JP2005297807A - Vehicular steering control device and vehicular steering device - Google Patents

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steering
vehicle speed
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transmission ratio
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Morihiro Matsuda
守弘 松田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular steering control device and a vehicular steering apparatus capable of effectively suppressing the flutter phenomenon while maintaining high responsiveness of a turning wheel at a high-speed range. <P>SOLUTION: In the vehicular steering control device to perform the transmission ratio variable control to variably change the transmission ratio of a steering transmission system, the control gain during the variable control of the transmission ratio is set according to the steering angle of a steering wheel and the vehicle speed. The control gain setting according to the steering angle of the steering wheel and the vehicle speed may be realized by changing the relationship between the control gain setting related quantity to determine the control gain and the vehicle speed according to the steering angle of the steering wheel. More effectively, if the steering angle of the steering wheel is small, the control gain in a predetermined vehicle speed range may be set to be small compared with a case of large steering angle of the steering wheel. In this situation, the predetermined vehicle speed range may be set in a high-speed range exceeding 80 km/hour. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、操舵伝達系の伝達比を可変する伝達比可変制御を行う車両用操舵制御装置及びこれを用いる車両用操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering control device that performs transmission ratio variable control that varies the transmission ratio of a steering transmission system, and a vehicle steering device that uses the vehicle steering control device.

従来から、この種の車両用操舵装置のおいて、伝達比可変制御時の制御ゲインが車速に応じて変更される技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来技術では、伝達比可変制御時の制御ゲインは、車速の低速域では小さい値に設定され、高速域では大きい値に設定される。
特開2000−351382号公報
Conventionally, in this type of vehicle steering apparatus, a technique is known in which the control gain at the time of transmission ratio variable control is changed according to the vehicle speed (see, for example, Patent Document 1). In this prior art, the control gain at the time of variable transmission ratio control is set to a small value in the low speed range of the vehicle speed and set to a large value in the high speed range.
JP 2000-351382 A

しかしながら、上述の従来技術のように、高速域で制御ゲインを大きい値に設定する構成は、転舵輪の追従性・応答性を高めることができる反面、操舵伝達系の伝達剛性が大きくなる故に、フラッタやブレーキジャダーといったハンドル振動が大きくなるという問題点がある。   However, the configuration in which the control gain is set to a large value in the high speed region as in the above-described conventional technique can improve the followability / responsiveness of the steered wheels, but the transmission rigidity of the steering transmission system is increased. There is a problem that handle vibration such as flutter and brake judder increases.

そこで、本発明は、高速域で転舵輪の高い応答性を維持しつつ、フラッタ現象を効果的に抑制できる車両用操舵制御装置及び車両用操舵装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle steering control device and a vehicle steering device that can effectively suppress the flutter phenomenon while maintaining high responsiveness of steered wheels in a high speed range.

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、操舵伝達系の伝達比を可変する伝達比可変制御を行う車両用操舵制御装置において、
伝達比可変制御時の制御ゲインをハンドル操舵角と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵制御装置が提供される。
In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, in a vehicle steering control device that performs transmission ratio variable control that varies a transmission ratio of a steering transmission system,
There is provided a vehicle steering control device characterized in that a control gain at the time of transmission ratio variable control is set according to a steering wheel steering angle and a vehicle speed.

本局面において、前記制御ゲインのハンドル操舵角と車速に応じた設定は、制御ゲインを決定するための制御ゲイン設定関連量と車速との関係をハンドル操舵角に応じて変更することにより実現されてよい。効果的には、ハンドル操舵角が小さい場合、ハンドル操舵角が大きい場合に比して、所定の車速域における制御ゲインが小さく設定されてよい。この場合、前記所定の車速域は、一般にフラッタが発生する速度域である時速80kmを超える高速域内に設定されてよい。   In this aspect, the setting of the control gain according to the steering wheel steering angle and the vehicle speed is realized by changing the relationship between the control gain setting related amount for determining the control gain and the vehicle speed according to the steering wheel steering angle. Good. Effectively, when the steering wheel steering angle is small, the control gain in a predetermined vehicle speed range may be set smaller than when the steering wheel steering angle is large. In this case, the predetermined vehicle speed range may be set within a high speed range exceeding 80 km / h, which is a speed range where flutter is generally generated.

また、本発明のその他の一局面によれば、操舵伝達系の伝達比を可変する伝達比可変制御を行う車両用操舵制御装置において、
伝達比可変制御時の制御ゲインをブレーキ操作状態と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵制御装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, in the vehicle steering control device that performs transmission ratio variable control for varying the transmission ratio of the steering transmission system,
A vehicle steering control device is provided, wherein a control gain at the time of transmission ratio variable control is set according to a brake operation state and a vehicle speed.

