−操舵力データで示した。そして、この
定常特性は、台上テストと実車テストとが良く一致して
いる。
As shown in FIG. 7, the steady-state characteristics are represented by lateral G-steering force data as a comparison with a steady-state value. The steady-state characteristics are in good agreement between the bench test and the actual vehicle test.

一方、その過渡特性は、操舵反力およびヨーレイトに
ついて応答特性の対比として第8ないし11図に示した。
第8図には、前輪切れ角に対する操舵反力ゲーンのデー
タが、第9図には、前輪切れ角に対する操舵反力位相の
データが、第10図には、前輪切れ角に対するヨーレイト
・ゲーンが、そして、第11図には、前輪切れ角に対する
ヨーレイト位相が、それぞれグラフで示された。特に、
ヨーレイトに関しては、台上テストと実車テストとが良
く一致した。
On the other hand, the transient characteristics are shown in FIGS. 8 to 11 as a comparison of response characteristics for steering reaction force and yaw rate.
FIG. 8 shows the data of the steering reaction force for the front wheel turning angle, FIG. 9 shows the data of the steering reaction force phase for the front wheel turning angle, and FIG. 10 shows the yaw rate gain for the front wheel turning angle. FIG. 11 is a graph showing the yaw rate phase with respect to the front wheel turning angle. Especially,
Regarding yaw rate, bench test and actual car test agreed well.

先に図面を参照して説明されたところのこの発明の特
定された具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の性質(nature)およ
び本質(substance)に由来し、そして、それらを内在
させると客観的に認められる別の態様に容易に具体化さ
れる。勿論、この発明の内容は、その発明の課題に相応
し(be commensurate with)、そして、その発明の成
立に必須である。
As will be apparent from the specific embodiments of the invention described above with reference to the drawings, for one having ordinary skill in the art to which the invention pertains, the subject matter of the present invention will be It derives from the nature and substance of the invention and is readily embodied in another aspect that is objectively recognized as having an inherent nature. Of course, the subject matter of the present invention is commensurate with the subject of the invention and is essential for the establishment of the invention.

発明の便益 上述から理解されるように、この発明のステアリング
・シミュレータは、テスト・パワー・ステアリングの出
力側に接続されて操舵反力を発生する油圧シリンダと、
オイル・ポンプからその油圧シリンダに、同時に、その
油圧シリンダからオイル・リザーバにそれぞれ流れる圧
油を制御する電気−油圧の操舵反力調整弁と、アクチュ
エータ・センサの電気信号を入力して操舵反力値を演算
し、そして、その操舵反力値を電圧信号で出力するコン
ピュータと、そのアクチュエータ・センサの電気信号を
微分して微分値に比例した補正を電圧信号で出力する微
分器と、そのコンピュータおよび微分器の出力を入力し
てその操舵反力調整弁に電圧信号で出力する加算器とを
含み、そして、その微分器の出力をそのコンピュータの
出力に先行させて、そのコンピュータの演算時間分の遅
れを補正し、そして、操舵角および横すべり角に比例す
る操舵反力を発生してその操舵反力をそのテスト・パワ
ー・ステアリングによりリアル・タイムに与えるので、
この発明のステアリング・シミュレータでは、自動車の
走行状態、路面状況で微妙に変化する摩擦力、すなわ
ち、操舵反力が高い精度で台上テストに再現可能にな
り、パワー・ステアリングの性能試験がよりリアル・タ
イムに行なわれ、パワー・ステアリングの開発に有効
で、パワー・ステアリングと種々の自動車との適合性の
検討、新しいパワー・ステアリングの性能確認、そし
て、それの改良点の摘出が可能になり、その結果、パワ
ー・ステアリングの性能試験および開発にとって非常に
有用で実用的である。
Advantages of the Invention As can be understood from the above, the steering simulator of the present invention includes a hydraulic cylinder connected to an output side of a test power steering to generate a steering reaction force,
An electric-hydraulic steering reaction force control valve for controlling hydraulic oil flowing from the oil pump to the hydraulic cylinder and simultaneously from the oil cylinder to the oil reservoir, and an electric signal of the actuator sensor to input the steering reaction force. A computer that calculates a value and outputs the steering reaction force value as a voltage signal, a differentiator that differentiates the electric signal of the actuator / sensor and outputs a correction proportional to the differential value as a voltage signal, and the computer And an adder for inputting the output of the differentiator and outputting the output of the differentiator as a voltage signal to the steering reaction force adjusting valve. And generates a steering reaction force proportional to the steering angle and the sideslip angle, and applies the steering reaction force to the test power steering. Because it provides a more real-time,
According to the steering simulator of the present invention, the frictional force that slightly changes depending on the running state of the vehicle and the road surface condition, that is, the steering reaction force can be reproduced in a bench test with high accuracy, and the power steering performance test becomes more realistic.・ It is carried out in time and is effective in the development of power steering, and it is possible to examine the compatibility between power steering and various vehicles, confirm the performance of new power steering, and identify improvements. As a result, it is very useful and practical for power steering performance testing and development.

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

第1図は、実際に走行した時の操舵力データを示すグラ
フ、第2図は、大型ロング・カーゴ・トラックに搭載さ
れるパワー・ステアリングの性能試験に使用されたこの
発明のステアリング・シミュレータの具体例の概説図、
第3図は、大型ロング・カーゴ・トラックの運動モデル
図、第4図は、その大型ロング・カーゴ・トラックのフ
ロント・アクスルのモデル図、第5図は、操舵反力に影
響を及ぼす要素のモデル図、第6図は、実車および台上
テストの過渡応答比較データのグラフ、第7図は、横G
−操舵力データのグラフ、第8図は、前輪切れ角に対す
る操舵反力ゲーンのデータを示すグラフ、第9図は、前
輪切れ角に対する操舵反力位相のデータを示すグラフ、
第10図は、前輪切れ角に対するヨーレイト・ゲーンのグ
ラフ、および、第11図は、前輪切れ角に対するヨーレイ
ト位相のグラフである。 11……油圧シリンダ、12……電気−圧力の操舵反力調整
弁、13……コンピュータ、14……微分器、15……加算
器、16、17……増幅器、18……アナログ−デジタル変換
器、19……デジタル−アナログ変換器、20……ステアリ
ング・センサ、21……アクチュエータ・センサ、22……
シリンダ、30……テスト・パワー・ステアリング。
FIG. 1 is a graph showing steering force data when the vehicle actually travels, and FIG. 2 is a diagram showing a steering simulator of the present invention used in a performance test of a power steering mounted on a large long cargo truck. Schematic diagram of a specific example,
FIG. 3 is a model diagram of the motion of a large long cargo truck, FIG. 4 is a model diagram of a front axle of the large long cargo truck, and FIG. Model diagram, FIG. 6 is a graph of transient response comparison data of actual vehicle and bench test, FIG.
-A graph of steering force data, Fig. 8 is a graph showing data of a steering reaction force gain with respect to a front wheel turning angle, Fig. 9 is a graph showing data of a steering reaction force phase with respect to a front wheel turning angle,
FIG. 10 is a graph of the yaw rate gain with respect to the front wheel turning angle, and FIG. 11 is a graph of the yaw rate phase with respect to the front wheel turning angle. 11 ... Hydraulic cylinder, 12 ... Electro-pressure steering reaction force adjusting valve, 13 ... Computer, 14 ... Differentiator, 15 ... Adder, 16, 17 ... Amplifier, 18 ... Analog-digital conversion , 19… Digital-to-analog converter, 20… Steering sensor, 21… Actuator sensor, 22…
Cylinder, 30 ... Test power steering.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】テスト・パワー・ステアリングの出力側に
接続されて操舵反力を発生する油圧シリンダと、 オイル・ポンプからその油圧シリンダに、同時に、その
油圧シリンダからオイル・リザーバにそれぞれ流れる圧
油を制御する電気−油圧の操舵反力調整弁と、 アクチュエータ・センサの電気信号を入力して操舵反力
値を演算し、そして、その操舵反力値を電圧信号で出力
するコンピュータと、 そのアクチュエータ・センサの電気信号を微分して微分
値に比例した補正を電圧信号で出力する微分器と、 そのコンピュータおよび微分器の出力を入力してその操
舵反力調整弁に電圧信号で出力する加算器 とを含むステアリング・シミュレータ。
1. A hydraulic cylinder connected to an output side of a test power steering and generating a steering reaction force, and hydraulic oil flowing from an oil pump to the hydraulic cylinder, and simultaneously from the hydraulic cylinder to an oil reservoir. An electric-hydraulic steering reaction force control valve for controlling the steering reaction force, a computer for calculating the steering reaction force value by inputting an electric signal of an actuator sensor, and outputting the steering reaction force value as a voltage signal; and the actuator. A differentiator that differentiates the electrical signal of the sensor and outputs a correction proportional to the differential value as a voltage signal, and an adder that inputs the output of the computer and the differentiator and outputs it to the steering reaction force adjusting valve as a voltage signal And a steering simulator including:
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