JP2010083168A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、運転者が操作可能な操舵部である、第1操舵部としてのステアリングホイールおよび、ステアリングホイール以外の第2操舵部と、それらステアリングホイールおよび第2操舵部から機械的に分離されて車両の操向車輪を転舵する操向車輪転舵手段とを具え、それらステアリングホイールおよび第2操舵部の少なくとも一方の操作に応じて車両の操向車輪を転舵するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置に関するものである。 The present invention is a steering unit that can be operated by the driver, and is mechanically separated from the steering wheel as the first steering unit, the second steering unit other than the steering wheel, and the steering wheel and the second steering unit. Steer-by-wire type vehicle having steering wheel steering means for steering the steering wheel of the vehicle and steering the steering wheel of the vehicle in accordance with at least one of the steering wheel and the second steering unit The present invention relates to a steering device.
従来、運転者が操作可能な操舵部である、第1操舵部としてのステアリングホイールおよび、ステアリングホイール以外の第2操舵部としての、ステアリングホイールの裏側でそのステアリングホイールの近傍に配置したリングを具え、それらステアリングホイールおよびリングの少なくとも一方の操作に応じて車両の操向車輪を転舵する車両用操舵装置が例えば特許文献1により知られており、この従来の車両用操舵装置では、ステアリングホイールおよびリングの操作量をそれぞれセンサで検出し、それらセンサからの電気信号に基づき、上記ステアリングホイールおよびリングから機械的に分離された転舵機構を作動させて操向車輪を転舵する、いわゆるステアバイワイヤ方式を採用している。
ところで、ステアリングホイールと操向車輪とを機械的に連結した車両用操舵装置では操向車輪の転舵角(すなわちステアリングホイールの操作量)に応じた操向車輪からの反力がステアリングホイールに伝達されて、車両からのフィードバック情報として運転者にもたらされるが、上記従来の車両用操舵装置等のステアバイワイヤ方式を採用した車両用操舵装置では、操向車輪からの反力がステアリングホイールに伝達されない。このため、このような第一操作部と第二操作部を備えたステアバイワイヤ方式の車両操舵装置においては、ステアリングホイールへの運転者の感覚に合った反力を発生させる反力発生手段を実現する事が望まれていた。 By the way, in the vehicle steering apparatus in which the steering wheel and the steering wheel are mechanically connected, the reaction force from the steering wheel according to the steering angle of the steering wheel (that is, the operation amount of the steering wheel) is transmitted to the steering wheel. Although it is provided to the driver as feedback information from the vehicle, the reaction force from the steering wheel is not transmitted to the steering wheel in the vehicle steering device that employs the steer-by-wire system such as the conventional vehicle steering device. . For this reason, in the steer-by-wire type vehicle steering apparatus provided with such a first operation part and a second operation part, a reaction force generating means for generating a reaction force suitable for the driver's feeling on the steering wheel is realized. It was hoped that.
この発明は上記課題を有利に解決するものであり、第1の態様のこの発明の車両用操舵装置は、ステアリングホイールの操作量を検出するステアリングホイール操作量検出手段と、第2操舵部の操作量を検出する第2操舵部操作量検出手段と、前記ステアリングホイール操作量検出手段が検出したステアリングホイール操作量および前記第2操舵部操作量検出手段が検出した第2操舵部操作量の少なくとも一方に基づき操向車輪転舵手段による操向車輪の転舵量を制御する転舵量制御手段とを具えるとともに、前記ステアリングホイールに反力を与える反力発生手段と、常に前記ステアリングホイール操作量に基づく転舵量のみに応じて前記反力発生手段に反力を生じさせる反力制御手段とを具えることを特徴とするものである。 The present invention advantageously solves the above problems, and the vehicle steering apparatus according to the first aspect of the present invention includes a steering wheel operation amount detection means for detecting an operation amount of the steering wheel, and an operation of the second steering unit. At least one of a second steering unit operation amount detection unit that detects the amount, a steering wheel operation amount detected by the steering wheel operation amount detection unit, and a second steering unit operation amount detected by the second steering unit operation amount detection unit A steering amount control means for controlling the steering amount of the steered wheel by the steered wheel steering means, a reaction force generating means for giving a reaction force to the steering wheel, and the steering wheel operation amount at all times And a reaction force control means for generating a reaction force in the reaction force generation means only in accordance with the turning amount based on the above.
また、第2の態様のこの発明の車両用操舵装置は、常にステアリングホイール操作量に基づく転舵量のみに応じて反力発生手段に反力を生じさせる上記反力制御手段に替えて、前記操向車輪転舵手段が前記ステアリングホイール操作量および前記第2操舵部操作量に基づき操向車輪を転舵している間に前記第2操舵部操作量が増加して前記転舵量制御手段が前記操向車輪転舵手段に操向車輪を切り増しさせる場合は前記反力発生手段にその第2操舵部操作量の増加分反力を増加させ、それ以外の場合は前記ステアリングホイール操作量に基づく転舵量のみに応じて前記反力発生手段に反力を生じさせる反力制御手段を具えてなるものである。 Further, the vehicle steering apparatus of the present invention of the second aspect is replaced with the reaction force control means that generates a reaction force in the reaction force generation means according to only the steering amount based on the steering wheel operation amount. While the steered wheel steering means steers the steered wheel based on the steering wheel operation amount and the second steering unit operation amount, the second steering unit operation amount increases and the steered amount control unit. When the steering wheel steering means increases the steering wheel, the reaction force generating means increases the reaction force of the second steering unit operation amount, otherwise, the steering wheel operation amount And a reaction force control means for generating a reaction force in the reaction force generation means only in accordance with the turning amount based on the above.
