JP2010184638A - Steering device - Google Patents

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Kenji Motoi
謙二 許斐
Yuji Ebihara
裕治 蛯原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device that enhances reliability on the determination whether a steering part is in a hands free state or not. <P>SOLUTION: The steering device 1 is equipped on a steering wheel 2 of a vehicle and includes: a first vibration sensor 4 detecting the vibration of the steering wheel 2; a second vibration sensor equipped on a steering column 3 connected to the back surface of the steering wheel 2 to detect the vibration of a steering column 3; and an ECU 6 that calculates a resonant frequency W and a vibration transmission level L of the steering wheel 2 from the detected result of the first vibration sensor 4 and the second vibration sensor 5, stores the resonant frequency W and the vibration transmission level L in a hands free state where the vehicle driver is not holding the steering wheel 2 as hands free state threshold values, and determines whether the steering wheel 2 is in a hands free state or not based on the calculated result and the stored hands free state threshold values. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵装置に関するものである。   The present invention relates to a steering device.

従来、運転者がステアリング部を保持していない手放し状態であるか否かを判定する操舵装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1に記載された操舵装置は、ステアリング部に振動を加える加振手段と、ステアリング部の振動状態を検出する振動検出手段と、を備え、加振手段により所定の振動を加えた際のステアリング部の振動状態の変化から手放し状態であるか否かを判定する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a steering device described in Patent Document 1 is known as a steering device that determines whether or not a driver is in a released state where the steering unit is not held. The steering apparatus described in Patent Document 1 includes an excitation unit that applies vibration to the steering unit, and a vibration detection unit that detects a vibration state of the steering unit, and when the predetermined vibration is applied by the excitation unit. It is determined from the change in the vibration state of the steering unit whether the hand is in the released state.

特開2007−204005号公報JP 2007-204005 A

ところで、前述した従来の操舵装置においては、車両が凹凸の激しい路面等を走行すると、その振動がステアリング部に伝達して振動状態が変化し、保舵状態の正確な判定が妨げられる可能性があった。   By the way, in the above-described conventional steering device, when the vehicle travels on a rough road surface or the like, the vibration is transmitted to the steering unit and the vibration state changes, which may hinder accurate determination of the steered state. there were.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ステアリング部が手放し状態であるか否かの判定に対する信頼性の向上を図ることができる操舵装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a steering device capable of improving the reliability with respect to the determination as to whether or not the steering unit is in a let-off state. To do.

本発明に係る操舵装置は、車両のステアリング部に設けられ、ステアリング部の振動を検出する第1の振動センサと、ステアリング部に連結されたステアリングコラムに設けられ、ステアリングコラムの振動を検出する第2の振動センサと、第1の振動センサ及び第2の振動センサの検出結果からステアリング部の共振周波数と振動伝達レベルとを演算する演算手段と、車両の運転者がステアリング部を保持していない手放し状態における共振周波数及び振動伝達レベルを手放し基準状態として記憶する記憶手段と、演算手段の演算結果と記憶手段に記憶された手放し基準状態とに基づいて、ステアリング部が手放し状態であるか否かを判定する判定手段と、を備えていることを特徴とする。   A steering device according to the present invention is provided in a steering portion of a vehicle, and includes a first vibration sensor that detects vibration of the steering portion, and a steering column that is connected to the steering portion and detects vibration of the steering column. 2 vibration sensors, calculation means for calculating the resonance frequency and vibration transmission level of the steering unit from the detection results of the first vibration sensor and the second vibration sensor, and the driver of the vehicle does not hold the steering unit Whether the steering unit is in the release state based on the storage means for storing the resonance frequency and vibration transmission level in the release state as the release reference state, and the calculation result of the calculation means and the release reference state stored in the storage means Determining means for determining whether or not.

本発明に係る操舵装置では、車両の走行やエンジンの駆動等に起因するステアリング部及びステアリングコラムの振動を検出し、これらの検出結果に基づいてステアリング部の共振周波数と振動伝達レベルとを演算する。運転者がステアリング部を保持している場合と保持していない場合とでは、ステアリング部の共振周波数及び振動伝達レベルが変化するため、演算された共振周波数及び振動伝達レベルと手放し状態における共振周波数及び振動伝達レベル(ステアリングコラムからステアリング部への振動の伝わりやすさ)とを比較することで、ステアリング部が手放し状態であるか否かの判定が可能となる。従って、この操舵装置によれば、ステアリング部に加えられる振動状態によらずに手放し状態であるか否かの判定が実現されるので、車両が凹凸の激しい路面を走行する場合等においても好適に判定がなされ、これによって判定に対する信頼性の向上が図られる。   In the steering apparatus according to the present invention, vibrations of the steering unit and the steering column due to vehicle travel, engine drive, and the like are detected, and the resonance frequency and vibration transmission level of the steering unit are calculated based on the detection results. . Since the resonance frequency and vibration transmission level of the steering unit change depending on whether the driver holds the steering unit or not, the calculated resonance frequency and vibration transmission level and the resonance frequency in the hand-off state and By comparing the vibration transmission level (ease of transmission of vibration from the steering column to the steering unit), it is possible to determine whether or not the steering unit is in the hand-off state. Therefore, according to this steering device, it is possible to determine whether or not the vehicle is in the released state without depending on the vibration state applied to the steering unit. Therefore, it is preferable even when the vehicle is traveling on a rough road surface. A determination is made, thereby improving the reliability of the determination.

