JP5233238B2 - Vehicle steering system - Google Patents
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Description
本発明は、機械的に切り離されたハンドルと転舵機構とを連結するクラッチを備えた車両用操舵装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a vehicle steering apparatus provided with a clutch that connects a mechanically separated handle and a steering mechanism.
従来の車両用操舵装置としては、ドライバーによって操作(操舵)されるハンドルと、このハンドルと機械的に切り離された転舵機構と、転舵機構を駆動する転舵モータを備え、通常時にはハンドルの回転角度(操舵角度)に応じて転舵モータによって転舵機構を駆動することにより操舵を可能とするステア・バイ・ワイヤ制御を行い、電気系の不具合が発生した場合には転舵機構の回転軸とハンドルの回転軸とを係合子によって係合することで連結するクラッチを連結(締結)状態にし、ハンドルと転舵機構とを機械的に連結して直接ハンドルによって操舵することを可能としたものが開示されている(例えば、特許文献1および2参照)。
A conventional vehicle steering system includes a steering wheel operated (steered) by a driver, a steering mechanism mechanically separated from the steering wheel, and a steering motor for driving the steering mechanism. Steer-by-wire control that enables steering by driving the steering mechanism with a steering motor according to the rotation angle (steering angle), and rotating the steering mechanism in the event of an electrical failure The clutch that connects the shaft and the rotating shaft of the handle is engaged (engaged) by engaging the handle, and the handle and the steering mechanism are mechanically connected to enable direct steering by the handle. Have been disclosed (see, for example,
また、最大転舵角付近でクラッチを締結することでハンドルと転舵機構とを機械的に連結して、ステア・バイ・ワイヤ制御からパワーステアリング制御へと移行する車両用操舵装置も知られている(例えば、特許文献3参照)。
すなわち、通常時にはハンドルとは機械的に切り離された転舵機構を転舵モータによって駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行い、電気系の不具合や最大転舵角付近でハンドルと転舵機構との間のクラッチを締結して、直接ハンドルによって操舵することが可能なパワーステアリング制御を行う車両用操舵装置が知られている。
In other words, steer-by-wire control is performed in which a steering mechanism that is mechanically separated from the steering wheel is driven by a steering motor during normal operation. 2. Description of the Related Art A vehicle steering device that performs power steering control that can be directly steered by a steering wheel with a clutch therebetween is known.
しかしながら、上記従来技術にあっては、転舵機構の回転軸とハンドルの回転軸とを係合子によって係合することでハンドルと転舵機構とを機械的に連結するクラッチを用いている。そのため、ステア・バイ・ワイヤ制御からパワーステアリング制御へと移行した後、再びステア・バイ・ワイヤ制御へと戻る際、クラッチ解除指令を出力してもクラッチが係合した状態が維持される可能性が有る。このように、ハンドルと転舵機構との連結が解除されない状態でステア・バイ・ワイヤ制御に移行した場合、ハンドルにドライバーの予想に反したトルクが発生する、いわゆるハンドル取られが生じるおそれがある。 However, in the above prior art, a clutch is used that mechanically connects the steering wheel and the steering mechanism by engaging the rotary shaft of the steering mechanism and the rotary shaft of the handle with an engagement element. Therefore, when shifting from steer-by-wire control to power steering control and then returning to steer-by-wire control again, the clutch engagement state may be maintained even if a clutch release command is output. There is. As described above, when the steering and the steering mechanism are not released and the shift to the steer-by-wire control is performed, a torque that is contrary to the driver's expectation is generated on the steering wheel, so that the steering wheel may be removed. .
本発明は上記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、クラッチを締結した状態から、クラッチの締結を解除してステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際のハンドル取られの発生を防止できる車両用操舵装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to generate a handle when the clutch is released from the engaged state and the clutch is released to shift to the steer-by-wire control. An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can prevent the above-described problem.
上述の目的を達成するため、本発明の車両用操舵装置では、
運転者によって操舵可能なハンドルと、
操向輪に接続された転舵機構と、
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、
を備え、
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記ハンドル回転軸の回転角変化に対して前記転舵回転軸の回転角変化が小さくなるように前記転舵機構を駆動して前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the vehicle steering apparatus of the present invention,
A steering wheel steerable by the driver;
A steering mechanism connected to the steering wheel;
An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
With
When the steering control means releases the engagement of the clutch from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the steering rotation shaft responds to a rotation angle change of the handle rotation shaft. Clutch release control is performed so that the turning mechanism is driven so that a change in the rotation angle of the clutch is reduced, and a rotation deviation angle in the disengagement direction of the clutch is provided between the turning shaft and the steering shaft. It is characterized by that.
よって、本発明にあっては、転舵回転軸とハンドル回転軸との間に、クラッチの係合解除方向の回転角偏差を与えるため、クラッチの係合方向に作用するトルクを弱めることができ、係合されている状態のクラッチが確実に解除される。この結果、クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除してステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際のハンドル取られの発生を防止できる。 Therefore, in the present invention, since the rotation angle deviation in the clutch disengagement direction is given between the steering rotation shaft and the handle rotation shaft, the torque acting in the clutch engagement direction can be weakened. The engaged clutch is reliably released. As a result, it is possible to prevent the steering wheel from being removed when the clutch is released from the engaged state to shift to the steer-by-wire control.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜5に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Examples 1 to 5.
まず、構成を説明する。
[システム構成]
図1は、実施例1の車両用操舵装置を適用したステア・バイ・ワイヤ(以下、SBW)システムの構成図である。
First, the configuration will be described.
[System configuration]
FIG. 1 is a configuration diagram of a steer-by-wire (hereinafter referred to as SBW) system to which the vehicle steering apparatus according to the first embodiment is applied.
実施例1の車両用操舵装置は、ドライバーによって操作(操舵)可能な操舵ハンドル1、操舵ハンドル1に接続された操舵ハンドル1の回転軸であるプーリシャフト79(ハンドル回転軸)、操舵角を検出する操舵角センサ2(操舵角検出手段)、操舵ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ3、操舵ハンドル1に反力を付与する反力モータ4(操舵反力モータ)、クラッチ5、操向輪である左右前輪9、左右前輪9に接続されたラック8aと該ラック8aにギア機構によって連結されたピニオン8bとからなる転舵機構8、ピニオン8bの回転軸であるピニオンシャフト17(転舵回転軸)、転舵機構8を駆動することによって左右前輪9を転舵駆動する転舵アクチュエータとしての転舵モータ6、転舵モータ6の回転角(すなわち転舵角)を検出する転舵角センサ7(転舵角検出手段)、コントローラ10、転舵コントローラ11、コントローラ10と転舵コントローラ11との間の通信を行うための通信線12を備えている。
The vehicle steering apparatus according to the first embodiment detects a
操舵ハンドル1と転舵機構8とは、クラッチ5の締結・解除により機械的に連結または切り離される。クラッチ5は、操舵ハンドル1の回転軸(プーリシャフト79)と転舵機構8の回転軸(ピニオンシャフト17)とを係合子(ローラ32;図3参照)によって係合することで、操舵ハンドル1と転舵機構8とを機械的に連結する。
反力モータ4は、操舵ハンドル1に操舵反力を付与し、転舵モータ6は転舵機構8を駆動して左右前輪9(以下、単に前輪9と記載する。)を転舵駆動する。
The
The reaction force motor 4 applies a steering reaction force to the
実施例1に示すSBWシステムは、通常時は操舵ハンドル1と、前輪(操向輪)9に接続された転舵機構8との間に機械的なつながりが無い構成となっている。ただし、プーリシャフト79とピニオンシャフト17とを連結および切り離し可能なクラッチ5を備えており、このクラッチ5を締結することでプーリシャフト79とピニオンシャフト17とを連結して、操舵ハンドル1と転舵機構8との間を機械的に連結することが可能である。
The SBW system shown in the first embodiment is configured such that there is no mechanical connection between the
操舵ハンドル1の回転操作を操舵角センサ2で検出し、コントローラ(操舵制御手段)10で指令転舵角(目標となる転舵角を、転舵モータ6の回転角に変換した指令値)が演算される。転舵コントローラ11では、実際の転舵角(転舵角センサ7によって検出された、実際の転舵モータ6の回転角で、実舵角ともいう。)が指令転舵角に一致するように、転舵モータ6の駆動指令値が演算される。転舵モータ6の駆動により転舵機構8が駆動されることで前輪9の転舵動作が行われる。転舵モータ6はブラシレスモータ等で構成されている。また、操舵ハンドル1に操舵反力を与えるための反力モータ4は、転舵モータ6と同様にブラシレスモータ等で構成されており、例えば前輪9のハブ部に設けられて前輪9に入力する路面からの反力(タイヤ横力)を検出する軸力センサ14によって検出された反力に基づいてコントローラ10で駆動指令値が演算され、この演算された駆動指令値に応じて駆動される。コントローラ10および転舵コントローラ11で演算される駆動指令値は、それぞれ反力モータ4および転舵モータ6への電流指令値として出力される。
A rotation operation of the
転舵コントローラ11で演算される電流指令値は、指令転舵角に所定の応答特性で実転舵角が追従するように制御演算する角度サーボ系により算出される。この角度サーボ系は、例えば図2に示すようなロバストモデルマッチング手法を用いた方法で構成される。この方法では、モデルマッチング補償器21により、指令転舵角に対して所定の規範応答特性を実現するための電流指令値を演算し、ロバスト補償器22により外乱成分に応じた補償電流が演算される。これにより、外乱発生時においても実転舵角が規範応答特性に追従可能な、耐外乱性に優れた制御系が実現できる。
The current command value calculated by the
実施例1では、通常走行時はクラッチ5を解除状態とし、操舵ハンドル1の操舵に応じて転舵機構8を駆動するSBW制御を行うが、前輪9の転舵角が最大転舵角付近となったとき、クラッチ5を締結状態とし、操舵ハンドル1からのドライバーの操舵力に補助操舵力を付加するように転舵モータ6を駆動するパワーステアリング(以下、EPS)制御を実施する。その後、ドライバーの切り戻し操舵が行われた場合、クラッチ5を解除状態として再びSBW制御に復帰させる。
なお、本実施例1においては、前輪9の転舵角が最大転舵角付近となったときにクラッチ5を締結状態とする例を示すが、これに替えてもしくは追加して、例えばSBWに電気系の故障等、何らかの異常が発生した場合にクラッチ5を締結するようにしても良い。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, an example is shown in which the
[クラッチ構造]
図3は実施例1の車両用操舵装置におけるクラッチを示す断面図、図4は実施例1の車両用操舵装置におけるクラッチの機械式クラッチ部を示す図である。
[Clutch structure]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a clutch in the vehicle steering apparatus of the first embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing a mechanical clutch portion of the clutch in the vehicle steering apparatus of the first embodiment.
