JP2004034740A - Steering device for vehicle - Google Patents

Steering device for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2004034740A
JP2004034740A JP2002190771A JP2002190771A JP2004034740A JP 2004034740 A JP2004034740 A JP 2004034740A JP 2002190771 A JP2002190771 A JP 2002190771A JP 2002190771 A JP2002190771 A JP 2002190771A JP 2004034740 A JP2004034740 A JP 2004034740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
vehicle
ratio
detecting means
visibility
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002190771A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryohei Hayama
葉山 良平
Naotake Kanda
神田 尚武
Masayuki Ueno
植野 眞之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP2002190771A priority Critical patent/JP2004034740A/en
Publication of JP2004034740A publication Critical patent/JP2004034740A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that steering stability of a vehicle is not always improved when a ratio of a steering amount of a steering wheel with respect to an operation amount of a steering member such as a steering wheel, namely a steering ratio, is uniformly varied in a condition that visibility ahead of the vehicle is poor in a steering device for vehicle. <P>SOLUTION: When the vehicle travels at middle speed although the visibility is poor, a map A of an ordinary steering ratio is adopted (steps S2 and S6). When the visibility is poor and only a visual field of short distance is obtained and the vehicle travels at low speed, a map B whereby the steering ratio is reduced is adopted (step S4), and quick steering is achieved and thereby prompt obstacle avoidance can be achieved. When the vehicle travels at high speed although the visibility is poor, a map C whereby the steering is increased is adopted (step S7), and dull steering is achieved and thereby vehicle steering stability at high speed traveling can be achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵部材の操作に応じて転舵輪を転舵する車両用操舵装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
この種の操舵装置として、操舵部材の操作量に対する転舵輪の転舵量を可変する転舵比可変機構を備え、車両が悪路を走行しているときに、転舵比を小さい側に、すなわちクイック側に変更する操舵装置がある(例えば特開昭60−131366号公報参照)。
また、車両が凹凸路等の悪路を走行するときに、転舵比を大きい側に、すなわちダル側に変更する操舵装置がある(例えば特開平11−227622号公報参照)。
【0003】
しかしながら、これらの操舵装置では、例えば車速等にかかわらず一律に転舵比を変更するので、車両挙動が乱れ易いという問題がある。
一方、視認性が悪いとき、および視認性が良いものの運転者の覚醒度が低いときに、ドライバによる操舵とは無関係に操舵トルクを付与するトルク付与制御を実行する操舵装置がある(例えば特開2001−151137号公報参照)。
しかしながら、この操舵装置では、操舵部材の操作反力が変更されるのみであり、車両自体の持つ舵取り特性に何らの変更も与えないので、操安性(操縦安定性)の向上度合いが少ない。
【0004】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、前方の道路状況等に応じて確実に操安性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を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、操舵部材の操舵に応じて転舵輪を転舵させる舵取り機構を備える車両用操舵装置において、操舵部材の操作量に対する転舵輪の転舵量の比を可変する転舵比可変手段と、車両前方の道路状況を検出するための道路状況検出手段と、少なくとも車速を含む車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、道路状況検出手段および走行状態検出手段からの信号に基づいて転舵比可変手段により転舵比を変更させる制御部とを備えることを特徴とするものである。本発明では、車両前方の道路状況(例えば視認性乃至路面状況)と車速を考慮して、転舵比を変更するので、確実に操縦安定性を向上することができる。
【0006】
また、本発明は、請求項2のように、上記制御部が、検出される車速から転舵比を決定するためのデータマップを道路状況が悪いときおよび良いときにそれぞれ対応して備えていても良いし、請求項3のように、上記制御部が、検出される車速から転舵比を決定するための演算式を道路状況が悪いときおよび良いときにそれぞれ対応して備えていても良く、これらの場合、予め準備したデータマップや演算式を用いて、道路状況に応じた転舵比を実現することができる。
【0007】
また、本発明は、請求項4のように、上記道路状況検出手段は、車両前方の道路の視認性の良否を検出するための視認性検出手段と、車両前方の道路の路面状態を検出するための路面状態検出手段とを含み、視認性検出手段および走行状態検出手段からの信号に基づいて転舵比可変手段により転舵比を変更させるための視認性重視モード、並びに路面状態検出手段および走行状態検出手段からの信号に基づいて転舵比可変手段により転舵比を変更させるための路面状況重視モードの何れかの一方を選択することのできるモード選択手段を備え、制御部は、モード選択手段により選択されたモードに基づいて転舵比を変更させる場合がある。
【0008】
例えば、雨の状態を視認性不良の状態ととらえるとすると、障害物を車両の進行方向の比較的近い位置でしか視認できず、この障害物を早急に迂回しなければならないのでクイックな操舵が好ましいと考えられる。一方、雨の状態をタイヤがスリップし易い路面不良の状態ととらえるとすると、操舵部材の操作に対して転舵輪があまり過敏に応答しないダルな(鈍い)操舵が好ましいと考えられる。そこで、本発明では、例えば運転者が、視認性か路面状況のどちらを重視するかのモードを選択し、選択されたモードに応じて転舵比を制御するようにした。
【0009】
また、本発明は、請求項5のように、上記道路状況検出手段により検出される道路状況が悪いときに、走行状態検出手段により検出される車速信号に所定の処理を施して制御部に与える場合がある。この場合、例えば視認性が良いときと悪いときとで、共通のデータマップ或いは共通の演算式を用いて転舵比を求めることも可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、本車両用操舵装置は、ステアリングホイール等の操舵部材1から舵取り用の左右の転舵輪5への操舵伝達系30を備え、操舵部材1と転舵輪5との機械的な結合をなくした、いわゆるステア・バイ・ワイヤ(SBW)システムとして構成されている。本車両用操舵装置では、操舵部材1の例えば回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータ2の動作を、ハウジング3に支持された操舵軸4の車幅方向の直線運動に変換し、この操舵軸4の直線運動を左右の転舵輪5の転舵運動に変換する操舵を達成する。
【0011】
操舵用アクチュエータ2は、例えばブラシレスモータ等の電動モータを含む構成である。この電動モータの駆動力(出力軸の回転力)は、操舵軸4に関連して設けられた運動変換機構(例えばボールねじ機構)により、操舵軸4の軸方向(車幅方向)の直線運動に変換される。この操舵軸4の直線運動は、操舵軸4の両端から突出して設けられたタイロッド6に伝達され、さらにタイロッド6を介してキングピンPに連結されたナックルアーム7の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム7に支持された車輪5の転舵が達成される。操舵軸4、タイロッド6およびナックルアーム7などにより、舵取り機構の転舵輪5を転舵するための舵取り機構が構成されている。
【0012】
操舵部材1は、車体に対して回転自在に支持されたステアリングシャフト8に連結されている。このステアリングシャフト8には、操舵部材1に操作反力を与えるための反力用アクチュエータ9が付設されている。反力用アクチュエータ9には、ステアリングシャフト8と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータ等を含む。
ステアリングシャフト8の操舵部材1とは反対側の端部には、渦巻きばね等からなる弾性部材10が連結されている。この弾性部材10は、反力アクチュエータ9が操舵部材1にトルクを付加していないときに、その弾性力によって操舵部材1を直進操舵位置に復帰させる。
【0013】
操舵部材1の操作入力値を検出するために、ステアリングシャフト8に関連して、操舵部材1の操作角を検出するための操作角センサ11が設けられている。また、ステアリングシャフト8には、操舵部材1に加えられるトルクを検出するためのトルクセンサ12が設けられている。一方、操舵軸4に関連して、舵取り用の転舵輪5の転舵角を検出するための転舵角検出センサ13が設けられている。
【0014】
操作角センサ11、トルクセンサ12および転舵角センサ13は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部としての制御装置14に接続されている。この制御装置14には、さらに、車速を検出するための車速センサ15と、視認性検出手段としてのフォグランプスイッチ16とが接続されている。
制御装置14は、検出操作角、トルクセンサ12によって検出される操作トルクおよび車速センサ15によって検出される車速に基づいて、操舵部材2の操作方向と逆方向の適当な反力が発生されるように、駆動回路18を介して反力用アクチュエータ9を制御する。
【0015】
制御装置14では、車速から転舵比を決定するための、車速−転舵比のデータマップとして、図2に示すように、通常マップA(図2で実線で示す。)と、通常マップAよりも転舵比を低くされるマップB(図2で破線で示す。)と、通常マップAよりも転舵比を高くされるマップC(図2で一点鎖線で示す。)を選択的に用いて、転舵比を決定するようにしている。
すなわち、制御装置14は、走行状態検出センサとしての車速センサ15によって検出される車速(以下「検出車速」という)、および視認性検出手段としてのフォグランプスイッチ16のオン/オフに基づいて検出される視認性の良否に応じて、好ましい転舵比マップを選択し、選択されたマップを用いて車速に応じた転舵比を設定する。
【0016】
このように、本実施の形態では、操舵部材1の操作量に対する転舵輪5の転舵量の比(転舵比)を可変するための転舵比可変手段が、制御装置14の実行プログラムによりソフト的に達成されている。
一方で、操作角センサ11によって検出される操作角(以下「検出操作角」という)、および転舵角センサ13によって検出される転舵角(以下「検出転舵角」という)を入力し、検出操作角および上記設定された転舵比により、目標転舵角を求め、上記検出転舵角が目標転舵角に近づくように、駆動回路19を介して操舵用アクチュエータ2をフィードバック制御する。
【0017】
図3は制御装置14により実行される転舵比決定のためのルーチン処理について説明するためのフローチャートである。図3を参照して、フォグランプスイッチ16がオフに操作されているときは、視認性が良いと判断し(ステップS1にてNO)、通常マップAを用いて、車速に応じた転舵比を設定する(ステップS2)。
一方、フォグランプスイッチ16がオンに操作されているときは、視認性が悪いと判断する(ステップS1にてYES)。このように視認性が悪いと判断された場合は、車速に応じて選択されるマップA,B又はCを用いて転舵比が設定される。
【0018】
具体的には、低速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V1未満(V<V1:V1は例えば20km)と遅いときには(ステップS3にてYES)、通常マップAよりも低い転舵比特性を持つマップBを用いて転舵比が設定される(ステップS4)。
また、中速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V1以上で且つ所定速度V2以下(V1≦V≦V2:V2は例えば時速60km)であるときには(ステップS5にてYES)、通常マップAを用いて転舵比が設定される(ステップS6)。
【0019】
また、高速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V2を超える(V2<V)ときには(ステップS5にてNO)、通常マップAより高い転舵比特性を持つマップCを用いて転舵比が設定される(ステップS7)。
以上のように本実施の形態によれば、視認性が悪いものの中速走行しているときや、視認性が良いときには、通常の転舵比としておく。
また、視認性が悪くて近距離の視界しか得られないときで且つ低速走行しているときには、転舵比を小さい側とし、クイックな操舵を達成することで、迅速な障害物回避を可能とする。このようにクイックな操舵としても、低速走行時は車両の挙動を不安定にするおそれがない。
【0020】
また、視認性が悪いものの高速走行しているときには、転舵比を大きい側とし、ダルな操舵を達成することで、高速走行時の車両の操縦安定性を確保する。
次いで、図4〜図6は本発明の別の実施の形態を示している。
図4を参照して、本実施の形態が図1の実施の形態と異なるのは、視認性検出手段としてのフォグランプスイッチ16に代えて、路面状態検出手段としてのワイパースイッチ17が制御装置14に接続されると共に、制御装置14では、ワイパースイッチ17のオンに操作されているときに、路面状態の不良を検出する点である。
【0021】