また、記憶手段は、運転者のステアリング部に対する保舵力を段階的に変化させた複数の保舵基準状態を記憶しており、判定手段は、ステアリング部は手放し状態ではないと判定した場合に、複数の保舵基準状態に基づいて、ステアリング部の保持状態を判定することが好ましい。このような構成によれば、演算手段が演算した共振周波数及び振動伝達レベルと記憶された複数の保舵基準状態とを比較することで、ステアリング部に対する運転者の保舵状態(軽い保舵状態、強い保舵状態等)の判定をすることが可能となる。   In addition, the storage means stores a plurality of steering reference states in which the steering holding force of the driver with respect to the steering unit is changed in stages, and the determination unit determines that the steering unit is not in the hand-off state. The holding state of the steering unit is preferably determined based on a plurality of steering holding reference states. According to such a configuration, by comparing the resonance frequency and vibration transmission level calculated by the calculation means with a plurality of stored steering reference states, the driver's steering state (light steering state) with respect to the steering unit It is possible to determine a strong steering state, etc.).

また、演算手段が演算した共振周波数及び振動伝達レベルと手放し基準状態との差異に基づいて、ステアリング部に対する運転者の保舵力を推定する推定手段を更に備え、判定手段は、推定手段が推定した保舵力が所定の閾値以上である場合に、運転操作緊張状態であると判定することが好ましい。急なワインディングロードを走行する場合等、運転者が緊張して運転している運転操作緊張状態においては、運転者はステアリング部を強く握っており、その保舵力が高い場合が多い。そこで、運転者の保舵力が所定の値以上である場合に運転者は運転操作緊張状態であると判定し、その判定結果に応じてEPS[Electric Power Steering]等の各種車載システムを機能させることにより、状況に応じた車両運動特性を得ることができる。   In addition, it further comprises estimation means for estimating the driver's steering holding force with respect to the steering unit based on the difference between the resonance frequency and vibration transmission level calculated by the calculation means and the hand-off reference state, and the determination means is estimated by the estimation means. It is preferable to determine that the driver is in a driving operation tension state when the steering holding force is equal to or greater than a predetermined threshold. In a driving operation tension state where the driver is driving with tension, such as when driving on a steep winding road, the driver holds the steering part strongly, and the steering force is often high. Therefore, when the driver's steering force is greater than or equal to a predetermined value, the driver determines that the driver is in a driving operation tension state, and makes various in-vehicle systems such as EPS [Electric Power Steering] function according to the determination result. Thus, it is possible to obtain vehicle motion characteristics according to the situation.

また、判定手段は、演算手段が演算した共振周波数及び振動伝達レベルの単位時間毎の変化量が所定の閾値以上である場合に、緊急状態であると判定することが好ましい。車両前方に歩行者が急に現れた場合等の緊急状態においては、運転者がステアリング部を急に強く握り締める場合が多い。この場合、ステアリング部の共振周波数及び振動伝達レベルは、短時間で大きく変化する。そこで、共振周波数及び振動伝達レベルの単位時間毎の変化量が所定の値以上である場合に緊急状態であると判定し、その判定結果に応じてEPS[Electric Power Steering]等の各種車載システムを機能させることにより、状況に応じた車両運動特性を得ることができる。   Moreover, it is preferable that a determination means determines that it is an emergency state, when the variation | change_quantity per unit time of the resonant frequency and vibration transmission level which the calculation means calculated is more than a predetermined threshold value. In an emergency state, such as when a pedestrian suddenly appears in front of the vehicle, the driver often suddenly and firmly grips the steering unit. In this case, the resonance frequency and vibration transmission level of the steering unit change greatly in a short time. Therefore, when the amount of change in the resonance frequency and vibration transmission level per unit time is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that there is an emergency state, and various in-vehicle systems such as EPS [Electric Power Steering] are installed according to the determination result. By making it function, the vehicle motion characteristic according to the situation can be obtained.

本発明によれば、ステアリング部が手放し状態であるか否かの判定に関する信頼性の向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the reliability related to the determination as to whether or not the steering unit is in the hand-off state.

本発明に係る操舵装置の第1の実施形態を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of a steering apparatus according to the present invention. 図1のECUの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of ECU of FIG. 第2の実施形態に係る操舵装置のECUの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of ECU of the steering apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明に係る操舵装置の第1の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a first embodiment of a steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1に示すように、本実施形態に係る操舵装置1は、運転者が車両を運転するためのステアリングホイール(ステアリング部)2と、ステアリングホイール2の背面に連結されたステアリングコラム3とを備えている。ステアリングコラム3は、図示しないブラケットによって車体側に固定されている。これらのステアリングホイール2及びステアリングコラム3には、エンジンの駆動や車両の走行によって生じる振動がブラケット等を通じて伝達される。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, a steering apparatus 1 according to this embodiment includes a steering wheel (steering unit) 2 for a driver to drive a vehicle, and a steering column 3 connected to the back surface of the steering wheel 2. ing. The steering column 3 is fixed to the vehicle body side by a bracket (not shown). The steering wheel 2 and the steering column 3 are transmitted with vibrations generated by driving the engine and traveling of the vehicle through a bracket or the like.

