JP2003127884A - Vehicular steering apparatus - Google Patents

Vehicular steering apparatus

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JP2003127884A
JP2003127884A JP2001327842A JP2001327842A JP2003127884A JP 2003127884 A JP2003127884 A JP 2003127884A JP 2001327842 A JP2001327842 A JP 2001327842A JP 2001327842 A JP2001327842 A JP 2001327842A JP 2003127884 A JP2003127884 A JP 2003127884A
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JP
Japan
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steering
steering angle
vehicle
control command
command value
Prior art date
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Application number
JP2001327842A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Nishizaki
勝利 西崎
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular steering apparatus with a steering actuator having higher responsiveness for achieving both improved turning performance and straight moving performance of a vehicle. SOLUTION: The movement of the steering actuator 2 is transmitted to wheels 4 in such a manner as to produce a change in steering angle. The steering actuator 2 can be controlled by a control system in such a manner that the ratio of the control input of an operating member 1 to the steering amount of each of the wheels 4 is changed. The control system stores predetermined straight moving keeping conditions corresponding to the operation of the operating member 1 for keeping the vehicle in a straight moving condition and determines whether the straight moving keeping conditions are satisfied or not. A control command value for the steering actuator 2 with the straight moving keeping conditions being satisfied is such that an additional control command value computed corresponding to the target steering angle thereof is added to a control command value with the conditions being not satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵用アクチュエ
ータを制御することで、舵角を変化させると共に操作部
材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることがで
きる車両の操舵装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system capable of changing a steering angle and a ratio between an operation amount of an operation member and a turning amount of a wheel by controlling a steering actuator. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】操作部材と、操舵用アクチュエータと、
その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるよ
うに車輪に伝達する機構と、その操作部材の操作量と車
輪の転舵量との比が変化するように操舵用アクチュエー
タを制御可能な制御系とを備える車両の操舵装置が提案
されている。そのような操舵装置として、操作部材を車
輪に機械的に連結するものと連結しないものとがある。
操作部材を車輪に機械的に連結する場合、ステアリング
ホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出力シャ
フトに遊星ギヤ機構を介して伝達し、その伝達に際して
遊星ギヤ機構を構成するリングギヤを駆動する操舵用ア
クチュエータを制御することで操作量と転舵量との比を
変更している。また、操作部材を車輪に機械的に連結し
ない場合、操舵用アクチュエータの動きを舵角が変化す
るように車輪に伝達する際に、その操舵用アクチュエー
タを制御することで操作量と転舵量との比を変更してい
る。
2. Description of the Related Art An operating member, a steering actuator,
A mechanism that transmits the movement of the steering actuator to the wheels so as to change the steering angle, and a control system that can control the steering actuator so that the ratio between the operation amount of the operation member and the steering amount of the wheels changes. There has been proposed a vehicle steering system including: Such steering devices include those that mechanically connect the operating member to the wheels and those that do not.
When mechanically connecting an operating member to a wheel, steering that transmits the rotation of the input shaft according to the operation of the steering wheel to the output shaft via the planetary gear mechanism, and drives the ring gear that constitutes the planetary gear mechanism during the transmission. The ratio between the operation amount and the steering amount is changed by controlling the actuator for use. Further, when the operation member is not mechanically connected to the wheel, when the movement of the steering actuator is transmitted to the wheel so that the steering angle changes, the steering actuator is controlled to control the operation amount and the steering amount. The ratio of has been changed.

【0003】上記のような車両の操舵装置においては、
操作部材の操作に対する操舵用アクチュエータの応答性
を高くすることで車両の旋回性能を向上することが要望
されている。その一方で、自動車においては直進走行時
における車両挙動を安定化することで直進性を向上する
ことが要望されている。そのため、従来の車両の操舵装
置においては、操作部材の操作量に対する車輪の転舵量
の比を低車速では大きくすることで旋回性能を向上し、
高車速では小さくすることで走行安定性を向上すること
が図られている。
In the vehicle steering system as described above,
It is desired to improve the turning performance of the vehicle by increasing the response of the steering actuator to the operation of the operation member. On the other hand, in automobiles, it is desired to improve the straightness by stabilizing the behavior of the vehicle when traveling straight ahead. Therefore, in the conventional vehicle steering system, the turning performance is improved by increasing the ratio of the turning amount of the wheels to the operation amount of the operating member at a low vehicle speed,
At high vehicle speeds, the driving stability is improved by reducing the speed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】自動車においては低車
速でも直進する場合は車両挙動が安定することが要望さ
れる。しかし、従来のように操作部材の操作量に対する
車輪の転舵量の比を車速のみに応じて変化させていたの
では、低車速での直進性の向上と旋回性能の向上とは相
反する要望となり、両立させるのが困難であった。例え
ば、舵角中点からの舵角変化を打ち消す与圧の付与によ
り車輪を直進位置に復帰させる機構を設け、直進性を向
上することが考えられるが、そのような与圧は操舵用ア
クチュエータの応答性を低下させるため、旋回性能を向
上することができない。また、そのような与圧付与機構
を設けると製造コストが増大する。そこで、車両挙動の
変化を打ち消すようにブレーキ装置を制御することで車
両の直進性を向上する技術を、操舵装置と組み合わせる
ことが考えられるが、操舵装置単独で車両の直進性と旋
回性能の双方を向上することはできないため、構成が複
雑になるという問題がある。本発明は、上記問題を解決
することのできる車両の操舵装置を提供することを目的
とする。
In the case of an automobile, it is desired that the vehicle behavior is stable even when traveling straight at a low vehicle speed. However, since the ratio of the turning amount of the wheel to the operation amount of the operating member is changed only in accordance with the vehicle speed as in the conventional case, there is a contradictory need for improvement in straightness at low vehicle speed and improvement in turning performance. And it was difficult to make them compatible. For example, it is conceivable to provide a mechanism for returning the wheels to the straight-ahead position by applying a pressurizing force for canceling the change in the steering angle from the midpoint of the rudder angle to improve the straight traveling property. Since the responsiveness is lowered, the turning performance cannot be improved. Further, if such a pressurizing mechanism is provided, the manufacturing cost increases. Therefore, it is conceivable to combine the technique of improving the straightness of the vehicle by controlling the brake device so as to cancel the change in the vehicle behavior with the steering device. However, there is a problem that the configuration becomes complicated. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system that can solve the above problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の車両の操舵装置
は、操作部材と、操舵用アクチュエータと、その操舵用
アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に
伝達する機構と、その操作部材の操作量と車輪の転舵量
との比が変化するように操舵用アクチュエータを制御可
能な制御系とを備え、その制御系は、車両の目標舵角を
少なくとも操作部材の操作量に応じて演算する手段と、
その目標舵角に応じて操舵用アクチュエータの制御指令
値を演算する手段と、車両の直進状態を維持するための
操作部材の操作に応じて予め定められた直進維持条件を
記憶する手段と、その直進維持条件を充足するか否かを
判定する手段とを有し、その直進維持条件を充足する時
の制御指令値は、充足しない時の制御指令値に、その目
標舵角に応じて演算された追加制御指令値が加算された
値とされていることを特徴とする。本発明の構成によれ
ば、車両の直進状態を維持するための操作部材の操作が
行われることで直進維持条件が充足されている場合は、
充足されていない場合の制御指令値に目標舵角に応じて
演算された追加制御指令値が加算されているので、直進
状態を維持するための操作方向への舵角変化を増加させ
ることができる。これにより、操舵用アクチュエータの
応答性を低下させることなく車両の直進性を向上するこ
とができる。
SUMMARY OF THE INVENTION A vehicle steering system according to the present invention comprises an operating member, a steering actuator, a mechanism for transmitting the movement of the steering actuator to a wheel so as to change the steering angle, and its operation. A control system capable of controlling the steering actuator so that the ratio between the operation amount of the member and the turning amount of the wheel changes is provided, and the control system determines the target steering angle of the vehicle according to at least the operation amount of the operation member. Means to calculate
A means for calculating a control command value of the steering actuator according to the target steering angle, a means for storing a predetermined straight-ahead maintaining condition according to the operation of the operation member for maintaining the straight-ahead state of the vehicle, and It has means for determining whether or not the straight traveling maintenance condition is satisfied, and the control command value when the straight traveling maintenance condition is satisfied is calculated according to the target steering angle to the control command value when the straight traveling maintenance condition is not satisfied. The additional control command value is added. According to the configuration of the present invention, when the straight traveling maintaining condition is satisfied by operating the operation member for maintaining the straight traveling state of the vehicle,
Since the additional control command value calculated according to the target steering angle is added to the control command value when not satisfied, it is possible to increase the steering angle change in the operation direction for maintaining the straight traveling state. . As a result, the straightness of the vehicle can be improved without deteriorating the response of the steering actuator.

