JP2007326497A - Steering device for vehicle - Google Patents

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Yuichi Onoda
裕一 小野田
Kenji Toutsu
憲司 十津
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device for a vehicle capable of easily correcting turning behavior at the time of turning of the vehicle. <P>SOLUTION: Sideslip angle calculation parts 44, 62 calculate a vehicle body sideslip angle β generated in the vehicle. Maximum steering angle calculation parts 45, 63 calculate an expansion steering angle θmax0 to expand a rotation operable range of a steering wheel 11 by a driver by using the vehicle body sideslip angle β. A counter turning angle calculation part 46 corresponds to the expansion steering angle θmax0 to expand turning ranges of right and left front wheels FW1, FW2 as steered wheels, and calculates a counter turning angle δs to correct turning behavior of the vehicle. A counter reaction torque calculation part 64 corresponds to the expansion steering angle θmax0 and calculates counter reaction torque Ts applied to rotating operation of the steering wheel 11 up to the steering angle θmax0. Thus, by performing correction steering (countersteer), the driver can easily correct the turning behavior of the vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力アクチュエータと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、操舵ハンドルの操作に応じて転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。   The present invention includes a steering handle operated by a driver to steer a vehicle, a reaction force actuator that applies a reaction force to the operation of the steering handle, a turning actuator for turning steered wheels, The present invention relates to a steering device for a steering-by-wire vehicle including a control device that drives and controls a steered actuator according to an operation of a steering handle.

近年、この種のステアリングバイワイヤ方式の操舵装置の開発は、積極的に行なわれるようになった。そして、例えば下記特許文献1は、操舵角および車速を検出し、操舵角の増加に従って減少するとともに車速の増加に従って増加する伝達比を計算し、この伝達比で操舵角を除算することにより前輪の転舵角(ラック軸の変位量)を計算して、同計算した転舵角に前輪を転舵するようにした操舵装置が示されている。また、この操舵装置においては、検出ハンドル操舵角を時間微分した操舵速度に応じて前記計算した転舵角を補正することにより、前輪の転舵応答性・追従性を高めるようにしている。さらに、検出車速および検出ハンドル操舵角を用いて目標ヨーレートを計算し、この計算した目標ヨーレートと検出した実ヨーレートとの差に応じて前記計算した転舵角を補正することにより、車両の挙動状態を考慮した転舵制御を実現するようにもなっている。   In recent years, the development of this type of steering-by-wire steering system has been actively carried out. For example, Patent Document 1 below detects a steering angle and a vehicle speed, calculates a transmission ratio that decreases as the steering angle increases and increases as the vehicle speed increases, and divides the steering angle by this transmission ratio, thereby dividing the front wheel A steering device is shown in which a turning angle (amount of rack shaft displacement) is calculated and the front wheels are turned to the calculated turning angle. Further, in this steering device, the steering response and followability of the front wheels are improved by correcting the calculated turning angle in accordance with the steering speed obtained by time-differentiating the detected steering angle. Further, by calculating the target yaw rate using the detected vehicle speed and the detected steering angle, and correcting the calculated turning angle according to the difference between the calculated target yaw rate and the detected actual yaw rate, the vehicle behavior state Steering control that takes into account is also realized.

また、下記特許文献2には、操舵トルクおよびハンドル操舵角を検出し、操舵トルクおよびハンドル操舵角の増加に従って増加する2つの転舵角をそれぞれ計算し、これらの計算した両転舵角を加算した転舵角に前輪を転舵するようにした操舵装置が示されている。この操舵装置においては、車速も検出して、この検出車速により前記両転舵角を補正して、転舵特性を車速に応じて変更するようにしている。   Further, in Patent Document 2 below, the steering torque and the steering angle of the steering wheel are detected, two turning angles that increase as the steering torque and the steering wheel steering angle increase are calculated, and these calculated turning angles are added. A steering device is shown in which the front wheels are steered at the steered angle. In this steering apparatus, the vehicle speed is also detected, the both turning angles are corrected based on the detected vehicle speed, and the turning characteristics are changed according to the vehicle speed.

しかし、上記従来の装置のいずれにおいても、車両を操舵するための運転者による操舵ハンドルに対する操作入力値である操舵角および操舵トルクを検出し、これらの検出した操舵角および操舵トルクを用いて前輪の転舵角を直接的に計算して、この計算した転舵角に前輪を転舵するようにしている。しかし、これらの前輪の転舵制御は、従前の操舵ハンドルと転舵輪との機械的な連結を外してはいるものの、操舵ハンドルの操作に対する前輪の操舵方法としては、操舵ハンドルの操作位置または操作力に対応させて前輪の転舵角を決定するという基本的な技術思想は全く同じであり、これらの転舵方法では、人間の感覚特性に対応して前輪の転舵角が決定されていないので、車両の運転操作が難しかった。   However, in any of the above conventional devices, the steering angle and the steering torque, which are the operation input values for the steering wheel by the driver for steering the vehicle, are detected, and the front wheels are detected using the detected steering angle and steering torque. The steering angle is directly calculated, and the front wheels are steered to the calculated steering angle. However, the steering control of these front wheels, although the mechanical connection between the conventional steering wheel and the steered wheels is removed, the steering method of the front wheel with respect to the steering wheel operation is as follows: The basic technical idea of determining the steering angle of the front wheels according to the force is exactly the same, and in these steering methods, the steering angle of the front wheels is not determined according to human sensory characteristics So it was difficult to drive the vehicle.

すなわち、上記従来の装置においては、運転者が知覚し得ない転舵角が操舵ハンドルの操作に対応させて直接的に決定され、同転舵角に応じた前輪の転舵によって車両が旋回する。そして、運転者はこの車両の旋回に起因した車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率を触覚または視覚により感じ取り、操舵ハンドルの操作にフィードバックして車両を所望の態様で旋回させていた。言い換えれば、運転者による操舵ハンドルの操作に対する前輪の転舵角は人間の知覚し得ない物理量であるので、運転者の操舵操作に対して直接的に決定される転舵角は運転者の知覚特性に合わせて決められたものではなく、これが車両の運転を難しくしていた。   That is, in the above-described conventional device, the turning angle that cannot be perceived by the driver is determined directly in response to the operation of the steering wheel, and the vehicle turns by turning the front wheels according to the turning angle. . The driver senses the lateral acceleration, yaw rate, and turning curvature of the vehicle due to the turning of the vehicle by touch or vision, and feeds back to the operation of the steering handle to turn the vehicle in a desired manner. In other words, since the turning angle of the front wheels with respect to the steering wheel operation by the driver is a physical quantity that cannot be perceived by humans, the turning angle that is directly determined by the driver's steering operation is the driver's perception. It was not determined according to the characteristics, and this made it difficult to drive the vehicle.

さらに、上記従来の装置においても、検出車速および検出ハンドル操舵角を用いて計算した目標ヨーレートと、検出した実ヨーレートとの差に応じて決定転舵角を補正するようにしているが、これは車両の挙動状態を考慮した転舵角の単なる補正であって、操舵ハンドルの操作により運転者が知覚するであろうヨーレートに応じて転舵角を決定しているわけではない。また、検出車速に基づいて、操舵ハンドルの操舵時点と転舵開始時点との間に位相差を設けるようにしているが、これは車両の旋回挙動を考慮した転舵制御の単なる補正であって、操舵ハンドルの操作により運転者の見込んだ車両の運動状態を生じさせるものではない。したがって、この場合も、運転者の操舵操作に対して決定される転舵角は運転者の知覚特性に合わせて決められたものではなく、違和感を覚えるとともに車両の運転を難しくしていた。   Further, in the above-described conventional device, the determined turning angle is corrected according to the difference between the target yaw rate calculated using the detected vehicle speed and the detected steering wheel angle and the detected actual yaw rate. This is merely correction of the turning angle in consideration of the behavior state of the vehicle, and does not determine the turning angle according to the yaw rate that the driver will perceive by operating the steering wheel. Also, based on the detected vehicle speed, a phase difference is provided between the steering time point of the steering wheel and the turning start time point, but this is merely a correction of the turning control in consideration of the turning behavior of the vehicle. The operation of the steering wheel does not cause the movement state of the vehicle as expected by the driver. Accordingly, in this case as well, the turning angle determined for the driver's steering operation is not determined in accordance with the driver's perceptual characteristics, and the driver feels uncomfortable and makes driving the vehicle difficult.

これらの問題に対して、本願出願人は、下記特許文献3に開示された車両の操舵装置を提案している。この車両の操舵装置は、人間の知覚特性に関するウェーバー・ヘフナー(Weber-Fechner)の法則に基づき、運転者による操舵ハンドルの操作に対して運転者の知覚特性に合わせて車両を旋回させることができるものである。すなわち、ウェーバー・ヘフナーの法則によれば、人間の感覚量は与えられた刺激の物理量の対数に比例すると言われており、人間の操作量に対して人間に与えられる刺激の物理量を操作量に対して、指数関数的またはべき乗関数的に変化させれば、操作量と物理量との関係を人間の知覚特性に合わせることができる。   In response to these problems, the applicant of the present application has proposed a vehicle steering apparatus disclosed in Patent Document 3 below. This vehicle steering device can turn the vehicle in accordance with the driver's perceptual characteristics in response to the driver's steering wheel operation based on Weber-Fechner's law regarding human perceptual characteristics. Is. That is, according to Weber-Hefner's law, it is said that the amount of human sensation is proportional to the logarithm of the physical quantity of the given stimulus, and the physical quantity of the stimulus given to the human is used as the manipulated variable. On the other hand, if it is changed exponentially or exponentially, the relationship between the manipulated variable and the physical quantity can be matched to human perceptual characteristics.

したがって、本願出願人が下記特許文献3に開示する車両の操舵装置においては、運転者による操舵ハンドルの操作に対して、運転者が知覚し得る車両の運動状態量(横加速度、ヨーレート、旋回曲率など)を指数関数的またはべき乗関数的に変化させるようにしている。そして、指数関数的またはべき乗関数的に変化する車両の運動状態量を実現するために、転舵輪を非線形的に転舵制御するようにしている。これにより、運転者は、知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作して車両を運転することができるため、操舵ハンドルと転舵輪との機械的な連結を外した場合であっても、極めて容易に車両を旋回させることができる。
特開2000−85604号公報 特開平11−124047号公報 特開2005−193783号公報
Therefore, in the vehicle steering apparatus disclosed by the applicant of the present invention in the following Patent Document 3, the amount of vehicle motion state (lateral acceleration, yaw rate, turning curvature) that the driver can perceive in response to the steering wheel operation by the driver. Etc.) is changed exponentially or exponentially. In order to realize a vehicle motion state quantity that changes exponentially or exponentially, the steered wheels are steered non-linearly. As a result, the driver can operate the vehicle by operating the steering wheel in accordance with the perceptual characteristics, so even when the mechanical connection between the steering wheel and the steered wheels is removed, it is very easy. The vehicle can be turned.
JP 2000-85604 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-124047 JP 2005-193783 A

ところで、車両の車速や運動状態量に基づいて、運転者による操舵ハンドルの操作に対する転舵輪の転舵範囲が決定される上記従来の操舵装置においては、旋回状態にある車両の旋回挙動が乱れた場合、運転者が操舵ハンドルを操作することによって、旋回挙動を容易に修正できない可能性がある。すなわち、上記従来の操舵装置においては、転舵輪の転舵範囲が予め想定された車速や運動状態量に基づいて直接的に決定するようになっており、車両の走行環境(例えば、路面の摩擦係数など)が変化することによって発生する旋回挙動の乱れを考慮するようになっていない。このため、運転者は、車速や運動状態量に基づいて決定される転舵範囲内で転舵輪を転舵させて旋回挙動の乱れを修正する必要があり、車両の基本性能を十分に発揮できない可能性がある。したがって、旋回挙動に乱れを修正するために転舵輪を適切に転舵させることができて、運転者が容易に旋回挙動を修正できるステアリングバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置の開発が望まれている。   By the way, in the conventional steering device in which the steered range of the steered wheels is determined based on the vehicle speed and the amount of motion state of the vehicle, the turning behavior of the steered wheel is disturbed. In this case, there is a possibility that the turning behavior cannot be easily corrected by the driver operating the steering wheel. That is, in the above-described conventional steering device, the steered range of the steered wheels is directly determined based on the vehicle speed and the motion state quantity assumed in advance, and the vehicle traveling environment (for example, road friction) The disturbance of the turning behavior caused by the change of the coefficient is not considered. For this reason, the driver needs to turn the steered wheels within the turning range determined based on the vehicle speed and the amount of motion state to correct the disorder of the turning behavior, and cannot fully demonstrate the basic performance of the vehicle. there is a possibility. Therefore, it is desired to develop a steering apparatus for a vehicle that employs a steering-by-wire system that can appropriately steer the steered wheels in order to correct the disturbance in the turning behavior and that allows the driver to easily correct the turning behavior. Yes.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、運転者による操舵ハンドルの操作に対して転舵輪が非線形的に転舵制御される車両の操舵装置において、車両の旋回時における旋回挙動の修正が容易に行える車両の操舵装置を提供することにある。     The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus in which steered wheels are steered nonlinearly in response to an operation of a steering handle by a driver. An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can easily correct turning behavior during turning.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、同操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力アクチュエータと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動して前記転舵輪を非線形的に転舵制御する制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記制御装置を、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、旋回状態にある車両に対して発生する車体横滑り角を検出する車体横滑り角検出手段と、前記操舵ハンドルの操作可能範囲を決定するための最大操作入力値を、前記検出された車体横滑り角を用いて計算する最大操作入力値計算手段と、運転者によって入力された操作入力値と所定の非線形関係にある前記転舵輪の通常転舵範囲を拡大するための拡大転舵角を、前記計算された最大操作入力値を用いて計算する拡大転舵角計算手段と、前記計算された拡大転舵角によって拡大された前記転舵輪の拡大転舵範囲内で変化する転舵角であって、前記転舵輪の転舵方向を前記検出された車体横滑り角と略一致させて車両の旋回挙動を修正するための修正転舵角を、前記検出された操作入力値を用いて計算する修正転舵角計算手段と、前記計算された修正転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことにある。   In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a steering handle operated by a driver to steer a vehicle, a reaction force actuator that applies a reaction force to the operation of the steering handle, and a steered wheel A steering-by-wire vehicle comprising: a steering actuator for steering the steering wheel; and a control device that drives the steering actuator in response to an operation of the steering handle to nonlinearly control the steered wheels. In the steering apparatus, the control device includes an operation input value detecting means for detecting an operation input value of a driver for the steering handle, and a vehicle body side slip angle detecting means for detecting a vehicle body side slip angle generated for a vehicle in a turning state. And a maximum operation input value for calculating a maximum operation input value for determining an operable range of the steering wheel using the detected vehicle body side slip angle. An enlarged turning angle for expanding the normal turning range of the steered wheels in a predetermined nonlinear relationship with the operation input value inputted by the driver and the operation means is calculated using the calculated maximum operation input value. An enlarged turning angle calculation means for calculating, and a turning angle that changes within an enlarged turning range of the steered wheel enlarged by the computed enlarged steered angle, the turning direction of the steered wheel A corrected turning angle calculation means for calculating a corrected turning angle for correcting the turning behavior of the vehicle to substantially match the detected vehicle body side slip angle using the detected operation input value; and the calculated The present invention resides in that the steering actuator is controlled in accordance with the corrected turning angle to turn the turning wheel to the calculated turning angle.

これによれば、旋回状態にある車両に車体横滑り角、すなわち、車体の前後方向と車両の重心位置における進行方向との間の角度が大きく発生して車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者による操舵ハンドルの操作可能範囲が、検出された車体横滑り角の大きさに応じて拡大され、この拡大された操作可能範囲に対応して、転舵輪の転舵範囲も拡大される。これにより、旋回状態にある車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者は、拡大された操作可能範囲内で操舵ハンドルを操作することによって、拡大された転舵範囲内で転舵輪を容易に転舵させることができる。そして、拡大された操作可能範囲内にて運転者によって入力された操作入力値、すなわち、運転者が旋回挙動を修正するために入力した操作入力値に基づいて修正転舵角が計算され、転舵輪が修正転舵角に転舵される。したがって、運転者は、容易に車両の旋回挙動を修正することができる。   According to this, when the vehicle side slip angle, that is, the angle between the front-rear direction of the vehicle body and the traveling direction at the center of gravity of the vehicle is greatly generated in the vehicle in a turning state, the turning behavior of the vehicle is disturbed. The operable range of the steering wheel by the driver is expanded in accordance with the detected vehicle body side slip angle, and the steered range of the steered wheels is also expanded in accordance with the expanded operable range. As a result, when the turning behavior of the vehicle in a turning state is disturbed, the driver can easily operate the steered wheels within the enlarged steered range by operating the steering handle within the enlarged operable range. Can be steered to. Then, the corrected turning angle is calculated based on the operation input value input by the driver within the expanded operable range, that is, the operation input value input by the driver to correct the turning behavior. The steered wheel is steered to the modified steered angle. Therefore, the driver can easily correct the turning behavior of the vehicle.

また、本発明の他の特徴は、前記制御装置が、さらに、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて運転者によって入力された操作入力値と指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記検出された操作入力値を用いて計算する運動状態量計算手段と、前記計算された見込み運動状態量で車両が旋回するために必要な前記転舵輪の転舵角であって、前記通常転舵範囲内で変化する感覚適合転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する感覚適合転舵角計算手段と、前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたか否かを判定する操舵ハンドル操作状態判定手段と、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記修正転舵角を目標転舵角として決定し、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されていないと判定されると前記感覚適合転舵角を目標転舵角として決定する転舵角決定手段とを備えており、前記転舵制御手段が、前記転舵角決定手段によって決定された目標転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同決定された目標転舵角に転舵することにもある。   Another feature of the present invention is that the control device further represents an exponential relationship with an operation input value inputted by the driver, representing a motion state of the vehicle that can be perceived by the driver in relation to turning of the vehicle. Alternatively, the motion state quantity calculating means for calculating the expected motion state quantity of the vehicle in a power relation using the detected operation input value, and the vehicle necessary for the vehicle to turn at the calculated expected motion state quantity. Sensory-adapted turning angle calculation means for calculating a sensory-adapted turning angle that changes within the normal turning range using the calculated expected motion state quantity, and the detection A steering wheel operation state determining means for determining whether or not the steering wheel has been operated in the direction in which the vehicle body side slip angle is generated, and a vehicle body side slip angle in the direction in which the steering wheel operation state detection means has been detected. When it is determined that the steering wheel has been operated, the modified steering angle is determined as a target steering angle, and the steering wheel is operated in the direction in which the detected vehicle body side slip angle is detected by the steering wheel operation state determination unit. A steering angle determination unit that determines the sensory-adapted steering angle as a target steering angle when it is determined that the steering angle determination unit determines that there is no target turning angle determined by the steering angle determination unit. The steered wheel may be steered to the determined steered angle by controlling the steered actuator according to the steered angle.

この場合、前記操作入力値検出手段を、例えば、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとともに、前記運動状態量計算手段を、前記計算された最大操作入力値を用いて前記検出された変位量を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換する操作力変換手段と、前記変換された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段とを備えて構成するとよい。また、前記見込み運動状態量は、例えば、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つであるとよい。   In this case, the operation input value detection means is constituted by, for example, a displacement amount sensor that detects the displacement amount of the steering wheel, and the motion state amount calculation means uses the calculated maximum operation input value. An operation force conversion unit that converts the detected displacement amount into an operation force applied to the steering handle, and an exercise state amount conversion unit that converts the converted operation force into the expected exercise state amount. Good. The expected motion state quantity may be any one of a lateral acceleration, a yaw rate, and a turning curvature of the vehicle, for example.

また、この場合、前記操舵ハンドル操作状態判定手段は、さらに、前記検出された車体横滑り角が予め設定された所定の基準値よりも大きいか否かを判定するとよい。さらに、この場合、前記最大操作入力値計算手段は、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記最大操作入力値を計算するとよい。   In this case, the steering wheel operation state determining means may further determine whether or not the detected vehicle body side slip angle is larger than a predetermined reference value set in advance. Further, in this case, the maximum operation input value calculation means calculates the maximum operation input value when it is determined by the steering handle operation state determination means that the steering handle is operated in the direction of occurrence of the detected vehicle side skid angle. It is good to calculate.

これらによれば、運転者が操舵ハンドルに入力した操作入力値(例えば、操舵角)は、操作力変換手段によって操作力に変換され、運動状態量変換手段によって車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて操舵ハンドルに対する操作入力値と所定の非線形関係(例えば、べき乗関係)にある車両の見込み運動状態量(横加速度、ヨーレート、旋回曲率など)に変換される。さらに、感覚適合転舵角計算手段は、この変換された見込み運動状態量に基づいて、同見込み運動状態量で車両が運動するために必要な感覚適合転舵角を計算する。   According to these, the operation input value (for example, the steering angle) input by the driver to the steering wheel is converted into the operation force by the operation force conversion means, and the driver is related to the turning of the vehicle by the motion state amount conversion means. Represents the motion state of the vehicle that can be perceived, and is converted into a predicted motion state amount (lateral acceleration, yaw rate, turning curvature, etc.) of the vehicle that has a predetermined nonlinear relationship (for example, a power relationship) with the operation input value to the steering wheel. The Further, the sensory adaptation turning angle calculation means calculates a sensory adaptation turning angle necessary for the vehicle to move with the expected movement state quantity based on the converted expected movement state quantity.

