JP2015067218A - Vehicle steering device and self-excited vibration detection method of steering wheel - Google Patents

Vehicle steering device and self-excited vibration detection method of steering wheel Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stop a lead steer control more reliably and quickly.SOLUTION: A vehicle steering device comprises: a steering shaft 12 having a first shaft 11a connected to a steering wheel 10 and a second shaft 11b that comprises a pinion 18 engaging with a rack shaft 20; a steering angle ratio variable actuator 14 for changing a steering angle ratio by relatively rotating and driving the second shaft to the first shaft; a steering angle sensor 26; a torque sensor 27; and a steering controller 30 for controlling the steering angle ratio variable actuator 14 so as to perform execution and stop of a lead steer operation. During the execution of the lead steer operation, the steering controller 30 stops the lead steer operation when the steering wheel 10 is in a state of turning back, and when a direction of a rotation angular acceleration of the steering wheel 10 and a direction of a torque applied to the second shaft 11b are different from each other.

Description

本発明は、操舵装置(以下、ステアリングと称す)の操舵角と実際の転舵輪との間の伝達比(舵角比)を変更する舵角比可変手段を備えた車両用操舵装置、および操舵輪(ステアリング・ホイール)の自励振動検知方法に関するものである。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus including steering angle ratio variable means for changing a transmission ratio (steering angle ratio) between a steering angle of a steering apparatus (hereinafter referred to as steering) and an actual steered wheel, and steering. The present invention relates to a method for detecting self-excited vibration of a wheel (steering wheel).

従来から、操舵輪の操舵角と転舵輪との間の伝達比(舵角比)を変更可能な、モータ駆動式の舵角比可変機構を含み、車速や操舵角に応じて、ステアリング・ホイールの操作(別名では、ハンドル操作と称されることがあるが、ここでは以下、操舵輪の操作と呼称する)に基づく転舵輪の転舵角にモータ駆動に基づく転舵輪の転舵角を上乗せする、いわゆるアクティブステア機能を有する車両用操舵装置が知られている。   Conventionally, it includes a motor-driven steering angle ratio variable mechanism that can change the transmission ratio (steering angle ratio) between the steering angle of the steered wheels and the steered wheels, and the steering wheel according to the vehicle speed and the steering angle. The turning angle of the steered wheel based on the motor drive is added to the steered angle of the steered wheel based on the operation of the steering wheel (also referred to as the steering wheel operation in the alias, but hereinafter referred to as the steered wheel operation). A vehicle steering apparatus having a so-called active steering function is known.

この種の車両用操舵装置では、上記舵角比可変機構は、運転者が操舵輪を操作しているときの転舵輪の舵角応答性が高められるように、モータの制御プログラムが設定されている。そのため、操舵輪の切込み操舵状態で運転者が手放し運転をすると、すなわち、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクを利用して操舵輪を中立(直進)位置に戻そうとして手放し運転(操舵輪に手を添えているが実質的には操舵を行っていない状態を含む)をすると、「発明を実施するための形態」中で詳述するように、操舵輪が回転方向に振動するという現象(自励振動という)が起きる。このような操舵輪の自励振動は、車両の運転性能や安全性を阻害するものではないが、運転者に違和感や不安感を与えかねない。   In this type of vehicle steering device, the steering angle ratio variable mechanism has a motor control program set so that the steering angle responsiveness of the steered wheels when the driver is operating the steered wheels is improved. Yes. For this reason, when the driver performs a letting operation while the steering wheel is in the incision steering state, that is, by using the self-aligning torque that acts on the steered wheel, the driver tries to return the steered wheel to the neutral (straight) position. (Including a state in which a hand is attached but the vehicle is not substantially steered), as described in detail in “Mode for Carrying Out the Invention”, the phenomenon that the steering wheel vibrates in the rotation direction ( Self-excited vibration) occurs. Such self-excited vibration of the steered wheels does not impair the driving performance and safety of the vehicle, but may give the driver a sense of discomfort and anxiety.

近年では、このような操舵輪の自励振動を抑制する技術として、特許文献1のような車両用操舵装置が提案されている。この車両用操舵装置では、手放し運転が行われているか否かを判別し、手放し運転が行われている場合には、モータ駆動により転舵輪の転舵角を上乗せする制御(リードステア制御)を停止する、又は目標転舵角を変更することにより、操舵輪の自励振動の発生を抑制する。その場合、手放し運転が行われているか否かの判別は、操舵角センサの出力値(操舵角)、操舵角等に基づき設定される目標転舵角(転舵輪の転舵角)、舵角比可変機構のモータの回転角および車速などのパラメータに基づき、当該パラメータの値が定められた条件を充足し、かつその充足状態が一定の時間継続しているか否かによって行われる。   In recent years, as a technique for suppressing such self-excited vibration of a steering wheel, a vehicle steering apparatus as disclosed in Patent Document 1 has been proposed. In this vehicle steering device, it is determined whether or not a hand-off operation is being performed, and when the hand-off operation is being performed, a control (lead steer control) for adding the turning angle of the steered wheels by motor driving is performed. By stopping or changing the target turning angle, the occurrence of self-excited vibration of the steered wheels is suppressed. In this case, whether or not the hand-off operation is being performed is determined based on the output value (steering angle) of the steering angle sensor, the target turning angle (steering angle of the steered wheels) set based on the steering angle, etc., the steering angle Based on parameters such as the rotation angle of the motor of the ratio variable mechanism and the vehicle speed, the value of the parameter satisfies a predetermined condition, and whether or not the satisfaction state continues for a certain period of time is performed.

特開2007−118645号公報JP 2007-118645 A

上記従来の車両用操舵装置は、操舵輪の自励振動を抑制する上で有効なものであるが、数多くのパラメータを用いて手放し運転が行われているか否かの判別が行われるため誤差要因が多い。また、上記パラメータが所定の条件を一定時間充足している必要があるため、リードステア制御を停止させるための処理に、遅れが生じることが考えられる。従って、この点に改善の余地がある。   The conventional vehicle steering device is effective in suppressing the self-excited vibration of the steering wheel. However, since it is determined whether or not the hand-off operation is performed using many parameters, an error factor is determined. There are many. In addition, since it is necessary for the parameter to satisfy a predetermined condition for a certain period of time, a delay may occur in the processing for stopping the read steer control. Therefore, there is room for improvement in this respect.

