JP2008024297A

JP2008024297A - 車両のステアリング装置

Info

Publication number: JP2008024297A
Application number: JP2007185602A
Authority: JP
Inventors: Masaya Segawa; 雅也瀬川; Katsutoshi Nishizaki; 勝利西崎; Takanobu Takamatsu; 孝修高松
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2017-11-10
Also published as: JP4539882B2

Abstract

【課題】カーブ走行時における速度超過等における車両挙動の安定化を図り、安全性、操舵フィーリングを向上できる車両のステアリング装置を提供する。
【解決手段】車両の操舵時における制動操作の有無を検知し、制動操作がない場合に、制動に要する力に相関するパラメータと操舵の緊急度とに基づいて、車両の制動力を付与するための信号を出力して制動するので、緊急操舵時等に制動操作を行うことなく操舵を行っても安全性を保持できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制動システムと連係するステアリング装置に関する。

カーブ走行時における速度超過、上り坂から下り坂への移行時における路面摩擦係数の低下、緊急操舵時におけるドライバーの運転ミス等により、車両がスピンやドリフトを起こした場合、ドライバーの意図に沿って車両を操舵することができなくなる。

そのようなドリフトやスピン等の不安定な車両挙動を防ぐため、車両の制動力や駆動力を制御する技術が開発されている。

しかし、そのような従来技術は、グリップ力が飽和する車両の運動限界付近での車両挙動の安定化を図るものである。その運動限界付近ではタイヤの路面に対するグリップ力に余裕がないため、車両挙動の制御に限界がある。

本発明は、上記問題を解決することのできるステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明の車両のステアリング装置の特徴は、車両の操舵時に制動操作がない場合に、車両の制動力を付与するための信号を出力する点にある。
障害物の回避等が必要な緊急操舵時等に、制動操作を行うことなく操舵を行うことにより、車両挙動が不安定になる場合がある。そのような場合、上記構成によれば、ステアリング系と制動系の相互監視および情報交換に基づき、車両に制動力を付与して車両挙動の安定化を図ることができ、安全性を向上できる。

本発明のステアリング装置において、車両の制動に要する力に相関するパラメータを求める手段と、車両の操舵の緊急度を求める手段と、車両の操舵時における制動操作の有無を検知する手段と、そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係を記憶する手段と、車両の操舵時に制動操作がない場合に、その求めたパラメータと求めた操舵の緊急度と記憶した関係とに基づいて、車両の制動力を付与するための信号を出力する手段とを備えるのが好ましい。
この構成によれば、操舵の緊急度が高い程に車両の制動力を大きくできるので、より車両挙動を安定化させ、さらに操舵フィーリングを向上させることができる。
その車両の制動に要する力に相関するパラメータとして、例えば車速および車両と路面との間の摩擦係数を求めることができる。
その操舵の緊急度は、例えば操舵トルクの変化速度や変化加速度等に基づき求めることができる。
その制動操作の有無は、例えばブレーキペダルの動きの有無を検知することで判断できる。
そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との関係は、その関係に従ってパラメータと操舵の緊急度とに応じて制動力を付与すれば車両挙動の安定化を図ることができるように定めればよく、これにより、操舵の緊急度が高い程に制動力を大きくできる。

本発明のステアリング装置において、車両の操舵時に制動操作がない場合、前記求めた緊急度が予め定めた設定値以上の場合は設定値未満の場合よりも操舵に要する力を大きくする手段を備えるのが好ましい。
これにより、緊急操舵時において操舵に要する力を大きくできるので、制動力または駆動力の制御のみで車両挙動の安定化を図る場合に比べて、車両挙動を安定化できる。
さらに、その操舵に要する力を緊急度が高い程に大きくするのが好ましい。

本発明によれば、車両挙動の安定化を図り、安全性、操舵フィーリングを向上できる車両のステアリング装置を提供できる。

図１〜図３を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１に示す車両のラックピニオン式電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールＨに連結される入力軸２と、この入力軸２にトルクセンサ３を介して連結される出力軸４とを備えている。その出力軸４はユニバーサルジョイント５を介してピニオン６に接続され、そのピニオン６に噛み合うラック７に車輪８が連結される。これにより、操舵トルクがステアリングホイールＨ、入力軸２、トルクセンサ３、出力軸４、およびピニオン６を介してラック７に伝達され、そのラック７の移動により車両の操舵がなされる。また、その入力軸２に舵角センサ９が取り付けられている。なお、本実施形態では前輪が操舵されるが、前後輪が操舵されてもよい。

その出力軸４の外周にベベルギヤ１２が嵌合され、このベベルギヤ１２に噛み合うベベルギヤ１５が、アクチュエータ１３により回転駆動される。

車両の各車輪８を制動するために制動システムが設けられている。すなわち、ブレーキペダル１６の踏力に応じた制動圧をマスターシリンダ１７により発生させる。その制動圧は、制動圧制御ユニット１８により増幅されると共に各車輪８のブレーキ装置１９に分配され、各ブレーキ装置１９が各車輪８に制動力を作用させる。その制動圧制御ユニット１８はブレーキ系コントローラ６０に接続され、そのブレーキ系コントローラ６０に、車輪速の検知センサ５２と、各車輪８の制動力検知センサ６１と、ブレーキペダルの作動検知センサ６３とが接続される。そのブレーキ系コントローラ６０は、その車輪速センサ５２により検知される各車輪８の回転速度と制動力検知センサ６１によるフィードバック値に応じて、制動圧を増幅すると共に分配することができるように制動圧制御ユニット１８を制御する。なお、制動圧制御ユニット１８は、ブレーキペダル１６の操作がなされていない場合でも、内蔵するポンプにより制動圧を発生することが可能とされている。

そのトルクセンサ３は、その入力軸２から出力軸４へ伝達する操舵トルクを検出する。そのトルクセンサ３は、コンピューターにより構成されるステアリング系コントローラー５０に接続される。そのステアリング系コントローラー５０に、舵角センサ９、アクチュエータ１３、車速センサ５１、摩擦係数センサ６２、およびブレーキ系コントローラ６０が接続される。

車両の制動に要する力に相関するパラメータとして、上記車速センサ５１により車速が、車輪速センサ５２により各車輪８の回転速度が、摩擦係数センサ６２により摩擦係数が、それぞれ求められる。なお、その車輪速センサ５２により検知される各車輪８の回転速度は、ブレーキ系コントローラ６０を介してステアリング系コントローラー５０に送られる。また、ブレーキペダルの作動検知センサ６３により検知されるブレーキペダルの動きも、ブレーキ系コントローラ６０を介してステアリング系コントローラー５０に送られる。

そのステアリング系コントローラー５０は、そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係を記憶する。その操舵の緊急度は操舵トルクの変化速度や変化加速度に対応する値として求めることができる。その関係は、その関係に従ってパラメータと操舵の緊急度とに応じて制動力を付与すれば車両挙動の安定化を図ることができるように定めればよい。その関係は実験により求めることができる。

そのステアリング系コントローラー５０は、車両の操舵時に制動操作がない場合に、車両の制動力を付与するための信号をブレーキ系コントローラ６０に出力し、さらに、操舵の緊急度が予め定めた設定値以上の場合は設定値未満の場合よりも操舵に要する力を大きくする。

図２、図３のフローチャートは、上記システムの制御手順を示す。
すなわち、図２の主ルーチンに示すように、ステアリング系コントローラー５０及びブレーキ系コントローラ６０は、上記各センサにより検知されるデータを読み込み（ステップ３０１）、次に、安定化制御を行う（ステップ３０２）。

その安定化制御においては、図３のサブルーチンに示すように、まず操舵の有無を判断する（ステップ４０１）。例えば、舵角センサ９により検知される操舵が設定値以上か否かにより操舵の有無を判断する。

操舵があれば、緊急操舵か否かを判断する（ステップ４０２）。その判断は、例えば、トルクセンサ３により検知された操舵トルクの変化加速度に対応する緊急度が予め定めた設定値以上であるか否かにより行うことができる。
緊急操舵であれば、ブレーキペダルの作動検知センサ６３からの信号に基づき、制動操作の有無を判断する（ステップ４０３）。

制動操作がない場合、ステアリング系コントローラー５０は、上記パラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係と、求めたパラメータと、求めた操舵の緊急度とに基づき制動力を求め、その制動力を付加する信号をブレーキ系コントローラ６０に出力する。そのブレーキ系コントローラ６０は、そのステアリング系コントローラー５０が出力する制動力付加信号に対応する制動力と制動力検知センサ６１により検知される制動力との差に基づいて、制動圧制御ユニット１８を制御することで、その信号に対応する制動力を自動付加する（ステップ４０４）。これにより、操舵の緊急度が高い程に車両の制動力を大きくできる。

次に、そのステアリング系コントローラー５０は、操舵に要する力を緊急度が高い程に大きくできるように、操舵力増大フラグを立てて（ステップ４０５）、主ルーチンに戻る。

ステップ４０２において緊急操舵でない場合、制動操作の有無を判断し（ステップ４０６）、制動操作がない場合はステップ４０４と同様にステアリング系コントローラー５０は制動力を付加する信号をブレーキ系コントローラ６０に出力し、その信号に対応する制動力を自動付加し（ステップ４０７）、通常操舵補助フラグを立てて（ステップ４１０）、主ルーチンに戻る。

ステップ４０１において操舵がない場合、ステップ４０３、ステップ４０６において制動操作がある場合、制動力の自動付加状態にある時はこれを解除し（ステップ４０８、４０９）、通常操舵補助フラグを立てて（ステップ４１０）、主ルーチンに戻る。なお操舵力増大フラグを立てる際は通常操舵補助フラグはクリアされ、通常操舵補助フラグを立てる際は操舵力増大フラグはクリアされる。

図２の主ルーチンにおいて、ステアリング系コントローラー５０は操舵補助力を発生させるための制御信号を上記アクチュエータ１３に出力する（ステップ３０３）。通常操舵補助フラグが立っている場合、その制御信号に基づきアクチュエータ１３が駆動されることで、検知された操舵トルクと車速に応じて通常の操舵補助力が付与される。操舵力増大フラグが立っている場合、その制御信号に基づきアクチュエータ１３が駆動されることで発生する操舵補助力は、その通常操舵補助フラグが立っている場合の通常の操舵補助力よりも、上記緊急度が高い程に小さなものとされる。この操舵補助はエンジンが停止するまで繰り返される（ステップ３０４）。

上記実施形態の構成によれば、障害物の回避等が必要な緊急操舵時等に、制動操作を行うことなく操舵を行っても、ステアリング系と制動系の相互監視および情報交換に基づき、車両に制動力を付与して車両挙動の安定化を図ることができ、安全性を向上できる。その操舵の緊急度が高い程に車両の制動力を大きくできるので、より車両挙動を安定化させ、さらに操舵フィーリングを向上させることができる。また、緊急操舵時に操舵に要する力を大きくすることで、制動力の制御のみで車両挙動の安定化を図る場合に比べて、車両挙動を安定化できる。さらに、その操舵に要する力を緊急度が高い程に大きくすることで、より車両挙動を安定化できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ステアリング装置はラックピニオン式に限定されず、ボールスクリュー式であってもよい。

本発明の実施形態のステアリング装置の構成説明図本発明の実施形態のステアリング装置の制御手順を示すフローチャート本発明の実施形態のステアリング装置の制御手順を示すフローチャート

符号の説明

１…ラックピニオン式電動パワーステアリング装置、３…トルクセンサ、８…車輪、９…舵角センサ、１３…アクチュエータ、１６…ブレーキペダル、１８…制動圧制御ユニット、１９…ブレーキ装置、５０…ステアリング系コントローラー、５１…車速センサ、５２…車輪速検知センサ、６０…ブレーキ系コントローラ、６１…制動力検知センサ、６２…摩擦係数センサ、６３…ブレーキペダル作動検知センサ

Claims

車両の操舵時に制動操作がない場合に、車両の制動力を付与するための信号を出力する車両のステアリング装置。
車両の制動に要する力に相関するパラメータを求める手段と、
車両の操舵の緊急度を求める手段と、
車両の操舵時における制動操作の有無を検知する手段と、
そのパラメータと操舵の緊急度と車両の制動力との予め定めた関係を記憶する手段と、
車両の操舵時に制動操作がない場合に、その求めたパラメータと求めた操舵の緊急度と記憶した関係とに基づいて、車両の制動力を付与するための信号を出力する手段とを備える請求項１に記載の車両のステアリング装置。
車両の操舵時に制動操作がない場合において、前記求めた緊急度が予め定めた設定値以上の場合は設定値未満の場合よりも操舵に要する力を大きくする手段を備える請求項２に記載の車両のステアリング装置。