本局面において、前記制御ゲインのブレーキ操作状態と車速に応じた設定は、制御ゲインを決定するための制御ゲイン設定関連量と車速との関係をブレーキ操作状態に応じて変更することにより実現されてよい。効果的には、所定のブレーキ操作が検出された場合、所定のブレーキ操作が検出されない場合に比して、所定の車速域における制御ゲインが小さく設定されてよい。この場合、前記所定の車速域は、一般にブレーキジャダーが発生する速度域である時速60kmを超える高速域内に設定されてよい。   In this aspect, the setting of the control gain according to the brake operation state and the vehicle speed is realized by changing the relationship between the control gain setting related amount for determining the control gain and the vehicle speed according to the brake operation state. Good. Effectively, when the predetermined brake operation is detected, the control gain in the predetermined vehicle speed range may be set smaller than when the predetermined brake operation is not detected. In this case, the predetermined vehicle speed range may be set within a high speed range exceeding 60 km / h, which is a speed range where the brake judder is generally generated.

また、本発明のその他の一局面によれば、
ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータと、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの駆動制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置が、電動モータの駆動制御時の制御ゲインをハンドル操舵角と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵装置、若しくは、
ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータと、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの駆動制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置が、電動モータの駆動制御時の制御ゲインをブレーキ操作状態と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵装置が提供される。
According to another aspect of the present invention,
An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
An electric motor;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
A control device for controlling the drive of the electric motor,
The control device sets a control gain at the time of driving control of the electric motor according to a steering angle and a vehicle speed, or a vehicle steering device, or
An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
An electric motor;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
A control device for controlling the drive of the electric motor,
There is provided a vehicle steering apparatus, wherein the control device sets a control gain at the time of driving control of an electric motor in accordance with a brake operation state and a vehicle speed.

本発明によれば、高速域で転舵輪の高い応答性を維持しつつ、フラッタやブレーキジャダーといったハンドル振動を効果的に抑制できる車両用操舵制御装置及び車両用操舵装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a vehicle steering control device and a vehicle steering device capable of effectively suppressing steering wheel vibration such as flutter and brake judder while maintaining high responsiveness of steered wheels in a high speed range.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
図1は、本発明による車両用操舵制御装置10の一実施例を概略的に示す全体図である。車両には、運転者が操作するステアリングホイール11を含むステアリングコラム12が設けられる。ステアリングコラム12は、ステアリングホイール11の回転軸となるメインシャフト14を回転可能に支持する。メインシャフト14は、ゴムカップリング13等を介して中間シャフト(インターミディエイトシャフト)16に接続される。中間シャフト16はステアリングギアボックス31に接続され、ステアリングギアボックス31内でピニオン17がステアリングラック18に噛合される。ステアリングラック18の両端には、それぞれタイロッド19の一端が接続されると共に各タイロッド19の他端にはナックルアーム等(図示せず)を介して転舵輪(図示せず)が接続されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view schematically showing an embodiment of a vehicle steering control apparatus 10 according to the present invention. The vehicle is provided with a steering column 12 including a steering wheel 11 operated by a driver. The steering column 12 rotatably supports a main shaft 14 that serves as a rotating shaft of the steering wheel 11. The main shaft 14 is connected to an intermediate shaft (intermediate shaft) 16 via a rubber coupling 13 or the like. The intermediate shaft 16 is connected to a steering gear box 31, and the pinion 17 is engaged with the steering rack 18 in the steering gear box 31. One end of a tie rod 19 is connected to each end of the steering rack 18 and a steered wheel (not shown) is connected to the other end of each tie rod 19 via a knuckle arm or the like (not shown).

ステアリングギアボックス31内には、伝達比可変機構30が設けられる。伝達比可変機構30は、タイヤの切れ角に対するステアリングホイール11の操舵角の比を可変する機能を有する。また、ステアリングギアボックス31内には、操舵補助用のアシストモータ20がラック軸と同軸に設けられている。アシストモータ20は、ステアリングコラム12内若しくはピニオン軸に設けられてもよい。   A transmission ratio variable mechanism 30 is provided in the steering gear box 31. The transmission ratio variable mechanism 30 has a function of varying the ratio of the steering angle of the steering wheel 11 to the tire turning angle. In the steering gear box 31, an assist motor 20 for assisting steering is provided coaxially with the rack shaft. The assist motor 20 may be provided in the steering column 12 or on the pinion shaft.

図2は、シャフト軸を含む面で切断した際の、伝達比可変機構30の断面図であり、図3は、伝達比可変機構30の伝達比可変原理の説明図である。伝達比可変機構30はハウジング32を備える。ハウジング32は、ステアリングギアボックス31と一体型のハウジングであり、サスペンションメンバ(図示せず)等に支持される。ハウジング32は、ステアリングギアボックス31のハウジングと別体であってもよい。
ハウジング32内には、入力軸60、及び、出力軸62、減速機(差動機構)40、モータ34(DCブラシレスモータ)、回転角センサ72、及び、ロック機構50が収容される。尚、減速機40は、後述する如く、ドリブンギア38と、ステータギア42と、波動発生装置46と、フレキシブルギア48とから構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the transmission ratio variable mechanism 30 when cut along the plane including the shaft axis, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the transmission ratio variable principle of the transmission ratio variable mechanism 30. The transmission ratio variable mechanism 30 includes a housing 32. The housing 32 is an integral housing with the steering gear box 31, and is supported by a suspension member (not shown) or the like. The housing 32 may be separate from the housing of the steering gear box 31.
In the housing 32, an input shaft 60, an output shaft 62, a speed reducer (differential mechanism) 40, a motor 34 (DC brushless motor), a rotation angle sensor 72, and a lock mechanism 50 are accommodated. The speed reducer 40 includes a driven gear 38, a stator gear 42, a wave generator 46, and a flexible gear 48, as will be described later.

