JP4434261B2 - ステアリング装置 - Google Patents
ステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4434261B2 JP4434261B2 JP2007286196A JP2007286196A JP4434261B2 JP 4434261 B2 JP4434261 B2 JP 4434261B2 JP 2007286196 A JP2007286196 A JP 2007286196A JP 2007286196 A JP2007286196 A JP 2007286196A JP 4434261 B2 JP4434261 B2 JP 4434261B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- steering angle
- angle
- wheel
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
また、例えば特許文献2には、低速走行時には、ハンドル操舵角に対して車輪の操舵角が大きくなるようにして小回りが効くようにし、高速走行時には、ハンドル操舵角に対して車輪の操舵角が小さくなるようにして安定走行ができるようにする可変ギア比制御が開示されている(従来技術3)。
また、特許文献4には、電動パワーステアリングに関する技術が開示されている。
一方、従来技術2では、ハンドルと操舵機構との機械的なつながりがないために、ハンドルと操舵機構とを接続する電気系統の故障等のシステムフェイルが発生した場合、ハンドルと操舵機構とが完全に切り離された状態となり、いくらハンドルを操作しても車輪に動力が伝達されないというおそれが生じる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で可変ギア比制御を行なえるようにした、ステアリング装置を提供することを目的とする。
また、前記ステアリングホイールに回転ダンパが連結されていることが好ましい(請求項3)。
また、ステアリング装置のフェイル時であっても、ステアリングホイールを所定角度以上操作すると、ねじれ部材のねじれが許容されなくなるので、ステアリングホイールの操作に応じて操舵機構が駆動される。また、ステアリングホイールの操舵量が所定角度となるまでは、ねじれ部材のねじれ量に応じてステアリングホイールの操舵力が徐々に大きくなるので、いわゆる底付き感が生じることもない。
また、ステアリング装置がシステムフェイル時であっても、ねじれ部材によりステアリングホイールと操舵機構とが機械的に接続されており、ステアリングホイールの操舵力を操舵機構に伝達することができ、フェイルセイフを確保できる。
また、ねじれ部材のねじれが許容されなくなる時(即ち、ハンドルの操舵角が所定角度に達した時)には、ドライバは底つき感を感じることなくハンドルを操舵できる。したがって、ドライバが違和感を憶えることもない。
図1〜図5は本実施形態のステアリング装置を示すもので、図1はその構成を模式的に示す斜視図,図2はその要部機能に着目したブロック図,図3はその位相進み制御を説明するためのフローチャート,図4は位相進み制御のゲインを設定するためのマップ,図5はその制御特性の一例を示す図である。
第2舵角センサ2は、例えば操舵機構6の入力軸6aに備えられ、操舵機構6の入力軸6aの回転角〔即ち、車輪(前輪)の実操舵角〕θH2を検出するようになっている。
ねじれ部材3は、例えば、ねじる際に生じる抵抗がバネ力となるトーションバーであり、ハンドル5と操舵機構6との間(詳細には、ハンドル5の回転軸5aと操舵機構6の入力軸6aとの間)にそなえられている。
ところで、ハンドルと操舵機構とがトーションバーにより機械的に接続されている一般的なパワーステアリング機構では、トーションバーのねじれ角度に応じたアシスト制御を行なうが、トーションバーのねじれ剛性が小さいと操舵のダイレクト感が阻害される。このため、一般的なパワーステアリングのトーションバー剛性は、適正な操舵反力が確保できる範囲で、できるだけ大きく設定される。
通常の運転でドライバが発生する最大の操舵トルクは、車両によっても異なるが、約3.0Nm(約0.3kgf・m)程度であるので、通常の運転で発生するトーションバーのねじれ角は約7.5〜10deg(即ち、0.14〜0.18rad)程度になる。
さらに、ロータリダンパ4は、トーションバー3のねじれ戻りの際に生じる軸回転方向の反力(ねじり反力)を緩和するようにも機能している。
なお、ロータリダンパ4の特性を適宜に設定することにより、ロータリダンパ4の操舵反力の大きさを変更することも可能である。
電動モータ7は、操舵機構6に接続され、第2舵角センサ2で検出される前輪の実操舵角が第1舵角センサ1で検出された操舵角に応じた目標操舵角θ2′となるように操舵機構6を駆動するようになっている。
ここで、前輪位相進み制御について説明すると、図2及び図3に示すように、まず、ゲイン設定手段9により、車速センサ11で検出された車速Vに基づいて比例ゲインK1及び微分ゲインK2が設定される(図3に示すステップS1)。なお、ゲインK1,K2は、図4(a)及び図4(b)に示すような特性に設定されている。
θ2′=K1θH1+K2(dθH1/dt)
すなわち、目標操舵角θ2′は、ハンドル操舵角に、ハンドル操舵速度に対応した角度を加えることにより求められる。
このように、本実施形態では、ハンドル5の回転軸5aと操舵機構6の入力軸6aとの間にねじれ剛性の低いトーションバー3を設けて回転軸5aと入力軸6aとを接続しているので、トーションバー3のねじれが許容される所定角度までは、2つの舵角センサ1,2からの情報に基づき舵角を制御するステアバイワイヤと同様のシステムとなり、これら2つの舵角センサ1,2で検出される舵角θH1,θH2及び車速センサ11で検出される車速Vに基づいて前輪位相進み制御を行なうことができるのである。
以下、図5を用いて、その制御特性について説明すると、可変ギア比制御は、トーションバー3がねじれを許容する範囲(即ち、−30deg以上30deg以下)内で可能である。それ以外のねじれ角(即ち、−30deg以下又は30deg以上)においては、トーションバー3のねじれが許容されなくなり操舵機構6が直接駆動される。
一方、低速で走行中の場合は、高速で走行中の場合よりも、ハンドル操舵角θH1に対する前輪実操舵角θH2が大きくなるように設定されている。つまり、低速走行中にはハンドル操舵が前輪に敏感に伝達されるようにして機敏な運転ができるようになっている。
また、同時に、低速走行においては、トーションバー3のねじれが小さいため、ドライバの感じる反力が小さくなり、ドライバの負担が小さくなる。逆に、高速走行においては、トーションバー3のねじれが大きいため、ドライバの感じる反力が大きくなり、ドライバはしっかりとした重めの反力を感じることができる。
本発明のステアリング装置は、上述のように構成されているので、ステアリング装置が正常な場合には、第1舵角センサ1により、ハンドル5の操舵角θH1が検出され、第2舵角センサ2により、車輪の実操舵角θH2が検出される。
また、目標操舵角設定手段10により、ゲイン設定手段9で設定されたゲインK1,K2とハンドル5の操舵角θH1とに基づいて、目標操舵角θ2′が設定される。
そして、電動モータ7により、第2舵角センサ2で検出される実操舵角θH2が目標操舵角θ2′となるように操舵機構6が駆動される。
また、トーションバー3が、ハンドル5と操舵機構6との間にそなえられているので、センサ類又はECUの故障等によりステアバイワイヤが機能しなくなった場合(即ち、システムフェイルが生じた場合)でも、ハンドル5と操舵機構6とがトーションバー3を介して機械的に接続されているので、ハンドル5の操舵力を操舵機構6に伝達することができ、フェイルセイフを確保できる。
また、トーションバー3のバネ特性により、±30degのねじれまでは操舵量に応じて操舵反力が生じるので、ドライバは操舵反力を感じることができるとともに、トーションバー3のねじれが許容されなくなる時(即ち、ハンドル5の操舵角が±30degの時)には、ドライバは底つき感を感じることなく前輪6b,6bを転舵させることができる。
さらに、ロータリダンパ4により、トーションバー3のねじれ戻りの際に生じる軸回転方向の力(ねじり反力)を緩和して、ドライバに自然な操舵反力を与えることができる。即ち、ロータリダンパ4がなければ、ドライバに伝達される操舵反力はトーションバー3のねじり反力のみになり、例えば、走行中又は据え切り中にドライバがハンドル5から手を放した場合、バネで弾かれたように勢いよくハンドル5が中立に戻ってしまうおそれがあるが、このロータリダンパ4がハンドル5に連結されていることにより、このような事態を回避することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、図6(a)に示すように、支持体14と、ハンドル5の回転軸5aに固設された剛板13と、支持体14と剛板13との間に介装されるバネ部材15とからねじれ部材3aを構成するようにしても良い。なお、支持体14は、ハンドル5の回転軸5aと一体に回転するように回転軸5aに取り付けられている。
また、ロータリダンパ4の代わりに電気的に制御されるダンパ又はモータ等を用いて、走行状況に応じてこれらの特性を制御することにより、操舵フィーリングをさらに向上させることもできる。
2 第2舵角センサ(第2の舵角検出手段)
3,3a,3b ねじれ部材
4 ロータリダンパ(衝撃緩和部材)
5 ハンドル(ステアリングホイール)
5a ハンドルの回転軸
6 操舵機構
6a 操舵機構の入力軸
6b 前輪
7 電動モータ
8 ギア装置
8a ピニオン
8b ラック軸
9 ゲイン設定手段
10 目標操舵角設定手段
11 車速センサ
12 ECU(電子制御ユニット)
13 剛板
14 支持体
15 バネ部材
16 ゴム部材
Claims (3)
- ステアリングホイールと操舵機構との間に動力伝達可能にそなえられ、ねじる際に生じる抵抗がバネ力となるトーションバーと、前記操舵機構を駆動する電動モータと、ステアリングホイールの操舵角を検出する第1の操舵角検出手段と、操舵機構の実操舵角を検出する第2の操舵角検出手段とを備えたステアリング装置であって、
前記第1の操舵角検出手段で検出された前記操舵角に応じた目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、
前記第2の操舵角検出手段で検出される前記実操舵角が前記目標操舵角に一致するように電動モータを制御する実操舵角制御手段とを備えた
ことを特徴とする、ステアリング装置。 - 前記目標舵角設定手段により設定される前記目標操舵角は、前記第1の操舵角検出手段で検出された操舵角に比例した比例舵角値と、前記操舵角の微分値に比例した微分舵角値との和である
ことを特徴とする、請求項1記載のステアリング装置。 - 前記ステアリングホイールに回転ダンパが連結されている
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007286196A JP4434261B2 (ja) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007286196A JP4434261B2 (ja) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | ステアリング装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001364488A Division JP2003165451A (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | パワーステアリング |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008056241A JP2008056241A (ja) | 2008-03-13 |
JP4434261B2 true JP4434261B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=39239459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007286196A Expired - Fee Related JP4434261B2 (ja) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | ステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4434261B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100986433B1 (ko) | 2008-05-30 | 2010-10-08 | 현대자동차주식회사 | 전동식 파워스티어링 시스템 |
JP5662652B2 (ja) * | 2009-05-11 | 2015-02-04 | 株式会社プロテックデザイン | 触感付与装置及び電子機器 |
JP5491930B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2014-05-14 | 富士重工業株式会社 | 車両のパワーステアリング装置 |
JP2017052467A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Ntn株式会社 | 車両用操舵装置 |
-
2007
- 2007-11-02 JP JP2007286196A patent/JP4434261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008056241A (ja) | 2008-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5126357B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
US7908056B2 (en) | Steer-by-wire system for automobiles | |
JP6461006B2 (ja) | 電気操舵システムのための方法及び装置 | |
JP2019199172A (ja) | 操舵制御装置 | |
EP1935757B1 (en) | Vehicle steering apparatus | |
EP3647161A1 (en) | Steering control device | |
WO2014156266A1 (ja) | パワーステアリング装置及びこれに用いる制御装置 | |
JP4710202B2 (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
JP4434261B2 (ja) | ステアリング装置 | |
JP4815958B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP6311589B2 (ja) | パワーステアリング制御装置 | |
JP5267059B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5428415B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP5975242B2 (ja) | 舵角比可変操舵装置 | |
JP6279367B2 (ja) | パワーステアリング装置 | |
JP4349092B2 (ja) | 車両のパワーステアリング制御装置 | |
WO2022085536A1 (ja) | ステアリング装置 | |
JP2020069863A (ja) | 操舵制御装置 | |
JP2009047542A (ja) | トルク検出装置および操舵装置 | |
KR20230080553A (ko) | Sbw 시스템의 조향 제어 장치 | |
JP4876433B2 (ja) | 車両用操舵制御装置 | |
JP5226999B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP5009674B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP4626375B2 (ja) | 車両用操舵制御装置 | |
JP2003165451A (ja) | パワーステアリング |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091208 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091221 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4434261 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140108 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |