JP4761015B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4761015B2 JP4761015B2 JP2001177153A JP2001177153A JP4761015B2 JP 4761015 B2 JP4761015 B2 JP 4761015B2 JP 2001177153 A JP2001177153 A JP 2001177153A JP 2001177153 A JP2001177153 A JP 2001177153A JP 4761015 B2 JP4761015 B2 JP 4761015B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction force
- rotation
- magnitude
- amount
- increases
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるステアバイワイヤシステムを採用した車両の操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステアバイワイヤシステムを採用した車両においては、ステアリングホイールを模した操作部材を車輪に機械的に連結することなく、その操作部材の回転に応じて駆動される操舵用アクチュエータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達している。そのため、車輪と路面との間の摩擦に基づく操舵抵抗やセルフアライニングトルクは、その操作部材には伝達されない。
【0003】
そこで、その操作部材を直進位置に戻す方向の反力を作用させることで、ステアリングホイールが車輪に機械的に連結された通常の車両と同様に、ドライバーに操舵フィーリングを与え、また、操作部材を直進位置に復帰させている。その反力を作用させるため、その操作部材の回転量を検出するセンサと、そのセンサにより検出した回転量に応じて反力を発生する反力アクチュエータを用いている。従来、その反力の大きさは操作部材の回転量に比例するものとされていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
その反力の大きさを操作部材の回転量に比例させる場合、その操作部材の回転量と反力アクチュエータの駆動電圧とは比例するものとされていた。
【0005】
その操作部材の回転量の増大に対する反力アクチュエータの駆動電圧の増大割合が小さい場合、操作部材を直進位置へ戻す方向の反力が小さくなる。そのため、操作後に操作部材が自動的に直進位置近傍に戻らなくなり、ドライバーが操作部材を直進位置近傍に戻す手間が生じる。
【0006】
その操作部材の回転量の増大に対する反力アクチュエータの駆動電圧の増大割合が大きい場合、操作部材を直進位置へ戻す方向の反力は大きくなるので、操作後に操作部材は自動的に直進位置近傍に復帰する。しかし、復帰速度が等速に近くなり、直進位置近傍で急に復帰動作が止まるという不自然な動作をし、また、その復帰時に操作部材に手を添えている場合はドライバーに不自然な感覚を与える。また、操作部材の回転量を大きくすると反力が大きくなるため、軽い操舵フィーリングに設定することができなくなる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両の操舵装置は、操作部材と、その操作部材の回転に応じて駆動される操舵用アクチュエータと、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪に伝達する機構と、その操作部材を直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生する反力アクチュエータと、その操作部材の直進位置からの回転量を求める手段と、その回転量が増大しているか減少しているかを判断する手段と、その回転量と反力の大きさとの間の予め定められた対応関係を記憶する手段と、その記憶した関係に基づき求めた回転量に対応する反力が発生するように、その反力アクチュエータを制御する手段とを備え、その対応関係は、その回転量の増減に対応して反力の大きさが増減すると共に、その回転量が減少する時は増大する時よりも反力の大きさが大きくなるように定められていることを特徴とする。
本発明によれば、操作部材を直進位置に戻す方向の反力の大きさは、その操作部材が直進位置に戻る時は直進位置から離れる時よりも大きくされる。これにより、その操作部材の回転量の増大に対する反力の大きさの増大割合を大きくすることなく、直進位置に近づくにつれて操作部材の回転加速度を緩やかにして操作部材に自然な動作をさせ、しかも、操作後に操作部材が自動的に直進位置近傍に戻らなくなるのを防止できる。
【0008】
さらに本発明においては、その操作部材の回転速度を求める手段を備え、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は、その回転速度の大きさが小さい程に大きくされる。
これにより、操作部材をより確実かつ自然な動きで直進位置近傍に戻すように、その反力の大きさの差が設定される。
この場合、その回転速度の大きさが第1設定値以上である時、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は零とされるのが好ましい。これにより、直進方向への操舵速度が充分に大きい場合に必要以上の反力が作用するのを防止できる。
また、その回転速度の大きさが第1設定値よりも小さな第2設定値未満である時その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は零とされるのが好ましい。これにより、直進方向へ緩やかに操舵を行う場合に、その反力の大きさの差により緩やかな操舵が妨げられるのを防止できる。
【0009】
あるいは本発明においては、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差と、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合とは変更可能とされ、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合が小さい程に大きくすることが可能とされている。
これにより、操作部材の回転量の増大に対する反力の大きさの増大割合が大きく操舵フィーリングが重い場合でも、また、その増大割合が小さく操舵フィーリングが軽い場合でも、操作部材をより自然な動きで直進位置近傍に戻すように、その反力の大きさの差を設定できる。
【0010】
その操作部材の回転量が直進位置から設定範囲内にある時は、その反力アクチュエータによる反力の発生は解除されるのが好ましい。
これにより、直進位置近傍において操作部材の動きの遊びを確保できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1に示す車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材1と、その操作部材1の回転に応じて駆動される操舵用アクチュエータ2と、その操作部材1を車輪4に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエータ2の動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪4に伝達するステアリングギヤ3と、その操作部材1を直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生する反力アクチュエータ19とを備える。
【0012】
その操舵用アクチュエータ2は、例えば公知の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例えばボールねじ機構などの運動変換機構により構成されている。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、その車輪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、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。なお、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。
【0013】
その操作部材1は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト10に連結されている。その回転シャフト10に反力アクチュエータ19の出力シャフトが一体化されている。その反力アクチュエータ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。
【0014】
その操作部材1の直進位置からの回転量を求める手段として、その操作部材1の直進位置からの回転角度δhを検出する角度センサ11が設けられている。車両の舵角δを検出する手段として、ステアリングロッド7の作動量を検出するポテンショメータにより構成される舵角センサ13が設けられている。車速Vを検出する速度センサ14が設けられている。その角度センサ11、舵角センサ13、速度センサ14は、コンピュータにより構成される制御装置20に接続されている。
【0015】
その制御装置20は、駆動回路22を介して操舵用アクチュエータ2を制御する。例えば、その操作部材1の回転角度δhと車速Vと目標舵角との間の関係を予め定めて記憶し、その舵角δと目標舵角との偏差をなくすように駆動回路22を介して操舵用アクチュエータ2の駆動信号を出力する。その回転角度δhと車速Vと目標舵角との間の関係は、車速Vが大きくなる程に回転角度δhに対応する目標舵角を小さくすることで、低速での旋回性能の向上と高速での走行安定性とを図ることができる。なお、このような操舵用アクチュエータ2の制御方法は特に限定されず、操作部材1の回転に応じて操舵用アクチュエータ2が駆動されるものであれば良く、例えば、車両のヨーレートセンサを設け、操作部材1の回転角度δhと目標ヨーレートとの間の関係を予め定めて記憶し、そのヨーレートと目標ヨーレートとの偏差をなくすように駆動回路22を介して操舵用アクチュエータ2の駆動信号を出力してもよい。
【0016】
その制御装置20は、その操作部材1の回転量と反力の大きさとの間の予め定められた対応関係を記憶する。その対応関係として、本実施形態においては、図2に示す関係と図3に示す関係とを記憶する。
【0017】
その図2は、回転角度δhと反力アクチュエータ19への電圧指示値V1との関係を示し、回転角度δhと電圧指示値V1の値は操作部材1が直進位置よりも左右一方に位置する時は正、左右他方に位置する時は負とされる。その回転角度δhが直進位置から設定範囲内(図示例では±10度以内)にある時は、その電圧指示値V1が零とされて反力アクチュエータ19による反力の発生は解除され、その設定範囲を超えると、回転角度δhの増大に電圧指示値が比例して反力が増大するものとされている。
【0018】
その図3は、回転角度δhが減少し、且つ、回転角度δhが直進位置から上記設定範囲を超える場合における、回転速度Rと反力アクチュエータ19への電圧付加指示値V2との関係を示し、その回転速度Rの値は操作部材1が直進位置よりも左右一方に位置する時は正、左右他方に位置する時は負とされる。制御装置20は、時系列に検知される回転角度δhの検出値から操作部材1の回転速度Rを演算により求める。その回転速度Rの大きさが第1設定値以上(図示例では700度/秒以上)である時、および、その回転速度Rの大きさが第1設定値よりも小さな第2設定値未満(図示例では100度/秒未満)である時は、その電圧付加指示値V2は零とされ、両設定値間の値である時は回転速度Rの増大に電圧付加指示値V2が反比例して反力が減少するものとされている。
【0019】
制御装置20は、その記憶した関係に基づき求めた回転角度δhと回転速度Rとに対応する反力が発生するように駆動回路23を介して反力アクチュエータ19を制御する。これにより、図2に示される関係を充足する回転角度δhに対応する電圧指示値に応じた反力に、図3に示される関係を充足する回転速度Rに対応する電圧付加指示値に応じた反力を付加した反力を、反力アクチュエータ19は発生するものとされる。すなわち、その記憶される対応関係は、その回転角度δhの増減に対応して反力の大きさが増減すると共に、その回転角度δhが減少する時は増大する時よりも反力の大きさが大きくなるように定められている。その回転角度δhが減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は、図3に示される関係を充足する回転速度Rに対応する電圧付加指示値に応じた反力、すなわち付加反力であり、その回転速度Rの大きさが小さい程に大きくされる。また、その付加反力の大きさは回転速度Rの大きさが第1設定値以上と第2設定値未満である時は零とされる。また、その回転角度δhが直進位置から設定範囲内にある時は、その反力アクチュエータ19による反力の発生は解除される。
【0020】
その反力アクチュエータ19の制御手順を図4のフローチャートを参照して説明する。まず、操作部材1の回転角度δhの検出値を読み込み(ステップ1)、その回転角度δhが直進位置から設定範囲内(±10度以内)にあるか否かを判断し(ステップ2)、その設定範囲内にあればステップ1に戻る。その回転角度δhが直進位置から設定範囲を超える時、その回転角度δhに基づき操作部材1の回転速度Rを演算する(ステップ3)。次に、その回転角度δhが直進位置から増大しているか減少しているかを判断する(ステップ4)。その回転角度δhが増大あるいは変化していない場合、図2に示す関係に従った回転角度δhに対応する電圧指示値V1を反力アクチュエータ19に印加し、操作部材1を直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生させ(ステップ5)、ステップ1に戻る。ステップ4において回転角度δhが直進位置から減少している場合、回転速度Rが上記第1設定値(700度/秒)未満で第2設定値(100度/秒)以上であるか否かを判断する(ステップ6)。その回転速度Rが第1設定値以上あるいは第2設定値未満である場合、ステップ5において反力を発生させる。その回転速度Rが第1設定値未満で第2設定値以上である場合、図2に示す関係に従った回転角度δhに対応する電圧指示値V1と図3に示す関係に従った回転速度Rに対応する電圧付加指示値V2との和を反力アクチュエータ19に印加し、操作部材1を直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生させ(ステップ7)、ステップ1に戻る。なお、反力アクチュエータ19への印加電圧あるいは印加電流を検出するセンサを設け、その検出値に基づいて印加電圧が目標値になるようにフィードバック制御してもよい。
【0021】
上記実施形態によれば、操作部材1を直進位置に戻す方向の反力の大きさは、その操作部材1が直進位置に戻る時は直進位置から離れる時よりも上記付加反力だけ大きくされる。これにより、操作部材1の回転角度δhの増大に対する反力の大きさの増大割合を大きくすることなく、直進位置に近づくにつれて操作部材1の回転加速度を緩やかにして操作部材1に自然な動作をさせ、しかも、操作後に操作部材1が自動的に直進位置近傍に戻らなくなるのを防止できる。その回転角度δhが減少する時の上記付加反力の大きさは、操作部材1の回転速度Rの大きさが小さい程に大きくされるので、操作部材1をより確実かつ自然な動きで直進位置近傍に戻すように、その付加反力の大きさが設定される。その回転速度Rの大きさが第1設定値以上である時、上記付加反力の大きさは零とされるので、直進方向への操舵速度が充分に大きい場合に不必要な付加反力が作用するのを防止できる。また、その回転速度Rの大きさが第2設定値未満である時、その付加反力の大きさは零とされるので、直進方向へ緩やかに操舵を行う場合に、その付加反力により緩やかな操舵が妨げられるのを防止できる。さらに、操作部材1の回転角度δhが直進位置から設定範囲内にある時は、反力アクチュエータ19による反力の発生は解除されるので、直進位置近傍において操作部材1の動きの遊びを確保できる。
【0022】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、図2、図3に示す関係は一例であってこれに限定されるものではなく、付加反力の大きさと、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合とが変更可能なように、操作部材1の回転角度δhの変化に対する反力の大きさの変化割合と、各回転速度Rに対する電圧指示値とが変更可能とされてもよい。これにより、例えば、図2において破線で示すように、その回転角度δhに対する電圧指示値の変化割合を上記実施形態よりも大きくなるように変更する時は、図3において破線で示すように、各回転速度Rに対する電圧指示値を上記実施形態よりも小さくなるように変更可能とされる。これにより、その付加反力の大きさは、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合が大きい程に小さくされ、操作部材1の回転角度δhの増大に対する反力の大きさの増大割合が大きく操舵フィーリングが重い場合でも、また、その増大割合が小さく操舵フィーリングが軽い場合でも、操作部材1をより自然な動きで直進位置近傍に戻すように、その反力の大きさの差を設定できる。
【0023】
【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車両において、操作部材をドライバーが直進位置に戻す手間をなくし、自動的に自然な動作で直進位置に復帰させることができ、その復帰時に操作部材に手を添えている場合はドライバーに不自然な感覚を与えることがなく、適度な手応え感を得ることができる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の車両の操舵装置の構成説明図
【図2】本発明の実施形態の車両の操舵装置における回転角度と反力アクチュエータへの電圧指示値との関係を示す図
【図3】本発明の実施形態の車両の操舵装置における回転速度と反力アクチュエータへの電圧付加指示値との関係を示す図
【図4】本発明の実施形態の車両の操舵装置における反力アクチュエータの制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
1 操作部材
2 操舵用アクチュエータ
3 ステアリングギヤ
4 車輪
11 角度センサ
19 反力アクチュエータ
20 制御装置
Claims (5)
- 操作部材と、
その操作部材の回転に応じて駆動される操舵用アクチュエータと、
その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪に伝達する機構と、
その操作部材を直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生する反力アクチュエータと、
その操作部材の直進位置からの回転量を求める手段と、
その回転量が増大しているか減少しているかを判断する手段と、
その回転量と反力の大きさとの間の予め定められた対応関係を記憶する手段と、
その記憶した関係に基づき求めた回転量に対応する反力が発生するように、その反力アクチュエータを制御する手段と、
その操作部材の回転速度を求める手段とを備え、
その対応関係は、その回転量の増減に対応して反力の大きさが増減すると共に、その回転量が減少する時は増大する時よりも反力の大きさが大きくなるように定められ、
その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は、その回転速度の大きさが小さい程に大きくされる車両の操舵装置。 - その回転速度の大きさが第1設定値以上である時と、その回転速度の大きさが第1設定値よりも小さな第2設定値未満である時の中の少なくとも一方である時、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は零とされる請求項1に記載の車両の操舵装置。
- その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差と、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合とは変更可能とされ、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合が小さい程に大きくすることが可能とされている請求項1または2に記載の車両の操舵装置。
- 操作部材と、
その操作部材の回転に応じて駆動される操舵用アクチュエータと、
その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪に伝達する機構と、
その操作部材を直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生する反力アクチュエータと、
その操作部材の直進位置からの回転量を求める手段と、
その回転量が増大しているか減少しているかを判断する手段と、
その回転量と反力の大きさとの間の予め定められた対応関係を記憶する手段と、
その記憶した関係に基づき求めた回転量に対応する反力が発生するように、その反力アクチュエータを制御する手段とを備え、
その対応関係は、その回転量の増減に対応して反力の大きさが増減すると共に、その回転量が減少する時は増大する時よりも反力の大きさが大きくなるように定められ、
その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差と、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合とは変更可能とされ、その回転量が減少する時の反力の大きさと増大する時の反力の大きさとの差は、その操作部材の回転量に対する反力の大きさの変化割合が小さい程に大きくすることが可能とされている車両の操舵装置。 - その操作部材の回転量が直進位置から設定範囲内にある時は、その反力アクチュエータによる反力の発生は解除される請求項1〜4の中の何れかに記載の車両の操舵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001177153A JP4761015B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 車両の操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001177153A JP4761015B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 車両の操舵装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002362397A JP2002362397A (ja) | 2002-12-18 |
JP4761015B2 true JP4761015B2 (ja) | 2011-08-31 |
Family
ID=19018040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001177153A Expired - Fee Related JP4761015B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 車両の操舵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4761015B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01233168A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用動力操舵装置の制御装置 |
JP2777420B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1998-07-16 | 豊田工機株式会社 | 動力舵取装置の制御装置 |
JPH10218001A (ja) * | 1997-02-07 | 1998-08-18 | Koyo Seiko Co Ltd | 車両用操舵装置 |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177153A patent/JP4761015B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002362397A (ja) | 2002-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3627120B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3636926B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
US7849954B2 (en) | Steering system for vehicle | |
US20080249685A1 (en) | Steering Control Apparatus and Method | |
JP4941723B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3897293B2 (ja) | 車両の運転操作装置 | |
JP4355874B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP4788856B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP3868287B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP4019758B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3806555B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3825297B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP4816995B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP2004148952A (ja) | 操舵装置 | |
JP3685692B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP4761015B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP3699870B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP4609615B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP4600628B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP3646026B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3729691B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3665487B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP4730577B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP3894765B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JPH0428589B2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100901 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101022 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110511 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110524 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |