JP5249595B2 - Steering system - Google Patents
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Description
本発明は、車両の操舵を補助する電動力付与手段を含む操舵システムに関するものである。 The present invention relates to a steering system including an electric force applying means for assisting steering of a vehicle.
車両の操舵システムは、電動機が操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減する電動力付与手段を含んでなる。このような電動力付与手段においては、操舵トルクと車速によって定まるベース信号を、ステアリング系のイナーシャ(慣性)とダンピング(粘性)によって補償し、この補償された信号を目標電流として電動機を制御する。 The vehicle steering system includes an electric force applying means for generating an auxiliary torque corresponding to the magnitude of the steering torque by the electric motor and transmitting the auxiliary torque to the steering system to reduce the steering force that the driver steers. Become. In such an electric force application means, a base signal determined by the steering torque and the vehicle speed is compensated by inertia (inertia) and damping (viscosity) of the steering system, and the electric motor is controlled using the compensated signal as a target current.
従来、電動力付与手段におけるダンピング、イナーシャ、および、ベース信号の各特性は、ベーステーブル、ダンパテーブル、および、事実上微分特性を備えるイナーシャテーブルを用いて演算される。
ここで、操舵トルク、車速および電動機角速度の関数である各テーブルの設定方法について検討する。ベーステーブルは、車速が速くなるほどゲインを低くし、かつ、不感帯を大きくして、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与え、車速の増大に応じてしっかりとした操舵トルクの手応え感を付与すると共に、中低車速域では、イナーシャテーブルを使って、電動機の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵フィーリングを付与する必要がある。
Conventionally, each characteristic of damping, inertia, and base signal in the electric force applying means is calculated using an inertia table having a base table, a damper table, and a substantially differential characteristic.
Here, a method for setting each table, which is a function of the steering torque, the vehicle speed, and the motor angular velocity, will be considered. The base table lowers the gain as the vehicle speed increases, increases the dead zone, increases the manual steering area to provide the driver with road surface information, and provides a solid steering torque response as the vehicle speed increases. In the middle and low vehicle speed range, it is necessary to improve the response delay of the steering due to the inertia and viscosity of the electric motor to provide a clean steering feeling in the middle and low vehicle speed range.
また、ダンピング制御では、高速走行時に路面反力が低下することから、電動機の速い回転速度での動きを抑制制御して、操舵フィーリングに安定感を与えるようにしている。そのために、ダンピング制御は、ダンピングゲインに対応する補償値で、目標電流を減衰または増幅する補正を行う。 In the damping control, the road surface reaction force decreases during high-speed traveling, so that the movement of the electric motor at a high rotational speed is suppressed and controlled to give a sense of stability to the steering feeling. For this purpose, the damping control performs a correction for attenuating or amplifying the target current with a compensation value corresponding to the damping gain.
このように構成される電動力付与手段において、車両の運転者に対する操舵フィーリングの更なる向上を図るため、例えば特許文献1には、自動変速装置のシフトポジション(走行レンジ)に対応して、電動力付与手段を駆動する電動機の目標電流の特性を変更する技術が開示されている。
しかしながら、例えば特許文献1に開示される技術では、同一の走行レンジにおいて、例えば運転者の体勢の変化に伴って発生する操舵フィーリングの低下を軽減することはできない。
例えば、運転者が操作子(例えば操向ハンドル)を片手で操作する片手運転をしている場合、車両が路面から受ける衝撃によってハンドル取られが発生し、操舵フィーリングが低下する場合がある。
そこで本発明は、運転者が操作子を片手で操作している場合の、操舵フィーリングの低下を軽減する操舵システムを提供することを課題とする。
However, for example, in the technique disclosed in
For example, when the driver performs a one-handed operation in which an operator (for example, a steering handle) is operated with one hand, the handle may be removed due to an impact received by the vehicle from the road surface, and the steering feeling may be reduced.
Therefore, an object of the present invention is to provide a steering system that reduces a reduction in steering feeling when a driver operates an operator with one hand.
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、電動機が発生する補助トルクを転舵輪のステアリング系に伝達する電動力付与手段と、前記補助トルクを演算するとともに、当該補助トルクを発生するように前記電動機を制御する制御信号を演算する操舵制御手段と、前記ステアリング系の操作子を、運転者が片手で操作していることを検出する片手操作検出手段と、運転者が前記操作子を片手で操作していることを前記片手操作検出手段が検出しているときに、前記電動機が発生する補助トルクが小さくなるように前記制御信号を補正する補正手段と、を備え、前記操舵制御手段は、前記制御信号の基準となるベース信号を演算するベース信号演算部と、前記操作子の回転速度に基づいてダンパ補償値を演算するダンパ補償信号演算部と、を含み、前記ベース信号から前記ダンパ補償値を減算するように補償して前記制御信号を演算し、前記補正手段は、運転者が前記操作子を片手で操作していることを前記片手操作検出手段が検出しているときに、前記ダンパ補償値を大きくするように補正することで前記補助トルクを小さくすることを特徴とした。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項1に係る発明によると、操舵システムの操作子を運転者が片手で操作しているときに、補正手段は、電動機が発生する補助トルクが小さくなるように制御信号を補正することができる。
また、運転者が操作子を片手で操作しているとき、補正手段は、操作子の回転速度に基づいて演算されるダンパ補償値を大きくすることで制御信号を減少し、補助トルクを小さくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the driver operates the operating element of the steering system with one hand, the correcting means can correct the control signal so that the auxiliary torque generated by the electric motor is reduced. .
Further, when the driver operates the operating element with one hand, the correcting means increases the damper compensation value calculated based on the rotation speed of the operating element, thereby reducing the control signal and reducing the auxiliary torque. be able to.
また、請求項2に係る発明は、前記補正手段は、前記操舵システムが備わる車両が有する車速検出手段を介して当該車両の車速を検出し、前記車両の車速が大きいほど、前記ダンパ補償値の補正量を大きくすることを特徴とした。 According to a second aspect of the present invention, the correction means detects the vehicle speed of the vehicle via vehicle speed detection means of a vehicle equipped with the steering system, and the damper compensation value increases as the vehicle speed of the vehicle increases. The correction amount is increased.
請求項2に係る発明によると、補正手段は、車速検出手段が検出する車両の車速が大きいほど、ダンパ補償値を大きく補正して、補助トルクの減少量を大きくすることができる。 According to the second aspect of the invention, the correction means can increase the amount of reduction in the auxiliary torque by correcting the damper compensation value as the vehicle speed of the vehicle detected by the vehicle speed detection means increases.
本発明によれば、運転者が操作子を片手で操作している場合の、操舵フィーリングの低下を軽減する操舵システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering system which reduces the fall of steering feeling when a driver | operator operates the operation element with one hand can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図1は本実施形態に係る操舵システムを適用した4輪の車両の全体概念図であり、図2は電動力付与手段の構成図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is an overall conceptual diagram of a four-wheel vehicle to which a steering system according to the present embodiment is applied, and FIG. 2 is a configuration diagram of an electric force applying means.
