JP2007203801A - Steering device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵ハンドルの回動操作に伴って一体的に回転する操舵入力軸と、転舵輪を転舵する転舵機構に接続される転舵出力軸と、前記操舵入力軸の回転角に対する前記転舵出力軸の回転角の伝達比を変化させて前記転舵出力軸を回転させる伝達比可変アクチュエータと、前記運転者による操舵ハンドルの操作力を軽減するためのトルクを発生する操作力軽減アクチュエータと、前記伝達比可変アクチュエータおよび操作力軽減アクチュエータの作動を制御するアクチュエータ制御装置とを備えた車両の操舵装置に関する。 The present invention relates to a steering input shaft that rotates integrally with a turning operation of a steering wheel, a steering output shaft that is connected to a steering mechanism that steers steered wheels, and a rotation angle of the steering input shaft. A transmission ratio variable actuator that rotates the steering output shaft by changing a transmission ratio of a rotation angle of the steering output shaft, and an operation force reduction that generates torque for reducing an operation force of the steering handle by the driver The present invention relates to a vehicle steering apparatus including an actuator and an actuator control device that controls the operation of the transmission ratio variable actuator and the operation force reducing actuator.
従来から、例えば、下記特許文献1に示されるような車両用操舵制御装置は知られている。この従来の車両用操舵制御装置は、伝達比可変機構を備えており、ナビゲーションシステムから得られる位置情報とロードマップ情報を利用して、走行路前方に存在するカーブの曲率半径を検知し、車速とカーブとに基づき、伝達比可変機構の伝達比を設定するようになっている。これにより、カーブ走行時におけるハンドル操作性を向上するようになっている。 Conventionally, for example, a vehicle steering control device as shown in Patent Document 1 below is known. This conventional vehicle steering control device includes a transmission ratio variable mechanism, detects the curvature radius of a curve existing in front of the travel path using the position information and road map information obtained from the navigation system, and detects the vehicle speed. Based on the curve and the curve, the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism is set. As a result, the handle operability during curve driving is improved.
また、従来から、例えば、下記特許文献2に示されるような可変舵角比操舵装置および電動パワーステアリング装置を有する車両も知られている。この車両においては、電動パワーステアリング装置を構成する電動機に供給される電圧が低下したとき、言い換えれば、手動操舵トルクをアシストする補助操舵トルクが小さくなったとき、可変舵角比操舵装置をスロー状態に移行するようになっている。これにより、電動パワーステアリング装置が作動しない状況であっても、可変舵角比操舵装置がスロー状態とされるため、運転者が容易にステアリング操作できるようになっている。
しかしながら、上記従来の装置および従来の車両においては、操舵システムに発生した異常が車両の挙動安定性に与える影響を十分に考慮しておらず、車両の挙動が乱れることに対する積極的な対応は開示されていない。すなわち、旋回状態にある車両において、例えば、運転者によるステアリング操作に対するアシスト力が付与されなくなると、操舵ハンドルに入力される反力が大きくなり、操舵ハンドルが中立位置方向に急峻に回動しやすくなる。このとき、操舵ハンドルの急峻な回動に伴い転舵輪の転舵状態が変化する可能性があり、この転舵状態の変化に伴って車両の挙動が変化する場合がある。また、車両の挙動が変化した場合には、運転者が大きな操舵トルクで操舵ハンドルを回動操作して、車両の挙動を安定させる必要があり、肉体的な負担を強いることにもなる。したがって、車両側でこの挙動変化の発生を防止することが望まれている。 However, the conventional apparatus and the conventional vehicle do not sufficiently consider the influence of the abnormality occurring in the steering system on the behavior stability of the vehicle, and the positive response to the disturbance of the behavior of the vehicle is disclosed. It has not been. That is, in a vehicle in a turning state, for example, when the assist force for the steering operation by the driver is no longer applied, the reaction force input to the steering handle increases, and the steering handle easily turns sharply in the neutral position direction. Become. At this time, there is a possibility that the steered state of the steered wheels will change as the steering wheel turns sharply, and the behavior of the vehicle may change as the steered state changes. Further, when the behavior of the vehicle changes, it is necessary for the driver to turn the steering handle with a large steering torque to stabilize the behavior of the vehicle, which imposes a physical burden. Therefore, it is desired to prevent the behavior change from occurring on the vehicle side.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、操舵システムに異常が発生したときに、操舵ハンドルの回動挙動を緩やかにするとともに、車両の挙動を安定させる車両の操舵装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle that makes the turning behavior of the steering wheel moderate and stabilizes the behavior of the vehicle when an abnormality occurs in the steering system. It is in providing a steering device.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルの回動操作に伴って一体的に回転する操舵入力軸と、転舵輪を転舵する転舵機構に接続される転舵出力軸と、前記操舵入力軸から前記転舵出力軸への回転の伝達比を変化させて前記転舵出力軸を回転させる伝達比可変アクチュエータと、前記運転者による操舵ハンドルの操作力を軽減するためのトルクを発生する操作力軽減アクチュエータと、前記伝達比可変アクチュエータおよび操作力軽減アクチュエータの作動を制御するアクチュエータ制御装置とを備えた車両の操舵装置において、前記アクチュエータ制御装置を、前記伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態に異常が発生したか否かを判定する異常発生判定手段と、車両の旋回に関する走行状態を判定する走行状態判定手段と、走行路のカーブ状態を検出するカーブ状態検知手段と、前記異常発生判定手段によって前記伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動に異常が発生していると判定すると、前記走行状態判定手段により判定した前記走行状態に応じて、正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態を、前記操舵ハンドルを中立位置方向へ緩やかに回動する緩徐作動状態、または、前記転舵輪を前記カーブ状態検知手段により検出したカーブ状態に追従させて転舵する追従作動状態に切り替えるアクチュエータ作動状態切替手段とで構成したことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a steering input shaft that rotates integrally with a turning operation of a steering handle, and a steering output shaft that is connected to a steering mechanism that steers steered wheels. A variable transmission ratio actuator for rotating the steering output shaft by changing a transmission ratio of rotation from the steering input shaft to the steering output shaft, and for reducing the operating force of the steering handle by the driver In a vehicle steering apparatus comprising an operation force reducing actuator that generates torque and an actuator control device that controls the operation of the transmission ratio variable actuator and the operation force reduction actuator, the actuator control device may be the transmission ratio variable actuator or An abnormality occurrence determination means for determining whether or not an abnormality has occurred in the operating state of the operating force reduction actuator, and a running condition related to turning of the vehicle It is determined that an abnormality has occurred in the operation of the variable transmission ratio actuator or the operating force reduction actuator by the traveling state determining means for determining the curve state, the curve state detecting means for detecting the curve state of the traveling road, and the abnormality occurrence determining means. Then, in accordance with the traveling state determined by the traveling state determining means, the operating state of the transmission ratio variable actuator or the operating force reducing actuator that is operating normally is gently rotated in the neutral position direction. It is composed of a slow operating state or an actuator operating state switching means for switching to a following operating state in which the steered wheels are steered by following the curve state detected by the curve state detecting means.
