JP2008126808A - Vehicular control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばEPS(Electronic controlled Power Steering:電子制御式パワーステアリング装置)等を備えた車両を制御する車両の制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a vehicle control device that controls a vehicle including, for example, an EPS (Electronic Control Power Steering).
この種の技術分野において、例えばステアリングホイールの戻り不良を補償する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置(以下、「従来の技術」と称する)によれば、推定される運転者トルクが大きい程モータの電流指令値が小さくされるため、完全な手放し状態であるか、ステアリングホイールに軽く手を添えているかにかかわらず、ステアリングホイールの戻り速度をほぼ一定とすることができ、運転者に与える違和感を防止することができるとされている。 In this type of technical field, for example, a technique for compensating for a return failure of a steering wheel has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the electric power steering device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “conventional technology”), the greater the estimated driver torque, the smaller the current command value of the motor. It is said that the return speed of the steering wheel can be made substantially constant regardless of whether the hand is lightly attached to the steering wheel, and the uncomfortable feeling given to the driver can be prevented.
尚、戻し修正電流値を目標戻し修正電流値に近づける方向に微小電流値だけ変化させて戻し電流値とする技術も開示されている(例えば、特許文献2参照)。 There is also disclosed a technique for changing the return correction current value by a minute current value in a direction approaching the target return correction current value to obtain the return current value (see, for example, Patent Document 2).
尚、目標操舵角速度と実舵角速度に基づいてベース修正電流値を演算し、アシスト目標電流とする技術も開示されている(例えば、特許文献3参照)。 A technique for calculating a base correction current value based on the target steering angular speed and the actual steering angular speed to obtain an assist target current is also disclosed (see, for example, Patent Document 3).
尚、電動モータの慣性による応答遅れの補償を操舵トルクの微分値に基づいて行う技術も提案されている(例えば、特許文献4参照)。 A technique for compensating for a response delay due to inertia of an electric motor based on a differential value of steering torque has also been proposed (see, for example, Patent Document 4).
例えばFF(Front engine Front drive:前輪駆動)車両や四輪駆動車両等では、例えば、発進加速時等、比較的大きな加速度が車両に加わった場合に、車輪に加わる駆動トルクによってトルクステアが発生することがある。トルクステアが発生した場合、運転者の意思とは無関係に、且つ路面からの入力による場合と比較して大きくステアリングホイールが操作され易い。このようなトルクステアによるステアリングホイールの操作は、手放し時であっても、操舵時であっても生じ得ると共に、車両の走安性及び快適性を阻害する大きな要因となるため、迅速に収束させる必要がある。ところが、従来の技術は、不感帯に相当する操舵角範囲が設けられる、或いは操舵トルクが大きい場合にはモータ電流がゼロとされる等、定常的な手放し走行を前提にしているため、トルクステアによるステアリングホイールの過渡的な操作に対しては効果的に作用しない。即ち、従来の技術には、トルクステアの発生時に車両の走安性や快適性が大きく損なわれかねないという技術的な問題点がある。 For example, in a front engine front drive (FF) vehicle or a four-wheel drive vehicle, for example, when a relatively large acceleration is applied to the vehicle, such as during start acceleration, torque steer is generated by the drive torque applied to the wheels. Sometimes. When torque steer occurs, the steering wheel is more easily operated regardless of the driver's intention and compared to the case of input from the road surface. Such steering wheel operation by torque steer can occur during hand-off or during steering, and it is a major factor that impedes the driving performance and comfort of the vehicle. There is a need. However, the conventional technique is based on a steady steering operation such as a steering angle range corresponding to the dead zone or a motor current being zero when the steering torque is large. It does not work effectively for the transient operation of the steering wheel. That is, the conventional technology has a technical problem that the running performance and comfort of the vehicle may be greatly impaired when torque steer occurs.
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、トルクステアによるステアリングホイールの操作を運転者の操舵状態によらずに効果的に収束させ得る車両の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle control device that can effectively converge the steering wheel operation by torque steer regardless of the steering state of the driver. To do.
上述した課題を解決するために、本発明に係る車両の制御装置は、車輪に対しステアリングホイールを介して付与される操舵力を補助する補助操舵力を付与可能である補助操舵力付与手段を備えた車両を制御する車両の制御装置であって、前記車両が所定の加速状態にあるか否かを判別する判別手段と、前記ステアリングホイールが人為的に操作されているか否かの二値状態を少なくとも含む前記ステアリングホイールの操作状態を特定する特定手段と、前記車両が前記加速状態にある旨の判別がなされた場合に、前記特定された操作状態に基づいて、前記車輪に対し前記補助操舵力として前記ステアリングホイールを中立位置に向かわせる所定の収束操舵力が付与されるように前記補助操舵力付与手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vehicle control apparatus according to the present invention includes auxiliary steering force applying means capable of applying an auxiliary steering force for assisting a steering force applied to a wheel via a steering wheel. A control device for a vehicle that controls a vehicle, a determination unit that determines whether or not the vehicle is in a predetermined acceleration state, and a binary state that indicates whether or not the steering wheel is artificially operated. The auxiliary steering force is applied to the wheel based on the specified operation state when it is determined that the operation state of the steering wheel includes at least specifying means for determining that the vehicle is in the acceleration state. And a control means for controlling the auxiliary steering force applying means so that a predetermined convergent steering force for directing the steering wheel toward the neutral position is applied. And features.
本発明において、「補助操舵力付与手段」とは、例えば操舵対象となる車輪(以下、適宜「操舵輪」と称する)に対し、ステアリングホイールを介して運転者等により与えられる操舵力を補助する補助操舵力を付与可能な手段を包括する概念であり、係る概念が担保される限りにおいて、補助操舵力付与手段における、例えば電気的、機械的或いは物理的な態様は何ら限定されない趣旨である。 In the present invention, the “auxiliary steering force applying means” assists a steering force applied by a driver or the like via a steering wheel to a wheel to be steered (hereinafter referred to as “steering wheel” as appropriate). It is a concept encompassing means capable of applying an auxiliary steering force, and as long as such a concept is secured, for example, an electrical, mechanical, or physical aspect of the auxiliary steering force applying means is not limited.
尚、ここで述べられる操舵力とは、ステアリングホイールを介して与えられる操舵トルクや、或いは更に当該操舵トルクが、ステアリングホイールを含む操舵装置を構成する、例えばステアリングシャフト、ラックアンドピニオン式やボールナット式等の各種態様を採り得る操舵機構、及びタイロッド等を適宜介して変換されてなる、操舵輪を左右方向に動かす物理力等を指す。従って、補助操舵力とは、例えばモータ等の電動機から出力されるモータトルク等であってもよいし、そのようなモータトルクが適宜変換されてなる、上述した物理力を増加又は減少させる補助的な物理力であってもよい。 The steering force described here refers to the steering torque applied via the steering wheel or the steering torque further constitutes a steering device including the steering wheel, for example, a steering shaft, a rack and pinion type, or a ball nut. A steering mechanism that can take various aspects such as a formula, and a physical force that is converted through a tie rod or the like as appropriate to move the steering wheel in the left-right direction. Therefore, the auxiliary steering force may be, for example, a motor torque output from an electric motor such as a motor, or the auxiliary torque that increases or decreases the above-described physical force obtained by appropriately converting such a motor torque. It may be a physical force.
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、車両が所定の加速状態にあるか否かが判別される。 According to the vehicle control device of the present invention, when the operation is performed, the discriminating means which can take the form of various processing units such as an ECU (Electronic Control Unit), various controllers, various computer systems such as a microcomputer device, or the like. Thus, it is determined whether or not the vehicle is in a predetermined acceleration state.
ここで、本発明に係る「所定の加速状態」とは、トルクステアの発生と対応付けられた加速状態を包括する概念であり、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、実践上無視し得ないトルクステアの発生が、又はそのようなトルクステアの近未来的な発生が裏付けられてなる加速状態、或いはそのような加速状態に一定又は不定のマージンを付与してなる、トルクステアを予防する観点から定められた加速状態等であってもよい。 Here, the “predetermined acceleration state” according to the present invention is a concept encompassing acceleration states associated with the occurrence of torque steer, for example, experimentally, empirically, theoretically, or simulation in advance. Based on the above, the occurrence of torque steer that cannot be ignored in practice, or the acceleration state that supports the near future generation of such torque steer, or a constant or indefinite margin for such acceleration state Thus, an acceleration state determined from the viewpoint of preventing torque steer may be used.
ここで、「トルクステア」とは、相対的にみて急激な加速時において、例えばエンジン等の内燃機関、ドライブシャフト、デファレンシャル、及びアクスル等を含む駆動系を介して伝達される駆動トルクによって、操舵輪が例えば左右に動かされ、前述した操舵装置の各部等を適宜介して最終的にステアリングホイールが運転者の意思と無関係に操作される現象を包括する概念である。従って、本発明に係る車両とは、少なくとも操舵輪に駆動力が伝達される車両であり、好適には、FF車両や四輪駆動車両等を指す。 Here, “torque steer” refers to steering by a drive torque transmitted through a drive system including an internal combustion engine such as an engine, a drive shaft, a differential, an axle, and the like at the time of relatively rapid acceleration. This is a concept encompassing a phenomenon in which the wheel is moved, for example, to the left and right, and the steering wheel is finally operated independently of the driver's intention through the various parts of the steering device as described above. Therefore, the vehicle according to the present invention is a vehicle in which driving force is transmitted to at least the steering wheel, and preferably refers to an FF vehicle, a four-wheel drive vehicle, or the like.
判別手段における、車両が所定の加速状態にあるか否かの判別に係る態様は、当該判別が可能である限りにおいて何ら限定されないが、例えば、車両前後方向の加速度(以下、適宜「前後G」と称する)、車両の速度(以下、適宜「車速」と称する)、内燃機関におけるスロットルバルブの開度(以下、適宜「スロットル開度」と称する)、及び車両の駆動トルク等の少なくとも一部に基づいて判断されてもよい。尚、トルクステアは、車両における内燃機関の配置態様、及び駆動系、とりわけ左右のドライブシャフトの長さ等、車両の物理的又は機械的な構成に依存するから、このような加速状態に関する判別の基準は、車両毎に個別具体的に設定されていてもよい。 The aspect relating to the determination of whether or not the vehicle is in a predetermined acceleration state in the determination means is not limited as long as the determination is possible. For example, acceleration in the vehicle longitudinal direction (hereinafter referred to as “front and rear G” as appropriate). At least part of the vehicle speed (hereinafter referred to as “vehicle speed” as appropriate), the throttle valve opening in the internal combustion engine (hereinafter referred to as “throttle opening” as appropriate), and the driving torque of the vehicle. It may be determined based on. Note that torque steer depends on the physical or mechanical configuration of the vehicle, such as the arrangement of the internal combustion engine in the vehicle and the drive system, particularly the length of the left and right drive shafts. The reference may be set individually and specifically for each vehicle.
一方、このような所定の加速状態にあるか否かに係る判別とは別に、本発明に係る車両の制御装置によれば、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、ステアリングホイールの操作状態が特定される。 On the other hand, apart from the determination as to whether or not the vehicle is in the predetermined acceleration state, according to the vehicle control device of the present invention, for example, various processing units such as ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device The operating state of the steering wheel is specified by specifying means that can take the form of the above.
ここで、本発明に係る「操作状態」とは、ステアリングホイールが人為的に操作されているか否かの二値状態を少なくとも含む概念であり、係る概念が担保される限りにおいて、例えば、ステアリングホイールがどの程度人為的に操作されているかといった定量的な指標を含む、より精細な状態であってもよい趣旨である。 Here, the “operation state” according to the present invention is a concept including at least a binary state indicating whether or not the steering wheel is artificially operated. For example, as long as the concept is secured, for example, the steering wheel This means that a more detailed state may be included, including a quantitative indicator of how much the user has been manually manipulated.
尚、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する例えば電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択する又はそのような選択を介して推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。 Note that “specific” in the present invention refers to, for example, detecting directly or indirectly as a physical numerical value or an electrical signal or the like corresponding to a physical numerical value via some detection means, appropriate storage means, etc. Selecting a corresponding numerical value from a map or the like stored in the map, or estimating through such selection, a preset algorithm based on the detected physical numerical value or electrical signal or the selected or estimated numerical value It is a broad concept encompassing derivation or estimation according to a calculation formula or the like, or simply acquiring a value detected, selected, estimated or derived as an electric signal or the like.
このように加速状態の判別及びステアリングホイールの操作状態の特定を経た結果、車両が加速状態にある旨の判別がなされた場合には、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段により、特定された操作状態に基づいて、前述した補助操舵力として収束操舵力が付与されるように補助操舵力付与手段が制御される。 As a result of the determination of the acceleration state and the identification of the steering wheel operation state as described above, when it is determined that the vehicle is in the acceleration state, for example, various processing units such as an ECU, various controllers, microcomputer devices, etc. The control means that can take the form of a computer system or the like controls the auxiliary steering force applying means so that the convergent steering force is applied as the above-described auxiliary steering force based on the specified operation state.
ここで、本発明に係る「収束操舵力」とは、ステアリングホイールを中立位置に向かわせる補助操舵力、言い換えればトルクステアを打ち消す方向へ作用する補助操舵力である。尚、「中立位置」とは、車両を直進させることが可能なステアリングホイールの操作位置であり、好適には操舵角にしてゼロ度或いはゼロ度近傍の位置を指す。但し、中立位置がこのように操舵角によって規定され得るとしても、収束操舵力は、必ずしも目標値としての操舵角を有しておらずともよい。即ち、補助操舵力によってステアリングホイールが幾らかなりとも中立位置へ誘われる、言い換えれば、運転者の意思に反して切り込み側へステアリングホイールが操作されることが幾らかなり阻害される限りにおいて、収束操舵力の付与に係る態様は自由であってよく、必ずしも補助操舵力のみによりステアリングホイールが中立位置へ向かって操作されずともよい。 Here, the “convergence steering force” according to the present invention is an auxiliary steering force that moves the steering wheel toward the neutral position, in other words, an auxiliary steering force that acts in a direction to cancel the torque steer. The “neutral position” is an operation position of the steering wheel that allows the vehicle to travel straight, and preferably refers to a position at or near zero degrees as a steering angle. However, even if the neutral position can be defined by the steering angle in this way, the convergent steering force does not necessarily have the steering angle as the target value. That is, the steering wheel is attracted to the neutral position by the auxiliary steering force, in other words, as long as the operation of the steering wheel to the notch side is considerably hindered against the driver's intention, the convergent steering force The aspect relating to the provision of the steering wheel may be free, and the steering wheel may not necessarily be operated toward the neutral position only by the auxiliary steering force.
このような制御手段の作用によれば、トルクステアがリアルタイムに発生した場合に、又は近未来的なトルクステアの発生が予測される場合等に、その時点におけるステアリングホイールの操作状態に基づいて、例えば手放し状態であるのか、少なくとも保舵されているのかと言った二値状態(即ち、前述の二値状態に相当)に応じて上述した収束操舵力が車輪に付与される。従って、例えば、ステアリングホイールが手放し状態にある(即ち、人為的に操作されていない状態に相当)場合に、車両が急発進する等して加速状態にある旨の判別がなされた場合には、例えばトルクステアによるステアリングの操作を抑制し得る、又は収束させ得る、或いはそのようなトルクステアの発生自体を回避し得る、相対的に大きな収束操舵力が付与される。 According to the operation of such control means, when torque steer occurs in real time, or when near-future torque steer is predicted to occur, based on the steering wheel operation state at that time, For example, the above-described convergent steering force is applied to the wheel in accordance with a binary state (i.e., corresponding to the above-described binary state) that states whether the vehicle is in a released state or at least steered. Therefore, for example, when it is determined that the steering wheel is in the released state (that is, equivalent to a state where the steering wheel is not manually operated) and the vehicle is in an accelerated state such as suddenly starting, For example, a relatively large converging steering force that can suppress or converge the steering operation by torque steer or avoid the occurrence of such torque steer itself is applied.
一方、トルクステアの発生時には、ステアリングホイールの操作状態によって、必要とされる収束操舵力は大きく異なり得る。例えば、ステアリングホイールが少なくとも保舵された状態(即ち、人為的に操作されている状態に相当)にある場合には、トルクステアを収束させるべく、或いは回避すべくなされ得るステアリングホイールの人為的な操作をアシストする方向へ収束操舵力が付与されればよく、手放し状態の場合と較べれば、比較的小さな収束操舵力で済む場合が多い。逆に、手放し状態における収束操舵力をこのような場合に適用すれば、ステアリングホイールが戻り過ぎると言った違和感が与えられ易い。従って、ステアリングホイールの操作状態に基づいて収束操舵力が付与されることにより、トルクステアによる走安性及び快適性の低下を抑えつつ、運転者へ与えられ得る違和感を回避するといった、実践上有益な効果が提供される。 On the other hand, when torque steer occurs, the required convergence steering force can vary greatly depending on the operating state of the steering wheel. For example, if the steering wheel is at least in a steered state (i.e. equivalent to an artificially operated state), an artificial steering wheel that can be made to converge or avoid torque steer A convergent steering force only needs to be applied in the direction of assisting the operation, and a relatively small convergent steering force is often required as compared with the case of releasing the hand. On the contrary, if the convergent steering force in the released state is applied in such a case, it is easy to give an uncomfortable feeling that the steering wheel returns too much. Therefore, by applying the convergent steering force based on the operation state of the steering wheel, it is practically beneficial to avoid a sense of incongruity that can be given to the driver while suppressing a decrease in driving performance and comfort due to torque steer. Effects are provided.
このように、本発明に係る車両の制御装置によれば、過渡的に車両の挙動を不安定ならしめるトルクステアの発生に際して或いは先んじて、適切な収束操舵力が付与されることにより、運転者の意思とは無関係なステアリングホイールの操作を抑制或いは回避することが可能となる。即ち、トルクステアによるステアリングホイールの操作を運転者の操舵状態によらずに効果的に収束させることが可能となるのである。 As described above, according to the vehicle control apparatus of the present invention, the driver is provided with an appropriate convergent steering force when torque steer that makes the behavior of the vehicle transiently unstable or before the occurrence of torque steer. It is possible to suppress or avoid the operation of the steering wheel unrelated to the intention. In other words, the steering wheel operation by torque steer can be effectively converged regardless of the steering state of the driver.
尚、制御手段に係る制御の態様は、本発明に係る上述した効果を少なくとも阻害しない範囲で自由に決定されてよく、例えば収束操舵力の付与特性は、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、手放し状態では可及的に速やかに収束操舵力が付与されるように、且つ保舵状態では運転者に違和感を与えずに操舵操作をアシストし得るように決定されていてもよい。 It should be noted that the mode of control according to the control means may be freely determined within a range that does not at least inhibit the above-described effect according to the present invention. For example, the application characteristic of the convergent steering force is experimentally and empirically in advance, Theoretically, based on simulations, etc., so that the convergent steering force is applied as quickly as possible in the hand-off state, and the steering operation can be assisted without giving the driver a sense of incongruity in the steered state. It may be determined.
尚、トルクステアは、上述したように、車両の物理的又は機械的な構成によって、より具体的には、例えばエンジンが横置きされること等によってドライブシャフトの長さが不等長である場合等に顕著に生じる。このような場合、予めトルクステアによるステアリングホイールが操作される方向は、左右いずれか一方に特定され得るから、トルクステアを招きかねない加速状態にある場合に、実際のトルクステアの発生に先んじて所定の方向に収束操舵力を付与することにより、実質的にみてトルクステアの発生自体を回避することも可能である。 Note that, as described above, the torque steer depends on the physical or mechanical configuration of the vehicle. More specifically, for example, when the length of the drive shaft is unequal due to the engine being placed horizontally or the like. It is noticeable in such cases. In such a case, the direction in which the steering wheel by torque steer is operated in advance can be specified as either the left or right, so that in the acceleration state that may cause torque steer, prior to the actual torque steer occurrence By applying the convergence steering force in a predetermined direction, it is possible to substantially avoid the occurrence of torque steer itself.
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記補助操舵力付与手段は、電動機を含む。 In one aspect of the vehicle control apparatus according to the present invention, the auxiliary steering force applying means includes an electric motor.