本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、手放し運転による操舵輪の自励振動を抑制するために、リードステア制御をより迅速に停止させる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for more quickly stopping lead steer control in order to suppress self-excited vibrations of a steered wheel caused by hand-off operation. And

上記の課題を解決するために、本発明の車両用操舵装置は、操舵輪に接続されて当該操舵輪と一体に回転する第1シャフトと転舵用ラックに噛合するピニオンを備える第2シャフトとを有するステアリングシャフトと、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介在し、第1シャフトに対して第2シャフトを相対的に回転駆動することにより、操舵輪の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変手段と、前記操舵輪の回転に伴い変化する物理量とその変化の方向を検出する第1検出手段と、前記第1シャフトにかかるトルクの方向を検出する第2検出手段と、前記第1、2検出手段の検出結果に基づき、操舵輪操作に基づく転舵輪の転舵角に当該操舵輪の操舵方向と同方向の転舵角を加えることにより舵角比を変更するリードステア動作の実行およびその停止を行うべく前記舵角比可変手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記リードステア動作の実行中、前記操舵輪が切り戻しの状態にあって、かつ、前記物理量である、操舵輪の回転角加速度の向きと前記第2シャフトにかかるトルクの向きとが互いに異なる状態が発生したときに前記リードステア動作を停止させるものである。   In order to solve the above-described problems, a vehicle steering apparatus according to the present invention includes a first shaft that is connected to a steering wheel and rotates integrally with the steering wheel, and a second shaft that includes a pinion that meshes with the steering rack. The steering wheel is interposed between the first shaft and the second shaft, and the second shaft is driven to rotate relative to the first shaft. Steering angle ratio variable means for changing the steering angle ratio, which is a ratio of turning angles, first detection means for detecting a physical quantity that changes with rotation of the steered wheels and the direction of the change, and the first shaft Based on the detection results of the second detection means for detecting the direction of the torque and the first and second detection means, the turning angle of the steered wheel based on the steered wheel operation is the same as the steered angle of the steered wheel. Rudder angle ratio by adding Control means for controlling the steering angle ratio varying means to execute and stop the lead steer operation to be changed, and the control means is in a state in which the steered wheels are switched back during execution of the lead steer operation. In addition, the lead steer operation is stopped when the physical quantity, that is, the rotational angular acceleration direction of the steering wheel and the direction of the torque applied to the second shaft are different from each other.

この車両用操舵装置によれば、操舵輪の切り込み操舵の後、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクを利用して操舵輪を中立(直進)位置に戻すべく手放し運転(操舵輪に手を添えているが実質的には操舵を行っていない状態を含む)が行われ、これにより操舵輪に自励振動が生じた場合でも、この自励振動を速やかに解消することが可能となる。すなわち、このようにして操舵輪を中立(直進)位置に戻そうとすると、セルフアライニングトルクによりステアリングシャフトが回転し、この回転を受けて舵角比可変手段が第2シャフトを回転駆動することで、手放し状態にある第1シャフトが逆方向に回転する(戻される)。これが操舵輪に生じる自励振動の最初の波動である。操舵輪が把持されて操舵されていれば、このように操舵輪が逆方向に回転することがなく、第1シャフトの操舵加速度の向きと第2シャフトのトルクの向きとは同じであるが、上記のように第1シャフトが逆方向に回転する(戻される)と、第1シャフトの操舵加速度の向きと第2シャフトのトルクの向きとが一時的に逆向きとなる。従って、このように第1シャフトの操舵加速度の向きと第2シャフトのトルクの向きとが異なる現象が検知され、当該検知に基づきリードステア動作が停止されることで、自励振動が速やかに解消され、当該自励振動が継続することが抑制される。   According to this vehicle steering system, after the steering wheel is turned and steered, the self-aligning torque that acts on the steered wheel is used to release the steered wheel to the neutral (straight) position (by attaching the hand to the steered wheel). However, even if a self-excited vibration is generated in the steered wheel, this self-excited vibration can be quickly eliminated. That is, when the steering wheel is returned to the neutral (straight forward) position in this way, the steering shaft is rotated by the self-aligning torque, and the steering angle ratio varying means receives the rotation and rotationally drives the second shaft. Thus, the first shaft in the released state rotates (returns) in the reverse direction. This is the first wave of self-excited vibration generated in the steering wheel. If the steered wheel is gripped and steered, the steered wheel does not rotate in the reverse direction in this way, and the direction of the steering acceleration of the first shaft and the direction of the torque of the second shaft are the same, When the first shaft rotates (returns) in the reverse direction as described above, the direction of the steering acceleration of the first shaft and the direction of the torque of the second shaft are temporarily reversed. Therefore, a phenomenon in which the direction of the steering acceleration of the first shaft and the direction of the torque of the second shaft are different in this way is detected, and the lead steering operation is stopped based on the detection, so that the self-excited vibration is quickly eliminated. Thus, the continuation of the self-excited vibration is suppressed.

この車両用操舵装置において、前記制御手段は、前記物理量である、操舵輪の舵角の方向と、前記物理量である、当該操舵輪の回転速度の方向とが異なる場合に、当該操舵輪が切り戻しの状態にあると判断する。   In this vehicle steering apparatus, the control means turns off the steering wheel when the direction of the steering angle of the steering wheel that is the physical quantity is different from the direction of the rotation speed of the steering wheel that is the physical quantity. Judged to be in the return state.

この構成によれば、操舵輪が切り戻しの状態にあることを正確に、検知することができる。   According to this configuration, it is possible to accurately detect that the steered wheels are in the switchback state.

なお、上記の車両用操舵装置において、前記第1シャフトの回転トルクを検出するトルクセンサと、操舵輪の操作に伴う前記トルクセンサの検出トルクに応じたアシストトルクを前記転舵用ラックに与えるアクチュエータとを含むパワーステアリング手段をさらに備える場合には、前記第2検出手段は、前記トルクセンサであるのが好適である。   In the above-described vehicle steering apparatus, a torque sensor that detects the rotational torque of the first shaft, and an actuator that provides the steering rack with an assist torque corresponding to the detected torque of the torque sensor that accompanies the operation of the steering wheel. When the power steering means further includes: the second detection means is preferably the torque sensor.

この構成によれば、第2シャフトにかかるトルクの向きを検知する手段として、パワーステアリング手段のトルクセンサが共用されるため、合理的な構成となる。   According to this configuration, since the torque sensor of the power steering means is shared as a means for detecting the direction of torque applied to the second shaft, the configuration is rational.

一方、本発明は、操舵輪に接続されて当該操舵輪と一体に回転する第1シャフトおよび転舵用ラックに噛合するピニオンを備える第2シャフトを有するステアリングシャフトと、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介在し、第1シャフトに対して第2シャフトを相対的に回転駆動することにより、操舵輪の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変手段とを備え、操舵輪の操作に基づく転舵輪の転舵角に、当該操舵輪の操舵方向と同方向の転舵角を加えることにより舵角比を変更するリードステア動作を実行する車両における前記操舵輪の自励振動検知方法であって、前記操舵輪の舵角の方向と当該操舵輪の回転速度の方向とに基づき、操舵輪が切り戻しの状態にあることを検知する切り戻し状態検知工程と、前記操舵輪が切り戻しの状態にあるときに、前記操舵輪の回転角加速度の向きと前記第2シャフトにかかるトルクの向きとに基づき自励振動の有無を検知する振動検知工程と、を含み、前記切り戻し状態検知工程では、前記操舵輪の舵角の方向と当該操舵輪の回転速度の方向とが同じ場合に、操舵輪が切り戻しの状態にあると判断し、前記振動検知工程では、前記操舵輪の回転角加速度の向きと前記第2シャフトにかかるトルクの向きとが互いに逆のときに自励振動が発生していると判断するものである。   On the other hand, the present invention provides a steering shaft having a first shaft connected to a steered wheel and rotating integrally with the steered wheel, and a second shaft provided with a pinion meshing with a steering rack, the first shaft, and the first shaft The steering angle ratio, which is the ratio of the turning angle of the steered wheels to the steered angle of the steered wheels, is changed by interposing between the two shafts and rotating the second shaft relative to the first shaft. A steering angle ratio variable means, and a lead steer operation for changing the steering angle ratio by adding a steering angle in the same direction as the steering direction of the steered wheel to the steered angle of the steered wheel based on the operation of the steered wheel. A method of detecting self-excited vibration of the steering wheel in a vehicle to be executed, wherein the steering wheel is detected to be switched back based on a steering angle direction of the steering wheel and a rotational speed direction of the steering wheel. Switch back state detection And a vibration detection step of detecting the presence or absence of self-excited vibration based on the direction of rotational angular acceleration of the steering wheel and the direction of torque applied to the second shaft when the steering wheel is in a switchback state. In the switchback state detecting step, the steering wheel is determined to be in the switchback state when the steering angle direction of the steering wheel is the same as the rotation speed direction of the steering wheel, and the vibration In the detecting step, it is determined that the self-excited vibration is generated when the direction of the rotational angular acceleration of the steering wheel and the direction of the torque applied to the second shaft are opposite to each other.

この方法によれば、操舵輪の切り込み操舵の後、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクを利用して操舵輪を中立(直進)位置に戻すべく手放し運転が行われた場合に生じする操舵輪の自励振動を速やかに検知することが可能となる。   According to this method, a steered wheel that is generated when a hand-off operation is performed to return the steered wheel to a neutral (straight forward) position by using self-aligning torque that acts on the steered wheel after turning steering of the steered wheel. It is possible to quickly detect the self-excited vibration.

以上説明したように、本発明によれば、手放し運転による操舵輪の自励振動を速やかに検知してリードステア制御を迅速に停止させることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to quickly detect the self-excited vibration of the steered wheel due to the hand-off operation and quickly stop the lead steer control.

本発明に係る車両用操舵装置のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a vehicle steering apparatus according to the present invention. 車両用操舵装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the steering apparatus for vehicles. (a)は、リードステア制御を、(b)は、舵角を減らすリードステア制御をそれぞれ説明する説明図である。(A) is a lead steer control, (b) is explanatory drawing explaining the lead steer control which reduces a steering angle, respectively. リードステア制御を停止させるための操舵コントローラの制御例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of control of the steering controller for stopping lead steer control. 操舵輪の回転に伴う操舵角、操舵速度、操舵加速度およびピニオントルクの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the steering angle, steering speed, steering acceleration, and pinion torque accompanying rotation of a steering wheel. 操舵輪に自励振動が発生するメカニズムを説明する説明図であり、(a)は、操舵輪を把持して切り込み操舵した状態、(b)は、切り込み操舵の後、手を離した状態、(c)は、セルフアライニングトルクによる操舵輪(ステアリングシャフト)の回転に伴い舵角比可変アクチュエータが作動し、これにより操舵輪が反転した状態、(d)操舵輪の反転に伴い舵角比可変アクチュエータが作動した状態を各々示す。It is explanatory drawing explaining the mechanism in which a self-excited vibration generate | occur | produces in a steering wheel, (a) is the state which hold | gripped the steering wheel and carried out cutting steering, (b) is the state which released the hand after cutting steering, (C) is a state in which the steering angle ratio variable actuator is operated in accordance with the rotation of the steering wheel (steering shaft) by the self-aligning torque, whereby the steering wheel is inverted, and (d) the steering angle ratio is in accordance with the inversion of the steering wheel. Each of the states where the variable actuator is activated is shown. 操舵角とリードステア制御の要求角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering angle, the required angle | corner of a lead steer control, and a steering torque.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る車両用操舵装置(操舵輪の自励振動検知方法が適用される車両用操舵装置)を示すシステム構成図である。同図中において、符号10は運転者が操舵する操舵輪である。操舵輪10は、車体に回転可能に支持されたステアリングシャフト12の一端に固定されている。ステアリングシャフト12の他端にはピニオン18が備えられており、このピニオン18が、転舵輪に繋がるラック軸20(本発明の転舵用ラックに相当する)に噛合している。すなわち、操舵輪10の操作に伴うステアリングシャフト12の回転は、ピニオン18を介してラック軸20の軸方向の往復移動に変換され、このラック軸20の往復移動により転舵輪22の舵角(転舵角)が変更される。   FIG. 1 is a system configuration diagram showing a vehicle steering device (a vehicle steering device to which a self-excited vibration detection method for a steered wheel) according to the present invention is applied. In the figure, reference numeral 10 denotes a steered wheel steered by the driver. The steering wheel 10 is fixed to one end of a steering shaft 12 that is rotatably supported by the vehicle body. A pinion 18 is provided at the other end of the steering shaft 12, and this pinion 18 meshes with a rack shaft 20 (corresponding to the steering rack of the present invention) connected to the steered wheels. That is, the rotation of the steering shaft 12 due to the operation of the steering wheel 10 is converted into a reciprocating movement in the axial direction of the rack shaft 20 via the pinion 18. (Steering angle) is changed.

ステアリングシャフト12には、操舵輪10の操舵角に対する転舵輪22の転舵角の比である舵角比(操舵角/転舵角)を変更するための舵角比可変アクチュエータ14(本発明の舵角比可変手段に相当する)が設けられている。詳しくは、前記ステアリングシャフト12は、前記操舵輪10が固定される第1シャフト11aと、前記ピニオン18を備える第2シャフト11bとを含み、これらシャフト11a、11bが舵角比可変アクチュエータ14を介して互いに連結された構成を有する。舵角比可変アクチュエータ14は、シャフト11a、11bを互いに連結する、例えば遊星歯車機構などからなる差動機構15aと、この差動機構15aを駆動するモータ15bとを含み、操舵輪10の操作に伴う第1シャフト11aの回転に、モータ15bの駆動による回転を上乗せして第2シャフト11bを回転させる。つまり、舵角比可変アクチュエータ14は、操舵輪10の操作(操舵角θs)に基づく転舵輪22の転舵角(STE転舵角θa)に、前記モータ15bの駆動に基づく転舵輪22の転舵角(ACT角θb)を上乗せする(加減する)ことにより前記舵角比を変更する。   The steering shaft 12 includes a steering angle ratio variable actuator 14 for changing a steering angle ratio (steering angle / steering angle) that is a ratio of a steering angle of the steered wheels 22 to a steering angle of the steered wheels 10 (the present invention). Corresponding to the steering angle ratio variable means). Specifically, the steering shaft 12 includes a first shaft 11 a to which the steering wheel 10 is fixed, and a second shaft 11 b having the pinion 18, and these shafts 11 a and 11 b are connected via a steering angle ratio variable actuator 14. Connected to each other. The steering angle ratio variable actuator 14 includes a differential mechanism 15a composed of, for example, a planetary gear mechanism that connects the shafts 11a and 11b to each other, and a motor 15b that drives the differential mechanism 15a. The rotation by the drive of the motor 15b is added to the accompanying rotation of the first shaft 11a to rotate the second shaft 11b. That is, the steering angle ratio variable actuator 14 turns the steered wheel 22 based on the driving of the motor 15b to the steered angle (STE steered angle θa) of the steered wheel 22 based on the operation of the steered wheel 10 (steering angle θs). The steering angle ratio is changed by adding (adjusting) the steering angle (ACT angle θb).

また、車両用操舵装置は、運転者の操舵輪10の操作による操舵トルクに対してトルク(アシストトルク)を付加するEPS(electric power steering)アクチュエータ24(本発明のパワーステアリング手段に相当する)を備えている。当例のEPSアクチュエータ24は、所謂ラックアシスト型のアクチュエータであり、モータ25(図2に示す)の駆動力(アシストトルク)をねじ送り機構等を介して前記ラック軸20に伝達することにより操舵トルクをアシストする。   Further, the vehicle steering apparatus includes an EPS (electric power steering) actuator 24 (corresponding to the power steering means of the present invention) that adds torque (assist torque) to the steering torque generated by the driver's operation of the steering wheel 10. I have. The EPS actuator 24 of this example is a so-called rack assist type actuator, and is steered by transmitting a driving force (assist torque) of a motor 25 (shown in FIG. 2) to the rack shaft 20 via a screw feed mechanism or the like. Assist torque.

車両用操舵装置は、さらに、各種センサからの入力信号に基づいて、前記舵角比可変アクチュエータ14およびEPSアクチュエータ24を制御する操舵コントローラ30を備えている。操舵コントローラ30は、周知のマイクロコンピュータをベースとする制御装置であって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばROMやRAM等、プログラム及び各種データを格納するメモリと、電気信号の入出力を行うための入出力(I/O)バスとを備えている。   The vehicle steering apparatus further includes a steering controller 30 that controls the steering angle ratio variable actuator 14 and the EPS actuator 24 based on input signals from various sensors. The steering controller 30 is a control device based on a well-known microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that executes a program, a memory that stores programs and various data, such as ROM and RAM, and an electrical signal. And an input / output (I / O) bus.

図2に示すように、操舵コントローラ30は、舵角比可変アクチュエータ14を制御するための機能構成として、回転角演算部32、モータ制御部33および振動検出部34とを含む。また、EPSアクチュエータ24を制御するための機能構成として、アシストトルク演算部36およびモータ制御部38を含む。   As shown in FIG. 2, the steering controller 30 includes a rotation angle calculation unit 32, a motor control unit 33, and a vibration detection unit 34 as a functional configuration for controlling the steering angle ratio variable actuator 14. In addition, as a functional configuration for controlling the EPS actuator 24, an assist torque calculation unit 36 and a motor control unit 38 are included.

操舵コントローラ30には、車両に設けられた複数のセンサから種々の情報が入力されている。本発明の説明に必要な範囲で説明すると、図1に示すように、車両には、ステアリングシャフト12の操舵角、より具体的には、第1シャフト11aの操舵角を検出する操舵角センサ26と、ピニオン18の近傍位置のステアリングシャフト12(第2シャフト11b)の回転トルク(ピニオントルクと称す)を検出するトルクセンサ27と、車両の走行速度を検出する車速センサ28とが設けられており、これら各センサ26〜28からの信号が、CAN(Controller Area Network)等の車内ネットワークを介して操舵コントローラ30に入力されている。   Various information is input to the steering controller 30 from a plurality of sensors provided in the vehicle. Referring to FIG. 1, the steering angle sensor 26 detects the steering angle of the steering shaft 12, more specifically, the steering angle of the first shaft 11a. A torque sensor 27 for detecting the rotational torque (referred to as pinion torque) of the steering shaft 12 (second shaft 11b) in the vicinity of the pinion 18 and a vehicle speed sensor 28 for detecting the traveling speed of the vehicle. The signals from these sensors 26 to 28 are input to the steering controller 30 via an in-vehicle network such as a CAN (Controller Area Network).

前記回転角演算部32は、操舵角センサ26からの情報(操舵角)と前記車速センサ28からの情報(車速)とに基づき、前記舵角比可変アクチュエータ14による転舵角の上乗せ量の目標値を演算するものである。   The rotation angle calculation unit 32 is based on the information from the steering angle sensor 26 (steering angle) and the information from the vehicle speed sensor 28 (vehicle speed), and the target amount of addition of the turning angle by the steering angle ratio variable actuator 14. A value is calculated.

ここで、舵角比可変アクチュエータ14による転舵角の上乗せ(加減)について詳述する。この車両用操舵装置では、車両の操作性および走行安定性の向上のために、車速および操舵速度に応じて、運転者の操舵輪10の操作に基づく転舵輪22の転舵角(STE転舵角θa)に、前記モータ15b(舵角比可変アクチュエータ14)の駆動に基づく転舵輪22の転舵角(ACT角θb)を上乗せする制御、つまり、舵角比(操舵角/転舵角)を変更する制御が操舵コントローラ30により実行される。   Here, the addition (adjustment) of the turning angle by the steering angle ratio variable actuator 14 will be described in detail. In this vehicle steering device, in order to improve the operability and running stability of the vehicle, the steered angle (STE steered wheel) of the steered wheels 22 based on the driver's operation of the steered wheels 10 according to the vehicle speed and the steering speed. Control for adding the turning angle (ACT angle θb) of the steered wheels 22 based on the driving of the motor 15b (steering angle ratio variable actuator 14) to the angle θa), that is, the steering angle ratio (steering angle / steering angle). The steering controller 30 executes control for changing the above.

この場合、図3(a)に示すように、操舵輪10の操作(操舵角θs)に基づくSTE転舵角θaに、その操舵方向と同方向のACT転舵角θbを上乗せすることにより、操舵輪10の操舵角θsに対する転舵輪22の転舵角θtの比率(舵角比)を変更する制御がリードステア制御である。リードステア制御は、主に、低中速時、車両操作性向上のために実行される。   In this case, as shown in FIG. 3A, by adding the ACT turning angle θb in the same direction as the steering direction to the STE turning angle θa based on the operation of the steering wheel 10 (steering angle θs), Control that changes the ratio (steering angle ratio) of the turning angle θt of the steered wheels 22 to the steering angle θs of the steered wheels 10 is lead steer control. The lead steer control is mainly executed to improve vehicle operability at low and medium speeds.

なお、これとは逆に、図3(b)に示すように、STE転舵角θaに、その操舵方向と逆方向のACT転舵角θbを上乗せする、つまり、ACT転舵角θbを減算することにより、操舵輪10の操舵角θsに対する転舵輪22の転舵角θtの比率(舵角比)を変更する制御を行うことも可能である。この舵角を減らすリードステア制御は、主に、高速時、車両挙動が不安定な領域に移行するのを未然に防止するために実行される。   On the contrary, as shown in FIG. 3B, the ACT turning angle θb opposite to the steering direction is added to the STE turning angle θa, that is, the ACT turning angle θb is subtracted. By doing so, it is also possible to perform control to change the ratio (steering angle ratio) of the turning angle θt of the steered wheels 22 to the steering angle θs of the steered wheels 10. The lead steer control for reducing the rudder angle is mainly executed to prevent the vehicle behavior from shifting to an unstable region at a high speed.

前記回転角演算部32は、操舵輪10の操作が行われると、操舵角センサ26および車速センサ28からの情報(車速および操舵角)に基づき、舵角比可変アクチュエータ14により上乗せするACT転舵角θbの目標値(目標ACT転舵角θbt)を演算し、その結果をモータ制御部33に出力するものである。具体的には、操舵角を微分することにより操舵速度(操舵角速度)を求め、この操舵速度と車速に基づき、予め定められたマップ等から目標ACT転舵角θbtを求めるとともに、その向き(+/−)、つまり、一般的なリードステア制御、又は舵角を減らすリードステア制御の何れを実行するかを判別し、その結果をモータ制御部33に出力する。   When the steered wheel 10 is operated, the rotation angle calculation unit 32 performs ACT steering to be added by the steering angle ratio variable actuator 14 based on information from the steering angle sensor 26 and the vehicle speed sensor 28 (vehicle speed and steering angle). A target value of the angle θb (target ACT turning angle θbt) is calculated, and the result is output to the motor control unit 33. Specifically, a steering speed (steering angular speed) is obtained by differentiating the steering angle, and based on the steering speed and the vehicle speed, a target ACT turning angle θbt is obtained from a predetermined map or the like, and its direction (+ / −), That is, whether to perform general lead steer control or lead steer control to reduce the steering angle is determined, and the result is output to the motor control unit 33.

モータ制御部33は、回転角演算部32の演算結果(目標ACT転舵角θbt)に基づき、当該目標ACT転舵角θbtに対応する制御信号を出力することにより、前記モータ15b(舵角比可変アクチュエータ14)をフィードバック制御するものである。   The motor control unit 33 outputs a control signal corresponding to the target ACT turning angle θbt based on the calculation result of the rotation angle calculating unit 32 (target ACT turning angle θbt), thereby the motor 15b (steering angle ratio). The variable actuator 14) is feedback-controlled.

振動検出部34は、操舵角センサ26からの情報(操舵角)に基づき操舵速度および操舵加速度(操舵角加速度)を演算し、操舵角、操舵速度および操舵加速度と、前記トルクセンサ27からの情報(ピニオントルク)とに基づき、操舵輪10の後記自励振動を検出し、上記リードステア制御を停止すべく回転角演算部32に信号を出力するものである。前記回転角演算部32は、振動検出部34から信号入力があった場合には、リードステア制御を停止する処理を実行する。具体的には、現在の車速が、リードステア制御が実行される速度域(リードステア制御速度域と称す)であるか否かを判別し、現在の車速がリードステア制御速度域に該当する場合には、目標ACT転舵角θbtを「0」にする。これによりリードステア制御を実質的に停止させる。なお、操舵加速度は、振動検出部34において、操舵角センサ26から得られた操舵速度を微分することにより求められる。すなわち、当例では、操舵角、操舵速度および操舵加速度が本発明の物理量に相当し、操舵角センサ26および振動検出部34が本発明の第1検出手段に相当する。また、トルクセンサ27が本発明の第2検出手段に相当する。   The vibration detection unit 34 calculates the steering speed and the steering acceleration (steering angular acceleration) based on the information (steering angle) from the steering angle sensor 26, the steering angle, the steering speed and the steering acceleration, and the information from the torque sensor 27. Based on (pinion torque), the following self-excited vibration of the steering wheel 10 is detected, and a signal is output to the rotation angle calculation unit 32 to stop the lead steer control. When there is a signal input from the vibration detection unit 34, the rotation angle calculation unit 32 executes a process of stopping the read steer control. Specifically, it is determined whether or not the current vehicle speed is a speed range in which lead steer control is executed (referred to as a lead steer control speed range), and the current vehicle speed corresponds to the lead steer control speed range. The target ACT turning angle θbt is set to “0”. This substantially stops the read steer control. Note that the steering acceleration is obtained by differentiating the steering speed obtained from the steering angle sensor 26 in the vibration detection unit 34. That is, in this example, the steering angle, the steering speed, and the steering acceleration correspond to the physical quantities of the present invention, and the steering angle sensor 26 and the vibration detection unit 34 correspond to the first detection means of the present invention. The torque sensor 27 corresponds to the second detection means of the present invention.

前記アシストトルク演算部36は、トルクセンサ27からの情報(ピニオントルク)と車速センサ28からの情報(車速)とに基づき、前記EPSアクチュエータ24による目標アシストトルクを演算し、その結果をモータ制御部38に出力するものであり、前記モータ制御部38は、アシストトルク演算部36で求められた目標アシストトルクに対応する制御信号を出力することにより、前記モータ25(EPSアクチュエータ24)をフィードバック制御する。   The assist torque calculator 36 calculates a target assist torque by the EPS actuator 24 based on information (pinion torque) from the torque sensor 27 and information (vehicle speed) from the vehicle speed sensor 28, and the result is calculated by a motor controller. The motor control unit 38 feedback-controls the motor 25 (EPS actuator 24) by outputting a control signal corresponding to the target assist torque obtained by the assist torque calculation unit 36. .

次に、リードステア制御を停止させるための前記操舵コントローラ30の制御について詳細に説明する。なお、ここでは、操舵コントローラ30の具体的な制御について説明する前に、リードステア制御を停止させる必要性について説明する。   Next, the control of the steering controller 30 for stopping the lead steer control will be described in detail. Here, the necessity of stopping the lead steer control will be described before the specific control of the steering controller 30 is described.

リードステア制御は、上記の通り、運転者が操舵輪10の操作を行ったときに、その操舵によるSTE転舵角θaに、操舵輪10の操舵方向と同方向のACT転舵角θbを上乗せするものであり、舵角比可変アクチュエータ14は、運転者が操舵輪10を把持していることを前提として、ACT転舵角θb分だけ第2シャフト11bを第1シャフト11aに対して相対的に回転駆動する。そのため、操舵輪10の切込み操舵状態で運転者が手放し運転をすると、すなわち、転舵輪22に作用するセルフアライニングトルク(S.A.T)を利用して操舵輪10を中立(直進)位置に戻そうと手放し運転(操舵輪10に手を添えているが実質的には操舵を行っていない状態を含む)をすると、操舵輪10が回転方向に振動するという現象(自励振動)が起きる。   In the lead steer control, as described above, when the driver operates the steered wheel 10, the STE steered angle θa by the steering is added to the ACT steered angle θb in the same direction as the steered direction of the steered wheel 10. The steering angle ratio variable actuator 14 is based on the premise that the driver is holding the steered wheel 10, and the second shaft 11b is relative to the first shaft 11a by the ACT steering angle θb. To rotate. For this reason, when the driver performs a letting operation while the steered wheel 10 is in the cut-in steering state, that is, the steered wheel 10 is moved to the neutral (straight) position using the self-aligning torque (SAT) acting on the steered wheel 22. When a hand-off operation (including a state in which the hand is attached to the steered wheel 10 but is not substantially steered) is performed, the phenomenon that the steered wheel 10 vibrates in the rotational direction (self-excited vibration) occurs. Get up.

この自励振動の発生メカニズムについて図6及び図7を用いて説明する。例えば、図6(a)に示すように、低速走行中に運転者が操舵輪10を右方に切り込み操舵した後、操舵輪10から手を離すと(図7のt11時点)、転舵輪22に作用するS.A.Tにより、図6(b)に示すように、操舵輪10(ステアリングシャフト12)が中立位置に向かって左回りに回転する。操舵輪10が回転すると、操舵角センサ26からの入力に基づき目標ACT転舵角θbが求められ、図6(b)中に破線矢印で示すように舵角比可変アクチュエータ14が作動する。つまり、舵角比可変アクチュエータ14は、ステアリングシャフト12のうち、反操舵輪10側の第2シャフト11bに左回りの駆動力を付与する。そのため、手放し状態の操舵輪10は、図6(c)に示すように、第1シャフト11aと共に逆方向(右回り)に戻されることとなる(図7の主にt12時点〜t13時点)。このように操舵輪10が右回りに回転すると、この回転に基づき目標ACT転舵角θbが求められ、図6(d)中に破線矢印で示すように舵角比可変アクチュエータ14が作動する。つまり、今度は、第2シャフト11bを右回り回転させるように舵角比可変アクチュエータ14が作動し、その結果、手放し状態の操舵輪10が左回りに戻されることとなる(図7の主にt14時点〜t15時点)。以後、このように操舵輪10の回転方向が短時間に入れ替わる現象が繰り返されながら操舵輪10が中立位置に戻される。要するにこの現象が上記の自励振動である。   The generation mechanism of this self-excited vibration will be described with reference to FIGS. For example, as shown in FIG. 6A, when the driver cuts and steers the steering wheel 10 to the right during low speed traveling and then releases the hand from the steering wheel 10 (at time t11 in FIG. 7), the steered wheel 22 S. acting on A. Due to T, as shown in FIG. 6B, the steering wheel 10 (steering shaft 12) rotates counterclockwise toward the neutral position. When the steered wheel 10 rotates, the target ACT turning angle θb is obtained based on the input from the steering angle sensor 26, and the steered angle ratio variable actuator 14 is actuated as indicated by a broken line arrow in FIG. 6B. That is, the rudder angle ratio variable actuator 14 applies a counterclockwise driving force to the second shaft 11 b on the side opposite to the steered wheel 10 of the steering shaft 12. Therefore, as shown in FIG. 6C, the steering wheel 10 in the released state is returned in the reverse direction (clockwise) together with the first shaft 11a (mainly from the time t12 to the time t13 in FIG. 7). When the steered wheel 10 rotates clockwise as described above, the target ACT turning angle θb is obtained based on this rotation, and the steered angle ratio variable actuator 14 is operated as indicated by a broken line arrow in FIG. That is, this time, the steering angle ratio variable actuator 14 is operated so as to rotate the second shaft 11b clockwise, and as a result, the steering wheel 10 in the released state is returned counterclockwise (mainly in FIG. 7). t14 to t15). Thereafter, the steering wheel 10 is returned to the neutral position while the phenomenon that the rotation direction of the steering wheel 10 is switched in a short time is repeated. In short, this phenomenon is the above self-excited vibration.

このような操舵輪10の振動は、運転者に違和感や不安感を与えかねないため、速やかに解消する必要がある。   Such vibration of the steered wheels 10 may give the driver a sense of discomfort and anxiety, and needs to be resolved quickly.

前記振動検出部34は、操舵輪10に生じるこのような自励振動の検知に基づき、リードステア制御を停止すべく回転角演算部32に停止信号を出力する。   The vibration detection unit 34 outputs a stop signal to the rotation angle calculation unit 32 to stop the lead steer control based on detection of such self-excited vibration generated in the steering wheel 10.

図4は、リードステア制御を停止させるために、振動検出部34が実行する制御の一例を示すフローチャートである。この制御は、例えば車両のIGN(Ignition)スイッチがオンされることによりスタートする。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of control executed by the vibration detection unit 34 in order to stop the lead steer control. This control starts, for example, when an IGN (ignition) switch of the vehicle is turned on.

この制御がスタートすると、振動検出部34は、操舵角センサ26およびトルクセンサ27からの信号の読み込みを開始し(ステップS1)、まず、操舵輪10が切り戻し中か否かを判定する(ステップS3/本発明の切り戻し状態検知工程に相当する)。   When this control is started, the vibration detector 34 starts reading signals from the steering angle sensor 26 and the torque sensor 27 (step S1), and first determines whether or not the steered wheel 10 is being switched back (step S1). S3 / corresponds to the switching back state detection step of the present invention).

具体的には、振動検出部34は、操舵角と操舵速度とに基づき、これらの方向が異なる場合には、操舵輪10が切り戻されていると判定する。   Specifically, based on the steering angle and the steering speed, the vibration detection unit 34 determines that the steered wheel 10 is turned back when these directions are different.

例えば、図5は、操舵輪10を中立位置から右方に切り込んだ後、t1時点で切り戻した場合(左方に回転させた場合)の操舵角、操舵速度、操舵加速度、およびピニオントルクの変化を示したものであり、同図中の破線は、切り込み操舵後も継続して運転者が操舵輪10を操舵している場合の変化を示し、実線は、切り込み操舵後、運転者が手放し運転した場合の変化を示している。同図に示すように、操舵輪10の切り戻し中は、操舵輪10が中立位置よりも右方に操舵された状態のまま、操舵方向が左向きになることで、操舵角と操舵速度の方向が異なる。これは、運転者が操舵輪10を切り戻し操舵している場合も、手放し状態でS.A.Tにより操舵輪10が切り戻されている場合も同じである。従って、振動検出部34は、このように、操舵角および操舵速度を監視することにより、操舵輪10が切り戻し中か否かを判定する。   For example, FIG. 5 shows the steering angle, steering speed, steering acceleration, and pinion torque when the steering wheel 10 is turned to the right from the neutral position and then turned back at the time t1 (when turned to the left). The broken line in the figure shows the change when the driver is still steering the steered wheel 10 after the turning steering, and the solid line is released by the driver after the turning steering. The change when driving is shown. As shown in the figure, when the steering wheel 10 is switched back, the steering wheel 10 is steered to the right from the neutral position, and the steering direction is leftward, so that the steering angle and the steering speed direction. Is different. This is because the S.I. A. The same applies to the case where the steered wheels 10 are turned back by T. Therefore, the vibration detector 34 determines whether or not the steered wheel 10 is being switched back by monitoring the steering angle and the steering speed in this way.

ステップS3において、操舵輪10が切り戻し中であると判断した場合には、振動検出部34は、第1シャフト11aと第2シャフト11bとの間に捻れ関係が発生したか否かを判定する(ステップS5/本発明の振動検知工程に相当する)。具体的には、振動検出部34は、操舵加速度およびピニオントルクに基づき、これらの方向が異なる場合には、第1シャフト11aと第2シャフト11bとの間に捻れ関係が発生している、すなわち、操舵輪10に自励振動が発生したと判定する。   If it is determined in step S3 that the steered wheel 10 is being switched back, the vibration detection unit 34 determines whether a twist relationship has occurred between the first shaft 11a and the second shaft 11b. (Step S5 / corresponds to the vibration detection step of the present invention). Specifically, the vibration detection unit 34 is based on the steering acceleration and the pinion torque, and when these directions are different, a twist relationship is generated between the first shaft 11a and the second shaft 11b. Then, it is determined that self-excited vibration has occurred in the steering wheel 10.

詳しく説明すると、切り込み操舵後も継続して運転者が操舵輪10を操舵していれば、図5の破線に示すように、操舵輪10の切り戻し期間中(操舵輪10が中立位置に戻るまでの間)は、操舵輪10の操舵加速度の方向と第2シャフト11bにかかるピニオントルクの方向とは同じである。しかし、手放し状態でS.A.Tにより操舵輪10が切り戻されている場合には、切り戻し開始後に、図6(c)に示すような特有の現象が発生する。具体的には、上述した通り、舵角比可変アクチュエータ14により第2シャフト11bに左回りの駆動力(回転トルク)が付与され、これに伴い第1シャフト11aが逆方向(右回り)に戻されるという現象が発生する。その結果、図5のt2時点に示すように、操舵角センサ26からの入力に基づく第1シャフト11aの操舵加速度の向きと、トルクセンサ27からの入力に基づく第2シャフト11bのピニオントルクの向きとが一時的に逆向きになる。つまり、第1シャフト11aと第2シャフト11bとの間に捻れ関係が生じる。   More specifically, if the driver continues to steer the steered wheel 10 after the turning steering, as shown by the broken line in FIG. 5, the steered wheel 10 returns to the neutral position during the switchback period of the steered wheel 10 (see FIG. 5). The direction of the steering acceleration of the steered wheel 10 and the direction of the pinion torque applied to the second shaft 11b are the same. However, S. A. When the steered wheel 10 is switched back by T, a unique phenomenon as shown in FIG. 6C occurs after the start of switching back. Specifically, as described above, a counterclockwise driving force (rotational torque) is applied to the second shaft 11b by the steering angle ratio variable actuator 14, and the first shaft 11a is returned in the reverse direction (clockwise) accordingly. Phenomenon occurs. As a result, as shown at time t2 in FIG. 5, the direction of the steering acceleration of the first shaft 11a based on the input from the steering angle sensor 26 and the direction of the pinion torque of the second shaft 11b based on the input from the torque sensor 27 Is temporarily reversed. That is, a twisted relationship is generated between the first shaft 11a and the second shaft 11b.

振動検出部34は、ステップS5において、第1シャフト11aと第2シャフト11bとの間に捻れ関係が生じているか否かを判断し、生じていると判断した場合には、リードステア制御を停止するための停止信号を回転角演算部32に出力し(ステップS7)、このフローチャートに基づく制御を終了する。すなわち、第1シャフト11aと第2シャフト11bとの間の上記の捻れは、要するに自励振動の最初の波動に因るものであり、振動検出部34は、第1シャフト11aの操舵加速度と第2シャフト11bのピニオントルクの向きを監視することで上記捻れを検知し、これにより、自励振動の発生を検知する。そして、この検知に基づき、回転角演算部32に前記停止信号を出力することでリードステア制御を停止させる。   In step S5, the vibration detection unit 34 determines whether or not a torsional relationship has occurred between the first shaft 11a and the second shaft 11b. If it is determined that it has occurred, the vibration detection unit 34 stops the lead steer control. Is output to the rotation angle calculator 32 (step S7), and the control based on this flowchart is terminated. That is, the torsion between the first shaft 11a and the second shaft 11b is basically due to the first wave of the self-excited vibration, and the vibration detecting unit 34 detects the steering acceleration of the first shaft 11a and the second vibration. The twist is detected by monitoring the direction of the pinion torque of the two shafts 11b, thereby detecting the occurrence of self-excited vibration. Based on this detection, the stop signal is output to the rotation angle calculation unit 32 to stop the read steer control.

以上、本発明かかる車両用操舵装置について説明したが、このような車両用操舵装置によれば、運転者が操舵輪10を切り込み操舵した後、S.A.Tを利用して操舵輪10を中立位置に戻すべく手放し運転をし、これにより操舵輪10に自励振動が発生した場合でも、直ちにリードステア制御が停止される。そのため、操舵輪10が中立位置に戻るまでの間、自励振動が長期的に継続することが防止される。   The vehicular steering apparatus according to the present invention has been described above. According to such a vehicular steering apparatus, after the driver cuts and steers the steered wheel 10, the S.P. A. Even if a self-excited vibration is generated in the steering wheel 10 by releasing the hand to return the steering wheel 10 to the neutral position by using T, the lead steer control is immediately stopped. Therefore, the self-excited vibration is prevented from continuing for a long time until the steered wheel 10 returns to the neutral position.

特に、この車両用操舵装置によれば、上記の通り、自励振動の最初の波動により生じる第1シャフト11aと第2シャフト11bとの間の捻れの検知に基づきリードステア制御が停止される。要するに、自励振動の最初の波動の検知に基づきリードステア制御が停止されるため、自励振動は発生するものの非常に速やかに解消されることとなる。そのため、運転者が実質的に自励振動を体感することは殆どなく、自励振動の実質的な発生を抑制できる。従って、運転者がS.A.Tを利用して操舵輪10を中立位置に戻すべく手放し運転をしたような場合でも、運転者に違和感や不安感を与えることを防止できる。   In particular, according to this vehicle steering apparatus, as described above, the lead steer control is stopped based on detection of the twist between the first shaft 11a and the second shaft 11b caused by the first wave of the self-excited vibration. In short, since the lead steer control is stopped based on detection of the first wave of the self-excited vibration, the self-excited vibration is generated but is eliminated very quickly. Therefore, the driver hardly feels the self-excited vibration, and the substantial generation of the self-excited vibration can be suppressed. Therefore, the driver is A. Even when the driver uses the T to release the steering wheel 10 to return it to the neutral position, the driver can be prevented from feeling uncomfortable or uneasy.

しかも、この車両用操舵装置によれば、まず、操舵輪10の操舵角および操舵速度の各々の向きに基づいて操舵輪10が切り戻し中か否かが判別され、操舵輪10が切り戻し中である場合に、さらに操舵輪10(第1シャフト11a)の操舵加速度およびピニオン18(第2シャフト11b)のトルクの各々の向きに基づいて自励振動が発生したか否かが判別される。従って、非常に簡単なロジックで、しかも精度よく自励振動の発生を検知してリードステア制御を停止させることができる。よって、操舵コントローラ30の制御負担が軽いという利点もある。   Moreover, according to this vehicle steering apparatus, first, it is determined whether or not the steered wheel 10 is being switched back based on the directions of the steering angle and the steering speed of the steered wheel 10, and the steered wheel 10 is being switched back. In this case, it is further determined whether or not self-excited vibration has occurred based on the steering acceleration of the steering wheel 10 (first shaft 11a) and the direction of the torque of the pinion 18 (second shaft 11b). Therefore, the lead steer control can be stopped by detecting the occurrence of self-excited vibration with a very simple logic and with high accuracy. Therefore, there is an advantage that the control load of the steering controller 30 is light.

さらに、この車両用操舵装置によれば、自励振動を検知するために必要なパラメータ(操舵角、操舵速度、操舵加速度、ピニオントルク)は、舵角比可変アクチュエータ14およびEPSアクチュエータ24の各制御に用いられる操舵角センサ26およびトルクセンサ27からの情報に基づき取得される。そのため、車両に搭載される既存のセンサ(操舵角センサ26およびトルクセンサ27)から得られる情報を用いた合理的な構成で自励振動の発生を検知することができるという利点もある。   Further, according to the vehicle steering apparatus, parameters (steering angle, steering speed, steering acceleration, pinion torque) necessary for detecting self-excited vibration are controlled by the steering angle ratio variable actuator 14 and the EPS actuator 24. Is obtained based on information from the steering angle sensor 26 and the torque sensor 27 used in the above. Therefore, there is an advantage that the occurrence of self-excited vibration can be detected with a rational configuration using information obtained from existing sensors (steering angle sensor 26 and torque sensor 27) mounted on the vehicle.

なお、以上説した車両用操舵装置は、本発明の車両用操舵装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The vehicle steering device described above is an exemplification of a preferred embodiment of the vehicle steering device of the present invention, and its specific configuration can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

さらに、操舵輪は近年スポーツカー等で利用される一対の円弧状の把持部を持つ非円形の形状のものであっても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   Furthermore, even if the steered wheel has a non-circular shape having a pair of arc-shaped gripping portions used in recent years in sports cars or the like, it can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

10 操舵輪
11a 第1シャフト
11b 第2シャフト
12 ステアリングシャフト
14 舵角比可変アクチュエータ(舵角比可変手段)
22 転舵輪
20 ラック軸(転舵用ラック)
24 EPSアクチュエータ(パワーステアリング手段)
26 操舵角センサ(第1検出手段)
27 トルクセンサ(第2検出手段)
28 車速センサ
30 操舵コントローラ(制御手段)
32 回転角演算部
33、38 モータ制御部
34 振動検出部
36 アシストトルク演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Steering wheel 11a 1st shaft 11b 2nd shaft 12 Steering shaft 14 Steering angle ratio variable actuator (steering angle ratio variable means)
22 steered wheels 20 rack shaft (steering rack)
24 EPS actuator (power steering means)
26 Steering angle sensor (first detection means)
27 Torque sensor (second detection means)
28 Vehicle speed sensor 30 Steering controller (control means)
32 Rotation angle calculation unit 33, 38 Motor control unit 34 Vibration detection unit 36 Assist torque calculation unit

Claims (4)

操舵輪に接続されて当該操舵輪と一体に回転する第1シャフトと転舵用ラックに噛合するピニオンを備える第2シャフトとを有するステアリングシャフトと、
前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介在し、第1シャフトに対して第2シャフトを相対的に回転駆動することにより、操舵輪の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変手段と、
前記操舵輪の回転に伴い変化する物理量とその変化の方向を検出する第1検出手段と、
前記第1シャフトにかかるトルクの方向を検出する第2検出手段と、
前記第1、2検出手段の検出結果に基づき、操舵輪の操作に基づく転舵輪の転舵角に当該操舵輪の操舵方向と同方向の転舵角を加えることにより舵角比を変更するリードステア動作の実行およびその停止を行うべく前記舵角比可変手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記リードステア動作の実行中、前記操舵輪が切り戻しの状態にあって、かつ、前記物理量である、操舵輪の回転角加速度の向きと前記第2シャフトにかかるトルクの向きとが異なる状態が発生したときに前記リードステア動作を停止させる、ことを特徴とする車両用操舵装置。
A steering shaft having a first shaft connected to the steering wheel and rotating integrally with the steering wheel, and a second shaft having a pinion meshing with the steering rack;
By interposing between the first shaft and the second shaft and rotating the second shaft relative to the first shaft, the ratio of the turning angle of the steered wheel to the steering angle of the steered wheel is Rudder angle ratio variable means for changing a certain rudder angle ratio;
First detection means for detecting a physical quantity that changes as the steering wheel rotates and a direction of the change;
Second detection means for detecting a direction of torque applied to the first shaft;
A lead that changes the steering angle ratio by adding a turning angle in the same direction as the steering direction of the steered wheel to the steered angle of the steered wheel based on the operation of the steered wheel based on the detection result of the first and second detection means. Control means for controlling the steering angle ratio variable means to perform the steering operation and stop the steering operation,
The control means is configured such that, during execution of the lead steer operation, the steering wheel is in a state of switching back and the physical quantity is the direction of rotational angular acceleration of the steering wheel and the direction of torque applied to the second shaft. A steering apparatus for a vehicle, characterized in that said lead steer operation is stopped when a different state occurs.
請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記物理量である、操舵輪の舵角の方向と、前記物理量である、当該操舵輪の回転速度の方向とが異なる場合に、当該操舵輪が切り戻しの状態にあると判断する、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 means determines that the steered wheel is in a switchback state when the direction of the steering angle of the steered wheel that is the physical quantity is different from the direction of the rotational speed of the steered wheel that is the physical quantity. A vehicle steering apparatus characterized by that.
請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記第1シャフトの回転トルクを検出するトルクセンサと、操舵輪の操作に伴う前記トルクセンサの検出トルクに応じたアシストトルクを前記転舵用ラックに与えるアクチュエータとを含むパワーステアリング手段をさらに備え、
前記第2検出手段は、前記トルクセンサであることを特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
A power steering means further comprising: a torque sensor that detects a rotational torque of the first shaft; and an actuator that applies an assist torque to the steering rack according to a detected torque of the torque sensor accompanying an operation of a steered wheel,
The vehicle steering apparatus, wherein the second detection means is the torque sensor.
操舵輪に接続されて当該操舵輪と一体に回転する第1シャフトおよび転舵用ラックに噛合するピニオンを備える第2シャフトを有するステアリングシャフトと、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介在し、第1シャフトに対して第2シャフトを相対的に回転駆動することにより、操舵輪の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変手段とを備え、操舵輪の操作に基づく転舵輪の転舵角に、当該操舵輪の操舵方向と同方向の転舵角を加えることにより舵角比を変更するリードステア動作を実行する車両における前記操舵輪の自励振動検知方法であって、
前記操舵輪の舵角の方向と当該操舵輪の回転速度の方向とに基づき、操舵輪が切り戻しの状態にあることを検知する切り戻し状態検知工程と
前記操舵輪が切り戻しの状態にあるときに、前記操舵輪の回転角加速度の向きと前記第2シャフトにかかるトルクの向きとに基づき自励振動の有無を検知する振動検知工程と、を含み、
前記切り戻し状態検知工程では、前記操舵輪の舵角の方向と当該操舵輪の回転速度の方向とが異なるときに、操舵輪が切り戻しの状態にあると判断し、
前記振動検知工程では、前記ステアリンの回転角加速度の向きと前記第2シャフトにかかるトルクの向きとが異なるときに自励振動が発生していると判断する、ことを特徴とする、操舵輪の自励振動検知方法。
A steering shaft having a first shaft connected to the steering wheel and rotating integrally with the steering wheel and a second shaft having a pinion meshing with the steering rack, and between the first shaft and the second shaft A steering angle ratio variable means for changing a steering angle ratio, which is a ratio of a turning angle of a steered wheel to a steering angle of the steered wheel, by intervening and rotating the second shaft relative to the first shaft; The steering in a vehicle that performs a lead steer operation in which the steering angle ratio is changed by adding a steering angle in the same direction as the steering direction of the steered wheel to the steered angle of the steered wheel based on the operation of the steered wheel A method for detecting self-excited vibration of a ring,
Based on the direction of the steering angle of the steered wheel and the direction of the rotational speed of the steered wheel, a switchback state detecting step for detecting that the steered wheel is in a switchback state, and the steering wheel is in a switchback state A vibration detecting step of detecting presence or absence of self-excited vibration based on the direction of rotational angular acceleration of the steered wheel and the direction of torque applied to the second shaft,
In the switchback state detection step, when the steering angle direction of the steered wheel is different from the rotation speed direction of the steered wheel, it is determined that the steered wheel is in a switchback state;
In the vibration detection step, it is determined that self-excited vibration is generated when the direction of rotational angular acceleration of the stearin is different from the direction of torque applied to the second shaft. Self-excited vibration detection method.
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