JP2007076618A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵部材から操舵機構への伝動を無段階に伝動比を変えて行わせることができる差動歯車装置をステアリング軸の中途に備える車両用操舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus including a differential gear device that can change a transmission ratio steplessly from a steering member to a steering mechanism in the middle of a steering shaft.
車両の操舵は、ステアリングホイール等の操舵部材の操作をステアリング軸を介して操舵機構に伝え、該操舵機構の動作により操舵用の車輪(一般的には、左右の前輪)の向きを変えて行われる。このような操舵に際しては、操舵部材の操作量と操舵機構の動作量との対応関係を、車速の高低、操舵角度の大小等の走行状態に応じて変更することにより良好な操舵感を得ることができる。 Steering of a vehicle is performed by transmitting an operation of a steering member such as a steering wheel to a steering mechanism via a steering shaft, and changing the direction of steering wheels (generally, left and right front wheels) by the operation of the steering mechanism. Is called. In such steering, a good steering feeling can be obtained by changing the correspondence relationship between the operation amount of the steering member and the operation amount of the steering mechanism in accordance with the traveling state such as the vehicle speed and the steering angle. Can do.
例えば、低速又は中速走行時には、操舵機構の動作量を操舵部材の操作量よりも大きくし、操舵用の車輪の切れ角を大とすることにより運転操作を容易化でき、逆に高速走行時には、操舵機構の動作量を操舵部材の操作量よりも小さくし、操舵用の車輪の切れ角を小とすることにより、急激な運転操作による走行安定性の低下を防止することができる。 For example, during low-speed or medium-speed driving, the operation amount of the steering mechanism can be made larger than the operation amount of the steering member, and the driving angle can be facilitated by increasing the turning angle of the steering wheel. By making the operation amount of the steering mechanism smaller than the operation amount of the steering member and making the turning angle of the steering wheel small, it is possible to prevent a decrease in running stability due to a sudden driving operation.
このような要求に応えることを目的として従来から、操舵部材と操舵機構とを連絡するステアリング軸の中途に差動歯車装置を配し、該差動歯車装置による差動下にて操舵部材側(入力側)から操舵機構側(出力側)への回転伝達を行わせるようにした車両用操舵装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to meet such a demand, a differential gear device is arranged in the middle of the steering shaft that connects the steering member and the steering mechanism, and the steering member side (under differential by the differential gear device ( A vehicle steering apparatus has been proposed that transmits rotation from the input side to the steering mechanism side (output side) (see, for example, Patent Document 1).
この差動歯車装置は、同軸上に支持されたサンギヤ及びリングギヤと、これらの間に配され、両者に噛合する複数のプラネタリギヤと、前記リングギヤを軸回りに回転駆動する差動モータを備えており、操舵部材の側の入力軸をサンギヤに固定し、操舵機構の側の出力軸をプラネタリギヤのキャリアに固定して、ステアリング軸の中途に介装されている。 The differential gear device includes a sun gear and a ring gear supported on the same axis, a plurality of planetary gears arranged between the gears and meshing with each other, and a differential motor that rotationally drives the ring gear around an axis. The input shaft on the steering member side is fixed to the sun gear, and the output shaft on the steering mechanism side is fixed to the planetary gear carrier, and is interposed in the middle of the steering shaft.
この構成によれば、差動モータを非回転状態に保ちリングギヤを固定した場合、サンギヤに入力される入力軸の回転は、サンギヤ、リングギヤ及びプラネタリギヤの歯数により決定される変速比にて出力軸に伝えられ、操舵部材の操作量と操舵機構の動作量とは一定の対応関係に維持される。 According to this configuration, when the differential motor is kept in the non-rotating state and the ring gear is fixed, the rotation of the input shaft input to the sun gear is performed at the speed change ratio determined by the number of teeth of the sun gear, the ring gear, and the planetary gear. Thus, the operation amount of the steering member and the operation amount of the steering mechanism are maintained in a certain correspondence relationship.