制御装置14では、車速から転舵比を決定するための、車速−転舵比のデータマップとして、図5に示すように、通常マップA(図5で実線で示す。)と、通常マップAよりも転舵比を高くされるマップD(図5で一点鎖線で示す。)と、このマップDよりも転舵比をさらに高くされるマップE(図5で破線で示す。)を選択的に用いて、転舵比を決定するようにしている。
図6は制御装置14により実行される転舵比決定のためのルーチン処理について説明するためのフローチャートである。図6を参照して、ワイパースイッチ17がオフに操作されているときは、路面状態が良いと判断し(ステップT1にてNO)、通常マップAを用いて、検出車速Vに応じた転舵比を設定する(ステップT2)。
【0022】
一方、ワイパースイッチ17がオンに操作されているときは、降雨により路面状態が悪いと判断する(ステップT1にてYES)。
このように路面状態が悪いと判断された場合でも、低速走行時、すなわち検出検出車速Vが所定速度V1未満(V<V1:V1は例えば20km)と低いときには(ステップT3にてYES)、通常マップAを用いて転舵比を設定する(ステップST2)。
【0023】
路面状態が悪いと判断された場合で、且つ中速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V1以上で所定速度V2以下(V1≦V≦V2:V2は例えば時速60km)であるときには(ステップT3にてNOで、且つステップT4にてYES)、通常マップAよりも高い転舵比特性を持つマップDを用いて転舵比が設定される(ステップT5)。
路面状態が悪いと判断された場合で、且つ高速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V2を超える(V2<V)ときには(ステップT3にてNOで、且つステップS4にてNO)、マップDよりさらに高い転舵比特性を持つマップEを用いて転舵比が設定される(ステップT6)。
【0024】
本実施の形態によれば、路面状態が悪いものの低速走行しているときや、路面状態が良いときには、通常の転舵比としておく。
また、路面状態が悪く且つ中速走行しているときには、転舵比を大きい側とし、ダルな操舵を達成することで、車両の操縦安定性を確保する。また、路面状態が悪くしかも高速走行しているときには、転舵比をさらに大きい側とし、よりダルな操舵を達成することで、高速走行時の車両の操縦安定性を確保する。
【0025】
次いで、図7および図8は本発明のさらに別の実施の形態を示している。図7を参照して、本実施の形態が図1や図4の実施の形態と異なるのは、視認性検出手段としてのフォグランプスイッチ16および路面状態検出手段としてのワイパースイッチ17の双方が制御装置14に接続され、また、視認性重視モードか路面状態重視モードかを選択するためのモード選択スイッチ20が制御装置14に接続されている点である。
【0026】
図8を参照して、本実施の形態では、ドライバ(運転者)によって選択されたモードが読み込まれ(ステップP1)、視認性重視モードが選択されている場合は(ステップP2にてYES)、視認性重視モードに入り(ステップP3)、路面状態重視モードが選択されている場合は(ステップP2でNO)、路面状態重視モードに入る(ステップP4)。
視認性重視モードでは、図3に示す流れと同様の流れで、視認性および車速に基づき転舵比が設定される。また、路面状態重視モードでは、図6に示す流れと同様の流れで、路面状態および車速に基づき転舵比が設定される。
【0027】
次いで、図9は本発明のさらに別の実施の形態を示している。図9を参照して、本実施の形態が図3の実施の形態と異なるのは、図3では、ステップS2,S4,S6およびS7において、それぞれマップA,マップB,マップAおよびマップCに基づいて転舵比を決定したが、本実施の形態では、ステップS2,S4,S6およびS7において、それぞれ演算式K1(V),K2(V),K1(V)およびK3(V)に基づいて転舵比を決定するようにした点である。本実施の形態においても、図3の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。図6や図8の実施の形態においても、同様にマップに代えて演算式を用いるようにしても良い。
【0028】
次いで、図10は本発明のさらに別の実施の形態を示している。本実施の形態が図9の実施の形態と異なるのは、図9の実施の形態では、複数の演算式K1(V),K2(V)およびK3(V)を用いたが、本実施の形態では、視認性が良好であるときに対応する通常の演算式K1(V)のみを用いて演算する点である。
図10を参照して、フォグランプスイッチ16がオフに操作されているときは、視認性が良いと判断し(ステップR1にてNO)、通常の演算式K1(V)を用いて、検出車速に応じた転舵比を設定する(ステップR2)。
【0029】
一方、フォグランプスイッチ16がオンに操作されているときは、視認性が悪いと判断する(ステップR1にてYES)。
このように視認性が悪いと判断され且つ低速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V1未満(V<V1:V1は例えば20km)と低いときには(ステップR3にてYES)、検出車速VをV/G(Gは予め設定される定数)で置き換えた(ステップR4)後、通常の演算式K1(V)を用いて、検出車速に応じた転舵比を設定する(ステップR2)。
【0030】
また、視認性が悪いと判断され、且つ中速走行時、すなわち検出車速Vが所定速度V1以上で所定速度V2以下(V1≦V≦V2:V2は例えば時速60km)であるときには(ステップR5にてYES)、通常の演算式K1(V)を用いて、検出車速に応じた転舵比を設定する(ステップR2)。
また、視認性が悪いと判断され、且つ高速走行時、すなわち検出車速Vが、V2<Vであるときには(ステップR5にてNO)、検出車速VをV・H(Hは予め設定される定数)で置き換えた(ステップR6)後、通常の演算式K1(V)を用いて、検出車速に応じた転舵比を設定する(ステップR2)。
【0031】
本実施の形態によれば、記憶しておく演算式が単一で良いので、制御装置14の構造を簡素化することができる。なお、図9や図10の演算式を用いる態様は図6や図8の実施の形態にも適用することができる。
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態では、転舵比可変手段を制御装置14の実行プログラムによりソフト的に達成したが、これに限らず、操舵部材1と転舵輪5の間に遊星ギヤ機構その他の差動伝達機構を含む機械的な連結を行う操舵伝達系を介在させ、この差動伝達機構により転舵比可変手段をハード的に構成するようにしても良い。この場合、例えば、差動伝達機構の1要素の回転や停止を電動モータにより制御することで転舵比を変更することができる。
【0032】
また、上記の路面状態検出手段としては、ワイパースイッチ17の他、雨滴センサ、道路設備(インフラ)側情報を用いることができる。また、上記の視認性検出手段としては、上記のフォグランプスイッチ16の他、道路設備(インフラ)側情報又は車両搭載カメラの画像処理情報を用いることができる。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】図1の車両用操舵装置において、車速−転舵比のマップを示すグラフ図である。
【図3】図1の車両用操舵装置の転舵比設定プロセスを示すフローチャートである。
【図4】本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図5】図4の車両用操舵装置において、車速−転舵比のマップを示すグラフ図である。
【図6】図4の車両用操舵装置の転舵比設定プロセスを示すフローチャートである。
【図7】本発明のさらに別の実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図8】図7の車両用操舵装置におけるモード選択のフローチャートである。
【図9】本発明のさらに別の実施の形態の転舵比設定プロセスを示すフローチャートである。