第1の態様のこの発明の車両用操舵装置にあっては、転舵量制御手段が、ステアリングホイール操作量および第2操舵部操作量の少なくとも一方に基づき操向車輪転舵手段による操向車輪の転舵量を制御する際に、反力制御手段が、常にステアリングホイール操作量に基づく転舵量のみに応じて反力発生手段に反力を生じさせる。 In the vehicle steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the steered amount control means is a steered wheel by the steered wheel steered means based on at least one of the steering wheel manipulated variable and the second steering unit manipulated variable. When the steering amount is controlled, the reaction force control means always causes the reaction force generation means to generate a reaction force according to only the turning amount based on the steering wheel operation amount.
上記場合に、ステアリングホイールの操作量と併せて第2操舵部の操作量に対しても反力発生手段がステアリングホイールへの反力を発生させると、ステアリングホイールを操作していないのにステアリングホイールが逆方向へ回されそうになる(反力が発生する)ため、運転者が違和感を覚える。しかしながら、第1の態様のこの発明の車両用操舵装置によれば、ステアリングホイールを操作していないのにステアリングホイールに反力が付与されることがないため、運転者がステアリングホイールへの反力で違和感を覚えることがないので、運転者の操舵感を向上させることができる。 In the above case, if the reaction force generating means generates a reaction force to the steering wheel with respect to the operation amount of the second steering unit together with the operation amount of the steering wheel, the steering wheel is not operated. Is likely to turn in the opposite direction (reaction force is generated), so the driver feels uncomfortable. However, according to the vehicle steering apparatus of the first aspect of the present invention, the reaction force to the steering wheel is not applied to the steering wheel because the reaction force is not applied to the steering wheel even though the steering wheel is not operated. This makes it possible to improve the driver's steering feeling.
また第2態様のこの発明の車両用操舵装置にあっては、転舵量制御手段が、ステアリングホイール操作量および第2操舵部操作量の少なくとも一方に基づき操向車輪転舵手段による操向車輪の転舵量を制御する際に、反力制御手段が、操向車輪転舵手段がステアリングホイール操作量および第2操舵部操作量に基づき操向車輪を転舵している間に第2操舵部操作量が増加して転舵量制御手段が操向車輪転舵手段に操向車輪を切り増しさせる場合は反力発生手段にその第2操舵部操作量の増加分反力を増加させ、それ以外の場合はステアリングホイール操作量に基づく転舵量のみに応じて反力発生手段に反力を生じさせる。 In the vehicle steering apparatus according to the second aspect of the present invention, the steered amount control means is the steered wheel by the steered wheel steered means based on at least one of the steering wheel manipulated variable and the second steering unit manipulated variable. When the steering amount of the steering wheel is controlled, the reaction force control means performs second steering while the steered wheel steering means steers the steered wheel based on the steering wheel operation amount and the second steering portion operation amount. And the steering amount control means increases the reaction force of the second steering part operation amount to the reaction force generation means when the steering amount control means causes the steering wheel steering means to increase the steering wheel. In other cases, a reaction force is generated in the reaction force generating means according to only the turning amount based on the steering wheel operation amount.
従って第2態様のこの発明の車両用操舵装置によれば、ステアリングホイールでの操舵中に第2操舵部で操向車輪を切り増しする場合には、操向車輪を切り増しする感覚を運転者がステアリングホイールからフィードバック情報として感じることができ、切り増しする場合でない通常時は、ステアリングホイールを操作していないのにステアリングホイールが逆方向へ回されそうになることがないため、運転者がステアリングホイールへの反力で違和感を覚えることがないので、運転者の操舵感をより向上させることができる。 Therefore, according to the vehicle steering apparatus of the second aspect of the present invention, when the steering wheel is increased by the second steering unit during steering by the steering wheel, the driver feels that the steering wheel is increased. Can be felt as feedback information from the steering wheel, and in the normal case when the steering wheel is not increased, the steering wheel is not likely to be turned in the reverse direction even though the steering wheel is not operated. Since there is no sense of incongruity due to the reaction force on the wheel, the driver's steering feeling can be further improved.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。ここに図1は、この発明の車両用操舵装置の一実施例を示す模式図、図2はその実施例の車両用操舵装置の第1操舵部としてのステアリングホイールおよび第2操舵部としてのパドルを上方から見た状態で示す説明図、そして図3は上記実施例の車両用操舵装置の制御系の構成を示すブロック線図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a vehicle steering apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a steering wheel as a first steering section and a paddle as a second steering section of the vehicle steering apparatus according to the embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system of the vehicle steering system of the above embodiment.
この実施例の車両用操舵装置は、いわゆるステアバイワイヤ方式を採用したもので、図1および図2に示すように、第1操舵部としてのステアリングホイール1と、コラムアッセンブリ2と、ハンドル角センサ3と、反力モータ4と、バックアップクラッチ5と、転舵モータ6と、転舵角センサ7と、ラックギヤ機構8と、操向車輪横力センサ10と、第2操舵部としての右パドル14および左パドル15と、パドル角度センサ16,17とを具えている。コラムアッセンブリ2はステアリングホイール1に結合したコラムシャフト2aと、そのコラムシャフト2aに加わるトルクを検出するトルクセンサ2bとを有し、ラックギヤ機構8は、当該車両の操向車輪9を転舵する図示しないラックと、そのラックに噛合した図示しないピニオンと、そのピニオンに結合したステアリングシャフト8aとを有している。そしてステアリングシャフト8aは、通常時は後述のように、解放作動しているバックアップクラッチ5によりコラムシャフト2aから機械的に分離されている。 The vehicle steering apparatus of this embodiment employs a so-called steer-by-wire system. As shown in FIGS. 1 and 2, a steering wheel 1 as a first steering section, a column assembly 2, and a handle angle sensor 3 are used. A reaction force motor 4, a backup clutch 5, a turning motor 6, a turning angle sensor 7, a rack gear mechanism 8, a steering wheel lateral force sensor 10, a right paddle 14 as a second steering unit, and A left paddle 15 and paddle angle sensors 16 and 17 are provided. The column assembly 2 has a column shaft 2a coupled to the steering wheel 1 and a torque sensor 2b for detecting torque applied to the column shaft 2a. The rack gear mechanism 8 steers the steering wheel 9 of the vehicle. A non-illustrated pinion meshed with the rack, and a steering shaft 8a coupled to the pinion. The steering shaft 8a is mechanically separated from the column shaft 2a by a backup clutch 5 that is in a releasing operation, as will be described later.
また、この実施例の車両用操舵装置は、反力コントローラ11と、転舵コントローラ12と、通信ライン13とを有している。なお、反力コントローラ11と転舵コントローラ12とはそれぞれ通常のマイクロコンピュータにより構成し、それら反力コントローラ11と転舵コントローラ12とは通信ライン13を介して当該車両内でローカルエリアネットワーク(LAN)を構成する。 In addition, the vehicle steering apparatus of this embodiment includes a reaction force controller 11, a turning controller 12, and a communication line 13. The reaction force controller 11 and the turning controller 12 are each configured by a normal microcomputer, and the reaction force controller 11 and the turning controller 12 are connected to the local area network (LAN) in the vehicle via the communication line 13. Configure.
この車両用操舵装置にあっては、当該車両の運転者がステアリングホイール1を回転操作すると、ステアリングホイール1に結合されたコラムシャフト2aが回転し、ハンドル角センサ3がそのステアリングホイール1の回転角を示すハンドル角を取得してハンドル角情報を反力コントローラ11に送り、反力コントローラ11はそのハンドル角情報を、通信ライン13を介して転舵コントローラ12に送る。そして転舵コントローラ12はそのハンドル角情報に基づき、転舵角センサ7および操向車輪横力センサ10からのフィードバック情報を得ながら転舵モータ6に指令(駆動電流)を出力することにより、ハンドル角に応じて操向車輪9を転舵する。また反力コントローラ11は、その転舵の際同時に、トルクセンサ2bおよびハンドル角センサ3からのフィードバック情報を得ながら反力モータ4に指令(駆動電流)を出力することにより、ステアリングホイール1への反力を発生させる。 In this vehicle steering device, when the driver of the vehicle rotates the steering wheel 1, the column shaft 2 a coupled to the steering wheel 1 rotates, and the handle angle sensor 3 rotates the rotation angle of the steering wheel 1. Is obtained and the handle angle information is sent to the reaction force controller 11, and the reaction force controller 11 sends the handle angle information to the steering controller 12 via the communication line 13. Then, the steering controller 12 outputs a command (driving current) to the steering motor 6 while obtaining feedback information from the steering angle sensor 7 and the steering wheel lateral force sensor 10 based on the steering wheel angle information. The steered wheel 9 is steered according to the angle. The reaction force controller 11 outputs a command (driving current) to the reaction force motor 4 while obtaining feedback information from the torque sensor 2b and the steering wheel angle sensor 3 at the time of turning, thereby providing the steering wheel 1 with the command. Generate reaction force.
またこの車両用操舵装置にあっては、当該車両の運転者が右パドル14または左パドル15を指先で手前に引くようにストローク操作すると、パドル角度センサ16,17がそのストローク量を取得してストローク量情報を反力コントローラ11に送り、反力コントローラ11はそのストローク量情報を、通信ライン13を介して転舵コントローラ12に送る。そして転舵コントローラ12はそのストローク量情報に基づき、転舵角センサ7および操向車輪横力センサ10からのフィードバックを得ながら転舵モータ6に指令(駆動電流)を出力することにより、その操作したパドルの方向へパドルストローク量に応じて操向車輪9を転舵する。一方、反力コントローラ11は、そのパドル操作による転舵量に対しては反力モータ4に指令(駆動電流)を出力せず、ステアリングホイール1への反力を発生させない。 Further, in this vehicle steering apparatus, when the driver of the vehicle performs a stroke operation so that the right paddle 14 or the left paddle 15 is pulled forward with a fingertip, the paddle angle sensors 16 and 17 acquire the stroke amount. The stroke amount information is sent to the reaction force controller 11, and the reaction force controller 11 sends the stroke amount information to the steering controller 12 via the communication line 13. The steering controller 12 outputs a command (driving current) to the steering motor 6 while obtaining feedback from the steering angle sensor 7 and the steering wheel lateral force sensor 10 based on the stroke amount information. The steered wheel 9 is steered in the direction of the paddle according to the paddle stroke amount. On the other hand, the reaction force controller 11 does not output a command (drive current) to the reaction force motor 4 with respect to the steering amount by the paddle operation, and does not generate a reaction force to the steering wheel 1.
なお、反力コントローラ11および転舵コントローラ12は、それらが正常に稼動している間は通電によりバックアップクラッチ5を解放状態に維持するが、それらの一方または双方に何らかの不具合が生じた場合はバックアップクラッチ5へ非通電となり、これによりバックアップクラッチ5は締結状態となってステアリングホイール1から直接ラックギヤ機構8を回転操作可能とする。 The reaction force controller 11 and the steering controller 12 maintain the backup clutch 5 in a disengaged state by energization while they are operating normally, but if any trouble occurs in one or both of them, the backup controller 5 and the steering controller 12 back up. The clutch 5 is deenergized, whereby the backup clutch 5 is engaged and the rack gear mechanism 8 can be rotated directly from the steering wheel 1.
図3は、上述した制御のためのこの実施例の車両用操舵制御装置の構成を示しており、ここで、転舵コントローラ12は、図3の下部に示すように、ハンドル角をピニオンの回転角に変換するハンドル角・ピニオン角変換部12aで、ステアリングホイール用角度センサ3からのハンドル角情報をピニオン角に変換し、またパドルストロークをピニオンの回転角に変換するパドルストローク・ピニオン角変換部12bで、パドル角度センサ16,17からのストローク情報を予め定めた関係に基づきピニオン角に変換し、それらのピニオン角を加算部12cで加算して得た転舵指令角(ピニオン角)と、転舵角センサ7からの実転舵角(実ピニオン角)とを指令電流算出部12dに入力して、それら転舵指令角と実転舵角との差から転舵指令電流を求め、その転舵指令電流を図示しないドライバ回路に与えて、そのドライバ回路から転舵モータ6に転舵指令電流に応じた駆動電流を供給する。 FIG. 3 shows the configuration of the vehicle steering control device of this embodiment for the above-described control. Here, as shown in the lower part of FIG. 3, the steering controller 12 sets the steering wheel angle to the rotation of the pinion. A steering wheel angle / pinion angle conversion unit 12a for converting into a corner converts the steering wheel angle information from the steering wheel angle sensor 3 into a pinion angle, and a paddle stroke / pinion angle conversion unit for converting a paddle stroke into a rotation angle of the pinion. 12b, the stroke information from the paddle angle sensors 16 and 17 is converted into pinion angles based on a predetermined relationship, and the turning command angle (pinion angle) obtained by adding the pinion angles by the adding unit 12c; The actual turning angle (actual pinion angle) from the turning angle sensor 7 is input to the command current calculation unit 12d, and the steering command is calculated from the difference between the turning command angle and the actual turning angle. It obtains the flow, giving the driver circuit (not shown) the turning command current, supplies a drive current corresponding to the steering command current to turning motor 6 from the driver circuit.
また、反力コントローラ11は、図3の上部に示すように、ハンドル角をピニオンの回転角に変換するハンドル角・ピニオン角変換部11aで、ステアリングホイール用角度センサ3からのハンドル角情報を転舵指令角(ピニオン角)に変換し、その転舵指令角と、図示しない車速センサが検出した当該車両の車速情報とをピニオン角・軸力変換部11bに入力して、予め実験で求めた情報に基づき作成して予め記憶させた変換マップを用いてピニオン角を車速に応じたラック軸力(通常、車速が速い程、ラック軸力も大きくなる)に変換し、指令電流算出部11cでそのラック軸力に変換ゲインを乗じて、そのラック軸力に応じたステアリングホイール反力を生じ得る反力指令電流を算出し、またハンドル角・指令電流変換部11dで、ステアリングホイール用角度センサ3からのハンドル角情報とそれを時間微分したハンドル角速度情報と上記車速情報とから、予め実験で求めた情報に基づき作成して予め記憶させた変換マップを用いてハンドル角を、その車速、ハンドル角およびハンドル角速度に応じたステアリングホイール反力(通常、車速が速い程、またハンドル角が大きい程、そしてハンドル角速度が速い程、反力も大きくなる)を生じ得る反力指令電流に変換し、上記指令電流算出部11cからの反力指令電流とハンドル角・指令電流変換部11dからの反力指令電流とを加算部11eで加算して求めた反力指令電流を図示しないドライバ回路に与えて、そのドライバ回路から反力モータ4に反力指令電流に応じた駆動電流を供給する。 Further, as shown in the upper part of FIG. 3, the reaction force controller 11 converts the handle angle information from the steering wheel angle sensor 3 with a handle angle / pinion angle conversion unit 11a that converts the handle angle into a pinion rotation angle. The steering command angle (pinion angle) is converted into the steering command angle, and the vehicle speed information of the vehicle detected by a vehicle speed sensor (not shown) is input to the pinion angle / axial force conversion unit 11b and obtained in advance through experiments. Using the conversion map created based on the information and stored in advance, the pinion angle is converted into a rack axial force corresponding to the vehicle speed (usually, the higher the vehicle speed, the larger the rack axial force), and the command current calculation unit 11c By multiplying the rack axial force by the conversion gain, a reaction force command current that can generate a steering wheel reaction force according to the rack axial force is calculated, and the steering angle / command current conversion unit 11d Based on the steering wheel angle information from the angle sensor 3 for the alling wheel, the steering wheel angular velocity information obtained by time differentiation of the steering wheel angle information, and the vehicle speed information, the steering wheel angle is calculated using a conversion map that is created and stored in advance based on information obtained in advance through experiments. , A reaction force command current that can generate a steering wheel reaction force according to the vehicle speed, steering wheel angle and steering wheel angular velocity (usually, the higher the vehicle speed, the larger the steering wheel angle, and the faster the steering wheel angular velocity, the larger the reaction force). The reaction force command current obtained by adding the reaction force command current from the command current calculation unit 11c and the reaction force command current from the handle angle / command current conversion unit 11d by the addition unit 11e The driving current corresponding to the reaction force command current is supplied to the reaction force motor 4 from the driver circuit.
従って、ハンドル角センサ3はステアリングホイール操作量検出手段に相当し、パドル14,15は第2操舵部に相当し、パドル角度センサ16,17は第2操舵部操作量検出手段に相当し、転舵コントローラ12は転舵量制御手段に相当し、反力モータ4は反力発生手段に相当し、反力コントローラ11は反力制御手段に相当する。 Therefore, the steering wheel angle sensor 3 corresponds to the steering wheel operation amount detection means, the paddles 14 and 15 correspond to the second steering part, the paddle angle sensors 16 and 17 correspond to the second steering part operation amount detection means, The rudder controller 12 corresponds to a turning amount control means, the reaction force motor 4 corresponds to a reaction force generation means, and the reaction force controller 11 corresponds to a reaction force control means.
そしてこの実施例の車両用操舵制御装置によれば、反力コントローラ11が、常にハンドル角に関する情報のみに応じて反力モータ4に反力を生じさせることから、当該車両の運転者がステアリングホイール1を操作していないのにステアリングホイール1に反力が発生することがないため、運転者がステアリングホイール1への反力で違和感を覚えることがないので、運転者の操舵感を向上させることができる。 According to the vehicle steering control apparatus of this embodiment, the reaction force controller 11 always generates a reaction force on the reaction force motor 4 only in accordance with information on the steering wheel angle. Since no reaction force is generated on the steering wheel 1 even though the steering wheel 1 is not operated, the driver does not feel uncomfortable with the reaction force on the steering wheel 1, so that the driver's steering feeling is improved. Can do.
さらにこの実施例の車両用操舵制御装置によれば、第2操舵部は、ステアリングホイール1の近傍に配置されたパドル14,15であるので、当該車両の運転者がステアリングホイール1を保持中あるいは操舵中でも容易に、指を前方に伸ばして第2操舵部であるパドル14,15を操作することができる。 Further, according to the vehicle steering control device of this embodiment, the second steering unit is the paddles 14 and 15 disposed in the vicinity of the steering wheel 1, so that the driver of the vehicle is holding the steering wheel 1 or It is possible to easily operate the paddles 14 and 15 as the second steering section by extending a finger forward even during steering.
ところで、上記のように運転者がステアリングホイール1の操舵中にパドル14,15を操作して走行車輪9の操舵角を切り増す場合がある。図4は、かかる場合に適したこの発明の車両用操舵制御装置の他の一実施例の構成を示すブロック線図であり、図中先の実施例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。 Incidentally, as described above, the driver may operate the paddles 14 and 15 while the steering wheel 1 is being steered to increase the steering angle of the traveling wheel 9 in some cases. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the vehicle steering control apparatus of the present invention suitable for such a case. In the figure, the same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals. Show.