これに対し、差動モータを回転駆動してリングギヤを回転せしめた場合、サンギヤに入力される入力軸の回転は、該サンギヤ及び前記リングギヤとの噛合下にて自転するプラネタリギヤのキャリアに、リングギヤの回転に応じて増減速されて伝えられることとなり、操舵部材の操作量と操舵機構の動作量との対応関係は、差動モータにより駆動されるリングギヤの回転方向及び回転速度に応じて変化することとなる。 On the other hand, when the ring gear is rotated by rotationally driving the differential motor, the rotation of the input shaft input to the sun gear is transmitted to the planetary gear carrier that rotates under engagement with the sun gear and the ring gear. The speed is increased / decreased according to the rotation, and the correspondence between the operation amount of the steering member and the operation amount of the steering mechanism changes according to the rotation direction and rotation speed of the ring gear driven by the differential motor. It becomes.
更にサンギヤが回転していない状態で差動モータが回転駆動された場合、非回転のサンギヤと回転するリングギヤとの間にてプラネタリギヤが自転し、該プラネタリギヤのキャリアに固定された出力軸が回転するから、操舵部材の操作によらずに操舵機構を動作させることができ、例えば、横風、スリップ等の外乱に起因する車両の姿勢変化を修正するための修正操舵をも行わせることができる。
以上の如き差動歯車装置を備える車両用操舵装置においては、操舵部材の回転が、減速域から増速域に亘って無段階に差動比を変えて操舵機構に伝えられ、種々の走行状態(例えば、操舵部材の少ない操作量でロータリーや交差点通過できるようにするなど)に適合した実用的な操舵状態が得られるようになるが、差動モータの駆動により差動比が変更された場合、操舵部材の操作に応じて実際に生じる転舵量(操舵機構の動作量)が運転者側で体感し難いという問題が生じる虞れがある。 In the vehicle steering apparatus including the differential gear device as described above, the rotation of the steering member is transmitted to the steering mechanism by changing the differential ratio steplessly from the deceleration region to the acceleration region, and various traveling states When a practical steering state suitable for (for example, enabling the passage of a roundabout or an intersection with a small operation amount of the steering member) can be obtained, but the differential ratio is changed by driving the differential motor There is a possibility that a problem arises that it is difficult for the driver to experience the actual amount of steering (the amount of operation of the steering mechanism) that occurs in response to the operation of the steering member.
この問題に対応すべく本願発明者等は、差動歯車装置の入力側に回転力を加える反力モータを備え、該反力モータを差動モータの駆動中に駆動し、入力側、即ち、操舵部材の側のステアリング軸に回転力を加えることで、前記転舵量を操舵部材を操作する運転者に体感させるようにした車両用操舵装置を、特願2005−18174号等に提案している。 In order to cope with this problem, the inventors of the present application include a reaction force motor that applies a rotational force to the input side of the differential gear device, and drives the reaction force motor while the differential motor is being driven. Proposed in Japanese Patent Application No. 2005-18174 etc. is a vehicle steering device in which a turning force is applied to a steering shaft on the steering member side so that a driver operating the steering member can experience the amount of steering. Yes.
この車両用操舵装置においては、操舵部材を操作する運転者は、出力側の操舵機構から差動歯車装置を介して伝達される転舵反力を反力モータにより加えられる疑似的な反力と対応させることで、出力側の実際の転舵量を操舵部材を介して体感することができ、自然な操舵が行い易くなる。 In this vehicle steering device, a driver operating a steering member can use a reaction force motor to apply a steering reaction force transmitted from an output-side steering mechanism via a differential gear device. By making it correspond, the actual turning amount on the output side can be experienced through the steering member, and natural steering is facilitated.
しかしながら以上の如き反力モータを備える構成においては、差動モータの駆動開始に伴い転舵量に対応した転舵反力が変化するため、前記反力モータを駆動する時、該反力モータにより前記転舵反力の変化に対応した反力を付加する必要が生じ、このとき、操舵部材に実際に加わるの反力が急変する場合がある。このようなアクティブな制御が開始したことによる瞬間的な操舵感の急変は、運転者への制御開始の合図、つまり、現時点において何が車両に起こっているかを運転者に伝え、次に車両が如何なる挙動を取ろうとするのかを運転者に予測しやすくするための重要な操舵情報であるが、運転者によっては、無用な不安を促す操舵情報として嫌悪される場合がある。 However, in the configuration provided with the reaction force motor as described above, the turning reaction force corresponding to the turning amount changes as the differential motor starts to be driven. Therefore, when the reaction force motor is driven, A reaction force corresponding to the change in the steering reaction force needs to be added, and at this time, the reaction force actually applied to the steering member may change suddenly. This sudden change in steering feeling due to the start of active control signals the driver to start control, that is, tells the driver what is happening to the vehicle at the moment, and then the vehicle This is important steering information for making it easier for the driver to predict what kind of behavior he wants to take, but depending on the driver, he may be disliked as steering information that promotes unnecessary anxiety.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、差動歯車装置に設けられた反力モータの駆動開始時にステアリングホイールに加わる反力が急変することを防止し、運転者に違和感を体感させることのない車両用操舵装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents the reaction force applied to the steering wheel from suddenly changing when the reaction force motor provided in the differential gear device starts to be driven. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering device that does not cause the vehicle to move.