【図10】本発明のさらに別の実施の形態の転舵比設定プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1  操舵部材
2  操舵用アクチュエータ
4  操舵軸
5  転舵輪
8  ステアリングシャフト
9  反力用アクチュエータ
11 操作角センサ
12 トルクセンサ
13 転舵角センサ
14 制御装置(制御部)
15 車速センサ
16 フォグランプスイッチ(視認性検出手段。道路状況検出手段)
17 ワイパースイッチ(路面状態検出手段。道路状況検出手段)
A〜E マップ(データマップ)
V  検出車速(検出される車速)
K1(V),K2(V),K3(V) 演算式
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering device that steers steered wheels in response to an operation of a steering member.
[0002]
2. Description of the Related Art
As a steering device of this type, a steering ratio variable mechanism that varies a steering amount of a steered wheel with respect to an operation amount of a steering member is provided, and when the vehicle is traveling on a rough road, the steering ratio is reduced, That is, there is a steering device that changes to the quick side (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-131366).
Further, there is a steering device that changes the steering ratio to a larger side, that is, a dull side when the vehicle travels on a rough road such as an uneven road (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-227622).
[0003]
However, these steering devices have a problem that the vehicle behavior is easily disturbed because the steering ratio is uniformly changed regardless of, for example, the vehicle speed.
On the other hand, there is a steering device that executes a torque applying control that applies a steering torque independently of steering by a driver when visibility is low, and when visibility is good but the driver's awakening degree is low (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873). 2001-151137).
However, in this steering device, only the operation reaction force of the steering member is changed, and the steering characteristics of the vehicle itself are not changed at all. Therefore, the degree of improvement in steering (steering stability) is small.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular steering apparatus that can surely improve the steerability in accordance with a road condition ahead or the like.
[0005]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a vehicle steering apparatus including a steering mechanism that steers a steered wheel in accordance with steering of a steering member. Turning ratio varying means for varying the ratio of the road, road condition detecting means for detecting the road condition ahead of the vehicle, running condition detecting means for detecting the running condition of the vehicle including at least the vehicle speed, road condition detecting means and And a control unit for changing the turning ratio by the turning ratio variable means based on a signal from the traveling state detecting means. In the present invention, the steering ratio is changed in consideration of the road condition (for example, visibility or road surface condition) ahead of the vehicle and the vehicle speed, so that the steering stability can be reliably improved.
[0006]
Further, according to the present invention, the control unit includes a data map for determining a steering ratio from the detected vehicle speed in a case where the road condition is poor and a case where the road condition is good. Alternatively, as in claim 3, the control unit may include an arithmetic expression for determining the steering ratio from the detected vehicle speed, when the road condition is poor and when the road condition is good. In these cases, the steering ratio according to the road condition can be realized by using a data map or an arithmetic expression prepared in advance.
