JP2001026277A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ステアリングホ
イールなどの操作手段と、操向輪を転舵させるための舵
取り機構とが機械的に切り離された車両用操舵装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system in which operating means such as a steering wheel and a steering mechanism for turning steered wheels are mechanically separated.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ステアリングホイールと舵取り機構とを
機械的に切り離し、ステアリングホイールの操作方向お
よび操作量を検出するとともに、その検出結果に基づ
き、電動モータ等の操舵アクチュエータからの駆動力を
舵取り機構に与えて、車輪（操向輪）を転舵させるよう
にした車両用操舵装置が提案されている（たとえば、特
開平９−１４２３３０号公報参照）。2. Description of the Related Art A steering wheel and a steering mechanism are mechanically separated from each other to detect an operation direction and an operation amount of the steering wheel. Based on the detection results, a driving force from a steering actuator such as an electric motor is applied to the steering mechanism. There has been proposed a vehicle steering system in which wheels (steered wheels) are steered by giving the steering wheel (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-142330).
【０００３】すなわち、ステアリングホイールの操作方
向および操作量などに基づいて、操舵アクチュエータを
制御することによって、たとえば、車速に応じてステア
リングホイールの操作量に対する操向輪の転舵角の大小
（ステアリングギア比）を変更したり、車両がスピンし
そうな状況にあるときに、スピンを防止する適切な角度
に操向輪を自動的に転舵させたりすることができる（た
とえば、特開平９−６６８５２号公報参照）。つまり、
ステアリングホイールの操作と舵取り機構の動作との関
係を、車両の走行状態等に応じて自由に定めることがで
き、これにより、最適な車両の挙動を確保することがで
きる。[0003] That is, by controlling the steering actuator based on the operation direction and the operation amount of the steering wheel, for example, the magnitude of the steering angle of the steered wheels with respect to the operation amount of the steering wheel (the steering gear) in accordance with the vehicle speed. Ratio), or the steered wheels can be automatically steered to an appropriate angle to prevent spinning when the vehicle is likely to spin (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-66852). Gazette). That is,
The relationship between the operation of the steering wheel and the operation of the steering mechanism can be freely determined according to the running state of the vehicle and the like, whereby the optimum behavior of the vehicle can be ensured.
【０００４】路面の傾斜や凹凸などに起因する車輪から
の逆入力による外乱トルクが生じたときには、外乱補償
機能が働き、外乱トルクを打ち消すためのトルクが電動
モータから発生させられるようになっている。[0004] When a disturbance torque is generated due to a reverse input from a wheel due to a slope or unevenness of a road surface, a disturbance compensation function is activated, and a torque for canceling the disturbance torque is generated by an electric motor. .
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ステアリングホイール
の操舵角が中立点付近とされる直進走行状態は、一般
に、車両走行時においてもっとも長い走行状態である。
しかし、直進走行状態では、舵取り機構による舵取り動
作を最適化する上述のような車両用操舵装置は、あまり
有益ではない。しかも、直進走行状態において上述の外
乱補償機能が過度に働くと、振動が発生したりしてドラ
イバに違和感を与えるうえ、無用な電力消費にもつなが
る。The straight running state in which the steering angle of the steering wheel is near the neutral point is generally the longest running state when the vehicle is running.
However, in a straight running state, the above-described vehicle steering device that optimizes the steering operation by the steering mechanism is not very useful. In addition, when the above-described disturbance compensation function excessively operates in the straight running state, vibrations are generated, giving a sense of incongruity to the driver, and also leads to unnecessary power consumption.
【０００６】また、上述のような車両用操舵装置は、ス
テアリングホイールと舵取り機構とは、電気的には結合
されているものの、機械的には分離されているため、電
気的な故障が生じた場合の舵取り動作の保証が問題にな
る。この問題を解決した先行技術は、たとえば、実開平
６−２２１５１号公報に開示されている。この先行技術
では、ステアリングホイールと舵取り機構とが、クラッ
チを介して分離／結合可能とされていて、故障時には、
クラッチを結合状態として、ステアリングホイールと舵
取り機構とを機械的に連結することによって、故障時に
おける車両の操向を保証している。In the above-described vehicle steering system, the steering wheel and the steering mechanism are electrically coupled but mechanically separated from each other, so that an electric failure occurs. Guaranteeing the steering operation in such a case becomes a problem. A prior art that solves this problem is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-22151. In this prior art, the steering wheel and the steering mechanism can be separated / coupled via a clutch.
By mechanically connecting the steering wheel and the steering mechanism with the clutch engaged, steering of the vehicle in the event of a failure is assured.
【０００７】しかし、ステアリングホイールと舵取り機
構とが機械的に分離されている状態では、ステアリング
ホイールの操作の位相と舵取り機構の動作の位相とは、
必ずしも機械的な結合を適切に行いうる関係にあるとは
限らない。たとえば、上述のような車両用操舵装置で
は、ステアリングギア比を、車速に応じて可変設定する
ことができる。この場合、低速走行時または停止時にお
いて最大のステアリングギア比が設定されることになる
が、ステアリングギア比が大きく設定される低速走行状
態で電気的故障が発生し、ステアリングホイールと舵取
り機構とがクラッチを介して機械的に連結される場合も
ありうる。この場合、ステアリングホイールにおける舵
角中点と舵取り機構における転舵角中点とが大きくずれ
ている場合もあるから、ステアリングホイールの回転角
範囲が一定範囲に制限されているとすれば、一方への操
向は十分にできても、他方への操向が著しく制限される
おそれがある。However, in a state where the steering wheel and the steering mechanism are mechanically separated, the phase of the operation of the steering wheel and the phase of the operation of the steering mechanism are as follows.
It is not always the case that the mechanical coupling can be properly performed. For example, in the vehicle steering device described above, the steering gear ratio can be variably set according to the vehicle speed. In this case, the maximum steering gear ratio is set when the vehicle is traveling at a low speed or when the vehicle is stopped. However, an electrical failure occurs in a low-speed traveling state in which the steering gear ratio is set to a large value, and the steering wheel and the steering mechanism are connected. In some cases, the clutch is mechanically connected via a clutch. In this case, since the steering angle midpoint of the steering wheel and the turning angle midpoint of the steering mechanism may be greatly deviated, if the rotation angle range of the steering wheel is limited to a certain range, it is determined to go to one side. May be sufficiently steered, but steering to the other may be severely restricted.
【０００８】一方、車両の後退時には、低速走行時また
は停止時において設定される最大のステアリングギア比
が設定されることになろうが、後ろ向きでステアリング
ホイールを操作することになる後退時には、この最大の
ステアリングギア比でも不十分な場合がある。この発明
の目的は、操作手段と舵取り機構とが機械的に分離され
た車両用操舵装置における操舵フィーリングを向上する
ことである。On the other hand, when the vehicle is moving backward, the maximum steering gear ratio that is set when the vehicle is traveling at a low speed or when the vehicle is stopped will be set. However, when the steering wheel is operated backward, the maximum steering gear ratio will be set. Sometimes the steering gear ratio is insufficient. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve a steering feeling in a vehicle steering system in which an operation means and a steering mechanism are mechanically separated.
