JP2008024297A - Steering device of vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device of a vehicle capable of improving safety and steering feeling by stabilizing the behavior of the vehicle when its speed is excessive during the traveling on a curved road. <P>SOLUTION: Whether a braking operation is present or absent during the steering of the vehicle is detected. When the braking operation is absent, based on the parameters co-related to the force required for braking and the degree of emergency of steering, a signal for adding the braking force of the vehicle is output for braking. Consequently, safety can be held even if steering is performed without performing braking operation during the emergency steering. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の制動システムと連係するステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device that is linked to a vehicle braking system.

カーブ走行時における速度超過、上り坂から下り坂への移行時における路面摩擦係数の低下、緊急操舵時におけるドライバーの運転ミス等により、車両がスピンやドリフトを起こした場合、ドライバーの意図に沿って車両を操舵することができなくなる。   If the vehicle spins or drifts due to excessive speed when driving on the curve, a decrease in the friction coefficient of the road surface when moving from uphill to downhill, or a driver's driving error during emergency steering, etc. The vehicle cannot be steered.

そのようなドリフトやスピン等の不安定な車両挙動を防ぐため、車両の制動力や駆動力を制御する技術が開発されている。   In order to prevent such unstable vehicle behavior such as drift and spin, a technology for controlling the braking force and driving force of the vehicle has been developed.

しかし、そのような従来技術は、グリップ力が飽和する車両の運動限界付近での車両挙動の安定化を図るものである。その運動限界付近ではタイヤの路面に対するグリップ力に余裕がないため、車両挙動の制御に限界がある。   However, such conventional technology is intended to stabilize the vehicle behavior near the motion limit of the vehicle where the grip force is saturated. In the vicinity of the movement limit, there is no allowance for grip force on the road surface of the tire, so there is a limit in control of vehicle behavior.

本発明は、上記問題を解決することのできるステアリング装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a steering device that can solve the above-described problems.

本発明の車両のステアリング装置の特徴は、車両の操舵時に制動操作がない場合に、車両の制動力を付与するための信号を出力する点にある。
障害物の回避等が必要な緊急操舵時等に、制動操作を行うことなく操舵を行うことにより、車両挙動が不安定になる場合がある。そのような場合、上記構成によれば、ステアリング系と制動系の相互監視および情報交換に基づき、車両に制動力を付与して車両挙動の安定化を図ることができ、安全性を向上できる。 The vehicle steering apparatus according to the present invention is characterized in that a signal for applying the braking force of the vehicle is output when there is no braking operation during the steering of the vehicle.
The vehicle behavior may become unstable by performing steering without performing a braking operation, for example, during emergency steering where it is necessary to avoid obstacles. In such a case, according to the above configuration, based on mutual monitoring and information exchange between the steering system and the braking system, a braking force can be applied to the vehicle to stabilize the vehicle behavior, and safety can be improved.

本発明のステアリング装置において、車両の制動に要する力に相関するパラメータを求める手段と、車両の操舵の緊急度を求める手段と、車両の操舵時における制動操作の有無を検知する手段と、そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係を記憶する手段と、車両の操舵時に制動操作がない場合に、その求めたパラメータと求めた操舵の緊急度と記憶した関係とに基づいて、車両の制動力を付与するための信号を出力する手段とを備えるのが好ましい。
この構成によれば、操舵の緊急度が高い程に車両の制動力を大きくできるので、より車両挙動を安定化させ、さらに操舵フィーリングを向上させることができる。
その車両の制動に要する力に相関するパラメータとして、例えば車速および車両と路面との間の摩擦係数を求めることができる。
その操舵の緊急度は、例えば操舵トルクの変化速度や変化加速度等に基づき求めることができる。
その制動操作の有無は、例えばブレーキペダルの動きの有無を検知することで判断できる。
そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との関係は、その関係に従ってパラメータと操舵の緊急度とに応じて制動力を付与すれば車両挙動の安定化を図ることができるように定めればよく、これにより、操舵の緊急度が高い程に制動力を大きくできる。 In the steering apparatus of the present invention, means for obtaining a parameter correlated with the force required for braking the vehicle, means for obtaining the urgent degree of steering of the vehicle, means for detecting the presence or absence of a braking operation during steering of the vehicle, and parameters thereof And means for storing a predetermined relationship between the steering emergency and the braking force of the vehicle, and a stored parameter and a calculated steering emergency when there is no braking operation during steering of the vehicle. Based on this, it is preferable to include means for outputting a signal for applying the braking force of the vehicle.
According to this configuration, since the braking force of the vehicle can be increased as the steering urgency level is higher, the vehicle behavior can be further stabilized and the steering feeling can be further improved.
As parameters correlating with the force required for braking the vehicle, for example, the vehicle speed and the friction coefficient between the vehicle and the road surface can be obtained.
The urgency of the steering can be obtained based on, for example, the change speed or change acceleration of the steering torque.
The presence or absence of the braking operation can be determined, for example, by detecting the presence or absence of the brake pedal movement.
The relationship between the parameter, the steering emergency and the braking force of the vehicle is determined so that the vehicle behavior can be stabilized if the braking force is applied according to the parameter and the steering emergency according to the relationship. Thus, the braking force can be increased as the urgency of the steering is higher.

本発明のステアリング装置において、車両の操舵時に制動操作がない場合、前記求めた緊急度が予め定めた設定値以上の場合は設定値未満の場合よりも操舵に要する力を大きくする手段を備えるのが好ましい。
これにより、緊急操舵時において操舵に要する力を大きくできるので、制動力または駆動力の制御のみで車両挙動の安定化を図る場合に比べて、車両挙動を安定化できる。
さらに、その操舵に要する力を緊急度が高い程に大きくするのが好ましい。 In the steering apparatus of the present invention, when there is no braking operation when the vehicle is steered, there is provided means for increasing the force required for steering when the calculated degree of urgency is greater than or equal to a predetermined set value than when less than the set value. Is preferred.
As a result, since the force required for steering during emergency steering can be increased, the vehicle behavior can be stabilized as compared with the case where the vehicle behavior is stabilized only by controlling the braking force or the driving force.
Furthermore, it is preferable to increase the force required for the steering as the degree of urgency increases.

本発明によれば、車両挙動の安定化を図り、安全性、操舵フィーリングを向上できる車両のステアリング装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a vehicle steering apparatus capable of stabilizing vehicle behavior and improving safety and steering feeling.

図１〜図３を参照して本発明の実施形態を説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示す車両のラックピニオン式電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールＨに連結される入力軸２と、この入力軸２にトルクセンサ３を介して連結される出力軸４とを備えている。その出力軸４はユニバーサルジョイント５を介してピニオン６に接続され、そのピニオン６に噛み合うラック７に車輪８が連結される。これにより、操舵トルクがステアリングホイールＨ、入力軸２、トルクセンサ３、出力軸４、およびピニオン６を介してラック７に伝達され、そのラック７の移動により車両の操舵がなされる。また、その入力軸２に舵角センサ９が取り付けられている。なお、本実施形態では前輪が操舵されるが、前後輪が操舵されてもよい。   A rack and pinion type electric power steering apparatus 1 for a vehicle shown in FIG. 1 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel H and an output shaft 4 connected to the input shaft 2 via a torque sensor 3. . The output shaft 4 is connected to a pinion 6 via a universal joint 5, and a wheel 8 is connected to a rack 7 that meshes with the pinion 6. As a result, the steering torque is transmitted to the rack 7 via the steering wheel H, the input shaft 2, the torque sensor 3, the output shaft 4, and the pinion 6, and the movement of the rack 7 steers the vehicle. A steering angle sensor 9 is attached to the input shaft 2. In the present embodiment, the front wheels are steered, but the front and rear wheels may be steered.

その出力軸４の外周にベベルギヤ１２が嵌合され、このベベルギヤ１２に噛み合うベベルギヤ１５が、アクチュエータ１３により回転駆動される。   A bevel gear 12 is fitted to the outer periphery of the output shaft 4, and a bevel gear 15 that meshes with the bevel gear 12 is driven to rotate by an actuator 13.

車両の各車輪８を制動するために制動システムが設けられている。すなわち、ブレーキペダル１６の踏力に応じた制動圧をマスターシリンダ１７により発生させる。その制動圧は、制動圧制御ユニット１８により増幅されると共に各車輪８のブレーキ装置１９に分配され、各ブレーキ装置１９が各車輪８に制動力を作用させる。その制動圧制御ユニット１８はブレーキ系コントローラ６０に接続され、そのブレーキ系コントローラ６０に、車輪速の検知センサ５２と、各車輪８の制動力検知センサ６１と、ブレーキペダルの作動検知センサ６３とが接続される。そのブレーキ系コントローラ６０は、その車輪速センサ５２により検知される各車輪８の回転速度と制動力検知センサ６１によるフィードバック値に応じて、制動圧を増幅すると共に分配することができるように制動圧制御ユニット１８を制御する。なお、制動圧制御ユニット１８は、ブレーキペダル１６の操作がなされていない場合でも、内蔵するポンプにより制動圧を発生することが可能とされている。   A braking system is provided for braking each wheel 8 of the vehicle. In other words, the master cylinder 17 generates a braking pressure corresponding to the depression force of the brake pedal 16. The braking pressure is amplified by the braking pressure control unit 18 and distributed to the brake devices 19 of the wheels 8, and each brake device 19 applies a braking force to each wheel 8. The braking pressure control unit 18 is connected to a brake system controller 60. The brake system controller 60 includes a wheel speed detection sensor 52, a braking force detection sensor 61 for each wheel 8, and a brake pedal operation detection sensor 63. Connected. The brake system controller 60 amplifies and distributes the braking pressure according to the rotational speed of each wheel 8 detected by the wheel speed sensor 52 and the feedback value from the braking force detection sensor 61 so that the braking pressure can be distributed. Control unit 18 is controlled. The braking pressure control unit 18 can generate a braking pressure by a built-in pump even when the brake pedal 16 is not operated.

そのトルクセンサ３は、その入力軸２から出力軸４へ伝達する操舵トルクを検出する。そのトルクセンサ３は、コンピューターにより構成されるステアリング系コントローラー５０に接続される。そのステアリング系コントローラー５０に、舵角センサ９、アクチュエータ１３、車速センサ５１、摩擦係数センサ６２、およびブレーキ系コントローラ６０が接続される。   The torque sensor 3 detects a steering torque transmitted from the input shaft 2 to the output shaft 4. The torque sensor 3 is connected to a steering system controller 50 constituted by a computer. A steering angle sensor 9, an actuator 13, a vehicle speed sensor 51, a friction coefficient sensor 62, and a brake system controller 60 are connected to the steering system controller 50.

車両の制動に要する力に相関するパラメータとして、上記車速センサ５１により車速が、車輪速センサ５２により各車輪８の回転速度が、摩擦係数センサ６２により摩擦係数が、それぞれ求められる。なお、その車輪速センサ５２により検知される各車輪８の回転速度は、ブレーキ系コントローラ６０を介してステアリング系コントローラー５０に送られる。また、ブレーキペダルの作動検知センサ６３により検知されるブレーキペダルの動きも、ブレーキ系コントローラ６０を介してステアリング系コントローラー５０に送られる。   As parameters correlated with the force required for braking the vehicle, the vehicle speed sensor 51 obtains the vehicle speed, the wheel speed sensor 52 obtains the rotational speed of each wheel 8, and the friction coefficient sensor 62 obtains the friction coefficient. The rotational speed of each wheel 8 detected by the wheel speed sensor 52 is sent to the steering system controller 50 via the brake system controller 60. The movement of the brake pedal detected by the brake pedal operation detection sensor 63 is also sent to the steering system controller 50 via the brake system controller 60.

そのステアリング系コントローラー５０は、そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係を記憶する。その操舵の緊急度は操舵トルクの変化速度や変化加速度に対応する値として求めることができる。その関係は、その関係に従ってパラメータと操舵の緊急度とに応じて制動力を付与すれば車両挙動の安定化を図ることができるように定めればよい。その関係は実験により求めることができる。   The steering system controller 50 stores a predetermined relationship among the parameters, the steering emergency level, and the braking force of the vehicle. The urgency of the steering can be obtained as a value corresponding to the change speed or change acceleration of the steering torque. The relationship may be determined so that the vehicle behavior can be stabilized by applying a braking force according to the parameter and the urgency of steering according to the relationship. The relationship can be obtained by experiment.

そのステアリング系コントローラー５０は、車両の操舵時に制動操作がない場合に、車両の制動力を付与するための信号をブレーキ系コントローラ６０に出力し、さらに、操舵の緊急度が予め定めた設定値以上の場合は設定値未満の場合よりも操舵に要する力を大きくする。   The steering system controller 50 outputs a signal for applying the braking force of the vehicle to the brake system controller 60 when there is no braking operation during steering of the vehicle, and the emergency degree of steering is equal to or higher than a predetermined set value. In this case, the force required for steering is made larger than in the case of less than the set value.

図２、図３のフローチャートは、上記システムの制御手順を示す。
すなわち、図２の主ルーチンに示すように、ステアリング系コントローラー５０及びブレーキ系コントローラ６０は、上記各センサにより検知されるデータを読み込み（ステップ３０１）、次に、安定化制御を行う（ステップ３０２）。 2 and 3 show the control procedure of the system.
That is, as shown in the main routine of FIG. 2, the steering system controller 50 and the brake system controller 60 read data detected by the sensors (step 301), and then perform stabilization control (step 302). .

その安定化制御においては、図３のサブルーチンに示すように、まず操舵の有無を判断する（ステップ４０１）。例えば、舵角センサ９により検知される操舵が設定値以上か否かにより操舵の有無を判断する。   In the stabilization control, as shown in the subroutine of FIG. 3, first, the presence or absence of steering is determined (step 401). For example, the presence or absence of steering is determined based on whether or not the steering detected by the rudder angle sensor 9 is greater than or equal to a set value.

操舵があれば、緊急操舵か否かを判断する（ステップ４０２）。その判断は、例えば、トルクセンサ３により検知された操舵トルクの変化加速度に対応する緊急度が予め定めた設定値以上であるか否かにより行うことができる。
緊急操舵であれば、ブレーキペダルの作動検知センサ６３からの信号に基づき、制動操作の有無を判断する（ステップ４０３）。 If there is steering, it is determined whether or not emergency steering is performed (step 402). The determination can be made, for example, based on whether or not the degree of urgency corresponding to the change acceleration of the steering torque detected by the torque sensor 3 is greater than or equal to a predetermined set value.
If it is emergency steering, the presence or absence of a braking operation is determined based on the signal from the brake pedal operation detection sensor 63 (step 403).

制動操作がない場合、ステアリング系コントローラー５０は、上記パラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係と、求めたパラメータと、求めた操舵の緊急度とに基づき制動力を求め、その制動力を付加する信号をブレーキ系コントローラ６０に出力する。そのブレーキ系コントローラ６０は、そのステアリング系コントローラー５０が出力する制動力付加信号に対応する制動力と制動力検知センサ６１により検知される制動力との差に基づいて、制動圧制御ユニット１８を制御することで、その信号に対応する制動力を自動付加する（ステップ４０４）。これにより、操舵の緊急度が高い程に車両の制動力を大きくできる。   When there is no braking operation, the steering system controller 50 obtains the braking force based on the predetermined relationship between the above parameters, the steering urgency and the braking force of the vehicle, the obtained parameter, and the obtained steering urgency. Then, a signal for adding the braking force is output to the brake system controller 60. The brake system controller 60 controls the braking pressure control unit 18 based on the difference between the braking force corresponding to the braking force addition signal output from the steering system controller 50 and the braking force detected by the braking force detection sensor 61. Thus, the braking force corresponding to the signal is automatically added (step 404). As a result, the braking force of the vehicle can be increased as the steering emergency level increases.

次に、そのステアリング系コントローラー５０は、操舵に要する力を緊急度が高い程に大きくできるように、操舵力増大フラグを立てて（ステップ４０５）、主ルーチンに戻る。   Next, the steering system controller 50 sets a steering force increase flag so that the force required for steering can be increased as the degree of urgency increases (step 405), and the process returns to the main routine.

ステップ４０２において緊急操舵でない場合、制動操作の有無を判断し（ステップ４０６）、制動操作がない場合はステップ４０４と同様にステアリング系コントローラー５０は制動力を付加する信号をブレーキ系コントローラ６０に出力し、その信号に対応する制動力を自動付加し（ステップ４０７）、通常操舵補助フラグを立てて（ステップ４１０）、主ルーチンに戻る。   If it is not emergency steering in step 402, it is determined whether or not there is a braking operation (step 406). If there is no braking operation, the steering system controller 50 outputs a signal for adding a braking force to the brake system controller 60 as in step 404. Then, the braking force corresponding to the signal is automatically added (step 407), the normal steering assist flag is set (step 410), and the process returns to the main routine.

ステップ４０１において操舵がない場合、ステップ４０３、ステップ４０６において制動操作がある場合、制動力の自動付加状態にある時はこれを解除し（ステップ４０８、４０９）、通常操舵補助フラグを立てて（ステップ４１０）、主ルーチンに戻る。なお操舵力増大フラグを立てる際は通常操舵補助フラグはクリアされ、通常操舵補助フラグを立てる際は操舵力増大フラグはクリアされる。   If there is no steering in step 401, if there is a braking operation in steps 403 and 406, it is canceled when the braking force is automatically applied (steps 408 and 409), and a normal steering assist flag is set (step 408). 410) Return to the main routine. The normal steering assist flag is cleared when the steering force increase flag is set, and the steering force increase flag is cleared when the normal steering assist flag is set.

図２の主ルーチンにおいて、ステアリング系コントローラー５０は操舵補助力を発生させるための制御信号を上記アクチュエータ１３に出力する（ステップ３０３）。通常操舵補助フラグが立っている場合、その制御信号に基づきアクチュエータ１３が駆動されることで、検知された操舵トルクと車速に応じて通常の操舵補助力が付与される。操舵力増大フラグが立っている場合、その制御信号に基づきアクチュエータ１３が駆動されることで発生する操舵補助力は、その通常操舵補助フラグが立っている場合の通常の操舵補助力よりも、上記緊急度が高い程に小さなものとされる。この操舵補助はエンジンが停止するまで繰り返される（ステップ３０４）。   In the main routine of FIG. 2, the steering system controller 50 outputs a control signal for generating a steering assist force to the actuator 13 (step 303). When the normal steering assist flag is set, the actuator 13 is driven based on the control signal, so that a normal steering assist force is applied according to the detected steering torque and vehicle speed. When the steering force increase flag is set, the steering assist force generated by driving the actuator 13 based on the control signal is higher than the normal steering assist force when the normal steering assist flag is set. The smaller the urgency, the smaller. This steering assistance is repeated until the engine stops (step 304).

上記実施形態の構成によれば、障害物の回避等が必要な緊急操舵時等に、制動操作を行うことなく操舵を行っても、ステアリング系と制動系の相互監視および情報交換に基づき、車両に制動力を付与して車両挙動の安定化を図ることができ、安全性を向上できる。その操舵の緊急度が高い程に車両の制動力を大きくできるので、より車両挙動を安定化させ、さらに操舵フィーリングを向上させることができる。また、緊急操舵時に操舵に要する力を大きくすることで、制動力の制御のみで車両挙動の安定化を図る場合に比べて、車両挙動を安定化できる。さらに、その操舵に要する力を緊急度が高い程に大きくすることで、より車両挙動を安定化できる。   According to the configuration of the above-described embodiment, even when steering is performed without performing a braking operation at the time of emergency steering in which it is necessary to avoid an obstacle, the vehicle is based on mutual monitoring and information exchange between the steering system and the braking system. A braking force can be applied to the vehicle to stabilize the vehicle behavior, and safety can be improved. Since the braking force of the vehicle can be increased as the urgent degree of steering is higher, the vehicle behavior can be further stabilized and the steering feeling can be further improved. Further, by increasing the force required for steering during emergency steering, the vehicle behavior can be stabilized as compared with the case where the vehicle behavior is stabilized only by controlling the braking force. Furthermore, the vehicle behavior can be further stabilized by increasing the force required for steering as the degree of urgency increases.

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ステアリング装置はラックピニオン式に限定されず、ボールスクリュー式であってもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the steering device is not limited to a rack and pinion type, and may be a ball screw type.

本発明の実施形態のステアリング装置の構成説明図Configuration explanatory diagram of a steering device according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態のステアリング装置の制御手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the control procedure of the steering device of embodiment of this invention 本発明の実施形態のステアリング装置の制御手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the control procedure of the steering device of embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

１…ラックピニオン式電動パワーステアリング装置、３…トルクセンサ、８…車輪、９…舵角センサ、１３…アクチュエータ、１６…ブレーキペダル、１８…制動圧制御ユニット、１９…ブレーキ装置、５０…ステアリング系コントローラー、５１…車速センサ、５２…車輪速検知センサ、６０…ブレーキ系コントローラ、６１…制動力検知センサ、６２…摩擦係数センサ、６３…ブレーキペダル作動検知センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rack and pinion type electric power steering device, 3 ... Torque sensor, 8 ... Wheel, 9 ... Steering angle sensor, 13 ... Actuator, 16 ... Brake pedal, 18 ... Brake pressure control unit, 19 ... Brake device, 50 ... Steering system Controller, 51 ... Vehicle speed sensor, 52 ... Wheel speed detection sensor, 60 ... Brake system controller, 61 ... Braking force detection sensor, 62 ... Friction coefficient sensor, 63 ... Brake pedal operation detection sensor

Claims (3)

車両の操舵時に制動操作がない場合に、車両の制動力を付与するための信号を出力する車両のステアリング装置。 A vehicle steering device that outputs a signal for applying a braking force of a vehicle when there is no braking operation during steering of the vehicle. 車両の制動に要する力に相関するパラメータを求める手段と、
車両の操舵の緊急度を求める手段と、
車両の操舵時における制動操作の有無を検知する手段と、
そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係を記憶する手段と、
車両の操舵時に制動操作がない場合に、その求めたパラメータと求めた操舵の緊急度と記憶した関係とに基づいて、車両の制動力を付与するための信号を出力する手段とを備える請求項１に記載の車両のステアリング装置。 Means for determining a parameter correlated with the force required to brake the vehicle;
Means for determining the urgency of steering the vehicle;
Means for detecting the presence or absence of a braking operation during steering of the vehicle;
Means for storing a predetermined relationship between the parameter, the emergency degree of steering and the braking force of the vehicle;
And a means for outputting a signal for applying a braking force of the vehicle based on the obtained parameter, the obtained steering urgency level, and the stored relationship when there is no braking operation during steering of the vehicle. The vehicle steering apparatus according to claim 1. 車両の操舵時に制動操作がない場合において、前記求めた緊急度が予め定めた設定値以上の場合は設定値未満の場合よりも操舵に要する力を大きくする手段を備える請求項２に記載の車両のステアリング装置。 3. The vehicle according to claim 2, further comprising: means for increasing a force required for steering when the calculated degree of urgency is equal to or greater than a predetermined set value when the vehicle is not steered when the vehicle is steered. Steering device.
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