JP2003300474A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータの
制御により操舵特性を変更可能な車両の操舵装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system capable of changing steering characteristics by controlling an actuator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ステアリングホイールの操作に応じた操
舵用アクチュエータの動きを車輪に舵角が変化するよう
に伝達する際に、ステアリングホイールの操作量と車輪
の転舵量との比を変化させることで操舵特性を変更可能
な車両の操舵装置が開発されている。例えば、ステアリ
ングホイールの操作に応じた操作側部材の回転を、舵角
変化に応じて回転する車輪側部材に、遊星ギヤ機構等の
回転数比可変機構を介して伝達し、その遊星ギヤ機構を
構成するリングギヤ等を駆動する操舵用アクチュエータ
を制御することで操作量と転舵量との比を変更してい
る。2. Description of the Related Art When a movement of a steering actuator in response to an operation of a steering wheel is transmitted to a wheel so that a steering angle changes, a ratio between a steering wheel operation amount and a wheel steering amount is changed. A vehicle steering system capable of changing steering characteristics has been developed. For example, the rotation of the operation side member according to the operation of the steering wheel is transmitted to the wheel side member that rotates according to the change of the steering angle through a rotation speed ratio variable mechanism such as a planetary gear mechanism, and the planetary gear mechanism is changed. The ratio between the operation amount and the steering amount is changed by controlling the steering actuator that drives the constituent ring gear or the like.
【０００３】一般に操舵装置のステアリングホイールに
おいては、例えばステアリングシャフトに取り付けられ
るハブや、そのハブを環状のリムに連結する部材を、特
定の方向を指示できる形状や配置にすることで、基準方
向を示す指標として利用している。その指標により示さ
れる基準方向が車両直進時に車両の前後方向に対応する
ことで、ドライバーは車両の舵角中点を容易に把握する
ことができる。Generally, in a steering wheel of a steering apparatus, for example, a hub attached to a steering shaft and a member connecting the hub to an annular rim have a shape and an arrangement capable of indicating a specific direction, so that the reference direction is set. It is used as an indicator. Since the reference direction indicated by the index corresponds to the longitudinal direction of the vehicle when the vehicle goes straight, the driver can easily grasp the midpoint of the steering angle of the vehicle.
【０００４】上記のような操舵装置において、フェール
セーフ等のために操作側部材と車輪側部材とを電磁クラ
ッチ等により回転数比が１になるように連結することが
提案されている。また、その操作側部材と車輪側部材と
の間の連結直前における回転数比が１以外であると、連
結後の車両直進時にステアリングホイールの指標が車両
の前後方向を示さなくなるため、運転し難くなるという
問題がある。そこで、その連結前に回転数比が１でない
場合、その回転数比を１に補正した後に連結することが
提案されている（特開２００１−２７０４５３号）。In the steering system as described above, it has been proposed to connect the operating side member and the wheel side member with an electromagnetic clutch or the like so as to have a rotation speed ratio of 1 for fail-safe purposes. Further, if the rotational speed ratio immediately before the connection between the operation side member and the wheel side member is other than 1, the steering wheel index does not indicate the front-rear direction of the vehicle when the vehicle goes straight after the connection, and thus it is difficult to drive. There is a problem of becoming. Therefore, if the rotation speed ratio is not 1 before the connection, it is proposed that the rotation speed ratio is corrected to 1 before connection (JP-A-2001-270453).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来例においては
ステアリングホイール側と車輪側とが常に機械的に連結
されているため、操作部材を車輪に通常状態においては
機械的に連結しない所謂ステアバイワイヤシステムを採
用した操舵装置に適用することはできなかった。また、
ステアリングホイール側と車輪側とが常に機械的に連結
された上記従来例においては、操作側部材と車輪側部材
との連結後の回転数比は１であるため、アクチュエータ
による操舵補助がない場合は操舵に大きな労力を要する
ものであった。本発明は上記問題を解決することのでき
る車両の操舵装置を提供することを目的とする。In the above-mentioned conventional example, since the steering wheel side and the wheel side are always mechanically connected, the so-called steer-by-wire system in which the operating member is not mechanically connected to the wheel in the normal state. It could not be applied to the steering system that adopted the. Also,
In the above-mentioned conventional example in which the steering wheel side and the wheel side are always mechanically connected, since the rotation speed ratio after the operation side member and the wheel side member are connected is 1, when there is no steering assist by the actuator, It took a lot of effort to steer. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system that can solve the above problems.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本件第１発明の車両の操
舵装置は、基準方向を示す指標を有する操作部材と、操
舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの動
きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく
舵角変化が生じるように車輪に伝達可能な手段と、その
操作部材の操作量を検出する手段と、その車輪の転舵量
を検出する手段と、その操作部材の操作量と車輪の転舵
量との比が変化するように操舵用アクチュエータを制御
可能な制御系と、操作用アクチュエータと、その操作部
材に作用する操作用トルクを発生するように操作用アク
チュエータを制御可能な制御系と、その操作部材の操作
に応じて回転するように操作部材に機械的に連結された
操作側部材と、舵角変化による車輪の動きに応じて回転
するように車輪に機械的に連結された車輪側部材と、そ
の操作側部材と車輪側部材とを回転数比が固定されるよ
うに連結する連結状態と、その連結を解除する解除状態
との間で切り替え可能な連結機構と、その操作側部材に
対する車輪側部材の回転数比の固定条件を記憶する手段
と、その回転数比の固定条件の充足時であって連結機構
を連結状態とする前に、前記指標により示される基準方
向が車両直進時に車両前後方向に対応するか否かを判断
する手段と、その回転数比の固定条件の充足時であって
連結機構を連結状態とする前に、その操作側部材と車輪
側部材の回転方向における相対位置の変化によって前記
指標により示される基準方向が車両直進時に車両前後方
向に対応するように、その操舵用アクチュエータと操作
用アクチュエータの中の少なくとも一方を制御可能な手
段と、その連結機構を、その回転数比の固定条件を充足
し、且つ、前記指標により示される基準方向が車両直進
時に車両前後方向に対応する時は連結状態となり、そう
でない時は解除状態となるように制御可能な手段とを備
える。本件第１発明によれば、操作部材を車輪に通常状
態においては機械的に連結しないステアバイワイヤシス
テムを採用した操舵装置において、回転数比の固定条件
が充足されると、連結機構が連結状態となる前に、操作
部材の指標により示される基準方向が車両直進時に車両
前後方向に対応するか否かが判断される。その基準方向
が車両直進時に車両前後方向に対応しない場合、操舵用
アクチュエータと操作用アクチュエータの中の少なくと
も一方を制御することで操作側部材と車輪側部材の回転
方向における相対位置が変化する。これにより、その基
準方向が車両直進時に車両前後方向に対応するものとさ
れた後に、操作側部材と車輪側部材とが回転数比が固定
されるように連結される。SUMMARY OF THE INVENTION A vehicle steering system according to a first aspect of the present invention relates to an operation member having an index indicating a reference direction, a steering actuator, and a movement of the steering actuator, and the operation member is applied to a wheel. Means that can be transmitted to the wheels so as to change the steering angle without mechanical connection, means for detecting the operation amount of the operating member, means for detecting the steering amount of the wheel, and the operation member A control system capable of controlling the steering actuator so that the ratio between the operation amount and the turning amount of the wheels changes, the operation actuator, and the operation actuator so as to generate the operation torque acting on the operation member. A controllable control system, an operation side member mechanically connected to the operation member so as to rotate according to the operation of the operation member, and a wheel so as to rotate according to the movement of the wheel due to a change in the steering angle. It is possible to switch between a mechanically connected wheel side member, a connected state in which the operating side member and the wheel side member are connected so that the rotation speed ratio is fixed, and a released state in which the connection is released. The connecting mechanism, a means for storing the fixed condition of the rotational speed ratio of the wheel side member to the operating side member, and the index before the connecting mechanism is in the connected state when the fixed condition of the rotational speed ratio is satisfied. Means for deciding whether or not the reference direction indicated by means corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, and before the connecting mechanism is put into the connected state when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied, the operating side thereof At least one of the steering actuator and the operation actuator so that the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight by the change in the relative position of the member and the wheel-side member in the rotation direction. The controllable means and the connecting mechanism are connected when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied and the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight. If it is not, a controllable means is provided so as to be in a released state. According to the first aspect of the present invention, in the steering device that employs the steer-by-wire system in which the operating member is not mechanically connected to the wheel in the normal state, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied, the connecting mechanism is set to the connected state. Before that, it is determined whether or not the reference direction indicated by the index of the operating member corresponds to the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight. When the reference direction does not correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, the relative position in the rotation direction of the operation side member and the wheel side member is changed by controlling at least one of the steering actuator and the operation actuator. Accordingly, after the reference direction is set to correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, the operation-side member and the wheel-side member are connected so that the rotation speed ratio is fixed.
【０００７】本件第２発明の車両の操舵装置は、基準方
向を示す指標を有する操作部材と、その操作部材の操作
に応じて回転するように操作部材に機械的に連結された
操作側部材と、舵角変化による車輪の動きに応じて回転
するように車輪に機械的に連結された車輪側部材と、そ
の操作側部材と車輪側部材とを回転伝達可能に連結する
と共に、その操作側部材に対する車輪側部材の回転数比
を変更可能な回転伝達機構と、その回転数比が変化する
ように回転伝達機構を駆動可能な操舵用アクチュエータ
と、その操作部材の操作量を検出する手段と、その車輪
の転舵量を検出する手段と、その回転数比が変化するよ
うに操舵用アクチュエータを制御可能な制御系と、操作
用アクチュエータと、その操作部材に作用する操作用ト
ルクを発生するように操作用アクチュエータを制御可能
な制御系と、その回転数比を１未満の値で固定する固定
状態と、その固定を解除する固定解除状態との間で状態
変更可能な回転数比固定手段と、その回転数比の固定条
件を記憶する手段と、その回転数比の固定条件の充足時
であって回転数比固定手段を固定状態とする前に、前記
指標により示される基準方向が車両直進時に車両前後方
向に対応するか否かを判断する手段と、その回転数比の
固定条件の充足時であって回転数比固定手段を固定状態
とする前に、その操作側部材と車輪側部材の回転方向に
おける相対位置の変化によって前記指標により示される
基準方向が車両直進時に車両前後方向に対応するよう
に、その操舵用アクチュエータと操作用アクチュエータ
の中の少なくとも一方を制御可能な手段と、その回転数
比固定手段を、その回転数比の固定条件を充足し、且
つ、前記指標により示される基準方向が車両直進時に車
両前後方向に対応する時は固定状態となり、そうでない
時は固定解除状態となるように制御可能な手段とを備え
る。本件第２発明によれば、操作部材を車輪に通常状態
においても機械的に連結する操舵装置において、回転数
比の固定条件が充足されると、回転数比固定手段が固定
状態となる前に、操作部材の指標により示される基準方
向が車両直進時に車両前後方向に対応するか否かが判断
される。その基準方向が車両直進時に車両前後方向に対
応しない場合、対応するように操舵用アクチュエータと
操作用アクチュエータの中の少なくとも一方が制御され
る。しかる後に、操作側部材に対する車輪側部材の回転
数比を１未満の値で固定することができる。これによ
り、その回転数比が１となるように固定する場合に比べ
て、その固定後における操作部材の操作に要する力を低
減できる。A vehicle steering system according to the second aspect of the present invention comprises an operating member having an index indicating a reference direction, and an operating member mechanically connected to the operating member so as to rotate in accordance with the operation of the operating member. , A wheel side member mechanically connected to the wheel so as to rotate according to the movement of the wheel due to a change in the steering angle, the operation side member and the wheel side member are rotatably connected, and the operation side member A rotation transmission mechanism capable of changing the rotation speed ratio of the wheel side member with respect to, a steering actuator capable of driving the rotation transmission mechanism so as to change the rotation speed ratio, and means for detecting the operation amount of the operation member, A means for detecting the turning amount of the wheel, a control system capable of controlling the steering actuator so that the rotation speed ratio changes, an operation actuator, and an operation torque acting on the operation member are generated. A control system capable of controlling the operation actuator, and a rotation speed ratio fixing means capable of changing a state between a fixed state in which the rotation speed ratio is fixed at a value less than 1 and a fixed release state in which the fixation is released. , A means for storing the fixed condition of the rotational speed ratio and a reference direction indicated by the index when the fixed condition of the rotational speed ratio is satisfied and before the rotational speed ratio fixing means is in a fixed state. A means for determining whether or not it corresponds to the vehicle front-rear direction, and the operation side member and the wheel side member before the rotation speed ratio fixing means is in a fixed state when the conditions for fixing the rotation speed ratio are satisfied. A hand that can control at least one of the steering actuator and the operating actuator so that the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight by the change in the relative position in the rotation direction of the vehicle. And the rotation speed ratio fixing means satisfies the fixation condition of the rotation speed ratio, and is in a fixed state when the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, and otherwise, And a means that can be controlled so as to be in the unlocked state. According to the second aspect of the present invention, in the steering device in which the operating member is mechanically connected to the wheel even in the normal state, when the fixed condition of the rotational speed ratio is satisfied, the rotational speed ratio fixing means is set in the fixed state. It is determined whether the reference direction indicated by the index of the operation member corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight. When the reference direction does not correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, at least one of the steering actuator and the operation actuator is controlled so as to correspond. After that, the rotation speed ratio of the wheel side member to the operation side member can be fixed at a value less than 1. As a result, the force required to operate the operating member after the fixing can be reduced as compared with the case where the fixing is performed so that the rotation speed ratio becomes 1.
【０００８】本件各発明において、緊急操舵の必要性の
有無を判断する手段と、その回転数比が１未満か否かを
判断する手段とを備え、緊急操舵の必要性があると判断
され、且つ、その回転数比が１未満である時、その回転
数比の値を１で固定可能であるのが好ましい。これによ
り、緊急操舵の必要時に操作側部材に対する車輪側部材
の回転数比を大きくし、操舵による舵角変化速度を大き
くすることができる。In each of the present inventions, it is determined that there is a need for emergency steering, including means for determining whether or not emergency steering is necessary and means for determining whether or not the rotation speed ratio is less than 1. Moreover, when the rotation speed ratio is less than 1, it is preferable that the value of the rotation speed ratio can be fixed at 1. This makes it possible to increase the rotational speed ratio of the wheel-side member to the operating-side member when the emergency steering is required, and increase the steering angle change speed due to steering.
【０００９】本件各発明において、その回転数比の固定
条件として複数の互いに相違する条件が記憶され、前記
指標により示される基準方向を車両直進時に車両前後方
向に対応させるための前記操作側部材と車輪側部材の回
転方向における相対位置の変化速度を、回転数比の固定
条件の相違に応じて変更可能であるのが好ましい。これ
により、例えば緊急操舵の必要時に操作側部材に対する
車輪側部材の回転数比を固定する場合、それ以外の時に
固定する場合に比べ、操作側部材と車輪側部材の回転方
向における相対位置の変化速度を大きくすることができ
る。In each of the present inventions, a plurality of mutually different conditions are stored as fixed conditions of the rotational speed ratio, and the operation side member for making the reference direction indicated by the index correspond to the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight. It is preferable that the changing speed of the relative position of the wheel side member in the rotation direction can be changed according to the difference in the fixed condition of the rotation speed ratio. Thus, for example, when the rotation speed ratio of the wheel side member to the operation side member is fixed when emergency steering is necessary, the change in the relative position in the rotation direction of the operation side member and the wheel side member is greater than when the rotation speed ratio is fixed at other times. The speed can be increased.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１に示す第１実施形態の車両の
操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材１
と、操舵用アクチュエータ２と、その操舵用アクチュエ
ータ２の動きを、その操作部材１を車輪４に機械的に連
結することなく舵角変化が生じるように車輪４に伝達可
能なステアリングギヤ３とを備える。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A steering device for a vehicle according to a first embodiment shown in FIG. 1 includes an operating member 1 simulating a steering wheel.
A steering actuator 2 and a steering gear 3 capable of transmitting the movement of the steering actuator 2 to the wheels 4 so as to change the steering angle without mechanically connecting the operating member 1 to the wheels 4. Prepare
【００１１】その操舵用アクチュエータ２は、例えば公
知の直流ブラシレスモータ等の電動モータにより構成で
きる。そのステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュ
エータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッ
ド７の直線運動に変換する運動変換機構を有する。その
ステアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックル
アーム９を介して車輪４に伝達されることで車輪４のト
ー角が変化する。そのステアリングギヤ３としては公知
のものを用いることができ、操舵用アクチュエータ２の
動きを舵角が変化するように車輪４に伝達できれば構成
は限定されない。本第１実施形態では、操舵用アクチュ
エータ２の出力シャフトに取り付けられたピニオン２ａ
に噛み合うラック７ａをステアリングロッド７に形成す
ることでステアリングギヤが構成されている。操舵用ア
クチュエータ２が駆動されていない状態では、車輪４は
セルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できる
ようにホイールアラインメントが設定されている。The steering actuator 2 can be composed of an electric motor such as a known DC brushless motor. The steering gear 3 has a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the output shaft of the steering actuator 2 into the linear motion of the steering rod 7. The toe angle of the wheel 4 is changed by transmitting the movement of the steering rod 7 to the wheel 4 via the tie rod 8 and the knuckle arm 9. A known gear can be used as the steering gear 3, and the structure is not limited as long as the movement of the steering actuator 2 can be transmitted to the wheels 4 so that the steering angle changes. In the first embodiment, the pinion 2a attached to the output shaft of the steering actuator 2 is used.
A steering gear is formed by forming a rack 7a that meshes with the steering rod 7. When the steering actuator 2 is not driven, the wheel alignment is set so that the wheels 4 can return to the straight-ahead position by the self-aligning torque.
【００１２】その操作部材１は、車体側により回転可能
に支持される入力側回転シャフト１０に同行回転するよ
うに連結されている。これにより、本第１実施形態にお
いては、その入力側回転シャフト１０が操作側部材とさ
れている。なお、操作側部材は操作部材１の操作に応じ
て回転するように操作部材１に機械的に連結されていれ
ばよく、例えば変速ギヤ機構を介して連結されてもよ
い。その入力側回転シャフト１０に操作用アクチュエー
タ１９の出力シャフトが一体化されている。その操作用
アクチュエータ１９は操作部材１に作用する操作用トル
クを発生する。その操作用アクチュエータ１９はブラシ
レスモータ等の電動モータにより構成できる。The operating member 1 is connected to an input side rotating shaft 10 which is rotatably supported by the vehicle body so as to rotate together. Therefore, in the first embodiment, the input side rotation shaft 10 is the operation side member. The operation side member may be mechanically connected to the operation member 1 so as to rotate according to the operation of the operation member 1, and may be connected via, for example, a transmission gear mechanism. The output shaft of the operation actuator 19 is integrated with the input side rotation shaft 10. The operating actuator 19 generates an operating torque that acts on the operating member 1. The operating actuator 19 can be configured by an electric motor such as a brushless motor.
【００１３】本第１実施形態では、図２に示すように、
その操作部材１は入力側回転シャフト１０に取り付けら
れるハブ１ａを環状のリム１ｂに複数の連結部材１ｃに
より連結することで構成される。その連結部材１ｃの中
の一つが特定方向を示すように配置されることで基準方
向を示す指標Ｍを構成する。本第１実施形態では指標Ｍ
を構成する連結部材１ｃの長手方向が車両の前後方向に
沿う時、操作部材１は中点位置に配置されている。な
お、指標の構成は一定方向を示すことができれば特に限
定されない。In the first embodiment, as shown in FIG.
The operating member 1 is configured by connecting a hub 1a attached to the input side rotating shaft 10 to an annular rim 1b by a plurality of connecting members 1c. One of the connecting members 1c is arranged so as to indicate the specific direction, thereby forming the index M indicating the reference direction. In the first embodiment, the index M
When the longitudinal direction of the connecting member 1c that constitutes the control member 1 is along the front-rear direction of the vehicle, the operating member 1 is arranged at the midpoint position. The structure of the index is not particularly limited as long as it can show a certain direction.
【００１４】上記ラック７ａに噛み合うピニオン１５ａ
に、車輪側部材として出力側回転シャフト１５が同行回
転するよう連結されている。その出力側回転シャフト１
５は入力側回転シャフト１０と同軸心に配置されてい
る。その出力側回転シャフト１５は、舵角変化による車
輪４の動きに応じて回転するように車輪４に機械的に連
結されていればよく、車輪４との連結はラック７ａとピ
ニオン１５ａを介するものに限定されない。A pinion 15a meshing with the rack 7a.
Further, an output side rotation shaft 15 is connected as a wheel side member so as to rotate together. The output side rotary shaft 1
Reference numeral 5 is arranged coaxially with the input side rotation shaft 10. The output side rotation shaft 15 may be mechanically connected to the wheel 4 so as to rotate according to the movement of the wheel 4 due to the change in the steering angle, and the connection with the wheel 4 is via the rack 7a and the pinion 15a. Not limited to.
【００１５】その入力側回転シャフト１０と出力側回転
シャフト１５とを回転数比が固定されるように連結する
連結状態と、その連結を解除する解除状態との間で切り
替え可能な連結機構３０が設けられている。本第１実施
形態では、その連結機構３０は制御装置２０により接続
される電磁クラッチにより構成され、入力側回転シャフ
ト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転数比は、
連結機構３０の連結状態では１で固定状態となり、連結
機構３０の解除状態では固定解除状態となる。A connecting mechanism 30 is switchable between a connected state in which the input side rotating shaft 10 and the output side rotating shaft 15 are connected so that the rotation speed ratio is fixed, and a released state in which the connected state is released. It is provided. In the first embodiment, the coupling mechanism 30 is composed of an electromagnetic clutch connected by the control device 20, and the rotational speed ratio of the output side rotary shaft 15 to the input side rotary shaft 10 is:
When the connecting mechanism 30 is in the connected state, the fixed state is 1, and when the connecting mechanism 30 is in the released state, it is in the fixed released state.