この実施例の車両用操舵制御装置は、図1,2に示す車両用操舵装置が具えるもので、反力コントローラ11がパドルストローク・ピニオン角変換部11fおよび加算部11gを有する点のみ先の実施例と異なり、他の点では先の実施例と同一の構成を具えている。 The vehicle steering control device of this embodiment is provided with the vehicle steering device shown in FIGS. 1 and 2, and only the point that the reaction force controller 11 has a paddle stroke / pinion angle converting portion 11f and an adding portion 11g. Unlike the embodiment, it has the same configuration as the previous embodiment in other points.
この実施例の車両用操舵制御装置にあっては、反力コントローラ11のパドルストローク・ピニオン角変換部11fが、転舵コントローラ12のパドルストローク・ピニオン角変換部12bと同様に、パドルストロークをピニオンの回転角に変換するものであり、このパドルストローク・ピニオン角変換部11fで、パドル角度センサ16,17からのストローク情報を予め定めた関係に基づきピニオン角に変換し、そのピニオン角とハンドル角・ピニオン角変換部11aでステアリングホイール用角度センサ3からのハンドル角情報から変換したピニオン角とを加算部11gで加算して得た転舵指令角(ピニオン角)と、図示しない車速センサが検出した当該車両の車速情報とをピニオン角・軸力変換部11bに入力して、先の実施例と同様に予め実験で求めた情報に基づき作成して予め記憶させた変換マップを用いてピニオン角を車速に応じたラック軸力(通常、車速が速い程、ラック軸力も大きくなる)に変換する。 In the vehicle steering control device according to this embodiment, the paddle stroke / pinion angle conversion unit 11f of the reaction force controller 11 converts the paddle stroke into the pinion similarly to the paddle stroke / pinion angle conversion unit 12b of the steering controller 12. The paddle stroke / pinion angle conversion unit 11f converts the stroke information from the paddle angle sensors 16 and 17 into a pinion angle based on a predetermined relationship. The pinion angle and the handle angle A turning command angle (pinion angle) obtained by adding the pinion angle converted from the steering wheel angle information from the steering wheel angle sensor 3 by the pinion angle conversion unit 11a by the addition unit 11g and a vehicle speed sensor (not shown) are detected. The vehicle speed information of the vehicle is input to the pinion angle / axial force converter 11b, and the same as in the previous embodiment. Into a rack axial force corresponding to the pinion angle to the vehicle speed (usually as the vehicle speed is high, the greater the rack shaft force) using the transformation map that was created previously stored based on the information obtained in advance by experiments.
しかしてここにおける加算部11gは、ハンドル角・ピニオン角変換部11aでステアリングホイール用角度センサ3からのハンドル角情報から変換したピニオン角の変化速度が0若しくは略0の所定速度未満でない場合(即ちステアリングホイールが保舵状態でなく操舵されている場合)のみ、上記の様にハンドル角・ピニオン角変換部11aから出力されたピニオン角にパドルストローク・ピニオン角変換部11fから出力されたピニオン角を加算する事により、ステアリングホイールの操作によって発生した転舵量とパドル操作を行なって発生した転舵量との両方に対するステアリングホイール1への反力を反力モータ4に発生させ、そうでない場合(即ちステアリングホイールが保舵状態である場合)はハンドル角に関する情報のみに応じて反力モータ4に反力を発生させる。 Therefore, the adding unit 11g in this case is when the change speed of the pinion angle converted from the steering wheel angle information from the steering wheel angle sensor 3 by the steering wheel angle / pinion angle conversion unit 11a is not less than a predetermined speed of 0 or substantially 0 (that is, Only when the steering wheel is steered instead of being held), the pinion angle output from the paddle stroke / pinion angle converter 11f is added to the pinion angle output from the steering wheel angle / pinion angle converter 11a as described above. By adding, the reaction force to the steering wheel 1 with respect to both the turning amount generated by the steering wheel operation and the steering amount generated by performing the paddle operation is generated in the reaction force motor 4, otherwise ( That is, when the steering wheel is in the holding state) Depending generating a reaction force to the reaction force motor 4.
従って、この実施例の車両用操舵制御装置によれば、ステアリングホイール1での操舵中にパドル14または15を操作した場合には、操向車輪9を転舵する感覚を運転者がステアリングホイール1からフィードバック情報として感じることができ、ステアリングホイール1での操舵を行なっていない場合(ステアリングホイール1の保舵時)は、ステアリングホイール1を操作していないのにステアリングホイール1が逆方向へ回されそうになることがないため、運転者がステアリングホイール1への反力で違和感を覚えることがないので、運転者の操舵感をより向上させることができる。 Therefore, according to the vehicle steering control device of this embodiment, when the paddle 14 or 15 is operated during steering by the steering wheel 1, the driver feels that the steering wheel 9 is steered. When the steering wheel 1 is not being steered (when the steering wheel 1 is being held), the steering wheel 1 is turned in the opposite direction even though the steering wheel 1 is not operated. Since this is not the case, the driver does not feel discomfort due to the reaction force against the steering wheel 1, and thus the driver's steering feeling can be further improved.
