Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4807545B2 - Vehicle steering system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4807545B2 - Vehicle steering system - Google Patents

Vehicle steering system Download PDF

Info

Publication number
JP4807545B2
JP4807545B2 JP2001238236A JP2001238236A JP4807545B2 JP 4807545 B2 JP4807545 B2 JP 4807545B2 JP 2001238236 A JP2001238236 A JP 2001238236A JP 2001238236 A JP2001238236 A JP 2001238236A JP 4807545 B2 JP4807545 B2 JP 4807545B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
reaction force
actuator
operation amount
detection means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001238236A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003048561A (en
Inventor
勝利 西崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2001238236A priority Critical patent/JP4807545B2/en
Publication of JP2003048561A publication Critical patent/JP2003048561A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4807545B2 publication Critical patent/JP4807545B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステアリングホイールと舵取り用の車輪を転舵するための舵取り機構との機械的な結合をなくした車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステアリングホイールと舵取り用の車輪を転舵するための舵取り機構とを機械的に切り離し、ステアリングホイールの操作方向および操作量を検出するとともに、その検出結果に基づいて、舵取り機構に操舵アクチュエータからの駆動力を与えるようにした車両用操舵装置(いわゆるステア・バイ・ワイヤ・システム)が提案されている。
【0003】
このような車両用操舵装置には、ステアリングホイールに操作反力を付与するための反力アクチュエータが備えられている。この反力アクチュエータは、コンピュータを含む制御装置によって制御されるようになっている。すなわち、ステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサが制御装置に接続されていて、制御装置は、操作角センサによって検出された操作角に適当な比例定数を乗じることによって反力指令値を設定し、この反力指令値に基づいて反力アクチュエータをフィードバック制御する。これにより、操作角が大きいほど大きな反力がステアリングホイールに与えられ、操作角が小さいほど小さな反力がステアリングホイールに与えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、操舵アクチュエータ(舵取り機構)の動作と反力アクチュエータの制御とに関連性がないため、車両の挙動とステアリングホイールに付与される反力とがつり合っていない状態になりやすいという問題がある。車両の挙動とステアリングホイールに付与される反力とがつり合っていないと、運転者によって車両の挙動に応じたステアリング操作が行われないおそれがある。たとえば、舵取り用車輪が大きく転舵されているにもかかわらず、ステアリングホイールに付与されている反力が小さいと、運転者は、舵取り用車輪が十分に転舵されていないと感じ、舵取り用車輪がさらに転舵される方向にステアリングホイールを操作してしまう。
【0005】
また、操舵アクチュエータ(舵取り機構)の動作と反力アクチュエータの制御とに関連性がないため、ステアリングホイールの急操作が行われると、ステアリングホイールの操作に対して操舵アクチュエータの動作に遅れが生じ、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、操舵アクチュエータの動作に応じた適切な反力を操作部材に付与することができる車両用操舵装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、車両の操向のための操作部材(1)と、上記操作部材から機械的に切り離されていて、車両の舵取り用車輪を転舵するための舵取り機構(5,6,7,P)と、上記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段(11)と、上記舵取り用車輪の転舵量を検出する転舵量検出手段(13)と、上記舵取り機構の動作駆動源としての操舵アクチュエータ(2)と、上記操作部材に操作反力を付与するための反力アクチュエータ(9)と、記反力アクチュエータを制御する反力制御手段(1)とを含み、上記反力制御手段は、上記操作量検出手段によって検出される操作量(δh)の時間微分値(δh’)が所定値以下のときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力を、上記反力アクチュエータから発生させる手段と、上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値よりも大きいときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力に加えて、上記操作量検出手段によって検出される操作量と上記転舵量検出手段によって検出される転舵量(δs)との偏差(δh−δs)に比例した反力を、上記反力アクチュエータから発生させる手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置である。
【0007】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値以下のときには、操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力を反力アクチュエータから発生させることができる。これにより、操舵アクチュエータの動作(舵取り用の車輪の転舵)に応じた反力を操作部材に付与することができ、操作部材と舵取り機構とが機械的にリンクされた操舵装置の場合と同様な操作性を実現することができる。
一方、操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値よりも大きいときには、操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力に加えて、操作量検出手段によって検出される操作量と転舵量検出手段によって検出される転舵量との偏差に比例した反力を、反力アクチュエータから発生させることができる。これにより、操作部材の急操作が行われた場合に、操作部材に大きな反力を付与することができるから、操作部材の操作に対する操舵アクチュエータの動作の遅れを小さくすることができる。
なお、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量とは、請求項に記載のように、上記操舵アクチュエータを制御するための制御指令値(Ts)であってもよいし、請求項に記載のように、上記操舵アクチュエータが電動モータであれば、上記電動モータに流れる電流値(Is)であってもよい。
【0008】
請求項記載の発明は、車両の操向のための操作部材(1)と、上記操作部材から機械的に切り離されていて、車両の舵取り用車輪を転舵するための舵取り機構(5,6,7,P)と、上記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段(11)と、上記舵取り用車輪の転舵量を検出する転舵量検出手段(13)と、上記舵取り機構の動作駆動源としての操舵アクチュエータ(2)と、上記操作部材に操作反力を付与するための反力アクチュエータ(9)と、上記反力アクチュエータを制御する反力制御手段(14)とを含み、上記反力制御手段は、上記操作量検出手段によって検出される操作量(δh)の時間微分値(δh’)が所定値以下のときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力を、上記反力アクチュエータから発生させる手段と、上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値よりも大きいときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力に加えて、上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値と上記転舵量検出手段によって検出される転舵量(δs)の時間微分値(δs’)との偏差(δh’−δs’)に比例した反力を上記反力アクチュエータから発生させる手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置である。
この発明によれば、操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値以下のときには、操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力を反力アクチュエータから発生させることができる。これにより、操舵アクチュエータの動作(舵取り用の車輪の転舵)に応じた反力を操作部材に付与することができ、操作部材と舵取り機構とが機械的にリンクされた操舵装置の場合と同様な操作性を実現することができる。
一方、操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値よりも大きいときには、操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力に加えて、操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値と転舵量検出手段によって検出される転舵量の時間微分値との偏差に比例した反力を、反力アクチュエータから発生させることができる。これにより、操作部材の急操作が行われた場合に、操作部材に大きな反力を付与することができるから、操作部材の操作に対する操舵アクチュエータの動作の遅れを小さくすることができる。
なお、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量とは、請求項3に記載のように、上記操舵アクチュエータを制御するための制御指令値(Ts)であってもよいし、請求項4に記載のように、上記操舵アクチュエータが電動モータであれば、上記電動モータに流れる電流値(Is)であってもよい。
なお、上記所定値は、上記操舵アクチュエータが電動モータであれば、この電動モータの最高回転速度に等しい値に設定されてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明するための概念図である。この車両用操舵装置は、ステアリングホイール1と舵取り機構との機械的な結合をなくし、ステアリングホイール1の回転操作に応じて駆動される操舵アクチュエータ2の動作を、ハウジング3に支持されたラック軸5の車幅方向の直線運動に変換し、このラック軸5の直線運動を前部左右車輪4(舵取り用の車輪)の転舵運動に変換することにより操舵を達成するようにした、いわゆるステア・バイ・ワイヤ(SBW)システムである。操舵アクチュエータ2およびラック軸5などにより、舵取り用の車輪4を転舵するための舵取り機構が構成されている。
【0012】
操舵アクチュエータ2は、たとえば、ブラシレスモータ等の電動モータを含む構成である。この電動モータの駆動力(出力軸の回転力)は、ラック軸5に関連して設けられた運動変換機構(ボールねじ機構)により、ラック軸5の軸方向(車幅方向)の直線運動に変換される。このラック軸5の直線運動は、ラック軸5の両端から突出して設けられたタイロッド6に伝達され、さらにタイロッド6を介してキングピンPに連結されたナックルアーム7の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム7に支持された車輪4の転舵が達成される。
【0013】
ステアリングホイール1は、車体に対して回転可能に支持された回転シャフト8に連結されている。この回転シャフト8には、ステアリングホイール1に操舵反力を与えるための反力アクチュエータ9が付設されている。反力アクチュエータ9は、回転シャフト8と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータを含む。
回転シャフト8のステアリングホイール1とは反対側の端部には、渦巻きばね等からなる弾性部材10が車体との間に結合されている。この弾性部材10は、反力アクチュエータ9がステアリングホイール1にトルクを付加していないときに、その弾性力によって、ステアリングホイール1を直進操舵位置に復帰させる。
【0014】
ステアリングホイール1の操作入力値を検出するために、回転シャフト8の回転角に対応する操作角δhを検出する操作角センサ11が設けられている。また、回転シャフト8には、ステアリングホイール1に加えられた操作トルクTを検出するためのトルクセンサ12が設けられている。一方、操舵アクチュエータ2の出力値を検出するために、車輪4の転舵角δsを検出する転舵角センサ13が設けられている。
【0015】
操作角センサ11、トルクセンサ12および転舵角センサ13は、コンピュータを含む制御装置14に接続されている。この制御装置14には、さらに、車速Vを検出する車速センサ15と、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ16と、車両の横加速度Gyを検出する横加速度センサ17とが接続されている。
制御装置14は、操作角センサ11によって検出される操作角δh、車速センサ15によって検出される車速Vおよび横加速度センサ17によって検出される横加速度Gyなどに基づいて目標転舵角δs*を設定し、さらに目標転舵角δs*と転舵角センサ13によって検出される転舵角(実転舵角)δsとの偏差(δs*−δs)に応じた操舵アクチュエータ指令値Tsを適当な制御演算により求めて、この操舵アクチュエータ指令値Tsに応じた駆動電流が操舵アクチュエータ2に供給されるように駆動回路18を制御する。また、制御装置14は、所定の演算処理を行うことにより反力アクチュエータ指令値Trを求め、この反力アクチュエータ指令値Trに応じた駆動電流が反力アクチュエータ9に供給されるように駆動回路19を制御する。
【0016】
図2は、反力アクチュエータ指令値Trを求めるために制御装置14が実行する演算処理の流れを示すフローチャートである。制御装置14は、この図2の処理を所定の制御周期ごとに繰り返し実行する。
制御装置14は、まず、基本反力指令値Trbの演算を行う(ステップS1)。この実施形態において、基本反力指令値Trbは、その時点で設定されている操舵アクチュエータ指令値Tsに予め定める比例定数K1を乗じることにより求められる。すなわち、制御装置14は、下記第(1)式に従って基本反力指令値Trbを演算する。
【0017】
Trb=K1・Ts ・・・・・・(1)
次に、制御装置14は、操作角センサ11によって検出される操作角δhを時間微分して得られる操作角速度δh'が所定値よりも大きいか否かを判断する(ステップS2)。上記所定値は、操舵アクチュエータ2の最高回転速度に等しい既知の値である。
操作角速度δh'が上記所定値以下である場合、つまり操舵アクチュエータ2が十分な応答性で動作できるような回転速度でステアリングホイール1が操作された場合には、制御装置14は、上記第(1)式に従って演算した基本反力指令値Trbをそのまま反力アクチュエータ指令値Trとする(ステップS3)。
【0018】
一方、操作角速度δh'が上記所定値よりも大きい場合、つまり操舵アクチュエータ2の最高回転速度を超えるような回転速度でステアリングホイール1が操作された場合には、制御装置14は、付加反力指令値Trpの演算を行う(ステップS4)。この実施形態において、付加反力指令値Trpは、操作角センサ11によって検出される操作角δhと転舵角センサ13によって検出される転舵角δsとの偏差(δh−δs)に予め定める比例定数K2を乗じることにより求められる。すなわち、制御装置14は、下記第(2)式に従って付加反力指令値Trpを演算する。
【0019】
Trp=K2・(δh−δs) ・・・・・・(2)
制御装置14は、上記第(2)式に従って付加反力指令値Trpの演算を行った場合、その演算した付加反力指令値Trpを上記第(1)式に従って演算した基本反力指令値Trbに加算し、これにより得られる値(Trb+Trp)を反力アクチュエータ指令値Trとする(ステップS5)。
以上のように、この実施形態では、操舵アクチュエータ指令値Tsに予め定める比例定数K1を乗じることにより基本反力指令値Trbが演算され、操舵アクチュエータ2が十分な応答性で動作できるような回転速度でステアリングホイール1が操作された場合には、その基本反力指令値Trbがそのまま反力アクチュエータ指令値Trに設定されて、この反力アクチュエータ指令値Tr=Trbに基づく反力アクチュエータ9の制御が行われる。これにより、舵取り用の車輪4の転舵(車両の挙動)に応じた反力をステアリングホイール1に付与することができ、ステアリングホイールと舵取り機構とが機械的にリンクされた操舵装置の場合と同様な操作性を実現することができる。
【0020】
また、操舵アクチュエータ2の最高回転速度を超えるような回転速度でステアリングホイール1が操作された場合には、基本反力指令値Trbに、操作角センサ11によって検出される操作角δhと転舵角センサ13によって検出される転舵角δsとの偏差に予め定める比例定数K2を乗じることにより演算された付加反力指令値Trpを付加して得られる値が反力アクチュエータ指令値Trとされる。そして、この反力アクチュエータ指令値Tr=Trb+Trpに基づく反力アクチュエータ9の制御が行われる。これにより、ステアリングホイール1に大きな反力が付与されるから、ステアリングホイール1の操作に対する操舵アクチュエータ2の動作の遅れを小さくすることができる。ゆえに、操舵フィーリングを向上することができる。
【0021】
この発明の一実施形態の説明は以上の通りであるが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上述の実施形態では、操舵アクチュエータ指令値Tsに予め定める比例定数K1を乗じることにより基本反力指令値Trbが演算されるとしたが、基本反力指令値Trbは、操舵アクチュエータ2が電動モータである場合、この電動モータに実際に流れる電流値Isに予め定める比例定数K3を乗じることにより演算されてもよい。すなわち、下記第(3)式に従って基本反力指令値Trbが演算されてもよい。
【0022】
Trb=K3・Is ・・・・・・(3)
また、上述の実施形態では、操作角センサ11によって検出される操作角δhと転舵角センサ13によって検出される転舵角δsとの偏差に予め定める比例定数K2を乗じることにより付加反力指令値Trpが演算されるとしたが、付加反力指令値Trpは、操作角センサ11によって検出される操作角δhの時間微分値δh'と転舵角センサ13によって検出される転舵角δsの時間微分値δs'との偏差に予め定める比例定数K4を乗じることにより演算されてもよい。すなわち、下記第(4)式に従って付加反力指令値Trpが演算されてもよい。
【0023】
Trp=K4・(δh'−δs') ・・・・・・(4)
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明するための概念図である。
【図2】反力指令値Trを求めるための演算処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 操舵アクチュエータ
5 ラック軸
6 タイロッド
7 ナックルアーム
9 反力アクチュエータ
11 操作角センサ
13 転舵角センサ
14 制御装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering apparatus that eliminates mechanical coupling between a steering wheel and a steering mechanism for steering a steering wheel.
[0002]
[Prior art]
The steering wheel and the steering mechanism for steering the steering wheel are mechanically separated to detect the steering wheel operation direction and operation amount, and based on the detection result, the steering mechanism is driven from the steering actuator. There has been proposed a vehicle steering device (so-called steer-by-wire system) that applies force.
[0003]