入力軸60の上端には、中間シャフト16の下端が連結される。入力軸60の下端には、ステータギア42が設けられる。出力軸62の下側には、ピニオン17が設けられる。出力軸62の上側には、ドリブンギア38が設けられる。ドリブンギア38及びステータギア42の内周面には、それぞれ異なる歯数(ドリブンギア38の歯数<ステータギア42の歯数)のギアが形成されている。ドリブンギア38及びステータギア42の内側には、それぞれのギアに同時に噛合するフレキシブルギア48が設けられる。即ち、フレキシブルギア48の外側に形成された歯(歯数は、ドリブンギア38の歯数と同じ)に、ドリブンギア38及びステータギア42の内側に形成された歯が噛合する。フレキシブルギア48の内側は、波動発生装置46の外輪上に嵌合される。   The lower end of the intermediate shaft 16 is connected to the upper end of the input shaft 60. A stator gear 42 is provided at the lower end of the input shaft 60. A pinion 17 is provided below the output shaft 62. A driven gear 38 is provided above the output shaft 62. Gears having different numbers of teeth (the number of teeth of the driven gear 38 <the number of teeth of the stator gear 42) are formed on the inner peripheral surfaces of the driven gear 38 and the stator gear 42, respectively. Inside the driven gear 38 and the stator gear 42, a flexible gear 48 that meshes simultaneously with each gear is provided. That is, the teeth formed inside the driven gear 38 and the stator gear 42 mesh with the teeth formed outside the flexible gear 48 (the number of teeth is the same as the number of teeth of the driven gear 38). The inner side of the flexible gear 48 is fitted on the outer ring of the wave generator 46.

ハウジング32には、モータ34のケース34aが固定されている。モータ34は、モータシャフト35を有し、モータシャフト35は、波動発生装置46のカムに接続される。モータシャフト35内には、入力軸60が回転可能に挿通されている。即ち、入力軸60とモータシャフト35とは、互いに独立に回転可能であるように構成されている。   A case 34 a of a motor 34 is fixed to the housing 32. The motor 34 has a motor shaft 35, and the motor shaft 35 is connected to the cam of the wave generator 46. An input shaft 60 is rotatably inserted into the motor shaft 35. That is, the input shaft 60 and the motor shaft 35 are configured to be able to rotate independently of each other.

この構成では、図3に示すように、モータ34のモータシャフト35が回転すると波動発生装置46のカムが回転して、フレキシブルギア48が回転される。この際、フレキシブルギア48は、楕円形に変形した状態でステータギア42内を回転し、同軸上のドリブンギア38を回転させる。即ち、ドリブンギア38の歯数がステータギア42の歯数より少ないため、波動発生装置46が1回転した際、ドリブンギア38は、波動発生装置46の回転方向と逆方向に歯数の差分だけ回転する(即ち、アクチュエータ作動角=モータ34の回転角×減速比(減速比=歯数差/ドリブンギア38の歯数))。一方、ステアリングホイール11(メインシャフト14)が回転すると、入力軸60(ステータギア42)が回転し、アクチュエータ作動角が付加されて出力軸62へと伝達される。   In this configuration, as shown in FIG. 3, when the motor shaft 35 of the motor 34 rotates, the cam of the wave generator 46 rotates and the flexible gear 48 rotates. At this time, the flexible gear 48 rotates in the stator gear 42 in a state of being deformed into an elliptical shape, and rotates the driven gear 38 on the same axis. That is, since the number of teeth of the driven gear 38 is smaller than the number of teeth of the stator gear 42, when the wave generator 46 rotates once, the driven gear 38 rotates by the difference in the number of teeth in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 46. (That is, actuator operating angle = rotation angle of motor 34 × reduction ratio (reduction ratio = number of teeth difference / number of teeth of driven gear 38)). On the other hand, when the steering wheel 11 (main shaft 14) rotates, the input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and an actuator operating angle is added and transmitted to the output shaft 62.

このように本実施例によれば、モータ34の回転角(アクチュエータ作動角)を変更させることで、操舵伝達比(出力軸62の回転角に対する入力軸60の回転角の比:入力軸回転角/出力軸回転角)を任意に変更することができる。この操舵伝達比の可変制御(操舵伝達比可変制御)は、車両用操舵制御装置10のECU54により実行される。尚、本発明は、如何なる伝達比可変機構に対しても適用可能であり、例えば、特開2003−320943号公報や特開2003−320945号公報に開示されるような、伝達比可変機構30のハウジング32がステアリングホイール11の回転に伴って回転するタイプのものに対しても適用可能である。   As described above, according to this embodiment, by changing the rotation angle (actuator operating angle) of the motor 34, the steering transmission ratio (ratio of the rotation angle of the input shaft 60 to the rotation angle of the output shaft 62: input shaft rotation angle). / Output shaft rotation angle) can be arbitrarily changed. This variable control of the steering transmission ratio (steering transmission ratio variable control) is executed by the ECU 54 of the vehicle steering control device 10. The present invention can be applied to any transmission ratio variable mechanism. For example, the transmission ratio variable mechanism 30 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-320943 and 2003-320945 can be used. The present invention can also be applied to a type in which the housing 32 rotates with the rotation of the steering wheel 11.

