JP2013018354A - Steering unit with variable steering angle ratio - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering unit with a variable steering angle ratio which provides preferable steering feeling with excellent responsiveness and rigidity feeling.SOLUTION: A steering angle ratio variable mechanism 15 connects an input shaft which is connected to a steering member via a torsion bar, to an output shaft which is connected to a steering mechanism. A steering angle ratio is varied by adding a second steering angle θtm which is based on the drive of a VGR (Variable Gear-Ratio Steering) motor 21 to a steering angle which is base on the operation of the steering member. A control target value δtm* is calculated by a VGR control part 16, by superimposing a compensation component θtmh* which is calculated based on a torsion angle δof the torsion bar detected by a torsion angle sensor, to a base component θtmk* calculated based on a steering angle θs or a vehicle speed V.

Description

本発明は舵角比可変操舵装置に関する。   The present invention relates to a steering angle ratio variable steering apparatus.

特許文献1では、操舵部材(ステアリングホイール)の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比(舵角比)を可変にする舵角比可変機構と、アシストトルクを前記転舵輪に付加する電動モータを含む操舵補助機構とを備えた操舵装置が提案されている。
この種の操舵装置を含め、操舵補助機構を備える操舵装置では、操舵伝達軸の一部のシャフトを2分割とし、分割されたシャフト間をトーションバーで相対回転可能に連結している。そのトーションバーのねじれ角に基づいて操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに基づいて、電動モータによるアシスト力を制御している。
In Patent Document 1, a steering angle ratio variable mechanism that varies a ratio of a steering angle of a steered wheel to a steering angle of a steering member (steering wheel) (steering angle ratio), and an electric motor that adds assist torque to the steered wheel. Has been proposed.
In a steering apparatus including a steering assist mechanism including this type of steering apparatus, a part of the steering transmission shaft is divided into two parts, and the divided shafts are connected by a torsion bar so as to be relatively rotatable. The steering torque is detected based on the torsion angle of the torsion bar, and the assist force by the electric motor is controlled based on the detected steering torque.

特開2006−175981号公報JP 2006-175981 A

しかしながら、操舵部材を操舵したときに、トーションバーがねじれた分だけ、操舵部材の位相に対して、転舵輪に位相遅れを生ずる。このため、運転者が、ステアリング操作に対する応答性が十分でないと感じたり、ステアリング剛性を低く感じたりして、良好な操舵フィーリングが得られないおそれがある。
仮に、操舵フィーリングを考慮して、トーションバーのねじり剛性を高くした場合、トルク検出のためにトーションバーの微小なねじれ角を検出することが必要となる。しかしながら、その場合、SN比の関係で、トルク検出の検出精度が悪くなり、結果としてアシスト性能に影響を与えるため、かえって操舵フィーリングを悪くするおそれがある。
However, when the steering member is steered, a phase delay occurs in the steered wheels with respect to the phase of the steering member by an amount corresponding to the twist of the torsion bar. For this reason, the driver may feel that the responsiveness to the steering operation is not sufficient, or the steering rigidity may be low, and a good steering feeling may not be obtained.
If the torsional rigidity of the torsion bar is increased in consideration of the steering feeling, it is necessary to detect a small torsion angle of the torsion bar for torque detection. However, in that case, the detection accuracy of torque detection is deteriorated due to the SN ratio, and as a result, the assist performance is affected, so that the steering feeling may be deteriorated.

そこで、本発明の目的は、応答性が良くて剛性感のある良好な操舵フィーリングを得ることができる舵角比可変操舵装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a steering angle ratio variable steering apparatus that can obtain a good steering feeling with good responsiveness and rigidity.

前記目的を達成するため、請求項1の発明は、回転操作される操舵部材(2)にトーションバー(17)を介して連結された入力軸(3b)と、転舵機構(A)に連結された出力軸(3c)と、前記入力軸と前記出力軸とを接続し、舵角比可変モータ(21)を含み、前記操舵部材の操作に基づく第1舵角(θts)に前記舵角比可変モータの駆動に基づく第2舵角(θtm)を上乗せすることにより、前記操舵部材の操舵角(θs )と転舵輪の転舵角(θt )との比である舵角比(R)を可変する舵角比可変機構と、前記トーションバーのねじれ角(δ)を検出するねじれ角センサ(18)と、前記舵角比可変機構の作動を制御する制御装置(16)と、を備え、前記制御装置は、車両の走行状態に基づく基礎成分(δtmk * )に、前記ねじれ角センサにより検出されたねじれ角に基づく補償成分(δtmh * )を重畳することにより、前記第2舵角の制御目標値(δtm* )を演算する舵角比可変操舵装置(1)を提供する。 In order to achieve the object, the invention according to claim 1 is connected to an input shaft (3b) connected to a rotating steering member (2) via a torsion bar (17), and a steering mechanism (A). The output shaft (3c), the input shaft and the output shaft are connected, and a steering angle ratio variable motor (21) is included. The steering angle is set to the first steering angle (θts) based on the operation of the steering member. By adding a second steering angle (θtm) based on the drive of the variable ratio motor, a steering angle ratio (R) which is a ratio between the steering angle (θs) of the steering member and the steering angle (θt) of the steered wheels A variable steering angle ratio mechanism, a torsion angle sensor (18) for detecting a torsion angle (δ) of the torsion bar, and a control device (16) for controlling the operation of the variable steering angle ratio mechanism. , the control device, the basic component based on the running state of the vehicle (δtmk *), the helix angle sensor By superimposing a more detected based on the twist angle compensation component (δtmh *), providing the control target value of the second steering angle steering ratio calculating a (? Tm *) variable steering device (1).

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項2の発明のように、前記制御装置は、前記補償成分を前記ねじれ角センサにより検出された前記ねじれ角に等しく設定してもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
The control device may set the compensation component equal to the torsion angle detected by the torsion angle sensor.

請求項1の発明によれば、ねじれ角センサにより検出されたねじれ角に基づく補償制御を実行することにより、舵角比可変モータの駆動に基づく第2舵角の制御目標値(目標角)の位相を早めることができる。その結果、トーションバーのねじれに起因する出力軸の位相(すなわち転舵輪の位相)の遅れを抑制することができる。したがって、応答性が良くて剛性感のある良好な操舵フィーリングを運転者に与えることができる。   According to the first aspect of the present invention, by executing compensation control based on the twist angle detected by the twist angle sensor, the control target value (target angle) of the second steering angle based on the drive of the steering angle ratio variable motor is determined. The phase can be advanced. As a result, it is possible to suppress a delay in the phase of the output shaft (that is, the phase of the steered wheels) due to the twist of the torsion bar. Therefore, it is possible to give the driver a good steering feeling with good responsiveness and rigidity.

請求項2の発明によれば、基礎成分に重畳する補償成分を、検出されたトーションバーのねじれ角に等しくして第2舵角の制御目標値を演算する。したがって、トーションバーのねじれに起因する、転舵輪の位相の遅れを解消する効果を高くすることができる。その結果、より良好な操舵フィーリングを運転者に与えることができる。   According to the second aspect of the present invention, the control target value of the second steering angle is calculated by making the compensation component superimposed on the basic component equal to the detected torsion angle of the torsion bar. Therefore, the effect of eliminating the phase delay of the steered wheels due to the twist of the torsion bar can be enhanced. As a result, a better steering feeling can be given to the driver.

本発明の一実施の形態の舵角比可変操舵装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of a steering angle ratio variable steering device of one embodiment of the present invention. 図1の舵角比可変装置の舵角比可変機構の作用説明図であり、第1舵角と第2舵角が同方向である場合を示している。It is action | operation explanatory drawing of the steering angle ratio variable mechanism of the steering angle ratio variable apparatus of FIG. 1, and has shown the case where a 1st steering angle and a 2nd steering angle are the same direction. 図1の舵角比可変機構の作用説明図であり、第1舵角に対して第2舵角が逆方向である場合を示している。It is an operation explanatory view of a rudder angle ratio variable mechanism of Drawing 1, and shows the case where the 2nd rudder angle is a reverse direction to the 1st rudder angle. 図1の舵角比可変操舵装置の制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of the steering angle ratio variable steering device of FIG. 1.

図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。図1を参照して、舵角比可変操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結している操舵軸3と、操舵軸3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン8aに噛み合うラック8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸8とを備えている。ピニオン軸7およびラック軸8により、ラックアンドピニオン機構からなる操舵機構Aが構成されている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a steering angle ratio variable steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, and an intermediate shaft 5 connected to the steering shaft 3 via a universal joint 4. As a steered shaft that extends in the left-right direction of the automobile, has a pinion shaft 7 connected to the intermediate shaft 5 via a universal joint 6 and a rack 8a that meshes with a pinion 8a provided near the end of the pinion shaft 7. Rack shaft 8. The pinion shaft 7 and the rack shaft 8 constitute a steering mechanism A composed of a rack and pinion mechanism.

ラック軸8は車体に固定される図示しないハウジングによって直線往復動可能に支持されている。ラック軸8の両端部は前記ハウジングの両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド9が結合されている。各タイロッド9は対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する転舵輪10に連結されている。
操舵部材2が操作されて操舵軸3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラック軸8の直線運動に変換される。これにより、転舵輪10の舵角、すなわち転舵角を可変することにより、車両進行方向が変更される。
The rack shaft 8 is supported by a housing (not shown) fixed to the vehicle body so as to be capable of linear reciprocation. Both ends of the rack shaft 8 protrude to both sides of the housing, and tie rods 9 are coupled to the ends. Each tie rod 9 is connected to a corresponding steered wheel 10 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion of the rack shaft 8 along the left-right direction of the automobile by the pinion 7a and the rack 8a. Thereby, the vehicle traveling direction is changed by changing the rudder angle of the steered wheels 10, that is, the steered angle.

舵角比可変操舵装置1は、操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助機構11と、操舵補助機構11の作動を制御するEPS制御部12とを備えた、例えば、いわゆるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成されている。
操舵補助機構11は、駆動源としての操舵補助モータとしてのEPS(Electronic Power Steering )モータ13と、EPSモータ13の動力を操舵軸3の後述する出力軸3cに伝達する減速機構14とを備えている。減速機構14は、EPSモータ13により駆動される、例えばウォーム等の駆動ギヤ14aと、駆動ギヤ14aと噛み合い、出力軸3cと一体回転可能に連結された、例えばウォームホイール等の被動ギヤ14bとを備えている。
The steering angle ratio variable steering apparatus 1 includes, for example, a so-called column assist type electric motor that includes a steering assist mechanism 11 that applies a steering assist force to the steering system and an EPS control unit 12 that controls the operation of the steering assist mechanism 11. It is configured as a power steering device.
The steering assist mechanism 11 includes an EPS (Electronic Power Steering) motor 13 as a steering assist motor as a drive source, and a speed reduction mechanism 14 that transmits the power of the EPS motor 13 to an output shaft 3c described later of the steering shaft 3. Yes. The speed reduction mechanism 14 includes a drive gear 14a such as a worm that is driven by the EPS motor 13, and a driven gear 14b such as a worm wheel that meshes with the drive gear 14a and is connected to the output shaft 3c so as to be integrally rotatable. I have.

また、舵角比可変操舵装置1は、操舵部材2の舵角(操舵角)と転舵輪10の舵角(転舵角)との間の伝達比(舵角比)を可変させる舵角比可変機構15と、舵角比可変機構15の作動を制御する制御装置としてのVGR制御部16とを備えている。
操舵軸3は、操舵部材2に連結された第1軸3aと、第1軸3aとトーションバー17を介して同一軸線上に相対回転可能に連結されて第2軸を構成する、舵角比可変機構15の入力軸3bと、自在継手6を介して中間軸5と連結されて第3軸を構成する、舵角比可変機構15の出力軸3cとを備えている。
Further, the steering angle ratio variable steering device 1 is configured to vary the transmission ratio (steering angle ratio) between the steering angle (steering angle) of the steering member 2 and the steering angle (steering angle) of the steered wheels 10. A variable mechanism 15 and a VGR control unit 16 as a control device for controlling the operation of the steering angle ratio variable mechanism 15 are provided.
The steering shaft 3 is connected to the steering member 2 via the first shaft 3a and the first shaft 3a and the torsion bar 17 so as to be relatively rotatable on the same axis so as to form a second shaft. An input shaft 3b of the variable mechanism 15 and an output shaft 3c of the steering angle ratio variable mechanism 15 connected to the intermediate shaft 5 via the universal joint 6 and constituting a third shaft are provided.

トーションバー17を介する第1軸3aおよび入力軸3b(第2軸)間の相対回転変位量(トーションバー17のねじれ角δに相当)により操舵トルクTを検出するトルクセンサ18が設けられている。このトルクセンサ18および車速センサ19が、EPS制御部12に接続されている。トルクセンサ18は、トーションバー17のねじれ角δを検出するねじれ角検出センサとしても機能する。   A torque sensor 18 is provided for detecting the steering torque T based on the amount of relative rotational displacement (corresponding to the torsion angle δ of the torsion bar 17) between the first shaft 3a and the input shaft 3b (second shaft) via the torsion bar 17. . The torque sensor 18 and the vehicle speed sensor 19 are connected to the EPS control unit 12. The torque sensor 18 also functions as a twist angle detection sensor that detects the twist angle δ of the torsion bar 17.

EPS制御部12は、トルクセンサ18により検出された操舵トルクTおよび車速センサ19により検出された車速V等に基づいて、EPSモータ13を駆動制御する。EPSモータ13の出力回転が減速機構14を介して減速されて出力軸3bを介してピニオン軸7に伝達され、ラック軸8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
舵角比可変機構15は、入力軸3bと出力軸3cを連結する差動機構20と、差動機構20を駆動する舵角比可変モータとしてのVGR(Variable Gear-Ratio Steering)モータ21とを備えている。
The EPS control unit 12 controls the driving of the EPS motor 13 based on the steering torque T detected by the torque sensor 18 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 19. The output rotation of the EPS motor 13 is decelerated through the speed reduction mechanism 14 and transmitted to the pinion shaft 7 through the output shaft 3b, and converted into a linear motion of the rack shaft 8, thereby assisting steering.
The steering angle ratio variable mechanism 15 includes a differential mechanism 20 that connects the input shaft 3b and the output shaft 3c, and a VGR (Variable Gear-Ratio Steering) motor 21 as a steering angle ratio variable motor that drives the differential mechanism 20. I have.

差動機構20は、例えば、入力軸3bに伴って回転する例えばサンギである入力要素20aと、出力軸3cに伴って回転する例えばリングギヤである出力要素20bと、入力要素20aおよび出力要素20bを連結する例えば遊星ギヤを自転可能に支持し遊星ギヤとともに公転可能なキャリアである中間要素20cとを備えている。
舵角比可変機構15は、操舵部材2の回転操作に伴う入力軸3bの回転に、VGRモータ21の駆動による回転を上乗せして出力軸3cに伝達することにより、転舵機構Aに入力される操舵部材2の回転を増速(または減速)することが可能となっている。
The differential mechanism 20 includes, for example, an input element 20a that is, for example, a sangi that rotates with the input shaft 3b, an output element 20b that is, for example, a ring gear that rotates with the output shaft 3c, and the input element 20a and the output element 20b. For example, an intermediate element 20c which is a carrier capable of revolving together with, for example, a planetary gear which supports the planetary gear is provided.
The steering angle ratio variable mechanism 15 is input to the steering mechanism A by adding the rotation due to the drive of the VGR motor 21 to the rotation of the input shaft 3b accompanying the rotation operation of the steering member 2 and transmitting it to the output shaft 3c. The rotation of the steering member 2 can be increased (or decelerated).

すなわち、図2および図3に示すように、舵角比可変機構15は、ステアリング操作に基づく転舵輪10の舵角である第1舵角θtsに、VGRモータ21の駆動に基づく転舵輪10の舵角である第2舵角θtm(いわゆるアクト角)を上乗せすることにより、操舵部材2と転舵輪10との間の伝達比、すなわち操舵角θs と転舵角θt との比率(舵角比R:R=θs /θt )を可変させる。   That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the rudder angle ratio variable mechanism 15 has the first steered angle θts which is the steered angle of the steered wheel 10 based on the steering operation, to the steered wheel 10 based on the drive of the VGR motor 21. By adding the second steering angle θtm (so-called act angle), which is the steering angle, the transmission ratio between the steering member 2 and the steered wheels 10, that is, the ratio of the steering angle θs to the steered angle θt (steering angle ratio). R: R = θs / θt) is varied.

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 との比率」をオーバーオールでの舵角比R(操舵角θs /転舵角θt )で表した場合、図2に示すように、第1舵角θtsと同方向の第2舵角θtmを上乗せすることによりオーバーオールでの舵角比Rは小さくなる。一方、図3に示すように、第1舵角θtsに対して逆方向の第2舵角θtmを上乗せすることによりオーバーオールでの舵角比Rは大きくなる。   In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “ratio between the steering angle θs and the steering angle θt” is expressed by the overall steering angle ratio R (steering angle θs / steering angle θt), as shown in FIG. 2, the first steering angle θts. The steering angle ratio R in the overall is reduced by adding the second steering angle θtm in the same direction. On the other hand, as shown in FIG. 3, the overall steering angle ratio R is increased by adding the second steering angle θtm in the opposite direction to the first steering angle θts.

また、本実施形態では、舵角比可変機構15の駆動源であるVGRモータ21には、ブラシレスモータが採用されており、VGRモータ21は、VGR制御部16から供給される三相(U,V,W)の駆動電力に基づき回転する。そして、VGR制御部16は、その駆動電力の供給を通じてVGRモータ21の回転を制御することにより、舵角比可変機構15の作動、すなわち第2舵角θtmを制御する構成となっている(舵角比可変制御)。   In the present embodiment, a brushless motor is adopted as the VGR motor 21 that is a drive source of the rudder angle ratio variable mechanism 15, and the VGR motor 21 is a three-phase (U, U) supplied from the VGR control unit 16. Rotate based on the driving power of V, W). The VGR control unit 16 is configured to control the operation of the steering angle ratio variable mechanism 15, that is, the second steering angle θtm by controlling the rotation of the VGR motor 21 through the supply of the driving power (the rudder angle θtm). Angle ratio variable control).

次に、舵角比可変操舵装置1の舵角比可変に関する電気的構成について説明する。図1に示すように、VGR制御部16には、操舵角センサ22により検出される操舵角θs と、車速センサ19により検出される車速Vと、トルクセンサ18により検出される、トーションバー17のねじれ角δと、回転角センサ23により検出されるVGRモータ21の実回転角θtmr が入力されるようになっている。そして、VGR制御部16は、これら操舵角θs 、車速V、ねじれ角δおよび実回転角θtmr に基づいて舵角比可変機構15の作動を制御すべく、その駆動源であるVGRモータ21への電力供給を行なうことにより、前記のような舵角比可変制御を実行する構成となっている。   Next, an electrical configuration related to variable steering angle ratio of the steering angle ratio variable steering apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 1, the VGR control unit 16 includes a steering angle θs detected by the steering angle sensor 22, a vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 19, and a torsion bar 17 detected by the torque sensor 18. The torsion angle δ and the actual rotation angle θtmr of the VGR motor 21 detected by the rotation angle sensor 23 are input. Then, the VGR control unit 16 controls the operation of the steering angle ratio variable mechanism 15 based on the steering angle θs, the vehicle speed V, the torsion angle δ, and the actual rotation angle θtmr to the VGR motor 21 that is a driving source thereof. By performing power supply, the steering angle ratio variable control as described above is executed.

詳述すると、図4に示すように、VGR制御部16は、モータ制御信号を出力するマイコン24と、そのモータ制御信号に基づきVGRモータ21に対する駆動電力の供給を実行する駆動回路25とを備えた電子制御ユニットECU(Electronic Control Unit) として構成されている。
なお、以下に示す各制御ブロックは、マイコン24が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、マイコン24は、所定のサンプリング周期で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
More specifically, as shown in FIG. 4, the VGR control unit 16 includes a microcomputer 24 that outputs a motor control signal and a drive circuit 25 that supplies drive power to the VGR motor 21 based on the motor control signal. It is configured as an electronic control unit ECU (Electronic Control Unit).
Each control block shown below is realized by a computer program executed by the microcomputer 24. Then, the microcomputer 24 detects each state quantity at a predetermined sampling period, and generates a motor control signal by executing each arithmetic processing shown in the following control blocks every predetermined period.

マイコン24には、基礎成分演算部26と、補償成分演算部27と、モータ制御信号演算部28が設けられている。基礎成分演算部26には、操舵角θs および車速Vが入力されるようになっている。基礎成分演算部26は、図示しない特性マップを用いて、車速Vに応じて舵角比を可変させるための制御目標値の基礎成分θtmk * を演算する。通例、低速走行時には、舵角比が小さくされ、高速走行時には、舵角比が大きくされる。 The microcomputer 24 includes a basic component calculation unit 26, a compensation component calculation unit 27, and a motor control signal calculation unit 28. A steering angle θs and a vehicle speed V are input to the basic component calculation unit 26. The basic component calculation unit 26 calculates a basic component θtmk * of a control target value for varying the steering angle ratio according to the vehicle speed V using a characteristic map (not shown). Typically, the steering angle ratio is reduced during low-speed traveling, and the steering angle ratio is increased during high-speed traveling.

また、補償成分演算部27は、ねじれ角センサとしても機能とするトルクセンサ18からの信号を入力し、制御目標値の補償成分θtmh * を演算する。補償成分θtmh * は、例えば、ねじれ角センサ(トルクセンサ18)により検出された、ねじれ角δと等しく設定される(θtmh * =δ)。
基礎成分演算部26により演算された基礎成分θtmk * および補償成分演算部27により演算されたθtmh * は、加算器29へと入力され、加算器29において加算される。そして、マイコン24は、基礎成分θtmk * 対して、ねじれ角に相当する補償成分θtmh * を重畳した値に基づいて、モータ駆動に基づく第2の舵角θtmの制御目標値θtm* (目標角)を演算する構成となっている。
Further, the compensation component calculation unit 27 inputs a signal from the torque sensor 18 that also functions as a torsion angle sensor, and calculates a compensation component θtmh * of the control target value. The compensation component θtmh * is set equal to the torsion angle δ detected by the torsion angle sensor (torque sensor 18), for example (θtmh * = δ).
Shitatmh * is calculated by the base component Shitatmk * and compensation component computing section 27 computed by the basic component calculation unit 26 is inputted to the adder 29 are added by the adder 29. Then, based on the value obtained by superimposing the compensation component θtmh * corresponding to the torsion angle on the basic component θtmk * , the microcomputer 24 controls the control target value θtm * (target angle) of the second steering angle θtm based on the motor drive. It is the structure which calculates.

このようにして演算される制御目標値θtm* は、その制御対象である舵角比可変機構15のVGRモータ21に設けられた回転角センサ23により検出された実回転角θtmr とともに、モータ制御信号演算部28に入力される。モータ制御信号演算部28は、その制御目標値θtm* に実回転角θtmr を追従させるべくフィードバック制御を実行する。すなわち、モータ制御信号演算部28は、位置制御演算の実行によりモータ制御信号を生成する。 The control target value θtm * calculated in this way is the motor control signal together with the actual rotation angle θtmr detected by the rotation angle sensor 23 provided in the VGR motor 21 of the steering angle ratio variable mechanism 15 that is the control target. Input to the calculation unit 28. The motor control signal calculation unit 28 performs feedback control so that the actual rotation angle θtmr follows the control target value θtm * . That is, the motor control signal calculation unit 28 generates a motor control signal by executing the position control calculation.

そして、マイコン24が、そのモータ制御信号を駆動回路25に出力し、駆動回路25が、当該モータ制御信号に基づく駆動電力の供給を実行することにより、VGRモータ21の回転、すなわち舵角比可変機構15の作動が制御される構成になっている。
本実施の形態によれば、操舵部材2の操作に基づく第1舵角θtsにVGRモータ21の駆動に基づく第2舵角θtmを上乗せすることにより、舵角比(R)を可変する。
Then, the microcomputer 24 outputs the motor control signal to the drive circuit 25, and the drive circuit 25 executes the supply of drive power based on the motor control signal, whereby the rotation of the VGR motor 21, that is, the steering angle ratio variable. The operation of the mechanism 15 is controlled.
According to the present embodiment, the steering angle ratio (R) is varied by adding the second steering angle θtm based on the drive of the VGR motor 21 to the first steering angle θts based on the operation of the steering member 2.

一方、舵角比可変機構15の入力軸3bに入力される入力角は、操舵部材2の操作角(操舵角θs)に比して、トーションバー17のねじれ角δの分だけ、小さくなっている(位相が遅れている)。したがって、操舵部材2の操作に基づく第1舵角θtsは、ねじれ角δの分だけ、小さくなっている(位相が遅れている)。
これに対して、車両の走行状態(操舵角θs や車速V等)に基づく基礎成分θtmk * に、ねじれ角センサ(本実施の形態ではトルクセンサ18)により検出されたねじれ角δに基づく補償成分θtmh * を重畳して第2舵角θtmの制御目標値θtm* を設定する。すなわち、ねじれ角δに基づく補償制御を実行することにより、VGRモータ21の駆動に基づく第2舵角θtmの制御目標値θtm* (目標角)の位相を早めることができる。その結果、トーションバー17のねじれに起因する出力軸3cの位相(すなわち転舵輪10の位相)の遅れを抑制することができる。したがって、応答性が良くて剛性感のある良好な操舵フィーリングを運転者に与えることができる。
On the other hand, the input angle input to the input shaft 3 b of the steering angle ratio variable mechanism 15 is smaller than the operation angle (steering angle θs) of the steering member 2 by the torsion angle δ of the torsion bar 17. Yes (the phase is delayed). Therefore, the first steering angle θts based on the operation of the steering member 2 is decreased (the phase is delayed) by the torsion angle δ.
On the other hand, the compensation component based on the twist angle δ detected by the twist angle sensor (the torque sensor 18 in the present embodiment) is added to the basic component θtmk * based on the running state of the vehicle (steering angle θs, vehicle speed V, etc.). A control target value θtm * for the second steering angle θtm is set by superimposing θtmh * . That is, by executing compensation control based on the twist angle δ, the phase of the control target value θtm * (target angle) of the second steering angle θtm based on the drive of the VGR motor 21 can be advanced. As a result, a delay in the phase of the output shaft 3c (that is, the phase of the steered wheels 10) due to the twist of the torsion bar 17 can be suppressed. Therefore, it is possible to give the driver a good steering feeling with good responsiveness and rigidity.

また、トーションバー17として、ねじり剛性(ばね定数)の低いものを使用することが可能となり、結果として、トルクセンサ18による操舵トルクTの検出精度を高くすることができる。したがって、EPS制御部12による精度の良い操舵補助制御が可能となり、この点からも良好な操舵フィーリングの実現に寄与することができる。
また、基礎成分θtmk * に重畳する補償成分θtmh * を、検出されたトーションバー17のねじれ角δに等しくして第2舵角θtmの制御目標値θtm* を演算することにより、トーションバー17のねじれに起因する、転舵輪10の位相の遅れを解消する効果を高くすることができる。その結果、より良好な操舵フィーリングを運転者に与えることができる。
Further, a torsion bar 17 having a low torsional rigidity (spring constant) can be used, and as a result, the detection accuracy of the steering torque T by the torque sensor 18 can be increased. Therefore, it is possible to perform steering assist control with high accuracy by the EPS control unit 12, and it is possible to contribute to the realization of a good steering feeling from this point.
Further, the compensation component θtmh * superimposed on the base component θtmk * is made equal to the detected torsion angle δ of the torsion bar 17, and the control target value θtm * of the second steering angle θtm is calculated, whereby the torsion bar 17 The effect of eliminating the phase delay of the steered wheels 10 caused by twisting can be enhanced. As a result, a better steering feeling can be given to the driver.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、VGR制御部16において、基礎成分演算部26を廃止し、VGR制御部16やEPS制御部12の上位のECUである車両統合ECU(図示せず)から、CAN(Controller Area Network )等の車載ネットワークを通して制御目標値の基礎成分θtmk * を入力するようにしてもよい。
また、前記実施の形態では、トルクセンサ18をねじれ角センサとして用いたが、トルクセンサ18とは別途にねじれ角センサを設けるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the VGR control unit 16, the basic component calculation unit 26 is abolished, and a vehicle integrated ECU that is an upper ECU of the VGR control unit 16 and the EPS control unit 12. The basic component θtmk * of the control target value may be input from a vehicle (not shown) through an in-vehicle network such as CAN (Controller Area Network).
In the above embodiment, the torque sensor 18 is used as a torsion angle sensor. However, a torsion angle sensor may be provided separately from the torque sensor 18.

その他、本発明は、請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。   In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

1…舵角比可変操舵装置、2…操舵部材、3…操舵軸、3a…第1軸、3b…入力軸(第2軸)、3c…出力軸(第3軸)、10…転舵輪、11…操舵補助機構、12…EPS制御部、13…EPSモータ、15…舵角比可変機構、16…VGR制御部(制御装置)、17…トーションバー、18…トルクセンサ(ねじれ角センサ)、19…車速センサ、20…差動機構、21…VGRモータ(舵角比可変モータ)、22…操舵角センサ、23…回転角センサ、26…基礎成分演算部、27…補償成分演算部、28…モータ制御信号演算部、A…転舵機構、θs …操舵角、θt …転舵角、R…舵角比、δ…ねじれ角、V…車速、θts…第1舵角、θtm…第2舵角、θtm* …制御目標値、θtmk * …基礎成分、θtmh * …補償成分、θtmr …実回転角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering angle ratio variable steering device, 2 ... Steering member, 3 ... Steering shaft, 3a ... 1st axis, 3b ... Input shaft (2nd axis), 3c ... Output shaft (3rd axis), 10 ... Steering wheel, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Steering assistance mechanism, 12 ... EPS control part, 13 ... EPS motor, 15 ... Steering angle ratio variable mechanism, 16 ... VGR control part (control apparatus), 17 ... Torsion bar, 18 ... Torque sensor (torsion angle sensor), DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Vehicle speed sensor, 20 ... Differential mechanism, 21 ... VGR motor (steering angle ratio variable motor), 22 ... Steering angle sensor, 23 ... Rotation angle sensor, 26 ... Base component calculation part, 27 ... Compensation component calculation part, 28 Motor control signal calculation unit A A Steering mechanism θs Steering angle θt Steering angle R Steering angle ratio δ Torsion angle V Vehicle speed θts First steering angle θtm Second Rudder angle, θtm * … Control target value, θtmk * … Basic component, θtmh * … Compensation component, θtmr… Actual rotation angle

Claims (2)

回転操作される操舵部材にトーションバーを介して連結された入力軸と、
転舵機構に連結された出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを接続し、舵角比可変モータを含み、前記操舵部材の操作に基づく第1舵角に前記舵角比可変モータの駆動に基づく第2舵角を上乗せすることにより、前記操舵部材の操舵角と転舵輪の転舵角との比である舵角比を可変する舵角比可変機構と、
前記トーションバーのねじれ角を検出するねじれ角センサと、
前記舵角比可変機構の作動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、車両の走行状態に基づく基礎成分に、前記ねじれ角センサにより検出されたねじれ角に基づく補償成分を重畳することにより、前記第2舵角の制御目標値を演算する舵角比可変操舵装置。
An input shaft connected via a torsion bar to a steering member to be rotated;
An output shaft coupled to the steering mechanism;
Connecting the input shaft and the output shaft, including a rudder angle ratio variable motor, and adding a second rudder angle based on driving of the rudder angle ratio variable motor to a first rudder angle based on an operation of the steering member; A steering angle ratio variable mechanism that varies a steering angle ratio that is a ratio of a steering angle of the steering member and a turning angle of the steered wheels;
A twist angle sensor for detecting a twist angle of the torsion bar;
A control device for controlling the operation of the rudder angle ratio variable mechanism,
The control device calculates a control target value of the second steering angle by superimposing a compensation component based on a torsion angle detected by the torsion angle sensor on a basic component based on a running state of a vehicle. Variable steering device.
請求項1において、前記制御装置は、前記補償成分を前記ねじれ角センサにより検出された前記ねじれ角に等しく設定する舵角比可変操舵装置。   2. The steering angle ratio variable steering device according to claim 1, wherein the control device sets the compensation component equal to the torsion angle detected by the torsion angle sensor.
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