本発明の第1発明に係る車両用操舵装置は、操舵部材の操作を操舵機構に伝えるステアリング軸の中途に介装された差動歯車装置と、該差動歯車装置による差動伝達比を変更すべく駆動される差動モータと、該差動モータの駆動中に前記操舵部材に加わる反力を増減すべく駆動される反力モータとを備える車両用操舵装置であって、前記反力の目標値を、前記操舵部材の側のステアリング軸の角度に比例ゲインを乗じた値として定め、該目標値に基づいて前記反力モータを駆動制御する制御手段を備えることを特徴とする。 A vehicle steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a differential gear device that is interposed in the middle of a steering shaft that transmits an operation of a steering member to a steering mechanism, and changes a differential transmission ratio by the differential gear device. A vehicle steering apparatus comprising: a differential motor that is driven as much as possible; and a reaction force motor that is driven to increase or decrease a reaction force applied to the steering member while the differential motor is being driven. The target value is defined as a value obtained by multiplying the angle of the steering shaft on the steering member side by a proportional gain, and control means for drivingly controlling the reaction motor based on the target value is provided.
本発明の第2発明に係る車両用操舵装置は、前記反力の目標値の算出に用いる比例ゲインとして、前記差動モータの駆動開始前における前記操舵機構側のステアリング軸の角度に対するトルクの比を用いることを特徴とする。 The vehicle steering apparatus according to a second aspect of the present invention provides a ratio of torque to the angle of the steering shaft on the steering mechanism side before starting the driving of the differential motor as a proportional gain used for calculating the target value of the reaction force. It is characterized by using.
本発明の第3発明に係る車両用操舵装置は、第1又は第2発明における制御手段が、前記差動モータの停止に応じて、前記反力の目標値を漸減しつつ反力モータの駆動を停止することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicle steering apparatus, the control means in the first or second aspect drives the reaction force motor while gradually reducing the reaction force target value in response to the stop of the differential motor. It is characterized by stopping.
本発明の第1発明に係る車両用操舵装置においては、反力モータの駆動開始時に操舵部材に加えるべき反力の目標値を、その時点における操舵部材の操作角度に比例する値として定めるから、この目標値は、駆動開始前に操舵部材に加わっていた反力に連続する値となり、この目標値を得るべく反力モータを駆動することにより、駆動開始前後に操舵部材に加わる反力の急変を防止し、運転者に体感される違和感を有効に緩和することができ、良好な操舵感を与えることが可能となる。 In the vehicle steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the target value of the reaction force to be applied to the steering member at the start of driving of the reaction force motor is determined as a value proportional to the operation angle of the steering member at that time. This target value is a value that is continuous with the reaction force applied to the steering member before the start of driving. By driving the reaction force motor to obtain this target value, the reaction force applied to the steering member before and after the start of driving changes suddenly. Can be effectively mitigated, and the uncomfortable feeling experienced by the driver can be effectively mitigated, and a good steering feeling can be provided.
また第2発明に係る車両用操舵装置においては、前記目標値の設定に際し、差動モータの駆動開始前に操舵機構の側に実際に加わっているトルクと実際に生じている角度の比を比例ゲインとして用いるから、前記トルク、即ち、差動モータの駆動開始前に操舵部材にフィードバックされている反力トルクに滑らかに連続する目標値の設定がなされ、この目標値を得るべく反力モータを駆動することにより、駆動開始前後に操舵部材に加わる反力の急変をより確実に防止することができる。 In the vehicle steering apparatus according to the second aspect of the present invention, when the target value is set, the ratio of the torque actually applied to the side of the steering mechanism and the actually generated angle before starting the differential motor drive is proportional. Since it is used as a gain, a target value that is smoothly continuous with the torque, that is, the reaction force torque fed back to the steering member before the start of driving the differential motor, is set, and the reaction force motor is set to obtain this target value. By driving, a sudden change in the reaction force applied to the steering member before and after the start of driving can be more reliably prevented.