この場合、前記アクチュエータ制御装置は、さらに、車両の車速を検出する車速検出手段と、前記操舵ハンドルの回動操作量を検出する操作量検出手段とを備えており、前記走行状態判定手段は、前記車速検出手段によって検出した車両の車速と、前記操作量検出手段によって検出した前記操舵ハンドルの回動操作量または前記カーブ状態検知手段によって検出したカーブ状態とに基づいて、前記車両の旋回に関する走行状態を判定するとよい。 In this case, the actuator control device further includes a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed of the vehicle, and an operation amount detection unit that detects a rotation operation amount of the steering handle, and the travel state determination unit includes: Based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means and the amount of turning operation of the steering handle detected by the operation amount detection means or the curve state detected by the curve state detection means, the travel related to the turning of the vehicle It is good to determine the state.
また、前記アクチュエータ作動状態切替手段は、前記走行状態判定手段によって車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であると判定されると、前記正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態を前記緩徐作動状態に切り替え、前記走行状態判定手段によって車両が小さな旋回量で旋回する走行状態であると判定されると、前記正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態を前記追従作動状態に切り替えるとよい。 The actuator operating state switching means, when it is determined by the traveling state determining means that the vehicle is in a traveling state where the vehicle turns with a large turning amount, the transmission ratio variable actuator or operating force reduction actuator that is operating normally. When the travel state determination means determines that the vehicle is in a travel state in which the vehicle turns with a small amount of turn, the normally operating transmission ratio variable actuator or operation force reduction The operating state of the actuator may be switched to the following operating state.
これらによれば、アクチュエータ制御装置は、異常発生判定手段によって、伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態に異常が発生していると判定すると、走行状態判定手段によって車両の旋回に関する走行状態を判定することができる。そして、アクチュエータ制御装置は、この判定された走行状態に基づき、アクチュエータ作動状態切替手段によって正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータを緩徐作動状態または追従作動状態に切り替えることができる。 According to these, when the actuator control device determines that an abnormality has occurred in the operating state of the variable transmission ratio actuator or the operating force reduction actuator by the abnormality occurrence determination unit, the traveling state relating to the turning of the vehicle is determined by the traveling state determination unit. Can be determined. Then, the actuator control device can switch the transmission ratio variable actuator or the operating force reduction actuator that is normally operated by the actuator operation state switching means to the slow operation state or the follow operation state based on the determined traveling state. .
すなわち、走行状態判定手段は、車両の車速と、操舵ハンドルの回動操作量またはカーブ状態とに基づいて、車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であるか、小さな旋回量で旋回する走行状態であるかを判定することができる。そして、アクチュエータ作動状態切替手段は、車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であると判定されると、正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータを緩徐作動状態に切り替えることができる。また、アクチュエータ作動状態切替手段は、車両が小さな旋回量で旋回する走行状態であると判定されると、正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータを追従作動状態に切り替えることができる。 That is, the traveling state determination means is a traveling state in which the vehicle turns with a large turning amount or a turning state with a small turning amount based on the vehicle speed and the turning operation amount or curve state of the steering handle. Can be determined. Then, when it is determined that the vehicle is in a traveling state in which the vehicle turns with a large turning amount, the actuator operation state switching means can switch the normally operating transmission ratio variable actuator or operating force reduction actuator to the slow operation state. it can. In addition, when it is determined that the vehicle is in a traveling state where the vehicle turns with a small turning amount, the actuator operation state switching means can switch the normally operating transmission ratio variable actuator or operating force reduction actuator to the follow operation state. it can.
これにより、伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータに異常が発生しており、車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であるときには、操舵ハンドルに入力される反力が大きくなるものの、正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータを緩徐作動状態に切り替えることにより、操舵ハンドルの中立方向への回動挙動を緩やかにすることができる。したがって、運転者が大きな操舵トルクを入力して操舵ハンドルを回動操作する必要がなく、肉体的な負担を軽減することができる。また、操舵ハンドルを緩やかに回動させることによって、車両の挙動変化も緩やかにすることができ、運転者は、車両の挙動を容易に安定させることができる。 As a result, an abnormality has occurred in the variable transmission ratio actuator or operating force reduction actuator, and when the vehicle is in a traveling state where the vehicle turns with a large turning amount, the reaction force input to the steering handle increases, but it operates normally. By switching the variable transmission ratio actuator or the operating force reduction actuator to the slow operating state, the turning behavior in the neutral direction of the steering wheel can be made gentle. Therefore, it is not necessary for the driver to input a large steering torque to rotate the steering handle, and the physical burden can be reduced. Further, by gently turning the steering wheel, the change in the behavior of the vehicle can be moderated, and the driver can easily stabilize the behavior of the vehicle.
また、伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータに異常が発生しており、車両が小さな旋回量で旋回する走行状態であるときには、正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータを追従作動状態に切り替えることにより、走行路のカーブ状態に応じて転舵輪の転舵を追従させることができる。これにより、比較的大きな車速で車両が小さな旋回量で旋回する場合であっても、転舵輪の転舵をカーブ状態に合わせることができるため、操舵システムに発生した異常による車両の挙動変化を効果的に抑制することができ、極めて容易に車両の挙動を安定させることができる。 Also, when the transmission ratio variable actuator or operating force reduction actuator is abnormal and the vehicle is in a traveling state where the vehicle turns with a small turning amount, the variable transmission ratio actuator or operating force reduction actuator that is operating normally follows. By switching to the operating state, the turning of the steered wheels can be made to follow in accordance with the curve state of the traveling road. As a result, even when the vehicle turns with a relatively large vehicle speed and a small turning amount, the turning of the steered wheels can be adjusted to the curve state, so that the change in the behavior of the vehicle due to the abnormality occurring in the steering system is effective. Therefore, the behavior of the vehicle can be stabilized very easily.
また、本発明の他の特徴は、前記アクチュエータ制御装置は、さらに、前記アクチュエータ作動状態切替手段によって作動状態が切り替えられた前記伝達比可変アクチュエータの作動基準位置を前記操舵ハンドルの中立位置に一致させて補正する補正手段を備えたことにもある。この場合、前記補正手段は、車両が直進走行しているときに、前記伝達比可変アクチュエータの作動基準位置を補正するとよい。 According to another feature of the present invention, the actuator control device further matches the operation reference position of the transmission ratio variable actuator whose operation state is switched by the actuator operation state switching means with a neutral position of the steering handle. There is also a correction means for correcting. In this case, the correction means may correct the operation reference position of the variable transmission ratio actuator when the vehicle is traveling straight ahead.
これらによれば、補正手段は、運転者が直接的に操作する操舵ハンドルの中立位置と、転舵輪を直接的に転舵する伝達比可変アクチュエータの作動基準位置とを一致させることができる。また、車両が直進走行しているときに伝達比可変アクチュエータの作動基準位置を補正することによって、より正確に操舵ハンドルの中立位置と一致させることができる。したがって、例えば、伝達比可変アクチュエータが緩徐作動状態または追従作動状態に切り替えられた後に継続して車両を走行させる場合であっても、運転者は違和感なく操舵ハンドルを回動操作することができる。 According to these, the correction means can match the neutral position of the steering wheel that is directly operated by the driver with the operation reference position of the variable transmission ratio actuator that directly steers the steered wheels. Further, by correcting the operation reference position of the variable transmission ratio actuator when the vehicle is traveling straight ahead, the neutral position of the steering wheel can be more accurately matched. Therefore, for example, even when the vehicle continuously travels after the transmission ratio variable actuator is switched to the slow operation state or the follow operation state, the driver can turn the steering wheel without feeling uncomfortable.