[0007]
Further, according to the present invention, the road condition detecting means detects the visibility of the road ahead of the vehicle and a road surface state of the road ahead of the vehicle. A road surface state detecting means, and a visibility emphasis mode for changing a turning ratio by a turning ratio variable means based on signals from the visibility detecting means and the running state detecting means, and a road surface state detecting means and The control unit includes a mode selection unit that can select any one of a road surface condition emphasis mode for changing a turning ratio by a turning ratio variable unit based on a signal from the traveling state detection unit. The turning ratio may be changed based on the mode selected by the selection unit.
[0008]
For example, if the condition of rain is regarded as a state of poor visibility, an obstacle can be recognized only at a position relatively close to the traveling direction of the vehicle, and quick steering is required because the obstacle must be detoured immediately. It is considered preferable. On the other hand, if it is assumed that the rainy state is a road surface state in which the tires easily slip, dull (dull) steering in which the steered wheels do not respond too sensitively to the operation of the steering member is considered preferable. Therefore, in the present invention, for example, the driver selects a mode in which the visibility or the road surface condition is prioritized, and controls the steering ratio according to the selected mode.
[0009]
Further, according to the present invention, when the road condition detected by the road condition detecting means is poor, the vehicle speed signal detected by the traveling state detecting means is subjected to predetermined processing and given to the control unit. There are cases. In this case, for example, when the visibility is good and when the visibility is poor, the turning ratio can be obtained by using a common data map or a common arithmetic expression.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the vehicle steering system includes a steering transmission system 30 from a steering member 1 such as a steering wheel to left and right steered wheels 5 for steering, and a mechanical connection between the steering member 1 and the steered wheels 5. It is configured as a so-called steer-by-wire (SBW) system, which eliminates various connections. In the vehicle steering system, the operation of the steering actuator 2 driven in response to, for example, a rotation operation of the steering member 1 is converted into a linear motion of the steering shaft 4 supported by the housing 3 in the vehicle width direction. Steering for converting the linear motion of the shaft 4 into the steering motion of the left and right steered wheels 5 is achieved.
[0011]
The steering actuator 2 is configured to include an electric motor such as a brushless motor. The driving force (rotational force of the output shaft) of the electric motor is linearly moved in the axial direction (vehicle width direction) of the steering shaft 4 by a motion conversion mechanism (for example, a ball screw mechanism) provided in association with the steering shaft 4. Is converted to The linear motion of the steering shaft 4 is transmitted to a tie rod 6 provided to protrude from both ends of the steering shaft 4, and further causes the knuckle arm 7 connected to the kingpin P via the tie rod 6 to rotate. Thereby, steering of the wheel 5 supported by the knuckle arm 7 is achieved. The steering shaft 4, the tie rod 6, the knuckle arm 7, and the like constitute a steering mechanism for steering the steered wheels 5 of the steering mechanism.
[0012]
The steering member 1 is connected to a steering shaft 8 rotatably supported on the vehicle body. The steering shaft 8 is provided with a reaction force actuator 9 for applying an operation reaction force to the steering member 1. The reaction force actuator 9 includes an electric motor such as a brushless motor having an output shaft integrated with the steering shaft 8.
An elastic member 10 composed of a spiral spring or the like is connected to an end of the steering shaft 8 opposite to the steering member 1. When the reaction force actuator 9 does not apply torque to the steering member 1, the elastic member 10 returns the steering member 1 to the straight steering position by the elastic force.
[0013]
In order to detect an operation input value of the steering member 1, an operation angle sensor 11 for detecting an operation angle of the steering member 1 is provided in association with the steering shaft 8. Further, the steering shaft 8 is provided with a torque sensor 12 for detecting a torque applied to the steering member 1. On the other hand, in connection with the steering shaft 4, a turning angle detection sensor 13 for detecting the turning angle of the steered wheels 5 is provided.
[0014]
The operation angle sensor 11, the torque sensor 12, and the turning angle sensor 13 are connected to a control device 14 as a control unit having a configuration including a microcomputer. The control device 14 is further connected to a vehicle speed sensor 15 for detecting a vehicle speed and a fog light switch 16 as visibility detection means.
The control device 14 generates an appropriate reaction force in the direction opposite to the operation direction of the steering member 2 based on the detected operation angle, the operation torque detected by the torque sensor 12, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 15. Then, the reaction force actuator 9 is controlled via the drive circuit 18.
[0015]
The control device 14 uses a normal map A (shown by a solid line in FIG. 2) and a normal map A as a vehicle speed-steering ratio data map for determining the steering ratio from the vehicle speed, as shown in FIG. A map B (shown by a broken line in FIG. 2) in which the steering ratio is lower than that of the map A and a map C (shown by a dashed line in FIG. 2) in which the steering ratio is higher than that of the normal map A are selectively used. The steering ratio is determined.
That is, the control device 14 detects the vehicle speed based on the vehicle speed (hereinafter, referred to as “detected vehicle speed”) detected by the vehicle speed sensor 15 as the traveling state detection sensor and on / off of the fog light switch 16 as the visibility detecting means. A preferable turning ratio map is selected according to the visibility, and a turning ratio according to the vehicle speed is set using the selected map.
