JP2022188815A - Vehicular steering column device - Google Patents

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JP2022188815A JP2021097035A JP2021097035A JP2022188815A JP 2022188815 A JP2022188815 A JP 2022188815A JP 2021097035 A JP2021097035 A JP 2021097035A JP 2021097035 A JP2021097035 A JP 2021097035A JP 2022188815 A JP2022188815 A JP 2022188815A
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steering column
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貴弘 椿
Takahiro Tsubaki
祐也 本橋
Yuya Motohashi
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Abstract

To provide a vehicular steering column device capable of suppressing position adjustment action which a driver does not intend, and capable of intuitively adjusting a position of a steering wheel.SOLUTION: A vehicular steering column device is equipped with a load sensor that detects a load applied to a steering wheel, a position adjusting mechanism that moves the steering wheel according to the load, an actuator that drives the position adjusting mechanism, a control portion that generates a target current value to be supplied to the actuator on the basis of the load and the moving amount of the steering wheel, and a drive portion that drive-controls the actuator on the basis of the target current value. The control portion controls to make the moving speed of the steering wheel become zero, in a first area where the load is less than a first value, and controls to increase the moving speed of the steering wheel as the load increases, in a second area where the load is the first value or more and is less than a second value that is larger than the first value.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、車両用ステアリングコラム装置に関する。 The present disclosure relates to a vehicle steering column device.

車両用ステアリングコラム装置として、ステアリングホイールの角度(高さ)を調整可能とするチルト機構や、ステアリングホイールの前後位置を調整可能とするテレスコピック(Telescopic)機構を具備した車両用ステアリングコラム装置が知られている。例えば、下記特許文献1には、ステアリングホイールに加えられた上下方向および前後方向の荷重を検出する圧力センサを設け、これらの圧力センサの検出出力に基づき、チルト機構用のモータやテレスコピック機構用のモータをそれぞれ駆動して、荷重作用方向に沿ってステアリングホイールの位置調整を行う技術が開示されている。 As a vehicle steering column device, a vehicle steering column device equipped with a tilt mechanism for adjusting the angle (height) of the steering wheel and a telescopic mechanism for adjusting the front-rear position of the steering wheel is known. ing. For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100000, pressure sensors are provided to detect vertical and longitudinal loads applied to a steering wheel, and based on the detection output of these pressure sensors, a motor for a tilt mechanism and a telescopic mechanism are operated. A technique is disclosed in which the motors are respectively driven to adjust the position of the steering wheel along the load acting direction.

特開2015-98189号公報JP 2015-98189 A

上記従来技術では、ステアリングホイールの位置調整を行う際、運転者が意図しない位置調整動作を防止するため、運転者がステアリングホイールの調整始動スイッチを操作する必要がある。このため、運転者がステアリングポジションに違和感を覚えた場合に、直感的にステアリングホイールの位置調整を行う妨げとなる可能性がある。 In the prior art described above, when adjusting the position of the steering wheel, the driver needs to operate the steering wheel adjustment start switch in order to prevent the position adjustment operation not intended by the driver. For this reason, when the driver feels uncomfortable with the steering position, there is a possibility that this may hinder the driver from adjusting the position of the steering wheel intuitively.

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、運転者が意図しない位置調整動作を抑制することができ、直感的にステアリングホイールの位置調整を行うことができる車両用ステアリングコラム装置を提供すること、を目的としている。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and is a steering column device for a vehicle that can suppress unintended position adjustment operations by a driver and that can intuitively adjust the position of a steering wheel. is intended to provide

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る車両用ステアリングコラム装置は、ステアリングホイールに加えられた荷重を検出する荷重センサと、前記荷重に応じて、前記ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、前記位置調節機構を駆動するアクチュエータと、前記荷重、及び、前記ステアリングホイールの移動量に基づき、前記アクチュエータに供給する目標電流値を生成する制御部と、前記目標電流値に基づき、前記アクチュエータを駆動制御する駆動部と、を備え、前記制御部は、前記荷重が第1値未満である第1領域において、前記ステアリングホイールの移動速度がゼロをなるように制御し、前記荷重が前記第1値以上であり、且つ、前記荷重が前記第1値よりも大きい第2値未満である第2領域において、前記荷重の増加に伴い前記移動速度が大きくなるように制御する。 In order to achieve the above object, a vehicle steering column device according to an aspect of the present disclosure includes a load sensor that detects a load applied to a steering wheel, A position adjusting mechanism that moves in either the vertical direction, an actuator that drives the position adjusting mechanism, and a control unit that generates a target current value to be supplied to the actuator based on the load and the amount of movement of the steering wheel. and a driving unit that drives and controls the actuator based on the target current value, wherein the control unit controls the moving speed of the steering wheel to be zero in a first region where the load is less than a first value. and in a second region where the load is equal to or greater than the first value and is less than a second value larger than the first value, the movement speed increases as the load increases Control to grow.

上記構成によれば、荷重が第1値未満である第1領域を、ステアリングホイールが移動しない不感帯領域とし、荷重が第1値以上であり、且つ、第2値未満である第2領域を、荷重の増加に伴いステアリングホイールの移動速度が増加する遷移領域とすることができる。これにより、ステアリング操作による誤動作や、走行中のロードノイズ等の微振動による誤動作を防ぐことができる。また、運転者が意図しない位置調整動作を抑制することができ、直感的にステアリングホイールの位置調整を行うことができる。 According to the above configuration, the first region in which the load is less than the first value is a dead zone region in which the steering wheel does not move, and the second region in which the load is greater than or equal to the first value and less than the second value is It can be a transition region in which the speed of movement of the steering wheel increases as the load increases. As a result, it is possible to prevent erroneous operation due to steering operation and erroneous operation due to slight vibration such as road noise while driving. In addition, it is possible to suppress unintentional position adjustment operations by the driver, and to intuitively adjust the position of the steering wheel.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記第2領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度が所定の傾きで大きくなるように制御することが好ましい。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, it is preferable that the control unit controls the movement speed to increase at a predetermined slope in accordance with the increase in the load in the second region.

これにより、第2領域(遷移領域)では、荷重の増加に応じて、ステアリングホイールの移動速度が線形に増加する。 Thus, in the second region (transition region), the moving speed of the steering wheel linearly increases as the load increases.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記第2領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度の傾きが大きくなるように制御することが好ましい。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, it is preferable that the control unit controls the slope of the moving speed in the second region so that the slope of the moving speed increases as the load increases.

上記構成によれば、第2領域(遷移領域)では、荷重の増加に応じて徐々にステアリングホイールの移動速度の増加率が上昇する。これにより、第1領域(不感帯領域)と第2領域(遷移領域)との境界(第1値)を意識することなく、最適なステアリングポジションが得られる。 According to the above configuration, in the second region (transition region), the rate of increase in the moving speed of the steering wheel gradually increases as the load increases. As a result, the optimum steering position can be obtained without being conscious of the boundary (first value) between the first region (dead band region) and the second region (transition region).

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記第2領域において、車速の増加に伴い、前記移動速度の傾きが小さくなるように制御しても良い。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, the control section may perform control so that the gradient of the moving speed decreases in the second region as the vehicle speed increases.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記第2領域において、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度の傾きが大きくなるように制御しても良い。 As a desirable aspect of the vehicle steering column device, the control unit may perform control so that the slope of the moving speed increases in the second region as the time rate of change of the load increases.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が所定期間内に2回連続して所定の閾値を超えた場合に、前記第2領域において前記移動速度の傾きが大きくなるように制御しても良い。 As a desirable aspect of the vehicle steering column device, the control unit controls the slope of the moving speed to increase in the second area when the load exceeds a predetermined threshold value twice consecutively within a predetermined period. can be controlled to

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が前記第2値以上である第3領域において、前記移動速度が一定の移動速度制限値となるように制御することが好ましい。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, it is preferable that the control section controls the movement speed to a constant movement speed limit value in a third region where the load is equal to or greater than the second value.

これにより、荷重が第2値以上である第3領域を、ステアリングホイールが一定の移動速度制限値となる制限領域とすることができる。これにより、第3領域(制限領域)では、ステアリングホイールの移動速度が移動速度制限値よりも大きくなることを防止することができる。 As a result, the third region in which the load is equal to or greater than the second value can be set as the restricted region in which the steering wheel has a constant movement speed limit value. As a result, in the third region (restricted region), it is possible to prevent the moving speed of the steering wheel from becoming greater than the moving speed limit value.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、車速の増加に伴い、前記移動速度制限値が小さくなるように制御しても良い。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, the control unit may control the movement speed limit value to decrease as the vehicle speed increases.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度制限値が大きくなるように制御しても良い。 As a desirable aspect of the vehicle steering column device, the control unit may perform control so that the moving speed limit value increases as the time rate of change of the load increases.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が所定期間内に2回連続して所定値を超えた場合に、前記移動速度制限値が大きくなるように制御しても良い。 As a preferred aspect of the steering column device for a vehicle, the control unit may perform control so that the moving speed limit value increases when the load exceeds a predetermined value consecutively twice within a predetermined period. .

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記位置調節機構は、前記アクチュエータの駆動力によって前記ステアリングホイールを前後方向に移動させるテレスコピック機構であって、前記制御部は、引き方向の荷重に対する前記第1値が押し方向の荷重に対する前記第1値よりも小さくなるように制御することが好ましい。 As a preferred aspect of the steering column device for a vehicle, the position adjusting mechanism is a telescopic mechanism that moves the steering wheel in the front-rear direction by the driving force of the actuator, and the control unit controls the first position against the load in the pulling direction. It is preferable to control the value to be smaller than the first value for the load in the pushing direction.

これにより、小さな荷重となり易い引き方向の第1領域(不感帯領域)を小さくすることができる。 This makes it possible to reduce the first area (dead zone area) in the pulling direction, where the load tends to be small.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記位置調節機構は、前記アクチュエータの駆動力によって前記ステアリングホイールを上下方向に移動させるチルト機構であって、前記制御部は、上げ方向の荷重に対する前記第1値が下げ方向の荷重に対する前記第1値よりも小さくなるように制御することが好ましい。 As a desirable aspect of the steering column device for a vehicle, the position adjustment mechanism is a tilt mechanism for moving the steering wheel in the vertical direction by driving force of the actuator, and the control unit is configured to control the first tilt mechanism against the load in the upward direction. It is preferable to control the value to be smaller than the first value for the load in the downward direction.

これにより、小さな荷重となり易い上げ方向の第1領域(不感帯領域)を小さくすることができる。 This makes it possible to reduce the first area (dead zone area) in the lifting direction where the load tends to be small.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重の入力に対する位相進み補償部をさらに備えることが好ましい。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, it is preferable that the control section further includes a phase lead compensation section for the input of the load.

これにより、荷重の入力に対する位置調節機構の応答速度を向上させることができる。 Thereby, the response speed of the position adjusting mechanism to the input of the load can be improved.

車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記アクチュエータ及び前記位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償する摩擦補償部をさらに備える。 As a preferred aspect of the vehicle steering column device, the control section further includes a friction compensation section that compensates for friction of an inertial system including the actuator and the position adjustment mechanism.

これにより、アクチュエータ及び位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償することができる。 This makes it possible to compensate for friction in the inertial system including the actuator and the position adjustment mechanism.

本開示によれば、運転者が意図しない位置調整動作を抑制することができ、直感的にステアリングホイールの位置調整を行うことができる車両用ステアリングコラム装置を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a vehicle steering column device that can suppress unintended position adjustment operations by the driver and that can intuitively adjust the position of the steering wheel.

図1は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a steering column device for a vehicle according to Embodiment 1. FIG. 図2は、コントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit. 図3は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a control system of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図4は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第1例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a first example of a speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図5は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第2例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a second example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図6は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第3例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a third example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図7Aは、第2領域における目標速度の傾き変更の第1例を示すタイミングチャートである。FIG. 7A is a timing chart showing a first example of changing the slope of the target speed in the second area. 図7Bは、第2領域における目標速度の傾き変更の第1例を示すタイミングチャートである。FIG. 7B is a timing chart showing a first example of changing the slope of the target speed in the second region. 図7Cは、第2領域における目標速度の傾き変更の第1例を示すタイミングチャートである。FIG. 7C is a timing chart showing a first example of changing the slope of the target speed in the second region. 図8Aは、第2領域における目標速度の傾き変更の第2例を示すタイミングチャートである。FIG. 8A is a timing chart showing a second example of changing the slope of the target speed in the second region. 図8Bは、第2領域における目標速度の傾き変更の第2例を示すタイミングチャートである。FIG. 8B is a timing chart showing a second example of changing the slope of the target speed in the second region. 図9は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第3例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a third example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図10は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第4例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a fourth example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図11は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第5例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a fifth example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. 図12は、実施形態2に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a control system of the vehicle steering column device according to the second embodiment. 図13は、実施形態3に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a control system of the vehicle steering column device according to the third embodiment. 図14は、摩擦補償部の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of a friction compensator.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates in detail, referring drawings for the form (henceforth embodiment) for implementing invention. It should be noted that the present disclosure is not limited by the following embodiments. In addition, components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that fall within a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の全体構成を示す図である。図1に示されるように、車両用ステアリングコラム装置100は、ステアリングシャフト2を回動自在に支持するステアリングコラム3を有する。ステアリングコラム3には、その端部にステアリングホイール1が装着されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a steering column device for a vehicle according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 1, a vehicle steering column device 100 has a steering column 3 that rotatably supports a steering shaft 2 . A steering wheel 1 is attached to the end of the steering column 3 .

本開示において、車両用ステアリングコラム装置100は、運転者がステアリングホイール1に加えた荷重を検出する荷重センサ7と、ステアリングホイール1に加えられた荷重に応じて、ステアリングホイール1を少なくとも前後方向(図中の実線矢示方向)及び上下方向(図中の破線矢示方向)に移動させる位置調節機構4を備えている。荷重センサ7は、例えばロードセルが例示される。荷重センサ7は、ステアリングホイール1に加えられた荷重(力)を検出して電気信号Fh(以下、単に「荷重Fh」とも称する)に変換する。 In the present disclosure, the vehicle steering column device 100 includes a load sensor 7 that detects the load applied to the steering wheel 1 by the driver, and the steering wheel 1 at least in the front-rear direction ( It has a position adjusting mechanism 4 for moving in the solid line arrow direction in the drawing) and the vertical direction (broken line arrow direction in the drawing). The load sensor 7 is exemplified by a load cell, for example. The load sensor 7 detects a load (force) applied to the steering wheel 1 and converts it into an electric signal Fh (hereinafter also simply referred to as "load Fh").

本開示において、「前後方向」「上下方向」とは、運転者が車両の運転席にステアリングホイール1に相対して着座し、ステアリングホイール1を見た状態を基準として定義する。すなわち、運転者がステアリングホイール1を前方に押し出す方向を「押し方向」と称し、運転者がステアリングホイール1を手前に引く方向を「引き方向」と称する。また、運転者がステアリングホイール1を押し上げる方向を「上げ方向」と称し、運転者がステアリングホイール1を押し下げる方向を「下げ方向」と称する。 In the present disclosure, the terms “longitudinal direction” and “vertical direction” are defined based on the state in which the driver sits in the driver's seat of the vehicle facing the steering wheel 1 and looks at the steering wheel 1 . That is, the direction in which the driver pushes the steering wheel 1 forward is called the "push direction", and the direction in which the driver pulls the steering wheel 1 forward is called the "pull direction". Further, the direction in which the driver pushes up the steering wheel 1 is called the "upward direction", and the direction in which the driver pushes down the steering wheel 1 is called the "downward direction".

位置調節機構4は、モータ5の駆動力によって駆動される。本開示において、モータ5は、アクチュエータの一例として例示される。位置調節機構4は、例えば、ステアリングホイール1を前後方向に移動させるテレスコピック機構であっても良いし、ステアリングホイール1を上下方向に移動させるチルト機構であっても良い。あるいは、位置調節機構4は、テレスコピック機構及びチルト機構の双方の機能を有する構成であっても良い。ここでは、ステアリングホイール1を前後方向(図中の実線矢示方向)あるいは上下方向(図中の破線矢示方向)に移動させるとしたが、位置調節機構4は、ステアリングコラム3を前後方向あるいは上下方向に移動させ、結果としてステアリングホイール1が前後方向あるいは上下方向に移動する態様であっても良い。 The position adjusting mechanism 4 is driven by the driving force of the motor 5 . In the present disclosure, motor 5 is illustrated as an example of an actuator. The position adjusting mechanism 4 may be, for example, a telescopic mechanism that moves the steering wheel 1 in the front-rear direction, or a tilt mechanism that moves the steering wheel 1 in the vertical direction. Alternatively, the position adjusting mechanism 4 may be configured to have both functions of a telescopic mechanism and a tilt mechanism. Here, the steering wheel 1 is moved in the longitudinal direction (the direction indicated by the solid line arrow in the figure) or in the vertical direction (the direction indicated by the broken line arrow in the figure). A mode in which the steering wheel 1 is moved in the vertical direction and, as a result, the steering wheel 1 is moved in the front-rear direction or the vertical direction is also possible.

本開示では、図1に示すように、ステアリングホイール1に加えられる押し方向の荷重を「荷重Fh_Push」、ステアリングホイール1に加えられる引き方向の荷重を「荷重Fh_Pull」、ステアリングホイール1に加えられる下げ方向の荷重を「荷重Fh_Down」、ステアリングホイール1に加えられる上げ方向の荷重を「荷重Fh_Up」とも称する。 In the present disclosure, as shown in FIG. 1 , the load applied to the steering wheel 1 in the pushing direction is “load Fh_Push”, the load in the pulling direction applied to the steering wheel 1 is “load Fh_Pull”, and the load applied to the steering wheel 1 is “load Fh_Pull”. The load in the direction is also referred to as "load Fh_Down", and the load in the upward direction applied to the steering wheel 1 is also referred to as "load Fh_Up".

モータ5には、角度センサ5aが設けられている。角度センサ5aは、モータ5の回転角を検出して電気信号θm(以下、単に「モータ回転角θm」とも称する)に変換する。 The motor 5 is provided with an angle sensor 5a. The angle sensor 5a detects the rotation angle of the motor 5 and converts it into an electric signal θm (hereinafter also simply referred to as "motor rotation angle θm").

また、モータ5には、電流センサ5bが設けられている。電流センサ5bは、モータ5に流れる実電流値を検出して電気信号Iact(以下、単に「実電流値Iact」とも称する)に変換する。 Further, the motor 5 is provided with a current sensor 5b. The current sensor 5b detects an actual current value flowing through the motor 5 and converts it into an electric signal Iact (hereinafter also simply referred to as "actual current value Iact").

車両用ステアリングコラム装置100は、位置調節機構4の制御主体として、コントロールユニット10(以下、「ECU10」とも称する)と、モータドライバ20とを備えている。本開示において、ECU10は、「制御部」に対応する。また、本開示において、モータドライバ20は、「駆動部」に対応する。ECU10は、車両用ステアリングコラム装置100の他に、例えばパワーステアリング装置を制御する態様であっても良い。 The vehicle steering column device 100 includes a control unit 10 (hereinafter also referred to as “ECU 10 ”) and a motor driver 20 as a control entity for the position adjustment mechanism 4 . In the present disclosure, the ECU 10 corresponds to a "control section". Also, in the present disclosure, the motor driver 20 corresponds to a "driving section". The ECU 10 may control, for example, a power steering device other than the vehicle steering column device 100 .

ECU10は、荷重センサ7により検出される荷重Fh、及び、ステアリングホイール1の移動量に基づき、モータ5に供給する目標電流値Irefを生成する。ステアリングホイール1の移動量とは、例えば、テレスコピック機構におけるステアリングホイール1の前後方向(図中の実線矢示方向)の移動量である。また、ステアリングホイール1の移動量とは、例えば、チルト機構におけるステアリングホイール1の上下方向(図中の破線矢示方向)の移動量である。ステアリングホイール1の移動量は、モータ5の角度センサ5aにより検出されるモータ回転角θmから算出される。 The ECU 10 generates a target current value Iref to be supplied to the motor 5 based on the load Fh detected by the load sensor 7 and the amount of movement of the steering wheel 1 . The amount of movement of the steering wheel 1 is, for example, the amount of movement of the steering wheel 1 in the telescopic mechanism in the front-rear direction (the direction indicated by the solid line arrow in the drawing). Further, the amount of movement of the steering wheel 1 is, for example, the amount of movement of the steering wheel 1 in the vertical direction (in the direction of the dashed arrow in the figure) in the tilt mechanism. The amount of movement of the steering wheel 1 is calculated from the motor rotation angle θm detected by the angle sensor 5 a of the motor 5 .

モータドライバ20は、ECU10から出力される目標電流値Irefに基づき、モータ5を駆動制御する。具体的に、モータドライバ20は、モータ5に流れる実電流値Iactが目標電流値Irefに近づくようなPWM信号を生成してモータ5に供給する。 The motor driver 20 drives and controls the motor 5 based on the target current value Iref output from the ECU 10 . Specifically, the motor driver 20 generates a PWM signal that causes the actual current value Iact flowing through the motor 5 to approach the target current value Iref, and supplies it to the motor 5 .

ECU10は、主としてCPU(MCU、MPU等も含む)で構成される。図2は、コントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。 The ECU 10 is mainly composed of a CPU (including MCU, MPU, etc.). FIG. 2 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit.

ECU10を構成する制御用コンピュータ1100は、CPU(Central Processing Unit)1001、ROM(Read Only Memory)1002、RAM(Random Access Memory)1003、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)1004等を備え、これらがバスに接続されている。 A control computer 1100 constituting the ECU 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 1001, a ROM (Read Only Memory) 1002, a RAM (Random Access Memory) 1003, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) 1004, and the like. It is connected.

CPU1001は、車両用ステアリングコラム装置100の制御用コンピュータプログラム(以下、制御プログラムという)を実行して、車両用ステアリングコラム装置100を制御する処理装置である。 The CPU 1001 is a processing device that controls the vehicle steering column device 100 by executing a computer program for controlling the vehicle steering column device 100 (hereinafter referred to as a control program).

ROM1002は、車両用ステアリングコラム装置100を制御するための制御プログラムを格納する。また、RAM1003は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。EEPROM1004には、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納される。制御データは、ECU10に電源が投入された後にRAM1003に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでEEPROM1004に上書きされる。 ROM 1002 stores a control program for controlling vehicle steering column device 100 . Also, the RAM 1003 is used as a work memory for operating the control program. The EEPROM 1004 stores control data and the like input/output by the control program. The control data is used in the control computer program developed in the RAM 1003 after the ECU 10 is powered on, and overwritten in the EEPROM 1004 at a predetermined timing.

ROM1002、RAM1003、及びEEPROM1004等は情報を格納する記憶装置であって、CPU1001が直接アクセスできる記憶装置(一次記憶装置)である。 A ROM 1002, a RAM 1003, an EEPROM 1004, and the like are storage devices that store information, and are storage devices (primary storage devices) that the CPU 1001 can directly access.

図3は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a control system of the vehicle steering column device according to the first embodiment.

ECU10は、内部ブロック構成として、目標速度生成部11、変換部13,14、制限部16、変換部21、制限部22、及びDuty比変換部26を備えている。変換部13は、例えば微分器である。なお、微分器として、純粋微分器を用いることに代えて、近似的な微分器、例えば、純微分と1次遅れの伝達関数を組み合わせた疑似微分器を用いることができる。変換部14は、例えばPID制御器である。変換部21は、例えばPI制御器である。Duty比変換部26は、制限部22から出力される入力される入力値に応じたPWM指令値を出力する。 The ECU 10 includes a target speed generator 11, converters 13 and 14, a limiter 16, a converter 21, a limiter 22, and a duty ratio converter 26 as internal block configurations. The conversion unit 13 is, for example, a differentiator. As the differentiator, instead of using a pure differentiator, an approximate differentiator, for example, a pseudo differentiator combining a pure differentiation and a first-order lag transfer function can be used. The converter 14 is, for example, a PID controller. The converter 21 is, for example, a PI controller. The duty ratio converter 26 outputs a PWM command value corresponding to the input value that is output from the limiter 22 .

モータドライバ20は、内部ブロック構成として、PWM生成部23を備えている。 The motor driver 20 has a PWM generator 23 as an internal block configuration.

目標速度生成部11には、荷重センサ7により検出される荷重Fhが入力される。目標速度生成部11は、後述する速度変換マップを用いて、位置調節機構4がステアリングホイール1を移動させる際の移動速度の目標値である目標速度Vrefを生成する。変換部13は、ステアリングホイール1の移動量Xactを時間微分して実速度Vactを算出する。速度変換マップは、例えばROM1002に格納されている。なお、目標速度生成部11は、速度変換マップ用いず、例えばROM1002に格納された数式を用いて、目標速度Vrefを算出する態様であっても良い。 A load Fh detected by the load sensor 7 is input to the target speed generator 11 . The target speed generation unit 11 generates a target speed Vref, which is a target value of the movement speed when the position adjustment mechanism 4 moves the steering wheel 1, using a speed conversion map, which will be described later. The conversion unit 13 time-differentiates the movement amount Xact of the steering wheel 1 to calculate the actual speed Vact. The speed conversion map is stored in the ROM 1002, for example. Note that the target speed generation unit 11 may be configured to calculate the target speed Vref using, for example, a formula stored in the ROM 1002 without using the speed conversion map.

目標速度Vrefは、実速度Vactが減算されて変換部14に入力される。変換部14は、入力値をPID制御して電流値に変換し、制限部16に出力する。 The target speed Vref is input to the converter 14 after subtracting the actual speed Vact. The converter 14 performs PID control on the input value to convert it into a current value, and outputs the current value to the limiter 16 .

制限部16は、変換部14の出力値に対する上限値及び下限値が予め設定されている。制限部16は、変換部14の出力値に対する上下限値を制限して、目標電流値Irefを出力する。 An upper limit value and a lower limit value for the output value of the conversion unit 14 are preset in the limiter 16 . A limiting unit 16 limits the upper and lower limits of the output value of the converting unit 14 and outputs a target current value Iref.

ECU10から出力された目標電流値Irefは、実電流値Iactが減算されて変換部21に入力される。変換部21は、入力値をPI制御して電圧値に変換し、制限部22に出力する。 The target current value Iref output from the ECU 10 is subtracted by the actual current value Iact and is input to the conversion unit 21 . The conversion unit 21 PI-controls the input value to convert it into a voltage value, and outputs the voltage value to the limiter 22 .

