JP2006062406A - Vehicular steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of noise due to a speed reducer connected to an electric motor, in a vehicular steering device. <P>SOLUTION: The vehicular steering device is provided with the electric motor 31 for assisting steering. Rotation output of the electric motor 15 is reduced and converted into a linear motion by a ball screw mechanism 16 to be transmitted to a rack bar 14. An electronic control unit 24 adds control torque related to the rotation speed of the electric motor 15 to target steering assist torque, thereby controlling the rotation torque of the electric motor 15. The control torque is calculated on the basis of anglular speed ω calculated by using a motor rotation angle θm detected by a rotation angle sensor 22, and is a feedback control signal showing a differential value between a target value and detected speed for suppressing changes in the angular speed ω. The target value is renewed according to changes in the angular speed of the electric motor 15. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵する車両の操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus that steers steered wheels according to a steering operation of a steering handle.

従来から、例えば下記特許文献1に示されているように、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵をアシストするために、操舵ハンドルに付与される操舵力を転舵輪へ伝達するための伝達機構に、電動モータの回転駆動力を減速器であるボールねじ機構を介して伝達するようした車両の操舵装置は知られている。
特開2003−314654号公報
Conventionally, as shown in, for example, Patent Document 1 below, in order to assist steering of a steered wheel according to a steering operation of the steering handle, to transmit a steering force applied to the steered wheel to the steered wheel. 2. Description of the Related Art A vehicle steering apparatus is known in which a rotational driving force of an electric motor is transmitted to a transmission mechanism via a ball screw mechanism that is a speed reducer.
JP 2003-314654 A

一般的に、この種の従来装置においては、摩擦力を低減するためにボールねじ機構(減速器)におけるクリアランスをある程度大きくしておく必要がある。特に、このクリアランスは、温度に応じて変化するものであるので、温度変化による減少をも考慮しておく必要がある。しかし、ボールねじ機構(減速器)にクリアランスをもたせると、ベルジャン路(石だたみ路)を走行したり、操舵ハンドルを切返し操作したりする場合には、ボールねじ機構のボールの衝突により異音が発生したり、減速器として減速ギヤを用いる場合には噛み合った歯の衝突により異音が発生したりする。特に、電動モータの回転速度の変動周期と制御系の固有振動の周期が一致すると、異音の発生が顕著となる。   Generally, in this type of conventional device, it is necessary to increase the clearance in the ball screw mechanism (decelerator) to some extent in order to reduce the frictional force. In particular, since this clearance changes according to the temperature, it is necessary to consider the decrease due to the temperature change. However, if the ball screw mechanism (speed reducer) is given clearance, an abnormal noise is generated when the ball screw mechanism collides with the ball screw mechanism when driving on a Belgian road (stone path) or turning the steering wheel. In the case of using a reduction gear as a speed reducer, abnormal noise is generated due to the collision of meshed teeth. In particular, when the fluctuation cycle of the rotational speed of the electric motor coincides with the natural vibration cycle of the control system, the generation of abnormal noise becomes significant.

本発明者は、この衝突による異音の発生が、電動モータの出力軸の角速度の変化に起因することに気がついた。本発明は、この着眼点に基づいてなされたもので、その目的は前記異音の発生を抑制するようにした車両の操舵装置を提供することにある。   The present inventor has noticed that the occurrence of abnormal noise due to this collision is caused by a change in the angular velocity of the output shaft of the electric motor. The present invention has been made based on this viewpoint, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that suppresses the generation of the abnormal noise.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、電動モータおよび減速器を備え、電動モータの回転を減速器を介して転舵輪に伝達するようにした車両の操舵装置において、電動モータの角速度を検出する角速度検出手段と、前記検出された角速度を用いて電動モータの角速度の変動を抑制するための抑制制御信号を生成して、同生成した抑制制御信号を電動モータの回転制御信号に加味する変動抑制制御手段とを設けたことにある。   In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a vehicle steering apparatus includes an electric motor and a speed reducer, and transmits the rotation of the electric motor to the steered wheels via the speed reducer. And a suppression control signal for suppressing fluctuations in the angular velocity of the electric motor using the detected angular velocity, and adding the generated suppression control signal to the rotation control signal of the electric motor. And a fluctuation suppression control means for providing the same.

この場合、変動抑制制御手段を、例えば、電動モータの目標とする角速度を表す目標角速度と角速度検出によって検出された角速度との差分値を所定時間ごとに繰り返し計算する差分値計算手段と、差分値計算手段によって差分値が計算されるごとに同計算された差分値が取り得る値の上限および下限を制限する差分値制限手段と、差分値計算手段による計算に用いた目標角速度から差分値制限手段によって上限および下限の制限された差分値を減算して、同減算結果を差分値計算手段による次回の差分値の計算に用いられる目標角速度とするために目標角速度を更新する目標角速度更新手段とで構成し、前記計算された差分値を抑制制御信号とするとよい。   In this case, for example, the fluctuation suppression control unit includes a difference value calculation unit that repeatedly calculates a difference value between a target angular velocity representing a target angular velocity of the electric motor and an angular velocity detected by the angular velocity detection, and a difference value. Each time a difference value is calculated by the calculation means, a difference value limiting means for limiting an upper limit and a lower limit of values that can be taken by the calculated difference value, and a difference value limiting means from the target angular velocity used in the calculation by the difference value calculation means The target angular velocity updating means for subtracting the upper and lower limit limited difference values and updating the target angular velocity to make the subtraction result the target angular velocity used for the next difference value calculation by the difference value calculating means. The calculated difference value may be used as a suppression control signal.

また、この発明においては、例えば、電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための操舵アシスト制御信号であり、変動抑制制御手段は抑制制御信号を操舵アシスト制御信号に加味するようにするとよい。また、電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵するための転舵制御信号であり、変動抑制制御手段は抑制制御信号を転舵制御信号に加味するようにしてもよい。   In the present invention, for example, the rotation control signal of the electric motor is a steering assist control signal for assisting the steering operation of the steering wheel, and the fluctuation suppression control means adds the suppression control signal to the steering assist control signal. It is good to. The rotation control signal of the electric motor is a steering control signal for turning the steered wheels according to the steering operation of the steering handle, and the fluctuation suppression control means adds the suppression control signal to the steering control signal. May be.

これによれば、変動抑制制御手段が、電動モータの角速度の変動を抑制するための抑制制御信号を生成して電動モータの回転制御信号に加味するので、減速器に入力される電動モータの回転における角速度の変動が抑制される。その結果、減速器にクリアランスを設けても、同クリアランスによる異音の発生を防止できる。特に、変動抑制制御手段を、差分値計算手段、差分値制限手段および目標角速度更新手段で構成すれば、差分値制限手段における上限および下限の設定により、電動モータの回転における角速度の変動の抑制の程度、すなわち回転制御信号に対する電動モータの回転の追従性を可変することができ、異音の発生を抑えたうえで、電動モータの回転の追従性も確保するように簡単に調整できるようになる。   According to this, since the fluctuation suppression control means generates a suppression control signal for suppressing fluctuations in the angular velocity of the electric motor and adds it to the rotation control signal of the electric motor, the rotation of the electric motor input to the speed reducer The fluctuation of the angular velocity at is suppressed. As a result, even if a clearance is provided in the speed reducer, it is possible to prevent abnormal noise due to the clearance. In particular, if the fluctuation suppression control means is composed of a difference value calculation means, a difference value restriction means, and a target angular velocity update means, it is possible to suppress fluctuations in angular velocity during rotation of the electric motor by setting an upper limit and a lower limit in the difference value restriction means. The degree of follow-up of the rotation of the electric motor with respect to the rotation control signal can be varied, and it is possible to easily adjust the rotation follow-up of the electric motor while suppressing the occurrence of abnormal noise. .

a.第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、第1実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
a. DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 relates to the first embodiment, and is an overall vehicle steering apparatus having an assist function with respect to a steering operation by a driver. FIG.

この車両の操舵装置は、操舵ハンドル11に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備え、同シャフト12の下端にはピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、ラックバー14に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー14の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されており、左右前輪FW1,FW2は、ステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。ラックバー14には、操舵アシスト用の電動モータ15が組み付けられている。電動モータ15の回転は、減速器を構成するボールねじ機構16によって減速されるとともにラックバー14の直線運動に変換される。   The vehicle steering apparatus includes a steering shaft 12 connected to a steering handle 11 so that an upper end thereof is integrally rotated. A pinion gear 13 is connected to a lower end of the shaft 12 so as to be integrally rotated. The pinion gear 13 meshes with rack teeth formed on the rack bar 14 to constitute a rack and pinion mechanism. Left and right front wheels FW1 and FW2 are steerably connected to both ends of the rack bar 14, and the left and right front wheels FW1 and FW2 are left and right according to the axial displacement of the rack bar 14 as the steering shaft 12 rotates about the axis. Steered to. An electric motor 15 for steering assist is assembled to the rack bar 14. The rotation of the electric motor 15 is decelerated by the ball screw mechanism 16 constituting the speed reducer and converted into a linear motion of the rack bar 14.

次に、電動モータ15の作動を制御する電気制御装置20について説明する。電気制御装置20は、操舵トルクセンサ21、回転角センサ22および車速センサ23を備えている。操舵トルクセンサ21は、ステアリングシャフト12の上部に組み付けられていて、操舵ハンドル11の回動操作によってステアリングシャフト12に作用する操舵トルクTrを検出する。なお、操舵トルクTrは、正負の値により操舵ハンドル11の右方向および左方向の操舵時の操舵トルクTrを表す。回転角センサ22は、電動モータ15に組み付けられて、電動モータ15の中立位置からのモータ回転角θmを検出する。なお、モータ回転角θmは、正負の値により電動モータ15の正逆回転時の回転角を表す。車速センサ23は、車速Vを検出して出力する。   Next, the electric control device 20 that controls the operation of the electric motor 15 will be described. The electric control device 20 includes a steering torque sensor 21, a rotation angle sensor 22, and a vehicle speed sensor 23. The steering torque sensor 21 is assembled to the upper part of the steering shaft 12 and detects the steering torque Tr acting on the steering shaft 12 by the turning operation of the steering handle 11. The steering torque Tr represents the steering torque Tr when the steering handle 11 is steered in the right direction and the left direction by positive and negative values. The rotation angle sensor 22 is assembled to the electric motor 15 and detects the motor rotation angle θm from the neutral position of the electric motor 15. The motor rotation angle θm represents a rotation angle when the electric motor 15 rotates forward and backward by a positive / negative value. The vehicle speed sensor 23 detects and outputs the vehicle speed V.

また、電気制御装置20は、操舵トルクセンサ21、回転角センサ22および車速センサ23に接続された電子制御ユニット24を備えている。電子制御ユニット24は、CPU,ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、図2のアシスト制御プログラムを実行することにより、駆動回路25を介して電動モータ15を駆動制御する。駆動回路25は、電子制御ユニット24によって指定される駆動電流を電動モータ15に流す。   The electric control device 20 includes an electronic control unit 24 connected to the steering torque sensor 21, the rotation angle sensor 22, and the vehicle speed sensor 23. The electronic control unit 24 controls the electric motor 15 via the drive circuit 25 by executing the assist control program shown in FIG. The drive circuit 25 causes the drive current specified by the electronic control unit 24 to flow through the electric motor 15.

次に、上記のように構成した第1実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット24は、イグニッションスイッチの投入により、アシスト制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。アシスト制御プログラムの実行は図2のステップS10にて開始され、ステップS11にて操舵トルクセンサ21、回転角センサ22および車速センサ23から、操舵トルクTr、モータ回転角θmおよび車速Vをそれぞれ入力する。   Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. The electronic control unit 24 starts to repeatedly execute the assist control program every predetermined short time by turning on the ignition switch. The execution of the assist control program is started in step S10 of FIG. 2, and the steering torque Tr, the motor rotation angle θm, and the vehicle speed V are input from the steering torque sensor 21, the rotation angle sensor 22, and the vehicle speed sensor 23 in step S11, respectively. .

次に、電子制御ユニット24は、ステップS12にて、ROM内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、操舵トルクTrおよび車速Vに応じて変化する目標アシストトルクTasを計算する。このアシスト指令値テーブルは、図3に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵トルクTrの増加に従って非線形増加する複数の目標アシストトルクTasを記憶している。この目標アシストトルクTasは、同一の操舵トルクTrに対して、車速Vが低いほど大きい。なお、このアシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、操舵トルクTrおよび車速Vに応じて変化する目標アシストトルクTrを関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標アシストトルクTrを計算するようにしてもよい。   Next, in step S12, the electronic control unit 24 refers to an assist command value table provided in the ROM, and calculates a target assist torque Tas that changes according to the steering torque Tr and the vehicle speed V. As shown in FIG. 3, the assist command value table stores a plurality of target assist torques Tas that increase nonlinearly as the steering torque Tr increases for each of a plurality of representative vehicle speed values. The target assist torque Tas is larger as the vehicle speed V is lower than the same steering torque Tr. Instead of using this assist command value table, the target assist torque Tr that changes according to the steering torque Tr and the vehicle speed V is defined in advance by a function, and the target assist torque Tr is calculated by using the function. You may make it calculate.

前記ステップS12の処理後、電子制御ユニット24は、ステップS13にて、今回および前回のアシスト制御プログラムの実行時にステップS11の処理によって入力した両モータ回転角θmを用いて微分演算を実行することにより、電動モータ15の角速度ω(=dθm/dt)を計算する。そして、ステップS14にて、今回の目標角速度ω*から前記計算した今回の角速度ωを減算することにより、角速度の差分値Δω(=ω*−ω)を計算する。なお、目標角速度ω*は、電動モータ15の目標とする角速度を表す変数であり、前回のアシスト制御プログラムの実行時に計算された値である。   After the process of step S12, the electronic control unit 24 performs a differentiation operation in step S13 using both motor rotation angles θm input by the process of step S11 during execution of the current and previous assist control program. Then, the angular velocity ω (= dθm / dt) of the electric motor 15 is calculated. In step S14, the angular velocity difference value Δω (= ω * −ω) is calculated by subtracting the calculated current angular velocity ω from the current target angular velocity ω *. The target angular velocity ω * is a variable that represents the target angular velocity of the electric motor 15 and is a value calculated when the previous assist control program is executed.

この差分値Δωの計算後、電子制御ユニット24は、ステップS15にて差分値Δωに基づいて制御トルクTcを計算する。この制御トルクTcの計算においては、例えば、PID制御手法を利用できる。すなわち、差分値Δωに係数k1を乗じた比例項k1・Δωと、差分値Δωを微分した微分値d(Δω)/dtに係数k2を乗じた微分項k2・d(Δω)/dtと、差分値Δωを積分した積分値∫(Δω)dtに係数k3を乗じた積分項k3・∫(Δω)dtとを加算した値を制御トルクTc(=k1・Δω+k2・d(Δω)/dt+k3・∫(Δω)dt)とする。なお、差分値Δωの微分演算および積分演算においては、以前にアシスト制御プログラムの実行時において計算した差分値Δωを、今回のアシスト制御プログラムの実行時において計算した差分値Δωに加えて利用する。また、係数k1,k2,k3は、予め決められた値である。さらに、前記制御トルクTcの計算においては、PID制御手法を用いないで、比例項k1・Δω、微分項k2・d(Δω)/dtおよび積分項k3・∫(Δω)dtのいずれか一つを制御トルクTcとし、またはいずれか二つの加算値を制御トルクTcとしてもよい。   After calculating the difference value Δω, the electronic control unit 24 calculates the control torque Tc based on the difference value Δω in step S15. In calculating the control torque Tc, for example, a PID control method can be used. That is, a proportional term k1 · Δω obtained by multiplying the difference value Δω by the coefficient k1, a differential term k2 · d (Δω) / dt obtained by multiplying the differential value d (Δω) / dt obtained by differentiating the difference value Δω, and The value obtained by adding the integral term k3 · ∫ (Δω) dt obtained by integrating the difference value Δω and the integral value ∫ (Δω) dt to the coefficient k3 is the control torque Tc (= k1 · Δω + k2 · d (Δω) / dt + k3 · ∫ (Δω) dt). In the differential calculation and integration calculation of the difference value Δω, the difference value Δω previously calculated when the assist control program is executed is used in addition to the difference value Δω calculated when the assist control program is executed this time. The coefficients k1, k2, and k3 are predetermined values. Further, in the calculation of the control torque Tc, any one of the proportional term k1 · Δω, the differential term k2 · d (Δω) / dt and the integral term k3 · ∫ (Δω) dt is used without using the PID control method. May be the control torque Tc, or any two added values may be the control torque Tc.

次に、電子制御ユニット24は、ステップS16にて、駆動回路25を介して電動モータ15を制御して、前記計算した目標アシストトルクTasに制御トルクTcを加算した大きさのトルクTas+Tcが発生されるように電動モータ15を作動させる。具体的には、電子制御ユニット24は前記トルクTas+Tcに比例した大きさの電流を表す電流指令値を駆動回路25に出力し、駆動回路25は電流指令値により指定された大きさの電流を電動モータ15に流す。   Next, in step S16, the electronic control unit 24 controls the electric motor 15 via the drive circuit 25, and a torque Tas + Tc having a magnitude obtained by adding the control torque Tc to the calculated target assist torque Tas is generated. Thus, the electric motor 15 is operated. Specifically, the electronic control unit 24 outputs a current command value representing a current having a magnitude proportional to the torque Tas + Tc to the drive circuit 25, and the drive circuit 25 electrically drives a current having a magnitude specified by the current command value. Flow to motor 15.

これにより、電動モータ15は、その出力軸にトルクTas+Tcに等しい回転トルクを出力する。そして、この回転トルクはボールねじ機構16に伝達され、ボールねじ機構16は電動モータ15の回転を減速するとともに直線運動に変換して、ラックバー14を軸線方向に駆動する。その結果、運転者による操舵ハンドル11の回動操作が電動モータ15によりアシストされ、左右前輪FW1,FW2は運転者による操舵力と電動モータ15によるアシスト力により操舵される。   Thereby, the electric motor 15 outputs a rotational torque equal to the torque Tas + Tc to its output shaft. This rotational torque is transmitted to the ball screw mechanism 16, which decelerates the rotation of the electric motor 15 and converts it into linear motion to drive the rack bar 14 in the axial direction. As a result, the turning operation of the steering handle 11 by the driver is assisted by the electric motor 15, and the left and right front wheels FW 1 and FW 2 are steered by the steering force by the driver and the assist force by the electric motor 15.

