JPH10218001A - Steering device for vehicle - Google Patents

Steering device for vehicle

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Publication number
JPH10218001A
JPH10218001A JP2562997A JP2562997A JPH10218001A JP H10218001 A JPH10218001 A JP H10218001A JP 2562997 A JP2562997 A JP 2562997A JP 2562997 A JP2562997 A JP 2562997A JP H10218001 A JPH10218001 A JP H10218001A
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JP
Japan
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steering
reaction force
vehicle
steering angle
wheel
Prior art date
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Pending
Application number
JP2562997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kato
高之 加藤
Mitsuhiko Nishimoto
光彦 西本
Yutaka Kawaguchi
裕 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP2562997A priority Critical patent/JPH10218001A/en
Publication of JPH10218001A publication Critical patent/JPH10218001A/en
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device for a vehicle having a natural steering sense without generating a feeling of physical disorder. SOLUTION: A device comprises a steering means 2 not mechanically connected to a steering mechanism 1 for changing a direction of a wheel 10, steering angle detection means 33 for detecting a steering angle of the steering means 2, and a reaction force giving means 3 giving reaction force toward a neutral position to the steering means 2. In accordance with a steering angle detected by the steering angle detection means 33, a steering angle of the steering mechanism 1 is controlled to be adjusted. A setting means 4 is provided, which, in a prescribed range including the neutral position of steering angle detected in the steering angle detection means 33, sets a dead band without giving reaction force by the reaction force giving means 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、運転者の操作に応
じて車両を操向させるための車両用操舵装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system for steering a vehicle according to a driver's operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の操舵は、車室の内部に配された操
舵手段の操作、例えば、ステアリングホイールの回転
を、舵取り用の車輪(一般的には前輪)の操向のために
車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。近年
においては、舵取機構の中途に油圧シリンダ、電動モー
タ等の操舵補助用のアクチュエータを配し、このアクチ
ュエータを、操舵のためにステアリングホイールに加え
られる操作力の検出結果に基づいて駆動して、ステアリ
ングホイールの回転に応じた舵取機構の動作を、アクチ
ュエータの発生力により補助し、操舵のための運転者の
労力負担を軽減する構成とした動力操舵装置(パワース
テアリング装置)が広く普及している。
2. Description of the Related Art Steering of a vehicle is performed by operating a steering means disposed inside the vehicle compartment, for example, by rotating a steering wheel, by steering a steering wheel (generally, a front wheel). Is transmitted to a steering mechanism arranged outside the vehicle. In recent years, an actuator for assisting steering such as a hydraulic cylinder and an electric motor is arranged in the middle of the steering mechanism, and the actuator is driven based on a detection result of an operating force applied to a steering wheel for steering. 2. Description of the Related Art A power steering device (power steering device), which is configured to assist the operation of a steering mechanism in accordance with the rotation of a steering wheel with a force generated by an actuator to reduce a driver's labor burden for steering, has become widespread. ing.

【0003】ところが、このような従来の車両用操舵装
置においては、操舵手段であるステアリングホイールと
舵取機構との機械的な連結が必要であり、車室の内部に
おけるステアリングホイールの配設位置が車室外での舵
取機構との連結が可能な位置に限定されるという問題が
あり、また、連結可能にステアリングホイールが配設さ
れた場合であっても、連結の実現のために複雑な連結構
造を要し、車両の軽量化、組立て工程の簡素化を阻害す
る要因となっている。
However, in such a conventional steering apparatus for a vehicle, a mechanical connection between a steering wheel, which is a steering means, and a steering mechanism is required, and the position of the steering wheel in the vehicle interior is limited. There is a problem that the connection to the steering mechanism outside the vehicle compartment is limited, and even if the steering wheel is arranged to be connectable, complicated connection is required to realize the connection. This requires a structure, which is a factor that hinders weight reduction of the vehicle and simplification of the assembly process.

【0004】例えば、実公平2−29017号公報に
は、このような問題の解消を目的としたリンクレスのパ
ワーステアリング装置である車両用の操舵装置が開示さ
れている。この車両用の操舵装置は、ステアリングホイ
ールを舵取機構から切り離して配し、また、動力操舵装
置における操舵補助用のアクチュエータと同様に、舵取
機構の中途に舵取り用のアクチュエータとしての電動モ
ータを配してなり、この電動モータを、ステアリングホ
イールの操作方向及び操作量の検出結果に基づいて駆動
することにより、ステアリングホイールの操作に応じた
舵取りを行わせる構成となっている。
[0004] For example, Japanese Utility Model Publication No. 2-29017 discloses a steering device for a vehicle which is a linkless power steering device for solving such a problem. This steering apparatus for a vehicle arranges a steering wheel separately from a steering mechanism, and similarly to an actuator for steering assistance in a power steering apparatus, an electric motor as a steering actuator is provided in the middle of the steering mechanism. The electric motor is driven based on the detection result of the operation direction and the operation amount of the steering wheel, thereby performing steering according to the operation of the steering wheel.