この態様によれば、補助操舵力付与手段が、例えばモータ等の電動機を含んで構成されるため、収束操舵力を比較的簡便に且つ正確に付与することが可能となる。尚、この態様では、例えば電動機は操舵装置の一部として構成され、ステアリングシャフトの回転、ピニオンギアの回転、或いはラックバーの往復運動等をアシストするアシストトルクを補助操舵力として付与可能に構成されていてもよい。即ち、この場合、操舵装置は所謂EPSの形態を採る。 According to this aspect, since the auxiliary steering force applying means includes an electric motor such as a motor, for example, it is possible to apply the convergent steering force relatively easily and accurately. In this aspect, for example, the electric motor is configured as a part of the steering device, and is configured to be able to apply an assist torque that assists the rotation of the steering shaft, the rotation of the pinion gear, the reciprocation of the rack bar, or the like as the auxiliary steering force. It may be. That is, in this case, the steering device takes the form of a so-called EPS.
尚、この態様における電動機の形態は何ら限定されず、例えばDCモータや三相交流モータ等の各種形態を採ることが可能である。また、係る電動機に電力を供給する電源装置も何ら限定されるものではなく、例えばセルモータ、シガライタ、ブロワ、ヘッドライト又はカーナビゲーション装置等車両に備わる各種補機類の電源装置として機能し得る例えば車載用12Vバッテリ等であってもよいし、このような補機用バッテリとは独立して構成された専用のバッテリ等であってもよい。更には、これら各種バッテリから供給される電圧を適宜昇圧せしめた、相対的に高圧な2次電圧を供給可能なバッテリであってもよい。 In addition, the form of the electric motor in this aspect is not limited at all, and various forms such as a DC motor and a three-phase AC motor can be employed. Further, the power supply device that supplies electric power to the electric motor is not limited in any way. For example, the vehicle can function as a power supply device for various auxiliary devices provided in a vehicle such as a cell motor, cigar lighter, blower, headlight, or car navigation device. The battery may be a 12V battery for the purpose, or may be a dedicated battery configured independently of such an auxiliary battery. Furthermore, a battery capable of supplying a relatively high secondary voltage by appropriately boosting the voltage supplied from these various batteries may be used.
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記ステアリングホイールの操舵角に応じて前記収束操舵力が付与されるように前記補助操舵力付与手段を制御する。 In another aspect of the vehicle control apparatus according to the present invention, the control means controls the auxiliary steering force applying means so that the convergent steering force is applied according to a steering angle of the steering wheel.
この態様によれば、収束操舵力が、例えば舵角センサ等の検出手段により検出されるステアリングホイールの操舵角に応じて付与される。収束操舵力は、トルクステアを打ち消し、最終的には車両の走安性及び快適性を向上せしめる目的で付与されるものであり、その観点から言えば、操舵角は重要な意味を持つ。即ち、ステアリングホイールが手放し状態であれば、トルクステアによるステアリングホイールの操作自体を抑制するのが好ましく、収束操舵力の付与は比較的微小な操舵角から開始されるのが望ましい。一方で、運転者がステアリングホイールを少なくとも保舵した状態では、あくまで運転者の操作意思に応じた収束操舵力を付与する必要があるから、操舵角には一定又は不定の不感帯領域が設定される方がよい場合がある。この態様によれば、収束操舵力が操舵角に応じて付与されるから、例えばこのような、ステアリングホイールの操作状態に応じて異なり得る要求にも好適に応えることが可能となり、実践上有益である。 According to this aspect, the convergence steering force is applied according to the steering angle of the steering wheel detected by the detection means such as a steering angle sensor. The convergent steering force is given for the purpose of canceling the torque steer and finally improving the running performance and comfort of the vehicle. From this viewpoint, the steering angle has an important meaning. That is, when the steering wheel is in the let-off state, it is preferable to suppress the steering wheel operation itself by torque steer, and it is desirable that the application of the convergent steering force is started from a relatively small steering angle. On the other hand, in a state where the driver holds the steering wheel at least, it is necessary to apply a convergent steering force according to the driver's intention to operate, so a constant or indefinite dead zone region is set for the steering angle. It may be better. According to this aspect, since the convergent steering force is applied according to the steering angle, for example, it is possible to appropriately meet such a request that can vary depending on the operation state of the steering wheel, which is useful in practice. is there.
尚、この態様では、前記制御手段は、予め前記操舵角に対応付けられて設定されてなる前記収束操舵力の基本特性に基づいて前記収束操舵力が付与されるように前記補助操舵力付与手段を制御してもよい。 In this aspect, the control means provides the auxiliary steering force applying means so that the convergent steering force is applied based on a basic characteristic of the convergent steering force set in advance in association with the steering angle. May be controlled.
この場合、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、ステアリングホイールの操作状態によらず運転者に違和感を与えることなくトルクステアを好適に打ち消すことが可能となるように、収束操舵力の基本特性が決定されており、例えば然るべき記憶手段にマップ等として格納されている。従って、制御手段は、実際の補助操舵力付与手段の制御に際し、当該基本特性に基づいて、更には適宜車速や駆動トルク等の指標値に応じた補正を行って、比較的軽い処理負荷の下で収束操舵力を好適に付与することが可能となる。尚、「基本特性に基づいて」とは、必ずしも付与すべき収束操舵力が、係る基本特性のみに従って決定されずともよいことを表す趣旨であり、より具体的には、例えば上述した如く車速や駆動トルク等に応じた補正が行われてもよいことを表す趣旨である。 In this case, for example, based on experimental, empirical, theoretical or simulation in advance, it is possible to suitably cancel the torque steer without causing the driver to feel uncomfortable regardless of the operation state of the steering wheel. As described above, the basic characteristic of the convergence steering force is determined, and is stored as a map or the like in an appropriate storage means, for example. Accordingly, the control means, when controlling the actual auxiliary steering force applying means, performs correction according to the index value such as the vehicle speed and the driving torque as appropriate based on the basic characteristics, and under a relatively light processing load. Thus, the convergent steering force can be suitably applied. Note that “based on the basic characteristics” means that the convergent steering force to be applied is not necessarily determined only according to the basic characteristics. More specifically, for example, as described above, the vehicle speed or This is intended to indicate that correction according to drive torque or the like may be performed.
基本特性に基づいて収束操舵力が付与される態様においては、前記制御手段は、前記ステアリングホイールが人為的に操作されている場合には、前記基本特性の少なくとも一部として設定された第1特性に基づいて前記補助操舵力付与手段を制御すると共に、前記ステアリングホイールが人為的に操作されていない場合には、前記基本特性の少なくとも一部として設定された、(i)前記収束操舵力の最大値が前記第1特性における該最大値よりも大きく、且つ(ii)前記収束操舵力の付与が開始される前記操舵角を表す開始操舵角が、前記第1特性における該開始操舵角よりも小さい第2特性に基づいて前記補助操舵力付与手段を制御してもよい。 In a mode in which a convergent steering force is applied based on a basic characteristic, the control means has a first characteristic set as at least a part of the basic characteristic when the steering wheel is artificially operated. And (i) the maximum convergence steering force is set as at least a part of the basic characteristics when the auxiliary steering force applying means is controlled based on A value greater than the maximum value in the first characteristic, and (ii) a start steering angle representing the steering angle at which application of the convergent steering force is started is smaller than the start steering angle in the first characteristic The auxiliary steering force applying means may be controlled based on the second characteristic.
この場合、ステアリングホイールが人為的に操作されている、即ち少なくとも保舵状態にある場合には、所定の第1特性に基づいて補助操舵力付与手段が制御されると共に、ステアリングホイールが人為的に操作されていない場合、即ち手放し状態にある場合には、第2特性に従い、係る第1特性における開始操舵角よりも小さい操舵角を開始操舵角として、最大値が係る第1特性における最大値よりも大きい収束操舵力が付与される。従って、ステアリングホイールが手放し状態にある場合と、保舵状態にある場合とで、収束操舵力の付与特性を全く独立したものとすることができ、より各々の場合に最適化された収束操舵力を付与可能となる。また、このような第1及び第2特性に相当するマップ、例えば、第1及び第2特性に相当する特性を得るための補助操舵力付与手段の制御量(電流値、トルク値又はデューティ比等)を規定するマップ等が然るべき記憶手段に記憶される場合には、上述したように、制御手段の負荷を軽減することも可能となるため実践上有益である。 In this case, when the steering wheel is artificially operated, that is, at least in the steering holding state, the auxiliary steering force applying means is controlled based on the predetermined first characteristic, and the steering wheel is artificially operated. When not being operated, i.e., in the let-off state, the maximum value is greater than the maximum value in the first characteristic with the steering angle being smaller than the start steering angle in the first characteristic according to the second characteristic. A large convergent steering force is applied. Therefore, it is possible to make the giving characteristic of the convergent steering force completely independent between the case where the steering wheel is in the let-off state and the state where the steering wheel is held, and the convergent steering force optimized in each case. Can be granted. Further, a map corresponding to the first and second characteristics, for example, a control amount (current value, torque value, duty ratio, etc.) of the auxiliary steering force applying means for obtaining the characteristics corresponding to the first and second characteristics. ) Is stored in an appropriate storage unit, as described above, the load on the control unit can be reduced, which is useful in practice.
尚、このように少なくとも第1特性と第2特性との間で基本特性が切り替えられる態様では、前記制御手段は、前記基本特性を前記第1特性と前記第2特性との間で切り替える場合に、前記収束操舵力が徐々に変化するように前記補助操舵力付与手段を制御してもよい。 In the aspect in which the basic characteristic is switched at least between the first characteristic and the second characteristic in this way, the control means is configured to switch the basic characteristic between the first characteristic and the second characteristic. The auxiliary steering force applying means may be controlled so that the convergent steering force gradually changes.
手放し状態と保舵状態とでは、収束操舵力の値に実践上無視し得ない大きな差異が存在することが多い。従って、トルクステアの発生中、或いはトルクステアの発生を抑えるための制御中に、手放し状態から保舵状態へステアリングホイールの操作状態が変化すること等により、基本特性が切り替えられる場合には、例えばトルクショック等の違和感が運転者に与えられかねない。この態様では、制御手段が基本特性の切り替え時に収束操舵力を徐変するため、そのようなトルクショックを、少なくとも運転者に知覚されない程度に軽減することが可能となり実践上有益である。 In many cases, there is a large difference in the value of the convergent steering force that cannot be ignored in practice between the hand-off state and the steered state. Accordingly, when the basic characteristics are switched during the torque steer generation or during the control for suppressing the torque steer, due to the change in the steering wheel operation state from the hand-off state to the steered state, for example, The driver may be given an uncomfortable feeling such as torque shock. In this aspect, since the control means gradually changes the convergent steering force when the basic characteristics are switched, such torque shock can be reduced at least to the extent that it is not perceived by the driver, which is beneficial in practice.
尚、このような徐変の態様は、何らこの種の制御をなさない場合と較べて幾らかなりとも違和感の発生を抑止し得る限りにおいて何ら限定されず、一方の特性に基づいて決定される収束操舵力から他方の特性に基づいて決定される収束操舵力まで、連続的に、或いは段階的に収束操舵力を変化させてもよい。また、このような切り替え時における収束操舵力の徐変制御を実行する期間は、走安性及び快適性が十分に担保され得る限りにおいて何ら限定されず、操作状態が変化した時点から、或いは操作状態が変化した旨の何らかの判定動作がなされた時点から一定又は不定の時間として規定されていてもよいし、特に経過時間によらずに、切り替え前後における収束操舵力の差分と、徐変の度合いに応じてその都度個別具体的に定まる期間であってもよい。 Note that such a mode of gradual change is not limited in any way as long as it can suppress the occurrence of a sense of incongruity as much as compared with the case where this kind of control is not performed, and the convergence determined based on one characteristic. The convergence steering force may be changed continuously or stepwise from the steering force to the convergence steering force determined based on the other characteristic. Further, the period for executing the gradual change control of the convergent steering force at the time of such switching is not limited in any way as long as the running stability and comfort can be sufficiently secured, or from the time when the operation state changes or the operation It may be specified as a fixed or indefinite time from the time when some determination operation indicating that the state has changed is made. Regardless of the elapsed time, the difference in convergent steering force before and after switching and the degree of gradual change Depending on the time period, it may be a specific period of time.
尚、このように収束操舵力が徐変される態様では、前記制御手段は、前記基本特性を切り替える場合の前記収束操舵力が、前記操舵角及び前記ステアリングホイールの操舵トルクのうち少なくとも一方の時間微分値に基づいて付与されるように前記補助操舵力付与手段を制御してもよい。 In the aspect in which the convergent steering force is gradually changed in this way, the control means is configured so that the convergent steering force when switching the basic characteristic is at least one time of the steering angle and the steering torque of the steering wheel. You may control the said auxiliary | assistant steering force provision means so that it may be provided based on a differential value.