Such a vehicle steering apparatus is provided with a reaction force actuator for applying an operation reaction force to the steering wheel. This reaction force actuator is controlled by a control device including a computer. That is, an operation angle sensor for detecting the operation angle of the steering wheel is connected to the control device, and the control device sets the reaction force command value by multiplying the operation angle detected by the operation angle sensor by an appropriate proportional constant. The reaction force actuator is feedback-controlled based on the reaction force command value. Thus, a larger reaction force is applied to the steering wheel as the operation angle is larger, and a smaller reaction force is applied to the steering wheel as the operation angle is smaller.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since there is no relation between the operation of the steering actuator (steering mechanism) and the control of the reaction force actuator, there is a problem that the behavior of the vehicle and the reaction force applied to the steering wheel tend to be unbalanced. . If the behavior of the vehicle and the reaction force applied to the steering wheel are not balanced, the driver may not perform a steering operation according to the behavior of the vehicle. For example, if the steering wheel is steered greatly but the reaction force applied to the steering wheel is small, the driver feels that the steering wheel is not steered sufficiently and The steering wheel is operated in the direction in which the wheel is further steered.
[0005]
In addition, since there is no relation between the operation of the steering actuator (steering mechanism) and the control of the reaction force actuator, when the steering wheel is suddenly operated, the operation of the steering actuator is delayed with respect to the operation of the steering wheel. There is a risk that the driver may feel uncomfortable.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that solves the above technical problem and can apply an appropriate reaction force according to the operation of a steering actuator to an operation member.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention of claim 1, wherein for achieving the above object, an operation member for steering the vehicle (1), have been mechanically decoupled from the operation member, steers the steering wheel of the vehicle Steering mechanism (5, 6, 7, P) for operating, operation amount detection means (11) for detecting the operation amount of the operation member, and steering amount detection means for detecting the steering amount of the steering wheel and (13), a steering actuator (2) as operating the drive source of the steering mechanism, a reaction force actuator (9) for imparting operating reaction force to the operation member, anti controlling the upper Symbol reaction force actuator Force control means (1 4 ), and the reaction force control means includes the steering actuator when the time differential value (δh ′) of the operation amount (δh) detected by the operation amount detection means is equal to or less than a predetermined value. Proportional to the physical quantity corresponding to the output of When the time differential value of the operation amount detected by the means for generating the reaction force from the reaction force actuator and the operation amount detection means is larger than a predetermined value, the reaction proportional to the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator is obtained. In addition to the force, the reaction force proportional to the deviation (δh−δs) between the operation amount detected by the operation amount detection unit and the steering amount (δs) detected by the steering amount detection unit is A vehicle steering apparatus comprising means for generating from a force actuator .
