JP4028653B2 - Variable steering angle ratio steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はステアリング系の舵角比を可変できる可変舵角比操舵装置に係り、特にドライバのスイッチ操作により、舵角比を任意に選択できる可変舵角比操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の可変舵角比操舵装置は、本願出願人が特開平7−257406号公報に開示したように、転舵輪の転舵角とハンドルの操舵角との比である舵角比を変更できる可変舵角比機構を設け、車速センサが検出した車速信号に基づいて電動機を駆動させ、電動機の駆動によって車速信号に応じた舵角比を一義的に決定し、低車速時には舵角比を大きくして車両の転舵をクイックにさせ、高車速時には舵角比を小さくして車両の挙動を安定にさせる。
【0003】
このように、車速に応じて舵角比を決定することにより、駐車場での取り回し性、低車速時や中車速時のシャープなハンドリングおよび高車速時の車両の安定性が確保される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特開平7−257406号公報に開示された可変舵角比操舵装置は、車速に対して目標とする舵角比が一義的に決定されるため、車両が走行する場所や状況、例えば道幅が広く路面状態が良好な場合には、高車速までシャープなハンドリング(舵角比が大きい状態)が好ましい場合があり、運転技量の高いドライバにとっては予め車速に対応して設定された舵角比特性と異なった舵角比特性にドライバの意志で設定できることが望ましい。
【0005】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的はドライバの操作により複数の舵角比モードを自由に選択することができ、ドライバの運転技量に応じて最適な操舵ができる可変舵角比操舵装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る可変舵角比操舵装置は、可変舵角比機構と、制御手段と、電動機と、舵角比センサと、を備え、この可変舵角比機構は、ラックアンドピニオン機構を収納したステアリングギヤボックスと一体に設けられる。さらに、ドライバが手動操作するスイッチ手段を設け、制御手段は、複数の目標舵角比モードを設定する目標舵角比設定手段を備えるとともに、スイッチ手段からのモード設定情報に基づいて目標舵角比モードを選択するモード選択手段を備え、モード選択手段は、切り替えられた目標舵角比モードの目標舵角比信号に到達するまでの時間を車速信号が大きくなるに伴い長くする遅延手段を備えたものであって、切り替えられた目標舵角比モードの目標舵角比信号と切り替え以前の目標舵角比モードの目標舵角比信号の差は車速信号が大きいほど大きくなることを特徴とする。
【0007】
この発明に係る可変舵角比操舵装置では、可変舵角比機構は、ラックアンドピニオン機構を収納したステアリングギヤボックスと一体に設けられ、さらに、ドライバが手動操作するスイッチ手段を設け、制御手段は、複数の目標舵角比モードを設定する目標舵角比設定手段を備えるとともに、スイッチ手段からのモード設定情報に基づいて目標舵角比モードを選択するモード選択手段を備えたので、ドライバはスイッチ操作をして車両が停止または走行中でも所望の舵角比を選択することができる。またモード選択手段は、切り替えられた目標舵角比モードの目標舵角比信号に到達するまでの時間を車速信号が大きくなるに伴い長くする遅延手段を備えたものであって、切り替えられた目標舵角比モードの目標舵角比信号と切り替え以前の目標舵角比モードの目標舵角比信号の差は車速信号が大きいほど大きくなるので、車両が走行中に舵角比を切り替えても、目標とする舵角比までの過渡応答を緩やかにし、ハンドルを操作中に同じ舵角比に切り替えても高車速になるほど切り替えた舵角比になるまでの時間を長くすることができる。
【0014】
さらに、この発明に係るスイッチ手段は、ハンドルに配置したことを特徴とする。
【0015】
この発明に係るスイッチ手段は、ハンドルに配置したので、ドライバがハンドルを操作中にも容易に舵角比の切替えができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明はドライバの運転技量に応じて自由に舵角比を選択でき、最適な操舵フィーリングが得られる可変舵角比操舵装置を提供するものである。
【0017】
図1はこの発明に係る可変舵角比操舵装置の実施の形態基本構成図である。
図1において、可変舵角比操舵装置1は、ハンドル2、ステアリングシャフト3、自在継ぎ手4、可変舵角比機構5の入力軸6および出力軸(ピニオン)7、出力軸7のピニオンと係合するラック軸8、操向車輪(転舵輪)11を備える。
【0018】
また、可変舵角比操舵装置1は、可変舵角比機構5の駆動系を構成する電動機9、可変舵角比機構5のセンサ系を構成し、実舵角比を検出して電気的な実舵角比信号CJに変換する舵角比センサ10、車両の車速を検出して電気的な車速信号Vに変換する車速センサ12を備える。
【0019】
さらに、可変舵角比操舵装置1は、可変舵角比機構5の制御系である制御手段13および電動機駆動手段14を備え、電動機9を駆動して可変舵角比機構5の実舵角比を可変とし、舵角比センサ10で検出した実舵角比信号CJを制御手段13にフィードバック(負帰還)して制御系の帰還ループを形成する。
【0020】
次に、可変舵角比操舵装置1の動作を説明する。
ドライバがハンドル2を操作すると、ハンドル舵角に応じた回転角(ねじれ)がステアリングシャフト3および自在継ぎ手4を介して可変舵角比機構5の入力軸6に伝達される。
【0021】
入力軸6の外周には、入力軸6の中心(A)を偏心させながら中心(O)で回転する可動ハウジング(図示せず)を備え、この可動ハウジングは電動機9に接続されたウォームギア(図示せず)により回転される。
ウォームギアにより回転された可動ハウジングの変位量を舵角比センサ10で検出し、この変位量に対応した電気信号を可変舵角比機構5の実舵角比信号CJとして制御手段13に供給する。
また、車速センサ12が検出した車速に対応した電気信号を車速信号Vとして制御手段13に供給する。
【0022】
制御手段13は、マイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、車速センサ12から供給される車速信号Vに対応した目標舵角比信号(CS)を発生し、この目標舵角比信号(CS)と舵角比センサ10から供給される実舵角比信号CJとの偏差(CS−CJ)に基づいて電動機制御信号VOを電動機駆動手段14に供給する。
また、制御手段13は、偏差(CS−CJ)が速やかに0となるよう制御する。
【0023】
制御手段13は、複数の目標舵角比モードを設定する目標舵角比設定手段と、目標舵角比モードを選定するモード選択手段を備え、ドライバが操作するスイッチ手段15から供給されるモード設定情報Jに基づいて選択されたモードの目標舵角比信号(CS)で電動機9の駆動を制御する。
また、制御手段13は、モード選択信号MSを表示手段17に供給し、ドライバが選定した目標舵角比モードを表示する。
【0024】
電動機駆動手段14は、4個のFET(電界効果トランジスタ)や絶縁ゲートトランジスタ(IGBT)などのスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成し、制御手段13から供給される電動機制御信号VOに基づいて電動機9をPWM(Pulse Width Modulation)駆動し、電動機9を正回転または逆回転させる。
【0025】
表示手段17は、表示ドライバ、LEDまたはLCDの表示素子からなる可視表示器や音声合成IC、スピーカ等の電気−音響変換器等からなる可聴表示器で構成し、制御手段13から供給されるモード選択信号MSに対応してドライバが選択した目標舵角比モードを可視表示または音声で表示する。
【0026】
目標舵角比信号(CS)とは、ハンドル2の操舵角(α)に対する操向輪11の転舵角(β)の目標とする比を規定するものであり、例えば仮に目標舵角比信号(CS)が0.5に設定された状態で、操舵角(α)を60度に設定すると転舵角(β)は30度に設定されるような目標の値である。
【0027】
また、実舵角比信号(CJ)とは、目標舵角比信号(CS)が車速信号Vで設定されると、可変舵角比機構5で実際に具現化される値であり、ハンドル2の実際の操舵角(α)に対する出力軸7のピニオンの回転運動をラック軸8の直線運動に変換して操向輪11を転舵した場合の実際の転舵角(β)の比である。
【0028】
可変舵角比機構5の原理を図2に基づいて説明する。
図2はこの発明に係る可変操舵比機構の動作原理説明図である。
図2において、A点は入力軸6の回転中心であり、既に説明したように車速信号Vに対応した目標舵角比信号(CS)に基づいて電動機9を駆動することにより、可動ハウジングを回転させてX1方向またはX2方向に移動させることができる。
【0029】
B点は出力軸7の回転中心であってC点はB点から一定距離だけ偏心した位置にあり、C点とB点の関係を石臼に例えるとC点が作用点、B点が石臼の中心となる。
また、A点の回転はC点に伝わるので、B点からA点の距離をa、B点からC点の距離をbとすると、操舵角αとピニオンの回転角γの関係は数1で表わされる。
なお、転舵角β=K*γ(K:定数)で表わされる。
【0030】
【数1】
b*sinγ=(b*cosγ−a)*tanα
【0031】
図2はハンドル2を時計回り方向(右操舵)の場合について示したものであるが、反時計回り方向(左操舵)の場合にも同様な関係にある。
なお、可変舵角比機構5の具体的構成については、特開平7−257406号公報により公知であるので、詳細な説明は割愛する。
【0032】
図3はこの発明に係る可変操舵比機構の操舵角α−ピニオンの回転角γ特性図である。
図3において、操舵角αに対するピニオンの回転角γは、例えば車速Vが低車速領域ではB点からA点の距離a=aO(=0)で、ピニオンの回転角γと操舵角αの比は1である。
【0033】
また、車速が中車速領域ではB点からA点の距離a=a1で、ピニオンの回転角γと操舵角αの比(転舵角比)は1より小さい値となる。
【0034】
さらに、車速が高車速領域ではB点からA点の距離a=a2で、ピニオンの回転角γと操舵角αの比(転舵角比)は1より更に小さい値となる。
【0035】
このように、可変舵角比機構5は、操舵角αに対するピニオンの回転角γ(結果として転舵角β)を車速が低車速から高車速になるにつれて小さく設定するので、低車速では速い操舵特性が得られ、高車速では安定した操舵特性が得られる。
【0036】
なお、本実施例の可変舵角比機構5は、操舵角αの大きさによっても舵角比(転舵角β/操舵角α)が変化する機構であり、制御手段13は車速信号Vに応じて図2に示す距離aの値(入力軸6の回転中心Aと出力軸7の回転中心Bとの距離)を制御することにより、舵角比を制御するものである。
すなわち、舵角比センサ10は距離aの現実の値を実舵角比信号(CJ)として制御手段13に供給し、制御手段13は距離aの現実の値が車速によって決定される距離aの現実の値となるように制御することにより、実舵角比信号(CJ)が目標舵角比信号(CS)となるように制御するものである。
【0037】
車速信号Vに対応する距離a(図2参照)の目標値aS(目標距離信号)の関係は、図9に示す車速信号V−目標距離信号aS特性図のノーマルモード(aSO)に示すように、車速信号Vが増加するに伴い目標距離信号aSも増加し、その結果目標舵角比信号(CS)は減少する。
従来の可変舵角比機構を有する可変舵角比操舵装置は、車速信号Vに対して一義的に決定されるノーマルモード(aSO)に示す目標距離信号aS(目標舵角信号CS)特性のみを有する。
【0038】
図4はこの発明に係る可変舵角比操舵装置の実施の形態要部ブロック構成図である。
図4において、可変舵角比操舵装置1は、車速センサ12、制御手段13、電動機駆動手段14、電動機9、可変舵角比機構5、舵角比センサ10、スイッチ手段15、表示手段17を備える。
なお、車速センサ12、電動機駆動手段14、電動機9、可変舵角比機構5、舵角比センサ10および表示手段17は、図1で既に説明したので詳しい説明は省略する。
【0039】
制御手段13は、目標舵角比設定手段21、偏差演算手段22、駆動制御手段23、モード選択手段24を備える。
目標舵角比設定手段21は、ROM等のメモリで構成し、予め図9に示す車速信号V−目標距離信号aS特性データを記憶しておき、車速センサ12から供給される車速信号Vおよびモード選択手段24から供給されるモード選択信号MSに基づいて対応する目標舵角信号CS(実際には目標距離信号aSA〜aSN)データを読み出し、目標舵角比信号CSを偏差演算手段22に供給する。
【0040】
なお、目標舵角比信号CS(aSA〜aSN)は、イグニッション・スイッチがオンされて可変舵角比操舵装置1が起動された初期状態には、ノーマルモードの目標舵角比信号CS(=aSO)に設定する。
【0041】
偏差演算手段22は、減算機能を備え、目標舵角比設定手段21から供給される目標舵角比信号CS(aSA〜aSN)と、舵角比センサ10から供給される実舵角比信号CJ(実際には距離aの現実の値aJ)との偏差ΔC(=CS−CJ)を演算し、偏差信号ΔC(=CS−CJ)を駆動制御手段23に供給する。
【0042】
駆動制御手段23は、PIDコントローラ、信号発生手段等を備え、偏差演算手段22から供給される偏差信号ΔCにP(比例)制御、I(積分)制御およびD(微分)制御を施し、PID制御を施した信号に基づいてオン信号(VON)、オフ信号(VOF)およびPWM信号(VPWM)の混成信号を発生し、電動機制御信号VOとして電動機駆動手段14に供給する。
【0043】
モード選択手段24は、ROM等のメモリで構成し、予めモード設定情報J−モード選択信号MS特性データを記憶しておき、スイッチ手段15からモード設定情報Jが供給されると、対応するモード選択信号MSデータを読み出し、モード選択信号MSを目標舵角比設定手段21および表示手段17に供給する。
【0044】
電動機駆動手段14から供給される電動機電圧VMにより電動機9がPWM駆動され、メカ的な電動機トルク信号TMが可変舵角比機構5に供給され、可変舵角比機構5の距離a(図2参照)が舵角比センサ10で検出され、実舵角比信号CJとして制御手段13に供給される。
【0045】
図5はこの発明に係る制御手段の実施の形態要部ブロック構成図である。
図5において、制御手段13の目標舵角比設定手段21は、複数の目標舵角比信号を記憶する目標舵角比モードA〜目標舵角比モードN(21A〜21N)および切替手段25を備える。
【0046】
目標舵角比モードA〜目標舵角比モードN(21A〜21N)は、図9に示すそれぞれ車速信号V−目標距離信号aS(aSA〜aSN)特性データを記憶しておき、車速信号Vに対応した目標距離信号aSA〜aSNを切替手段25に提供する。
【0047】
切替手段25は、ソフト制御のスイッチ(SWA〜SWN)機能を有し、モード選択手段24から供給されるモード選択信号MS(MSA〜MSN)に対応し、それぞれスイッチSWA〜SWNをブレーク状態(実線表示側)からメーク状態(破線表示側)にし、モード選択信号MSA〜MSNに対応した目標距離信号aSA〜aSNを目標舵角信号CSとして偏差演算手段22に供給する。
なお、本実施例では前述したように、目標距離信号aSを決定すれば、目標舵角比信号CSは操舵角αにより一義的に決定されるので符号21を目標舵角比設定手段と表現する。
【0048】
モード選択手段24は、符号変換手段を備え、スイッチ手段15のボタンA〜ボタンNが操作された場合に出力されるモード設定情報J(=JA〜JN)に対応して変換されたモード選択信号MS(MSA〜MSN)を切替手段25および表示手段17に供給し、図1に示す可変舵角比機構5をスイッチ手段15のボタンA〜ボタンNで設定した目標舵角比に設定するとともに、表示手段17に表示する。
【0049】
なお、スイッチ手段15は、目標舵角比モードの数に対応した押しタンスイッチで構成し、運転席の近傍に配置してドライバのハンドル操作中にも操作できるようにする。
【0050】
このように、この発明に係る可変舵角比操舵装置1は、ドライバが手動操作するスイッチ手段15を設け、制御手段13は、複数の目標舵角比モード21A〜21Nを設定する目標舵角比設定手段21を備えるとともに、スイッチ手段15からのモード設定情報Jに基づいて目標舵角比モードを選択するモード選択手段24を備えたので、ドライバはスイッチ操作をして車両が停止または走行中でも所望の舵角比を選択することができる。
【0051】
図6はこの発明に係るモード選択手段の実施の形態要部ブロック構成図である。
図6において、モード選択手段24は、符号変換手段27、比較手段31、反転手段32、切替手段33を備える。
【0052】
符号変換手段27は、ROM等のメモリで構成し、スイッチ手段15から供給されるモード設定情報J(=JA〜JN)に対応した、例えば2進符号に変換したモード選択信号MS(MSA〜MSN)を切替手段33に提供する。
なお、2進符号に変換したモード選択信号MS(MSA〜MSN)は、図5に示す切替手段25のスイッチ(SWA〜SWN)をメーク状態に制御する信号である。
【0053】
比較手段31は、ソフト制御の比較機能を有し、車速信号Vと予め設定した低車速の基準値VKとを比較し、車速信号Vが基準値VKを超える場合(V>VK)にはHレベルの比較信号Hを反転手段32に供給する。
一方、比較手段31は、車速信号Vが基準値VK以下の場合(V≦VK)にはLレベルの比較信号Hを反転手段32に供給する。
【0054】
反転手段32は、インバータ機能を備え、比較手段31から供給される比較信号Hを反転し、反転信号SOを切替手段33に提供する。
【0055】
切替手段33は、ソフト制御のスイッチ機能を有し、反転手段32から供給される反転信号SOに基づき、反転信号SOがHレベルの場合にはスイッチをメーク状態にして符号変換手段27からのモード選択信号MS(MSA〜MSN)を図5に示す切替手段25に供給してモード選択信号MS(MSA〜MSN)に対応した目標舵角比信号CS(aSA〜aSN)を選択する。
【0056】
また、切替手段33は、反転信号SOがLレベルの場合にはスイッチをブレーク状態にして符号変換手段27からのモード選択信号MS(MSA〜MSN)を図5に示す切替手段25に供給することを禁止する。
【0057】
このように、この発明に係るモード選択手段24は、車速信号Vが低車速の基準値VK以下の時に、スイッチ手段15からのモード設定情報J(=JA〜JN)に対応した目標舵角比モードを選択するので、車両が停止した状態または車速が低車速の基準値以下の時に、ドライバはスイッチ操作をして所望の舵角比を選択することができる。
また、モード選択手段24は、車速信号Vが低車速の基準値VKを超える時には、スイッチ手段15を操作しても目標舵角比モードの選択を無効とする。
【0058】
図7はこの発明に係る遅延手段の実施の形態要部ブロック構成図である。
図7において、遅延手段35は、タイマ手段36、遅延特性演算手段37を備える。
タイマ手段36は、制御手段13の基準クロックを分周した可変タイマ機能を備え、車速信号Vに対応したタイマ信号TOを発生し、タイマ信号TOを遅延特性演算手段37に供給する。
タイマ手段36は、車速信号Vが大きくなるに伴い、対応(比例)した長さのタイマ信号TOを発生する。
【0059】
遅延特性演算手段37は、メモリ、減算機能、除算機能等を備え、スイッチ手段15の選択により、目標舵角比設定手段21からの目標舵角比信号CS(aSA〜aSN)が現在の信号(例えば、目標距離信号aSO)から新しい値(例えば、目標距離信号aSN)に切り替えられた場合(aSO→aSN)には、タイマ信号TOに応じて目標距離信号aSNに到達する時間を遅延し、遅延した目標舵角比信号CS(T)を出力する。
【0060】
図10はこの発明に係る遅延手段の遅延特性図である。
図10において、目標距離信号aSは、タイマ信号TOが大きくなるに伴い、目標距離信号aSOから目標距離信号aSNまで到達する時間を長く設定する。
【0061】
例えば、タイマ信号がT01の場合には目標距離信号aSの傾きを(aSN−aSO)/T01とし、タイマ信号がT04の場合には目標距離信号aSの傾きを(aSN−aaSO)/T04に設定してタイマ信号TOに比例して過渡応答を緩やかにすることができる。
【0062】
なお、本実施の形態では遅延特性を直線で行ったが、指数関数で行ってもよい。
【0063】
このように、この発明に係るモード選択手段24は、車速信号Vに対応して目標舵角比モードの目標舵角比信号(目標距離信号aS)に到達するまでの時間を遅延する遅延手段35を備えたので、車両が走行中に舵角比モードを切り替えても、目標とする舵角比までの過渡応答を緩やかにすることができる。
【0064】
また、この発明に係る遅延手段35は、車速信号Vが大きくなるに伴い目標舵角比信号(目標距離信号aS)に到達するまでの時間を長くするので、ハンドル2を操作中に同じ舵角比に切り替えても高車速になるほど切り替えた舵角比になるまでの時間を長くすることができる。
【0065】
図8はこの発明に係るスイッチ手段の一実施の形態配置図である。
スイッチ手段をハンドルに配置したものであり、(a)図は3個の押しボタンスイッチ配置図、(b)図は2個のアップ/ダウンスイッチ配置図である。
【0066】
(a)図において、スイッチ手段41は、円形のハンドル40のスポーク部に押しボタンスイッチ41A、41B、41Cを配置し、それぞれの押しボタンスイッチ41A、41B、41Cに対応してそれぞれ1つの目標舵角比信号CS(例えば、aSA〜aSC)を選択できる。
【0067】
一方、(b)図において、スイッチ手段43は、円形のハンドル42のスポーク部にダウンスイッチ43A、アップスイッチ43Bの2個と図示しない電子ボリューム等を配置し、ダウンスイッチ43Aまたはアップスイッチ43Bを押し続けることにより複数の目標舵角比信号CS(例えば、aSA〜aSN)を選択できる。
【0068】
図11はこの発明に係るアップ/ダウンスイッチの動作説明図である。
図11において、キー押下時間t=0からアップスイッチ43Bを押すと、一定時間TC経過後にモード設定情報JがJOからJBに切り替わる。
さらに、アップスイッチ43Bを押し続けると、一定時間2TC経過後にはモード設定情報JがJBからJAに切り替わる。
【0069】
モード設定情報JがJAの状態からダウンスイッチ43Aを押すと、時間TCではモード設定情報JBとなり、時間2TCではモード設定情報JOとなる。
【0070】
このように、2個のアップ/ダウンスイッチを設けることにより、複数の目標舵角比信号CS(例えば、aSA〜aSN)を選択することができる。
また、スイッチ手段41、43をハンドル40、42に配置したので、ドライバがハンドルを操作中にも容易に舵角比の切替えができる。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る可変舵角比操舵装置は、ドライバが手動操作するスイッチ手段を設け、制御手段は、複数の目標舵角比モードを設定する目標舵角比設定手段を備えるとともに、スイッチ手段からのモード設定情報に基づいて目標舵角比モードを選択するモード選択手段を備え、ドライバはスイッチ操作をして車両が停止または走行中でも所望の舵角比を選択することができるので、運転環境に応じて初心者から運転技量の高いドライバに最適な操舵特性を提供することができる。
【0072】
また、この発明に係るモード選択手段は、車速信号が低車速の基準値以下の時に、スイッチ手段からのモード設定情報に対応した目標舵角比モードを選択し、車両が停止した状態または車速が低車速の基準値以下の時に、ドライバはスイッチ操作をして所望の舵角比を選択することができるで、安定した運転状況で確実に操舵特性を変更することができる。
【0073】
さらに、この発明に係るモード選択手段は、車速信号に対応して目標舵角比モードの目標舵角比信号(目標距離信号)に到達するまでの時間を遅延する遅延手段を備え、車両が走行中に舵角比を切り替えても、目標とする舵角比までの過渡応答を緩やかにすることができるので、舵角比の変更に伴う操舵特性の急激な変化を防止して操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【0074】
また、この発明に係る遅延手段は、車速信号が大きくなるに伴い目標舵角比信号(目標距離信号)に到達するまでの時間を長くし、ハンドルを操作中に同じ舵角比に切り替えても高車速になるほど切り替えた舵角比になるまでの時間を長くすることができるので、舵角比の変更に伴う操舵特性の急激な変化を防止して操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【0075】
さらに、この発明に係るスイッチ手段は、ハンドルに配置し、ドライバがハンドルを操作中にも容易に舵角比の切替えができるので、舵角比の切替えの際の操作性と利便性を向上させることができる。
【0076】
よって、初心者から運転技量の高いドライバに最適な操舵性能を提供でき、舵角比の切替えの操作性および利便性に優れた可変舵角比操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る可変舵角比操舵装置の実施の形態基本構成図
【図2】この発明に係る可変操舵比機構の動作原理説明図
【図3】この発明に係る可変操舵比機構の操舵角α−ピニオンの回転角γ特性図
【図4】この発明に係る可変舵角比操舵装置の実施の形態要部ブロック構成図
【図5】この発明に係る制御手段の実施の形態要部ブロック構成図
【図6】この発明に係るモード選択手段の実施の形態要部ブロック構成図
【図7】この発明に係る遅延手段の実施の形態要部ブロック構成図
【図8】この発明に係るスイッチ手段の一実施の形態配置図
【図9】この発明に係る車速信号V−目標距離信号aS特性図
【図10】この発明に係る遅延手段の遅延特性図
【図11】この発明に係るアップ/ダウンスイッチの説明図
【符号の説明】
1…可変舵角比操舵装置、2,40,42…ハンドル、5…可変舵角比機構、6…入力軸、7…出力軸(ピニオン)、8…ラック軸、9…電動機、10…舵角比センサ、11…操向車輪、12…車速センサ、13…制御手段、14…電動機駆動手段、15,41,43…スイッチ手段、17…表示手段、21…目標舵角比設定手段、21A〜21N…目標舵角比モードA〜N、22…偏差演算手段、23…駆動制御手段、24…モード選択手段、25,33…切替手段、27…符号変換手段、31…比較手段、32…反転手段、35…遅延手段、36…タイマ手段、37…遅延特性演算手段、41A,41B,41C…押しボタンスイッチ、43A…ダウンスイッチ、43B…アップスイッチ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable steering angle ratio steering apparatus that can change a steering angle ratio of a steering system, and more particularly to a variable steering angle ratio steering apparatus that can arbitrarily select a steering angle ratio by a switch operation of a driver.
[0002]
[Prior art]
The conventional variable rudder angle ratio steering device is a variable that can change the rudder angle ratio, which is the ratio of the steered wheel steered angle to the steering wheel steered angle, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-257406. A steering angle ratio mechanism is provided to drive the electric motor based on the vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor, to uniquely determine the steering angle ratio according to the vehicle speed signal by driving the motor, and to increase the steering angle ratio at low vehicle speeds. The steering of the vehicle is made quick, and the steering angle ratio is reduced at high vehicle speeds to stabilize the behavior of the vehicle.
[0003]
Thus, by determining the rudder angle ratio according to the vehicle speed, it is possible to secure handling at a parking lot, sharp handling at low and medium vehicle speeds, and stability of the vehicle at high vehicle speeds.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the variable steering angle ratio steering apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-257406, the target steering angle ratio is uniquely determined with respect to the vehicle speed, so that the place and situation where the vehicle travels, for example, the road width is wide. When the road surface condition is good, sharp handling up to a high vehicle speed (in a state where the steering angle ratio is large) may be preferable. For a driver with high driving skill, a steering angle ratio characteristic set in advance corresponding to the vehicle speed and It is desirable to be able to set different steering angle ratio characteristics at the driver's will.
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and the object thereof is to freely select a plurality of steering angle ratio modes by the operation of the driver, and to perform optimal steering according to the driving skill of the driver. The object is to provide a variable steering angle ratio steering device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a variable steering angle ratio steering apparatus according to the present invention includes a variable steering angle ratio mechanism, a control unit, an electric motor, and a steering angle ratio sensor. It is provided integrally with the steering gear box that houses the and pinion mechanism. Further, a switch means that is manually operated by the driver is provided, and the control means includes a target rudder angle ratio setting means for setting a plurality of target rudder angle ratio modes, and a target rudder angle ratio based on mode setting information from the switch means. Provided with mode selection means for selecting a modeThe mode selection means includes delay means for increasing the time required to reach the target rudder angle ratio signal in the switched target rudder angle ratio mode as the vehicle speed signal increases. The difference between the target rudder angle ratio signal in the rudder angle ratio mode and the target rudder angle ratio signal in the target rudder angle ratio mode before switching increases as the vehicle speed signal increases.It is characterized by that.
