JP2010167842A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリングホイールの操作量に対する操舵車輪の操舵比を変更可能な操舵比可変制御装置を備えた車両用操舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus including a variable steering ratio control apparatus that can change a steering ratio of a steering wheel with respect to an operation amount of a steering wheel.
近年、ステアリングホイールと操舵車輪とが機械的に連結されたステアリング系に、ステアリングホイールの操作量に対する操舵車輪の操舵比を可変制御可能な可変ギヤレシオステアリング(以下、VGS(Variable Gear ratio Steering)と略称する)装置を備えた車両が市販されるに至っている。VGS装置の機構としては、特許文献1,2に記載のものが知られており、このようなVGS装置を搭載した車両では、一般に、車速やステアリング操作量に応じて操舵比が可変制御される。例えば、発進時や車庫入れ時などの低速走行時には、操舵比が大きく設定され、小さなステアリング操作でもタイヤの切れ角(操舵角)が大きくなることにより、取り回し性が向上され、旋回半径が小さく大きな操舵角での旋回走行時には、ステアリング操作量が大きくなるほど操舵比が小さく設定され、切り増しの操作量が大きくなることにより、操作感やレスポンスの向上が図られる。
In recent years, a variable gear ratio steering (hereinafter abbreviated as VGS) which can variably control the steering ratio of the steering wheel with respect to the amount of operation of the steering wheel in a steering system in which the steering wheel and the steering wheel are mechanically coupled. Vehicles equipped with the device have been put on the market. As the mechanism of the VGS device, those described in
一方、従来周知の電動パワーステアリング装置のアクチュエータを利用して操舵車輪の操舵制御を行うことにより、運転者がステアリング操作を行うことなく車両を駐車位置に駐車させる自動駐車制御装置が種々提案されている(例えば、特許文献3参照)。この自動駐車制御装置においては、駐車位置を把握するために車両にCCDセンサを設け、CCDセンサが検出した障害物などから駐車位置を特定した上で、車両の駐車位置に対する相対位置関係から操舵角を制御する自動駐車制御等が知られている(特許文献4参照)。 On the other hand, various automatic parking control devices have been proposed in which a driver parks a vehicle at a parking position without performing a steering operation by performing steering control of a steering wheel using an actuator of a known electric power steering device. (For example, see Patent Document 3). In this automatic parking control device, a CCD sensor is provided in the vehicle in order to grasp the parking position, the parking position is specified from an obstacle detected by the CCD sensor, and the steering angle is determined from the relative positional relationship with respect to the parking position of the vehicle. Automatic parking control etc. which control are known (refer to patent documents 4).
このような自動駐車制御装置は、電動パワーステアリング装置のアクチュエータを駆動することで操舵車輪を所望の操舵角に操舵するため、ステアバイワイヤのようなステアリングホイールと操舵車輪とが機械的に連結されていない車両を除き、自動駐車制御による操舵車輪の操舵に応じてステアリングホイールが自動的に回転することとなる。ところが、VGS装置を備えた操舵比可変制御車両では、低速走行時の操舵比が大きく設定されるため、自動駐車制御を行ってもステアリングホイールの回転動作は通常の車両よりも小さくなり、運転者に認識され難い。 In such an automatic parking control device, the steering wheel is steered to a desired steering angle by driving the actuator of the electric power steering device. The steering wheel automatically rotates in response to steering of the steering wheel by the automatic parking control except for a vehicle that is not present. However, in a steering ratio variable control vehicle equipped with a VGS device, since the steering ratio during low-speed driving is set to be large, even if automatic parking control is performed, the rotational operation of the steering wheel becomes smaller than that of a normal vehicle, and the driver It is hard to be recognized.
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、VGS装置を備えた操舵比可変制御車両であっても、自動駐車制御を行っていることが視覚的に強調され、運転者が認識し易いようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and even in a steering ratio variable control vehicle equipped with a VGS device, it is visually emphasized that the automatic parking control is performed, and the driver recognizes it. The purpose is to make it easier.
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用操舵装置(1)は、運転者の操舵操作に供される操舵部材(2)と、操舵部材(2)への操舵入力を操舵車輪(10)に伝達して操舵車輪(10)を操舵する操舵力伝達手段(3〜9)と、操舵力伝達手段(3〜9)に介装され、操舵部材(2)の操作量に対する操舵車輪(10)の操舵比(Rt)を可変制御する操舵比可変制御手段(4)と、運転者による自動駐車指令に基づき、車両(V)を所定の駐車位置に自動駐車させるべく、操舵車輪(10)を操舵する自動駐車制御手段(13)とを備え、操舵比可変制御手段(4)は、自動駐車制御手段(13)の作動時に、自動駐車制御手段(13)が作動していない場合よりも操舵比(Rt)を小さくすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vehicle steering apparatus (1) according to the present invention includes a steering member (2) used for a driver's steering operation, and a steering input to a steering wheel (2). 10) and steering force transmission means (3-9) for steering the steering wheel (10) and steering force transmission means (3-9), and the steering wheel for the operation amount of the steering member (2). Based on the steering ratio variable control means (4) for variably controlling the steering ratio (Rt) of (10) and the automatic parking command by the driver, in order to automatically park the vehicle (V) at a predetermined parking position ( The automatic parking control means (13) for steering 10) is provided, and the steering ratio variable control means (4) is operated when the automatic parking control means (13) is not activated when the automatic parking control means (13) is activated. The steering ratio (Rt) is made smaller than that.
本発明によれば、自動駐車制御手段の作動時には操舵比が小さく設定されるため、自動駐車制御手段が作動していない場合に比べて操舵部材の操作量が大きくなる。したがって、操舵車輪の操舵量が小さくても、運転者は、自動駐車制御が行われていることを視覚的に容易に認識することができる。また、操舵部材の操作量が大きくなることにより、駐車に要する大きな操作負荷が自動駐車制御手段によって軽減されることを運転者に実感させることができ、車両用操舵装置に対する商品価値を高めることができる。 According to the present invention, since the steering ratio is set small when the automatic parking control means is operated, the amount of operation of the steering member is larger than when the automatic parking control means is not operating. Therefore, even if the steering amount of the steering wheel is small, the driver can easily visually recognize that automatic parking control is being performed. Further, since the operation amount of the steering member is increased, it is possible to make the driver feel that the large operation load required for parking is reduced by the automatic parking control means, and to increase the commercial value for the vehicle steering device. it can.
以下、図面を参照して実施形態に係る車両用操舵装置1について詳細に説明する。 Hereinafter, a vehicle steering apparatus 1 according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1を参照して、車両用操舵装置1が適用された自動車Vの概略構成について説明する。図1に示すように、自動車Vには、運転者によるステアリングホイール2(操舵部材)の操舵操作に応じて前輪10(操舵車輪)を操舵する車両用操舵装置1が装備されている。ステアリングホイール2には、その下端がラック&ピニオン機構6に機械的に連結するステアリングシャフト3の入力軸3aが同軸に一体結合されており、この入力軸3aとラック&ピニオン機構6側の出力軸3bとの間には、入力軸3aの回転量と出力軸3bの回転量との伝達比率を変更可能なVGS装置4が介装されている。
First, a schematic configuration of an automobile V to which the vehicle steering device 1 is applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the vehicle V is equipped with a vehicle steering device 1 that steers the front wheels 10 (steering wheels) in accordance with the steering operation of the steering wheel 2 (steering member) by the driver. An
VGS装置4は、周知の機構であるため詳細な構成についての図示は省略するが、差動歯車式のものであり、ステアリングホイール2の入力軸3aと出力軸3bとを相対回転自在に支持するキャリヤや、キャリヤに設けられた一対のピニオンシャフト、キャリヤに設けられたウォームホイール、ウォームホイールに噛み合うウォームギヤをその出力軸に備えた操舵比変更用のVGSモータ5、VGSモータ5を駆動制御するVGS制御ユニット20等を備えており、VGSモータ5を駆動してキャリヤを所望の方向に所望の速度で回転させることにより、入力軸3aの回転量と出力軸3bの回転量との比率、すなわち、ステアリングホイール2の操作量に対する前輪10の操舵比を任意に変更することができる。
Since the VGS device 4 is a well-known mechanism, a detailed configuration is not shown, but is a differential gear type and supports the
ラック&ピニオン機構6は、ステアリングシャフト3側のピニオン7と、ピニオン7に噛み合うラック歯8aが形成されたラック軸8とにより構成され、ステアリングホイール2から入力され、VGS装置4によって回転比を変更された出力軸3bの回転運動を、ラック軸8の軸方向(車幅方向)の直線運動に変換する。ラック軸8の両端には、タイロッド9を介して左右の前輪10が連結されており、前輪10はラック軸8の往復直線運動によって左右に転舵される。
The rack and
また、ラック軸8には、運転者の操舵操作力を軽減するための電動パワーステアリング(以下、EPS(Electric Power Steering)と略称する)装置11が設けられている。EPS装置11は、ラック軸8の中間部に同軸的に設置された操舵アシスト用のEPSモータ12と、EPSモータ12を駆動制御するEPS制御ユニット30とを備えており、EPSモータ12の駆動によってラック軸8に補助操舵トルクを付与する。
The
また、自動車Vは、インストルメントパネルに設けられた自動駐車ボタン14を運転者が操作することにより、EPSモータ12を用いて前輪10を操舵し、自動車Vを所定の駐車位置に駐車させる自動駐車制御装置13を備えている。自動駐車制御装置13は、運転者による指令に供される自動駐車ボタン14の他、自動駐車プログラムを有する自動駐車制御ユニット40、駐車制御時の障害物の検出に供されるCCDカメラ15等を備えている。
In addition, the vehicle V automatically parks the vehicle V at a predetermined parking position by steering the
更に、自動車Vには、ステアリングホイール2の操舵角θsを検出する操舵角センサ16や、運転者の操舵操作によってステアリングシャフト3に作用する操舵トルクTsを検出する操舵トルクセンサ17、車速Vを検出する車速センサ18等が適所に設けられている。
Further, the vehicle V detects the
VGS制御ユニット20、EPS制御ユニット30および自動駐車制御ユニット40は、マイクロコンピュータやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線(本実施形態では、CAN(Controller Area Network))を介して各センサ16〜18、各制御ユニット20,30,40および、車両の統括的な制御を行う図示しないメインECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等と接続されている。
The
図2に示すように、EPS制御ユニット30には、入力インタフェースを介して入力した各センサ16〜18の検出信号θs,Ts,Vに基づき、目標操舵トルクを設定する目標操舵トルク設定部31と、設定された目標操舵トルクに基づいて、EPSモータ12に流す目標電流を設定する目標電流設定部32と、設定された目標電流に基づいて、EPSモータ12に対する出力電流を制御する出力電流制御部33とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
自動駐車制御ユニット40には、自動駐車ボタン14から入力するEPSモータ12の駆動モード信号Smに基づいて、駆動モードを切り替えるとともに、駆動モード信号SmをEPS制御ユニット30およびVGS制御ユニット20に出力する駆動モード切替部41と、駆動モード信号Smや、CCDカメラ15からの映像信号Svに応じて前輪10の目標舵角を設定する目標舵角設定部42と、EPSモータ12を駆動して前輪10を設定された目標舵角に操舵するのに必要な目標電流を設定し、設定した目標電流を出力電流制御部33に出力する目標電流設定部43とを備えている。
The automatic
なお、駆動モードとしては、操舵補助トルクのみを出力する通常モードと自動駐車モードとがあり、自動駐車モードにはさらに、バック駐車および縦列駐車に対してそれぞれ左モードおよび右モード等がある。そして、目標舵角設定部42は、自動車Vの移動距離に対する規範操舵角の関係が予めモード毎に記憶されたテーブルを参照するとともに、映像信号Svから検出した障害物を回避するように目標舵角を設定する。
The drive mode includes a normal mode that outputs only steering assist torque and an automatic parking mode. The automatic parking mode further includes a left mode and a right mode for back parking and parallel parking, respectively. Then, the target rudder
VGS制御ユニット20は、入力インタフェースを介して入力した操舵角センサ16および車速センサ18の検出信号θs,V、および駆動モード信号Smに応じて前輪10の目標操舵比Rtを設定する目標操舵比設定部21と、設定された目標操舵比Rtに基づいて、VGSモータ5に流す目標電流を設定する目標電流設定部22と、設定された目標電流に基づいて、VGSモータ5に対する出力電流を制御する出力電流制御部23とを備えている。
The
目標操舵比設定部21は、自動駐車ボタン14が運転者によって操作されず、通常走行を行う通常モードでは、目標操舵比Rtを車速Vおよび操舵角θsに応じて設定し、自動駐車ボタン14が運転者によって操作され、自動駐車制御が行われている間には、目標操舵比Rtを最小値に設定する。
The target steering
次に、図3を参照して、目標操舵比設定部21による目標操舵比設定処理について説明する。目標操舵比設定部21は、まず、自動駐車制御ユニット40からの駆動モード信号
Smが自動駐車モードであるか否か、すなわち、自動駐車システムがONであるか否かを判定する(ステップ1)。ステップ1の判定がNoの場合、目標操舵比設定部21は、車速Vおよび操舵角θsに応じた通常モードで目標操舵比Rtを設定する。なお、通常モードでは、目標操舵比Rtは、低車速時に相対的に大きく、高車速時に相対的に小さく設定され、中車速時には、ステアリングホイール2の操舵角θsが大きいほど相対的に小さく設定される。
Next, the target steering ratio setting process by the target steering