以下、本発明に係る車両の操舵装置について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。 Hereinafter, a vehicle steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
この車両の操舵装置は、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を転舵するために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル11を備えている。操舵ハンドル11は、操舵入力軸12の上端に固定されており、操舵入力軸12の下端は、伝達比可変アクチュエータとしての可変ギア比アクチュエータ20に接続されている。可変ギア比アクチュエータ20は、電動モータ21(以下、この電動モータをVGRSモータ21という)および減速機22を備えており、操舵入力軸12の回動量(または回転角)に対して、減速機22に接続された転舵出力軸13の回動量(または回転角)を適宜変更するものである。
The vehicle steering apparatus includes a
VGRSモータ21は、そのモータハウジングが操舵入力軸12と一体的に接続されており、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に従って一体的に回転するようになっている。また、VGRSモータ21の駆動シャフト21aは減速機22に接続されており、VGRSモータ21の回転力が駆動シャフト21aを介して減速機22に伝達されるようになっている。減速機22は、所定のギア機構(例えば、遊星ギア機構など)によって構成されており、転舵出力軸13はこのギア機構に接続されている。これにより、減速機22は、VGRSモータ21の回転力が駆動シャフト21aを介して伝達されると、所定のギア機構によって駆動シャフト21aの回転を適宜減速して転舵出力軸13に回転を伝達することができる。したがって、可変ギア比アクチュエータ20は、VGRSモータ21の駆動シャフト21aを介して、操舵入力軸12と転舵出力軸13とを相対回転可能に連結しており、減速機22によって操舵入力軸12の回転量に対する転舵出力軸13の回転量の比、すなわち、操舵入力軸12から転舵出力軸13への回転の伝達比(ギア比)を適宜変更することができる。
The motor housing of the VGRS
また、操舵装置は、転舵出力軸13の下端に接続された転舵機構としての転舵ギアユニット30を備えている。転舵ギアユニット30は、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、転舵出力軸13の下端に一体的に組み付けられたピニオンギア31の回転がラックバー32に伝達されるようになっている。また、転舵ギアユニット30には、運転者によって操舵ハンドル11に入力される操舵力(より具体的には、操舵トルク)を軽減するための、操舵力軽減アクチュエータとしての電動モータ33(以下、この電動モータをEPSモータ33という)が設けられており、EPSモータ33の発生するトルク(所謂、アシスト力)がラックバー32に伝達されるようになっている。この構成により、転舵出力軸13の回転力がピニオンギア31を介してラックバー32に伝達されるとともに、EPSモータ33のアシスト力がラックバー32に伝達される。これにより、ラックバー32は、ピニオンギア31からの回転力およびEPSモータ33のアシスト力によって軸線方向に変位する。したがって、ラックバー32の両端に接続された左右前輪FW1,FW2は、左右に転舵されるようになっている。
Further, the steering device includes a
次に、上述した可変ギア比アクチュエータ20(詳しくは、VGRSモータ21)および転舵ギアユニット30(詳しくは、EPSモータ33)の作動を制御する、アクチュエータ制御装置としての電気制御装置40について説明する。電気制御装置40は、車速センサ41、操舵角センサ42、回転角センサ43および操舵トルクセンサ44を備えている。車速センサ41は、車両の車速Vを検出して出力する。操舵角センサ42は、操舵ハンドル11の回動量すなわち操舵入力軸12の回転量を検出して操舵角θとして出力する。回転角センサ43は、VGRSモータ21の駆動シャフト21aの回転量を検出して回転角Θとして出力する。なお、操舵角センサ42および回転角センサ43は、車両が直進状態を維持するときの回転角を「0」として出力する。そして、操舵角センサ42および回転角センサ43から「0」となる回転角が出力されるときの操舵ハンドル11および駆動シャフト21aの回動位置を中立位置という。
Next, the
操舵トルクセンサ44は、運転者が操舵ハンドル11を回動操作することによって転舵出力軸13に入力するトルクを検出して操舵トルクTdとして出力する。すなわち、操舵トルクTdは、例えば、左右前輪FW1,FW2と路面との摩擦に起因するトルクや走行に伴って発生するセルフアライメントトルクなど、路面から左右前輪FW1,FW2に入力される力からEPSモータ33によるアシスト力を減じた反力(トルク)に抗して、運転者が入力するトルクである。
The
また、電気制御装置40は、可変ギア比アクチュエータ20のVGRSモータ21の作動を制御する電子制御ユニット46(以下、この電子制御ユニットをVGRS_ECU46という)と、転舵ギアユニット30のEPSモータ33の作動を制御する電子制御ユニット47(以下、この電子制御ユニットをEPS_ECU47という)とを備えている。これらVGRS_ECU46およびEPS_ECU47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するものである。ここで、VGRS_ECU46およびEPS_ECU47は、例えば、車両内に構築された通信回線Aを介して、互いに通信可能とされている。
The
また、VGRS_ECU46の入力側には、車速センサ41、操舵角センサ42および回転角センサ43が接続されており、EPS_ECU47の入力側には、操舵角センサ42および操舵トルクセンサ44が接続されている。そして、VGRS_ECU46およびEPS_ECU47は、これら各センサ41〜44によって検出された検出値を用いて各種プログラムを実行して、VGRSモータ21およびEPSモータ33の作動を制御する。このため、VGRS_ECU46およびEPS_ECU47のそれぞれの出力側には、VGRSモータ21およびEPSモータ33を駆動するための駆動回路48,49が接続されている。また、駆動回路48,49内には、VGRSモータ21およびEPSモータ33に流れる駆動電流値を検出するための電流検出器48a,49aが設けられている。
A
また、VGRS_ECU46およびEPS_ECU47には、自車両の現在位置を検出するとともに各種情報を運転者に提供するナビゲーション装置50が通信回線Aを介して接続されている。
The
ナビゲーション装置50は、図2に示すように、ナビゲーション電子制御ユニット51(以下、この電子制御ユニットをナビゲーションECU51という)を備えている。ナビゲーションECU51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ており、ナビゲーション装置50の作動を統括的に制御するものである。そして、ナビゲーションECU51には、GPS(Global Posioning System)受信機52、ジャイロスコープ53、記憶装置54および車速センサ41が接続されている。
As shown in FIG. 2, the
GPS受信機52は、自車両の現在位置を検出するための電波を衛星から受信するとともに、検出した自車両の現在位置を例えば座標データとして出力する。ジャイロスコープ53は、自車両の進行方向を検出するための車両の旋回速度を検出して出力する。そして、ナビゲーションECU51は、GPS受信機52およびジャイロスコープ53から出力された各検出値の取得に加えて、さらに、車速センサ41から出力された車速Vを取得して、自車両の現在位置を検出する。
The
記憶装置54は、ハードディスク、CD−ROM、DVD−ROMなどの記憶媒体およびこれら記録媒体のドライブ装置を含むものである。そして、記憶装置54は、ナビゲーションECU51によって実行される各種プログラムおよび道路データなどを含む各種データを記憶している。ここで、道路データは、道路種別(高速道路、国道、県道など)を表す道路種別データ、道路形状(カーブの始点と終点を表す座標やカーブ半径Rなど)を表す道路形状データなど、道路に関する種々のデータを含んで構成されている。
The
次に、上記のように構成した操舵装置の作動について、まず、操舵装置が正常に作動している状態(以下、通常動作時という)から説明する。図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされると、VGRS_ECU46およびEPS_ECU47は、それぞれ、可変ギア比アクチュエータ20および転舵ギアユニット30の制御を開始する。VGRS_ECU46は、車速センサ41から現在の車速Vを入力し、例えば、図3に示すようなマップを参照して、検出された車速Vに応じた伝達比Gを決定する。なお、通常動作時における伝達比Gは、車速Vの増大に伴って一様に小さくなるとともに、車速Vの減少に伴って一様に大きくなる特性を有している。
Next, the operation of the steering device configured as described above will be described first from the state in which the steering device is operating normally (hereinafter referred to as normal operation). When an ignition switch (not shown) is turned on, the
この状態において、運転者によって操舵ハンドル11の回動操作が開始されると、操舵入力軸12、可変ギア比アクチュエータ20および転舵出力軸13も回転を開始する。この運転者の回動操作に伴い、VGRS_ECU46は、操舵角センサ42によって検出された操舵角θを入力し、同入力した操舵角θと決定した伝達比Gとを乗算することによって、操舵入力軸12の操舵角θに対する転舵出力軸13の回転角δを計算する。
In this state, when the turning operation of the steering handle 11 is started by the driver, the steering
次に、VGRS_ECU46は、計算した転舵出力軸13の回転角δを実現するために必要なVGRSモータ21の作動量すなわち駆動シャフト21aの目標回転角Θhを計算する。具体的に説明すると、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に伴って、操舵入力軸12と一体的に接続されたVGRSモータ21のモータハウジングが回転する。このとき、VGRS_ECU46は、モータハウジングの回転に応じて転舵出力軸13を回転させるため、駆動回路48を制御してVGRSモータ21を駆動させる。次に、VGRS_ECU46は、操舵入力軸12の操舵角θを基準として、転舵出力軸13が回転角δを有するように目標回転角Θhを計算する。
Next, the
上述したように、VGRSモータ21の駆動シャフト21aと転舵出力軸13とは可変ギア比アクチュエータ20の所定のギア機構によって連結されているため、転舵出力軸13の回転角δはαを所定のギア比とすれば、δ=α×Θhの関係が成立する。したがって、VGRS_ECU46は、駆動シャフト21aの目標回転角ΘhをΘh=δ/αとして計算する。
As described above, since the
そして、VGRS_ECU46は、目標回転角Θhを計算すると、回転角センサ43によって検出される回転角Θが目標回転角Θhとなるまで、電流検出器48aによる電流検出値を用いてオーバーシュートさせることなく駆動回路48を制御して、VGRSモータ21の駆動シャフト21aを回転させる。これにより、転舵出力軸13は、操舵入力軸12の操舵角θに対して伝達比Gとなる回転角δに回転される。したがって、ラックバー32に噛み合うピニオンギア31は、運転者による操舵ハンドル11の回転操作によって操舵角θと回転角δの和で表される回転角Δで回転するため、左右前輪FW1,FW2は、回転角Δと等しい転舵角Δで転舵される。
Then, when the
このように、左右前輪FW1,FW2が転舵角Δで転舵されることによって、運転者は車速Vに応じて良好な操舵フィーリングを得ることができる。すなわち、検出車速Vが増大すると伝達比Gが小さく決定されることから、操舵入力軸12の回転方向に対して転舵出力軸13は相対的に逆方向に回転される。この場合には、左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが操舵角θと回転角δの差で表されるため、運転者の操舵ハンドル11の回動操作に対して左右前輪FW1,FW2が緩やかに転舵されるようになる。これにより、運転者は容易に操舵ハンドル11を操作することができるとともに、高速走行時における車両の挙動を安定させることができる。
Thus, the driver can obtain a good steering feeling according to the vehicle speed V by turning the left and right front wheels FW1, FW2 at the turning angle Δ. That is, when the detected vehicle speed V increases, the transmission ratio G is determined to be small, so that the steered
また、検出車速Vが減少すると伝達比Gが大きく決定されることから、操舵入力軸12の回転方向にて転舵出力軸13は相対的により多く回転される。この場合には、左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが操舵角θと回転角δとの和で表されるため、運転者の操舵ハンドル11の回動操作に対して左右前輪FW1,FW2が速やかに転舵される。これにより、例えば、車庫入れなどにおいては、運転者による操舵ハンドル11の回動操作量を少なくすることができて、運転者の操作負担を軽減することができる。
Further, since the transmission ratio G is determined to be large when the detected vehicle speed V decreases, the steered
一方、EPS_ECU47は、運転者によって操舵ハンドル11を介して入力された操舵トルクTdの大きさに応じて、この入力された操舵トルクTdを軽減するEPSモータ33を駆動させて、ラックバー32にアシスト力を伝達する。すなわち、EPS_ECU47は、操舵トルクセンサ44から操舵トルクTdを入力し、操舵トルクTdの大きさに応じてEPSモータ33を駆動させるための制御量を設定する。そして、EPS_ECU47は、設定した制御量に基づき、電流検出器49aによる電流検出値を用いてオーバーシュートさせることなく駆動回路49を制御して、EPSモータ33を駆動させる。これにより、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に係る操舵トルクTdが軽減され、運転者の肉体的な負担が軽減される。
On the other hand, the
このように、通常動作時においては、VGRS_ECU46とEPS_ECU47とが、互いに協働してVGRSモータ21およびEPSモータ33の作動を制御することによって、運転者は車両を極めて容易に旋回させることができる。ところで、車両が旋回している状態において、EPSモータ33への電力供給が遮断されたり、異常な駆動電流が流れた場合には、EPSモータ33の作動に異常が発生し、適切なアシスト力をラックバー32に伝達できない場合がある。
Thus, during normal operation, the
このように、EPSモータ33による適切なアシスト力が付与されない場合において、左右前輪FW1,FW2が転舵されている状態では、例えば、セルフアライメントトルクが大きくなり、操舵ハンドル11に入力される反力が大きくなる。そして、大きな反力が入力されると、現在の左右前輪FW1,FW2の転舵角Δを維持するため、言い換えれば、現在の操舵ハンドル11の操舵角θを維持するために運転者が入力する操舵トルクTdが大きくなる。このように、操舵ハンドル11に入力する操舵トルクTdが大きくなる状況においては、左右前輪FW1,FW2の転舵状態が変化して車両の挙動が変化する可能性がある。
Thus, in the state where the right and left front wheels FW1 and FW2 are being steered when an appropriate assist force is not applied by the
すなわち、操舵ハンドル11に入力される反力が大きくなると、操舵ハンドル11は中立位置方向に回動されやすくなる。このとき、左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが大きいほど、操舵ハンドル11はより急峻に中立位置方向に回動するようになる。この場合、運転者が十分大きな操舵トルクTdを入力していなければ、車両の挙動が乱れる可能性がある。また、車両が、例えば、カーブを通過している状況においては、運転者は、大きな操舵トルクTdを入力して、このカーブの形状(より詳しくはカーブ半径Rの大きさ)に応じた操舵角θすなわち左右前輪FW1,FW2の転舵角Δを維持する必要がある。このため、運転者に対して、大きな負担を強いることにもなる。 That is, when the reaction force input to the steering handle 11 is increased, the steering handle 11 is easily rotated in the neutral position direction. At this time, as the turning angle Δ of the left and right front wheels FW1 and FW2 is larger, the steering handle 11 is steeperly rotated in the neutral position direction. In this case, if the driver does not input a sufficiently large steering torque Td, the behavior of the vehicle may be disturbed. In a situation where the vehicle passes a curve, for example, the driver inputs a large steering torque Td, and a steering angle corresponding to the shape of the curve (more specifically, the size of the curve radius R). It is necessary to maintain θ, that is, the turning angle Δ of the left and right front wheels FW1, FW2. For this reason, a large burden is imposed on the driver.
