JP2004224159A - Steering control device for vehicle - Google Patents

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JP2004224159A
JP2004224159A JP2003013540A JP2003013540A JP2004224159A JP 2004224159 A JP2004224159 A JP 2004224159A JP 2003013540 A JP2003013540 A JP 2003013540A JP 2003013540 A JP2003013540 A JP 2003013540A JP 2004224159 A JP2004224159 A JP 2004224159A
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steering
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reaction force
limit
control device
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Yusuke Kato
裕介 加藤
Toshiaki Kasahara
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering control device for a vehicle that can prevent vibration of a steering operation means near a limit on the range of movement of a steering wheel and that allows the driver to recognize that the steering angle has reached the limit of the range of the movement easily. <P>SOLUTION: In this steering control device for a vehicle including a steering mechanism that does not join a steering control system to a wheel steering system mechanically, steering angle control means, and steering reactive force control means, there is provided an angle sensor 2 for detecting a steering angle, and the steering reactive force control means includes a controlling component for steering control reactive force, which increases the steering reactive force in accordance with an increase in the steering angle with the slope of a line or a curve until immediately before the steering angel reaches the limit angle from a predetermined steering angle and then increases the steering reactive force to the limit reactive force rapidly when the steering angle reaches the limit angle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのないステアバイワイヤーシステムによる車両用操舵制御装置の操舵反力制御技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのないステアバイワイヤーシステムにおいては、機械的な制限を設けていないと、ステアリングホイールは転舵輪の可動範囲以上に操舵できてしまう。
【0003】
これに対し、部品点数を増やさず、つまり、機械的な制限を付加することなく、ステアリングホイールを転舵輪の可動範囲以上に操舵させないように制限する方法として、従来の車両用操舵制御装置は、ステアリングホイールを操舵することにより求められる目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上の場合(例えば、ステアリングホイールが転舵輪の可動範囲以上に操舵された場合)、操舵反力アクチュエータから予め定める操作阻止反力を発生させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−87308号公報(第1頁、図2)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用操舵制御装置にあっては、転舵輪の可動範囲限界付近において、ある操舵角度を境にそれ以上操舵された場合には一気に大きな操舵反力を発生させ、それ未満では通常制御時の操舵反力を発生させる構成となっていたため、運転者がステアリングホイールに切り増し方向の操舵トルクを加えていると、ステアリングホイールには、転舵輪の可動範囲限界付近のある操舵角度を境として、その角度以上では操舵反力により切り戻し方向へ、その角度未満では切り増し方向へトルクが加わる。そのため、ステアリングホイールは、転舵輪の可動範囲限界付近でトルクの向きが交互に変わる振動を発生してしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、転舵輪の可動範囲限界付近でのステアリング操作手段の振動を抑えることができると共に、操舵角度が可動範囲限界であることを運転者が容易に認識することができる車両用操舵制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、
ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのない操舵機構と、
ステアリング操舵角に応じて車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
ステアリング操舵方向とは逆向きに作用する操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
ステアリング操舵角を検出するステアリング操舵角検出手段を設け、
前記操舵反力制御手段は、ステアリング操舵角が所定の操舵角度から車輪の転舵角の限界角度に対応した限界ステアリング操舵角であるリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力を操舵反力の限界であるリミット反力まで急激に増加させる操舵制限反力制御部を有することを特徴とする。
【0008】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、操舵反力制御手段の操舵制限反力制御部において、ステアリング操舵角が所定の操舵角度からリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力をリミット反力まで急激に増加させるようにしたため、転舵輪の可動範囲限界付近でのステアリング操作手段の振動を抑えることができると共に、操舵角度が可動範囲限界であることを運転者が容易に認識することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実現する実施の形態を、図面に記載の実施例に基づいて説明する。
【0010】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
図1は第1実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。図1において、1はステアリングホイール、2は操舵角度を検出する舵角センサ(ステアリング操舵角検出手段)、3はステアリングホイール1に操舵反力を発生させる反力アクチュエータ、4は反力アクチュエータ3の駆動モータ、5は反力アクチュエータ3の駆動モータ4を駆動する駆動回路であり、これらの構成により運転者により操作されるステアリング操舵系が構成される。
【0011】
図1において、6は転舵輪11を転舵する転舵アクチュエータ8の駆動モータ7を駆動する駆動回路、7は転舵輪11を転舵する転舵アクチュエータ8の駆動モータ、8は転舵輪11を転舵する転舵アクチュエータ、9は転舵アクチュエータ8の転舵角度を検出する角度センサであり、これらの構成により転舵アクチュエータ8により転舵輪11を転舵する車輪転舵系が構成される。
【0012】
すなわち、前記ステアリング操舵系と前記車輪転舵系とは、機械的に連結することのない操舵機構を採用している。
【0013】
図1において、10はステアリングホイール1に発生させる操舵反力のトルク演算及び転舵輪11を転舵する転舵アクチュエータ8の角度演算を行う操舵制御装置である。
【0014】
前記操舵制御装置10は、運転者のステアリングホイール1に対する操舵量を舵角センサ2により検出し、転舵輪11の転舵角が検出したステアリング操舵角に応じた目標転舵角度になるように転舵アクチュエータ8の制御量演算を行う。制御量演算結果は、例えば、モータ駆動トルクに応じた電圧値として駆動回路6に出力され、駆動回路6は入力された電圧値に応じて駆動モータ7を駆動する。さらに、駆動モータ7が駆動されることにより転舵アクチュエータ8が転舵輪11を転舵し、その転舵角度は角度センサ9により検出され、操舵制御装置10に入力される。操舵制御装置10は、先ほど演算した目標転舵角度と角度センサ9により検出された実転舵角度との偏差が無くなるように駆動モータ7をフィードバック制御により駆動する(転舵角制御手段)。
【0015】
また、一方において、転舵アクチュエータ8の作動状況、あるいは、ステアリングホイール1の操舵角度、車両の速度等に応じて、ステアリングホイール1に与えるべき操舵反力が操舵制御装置10により演算され、駆動回路5に、例えば、モータトルクに応じた電圧値として出力される。駆動回路5は入力された電圧値に応じて駆動モータ4を駆動し、反力アクチュエータ3を介してステアリングホイール1に操舵反力を発生させる(操舵反力制御手段)。
【0016】
次に、作用を説明する。
【0017】
[操舵反力制御処理]
図2は操舵制御装置10にて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【0018】
ステップS1では、舵角センサ2により検出した操舵角度が制限反力開始角度を超えているか否かが判断され、Yesの場合はステップS2へ移行し、Noの場合はステップS7へ移行する。
ここで、「制限反力」とは、リミット反力より低くリミット角度に達する直前の操舵反力をいい、制限反力の値を予めきめたとき、通常反力から制限反力まで直線の傾きで増加する操舵反力増加特性により、「制限反力開始角度」が決められる。
【0019】
ステップS2では、舵角センサ2により検出した操舵角度がリミット角度以上であるか否かが判断され、Yesの場合はステップS6へ移行し、Noの場合はステップS3へ移行する。
ここで、「リミット角度」とは、車輪の転舵角の限界角度に対応した限界ステアリング操舵角をいい、「リミット反力」とは、リミット角度での操舵反力の限界をいう。
