JP4701697B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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Description

本発明は、ステアリング操作によらず操舵輪の舵角を自動制御可能な車両用操舵装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus capable of automatically controlling a steering angle of a steered wheel without depending on a steering operation.

近年、各種センサにより検出される車両状態量、或いは車間距離や白線検知信号等、車両周囲の状況信号に基づいて、ステアリング操作によらず操舵輪の舵角を自動制御、即ち車両を自動操舵することが可能な車両用操舵装置が提案されている。例えば、特許文献1に記載の車両用操舵装置では、ステアリングシャフトと同軸配置されたブラシレスモータを備える。そして、そのブラシレスモータの駆動力を、ステアリング操作により入力される操舵力と同様に、ステアリングシャフトを介して操舵輪に伝達する。   In recent years, the steering angle of the steered wheels is automatically controlled, that is, the vehicle is automatically steered regardless of the steering operation, based on the vehicle state quantity detected by various sensors, or the situation signal around the vehicle such as the inter-vehicle distance and the white line detection signal. There has been proposed a vehicle steering apparatus capable of this. For example, the vehicle steering apparatus described in Patent Document 1 includes a brushless motor that is coaxially arranged with the steering shaft. Then, the driving force of the brushless motor is transmitted to the steered wheels via the steering shaft, similarly to the steering force input by the steering operation.

しかし、上記従来例、或いは電動パワーステアリング装置(EPS)により操舵輪の舵角(タイヤ角)を自動制御する構成とした場合、ステアリングホイール(ステアリング)から操舵輪までの操舵系が直結されているため、自動操舵によりタイヤ角が変更されることでステアリングが勝手に回転してしまう。そのため、運転者はステアリングから手を離さざるを得ず、緊急操舵が必要となった場合におけるそのステアリング操作の開始が遅れるおそれがある。そこで、上記問題を解決すべく、特許文献2に記載の車両操舵装置では、ステアリングシャフトに、ステアリング側からの入力トルクのみを伝達する1WAYクラッチ(所謂トルクダイオード)が設けられている。そして、これにより、自動操舵時においてもステアリングを回転不能に保持することができるとともに、緊急操舵が必要な場合には速やかにそのステアリング操作を行うことができるようになっている。
特開平10−264837号公報 特開2004−9989号公報
However, when the steering angle (tire angle) of the steering wheel is automatically controlled by the conventional example or the electric power steering device (EPS), the steering system from the steering wheel (steering) to the steering wheel is directly connected. Therefore, the steering is arbitrarily rotated by changing the tire angle by automatic steering. For this reason, the driver is forced to remove his / her hand from the steering wheel, and there is a possibility that the start of the steering operation is delayed when emergency steering is required. Therefore, in order to solve the above problem, in the vehicle steering apparatus described in Patent Document 2, a 1WAY clutch (so-called torque diode) that transmits only the input torque from the steering side is provided on the steering shaft. As a result, the steering can be held unrotatable even during automatic steering, and the steering operation can be quickly performed when emergency steering is required.
JP-A-10-264837 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-9998

ところで、自動操舵中にステアリング操作が発生した場合には、フェールセーフの観点から、その自動操舵制御を停止するのが一般的である。しかしながら、自動操舵時にステアリングを回転不能に保持する構成では、その保持状態における操舵角とタイヤ角に対応する本来の操舵角とが相違することになる。そのため、ステアリング操作の発生に伴う自動操舵制御の停止により、運転者の想定する操舵トルクと現実に要する操舵トルクとが大きく乖離する可能性があり、そのような場合には、操舵フィーリングの急峻な変化を招くおそれがある。   By the way, when a steering operation occurs during automatic steering, the automatic steering control is generally stopped from the viewpoint of fail-safe. However, in the configuration in which the steering is held unrotatable during automatic steering, the steering angle in the holding state and the original steering angle corresponding to the tire angle are different. For this reason, there is a possibility that the steering torque assumed by the driver and the steering torque actually required may greatly deviate due to the stop of the automatic steering control accompanying the generation of the steering operation. In such a case, the steering feeling becomes steep. May cause significant changes.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、自動操舵停止時における操舵フィーリングの急峻な変化を抑制することができる車両用操舵装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can suppress a sharp change in steering feeling when automatic steering is stopped. is there.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ステアリングホイールと操舵輪との間の操舵系の途中に設けられ前記ステアリングホイールの操舵角に基づく前記操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変する伝達比可変装置と、該伝達比可変装置とステアリングホイールと間に設けられ前記ステアリングホイールに作用する反力トルクを補正するための補助力を操舵系に付与する反力補正装置と、前記伝達比可変装置及び反力補正装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ駆動に基づく前記第2の舵角を変更することにより、ステアリング操作によらず前記操舵輪の舵角を自動制御する自動操舵モードとを有するとともに、該自動操舵モードにおいては、前記ステアリングホイールを回転不能に保持すべく前記反力補正装置の作動を制御する車両用操舵装置であって、前記ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記路面反力を検知する路面反力検知手段とを備え、前記制御手段は、前記ステアリング操作の発生時には、前記自動制御を停止するとともに、前記検出された操舵トルクと前記検知された路面反力に基づいて求められる該路面反力に抗するために要求される抗路面反力トルクとの差分を低減させるべく前記反力補正装置の作動を制御すること、を要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided in the middle of a steering system between a steering wheel and a steering wheel, and the first rudder of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel. A transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel by adding a second steering angle of the steering wheel based on motor drive to a corner, the transmission ratio variable device, and the steering wheel A reaction force correction device for providing an assist force to the steering system for correcting a reaction force torque acting on the steering wheel, and a control means for controlling the operation of the transmission ratio variable device and the reaction force correction device The control means automatically changes the second rudder angle based on the motor drive to automatically control the rudder angle of the steered wheels regardless of a steering operation. In the automatic steering mode, the vehicle steering device controls the operation of the reaction force correction device to keep the steering wheel unrotatable, and the steering is input to the steering wheel. A steering torque detecting means for detecting torque; and a road surface reaction force detecting means for detecting the road surface reaction force, wherein the control means stops the automatic control when the steering operation occurs, and detects the detected Controlling the operation of the reaction force correcting device to reduce the difference between the anti-road surface reaction force torque required to resist the road surface reaction force obtained on the basis of the steering torque and the detected road surface reaction force. Is the gist.

上記構成によれば、自動操舵制御停止時には、反力補正装置の作動によって、抗路面反力トルクに対して操舵トルクが不足する分(又は過剰な分)のトルクが補正力として操舵系に付与される。従って、ステアリングホイールに作用する反力トルクは、同ステアリングホイールに入力された操舵トルクに対応する運転者の想定するものと略等しくなり、これにより、操舵フィーリングの急峻な変化を抑制して、自動操舵モードからステアリング操作によるマニュアル操舵、即ち通常モードへの移行を円滑なものとすることができる。   According to the above configuration, when automatic steering control is stopped, the reaction force correction device is actuated to provide the steering system with a torque that is insufficient (or excessive) for the anti-road surface reaction force torque as a correction force. Is done. Accordingly, the reaction force torque acting on the steering wheel is substantially equal to that assumed by the driver corresponding to the steering torque input to the steering wheel, thereby suppressing a steep change in steering feeling, The transition from the automatic steering mode to the manual steering by the steering operation, that is, the normal mode can be made smooth.

請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、前記差分を低減させるべく付与される前記補助力を時間経過とともに徐々に低減すること、を要旨とする。
上記構成によれば、運転者は、上記補正力の減少により変化する手応え、即ち反力トルクの変化分だけ、その操舵トルクを変化させる。そして、徐々にその補正力を略ゼロとすることにより、運転者に違和感を与えることなく、その操舵トルクを要求される抗路面反力トルクに等しくすることができる。
The gist of the invention described in claim 2 is that the control means gradually reduces the assisting force applied to reduce the difference over time.
According to the said structure, a driver | operator changes the steering torque by the response which changes with the reduction | decrease of the said correction force, ie, the change of reaction force torque. Then, by gradually setting the correction force to substantially zero, the steering torque can be made equal to the required anti-road surface reaction force torque without causing the driver to feel uncomfortable.

請求項3に記載の発明は、前記制御手段は、前記自動制御の停止後、前記モータ駆動に基づく前記第2の舵角を伝達比可変制御における前記操舵角に応じた角度まで時間経過とともに徐々に変更すること、を要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, after the automatic control is stopped, the control means gradually changes the second steering angle based on the motor drive to an angle corresponding to the steering angle in the transmission ratio variable control with time. The gist is to change to

上記構成によれば、運転者は、上記第2の舵角の変更に応じてステアリングホイールに修正舵を加える。その結果、運転者に違和感を与えることなく、伝達比可変制御における操舵角を実際の操舵輪の舵角に対応する角度に一致させることができる。   According to the above configuration, the driver adds a corrected rudder to the steering wheel in accordance with the change in the second rudder angle. As a result, the steering angle in the transmission ratio variable control can be matched with the angle corresponding to the actual steering angle of the steered wheel without causing the driver to feel uncomfortable.

請求項4に記載の発明は、前記制御手段は、前記自動制御の停止後、前記モータ駆動に基づく前記第2の舵角を時間経過とともに徐々に低減すること、を要旨とする。
上記構成によれば、運転者は、上記第2の舵角の変更に応じてステアリングホイールに修正舵を加える。その結果、運転者に違和感を与えることなく、操舵輪の舵角と操舵角との関係をリニアなものに近づけることができる。
The gist of the invention described in claim 4 is that the control means gradually reduces the second steering angle based on the motor drive with time after the automatic control is stopped.
According to the above configuration, the driver adds a corrected rudder to the steering wheel in accordance with the change in the second rudder angle. As a result, the relationship between the steering angle of the steered wheels and the steering angle can be brought close to a linear one without causing the driver to feel uncomfortable.

請求項5に記載の発明は、前記制御手段は、前記ステアリング操作が急操舵と推定される場合には、前記反力補正装置の作動を停止させること、を要旨とする。
上記構成によれば、反力補正装置の作動が緊急回避操舵の妨げとなるのを防止することができる。
The gist of the invention described in claim 5 is that the control means stops the operation of the reaction force correction device when the steering operation is estimated to be sudden steering.
According to the above configuration, it is possible to prevent the operation of the reaction force correction device from interfering with emergency avoidance steering.

本発明によれば、自動操舵停止時における操舵フィーリングの急峻な変化を抑制することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus for vehicles which can suppress the rapid change of the steering feeling at the time of an automatic steering stop can be provided.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態のステアリング装置1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール(ステアリング)2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により操舵輪6の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両進行方向が変更される。尚、本実施形態のステアリング装置1は、ラック5と同軸配置された所謂ラックアシスト型のEPSアクチュエータ7を備えている。そして、EPSアクチュエータ7は、その駆動源であるモータ(図示略)の発生するアシストトルクをラック5の往復動に変換することにより、操舵系にアシスト力を付与するようになっている(パワーアシスト制御)。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a steering apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, a steering shaft 3 to which a steering wheel (steering) 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4. It is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5 by the and pinion mechanism 4. Then, by changing the rudder angle of the steered wheels 6, that is, the tire angle, by the reciprocating linear motion of the rack 5, the vehicle traveling direction is changed. The steering device 1 of the present embodiment includes a so-called rack assist type EPS actuator 7 that is coaxially arranged with the rack 5. The EPS actuator 7 applies assist force to the steering system by converting assist torque generated by a motor (not shown) as a drive source into reciprocating motion of the rack 5 (power assist). control).

また、本実施形態のステアリング装置1は、ステアリング2の舵角(操舵角)に対する操舵輪6の舵角(タイヤ角)の比率、即ち伝達比(ギヤ比)を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ8と、該ギヤ比可変アクチュエータ8の作動を制御する制御手段としてのECU9とを備えている。   Further, the steering device 1 of the present embodiment is a transmission ratio variable device that varies the ratio of the steering angle (tire angle) of the steered wheels 6 to the steering angle (steering angle) of the steering wheel 2, that is, the transmission ratio (gear ratio). A variable gear ratio actuator 8 and an ECU 9 as control means for controlling the operation of the variable gear ratio actuator 8 are provided.

詳述すると、ステアリングシャフト3は、ステアリング2が連結された第1シャフト10とラックアンドピニオン機構4に連結される第2シャフト11とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ8は、第1シャフト10及び第2シャフト11を連結する差動機構12と、該差動機構12を駆動するモータ13とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ8は、ステアリング操作に伴う第1シャフト10の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第2シャフト11に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)する。   More specifically, the steering shaft 3 includes a first shaft 10 to which the steering 2 is connected and a second shaft 11 to be connected to the rack and pinion mechanism 4. The gear ratio variable actuator 8 includes the first shaft 10 and the first shaft 10. A differential mechanism 12 for connecting the two shafts 11 and a motor 13 for driving the differential mechanism 12 are provided. The gear ratio variable actuator 8 adds the rotation driven by the motor to the rotation of the first shaft 10 accompanying the steering operation and transmits the rotation to the second shaft 11, whereby the steering shaft input to the rack and pinion mechanism 4. The rotation of 3 is increased (or decelerated).

つまり、図2及び図3に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ8は、ステアリング操作に基づく操舵輪6の舵角(ステア転舵角θts)にモータ駆動に基づく操舵輪の舵角(ACT角θta)を上乗せすることにより、操舵角θsに対する操舵輪6のギヤ比を可変させる。この場合において、「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する操舵輪6のギヤ比」をオーバーオールギヤ比(操舵角θs/タイヤ角θt)で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる(タイヤ角θt大、図2参照)。そして、逆方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる(タイヤ角θt小、図3参照)。そして、ECU9は、モータ13に対して駆動電力を供給することにより該モータ13の回転、即ちACT角θtaを制御し、これによりギヤ比可変アクチュエータ8の作動を制御する(ギヤ比可変制御)。   That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the gear ratio variable actuator 8 has the steering angle (ACT angle θta) of the steered wheels based on the motor drive to the steered angle (steer steered angle θts) of the steered wheels 6 based on the steering operation. ) Is added, the gear ratio of the steered wheels 6 with respect to the steering angle θs is varied. In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “gear ratio of the steered wheels 6 with respect to the steering angle θs” is expressed as an overall gear ratio (steering angle θs / tire angle θt), an overall increase is made by adding the ACT angle θta in the same direction as the steering angle θts. The gear ratio is small (large tire angle θt, see FIG. 2). Then, the overall gear ratio is increased by adding the ACT angle θta in the reverse direction (small tire angle θt, see FIG. 3). The ECU 9 controls the rotation of the motor 13, that is, the ACT angle θta by supplying driving power to the motor 13, thereby controlling the operation of the gear ratio variable actuator 8 (gear ratio variable control).

具体的には、図1に示すように、ECU9には、ステアリング2の操舵角θsを検出する操舵角センサ14及び車速センサ15が接続されており、ECU9は、これら各センサにより検出される操舵角θs及び車速Vに基づいてACT角θtaの制御目標量であるACT目標角を演算する。尚、本実施形態では、ECU9は、操舵角θs及び車速VとACT目標角とが関連付けられたマップ(図示略)を有しており、検出された操舵角θs及び車速Vをこのマップに照合することによりACT目標角を算出する。また、ECU9には、モータ13の回転角θmを検出する回転角センサ16が接続されており、ECU9は、その回転角θmに基づき実際のACT角θtaを検出する。そして、ECU9は、ACT角θtaがACT目標角に追従するようにモータ13の回転を制御する。   Specifically, as shown in FIG. 1, a steering angle sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 that detect the steering angle θs of the steering 2 are connected to the ECU 9, and the ECU 9 detects the steering detected by these sensors. Based on the angle θs and the vehicle speed V, an ACT target angle that is a control target amount of the ACT angle θta is calculated. In this embodiment, the ECU 9 has a map (not shown) in which the steering angle θs and the vehicle speed V are associated with the ACT target angle, and the detected steering angle θs and the vehicle speed V are collated with this map. Thus, the ACT target angle is calculated. The ECU 9 is connected to a rotation angle sensor 16 that detects a rotation angle θm of the motor 13. The ECU 9 detects an actual ACT angle θta based on the rotation angle θm. Then, the ECU 9 controls the rotation of the motor 13 so that the ACT angle θta follows the ACT target angle.

また、本実施形態のステアリング装置1は、ステアリング2とギヤ比可変アクチュエータ8との間に設けられ、ステアリング2に作用する反力トルクを補正するための補助力(補正トルク)を操舵系に付与する反力補正装置としての反力補正アクチュエータ20を備えている。そして、同反力補正アクチュエータ20は、ECU9によりその作動が制御されている。   Further, the steering device 1 of the present embodiment is provided between the steering 2 and the gear ratio variable actuator 8, and applies an assisting force (correction torque) for correcting the reaction torque acting on the steering 2 to the steering system. The reaction force correction actuator 20 is provided as a reaction force correction device. The operation of the reaction force correcting actuator 20 is controlled by the ECU 9.

図4に示すように、本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ8及び反力補正アクチュエータ20は、筒状のハウジング21内に収容されることにより一体に構成されている。そして、このハウジング21は、車両のボディ(図示略)に固定されている。具体的には、ハウジング21は、ステアリング2側のアッパハウジング22とラックアンドピニオン機構4側のロアハウジング23とからなり、ステアリングシャフト3を構成する第1シャフト10は、アッパハウジング22を軸方向に貫通することにより、その先端がロアハウジング23内に延設されている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ8はロアハウジング23内に、反力補正アクチュエータ20はアッパハウジング22内に収容されている。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the gear ratio variable actuator 8 and the reaction force correcting actuator 20 are integrally configured by being housed in a cylindrical housing 21. The housing 21 is fixed to a vehicle body (not shown). Specifically, the housing 21 is composed of an upper housing 22 on the steering 2 side and a lower housing 23 on the rack and pinion mechanism 4 side, and the first shaft 10 constituting the steering shaft 3 has the upper housing 22 in the axial direction. By penetrating, the tip end is extended into the lower housing 23. The gear ratio variable actuator 8 is housed in the lower housing 23, and the reaction force correcting actuator 20 is housed in the upper housing 22.

更に詳述すると、本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ8のモータ13は、ロアハウジング23の内周に固定されたステータ26と、該ステータ26の内側において回転可能に軸支された中空筒状のモータシャフト27とにより構成されるブラシレスモータであり、ロアハウジング23内に延設された第1シャフト10は、モータシャフト27内に挿通されている。そして、モータシャフト27の一端(ステアリング2側)には、回転角センサ16としてレゾルバ28が設けられている。   More specifically, in the present embodiment, the motor 13 of the gear ratio variable actuator 8 includes a stator 26 fixed to the inner periphery of the lower housing 23 and a hollow cylindrical shape rotatably supported inside the stator 26. The first shaft 10 extending in the lower housing 23 is inserted into the motor shaft 27. A resolver 28 is provided as a rotation angle sensor 16 at one end (steering 2 side) of the motor shaft 27.

また、ギヤ比可変アクチュエータ8は、差動機構12としてハーモニックドライブ(波動歯車装置)30を有しており、同ハーモニックドライブ30は、同軸に並置された一対のサーキュラスプライン31,32と、これら該各スプラインと噛み合うように同軸配置された筒状のフレキシブルスプライン33とを備えている。各サーキュラスプライン31,32には、互いに異なる歯数が設定されており、フレキシブルスプライン33は、楕円状に撓められた状態で各サーキュラスプライン31,32の内側に配置されることにより、その外歯が該各サーキュラスプライン31,32の内歯とそれぞれ部分的に噛合されている。   The gear ratio variable actuator 8 has a harmonic drive (wave gear device) 30 as the differential mechanism 12, and the harmonic drive 30 includes a pair of circular splines 31 and 32 that are coaxially arranged, A cylindrical flexible spline 33 arranged coaxially so as to mesh with each spline is provided. Each circular spline 31 and 32 has a different number of teeth, and the flexible spline 33 is placed inside each circular spline 31 and 32 in a state of being bent in an elliptical shape. The teeth are partially meshed with the inner teeth of the circular splines 31 and 32, respectively.

本実施形態では、モータシャフト27内に挿通された第1シャフト10の先端は、連結部材34を介してハーモニックドライブ30の第1のサーキュラスプライン31に連結されており、ハーモニックドライブ30の第2のサーキュラスプライン32には、連結部材35を介して第2シャフト11が連結されている。そして、モータシャフト27の先端には、フレキシブルスプライン33の内側に配置されることにより上記各スプラインとともにハーモニックドライブ30を構成する波動発生器36が固定されている。   In this embodiment, the tip of the first shaft 10 inserted into the motor shaft 27 is connected to the first circular spline 31 of the harmonic drive 30 via the connecting member 34, and the second shaft of the harmonic drive 30 is connected. The second shaft 11 is connected to the circular spline 32 via a connecting member 35. And the wave generator 36 which comprises the harmonic drive 30 with each said spline by being arrange | positioned inside the flexible spline 33 at the front-end | tip of the motor shaft 27 is being fixed.

即ち、ステアリング操作に伴う第1シャフト10の回転は、該第1シャフト10に連結された第1のサーキュラスプライン31からフレキシブルスプライン33を介して第2のサーキュラスプライン32に伝達され、これにより第2シャフト11へと伝達される。また、波動発生器36は、モータ13に駆動されフレキシブルスプライン33の内側を回転することにより、上記撓められたフレキシブルスプライン33の楕円形状、即ち両サーキュラスプライン31,32との噛合部を回転させる。そして、第1のサーキュラスプライン31と第2のサーキュラスプライン32と間の歯数差に基づいて、第2のサーキュラスプライン32が波動発生器36の回転方向と逆方向に回転することにより、モータ13の回転が減速されて第2シャフト11に伝達されるようになっている。   That is, the rotation of the first shaft 10 due to the steering operation is transmitted from the first circular spline 31 connected to the first shaft 10 to the second circular spline 32 via the flexible spline 33, thereby the second circular spline 32. It is transmitted to the shaft 11. The wave generator 36 is driven by the motor 13 and rotates inside the flexible spline 33 to rotate the elliptical shape of the bent flexible spline 33, that is, the meshing portion with both the circular splines 31 and 32. . Then, the second circular spline 32 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 36 based on the difference in the number of teeth between the first circular spline 31 and the second circular spline 32, thereby causing the motor 13. Is decelerated and transmitted to the second shaft 11.

一方、反力補正アクチュエータ20は、駆動源としてのモータ37と、減速機構としてのハーモニックドライブ38を備えている。本実施形態では、このモータ37もまたブラシレスモータであり、該モータ37は、アッパハウジング22の内周に固定されたステータ41と、該ステータ41の内側において回転可能に軸支された中空筒状のモータシャフト42とを備えている。そして、第1シャフト10は、モータシャフト42の筒内に挿通されることにより、アッパハウジング22を軸方向に貫通し、その先端がロアハウジング23内に延設されている。   On the other hand, the reaction force correction actuator 20 includes a motor 37 as a drive source and a harmonic drive 38 as a speed reduction mechanism. In the present embodiment, the motor 37 is also a brushless motor. The motor 37 is a stator 41 fixed to the inner periphery of the upper housing 22 and a hollow cylindrical shape that is rotatably supported inside the stator 41. The motor shaft 42 is provided. The first shaft 10 is inserted into the cylinder of the motor shaft 42, thereby penetrating the upper housing 22 in the axial direction, and the tip of the first shaft 10 extends into the lower housing 23.

ハーモニックドライブ38は、上記のハーモニックドライブ30と同様に、一対のサーキュラスプライン43,44、フレキシブルスプライン45、及び波動発生器46を備えており、第1のサーキュラスプライン43は、連結部材47を介して第1シャフト10と連結され、第2のサーキュラスプライン44は、アッパハウジング22に固定されている。そして、波動発生器46には、モータシャフト42の一端が連結されている。   The harmonic drive 38 includes a pair of circular splines 43, 44, a flexible spline 45, and a wave generator 46, similar to the above harmonic drive 30, and the first circular spline 43 is connected via a connecting member 47. Connected to the first shaft 10, the second circular spline 44 is fixed to the upper housing 22. The wave generator 46 is connected to one end of the motor shaft 42.

即ち、上記ギヤ比可変アクチュエータ8側のハーモニックドライブ30の場合と同様に、波動発生器46は、モータ37に駆動されフレキシブルスプライン45の内側を回転することにより、同フレキシブルスプライン45と両サーキュラスプライン43,44との間の噛合部を回転させる。そして、これにより第1のサーキュラスプライン43が波動発生器46の回転と逆方向に回転することにより、そのモータトルクが上記補正トルクとして第1シャフト10に伝達されるようになっている。   That is, as in the case of the harmonic drive 30 on the variable gear ratio actuator 8 side, the wave generator 46 is driven by the motor 37 and rotates inside the flexible spline 45, so that the flexible spline 45 and both the circular splines 43 are rotated. , 44 is rotated. As a result, the first circular spline 43 rotates in the direction opposite to the rotation of the wave generator 46, so that the motor torque is transmitted to the first shaft 10 as the correction torque.

また、本実施形態の反力補正アクチュエータ20には、ステアリング操作に伴う操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ51が一体に組み込まれている。具体的には、反力補正アクチュエータ20のモータシャフト42には、その径方向の厚みが薄肉とされた薄肉部52が形成されるとともに、その両端部42a,42bの近傍には、該薄肉部52を挟むように一対のレゾルバ53,54が設けられている。尚、薄肉部52は、ステータ41と対向するロータ部55よりもステアリング2側に設けられている。そして、これらのレゾルバ53,54及びモータシャフト42によりトルクセンサ51が構成されている。   Further, in the reaction force correcting actuator 20 of the present embodiment, a torque sensor 51 as a steering torque detecting means for detecting a steering torque accompanying a steering operation is integrally incorporated. Specifically, the motor shaft 42 of the reaction force correcting actuator 20 is formed with a thin portion 52 whose thickness in the radial direction is thin, and in the vicinity of both end portions 42a and 42b, the thin portion A pair of resolvers 53 and 54 are provided so as to sandwich 52. The thin portion 52 is provided closer to the steering 2 than the rotor portion 55 facing the stator 41. The resolver 53, 54 and the motor shaft 42 constitute a torque sensor 51.

即ち、モータシャフト42には、薄肉部52が形成されているため、ハーモニックドライブ38を介してステアリング操作に伴う第1シャフト10の回転、即ち操舵トルクが伝達されることにより捻れが生じ、ステアリング2側の端部42aとラックアンドピニオン機構4側の端部42bとの間に回転角差が発生する。そして、この回転角差を両端部42a,42bの近傍に設けられたレゾルバ53,54により検出することにより、その操舵トルクを検出することが可能となっている。   That is, since the thin portion 52 is formed in the motor shaft 42, the rotation of the first shaft 10 accompanying the steering operation, that is, the steering torque is transmitted through the harmonic drive 38, and the twist is generated. A rotation angle difference is generated between the end portion 42a on the side and the end portion 42b on the rack and pinion mechanism 4 side. The steering torque can be detected by detecting this rotational angle difference by the resolvers 53 and 54 provided in the vicinity of both end portions 42a and 42b.

図1に示すように、本実施形態では、このトルクセンサ51(詳しくはそのレゾルバ53,54)はECU9に接続されており、ECU9は、このトルクセンサ51により検出される操舵トルクを検出する。そして、その操舵トルクに基づいて、ステアリング2に作用する反力トルクを補正するために操舵系に付与すべき補正トルクを決定し、モータ37に対する駆動電力の供給を通じて同モータ37の発生するモータトルクを制御することにより、反力補正アクチュエータ20の作動、即ち第1シャフト10に付与する補正トルクを制御するようになっている。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, the torque sensor 51 (specifically, its resolvers 53 and 54) is connected to the ECU 9, and the ECU 9 detects the steering torque detected by the torque sensor 51. Then, based on the steering torque, a correction torque to be applied to the steering system in order to correct the reaction force torque acting on the steering 2 is determined, and the motor torque generated by the motor 37 through the supply of driving power to the motor 37 is determined. By controlling the above, the operation of the reaction force correction actuator 20, that is, the correction torque applied to the first shaft 10 is controlled.

(自動操舵制御)
次に、本実施形態のステアリング装置における自動操舵制御の態様について説明する。
本実施形態のステアリング装置1は、ステアリング操作によるマニュアル操舵において上記ギヤ比可変制御を行う通常モードに加え、ステアリング操作の入力によらず、自動的に操舵輪6の舵角(タイヤ角θt)を自動的に変更、即ち自動操舵制御を実行する自動操舵モードを有している。
(Automatic steering control)
Next, an aspect of automatic steering control in the steering device of the present embodiment will be described.
In addition to the normal mode in which the gear ratio variable control is performed in manual steering by a steering operation, the steering device 1 of the present embodiment automatically sets the steering angle (tire angle θt) of the steered wheels 6 regardless of the input of the steering operation. It has an automatic steering mode that automatically changes, that is, executes automatic steering control.

詳述すると、図1に示すように、ステアリング装置1は、上記操舵角センサ14、車速センサ15、回転角センサ16、及びトルクセンサ51に加え、ヨーレイトセンサ56等の各種センサを備えており、ECU9には、これらの各センサにより検出されるヨーレイトRy等の車両状態量、或いは車間距離、白線検知信号等、車両周囲の状況信号が入力されるようになっている。そして、ECU9は、これらの車両状態量及び状況信号に基づきギヤ比可変アクチュエータ8の作動、即ちACT角θtaを変更することにより、自動操舵制御を実行する。尚、自動操舵制御の具体的態様は、公知技術であるためその説明を省略する。   More specifically, as shown in FIG. 1, the steering device 1 includes various sensors such as a yaw rate sensor 56 in addition to the steering angle sensor 14, the vehicle speed sensor 15, the rotation angle sensor 16, and the torque sensor 51. The ECU 9 is input with a vehicle state quantity such as a yaw rate Ry detected by each of these sensors, or a situation signal around the vehicle such as an inter-vehicle distance and a white line detection signal. Then, the ECU 9 executes the automatic steering control by changing the operation of the variable gear ratio actuator 8, that is, the ACT angle θta, based on these vehicle state quantities and situation signals. Note that a specific aspect of the automatic steering control is a well-known technique, and therefore its description is omitted.

また、本実施形態では、ECU9は、上記自動操舵制御の実行時には、ステアリング2を回転不能に保持すべく反力補正アクチュエータ20の作動を制御する(ステアリング保持制御)。尚、本実施形態では、ECU9は、位置制御を行うことによりこの保持制御を実行する。そして、これにより、緊急操舵が必要な場合には、速やかにステアリング操作を行うことができるようになっている。   In the present embodiment, the ECU 9 controls the operation of the reaction force correction actuator 20 so as to hold the steering wheel 2 in a non-rotatable manner during the execution of the automatic steering control (steering holding control). In this embodiment, the ECU 9 performs this holding control by performing position control. As a result, when emergency steering is required, the steering operation can be quickly performed.

[自動操舵停止時の制御態様]
本実施形態のステアリング装置1もまた、自動操舵モードを備えたその他多くの車両用操舵装置と同様に、自動操舵中にステアリング操作が発生した場合には、フェールセーフの観点から、上記自動操舵制御を停止する。しかしながら、このように自動操舵モードにおいて、ステアリング2を回転不能に保持する構成では、上述のように、その自動操舵制御の停止により、運転者の想定する操舵トルクと現実に要する操舵トルクとの間に乖離が生ずる可能性がある。
[Control mode when automatic steering stops]
The steering device 1 according to the present embodiment also has the above-described automatic steering control from the viewpoint of fail-safe when a steering operation occurs during automatic steering, as in many other vehicle steering devices having an automatic steering mode. To stop. However, in the configuration in which the steering 2 is held non-rotatable in the automatic steering mode in this way, as described above, between the steering torque assumed by the driver and the actual steering torque due to the stop of the automatic steering control. There is a possibility that divergence will occur.

例えば、図5及び図6に示すように、操舵輪6に舵角(タイヤ角θt)が発生している場合、操舵系には、操舵輪6側から、このタイヤ角θtを低減しようとする力、即ち路面反力Rが印加される。従って、仮にタイヤ角θtを一定に保持するならば、この路面反力Rに抗する力をステアリング2側から操舵系に印加する必要がある。つまり、例えば、路面反力Rによって、操舵輪6側からステアリングシャフト3をA方向(図中時計回り)に回転させる路面反力トルクTrが印加されている場合には、ステアリング2側からステアリングシャフト3をB方向(図中反時計回り)に回転させるトルク、即ち路面反力トルクTrに抗する抗路面反力トルクTr´を印加する必要がある。そして、図5に示すように、自動操舵制御時には、ギヤ比可変アクチュエータ8の作動によって、この抗路面反力トルクTr´に相当するモータトルクTmがステアリングシャフト3(第2シャフト11)に印加されることにより、そのバランスが保たれている。尚、タイヤ角θtを大とする方向に操舵輪6を転舵する場合には、要求される抗路面反力トルクTr´より大きなモータトルクTmが印加され、そのモータトルクTmが要求される抗路面反力トルクTr´より小さい場合には、タイヤ角θtは小となる。   For example, as shown in FIGS. 5 and 6, when a steering angle (tire angle θt) is generated on the steered wheel 6, the steering system tries to reduce the tire angle θt from the steered wheel 6 side. A force, that is, a road surface reaction force R is applied. Therefore, if the tire angle θt is kept constant, it is necessary to apply a force against the road surface reaction force R from the steering 2 side to the steering system. That is, for example, when a road surface reaction torque Tr that rotates the steering shaft 3 in the direction A (clockwise in the drawing) is applied from the steering wheel 6 side by the road surface reaction force R, the steering shaft is driven from the steering 2 side. It is necessary to apply a torque that rotates 3 in the B direction (counterclockwise in the figure), that is, a road surface reaction torque Tr ′ that resists the road surface reaction torque Tr. As shown in FIG. 5, during automatic steering control, the motor torque Tm corresponding to the resistance road surface reaction torque Tr ′ is applied to the steering shaft 3 (second shaft 11) by the operation of the gear ratio variable actuator 8. The balance is maintained. When the steered wheels 6 are steered in the direction in which the tire angle θt is increased, a motor torque Tm larger than the required anti-road surface reaction torque Tr ′ is applied, and the motor torque Tm is required. When it is smaller than the road surface reaction torque Tr ′, the tire angle θt is small.

一方、図6に示すように、ステアリング操作の発生により自動操舵制御が停止された場合、基本的にモータトルクTmは「0」となる。そして、ステアリング2から入力される操舵トルクThと要求される抗路面反力トルクTr´とに乖離がある場合、その差分ΔTによって操舵フィーリングは急峻に変化することになる。   On the other hand, as shown in FIG. 6, when the automatic steering control is stopped by the occurrence of the steering operation, the motor torque Tm basically becomes “0”. When there is a difference between the steering torque Th input from the steering 2 and the required anti-road surface reaction torque Tr ′, the steering feeling changes sharply due to the difference ΔT.

この点を踏まえ、本実施形態のステアリング装置1では、ECU9は、その差分ΔTを低減させるべく反力補正アクチュエータ20の作動を制御する。詳述すると、本実施形態のステアリング装置1は、操舵トルクThを検出する上記トルクセンサ51に加え、路面反力R(路面反力トルクTr)を検出する第2のトルクセンサ57を備えている(図1参照)。尚、本実施形態では、この第2のトルクセンサ57として、第2シャフト11に設けられたパワーアシスト制御用のものが利用されている。そして、ECU9は、トルクセンサ51により検出される操舵トルクTh及び第2のトルクセンサ57により検出される路面反力トルクTrに基づいて、要求される抗路面反力トルクTr´と操舵トルクThとの差分ΔTに相当する補正トルクTcをステアリングシャフト3(第1シャフト10)に付与すべく反力補正アクチュエータ20の作動を制御する(反力補正制御)。尚、抗路面反力トルクTr´は、路面反力トルクTrと対応関係にあるため、そのトルク入力方向の見方(符号の取り方)を変えるだけで容易に取得可能である。   In consideration of this point, in the steering device 1 of the present embodiment, the ECU 9 controls the operation of the reaction force correction actuator 20 to reduce the difference ΔT. More specifically, the steering apparatus 1 of the present embodiment includes a second torque sensor 57 that detects a road surface reaction force R (road surface reaction force torque Tr) in addition to the torque sensor 51 that detects the steering torque Th. (See FIG. 1). In the present embodiment, the second torque sensor 57 for power assist control provided on the second shaft 11 is used. Based on the steering torque Th detected by the torque sensor 51 and the road surface reaction torque Tr detected by the second torque sensor 57, the ECU 9 calculates the required anti-road surface reaction torque Tr ′ and the steering torque Th. The operation of the reaction force correction actuator 20 is controlled so as to apply a correction torque Tc corresponding to the difference ΔT to the steering shaft 3 (first shaft 10) (reaction force correction control). The anti-road surface reaction torque Tr ′ has a corresponding relationship with the road surface reaction torque Tr, and therefore can be easily obtained simply by changing the way of viewing the torque input direction (how to sign).

即ち、本実施形態のステアリング装置1では、自動操舵制御停止時には、反力補正アクチュエータ20の作動によって、要求される抗路面反力トルクTr´に対して操舵トルクThが不足する分(又は過剰な分)のトルクが補正トルクTcとして操舵系(第1シャフト10)に付与される。従って、ステアリング2に作用する反力トルクは、ステアリング2に入力された操舵トルクThに対応する運転者の想定するものと略等しくなり、これにより、操舵フィーリングの急峻な変化を抑制して、自動操舵モードからステアリング操作によるマニュアル操舵、即ち通常モードへの移行を円滑なものとすることができる。   That is, in the steering device 1 of the present embodiment, when the automatic steering control is stopped, the steering torque Th is insufficient (or excessive) with respect to the required anti-road surface reaction torque Tr ′ by the operation of the reaction force correction actuator 20. Minutes) is applied to the steering system (first shaft 10) as the correction torque Tc. Accordingly, the reaction torque acting on the steering wheel 2 is substantially equal to that assumed by the driver corresponding to the steering torque Th input to the steering wheel 2, thereby suppressing a steep change in steering feeling, The transition from the automatic steering mode to the manual steering by the steering operation, that is, the normal mode can be made smooth.

また、本実施形態のステアリング装置1では、ECU9は、上記反力補正制御において操舵系に付与する補正トルクTcを時間経過とともに徐々に低減させる。即ち、上記反力補正制御の実行により、ステアリング2に作用する反力トルクは運転者の想定するものと略等しくなる。しかしながら、依然として、要求される抗路面反力トルクTr´とステアリング2に入力される操舵トルクThとの間に乖離があることに変わりはなく、こうした乖離は速やかに是正されるのが望ましい。その点、上記のように補正トルクTcを徐々に低減することで、運転者は、同補正トルクTcの減少により変化する手応え、即ち反力トルクの変化分だけ、その操舵トルクThを変化させる。そして、徐々に補正トルクTcを略ゼロとすることにより、運転者に違和感を与えることなく、その操舵トルクThを要求される抗路面反力トルクTr´に等しくすることができる。   In the steering device 1 of the present embodiment, the ECU 9 gradually reduces the correction torque Tc to be applied to the steering system in the reaction force correction control with the passage of time. That is, by executing the reaction force correction control, the reaction force torque acting on the steering 2 becomes substantially equal to that assumed by the driver. However, there is still a difference between the required anti-road surface reaction torque Tr ′ and the steering torque Th input to the steering 2, and it is desirable that such deviation be corrected promptly. In this respect, by gradually reducing the correction torque Tc as described above, the driver changes the steering torque Th by the response that changes as the correction torque Tc decreases, that is, by the change in the reaction torque. Then, by gradually setting the correction torque Tc to substantially zero, the steering torque Th can be made equal to the required anti-road surface reaction torque Tr ′ without causing the driver to feel uncomfortable.

更に、本実施形態のステアリング装置1では、ECU9は、自動操舵制御の停止後、ACT角θtaを、通常の伝達比可変制御における操舵角θsに対応する角度(図2及び図3参照)まで、時間経過とともに徐々に変更する。即ち、本実施形態のステアリング装置1では、自動操舵制御時には、ステアリング2を回転不能に保持するため、その保持状態における操舵角θsと実際のタイヤ角θtに対応する本来の操舵角とは相違しており、上記のような要求される抗路面反力トルクTr´と入力される操舵トルクThとの間の乖離もこの相違によって引き起こされる。従って、その相違もまた速やかに是正されるのが望ましい。その点、上記のように、ACT角θtaを徐々に変更することで、運転者は、その変更に応じてステアリング2に修正舵を加える。そして、これにより、運転者に違和感を与えることなく、操舵角θsを実際のタイヤ角θtに対応する角度に一致させることができる。   Further, in the steering device 1 of the present embodiment, the ECU 9 stops the automatic steering control, and then sets the ACT angle θta to an angle (see FIGS. 2 and 3) corresponding to the steering angle θs in the normal transmission ratio variable control. Change gradually over time. That is, in the steering device 1 of the present embodiment, during the automatic steering control, the steering 2 is held unrotatable, so the steering angle θs in the held state is different from the original steering angle corresponding to the actual tire angle θt. The difference between the required anti-road surface reaction force torque Tr ′ and the input steering torque Th is also caused by this difference. Therefore, it is desirable that the difference is also corrected promptly. In that respect, as described above, by gradually changing the ACT angle θta, the driver adds a correction rudder to the steering 2 in accordance with the change. As a result, the steering angle θs can be matched with the angle corresponding to the actual tire angle θt without causing the driver to feel uncomfortable.

次に、本実施形態における自動操舵制御の処理手順について説明する。
図7のフローチャートに示すように、ECU9は、先ず、操舵トルクTh、及び路面反力トルクTr(抗路面反力トルクTr´)を含む各種センサ値を検出し(ステップ101)、続いてステアリング操作の有無を判定する(ステップ102)。尚、このステップ102におけるステアリング操作判定は、例えば、操舵トルクThの絶対値が所定時間以上継続して所定値α1以上、又は操舵トルクThの2回微分値が所定値β1以上となったか否かを判定することにより行われる。そして、ステアリング操作がないと判定した場合(ステップ102:NO)には、上述の自動操舵制御(ステップ103)、及びステアリング保持制御(ステップ104)を実行する。
Next, a processing procedure for automatic steering control in the present embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 7, the ECU 9 first detects various sensor values including the steering torque Th and the road surface reaction force torque Tr (anti-road surface reaction force torque Tr ′) (step 101), and then the steering operation. Whether or not there is is determined (step 102). Note that the steering operation determination in step 102 is, for example, whether or not the absolute value of the steering torque Th continues for a predetermined time or more and whether or not the double differential value of the steering torque Th becomes a predetermined value β1 or more. This is done by determining. And when it determines with there being no steering operation (step 102: NO), the above-mentioned automatic steering control (step 103) and steering holding | maintenance control (step 104) are performed.

一方、上記ステップ102において、ステアリング操作があると判定した場合(ステップ102:YES)には、ECU9は、自動操舵制御を停止する(ステップ105)。そして、上記ステアリング保持制御を停止して、要求される抗路面反力トルクTr´と操舵トルクThとの差分ΔTを低減させる補正トルクTcを第1シャフト10に付与すべく反力補正アクチュエータ20の作動を制御する(反力補正制御、ステップ106)。尚、本実施形態では、反力補正制御の開始時における補正トルクTcは、上記の差分ΔT相当量とされる。   On the other hand, when it is determined in step 102 that there is a steering operation (step 102: YES), the ECU 9 stops the automatic steering control (step 105). Then, the steering holding control is stopped, and the reaction force correction actuator 20 is applied to the first shaft 10 so as to apply the correction torque Tc for reducing the required difference ΔT between the reaction road reaction torque Tr ′ and the steering torque Th. The operation is controlled (reaction force correction control, step 106). In the present embodiment, the correction torque Tc at the start of the reaction force correction control is the amount corresponding to the difference ΔT.

次に、ECU9は、急操舵と推定されるステアリング操作があるか否かを判定する(ステップ107)。尚、このステップ107における急操舵の推定は、例えば、操舵トルクThの絶対値が所定値α2以上、且つ操舵トルクThの2回微分値が所定値β2以上となったか否かを判定することにより行われる。そして、急操舵がないと判定した場合(ステップ107:NO)には、第1シャフト10に付与する補正トルクTcを時間経過とともに徐々に低減するための補正トルク徐変演算(ステップ108)、及びACT角θtaを伝達比可変制御における操舵角θsに対応する角度、即ちまで時間経過とともに徐々に変更するACT角徐変制御(ステップ109)を実行する。   Next, the ECU 9 determines whether or not there is a steering operation estimated to be sudden steering (step 107). The estimation of the sudden steering in step 107 is performed by, for example, determining whether or not the absolute value of the steering torque Th is equal to or greater than a predetermined value α2 and the twice differential value of the steering torque Th is equal to or greater than a predetermined value β2. Done. If it is determined that there is no sudden steering (step 107: NO), a correction torque gradual change calculation (step 108) for gradually reducing the correction torque Tc to be applied to the first shaft 10 over time, and ACT angle gradual change control (step 109) is executed in which the ACT angle θta is gradually changed over time until an angle corresponding to the steering angle θs in the transmission ratio variable control.

尚、補正トルクTcは、例えば、次式により算出することができ、同式において補正トルクTcを時間とともに減少させる関数f(t)は、上記ステップ108の補正トルク徐変演算において、時間経過とともに関数f(t)の値が減少する特性を有するマップを参照することにより演算することができる。   The correction torque Tc can be calculated, for example, by the following equation, and the function f (t) for decreasing the correction torque Tc with time in the equation is calculated with the passage of time in the correction torque gradual change calculation of step 108. The calculation can be performed by referring to a map having a characteristic that the value of the function f (t) decreases.

Tc=((Tr´−Th)×A+B)×f(h) ・・・(1)
但し、「A」は車速に依存する係数、「B」はオフセット量である。
次に、ECU9は、上記ステップ108及びステップ109の実行により補正トルクTcの絶対値が「0」、且つACT角θtaが通常の角度となったか否かを判定し(ステップ110)、この判定条件を満たすまで、上記ステップ106〜ステップ110の処理を繰り返す。尚、説明の便宜上図示しないが、操舵トルクTh及び路面反力トルクTr、その他の各種センサ値は、このステップ106〜ステップ110の処理を繰り返す間にも逐次検出されることはいうまでもない。そして、補正トルクTcが「0」、且つACT角θtaが通常の角度と判定した場合(ステップ110:YES)には、反力補正制御を終了する(ステップ111)。
Tc = ((Tr′−Th) × A + B) × f (h) (1)
However, “A” is a coefficient depending on the vehicle speed, and “B” is an offset amount.
Next, the ECU 9 determines whether or not the absolute value of the correction torque Tc is “0” and the ACT angle θta is a normal angle by executing the above steps 108 and 109 (step 110). Until the above condition is satisfied, the processes of step 106 to step 110 are repeated. Although not shown for convenience of explanation, it is needless to say that the steering torque Th, the road surface reaction torque Tr, and other various sensor values are successively detected while the processing of Step 106 to Step 110 is repeated. When it is determined that the correction torque Tc is “0” and the ACT angle θta is a normal angle (step 110: YES), the reaction force correction control is ended (step 111).

尚、本実施形態では、上記ステップ107において、急操舵と推定されるステアリング操作があると判定した場合(ステップ107:YES)には、そのステアリング操作の妨げとならないように、即座に反力補正制御を終了する。   In this embodiment, if it is determined in step 107 that there is a steering operation that is estimated to be sudden steering (step 107: YES), the reaction force is immediately corrected so as not to hinder the steering operation. End control.

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
(1)ステアリング装置1は、操舵トルクThを検出する上記トルクセンサ51に加え、路面反力R(路面反力トルクTr)を検出する第2のトルクセンサ57を備える。そして、自動操舵制御停止時、ECU9は、トルクセンサ51により検出される操舵トルクTh及び第2のトルクセンサ57により検出される路面反力トルクTrに基づいて、要求される抗路面反力トルクTr´と操舵トルクThとの差分ΔTを低減させる補正トルクTcをステアリングシャフト3に付与すべく反力補正アクチュエータ20の作動を制御する。
As described above, according to the present embodiment, the following features can be obtained.
(1) The steering device 1 includes a second torque sensor 57 that detects a road surface reaction force R (road surface reaction force torque Tr) in addition to the torque sensor 51 that detects the steering torque Th. When the automatic steering control is stopped, the ECU 9 determines the required anti-road surface reaction torque Tr based on the steering torque Th detected by the torque sensor 51 and the road surface reaction torque Tr detected by the second torque sensor 57. The operation of the reaction force correction actuator 20 is controlled so as to apply a correction torque Tc for reducing the difference ΔT between the angle 'and the steering torque Th to the steering shaft 3.

このような構成とすれば、自動操舵制御停止時には、反力補正アクチュエータ20の作動によって、要求される抗路面反力トルクTr´に対して操舵トルクThが不足する分(又は過剰な分)のトルクが補正トルクTcとして操舵系(第1シャフト10)に付与される。従って、ステアリング2に作用する反力トルクは、ステアリング2に入力された操舵トルクThに対応する運転者の想定するものと略等しくなり、これにより、操舵フィーリングの急峻な変化を抑制して、自動操舵モードからステアリング操作によるマニュアル操舵、即ち通常モードへの移行を円滑なものとすることができる。   With such a configuration, when the automatic steering control is stopped, the operation of the reaction force correction actuator 20 causes the steering torque Th to be insufficient (or excessive) with respect to the required anti-road surface reaction torque Tr ′. Torque is applied to the steering system (first shaft 10) as the correction torque Tc. Accordingly, the reaction torque acting on the steering wheel 2 is substantially equal to that assumed by the driver corresponding to the steering torque Th input to the steering wheel 2, thereby suppressing a steep change in steering feeling, The transition from the automatic steering mode to the manual steering by the steering operation, that is, the normal mode can be made smooth.

(2)ECU9は、上記反力補正制御において操舵系に付与する補正トルクTcを時間経過とともに徐々に低減させる。このような構成とすれば、運転者は、同補正トルクTcの減少により変化する手応え、即ち反力トルクの変化分だけ、その操舵トルクThを変化させる。そして、徐々にその補正トルクTcを略ゼロとすることにより、運転者に違和感を与えることなく、その操舵トルクThを要求される抗路面反力トルクTr´に等しくすることができる。   (2) The ECU 9 gradually reduces the correction torque Tc applied to the steering system in the reaction force correction control with time. With this configuration, the driver changes the steering torque Th by the response that changes as the correction torque Tc decreases, that is, the change in the reaction torque. Then, by gradually setting the correction torque Tc to substantially zero, the steering torque Th can be made equal to the required anti-road surface reaction torque Tr ′ without causing the driver to feel uncomfortable.

(3)ECU9は、自動操舵制御の停止後、ACT角θtaを、通常の伝達比可変制御における操舵角θsに対応する角度(図2及び図3参照)まで、時間経過とともに徐々に変更する。このような構成とすれば、運転者は、そのACT角θtaの変更に応じてステアリング2に修正舵を加える。その結果、運転者に違和感を与えることなく、操舵角θsを実際のタイヤ角θtに対応する角度に一致させることができる。   (3) After the automatic steering control is stopped, the ECU 9 gradually changes the ACT angle θta over time to an angle corresponding to the steering angle θs in the normal transmission ratio variable control (see FIGS. 2 and 3). With such a configuration, the driver adds a correction rudder to the steering 2 in accordance with the change in the ACT angle θta. As a result, the steering angle θs can be matched with the angle corresponding to the actual tire angle θt without causing the driver to feel uncomfortable.

(4)ECU9は、急操舵と推定されるステアリング操作があると判定した場合には、反力補正制御を終了する。これにより、反力補正アクチュエータ20の作動が緊急回避操舵の妨げとなるのを防止することができる。   (4) If the ECU 9 determines that there is a steering operation that is estimated to be sudden steering, the reaction force correction control ends. Thereby, it is possible to prevent the operation of the reaction force correcting actuator 20 from interfering with the emergency avoidance steering.

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、EPSアクチュエータ7を備えたステアリング装置1に具体化し、路面反力Rを検知する路面反力検知手段として、第2シャフト11に設けられたパワーアシスト制御用の第2のトルクセンサ57を利用することした。しかし、これに限らず、第2のトルクセンサ57に替わる路面反力検知手段を有するものであれば、油圧式のパワーステアリング装置、或いはパワーアシストを行わないステアリング装置に具体化してもよい。即ち、路面反力検知手段は、直接的に路面反力トルクTrを検出可能なトルクセンサに限らず、車両状態量に基づく推定により間接的に路面反力R(路面反力トルクTr)を検知するものであってもよい。尚、その推定は、例えば、操舵角θsや車速等と路面反力Rとの関係を予め実験やシミュレーション等により求め、その関係をマップにする。そして、このマップを参照することで容易に行うことができる。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in the steering device 1 including the EPS actuator 7 and is used for power assist control provided on the second shaft 11 as road surface reaction force detection means for detecting the road surface reaction force R. The second torque sensor 57 was used. However, the present invention is not limited to this, and a hydraulic power steering device or a steering device that does not perform power assist may be embodied as long as it has a road surface reaction force detection means instead of the second torque sensor 57. That is, the road surface reaction force detecting means is not limited to the torque sensor that can directly detect the road surface reaction force torque Tr, but indirectly detects the road surface reaction force R (road surface reaction force torque Tr) by estimation based on the vehicle state quantity. You may do. For the estimation, for example, the relationship between the steering angle θs, the vehicle speed, etc., and the road surface reaction force R is obtained in advance by experiments, simulations, etc., and the relationship is made a map. And it can carry out easily by referring this map.

・本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ8及び反力補正アクチュエータ20は、ともにハウジング21内に収容されることにより一体に構成されることとしたが、反力補正アクチュエータ20が、ステアリング2とギヤ比可変アクチュエータ8との間に設けられるものであれば、別体に設けられるものであってもよい。また、ギヤ比可変アクチュエータ8は、EPSアクチュエータ7と一体であってよく、そのハウジングが車両のボディ(図示略)に固定されないものであってもよい。   In the present embodiment, the variable gear ratio actuator 8 and the reaction force correction actuator 20 are integrally configured by being housed in the housing 21. However, the reaction force correction actuator 20 is connected to the steering 2 and the gear. As long as it is provided between the variable ratio actuator 8, it may be provided separately. The gear ratio variable actuator 8 may be integrated with the EPS actuator 7, and the housing thereof may not be fixed to the vehicle body (not shown).

・本実施形態では、ステアリング操作に伴う操舵トルクを検出するためのトルクセンサ51は、反力補正アクチュエータ20と一体に組み込まれるととしたが、反力補正アクチュエータ20と別体に設けられるものであってもよい。   In the present embodiment, the torque sensor 51 for detecting the steering torque accompanying the steering operation is integrated with the reaction force correction actuator 20, but is provided separately from the reaction force correction actuator 20. There may be.

・本実施形態では、自動操舵制御の停止後、ACT角θtaを、通常の伝達比可変制御における操舵角θsに対応する角度まで時間経過とともに徐々に変更することとした。しかし、これに限らず、ACT角θtaを時間経過とともに徐々に低減する構成としてもよい。このような構成とすれば、運転者に違和感を与えることなく、タイヤ角θtと操舵角θsとの関係をリニアなものに近づけることができる。   In the present embodiment, after the automatic steering control is stopped, the ACT angle θta is gradually changed over time to an angle corresponding to the steering angle θs in the normal transmission ratio variable control. However, the present invention is not limited to this, and the ACT angle θta may be gradually reduced with time. With such a configuration, the relationship between the tire angle θt and the steering angle θs can be approximated to a linear one without giving the driver a sense of incongruity.

本実施形態のステアリング装置の概略構成図。The schematic block diagram of the steering device of this embodiment. 伝達比可変制御の作用説明図。Action | operation explanatory drawing of transmission ratio variable control. 伝達比可変制御の作用説明図。Action | operation explanatory drawing of transmission ratio variable control. ギヤ比可変アクチュエータ及び反力補正アクチュエータの断面図。Sectional drawing of a gear ratio variable actuator and a reaction force correction actuator. 自動操舵制御時における操舵系に作用する力のバランスを示す説明図。Explanatory drawing which shows the balance of the force which acts on the steering system at the time of automatic steering control. 自動操舵制御停止時における操舵系に作用する力のバランスを示す説明図。Explanatory drawing which shows the balance of the force which acts on the steering system at the time of automatic steering control stop. 自動操舵制御の処理手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the process sequence of automatic steering control.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステアリング装置、2…ステアリングホイール(ステアリング)、3…ステアリングシャフト、5…ラック、6…操舵輪、8…ギヤ比可変アクチュエータ、9…ECU、10…第1シャフト、11…第2シャフト、13…モータ、20…反力補正アクチュエータ、37…モータ、51…トルクセンサ、57…第2のトルクセンサ、θs…操舵角、θt…タイヤ角、θts…ステア転舵角、θta…ACT角、Th…操舵トルク、R…路面反力、Tr…路面反力トルク、Tr´…抗路面反力トルク、Tc…補正トルク、ΔT…差分。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 2 ... Steering wheel (steering), 3 ... Steering shaft, 5 ... Rack, 6 ... Steering wheel, 8 ... Gear ratio variable actuator, 9 ... ECU, 10 ... 1st shaft, 11 ... 2nd shaft, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Motor, 20 ... Reaction force correction actuator, 37 ... Motor, 51 ... Torque sensor, 57 ... Second torque sensor, θs ... Steering angle, θt ... Tire angle, θts ... Steer turning angle, θta ... ACT angle, Th: Steering torque, R: Road surface reaction force, Tr: Road surface reaction torque, Tr ': Anti-road surface reaction torque, Tc: Correction torque, ΔT: Difference.

Claims (5)

ステアリングホイールと操舵輪との間の操舵系の途中に設けられ前記ステアリングホイールの操舵角に基づく前記操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変する伝達比可変装置と、該伝達比可変装置とステアリングホイールと間に設けられ前記ステアリングホイールに作用する反力トルクを補正するための補助力を操舵系に付与する反力補正装置と、前記伝達比可変装置及び反力補正装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ駆動に基づく前記第2の舵角を変更することにより、ステアリング操作によらず前記操舵輪の舵角を自動制御する自動操舵モードとを有するとともに、該自動操舵モードにおいては、前記ステアリングホイールを回転不能に保持すべく前記反力補正装置の作動を制御する車両用操舵装置であって、
前記ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記路面反力を検知する路面反力検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記ステアリング操作の発生時には、前記自動制御を停止するとともに、前記検出された操舵トルクと前記検知された路面反力に基づいて求められる該路面反力に抗するために要求される抗路面反力トルクとの差分を低減させるべく前記反力補正装置の作動を制御すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
A second rudder angle of the steered wheel based on motor drive is added to a first rudder angle of the steered wheel that is provided in the middle of the steering system between the steering wheel and the steered wheel and is based on the steering angle of the steering wheel. A transmission ratio variable device that varies the transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel, and a reaction force torque that is provided between the transmission ratio variable device and the steering wheel and that acts on the steering wheel. And a control means for controlling the operation of the transmission ratio variable device and the reaction force correction device, wherein the control means is the second motor based on the motor drive. An automatic steering mode for automatically controlling the steering angle of the steered wheels without changing the steering operation by changing the steering angle. , Said a vehicle steering apparatus which controls the operation of the reaction force correction unit so as to rotatably hold the steering wheel,
Steering torque detection means for detecting steering torque input to the steering wheel;
Road surface reaction force detecting means for detecting the road surface reaction force,
The control means is required to stop the automatic control when the steering operation occurs and to resist the road surface reaction force obtained based on the detected steering torque and the detected road surface reaction force. Controlling the operation of the reaction force correction device to reduce the difference with the reaction surface reaction torque.
A vehicle steering apparatus characterized by the above.
請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記差分を低減させるべく付与される前記補助力を時間経過とともに徐々に低減すること、を特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the control means gradually reduces the auxiliary force applied to reduce the difference with time.
請求項1又は請求項2に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記自動制御の停止後、前記モータ駆動に基づく前記第2の舵角を伝達比可変制御における前記操舵角に応じた角度まで時間経過とともに徐々に変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
In the vehicle steering device according to claim 1 or 2,
The control means is characterized in that after the automatic control is stopped, the second steering angle based on the motor drive is gradually changed over time to an angle corresponding to the steering angle in the transmission ratio variable control. Vehicle steering system.
請求項1又は請求項2に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記自動制御の停止後、前記モータ駆動に基づく前記第2の舵角を時間経過とともに徐々に低減すること、を特徴とする車両用操舵装置。
In the vehicle steering device according to claim 1 or 2,
The vehicle steering apparatus, wherein the control means gradually reduces the second rudder angle based on the motor drive with time after the automatic control is stopped.
請求項1〜請求項4のうちの何れか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記ステアリング操作が急操舵と推定される場合には、前記反力補正装置の作動を停止させること、を特徴とする車両用操舵装置。
In the vehicle steering device according to any one of claims 1 to 4,
The control means stops the operation of the reaction force correction device when the steering operation is estimated to be rapid steering.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015020719A (en) * 2013-07-23 2015-02-02 株式会社デンソー Lane maintenance support device
JP6299164B2 (en) * 2013-11-12 2018-03-28 株式会社デンソー Steering control device
DE102017215013B4 (en) * 2017-08-28 2021-02-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Steering control device and method for determining an actuating signal for power electronics of a steering device of a motor vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001122145A (en) * 1999-10-29 2001-05-08 Nissan Motor Co Ltd Vehicular autopilot
JP2003154951A (en) * 2001-11-19 2003-05-27 Mitsubishi Electric Corp Steering device for vehicle
JP2003252222A (en) * 2002-02-27 2003-09-10 Nissan Motor Co Ltd Steering device for vehicle
JP2004175311A (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp Steering device for vehicle
JP2004224238A (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Honda Motor Co Ltd Steering gear
JP2004330841A (en) * 2003-05-06 2004-11-25 Toyoda Mach Works Ltd Steering control device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001122145A (en) * 1999-10-29 2001-05-08 Nissan Motor Co Ltd Vehicular autopilot
JP2003154951A (en) * 2001-11-19 2003-05-27 Mitsubishi Electric Corp Steering device for vehicle
JP2003252222A (en) * 2002-02-27 2003-09-10 Nissan Motor Co Ltd Steering device for vehicle
JP2004175311A (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp Steering device for vehicle
JP2004224238A (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Honda Motor Co Ltd Steering gear
JP2004330841A (en) * 2003-05-06 2004-11-25 Toyoda Mach Works Ltd Steering control device

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