JP2011225175A - Steering gear for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝達比可変装置を備えた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 including a transmission ratio variable device.
従来、ステアリング操作に基づく転舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく転舵輪の第2の舵角(ACT角)を上乗せすることにより、ステアリングの舵角(操舵角)と転舵輪の舵角(転舵角)との間の伝達比(ギヤ比)を可変させる伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置がある(例えば特許文献1参照)。そして、このような操舵装置を採用することで、低車速時においてはステアリング操作に対する転舵角の変化量を大として運転者の負担を軽減し、高車速時にはその変化量を小として高い操舵安定性を確保するといった、優れたステアリング特性を実現することができる。 Conventionally, by adding a second rudder angle (ACT angle) of a steered wheel based on motor drive to the first rudder angle of a steered wheel based on a steering operation, the steering angle of the steering wheel (steering angle) and the rudder of the steered wheel There is a vehicle steering apparatus including a transmission ratio variable device that varies a transmission ratio (gear ratio) between an angle (steering angle) (see, for example, Patent Document 1). By adopting such a steering device, the amount of change in the turning angle with respect to the steering operation is increased at low vehicle speeds to reduce the burden on the driver, and the amount of change is reduced at high vehicle speeds to reduce the amount of change and high steering stability. It is possible to achieve excellent steering characteristics such as ensuring the performance.
しかしながら、伝達比可変装置の作動により発生したACT角は、そのモータトルクにより保持される。即ち、その保持トルク以上の外力が印加された場合には、そのACT角を保持できなくなる。このため、転舵角がその最大舵角であるステアリングエンド(ラックエンド)に達した場合であっても、その保持トルクに抗してステアリング操作を行なうことにより、転舵角は既に最大舵角となっているにもかかわらず、運転者は、本来の限界以上にステアリングを切り足すことができてしまう。 However, the ACT angle generated by the operation of the transmission ratio variable device is held by the motor torque. That is, when an external force greater than the holding torque is applied, the ACT angle cannot be held. Therefore, even when the turning angle reaches the steering end (rack end) that is the maximum steering angle, the steering angle is already set to the maximum steering angle by performing the steering operation against the holding torque. Despite this, the driver can add more steering than the original limit.
つまり、ステアリングシャフト一体回転式の伝達比可変装置に例えて言うならば(例えば、特許文献2参照)、そのステアリングシャフトが伝達比可変装置部分においてバネのように捩れたような状態となる。その結果、特にこうしたステアリングシャフト一体回転型の伝達比可変装置では、駆動電力を供給するためのスパイラルケーブル装置の許容回転範囲を超えてステアリング側の入力軸が回転し、これにより、そのフレキシブルフラットケーブルが切れるおそれがある等、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 In other words, if the steering shaft integrated rotation type transmission ratio variable device is compared (for example, refer to Patent Document 2), the steering shaft is twisted like a spring in the transmission ratio variable device portion. As a result, particularly in such a steering shaft integrated rotation type variable transmission ratio variable device, the input shaft on the steering side rotates beyond the allowable rotation range of the spiral cable device for supplying driving power, and thus the flexible flat cable In this respect, there is still room for improvement.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することのできる車両用操舵装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can suppress the steering operation that has reached the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels. is there.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ステアリング操作に基づく転舵輪の第1の転舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第2の転舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの操舵角と前記転舵輪の転舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記操舵角を検出する操舵角検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記転舵輪の転舵角を検出又は演算する転舵角演算手段と、前記第2の転舵角を検出又は演算する第2の転舵角演算手段と、操舵角及び車速に基づいて前記第2の転舵角の目標値を出力する目標値出力手段と、前記目標値に基づいて前記モータの制御量を出力する制御量出力手段と、前記制御量に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段と、を備え、前記制御量出力手段は、車速と操舵角に基づいて位置比例ゲインを決定する位置比例ゲイン決定手段と、前記第2の転舵角の目標値と検出又は演算された前記第2の転舵角との偏差に前記位置比例ゲインを乗ずることにより、位置偏差比例項制御量を出力する位置比例制御手段と、操舵角に基づいて第1微分ゲインを決定する第1微分ゲイン決定手段と、前記第2の転舵角の微分変化量に基づく微分制御量を出力する微分制御手段と、前記位置偏差比例項制御量から前記微分制御量を減じた減算値を演算する減算手段と、を有し、前記微分制御手段は、前記第2の転舵角の微分変化量に前記第1微分ゲインを乗じた第1微分制御量を前記微分制御量として出力する第1微分制御手段を含み、前記位置比例ゲイン決定手段は、前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、前記車速が速いほど、又は前記転舵角が大きいほど、前記位置比例ゲインを高くし、前記第1微分ゲイン決定手段は、前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、前記転舵角が大きいほど、前記第1微分ゲインを高くすること、を要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
上記構成によれば、転舵角が転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、車速が速いほど、又は転舵角が大きいほど、位置比例ゲインを高めることで、僅かな偏差でも大きな電流指令が演算されることになり、これにより、駆動モータの発生するモータトルク、即ち伝達比可変装置の保持トルクも大となる。また、転舵角が転舵輪の最大舵角近傍の所定の舵角を超えた場合には、転舵角が大きいほど、第1微分ゲインを高めることで、ダンパ効果が大きくなる。その結果、上述の「捩れ状態」が起こりにくくなり、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することができるようになる。 According to the above configuration, when the turning angle exceeds a predetermined steering angle set in the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels, the position proportional gain is increased as the vehicle speed increases or the steering angle increases. As a result, a large current command is calculated even with a small deviation, so that the motor torque generated by the drive motor, that is, the holding torque of the transmission ratio variable device also increases. Further, when the turning angle exceeds a predetermined steering angle in the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels, the damper effect increases by increasing the first differential gain as the turning angle increases. As a result, the “twisted state” described above is less likely to occur, and the steering operation that reaches the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、前記制御量出力手段は、転舵角を微分して演算された転舵角速度に基づいて第2微分ゲインを決定する第2微分ゲイン決定手段を有し、前記微分制御手段は、前記第1微分制御量に前記第2微分ゲインを乗じた第2微分制御量を前記微分制御量として出力する第2微分制御手段を含み、前記第2微分ゲイン決定手段は、前記転舵角速度が所定の転舵角速度を超えた場合には、前記転舵角速度が大きいほど、前記第2微分ゲインを高くすること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, the control amount output means includes second differential gain determination means for determining a second differential gain based on a turning angular velocity calculated by differentiating the turning angle. The differential control means includes second differential control means for outputting, as the differential control quantity, a second differential control quantity obtained by multiplying the first differential control quantity by the second differential gain, and the second differential gain determining means includes: The gist is that, when the turning angular velocity exceeds a predetermined turning angular velocity, the second differential gain is increased as the turning angular velocity increases.
上記構成によれば、転舵角速度が所定の転舵角速度を超えた場合には、転舵角速度が大きいほど、第2微分ゲインを高めることで、よりダンパ効果を大きくすることができる。その結果、上述の「捩れ状態」がより一層起こりにくくなり、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することができるようになる。 According to the above configuration, when the turning angular velocity exceeds a predetermined turning angular velocity, the damper effect can be further increased by increasing the second differential gain as the turning angular velocity increases. As a result, the “twisted state” described above is more difficult to occur, and the steering operation that reaches the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels can be suppressed.
請求項3に記載の発明は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、前記制御量出力手段は、転舵角に基づいてトルク比例ゲインを決定するトルク比例ゲイン決定手段と、前記操舵トルクに前記トルク比例ゲインを乗ずることにより、トルク比例項制御量を出力するトルク比例制御手段と、前記減算値に前記トルク比例項制御量を加算する加算手段と、を有し、前記トルク比例ゲイン決定手段は、前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、前記操舵トルクの増加とともにトルク比例ゲインを高くすること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a steering torque detecting means for detecting a steering torque, wherein the control amount output means is a torque proportional gain determining means for determining a torque proportional gain based on a turning angle, and the steering torque. By multiplying the torque proportional gain by the torque proportional control means for outputting a torque proportional term control amount, and an adding means for adding the torque proportional term control amount to the subtracted value. The gist is that, when the turning angle exceeds a predetermined steering angle set in the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels, the torque proportional gain is increased as the steering torque is increased.
上記構成によれば、転舵角が転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、操舵トルクが大きいほど、トルク比例ゲインを高めることで、伝達比可変装置の保持トルクをより高めることができる。その結果、上述の「捩れ状態」がより一層起こりにくくなり、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することができるようになる。 According to the above configuration, when the turning angle exceeds a predetermined steering angle set in the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels, the torque proportional gain is increased as the steering torque is increased. The holding torque can be further increased. As a result, the “twisted state” described above is more difficult to occur, and the steering operation that reaches the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels can be suppressed.
請求項4に記載の発明は、前記伝達比可変装置は、前記第2の転舵角を機械的に固定するロック装置と、前記ロック装置の作動を制御するロック制御手段を備え、前記ロック制御手段は、前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超え、且つ、前記第2の転舵角の角速度の絶対値が所定の閾値に満たない場合に、前記ロック装置を作動させること、を要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the transmission ratio variable device includes a lock device that mechanically fixes the second turning angle, and a lock control unit that controls an operation of the lock device, and the lock control. When the steering angle exceeds a predetermined steering angle set near the maximum steering angle of the steered wheel, and the absolute value of the angular velocity of the second steering angle is less than a predetermined threshold, The gist is to operate the locking device.
上記構成によれば、伝達比可変装置の高速作動時を避けてロック装置を作動させることにより、同ロック装置の負荷を軽減することができる。そして、上記各ゲインの可変制御と組み合わせることにより、併せて高フィードバックゲインの使用に伴う発振を防止することができる。 According to the above configuration, by operating the lock device while avoiding the high speed operation of the transmission ratio variable device, it is possible to reduce the load on the lock device. In combination with the variable control of each gain, oscillation associated with the use of a high feedback gain can be prevented.
本発明によれば、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus for vehicles which can suppress the steering operation which reached the maximum steering angle vicinity of a steered wheel can be provided.
以下、本発明を伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a vehicle steering apparatus including a transmission ratio variable device will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の車両用操舵装置1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。そして、このラック軸5の往復直線運動により転舵輪6の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両進行方向が変更される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
また、本実施形態の車両用操舵装置1は、ステアリング2の舵角(操舵角)と転舵輪6の舵角(転舵角)との間の伝達比(ギヤ比)を可変させる伝達比可変装置8と、該伝達比可変装置8の作動を制御するIFSECU9とを備えている。
Further, the
詳述すると、ステアリングシャフト3は、ステアリング2が連結された第1シャフト10とラックアンドピニオン機構4に連結される第2シャフト11とからなり、伝達比可変装置8は、第1シャフト10及び第2シャフト11を連結する差動機構12と、該差動機構12を駆動するモータ13とを備えている。そして、伝達比可変装置8は、ステアリング操作に伴う第1シャフト10の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第2シャフト11に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)し、これによりステアリング2に対する転舵輪6の伝達比を可変させる。
More specifically, the steering shaft 3 includes a
つまり、図2(a)(b)に示すように、伝達比可変装置8は、ステアリング操作に基づく転舵輪6の舵角(ステア転舵角θts)にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角(ACT角θta)を上乗せすることにより、操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比を可変させる。
That is, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the transmission
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず、減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比」をオーバーオールギヤ比(操舵角θs/転舵角θt)で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる(転舵角θt大、図2(a)参照)。そして、逆方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる(転舵角θt小、図2(b)参照)。 In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “transmission ratio between the steering angle θs and the turning angle θt” is expressed as an overall gear ratio (steering angle θs / steering angle θt), the ACT angle θta in the same direction as the steering turning angle θts is By adding it, the overall gear ratio becomes small (large turning angle θt, see FIG. 2A). Then, the overall gear ratio is increased by adding the ACT angle θta in the reverse direction (small turning angle θt, see FIG. 2B).
また、本実施形態のモータ13は、ブラシレスモータであり、IFSECU9から三相(U,V,W)の駆動電力が供給されることにより回転する。そして、IFSECU9は、この駆動電力の供給を通じてモータ13の回転を制御することにより、伝達比可変装置8の作動、即ちACT角θtaを制御する(伝達比可変制御)。
Further, the
さらに詳述すると、図3に示すように、本実施形態の伝達比可変装置8は、略有底筒状に形成されたハウジング14を有しており、モータ13は、その回転軸であるモータ軸13aとハウジング14とが同軸になるように同ハウジング14内に固定されている。そして、ハウジング14は、その上壁部14aに設けられた連結部15が第1シャフト10とスプライン嵌合されている。
More specifically, as shown in FIG. 3, the transmission ratio
本実施形態では、差動機構12には、同軸に並置された一対のサーキュライスプライン21,22、及びこれら両スプラインの内側において該各スプラインと噛合されるフレクスプライン23、並びにその噛合部を回転される波動発生器26からなる周知の波動歯車機構が採用されている。一方のサーキュライスプライン21は、ハウジング14と同軸となるように同ハウジング14に固定されており、他方のサーキュライスプライン22は、連結部材25を介して第2シャフト11と同軸に連結されている。
In this embodiment, the
各サーキュライスプライン21,22には、互いに異なる歯数が設定されており、フレクスプライン23は、楕円状に撓められた状態でこれら各ギヤの内側に配置されることにより、その外歯が該各ギヤの内歯とそれぞれ部分的に噛合されている。そして、ハウジング14とともにサーキュライスプライン21が回転し、そのサーキュライスプライン21の回転がフレクスプライン23を介してサーキュライスプライン22に伝達されることにより、ステアリング操作に伴う第1シャフト10の回転が第2シャフト11に伝達されるようになっている。
Each
フレクスプライン23の内側には、上記サーキュライスプライン21,22とともに差動機構12を構成する波動発生器26が配置されている。波動発生器26は、モータ軸13aに連結されており、モータ軸13aの回転に伴いフレクスプライン23の内側を回転することで、上記撓められたフレクスプライン23の楕円形状、即ちサーキュライスプライン21,22との噛合部を回転させる。そして、サーキュライスプライン21とサーキュライスプライン22との間の歯数差に基づいて、サーキュライスプライン22が回転することにより、モータ軸13aの回転が減速されて第2シャフト11に伝達されるようになっている。
A
また、本実施形態の伝達比可変装置8では、ハウジング14の上壁部13aにスパイラルケーブル装置27が設けられている。そして、このスパイラルケーブル装置27により、所定の回転範囲(許容回転範囲)においてモータ13とIFSECU9、並びに後述するロック装置33の駆動源であるソレノイド33aとIFSECU9とが電気的に接続されるようになっている。尚、このようなスパイラルケーブル装置27についての詳細は、例えば上記特許文献2に記載の構成を参照されたい。
In the transmission ratio
更に、伝達比可変装置8は、ハウジング14側に設けられたロックアーム31を、モータ軸13aの一端に固定され該モータ軸13aとともに一体回転するロックホルダ32に係合させることにより、第1シャフト10と第2シャフト11との相対回転を規制する。即ちACT角θtaを機械的に固定するロック装置33を備えている。そして、IFSECU9は、例えば、イグニッションオフ時や電動パワーステアリング装置の異常が検出された場合等に、このロック装置33を作動させる(ロック制御オン)。尚、こうしたロック装置についての詳細は、例えば特開2003-320943号公報に記載の構成を参照されたい。
Further, the transmission ratio
また、図1に示すように、車両用操舵装置1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ17と、該EPSアクチュエータ17の作動を制御するEPSECU19とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態のEPSアクチュエータ17は、その駆動源であるモータ7がラック5と同軸に配置される所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置(EPS)であり、ボール螺子機構(図示略)を介して駆動源であるモータ7の発生するアシストトルクをラック軸5に伝達することにより、操舵系にアシスト力を付与するようになっている。
The
本実施形態では、上記の伝達比可変装置8を制御するIFSECU9、及びEPSアクチュエータ17を制御するEPSECU19は車内ネットワーク38を介して接続されており、車内ネットワーク38には、車両状態を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、操舵角センサ36、トルクセンサ35、車速センサ37が接続されている。そして、上記各センサより検出される複数の車両状態量、即ち操舵角θs、操舵トルクτ、車速Vは、車内ネットワーク38を介してIFSECU9及びEPSECU19に入力される。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態の車両用操舵装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図1に示すように、IFSECU9には、操舵角センサ36により検出された操舵角θs(操舵速度ωs)、トルクセンサ35により検出された操舵トルクτ、及び車速センサ37により検出された車速Vが入力されるようになっている。そして、IFSECU9は、これら操舵角θs(操舵速度ωs)、操舵トルクτ及び車速Vに基づいてモータ13の回転を制御することにより伝達比可変装置8の作動、即ち伝達比可変制御を実行する。
Next, the electrical configuration and control mode of the vehicle steering apparatus of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the
詳述すると、図4に示すように、IFSECU9は、モータ制御信号を出力するマイコン41と、モータ制御信号に基づいてモータ13に駆動電力を供給する駆動回路42と、ロック制御信号に基づいてロック装置33を駆動するソレノイド33aに駆動電力を供給する駆動回路52とを備えている。
More specifically, as shown in FIG. 4, the
マイコン41は、微分ステア制御演算部43a、ギヤ比可変制御演算部43bを含む目標値出力手段としてのACT角指令部43、制御量出力手段としてのACT角制御部47、モータ制御手段としてのモータ制御信号出力部49、ロック制御手段としての過剰操舵検知部55及びロック制御部53を備えている。
The
微分ステア制御演算部43aには、車速V及び操舵速度ωsが入力され、ギヤ比可変制御演算部43bには、操舵角θs及び車速Vが入力される。そして、微分ステア制御演算部43aは、操舵速度ωsに応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステア指令角θls*を演算し、ギヤ比可変制御演算部43bは、車速Vに応じてギヤ比(伝達比)を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変指令角θgr*を演算する。
The differential
微分ステア制御演算部43a及びギヤ比可変制御演算部43bにより演算された微分ステア指令角θls*及びギヤ比可変指令角θgr*は、加算器44へと入力される。そして、この加算器44において、これら微分ステア指令角θls*及びギヤ比可変指令角θgr*が重畳されることによりACT指令角θta*が演算される。
The differential steer command angle θls * and the gear ratio variable command angle θgr * calculated by the differential steer
ACT角制御部47は、トルク比例制御手段としてのトルク比例制御部47aと、位置比例制御手段としての位置比例制御部47bと、第1微分制御手段と第2微分制御手段としての微分制御部47cと、それぞれの制御部のゲインを決定するゲイン演算部48を備えている。
The ACT
トルク比例制御部47aは、EPSECUから車内CANで入力された操舵トルクτにトルク比例ゲインKtを乗ずることによりトルク比例制御量εt1を算出する。そして、位置比例制御部47bは、ACT指令角θta*と検出されたACT角θtaとの偏差Δθtaに位置制御比例ゲインKpを乗ずることにより位置比例制御量εp1を算出する。そして、微分制御部47cは、検出されたACT角θtaの微分変化量(ACT角速度ωta)を演算し、前記微分変化量に第1微分ゲインKd及び第2微分ゲインKdvを乗ずることにより第1微分制御量εd1及び第2微分制御量εd2を算出する。
The torque proportional control unit 47a calculates the torque proportional control amount εt1 by multiplying the steering torque τ input from the EPS ECU by the in-vehicle CAN by the torque proportional gain Kt. Then, the position
本実施形態では、位置比例制御部47bが算出した位置比例制御量εp1及び微分制御部47cが算出した微分制御量εd2は減算器46aに入力される。そして、減算器46aの出力及びトルク比例制御部47aが算出したトルク比例制御量εt1は加算器46bに入力される。すなわち、ACT角制御部47は、位置比例制御量εp1から微分制御量εd2を減算し、トルク比例制御量εt1を加算することによりACT制御角θta**を算出しモータ制御信号出力部49に出力する。
In the present embodiment, the position proportional control amount εp1 calculated by the position
モータ制御信号出力部49は、入力されたACT制御角θta**に基づいて駆動回路42にモータ制御信号を出力し、駆動回路42は、該モータ制御信号に基づいてモータ13に三相(U,V,W)の駆動電力を供給する。そして、該モータ13に駆動されて可変ギヤ比アクチュエータ8が作動しACT角θtaが変更されることによりギヤ比が可変される。
The motor control
本実施形態では、ACT角制御部47は、車両状態に応じて位置比例制御部47bにおける位置制御比例ゲインKp、微分制御部47cにおける第1微分ゲインKd及び第2微分ゲインKdv及びトルク比例制御部47aにおけるトルク比例ゲインKtを可変させるゲイン可変手段としてのゲイン演算部48を備えている。そして、位置比例制御部47b、微分制御部47c及びトルク比例制御部47aは、それぞれゲイン演算部48により決定された位置制御比例ゲインKp、第1微分ゲインKd及び第2微分ゲインKdv及びトルク比例ゲインKtに基づいて位置比例制御量εp1、微分制御量εd1、εd2及びトルク比例制御量εt1を算出する。
In the present embodiment, the ACT
詳述すると、図5で図示するように、ゲイン演算部48は、車速Vと転舵角θtを入力として位置制御比例ゲインKpを出力する位置制御比例ゲイン演算部48aと、操舵トルク値τと転舵角θtを入力としてトルク比例ゲインKtを出力するトルク比例ゲイン演算部48bと、転舵角θtを入力として第1微分ゲインKdを出力する第1微分ゲイン演算部48cと、転舵角速度ωtを入力として第2微分ゲインKdvを出力する第2微分ゲイン演算部48dとを有している。
More specifically, as shown in FIG. 5, the
詳述すると、図6に示すように、位置制御比例ゲイン演算部48aに設けられた位置制御比例ゲインマップ48aaにおいて、位置制御比例ゲイン演算部48aの出力となる位置制御比例ゲインKpは、低速領域(V0:所定の車速閾値)から車速Vの上昇とともに直線状に増加して高速領域(V1:所定の車速閾値、約80km/h以上)においては一定の値となるように設定されている。また、位置制御比例ゲインKpは、転舵角θtが転舵輪の最大舵角近傍の所定の舵角θt0(所定の転舵角閾値)を超えるまでは、小さな値に設定されている。そして、位置制御比例ゲインKpは、転舵角θtが最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍(500deg〜550deg)にある場合には、車速Vの大小によらず大きな一定値となる。また、位置制御比例ゲインKpは、転舵角θtが転舵輪の最大舵角近傍の所定の舵角θt0を超え、且つ転舵角θtが最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍(500deg)に達するまでは、所定の傾きを持って大きくなっている。
More specifically, as shown in FIG. 6, in the position control proportional gain map 48aa provided in the position control
次に、図7に示すように、トルク比例ゲイン演算部48bに設けられたトルク比例ゲインマップ48bbにおいて、トルク比例ゲイン演算部48bの出力となるトルク比例ゲインKtは、転舵角θtが最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍(500deg〜550deg)に達するまでは、操舵トルクの大小によらず0となる。そして、トルク比例ゲイン演算部48bの出力となるトルク比例ゲインKtは、転舵角θtが最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍(500deg〜550deg)にある場合には、操舵トルクτの上昇(τ0:所定の操舵トルク閾値〜τ_end:最大操舵トルク閾値)とともに直線状に増加する。
Next, as shown in FIG. 7, in the torque proportional gain map 48bb provided in the torque proportional
また、図8に示すように、第1微分ゲイン演算部48cに設けられた第1微分ゲインマップ48ccにおいて、第1微分ゲイン演算部48cの出力となる第1微分ゲインKdは、転舵角θt(の絶対値)が所定の閾値θt0以下である場合(|θt|≦θt0)には、所定値Kdlとなるように設定されている(Kd=Kdl)。また、転舵角θt(の絶対値)が最大転舵角θt_end以上である場合(|θt|≧θt_end)には、第1微分ゲインKdは、上記所定値Kdlよりも大きな所定値Kdhとなるように設定されている(Kd=Kdh、Kdh>Kdl)。
As shown in FIG. 8, in the first differential gain map 48cc provided in the first differential
そして、転舵角θt(の絶対値)が上記所定の閾値θt0よりも大きく、最大転舵角θt_endよりも小さい領域(θt0<|θt|<θt_end)においては、第1微分ゲインKdは、上記所定値Kdlと所定値Kdhとの間で線形補間されるように、当該所定値Kdlと所定値Kdhまで、転舵角θtの増大に従って、その値が大となるように設定されている。 In a region where the turning angle θt (the absolute value thereof) is larger than the predetermined threshold θt0 and smaller than the maximum turning angle θt_end (θt0 <| θt | <θt_end), the first differential gain Kd is In order to perform linear interpolation between the predetermined value Kdl and the predetermined value Kdh, the predetermined value Kdl and the predetermined value Kdh are set so that the value increases as the turning angle θt increases.