更に第3発明に係る車両用操舵装置においては、差動モータの停止に応じた反力モータを、反力の目標値を漸減しつつ緩やかに停止するから、停止前後に操舵部材に加わる反力の急変も緩和され、良好な操舵感を与えることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。 Furthermore, in the vehicle steering apparatus according to the third aspect of the invention, the reaction force motor corresponding to the stop of the differential motor is gently stopped while gradually reducing the target value of the reaction force. The present invention has an excellent effect such that a sudden change in the pressure is eased and a good steering feeling can be given.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す模式図であり、操舵部材としてのステアリングホイール1の回転操作をステアリング軸2を介して操舵機構3に伝え、該操舵機構3の動作により、車体の左右に配した操舵用の車輪30,30を転舵する構成となっている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a vehicle steering apparatus according to the present invention, in which a rotation operation of a steering wheel 1 as a steering member is transmitted to a steering mechanism 3 via a
操舵機構3は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング31の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸32と、ラックハウジング31の中途に交叉するピニオンハウジング33の内部に回転自在に支持されたピニオン軸34とを備える公知のラックピニオン式の操舵機構である。
The steering mechanism 3 includes a
ラックハウジング31の両側から外部に突出するラック軸32の両端は、各別のタイロッド35,35を介して左右の操舵用の車輪30,30に連結されており、またピニオンハウジング33の外部に突出するピニオン軸34の上端は、中間軸36を介してステアリング軸2に連結されている。ピニオンハウジング33の内部に延びるピニオン軸34の下半部の外周面には図示しないピニオン歯が形成されており、該ピニオン歯は、ラックハウジング31との交叉部において、ラック軸32の外面に適長に亘って形成されたラック歯に噛合させてある。
Both ends of the
ステアリング軸2は、筒形のコラムハウジング20の内部に回転自在に支承され、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って支持されており、コラムハウジング20の上方へのステアリング軸2の突出端には、ステアリングホイール1が固設され、同じく下方へのステアリング軸2の突出端は、前述の如くピニオン軸34に連結されている。
ステアリング軸2は、筒形のコラムハウジング20の内部に回転自在に支承され、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って支持されている。このステアリング軸2は、コラムハウジング20の内部において、入力軸2aと出力軸2b(図2参照)との2軸に分割されており、コラムハウジング20の上方へのステアリング軸2(入力軸2a)の突出端にステアリングホイール1が固設され、同じく下方へのステアリング軸2(出力軸2b)の突出端が、前述の如くピニオン軸34に連結されている。
The
The
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール1が回転操作された場合、この回転がステアリング軸2を介してピニオン軸34に伝達され、該ピニオン軸34の回転が、ピニオン歯とラック歯との噛合部においてラック軸32の軸長方向の移動に変換されることとなり、このラック軸32の移動により、各別のタイロッド35、35を介して左右の操舵用の車輪30,30が押し引きされ、これらの車輪30,30が転舵される。
With the above configuration, when the steering wheel 1 is rotated for steering, this rotation is transmitted to the
本発明に係る車両用操舵装置は、ステアリング軸2を支持するコラムハウジング20の中途に差動歯車装置4を備えている。この差動歯車装置4は、ステアリング軸2の上部から下部、即ち、入力軸2aから出力軸2bへの回転伝達を、減速域から増速域に亘って無段階に差動比(ギヤ比)を変えて行わせるものであり、コラムハウジング20の中途部を大径化してなるギヤハウジング21の内部に後述の如く構成されている。
The vehicle steering apparatus according to the present invention includes a
ギヤハウジング21の外側には、差動比変更のために駆動される差動モータ5と、ステアリング軸2の上端に固定されたステアリングホイール1に反力を加えるべく駆動される反力モータ6とが取付けてある。これらの差動モータ5及び反力モータ6は、マイクロプロセッサを用いてなる差動制御部7から図示しない駆動回路に与えられる動作指令に応じて正逆両方向に回転駆動され、差動モータ5の回転に応じた差動歯車装置4の後述する動作により前記差動比が変更され、また反力モータ6の回転力がステアリング軸2を介してステアリングホイール1に伝えられ、該ステアリングホイール1に反力が付加されるようになしてある。
Outside the
差動制御部7には、差動歯車装置4よりも上位置のステアリング軸2、即ち、入力軸2aの回転角度とトルクとを検出する入力センサ22の検出結果と、同じく差動歯車装置4よりも下位置のステアリング軸2、即ち、出力軸2bの回転角度とトルクとを検出する出力センサ23の検出結果とが与えられ、更に、車両の各部に配された走行状態センサ24から、車両の走行速度、車体に加わる横加速度等、操舵に影響を与える各種の走行状態の検出結果が与えられている。
The
ここで入力センサ22により検出される回転角度は、操舵のためのステアリングホイール1の操作によりステアリング軸2(入力軸2a)に生じる回転角度であり、以下の説明においては操舵角という。また入力センサ22により検出されるトルクは、ステアリングホイール1の操作によりステアリング軸2に加えられる回転トルクであり、以下の説明においては、操舵トルクという。
Here, the rotation angle detected by the
また出力センサ23により検出される回転角度は、ステアリング軸2(出力軸2b)の回転に応じた操舵機構の動作により、左右の車輪30,30に実際に生じる転舵量に相当する角度であり、以下の説明においては転舵角という。更に出力センサ23により検出されるトルクは、車輪30,30の実際の転舵に供されるトルクであり、以下の説明においては転舵トルクという。
Further, the rotation angle detected by the
図2は、差動歯車装置4の構成を略示する縦断面図である。本図に示す如く、ステアリング軸2を構成する入力軸2aと出力軸2bとは、夫々の先端を突き合わせて同軸上での回転自在に支持されており、これらの突き合わせ端部には、入力サンギヤ41及び出力サンギヤ42が夫々一体形成されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the
入力サンギヤ41の外周の歯部には、複数の入力側プラネタリギヤ43,43…が噛合され、また出力サンギヤ42の外周の歯部には、入力側プラネタリギヤ43,43…の一側に夫々連設された出力側プラネタリギヤ44,44…が噛合されており、これらは、入力軸2a及び出力軸2bと平行をなす各別の支軸46,46…により、中空円筒形のキャリア45の内部に一体回転可能に枢支されている。キャリア45は、両側の端壁の軸心を貫通する支持孔を入力軸2a及び出力軸2bに夫々外嵌させ、両軸2a,2bと同軸上での相対回転自在に支持されており、このキャリア45の外周には、全周に亘って適幅の外歯47が形成されており、該外歯47は、差動比変更のために駆動される前記差動モータ5の出力ギヤ50に噛合させてある。
A plurality of input-side
また入力軸2aには、キャリア45の支持部の外側に反力ギヤ48が嵌着固定されており、該反力ギヤ48は、ステアリングホイール1への反力付加のために駆動される前記反力モータ6の出力ギヤ60に噛合させてある。
Further, a
以上の構成により、差動モータ5が回転駆動された場合、この回転が、出力ギヤ50に噛合する外歯47を介してキャリア45に伝達され、該キャリア45に支持された入力側プラネタリギヤ43,43…及び出力側プラネタリギヤ44,44…は、入力軸2a及び出力軸2bと同軸上にて公転し、この公転周上の各位置において各別の支軸46,46…の軸回りに一体をなして自転する。また反力モータ6が回転駆動された場合、該反力モータ6が発生する回転力が、出力ギヤ60に噛合する反力ギヤ48を介して入力軸2aに伝達され、該入力軸2aの上端に固定されたステアリングホイール1に回転トルクが付与される。
With the above configuration, when the
このような差動歯車装置4を備える本発明に係る車両用操舵装置において、操舵のためにステアリングホイール1が回転操作された場合、該ステアリングホイール1に連結された入力軸2aが回転し、差動歯車装置4の入力サンギヤ41が回転する。
In the vehicle steering apparatus according to the present invention having such a
ここで、差動モータ5が回転駆動されておらず、キャリア45が非回転状態に拘束されている場合、入力サンギヤ41の回転により、これに噛合する入力側プラネタリギヤ43,43…が夫々の支軸46,46…の軸回りに自転し、これらの支軸46,46…を共通とする出力側プラネタリギヤ44,44…も自転する。この自転により、出力側プラネタリギヤ44,44…に噛合する出力サンギヤ42に回転力が加わり、該出力サンギヤ42を備える出力軸2bが回転し、更にピニオン軸34が回転することとなり、前述の如く左右の操舵用の車輪30,30が転舵される。
Here, when the
このとき、入力軸2aから出力軸2bへの回転伝達は、入力サンギヤ41、入,出力側プラネタリギヤ43,44及び出力サンギヤ42の歯数によって定まる所定の差動比にてなされ、操舵用の車輪30,30は、ステアリングホイール1の操作方向に、該ステアリングホイール1の操作量(操舵角)に前記差動比を乗じた角度(転舵角)相当分だけ転舵される。
At this time, rotation transmission from the input shaft 2a to the output shaft 2b is performed at a predetermined differential ratio determined by the number of teeth of the
またこのとき入力軸2aには、車輪30,30の実際の転舵に供される出力軸2bの転舵トルクが差動歯車装置4を経てフィードバックされる反力トルクが加わっており、操舵のためのステアリングホイール1の操作は、この反力トルクに抗して行われる。
At this time, the reaction force torque to which the turning torque of the output shaft 2b used for actual turning of the
これに対し、差動モータ5が回転駆動され、キャリア45が回転せしめられた場合、入力サンギヤ42の回転は、キャリア45と共に公転する入力側プラネタリギヤ43,43…及び出力側プラネタリギヤ44,44…の自転を伴って出力サンギヤ42に伝えられる結果、入力軸2aから出力軸2bへの回転伝達は、キャリア45の回転による公転速度分だけ増加(又は減少)された差動比にてなされ、操舵用の車輪30,30は、ステアリングホイール1の操舵角相当分よりも大きく(又は小さく)操舵される。
On the other hand, when the
このとき、入力軸2aに加わる反力トルクも差動歯車装置4の差動比の変化に応じて増減し、この反力トルクに抗してなされるステアリングホイール1の操作感が変化する。反力モータ6は、差動モータ5の駆動時に生じる反力トルクの増減分をステアリングホイール1に加え、ステアリングホイール1の操作感の変化を緩和すべく駆動される。
At this time, the reaction torque applied to the input shaft 2a is also increased or decreased according to the change in the differential ratio of the
差動モータ5は、入力センサ22及び出力センサ23による操舵状態の検出結果、また走行状態センサ23による走行状態の検出結果に基づいて差動制御部7から与えられる制御指令に従って駆動制御される。
The
この駆動制御は、例えば、低速又は中速走行時にステアリングホイール1の操作方向と同向きに差動モータ5を回転駆動し、逆に高速走行時にステアリングホイール1の操作方向と逆向きに差動モータ5を回転駆動するように行われる。これにより、低速又は中速走行時には操舵用の車輪30,30の転舵角が大きくなり、運転操作を容易に行わせることができ、また高速走行時には操舵用の車輪30、30の転舵角が小さくなり、急激な操舵による車両の不安定な挙動を未然に防止し、走行安定性の向上を図ることができる。
For example, the drive control is such that the
また差動制御部7は、出力センサ23により検出される転舵角θ1 と入力センサ22により検出される操舵角θ2 とを比較し、これらの差に応じて差動モータ5を駆動する動作を行う。これにより、走行中の横風、スリップ等の外乱に起因する車両の不可避の姿勢変化を修正するための修正操舵を行わせることができる。
The
差動制御部7による差動モータ5の駆動制御の手順は、従来から種々提案されており、これらを適宜に採用することができる。本発明に係る車両用操舵装置の特徴は、差動モータ5の駆動中に前述の如く行われる反力モータ6の駆動制御の手順にある。
Various drive control procedures of the
図3は、差動制御部7による反力モータ6の駆動制御の手順を示すフローチャートである。この制御は、反力モータ5の駆動を条件として開始され、まず差動制御部7は、動作開始直前の転舵角θ1 (ta )及び転舵トルクT1 (ta )を読み出す(ステップ1)。これらの転舵角θ1 (ta )及び転舵トルクT1 (ta )は、出力センサ23の出力として常時与えられ、例えば、差動モータ5の駆動、非駆動の判定のために用いられており、ステップ1での読み出しは、このような検出値の履歴からなされる。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for controlling the driving of the
次いで差動制御部7は、入力センサ22の出力として与えられる操舵角θ2 (t)を取込み(ステップ2)、この操舵角θ2 (t)を次式に適用して、ステアリングホイール1に加えるべき操舵トルクの目標値T2 (t)を算出する(ステップ3)。
Next, the
T2 (t)=T1 (ta )/θ1 (ta )・θ2 (t) …(1) T 2 (t) = T 1 (t a) / θ 1 (t a) · θ 2 (t) ... (1)
次いで差動制御部7は、(1)式により算出される操舵トルクの目標値T2 (t)をステアリングホイール1に加えるべく、反力モータ6が発生すべき目標トルクを算出し(ステップ4)、この目標トルクを得るべく反力モータ6に動作指令を発し、該反力モータ6を駆動する(ステップ5)。
Next, the
前記(1)式により算出される操舵トルクの目標値T2 (t)は、現時点における操舵角θ2 (t)に比例する値として与えられる。車両の操舵に要する操舵トルクは、操舵角の大小に応じて変化するから、操舵角θ2 (t)に比例する値として与えられる操舵トルクの目標値T2 (t)は、現状の操舵状態に応じたものとなる。 The target value T 2 (t) of the steering torque calculated by the equation (1) is given as a value proportional to the steering angle θ 2 (t) at the current time. The steering torque required to steer the vehicle, since changes in accordance with the magnitude of the steering angle, the target value T 2 of the steering torque given as a value proportional to the steering angle θ 2 (t) (t) is the current state of the steering state Depending on.