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限られるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、上記実施例では第2操舵部をパドル14,15としたが、この発明における第2操舵部は、ステアリングホイールの裏側にステアリングホイールに近接させて配置したリングでもよい。 Although the present invention has been described based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described examples, and can be appropriately changed within the scope of the claims. Although the paddles 14 and 15 are used, the second steering portion in the present invention may be a ring disposed on the back side of the steering wheel so as to be close to the steering wheel.
またこの発明における第2操舵部は、腕の不自由な人が当該車両を運転する場合に膝や足等で操舵操作ができるように車両のインストルメントパネルの下方に配置したレバーやペダル等でもよい。 Further, the second steering unit according to the present invention may be a lever, a pedal, or the like disposed below the instrument panel of the vehicle so that a handicapped person can drive the vehicle with a knee or a leg when driving the vehicle. Good.
かくしてこの発明の車両用操舵制御装置によれば、ステアリングホイールを操作していないのにステアリングホイールが逆方向へ回されそうになることがないため、運転者がステアリングホイールへの反力で違和感を覚えることがないので、運転者の操舵感を向上させることができる。 Thus, according to the vehicle steering control device of the present invention, the steering wheel is unlikely to turn in the reverse direction even though the steering wheel is not operated, so the driver feels uncomfortable with the reaction force to the steering wheel. Since there is nothing to remember, the driver's steering feeling can be improved.
なお、この発明の車両用操舵制御装置においては、前記反力制御手段は、前記転舵量制御手段が、前記ステアリングホイール操作量および前記第2操舵部操作量に基づき操向車輪を転舵している間に前記第2操舵部操作量が増加して操向車輪を切り増しする場合は、前記反力発生手段にその第2操舵部操作量の増加分反力を増加させるものでもよく、このようにすれば、ステアリングホイールでの操舵中に第2操舵部で操向車輪を切り増しする際に、操向車輪を切り増しする感覚を運転者がステアリングホイールからフィードバック情報として感じることができるので、運転者の操舵感をより向上させることができる。 In the vehicle steering control device according to the present invention, the reaction force control means is such that the steering amount control means steers the steered wheel based on the steering wheel operation amount and the second steering portion operation amount. In the case where the operation amount of the second steering unit is increased and the steered wheel is increased while the second steering unit operation amount is increased, the reaction force generation unit may increase the reaction force of the second steering unit operation amount. In this way, when the steering wheel is increased by the second steering unit during steering by the steering wheel, the driver can feel the sense of increasing the steering wheel as feedback information from the steering wheel. Therefore, the driver's steering feeling can be further improved.
また、この発明の車両用操舵制御装置においては、前記第2操舵部は、ステアリングホイールの近傍に配置されたパドルであってもよく、このようにすれば、運転者がステアリングホイールの操作中でも容易に第2操舵部を操作することができる。 In the vehicle steering control device according to the present invention, the second steering unit may be a paddle disposed in the vicinity of the steering wheel. In this way, the driver can easily operate the steering wheel. The second steering unit can be operated.
更にまた、ハンドル角・ピニオン角変換部11a、12aにおいてハンドル角からピニオン角へ変換する際のハンドル角とピニオン角との関係や、パドルストローク・ピニオン角変換部11f、12bにおいてパドルストロークをピニオン角へ変換する際のパドルストロークとピニオン角との関係は、車速や転舵角等によって変化させても良い。すなわち、車速や転舵角等によってハンドル角とパドルストロークとに対するピニオン角が変化する所謂VGR(Variable Gear Ratio)に本願発明を適用しても良い。 Furthermore, the relationship between the handle angle and the pinion angle when the handle angle / pinion angle conversion unit 11a, 12a converts the handle angle to the pinion angle, and the paddle stroke / pinion angle conversion unit 11f, 12b converts the paddle stroke into the pinion angle. The relationship between the paddle stroke and the pinion angle at the time of conversion to may be changed depending on the vehicle speed, the turning angle, or the like. That is, the present invention may be applied to a so-called VGR (Variable Gear Ratio) in which the pinion angle with respect to the steering wheel angle and the paddle stroke changes depending on the vehicle speed, the turning angle, and the like.