そして、旋回状態にある車両に対して、予め設定された所定の基準値よりも大きな車体横滑り角が発生しており、この車体横滑り角の発生方向に操舵ハンドルが操作されていれば、旋回挙動を修正するための修正転舵角を目標転舵角として決定する。また、旋回状態にある車両に対して、予め設定された所定の基準値よりも大きな車体横滑り角が発生していない、または、この車体横滑り角の発生方向に操舵ハンドルが操作されていなれば、見込み運動状態量で旋回するための感覚適合転舵角を目標転舵角として決定する。ここで、修正転舵角まで転舵輪を転舵させるための最大操作入力値は、車体横滑り角の発生方向に操舵ハンドルが操作されたときに計算することができる。   If a vehicle side slip angle larger than a predetermined reference value set in advance is generated for a vehicle in a turning state, and the steering handle is operated in the direction in which the vehicle body side slip angle is generated, the turning behavior The correction turning angle for correcting the is determined as the target turning angle. Further, if a vehicle body side slip angle larger than a predetermined reference value set in advance is not generated for a vehicle in a turning state, or if the steering wheel is not operated in the direction in which the vehicle body side slip angle is generated, The sensory-adapted turning angle for turning with the expected motion state quantity is determined as the target turning angle. Here, the maximum operation input value for turning the steered wheels to the corrected turning angle can be calculated when the steering handle is operated in the direction in which the vehicle body side slip angle is generated.

したがって、車両に旋回挙動の乱れが発生していないときには、転舵輪が計算された感覚適合転舵角に転舵され、この感覚適合転舵角で車両が旋回すると、運転者には、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込み運動状態量が与えられる。そして、この見込み運動状態量は操舵ハンドルへの操作入力値に対してべき乗関数的に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドルを操作できる。なお、横加速度およびヨーレートについては、運転者が車両内の各部位との接触により触覚的に感じ取ることができる。また、旋回曲率については、運転者が車両の視野内の状況の変化により視覚的に感じ取ることができる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作できるので、車両の運転が簡単になる。   Therefore, when the turning behavior is not disturbed in the vehicle, the steered wheels are steered to the calculated sensory-adapted turning angle, and when the vehicle turns at this sensory-adapted steering angle, the driver is The expected motion state quantity is given as “physical quantity of given stimulus” according to Hefner's law. Since this expected motion state quantity changes in a power function with respect to the operation input value to the steering wheel, the driver can recognize the motion state quantity suitable for human perception characteristics while Can be operated. The lateral acceleration and yaw rate can be sensed tactilely by the driver in contact with each part in the vehicle. Further, the turning curvature can be visually perceived by the driver due to changes in the situation within the field of view of the vehicle. As a result, the driver can operate the steering wheel in accordance with human perceptual characteristics, so that driving of the vehicle is simplified.

また、車両に旋回挙動に乱れが発生したときには、転舵輪が計算された修正転舵角に転舵され、この転舵輪の転舵により、車両の旋回挙動は良好に修正される。したがって、運転者は、通常走行時においては、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作することができ、旋回挙動が乱れたときには、極めて容易に旋回挙動を修正することができる。   Further, when the turning behavior is disturbed in the vehicle, the steered wheels are steered to the calculated corrected turning angle, and the turning behavior of the vehicle is well corrected by the turning of the steered wheels. Therefore, the driver can operate the steering wheel in accordance with human perception characteristics during normal driving, and can correct the turning behavior very easily when the turning behavior is disturbed.

また、本発明の他の特徴は、前記制御装置を、さらに、前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値と前記計算された最大操作入力値とを用いて計算する反力計算手段と、前記計算された反力に応じて前記反力アクチュエータを制御して前記操舵ハンドルに対して前記計算された反力を付与する反力制御手段とを備えて構成したことにもある。この場合、前記反力計算手段は、前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第1の関係にある第1の反力として計算し、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第2の関係にある第2の反力として計算するとよい。ここで、前記所定の第1の関係は指数関係であり、前記所定の第2の関係は線形関係であるとよい。   Another feature of the present invention is that the control device further uses the detected operation input value and the calculated maximum operation input value as a reaction force applied to the operation of the steering wheel. And a reaction force control means for controlling the reaction force actuator in accordance with the calculated reaction force and applying the calculated reaction force to the steering handle. There is also. In this case, the reaction force calculation means calculates the reaction force within the operable range of the steering handle corresponding to the normal turning range to a first reaction having a predetermined first relationship with the detected operation input value. It is preferable to calculate the reaction force within the operable range of the steering handle corresponding to the enlarged steering range as a second reaction force having a predetermined second relationship with the detected operation input value. . Here, the predetermined first relationship may be an exponential relationship, and the predetermined second relationship may be a linear relationship.

これらによれば、運転者による操舵ハンドルの操作可能範囲が最大操作入力値によって拡大された場合であっても、適切な反力を付与することができる。そして、通常転舵範囲に対応する操舵ハンドルの操作可能範囲(通常操作可能範囲)内においては、指数関数的に変化する第1の反力を付与することができる。これにより、運転者は、ウェーバー・ヘフナーの法則に従い、人間の知覚特性に合った反力を知覚することができる。一方、拡大転舵範囲に対応する操舵ハンドルの操作可能範囲(拡大操作可能範囲)内においては、線形的に変化する第2の反力を付与することができる。これにより、操舵ハンドルの操作可能範囲が、通常操作可能範囲から拡大操作可能範囲に切り替わった場合であっても、運転者は、適切な反力を知覚しながら、極めて容易に操舵ハンドルを操作することができる。   According to these, even when the operable range of the steering wheel by the driver is expanded by the maximum operation input value, an appropriate reaction force can be applied. A first reaction force that changes exponentially can be applied within the steerable steering wheel operable range (normally operable range) corresponding to the normal steering range. Accordingly, the driver can perceive a reaction force that matches human perception characteristics according to Weber-Hefner's law. On the other hand, a second reaction force that changes linearly can be applied within the operable range (enlarged operation possible range) of the steering wheel corresponding to the enlarged steered range. Thus, even when the operable range of the steering wheel is switched from the normal operable range to the enlarged operable range, the driver operates the steering handle very easily while perceiving an appropriate reaction force. be able to.

また、前記制御装置は、さらに、前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲と、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲とをそれぞれ決定するために付与される規制反力を計算する規制反力計算手段を備えるとよい。これによれば、通常操作可能範囲と拡大操作可能範囲とにそれぞれ所定の大きさの規制反力を付与することができ、運転者が操作し得る操作可能範囲を明確に決定することができる。これにより、運転者による操舵ハンドルの過度の操作が規制され、その結果、車両の旋回挙動が乱れることを防止することができる。   Further, the control device is further provided to determine an operable range of the steering handle corresponding to the normal turning range and an operable range of the steering handle corresponding to the enlarged turning range, respectively. It is preferable to provide a regulation reaction force calculating means for calculating the regulation reaction force. According to this, a regulation reaction force of a predetermined magnitude can be applied to each of the normal operable range and the enlarged operable range, and the operable range that can be operated by the driver can be clearly determined. Thereby, excessive operation of the steering wheel by the driver is restricted, and as a result, it is possible to prevent the turning behavior of the vehicle from being disturbed.

さらに、本発明の他の特徴は、前記反力計算手段は、前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値および前記検出された車体横滑り角を用いて計算することにもある。また、前記反力計算手段は、前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値、前記検出された車体横滑り角および同車体横滑り角の時間微分値を用いて計算することにもある。   In another aspect of the present invention, the reaction force calculation means calculates a reaction force applied to the operation of the steering wheel using the detected operation input value and the detected vehicle body side slip angle. There is also to do. Further, the reaction force calculation means uses the detected operation input value, the detected vehicle body side slip angle, and the time differential value of the vehicle body side slip angle as a reaction force applied to the operation of the steering wheel. There is also to calculate.

これらによれば、車体横滑り角を基準として、操舵ハンドルに反力を付与することができる。このため、運転者に対して、車体横滑り角の発生方向を、操舵ハンドルを介して知覚させることができ、運転者は、極めて容易に車両の旋回挙動を修正することができる。また、車体横滑り角の時間微分値を考慮することによって、車体横滑り角が時々刻々と変化する場合であっても、運転者に対して、より正確な車体横滑り角の発生方向を、操舵ハンドルを介して知覚させることができる。したがって、運転者は、極めて容易にかつ適切に車両の旋回挙動を修正することができる。   According to these, a reaction force can be applied to the steering wheel on the basis of the side slip angle of the vehicle body. For this reason, the driver can perceive the direction in which the side slip angle is generated via the steering wheel, and the driver can very easily correct the turning behavior of the vehicle. In addition, by taking into account the time differential value of the vehicle side slip angle, even if the vehicle side slip angle changes from moment to moment, the steering wheel can be used to determine a more accurate direction of vehicle side slip angle. Can be perceived through. Therefore, the driver can correct the turning behavior of the vehicle very easily and appropriately.

以下、本発明の実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態の車両の操舵装置を概略的に示している。   Hereinafter, a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a steering apparatus for a vehicle according to this embodiment.

この操舵装置は、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を転舵するために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル11を備えている。操舵ハンドル11は操舵入力軸12の上端に固定され、操舵入力軸12の下端は電動モータおよび減速機構からなる反力アクチュエータ13に接続されている。反力アクチュエータ13は、運転者の操舵ハンドル11の回動操作に対して反力を付与する。   This steering device includes a steering handle 11 that is turned by a driver to steer left and right front wheels FW1 and FW2 as steered wheels. The steering handle 11 is fixed to the upper end of the steering input shaft 12, and the lower end of the steering input shaft 12 is connected to a reaction force actuator 13 including an electric motor and a speed reduction mechanism. The reaction force actuator 13 applies a reaction force to the turning operation of the steering handle 11 by the driver.

また、この操舵装置は、電動モータおよび減速機構からなる転舵アクチュエータ21を備えている。この転舵アクチュエータ21による転舵力は、転舵出力軸22、ピニオンギア23およびラックバー24を介して左右前輪FW1,FW2に伝達される。この構成により、転舵アクチュエータ21からの回転力は転舵出力軸22を介してピニオンギア23に伝達され、ピニオンギア23の回転によりラックバー24が軸線方向に変位して、このラックバー24の軸線方向の変位により、左右前輪FW1,FW2は左右に転舵される。   In addition, the steering device includes a steering actuator 21 including an electric motor and a speed reduction mechanism. The turning force by the turning actuator 21 is transmitted to the left and right front wheels FW1 and FW2 via the turning output shaft 22, the pinion gear 23, and the rack bar 24. With this configuration, the rotational force from the steering actuator 21 is transmitted to the pinion gear 23 via the steering output shaft 22, and the rack bar 24 is displaced in the axial direction by the rotation of the pinion gear 23. Due to the displacement in the axial direction, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered left and right.

次に、これらの反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、操舵角センサ31、転舵角センサ32、車速センサ33および横加速度センサ34を備えている。   Next, an electric control device that controls the operation of the reaction force actuator 13 and the steering actuator 21 will be described. The electric control device includes a steering angle sensor 31, a turning angle sensor 32, a vehicle speed sensor 33, and a lateral acceleration sensor 34.

操舵角センサ31は、操舵入力軸12に組み付けられて、操舵ハンドル11の中立位置からの回転角を検出して操舵角θとして出力する。転舵角センサ32は、転舵出力軸22に組み付けられて、転舵出力軸22の中立位置からの回転角を検出して実転舵角δ(左右前輪FW1,FW2の転舵角に対応)として出力する。ここで、本明細書において、中立位置とは、車両が直進状態を維持するための操舵ハンドル11、操舵入力軸12、転舵出力軸22および左右前輪FW1,FW2の位置をいう。そして、操舵角θおよび実転舵角δは、中立位置を「0」とし、左方向の回転角を正の値で表すとともに、右方向の回転角を負の値でそれぞれ表す。車速センサ33は、車速Vを検出して出力する。ここで、検出される車速Vは、例えば、車両の前後方向の車速を車速Vx、車両の左右方向の車速を車速Vyとするベクトル値として出力されるものである。横加速度センサ34は、車両の実横加速度Gを検出して出力する。なお、実横加速度Gも、左方向の加速度を正の値で表し、右方向の加速度を負の値で表す。   The steering angle sensor 31 is assembled to the steering input shaft 12, detects the rotation angle from the neutral position of the steering handle 11, and outputs it as the steering angle θ. The steered angle sensor 32 is assembled to the steered output shaft 22, detects the rotational angle from the neutral position of the steered output shaft 22, and corresponds to the actual steered angle δ (the steered angle of the left and right front wheels FW1, FW2). ). Here, in this specification, the neutral position refers to the positions of the steering handle 11, the steering input shaft 12, the steering output shaft 22, and the left and right front wheels FW1 and FW2 for maintaining the vehicle in a straight traveling state. The steering angle θ and the actual turning angle δ are represented by setting the neutral position to “0”, the left rotation angle as a positive value, and the right rotation angle as a negative value. The vehicle speed sensor 33 detects and outputs the vehicle speed V. Here, the detected vehicle speed V is output as, for example, a vector value in which the vehicle speed Vx is the vehicle speed in the front-rear direction of the vehicle and the vehicle speed Vy is the vehicle speed in the left-right direction of the vehicle. The lateral acceleration sensor 34 detects and outputs the actual lateral acceleration G of the vehicle. The actual lateral acceleration G also represents leftward acceleration as a positive value and rightward acceleration as a negative value.

これらのセンサ31〜34は、電子制御ユニット35に接続されている。電子制御ユニット35は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、プログラムの実行により反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動をそれぞれ制御する。電子制御ユニット35の出力側には、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21を駆動するための駆動回路36,37がそれぞれ接続されている。駆動回路36,37内には、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21内の電動モータに流れる駆動電流を検出するための電流検出器36a,37aが設けられている。電流検出器36a,37aによって検出された駆動電流は、両電動モータの駆動を制御するために、電子制御ユニット35にフィードバックされている。   These sensors 31 to 34 are connected to the electronic control unit 35. The electronic control unit 35 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components, and controls the operations of the reaction force actuator 13 and the turning actuator 21 by executing a program. Drive circuits 36 and 37 for driving the reaction force actuator 13 and the steering actuator 21 are connected to the output side of the electronic control unit 35, respectively. In the drive circuits 36 and 37, current detectors 36a and 37a for detecting a drive current flowing through the electric motor in the reaction force actuator 13 and the steering actuator 21 are provided. The drive current detected by the current detectors 36a and 37a is fed back to the electronic control unit 35 in order to control the drive of both electric motors.

次に、上記のように構成した実施形態の動作について、電子制御ユニット35内にてコンピュータプログラム処理により実現される機能を表す図2の機能ブロック図を用いて説明する。電子制御ユニット35は、操舵ハンドル11の回動操作に基づいて運転者の知覚特性に対応した左右前輪FW1,FW2の目標転舵角δhを決定するための感覚適合制御部40と、目標転舵角δhに基づいて左右前輪FW1,FW2を転舵制御するための転舵制御部50と、操舵ハンドル11への反力付与を制御するための反力制御部60とからなる。   Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the functional block diagram of FIG. 2 showing functions realized by computer program processing in the electronic control unit 35. The electronic control unit 35 includes a sensory adaptation control unit 40 for determining the target turning angle δh of the left and right front wheels FW1, FW2 corresponding to the driver's perceptual characteristics based on the turning operation of the steering handle 11, and the target turning. The steering control unit 50 includes a steering control unit 50 that controls the steering of the left and right front wheels FW1 and FW2 based on the angle δh, and a reaction force control unit 60 that controls the application of a reaction force to the steering handle 11.

運転者によって操舵ハンドル11が回動操作されると、操舵角センサ31は操舵ハンドル11の回転角である操舵角θを検出し、同検出した操舵角θを感覚適合制御部40および反力制御部60にそれぞれ出力する。感覚適合制御部40においては、変位−トルク変換部41が、操舵ハンドル11の操舵角θの絶対値が正の所定値θz未満であれば下記式1に従って操舵角θの一次関数である操舵トルクTdを計算し、操舵角θの絶対値が正の所定値θz以上であれば下記式2に従って操舵角θの指数関数である操舵トルクTdを計算する。ここで、式1の一次関数と式2の指数関数とは、操舵角θzで連続的に接続されるものであり、例えば、式2の指数関数における操舵角θzでの原点「0」を通る接線を式1の一次関数として採用するとよい。なお、式1に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「0」のときに操舵トルクTdが「0」となり、かつ、式2の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Td=a・θ (|θ|<θz) …式1
Td=To・exp(K1・θ) (θz≦|θ|≦θmax) …式2
When the steering handle 11 is turned by the driver, the steering angle sensor 31 detects the steering angle θ, which is the rotation angle of the steering handle 11, and uses the detected steering angle θ to control the sensory adaptation control unit 40 and the reaction force control. Output to the unit 60. In the sensory adaptation control unit 40, the displacement-torque conversion unit 41 is a steering torque that is a linear function of the steering angle θ according to the following equation 1 if the absolute value of the steering angle θ of the steering handle 11 is less than the positive predetermined value θz. Td is calculated, and if the absolute value of the steering angle θ is equal to or greater than the positive predetermined value θz, the steering torque Td that is an exponential function of the steering angle θ is calculated according to the following equation 2. Here, the linear function of Equation 1 and the exponential function of Equation 2 are continuously connected at the steering angle θz, and, for example, pass through the origin “0” at the steering angle θz in the exponential function of Equation 2. The tangent may be adopted as a linear function of Equation 1. Note that Equation 1 is not limited to a linear function, and the steering torque Td is “0” when the steering angle θ is “0”, and is continuously connected to the exponential function of Equation 2. As long as it is a function, various functions can be adopted.
Td = a · θ (| θ | <θz) Equation 1
Td = To · exp (K1 · θ) (θz ≦ | θ | ≦ θmax) Equation 2

ただし、前記式1中のaは一次関数の傾きを表す定数である。また、式2中のTo,K1は定数であり、特に定数Toは運転者が知覚し得る最小操舵トルクである。なお、定数K1に関しては、後に詳細に説明する。さらに、前記式1および式2中の操舵角θは、前記検出操舵角θの絶対値を表しているものとし、検出操舵角θが正であれば定数aおよび定数Toを正の値とするとともに、検出操舵角θが負であれば定数aおよび定数Toを前記正の定数aおよび前記正の定数Toと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、前記式1,2の演算に代えて、操舵角θに対する操舵トルクTdを記憶した図3に示すような特性の変換テーブルを用いて、操舵トルクTdを計算するようにしてもよい。   However, a in Equation 1 is a constant representing the slope of the linear function. Further, To and K1 in Equation 2 are constants, and in particular, the constant To is the minimum steering torque that can be perceived by the driver. The constant K1 will be described later in detail. Further, the steering angle θ in the equations 1 and 2 represents the absolute value of the detected steering angle θ. If the detected steering angle θ is positive, the constant a and the constant To are positive values. If the detected steering angle θ is negative, the constant a and the constant To are set to negative values having the same absolute value as the positive constant a and the positive constant To. Note that the steering torque Td may be calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 3 in which the steering torque Td with respect to the steering angle θ is stored, instead of the calculations of the expressions 1 and 2.

この計算された操舵トルクTdは、トルク−横加速度変換部42に供給される。トルク−横加速度変換部42は、運転者が操舵ハンドル11の回動操作により見込んでいる見込み横加速度Gdを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式3に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式4に従って計算する。ここで、式3は操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「0」のときに見込み横加速度Gdが「0」となる関数である。また、式4は操舵トルクTdのべき乗関数であり、式4と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
Gd=b・Td (|Td|<Tg) …式3
Gd=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式4
The calculated steering torque Td is supplied to the torque-lateral acceleration conversion unit 42. The torque-lateral acceleration conversion unit 42 calculates the expected lateral acceleration Gd that the driver expects by turning the steering wheel 11 according to the following equation 3 if the absolute value of the steering torque Td is less than a positive predetermined value Tg. If the absolute value of the steering torque Td is equal to or greater than the positive predetermined value Tg, the calculation is performed according to the following equation 4. Here, Expression 3 is a linear function expression of the steering torque Td, and is a function in which the expected lateral acceleration Gd becomes “0” when the steering torque Td is “0”. Equation 4 is a power function of the steering torque Td, and is continuously connected to Equation 4 at a predetermined value Tg.
Gd = b · Td (| Td | <Tg) Equation 3
Gd = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 4

ただし、式3中のbは一次関数の傾きを表す定数であり、式4中のC,K2は定数である。また、前記式3,4中の操舵トルクTdは前記式1,2を用いて計算した操舵トルクTdの絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数bおよび定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数bおよび定数Cを前記正の定数bおよび定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、この場合も、前記式3,4の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み横加速度Gdを記憶した図4に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込み横加速度Gdを計算するようにしてもよい。   However, b in Equation 3 is a constant representing the slope of the linear function, and C and K2 in Equation 4 are constants. Further, the steering torque Td in the equations 3 and 4 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the equations 1 and 2. If the calculated steering torque Td is positive, the constant b If the calculated steering torque Td is negative, the constant b and the constant C are negative values having the same absolute value as the positive constant b and the constant C. In this case as well, the expected lateral acceleration Gd is calculated by using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 4 in which the expected lateral acceleration Gd with respect to the steering torque Td is stored instead of the calculations of the expressions 3 and 4. It may be.