【０００９】この発明の第１の具体的な目的は、舵取り
機構の動作の最適化が可能であるとともに、操舵フィー
リングが良好で、かつ電力消費も抑制できる車両用操舵
装置を提供することである。また、この発明の第２の具
体的な目的は、故障発生時において、操作手段と舵取り
機構との位相差を補償して、良好な機械的連結を図るこ
とができ、これにより故障発生後においても良好な操舵
フィーリングを達成できる車両用操舵装置を提供するこ
とである。A first specific object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus capable of optimizing the operation of a steering mechanism, having a good steering feeling, and suppressing power consumption. is there. A second specific object of the present invention is to provide a good mechanical connection by compensating for a phase difference between the operating means and the steering mechanism at the time of occurrence of a failure. It is another object of the present invention to provide a vehicle steering system capable of achieving a good steering feeling.
【００１０】さらに、この発明の第３の具体的な目的
は、車両を後退させるときの操舵をより良好に行うこと
ができ、これにより操舵フィーリングを向上することが
できる車両用操舵装置を提供することである。Further, a third specific object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus which can perform steering when the vehicle is reversed more favorably, thereby improving the steering feeling. It is to be.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両の操
向のための操作手段（２０）と、操向輪を転舵させるた
めの舵取り機構（１０）と、操作手段と舵取り機構とを
機械的に連結／分離可能なクラッチ機構（７０）と、操
作手段の操作に基づいて舵取り機構を駆動するための駆
動力を発生する操舵アクチュエータ（４０）と、車両直
進時においては、上記クラッチ機構を連結状態として上
記操作手段と舵取り機構とを機械的に連結させるクラッ
チ制御手段（５０）とを含むことを特徴とする車両用操
舵装置である。なお、括弧内の数字は、後述の実施形態
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention According to the first aspect of the present invention, there is provided an operating means for steering a vehicle, and a steered wheel is steered. Mechanism (10), a clutch mechanism (70) capable of mechanically connecting / disconnecting the operating means and the steering mechanism, and a driving force for driving the steering mechanism based on the operation of the operating means. A vehicle steering system comprising: a steering actuator (40); and a clutch control means (50) for mechanically connecting the operating means to a steering mechanism by connecting the clutch mechanism when the vehicle is going straight. Device. Note that the numbers in parentheses represent corresponding components and the like in embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section.
【００１２】上記の構成によれば、操作手段と舵取り機
構とは、クラッチ機構を介して機械的に連結／分離可能
となっている。操作手段の操作に基づいて舵取り機構を
駆動するための操舵アクチュエータが設けられていて、
クラッチ機構において操作手段と舵取り機構とを分離し
た状態では、操作手段の操作に応じて操舵アクチュエー
タが最適な舵取り動作を実現できる。その一方で、車両
が直進走行している状態においては、クラッチ機構は、
操作手段と舵取り機構とを機械的に連結するので、この
状態では、操舵アクチュエータは、駆動力の発生を停止
するか、または発生する駆動力を弱くすることができ
る。According to the above arrangement, the operating means and the steering mechanism can be mechanically connected / disconnected via the clutch mechanism. A steering actuator for driving the steering mechanism based on the operation of the operating means is provided,
In a state where the operating means and the steering mechanism are separated from each other in the clutch mechanism, the steering actuator can realize an optimal steering operation according to the operation of the operating means. On the other hand, when the vehicle is traveling straight, the clutch mechanism
Since the operating means and the steering mechanism are mechanically connected, in this state, the steering actuator can stop generating the driving force or reduce the generated driving force.
【００１３】これにより、直進走行状態においては、操
舵アクチュエータからの駆動力に起因する振動が生じた
りすることがないので、良好な操舵フィーリングが得ら
れ、また、無駄な電力消費を回避できる。そして、直進
走行状態以外のときには、クラッチ機構により、操作手
段と舵取り機構とを機械的に切り離して、舵取り機構を
操舵アクチュエータによって駆動するようにすれば、コ
ーナリング時などにおいて、操向輪を最適な転舵状態と
することができる。Thus, in the straight running state, no vibration is generated due to the driving force from the steering actuator, so that a good steering feeling can be obtained and unnecessary power consumption can be avoided. When the vehicle is not traveling straight, the operating mechanism and the steering mechanism are mechanically disconnected by the clutch mechanism, and the steering mechanism is driven by the steering actuator. The steering state can be set.
【００１４】なお、直進走行状態とは、たとえば、操作
手段の操舵角および／または舵取り機構の舵角（操向輪
の転舵角）が舵角中点付近の所定範囲内に一定時間以上
ある状態をいう。したがって、直進走行状態を検出する
ための直進走行状態検出手段は、たとえば、操作手段の
操舵角を検出する操舵角センサ（３４）および／または
舵取り機構の舵角を検出する舵角センサ（１５）と、こ
れらのセンサの出力が舵角中点付近を示す状態の継続時
間を計時するタイマ手段（Ｓ２）とで構成することがで
きる。したがって、上記クラッチ制御手段は、たとえ
ば、上記のような直進走行状態検出手段が直進走行状態
を検出しているときには、クラッチ機構を連結状態とし
（Ｓ３）、直進走行状態が検出されていないときには、
クラッチ機構を分離状態とする（Ｓ４）ものであればよ
い。Note that the straight running state means that the steering angle of the operating means and / or the steering angle of the steering mechanism (steering angle of the steered wheels) is within a predetermined range near the steering angle midpoint for a certain period of time or more. State. Therefore, the straight traveling state detecting means for detecting the straight traveling state is, for example, a steering angle sensor (34) for detecting a steering angle of the operating means and / or a steering angle sensor (15) for detecting a steering angle of the steering mechanism. And timer means (S2) for measuring the duration of the state in which the outputs of these sensors indicate the vicinity of the steering angle midpoint. Therefore, the clutch control means sets the clutch mechanism to the connected state when the straight traveling state detection means detects the straight traveling state (S3), and when the straight traveling state is not detected,
What is necessary is just to set the clutch mechanism to the disengaged state (S4).
【００１５】請求項２記載の発明は、車両の操向のため
の操作手段（２０）と、操向輪を転舵させるための舵取
り機構（１０）と、操作手段と舵取り機構とを機械的に
連結／分離可能なクラッチ機構（７０）と、操作手段の
操作に基づいて舵取り機構を駆動するための駆動力を発
生する操舵アクチュエータ（４０）と、操作手段の操作
位相と舵取り機構による操向輪の転舵位相との位相差に
応じて、この位相差を打ち消すためのトルクを操作手段
に与えるとともに、操作手段と舵取り機構とを両者の位
相差の変動を許容した状態で機械的に連結する位相補償
連結手段（８５）と、電気的故障発生時に、上記操舵ア
クチュエータの駆動を停止するとともに、上記位相補償
連結手段の働きによって上記位相差が許容値にまで減少
するように定められた所定のタイミングで、上記クラッ
チ機構を連結状態として上記操作手段と舵取り機構とを
機械的に連結させるクラッチ制御手段（５０）とを含む
ことを特徴とする車両用操舵装置である。According to a second aspect of the present invention, an operating means (20) for steering a vehicle, a steering mechanism (10) for turning a steered wheel, and an operating means and a steering mechanism are mechanically connected. A clutch mechanism (70) that can be connected / disconnected to the vehicle, a steering actuator (40) that generates a driving force for driving the steering mechanism based on the operation of the operating means, an operation phase of the operating means, and steering by the steering mechanism. In accordance with the phase difference between the wheel steering phase and the phase difference, a torque for canceling the phase difference is given to the operating means, and the operating means and the steering mechanism are mechanically connected in a state where the phase difference between the two is allowed to vary. And a phase compensation connecting means (85) for stopping the operation of the steering actuator when an electrical failure occurs, and for reducing the phase difference to an allowable value by the operation of the phase compensation connecting means. And at a predetermined timing, a vehicle steering apparatus which comprises a and a clutch control means (50) for mechanically coupling the operating unit and the steering mechanism of the clutch mechanism as a connecting state.