1 ステアリングホイール
2 コラムアッセンブリ
2a コラムシャフト
2b トルクセンサ
3 ハンドル角センサ
4 反力モータ
5 バックアップクラッチ
6 転舵モータ
7 転舵角センサ
8ラックギヤ機構
8a ステアリングシャフト
9 操向車輪
10 操向車輪横力センサ
11 反力コントローラ
11a ハンドル角・ピニオン角変換部
11b ピニオン角・軸力変換部
11c,12d 指令電流算出部
11d ハンドル角・指令電流変換部
11e,11g,12c 加算部
11f,12b パドルストローク・ピニオン角変換部
12 転舵コントローラ
12a ハンドル角・ピニオン角変換部
13 通信ライン
14 右パドル
15 左パドル
16 右パドル用パドル角度センサ
17 左パドル用パドル角度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Column assembly 2a Column shaft 2b Torque sensor 3 Handle angle sensor 4 Reaction force motor 5 Backup clutch 6 Steering motor 7 Steering angle sensor 8 Rack gear mechanism 8a Steering shaft
9 Steering wheel 10 Steering wheel lateral force sensor 11 Reaction force controller 11a Handle angle / pinion angle conversion unit 11b Pinion angle / axial force conversion unit 11c, 12d Command current calculation unit 11d Handle angle / command current conversion unit 11e, 11g, 12c Adder 11f, 12b Paddle stroke / pinion angle converter 12 Steering controller 12a Handle angle / pinion angle converter 13 Communication line 14 Right paddle 15 Left paddle 16 Paddle angle sensor for right paddle 17 Paddle angle sensor for left paddle
Claims (3)
それらステアリングホイールおよび第2操舵部から機械的に分離されて車両の操向車輪を転舵する操向車輪転舵手段と、
前記ステアリングホイールの操作量を検出するステアリングホイール操作量検出手段と、
前記第2操舵部の操作量を検出する第2操舵部操作量検出手段と、
前記ステアリングホイール操作量検出手段が検出したステアリングホイール操作量および前記第2操舵部操作量検出手段が検出した第2操舵部操作量の少なくとも一方に基づき前記操向車輪転舵手段による操向車輪の転舵量を制御する転舵量制御手段と、
前記ステアリングホイールに反力を与える反力発生手段と、
常に前記ステアリングホイール操作量に基づく転舵量のみに応じて前記反力発生手段に反力を生じさせる反力制御手段と、
を具えてなる車両用操舵装置。 A steering wheel as a first steering part, which is a steering part operable by the driver, and a second steering part other than the steering wheel;
Steering wheel steering means that is mechanically separated from the steering wheel and the second steering unit to steer the steering wheel of the vehicle;
Steering wheel operation amount detection means for detecting the operation amount of the steering wheel;
Second steering unit operation amount detection means for detecting an operation amount of the second steering unit;
Based on at least one of the steering wheel operation amount detected by the steering wheel operation amount detection unit and the second steering unit operation amount detected by the second steering unit operation amount detection unit, A turning amount control means for controlling the turning amount;
Reaction force generating means for applying a reaction force to the steering wheel;
A reaction force control means for always generating a reaction force in the reaction force generation means only according to the steering amount based on the steering wheel operation amount;
A vehicle steering apparatus comprising:
それらステアリングホイールおよび第2操舵部から機械的に分離されて車両の操向車輪を転舵する操向車輪転舵手段と、
前記ステアリングホイールの操作量を検出するステアリングホイール操作量検出手段と、
前記第2操舵部の操作量を検出する第2操舵部操作量検出手段と、
前記ステアリングホイール操作量検出手段が検出したステアリングホイール操作量および前記第2操舵部操作量検出手段が検出した第2操舵部操作量の少なくとも一方に基づき前記操向車輪転舵手段による操向車輪の転舵量を制御する転舵量制御手段と、
前記ステアリングホイールに反力を与える反力発生手段と、
前記ステアリングホイール操作量検出手段で検出されたステアリングホイールの操作量の変化速度が予め定められた所定速度以上の場合には、前記ステアリングホイール操作量検出手段で検出されたステアリングホイール操作量と前記第2操舵部操作量検出手段で検出された第2操舵部の操作量との合計値に基づいて前記反力発生手段に反力を生じさせ、前記ステアリングホイール操作量検出手段で検出されたステアリングホイールの操作量の変化速度が予め定められた所定速度未満の場合には、前記ステアリングホイール操作量検出手段で検出されたステアリングホイールの操作量のみに基づいて前記反力発生手段に反力を生じさせる反力制御手段と、
を具えてなる車両用操舵装置。 A steering wheel as a first steering part, which is a steering part operable by the driver, and a second steering part other than the steering wheel;
Steering wheel steering means that is mechanically separated from the steering wheel and the second steering unit to steer the steering wheel of the vehicle;
Steering wheel operation amount detection means for detecting the operation amount of the steering wheel;
Second steering unit operation amount detection means for detecting an operation amount of the second steering unit;
Based on at least one of the steering wheel operation amount detected by the steering wheel operation amount detection unit and the second steering unit operation amount detected by the second steering unit operation amount detection unit, A turning amount control means for controlling the turning amount;
Reaction force generating means for applying a reaction force to the steering wheel;
When the change speed of the steering wheel operation amount detected by the steering wheel operation amount detection means is equal to or higher than a predetermined speed, the steering wheel operation amount detected by the steering wheel operation amount detection means and the first 2 A reaction wheel is generated in the reaction force generating means based on the total value of the operation amount of the second steering part detected by the steering part operation amount detection means, and the steering wheel detected by the steering wheel operation amount detection means When the change rate of the operation amount is less than a predetermined speed, a reaction force is generated in the reaction force generation unit based only on the operation amount of the steering wheel detected by the steering wheel operation amount detection unit. Reaction force control means;
A vehicle steering apparatus comprising:
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