ここで、前記式4について説明しておく。前記式2を用いて操舵トルクTdを消去すると、下記式5に示すようになる。
Gd=C・(To・exp(K1・θ))K2=C・ToK2・exp(K1・K2・θ)=Go・exp(K1・K2・θ) …式5
前記式5において、Goは定数C・ToK2であり、式5は運転者による操舵ハンドル11の操舵角θに対して見込み横加速度Gdが指数関数的に変化していることを示す。そして、この見込み横加速度Gdは、車内の所定部位への運転者の体の一部の接触によって運転者が知覚し得る物理量であり、前述したウェーバー・ヘフナーの法則に従ったものである。したがって、操舵トルクTdが所定値Tg以上のときに、運転者が、この見込み横加速度Gdに等しい横加速度を知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができれば、操舵ハンドル11の回動操作と車両の操舵との関係を人間の知覚特性に対応させることができる。
Here, Formula 4 will be described. When the steering torque Td is eliminated using the above equation 2, the following equation 5 is obtained.
Gd = C · (To · exp (K1 · θ)) K2 = C · To K2 · exp (K1 · K2 · θ) = Go · exp (K1 · K2 · θ)
In Equation 5, Go is a constant C · To K2 , and Equation 5 indicates that the expected lateral acceleration Gd varies exponentially with respect to the steering angle θ of the steering wheel 11 by the driver. The expected lateral acceleration Gd is a physical quantity that can be perceived by the driver due to the contact of a part of the driver's body with a predetermined part in the vehicle, and follows the aforementioned Weber-Hefner law. Accordingly, if the driver can turn the steering handle 11 while perceiving a lateral acceleration equal to the expected lateral acceleration Gd when the steering torque Td is equal to or greater than the predetermined value Tg, the turning operation of the steering handle 11 is performed. And the vehicle steering can be made to correspond to human perceptual characteristics.

このように、前記式4(すなわち前記式5)に示された見込み横加速度Gdは操舵ハンドル11の操作量である操舵角θに対して指数関数的に変化するものであるので、人間の知覚特性に合ったものである。さらに、運転者による操舵ハンドル11の回動操作にとって最も簡単な方法は操舵ハンドル11を一定速度ω(θ=ω・t)で回動することであり、この回動操作によれば、見込み横加速度Gdは下記式6に示すように時間tに対して指数関数的に変化する。したがって、このことからも、前記見込み横加速度Gdに等しい横加速度を知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができれば、運転者の操舵ハンドル11の回動操作が簡単になることがわかる。
Gd=Go・exp(K0・ω・t) …式6
ただし、K0は、K0=K1・K2の関係にある定数である。
As described above, the expected lateral acceleration Gd shown in the equation 4 (that is, the equation 5) changes exponentially with respect to the steering angle θ, which is the operation amount of the steering wheel 11, and thus human perception. It suits the characteristics. Furthermore, the simplest method for the turning operation of the steering handle 11 by the driver is to turn the steering handle 11 at a constant speed ω (θ = ω · t). The acceleration Gd changes exponentially with respect to time t as shown in the following equation (6). Therefore, it can be seen from this that if the steering handle 11 can be rotated while perceiving a lateral acceleration equal to the expected lateral acceleration Gd, the driver can easily rotate the steering handle 11.
Gd = Go · exp (K0 · ω · t) (6)
However, K0 is a constant having a relationship of K0 = K1 · K2.

また、前記式3に示されるように、操舵トルクTdが所定値Tg未満である場合、見込み横加速度Gdは一次関数的に変化する。これは、操舵トルクTdが所定値Tg未満のとき、すなわち操舵角θが「0」近傍(操舵ハンドル11の中立位置近傍)に保たれる場合において、例えば、前記式4に従って見込み横加速度Gdを計算した場合には、見込み横加速度Gdが「0」に収束せず、これは現実的でない。しかしながら、前述のように、操舵ハンドル11が中立位置近傍、すなわち操舵トルクTdが所定値Tg未満であれば、見込み横加速度Gdを前記式3に従って計算することにより、操舵ハンドル11が中立位置方向へ回動された場合には、見込み横加速度Gdが「0」に収束するため、この問題は解決される。   Further, as shown in Equation 3, when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected lateral acceleration Gd changes in a linear function. This is because, for example, when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, that is, when the steering angle θ is maintained in the vicinity of “0” (near the neutral position of the steering wheel 11), the expected lateral acceleration Gd is calculated according to the above equation 4, for example. If calculated, the expected lateral acceleration Gd does not converge to “0”, which is not realistic. However, as described above, if the steering handle 11 is in the vicinity of the neutral position, that is, if the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected lateral acceleration Gd is calculated according to the above equation 3 to thereby move the steering handle 11 toward the neutral position. When the vehicle is rotated, the expected lateral acceleration Gd converges to “0”, so this problem is solved.

次に、前記式1〜6で用いたパラメータK1,K2,C(所定値K1,K2,C)の決め方について説明しておく。なお、このパラメータK1,K2,Cの決め方についての説明では、前記式1〜6の操舵トルクTdおよび見込み横加速度Gdについては、単に操舵トルクTおよび横加速度Gとして扱う。前述したウェーバー・ヘフナーの法則によれば、「人間の知覚できる最小の物理量変化ΔSとその時点での物理量Sとの比ΔS/Sは、物理量Sの値によらず一定となり、その比ΔS/Sをウェーバー比という」ことになっている。本発明者等は、操舵トルクおよび横加速度に関し、前記ウェーバー・ヘフナーの法則が成立することを確認するとともに、ウェーバー比を決定するために、次のような実験を、男女、年齢、車両の運転歴などの異なる種々の人間に対して行った。   Next, how to determine the parameters K1, K2, and C (predetermined values K1, K2, and C) used in the expressions 1 to 6 will be described. In the description of how to determine the parameters K1, K2, and C, the steering torque Td and the expected lateral acceleration Gd in the expressions 1 to 6 are simply handled as the steering torque T and the lateral acceleration G. According to the above-mentioned Weber-Hefner law, “the ratio ΔS / S between the minimum physical quantity change ΔS perceivable by humans and the physical quantity S at that time is constant regardless of the value of the physical quantity S, and the ratio ΔS / S S is called the Weber ratio. The present inventors confirmed that the above-mentioned Weber-Hefner's law is established with respect to steering torque and lateral acceleration, and in order to determine the Weber ratio, the following experiments were conducted for men and women, age, and vehicle driving. I went to various people with different histories.

操舵トルクに関しては、車両の操舵ハンドルにトルクセンサを組付け、操舵ハンドルに検査用のトルクを外部から付与するとともに同検査用トルクを種々の態様で変化させながら、この検査用トルクに抗して人間が操舵ハンドルに操作力を加えて同操舵ハンドルを回転させないように調整する人間の操舵トルク調整能力を計測した。すなわち、前記状況下で、ある時点での検出操舵トルクをTとし、同検出操舵トルクTからの変化を知覚し得る最小の操舵トルク変化量をΔTとしたときの比の値ΔT/Tすなわちウェーバー比を種々の人間に対して計測した。この実験の結果によれば、操舵ハンドルの操作方向、操舵ハンドルを把持する手の状態、検査用トルクの大きさおよび方向によらず、種々の人間に対してウェーバー比ΔT/Tはほぼ一定の値となった。   Regarding the steering torque, a torque sensor is assembled to the steering handle of the vehicle, and an inspection torque is applied to the steering handle from the outside and the inspection torque is changed in various manners against this inspection torque. The human's steering torque adjustment ability was adjusted so that a human does not rotate the steering handle by applying an operating force to the steering handle. That is, in the above situation, the value of the ratio ΔT / T, that is, Weber, where T is the detected steering torque at a certain time and ΔT is the minimum amount of change in steering torque that can be perceived as a change from the detected steering torque T. The ratio was measured for various humans. According to the results of this experiment, the Weber ratio ΔT / T is almost constant for various humans regardless of the direction of operation of the steering wheel, the state of the hand holding the steering wheel, and the magnitude and direction of the inspection torque. Value.

横加速度に関しては、運転席の側方に壁部材を設けて同壁部材に人間の肩の押圧力を検出する力センサを組付け、人間に操舵ハンドルを把持させるとともに壁部材の力センサに肩を接触させ、壁部材に検査用の力を人間に対して横方向に外部から付与するとともに同検査用の力を種々の態様で変化させながら、この検査用の力に抗して人間が壁部材を押して壁部材が移動しないように調整する、すなわち姿勢を維持する人間の横力調整能力を計測した。すなわち、前記状況下で、ある時点での外部からの横力に耐えて姿勢を維持する検出力をFとし、同検出力Fからの変化を知覚し得る最小の力変化量をΔFしたときの比の値ΔF/Fすなわちウェーバー比を種々の人間に対して計測した。この実験の結果によれば、壁部材に付与される基準力の大きさおよび方向によらず、種々の人間に対してウェーバー比ΔF/Fはほぼ一定の値となった。   Regarding the lateral acceleration, a wall member is provided on the side of the driver's seat, and a force sensor for detecting the pressing force of the human shoulder is assembled to the wall member to allow the human to grasp the steering handle and to the wall member force sensor. The wall is applied to the wall member with the inspection force from the outside in the lateral direction, and the wall is against the inspection force while changing the inspection force in various modes. We adjusted the lateral force adjustment ability of the human to push the member so that the wall member does not move, that is, maintain the posture. That is, under the above situation, when F is the detection force that can withstand lateral force from the outside at a certain time and maintain the posture, and ΔF is the minimum force change amount that can perceive the change from the detection force F The ratio value ΔF / F, the Weber ratio, was measured for various humans. According to the result of this experiment, the Weber ratio ΔF / F was a substantially constant value for various people regardless of the magnitude and direction of the reference force applied to the wall member.

一方、前記式2を微分するとともに、同微分した式において式2を考慮すると、下記式7が成立する。
ΔT=To・exp(K1・θ)・K1・Δθ=T・K1・Δθ …式7
この式7を変形するとともに、前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT/TをKtとすると、下記式8が成立する。
K1=ΔT/(T・Δθ)=Kt/Δθ …式8
On the other hand, when the formula 2 is differentiated and the formula 2 is considered in the differentiated formula, the following formula 7 is established.
ΔT = To ・ exp (K1 ・ θ) ・ K1 ・ Δθ = T ・ K1 ・ Δθ
When the equation 7 is modified and the Weber ratio ΔT / T related to the steering torque obtained by the experiment is Kt, the following equation 8 is established.
K1 = ΔT / (T · Δθ) = Kt / Δθ Equation 8

また、操舵トルクTdの設定最大値をTdmaxとすれば、前記式1,2より下記式9が成立する。
Tdmax=To・exp(K1・θmax) …式9
この式9を変形すれば、下記式10が成立する。
K1=log(Tdmax/To)/θmax …式10
そして、前記式8および式10から下記式11が導かれる。
Δθ=Kt/K1=Kt・θmax/log(Tdmax/To) …式11
この式11において、Ktは操舵トルクTのウェーバー比であり、Toは人間が知覚し得る最小操舵トルクに対応するものであり、これらの値Kt,Tdmax,To,θmaxはいずれも予め設定できる定数であるので、前記微分値Δθは前記式11を用いて計算できる。そして、この微分値Δθとウェーバー比Ktを用いて、前記式8に基づいて所定値(係数)K1も計算できる。
If the maximum setting value of the steering torque Td is Tdmax, the following formula 9 is established from the above formulas 1 and 2.
Tdmax = To ・ exp (K1 ・ θmax) ... Equation 9
If Equation 9 is modified, the following Equation 10 is established.
K1 = log (Tdmax / To) / θmax Equation 10
Then, the following formula 11 is derived from the formula 8 and the formula 10.
Δθ = Kt / K1 = Kt · θmax / log (Tdmax / To) (Formula 11)
In Equation 11, Kt is the Weber ratio of the steering torque T, To corresponds to the minimum steering torque that can be perceived by humans, and these values Kt, Tdmax, To, and θmax are constants that can be set in advance. Therefore, the differential value Δθ can be calculated using the equation (11). The predetermined value (coefficient) K1 can also be calculated based on the equation 8 using the differential value Δθ and the Weber ratio Kt.

また、前記式4を微分するとともに、同微分した式において式4を考慮すると、下記式12が成立する。
ΔG=C・K2・TK2-1・ΔT=G・K2・ΔT/T …式12
この式12を変形し、かつ前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT/TをKtとするとともに、横加速度に関するウェーバー比ΔF/FをKaとすると下記式13,14が成立する。
ΔG/G=K2・ΔT/T …式13
K2=Ka/Kt …式14
この式14において、Ktは操舵トルクに関するウェーバー比であるとともに、Kaは横加速度に関するウェーバー比であって、共に定数として与えられるものであるので、これらのウェーバー比Kt,Kaを用いて、前記式14に基づいて係数K2も計算できる。
In addition, when the expression 4 is differentiated and the expression 4 is considered in the differentiated expression, the following expression 12 is established.
ΔG = C · K2 · T K2-1 · ΔT = G · K2 · ΔT / T Equation 12
When Expression 12 is modified and the Weber ratio ΔT / T related to the steering torque obtained by the experiment is set to Kt and the Weber ratio ΔF / F related to the lateral acceleration is set to Ka, the following Expressions 13 and 14 are established.
ΔG / G = K2 · ΔT / T Equation 13
K2 = Ka / Kt ... Formula 14
In this equation 14, Kt is the Weber ratio related to the steering torque, and Ka is the Weber ratio related to the lateral acceleration, both of which are given as constants. Therefore, using these Weber ratios Kt and Ka, the above equation is used. 14 can also calculate the coefficient K2.

また、横加速度の設定最大値をGmaxとし、操舵トルクの設定最大値をTdmaxとすれば、前記式4から下記式15が導かれる。
C=Gmax/TdmaxK2 …式15
そして、この式15においては、GmaxおよびTdmaxは予め設定できる定数であり、かつK2は前記式14によって計算されるものであるので、定数(係数)Cも計算できる。
Further, if the set maximum value of the lateral acceleration is Gmax and the set maximum value of the steering torque is Tdmax, the following expression 15 is derived from the expression 4.
C = Gmax / Tdmax K2 Equation 15
In Equation 15, Gmax and Tdmax are constants that can be set in advance, and K2 is calculated by Equation 14, so that a constant (coefficient) C can also be calculated.

以上のように、最大操舵角θmax、操舵トルクTの最大値Tdmax、横加速度Gの最大値Gmax、最小操舵トルクTo,最小感知横加速度Go,操舵トルクTに関するウェーバー比Kt、および横加速度に関するウェーバー比Kaを設定すれば、前記式1〜5における係数K1、K2,Cを計算することができる。したがって、変位−トルク変換部41およびトルク−横加速度変換部42においては、前記式1〜5を用いて、運転者の知覚特性に合った操舵トルクTdおよび見込み横加速度Gdを計算できる。   As described above, the maximum steering angle θmax, the maximum value Tdmax of the steering torque T, the maximum value Gmax of the lateral acceleration G, the minimum steering torque To, the minimum sensed lateral acceleration Go, the Weber ratio Kt regarding the steering torque T, and the Weber regarding the lateral acceleration. If the ratio Ka is set, the coefficients K1, K2, and C in Equations 1 to 5 can be calculated. Therefore, in the displacement-torque conversion unit 41 and the torque-lateral acceleration conversion unit 42, the steering torque Td and the expected lateral acceleration Gd that match the driver's perceptual characteristics can be calculated using the equations 1-5.

ふたたび、図2の説明に戻ると、トルク−横加速度変換部42にて計算された見込み横加速度Gdは、転舵角変換部43に供給される。転舵角変換部43は、見込み横加速度Gdを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の感覚適合転舵角δaを計算するものであり、図5に示すように車速Vに応じて変化して見込み横加速度Gdに対する感覚適合転舵角δaの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪FW1,FW2の転舵角δと横加速度Gとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部43は、このテーブルを参照して、前記入力した見込み横加速度Gdと車速センサ33から入力した検出車速Vとに応じた感覚適合転舵角δaを計算する。また、前記テーブルに記憶されている横加速度G(見込み横加速度Gd)と感覚適合転舵角δaはいずれも正であるが、トルク−横加速度変換部42から供給される見込み横加速度Gdが負であれば、出力される感覚適合転舵角δaも負となる。そして、転舵角変換部43は、計算した感覚適合転舵角δaを転舵角決定部47に供給する。   Returning to the description of FIG. 2 again, the expected lateral acceleration Gd calculated by the torque-lateral acceleration conversion unit 42 is supplied to the turning angle conversion unit 43. The turning angle conversion unit 43 calculates the sensory adaptation turning angle δa of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected lateral acceleration Gd, and changes according to the vehicle speed V as shown in FIG. Thus, a table representing the change characteristic of the sensory-adapted turning angle δa with respect to the expected lateral acceleration Gd is provided. This table is a set of data collected by running the vehicle while changing the vehicle speed V and actually measuring the turning angle δ and the lateral acceleration G of the left and right front wheels FW1, FW2. Then, the turning angle conversion unit 43 refers to this table, and calculates the sensory adaptation turning angle δa according to the input expected lateral acceleration Gd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. Further, the lateral acceleration G (expected lateral acceleration Gd) and the sensory adaptation turning angle δa stored in the table are both positive, but the expected lateral acceleration Gd supplied from the torque-lateral acceleration converting unit 42 is negative. If so, the output sensory-adapted turning angle δa is also negative. Then, the turning angle conversion unit 43 supplies the calculated sensory adaptation turning angle δa to the turning angle determination unit 47.

なお、感覚適合転舵角δaは下記式16に示すように車速Vと横加速度Gの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式16の演算の実行によっても計算することができる。
δa=L・(1+A・V2)・Gd/V2 …式16
ただし、前記式16中のLはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を示す予め決められた所定値である。
Since the sensory-adapted turning angle δa is a function of the vehicle speed V and the lateral acceleration G as shown in the following equation 16, it is calculated by executing the operation of the following equation 16 instead of referring to the table. Can do.
δa = L · (1 + A · V 2 ) · Gd / V 2 Equation 16
However, L in the equation 16 is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value indicating the motion performance of the vehicle.

ところで、転舵角変換部43によって計算される感覚適合転舵角δaは、前記式16からも明らかなように、見込み横加速度Gdに依存して計算されるものである。そして、見込み横加速度Gdは最大操舵角θmaxに対応して予め設定された最大横加速度Gmaxまで変化し得るため、感覚適合転舵角δaは車両の旋回時に発生すると想定された最大横加速度Gmax以下の見込み横加速度Gdに応じて計算されるものである。これにより、運転者は、最大操舵角θmax以下で操舵ハンドル11を回動操作することによって、見込み横加速度Gdを知覚しながら車両を旋回させる、言い換えれば、人間の知覚特性に合った状態で車両を旋回させることができる。   By the way, the sensory adaptation turning angle δa calculated by the turning angle conversion unit 43 is calculated depending on the expected lateral acceleration Gd, as is apparent from the equation 16. Since the expected lateral acceleration Gd can change up to a preset maximum lateral acceleration Gmax corresponding to the maximum steering angle θmax, the sense-adapted turning angle δa is equal to or less than the maximum lateral acceleration Gmax assumed to occur when the vehicle turns. Is calculated according to the expected lateral acceleration Gd. As a result, the driver turns the steering wheel 11 while perceiving the expected lateral acceleration Gd by rotating the steering handle 11 at a maximum steering angle θmax or less, in other words, the vehicle in a state that matches human perception characteristics. Can be swiveled.

しかしながら、車両の走行環境(例えば、路面の摩擦係数の大きさなど)に依っては、旋回状態にある車両に対して大きな横加速度が発生して大きな車体横滑り角が生じる場合があり、その結果、運転者の意図に反して車両の旋回挙動が乱れる可能性がある。このように、車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者は、左右前輪FW1,FW2の転舵方向が発生した車体横滑り角の方向と一致するように、操舵ハンドル11を回動操作(以下、この操作をカウンタステアという)して、車両の旋回挙動を修正する必要がある。   However, depending on the driving environment of the vehicle (for example, the size of the friction coefficient of the road surface, etc.), a large lateral acceleration may occur for a vehicle in a turning state, resulting in a large vehicle body slip angle. The turning behavior of the vehicle may be disturbed against the driver's intention. Thus, when the turning behavior of the vehicle is disturbed, the driver rotates the steering handle 11 so that the turning direction of the left and right front wheels FW1 and FW2 coincides with the direction of the vehicle body side slip angle ( Hereinafter, this operation is referred to as counter steer), and it is necessary to correct the turning behavior of the vehicle.

ところが、感覚適合転舵角δaは、上述したように、見込み横加速度Gdに応じて計算されるものであるため、左右前輪FW1,FW2が転舵し得る転舵範囲は見込み横加速度Gd(より詳しくは、最大横加速度Gmax)の大きさによって制限される。したがって、発生した横加速度が見込み横加速度Gd(最大横加速度Gmax)よりも大きい場合には、カウンタステアによって発生した車体横滑り角方向に左右前輪FW1,FW2を大きく転舵させようとしても、左右前輪FW1,FW2が十分に転舵できず、車両の基本性能を十分に発揮できない可能性がある。このため、感覚適合制御部40は、運転者によって操舵ハンドル11がカウンタステアされた場合、すなわち、大きな車体横滑り角βが発生した場合に、同発生した車体横滑り角βに応じて転舵し得るカウンタ転舵角δsを計算する。以下、このカウンタ転舵角δsの計算について詳細に説明する。   However, as described above, since the sensory-adapted turning angle δa is calculated according to the expected lateral acceleration Gd, the steering range in which the left and right front wheels FW1 and FW2 can be steered is the expected lateral acceleration Gd (more Specifically, it is limited by the magnitude of the maximum lateral acceleration Gmax). Therefore, if the generated lateral acceleration is larger than the expected lateral acceleration Gd (maximum lateral acceleration Gmax), the left and right front wheels can be steered greatly in the vehicle body side slip angle direction generated by the countersteer. There is a possibility that FW1 and FW2 cannot be sufficiently steered and the basic performance of the vehicle cannot be fully exhibited. For this reason, when the steering handle 11 is counter-steered by the driver, that is, when a large vehicle body side slip angle β is generated, the sensory adaptation control unit 40 can steer according to the generated vehicle body side slip angle β. The counter turning angle δs is calculated. Hereinafter, the calculation of the counter turning angle δs will be described in detail.

感覚適合制御部40の横滑り角演算部44は、車速センサ33によって検出された車速V、より詳しくは、車両の前後方向の車速Vxと車両の左右方向の車速Vyとを用いた下記式17に従って、車体横滑り角βを計算する。
β=tan−1(Vy/Vx) …式17
ただし、前記式17に従って計算される車体横滑り角βは絶対値を表しており、車体の前後方向に対して車両が左方向に移動するときに生じる車体横滑り角を正の値で表し、車両が右方向に移動するときに生じる車体横滑り角を負の値で表す。なお、車体横滑り角βの検出に際しては、直接的に車体横滑り角βを検出可能なセンサを用いることも可能である。
The skid angle calculation unit 44 of the sensory adaptation control unit 40 follows the following equation 17 using the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, more specifically, the vehicle speed Vx in the front-rear direction of the vehicle and the vehicle speed Vy in the left-right direction of the vehicle. Then, the vehicle body side slip angle β is calculated.
β = tan −1 (Vy / Vx) Equation 17
However, the vehicle body side slip angle β calculated according to the equation 17 represents an absolute value, and the vehicle body side slip angle generated when the vehicle moves leftward with respect to the longitudinal direction of the vehicle body is expressed as a positive value. The vehicle side slip angle that occurs when moving in the right direction is expressed as a negative value. In detecting the vehicle body side slip angle β, a sensor capable of directly detecting the vehicle body side slip angle β may be used.

この計算された車体横滑り角βは、最大操舵角演算部45に供給される。最大操舵角演算部45は、運転者によるカウンタステア時の回動操作可能範囲を拡大するために、操舵ハンドル11の拡大操舵角θmax0を下記式18に従って計算する。
θmax0=θmax+(j・β)・D …式18
ただし、前記式18中のθmaxは、上述したように、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づき決定される最大操舵角θmaxの絶対値を表しており、車体横滑り角βが正であれば最大操舵角θmaxも正となり、車体横滑り角βが負であれば最大操舵角θmaxも負となる。また、前記式18中のjは「1」以上に設定される定数である。さらに、Dは最大操舵角θmaxと、最大横加速度Gmaxで車両が旋回するときの左右前輪FW1,FW2の最大転舵角δmaxとの比すなわち転舵ギア比である。前記式18によれば、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定される最大操舵角θmaxに比して(j・β)・Dだけ大きな拡大操舵角θmax0を計算することができる。これにより、カウンタステアによって車両の旋回挙動を修正する場合、運転者はより大きく操舵ハンドル11を回動操作することができる。ここで、最大操舵角演算部45は、車体横滑り角βおよび検出操舵角θに基づいて、運転者によって操舵ハンドル11がカウンタステアされているときに、拡大操舵角θmax0を計算するようにしてもよい。そして、最大操舵角演算部45は、計算した拡大操舵角θmax0をカウンタ転舵角演算部46に供給する。
The calculated vehicle body side slip angle β is supplied to the maximum steering angle calculation unit 45. The maximum steering angle calculation unit 45 calculates an enlarged steering angle θmax0 of the steering handle 11 according to the following equation 18 in order to expand the range in which the driver can perform a turning operation during counter steering.
θmax0 = θmax + (j · β) · D Equation 18
However, θmax in the equation 18 represents the absolute value of the maximum steering angle θmax determined based on the Weber-Hefner law as described above. If the vehicle body side slip angle β is positive, the maximum steering angle θmax Becomes positive, and the maximum steering angle θmax becomes negative if the vehicle body side slip angle β is negative. Further, j in the equation 18 is a constant set to “1” or more. Further, D is a ratio between the maximum steering angle θmax and the maximum turning angle δmax of the left and right front wheels FW1, FW2 when the vehicle turns at the maximum lateral acceleration Gmax, that is, a turning gear ratio. According to Equation 18, an enlarged steering angle θmax0 that is larger by (j · β) · D than the maximum steering angle θmax determined based on the Weber-Hefner's law can be calculated. Thereby, when correcting the turning behavior of the vehicle by the counter steer, the driver can turn the steering handle 11 more greatly. Here, the maximum steering angle calculation unit 45 may calculate the enlarged steering angle θmax0 when the steering handle 11 is counter-steered by the driver based on the vehicle body side slip angle β and the detected steering angle θ. Good. Then, the maximum steering angle calculation unit 45 supplies the calculated enlarged steering angle θmax0 to the counter turning angle calculation unit 46.

カウンタ転舵角演算部46は、供給された拡大操舵角θmax0に対応して、左右前輪FW1,FW2の転舵範囲を拡大するために、最大転舵角δmax0を計算して設定する。そして、カウンタ転舵角演算部46は、操舵角センサ31によって検出された操舵角θを用いて、最大操舵角θmax以上に操舵ハンドル11が回動操作されるカウンタステア時のカウンタ転舵角δsを計算する。具体的に説明すると、カウンタ転舵角演算部46は、下記式19に従い、計算された拡大操舵角θmax0に対応する最大転舵角δmax0を計算する。
δmax0=δmax+(θmax0−θmax)/D …式19
ここで、前記式19に対して、前記式18を代入して式を整理すると、下記式20が成立する。
δmax0=δmax+j・β …式20
ただし、前記式19,20中のδmaxは、左右前輪FW1,FW2の最大転舵角δmaxの絶対値を表す。そして、車体横滑り角βが正であれば最大転舵角δmaxも正となり、車体横滑り角βが負であれば最大転舵角δmaxも負となる。そして、前記式20によれば、最大転舵角δmax0は、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定される最大転舵角δmaxに比してj・βだけ大きな値となる。したがって、左右前輪FW1,FW2の転舵範囲は、j・βだけ拡大される。
The counter turning angle calculation unit 46 calculates and sets the maximum turning angle δmax0 in order to expand the turning range of the left and right front wheels FW1 and FW2 corresponding to the supplied enlarged steering angle θmax0. Then, the counter turning angle calculation unit 46 uses the steering angle θ detected by the steering angle sensor 31 to counter the counter turning angle δs at the time of counter steering when the steering handle 11 is rotated more than the maximum steering angle θmax. Calculate Specifically, the counter turning angle calculation unit 46 calculates the maximum turning angle δmax0 corresponding to the calculated enlarged steering angle θmax0 according to the following equation 19.
δmax0 = δmax + (θmax0−θmax) / D Equation 19
Here, when the equation 18 is substituted into the equation 19 and rearranged, the following equation 20 is established.
δmax0 = δmax + j · β Equation 20
However, δmax in the equations 19 and 20 represents the absolute value of the maximum turning angle δmax of the left and right front wheels FW1 and FW2. When the vehicle body side slip angle β is positive, the maximum turning angle δmax is also positive. When the vehicle body side slip angle β is negative, the maximum steering angle δmax is also negative. According to Equation 20, the maximum turning angle δmax0 is a value that is larger by j · β than the maximum turning angle δmax determined based on the Weber-Hefner law. Therefore, the turning range of the left and right front wheels FW1, FW2 is enlarged by j · β.

そして、カウンタ転舵角演算部46は、運転者によってカウンタステアされたときの、より詳しくは、車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θが最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であるときのカウンタ転舵角δsを、転舵角変換部43によって計算された感覚適合転舵角δaを用いた下記式21に従って計算する。
δs=δa+(θ−θmax)/D (θmax<|θ|≦θmax0) …式21
ただし、前記式21中のθ,θmaxは、ぞれぞれ絶対値を表す。そして、前記式21によれば、運転者によるカウンタステアに応じて計算されるカウンタ転舵角δsは車体横滑り角βの発生方向における感覚適合転舵角δaよりも大きい値となる。すなわち、運転者によって操舵ハンドル11がカウンタステアされている状態では、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づき決定される最大転舵角δmaxよりも大きな最大転舵角δmax0によって決定される拡大された転舵範囲内にてカウンタ転舵角δsが計算される。そして、このように計算されたカウンタ転舵角δsは、転舵角決定部47に供給される。
The counter turning angle calculation unit 46, when counter-steered by the driver, more specifically, the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax in the generation direction of the vehicle body side slip angle β, and the enlarged steering angle θmax0. The counter turning angle δs when the following is true is calculated according to the following equation 21 using the sensory-adapted turning angle δa calculated by the turning angle conversion unit 43.
δs = δa + (θ−θmax) / D (θmax <| θ | ≦ θmax0) Equation 21
However, θ and θmax in the equation 21 represent absolute values, respectively. According to the equation 21, the counter turning angle δs calculated according to the counter steer by the driver is a value larger than the sense-adapted turning angle δa in the direction in which the vehicle body side slip angle β is generated. In other words, in a state where the steering handle 11 is counter-steered by the driver, the expanded turning range determined by the maximum turning angle δmax0 larger than the maximum turning angle δmax determined based on the Weber-Hefner's law. The counter turning angle δs is calculated. Then, the counter turning angle δs calculated in this way is supplied to the turning angle determination unit 47.

転舵角決定部47は、車両の旋回状態、より詳しくは、車両に生じた車体横滑り角βの大きさと運転者による操舵ハンドル11の回動操作状態とに応じて、感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを目標転舵角δhとして決定する。すなわち、転舵角決定部47は、操舵角センサ31から操舵角θを入力するとともに横滑り角演算部44から車体横滑り角βをも入力しており、これら入力した操舵角θと車体横滑り角βとに基づいて感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを目標転舵角δhとして決定する。   The steered angle determining unit 47 determines the sensation-adapted steered angle δa according to the turning state of the vehicle, more specifically, the magnitude of the vehicle body side slip angle β generated in the vehicle and the turning operation state of the steering handle 11 by the driver. Alternatively, the counter turning angle δs is determined as the target turning angle δh. That is, the turning angle determination unit 47 inputs the steering angle θ from the steering angle sensor 31 and also inputs the vehicle body side slip angle β from the side slip angle calculation unit 44, and these input steering angle θ and vehicle side slip angle β Based on the above, the sensory-adapted turning angle δa or the counter turning angle δs is determined as the target turning angle δh.

具体的に説明すると、転舵角決定部47は、入力した車体横滑り角βの絶対値の大きさが予め設定された所定値mよりも大きく、かつ、入力した操舵角θの符号に基づき中立位置に対して車体横滑り角βの発生方向に操舵ハンドル11が回動操作されているすなわちカウンタステア状態であれば、カウンタ転舵角δsを選択し、目標転舵角δhとして決定する。なお、本実施形態においては、運転者によるカウンタステアを判定する条件としては、車体横滑り角βの符号と検出操舵角θの符号との乗算結果が正となる条件である。   More specifically, the turning angle determination unit 47 determines that the absolute value of the input vehicle slip angle β is greater than a predetermined value m set in advance and is neutral based on the input sign of the steering angle θ. If the steering handle 11 is being rotated in the direction in which the vehicle body side slip angle β is generated with respect to the position, that is, if it is in the counter steer state, the counter turning angle δs is selected and determined as the target turning angle δh. In the present embodiment, the condition for determining the counter steer by the driver is a condition in which the multiplication result of the sign of the vehicle body side slip angle β and the sign of the detected steering angle θ is positive.

一方、入力した車体横滑り角βの絶対値の大きさが所定値mよりも小さい状態、または、入力した操舵角θの符号に基づき中立位置に対して車体横滑り角βの発生方向とは逆方向に操舵ハンドル11が回動操作されている状態であれば、転舵角決定部47は、感覚適合転舵角δaを選択し、目標転舵角δhとして決定する。このように、目標転舵角δhを決定すると、転舵角決定部47は、目標転舵角δhを転舵制御部50に供給する。   On the other hand, the absolute value of the input vehicle slip angle β is smaller than the predetermined value m, or the direction opposite to the direction in which the vehicle slip angle β is generated with respect to the neutral position based on the sign of the input steering angle θ. If the steering handle 11 is being turned, the steering angle determination unit 47 selects the sensory adaptation steering angle δa and determines it as the target steering angle δh. As described above, when the target turning angle δh is determined, the turning angle determination unit 47 supplies the target turning angle δh to the turning control unit 50.

転舵制御部50においては、転舵角補正部51が目標転舵角δhを取得する。転舵角補正部51は、トルク−横加速度変換部42から見込み横加速度Gdを入力するとともに、横加速度センサ34によって検出された実横加速度Gをも入力しており、下記式22の演算を実行して入力した目標転舵角δhを補正し、補正目標転舵角δhaを計算する。
δha=δh+K3・(Gd−G) …式22
ただし、係数K3は予め決められた正の定数であり、実横加速度Gが見込み横加速度Gdに満たない場合には、補正目標転舵角δhaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実横加速度Gが見込み横加速度Gdを超える場合には、補正目標転舵角δhaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み横加速度Gdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角がより精度よく確保される。なお、本実施形態においては、転舵角補正部51は、転舵角決定部47によって感覚適合転舵角δaが目標転舵角δhとして決定された場合に目標転舵角δh(感覚適合転舵角δa)を補正計算して補正目標転舵角δhaとして出力するものとし、カウンタ転舵角δsが目標転舵角δhとして決定された場合には、目標転舵角δh(カウンタ転舵角δs)を補正計算することなく補正目標転舵角δhaとして出力する。
In the turning control unit 50, the turning angle correction unit 51 acquires the target turning angle δh. The turning angle correction unit 51 receives the expected lateral acceleration Gd from the torque-lateral acceleration conversion unit 42 and also the actual lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 34, and calculates the following equation (22). The target turning angle δh input after execution is corrected, and the corrected target turning angle δha is calculated.
δha = δh + K3 · (Gd−G) Equation 22
However, the coefficient K3 is a positive constant determined in advance, and when the actual lateral acceleration G is less than the expected lateral acceleration Gd, the coefficient K3 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle Δha increases. When the actual lateral acceleration G exceeds the expected lateral acceleration Gd, the correction target turning angle δha is corrected so that the absolute value becomes smaller. By this correction, the turning angles of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected lateral acceleration Gd are more accurately ensured. In the present embodiment, the turning angle correction unit 51 sets the target turning angle δh (sensory adaptive turning angle) when the turning angle determination unit 47 determines the sensory fitting turning angle δa as the target turning angle δh. When the counter turning angle δs is determined as the target turning angle δh, the target turning angle δh (counter turning angle) is calculated. (δs) is output as the corrected target turning angle δha without performing correction calculation.

この計算された補正目標転舵角δhaは、駆動制御部52に供給される。駆動制御部52においては、転舵角センサ32によって検出された実転舵角δを入力し、左右前輪FW1,FW2が補正目標転舵角δhaに転舵されるように転舵アクチュエータ21内の電動モータの回転をフィードバック制御する。また、駆動制御部52は、駆動回路37から同電動モータに流れる駆動電流も入力し、転舵トルクに対応した大きさの駆動電流が同電動モータに適切に流れるように駆動回路37をフィードバック制御する。この転舵アクチュエータ21内の電動モータの駆動制御により、同電動モータの回転は、転舵出力軸22を介してピニオンギア23に伝達され、ピニオンギア23によりラックバー24を軸線方向に変位させる。そして、このラックバー24の軸線方向の変位により、左右前輪FW1,FW2は補正目標転舵角δhaに転舵される。   The calculated corrected target turning angle δha is supplied to the drive control unit 52. In the drive control unit 52, the actual turning angle δ detected by the turning angle sensor 32 is input, and the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered to the corrected target turning angle δha. Feedback control of the rotation of the electric motor. The drive control unit 52 also inputs a drive current that flows from the drive circuit 37 to the electric motor, and feedback-controls the drive circuit 37 so that a drive current having a magnitude corresponding to the steering torque appropriately flows to the electric motor. To do. By the drive control of the electric motor in the steering actuator 21, the rotation of the electric motor is transmitted to the pinion gear 23 via the steering output shaft 22, and the rack bar 24 is displaced in the axial direction by the pinion gear 23. Then, due to the displacement of the rack bar 24 in the axial direction, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered to the corrected target turning angle δha.

次に、反力制御部60を説明する。操舵角センサ31によって検出された操舵角θは、変位−トルク変換部61に供給される。変位−トルク変換部61は、前記式1,2と同様な下記式23,24に従って反力トルクTzを計算する。この反力トルクTzの計算においても、式23に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「0」のときに反力トルクTzが「0」となり、かつ、式24の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tz=a・θ (|θ|<θz) …式23
Tz=To・exp(K1・θ) (θz≦|θ|≦θmax) …式24
この場合も、式23中のaは一次関数の傾きを表す定数である。また、式24中のTo,K1は、前記式2と同様な定数である。さらに、前記式23および式24中の操舵角θは、前記検出操舵角θの絶対値を表しているものとし、検出操舵角θが正であれば定数aおよび定数Toを負の値とするとともに、検出操舵角θが負であれば定数aおよび定数Toを前記負の定数aおよび定数Toと同じ絶対値を有する正の値とする。なお、この場合も、前記式23,24の演算に代えて、操舵角θに対する反力トルクTzを記憶した図6に示すような特性の変換テーブルを用いて、反力トルクTzを計算するようにしてもよい。
Next, the reaction force control unit 60 will be described. The steering angle θ detected by the steering angle sensor 31 is supplied to the displacement-torque converter 61. The displacement-torque converter 61 calculates the reaction force torque Tz according to the following equations 23 and 24 similar to the equations 1 and 2. Also in the calculation of the reaction torque Tz, Equation 23 is not limited to a linear function. When the steering angle θ is “0”, the reaction force torque Tz becomes “0”, and As long as the function is continuously connected to the exponential function, various functions can be adopted.
Tz = a · θ (| θ | <θz) Equation 23
Tz = To · exp (K1 · θ) (θz ≦ | θ | ≦ θmax) Equation 24
Also in this case, a in Expression 23 is a constant representing the slope of the linear function. In addition, To and K1 in Expression 24 are constants similar to those in Expression 2. Further, the steering angle θ in the equations 23 and 24 represents the absolute value of the detected steering angle θ. If the detected steering angle θ is positive, the constant a and the constant To are negative values. If the detected steering angle θ is negative, the constant a and the constant To are set to positive values having the same absolute value as the negative constant a and the constant To. In this case as well, the reaction force torque Tz is calculated using a conversion table having a characteristic as shown in FIG. 6 in which the reaction force torque Tz with respect to the steering angle θ is stored instead of the calculations of the equations 23 and 24. It may be.

また、反力制御部60は、運転者によって操舵ハンドル11がカウンタステアされたときに適切な反力を付与するために、横滑り角演算部62、最大操舵角演算部63およびカウンタ反力トルク演算部64を備えている。横滑り角演算部62は、前記式17と同様な下記式25に従って車体横滑り角βを計算する。
β=tan−1(Vy/Vx) …式25
ただし、前記式25によって計算される車体横滑り角βは絶対値を表すものである。また、前記式25中のVx,Vyは、前記式18と同様に、車速センサ33によって検出された車速Vに基づく車両の前後方向の車速と車両の左右方向の車速をそれぞれ表すものである。
Further, the reaction force control unit 60 applies a side reaction angle calculation unit 62, a maximum steering angle calculation unit 63, and a counter reaction force torque calculation in order to give an appropriate reaction force when the steering handle 11 is counter-steered by the driver. A portion 64 is provided. The side slip angle calculation unit 62 calculates the vehicle body side slip angle β according to the following equation 25 similar to the equation 17.
β = tan −1 (Vy / Vx) Equation 25
However, the vehicle body side slip angle β calculated by the equation 25 represents an absolute value. Further, Vx and Vy in the equation 25 represent the vehicle speed in the front-rear direction of the vehicle and the vehicle speed in the left-right direction of the vehicle based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, as in the equation 18.

また、最大操舵角演算部63は、前記式18と同様な下記式26に従って、運転者によるカウンタステア時における操舵ハンドル11の拡大操舵角θmax0を計算する。
θmax0=θmax+(j・β)・D …式26
ただし、前記式26中のθmaxも、前記式18と同様に、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づき決定される最大操舵角の絶対値を表しており、車体横滑り角βが正であれば最大操舵角θmaxも正となり、車体横滑り角βが負であれば最大操舵角θmaxも負となる。また、前記式26中のjも、前記式18と同様の「1」以上に設定される定数であり、Dも最大操舵角θmaxと左右前輪FW1,FW2の最大転舵角δmaxとの比すなわち転舵ギア比である。そして、最大操舵角演算部63は、計算した拡大操舵角θmax0をカウンタ反力トルク演算部64に供給する。
Further, the maximum steering angle calculation unit 63 calculates an enlarged steering angle θmax0 of the steering handle 11 at the time of counter steering by the driver according to the following equation 26 similar to the equation 18.
θmax0 = θmax + (j · β) · D Equation 26
However, θmax in the equation (26) also represents the absolute value of the maximum steering angle determined based on the Weber-Hefner law, as in the equation (18). If the vehicle body side slip angle β is positive, the maximum steering angle is obtained. θmax is also positive, and the maximum steering angle θmax is negative if the vehicle body side slip angle β is negative. Also, j in the equation 26 is a constant set to “1” or more as in the equation 18, and D is also a ratio between the maximum steering angle θmax and the maximum turning angle δmax of the left and right front wheels FW1, FW2. Steering gear ratio. Then, the maximum steering angle calculator 63 supplies the calculated enlarged steering angle θmax0 to the counter reaction force torque calculator 64.

カウンタ反力トルク演算部64は、最大操舵角演算部63によって拡大された回動操作可能範囲内における運転者のカウンタステアに対して付与する反力トルクTsを計算する。このことを以下に具体的に説明する。   The counter reaction force torque calculation unit 64 calculates a reaction force torque Ts to be applied to the driver's counter steer within the range in which the turning operation can be expanded by the maximum steering angle calculation unit 63. This will be specifically described below.

上述したように、車両に大きな車体横滑り角βが生じたときに、運転者によってカウンタステアされると、ウェーバー・ヘフナーの法則によって決定される最大操舵角θmaxよりも大きな操舵角θが入力される。このため、カウンタ反力トルク演算部64は、カウンタステア時に運転者が操舵ハンドル11に対して入力し得る拡大操舵角θmax0に対応する最大反力トルクTsmaxを下記式27に従って計算する。
Tsmax=Tzmax+c・(θmax0−θmax) …式27
ただし、前記式27中のTzmaxは、変位−トルク変換部61によってウェーバー・ヘフナーの法則に基づき計算される反力トルクTzの最大値すなわち操舵角θが最大操舵角θmaxとなったときの反力トルクTzの絶対値を表す。また、前記式27中のcは正の定数であり、前記式27中のθmax0およびθmaxはそれぞれ絶対値を表す。そして、前記式27によれば、カウンタステア時に付与される最大反力トルクTsmaxは、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定される最大の反力トルクTzmaxから一次関数的に増加する計算される。
As described above, when a large vehicle body side slip angle β occurs in the vehicle, if the vehicle is counter-steered, a steering angle θ larger than the maximum steering angle θmax determined by Weber-Hefner's law is input. . Therefore, the counter reaction force torque calculation unit 64 calculates the maximum reaction force torque Tsmax corresponding to the enlarged steering angle θmax0 that can be input to the steering wheel 11 by the driver during the counter steer according to the following equation (27).
Tsmax = Tzmax + c · (θmax0−θmax) Equation 27
However, Tzmax in the equation 27 is the reaction force when the maximum value of the reaction torque Tz calculated by the displacement-torque converter 61 based on the Weber-Hefner law, that is, the steering angle θ becomes the maximum steering angle θmax. Represents the absolute value of torque Tz. Further, c in the equation 27 is a positive constant, and θmax0 and θmax in the equation 27 each represent an absolute value. Then, according to the equation 27, the maximum reaction force torque Tsmax applied during counter-steering is calculated so as to increase linearly from the maximum reaction force torque Tzmax determined based on Weber-Hefner's law.

そして、カウンタ反力トルク演算部64は、運転者によってカウンタステアされたときの、より詳しくは、車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θが最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であるときのカウンタ反力トルクTsを、変位−トルク変換部61によって計算された反力トルクTzmaxを用いた下記式28に従って計算する。
Ts=Tzmax+c・(θ−θmax) (θmax<|θ|≦θmax0) …式28
ただし、前記式28中のTzmaxは、前記式27と同様に、変位−トルク変換部61によって計算された最大の反力トルクTzの絶対値を表す。また、前記式28中のθは、操舵角センサ31によって検出された操舵角θの絶対値を表す。そして、前記式28によれば、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であれば、車体横滑り角βの発生方向におけるカウンタ反力トルクTsは一次関数的に変化するものとなる。
The counter reaction torque calculation unit 64, when counter-steered by the driver, more specifically, the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax in the direction in which the vehicle body side slip angle β is generated, and the enlarged steering angle θmax0. The counter reaction torque Ts is calculated according to the following formula 28 using the reaction torque Tzmax calculated by the displacement-torque converter 61.
Ts = Tzmax + c · (θ−θmax) (θmax <| θ | ≦ θmax0) Equation 28
However, Tzmax in the equation 28 represents the absolute value of the maximum reaction force torque Tz calculated by the displacement-torque converter 61 as in the equation 27. In the equation 28, θ represents the absolute value of the steering angle θ detected by the steering angle sensor 31. According to Equation 28, if the absolute value of the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax and less than or equal to the enlarged steering angle θmax0, the counter reaction torque Ts in the direction in which the vehicle body side slip angle β is generated is linear function-like. Will change.

ここで、検出操舵角θが拡大操舵角θmax0を超えると、それ以上の回動操作を抑制するためのロック反力トルクTlが下記式29に従って計算される。
Tl=Tsmax+((Tlim−Tsmax)/(θlim−θmax0))・(θ−θmax0) (θmax0<|θ|<θlim) …式29
ただし、前記式29中のTlimはシステム上付与し得る最大の反力トルクである。また、前記式29中のθlimはシステム上回動し得る最大の操舵角である。なお、これらのカウンタ反力トルクTsおよびロック反力トルクTlの計算する場合も、前記式28,29の演算に代えて、操舵角θに対するカウンタ反力トルクTsおよび破線で示すロック反力トルクTlを記憶した図6に示すような特性の変換テーブルを用いて、カウンタ反力トルクTsおよびロック反力トルクTlを計算するようにしてもよい。
Here, when the detected steering angle θ exceeds the enlarged steering angle θmax0, a lock reaction force torque Tl for suppressing further turning operation is calculated according to the following equation 29.
Tl = Tsmax + ((Tlim−Tsmax) / (θlim−θmax0)) · (θ−θmax0) (θmax0 <| θ | <θlim)
However, Tlim in the formula 29 is the maximum reaction force torque that can be applied in the system. Further, θlim in the equation 29 is the maximum steering angle that can be rotated on the system. When calculating the counter reaction torque Ts and the lock reaction force torque Tl, the counter reaction torque Ts with respect to the steering angle θ and the lock reaction force torque Tl indicated by a broken line can be used instead of the calculations of the equations 28 and 29. The counter reaction force torque Ts and the lock reaction force torque Tl may be calculated using a characteristic conversion table as shown in FIG.

このように、拡大された回動操作可能範囲内で、前記式28に従って計算されるカウンタ反力トルクTsが付与されることにより、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定された最大操舵角θmax以上に操舵ハンドル11を回動操作することができる。一方、検出操舵角θが拡大操舵角θmax0を超えると、前記式29に従って計算される極めて大きなロック反力トルクTlが付与される。これにより、適切な操舵ハンドル11の回動操作可能範囲を決定することができる。そして、このように計算されたカウンタ反力トルクTsおよびロック反力トルクTlは、反力トルク決定部65に供給される。   In this way, the counter reaction force torque Ts calculated according to the above equation 28 is applied within the expanded range of possible rotation operation, so that the driver can perform the maximum steering determined based on the Weber-Hefner law. The steering handle 11 can be turned over the angle θmax. On the other hand, when the detected steering angle θ exceeds the enlarged steering angle θmax0, an extremely large lock reaction force torque Tl calculated according to the equation 29 is applied. Thereby, it is possible to determine an appropriate range in which the steering handle 11 can be rotated. Then, the counter reaction force torque Ts and the lock reaction force torque Tl calculated in this way are supplied to the reaction force torque determination unit 65.

反力トルク決定部65は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作状態、より詳しくは、操舵角センサ31によって検出された操舵角θの大きさに応じて、反力トルクTz、カウンタ反力トルクTsまたはロック反力トルクTlのうちから選択したトルクを目標反力トルクThとして決定する。すなわち、反力トルク決定部65は、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmax以下であれば、反力トルクTzを目標反力トルクThとして決定する。また、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であれば、カウンタ反力トルクTsを目標反力トルクThとして決定する。さらに、検出操舵角θの絶対値が拡大操舵角θmax0よりも大きければ、ロック反力トルクTlを目標反力トルクThとして決定する。   The reaction force torque determination unit 65 determines the reaction force torque Tz, the counter reaction force according to the turning operation state of the steering handle 11 by the driver, more specifically, according to the magnitude of the steering angle θ detected by the steering angle sensor 31. A torque selected from the torque Ts or the lock reaction force torque Tl is determined as the target reaction force torque Th. That is, the reaction force torque determining unit 65 determines the reaction force torque Tz as the target reaction force torque Th if the absolute value of the detected steering angle θ is equal to or less than the maximum steering angle θmax. If the absolute value of the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax and not larger than the enlarged steering angle θmax0, the counter reaction force torque Ts is determined as the target reaction force torque Th. Furthermore, if the absolute value of the detected steering angle θ is larger than the enlarged steering angle θmax0, the lock reaction force torque Tl is determined as the target reaction force torque Th.

このように決定された目標反力トルクThは、駆動制御部66に供給される。駆動制御部66は、駆動回路36から反力アクチュエータ13内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに目標反力トルクThに対応した駆動電流が流れるように駆動回路36をフィードバック制御する。この反力アクチュエータ13内の電動モータの駆動制御により、同電動モータは、操舵入力軸12を介して操舵ハンドル11に目標反力トルクThを付与する。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の回動操作を開始し、操舵角θが操舵角θz未満のときは一次関数的に変化する反力トルクTzを感じ、また、操舵角θが操舵角θz以上最大操舵角θmax未満のときは指数関数的に変化する反力トルクTzを感じながら、操舵ハンドル11を回動操作することになる。さらに、最大操舵角θmax以上拡大操舵角θmax0未満のときには、言い換えれば、運転者によって操舵ハンドル11がカウンタステアされているときには、一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsを感じながら操舵ハンドル11を回動操作することになる。   The target reaction force torque Th determined in this way is supplied to the drive control unit 66. The drive control unit 66 inputs a drive current flowing from the drive circuit 36 to the electric motor in the reaction force actuator 13, and feedback-controls the drive circuit 36 so that a drive current corresponding to the target reaction force torque Th flows to the electric motor. To do. By the drive control of the electric motor in the reaction force actuator 13, the electric motor applies a target reaction force torque Th to the steering handle 11 via the steering input shaft 12. Therefore, the driver starts the turning operation of the steering handle 11, and when the steering angle θ is less than the steering angle θz, the driver feels a reaction force torque Tz that changes in a linear function, and the steering angle θ is the steering angle θz. When the steering angle is less than the maximum steering angle θmax, the steering handle 11 is turned while feeling the reaction force torque Tz that changes exponentially. Furthermore, when the steering wheel 11 is counter-steered by the driver when the steering angle is greater than or equal to the maximum steering angle θmax and less than the enlarged steering angle θmax0, the steering handle 11 is moved while feeling the counter reaction torque Ts that changes linearly. It will rotate.

具体的に説明すると、運転者が操舵ハンドル11を中立位置から回動操作すると、所定の操舵角θz未満であれば、前記式23に従ってすなわち検出操舵角θに対して一次関数的に変化する反力トルクTzが計算される。そして、検出操舵角θが所定の操舵角θz以上最大操舵角θmax以下であれば、前記式24に従ってすなわち検出操舵角θに対して指数関数的に変化する反力トルクTzが計算される。このとき、所定の操舵角θzにて、反力トルクTzが前記式23に従う計算から前記式24に従う計算に変更されるときには、前記式23すなわち一次関数と前記式24すなわち指数関数とが連続的に接続されるため、運転者は、前記変更に伴う反力トルクTzの違和感を覚えることがない。そして、検出操舵角θが最大操舵角θmax以下のときには、操舵角θと反力トルクTzの関係が上述したウェーバー・ヘフナーの法則に従うものとなるため、運転者は、操舵ハンドル11から人間の知覚特性に合った感覚を受けながら、操舵ハンドル11を回動操作できる。   More specifically, when the driver turns the steering handle 11 from the neutral position, if it is less than the predetermined steering angle θz, it changes according to the equation 23, that is, a linear function with respect to the detected steering angle θ. The force torque Tz is calculated. If the detected steering angle θ is not less than the predetermined steering angle θz and not more than the maximum steering angle θmax, the reaction force torque Tz that varies exponentially with respect to the detected steering angle θ is calculated according to the equation 24. At this time, when the reaction torque Tz is changed from the calculation according to the equation 23 to the calculation according to the equation 24 at a predetermined steering angle θz, the equation 23, that is, the linear function and the equation 24, that is, the exponential function are continuously obtained. Therefore, the driver does not feel uncomfortable with the reaction torque Tz accompanying the change. When the detected steering angle θ is less than or equal to the maximum steering angle θmax, the relationship between the steering angle θ and the reaction torque Tz follows the above-mentioned Weber-Hefner law. The steering handle 11 can be rotated while receiving a sense that matches the characteristics.

また、検出操舵角θがウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定された最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下のときには、前記式28に従って操舵角θに対して一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsが計算される。ここで、カウンタ反力トルクTsが計算されない場合を想定すると、前記式24に従って、反力トルクTzが計算される。ところで、反力トルクTzは操舵角θの増加に対して指数関数的に増加するため、最大操舵角θmax以上に操舵ハンドル11が回動操作された場合には、運転者は極めて大きな反力を知覚し、良好な操舵ハンドル11の操作性が阻害される。これに対して、カウンタ反力トルクTsが計算された場合には、最大操舵角θmax以上で、一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsを知覚する。したがって、操舵角θの回動操作可能範囲が拡大された場合であっても、運転者は、操舵ハンドル11を回動操作することができる。さらに、検出操舵角θが拡大操舵角θmax0を超える場合には、前記式29に従ってロック反力トルクTlが付与される。したがって、拡大された回動操作可能範囲を適切に確保できる。   Further, when the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax determined based on the Weber-Hefner's law and equal to or smaller than the enlarged steering angle θmax0, a counter that changes linearly with respect to the steering angle θ according to the equation 28. The reaction torque Ts is calculated. Here, assuming that the counter reaction force torque Ts is not calculated, the reaction force torque Tz is calculated according to the equation 24. By the way, the reaction torque Tz increases exponentially with respect to the increase in the steering angle θ. Therefore, when the steering handle 11 is turned more than the maximum steering angle θmax, the driver exerts an extremely large reaction force. It is perceived and the operability of the steering wheel 11 is hindered. On the other hand, when the counter reaction force torque Ts is calculated, the counter reaction force torque Ts that changes in a linear function at the maximum steering angle θmax or more is perceived. Therefore, even when the range in which the steering angle θ can be rotated is expanded, the driver can rotate the steering handle 11. Further, when the detected steering angle θ exceeds the enlarged steering angle θmax0, the lock reaction force torque Tl is applied according to the equation 29. Therefore, it is possible to appropriately secure the enlarged range of possible rotation operation.

以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、旋回状態にある車両に大きな車体横滑り角βが発生して車両の旋回挙動が乱れた場合には、拡大操舵角θmax0を計算することができ、運転者による操舵ハンドル11の回動操作可能範囲を拡大することができる。そして、この拡大操舵角θmax0に対応して、左右前輪FW1,FW2の転舵範囲も最大転舵角δmax0を計算することによって拡大することができる。これにより、旋回状態にある車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者は、拡大された回動操作可能範囲内で操舵ハンドル11を回動操作することによって、拡大された転舵範囲内で左右前輪FW1,FW2を容易に転舵させることができる。そして、拡大された回動操作可能範囲内にて運転者によって入力された操舵角θ、すなわち、運転者が旋回挙動を修正するために入力した操舵角θに基づいてカウンタ転舵角δsを計算することができる。   As can be understood from the above description, according to the present embodiment, when the vehicle body side slip angle β is generated in the vehicle in the turning state and the turning behavior of the vehicle is disturbed, the enlarged steering angle θmax0 is calculated. The range in which the driver can rotate the steering handle 11 can be expanded. Corresponding to this enlarged steering angle θmax0, the turning range of the left and right front wheels FW1, FW2 can be enlarged by calculating the maximum turning angle δmax0. As a result, when the turning behavior of the vehicle in a turning state is disturbed, the driver turns the steering handle 11 within the enlarged turnable range so that the inside of the enlarged turning range is reached. Thus, the left and right front wheels FW1, FW2 can be easily steered. Then, the counter turning angle δs is calculated based on the steering angle θ input by the driver within the expanded range of possible rotation operation, that is, the steering angle θ input by the driver to correct the turning behavior. can do.

また、車両の旋回挙動が乱れていない場合には、運転者が操舵ハンドル11に入力した操舵角θは、操舵トルクTdに変換され、さらに、見込み横加速度Gdに変換される。この変換された見込み横加速度Gdに基づいて、同見込み横加速度Gdで車両が運動するために必要な感覚適合転舵角δaを計算することができる。そして、車体横滑り角βが大きく、かつ、運転者によってカウンタステアされていれば、目標転舵角δhとしてカウンタ転舵角δsを選択して決定することができ、車体横滑り角βが小さい、または、運転者によってカウンタステアされていなれば、目標転舵角δhとして感覚適合転舵角δaを選択して決定することができる。したがって、通常走行時においては、運転者は人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル11を操作することができ、カウンタステア時においては、運転者は、極めて容易に車両の旋回挙動を修正することができる。   When the turning behavior of the vehicle is not disturbed, the steering angle θ input by the driver to the steering handle 11 is converted into the steering torque Td and further converted into the expected lateral acceleration Gd. Based on the converted expected lateral acceleration Gd, the sensory-adapted turning angle δa necessary for the vehicle to move at the estimated lateral acceleration Gd can be calculated. If the vehicle body side slip angle β is large and counter-steered by the driver, the counter turning angle δs can be selected and determined as the target turning angle δh, and the vehicle body side slip angle β is small, or If it is not counter-steered by the driver, the sense-adapted turning angle δa can be selected and determined as the target turning angle δh. Therefore, during normal driving, the driver can operate the steering handle 11 in accordance with human perceptual characteristics, and during counter-steering, the driver can very easily correct the turning behavior of the vehicle. it can.

また、最大操舵角θmax以下で操舵ハンドル11が回動操作されたときにおいては、指数関数的に変化する反力トルクTzを操舵ハンドル11に付与することができ、カウンタステアされたときにおいては、一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsを操舵ハンドル11に付与することができる。これにより、操舵ハンドル11をカウンタステアする場合であっても、運転者は、適切な反力を知覚しながら、極めて容易に操舵ハンドル11を操作することができる。   Further, when the steering handle 11 is turned at a maximum steering angle θmax or less, a reaction force torque Tz that changes exponentially can be applied to the steering handle 11, and when it is counter-steered, A counter reaction torque Ts that changes in a linear function can be applied to the steering handle 11. Thereby, even when the steering handle 11 is counter-steered, the driver can operate the steering handle 11 very easily while perceiving an appropriate reaction force.

a.第1変形例
上記実施形態においては、検出操舵角θが最大操舵角θmax以下のとき(以下、この場合を通常操舵時という)には、前記式23,24に従って計算される反力トルクTzが付与され、車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θが最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下のとき(以下、この場合をカウンタステア時という)には、前記式28に従って計算されるカウンタ反力トルクTsを付与するように実施した。
a. First Modification In the above embodiment, when the detected steering angle θ is equal to or smaller than the maximum steering angle θmax (hereinafter, this case is referred to as normal steering), the reaction force torque Tz calculated according to the equations 23 and 24 is When the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax and smaller than or equal to the enlarged steering angle θmax0 in the direction in which the vehicle body side slip angle β is generated (hereinafter, this is referred to as counter-steering), the calculation is performed according to Equation 28 above. The counter reaction torque Ts to be applied was applied.

この場合、車両に十分大きな車体横滑り角βが発生することを想定する、言い換えれば、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて予め決定する最大横加速度Gmaxを十分大きな値に設定することにより、前記式24によって計算される反力トルクTzをシステム上操舵し得る最大の操舵角θlimまで計算するようにしておく。そして、この計算された反力トルクに対して、通常操舵時における操舵範囲を決定するロック反力トルクと、カウンタステア時における操舵範囲を決定するロック反力トルクを付与するように実施することも可能である。以下、この第1変形例について詳細に説明する。   In this case, assuming that a sufficiently large vehicle body side slip angle β is generated in the vehicle, in other words, by setting the maximum lateral acceleration Gmax determined in advance based on the Weber-Hefner law to a sufficiently large value, Is calculated up to the maximum steering angle θlim that can be steered on the system. The calculated reaction force torque may be applied with a lock reaction force torque that determines the steering range during normal steering and a lock reaction force torque that determines the steering range during counter-steering. Is possible. Hereinafter, this first modification will be described in detail.

この第1変形例においては、変位−トルク変換部61は、前記式23,24と同様な下記式30,31を用いて、操舵角θz未満において一次関数的に変化し、操舵角θz以上操舵角θlim未満において指数関数的に変化する反力トルクTzを計算する。
Tz=a・θ (|θ|<θz) …式30
Tz=To・exp(K1・θ) (θz≦|θ|<θlim) …式31
なお、前記式30,31におけるa,To,K1については、前記式23,24と同様な定数である。
In this first modified example, the displacement-torque converter 61 changes in a linear function below the steering angle θz using the following equations 30 and 31 similar to the equations 23 and 24, and steers more than the steering angle θz. The reaction torque Tz that changes exponentially below the angle θlim is calculated.
Tz = a · θ (| θ | <θz) Equation 30
Tz = To · exp (K1 · θ) (θz ≦ | θ | <θlim) Equation 31
Note that a, To, and K1 in the equations 30 and 31 are constants similar to those in the equations 23 and 24.

また、この第1変形例におけるカウンタ反力トルク演算部64は、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく、拡大操舵角θmax0以下であれば、変位−トルク変換部61から供給された反力トルクTzをカウンタ反力トルクTsとして、反力トルク決定部65に供給する。また、カウンタ反力トルク演算部64は、検出操舵角θの絶対値が拡大操舵角θmax0よりも大きくなったときには、変位−トルク変換部61によって計算された拡大操舵角θmax0における反力トルクTzsを入力する。そして、カウンタ反力トルク演算部64は、下記式32に従って、カウンタ反力トルクTsを計算する。
Ts=Tzs+Tla (θmax0<|θ|) …式32
The counter reaction torque calculation unit 64 in the first modification is supplied from the displacement-torque conversion unit 61 if the absolute value of the detected steering angle θ is larger than the maximum steering angle θmax and not more than the enlarged steering angle θmax0. The reaction force torque Tz thus applied is supplied to the reaction force torque determination unit 65 as a counter reaction force torque Ts. Further, when the absolute value of the detected steering angle θ becomes larger than the enlarged steering angle θmax0, the counter reaction force torque calculating unit 64 calculates the reaction force torque Tzs at the enlarged steering angle θmax0 calculated by the displacement-torque converting unit 61. input. Then, the counter reaction torque calculation unit 64 calculates the counter reaction torque Ts according to the following equation 32.
Ts = Tzs + Tla (θmax0 <| θ |) Equation 32

ここで、前記式32中のTzsは、変位−トルク変換部61によって計算された拡大操舵角θmax0における反力トルクTzsの絶対値を表す。また、前記式32中のTlaは、ロック反力トルクを表すものであり、下記式33によって計算される。
Tla=d・(θ−θmax0) (θmax0<|θ|<θlim) …式33
ただし、前記式33中のdは、一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式33に従って計算されるロック反力トルクTlaは、検出操舵角θの絶対値の増加に伴って、システム上付与し得る最大の反力トルクTlimまで変化し得るように、計算されるものである。
Here, Tzs in the equation 32 represents the absolute value of the reaction torque Tzs at the enlarged steering angle θmax0 calculated by the displacement-torque converter 61. Further, Tla in the equation 32 represents a lock reaction torque and is calculated by the following equation 33.
Tla = d · (θ−θmax0) (θmax0 <| θ | <θlim) Equation 33
However, d in the said Formula 33 is a constant showing the inclination of a linear function. Further, the lock reaction force torque Tla calculated according to the equation 33 is calculated so as to change to the maximum reaction force torque Tlim that can be applied on the system as the absolute value of the detected steering angle θ increases. Is.

そして、この第1変形例における反力トルク決定部65は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作状態、より詳しくは、通常操舵時またはカウンタステア時に応じて、反力トルクTzまたはカウンタ反力トルクTsのうちから選択したトルクを目標反力トルクThとして決定する。すなわち、反力トルク決定部65は、通常操舵時すなわち検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmax以下であれば、反力トルクTzを目標反力トルクThとして決定する。ただし、この場合、通常操舵時における操舵範囲を決定するために、通常操舵時において検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きくとなった場合には、下記式34に従って計算される反力トルクTzを目標反力トルクThとして決定する。
Tz=Tzc+Tlb (θmax<|θ|) …式34
ここで、前記式34中のTzcは、変位−トルク変換部61によって計算された最大操舵角θmaxにおける反力トルクTzcの絶対値を表す。
The reaction force torque determining unit 65 in the first modified example corresponds to the reaction force torque Tz or the counter reaction force in accordance with the turning operation state of the steering handle 11 by the driver, more specifically, during normal steering or counter steering. The torque selected from the torque Ts is determined as the target reaction force torque Th. That is, the reaction force torque determination unit 65 determines the reaction force torque Tz as the target reaction force torque Th during normal steering, that is, if the absolute value of the detected steering angle θ is equal to or less than the maximum steering angle θmax. However, in this case, in order to determine the steering range at the time of normal steering, when the absolute value of the detected steering angle θ becomes larger than the maximum steering angle θmax at the time of normal steering, it is calculated according to the following equation 34. The reaction torque Tz is determined as the target reaction torque Th.
Tz = Tzc + Tlb (θmax <| θ |) Equation 34
Here, Tzc in the equation 34 represents the absolute value of the reaction torque Tzc at the maximum steering angle θmax calculated by the displacement-torque converter 61.

また、前記式34中のTlbは、ロック反力トルクを表すものであり、下記式35によって計算される。
Tlb=d・(θ−θmax) (θmax<|θ|) …式35
ただし、前記式35中のdは、前記式33と同様な一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式35に従って計算されるロック反力トルクTlbは、検出操舵角θの絶対値の増加に伴って、システム上付与し得る最大の反力トルクTlimまで変化し得るように、計算されるものである。
Further, Tlb in the equation 34 represents a lock reaction torque and is calculated by the following equation 35.
Tlb = d · (θ−θmax) (θmax <| θ |) Equation 35
However, d in the equation 35 is a constant representing the slope of a linear function similar to the equation 33. Further, the lock reaction force torque Tlb calculated according to the equation 35 is calculated so as to change to the maximum reaction force torque Tlim that can be applied on the system as the absolute value of the detected steering angle θ increases. Is.

一方、反力トルク決定部65は、カウンタステア時すなわち車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であれば、カウンタ反力トルクTsを目標反力トルクThとして決定する。なお、これらの反力トルクTzおよびカウンタ反力トルクTsの計算する場合も、前記式32〜35の演算に代えて、操舵角θに対する反力トルクTzおよびカウンタ反力トルクTsを記憶した図7に示すような特性の変換テーブルを用いて計算するようにしてもよい。なお、図7中においては、ロック反力トルクTla,Tlbは、それぞれ破線で示す。   On the other hand, if the absolute value of the detected steering angle θ is greater than the maximum steering angle θmax and less than or equal to the maximum steering angle θmax0 at the time of counter-steering, that is, in the direction in which the vehicle body sideslip angle β is generated, the reaction force torque determination unit 65 The torque Ts is determined as the target reaction force torque Th. In addition, when calculating the reaction force torque Tz and the counter reaction force torque Ts, FIG. 7 is stored in which the reaction force torque Tz and the counter reaction force torque Ts with respect to the steering angle θ are stored instead of the calculation of the equations 32 to 35. The calculation may be performed using a conversion table having characteristics as shown in FIG. In FIG. 7, the lock reaction force torques Tla and Tlb are indicated by broken lines.

以上の説明からも理解できるように、この第1変形例においては、通常操舵時とカウンタステア時とにそれぞれロック反力Tla,Tlbを付与することにより、運転者が操舵ハンドル11を回動操作し得る操作可能範囲を明確に決定することができる。これにより、運転者による操舵ハンドル11の過度の操作が規制され、その結果、車両の旋回挙動が乱れることを防止することができる。その他の具体的な効果については、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   As can be understood from the above description, in the first modification, the driver turns the steering handle 11 by applying the lock reaction forces Tla and Tlb respectively during normal steering and counter-steering. The possible operable range can be clearly determined. Thereby, excessive operation of the steering wheel 11 by the driver is restricted, and as a result, it is possible to prevent the turning behavior of the vehicle from being disturbed. About other specific effects, the same effect as the above-mentioned embodiment can be acquired.

b.第2変形例
上記実施形態および第1変形例において、感覚適合制御部40は、操舵ハンドル11の中立位置および左右前輪FW1,FW2の中立位置を基準として、感覚適合転舵角δaおよびカウンタ転舵角δsを計算するようにした。また、反力制御部60は、操舵ハンドル11の中立位置を基準として、反力トルクTzおよびカウンタ反力トルクTsを計算するようにした。
b. Second Modification In the above-described embodiment and the first modification, the sensory adaptation control unit 40 uses the neutral position of the steering handle 11 and the neutral positions of the left and right front wheels FW1, FW2 as a reference, and the sensory adaptive turning angle δa and the counter steering. The angle δs was calculated. Further, the reaction force control unit 60 calculates the reaction force torque Tz and the counter reaction force torque Ts with reference to the neutral position of the steering handle 11.

ところで、運転者がカウンタステアすることによって車両の旋回挙動を修正するためには、左右前輪FW1,FW2の転舵方向を発生した車体横滑り角βに一致させることが重要となる。しかし、特に、運転に慣れていない運転者は、発生した車体横滑り角βを的確に判断することが難しく、その結果、カウンタステアによって左右前輪FW1,FW2の転舵方向を車体横滑り角βと一致させることが難しくなる。このことに関し、運転者が発生した車体横滑り角βを容易に知覚できるよう実施することも可能である。以下、上記実施形態の第2変形例を詳細に説明する。   By the way, in order to correct the turning behavior of the vehicle by counter-steering by the driver, it is important to make the turning direction of the left and right front wheels FW1, FW2 coincide with the generated vehicle body side slip angle β. However, it is difficult for a driver who is not familiar with driving to accurately determine the generated vehicle body side slip angle β, and as a result, the steering direction of the left and right front wheels FW1 and FW2 coincides with the vehicle body side slip angle β by the counter steer. It becomes difficult to let you. In this regard, it is also possible to implement so that the vehicle side slip angle β generated by the driver can be easily perceived. Hereinafter, the 2nd modification of the said embodiment is demonstrated in detail.

この第2変形例において、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラム処理によって実現される機能は、図8の機能ブロック図に示すように、反力制御部60の最大操舵角演算部63およびカウンタ反力トルク演算部64が省略されるとともに、横滑り角演算部62によって計算された車体横滑り角βが変位−トルク変換部61に供給される点で上記実施形態と異なる。そして、この第2変形例においては、変位−トルク変換部61が発生した車体横滑り角βを基準として付与するように反力トルクTzを計算する。以下、具体的に、この第2変形例について説明する。   In this second modification, the functions realized by the computer program processing executed by the electronic control unit 35 are the maximum steering angle calculation unit 63 of the reaction force control unit 60 and the function block diagram of FIG. The counter reaction force torque calculation unit 64 is omitted, and the vehicle body side slip angle β calculated by the side slip angle calculation unit 62 is supplied to the displacement-torque conversion unit 61. In the second modification, the reaction force torque Tz is calculated so as to be applied based on the vehicle body side slip angle β generated by the displacement-torque converter 61. Hereinafter, the second modification will be specifically described.

この第2変形例における変位−トルク変換部61は、操舵角センサ31から検出操舵角θを入力するとともに、横滑り角演算部62から計算された車体横滑り角βを入力し、下記式36,37に従って、反力トルクTzを計算する。
Tz=a・(θ−f(β)) (|θ|<θz) …式36
Tz=To・exp(K1・(θ−f(β)) (θz<|θ|≦θlim) …式37
ここで、前記式36中のaは、前記式1と同様な一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式37中のTo,K1は、前記式2と同様な定数である。また、前記式36,37中のθは、操舵角センサ31によって検出された操舵角θの絶対値を表す。
The displacement-torque conversion unit 61 in the second modified example inputs the detected steering angle θ from the steering angle sensor 31 and the vehicle body side slip angle β calculated from the side slip angle calculation unit 62. According to the above, the reaction force torque Tz is calculated.
Tz = a · (θ−f (β)) (| θ | <θz) Equation 36
Tz = To · exp (K1 · (θ−f (β)) (θz <| θ | ≦ θlim)
Here, a in Equation 36 is a constant representing the slope of a linear function similar to Equation 1. In addition, To and K1 in Equation 37 are constants similar to those in Equation 2. Further, θ in the expressions 36 and 37 represents the absolute value of the steering angle θ detected by the steering angle sensor 31.

さらに、前記式36,37中のf(β)は、横滑り角演算部61から入力した車体横滑り角βの関数であり、下記式38で表される。
f(β)=p・β+q・dβ/dt …式38
ただし、前記式38中のpは一次関数の傾きを表す定数であり、qは所定の定数である。また、前記式38によって表される関数f(β)は、絶対値を表すものであり、横滑り角演算部61によって計算された車体横滑り角βが正であれば関数f(β)も正となり、車体横滑り角βが負であれば関数f(β)も負となる。そして、この式38によれば、車両の旋回状態に応じて時々刻々と変化する車体横滑り角βに対して、図9に示すように、時間微分値dβ/dtが大きくなるに伴って関数f(β)の絶対値が大きくなり、時間微分値dβ/dtが小さくなるに伴って関数f(β)の絶対値が小さくなる。
Further, f (β) in the expressions 36 and 37 is a function of the vehicle body side slip angle β input from the side slip angle calculation unit 61 and is expressed by the following expression 38.
f (β) = p · β + q · dβ / dt Equation 38
However, p in the equation 38 is a constant representing the slope of the linear function, and q is a predetermined constant. Further, the function f (β) represented by the equation 38 represents an absolute value, and the function f (β) becomes positive if the vehicle body side slip angle β calculated by the side slip angle calculation unit 61 is positive. If the vehicle body side slip angle β is negative, the function f (β) is also negative. According to the equation 38, as shown in FIG. 9, the function f increases as the time differential value dβ / dt increases with respect to the vehicle body side slip angle β that changes momentarily according to the turning state of the vehicle. As the absolute value of (β) increases and the time differential value dβ / dt decreases, the absolute value of the function f (β) decreases.

このように変化する関数f(β)を用いた前記式36,37によって計算される反力トルクTzは、発生した車体横滑り角βと一致する方向に操舵ハンドル11を回動操作すれば小さな値として計算される。また、関数f(β)の変化、すなわち、車体横滑り角βの時間変化に応じて、反力トルクTzも変化する。これにより、車体横滑り角βの変化に応じて正確な反力トルクTzを計算することができるとともに、運転者は操舵ハンドル11を素早く車体横滑り角β方向に回動操作することができる。   The reaction torque Tz calculated by the expressions 36 and 37 using the function f (β) changing in this way is a small value if the steering handle 11 is turned in a direction that coincides with the generated vehicle body side slip angle β. Is calculated as Further, the reaction torque Tz also changes in accordance with the change of the function f (β), that is, the time change of the vehicle body side slip angle β. Thus, an accurate reaction force torque Tz can be calculated according to the change in the vehicle body side slip angle β, and the driver can quickly turn the steering handle 11 in the direction of the vehicle body side slip angle β.

このように計算された反力トルクTzは、上記実施形態と同様に、反力トルク決定部65に供給され、運転者がカウンタステアを行っていれば、目標反力トルクThとして決定される。そして、駆動制御部66によるフィードバック制御によって、操舵ハンドル11に目標反力トルクThすなわちf(β)分補正されたカウンタステア時の反力トルクTzが付与される。   The reaction force torque Tz calculated in this way is supplied to the reaction force torque determination unit 65 as in the above embodiment, and is determined as the target reaction force torque Th if the driver is performing the counter steer. Then, by the feedback control by the drive control unit 66, the target reaction force torque Th, that is, the reaction force torque Tz at the time of counter steering corrected by f (β) is applied to the steering handle 11.

また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記実施形態の場合と同じである。そして、図8の機能ブロック図において、上記実施形態の図2と同じ符号を付してその説明を省略する。   The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the above embodiment. And in the functional block diagram of FIG. 8, the same code | symbol as FIG. 2 of the said embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

したがって、運転者がカウンタステアした場合には、操舵ハンドル11の回動操作中にて、操舵角θと車体横滑り角βとが略一致したときに反力トルクTzの極小点(所謂、トルク変化の谷)を知覚することができる。そして、カウンタステア時における反力付与制御のための中立位置を車体横滑り角βと一致させることによって、運転者はこのトルク変化の谷で操舵ハンドル11の保持することができて極めて容易に車両の旋回挙動を修正することができる。このように、カウンタステア時の反力トルクTzを計算することによって、運転者に対して車体横滑り角βを極めて容易に知覚させることができるため、運転者によるカウンタステアを良好にアシストすることができる。また、発生した車体横滑り角βの時間変化に応じて反力トルクTzを変化させることができるため、より適切に運転者によるカウンタステアをアシストすることができる。   Therefore, when the driver is counter-steered, the minimum point of the reaction force torque Tz (so-called torque change) when the steering angle θ and the vehicle body side slip angle β substantially coincide with each other during the turning operation of the steering handle 11. Can be perceived. Then, by making the neutral position for reaction force application control during counter-steering coincide with the vehicle body side slip angle β, the driver can hold the steering handle 11 at the valley of this torque change, and it is very easy to The turning behavior can be corrected. Thus, by calculating the reaction torque Tz at the time of counter steering, the driver can perceive the vehicle body side slip angle β very easily, so that the counter steering by the driver can be assisted well. it can. Further, since the reaction force torque Tz can be changed according to the time change of the generated vehicle body side slip angle β, it is possible to assist the driver in counter steer more appropriately.

なお、この第2変形例においては、カウンタステア時の反力トルクTzを計算するために、前記式37によって表される関数f(β)を採用したが、例えば、下記式40に示すような、車体横滑り角βの一次関数を関数f(β)として採用して実施することも可能である。
f(β)=p1・β+q1 …式39
ただし、前記式40中のp1は一次関数の傾きを表す定数であり、q1は所定の定数である。これによっても、運転者によるカウンタステアを良好にアシストすることができるとともに、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
In the second modified example, the function f (β) represented by the equation 37 is used to calculate the reaction torque Tz at the time of counter steering. For example, as shown in the following equation 40: It is also possible to adopt a linear function of the vehicle body side slip angle β as the function f (β).
f (β) = p1 · β + q1 Equation 39
However, p1 in the formula 40 is a constant representing the slope of the linear function, and q1 is a predetermined constant. Also by this, the counter steer by the driver can be favorably assisted, and the same effect as the above embodiment can be expected.

さらに、上記第2変形例においては、車体横滑り角βの関数f(β)を用いて反力トルクTzを計算するように実施したが、単に、車体横滑り角βを用いた下記式41によってカウンタステア時の反力トルクTzを計算することも可能である。
Tz=a・(θ−β) (|θ|<θz) …式40
Tz=To・exp(K1・(θ−β) (θz<|θ|≦θlim) …式41
この場合においても、運転者によるカウンタステアを良好にアシストすることができ、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
Further, in the second modified example, the reaction force torque Tz is calculated using the function f (β) of the vehicle body side slip angle β, but the counter is simply calculated by the following equation 41 using the vehicle body side slip angle β. It is also possible to calculate the reaction torque Tz during steering.
Tz = a · (θ−β) (| θ | <θz) Equation 40
Tz = To · exp (K1 · (θ−β) (θz <| θ | ≦ θlim) (Formula 41)
Even in this case, the counter-steer by the driver can be favorably assisted, and the same effect as in the above embodiment can be expected.

c.第3変形例
上記実施形態においては、運動状態量として横加速度を用いるようにした。これに代えて、運動状態量としてヨーレートを用いて実施することも可能である。以下、この第3変形例について説明する。この第3変形例においては、図1に破線で示すように、上記実施形態における横加速度センサ34に代えて、運転者が知覚し得る運動状態量である実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ38を備えている。他の構成については上記実施形態と同じであるが、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムは上記実施形態の場合と若干異なる。
c. Third Modification In the above embodiment, the lateral acceleration is used as the motion state quantity. Instead of this, it is also possible to use a yaw rate as the amount of motion state. Hereinafter, this third modification will be described. In this third modification, as shown by a broken line in FIG. 1, a yaw rate sensor 38 that detects an actual yaw rate γ that is a movement state quantity that can be perceived by the driver is used instead of the lateral acceleration sensor 34 in the above embodiment. I have. Other configurations are the same as those in the above embodiment, but the computer program executed by the electronic control unit 35 is slightly different from that in the above embodiment.

この第3変形例においては、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムが図10の機能ブロック図により示される。この場合、感覚適合制御部70において、変位−トルク変換部71は上記実施形態の変位−トルク変換部41と同様に機能するが、上記実施形態のトルク−横加速度変換部42に代えてトルク−ヨーレート変換部72が設けられている。   In the third modification, the computer program executed by the electronic control unit 35 is shown by the functional block diagram of FIG. In this case, in the sensory adaptation control unit 70, the displacement-torque conversion unit 71 functions in the same manner as the displacement-torque conversion unit 41 of the above embodiment, but instead of the torque-lateral acceleration conversion unit 42 of the above embodiment, the torque- A yaw rate converter 72 is provided.

このトルク−ヨーレート変換部72は、変位−トルク変換部71にて計算された操舵トルクTdを用いて、運転者が操舵ハンドル11の回動操作により見込んでいる見込みヨーレートγdを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式42に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式43に従って計算する。ここで、式42は上記実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「0」のときに見込みヨーレートγdが「0」となる関数である。また、式43は上記実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、式42と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
γd=b・Td (|Td|<Tg) …式42
γd=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式43
ただし、式42中のbは一次関数の傾きを表す定数であり、式43中のC,K2は,上記実施形態と同じく定数である。また、前記式42,43中の操舵トルクTdは前記式1,2を用いて計算された操舵トルクTdの絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数bおよび定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数bおよび定数Cを前記正の定数bおよび定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、この場合も、前記式42,43の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込みヨーレートγdを記憶した図11に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込みヨーレートγdを計算するようにしてもよい。
The torque-yaw rate conversion unit 72 uses the steering torque Td calculated by the displacement-torque conversion unit 71 to calculate the expected yaw rate γd that the driver expects by the turning operation of the steering handle 11 as the steering torque Td. If the absolute value is less than the positive predetermined value Tg, the calculation is performed according to the following formula 42. If the absolute value of the steering torque Td is greater than the positive predetermined value Tg, the calculation is performed according to the following formula 43. Here, the equation 42 is a linear function equation of the steering torque Td as in the above embodiment, and is a function in which the expected yaw rate γd becomes “0” when the steering torque Td is “0”. Further, Expression 43 is a power function of the steering torque Td as in the above embodiment, and is continuously connected to Expression 42 at a predetermined value Tg.
γd = b · Td (| Td | <Tg) Equation 42
γd = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 43
However, b in Expression 42 is a constant representing the slope of the linear function, and C and K2 in Expression 43 are constants as in the above embodiment. Further, the steering torque Td in the equations 42 and 43 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the equations 1 and 2. If the calculated steering torque Td is positive, a constant is obtained. If b and the constant C are positive values, and the calculated steering torque Td is negative, the constant b and the constant C are negative values having the same absolute value as the positive constant b and the constant C. In this case as well, the expected yaw rate γd is calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 11 in which the expected yaw rate γd with respect to the steering torque Td is stored instead of the calculations of the equations 42 and 43. Also good.

また、転舵角変換部73は、見込みヨーレートγdを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の感覚適合転舵角δaを計算するものであり、図12に示すように車速Vに応じて変化して見込みヨーレートγdに対する感覚適合転舵角δaの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪FW1,FW2の転舵角δとヨーレートγとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部73は、このテーブルを参照して、前記入力した見込みヨーレートγdと車速センサ33から入力した検出車速Vに対応した感覚適合転舵角δaを計算する。また、前記テーブルに記憶されているヨーレートγ(見込みヨーレートγd)と感覚適合転舵角δaはいずれも正であるが、トルク−ヨーレート変換部72から供給される見込みヨーレートγdが負であれば、出力される感覚適合転舵角δaも負となる。   Further, the turning angle conversion unit 73 calculates the sensory-adapted turning angle δa of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary to generate the expected yaw rate γd, and according to the vehicle speed V as shown in FIG. There is a table representing the change characteristics of the sensory-adapted turning angle δa with respect to the expected yaw rate γd. This table is a set of data collected by actually measuring the turning angle δ and the yaw rate γ of the left and right front wheels FW1 and FW2 while running the vehicle while changing the vehicle speed V. Then, the turning angle conversion unit 73 refers to this table, and calculates the sensory-adapted turning angle δa corresponding to the input expected yaw rate γd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. Further, both the yaw rate γ (expected yaw rate γd) and the sensory fit turning angle δa stored in the table are positive, but if the expected yaw rate γd supplied from the torque-yaw rate converting unit 72 is negative, The output sensory adaptation turning angle δa is also negative.

なお、感覚適合転舵角δaは、車速Vとヨーレートγの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式44の演算の実行によって見込みヨーレートγdを発生させる感覚適合転舵角δaを計算することができる。
δa=L・(1+A・V2)・γd/V …式44
ただし、前記式44においても、Lはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を表す予め決められた所定値である。
Note that the sensory-adapted turning angle δa is a function of the vehicle speed V and the yaw rate γ. Therefore, instead of referring to the table, the sensory-adapted steering angle γd that generates the expected yaw rate γd by executing the following equation 44 is used. δa can be calculated.
δa = L · (1 + A · V 2 ) · γd / V Equation 44
However, also in the formula 44, L is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value indicating the motion performance of the vehicle.

また、横滑り角演算部74、最大操舵角演算部75およびカウンタ転舵角演算部76は、上記実施形態の横滑り角演算部44、最大操舵角演算部45およびカウンタ転舵角演算部46と同様に、それぞれ、車体横滑り角β、拡大操舵角θmax0、カウンタ転舵角δsを計算する。そして、転舵角決定部77は、上記実施形態の転舵角決定部47と同様に、車体横滑り角βの大きさおよび操舵ハンドル11の回動操作状態に基づいて、感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを選択し、目標転舵角δhとして決定する。   The side slip angle calculation unit 74, the maximum steering angle calculation unit 75, and the counter turning angle calculation unit 76 are the same as the side slip angle calculation unit 44, the maximum steering angle calculation unit 45, and the counter turning angle calculation unit 46 of the above embodiment. In addition, the vehicle body side slip angle β, the enlarged steering angle θmax0, and the counter turning angle Δs are calculated. Then, the turning angle determination unit 77, like the turning angle determination unit 47 of the above-described embodiment, is based on the size of the vehicle body side slip angle β and the turning operation state of the steering handle 11, and the sensory adaptation turning angle δa. Alternatively, the counter turning angle δs is selected and determined as the target turning angle δh.

そして、この決定された目標転舵角δhは、転舵制御部50の転舵角補正部53に供給される。転舵角補正部53は、トルク−ヨーレート変換部72から見込みヨーレートγdを入力するとともに、ヨーレートセンサ38によって検出された実ヨーレートγをも入力しており、下記式45の演算を実行して、入力した目標転舵角δhを補正して補正目標転舵角δhaを計算する。
δha=δh+K4・(γd−γ) …式45
ただし、係数K4は予め決められた正の定数であり、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdに満たない場合には、補正目標転舵角δhaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdを超える場合には、補正目標転舵角δdの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込みヨーレートγdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角δがより精度よく確保される。
The determined target turning angle δh is supplied to the turning angle correction unit 53 of the turning control unit 50. The turning angle correction unit 53 receives the expected yaw rate γd from the torque-yaw rate conversion unit 72 and also the actual yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 38, and executes the calculation of the following equation 45. The corrected target turning angle δha is calculated by correcting the input target turning angle δh.
δha = δh + K4 · (γd−γ) Equation 45
However, the coefficient K4 is a positive constant determined in advance, and when the actual yaw rate γ is less than the expected yaw rate γd, the coefficient K4 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle Δha increases. When the actual yaw rate γ exceeds the expected yaw rate γd, the absolute value of the corrected target turning angle δd is corrected to be smaller. By this correction, the turning angle δ of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected yaw rate γd is more accurately ensured.

なお、この第3変形例においても、転舵角補正部53は、感覚適合転舵角δaが目標転舵角δhとして決定された場合に目標転舵角δh(感覚適合転舵角δa)を補正計算して補正目標転舵角δhaとして出力するものとし、カウンタ転舵角δsが目標転舵角δhとして決定された場合は、目標転舵角δh(カウンタ転舵角δs)を補正計算することなく補正目標転舵角δhaとして出力する。   Also in this third modified example, the turning angle correction unit 53 sets the target turning angle δh (feeling-adapted turning angle δa) when the feeling-adapted turning angle δa is determined as the target turning angle δh. When the counter turning angle δs is determined as the target turning angle δh, the target turning angle δh (counter turning angle δs) is corrected and calculated. And output as the corrected target turning angle δha.

また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記実施形態の場合と同じである。そして、図10の機能ブロック図において、上記実施形態の図2と同じ符号を付してその説明を省略する。   The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the above embodiment. And in the functional block diagram of FIG. 10, the same code | symbol as FIG. 2 of the said embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

そして、上記説明した第3変形例においても、見込み運動状態量が見込みヨーレートγdに変更されること以外、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   In the third modified example described above, the same effect as in the above embodiment can be expected except that the expected motion state quantity is changed to the expected yaw rate γd.

d.第4変形例
上記実施形態においては、運動状態量として横加速度を用いるようにした。これに代えて、運動状態量として旋回曲率を用いて実施することも可能である。以下、この第4変形例について説明する。この第4変形例においても、上記実施形態と同様に図1に示すように構成されている。ただし、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムは上記実施形態の場合と若干異なる。
d. Fourth Modification In the above embodiment, the lateral acceleration is used as the motion state quantity. Instead of this, it is also possible to use the turning curvature as the motion state quantity. Hereinafter, the fourth modification will be described. The fourth modification is also configured as shown in FIG. 1 as in the above embodiment. However, the computer program executed by the electronic control unit 35 is slightly different from that in the above embodiment.

この第4変形例においては、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムが図13の機能ブロック図により示される。この場合、感覚適合制御部80において、変位−トルク変換部81は上記実施形態の変位−トルク変換部41と同様に機能するが、上記実施形態のトルク−横加速度変換部42に代えてトルク−旋回曲率変換部82が設けられている。   In the fourth modification, the computer program executed by the electronic control unit 35 is shown by the functional block diagram of FIG. In this case, in the sensory adaptation control unit 80, the displacement-torque conversion unit 81 functions in the same manner as the displacement-torque conversion unit 41 of the above embodiment, but instead of the torque-lateral acceleration conversion unit 42 of the above embodiment, a torque- A turning curvature conversion unit 82 is provided.

このトルク−旋回曲率変換部82は、変位−トルク変換部81にて計算された操舵トルクTdを用いて、運転者が操舵ハンドル11の回動操作により見込んでいる見込み旋回曲率ρdを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式46に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の小さな所定値Tg以上であれば下記式47に従って計算する。ここで、式46は上記実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数であって操舵トルクTdが「0」のときに見込み旋回曲率ρdが「0」となる関数である。また、式47は、上記各実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、式46と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
ρd=b・Td (|Td|<Tg) …式46
ρd=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式47
ただし、式46中のbは一次関数の傾きを表す定数であり、式47中のC,K2は,上記実施形態と同じく定数である。また、この場合も、前記式46,47中の操舵トルクTdは上記式1,2を用いて計算した操舵トルクTdの絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数bおよび定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数bおよび定数Cを前記正の定数bおよび定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、この場合も、前記式46,47の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み旋回曲率ρdを記憶した図14に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込み旋回曲率ρdを計算するようにしてもよい。
The torque-turning curvature conversion unit 82 uses the steering torque Td calculated by the displacement-torque conversion unit 81 to convert the expected turning curvature ρd that the driver expects by turning the steering handle 11 into the steering torque. If the absolute value of Td is less than the positive predetermined value Tg, the calculation is performed according to the following formula 46. Here, Expression 46 is a linear function of the steering torque Td as in the above-described embodiment, and is a function in which the expected turning curvature ρd is “0” when the steering torque Td is “0”. Further, the equation 47 is a power function of the steering torque Td as in the above embodiments, and is continuously connected to the equation 46 at a predetermined value Tg.
ρd = b · Td (| Td | <Tg) Equation 46
ρd = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 47
However, b in Expression 46 is a constant representing the slope of the linear function, and C and K2 in Expression 47 are constants as in the above embodiment. Also in this case, the steering torque Td in the equations 46 and 47 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the equations 1 and 2, and the calculated steering torque Td is positive. If there is a constant b and a constant C, if the calculated steering torque Td is negative, the constant b and the constant C are negative values having the same absolute value as the positive constant b and the constant C. To do. In this case as well, the expected turning curvature ρd is calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 14 in which the expected turning curvature ρd with respect to the steering torque Td is stored in place of the calculations of the equations 46 and 47. It may be.

また、転舵角変換部83は、見込み旋回曲率ρdを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の感覚適合転舵角δaを計算するものであり、図15に示すように車速Vに応じて変化して見込み旋回曲率ρdに対する感覚適合転舵角δaの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪FW1,FW2の転舵角δと旋回曲率ρとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部83は、このテーブルを参照して、前記入力した見込み旋回曲率ρdと車速センサ33から入力した検出車速Vとに対応した感覚適合転舵角δaを計算する。また、前記テーブルに記憶されている旋回曲率ρ(見込み旋回曲率ρd)と感覚適合転舵角δaはいずれも正であるが、トルク−旋回曲率変換部82から供給される見込み旋回曲率ρdが負であれば、出力される感覚適合転舵角δaも負となる。   Further, the turning angle conversion unit 83 calculates the sensory-adapted turning angle δa of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected turning curvature ρd, and corresponds to the vehicle speed V as shown in FIG. And a table representing a change characteristic of the sensory-adapted turning angle δa with respect to the expected turning curvature ρd. This table is a set of data collected by actually measuring the turning angle δ and the turning curvature ρ of the left and right front wheels FW1 and FW2 while the vehicle is running while changing the vehicle speed V. Then, the turning angle conversion unit 83 refers to this table, and calculates a sensory adaptation turning angle δa corresponding to the input expected turning curvature ρd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. Further, the turning curvature ρ (expected turning curvature ρd) and the sensory-adapted turning angle δa stored in the table are both positive, but the expected turning curvature ρd supplied from the torque-turning curvature conversion unit 82 is negative. If so, the output sensory-adapted turning angle δa is also negative.

なお、感覚適合転舵角δaは下記式48に示すように車速Vと旋回曲率ρの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式48の演算の実行によっても計算することができる。
δa=L・(1+A・V2)・ρd …式48
ただし、前記式48においても、Lはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を表す予め決められた所定値である。
Since the sensory-adapted turning angle δa is a function of the vehicle speed V and the turning curvature ρ as shown in the following formula 48, it is also calculated by executing the calculation of the following formula 48 instead of referring to the table. Can do.
δa = L · (1 + A · V 2 ) · ρd Equation 48
However, also in the formula 48, L is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value indicating the motion performance of the vehicle.

また、横滑り角演算部84、最大操舵角演算部85およびカウンタ転舵角演算部86は、上記実施形態の横滑り角演算部44、最大操舵角演算部45およびカウンタ転舵角演算部46と同様に、それぞれ、車体横滑り角β、拡大操舵角θmax0、カウンタ転舵角δsを計算する。そして、転舵角決定部87は、上記実施形態の転舵角決定部47と同様に、車体横滑り角βの大きさおよび操舵ハンドル11の回動操作状態に基づいて、感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを選択し、目標転舵角δhとして決定する。   The side slip angle calculation unit 84, the maximum steering angle calculation unit 85, and the counter turning angle calculation unit 86 are the same as the side slip angle calculation unit 44, the maximum steering angle calculation unit 45, and the counter turning angle calculation unit 46 of the above embodiment. In addition, the vehicle body side slip angle β, the enlarged steering angle θmax0, and the counter turning angle Δs are calculated. Then, similarly to the turning angle determination unit 47 of the above-described embodiment, the turning angle determination unit 87 is based on the size of the vehicle body side slip angle β and the turning operation state of the steering handle 11, and the sensory adaptation turning angle δa. Alternatively, the counter turning angle δs is selected and determined as the target turning angle δh.

この決定された目標転舵角δhは、転舵制御部50の転舵角補正部54に供給される。転舵角補正部54は、トルク−旋回曲率変換部82から見込み旋回曲率ρdを入力するとともに、旋回曲率計算部55から実旋回曲率ρも入力する。旋回曲率計算部55は、横加速度センサ34によって検出された横加速度Gと、または、ヨーレートセンサ38によって検出されたヨーレートγと、車速センサ33によって検出された車速Vとを用いて、下記式49の演算の実行により実旋回曲率ρを計算して転舵角補正部54に出力する。
ρ=G/V2またはρ=γ/V …式49
The determined target turning angle δh is supplied to the turning angle correction unit 54 of the turning control unit 50. The turning angle correction unit 54 receives the expected turning curvature ρd from the torque-turning curvature conversion unit 82 and also receives the actual turning curvature ρ from the turning curvature calculation unit 55. The turning curvature calculation unit 55 uses the lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 34, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 38, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, and the following equation 49 By executing this calculation, the actual turning curvature ρ is calculated and output to the turning angle correction unit 54.
ρ = G / V 2 or ρ = γ / V Equation 49

そして、転舵角補正部54は、下記式50の演算を実行して、入力した目標転舵角δhを補正して補正目標転舵角δhaを計算する。
δha=δh+K5・(ρd−ρ) …式50
ただし、係数K5は予め決められた正の定数であり、実旋回曲率ρが見込み旋回曲率ρに満たない場合には、補正目標転舵角δhaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実旋回局率ρが見込み旋回曲率ρdを超える場合には、補正目標転舵角δhaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み旋回曲率ρdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角がより精度よく確保される。
And the turning angle correction | amendment part 54 performs calculation of following formula 50, correct | amends the input target turning angle (delta) h, and calculates the correction | amendment target turning angle (delta) ha.
δha = δh + K5 · (ρd−ρ) Equation 50
However, the coefficient K5 is a predetermined positive constant, and when the actual turning curvature ρ is less than the expected turning curvature ρ, the coefficient K5 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle δha becomes larger. When the actual turning station rate ρ exceeds the expected turning curvature ρd, the absolute value of the corrected target turning angle δha is corrected to be smaller. By this correction, the turning angles of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected turning curvature ρd are more accurately ensured.

なお、この第4変形例においても、転舵角補正部54は、感覚適合転舵角δaが目標転舵角δhとして決定された場合に目標転舵角δh(感覚適合転舵角δa)を補正計算して補正目標転舵角δhaとして出力するものとし、カウンタ転舵角δsが目標転舵角δhとして決定された場合は、目標転舵角δh(カウンタ転舵角δs)を補正計算することなく補正目標転舵角δhaとして出力する。   Also in this fourth modified example, the turning angle correction unit 54 sets the target turning angle δh (feeling-adapted turning angle δa) when the feeling-adapted turning angle δa is determined as the target turning angle δh. When the counter turning angle δs is determined as the target turning angle δh, the target turning angle δh (counter turning angle δs) is corrected and calculated. And output as the corrected target turning angle δha.

また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記実施形態の場合と同じである。そして、図13の機能ブロック図において、上記実施形態の図2と同一の符号を付してその説明を省略する。   The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the above embodiment. And in the functional block diagram of FIG. 13, the code | symbol same as FIG. 2 of the said embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

そして、上記説明した第4変形例においても、見込み運動状態量が見込み旋回曲率ρdに変更される以外、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   And also in the 4th modification demonstrated above, the effect similar to the said embodiment can be anticipated except an estimated motion state quantity being changed into the expected turning curvature (rho) d.

e.第5変形例
上記実施形態および第1〜第4変形例においては、操舵角センサ31によって検出された操作入力値としての操舵角θを変位−トルク変換部41,71,81によって操舵トルクTdに変換するように実施した。これに対して、操舵ハンドル11の操作入力値として操舵トルクTを採用し、変位−トルク変換部41,71,81を省略して実施することも可能である。以下、この第5変形例について説明する。
e. Fifth Modification In the above embodiment and the first to fourth modifications, the steering angle θ as the operation input value detected by the steering angle sensor 31 is changed to the steering torque Td by the displacement-torque converters 41, 71, 81. Implemented to convert. On the other hand, it is also possible to employ the steering torque T as the operation input value of the steering handle 11 and omit the displacement-torque conversion units 41, 71, 81. Hereinafter, this fifth modification will be described.

この第5変形例においては、図1に破線で示すように、操舵入力軸12に組み付けられて操舵ハンドル11に入力された操舵トルクを検出して操舵トルクTとして出力する操舵トルクセンサ39を備えている。他の構成については上記実施形態と同じであるが、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムは上記実施形態の場合と若干異なる。なお、この第5変形例の説明においては、上記実施形態を代表的に例示して説明するが、第3,第4変形例においても同様に構成することにより同様の効果を得ることができる。   The fifth modification includes a steering torque sensor 39 that detects the steering torque that is assembled to the steering input shaft 12 and is input to the steering handle 11 and outputs the steering torque T, as indicated by the broken line in FIG. ing. Other configurations are the same as those in the above embodiment, but the computer program executed by the electronic control unit 35 is slightly different from that in the above embodiment. In the description of the fifth modified example, the above embodiment is described as a representative example, but the same effect can be obtained by configuring similarly in the third and fourth modified examples.

この第5変形例においては、前記コンピュータプログラムを表す図2の機能ブロック図において、感覚適合制御部40に変位−トルク変換部41は設けられておらず、トルク−横加速度変換部42が、上記実施形態における変位−トルク変換部41にて計算される操舵トルクTdに代えて、操舵トルクセンサ39によって検出された操舵トルクTを用いた式3,4の演算の実行により見込み横加速度Gdを計算する。なお、この場合も、式3,4の演算の実行に代え、図4に示す特性を表すテーブルを用いて見込み横加速度Gdを計算するようにしてもよい。また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記実施形態の場合と同じである。   In the fifth modification, in the functional block diagram of FIG. 2 representing the computer program, the sensory adaptation control unit 40 is not provided with the displacement-torque conversion unit 41, and the torque-lateral acceleration conversion unit 42 is Instead of the steering torque Td calculated by the displacement-torque converter 41 in the embodiment, the expected lateral acceleration Gd is calculated by executing the calculations of equations 3 and 4 using the steering torque T detected by the steering torque sensor 39. To do. In this case as well, the expected lateral acceleration Gd may be calculated using a table representing the characteristics shown in FIG. The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the above embodiment.

この第5変形例によれば、操舵ハンドル11に対する運転者の操作入力値としての操舵トルクTがトルク−横加速度変換部42によって見込み横加速度Gdに変換され、転舵角変換部43、カウンタ転舵角演算部46、転舵角決定部47、転舵角補正部51および駆動制御部52により、左右前輪FW1,FW2は補正目標転舵角δhaに転舵される。したがって、この第5変形例においても、変位−トルク変換部41が省略されたこと以外、上記実施形態と同様に作動するため、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   According to the fifth modification, the steering torque T as the driver's operation input value for the steering handle 11 is converted into the expected lateral acceleration Gd by the torque-lateral acceleration conversion unit 42, and the turning angle conversion unit 43, the counter rotation is converted. The left and right front wheels FW1, FW2 are steered to the corrected target turning angle δha by the steering angle calculation unit 46, the turning angle determination unit 47, the turning angle correction unit 51, and the drive control unit 52. Therefore, also in the fifth modified example, since the operation is the same as that in the above embodiment except that the displacement-torque conversion unit 41 is omitted, the same effect as in the above embodiment can be expected.

さらに、上記実施形態および第1〜第4変形例による車両の操舵制御と、第5変形例による車両の操舵制御とを切り替え可能にしてもよい。すなわち、操舵角センサ31と操舵トルクセンサ39の両方を備え、例えば、上記実施形態のように変位−トルク変換部41にて計算される操舵トルクTdを用いて見込み横加速度Gdを計算する場合と、操舵トルクセンサ39によって出力された操舵トルクTを用いて見込み横加速度Gdを計算する場合とを切り替えて利用可能とすることもできる。この場合、前記切り替えを、運転者の意思により、または車両の車速Vに応じて自動的に切り替えるようにするとよい。この場合においても、操舵角θに基づいて計算される操舵トルクTdまたは操舵トルクセンサ39から出力された操舵トルクTは、トルク−横加速度変換部42によって、例えば、図4に示す変換テーブルに基づいて見込み横加速度Gdが計算されるため、前記切り替えに伴う違和感を覚えることがない。   Furthermore, the vehicle steering control according to the above embodiment and the first to fourth modifications and the vehicle steering control according to the fifth modification may be switchable. That is, both the steering angle sensor 31 and the steering torque sensor 39 are provided. For example, the estimated lateral acceleration Gd is calculated using the steering torque Td calculated by the displacement-torque conversion unit 41 as in the above embodiment. It is also possible to switch between the case where the expected lateral acceleration Gd is calculated using the steering torque T output by the steering torque sensor 39 and to make it usable. In this case, the switching may be performed automatically according to the driver's intention or according to the vehicle speed V of the vehicle. Also in this case, the steering torque Td calculated based on the steering angle θ or the steering torque T output from the steering torque sensor 39 is based on, for example, the conversion table shown in FIG. Therefore, since the expected lateral acceleration Gd is calculated, there is no sense of discomfort associated with the switching.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態および第1〜第5変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment and the first to fifth modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態および第1〜第5変形例においては、車両を操舵するために回動操作される操舵ハンドル11を用いるようにした。しかし、これに代えて、例えば、直線的に変位するジョイスティックタイプの操舵ハンドルを用いてもよいし、その他、運転者によって操作されるとともに車両に対する操舵を指示できるものであれば、いかなるものを用いてもよい。   For example, in the above embodiment and the first to fifth modifications, the steering handle 11 that is turned to steer the vehicle is used. However, instead of this, for example, a joystick-type steering handle that is linearly displaced may be used, or any other one that can be operated by the driver and instructed to steer the vehicle is used. May be.

また、上記実施形態および第1〜第5変形例においては、転舵アクチュエータ21を用いて転舵出力軸22を回転させることにより、左右前輪FW1,FW2を転舵するようにした。しかし、これに代えて、転舵アクチュエータ13を用いてラックバー23をリニアに変位させることにより、左右前輪FW1,FW2を転舵するようにしてもよい。   In the embodiment and the first to fifth modifications, the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered by rotating the steered output shaft 22 using the steered actuator 21. However, instead of this, the left and right front wheels FW1, FW2 may be steered by linearly displacing the rack bar 23 using the steered actuator 13.

さらに、上記実施形態、第3、第4変形例においては、人間が知覚し得る車両の運動状態量として、横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率をそれぞれ単独で用いるようにした。しかし、これらの車両の運動状態量を、運転者による選択操作により切り換え、または車両の走行状態に応じて自動的に切り換えて、車両の操舵制御を行なうようにしてもよい。車両の走行状態に応じて自動的に切り換える場合、例えば、車両の低速走行時には前記運動状態量として旋回曲率を用い、車両の中速走行時には前記運動状態量としてヨーレートを用い、かつ車両の高速走行時には前記運動状態量として横加速度を用いるようにする。これによれば、車両の走行状態に応じて適切な車両の操舵制御がなされ、車両の運転がより易しくなる。   Further, in the above-described embodiment, the third, and the fourth modified examples, the lateral acceleration, the yaw rate, and the turning curvature are each independently used as the motion state quantity of the vehicle that can be perceived by humans. However, the vehicle steering control may be performed by switching the amount of motion state of these vehicles by a selection operation by the driver or by automatically switching according to the traveling state of the vehicle. When switching automatically according to the running state of the vehicle, for example, the turning curvature is used as the motion state quantity when the vehicle is running at low speed, the yaw rate is used as the motion state quantity when the vehicle is running at medium speed, and the vehicle is running at high speed. Sometimes, lateral acceleration is used as the motion state quantity. According to this, appropriate steering control of the vehicle is performed according to the running state of the vehicle, and the driving of the vehicle becomes easier.

本発明の実施形態および各変形例に共通の車両の操舵装置の概略図である。It is the schematic of the steering apparatus of the vehicle common to embodiment of this invention and each modification. 本発明の実施形態に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to the embodiment of the present invention. 操舵角と操舵トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering angle and a steering torque. 操舵トルクと見込み横加速度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque and estimated lateral acceleration. 見込み横加速度と目標転舵角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a prospective lateral acceleration and a target turning angle. 操舵角と反力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering angle and reaction force torque. 本発明の実施形態の第1変形例に係り、操舵角と反力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which concerns on the 1st modification of embodiment of this invention and shows the relationship between a steering angle and reaction force torque. 本発明の実施形態の第2変形例に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a second modification of the embodiment of the present invention. 車体横滑り角と同横滑り角の時間微分値とによって表される関数の変化特性を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the change characteristic of the function represented by the vehicle body skid angle and the time differential value of the skid angle. 本発明の実施形態の第3変形例に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a third modification of the embodiment of the present invention. 操舵トルクと見込みヨーレートの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque and estimated yaw rate. 見込みヨーレートと目標転舵角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an expected yaw rate and a target turning angle. 本発明の実施形態の第4変形例に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a fourth modification of the embodiment of the present invention. 操舵トルクと見込み旋回曲率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque and prospective turning curvature. 見込み旋回曲率と目標転舵角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a prospective turning curvature and a target turning angle.

符号の説明Explanation of symbols

FW1,FW2…前輪、11…操舵ハンドル、12…操舵入力軸、13…反力アクチュエータ、21…転舵アクチュエータ、22…転舵出力軸、31…操舵角センサ、32…転舵角センサ、33…車速センサ、34…横加速度センサ、35…電子制御ユニット、38…操舵トルクセンサ、39…ヨーレートセンサ、40,70,80…感覚適合制御部、41,71,81…変位−トルク変換部、42…トルク−横加速度変換部、43,73,83…転舵角変換部、44,74,84…横滑り角演算部、45,75,85…最大操舵角演算部、46,76,86…カウンタ転舵角演算部、47,77,87…転舵角決定部、50…転舵制御部、51,53,54…転舵角補正部、60…反力制御部、61…変位−トルク変換部、62…横滑り角演算部、63…最大操舵角演算部、64…カウンタ反力トルク演算部、65…反力トルク決定部、67…反力トルク補正部、72…トルク−ヨーレート変換部、82…トルク−旋回曲率変換部
FW1, FW2 ... front wheels, 11 ... steering handle, 12 ... steering input shaft, 13 ... reaction actuator, 21 ... steering actuator, 22 ... steering output shaft, 31 ... steering angle sensor, 32 ... steering angle sensor, 33 ... Vehicle speed sensor, 34 ... Lateral acceleration sensor, 35 ... Electronic control unit, 38 ... Steering torque sensor, 39 ... Yaw rate sensor, 40, 70, 80 ... Sensory adaptation control unit, 41, 71, 81 ... Displacement-torque conversion unit, 42 ... Torque-lateral acceleration converter, 43, 73, 83 ... Steering angle converter, 44, 74, 84 ... Side slip angle calculator, 45, 75, 85 ... Maximum steering angle calculator, 46, 76, 86 ... Counter turning angle calculation unit, 47, 77, 87 ... turning angle determining unit, 50 ... turning control unit, 51, 53, 54 ... turning angle correction unit, 60 ... reaction force control unit, 61 ... displacement-torque Conversion unit, 62 ... Slip angle Calculation unit 63 ... Maximum steering angle calculation unit 64 ... Counter reaction force torque calculation unit 65 ... Reaction force torque determination unit 67 ... Reaction force torque correction unit 72 72 Torque-yaw rate conversion unit 82 82 Torque-turning curvature Conversion unit

Claims (12)

車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、同操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力アクチュエータと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動して前記転舵輪を非線形的に転舵制御する制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
旋回状態にある車両に対して発生する車体横滑り角を検出する車体横滑り角検出手段と、
前記操舵ハンドルの操作可能範囲を決定するための最大操作入力値を、前記検出された車体横滑り角を用いて計算する最大操作入力値計算手段と、
運転者によって入力された操作入力値と所定の非線形関係にある前記転舵輪の通常転舵範囲を拡大するための拡大転舵角を、前記計算された最大操作入力値を用いて計算する拡大転舵角計算手段と、
前記計算された拡大転舵角によって拡大された前記転舵輪の拡大転舵範囲内で変化する転舵角であって、前記転舵輪の転舵方向を前記検出された車体横滑り角と略一致させて車両の旋回挙動を修正するための修正転舵角を、前記検出された操作入力値を用いて計算する修正転舵角計算手段と、
前記計算された修正転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
A steering handle that is operated by a driver to steer the vehicle, a reaction force actuator that applies a reaction force to the operation of the steering handle, a turning actuator for turning steered wheels, and the steering handle In a steering-by-wire vehicle steering apparatus comprising a control device that drives the steering actuator in response to the operation of the steering wheel to control the steered wheels in a non-linear manner, the control device comprises:
An operation input value detecting means for detecting an operation input value of a driver for the steering wheel;
Vehicle body side slip angle detecting means for detecting a vehicle body side slip angle generated for a vehicle in a turning state;
Maximum operation input value calculation means for calculating a maximum operation input value for determining an operable range of the steering wheel using the detected vehicle body side slip angle;
An enlarged turning angle for calculating an enlarged turning angle for expanding a normal turning range of the steered wheels having a predetermined nonlinear relationship with an operation input value inputted by a driver using the calculated maximum operation input value. Rudder angle calculation means,
A turning angle that changes within an enlarged turning range of the steered wheel that is enlarged by the calculated enlarged steered angle, and the turning direction of the steered wheel is substantially matched with the detected vehicle body side slip angle. Corrected turning angle calculation means for calculating a corrected turning angle for correcting the turning behavior of the vehicle using the detected operation input value;
A steering-by-wire system comprising: a steering control unit that controls the steering actuator in accordance with the calculated modified turning angle to steer the steered wheel to the calculated turning angle. Vehicle steering system.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記制御装置は、さらに、
車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて運転者によって入力された操作入力値と指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記検出された操作入力値を用いて計算する運動状態量計算手段と、
前記計算された見込み運動状態量で車両が旋回するために必要な前記転舵輪の転舵角であって、前記通常転舵範囲内で変化する感覚適合転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する感覚適合転舵角計算手段と、
前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたか否かを判定する操舵ハンドル操作状態判定手段と、
前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記修正転舵角を目標転舵角として決定し、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されていないと判定されると前記感覚適合転舵角を目標転舵角として決定する転舵角決定手段とを備えており、
前記転舵制御手段は、
前記転舵角決定手段によって決定された目標転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同決定された目標転舵角に転舵することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
The control device further includes:
The estimated motion state quantity of the vehicle that represents the motion state of the vehicle that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle and that is exponentially or exponentially related to the operation input value input by the driver is detected. A motion state quantity calculating means for calculating using an operation input value;
A steering angle of the steered wheel necessary for the vehicle to turn with the calculated expected motion state quantity, and a sensory-adapted steering angle that changes within the normal steering range is calculated as the calculated expected motion. Sense-adapted turning angle calculation means for calculating using the state quantity,
Steering wheel operation state determining means for determining whether or not the steering wheel is operated in the direction of occurrence of the detected vehicle body side slip angle;
When it is determined by the steering handle operation state determination means that the steering handle has been operated in the direction of occurrence of the detected vehicle body side slip angle, the modified steering angle is determined as a target steering angle, and the steering handle operation state determination Turning angle determining means for determining the sensory-adapted turning angle as a target turning angle when it is determined by the means that the steering handle is not operated in the direction of occurrence of the detected vehicle body side slip angle. ,
The steering control means
A steering-by-wire system characterized in that the steered wheel is steered to the determined target steered angle by controlling the steered actuator according to the target steered angle determined by the steered angle determining means. Vehicle steering device.
請求項2に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操舵ハンドル操作状態判定手段は、さらに、
前記検出された車体横滑り角が予め設定された所定の基準値よりも大きいか否かを判定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 2,
The steering wheel operation state determination means further includes:
A steering-by-wire type steering apparatus for a vehicle, wherein it is determined whether or not the detected vehicle body side slip angle is larger than a predetermined reference value set in advance.
請求項2に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記最大操作入力値計算手段は、
前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記最大操作入力値を計算することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 2,
The maximum operation input value calculation means includes:
Steering-by-wire steering of a vehicle, characterized in that the maximum operation input value is calculated when it is determined by the steering handle operation state determination means that the steering handle has been operated in the direction of occurrence of the detected vehicle body side slip angle. apparatus.
請求項2に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとともに、
前記運動状態量計算手段を、
前記計算された最大操作入力値を用いて前記検出された変位量を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換する操作力変換手段と、前記変換された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段とを備えて構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 2,
The operation input value detection means includes a displacement amount sensor that detects the displacement amount of the steering wheel,
The motion state quantity calculating means,
An operation force converting means for converting the detected displacement amount into an operation force applied to the steering handle using the calculated maximum operation input value, and converting the converted operation force into the expected motion state amount. A steering-by-wire vehicle steering apparatus characterized by comprising a motion state quantity converting means.
請求項2に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記見込み運動状態量は、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つであるステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 2,
The predicted motion state quantity is a steering-by-wire vehicle steering apparatus that is one of a lateral acceleration, a yaw rate, and a turning curvature of the vehicle.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記制御装置を、さらに、
前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値と前記計算された最大操作入力値とを用いて計算する反力計算手段と、
前記計算された反力に応じて前記反力アクチュエータを制御して前記操舵ハンドルに対して前記計算された反力を付与する反力制御手段とを備えて構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
The control device;
A reaction force calculating means for calculating a reaction force to be applied to the operation of the steering wheel using the detected operation input value and the calculated maximum operation input value;
A steering-by-wire system comprising: a reaction force control unit that controls the reaction force actuator according to the calculated reaction force to apply the calculated reaction force to the steering handle. Vehicle steering system.
請求項7に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記反力計算手段は、
前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第1の関係にある第1の反力として計算し、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第2の関係にある第2の反力として計算することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 7,
The reaction force calculation means includes
A reaction force within the operable range of the steering handle corresponding to the normal steering range is calculated as a first reaction force having a predetermined first relationship with the detected operation input value, and the enlarged steering range And calculating a reaction force within an operable range of the steering wheel corresponding to the second reaction force having a predetermined second relationship with the detected operation input value. Steering device.
前記所定の第1の関係は指数関係であり、前記所定の第2の関係は線形関係である請求項8に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。   The steering apparatus according to claim 8, wherein the predetermined first relationship is an exponential relationship, and the predetermined second relationship is a linear relationship. 請求項7に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記制御装置は、さらに、
前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲と、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲とをそれぞれ決定するために付与される規制反力を計算する規制反力計算手段を備えることを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 7,
The control device further includes:
A control reaction for calculating a control reaction force that is applied to determine an operable range of the steering handle corresponding to the normal steering range and an operable range of the steering handle corresponding to the enlarged steering range, respectively. A steering-by-wire vehicle steering apparatus comprising force calculating means.
請求項7に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記反力計算手段は、
前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値および前記検出された車体横滑り角を用いて計算することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 7,
The reaction force calculation means includes
A steering-by-wire vehicle steering apparatus characterized in that a reaction force applied to the operation of the steering wheel is calculated using the detected operation input value and the detected vehicle body side slip angle.
請求項7に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記反力計算手段は、
前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値、前記検出された車体横滑り角および同車体横滑り角の時間微分値を用いて計算することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 7,
The reaction force calculation means includes
Steering-by-wire, wherein a reaction force applied to the operation of the steering wheel is calculated using the detected operation input value, the detected vehicle body side slip angle and a time differential value of the vehicle body side slip angle. Type vehicle steering device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012011912A (en) * 2010-07-01 2012-01-19 Toyota Motor Corp Vehicle steering device
JP2020082751A (en) * 2018-11-15 2020-06-04 株式会社Subaru Vehicular automatic steering control apparatus
JP2020090180A (en) * 2018-12-05 2020-06-11 トヨタ自動車株式会社 Control device for vehicle
CN113661113A (en) * 2019-04-04 2021-11-16 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Method for controlling a steer-by-wire system and steer-by-wire system for a motor vehicle
CN115123381A (en) * 2021-03-26 2022-09-30 本田技研工业株式会社 Steering device for vehicle

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012011912A (en) * 2010-07-01 2012-01-19 Toyota Motor Corp Vehicle steering device
JP2020082751A (en) * 2018-11-15 2020-06-04 株式会社Subaru Vehicular automatic steering control apparatus
JP7268990B2 (en) 2018-11-15 2023-05-08 株式会社Subaru Vehicle automatic steering controller
JP2020090180A (en) * 2018-12-05 2020-06-11 トヨタ自動車株式会社 Control device for vehicle
JP7115269B2 (en) 2018-12-05 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 vehicle controller
CN113661113A (en) * 2019-04-04 2021-11-16 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Method for controlling a steer-by-wire system and steer-by-wire system for a motor vehicle
CN113661113B (en) * 2019-04-04 2023-10-10 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Method for controlling a steer-by-wire system and steer-by-wire system for a motor vehicle
CN115123381A (en) * 2021-03-26 2022-09-30 本田技研工业株式会社 Steering device for vehicle
CN115123381B (en) * 2021-03-26 2024-02-23 本田技研工业株式会社 Steering device for vehicle

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