【００１６】この構成によれば、通常時には、クラッチ
機構を分離状態として舵取り機構を電気的に制御し、操
作手段と舵取り機構とを電気的に結合させて、適切な操
向制御が行われる。そして、電気的故障が発生すると、
位相補償連結手段の働きにより、操作手段と舵取り機構
との位相差が補償された後に、クラッチ機構が連結さ
れ、操作手段と舵取り機構とが機械的に連結される。こ
れにより、故障発生後には、操作手段と舵取り機構と
が、位相差が少ないか、または、位相差のない状態で機
械的に連結されることになるから、故障発生後の操舵に
支障を来すことがない。つまり、位相差の補償をも達成
した機械的フェールセーフ機能を達成でき、故障発生後
も良好な操舵フィーリングを確保できる。With this configuration, normally, the steering mechanism is electrically controlled with the clutch mechanism in the disengaged state, and the steering means is electrically coupled to perform appropriate steering control. And when an electrical failure occurs,
After the phase difference between the operating means and the steering mechanism is compensated by the function of the phase compensation connecting means, the clutch mechanism is connected and the operating means and the steering mechanism are mechanically connected. As a result, after the occurrence of a failure, the operating means and the steering mechanism are mechanically connected with a small phase difference or without a phase difference. I can't. That is, a mechanical fail-safe function that also achieves compensation for the phase difference can be achieved, and a good steering feeling can be ensured even after a failure occurs.
【００１７】請求項３記載の発明は、車両の操向のため
の操作手段（２０）と、この操作手段から機械的に切り
離して設けられ、操向輪を転舵させるための舵取り機構
（１０）と、操作手段の操作に基づいて舵取り機構を駆
動するための駆動力を発生する操舵アクチュエータ（４
０）と、操作手段の操作量に対する操向輪の転舵量の比
であるステアリングギア比を可変設定し、この設定され
たステアリングギア比に基づいて舵取り機構を駆動制御
するとともに、車両が後退するときには、車両が前進す
るときよりも大きなステアリングギア比を設定して上記
舵取り機構を駆動制御する舵取り制御手段（５０）とを
含むことを特徴とする車両用操舵装置である。According to a third aspect of the present invention, there is provided an operating means (20) for steering a vehicle, and a steering mechanism (10) for mechanically separating the operating means and for steering a steered wheel. ) And a steering actuator (4) for generating a driving force for driving the steering mechanism based on the operation of the operation means.
0), the steering gear ratio, which is the ratio of the steering amount of the steered wheels to the operation amount of the operating means, is variably set, and the steering mechanism is driven and controlled based on the set steering gear ratio, and the vehicle is moved backward. And a steering control means (50) for setting a larger steering gear ratio than when the vehicle moves forward to drive and control the steering mechanism.
【００１８】この構成によれば、車両が後退するときに
は、車両が前進するときよりも大きなステアリングギア
比が設定されるから、後退時には、比較的少ない操作量
で車両の方向を変化させることができる。これにより、
後退時の操舵が容易になり、良好な操舵フィーリングが
得られる。なお、車両が前進しているか後退しているか
は、シフトレバーがＲレンジ（後退位置）にあるときに
作動する後退スイッチ（１００）を用いて検出したり、
エンジンの駆動力を伝達するトランスミッションが後退
状態にあることを検出するセンサ（スイッチなど）を利
用して検出したりすることができ、これらのスイッチや
センサに代表される後退検出手段（１００）の出力に応
じて、舵取り制御手段がステアリングギア比を設定する
こととすればよい。According to this configuration, when the vehicle moves backward, a larger steering gear ratio is set than when the vehicle moves forward. Therefore, when the vehicle moves backward, the direction of the vehicle can be changed with a relatively small amount of operation. . This allows
Steering at the time of reversing becomes easy, and a good steering feeling is obtained. It should be noted that whether the vehicle is moving forward or backward is detected using a reverse switch (100) that operates when the shift lever is in the R range (reverse position),
It can be detected by using a sensor (such as a switch) for detecting that the transmission for transmitting the driving force of the engine is in a reverse state, and the reverse detection means (100) represented by these switches and sensors can be detected. The steering control means may set the steering gear ratio in accordance with the output.
【００１９】なお、請求項１、２および３の各発明は、
単独で実施されてもよいし、任意の２つまたは３つの発
明の特徴を組み合わせることもできる。It should be noted that each of the first, second and third aspects of the present invention
It may be implemented alone or may combine any two or three inventive features.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を示す図
解図である。この車両用操舵装置は、舵取り用の一対の
操向輪（通常は前輪）Ｗに舵取り動作を行わせるための
舵取り機構１０と、この舵取り機構１０に対してクラッ
チ７０を介して機械的に連結／分離が可能なステアリン
グホイール２０と、このステアリングホイール２０に反
力を付与する反力アクチュエータ３０とを有している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an illustrative view showing a configuration of a vehicle steering system according to one embodiment of the present invention. This vehicle steering system is mechanically connected to a steering mechanism 10 for causing a pair of steering steering wheels (usually front wheels) W to perform a steering operation, and to the steering mechanism 10 via a clutch 70. The steering wheel 20 includes a steering wheel 20 that can be separated from the steering wheel 20 and a reaction force actuator 30 that applies a reaction force to the steering wheel 20.
【００２１】舵取り機構１０は、車体の左右方向に延び
て配設された操舵軸１１と、この操舵軸１１の両端部に
タイロッド１２，１２を介して結合され、操向輪Ｗ，Ｗ
を支持するナックルアーム１３，１３とを有している。
操舵軸１１は、ハウジング１４に支承されて軸方向に摺
動可能にされており、その途中部には、操舵アクチュエ
ータとしての操舵モータ４０が同軸的に組み込まれてい
る。操舵モータ４０が駆動されると、操舵モータ４０の
回転がボールねじ等からなる運動変換機構によって操舵
軸１１の摺動に変換され、この操舵軸１１の摺動により
操向輪Ｗ，Ｗの操舵が達成される。The steering mechanism 10 is connected to a steering shaft 11 that extends in the left-right direction of the vehicle body and is connected to both ends of the steering shaft 11 via tie rods 12, 12, and the steering wheels W, W
And a knuckle arm 13 for supporting the knuckle.
The steering shaft 11 is supported by a housing 14 so as to be slidable in the axial direction, and a steering motor 40 as a steering actuator is coaxially incorporated in a middle portion thereof. When the steering motor 40 is driven, the rotation of the steering motor 40 is converted into sliding of the steering shaft 11 by a motion converting mechanism including a ball screw or the like, and the sliding of the steering shaft 11 steers the steered wheels W, W. Is achieved.
【００２２】操舵軸１１の一部には、ラックギア１１ａ
が形成されており、このラックギア１１ａには、クラッ
チ７０の一方側に結合されたシャフト７１の先端のピニ
オンギア７３が噛合している。クラッチ７０の他方側に
結合されたシャフト７２は、ステアリングホイール２０
に結合されている。したがって、クラッチ７０が連結状
態であれば、ステアリングホイール２０に加えられた操
舵トルクは、操舵軸１１に機械的に伝達され、これによ
り、操向輪Ｗの転舵が達成される。A part of the steering shaft 11 includes a rack gear 11a.
The pinion gear 73 at the tip of a shaft 71 connected to one side of the clutch 70 is meshed with the rack gear 11a. The shaft 72 connected to the other side of the clutch 70 is connected to the steering wheel 20.
Is joined to. Therefore, when the clutch 70 is in the connected state, the steering torque applied to the steering wheel 20 is mechanically transmitted to the steering shaft 11, whereby the steering of the steered wheels W is achieved.
【００２３】反力アクチュエータ３０は、クラッチ７０
とステアリングホイール２０とを結合する上記のシャフ
ト７２を回転軸とする電動モータ（たとえば、三相ブラ
シレスモータ）で構成されており、そのケーシングが車
体の適所に固定されている。シャフト７２の一端には、
ステアリングホイール２０が同軸的に固定されている。
一方、シャフト７２の途中部には、歯車７５が固定され
ており、この歯車７５には別の歯車７６が噛合してい
る。この歯車７６の回転軸は、所定の弾性を有する捩れ
ばね３２によって車体の適所に連結されている。捩れば
ね３２は、ステアリングホイール２０の回転操作の停止
時に、その弾性により、歯車７５，７６を介して、シャ
フト７２を回転させ、ステアリングホイール２０を所定
の中立位置に復帰させるためのものである。これによ
り、操向輪Ｗ，Ｗの直進方向への復帰動作に伴って、ス
テアリングホイール２０を中立位置に復帰させることが
できる。The reaction force actuator 30 includes a clutch 70
An electric motor (for example, a three-phase brushless motor) having the above-described shaft 72 as a rotation axis, which connects the steering wheel 20 to the steering wheel 20, is fixed to a proper position of the vehicle body. At one end of the shaft 72,
The steering wheel 20 is coaxially fixed.
On the other hand, a gear 75 is fixed at an intermediate portion of the shaft 72, and another gear 76 meshes with the gear 75. The rotating shaft of the gear 76 is connected to a proper position of the vehicle body by a torsion spring 32 having a predetermined elasticity. The torsion spring 32 is used to rotate the shaft 72 via the gears 75 and 76 by its elasticity to return the steering wheel 20 to a predetermined neutral position when the rotation operation of the steering wheel 20 is stopped. Thereby, the steering wheel 20 can be returned to the neutral position with the returning operation of the steered wheels W, W in the straight traveling direction.
【００２４】反力アクチュエータ３０および操舵モータ
４０は、マイクロプロセッサ等を含む舵取り制御部５０
によって制御されるようになっている。具体的に説明す
ると、反力アクチュエータ３０には、ステアリングホイ
ール２０から入力される操作トルクを検出するためのト
ルクセンサ３３と、ステアリングホイール２０の操作位
置を検出するためのロータリエンコーダ３４（操舵角セ
ンサ）とが付設されており、これらの各検出信号は舵取
り制御部５０に入力されるようになっている。The reaction force actuator 30 and the steering motor 40 include a steering control unit 50 including a microprocessor and the like.
Is controlled by the More specifically, the reaction force actuator 30 includes a torque sensor 33 for detecting an operation torque input from the steering wheel 20 and a rotary encoder 34 (a steering angle sensor) for detecting an operation position of the steering wheel 20. ) Are provided, and these detection signals are input to the steering control unit 50.
【００２５】舵取り制御部５０は、トルクセンサ３３お
よびロータリエンコーダ３４の検出信号に基づいて制御
信号を作成し、その作成した制御信号を駆動回路３５に
与える。これにより、駆動回路３５から反力アクチュエ
ータ３０に制御信号に応じた電流が供給され、その結
果、反力アクチュエータ３０からステアリングホイール
２０に、ステアリングホイール２０の操作方向と逆方向
の適当な反力が付与される。したがって、ステアリング
ホイール２０の回転操作の際には、反力アクチュエータ
３０が発生する反力に抗する操作トルクを加える必要が
ある。The steering control unit 50 creates a control signal based on the detection signals of the torque sensor 33 and the rotary encoder 34, and supplies the created control signal to the drive circuit 35. As a result, a current corresponding to the control signal is supplied from the drive circuit 35 to the reaction force actuator 30. As a result, an appropriate reaction force in the direction opposite to the operation direction of the steering wheel 20 is applied from the reaction force actuator 30 to the steering wheel 20. Granted. Therefore, when rotating the steering wheel 20, it is necessary to apply an operation torque against the reaction force generated by the reaction force actuator 30.
【００２６】一方、操舵モータ４０に関連して、操舵モ
ータ４０の回転位置を検出するためのロータリエンコー
ダ４１が配置されており、このロータリエンコーダ４１
の検出信号が舵取り制御部５０に入力されるようになっ
ている。また、操舵軸１１に関連して、この操舵軸１１
の軸方向位置（実転舵位置）を検出するための転舵位置
センサ１５（舵角センサ）が設けられている。この転舵
位置センサ１５の検出信号も舵取り制御部５０に入力さ
れるようになっている。舵取り制御部５０には、さら
に、車速を検出するための車速センサ６０の検出信号が
入力されるようになっている。この車速センサ６０は、
たとえば、車輪の回転速度を検出する車輪速センサによ
って構成することができる。On the other hand, a rotary encoder 41 for detecting the rotational position of the steering motor 40 is provided in association with the steering motor 40.
Is input to the steering control unit 50. The steering shaft 11 is related to the steering shaft 11.
Is provided with a steering position sensor 15 (steering angle sensor) for detecting the axial position (actual steering position). The detection signal of the steering position sensor 15 is also input to the steering control unit 50. Further, a detection signal of a vehicle speed sensor 60 for detecting a vehicle speed is input to the steering control unit 50. This vehicle speed sensor 60
For example, it can be constituted by a wheel speed sensor that detects the rotation speed of the wheel.
【００２７】舵取り制御部５０は、上記各センサ類から
の入力信号に基づいて電圧指令値を設定し、この設定し
た電圧指令値に応じた制御信号を駆動回路４２に与え
る。これにより、駆動回路４２から操舵モータ４０に制
御信号に応じた電流が供給され、その結果、ステアリン
グホイール２０の操作方向に応じた方向に操舵軸１１を
摺動させるためのトルクが操舵モータ４０から出力され
る。The steering control section 50 sets a voltage command value based on the input signals from the above-mentioned sensors, and supplies a control signal corresponding to the set voltage command value to the drive circuit 42. As a result, a current corresponding to the control signal is supplied from the drive circuit 42 to the steering motor 40, and as a result, a torque for sliding the steering shaft 11 in a direction corresponding to the operation direction of the steering wheel 20 is supplied from the steering motor 40. Is output.