以下、図4等を参照して、ECU54により実行される操舵伝達比可変制御について詳説する。尚、ECU54は、図示しないバスを介して互いに接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ROMには、CPUが実行するプログラム等が格納されている。   Hereinafter, the steering transmission ratio variable control executed by the ECU 54 will be described in detail with reference to FIG. The ECU 54 is configured as a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like connected to each other via a bus (not shown). The ROM stores a program executed by the CPU.

ECU54には、中間シャフト16又はメインシャフト14に設けられる舵角センサ74、各輪に設けられる車速センサ76(車輪速センサ)、及び、出力軸62に設けられる出力角センサ(ピニオン回転角センサ)78が接続されている。ECU54には、舵角センサ74、車速センサ76及び出力角センサ78からの検出信号がそれぞれ所定周期で入力される(ステップ100)。尚、舵角センサ74は、ステアリングホイール11の操舵角に応じた検出信号を出力し、車速センサ76は、車輪の回転量に応じた検出信号を出力し、出力角センサ78は、出力軸62の回転角(ピニオン回転角)に応じた検出信号を出力する。   The ECU 54 includes a steering angle sensor 74 provided on the intermediate shaft 16 or the main shaft 14, a vehicle speed sensor 76 (wheel speed sensor) provided on each wheel, and an output angle sensor (pinion rotation angle sensor) provided on the output shaft 62. 78 is connected. Detection signals from the steering angle sensor 74, the vehicle speed sensor 76, and the output angle sensor 78 are input to the ECU 54 at predetermined intervals (step 100). The steering angle sensor 74 outputs a detection signal corresponding to the steering angle of the steering wheel 11, the vehicle speed sensor 76 outputs a detection signal corresponding to the amount of rotation of the wheel, and the output angle sensor 78 includes an output shaft 62. A detection signal corresponding to the rotation angle (pinion rotation angle) is output.

ECU54は、例えば図5に示すようなマップを用いて、上記ステップ100で得た車速Vに応じた操舵伝達比Gを決定する(ステップ110)。尚、図5では、操舵伝達比は、低速域で最もクイックな(低い)値に設定されており、これにより、据え切り時やUターン時の切り返し操作量(切り返し回数)が低減されている。また、中速域では、車速の上昇に応じて徐々にクイックからスロー(高)に変化し、高速域では、穏やかで安定感のあるステアリングフィーリングを実現するため、最もスローな値に設定されている。ECU54は、車両の走行状態(例えば、路面のμ)に応じて、複数の異なるマップを切り替えて用いてもよい。   The ECU 54 determines a steering transmission ratio G corresponding to the vehicle speed V obtained in step 100 using, for example, a map as shown in FIG. 5 (step 110). In FIG. 5, the steering transmission ratio is set to the quickest (low) value in the low speed range, thereby reducing the amount of turning operation (number of times of turning) at the time of stationary or U-turn. . In the medium speed range, the speed gradually changes from quick to slow (high) as the vehicle speed increases, and in the high speed range, the slowest value is set to achieve a gentle and stable steering feeling. ing. The ECU 54 may switch and use a plurality of different maps according to the traveling state of the vehicle (for example, μ on the road surface).

ECU54は、上記ステップ100で得た舵角センサ74からの操舵角θIN(入力角)に対して、上記ステップ110で導出した操舵伝達比Gに基づいて、目標出力角θTGT(=θIN/G)を決定する(ステップ120)。また、ECU54は、上記ステップ100で得た出力角センサ78からの検出角θOUT(出力角)と、上記ステップ120で導出した目標出力角θTGTとの角度偏差e(=θTGT−θOUT)を算出し、角度偏差eの絶対値|e|を算出する(ステップ130)。 The ECU 54 sets the target output angle θ TGT (= θ IN) based on the steering transmission ratio G derived in step 110 with respect to the steering angle θ IN (input angle) from the steering angle sensor 74 obtained in step 100. / G) is determined (step 120). The ECU 54 also detects an angle deviation e (= θ TGT −θ OUT ) between the detected angle θ OUT (output angle) from the output angle sensor 78 obtained in step 100 and the target output angle θ TGT derived in step 120. ) And an absolute value | e | of the angle deviation e is calculated (step 130).

ECU54は、上記ステップ130で導出した|e|を用いて、比例ゲインPを導出・設定する(ステップ140)。尚、このステップ140の処理については図6,7を参照して後述する。   The ECU 54 derives and sets the proportional gain P using | e | derived in step 130 (step 140). The process of step 140 will be described later with reference to FIGS.