【0006】その直進維持条件は、その目標舵角の舵角
中点からの大きさが設定値以下であって、且つ、その目
標舵角の変化速度の大きさが設定値以下である時に充足
されるように定められているのが好ましい。直進状態を
維持しようとする時、ドライバーによる操作部材の直進
位置からの操作量は少なくなり、また、操作部材の操作
速度も小さくなる。この構成によれば、操作部材の直進
位置からの操作量に応じた目標舵角の舵角中点からの大
きさが設定値以下であって、且つ、操作部材の操作速度
に対応する目標舵角の変化速度の大きさが設定値以下で
ある時に直進維持条件が充足される。よって、直進維持
条件の充足により、車両を直進させようとするドライバ
ーの意図を反映することができる。
The straight-ahead maintaining condition is satisfied when the magnitude of the target rudder angle from the midpoint of the rudder angle is less than or equal to a set value and the magnitude of the change speed of the target rudder angle is less than or equal to the set value. Preferably, it is defined as follows. When attempting to maintain the straight traveling state, the amount of operation of the operating member by the driver from the straight traveling position decreases, and the operating speed of the operating member also decreases. According to this configuration, the target steering angle corresponding to the operation speed of the operating member is equal to or smaller than the set value of the target steering angle from the steering angle midpoint according to the operation amount of the operating member from the straight-ahead position. The straight-ahead maintenance condition is satisfied when the magnitude of the change speed of the angle is equal to or smaller than the set value. Therefore, by satisfying the straight-ahead maintenance condition, it is possible to reflect the driver's intention to move the vehicle straight.

【0007】その追加制御指令値は、その目標舵角の舵
角中点からの偏差に比例するのが好ましい。あるいは、
その追加制御指令値は、その目標舵角の舵角中点からの
偏差の時間積分値に比例するのが好ましい。これによ
り、直進維持条件の充足時に操舵用アクチュエータのフ
ィードフォワード制御により車両の直進性の向上を図る
ことができる。
The additional control command value is preferably proportional to the deviation of the target steering angle from the midpoint of the steering angle. Alternatively,
The additional control command value is preferably proportional to the time integral value of the deviation of the target steering angle from the steering angle midpoint. As a result, the straightness of the vehicle can be improved by the feedforward control of the steering actuator when the straight-ahead maintenance condition is satisfied.

【0008】その追加制御指令値は、その目標舵角の実
際の舵角に対する偏差に比例するのが好ましい。あるい
は、その追加制御指令値は、その目標舵角の実際の舵角
に対する偏差の時間積分値に比例するのが好ましい。こ
れにより、直進維持条件の充足時に操舵用アクチュエー
タのフィードバック制御により車両の直進性の向上を図
ることができる。
The additional control command value is preferably proportional to the deviation of the target steering angle from the actual steering angle. Alternatively, the additional control command value is preferably proportional to the time integral value of the deviation of the target steering angle from the actual steering angle. As a result, the straightness of the vehicle can be improved by the feedback control of the steering actuator when the straight-ahead maintenance condition is satisfied.

【0009】その制御指令値は、操舵用アクチュエータ
の不感帯を打ち消すオフセット値が加算された値とされ
ているのが好ましい。これにより、操舵用アクチュエー
タの制御量を確実に増大させて車両の直進性を向上する
ことができる。
The control command value is preferably a value to which an offset value for canceling the dead zone of the steering actuator is added. As a result, the control amount of the steering actuator can be reliably increased and the straightness of the vehicle can be improved.

【0010】その直進維持条件は、車速が設定値未満で
は充足されないのが好ましい。低車速においては、操作
部材の操作に対する操舵用アクチュエータの制御量の大
小は直進性にそれほど大きく影響しないことから、車速
が設定値未満では直進維持条件が充足されないようにす
ることで、その制御量が不必要に大きくなることがなく
操舵用アクチュエータの負荷を低減できる。
It is preferable that the straight traveling maintenance condition is not satisfied when the vehicle speed is less than a set value. At low vehicle speeds, the amount of control of the steering actuator with respect to the operation of the operating member does not greatly affect straightness, so if the vehicle speed is less than the set value, the straight ahead maintaining condition is not satisfied, and the control amount is reduced. The load on the steering actuator can be reduced without unnecessarily increasing.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1〜図4を参照して本発明の第
1実施形態を説明する。図1に示す車両の操舵装置は、
ステアリングホイールを模した操作部材1と、その操作
部材1の回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエ
ータ2と、その操舵用アクチュエータ2の動きを、その
操作部材1を前部左右車輪4に機械的に連結することな
く、舵角変化が生じるように前部左右車輪4に伝達する
機構としてステアリングギヤ3とを備える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The vehicle steering system shown in FIG.
The operation member 1 imitating a steering wheel, the steering actuator 2 driven in response to the rotational operation of the operation member 1, and the movement of the steering actuator 2 are transferred to the front left and right wheels 4 by the operation member 1. The steering gear 3 is provided as a mechanism for transmitting the steering angle change to the front left and right wheels 4 without being mechanically coupled.

【0012】その操舵用アクチュエータ2は、例えば公
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ3は、その操舵用アクチュエ
ータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
7の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動
変換機構により構成されている。そのステアリングロッ
ド7の動きがタイロッド8とナックルアーム9を介して
車輪4に伝達され、車輪4のトー角が変化する。そのス
テアリングギヤ3は、公知のものを用いることができ、
操舵用アクチュエータ2の動きを舵角が変化するように
前部左右車輪4に伝達できれば構成は限定されない。な
お、操舵用アクチュエータ2が駆動されていない状態で
は、前部左右車輪4はセルフアライニングトルクにより
直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが
設定されている。
The steering actuator 2 can be composed of an electric motor such as a known brushless motor. The steering gear 3 is composed of a motion conversion mechanism such as a ball screw mechanism that converts the rotational motion of the output shaft of the steering actuator 2 into the linear motion of the steering rod 7. The movement of the steering rod 7 is transmitted to the wheel 4 via the tie rod 8 and the knuckle arm 9, and the toe angle of the wheel 4 changes. The steering gear 3 may be a known one,
The structure is not limited as long as the movement of the steering actuator 2 can be transmitted to the front left and right wheels 4 so that the steering angle changes. The wheel alignment is set so that the front left and right wheels 4 can be returned to the straight-ahead position by the self-aligning torque when the steering actuator 2 is not driven.

【0013】その操作部材1は、車体側により回転可能
に支持される回転シャフト10に連結されている。その
操作部材1を直進操舵位置に復帰させる方向の弾力を付
与する弾性部材30が設けられている。この弾性部材3
0は、例えば回転シャフト10に弾力を付与するバネに
より構成できる。
The operating member 1 is connected to a rotary shaft 10 which is rotatably supported by the vehicle body. An elastic member 30 is provided that imparts elastic force in the direction of returning the operating member 1 to the straight-ahead steering position. This elastic member 3
Zero can be configured by, for example, a spring that imparts elasticity to the rotary shaft 10.

【0014】その操作部材1の操作量として、操作部材
1の直進位置からの回転角度δhを検出する角度センサ
11が設けられている。車両の舵角δを検出する手段と
して舵角センサ13が設けられ、本実施形態では、その
舵角δに対応するステアリングロッド7の作動量を検出
するポテンショメータにより構成されている。その舵角
δが車輪4の転舵により生じる実際の車両挙動の指標と
なる挙動指標値となる。車速Vを検出する速度センサ1
4が設けられている。その角度センサ11、舵角センサ
13、速度センサ14は、コンピュータにより構成され
る制御装置20に接続されている。その制御装置20は
駆動回路22を介して上記操舵用アクチュエータ2を制
御する。
An angle sensor 11 for detecting the rotation angle δh of the operating member 1 from the straight-ahead position is provided as the operation amount of the operating member 1. A steering angle sensor 13 is provided as means for detecting the steering angle δ of the vehicle, and in the present embodiment, the steering angle sensor 13 is configured by a potentiometer that detects the operation amount of the steering rod 7 corresponding to the steering angle δ. The steering angle δ becomes a behavior index value that is an index of the actual vehicle behavior caused by the turning of the wheels 4. Speed sensor 1 for detecting vehicle speed V
4 are provided. The angle sensor 11, the rudder angle sensor 13, and the speed sensor 14 are connected to a control device 20 including a computer. The control device 20 controls the steering actuator 2 via a drive circuit 22.