このため、VGRS_ECU46は、イグニッションスイッチがオン状態とされると、所定の短い時間間隔にて図4に示すVGRSモータ作動制御プログラムを実行する。そして、VGRS_ECU46は、EPSモータ33の作動に異常が発生した場合(以下、異常動作時という)であっても、操舵ハンドル11が急峻に中立位置方向へ回動することを防止するとともに、車両が容易にカーブを通過できるように、VGRSモータ21の作動状態を切り替えて制御する。以下、このVGRSモータ21の作動状態を制御するためのVGRSモータ作動制御プログラムについて詳細に説明する。
Therefore, the
VGRS_ECU46は、ステップS10にて、VGRSモータ作動制御プログラムの実行を開始する。そして、VGRS_ECU46は、ステップS11において、EPS_ECU47から供給される異常発生情報に基づいてEPSモータ33の作動に異常が発生しているか否かを判定する。以下、この異常発生判定処理について具体的に説明する。
In step S10, the
EPS_ECU47は、上述したように、駆動回路49の電流検出器49aによって検出される駆動電流値を入力するようになっている。そして、この駆動電流値は、例えば、EPSモータ33の作動を阻害する機械的な故障などが発生した場合には、異常値となる。このため、EPS_ECU47は、電流検出器49aによって異常な駆動電流値が検出されると、VGRS_ECU46に対し、通信回線Aを介して、EPSモータ33の作動に異常が発生したことを表す異常発生情報を供給する。また、EPS_ECU47は、図示しないバッテリから供給される電力が、例えば、電気的な故障などにより遮断された場合にも、VGRS_ECU46に対して異常発生情報を供給する。
As described above, the
なお、EPS_ECU47は、異常発生情報を車両に搭載された他のシステムにも供給することが可能である。これにより、例えば、メータクラスタ内に設けられた警告灯を点灯させたり音声を出力することにより、運転者に対してEPSモータ33に異常が発生したことを報知することができる。
The
このように、EPS_ECU47から異常発生情報を取得すると、VGRS_ECU46は、ステップS11にて「Yes」と判定してステップS12に進む。一方、EPS_ECU47から異常発生情報を取得していなければ、EPSモータ33が正常に作動しているため、VGRS_ECU46は「No」と判定してステップS21に進み、VGRSモータ作動制御プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短時間の経過後、ふたたび、ステップS10にてVGRSモータ作動制御プログラムの実行を開始する。
As described above, when the abnormality occurrence information is acquired from the
ステップS12においては、VGRS_ECU46は、車速センサ41によって検出された車速Vが予め設定された所定の車速Vo以下であるか否かを判定する。すなわち、VGRS_ECU46は、検出車速Vが所定の車速Vo以下であれば、「Yes」と判定してステップS13に進む。なお、所定の車速Voとしては、例えば、車両を駐車するときや交差点で右左折するときのように、車両が低速で走行していると判定できる程度の車速である。
In step S12, the
ステップS13においては、VGRS_ECU46は、操舵角センサ42によって検出された操舵角θが予め設定された所定の操舵角θo以上であるか否かを判定する。すなわち、VGRS_ECU46は、検出操舵角θが所定の操舵角θo以上であれば、「Yes」と判定してステップS14に進む。なお、所定の操舵角θoとしては、例えば、車両を駐車するときや交差点で右左折するときのように、操舵ハンドル11を大きく回動操作していると判定できる程度の操舵角である。そして、VGRSモータ作動制御プログラムにおけるステップS12,ステップS13および後述するステップS16は、本発明における走行状態判定手段を構成するものである。
In step S13, the
ここで、前記ステップS12および前記ステップS13における判定処理がともに「Yes」として成立する状況を考えると、車両が低速で走行しており、かつ、操舵ハンドル11の操舵角θが大きいすなわち左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが大きい状況である。この状況においては、左右前輪FW1,FW2が大きく転舵されて車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であるため、上述したように、車両の走行に伴ってセルフアライメントトルクが大きくなる。したがって、操舵ハンドル11に入力される反力が大きくなり、操舵ハンドル11が中立位置方向に回動しやすくなる。このため、VGRS_ECU46は、続くステップS14およびステップS15において、操舵ハンドル11が中立位置まで緩やかに回動するように、VGRSモータ21を緩徐作動制御する。
Here, considering the situation where the determination processing in both step S12 and step S13 is established as “Yes”, the vehicle is traveling at a low speed and the steering angle θ of the
具体的に説明すると、左右前輪FW1,FW2がセルフアライメントトルクによって中立位置方向に戻される状況では、ラックバー32、ピニオンギア31、転舵出力軸13および減速機22を介して、駆動シャフト21aが回転する。したがって、VGRS_ECU46は、駆動シャフト21aの回転角Θの変化が緩やかになるように、より具体的には、駆動シャフト21aの回転を抑制するトルクを発生するように、VGRSモータ21に対して駆動電流を供給する。そして、VGRS_ECU46は、ステップS14にて、検出操舵角θが操舵ハンドル11の中立位置を表す「0」となるまでVGRSモータ21に駆動電流を供給し続ける。
More specifically, in a situation where the left and right front wheels FW1 and FW2 are returned to the neutral position by the self-alignment torque, the
このように、VGRSモータ21に対して駆動電流が供給されると、駆動シャフト21aの回転が抑制され、電磁的に接続されたモータハウジングに一体的に連結された操舵入力軸12および操舵ハンドル11の回転も抑制される。この結果、VGRSモータ21を作動させることなく反力が操舵ハンドル11に入力される場合に比して、VGRSモータ21を作動させることにより操舵ハンドル11に入力される反力を小さくすることができる。これにより、運転者は、比較的小さな操舵トルクTdを入力することにより現在の操舵角θを維持することができるとともに、運転者の意図しない操舵ハンドル11の急峻な回動を防止することができる。したがって、運転者が操作できる程度に操舵ハンドル11を中立位置まで緩やかに回動させることができ、車両の挙動が乱れることを効果的に防止することができる。そして、前記ステップS15にて、操舵角θが略「0」となっていれば、「Yes」と判定してステップS19に進む。なお、VGRSモータ作動制御プログラムにおけるステップS14およびステップS15は、本発明におけるアクチュエータ作動切替手段を構成するものである。
Thus, when the drive current is supplied to the
また、ステップS13にて、検出操舵角θが所定の操舵角θoよりも小さければ、VGRS_ECU46は「No」と判定し、ステップS21にてVGRSモータ作動制御プログラムの実行を一旦終了する。これは、車両が低速で走行し、かつ、操舵ハンドル11が大きく回動操作されていない言い換えれば左右前輪FW1,FW2が大きく転舵されていないため、操舵ハンドル11に入力される反力が小さく、仮に操舵ハンドル11が中立位置方向へ急峻に回動しても、この操舵ハンドル11の回動が車両の挙動変化に与える影響は小さいからである。したがって、VGRS_ECU46は、VGRSモータ21の作動を制御することなく、VGRSモータ作動制御プログラムの実行を一旦終了する。
If the detected steering angle θ is smaller than the predetermined steering angle θo in step S13, the
一方、前記ステップS12にて、車速Vが所定の車速Voよりも大きければ、VGRS_ECU46は「No」と判定してステップS16に進む。ステップS16においては、VGRS_ECU46は、検出操舵角θが所定の操舵角θoよりも小さいか否かを判定する。すなわち、VGRS_ECU46は、検出操舵角θが所定の操舵角θoよりも小さければ、「Yes」と判定してステップS17に進む。
On the other hand, if the vehicle speed V is greater than the predetermined vehicle speed Vo in step S12, the
ここで、前記ステップS12の判定処理が「No」として成立し、前記ステップS16の判定処理が「Yes」と判定する状況を考えると、車両が中高速で走行しており、かつ、操舵ハンドル11の操舵角θが小さいすなわち左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが小さい状況である。この状況においては、左右前輪FW1,FW2が小さく転舵されているため、上述したように、車両の走行に伴って発生するセルフアライメントトルクは比較的小さくなる。一方で、検出車速Vが比較的大きいため、操舵ハンドル11(左右前輪FW1,FW2)を中立位置方向に戻すことにより、車両の挙動が変化しやすくなる。このため、VGRS_ECU46は、続くステップS17およびステップS18において、ナビゲーション装置50のナビゲーションECU51から取得した道路形状データに基づいて、車両が道路形状に追従して旋回するように、より詳しくは、左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが道路形状に一致するように、VGRSモータ21の作動を制御する。
Here, considering the situation where the determination process of the step S12 is established as “No” and the determination process of the step S16 is “Yes”, the vehicle is traveling at a medium to high speed, and the steering handle 11 In which the steering angle θ of the left and right front wheels FW1, FW2 is small. In this situation, since the left and right front wheels FW1, FW2 are steered small, as described above, the self-alignment torque generated as the vehicle travels is relatively small. On the other hand, since the detected vehicle speed V is relatively large, returning the steering handle 11 (the left and right front wheels FW1, FW2) to the neutral position direction makes it easier for the vehicle behavior to change. For this reason, in step S17 and step S18, the
具体的に説明すると、VGRS_ECU46は、ナビゲーション装置50から車両が現在通過している道路形状すなわちカーブ半径Rを表す道路形状データを取得する。すなわち、ナビゲーション装置50のナビゲーションECU51は、GPS受信機52、ジャイロスコープ53および車速センサ41から出力された各検出値に基づいて自車両の現在位置を検出する。そして、ナビゲーションECU51は、検出した現在位置に基づき、記憶装置54に記憶された道路形状データのうち、自車両の現在位置における道路形状データを抽出する。このように、道路形状データを抽出すると、ナビゲーションECU51は、通信回線Aを介して、同データをVGRS_ECU46に供給する。
More specifically, the
VGRS_ECU46においては、ナビゲーションECU51から供給されたカーブ半径Rを表す道路形状データを取得する。そして、VGRS_ECU46は、取得した道路形状データによって表されるカーブ半径Rと車速センサ41からの検出車速Vとに基づいて、予め実験的に設定された図5に示すようなマップを参照することにより、現在走行している道路(カーブ)に追従して通過できる転舵角Δを決定する。次に、VGRS_ECU46は、決定した転舵角Δを実現するために、VGRSモータ21の駆動シャフト21aの目標回転角Θhを決定する。
In the
すなわち、上述したように、駆動シャフト21aの目標回転角Θhは、転舵出力軸13の回転角δと所定のギア比αとを用いて、Θh=δ/αとして計算できる。そして、転舵角Δは操舵角θと回転角δとを加算することによって計算できる。したがって、これらに基づき、駆動シャフト21aの目標回転角Θhは、Θh=(Δ−θ)/αとして計算できる。そして、VGRS_ECU46は、目標回転角Θhを計算すると、回転角センサ43によって検出される回転角Θが目標回転角Θhとなるまでオーバーシュートさせることなく駆動回路48を制御して、VGRSモータ21の駆動シャフト21aを回転させる。
That is, as described above, the target rotation angle Θh of the
これにより、左右前輪FW1,FW2は車両がカーブを通過しているときには、転舵角Δが適正に確保され、車両はカーブ半径Rのカーブに追従して旋回することができる。そして、VGRS_ECU46は、ステップS18にて、ナビゲーションECU51から車両がカーブの終点を通過したことを表す通過情報を取得まで「No」と判定することにより、前記ステップS15のVGRSモータ21の作動制御を継続する。そして、ナビゲーションECU51から通過情報を取得すると、「Yes」と判定して、ステップS19に進む。なお、この場合、カーブを通過した後、運転者が通常の運転時と同様に操舵ハンドル11を中立位置に戻すことはいうまでもない。
Thereby, when the vehicle passes the curve, the left and right front wheels FW1 and FW2 are appropriately secured in the turning angle Δ, and the vehicle can turn following the curve of the curve radius R. Then, in step S18, the
ここで、ナビゲーションECU51から供給される通過情報について簡単に説明しておく。ナビゲーションECU51は、上述したように検出した自車両の現在位置に基づいて、道路形状データを検索し、現在走行しているカーブの終点を表す終点座標を抽出する。そして、ナビゲーションECU51は、自車両の現在位置と終点座標とが一致したか否かを繰り返し判定し、現在位置と終点座標とが一致すると、通信回線Aを介して、VGRS_ECU46に対して通過情報を供給する。なお、VGRSモータ作動制御プログラムにおけるステップS17およびステップS18は、本発明におけるアクチュエータ作動切替手段を構成するものである。
Here, the passage information supplied from the
また、ステップS16にて、検出操舵角θが所定の操舵角θo以上であれば、VGRS_ECU46は「No」と判定し、上述したステップS14およびステップS15の処理を実行する。これは、車両が中高速で走行し、かつ、操舵ハンドル11が大きく回動操作されている状況、例えば、車両がヘアピンカーブを通過する状況を考慮するものである。この場合には、左右前輪FW1,FW2が大きく転舵されているため、操舵ハンドル11に入力される反力が大きく、操舵ハンドル11が中立位置方向へ急峻に回動して車両の挙動変化を与える可能性がある。したがって、VGRS_ECU46は、操舵ハンドル11が緩やかに中立位置方向に回動するように、VGRSモータ21を緩徐作動制御する。なお、この場合には、操舵ハンドル11に対して入力される反力が低減されるため、運転者は容易に操舵ハンドル11の操舵角θを維持することができる。したがって、ヘアピンカーブを通過するまでは、適切な操舵角θ言い換えれば左右前輪FW1,FW2の転舵角Δを維持することができ、ヘアピンカーブ通過後は、操舵ハンドル11を緩やかに中立位置方向に回動させることができる。
If the detected steering angle θ is greater than or equal to the predetermined steering angle θo in step S16, the
また、この場合、必要に応じて、車両がヘアピンカーブを通過するまでは、上記ステップS17およびステップS18の処理により、左右前輪FW1,FW2の転舵角Δをカーブ半径Rに追従するように、VGRSモータ21を追従作動制御し、ヘアピンカーブの通過後に、ステップS14およびステップS15の処理を実行することによってVGRSモータ21を緩徐作動制御することも可能である。これにより、カーブ通過中における車両の急激な挙動変化を防止するとともに、カーブ通過後における操舵ハンドル11の回動挙動を緩やかにすることができる。
Further, in this case, as necessary, until the vehicle passes the hairpin curve, the steering angle Δ of the left and right front wheels FW1, FW2 is made to follow the curve radius R by the processing of step S17 and step S18. It is also possible to perform the slow motion control of the
前記ステップS15または前記ステップS18の処理後、VGRS_ECU46は、ステップS19にて、車両が現在走行中であるか否かを判定する。すなわち、VGRS_ECU46は、車速センサ41からの検出車速Vに基づき、車速Vが略「0」でなければ、「Yes」と判定してステップS20に進む。
After the process of step S15 or step S18, the
ステップS20においては、VGRS_ECU46は、上述したVGRSモータ21の作動制御に基づいて回動した駆動シャフト21aの回動位置が、直進状態時における中立位置すなわち基準作動位置と一致するように補正する。具体的に説明すると、VGRS_ECU46は、車両の走行時における、検出操舵角θを操舵角センサ42から入力する。そして、VGRS_ECU46は、操舵角θを「0」として入力していれば、駆動シャフト21aの回動位置が中立位置となるように、言い換えれば、回転角Θが「0」となるように、VGRSモータ21を駆動させる。
In step S20, the
具体的に説明すると、VGRS_ECU46は、ナビゲーション装置50のナビゲーションECU51から直進情報を入力する。ここで、ナビゲーションECU51からの直進情報について説明すると、車両が直進状態にあるときには、ジャイロスコープ53から出力される旋回速度が「0」となる。このため、ナビゲーションECU51は、「0」である旋回速度を取得すると、VGRS_ECU46に対して直進情報を出力する。
More specifically, the
そして、VGRS_ECU46は、直進情報を入力している状況で、回転角センサ43から入力した回転角Θが「0」となるように、VGRSモータ21の駆動シャフト21aを回転させる。これにより、直進状態時における操舵ハンドル11の回動位置と駆動シャフト21aの回動位置とをそれぞれ中立位置すなわち作動基準位置に一致させることができる。したがって、操舵ハンドル11の中立位置と車両の走行状態(直進状態)とを一致させることができ、運転者が違和感を覚えることがない。そして、VGRS_ECU46は、ステップS21に進み、VGRSモータ作動制御プログラムの実行を一旦終了する。
The
一方、前記ステップS19にて、検出車速Vが「0」であれば、車両が停止状態であるため、VGRS_ECU46は「No」と判定して、ステップS21にて、VGRSモータ作動制御プログラムの実行を一旦終了する。これば、上述したように、駆動シャフト21aの中立位置補正に関しては、車両が走行していることが必要である。したがって、前記ステップS19にて、車両が停止状態であれば、ふたたび、車両が走行状態となったときに、前記ステップS20と同様の処理を実行し、駆動シャフト21aの回動位置を補正する。なお、VGRSモータ作動制御プログラムにおけるステップS19およびステップS20は、本発明における補正手段を構成するものである。
On the other hand, if the detected vehicle speed V is “0” in step S19, the vehicle is in a stopped state, so the
以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、EPSモータ33に異常が発生しており、車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であるときには、操舵ハンドル11に入力される反力が大きくなるものの、正常に作動しているVGRSモータ21を緩徐作動に切り替えることにより、操舵ハンドル11の中立方向への回動挙動を緩やかにすることができる。したがって、運転者が大きな操舵トルクTdを入力して操舵ハンドル11を回動操作する必要がなく、肉体的な負担を軽減することができる。また、操舵ハンドル11を緩やかに回動させることによって、車両の挙動変化も緩やかにすることができ、運転者は、車両の挙動を容易に安定させることができる。
As can be understood from the above description, according to the present embodiment, when the
また、EPSモータ33に異常が発生しており、車両が小さな旋回量で旋回する走行状態であるときには、正常に作動しているVGRSモータ21を追従作動に切り替えることにより、現在通過している道路のカーブ半径Rに応じて左右前輪FW1,FW2の転舵角Δを追従させることができる。これにより、比較的大きな車速Vで車両が小さな旋回量で旋回する場合であっても、操舵システムに発生した異常による車両の挙動変化を効果的に抑制することができ、極めて容易に車両の挙動を安定させることができる。
Further, when the
また、車両が直進走行しているときにVGRSモータ21の中立位置すなわち作動基準位置を補正することによって、より正確に操舵ハンドル11の中立位置と一致させることができる。したがって、VGRSモータ21が緩徐作動または追従作動に切り替えられた後に、例えば、継続して車両を走行させる場合であっても、運転者は違和感なく操舵ハンドル11を回動操作することができる。
Further, by correcting the neutral position of the
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、VGRSモータ作動制御プログラムにおけるステップS13またはステップS16における判定処理において、検出操舵角θと所定の操舵角θoとを比較するように実施した。しかしながら、これに代えて、車両が現在通過しているカーブ半径Rの大きさを判定するように実施することも可能である。 For example, in the above embodiment, the detected steering angle θ is compared with the predetermined steering angle θo in the determination process in step S13 or step S16 in the VGRS motor operation control program. However, instead of this, it is also possible to determine the magnitude of the curve radius R through which the vehicle is currently passing.
すなわち、VGRS_ECU46は、VGRSモータ作動制御プログラムのステップS13またはステップS16にて、ナビゲーション装置50のナビゲーションECU51から現在通過しているカーブの道路形状データ(詳しくは、カーブ半径R)を取得する。そして、予め設定された所定のカーブ半径Roと比較する。具体的に説明すると、ステップS13においては、VGRS_ECU46は、取得したカーブ半径Rと所定のカーブ半径Roとを比較し、カーブ半径Rが所定のカーブ半径Ro以下であるか否かを判定する。
That is, the
この判定によれば、小さなカーブ半径Rを通過するには、操舵ハンドル11を大きく回動操作する、言い換えれば、左右前輪FW1,FW2を大きく転舵する必要があるため、上記実施形態のステップS13と同様の判定を行うことができる。また、ステップS16においては、カーブ半径Rが所定のカーブ半径Ro以上であるか否かを判定する。この判定によれば、大きなカーブ半径Rを通過するには、操舵ハンドル11を小さく回動操作するため、上記実施形態のステップS16と同様の判定を行うことができる。したがって、この場合においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。 According to this determination, in order to pass through the small curve radius R, the steering handle 11 needs to be largely rotated, in other words, the left and right front wheels FW1, FW2 need to be largely steered. The same determination can be made. In step S16, it is determined whether or not the curve radius R is greater than or equal to a predetermined curve radius Ro. According to this determination, in order to pass through the large curve radius R, the steering handle 11 is rotated by a small amount, so that the same determination as in step S16 of the above embodiment can be performed. Therefore, even in this case, the same effect as the above embodiment can be expected.
また、上記実施形態においては、EPSモータ33に作動異常が発生した場合に、VGRS_ECU46がVGRSモータ21の作動を制御し、車両の旋回状態に応じて、操舵ハンドル11の回動挙動を制御するとともに、左右前輪FW1,FW2の転舵角Δが道路形状に合わせて追従するように実施した。しかし、駆動回路48の電流検出器48aの電流検出に基づきVGRSモータ21に作動異常が発生した場合には、EPS_ECU47が、上記実施形態と同様に、EPSモータ33を緩徐作動制御し、または、追従作動制御するように実施することも可能である。この場合においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
Further, in the above embodiment, when an abnormal operation occurs in the
さらに、上記実施形態においては、転舵ギアユニット30にEPSモータ33を設けてラックバー32にアシスト力を伝達するように構成して実施した。しかし、EPSモータ33の配置については、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対してアシスト力を伝達可能であれば、例えば、アシスト力を転舵出力軸13に伝達するように配置するなど、いかなる態様で配置してもよい。また、上記実施形態においては、転舵ギアユニット30にラックアンドピニオン式を採用して実施したが、例えば、ボールねじ機構を採用して実施することもできる。また、可変ギア比アクチュエータ20をVGRSモータ21と減速機22とから構成して実施したが、例えば、VGRSモータ21にステップモータを採用して減速機22を省略することも可能である。
Further, in the above embodiment, the
FW1,FW2…前輪、11…操舵ハンドル、12…操舵入力軸、13…転舵出力軸、20…可変ギア比アクチュエータ、21…VGRSモータ、21a…駆動シャフト、22…減速機、30…転舵ギアユニット、31…ピニオンギア、32…ラックバー、33…EPSモータ、40…電気制御装置、41…車速センサ、42…操舵角センサ、43…回転角センサ、44…操舵トルクセンサ、46…VGRS_ECU、47…EPS_ECU、48,49…駆動回路、50…ナビゲーション装置
FW1, FW2 ... front wheel, 11 ... steering handle, 12 ... steering input shaft, 13 ... steering output shaft, 20 ... variable gear ratio actuator, 21 ... VGRS motor, 21a ... drive shaft, 22 ... reduction gear, 30 ... steering Gear unit, 31 ... pinion gear, 32 ... rack bar, 33 ... EPS motor, 40 ... electric control device, 41 ... vehicle speed sensor, 42 ... steering angle sensor, 43 ... rotation angle sensor, 44 ... steering torque sensor, 46 ...
Claims (5)
前記アクチュエータ制御装置を、
前記伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態に異常が発生したか否かを判定する異常発生判定手段と、
車両の旋回に関する走行状態を判定する走行状態判定手段と、
走行路のカーブ状態を検出するカーブ状態検知手段と、
前記異常発生判定手段によって前記伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動に異常が発生していると判定すると、前記走行状態判定手段により判定した前記走行状態に応じて、正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態を、前記操舵ハンドルを中立位置方向へ緩やかに回動する緩徐作動状態、または、前記転舵輪を前記カーブ状態検知手段により検出したカーブ状態に追従させて転舵する追従作動状態に切り替えるアクチュエータ作動状態切替手段とで構成したことを特徴とする車両の操舵装置。 A steering input shaft that rotates integrally with the turning operation of the steering handle, a steering output shaft that is connected to a steering mechanism that steers the steered wheels, and from the steering input shaft to the steering output shaft A transmission ratio variable actuator that changes the transmission ratio of rotation to rotate the steering output shaft, an operation force reduction actuator that generates torque for reducing the operation force of the steering wheel by the driver, and the transmission ratio variable In a vehicle steering apparatus including an actuator and an actuator control device that controls an operation of an operation force reducing actuator,
The actuator control device;
An abnormality occurrence determining means for determining whether an abnormality has occurred in an operating state of the transmission ratio variable actuator or the operating force reduction actuator;
Traveling state determining means for determining a traveling state relating to turning of the vehicle;
A curve state detection means for detecting a curve state of the road,
When it is determined by the abnormality occurrence determination means that an abnormality has occurred in the operation of the transmission ratio variable actuator or the operating force reduction actuator, it is operating normally according to the traveling state determined by the traveling state determination means. The operating state of the transmission ratio variable actuator or the operation force reducing actuator is made to follow the slowly operating state in which the steering handle is gently rotated in the neutral position direction or the curve state detected by the curve state detecting means of the steered wheel. A vehicle steering apparatus comprising: an actuator operation state switching means for switching to a follow-up operation state for turning.
前記アクチュエータ制御装置は、
さらに、車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記操舵ハンドルの回動操作量を検出する操作量検出手段とを備えており、
前記走行状態判定手段は、
前記車速検出手段によって検出した車両の車速と、前記操作量検出手段によって検出した前記操舵ハンドルの回動操作量または前記カーブ状態検知手段によって検出したカーブ状態とに基づいて、前記車両の旋回に関する走行状態を判定することを特徴とする車両の操舵装置。 In the vehicle steering apparatus according to claim 1,
The actuator controller is
Furthermore, vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle,
An operation amount detecting means for detecting a rotation operation amount of the steering handle;
The traveling state determination means includes
Based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means and the amount of turning operation of the steering handle detected by the operation amount detection means or the curve state detected by the curve state detection means, the travel related to the turning of the vehicle A vehicle steering apparatus characterized by determining a state.
前記アクチュエータ作動状態切替手段は、
前記走行状態判定手段によって車両が大きな旋回量で旋回する走行状態であると判定されると、前記正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態を前記緩徐作動状態に切り替え、前記走行状態判定手段によって車両が小さな旋回量で旋回する走行状態であると判定されると、前記正常に作動している伝達比可変アクチュエータまたは操作力軽減アクチュエータの作動状態を前記追従作動状態に切り替えることを特徴とする車両の操舵装置。 In the vehicle steering apparatus according to claim 1,
The actuator operating state switching means is
When the traveling state determining means determines that the vehicle is in a traveling state where the vehicle turns with a large turning amount, the operating state of the normally operating transmission ratio variable actuator or operating force reducing actuator is switched to the slow operating state. When the traveling state determining means determines that the vehicle is in a traveling state where the vehicle turns with a small turning amount, the operating state of the normally operating transmission ratio variable actuator or operating force reducing actuator is changed to the following operating state. A vehicle steering apparatus characterized by switching.
前記アクチュエータ制御装置は、さらに、
前記アクチュエータ作動状態切替手段によって作動状態が切り替えられた前記伝達比可変アクチュエータの作動基準位置を前記操舵ハンドルの中立位置に一致させて補正する補正手段を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。 In the vehicle steering apparatus according to claim 1,
The actuator control device further includes:
A vehicle steering apparatus comprising correction means for correcting an operation reference position of the transmission ratio variable actuator whose operation state is switched by the actuator operation state switching means so as to coincide with a neutral position of the steering handle.
前記補正手段は、
車両が直進走行しているときに、前記伝達比可変アクチュエータの作動基準位置を補正することを特徴とする車両の操舵装置。 In the vehicle steering apparatus according to claim 4,
The correction means includes
A vehicle steering apparatus that corrects an operation reference position of the variable transmission ratio actuator when the vehicle is traveling straight ahead.
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