【0020】
ステップS3では、ステアリングホイール1の回転がリミット角度からの切り戻し方向であるか否かが判断され、Yesの場合はステップS5へ移行し、Noの場合はステップS4へ移行する。
【0021】
ステップS4では、ステップS3にてステアリング操作が切り増し方向であると判断された場合、下記の▲1▼式に基づく出力反力、つまり、
出力反力=通常反力+{(操舵角度−制限反力開始角度)/(リミット角度−制限反力開始角度)}×(制限反力−通常反力) ...▲1▼
を得る指令を駆動回路5に出力する。
【0022】
ステップS5では、ステップS3にてステアリング操作がリミット角度からの切り戻し方向であると判断された場合、下記の▲2▼式に基づく出力反力、つまり、
出力反力=通常反力+{(操舵角度−制限反力開始角度)/(リミット角度−制限反力開始角度)}×(リミット反力−通常反力) ...▲2▼
を得る指令を駆動回路5に出力する。
【0023】
ステップS6では、ステップS2にて操舵角度がリミット角度以上であると判断された場合、リミット反力を得る指令を駆動回路5に出力する。
【0024】
ステップS7では、ステップS1にて操舵角度が制限反力開始角度以下であると判断された場合、通常制御での操舵反力を得る指令を駆動回路5に出力する。
【0025】
[操舵反力制御作用]
操舵角度が制限反力開始角度以下の時には、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS7へと進む流れとなり、ステップS7において、通常制御での操舵反力を得る指令が駆動回路5に出力される。
【0026】
ステアリングホイール1への切り増し操作により、操舵角度が制限反力開始角度を超えると、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進む流れとなり、ステップS4において、上記▲1▼式に基づく出力反力を得る指令が駆動回路5に出力される。
【0027】
さらに、ステアリングホイール1に対し切り増し操作を行うことにより、操舵角度がリミット角度に達すると、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS6へと進む流れとなり、ステップS6において、リミット反力を得る指令が駆動回路5に出力される。
【0028】
その後、ステアリングホイール1の回転がリミット角度からの切り戻し方向になると、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5へと進む流れとなり、ステップS5において、上記▲2▼式に基づく出力反力を得る指令が駆動回路5に出力される。
【0029】
そして、ステアリングホイール1の切り戻しにより操舵角度が制限反力開始角度以下になると、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS7へと進む流れとなり、ステップS7において、通常制御での操舵反力を得る指令が駆動回路5に出力される。
【0030】
[操舵制限反力制御作用]
従来の車両用操舵制御装置は、転舵輪の可動範囲限界付近において、図3に示すように、リミット角度を境にそれ以上操舵された場合には一気に大きな操舵反力を発生させ、それ未満では通常制御時の操舵反力を発生させる構成となっていたため、本来は転舵輪の可動範囲限界角度でステアリングホイールがそれ以上回転するのを止めたいだけであるにもかかわらず、リミット角度以上で急激に大きな反力が発生するのでステアリングホイールは切り戻し方向へ戻される。運転者がステアリングホイールに切り増し方向の操舵トルクを加えていると、ステアリングホイールには、転舵輪の可動範囲限界付近のある操舵角度を境として、図6に示すように、その角度以上では操舵反力により切り戻し方向へ、その角度未満では切り増し方向へ交互に向きが反対のトルクが加わる。そのため、ステアリングホイールは、転舵輪の可動範囲限界付近で振動を発生してしまう。
【0031】
これに対し、第1実施例の車両用操舵制御装置では、ステップS3にてステアリングホイール1が中立点から切り増し方向に操舵されていると判断すると、ステップS4へ進み、図5に示すように、通常制御時の反力と制限反力を結ぶ傾きとそのときの操舵角から求められる操舵反力を出力する(上記▲1▼式)。よって、ステアリングホイール1を切り増していった場合、この傾きに応じて反力トルクは制限反力開始角度から徐々に増加してゆき、操舵されているステアリングホイール1の回転速度を抑える。この結果、操舵されているステアリングホイール1の回転速度がリミット角度になるまで抑えられること無く、リミット角度になったら一気に最大反力が与えられ、反力アクチュエータが発生する切り戻し方向の大きなトルク発生によるステアリングホイール1の振動を抑えることができる。
【0032】
そのままステアリングホイール1を切り増してステアリングホイール1の操舵角度がリミット角度以上になると、ステップS2からステップS6へと進み、図5に示すように、リミット反力を発生させる。よって、運転者は切り増し操作時における制限反力からリミット反力への操舵反力の立ち上がり変化をステアリングホイール1を介して感じることができ、この結果、その操舵角度が可動範囲限界であることを容易に認識することができる。
【0033】
次に、この最大反力によりステアリングホイール1が今度は切り戻し方向へ回転してゆくと、操舵角度がリミット開度未満で、かつ、制限反力開始角度より大きい場合、ステップS3からステップS5へと進み、図5に示すように、リミット反力と通常制御時の反力を結ぶ傾きとそのときの操舵角から求められる操舵反力を出力する(上記▲2▼式)。
【0034】
例えば、図4に示すように、切り増し時も切り戻し時も同じ操舵反力特性を与える場合には、リミット角度から僅かに切り戻されると操舵反力がリミット反力から制限反力まで低下するというように大きく操舵反力が変化し、ステアリングホイール1の振動を確実に抑えることができない。
【0035】
これに対し、図5に示すように、リミット角度に向かう切り増し時の操舵反力とリミット角度からの切り戻し時の操舵反力とにヒステリシスを設けることにより、リミット角度から切り戻されても操舵反力の変化が小さく、ステアリングホイール1の振動を解消することができる。
【0036】
また、切り増し時に徐々に操舵反力を増加させることで、ステアリングホイール1の回転速度を抑え、最大反力によるステアリングホイール1の戻し量を少なくできるので、ヒステリシス幅を小さくすることができる。なお、ヒステリシス幅が大きいとヒステリシスがリミット角度付近に存在することを運転者に強く認識されてしまい、従来の機械的連結構成によるステアリングシステムとの違和感を与えてしまうので、ヒステリシスの幅は小さい方がよい。
【0037】
次に、効果を説明する。
第1実施例の車両用操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0038】
(1) ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのない操舵機構と、ステアリング操舵角に応じて車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、ステアリング操舵方向とは逆向きに作用する操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、を備えた車両用操舵制御装置において、ステアリング操舵角を検出する角度センサ2を設け、前記操舵反力制御手段は、ステアリング操舵角が所定の操舵角度からリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力をリミット反力まで急激に増加させる操舵制限反力制御部を有するため、転舵輪11の可動範囲限界付近でのステアリングホイール1の振動を抑えることができると共に、操舵角度が可動範囲限界であることを運転者が容易に認識することができる。
【0039】
(2) 前記操舵制限反力制御部は、ステアリング操舵角がリミット角度まで増加するときの操舵反力増加特性と、ステアリング操舵角がリミット角度から減少するときの操舵反力減少特性と、にヒステリシスを持たせたため、リミット角度から切り戻されても操舵反力の変化が小さく抑えられ、ステアリングホイール1の振動を解消することができる。
【0040】
(3) 前記操舵制限反力制御部は、制限反力開始角度からリミット角度までのステアリング操舵角の増加に対し通常反力から制限反力まで直線の傾きで増加する操舵反力増加特性と、リミット角度から制限反力開始角度までのステアリング操舵角の減少に対しリミット反力から通常反力までの直線の傾きで減少する操舵反力減少特性と、により操舵制限反力を制御するようにしたため、可動範囲限界域におけるヒステリシス幅を小さくすることができ、この結果、従来の機械的連結構成によるステアリングシステムに対して運転者が持つシステム違和感を緩和することができる。
【0041】
以上、本発明の車両用操舵制御装置を第1実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第1実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0042】
例えば、第1実施例では、操舵制限反力制御部において、直線の傾きで増加する操舵反力増加特性と直線の傾きで減少する操舵反力減少特性とを用いる例を示したが、曲線の傾きで増加する操舵反力増加特性と曲線の傾きで減少する操舵反力減少特性とを用いるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。
【図2】第1実施例装置における操舵制御装置にて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図3】従来例の車両用操舵制御装置における反力トルク特性を示す図である。
【図4】切り増し時と切り戻し時にヒステリシスを持たせない比較例の車両用操舵制御装置における反力トルク特性を示す図である。
【図5】第1実施例の車両用操舵制御装置における反力トルク特性を示す図である。
【図6】従来例の車両用操舵制御装置におけるステアリングホイールの振動説明図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 舵角センサ(ステアリング操舵角検出手段)
3 反力アクチュエータ
4 駆動モータ
5 駆動回路
6 駆動回路
7 駆動モータ
8 転舵アクチュエータ
9 角度センサ
10 操舵制御装置
11 転舵輪
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of steering reaction force control of a vehicle steering control device using a steer-by-wire system that does not mechanically connect a steering system and a wheel turning system.
[0002]
[Prior art]
In a steer-by-wire system in which the steering system and the wheel steering system are not mechanically connected, the steering wheel can be steered beyond the movable range of the steered wheels unless mechanical restrictions are provided.