制限部22は、変換部21の出力値に対する上限値及び下限値が予め設定されている。制限部22は、変換部21の出力値に対する上下限値を制限して、電圧指令値を出力する。Duty比変換部26は、あらかじめ定められた変換マップや数式に基づき、電圧指令値をPWM指令値のDuty比に変換して、PWM生成部23に出力する。PWM生成部23は、Duty比変換部26から出力されるPWM指令値に基づき、モータ5に出力するPWM制御信号を生成する。 The limiter 22 is preset with an upper limit value and a lower limit value for the output value of the converter 21 . Limiting unit 22 limits upper and lower limit values for the output value of converting unit 21 and outputs a voltage command value. The duty ratio conversion unit 26 converts the voltage command value into the duty ratio of the PWM command value based on a predetermined conversion map or formula, and outputs the duty ratio to the PWM generation unit 23 . The PWM generator 23 generates a PWM control signal to be output to the motor 5 based on the PWM command value output from the duty ratio converter 26 .

モータ5は、モータドライバ20から出力されたPWM制御信号によって駆動される。図3に示すLは、モータ5の巻線のインダクタ成分を示し、Rは、モータ5の巻線の抵抗成分を示している。 Motor 5 is driven by a PWM control signal output from motor driver 20 . L shown in FIG. 3 indicates the inductor component of the windings of the motor 5 and R indicates the resistance component of the windings of the motor 5 .

位置調節機構4は、モータ5の実電流値Iactに所定の係数Kを乗じたモータ駆動力Fmと、荷重センサ7により検出される荷重Fhとが加えられる。係数Kは、モータ5のトルク定数及び比ストロークで決まる定数であり、例えばROM1002に格納されている。 The position adjusting mechanism 4 is applied with a motor driving force Fm obtained by multiplying the actual current value Iact of the motor 5 by a predetermined coefficient K, and a load Fh detected by the load sensor 7 . The coefficient K is a constant determined by the torque constant and specific stroke of the motor 5, and is stored in the ROM 1002, for example.

ここで、位置調節機構4を含む慣性系の質量をM、粘性係数をDとすると、ニュートンの運動方程式から下記(1)式に示す関係式が得られる。 Assuming that the mass of the inertial system including the position adjustment mechanism 4 is M and the coefficient of viscosity is D, the following relational expression (1) is obtained from Newton's equation of motion.

M(dx/dt)=-D(dx/dt)+Fm+Fh・・・(1) M(d 2 x/dt 2 )=−D(dx/dt)+Fm+Fh (1)

上記(1)式は、下記(2)式に変形できる。 The above formula (1) can be transformed into the following formula (2).

Fh=M(dx/dt)+D(dx/dt)-Fm・・・(2) Fh=M(d 2 x/dt 2 )+D(dx/dt)−Fm (2)

上記(2)式をラプラス変換すると、下記(3)式が得られる。 By Laplace transforming the above equation (2), the following equation (3) is obtained.

Fh(s)=(Ms+Ds)×X(s)-Fm(s)・・・(3) Fh(s)=(Ms 2 +Ds)×X(s)−Fm(s) (3)

上記(3)式より、ステアリングホイール1の移動量X(s)=Xactは、下記(4)式で示される。 From the above equation (3), the movement amount X(s)=Xact of the steering wheel 1 is expressed by the following equation (4).

X(s)=Xact=(Fm(s)+Fh(s))/(Ms+Ds)・・・(4) X(s)=Xact=(Fm(s)+Fh(s))/(Ms 2 +Ds) (4)

図4は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第1例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a first example of a speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment.

図4において、横軸はステアリングホイール1に加えられた荷重Fhを示し、縦軸は目標速度Vrefを示している。また、図4に示す速度変換マップの第1例では、引き方向の荷重Fh_Pullに対する第1値Fh_Pull_th1と、押し方向の荷重Fh_Push対する第1値Fh_Pull_th1とが等しい。また、図4に示す例では、引き方向の荷重Fh_Pullに対する第2値Fh_Pull_th2と、押し方向の荷重Fh_Push対する第2値Fh_Pull_th2とが等しい。ここでは、ステアリングホイール1を前後方向(図1の実線矢示方向)に移動させるテレスコピック機構について説明する。 In FIG. 4, the horizontal axis indicates the load Fh applied to the steering wheel 1, and the vertical axis indicates the target speed Vref. In the first example of the speed conversion map shown in FIG. 4, the first value Fh_Pull_th1 for the pull direction load Fh_Pull is equal to the first value Fh_Pull_th1 for the push direction load Fh_Push. In the example shown in FIG. 4, the second value Fh_Pull_th2 for the pull direction load Fh_Pull is equal to the second value Fh_Pull_th2 for the push direction load Fh_Push. Here, a telescopic mechanism for moving the steering wheel 1 in the front-rear direction (the direction indicated by the solid line arrow in FIG. 1) will be described.

本開示において、押し方向の荷重Fh_Pushが第1値Fh_Push_th1未満の第1領域では、目標速度Vrefがゼロとなる。また、引き方向の荷重Fh_Pullが第1値Fh_Pull_th1未満の第1領域では、目標速度Vrefがゼロとなる。換言すれば、押し方向の荷重Fh_Pushが第1値Fh_Push_th1未満の第1領域、及び、引き方向の荷重Fh_Pullが第1値Fh_Pull_th1未満の第1領域を不感帯領域としている。この第1領域(不感帯領域)では、ステアリングホイール1は移動しない。 In the present disclosure, the target speed Vref is zero in the first region where the push direction load Fh_Push is less than the first value Fh_Push_th1. In addition, the target speed Vref is zero in the first region where the pull-direction load Fh_Pull is less than the first value Fh_Pull_th1. In other words, a first region in which the load Fh_Push in the push direction is less than the first value Fh_Push_th1 and a first region in which the load Fh_Pull in the pull direction is less than the first value Fh_Pull_th1 are defined as dead zone regions. The steering wheel 1 does not move in this first area (dead zone area).

また、本開示において、押し方向の荷重Fh_Pushが第1値Fh_Push_th1よりも大きい第2値Fh_Push_th2以上の第3領域では、目標速度Vref_Pushが目標速度制限値Vref_Push_limで一定となる。また、引き方向の荷重Fh_Pullが第1値Fh_Pull_th1よりも大きい第2値Fh_Pull_th2以上の第3領域では、目標速度Vref_Pullが目標速度制限値Vref_Pull_limで一定となる。換言すれば、押し方向の荷重Fh_Pushが第2値Fh_Push_th2以上の第3領域を、目標速度Vref_Pushが目標速度制限値Vref_Push_limで一定となる制限領域としている。また、引き方向の荷重Fh_Pullが第2値Fh_Pull_th2以上の第3領域を、目標速度Vref_Pullが目標速度制限値Vref_Pull_limで一定となる制限領域としている。この第3領域(制限領域)では、ステアリングホイール1は一定の速度で移動する。このように、押し方向の荷重Fh_Push、及び、引き方向の荷重Fh_Pullに対して制限領域を設けることで、押し方向の荷重Fh_Pushが第2値Fh_Push_th2以上となる第3領域(制限領域)において、目標速度Vref_Pushが目標速度制限値Vref_Push_limよりも大きくなることを防止することができる。また、引き方向の荷重Fh_Pullが第2値Fh_Pull_th2以上となる第3領域(制限領域)において、目標速度Vref_Pullが目標速度制限値Vref_Pull_limよりも大きくなることを防止することができる。 Further, in the present disclosure, the target speed Vref_Push is constant at the target speed limit value Vref_Push_lim in the third region where the push direction load Fh_Push is equal to or greater than the second value Fh_Push_th2 larger than the first value Fh_Push_th1. In the third region where the pull direction load Fh_Pull is equal to or greater than the second value Fh_Pull_th2 larger than the first value Fh_Pull_th1, the target speed Vref_Pull is constant at the target speed limit value Vref_Pull_lim. In other words, the third region where the push direction load Fh_Push is equal to or greater than the second value Fh_Push_th2 is defined as the limit region where the target speed Vref_Push is constant at the target speed limit value Vref_Push_lim. A third region in which the pull-direction load Fh_Pull is equal to or greater than the second value Fh_Pull_th2 is defined as a restriction region in which the target speed Vref_Pull is constant at the target speed limit value Vref_Pull_lim. In this third area (restricted area), the steering wheel 1 moves at a constant speed. In this way, by providing a limit region for the push direction load Fh_Push and the pull direction load Fh_Pull, the target It is possible to prevent the speed Vref_Push from becoming larger than the target speed limit value Vref_Push_lim. In addition, it is possible to prevent the target speed Vref_Pull from becoming larger than the target speed limit value Vref_Pull_lim in the third region (restricted region) where the pull direction load Fh_Pull is equal to or greater than the second value Fh_Pull_th2.

図4に示す例では、押し方向の荷重Fh_Pushが第1値Fh_Push_th1以上、且つ第2値Fh_Push_th2未満の第2領域では、押し方向の荷重Fh_Pushの増加に応じて目標速度Vref_Pushが所定の傾きで大きくなる。換言すれば、押し方向の荷重Fh_Pushが第1値Fh_Push_th1以上、且つ第2値Fh_Push_th2未満の第2領域を、押し方向の荷重Fh_Pushの増加に応じて目標速度Vref_Pushが所定の傾きで大きくなる遷移領域としている。また、引き方向の荷重Fh_Pullが第1値Fh_Pull_th1以上、且つ第2値Fh_Pull_th2未満の第2領域では、引き方向の荷重Fh_Pullの増加に応じて目標速度Vref_Pullが所定の傾きで大きくなる。換言すれば、引き方向の荷重Fh_Pullが第1値Fh_Pull_th1以上、且つ第2値Fh_Pull_th2未満の第2領域を、引き方向の荷重Fh_Pullの増加に応じて目標速度Vref_Pullが所定の傾きで大きくなる遷移領域としている。すなわち、図4に示す例において、第2領域(遷移領域)では、押し方向の荷重Fh_Pushの増加に応じて、目標速度Vref_Pushが線形に増加し、引き方向の荷重Fh_Pullの増加に応じて、目標速度Vref_Pullが線形に増加する。 In the example shown in FIG. 4, in the second region where the push-direction load Fh_Push is greater than or equal to the first value Fh_Push_th1 and less than the second value Fh_Push_th2, the target speed Vref_Push increases with a predetermined slope as the push-direction load Fh_Push increases. Become. In other words, the second region in which the pushing direction load Fh_Push is greater than or equal to the first value Fh_Push_th1 and less than the second value Fh_Push_th2 is the transition region in which the target speed Vref_Push increases with a predetermined slope as the pushing direction load Fh_Push increases. and In the second region where the pull direction load Fh_Pull is equal to or greater than the first value Fh_Pull_th1 and less than the second value Fh_Pull_th2, the target speed Vref_Pull increases at a predetermined slope as the pull direction load Fh_Pull increases. In other words, the second region in which the pull-direction load Fh_Pull is greater than or equal to the first value Fh_Pull_th1 and less than the second value Fh_Pull_th2 is the transition region in which the target speed Vref_Pull increases at a predetermined slope as the pull-direction load Fh_Pull increases. and That is, in the example shown in FIG. 4, in the second region (transition region), the target speed Vref_Push increases linearly as the push direction load Fh_Push increases, and the target speed Vref_Push increases as the pull direction load Fh_Pull increases. Velocity Vref_Pull increases linearly.

本開示では、図4に示すように、押し方向の荷重Fh_Push、及び、引き方向の荷重Fh_Pullに対して不感帯領域を設けることで、例えば、ステアリング操作による誤動作や、走行中のロードノイズ等の微振動による誤動作を防ぐことができる。 In the present disclosure, as shown in FIG. 4, by providing a dead zone region for the load Fh_Push in the push direction and the load Fh_Pull in the pull direction, for example, malfunction due to steering operation, road noise during driving, etc. Malfunction due to vibration can be prevented.

また、運転者は、第1値Fh_Push_th1以上の押し方向の荷重Fh_Pushを加える、あるいは、第1値Fh_Pull_th1以上の引き方向の荷重Fh_Pullを加えることで、意図的にテレスコピック機構(位置調節機構4)を動作させることができる。これにより、運転中においてステアリングポジションに違和感を覚えた場合に、調整始動スイッチを操作する等の追加操作を必要とせず、直感的にステアリングホイール1の位置調節を行うことができる。 In addition, the driver intentionally activates the telescopic mechanism (position adjusting mechanism 4) by applying a push-direction load Fh_Push equal to or greater than the first value Fh_Push_th1 or applying a pull-direction load Fh_Pull equal to or greater than the first value Fh_Pull_th1. can be operated. As a result, when the driver feels uncomfortable with the steering position while driving, the position of the steering wheel 1 can be adjusted intuitively without requiring an additional operation such as operating the adjustment start switch.

図5は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第2例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a second example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment.

図5に示す例において、第2領域(遷移領域)では、押し方向の荷重Fh_Pushの増加に応じて目標速度Vref_Pushの傾きが大きくなる。また、引き方向の荷重Fh_Pullの増加に応じて、目標速度Vref_Pushの傾きが大きくなる。換言すれば、第2領域(遷移領域)では、押し方向の荷重Fh_Pushの増加に応じて、目標速度Vref_Pushが非線形に増加し、引き方向の荷重Fh_Pullの増加に応じて、目標速度Vref_Pullが非線形に増加する。具体的に、第2領域(遷移領域)では、図5に示すように、押し方向の荷重Fh_Pushが第1値Fh_Push_th1以上となると、押し方向の荷重Fh_Pushの増加に応じて徐々に目標速度Vref_Pushの増加率が上昇する。また、引き方向の荷重Fh_Pullが第1値Fh_Push_th1以上となると、引き方向の荷重Fh_Pullの増加に応じて徐々に目標速度Vref_Pullの増加率が上昇する。これにより、第1領域(不感帯領域)と第2領域(遷移領域)との境界(第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1)を意識することなく、最適なステアリングポジションが得られる。 In the example shown in FIG. 5, in the second region (transition region), the slope of the target speed Vref_Push increases as the load Fh_Push in the pushing direction increases. In addition, the slope of the target speed Vref_Push increases as the pull-direction load Fh_Pull increases. In other words, in the second region (transition region), the target speed Vref_Push increases nonlinearly as the push direction load Fh_Push increases, and the target speed Vref_Pull increases nonlinearly as the pull direction load Fh_Pull increases. To increase. Specifically, in the second region (transition region), as shown in FIG. 5 , when the load Fh_Push in the pushing direction becomes equal to or greater than the first value Fh_Push_th1, the target speed Vref_Push is gradually reduced in accordance with the increase in the load Fh_Push in the pushing direction. Increases rate of increase. When the pull-direction load Fh_Pull becomes equal to or greater than the first value Fh_Push_th1, the increase rate of the target speed Vref_Pull gradually increases as the pull-direction load Fh_Pull increases. As a result, the optimum steering position can be obtained without paying attention to the boundaries (first values Fh_Push_th1, Fh_Pull_th1) between the first region (dead band region) and the second region (transition region).

図6は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第3例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a third example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment.

図6に示す例において、第2領域(遷移領域)では、所定の条件により目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを変更する。 In the example shown in FIG. 6, in the second region (transition region), the slopes of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull are changed according to predetermined conditions.

例えば、車速センサ6から出力される車速Sに応じて、目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、車速Sの増加に伴って、目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを小さくする態様であっても良い。 For example, the slopes of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull may be changed according to the vehicle speed S output from the vehicle speed sensor 6 . Specifically, for example, as the vehicle speed S increases, the slopes of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull may be made smaller.

また、例えば、荷重Fhの時間変化率(時間微分値)に応じて、目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Fhの時間変化率(時間微分値)の増加に伴って、目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを大きくする態様であっても良い。 Further, for example, the slopes of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull may be changed according to the time rate of change (time differential value) of the load Fh. Specifically, for example, the gradients of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull may be increased as the time rate of change (time differential value) of the load Fh increases.

図7A、図7B、図7Cは、第2領域における目標速度の傾き変更の第1例を示すタイミングチャートである。図7Aは、荷重Fhの時間遷移を示し、図7Bは、荷重Fhを時間微分した値dFh/dtの時間遷移を示し、図7Cは、目標速度Vrefの時間遷移を示している。図7Cに示す破線は、図4に示す速度変換マップの第1例を適用した場合の目標速度Vrefを示している。図7A、図7B、図7Cに示す例において、荷重Fhの時間微分値dFh/dtに対する閾値dFh/dt_thは、例えばROM1002に格納されている。なお、図7A、図7B、図7Cでは、第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1を第1値Fh_th1としている。 7A, 7B, and 7C are timing charts showing a first example of changing the slope of the target speed in the second region. FIG. 7A shows the time transition of the load Fh, FIG. 7B shows the time transition of the value dFh/dt obtained by time-differentiating the load Fh, and FIG. 7C shows the time transition of the target speed Vref. A dashed line shown in FIG. 7C indicates the target speed Vref when the first example of the speed conversion map shown in FIG. 4 is applied. In the examples shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the threshold dFh/dt_th for the time differential value dFh/dt of the load Fh is stored in the ROM 1002, for example. Note that in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the first values Fh_Push_th1 and Fh_Pull_th1 are the first value Fh_th1.

図7A、図7B、図7Cに示す第1例では、荷重Fhの時間微分値dFh/dtが閾値dFh/dt_th以上となった場合に、目標速度Vrefの傾きを変更し、荷重Fhが第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1未満となるまで、変更した傾きを維持する。具体的に、図7A、図7B、図7Cでは、時刻t1において荷重Fhの時間微分値dFh/dtが閾値dFh/dt_th以上となった例を示している。この場合、荷重Fhの時間微分値dFh/dtが閾値dFh/dt_th以上となった時刻t1において、目標速度Vrefの傾きを変更し、荷重Fhが第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1未満となる時刻t2までの期間Tにおいて、変更した傾きを維持する。これにより、荷重Fhの時間微分値dFh/dtが閾値dFh/dt_th以上となった時刻t1から、荷重Fhが第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1未満となる時刻t2までの期間Tにおいて、目標速度Vrefは、実線で示すように、破線で示す速度変換マップの第1例(図4)を適用した場合の目標速度Vrefよりも大きくなる。 In the first example shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, when the time-differentiated value dFh/dt of the load Fh becomes equal to or greater than the threshold value dFh/dt_th, the slope of the target speed Vref is changed, and the load Fh becomes the first Maintain the modified slope until it is less than the values Fh_Push_th1, Fh_Pull_th1. Specifically, FIGS. 7A, 7B, and 7C show examples in which the time differential value dFh/dt of the load Fh is greater than or equal to the threshold value dFh/dt_th at time t1. In this case, at time t1 when the time differential value dFh/dt of the load Fh becomes equal to or greater than the threshold value dFh/dt_th, the slope of the target speed Vref is changed, and until time t2 when the load Fh becomes less than the first values Fh_Push_th1 and Fh_Pull_th1, During period T, the modified slope is maintained. As a result, during a period T from time t1 when the time differential value dFh/dt of the load Fh becomes equal to or greater than the threshold value dFh/dt_th to time t2 when the load Fh is less than the first values Fh_Push_th1 and Fh_Pull_th1, the target speed Vref is: As indicated by the solid line, it is higher than the target speed Vref when the first example (FIG. 4) of the speed conversion map indicated by the dashed line is applied.

また、例えば、荷重Fhが所定期間内に2回連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Fhが所定期間内に2回連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度Vref_Push,Vref_Pullの傾きを大きくする態様であっても良い。 Further, for example, when the load Fh exceeds a predetermined threshold value twice consecutively within a predetermined period, the slopes of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull may be changed. Specifically, for example, when the load Fh exceeds a predetermined threshold value twice consecutively within a predetermined period, the gradients of the target speeds Vref_Push and Vref_Pull may be increased.

図8A、図8Bは、第2領域における目標速度の傾き変更の第2例を示すタイミングチャートである。図8Aは、荷重Fhの時間遷移を示し、図8Bは、目標速度Vrefの時間遷移を示している。図8Bに示す破線は、図4に示す速度変換マップの第1例を適用した場合の目標速度Vrefを示している。図8A、図8Bに示す例において、荷重Fhに対する閾値Fh_th、及び、荷重Fhが連続して閾値Fh_thを超えたと判断する期間Tthは、例えばROM1002に格納されている。荷重Fhに対する閾値Fh_thは、上述した第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1と等値であっても良い。なお、図8A、図8Bでは、第1値Fh_Push_th1,Fh_Pull_th1を第1値Fh_th1としている。 8A and 8B are timing charts showing a second example of changing the slope of the target speed in the second region. FIG. 8A shows the time transition of the load Fh, and FIG. 8B shows the time transition of the target speed Vref. A dashed line shown in FIG. 8B indicates the target speed Vref when the first example of the speed conversion map shown in FIG. 4 is applied. In the example shown in FIGS. 8A and 8B, the threshold Fh_th for the load Fh and the period Tth during which it is determined that the load Fh has continuously exceeded the threshold Fh_th are stored in the ROM 1002, for example. The threshold Fh_th for the load Fh may be equal to the first values Fh_Push_th1 and Fh_Pull_th1 described above. Note that in FIGS. 8A and 8B, the first values Fh_Push_th1 and Fh_Pull_th1 are the first value Fh_th1.

図8A、図8Bに示す第2例では、荷重Fhが閾値Fh_th以上となってから、次に荷重Fhが閾値Fh_th以上となるまでの期間が期間Tth以下である場合に、目標速度Vrefの傾きを変更し、荷重Fhが閾値Fh_th未満となるまで、変更した傾きを維持する。具体的に、図8A、図8Bに示す例では、荷重Fhが閾値Fh_th以上となった時刻t1から、次に荷重Fhが閾値Fh_th以上となった時刻t2までの期間T1は、期間Tthよりも大きい(T1>Tth)。この場合には、目標速度Vrefの傾きを変更しない。また、図8A、図8Bに示す例では、荷重Fhが閾値Fh_th以上となった時刻t2から、次に荷重Fhが閾値Fh_th以上となった時刻t3までの期間T3は、期間Tth以下である。(T2≦Tth)。この場合、時刻t3において目標速度Vrefの傾きを変更し、荷重Fhが閾値Fh_th未満となる時刻t4までの期間t3において、変更した傾きを維持する。これにより、荷重Fhが閾値Fh_th以上となった時刻t3から、荷重Fhが第1値Fh_th1未満となる時刻t4までの期間T3において、目標速度Vrefは、実線で示すように、破線で示す速度変換マップの第1例(図4)を適用した場合の目標速度Vrefよりも大きくなる。 In the second example shown in FIGS. 8A and 8B, when the period from when the load Fh becomes equal to or greater than the threshold Fh_th to when the load Fh next becomes equal to or greater than the threshold Fh_th is equal to or less than the period Tth, the slope of the target speed Vref is is changed, and the changed slope is maintained until the load Fh becomes less than the threshold value Fh_th. Specifically, in the examples shown in FIGS. 8A and 8B, the period T1 from time t1 when the load Fh becomes equal to or greater than the threshold Fh_th to time t2 when the load Fh next becomes equal to or greater than the threshold Fh_th is longer than the period Tth. Large (T1>Tth). In this case, the slope of the target speed Vref is not changed. In the example shown in FIGS. 8A and 8B, a period T3 from time t2 when the load Fh becomes equal to or greater than the threshold Fh_th to time t3 when the load Fh next becomes equal to or greater than the threshold Fh_th is equal to or shorter than the period Tth. (T2≦Tth). In this case, the slope of the target speed Vref is changed at time t3, and the changed slope is maintained for a period t3 until time t4 when the load Fh becomes less than the threshold value Fh_th. As a result, in a period T3 from time t3 when the load Fh becomes equal to or greater than the threshold value Fh_th to time t4 when the load Fh is less than the first value Fh_th1, the target speed Vref changes as indicated by the solid line and the speed conversion indicated by the dashed line. It is greater than the target speed Vref when the first example of the map (FIG. 4) is applied.

図9は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第3例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a third example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment.

図9に示す例において、第2領域(遷移領域)では、所定の条件により目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを変更する。 In the example shown in FIG. 9, in the second region (transition region), the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim are changed according to predetermined conditions.

例えば、車速センサ6から出力される車速Sに応じて、目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、車速Sの増加に伴って、目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを小さくする態様であっても良い。 For example, the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim may be changed according to the vehicle speed S output from the vehicle speed sensor 6 . Specifically, for example, as the vehicle speed S increases, the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim may be decreased.

また、例えば、荷重Fhの時間変化率(時間微分値)に応じて、目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Fhの時間変化率(時間微分値)の増加に伴って、目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを大きくする態様であっても良い。 Further, for example, the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim may be changed according to the time rate of change (time differential value) of the load Fh. Specifically, for example, the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim may be increased as the time rate of change (time differential value) of the load Fh increases.

また、例えば、荷重Fhが所定期間内に2回連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Fhが所定期間内に2回連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度制限値Vref_Push_lim,Vref_Pull_limを大きくする態様であっても良い。 Further, for example, the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim may be changed when the load Fh exceeds a predetermined threshold value twice consecutively within a predetermined period. Specifically, for example, the target speed limit values Vref_Push_lim and Vref_Pull_lim may be increased when the load Fh exceeds a predetermined threshold value twice consecutively within a predetermined period.

図10は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第4例を示す図である。図10において、第3象限に示す破線は、速度変換マップの第1例(図4)の第3象限と同様である。すなわち、第3象限に示す破線上の引き方向の荷重Fh_Pullに対する第1値Fh_Pull_th1と、第1象限に示す実線上の押し方向の荷重Fh_Pushに対する第1値Fh_Push_th1とが等しい。また、第3象限に示す破線上の引き方向の荷重Fh_Pullに対する第2値Fh_Pull_th2と、第1象限に示す実線上の押し方向の荷重Fh_Pushに対する第2値Fh_Push_th2とが等しい。 FIG. 10 is a diagram showing a fourth example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. In FIG. 10, the broken line shown in the third quadrant is the same as the third quadrant of the first example of the speed conversion map (FIG. 4). That is, the first value Fh_Pull_th1 for the pull-direction load Fh_Pull on the broken line shown in the third quadrant is equal to the first value Fh_Push_th1 for the push-direction load Fh_Push on the solid line shown in the first quadrant. Also, the second value Fh_Pull_th2 for the pull-direction load Fh_Pull on the dashed line shown in the third quadrant is equal to the second value Fh_Push_th2 for the push-direction load Fh_Push on the solid line shown in the first quadrant.

ステアリングホイール1を前後方向(図1の実線矢示方向)に移動させるテレスコピック機構では、押し方向の荷重Fh_Pushよりも引き方向の荷重Fh_Pullの方が小さな荷重となり易い。このため、例えば、図10に示すように、引き方向の荷重Fh_Pullに対する第1値Fh_Pull_th1を、押し方向の荷重Fh_Pushに対する第1値Fh_Push_th1よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図10に示す例では、第3象限に示す実線上の引き方向の荷重Fh_Pullに対する第1値Fh_Pull_th1を、破線上の速度変換マップの第1例(図4)における引き方向の荷重Fh_Pullに対する第1値Fh_Pull_th1よりも小さくしている。また、同様に、引き方向の荷重Fh_Pullに対する第2値Fh_Pull_th2を、押し方向の荷重Fh_Pushに対する第2値Fh_Push_th2よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図10に示す例では、第3象限に示す実線上の引き方向の荷重Fh_Pullに対する第2値Fh_Pull_th2を、破線上の速度変換マップの第1例(図4)における引き方向の荷重Fh_Pullに対する第2値Fh_Pull_th2よりも小さくしている。これにより、小さな荷重となり易い引き方向の第1領域(不感帯領域)を小さくすることができる。 In a telescopic mechanism that moves the steering wheel 1 in the front-rear direction (the direction indicated by the solid arrow in FIG. 1), the pull-direction load Fh_Pull tends to be smaller than the push-direction load Fh_Push. For this reason, for example, as shown in FIG. 10, it is desirable that the first value Fh_Pull_th1 for the pull direction load Fh_Pull be smaller than the first value Fh_Push_th1 for the push direction load Fh_Push. Specifically, in the example shown in FIG. 10, the first value Fh_Pull_th1 for the pulling direction load Fh_Pull on the solid line shown in the third quadrant is set to It is smaller than the first value Fh_Pull_th1 for Fh_Pull. Similarly, it is desirable to make the second value Fh_Pull_th2 for the pull direction load Fh_Pull smaller than the second value Fh_Push_th2 for the push direction load Fh_Push. Specifically, in the example shown in FIG. 10, the second value Fh_Pull_th2 for the pull-direction load Fh_Pull on the solid line shown in the third quadrant is set to It is smaller than the second value Fh_Pull_th2 for Fh_Pull. This makes it possible to reduce the first area (dead zone area) in the pulling direction, where the load tends to be small.

上記した図4,5,6,9,10に示す速度変換マップの第1例、第2例、第3例、第4例では、ステアリングホイール1を前後方向(図1の実線矢示方向)に移動させるテレスコピック機構について説明したが、ステアリングホイール1を上下方向(図1の破線矢示方向)に移動させるチルト機構に適用することも可能である。ここでは、ステアリングホイール1を前後方向(図1の実線矢示方向)に移動させるテレスコピック機構について説明した図10に示す第4例に対比させて、ステアリングホイール1を上下方向(図1の破線矢示方向)に移動させるチルト機構について説明する。 In the first, second, third, and fourth examples of the speed conversion maps shown in FIGS. 4, 5, 6, 9, and 10, the steering wheel 1 is moved forward and backward (in the direction of the solid arrow in FIG. 1). Although the telescopic mechanism for moving the steering wheel 1 has been described, it can also be applied to a tilt mechanism for moving the steering wheel 1 in the vertical direction (in the direction indicated by the dashed arrow in FIG. 1). Here, in contrast to the fourth example shown in FIG. 10, which describes a telescopic mechanism for moving the steering wheel 1 in the front-rear direction (the direction indicated by the solid line arrow in FIG. 1), the steering wheel 1 is moved in the vertical direction (the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 1). The tilting mechanism for moving in the indicated direction) will be described.

図11は、実施形態1に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第5例を示す図である。図11において、第3象限に示す破線は、速度変換マップの第4例(図10)の第3象限に示す破線に対応する。すなわち、第3象限に仮想的に示す破線上の上げ方向の荷重Fh_Upに対する第1値Fh_Up_th1と、第1象限に示す実線上の下げ方向の荷重Fh_Downに対する第1値Fh_Down_th1とが等しい。また、第3象限に仮想的に示す破線上の上げ方向の荷重Fh_Upに対する第2値Fh_Up_th2と、第1象限に示す実線上の下げ方向の荷重Fh_Downに対する第2値Fh_Down_th2とが等しい。 FIG. 11 is a diagram showing a fifth example of the speed conversion map of the vehicle steering column device according to the first embodiment. In FIG. 11, the broken line shown in the third quadrant corresponds to the broken line shown in the third quadrant of the fourth example of the velocity conversion map (FIG. 10). That is, the first value Fh_Up_th1 for the upward load Fh_Up on the dashed line virtually shown in the third quadrant is equal to the first value Fh_Down_th1 for the downward load Fh_Down on the solid line shown in the first quadrant. Also, the second value Fh_Up_th2 for the upward load Fh_Up on the broken line virtually shown in the third quadrant is equal to the second value Fh_Down_th2 for the downward load Fh_Down on the solid line shown in the first quadrant.

ステアリングホイール1を上下方向(図1の破線矢示方向)に移動させるチルト機構では、下げ方向の荷重Fh_Downよりも上げ方向の荷重Fh_Upの方が小さな荷重となり易い。このため、例えば、図11に示すように、上げ方向の荷重Fh_Upに対する第1値Fh_Up_th1を、下げ方向の荷重Fh_Downに対する第1値Fh_Down_th1よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図11に示す例では、第3象限に示す実線上の上げ方向の荷重Fh_Upに対する第1値Fh_Up_th1を、第1象限に示す実線上の下げ方向の荷重Fh_Downに対する第1値Fh_Down_th1と等しい破線上の上げ方向の荷重Fh_Upに対する仮想的な第1値Fh_Up_th1よりも小さくしている。また、同様に、上げ方向の荷重Fh_Upに対する第2値Fh_Up_th2を、下げ方向の荷重Fh_Downに対する第2値Fh_Down_th2よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図11に示す例では、第3象限に示す実線上の上げ方向の荷重Fh_Upに対する第2値Fh_Up_th2を、第1象限に示す実線上の下げ方向の荷重Fh_Downに対する第2値Fh_Down_th2と等しい破線上の上げ方向の荷重Fh_Upに対する仮想的な第2値Fh_Up_th2よりも小さくしている。これにより、小さな荷重となり易い上げ方向の第1領域(不感帯領域)を小さくすることができる。 In a tilt mechanism that moves the steering wheel 1 vertically (in the direction indicated by the dashed arrow in FIG. 1), the upward load Fh_Up tends to be smaller than the downward load Fh_Down. For this reason, for example, as shown in FIG. 11, it is desirable that the first value Fh_Up_th1 for the load Fh_Up in the upward direction is smaller than the first value Fh_Down_th1 for the load Fh_Down in the downward direction. Specifically, in the example shown in FIG. 11, the first value Fh_Up_th1 for the upward load Fh_Up on the solid line shown in the third quadrant is the first value Fh_Down_th1 for the downward load Fh_Down on the solid line shown in the first quadrant. It is smaller than the virtual first value Fh_Up_th1 for the upward load Fh_Up on the equal dashed line. Similarly, it is desirable that the second value Fh_Up_th2 for the upward load Fh_Up is smaller than the second value Fh_Down_th2 for the downward load Fh_Down. Specifically, in the example shown in FIG. 11, the second value Fh_Up_th2 for the upward load Fh_Up on the solid line shown in the third quadrant is the second value Fh_Down_th2 for the downward load Fh_Down on the solid line shown in the first quadrant. It is smaller than the virtual second value Fh_Up_th2 for the upward load Fh_Up on the equal dashed line. This makes it possible to reduce the first area (dead zone area) in the lifting direction where the load tends to be small.

以上説明したように、実施形態1の車両用ステアリングコラム装置100は、荷重Fhに対して不感帯領域を設けることで、例えば、ステアリング操作による誤動作や、走行中のロードノイズ等の微振動による誤動作を防ぐことができる。 As described above, the vehicle steering column device 100 according to the first embodiment provides a dead zone region with respect to the load Fh, thereby preventing, for example, malfunction due to steering operation or due to minute vibration such as road noise while driving. can be prevented.

また、運転者は、第1値Fh_th1以上の荷重Fhを加えることで、意図的に位置調節機構4を動作させることができる。これにより、運転中においてステアリングポジションに違和感を覚えた場合に、調整始動スイッチを操作する等の追加操作を必要とせず、直感的にステアリングホイール1の位置調節を行うことができる。 Also, the driver can intentionally operate the position adjusting mechanism 4 by applying a load Fh equal to or greater than the first value Fh_th1. As a result, when the driver feels uncomfortable with the steering position while driving, the position of the steering wheel 1 can be adjusted intuitively without requiring an additional operation such as operating the adjustment start switch.

(実施形態2)
図12は、実施形態2に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。なお、上述した実施形態1と同一の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 12 is a diagram showing an example of a control system of the vehicle steering column device according to the second embodiment. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the structure which has the same function as Embodiment 1 mentioned above, and description is abbreviate|omitted.

ECU10aは、内部ブロック構成として、位相進み補償部12をさらに備える。これにより、目標速度生成部11への荷重Fhの入力に対する位置調節機構4の応答速度を向上させることができ、例えば、テレスコピック機構において、押し方向の荷重Fh_Pushと引き方向の荷重Fh_Pullとの切り返しにおいてスムーズに動作させることができる。 The ECU 10a further includes a phase lead compensator 12 as an internal block configuration. As a result, the response speed of the position adjusting mechanism 4 to the input of the load Fh to the target speed generator 11 can be improved. It can work smoothly.

(実施形態3)
図13は、実施形態3に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。なお、上述した実施形態1,2と同一の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a diagram showing an example of a control system of the vehicle steering column device according to the third embodiment. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the structure which has the same function as Embodiment 1, 2 mentioned above, and description is abbreviate|omitted.

ECU10aは、内部ブロック構成として、摩擦補償部15をさらに備える。これにより、車両用ステアリングコラム装置100の駆動部品が有する摩擦によってステアリングホイール1の滑らかな移動が妨げられることを防止することができる。 The ECU 10a further includes a friction compensator 15 as an internal block configuration. As a result, it is possible to prevent the smooth movement of the steering wheel 1 from being hindered by the friction of the drive components of the vehicle steering column device 100 .

図14は、摩擦補償部の一例を示す図である。図14に示すように、ECU10bの摩擦補償部15は、目標速度生成部11から出力される目標速度Vrefの高域成分を除去し、図中に示す電流変換マップを用いて、圧縮電流指令値Iref_compを生成し、所定のゲインGを乗じて、変換部14の出力と加算する。電流変換マップは、例えばROM1002に格納されている。なお、摩擦補償部15は、電流変換マップを用いず、例えばROM1002に格納された数式を用いて、圧縮電流指令値Iref_compを算出する態様であっても良い。圧縮電流指令値Iref_compを算出する数式は、例えば、下記(5)式や(6)式に示すように、目標速度Vrefを無限大に変化させたときに収束する態様であれば良い。これにより、モータ5及び位置調節機構4を含む慣性系の摩擦を補償することができる。 FIG. 14 is a diagram showing an example of a friction compensator. As shown in FIG. 14, the friction compensator 15 of the ECU 10b removes the high-frequency component of the target speed Vref output from the target speed generator 11, and uses the current conversion map shown in the figure to calculate the compressed current command value. Iref_comp is generated, multiplied by a predetermined gain G, and added to the output of the conversion unit 14 . A current conversion map is stored in the ROM 1002, for example. Note that the friction compensator 15 may be configured to calculate the compression current command value Iref_comp using, for example, a formula stored in the ROM 1002 without using the current conversion map. The formula for calculating the compression current command value Iref_comp may be, for example, as shown in the following formulas (5) and (6), as long as it converges when the target speed Vref is infinitely changed. Thereby, the friction of the inertial system including the motor 5 and the position adjustment mechanism 4 can be compensated.

Iref_comp=arctan(Vref)・・・(5) Iref_comp=arctan(Vref) (5)

Iref_comp=tanh(Vref)・・・(6) Iref_comp=tanh(Vref) (6)

なお、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 Note that the diagrams used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present disclosure, and are not limited to these. In addition, although the above-described embodiment is an example of the preferred implementation of the present disclosure, it is not limited to this, and various modifications can be implemented without departing from the gist of the present disclosure.

1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3 ステアリングコラム
4 位置調節機構
5 モータ
6 車速センサ
7 荷重センサ
10,10a,10b コントロールユニット(ECU)
11 目標速度生成部
12 位相進み補償部
13 変換部
14 変換部
15 摩擦補償部
16 制限部
20 モータドライバ
21 変換部
22 制限部
23 PWM生成部
100 車両用ステアリングコラム装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 steering wheel 2 steering shaft 3 steering column 4 position adjusting mechanism 5 motor 6 vehicle speed sensor 7 load sensor 10, 10a, 10b control unit (ECU)
REFERENCE SIGNS LIST 11 target speed generator 12 phase lead compensator 13 converter 14 converter 15 friction compensator 16 limiter 20 motor driver 21 converter 22 limiter 23 PWM generator 100 vehicle steering column device

Claims (14)

ステアリングホイールに加えられた荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重に応じて、前記ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、
前記位置調節機構を駆動するアクチュエータと、
前記荷重、及び、前記ステアリングホイールの移動量に基づき、前記アクチュエータに供給する目標電流値を生成する制御部と、
前記目標電流値に基づき、前記アクチュエータを駆動制御する駆動部と、
を備え、
前記制御部は、
前記荷重が第1値未満である第1領域において、前記ステアリングホイールの移動速度がゼロとなるように制御し、
前記荷重が前記第1値以上であり、且つ、前記荷重が前記第1値よりも大きい第2値未満である第2領域において、前記荷重の増加に伴い前記移動速度が大きくなるように制御する、
車両用ステアリングコラム装置。
a load sensor that detects the load applied to the steering wheel;
a position adjusting mechanism that moves the steering wheel in at least one of the front-back direction and the up-down direction according to the load;
an actuator that drives the position adjustment mechanism;
a control unit that generates a target current value to be supplied to the actuator based on the load and the amount of movement of the steering wheel;
a driving unit that drives and controls the actuator based on the target current value;
with
The control unit
controlling the movement speed of the steering wheel to be zero in a first region where the load is less than a first value;
In a second region where the load is greater than or equal to the first value and less than a second value larger than the first value, the moving speed is controlled to increase as the load increases. ,
Vehicle steering column device.
前記制御部は、
前記第2領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度が所定の傾きで大きくなるように制御する、
請求項1に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
In the second region, control is performed so that the movement speed increases with a predetermined slope in accordance with the increase in the load.
The steering column device for a vehicle according to claim 1.
前記制御部は、
前記第2領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項1に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
In the second region, control is performed so that the slope of the moving speed increases as the load increases.
The steering column device for a vehicle according to claim 1.
前記制御部は、
前記第2領域において、車速の増加に伴い、前記移動速度の傾きが小さくなるように制御する、
請求項2又は3に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
In the second region, as the vehicle speed increases, the slope of the movement speed is controlled to decrease;
The vehicle steering column device according to claim 2 or 3.
前記制御部は、
前記第2領域において、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項2又は3に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
In the second region, control is performed so that the slope of the movement speed increases as the time rate of change of the load increases.
The vehicle steering column device according to claim 2 or 3.
前記制御部は、
前記荷重が所定期間内に2回連続して所定の閾値を超えた場合に、前記第2領域において前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項2又は3に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
When the load exceeds a predetermined threshold value twice consecutively within a predetermined period of time, control is performed so that the slope of the movement speed increases in the second region.
The vehicle steering column device according to claim 2 or 3.
前記制御部は、
前記荷重が前記第2値以上である第3領域において、前記移動速度が一定の移動速度制限値となるように制御する、
請求項1から6の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
In a third region where the load is equal to or greater than the second value, the movement speed is controlled to be a constant movement speed limit value.
The vehicle steering column device according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、
車速の増加に伴い、前記移動速度制限値が小さくなるように制御する、
請求項7に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
Control so that the movement speed limit value becomes smaller as the vehicle speed increases;
The vehicle steering column device according to claim 7.
前記制御部は、
前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度制限値が大きくなるように制御する、
請求項7に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
controlling the movement speed limit value to increase as the time rate of change of the load increases;
The vehicle steering column device according to claim 7.
前記制御部は、
前記荷重が所定期間内に2回連続して所定値を超えた場合に、前記移動速度制限値が大きくなるように制御する、
請求項7に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
controlling the movement speed limit value to increase when the load exceeds a predetermined value consecutively twice within a predetermined period;
The vehicle steering column device according to claim 7.
前記位置調節機構は、前記アクチュエータの駆動力によって前記ステアリングホイールを前後方向に移動させるテレスコピック機構であって、
前記制御部は、
引き方向の荷重に対する前記第1値が押し方向の荷重に対する前記第1値よりも小さくなるように制御する、
請求項1から10の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The position adjustment mechanism is a telescopic mechanism that moves the steering wheel in the front-rear direction by the driving force of the actuator,
The control unit
controlling such that the first value for the load in the pull direction is smaller than the first value for the load in the push direction;
The vehicle steering column device according to any one of claims 1 to 10.
前記位置調節機構は、前記アクチュエータの駆動力によって前記ステアリングホイールを上下方向に移動させるチルト機構であって、
前記制御部は、
上げ方向の荷重に対する前記第1値が下げ方向の荷重に対する前記第1値よりも小さくなるように制御する、
請求項1から10の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The position adjustment mechanism is a tilt mechanism that vertically moves the steering wheel by the driving force of the actuator,
The control unit
Control so that the first value for the load in the upward direction is smaller than the first value for the load in the downward direction;
The vehicle steering column device according to any one of claims 1 to 10.
前記制御部は、
前記荷重の入力に対する位相進み補償部をさらに備える、
請求項1から12の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
Further comprising a phase lead compensator for the input of the load,
The vehicle steering column device according to any one of claims 1 to 12.
前記制御部は、
前記アクチュエータ及び前記位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償する摩擦補償部をさらに備える、
請求項1から13の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
The control unit
further comprising a friction compensator that compensates for friction of an inertial system including the actuator and the position adjustment mechanism;
The vehicle steering column device according to any one of claims 1 to 13.
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