ステアリングホイール2には、ステアリングホイール2の振動を検出する第1の振動センサ4が設けられており、ステアリングコラム3には、ステアリングコラム3の振動を検出する第2の振動センサ5が設けられている。これらの第1の振動センサ4及び第2の振動センサ5は、電子制御ユニットであるECU[Electric Control Unit](演算手段、判定手段)6と電気的に接続されている。   The steering wheel 2 is provided with a first vibration sensor 4 that detects vibration of the steering wheel 2, and the steering column 3 is provided with a second vibration sensor 5 that detects vibration of the steering column 3. Yes. The first vibration sensor 4 and the second vibration sensor 5 are electrically connected to an ECU [Electric Control Unit] (calculation means, determination means) 6 which is an electronic control unit.

第1の振動センサ4は、例えばステアリングホイール2の略中央に埋設されている。この第1の振動センサ4は、ステアリングホイール2の周方向(ステアリングコラム3の延在方向に略直交する方向)における振動T1を検出し、その検出結果をECU6に送信する。   The first vibration sensor 4 is embedded in, for example, the approximate center of the steering wheel 2. The first vibration sensor 4 detects a vibration T1 in the circumferential direction of the steering wheel 2 (a direction substantially orthogonal to the extending direction of the steering column 3), and transmits the detection result to the ECU 6.

第2の振動センサ5は、例えばステアリングコラム3の外側面上に固定されている。この第2の振動センサ5は、ステアリングコラム3の延在方向に略直交する方向における振動T2を検出し、その検出結果をECU6に送信する。   The second vibration sensor 5 is fixed on the outer surface of the steering column 3, for example. The second vibration sensor 5 detects a vibration T2 in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the steering column 3, and transmits the detection result to the ECU 6.

ECU6は、演算処理を行うCPU[Central Processing Unit]、記憶部となるROM[Read Only Memory]及びRAM[Random Access Memory]、入力信号回路、出力信号回路、電源回路等により構成されており、操舵装置1を統括的に制御する。このECU6は、エンジンの制御部やVGRS[Variable Gear Ratio Steering]、EPS[Electric Power Steering]等の各種車載システムと電気的に接続されている。   The ECU 6 includes a CPU [Central Processing Unit] that performs arithmetic processing, a ROM [Read Only Memory] and a RAM [Random Access Memory] that are storage units, an input signal circuit, an output signal circuit, a power supply circuit, and the like. The apparatus 1 is comprehensively controlled. The ECU 6 is electrically connected to various in-vehicle systems such as an engine control unit, VGRS [Variable Gear Ratio Steering], and EPS [Electric Power Steering].

ECU6は、第1の振動センサ4から送信されたステアリングホイール2の振動T1と第2の振動センサ5から送信されたステアリングコラム3の振動T2とに基づいて、共振周波数W及び振動伝達レベルLを演算する。具体的には、ECU6は、ステアリングコラム3の振動T2を入力、ステアリングホイール2の振動T1を出力とした場合における伝達関数Gを演算する。そして、伝達関数Gよりステアリングホイール2の共振周波数Wと振動伝達レベルLとを演算する。ここで、振動伝達レベルLとは、ステアリングコラム3からステアリングホイール2に対する振動の伝わりやすさである。   The ECU 6 determines the resonance frequency W and the vibration transmission level L based on the vibration T1 of the steering wheel 2 transmitted from the first vibration sensor 4 and the vibration T2 of the steering column 3 transmitted from the second vibration sensor 5. Calculate. Specifically, the ECU 6 calculates a transfer function G when the vibration T2 of the steering column 3 is input and the vibration T1 of the steering wheel 2 is output. Then, the resonance frequency W and the vibration transmission level L of the steering wheel 2 are calculated from the transfer function G. Here, the vibration transmission level L is the ease of transmission of vibration from the steering column 3 to the steering wheel 2.

ECU6は、運転者がステアリングホイール2を保持していない手放し状態における共振周波数W0及び振動伝達レベルL0を手放し状態閾値として予め記憶している。また、ECU6は、運転者が片手で保舵した場合等ステアリングホイール2を軽く握った場合における共振周波数W1及び振動伝達レベルL1を第1の保舵状態閾値として予め記憶している。同様に、ECU6は、運転者がステアリングホイール2を通常の強さで握った場合における共振周波数W2及び振動伝達レベルL2を第2の保舵状態閾値として予め記憶している。なお、これらの保舵状態閾値を得る方法としては、運転者がステアリングホイール2を強く握って固定した固定状態における共振周波数及び振動伝達レベルを固定状態閾値として設定し、この固定状態閾値と手放し状態閾値との間を段階的にレベル設定することで第1及び第2の保舵状態閾値を得る方法がある。   The ECU 6 stores in advance the resonance frequency W0 and the vibration transmission level L0 when the driver does not hold the steering wheel 2 as a release state threshold value. In addition, the ECU 6 stores in advance the resonance frequency W1 and the vibration transmission level L1 when the driver holds the steering wheel 2 lightly, such as when holding the steering wheel with one hand, as the first holding state threshold value. Similarly, the ECU 6 stores in advance the resonance frequency W2 and the vibration transmission level L2 when the driver grips the steering wheel 2 with a normal strength as the second steered state threshold value. In addition, as a method of obtaining these steered state threshold values, a resonance frequency and a vibration transmission level in a fixed state in which the driver firmly holds and fixes the steering wheel 2 are set as the fixed state threshold values, and the fixed state threshold value and the hand-off state are set. There is a method of obtaining the first and second steered state threshold values by setting levels between the threshold values in stages.

ECU6は、演算によって得られた共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上(すなわちW0≦WかつL0≦L)であるか否かを判定する。ECU6は、共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値未満であると判定した場合、運転者がステアリングホイール2を保持していない手放し状態であると判定する。ECU6は、手放し状態であると判定した場合、その判定結果を車両の各種車載システムに送信する。これらの各種車載システムは、例えばECU6から手放し状態との判定結果が送信された状態でアクセルペダルの操作が検出された場合、車内にアラーム音を鳴らすと共に自動でブレーキを作動させるなどの対応を行う。   The ECU 6 determines whether or not the resonance frequency W and the vibration transmission level L obtained by the calculation are equal to or greater than the hand-off state threshold (that is, W0 ≦ W and L0 ≦ L). When the ECU 6 determines that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are less than the release state threshold value, the ECU 6 determines that the driver is in the release state in which the steering wheel 2 is not held. When it is determined that the ECU 6 is in the released state, the ECU 6 transmits the determination result to various in-vehicle systems of the vehicle. These various in-vehicle systems, for example, when an accelerator pedal operation is detected in a state in which a determination result of the release state is transmitted from the ECU 6, an alarm is sounded in the vehicle and a brake is automatically activated. .

一方、ECU6は、共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上であると判定した場合、運転者はステアリングホイール2を保持していると判定する。ECU6は、運転者はステアリングホイール2を保持していると判定した場合、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第1の保舵状態閾値以上(すなわちW1≦WかつL1≦L)であるか否かを判定する。   On the other hand, when the ECU 6 determines that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the hand-off state threshold, the ECU 6 determines that the driver is holding the steering wheel 2. When the ECU 6 determines that the driver is holding the steering wheel 2, the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the first steering state threshold (that is, W1 ≦ W and L1 ≦ L). Determine whether.

ECU6は、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第1の保舵状態閾値以上であると判定した場合、運転者がステアリングホイール2を軽く握っている軽い保舵状態であると判定する。ECU6は、軽い保舵状態であると判定した場合、その判定結果を各種車載システムに送信する。これらの各種車載システムは、例えばECU6から軽い保舵状態との判定結果が送信された場合、EPSによるアシスト力を上げて操舵にかかる力を軽くする、レーンに沿った運転を支援するレーンキープアシスト機構によるアシストを強くする、などの対応を行う。   When the ECU 6 determines that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the first steered state threshold value, the ECU 6 determines that the driver is in the light steered state in which the driver is lightly holding the steering wheel 2. When it is determined that the ECU 6 is in a light steering state, the ECU 6 transmits the determination result to various in-vehicle systems. These various in-vehicle systems, for example, when a determination result of a light steering state is transmitted from the ECU 6, increase the assist force by the EPS to reduce the steering force, and lane keep assist that supports driving along the lane Take measures such as increasing the assistance by the mechanism.

一方、ECU6は、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第1の保舵状態閾値以上であると判定した場合、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第2の保舵状態閾値以上(すなわちW2≦WかつL2≦L)であるか否かを判定する。   On the other hand, when the ECU 6 determines that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the first steering state threshold value, the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the second steering state threshold value (that is, W2 ≦ It is determined whether or not W and L2 ≦ L).

ECU6は、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第2の保舵状態閾値以上であると判定した場合、運転者がステアリングホイール2を強く握っている強い保舵状態であると判定する。ECU6は、強い保舵状態であると判定した場合、その判定結果を各種車載システムに送信する。これらの各種車載システムは、例えばECU6から強い保舵状態との判定結果が送信された場合、EPSによるアシスト力を下げて操舵の手応えを出すなどの対応を行う。   When the ECU 6 determines that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the second steering state threshold, the ECU 6 determines that the driver is in a strong steering state in which the steering wheel 2 is strongly held. When it is determined that the ECU 6 is in a strong steering state, the determination result is transmitted to various in-vehicle systems. For example, when a determination result indicating a strong steering state is transmitted from the ECU 6, these various in-vehicle systems take measures such as reducing the assist force by the EPS and giving a steering response.

一方、ECU6は、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第2の保舵状態閾値未満であると判定した場合、強い保舵状態でも軽い保舵状態でもない通常の保舵状態であると判定する。ECU6は、通常の保舵状態であると判定した場合、その判定結果を各種車載システムに送信する。これらの各種車載システムは、例えばECU6から通常の保舵状態との判定結果が送信された場合、EPSによるアシスト力やレーンキープアシスト機構によるアシストを標準の状態に戻すなどの対応を行う。   On the other hand, when the ECU 6 determines that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are less than the second steered state threshold value, the ECU 6 determines that it is a normal steered state that is neither a strong steered state nor a light steered state. . When it is determined that the ECU 6 is in a normal steering state, the ECU 6 transmits the determination result to various in-vehicle systems. These various in-vehicle systems take measures such as returning the assist force by the EPS and the assist by the lane keep assist mechanism to a standard state when the determination result of the normal steering state is transmitted from the ECU 6, for example.

次に、操舵装置1におけるECU6の動作について図面を参照して具体的に説明する。   Next, the operation of the ECU 6 in the steering device 1 will be specifically described with reference to the drawings.