[0003]
On the other hand, as a method of limiting the steering wheel so as not to be steered beyond the movable range of the steered wheels without increasing the number of parts, that is, without adding a mechanical limitation, a conventional vehicle steering control device includes: When the deviation between the target turning angle and the actual turning angle obtained by steering the steering wheel is equal to or larger than a predetermined value (for example, when the steering wheel is steered beyond the movable range of the steered wheel), the steering reaction force actuator is used. , A predetermined operation inhibition reaction force is generated (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-87308 (page 1, FIG. 2).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional vehicle steering control device, a large steering reaction force is generated at a stretch when the steering wheel is steered beyond a certain steering angle near the limit of the movable range of the steered wheels. Since the steering reaction force was generated at the time of control, when the driver applied steering torque in the increasing direction to the steering wheel, a certain steering angle near the movable range limit of the steered wheels was applied to the steering wheel. As a boundary, a torque is applied in a turning back direction by a steering reaction force at an angle larger than the angle, and in a turning direction more at an angle smaller than the angle. Therefore, there is a problem that the steering wheel generates vibration in which the direction of the torque alternates near the limit of the movable range of the steered wheels.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problem, and it is possible to suppress the vibration of the steering operation means near the limit of the movable range of the steered wheels and to make it easy for the driver to determine that the steering angle is at the limit of the movable range. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering control device that can be recognized by a vehicle.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention,
A steering mechanism that does not mechanically connect the steering system and the wheel steering system;
Turning angle control means for controlling the turning angle of the wheels according to the steering angle,
Steering reaction force control means for controlling a steering reaction force acting in a direction opposite to the steering direction;
In a vehicle steering control device provided with
Providing a steering angle detection means for detecting a steering angle,
The steering reaction force control means, according to an increase in the steering angle, until the steering angle reaches a limit angle that is a limit steering angle corresponding to a limit angle of the turning angle of the wheel from a predetermined steering angle. Includes a steering limit reaction force control unit that increases the steering reaction force with a straight or curved slope and, when the steering angle reaches the limit angle, sharply increases the steering reaction force to the limit reaction force that is the limit of the steering reaction force. It is characterized by the following.
[0008]
【The invention's effect】
Therefore, in the vehicle steering control device of the present invention, in the steering restriction reaction force control unit of the steering reaction force control means, until the steering angle reaches the limit angle from the predetermined steering angle until the steering angle reaches the limit angle. The steering reaction force is increased linearly or curvedly according to the increase, and when the steering angle reaches the limit angle, the steering reaction force is sharply increased to the limit reaction force. Thus, the vibration of the steering operation means can be suppressed, and the driver can easily recognize that the steering angle is at the limit of the movable range.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a vehicle steering control device of the present invention will be described based on an example illustrated in the drawings.
[0010]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering control device according to a first embodiment. In FIG. 1, 1 is a steering wheel, 2 is a steering angle sensor (steering steering angle detecting means) for detecting a steering angle, 3 is a reaction force actuator for generating a steering reaction force on the steering wheel 1, and 4 is a reaction force actuator 3. The drive motor 5 is a drive circuit for driving the drive motor 4 of the reaction force actuator 3, and these components constitute a steering system operated by the driver.
[0011]
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a drive circuit for driving a drive motor 7 of a steering actuator 8 that steers the steered wheels 11, 7 denotes a drive motor of the steering actuator 8 that steers the steered wheels 11, and 8 denotes a steered wheel 11. The turning actuator 9 for turning is an angle sensor for detecting the turning angle of the turning actuator 8, and a wheel turning system for turning the steered wheels 11 by the turning actuator 8 is configured by these components.
[0012]
That is, the steering system and the wheel steering system employ a steering mechanism that is not mechanically connected.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a steering control device that calculates a torque of a steering reaction force generated in the steering wheel 1 and calculates an angle of a steering actuator 8 that steers the steered wheels 11.
[0014]
The steering control device 10 detects a steering amount of the driver with respect to the steering wheel 1 by a steering angle sensor 2 and turns the steering wheel 11 so that the turning angle of the steered wheels 11 becomes a target turning angle corresponding to the detected steering angle. The control amount calculation of the rudder actuator 8 is performed. The control amount calculation result is output to the drive circuit 6 as a voltage value according to the motor drive torque, for example, and the drive circuit 6 drives the drive motor 7 according to the input voltage value. Further, when the drive motor 7 is driven, the steering actuator 8 steers the steered wheels 11, and the steered angle is detected by the angle sensor 9 and input to the steering control device 10. The steering control device 10 drives the drive motor 7 by feedback control such that the deviation between the target steering angle calculated previously and the actual steering angle detected by the angle sensor 9 is eliminated (steering angle control means).
[0015]
On the other hand, a steering reaction force to be applied to the steering wheel 1 is calculated by the steering control device 10 in accordance with the operation state of the steering actuator 8, or the steering angle of the steering wheel 1, the speed of the vehicle, etc. 5 is output as a voltage value corresponding to the motor torque, for example. The drive circuit 5 drives the drive motor 4 according to the input voltage value, and generates a steering reaction force on the steering wheel 1 via the reaction force actuator 3 (steering reaction force control means).
[0016]
Next, the operation will be described.
[0017]
[Steering reaction force control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the steering reaction force control process executed by the steering control device 10, and each step will be described below.
[0018]
In step S1, it is determined whether or not the steering angle detected by the steering angle sensor 2 exceeds the limited reaction force start angle. If Yes, the process proceeds to step S2, and if No, the process proceeds to step S7.
Here, "restricted reaction force" refers to the steering reaction force immediately before reaching the limit angle lower than the limit reaction force, and when the value of the limited reaction force is determined in advance, the slope of a straight line from the normal reaction force to the limited reaction force. The "restricted reaction force start angle" is determined by the steering reaction force increasing characteristic that increases with the above.
[0019]
In step S2, it is determined whether or not the steering angle detected by the steering angle sensor 2 is equal to or larger than the limit angle. If Yes, the process proceeds to step S6, and if No, the process proceeds to step S3.
Here, the "limit angle" refers to the limit steering angle corresponding to the limit angle of the turning angle of the wheel, and the "limit reaction force" refers to the limit of the steering reaction force at the limit angle.
[0020]
In step S3, it is determined whether or not the rotation of the steering wheel 1 is in the direction of turning back from the limit angle. If Yes, the process proceeds to step S5, and if No, the process proceeds to step S4.
[0021]
In step S4, if it is determined in step S3 that the steering operation is in the turning-up direction, the output reaction force based on the following equation (1), that is,
Output reaction force = normal reaction force + {(steering angle−restriction reaction force start angle) / (limit angle−restriction reaction force start angle)} × (restriction reaction force−normal reaction force). . . ▲ 1 ▼
Is output to the drive circuit 5.
[0022]
In step S5, when it is determined in step S3 that the steering operation is in the direction of returning from the limit angle, the output reaction force based on the following equation (2), that is,
Output reaction force = Normal reaction force + {(steering angle-Limit reaction start angle) / (Limit angle-Limit reaction start angle)} × (Limit reaction-Normal reaction force). . . ▲ 2 ▼
Is output to the drive circuit 5.
[0023]
In step S6, when it is determined in step S2 that the steering angle is equal to or larger than the limit angle, a command for obtaining a limit reaction force is output to the drive circuit 5.
[0024]
In step S7, if it is determined in step S1 that the steering angle is equal to or smaller than the limited reaction force start angle, a command to obtain the steering reaction force in the normal control is output to the drive circuit 5.
[0025]
[Steering reaction force control action]
When the steering angle is equal to or smaller than the limited reaction force start angle, the flow proceeds from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG. 2, and in step S7, a command for obtaining the steering reaction force in the normal control is output to the drive circuit 5. You.
[0026]
If the steering angle exceeds the limited reaction force start angle due to the turning operation to the steering wheel 1, the flow proceeds to step S1 → step S2 → step S3 → step S4 in the flowchart of FIG. A command to obtain an output reaction force based on the equation (1) is output to the drive circuit 5.
[0027]
Further, when the steering angle reaches the limit angle by performing an additional turning operation on the steering wheel 1, the flow proceeds to step S1 → step S2 → step S6 in the flowchart of FIG. A command to obtain a force is output to the drive circuit 5.
[0028]
Thereafter, when the rotation of the steering wheel 1 is turned back from the limit angle, the flow proceeds to step S1 → step S2 → step S3 → step S5 in the flowchart of FIG. 2, and in step S5, the above equation (2) is obtained. A command for obtaining an output reaction force based on the above is output to the drive circuit 5.
[0029]
When the steering angle becomes equal to or less than the limited reaction force start angle due to the turning back of the steering wheel 1, the flow proceeds from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG. 2, and in step S7, the steering reaction force in the normal control is reduced. The command to be obtained is output to the drive circuit 5.
[0030]
[Steering limit reaction force control action]
The conventional vehicle steering control device generates a large steering reaction force at a stroke when the steering wheel is steered beyond the limit angle as shown in FIG. 3 near the limit of the movable range of the steered wheels. Because it was configured to generate a steering reaction force during normal control, although it was only necessary to stop the steering wheel from rotating further at the limit angle of the movable range of the steered wheels, suddenly at the limit angle or more The steering wheel is returned in the turning direction because a large reaction force is generated. When the driver is applying a steering torque in the turning direction to the steering wheel, the steering wheel is steered at a steering angle above a certain steering angle near the limit of the movable range of the steered wheels as shown in FIG. Due to the reaction force, torques in opposite directions are applied alternately in the direction of turning back and, if the angle is smaller than the angle, in the direction of increasing turning. Therefore, the steering wheel generates vibration near the limit of the movable range of the steered wheels.