更に(1)式においては、操舵角θ2 (t)に乗じる比例ゲインとして、差動モータ5の駆動開始の直前におけるび転舵トルクT1 (ta )と転舵角θ1 (ta )との比が用いられており、転舵トルクT1 (ta )は、差動モータ5の駆動開始前にステアリングホイール1に加わっている反力に相当するから、差動モータ5の駆動開始直後に(1)式により設定される操舵トルクの目標値T2 (t)をステアリングホイール1に加えることにより、ステアリングホイール1を操作する運転者に、それ以前に加わっている反力トルクに滑らかに連続する反力トルクを体感させることができ、運転者に違和感を与えることなく反力モータ6の駆動による補助反力を加えることができる。
Furthermore (1) In the formula, the proportional gain by multiplying the steering angle theta 2 (t), beauty turning torque T 1 at the immediately preceding the start of driving the differential motor 5 (t a) and the steered angle theta 1 (t a ) And the steering torque T 1 (t a ) corresponds to the reaction force applied to the steering wheel 1 before the
差動制御部7は、差動モータ5の停止の有無を調べ(ステップ6)、差動モータ5の駆動が継続されている間(ステップ6:NO)は、ステップ2〜ステップ5の動作を繰り返し、操舵角θ2 (t)の変化に応じて操舵トルクの目標値T2 (t)を更新しつつ反力モータ6の駆動を継続する。
The
一方、差動モータ5の駆動が停止されている場合(ステップ6:YES)、差動制御部7は、目標トルクを所定の変化率にて漸減させ(ステップ7)、この目標トルクが零になる(ステップ8:YES)まで反力モータ6の駆動を継続する。
On the other hand, when the driving of the
この動作により、差動モータ5の停止直後に反力モータ6による反力付加が失われ、ステアリングホイール1に加わる反力の急変による操舵感の悪化を未然に防止することができる。
By this operation, reaction force addition by the
また制御による反力の急激な変化を防止できるので、差動歯車装置、及び車両用操舵装置全体に与える負荷を軽減することができる。 Moreover, since a rapid change in the reaction force due to the control can be prevented, it is possible to reduce a load applied to the differential gear device and the entire vehicle steering device.
1 ステアリングホイール(操舵部材)
2 ステアリング軸
3 操舵機構
4 差動歯車装置
5 差動モータ
6 反力モータ
7 差動制御部(制御手段)
1 Steering wheel (steering member)
2 Steering shaft 3
Claims (3)
前記反力の目標値を、前記操舵部材の側のステアリング軸の角度に比例ゲインを乗じた値として定め、該目標値に基づいて前記反力モータを駆動制御する制御手段を備えることを特徴とする車両用操舵装置。 A differential gear device interposed in the middle of a steering shaft for transmitting an operation of a steering member to a steering mechanism, a differential motor driven to change a differential transmission ratio by the differential gear device, and the differential motor A vehicle steering apparatus comprising: a reaction force motor driven to increase or decrease a reaction force applied to the steering member during driving of the vehicle;
The reaction force target value is determined as a value obtained by multiplying the angle of the steering shaft on the steering member side by a proportional gain, and control means for driving and controlling the reaction force motor based on the target value is provided. A vehicle steering device.
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