JP2009119921A - Vehicular steering device and vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライバのハンドル操作に基づいて操向輪を転舵させる車両用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus that steers steered wheels based on a steering operation of a driver.
ハンドル操作により操向輪（操向車輪）の向きを変えて走行方向を制御する車両（自動車）に用いられる操舵装置には、車速に応じて舵角比を変えることができるもの（舵角比可変装置）が従来から知られている。
なお、舵角比とは、ドライバの操作により操舵されるハンドルの操舵角に対するタイヤ（操向車輪）転舵角の比のことである。
このような舵角比可変装置の基本的な制御方法として「車速感応制御」があり、車速が大きくなると舵角比を小さく、車速が低くなると舵角比を大きくする。
即ち、車庫入れ操作などの低速走行時には小さなハンドル操作で車両の走行方向が大きく変わり、高速走行時にはハンドルを大きく切っても走行方向は少ししか変わらず、安全性と操作性が向上する。
A steering device used in a vehicle (automobile) that controls the traveling direction by changing the direction of a steered wheel (steered wheel) by a steering wheel operation can change the rudder angle ratio according to the vehicle speed (steer angle ratio). Variable devices) have been known.
The steering angle ratio is a ratio of a tire (steering wheel) steering angle to a steering angle of a steering wheel steered by a driver's operation.
As a basic control method of such a steering angle ratio variable device, there is “vehicle speed sensitive control”. When the vehicle speed increases, the steering angle ratio decreases, and when the vehicle speed decreases, the steering angle ratio increases.
That is, the traveling direction of the vehicle is greatly changed by a small handle operation during low speed traveling such as a garage entry operation, and the traveling direction is slightly changed even when the steering wheel is largely turned during high speed traveling, thereby improving safety and operability.
ところで、車両は、常にドライバのみを乗せて走行するわけではない。
ドライバ以外の人員が乗車したり、荷物を積載したりすると、車両の積載荷重及び重量配分が変化する。
特に、ワンボックスやステーションワゴン等の車両においては、積載状況によって全体重量の増減や前後での重量配分の差が大きいので、車両走行の安定性は低下し、ドライバはゆっくりとしたステアリング操作（即ち、ハンドル操作）を行わなければならない。
また、積載状況の変化前と同様の操舵角で操舵し、積載状況の変化前と同様の車速で走行すると、積載状況変化後の旋回半径は変化前の旋回半径とは異なり、車両はドライバの意図に沿ったコースを走行できないという問題がある。
By the way, the vehicle does not always travel with only the driver.
When a person other than the driver gets on or loads a load, the load and weight distribution of the vehicle change.
In particular, in vehicles such as one box and station wagons, the overall weight increases and decreases and the difference in weight distribution before and after the load varies greatly. , Handle operation) must be performed.
In addition, if the vehicle is steered at the same steering angle as before the change in the loading situation and travels at the same vehicle speed as before the change in the loading situation, the turning radius after the change in the loading situation is different from the turning radius before the change. There is a problem that the course according to the intention cannot be run.
そこで、積載状況の変化を考慮した技術が公開されている。
積載状況によりハンドル操作量が変わるのを、例えば、特開２００３−１７５８４１号公報（特許文献１）に示された舵角比可変装置では、「制御によってハンドル操作量を一定とすると共に、前輪・後輪の車高により車両の前後の重量配分、全重量を検出し、これらに基づいて舵角比を補正する」ことが記載されている。
Therefore, technologies that take into account changes in loading conditions have been released.
For example, in the steering angle ratio variable device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-175841 (Patent Document 1), the steering wheel operation amount varies depending on the loading situation. "The weight distribution of the front and rear of the vehicle and the total weight are detected based on the rear wheel height, and the steering angle ratio is corrected based on these".
一方、ドライバの意図に沿った旋回性を得ることを目的とした技術が公開されている。
例えば、特開２０００−０４３７４６号公報（特許文献２）に示された車両の操舵装置では、「目標ヨーレートを定め、目標ヨーレートと車両に発生するヨーレート（旋回速度）の偏差に基づいて制御を行うことで、速度超過やドライバの操舵ミスなどにより車両挙動が不安定になった場合でも、車両挙動を安定化し、ドライバの意図に沿った旋回性を実現できる」ことが記載されている。
For example, in a vehicle steering apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-043746 (Patent Document 2), “a target yaw rate is determined and control is performed based on a deviation between the target yaw rate and the yaw rate (turning speed) generated in the vehicle. Thus, even when the vehicle behavior becomes unstable due to overspeed, a driver's steering error, or the like, it is possible to stabilize the vehicle behavior and realize the turning performance according to the driver's intention. "
しかしながら、前述の特開２００３−１７５８４１号公報に記載の舵角比可変装置では、前輪・後輪の位置や重心位置での車高に基づいて舵角比を変更し、積載状況に応じた制御を行っており、制御実現のためには車高検出のための特別なセンサを付加しなければならない。
また、ドライバの意図に沿った旋回半径の取得を十分に考慮したものではなかった。
However, in the rudder angle ratio variable device described in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-175841, the rudder angle ratio is changed based on the vehicle height at the position of the front wheel / rear wheel and the center of gravity, and control according to the loading situation In order to realize the control, a special sensor for detecting the vehicle height must be added.
In addition, the acquisition of the turning radius according to the driver's intention was not fully considered.
一方、前述した特開２０００−０４３７４６号公報に記載の車両の操舵装置によると、ドライバの意図に沿った旋回性を実現できるが、ヨーレートを制御するものであり、必ずしもドライバが意図する旋回半径を得て、意図するコースを走行できるとは限らない。
従って、ドライバは、積載状況等の変化に応じてハンドルやアクセルの操作を変更しなければならないという課題がある。
On the other hand, according to the vehicle steering apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-043746 described above, turning performance according to the driver's intention can be realized, but the yaw rate is controlled, and the turning radius intended by the driver is not necessarily set. It is not always possible to travel on the intended course.
Therefore, there is a problem that the driver has to change the operation of the steering wheel and the accelerator in accordance with a change in the loading state or the like.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、積載状況の変化に関わらず、またタイヤの空気圧等の変化に関わらず、ドライバの意図に沿ったコースを走行することが可能な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 order to solve the above-described problems, and can travel on a course according to the driver's intention regardless of changes in loading conditions and changes in tire air pressure and the like. An object of the present invention is to provide a vehicle steering device that can be used.
本発明に係る車両用操舵装置は、車両の実旋回半径値を検出する実旋回半径検出手段と、予め定められた規範旋回半径値を出力する規範旋回半径値出力手段を備え、前記実旋回半径検出手段が検出する実旋回半径値と前記規範旋回半径値出力手段が出力する規範旋回半径値に基づいて、操向輪の転舵量を制御するものである。 The vehicle steering apparatus according to the present invention includes an actual turning radius detection means for detecting an actual turning radius value of the vehicle, and a reference turning radius value output means for outputting a predetermined reference turning radius value, and the actual turning radius. The steering wheel turning amount is controlled based on the actual turning radius value detected by the detecting means and the reference turning radius value output by the reference turning radius value output means.
また、本発明に係る車両用操舵装置は、車両の操舵角を検出し、操舵角信号を出力する操舵角検出手段と、前記車両の速度を検出し、車速信号を出力する車速検出手段と、前記車両のヨーレートを検出し、ヨーレート信号を出力するヨーレート検出手段と、前記車両の操向輪角を検出し、実操向輪角信号を出力する操向輪角検出手段と、前記操舵角信号、車速信号、ヨーレート信号及び実操向輪角信号に基づいて、目標操向輪角を生成する目標操向輪角生成手段と、前記目標操向輪角生成手段が生成する目標操向輪角に基づいて前記車両の操向輪角を制御する操向輪角制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、前記目標操向輪角生成手段は、前記車両に発生する実旋回半径相当値である実スタビリティファクタと前記車両により予め定められた規範旋回半径相当値である規範スタビリティファクタを用いて、目標操向輪角を生成するものである。 A vehicle steering apparatus according to the present invention includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a vehicle and outputs a steering angle signal, a vehicle speed detection unit that detects a speed of the vehicle and outputs a vehicle speed signal, Yaw rate detection means for detecting the yaw rate of the vehicle and outputting a yaw rate signal; Steering wheel angle detection means for detecting the steering wheel angle of the vehicle and outputting an actual steering wheel angle signal; and the steering angle signal , A target steering wheel angle generating means for generating a target steering wheel angle based on the vehicle speed signal, the yaw rate signal and the actual steering wheel angle signal, and a target steering wheel angle generated by the target steering wheel angle generation means And a steering wheel angle control means for controlling the steering wheel angle control means for controlling the steering wheel angle of the vehicle, wherein the target steering wheel angle generation means corresponds to an actual turning radius generated in the vehicle. The actual stability factor that is the value and the vehicle The using norms stability factor is normative turning radius equivalent value, and generates the target steered wheel angle.