【0005】舵取機構に機械的に連結されないステアリ
ングホイールには、モータを備えた反力アクチュエータ
が付設されている。反力アクチュエータは、車速及びス
テアリングホイールの操舵角の検出結果に基づいて前記
モータを駆動することにより、ステアリングホイールに
中立位置へ向かう反力を加える。この反力は、縦軸−横
軸に、車速毎に、反力指示トルク−舵角を取った特性図
である図4に示すように、車速の高低及び操舵角の大小
に応じて大小となる特性を有する。このような車両用操
舵装置等では、この反力に抗してステアリングホイール
に加えられるトルクを検出し、この検出結果に応じて舵
取り用の電動モータのモータ電流を増減させ、この電動
モータが発生する操舵力を増減させる。これにより、ス
テアリングホイールと舵取機構とが機械的に連結された
一般的な車両用操舵装置(連結型の操舵装置)と同様の
感覚での操舵を行わせ得るようにしてある。
A steering wheel not mechanically connected to a steering mechanism is provided with a reaction actuator having a motor. The reaction force actuator applies a reaction force toward the neutral position to the steering wheel by driving the motor based on the detection result of the vehicle speed and the steering angle of the steering wheel. As shown in FIG. 4 which is a characteristic diagram in which a reaction force indicating torque-steering angle is obtained for each vehicle speed on the vertical axis-horizontal axis, the reaction force is large and small according to the vehicle speed and the steering angle. It has the following characteristics. In such a vehicle steering system, the torque applied to the steering wheel is detected against the reaction force, and the motor current of the electric motor for steering is increased or decreased according to the detection result. Increase or decrease the steering force. As a result, steering can be performed with the same feeling as a general vehicle steering device (connection type steering device) in which the steering wheel and the steering mechanism are mechanically connected.

【0006】以上のように構成された分離型の車両用操
舵装置は、ステアリングホイールの配設自由度の増加、
車両の軽量化等の前述した目的に加え、レバー、ペダル
等、ステアリングホイールに代わる新たな操舵手段の実
現、及び路面上の誘導標識の検出、衛星情報の受信等の
走行情報に従う自動運転システムの実現等、将来におけ
る自動車技術の発展のために有用なものである。
[0006] The vehicle steering system of the separated type configured as described above increases the degree of freedom in arranging the steering wheel.
In addition to the above-mentioned objectives such as reducing the weight of the vehicle, realization of new steering means such as levers and pedals instead of the steering wheel, detection of guidance signs on the road surface, reception of satellite information, etc. It is useful for the future development of automobile technology such as realization.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図4は、上述したよう
に、縦軸−横軸に、車速毎に、反力指示トルク−舵角を
取った特性図であり、ステアリングホイールに加える反
力は、車速の高低及び操舵角の大小に応じて増減制御さ
れることを示している。しかし、操舵角の中立位置は、
操舵動作の中で推定されるようになっており、必ずしも
固定されないため、このように反力を操舵角の中立位置
(推定位置)でその方向を切り換えると、真の中立位置
でない位置で反力の方向が切り換わり、運転者に違和感
を与えることが起こり得る。また、反力の方向が中立位
置の1点で切り換わり、反力の方向が急変すると、ステ
アリングホイールの動きが円滑でなくなり、違和感を与
える可能性がある。一方、高速走行時にステアリングホ
イールの回転が軽いのは操舵感が良くないため、高速走
行時は常時、反力を加えておく方がよい。
FIG. 4 is a characteristic diagram in which the vertical axis-horizontal axis shows the reaction force indicating torque-steering angle for each vehicle speed, as described above. The reaction force applied to the steering wheel is shown in FIG. Indicates that the increase / decrease is controlled in accordance with the vehicle speed and the steering angle. However, the neutral position of the steering angle is
Since the reaction force is estimated during the steering operation and is not always fixed, if the direction of the reaction force is switched at the neutral position (estimated position) of the steering angle, the reaction force is changed at a position other than the true neutral position. May be switched, giving the driver an uncomfortable feeling. Further, when the direction of the reaction force is switched at one point at the neutral position, and the direction of the reaction force changes suddenly, the movement of the steering wheel may not be smooth and may give a sense of incongruity. On the other hand, when the steering wheel rotates lightly at high speed, the steering feeling is not good, so it is better to always apply a reaction force at high speed.

【0008】ステアリングホイールに生じる違和感を解
消するものとしては、操舵トルクに対するアシストトル
クの不感帯を車速の増加に従って広げる、特開昭61−
81866号公報に開示された電動式パワーステアリン
グ装置があるが、これは、アシストトルクの不感帯の幅
を拡縮するものであり、また、リンクレスのパワーステ
アリング装置ではないので、反力を必要としていない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、
違和感を生じない自然な操舵感覚を有する車両用操舵装
置を提供することを目的とする。
In order to eliminate the sense of discomfort generated in the steering wheel, the dead zone of the assist torque with respect to the steering torque is widened as the vehicle speed increases.
There is an electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 81866. However, this electric power steering apparatus expands or contracts the width of a dead zone of assist torque, and does not require a reaction force because it is not a linkless power steering apparatus. .
The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a vehicle steering device having a natural steering feeling that does not cause discomfort.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1発明に係る
車両用操舵装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械
的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角
を検出する操舵角検出手段と、前記操舵手段に中立位置
へ向かう反力を付与する反力付与手段とを備え、前記操
舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構
の舵角を増減制御する車両用操舵装置において、前記操
舵角検出手段が検出した操舵角の中立位置を含む所定範
囲に、前記反力付与手段が反力を付与しない不感帯を設
定する設定手段を備えることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, wherein the steering means is not mechanically connected to a steering mechanism for changing the direction of wheels, and a steering angle of the steering means is determined. A steering angle detecting means for detecting the steering angle, a reaction force applying means for applying a reaction force toward the neutral position to the steering means, and a steering angle of the steering mechanism according to the steering angle detected by the steering angle detecting means. A vehicle steering device that controls increase / decrease of the steering angle, wherein a setting unit for setting a dead zone in which the reaction force applying unit does not apply a reaction force is provided in a predetermined range including a neutral position of the steering angle detected by the steering angle detection unit. Features.

【0010】この車両用操舵装置では、設定手段が、操
舵角検出手段が検出した操舵角の中立位置を含む所定範
囲に、反力付与手段が反力を付与しない不感帯を設定す
る。これにより、操舵角の中立位置(推定位置)を不感
帯内に吸収することができるので、真の中立位置でない
位置で反力の方向が切り換わることがなく、また、ステ
アリングホイールの動きが円滑になり、違和感を生じな
い自然な操舵感覚を有する車両用操舵装置を実現でき
る。
In this vehicle steering system, the setting means sets a dead zone in which the reaction force applying means does not apply the reaction force to a predetermined range including the neutral position of the steering angle detected by the steering angle detection means. As a result, the neutral position (estimated position) of the steering angle can be absorbed in the dead zone, so that the direction of the reaction force does not switch at a position other than the true neutral position, and the steering wheel moves smoothly. Thus, a vehicle steering device having a natural steering feeling without causing a sense of discomfort can be realized.

【0011】第2発明に係る車両用操舵装置は、車両の
走行速度を検出する車速検出手段を備え、前記設定手段
は、該車速検出手段が検出した走行速度に応じて前記不
感帯の幅を増減する手段を備えることを特徴とする。
A vehicle steering apparatus according to a second aspect of the present invention includes a vehicle speed detecting means for detecting a running speed of the vehicle, and the setting means increases or decreases the width of the dead zone in accordance with the running speed detected by the vehicle speed detecting means. It is characterized by comprising means for performing.

【0012】この車両用操舵装置では、車速検出手段が
車両の走行速度を検出し、設定手段における増減する手
段がこの検出した走行速度に応じて、操舵角の、反力付
与手段が反力を付与しない不感帯の幅を増減する。これ
により、ステアリングホイールの回転が軽いのは危険で
ある高速走行時には、違和感を生じない程度に不感帯の
幅を狭くすることができ、違和感を生じない自然な操舵
感覚を有する車両用操舵装置を実現できる。
In this vehicle steering system, the vehicle speed detecting means detects the running speed of the vehicle, and the increasing / decreasing means in the setting means adjusts the steering angle according to the detected running speed, and the reaction force applying means changes the reaction force. Increase or decrease the width of the dead zone not provided. This makes it possible to reduce the width of the dead zone to a level that does not cause discomfort when driving at high speeds, where it is dangerous for the steering wheel to rotate lightly, realizing a vehicle steering system that has a natural steering feeling that does not cause discomfort. it can.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る
車両用操舵装置の全体構成を示すブロック図である。こ
の車両用操舵装置は、図示しない車体の左右に配された
一対の舵取り用の車輪10,10に舵取り動作を行わせ
るための舵取機構1と、舵取機構1から切り離して配さ
れた操舵手段であるステアリングホイール2と、ステア
リングホイール2に反力を付与する反力アクチュエータ
3と、マイクロプロセッサを用いてなる操舵制御部4と
を備え、ステアリングホイール2の操作に応じた操舵制
御部4の動作により、舵取機構1の中途に配した操舵モ
ータ5を駆動し、舵取機構1を作動させる構成となって
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a vehicle steering system according to the present invention. The vehicle steering system includes a steering mechanism 1 for causing a pair of steering wheels 10, 10 arranged on the left and right sides of a vehicle body (not shown) to perform a steering operation, and a steering mechanism separated from the steering mechanism 1. A steering wheel 2, a reaction actuator 3 for applying a reaction force to the steering wheel 2, and a steering control unit 4 using a microprocessor. By operation, the steering motor 5 arranged in the middle of the steering mechanism 1 is driven to operate the steering mechanism 1.

【0014】舵取機構1は、公知のように、車体の左右
方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸11の両端
部と、車輪10,10を支持するナックルアーム12,
12とを、各別のタイロッド13,13により連結し、
操舵軸11の両方向への摺動によりタイロッド13,1
3を介してナックルアーム12,12を押し引きし、車
輪10,10を左右に操向させるものであり、この操向
は、操舵軸11の中途部に同軸的に構成された操舵モー
タ5の回転を、適宜の運動変換機構により操舵軸11の
摺動に変換して行われる。
As is well known, the steering mechanism 1 includes both ends of a steering shaft 11 that extends in the left-right direction of the vehicle body and slides in the axial direction, and knuckle arms 12 that support the wheels 10, 10.
12 are connected by separate tie rods 13, 13, respectively.
The tie rods 13 and 1 are moved by sliding the steering shaft 11 in both directions.
The knuckle arms 12, 12 are pushed and pulled via 3 to steer the wheels 10, 10 to the left and right. This steering is performed by the steering motor 5, which is coaxially formed in the middle of the steering shaft 11. The rotation is converted into sliding of the steering shaft 11 by an appropriate motion conversion mechanism.

【0015】操舵軸11は、操舵軸ハウジング14との
間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの
回転を拘束されており、操舵モータ5の回転は、操舵軸
11の軸長方向の摺動に変換され、操舵モータ5の回転
に応じた舵取り(操舵用の車輪10,10の操向)が行
われる。このように舵取りされる車輪10,10の舵角
は、操舵モータ5の一側の操舵軸ハウジング14と操舵
軸11との相対摺動位置を媒介として、舵角検出手段で
ある舵角センサ16により検出されるようになしてあ
り、舵角センサ16の出力は、操舵モータ5の回転位置
を検出するロータリエンコーダ15の出力と共に、操舵
制御部4に与えられている。
The rotation of the steering shaft 11 around the axis thereof is restricted by rotation restricting means (not shown) interposed between the steering shaft 11 and the steering shaft housing 14. And the steering (steering of the steering wheels 10, 10) according to the rotation of the steering motor 5 is performed. The steering angles of the wheels 10, 10 steered in this way are determined by the relative sliding position between the steering shaft housing 14 on one side of the steering motor 5 and the steering shaft 11 as a medium. The output of the steering angle sensor 16 is provided to the steering control unit 4 together with the output of the rotary encoder 15 for detecting the rotational position of the steering motor 5.

【0016】ステアリングホイール2に反力を付与する
反力付与手段である反力アクチュエータ3は、電動モー
タ(例えば3相ブラシレスモータ)であり、回転軸30
に関連して、そのケーシングを図示しない車体の適宜部
に固定して取り付けてある。ステアリングホイール2
は、回転軸30の一側の突出端に同軸的に固定されてお
り、他側の突出端は、所定の弾性を有する捩ればね31
により、図示しない車体の適宜部位に連結されている。
The reaction force actuator 3 which is a reaction force applying means for applying a reaction force to the steering wheel 2 is an electric motor (for example, a three-phase brushless motor),
The casing is fixedly attached to an appropriate portion of a vehicle body (not shown). Steering wheel 2
Is coaxially fixed to a protruding end on one side of the rotating shaft 30, and the other end has a torsion spring 31 having a predetermined elasticity.
Thus, it is connected to an appropriate portion of the vehicle body (not shown).

【0017】反力アクチュエータ3は、操舵制御部4か
ら与えられる反力指示トルク信号に応じた駆動回路3a
からの通電により正逆両方向に駆動され、回転軸30の
一端に取り付けたステアリングホイール2に、その操作
方向と逆方向の力(反力)を付与する動作をなす。従っ
て、ステアリングホイール2の回転操作には、反力アク
チュエータ3が発生する反力に抗する操舵トルクを加え
る必要があり、このようにしてステアリングホイール2
に加えられる操舵トルクは、反力アクチュエータ3に付
設されたトルクセンサ32により検出される。また、ス
テアリングホイール2の操作量(操舵角)は、反力アク
チュエータ3に付設された操舵角検出手段であるロータ
リエンコーダ33により、操作方向を含めて検出されて
おり、これらの検出結果は、操舵制御部4に与えられて
いる。また、駆動回路3aから反力アクチュエータ3に
通電する電流は、電流センサ3bにより検出され、操舵
制御部4に与えられる。
The reaction force actuator 3 includes a drive circuit 3a corresponding to a reaction force instruction torque signal given from the steering control unit 4.
When the steering wheel 2 is mounted on one end of the rotating shaft 30, a force (reaction force) in a direction opposite to the operation direction is applied to the steering wheel 2 attached to one end of the rotating shaft 30. Therefore, it is necessary to apply a steering torque against the reaction force generated by the reaction force actuator 3 to the rotation operation of the steering wheel 2.
Is detected by a torque sensor 32 attached to the reaction force actuator 3. Further, the operation amount (steering angle) of the steering wheel 2 is detected including the operation direction by a rotary encoder 33 which is a steering angle detecting means attached to the reaction force actuator 3, and the detection result is based on the steering angle. It is provided to the control unit 4. Further, a current flowing from the drive circuit 3 a to the reaction force actuator 3 is detected by the current sensor 3 b and provided to the steering control unit 4.

【0018】なお、回転軸30の他端と車体の一部との
間に介装された捩ればね31は、以上のように行われる
回転操作の停止時に、その弾性により回転軸30を回転
させて、ステアリングホイール2を所定の中立位置に復
帰させる作用をする。この復帰は、機械的に連結されて
いない舵取機構1側にて生じる車輪10,10の直進方
向への復帰動作に伴ってステアリングホイール2を戻す
ために必要なものである。
The torsion spring 31 interposed between the other end of the rotating shaft 30 and a part of the vehicle body causes the rotating shaft 30 to rotate due to its elasticity when the rotating operation performed as described above is stopped. Thus, the steering wheel 2 returns to a predetermined neutral position. This return is necessary for returning the steering wheel 2 in accordance with the return operation of the wheels 10, 10 in the straight traveling direction, which occurs on the steering mechanism 1 side that is not mechanically connected.

【0019】以上のように操舵制御部4には、舵取機構
1の側にて実際に生じている舵取りの状態が、ロータリ
エンコーダ15及び舵角センサ16からの入力として与
えられ、また操舵手段としてのステアリングホイール2
の操作の状態が、トルクセンサ32及びロータリエンコ
ーダ33からの入力として夫々与えられており、これら
に加えて操舵制御部4の入力側には、車両の走行速度を
検出する車速センサ6の出力が与えられている。
As described above, the steering state actually occurring on the steering mechanism 1 side is given to the steering control unit 4 as an input from the rotary encoder 15 and the steering angle sensor 16. Steering wheel 2 as
Is provided as inputs from the torque sensor 32 and the rotary encoder 33. In addition to these, the output of the vehicle speed sensor 6 for detecting the running speed of the vehicle is provided to the input side of the steering control unit 4. Has been given.

【0020】一方、操舵制御部4の出力は、前述したよ
うに、ステアリングホイール2に反力を付与する反力ア
クチュエータ3と、舵取機構1に舵取り動作を行わせる
ための操舵モータ5とに、各別の駆動回路3a,5aを
介して与えられており、反力アクチュエータ3及び操舵
モータ5は、操舵制御部4からの指示信号に応じて各別
の動作を行うようになしてある。
On the other hand, as described above, the output of the steering control unit 4 is transmitted to the reaction force actuator 3 for applying a reaction force to the steering wheel 2 and the steering motor 5 for causing the steering mechanism 1 to perform a steering operation. The reaction force actuator 3 and the steering motor 5 perform different operations in response to an instruction signal from the steering controller 4.

【0021】操舵制御部4は、ステアリングホイール2
に付与すべき反力を決定し、反力を発生させるべく反力
アクチュエータ3に反力指示トルク信号を発する反力制
御を行う。ステアリングホイール2に付与すべき反力
は、例えば、図2に示すように、ステアリングホイール
2の操舵角の中立位置を含む所定範囲に、反力が0にな
る不感帯を有し、車速センサ6からの入力として与えら
れる車速(走行速度)の高低及び操舵角の大小に応じて
大小となるように、また、車速の高低に応じて、不感帯
の幅が減増するような特性を有している。
The steering control unit 4 includes the steering wheel 2
Is determined, and a reaction force control for generating a reaction force instruction torque signal to the reaction force actuator 3 to generate a reaction force is performed. The reaction force to be applied to the steering wheel 2 has a dead zone where the reaction force becomes zero in a predetermined range including the neutral position of the steering angle of the steering wheel 2 as shown in FIG. The width of the dead zone decreases and increases in accordance with the level of the vehicle speed (running speed) and the steering angle given as an input of the vehicle, and in accordance with the level of the vehicle speed. .

【0022】この特性は、車速毎の舵角−反力指示トル
クのテーブルとして、操舵制御部4に内蔵されている。
操舵制御部4は、車速センサ6からの車速に応じて、舵
角−反力指示トルクのテーブルを選択し、そのテーブル
の特性に従う反力を発生させるべく反力アクチュエータ
3に反力指示トルク信号を発する。
This characteristic is stored in the steering control unit 4 as a table of steering angle-reaction force instruction torque for each vehicle speed.
The steering control unit 4 selects a table of steering angle-reaction force indicating torque according to the vehicle speed from the vehicle speed sensor 6 and sends a reaction force indicating torque signal to the reaction force actuator 3 so as to generate a reaction force according to the characteristics of the table. Emits.

【0023】また、操舵制御部4は、ロータリエンコー
ダ33からの入力によりステアリングホイール2の操作
方向を含めた操作角度を認識し、舵取機構1に付設され
た舵角センサ16の入力により認識される実舵角度との
舵角偏差を求め、この舵角偏差を車速センサ6からの入
力として与えられる車速の遅速に応じて大小となるよう
に補正して目標舵角を求め、この目標舵角が得られるま
で操舵モータ5を駆動する操舵制御動作を行う。このと
き、ロータリエンコーダ15からの入力は、操舵モータ
5が所望の回転位置に達したか否かを調べるためのフィ
ードバック信号として用いられる。
The steering control unit 4 recognizes the operation angle including the operation direction of the steering wheel 2 based on the input from the rotary encoder 33 and recognizes the operation angle based on the input from the steering angle sensor 16 attached to the steering mechanism 1. A steering angle deviation from the actual steering angle is calculated, and the steering angle deviation is corrected so as to be larger or smaller according to the vehicle speed given as an input from the vehicle speed sensor 6 to obtain a target steering angle. The steering control operation for driving the steering motor 5 is performed until the following is obtained. At this time, an input from the rotary encoder 15 is used as a feedback signal for checking whether or not the steering motor 5 has reached a desired rotational position.

【0024】以下に、このような構成の本発明に係る車
両用操舵装置の動作を、それを示すフローチャートに基
づき説明する。図3は、本発明に係る車両用操舵装置の
動作を示すフローチャートである。操舵制御部4は、先
ず、車速センサ6から車速を読み込み(S2)、その車
速に応じた、舵角−反力指示トルクのテーブルを選択す
る(S4)。次に、操舵制御部4は、選択した(S4)
テーブルから、ロータリエンコーダ33により検出した
ステアリングホイール2の操舵角に応じた反力指示トル
クT M を読み込み(S6)、トルクセンサ32により操
舵トルクTS を検出する(S8)。次に、反力指示トル
クTM と操舵トルクTS とのトルク偏差ΔIn =TM
S を演算し(S10)、反力制御の積分要素In =Δ
n ×KI (KI :所定の積分定数)を演算する(S1
2)。
Hereinafter, a vehicle according to the present invention having such a configuration will be described.
The operation of the dual-purpose steering system is described based on a flowchart showing the operation.
It will be explained. FIG. 3 shows a vehicle steering system according to the present invention.
It is a flowchart which shows an operation. The steering control unit 4
The vehicle speed is read from the vehicle speed sensor 6 (S2).
Select a table of steering angle-reaction force instruction torque according to speed
(S4). Next, the steering control unit 4 selects the selected (S4).
From the table, detected by the rotary encoder 33
Reaction force indicating torque according to steering angle of steering wheel 2
K T MIs read (S6) and operated by the torque sensor 32.
Rudder torque TSIs detected (S8). Next, the reaction force indicating torque
K TMAnd steering torque TSAnd the torque deviation ΔIn= TM
T SIs calculated (S10), and the integral element I of the reaction force control is calculated.n= Δ
In× KI(KI: Predetermined integration constant) (S1)
2).

【0025】次に、比例要素Pn =(ΔIn −Δ
n-1 )×KP (ΔIn-1 :前回周期のトルク偏差、K
P :所定の比例定数)を演算し(S14)、反力アクチ
ュエータ3の電動モータの目標電流(反力モータ目標電
流)JM =J0 +In +Pn (J0:前回周期の目標電
流)を演算する(S16)。次に、電流センサ3bによ
り、反力アクチュエータ3の電動モータの電流JSを検
出し(S18)、電動モータの目標電流JM と実際の電
流JS との電流偏差ΔIn ′=JM −JS を演算する
(S20)。
Next, the proportional element P n = (ΔI n
I n-1 ) × K P (ΔI n-1 : torque deviation of previous cycle, K
P: calculates a predetermined proportional constant) (S14), the electric motor of the target current of the reaction force actuator 3 (reaction force motor target current) J M = J 0 + I n + P n (J 0: target current of the previous cycle) Is calculated (S16). Next, the current sensor 3b detects the current J S of the electric motor of the reaction force actuator 3 (S18), and the current deviation ΔI n '= J M − between the target current J M of the electric motor and the actual current J S. JS is calculated (S20).

【0026】次に、操舵制御部4は、反力制御の積分要
素In ′=ΔIn ′×KI ′(KI′:所定の積分定
数)を演算し(S22)、比例要素Pn ′=(ΔIn
−ΔI n-1 ′)×KP ′(ΔIn-1 ′:前回周期の電流
偏差、KP ′:所定の比例定数)を演算する(S2
4)。次に、反力アクチュエータ3の電動モータの目標
電圧(反力モータ目標電圧)VM =V0 +In ′+
n ′(V0 :前回周期の目標電圧)を演算し(S2
6)、駆動回路3aにこの目標電圧VM を出力させて、
反力アクチュエータ3の電動モータを駆動する。
Next, the steering control unit 4 determines whether to integrate the reaction force control.
Element In'= ΔIn'× KI'(KI': Predetermined integration constant
Number) (S22), and the proportional element Pn'= (ΔIn
-ΔI n-1') × KP'(ΔIn-1': Current of previous cycle
Deviation, KP': A predetermined proportional constant) (S2
4). Next, the target of the electric motor of the reaction force actuator 3
Voltage (reaction motor target voltage) VM= V0+ In'+
Pn′ (V0: Target voltage of the previous cycle) (S2
6) The target voltage V is applied to the drive circuit 3a.MAnd output
The electric motor of the reaction force actuator 3 is driven.

【0027】次に、目標電流JM を前回周期の目標電流
0 に、目標電圧VM を前回周期の目標電圧V0 に、ト
ルク偏差ΔIn を前回周期のトルク偏差ΔIn-1 に、電
流偏差ΔIn ′を前回周期の電流偏差ΔIn-1 ′にそれ
ぞれ移し(S28)リターンする。尚、以上の実施の形
態は、本発明に係る車両用操舵装置の一例を示すもので
あり、反力アクチュエータ3、操舵モータ5の構成を限
定するものではなく、また、操舵手段として、ステアリ
ングホイール2に代えて、レバー、ペダル等の他の操作
手段を用いることができることは言うまでもない。ま
た、車速の高低に応じて、図2に示すように不感帯の幅
を減増する例を示したが、車速の高低に応じて、他の態
様で不感帯の幅を増減しても良い。
Next, the target current J M target current J 0 of the previous period, the target voltage V M to the target voltage V 0 which last cycle, the torque deviation [Delta] I n the torque deviation [Delta] I n-1 of the previous cycle, The current deviation ΔI n ′ is transferred to the current deviation ΔI n−1 ′ of the previous cycle (S28), and the process returns. The above embodiment shows an example of the vehicle steering apparatus according to the present invention, and does not limit the configurations of the reaction force actuator 3 and the steering motor 5. Needless to say, other operation means such as a lever and a pedal can be used instead of 2. Further, although the example in which the width of the dead zone is increased or decreased according to the level of the vehicle speed as shown in FIG. 2 has been described, the width of the dead zone may be increased or decreased in another manner according to the level of the vehicle speed.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の第1発明に係る車両用操舵装置
によれば、操舵角の中立位置(推定位置)を不感帯内に
吸収することができるので、真の中立位置でない位置で
反力の方向が切り換わることがなく、また、ステアリン
グホイールの動きが円滑になり、違和感を生じない自然
な操舵感覚を有する車両用操舵装置を実現できる。
According to the vehicle steering system of the first aspect of the present invention, the neutral position (estimated position) of the steering angle can be absorbed in the dead zone, so that the reaction force is generated at a position other than the true neutral position. Is not switched, the movement of the steering wheel is smooth, and a steering apparatus for a vehicle having a natural steering feeling without causing discomfort can be realized.

【0029】第2発明に係る車両用操舵装置によれば、
ステアリングホイールの回転が軽いのは危険である高速
走行時には、違和感を生じない程度に不感帯の幅を狭く
することができ、違和感を生じない自然な操舵感覚を有
する車両用操舵装置を実現できる。
According to the vehicle steering system of the second aspect,
During high-speed driving, where it is dangerous to rotate the steering wheel lightly, it is possible to reduce the width of the dead zone to a degree that does not cause discomfort, and it is possible to realize a vehicle steering device that has a natural steering feeling that does not cause discomfort.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle steering system according to the present invention.

【図2】本発明に係る車両用操舵装置のステアリングホ
イールに付与すべき反力の特性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing characteristics of a reaction force to be applied to a steering wheel of the vehicle steering system according to the present invention.

【図3】本発明に係る車両用操舵装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system according to the present invention.

【図4】従来の車両用操舵装置のステアリングホイール
に付与すべき反力の特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing characteristics of a reaction force to be applied to a steering wheel of a conventional vehicle steering system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 舵取機構 2 ステアリングホイール(操舵手段) 3 反力アクチュエータ(反力付与手段) 3a 駆動回路 3b 電流センサ 4 操舵制御部(設定手段、増減する手段) 5 操舵モータ 6 車速センサ(車速検出手段) 32 トルクセンサ 33 ロータリエンコーダ(操舵角検出手段) REFERENCE SIGNS LIST 1 steering mechanism 2 steering wheel (steering means) 3 reaction force actuator (reaction applying means) 3a drive circuit 3b current sensor 4 steering control unit (setting means, increasing / decreasing means) 5 steering motor 6 vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 32 Torque sensor 33 Rotary encoder (steering angle detecting means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 裕 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Kawaguchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、前記操舵手段に中立位置へ向
かう反力を付与する反力付与手段とを備え、前記操舵角
検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵
角を増減制御する車両用操舵装置において、 前記操舵角検出手段が検出した操舵角の中立位置を含む
所定範囲に、前記反力付与手段が反力を付与しない不感
帯を設定する設定手段を備えることを特徴とする車両用
操舵装置。
1. A steering device that is not mechanically connected to a steering mechanism that changes the direction of a wheel, a steering angle detection device that detects a steering angle of the steering device, and a reaction force of the steering device toward a neutral position. And a reaction force imparting means for imparting a steering angle, wherein the steering angle detecting means detects and detects the steering angle of the steering mechanism in accordance with the steering angle detected by the steering angle detecting means. A vehicle steering system comprising: a setting unit that sets a dead zone in which the reaction force applying unit does not apply a reaction force in a predetermined range including a neutral position of a steering angle.
【請求項2】 車両の走行速度を検出する車速検出手段
を備え、前記設定手段は、該車速検出手段が検出した走
行速度に応じて前記不感帯の幅を増減する手段を備える
請求項1記載の車両用操舵装置。
2. The vehicle according to claim 1, further comprising: vehicle speed detecting means for detecting a running speed of the vehicle, wherein said setting means includes means for increasing or decreasing the width of said dead zone in accordance with the running speed detected by said vehicle speed detecting means. Vehicle steering system.
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