操舵角の時間微分値、即ち操舵角速度と、操舵トルクの時間微分値とは、運転者によるステアリングホイールの操作の度合いを規定する指標となり得る。従って、これらの指標値に基づいて基本特性切り替え時の収束操舵力が付与される場合には、運転者に与えられる違和感が極めて軽減され、自然な操作感覚を運転者に提供することが可能となる。尚、このような指標値に基づいて付与される、基本特性切り替え時の収束操舵力は、運転者がステアリングホイールを切り込んだ場合、即ち、中立位置から乖離する方向へステアリングホイールが操作される場合と、切り戻した場合、即ち運転者の意思によりステアリングホイールが中立方向へ戻される場合とで、無論相互に異なっていてよい。 The time differential value of the steering angle, that is, the steering angular velocity and the time differential value of the steering torque can be an index that defines the degree of operation of the steering wheel by the driver. Therefore, when the convergence steering force at the time of switching the basic characteristics is given based on these index values, the uncomfortable feeling given to the driver is extremely reduced, and it is possible to provide the driver with a natural feeling of operation. Become. In addition, the convergence steering force at the time of basic characteristic switching given based on such an index value is when the driver cuts the steering wheel, that is, when the steering wheel is operated in a direction away from the neutral position. Of course, they may be different from each other when they are switched back, that is, when the steering wheel is returned to the neutral direction by the driver's intention.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
<発明の実施形態>
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
<Embodiment of the Invention>
Hereinafter, an embodiment according to a vehicle control device of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る車両10の構成について説明する。ここに、図1は、車両10の基本的な構成を概念的に示す概略構成図である。
<Configuration of Embodiment>
First, with reference to FIG. 1, the structure of the
図1に示すように、車両10は、操舵輪として左右一対の前輪FL及びFRを備え、これら前輪が操舵されることにより所望の方向に進行することが可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
車両10は、ECU100、EPS200及びエンジン300を備える。
The
ECU100は、夫々不図示のCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備え、車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、EPS200を制御するための後述するトルクステア抑制処理を実行することが可能に構成されている。
The
EPS200は、所謂電動式パワーステアリング装置であり、操舵輪である前輪FL及びFRを、運転者によるステアリングホイール11の操作に応じて操舵することが可能に構成されている。
The
EPS200には、ラックアンドピニオン式の操舵方式が採用されており、ステアリングホイール11に一方の端部が接続されるステアリングシャフト12と、当該ステアリングシャフト12の他方の端部に接続されるラックアンドピニオン機構13とが備わっている。尚、EPS200には、例えばボールナット式等、他の操舵方式が採用されていても構わない。
The
ラックアンドピニオン機構13は、ステアリングシャフト12の回転方向の力を、ラックバー14の往復動方向の力に変換することが可能に構成される。また、ラックバー14の両端は、タイロッド(符号省略)を介して前輪FL及びFRに連結されており、ラックバー14の往復運動に応じて、前輪FL及びFRの向きが変わる構成となっている。
The rack and pinion mechanism 13 is configured to be able to convert a force in the rotational direction of the steering
EPS200には、ステアリングホイール11の回転角度である操舵角δを検出することが可能に構成された舵角センサ15及びステアリングホイール11の操作を介してステアリングシャフト12に加えられる操舵トルクMTを検出することが可能に構成されたトルクセンサ16が備わる。舵角センサ15及びトルクセンサ16は、夫々ECU100と電気的に接続されており、夫々検出された操舵角δ及び操舵トルクMTは、ECU100により絶えず、或いは一定又は不定の周期毎に把握される構成となっている。
The
また、EPS200には、モータ17が備わる。モータ17は、運転者の操作負担を軽減する補助操舵力としてアシストトルクを発生させると共に、不図示の減速ギアを介してステアリングシャフト12に当該アシストトルクを付与することが可能に構成された、本発明に係る「補助操舵力付与手段」の一例である。モータ17は、例えばインバータ等を含む不図示のモータ制御系を介してECU100と電気的に接続されており、その動作状態がECU100により制御される構成となっている。尚、モータ17から出力されるアシストトルクは、必ずしもステアリングシャフト12に付与されずともよく、例えば、ラックアンドピニオン機構13におけるピニオンギアに、当該ピニオンギアの回転をアシストすべく付与されてもよいし、ラックバー14に当該ラックバーの往復運動をアシストすべく付与されてもよい。
The
車両10は、前後Gセンサ18、車速センサ19及びスロットル開度センサ20を備える。
The
前後Gセンサ18は、車両10の前後方向に作用する加速度(即ち、前後G)Gxを検出することが可能に構成されたセンサである。前後Gセンサ18は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車両10の前後Gは、ECU100によって絶えず、或いは一定又は不定の周期毎に把握される構成となっている。
The front-rear G sensor 18 is a sensor configured to be able to detect acceleration (that is, front-rear G) Gx acting in the front-rear direction of the
車速センサ19は、車両10の速度(即ち、車速)Vを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ19は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速は、ECU100によって絶えず、或いは一定又は不定の周期毎に把握される構成となっている。
The vehicle speed sensor 19 is a sensor configured to be able to detect the speed (that is, the vehicle speed) V of the
スロットル開度センサ20は、エンジン300におけるスロットルバルブの開度(即ち、スロットル開度)Thrを検出することが可能に構成されたセンサである。スロットル開度センサ20は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度は、ECU100によって絶えず、或いは一定又は不定の周期毎に把握される構成となっている。
The
エンジン300は、ガソリンを燃料とし、車両10の動力源として機能するように構成された内燃機関であり、例えば、4気筒、6気筒、8気筒又は12気筒等、複数の気筒を備え、また夫々の気筒の配置態様に応じて直列型、V型或いは水平対向型等の各種態様を採る。エンジン300における、不図示のクランクシャフトから出力される駆動力は、不図示のデファレンシャル及びドライブシャフト等を適宜介して、操舵輪たる前輪FL及びFRに付与される。即ち、車両10は、FF車両として構成されている。尚、車両10の駆動形態は、無論FFに限定されず、例えば前輪FL及びFRに加えて不図示の後輪が駆動される、四輪駆動の形態を採ってもよい。
The
<実施形態の動作>
次に、本実施形態の動作について説明する。
<Operation of Embodiment>
Next, the operation of this embodiment will be described.
車両10は、上述したようにFF車両であり、前輪FL及びFRは、操舵輪であると共に駆動輪である。そのため、これら前輪は、急発進時等、比較的大きい前後加速度が生じた際に、運転者の操舵操作とは無関係に操舵され、所謂トルクステアが発生することがある。トルクステアが発生した場合、走安性の低下を招く可能性があると共に、操舵輪に作用する操舵力がステアリングシャフト12を介してステアリングホイール11に伝達されることによって、結局運転者の操舵意思とは無関係にステアリングホイール11が操作され、運転者に著しい違和感を与えることとなって快適性が低下し易い。そこで、本実施形態に係る車両10では、ECU100が、トルクステア抑制処理を実行することによって、係るトルクステアの発生に好適に対処し得ている。以下、適宜図面を参照し、トルクステア抑制処理の詳細について説明する。
As described above, the
始めに、図2を参照し、トルクステア抑制処理の基本的な流れについて説明する。ここに、図2は、トルクステア抑制処理のフローチャートである。 First, the basic flow of torque steer suppression processing will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of the torque steer suppression process.
図2において、ECU100は、始めに車両10が加速中であるか否かを判別する(ステップS100)。尚、加速中であるか否かに係る判別は、加速判定処理の結果に基づいて行われる。
In FIG. 2, the
ここで、図3を参照し、加速判定処理の詳細について説明する。ここに、図3は、加速判定処理のフローチャートである。 Here, the details of the acceleration determination process will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of the acceleration determination process.
図3において、ECU100は、車速センサ19によって検出される車速Vが、所定の閾値Vth以上であるか否かを判別する(ステップS110)。ここで、車速の閾値Vthは、車速の検出誤差が実践上問題とならない限りにおいて、ゼロ近傍の極低車速領域で設定されている。車速Vが閾値Vth未満である場合(ステップS110:NO)、ECU100は、車両10が加速中でない旨の判別を行う(即ち、図2のステップS100における「NO」の分岐に相当)。
In FIG. 3, the
車速Vが閾値Vth以上である場合(ステップS110:YES)、ECU100は、スロットル開度センサ20によって検出されるスロットル開度Thrが、所定の閾値Thrth以上であるか否かを判別する(ステップS120)。ここで、スロットル開度の閾値Thrthは、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、トルクステアの発生に対応付けられた値に設定されている。例えば、閾値Thrthは、トルクステアの発生確率が相対的にみて高いと推定され得る値に設定される。スロットル開度Thrが閾値Thrth未満である場合(ステップS120:NO)、ECU100は、車両10が加速中でない旨の判別を行う(即ち、図2のステップS100における「NO」の分岐に相当)。
When the vehicle speed V is equal to or higher than the threshold value Vth (step S110: YES), the
スロットル開度Thrが閾値Thrth以上である場合(ステップS120:YES)、ECU100は更に、車両10の前後Gセンサ19によって検出される車両10の前後加速度Gxが、所定の閾値Gxth以上であるか否かを判別する(ステップS130)。ここで、前後Gの閾値Gxthは、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、トルクステアの発生に対応付けられた値に設定されている。例えば、閾値Gxthは、トルクステアの発生確率が相対的にみて高いと推定され得る値に設定される。前後加速度Gxが閾値Gxth未満である場合(ステップS130:NO)、ECU100は、車両10が加速中でない旨の判別を行う(即ち、図2のステップS100における「NO」の分岐に相当)。
When the throttle opening degree Thr is equal to or greater than the threshold value Thrth (step S120: YES), the
前後加速度Gxが閾値Gxth以上である場合(ステップS130:YES)、ECU100は更に、車両10の駆動トルクDrtrqが所定の閾値Drtrqth以上であるか否かを判別する(ステップS140)。ここで、駆動トルクDrtrqは、前輪FL及びFRを実際に駆動するトルクであり、エンジン300の出力トルク、及びデファレンシャルのギア比等に基づいてECU100により算出される。また、駆動トルクDrtrqの閾値Drtrqthは、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、トルクステアの発生に対応付けられた値に設定されている。例えば、閾値Drtrqthは、トルクステアの発生確率が相対的にみて高いと推定され得る値に設定される。駆動トルクDrtrqが閾値Drtrqth未満である場合(ステップS140:NO)、ECU100は、車両10が加速中でない旨の判別を行う(即ち、図2のステップS100における「NO」の分岐に相当)。
When the longitudinal acceleration Gx is greater than or equal to the threshold Gxth (step S130: YES), the
駆動トルクDrtrqが閾値Drtrqth以上である場合(ステップS140:YES)、ECU100は、車両10が加速中である旨の判別を行う(即ち、図2のステップS100における「YES」の分岐に相当)。このように、加速判定処理では、車速V、スロットル開度Thr、前後加速度Gx及び駆動トルクDrtrqの値に基づいて、車両10が加速中であるか否かの判別がなされる構成となっている。車両10が加速状態であるか否かの判別がなされると、加速判定処理は終了する。
When the drive torque Drtrq is equal to or greater than the threshold Drtrqth (step S140: YES), the
図2に戻り、車両10が加速中でない旨の判別がなされた場合(ステップS100:NO)、ECU100はステップS100を繰り返し実行し、実質的に処理を待機状態に制御する。一方、車両10が加速中である旨の判別がなされた場合(ステップS100:YES)、ECU100は更に、ステアリングホイール11が手放し状態であるか否かを判別する(ステップS200)。尚、ステアリングホイール11が手放し状態であるか否かに係る判別は、手放し判定処理の結果に基づいて行われる。
Returning to FIG. 2, when it is determined that the
ここで、図4を参照し、手放し判定処理の詳細について説明する。ここに、図4は、手放し判定処理のフローチャートである。 Here, with reference to FIG. 4, details of the let go determination process will be described. FIG. 4 is a flowchart of the hand release determination process.
図4において、ECU100は、トルクセンサ16によって検出される操舵トルクMTの絶対値が、所定の閾値MTth1未満であるか否かを判別する(ステップS210)。ここで、操舵トルクMTは、運転者の操舵方向によって正負いずれの値も採り得るため、絶対値が参照される。閾値MTth1は、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、ステアリングホイール11が手放し状態であると推定され得る、或いは運転者による操舵入力が無いと推定され得る値(例えば、運転者による操舵入力がある場合には採り得ないような値)に設定されている。操舵トルクMTの絶対値が閾値MTth1以上である場合(ステップS210:NO)、ECU100は、ステアリングホイール11が手放し状態に無い旨の(即ち、運転者がステアリングホイール11を少なくとも保舵している旨の)判別を行う(即ち、図2のステップS200における「NO」の分岐に相当)。
In FIG. 4, the
操舵トルクMTの絶対値が閾値MTth1未満である場合(ステップS210:YES)、ECU100は、ステアリングホイール11の操舵角速度ωの絶対値が、所定の閾値ωth1以上であるか否かを判別する(ステップS220)。ここで、操舵角速度ωは、舵角センサ15によって検出される操舵角δの時間微分値であり、ステアリングホイール11が操作される際の操作速度を規定する指標値である。操舵角δは、ステアリングホイール11の回転方向によって正負いずれの値も採り得るため、必然的に操舵角速度ωも正負いずれの値も採り得る構成となっている。このため、ステップS220に係る判別処理に際しては絶対値が参照される。閾値ωth1は、ステアリングホイール11が人為的にしろトルクステアによるにしろ、いずれかの方向に操作されていると推定され得る値に設定されている。ECU100は、操舵角速度ωの絶対値が閾値ωth1未満である場合(ステップS220:NO)、ステアリングホイール11が手放し状態に無い旨の判別を行う(即ち、図2のステップS200における「NO」の分岐に相当)。
When the absolute value of the steering torque MT is less than the threshold value MTth1 (step S210: YES), the
操舵角速度ωが閾値ωth1以上である場合(ステップS220:YES)、ECU100は、舵角センサ15によって検出されるステアリングホイール11の操舵角δの絶対値が所定の閾値δth1以上であるか否かを判別する(ステップS230)。ここで、操舵角δは、上述したように正負いずれの値も採り得るため、絶対値が参照される。また、閾値δth1は、ステアリングホイール11が人為的にしろトルクステアによるにしろ、いずれかの方向に操作されていると推定され得る値に設定されている。ECU100は、操舵角δの絶対値が閾値δth1未満である場合(ステップS230:NO)、ステアリングホイール11が手放し状態に無い旨の判別を行う(即ち、図2のステップS200における「NO」の分岐に相当)。尚、ステップS230に係る処理では、操舵角δの符号が、操舵角速度ωの符号と一致するか否かも同時に判別される。
When the steering angular velocity ω is greater than or equal to the threshold ωth1 (step S220: YES), the
尚、本実施形態では、このようにステップS220及びステップS230に係る処理において、操舵角速度ω及び操舵角δの各々の絶対値が参照されるが、無論、ステアリングホイール11の操作方向(即ち、左右方向)毎に設定される、相互に符号のみが異なる二つの閾値と、操舵角速度ω及び操舵角δとを夫々個別に比較判別してもよい。 In the present embodiment, the absolute values of the steering angular velocity ω and the steering angle δ are referred to in the processing related to step S220 and step S230 as described above, but of course, the operation direction of the steering wheel 11 (ie, left and right) Two threshold values set for each direction), which are different only in sign, and steering angular velocity ω and steering angle δ may be individually compared and determined.