【００２８】一方、舵取り制御部５０は、クラッチ７０
を駆動するための駆動回路７７を制御する。この制御内
容は、図２のフローチャートに示されている。すなわ
ち、舵取り制御部５０は、ロータリエンコーダ３４およ
び転舵位置センサ１５の出力に基づいて、操舵角および
実転舵角（操向輪Ｗの実際の転舵角）が中点付近の所定
範囲（たとえば、±１５度以内の範囲。ただし、＋は右
方向操舵角を表し、−は左方向操舵角を表すものとす
る。）にあるかどうかを判断し（ステップＳ１）、さら
に、この状態が一定時間（たとえば、約３秒）継続した
かどうかを判断する（ステップＳ２）。On the other hand, the steering control unit 50 includes a clutch 70
Is controlled by the driving circuit 77 for driving. This control is shown in the flowchart of FIG. That is, the steering control unit 50 sets the steering angle and the actual turning angle (the actual turning angle of the steered wheel W) in the predetermined range (about the middle point) based on the outputs of the rotary encoder 34 and the turning position sensor 15. For example, a range within ± 15 degrees, where + represents a rightward steering angle and − represents a leftward steering angle) is determined (step S1). It is determined whether or not a predetermined time (for example, about 3 seconds) has been continued (step S2).
【００２９】操舵角が中点付近にある状態（ステップＳ
１のＹＥＳ）が上記一定時間以上継続した場合（ステッ
プＳ２のＹＥＳ）には、車両は直進走行状態にあるもの
とみなし、クラッチ７０を連結状態とすべく、駆動回路
７７を制御する（ステップＳ３）。同時に、反力アクチ
ュエータ３０および操舵モータ４０の駆動を停止する。When the steering angle is near the middle point (step S
If (YES in 1) has continued for the predetermined time or more (YES in step S2), it is considered that the vehicle is in a straight running state, and the drive circuit 77 is controlled to bring the clutch 70 into a connected state (step S3). ). At the same time, the driving of the reaction force actuator 30 and the steering motor 40 is stopped.
【００３０】操舵角が中点付近にないか（ステップＳ１
のＮＯ）、また、操舵角が中点付近にある状態が上記一
定時間以上継続しない場合（ステップＳ２のＮＯ）に
は、クラッチ７０は分離状態に制御される（ステップＳ
４）。クラッチ７０が分離状態のときには、反力アクチ
ュエータ３０は、トルクセンサ３３およびロータリエン
コーダ３４の各出力信号に応じてトルクを発生するよう
に駆動制御され、操舵モータ４０は、上述の各センサ類
からの入力信号に応じて駆動制御される。Whether the steering angle is near the middle point (step S1)
NO), and when the state where the steering angle is near the middle point does not continue for the predetermined time or more (NO in step S2), the clutch 70 is controlled to the disengaged state (step S2).
4). When the clutch 70 is in the disengaged state, the reaction force actuator 30 is drive-controlled so as to generate torque in accordance with each output signal of the torque sensor 33 and the rotary encoder 34, and the steering motor 40 receives signals from the above-mentioned sensors. Drive control is performed according to the input signal.
【００３１】ただし、極低速走行時には、直進走行状態
であってもクラッチ７０を分離状態として、ステアリン
グホイール２０の回転角に対する操向輪Ｗの転舵角の比
（ステアリングギア比）を大きくすることが好ましいか
ら、たとえば、車速が２０Km/h未満のときには、上記ス
テップＳ１，Ｓ２の判断をせずに、クラッチ７０を分離
状態に制御するようにしてもよい。However, when the vehicle is traveling at an extremely low speed, the clutch 70 is disengaged even in the straight traveling state, and the ratio of the steering angle of the steered wheels W to the rotation angle of the steering wheel 20 (steering gear ratio) is increased. Therefore, for example, when the vehicle speed is less than 20 km / h, the clutch 70 may be controlled to be in the disengaged state without performing the determination in steps S1 and S2.
【００３２】このようにこの実施形態においては、車両
が直進走行状態のときには、ステアリングホイール２０
と、舵取り機構１０とを機械的に連結するようにして、
操舵モータ４０の駆動を停止しているので、外乱などに
起因する振動が生じたりすることがなく、また、無駄な
電力消費も回避できる。なお、操舵角が中点付近にある
かどうかについては、たとえば、トルクセンサ３３によ
って検出される操舵トルクが所定のしきい値未満の小さ
な値であり、かつ、ロータリエンコーダ３４によって検
出される操舵角が所定のしきい値未満の小さな値である
ことに基づいて検出することもできる。As described above, in this embodiment, when the vehicle is running straight, the steering wheel 20
And the steering mechanism 10 are mechanically connected,
Since the driving of the steering motor 40 is stopped, vibration due to disturbance or the like does not occur, and wasteful power consumption can be avoided. Note that whether the steering angle is near the middle point is determined, for example, by determining that the steering torque detected by the torque sensor 33 is a small value less than a predetermined threshold value and that the steering angle detected by the rotary encoder 34 is small. Is a small value that is less than a predetermined threshold.
【００３３】図３は、この発明の第２の実施形態に係る
車両用操舵装置の構成を示す図解図である。この図３に
おいて、上述の図１に示された各部に対応する部分に
は、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。この実
施形態では、クラッチ７０のシャフト７１，７２の各途
中部にそれぞれ歯車８１，７５が固定されており、これ
らの歯車８１，７５に、歯車８２，７６がそれぞれ噛合
している。そして、歯車８２，７６の回転軸同士が、位
相補償連結手段としてのばね８５で連結されている。こ
のばね８５は、舵取り機構１０の位相θ３とステアリン
グホイール２０の位相θ１との位相差Δθ（＝θ３−θ
１）の変動を許容しつつ、ステアリングホイール２０と
舵取り機構１０とを機械的に連結している。そして、こ
のばね８５は、位相差Δθに応じたトルクＴ＝（θ３−
θ１）Ｋ（ただし、Ｋはばね定数）をステアリングホイ
ール２０側に与え、これにより、位相差Δθを零にしよ
うとする働きがある。FIG. 3 is an illustrative view showing a configuration of a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, portions corresponding to the respective portions shown in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals as in FIG. In this embodiment, gears 81 and 75 are fixed to respective intermediate portions of the shafts 71 and 72 of the clutch 70, and the gears 82 and 76 are meshed with these gears 81 and 75, respectively. The rotating shafts of the gears 82 and 76 are connected by a spring 85 as a phase compensation connecting means. The spring 85 has a phase difference Δθ (= θ3-θ) between the phase θ3 of the steering mechanism 10 and the phase θ1 of the steering wheel 20.
The steering wheel 20 and the steering mechanism 10 are mechanically connected while allowing the variation of 1). The spring 85 applies a torque T = (θ3-
θ1) K (where K is a spring constant) is given to the steering wheel 20 side, thereby functioning to make the phase difference Δθ zero.
【００３４】たとえば、舵取り制御部５０は、ステアリ
ングホイール２０の操作量と舵取り機構１０による操向
輪Ｗの転舵量との比（ステアリングギア比）を、たとえ
ば、１以上２以下の範囲で車速に応じて可変設定する。
具体的には、たとえば、車速が１００km/hのときには、
ステアリングギア比を１対１として、ステアリングホイ
ール２０の操作量と操向輪Ｗの転舵量とを等しくし、車
速が０km/hのときには、ステアリングギア比を１対２と
して、ステアリングホイール２０の操作量の２倍の操向
を行うようにして、０km/hから１００km/hの車速におい
ては、１から２までのステアリングギア比を線形または
非線形に定める。したがって、ステアリングホイール２
０の回転角範囲を左右９０度ずつの範囲に制限するとす
れば、最大で約９０度の位相差Δθが生じる可能性があ
る。For example, the steering control unit 50 sets the ratio (steering gear ratio) between the amount of operation of the steering wheel 20 and the amount of steering of the steered wheels W by the steering mechanism 10 in a range of 1 or more and 2 or less, for example. Set variably according to.
Specifically, for example, when the vehicle speed is 100 km / h,
When the steering gear ratio is 1: 1, the amount of operation of the steering wheel 20 is equal to the amount of steering of the steered wheels W. When the vehicle speed is 0 km / h, the steering gear ratio is 1: 2, At a vehicle speed of 0 km / h to 100 km / h, the steering gear ratio from 1 to 2 is determined linearly or non-linearly so that the steering is performed twice as much as the operation amount. Therefore, the steering wheel 2
If the rotation angle range of 0 is limited to a range of 90 degrees each on the left and right sides, there is a possibility that a phase difference Δθ of about 90 degrees at maximum occurs.
【００３５】通常状態では、舵取り制御部５０は、クラ
ッチ７０を分離状態に制御しているが、電気的故障が発
生すると、舵取り制御部５０は、操舵モータ４０の駆動
制御を停止し、クラッチ７０を連結状態に制御する。こ
の際、舵取り制御部５０は、ばね８５の働きにより、位
相差Δθが零付近の値になるのに要する所定時間だけ待
機し、その後に、クラッチ７０を連結状態にする。これ
により、位相差Δθが補償された状態で、ステアリング
ホイール２０と舵取り機構１０とが、位相差Δθの変動
を禁止した状態で、機械的に連結されることになる。In the normal state, the steering control unit 50 controls the clutch 70 to be in the disengaged state. However, when an electrical failure occurs, the steering control unit 50 stops the drive control of the steering motor 40 and Is controlled to a connected state. At this time, the steering control unit 50 waits for a predetermined time required for the phase difference Δθ to reach a value close to zero by the action of the spring 85, and thereafter brings the clutch 70 into the connected state. As a result, the steering wheel 20 and the steering mechanism 10 are mechanically connected in a state where the phase difference Δθ is compensated and the fluctuation of the phase difference Δθ is prohibited.
【００３６】ドライバがステアリングホイール２０に操
舵トルクを加えている場合などには、位相差Δθを完全
に補償することができない場合がある。そこで、この実
施形態では、クラッチ７０が連結状態とされたときの位
相θ１およびθ３がそれぞれロータリエンコーダ３４お
よび転舵位置センサ１５によって検出され、この検出結
果に基づいて、位相差Δθの大きさと、そのずれの方向
とが、表示部９０において表示されるようになってい
る。表示部９０は、車両のインスツルメントパネルに設
けられることが好ましく、インスツルメントパネルに液
晶表示装置などのような可変表示装置が備えられている
場合には、これを利用して位相差Δθの表示を行うよう
にしてもよい。When the driver applies a steering torque to the steering wheel 20, the phase difference Δθ may not be completely compensated. Therefore, in this embodiment, the phases θ1 and θ3 when the clutch 70 is engaged are detected by the rotary encoder 34 and the steering position sensor 15, respectively, and based on the detection results, the magnitude of the phase difference Δθ, The direction of the shift is displayed on the display unit 90. The display unit 90 is preferably provided on an instrument panel of the vehicle. If the instrument panel is provided with a variable display device such as a liquid crystal display device, the display unit 90 utilizes this to provide a phase difference Δθ. May be displayed.
【００３７】なお、図３において二点鎖線で囲って示し
てあるように、反力アクチュエータ３０をシャフト７２
上に設ける代わりに、ステアリングホイール２０側のシ
ャフト７２にトルク伝達が可能な歯車７６に噛合するよ
うに設けられた歯車９５に、反力モータ９６から、クラ
ッチ９７を介して操舵反力が与えられるようになってい
てもよい。通常状態では、クラッチ９７は、連結状態に
あって、反力モータ９６は、ばね８５が発生するトルク
を打ち消しつつ、適切な反力をステアリングホイール２
０に与える。そして、電機的故障が発生すると、反力モ
ータ９６は駆動停止されるとともに、クラッチ９７は、
分離状態とされる。反力モータ９６およびクラッチ９７
のこれらの動作は、舵取り制御部５０が駆動回路９８，
９９を介してそれらを駆動制御することによって実現さ
れる。As shown in FIG. 3, the reaction force actuator 30 is
Instead of being provided above, a steering reaction force is applied from a reaction force motor 96 via a clutch 97 to a gear 95 provided to mesh with a gear 76 capable of transmitting torque to a shaft 72 on the steering wheel 20 side. It may be as follows. In the normal state, the clutch 97 is in the engaged state, and the reaction force motor 96 applies an appropriate reaction force to the steering wheel 2 while canceling out the torque generated by the spring 85.
Give to 0. When an electrical failure occurs, the reaction force motor 96 is stopped, and the clutch 97
It is in a separated state. Reaction force motor 96 and clutch 97
These operations are performed by the steering control unit 50 by the drive circuit 98,
It is realized by controlling them via 99.
【００３８】この構成によって、ステアリングホイール
２０と舵取り機構１０とが機械的に分離されている状況
下において、ばね８５から不所望なトルクがステアリン
グホイール２０に与えられることを防止でき、良好な操
舵フィーリングを実現できる。むろん、シャフト７２上
に設けられた反力アクチュエータ３０によっても、同様
の働きが可能である。With this configuration, it is possible to prevent an undesired torque from being applied to the steering wheel 20 from the spring 85 in a situation where the steering wheel 20 and the steering mechanism 10 are mechanically separated from each other. A ring can be realized. Needless to say, the same operation can be performed by the reaction force actuator 30 provided on the shaft 72.
【００３９】次に、この発明の第３の実施形態につい
て、上述の図１を参照して説明する。この実施形態で
は、図１において二点鎖線で示すように、舵取り制御部
５０には、後退スイッチ１００の出力が入力されてい
る。この後退スイッチ１００は、シフトレバーがＲレン
ジ（後退位置）にあるときに作動して検出信号を発生す
るものである。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the output of the reverse switch 100 is input to the steering control unit 50. The reverse switch 100 operates when the shift lever is in the R range (reverse position) to generate a detection signal.
【００４０】舵取り制御部５０は、前進時には、ステア
リングホイール２０の操作量に対する操向輪Ｗの転舵量
の比であるステアリングギア比を、車速に応じて、たと
えば、１．４〜５．５の範囲で変化させている。すなわ
ち、低速走行時にはステアリングギア比を大きく設定し
て、駐車時や停車時における操舵を軽減するとともに、
高速走行時には、ステアリングギア比を小さく設定し
て、操向輪Ｗの転舵量を抑え、安定した走行を可能とし
ている。When the vehicle is moving forward, the steering control unit 50 sets a steering gear ratio, which is a ratio of a steering amount of the steered wheels W to an operation amount of the steering wheel 20, in accordance with the vehicle speed, for example, from 1.4 to 5.5. Range. That is, at low speed traveling, the steering gear ratio is set large to reduce steering during parking or stopping,
During high-speed running, the steering gear ratio is set to a small value to suppress the amount of steering of the steered wheels W, thereby enabling stable running.
【００４１】舵取り制御部５０は、後退スイッチ１００
から、シフトレバーがＲレンジにあることを表す検出信
号が与えられると、ステアリングギア比を、前進時より
も大きなステアリングギア比に設定する。具体的には、
たとえば、前進時のステアリングギア比の最大値に近い
値に定めた定数Ｒと、車両特性関数ｆ(x)および車速関
数g(v)に基づいて、次式のようにステアリングギア比を
定める。ただし、ｘは車両の種類等を表し、ｖは、車速
を表す。The steering control unit 50 includes a reverse switch 100
Then, when a detection signal indicating that the shift lever is in the R range is given, the steering gear ratio is set to a larger steering gear ratio than when the vehicle is moving forward. In particular,
For example, based on a constant R determined to be close to the maximum value of the steering gear ratio during forward movement, the vehicle characteristic function f (x) and the vehicle speed function g (v), the steering gear ratio is determined as in the following equation. Here, x represents the type of vehicle and the like, and v represents the vehicle speed.
【００４２】 （後退時のステアリングギア比）＝Ｒ・ｆ(x)・g(v) こうして、後退時には、前進時よりも大きなステアリン
グギア比が設定されるから、後退時におけるステアリン
グホイール２０の操作量を少なくすることができ、操舵
フィーリングを向上できる。この実施形態は、むろん、
上述の第２の実施形態の構成にも適用可能である。ま
た、この実施形態は、ステアリングホイール２０と舵取
り機構１０との機械的連結手段（第１実施形態または第
２実施形態におけるクラッチ７０）を持たない車両用操
舵装置にも適用することが可能である。(Reverse steering gear ratio) = R · f (x) · g (v) Thus, when the vehicle is moving backward, a larger steering gear ratio is set than when the vehicle is moving forward. The amount can be reduced, and the steering feeling can be improved. This embodiment, of course,
It is also applicable to the configuration of the above-described second embodiment. This embodiment can also be applied to a vehicle steering system that does not have a mechanical connection unit (the clutch 70 in the first embodiment or the second embodiment) between the steering wheel 20 and the steering mechanism 10. .
【００４３】次に、上述の第１、第２および第３の実施
形態の改良に係る構成について説明する。図１および図
２に示すように、ステアリングホイール２０には、反力
アクチュエータ３０から、操舵に対する抵抗となる反力
が与えられる。この反力がなければ、ドライバは、ステ
アリングホイール２０を随意に操作できるのであるが、
ステアリングホイール２０が素早く操作されると、これ
に対して舵取り機構１０は追随することができず、応答
遅れが発生する。この応答遅れは、適切な反力をステア
リングホイール２０に与え、ステアリングホイール２０
の操作を制限することによって回避することができ、こ
れにより、操舵違和感を回避しているのが現状である。Next, a description will be given of a configuration according to an improvement of the first, second and third embodiments. As shown in FIGS. 1 and 2, a reaction force acting as a resistance to steering is applied to the steering wheel 20 from a reaction force actuator 30. Without this reaction force, the driver can operate the steering wheel 20 at will.
If the steering wheel 20 is operated quickly, the steering mechanism 10 cannot follow the steering wheel 20, and a response delay occurs. This response delay gives the steering wheel 20 an appropriate reaction force,
It is possible to avoid the problem by restricting the operation of the steering wheel, thereby avoiding a feeling of steering discomfort.
【００４４】しかし、舵取り機構１０の応答性は、操向
輪Ｗが路面から受ける抵抗（路面反力）に依存する。す
なわち、摩擦係数の低い路面を走行しているときには、
操舵モータ４０の負荷が小さいから、舵取り機構１０の
応答性が高くなり、摩擦係数の高い路面を走行している
ときには、操舵モータ４０の負荷が大きいので、舵取り
機構１０の応答性が低くなる。However, the responsiveness of the steering mechanism 10 depends on the resistance (road surface reaction force) that the steered wheels W receive from the road surface. That is, when traveling on a road surface with a low friction coefficient,
Since the load on the steering motor 40 is small, the responsiveness of the steering mechanism 10 is high. When the vehicle is traveling on a road surface having a high friction coefficient, the responsiveness of the steering mechanism 10 is low because the load on the steering motor 40 is large.
【００４５】したがって、路面の状態に関係なく反力ア
クチュエータ３０を駆動制御すれば、とくに摩擦係数の
高い路面から摩擦係数の低い路面へと進入したときに、
ドライバに違和感を与えることになる。そこで、この変
形例においては、路面摩擦係数μが演算され、この路面
摩擦係数μに応じて、反力アクチュエータ３０が駆動制
御される。具体的には、反力アクチュエータ３０の制御
値に次式の反力制御係数Ｃが乗じられる。Therefore, if the drive of the reaction force actuator 30 is controlled irrespective of the condition of the road surface, especially when the vehicle enters a road surface having a low friction coefficient from a road surface having a high friction coefficient,
It will make the driver feel uncomfortable. Therefore, in this modification, the road surface friction coefficient μ is calculated, and the driving of the reaction force actuator 30 is controlled in accordance with the road surface friction coefficient μ. Specifically, the control value of the reaction force actuator 30 is multiplied by a reaction force control coefficient C of the following equation.
【００４６】Ｃ＝Ｙ（μo／μ）・Ｆ（ｖ）・Ｇ（θ） ただし、Ｙは、μo／μ（μoは、基準値を表す定数また
は変数）の関数、Ｆは、車速ｖの関数、Ｇは、ロータリ
エンコーダ３４によって検出される操舵角θの関数であ
る。この反力制御係数Ｃを用いて反力アクチュエータ３
０を制御することにより、路面の摩擦係数が大きいとき
には、反力アクチュエータ３０は比較的大きなトルクを
発生し、路面の摩擦係数が小さいときには、反力アクチ
ュエータ３０は比較的小さなトルクを発生する。これに
より、舵取り機構１０の応答性に応じた適切な反力がス
テアリングホイール２０に与えられるから、路面の状態
によらずに、良好な操舵フィーリングが得られ、また、
路面の摩擦係数が変化した場合であっても、ドライバが
違和感を生じることはない。C = Y (μo / μ) · F (v) · G (θ) where Y is a function of μo / μ (μo is a constant or variable representing a reference value), and F is a function of vehicle speed v. The function G is a function of the steering angle θ detected by the rotary encoder 34. Using the reaction force control coefficient C, the reaction force actuator 3
By controlling 0, the reaction force actuator 30 generates a relatively large torque when the road surface friction coefficient is large, and the reaction force actuator 30 generates a relatively small torque when the road surface friction coefficient is small. As a result, an appropriate reaction force according to the response of the steering mechanism 10 is applied to the steering wheel 20, so that a good steering feeling can be obtained regardless of the road surface condition.
Even when the friction coefficient of the road surface changes, the driver does not feel uncomfortable.
【００４７】路面の摩擦係数は、たとえば、車輪速セン
サから取得される車輪の回転情報、タイヤの横滑り角や
車速偏差などの車両の情報、操舵モータ４０の負荷の大
小（路面反力に相当）の情報などから、演算により求め
ることができる。このようにして求められた路面摩擦係
数は、たとえば、車両のインスツルメントパネルなどに
インジケータを設けるなどして、ドライバに報知するこ
とが好ましい。The road surface friction coefficient is obtained by, for example, wheel rotation information acquired from a wheel speed sensor, vehicle information such as tire slip angle and vehicle speed deviation, and the magnitude of the load on the steering motor 40 (corresponding to the road surface reaction force). Can be obtained by calculation from the above information. It is preferable to notify the driver of the road surface friction coefficient thus obtained, for example, by providing an indicator on an instrument panel or the like of the vehicle.
【００４８】以上、この発明の３つの実施形態について
説明し、さらにその改良例について説明したが、この発
明は、さらに他の形態で実施することも可能である。た
とえば、上述の第１の実施形態と第２の実施形態の特徴
を組み合わせてもよい。すなわち、図３の構成におい
て、直進走行状態においては、クラッチ７０を連結状態
としてステアリングホイール２０と舵取り機構１０とを
機械的に連結させ、さらに、電気的故障が発生したとき
には、ばね８５によって位相差を解消または低減した後
に、クラッチ７０を連結状態とするようにしてもよい。As described above, the three embodiments of the present invention have been described, and further improved examples have been described. However, the present invention can be embodied in other forms. For example, the features of the first and second embodiments described above may be combined. That is, in the configuration shown in FIG. 3, in the straight running state, the clutch 70 is connected to mechanically connect the steering wheel 20 and the steering mechanism 10. Further, when an electrical failure occurs, the phase difference is May be made to be in a connected state after eliminating or reducing.
【００４９】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
【図１】この発明の第１の実施形態に係る車両用操舵装
置の構成を示す図解図である。FIG. 1 is an illustrative view showing a configuration of a vehicle steering system according to a first embodiment of the present invention;
【図２】ステアリングホイールと舵取り機構とを機械的
に分離／結合するクラッチの制御を説明するためのフロ
ーチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating control of a clutch that mechanically separates / couples a steering wheel and a steering mechanism.
【図３】この発明の第２の実施形態に係る車両用操舵装
置の構成を示す図解図である。FIG. 3 is an illustrative view showing a configuration of a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention;
１０ 舵取り機構 １５ 転舵位置センサ ２０ ステアリングホイール ３０ 反力アクチュエータ ３３ トルクセンサ ３４ ロータリエンコーダ ４０ 操舵モータ ４１ ロータリエンコーダ ５０ 舵取り制御部 ６０ 車速センサ ７０ クラッチ ７３ ピニオンギア ８５ ばね ９０ 表示部 Reference Signs List 10 steering mechanism 15 steering position sensor 20 steering wheel 30 reaction force actuator 33 torque sensor 34 rotary encoder 40 steering motor 41 rotary encoder 50 steering control unit 60 vehicle speed sensor 70 clutch 73 pinion gear 85 spring 90 display unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 113:00 119:00 137:00 Ｆターム(参考） 3D030 DC27 DC29 DC40 3D032 CC08 CC12 CC32 DA03 DA04 DA15 DA24 DA63 DA82 DA95 DB07 DB20 DC09 EA01 EB05 EB12 EC29 EC31 EC40 GG01 3D033 CA01 CA03 CA11 CA13 CA16 CA17 CA18 CA20 CA21 CA31 DC01 DC03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) B62D 113: 00 119: 00 137: 00 F term (Reference) 3D030 DC27 DC29 DC40 3D032 CC08 CC12 CC32 DA03 DA04 DA15 DA24 DA63 DA82 DA95 DB07 DB20 DC09 EA01 EB05 EB12 EC29 EC31 EC40 GG01 3D033 CA01 CA03 CA11 CA13 CA16 CA17 CA18 CA20 CA21 CA31 DC01 DC03
Claims (3)
ラッチ機構と、 操作手段の操作に基づいて舵取り機構を駆動するための
駆動力を発生する操舵アクチュエータと、 車両直進時においては、上記クラッチ機構を連結状態と
して上記操作手段と舵取り機構とを機械的に連結させる
クラッチ制御手段とを含むことを特徴とする車両用操舵
装置。An operating means for steering a vehicle, a steering mechanism for turning a steered wheel, a clutch mechanism capable of mechanically connecting / disconnecting the operating means and the steering mechanism, and an operating means A steering actuator for generating a driving force for driving the steering mechanism based on the operation of the clutch; and a clutch control means for mechanically connecting the operating means and the steering mechanism with the clutch mechanism in a connected state when the vehicle is going straight. And a steering device for a vehicle.
ラッチ機構と、 操作手段の操作に基づいて舵取り機構を駆動するための
駆動力を発生する操舵アクチュエータと、 操作手段の操作位相と舵取り機構による操向輪の転舵位
相との位相差に応じて、この位相差を打ち消すためのト
ルクを操作手段に与えるとともに、操作手段と舵取り機
構とを両者の位相差の変動を許容した状態で機械的に連
結する位相補償連結手段と、 電気的故障発生時に、上記操舵アクチュエータの駆動を
停止するとともに、上記位相補償連結手段の働きによっ
て上記位相差が許容値にまで減少するように定められた
所定のタイミングで、上記クラッチ機構を連結状態とし
て上記操作手段と舵取り機構とを機械的に連結させるク
ラッチ制御手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装
置。2. An operating means for steering a vehicle, a steering mechanism for turning a steered wheel, a clutch mechanism capable of mechanically connecting / disconnecting the operating means and the steering mechanism, and an operating means A steering actuator that generates a driving force for driving the steering mechanism based on the operation of the steering wheel, and cancels this phase difference according to the phase difference between the operation phase of the operating means and the steering phase of the steered wheels by the steering mechanism. And a phase compensating connecting means for mechanically connecting the operating means and the steering mechanism while allowing a change in the phase difference between them, and driving the steering actuator when an electrical failure occurs. And the clutch mechanism is brought into the connected state at a predetermined timing determined so that the phase difference is reduced to the allowable value by the operation of the phase compensation connecting means. Vehicle steering apparatus characterized by comprising a clutch controller means for mechanically connecting the operation means and the steering mechanism.
を転舵させるための舵取り機構と、 操作手段の操作に基づいて舵取り機構を駆動するための
駆動力を発生する操舵アクチュエータと、 操作手段の操作量に対する操向輪の転舵量の比であるス
テアリングギア比を可変設定し、この設定されたステア
リングギア比に基づいて舵取り機構を駆動制御するとと
もに、車両が後退するときには、車両が前進するときよ
りも大きなステアリングギア比を設定して上記舵取り機
構を駆動制御する舵取り制御手段とを含むことを特徴と
する車両用操舵装置。3. An operating means for steering a vehicle, a steering mechanism mechanically separated from the operating means for steering a steered wheel, and a steering mechanism based on an operation of the operating means. And a steering gear ratio, which is a ratio of a steering amount of the steered wheels to an operation amount of the operation means, and variably sets a steering gear based on the set steering gear ratio. Steering control means for controlling the driving of the mechanism and setting a larger steering gear ratio when the vehicle moves backward than when the vehicle moves forward to drive and control the steering mechanism. .
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