[0031]
On the other hand, in the vehicle steering control device of the first embodiment, if it is determined in step S3 that the steering wheel 1 is being steered from the neutral point in the turning direction, the process proceeds to step S4, and as shown in FIG. Then, a steering reaction force obtained from the inclination connecting the reaction force and the limited reaction force during normal control and the steering angle at that time is output (the above formula (1)). Therefore, when the steering wheel 1 is turned further, the reaction torque gradually increases from the limited reaction force start angle in accordance with the inclination, and the rotational speed of the steering wheel 1 being steered is suppressed. As a result, the rotational speed of the steering wheel 1 being steered is not suppressed until the limit angle is reached, and when the limit angle is reached, the maximum reaction force is applied at once, and a large torque is generated in the return direction generated by the reaction force actuator. Vibration of the steering wheel 1 can be suppressed.
[0032]
When the steering wheel 1 is turned further and the steering angle of the steering wheel 1 becomes equal to or larger than the limit angle, the process proceeds from step S2 to step S6, and a limit reaction force is generated as shown in FIG. Therefore, the driver can feel the rising change of the steering reaction force from the limited reaction force to the limit reaction force at the time of further turning operation via the steering wheel 1, and as a result, the steering angle is at the movable range limit. Can be easily recognized.
[0033]
Next, when the steering wheel 1 is rotated in the return direction this time by the maximum reaction force, if the steering angle is smaller than the limit opening and larger than the limit reaction force start angle, the process proceeds from step S3 to step S5. As shown in FIG. 5, a steering reaction force obtained from the inclination connecting the limit reaction force and the reaction force in the normal control and the steering angle at that time is output (the above equation (2)).
[0034]
For example, as shown in FIG. 4, when the same steering reaction force characteristic is given at the time of further turning and at the time of turning back, when the steering wheel is slightly turned back from the limit angle, the steering reaction force decreases from the limit reaction force to the limit reaction force. As a result, the steering reaction force greatly changes, and the vibration of the steering wheel 1 cannot be reliably suppressed.
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 5, by providing a hysteresis between the steering reaction force at the time of turning further toward the limit angle and the steering reaction force at the time of turning back from the limit angle, even when the vehicle is turned back from the limit angle. The change in the steering reaction force is small, and the vibration of the steering wheel 1 can be eliminated.
[0036]
Further, by gradually increasing the steering reaction force at the time of further turning, the rotation speed of the steering wheel 1 is suppressed, and the return amount of the steering wheel 1 due to the maximum reaction force can be reduced, so that the hysteresis width can be reduced. If the hysteresis width is large, the driver strongly recognizes that the hysteresis exists near the limit angle, giving a sense of incompatibility with the conventional mechanically connected steering system. Is good.
[0037]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering control device according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0038]
(1) A steering mechanism that does not mechanically connect a steering system and a wheel steering system, a steering angle control unit that controls a steering angle of a wheel according to a steering angle, a steering direction, A steering reaction force control means for controlling a steering reaction force acting in the opposite direction, a steering reaction control apparatus for a vehicle, comprising: an angle sensor 2 for detecting a steering steering angle; Until the steering angle reaches the limit angle from the predetermined steering angle, the steering reaction force is increased in a straight line or a curve in accordance with the increase in the steering angle, and when the steering angle reaches the limit angle, the steering reaction force is increased. The steering wheel 1 near the limit of the movable range of the steered wheels 11 due to the provision of a steering limit reaction force control unit that rapidly increases the steering wheel 1 to the limit reaction force. And the driver can easily recognize that the steering angle is at the limit of the movable range.
[0039]
(2) The steering limiting reaction force control unit includes a hysteresis for a steering reaction force increasing characteristic when the steering angle increases to the limit angle and a steering reaction force decreasing characteristic when the steering angle decreases from the limit angle. Therefore, even when the steering wheel 1 is returned from the limit angle, the change in the steering reaction force is suppressed to a small value, and the vibration of the steering wheel 1 can be eliminated.
[0040]
(3) The steering limiting reaction force control unit includes: a steering reaction force increasing characteristic in which the steering reaction angle increases from a normal reaction force to a limited reaction force with a linear inclination with respect to an increase in a steering angle from the limited reaction force start angle to the limit angle; The steering limit reaction force is controlled by a steering reaction force reduction characteristic that decreases with a straight line slope from the limit reaction force to the normal reaction force when the steering angle decreases from the limit angle to the limit reaction force start angle. In addition, the hysteresis width in the limit range of the movable range can be reduced, and as a result, the driver's uncomfortable feeling with respect to the steering system having the conventional mechanical connection configuration can be reduced.
[0041]
As described above, the vehicle steering control device according to the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, but is described in each of the claims. Changes and additions to the design are permitted without departing from the spirit of the invention.
[0042]
For example, in the first embodiment, the steering restriction reaction force control unit uses the steering reaction force increasing characteristic that increases with the inclination of the straight line and the steering reaction force decreasing characteristic that decreases with the inclination of the straight line. A steering reaction force increasing characteristic that increases with the inclination and a steering reaction force decreasing characteristic that decreases with the inclination of the curve may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering control device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a flow of a steering reaction force control process executed by a steering control device in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a reaction torque characteristic in a conventional vehicle steering control device.
FIG. 4 is a diagram showing a reaction torque characteristic in a vehicle steering control device of a comparative example in which hysteresis is not provided at the time of further turning and turning back.
FIG. 5 is a diagram showing a reaction torque characteristic in the vehicle steering control device of the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of vibration of a steering wheel in a conventional vehicle steering control device.
[Explanation of symbols]
1 steering wheel 2 steering angle sensor (steering steering angle detecting means)
3 Reaction Force Actuator 4 Drive Motor 5 Drive Circuit 6 Drive Circuit 7 Drive Motor 8 Steering Actuator 9 Angle Sensor 10 Steering Controller 11 Steered Wheel

Claims (3)

ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのない操舵機構と、
ステアリング操舵角に応じて車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
ステアリング操舵方向とは逆向きに作用する操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
ステアリング操舵角を検出するステアリング操舵角検出手段を設け、
前記操舵反力制御手段は、ステアリング操舵角が所定の操舵角度から車輪の転舵角の限界角度に対応した限界ステアリング操舵角であるリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力を操舵反力の限界であるリミット反力まで急激に増加させる操舵制限反力制御部を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
A steering mechanism that does not mechanically connect the steering system and the wheel steering system;
Turning angle control means for controlling the turning angle of the wheels according to the steering angle,
Steering reaction force control means for controlling a steering reaction force acting in a direction opposite to the steering direction;
In a vehicle steering control device provided with
Providing a steering angle detection means for detecting a steering angle,
The steering reaction force control means, according to an increase in the steering angle, until the steering angle reaches a limit angle that is a limit steering angle corresponding to a limit angle of the turning angle of the wheel from a predetermined steering angle. Includes a steering limit reaction force control unit that increases the steering reaction force with a straight or curved slope and, when the steering angle reaches the limit angle, sharply increases the steering reaction force to the limit reaction force that is the limit of the steering reaction force. A vehicle steering control device characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵制限反力制御部は、ステアリング操舵角がリミット角度まで増加するときの操舵反力増加特性と、ステアリング操舵角がリミット角度から減少するときの操舵反力減少特性と、にヒステリシスを持たせたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
The vehicle steering control device according to claim 1,
The steering restriction reaction force control unit has hysteresis in a steering reaction force increasing characteristic when the steering angle increases to the limit angle and a steering reaction force decreasing characteristic when the steering angle decreases from the limit angle. A steering control device for a vehicle.
請求項1または請求項2に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵制限反力制御部は、リミット反力より低くリミット角度に達する直前の操舵反力を制限反力というとき、制限反力開始角度からリミット角度までのステアリング操舵角の増加に対し通常反力から制限反力まで直線の傾きで増加する操舵反力増加特性と、リミット角度から制限反力開始角度までのステアリング操舵角の減少に対しリミット反力から通常反力までの直線の傾きで減少する操舵反力減少特性と、により操舵制限反力を制御することを特徴とする車両用操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to claim 1 or 2,
The steering limiting reaction force control unit, when the steering reaction force that is lower than the limit reaction force and immediately before reaching the limit angle is referred to as a limiting reaction force, when the steering reaction angle increases from the limiting reaction force start angle to the limit angle, the normal reaction force From the limit reaction force to the normal reaction force in response to a decrease in the steering angle from the limit angle to the limit reaction force start angle. A steering control device for a vehicle, wherein a steering restriction reaction force is controlled by a steering reaction force reduction characteristic.
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