JP5338491B2 - Vehicle steering apparatus and vehicle steering method - Google Patents

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Description

本発明は、車両用操舵装置および車両用操舵方法に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus and a vehicle steering method.

特許文献１には、ステアリングホイールとは別に、ドライバがステアリングホイールを把持した状態で操作することで前輪を転舵可能なリングを備えた車両用操舵装置が開示されている。ドライバは、ステアリングホイールとリングの双方を同時に操作することで、ステアリングホイールを持ち替えることなく転舵角を大きくとることができる。   Patent Document 1 discloses a vehicle steering device including a ring that can steer a front wheel by operating a driver while holding the steering wheel, in addition to the steering wheel. The driver can increase the turning angle without changing the steering wheel by simultaneously operating both the steering wheel and the ring.

特開２００７−２４６００３号公報JP 2007-246003 A

しかしながら、上記従来技術にあっては、リングの操作量に応じて転舵角が変化するため、ステアリングホイールの操舵角に対する操向輪の転舵角が一定とはならず、ドライバに違和感を与えるという問題があった。   However, in the above prior art, since the turning angle changes according to the amount of ring operation, the turning angle of the steered wheel with respect to the steering angle of the steering wheel is not constant, and the driver feels uncomfortable. There was a problem.

本発明の目的は、ドライバに与える違和感を軽減できる車両用操舵装置および車両用操舵方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus and a vehicle steering method capable of reducing the uncomfortable feeling given to a driver.

本発明では、操舵角が第１操舵角未満の場合には操舵角に基づいて転舵手段を制御すると共に、操舵角が第１操舵角以上の場合には操舵トルクに基づいて転舵手段を制御する一方、操舵角が第１操舵角以上の操舵角である規制角度以上となった場合に、ステアリングホイールの回転を規制する。

In the present invention, when the steering angle is less than the first steering angle, the steering means is controlled based on the steering angle, and when the steering angle is greater than or equal to the first steering angle, the steering means is controlled based on the steering torque. On the other hand, the rotation of the steering wheel is restricted when the steering angle becomes equal to or greater than a restriction angle, which is a steering angle greater than or equal to the first steering angle .

よって、本発明では、操舵角が第１操舵角未満の領域では、操舵角に基づいて転舵角を制御するため、ドライバに与える違和感を軽減できる。   Therefore, in the present invention, in the region where the steering angle is less than the first steering angle, the turning angle is controlled based on the steering angle, so that the uncomfortable feeling given to the driver can be reduced.

実施例１の車両用操舵装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a vehicle steering apparatus according to a first embodiment. 実施例１の反力コントローラ11の反力制御処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a flow of a reaction force control process of the reaction force controller 11 according to the first embodiment. 実施例１の転舵コントローラ12の転舵制御処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of a turning control process of a turning controller 12 according to the first embodiment. 実施例１の操舵トルクTに応じた目標転舵角δ*の設定マップである。4 is a setting map of a target turning angle δ * according to the steering torque T of the first embodiment. 実施例１の操舵角θに応じた目標転舵角δ*の設定マップである。6 is a setting map of a target turning angle δ * according to the steering angle θ of the first embodiment. ドライバがステアリングホイール1を切り増ししたときの実施例１の転舵制御および反力制御の作用を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the effect | action of steering control and reaction force control of Example 1 when a driver cuts the steering wheel 1 again. 実施例２の反力コントローラ11の反力制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the reaction force control process of the reaction force controller 11 of Example 2. FIG. 実施例２の操舵角θに応じた目標転舵角δ*の設定マップである。6 is a setting map of a target turning angle δ * according to the steering angle θ of the second embodiment. ドライバがステアリングホイール1を切り増ししたときの実施例２の転舵制御および反力制御の作用を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the effect | action of steering control and reaction force control of Example 2 when a driver cuts the steering wheel 1 again.

まず、実施例１の車両用操舵装置の構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用操舵装置を示す構成図である。
実施例１の車両用操舵装置は、ステアリングホイール1と前輪（操向輪）9とが機械的に分離した、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステム方式の操舵装置であり、ステアリングホイール1と、トルクセンサ（操舵トルク検出手段）2と、反力モータ3と、反力モータ角度センサ（操舵角検出手段）4と、バックアップクラッチ5と、転舵モータ6と、転舵モータ角度センサ7と、ラックギア（転舵手段）8と、前輪9と、ラック軸力センサ10と、反力コントローラ（操舵反力制御手段）11と、転舵コントローラ（転舵制御手段）12と、コントローラ間通信ライン13と、車速センサ（車速検出手段）14とを有する。 First, the configuration of the vehicle steering apparatus according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a vehicle steering apparatus according to a first embodiment.
The vehicle steering apparatus according to the first embodiment is a so-called steer-by-wire system type steering apparatus in which a steering wheel 1 and a front wheel (steering wheel) 9 are mechanically separated. (Steering torque detection means) 2, reaction force motor 3, reaction force motor angle sensor (steering angle detection means) 4, backup clutch 5, steering motor 6, steering motor angle sensor 7, rack gear ( (Steering means) 8, front wheels 9, rack axial force sensor 10, reaction force controller (steering reaction force control means) 11, steering controller (steering control means) 12, inter-controller communication line 13, A vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 14.

トルクセンサ2は、ドライバによるステアリングホイール1の操作時、ステアリングシャフト1aに入力されたトルク（すなわち、ドライバの操舵トルク）を検出する。
反力モータ3は、ステアリングシャフト1aと図外の減速器を介して連結し、ステアリングシャフト1aを介してステアリングホイール1に回転トルク（操舵反力）を付与する。
反力モータ角度センサ4は、反力モータ3の回転角度を検出する。ここで、反力モータ3の回転角度は、ステアリングシャフト1aの回転角度を上記減速器の減速比で割った値である。つまり、反力モータ3の回転角度は、ステアリングシャフト1aの回転角度と相関があるため、実施例１では、反力モータ角度センサ4によって検出された反力モータ3の回転角度を、ステアリングホイール1の操舵角として用いる。 The torque sensor 2 detects the torque (that is, the steering torque of the driver) input to the steering shaft 1a when the driver operates the steering wheel 1.
The reaction force motor 3 is connected to the steering shaft 1a via a speed reducer (not shown), and applies rotational torque (steering reaction force) to the steering wheel 1 via the steering shaft 1a.
The reaction force motor angle sensor 4 detects the rotation angle of the reaction force motor 3. Here, the rotation angle of the reaction force motor 3 is a value obtained by dividing the rotation angle of the steering shaft 1a by the reduction ratio of the speed reducer. That is, since the rotation angle of the reaction force motor 3 has a correlation with the rotation angle of the steering shaft 1a, in the first embodiment, the rotation angle of the reaction force motor 3 detected by the reaction force motor angle sensor 4 is used as the steering wheel 1 Used as the steering angle.

バックアップクラッチ6は、ステアリングシャフト1aと、ラックギア8に噛み合うピニオンシャフト8aとの機械的な断接を行うためのクラッチである。このバックアップクラッチ6は、例えば、システム正常時に解放し、システム異常時に締結する。すなわち、バックアップクラッチ6は、システム異常時にステアリングシャフト1aと、ラックギア8に噛み合うピニオンシャフト8aとを機械的に接続することによって、システム異常時に運転者がステアリングホイール1を操舵して直接的に前輪9を転舵可能とするものであり、通常時（システム正常時）には解放されているものである為、以下ではバックアップクラッチ6は解放されているものとして説明する。バックアップクラッチ6の締結および解放は、反力コントローラ11または転舵コントローラ12により行う。
転舵モータ6は、ピニオンシャフト8aと図外の減速器を介して連結し、ピニオンシャフト8aを介してラックギア8を左右に移動させることで、前輪9を転舵する。
転舵モータ角度センサ7は、転舵モータ6の回転角度を検出する。ここで、転舵モータ6の回転角度は、ピニオンシャフト8aの回転角度を上記減速器の減速比で割った値である。つまり、転舵モータ6の回転角度は、ラックギア8のラック移動量、すなわち、前輪9の転舵角と相関があるため、実施例１では、転舵モータ角度センサ7によって検出された転舵モータ6の回転角度を、前輪9の転舵角として用いる。 The backup clutch 6 is a clutch for mechanically connecting and disconnecting the steering shaft 1a and the pinion shaft 8a meshing with the rack gear 8. For example, the backup clutch 6 is released when the system is normal, and is engaged when the system is abnormal. That is, the backup clutch 6 mechanically connects the steering shaft 1a and the pinion shaft 8a meshing with the rack gear 8 when the system is abnormal, so that the driver can steer the steering wheel 1 directly when the system is abnormal, Will be disengaged during normal operation (when the system is normal) and will be described below assuming that the backup clutch 6 is disengaged. The backup clutch 6 is engaged and disengaged by the reaction force controller 11 or the steering controller 12.
The steered motor 6 is connected to the pinion shaft 8a via a speed reducer (not shown), and moves the rack gear 8 to the left and right via the pinion shaft 8a to steer the front wheels 9.
The steered motor angle sensor 7 detects the rotation angle of the steered motor 6. Here, the rotation angle of the steered motor 6 is a value obtained by dividing the rotation angle of the pinion shaft 8a by the reduction ratio of the speed reducer. That is, the rotation angle of the steered motor 6 has a correlation with the rack movement amount of the rack gear 8, that is, the steered angle of the front wheel 9. The rotation angle of 6 is used as the turning angle of the front wheel 9.

ラック軸力センサ10は、ラックギア8に作用する軸力（路面反力）を検出する。
車速センサ14は、車両の対地速度である車速を検出する。
反力コントローラ11は、トルクセンサ2により検出された操舵トルクと、反力モータ角度センサ4により検出された反力モータ回転角度（ステアリングホイール1の操舵角）とを入力する。
転舵コントローラ12は、転舵モータ角度センサ7により検出された転舵モータ回転角度（前輪9の転舵角）と、ラック軸力センサ10により検出された軸力とを入力する。
反力コントローラ11と転舵コントローラ12は、コントローラ間通信ライン13を介してセンサ値や指令値等の情報の授受を行う。 The rack axial force sensor 10 detects an axial force (road surface reaction force) that acts on the rack gear 8.
The vehicle speed sensor 14 detects the vehicle speed that is the ground speed of the vehicle.
The reaction force controller 11 inputs the steering torque detected by the torque sensor 2 and the reaction force motor rotation angle (steering angle of the steering wheel 1) detected by the reaction force motor angle sensor 4.
The turning controller 12 inputs the turning motor rotation angle (the turning angle of the front wheels 9) detected by the turning motor angle sensor 7 and the axial force detected by the rack axial force sensor 10.
The reaction force controller 11 and the steering controller 12 exchange information such as sensor values and command values via the inter-controller communication line 13.

反力コントローラ11は、ラック軸力センサ10により検出された軸力と、反力モータ角度センサ4により検出された操舵角と、車速センサ14により検出された車速とに基づいて、ステアリングホイール1に付与する目標操舵反力を生成し、反力モータ3によってステアリングホイール1に付与される操舵反力が目標操舵反力と一致するように反力モータ3の駆動電流を制御する。
転舵コントローラ12は、トルクセンサ2により検出された操舵トルクと、反力モータ角度センサ4により検出された操舵角とに基づいて、前輪9の目標転舵角を生成し、転舵モータ角度センサ7により検出された転舵角が目標転舵角と一致するように転舵モータ6の駆動電流を制御する。
実施例１では、ドライバに与える違和感の軽減を狙いとし、以下に示すような反力制御および転舵制御を実施する。 The reaction force controller 11 applies the steering wheel 1 to the steering wheel 1 based on the axial force detected by the rack axial force sensor 10, the steering angle detected by the reaction force motor angle sensor 4, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 14. The target steering reaction force to be applied is generated, and the drive current of the reaction force motor 3 is controlled so that the steering reaction force applied to the steering wheel 1 by the reaction force motor 3 matches the target steering reaction force.
The turning controller 12 generates a target turning angle for the front wheels 9 based on the steering torque detected by the torque sensor 2 and the steering angle detected by the reaction force motor angle sensor 4, and the turning motor angle sensor The drive current of the steered motor 6 is controlled so that the steered angle detected by 7 matches the target steered angle.
In the first embodiment, the reaction force control and the steering control as described below are performed with the aim of reducing the uncomfortable feeling given to the driver.

［反力制御処理］
図２は、実施例１の反力コントローラ11の反力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、車速センサ14により検出された車速V、反力モータ角度センサ4により検出された操舵角θ（反力モータ回転角度）、トルクセンサ2により検出された操舵トルクT、ラック軸力センサ10により検出されたラック軸力Fを入力し、ステップS2へ移行する。 [Reaction force control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the reaction force control process of the reaction force controller 11 according to the first embodiment. Each step will be described below.
In step S1, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 14, the steering angle θ (reaction force motor rotation angle) detected by the reaction force motor angle sensor 4, the steering torque T detected by the torque sensor 2, and the rack axial force sensor The rack axial force F detected by 10 is input, and the process proceeds to step S2.

ステップS2では、車速Vが所定の低車速閾値V1以下であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS3へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、低車速閾値V1は、例えば、20km/hとする。以下、車速20km/h以下で走行している状態を低車速域、車速20k/h超で走行している状態を中高車速域という。
ステップS3では、操舵角θが第１操舵角θ1以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、第１操舵角θ1は、中高車速域での常用域であって、ドライバが操舵中立位置（車両直進時の操舵角）からステアリングホイール1を持ち替えることなく切り増し操舵可能な最大の操舵角、例えば、120°とする。 In step S2, it is determined whether or not the vehicle speed V is equal to or lower than a predetermined low vehicle speed threshold value V1. If YES, the process proceeds to step S3. If NO, the process proceeds to step S5. Here, the low vehicle speed threshold value V1 is, for example, 20 km / h. Hereinafter, a state where the vehicle is traveling at a vehicle speed of 20 km / h or less is referred to as a low vehicle speed range, and a state where the vehicle is traveling at a vehicle speed exceeding 20 k / h is referred to as a medium-high vehicle speed region.
In step S3, it is determined whether or not the steering angle θ is equal to or greater than the first steering angle θ1. If YES, the process proceeds to step S4. If NO, the process proceeds to step S5. Here, the first steering angle θ1 is the normal range in the middle and high vehicle speed range, and the maximum steering that can be steered by the driver without changing the steering wheel 1 from the steering neutral position (steering angle when the vehicle goes straight). The angle is, for example, 120 °.

ステップS5では、ラック軸力センサ10で検出された軸力Fに基づいて目標操舵反力T*を生成する。ここで、目標操舵反力T*は、軸力Fが大きいほど大きくなるように設定する。なお、目標操舵反力T*は、例えば予め記憶された軸力Ｆと目標操舵反力T*との関係に基づいて設定されても良いし、軸力Ｆに所定のゲインを乗算して算出しても良い。また更に、軸力Fに基づいて設定された目標操舵反力T*を操舵角が大きくなるほど大きくなるように補正したり、車速が高くなるほど大きくなるように補正したりしても良い。
ステップS4（回転規制手段に相当）では、目標操舵反力T*を操舵トルクTとし、リターンへ移行する。 In step S5, a target steering reaction force T * is generated based on the axial force F detected by the rack axial force sensor 10. Here, the target steering reaction force T * is set so as to increase as the axial force F increases. The target steering reaction force T * may be set based on, for example, the relationship between the axial force F stored in advance and the target steering reaction force T *, or is calculated by multiplying the axial force F by a predetermined gain. You may do it. Furthermore, the target steering reaction force T * set based on the axial force F may be corrected so as to increase as the steering angle increases, or may be corrected so as to increase as the vehicle speed increases.
In step S4 (corresponding to rotation restricting means), the target steering reaction force T * is set to the steering torque T, and the process proceeds to return.

［転舵制御処理］
図３は、実施例１の転舵コントローラ12の転舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップS6では、車速センサ14により検出された車速V、反力モータ角度センサ4により検出された操舵角θ（反力モータ回転角度）、トルクセンサ2により検出された操舵トルクTを入力し、ステップS7へ移行する。 [Steering control processing]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the turning control process of the turning controller 12 according to the first embodiment. Hereinafter, each step will be described.
In step S6, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 14, the steering angle θ (reaction force motor rotation angle) detected by the reaction force motor angle sensor 4, and the steering torque T detected by the torque sensor 2 are input. Move to S7.

ステップS7では、車速Vが低車速閾値V1以下であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS8へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。
ステップS8では、操舵角θが第１操舵角θ1以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS9へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。
ステップS9では、操舵トルクTに基づいて目標転舵角δ*を生成する。図４は、実施例１の操舵トルクTに応じた目標転舵角δ*の設定マップであり、目標転舵角δ*は、操舵トルクTが第１操舵トルクT1から第２操舵トルクT2まで変化したとき、第１転舵角δ1から第２転舵角δ2までの値を取るように、操舵トルクTに正比例した特性とする。ここで、第１転舵角δ1は、操舵角θを第１操舵角θ1としたときの前輪9の転舵角であり、第２転舵角δ2は、前輪9の最大転舵角である。また、第１操舵トルクT1は、高μ路を車速20km/hで走行中、前輪9の転舵角δを第１転舵角δ1に維持するために必要な操舵トルクとする。 In step S7, it is determined whether or not the vehicle speed V is equal to or lower than the low vehicle speed threshold value V1. If YES, the process proceeds to step S8, and if NO, the process proceeds to step S10.
In step S8, it is determined whether the steering angle θ is equal to or greater than the first steering angle θ1. If YES, the process proceeds to step S9. If NO, the process proceeds to step S10.
In step S9, a target turning angle δ * is generated based on the steering torque T. FIG. 4 is a setting map of the target turning angle δ * according to the steering torque T of the first embodiment. The target turning angle δ * is determined from the first steering torque T1 to the second steering torque T2. When changed, the characteristic is directly proportional to the steering torque T so as to take a value from the first turning angle δ1 to the second turning angle δ2. Here, the first turning angle δ1 is the turning angle of the front wheel 9 when the steering angle θ is the first steering angle θ1, and the second turning angle δ2 is the maximum turning angle of the front wheel 9. . The first steering torque T1 is a steering torque necessary for maintaining the turning angle δ of the front wheels 9 at the first turning angle δ1 while traveling on a high μ road at a vehicle speed of 20 km / h.

ステップS10では、操舵角θに基づいて目標転舵角δ*を生成する。図５は、実施例１の操舵角θに応じた目標転舵角δ*の設定マップであり、目標転舵角δ*は、操舵角θがゼロから第１操舵角θ1まで変化したとき、ゼロから第１転舵角δ1までの値を取るように、操舵角θに正比例した特性とする。
ここで、車速Vに応じて操舵角θに対する転舵角δの比を可変する、いわゆる可変ギア比制御を実施する場合には、図５のマップから求めた目標転舵角δ*を車速Vに応じて補正してもよい。具体的には、車速Vが高いほど目標転舵角δ*を減少補正する。これにより、低車速域での取り回し性の向上と高車速域での走行安定性の確保とを両立できる。 In step S10, a target turning angle δ * is generated based on the steering angle θ. FIG. 5 is a setting map of the target turning angle δ * according to the steering angle θ of the first embodiment. The target turning angle δ * is obtained when the steering angle θ changes from zero to the first steering angle θ1. The characteristic is directly proportional to the steering angle θ so as to take a value from zero to the first turning angle δ1.
Here, when so-called variable gear ratio control is performed in which the ratio of the steering angle δ to the steering angle θ is varied according to the vehicle speed V, the target steering angle δ * obtained from the map of FIG. You may correct | amend according to. Specifically, the target turning angle δ * is corrected to decrease as the vehicle speed V increases. As a result, it is possible to achieve both improvement in maneuverability in the low vehicle speed range and securing of running stability in the high vehicle speed range.

次に、作用を説明する。
図６は、ドライバがステアリングホイール1を切り増ししたときの実施例１の転舵制御および反力制御の作用を示すタイムチャートである。
時点t1までの区間では、車速Vが低車速閾値V1を超えているため、図３の転舵制御処理では、ステップS6→ステップS7→ステップS10へと進む流れとなり、目標転舵角δ*は、操舵角θと車速Vとに基づいて生成される。
時点t1では、車速Vが低車速閾値V1以下となるが、操舵角θが第１操舵角θ1未満であるため、時点t1からt2までの区間では、ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS10へと進む流れとなり、目標転舵角δ*は、時点t1までと同様、操舵角θと車速Vとに基づいて生成される。
つまり、ステアリングホイール1の操舵角θが、第１操舵角θ1に達するまでは、ステアリングホイール1の操舵角θが前輪9の転舵角δに影響を与える。 Next, the operation will be described.
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the turning control and the reaction force control of the first embodiment when the driver increases the steering wheel 1.
Since the vehicle speed V exceeds the low vehicle speed threshold value V1 in the section up to time t1, the steering control process in FIG. 3 proceeds from step S6 to step S7 to step S10, and the target turning angle δ * is Is generated based on the steering angle θ and the vehicle speed V.
At the time point t1, the vehicle speed V is equal to or lower than the low vehicle speed threshold value V1, but since the steering angle θ is less than the first steering angle θ1, in the section from the time point t1 to t2, step S6 → step S7 → step S8 → step S10 The target turning angle δ * is generated based on the steering angle θ and the vehicle speed V as in the case up to the time point t1.
That is, until the steering angle θ of the steering wheel 1 reaches the first steering angle θ1, the steering angle θ of the steering wheel 1 affects the turning angle δ of the front wheels 9.

時点t2では、操舵角θが第１操舵角θ1に達したため、時点t2以降の区間では、ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなり、目標転舵角δ*は、操舵トルクTに基づいて生成される。このとき、反力制御処理による目標操舵反力T*は、操舵トルクTと同等の値となるため、ステアリングホイール1の第１操舵角θ1を超える回転が規制され、ステアリングホイール1は、第１操舵角θ1でロックされた状態となる。すなわち、第１操舵角θ1はステアリングホイール1の回転が規制される規制角度である。
よって、ドライバは、ステアリングホイール1を操舵回転方向に力を加えて押すことにより、この押し付け力（操舵トルクT）に応じて転舵角9を制御できる。 Since the steering angle θ has reached the first steering angle θ1 at time t2, the flow proceeds from step S6 to step S7 to step S8 to step S9 in the section after time t2, and the target turning angle δ * Generated based on torque T. At this time, the target steering reaction force T * obtained by the reaction force control process is equal to the steering torque T. Therefore, the rotation of the steering wheel 1 exceeding the first steering angle θ1 is restricted, and the steering wheel 1 It is locked at the steering angle θ1. That is, the first steering angle θ1 is a restriction angle at which the rotation of the steering wheel 1 is restricted.
Therefore, the driver can control the turning angle 9 according to the pressing force (steering torque T) by pushing the steering wheel 1 while applying a force in the steering rotation direction.

上記特許文献１に記載の車両用操舵装置（以下、従来技術）では、ステアリングホイールの操舵角に対する操向輪の転舵角が一定とはならないため、ドライバに違和感を与える。
これに対し、実施例１の車両用操舵装置では、操舵角θが第１操舵角θ1未満の場合には、操舵角θに基づいて目標転舵角δ*を生成する。ここで、第１操舵角θ1は、中高車速域での常用域の範囲内(120°)に設定しているため、車庫入れ等の低速での走行シーンを除く通常の走行時、転舵角δは常に操舵角θによって決まり、操舵角θに対する転舵角δは常に一定となる。このため、従来技術と比較して、ドライバに与える違和感を軽減できる。 In the vehicle steering device described in Patent Document 1 (hereinafter, “prior art”), the steering angle of the steered wheels with respect to the steering angle of the steering wheel is not constant, which gives the driver an uncomfortable feeling.
On the other hand, in the vehicle steering apparatus of the first embodiment, when the steering angle θ is less than the first steering angle θ1, the target turning angle δ * is generated based on the steering angle θ. Here, since the first steering angle θ1 is set within the normal range (120 °) in the middle and high vehicle speed range, the turning angle during normal driving except for low-speed driving scenes such as garage entry. δ is always determined by the steering angle θ, and the turning angle δ with respect to the steering angle θ is always constant. For this reason, compared with the prior art, the uncomfortable feeling given to the driver can be reduced.

実施例１の車両用操舵装置では、操舵角θが第１操舵角θ1に達したとき、ステアリングホイール1をロック状態とする。このため、ドライバは、ステアリングホイール1の操舵角θを左右に第１操舵角θ1以上切り増すことなく、すなわち、ステアリングホイール1を持ち替えることなく、前輪9を右の最大転舵角（第２転舵角δ2）から左の最大転舵角まで転舵させることができる。つまり、ドライバはステアリングホイール1を持ち替えることなく、前輪9を右の最大転舵角から左の最大転舵角まで動かすことができるため、車庫入れや縦列駐車等、低車速域で前輪9を大きく動かすシーンにおいて、ドライバの操舵負担を軽減できる。   In the vehicle steering apparatus according to the first embodiment, when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1, the steering wheel 1 is locked. Therefore, the driver does not increase the steering angle θ of the steering wheel 1 to the left or right by the first steering angle θ1 or more, that is, without changing the steering wheel 1, the front wheel 9 is moved to the right maximum turning angle (second rotation angle). It is possible to steer from the steering angle δ2) to the left maximum steering angle. In other words, the driver can move the front wheel 9 from the maximum steering angle on the right to the maximum steering angle on the left without changing the steering wheel 1, so the front wheel 9 can be enlarged in a low vehicle speed range such as garage storage or parallel parking. In a moving scene, the driver's steering burden can be reduced.

また、上記従来技術では、ステアリングホイールとリングという２つの部材を個々に操作する必要があるため、操作の複雑化および部品点数増を伴う。これに対し、実施例１の車両用操舵装置では、ドライバはステアリングホイール1のみを操作すればよいため、操作が簡単であり、部品点数増も生じない。   Moreover, in the said prior art, since it is necessary to operate two members, a steering wheel and a ring separately, operation complexity and the number of parts are accompanied. On the other hand, in the vehicle steering apparatus according to the first embodiment, since the driver only needs to operate the steering wheel 1, the operation is simple and the number of parts does not increase.

さらに、実施例１の車両用操舵装置では、操舵角θが第１操舵角θ1に達した場合、車速Vが低車速閾値V1以下のときに限り、操舵トルクTに基づいて目標転舵角δ*を生成し、車速Vが低車速閾値V1を超えるときには、操舵角θに基づいて目標転舵角δ*を生成する。理由は、中高車速域において、ステアリングホイール1の常用域を超える操舵が必要となるシーン、すなわち、第１転舵角δ1以上の転舵角δが必要となるシーンは稀だからである。また、中高車速域では、取り回し性の向上よりも走行安定性の確保を重視すべきだからである。例えば、中高車速域において操舵トルクTに基づく目標転舵角δ*を生成すると、操舵角θに対して転舵角δが大きくなり過ぎることで車両の安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。よって、実施例１では、低車速域でのみ操舵トルクTに基づく目標転舵角δ*の生成を実施することで、低車速域での取り回し性の向上と、中高車速域での走行安定性の確保とを両立できる。 Further, in the vehicle steering apparatus of the first embodiment, when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1, the target turning angle δ is based on the steering torque T only when the vehicle speed V is equal to or lower than the low vehicle speed threshold V1. * Is generated, and when the vehicle speed V exceeds the low vehicle speed threshold V1, a target turning angle δ * is generated based on the steering angle θ. The reason is that in the middle and high vehicle speed range, a scene that requires steering beyond the normal range of the steering wheel 1, that is, a scene that requires a turning angle δ greater than or equal to the first turning angle δ1 is rare. In addition, in the middle and high vehicle speed range, securing driving stability should be more important than improving handling. For example, if the target turning angle δ * based on the steering torque T is generated in the middle and high vehicle speed range, the steering angle δ becomes too large with respect to the steering angle θ, which may adversely affect the stability of the vehicle. Therefore, in the first embodiment, the target turning angle δ * is generated based on the steering torque T only in the low vehicle speed range, thereby improving the maneuverability in the low vehicle speed range and the running stability in the medium and high vehicle speed range. Can be achieved.

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) ドライバの操作入力を受けるステアリングホイール1と、ステアリングホイール1と機械的に分離し、前輪9を転舵するラックギア8と、ステアリングホイール1の操舵角θを検出する反力モータ角度センサ4と、ステアリングホイール1に入力されたドライバの操舵トルクTを検出するトルクセンサ2と、操舵角θが第１操舵角θ1未満の場合には操舵角θに基づいて目標転舵角δ*を生成し、操舵角θが第１操舵角θ1以上の場合には操舵トルクTに基づいて目標転舵角δ*を生成する転舵コントローラ12と、を備える。これにより、ドライバに与える違和感を軽減できる。 Next, the effect will be described.
The vehicle steering apparatus according to the first embodiment has the following effects.
(1) A steering wheel 1 that receives a driver's operation input, a rack gear 8 that is mechanically separated from the steering wheel 1 and steers the front wheels 9, and a reaction force motor angle sensor 4 that detects the steering angle θ of the steering wheel 1. And a torque sensor 2 for detecting the steering torque T of the driver input to the steering wheel 1, and if the steering angle θ is less than the first steering angle θ1, the target turning angle δ * is generated based on the steering angle θ. And a steering controller 12 that generates a target turning angle δ * based on the steering torque T when the steering angle θ is equal to or greater than the first steering angle θ1. Thereby, the uncomfortable feeling given to the driver can be reduced.

(2) 反力コントローラ11は、ステアリングホイール1の第１操舵角θ1以上の回転を規制する回転規制手段としての機能を備えるため、ドライバは、ステアリングホイール1を持ち替えることなく前輪9の転舵角δを制御でき、操舵負担を軽減できる。   (2) Since the reaction force controller 11 has a function as a rotation restricting means for restricting the rotation of the steering wheel 1 beyond the first steering angle θ1, the driver can turn the front wheel 9 without changing the steering wheel 1. δ can be controlled, and the steering burden can be reduced.

(3) 車両の速度を検出する車速センサ14を備え、転舵コントローラ12は、操舵角θが第１操舵角θ1以上の場合、車速Vが低車速閾値V1以下であるときには操舵トルクTに基づいて目標転舵角δ*を生成し、車速Vが低車速閾値V1を超えるときには操舵角θに基づいて目標転舵角δ*を生成する。これにより、低車速域での取り回し性の向上と中高車速域での走行安定性の確保との両立を図ることができる。 (3) A vehicle speed sensor 14 for detecting the speed of the vehicle is provided, and the steering controller 12 is based on the steering torque T when the steering angle θ is equal to or greater than the first steering angle θ1 and the vehicle speed V is equal to or less than the low vehicle speed threshold V1. The target turning angle δ * is generated, and when the vehicle speed V exceeds the low vehicle speed threshold V1, the target turning angle δ * is generated based on the steering angle θ. As a result, it is possible to achieve both improvement in handling performance in the low vehicle speed range and securing of running stability in the medium and high vehicle speed ranges.

(4) 転舵コントローラ12は、ステアリングホイール1と機械的に分離した前輪9の転舵角δを、ステアリングホイール1の操舵角θが第１操舵角θ1未満の場合には操舵角θに基づいて制御すると共に、操舵角θが第１操舵角θ1以上の場合にはステアリングホイール1に入力されたドライバの操舵トルクTに基づいて制御する。これにより、ドライバに違和感を与えることなく操舵負担の軽減を図ることができる。   (4) The steering controller 12 determines the steering angle δ of the front wheel 9 mechanically separated from the steering wheel 1 based on the steering angle θ when the steering angle θ of the steering wheel 1 is less than the first steering angle θ1. When the steering angle θ is greater than or equal to the first steering angle θ1, the control is performed based on the steering torque T of the driver input to the steering wheel 1. As a result, the steering burden can be reduced without causing the driver to feel uncomfortable.

まず、構成を説明するが、実施例１と異なる部分のみ説明し、実施例１と同一の構成部分については、図示ならびに説明を省略する。   First, the configuration will be described, but only portions different from the first embodiment will be described, and illustration and description of the same components as those of the first embodiment will be omitted.

［反力制御処理］
図７は、実施例２の反力コントローラ11の反力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。反力コントローラ11の反力制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図２に示した実施例１と同一処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS11では、操舵角θが第１操舵角θ1以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS12へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、第１操舵角θ1は、後述する第２操舵角θ2(120°)よりも小さな操舵角、例えば、100°とする。 [Reaction force control processing]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the reaction force control process of the reaction force controller 11 according to the second embodiment. Each step will be described below. 4 is a flowchart showing a flow of reaction force control processing of the reaction force controller 11. In addition, the same step number is attached | subjected to the step which performs the same process as Example 1 shown in FIG. 2, and description is abbreviate | omitted.
In step S11, it is determined whether or not the steering angle θ is equal to or greater than the first steering angle θ1. If YES, the process proceeds to step S12. If NO, the process proceeds to step S5. Here, the first steering angle θ1 is set to a steering angle smaller than a second steering angle θ2 (120 °) described later, for example, 100 °.

ステップS12では、操舵角θが第２操舵角θ2であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS13へ移行する。ここで、第２操舵角θ2は、中高車速域での常用域であって、ドライバが操舵中立位置（車両直進時の操舵角）からステアリングホイール1を持ち替えることなく切り増し操舵可能な最大の操舵角、例えば、120°とする。
ステップS13（操舵反力付与手段に相当）では、軸力Fおよび車速Vと、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差とに基づいて目標操舵反力T*を生成し、リターンへ移行する。目標操舵反力T*は、軸力Fに基づく第１目標操舵反力T1*と、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに基づく第２目標操舵反力T2*とを加算したものとする。ここで、第１目標操舵反力T1*については、実施例１のステップS5における目標操舵反力T*と同一とする。また、第２目標操舵反力T2*は、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに所定のゲインKを乗算した値(K×Δθ)とする。 In step S12, it is determined whether or not the steering angle θ is the second steering angle θ2. If YES, the process proceeds to step S4. If NO, the process proceeds to step S13. Here, the second steering angle θ2 is a normal range in the middle and high vehicle speed range, and the maximum steering that can be steered by the driver without changing the steering wheel 1 from the steering neutral position (steering angle when the vehicle goes straight). The angle is, for example, 120 °.
In step S13 (corresponding to the steering reaction force applying means), a target steering reaction force T * is generated based on the axial force F, the vehicle speed V, and the deviation between the steering angle θ and the first steering angle θ1, and the process proceeds to return. To do. The target steering reaction force T * is obtained by adding the first target steering reaction force T1 * based on the axial force F and the second target steering reaction force T2 * based on the deviation Δθ between the steering angle θ and the first steering angle θ1. Shall. Here, the first target steering reaction force T1 * is the same as the target steering reaction force T * in step S5 of the first embodiment. The second target steering reaction force T2 * is a value (K × Δθ) obtained by multiplying a deviation Δθ between the steering angle θ and the first steering angle θ1 by a predetermined gain K.

［転舵制御処理］
実施例２の転舵コントローラ12の転舵制御処理は、図３に示した実施例１と同様であるが、実施例２では、ステップS8の第１操舵角θ1を100°とする。また、ステップS10の目標転舵角δ*を生成する際、図５のマップに代えて、図８に示すマップを用いる。
図８は、実施例２の操舵角θに応じた目標転舵角δ*の設定マップであり、目標転舵角δ*は、操舵角θがゼロから第１操舵角θ1まで変化したとき、ゼロから第１転舵角δ1までの値を取るように、操舵角θに正比例した特性とし、操舵角θが第１操舵角θ1から第２操舵角θ2までは第１転舵角δ1のまま不変とする。 [Steering control processing]
The steering control process of the steering controller 12 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, but in the second embodiment, the first steering angle θ1 in step S8 is set to 100 °. Further, when generating the target turning angle δ * in step S10, the map shown in FIG. 8 is used instead of the map of FIG.
FIG. 8 is a setting map of the target turning angle δ * according to the steering angle θ of the second embodiment. The target turning angle δ * is obtained when the steering angle θ changes from zero to the first steering angle θ1. The characteristic is directly proportional to the steering angle θ so as to take a value from zero to the first steering angle δ1, and the first steering angle δ1 remains unchanged from the first steering angle θ1 to the second steering angle θ2. Make it immutable.

次に、作用を説明する。
図９は、ドライバがステアリングホイール1を切り増ししたときの実施例２の転舵制御および反力制御の作用を示すタイムチャートである。
時点t1までの区間では、車速Vが低車速閾値V1を超えているため、図７の反力制御処理では、ステップS1→ステップS2→ステップS5へと進む流れとなり、目標操舵反力T*は、軸力Fに基づく第１目標操舵反力T1*となる。
時点t1では、車速Vが低車速閾値V1以下となるが、操舵角θが第１操舵角θ1未満であるため、時点t1からt2までの区間では、ステップS1→ステップS2→ステップS11→ステップS5へと進む流れとなり、目標操舵反力T*は、時点t1までと同様、第１目標操舵反力T1*のままである。 Next, the operation will be described.
FIG. 9 is a time chart showing the effects of the steering control and reaction force control of the second embodiment when the driver increases the steering wheel 1.
Since the vehicle speed V exceeds the low vehicle speed threshold value V1 in the section up to the time point t1, in the reaction force control process of FIG. 7, the flow proceeds from step S1 to step S2 to step S5, and the target steering reaction force T * is The first target steering reaction force T1 * based on the axial force F is obtained.
At time t1, the vehicle speed V is equal to or lower than the low vehicle speed threshold V1, but since the steering angle θ is less than the first steering angle θ1, in the section from time t1 to t2, step S1 → step S2 → step S11 → step S5 The target steering reaction force T * remains at the first target steering reaction force T1 * as in the case of the time point t1.

時点t2では、操舵角θが第１操舵角θ1に達したため、時点t2からt3までの区間では、ステップS1→ステップS2→ステップS11→ステップS12→ステップS13へと進む流れとなり、目標操舵反力T*は、軸力Fに応じた第１目標操舵反力T1*に対し、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに応じた第２目標操舵反力T2*を加算したものとなる。なお、転舵制御は実施例1と同様に操舵角θが第１操舵角θ1未満の場合には操舵角θに基づいて目標転舵角δ*を生成し、操舵角θが第１操舵角θ1以上の場合には操舵トルクTに基づいて目標転舵角δ*を生成して行われる為、操舵角θが第１操舵角θ1と第２操舵角θ2の間にあるとき、操舵トルクTに基づいて目標転舵角δ*が生成される。 Since the steering angle θ has reached the first steering angle θ1 at time t2, in the section from time t2 to t3, the flow proceeds from step S1, step S2, step S11, step S12, step S13, and the target steering reaction force T * is obtained by adding the second target steering reaction force T2 * corresponding to the deviation Δθ between the steering angle θ and the first steering angle θ1 to the first target steering reaction force T1 * corresponding to the axial force F. Become. As in the first embodiment, the steering control generates a target turning angle δ * based on the steering angle θ when the steering angle θ is less than the first steering angle θ1, and the steering angle θ is the first steering angle. Since the target turning angle δ * is generated based on the steering torque T when θ1 or more, the steering torque T is obtained when the steering angle θ is between the first steering angle θ1 and the second steering angle θ2. Based on the above, a target turning angle δ * is generated.

時点t3では、操舵角θが第２操舵角θ2に達したため、時点t3以降の区間では、ステップS1→ステップS2→ステップS11→ステップS12→ステップS4へと進む流れとなり、目標操舵反力T*は、操舵トルクTと同等の値となるため、ステアリングホイール1の第２操舵角θ2を超える回転が規制され、ステアリングホイール1は、第２操舵角θ2でロックされた状態となる。すなわち、第２操舵角θ2はステアリングホイール1の回転を規制する規制角度である。 Since the steering angle θ has reached the second steering angle θ2 at time t3, the flow proceeds from step S1, step S2, step S11, step S12, step S4 in the section after time t3, and the target steering reaction force T * Is equal to the steering torque T, and therefore, the rotation of the steering wheel 1 exceeding the second steering angle θ2 is restricted, and the steering wheel 1 is locked at the second steering angle θ2. That is, the second steering angle θ2 is a restriction angle that restricts the rotation of the steering wheel 1.

よって、ステアリングホイール1の操舵角θが第1操舵角θ1に達した後は、ドライバは、ステアリングホイール1を軸力Fに基づく第１目標操舵反力T1*と、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに基づく第２目標操舵反力T2*とを加算した操舵反力に抗して操舵回転方向に力を加えて押すことにより、この押し付け力（操舵トルクT）に応じて前輪9の転舵角9を制御できる。このため、ドライバは、ステアリングホイール1の操舵角θを左右に第２操舵角θ2以上切り増すことなく、すなわち、ステアリングホイール1を持ち替えることなく、転舵角δを左右に最大転舵角（第２転舵角δ2）まで転舵させることができる。 Therefore, after the steering angle θ of the steering wheel 1 reaches the first steering angle θ1, the driver operates the steering wheel 1 with the first target steering reaction force T1 * based on the axial force F, the steering angle θ, and the first steering. According to this pressing force (steering torque T) by applying a force in the steering rotation direction against the steering reaction force obtained by adding the second target steering reaction force T2 * based on the deviation Δθ from the angle θ1. The turning angle 9 of the front wheel 9 can be controlled. Therefore, the driver does not increase the steering angle θ of the steering wheel 1 to the left and right by the second steering angle θ2 or more, that is, without changing the steering wheel 1, the steering angle δ is set to the maximum steering angle (first It is possible to steer up to 2 steered angles δ2).

また、実施例２では、ドライバが切り増し操舵したとき、操舵角θが第１操舵角θ1に達してから第２操舵角θ2に至るまでの間、第１目標操舵反力T1*に第２目標操舵反力T2*を加えて目標操舵反力T*を生成する。つまり、ステアリングホイール1に付与される操舵反力は、路面反力（軸力F）に応じた操舵反力成分に対し、第１操舵角θ1からの操舵角増加分（操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθ）を加えたものとなる。
このため、ドライバに対し、操舵角θが第１操舵角θ1に達したこと、すなわち、転舵制御において目標転舵角δ*を決めるパラメータが操舵角θから操舵トルクTへ変化することを、操舵反力の増加によって事前に知らせることができる。
また、実施例1の様に操舵角θが第１操舵角θ1に達した時点でステアリングホイール1がロックされる場合には、ドライバは操舵角θが第１操舵角θ1に達した後はステアリングホイール1を操舵して転舵角を制御している感覚（操舵感）が得られ難い。しかしながら本実施例2においては、操舵角θが第１操舵角θ1に達した後は操舵角θの変化量に応じて増大する操舵反力（操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに応じて増大する操舵反力）を生成する為、ドライバはステアリングホイール1を切り増し方向に押し込むことによって転舵角が増大している感覚を得ることができ、ドライバに好ましい操舵感を与えることができる。 Further, in the second embodiment, when the driver steers and increases the steering angle θ, the second target steering reaction force T1 * is the second time from when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1 until the second steering angle θ2. A target steering reaction force T * is added to generate a target steering reaction force T * . In other words, the steering reaction force applied to the steering wheel 1 is an increase in the steering angle from the first steering angle θ1 (the steering angle θ and the first angle) with respect to the steering reaction force component corresponding to the road surface reaction force (axial force F). The deviation Δθ) from the steering angle θ1 is added.
For this reason, the driver determines that the steering angle θ has reached the first steering angle θ1, that is, the parameter that determines the target turning angle δ * in the turning control changes from the steering angle θ to the steering torque T. This can be notified in advance by increasing the steering reaction force.
When the steering wheel 1 is locked when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1 as in the first embodiment, the driver steers after the steering angle θ reaches the first steering angle θ1. It is difficult to obtain a feeling (steering feeling) of steering the wheel 1 to control the turning angle. However, in the second embodiment, after the steering angle θ reaches the first steering angle θ1, the steering reaction force that increases in accordance with the amount of change in the steering angle θ (the deviation Δθ between the steering angle θ and the first steering angle θ1). Therefore, the driver can obtain a feeling that the turning angle is increasing by turning the steering wheel 1 in the direction of increasing, and giving the driver a favorable steering feeling. Can do.

また、操舵角θが第２操舵角θ2に達したとき、ステアリングホイール1はロック状態となり、第２操舵角θ2以上の切り増し操舵が不能となる。このとき、実施例１では、操舵角θが第１操舵角θ1（実施例２の第２操舵角θ2に相当）に達したとき、軸力Fに応じた操舵反力から、操舵トルクTと同等の操舵反力と切り替える構成としたため、操舵角θが第１操舵角θ1に達した瞬間にステアリングホイール1がロックされて操舵反力が急変し、ドライバに違和感を与えるおそれがある。
これに対し、実施例２では、操舵角θが第２転舵角θ2よりも手前の第１操舵角θ1に達した時点から操舵角θの増加（操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθ）に応じて徐々に操舵反力を大きくするため、実施例１に対して、ステアリングホイール1がロックしたときの操舵反力の急変が抑えられ、ドライバに与える違和感を軽減できる。 Further, when the steering angle θ reaches the second steering angle θ2, the steering wheel 1 is in a locked state, so that the steering wheel 1 cannot be steered beyond the second steering angle θ2. At this time, in the first embodiment, when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1 (corresponding to the second steering angle θ2 in the second embodiment), the steering torque T and the steering torque T are calculated from the steering reaction force according to the axial force F. Since the configuration is such that the steering reaction force is switched to the equivalent steering reaction force, the steering wheel 1 is locked and the steering reaction force changes suddenly at the moment when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1, and the driver may feel uncomfortable.
On the other hand, in the second embodiment, the steering angle θ is increased from the time when the steering angle θ reaches the first steering angle θ1 before the second turning angle θ2 (the difference between the steering angle θ and the first steering angle θ1). Since the steering reaction force is gradually increased according to the deviation Δθ), the sudden change of the steering reaction force when the steering wheel 1 is locked is suppressed as compared with the first embodiment, and the uncomfortable feeling given to the driver can be reduced.

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(4)に加え、以下の効果を奏する。
(5) 反力コントローラ11は、操舵角θが第１操舵角θ1と第２操舵角θ2との間にあるとき、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに応じた第２目標操舵反力T2*を、軸力Fに応じた第１目標操舵反力T1*に加えて目標操舵反力T*を生成する。これにより、ドライバに対して転舵制御において目標転舵角δ*を決めるパラメータが操舵角θから操舵トルクTへ変化することを事前に知らせることができる。また、ドライバがステアリングホイール1を操舵して転舵角を制御している感覚を得ることができ、好ましい操舵感をドライバに与えることができる。さらに、操舵角θが第２操舵角θ2に達したときの操舵反力の急変を抑制できるため、ドライバに与える違和感を軽減できる。 Next, the effect will be described.
The vehicle steering apparatus according to the second embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment.
(5) When the steering angle θ is between the first steering angle θ1 and the second steering angle θ2, the reaction force controller 11 determines the second target according to the deviation Δθ between the steering angle θ and the first steering angle θ1. The target reaction force T * is generated by adding the steering reaction force T2 * to the first target steering reaction force T1 * corresponding to the axial force F. As a result, the driver can be notified in advance that the parameter for determining the target turning angle δ * in the turning control changes from the steering angle θ to the steering torque T. Further, it is possible to obtain a feeling that the driver is steering the steering wheel 1 to control the turning angle, and a preferable steering feeling can be given to the driver. Furthermore, since a sudden change in the steering reaction force when the steering angle θ reaches the second steering angle θ2 can be suppressed, the uncomfortable feeling given to the driver can be reduced.

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例１，２では、ステアリングホイール1の第１操舵角θ1もしくは第２操舵角θ2以上の回転を規制する回転規制手段として、反力モータ3の目標操舵反力T*を操舵トルクTよりも大きくする例を示したが、回転規制手段の構成は任意である。例えば、ステアリングホイール1の第１操舵角θ1以上の回転を規制するストッパを設ける等、メカ的にロックしてもよい。 (Other examples)
The best mode for carrying out the present invention has been described above based on the embodiments. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the embodiments and is within the scope of the invention. Any design changes are included in the present invention.
For example, in the first and second embodiments, the target steering reaction force T * of the reaction force motor 3 is used as the steering torque T as the rotation restricting means for restricting the rotation of the steering wheel 1 by the first steering angle θ1 or the second steering angle θ2 or more. Although the example which enlarges is shown, the structure of a rotation control means is arbitrary. For example, the stopper may be mechanically locked by providing a stopper for restricting the rotation of the steering wheel 1 beyond the first steering angle θ1.

実施例２では、操舵角θが第１操舵角θ1と第２操舵角θ2との間にあるとき、操舵角θと第１操舵角θ1との偏差Δθに応じた操舵反力をステアリングホイール1に付与する操舵反力付与手段として、反力モータ3の出力を用いた例を示したが、操舵反力付与手段の構成は任意である。例えば、ステアリングの内部にバネ部材を設けて、操舵角θが第１操舵角θ1以上となった場合にバネ部材によって操舵反力を付与する構成としてもよい。
また、実施例１，２では、ドライバの操舵トルクTを検出するトルクセンサ2をステアリングシャフト1aに設けた例を示したが、反力モータ3の発生電流から操舵トルクTを推定してもよい。 In the second embodiment, when the steering angle θ is between the first steering angle θ1 and the second steering angle θ2, the steering reaction force corresponding to the deviation Δθ between the steering angle θ and the first steering angle θ1 is applied to the steering wheel 1. Although the example using the output of the reaction force motor 3 is shown as the steering reaction force applying means applied to the above, the configuration of the steering reaction force applying means is arbitrary. For example, a spring member may be provided inside the steering so that a steering reaction force is applied by the spring member when the steering angle θ is equal to or greater than the first steering angle θ1.
In the first and second embodiments, the torque sensor 2 for detecting the steering torque T of the driver is provided on the steering shaft 1a. However, the steering torque T may be estimated from the current generated by the reaction force motor 3. .

操舵トルクTと目標転舵角δ*との関係は、実施例１，２に示した正比例の関係に限らず、操舵トルクTが大きいほど目標転舵角δ*が大きくなるような特性であればよい。また、操舵角θと目標転舵角δ*との関係も同様であり、操舵角θが大きいほど目標転舵角δ*が大きくなるような特性であればよい。
実施例１の第１操舵角θ1および実施例２の第２操舵角θ2は、120°に限らず、ドライバがステアリングホイール1を持ち替えることなく操作可能な角度であればよい。また、実施例２の第１操舵角θ1は、第２操舵角θ2よりも小さな角度であればよい。 The relationship between the steering torque T and the target turning angle δ * is not limited to the direct proportional relationship shown in the first and second embodiments, and may be a characteristic that the target turning angle δ * increases as the steering torque T increases. That's fine. Further, the relationship between the steering angle θ and the target turning angle δ * is the same, and it is sufficient that the target turning angle δ * increases as the steering angle θ increases.
The first steering angle θ1 of the first embodiment and the second steering angle θ2 of the second embodiment are not limited to 120 °, but may be any angles that allow the driver to operate without changing the steering wheel 1. Further, the first steering angle θ1 of the second embodiment may be an angle smaller than the second steering angle θ2.

1 ステアリングホイール
2 トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
4 反力モータ角度センサ（操舵角検出手段）
8 ラックギア（転舵手段）
9 前輪（操向輪）
11 反力コントローラ（操舵反力制御手段）
12 転舵コントローラ（転舵制御手段）
14 車速センサ（車速検出手段） 1 Steering wheel
2 Torque sensor (steering torque detection means)
4 Reaction force motor angle sensor (steering angle detection means)
8 Rack gear (steering means)
9 Front wheel (steering wheel)
11 Reaction force controller (steering reaction force control means)
12 Steering controller (steering control means)
14 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)

Claims (4)

ドライバの操作入力を受けるステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールと機械的に分離し、操向輪を転舵する転舵手段と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
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、
前記操舵角が予め定められた所定の操舵角である第１操舵角未満の場合には前記操舵角に基づいて前記転舵手段を制御すると共に、前記操舵角が前記第１操舵角以上の場合には前記操舵トルクに基づいて前記転舵手段を制御する転舵制御手段と、
前記ステアリングホイールの操舵角が、前記第１操舵角以上の操舵角である規制角度以上となった場合に、前記ステアリングホイールの回転を規制する回転規制手段と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。 A steering wheel that receives driver input,
Steering means mechanically separated from the steering wheel and steering the steered wheels;
Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel;
Steering torque detection means for detecting steering torque input to the steering wheel;
When the steering angle is less than a first steering angle that is a predetermined steering angle, the steering means is controlled based on the steering angle, and the steering angle is greater than or equal to the first steering angle. Steering control means for controlling the steering means based on the steering torque,
A rotation restricting means for restricting rotation of the steering wheel when a steering angle of the steering wheel is equal to or greater than a restriction angle that is a steering angle equal to or greater than the first steering angle;
A vehicle steering apparatus comprising: 請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵角が前記第１操舵角以上のとき、前記操舵角と前記第１操舵角との差が大きいほど大きい操舵反力を前記ステアリングホイールに付与する操舵反力付与手段を備えることを特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1,
When the steering angle is equal to or greater than the first steering angle, a steering reaction force applying unit that applies a larger steering reaction force to the steering wheel as the difference between the steering angle and the first steering angle increases is provided. A vehicle steering device. 請求項１または請求項２のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
車両の速度を検出する車速検出手段を備え、
前記転舵制御手段は、前記操舵角が前記第１操舵角以上の場合、前記車速が所定の低車速閾値以下であるときには前記操舵トルクに基づいて前記転舵手段を制御し、前記車速が前記低車速閾値を超えるときには前記操舵角に基づいて前記転舵手段を制御することを特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 and 2,
Vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle,
The steering control means controls the steering means based on the steering torque when the steering angle is not less than the first steering angle and the vehicle speed is not more than a predetermined low vehicle speed threshold, and the vehicle speed is When the vehicle speed threshold is exceeded, the steering device is controlled based on the steering angle. ステアリングホイールと機械的に分離した操向輪の転舵角を、前記ステアリングホイールの操舵角が予め定められた所定の操舵角である第１操舵角未満の場合には前記操舵角に基づいて制御すると共に、前記操舵角が前記第１操舵角以上の場合には前記ステアリングホイールに入力されたドライバの操舵トルクに基づいて制御する一方、前記ステアリングホイールの操舵角が、前記第１操舵角以上の操舵角である規制角度以上となった場合に、前記ステアリングホイールの回転を規制することを特徴とする車両用操舵方法。The steering angle of the steering wheel mechanically separated from the steering wheel is controlled based on the steering angle when the steering angle of the steering wheel is less than a first steering angle that is a predetermined steering angle. When the steering angle is greater than or equal to the first steering angle, control is performed based on the steering torque of the driver input to the steering wheel, while the steering angle of the steering wheel is greater than or equal to the first steering angle. A vehicle steering method, characterized in that the rotation of the steering wheel is restricted when the angle is equal to or greater than a restriction angle that is a steering angle.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210245794A1 (en) * 2018-12-06 2021-08-12 Hitachi Astemo, Ltd. Reaction force generating device and steering device

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5799578B2 (en) * 2011-05-16 2015-10-28 日産自動車株式会社 Vehicle steering apparatus and steering control method
JP5799577B2 (en) * 2011-05-16 2015-10-28 日産自動車株式会社 Vehicle steering apparatus, steering force estimation apparatus, steering control method, and steering force estimation method
JP2012254705A (en) * 2011-06-08 2012-12-27 Jtekt Corp Vehicular steering device and cargo handling vehicle
JP6098174B2 (en) * 2013-01-11 2017-03-22 日産自動車株式会社 Steering control device
JP6579376B2 (en) * 2015-11-02 2019-09-25 株式会社ジェイテクト Vehicle steering system
JP6888531B2 (en) * 2017-11-29 2021-06-16 トヨタ自動車株式会社 Steering by wire system
JP7488632B2 (en) * 2019-02-14 2024-05-22 日立Astemo株式会社 Steering control device
CN113891827B (en) 2019-05-29 2024-01-09 日本精工株式会社 Steering device for vehicle
US11724733B2 (en) * 2020-09-23 2023-08-15 Steering Solutions Ip Holding Corporation Torque-based directional control in steer-by-wire steering systems

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3877395B2 (en) * 1997-10-23 2007-02-07 本田技研工業株式会社 Steering device
JP2008155723A (en) * 2006-12-22 2008-07-10 Toyota Motor Corp Steering device for vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210245794A1 (en) * 2018-12-06 2021-08-12 Hitachi Astemo, Ltd. Reaction force generating device and steering device
US11945519B2 (en) * 2018-12-06 2024-04-02 Hitachi Astemo, Ltd. Reaction force generating device and steering device

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