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JP5776969B2 - Steering control device - Google Patents
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Description

本発明は、ステアリングホイールに制動トルクを付与するステアリング制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control device that applies a braking torque to a steering wheel.

電動パワーステアリング装置は、タイヤと路面との摩擦によって大きな操舵力が必要となる場合に、運転者の操舵操作を補助するためのアシストトルクをモータによって付与する。   When a large steering force is required due to friction between a tire and a road surface, the electric power steering device applies assist torque for assisting the driver's steering operation by the motor.

特開2009−179096号公報JP 2009-179096 A

ステアリングホイールと操舵輪とがステアリング機構を介して連結されている場合、車両の走行中に操舵輪のタイヤが路面から受ける外力は、ステアリング機構を介してステアリングホイールに伝達される。例えば、運転者がステアリングホイールを中立位置に保持する車両の直進走行中において、輪舵角を回転させようとする外力が路面からタイヤへ入力すると、その回転力がステアリングホールに伝達され、ステアリングホイールが従動回転する。このため、タイヤへ入力する外力が増大し、ステアリングホイールの従動回転量が増大すると、運転者に不安感を与えてしまう可能性が生じる。また、外力がタイヤに頻繁に入力すると、運転者は修正操舵を頻繁に行わなければならず、走行安定性が損なわれる可能性が生じる。   When the steering wheel and the steering wheel are connected via the steering mechanism, the external force that the tire of the steering wheel receives from the road surface while the vehicle is traveling is transmitted to the steering wheel via the steering mechanism. For example, when the driver keeps the steering wheel in the neutral position while the vehicle is traveling straight ahead, when an external force that rotates the steering angle is input to the tire from the road surface, the rotational force is transmitted to the steering hole, and the steering wheel Is driven to rotate. For this reason, when the external force input to the tire increases and the amount of rotation of the steering wheel driven increases, there is a possibility that the driver may feel uneasy. In addition, if external force is frequently input to the tire, the driver must perform corrective steering frequently, which may impair running stability.

そこで、本発明は、車両の走行安定性を向上させることが可能なステアリング制御装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a steering control device capable of improving the running stability of a vehicle.

上記目的を達成すべく、本発明は、ステアリングホイールと操舵輪とがステアリング機構を介して連結され、ステアリングホイールの回転に応じた舵角で操舵輪が転舵する車両のステアリング制御装置であって、トルク発生手段と第1検出手段と第2検出手段と進み位相判定手段と操作状態判定手段と制御手段とを備える。 In order to achieve the above object, the present invention provides a steering control device for a vehicle in which a steering wheel and a steered wheel are coupled via a steering mechanism, and the steered wheel is steered at a rudder angle according to the rotation of the steering wheel. A torque generating means, a first detecting means, a second detecting means, a lead phase determining means, an operation state determining means, and a control means.

トルク発生手段は、ステアリングホイールに対してトルクを付与する。第1検出手段は、ステアリングホイール側で発生する舵角を操舵角として検出する。第2検出手段は、操舵輪側で発生する舵角を実舵角として検出する。進み位相判定手段は、第2検出手段が検出した実舵角が、第1検出手段が検出した操舵角に対して一方の回転方向へ先行して変化する進み位相状態であるか否かを判定する。操作状態判定手段は、ステアリングホイールが操舵操作されていない非操作状態か否かを判定する。制御手段は、非操作状態であると操作状態判定手段が判定し、且つ実操舵角が進み位相状態であると進み位相判定手段が判定したとき、一方の回転方向に対して反対方向へ向かう制動トルクをトルク発生手段に発生させ、非操作状態ではないと操作状態判定手段が判定したとき、制動トルクをトルク発生手段に発生させないThe torque generating means applies torque to the steering wheel. The first detection means detects a steering angle generated on the steering wheel side as a steering angle. The second detection means detects the steering angle generated on the steered wheel side as an actual steering angle. The advance phase determination means determines whether or not the actual steering angle detected by the second detection means is an advance phase state in which the steering angle detected by the first detection means changes in one rotational direction in advance. To do. The operation state determination unit determines whether or not the steering wheel is in a non-operation state in which the steering operation is not performed. When the operation state determination unit determines that the control unit is in the non-operation state and the advance phase determination unit determines that the actual steering angle is in the advanced phase state, the control unit performs braking in a direction opposite to the one rotation direction. Torque is generated in the torque generation means, and when the operation state determination means determines that it is not in the non-operation state, no braking torque is generated in the torque generation means .

上記構成では、車両の走行中において、輪舵角を回転させようとする外力が路面から操舵輪のタイヤへ入力し、操舵輪側で発生する実舵角がステアリングホイール側で発生する操舵角に対して一方の回転方向へ先行して変化すると、進み位相判定手段は、進み位相状態であると判定し、制御手段は、一方の回転方向に対して反対方向へ向かう制動トルクをトルク発生手段に発生させる。トルク発生手段が発生させる制動トルクは、路面からの外力によるステアリングホイールの従動回転に対する反力として作用するので、路面からの外力(外乱)によるステアリングホイールの従動回転が抑制される。従って、ステアリングホイールの状態が安定し、車両の走行安定性が向上する。   In the above configuration, an external force for rotating the wheel steering angle is input from the road surface to the tire of the steering wheel while the vehicle is running, and the actual steering angle generated on the steering wheel side becomes the steering angle generated on the steering wheel side. On the other hand, when it changes in advance in one rotation direction, the advance phase determination means determines that the advance phase state is present, and the control means applies braking torque in the opposite direction to the one rotation direction to the torque generation means. generate. Since the braking torque generated by the torque generating means acts as a reaction force against the driven rotation of the steering wheel due to the external force from the road surface, the driven rotation of the steering wheel due to the external force (disturbance) from the road surface is suppressed. Therefore, the state of the steering wheel is stabilized, and the running stability of the vehicle is improved.

また、運転者が操舵操作を行っている間は、制動トルクは発生せず、例えばステアリングホイールを中立位置に保持する車両の直進走行中のように、運転者が操舵操作を行っておらず、且つ実操舵角が進み位相状態となった場合に制動トルクが発生する。従って、ステアリングホイールを積極的に操作する際の操作性を損なうことなく、直進時のステアリングホイールの状態が安定し、車両の走行安定性が向上する。 In addition , while the driver is performing the steering operation, no braking torque is generated, and the driver is not performing the steering operation, for example, when the vehicle is traveling straight ahead while holding the steering wheel in the neutral position, In addition, braking torque is generated when the actual steering angle advances and enters a phase state. Therefore, the state of the steering wheel during straight traveling is stabilized without impairing the operability when the steering wheel is actively operated, and the running stability of the vehicle is improved.

また、制御手段は、操舵角と実舵角との位相差が大きいほど強い制動トルクを発生させてもよい。   The control means may generate a stronger braking torque as the phase difference between the steering angle and the actual steering angle is larger.

上記構成では、操舵輪のタイヤへ入力する外力が強いほど、操舵角と実舵角との位相差が増大し、発生する制動トルクが強くなるので、路面からの外力によるステアリングホイールの従動回転を的確に抑制することができる。   In the above configuration, the stronger the external force input to the tires of the steered wheels, the greater the phase difference between the steering angle and the actual rudder angle, and the greater the braking torque that is generated, so the driven rotation of the steering wheel due to the external force from the road surface is reduced. It can be accurately suppressed.

本発明によれば、車両の走行安定性を向上させることができる。   According to the present invention, the running stability of a vehicle can be improved.

本発明の一実施形態のステアリング制御装置が設けられた車両の要部模式図である。It is a principal part schematic diagram of the vehicle provided with the steering control apparatus of one Embodiment of this invention. 図1のステアリング制御装置の機能構成図である。FIG. 2 is a functional configuration diagram of the steering control device of FIG. 1. 静止状態での操舵角と実舵角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the steering angle in a stationary state, and an actual steering angle. 操舵状態での操舵角と実舵角との関係を示す図であり、(a)は左操舵時を、(b)は右操舵時をそれぞれ示す。It is a figure which shows the relationship between the steering angle in a steering state, and an actual steering angle, (a) shows the time of left steering, (b) shows the time of right steering, respectively. 該乱入力状態での操舵角と実舵角との関係を示す図であり、(a)は左方向への外力の入力時を、(b)は右方向への外力の入力時をそれぞれ示す。It is a figure which shows the relationship between the steering angle in this disturbance input state, and an actual steering angle, (a) shows the time of the external force input to the left direction, (b) shows the time of the external force input to the right direction, respectively. . 図1のステアリング制御装置が実行する制動トルク発生処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the braking torque generation process which the steering control apparatus of FIG. 1 performs.

以下、本発明のステアリング制御装置をパワーステアリング装置1に適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment in which a steering control device of the present invention is applied to a power steering device 1 will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、車両の左右の前輪(操舵輪)WL,WRは、タイロッド11を介してラックシャフト12の両端にそれぞれ連結されている。ラックシャフト12には、ピニオン(図示省略)を介してステアリングシャフト13の下端部が連結され、ステアリングシャフト13の上端部には、ステアリングホール14が固定されている。ステアリングホイール14が中立位置に設定されると、左右の前輪WL、WRがともに前後方向に沿う直進走行状態となり、ステアリングホイール14が中立位置から左右方向へ回転操作(操舵)されると、ステアリングシャフト13、ピニオン、ラックシャフト12及びタイロッド11を介して、左右の前輪WL,WRが転舵される。すなわち、ステアリングシャフト13、ピニオン、ラックシャフト12及びタイロッド11は、ステアリングホイール14と左右の前輪WL,WRとを連結するステアリング機構2を構成し、ステアリングホイール14の回転に応じた舵角θで左右の前輪WL,WRが転舵する。   As shown in FIGS. 1 and 2, left and right front wheels (steering wheels) WL and WR of the vehicle are connected to both ends of the rack shaft 12 via tie rods 11, respectively. The rack shaft 12 is connected to a lower end portion of a steering shaft 13 via a pinion (not shown), and a steering hole 14 is fixed to the upper end portion of the steering shaft 13. When the steering wheel 14 is set to the neutral position, both the left and right front wheels WL, WR are in a straight traveling state along the front-rear direction, and when the steering wheel 14 is rotated (steered) from the neutral position to the left-right direction, the steering shaft 13, the left and right front wheels WL and WR are steered through the pinion, the rack shaft 12 and the tie rod 11. That is, the steering shaft 13, the pinion, the rack shaft 12, and the tie rod 11 constitute the steering mechanism 2 that connects the steering wheel 14 and the left and right front wheels WL, WR, and the left and right at a steering angle θ corresponding to the rotation of the steering wheel 14. The front wheels WL and WR are steered.

ステアリング機構2はねじり剛性を有することから、ステアリング機構2で発生する舵角θは、回転力の入力側の方が出力側よりも大きくなる。例えば、ステアリングホイール14が操舵された場合は、ステアリングホイール14側で発生する舵角θの方が、前輪WL,WR側で発生する舵角θよりも大きくなる。反対に、車両の走行中に前輪WL,WRを回転させようとする外力が路面から前輪WL,WRのタイヤ15へ入力した場合は、前輪WL,WR側で発生する舵角θの方がステアリングホイール14側で発生する舵角θよりも大きくなる。なお、以下では、ステアリングホイール5が中立位置で車両が直進走行するときの舵角θを0°(基準)とし、ステアリングホイール5が中立位置から右方向(時計回り)へ回転するときを正、左方向(反時計回り)へ回転するときを負として説明する。   Since the steering mechanism 2 has torsional rigidity, the steering angle θ generated by the steering mechanism 2 is larger on the input side of the rotational force than on the output side. For example, when the steering wheel 14 is steered, the steering angle θ generated on the steering wheel 14 side is larger than the steering angle θ generated on the front wheels WL, WR side. On the contrary, when an external force for rotating the front wheels WL and WR is input to the tires 15 of the front wheels WL and WR from the road surface while the vehicle is running, the steering angle θ generated on the front wheels WL and WR side is steered. It becomes larger than the steering angle θ generated on the wheel 14 side. In the following, the steering angle θ when the vehicle travels straight while the steering wheel 5 is in the neutral position is 0 ° (reference), and the time when the steering wheel 5 rotates rightward (clockwise) from the neutral position is positive, The description will be made assuming that the rotation to the left (counterclockwise) is negative.

ステアリングシャフト13の上端側(ステアリングホイール14側)には、ロータリーエンコーダなどからなる操舵角センサ6が設けられている。操舵角センサ6は、ステアリングホイール14側で発生する舵角θを操舵角θaとして逐次検出する第1検出手段として機能し、その検出値を操舵角信号として後述するコントローラ4へ出力する。   A steering angle sensor 6 composed of a rotary encoder or the like is provided on the upper end side (steering wheel 14 side) of the steering shaft 13. The steering angle sensor 6 functions as first detection means for sequentially detecting the steering angle θ generated on the steering wheel 14 side as the steering angle θa, and outputs the detected value to the controller 4 described later as a steering angle signal.

また、ステアリングシャフト13には、ステアリングホイール14に入力される操舵トルクに応じてねじれを生じるトーションバー(図示省略)が設けられ、トーションバーのねじれの量および方向がトルクセンサ5によって逐次検出される。トルクセンサ5の検出値(トーションバーのねじれの量および方向)は、トルク信号としてコントローラ4へ出力する。   Further, the steering shaft 13 is provided with a torsion bar (not shown) that twists according to the steering torque input to the steering wheel 14, and the torque sensor 5 sequentially detects the torsion amount and direction of the torsion bar. . The detection value of the torque sensor 5 (a torsion bar twist amount and direction) is output to the controller 4 as a torque signal.

パワーステアリング装置1は、モータ(トルク発生手段)3の回転トルクをラックシャフト12の往復動方向の力に変換するボールねじ式の変換機構を有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置である。ラックシャフト12の一部外周面にはボールスクリュー溝(図示省略)が形成されており、ラックシャフト12と同軸に配置されたモータ3のロータには、ボールスクリュー溝に対応するボールスクリュー溝を内周面上に有するボールナットが固定されている。一対のボールスクリュー溝の間には複数のボールが収納されており、ボールねじによってモータ3の回転運動がラックシャフト12の往復運動に変換される。モータ3は、コントローラ4からの指令信号によってベクトル制御され、正逆両方向へ適宜回転駆動される。ベクトル制御では、運転者のステアリング操作を補助するアシストトルクの発生時には、力行となるベクトルが指示され、ステアリングホイール14の回転を抑制する制動トルクの発生時には、回生となるベクトルが指示される。モータ3が駆動されると、ラックシャフト12が軸方向(車幅方向の右又は左)に駆動され、ステアリングホール14にトルク(アシストトルク又は制動トルク)が付与される。   The power steering device 1 is a rack coaxial type electric power steering device having a ball screw type conversion mechanism that converts rotational torque of a motor (torque generating means) 3 into force in the reciprocating direction of the rack shaft 12. A ball screw groove (not shown) is formed on a part of the outer peripheral surface of the rack shaft 12, and a ball screw groove corresponding to the ball screw groove is formed in the rotor of the motor 3 arranged coaxially with the rack shaft 12. The ball nut which has on a peripheral surface is being fixed. A plurality of balls are accommodated between the pair of ball screw grooves, and the rotational motion of the motor 3 is converted into the reciprocating motion of the rack shaft 12 by the ball screw. The motor 3 is vector-controlled by a command signal from the controller 4 and is appropriately rotated in both forward and reverse directions. In the vector control, a vector serving as a power running is instructed when an assist torque for assisting a driver's steering operation is generated, and a vector serving as a regeneration is instructed when a braking torque for suppressing the rotation of the steering wheel 14 is generated. When the motor 3 is driven, the rack shaft 12 is driven in the axial direction (right or left in the vehicle width direction), and torque (assist torque or braking torque) is applied to the steering hole 14.