[0007]
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to the present invention, when the time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection means is equal to or smaller than the predetermined value, the reaction force proportional to the physical amount corresponding to the output of the steering actuator can be generated from the reaction force actuator. . As a result, a reaction force corresponding to the operation of the steering actuator (steering of the steering wheel) can be applied to the operation member, and the operation member and the steering mechanism are mechanically linked as in the case of the steering apparatus mechanically linked. Operability can be realized.
On the other hand, when the time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection unit is larger than a predetermined value, in addition to the reaction force proportional to the physical amount corresponding to the output of the steering actuator, the operation detected by the operation amount detection unit A reaction force proportional to the deviation between the amount and the turning amount detected by the turning amount detection means can be generated from the reaction force actuator. As a result, when the operating member is suddenly operated, a large reaction force can be applied to the operating member, so that the delay of the operation of the steering actuator relative to the operation of the operating member can be reduced.
Note that the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator and, as described in claim 3, may be a control command value for controlling the steering actuator (Ts), according to claim 4 Thus, if the steering actuator is an electric motor, the current value (Is) flowing through the electric motor may be used.
[0008]
The invention according to claim 2 is the operation member (1) for steering the vehicle and the steering mechanism (5, which is mechanically separated from the operation member and for steering the steering wheel of the vehicle). 6, 7, P), operation amount detection means (11) for detecting the operation amount of the operation member, steering amount detection means (13) for detecting the steering amount of the steering wheel, and the steering mechanism A steering actuator (2) as an operation drive source, a reaction force actuator (9) for applying an operation reaction force to the operation member, and a reaction force control means (14) for controlling the reaction force actuator. When the time differential value (δh ′) of the operation amount (δh) detected by the operation amount detection unit is equal to or less than a predetermined value, the reaction force control means is a reaction proportional to the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator. Force, the reaction force actue When the time differential value of the operation amount detected by the means generated from the control unit and the operation amount detection means is larger than a predetermined value, in addition to the reaction force proportional to the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator, Proportional to the deviation (δh′−δs ′) between the time differential value of the operation amount detected by the amount detection means and the time differential value (δs ′) of the turning amount (δs) detected by the steering amount detection means. And a means for generating a reaction force generated from the reaction force actuator .
According to the present invention, when the time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection means is equal to or smaller than the predetermined value, the reaction force proportional to the physical amount corresponding to the output of the steering actuator can be generated from the reaction force actuator. . As a result, a reaction force corresponding to the operation of the steering actuator (steering of the steering wheel) can be applied to the operation member, and the operation member and the steering mechanism are mechanically linked as in the case of the steering apparatus mechanically linked. Operability can be realized.
On the other hand, when the time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection unit is larger than a predetermined value, in addition to the reaction force proportional to the physical amount corresponding to the output of the steering actuator, the operation detected by the operation amount detection unit A reaction force proportional to the deviation between the time differential value of the amount and the time differential value of the turning amount detected by the turning amount detection means can be generated from the reaction force actuator. As a result, when the operating member is suddenly operated, a large reaction force can be applied to the operating member, so that the delay of the operation of the steering actuator relative to the operation of the operating member can be reduced.
The physical quantity corresponding to the output of the steering actuator may be a control command value (Ts) for controlling the steering actuator, as described in claim 3. Thus, if the steering actuator is an electric motor, the current value (Is) flowing through the electric motor may be used.
If the steering actuator is an electric motor, the predetermined value may be set to a value equal to the maximum rotation speed of the electric motor.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the configuration of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. The vehicle steering apparatus eliminates mechanical coupling between the steering wheel 1 and the steering mechanism, and the operation of the steering actuator 2 driven in accordance with the rotation operation of the steering wheel 1 is performed on the rack shaft 5 supported by the housing 3. Is converted to a linear motion in the vehicle width direction, and the steering is achieved by converting the linear motion of the rack shaft 5 into the steering motion of the front left and right wheels 4 (steering wheels). A by-wire (SBW) system. The steering actuator 2 and the rack shaft 5 constitute a steering mechanism for turning the steering wheel 4.
[0012]
The steering actuator 2 includes, for example, an electric motor such as a brushless motor. The driving force (rotational force of the output shaft) of this electric motor is converted into a linear motion in the axial direction (vehicle width direction) of the rack shaft 5 by a motion conversion mechanism (ball screw mechanism) provided in association with the rack shaft 5. Converted. The linear motion of the rack shaft 5 is transmitted to the tie rods 6 provided so as to protrude from both ends of the rack shaft 5, and further causes the knuckle arm 7 connected to the king pin P through the tie rod 6 to rotate. Thereby, steering of the wheel 4 supported by the knuckle arm 7 is achieved.
[0013]
The steering wheel 1 is connected to a rotating shaft 8 that is rotatably supported with respect to the vehicle body. A reaction force actuator 9 for applying a steering reaction force to the steering wheel 1 is attached to the rotating shaft 8. The reaction force actuator 9 includes an electric motor such as a brushless motor having an output shaft integrated with the rotary shaft 8.
An elastic member 10 made of a spiral spring or the like is coupled to the end of the rotating shaft 8 on the opposite side of the steering wheel 1 from the vehicle body. The elastic member 10 returns the steering wheel 1 to the straight-ahead steering position by the elastic force when the reaction force actuator 9 is not applying torque to the steering wheel 1.
[0014]
In order to detect an operation input value of the steering wheel 1, an operation angle sensor 11 that detects an operation angle δh corresponding to the rotation angle of the rotary shaft 8 is provided. The rotating shaft 8 is provided with a torque sensor 12 for detecting an operation torque T applied to the steering wheel 1. On the other hand, in order to detect the output value of the steering actuator 2, a turning angle sensor 13 for detecting the turning angle δs of the wheel 4 is provided.
[0015]
The operation angle sensor 11, the torque sensor 12, and the turning angle sensor 13 are connected to a control device 14 including a computer. The control device 14 is further connected to a vehicle speed sensor 15 that detects the vehicle speed V, a yaw rate sensor 16 that detects the yaw rate γ of the vehicle, and a lateral acceleration sensor 17 that detects the lateral acceleration Gy of the vehicle.
The control device 14 sets the target turning angle δs * based on the operating angle δh detected by the operating angle sensor 11, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 15, the lateral acceleration Gy detected by the lateral acceleration sensor 17, and the like. Further, the steering actuator command value Ts corresponding to the deviation (δs * −δs) between the target turning angle δs * and the turning angle (actual turning angle) δs detected by the turning angle sensor 13 is appropriately controlled. The driving circuit 18 is controlled so that a driving current corresponding to the steering actuator command value Ts is supplied to the steering actuator 2 by calculation. In addition, the control device 14 obtains a reaction force actuator command value Tr by performing a predetermined calculation process, and a drive circuit 19 so that a drive current corresponding to the reaction force actuator command value Tr is supplied to the reaction force actuator 9. To control.
[0016]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of calculation processing executed by the control device 14 to obtain the reaction force actuator command value Tr. The control device 14 repeatedly executes the process of FIG. 2 at every predetermined control cycle.
First, the control device 14 calculates the basic reaction force command value Trb (step S1). In this embodiment, the basic reaction force command value Trb is obtained by multiplying the steering actuator command value Ts set at that time by a predetermined proportionality constant K1. That is, the control device 14 calculates the basic reaction force command value Trb according to the following equation (1).
[0017]
Trb = K1 / Ts (1)
Next, the control device 14 determines whether or not the operation angular velocity δh ′ obtained by time differentiation of the operation angle δh detected by the operation angle sensor 11 is greater than a predetermined value (step S2). The predetermined value is a known value equal to the maximum rotation speed of the steering actuator 2.
When the operating angular velocity δh ′ is equal to or lower than the predetermined value, that is, when the steering wheel 1 is operated at a rotational speed at which the steering actuator 2 can operate with sufficient responsiveness, the control device 14 performs the first (1 ) The basic reaction force command value Trb calculated according to the equation is directly used as the reaction force actuator command value Tr (step S3).
[0018]
On the other hand, when the operating angular velocity δh ′ is larger than the predetermined value, that is, when the steering wheel 1 is operated at a rotational speed exceeding the maximum rotational speed of the steering actuator 2, the control device 14 instructs the additional reaction force command. The value Trp is calculated (step S4). In this embodiment, the additional reaction force command value Trp is proportional to a deviation (δh−δs) between the operation angle δh detected by the operation angle sensor 11 and the turning angle δs detected by the turning angle sensor 13 in advance. It is obtained by multiplying by a constant K2. That is, the control device 14 calculates the additional reaction force command value Trp according to the following equation (2).
[0019]
Trp = K2 (δh−δs) (2)
When the control device 14 calculates the additional reaction force command value Trp in accordance with the above equation (2), the basic reaction force command value Trb in which the calculated additional reaction force command value Trp is calculated in accordance with the above equation (1). And a value (Trb + Trp) obtained thereby is set as a reaction force actuator command value Tr (step S5).
As described above, in this embodiment, the basic reaction force command value Trb is calculated by multiplying the steering actuator command value Ts by a predetermined proportional constant K1, and the rotation speed at which the steering actuator 2 can operate with sufficient responsiveness. When the steering wheel 1 is operated, the basic reaction force command value Trb is set to the reaction force actuator command value Tr as it is, and the reaction force actuator 9 is controlled based on the reaction force actuator command value Tr = Trb. Done. As a result, a reaction force corresponding to the steering of the steering wheel 4 (the behavior of the vehicle) can be applied to the steering wheel 1, and the steering device in which the steering wheel and the steering mechanism are mechanically linked, Similar operability can be realized.