一方、ステップ1の判定がYesの場合、目標操舵比設定部21は、目標操舵比Rtを最小値に設定する(ステップ3)。そして、目標操舵比設定部21は、ステップ2またはステップ3で設定された目標操舵比Rtを目標電流設定部22に出力して(ステップ4)本処理を繰り返す。
On the other hand, when the determination in step 1 is Yes, the target steering
このように、自動駐車システムが作動している場合に、目標操舵比Rtが最小値に設定されることにより、自動駐車制御ユニット40によって操舵される前輪10の操舵角が小さくても、通常モードの場合に比べてステアリングホイール2の回転角が大きくなる。したがって、運転者は、自動駐車制御が行われていることを視覚的に容易に認識することができる。また、ステアリングホイール2の回転角が大きくなることにより、駐車に要する大きな操作負荷が自動駐車制御装置13によって軽減されることを運転者が実感するようになり、車両用操舵装置1に対する商品価値を高めることができる。
Thus, even when the steering angle of the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、操舵比可変制御手段として、差動ギヤ式の変速機構を採用しているが、これに限らず他の形式の変速機構を採用してもよい。また、上記実施形態では、自動駐車システムが作動している場合に、目標操舵比Rtを最小値に設定しているが、目標操舵比Rtは必ずしも最小値に設定される必要はなく、通常モードの場合と比較して小さく設定されればよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、自動車や各制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等について適宜変更可能である。 Although description of specific embodiment is finished above, the aspect of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a differential gear type transmission mechanism is employed as the steering ratio variable control means. However, the present invention is not limited to this, and other types of transmission mechanisms may be employed. In the above embodiment, when the automatic parking system is operating, the target steering ratio Rt is set to the minimum value, but the target steering ratio Rt does not necessarily need to be set to the minimum value, and the normal mode It is only necessary to set a smaller value than in the case of. In addition, as long as it does not deviate from the gist of the present invention, the specific configuration of the automobile and each control device, the specific procedure of control, and the like can be appropriately changed.
1 車両用操舵装置
2 ステアリングホイール(操舵部材)
3 ステアリングシャフト
4 VGS装置(操舵比可変制御手段)
5 VGSモータ
6 ラック&ピニオン機構
8 ラック軸
10 前輪(操舵車輪)
11 EPS装置
12 EPSモータ
13 自動駐車制御装置
21 目標操舵比設定部
Rt 目標操舵比
V 自動車
1 Steering device for
3 Steering shaft 4 VGS device (steering ratio variable control means)
5
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記操舵部材への操舵入力を操舵車輪に伝達して当該操舵車輪を操舵する操舵力伝達手段と、
前記操舵力伝達手段に介装され、前記操舵部材の操作量に対する前記操舵車輪の操舵比を可変制御する操舵比可変制御手段と、
運転者による自動駐車指令に基づき、車両を所定の駐車位置に自動駐車させるべく、前記操舵車輪を操舵する自動駐車制御手段と
を備え、
前記自動駐車制御手段の作動時に、前記操舵比可変制御手段は、前記自動駐車制御手段が作動していない場合よりも前記操舵比を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置。 A steering member used for a driver's steering operation;
Steering force transmission means for transmitting a steering input to the steering member to a steering wheel to steer the steering wheel;
Steering ratio variable control means that is interposed in the steering force transmission means and variably controls the steering ratio of the steering wheel with respect to the operation amount of the steering member;
Automatic parking control means for steering the steering wheel in order to automatically park the vehicle at a predetermined parking position based on an automatic parking command by the driver;
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein when the automatic parking control means is activated, the steering ratio variable control means makes the steering ratio smaller than when the automatic parking control means is not activated.
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