本発明によれば、車両に発生する実旋回半径相当値と車両により予め定められた規範旋回半径相当値に基づいて目標操向輪角を生成するので、車高検出等のための特別なセンサを付加しなくても、積載状況の変化やタイヤの空気圧などの変化に関わらず、ドライバの意図に沿ったコースを安定して精度よく走行することが可能となる。 According to the present invention, the target steering wheel angle is generated based on the actual turning radius equivalent value generated in the vehicle and the reference turning radius equivalent value predetermined by the vehicle. Even without adding, it is possible to travel stably and accurately on the course according to the driver's intention regardless of changes in loading conditions or changes in tire air pressure.
本発明の実施の形態について説明する前に、この発明の理解を助けるために、「旋回半径及びスタビリティファクタ」及び「積載状況の変化がこれらの値に及ぼす影響」について簡単に説明する。まず、旋回半径及びスタビリティファクタについて述べる。
旋回半径Ｒは、下記の（式１）で表される。
（式１）より、実操向輪角δs、車速Ｖ、スタビリティファクタＡが変化すると、旋回半径Ｒ、ヨーレートγが変化することが分かる。
Before describing embodiments of the present invention, in order to help understanding of the present invention, “turning radius and stability factor” and “effect of changes in loading conditions on these values” will be briefly described. First, the turning radius and stability factor will be described.
The turning radius R is expressed by the following (Formula 1).
(Equation 1) shows that when the actual steering wheel angle δs, the vehicle speed V, and the stability factor A change, the turning radius R and the yaw rate γ change.
図１は、実操向輪角δｓ＝（一定）とした場合の車速Ｖと旋回半径Ｒの関係を示した図であり、スタビリティファクタＡの値により異なる曲線（Ａ＝０の場合は直線）を描く。
スタビリティファクタＡは、車両の旋回半径を定めるパラメータ（＝旋回半径相当値）のひとつである。
車両は、スタビリティファクタＡ＞０ならばアンダステア（ＵＳ）特性、スタビリティファクタＡ＝０ならばニュートラルステア（ＮＳ）特性、スタビリティファクタＡ＜０ならばオーバステア（０Ｓ）特性を示す。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the vehicle speed V and the turning radius R when the actual steering wheel angle δs = (constant). The curve varies depending on the value of the stability factor A (a straight line when A = 0). ).
The stability factor A is one of parameters (= turn radius equivalent value) that determines the turning radius of the vehicle.
The vehicle exhibits an understeer (US) characteristic when the stability factor A> 0, a neutral steer (NS) characteristic when the stability factor A = 0, and an oversteer (0S) characteristic when the stability factor A <0.
なお、旋回半径Ｒは、上記（式１）から明らかなように、以下の式で示される。
Ｒ ＝ （１＋ＡＶ２）Ｌ／δＳ
図１に示すように、スタビリティファクタＡ＞０ならば、車速Ｖが大きくなるにつれて旋回半径Ｒは大きくなり（ＵＳ）、スタビリティファクタＡ＜０ならば、車速Ｖが大きくなるにつれて旋回半径Ｒは小さく（ＯＳ）、スタビリティファクタＡ＝０では、車速Ｖの値に関わらず旋回半径Ｒは一定（＝Ｌ／δＳ）である。
また、スタビリティファクタＡは車両ごとに予め定められた値であり、下記の（式２）で表される。
Note that the turning radius R is expressed by the following expression, as is clear from the above (Expression 1).
R = (1 + AV 2 ) L / δ S
As shown in FIG. 1, if the stability factor A> 0, the turning radius R increases as the vehicle speed V increases (US). If the stability factor A <0, the turning radius R increases as the vehicle speed V increases. Is small (OS), and when the stability factor A = 0, the turning radius R is constant (= L / δ S ) regardless of the value of the vehicle speed V.
The stability factor A is a value determined in advance for each vehicle, and is represented by the following (Equation 2).
人員の乗車及び荷物の積載等により積載状況が変化すると車両質量ｍ、車両重心点と前輪・後輪間の距離Ｌｆ・Ｌｒが変化し、また、タイヤの空気圧等の状況が変化すると前輪・後輪のコーナリングパワーＫｆ・Ｋｒが変化するため、（式２）よりスタビリティファクタＡが変化することが分かる。 When the loading situation changes due to the riding of personnel or loading of luggage, the vehicle mass m, the distance between the center of gravity of the vehicle and the distance Lf / Lr between the front wheel and the rear wheel changes, and when the tire pressure changes, the front wheel / rear Since the corner cornering powers Kf and Kr change, it can be seen from (Equation 2) that the stability factor A changes.
積載状況及びタイヤの状況が変化した場合、スタビリティファクタＡが変化するため、（式１）より旋回半径Ｒも変化する。
即ち、積載状況の変化前と同様の操舵角θｓで操舵、積載状況の変化前と同様の車速Ｖで走行しても、積載状況変化後の旋回半径Ｒは変化前の旋回半径とは異なり、ドライバの思いどおりの旋回半径Ｒが得られないという問題が生じることが分かる。
ドライバは、積載状況、タイヤの状況に応じて、ハンドル及びアクセル等の操作（操舵角θｓ及び車速Ｖの操作）を変更しなければならない。
Since the stability factor A changes when the loading situation and the tire situation change, the turning radius R also changes from (Equation 1).
That is, even if the vehicle is steered at the same steering angle θs as before the change of the loading situation and travels at the same vehicle speed V as that before the change of the loading situation, the turning radius R after the change of the loading situation is different from the turning radius before the change. It can be seen that there arises a problem that the driver's desired turning radius R cannot be obtained.
The driver must change the operation of the steering wheel and the accelerator (operation of the steering angle θs and the vehicle speed V) according to the loading situation and the tire situation.
以下、本発明の一実施の形態例について、図面に基づいて説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図２は、実施の形態１に係わる車両用操舵装置が適用された車両制御装置の要部の構成を示す図である。
図２に示すように、車両制御装置は、ドライバ（図示なし）が操作するハンドル１０、ドライバの操作量である操舵角を検出する操舵角検出手段（操舵角センサ）１１、車両の速度を検出する車速検出手段（車速センサ）１２、車両に発生するヨーレート（旋回速度）を検出するヨーレート検出手段（ヨーレートセンサ）１３を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent ones.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the vehicle control device to which the vehicle steering device according to the first embodiment is applied.
As shown in FIG. 2, the vehicle control apparatus detects a
後述する目標操作向輪角生成手段４０からの目標操向輪角制御信号に応じて、ラックアンドピニオン方式の操舵輪転舵機構３１を操舵機構駆動手段３０により駆動し、ナックルアーム３２a、３２bを介して、操向輪３３a、３３bの転舵量を制御する。
前記操舵機構駆動手段３０は、電気モータ３００１と、操舵輪転舵機構３１のウオームホイール３１０２と噛み合うウオームギア３００２とを有し、操舵輪転舵機構３１には操向輪３３ａ、３３ｂに発生する操向輪角を検出し、実操向輪角信号を出力する操向輪角検出手段３４が取り付けられている。
In response to a target steering wheel angle control signal from a target steering wheel angle generating means 40 described later, a rack and pinion type steering wheel steering mechanism 31 is driven by a steering mechanism driving means 30 and is connected via
The steering mechanism driving means 30 has an
図３は、実施の形態１による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
図３において、操舵角検出手段１１は、操舵角センサにより操舵角を検出し操舵角信号を出力する。
車速検出手段１２は、車速センサにより車速を検出し車速信号を出力する。
ヨーレート検出手段１３は、ヨーレートセンサによりヨーレートを検出し実ヨーレート信号を出力する。
操向輪角検出手段１４は、操向輪角を検出し実操向輪角信号を出力する。
操向輪角制御手段１５は、後述する目標操向輪角生成手段４０から出力される目標操向輪角信号と操向輪角検出手段１４から出力される実操向輪角信号とに基づいて操向輪角制御信号を出力する。
即ち、操向輪角制御手段１５は、実操向輪角が目標操向輪角と一致するように操向輪角制御信号を出力し、操舵機構駆動手段３０を制御する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the vehicle steering apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 3, the steering angle detection means 11 detects a steering angle by a steering angle sensor and outputs a steering angle signal.
The vehicle speed detection means 12 detects a vehicle speed by a vehicle speed sensor and outputs a vehicle speed signal.
The yaw rate detection means 13 detects the yaw rate by the yaw rate sensor and outputs an actual yaw rate signal.
The steering wheel angle detection means 14 detects the steering wheel angle and outputs an actual steering wheel angle signal.
The steering wheel angle control means 15 is based on a target steering wheel angle signal output from a target steering wheel angle generation means 40 described later and an actual steering wheel angle signal output from the steering wheel angle detection means 14. To output a steering wheel angle control signal.
That is, the steering wheel angle control means 15 outputs a steering wheel angle control signal so that the actual steering wheel angle matches the target steering wheel angle, and controls the steering mechanism driving means 30.
図３に示すように、目標操向輪角生成手段４０は、基本舵角比算出手段４１、規範スタビリティファクタ格納手段４２、実スタビリティファクタ検出手段４３、加算器４４、目標舵角比算出手段４５、舵角比修正量算出手段４６、乗算器４７で構成されている。
基本舵角比算出手段４１は、車速検出手段（車速センサ）１２が検出する車速信号及び操舵角検出手段（操舵角センサ）１１が検出する操舵角信号に基づいて基本舵角比を算出し、基本舵角比信号を出力する。
規範スタビリティファクタ格納手段４２は、車両により予め定められている規範スタビリティファクタを予め格納しておき、規範スタビリティファクタ信号を出力する。
実スタビリティファクタ検出手段４３は、車速検出手段１２が検出する車速信号、ヨーレート検出手段（ヨーレートセンサ）１３が検出する実ヨーレート信号及び操向輪角検出手段（操向輪角センサ）１４が検出する操向輪角信号に基づいて、実際のスタビリティファクタを検出し、実スタビリティファクタ信号を出力する。
As shown in FIG. 3, the target steering wheel angle generation means 40 includes a basic steering angle ratio calculation means 41, a standard stability factor storage means 42, an actual stability factor detection means 43, an adder 44, and a target steering angle ratio calculation. A means 45, a steering angle ratio correction amount calculating means 46, and a multiplier 47 are included.
The basic steering angle ratio calculation means 41 calculates a basic steering angle ratio based on the vehicle speed signal detected by the vehicle speed detection means (vehicle speed sensor) 12 and the steering angle signal detected by the steering angle detection means (steering angle sensor) 11. Outputs basic rudder angle ratio signal.
The normative stability factor storage means 42 stores a normative stability factor predetermined by the vehicle in advance and outputs a normative stability factor signal.
The actual stability factor detection means 43 is detected by the vehicle speed signal detected by the vehicle speed detection means 12, the actual yaw rate signal detected by the yaw rate detection means (yaw rate sensor) 13, and the steering wheel angle detection means (steering wheel angle sensor) 14. Based on the steering wheel angle signal, the actual stability factor is detected and the actual stability factor signal is output.
また、加算器４４は、規範スタビリティファクタ格納手段４２に格納されていた規範スタビリティファクタ信号及び実スタビリティファクタ検出手段４３から出力される実スタビリティファクタ信号に基づいてスタビリティファクタ誤差を算出し、スタビリティファクタ誤差信号を出力する。
舵角比修正量算出手段４６は、加算器４４で算出されたスタビリティファクタ誤差信号に基づいて舵角比修正量を算出し、舵角比修正量信号を出力する。
目標舵角比算出手段４５は、基本舵角比算出手段４１から出力される基本舵角比信号及び舵角比修正量算出手段４６から出力される舵角比修正量信号に基づいて目標舵角比を算出し、目標舵角比信号を出力する。
乗算器４７は、目標舵角比算出手段４５から出力される目標舵角比信号と操舵角検出手段１９から出力される操舵角信号を乗算し、目標操向輪角信号を生成する。
The adder 44 calculates a stability factor error based on the standard stability factor signal stored in the standard stability factor storage means 42 and the actual stability factor signal output from the actual stability factor detection means 43. And output a stability factor error signal.
The steering angle ratio correction amount calculation means 46 calculates a steering angle ratio correction amount based on the stability factor error signal calculated by the adder 44, and outputs a steering angle ratio correction amount signal.
The target rudder angle ratio calculating means 45 is based on the basic rudder angle ratio signal output from the basic rudder angle ratio calculating means 41 and the rudder angle ratio correction amount signal output from the rudder angle ratio correction amount calculating means 46. The ratio is calculated and a target rudder angle ratio signal is output.
The multiplier 47 multiplies the target steering angle ratio signal output from the target steering angle ratio calculation means 45 and the steering angle signal output from the steering angle detection means 19 to generate a target steering wheel angle signal.
ここで、基本舵角比を算出し基本舵角比信号を出力する基本舵角比算出手段４１について説明する。
基本舵角比は車両ごとに予め定められる値で、一般的には、車速、操舵角に応じて設定される。
基本舵角比算出手段４１は、走行中に発生する車速信号及び操舵角信号に応じて、設定された基本舵角比信号を出力する。
Here, the basic rudder angle ratio calculating means 41 that calculates the basic rudder angle ratio and outputs the basic rudder angle ratio signal will be described.
The basic steering angle ratio is a value determined in advance for each vehicle, and is generally set according to the vehicle speed and the steering angle.
The basic rudder angle ratio calculating means 41 outputs a set basic rudder angle ratio signal according to a vehicle speed signal and a steering angle signal generated during traveling.
次に、実スタビリティファクタを検出し実スタビリティファクタ信号を出力する実スタビリティファクタ検出手段４３について説明する。
実スタビリティファクタ検出手段４３は、ヨーレート検出手段１３が検出する実ヨーレート信号γ、車速検出手段１２が検出する車速信号V、操向輪角検出手段１４が検出する実操向輪角信号δs、ホイールベースL（固定値）に基づいて実スタビリティファクタを算出し、実スタビリティファクタ信号Ａactを出力する。
実際のスタビリティファクタは、例えば、下記の（式３）に示すとおり演算することで得られる。
Next, actual stability factor detection means 43 that detects an actual stability factor and outputs an actual stability factor signal will be described.
The actual stability factor detection means 43 includes an actual yaw rate signal γ detected by the yaw rate detection means 13, a vehicle speed signal V detected by the vehicle speed detection means 12, an actual steering wheel angle signal δs detected by the steering wheel angle detection means 14, An actual stability factor is calculated based on the wheel base L (fixed value), and an actual stability factor signal Aact is output.
The actual stability factor can be obtained, for example, by calculating as shown in (Equation 3) below.
次に、規範スタビリティファクタ信号を出力する規範スタビリティファクタ格納手段４２について説明する。
規範スタビリティファクタは車両により予め定められた値であり、一般的に０．００１〜０．００２５（スポーツカー〜セダン）の範囲に設定される。
設定された規範スタビリティファクタは、規範スタビリティファクタ格納手段４２に予め格納されている。
そして、規範スタビリティファクタ格納手段４２は、常に一定値の規範スタビリティファクタ信号を出力する。
Next, the normative stability factor storage means 42 for outputting the normative stability factor signal will be described.
The standard stability factor is a value determined in advance by the vehicle, and is generally set in a range of 0.001 to 0.0025 (sports car to sedan).
The set normative stability factor is stored in the normative stability factor storage means 42 in advance.
The normative stability factor storage means 42 always outputs a normative stability factor signal having a constant value.
図４は、実施の形態１による車両用操舵装置の動作を説明するためのフローチャートである。
次に、図４に基づいて、本実施の形態による車両用操舵装置の動作を説明する
なお、本実施の形態による車両用操舵装置の特徴は、目標操向輪角生成手段４０における目標操向輪角生成方法であるため、以下では目標操向輪角生成手段４０において目標操向輪角信号を生成するまでのアルゴリズムを述べる。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the vehicle steering apparatus according to the first embodiment.
Next, the operation of the vehicle steering apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 4. The vehicle steering apparatus according to the present embodiment is characterized by target steering in the target steering wheel angle generating means 40. Since this is a wheel angle generation method, an algorithm until the target steering wheel angle generation means 40 generates a target steering wheel angle signal will be described below.
まず、ステップＳ１０１において、操舵角検出手段１１からの操舵角信号θsをマイコンに読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ１０２において車速検出手段１２からの車速信号Vをマイコンに読み込み、メモリに記憶する。
ステップＳ１０３において、メモリに記憶された操舵角信号θｓ、車速信号Vに基づいて基本舵角比算出手段４１により基本舵角比信号Ｇｏを算出し、メモリに記憶する。
ステップＳ１０４において、ヨーレート検出手段１３からの実ヨーレート信号γをマイコンに読み込み、メモリに記憶する。
ステップＳ１０５において、操向輪角検出手段１４からの実操向輪角信号δsをマイコンに読み込み、メモリに記憶する。
First, in step S101, the steering angle signal θs from the steering angle detection means 11 is read into the microcomputer and stored in the memory. In step S102, the vehicle speed signal V from the vehicle speed detection means 12 is read into the microcomputer and stored in the memory.
In step S103, the basic steering angle ratio signal Go is calculated by the basic steering angle ratio calculation means 41 based on the steering angle signal θs and the vehicle speed signal V stored in the memory, and stored in the memory.
In step S104, the actual yaw rate signal γ from the yaw
In step S105, the actual steering wheel angle signal δs from the steering wheel angle detection means 14 is read into the microcomputer and stored in the memory.
ステップＳ１０６において、実スタビリティファクタ検出手段４３においてメモリに記憶された車速信号V、ヨーレート信号γ、実操向輪角信号δｓに基づいて実スタビリティファクタＡactを算出し、メモリに記憶する。
ステップＳ１０７において、規範スタビリティファクタ格納手段４２において規範スタビリティファクタ信号Ｒrefを出力し、メモリに記憶する。
ステップＳ１０８において、加算器４４は、メモリに記憶された規範スタビリティファクタ信号Ａref及び実スタビリティファクタ信号Ａactに基づいてスタビリティファクタ誤差を算出し、スタビリティファクタ誤差信号Ｅｒとしてメモリに記憶する。
In step S106, an actual stability factor Aact is calculated based on the vehicle speed signal V, the yaw rate signal γ, and the actual steering wheel angle signal δs stored in the memory by the actual stability factor detecting means 43, and stored in the memory.
In step S107, the normative stability factor storage means 42 outputs the normative stability factor signal Rref and stores it in the memory.
In step S108, the adder 44 calculates a stability factor error based on the standard stability factor signal Aref and the actual stability factor signal Aact stored in the memory, and stores the stability factor error signal Er in the memory.
ステップＳ１０９において、メモリに記憶されたスタビリティファクタ誤差信号Ｅｒに基づいて舵角比修正量を算出し、舵角比修正量信号Kとしてメモリに記憶する。
ステップＳ１１０において、目標舵角比算出手段４５は、メモリに記憶された基本舵角比信号Ｇｏと舵角比修正量信号Kに基づいて目標舵角比を算出し、目標舵角比信号Ｃｖとしてメモリに記憶する。
ステップＳ１１１において、乗算器４７は、メモリに記憶された目標舵角比信号Ｇｖ及び操舵角信号θsに基づいて目標操向輪角δを生成し、目標操向輪角信号δrefとしてメモリに記憶する。
前記ステップＳ１０１からＳ１１１までの動作を制御サンプリング毎に繰り返し、算出した目標操向輪角信号δrefに基づいて操向輪３３ａ、３３ｂを制御する。
In step S109, the steering angle ratio correction amount is calculated based on the stability factor error signal Er stored in the memory, and stored in the memory as the steering angle ratio correction amount signal K.
In step S110, the target rudder angle ratio calculation means 45 calculates a target rudder angle ratio based on the basic rudder angle ratio signal Go and the rudder angle ratio correction amount signal K stored in the memory, and obtains the target rudder angle ratio signal Cv. Store in memory.
In step S111, the multiplier 47 generates a target steering wheel angle δ based on the target steering angle ratio signal Gv and the steering angle signal θs stored in the memory, and stores the target steering wheel angle signal δref in the memory. .
The operations from step S101 to S111 are repeated for each control sampling, and the steered
通常、積載状況が変化した場合、ドライバが積載状況の変化に応じて操舵方法を変更しない限り同じ旋回半径を得ることはできない。
しかし、上述したように、本実施の形態１では車両側で積載状況やタイヤ圧の変化に応じた制御を行っているため、積載状況の変化やタイヤ状況の変化に関わらず、同様の操舵方法で同様の旋回半径が得られ、ドライバの意図に沿ったコースを安定して精度よく走行することが可能となる。
Normally, when the loading situation changes, the same turning radius cannot be obtained unless the driver changes the steering method according to the change in the loading situation.
However, as described above, in the first embodiment, since control is performed on the vehicle side in accordance with changes in the loading situation and the tire pressure, the same steering method is used regardless of changes in the loading situation and changes in the tire situation. Thus, the same turning radius can be obtained, and it is possible to stably and accurately travel the course according to the driver's intention.
なお、本実施の形態１において、車両重量を検出し、実車両重量信号ｍactを出力する車両重量検出手段、車両重心を検出し実車両重心信号を出力する車両重心検出手段、前記実車両重心信号に基づいて実際の車両重心点と前輪・後輪車軸間の距離を算出し、実車両重心−前輪・後輪間距離信号Ｌf_act・Ｌr_actを出力する車両重心−前輪・後輪間距離算出手段、前輪・後輪のコーナリングパワーを検出し、前輪・後輪コーナリングパワー信号Ｋf_act・Ｋr_actを出力する前輪・後輪コーナリングパワー検出手段を備え、実スタビリティファクタ格納手段４３は、実車両質量信号ｍact、実車両重心−前輪・後輪間距離信号Ｌf_act・Ｌr_act、実前輪・後輪のコーナリングパワー信号Ｋf_act・Ｋr_actに基づいて実スタビリティファクタを検出する構成としてもよい。
例えば、下記の（式４）に示すとおり演算することで実際のスタビリティファクタＡactが得られる。
このように、本実施の形態では、実際の値（車両重量、コーナリングパワー、重心位置）
に基づいて実スタビリティファクタを検出することで、より精度よく目標操向輪角の検出が可能となる。
In the first embodiment, the vehicle weight detecting means for detecting the vehicle weight and outputting the actual vehicle weight signal mact, the vehicle center of gravity detecting means for detecting the vehicle center of gravity and outputting the actual vehicle center of gravity signal, the actual vehicle center of gravity signal A vehicle center of gravity-front wheel / rear wheel distance calculating means for calculating an actual vehicle center of gravity-front wheel / rear wheel distance signal Lf_act / Lr_act; Front wheel / rear wheel cornering power detection means for detecting front wheel / rear wheel cornering power and outputting front wheel / rear wheel cornering power signals Kf_act / Kr_act is provided. The actual stability factor storage means 43 includes an actual vehicle mass signal mact, It is also possible to detect the actual stability factor based on the actual vehicle center of gravity-front wheel / rear wheel distance signal Lf_act / Lr_act and the actual front / rear wheel cornering power signals Kf_act / Kr_act. Good.
For example, the actual stability factor Aact can be obtained by calculating as shown in (Formula 4) below.
Thus, in this embodiment, actual values (vehicle weight, cornering power, center of gravity position)
By detecting the actual stability factor based on the above, it becomes possible to detect the target steering wheel angle with higher accuracy.
また、前述した実施の形態１では、加算器４４によって規範スタビリティファクタ信号Ａrefと実スタビリティファクタ信号Ａrefとの誤差Ｅｒを算出し、舵角比修正量算出手段４６においてスタビリティファクタ誤差信号Ｅｒに基づいて舵角比修正量信号Kを算出したが、この算出方法に限られるものではない。
規範スタビリティファクタ信号Ａrefと実スタビリティファクタ信号Ａactに基づいて舵角比修正量Kを算出する方法であれば、その算出方法は問わない。
In the first embodiment described above, the error Er between the normative stability factor signal Aref and the actual stability factor signal Aref is calculated by the adder 44, and the steering angle ratio correction amount calculating means 46 calculates the stability factor error signal Er. The steering angle ratio correction amount signal K is calculated based on the above, but the calculation method is not limited to this.
Any calculation method may be used as long as the steering angle ratio correction amount K is calculated based on the standard stability factor signal Aref and the actual stability factor signal Aact.
また、前述した実施の形態１では、規範スタビリティファクタ格納手段４２を備え、規範旋回半径相当値として規範スタビリティファクタ信号を出力する構成としたが、規範旋回半径出力手段を備え、車速信号及び操舵角信号に基づいて規範旋回半径を出力する構成としてもよい。
このような構成とする場合、規範旋回半径出力手段、車速及び操舵角に応じた旋回半径を格納したマップを用意し、マップから規範旋回半径信号を出力するものとしてもよく、規範ヨーレート、規範スタビリティファクタの少なくとも一方を格納しておき、規範ヨーレート、規範スタビリティファクタの少なくとも一方に基づいた算出値を規範旋回半径信号として出力するものとしてもよい。
本構成にすることにより、旋回半径により忠実な制御を行うことができる。
In the first embodiment described above, the reference stability factor storage means 42 is provided and the reference stability factor signal is output as a value corresponding to the reference turning radius. However, the reference stability radius output means is provided, and the vehicle speed signal and The reference turning radius may be output based on the steering angle signal.
In such a configuration, a reference turning radius output means, a map storing a turning radius corresponding to the vehicle speed and the steering angle may be prepared, and a reference turning radius signal may be output from the map. At least one of the stability factors may be stored, and a calculated value based on at least one of the standard yaw rate and the standard stability factor may be output as the standard turning radius signal.
By adopting this configuration, faithful control can be performed with the turning radius.
同様に、前述した実施の形態１では、実スタビリティファクタ検出手段４３を備え、実旋回半径相当値として実スタビリティファクタ信号を検出して出力する構成としたが、実旋回半径検出手段を備え、実旋回半径信号を検出し出力する構成としてもよい。
このような構成とする場合、ＧＰＳを利用し、実旋回半径検出手段はＧＰＳからの実旋回半径信号を読み込み、実旋回半径信号として出力してもよく、実ヨーレート信号と車速信号に基づいて算出し、実旋回半径信号として出力してもよい。
本構成とすることにより、ヨーレートセンサがなくても、同様の効果を得ることが可能となる。
Similarly, in the first embodiment described above, the actual stability factor detecting means 43 is provided and the actual stability factor signal is detected and output as the actual turning radius equivalent value. However, the actual turning radius detecting means is provided. The actual turning radius signal may be detected and output.
In such a configuration, the actual turning radius detection means may read the actual turning radius signal from the GPS and output it as an actual turning radius signal using GPS, and is calculated based on the actual yaw rate signal and the vehicle speed signal. However, it may be output as an actual turning radius signal.
By adopting this configuration, the same effect can be obtained without a yaw rate sensor.
また、前述した実施の形態１における基本舵角比算出手段４１では、車速信号及び操舵角信号に応じて可変とした基本舵角比を基本舵角比信号として出力する構成としたが、どちらか一方に応じて可変としてもよい。
更に、基本舵角比はその他の信号に応じて可変としてもよい。本構成としても、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。
Further, the basic rudder angle ratio calculating means 41 in the first embodiment described above is configured to output the basic rudder angle ratio variable according to the vehicle speed signal and the steering angle signal as the basic rudder angle ratio signal. It may be variable according to one.
Further, the basic steering angle ratio may be variable according to other signals. Also with this configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、前述した実施の形態１では、車速検出手段（車速センサ）１２からの車両の速度を車速信号として出力したが、車輪速センサを備え、車輪速センサからの車輪速を検出し、車輪速より求めた車両の速度を車速信号として出力する構成としてもよい。
本構成としても、前述した実施の形態１と同様の効果が得られる。
In the first embodiment described above, the vehicle speed from the vehicle speed detection means (vehicle speed sensor) 12 is output as a vehicle speed signal. However, a wheel speed sensor is provided, the wheel speed from the wheel speed sensor is detected, and the wheel speed is detected. It is good also as a structure which outputs the speed of the calculated | required vehicle as a vehicle speed signal.
Also with this configuration, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
また、前述した実施の形態１における規範スタビリティファクタ格納手段４２では、出力する規範スタビリティファクタ信号を固定値としたが、車速信号等に応じて可変としてもよい。このような構成としても、同様の効果が得られる。 In the standard stability factor storage means 42 in the first embodiment described above, the standard stability factor signal to be output is a fixed value, but may be variable according to the vehicle speed signal or the like. Even with such a configuration, the same effect can be obtained.
以上説明したように、本実施の形態による車両用操舵装置は、車両の操舵角を検出し、操舵角信号を出力する操舵角検出手段１１と、車両の速度を検出し、車速信号を出力する車速検出手段１２と、車両のヨーレートを検出し、ヨーレート信号を出力するヨーレート検出手段１３と、車両の操向輪角を検出し、実操向輪角信号を出力する操向輪角検出手段１４と、操舵角信号、車速信号、ヨーレート信号及び実操向輪角信号に基づいて、目標操向輪角を生成する目標操向輪角生成手段４０と、目標操向輪角生成手段４０が生成する目標操向輪角に基づいて車両の操向輪角を制御する操向輪角制御手段１５とを備えており、目標操向輪角生成手段４０は、車両に発生する実旋回半径相当値である実スタビリティファクタと車両により予め定められた規範旋回半径相当値である規範スタビリティファクタを用いて、目標操向輪角を生成する。
従って、本実施の形態によれば、車両に発生する実旋回半径相当値と車両により予め定められた規範旋回半径相当値に基づいて目標操向輪角を生成するので、車高検出等のための特別なセンサを付加しなくても、積載状況の変化やタイヤの空気圧等の変化に関わらず、ドライバの意図に沿ったコースを安定して精度よく走行することができる。
As described above, the vehicle steering apparatus according to the present embodiment detects the steering angle of the vehicle, outputs the steering angle signal, detects the vehicle speed, and outputs the vehicle speed signal. Vehicle speed detection means 12, yaw rate detection means 13 for detecting the yaw rate of the vehicle and outputting a yaw rate signal, steering wheel angle detection means 14 for detecting the steering wheel angle of the vehicle and outputting the actual steering wheel angle signal Then, based on the steering angle signal, the vehicle speed signal, the yaw rate signal, and the actual steering wheel angle signal, the target steering wheel
Therefore, according to the present embodiment, the target steering wheel angle is generated based on the actual turning radius equivalent value generated in the vehicle and the reference turning radius equivalent value predetermined by the vehicle. Even if the special sensor is not added, the course according to the driver's intention can be traveled stably and accurately regardless of changes in the loading conditions or changes in tire air pressure.
また、本実施の形態による車両用操舵装置の目標操向輪角生成手段４０は、操舵角信号及び前記車速信号に基づいて基本舵角比を算出し、基本舵角比信号を出力する基本舵角比算出手段４１と、車両ごとに予め定められた旋回半径相当値である規範スタビリティファクタを格納しておき、規範旋回半径相当値信号である規範スタビリティファクタ信号を出力する規範スタビリティファクタ格納手段４２と、車速信号、ヨーレート信号及び実操向輪角信号に基づいて、車両の実旋回半径を定めるパラメータである実スタビリティファクタ信号を検出して出力する実スタビリティファクタ検出手段４３と、規範スタビリティファクタ格納手段４２から出力される規範スタビリティファクタと実スタビリティファクタ検出手段４３から出力される実スタビリティファクタ信号に基づいて舵角比修正量を算出する舵角比修正量算出手段４６と、基本舵角比検出手段４１が出力する基本舵角比信号と舵角比修正量算出手段４６が出力する舵角比修正量に基づいて目標舵角比を算出する目標舵角比算出手段４５を設け、操舵角検出手段１１が出力する操舵角信号及び目標舵角比算出手段４５が算出する目標舵角比に基づいて、目標操向輪角が制御される。
Further, the target steering wheel angle generating means 40 of the vehicle steering system according to the present embodiment calculates a basic steering angle ratio based on the steering angle signal and the vehicle speed signal, and outputs a basic steering angle ratio signal. An angle ratio calculation means 41 and a normative stability factor that is a predetermined turning radius equivalent value for each vehicle and stores a normative stability factor signal that is a normative turning radius equivalent value signal. A storage means 42; an actual stability factor detection means 43 for detecting and outputting an actual stability factor signal which is a parameter for determining an actual turning radius of the vehicle based on the vehicle speed signal, the yaw rate signal and the actual steering wheel angle signal; The standard stability factor output from the standard stability factor storage means 42 and the actual stability factor output from the actual stability factor detection means 43 Steering angle ratio correction amount calculating means 46 for calculating the steering angle ratio correction amount based on the stability factor signal, and the basic steering angle ratio signal and the steering angle ratio correction amount calculating means 46 output by the basic steering angle ratio detection means 41 are output. A target rudder angle ratio calculating means 45 for calculating a target rudder angle ratio based on the rudder angle ratio correction amount to be provided is provided, and a steering angle signal output by the steering
また、本実施の形態による車両用操舵装置は、車両の実旋回半径値を検出する実旋回半径検出手段と、予め定められた規範旋回半径値を出力する規範旋回半径値出力手段を備え、
実旋回半径検出手段が検出する実旋回半径値と規範旋回半径値出力手段が出力する規範旋回半径値に基づいて、操向輪の転舵量を制御する。
また、本実施の形態による車両用操舵装置の実旋回半径検出手段は、ＧＰＳを利用して前記実旋回半径値を検出する。
また、本実施の形態による車両用操舵装置は、操向輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、操向輪の操舵角を検出する操舵角検出手段とを備え、転舵角検出手段が検出する転舵角と操舵角検出手段が検出する操舵角に基づいて、車両の舵角比を制御する。
The vehicle steering apparatus according to the present embodiment includes an actual turning radius detection unit that detects an actual turning radius value of the vehicle, and a reference turning radius value output unit that outputs a predetermined reference turning radius value.
Based on the actual turning radius value detected by the actual turning radius detection means and the reference turning radius value output by the reference turning radius value output means, the steered amount of the steered wheels is controlled.
Moreover, the actual turning radius detection means of the vehicle steering system according to the present embodiment detects the actual turning radius value using GPS.
In addition, the vehicle steering apparatus according to the present embodiment includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steered wheel and a steering angle detection unit that detects a steering angle of the steered wheel, and the steering angle is detected. The steering angle ratio of the vehicle is controlled based on the turning angle detected by the detection means and the steering angle detected by the steering angle detection means.
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
以下、図５に基づいて、実施の形態２による車両操舵装置の構成と動作について、説明する。
本実施の形態においては、ドライバによる実スタビリティファクタ算出実施の選択（Ｙｅｓ／Ｎｏ）を検出し、ドライバ選択信号として出力とするドライバ選択検出手段１６を更に設けている。
つまり、ドライバが操作できるスイッチであるドライバ選択検出手段１６が設けられており、スイッチが「ＯＮ」であればドライバ選択信号は「Ｙｅｓ」、スイッチが「ＯＦＦ」であればドライバ選択信号は「Ｎｏ」である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the vehicle steering apparatus according to the second embodiment.
Hereinafter, the configuration and operation of the vehicle steering apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, there is further provided driver selection detection means 16 that detects selection (Yes / No) of actual stability factor calculation execution by the driver and outputs it as a driver selection signal.
That is, the driver selection detection means 16 that is a switch that can be operated by the driver is provided. If the switch is “ON”, the driver selection signal is “Yes”, and if the switch is “OFF”, the driver selection signal is “No”. Is.
実スタビリティファクタの検出条件は、ドライバ選択信号として「Ｙｅｓ」が出力された後、所定時間内である場合とする。
実スタビリティファクタは、積載状況が変化した場合に変化する。ドライバは、積載状況が変化（即ち、実スタビリティファクタが変化）したことを認識している筈であり、ドライバは実スタビリティファクタの検出を行うか否か（即ち、積載状況に応じて制御量を変更するか否か）を選択する。例えば、積載状況（乗員増加、荷物の積載）した場合に、ドライバはスイッチを「ＯＮ」とする。
The actual stability factor detection condition is set to be within a predetermined time after “Yes” is output as the driver selection signal.
The actual stability factor changes when the loading situation changes. The driver should have recognized that the loading situation has changed (that is, the actual stability factor has changed), and the driver determines whether or not to detect the actual stability factor (that is, control is performed according to the loading situation). Select whether to change the amount). For example, in the case of a loading situation (occupant increase, loading of luggage), the driver turns on the switch.
本実施の形態における目標繰向輪角生成手段４００の検出条件判定手段４８は、前記検出条件を満たすか否かを判定する。
前記検出条件を満たせば、実スタビリティファクタ検出手段５０は、車速信号、実ヨーレート信号、実操向輪角信号に基づいて、実スタビリティファクタを検出し、実スタビリティファクタ格納手段５１に格納する。
実スタビリティファクタ格納手段５１は、格納された実スタビリティファクタを格納スタビリティファクタ信号として出力する。
The detection condition determination means 48 of the target turning wheel angle generation means 400 in this embodiment determines whether or not the detection condition is satisfied.
If the detection condition is satisfied, the actual stability factor detection means 50 detects the actual stability factor based on the vehicle speed signal, the actual yaw rate signal, and the actual steering wheel angle signal, and stores it in the actual stability factor storage means 51. To do.
The actual stability factor storage means 51 outputs the stored actual stability factor as a stored stability factor signal.
ここで本実施の形態における実スタビリティファクタ検出手段５０の動作について説明する。
前述の実施の形態１における実スタビリティファクタ検出手段４３は、常に実スタビリティファクタの検出を行っていたが、スタビリティファクタの値は積載状況の変化及びタイヤ状況の変化によって変化するものであるため、走行中は大きく変化しない。従って、実スタビリティファクタを特定できれば、その後、検出処理を行う必要はない。
実施の形態２における実スタビリティファクタ検出手段５０は、検出条件判定手段４８おいて予め定められた検出条件を満たすと判定された場合のみ、実スタビリティファクタを検出し、実スタビリティファクタ格納手段５１に格納する。
Here, the operation of the actual stability factor detection means 50 in the present embodiment will be described.
The actual stability factor detection means 43 in the first embodiment described above always detects the actual stability factor, but the value of the stability factor changes depending on the change in the loading situation and the change in the tire situation. Therefore, it does not change greatly during driving. Therefore, if the actual stability factor can be specified, it is not necessary to perform the detection process thereafter.
The actual stability factor detection means 50 in the second embodiment detects the actual stability factor only when the detection condition determination means 48 determines that a predetermined detection condition is satisfied, and the actual stability factor storage means. 51.
次に、検出条件判定手段４８の検出条件について述べる。
実スタビリファクタの検出を行うか否かをドライバが選択し、ドライバの選択に基づいて実スタビリティファクタの検出実施を決定する。
前述したように、本実施の形態においては、ドライバによる実スタビリティファクタ算出実施の選択（Ｙｅｓ／Ｎｏ）を検出し、ドライバ選択信号として出力とするドライバ選択検出手段１６を更に設けている。
ドライバ選択検出手段１６のスイッチが「ＯＮ」であればドライバ選択信号は「Ｙｅｓ」、スイッチが「ＯＦＦ」であればドライバ選択信号は「Ｎｏ」である。
実スタビリティファクタの検出条件は、ドライバ選択信号として「Ｙｅｓ」が出力された後、所定時間内である場合とする。
実スタビリティファクタは、積載状況が変化した場合に変化する。
ドライバは、積載状況が変化（即ち、実スタビリティファクタが変化）したことを認識している筈であり、ドライバは実スタビリティファクタの検出を行うか否か（即ち、積載状況に応じて制御量を変更するか否か）を選択する。ドライバによる選択は、例えば、乗員の増加後及び荷物の積載等により積載状況が変化した際に行われるのが望ましい。
Next, the detection conditions of the detection condition determination means 48 will be described.
The driver selects whether or not to detect the actual stability factor, and determines to detect the actual stability factor based on the selection of the driver.
As described above, the present embodiment further includes driver selection detection means 16 that detects selection (Yes / No) of actual stability factor calculation execution by the driver and outputs it as a driver selection signal.
If the switch of the driver selection detecting means 16 is “ON”, the driver selection signal is “Yes”, and if the switch is “OFF”, the driver selection signal is “No”.
The actual stability factor detection condition is set to be within a predetermined time after “Yes” is output as the driver selection signal.
The actual stability factor changes when the loading situation changes.
The driver should have recognized that the loading situation has changed (that is, the actual stability factor has changed), and the driver determines whether or not to detect the actual stability factor (that is, control is performed according to the loading situation). Select whether to change the amount). The selection by the driver is preferably performed, for example, when the number of passengers increases or when the loading state changes due to loading of luggage.
図６は、実施の形態２による車両用操舵装置の動作を説明するためのフローチャートである。
図６のフローチャートに基づいて、本実施の形態による車両用操舵装置の動作について説明する。
なお、本実施の形態２が特徴とするのは、実スタビリティファクタを検出する箇所であるので、実スタビリティファクタを検出する箇所に関して記載する。なお、その他の動作は実施の形態１と同様である。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the vehicle steering apparatus according to the second embodiment.
The operation of the vehicle steering apparatus according to the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
Since the second embodiment is characterized by the location where the actual stability factor is detected, the location where the actual stability factor is detected will be described. Other operations are the same as those in the first embodiment.
ステップＳ２０５において、ドライバ選択検出手段１６からのドライバ選択信号Dsをマイコンに読み込み、メモリに記憶する。
ステップＳ２０６において、検出条件判定手段４８によってメモリに記憶されたドライバ選択信号Dsを読み込み、検出条件を満たしているか否かを判定し、ステップの分岐を行う。検出条件を満たせばステップＳ２０７に進み、満たさなければステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０８において、実スタビリティファクタ検出手段５０によってメモリに記憶された車速信号V、ヨーレート信号γ、実操向輪角信号δsに基づいて実スタビリティファクタを算出し、実スタビリティファクタ格納手段５１に格納する。
In step S205, the driver selection signal Ds from the driver selection detection means 16 is read into the microcomputer and stored in the memory.
In step S206, the detection condition determination means 48 reads the driver selection signal Ds stored in the memory, determines whether the detection condition is satisfied, and branches the step. If the detection condition is satisfied, the process proceeds to step S207; otherwise, the process proceeds to step S209.
In step S208, an actual stability factor is calculated based on the vehicle speed signal V, the yaw rate signal γ, and the actual steering wheel angle signal δs stored in the memory by the actual stability factor detection means 50, and the actual stability factor storage means 51 is calculated. To store.
ステップＳ２０９において、実スタビリティファクタ格納手段５１において格納実スタビリティファクタ信号Ａact_mを出力しメモリに記憶する。
ステップＳ２１１において、加算器４４においてメモリに記憶された規範スタビリティファクタ信号Ａref、格納実スタビリティファクタ信号Ａact_mに基づいて、スタビリティファクタ誤差を算出しスタビリティファクタ誤差信号Ｅｒとしてメモリに記憶する。
前記ステップＳ２０１からＳ２１４までの動作を制御サンプリング毎に繰り返し、算出した目標操向輪角信号δrefに基づいて操向輪３３ａ、３３ｂを制御する。
In step S209, the actual stability factor storage means 51 outputs the stored actual stability factor signal Aact_m and stores it in the memory.
In step S211, based on the standard stability factor signal Aref and the stored actual stability factor signal Aact_m stored in the memory in the adder 44, a stability factor error is calculated and stored in the memory as the stability factor error signal Er.
The operations from step S201 to S214 are repeated for each control sampling, and the steered
以上のとおり実施することで、実スタビリティファクタの検出精度を向上させることができ、積載状況に応じた制御の精度も高められる。
また、ドライバの選択により実スタビリティファクタ検出実施が定められるため、適確なタイミングでのみ検出ができ処理の負荷を軽減できる。
By carrying out as described above, the detection accuracy of the actual stability factor can be improved, and the accuracy of the control according to the loading situation can be improved.
In addition, since the actual stability factor detection is determined by the selection of the driver, the detection can be performed only at an appropriate timing, and the processing load can be reduced.
なお、本実施の形態２では、検出条件判定手段４８の検出条件をドライバが実スタビリティファクタの検出実施を選択した場合と定めたが、検出条件として車速検出手段１２からの車速信号に基づいて、例えば、車速信号が２０ｋｍ以上７０ｋｍ以下の範囲を満たす場合と定めることとしてもよい。
このような構成とすることで、実スタビリティファクタの検出に適した車速で検出が行われるため、検出精度を向上させることができ、より最適な制御効果が得られる。
In the second embodiment, the detection condition of the detection condition determination unit 48 is determined to be the case where the driver selects the execution of the actual stability factor. However, based on the vehicle speed signal from the vehicle
With such a configuration, detection is performed at a vehicle speed suitable for detecting the actual stability factor, so that the detection accuracy can be improved and a more optimal control effect can be obtained.
また、人員の乗車及び荷物の積載等による積載状況の変化は車両の駐車時に行われることより、エンジンのイグニッション状態（ON／OFF）を検出し、ＩＧ（イグニッション）信号を出力するＩＧ検出手段を設け、検出条件判定手段４８の検出条件を、ＩＧ信号として「ＯＮ」が出力された後、所定時間内である場合と定めることとしてもよい。
このような構成とすることで、駐車状態からの発進における実スタビリティファクタ検出の必要性がシステムにより自動的に判断されるため、ドライバによる検出実施の選択なしに、適確なタイミングで検出ができ処理の負荷を軽減できる。
In addition, since the change of the loading situation due to the boarding of personnel and the loading of luggage is performed when the vehicle is parked, an IG detection means for detecting an ignition state (ON / OFF) of the engine and outputting an IG (ignition) signal is provided. The detection condition of the detection condition determination unit 48 may be determined to be within a predetermined time after “ON” is output as the IG signal.
With this configuration, the system automatically determines the need for actual stability factor detection when starting from a parked state, so detection can be performed at an appropriate timing without having to select detection by the driver. Can reduce the processing load.
更に、エンジンをかけたままの状態で一時停止し、人員の乗車及び荷物の積載等による積載状況の変化がなされた場合を考慮し、トランスミッションのシフトレンジの状態（パーキング／その他）を検出し停車状態信号を出力する停車状態検出手段を設け、検出条件判定手段４８の検出条件を、停車状態信号として『パーキング』の出力から『その他』の出力に変更された場合と定めることとしてもよい。
同様に、前記停車状態検出手段はパーキングブレーキの状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を検出し、停車状態信号を出力するものとし、停車状態信号として『ＯＮ』の出力から『ＯＦＦ』の出力への変更された場合と定めることとしてもよい。
このような構成とすることで、駐車状態のみならず停車状態からの発進における実スタビリティファクタ検出の必要性がシステムにより自動的に判断されるため、より適確なタイミングで検出ができ処理の負荷が軽減できる。
In addition, the vehicle is temporarily stopped with the engine running, and the shift range of the transmission (parking / others) is detected and parked in consideration of changes in loading conditions due to the riding of personnel and loading of luggage. A stop state detection unit that outputs a state signal may be provided, and the detection condition of the detection condition determination unit 48 may be determined as a case where the output of the “parking” is changed to the “other” output as the stop state signal.
Similarly, the stop state detection means detects a parking brake state (ON / OFF) and outputs a stop state signal, and the stop state signal is changed from “ON” output to “OFF” output. It may be determined that this is the case.
With this configuration, the system automatically determines the need for actual stability factor detection when starting from a parked state as well as a parked state. The load can be reduced.
また、本実施の形態２の目標舵角比算出手段４５では、目標舵角比信号をサンプリング毎に規範舵角比信号、舵角比修正量信号に基づいて算出する構成としたが、舵角比修正量に基づいて目標舵角比を車速、操舵角ごとに算出し、算出値をマップとして格納しておき、サンプリング毎に車速信号、操舵角信号に基づいたマップ値を読み込み、目標舵角比信号として出力する構成としてもよい。
なお、検出条件判定手段４８の検出条件として、いくつかの例を示したが、検出条件判定手段４８の検出条件は、これら検出条件のうちの１つであってもよいし、これら検出条件の複数を組み合わせたものであってもよい。
Further, the target rudder angle ratio calculating means 45 of the second embodiment is configured to calculate the target rudder angle ratio signal based on the standard rudder angle ratio signal and the rudder angle ratio correction amount signal for each sampling. The target rudder angle ratio is calculated for each vehicle speed and steering angle based on the ratio correction amount, the calculated value is stored as a map, the map value based on the vehicle speed signal and the steering angle signal is read for each sampling, and the target rudder angle It is good also as a structure output as a ratio signal.
Although several examples are shown as detection conditions of the detection condition determination unit 48, the detection condition of the detection condition determination unit 48 may be one of these detection conditions, It may be a combination of a plurality.
以上説明したように、本実施の形態による車両用操舵装置の目標操向輪角生成手段４００は、予め車両ごとに設定された実旋回半径相当値の検出条件を満たすか否かを判定する検出条件判定手段４８と、実旋回半径相当値信号を格納する実スタビリティファクタ格納手段５１を備え、検出条件が満たされた場合のみ、実スタビリティファクタ検出手段５０は車両の実旋回半径を定めるパラメータである実スタビリティファクタ信号を検出して実スタビリティファクタ格納手段５１に格納し、舵角比修正量算出手段４６は、規範スタビリティファクタ格納手段５１と実スタビリティファクタ検出手段５０の出力に基づいて舵角比修正量を算出する。
As described above, the target steering wheel angle generation means 400 of the vehicle steering apparatus according to the present embodiment detects whether or not the detection condition for the value corresponding to the actual turning radius preset for each vehicle is satisfied. A condition determination means 48 and an actual stability factor storage means 51 for storing an actual turning radius equivalent value signal are provided, and the actual stability factor detection means 50 is a parameter that determines the actual turning radius of the vehicle only when the detection condition is satisfied. The actual stability factor signal is detected and stored in the actual stability
また、本実施の形態による車両用操舵装置の検出条件判定手段１８の検出条件は、
（ａ）ドライバが実旋回半径相当値の検出の実施を選択した後、所定時間内である
（ｂ）車速信号が予め定められた範囲内である
（ｃ）エンジンのイグニッションのＯＮ後、所定時間内である
のいずれか１つである。
また、本実施の形態による車両用操舵装置の検出条件判定手段１８の検出条件は、上記（ａ）〜（ｃ）の３条件のうちの少なくとも複数の条件を組み合わせたものである。
Moreover, the detection condition of the detection condition determination means 18 of the vehicle steering system according to the present embodiment is as follows:
(A) Within a predetermined time after the driver has selected to detect the value corresponding to the actual turning radius. (B) The vehicle speed signal is within a predetermined range. (C) A predetermined time after the ignition of the engine is turned on. Any one of them.
Moreover, the detection condition of the detection condition determination means 18 of the vehicle steering apparatus according to the present embodiment is a combination of at least a plurality of conditions among the three conditions (a) to (c).
実施の形態３．
以下、前述した実施の形態１あるいは実施の形態２による車両操舵装置を利用した車両制御装置の特徴的な構成について説明する。
本実施の形態では、実スタビリティファクタ検出手段４３あるいは実スタビリティファクタ検出手段５０が検出する実スタビリティファクタ信号と規範スタビリティファクタ格納手段４２からの規範スタビリティファクタ信号に基づいて、車両の駆動力制御量を算出し、駆動力制御信号を出力する駆動力制御手段を備える。
同様に、制動力制御量を算出し制動力制御信号を出力する制動力制御手段を備える。
また、後輪角制御量を算出し後輪角制御信号を出力する後輪角制御手段を備える。
前記駆動力制御信号、制動力制御信号、後輪角制御信号に基づいて、車両の駆動機構、制動機構、後輪角転舵機構を制御する。
Hereinafter, a characteristic configuration of the vehicle control device using the vehicle steering device according to the first embodiment or the second embodiment described above will be described.
In the present embodiment, based on the actual stability factor signal detected by the actual stability factor detector 43 or the actual
Similarly, a braking force control unit that calculates a braking force control amount and outputs a braking force control signal is provided.
Further, a rear wheel angle control means for calculating a rear wheel angle control amount and outputting a rear wheel angle control signal is provided.
Based on the driving force control signal, braking force control signal, and rear wheel angle control signal, the vehicle driving mechanism, braking mechanism, and rear wheel angle steering mechanism are controlled.
次に、本実施の形態３の効果について述べる。
本実施の形態では、規範スタビリティファクタ信号と実スタビリティファクタ信号に基づいて、操向輪転舵機構だけでなく、車両の駆動機構、制動機構及び後輪転舵機構を制御するので、より最適な車両の制御効果が得られる。
Next, effects of the third embodiment will be described.
In the present embodiment, not only the steered wheel steering mechanism but also the vehicle drive mechanism, braking mechanism, and rear wheel steering mechanism are controlled based on the normative stability factor signal and the actual stability factor signal. A vehicle control effect can be obtained.
なお、前記実施の形態１〜３において、実スタビリティファクタ検出手段からの実スタビリティファクタ信号と規範スタビリティファクタ格納手段からの規範スタビリティファクタ信号に差異が生じたときは、表示板等に出力する構成としてもよい。
このような構成とすることにより、ドライバは積載状況等の変化を認知できる。
In the first to third embodiments, when there is a difference between the actual stability factor signal from the actual stability factor detection means and the normative stability factor signal from the normative stability factor storage means, It is good also as a structure to output.
By adopting such a configuration, the driver can recognize changes in the loading status and the like.
また、前記実施の形態１〜３では、ハンドルと操向輪機構が機械的に連結されていない操舵機構を例として説明したが、この機構にのみ適用できるというものでなく、広く、ドライバのハンドル操舵に対して補助操舵角を加えることができる機構であればよいことは自明である。 In the first to third embodiments, the steering mechanism in which the steering wheel and the steered wheel mechanism are not mechanically connected has been described as an example. However, the steering mechanism is not applicable only to this mechanism, and is widely applied to the driver's handle. It is obvious that any mechanism that can add an auxiliary steering angle to steering is sufficient.
この発明による車両用操舵装置は、自動車に限らず、陸上を走行し、操向車輪によって方向を制御される車両、例えばフォークリフトなどにも適用することができる。 The vehicle steering apparatus according to the present invention can be applied not only to automobiles but also to vehicles that run on land and whose direction is controlled by steering wheels, such as forklifts.
１０ ハンドル １１ 操舵角検出手段
１２ 車速検出手段 １３ ヨーレート検出手段
１４ 操向輪角検出手段 １５ 操向輪角制御手段
１６ ドライバ選択検出手段 ３０ 操舵機構駆動手段
３１ 操向輪転舵機構 ３３ａ、３３ｂ 操向輪
４０ 目標操向輪角生成手段 ４１ 基本舵角比算出手段
４２ 規範ステビリテイファクタ格納手段
４３ 実ステビリテイファクタ検出手段
４４ 加算器 ４５ 目標舵角比算出手段
４６ 舵角比修正量算出手段 ４７ 乗算器
４８ 検出条件判定手段
５０ 実ステビリテイファクタ検出手段
５１ 実ステビリテイファクタ格納手段
４００ 目標操向輪角生成手段
DESCRIPTION OF
50 Actual Stability
Claims (11)
前記実旋回半径検出手段が検出する実旋回半径値と前記規範旋回半径値出力手段が出力する規範旋回半径値に基づいて、操向輪の転舵量を制御することを特徴とする車両用操舵装置。 An actual turning radius detecting means for detecting an actual turning radius value of the vehicle, and a reference turning radius value output means for outputting a predetermined reference turning radius value;
Steering for a vehicle characterized in that the steered amount of steered wheels is controlled based on an actual turning radius value detected by the actual turning radius detection means and a reference turning radius value output by the reference turning radius value output means. apparatus.
前記転舵角検出手段が検出する転舵角と前記操舵角検出手段が検出する操舵角に基づいて、車両の舵角比を制御することを特徴とする車両用操舵装置。 Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steered wheel, and steering angle detection means for detecting the steering angle of the steered wheel,
A vehicle steering apparatus that controls a steering angle ratio of a vehicle based on a steering angle detected by the steering angle detection means and a steering angle detected by the steering angle detection means.
前記目標操向輪角生成手段は、前記車両に発生する実旋回半径相当値である実スタビリティファクタと前記車両により予め定められた規範旋回半径相当値である規範スタビリティファクタを用いて、目標操向輪角を生成することを特徴とする車両用操舵装置。 Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the vehicle and outputting a steering angle signal; Vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal; Detecting the yaw rate of the vehicle; and outputting a yaw rate signal A steering wheel angle detecting means for detecting a steering wheel angle of the vehicle and outputting an actual steering wheel angle signal; a steering angle signal, a vehicle speed signal, a yaw rate signal, and an actual steering wheel angle; Based on the signal, the target steering wheel angle generation means for generating the target steering wheel angle, and the steering wheel angle of the vehicle is controlled based on the target steering wheel angle generated by the target steering wheel angle generation means A steering apparatus for a vehicle comprising steering wheel angle control means for
The target steered wheel angle generating means uses a real stability factor that is a value corresponding to a real turning radius generated in the vehicle and a standard stability factor that is a value equivalent to a standard turning radius predetermined by the vehicle, A steering apparatus for a vehicle that generates a steering wheel angle.
前記操舵角検出手段が出力する操舵角信号及び前記目標舵角比算出手段が算出する目標舵角比に基づいて、目標操向輪角が制御されることを特徴とする請求項４に記載の車両用操舵装置。 The target steered wheel angle generating means calculates a basic steering angle ratio based on the steering angle signal and the vehicle speed signal, and outputs a basic steering angle ratio signal, and for each vehicle in advance. Reference stability factor storage means for storing a reference stability factor which is a predetermined turning radius equivalent value and outputs a reference stability factor signal which is a reference turning radius equivalent value signal, the vehicle speed signal, the yaw rate signal, and Based on the actual steering wheel angle signal, an actual stability factor detection means for detecting and outputting an actual stability factor signal, which is a parameter for determining an actual turning radius of the vehicle, and output from the reference stability factor storage means Steering angle ratio based on the standard stability factor and the actual stability factor signal output from the actual stability factor detection means Steering angle ratio correction amount calculation means for calculating a positive amount, a basic steering angle ratio signal output by the basic steering angle ratio detection means, and a steering angle ratio correction amount output by the steering angle ratio correction amount calculation means. A target rudder angle ratio calculating means for calculating the rudder angle ratio is provided,
The target steering wheel angle is controlled based on a steering angle signal output from the steering angle detection means and a target steering angle ratio calculated by the target steering angle ratio calculation means. Vehicle steering system.
前記検出条件が満たされた場合のみ、前記実スタビリティファクタ検出手段は前記車両の実旋回半径を定めるパラメータである実スタビリティファクタ信号を検出して前記実スタビリティファクタ格納手段に格納し、前記舵角比修正量算出手段は、前記規範スタビリティファクタ格納手段と前記実スタビリティファクタ検出手段の出力に基づいて舵角比修正量を算出することを特徴とする請求項５に記載の車両用操舵装置。 The target steering wheel angle generation means stores detection condition determination means for determining whether or not a detection condition for an actual turning radius equivalent value preset for each vehicle is satisfied, and an actual turning radius equivalent value signal stored therein. With stability factor storage means,
Only when the detection condition is satisfied, the actual stability factor detection means detects an actual stability factor signal that is a parameter that determines the actual turning radius of the vehicle, stores the actual stability factor signal in the actual stability factor storage means, and The steering angle ratio correction amount calculating means calculates the steering angle ratio correction amount based on outputs of the reference stability factor storage means and the actual stability factor detection means. Steering device.
（ａ）ドライバが実旋回半径相当値の検出の実施を選択した後、所定時間内である
（ｂ）前記車速信号が予め定められた範囲内である
（ｃ）エンジンのイグニッションのＯＮ後、所定時間内である
の３条件のうちの少なくとも複数の条件の組み合わせであることを特徴とする請求項６に記載の車両用操舵装置。 The detection condition of the detection condition determination means is:
(A) Within a predetermined time after the driver has selected to detect the value corresponding to the actual turning radius (b) The vehicle speed signal is within a predetermined range (c) After the ignition of the engine is turned on, a predetermined time The vehicle steering apparatus according to claim 6, wherein the vehicle steering apparatus is a combination of at least a plurality of conditions among the three conditions within time.
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