モータ3には、モータ3の回転位置を検出する磁気位置センサ7が設けられている。磁気位置センサ7の検出値は、ラックシャフト12の移動に応じて変動し、ラックシャフト12の移動に応じて舵角θが変更する。従って、磁気位置センサ7は、前輪WL,WR側で発生する舵角θを実舵角θbとして逐次検出する第2検出手段として機能し、その検出値を実舵角信号としてコントローラ4へ出力する。なお、磁気位置センサ7に代えて、ラックシャフト12の位置を直接検出するセンサを第2検出手段として設けてもよい。   The motor 3 is provided with a magnetic position sensor 7 that detects the rotational position of the motor 3. The detected value of the magnetic position sensor 7 varies according to the movement of the rack shaft 12, and the steering angle θ changes according to the movement of the rack shaft 12. Accordingly, the magnetic position sensor 7 functions as second detection means for sequentially detecting the steering angle θ generated on the front wheels WL, WR side as the actual steering angle θb, and outputs the detected value to the controller 4 as an actual steering angle signal. . Instead of the magnetic position sensor 7, a sensor that directly detects the position of the rack shaft 12 may be provided as the second detection means.

コントローラ4は、CPU(Central Processing Unit)8と記憶部(図示省略)とを有する。記憶部は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの記録媒体によって構成され、CPU8が各種処理を実行するための各種プログラムや各種データが記憶されている。各種プログラムには、CPU8がモータ制御処理(アシストトルク発生処理及び制動トルク発生処理)を実行するためのモータ制御処理実行プログラムが含まれる。また、記憶部は、各種検出値や情報などが読み書き自在に記憶される記憶領域を有する。   The controller 4 includes a CPU (Central Processing Unit) 8 and a storage unit (not shown). The storage unit is configured by a recording medium such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), for example, and stores various programs and various data for the CPU 8 to execute various processes. The various programs include a motor control processing execution program for the CPU 8 to execute motor control processing (assist torque generation processing and braking torque generation processing). Further, the storage unit has a storage area in which various detection values and information are stored in a readable and writable manner.

CPU8は、アシストトルク発生処理及び制動トルク発生処理を実行することによって、操舵アシスト制御部16、モータベクトル制御部(制御手段)17及び位相検出部(位相判定手段、操作状態判定手段)18として機能する。   The CPU 8 functions as a steering assist control unit 16, a motor vector control unit (control unit) 17, and a phase detection unit (phase determination unit, operation state determination unit) 18 by executing an assist torque generation process and a braking torque generation process. To do.

アシストトルク発生処理において、操舵アシスト制御部16は、トルクセンサ5から入力したトルク信号が示す検出値(検出値に対応する操舵入力トルクの大きさとその方向)に基づいて、ステアリングホイール14に対する運転者の操舵を補助するアシストトルクの方向及び大きさを決定する。モータベクトル制御部17は、操舵アシスト制御部16が決定したアシストトルクを発生させる指令信号をモータ3に出力する。なお、車速センサやヨーレートセンサ等を設け、車速や加速度やヨーレート等の他の情報と操舵入力トルクとに基づいてアシストトルクの大きさを決定してもよい。   In the assist torque generation process, the steering assist control unit 16 determines the driver for the steering wheel 14 based on the detection value (the magnitude and direction of the steering input torque corresponding to the detection value) indicated by the torque signal input from the torque sensor 5. The direction and magnitude of the assist torque that assists the steering is determined. The motor vector control unit 17 outputs a command signal for generating the assist torque determined by the steering assist control unit 16 to the motor 3. A vehicle speed sensor, a yaw rate sensor, and the like may be provided, and the magnitude of the assist torque may be determined based on other information such as the vehicle speed, acceleration, and yaw rate and the steering input torque.

制動トルク発生処理において、位相検出部18は、ステアリングホイール14が操舵操作されていない非操作状態か否かを判定する。ステアリングホイール14の操舵速度(回転角速度)を、操舵角センサ6が検出する操舵角θaの時間変化(時間微分値)として算出し、算出した操舵速度が所定値以下の場合に、非操作状態であると判定する。なお、非操作状態か否かの判定方法は、上記に限定されず、例えば、ステアリングホイール14の操舵加速度(回転角加速度)を算出し、算出した操舵加速度が所定値以下の場合に非操作状態であると判定してもよく、トルクセンサ5からのトルク信号が示す検出値の時間変化が(時間微分値)が所定値以下の場合に非操作状態であると判定してもよい。   In the braking torque generation process, the phase detector 18 determines whether or not the steering wheel 14 is in a non-operating state in which the steering operation is not performed. The steering speed (rotational angular speed) of the steering wheel 14 is calculated as a time change (time differential value) of the steering angle θa detected by the steering angle sensor 6, and when the calculated steering speed is less than or equal to a predetermined value, Judge that there is. The method for determining whether or not the vehicle is in the non-operating state is not limited to the above. For example, the steering acceleration (rotational angular acceleration) of the steering wheel 14 is calculated, and the non-operating state is calculated when the calculated steering acceleration is equal to or less than a predetermined value. It may be determined that the detected value indicated by the torque signal from the torque sensor 5 is in a non-operating state when the time change (time differential value) is equal to or less than a predetermined value.

また、位相検出部18は、操舵角センサ6が検出する操舵角θaの位相(中立位置からの角度)と、磁気位置センサ7が検出する実舵角θbの位相(中立位置からの角度)とを逐次比較し、実舵角θbが操舵角θaに対して一方の回転方向へ先行して変化する進み位相状態であるか否かを判定する。なお、磁気位置センサ7からの実舵角信号が示す検出値は、ラックシャフト12の直線方向の変位であり、舵角θを間接的に示す値である。このため、実舵角信号が示す検出値(軸方向変位)を、舵角θに相当する角度に換算して操舵角θaと比較する。   The phase detector 18 also detects the phase of the steering angle θa detected by the steering angle sensor 6 (angle from the neutral position) and the phase of the actual steering angle θb detected by the magnetic position sensor 7 (angle from the neutral position). Are sequentially compared, and it is determined whether or not the actual steering angle θb is an advanced phase state in which the steering angle θb changes in advance in one rotational direction with respect to the steering angle θa. The detected value indicated by the actual steering angle signal from the magnetic position sensor 7 is a displacement in the linear direction of the rack shaft 12 and is a value indirectly indicating the steering angle θ. For this reason, the detected value (axial displacement) indicated by the actual steering angle signal is converted into an angle corresponding to the steering angle θ and compared with the steering angle θa.

進み位相状態であるか否かの判定では、操舵角θaと実舵角θbとを取得する度に、操舵角θaと実舵角θbとの差の絶対値(位相差)が所定値以上であるか否かを判定する。また、操舵角θa及び実舵角θbの時間変化(時間微分値)をそれぞれ算出し、その算出値を時系列に記憶する。位相差が所定値以上である場合、時系列に記憶した操舵角θa及び実舵角θbの時間変化に基づき、進み位相状態であるか否かを判定する。具体的には、操舵角θaと実舵角θbとが同じ回転方向へ変化し、実舵角θbの時間変化の方が操舵角θaの時間変化よりも大きく、且つ位相差の時間変化(操舵角θaの時間変化と実舵角θbの時間変化との差)が増大している場合に、進み位相状態であると判定する。なお、進み位相状態の判定方法は、上記に限定されず、例えば、位相差が所定値以上であるか否かの判定を省略してもよい。また、操舵角θa又は実舵角θbから車両が直進走行状態であるか否かを判定し、直進走行状態である場合に、中立位置に対する操舵角θaの変位(位相)と実舵角θbの変位(位相)とを比較し、実舵角θbの方が操舵角θaよりも大きく変位している場合に、進み位相状態であると判定してもよい。   In determining whether or not the vehicle is in the advanced phase state, every time the steering angle θa and the actual steering angle θb are acquired, the absolute value (phase difference) of the difference between the steering angle θa and the actual steering angle θb is a predetermined value or more. It is determined whether or not there is. Further, the time change (time differential value) of the steering angle θa and the actual steering angle θb is calculated, and the calculated values are stored in time series. When the phase difference is equal to or greater than a predetermined value, it is determined whether or not the vehicle is in the advanced phase state based on the temporal change of the steering angle θa and the actual steering angle θb stored in time series. Specifically, the steering angle θa and the actual steering angle θb change in the same rotational direction, the time change of the actual steering angle θb is larger than the time change of the steering angle θa, and the time change of the phase difference (steering) If the difference between the time change of the angle θa and the time change of the actual steering angle θb is increased, it is determined that the lead phase state is reached. Note that the method of determining the lead phase state is not limited to the above, and for example, the determination of whether or not the phase difference is a predetermined value or more may be omitted. Further, it is determined from the steering angle θa or the actual steering angle θb whether or not the vehicle is in the straight traveling state, and when the vehicle is in the straight traveling state, the displacement (phase) of the steering angle θa with respect to the neutral position and the actual steering angle θb The displacement (phase) may be compared, and if the actual steering angle θb is displaced larger than the steering angle θa, it may be determined that the leading phase state is present.

さらに、位相検出部18は、進み位相状態であると判定すると、モータ3に発生させる制動トルクの大きさ(制動トルク指示値)を操舵角θaと実舵角θbとの位相差に応じて決定し、決定した制動トルク指示値を示す制動指示信号をモータベクトル制御部17へ出力する。制動トルクの方向は、実舵角θbの進み位相方向に対して反対方向へ向かう方向である。例えば、実舵角θbが操舵角θaに対して右回転方向へ先行する場合、左回転方向の制動トルクを発生させる。本実施形態では、右回転方向への制動トルクを発生させる場合には、正の制動トルク値を設定し、左回転方向への制動トルクを発生させる場合には、負の制動トルク値を設定する。また、制動トルク指示値は、位相差が大きいほど強い制動トルクが発生するように決定する。制動トルク指示値は、本実施形態では、位相差に比例して制動トルク指示値の絶対値が増大するように決定する。また、位相差と制動トルク指示値との対応関係として所定の演算式を予め記憶し、位相差を用いて制動トルク指示値を演算する。なお、位相差と制動トルク指示値との対応関係は、位相差の増大に応じて制動トルク指示値が増大する関係であれば比例関係に限定されず、また、マップやテーブルとして設定されてもよい。   Further, when the phase detector 18 determines that the state is the leading phase state, the magnitude of the braking torque (braking torque instruction value) generated by the motor 3 is determined according to the phase difference between the steering angle θa and the actual steering angle θb. Then, a braking instruction signal indicating the determined braking torque instruction value is output to the motor vector control unit 17. The direction of the braking torque is a direction toward the opposite direction to the advance phase direction of the actual steering angle θb. For example, when the actual steering angle θb precedes the steering angle θa in the right rotation direction, braking torque in the left rotation direction is generated. In the present embodiment, a positive braking torque value is set when generating braking torque in the right rotation direction, and a negative braking torque value is set when generating braking torque in the left rotation direction. . Further, the braking torque instruction value is determined so that a stronger braking torque is generated as the phase difference is larger. In this embodiment, the braking torque instruction value is determined so that the absolute value of the braking torque instruction value increases in proportion to the phase difference. Further, a predetermined arithmetic expression is stored in advance as a correspondence relationship between the phase difference and the braking torque instruction value, and the braking torque instruction value is calculated using the phase difference. The correspondence relationship between the phase difference and the braking torque command value is not limited to a proportional relationship as long as the braking torque command value increases as the phase difference increases, and may be set as a map or a table. Good.

モータベクトル制御部17は、位相検出部18から入力された始動指示信号に応じた強さの制動トルクを発生させる指令信号をモータ3へ出力する。すなわち、モータベクトル制御部17は、非操作状態であって実操舵角θbが進み位相状態であると位相検出手段18が判定したとき、操舵角θaと実舵角θbとの位相差に応じた制動トルクをモータ3に発生させる。   The motor vector control unit 17 outputs a command signal for generating a braking torque having a strength corresponding to the start instruction signal input from the phase detection unit 18 to the motor 3. That is, the motor vector control unit 17 responds to the phase difference between the steering angle θa and the actual steering angle θb when the phase detector 18 determines that the actual steering angle θb is in the non-operating state and is in the advanced phase state. A braking torque is generated in the motor 3.

ここで、ステアリングホイール14側で発生する舵角θである操舵角θaと、前輪WL,WR側で発生する舵角θである実舵角θbとの関係について、図3〜図5を参照して説明する。   Here, the relationship between the steering angle θa that is the steering angle θ generated on the steering wheel 14 side and the actual steering angle θb that is the steering angle θ generated on the front wheels WL and WR side will be described with reference to FIGS. I will explain.

ステアリングホイール14が中立位置に設定され、左右の前輪WL、WRがともに前後方向に沿う直進走行状態では、図3に示すように、理論上は操舵角θaと実舵角θbとがともに0°(θa=θb=0°)となり、両者は一致する。   In a state where the steering wheel 14 is set to the neutral position and both the left and right front wheels WL and WR are traveling straight in the front-rear direction, both the steering angle θa and the actual steering angle θb are theoretically 0 ° as shown in FIG. (Θa = θb = 0 °), and both coincide.

直進走行状態からステアリングホイール14が操舵操作されると、ステアリング機構2のねじり剛性によって、図4に示すように、操舵角θaの絶対値の方が実舵角θbの絶対値よりも大きくなる(│θa│>│θb│)。すなわち、操舵角θaは実舵角θbに対して進み位相となる。   When the steering wheel 14 is steered from the straight traveling state, the absolute value of the steering angle θa becomes larger than the absolute value of the actual steering angle θb as shown in FIG. 4 due to the torsional rigidity of the steering mechanism 2 ( │θa│> │θb│). That is, the steering angle θa is a leading phase with respect to the actual steering angle θb.

一方、直進走行状態において、路面の凹凸形状等によって前輪WL,WRを回転させようとする外力が路面から前輪WL,WRのタイヤ15へ入力すると、図5に示すように、実舵角θbの絶対値の方が操舵角θaの絶対値よりも大きくなる(│θb│>│θa│)。すなわち、実舵角θbは操舵角θaに対して進み位相となる。本実施形態では、このような場合に、制動トルクを発生させて、路面からの外乱によるステアリングホール14のふらつきを抑制している。   On the other hand, when an external force for rotating the front wheels WL and WR is input to the tires 15 of the front wheels WL and WR from the road surface in a straight traveling state, as shown in FIG. The absolute value is larger than the absolute value of the steering angle θa (| θb |> | θa |). That is, the actual steering angle θb is a leading phase with respect to the steering angle θa. In this embodiment, in such a case, a braking torque is generated to suppress the fluctuation of the steering hole 14 due to a disturbance from the road surface.

次に、CPU8が実行する制動トルク発生処理について図6を参照して説明する。本処理は、車両のイグニッションキーがON状態のとき、所定時間毎に繰り返して実行される。   Next, the braking torque generation process executed by the CPU 8 will be described with reference to FIG. This process is repeatedly executed every predetermined time when the ignition key of the vehicle is in the ON state.

本処理が開始されると、位相検出部18は、ステアリングホイール14の操舵速度を操舵角θaの時間変化として算出し、算出した操舵速度が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS1)。   When this process is started, the phase detection unit 18 calculates the steering speed of the steering wheel 14 as a time change of the steering angle θa, and determines whether or not the calculated steering speed is equal to or less than a predetermined value (step S1). ).

操舵速度が所定値以下の場合(ステップS1:YES)、位相検出部18は、操舵角θaの位相と実舵角θbの位相と検出し(ステップS2)、実舵角θbが操舵角θaに対して一方の回転方向へ先行して変化する進み位相状態であるか否かを判定する(ステップS3)。   When the steering speed is equal to or lower than the predetermined value (step S1: YES), the phase detector 18 detects the phase of the steering angle θa and the phase of the actual steering angle θb (step S2), and the actual steering angle θb becomes the steering angle θa. On the other hand, it is determined whether or not the lead phase state changes in advance in one rotation direction (step S3).

実舵角θbが進み位相状態である場合(ステップS3:YES)、位相検出部18は、操舵角θaと実舵角θbとの位相差に比例した制動トルク指示値を演算する(ステップS4)。モータベクトル制御部17は、位相検出部18が演算した制動トルク指示値の制動トルクを発生させる指令信号をモータ3へ出力し(ステップS5)、本処理を終了する。   When the actual steering angle θb is in the advanced phase state (step S3: YES), the phase detector 18 calculates a braking torque instruction value proportional to the phase difference between the steering angle θa and the actual steering angle θb (step S4). . The motor vector control unit 17 outputs a command signal for generating the braking torque of the braking torque instruction value calculated by the phase detection unit 18 to the motor 3 (step S5), and ends this process.

一方、ステアリングホイール14の操舵速度が所定値を超えている場合(ステップS1:NO)、及び実舵角θbが進み位相状態ではない場合(ステップS3:NO)は、制動トルクを発生させずに、本処理を終了する。   On the other hand, when the steering speed of the steering wheel 14 exceeds the predetermined value (step S1: NO) and when the actual steering angle θb is not in the advanced phase state (step S3: NO), the braking torque is not generated. This process is terminated.

このように、本実施形態によれば、車両の走行中において、前輪WL,WRの輪舵角(タイヤ角)を回転させようとする外力(外乱)が路面から前輪WL,WRのタイヤ15へ入力し、前輪WL,WR側で発生する実舵角θbがステアリングホイール14側で発生する操舵角θaに対して一方の回転方向へ先行して変化すると、進み位相状態であると判定されて、一方の回転方向に対して反対方向へ向かう制動トルクがステアリングホール14に付与される。この制動トルクは、路面からの外力によるステアリングホイール14の従動回転に対する反力として作用するので、路面からの外力によるステアリングホイール14の従動回転が抑制される。従って、ステアリングホイール14の状態が安定し、車両の走行安定性が向上する。   Thus, according to the present embodiment, an external force (disturbance) that tries to rotate the wheel steering angles (tire angles) of the front wheels WL and WR is applied from the road surface to the tires 15 of the front wheels WL and WR while the vehicle is traveling. When the actual steering angle θb generated on the front wheels WL, WR side is changed in advance in one rotation direction with respect to the steering angle θa generated on the steering wheel 14 side, it is determined that the lead phase state is established, A braking torque is applied to the steering hole 14 in the direction opposite to the one rotation direction. Since this braking torque acts as a reaction force against the driven rotation of the steering wheel 14 due to the external force from the road surface, the driven rotation of the steering wheel 14 due to the external force from the road surface is suppressed. Therefore, the state of the steering wheel 14 is stabilized, and the running stability of the vehicle is improved.

また、運転者が操舵操作を行っている間は、制動トルクは発生せず、例えばステアリングホイール14を中立位置に保持する車両の直進走行中のように、運転者が操舵操作を行っておらず、且つ実操舵角θbが進み位相状態となった場合に制動トルクが発生する。従って、ステアリングホイール14を積極的に操作する際の操作性を損なうことなく、直進時のステアリングホイール14の状態を安定させて、車両の走行安定性を向上させることができる。   In addition, no braking torque is generated while the driver is performing the steering operation, and the driver is not performing the steering operation, for example, when the vehicle that holds the steering wheel 14 in the neutral position is traveling straight ahead. In addition, braking torque is generated when the actual steering angle θb advances and enters a phase state. Therefore, it is possible to stabilize the state of the steering wheel 14 when traveling straight and improve the running stability of the vehicle without impairing the operability when the steering wheel 14 is actively operated.

また、前輪WL,WRのタイヤ15へ入力する外力が強いほど(外乱が大きいほど)、操舵角θaと実舵角θbとの位相差が増大し、発生する制動トルクが強くなるので、路面からの外力によるステアリングホイール14の従動回転を的確に抑制することができる。   Further, the stronger the external force input to the tires 15 of the front wheels WL and WR (the greater the disturbance), the greater the phase difference between the steering angle θa and the actual steering angle θb, and the generated braking torque becomes stronger. The driven rotation of the steering wheel 14 due to the external force can be accurately suppressed.

なお、上記実施形態は、本発明の一例であり、本発明を逸脱しない範囲において変更可能である。   In addition, the said embodiment is an example of this invention and can be changed in the range which does not deviate from this invention.

例えば、制操舵角θaと実舵角θbとの位相差に関わらず、一定の制動トルクを発生させてもよい。制操舵角θa及び実舵角θbの検出位置は、上記に限定されず、また検出方法も上記に限定されない。   For example, a constant braking torque may be generated regardless of the phase difference between the braking / steering angle θa and the actual steering angle θb. The detection positions of the braking / steering angle θa and the actual steering angle θb are not limited to the above, and the detection method is not limited to the above.

本発明は、ステアリングホイールと操舵輪とがステアリング機構を介して連結される車両に広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to vehicles in which a steering wheel and a steering wheel are connected via a steering mechanism.

1:パワーステアリング装置(ステアリング制御装置)
2:ステアリング機構
3:モータ(トルク発生手段)
4:コントローラ
5:トルクセンサ
6:操舵角センサ(第1検出手段)
7:磁気位置センサ(第2検出手段)
8:CPU
12:ラックシャフト
13:ステアリングシャフト
14:ステアリングホイール
15:タイヤ
16:操舵アシスト制御部
17:モータベクトル制御部(制御手段)
18:位相検出部(位相判定手段、操作状態判定手段)
WL,WR:前輪(操舵輪)
θ:舵角
θa:操舵角
θb:実舵角
1: Power steering device (steering control device)
2: Steering mechanism 3: Motor (torque generating means)
4: Controller 5: Torque sensor 6: Steering angle sensor (first detection means)
7: Magnetic position sensor (second detection means)
8: CPU
12: Rack shaft 13: Steering shaft 14: Steering wheel 15: Tire 16: Steering assist control unit 17: Motor vector control unit (control means)
18: Phase detection unit (phase determination means, operation state determination means)
WL, WR: Front wheels (steering wheels)
θ: rudder angle θa: steering angle θb: actual rudder angle

Claims (2)

ステアリングホイールと操舵輪とがステアリング機構を介して連結され、前記ステアリングホイールの回転に応じた舵角で前記操舵輪が転舵する車両のステアリング制御装置であって、
前記ステアリングホイールに対してトルクを付与するトルク発生手段と、
前記ステアリングホイール側で発生する舵角を操舵角として検出する第1検出手段と、
前記操舵輪側で発生する舵角を実舵角として検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段が検出した実舵角が、前記第1検出手段が検出した操舵角に対して一方の回転方向へ先行して変化する進み位相状態であるか否かを判定する進み位相判定手段と、
前記ステアリングホイールが操舵操作されていない非操作状態か否かを判定する操作状態判定手段と、
前記非操作状態であると前記操作状態判定手段が判定し、且つ前記実操舵角が進み位相状態であると前記進み位相判定手段が判定したとき、前記一方の回転方向に対して反対方向へ向かう制動トルクを前記トルク発生手段に発生させ、前記非操作状態ではないと前記操作状態判定手段が判定したとき、前記制動トルクを前記トルク発生手段に発生させない制御手段と、を備えた
ことを特徴とするステアリング制御装置。
A steering control device for a vehicle in which a steering wheel and a steering wheel are connected via a steering mechanism, and the steering wheel steers at a steering angle corresponding to the rotation of the steering wheel,
Torque generating means for applying torque to the steering wheel;
First detection means for detecting a steering angle generated on the steering wheel side as a steering angle;
Second detection means for detecting a steering angle generated on the side of the steering wheel as an actual steering angle;
Advance phase determination for determining whether or not the actual steering angle detected by the second detection means is an advance phase state in which the steering angle detected by the first detection means is changed in advance in one rotational direction. Means,
An operation state determination means for determining whether or not the steering wheel is in a non-operation state in which the steering operation is not performed;
When the operation state determination means determines that the non-operation state is present, and the advance phase determination means determines that the actual steering angle is an advance phase state, the direction is opposite to the one rotation direction. Control means for causing the torque generating means to generate a braking torque and not causing the torque generating means to generate the braking torque when the operating state determining means determines that it is not in the non-operating state. Steering control device.
請求項1に記載のステアリング制御装置であって、
前記制御手段は、前記操舵角と前記実舵角との位相差が大きいほど強い制動トルクを発生させる
ことを特徴とするステアリング制御装置。
The steering control device according to claim 1,
The steering control device, wherein the control means generates a stronger braking torque as the phase difference between the steering angle and the actual steering angle is larger .
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JP4059003B2 (en) * 2002-05-27 2008-03-12 株式会社ジェイテクト Electric power steering device
JP2004074983A (en) * 2002-08-21 2004-03-11 Koyo Seiko Co Ltd Electric power steering device
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