クラッチ5は、2方向クラッチであって、第1回転部材(外輪30)と、第2回転部材(内輪31)と、クラッチ断接の磁力を発生する励磁部と、この励磁部により操作され、第1回転部材と第2回転部材とを断接する機械式クラッチ部と、を有し、操舵ハンドル1と連結されたプーリシャフト79と転舵機構8のピニオンシャフト17とのうち、回転角度変化の小さい方に機械式クラッチ部を備えた回転部材を接続している。
The
クラッチ5は、プーリシャフト79に機械式クラッチ部を備えた第2回転部材(内輪31)を接続している。
すなわち、内輪31には、プーリシャフト79がセレーション嵌合されている。なお、外輪30には、転舵機構8のピニオンシャフト17がセレーション嵌合されている。
In the
That is, the
第1回転部材は、図4に示すように、内周面が円筒面形状の外輪30であり、第2回転部材は、外周面がカム形状(八角形状)の内輪31であり、機械式クラッチ部は、外輪30と内輪31との間に介装したローラ32(係合子)を有する。
As shown in FIG. 4, the first rotating member is an
クラッチ5は、励磁部の作動時、機械式クラッチ部によりローラ32を中立位置に規定(内輪31との回転方向の相対位置を規定)することで、外輪30と内輪31との相対回転を許容するクラッチ解除状態とし、励磁部の非作動時、機械式クラッチ部によるローラ32の中立位置規定を解くことで、外輪30と内輪31との間にローラ32を楔係合するクラッチ締結状態とする。
The
励磁部は、図3に示すように、クラッチケース33のエンドプレート34(クラッチケース部材)に固定された電磁コイル35と、外輪30の端部位置にセレーション嵌合により固定され、電磁コイル35のフィールド内に配置された永久磁石36を有するロータ37と、を備えている。
なお、電磁コイル35のフィールド内に永久磁石36を配置した構成により、永久磁石36の磁束に対し、同相もしくは逆相の磁束を電磁コイル35により付与することが可能である。
As shown in FIG. 3, the exciting portion is fixed to the end plate 34 (clutch case member) of the
Note that with the configuration in which the
機械式クラッチ部は、図3に示すように、ロータ37に対し離反バネ38を介して軸方向移動可能に配置されたアーマチュア39と、外輪30と内輪31との間に複数個(8個)介装された係合子としてのローラ32と、複数個のローラ32をポケットに組み込み、複数個のローラ32の間隔を等長の設定間隔に保持する保持器40と、を備えている。なお、保持器40は、内輪31に対し回転方向に移動可能に支持されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of (8) mechanical clutch portions are provided between the
ローラ32には、図4に示すように、クラッチ解除時に1個のローラ32を中立位置に保持する中立バネ41が設定され、クラッチ締結から解除に遷移する過渡期には、外輪30と内輪31との間に楔係合しているローラ32に対し中立位置への復帰バネ力を付与する。なお、この中立バネ41は、内輪31に固定されている。
As shown in FIG. 4, the
内輪31にセレーション嵌合されたプーリシャフト79(軸部材)と、外輪30の端部位置に固定されたロータ37との間に、ニードルベアリング42(軸受け)を設けている。
なお、図3において、第1ボールベアリング43は、エンドプレート34にプーリシャフト79を支持する。第2ボールベアリング44は、クラッチケース33に外輪30を支持する。第3ボールベアリング45は、外輪30と内輪31との間に介装される。
A needle bearing 42 (bearing) is provided between the pulley shaft 79 (shaft member) that is serrated and fitted to the
In FIG. 3, the first ball bearing 43 supports the
[操舵制御処理]
図5は、実施例1のコントローラ10で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、制御演算周期(例えば、5msec)毎に実行される。
[Steering control processing]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS1では、転舵角の絶対値が所定値δf1以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、δf1は、転舵角が物理的に動作可能な最大角度(ラックエンド)とする。転舵角は、転舵角センサ7の出力を転舵コントローラ11で読み込み、転舵コントローラ11から通信線12を介してコントローラ10に送信された値を用いる。なお、以下では転舵コントローラ11とコントローラ10との通信は、通信線12を介して行われるものとする。
In step S1, it is determined whether or not the absolute value of the turning angle is equal to or greater than a predetermined value Δf1. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process proceeds to step S5. Here, Δf1 is the maximum angle (rack end) at which the turning angle can be physically operated. As the turning angle, a value transmitted from the turning
ステップS2では、EPS制御への移行準備として、クラッチ5に対し締結指令を出力し、ステップS3へ移行する。
In step S2, as a preparation for shifting to EPS control, an engagement command is output to the
ステップS3では、EPS制御への移行準備として、反力モータ4の反力トルク出力をOFFする(0とする)とともに、転舵モータ6の出力トルクがドライバーの操舵力に付加する補助操舵力(操舵アシスト力)となるように、トルクセンサ3の値に基づいて電流指令値を演算し、ステップS4へ移行する。
In step S3, as a preparation for shifting to EPS control, the reaction force torque output of the reaction force motor 4 is turned off (set to 0), and the output torque of the turning
ステップS4では、EPS制御を実行し、リターンへ移行する。EPS制御では、トルクセンサ3の値に基づき演算された転舵モータ6の電流指令値を演算し、通信により転舵コントローラ11へ伝え、EPS動作を実現する。
In step S4, EPS control is executed, and the process proceeds to return. In the EPS control, the current command value of the steered
ステップS5では、EPS制御中であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。 In step S5, it is determined whether or not EPS control is being performed. If YES, the process proceeds to step S6. If NO, the process proceeds to return.
ステップS6では、転舵角の絶対値が所定値δf2未満であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、δf2は、δf1よりも小さな値(例えば、δf1−1°)とする。 In step S6, it is determined whether or not the absolute value of the turning angle is less than a predetermined value Δf2. If YES, the process proceeds to step S7. If NO, the process proceeds to return. Here, δf2 is a value smaller than δf1 (for example, δf1-1 °).
ステップS7では、反力モータ4で操舵反力を与えるとともに、与えた反力分だけ転舵モータ6で発生する転舵トルクを増大させる処理を行い、ステップS8へ移行する。すなわち、転舵モータ6の発生トルクを、反力モータ4で発生した操舵反力と同等の大きさ分逆向きに増大して、操舵反力を転舵モータ6のトルク増大によって打ち消すように制御を行い、ステップS8へ移行する。
In step S7, a steering reaction force is applied by the reaction force motor 4 and a steering torque generated by the
ステップS8では、転舵角の絶対値が所定値δf3未満であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS9へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、δf3は、δf2よりも小さな値(例えばδf2−2°)とする。 In step S8, it is determined whether or not the absolute value of the turning angle is less than a predetermined value Δf3. If YES, the process proceeds to step S9. If NO, the process proceeds to return. Here, δf3 is set to a value smaller than δf2 (for example, δf2-2 °).
ステップS9では、操舵動作が切り戻し中であるか否かを判定する。この判定は、操舵角センサ2で検出された操舵角の絶対値が継続して減少方向に変化しているか否かで判定可能である。YESの場合にはステップS10へ移行し、NOの場合にはステップS2へ移行する。すなわち、切り増し操舵中である場合にはクラッチ5に係合方向のトルクが作用していると判定してステップS2へ移行し、切り戻し操舵中である場合はクラッチ5に係合解除方向のトルクが作用していると判定してステップS10へ移行する。
In step S9, it is determined whether or not the steering operation is being switched back. This determination can be made based on whether or not the absolute value of the steering angle detected by the steering angle sensor 2 is continuously decreasing. If YES, the process proceeds to step S10. If NO, the process proceeds to step S2. That is, if the steering is being increased and turned, it is determined that the torque in the engagement direction is acting on the
ステップS10では、転舵角を所定値δf3(転舵角が負の場合は-δf3)で保持する指令転舵角を出力し、ステップS11へ移行する。 In step S10, a command turning angle that maintains the turning angle at a predetermined value Δf3 (or −Δf3 when the turning angle is negative) is output, and the process proceeds to step S11.
ステップS11では、クラッチ5に対しクラッチ解除指令を出力し、ステップS12へ移行する。
In step S11, a clutch release command is output to the
ステップS12では、操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS13へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、θ1は、ローラ32の中立位置と係合位置との差に基づいて設定された値であり、あらかじめ定められた値である。
また、ステップS12において、可変ギア制御を行っている場合は、可変ギア比換算した操舵角(操舵角に対する転舵角比1.2の場合は操舵角×1.2)と転舵角との偏差角に基づいて判断を行う。
In step S12, it is determined whether the deviation angle between the steering angle and the turning angle is equal to or greater than a predetermined value θ1. If YES, the process proceeds to step S13, and if NO, the process proceeds to return. Here, θ1 is a value set based on the difference between the neutral position and the engagement position of the
In step S12, when variable gear control is performed, based on the deviation angle between the steering angle converted to the variable gear ratio (the steering angle × 1.2 in the case of the steering angle ratio 1.2 with respect to the steering angle) and the steering angle. Make a decision.
ステップS13では、SBW制御を実行し、リターンへ移行する。 In step S13, SBW control is executed, and the process proceeds to return.
次に、作用を説明する。
[クラッチの係合状態でのハンドル取られの発生について]
従来のSBWシステムでは、SBWシステムに何らかの異常が発生した場合や最大転舵角付近でクラッチを締結し、トルクセンサの値に基づき操舵アシスト力となる転舵モータの電流を演算し、電動パワーステアリング(EPS)装置としての機能を実現する方法が提案されている。
Next, the operation will be described.
[Regarding the occurrence of handle removal when the clutch is engaged]
In the conventional SBW system, when any abnormality occurs in the SBW system or when the clutch is engaged near the maximum turning angle, the current of the steering motor that becomes the steering assist force is calculated based on the value of the torque sensor, and the electric power steering A method for realizing a function as an (EPS) apparatus has been proposed.
この従来技術では、SBW制御からEPS制御へ移行した後、再びSBW制御へ戻ることを想定しており、この場合には締結したクラッチを解除する必要がある。このとき、クラッチとして図3,4に示したような2方向クラッチを採用している場合、クラッチ解除指令を出力しても係合状態が維持されてクラッチが解除されない場合があり、この状態のままSBW制御に移行すると、ハンドルにドライバーの予想に反したトルクが発生する、いわゆるハンドル取られが生じるおそれがある。 In this prior art, it is assumed that after shifting from SBW control to EPS control, returning to SBW control again, it is necessary to release the engaged clutch. At this time, when a two-way clutch as shown in FIGS. 3 and 4 is employed as the clutch, the engaged state may be maintained even if a clutch release command is output, and the clutch may not be released. If the control is shifted to the SBW control as it is, there is a possibility that a so-called handle removal may occur in which a torque that is contrary to the driver's expectation is generated.