[0020]
Further, when the steering wheel 1 is operated at a rotational speed exceeding the maximum rotational speed of the steering actuator 2, the operation angle δh detected by the operation angle sensor 11 and the turning angle are added to the basic reaction force command value Trb. A value obtained by adding the additional reaction force command value Trp calculated by multiplying the deviation from the turning angle δs detected by the sensor 13 by a predetermined proportionality constant K2 is set as the reaction force actuator command value Tr. Then, the reaction force actuator 9 is controlled based on the reaction force actuator command value Tr = Trb + Trp. As a result, a large reaction force is applied to the steering wheel 1, so that the delay in the operation of the steering actuator 2 with respect to the operation of the steering wheel 1 can be reduced. Therefore, the steering feeling can be improved.
[0021]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in other forms. For example, in the above-described embodiment, the basic reaction force command value Trb is calculated by multiplying the steering actuator command value Ts by a predetermined proportional constant K1, but the basic reaction force command value Trb is calculated by the steering actuator 2 being electrically operated. In the case of a motor, it may be calculated by multiplying the current value Is actually flowing through the electric motor by a predetermined proportional constant K3. That is, the basic reaction force command value Trb may be calculated according to the following equation (3).
[0022]
Trb = K3 ・ Is (3)
In the above-described embodiment, the additional reaction force command is obtained by multiplying the deviation between the operation angle δh detected by the operation angle sensor 11 and the turning angle δs detected by the turning angle sensor 13 by a predetermined proportional constant K2. Although the value Trp is calculated, the additional reaction force command value Trp is calculated based on the time differential value δh ′ of the operation angle δh detected by the operation angle sensor 11 and the turning angle δs detected by the turning angle sensor 13. The deviation from the time differential value δs ′ may be calculated by multiplying a predetermined proportionality constant K4. That is, the additional reaction force command value Trp may be calculated according to the following equation (4).
[0023]
Trp = K4 (δh'-δs') (4)
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram for illustrating a configuration of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of calculation processing for obtaining a reaction force command value Tr.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering actuator 5 Rack axis | shaft 6 Tie rod 7 Knuckle arm 9 Reaction force actuator 11 Operation angle sensor 13 Steering angle sensor 14 Control apparatus

Claims (4)

車両の操向のための操作部材と、
上記操作部材から機械的に切り離されていて、車両の舵取り用車輪を転舵するための舵取り機構と、
上記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
上記舵取り用車輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、
上記舵取り機構の動作駆動源としての操舵アクチュエータと、
上記操作部材に操作反力を付与するための反力アクチュエータと、
記反力アクチュエータを制御する反力制御手段とを含み、
上記反力制御手段は、
上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値以下のときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力を、上記反力アクチュエータから発生させる手段と、
上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値よりも大きいときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力に加えて、上記操作量検出手段によって検出される操作量と上記転舵量検出手段によって検出される転舵量との偏差に比例した反力を、上記反力アクチュエータから発生させる手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
An operating member for steering the vehicle;
It has been mechanically decoupled from the operation member, and the steering mechanism for steering a steering wheel of the vehicle,
An operation amount detection means for detecting an operation amount of the operation member;
Steering amount detection means for detecting the steering amount of the steering wheel;
A steering actuator as an operation driving source of the steering mechanism,
A reaction force actuator for applying an operation reaction force to the operation member;
And a reaction force control means for controlling the upper Symbol reaction force actuator,
The reaction force control means is
Means for generating, from the reaction force actuator, a reaction force proportional to a physical quantity corresponding to the output of the steering actuator when a time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection means is a predetermined value or less;
When the time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection means is larger than a predetermined value, in addition to the reaction force proportional to the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator, it is detected by the operation amount detection means. A vehicle steering apparatus comprising: means for generating, from the reaction force actuator, a reaction force proportional to a deviation between an operation amount and a turning amount detected by the turning amount detection means .