[0016]
As described above, in the present embodiment, the turning ratio variable means for changing the ratio of the turning amount of the turning wheels 5 to the operation amount of the steering member 1 (turning ratio) is controlled by the execution program of the control device 14. Achieved softly.
On the other hand, an operation angle detected by the operation angle sensor 11 (hereinafter, referred to as “detected operation angle”) and a steering angle detected by the steering angle sensor 13 (hereinafter, referred to as “detected steering angle”) are input, The target steering angle is obtained from the detected operation angle and the set steering ratio, and the steering actuator 2 is feedback-controlled via the drive circuit 19 so that the detected steering angle approaches the target steering angle.
[0017]
FIG. 3 is a flowchart for explaining a routine process for determining a turning ratio, which is executed by the control device 14. Referring to FIG. 3, when fog light switch 16 is operated to be turned off, it is determined that visibility is good (NO in step S <b> 1), and turning ratio according to vehicle speed is determined using normal map A. Set (step S2).
On the other hand, when the fog lamp switch 16 is turned on, it is determined that the visibility is poor (YES in step S1). When it is determined that the visibility is poor, the turning ratio is set using the map A, B or C selected according to the vehicle speed.
[0018]
Specifically, when the vehicle is traveling at a low speed, that is, when the detected vehicle speed V is as low as less than a predetermined speed V1 (V <V1: V1 is, for example, 20 km) (YES in step S3), a steering ratio characteristic lower than that of the normal map A is obtained. The turning ratio is set using the map B that is provided (step S4).
When the vehicle is running at medium speed, that is, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined speed V1 and equal to or lower than the predetermined speed V2 (V1 ≦ V ≦ V2: V2 is, for example, 60 km / h) (YES in step S5), the normal map A is displayed. The turning ratio is set by using (Step S6).
[0019]
When the vehicle is traveling at high speed, that is, when the detected vehicle speed V exceeds the predetermined speed V2 (V2 <V) (NO in step S5), the turning ratio is determined using a map C having a turning ratio characteristic higher than that of the normal map A. It is set (step S7).
As described above, according to the present embodiment, a normal steering ratio is set when the vehicle is traveling at medium speed with poor visibility or when visibility is good.
Also, when visibility is poor and only a short distance field of view can be obtained, and when traveling at low speed, the steering ratio is set to the small side and quick steering is achieved, enabling quick obstacle avoidance. I do. Thus, even when the steering is quick, there is no possibility that the behavior of the vehicle becomes unstable during low-speed running.
[0020]
In addition, when the vehicle is traveling at high speed although visibility is low, the steering ratio is set to a large value, and the steering is dullly achieved, thereby ensuring the steering stability of the vehicle during high speed traveling.
4 to 6 show another embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 4, the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that a wiper switch 17 as road surface state detecting means is provided to control device 14 instead of fog lamp switch 16 as visibility detecting means. The point is that the controller 14 detects a road surface failure when the wiper switch 17 is turned on while being connected.
[0021]
As shown in FIG. 5, the control device 14 uses a normal map A (shown by a solid line in FIG. 5) and a normal map A as a vehicle speed-steering ratio data map for determining the steering ratio from the vehicle speed. A map D (shown by a dashed-dotted line in FIG. 5) in which the steering ratio is made higher than this and a map E (shown by a broken line in FIG. 5) in which the steering ratio is made even higher than this map D are selectively used. Thus, the steering ratio is determined.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a routine process for determining a turning ratio, which is executed by the control device 14. Referring to FIG. 6, when wiper switch 17 is operated to be turned off, it is determined that the road surface condition is good (NO in step T1), and turning according to detected vehicle speed V is performed using normal map A. The ratio is set (step T2).
[0022]
On the other hand, when the wiper switch 17 is turned on, it is determined that the road surface condition is bad due to rain (YES in step T1).
Thus, even when it is determined that the road surface condition is bad, when the vehicle is running at low speed, that is, when the detected vehicle speed V is lower than the predetermined speed V1 (V <V1: V1 is, for example, 20 km) (YES in step T3), the vehicle is normally operated. A turning ratio is set using map A (step ST2).
[0023]
When it is determined that the road surface condition is bad and when the vehicle is traveling at medium speed, that is, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined speed V1 and equal to or lower than the predetermined speed V2 (V1 ≦ V ≦ V2: V2 is, for example, 60 km / h) (step T3) (NO in step T4 and YES in step T4), the turning ratio is set using a map D having a turning ratio characteristic higher than that of the normal map A (step T5).
When it is determined that the road surface condition is bad and when the vehicle is traveling at high speed, that is, when the detected vehicle speed V exceeds the predetermined speed V2 (V2 <V) (NO in step T3 and NO in step S4), map D The turning ratio is set using a map E having a still higher turning ratio characteristic (step T6).
[0024]
According to the present embodiment, when the vehicle is traveling at a low speed although the road surface condition is poor, or when the road surface condition is good, the normal steering ratio is set.
Further, when the road surface condition is poor and the vehicle is traveling at a medium speed, the steering ratio is set to the large side, and the steering stability of the vehicle is ensured by achieving the dull steering. Also, when the road surface condition is poor and the vehicle is traveling at high speed, the steering ratio is set to a larger value to achieve more durable steering, thereby ensuring the steering stability of the vehicle at high speed traveling.
[0025]
7 and 8 show still another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the present embodiment is different from the embodiments of FIGS. 1 and 4 in that both a fog lamp switch 16 as visibility detecting means and a wiper switch 17 as road surface state detecting means are controlled by a control device. 14, and a mode selection switch 20 for selecting between the visibility emphasis mode and the road surface state emphasis mode is connected to the control device 14.
[0026]
Referring to FIG. 8, in the present embodiment, the mode selected by the driver (driver) is read (step P1), and if the visibility-oriented mode is selected (YES in step P2), The mode is placed in the visibility-oriented mode (step P3). If the road surface-oriented mode is selected (NO in step P2), the road state-oriented mode is entered (step P4).
In the visibility-oriented mode, the turning ratio is set based on the visibility and the vehicle speed in a flow similar to the flow shown in FIG. In the road surface state emphasis mode, the turning ratio is set based on the road surface state and the vehicle speed in a flow similar to the flow shown in FIG.
[0027]
Next, FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 3 in that maps A, B, A and C are provided in steps S2, S4, S6 and S7 in FIG. The steering ratio is determined based on the calculation formulas K1 (V), K2 (V), K1 (V) and K3 (V) in steps S2, S4, S6 and S7, respectively. This is to determine the steering ratio. In this embodiment, the same operation and effect as those of the embodiment of FIG. 3 can be obtained. In the embodiments of FIGS. 6 and 8, similarly, an arithmetic expression may be used instead of the map.
[0028]
Next, FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 9 in that a plurality of arithmetic expressions K1 (V), K2 (V) and K3 (V) are used in the embodiment of FIG. The aspect is that the calculation is performed using only the normal calculation formula K1 (V) corresponding to the case where the visibility is good.
Referring to FIG. 10, when fog light switch 16 is operated to be turned off, it is determined that visibility is good (NO in step R1), and the detected vehicle speed is reduced using a normal calculation formula K1 (V). A corresponding turning ratio is set (step R2).
[0029]
On the other hand, when the fog lamp switch 16 is turned on, it is determined that visibility is poor (YES in step R1).
As described above, when the visibility is determined to be poor and the vehicle is traveling at low speed, that is, when the detected vehicle speed V is lower than the predetermined speed V1 (V <V1: V1 is, for example, 20 km) (YES in step R3), the detected vehicle speed V is set to V After / G (G is a preset constant) (step R4), the steering ratio according to the detected vehicle speed is set using the normal arithmetic expression K1 (V) (step R2).
[0030]
Also, when it is determined that the visibility is poor and the vehicle is traveling at medium speed, that is, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined speed V1 and equal to or lower than the predetermined speed V2 (V1 ≦ V ≦ V2: V2 is, for example, 60 km / h) (step R5) YES), a turning ratio corresponding to the detected vehicle speed is set using the normal arithmetic expression K1 (V) (step R2).
When it is determined that visibility is low and the vehicle is traveling at high speed, that is, when the detected vehicle speed V is V2 <V (NO in step R5), the detected vehicle speed V is set to V · H (H is a preset constant). ) (Step R6), the steering ratio according to the detected vehicle speed is set using the normal arithmetic expression K1 (V) (step R2).
[0031]
According to the present embodiment, since only one arithmetic expression needs to be stored, the structure of the control device 14 can be simplified. 9 and 10 can be applied to the embodiments shown in FIGS. 6 and 8.
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the turning ratio variable means is achieved in a software manner by the execution program of the control device 14. However, the present invention is not limited to this, and the planetary gear mechanism and other differences between the steering member 1 and the turning wheels 5 are provided. A steering transmission system for mechanical connection including a dynamic transmission mechanism may be interposed, and the steering ratio variable means may be configured as hardware by this differential transmission mechanism. In this case, for example, the turning ratio can be changed by controlling the rotation or stop of one element of the differential transmission mechanism by the electric motor.
[0032]
As the road surface condition detecting means, a raindrop sensor and road facility (infrastructure) side information can be used in addition to the wiper switch 17. In addition to the fog light switch 16, road facility (infrastructure) side information or image processing information of a vehicle-mounted camera can be used as the visibility detection means. In addition, various changes can be made within the scope of the claims of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a vehicle speed-steering ratio map in the vehicle steering system shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart illustrating a steering ratio setting process of the vehicle steering system in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering system according to another embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a vehicle speed-steering ratio map in the vehicle steering system shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a steering ratio setting process of the vehicle steering system in FIG. 4;
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering system according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of mode selection in the vehicle steering system of FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart showing a steering ratio setting process according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing a steering ratio setting process according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 steering member 2 steering actuator 4 steering shaft 5 steered wheel 8 steering shaft 9 reaction force actuator 11 operating angle sensor 12 torque sensor 13 steering angle sensor 14 control device (control unit)
15 Vehicle speed sensor 16 Fog light switch (visibility detection means. Road condition detection means)
17 Wiper switch (road surface condition detecting means; road condition detecting means)
A to E map (data map)
V detected vehicle speed (detected vehicle speed)
K1 (V), K2 (V), K3 (V) Formula

Claims (5)

操舵部材の操舵に応じて転舵輪を転舵させる舵取り機構を備える車両用操舵装置において、
操舵部材の操作量に対する転舵輪の転舵量の比を可変する転舵比可変手段と、
車両前方の道路状況を検出するための道路状況検出手段と、
少なくとも車速を含む車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
道路状況検出手段および走行状態検出手段からの信号に基づいて転舵比可変手段により転舵比を変更させる制御部とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。
In a vehicle steering device including a steering mechanism that steers a steered wheel according to steering of a steering member,
Turning ratio variable means for changing the ratio of the turning amount of the steered wheels to the operation amount of the steering member,
Road condition detecting means for detecting a road condition in front of the vehicle;
Traveling state detection means for detecting a traveling state of the vehicle including at least the vehicle speed,
A steering unit for changing a steering ratio by a steering ratio variable unit based on signals from the road condition detection unit and the traveling state detection unit.
請求項1において、上記制御部は、検出される車速から転舵比を決定するためのデータマップを道路状況が悪いときおよび良いときにそれぞれ対応して備えることを特徴とする車両用操舵装置。2. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the control unit includes a data map for determining a steering ratio based on the detected vehicle speed, when the road condition is bad and when the road condition is good. 請求項1において、上記制御部は、検出される車速から転舵比を決定するための演算式を道路状況が悪いときおよび良いときにそれぞれ対応して備えることを特徴とする車両用操舵装置。2. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the control unit includes an arithmetic expression for determining a steering ratio based on the detected vehicle speed when the road condition is poor and good. 請求項1,2又は3において、上記道路状況検出手段は、車両前方の道路の視認性の良否を検出するための視認性検出手段と、車両前方の道路の路面状態を検出するための路面状態検出手段とを含み、
視認性検出手段および走行状態検出手段からの信号に基づいて転舵比可変手段により転舵比を変更させるための視認性重視モード、並びに路面状態検出手段および走行状態検出手段からの信号に基づいて転舵比可変手段により転舵比を変更させるための路面状況重視モードの何れかの一方を選択することのできるモード選択手段を備え、
制御部は、モード選択手段により選択されたモードに基づいて転舵比を変更させることを特徴とする車両用操舵装置。
The road condition detecting means according to claim 1, 2 or 3, wherein the road condition detecting means detects visibility of a road ahead of the vehicle, and a road surface condition for detecting a road surface state of a road ahead of the vehicle. Detecting means,
Based on the visibility-oriented mode for changing the turning ratio by the turning ratio variable means based on the signals from the visibility detecting means and the running state detecting means, and based on the signals from the road surface state detecting means and the running state detecting means. A mode selection unit that can select one of road surface condition emphasis modes for changing the steering ratio by the steering ratio variable unit,
The control unit changes the steering ratio based on the mode selected by the mode selection unit.
請求項1乃至4の何れか一つにおいて、上記道路状況検出手段により検出される道路状況が悪いときに、走行状態検出手段により検出される車速信号に所定の処理を施して制御部に与えることを特徴とする車両用操舵装置。5. The method according to claim 1, wherein when a road condition detected by the road condition detecting means is bad, a predetermined process is applied to a vehicle speed signal detected by the running condition detecting means and the result is given to a control unit. A vehicle steering system characterized by the above-mentioned.
JP2002190771A 2002-06-28 2002-06-28 Steering device for vehicle Pending JP2004034740A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002190771A JP2004034740A (en) 2002-06-28 2002-06-28 Steering device for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002190771A JP2004034740A (en) 2002-06-28 2002-06-28 Steering device for vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004034740A true JP2004034740A (en) 2004-02-05

Family

ID=31700608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002190771A Pending JP2004034740A (en) 2002-06-28 2002-06-28 Steering device for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004034740A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8301343B2 (en) 2007-05-02 2012-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle behavior control device
JP2014151882A (en) * 2013-02-13 2014-08-25 Nissan Motor Co Ltd Vehicular steering control device and vehicular steering control method
US11780502B2 (en) 2017-04-12 2023-10-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lane change assist apparatus for vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8301343B2 (en) 2007-05-02 2012-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle behavior control device
JP2014151882A (en) * 2013-02-13 2014-08-25 Nissan Motor Co Ltd Vehicular steering control device and vehicular steering control method
US11780502B2 (en) 2017-04-12 2023-10-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lane change assist apparatus for vehicle
US11993308B2 (en) 2017-04-12 2024-05-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lane change assist apparatus for vehicle
US12049252B2 (en) 2017-04-12 2024-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lane change assist apparatus for vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3103052B2 (en) Vehicle steering system
US7065436B2 (en) Variable ratio steering system
US6886656B2 (en) Electric power steering apparatus
JP3218950B2 (en) Vehicle steering control device
CN103328308B (en) Steering hardware
EP1325857B1 (en) Variable ratio steering system
US7441627B2 (en) Vehicle control system
JP2002012159A (en) Automatic steering device for vehicle
JP2004256068A (en) Electric power steering device
JP2008049963A (en) Vehicular steering control device
JP3868287B2 (en) Vehicle steering device
JPH06263050A (en) Power steering device
JP2004034740A (en) Steering device for vehicle
JP2009126421A (en) Vehicular steering characteristic control device and vehicular steering characteristic control method
JP3841674B2 (en) Vehicle steering device
JP3577883B2 (en) Vehicle steering control device
JP2001130433A (en) Steering device for vehicle
JPH0549512B2 (en)
JPH11301507A (en) Steering control unit for vehicle
JP3780141B2 (en) Electric power steering control device
JP2006224804A (en) Vehicular steering system
JPH08268309A (en) Electric power steering device
KR100204785B1 (en) Speed responsive steering angle control method
JP2000168586A (en) Electric power steering device
JPH062469B2 (en) Rear wheel steering actuator for front and rear wheel steering system of vehicle