【００１６】操作部材１の操作量として操作角δｈを検
出する角度センサ１１が設けられている。本第１実施形
態では、その角度センサ１１は増分形センサにより構成
される。また、操作部材１の中点位置からの変位を検出
する変位検出センサ１７が設けられている。本第１実施
形態の変位検出センサ１７は、操作部材１の中点位置か
らの回転角を検出する絶対値形センサにより構成され
る。車輪４の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ
１３が設けられている。本第１実施形態の舵角センサ１
３は、舵角δとして舵角中点からの出力側回転シャフト
１５の回転角を検出する絶対値形センサにより構成され
る。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられてい
る。操作部材１の操作用トルクに対応する操作トルクＴ
ｈとして入力側回転シャフト１０により伝達されるトル
クを検出するトルクセンサ１２が設けられている。その
角度センサ１１、トルクセンサ１２、舵角センサ１３、
速度センサ１４、変位検出センサ１７、連結機構３０
は、コンピュータにより構成される制御装置２０に接続
される。An angle sensor 11 for detecting an operation angle δh as an operation amount of the operation member 1 is provided. In the first embodiment, the angle sensor 11 is composed of an incremental sensor. Further, a displacement detection sensor 17 that detects a displacement from the midpoint position of the operation member 1 is provided. The displacement detection sensor 17 of the first embodiment is composed of an absolute value type sensor that detects a rotation angle from the midpoint position of the operation member 1. A steering angle sensor 13 that detects a steering angle δ as a steering amount of the wheels 4 is provided. Rudder angle sensor 1 of the first embodiment
Reference numeral 3 is an absolute value type sensor that detects the rotation angle of the output side rotary shaft 15 from the steering angle midpoint as the steering angle δ. A speed sensor 14 that detects the vehicle speed V is provided. An operation torque T corresponding to the operation torque of the operation member 1
A torque sensor 12 for detecting the torque transmitted by the input side rotation shaft 10 as h is provided. The angle sensor 11, the torque sensor 12, the steering angle sensor 13,
Speed sensor 14, displacement detection sensor 17, coupling mechanism 30
Is connected to the control device 20 which is composed of a computer.
【００１７】その制御装置２０は、操作部材１の操作量
と車輪４の転舵量との比が変化するように操舵用アクチ
ュエータ２を制御可能な制御系を構成し、入力側回転シ
ャフト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転数比
が固定状態である場合と可変の固定解除状態である場合
とで制御を切り替えることが可能とされている。固定解
除状態においては、制御装置２０は例えば操作角δｈと
車速Ｖと目標舵角δ* との間の関係を予め定めて記憶
し、目標舵角δ* と舵角δとの偏差をなくすように操舵
用アクチュエータ２の駆動信号を出力する。その操作角
δｈと車速Ｖと目標舵角δ* との間の関係は、例えば低
車速で旋回性能を向上して高車速で走行安定性を向上す
るため、車速Ｖが大きくなる程に操作角δｈに対する目
標舵角δ* の比δ* ／δｈが小さくなるものとされる。
これにより、操作角δｈと舵角δとの比、すなわち操作
部材１の操作量と車輪４の転舵量との比が変化するよう
に操舵用アクチュエータ２が制御される。なお、その比
δ* ／δｈは車速Ｖに応じて変化するものに限定され
ず、例えば操作速度や操作角に応じて変化してもよく、
その比が変化するように操舵用アクチュエータ２を制御
することができる。回転数比固定状態においては制御装
置２０は操舵用アクチュエータ２の駆動を解除する。The control device 20 constitutes a control system capable of controlling the steering actuator 2 so that the ratio between the operation amount of the operation member 1 and the steered amount of the wheels 4 changes, and controls the input side rotating shaft 10. The control can be switched between a case where the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 is fixed and a case where the rotation speed ratio is variable and released. In the unlocked state, the control device 20 predetermines and stores the relationship between the operation angle δh, the vehicle speed V, and the target steering angle δ * so as to eliminate the deviation between the target steering angle δ * and the steering angle δ. The drive signal of the steering actuator 2 is output to. The relationship between the operation angle δh, the vehicle speed V, and the target steering angle δ * is, for example, to improve the turning performance at a low vehicle speed and improve the running stability at a high vehicle speed. The ratio δ * / δh of the target steering angle δ * to δh is set to be small.
As a result, the steering actuator 2 is controlled so that the ratio between the operation angle δh and the steering angle δ, that is, the ratio between the operation amount of the operation member 1 and the turning amount of the wheels 4 changes. The ratio δ * / δh is not limited to that which changes according to the vehicle speed V, and may change, for example, according to the operating speed or the operating angle.
The steering actuator 2 can be controlled so that the ratio changes. In the fixed rotation speed ratio state, the control device 20 releases the drive of the steering actuator 2.
【００１８】制御装置２０は、操作部材１に作用する操
作用トルクを発生するように操作用アクチュエータ１９
を制御する制御系を構成する。その操作用アクチュエー
タ１９の制御により、操作部材１を中立位置へ復帰させ
る方向に作用する操作用トルクを、車両運転条件に応じ
て発生させることができる。その運転条件は例えば操作
角δｈとされ、制御装置２０は操作角δｈが大きくなる
程に目標操作トルクＴｈ * が大きくなる関係を記憶し、
その記憶した関係と検出操作角δｈとから目標操作トル
クＴｈ* を演算し、目標操作トルクＴｈ* と検出操作ト
ルクＴｈとの偏差をなくすように操作用アクチュエータ
１９の駆動信号を出力する。なお、車両運転条件は操作
角δｈに限定されず、例えば操作角δｈと車速Ｖとに目
標操作トルクＴｈ* が相関するようにしてもよく、適正
な操作用トルクを発生できればよい。また、回転数比の
固定解除状態から固定状態に切り替わった時は、角度セ
ンサ１１による検出操作角δｈに代えて舵角センサ１３
による検出舵角δを用いるようにしてもよい。The control device 20 controls the operation of the operation member 1.
Actuator 19 for operation so as to generate acting torque
A control system for controlling the. Actuator for its operation
Control member 19 to return the operating member 1 to the neutral position.
The operating torque acting in the direction
Can be generated. The operating conditions are, for example, operation
The angle δh is set, and the control device 20 increases the operation angle δh.
Target operating torque Th * Remembers the relationship that
The target operation torque is calculated from the stored relationship and the detected operation angle δh.
Ku Th* To calculate the target operating torque Th* And detection operation
Actuator for operation to eliminate deviation from Luk Th
The drive signal of 19 is output. The operating conditions of the vehicle are
The operation angle δh and the vehicle speed V are not limited to the angle δh.
Standard operating torque Th* May be correlated,
It suffices to generate a proper operating torque. Also, the rotation speed ratio
When switching from the unlocked state to the locked state, the angle
The steering angle sensor 13 instead of the detection operation angle δh by the sensor 11
The detected steering angle δ may be used.
【００１９】制御装置２０は、入力側回転シャフト１０
に対する出力側回転シャフト１５の回転数比の固定条件
を記憶し、この記憶した固定条件を充足するか否かを判
断する。その回転数比の固定条件として複数の互いに相
違する条件が記憶される。例えば、制御系における異常
があること、緊急操舵の必要性があって且つ入力側回転
シャフト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転数
比が１未満であること、車輪４の転舵量が最大値に達し
ていること等が回転数比の固定条件とされる。The control device 20 includes an input side rotary shaft 10
The fixed condition of the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 with respect to is stored and it is determined whether or not the stored fixed condition is satisfied. A plurality of different conditions are stored as the fixed condition of the rotation speed ratio. For example, there is an abnormality in the control system, there is a need for emergency steering, and the rotation speed ratio of the output side rotating shaft 15 to the input side rotating shaft 10 is less than 1, and the turning amount of the wheels 4 is the maximum value. That is, the fixed condition of the rotation speed ratio is set.
【００２０】その制御系の異常の有無は、例えば制御装
置２０の自己診断機能の結果に応じて判断する。その制
御系の異常時に回転数比の固定条件を充足すると判断す
る。Whether or not there is an abnormality in the control system is determined according to the result of the self-diagnosis function of the control device 20, for example. When the control system is abnormal, it is determined that the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied.
【００２１】その緊急操舵の必要性の有無判断は、例え
ば検出操作角δｈの変化速度の大きさが予め定めた設定
値以上か否かにより行う。入力側回転シャフト１０に対
する出力側回転シャフト１５の回転数比が１未満か否か
は、検出舵角δの変化速度が検出操作角δｈの変化速度
未満か否かにより判断する。緊急操舵の必要性があり、
その回転数比が１未満である時に回転数比の固定条件を
充足すると判断する。Whether or not the emergency steering is necessary is determined by, for example, whether or not the rate of change of the detected operation angle δh is equal to or larger than a preset value. Whether the rotation speed ratio of the output side rotating shaft 15 to the input side rotating shaft 10 is less than 1 is determined by whether the changing speed of the detected steering angle δ is less than the changing speed of the detected operation angle δh. There is a need for emergency steering,
When the rotation speed ratio is less than 1, it is determined that the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied.
【００２２】制御装置２０は車輪４の転舵量が最大値に
達したか否かを舵角センサ１３による検出舵角δから判
断する。車輪４の転舵量が最大値に達して舵角δの大き
さが最大になった時、ステアリングロッド７の移動を阻
止する車体側部材３１が車体側に取り付けられている。
舵角の大きさが最大になった時に入力側回転シャフト１
０と出力側回転シャフト１５とが連結されることで、操
作部材１の舵角増加方向への操作を車体側部材３１によ
り阻止することができる。なお、車体側部材３１は、車
輪４の転舵量が最大値に達した時に車輪４の転舵を阻止
できれば特に構成は限定されない。The control device 20 determines whether or not the turning amount of the wheels 4 has reached the maximum value from the steering angle δ detected by the steering angle sensor 13. A vehicle-body-side member 31 that prevents the steering rod 7 from moving when the steering amount of the wheels 4 reaches the maximum value and the steering angle δ becomes the maximum is attached to the vehicle body side.
Input side rotating shaft 1 when the rudder angle becomes maximum
By connecting 0 and the output side rotation shaft 15, the operation of the operating member 1 in the steering angle increasing direction can be blocked by the vehicle body side member 31. The structure of the vehicle body side member 31 is not particularly limited as long as it can prevent the turning of the wheels 4 when the turning amount of the wheels 4 reaches the maximum value.
【００２３】図３のフローチャートを参照して上記第１
実施形態の制御装置２０による操舵用アクチュエータ２
と操作用アクチュエータ１９の制御手順を説明する。ま
ず、各センサによる検出値を読み込み（ステップＳ
１）、回転数比の固定条件を充足するか否かを判断する
（ステップＳ２）。回転数比の固定条件を充足していな
ければ連結機構３０を解除状態にし（ステップＳ３）、
検出操作角δｈと検出車速Ｖとから上記のように目標舵
角δ* を求め（ステップＳ４）、目標舵角δ * と検出舵
角δとの偏差をなくすように操舵用アクチュエータ２を
制御する（ステップＳ５）。これにより、操作部材１の
操作量と車輪４の転舵量との比が変化するように操舵用
アクチュエータ２が制御される。また、検出操作角δｈ
から上記のように目標操作トルクＴｈ* を求め（ステッ
プＳ６）、その目標操作トルクＴｈ* と検出操作トルク
Ｔｈとの偏差をなくすように操作用アクチュエータ１９
を制御する（ステップＳ７）。そして制御を終了するか
否かを、例えばイグニッションスイッチがオフか否かに
より判断し（ステップＳ８）、終了しない場合はステッ
プＳ１に戻る。ステップＳ２において回転数比の固定条
件を充足していれば上記指標Ｍにより示される基準方向
が車両直進時に車両前後方向に対応するように偏差補正
処理を行い（ステップＳ９）、しかる後に連結機構３０
を連結状態にする（ステップＳ１０）。これにより連結
機構３０は、回転数比の固定条件を充足し、且つ、指標
Ｍにより示される基準方向が車両直進時に車両前後方向
に対応する時は連結状態となり、そうでない時は解除状
態となるように制御装置２０により制御される。次に、
操舵用アクチュエータ２の駆動を解除し（ステップＳ１
１）、制御系の異常の有無を判断し（ステップＳ１
２）、異常がなければステップＳ６に進む。これにより
操舵装置を操作用アクチュエータ１９によって操舵補助
力を付与する電動パワーステアリング装置として機能さ
せることができる。ステップＳ１２において異常がある
場合は操作用アクチュエータ１９の駆動を解除する（ス
テップＳ１３）。これにより操舵装置をマニュアルステ
アリング装置として機能させることができる。その後に
制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ８）。Referring to the flowchart of FIG. 3, the first
Steering actuator 2 by control device 20 of the embodiment
The control procedure of the operating actuator 19 will be described. Well
First, read the detection value of each sensor (step S
1) Determine whether or not the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied
(Step S2). The fixed condition of the rotation speed ratio is not satisfied.
If so, the connection mechanism 30 is released (step S3),
From the detected operation angle δh and the detected vehicle speed V, the target steering angle is calculated as described above.
Angle δ* (Step S4), the target steering angle δ * And detection rudder
The steering actuator 2 is set so as to eliminate the deviation from the angle δ.
Control (step S5). Thereby, the operation member 1
For steering so that the ratio between the operation amount and the turning amount of the wheels 4 changes
The actuator 2 is controlled. Also, the detection operation angle δh
From the target operation torque Th as described above* (Step
S6), the target operation torque Th* And detection operation torque
The actuator 19 for operation so as to eliminate the deviation from Th.
Is controlled (step S7). And whether to end the control
Whether or not the ignition switch is off, for example
Judge more (step S8), and if not, step
Return to step S1. In step S2, fixed speed ratio
If the condition is satisfied, the reference direction indicated by the index M above
Deviation correction so that it corresponds to the front-back direction of the vehicle when the vehicle goes straight
Processing is performed (step S9), and then the coupling mechanism 30
Are connected (step S10). By this
The mechanism 30 satisfies the fixed condition of the rotation speed ratio and is an index.
The reference direction indicated by M is the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight.
When it corresponds to, it will be in a connected state, otherwise it will be a release
It is controlled by the control device 20 to be in the state. next,
The drive of the steering actuator 2 is released (step S1
1) determine whether there is an abnormality in the control system (step S1
2) If there is no abnormality, go to step S6. This
Steering assist for steering device by operating actuator 19
It functions as an electric power steering device that applies power.
Can be made. There is an abnormality in step S12
In this case, the drive of the operating actuator 19 is released (
Step S13). This allows the steering system to be manually operated.
It can function as an aligning device. After that
It is determined whether or not the control is ended (step S8).
【００２４】図４のフローチャートを参照して上記ステ
ップＳ９における偏差補正処理手順を説明する。まず、
操作部材１の中点位置からの入力側回転シャフト１０の
回転角と、舵角中点からの出力側回転シャフト１５の回
転角との偏差ｄを演算し（ステップＳ１０１）、その偏
差ｄの大きさが設定値Ｄ以下か否かを判断する（ステッ
プＳ１０２）。その設定値Ｄは、偏差ｄの大きさが設定
値Ｄ以下であれば操作部材１の指標Ｍにより示される基
準方向が直進状態においては車両の前後方向に対応する
ように設定される。ここで、その指標Ｍにより示される
基準方向が車両の前後方向に対応するか否かは、ドライ
バーの目視により前後方向に沿っていると認められるこ
とで足りるため、その設定値Ｄは小さいほど好ましいが
零である必要はない。これにより、回転数比の固定条件
の充足時であって連結機構３０を連結状態とする前に、
その指標Ｍにより示される基準方向が車両直進時に車両
前後方向に対応するか否かが制御装置２０により判断さ
れる。その偏差ｄの大きさが設定値Ｄ以下の場合、すな
わち指標Ｍにより示される基準方向が車両直進時に車両
前後方向に対応する場合はリターンする。その偏差ｄの
大きさが設定値Ｄを超えていれば、その偏差ｄの大きさ
が設定値Ｄ以下になるように制御装置２０は操舵用アク
チュエータ２および操作用アクチュエータ１９の中の少
なくとも一方を制御し（ステップＳ１０３）、ステップ
Ｓ１０１に戻る。これにより偏差補正が行われる。すな
わち、回転数比の固定条件の充足時であって連結機構３
０を連結状態とする前に、入力側回転シャフト１０と出
力側回転シャフト１５の回転方向における相対位置の変
化によって指標Ｍにより示される基準方向が車両直進時
に車両前後方向に対応するように、操舵用アクチュエー
タ２と操作用アクチュエータ１９の中の少なくとも一方
が制御される。その操舵用アクチュエータ２の制御は、
偏差ｄの大きさが小さくなる方向に舵角δの変化を生じ
させるようにすればよい。その操作用アクチュエータ１
９の制御は、偏差ｄの大きさが小さくなる方向に操作部
材１を動かす力を発生させるようにすればよい。その偏
差補正の速度、すなわち指標Ｍにより示される基準方向
を車両直進時に車両前後方向に対応させるための入力側
回転シャフト１０と出力側回転シャフト１５の回転方向
における相対位置の変化速度は、回転数比の固定条件の
相違に応じて変更可能とされている。例えば、回転数比
の固定条件が緊急操舵の必要性が有ることで充足される
場合は、制御系に異常があることや車輪４の転舵量が最
大値に達したことで充足される場合に比べて偏差補正速
度が大きくされる。具体的な補正速度は予め適宜定めれ
ばよい。The deviation correction processing procedure in step S9 will be described with reference to the flowchart of FIG. First,
A deviation d between the rotation angle of the input side rotary shaft 10 from the midpoint position of the operation member 1 and the rotation angle of the output side rotary shaft 15 from the steering angle midpoint is calculated (step S101), and the magnitude of the deviation d is calculated. It is determined whether is less than or equal to the set value D (step S102). If the magnitude of the deviation d is less than or equal to the set value D, the set value D is set so that the reference direction indicated by the index M of the operating member 1 corresponds to the front-rear direction of the vehicle in the straight traveling state. Here, whether or not the reference direction indicated by the index M corresponds to the front-rear direction of the vehicle is sufficient because it can be visually recognized by the driver that the reference direction is along the front-rear direction. Therefore, the smaller the set value D is, the more preferable. Does not have to be zero. As a result, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied and before the connecting mechanism 30 is brought into the connected state,
The control device 20 determines whether the reference direction indicated by the index M corresponds to the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight. When the magnitude of the deviation d is less than or equal to the set value D, that is, when the reference direction indicated by the index M corresponds to the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight, the process returns. If the magnitude of the deviation d exceeds the set value D, the control device 20 sets at least one of the steering actuator 2 and the operating actuator 19 so that the magnitude of the deviation d becomes equal to or less than the set value D. The control is performed (step S103), and the process returns to step S101. As a result, deviation correction is performed. That is, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied, the coupling mechanism 3
Before setting 0 to the connected state, steering is performed so that the reference direction indicated by the index M corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight due to a change in the relative position of the input side rotation shaft 10 and the output side rotation shaft 15 in the rotation direction. At least one of the actuator 2 for operation and the actuator 19 for operation is controlled. The control of the steering actuator 2 is
The steering angle δ may be changed in the direction in which the magnitude of the deviation d decreases. The operating actuator 1
In the control of 9, the force for moving the operating member 1 in the direction in which the magnitude of the deviation d decreases may be generated. The speed of the deviation correction, that is, the changing speed of the relative position in the rotation direction of the input side rotation shaft 10 and the output side rotation shaft 15 for making the reference direction indicated by the index M correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, is the rotation speed. It can be changed according to the difference in the fixed condition of the ratio. For example, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied due to the necessity of emergency steering, when it is satisfied due to an abnormality in the control system or the steering amount of the wheels 4 reaches the maximum value. The deviation correction speed is increased as compared with. The specific correction speed may be appropriately set in advance.
【００２５】上記第１実施形態によれば、操作部材１を
車輪４に通常状態においては機械的に連結しないステア
バイワイヤシステムを採用した操舵装置において、回転
数比の固定条件が充足されると、連結機構３０が連結状
態になる前に、操作部材１の指標Ｍにより示される基準
方向が車両直進時に車両前後方向に対応するか否かが判
断される。その基準方向が車両直進時に車両前後方向に
対応しない場合、操舵用アクチュエータ２と操作用アク
チュエータ１９の中の少なくとも一方を制御することで
入力側回転シャフト１０と出力側回転シャフト１５の回
転方向における相対位置が変化する。これにより、その
基準方向が車両直進時に車両前後方向に対応するものと
された後に、入力側回転シャフト１０と出力側回転シャ
フト１５とが回転数比が固定されるように連結される。
また、緊急操舵の必要時に入力側回転シャフト１０に対
する出力側回転シャフト１５の回転数比を大きくし、操
舵による舵角変化速度を大きくすることができる。さら
に、緊急操舵の必要時に入力側回転シャフト１０に対す
る出力側回転シャフト１５の回転数比を固定する場合、
それ以外の時に固定する場合に比べ、入力側回転シャフ
ト１０と出力側回転シャフト１５の回転方向における相
対位置の変化速度を大きくすることができる。According to the first embodiment described above, in the steering device employing the steer-by-wire system in which the operating member 1 is not mechanically connected to the wheels 4 in the normal state, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied, Before the connecting mechanism 30 enters the connected state, it is determined whether the reference direction indicated by the index M of the operating member 1 corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight. When the reference direction does not correspond to the front-rear direction of the vehicle when the vehicle goes straight, at least one of the steering actuator 2 and the operation actuator 19 is controlled so that the input-side rotating shaft 10 and the output-side rotating shaft 15 are relatively moved in the rotating direction. The position changes. Accordingly, after the reference direction is set to correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, the input side rotation shaft 10 and the output side rotation shaft 15 are connected so that the rotation speed ratio is fixed.
Further, when emergency steering is required, the rotation speed ratio of the output side rotating shaft 15 to the input side rotating shaft 10 can be increased to increase the steering angle change speed due to steering. Further, when the rotation speed ratio of the output side rotating shaft 15 to the input side rotating shaft 10 is fixed when emergency steering is required,
It is possible to increase the changing speed of the relative position in the rotation direction of the input side rotary shaft 10 and the output side rotary shaft 15 as compared with the case of fixing at other times.
【００２６】図５は第２実施形態の車両の操舵装置を示
し、第１実施形態と同様部分は同一符号で示す。第２実
施形態の車両の操舵装置は、操作部材１と、操舵用アク
チュエータ１０２と、その操作部材１を車輪４に機械的
に連結する伝動機構１００とを備える。その伝動機構１
００を介して、操作部材１と操舵用アクチュエータ１０
２の動きが舵角変化が生じるように車輪４に伝達され
る。その操作部材１は第１実施形態と同様に基準方向を
示す指標Ｍを有する。その伝動機構１００は回転伝達機
構１０１とステアリングギヤ３′とにより構成されてい
る。FIG. 5 shows a vehicle steering system according to the second embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The vehicle steering system according to the second embodiment includes an operating member 1, a steering actuator 102, and a transmission mechanism 100 that mechanically connects the operating member 1 to the wheels 4. The transmission mechanism 1
00, the operation member 1 and the steering actuator 10
The movement of 2 is transmitted to the wheels 4 so that a change in the steering angle occurs. The operating member 1 has an index M indicating the reference direction as in the first embodiment. The transmission mechanism 100 is composed of a rotation transmission mechanism 101 and a steering gear 3 '.
【００２７】第１実施形態と同様に、操作部材１に入力
側回転シャフト１０が連結され、その入力側回転シャフ
ト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフトが一
体化されている。その入力側回転シャフト１０に出力側
回転シャフト１５が同軸心に隙間を介して配置される。
入力側回転シャフト１０が操作部材１の操作に応じて回
転するように操作部材１に機械的に連結された操作側部
材とされ、出力側回転シャフト１５が舵角変化による車
輪の動きに応じて回転するように車輪に機械的に連結さ
れた車輪側部材とされている。その入力側回転シャフト
１０と出力側回転シャフト１５とが回転伝達機構１０１
により互いに回転伝達可能に連結されている。Similar to the first embodiment, the input side rotating shaft 10 is connected to the operating member 1, and the output shaft of the operating actuator 19 is integrated with the input side rotating shaft 10. The output side rotary shaft 15 is coaxially arranged on the input side rotary shaft 10 with a gap therebetween.
The input side rotation shaft 10 is an operation side member mechanically coupled to the operation member 1 so as to rotate according to the operation of the operation member 1, and the output side rotation shaft 15 corresponds to the movement of the wheel due to the change in the steering angle. It is a wheel side member that is mechanically connected to the wheel so as to rotate. The input-side rotary shaft 10 and the output-side rotary shaft 15 form a rotation transmission mechanism 101.
Are rotatably transmitted to each other.
【００２８】その回転伝達機構１０１は入力側回転シャ
フト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転数比を
変更可能である。図６に示すように、本実施形態の回転
伝達機構１０１は、入力側回転シャフト１０と出力側回
転シャフト１５をベアリング１０７、１０８、１１２、
１１３を介して支持するハウジング１１０と、遊星ギヤ
機構１３０とを有する。その遊星ギヤ機構１３０により
入力側回転シャフト１０と出力側回転シャフト１５との
間の回転数比を変更できる。その遊星ギヤ機構１３０
は、サンギヤ１３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊
星ギヤ１３３をキャリア１３４により保持する。そのサ
ンギヤ１３１は、入力側回転シャフト１０の端部に同行
回転するように連結されている。そのキャリア１３４
は、出力側回転シャフト１５に同行回転するように連結
されている。そのリングギヤ１３２は、入力側回転シャ
フト１０を囲むホルダー１３６にボルト３６２を介して
固定されている。そのホルダー１３６は、入力側回転シ
ャフト１０を囲むようにハウジング１１０に固定された
筒状部材１３５によりベアリング１０９を介して支持さ
れている。そのホルダー１３６の外周にウォームホイー
ル１３７が同行回転するように嵌め合わされている。そ
のウォームホイール１３７に噛み合うウォーム１３８が
ハウジング１１０により支持されている。そのウォーム
１３８がハウジング１１０に取り付けられた直流ブラシ
レスモータ等の電動モータにより構成される操舵用アク
チュエータ１０２により駆動される。これにより、すな
わち入力側回転シャフト１０に対する出力側回転シャフ
ト１５の回転数比が変化するように回転伝達機構１０１
は操舵用アクチュエータ１０２により駆動される。The rotation transmission mechanism 101 can change the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 to the input side rotation shaft 10. As shown in FIG. 6, in the rotation transmission mechanism 101 of the present embodiment, the input side rotary shaft 10 and the output side rotary shaft 15 are provided with bearings 107, 108, 112, and
It has a housing 110 supported via 113 and a planetary gear mechanism 130. The planetary gear mechanism 130 can change the rotation speed ratio between the input side rotary shaft 10 and the output side rotary shaft 15. The planetary gear mechanism 130
Holds the planetary gear 133 meshing with the sun gear 131 and the ring gear 132 by the carrier 134. The sun gear 131 is connected to the end portion of the input side rotation shaft 10 so as to rotate together. That carrier 134
Are connected to the output side rotation shaft 15 so as to rotate together. The ring gear 132 is fixed to a holder 136 surrounding the input side rotation shaft 10 via a bolt 362. The holder 136 is supported via a bearing 109 by a tubular member 135 fixed to the housing 110 so as to surround the input side rotary shaft 10. A worm wheel 137 is fitted on the outer periphery of the holder 136 so as to rotate together. A worm 138 that meshes with the worm wheel 137 is supported by the housing 110. The worm 138 is driven by the steering actuator 102 formed of an electric motor such as a DC brushless motor attached to the housing 110. Accordingly, that is, the rotation transmission mechanism 101 is configured such that the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 to the input side rotation shaft 10 changes.
Is driven by the steering actuator 102.
【００２９】図５に示すように、上記ステアリングギヤ
３′は、出力側回転シャフト１５の回転運動をステアリ
ングロッド７の直線運動に変換する運動変換機構を有す
る。そのステアリングロッド７の動きがタイロッド８と
ナックルアーム９を介して車輪４に伝達されることで車
輪４のトー角が変化する。そのステアリングギヤ３′は
公知のものを用いることができ、出力側回転シャフト１
５の動きを舵角が変化するように車輪４に伝達できれば
構成は限定されない。本第２実施形態では、出力側回転
シャフト１５に取り付けられたピニオン１５ａに噛み合
うラック７ａをステアリングロッド７に形成することで
ステアリングギヤ３′が構成されている。As shown in FIG. 5, the steering gear 3'has a motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the output side rotary shaft 15 into the linear motion of the steering rod 7. The toe angle of the wheel 4 is changed by transmitting the movement of the steering rod 7 to the wheel 4 via the tie rod 8 and the knuckle arm 9. As the steering gear 3 ', a known one can be used, and the output side rotating shaft 1
The configuration is not limited as long as the movement of 5 can be transmitted to the wheels 4 so that the steering angle changes. In the second embodiment, the steering gear 3'is formed by forming the rack 7a that meshes with the pinion 15a attached to the output side rotation shaft 15 on the steering rod 7.
【００３０】その回転伝達機構１０１における入力側回
転シャフト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転
数比を、１未満の値で固定する固定状態と、その固定を
解除する固定解除状態との間で状態変更可能な第１回転
数比固定手段１４１が設けられている。また、入力側回
転シャフト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転
数比を１になるように固定する固定状態と、その固定を
解除する固定解除状態との間で状態変更可能な第２回転
数比固定手段１４２が設けられている。本第２実施形態
では、その第１回転数比固定手段１４１により回転伝達
機構１０１の構成要素であるサンギヤ１３１、キャリア
１３４、リングギヤ１３２の中の何れかの回転をロック
することで、その回転数比は回転伝達機構１０１の構成
から一義的に定まる１未満の値で固定され、入力側回転
シャフト１０の回転が出力側回転シャフト１５に伝達さ
れる時に減速される。また、その第２回転数比固定手段
１４２によりサンギヤ１３１、キャリア１３４、リング
ギヤ１３２の中の何れか２つの相対回転をロックするこ
とで、その回転数比は１で固定される。その第１回転数
比固定手段１４１は、例えば図７の（１）に示すよう
に、リングギヤ１３２と同行回転するウォームホイール
１３７の歯１３７ａに対向するロック部材１４１ａと、
ハウジング１１０に取り付けられた電動アクチュエータ
１４１ｂとを有するものにより構成される。制御装置２
０からの固定信号により電動アクチュエータ１４１ｂに
よってロック部材１４１ａがウォームホイール１３７の
歯１３７ａに噛み合う位置に変位させられることでリン
グギヤ１３２の回転がロックされ、固定解除信号により
ロック部材１４１ａが歯１３７ａと噛み合うことのない
位置に変位させられることでロック解除される。その第
２回転数比固定手段１４２は、例えば図７の（２）に示
すように、キャリア１３４の外周に設けられた歯１３４
ａに対向するロック部材１４２ａと、リングギヤ１３２
に取り付けられた電動アクチュエータ１４２ｂとを有す
るものにより構成される。制御装置２０からの固定信号
により電動アクチュエータ１４２ｂによってロック部材
１４２ａがキャリア１３４の歯１３４ａに噛み合う位置
に変位させられることでリングギヤ１３２とキャリア１
３４の相対回転がロックされ、固定解除信号によりロッ
ク部材１４２ａが歯１３４ａと噛み合うことのない位置
に変位させられることでロック解除される。In the rotation transmission mechanism 101, the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 to the input side rotation shaft 10 is fixed between a fixed state in which it is fixed at a value less than 1 and a fixed release state in which the fixed state is released. A changeable first rotation speed ratio fixing means 141 is provided. In addition, the second rotational speed ratio that can be changed between a fixed state in which the rotational speed ratio of the output side rotary shaft 15 to the input side rotational shaft 10 is fixed to 1 and a fixed release state in which the fixed state is released. Fixing means 142 is provided. In the second embodiment, the rotation speed is fixed by locking the rotation of any one of the sun gear 131, the carrier 134, and the ring gear 132, which are the constituent elements of the rotation transmission mechanism 101, by the first rotation speed ratio fixing means 141. The ratio is fixed at a value less than 1 which is uniquely determined by the configuration of the rotation transmission mechanism 101, and is decelerated when the rotation of the input side rotation shaft 10 is transmitted to the output side rotation shaft 15. The second rotation speed ratio fixing means 142 locks the relative rotation of any two of the sun gear 131, the carrier 134, and the ring gear 132, so that the rotation speed ratio is fixed at 1. For example, as shown in (1) of FIG. 7, the first rotation speed ratio fixing means 141 includes a lock member 141a facing the teeth 137a of the worm wheel 137 that rotates together with the ring gear 132,
And an electric actuator 141b attached to the housing 110. Control device 2
When the lock signal 141a is displaced by the electric actuator 141b to a position where it meshes with the teeth 137a of the worm wheel 137 by a fixing signal from 0, the rotation of the ring gear 132 is locked, and the locking member 141a meshes with the teeth 137a by the fixing release signal. It is unlocked by being displaced to the position where there is no. The second rotation speed ratio fixing means 142 has teeth 134 provided on the outer periphery of the carrier 134, as shown in (2) of FIG. 7, for example.
The lock member 142a facing the a and the ring gear 132
And an electric actuator 142b attached to the. A fixed signal from the control device 20 causes the electric actuator 142b to displace the lock member 142a to a position where the lock member 142a meshes with the teeth 134a of the carrier 134.
The relative rotation of 34 is locked, and the lock release signal causes the lock member 142a to be displaced to a position where it does not mesh with the teeth 134a, whereby the lock is released.
【００３１】第１実施形態と同様の角度センサ１１、変
位検出センサ１７、舵角センサ１３、速度センサ１４、
トルクセンサ１２が、第１、第２回転数比固定手段１４
１、１４２と共に制御装置２０に接続されている。その
制御装置２０は、操作部材１の操作量と車輪４の転舵量
との比、すなわち入力側回転シャフト１０と出力側回転
シャフト１５との間の回転数比が変化するように操舵用
アクチュエータ１０２を制御可能な制御系を構成する。
この場合、回転伝達機構１０１の回転数比が固定状態で
ある場合と可変の固定解除状態である場合とで制御を切
り替えることが可能とされている。Similar to the first embodiment, the angle sensor 11, the displacement detection sensor 17, the steering angle sensor 13, the speed sensor 14,
The torque sensor 12 includes the first and second rotation speed ratio fixing means 14
1, 142 are connected to the control device 20. The control device 20 controls the steering actuator so that the ratio of the operation amount of the operation member 1 and the turning amount of the wheels 4, that is, the rotation speed ratio between the input side rotation shaft 10 and the output side rotation shaft 15 changes. A control system capable of controlling 102 is configured.
In this case, control can be switched between when the rotation speed ratio of the rotation transmission mechanism 101 is in a fixed state and when it is in a variable release state.
【００３２】固定解除状態においては、制御装置２０は
例えば操作部材１の操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ*
との間の関係を予め定めて記憶し、目標舵角δ* と舵角
δとの偏差をなくすように操舵用アクチュエータ２の駆
動信号を出力する。その操作角δｈと車速Ｖと目標舵角
δ* との間の関係は、例えば低車速で旋回性能を向上し
て高車速で走行安定性を向上するため、車速Ｖが大きく
なる程に操作角δｈに対する目標舵角δ* の比δ* ／δ
ｈが小さくなるものとされる。これにより、操作部材１
の操作量と車輪４の転舵量との比が変化するように操舵
用アクチュエータ１０２が制御される。なお、その操作
角δｈに対する目標舵角δ* の比δ* ／δｈは車速に応
じて変化するものに限定されず、例えば操作速度や操作
角に応じて変化してもよく、その比が変化するように操
舵用アクチュエータ１０２を制御することができる。回
転数比固定状態においては、制御装置２０は操舵用アク
チュエータ１０２の駆動を解除する。In the unlocked state, the control device 20 controls the operating angle δh of the operating member 1, the vehicle speed V and the target steering angle δ *, for example.
Is stored in advance and a drive signal of the steering actuator 2 is output so as to eliminate the deviation between the target steering angle δ * and the steering angle δ. The relationship between the operation angle δh, the vehicle speed V, and the target steering angle δ * is, for example, to improve the turning performance at a low vehicle speed and improve the running stability at a high vehicle speed. Ratio of target rudder angle δ * to δh δ * / δ
It is assumed that h becomes small. Thereby, the operation member 1
The steering actuator 102 is controlled so that the ratio between the operation amount of the wheel and the turning amount of the wheel 4 changes. The ratio δ * / δh of the target steering angle δ * to the operation angle δh is not limited to that which changes according to the vehicle speed, and may change, for example, according to the operation speed or the operation angle, and the ratio changes. The steering actuator 102 can be controlled so that In the fixed rotation speed ratio state, the control device 20 releases the drive of the steering actuator 102.
【００３３】制御装置２０は、操作用アクチュエータ１
９を制御する制御系を構成する。その操作用アクチュエ
ータ１９の制御により、操作部材１を中立位置へ復帰さ
せる方向に作用する操作用トルクを、車両運転条件に応
じて発生させることができる。その運転条件は例えば操
作角δｈとされ、制御装置２０は操作角δｈが大きくな
る程に目標操作トルクＴｈ* が大きくなる関係を記憶
し、その記憶した関係と検出操作角δｈとから目標操作
トルクＴｈ* を演算し、目標操作トルクＴｈ* と検出操
作トルクＴｈとの偏差をなくすように操作用アクチュエ
ータ１９の駆動信号を出力する。なお、車両運転条件は
操作角δｈに限定されず、例えば操作角δｈと車速Ｖと
に目標操作トルクＴｈ* が相関するようにしてもよく、
適正な操作用トルクを発生できればよい。また、回転数
比の固定解除状態から固定状態に切り替わった時は、角
度センサ１１による検出操作角δｈに代えて舵角センサ
１３による検出舵角δを用いるようにしてもよい。The control device 20 includes the operating actuator 1
A control system for controlling 9 is constructed. By controlling the operating actuator 19, an operating torque that acts in a direction of returning the operating member 1 to the neutral position can be generated according to the vehicle operating conditions. The operating condition is, for example, the operation angle δh, and the control device 20 stores the relationship that the target operation torque Th * increases as the operation angle δh increases, and the target operation torque is calculated from the stored relationship and the detected operation angle δh. Th * is calculated, and a drive signal for the operation actuator 19 is output so as to eliminate the deviation between the target operation torque Th * and the detected operation torque Th. The vehicle driving condition is not limited to the operation angle δh, and the target operation torque Th * may be correlated with the operation angle δh and the vehicle speed V, for example.
It suffices if the proper operating torque can be generated. Further, when the fixed rotation state of the rotation speed ratio is switched to the fixed state, the steering angle δ detected by the steering angle sensor 13 may be used instead of the detection operation angle δh detected by the angle sensor 11.
【００３４】制御装置２０は、入力側回転シャフト１０
と出力側回転シャフト１５との間の予め定めた回転数比
の固定条件を記憶し、この記憶した回転数比の固定条件
を充足するか否かを判断する。その回転数比の固定条件
として複数の互いに相違する条件が記憶される。例え
ば、制御系における異常があること、緊急操舵の必要性
があって且つ入力側回転シャフト１０に対する出力側回
転シャフト１５の回転数比が１未満であること、車輪４
の転舵量が最大値に達していること等が回転数比の固定
条件とされる。The control unit 20 includes the input side rotary shaft 10
The fixed condition of the predetermined rotational speed ratio between the output side rotating shaft 15 and the output rotary shaft 15 is stored, and it is determined whether or not the stored fixed condition of the rotational speed ratio is satisfied. A plurality of different conditions are stored as the fixed condition of the rotation speed ratio. For example, there is an abnormality in the control system, there is a need for emergency steering, and the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 to the input side rotation shaft 10 is less than 1, the wheel 4
The fixed condition of the rotational speed ratio is that the steering amount of the vehicle has reached the maximum value.
【００３５】その制御系の異常の有無、緊急操舵の必要
性の有無、車輪４の転舵量が最大値に達したか否かの判
断は第１実施形態と同様に行うことができる。また、第
１実施形態と同様に舵角の大きさが最大になった時にス
テアリングロッド７の移動は車体側部材３１により阻止
され、舵角の大きさが最大になった時に入力側回転シャ
フト１０と出力側回転シャフト１５とが連結されること
で、操作部材１の操作を車体側部材３１により阻止する
ことができる。Whether or not there is an abnormality in the control system, whether or not emergency steering is necessary, and whether or not the turning amount of the wheels 4 has reached the maximum value can be determined in the same manner as in the first embodiment. Further, similarly to the first embodiment, the movement of the steering rod 7 is blocked by the vehicle body side member 31 when the size of the steering angle becomes maximum, and the input side rotating shaft 10 becomes large when the size of the steering angle becomes maximum. By connecting the output side rotary shaft 15 to the output side rotary shaft 15, the operation of the operation member 1 can be blocked by the vehicle body side member 31.
【００３６】図８のフローチャートを参照して上記第２
実施形態の制御装置２０による操舵用アクチュエータ１
０２と操作用アクチュエータ１９の制御手順を説明す
る。まず、各センサによる検出値を読み込み（ステップ
Ｓ２０１）、回転数比の固定条件を充足するか否かを判
断する（ステップＳ２０２）。回転数比の固定条件を充
足していなければ両回転数比固定手段１４１、１４２を
固定解除状態にし（ステップＳ２０３）、検出操作角δ
ｈと検出車速Ｖとから上記のように目標舵角δ * を求め
（ステップＳ２０４）、目標舵角δ* と検出舵角δとの
偏差をなくすように操舵用アクチュエータ１０２を制御
する（ステップＳ２０５）。これにより、操作部材１の
操作量と車輪４の転舵量との比が変化するように操舵用
アクチュエータ１０２が制御される。また、検出操作角
δｈから上記のように目標操作トルクＴｈ* を求め（ス
テップＳ２０６）、その目標操作トルクＴｈ* と検出操
作トルクＴｈとの偏差をなくすように操作用アクチュエ
ータ１９を制御する（ステップＳ２０７）。そして制御
を終了するか否かを、例えばイグニッションスイッチが
オフか否かにより判断し（ステップＳ２０８）、終了し
ない場合はステップＳ２０１に戻る。ステップＳ２０２
において回転数比の固定条件を充足していれば、上記指
標Ｍにより示される基準方向が車両直進時に車両前後方
向に対応するように偏差補正処理を行い（ステップＳ２
０９）、しかる後に固定条件に応じて第１回転数比固定
手段１４１または第２回転数比固定手段１４２を固定状
態にする（ステップＳ２１０）。これにより各回転数比
固定手段１４１、１４２は、回転数比の固定条件を充足
し、且つ、指標Ｍにより示される基準方向が車両直進時
に車両前後方向に対応する時は固定状態となり、そうで
ない時は固定解除状態となるように制御装置２０により
制御される。ここで、緊急操舵の必要性があって且つ入
力側回転シャフト１０に対する出力側回転シャフト１５
の回転数比が１未満であることにより回転数比の固定条
件を充足している場合、その回転数比が１になるように
第２回転数比固定手段１４２により固定され、それ以外
の回転数比の固定条件を充足している場合、その回転数
比が１未満になるように第１回転数比固定手段１４１に
より固定される。次に、操舵用アクチュエータ１０２の
駆動を解除し（ステップＳ２１１）、制御系の異常の有
無を判断し（ステップＳ２１２）、異常がなければステ
ップＳ２０６に進む。これにより操舵装置を操作用アク
チュエータ１９によって操舵補助力を付与する電動パワ
ーステアリング装置として機能させることができる。ス
テップＳ２１２において異常がある場合は操作用アクチ
ュエータ１９の駆動を解除する（ステップＳ２１３）。
これにより操舵装置をマニュアルステアリング装置とし
て機能させることができる。その後に制御を終了するか
否かを判断する（ステップＳ２０８）。Referring to the flow chart of FIG. 8, the second
Steering actuator 1 by control device 20 of the embodiment
02 and the control procedure of the actuator 19 for operation are demonstrated.
It First, read the value detected by each sensor (step
S201), it is determined whether the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied.
Cut off (step S202). The fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied.
If not added, the both rotation speed ratio fixing means 141, 142
The fixation is released (step S203), and the detection operation angle δ
Based on h and the detected vehicle speed V, the target steering angle δ is calculated as described above. * Seeking
(Step S204), target steering angle δ* And the detected steering angle δ
Control the steering actuator 102 to eliminate the deviation
Yes (step S205). Thereby, the operation member 1
For steering so that the ratio between the operation amount and the turning amount of the wheels 4 changes
The actuator 102 is controlled. Also, the detection operation angle
From δh, the target operating torque Th is calculated as described above.* Seeking (su
Step S206), the target operation torque Th* And detection operation
Actuator for operation so as to eliminate deviation from working torque Th
The controller 19 is controlled (step S207). And control
For example, if the ignition switch is
It is judged whether it is off or not (step S208), and the process is ended
If not, the process returns to step S201. Step S202
If the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied in
The reference direction indicated by the mark M is in front of and behind the vehicle when the vehicle goes straight.
Deviation correction processing is performed so as to correspond to the orientation (step S2
09), then fix the first speed ratio according to the fixed conditions
The means 141 or the second speed ratio fixing means 142 is fixed.
(Step S210). As a result, each rotation speed ratio
The fixing means 141 and 142 satisfy the fixed condition of the rotation speed ratio.
And when the reference direction indicated by the index M is straight ahead of the vehicle
When it corresponds to the vehicle front-back direction, it will be in a fixed state, so
When there is not, the control device 20 sets the fixed release state.
Controlled. If there is a need for emergency steering and
Output side rotating shaft 15 with respect to force side rotating shaft 10
The rotation speed ratio is less than 1
If the condition is satisfied, make the rotation speed ratio 1
Fixed by the second rotation speed ratio fixing means 142, other than that
When the fixed condition of the rotation speed ratio of is satisfied, the rotation speed
In the first rotation speed ratio fixing means 141 so that the ratio becomes less than 1.
More fixed. Next, the steering actuator 102
The drive is released (step S211), and there is an abnormality in the control system.
It is determined that there is nothing (step S212).
Go to step S206. This allows the steering device to operate
Electric power that gives a steering assist force by the chute 19
-It can function as a steering device. Su
If there is something wrong with step S212, the actuation for operation
The driving of the user 19 is released (step S213).
This made the steering device a manual steering device.
Can function. Whether to end control after that
It is determined whether or not (step S208).
【００３７】図９のフローチャートを参照して上記ステ
ップＳ２０９における偏差補正処理手順を説明する。ま
ず、操作部材１の中点位置からの入力側回転シャフト１
０の回転角と、舵角中点からの出力側回転シャフト１５
の回転角との偏差ｄを演算し（ステップＳ３０１）、そ
の偏差ｄの大きさと基準値Ｒとの偏差（ｄ−Ｒ）の大き
さが設定値Ｄ以下か否かを判断する（ステップＳ３０
２）。その基準値Ｒは、偏差（ｄ−Ｒ）の大きさが設定
値Ｄ以下であれば、第１回転数比固定手段１４１または
第２回転数比固定手段１４２を固定状態としてから直進
状態にした場合に操作部材１の指標Ｍにより示される基
準方向が車両の前後方向に対応する値である。ここで、
その指標Ｍにより示される基準方向が車両の前後方向に
対応するか否かは、ドライバーの目視により前後方向に
沿っていると認められることで足りるため、その設定値
Ｄは小さいほど好ましいが零である必要はない。これに
より、回転数比の固定条件の充足時であって第１回転数
比固定手段１４１または第２回転数比固定手段１４２を
固定状態とする前に、その指標Ｍにより示される基準方
向が車両直進時に車両前後方向に対応するか否かが制御
装置２０により判断される。その偏差（ｄ−Ｒ）の大き
さが設定値Ｄ以下の場合、すなわち指標Ｍにより示され
る基準方向が車両直進時に車両前後方向に対応する場合
はリターンする。その偏差（ｄ−Ｒ）の大きさが設定値
Ｄを超えていれば、設定値Ｄ以下になるように制御装置
２０は操舵用アクチュエータ１０２および操作用アクチ
ュエータ１９の中の少なくとも一方を制御し（ステップ
Ｓ３０３）、ステップＳ３０１に戻る。これにより偏差
補正が行われる。すなわち、回転数比の固定条件の充足
時であって第１回転数比固定手段１４１または第２回転
数比固定手段１４２を固定状態とする前に、入力側回転
シャフト１０と出力側回転シャフト１５の回転方向にお
ける相対位置の変化によって指標Ｍにより示される基準
方向が車両直進時に車両前後方向に対応するように、操
舵用アクチュエータ２と操作用アクチュエータ１９の中
の少なくとも一方が制御される。その操舵用アクチュエ
ータ２の制御は、偏差（ｄ−Ｒ）の大きさが小さくなる
方向に舵角δの変化を生じさせるようにすればよい。そ
の操作用アクチュエータ１９の制御は、偏差（ｄ−Ｒ）
の大きさが小さくなる方向に操作部材１を動かす力を発
生させるようにすればよい。その偏差補正の速度、すな
わち指標Ｍにより示される基準方向を車両直進時に車両
前後方向に対応させるための入力側回転シャフト１０と
出力側回転シャフト１５の回転方向における相対位置の
変化速度は、回転数比の固定条件の相違に応じて変更可
能とされている。例えば、回転数比の固定条件が緊急操
舵の必要性が有ることで充足される場合は、制御系にお
ける異常があることや車輪４の転舵量が最大値に達した
ことで充足される場合に比べて、偏差補正の速度が大き
くされる。具体的な補正速度は予め適宜定めればよい。The deviation correction processing procedure in step S209 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the input side rotary shaft 1 from the midpoint position of the operating member 1
0 rotation angle and output side rotation shaft 15 from the steering angle midpoint
The deviation d from the rotation angle is calculated (step S301), and it is determined whether the deviation (d−R) between the deviation d and the reference value R is less than or equal to the set value D (step S30).
2). As for the reference value R, if the magnitude of the deviation (d−R) is less than or equal to the set value D, the first rotation speed ratio fixing means 141 or the second rotation speed ratio fixing means 142 is fixed and then moved straight. In this case, the reference direction indicated by the index M of the operating member 1 is a value corresponding to the front-back direction of the vehicle. here,
Whether or not the reference direction indicated by the index M corresponds to the front-rear direction of the vehicle is sufficient because it can be visually recognized by the driver that the reference direction is along the front-rear direction. Therefore, the smaller the set value D is, the more preferable it is. It doesn't have to be. As a result, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied and before the first rotation speed ratio fixing means 141 or the second rotation speed ratio fixing means 142 is brought into the fixed state, the reference direction indicated by the index M is the vehicle. The control device 20 determines whether or not the vehicle corresponds to the vehicle front-rear direction when going straight. When the magnitude of the deviation (d−R) is less than or equal to the set value D, that is, when the reference direction indicated by the index M corresponds to the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight, the process returns. If the magnitude of the deviation (d−R) exceeds the set value D, the control device 20 controls at least one of the steering actuator 102 and the operation actuator 19 so as to be equal to or smaller than the set value D ( (Step S303) and the process returns to step S301. As a result, deviation correction is performed. That is, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied and before the first rotation speed ratio fixing means 141 or the second rotation speed ratio fixing means 142 is fixed, the input side rotation shaft 10 and the output side rotation shaft 15 are fixed. At least one of the steering actuator 2 and the operation actuator 19 is controlled so that the reference direction indicated by the index M corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle travels straight due to the change in the relative position in the rotation direction. The control of the steering actuator 2 may be performed by changing the steering angle δ in the direction in which the magnitude of the deviation (d−R) decreases. The control of the operating actuator 19 is the deviation (d−R)
It suffices to generate a force for moving the operating member 1 in the direction in which The speed of the deviation correction, that is, the changing speed of the relative position in the rotation direction of the input side rotation shaft 10 and the output side rotation shaft 15 for making the reference direction indicated by the index M correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, is the rotation speed. It can be changed according to the difference in the fixed condition of the ratio. For example, when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied because there is a need for emergency steering, when there is an abnormality in the control system or when the steering amount of the wheels 4 reaches the maximum value. Compared with, the deviation correction speed is increased. The specific correction speed may be appropriately set in advance.
【００３８】上記第２実施形態によれば、操作部材１を
車輪４に通常状態においても機械的に連結する操舵装置
において、回転数比の固定条件が充足されると、第１回
転数比固定手段１４１または第２回転数比固定手段１４
２が固定状態となる前に、操作部材１の指標Ｍにより示
される基準方向が車両直進時に車両前後方向に対応する
か否かが判断される。その基準方向が車両直進時に車両
前後方向に対応しない場合、対応するように操舵用アク
チュエータ１０２と操作用アクチュエータ１９の中の少
なくとも一方が制御される。しかる後に、入力側回転シ
ャフト１０に対する出力側回転シャフト１５の回転数比
を緊急操舵時以外は１未満の値で固定することができ
る。これにより、その回転数比が１となるように固定す
る場合に比べて、その固定後における操作部材１の操作
に要する力を低減できる。また、緊急操舵の必要時に入
力側回転シャフト１０に対する出力側回転シャフト１５
の回転数比を大きくし、操舵による舵角変化速度を大き
くすることができる。さらに、緊急操舵の必要時に入力
側回転シャフト１０に対する出力側回転シャフト１５の
回転数比を固定する場合、それ以外の時に固定する場合
に比べ、入力側回転シャフト１０と出力側回転シャフト
１５の回転方向における相対位置の変化速度を大きくす
ることができる。According to the second embodiment, in the steering device in which the operating member 1 is mechanically connected to the wheels 4 even in the normal state, when the fixed condition of the rotational speed ratio is satisfied, the first rotational speed ratio is fixed. Means 141 or second speed ratio fixing means 14
Before 2 is fixed, it is determined whether the reference direction indicated by the index M of the operation member 1 corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight. When the reference direction does not correspond to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, at least one of the steering actuator 102 and the operation actuator 19 is controlled so as to correspond. After that, the rotation speed ratio of the output side rotation shaft 15 to the input side rotation shaft 10 can be fixed at a value less than 1 except during emergency steering. As a result, the force required to operate the operating member 1 after the fixing can be reduced as compared with the case where the fixing is performed so that the rotation speed ratio becomes 1. Further, when the emergency steering is necessary, the output side rotating shaft 15 with respect to the input side rotating shaft 10
It is possible to increase the rotation speed ratio and increase the steering angle change speed by steering. Further, when the rotation speed ratio of the output side rotating shaft 15 to the input side rotating shaft 10 is fixed when emergency steering is required, the rotation of the input side rotating shaft 10 and the output side rotating shaft 15 is greater than that when it is fixed at other times. The rate of change of the relative position in the direction can be increased.
【００３９】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、第１実施形態における連結機構として、入力側回
転シャフト１０と出力側回転シャフト１５の回転数比を
連結状態において１：１以外の比で固定できるように、
例えば減速ギヤ機構を介して両シャフトを連結するもの
を用いてもよい。操作側部材と車輪側部材との間の回転
数比の固定条件は、上記実施形態に示した中の一部であ
っても良いし、上記実施形態に示した以外のものであっ
ても良い。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as the connecting mechanism in the first embodiment, the rotation speed ratio of the input side rotating shaft 10 and the output side rotating shaft 15 can be fixed at a ratio other than 1: 1 in the connected state.
For example, one that connects both shafts via a reduction gear mechanism may be used. The fixed condition of the rotation speed ratio between the operation side member and the wheel side member may be a part of those shown in the above-mentioned embodiment, or may be a condition other than those shown in the above-mentioned embodiment. .
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明によれば、ステアバイワイヤシス
テムを採用した操舵装置において、操作部材と車輪とを
連結した場合に操作部材の指標による舵角中点の把握が
困難になるのを防止できる。また、ステアリングホイー
ル側と車輪側とが常に機械的に連結された操舵装置にお
いて、操作側部材に対する車輪側部材の回転数比を固定
した場合に操作部材の指標による舵角中点の把握が困難
になるのを防止できる。また、操作側部材に対する車輪
側部材の回転数比の固定後に操舵に要する労力を低減で
きる。さらに、緊急操舵が必要な場合に迅速に、その回
転数比を固定すると共に舵角を変化させることができ
る。As described above, according to the present invention, in the steering device employing the steer-by-wire system, it is possible to prevent the difficulty in grasping the midpoint of the steering angle by the index of the operating member when the operating member and the wheel are connected. . Further, in a steering device in which the steering wheel side and the wheel side are always mechanically connected, when the rotation speed ratio of the wheel side member to the operation side member is fixed, it is difficult to grasp the midpoint of the steering angle by the index of the operation member. Can be prevented. Further, it is possible to reduce the labor required for steering after fixing the rotation speed ratio of the wheel side member to the operation side member. Furthermore, when emergency steering is required, the rotation speed ratio can be fixed and the steering angle can be changed quickly.
【図１】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置の構成
説明図FIG. 1 is a structural explanatory diagram of a vehicle steering system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施形態の車両の操舵装置における操
作部材の構成説明図FIG. 2 is a structural explanatory view of an operation member in the vehicle steering system according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけ
る制御装置の制御手順を示すフローチャートFIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the control device in the vehicle steering system according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけ
る偏差補正処理手順を示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing a deviation correction processing procedure in the vehicle steering system according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施形態の車両の操舵装置の構成
説明図FIG. 5 is a structural explanatory view of a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２実施形態の車両の操舵装置におけ
る回転伝達機構の構成説明図FIG. 6 is a structural explanatory view of a rotation transmission mechanism in a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２実施形態の車両の操舵装置におけ
る（１）は第１回転数比固定手段の構成説明図、（２）
は第２回転数比固定手段の構成説明図FIG. 7 (1) in the vehicle steering system according to the second embodiment of the present invention is a configuration explanatory view of a first rotation speed ratio fixing means, (2).
Is a configuration explanatory view of the second rotation speed ratio fixing means
【図８】本発明の第２実施形態の車両の操舵装置におけ
る制御装置の制御手順を示すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of the control device in the vehicle steering system according to the second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第２実施形態の車両の操舵装置におけ
る偏差補正処理手順を示すフローチャートFIG. 9 is a flowchart showing a deviation correction processing procedure in the vehicle steering system according to the second embodiment of the present invention.
１ 操作部材 ２、１０２ 操舵用アクチュエータ ３、３′ ステアリングギヤ ４ 車輪 １０ 入力側回転シャフト １１ 角度センサ １３ 舵角センサ １５ 出力側回転シャフト １９ 操作用アクチュエータ ２０ 制御装置 ３０ 連結機構 １００ 伝動機構 １０１ 回転伝達機構 １４１ 第１回転数比固定手段 １４２ 第２回転数比固定手段 Ｍ 指標 1 Operation member 2,102 Steering actuator 3, 3'steering gear Four wheels 10 Input side rotating shaft 11 Angle sensor 13 Rudder angle sensor 15 Output side rotating shaft 19 Operation actuator 20 Control device 30 connection mechanism 100 transmission mechanism 101 Rotation transmission mechanism 141 First rotation speed ratio fixing means 142 Second rotation speed ratio fixing means M index
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 (72)発明者 東 賢司 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC50 DA02 DA03 DA15 DA23 DB11 DC34 DD02 DE06 EB05 EB08 EC31 GG01 3D033 CA02 CA13 CA16 CA17 CA18 CA21 JB19 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B62D 119: 00 B62D 119: 00 (72) Inventor Kenji Higashi 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Issue Koyo Seiko Co., Ltd. F term (reference) 3D032 CC50 DA02 DA03 DA15 DA23 DB11 DC34 DD02 DE06 EB05 EB08 EC31 GG01 3D033 CA02 CA13 CA16 CA17 CA18 CA21 JB19
Claims (4)
操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの
動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することな
く舵角変化が生じるように車輪に伝達可能な手段と、そ
の操作部材の操作量を検出する手段と、その車輪の転舵
量を検出する手段と、その操作部材の操作量と車輪の転
舵量との比が変化するように操舵用アクチュエータを制
御可能な制御系と、操作用アクチュエータと、その操作
部材に作用する操作用トルクを発生するように操作用ア
クチュエータを制御可能な制御系と、その操作部材の操
作に応じて回転するように操作部材に機械的に連結され
た操作側部材と、舵角変化による車輪の動きに応じて回
転するように車輪に機械的に連結された車輪側部材と、
その操作側部材と車輪側部材とを回転数比が固定される
ように連結する連結状態と、その連結を解除する解除状
態との間で切り替え可能な連結機構と、その操作側部材
に対する車輪側部材の回転数比の固定条件を記憶する手
段と、その回転数比の固定条件の充足時であって連結機
構を連結状態とする前に、前記指標により示される基準
方向が車両直進時に車両前後方向に対応するか否かを判
断する手段と、その回転数比の固定条件の充足時であっ
て連結機構を連結状態とする前に、その操作側部材と車
輪側部材の回転方向における相対位置の変化によって前
記指標により示される基準方向が車両直進時に車両前後
方向に対応するように、その操舵用アクチュエータと操
作用アクチュエータの中の少なくとも一方を制御可能な
手段と、その連結機構を、その回転数比の固定条件を充
足し、且つ、前記指標により示される基準方向が車両直
進時に車両前後方向に対応する時は連結状態となり、そ
うでない時は解除状態となるように制御可能な手段とを
備える車両の操舵装置。1. An operating member having an index indicating a reference direction,
A steering actuator, a means capable of transmitting the movement of the steering actuator to a wheel so as to change the steering angle without mechanically connecting the operation member to the wheel, and the operation amount of the operation member are detected. Means, means for detecting the turning amount of the wheel, a control system capable of controlling the steering actuator so that the ratio of the operating amount of the operating member and the turning amount of the wheel changes, and the operating actuator. , A control system capable of controlling the operating actuator so as to generate an operating torque acting on the operating member, and an operation side member mechanically connected to the operating member so as to rotate in accordance with the operation of the operating member. And a wheel side member mechanically connected to the wheel so as to rotate according to the movement of the wheel due to a change in the steering angle,
A coupling mechanism that is switchable between a coupling state in which the operation side member and the wheel side member are coupled so that the rotation speed ratio is fixed, and a release state in which the coupling is released, and a wheel side with respect to the operation side member. Means for storing the fixed condition of the rotational speed ratio of the member, and before and after the fixed direction of the rotational speed ratio is satisfied and before the connecting mechanism is brought into the connected state, the reference direction indicated by the index is the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight. And a relative position in the rotational direction of the operation-side member and the wheel-side member before the connecting mechanism is in the connected state when the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied. Means for controlling at least one of the steering actuator and the operation actuator so that the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, and its connection. The structure is controlled so that the fixed condition of the rotation speed ratio is satisfied, and when the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, it is in the connected state, otherwise it is in the released state. A steering device for a vehicle, comprising:
その操作部材の操作に応じて回転するように操作部材に
機械的に連結された操作側部材と、舵角変化による車輪
の動きに応じて回転するように車輪に機械的に連結され
た車輪側部材と、その操作側部材と車輪側部材とを回転
伝達可能に連結すると共に、その操作側部材に対する車
輪側部材の回転数比を変更可能な回転伝達機構と、その
回転数比が変化するように回転伝達機構を駆動可能な操
舵用アクチュエータと、その操作部材の操作量を検出す
る手段と、その車輪の転舵量を検出する手段と、その回
転数比が変化するように操舵用アクチュエータを制御可
能な制御系と、操作用アクチュエータと、その操作部材
に作用する操作用トルクを発生するように操作用アクチ
ュエータを制御可能な制御系と、その回転数比を１未満
の値で固定する固定状態と、その固定を解除する固定解
除状態との間で状態変更可能な回転数比固定手段と、そ
の回転数比の固定条件を記憶する手段と、その回転数比
の固定条件の充足時であって回転数比固定手段を固定状
態とする前に、前記指標により示される基準方向が車両
直進時に車両前後方向に対応するか否かを判断する手段
と、その回転数比の固定条件の充足時であって回転数比
固定手段を固定状態とする前に、その操作側部材と車輪
側部材の回転方向における相対位置の変化によって前記
指標により示される基準方向が車両直進時に車両前後方
向に対応するように、その操舵用アクチュエータと操作
用アクチュエータの中の少なくとも一方を制御可能な手
段と、その回転数比固定手段を、その回転数比の固定条
件を充足し、且つ、前記指標により示される基準方向が
車両直進時に車両前後方向に対応する時は固定状態とな
り、そうでない時は固定解除状態となるように制御可能
な手段とを備える車両の操舵装置。2. An operating member having an index indicating a reference direction,
An operation side member that is mechanically connected to the operation member so as to rotate according to the operation of the operation member, and a wheel side that is mechanically connected to the wheel so as to rotate according to the movement of the wheel due to the change in the steering angle. The member, the operation side member and the wheel side member are connected so as to be able to transmit rotation, and the rotation transmission mechanism capable of changing the rotation speed ratio of the wheel side member to the operation side member and the rotation speed ratio are changed. The steering actuator capable of driving the rotation transmission mechanism, the means for detecting the operation amount of the operation member, the means for detecting the turning amount of the wheel, and the steering actuator so that the rotation speed ratio changes. A controllable control system, an operation actuator, a control system capable of controlling the operation actuator so as to generate an operation torque acting on the operation member, and a fixed rotation speed ratio fixed to a value less than 1. The rotation speed ratio fixing means capable of changing the state between the state and the fixed release state for releasing the fixation, the means for storing the fixed condition of the rotation speed ratio, and the satisfaction of the fixed condition of the rotation speed ratio. Therefore, before fixing the rotation speed ratio fixing means to a fixed state, means for determining whether or not the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight, and satisfying the fixed condition of the rotation speed ratio. Before the rotational speed ratio fixing means is fixed, the reference direction indicated by the index corresponds to the vehicle front-rear direction when the vehicle goes straight due to the change in the relative position of the operation side member and the wheel side member in the rotation direction. As described above, the means capable of controlling at least one of the steering actuator and the operating actuator and the rotation speed ratio fixing means satisfy the rotation speed ratio fixing condition, and Is is a stationary state when the reference direction corresponds to the longitudinal direction of the vehicle when the vehicle straight ahead is, the steering apparatus for a vehicle and means controllable so that the unlocking state otherwise.
と、その回転数比が１未満か否かを判断する手段とを備
え、緊急操舵の必要性があると判断され、且つ、その回
転数比が１未満である時、その回転数比の値を１で固定
可能な請求項１または２に記載の車両の操舵装置。3. An emergency steering system is provided, comprising means for determining whether or not emergency steering is necessary, and means for determining whether or not the rotation speed ratio is less than 1, and 3. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the value of the rotation speed ratio can be fixed at 1 when the rotation speed ratio is less than 1.
に相違する条件が記憶され、前記指標により示される基
準方向を車両直進時に車両前後方向に対応させるための
前記操作側部材と車輪側部材の回転方向における相対位
置の変化速度を、回転数比の固定条件の相違に応じて変
更可能な請求項１〜３の中の何れかに記載の車両の操舵
装置。4. The operation side member and the wheel side member for storing a plurality of different conditions as fixed conditions of the rotation speed ratio and for making the reference direction indicated by the index correspond to the vehicle longitudinal direction when the vehicle goes straight. The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3, wherein the changing speed of the relative position in the rotating direction of the vehicle can be changed according to the difference in the fixed condition of the rotation speed ratio.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002108072A JP2003300474A (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Vehicular steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002108072A JP2003300474A (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Vehicular steering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003300474A true JP2003300474A (en) | 2003-10-21 |
Family
ID=29391944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002108072A Pending JP2003300474A (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Vehicular steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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- 2002-04-10 JP JP2002108072A patent/JP2003300474A/en active Pending
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