図2に示すように、先ず、第1の振動センサ4からステアリングホイール2の振動T1の検出結果が送信されると共に、第2の振動センサ5からステアリングコラム3の振動T2の検出結果が送信される(S1)。そして、これらの検出結果に基づいて、ステアリングホイール2の共振周波数W及び振動伝達レベルLが演算される(S2)。   As shown in FIG. 2, first, the detection result of the vibration T1 of the steering wheel 2 is transmitted from the first vibration sensor 4, and the detection result of the vibration T2 of the steering column 3 is transmitted from the second vibration sensor 5. (S1). Based on these detection results, the resonance frequency W and the vibration transmission level L of the steering wheel 2 are calculated (S2).

続いて、演算によって得られた共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上であるか否かが判定される(S3)。そして、共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上ではないと判定された場合、運転者がステアリングホイール2を保持していない手放し状態であると判定される(S4)。手放し状態であると判定された場合、ステップS10に移行する。   Subsequently, it is determined whether or not the resonance frequency W and the vibration transmission level L obtained by the calculation are equal to or greater than the let-off state threshold (S3). When it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are not equal to or higher than the hand-off state threshold, it is determined that the driver is in the hand-off state where the steering wheel 2 is not held (S4). When it is determined that the hand is released, the process proceeds to step S10.

一方、共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上であると判定された場合、運転者がステアリングホイール2を保持していると判定される。運転者がステアリングホイール2を保持していると判定された場合、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第1の保舵状態閾値以上であるか否かが判定される(S5)。共振周波数W及び振動伝達レベルLが第1の保舵状態閾値以上ではないと判定された場合、運転者がステアリングホイール2を軽く握っている軽い保舵状態であると判定される(S6)。軽い保舵状態であると判定された場合、ステップS10に移行する。   On the other hand, when it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or greater than the hand-off state threshold, it is determined that the driver is holding the steering wheel 2. When it is determined that the driver holds the steering wheel 2, it is determined whether or not the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the first steering state threshold (S5). When it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are not equal to or higher than the first steered state threshold, it is determined that the driver is in the light steered state in which the driver is lightly grasping the steering wheel 2 (S6). When it determines with it being a light steering state, it transfers to step S10.

ステップS5において、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第1の保舵状態閾値以上であると判定された場合、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第2の保舵状態閾値以上であるか否かが判定される(S7)。そして、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第2の保舵状態閾値以上であると判定された場合、運転者がステアリングホイール2を強く握っている強い保舵状態であると判定される(S8)。強い保舵状態であると判定された場合、ステップS10に移行する。   If it is determined in step S5 that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the first steering state threshold, whether or not the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or higher than the second steering state threshold. Is determined (S7). When it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are greater than or equal to the second steering state threshold, it is determined that the driver is in a strong steering state in which the driver is holding the steering wheel 2 strongly (S8). ). When it determines with it being a strong steering hold state, it transfers to step S10.

一方、共振周波数W及び振動伝達レベルLが第2の保舵状態閾値以上ではないと判定された場合、通常の保舵状態であると判定される(S9)。その後、ステップS10において、手放し状態、軽い保舵状態、通常の保舵状態、強い保舵常態のいずれの状態であるかに関する判定情報が各種車載システムに送信される(S10)。その後、ステップS1に戻る。   On the other hand, when it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are not equal to or higher than the second steering state threshold value, it is determined that the steering state is normal (S9). After that, in step S10, determination information regarding whether the state is a let-off state, a light steering state, a normal steering state, or a strong steering state is transmitted to various in-vehicle systems (S10). Then, it returns to step S1.

以上説明した第1の実施形態に係る操舵装置1では、車両の走行やエンジンの駆動等によるステアリングホイール2及びステアリングコラム3の振動を検出し、これらの検出結果に基づいてステアリングホイール2の共振周波数Wと振動伝達レベルLとを演算する。運転者がステアリングホイール2を保持している場合と保持していない場合とでは、ステアリングホイール2の共振周波数W及び振動伝達レベルLが変化するため、演算された共振周波数W及び振動伝達レベルLと手放し状態における共振周波数W0及び振動伝達レベルL0とを比較することで、ステアリングホイール2が手放し状態であるか否かの判定が可能となる。従って、この操舵装置1によれば、ステアリングホイール2に加えられる振動状態によらずに手放し状態であるか否かの判定が実現されるので、車両が凹凸の激しい路面を走行する場合等においても好適に判定がなされ、これによって操舵装置1の判定に対する信頼性の向上が図られる。   In the steering apparatus 1 according to the first embodiment described above, vibrations of the steering wheel 2 and the steering column 3 due to traveling of the vehicle, driving of the engine, and the like are detected, and the resonance frequency of the steering wheel 2 is based on these detection results. W and vibration transmission level L are calculated. Since the resonance frequency W and vibration transmission level L of the steering wheel 2 change depending on whether the driver holds the steering wheel 2 or not, the calculated resonance frequency W and vibration transmission level L By comparing the resonance frequency W0 and the vibration transmission level L0 in the released state, it is possible to determine whether or not the steering wheel 2 is in the released state. Therefore, according to this steering device 1, it is possible to determine whether or not the vehicle is in the released state regardless of the vibration state applied to the steering wheel 2. Therefore, even when the vehicle is traveling on an uneven road surface, etc. The determination is preferably made, and thereby the reliability of the determination of the steering device 1 is improved.