前記ステップS16の電動モータ15の制御後、ステップS17,S18の処理によって次回のアシスト制御プログラムのために目標角速度ω*を更新し、ステップS19にてこのアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。ステップS17においては、前記ステップS14の処理によって計算された差分値Δωが取り得る値の上限および下限を制限するリミッタ処理を実行する。このリミッタ処理においては、ROM内に設けられている差分値テーブルを参照して、差分値Δωに対応した目標差分値Δωを計算する。差分値テーブルは、図4に示すように、予め決めた差分値Δωの所定範囲(負の所定値−Δω1以上かつ正の所定値Δω1以下までの範囲内)で線形変化し、前記所定範囲外(負の所定値−Δω1未満および正の所定値Δω1を越えた範囲内)で一定値にとなる目標差分値Δω*を記憶している。なお、本第1実施形態では、前記予め決めた差分値Δωの所定範囲で、差分値Δωに対して線形変化する目標差分値Δω*の比例係数は「1」であるが、「1」以外の値を採用してもよい。さらに、予め決めた差分値Δωの所定範囲で、差分値Δωに対して目標差分値Δω*を非線形変化させるようにしてもよい。また、この差分値テーブルを利用するのに代えて、差分値Δωに応じて前記特性で変化する目標差分値Δω*を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標差分値Δω*を計算するようにしてもよい。   After the control of the electric motor 15 in step S16, the target angular velocity ω * is updated for the next assist control program by the processing in steps S17 and S18, and the execution of the assist control program is temporarily terminated in step S19. In step S17, limiter processing is performed to limit the upper and lower limits of values that can be taken by the difference value Δω calculated by the processing in step S14. In this limiter processing, a target difference value Δω corresponding to the difference value Δω is calculated with reference to a difference value table provided in the ROM. As shown in FIG. 4, the difference value table changes linearly within a predetermined range of a predetermined difference value Δω (within a range from a negative predetermined value −Δω1 to a positive predetermined value Δω1) and out of the predetermined range. A target difference value Δω * which is a constant value (within a range below the negative predetermined value −Δω1 and beyond the positive predetermined value Δω1) is stored. In the first embodiment, the proportional coefficient of the target difference value Δω * that linearly changes with respect to the difference value Δω in the predetermined range of the predetermined difference value Δω is “1”, but other than “1”. The value of may be adopted. Further, the target difference value Δω * may be nonlinearly changed with respect to the difference value Δω within a predetermined range of the predetermined difference value Δω. Further, instead of using this difference value table, a target difference value Δω * that changes in the characteristics according to the difference value Δω is defined in advance by a function, and the target difference value Δω * is obtained by using the function. May be calculated.

ステップS18においては、前記ステップS14の計算処理にて利用した目標角速度ω*(すなわち前回のアシスト制御プログラムの実行時のステップS18の処理により計算した目標角速度ω*)から、前記ステップS17のリミッタ処理によって得た目標差分値Δω*を減算して、同減算結果ω*−Δω*を新たな目標角速度ω*(=ω*−Δω*)とすることにより、目標角速度ω*を更新する。そして、次回のアシスト制御プログラムの実行時に、この更新された目標角速度ω*が用いられる。なお、目標角速度ω*の初期値は、図示しない初期設定処理により、例えば「0」に設定されている。   In step S18, the limiter process in step S17 is performed from the target angular speed ω * used in the calculation process in step S14 (that is, the target angular speed ω * calculated in step S18 when the assist control program is executed last time). The target angular velocity ω * is updated by subtracting the target difference value Δω * obtained by the above and setting the subtraction result ω * −Δω * as a new target angular velocity ω * (= ω * −Δω *). The updated target angular velocity ω * is used when the assist control program is executed next time. The initial value of the target angular velocity ω * is set to “0”, for example, by an initial setting process (not shown).

上記のように動作する第1実施形態においては、前記ステップS13〜S16の処理によって、電動モータ15の回転トルクが、目標アシストトルクTasに加えた制御トルクTcにより、目標角速度ω*に近づくように制御される。そして、この目標角速度ω*は、前記ステップS18の処理により電動モータ15の現実の角速度ωに近づくように変更されるが、ステップS17のリミッタ処理によって目標差分値Δω*の変化幅が制限される。すなわち、ステップS17、S18の処理により、目標角速度ω*の変化が抑制されるように制御される。その結果、電動モータ15の回転制御に対する制御トルクTcによる制御項は、電動モータ15の角速度の変動を抑制するように作用する。したがって、減速器であるボールねじ機構16に入力される電動モータ15の回転における角速度の変動が抑制され、ボールねじ機構16にクリアランスを設けても、同クリアランスによる異音の発生を防止できる。   In the first embodiment that operates as described above, the rotational torque of the electric motor 15 is made closer to the target angular velocity ω * by the control torque Tc added to the target assist torque Tas by the processing of steps S13 to S16. Be controlled. The target angular velocity ω * is changed so as to approach the actual angular velocity ω of the electric motor 15 by the process of step S18, but the range of change of the target difference value Δω * is limited by the limiter process of step S17. . That is, control is performed so that the change in the target angular velocity ω * is suppressed by the processing in steps S17 and S18. As a result, the control term based on the control torque Tc for the rotation control of the electric motor 15 acts so as to suppress the fluctuation of the angular velocity of the electric motor 15. Therefore, fluctuations in angular velocity due to rotation of the electric motor 15 input to the ball screw mechanism 16 that is a speed reducer are suppressed, and even if a clearance is provided in the ball screw mechanism 16, it is possible to prevent the generation of noise due to the clearance.

前記ステップS17のリミッタ処理においては、所定値Δω1の絶対値|Δω1|を小さく設定することにより、目標角速度ω*の変化はより大きく制限され、電動モータ15の角速度の変動がより大きく抑制すなわち目標アシストトルクTasに対する電動モータ15の回転の追従性が悪くなる。逆に、所定値Δω1の絶対値|Δω1|を大きく設定することにより、目標角速度ω*の変化の制限は緩和され、電動モータ15の角速度の大きな変動が許容すなわち目標アシストトルクTasに対する電動モータ15の回転の追従性が良好となる。したがって、このリミッタ処理の制限特性を適当に設定するだけで、電動モータ15の回転における角速度の変動の抑制の程度、すなわち目標アシストトルクTasに対する電動モータ15の回転の追従性を可変することができ、異音の発生を抑えたうえで、電動モータ15の回転の追従性も確保するように簡単に調整できるようになる。   In the limiter process in step S17, by setting the absolute value | Δω1 | of the predetermined value Δω1 small, the change in the target angular velocity ω * is more greatly restricted, and the variation in the angular velocity of the electric motor 15 is further suppressed, that is, the target. The followability of the rotation of the electric motor 15 with respect to the assist torque Tas is deteriorated. On the other hand, by setting the absolute value | Δω1 | of the predetermined value Δω1 large, the restriction on the change in the target angular velocity ω * is relaxed, and a large variation in the angular velocity of the electric motor 15 is allowed, that is, the electric motor 15 with respect to the target assist torque Tas. The follow-up performance of the rotation becomes good. Accordingly, the degree of suppression of fluctuations in the angular velocity during the rotation of the electric motor 15, that is, the followability of the rotation of the electric motor 15 with respect to the target assist torque Tas can be varied only by appropriately setting the limiting characteristic of the limiter process. In addition, it is possible to easily adjust the rotation of the electric motor 15 so as to ensure the follow-up of the rotation of the electric motor 15 while suppressing the generation of abnormal noise.