図1に示すように、本実施形態に係る操舵システム100は、転舵輪である前輪1(1L、1R)を転舵させる操向ハンドル(操作子)3による操舵を電動機4で補助する電動力付与手段110、電動力付与手段110を制御する操舵制御ECU(操舵制御手段)130、自動変速装置(オートマチックトランスミッション、以下、ATと称する)の走行レンジを選択するために運転者が操作するセレクタレバー10、セレクタレバー10に運転者がタッチしたことを検出するタッチセンサ10aを含んで構成されている。
なお、手動変速装置(マニュアルトランスミッション、以下、MTと称する)を備える車両Vの場合、ギアチェンジをするためのシフトノブ(図示せず)に、タッチセンサ10aが備わる構成としてもよい。
さらに、車両Vには後輪2(2R、2L)が備わる。
As shown in FIG. 1, the steering system 100 according to this embodiment includes an electric force that assists steering by a steering handle (operator) 3 that steers front wheels 1 (1L, 1R), which are steered wheels, with an
In the case of a vehicle V equipped with a manual transmission (manual transmission, hereinafter referred to as MT), a shift knob (not shown) for changing gears may be provided with a touch sensor 10a.
Further, the vehicle V is provided with rear wheels 2 (2R, 2L).
電動力付与手段110は、図2に示すように操向ハンドル3が設けられたメインステアリングシャフト3aと、シャフト3cと、ピニオン軸7とが、2つのユニバーサルジョイント(自在継手)3bによって連結され、また、ピニオン軸7の下端部に設けられたピニオンギア7aは、車幅方向に往復運動可能なラック軸8のラック歯8aに噛合し、ラック軸8の両端には、タイロッド9、9を介して左右の前輪1L、1Rが連結されている。この構成により、電動力付与手段110は、操向ハンドル3の操作時に車両V(図1参照)の進行方向を変えることができる。
なお、ピニオン軸7はその上部、中間部、下部を軸受3d、3e、3fを介して、図示しないステアリングギアボックスに支持されている。
As shown in FIG. 2, the electric force applying means 110 includes a main steering shaft 3a provided with a steering handle 3, a shaft 3c, and a pinion shaft 7 connected by two universal joints (universal joints) 3b. A pinion gear 7 a provided at the lower end of the pinion shaft 7 meshes with the rack teeth 8 a of the rack shaft 8 that can reciprocate in the vehicle width direction, and
The pinion shaft 7 is supported by a steering gear box (not shown) through bearings 3d, 3e, and 3f at its upper, middle, and lower portions.
また、電動力付与手段110は、操向ハンドル3による操舵力を軽減するための補助操舵力(補助トルク)を電動力として付与する電動機4を備えており、この電動機4の出力軸に設けられたウォームギア5aが、ピニオン軸7に設けられたウォームホイールギア5bに噛合している。
すなわち、ウォームギア5aとウォームホイールギア5bとで減速機構が構成されている。また、電動機4の回転子と電動機4に連結されているウォームギア5a、ウォームホイールギア5b、ピニオン軸7、ラック軸8、ラック歯8a、タイロッド9、9などにより、ステアリング系が構成されている。
The electric force applying means 110 includes an
That is, the worm gear 5a and the worm wheel gear 5b constitute a speed reduction mechanism. The worm gear 5a, the worm wheel gear 5b, the pinion shaft 7, the rack shaft 8, the rack teeth 8a, the
電動機4は、複数の界磁コイルを備えた固定子(図示せず)とこの固定子の内部で回動する回転子(図示せず)からなる3相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギー(PM=ωTM)に変換するものである。
ここで、ωは電動機4の角速度であり、TMは電動機4の発生トルクである。また、発生トルクTMと実際に出力として取り出すことができる出力トルクTM *との関係は、次式(1)によって表現される。
TM *=TM−(cmdθm/dt+Jmd2θm/dt2)i2 ・・・(1)
ここで、iはウォームギア5aとウォームホイールギア5bとの減速比である。
(1)式より、出力トルクTM *と電動機回転角θmとの関係は、電動機4の回転子の慣性モーメントJmと粘性係数cmとによって規定され、車両特性や車両状態に無関係である。
The
Here, omega is the angular speed of the
T M * = T M − (c m dθ m / dt + J m d 2 θ m / dt 2 ) i 2 (1)
Here, i is a reduction ratio between the worm gear 5a and the worm wheel gear 5b.
From the equation (1), the relationship between the output torque T M * and the motor rotation angle θ m is defined by the inertia moment J m of the rotor of the
ここで、操向ハンドル3に加えられる操舵トルクをTs、減速機構を介して倍力された電動機4の発生トルク(補助トルク)によりアシストするアシスト量AHの係数を、例えば、車速VSの関数として変化するkA(VS)とする。この場合、AH=kA(VS)×Tsであるから、路面負荷であるピニオントルクTpは、次式(2)のように表される。
Tp=Ts+AH
=Ts+kA(VS)×Ts ・・・・・・・(2)
これより、操舵トルクTsは、次式(3)のように表現される。
Ts=Tp/(1+kA(VS)) ・・・・・・・(3)
Here, the steering torque applied to the steering wheel 3 Ts, the coefficients of the assist amount A H, which assists the torque of the
Tp = Ts + A H
= Ts + k A (V S ) × Ts (2)
Thus, the steering torque Ts is expressed as the following equation (3).
Ts = Tp / (1 + k A (V S )) (3)
したがって、操舵トルクTsは、ピニオントルクTp(負荷)の1/{1+kA(VS)}倍に軽減される。例えば、車速VS=0のときにkA(0)=2ならば、操舵トルクTsは、ピニオントルクTpの1/3の軽さに制御され、車速VS=100km/hのときに、kA(100)=0ならば、操舵トルクTsは、ピニオントルクTpと等しくなり、マニュアルステアリングと同等のしっかりとした重さの操舵トルクの手応え感に制御される。すなわち、車速VSに応じて操舵トルクTsを制御することにより、低速走行時には軽やかに、高速走行時にはしっかりと安定した操舵トルクの手応え感が付与される。 Therefore, the steering torque Ts is reduced to 1 / {1 + k A (V S )} times the pinion torque Tp (load). For example, if k A (0) = 2 when the vehicle speed V S = 0, the steering torque Ts is controlled to be 1/3 lighter than the pinion torque Tp, and when the vehicle speed V S = 100 km / h, If k A (100) = 0, the steering torque Ts becomes equal to the pinion torque Tp, and is controlled to feel the steering torque with a firm weight equivalent to that of manual steering. That is, by controlling the steering torque Ts in accordance with the vehicle speed V S , a light and stable steering torque response feeling is imparted lightly at low speed traveling and at high speed traveling.
また、アシスト量AHは、電動機4の発生トルク(補助トルク)によりアシストされる量であって、電動機4の発生トルク(補助トルク)が大きいほど、アシスト量AHは大きくなる。
Further, the assist amount A H is a quantity that is assisted by the generated torque (assist torque) of the
また、電動力付与手段110は、電動機4を駆動する電動機駆動回路23と、レゾルバ25と、ピニオン軸7に加えられるピニオントルクTPを検出するトルクセンサSTと、トルクセンサSTの出力を増幅する差動増幅回路21と、車両V(図1参照)の速度(車速)を検出する車速センサ(車速検出手段)SVとを備えている。
そして、操舵システム100(図1参照)の操舵制御ECU130は、電動力付与手段110の機能部である電動機4を駆動制御する後記する電動力付与手段制御部130a(図3参照)を有している。
The electric power applying unit 110 includes a
The
電動機駆動回路23は、例えば、3相のFETブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、電動力付与手段制御部130a(図3参照)からのDUTY(DU、DV、DW)信号を用いて矩形波電圧を生成し、電動機4を駆動するものである。
また、電動機駆動回路23は図示しないホール素子を用いて3相の電動機電流Im(IU、IV、IW)を検出する機能を備えている。
レゾルバ25は、電動機4の電動機回転角θmを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを図示しない回転子の周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。
The electric
The
The
トルクセンサSTは、ピニオン軸7に加えられるピニオントルクTPを検出するものであり、ピニオン軸7の軸方向2箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸7に離間して挿入されている。
差動増幅回路21は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した2つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、トルク信号Tを出力するものである。
Torque sensor S T is used to detect the pinion torque T P applied to the pinion shaft 7, a magnetic film so that the opposite direction of the anisotropy in the axial direction two portions of the pinion shaft 7 is deposited, the A detection coil is inserted on the surface of the magnetic film so as to be separated from the pinion shaft 7.
The
車速センサSVは、車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号VSを出力する。
そして、操舵制御ECU130、電動機駆動回路23および各センサにはバッテリなどの電源から電力が供給され(図示せず)、駆動する。
A vehicle speed sensor S V is for detecting a vehicle speed as a pulse number per unit time, and outputs a vehicle speed signal VS.
The
図1に戻って、セレクタレバー10は、ATを備える車両Vの走行レンジを選択するために運転者が操作するレバーであって、本実施形態においては、タッチセンサ10aを備える。
運転者がセレクタレバー10を操作する場合、操向ハンドル3を片手で操作する片手運転をすることになる。すなわち、操舵制御ECU130は、運転者がセレクタレバー10に接触していることをタッチセンサ10aで検出することで、運転者がセレクタレバー10を操作してシフト操作をしていると判定し、運転者が操向ハンドル3を片手運転していることを検出する。
Returning to FIG. 1, the selector lever 10 is a lever operated by the driver to select the travel range of the vehicle V including the AT, and includes a touch sensor 10 a in the present embodiment.
When the driver operates the selector lever 10, a one-hand operation is performed in which the steering handle 3 is operated with one hand. That is, the
タッチセンサ10aは、とくに限定するものではなく、例えば静電容量の変化を検出するものなどがある。これは、運転者がタッチセンサ10aに接触することで、タッチセンサ10aがあらかじめ有する静電容量に運転者が有する静電容量が増加され、この静電容量の増加分を検出することで、タッチセンサ10aは、運転者が接触していることを検出できる。
その他、タッチセンサ10aには光学式や電波式のものなどがあり、適宜選択して使用すればよい。
タッチセンサ10aは、操舵制御ECU130と信号線で接続され、セレクタレバー10に運転者が接触していることを検出して、例えば電気信号からなる検出信号を、操舵制御ECU130に入力する機能を有する。
The touch sensor 10a is not particularly limited, and includes, for example, a sensor that detects a change in capacitance. This is because when the driver touches the touch sensor 10a, the electrostatic capacity of the driver is increased to the electrostatic capacity of the touch sensor 10a in advance, and by detecting the increase in the electrostatic capacity, the touch is performed. The sensor 10a can detect that the driver is in contact.
In addition, the touch sensor 10a includes an optical type and a radio type, and may be appropriately selected and used.
The touch sensor 10a is connected to the
次に、図3、図4を参照しながら操舵制御ECUの機能を説明する。図3は操舵システムの操舵制御ECUの概略構成図、図4の(a)は、べーステーブルに格納されているベース信号の特性関数を示すグラフ、(b)は、ダンパテーブルの特性関数を示すグラフである。 Next, functions of the steering control ECU will be described with reference to FIGS. 3 is a schematic configuration diagram of the steering control ECU of the steering system, FIG. 4A is a graph showing a characteristic function of a base signal stored in the base table, and FIG. 3B is a characteristic function of the damper table. It is a graph.
操舵制御ECU130は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成され、例えばROMに格納されるプログラムによって制御される。
図3に示すように操舵制御ECU130は、電動力付与手段110(図2参照)を制御する電動力付与手段制御部130a、及びシフト操作判定部70を備えている。
電動力付与手段制御部130a、及びシフト操作判定部70は、例えば、操舵制御ECU130を制御するプログラムに組み込んだソフトウェアロジックで構成することができるが、これに限定されず、ハードウェアロジックによって構成してもよい。
The
As shown in FIG. 3, the
The electric force applying means control unit 130a and the shift operation determination unit 70 can be configured by, for example, software logic incorporated in a program for controlling the
(電動力付与手段制御部)
まず、図3を参照しながら適宜図2を参照して電動力付与手段制御部130aについて説明する。
電動力付与手段制御部130aは、ベース信号演算部51と、ダンパ補償信号演算部52と、イナーシャ補償信号演算部53と、Q軸(トルク軸)PI制御部54と、D軸(磁極軸)PI制御部55と、2軸3相変換部56と、PWM変換部57と、3相2軸変換部58と、電動機速度算出部67と、励磁電流生成部59とを備える。
なお、加算器61、62、64、65、積算器71については後記する。
(Electric force application means controller)
First, the electric force applying means controller 130a will be described with reference to FIG. 2 as appropriate with reference to FIG.
The electric force applying means control unit 130a includes a base
The
3相2軸変換部58は、電動機駆動回路23が検出する電動機4の3相電流IU、IV、IWを、電動機4の回転子の磁極軸であるD軸と、このD軸に対して電気的に90度回転した軸であるQ軸との2軸に変換するものであり、Q軸電流IQは電動機4の発生トルクTMに比例し、D軸電流IDは励磁電流に比例する。電動機速度算出部67は、レゾルバ25が出力する、電動機4の角度信号θを微分演算して角速度信号ωを生成する。励磁電流生成部59は、電動機4の励磁電流の目標信号を生成するが、必要に応じD軸電流IDとQ軸電流IQとをほぼ等しくすることにより、弱め界磁制御を行うことができる。
The three-phase two-
ベース信号演算部51は、トルク信号Tと車速信号VSとから出力トルクTM *の目標信号である出力信号IM1の基準となるベース信号DTを生成する。この信号生成は、予め実験測定などによって設定されたべーステーブル51aをトルク信号Tと車速信号VSとに基づいて参照することによって求められる。べーステーブル51aは、あらかじめ実験測定などによって設定し、例えばベース信号演算部51を構成するソフトウエアロジックにデータとして組み込んでおけばよい。
また、ベース信号演算部51をハードウエアロジックで構成する場合、例えばベース信号演算部51に記憶部を備え、テーブルデータ形式で記憶しておけばよい。
The base
When the base
ベース信号演算部51(図3参照)は、図4の(a)に示すように、トルク信号Tの値が小さいときはベース信号DTがゼロに設定される不感帯N1が設けられ、トルク信号Tの値がこの不感帯N1よりも大きくなるとゲインG1で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部51は、所定のトルク信号Tの値で出力はゲインG2で増加し、さらにトルク信号Tの値が増加すると出力が飽和する特性を備えている。
また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷(路面反力)が異なるため、車速信号VSによりゲインが調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部51は、車速VS(車速信号VS)が大きく高速になるにしたがってゲイン(G1、G2)を低く、かつ、不感帯N1を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。すなわち、車速VS(車速信号VS)の増大に応じてしっかりとした操舵トルクTsの手応え感が付与される。このとき、マニュアルステアリング領域においてもイナーシャ補償がなされることが必要である。
As shown in FIG. 4A, the base signal calculation unit 51 (see FIG. 3) is provided with a dead zone N1 in which the base signal DT is set to zero when the value of the torque signal T is small. When the value of T becomes larger than the dead zone N1, it has a characteristic of increasing linearly with the gain G1. Further, the base
In general, since the load on the road surface (road reaction force) varies depending on the traveling speed, the vehicle has a gain adjusted by the vehicle speed signal VS. The load is heaviest during stationary operation at zero vehicle speed, and the load is relatively light at medium and low speeds. For this reason, the base
図3に戻り、ダンパ補償信号演算部52は、ステアリング系が有する粘性を補償するため、また車両V(図1参照)が高速走行時に、ステアリング系の中立点への収斂性が低下する際に、これを補償するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、角速度ωに対応するダンパテーブル52aを参照することによってステアリングダンパ機能を実現する。ダンパテーブル52aは、あらかじめ実験測定などによって設定し、例えばダンパ補償信号演算部52を構成するソフトウエアロジックにデータとして組み込んでおけばよい。
また、ダンパ補償信号演算部52をハードウエアロジックで構成する場合、例えばダンパ補償信号演算部52に記憶部を備え、テーブルデータ形式で記憶しておけばよい。
Returning to FIG. 3, the damper compensation
Further, when the damper compensation
図4の(b)に示すように、ダンパテーブル52aの特性関数は、電動機4の角速度ωが増加するほど、ダンパ補償値Iが直線的に増加し、所定速度でダンパ補償値Iが急激に増加する特性を備えている。
また、車速信号VSの値が高いほどゲインを大きくして、電動機4の角速度ω、すなわち、転舵速度に応じて電動機4の出力トルクTM *を減衰させている。言い換えれば、車速信号VSの値が高いほど、路面反力が小さくなることから、モータの速い動きを大きく制動して安定性を出すために、ダンパ補償信号演算部52は、電動機4の角速度ωを抑制制御している。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル3の中立点への収斂性を向上させ、車両V(図1参照)の走行を安定化させることができる。
As shown in FIG. 4B, the characteristic function of the damper table 52a indicates that the damper compensation value I increases linearly as the angular velocity ω of the
Further, the gain is increased as the value of the vehicle speed signal VS is higher, and the output torque T M * of the
再び図3に戻り、加算器61は、ベース信号演算部51が演算するベース信号DTからダンパ補償信号演算部52の出力信号であるダンパ補償値Iを減算するものである。すなわち、操舵制御ECU130は、ベース信号DTからダンパ補償値Iを減算するように補償する。
そして、加算器62は、加算器61の出力信号とイナーシャ補償信号演算部53の出力信号とを加算して出力信号(制御信号)IM1とするものである。
Returning to FIG. 3 again, the
The
ここで、ダンパ補償値Iをベース信号DTから減算する(減衰補正)とは、電動機4の回転方向と逆方向へ補正することを意味する。
したがって、通常操舵時のように、操舵トルクの方向と電動機4(図1参照)の回転方向が同じ場合には減算となるが、転舵輪である前輪1(図1参照)に発生するセルフアライニングトルクによって、操向ハンドル3(図1参照)が中立位置に戻されるような、操舵トルクの方向と電動機4の回転方向が逆方向の場合には加算になる。
さらに、横風、路面の段差などにより、操向ハンドル3が動かされる場合も、加算になる。
Here, subtracting the damper compensation value I from the base signal DT (attenuation correction) means correcting in the direction opposite to the rotation direction of the
Therefore, when the direction of the steering torque and the rotation direction of the electric motor 4 (see FIG. 1) are the same as in normal steering, subtraction is performed, but self-adjustment occurring on the front wheel 1 (see FIG. 1), which is a steered wheel. When the steering torque direction and the rotation direction of the
Further, when the steering handle 3 is moved due to a crosswind, a road step, or the like, addition is also performed.
イナーシャ補償信号演算部53は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、イナーシャテーブル53aを参照することによって、入力されるトルク信号Tに対応した出力信号を出力することができる。イナーシャテーブル53aは、あらかじめ実験測定などによって設定し、例えばイナーシャ補償信号演算部53を構成するソフトウエアロジックにデータとして組み込んでおけばよい。
また、イナーシャ補償信号演算部53をハードウエアロジックで構成する場合、例えばイナーシャ補償信号演算部53に記憶部を備え、テーブルデータ形式で記憶しておけばよい。
The inertia compensation
Further, when the inertia compensation
また、イナーシャ補償信号演算部53は、電動機4の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機4は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部53は、電動機4の回転方向の切り替わりが操向ハンドル3の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部53は、ステアリング系の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵フィーリングを付与している。
また、FF(Front engine Front wheel drive)車やFR(Front engine Rear wheel drive)車、RV(Recreation Vehicle)やセダンなどの車両特性や車速、路面などによって異なる操舵特性に対して、実用上十分な操舵フィーリングが付与される。
Further, the inertia compensation
Also, it is practically sufficient for vehicle characteristics such as FF (Front engine Front wheel drive), FR (Front engine Rear wheel drive), RV (Recreation Vehicle) and sedan, and steering characteristics that vary depending on vehicle speed, road surface, etc. Steering feeling is given.
加算器62の出力信号IM1は、電動機4のトルクを規定する電流の目標信号である。
加算器64は加算器62の出力信号IM1からQ軸電流IQを減算し、偏差信号IEを生成する。Q軸(トルク軸)PI制御部54は、偏差信号IEが減少するように、P(比例)制御およびI(積分)制御を行う。
加算器65は、励磁電流生成部59の出力信号からD軸電流IDを減算するものである。D軸(磁極軸)PI制御部55は、加算器65の出力信号が減少するようにPI帰還制御を行う。
The output signal IM 1 of the
The
The
2軸3相変換部56は、Q軸(トルク軸)PI制御部54の出力信号VQとD軸(磁極軸)PI制御部55の出力信号VDとの2軸信号を3相信号UU、UV、UWに変換する。PWM変換部57は、3相信号UU、UV、UWの大きさに比例したパルス幅のON/OFF信号(PWM(Pulse Width Modulation)信号)であるDUTY信号(DU、DV、DW)を生成する。
なお、2軸3相変換部56およびPWM変換部57には、電動機4の角度信号θが入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
The two-axis three-
In addition, the angle signal θ of the
(シフト操作判定部)
さらに、本実施形態においては、操舵制御ECU130にシフト操作判定部70が備わる。
シフト操作判定部70は、運転者によるセレクタレバー10の操作を検出した場合に、運転者がシフト操作をしていると判定し、ダンパ補償信号演算部52が演算するダンパ補償値Iに積算するダンパ補正ゲインIGを演算し、ダンパ補償値Iに積算することで、電動力付与手段110(図1参照)におけるダンピングゲインを大きくする。
(Shift operation determination unit)
Furthermore, in the present embodiment, the
When the operation of the selector lever 10 by the driver is detected, the shift operation determination unit 70 determines that the driver is performing the shift operation, and integrates the damper compensation value I calculated by the damper compensation
運転者が操向ハンドル3(図1参照)を片手で操作する片手運転の場合、通常の運転(両手運転)に比べて、操向ハンドル3を押さえる力が弱いことから、車両V(図1参照)が路面から受ける衝撃等によってハンドルが取られる、いわゆるハンドル取られが発生しやすく、操舵フィーリングが低下する場合がある。そこで、本実施形態においては、操舵制御ECU130が運転者の片手運転を検出し、ダンパ補償値Iを大きくするように補正することで、電動力付与手段110におけるダンピングゲインを大きくする。そして、ステアリングダンパ効果を高めて操向ハンドル3の中立点への収斂性を向上させてハンドル取られを軽減し、操舵フィーリングの低下を軽減する。
In the case of one-handed operation in which the driver operates the steering handle 3 (see FIG. 1) with one hand, the force to press the steering handle 3 is weaker than in normal driving (two-handed operation). The steering wheel is taken off by an impact or the like received from the road surface, so that the steering wheel is easily taken, and the steering feeling may be lowered. Therefore, in the present embodiment, the
本実施形態においては、運転者がシフト操作をしている場合に片手運転を検出する構成とする。
そこで、操舵制御ECU130にシフト操作判定部70と積算器71を備え、運転者がシフト操作をしていると判定するとともに、車速信号VSに対応したダンパ補正ゲインIGを演算して積算器71でダンパ補償値Iに積算し、ダンパ補償値Iを増大するように補正する。このように、ダンピングゲインを大きくする。
シフト操作判定部70は、運転者がセレクタレバー10に接触していることを検出する接触検出部70bと、ダンパ補償値Iに積算するダンパ補正ゲインIGを演算する補正ゲイン演算部70aを含んで構成される。
In the present embodiment, the one-handed operation is detected when the driver is performing a shift operation.
Therefore, with the
Shifting operation determining unit 70 includes a
補正ゲイン演算部70aは、セレクタレバー10に運転者が接触していることを接触検出部70bが検出したときに、ダンパ補償値Iに積算するダンパ補正ゲインIGを演算する機能を有する。
接触検出部70bは、セレクタレバー10に備わるタッチセンサ10aと信号線で接続され、運転者がセレクタレバー10に接触している場合には、タッチセンサ10aが出力する、例えば電気信号の検出信号が入力される。
接触検出部70bは、タッチセンサ10aからの検出信号が入力されると、セレクタレバー10に運転者が接触していることを検出する。
The
When the detection signal from the touch sensor 10a is input, the
そして、シフト操作判定部70は、接触検出部70bに入力されるタッチセンサ10aの検出信号に基づいて、運転者がシフト操作をしていると判定すると、補正ゲイン演算部70aによって、ダンパ補償信号演算部52が演算するダンパ補償値Iに積算するダンパ補正ゲインIGを演算する。
When the shift operation determination unit 70 determines that the driver is performing a shift operation based on the detection signal of the touch sensor 10a input to the
ダンパ補正ゲインIGは、本実施形態においては、車両V(図1参照)に固有の値としてあらかじめ設定される値であり、例えば車速信号VSに対応した値として演算することが考えられる。
図5は、車速信号とダンパ補正ゲインの関数の一例を示すグラフである。図5に示すように、ダンパ補正ゲインIGを車速信号VSに対応した変数とした場合、例えば車速信号VSの上昇に対応して、ダンパ補正ゲインIGを大きくする構成が考えられる。
Damper adjusting gain I G, in the present embodiment, the preset values as values specific to the vehicle V (see FIG. 1), it is conceivable to operation as a value corresponding to, for example, the vehicle speed signal VS.
FIG. 5 is a graph showing an example of a function of a vehicle speed signal and a damper correction gain. As shown in FIG. 5, when the damper compensation gain I G a variable corresponding to the vehicle speed signal VS, for example in response to the increase of the vehicle speed signal VS, configuration is conceivable to increase the damper compensation gain I G.
前記したように、ダンパ補償信号演算部52(図3参照)は、車速信号VSの値が高いほどダンピングゲインを大きくして電動機4の角速度ωを抑制制御し、車両Vの走行の安定性を向上させている。
そこで、補正ゲイン演算部70aが演算するダンパ補正ゲインIGも同様に、車速信号VSの上昇に対応して大きくする。すなわち、車両V(図1参照)の車速が大きいほど、ダンパ補正ゲインIGを大きくする。そして、ダンパ補償値Iにダンパ補正ゲインIGを積算して得られるダンピングゲインを大きくすることで、車速信号VSの値が高いほどステアリングダンパ効果を高める構成とする。
ダンパ補償値Iは、ダンパ補正ゲインIGが積算されることで補正されることから、車速信号VSの上昇に対応してダンパ補正ゲインIGが大きくなると、ダンパ補償値Iの補正量は、車速信号VSの上昇に伴って大きくなる。
すなわち、車両Vの車速が大きいほど、ダンパ補償値Iの補正量が大きくなる。
As described above, the damper compensation signal calculation unit 52 (see FIG. 3) increases the damping gain and suppresses the angular velocity ω of the
Therefore, similarly damper compensation gain I G the
Damper compensation value I, since it is corrected by the damper compensation gain I G is integrated, when in response to increase of the vehicle speed signal VS damper compensation gain I G increases, the correction amount of the damper compensation value I, It increases as the vehicle speed signal VS increases.
That is, the correction amount of the damper compensation value I increases as the vehicle speed of the vehicle V increases.
なお、図5に示される車速信号VSとダンパ補正ゲインIGの関数は、一例を示したものであって、車速信号VSとダンパ補正ゲインIGの関数を限定するものではない。
また、ダンパ補正ゲインIGは一定値としてもよく、車両V(図1参照)に要求される特性に応じて、好適なダンパ補正ゲインIGを設定すればよい。
Incidentally, a function of the vehicle speed signal VS and the damper compensation gain I G shown in FIG. 5, there is shown an example, not intended to limit the function of the vehicle speed signal VS and the damper compensation gain I G.
Further, the damper compensation gain I G may be a constant value, depending on the characteristics required for the vehicle V (see FIG. 1), it may be set a suitable damper compensation gain I G.
補正ゲイン演算部70a(図3参照)が、車速信号VSに対応したダンパ補正ゲインIGを演算する方法は限定されるものではないが、例えば、図3に示すように、車速信号VSに対応するダンパ補正ゲインIGを、あらかじめ実験測定などによって設定して補正ゲインテーブル70cを作成し、シフト操作判定部70を構成するソフトウエアロジックにデータとして組み込んでおけばよい。
また、シフト操作判定部70をハードウエアロジックで構成する場合、シフト操作判定部70に記憶部を備え、テーブルデータ形式で記憶しておけばよい。
Further, when the shift operation determination unit 70 is configured by hardware logic, the shift operation determination unit 70 may be provided with a storage unit and stored in a table data format.
そして、操舵制御ECU130は、ダンパ補償信号演算部52が演算するダンパ補償値Iに、シフト操作判定部70の補正ゲイン演算部70aが演算するダンパ補正ゲインIGを積算器71で積算する。この場合、ダンパ補正ゲインIGを1以上の値とすることで、ダンパ補償値Iを大きくするように補正でき、ダンピングゲインを大きくできる。
すなわち、シフト操作判定部70と積算器71が、請求項に記載の補正手段となり、ダンパ補償値Iを大きくするように補正することで、電動機4が発生する補助トルクが小さくなるように、制御信号である出力信号IM1を補正する。
Then, the steering controller ECU130 includes the damper compensation value I damper compensation
That is, the shift operation determination unit 70 and the
図6は、操舵制御ECUがダンピングゲインを補正するステップを示すフローチャートである。図6を参照して、操舵制御ECU130がダンパ補償値Iにダンパ補正ゲインIGを積算して、ダンピングゲインを補正するステップを説明する(適宜図1〜図5参照)。 FIG. 6 is a flowchart showing steps in which the steering control ECU corrects the damping gain. Referring to FIG. 6, the steering control ECU130 is by integrating the damper compensation gain I G to the damper compensation value I, illustrating the step of correcting the damping gain (appropriately with reference to FIGS. 1 to 5).
操舵制御ECU130は、運転者がセレクタレバー10を操作しない間は(ステップS1→No)、処理をしないが、運転者がセレクタレバー10を操作している場合(ステップS1→Yes)、制御をステップS2に進める。
前記したように、操舵制御ECU130にはシフト操作判定部70が備わり、シフト操作判定部70に含まれる接触検出部70bには、運転者がセレクタレバー10に接触しているときに、タッチセンサ10aから検出信号が入力される。
したがって、操舵制御ECU130は、シフト操作判定部70の接触検出部70bに、タッチセンサ10aからの検出信号が入力されている場合に、運転者がセレクタレバー10に接触していることを検出できる。
そして、操舵制御ECU130のシフト操作判定部70は、運転者がセレクタレバー10に接触していることを接触検出部70bが検出した場合に、運転者がセレクタレバー10を操作して、シフト操作をしていると判定する。
The
As described above, the
Therefore, the
Then, the shift operation determination unit 70 of the
運転者がセレクタレバー10を操作する場合、操向ハンドル3を片手で操作する片手運転になる。すなわち、操舵制御ECU130のシフト操作判定部70は、運転者がセレクタレバー10に接触していることを検出することで、運転者の片手運転を検出できる。
このことから、シフト操作判定部70とタッチセンサ10aとが、請求項に記載の片手操作検出手段となる。
When the driver operates the selector lever 10, a one-hand operation is performed in which the steering handle 3 is operated with one hand. That is, the shift operation determination unit 70 of the
Accordingly, the shift operation determination unit 70 and the touch sensor 10a serve as a one-hand operation detection unit described in the claims.
操舵制御ECU130は、運転者がセレクタレバー10を操作しているときに(ステップS1→Yes)、車速信号VSを検出する(ステップS2)。
シフト操作判定部70の補正ゲイン演算部70aには、車速信号VSが入力されることから、操舵制御ECU130は、補正ゲイン演算部70aを介して車速信号VSを検出できる。
The
Since the vehicle speed signal VS is input to the correction
そして、操舵制御ECU130は、シフト操作判定部70の補正ゲイン演算部70aで、検出した車速信号VSに対応するダンパ補正ゲインIGを演算する(ステップS3)。
すなわち補正ゲイン演算部70aは、シフト操作判定部70に組み込まれる補正ゲインテーブル70cを参照して、入力された車速信号VSに対応するダンパ補正ゲインIGを演算する。
Then, the steering control ECU130 is a correction
That
そして、操舵制御ECU130は、ダンパ補償信号演算部52が演算するダンパ補償値Iに、補正ゲイン演算部70aが演算するダンパ補正ゲインIGを、積算器71で積算する(ステップS4)。
Then, the steering control ECU130 is a damper compensation value I damper compensation
このように、操舵制御ECU130がダンピングゲインを補正するステップを、例えば操舵制御ECU13を制御するプログラムにサブルーチンとして組み込み、定期的(例えば、100msecなど、所定の時間間隔)に実行する構成とすればよい。
In this way, the step of correcting the damping gain by the
このように、本実施形態において、操舵制御ECU130は、運転者がセレクタレバー10を操作して、シフト操作をしていると判定した場合、車速信号VSに対応するダンパ補正ゲインIGを演算し、ダンパ補償信号演算部52が演算するダンパ補償値Iに積算する。
Thus, in the present embodiment, the steering control ECU130 the driver operates the selector lever 10, when it is determined that the shift operation, and calculates the damper compensation gain I G corresponding to the vehicle speed signal VS Then, the damper compensation
運転者がセレクタレバー10(図1参照)を操作しているときは、操向ハンドル3(図1参照)を片手で操作する片手運転になる。片手運転の場合、通常の運転(両手運転)に比べて、操向ハンドル3の操作が不安定になって、ハンドル取られが発生しやすくなり、操舵フィーリングが低下する場合がある。
本実施形態において、操舵制御ECU130は、運転者がセレクタレバー10に接触したことを検出してシフト操作を判定し、運転者の片手運転を検出する。そして、ダンパ補償値Iを大きくするように補正して、電動力付与手段110におけるダンピングゲインを大きくする。このことによって、操向ハンドル3の中立点への収斂性を向上させることができ、片手運転時におけるハンドル取られを軽減できる。そして、片手運転時においても操舵フィーリングの低下を軽減できるという優れた効果を奏する。
When the driver is operating the selector lever 10 (see FIG. 1), the one-handed operation is performed in which the steering handle 3 (see FIG. 1) is operated with one hand. In the case of one-handed operation, compared with normal operation (two-handed operation), the operation of the steering handle 3 becomes unstable, and the steering wheel is likely to be removed, and the steering feeling may be lowered.
In the present embodiment, the
なお、本実施形態において、操舵制御ECU130が片手運転を検出した場合に、ダンピングゲインを大きくするとしたが、例えば、参考例として、図3に示すベース信号演算部51が演算するベース信号DTを減少することによっても、ダンピングゲインを大きくするのと同等の効果を得ることができる。
In this embodiment, the damping gain is increased when the
すなわち、ベース信号DTが減少することで、電動機4(図1参照)が発生する、電動力付与手段110に対する補助トルクが小さくなる。このことによって、しっかりとした操舵トルクTsの手応え感が付与され、例えば運転者が片手運転をしている場合におけるハンドル取られを軽減でき、操舵フィーリングの低下を軽減できる。 That is, as the base signal DT decreases, the auxiliary torque for the electric force applying means 110 generated by the electric motor 4 (see FIG. 1) decreases. As a result, a firm response feeling of the steering torque Ts is imparted, and for example, when the driver is driving with one hand, the steering wheel can be reduced, and the deterioration of the steering feeling can be reduced.
図7は、ベース信号を補正する操舵制御ECUの概略構成図である。図7において、図3に示す操舵制御ECU130の構成と同等の要素には同じ符号を付し、説明は適宜省略する。
図7に示すように、シフト操作判定部70の補正ゲイン演算部70aは、ベース信号DTを補正するベース補正ゲインDGを演算する。そして、操舵制御ECU130は、積算器72で、補正ゲイン演算部70aが演算するベース補正ゲインDGを、ベース信号演算部51が演算するベース信号DTに積算する構成とすればよい。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a steering control ECU that corrects the base signal. In FIG. 7, elements that are the same as the configuration of the
As shown in FIG. 7, the
補正ゲイン演算部70aが、ベース補正ゲインDGを演算する方法は、ダンパ補償値Iに積算するダンパ補正ゲインIG(図3参照)を演算する方法と同様に実現できる。すなわち、車速信号VSに対応した好適なベース補正ゲインDGを、あらかじめ実験測定などによって設定して補正ゲインテーブル70cを作成し、シフト操作判定部70を構成するソフトウエアロジックにデータとして組み込んでおけばよい。
なお、ベース補正ゲインDGは一定値としてもよく、車両V(図1参照)に要求される特性に応じて、好適なベース補正ゲインDGを設定すればよい。
The base correction gain D G may be a constant value, depending on the characteristics required for the vehicle V (see FIG. 1), it may be set a suitable base correction gain D G.
操舵制御ECU130のシフト操作判定部70は、接触検出部70bに入力されるタッチセンサ10aからの検出信号によって、運転者がセレクタレバー10に接触していることを検出し、運転者がシフト操作をしていると判定する。
そして、操舵制御ECU130は、シフト操作判定部70の補正ゲイン演算部70aで、検出した車速信号VSに対応するベース補正ゲインDGを演算する。
すなわち補正ゲイン演算部70aは、シフト操作判定部70に組み込まれる補正ゲインテーブル70cを参照して、入力された車速信号VSに対応するベース補正ゲインDGを演算する。
The shift operation determination unit 70 of the
Then, the steering control ECU130 is a correction
That
さらに、操舵制御ECU130は、ベース信号演算部51が演算するベース信号DTに、補正ゲイン演算部70aが演算するベース補正ゲインDGを、積算器72で積算する。
そして、例えばベース補正ゲインDGを0より大きく1以下の値とすることで、ベース信号DTを減少するように補正することができる。
また、ベース補正ゲインDGを、例えば車速信号VSの上昇に伴って小さくするように設定することで、補正ゲイン演算部70aが演算するベース補正ゲインDGは、車速信号VSの上昇に伴って小さくなる。このことによって、車速信号VSが大きいほど、ベース信号DTとベース補正ゲインDGの積の減少率は大きくなる。換言すると、車両V(図1参照)の車速が大きいほど、ベース信号DTのベース補正ゲインDGによる補正量が大きくなる。
図7においては、シフト操作判定部70と積算器72が、請求項に記載の補正手段となり、ベース信号DTを減少するように補正することで、電動機4が発生する補助トルクが小さくなるように、制御信号である出力信号IM1を補正する。
Further, the
Then, for example, by setting the base correction gain DG to a value greater than 0 and less than or equal to 1, the base signal DT can be corrected so as to decrease.
Further, the base correction gain D G, for example, by setting that to decrease with an increase in the vehicle speed signal VS, the base correction gain D G for correcting
In FIG. 7, the shift operation determination unit 70 and the
なお、本実施形態においては、ダンパ補償値I(図3参照)をダンパ補正ゲインIG(図3参照)で補正する構成と、参考例として、ベース信号DT(図7参照)をベース補正ゲインDG(図7参照)で補正する構成を別の構成としたが、別の参考例として、同時に行う構成としてもよい。
すなわち、運転者がセレクタレバー10(図7参照)に接触していることを接触検出部70b(図7参照)が検出した場合に、補正ゲイン演算部70a(図7参照)は、ダンパ補償値Iを補正するダンパ補正ゲインIGを演算するとともに、ベース信号DTを補正するべース補正ゲインDGを演算する。そして、ダンパ補正ゲインIGを積算器71(図3参照)でダンパ補償値Iに積算するとともに、ベース補正ゲインDGを積算器72(図7参照)でベース信号DTに積算する構成であってもよい。
In the present embodiment, a configuration in which the damper compensation value I (see FIG. 3) is corrected by the damper correction gain I G (see FIG. 3), and the base signal D T (see FIG. 7) is corrected as a reference example . Although the configuration corrected by the gain D G (see FIG. 7) is a different configuration, it may be a configuration that is simultaneously performed as another reference example .
That is, when the
以上、本実施形態において、操舵制御ECU130(図1参照)は、運転者がATのセレクタレバー10(図1参照)に接触していることを検出して片手運転を検出したが、片手運転を検出する方法は、これに限定されるものではない。
例えば、車両V(図1参照)に備わるATが、運転者が任意に走行ギアを選択できるモード(いわゆるマニュアルモード)を有する場合、操舵制御ECU130は、ATがマニュアルモードに設定されているときに片手運転を検出する構成としてもよい。
As described above, in this embodiment, the steering control ECU 130 (see FIG. 1) detects that the driver is in contact with the selector lever 10 (see FIG. 1) of the AT and detects one-handed driving. The detection method is not limited to this.
For example, when the AT provided in the vehicle V (see FIG. 1) has a mode (so-called manual mode) in which the driver can arbitrarily select a traveling gear, the
また、MTを備える車両V(図1参照)の場合、前記したように、ギアチェンジに使用する図示しないシフトノブにタッチセンサ10a(図1参照)を備え、操舵制御ECU130(図1参照)は、運転者のシフトノブへの接触を検出することで、片手運転を検出してもよい。さらに、MTを備える車両Vで運転者がギアチェンジする場合、クラッチペダルを操作することから、運転者がクラッチペダルを操作したことを検出するセンサ(図示せず)を備え、運転者がクラッチペダルを操作しているときに、操舵制御ECU130が片手運転を検出する構成であってもよい。
Further, in the case of the vehicle V (see FIG. 1) including the MT, as described above, the touch knob 10a (see FIG. 1) is provided on the shift knob (not shown) used for gear change, and the steering control ECU 130 (see FIG. 1) One-handed operation may be detected by detecting contact of the driver with the shift knob. Further, when the driver changes gears in the vehicle V equipped with MT, since the clutch pedal is operated, a sensor (not shown) for detecting that the driver has operated the clutch pedal is provided. The
その他、例えば操向ハンドル3(図1参照)にタッチセンサ10a(図1参照)を備え、操舵制御ECU130(図1参照)は、運転者が操向ハンドル3に片手のみ接触していることを検出して、片手運転を検出する構成であってもよい。 In addition, for example, the steering handle 3 (see FIG. 1) includes the touch sensor 10a (see FIG. 1), and the steering control ECU 130 (see FIG. 1) confirms that the driver is in contact with the steering handle 3 with only one hand. The structure which detects and detects one hand operation may be sufficient.
なお、運転者が一瞬だけ片手運転をするたびに、操舵制御ECU130(図3参照)がダンパ補償値I(図3参照)、又はベース信号DT(図3参照)を補正するように制御すると、運転者は違和感を覚える場合がある。また、一瞬の片手運転の場合、運転者は即時に通常の運転(両手運転)に戻すことができる。
そこで、本実施形態においては、セレクタレバー10(図3参照)にタッチセンサ10a(図3参照)を備えることで、一瞬の片手運転ではないことを検出する構成とした。
すなわち、操舵制御ECU130は、運転者がセレクタレバー10に接触したことで、運転者がセレクタレバー10を操作する意図を有すると判定し、一瞬の片手運転ではないことを検出できる。
When the driver performs a one-hand operation for a moment, the steering control ECU 130 (see FIG. 3) performs control so as to correct the damper compensation value I (see FIG. 3) or the base signal D T (see FIG. 3). The driver may feel uncomfortable. Further, in the case of an instantaneous one-hand operation, the driver can immediately return to normal operation (two-hand operation).
Therefore, in this embodiment, the selector lever 10 (see FIG. 3) is provided with the touch sensor 10a (see FIG. 3) to detect that it is not an instantaneous one-handed operation.
That is, the
例えば、操向ハンドル3にタッチセンサ10aを備える場合、操舵制御ECU130は、一瞬の片手運転か否かを即時に判定できない。
この場合、例えばカメラなどの撮像手段で運転者を撮像して画像処理し、運転者の片手が、例えばセレクタレバー10に向かって動いたことを検出したときに、片手運転ではないと判定するなどの方法が考えられる。
For example, when the steering handle 3 is provided with the touch sensor 10a, the
In this case, for example, when the driver is picked up by an imaging means such as a camera and image processing is performed, and it is detected that the driver's one hand moves toward the selector lever 10, for example, it is determined that the driver is not operating one hand. Can be considered.
以上の説明は、操作子である操向ハンドル3(図1参照)と転舵輪である前輪1(図1参照)が機械的に接続される電動力付与手段110(図1参照)を例にしたが、操向ハンドル3と前輪1が機械的に接続されない、いわゆるステアバイワイヤによる電動力付与手段にも本実施形態を適用できる。
The above description is based on the example of the electric force applying means 110 (see FIG. 1) in which the steering handle 3 (see FIG. 1) as a manipulator and the front wheel 1 (see FIG. 1) as a steered wheel are mechanically connected. However, the present embodiment can also be applied to a so-called steer-by-wire electric force applying means in which the steering handle 3 and the
また、本実施形態に係る電動力付与手段110(図1参照)は、操向ハンドル3(図1参照)に入力される操舵トルクの大きさに対応した補助トルクを発生するものであるが、これは限定されず、操向ハンドル3の操舵角と転舵輪である前輪1(図1参照)の転舵角(実舵角)との差に対応して補助トルクを発生する電動力付与手段にも、本実施形態を適用できる。 Further, the electric force applying means 110 (see FIG. 1) according to the present embodiment generates an auxiliary torque corresponding to the magnitude of the steering torque input to the steering handle 3 (see FIG. 1). This is not limited, and the electric force applying means that generates auxiliary torque corresponding to the difference between the steering angle of the steering wheel 3 and the turning angle (actual steering angle) of the front wheel 1 (see FIG. 1) that is a steered wheel. Also, the present embodiment can be applied.
操向ハンドルを片手で操作する片手運転の場合、車両に路面から伝達される振動等によるハンドル取られが発生しやすく、このことによって操舵フィーリングが低下する場合がある。
本発明においては、操舵制御ECUが片手運転を検出した場合、例えばダンピングゲインを大きくして、電動機が発生する補助トルク(アシスト量)を小さくし、運転者が片手運転をしている場合のハンドル取られを軽減し、操舵フィーリングの低下を軽減できるという優れた効果を奏する。
In the case of one-handed operation in which the steering handle is operated with one hand, the steering wheel is likely to be removed due to vibrations transmitted from the road surface to the vehicle, which may reduce the steering feeling.
In the present invention, when the steering control ECU detects one-handed operation, for example, the damping gain is increased to reduce the assist torque (assist amount) generated by the electric motor, and the steering wheel when the driver is operating one-handed. There is an excellent effect that it is possible to reduce taking and reduce a decrease in steering feeling.
3 操向ハンドル(操作子)
4 電動機(ステアリング系)
5a ウォームギア(ステアリング系)
5b ウォームホイールギア(ステアリング系)
7 ピニオン軸(ステアリング系)
8 ラック軸(ステアリング系)
8a ラック歯(ステアリング系)
9 タイロッド(ステアリング系)
10 セレクタレバー
10a タッチセンサ(片手操作検出手段)
51 ベース信号演算部
52 ダンパ補償信号演算部
70 シフト操作判定部(片手操作検出手段、補正手段)
70a 補正ゲイン演算部
70b 接触検出部
71、72 積算器(補正手段)
100 操舵システム
110 電動力付与手段
130 操舵制御ECU(操舵制御手段)
DT ベース信号
DG ベース補正ゲイン
I ダンパ補償値
IG ダンパ補正ゲイン
SV 車速センサ(車速検出手段)
V 車両
3 Steering handle (operator)
4 Electric motor (steering system)
5a Worm gear (steering system)
5b Worm wheel gear (steering system)
7 Pinion shaft (steering system)
8 Rack shaft (steering system)
8a Rack teeth (steering system)
9 Tie rod (steering system)
10 selector lever 10a touch sensor (one-hand operation detection means)
51 Base
70a Correction
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Steering system 110 Electric power provision means 130 Steering control ECU (steering control means)
D T base signal D G base correction gain I damper compensation value I G damper compensation gain S V vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means)
V vehicle
Claims (2)
前記補助トルクを演算するとともに、当該補助トルクを発生するように前記電動機を制御する制御信号を演算する操舵制御手段と、
前記ステアリング系の操作子を、運転者が片手で操作していることを検出する片手操作検出手段と、
運転者が前記操作子を片手で操作していることを前記片手操作検出手段が検出しているときに、前記電動機が発生する補助トルクが小さくなるように前記制御信号を補正する補正手段と、を備え、
前記操舵制御手段は、
前記制御信号の基準となるベース信号を演算するベース信号演算部と、
前記操作子の回転速度に基づいてダンパ補償値を演算するダンパ補償信号演算部と、を含み、前記ベース信号から前記ダンパ補償値を減算するように補償して前記制御信号を演算し、
前記補正手段は、
運転者が前記操作子を片手で操作していることを前記片手操作検出手段が検出しているときに、前記ダンパ補償値を大きくするように補正することで前記補助トルクを小さくすることを特徴とする操舵システム。 Electric force applying means for transmitting auxiliary torque generated by the electric motor to the steering system of the steered wheels;
Steering control means for calculating the auxiliary torque and calculating a control signal for controlling the electric motor so as to generate the auxiliary torque;
One-handed operation detecting means for detecting that the driver is operating the steering system operator with one hand;
Correction means for correcting the control signal so that the auxiliary torque generated by the electric motor is reduced when the one-hand operation detection means detects that the driver is operating the operator with one hand; equipped with a,
The steering control means includes
A base signal calculation unit that calculates a base signal serving as a reference of the control signal;
A damper compensation signal computing unit that computes a damper compensation value based on the rotation speed of the operation element, and computes the control signal by compensating to subtract the damper compensation value from the base signal,
The correction means includes
When the driver is detected by the one-hand operation detecting means that you are operating with one hand the operator, a small to Rukoto the auxiliary torque by correcting to increase the damper compensation value A characteristic steering system.
前記操舵システムが備わる車両が有する車速検出手段を介して当該車両の車速を検出し、
前記車両の車速が大きいほど、前記ダンパ補償値の補正量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の操舵システム。 The correction means includes
Detecting the vehicle speed of the vehicle through vehicle speed detection means included in the vehicle equipped with the steering system;
Steering system of claim 1, wherein the higher the speed of the vehicle is large, to increase the correction amount of the damper compensation value.
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