ECU54は、上記ステップ140で設定した比例ゲインPに基づいてモータ34の駆動信号を生成し、モータ34に出力する(ステップ150)。   The ECU 54 generates a drive signal for the motor 34 based on the proportional gain P set in step 140 and outputs it to the motor 34 (step 150).

図6は、上記ステップ140の処理を行うECU54の比例ゲイン設定部56を示す。本実施例の比例ゲイン設定部56は、比例ゲインPを操舵角θINと車速Vに応じて設定することを特徴とする。 FIG. 6 shows the proportional gain setting unit 56 of the ECU 54 that performs the processing of step 140. The proportional gain setting unit 56 of the present embodiment sets the proportional gain P according to the steering angle θ IN and the vehicle speed V.

具体的には、比例ゲイン設定部56は、先ず、上記ステップ130で導出した|e|に対する補正値α1を決定する。この際、比例ゲイン設定部56は、車速Vに応じた補正値α1を定める2種類のマップ(マップM1,M2)を、操舵角θINに応じて使い分けて補正値α1を決定する。 Specifically, the proportional gain setting unit 56 first determines a correction value α1 for | e | derived in step 130. In this case, the proportional gain setting unit 56, two kinds of maps for determining the correction value α1 corresponding to the vehicle speed V (map M1, M2), to determine a correction value α1 and used according to the steering angle theta IN.

図6に示す例では、マップM1は、操舵角θINが所定の閾値θTHR以上である場合に選択されるマップであり、このマップM1では、車速Vに対する補正値α1は、車速Vの増加と共に(低速域から中速域にかけて)徐々に増加し、所定の速度を超えた速度域では一定値となっている。一方、マップM2は、操舵角θINが所定の閾値θTHR(例えば、車両の直進状態の判定基準として10deg)よりも小さい場合に選択されるマップであり、高速域内の所定の速度域X(例えば、100km/h前後の速度域)において、車速Vに対する補正値α1が小さく設定されている。この所定の速度域X(及びその際の補正値α1)は、ステアリングホイール11に主にフラッタ現象(操舵伝達系の共振)が生じる速度域(典型的には、80km/h〜120km/h)として試験やシミュレーション等を介して予め設定される。 In the example shown in FIG. 6, the map M1 is a map of a steering angle theta IN is selected when a predetermined threshold theta THR above, in the map M1, the correction value α1 with respect to the vehicle speed V is the vehicle speed increases V In addition, the speed gradually increases (from the low speed range to the medium speed range), and becomes a constant value in the speed range exceeding the predetermined speed. On the other hand, the map M2 is a map that is selected when the steering angle θ IN is smaller than a predetermined threshold θ THR (for example, 10 deg as a criterion for determining whether the vehicle is traveling straight). The map M2 is a predetermined speed region X ( For example, in the speed range around 100 km / h), the correction value α1 for the vehicle speed V is set small. This predetermined speed range X (and the correction value α1 at that time) is a speed range (typically 80 km / h to 120 km / h) in which a flutter phenomenon (resonance of the steering transmission system) occurs mainly in the steering wheel 11. Is set in advance through testing, simulation, or the like.

比例ゲイン設定部56は、上述の如くマップM1若しくはM2を用いて、上記ステップ100で得た車速Vに応じた補正値α1を導出し、上記ステップ130で導出した|e|に当該補正値α1を加算して合計値ALL1(=α1+|e|)を導出する。次いで、比例ゲイン設定部56は、図6に示すような比例ゲイン設定用マップを用いて、合計値ALL1に応じた比例ゲインPを導出・設定する。図6に示す比例ゲイン設定用マップでは、合計値ALL1に対する比例ゲインPは、実質的に、合計値ALL1と共に増加するように定められている。   As described above, the proportional gain setting unit 56 uses the map M1 or M2 to derive the correction value α1 corresponding to the vehicle speed V obtained in step 100, and to | e | derived in step 130, the correction value α1. Are added to derive a total value ALL1 (= α1 + | e |). Next, the proportional gain setting unit 56 derives and sets the proportional gain P corresponding to the total value ALL1, using a proportional gain setting map as shown in FIG. In the proportional gain setting map shown in FIG. 6, the proportional gain P with respect to the total value ALL1 is determined to increase substantially with the total value ALL1.

ところで、操舵伝達系の伝達剛性(操舵伝達系の応答性)は、比例ゲインPの増加に伴って増加する。本実施例では、上述の如く、上記ステップ100で得た車速Vが所定の速度域Xに属する場合であって、操舵角θINが所定の閾値θTHRよりも小さい場合には、比例ゲインPが小さく設定される。これにより、フラッタ現象(操舵伝達系の共振)が生じる速度域において、操舵伝達系の剛性が低下されるので、フラッタ現象によるステアリングホイール11の回転方向の振動を効果的に抑制することができる。尚、本実施例では、フラッタ現象が生じる速度域以外の中・高速領域では、比例ゲインPが比較的大きな値に設定され、必要な操舵伝達系の応答性が確保されている。 By the way, the transmission rigidity of the steering transmission system (responsiveness of the steering transmission system) increases as the proportional gain P increases. In the present embodiment, as described above, when the vehicle speed V obtained in step 100 belongs to the predetermined speed range X and the steering angle θ IN is smaller than the predetermined threshold θ THR , the proportional gain P Is set smaller. As a result, the rigidity of the steering transmission system is reduced in the speed range where the flutter phenomenon (resonance of the steering transmission system) occurs, so that vibration in the rotational direction of the steering wheel 11 due to the flutter phenomenon can be effectively suppressed. In this embodiment, the proportional gain P is set to a relatively large value in the middle and high speed regions other than the speed region where the flutter phenomenon occurs, and the necessary response of the steering transmission system is ensured.

また、本実施例では、操舵角θINが所定の閾値θTHR以上の場合には、車速Vが所定の速度域Xに属する場合であっても、比例ゲインPが比較的大きな値に設定される。これは、操舵角θINが所定の閾値θTHR以上の場合、ドライバーがステアリングホイール11を操作していることが想定されるので、ステアリングホイール11の振動がドライバーに不快感を与える可能性が低く、むしろ操舵伝達系の応答性を高める方を優先すべきであるからである。この観点から、上述のマップM1,M2の切り替えは、車両の直進状態を判定する閾値θTHRに加えて、操舵角θINの変化率(舵角速度)を考慮して実現されてもよい。 In this embodiment, when the steering angle θ IN is equal to or greater than the predetermined threshold θ THR , the proportional gain P is set to a relatively large value even when the vehicle speed V belongs to the predetermined speed range X. The This is because, when the steering angle θ IN is equal to or greater than the predetermined threshold θ THR, it is assumed that the driver is operating the steering wheel 11, so that the possibility that the vibration of the steering wheel 11 causes discomfort to the driver is low. Rather, priority should be given to improving the response of the steering transmission system. In this respect, the switching of the above maps M1, M2, in addition to determining the threshold theta THR a straight traveling state of the vehicle, the change rate of the steering angle theta IN (the steering angular speed) may be implemented in consideration.

次に、図7を参照して、本発明による車両用操舵制御装置10の第2実施例を説明する。本第2実施例において、ECU54の比例ゲイン設定部56以外の構成は、上述の実施例と同様であってよい。従って、ECU54は、図4に従って処理を実行する。図7は、本実施例のECU54の比例ゲイン設定部56を示す。   Next, a second embodiment of the vehicle steering control apparatus 10 according to the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the configuration other than the proportional gain setting unit 56 of the ECU 54 may be the same as that of the above-described embodiment. Therefore, the ECU 54 executes processing according to FIG. FIG. 7 shows the proportional gain setting unit 56 of the ECU 54 of the present embodiment.

本実施例の比例ゲイン設定部56は、比例ゲインPをブレーキ操作状態と車速Vに応じて設定することを特徴とする。この目的のため、ECU54には、ブレーキスイッチ79が接続されている。ブレーキスイッチ79は、ドライバーによってブレーキペダルの踏み込み(ブレーキ操作)が行われた場合にオン信号を出力するスイッチである。比例ゲイン設定部56は、ブレーキスイッチ79からのオン信号が入力されている間、図7に示すように、マップM2を用いて補正値α1(比例ゲイン)を設定する。一方、比例ゲイン設定部56は、ブレーキスイッチ79からのオン信号が入力されていない場合、マップM1を用いて補正値α1(比例ゲイン)を設定する。ここで、マップM1,M2は、上述の実施例と同様のものであってよい。   The proportional gain setting unit 56 of this embodiment sets the proportional gain P according to the brake operation state and the vehicle speed V. For this purpose, a brake switch 79 is connected to the ECU 54. The brake switch 79 is a switch that outputs an ON signal when the driver depresses the brake pedal (brake operation). The proportional gain setting unit 56 sets the correction value α1 (proportional gain) using the map M2, as shown in FIG. 7, while the ON signal from the brake switch 79 is input. On the other hand, when the ON signal from the brake switch 79 is not input, the proportional gain setting unit 56 sets the correction value α1 (proportional gain) using the map M1. Here, the maps M1 and M2 may be the same as those in the above-described embodiment.

従って、本実施例では、上述の如く、上記ステップ100で得た車速Vが所定の速度域Xに属する場合であって、ドライバーによりブレーキ操作が行われている場合には、比例ゲインPが小さく設定される。これにより、ブレーキジャダーが生じる速度域において、操舵伝達系の剛性が低下されるので、ブレーキジャダーによるステアリングホイール11の振動を効果的に抑制することができる。   Therefore, in this embodiment, as described above, when the vehicle speed V obtained in step 100 belongs to the predetermined speed range X and the brake operation is performed by the driver, the proportional gain P is small. Is set. As a result, the rigidity of the steering transmission system is reduced in the speed range where the brake judder occurs, so that the vibration of the steering wheel 11 due to the brake judder can be effectively suppressed.

尚、本実施例において、比例ゲイン設定部56は、ブレーキスイッチ79からのオン信号に加えて若しくはそれに代えて、ブレーキ踏力に応じたマスタシリンダ圧を検出する油圧センサ(図示せず)の出力信号に基づいて、ブレーキ操作状態を検出してもよい。この場合、例えば、比例ゲイン設定部56は、所定のブレーキ操作(例えば、ある一定圧以上のマスタシリンダ圧を発生させるブレーキ操作)が行われた場合、マップM1からマップM2への切り替えを実行してもよい。   In this embodiment, the proportional gain setting unit 56 outputs an output signal of a hydraulic sensor (not shown) that detects a master cylinder pressure in accordance with the brake depression force in addition to or instead of the ON signal from the brake switch 79. Based on the above, the brake operation state may be detected. In this case, for example, the proportional gain setting unit 56 performs switching from the map M1 to the map M2 when a predetermined brake operation (for example, a brake operation that generates a master cylinder pressure higher than a certain pressure) is performed. May be.

また、本実施例において、所定の速度域Xは、ステアリングホイール11に主にブレーキジャダーが生じる速度域(典型的には、60km/h〜120km/h)として決定され、上述の実施例と同一の範囲である必要はない。   In the present embodiment, the predetermined speed range X is determined as a speed range (typically 60 km / h to 120 km / h) in which the brake judder mainly occurs in the steering wheel 11, and is the same as the above-described embodiment. Need not be in the range.

また、本実施例は、上述の第1実施例と組み合せて実現されてよい。例えば、ドライバーによりブレーキ操作が行われていない場合には、上述の第1実施例の構成が採用され、ドライバーによりブレーキ操作が行われている場合、マップM1を用いた補正値α1(比例ゲイン)の設定が採用されてよい。また、ドライバーによりブレーキ操作が行われている場合に用いるマップと、車速Vが所定の速度域Xに属する場合であって、操舵角θINが所定の閾値θTHR未満の場合に用いるマップとは、必ずしも同一である必要は無く、それぞれの状況に適応した別々のマップが用意されてよい。 In addition, this embodiment may be realized in combination with the first embodiment described above. For example, when the brake operation is not performed by the driver, the configuration of the first embodiment described above is adopted, and when the brake operation is performed by the driver, the correction value α1 (proportional gain) using the map M1. The setting may be adopted. In addition, a map used when the brake operation is performed by the driver and a map used when the vehicle speed V belongs to the predetermined speed range X and the steering angle θ IN is less than the predetermined threshold θ THR are: However, the maps are not necessarily the same, and different maps adapted to the respective situations may be prepared.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、上述の各実施例では、制御ゲインとして比例ゲインが示されているが、制御ゲインとして比例ゲイン、微分ゲイン若しくは積分ゲイン又はこれらの任意の組み合わせが用いられる構成であってもよい。例えば特開2000−351382号公報に開示されるように、モータ34の駆動制御を比例ゲイン及び微分ゲインに基づいて実現する構成であってもよい。この場合、比例ゲイン及び/又は微分ゲインの設定に対して上述のようなマップの切り替えが実現されてよい。   For example, in each of the above-described embodiments, a proportional gain is shown as the control gain, but a configuration in which a proportional gain, a differential gain, an integral gain, or any combination thereof is used as the control gain may be used. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-351382, the drive control of the motor 34 may be realized based on a proportional gain and a differential gain. In this case, the map switching as described above may be realized for the setting of the proportional gain and / or the differential gain.

また、上述の各実施例では、車速Vに応じた補正値α1を定める2種類のマップ(マップM1,M2)を切り替えることで間接的に比例ゲイン設定態様を可変としているが、2種類の比例ゲイン設定用マップを用いて直接的に比例ゲイン設定態様を可変としてもよい。   In each of the above-described embodiments, the proportional gain setting mode is indirectly variable by switching between two types of maps (maps M1 and M2) that define the correction value α1 corresponding to the vehicle speed V. The proportional gain setting mode may be directly variable using the gain setting map.

また、上述の各実施例では、比例ゲインPは、補正値α1と角度偏差eの絶対値|e|により得られる制御ゲイン設定関連量、即ち合計値ALL1(=α1+|e|)に応じて設定されているが、比例ゲインPは、例えば特開2000−351382号公報に開示されるように、他の態様で定義される制御ゲイン設定関連量との関係で決定されてもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the proportional gain P depends on the control gain setting related amount obtained from the correction value α1 and the absolute value | e | of the angle deviation e, that is, the total value ALL1 (= α1 + | e |). Although set, the proportional gain P may be determined in relation to a control gain setting related amount defined in another mode as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-351382.

本発明による車両用操舵制御装置10の一実施例を概略的に示す全体図である。1 is an overall view schematically showing an embodiment of a vehicle steering control device 10 according to the present invention. 伝達比可変機構30の断面図である。3 is a sectional view of a transmission ratio variable mechanism 30. FIG. 伝達比可変機構30による伝達比可変原理の説明図である。It is explanatory drawing of the transmission ratio variable principle by the transmission ratio variable mechanism. ECU54により実行される操舵伝達比可変制御の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of steering transmission ratio variable control executed by an ECU. 操舵伝達比の対車速変化特性を示すマップである。It is a map which shows the change characteristic with respect to vehicle speed of a steering transmission ratio. 第1実施例に係るECU54の比例ゲイン設定部56を示す図である。It is a figure which shows the proportional gain setting part 56 of ECU54 which concerns on 1st Example. 第2実施例に係るECU54の比例ゲイン設定部56を示す図である。It is a figure which shows the proportional gain setting part 56 of ECU54 which concerns on 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両用操舵制御装置
11 ステアリングホイール
12 ステアリングコラム
14 メインシャフト
16 中間シャフト
17 ピニオン
18 ステアリングラック
30 伝達比可変機構
31 ステアリングギアボックス
32 ハウジング
34 モータ
35 モータシャフト
40 減速機
50 ロック機構
54 ECU
56 比例ゲイン設定部
60 入力軸
62 出力軸
72 回転角センサ
74 舵角センサ
76 車速センサ
78 出力角センサ
79 ブレーキスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle steering control apparatus 11 Steering wheel 12 Steering column 14 Main shaft 16 Intermediate shaft 17 Pinion 18 Steering rack 30 Transmission ratio variable mechanism 31 Steering gear box 32 Housing 34 Motor 35 Motor shaft 40 Reducer 50 Lock mechanism 54 ECU
56 Proportional gain setting section 60 Input shaft 62 Output shaft 72 Rotation angle sensor 74 Rudder angle sensor 76 Vehicle speed sensor 78 Output angle sensor 79 Brake switch

Claims (10)

操舵伝達系の伝達比を可変する伝達比可変制御を行う車両用操舵制御装置において、
伝達比可変制御時の制御ゲインをハンドル操舵角と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵制御装置。
In a vehicle steering control device that performs transmission ratio variable control that varies a transmission ratio of a steering transmission system,
A vehicle steering control device, wherein a control gain during variable transmission ratio control is set in accordance with a steering angle and a vehicle speed.
前記制御ゲインのハンドル操舵角と車速に応じた設定は、制御ゲインを決定するための制御ゲイン設定関連量と車速との関係をハンドル操舵角に応じて変更することにより実現される、請求項1記載の車両用操舵制御装置。   2. The setting of the control gain according to the steering angle of the steering wheel and the vehicle speed is realized by changing the relationship between the control gain setting related amount for determining the control gain and the vehicle speed according to the steering angle of the steering wheel. The vehicle steering control device described. ハンドル操舵角が小さい場合、ハンドル操舵角が大きい場合に比して、所定の車速域における制御ゲインが小さく設定される、請求項1又は2記載の車両用操舵制御装置。   The vehicle steering control device according to claim 1 or 2, wherein when the steering wheel steering angle is small, the control gain in a predetermined vehicle speed range is set smaller than when the steering wheel steering angle is large. 前記所定の車速域は、時速80kmを超える高速域内に設定される、請求項3記載の車両用操舵制御装置。   4. The vehicle steering control device according to claim 3, wherein the predetermined vehicle speed range is set in a high speed range exceeding 80 km / h. 操舵伝達系の伝達比を可変する伝達比可変制御を行う車両用操舵制御装置において、
伝達比可変制御時の制御ゲインをブレーキ操作状態と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵制御装置。
In a vehicle steering control device that performs transmission ratio variable control that varies a transmission ratio of a steering transmission system,
A vehicle steering control device, wherein a control gain for variable transmission ratio control is set in accordance with a brake operation state and a vehicle speed.
前記制御ゲインのブレーキ操作状態と車速に応じた設定は、制御ゲインを決定するための制御ゲイン設定関連量と車速との関係をブレーキ操作状態に応じて変更することにより実現される、請求項5記載の車両用操舵制御装置。   The setting according to the brake operation state and the vehicle speed of the control gain is realized by changing the relationship between the control gain setting related amount for determining the control gain and the vehicle speed according to the brake operation state. The vehicle steering control device described. 所定のブレーキ操作が検出された場合、所定のブレーキ操作が検出されない場合に比して、所定の車速域における制御ゲインが小さく設定される、請求項5又は6記載の車両用操舵制御装置。   The vehicle steering control device according to claim 5 or 6, wherein when a predetermined brake operation is detected, a control gain in a predetermined vehicle speed region is set to be smaller than when a predetermined brake operation is not detected. 前記所定の車速域は、時速60kmを超える高速域内に設定される、請求項7記載の車両用操舵制御装置。   The vehicle steering control device according to claim 7, wherein the predetermined vehicle speed range is set in a high speed range exceeding 60 km / h. ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータと、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの駆動制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置が、電動モータの駆動制御時の制御ゲインをハンドル操舵角と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵装置。
An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
An electric motor;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
A control device for controlling the drive of the electric motor,
The vehicle steering apparatus, wherein the control device sets a control gain at the time of driving control of the electric motor according to a steering wheel steering angle and a vehicle speed.
ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータと、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの駆動制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置が、電動モータの駆動制御時の制御ゲインをブレーキ操作状態と車速に応じて設定することを特徴とする、車両用操舵装置。
An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
An electric motor;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
A control device for controlling the drive of the electric motor,
The vehicle steering apparatus, wherein the control device sets a control gain during drive control of the electric motor in accordance with a brake operation state and a vehicle speed.
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