なお、上記第1実施形態においては、ラックバー14を電動モータ15で駆動することにより、操舵ハンドル11の操舵操作をアシストするようにした。しかし、これに代えて、ステアリングシャフト12を軸線周りに駆動することにより、操舵ハンドル11の操舵操作をアシストするようにしてもよい。この場合、図1に破線で示すように、電動モータ31をステアリングシャフト12に組み付けて、電動モータ31の回転を減速器32を介してステアリングシャフト12に伝達して同シャフト12を軸線周りに駆動するようにすればよい。なお、この場合の減速器32としては、小歯車と大歯車の組み合わせ、遊星歯車機構などかる減速ギヤ機構を利用するとよい。また、この場合も、電動モータ31に回転角センサ33を組み付けて、電動モータ31の回転角θmを検出するようにする。   In the first embodiment, the steering operation of the steering handle 11 is assisted by driving the rack bar 14 with the electric motor 15. However, instead of this, the steering operation of the steering handle 11 may be assisted by driving the steering shaft 12 around the axis. In this case, as shown by a broken line in FIG. 1, the electric motor 31 is assembled to the steering shaft 12, and the rotation of the electric motor 31 is transmitted to the steering shaft 12 via the speed reducer 32 to drive the shaft 12 about the axis. You can do that. As the speed reducer 32 in this case, a reduction gear mechanism such as a combination of a small gear and a large gear or a planetary gear mechanism may be used. Also in this case, the rotation angle sensor 33 is assembled to the electric motor 31 to detect the rotation angle θm of the electric motor 31.

このように構成した変形例においては、減速器32を構成する歯車機構内の噛み合った歯の衝突の異音が問題となる。しかし、上記第1実施形態の場合と同様に、電子制御ユニット24は、図2のアシスト制御プログラムを実行することにより、電動モータ31の回転を上記第1実施形態と同様に制御する。したがって、この変形例によっても、上記第1実施形態の場合と同様に、前記噛み合った歯の衝突による異音の発生が良好に抑えられる。   In the modified example configured as described above, an abnormal noise caused by the collision of meshed teeth in the gear mechanism constituting the speed reducer 32 becomes a problem. However, as in the case of the first embodiment, the electronic control unit 24 controls the rotation of the electric motor 31 in the same manner as in the first embodiment by executing the assist control program of FIG. Therefore, also in this modification, as in the case of the first embodiment, the generation of abnormal noise due to the collision of the meshed teeth can be satisfactorily suppressed.

b.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について図面を用いて説明すると、図5は、第2実施形態に係り、ステヤバイワイヤ方式の車両の操舵装置の全体概略図である。
b. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an overall schematic diagram of a steer-by-wire vehicle steering apparatus according to the second embodiment.

この車両の操舵装置も、操舵ハンドル41に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト42を備え、同シャフト42の下端には操舵反力用の電動モータ43が組み付けられている。電動モータ43は、その回転により操舵ハンドル41の回動操作に対して操舵反力を付与する。   This vehicle steering apparatus also includes a steering shaft 42 that is connected to the steering handle 41 so as to rotate integrally at its upper end, and an electric motor 43 for steering reaction force is assembled to the lower end of the shaft 42. The electric motor 43 applies a steering reaction force to the turning operation of the steering handle 41 by its rotation.

また、この車両の操舵装置は、ステアリングシャフト42とは分離されて左右方向に延設された転舵軸44を備えている。転舵軸44の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されており、左右前輪FW1,FW2は転舵軸44の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。転舵軸44には、転舵用の電動モータ45が組み付けられている。電動モータ45の回転は、減速器を構成するボールねじ機構46によって減速されるとともに転舵軸44の直線運動に変換される。   Further, the vehicle steering apparatus includes a steered shaft 44 that is separated from the steering shaft 42 and extends in the left-right direction. Left and right front wheels FW1 and FW2 are steerably connected to both ends of the steered shaft 44, and the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered to the left and right according to the axial displacement of the steered shaft 44. An electric motor 45 for turning is assembled on the turning shaft 44. The rotation of the electric motor 45 is decelerated by a ball screw mechanism 46 constituting a speed reducer and converted into a linear motion of the steered shaft 44.

次に、電動モータ43、45の作動を制御する電気制御装置50について説明する。電気制御装置50は、操舵角センサ51および回転角センサ52を備えている。操舵角センサ51は、ステアリングシャフト42に組み付けられていて、ステアリングシャフト42の軸線周りの回転角を検出することによりハンドル操舵角θhを検出する。なお、ハンドル操舵角θhは、正負の値により操舵ハンドル11の右方向および左方向の操舵角を表す。回転角センサ52は、電動モータ45に組み付けられて、電動モータ45の中立位置からのモータ回転角θmを検出する。なお、モータ回転角θmは、正負の値により電動モータ15の正逆回転時の回転角を表す。   Next, the electric control device 50 that controls the operation of the electric motors 43 and 45 will be described. The electric control device 50 includes a steering angle sensor 51 and a rotation angle sensor 52. The steering angle sensor 51 is assembled to the steering shaft 42 and detects the steering angle θh by detecting the rotation angle around the axis of the steering shaft 42. The steering wheel steering angle θh represents the steering angle of the steering wheel 11 in the right direction and the left direction by positive and negative values. The rotation angle sensor 52 is assembled to the electric motor 45 and detects the motor rotation angle θm from the neutral position of the electric motor 45. The motor rotation angle θm represents a rotation angle when the electric motor 15 rotates forward and backward by a positive / negative value.

また、電気制御装置50は、操舵角センサ51および回転角センサ52に接続された電子制御ユニット53を備えている。電子制御ユニット53も、CPU,ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、図6の操舵制御プログラムを実行することにより、駆動回路54,55を介して電動モータ43,45を駆動制御する。駆動回路54,55は、電子制御ユニット53によって指定される駆動電流を電動モータ43,45にそれぞれ流す。   Further, the electric control device 50 includes an electronic control unit 53 connected to the steering angle sensor 51 and the rotation angle sensor 52. The electronic control unit 53 also has a microcomputer composed of a CPU, ROM, RAM, etc. as main components, and controls the drive of the electric motors 43 and 45 via the drive circuits 54 and 55 by executing the steering control program shown in FIG. To do. The drive circuits 54 and 55 flow drive currents designated by the electronic control unit 53 to the electric motors 43 and 45, respectively.