【0015】図2は制御装置20により構成される制御
系を示すブロック線図であり、Ckは操作部材1の回転
角度δhに対する目標舵角δ* の調節部である。この調
節部CkにおけるゲインをKδ(V)として、制御装置
20は予め定められて記憶されたδ* =Kδ(V)・δ
hの関係と、角度センサ11により検出した回転角度δ
hとから目標舵角δ* を演算する。本実施形態では、そ
の目標舵角δ* が操作部材1の操作量である回転角度δ
hに応じた目標挙動指標値とされている。そのゲインK
δ(V)は車速Vの関数とされ、例えば図3に示すよう
に車速Vが増大する程に減少するものとされ、このゲイ
ンKδ(V)と車速Vの関係は制御装置20に記憶され
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system constituted by the control device 20, and Ck is an adjusting portion of the target steering angle δ * with respect to the rotation angle δh of the operating member 1. The gain of the adjusting unit Ck is set to Kδ (V), and the control device 20 stores δ * = Kδ (V) · δ stored in advance.
The relationship between h and the rotation angle δ detected by the angle sensor 11.
The target steering angle δ * is calculated from h and. In the present embodiment, the target steering angle δ * is the rotation angle δ that is the operation amount of the operation member 1.
It is a target behavior index value corresponding to h. That gain K
δ (V) is a function of the vehicle speed V, and decreases as the vehicle speed V increases as shown in FIG. 3, for example, and the relationship between the gain Kδ (V) and the vehicle speed V is stored in the control device 20. It

【0016】その目標舵角δ* に応じて操舵用アクチュ
エータ2の制御指令値が制御装置20により演算され
る。すなわち、CFFは、目標舵角δ* に対するフィード
フォワード補償値ia* の調節部であり、制御系におけ
るフィードフォワード補償要素を構成する。この調節部
FFにおける伝達関数をGaとして、制御装置20は、
予め定めて記憶したia* =Ga・δ* の関係と演算し
た目標舵角δ* とからフィードフォワード補償値ia*
を演算する。その調節部CFFは例えば比例積分(PI)
制御要素とされ、この場合の伝達関数Gaは、Kaをゲ
イン、Taを時定数、sをラプラス演算子としてGa=
Ka・〔1+1/(Ta・s)〕とされ、制御装置20
に記憶される。そのゲインKaと時定数Taは最適な制
御を行えるように適宜設定される。
The control device 20 calculates a control command value for the steering actuator 2 according to the target steering angle δ * . That is, C FF is an adjusting unit of the feedforward compensation value ia * with respect to the target steering angle δ * , and constitutes a feedforward compensation element in the control system. Assuming that the transfer function in the adjusting unit C FF is Ga, the control device 20
The feedforward compensation value ia * is calculated from the relationship of ia * = Ga · δ * stored in advance and the calculated target steering angle δ * .
Is calculated. The adjusting unit C FF is, for example, proportional integral (PI).
The transfer function Ga in this case is a control element, and Ga is a gain, Ta is a time constant, and s is a Laplace operator.
Ka · [1 + 1 / (Ta · s)], and the controller 20
Memorized in. The gain Ka and the time constant Ta are appropriately set so that optimum control can be performed.

【0017】CFBは、目標舵角δ* と舵角センサ13に
より検出される舵角δとの偏差(δ*−δ)に対するフ
ィードバック補償値ib* の調節部であり、制御系にお
けるフィードバック補償要素を構成する。この調節部C
FBにおける伝達関数をGbとして、制御装置20は、予
め定めて記憶したib* =Gb・(δ* −δ)の関係と
演算した目標舵角δ* と舵角センサ13により検出され
る舵角δとからフィードバック補償値ib* を演算す
る。その調節部CFBは例えば比例積分(PI)制御要素
とされ、この場合の伝達関数Gbは、Kbをゲイン、T
bを時定数、sをラプラス演算子としてGb=Kb・
〔1+1/(Tb・s)〕とされ、制御装置20に記憶
される。そのゲインKbと時定数Tbは最適な制御を行
えるように適宜設定される。
C FB is an adjusting unit of the feedback compensation value ib * with respect to the deviation (δ * -δ) between the target steering angle δ * and the steering angle δ detected by the steering angle sensor 13, and the feedback compensation in the control system. Configure elements. This adjusting part C
Assuming that the transfer function in FB is Gb, the control device 20 controls the steering angle detected by the steering angle sensor 13 and the target steering angle δ * calculated with the relationship of ib * = Gb · (δ * −δ) stored in advance. The feedback compensation value ib * is calculated from δ. The adjusting unit C FB is, for example, a proportional-integral (PI) control element, and the transfer function Gb in this case is obtained by using Kb as a gain, T
Letting b be the time constant and s be the Laplace operator, Gb = Kb.
[1 + 1 / (Tb · s)], which is stored in the control device 20. The gain Kb and the time constant Tb are set appropriately so that optimum control can be performed.

【0018】その制御装置20は、車両の直進状態を維
持するための操作部材1の操作に応じて予め定められた
直進維持条件を記憶する。本実施形態では、その記憶さ
れる直進維持条件は、車速Vが設定値α(例えば15k
m/h)以上であって、且つ、目標舵角δ* の舵角中点
からの大きさが設定値β(例えば1度)以下であって、
且つ、その目標舵角δ* の変化速度の大きさが設定値ε
(例えば1制御周期における目標舵角の変化量の大きさ
が0.2度となる変化速度の大きさ)以下である時に充
足されるように定められている。すなわち、直進維持条
件は車速が設定値未満では充足されない。その制御装置
20により構成される制御系は、その直進維持条件を充
足するか否かを判定する判定部35を有する。
The control device 20 stores a straight-ahead maintaining condition predetermined according to the operation of the operating member 1 for maintaining the straight-ahead state of the vehicle. In the present embodiment, the stored straight traveling maintenance condition is that the vehicle speed V is a set value α (for example, 15 k).
m / h) or more, and the magnitude of the target rudder angle δ * from the midpoint of the rudder angle is less than or equal to a set value β (for example, 1 degree),
Moreover, the magnitude of the change speed of the target rudder angle δ * is set to ε.
It is set to be satisfied when the amount of change in the target steering angle in one control cycle is equal to or less than the change speed of 0.2 degrees. That is, the straight traveling maintenance condition is not satisfied when the vehicle speed is less than the set value. The control system configured by the control device 20 includes a determination unit 35 that determines whether or not the straight traveling maintenance condition is satisfied.

【0019】その直進維持条件を充足する時は充足しな
い時よりも、操作部材1の一定操作量に対する操作方向
への舵角変化が増加するように、制御装置20により操
舵用アクチュエータ2が制御される。本実施形態では、
上記制御系は目標舵角δ* の舵角中点からの偏差(δ*
−0)に対する追加制御指令値E2* の調節部Ceを有
する。この調節部Ceは比例制御要素とされ、ゲインを
K1として、制御装置20は予め定められて記憶された
E2* =K1・δ* の関係と、演算した目標舵角δ*
から追加制御指令値E2* を演算する。そのゲインK1
は最適な制御を行えるように適宜設定され、本実施形態
では最小単位ゲインとされ、このゲインK1は制御装置
20に記憶される。これにより、追加制御指令値E2*
は目標舵角δ* の舵角中点からの偏差に比例するものと
されている。直進維持条件を充足しない時、上記フィー
ドフォワード補償値ia* とフィードバック補償値ib
* との和E1* が、操舵用アクチュエータ2の目標駆動
電流Im* に対応する制御指令値とされる。直進維持条
件を充足する時、充足しない時の制御指令値E1* に、
判定部35からの信号により閉じるスイッチ36を介し
て追加制御指令値E2 * が加算され、その和(E1*
E2* )が操舵用アクチュエータ2の目標駆動電流Im
* に対応する制御指令値とされる。その第2の制御指令
値E2* の大きさは第1の制御指令値E1* の大きさよ
りも小さくされ、通常はE2* /E1*の大きさが1/
5〜1/10程度になるように設定すればよい。
When the straight-ahead maintenance condition is satisfied, it must not be satisfied.
Operation direction for a constant operation amount of the operation member 1 than when
The controller 20 controls the steering angle so that the change in the steering angle is increased.
The rudder actuator 2 is controlled. In this embodiment,
The above control system uses the target steering angle δ* Deviation from the midpoint of the steering angle (δ* 
−0) additional control command value E2* With the adjustment unit Ce
To do. This adjusting unit Ce is a proportional control element, and the gain is
As K1, the control device 20 is predetermined and stored.
E2* = K1 · δ* And the calculated target steering angle δ* When
To additional control command value E2* Is calculated. That gain K1
Is set as appropriate so that optimum control can be performed.
Is the minimum unit gain, and this gain K1 is the control device.
Stored in 20. As a result, the additional control command value E2* 
Is the target steering angle δ* Is proportional to the deviation from the steering angle midpoint of
Has been done. When the straight running maintenance conditions are not satisfied, the above fee
Deforward compensation value ia* And feedback compensation value ib
* Sum of E1* Is the target drive of the steering actuator 2.
Current Im* Is set as the control command value corresponding to. Straight ahead maintenance article
Control command value E1 when conditions are satisfied or not satisfied* To
Via a switch 36 that is closed by a signal from the determination unit 35
Additional control command value E2 * Is added and the sum (E1* +
E2* ) Is the target drive current Im of the steering actuator 2
* Is set as the control command value corresponding to. The second control command
Value E2* Is the first control command value E1* Is the size of
Made smaller, usually E2* / E1*Is 1 /
It may be set to be about 5 to 1/10.

【0020】その目標駆動電流Im* に対応する制御指
令値に従って駆動回路22が操舵用アクチュエータ2を
例えばPWM波により駆動することで、目標舵角δ*
舵角δとの偏差をなくすように操舵用アクチュエータ2
が制御装置20により制御される。また、上記ゲインK
δ(V)は車速Vの関数とされていることから、操作部
材1の操作量である回転角度δhと車輪4の転舵量との
比が車速Vに応じて変化するように操舵用アクチュエー
タ2を制御できる。
The drive circuit 22 drives the steering actuator 2 by, for example, a PWM wave in accordance with the control command value corresponding to the target drive current Im * so that the deviation between the target steering angle δ * and the steering angle δ is eliminated. Steering actuator 2
Are controlled by the controller 20. Also, the gain K
Since δ (V) is a function of the vehicle speed V, the steering actuator is arranged so that the ratio of the rotation angle δh, which is the operation amount of the operating member 1, and the turning amount of the wheels 4 changes according to the vehicle speed V. 2 can be controlled.

【0021】図4のフローチャートを参照して制御装置
20による操舵用アクチュエータ2の制御手順を説明す
る。まず、各センサによる検出値を読み込む(ステップ
S1)。次に、検出車速Vに対応するゲインKδ(V)
を求め(ステップS2)、その求めたゲインKδ(V)
と操作部材1の検出回転角度δhから目標舵角δ* を演
算し(ステップS3)、その求めた目標舵角δ* に対す
るフィードフォワード補償値ia* を伝達関数Gaを用
いて演算し(ステップS4)、また、その求めた目標舵
角δ* と検出舵角δとの偏差に対するフィードバック補
償値ib* を伝達関数Gbを用いて演算し(ステップS
5)、そのフィードフォワード補償値ia* とフィード
バック補償値ib* との和E1* を求める(ステップS
6)。次に、検出車速Vが上記設定値α以上であって、
且つ、目標舵角δ* の舵角中点からの大きさが上記設定
値β以下であって、且つ、その目標舵角δ* の変化速度
の大きさが上記設定値ε以下であるか否かにより、直進
維持条件を充足するか否かを判断する(ステップS
7)。ステップS7において直進維持条件を充足してい
なければ、ステップS6で求めたE1* を制御指令値に
対応する目標駆動電流Im* とする(ステップS8)。
ステップS7において直進維持条件を充足していれば、
目標舵角δ* とゲインK1とから追加制御指令値E2*
を演算し(ステップS9)、その追加制御指令値E2*
をステップS6で求めたE1* に加算した値(E1*
E2* )を制御指令値に対応する目標駆動電流Im*
する(ステップS10)。その目標駆動電流Im* に応
じて操舵用アクチュエータ2を駆動する(ステップS1
1)。次に、制御を終了するか否かを判断し(ステップ
S12)、終了しない場合はステップS1に戻る。その
終了判断は、例えば車両の始動用キースイッチがオンか
否かにより判断できる。
The control procedure of the steering actuator 2 by the control device 20 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the value detected by each sensor is read (step S1). Next, the gain Kδ (V) corresponding to the detected vehicle speed V
Is calculated (step S2), and the calculated gain Kδ (V)
The target steering angle δ * is calculated from the detected rotation angle δh of the operating member 1 (step S3), and the feedforward compensation value ia * for the obtained target steering angle δ * is calculated using the transfer function Ga (step S4). ), And a feedback compensation value ib * for the deviation between the calculated target steering angle δ * and the detected steering angle δ is calculated using the transfer function Gb (step S
5) Find the sum E1 * of the feedforward compensation value ia * and the feedback compensation value ib * (step S
6). Next, if the detected vehicle speed V is not less than the set value α,
And, whether the size of the target steering angle [delta] * of the steering angle midpoint is equal to or less than the set value beta, and the size of the target steering angle [delta] * rate of change is less than the set value ε It is determined whether or not the straight-ahead maintenance condition is satisfied (step S
7). If the straight traveling maintaining condition is not satisfied in step S7, E1 * obtained in step S6 is set as the target drive current Im * corresponding to the control command value (step S8).
If the straight traveling maintenance condition is satisfied in step S7,
From the target steering angle δ * and the gain K1, the additional control command value E2 *
Is calculated (step S9), and the additional control command value E2 *
Is added to E1 * obtained in step S6 (E1 * +
E2 * ) is set as the target drive current Im * corresponding to the control command value (step S10). The steering actuator 2 is driven according to the target drive current Im * (step S1).
1). Next, it is determined whether or not the control is ended (step S12), and if not ended, the process returns to step S1. The determination of the end can be made, for example, by whether or not the key switch for starting the vehicle is turned on.

【0022】上記第1実施形態によれば、車両の直進状
態を維持するための操作部材1の操作が行われることで
直進維持条件が充足されている場合は、充足されていな
い場合の制御指令値E1* に目標舵角δ* に応じて演算
された追加制御指令値E2* が加算されているので、直
進状態を維持するための操作方向への舵角変化を増加さ
せることができる。これにより、操舵用アクチュエータ
2の応答性を低下させることなく車両の直進性を向上す
ることができる。その目標舵角δ* は操作部材1の操作
量だけでなく車速にも応じて演算されるので、車両を直
進させようと意図するドライバーの操作量が車速に応じ
て変化するのに対応することができる。また、操作部材
1の直進位置からの操作量に応じた目標舵角δ* の舵角
中点からの大きさが設定値β以下であって、且つ、操作
部材1の操作速度に対応する目標舵角δ* の変化速度の
大きさが設定値ε以下である時に直進維持条件が充足さ
れるので、車両を直進させようとするドライバーの意図
を反映することができる。その追加制御指令値E2*
目標舵角δ* の舵角中点からの偏差に比例するので、直
進維持条件の充足時に操舵用アクチュエータ2のフィー
ドフォワード制御により車両の直進性の向上を図ること
ができる。さらに、低車速においては、操作部材1の操
作に対する操舵用アクチュエータ2の制御量の大小は直
進性にそれほど大きく影響しないことから、車速Vが設
定値α未満では直進維持条件が充足されないようにする
ことで、その制御量が不必要に大きくなることがなく操
舵用アクチュエータ2の負荷を低減できる。
According to the first embodiment described above, when the straight traveling maintaining condition is satisfied by operating the operating member 1 for maintaining the straight traveling state of the vehicle, the control command when the straight traveling maintaining condition is not satisfied is given. since * values E1 * to be calculated in accordance with the target steering angle [delta] * were added control command value E2 is added, it is possible to increase the steering angle changes to the operation direction for maintaining the straight traveling state. As a result, the straightness of the vehicle can be improved without deteriorating the response of the steering actuator 2. Since the target steering angle δ * is calculated not only according to the operation amount of the operating member 1 but also according to the vehicle speed, it is necessary to cope with the operation amount of the driver who intends to make the vehicle go straight according to the vehicle speed. You can Further, the target steering angle δ * corresponding to the operation amount of the operating member 1 from the straight-ahead position is smaller than the set value β from the midpoint of the steering angle, and the target corresponding to the operating speed of the operating member 1. When the magnitude of the change speed of the steering angle δ * is equal to or less than the set value ε, the straight-ahead maintenance condition is satisfied, so that it is possible to reflect the driver's intention to move the vehicle straight. Since the additional control command value E2 * is proportional to the deviation of the target steering angle δ * from the midpoint of the steering angle, the straightforwardness of the vehicle should be improved by the feedforward control of the steering actuator 2 when the straight traveling maintenance condition is satisfied. You can Further, at a low vehicle speed, since the magnitude of the control amount of the steering actuator 2 with respect to the operation of the operation member 1 does not greatly affect the straight traveling property, the straight traveling maintaining condition is not satisfied when the vehicle speed V is less than the set value α. As a result, the control amount does not unnecessarily increase and the load on the steering actuator 2 can be reduced.

【0023】図5は本発明の第1変形例を示し、上記第
1実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点のみ説
明する。本変形例は、調節部Ceの出力側に直列に接続
される積分器37を有し、その積分器37の出力が追加
制御指令値E3* とされている。すなわち、その追加制
御指令値E3* は目標舵角δ* の舵角中点からの偏差の
時間積分値に比例する。他は上記第1実施形態と同様と
されている。
FIG. 5 shows a first modification of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and only different points will be described. This modified example has an integrator 37 connected in series to the output side of the adjusting unit Ce, and the output of the integrator 37 is the additional control command value E3 * . That is, the additional control command value E3 * is proportional to the time integral value of the deviation of the target steering angle δ * from the steering angle midpoint. Others are the same as those in the first embodiment.

【0024】図6は本発明の第2変形例を示し、上記第
1実施形態と同様で同一部分は同一符号で示して相違点
のみ説明する。本変形例においては、目標舵角δ* の入
力に対して操舵用アクチュエータ2の不感帯幅に対応す
るオフセット値Eost* を出力するオフセット部38
を有し、そのオフセット値Eost* はフィードフォワ
ード補償値ia* とフィードバック補償値ib* との和
E1* に加算される。すなわち、制御指令値は、操舵用
アクチュエータ2の不感帯を打ち消すオフセット値Eo
st* が加算された値とされている。他は上記第1実施
形態と同様とされている。これにより、操舵装置の作動
部位の摩擦や操舵用アクチュエータ2のロストルク等に
より操舵用アクチュエータ2に不感帯が存在しても、操
舵用アクチュエータ2の制御量を確実に増大させて車両
の直進性を向上することができる。
FIG. 6 shows a second modification of the present invention, which is the same as the first embodiment described above, and the same portions are denoted by the same reference numerals and only different points will be described. In the present modification, an offset unit 38 that outputs an offset value Eost * corresponding to the dead zone width of the steering actuator 2 with respect to the input of the target steering angle δ *.
And its offset value Eost * is added to the sum E1 * of the feedforward compensation value ia * and the feedback compensation value ib * . That is, the control command value is the offset value Eo that cancels the dead zone of the steering actuator 2.
It is a value obtained by adding st * . Others are the same as those in the first embodiment. As a result, even if the steering actuator 2 has a dead zone due to friction of the operating portion of the steering device, loss torque of the steering actuator 2, or the like, the control amount of the steering actuator 2 is reliably increased to improve the straightness of the vehicle. can do.

【0025】図7は本発明の第3変形例を示し、上記第
1実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点のみ説
明する。第1実施形態においては追加制御指令値E2*
を目標舵角δ* の舵角中点からの偏差に応じた値とした
が、本変形例の追加制御指令値は目標舵角δ* の実際の
舵角δに対する偏差に応じた値とされている。すなわち
本変形例におけるフィードバック補償値ib* は、直進
維持条件を充足しない時は第1実施形態と同様に求めら
れた値とされるが、直進維持条件の充足時は充足しない
時の値に目標舵角δ* の実際の舵角δに対する偏差に応
じた追加制御指令値を加算した値とされる。そのフィー
ドフォワード補償値ia* とフィードバック補償値ib
* との和が操舵用アクチュエータ2の目標駆動電流Im
* に対応する制御指令値とされる。その追加制御指令値
は、目標舵角δ* の実際の舵角δに対する偏差に比例し
てもよいし、その偏差の時間積分値に比例してもよい。
また、その制御指令値は、第2変形例と同様に、操舵用
アクチュエータ2の不感帯を打ち消すオフセット値Eo
st* を加算された値とされてもよい。これにより、直
進維持条件の充足時に操舵用アクチュエータ2のフィー
ドバック制御により車両の直進性の向上を図ることがで
きる。
FIG. 7 shows a third modification of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and only the differences will be described. In the first embodiment, the additional control command value E2 *
Is the value according to the deviation of the target rudder angle δ * from the midpoint of the rudder angle, but the additional control command value in this modification is a value according to the deviation of the target rudder angle δ * from the actual rudder angle δ. ing. That is, the feedback compensation value ib * in this modified example is a value obtained in the same manner as in the first embodiment when the straight traveling maintenance condition is not satisfied, but is set to a value when the straight traveling maintenance condition is not satisfied. A value obtained by adding an additional control command value according to the deviation of the steering angle δ * from the actual steering angle δ. The feedforward compensation value ia * and the feedback compensation value ib
The sum of * and the target drive current Im of the steering actuator 2 is
The control command value corresponding to * . The additional control command value may be proportional to the deviation of the target steering angle δ * from the actual steering angle δ, or may be proportional to the time integral value of the deviation.
The control command value is the offset value Eo that cancels the dead zone of the steering actuator 2 as in the second modification.
It may be a value obtained by adding st * . As a result, the straightness of the vehicle can be improved by the feedback control of the steering actuator 2 when the straight-ahead maintaining condition is satisfied.

【0026】図8〜図11を参照して本発明の第2実施
形態を説明する。上記実施形態では操作部材1と車輪4
とが機械的に連結されていないステアバイワイヤシステ
ムを採用した操舵装置に本発明を適用したが、本第2実
施形態においては操作部材であるステアリングホイール
Hが車輪(図示省略)に機械的に連結された操舵装置1
01に本発明を適用している。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the above embodiment, the operation member 1 and the wheels 4
The present invention is applied to a steering device that employs a steer-by-wire system in which and are not mechanically coupled, but in the second embodiment, a steering wheel H that is an operating member is mechanically coupled to wheels (not shown). Steering device 1
The present invention is applied to No. 01.

【0027】そのステアリングホイールHの操作に応じ
た入力シャフト102の回転は、回転伝達機構130に
より出力シャフト111に伝達され、その出力シャフト
111の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリン
グギヤ(図示省略)により伝達される。そのステアリン
グギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールス
クリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いるこ
とができる。その回転伝達機構130の構成要素をモー
タ(操舵用アクチュエータ)139により駆動すること
で、そのモータ139の動きが車輪に舵角が変化するよ
うに伝達される。その入力シャフト102と出力シャフ
ト111は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベア
リング107、108、112、113を介してハウジ
ング110により支持されている。その回転伝達機構1
30は、本実施形態では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ
131とリングギヤ132とに噛み合う遊星ギヤ133
をキャリア134により保持する。そのサンギヤ131
は、入力シャフト102の端部に同行回転するように連
結されている。そのキャリア134は、出力シャフト1
11に同行回転するように連結されている。そのリング
ギヤ132は、入力シャフト102を囲むホルダー13
6にボルト362を介して固定されている。そのホルダ
ー136は、入力シャフト102を囲むようにハウジン
グ110に固定された筒状部材135によりベアリング
109を介して支持されている。そのホルダー136の
外周にウォームホイール137が同行回転するように嵌
め合わされている。そのウォームホイール137に噛み
合うウォーム138がハウジング110により支持され
ている。そのウォーム138がハウジング110に取り
付けられたモータ139により駆動される。
The rotation of the input shaft 102 in response to the operation of the steering wheel H is transmitted to the output shaft 111 by the rotation transmission mechanism 130, and the rotation of the output shaft 111 changes the steering angle to the wheels. (Not shown). As the steering gear, known gears such as a rack and pinion type steering gear and a ball screw type steering gear can be used. By driving the constituent elements of the rotation transmission mechanism 130 by a motor (steering actuator) 139, the movement of the motor 139 is transmitted to the wheels so that the steering angle changes. The input shaft 102 and the output shaft 111 are arranged coaxially with each other with a gap therebetween, and are supported by the housing 110 via bearings 107, 108, 112 and 113. The rotation transmission mechanism 1
In the present embodiment, 30 is a planetary gear mechanism, and the planetary gear 133 meshes with the sun gear 131 and the ring gear 132.
Are held by the carrier 134. The sun gear 131
Are connected to the end of the input shaft 102 so as to rotate together. The carrier 134 is the output shaft 1
11 is connected to rotate together. The ring gear 132 is used for the holder 13 surrounding the input shaft 102.
It is being fixed to 6 through the bolt 362. The holder 136 is supported via a bearing 109 by a tubular member 135 fixed to the housing 110 so as to surround the input shaft 102. A worm wheel 137 is fitted on the outer periphery of the holder 136 so as to rotate together. A worm 138 that meshes with the worm wheel 137 is supported by the housing 110. The worm 138 is driven by a motor 139 attached to the housing 110.

【0028】そのモータ139は、車両に搭載される制
御装置140により構成される制御系により制御され
る。そのモータ139の動きを車輪に舵角が変化するよ
うに伝達する際に、車両の走行状態を表す変量に応じて
制御することで、その変量に応じて入力シャフト102
から出力シャフト111への回転伝達比、すなわちステ
アリングホイールHの操作量と車輪の転舵量との比を変
化させることができる。本実施形態では、その走行状態
を表す変量は車速とされている。例えば、そのモータ1
39の制御によって高速になる程にリングギヤ132の
回転角速度を低下させ、遊星ギヤ機構130を減速ギヤ
機構として機能させることで、車両の低速での旋回性と
高速での走行安定性とを向上できる。
The motor 139 is controlled by a control system composed of a control device 140 mounted on the vehicle. When the movement of the motor 139 is transmitted to the wheels so as to change the steering angle, the input shaft 102 is controlled according to the variable by controlling the variable according to the variable representing the traveling state of the vehicle.
To the output shaft 111, that is, the ratio of the operation amount of the steering wheel H and the turning amount of the wheels can be changed. In the present embodiment, the variable representing the traveling state is the vehicle speed. For example, the motor 1
By controlling the rotation speed of the ring gear 132 to a higher speed under the control of 39 and causing the planetary gear mechanism 130 to function as a reduction gear mechanism, the turning performance of the vehicle at low speed and the running stability at high speed can be improved. .

【0029】図9に示すように、その制御装置140に
走行状態を表す変量の検出用センサとして車速Vを検出
する車速センサ141が接続されている。また、その制
御装置140に、ステアリングホイールHの操作量の検
出用センサとして入力シャフト102の回転角θiを検
出する回転角センサ142と、舵角に対応する車輪の転
舵量の検出用センサとして出力シャフト111の回転角
θoを検出する舵角センサ143とが接続されている。
As shown in FIG. 9, a vehicle speed sensor 141 for detecting a vehicle speed V is connected to the control device 140 as a sensor for detecting a variable representing a running state. Further, in the control device 140, a rotation angle sensor 142 for detecting the rotation angle θi of the input shaft 102 as a sensor for detecting the operation amount of the steering wheel H, and a sensor for detecting the turning amount of the wheel corresponding to the steering angle. A steering angle sensor 143 that detects the rotation angle θo of the output shaft 111 is connected.

【0030】図10は、制御装置140により構成され
る制御系を示すブロック線図であり、Tiはステアリン
グホイールHの操舵トルク、i* はモータ139の制御
指令値に対応する目標駆動電流である。制御装置140
は、ステアリングホイールHの操作量に対応する入力シ
ャフト102の回転角θiと、走行状態を表す変量に対
応する車速Vとから出力シャフト111の目標舵角θo
* を求める。本実施形態では、その出力シャフト111
の目標舵角θo* がステアリングホイールHの操作量に
応じた目標舵角に対応する。すなわち制御装置140
は、回転角センサ142により検出した入力シャフト1
02の回転角θiに対する出力シャフト111の目標舵
角θo* の調節部C1を有する。その入力シャフト10
2の回転角θiに対する出力シャフトの目標舵角θo*
の調節部C1は比例制御要素とされ、出力シャフト11
1の目標舵角はθo* =K(V)・θiにより求められ
る。ここでK(V)は比例ゲインであって車速Vの関数
とされている。この比例ゲインK(V)は、例えば車速
Vが増大する程に減少するものとされ、制御装置140
に記憶される。その記憶した比例ゲインK(V)と入力
シャフト102の検出回転角θiと検出車速Vに基づき
出力シャフト111の目標舵角θo* を演算する。その
目標舵角θo* に応じてモータ139の制御指令値が制
御装置140により演算される。
FIG. 10 is a block diagram showing a control system constituted by the control device 140. Ti is the steering torque of the steering wheel H, and i * is the target drive current corresponding to the control command value of the motor 139. . Control device 140
Is the target steering angle θo of the output shaft 111 based on the rotation angle θi of the input shaft 102 corresponding to the operation amount of the steering wheel H and the vehicle speed V corresponding to the variable representing the traveling state.
Ask for * . In this embodiment, the output shaft 111
The target rudder angle θo * of corresponds to the target rudder angle corresponding to the operation amount of the steering wheel H. That is, the control device 140
Is the input shaft 1 detected by the rotation angle sensor 142.
The target steering angle θo * of the output shaft 111 with respect to the rotation angle θi of 02 is adjusted by the adjustment unit C1. Its input shaft 10
Output shaft target rudder angle θo * for rotation angle θi of 2
The adjusting portion C1 of the output shaft 11 is a proportional control element.
The target steering angle of 1 is obtained by θo * = K (V) · θi. Here, K (V) is a proportional gain and is a function of the vehicle speed V. This proportional gain K (V) is assumed to decrease as the vehicle speed V increases, and the control device 140
Memorized in. The target steering angle θo * of the output shaft 111 is calculated based on the stored proportional gain K (V), the detected rotation angle θi of the input shaft 102, and the detected vehicle speed V. The control command value of the motor 139 is calculated by the control device 140 according to the target steering angle θo * .

【0031】すなわち、その制御系においてCαは、出
力シャフト111の目標舵角θo* に対するフィードフ
ォワード補償値iα* の調節部であり、制御系における
フィードフォワード補償要素を構成する。この調節部C
αにおける伝達関数をGαとして、制御装置140は、
予め定めて記憶したiα* =Gα・θo* の関係と演算
した目標舵角θo* とからフィードフォワード補償値i
α* を演算する。その調節部Cαは例えば比例積分(P
I)制御要素とされ、この場合の伝達関数Gαは、Kα
をゲイン、Tαを時定数、sをラプラス演算子としてG
α=Kα・〔1+1/(Tα・s)〕とされ、制御装置
140に記憶される。そのゲインKαと時定数Tαは最
適な制御を行えるように適宜設定される。
That is, Cα in the control system is an adjusting unit of the feedforward compensation value iα * with respect to the target steering angle θo * of the output shaft 111, and constitutes a feedforward compensation element in the control system. This adjusting part C
With the transfer function at α being Gα, the control device 140
Predetermined and stored iα * = Gα · θo * target steering angle .theta.o * and the feed-forward compensation value i which is calculated with the relationship
Calculate α * . The adjusting part Cα is, for example, proportional integral (P
I) It is a control element, and the transfer function Gα in this case is Kα
Where G is the gain, Tα is the time constant, and s is the Laplace operator.
α = Kα · [1 + 1 / (Tα · s)], which is stored in the control device 140. The gain Kα and the time constant Tα are appropriately set so that optimum control can be performed.

【0032】また、その制御系においてCβは、出力シ
ャフト111の目標舵角θo* と検出回転角θoとの偏
差(θo* −θo)に対するフィードバック補償値iβ
* の調節部であり、制御系におけるフィードバック補償
要素を構成する。この調節部Cβにおける伝達関数をG
βとして、制御装置140は、予め定めて記憶したiβ
* =Gβ・(θo* −θo)の関係と演算した偏差(θ
* −θo)とからフィードバック補償値iβ* を演算
する。その調節部Cβは例えば比例積分(PI)制御要
素とされ、この場合の伝達関数Gβは、Kβをゲイン、
Tβを時定数、sをラプラス演算子としてGβ=Kβ・
〔1+1/(Tβ・s)〕とされ、制御装置140に記
憶される。そのゲインKβと時定数Tβは最適な制御を
行えるように適宜設定される。
In the control system, Cβ is an output system.
Target rudder angle θo of chaft 111* And the detected rotation angle θo
Difference (θo* -Θo) feedback compensation value iβ
* Is the adjusting part of the feedback control in the control system.
Configure elements. The transfer function in this adjusting part Cβ is G
As β, the control device 140 stores iβ stored in advance.
* = Gβ · (θo* -Θo) and calculated deviation (θ
o* −θo) and feedback compensation value iβ* Calculate
To do. The controller Cβ requires, for example, proportional integral (PI) control.
The transfer function Gβ in this case is K, and Kβ is a gain,
Gβ = Kβ · with Tβ as a time constant and s as a Laplace operator
[1 + 1 / (Tβ · s)] and written in the control device 140.
Remembered The gain Kβ and the time constant Tβ are optimal for control.
It is set appropriately so that it can be performed.

【0033】その制御装置140は、車両の直進状態を
維持するためのステアリングホイールHの操作に応じて
予め定められた直進維持条件を記憶する。その直進維持
条件は、車速Vが設定値α以上であって、且つ、目標舵
角θo* の舵角中点からの大きさが設定値β以下であっ
て、且つ、その目標舵角θo* の変化速度の大きさが設
定値ε以下である時に充足されるように定められてい
る。すなわち、直進維持条件は車速が設定値未満では充
足されない。その制御装置140により構成される制御
系は、その直進維持条件を充足するか否かを判定する判
定部35′を有する。
The control device 140 stores a straight-ahead maintenance condition predetermined according to the operation of the steering wheel H for maintaining the straight-ahead state of the vehicle. The straight traveling maintenance condition is that the vehicle speed V is equal to or higher than a set value α, the size of the target steering angle θo * from the midpoint of the steering angle is equal to or smaller than the set value β, and the target steering angle θo * is maintained . It is set to be satisfied when the magnitude of the changing speed of is less than or equal to the set value ε. That is, the straight traveling maintenance condition is not satisfied when the vehicle speed is less than the set value. The control system configured by the control device 140 has a determination unit 35 'that determines whether or not the straight traveling maintenance condition is satisfied.

【0034】その直進維持条件を充足する時は充足しな
い時よりも、ステアリングホイールHの一定操作量に対
する操作方向への舵角変化が増加するように、制御装置
140によりモータ139が制御される。すなわち制御
系は、目標舵角θo* の舵角中点からの偏差(θo*
0)に対する追加制御指令値Eb* の調節部Ce′を有
する。この調節部Ce′は比例制御要素とされ、その比
例ゲインは第1実施形態と同様に例えば最小単位ゲイン
とされ、目標舵角θo* の舵角中点からの偏差に比例す
る追加制御指令値Eb* を演算する。直進維持条件を充
足しない時、上記フィードフォワード補償値iα* とフ
ィードバック補償値iβ* との和Ea* が、モータ13
9の目標駆動電流i* に対応する制御指令値とされる。
直進維持条件を充足する時、充足しない時の制御指令値
Ea* に、判定部35′からの信号により閉じるスイッ
チ36′を介して追加制御指令値Eb* が加算され、そ
の和(Ea* +Eb* )がモータ139の目標駆動電流
* に対応する制御指令値とされる。その第2の制御指
令値Eb* の大きさは第1の制御指令値Ea* の大きさ
よりも小さくされ、通常はEb* /Ea* の大きさが1
/5〜1/10程度になるように設定すればよい。
The motor 139 is controlled by the control device 140 so that the steering angle change in the operating direction with respect to the constant operation amount of the steering wheel H is increased when the straight running maintaining condition is satisfied than when it is not satisfied. That is, the control system controls the deviation of the target steering angle θo * from the midpoint of the steering angle (θo *
0), which has an adjusting portion Ce ′ for the additional control command value Eb * . The adjusting unit Ce ′ is a proportional control element, and its proportional gain is, for example, a minimum unit gain as in the first embodiment, and an additional control command value proportional to the deviation of the target steering angle θo * from the steering angle midpoint. Calculate Eb * . When not satisfying the straight maintaining condition, the sum of the feed-forward compensation value i.alpha * and the feedback compensation value i.beta * Ea * is, the motor 13
The control command value corresponds to the target drive current i * of 9.
When the straight running maintenance condition is satisfied, the additional control command value Eb * is added to the control command value Ea * when not satisfied, through the switch 36 'that is closed by a signal from the determination unit 35', and the sum (Ea * + Eb ) is added. * ) Is the control command value corresponding to the target drive current i * of the motor 139. The magnitude of the second control command value Eb * is made smaller than the magnitude of the first control command value Ea * , and normally the magnitude of Eb * / Ea * is 1.
It may be set to be about / 5 to 1/10.

【0035】その目標駆動電流i* に対応する制御指令
値に従って制御装置140がモータ139を例えばPW
M波により駆動することで、目標舵角θo* と検出回転
角θoとの偏差をなくすようにモータ139は制御装置
140により制御される。また、上記ゲインK(V)は
車速Vの関数とされていることから、ステアリングホイ
ールHの操作量と車輪の転舵量との比が変化するように
モータ139を制御できる。
In accordance with the control command value corresponding to the target drive current i * , the control device 140 causes the motor 139 to drive, for example, PW.
By driving with the M wave, the motor 139 is controlled by the control device 140 so as to eliminate the deviation between the target steering angle θo * and the detected rotation angle θo. Since the gain K (V) is a function of the vehicle speed V, the motor 139 can be controlled so that the ratio between the operation amount of the steering wheel H and the turning amount of the wheels changes.

【0036】図11のフローチャートを参照して上記制
御装置140による制御手順を説明する。まず、各セン
サの検出値を読み込む(ステップS101)。次に、検
出車速Vに対応する比例ゲインK(V)を求める(ステ
ップS102)。その求めた比例ゲインK(V)と入力
シャフト102の検出回転角θiとから出力シャフト1
11の目標舵角θo* を演算する(ステップS10
3)。その求めた目標舵角θo* に対するフィードフォ
ワード補償値iα* を伝達関数Gαを用いて演算し(ス
テップS104)、また、その求めた目標舵角θo*
検出回転角θoとの偏差に対するフィードバック補償値
iβ* を伝達関数Gβを用いて演算し(ステップS10
5)、そのフィードフォワード補償値iα* とフィード
バック補償値iβ* との和Ea* を求める(ステップS
106)。次に、検出車速Vが上記設定値α以上であっ
て、且つ、目標舵角θo* の舵角中点からの大きさが上
記設定値β以下であって、且つ、その目標舵角θo*
変化速度の大きさが上記設定値ε以下であるか否かによ
り、直進維持条件を充足するか否かを判断する(ステッ
プS107)。ステップS107において直進維持条件
を充足していなければ、ステップS106で求めたEa
* を制御指令値に対応する目標駆動電流i* とする(ス
テップS108)。ステップS107において直進維持
条件を充足していれば、目標舵角θo* に比例する追加
制御指令値Eb* を演算し(ステップS109)、その
追加制御指令値Eb* をステップS106で求めたEa
* に加算した値(Ea* +Eb* )を制御指令値に対応
する目標駆動電流i* とする(ステップS110)。そ
の目標駆動電流i* に応じてモータ139を駆動する
(ステップS111)。次に、制御を終了するか否かを
判断し(ステップS112)、終了しない場合はステッ
プS101に戻る。
A control procedure by the control device 140 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the detection value of each sensor is read (step S101). Next, the proportional gain K (V) corresponding to the detected vehicle speed V is obtained (step S102). From the obtained proportional gain K (V) and the detected rotation angle θi of the input shaft 102, the output shaft 1
The target steering angle θo * of 11 is calculated (step S10).
3). The determined feedforward compensation value i.alpha * with respect to the target steering angle .theta.o * calculated using a transfer function G.alpha (step S104), and also, the feedback compensation for the deviation between the determined target steering angle .theta.o * and the detected rotation angle .theta.o The value iβ * is calculated using the transfer function Gβ (step S10
5) Find the sum Ea * of the feedforward compensation value iα * and the feedback compensation value iβ * (step S
106). Next, the detected vehicle speed V is equal to or greater than the set value α, the size of the target steering angle θo * from the midpoint of the steering angle is equal to or smaller than the set value β, and the target steering angle θo *. It is determined whether or not the straight-ahead maintenance condition is satisfied depending on whether or not the magnitude of the change speed of is less than or equal to the set value ε (step S107). If the straight traveling maintenance condition is not satisfied in step S107, Ea obtained in step S106
Let * be the target drive current i * corresponding to the control command value (step S108). If satisfied the straight maintaining condition in step S107, it calculates the additional control command value Eb * in proportion to the target steering angle .theta.o * (step S109), Ea of the additional control command value Eb * calculated in step S106
The value (Ea * + Eb * ) added to * is set as the target drive current i * corresponding to the control command value (step S110). The motor 139 is driven according to the target drive current i * (step S111). Next, it is determined whether or not the control is ended (step S112), and if not ended, the process returns to step S101.

【0037】上記第2実施形態によれば第1実施形態と
同様の効果を奏することができる。なお、上記第1変形
例と同様に、第2実施形態の追加制御指令値を目標舵角
θo*の舵角中点からの偏差の時間積分値に比例するも
のとしてもよいし、第2変形例と同様に、モータ139
の不感帯を打ち消すオフセット値を制御指令値に加算し
もよいし、第3変形例と同様に追加制御指令値を目標舵
角θo* の実際の検出回転角θoに対する偏差に応じた
値としてもよい。
According to the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. As in the first modification, the additional control command value of the second embodiment may be proportional to the time integral value of the deviation of the target steering angle θo * from the steering angle midpoint, or the second modification. As with the example, the motor 139
The offset value for canceling the dead zone of may be added to the control command value, or the additional control command value may be a value corresponding to the deviation of the target steering angle θo * from the actual detected rotation angle θo as in the third modification. .

【0038】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば制御系の構成は上記各実施形態に限定されるもので
はない。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the configuration of the control system is not limited to the above embodiments.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、操舵用アクチュエータ
の応答性を高くして車両の旋回性能を向上することと、
車両の直進性を向上することとを両立できる車両の操舵
装置を提供できる。
According to the present invention, the responsiveness of the steering actuator is increased to improve the turning performance of the vehicle.
It is possible to provide a vehicle steering system that can improve the straightness of the vehicle at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の車両の操舵装置の構成
説明図
FIG. 1 is a structural explanatory diagram of a vehicle steering system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態の車両の操舵装置におけ
る制御系のブロック線図
FIG. 2 is a block diagram of a control system in the vehicle steering system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施形態の制御系における比例ゲ
インKδ(V)と車速Vとの関係を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a proportional gain Kδ (V) and a vehicle speed V in the control system according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態の車両の操舵装置の制御
手順を示すフローチャート
FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of the vehicle steering system according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施形態の第1変形例の車両の操
舵装置における制御系のブロック線図
FIG. 5 is a block diagram of a control system in a vehicle steering system according to a first modified example of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施形態の第2変形例の車両の操
舵装置における制御系のブロック線図
FIG. 6 is a block diagram of a control system in a vehicle steering system of a second modified example of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施形態の第3変形例の車両の操
舵装置における制御系のブロック線図
FIG. 7 is a block diagram of a control system in a vehicle steering system according to a third modified example of the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態の車両の操舵装置の縦断
面図
FIG. 8 is a vertical sectional view of a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施形態の車両の操舵装置の制御
構成の説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram of a control configuration of a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2実施形態の車両の操舵装置にお
ける制御系のブロック線図
FIG. 10 is a block diagram of a control system in a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2実施形態の車両の操舵装置の制
御手順を示すフローチャート
FIG. 11 is a flowchart showing a control procedure of the vehicle steering system according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操作部材 2 操舵用アクチュエータ 3 ステアリングギヤ 4 車輪 20 制御装置 35、35′ 判定部 139 モータ 140 制御装置 H ステアリングホイール 1 Operation member 2 Steering actuator 3 steering gear Four wheels 20 Control device 35, 35 'judging unit 139 motor 140 control device H steering wheel

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】操作部材と、操舵用アクチュエータと、そ
の操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるよう
に車輪に伝達する機構と、その操作部材の操作量と車輪
の転舵量との比が変化するように操舵用アクチュエータ
を制御可能な制御系とを備え、その制御系は、車両の目
標舵角を少なくとも操作部材の操作量に応じて演算する
手段と、その目標舵角に応じて操舵用アクチュエータの
制御指令値を演算する手段と、車両の直進状態を維持す
るための操作部材の操作に応じて予め定められた直進維
持条件を記憶する手段と、その直進維持条件を充足する
か否かを判定する手段とを有し、その直進維持条件を充
足する時の制御指令値は、充足しない時の制御指令値
に、その目標舵角に応じて演算された追加制御指令値が
加算された値とされていることを特徴とする車両の操舵
装置。
Claim: What is claimed is: 1. An operating member, a steering actuator, a mechanism for transmitting the movement of the steering actuator to a wheel so as to change a steering angle, and a ratio of an operating amount of the operating member and a steering amount of the wheel. Is provided with a control system capable of controlling the steering actuator, and the control system calculates a target steering angle of the vehicle according to at least the operation amount of the operating member, and the target steering angle according to the target steering angle. A means for calculating a control command value of the steering actuator, a means for storing a straight-ahead maintaining condition predetermined according to the operation of the operating member for maintaining the straight-ahead state of the vehicle, and whether or not the straight-ahead maintaining condition is satisfied. The control command value when the straight traveling maintenance condition is satisfied is added to the control command value when not satisfied, and the additional control command value calculated according to the target steering angle is added. Is the value The vehicle steering system, characterized in that there.
【請求項2】その直進維持条件は、その目標舵角の舵角
中点からの大きさが設定値以下であって、且つ、その目
標舵角の変化速度の大きさが設定値以下である時に充足
されるように定められている請求項1に記載の車両の操
舵装置。
2. The straight running maintaining condition is that the magnitude of the target rudder angle from the midpoint of the rudder angle is less than or equal to a set value, and the magnitude of the change speed of the target rudder angle is less than or equal to the set value. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the steering system is defined to be satisfied from time to time.
【請求項3】その追加制御指令値は、その目標舵角の舵
角中点からの偏差に比例する請求項1または2に記載の
車両の操舵装置。
3. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the additional control command value is proportional to the deviation of the target steering angle from the steering angle midpoint.
【請求項4】その追加制御指令値は、その目標舵角の舵
角中点からの偏差の時間積分値に比例する請求項1また
は2に記載の車両の操舵装置。
4. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the additional control command value is proportional to a time integral value of a deviation of the target steering angle from the steering angle midpoint.
【請求項5】その追加制御指令値は、その目標舵角の実
際の舵角に対する偏差に比例する請求項1または2に記
載の車両の操舵装置。
5. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the additional control command value is proportional to the deviation of the target steering angle from the actual steering angle.
【請求項6】その追加制御指令値は、その目標舵角の実
際の舵角に対する偏差の時間積分値に比例する請求項1
または2に記載の車両の操舵装置。
6. The additional control command value is proportional to the time integral value of the deviation of the target steering angle from the actual steering angle.
Alternatively, the vehicle steering system according to the second aspect.
【請求項7】その制御指令値は、操舵用アクチュエータ
の不感帯を打ち消すオフセット値が加算された値とされ
ている請求項1〜6の中の何れかに記載の車両の操舵装
置。
7. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the control command value is a value obtained by adding an offset value for canceling a dead zone of the steering actuator.
【請求項8】その直進維持条件は、車速が設定値未満で
は充足されない請求項1〜7の中の何れかに記載の車両
の操舵装置。
8. The steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the straight traveling maintaining condition is not satisfied when the vehicle speed is less than a set value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006218888A (en) * 2005-02-08 2006-08-24 Jtekt Corp Steering device for vehicle
WO2020027066A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 株式会社アドヴィックス Driving assistance device for vehicle

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