[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る操舵装置10は、ECU11の機能のみ第1の実施形態と異なる。以下、第2の実施形態に係る操舵装置10について図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
The steering apparatus 10 according to the second embodiment is different from the first embodiment only in the function of the ECU 11. Hereinafter, the steering apparatus 10 according to the second embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

操舵装置10が備えるECU(演算手段、推定手段、判定手段)11は、第1の実施形態におけるECU6と同じ機能を有しており、第1の振動センサ4及び第2の振動センサ5の検出結果から共振周波数W及び振動伝達レベルLを演算する。   An ECU (calculation means, estimation means, determination means) 11 provided in the steering apparatus 10 has the same function as the ECU 6 in the first embodiment, and is detected by the first vibration sensor 4 and the second vibration sensor 5. From the result, the resonance frequency W and the vibration transmission level L are calculated.

更に、ECU11は、共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間毎の変化量を演算し、演算した共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間毎の変化量が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ECU11は、共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間毎の変化量が所定の閾値以上であると判定した場合、運転者が急に強くステアリングホイール2を握り締める事態が起きたと判断して、緊急状態(例えば、車両前方に歩行者が飛び出した状態)であると判定する。ここで、閾値の値は、緊急状態であるか否かが適切に判定できるように選択される。ECU11は、緊急状態であると判定した場合、その判定結果を各種車載システムに送信する。これらの各種車載システムは、例えばECU11から緊急状態であるとの判定結果を送信された場合、VGRSの変更によって操舵のヨーゲインを高くして車両の操作が機敏に行われるようにするなどの対応を行う。   Further, the ECU 11 calculates the amount of change per unit time of the resonance frequency W and vibration transmission level L, and whether or not the amount of change of the calculated resonance frequency W and vibration transmission level L per unit time is equal to or greater than a predetermined threshold value. Determine whether. When the ECU 11 determines that the amount of change per unit time of the resonance frequency W and the vibration transmission level L is equal to or greater than a predetermined threshold, the ECU 11 determines that a situation has occurred in which the driver suddenly strongly tightens the steering wheel 2, and the emergency It is determined that the vehicle is in a state (for example, a pedestrian has jumped out in front of the vehicle). Here, the value of the threshold value is selected so that it can be appropriately determined whether or not it is an emergency state. When the ECU 11 determines that the state is an emergency state, the ECU 11 transmits the determination result to various in-vehicle systems. For example, when the ECU 11 transmits a determination result indicating that the vehicle is in an emergency state, these various in-vehicle systems are adapted to increase the steering yaw gain by changing the VGRS so that the vehicle can be operated quickly. Do.

また、ECU11は、演算した共振周波数W及び振動伝達レベルLと手放し状態閾値との差異に基づいて、ステアリングホイール2に対する運転者の保舵力Pを推定する。具体的には、ECU11は、共振周波数W及び振動伝達レベルLと運転者の保舵力Pとを関連付けたマップを有しており、このマップに基づいて保舵力Pを推定する。なお、所定の数式モデルによって共振周波数W及び振動伝達レベルLとから保舵力Pの値を算出する態様であっても良い。   In addition, the ECU 11 estimates the driver's steering force P with respect to the steering wheel 2 based on the difference between the calculated resonance frequency W and vibration transmission level L and the hand-off state threshold. Specifically, the ECU 11 has a map that associates the resonance frequency W and the vibration transmission level L with the driver's steering force P, and estimates the steering force P based on this map. In addition, the aspect which calculates the value of the steering force P from the resonance frequency W and the vibration transmission level L by a predetermined mathematical model may be used.

ECU11は、推定した保舵力Pが所定の閾値以上であるか否かを判定する。ECU11は、推定した保舵力Pが所定の閾値以上であると判定した場合、急なワインディングロードを走行中の状態など運転者が緊張して運転している運転操作緊張状態であると判定する。ここで、閾値の値は、運転操作緊張状態であるか否かが適切に判定できるように選択される。ECU11は、運転操作緊張状態であると判定した場合、その判定結果を各種車載システムに送信する。これらの各種車載システムは、例えばECU11から緊急状態であるとの判定結果を送信された場合、VGRSやEPSの変更によって操舵のヨーゲインを高くしたり操舵の手ごたえが高くなるようにするなどの対応を行う。   The ECU 11 determines whether or not the estimated steering force P is greater than or equal to a predetermined threshold value. When the ECU 11 determines that the estimated steering force P is greater than or equal to a predetermined threshold, the ECU 11 determines that the driver is in a driving operation tension state in which the driver is driving with tension, such as when driving on a steep winding road. . Here, the value of the threshold is selected so that it can be appropriately determined whether or not the driving operation is in a tension state. When the ECU 11 determines that the driving operation is in a tension state, the ECU 11 transmits the determination result to various in-vehicle systems. For example, when the ECU 11 transmits a determination result indicating that the vehicle is in an emergency state, the various on-vehicle systems can take measures such as increasing the steering yaw gain or increasing the steering response by changing VGRS or EPS. Do.

次に、操舵装置10におけるECU11の動作について図面を参照して具体的に説明する。   Next, the operation of the ECU 11 in the steering device 10 will be specifically described with reference to the drawings.

図3に示すように、先ず、第1の振動センサ4からステアリングホイール2の振動T1の検出結果が送信されると共に、第2の振動センサ5からステアリングコラム3の振動T2の検出結果が送信される(S21)。そして、これらの検出結果に基づいて、ステアリングホイール2の共振周波数W及び振動伝達レベルLが演算される(S22)。   As shown in FIG. 3, first, the detection result of the vibration T1 of the steering wheel 2 is transmitted from the first vibration sensor 4, and the detection result of the vibration T2 of the steering column 3 is transmitted from the second vibration sensor 5. (S21). Based on these detection results, the resonance frequency W and the vibration transmission level L of the steering wheel 2 are calculated (S22).

続いて、演算によって得られた共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上であるか否かが判定される(S23)。共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上ではないと判定された場合、運転者がステアリングホイール2を保持していない手放し状態であると判定される(S24)。手放し状態であると判定された場合、ステップS30に移行する。   Subsequently, it is determined whether or not the resonance frequency W and the vibration transmission level L obtained by the calculation are equal to or greater than the let-off state threshold (S23). When it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are not equal to or greater than the release state threshold value, it is determined that the driver is in the release state in which the steering wheel 2 is not held (S24). When it is determined that the hand is released, the process proceeds to step S30.

一方、共振周波数W及び振動伝達レベルLが手放し状態閾値以上であると判定された場合、運転者がステアリングホイール2を保持していると判定される。運転者がステアリングホイール2を保持していると判定された場合、共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間当たりの変化量が演算される(S25)。   On the other hand, when it is determined that the resonance frequency W and the vibration transmission level L are equal to or greater than the hand-off state threshold, it is determined that the driver is holding the steering wheel 2. When it is determined that the driver is holding the steering wheel 2, the amount of change per unit time of the resonance frequency W and the vibration transmission level L is calculated (S25).

その後、共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間当たりの変化量が所定の閾値以上であるか否かが判定される(S26)。共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間当たりの変化量が所定の閾値以上であると判定された場合、緊急状態であると判定される(S27)。緊急状態であると判定された場合、ステップS31に移行する。   Thereafter, it is determined whether or not the amount of change per unit time of the resonance frequency W and the vibration transmission level L is greater than or equal to a predetermined threshold (S26). When it is determined that the amount of change per unit time of the resonance frequency W and the vibration transmission level L is greater than or equal to a predetermined threshold value, it is determined that an emergency state is present (S27). When it determines with it being an emergency state, it transfers to step S31.

一方、共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間当たりの変化量が所定の閾値以上ではないと判定された場合、共振周波数W及び振動伝達レベルLと手放し状態閾値との差異に基づいて、ステアリングホイールに対する運転者の保舵力Pが演算される(S28)。その後、推定した保舵力Pが所定の閾値以上であるか否かが判定される(S29)。保舵力Pが所定の閾値以上であると判定された場合、運転者が緊張して運転している運転操作緊張状態であると判定される(S30)。運転操作緊張状態であると判定された場合、ステップS31に移行する。一方、保舵力Pが所定の閾値以上ではないと判定された場合、ステップS1に戻る。   On the other hand, if it is determined that the amount of change per unit time of the resonance frequency W and the vibration transmission level L is not greater than or equal to a predetermined threshold, the steering is based on the difference between the resonance frequency W and the vibration transmission level L and the let-off state threshold A driver's steering force P for the wheel is calculated (S28). Thereafter, it is determined whether or not the estimated steering force P is equal to or greater than a predetermined threshold (S29). When it is determined that the steering holding force P is equal to or greater than the predetermined threshold value, it is determined that the driver is in a driving operation tension state in which the driver is nervous (S30). When it is determined that the driving operation is in a tension state, the process proceeds to step S31. On the other hand, when it is determined that the steering holding force P is not equal to or greater than the predetermined threshold, the process returns to step S1.

その後、ステップS31において、手放し状態、緊急状態、運転操作緊張状態、強い保舵常態のいずれの状態であるかに関する判定情報が各種車載システムに送信される(S10)。その後、ステップS21に戻る。   Thereafter, in step S31, determination information regarding whether the state is a let-off state, an emergency state, a driving operation tension state, or a strong steering steady state is transmitted to various in-vehicle systems (S10). Then, it returns to step S21.

以上説明した第2の実施形態に係る操舵装置10では、運転者が緊張して運転している運転操作緊張状態である時には、運転者はステアリングホイール2を強く握っており、その保舵力Pが高い場合が多いことに着目して、運転者の保舵力Pから運転操作緊張状態であるか否かの判定を行う。同様に、この操舵装置10では、車両前方に歩行者が急に現れた場合等の緊急状態においては、運転者がステアリングホイール2を急に強く握り締める場合が多いことに着目して、共振周波数W及び振動伝達レベルLの単位時間毎の変化量から緊急状態であるか否かの判定を行う。そして、この操舵装置10では、運転操作緊張状態や緊急状態等の判定結果に応じてVGRS等の各種車載システムを機能させることにより、操舵のヨーゲインを増減させる等、状況に応じた車両運動特性を得ることが可能となる。   In the steering apparatus 10 according to the second embodiment described above, when the driver is in a driving operation tension state in which the driver is driving with tension, the driver strongly holds the steering wheel 2 and the steering force P Focusing on the fact that the vehicle is often high, it is determined from the driver's steering force P whether or not the driver is in a tension state. Similarly, in this steering device 10, it is noted that in an emergency state such as when a pedestrian suddenly appears in front of the vehicle, the driver often frequently suddenly strongly grips the steering wheel 2 to resonate. And it is determined whether it is an emergency state from the variation | change_quantity for every unit time of the vibration transmission level L. FIG. In the steering device 10, various vehicle-mounted systems such as VGRS are made to function in accordance with determination results such as a driving operation tension state and an emergency state, so that the vehicle motion characteristics corresponding to the situation, such as increasing or decreasing the steering yaw gain, are obtained. Can be obtained.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第1の実施形態においては、共振周波数W及び振動伝達レベルLより、軽い保舵状態、通常の保舵状態、強い保舵状態の3つの保舵状態を判定したが、判定する保舵状態は2つであっても4つ以上であっても良い。例えば4つ以上の保舵状態を判定する場合には、予め3つ以上の保舵状態閾値を記憶させておけば良い。なお、特許請求の範囲に記載のステアリング部は、ホイール形状をなすステアリングホイールに限られず、例えば略M形状のハンドル等も含まれる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the first embodiment, the three steered states of the light steered state, the normal steered state, and the strong steered state are determined from the resonance frequency W and the vibration transmission level L. There may be two states or four or more states. For example, when determining four or more steered states, three or more steered state threshold values may be stored in advance. Note that the steering unit described in the claims is not limited to a steering wheel having a wheel shape, and includes, for example, a substantially M-shaped handle.

また、各種システムは、上述したものに限定されず、その他AVS[Adaptive Variable Suspension system]やアクティブスタビライザー、ABS[Antilock Brake System]などが挙げられる。   Various systems are not limited to those described above, and other examples include an AVS [Adaptive Variable Suspension system], an active stabilizer, and an ABS [Antilock Brake System].

1,10…操舵装置、2…ステアリングホイール(ステアリング部)、3…ステアリングコラム、4…第1の振動センサ、5…第2の振動センサ、6,11…ECU(記憶手段、推定手段、判定手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 ... Steering device, 2 ... Steering wheel (steering part), 3 ... Steering column, 4 ... 1st vibration sensor, 5 ... 2nd vibration sensor, 6, 11 ... ECU (memory | storage means, estimation means, determination) means).

Claims (4)

車両のステアリング部に設けられ、前記ステアリング部の振動を検出する第1の振動センサと、
前記ステアリング部の背面に連結されたステアリングコラムに設けられ、前記ステアリングコラムの振動を検出する第2の振動センサと、
前記第1の振動センサ及び第2の振動センサの検出結果から前記ステアリング部の共振周波数と振動伝達レベルとを演算する演算手段と、
前記車両の運転者が前記ステアリング部を保持していない手放し状態における前記共振周波数及び前記振動伝達レベルを手放し状態閾値として記憶する記憶手段と、
前記演算手段の演算結果と前記記憶手段に記憶された前記手放し状態閾値とに基づいて、前記ステアリング部が前記手放し状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする操舵装置。
A first vibration sensor provided in a steering unit of the vehicle and detecting vibration of the steering unit;
A second vibration sensor provided on a steering column coupled to the back surface of the steering unit and detecting vibration of the steering column;
Arithmetic means for calculating a resonance frequency and a vibration transmission level of the steering unit from detection results of the first vibration sensor and the second vibration sensor;
Storage means for storing the resonance frequency and the vibration transmission level in a release state in which the driver of the vehicle does not hold the steering unit as a release state threshold;
Determination means for determining whether or not the steering unit is in the released state based on the calculation result of the calculating means and the released state threshold value stored in the storage means;
A steering apparatus comprising:
前記記憶手段は、前記ステアリング部に対する前記運転者の保舵力を段階的に変化させた複数の保舵状態閾値を記憶しており、
前記判定手段は、前記ステアリング部は前記手放し状態ではないと判定した場合に、複数の前記保舵状態閾値に基づいて、前記運転者の保舵状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の操舵装置。
The storage means stores a plurality of steering state threshold values in which the driver's steering holding force with respect to the steering unit is changed in stages.
2. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit determines the steering state of the driver based on a plurality of the steering state threshold values when it is determined that the steering unit is not in the released state. The steering apparatus described.
前記演算手段が演算した前記共振周波数及び前記振動伝達レベルと前記手放し状態閾値との差異に基づいて、前記ステアリング部に対する前記運転者の保舵力を推定する推定手段を更に備え、
前記判定手段は、前記推定手段が推定した保舵力が所定の閾値以上である場合に、運転操作緊張状態であると判定することを特徴とする請求項1又は請求項2のうち何れか一項に記載の操舵装置。
Based on the difference between the resonance frequency and the vibration transmission level calculated by the calculation means and the let-off state threshold, the estimation means further estimates the driver's steering holding force with respect to the steering unit,
3. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit determines that the driving operation is in a tension state when the steering force estimated by the estimation unit is equal to or greater than a predetermined threshold value. The steering device according to item.
前記判定手段は、前記演算手段が演算した前記共振周波数及び前記振動伝達レベルの単位時間毎の変化量が所定の閾値以上である場合に、緊急状態であると判定することを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の操舵装置。   The said determination means determines that it is an emergency state, when the variation | change_quantity per unit time of the said resonance frequency and the said vibration transmission level which the said calculation means calculated is more than a predetermined threshold value. The steering apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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