車両の操向のための操作部材と、
上記操作部材から機械的に切り離されていて、車両の舵取り用車輪を転舵するための舵取り機構と、
上記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
上記舵取り用車輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、
上記舵取り機構の動作駆動源としての操舵アクチュエータと、
上記操作部材に操作反力を付与するための反力アクチュエータと、
上記反力アクチュエータを制御する反力制御手段とを含み、
上記反力制御手段は、
上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値以下のときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力を、上記反力アクチュエータから発生させる手段と、
上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値が所定値よりも大きいときには、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量に比例した反力に加えて、上記操作量検出手段によって検出される操作量の時間微分値と上記転舵量検出手段によって検出される転舵量の時間微分値との偏差に比例した反力を上記反力アクチュエータから発生させる手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
An operating member for steering the vehicle;
A steering mechanism that is mechanically separated from the operating member and steers the steering wheel of the vehicle;
An operation amount detection means for detecting an operation amount of the operation member;
Steering amount detection means for detecting the steering amount of the steering wheel;
A steering actuator as an operation drive source of the steering mechanism;
A reaction force actuator for applying an operation reaction force to the operation member;
Reaction force control means for controlling the reaction force actuator,
The reaction force control means is
Means for generating, from the reaction force actuator, a reaction force proportional to a physical quantity corresponding to the output of the steering actuator when a time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection means is a predetermined value or less;
When the time differential value of the operation amount detected by the operation amount detection means is larger than a predetermined value, in addition to the reaction force proportional to the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator, it is detected by the operation amount detection means. And means for generating a reaction force proportional to a deviation between the time differential value of the manipulated variable and the time differential value of the steered amount detected by the steered amount detecting means from the reaction force actuator. Steering device.
上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量とは、上記操舵アクチュエータを制御するための制御指令値であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用操舵装置。The physical quantity corresponding to the output of the steering actuator and the vehicle steering device according to claim 1 or 2, characterized in that the control command value for controlling the steering actuator. 上記操舵アクチュエータは、電動モータであって、上記操舵アクチュエータの出力に対応する物理量とは、上記電動モータに流れる電流値であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用操舵装置。 The steering actuator is an electric motor, the physical quantity corresponding to the output of the steering actuator and the vehicle steering device according to claim 1 or 2, characterized in that a current flowing through the electric motor.
JP2001238236A 2001-08-06 2001-08-06 Vehicle steering system Expired - Fee Related JP4807545B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001238236A JP4807545B2 (en) 2001-08-06 2001-08-06 Vehicle steering system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001238236A JP4807545B2 (en) 2001-08-06 2001-08-06 Vehicle steering system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003048561A JP2003048561A (en) 2003-02-18
JP4807545B2 true JP4807545B2 (en) 2011-11-02

Family

ID=19069189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001238236A Expired - Fee Related JP4807545B2 (en) 2001-08-06 2001-08-06 Vehicle steering system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4807545B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210199539A1 (en) * 2018-09-28 2021-07-01 Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha Test device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4957022B2 (en) * 2006-03-09 2012-06-20 日産自動車株式会社 Vehicle steering control device
JP7180558B2 (en) * 2019-07-09 2022-11-30 株式会社デンソー steering control device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05105100A (en) * 1991-09-27 1993-04-27 Honda Motor Co Ltd Vehicle steering system
JPH0692250A (en) * 1992-09-11 1994-04-05 Honda Motor Co Ltd Steering gear
JP3517863B2 (en) * 1997-02-07 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 Steering control device
JP3593898B2 (en) * 1998-10-02 2004-11-24 トヨタ自動車株式会社 Steering control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210199539A1 (en) * 2018-09-28 2021-07-01 Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha Test device
US12188843B2 (en) * 2018-09-28 2025-01-07 Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha Test device for controlling a test process and method for testing a steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003048561A (en) 2003-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5126357B2 (en) Vehicle steering device
JP3493568B2 (en) Car steering system
CN111114623A (en) Steering control device
JPH10230861A (en) Vehicle steering system
US12371098B2 (en) Steer-by-wire steering system with artificial position hysteresis for steering wheel angle modification
JP7609587B2 (en) Steering control device
JP2000016316A (en) Steering device for vehicle
JP2020069863A (en) Steering control device
JP4019758B2 (en) Vehicle steering system
JP4807545B2 (en) Vehicle steering system
JP7099056B2 (en) Steering control device
JP3806555B2 (en) Vehicle steering system
JP5939425B2 (en) Vehicle steering control device
JP3685692B2 (en) Vehicle steering system
JP4434261B2 (en) Steering device
JP2022054737A (en) Steering control device
JP5975242B2 (en) Steering angle ratio variable steering device
JP3699870B2 (en) Vehicle steering system
JP4730577B2 (en) Vehicle steering system
JP4385267B2 (en) Vehicle steering control device
JP4419109B2 (en) Vehicle steering control device
JP2002037111A (en) Vehicle steering system
JP4803338B2 (en) Vehicle steering device
JPH10218001A (en) Vehicle steering system
JP4352246B2 (en) Vehicle steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110721

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110803

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4807545

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees