JPH06305433A - Steering reaction control device - Google Patents
Steering reaction control deviceInfo
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- JPH06305433A JPH06305433A JP9461093A JP9461093A JPH06305433A JP H06305433 A JPH06305433 A JP H06305433A JP 9461093 A JP9461093 A JP 9461093A JP 9461093 A JP9461093 A JP 9461093A JP H06305433 A JPH06305433 A JP H06305433A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、操舵ハンドルと操向車
輪とをリンクレスとし、運転者による操舵ハンドルの操
舵状態と、車速等の車両の走行状態とに基づいて操舵用
のアクチュエータを駆動制御して操向車輪の操舵を行う
ように構成された車両に搭載され、操舵ハンドルに対し
て操舵反力を与える操舵反力制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a steering wheel and a steering wheel which are linkless, and drives a steering actuator based on the steering state of the steering wheel by the driver and the traveling state of the vehicle such as vehicle speed. The present invention relates to a steering reaction force control device that is mounted on a vehicle configured to control and steer steering wheels and applies a steering reaction force to a steering wheel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この様な操舵反力制御装置とし
て、操舵角度に対応して操舵反力を制御するという構成
の装置（例えば特開平２−２５５６９７号や特開平２−
２５５６９８号）が提案されている。また、本願出願人
も、操向車輪操舵用のモータ駆動電流に基づいて操舵反
力を決定する構成の装置を提案した（特開平４−３６５
６７３号）。2. Description of the Related Art Conventionally, as such a steering reaction force control device, a device configured to control a steering reaction force in accordance with a steering angle (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-255697 and 2-25697).
No. 255698) has been proposed. The applicant of the present application also proposed a device configured to determine a steering reaction force based on a motor drive current for steering a steering wheel (Japanese Patent Laid-Open No. 4-365).
673).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、操舵角度に対
応して操舵反力を制御するという構成では、「 路面
反力を操舵ハンドルに伝達できない。」、「 据切り
に対応した操舵反力や、極低速度での操舵反力を的確に
与えることができない。」、「 絶対角度が検出でき
る操舵角センサを備えないと起動直後から操舵反力制御
をすることができない。」といった問題があった。However, in the configuration in which the steering reaction force is controlled according to the steering angle, "the road surface reaction force cannot be transmitted to the steering wheel.", "The steering reaction force corresponding to the stationary steering and However, there is a problem that the steering reaction force cannot be accurately applied at an extremely low speed. ”And“ The steering reaction force control cannot be performed immediately after starting unless a steering angle sensor capable of detecting an absolute angle is provided. ” It was
【０００４】一方、特開平４−３６５６７３号によれ
ば、路面反力を反映した制御を実行でき、起動直後から
制御することも可能であるが、新たに、「 電流の高
周波成分による操舵反力の振動が発生する。」、「
前輪操舵機構の慣性負荷を加減速するための電流による
切り始めの突っかかりと反転時の抜けが発生する。」と
いった問題があった。On the other hand, according to Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-365673, the control reflecting the road surface reaction force can be executed, and it is possible to perform the control immediately after the start-up. Vibration occurs. ”,“
The electric current for accelerating and decelerating the inertial load of the front wheel steering mechanism causes a plunge at the start of cutting and a dropout at the time of reversal. There was a problem like this.
【０００５】そこで、本発明は、操舵反力を与えるに当
たって路面反力を反映することができ、かつ、起動直後
から有効な操舵反力制御を行うことができ、しかも操舵
反力の振動の発生等の新たな問題の生じない操舵反力制
御装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention can reflect the road surface reaction force when applying the steering reaction force, can perform effective steering reaction force control immediately after the start, and generate the vibration of the steering reaction force. It is an object of the present invention to provide a steering reaction force control device that does not cause new problems such as.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた発明の操舵反力制御装置は、請求項１に記
載した様に、操舵ハンドルと操向車輪とをリンクレスと
し、操舵ハンドルの操舵状態及び車両の走行状態に基づ
いて操向車輪の操舵用アクチュエータを駆動制御するよ
うに構成された車両に搭載され、操舵ハンドルに操舵反
力を与える操舵反力制御装置であって、操舵ハンドルに
操舵反力を与える反力用アクチュエータと、操舵ハンド
ルと操向車輪との実相対角を検出する実相対角検出手段
と、操舵ハンドルと操向車輪との目標相対角を算出する
目標相対角算出手段と、操舵ハンドルに対して操舵反力
を与えるに当り、前記目標相対角に対する前記実相対角
の偏差を加味して前記反力アクチュエータの駆動制御を
する反力制御手段とを備えたことを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a steering reaction force control device, wherein a steering handle and a steering wheel are linkless, and a steering handle is provided. A steering reaction force control device mounted on a vehicle configured to drive and control a steering actuator for a steered wheel based on a steering state of a steering wheel and a traveling state of the vehicle, the steering reaction force control device including: An actuator for reaction force that gives a steering reaction force to the steering wheel, an actual relative angle detecting means for detecting an actual relative angle between the steering wheel and the steering wheel, and a target relative for calculating a target relative angle between the steering wheel and the steering wheel. The angle calculation means and the reaction force control means for controlling the drive of the reaction force actuator in consideration of the deviation of the actual relative angle from the target relative angle when applying the steering reaction force to the steering wheel. Characterized by comprising a.
【０００７】また、請求項２に記載した様に、上記請求
項１記載の操舵反力制御装置において、操舵ハンドルの
操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵ハンドルの操
舵速度を検出する操舵速度検出手段と、車両の車速を検
出する車速検出手段とを備え、前記反力制御手段は、前
記操舵反力を与えるに当り、所定の低速領域では前記目
標相対角に対する実相対角の偏差を重視し、それ以外の
領域では前記操舵角及び／又は操舵速度を重視して前記
反力アクチュエータの駆動制御をするように構成された
ことを特徴とする。Further, as described in claim 2, in the steering reaction force control device according to claim 1, steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering handle and steering for detecting a steering speed of the steering handle. A speed detecting means and a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle are provided, and the reaction force control means gives a deviation of an actual relative angle to the target relative angle in a predetermined low speed region when applying the steering reaction force. The steering angle and / or the steering speed are emphasized in the other areas, and the drive control of the reaction force actuator is performed.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の操舵反力制御装置によれば、操舵反力
を与えるに当たって、操舵ハンドルと操向車輪との目標
相対角に対する実相対角の偏差を加味する。ここで、か
かる偏差は路面反力が大きいほど大きくなる。また、実
相対角と目標相対角の偏差は起動直後においても直ちに
正しく検知することができる。さらに、かかる偏差は、
ハンドル操舵量が大きいほど大きく表れる。According to the steering reaction force control device of the present invention, when the steering reaction force is applied, the deviation of the actual relative angle between the steering wheel and the steered wheels with respect to the target relative angle is taken into consideration. Here, such a deviation increases as the road surface reaction force increases. Further, the deviation between the actual relative angle and the target relative angle can be detected immediately immediately after the start. Moreover, such deviation is
The larger the steering amount of the steering wheel, the larger the value.