また、図9に示すように、第2微分ゲイン演算部48dに設けられた第2微分ゲインマップ48ddにおいて、第2微分ゲイン演算部48dの出力となる第2微分ゲインKdvは、転舵角速度ωt(の絶対値)が所定の転舵角速度閾値ωt0以下である場合(|ωt|≦ωt0)には、所定値Kvdlとなるように設定されている(Kvd=Kvdl)。また、転舵角速度ωt(の絶対値)が所定の転舵角速度閾値ωt1以上である場合(|ωt|≧ωt1)には、第2微分ゲインKdvは、上記所定値所定値Kvdlよりも大きな所定値Kvdhとなるように設定されている(Kvd=Kvdh、Kvdh>Kvdl)。
As shown in FIG. 9, in the second differential gain map 48dd provided in the second differential
そして、転舵角速度ωt(の絶対値)が上記所定の転舵角速度閾値ωt0よりも大きく、所定の転舵角速度閾値ωt1よりも小さい領域(ωt0<|ωt|<ωt1)においては、第2微分ゲインKdvは、上記所定値Kvdlと所定値Kvdhとの間で線形補間されるように、当該所定値Kvdlと所定値Kvdhまで、転舵角速度ωtの増大に従って、その値が大となるように設定されている。 Then, in the region (ωt0 <| ωt | <ωt1) where the turning angular velocity ωt (the absolute value thereof) is larger than the predetermined turning angular velocity threshold ωt0 and smaller than the predetermined turning angular velocity threshold ωt1, the second differentiation is performed. The gain Kdv is set so that its value increases as the turning angular velocity ωt increases until the predetermined value Kvdl and the predetermined value Kvdh are linearly interpolated between the predetermined value Kvdl and the predetermined value Kvdh. Has been.
また、IFSECU9は、上記モータ駆動用の駆動回路42に加え、ロック装置33のソレノイド33aに駆動電力を供給するロック制御用の駆動回路52を備えるとともに、マイコン41には、駆動回路52の作動を制御するためのロック制御信号を生成するロック制御部53が設けられている。本実施形態では、ロック制御部53には、図示しない車内ネットワークを介して、IGオン/オフ信号S_ig、及び電動パワーステアリング装置や伝達比可変装置8の異常を示す異常信号S_trが入力されるようになっている。
The
そして、ロック制御部53は、IGオン/オフ信号S_igが「IGオフ」を示すものである場合、又は異常信号S_trが入力された場合に、駆動回路52に出力する制御信号を、ロック状態とすべき値を有するものに変更する。尚、本実施形態では、駆動回路52は、スイッチング素子(パワーMOSFET)により構成され、ロック制御信号は、同スイッチング素子のDuty(オンDuty)として出力される。そして、ロック制御部53は、ロック作動時には、そのロック制御信号を「オフ(Duty=0)」とし、これによりソレノイド33aをオフ、即ちロック装置33がロック状態となるように制御する。
When the IG on / off signal S_ig indicates “IG off”, or when the abnormal signal S_tr is input, the
また、本実施形態の車両用操舵装置は過剰操舵検出部55を有している。上述のように、伝達比可変装置8を備えた車両用操舵装置1においては、転舵輪6の最大舵角、即ちステアリングエンド近傍までの過剰なステアリング操作(過剰操舵)が問題となる。この点を踏まえ、本実施形態では、マイコン41には、こうした過剰操舵の発生を検知する過剰操舵検知部55が設けられている。そして、マイコン41は、この過剰操舵検知部55に構成されている図10のフローチャートに従って過剰操舵の発生を検知した場合には、ロック装置33をロック状態となるように制御する。
Further, the vehicle steering apparatus of the present embodiment includes an excessive
詳述すると、本実施形態では、過剰操舵検知部55には、転舵角θt、及びACT角速度ωtaが入力される。尚、本実施形態では、転舵角θtは、転舵角演算手段により、操舵角θsに基づき演算されるステア転舵角θtsに回転角センサ46の出力するモータ回転角θmに基づき演算されるACT角θtaを加えた演算値が用いられる(図2(a)(b)参照)。そして、過剰操舵検知部55は、これら入力された各状態量に基づいて、過剰操舵の発生を検知する。
More specifically, in this embodiment, the steering angle θt and the ACT angular velocity ωta are input to the excessive
具体的には、過剰操舵検知部55は、検出されるACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωtaαより大きいか否かを判定する。次に、検出される転舵角θtが転舵輪6の機械的な最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍にあるか否かを判定する。
そして、ACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωtaαより大きく、且つ、検出される転舵角θtが転舵輪6の機械的な最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍にあり、上記状態が一定時間以上継続した場合には、転舵角が既に最大舵角近傍となっているにもかかわらず、運転者は、更に限界以上に高速でステアリングを切り足そうとしていると判断し、ロック制御部53に過剰操舵検知信号S_edを出力する。
Specifically, the excessive
The absolute value of the ACT angular velocity ωta is larger than the predetermined ACT angular velocity ωtaα, and the detected turning angle θt is in the vicinity of the steering angle θt_end corresponding to the mechanical maximum steering angle of the steered
次に、本実施形態における過剰操舵検出部の処理手順について説明する。
図10のフローチャートに示すように、マイコン41は、上記各状態量(転舵角θt及びACT角速度ωta)を検出すると(ステップ101)、ACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωtaαよりも大きいか否かを判定し(|ωta|>ωtaα、ステップ102)、ACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωtaαよりも大きい(ステップ102:YES)場合は、転舵角θtが転舵輪6の機械的な最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍にあるか否かを判定する(|θt_end|−|θt|<γ、ステップ103)。
Next, a processing procedure of the excessive steering detection unit in this embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 10, when the
そして、転舵角θtが転舵輪6の機械的な最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍にある(ステップ103:YES)場合には、過剰操舵が発生すると判断し、過剰操舵検出カウンターCTR1がカウントアップしているか否かを判定する(ステップ104)。そして、過剰操舵検出カウンターCTR1がカウントアップしている(ステップ104:YES)場合は、過剰操舵検知信号S_edをロック制御部53に出力する(ステップ106)。 When the steered angle θt is in the vicinity of the steered angle θt_end corresponding to the mechanical maximum steered angle of the steered wheels 6 (step 103: YES), it is determined that excessive steering occurs, and the excessive steering detection counter CTR1. Is counted up (step 104). If the excessive steering detection counter CTR1 is counting up (step 104: YES), the excessive steering detection signal S_ed is output to the lock control unit 53 (step 106).
過剰操舵検出カウンターCTR1がカウントアップしていない(ステップ104:NO)場合は、過剰操舵検出カウンターCTR1をインクリメントして(ステップ105)、ステップ101へ戻る。また、ステップ102またはステップ103がNOの場合は、なにも処理しない。
If the excess steering detection counter CTR1 has not been counted up (step 104: NO), the excess steering detection counter CTR1 is incremented (step 105), and the process returns to step 101. If
更に、本実施形態では、過剰操舵検知部55の出力する過剰操舵検知信号S_ed は、ACT角速度ωtaとともに、ロック制御部53に入力される。そして、ロック制御部53は、過剰操舵検知信号S_ed
の入力があり、且つACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωta0に満たない場合が所定時間以上継続した場合に、上述のロック制御を「オン」とする。
Further, in the present embodiment, the excessive steering detection signal S_ed output from the excessive
And when the absolute value of the ACT angular velocity ωta is less than the predetermined ACT angular velocity ωta0 continues for a predetermined time or longer, the above-described lock control is turned “ON”.
次に、本実施形態におけるロック制御部の処理手順について説明する。
図11のフローチャートに示すように、マイコン41は、上記各状態量(過剰操舵検知信号S_ed及びACT角速度ωta)を検出すると(ステップ201)、過剰操舵検知信号S_edがオンかオフかを判定し(ステップ202)、過剰操舵検知信号S_edがオンの場合は、ACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωta0よりも小さいか否かを判定(|ωta|<ωta0、ステップ203)する。
Next, a processing procedure of the lock control unit in the present embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 11, when the
そして、ACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωta0よりも小さい(ステップ203:YES)場合は、過剰操舵が抑制されたと判断し、過剰操舵抑制検出カウンターCTR2がカウントアップしているか否かを判定する(ステップ204)。そして、過剰操舵抑制検出カウンターCTR2がカウントアップしている(ステップ204:YES)場合は、ロック制御をONする(ステップ206)。 If the absolute value of the ACT angular velocity ωta is smaller than the predetermined ACT angular velocity ωta0 (step 203: YES), it is determined that excessive steering is suppressed, and it is determined whether or not the excessive steering suppression detection counter CTR2 is counting up. Determination is made (step 204). If the excessive steering suppression detection counter CTR2 is counting up (step 204: YES), the lock control is turned on (step 206).
過剰操舵抑制検出カウンターCTR2がカウントアップしていない(ステップ204:NO)場合は、過剰操舵抑制検出カウンターCTR2をインクリメントして(ステップ205)、ステップ201へ戻る。また、ステップ202またはステップ203がNOの場合は、なにも処理しない。
If the excessive steering suppression detection counter CTR2 has not been counted up (step 204: NO), the excessive steering suppression detection counter CTR2 is incremented (step 205), and the process returns to step 201. If
即ち、伝達比可変装置8の高速作動時を避けてロック装置33の負荷を軽減することができる。そして、上記各種ゲイン可変制御と組み合わせることにより、高ゲインの使用に伴う発振を防止することが可能である。
That is, it is possible to reduce the load on the
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)転舵角が転舵輪の最大舵角近傍の所定の舵角を超えた場合には、車速が速いほど、又は転舵角が大きいほど、位置制御比例ゲインを高めることで、僅かな偏差でも大きな電流指令が演算されることになり、これにより、駆動モータの発生するモータトルク、即ち伝達比可変装置の保持トルクも大となる。また、転舵角が転舵輪の最大舵角近傍の所定の舵角を超えた場合には、転舵角が大きいほど、第1微分ゲインを高めることで、ダンパ効果が大きくなる。その結果、上述の「捩れ状態」が起こりにくくなり、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) When the steered angle exceeds a predetermined steered angle near the maximum steered angle of the steered wheels, the higher the vehicle speed or the greater the steered angle, the more the position control proportional gain is increased. Even if there is a deviation, a large current command is calculated, so that the motor torque generated by the drive motor, that is, the holding torque of the transmission ratio variable device also increases. Further, when the turning angle exceeds a predetermined steering angle in the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels, the damper effect increases by increasing the first differential gain as the turning angle increases. As a result, the “twisted state” described above is less likely to occur, and the steering operation that reaches the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels can be suppressed.
(2)転舵角速度が所定の転舵角速度を超えた場合には、転舵角速度が大きいほど、第2微分ゲインを高めることで、よりダンパ効果を大きくすることができる。その結果、上述の「捩れ状態」がより一層起こりにくくなり、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することができるようになる。 (2) When the turning angular velocity exceeds a predetermined turning angular velocity, the damper effect can be further increased by increasing the second differential gain as the turning angular velocity increases. As a result, the “twisted state” described above is more difficult to occur, and the steering operation that reaches the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels can be suppressed.
(3)転舵角が転舵輪の最大舵角近傍の所定の舵角を超えた場合には、操舵トルクが大きいほど、トルク比例ゲインを高めることで、伝達比可変装置の保持トルクをより高めることができる。その結果、上述の「捩れ状態」がより一層起こりにくくなり、転舵輪の最大舵角近傍に達したステアリング操作を抑制することができるようになる。 (3) When the steering angle exceeds a predetermined steering angle near the maximum steering angle of the steered wheels, the holding torque of the transmission ratio variable device is further increased by increasing the torque proportional gain as the steering torque increases. be able to. As a result, the “twisted state” described above is more difficult to occur, and the steering operation that reaches the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels can be suppressed.
(4)過剰操舵が発生すると判断した場合において、ACT角速度ωtaの絶対値が所定のACT角速度ωta0に満たない場合にロック制御を「ON」とする。つまり、伝達比可変装置8の高速作動時を避けてロック装置33を作動させることにより、同ロック装置33の負荷を軽減することができる。そして、上記各ゲイン可変制御と組み合わせることにより、高ゲインの使用に伴う発振を防止することができる。
(4) When it is determined that excessive steering occurs, the lock control is turned “ON” when the absolute value of the ACT angular velocity ωta is less than the predetermined ACT angular velocity ωta0. That is, by operating the
尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、各種ゲインの切り替えを転舵角θtが転舵輪6の機械的な最大舵角に対応する舵角θt_endの近傍で実施することした。
しかし、これに限らず、各種ゲインの切り替えは例えば、転舵角θt側ではなく操舵角θs側(|θs|>|θs_end|)で行なってもよい。尚、この場合において、舵角θs_endは、ステアリングエンドに対応する操舵角である。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the various gains are switched in the vicinity of the steering angle θt_end where the steering angle θt corresponds to the mechanical maximum steering angle of the steered
However, the present invention is not limited to this, and various gains may be switched, for example, on the steering angle θs side (| θs |> | θs_end |) instead of the turning angle θt side. In this case, the steering angle θs_end is a steering angle corresponding to the steering end.
・本実施形態では、操舵速度ωsに基づき第2微分ゲインKdvを高めた場合には、操舵速度ωsが低下した後においてもその低下以前の操舵速度ωsに応じた第2微分ゲインKdvを維持する構成にするとよい。これにより、第2微分ゲインKdvの急変に伴う「ふらつき」を防止することができる。 In this embodiment, when the second differential gain Kdv is increased based on the steering speed ωs, the second differential gain Kdv corresponding to the steering speed ωs before the decrease is maintained even after the steering speed ωs is decreased. It is good to have a configuration. As a result, it is possible to prevent “fluctuation” associated with a sudden change in the second differential gain Kdv.
・図1に示されるように、本実施形態の伝達比可変装置8は、所謂インターミディエイトシャフト型のものであるが、これに限らず、コラム型やステアリングギヤ一体型等、その他型式の伝達比可変装置を備えたものに具体化してもよい。
As shown in FIG. 1, the transmission ratio
1:車両用操舵装置、2:ステアリング、3:ステアリングシャフト、
4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、6:転舵輪、
8:伝達比可変装置、9:IFSECU、10:第1シャフト、
11:第2シャフト、12:差動機構、13:モータ、13a:モータ軸、
14:ハウジング、14a:上壁部、15:連結部、17:EPSアクチュエータ、19:EPSECU、21,22:サーキュライスプライン、
23:フレクスプライン、26:波動発生器、27:スパイラルケーブル装置、
31:ロックアーム、32:ロックホルダ、33:ロック装置、
33a:ソレノイド、35:トルクセンサ、36:操舵角センサ、37:車速センサ、38:車内ネットワーク、41:マイコン、42:モータ駆動回路、
43:ACT角指令部、43a:微分ステア制御演算部、
43b:ギヤ比可変制御演算部、44:加算器、46a:減算器、46b:加算器、
47:ACT角制御部、47a:トルク比例制御部、47b:位置比例制御部、
47c:微分制御部、48:ゲイン演算部、
48a:位置制御比例ゲイン演算部、48aa:位置制御比例ゲインマップ、
48b:トルク比例ゲイン演算部、48bb:トルク比例ゲインマップ、
48c:第1微分ゲイン演算部、48cc:第1微分ゲインマップ、
48d:第2微分ゲイン演算部、48dd:第2微分ゲインマップ、
49:モータ制御信号出力部、52:ソレノイド駆動回路、53:ロック制御部、
55:過剰操舵検出部、
θs:操舵角、ωs:操舵速度、
θt:転舵角、ωt:転舵角速度、ωt0:所定の転舵角速度閾値、
ωt1:所定の転舵角速度閾値、ωtα:所定の転舵角速度閾値、
θt0:所定の転舵角閾値、θt_end:最大転舵角、θts:ステア転舵角、
θta:ACT角、θta*:ACT指令角、θta**:ACT制御角、Δθta:偏差、
ωta:ACT角速度、ωta0:所定のACT角速度、ωtaα:所定のACT角速度、
τ:操舵トルク、τ0:所定の操舵トルク閾値、τ_end:最大操舵トルク閾値、
V:車速、V0:所定の車速閾値、V1:所定の車速閾値、
θls*:微分ステア指令角、θgr*:ギヤ比可変指令角、
Kt:トルク比例ゲイン、εt1:トルク比例制御量、
Kp:位置制御比例ゲイン、εp1:位置比例制御量、Kd:第1微分ゲイン、
εd1:第1微分制御量、Kdv:第2微分ゲイン、εd2:第2微分制御量、
S_ed:過剰操舵検知信号、S_ig:IGオン/オフ信号、S_tr:異常信号
CTR1:過剰操舵検出カウンター、C1:過剰操舵検出カウンターカウントアップ
CTR2:過剰操舵抑制検出カウンター、C2:過剰操舵抑制検出カウンターカウントアップ
1: vehicle steering device, 2: steering, 3: steering shaft,
4: rack and pinion mechanism, 5: rack shaft, 6: steered wheel,
8: Transmission ratio variable device, 9: IFSECU, 10: first shaft,
11: second shaft, 12: differential mechanism, 13: motor, 13a: motor shaft,
14: housing, 14a: upper wall part, 15: connecting part, 17: EPS actuator, 19: EPSECU, 21, 22: circular rice spline,
23: Flex spline, 26: Wave generator, 27: Spiral cable device,
31: Lock arm, 32: Lock holder, 33: Lock device,
33a: Solenoid, 35: Torque sensor, 36: Steering angle sensor, 37: Vehicle speed sensor, 38: In-vehicle network, 41: Microcomputer, 42: Motor drive circuit,
43: ACT angle command unit, 43a: differential steer control calculation unit,
43b: gear ratio variable control calculation unit, 44: adder, 46a: subtractor, 46b: adder,
47: ACT angle control unit, 47a: torque proportional control unit, 47b: position proportional control unit,
47c: differentiation control unit, 48: gain calculation unit,
48a: Position control proportional gain calculation unit, 48aa: Position control proportional gain map,
48b: Torque proportional gain calculation unit, 48bb: Torque proportional gain map,
48c: first differential gain calculation unit, 48cc: first differential gain map,
48d: second differential gain calculation unit, 48dd: second differential gain map,
49: Motor control signal output unit, 52: Solenoid drive circuit, 53: Lock control unit,
55: Excess steering detection unit,
θs: steering angle, ωs: steering speed,
θt: turning angle, ωt: turning angular velocity, ωt0: predetermined turning angular velocity threshold,
ωt1: predetermined turning angular velocity threshold, ωtα: predetermined turning angular velocity threshold,
θt0: predetermined turning angle threshold, θt_end: maximum turning angle, θts: steer turning angle,
θta: ACT angle, θta *: ACT command angle, θta **: ACT control angle, Δθta: deviation,
ωta: ACT angular velocity, ωta0: predetermined ACT angular velocity, ωtaα: predetermined ACT angular velocity,
τ: steering torque, τ0: predetermined steering torque threshold, τ_end: maximum steering torque threshold,
V: vehicle speed, V0: predetermined vehicle speed threshold, V1: predetermined vehicle speed threshold,
θls *: Differential steering command angle, θgr *: Gear ratio variable command angle,
Kt: torque proportional gain, εt1: torque proportional control amount,
Kp: position control proportional gain, εp1: position proportional control amount, Kd: first differential gain,
εd1: first differential control amount, Kdv: second differential gain, εd2: second differential control amount,
S_ed: excessive steering detection signal, S_ig: IG on / off signal, S_tr: abnormal signal CTR1: excessive steering detection counter, C1: excessive steering detection counter count-up CTR2: excessive steering suppression detection counter, C2: excessive steering suppression detection counter count up
Claims (4)
前記操舵角を検出する操舵角検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記転舵輪の転舵角を検出又は演算する転舵角演算手段と、
前記第2の転舵角を検出又は演算する第2の転舵角演算手段と、
操舵角及び車速に基づいて前記第2の転舵角の目標値を出力する目標値出力手段と、
前記目標値に基づいて前記モータの制御量を出力する制御量出力手段と、
前記制御量に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段と、を備え、
前記制御量出力手段は、
車速と操舵角に基づいて位置比例ゲインを決定する位置比例ゲイン決定手段と、
前記第2の転舵角の目標値と検出又は演算された前記第2の転舵角との偏差に前記位置比例ゲインを乗ずることにより、位置偏差比例項制御量を出力する位置比例制御手段と、
操舵角に基づいて第1微分ゲインを決定する第1微分ゲイン決定手段と、
前記第2の転舵角の微分変化量に基づく微分制御量を出力する微分制御手段と、
前記位置偏差比例項制御量から前記微分制御量を減じた減算値を演算する減算手段と、を有し、
前記微分制御手段は、
前記第2の転舵角の微分変化量に前記第1微分ゲインを乗じた第1微分制御量を前記微分制御量として出力する第1微分制御手段を含み、
前記位置比例ゲイン決定手段は、
前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、前記車速が速いほど、又は前記転舵角が大きいほど、前記位置比例ゲインを高くし、
前記第1微分ゲイン決定手段は、
前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、前記転舵角が大きいほど、前記第1微分ゲインを高くすること、
を特徴とする車両用操舵装置。 By adding the second turning angle of the steered wheel based on the motor drive to the first steered angle of the steered wheel based on the steering operation, the steering angle between the steering wheel and the steered angle of the steered wheel is increased. A transmission ratio variable device that varies the transmission ratio;
Steering angle detection means for detecting the steering angle;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
A turning angle calculation means for detecting or calculating a turning angle of the turning wheel;
Second turning angle calculation means for detecting or calculating the second turning angle;
Target value output means for outputting a target value of the second turning angle based on a steering angle and a vehicle speed;
Control amount output means for outputting a control amount of the motor based on the target value;
Motor control means for controlling the motor based on the control amount,
The control amount output means includes
Position proportional gain determining means for determining a position proportional gain based on the vehicle speed and the steering angle;
Position proportional control means for outputting a position deviation proportional term control amount by multiplying the deviation between the target value of the second turning angle and the detected or calculated second turning angle by the position proportional gain; ,
First differential gain determining means for determining a first differential gain based on the steering angle;
Differential control means for outputting a differential control amount based on the differential change amount of the second turning angle;
Subtracting means for calculating a subtraction value obtained by subtracting the differential control amount from the position deviation proportional term control amount;
The differential control means includes
First differential control means for outputting, as the differential control amount, a first differential control amount obtained by multiplying the differential change amount of the second turning angle by the first differential gain;
The position proportional gain determining means includes
When the steered angle exceeds a predetermined steered angle set near the maximum steered angle of the steered wheels, the higher the vehicle speed or the greater the steered angle, the higher the position proportional gain,
The first differential gain determining means includes
When the steered angle exceeds a predetermined steered angle set near the maximum steered angle of the steered wheels, the larger the steered angle, the higher the first differential gain;
A vehicle steering apparatus characterized by the above.
前記制御量出力手段は、転舵角を微分して演算された転舵角速度に基づいて第2微分ゲインを決定する第2微分ゲイン決定手段を有し、
前記微分制御手段は、前記第1微分制御量に前記第2微分ゲインを乗じた第2微分制御量を前記微分制御量として出力する第2微分制御手段を含み、
前記第2微分ゲイン決定手段は、前記転舵角速度が所定の転舵角速度を超えた場合には、前記転舵角速度が大きいほど、前記第2微分ゲインを高くすること、
を特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The control amount output means includes second differential gain determination means for determining a second differential gain based on a turning angular velocity calculated by differentiating the turning angle,
The differential control means includes second differential control means for outputting, as the differential control quantity, a second differential control quantity obtained by multiplying the first differential control quantity by the second differential gain,
The second differential gain determining means increases the second differential gain as the turning angular speed increases when the turning angular speed exceeds a predetermined turning angular speed.
A vehicle steering apparatus characterized by the above.
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、
前記制御量出力手段は、
転舵角に基づいてトルク比例ゲインを決定するトルク比例ゲイン決定手段と、
前記操舵トルクに前記トルク比例ゲインを乗ずることにより、トルク比例項制御量を出力するトルク比例制御手段と、
前記減算値に前記トルク比例項制御量を加算する加算手段と、を有し、
前記トルク比例ゲイン決定手段は、前記転舵角が前記転舵輪の最大舵角近傍に設定した所定の舵角を超えた場合には、前記操舵トルクの増加とともにトルク比例ゲインを高くすること、
を特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 2,
Steering torque detection means for detecting steering torque is provided,
The control amount output means includes
Torque proportional gain determining means for determining a torque proportional gain based on the turning angle;
Torque proportional control means for outputting a torque proportional term control amount by multiplying the steering torque by the torque proportional gain;
Adding means for adding the torque proportional term control amount to the subtraction value;
The torque proportional gain determining means, when the steering angle exceeds a predetermined steering angle set in the vicinity of the maximum steering angle of the steered wheels, increasing the torque proportional gain as the steering torque increases;
A vehicle steering apparatus characterized by the above.
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