図6は、上記ハンドル取られが発生する原因を説明するタイムチャートであり、SBW制御時に操舵角よりも転舵角(ピニオンシャフト換算角)が大きい角度となる、いわゆる可変ギア制御を行っている場合を示している。 FIG. 6 is a time chart for explaining the reason why the steering wheel is removed, and so-called variable gear control is performed in which the turning angle (pinion shaft conversion angle) is larger than the steering angle during SBW control. Shows the case.
時点T0で、転舵角が物理的に動く最大転舵角(ラックエンド)になると、クラッチ締結信号が出力してクラッチを締結し、SBW制御からEPS制御に移行する。これにより、ドライバーがさらにハンドルを切り増そうとしても前輪とハンドルとが機械的に連結されているため、操舵角は変化せずに大きな操舵反力を発生でき、ドライバーにラックエンドを認識させることができる。 When the turning angle reaches the maximum turning angle (rack end) that physically moves at time T0, a clutch engagement signal is output and the clutch is engaged, and the control shifts from SBW control to EPS control. As a result, even if the driver tries to further increase the steering wheel, the front wheel and the steering wheel are mechanically connected, so the steering angle does not change and a large steering reaction force can be generated, allowing the driver to recognize the rack end. Can do.
この状態から、ドライバーがハンドルを切り戻すことにより、時点T1で転舵角がしきい値1(最大転舵角以下)になると、クラッチ解除指令を出して、EPS制御からSBW制御へ戻る。このとき、クラッチが係合されたままで、クラッチが解除されない場合、前輪とハンドルとの連結が維持されて転舵角の変化と操舵角の変化とが同じとなり、ドライバーの予想に反したトルクがハンドルに付与されるハンドル取られが発生する。 From this state, when the driver turns the steering wheel back and the turning angle becomes the threshold value 1 (below the maximum turning angle) at time T1, a clutch release command is issued and the EPS control is returned to the SBW control. At this time, if the clutch remains engaged and the clutch is not released, the connection between the front wheel and the steering wheel is maintained, the change in the turning angle and the change in the steering angle become the same, and the torque contrary to the driver's expectation is generated. The handle is attached to the handle.
[操舵制御作用]
これに対し、実施例1の車両用操舵装置では、クラッチ解除指令出力時、操舵角変化に対して前輪9の転舵角変化が小さくなるように前輪9の転舵角(ピニオンシャフト回転角)を制御する。
[Steering control action]
On the other hand, in the vehicle steering apparatus of the first embodiment, when the clutch release command is output, the turning angle (pinion shaft rotation angle) of the
すなわち、最大転舵角付近でクラッチ5を締結してSBW制御からEPS制御へ移行し、操舵を戻す際にクラッチ5を解除してEPS制御から再びSBW制御へ戻る際には、図5のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9→ステップS10へと進み、ステップS10で転舵角が所定値δf3に保持された後、ステップS11でクラッチ解除指令が出力され、ステップS12で操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上であると判定された場合、ステップS13へと進んでSBW制御が実行される。
That is, when the
これにより、クラッチ5の係合方向に作用するトルクを弱めることができ、係合されている状態のクラッチ5が確実に解除されるため、EPS制御からSBW制御へと移行する際、クラッチ5が解除できないことに起因するハンドル取られを防ぐことができる。
この結果、前輪転舵機構8と操舵ハンドル1とを機械的に連結するクラッチとして、係合子によって係合することで連結するクラッチ5を用いたSBWシステムにおいて、クラッチ5が係合されている状態を確実に解除しつつ、EPS制御からSBW制御への移行処理を行うことができる。
As a result, the torque acting in the engagement direction of the clutch 5 can be weakened, and the engaged
As a result, the
また、図5のフローチャートにおいて、ステップS10では、クラッチ解除指令出力時の転舵角δf3が保持されることで、転舵角が固定され、操舵角のみ係合方向に作用するトルクが弱まる方向に変化することとなるため、より速く係合方向に作用するトルクを弱めることができ、係合されている状態のクラッチ5が確実に解除される。
Further, in the flowchart of FIG. 5, in step S10, the turning angle δf3 at the time of clutch release command output is held, so that the turning angle is fixed and the torque acting only in the engagement direction is weakened. Therefore, the torque acting in the engaging direction can be weakened more quickly, and the engaged
また、ステップS12では、操舵角と転舵角との偏差角がθ1以上である場合にのみ、ステップS13へと進んでSBW制御を開始する。つまり、操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上となることで、係合方向に作用するトルクが十分に弱まり、外輪30と内輪31との間に噛み込んだ状態のローラ32(係合子)が解除され、クラッチ5が確実に解除される。その時点からSBW制御に移行することで、クラッチ5が確実に解除された状態でSBW制御を実行することができ、ハンドル取られの発生を防ぐことができる。
In Step S12, only when the deviation angle between the steering angle and the turning angle is equal to or greater than θ1, the process proceeds to Step S13 to start SBW control. That is, when the deviation angle between the steering angle and the turning angle is equal to or larger than the predetermined value θ1, the torque acting in the engagement direction is sufficiently weakened, and the
さらに、ステップS7では、反力モータ4で操舵反力を与えるとともに、与えた操舵反力分だけ転舵トルクを増大させる処理を行う。つまり、EPS制御からSBW制御へ移行する際のクラッチ解除指令前に操舵反力を出力することで、EPS制御からSBW制御への移行時、反力出力の立ち上がり遅れに起因する操舵トルク抜けを防ぐことができる。また、転舵トルクを増大させることで、反力モータ4で発生した操舵反力を増大した転舵トルクで打ち消して、操舵ハンドル1に伝達するトルクの変動を防止し、ドライバーが感じる操舵トルクの変動を抑えることができる。 Further, in step S7, the reaction force motor 4 applies a steering reaction force, and a process for increasing the steering torque by the applied steering reaction force is performed. In other words, by outputting the steering reaction force before the clutch release command when shifting from EPS control to SBW control, steering torque loss due to delay in the rise of reaction force output is prevented when shifting from EPS control to SBW control. be able to. Further, by increasing the steering torque, the steering reaction force generated by the reaction force motor 4 is canceled with the increased steering torque, and the fluctuation of the torque transmitted to the steering handle 1 is prevented. Variation can be suppressed.
そして、ステップS9では、ハンドルの切り戻し判定を行い、切り戻しの場合のみステップS10→ステップS11へと進んでクラッチ解除指令を出力する。すなわち、操舵ハンドル1の切り戻し時は、係合方向に作用するトルクが弱まる方向であるため、このときにクラッチ解除指令を出力することで、クラッチ5の解除が確実に行われる。
In step S9, a steering wheel turn-back determination is performed, and only in the case of switchback, the process proceeds from step S10 to step S11, and a clutch release command is output. That is, when the
一方、ステップS9で切り増しの場合には、ステップS1→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進む流れを繰り返し、EPS制御を継続する。操舵ハンドル1の切り増し時は、クラッチ5が係合方向であるため、一旦解除されかけたクラッチ5が再度係合するおそれがある。この場合にはEPS制御を継続することで、クラッチ5が解除されていない状態でSBW制御を行うことに起因するハンドル取られの発生を防ぐことができる。
On the other hand, in the case of rounding up at step S9, the process of step S1, step S5, step S6, step S7, step S8, step S9, step S2, step S3, step S4 is repeated, and the EPS control is continued. . When the steering handle 1 is further increased, the
そして、EPS制御の維持中、操舵ハンドル1が切り戻され、操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上になった場合、ステップS1→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS13へと進み、SBW制御を開始する。すなわち、切り増しでEPS制御に移行した場合、EPS制御からSBW制御へ移行可能と判断された状態であれば、切り戻し操舵時点からの操舵角と転舵角との偏差角に基づいてSBW制御への移行判断が行われるため、速やかにSBW制御へ戻ることが可能となる。
If the
[ハンドル取られ防止作用]
図7は、最大転舵角でクラッチ5を締結してSBW制御からEPS制御へ移行し、操舵を戻す際にクラッチ5を解除してEPS制御から再びSBW制御へ移行する際の、実施例1のハンドル取られを防止する作用を示すタイムチャートであり、ドライバーの切り増し操舵動作で、転舵角が最大転舵角(ラックエンド)に到達した後、操舵角を切り戻す状況での動作を示している。
[Handle prevention action]
FIG. 7 shows a first embodiment in which the
まず、時点T0で転舵角がδf1になると、クラッチ締結指令を出力し、SBW制御からEPS制御へ移行する。同時に、それまで出力していた反力トルクをOFFし、転舵トルクはEPS制御による転舵アシストトルクとなる。ドライバーが操舵角を切り戻すことにより、時点T1で転舵角がδf2未満になると、反力トルクを出力するとともに、反力トルク分だけ転舵トルクを増大させる。さらにドライバーが操舵角を切り戻し、時点T2で転舵角がδf3未満になると、転舵角はδf3に保持され、クラッチ解除指令が出力される。 First, when the turning angle becomes Δf1 at time T0, a clutch engagement command is output, and the SBW control is shifted to EPS control. At the same time, the reaction force torque that has been output until then is turned off, and the turning torque becomes the turning assist torque by EPS control. When the driver turns back the steering angle, when the turning angle becomes less than δf2 at time T1, the reaction torque is output and the turning torque is increased by the reaction torque. Further, when the driver turns back the steering angle and the turning angle becomes less than Δf3 at time T2, the turning angle is held at Δf3, and a clutch release command is output.
このとき、ドライバーは切り戻し操舵を続けているため、操舵角とδf3に保持されている転舵角との偏差角は徐々に大きくなり、時点T3で偏差角がθ1以上になったため(図8参照)、SBW制御に移行する。以上のように、時点T2とT3との間でクラッチ係合方向に作用するトルクが弱まり、クラッチ5が確実に解除されるため、時点T3から確実にSBW制御に移行することができる。
At this time, since the driver continues to perform the switchback steering, the deviation angle between the steering angle and the turning angle held at δf3 gradually increases, and the deviation angle becomes θ1 or more at time T3 (FIG. 8). Refer to), and shift to SBW control. As described above, the torque acting in the clutch engagement direction is weakened between the time points T2 and T3, and the
次に、効果を説明する。
実施例1の車両用操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering apparatus according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) コントローラ10は、クラッチ解除指令出力時、操舵角変化に対して前輪9の転舵角変化が小さくなるように転舵角を制御するため、EPS制御からSBW制御に移行する際のハンドル取られの発生を防止できる。
(1) When the clutch release command is output, the
(2) コントローラ10は、転舵角をクラッチ解除指令出力時の転舵角δf3に保持する。すなわち、転舵角が固定され、操舵角のみ係合方向に作用するトルクが弱まる方向に変化することとなるため、より速く係合方向に作用するトルクを弱めることができ、係合されている状態のクラッチ5が確実に解除される。
(2) The
(3) コントローラ10は、クラッチ解除指令出力後、操舵角と転舵角の偏差角が所定値θ1以上となった場合、SBW制御を開始するため、操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上となることで、係合方向に作用するトルクが十分に弱まり、係合されている状態のクラッチ5が確実に解除される。その時点からSBW制御に移行することで、クラッチ5の係合が確実に解除された状態でSBW制御を行うことができ、ハンドル取られの発生を防止できる。
(3) After the clutch release command is output, the
(4) コントローラ10は、クラッチ解除指令出力前に操舵ハンドル1に反力モータ4による操舵反力を付与するとともに、付与した反力分だけ転舵機構8の転舵トルクを増大させるため、EPS制御からSBW制御への移行時、反力モータ出力の立ち上がり遅れに起因する操舵トルク抜けを防止できる。また、EPS制御中に反力トルクを出力するのみの場合、路面外力によるトルクに反力トルクが加算されるため、ドライバーが感じる操舵トルクが大きくなるが、反力トルクを出力した分だけ転舵トルクを増大し、EPS制御のアシストを大きくすることで、ドライバーが感じる操舵トルクの変動を抑えることができる。
(4) The
(5) 操舵ハンドル1が切り戻し操作されている場合、クラッチ解除指令を出力する(ステップS11)。すなわち、ハンドル切り戻し時は、係合方向に作用するトルクが弱まる方向であるため、このときクラッチ解除指令を出力することで、クラッチ5の係合解除が確実に行われる。
(5) If the
(6) コントローラ10は、転舵角をクラッチ解除指令出力時の転舵角δf3に保持し、この転舵角保持制御中、操舵ハンドル1が切り増し操舵された場合、EPS制御を維持するため、クラッチの係合が解除されていない状態でSBW制御を行うことによるハンドル取られの発生を防ぐことができる。
(6) The
(7) コントローラ10は、ドライバーの切り増し操舵によるEPS制御の維持中、再び操舵ハンドル1が切り戻し操作され、操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上になった場合、SBW制御を開始するため、速やかにSBW制御へ戻ることが可能となる。
(7) When the
実施例2は、縁石乗り越え時にSBW制御からEPS制御へ移行し、操舵ハンドルが切り戻し操作された場合、再びSBW制御へと戻る制御を行う例である。なお、システム構成については実施例1と同様であるため、説明を省略する。 The second embodiment is an example in which the control shifts from the SBW control to the EPS control when overcoming the curbstone and returns to the SBW control again when the steering wheel is turned back. Since the system configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
コントローラ10は、縁石乗り越えを転舵モータ6の転舵電流から判断し、縁石乗り越え時にクラッチ5を締結してSBW制御からEPS制御へ移行する。その後、転舵電流から縁石を乗り越えたと判断した場合、EPS制御からSBW制御へ移行する。
The
[操舵制御処理]
図9は、実施例2のコントローラ10で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図5に示した実施例1と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
[Steering control processing]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS21では、転舵電流の絶対値が所定値I1以上であるか否かを判定することにより、縁石を乗り越えている状態か否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、I1は、通常の走行時(縁石を乗り越えている状態ではない場合)において、転舵電流が超えることのない比較的大きな値(例えば、70A)とする。 In step S21, it is determined whether or not the curbstone has been overcome by determining whether or not the absolute value of the steering current is equal to or greater than a predetermined value I1. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process proceeds to step S5. Here, I1 is set to a relatively large value (for example, 70 A) at which the turning current does not exceed during normal traveling (when the vehicle is not over the curb).
ステップS22では、転舵電流の絶対値が所定値I2未満であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、I2はI1よりも小さな値とする。 In step S22, it is determined whether or not the absolute value of the steering current is less than a predetermined value I2. If YES, the process proceeds to step S7. If NO, the process proceeds to return. Here, I2 is a value smaller than I1.
ステップS23では、転舵角をステップS9で切り戻しと判断した時点の角度で保持する指令転舵角を出力し、ステップS11へ移行する。 In step S23, the command turning angle that is held at the angle at which the turning angle is determined to be switched back in step S9 is output, and the process proceeds to step S11.
次に、作用を説明する。
[ハンドル取られ防止作用]
Next, the operation will be described.
[Handle prevention action]
図10は、縁石乗り越え時にクラッチ5を締結してSBW制御からEPS制御へ移行し、縁石乗り越え後にEPS制御からSBW制御へ移行する際の、実施例2のハンドル取られ防止作用を示すタイムチャートであり、ドライバーの切り増し操舵中に、前輪9が縁石に当たり、それを乗り越えた後、操舵角を切り戻してくる状況での動作を示している。
FIG. 10 is a time chart showing the handle removal preventing effect of the embodiment 2 when the
まず、ドライバーの操舵動作中に前輪9が縁石に当たると、転舵角の変化が止まり、指令転舵角と実転舵角との差が大きくなるため、転舵角度サーボ系の演算により転舵電流が大きくなる。時点T0で転舵電流が所定値I1以上になると、クラッチ締結指令を出力し、SBW制御からEPS制御へ移行する。SBW制御からEPS制御へ移行することで、ドライバーの操舵力も縁石を乗り越える際の転舵力として利用することが可能となる。
First, if the
縁石を乗り越えると、転舵電流が通常の制御状態まで減少する。時点T2でドライバーが操舵角を切り戻すと、転舵角は切り戻し判断時の角度δf1に保持され(ステップS23)、クラッチ解除指令が出力される(ステップS11)。このとき、操舵角と転舵角との偏差角が所定値θ1以上になる前に、時点T3で再びドライバーが操舵角を切り増すと(図11(a)参照)、クラッチ係合方向に作用するトルクが強まる方向となるため、クラッチ解除指令でクラッチが解除されないおそれがある。そこで、再びEPS制御を行う(ステップS9→ステップS2)。 Overcoming the curb will reduce the steering current to normal control conditions. When the driver turns back the steering angle at time T2, the turning angle is held at the angle Δf1 at the time of turning back determination (step S23), and a clutch release command is output (step S11). At this time, if the driver increases the steering angle again at time T3 (see FIG. 11 (a)) before the deviation angle between the steering angle and the turning angle becomes equal to or greater than the predetermined value θ1, it acts in the clutch engagement direction. Since the torque to be applied is increased, the clutch may not be released by the clutch release command. Therefore, EPS control is performed again (step S9 → step S2).
時点T4で再びドライバーが操舵角を切り戻すと、転舵角は切り戻し判断時の角度δf2に保持され(ステップS23)、クラッチ解除指令が出力される(ステップS11)。ドライバーは切り戻し操舵を続けているため、操舵角とδf2に保持されている転舵角との偏差角が大きくなり、時点T5で偏差角が所定値θ1以上になると(図11(b))、SBW制御に移行する(ステップS12→ステップS13)。以上のように、時点T4とT5の間でクラッチ係合方向に作用するトルクが弱まり、クラッチが解除されるため、時点T5から確実にSBW制御に移行できる。 When the driver turns back the steering angle again at time T4, the turning angle is held at the angle δf2 at the time of turning back determination (step S23), and a clutch release command is output (step S11). Since the driver continues the switchback steering, the deviation angle between the steering angle and the turning angle held at δf2 increases, and when the deviation angle exceeds the predetermined value θ1 at time T5 (FIG. 11 (b)). Then, the process proceeds to SBW control (step S12 → step S13). As described above, the torque acting in the clutch engagement direction is weakened between the time points T4 and T5, and the clutch is released. Therefore, the SBW control can be reliably shifted from the time point T5.
実施例3は、転舵モータの電源としてのバッテリ電圧が低下した際に、消費電力を低減してバッテリ電圧(以下、電源電圧と記載する。)の低下を防止する手法として、SBW制御からEPS制御へ移行し、電源電圧が十分回復した場合、再びSBW制御へと戻る制御を行う例である。なお、システム構成については実施例1と同様であるため、説明を省略する。 In the third embodiment, when the battery voltage as the power source of the steered motor decreases, the power consumption is reduced to prevent the battery voltage (hereinafter referred to as the power supply voltage) from decreasing. This is an example in which control is returned to SBW control again when the power supply voltage is sufficiently recovered after shifting to control. Since the system configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
コントローラ10は、電源電圧低下時にクラッチ5を締結してSBW制御からEPS制御へ移行する。その後、電源電圧が十分回復したと判断した場合、EPS制御からSBW制御へ移行する。
The
[操舵制御処理]
図12は、実施例3のコントローラ10で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図5に示した実施例1と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
[Steering control processing]
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS31では、電源電圧が所定値V1以下であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、V1はシステムに異常(電圧不足による能力低下)をきたすしきい値に対応して、余裕を持たせた値(例えば10V)に設定する。 In step S31, it is determined whether or not the power supply voltage is equal to or lower than a predetermined value V1. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process proceeds to step S5. Here, V1 is set to a value (for example, 10 V) with a margin corresponding to a threshold value that causes an abnormality in the system (capacity reduction due to insufficient voltage).
ステップS32では、電源電圧が所定値V2以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS33へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、V2はV1よりも大きい値とする。 In step S32, it is determined whether or not the power supply voltage is equal to or higher than a predetermined value V2. If YES, the process proceeds to step S33, and if NO, the process proceeds to return. Here, V2 is larger than V1.
ステップS33では、電源電圧がV2以上の状態が所定時間Tv以上経過したか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、Tvは十分に電源電圧が回復したと判断できる値(例えば5分)とする。 In step S33, it is determined whether or not the state where the power supply voltage is V2 or higher has elapsed for a predetermined time Tv or longer. If YES, the process proceeds to step S7. If NO, the process proceeds to return. Here, Tv is a value (for example, 5 minutes) at which it can be determined that the power supply voltage has sufficiently recovered.
次に、作用を説明する。
[ハンドル取られ防止作用]
図8は、電源電圧低下時にSBW制御からEPS制御へ移行し、電源電圧が回復した後にEPS制御からSBW制御へ移行する際の、実施例3のハンドル取られ防止作用を示すタイムチャートであり、電源電圧低下時にドライバーが切り増し操舵を行い、電源電圧が回復した後、操舵角を切り戻す状況での動作を示している。
Next, the operation will be described.
[Handle prevention action]
FIG. 8 is a time chart showing the handle removal preventing effect of the third embodiment when the SBW control is shifted to the EPS control when the power supply voltage is reduced, and the EPS control is shifted to the SBW control after the power supply voltage is recovered. The figure shows the operation in a situation where the driver turns and steers when the power supply voltage drops, and the steering angle is turned back after the power supply voltage recovers.
まず、電源電圧が低下し、時点T0で所定値V1以下になると、クラッチ締結指令を出力し、SBW制御からEPS制御へ移行する。SBW制御からEPS制御へ移行することで、バッテリの消費電力を低減することが可能となる。 First, when the power supply voltage decreases and becomes equal to or less than the predetermined value V1 at time T0, a clutch engagement command is output, and the SBW control is shifted to EPS control. By shifting from SBW control to EPS control, it is possible to reduce battery power consumption.
時点T1で電源電圧が所定値V2以上に回復し、さらにその状態が所定時間Tv以上経過すると、SBW制御への移行可能状態となる。時点T3でドライバーが操舵角を切り戻すと、転舵角は切り戻し時の角度δf1に保持され(ステップS23)、クラッチ解除指令が出力される(ステップS11)。ドライバーは切り戻し操舵を続けているため、操舵角とδf1に保持されている転舵角との偏差角が大きくなり、時点T4で偏差角が所定値θ1以上になると(図14)、SBW制御に移行する(ステップS12→ステップS13)。以上のように、時点T3とT4との間でクラッチ係合方向に作用するトルクが弱まり、クラッチが解除されるため、時点T4から確実に正常なSBW制御に移行できる。 When the power supply voltage recovers to the predetermined value V2 or more at the time point T1, and when the state further exceeds the predetermined time Tv, the state becomes possible to shift to SBW control. When the driver switches back the steering angle at time T3, the turning angle is held at the angle δf1 at the time of switching back (step S23), and a clutch release command is output (step S11). Since the driver continues the back-turn steering, the deviation angle between the steering angle and the turning angle held at δf1 increases, and when the deviation angle exceeds a predetermined value θ1 at time T4 (FIG. 14), SBW control is performed. (Step S12 → Step S13). As described above, the torque acting in the clutch engagement direction is weakened between the time points T3 and T4, and the clutch is released. Therefore, the normal SBW control can be surely shifted from the time point T4.
実施例4においては、実施例1〜3のように転舵角を保持した状態で、転舵角と操舵角との偏差角が所定値(θ1)以上となったことが検出された場合にクラッチ5が解除されたと判定するのではなく、転舵角が操舵角より小さくなるように転舵モータ6を駆動して積極的に転舵動作させることによりクラッチ5の解除を行う点で、実施例1〜3とは異なる。なお、システム構成については実施例1と同様であるため、説明を省略する。
In the fourth embodiment, when it is detected that the deviation angle between the steering angle and the steering angle is equal to or larger than a predetermined value (θ1) while the steering angle is maintained as in the first to third embodiments. Rather than determining that the
[操舵制御処理]
図15は、実施例4のコントローラ10で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図5に示した実施例1と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
[Steering control processing]
FIG. 15 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS11にてクラッチ解除指令を出力した後、ステップS41では操舵角θfm(プーリシャフト79の回転角)から転舵角θt(ピニオンシャフト17の回転角)を差し引いた値がクラッチ5の係合を解除するために必要な所定角θ1となるように、指令転舵角θta(θta=θfm−θ1)を算出し、ステップS23へ移行する。なお、クラッチ5の係合状態を解除するために必要な所定角θ1は、実施例1と同様にあらかじめ定められた値である。 After outputting the clutch release command in step S11, in step S41, the value obtained by subtracting the steering angle θt (rotation angle of the pinion shaft 17) from the steering angle θfm (rotation angle of the pulley shaft 79) The command turning angle θta (θta = θfm−θ1) is calculated so as to be the predetermined angle θ1 necessary for canceling, and the process proceeds to step S23. The predetermined angle θ1 necessary for releasing the engaged state of the clutch 5 is a predetermined value as in the first embodiment.
ステップS42では、ステップS41で算出された指令転舵角θtaに基づいて前輪9を転舵するように、転舵コントローラ11へ指令転舵角を送信して転舵角制御を行い、ステップS43へ移行する。
In step S42, the commanded steering angle is transmitted to the
ステップS43では、転舵角センサ7によって検出される転舵角に基づいて、ステップS42で行った転舵角制御によって実際の転舵角がθtaまで変化しているか否か(転舵角がθtaとなっているか否か)の判定を行う。変化していると判定された場合にはクラッチ解除制御は終了し、ステップS13へと進む。変化していないと判定された場合にはステップS41へ移行し、指令転舵角θtaを再び算出する。θtaを再度算出するのは、操舵中で操舵角θsが変化するために、クラッチ5を解除するための指令転舵角θtaも変化させる必要があるからである。
In step S43, based on the turning angle detected by the turning angle sensor 7, whether or not the actual turning angle has changed to θta by the turning angle control performed in step S42 (the turning angle is θta). Whether or not). If it is determined that the change has occurred, the clutch release control ends, and the process proceeds to step S13. When it is determined that there is no change, the process proceeds to step S41, and the command turning angle θta is calculated again. The reason why θta is calculated again is that since the steering angle θs changes during steering, it is also necessary to change the command turning angle θta for releasing the
この実施例4においては、上述したように転舵角が操舵角より小さくなるように転舵モータ6を駆動して積極的に転舵動作させることによりクラッチ5の解除を行う。このため、実施例1〜3のように転舵角を保持した状態で、転舵角と操舵角との偏差角が所定値(θ1)以上となったことが検出されるまで転舵角を保持する場合に比べ、確実かつ迅速にクラッチ5の係合を解除することができる。なお、ステップS11からステップS43までの処理をクラッチ解除制御という。
In the fourth embodiment, as described above, the
次に、作用を説明する。
[ハンドルの取られ防止作用]
以下、実施例4の車両用操舵装置におけるハンドルの取られの防止作用を、ステアリングギア比(転舵角/操舵角、すなわちピニオンシャフト17の回転角/プーリシャフト79の回転角)が1よりも小さい場合と、1よりも大きい場合とに分けて説明する。
Next, the operation will be described.
[Handle taking prevention action]
Hereinafter, the steering gear ratio (steering angle / steering angle, i.e., the rotation angle of the
(ステアリングギア比<1の場合)
図16は、従来の車両用操舵装置において、クラッチ解除指令後のSBW制御時に、操舵角θsに対する指令転舵角θtaの比(以下ステアリングギア比)Gr(=θta/θs)を1よりも小さくして制御する場合の各波形を示す。
(Steering gear ratio <1)
FIG. 16 shows a conventional vehicle steering apparatus in which the ratio of the command turning angle θta to the steering angle θs (hereinafter referred to as the steering gear ratio) Gr (= θta / θs) is smaller than 1 during the SBW control after the clutch release command. Each waveform in the case of control is shown.
従来は、時点t1でSBW制御からクラッチ締結状態としてEPS制御へ移行した後、時点t2でSBW制御に遷移する際、クラッチ5の解除指令は出されているもののクラッチ5の係合方向に大きなトルクがかかっている場合には、クラッチ5は係合したままとなる。このためピニオンシャフト17とプーリシャフト79とが接続されたままであるので、操舵ハンドル1と転舵機構8とは機械的に連結状態となっている。
Conventionally, after the transition from SBW control to clutch engagement state at time t1 to EPS control as the clutch engagement state, when transitioning to SBW control at time t2, a clutch 5 release command has been issued, but a large torque in the engagement direction of the clutch 5 has been issued. When it is applied, the clutch 5 remains engaged. For this reason, since the
この状態でドライバーが舵を切り増そうとしても、SBW制御のステアリングギア比は1よりも小さく設定されているため、指令転舵角θtaは操舵角θsよりも小さくなり、転舵モータ6は舵の切り増しを抑止する方向に転舵トルクを発生する。そのため、ドライバーはこの転舵トルクに打ち勝つような操舵トルクを操舵ハンドル1に入力しなければ操舵ハンドル1を操舵することができなくなり、操舵ハンドル1が取られるおそれがある。
Even if the driver tries to increase the rudder in this state, since the steering gear ratio of the SBW control is set to be smaller than 1, the command turning angle θta becomes smaller than the steering angle θs, and the
これに対し、実施例4では、図17に示すように、時点t2でクラッチ締結状態からSBW制御に移行する場合、すぐにSBW制御に移行せずにクラッチ解除制御を行う(ステップS11→ステップS41→ステップS42→ステップS43)。クラッチ解除制御では、クラッチ解除指令を出し(ステップS11)、クラッチ係合トルクが減少する方向に転舵モータ6を駆動させてクラッチ5の係合度合いを緩和させる(ステップS42)。
On the other hand, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, when the clutch engagement state is shifted to the SBW control at the time t2, the clutch release control is performed without immediately shifting to the SBW control (Step S11 → Step S41). → Step S42 → Step S43). In the clutch release control, a clutch release command is issued (step S11), and the steered
その後、時点t3で転舵角がθtaとなっているか否かを判定し(ステップS43)、転舵角がθtaとなっている場合には、クラッチ解除制御からSBW制御へと移行する(ステップS43→ステップS13)。これにより、確実にクラッチ5を解除することができるため、SBW制御に遷移した時点t3以降、ドライバーが操舵ハンドル1を切り増しした場合であっても、ハンドルの取られが発生することはない。
Thereafter, it is determined whether or not the turning angle is θta at time t3 (step S43). If the turning angle is θta, the control shifts from the clutch release control to the SBW control (step S43). → Step S13). As a result, the clutch 5 can be reliably released, so that even when the driver increases the
(ステアリングギア比>1の場合)
図18は、従来の車両用操舵装置において、クラッチ解除指令後のSBW制御時に、ステアリングギア比Grを1よりも大きくして制御する場合の各波形を示す。
(Steering gear ratio> 1)
FIG. 18 shows each waveform when the steering gear ratio Gr is controlled to be larger than 1 during the SBW control after the clutch release command in the conventional vehicle steering apparatus.
従来は、時点t10でSBW制御からクラッチ5を締結状態としてEPS制御へ移行した後、時点t20でSBW制御に遷移する際、クラッチ5の解除指令は出されているもののクラッチ5の係合方向に大きなトルクがかかっている場合、クラッチ5は係合したままとなる。このためピニオンシャフト17とプーリシャフト79とが接続されたままであるので、操舵ハンドル1と転舵機構8とは機械的に連結状態となっている。
Conventionally, after the SBW control is shifted from the SBW control to the EPS control with the clutch 5 in the engaged state at the time t10, when the transition to the SBW control is performed at the time t20, the release command of the clutch 5 has been issued but the
この状態でドライバーが舵を切り戻そうとしても、SBW制御のステアリングギア比は1よりも大きく設定されているため、操舵角θsの変化に対して指令転舵角θtaの変化分の方が大きくなり、転舵モータ6は切り戻そうとする方向にトルクを発生して、前輪9はさらに動こうとする。このとき、まだ操舵ハンドル1と転舵機構8とは機械的に連結された状態であるため、前輪9が転舵駆動されることで操舵ハンドル1が動き、これによりさらに指令転舵角θtaが変化し前輪9が転舵駆動されるというサイクルになり、ハンドルが取られるおそれがある。
Even if the driver tries to switch back the rudder in this state, the steering gear ratio of the SBW control is set to be larger than 1, so the change in the command turning angle θta is larger than the change in the steering angle θs. Thus, the steered
これに対し、実施例4では、図19に示すように、時点t20でクラッチ締結状態からSBW制御に移行する場合、すぐにSBW制御へと移行せずにクラッチ解除制御を行う(ステップS11→ステップS41→ステップS42→ステップS43)。クラッチ解除制御では、クラッチ解除指令を出し(ステップS11)、クラッチ係合トルクが減少する方向に転舵モータ6を駆動させ、クラッチ5の係合度合いを緩和させる(ステップS42)。
On the other hand, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 19, when shifting from the clutch engaged state to the SBW control at time t20, the clutch release control is performed without immediately shifting to the SBW control (step S11 → step S41 → step S42 → step S43). In the clutch release control, a clutch release command is issued (step S11), the
その後、時点t30で転舵角がθtaとなっているか否かを判定し(ステップS43)、転舵角がθtaとなっている場合には、クラッチ解除制御からSBW制御へと移行する(ステップS43→ステップS13)。これにより、確実にクラッチ5を解除することができるため、SBW制御に移行した時点t30以降、ドライバーが操舵ハンドル1の切り戻しを行った場合でも、ハンドルの取られが発生することはない。 Thereafter, it is determined whether or not the turning angle is θta at time t30 (step S43). If the turning angle is θta, the control shifts from clutch release control to SBW control (step S43). → Step S13). Thus, since the clutch 5 can be reliably released, even when the driver switches back the steering handle 1 after the time point t30 when the control shifts to the SBW control, the handle is not removed.
次に、効果を説明する。
実施例4の車両用操舵装置においては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering apparatus of the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
(1) コントローラ10は、クラッチ5の締結状態からSBW制御へ移行する場合に、クラッチ5に対しクラッチ解除指令を出力し、クラッチ5の係合解除方向に転舵角が所定角θaだけ回転偏差角を与えるように転舵モータ6を駆動するクラッチ解除制御を行った後、SBW制御を開始する。これにより、クラッチ5が締結した状態でSBW制御を開始することにより発生するおそれのあるハンドルの取られを抑制することができる。
(1) When the
(2) コントローラ10は、クラッチ5の締結状態からSBW制御へ移行する場合に、クラッチ5に対しクラッチ解除指令を出力し、ハンドル1の回転軸(プーリシャフト79)と転舵機構8の回転軸(ピニオンシャフト17)との間にクラッチ5の係合解除方向のトルクを与えるように転舵モータ6を駆動するクラッチ解除制御を行った後、SBW制御を開始する。これにより、クラッチ5が締結した状態でSBW制御を開始することにより発生するおそれのあるハンドルの取られを抑制することができる。
(2) When the
実施例5では、実施例4に対して、クラッチ解除指令を出力してもクラッチ5が係合して外れない(解除されない)と推定される場合にのみクラッチ5を解除するクラッチ解除制御を行う点、クラッチ解除制御による影響が小さい場合にのみクラッチ5を解除するクラッチ解除制御を行う点、クラッチ5が解除されたことを判定する方法が異なる。なお、システム構成については実施例1と同様であるため、説明を省略する。
In the fifth embodiment, in contrast to the fourth embodiment, clutch release control for releasing the
[操舵制御処理]
図20は、実施例5のコントローラ10で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図5に示した実施例1と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
[Steering control processing]
FIG. 20 is a flowchart showing the flow of the steering control process executed by the
ステップS51では、操舵状況や車両状態から、クラッチ解除指令を出力した際にクラッチ5の係合が外れるか否かの推定を行い、クラッチ5の係合が外れると推定される場合はステップS55へ移行し、クラッチ5の係合が外れないと推定される場合はステップS52へ移行する。ここで、クラッチ5の係合が外れるか否かの判定は、クラッチ5の係合度合いの推定により行う。すなわち、操舵ハンドル1と転舵機構8とを連結、解除するクラッチ5の回転方向に加わるトルクは、操舵ハンドル1を回転させようとするトルク(プーリシャフト79に付与されているトルク)と転舵機構8のピニオンシャフト17を回転させようとするトルクであるから、そのトルクの一例として、トルクセンサ3で検出されたトルク(操舵反力)と前輪9のハブ部に設けられた軸力センサ14で検出された路面反力とからクラッチ5に作用するトルクを推定し、クラッチ係合度合いとする(係合トルク検出手段に相当)。そして、クラッチ係合度合いがあらかじめ実験等によって求められた所定値以上(例えば5Nm以上)である場合には係合が外れないと判定する。クラッチ5の係合が外れないと判定された場合にはステップS52へ移行し、外れると判定された場合にはステップS55へ移行してクラッチ解除指令を出力し、ステップS13へ進んでSBW制御を行う。
In step S51, it is estimated whether or not the clutch 5 is disengaged when a clutch release command is output from the steering state or vehicle state. If it is estimated that the
つまり、クラッチ解除指令を出力するだけでクラッチ5の係合が外れる場合であっても、転舵モータ6を駆動することによってクラッチ5の係合を解除するクラッチ解除制御を行うと、クラッチ5の係合が解除された状態で転舵モータ6を駆動している間、EPS制御からSBW制御へ移行するタイミングに遅れが生じて、クラッチ解除タイミングと制御切り替えタイミングが合わないことが考えられるため、クラッチ解除制御は行わない。ここで、本実施例5では、実施例4に記載のように転舵角が操舵角より小さくなるように転舵モータ6を駆動してクラッチ5の係合を解除するクラッチ解除制御を行っているが、実施例1〜3に記載のように転舵角をδf3に保持してクラッチ5の係合を解除する制御に置き換えてもよい。
That is, even if the
ステップS52では、クラッチ解除制御を実行可能か否かの判定を行う。ここでは、クラッチ解除制御によって発生する車両挙動の変化や操舵反力の変化がドライバーに違和感を与える程度に大きくなる可能性が有るか否かを推定する(車両挙動変化量推定手段、操舵反力変化量推定手段)。そして、車両挙動の変化や操舵反力の変化がドライバーに違和感を与える可能性が有る場合にはクラッチ解除制御を実行不可能と判定し、ドライバーに違和感を与えない程小さいと推定される場合にはクラッチ解除制御を実行可能と判定する。 In step S52, it is determined whether or not the clutch release control can be executed. Here, it is estimated whether there is a possibility that the change in the vehicle behavior or the change in the steering reaction force generated by the clutch release control may become so large that the driver feels uncomfortable (vehicle behavior change amount estimation means, steering reaction force Change estimation means). If there is a possibility that a change in vehicle behavior or a change in steering reaction force may give the driver a sense of incongruity, it is determined that the clutch release control cannot be performed, and it is estimated that the change is small enough not to give the driver a sense of incongruity. Determines that the clutch release control can be executed.
すなわち、例えばヨーレートセンサ13(図1参照)によって検出されたヨーレートに基づいて現在のヨージャークを算出し、現在のヨージャークが所定値より大きい(例えば20°/s3より大きい)場合には、クラッチ解除制御に伴う前輪9の転舵駆動による車両挙動の変化が大きく、ドライバーが違和感を覚えやすいと推定して、クラッチ解除制御を実行不可能と判定する。一方、現在のヨージャークが所定値以下(例えば、20°/s3以下)である場合には、クラッチ解除制御に伴う車両挙動の変化が小さく、ドライバーが違和感を覚え難いと推定して、クラッチ解除制御を実行可能と判定する。
That is, for example, the current yaw jerk is calculated based on the yaw rate detected by the yaw rate sensor 13 (see FIG. 1), and the clutch is released when the current yaw jerk is larger than a predetermined value (for example, larger than 20 ° / s 3 ). It is determined that the change in vehicle behavior due to the steering drive of the
または、トルクセンサ3によって検出された操舵反力が所定値より大きい(例えば3Nmより大きい)場合には、SBW制御で反力モータ4を駆動させた時の反力モータ4に応答遅れが発生した場合に操舵反力抜けが大きくなり、ドライバーに違和感を与える可能性が有ると判定して、クラッチ解除制御を実行不可能と判定する。一方、トルクセンサ3によって検出された操舵反力が所定値以下(例えば3Nm以下)である場合には、操舵反力抜けが発生してもドライバーに違和感を与える可能性が低いと判定して、クラッチ解除制御を実行可能と判定する。
なお、この場合反力モータ4の応答時間を考慮して、大きな操舵反力抜けが発生すると推定される場合のみクラッチ解除制御を実行不可能と判定してもよい。
Alternatively, when the steering reaction force detected by the torque sensor 3 is larger than a predetermined value (for example, larger than 3 Nm), a response delay occurs in the reaction force motor 4 when the reaction force motor 4 is driven by SBW control. In this case, it is determined that there is a possibility that the steering reaction force loss becomes large and the driver may feel uncomfortable, and it is determined that the clutch release control cannot be executed. On the other hand, when the steering reaction force detected by the torque sensor 3 is a predetermined value or less (for example, 3 Nm or less), it is determined that there is a low possibility that the driver will feel uncomfortable even if the steering reaction force is lost. It is determined that the release control can be executed.
In this case, considering the response time of the reaction force motor 4, it may be determined that the clutch release control cannot be executed only when it is estimated that a large steering reaction force loss occurs.
または、ドライバーが保舵中である場合にはドライバーは操舵反力抜けや車両挙動変化を感じ易く、操舵中には変化を感じ難いため、操舵中であることが検出(操舵検出手段)された場合、例えば操舵角センサ2によって検出された操舵角から操舵速度を算出し、操舵速度θspが10°/s以上である場合は操舵中と判定して、クラッチ解除制御を実行可能とする。一方、操舵速度θspが10°/s未満である場合には保舵中と判定して、クラッチ解除制御を実行不可能とする。 Or, when the driver is steering, it is easy for the driver to feel steering reaction force loss and vehicle behavior change, and it is difficult to feel the change during steering. For example, the steering speed is calculated from the steering angle detected by the steering angle sensor 2, and when the steering speed θsp is 10 ° / s or more, it is determined that the steering is being performed, and the clutch release control can be executed. On the other hand, when the steering speed θsp is less than 10 ° / s, it is determined that the steering is being held, and the clutch release control cannot be executed.
なお、上記車両挙動の変化や操舵反力の変化等、全ての条件でドライバーにとって違和感を与えないと判断された場合にクラッチ解除制御を行うようにしてもよいし、いずれか一つのみの判定であっても構わない。これらの条件は適宜選択および組み合わせることが可能である。
クラッチ解除制御を実行可能と判定された場合にはステップS53へ移行し、実行可能でないと判定された場合にはステップS2へ移行する。
Note that the clutch release control may be performed when it is determined that the driver does not feel uncomfortable under all conditions such as the change in the vehicle behavior and the change in the steering reaction force. It does not matter. These conditions can be appropriately selected and combined.
If it is determined that the clutch release control can be executed, the process proceeds to step S53. If it is determined that the clutch release control cannot be performed, the process proceeds to step S2.
ステップS53では、クラッチ解除制御を実行する。このステップS53のクラッチ解除制御は、実施例4の図15におけるステップS11、ステップS41、ステップS42、ステップS43の制御と同一なので、詳細説明は省略する。 In step S53, clutch release control is executed. The clutch release control in step S53 is the same as the control in step S11, step S41, step S42, and step S43 in FIG.
ステップS54では、クラッチ解除制御によってクラッチ5の係合が解除されたか否かの判定を行う。すなわち、クラッチ5が係合している場合はクラッチ解除制御を行うことによりクラッチ5の係合は解除されるが、ローラ32の噛み込み以外の原因により内外輪30,31が係合しているような固着や、断線等により電磁石への通電がされないといった故障が発生している場合には、物理的に操舵ハンドル1と転舵機構8とを切り離すことが不可能で、クラッチ解除制御を行ってもクラッチ5は解除されないため、その判定を行う。この判定はクラッチ解除制御を行うことにより変動する操舵反力、操舵角、転舵角等の状態量に基づいて行うことができる。例えば、操舵に対する操舵反力の変化方向や操舵角および転舵角の変化方向から判定することができる。なお、上記の操舵反力はトルクセンサ3で、操舵角は操舵角センサ2で、転舵角は転舵角センサ7でそれぞれ検出することが可能である。
クラッチ5の係合が解除されていると判定された場合にはステップS13へ移行してSBW制御を行い、クラッチ5が解除されていないと判定された場合にはステップS2へ移行してEPS制御を継続する。
In step S54, it is determined whether or not the clutch 5 has been disengaged by the clutch release control. That is, when the
If it is determined that the
実施例5ではSBW制御移行時に、ステップS51において操舵状況や車両状態からクラッチ解除指令を出力するだけでクラッチ5の係合が外れる(解除される)か否かを推定し、係合が外れないと推定された場合、ステップS53へと進んでクラッチ解除制御を行う。 In the fifth embodiment, at the time of shifting to SBW control, it is estimated whether or not the clutch 5 is disengaged (released) only by outputting the clutch disengagement command from the steering state or the vehicle state in step S51, and the disengagement is not performed. If it is estimated, the process proceeds to step S53 to perform clutch release control.
つまり、クラッチ5のローラ32に作用するクラッチ係合トルクが小さい場合には、クラッチ5に解除指令を出力するだけでクラッチ5の係合が外れる。このため操舵状態および車両状態からクラッチ5の係合が外れるか否かを推定し、クラッチ5の係合が外れない場合にのみクラッチ解除制御を行う。これにより、クラッチ解除とSBW制御への制御切り替えタイミングを確実に合わせることが可能となる。
That is, when the clutch engagement torque acting on the
このとき、クラッチ5の係合が外れるか否かの判定は、操舵反力と路面反力とから推定したクラッチ係合度合いと、あらかじめ定められた所定値との比較により判断する。すなわち、操舵ハンドル1と転舵機構8とを連結または切り離すクラッチ5の回転方向に加わるトルクは、操舵ハンドル1(プーリシャフト79)を回転させようとするトルクと、ピニオンシャフト17を回転させようとするトルクである。このため、操舵反力と路面からの入力である路面反力を用いることで、センサ等を用いてクラッチ5に作用するトルクを直接観測することなく、クラッチ5の係合が外れるか否かを推定可能となる。
At this time, whether or not the clutch 5 is disengaged is determined by comparing the degree of clutch engagement estimated from the steering reaction force and the road surface reaction force with a predetermined value. That is, the torque applied to the rotation direction of the clutch 5 that connects or disconnects the
また、SBW移行制御において、ステップS52では、クラッチ解除制御を実行可能であるか否かをクラッチ解除制御に伴う車両挙動の変化や操舵反力の変化(ヨージャーク、操舵速度反力抜けの程度等)に応じて判定し、クラッチ解除制御が実行可能であると判定した場合、ステップS53のクラッチ解除制御へと進んでクラッチ解除指令を出力する。 Further, in the SBW transition control, in step S52, whether or not the clutch release control can be executed is determined by the change in the vehicle behavior or the change in the steering reaction force accompanying the clutch release control (the degree of yaw jerk, steering speed reaction force loss, etc.). Accordingly, when it is determined that the clutch release control is executable, the process proceeds to the clutch release control in step S53, and a clutch release command is output.
すなわち、クラッチ解除制御を実行した場合、前輪9を転舵することになるが、その影響による車両挙動の変化が、ドライバーに違和感を与える程大きくなる可能性が有るか否かをあらかじめ推定し、車両挙動の変化がドライバーに違和感を与える程大きくないと推定される場合にクラッチ解除制御を実行することで、実際の車両挙動変化をドライバーに違和感を与えない程度に抑えつつ、確実にクラッチ5を解除することが可能となる。
That is, when the clutch release control is executed, the
また、ステップS52では、上記車両挙動の変化による条件に置き換えて、クラッチ解除制御を実行した場合に発生する操舵反力抜けが、ドライバーに違和感を与える程大きくなる可能性が有るか否かをあらかじめ推定し、ドライバーに違和感を与える程大きくないと推定される場合にステップS53のクラッチ解除制御へと進むようにしてもよい。 In step S52, it is preliminarily estimated whether or not the steering reaction force loss that occurs when the clutch release control is executed instead of the condition due to the change in the vehicle behavior may become so great as to make the driver feel uncomfortable. However, when it is estimated that it is not so large that the driver feels uncomfortable, the process may proceed to the clutch release control in step S53.
つまり、ドライバーが挙動変化を感じやすい手応えとしての操舵反力が所定量3Nm以下の場合に、クラッチ解除制御を実行するため、クラッチ解除制御による操舵反力変化を小さくでき、ドライバーに与える違和感を抑えることが可能となる。 In other words, since the clutch release control is executed when the steering reaction force, which is a response that makes it easy for the driver to feel a change in behavior, is less than a predetermined amount of 3 Nm, the change in the steering reaction force due to the clutch release control can be reduced, and the uncomfortable feeling given to the driver is suppressed. It becomes possible.
さらに、ステップS52では、上記車両挙動の変化による条件に置き換えて、ドライバーが操舵中であるか否かを操舵速度θspが10°/s以上であるか否かにより判定し、操舵中であると判定した場合、ステップS53のクラッチ解除制御へと進むようにしてもよい。 Furthermore, in step S52, it is replaced with the condition due to the change in the vehicle behavior, and it is determined whether or not the driver is steering based on whether or not the steering speed θsp is 10 ° / s or more. If it is determined, the process may proceed to clutch release control in step S53.
すなわち、クラッチ解除制御では前輪9を動かすことになるので、保舵状態でクラッチ解除制御を実行すると、ドライバーは車両挙動や操舵反力の変動を感じやすい。よって、操舵中にのみクラッチ解除制御を行うことで、ドライバーに与える違和感を抑えることが可能となる。
In other words, since the
なお、ステップS52においては車両挙動の変化や操舵反力の変化が小さい場合、ドライバーが操舵中である場合のいずれかの場合にステップS53のクラッチ解除制御を実行するようにしているが、これに限らずこれらの条件のうちの複数を満たす場合にステップS53のクラッチ解除制御へと進むようにしてもよい。 In step S52, when the change in vehicle behavior or the change in steering reaction force is small, the clutch release control in step S53 is executed in any case where the driver is steering. The present invention is not limited to this, and the process may proceed to the clutch release control in step S53 when a plurality of these conditions are satisfied.
実施例5のSBW移行制御では、ステップS54でクラッチ5が解除されていないと判定された場合、ステップS2へと進んでクラッチ解除指令を出力した後、EPS制御に移行する。
In the SBW shift control of the fifth embodiment, when it is determined in step S54 that the
つまり、クラッチ5は、ローラ32による内外輪間の係合が原因ではなく、固着や断線等が原因で電磁石への通電が不能となる故障によって解除されない場合がある。実施例5では、クラッチ解除制御を行うことにより変動する操舵トルク、操舵角、転舵角といった状態量からクラッチ5が解除されているか否かが判定可能となるため、こうした状況ではSBW制御へ移行せず、EPS制御に移行することで、ハンドルの取られを抑制することができる。
That is, the
次に、効果を説明する。
実施例5の車両用操舵装置においては、実施例4に記載の効果に加えて以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering system of the fifth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in the fourth embodiment.
(1) コントローラ10は、クラッチ5の係合が外れないと推定された場合にのみクラッチ解除指令を出力するため、クラッチ解除とSBW制御への制御切り替えタイミングを確実に合わせることができる。
(1) Since the
(2) コントローラ10は、操舵反力と路面反力からクラッチ5の係合が外れるか否かを推定するため、クラッチ5に新たに設けたセンサ等を用いてクラッチ5に作用するトルクを直接観測することなく、クラッチ5の係合が外れるか否かを推定することが可能となる。
(2) In order to estimate whether the
(3) コントローラ10は、クラッチ解除制御に伴う車両挙動変化量であるヨージャークが、ドライバーに違和感を与えない許容値である所定量以下である場合に、クラッチ解除制御を実行するため、ドライバーに違和感を与えることなく、確実にクラッチ5を解除することができる。
(3) The
(4) コントローラ10は、クラッチ解除制御に伴う操舵反力変化量である操舵反力抜けが、ドライバーに違和感を与えない許容値である所定量以下である場合に、クラッチ解除制御を実行するため、ドライバーに違和感を与えることなく、確実にクラッチ5を解除することができる。
(4) The
(5) コントローラ10は、ドライバーが操舵中であると判定された場合に、クラッチ解除制御を実行するため、ドライバーに違和感を与えることなく、確実にクラッチ5を解除することが可能となる。
(5) Since the
(6) コントローラ10は、クラッチ解除制御後にクラッチ5が解除されていないと判定された場合、EPS制御に移行するため、クラッチ5が解除されない原因がクラッチ5の係合ではなく、電磁石への通電故障等である場合であっても、ハンドルの取られを抑制することができる。
(6) When the
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、各実施例に限定されるものではなく、例えば、実施例1〜5では、転舵機構の回転軸とハンドルの回転軸とを係合子によって係合するクラッチとして図3,4に示した2方向クラッチを示したが、転舵機構の回転軸と操舵ハンドルの回転軸とを係合子によって係合するクラッチであればクラッチの構造は任意である。
(Other examples)
As described above, the best mode for carrying out the present invention has been described based on each example. However, the specific configuration of the present invention is not limited to each example. 3, the two-way clutch shown in FIGS. 3 and 4 is shown as a clutch that engages the rotating shaft of the steering mechanism and the rotating shaft of the steering wheel with an engagement element. The structure of the clutch is arbitrary as long as it is a clutch that engages the shaft with an engagement element.
また、実施例1〜5では、クラッチの締結時には操舵ハンドルからのドライバーの操舵力に補助操舵力を付加するように転舵モータを駆動するパワーステアリング制御(EPS制御)を行う例を示したが、これに限らず、例えばクラッチの締結時にはドライバーの操舵力のみで転舵機構を駆動してもよい。 In the first to fifth embodiments, the power steering control (EPS control) for driving the steered motor so as to add the auxiliary steering force to the driver's steering force from the steering wheel when the clutch is engaged is shown. For example, when the clutch is engaged, the steering mechanism may be driven only by the steering force of the driver.
さらに、実施例5では、車両挙動変化量として例えばヨージャークの変化量を推定する例を示したが、車両挙動変化量としては、ヨーレート、ヨーモーメント、横加速度または横移動量等、転舵角変化に応じて変動する車両挙動であればよい。 Further, in the fifth embodiment, an example in which the amount of change in the yaw jerk is estimated as the amount of change in vehicle behavior is shown. Any vehicle behavior that varies depending on the vehicle may be used.
1 操舵ハンドル
2 操舵角センサ(操舵角検出手段)
3 トルクセンサ
4 反力モータ(操舵反力モータ)
5 クラッチ
6 転舵モータ(転舵アクチュエータ)
7 転舵角センサ(転舵角検出手段)
8 転舵機構
9 前輪(操向輪)
10 コントローラ(操舵制御手段)
11 転舵コントローラ
12 通信線
13 ヨーレートセンサ
14 軸力センサ
17 ピニオンシャフト(転舵回転軸)
21 モデルマッチング補償器
22 ロバスト補償器
30 外輪
31 内輪
32 ローラ(係合子)
33 クラッチケース
34 エンドプレート
35 電磁コイル
36 永久磁石
37 ロータ
38 離反バネ
39 アーマチュア
40 保持器
41 中立バネ
42 ニードルベアリング
43 ボールベアリング
44 ボールベアリング
45 ボールベアリング
79 プーリシャフト(ハンドル回転軸)
1 Steering handle 2 Steering angle sensor (steering angle detection means)
3 Torque sensor 4 Reaction force motor (steering reaction force motor)
5
7 Steering angle sensor (steering angle detection means)
8
10 Controller (steering control means)
21
33
Claims (12)
操向輪に接続された転舵機構と、
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、
を備え、
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記ハンドル回転軸の回転角変化に対して前記転舵回転軸の回転角変化が小さくなるように前記転舵機構を駆動して前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。 A steering wheel steerable by the driver;
A steering mechanism connected to the steering wheel;
An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
With
When the steering control means releases the engagement of the clutch from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the steering rotation shaft responds to a rotation angle change of the handle rotation shaft. Clutch release control is performed so that the turning mechanism is driven so that a change in the rotation angle of the clutch is reduced, and a rotation deviation angle in the disengagement direction of the clutch is provided between the turning shaft and the steering shaft. A vehicle steering apparatus characterized by the above.
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記転舵回転軸の回転角を、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する時の回転角に保持することによって、前記ハンドル回転軸の回転角変化に対して前記転舵回転軸の回転角変化を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1,
When the steering control means releases the engagement of the clutch from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the steering control unit determines the rotation angle of the turning shaft so that the clutch is engaged. By releasing the engagement of the clutch from the state and maintaining the rotation angle when shifting to the steer-by-wire control, the rotation angle change of the steering rotation shaft is changed with respect to the rotation angle change of the steering wheel rotation shaft. A vehicle steering apparatus characterized by being made small.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
前記転舵回転軸にトルクを付与する転舵アクチュエータと、A steering actuator for applying torque to the steering rotation shaft;
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。The steering control means controls the steering actuator to release the clutch from the engaged state and shift to the steer-by-wire control to control the steering rotation shaft and the steering wheel. A vehicle steering apparatus that performs clutch release control that gives a rotation deviation angle in a direction of releasing the clutch between the rotary shaft and the rotary shaft.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
前記クラッチの係合トルクを検出する係合トルク検出手段と、Engagement torque detecting means for detecting the engagement torque of the clutch;
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記係合トルク検出手段によって検出された係合トルクが所定値以上の場合には、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。When the steering control unit releases the clutch from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the engagement torque detected by the engagement torque detecting unit is a predetermined value. In the above-described case, the vehicle steering apparatus is configured to perform clutch release control that gives a rotation deviation angle in the engagement release direction of the clutch between the steering rotation shaft and the handle rotation shaft.
前記係合トルク検出手段は、操舵反力と路面反力とから前記クラッチの係合トルクを推定することを特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering device according to claim 4 ,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the engagement torque detecting means estimates an engagement torque of the clutch from a steering reaction force and a road surface reaction force.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行い、When the steering control means releases the clutch engagement from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the steering control unit includes the steering rotation shaft between the steering rotation shaft and the steering wheel rotation shaft. Perform clutch release control that gives the rotation deviation angle in the clutch release direction,
前記クラッチ解除制御に伴う車両挙動変化量を推定する車両挙動変化量推定手段を設け、Vehicle behavior change amount estimation means for estimating a vehicle behavior change amount associated with the clutch release control is provided;
前記操舵制御手段は、前記車両挙動変化量推定手段によって推定された車両挙動変化量が所定量以下の場合、前記クラッチ解除制御を実行することを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the steering control unit executes the clutch release control when the vehicle behavior change amount estimated by the vehicle behavior change amount estimation unit is equal to or less than a predetermined amount.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
操舵反力の変化量を推定する操舵反力変化量推定手段と、A steering reaction force change amount estimating means for estimating a change amount of the steering reaction force;
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記操舵反力変化量推定手段によって推定された操舵反力の変化量が所定量以下の場合、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。When the steering control unit releases the clutch from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the steering control unit estimates the steering reaction force estimated by the steering reaction force change amount estimating unit. When the amount of change is less than or equal to a predetermined amount, the vehicle steering is characterized in that clutch release control is performed to provide a rotation deviation angle in the clutch disengagement direction between the turning shaft and the steering wheel shaft. apparatus.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
運転者が操舵中であるか否かを検出する操舵検出手段と、Steering detection means for detecting whether or not the driver is steering;
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記操舵検出手段によって運転者が操舵中であることが検出された場合、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。The steering control means detects that the driver is steering by the steering detection means when the clutch is released from the engaged state to shift to the steer-by-wire control. In this case, the vehicle steering apparatus is configured to perform clutch release control that provides a rotation deviation angle in the engagement release direction of the clutch between the steering rotation shaft and the steering wheel rotation shaft.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
前記転舵回転軸の回転角である転舵角を検出する転舵角検出手段と、A turning angle detecting means for detecting a turning angle that is a rotation angle of the turning shaft;
前記ハンドル回転軸の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、Steering angle detection means for detecting a steering angle which is a rotation angle of the steering wheel rotation shaft;
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行い、該クラッチ解除制御開始後、前記操舵角検出手段によって検出された操舵角と前記転舵角検出手段によって検出された転舵角との偏差角が所定値以上となった場合、前記ステア・バイ・ワイヤ制御を開始することを特徴とする車両用操舵装置。When the steering control means releases the clutch engagement from the engaged state and shifts to the steer-by-wire control, the steering control unit includes the steering rotation shaft between the steering rotation shaft and the steering wheel rotation shaft. Clutch release control for giving a rotation deviation angle in the clutch disengagement direction is performed, and after the clutch release control is started, the steering angle detected by the steering angle detection means and the turning angle detected by the turning angle detection means When the deviation angle with respect to the vehicle is greater than or equal to a predetermined value, the steer-by-wire control is started.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
前記ステア・バイ・ワイヤ制御中、前記ハンドルに操舵反力を付与する操舵反力モータと、A steering reaction force motor that applies a steering reaction force to the handle during the steer-by-wire control;
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際、前記ハンドルに操舵反力を付与すると共に、付与している操舵反力分だけ前記転舵機構に付与するトルクを増大させた後、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。The steering control means applies a steering reaction force to the steering wheel and releases the applied steering reaction when the clutch is released from the engaged state to shift to the steer-by-wire control. After increasing the torque to be applied to the steered mechanism by the force, clutch release control is performed between the steered rotating shaft and the handle rotating shaft to give a rotation deviation angle in the clutch disengagement direction. A vehicle steering apparatus characterized by the above.
操向輪に接続された転舵機構と、A steering mechanism connected to the steering wheel;
前記転舵機構に接続されて転舵機構の転舵動作に伴って回転する転舵回転軸と前記ハンドルの回転軸であるハンドル回転軸との間に係合可能な係合子を備え、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合子が係合することで締結して前記転舵機構と前記ハンドルとを機械的に連結すると共に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に係合した前記係合子の係合を解除することで締結を解除して前記転舵機構と前記ハンドルとの機械的な連結を解除することが可能なクラッチと、An engaging member that is engageable between a turning shaft that is connected to the turning mechanism and rotates in accordance with a turning operation of the turning mechanism and a handle turning shaft that is a turning shaft of the handle; The steering mechanism and the steering wheel are mechanically coupled by fastening with an engaging member between the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft, and the steering rotating shaft and the steering wheel rotating shaft A clutch capable of releasing the engagement by releasing the engagement of the engaging element engaged between the steering mechanism and the mechanical connection between the steering mechanism and the handle;
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記ハンドルの操舵状態に応じて前記転舵機構を駆動して、前記操向輪を転舵駆動するステア・バイ・ワイヤ制御を行う操舵制御手段と、Steering control means for performing steer-by-wire control for driving the steered wheels by driving the steered mechanism according to the steering state of the steering wheel in a state where the clutch is released.
を備え、With
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記ハンドルが切り戻し方向に操舵されている場合に、前記転舵回転軸と前記ハンドル回転軸との間に、前記クラッチの係合解除方向の回転偏差角を与えるクラッチ解除制御を行うことを特徴とする車両用操舵装置。When the steering is being steered in the reversing direction when the clutch is released from the engaged state and the steering control is shifted to the steer-by-wire control, A vehicle steering apparatus that performs clutch release control that gives a rotation deviation angle in a direction in which the clutch is disengaged between a rudder rotation shaft and the steering wheel rotation shaft.
前記操舵制御手段は、前記クラッチが締結された状態からクラッチの締結を解除して前記ステア・バイ・ワイヤ制御に移行する際に、前記ハンドルが切り増し方向に操舵されている場合には、前記クラッチの締結を保持することを特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 11 , wherein
When the steering is being steered in an increasing direction when the clutch is released from the engaged state and the steering control is shifted to the steer-by-wire control, A vehicular steering apparatus that holds a clutch engaged.
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