【０００９】従って、本発明の操舵反力制御装置によれ
ば、路面反力を反映させ、かつ起動直後からも的確に操
舵反力を制御することができる。しかも、かかる偏差は
路面反力を直接的に表しており、操舵アクチュエータの
慣性負荷等の影響を受けることがなく、特開平４−３６
５６７３号における様な振動の発生や突き抜け感の発生
等の問題も生じない。Therefore, according to the steering reaction force control device of the present invention, the road reaction force can be reflected and the steering reaction force can be accurately controlled even immediately after starting. Moreover, such a deviation directly represents a road surface reaction force and is not affected by the inertial load of the steering actuator.
There is no problem such as the generation of vibration and the feeling of punching as in No. 5673.
【００１０】また、請求項２に記載した操舵反力制御装
置によれば、所定の低速領域では目標相対角に対する実
相対角の偏差を重視して操舵反力の制御を行い、それ以
外の領域では操舵角及び／又は操舵速度を重視して操舵
反力の制御をする。即ち、据切りや極低速での走行中の
操舵に対しては路面反力を反映した操舵反力を与え、通
常走行の様な状態では操舵角及び／又は操舵速度を反映
した操舵反力を与える。Further, according to the steering reaction force control device of the present invention, the steering reaction force is controlled in the predetermined low speed region by emphasizing the deviation of the actual relative angle from the target relative angle, and in the other regions. Then, the steering reaction force is controlled by emphasizing the steering angle and / or the steering speed. That is, a steering reaction force that reflects the road surface reaction force is applied to steering during stationary running or traveling at extremely low speed, and a steering reaction force that reflects the steering angle and / or steering speed is applied in a state such as normal traveling. give.
【００１１】この結果、据切りを含む低速時には、運転
者は主に路面反力に基づく操舵反力を感じ、通常走行や
高速走行の際には運転者自身のハンドル操作状態に対応
した操舵反力を感じながらハンドル操作を行うことがで
きる。ここで、低速時にも操舵角及び操舵速度を強く反
映させて操舵反力を与えるとすると、路面反力によって
本来はハンドルが戻りきらないはずのときにもハンドル
が戻されてしまうといった違和感を生じる。これに対し
ては、本発明の請求項２記載の構成では低速領域は相対
角の偏差の方を重視するので、この様な不具合は生じな
い。As a result, at low speed including stationary, the driver mainly feels a steering reaction force based on the road reaction force, and at the time of normal driving or high speed driving, the steering reaction corresponding to the steering wheel operating condition of the driver himself / herself. You can operate the steering wheel while feeling the force. Here, if the steering angle and the steering speed are strongly reflected at the time of low speed to apply the steering reaction force, the steering wheel is returned even when the steering wheel cannot be returned due to the road surface reaction force. . On the other hand, in the configuration according to the second aspect of the present invention, since the deviation of the relative angle is emphasized in the low speed region, such a problem does not occur.
【００１２】一方、この様な相対角の偏差にて表される
路面反力は、操舵を完了した時点で初めて確定するもの
であるため、操舵反力の追従性といった観点で見ると、
どうしても遅れ勝ちになる。これに対しては、高速走行
中は、操舵角及び／又は操舵速度を重視して操舵反力を
定めるので、高速走行中の操舵反力制御の追従性が良く
なる。On the other hand, since the road surface reaction force represented by such a deviation of the relative angle is fixed only when the steering is completed, from the viewpoint of the followability of the steering reaction force,
I will definitely be late. On the other hand, during high-speed traveling, the steering reaction force is determined by emphasizing the steering angle and / or the steering speed, so that the followability of the steering reaction force control during high-speed traveling is improved.
【００１３】従って、請求項２記載の構成を採用すれ
ば、路面反力を反映したり、起動直後から制御を可能に
するだけでなく、さらに、低速域から高速域までの全領
域に渡って、快適な操舵感覚を与えることができる。Therefore, if the structure according to claim 2 is adopted, not only the road surface reaction force is reflected and control can be performed immediately after starting, but further, over the entire range from the low speed region to the high speed region. Can give a comfortable steering feel.
【００１４】[0014]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図１は、実施例としての車両の前輪操舵制御装
置全体の構成を表す概略構成図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a front wheel steering control device for a vehicle as an embodiment.
【００１５】図１に示す如く、車両運転者により操舵さ
れるステアリングホイール２には、ステアリングシャフ
ト４が連結されており、ステアリングシャフト４には、
車両運転者によるステアリングホイール２の操舵角を検
出する操舵角センサ６が取り付けられている。またステ
アリングシャフト４には、ステアリングホイール２に操
舵反力を与えるための電動モータ（以下、反力モータと
いう。）８に、周知の伝達機構，例えばＶベルト１０を
介して接続されたプーリ１１が固定されている。As shown in FIG. 1, a steering shaft 4 is connected to a steering wheel 2 steered by a vehicle driver, and the steering shaft 4 is connected to the steering shaft 4.
A steering angle sensor 6 for detecting the steering angle of the steering wheel 2 by the vehicle driver is attached. The steering shaft 4 is provided with a pulley 11 which is connected to an electric motor (hereinafter referred to as a reaction force motor) 8 for applying a steering reaction force to the steering wheel 2 via a known transmission mechanism, for example, a V belt 10. It is fixed.
【００１６】一方、車両の前輪１２を操舵する操舵機構
は、一端にピニオンギヤ１４ａが固定されたピニオンシ
ャフト１４と、両端が左右の前輪１２（図では一方のみ
を示す）に接続され、側壁にピニオンギヤ１４ａと噛み
合うラック歯部１６ａが形成されたラック１６とから構
成されている。そして、この操舵機構の入力軸となるピ
ニオンシャフト１４には、後述の機械式クラッチ１８及
び減速機２０を介して前輪操舵用の電動モータ（以下、
操舵モータという。）２２が接続されている。このた
め、操舵モータ２２を通電して回転させれば、減速機２
０，機械式クラッチ１８を介して、ピニオンシャフト１
４が回転し、更に、このピニオンシャフト１４の回転に
よりラック１６が軸方向に変位して、前輪１２が操舵さ
れることとなる。また、ピニオンシャフト１４には、ス
テアリングシャフト４とピニオンシャフト１４との相対
的な角度（相対角度）を検出する相対角センサ２４が設
けられている。なお、減速機２０は、ウォーム及びウォ
ームホイールから構成される周知のものである。On the other hand, a steering mechanism for steering the front wheels 12 of a vehicle is connected to a pinion shaft 14 having a pinion gear 14a fixed at one end and left and right front wheels 12 (only one is shown in the figure), and a pinion gear is provided on a side wall. 14a, and a rack 16 in which a rack tooth portion 16a that meshes with the rack 14 is formed. Then, an electric motor for steering the front wheels (hereinafter, referred to as a pinion shaft 14 serving as an input shaft of the steering mechanism) via a mechanical clutch 18 and a speed reducer 20 which will be described later.
It is called a steering motor. ) 22 is connected. Therefore, if the steering motor 22 is energized and rotated, the speed reducer 2
0, through the mechanical clutch 18, the pinion shaft 1
4, the rack 16 is axially displaced by the rotation of the pinion shaft 14, and the front wheels 12 are steered. Further, the pinion shaft 14 is provided with a relative angle sensor 24 that detects a relative angle (relative angle) between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14. The speed reducer 20 is a well-known one including a worm and a worm wheel.
【００１７】次に、反力モータ８及び操舵モータ２２
は、制御装置３０により駆動される。制御装置３０は、
ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコン
ピュータにより構成されており、上述の操舵角センサ
６，相対角センサ２４，及び車両の走行速度（車速）を
検出する車速センサ２６からの検出信号に基づき、反力
モータ８及び操舵モータ２２を夫々駆動することによ
り、ステアリングホイール２に与える操舵反力及び前輪
１２の舵角を制御する。Next, the reaction force motor 8 and the steering motor 22
Are driven by the controller 30. The control device 30 is
It is composed of a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, etc., and is based on detection signals from the steering angle sensor 6, the relative angle sensor 24, and a vehicle speed sensor 26 for detecting the traveling speed (vehicle speed) of the vehicle. The steering reaction force applied to the steering wheel 2 and the steering angle of the front wheels 12 are controlled by driving the reaction force motor 8 and the steering motor 22, respectively.
【００１８】なお、この制御装置３０にて実行される舵
角制御及び反力制御については、後に詳しく説明する。
次に、ステアリングシャフト４の先端は、図１，図２に
示す如く、二面幅取りされた形状になっており、ピニオ
ンシャフト１４のピニオンギヤ１４ａとは反対側端部に
形成された凹部１４ｂに非接触の状態で挿入されてい
る。また、ピニオンシャフト１４の凹部１４ｂには、ス
テアリングシャフト４のメカニカルストッパとしての機
能を果たす一対の突起部１４ｃが形成されている。な
お、図２は、ステアリングシャフト４の先端とピニオン
シャフト１４の凹部１４ｂとを同一平面上で示したもの
である。The steering angle control and the reaction force control executed by the control device 30 will be described in detail later.
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the tip end of the steering shaft 4 has a double-width shape, and is formed in a recess 14b formed at the end of the pinion shaft 14 opposite to the pinion gear 14a. It is inserted in a non-contact state. In addition, a pair of protrusions 14 c that function as a mechanical stopper of the steering shaft 4 are formed in the recess 14 b of the pinion shaft 14. 2 shows the tip of the steering shaft 4 and the recess 14b of the pinion shaft 14 on the same plane.
【００１９】ここで、ステアリングシャフト４とピニオ
ンシャフト１４との接合部分を、上記のように形成した
のは、ステアリングシャフト４とピニオンシャフト１４
との相対的位置関係に応じて、以下の３つの動作モード
を実現するためである。すなわち、両シャフトの相対位
置関係が図２に示す角度θ１の範囲内であるときは、ス
テアリングシャフト４とピニオンシャフト１４とは完全
に切り離される。従って、この場合には、前輪１２の舵
角を、ステアリングホイール２の操作に依存することな
く、操舵モータ２２のみによって制御可能な動作モード
となる。The joint between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 is formed as described above because the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 are formed.
This is to realize the following three operation modes in accordance with the relative positional relationship with. That is, when the relative positional relationship between both shafts is within the range of the angle θ1 shown in FIG. 2, the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 are completely separated. Therefore, in this case, the operation mode in which the steering angle of the front wheels 12 can be controlled only by the steering motor 22 without depending on the operation of the steering wheel 2.
【００２０】また、両シャフトの相対位置関係が図２に
示す角度θ２の範囲内であるときには、ステアリングホ
イール２に加わる操舵力によって機械式クラッチ１８が
ピニオンシャフト１４から切り離される。従って、この
場合には、操舵モータ２２による前輪１２の操舵角制御
が不能な動作モードとなる。When the relative positional relationship between both shafts is within the range of the angle θ2 shown in FIG. 2, the mechanical clutch 18 is disengaged from the pinion shaft 14 by the steering force applied to the steering wheel 2. Therefore, in this case, the steering motor 22 is in an operation mode in which the steering angle control of the front wheels 12 is impossible.
【００２１】また次に、両シャフトの相対位置関係が図
２に示す角度θ３の範囲に達すると、ステアリングシャ
フト４の先端とピニオンシャフト１４の突起部１４ｃと
が当接するため、ステアリングシャフト４とピニオンシ
ャフト１４とが一体となって移動する。従って、この場
合には、ステアリングホイール２を介して入力される運
転者の操舵力によって前輪１２を操舵可能な動作モード
となる。Next, when the relative positional relationship between the two shafts reaches the range of the angle θ3 shown in FIG. 2, the tip of the steering shaft 4 and the projection 14c of the pinion shaft 14 come into contact with each other, so that the steering shaft 4 and the pinion. The shaft 14 and the shaft 14 move together. Therefore, in this case, the operation mode in which the front wheels 12 can be steered by the steering force of the driver input through the steering wheel 2 is set.
【００２２】つまり、本実施例の前輪操舵装置は、ステ
アリングシャフト４とピニオンシャフト１４との相対位
置関係により、図３に示す如く、前輪１２の舵角を、ス
テアリングシャフト４の回転角（即ちステアリングホイ
ール２の操舵角）に対応する舵角を中心として、角度θ
１の範囲内で任意に設定できるようにされているのであ
る。That is, in the front wheel steering system of this embodiment, as shown in FIG. 3, the steering angle of the front wheels 12 is changed to the rotation angle of the steering shaft 4 (that is, the steering angle) by the relative positional relationship between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14. With the steering angle corresponding to the steering angle of the wheel 2) as the center, the angle θ
It can be arbitrarily set within the range of 1.
【００２３】次に、上記のようにステアリングシャフト
４とピニオンシャフト１４との相対位置関係が図２に示
す角度θ２の範囲内であるときに、ステアリングホイー
ル２に加わる操舵力によってピニオンシャフト１４から
切り離される機械式クラッチ１８について、図４に示す
断面図を用いて説明する。Next, when the relative positional relationship between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 is within the range of the angle θ2 shown in FIG. 2, the steering force applied to the steering wheel 2 disconnects the pinion shaft 14 from the pinion shaft 14. The mechanical clutch 18 to be described will be described with reference to the sectional view shown in FIG.
【００２４】図４に示す如く、機械式クラッチ１８は、
軸受４２を介してピニオンシャフト１４に回転自在に固
定された歯車４４を備えている。この歯車４４は、減速
機２０を介して操舵モータ２２に接続され、操舵モータ
２２の回転により、ピニオンシャフト１４と同軸的に回
転駆動される。また歯車４４は、クラッチ部４６を介し
てアーマチャ４８に連結されており、その回転により、
アーマチャ４８を回転駆動する。また更に、アーマチャ
４８は、スプライン５０を介してピニオンシャフト１４
の凹部１４ｂ周囲に形成されたつば部１４ｄに連結され
ている。従って、スプライン５０により、アーマチャ４
８からピニオンシャフト１４へ回転方向の駆動力が伝達
され、かつアーマチャ４８の軸方向への移動が可能にな
る。As shown in FIG. 4, the mechanical clutch 18 is
A gear 44 is rotatably fixed to the pinion shaft 14 via a bearing 42. The gear 44 is connected to the steering motor 22 via the speed reducer 20 and is rotationally driven coaxially with the pinion shaft 14 by the rotation of the steering motor 22. Further, the gear 44 is connected to the armature 48 via the clutch portion 46, and by the rotation thereof,
The armature 48 is rotationally driven. Furthermore, the armature 48 is connected to the pinion shaft 14 via the spline 50.
Is connected to a flange portion 14d formed around the concave portion 14b. Therefore, with the spline 50, the armature 4
The driving force in the rotational direction is transmitted from the shaft 8 to the pinion shaft 14, and the armature 48 can be moved in the axial direction.
【００２５】一方、ピニオンシャフト１４のつば部１４
ｄには、ボルト５２がネジ締めされており、このボルト
５２によって板ばね５４及びその抑えプレート５６が固
定されている。このため、板ばね５４によってアーマチ
ャ４８が歯車４４方向へ付勢され、この付勢力によって
クラッチ部４６を介して歯車４４の回転がアーマチャ４
８に伝達されることとなる。なお、図４において、ボル
ト５２は１個表れているだけであるが、このボルト５２
は、実際には、つば部１４ｄをピニオンシャフト１４の
軸を中心に略３等分した３箇所に夫々ネジ締めされてい
る。On the other hand, the collar portion 14 of the pinion shaft 14
A bolt 52 is fastened to the screw d, and the leaf spring 54 and the pressing plate 56 are fixed by the bolt 52. Therefore, the plate spring 54 urges the armature 48 toward the gear 44, and the urging force causes the rotation of the gear 44 via the clutch portion 46.
8 will be transmitted. Although only one bolt 52 is shown in FIG. 4, this bolt 52
In practice, the collar portion 14d is screwed into three places, each of which is divided into approximately three equal parts about the axis of the pinion shaft 14.
【００２６】次に、ピニオンシャフト１４のつば部１４
ｄとアーマチャ４８との間には、略円板状に形成された
ロータ５８が配設されている。このロータ５８は、図５
に示す如く、その板面中央に、ステアリングシャフト４
の先端を挿通可能なシャフト挿通孔５８ａが穿設され、
その周囲に、上記ボルト５２を挿通可能な３個の長孔５
８ｂが穿設されている。そして、シャフト挿通孔５８ａ
は、ステアリングシャフト４とピニオンシャフト１４と
の相対位置が前述の角度θ１の範囲を越えて角度θ２に
達したときにステアリングシャフト４の先端に当接する
ように形成されている。また、ロータ５８の、シャフト
挿通孔５８ａ周囲の長孔５８ｂの間の３箇所には、ボー
ル６０が、夫々、回転自在に設けられている。Next, the collar portion 14 of the pinion shaft 14
A rotor 58 formed in a substantially disc shape is disposed between d and the armature 48. This rotor 58 is shown in FIG.
As shown in, the steering shaft 4
Is provided with a shaft insertion hole 58a through which the tip of
Three elongated holes 5 around which the bolts 52 can be inserted
8b is drilled. Then, the shaft insertion hole 58a
Is formed so as to contact the tip of the steering shaft 4 when the relative position between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 reaches the angle θ2 beyond the range of the angle θ1 described above. Balls 60 are rotatably provided at three positions of the rotor 58 between the elongated holes 58b around the shaft insertion hole 58a.
【００２７】一方、アーマチャ４８のロータ５８との対
向面には、上記各ボール６０に対応して、テーパ状の凹
部４８ａが形成されている。そしてアーマチャ４８とロ
ータ５８とは、ステアリングシャフト４とピニオンシャ
フト１４との相対位置が前述の角度θ１の中心位置にあ
るときに、図６（ａ）に示す如く、ボール６０が凹部４
８ａの中心位置となるように位置決めされている。On the other hand, on the surface of the armature 48 facing the rotor 58, a tapered recess 48a is formed corresponding to each ball 60. Then, when the relative position between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 is at the center position of the angle θ1 described above, the ball 60 between the armature 48 and the rotor 58 has the concave portion 4 with the ball 60 as shown in FIG. 6A.
It is positioned so as to be the center position of 8a.
【００２８】このように構成された機械式クラッチ１８
においては、ステアリングシャフト４とピニオンシャフ
ト１４との相対位置が前述の角度θ１内にあるときに
は、ロータ５８はステアリングシャフト４と非接触状態
であるため、図６（ａ）に示す如く、ボール６０はアー
マチャ４８の凹部４８ａ内に配設されるが、ステアリン
グシャフト４とピニオンシャフト１４との相対位置が前
述の角度θ２に達すると、ロータ５８のシャフト挿通孔
５８ａがステアリングシャフト４の先端に当接して、ロ
ータ５８がステアリングシャフト４と共に回転するた
め、ボール６０は、図６（ｂ）に示す如く、凹部４８ａ
のテーパ面に沿って移動し、アーマチャ４８を板ばね１
８方向に押し上げる。The mechanical clutch 18 constructed as described above
In FIG. 6, when the relative position between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 is within the angle θ1, the rotor 58 is not in contact with the steering shaft 4, so that the ball 60 is not in contact with the steering shaft 4 as shown in FIG. The armature 48 is disposed in the recess 48a of the armature 48. When the relative position between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 reaches the above-mentioned angle θ2, the shaft insertion hole 58a of the rotor 58 comes into contact with the tip of the steering shaft 4. , The rotor 58 rotates together with the steering shaft 4, so that the ball 60 is recessed as shown in FIG. 6 (b).
The armature 48 moves along the taper surface of the plate spring 1
Push up in 8 directions.
【００２９】この結果、ステアリングシャフト４とピニ
オンシャフト１４との相対位置が前述の角度θ２に達す
ると、アーマチャ４８と歯車４４とを接続するクラッチ
部４６に間隙ができて、操舵モータ２２からピニオンシ
ャフト１４への回転トルクの伝達が不能となり、上記３
つの動作モードが成立するのである。As a result, when the relative position between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 reaches the above-mentioned angle θ2, a gap is formed in the clutch portion 46 connecting the armature 48 and the gear 44, and the steering motor 22 causes the pinion shaft 14 to move. It becomes impossible to transmit the rotational torque to 14, and the above 3
Two operating modes are established.
【００３０】次に、制御装置３０において、舵角制御の
ために実行される操舵モータ駆動処理、及び反力制御の
ために実行される反力モータ駆動処理について説明す
る。まず図７は、ステアリングシャフト４とピニオンシ
ャフト１４との相対角を、前述の角度θ１の範囲内で、
ステアリングホイール２の操舵角と車両の走行状態（車
速）とに応じて制御するために、制御装置３０において
所定時間（例えば、２ｍsec.）毎に実行される操舵モー
タ駆動処理を表すフローチャートである。Next, the steering motor drive processing executed for the steering angle control and the reaction force motor drive processing executed for the reaction force control in the control device 30 will be described. First, FIG. 7 shows the relative angle between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 within the range of the angle θ1 described above.
6 is a flowchart showing a steering motor drive process executed every predetermined time (for example, 2 msec.) In the control device 30 in order to control according to the steering angle of the steering wheel 2 and the traveling state (vehicle speed) of the vehicle.
【００３１】図７に示す如く、この処理が開始される
と、ステップ１１０にて、走行状態検出手段としての車
速センサ２６により検出された車速Ｖを読み込み、続く
ステップ１２０にて、操舵角検出手段としての操舵角セ
ンサ６により検出されたステアリングホイール２の操舵
角θH を読み込む。As shown in FIG. 7, when this process is started, at step 110, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 26 as the running state detecting means is read, and at step 120, the steering angle detecting means is read. The steering angle θH of the steering wheel 2 detected by the steering angle sensor 6 is read.
【００３２】次に、ステップ１３０では、ステップ１２
０にて今回読み込んだステアリングホイール２の操舵角
θH と前回読み込んだ操舵角θH(n-1)との偏差から、操
舵角θH の変化速度（操舵角速度）ｄθH を求める。そ
して、続くステップ１４０にて、ステップ１１０及び１
２０で読み込んだ車速Ｖ及び操舵角θH と、ステップ１
３０で求めた操舵角速度ｄθH とに基づき、下記演算式
(1) を用いて、ステアリングシャフト４とピニオンシャ
フト１４との目標相対角θｒを算出する、制御目標の算
出手段としての処理を実行する。Next, in step 130, step 12
At 0, the change speed (steering angular speed) dθH of the steering angle θH is obtained from the deviation between the steering angle θH of the steering wheel 2 read this time and the steering angle θH (n-1) read last time. Then, in subsequent step 140, steps 110 and 1
The vehicle speed V and the steering angle θH read in step 20, and step 1
Based on the steering angular velocity dθH obtained in step 30,
Using (1), a process as a control target calculation means for calculating the target relative angle θr between the steering shaft 4 and the pinion shaft 14 is executed.
【００３３】 θｒ＝Ｋ1（Ｖ）・θH ＋ Ｋ2（Ｖ）・ｄθH …(1) なお、この演算式(1) において、Ｋ1（Ｖ），Ｋ2（Ｖ）
は、車速Ｖに応じて設定される変数である。すなわち、
変数Ｋ1（Ｖ） は、図８（ａ）に示す如く、車速Ｖ＝０
で０となり、低速では正の値となってゲインを高め、中
速以上で車速Ｖの増加に連れて負となり、高速では負の
一定値となるように設定され、変数Ｋ2（Ｖ）によりト
ータルゲインが高まるのを防止すると共に、高速微少操
舵時の安定性を高める。また、変数Ｋ2（Ｖ） は、中高
速時の舵の遅れを補償し、操縦性を向上するためのもの
で、図８（ｂ）に示す如く、上記変数Ｋ1（Ｖ） に同期
し、中速以上で車速Ｖの増加に連れて大きくなり、高速
では略一定値になるように設定される。Θr = K1 (V) θH + K2 (V) dθH (1) In this equation (1), K1 (V), K2 (V)
Is a variable set according to the vehicle speed V. That is,
The variable K1 (V) has a vehicle speed V = 0 as shown in FIG. 8 (a).
It becomes 0 at low speed, becomes a positive value at low speed and increases the gain, becomes negative as the vehicle speed V increases at medium speed or higher, and becomes a constant negative value at high speed, and is set by the variable K2 (V). It prevents the gain from increasing and also improves the stability during high-speed fine steering. Further, the variable K2 (V) is for compensating for the rudder delay at the time of middle and high speeds and for improving the maneuverability, and as shown in FIG. It is set so that it becomes larger as the vehicle speed V increases at a speed higher than the speed, and becomes substantially constant at a high speed.
【００３４】このようにステップ１４０にて、目標相対
角θｒが算出されると、今度はステップ１５０に移行し
て、操舵状態検出手段としての相対角センサ２４により
検出されたステアリングシャフト４とピニオンシャフト
１４との相対角（実相対角）θａを読み込み、続くステ
ップ１６０にて、目標相対角θｒと実相対角θａとの偏
差△θを算出する。When the target relative angle θr is calculated in step 140, the process proceeds to step 150, and the steering shaft 4 and the pinion shaft detected by the relative angle sensor 24 as the steering state detecting means are detected. The relative angle (actual relative angle) θa with respect to 14 is read, and in the following step 160, the deviation Δθ between the target relative angle θr and the actual relative angle θa is calculated.
【００３５】そして続くステップ１７０では、この算出
した偏差△θをパラメータとする下記演算式(2) を用い
て、偏差△θを零にするための補償演算（比例＋微分）
を行ない、操舵モータ２２の駆動トルク（モータトル
ク）Ｔａ及びその駆動方向を算出する。Then, in the following step 170, a compensation calculation (proportional + derivative) for making the deviation Δθ zero by using the following calculation formula (2) using the calculated deviation Δθ as a parameter.
Then, the driving torque (motor torque) Ta of the steering motor 22 and its driving direction are calculated.
【００３６】 Ｔａ＝Ｋｐ・△θ＋Ｋｄ・（ｄ△θ／ｄｔ） …(2) なお、この演算式(2) において、Ｋｐは比例定数、Ｋｄ
は微分定数である。そして最後に、ステップ１９０で
は、上記のように設定されたトルク指令値Ｔａ及び操舵
モータ２２の駆動方向をＥＣＵ３０に内蔵された図示し
ない操舵モータ駆動回路に出力する。なお、操舵モータ
駆動回路は、トルク指令値Ｔａを受けると、その値に応
じた通電電流で操舵モータ２２を駆動する。Ta = Kp · Δθ + Kd · (dΔθ / dt) (2) In this equation (2), Kp is a proportional constant, Kd
Is the differential constant. Finally, in step 190, the torque command value Ta and the driving direction of the steering motor 22 set as described above are output to a steering motor driving circuit (not shown) built in the ECU 30. When the steering motor drive circuit receives the torque command value Ta, the steering motor drive circuit drives the steering motor 22 with an energizing current according to the value.
【００３７】一方、反力モータ駆動処理は、図９に示す
フローチャートに従って実行される。この処理は、前述
の操舵モータ駆動処理と同様、ＥＣＵ３０にて所定時間
毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。この処理が
開始されると、まずステップ２１０にて、ステアリング
ホイール２の操舵角θH ，車速Ｖ，相対角センサからの
実相対角θａ及び操舵モータ駆動処理のステップ１４０
で算出した目標相対角θｒを読み込む。そして、ステッ
プ２２０にて操舵角ガード処理を実行する。この操舵角
ガード処理は、図１０に示すようなマップ２２５に基づ
いて、操舵角θH を±θmax の範囲内に制限する処理で
ある。θmax は、ステアリングホイール２を持ち変える
ことなく操舵する範囲を表している。この様なガードを
設けるのは、これを越えてリニアに操舵力を重くする
と、ステアリングを切る重さが非線形に感じられること
となり、操舵フィーリングを低下させるからである。On the other hand, the reaction force motor drive processing is executed according to the flow chart shown in FIG. This process is executed by the ECU 30 at predetermined time intervals (for example, every 10 msec) as in the steering motor drive process described above. When this processing is started, first in step 210, the steering angle θH of the steering wheel 2, the vehicle speed V, the actual relative angle θa from the relative angle sensor, and step 140 of the steering motor drive processing.
The target relative angle θr calculated in step 1 is read. Then, in step 220, steering angle guard processing is executed. This steering angle guard processing is processing for limiting the steering angle θH within the range of ± θmax based on the map 225 as shown in FIG. 10. θmax represents a range in which the steering wheel 2 can be steered without changing. The reason for providing such a guard is that if the steering force is increased linearly beyond this, the steering turning feel will be felt in a non-linear manner, and the steering feeling will be reduced.
【００３８】このガード処理に続いて、ステップ２３０
では、車速Ｖの関数である操舵角ゲインＫｐを乗じるこ
とにより、操舵角θH に対応した第１の操舵反力成分Ｔ
ｓ1を算出する。この第１の操舵反力成分Ｔｓ1 は、運
転者に対するステアリングの手ごたえを与えるためのも
のである。操舵角ゲインＫｐは、図１１に示すようなマ
ップ２３５に基づいて定まる。この操舵角ゲインＫｐ
は、停車時には「０」であり、通常の車速感応パワース
テアリングの様に車速Ｖの上昇と共にステアリングを重
くする様に増加し、所定速度以上では増加の傾きを小さ
くしてほぼ一定値になるように設定されている。Following this guard processing, step 230
Then, the first steering reaction force component T corresponding to the steering angle θH is obtained by multiplying the steering angle gain Kp which is a function of the vehicle speed V.
Calculate s1. The first steering reaction force component Ts1 is for giving the driver a feeling of steering. The steering angle gain Kp is determined based on the map 235 as shown in FIG. This steering angle gain Kp
Is “0” when the vehicle is stopped, and increases as the vehicle speed V increases like a normal vehicle speed sensitive power steering so that the steering becomes heavier. At a predetermined speed or higher, the inclination of the increase is reduced to a substantially constant value. Is set to.
【００３９】一方、ステップ２４０では、操舵角θH を
微分して操舵角速度ｄθH を算出する。そして、ステッ
プ２５０にて操舵角速度ガード処理を実行する。この操
舵角速度ガード処理は、図１２に示すようなマップ２５
５に基づいて、操舵角速度ｄθH を±ｄθmax の範囲内
に制限する処理である。ｄθmax は、演算のオーバーフ
ローを防止し、高速操舵時にステアリングが重くなり過
ぎないようにするための値である。On the other hand, in step 240, the steering angle θH is differentiated to calculate the steering angular velocity dθH. Then, in step 250, steering angular velocity guard processing is executed. This steering angular velocity guard processing is performed by the map 25 as shown in FIG.
Based on 5, the steering angular velocity dθH is limited to within ± dθmax. dθmax is a value for preventing calculation overflow and preventing the steering from becoming too heavy during high-speed steering.
【００４０】このガード処理に続いて、ステップ２６０
では、車速Ｖの関数である操舵角速度ゲインＤｐを乗じ
ることにより、操舵角速度ｄθH に対応した第２の操舵
反力成分Ｔｓ2 を算出する。この第２の操舵反力成分Ｔ
ｓ2 は、ステアリングのダンピング補償をするためのも
のである。操舵角速度ゲインＤｐは、図１３に示すよう
なマップ２６５に基づいて定まる。この操舵角速度ゲイ
ンＤｐは、停車時には「０」であり、車速と共に、前記
操舵角ゲインＫｐよりも大きく立ち上げ、高速域ではほ
ぼ一定値になるように設定されている。Following this guard processing, step 260
Then, the second steering reaction force component Ts2 corresponding to the steering angular velocity dθH is calculated by multiplying the steering angular velocity gain Dp which is a function of the vehicle speed V. This second steering reaction force component T
s2 is for compensating for steering damping. The steering angular velocity gain Dp is determined based on the map 265 as shown in FIG. The steering angular velocity gain Dp is "0" when the vehicle is stopped, and rises larger than the steering angular gain Kp together with the vehicle speed, and is set to a substantially constant value in the high speed range.
【００４１】操舵角ゲインＫｐ及び操舵角速度ゲインＤ
ｐは、操舵反力成分Ｔｓ1 ，Ｔｓ2を車速Ｖが大きくな
るに連れて大きくなるように算出することで、車両の高
速走行時の操縦安定性を向上する役目を果たす。続くス
テップ２７０では、目標相対角θｒから実相対角θａを
減算して相対角偏差△θを算出する。そして、ステップ
２８０にて、この偏差△θと、車速Ｖの関数である相対
角偏差ゲインＫｅとを乗じることにより、相対角偏差△
θに対応した第３の操舵反力成分Ｔｓ3 を算出する。こ
の第３の操舵反力成分Ｔｓ3 は、路面反力をステアリン
グにフィードバックするためのものである。相対角偏差
ゲインＫｅは、図１４に示すようなマップ２８５に基づ
いて定まる。この相対角偏差ゲインＫｅは、停車時にも
０以上の所定値をとり、そこから車速が上がるに連れて
大きく立ち上げ、極低速領域で最大値をとり、低速から
中速に移るに連れて前記操舵角ゲインＫｐ等とは逆に、
低下する様に設定されている。Steering angle gain Kp and steering angular velocity gain D
The value p is calculated so that the steering reaction force components Ts1 and Ts2 increase as the vehicle speed V increases, thereby playing a role of improving steering stability when the vehicle is traveling at high speed. In the following step 270, the relative angle deviation Δθ is calculated by subtracting the actual relative angle θa from the target relative angle θr. Then, in step 280, the relative angular deviation Δ is obtained by multiplying the deviation Δθ by the relative angular deviation gain Ke which is a function of the vehicle speed V.
A third steering reaction force component Ts3 corresponding to θ is calculated. The third steering reaction force component Ts3 is for feeding back the road surface reaction force to the steering wheel. The relative angular deviation gain Ke is determined based on the map 285 as shown in FIG. The relative angular deviation gain Ke takes a predetermined value of 0 or more even when the vehicle is stopped, rises greatly as the vehicle speed increases from there, takes a maximum value in the extremely low speed region, and changes from the low speed to the medium speed as described above. Contrary to the steering angle gain Kp, etc.,
It is set to decrease.
【００４２】こうして第３の操舵反力Ｔｓ3 が算出でき
たら、ステップ２９０にてこれを一次遅れフィルタ処理
する。この処理は、下記(3) の周知の離散化式を用いる
などして実行する。 ｙ（ｎ）＝Ｃ0 ・ｘ（ｎ）＋Ｃ1 ・ｙ（ｎ−１） …(3) ここで、Ｃ0 ，Ｃ1 は係数であり、ｙ（ｎ−１）は１サ
ンプリング周期前の出力、ｘ（ｎ）は現在の入力、ｙ
（ｎ）は出力である。When the third steering reaction force Ts3 has been calculated in this way, it is subjected to the first-order lag filter processing in step 290. This processing is executed by using the well-known discretization formula (3) below. y (n) = C0.x (n) + C1.y (n-1) (3) where C0 and C1 are coefficients, y (n-1) is the output one sampling period before, and x ( n) is the current input, y
(N) is an output.
【００４３】このように、操舵角θH ，操舵角速度ｄθ
H ，相対角偏差△θにそれぞれ対応した操舵反力成分Ｔ
ｓ1 ，Ｔｓ2 ，Ｔｓ3 が算出されると、今度はステップ
３００に移行して、これら各操舵反力成分Ｔｓ1 ，Ｔｓ
2 ，Ｔｓ3 を加算することにより、ステアリングホイー
ル２に与える総合操舵反力Ｔｓを算出する。そしてステ
ップ３１０に進み、この総合操舵反力Ｔｓを、図１５に
示すマップ３１５を用いて±Ｔｓmax の範囲内にガード
する処理を実行する。そして、続くステップ３２０に
て、このガード処理後の総合操舵反力Ｔｓを反力モータ
８の通電電流を表すトルク指令値として、ＥＣＵ３０に
内蔵された電流制御回路に出力する。なお、電流制御回
路は、このトルク指令値Ｔｓを受けると、その値に応じ
た通電電流で反力モータ８を定電流駆動する。反力モー
タ８は、磁石を界磁とする直流モータであるため、モー
タ電流とモータトルクは比例し、電流によりトルク制御
を行うことができる。Thus, the steering angle θH and the steering angular velocity dθ
Steering reaction force component T corresponding to H and relative angle deviation Δθ
When s1, Ts2 and Ts3 have been calculated, this time the process proceeds to step 300 and these steering reaction force components Ts1 and Ts are calculated.
The total steering reaction force Ts applied to the steering wheel 2 is calculated by adding 2 and Ts3. Then, the routine proceeds to step 310, where a process of guarding the total steering reaction force Ts within the range of ± Tsmax using the map 315 shown in FIG. 15 is executed. Then, in the following step 320, the comprehensive steering reaction force Ts after the guard processing is output to the current control circuit built in the ECU 30 as a torque command value representing the energization current of the reaction force motor 8. When the current control circuit receives this torque command value Ts, the current control circuit drives the reaction force motor 8 at a constant current with an energizing current according to the value. Since the reaction force motor 8 is a DC motor having a magnet as a field, the motor current is proportional to the motor torque, and torque control can be performed by the current.
【００４４】以上の様な反力モータ駆動処理におけるデ
ータの流れを模式的に示すと、図１６の様になる。この
様な構成を採用したことにより、本実施例では、以下の
様な作用・効果を奏する。車両停止時には、操舵角ゲイ
ンＫｐ及び操舵角速度ゲインＤｐは「０」であり、相対
角偏差ゲインＫｅだけが所定値になっている。従って、
車両停車中の操舵反力は、相対角偏差△θに対応する第
３の操舵反力成分Ｔｓ3 だけによって制御されることに
なる。ここで、第３の操舵反力成分Ｔｓ3 は、主として
路面反力に対応するものである。この結果、停車時の据
切りの場合において、路面反力を的確に反映させた操舵
フィーリングを与えることができると共に、操舵完了後
にステアリングホイール２が戻り過ぎるということがな
い。また、停車時には相対角偏差△θに対応した反力制
御となることから、起動直後の様に、絶対操舵角が判明
していない状態においても、直ちに反力制御を実行する
ことができる。The data flow in the reaction force motor driving process as described above is schematically shown in FIG. By adopting such a configuration, the present embodiment has the following actions and effects. When the vehicle is stopped, the steering angle gain Kp and the steering angular velocity gain Dp are "0", and only the relative angular deviation gain Ke has a predetermined value. Therefore,
The steering reaction force while the vehicle is stopped is controlled only by the third steering reaction force component Ts3 corresponding to the relative angular deviation Δθ. Here, the third steering reaction force component Ts3 mainly corresponds to the road surface reaction force. As a result, in the case of stationary operation when the vehicle is stopped, it is possible to provide a steering feeling in which the road surface reaction force is accurately reflected, and the steering wheel 2 does not return too much after completion of steering. In addition, since the reaction force control corresponding to the relative angular deviation Δθ is performed when the vehicle is stopped, the reaction force control can be immediately executed even when the absolute steering angle is not known, such as immediately after starting.
【００４５】停車から極低速の領域においては、操舵角
ゲインＫｐは「０」又は小さ目の値になっており、操舵
角速度ゲインＤｐがやや大き目に、相対角偏差ゲインＫ
ｅはその最大値まで増加する様になっている。従って、
総合操舵反力Ｔｓは、特に相対角偏差△θを重視したも
のとなり、さらに、操舵角速度ｄθH も十分に考慮した
ものとなる。この結果、やはり極低速時の現象に対応し
て路面反力を十分に反映できると共に、ステアリング操
作の状況に対応して適度なダンピング補償をすることが
でき、操舵フィーリングも確保しつつ路面反力を良好に
反映した制御を行うことができる。また、これら相対角
偏差△θ及び操舵角速度ｄθH は、車両が発進したばか
りで絶対操舵角が求められない状況下でも的確に求める
ことができるので、常に的確に操舵反力制御を実行する
ことができる。In the extremely low speed range from the stop, the steering angle gain Kp is "0" or a small value, and the steering angular velocity gain Dp is slightly large, and the relative angular deviation gain K is large.
e is designed to increase to its maximum value. Therefore,
The total steering reaction force Ts particularly emphasizes the relative angular deviation Δθ, and further sufficiently considers the steering angular velocity dθH. As a result, the reaction force on the road surface can be sufficiently reflected in response to the phenomenon at extremely low speed, and appropriate damping compensation can be performed according to the situation of the steering operation. It is possible to perform control in which the force is reflected well. Further, since the relative angular deviation Δθ and the steering angular velocity dθH can be accurately obtained even in a situation where the vehicle has just started and the absolute steering angle cannot be obtained, the steering reaction force control can always be appropriately performed. it can.
【００４６】一方、中高速域では、相対角偏差ゲインＫ
ｅは他のゲインＫｐ，Ｄｐに比べて小さくなり、逆にこ
れら他のゲインＫｐ，Ｄｐは最大値に近付く様に構成さ
れている。従って、中高速域では、操舵角θH や操舵角
速度ｄθH を重視した操舵反力制御を実行することにな
る。この結果、運転者の操舵に的確に対応し、路面反力
の様に常に時間遅れを伴う要因については軽視すること
で、きびきびした快適な操舵フィーリングを与えること
ができる。なお、中高速域に達する状況では操舵中立位
置の確認等が十分にできており、絶対操舵角センサを備
えなくても操舵角θH を正確に検出することができてい
る。On the other hand, in the medium and high speed range, the relative angular deviation gain K
e is smaller than the other gains Kp and Dp, and conversely, these other gains Kp and Dp are configured to approach the maximum value. Therefore, in the medium and high speed range, the steering reaction force control that emphasizes the steering angle θH and the steering angular velocity dθH is executed. As a result, it is possible to give a crisp and comfortable steering feeling by accurately responding to the steering of the driver and disregarding factors such as road surface reaction forces that always have a time delay. It should be noted that when the vehicle reaches the medium-high speed range, the steering neutral position can be sufficiently confirmed, and the steering angle θH can be accurately detected without the absolute steering angle sensor.
【００４７】この様に、本実施例では、操舵反力制御に
当たって、相対角偏差△θを用いることにより、路面反
力を的確に反映し、起動直後からも制御を可能にするこ
とができる。しかも、相対角偏差△θは、操舵モータ駆
動電流の様な高周波振動の発生やモータの慣性負荷の影
響を受けないので、運転者に違和感を与えない。As described above, in this embodiment, by using the relative angular deviation Δθ in the steering reaction force control, the road surface reaction force can be accurately reflected and the control can be performed immediately after the start. Moreover, the relative angular deviation Δθ is not affected by the generation of high-frequency vibrations such as the steering motor drive current and the inertial load of the motor, so that the driver does not feel uncomfortable.
【００４８】また、停車中及び極低速の領域では相対角
偏差△θを重視し、中高速域では操舵角θH を重視する
構成を採用したので、停車時から高速域まで、自然な操
舵反力を実現することができ、運転者に快適な操舵フィ
ーリングを与える。以上、本発明の一実施例について説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の前輪操舵制
御装置に適用することができる。Further, since the relative angle deviation Δθ is emphasized when the vehicle is stopped and in the extremely low speed range, and the steering angle θH is emphasized in the medium and high speed ranges, a natural steering reaction force is exerted from the stopped time to the high speed range. Can be realized and gives the driver a comfortable steering feeling. Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to various front wheel steering control devices without departing from the scope of the present invention.
【００４９】例えば、上記実施例では、高速域でも相対
角偏差△θをいくらかは反映する様に構成したが、全く
反映させなくてもよい。逆に、停車中には操舵角速度ｄ
θH等を反映しない構成としたが、これらをいくらかは
反映させるように構成しても構わない。For example, in the above embodiment, the relative angular deviation Δθ is reflected to some extent even in the high speed range, but it may not be reflected at all. Conversely, when the vehicle is stopped, the steering angular velocity d
Although θH and the like are not reflected, some of these may be reflected.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
操舵反力制御装置によれば、路面反力を反映することが
でき、かつ、起動直後から有効な操舵反力制御を行うこ
とができる上、振動感や突っかかり感といった違和感を
与えることがない。As described in detail above, according to the steering reaction force control device of the first aspect, the road reaction force can be reflected, and effective steering reaction force control can be performed immediately after starting. In addition, it does not give a feeling of strangeness such as a feeling of vibration or a feeling of being caught.
【００５１】また、請求項２に記載した操舵反力制御装
置によれば、上記効果に加えて、低速域から高速域ま
で、全領域に渡って、快適な操舵感覚を与えることがで
きる。According to the steering reaction force control device of the second aspect, in addition to the above effects, a comfortable steering feeling can be provided over the entire range from the low speed range to the high speed range.
【図１】 実施例の前輪操舵制御装置全体の構成を表す
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an entire front wheel steering control device according to an embodiment.
【図２】 ステアリングシャフトとピニオンシャフトと
の接続部分の構成を表す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a connecting portion between a steering shaft and a pinion shaft.
【図３】 ステアリングシャフトの回転角と前輪舵角と
の関係を表す線図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a steering shaft and a front wheel steering angle.
【図４】 機械式クラッチの構成を表す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a mechanical clutch.
【図５】 機械式クラッチに設けられたロータの構成及
びロータとステアリングシャフトとの関係を表す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a rotor provided in a mechanical clutch and a relationship between the rotor and a steering shaft.
【図６】 機械式クラッチの動作を説明する動作説明図
である。FIG. 6 is an operation explanatory view for explaining the operation of the mechanical clutch.
【図７】 ＥＣＵにて実行される操舵モータ駆動処理を
表すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a steering motor drive process executed by the ECU.
【図８】 目標相対角を算出する際に使用される演算式
の変数の特性を表す線図でる。FIG. 8 is a diagram showing characteristics of variables of an arithmetic expression used when calculating a target relative angle.
【図９】 ＥＣＵにて実行される反力モータ駆動処理を
表すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a reaction force motor driving process executed by the ECU.
【図１０】 操舵角のガード処理用の線図である。FIG. 10 is a diagram for steering angle guard processing.
【図１１】 操舵角ゲインＫｐの特性を表す線図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing a characteristic of a steering angle gain Kp.
【図１２】 操舵角速度のガード処理用の線図である。FIG. 12 is a diagram for steering angle velocity guard processing.
【図１３】 操舵角速度ゲインｄｐの特性を表す線図で
ある。FIG. 13 is a diagram showing a characteristic of a steering angular velocity gain dp.
【図１４】 相対角偏差ゲインＫｅの特性を表す線図で
ある。FIG. 14 is a diagram showing a characteristic of a relative angular deviation gain Ke.
【図１５】 総合操舵反力のガード処理用の線図であ
る。FIG. 15 is a diagram for guard processing of a total steering reaction force.
【図１６】 反力モータ駆動処理におけるデータの流れ
を表す模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram showing a data flow in a reaction force motor driving process.
２…ステアリングホイール、４…ステアリングシャフ
ト、６…操舵角センサ、８…反力モータ、１０…Ｖベル
ト、１１…プーリ、１２…前輪、１４…ピニオンシャフ
ト、１６…ラック、１８…機械式クラッチ、２０…減速
機、２２…操舵モータ、２４…相対角センサ、２６…車
速センサ、３０…制御装置。2 ... Steering wheel, 4 ... Steering shaft, 6 ... Steering angle sensor, 8 ... Reaction force motor, 10 ... V belt, 11 ... Pulley, 12 ... Front wheel, 14 ... Pinion shaft, 16 ... Rack, 18 ... Mechanical clutch, 20 ... Reducer, 22 ... Steering motor, 24 ... Relative angle sensor, 26 ... Vehicle speed sensor, 30 ... Control device.
Claims (2)
とし、操舵ハンドルの操舵状態及び車両の走行状態に基
づいて操向車輪の操舵用アクチュエータを駆動制御する
ように構成された車両に搭載され、操舵ハンドルに操舵
反力を与える操舵反力制御装置であって、 操舵ハンドルに操舵反力を与える反力用アクチュエータ
と、 操舵ハンドルと操向車輪との実相対角を検出する実相対
角検出手段と、 操舵ハンドルと操向車輪との目標相対角を算出する目標
相対角算出手段と、 操舵ハンドルに対して操舵反力を与えるに当り、前記目
標相対角に対する前記実相対角の偏差を加味して前記反
力アクチュエータの駆動制御をする反力制御手段とを備
えたことを特徴とする操舵反力制御装置。1. A steering wheel and a steered wheel are linkedless, and mounted on a vehicle configured to drive and control an actuator for steering the steered wheel based on a steering state of the steering wheel and a traveling state of the vehicle. A steering reaction force control device that applies a steering reaction force to the steering wheel, and a reaction force actuator that applies a steering reaction force to the steering wheel, and an actual relative angle detection that detects the actual relative angle between the steering wheel and the steered wheels. Means, a target relative angle calculation means for calculating a target relative angle between the steering wheel and the steered wheels, and a deviation of the actual relative angle with respect to the target relative angle when adding a steering reaction force to the steering wheel. And a reaction force control means for controlling the driving of the reaction force actuator.
て、 操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、操
舵ハンドルの操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
車両の車速を検出する車速検出手段とを備え、 前記反力制御手段は、前記操舵反力を与えるに当り、所
定の低速領域では前記目標相対角に対する実相対角の偏
差を重視し、それ以外の領域では前記操舵角及び／又は
操舵速度を重視して前記反力アクチュエータの駆動制御
をするように構成されたことを特徴とする操舵反力制御
装置。2. The steering reaction force control device according to claim 1, further comprising: steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering wheel; and steering speed detecting means for detecting a steering speed of the steering wheel.
A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, wherein the reaction force control means, when applying the steering reaction force, attaches importance to a deviation of an actual relative angle from the target relative angle in a predetermined low speed region, and otherwise The steering reaction force control device is configured to drive and control the reaction force actuator by emphasizing the steering angle and / or the steering speed in the area (1).
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|---|---|---|---|
| JP9461093A JP3180505B2 (en) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | Steering reaction force control device |
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ID=14115022
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| JP9461093A Expired - Fee Related JP3180505B2 (en) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | Steering reaction force control device |
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| JP (1) | JP3180505B2 (en) |
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1993
- 1993-04-21 JP JP9461093A patent/JP3180505B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3180505B2 (en) | 2001-06-25 |
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