[0007]
  In the variable steering angle ratio steering apparatus according to the present invention, the variable steering angle ratio mechanism is provided integrally with a steering gear box that houses the rack and pinion mechanism, and further includes switch means that is manually operated by the driver, and the control means is The driver includes a target rudder angle ratio setting means for setting a plurality of target rudder angle ratio modes and a mode selection means for selecting the target rudder angle ratio mode based on mode setting information from the switch means. A desired steering angle ratio can be selected by operating the vehicle even when the vehicle is stopped or traveling.The mode selection means includes delay means for increasing the time required to reach the target rudder angle ratio signal in the switched target rudder angle ratio mode as the vehicle speed signal increases. Since the difference between the target rudder angle ratio signal in the rudder angle ratio mode and the target rudder angle ratio signal in the target rudder angle ratio mode before switching increases as the vehicle speed signal increases, even if the rudder angle ratio is switched while the vehicle is running, The transient response up to the target steering angle ratio can be moderated, and even when the steering angle ratio is switched to the same steering angle ratio during operation of the steering wheel, the time until the switched steering angle ratio is increased as the vehicle speed increases.
[0014]
Furthermore, the switch means according to the present invention is characterized in that it is arranged on a handle.
[0015]
Since the switch means according to the present invention is disposed on the steering wheel, the steering angle ratio can be easily switched even while the driver is operating the steering wheel.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The present invention provides a variable steering angle ratio steering device that can freely select a steering angle ratio according to the driving skill of a driver and obtain an optimum steering feeling.
[0017]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a variable steering angle ratio steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a variable steering angle ratio steering device 1 is engaged with a handle 2, a steering shaft 3, a universal joint 4, an input shaft 6 and an output shaft (pinion) 7 of a variable steering angle ratio mechanism 5, and a pinion of an output shaft 7. A rack shaft 8 and a steering wheel (steered wheel) 11 are provided.
[0018]
The variable steering angle ratio steering device 1 includes an electric motor 9 constituting a drive system of the variable steering angle ratio mechanism 5 and a sensor system of the variable steering angle ratio mechanism 5, and detects the actual steering angle ratio and is electrically A steering angle ratio sensor 10 that converts the actual steering angle ratio signal CJ and a vehicle speed sensor 12 that detects the vehicle speed of the vehicle and converts it to an electrical vehicle speed signal V are provided.
[0019]
Furthermore, the variable steering angle ratio steering device 1 includes a control unit 13 and a motor driving unit 14 that are control systems of the variable steering angle ratio mechanism 5, and drives the motor 9 to drive the actual steering angle ratio of the variable steering angle ratio mechanism 5. The actual steering angle ratio signal CJ detected by the steering angle ratio sensor 10 is fed back (negative feedback) to the control means 13 to form a feedback loop of the control system.
[0020]
Next, the operation of the variable steering angle ratio steering apparatus 1 will be described.
When the driver operates the steering wheel 2, a rotation angle (twist) according to the steering wheel angle is transmitted to the input shaft 6 of the variable steering angle ratio mechanism 5 via the steering shaft 3 and the universal joint 4.
[0021]
An outer periphery of the input shaft 6 includes a movable housing (not shown) that rotates at the center (O) while decentering the center (A) of the input shaft 6, and this movable housing is connected to an electric motor 9 (see FIG. (Not shown).
A displacement amount of the movable housing rotated by the worm gear is detected by the steering angle ratio sensor 10, and an electric signal corresponding to the displacement amount is supplied to the control means 13 as an actual steering angle ratio signal CJ of the variable steering angle ratio mechanism 5.
Further, an electric signal corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12 is supplied to the control means 13 as a vehicle speed signal V.
[0022]
The control means 13 is composed of various arithmetic means, processing means, memory, etc. based on a microprocessor, and generates a target steering angle ratio signal (CS) corresponding to the vehicle speed signal V supplied from the vehicle speed sensor 12, and this target The motor control signal VO is supplied to the motor drive means 14 based on the deviation (CS−CJ) between the steering angle ratio signal (CS) and the actual steering angle ratio signal CJ supplied from the steering angle ratio sensor 10.
Further, the control means 13 performs control so that the deviation (Cs-CJ) becomes 0 quickly.
[0023]
The control means 13 includes target steering angle ratio setting means for setting a plurality of target steering angle ratio modes, and mode selection means for selecting the target steering angle ratio mode, and mode setting supplied from the switch means 15 operated by the driver. The drive of the electric motor 9 is controlled by the target rudder angle ratio signal (CS) of the mode selected based on the information J.
Further, the control means 13 supplies the mode selection signal MS to the display means 17, and displays the target steering angle ratio mode selected by the driver.
[0024]
The motor driving means 14 is constituted by a bridge circuit composed of switching elements such as four FETs (field effect transistors) and insulated gate transistors (IGBT), and the motor 9 is based on a motor control signal VO supplied from the control means 13. Is driven by PWM (Pulse Width Modulation) to rotate the motor 9 forward or backward.
[0025]
The display means 17 includes a display driver, an audible display composed of a visual display composed of a display element such as an LED or LCD, an audio synthesis IC, an electro-acoustic converter such as a speaker, etc., and a mode supplied from the control means 13 The target rudder angle ratio mode selected by the driver in response to the selection signal MS is displayed by visual display or sound.
[0026]
The target rudder angle ratio signal (CS) defines a target ratio of the steered angle (β) of the steered wheels 11 with respect to the steering angle (α) of the steering wheel 2. For example, the target rudder angle ratio signal When the steering angle (α) is set to 60 degrees in a state where (CS) is set to 0.5, the turning angle (β) is a target value that is set to 30 degrees.
[0027]
The actual steering angle ratio signal (CJ) is a value that is actually embodied by the variable steering angle ratio mechanism 5 when the target steering angle ratio signal (CS) is set by the vehicle speed signal V. The steering wheel 2 Is the ratio of the actual turning angle (β) when the steering wheel 11 is steered by converting the rotational motion of the pinion of the output shaft 7 into the linear motion of the rack shaft 8 with respect to the actual steering angle (α). .
[0028]
The principle of the variable steering angle ratio mechanism 5 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an explanatory view of the operating principle of the variable steering ratio mechanism according to the present invention.
In FIG. 2, point A is the rotation center of the input shaft 6, and the motor 9 is rotated by driving the motor 9 based on the target steering angle ratio signal (CS) corresponding to the vehicle speed signal V as already described. Can be moved in the X1 direction or the X2 direction.
[0029]
Point B is the center of rotation of the output shaft 7 and point C is decentered by a fixed distance from point B. If the relationship between point C and point B is compared to a stone mill, point C is the action point and point B is the millstone. Become the center.
Since the rotation of point A is transmitted to point C, if the distance from point B to point A is a and the distance from point B to point C is b, the relationship between steering angle α and pinion rotation angle γ is Represented.
The turning angle β = K * γ (K: constant).
[0030]
[Expression 1]
b * sinγ = (b * cosγ−a) * tanα
[0031]
FIG. 2 shows the case in which the steering wheel 2 is rotated in the clockwise direction (right steering), but the same relationship exists in the case of the counterclockwise direction (left steering).
The specific configuration of the variable rudder angle ratio mechanism 5 is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-257406, and will not be described in detail.
[0032]
FIG. 3 is a characteristic diagram of the rotation angle γ of the steering angle α-pinion of the variable steering ratio mechanism according to the present invention.
In FIG. 3, the rotation angle γ of the pinion with respect to the steering angle α is, for example, the ratio of the rotation angle γ of the pinion to the steering angle α at a distance a = aO (= 0) from the point B to the point A when the vehicle speed V is low. Is 1.
[0033]
When the vehicle speed is in the middle vehicle speed range, the ratio of the pinion rotation angle γ to the steering angle α (steering angle ratio) is a value smaller than 1 at a distance a = a1 from the point B to the point A.
[0034]
Further, in the high vehicle speed region, the ratio of the pinion rotation angle γ to the steering angle α (the turning angle ratio) is a value smaller than 1 at a distance a = a 2 from the point B to the point A.
[0035]
In this manner, the variable steering angle ratio mechanism 5 sets the pinion rotation angle γ (as a result, the steering angle β) with respect to the steering angle α to be smaller as the vehicle speed is increased from a low vehicle speed to a high vehicle speed. Characteristics can be obtained, and stable steering characteristics can be obtained at high vehicle speeds.
[0036]
The variable steering angle ratio mechanism 5 of this embodiment is a mechanism in which the steering angle ratio (steering angle β / steering angle α) also changes depending on the magnitude of the steering angle α. Accordingly, the steering angle ratio is controlled by controlling the value of the distance a shown in FIG. 2 (the distance between the rotation center A of the input shaft 6 and the rotation center B of the output shaft 7).
That is, the steering angle ratio sensor 10 supplies the actual value of the distance a to the control means 13 as the actual steering angle ratio signal (CJ), and the control means 13 determines the distance a at which the actual value of the distance a is determined by the vehicle speed. By controlling so that it may become an actual value, it controls so that an actual steering angle ratio signal (CJ) may become a target steering angle ratio signal (CS).
[0037]
The relationship between the target value aS (target distance signal) of the distance a (see FIG. 2) corresponding to the vehicle speed signal V is as shown in the normal mode (aSO) of the vehicle speed signal V-target distance signal aS characteristic diagram shown in FIG. As the vehicle speed signal V increases, the target distance signal aS also increases, and as a result, the target steering angle ratio signal (CS) decreases.
A conventional variable steering angle ratio steering device having a variable steering angle ratio mechanism has only a target distance signal aS (target steering angle signal CS) characteristic shown in a normal mode (aSO) uniquely determined with respect to the vehicle speed signal V. Have.
[0038]
FIG. 4 is a block diagram of a main part of an embodiment of the variable steering angle ratio steering device according to the present invention.
4, the variable steering angle ratio steering apparatus 1 includes a vehicle speed sensor 12, a control means 13, an electric motor driving means 14, an electric motor 9, a variable steering angle ratio mechanism 5, a steering angle ratio sensor 10, a switch means 15, and a display means 17. Prepare.
The vehicle speed sensor 12, the motor driving means 14, the motor 9, the variable steering angle ratio mechanism 5, the steering angle ratio sensor 10 and the display means 17 have already been described with reference to FIG.
[0039]
The control unit 13 includes a target steering angle ratio setting unit 21, a deviation calculation unit 22, a drive control unit 23, and a mode selection unit 24.
The target rudder angle ratio setting means 21 is composed of a memory such as a ROM, stores in advance the vehicle speed signal V-target distance signal aS characteristic data shown in FIG. 9, and the vehicle speed signal V and the mode supplied from the vehicle speed sensor 12 are stored. Based on the mode selection signal MS supplied from the selection means 24, the corresponding target steering angle signal CS (actually the target distance signals aSA to aSN) is read, and the target steering angle ratio signal CS is supplied to the deviation calculation means 22. .
[0040]
Note that the target steering angle ratio signal CS (aSA to aSN) is the normal mode target steering angle ratio signal CS (= aSO) in the initial state when the ignition switch is turned on and the variable steering angle ratio steering device 1 is activated. ).
[0041]
The deviation calculation means 22 has a subtraction function, and the target steering angle ratio signal CS (aSA to aSN) supplied from the target steering angle ratio setting means 21 and the actual steering angle ratio signal CJ supplied from the steering angle ratio sensor 10. A deviation ΔC (= CS−CJ) with respect to (actual value aJ of the distance a is actually calculated), and a deviation signal ΔC (= CS−CJ) is supplied to the drive control means 23.
[0042]
The drive control unit 23 includes a PID controller, a signal generation unit, and the like, and performs P (proportional) control, I (integral) control, and D (differential) control on the deviation signal ΔC supplied from the deviation calculation unit 22 to perform PID control. Based on the signal subjected to the above, a hybrid signal of the ON signal (VON), the OFF signal (VOF) and the PWM signal (VPWM) is generated and supplied to the motor drive means 14 as the motor control signal VO.
[0043]
The mode selection means 24 is composed of a memory such as a ROM, stores the mode setting information J-mode selection signal MS characteristic data in advance, and when the mode setting information J is supplied from the switch means 15, the corresponding mode selection is selected. The signal MS data is read, and the mode selection signal MS is supplied to the target steering angle ratio setting means 21 and the display means 17.
[0044]
The electric motor 9 is PWM-driven by the electric motor voltage VM supplied from the electric motor driving means 14, and a mechanical electric motor torque signal TM is supplied to the variable rudder angle ratio mechanism 5, and the distance a of the variable rudder angle ratio mechanism 5 (see FIG. 2). ) Is detected by the steering angle ratio sensor 10 and supplied to the control means 13 as the actual steering angle ratio signal CJ.
[0045]
FIG. 5 is a block diagram of the main part of an embodiment of the control means according to the present invention.
In FIG. 5, the target rudder angle ratio setting means 21 of the control means 13 includes a target rudder angle ratio mode A to a target rudder angle ratio mode N (21A to 21N) and a switching means 25 for storing a plurality of target rudder angle ratio signals. Prepare.
[0046]
In the target rudder angle ratio mode A to target rudder angle ratio mode N (21A to 21N), the vehicle speed signal V-target distance signal aS (aSA to aSN) characteristic data shown in FIG. Corresponding target distance signals aSA to aSN are provided to the switching means 25.
[0047]
The switching means 25 has a software-controlled switch (SWA to SWN) function, corresponds to the mode selection signal MS (MSA to MSN) supplied from the mode selection means 24, and sets the switches SWA to SWN in a break state (solid line). From the display side) to the make state (broken line display side), the target distance signals aSA to aSN corresponding to the mode selection signals MSA to MSN are supplied to the deviation calculating means 22 as the target steering angle signal CS.
In the present embodiment, as described above, if the target distance signal aS is determined, the target steering angle ratio signal CS is uniquely determined by the steering angle α, so the reference numeral 21 is expressed as target steering angle ratio setting means. .
[0048]
The mode selection means 24 includes code conversion means, and a mode selection signal converted according to mode setting information J (= JA to JN) output when the buttons A to N of the switch means 15 are operated. MS (MSA to MSN) is supplied to the switching means 25 and the display means 17, and the variable steering angle ratio mechanism 5 shown in FIG. 1 is set to the target steering angle ratio set by the buttons A to N of the switch means 15. Displayed on the display means 17.
[0049]
  In addition, the switch means 15 pushes corresponding to the number of target rudder angle ratio modes.BoIt is composed of a tongue switch and is arranged near the driver's seat so that it can be operated even while the driver is operating the steering wheel.
[0050]
As described above, the variable steering angle ratio steering apparatus 1 according to the present invention includes the switch unit 15 that is manually operated by the driver, and the control unit 13 sets the target steering angle ratio modes 21A to 21N. Since the setting means 21 and the mode selection means 24 for selecting the target rudder angle ratio mode based on the mode setting information J from the switch means 15 are provided, the driver operates the switch to perform a desired operation even when the vehicle is stopped or running. The rudder angle ratio can be selected.
[0051]
FIG. 6 is a block diagram showing the principal part of the mode selecting means according to the present invention.
In FIG. 6, the mode selection unit 24 includes a code conversion unit 27, a comparison unit 31, an inversion unit 32, and a switching unit 33.
[0052]
The code conversion means 27 comprises a memory such as a ROM, and corresponds to the mode setting information J (= JA to JN) supplied from the switch means 15, for example, a mode selection signal MS (MSA to MSN) converted to a binary code. ) Is provided to the switching means 33.
The mode selection signal MS (MSA to MSN) converted into a binary code is a signal for controlling the switches (SWA to SWN) of the switching means 25 shown in FIG.
[0053]
The comparison means 31 has a comparison function of soft control, compares the vehicle speed signal V with a preset low vehicle speed reference value VK, and when the vehicle speed signal V exceeds the reference value VK (V> VK), it is H. The level comparison signal H is supplied to the inverting means 32.
On the other hand, the comparison means 31 supplies an L level comparison signal H to the inverting means 32 when the vehicle speed signal V is equal to or lower than the reference value VK (V ≦ VK).
[0054]
The inversion means 32 has an inverter function, inverts the comparison signal H supplied from the comparison means 31, and provides the inversion signal SO to the switching means 33.
[0055]
The switching means 33 has a soft control switch function. Based on the inversion signal SO supplied from the inversion means 32, when the inversion signal SO is at the H level, the switch is set to the make state and the mode from the code conversion means 27 is set. The selection signal MS (MSA to MSN) is supplied to the switching means 25 shown in FIG. 5 to select the target steering angle ratio signal CS (aSA to aSN) corresponding to the mode selection signal MS (MSA to MSN).
[0056]
Further, when the inverted signal SO is at the L level, the switching means 33 sets the switch to a break state and supplies the mode selection signal MS (MSA to MSN) from the code conversion means 27 to the switching means 25 shown in FIG. Is prohibited.
[0057]
As described above, the mode selection means 24 according to the present invention provides the target steering angle ratio corresponding to the mode setting information J (= JA to JN) from the switch means 15 when the vehicle speed signal V is equal to or lower than the low vehicle speed reference value VK. Since the mode is selected, the driver can perform a switch operation to select a desired steering angle ratio when the vehicle is stopped or when the vehicle speed is equal to or lower than the reference value of the low vehicle speed.
Further, when the vehicle speed signal V exceeds the low vehicle speed reference value VK, the mode selection means 24 invalidates the selection of the target steering angle ratio mode even if the switch means 15 is operated.
[0058]
FIG. 7 is a block diagram of a main part of an embodiment of the delay means according to the present invention.
In FIG. 7, the delay unit 35 includes a timer unit 36 and a delay characteristic calculation unit 37.
The timer means 36 has a variable timer function obtained by dividing the reference clock of the control means 13, generates a timer signal TO corresponding to the vehicle speed signal V, and supplies the timer signal TO to the delay characteristic calculation means 37.
The timer means 36 generates a timer signal TO having a corresponding (proportional) length as the vehicle speed signal V increases.
[0059]
The delay characteristic calculation means 37 includes a memory, a subtraction function, a division function, and the like. When the switch means 15 is selected, the target steering angle ratio signal CS (aSA to aSN) from the target steering angle ratio setting means 21 is the current signal ( For example, when the target distance signal aSO) is switched to a new value (for example, the target distance signal aSN) (aSO → aSN), the time to reach the target distance signal aSN is delayed according to the timer signal TO. The target steering angle ratio signal CS (T) is output.
[0060]
FIG. 10 is a delay characteristic diagram of the delay means according to the present invention.
In FIG. 10, the target distance signal aS sets a longer time to reach the target distance signal aSN from the target distance signal aSO as the timer signal TO increases.
[0061]
For example, when the timer signal is T01, the slope of the target distance signal aS is set to (aSN-aSO) / T01, and when the timer signal is T04, the slope of the target distance signal aS is set to (aSN-aaSO) / T04. Thus, the transient response can be moderated in proportion to the timer signal TO.
[0062]
In this embodiment, the delay characteristic is a straight line, but may be an exponential function.
[0063]
As described above, the mode selection unit 24 according to the present invention delays the time until the target steering angle ratio signal (target distance signal aS) in the target steering angle ratio mode is reached corresponding to the vehicle speed signal V. Therefore, even if the steering angle ratio mode is switched while the vehicle is traveling, the transient response up to the target steering angle ratio can be moderated.
[0064]
Further, the delay means 35 according to the present invention lengthens the time until the vehicle reaches the target steering angle ratio signal (target distance signal aS) as the vehicle speed signal V increases. Even if the ratio is switched, the time until the switched steering angle ratio can be increased as the vehicle speed increases.
[0065]
FIG. 8 is a layout view of an embodiment of the switch means according to the present invention.
The switch means is arranged on the handle, (a) the figure shows the arrangement of the three push button switches, and (b) the figure shows the arrangement of the two up / down switches.
[0066]
(A) In the figure, the switch means 41 has push button switches 41A, 41B, 41C arranged on the spokes of the circular handle 40, and one target rudder corresponding to each push button switch 41A, 41B, 41C. An angular ratio signal CS (for example, aSA to aSC) can be selected.
[0067]
On the other hand, in FIG. 4B, the switch means 43 arranges two switches, a down switch 43A and an up switch 43B, and an electronic volume (not shown) on the spoke part of the circular handle 42, and pushes the down switch 43A or the up switch 43B. By continuing, a plurality of target steering angle ratio signals CS (for example, aSA to aSN) can be selected.
[0068]
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the up / down switch according to the present invention.
In FIG. 11, when the up switch 43B is pressed after the key pressing time t = 0, the mode setting information J is switched from JO to JB after a predetermined time TC has elapsed.
Further, if the up switch 43B is continuously pressed, the mode setting information J is switched from JB to JA after a predetermined time 2TC has elapsed.
[0069]
When the down switch 43A is pressed when the mode setting information J is JA, the mode setting information JB is obtained at time TC and the mode setting information JO is obtained at time 2TC.
[0070]
Thus, by providing two up / down switches, a plurality of target steering angle ratio signals CS (for example, aSA to aSN) can be selected.
Further, since the switch means 41 and 43 are disposed on the handles 40 and 42, the steering angle ratio can be easily switched even when the driver operates the handle.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, the variable steering angle ratio steering apparatus according to the present invention includes the switch means that is manually operated by the driver, and the control means includes the target steering angle ratio setting means that sets a plurality of target steering angle ratio modes. In addition, a mode selection unit that selects a target steering angle ratio mode based on mode setting information from the switch unit is provided, and the driver can select a desired steering angle ratio even when the vehicle is stopped or running by operating a switch. Therefore, it is possible to provide optimum steering characteristics for beginners to drivers with high driving skills according to the driving environment.
[0072]
Further, the mode selection means according to the present invention selects the target steering angle ratio mode corresponding to the mode setting information from the switch means when the vehicle speed signal is equal to or lower than the reference value of the low vehicle speed, and the state where the vehicle is stopped or the vehicle speed is When the vehicle speed is equal to or lower than the reference value of the low vehicle speed, the driver can select a desired steering angle ratio by operating a switch, so that the steering characteristics can be changed reliably in a stable driving situation.
[0073]
Furthermore, the mode selection means according to the present invention comprises delay means for delaying the time until the target steering angle ratio signal (target distance signal) in the target steering angle ratio mode is reached in response to the vehicle speed signal, so that the vehicle travels. Even if the rudder angle ratio is switched, the transient response up to the target rudder angle ratio can be moderated, preventing a sudden change in the steering characteristics associated with the change of the rudder angle ratio. Improvements can be made.
[0074]
Further, the delay means according to the present invention increases the time required to reach the target steering angle ratio signal (target distance signal) as the vehicle speed signal increases, and even if the steering wheel is operated to switch to the same steering angle ratio. As the vehicle speed increases, the time required to reach the switched steering angle ratio can be lengthened, so that a sudden change in steering characteristics associated with a change in the steering angle ratio can be prevented, and the steering feeling can be improved.
[0075]
Furthermore, since the switch means according to the present invention is arranged on the handle and the driver can easily switch the steering angle ratio even while operating the handle, the operability and convenience at the time of switching the steering angle ratio are improved. be able to.
[0076]
Therefore, the optimum steering performance can be provided for a driver with a high driving skill from a beginner, and a variable steering angle ratio steering device excellent in operability and convenience for switching the steering angle ratio can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a variable steering angle ratio steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operating principle of the variable steering ratio mechanism according to the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram of the rotation angle γ of the steering angle α-pinion of the variable steering ratio mechanism according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a main part of an embodiment of a variable steering angle ratio steering device according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of the main part of an embodiment of the control means according to the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a main part of an embodiment of mode selection means according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a main part of an embodiment of delay means according to the present invention.
FIG. 8 is a layout view of an embodiment of switch means according to the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram of a vehicle speed signal V-target distance signal aS according to the present invention.
FIG. 10 is a delay characteristic diagram of the delay means according to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an up / down switch according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable steering angle ratio steering apparatus, 2, 40, 42 ... Handle, 5 ... Variable steering angle ratio mechanism, 6 ... Input shaft, 7 ... Output shaft (pinion), 8 ... Rack shaft, 9 ... Electric motor, 10 ... Rudder Angle ratio sensor 11 ... Steering wheel, 12 ... Vehicle speed sensor, 13 ... Control means, 14 ... Electric motor drive means, 15, 41, 43 ... Switch means, 17 ... Display means, 21 ... Target rudder angle ratio setting means, 21A 21N: Target steering angle ratio modes A to N, 22: Deviation calculation means, 23: Drive control means, 24: Mode selection means, 25, 33 ... Switching means, 27 ... Sign conversion means, 31 ... Comparison means, 32 ... Inversion means, 35 ... delay means, 36 ... timer means, 37 ... delay characteristic calculation means, 41A, 41B, 41C ... push button switch, 43A ... down switch, 43B ... up switch.

Claims (2)

転舵輪の転舵角とハンドルの操舵角との比である舵角比を可変とする可変舵角比機構と、車速センサが検出した車速信号に対応した目標舵角比信号を決定し、前記目標舵角比信号に基づいて電動機の駆動を制御する制御手段と、前記可変舵角比機構を駆動して前記舵角比を可変させる前記電動機と、前記可変舵角比機構で決定された実舵角比信号を検出し、前記実舵角比信号を前記目標舵角比信号に帰還させる舵角比センサと、を備えた可変舵角比操舵装置において、
前記可変舵角比機構は、ラックアンドピニオン機構を収納したステアリングギヤボックスと一体に設けられ、
さらに、ドライバが手動操作するスイッチ手段を設け、前記制御手段は、複数の目標舵角比モードを設定する目標舵角比設定手段を備えるとともに、前記スイッチ手段からのモード設定情報に基づいて目標舵角比モードを選択するモード選択手段を備え
前記モード選択手段は、切り替えられた前記目標舵角比モードの前記目標舵角比信号に到達するまでの時間を前記車速信号が大きくなるに伴い長くする遅延手段を備えたものであって、
切り替えられた前記目標舵角比モードの前記目標舵角比信号と切り替え以前の前記目標舵角比モードの前記目標舵角比信号の差は前記車速信号が大きいほど大きくなることを特徴とする可変舵角比操舵装置。
A variable rudder angle ratio mechanism that can vary a rudder angle ratio that is a ratio of a steered wheel steer angle and a steering wheel steer angle, and a target rudder angle ratio signal corresponding to a vehicle speed signal detected by a vehicle speed sensor, Control means for controlling the driving of the electric motor based on the target rudder angle ratio signal, the electric motor for driving the variable rudder angle ratio mechanism to vary the rudder angle ratio, and an actual value determined by the variable rudder angle ratio mechanism In a variable steering angle ratio steering apparatus comprising: a steering angle ratio sensor that detects a steering angle ratio signal and feeds back the actual steering angle ratio signal to the target steering angle ratio signal.
The variable rudder angle ratio mechanism is provided integrally with a steering gear box that houses a rack and pinion mechanism,
Further, a switch means that is manually operated by a driver is provided, and the control means includes a target rudder angle ratio setting means for setting a plurality of target rudder angle ratio modes, and a target rudder based on mode setting information from the switch means. Comprising mode selection means for selecting an angle ratio mode ;
The mode selection means includes delay means for increasing the time until the target steering angle ratio signal in the switched target steering angle ratio mode reaches the target steering angle ratio signal, as the vehicle speed signal increases,
The difference between the target rudder angle ratio signal in the switched target rudder angle ratio mode and the target rudder angle ratio signal in the target rudder angle ratio mode before switching increases as the vehicle speed signal increases. Steering angle ratio steering device.
前記スイッチ手段は、ハンドルに配置したことを特徴とする請求項1記載の可変舵角比操舵装置。  The variable steering angle ratio steering apparatus according to claim 1, wherein the switch means is disposed on a handle.
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