次に、上記のように構成した第2実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット24は、イグニッションスイッチの投入により、操舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。操舵制御プログラムの実行は図6のステップS20にて開始され、ステップS21にて操舵角センサ51および回転角センサ52から、ハンドル操舵角θhおよびモータ回転角θmをそれぞれ入力する。次に、ステップS22にて、前記入力したモータ回転角θmに基づいて、ボールねじ機構46などを考慮した比例変換により左右前輪FW1,FW2の実転舵角δを計算する。   Next, the operation of the second embodiment configured as described above will be described. The electronic control unit 24 starts to repeatedly execute the steering control program every predetermined short time by turning on the ignition switch. The execution of the steering control program is started in step S20 in FIG. 6, and the steering wheel steering angle θh and the motor rotation angle θm are input from the steering angle sensor 51 and the rotation angle sensor 52 in step S21, respectively. Next, in step S22, the actual turning angle δ of the left and right front wheels FW1, FW2 is calculated based on the input motor rotation angle θm by proportional conversion in consideration of the ball screw mechanism 46 and the like.

次に、電子制御ユニット53は、ステップS23にて、ROM内に予め用意された目標転舵角テーブルを参照して、前記入力したハンドル操舵角θhに対応する目標転舵角δ*を計算する。この目標転舵角テーブルは、図7に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加する目標転舵角δ*を記憶している。なお、目標転舵角テーブルを用いるのに代えて、ハンドル操舵角θhと目標転舵角δ*との関係を予め定めた関数を定義しておいて、同関数を用いて前記入力した操舵角θに対応する目標転舵角δ*を計算するようにしてもよい。また、車速センサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサなどを設けて、前記各センサによって検出された車速、ヨーレート、横加速度などに応じて前記計算した目標転舵角δ*を補正するようにしてもよい。   Next, in step S23, the electronic control unit 53 refers to a target turning angle table prepared in advance in the ROM, and calculates a target turning angle δ * corresponding to the input steering wheel steering angle θh. . As shown in FIG. 7, the target turning angle table stores a target turning angle δ * that increases as the steering wheel steering angle θh increases. Instead of using the target turning angle table, a function in which the relationship between the steering wheel steering angle θh and the target turning angle δ * is defined in advance is defined, and the input steering angle using the same function is defined. A target turning angle δ * corresponding to θ may be calculated. In addition, a vehicle speed sensor, a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor, and the like may be provided to correct the calculated target turning angle δ * according to the vehicle speed, yaw rate, lateral acceleration, and the like detected by the sensors. .

次に、電子制御ユニット53は、ステップS24にて、目標操舵反力テーブルを参照して、前記入力したハンドル操舵角θhに対応する目標操舵反力Thを計算する。この目標操舵反力テーブルは、図8に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加する目標操舵反力Thを記憶している。なお、目標操舵反力テーブルを用いるのに代えて、ハンドル操舵角θhと目標操舵反力Thとの関係を予め定めた関数を定義しておいて、同関数を用いて前記入力したハンドル操舵角θhに対応する目標操舵反力Thを計算するようにしてもよい。なお、この場合にも、車速、ヨーレート、横加速度などに応じて目標操舵反力Thを補正してもよい。   Next, in step S24, the electronic control unit 53 refers to the target steering reaction force table and calculates the target steering reaction force Th corresponding to the input steering angle θh. As shown in FIG. 8, the target steering reaction force table stores a target steering reaction force Th that increases as the steering wheel steering angle θh increases. Instead of using the target steering reaction force table, a function that defines the relationship between the steering angle θh and the target steering reaction force Th is defined in advance, and the input steering angle is input using the same function. The target steering reaction force Th corresponding to θh may be calculated. In this case, the target steering reaction force Th may be corrected according to the vehicle speed, the yaw rate, the lateral acceleration, and the like.

これらの目標転舵角δ*および目標操舵反力Thの計算後、電子制御ユニット53は、上記第1実施形態の図2のステップS13〜S15と同様なステップS25〜S27の処理により、差分値Δωおよび制御トルクTcを計算する。そして、電子制御ユニット24は、ステップS28にて、前記計算した目標転舵角δ*から実転舵角δを減算した減算値δ*−δに所定の係数kを乗算し、同乗算値k・(δ*−δ)に制御トルクTcを加算した制御信号k・(δ*−δ)+Tcに応じて電動モータ45の作動を駆動回路55を介して制御する。具体的には、電子制御ユニット53は前記制御信号k・(δ*−δ)+Tcに比例した大きさの電流を表す電流指令値を駆動回路55に出力し、駆動回路55は電流指令値により指定された大きさの電流を電動モータ45に流す。   After calculating the target turning angle δ * and the target steering reaction force Th, the electronic control unit 53 performs the difference value by the processing of steps S25 to S27 similar to steps S13 to S15 of FIG. 2 of the first embodiment. Δω and control torque Tc are calculated. Then, in step S28, the electronic control unit 24 multiplies the subtraction value δ * -δ obtained by subtracting the actual turning angle δ from the calculated target turning angle δ * by a predetermined coefficient k to obtain the multiplication value k. The operation of the electric motor 45 is controlled via the drive circuit 55 according to the control signal k · (δ * −δ) + Tc obtained by adding the control torque Tc to (δ * −δ). Specifically, the electronic control unit 53 outputs a current command value representing a current having a magnitude proportional to the control signal k · (δ * −δ) + Tc to the drive circuit 55, and the drive circuit 55 uses the current command value. A current having a designated magnitude is supplied to the electric motor 45.

これにより、電動モータ45は、その出力軸に制御信号k・(δ*−δ)+Tcに等しい回転トルクを出力する。そして、この回転トルクはボールねじ機構46に伝達され、ボールねじ機構46は電動モータ45の回転を減速するとともに直線運動に変換して、転舵軸44を軸線方向に駆動する。その結果、左右前輪FW1,FW2は、基本的には目標転舵角δ*に転舵される。   As a result, the electric motor 45 outputs a rotational torque equal to the control signal k · (δ * −δ) + Tc to the output shaft. This rotational torque is transmitted to the ball screw mechanism 46, which decelerates the rotation of the electric motor 45 and converts it into a linear motion to drive the steered shaft 44 in the axial direction. As a result, the left and right front wheels FW1, FW2 are basically steered to the target turning angle δ *.

前記転舵用の電動モータ45の制御後、電子制御ユニット53は、ステップS29にて、駆動回路54を介して操舵反力用の電動モータ43を制御して、前記計算した目標操舵反力Thに等しいトルクを電動モータ45に発生させる。具体的には、電子制御ユニット53は操舵反力Thに比例した大きさの電流を表す電流指令値を駆動回路54に出力し、駆動回路55は電流指令値により指定された大きさの電流を電動モータ43に流す。これにより、運転者による操舵ハンドル11の操舵操作に対して適度な操舵反力Thが付与される。   After the control of the electric motor 45 for turning, the electronic control unit 53 controls the electric motor 43 for steering reaction force via the drive circuit 54 in step S29 to calculate the calculated target steering reaction force Th. Is generated in the electric motor 45. Specifically, the electronic control unit 53 outputs a current command value representing a current having a magnitude proportional to the steering reaction force Th to the drive circuit 54, and the drive circuit 55 outputs a current having a magnitude specified by the current command value. The electric motor 43 flows. As a result, an appropriate steering reaction force Th is applied to the steering operation of the steering handle 11 by the driver.

前記ステップS28,S29の電動モータ43,45の制御後、ステップS30,S31にて、上記第1実施形態の図2のステップS17,S18と同様な処理により、次回のアシスト制御プログラムのために目標角速度ω*を更新し、ステップS32にてこのアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。   After the control of the electric motors 43 and 45 in steps S28 and S29, in steps S30 and S31, the same processing as in steps S17 and S18 in FIG. 2 of the first embodiment is performed for the next assist control program. The angular velocity ω * is updated, and the execution of the assist control program is temporarily terminated in step S32.

上記のように動作する第2実施形態においては、上記第1実施形態の場合と同様、前記ステップS25〜S28の処理によって、電動モータ45の回転トルクは、目標転舵角δ*と実転舵角δの差分値δ*―δに加えた制御トルクTcにより制御される。そして、この場合も、上記第1実施形態の場合と同様に、前記ステップS30,S31の処理により、電動モータ45の回転制御に対する制御トルクTcによる制御項は、電動モータ45の角速度の変動を抑制するように作用する。その結果、減速器であるボールねじ機構46に入力される電動モータ45の回転における角速度の変動が抑制され、ボールねじ機構46にクリアランスを設けても、同クリアランスによる異音の発生を防止できる。また、上記第1実施形態の場合と同様に、ステップS30のリミッタ処理の制限特性を適当に設定するだけで、電動モータ45の回転における角速度の変動の抑制の程度、すなわち左右前輪FW1,FW2を目標転舵角δ*に転舵するための制御信号δ*−δに対する電動モータ45の回転の追従性の可変することができ、異音の発生を抑えたうえで、電動モータ45の回転の追従性も確保するように簡単に調整できるようになる。   In the second embodiment that operates as described above, as in the case of the first embodiment, the rotational torque of the electric motor 45 is changed to the target turning angle δ * and the actual turning by the processing in steps S25 to S28. It is controlled by the control torque Tc added to the difference value δ * -δ of the angle δ. Also in this case, as in the case of the first embodiment, the control term by the control torque Tc for the rotation control of the electric motor 45 suppresses the fluctuation of the angular velocity of the electric motor 45 by the processing of the steps S30 and S31. Acts like As a result, fluctuations in angular velocity due to rotation of the electric motor 45 input to the ball screw mechanism 46 that is a speed reducer are suppressed, and even if a clearance is provided in the ball screw mechanism 46, it is possible to prevent the generation of noise due to the clearance. Further, as in the case of the first embodiment, the degree of suppression of fluctuations in the angular velocity during the rotation of the electric motor 45, that is, the left and right front wheels FW1, FW2 can be set only by appropriately setting the limiting characteristics of the limiter process in step S30. The followability of the rotation of the electric motor 45 with respect to the control signal δ * -δ for turning to the target turning angle δ * can be varied, and the occurrence of abnormal noise can be suppressed and the rotation of the electric motor 45 can be controlled. It can be easily adjusted to ensure follow-up performance.

なお、上記第2実施形態においては、転舵軸44を電動モータ45およびボールねじ機構46により直線的に駆動して左右前輪FW1,FW2を転舵するようにした。しかし、これに代えて、図9に示すように電動モータ61の回転トルクを減速器62を介してピニオンギヤ63に伝達し、同ピニオンギヤ63を回転駆動するようにしてもよい。なお、この場合の減速器62も、小歯車と大歯車の組み合わせ、遊星歯車機構などかる減速ギヤ機構を利用するとよい。そして、ピニオンギヤ63は、ラックバー64に形成されたラック歯と噛み合い、その回転によりラックバー64を軸線方向に変位させる。ラックバー64の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されており、電動モータ61の回転に伴うラックバー64の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。また、この場合も、電動モータ61に回転角センサ65を組み付けて、電動モータ31の回転角θmを検出するようにする。   In the second embodiment, the steered shaft 44 is linearly driven by the electric motor 45 and the ball screw mechanism 46 to steer the left and right front wheels FW1, FW2. However, instead of this, as shown in FIG. 9, the rotational torque of the electric motor 61 may be transmitted to the pinion gear 63 via the speed reducer 62 and the pinion gear 63 may be rotationally driven. In this case, the reduction gear 62 may be a reduction gear mechanism such as a combination of a small gear and a large gear or a planetary gear mechanism. The pinion gear 63 meshes with the rack teeth formed on the rack bar 64, and the rack bar 64 is displaced in the axial direction by rotation thereof. The left and right front wheels FW1 and FW2 are steerably connected to both ends of the rack bar 64, and are steered to the left and right according to the axial displacement of the rack bar 64 as the electric motor 61 rotates. Also in this case, the rotation angle sensor 65 is assembled to the electric motor 61 so that the rotation angle θm of the electric motor 31 is detected.

このように構成した変形例においては、減速器を構成する歯車機構内の噛み合った歯の衝突の異音が問題となる。しかし、上記第2実施形態の場合と同様に、電子制御ユニット53は、図6の操舵制御プログラムを実行することにより、電動モータ61の回転を上記第2実施形態と同様に制御する。したがって、この変形例によっても、上記第2実施形態の場合と同様に、前記噛み合った歯の衝突による異音の発生が良好に抑えられる。   In the modified example configured as described above, an abnormal noise caused by collision of meshed teeth in the gear mechanism constituting the speed reducer becomes a problem. However, as in the case of the second embodiment, the electronic control unit 53 controls the rotation of the electric motor 61 in the same manner as in the second embodiment by executing the steering control program of FIG. Therefore, according to this modification, as in the case of the second embodiment, the generation of abnormal noise due to the collision of the meshed teeth can be satisfactorily suppressed.

c.その他の変形例
さらに、本発明は上記第1および第2実施形態、ならびにそれらの変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
c. Other Modifications Further, the present invention is not limited to the first and second embodiments and the modifications, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention.

上記第1実施形態およびその変形例においてはステップS17,S18の演算処理により目標角速度ω*を計算し、上記第2実施形態およびその変形例においてはステップS30,S31の演算処理により目標角速度ω*を計算するようにした。しかし、これらの演算処理に加えて、前記計算された目標角速度ω*にローパスフィルタ処理を実行する演算処理を施して、さらに、目標角速度ω*の変化を抑制するようにしてもよい。   In the first embodiment and the modification thereof, the target angular velocity ω * is calculated by the calculation processing of steps S17 and S18. In the second embodiment and the modification thereof, the target angular velocity ω * is calculated by the calculation processing of steps S30 and S31. Was calculated. However, in addition to these calculation processes, a calculation process for executing a low-pass filter process may be performed on the calculated target angular velocity ω * to further suppress a change in the target angular velocity ω *.

さらに、上記第1および第2実施形態、ならびにそれらの変形例においては、操舵ハンドル11,41として回動操作されるものを採用した。しかし、この操舵ハンドル11、41に代えて、例えばジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪FW1,FW2を操舵させる操舵ハンドルを利用した車両の操舵装置にも本発明は適用される。   Furthermore, in the said 1st and 2nd embodiment and those modifications, what was rotated as the steering handles 11 and 41 was employ | adopted. However, the present invention is also applicable to a vehicle steering apparatus using a steering handle for steering the left and right front wheels FW1 and FW2 by a linear operation such as a joystick instead of the steering handles 11 and 41.

第1実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to a first embodiment and having an assist function with respect to a steering operation by a driver. 図1の電子制御ユニットにより実行されるアシスト制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the assist control program performed by the electronic control unit of FIG. 操舵トルクと、車速と、目標アシストトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque, a vehicle speed, and target assist torque. 差分値のリミッタ特性を示すグラフである。It is a graph which shows the limiter characteristic of a difference value. 第2実施形態に係り、ステヤバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置の全体概略図である。It is a whole schematic diagram of the steering device of vehicles concerning a 2nd embodiment and adopting a steer-by-wire system. 図5の電子制御ユニットにより実行される操舵制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the steering control program performed by the electronic control unit of FIG. ハンドル操舵角と目標転舵角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering wheel steering angle and a target turning angle. ハンドル操舵角と目標操舵反力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering wheel steering angle and a target steering reaction force. 第2実施形態の変形例に係り、ステヤバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置の全体概略図である。FIG. 10 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus that employs a steer-by-wire system according to a modification of the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11,41…操舵ハンドル、12,42…ステアリングシャフト、13…ピニオンギヤ、14…ラックバー、15、31,43,45,61…電動モータ、16,46…ボールねじ機構、21…操舵トルクセンサ、22、33,52,65…回転角センサ、23…車速センサ、24,53…電子制御ユニット、32,62…減速器、44…転舵軸、51…操舵角センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,41 ... Steering handle, 12, 42 ... Steering shaft, 13 ... Pinion gear, 14 ... Rack bar, 15, 31, 43, 45, 61 ... Electric motor, 16, 46 ... Ball screw mechanism, 21 ... Steering torque sensor, 22, 33, 52, 65 ... rotational angle sensor, 23 ... vehicle speed sensor, 24, 53 ... electronic control unit, 32, 62 ... speed reducer, 44 ... steered shaft, 51 ... steering angle sensor.

Claims (4)

電動モータおよび減速器を備え、電動モータの回転を減速器を介して転舵輪に伝達するようにした車両の操舵装置において、
電動モータの角速度を検出する角速度検出手段と、
前記検出された角速度を用いて電動モータの角速度の変動を抑制するための抑制制御信号を生成して、同生成した抑制制御信号を電動モータの回転制御信号に加味する変動抑制制御手段とを設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
In a vehicle steering apparatus comprising an electric motor and a speed reducer, wherein the rotation of the electric motor is transmitted to the steered wheels via the speed reducer.
Angular velocity detection means for detecting the angular velocity of the electric motor;
Fluctuation suppression control means for generating a suppression control signal for suppressing the fluctuation of the angular velocity of the electric motor using the detected angular velocity and adding the generated suppression control signal to the rotation control signal of the electric motor is provided. A vehicle steering system characterized by that.
請求項1に記載した車両の操舵装置において、前記変動抑制制御手段を、
電動モータの目標とする角速度を表す目標角速度と前記角速度検出によって検出された角速度との差分値を所定時間ごとに繰り返し計算する差分値計算手段と、
前記差分値計算手段によって差分値が計算されるごとに同計算された差分値が取り得る値の上限および下限を制限する差分値制限手段と、
前記差分値計算手段による計算に用いた目標角速度から前記差分値制限手段によって上限および下限の制限された差分値を減算して、同減算結果を前記差分値計算手段による次回の差分値の計算に用いる目標角速度とするために目標角速度を更新する目標角速度更新手段とで構成し、前記計算された差分値を前記抑制制御信号とする車両の操舵装置。
2. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the fluctuation suppression control means is
Difference value calculation means for repeatedly calculating a difference value between a target angular velocity representing a target angular velocity of the electric motor and the angular velocity detected by the angular velocity detection every predetermined time;
Difference value limiting means for limiting the upper and lower limits of the values that can be taken by the difference value calculated each time the difference value is calculated by the difference value calculating means;
The difference value limited by the difference value limiting unit is subtracted from the target angular velocity used in the calculation by the difference value calculating unit, and the subtraction result is used to calculate the next difference value by the difference value calculating unit. A vehicle steering apparatus comprising target angular velocity update means for updating a target angular velocity to obtain a target angular velocity to be used, and using the calculated difference value as the suppression control signal.
前記電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための操舵アシスト制御信号であり、前記変動抑制制御手段は前記抑制制御信号を前記操舵アシスト制御信号に加味するようにした請求項1または2に記載した車両の操舵装置   The rotation control signal of the electric motor is a steering assist control signal for assisting a steering operation of a steering wheel, and the fluctuation suppression control means adds the suppression control signal to the steering assist control signal. Or the vehicle steering apparatus described in 2 前記電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵するための転舵制御信号であり、前記変動抑制制御手段は前記抑制制御信号を前記転舵制御信号に加味するようにした請求項1または2に記載した車両の操舵装置
The rotation control signal of the electric motor is a steering control signal for turning the steered wheels in accordance with a steering operation of the steering handle, and the fluctuation suppression control means adds the suppression control signal to the steering control signal. The vehicle steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein
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