操舵角δの絶対値がδth以上である場合(ステップS230:YES)、ECU100は、ステアリングホイール11が手放し状態である旨の判別を行う(即ち、図2のステップS200における「YES」の分岐に相当)。このように、手放し判定処理では、操舵トルクMT、操舵角速度ω及び操舵角δに基づいて、ステアリングホイール11が手放し状態であるか否かの判別が行われる構成となっている。定性的には、操舵トルクMTが十分に小さい状況下で、操舵角速度ω及び操舵角δが、相互に同一の符合で、ある程度の値を有する場合には、ステアリングホイール11が手放し状態である旨の判別がなされる構成となっている。ステアリングホイール11が手放し状態であるか否かの判別がなされると、手放し判定処理は終了する。
When the absolute value of the steering angle δ is greater than or equal to δth (step S230: YES), the
図2に戻り、ステアリングホイール11が手放し状態である場合(ステップS200:YES)、ECU100は、ステアリングホイール11をニュートラルポジションに向かわせるための、手放し時N戻し制御を実行する(ステップS10)。一方、ステアリングホイール11が手放し状態でない場合(ステップS200:NO)、ECU100は、運転者がステアリングホイール11をニュートラルポジションへ戻す操作を補助するための、後述する操舵時N戻し制御の実行可否を判別する(ステップS300)。係る実行可否の判別は、許可判定処理の結果に基づいて行われる。
Returning to FIG. 2, when the steering wheel 11 is in the released state (step S <b> 200: YES), the
ここで、図5を参照し、許可判定処理の詳細について説明する。ここに、図5は、許可判定処理のフローチャートである。 Here, the details of the permission determination process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of the permission determination process.
図5において、ECU100は、操舵トルクMTの絶対値が所定の閾値MTth2以上であるか否かを判別する(ステップS310)。ここで、閾値MTth2は、運転者がステアリングホイール11を操舵する意思を有する旨を明確にするために、手放し状態の判別に係る閾値MTth1よりも大きい値に設定されている。操舵トルクMTの絶対値が閾値MTth2未満である場合(ステップS310:NO)、ECU100は、操舵時N戻し制御を禁止する旨の判別を行う(即ち、図2のステップS300における「NO」の分岐に相当)。
In FIG. 5, the
一方、操舵トルクMTの絶対値が閾値MTth2以上である場合(ステップS310:YES)、ECU100は、操舵角速度ωの絶対値が所定の閾値ωth2以上であるか否かを判別する(ステップS320)。ここで、閾値ωth2は、手放し状態の判別に係る閾値ωth1よりも大きい値に設定されている。操舵角速度ωの絶対値が閾値ωth2未満である場合(ステップS320:NO)、ECU100は、操舵時N戻し制御を禁止する旨の判別を行う(即ち、図2のステップS300における「NO」の分岐に相当)。
On the other hand, when the absolute value of the steering torque MT is equal to or greater than the threshold value MTth2 (step S310: YES), the
一方、操舵角速度ωの絶対値が閾値ωth2以上である場合(ステップS320:YES)、ECU100は、操舵角δの絶対値が所定の閾値δth2以上であるか否かを判別する(ステップS330)。ここで、閾値δth2は、手放し状態の判別に係る閾値δth1よりも大きい値に設定されている。操舵角δの絶対値が閾値δth2未満である場合(ステップS330:NO)、ECU100は、操舵時N戻し制御を禁止する旨の判別を行う(即ち、図2のステップS300における「NO」の分岐に相当)。
On the other hand, when the absolute value of the steering angular velocity ω is greater than or equal to the threshold ωth2 (step S320: YES), the
他方、操舵角δの絶対値が閾値δth2以上である場合(ステップS330:YES)、ECU100は、操舵時N戻し制御を許可する旨の判別を行う(即ち、図2のステップS300における「YES」の分岐に相当)。このように、許可判定処理においては、操舵トルクMT、操舵角速度ω及び操舵角δに基づいて、操舵時N戻し制御の実行を許可するか否かの判別が行われる構成となっている。
On the other hand, if the absolute value of the steering angle δ is greater than or equal to the threshold δth2 (step S330: YES), the
図2に戻り、操舵時N戻し制御が許可されない場合(ステップS300:NO)、ECU100は、処理をステップS100に戻し、車両10が加速中であるか否かの判別処理から続く一連の処理を実行する。一方、操舵時N戻し制御が許可される場合(ステップS300:YES)、ECU100は、操舵時N戻し制御を実行する(ステップS11)。操舵時N戻し制御が実行されると、処理はステップS100に戻され、一連の処理が繰り返される。
Returning to FIG. 2, when the N return control at the time of steering is not permitted (step S300: NO), the
ここで、手放し時N戻し制御の詳細について説明する。手放し時N戻し制御が実行される場合、ECU100は、モータ17から出力すべき手放し時アシストトルクATRQ1(以下、適宜「アシストトルクATRQ1」と称する)を算出し、当該アシストトルクATRQ1が出力されるようにモータ17の制御系を制御する。アシストトルクATRQ1は、下記(1)式に従って算出される。
Here, the details of the N return control at hand release will be described. When hand release N return control is executed,
ATRQ1=ATRQ1base×GN1×GN2・・・(1)
ここで、ATRQ1baseは、アシストトルクATRQ1の基本値であり、GN1及びGN2は、夫々アシストトルクATRQ1の基本値ATRQ1baseを補正するためのゲインである。
ATRQ1 = ATRQ1base × GN1 × GN2 (1)
Here, ATRQ1base is a basic value of the assist torque ATRQ1, and GN1 and GN2 are gains for correcting the basic value ATRQ1base of the assist torque ATRQ1, respectively.
ここで、図6を参照し、ATRQ1base、GN1及びGN2の詳細について説明する。ここに、図6は、ATRQ1base、GN1及びGN2の特性を概念的に表してなる模式図である。 Here, details of ATRQ1base, GN1, and GN2 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram conceptually showing the characteristics of ATRQ1base, GN1 and GN2.
図6において、上段から下段にかけて、ATRQ1baseの特性(図6(a))、ゲインGN1の特性(図6(b))、及びゲインGN2の特性(図6(c))が示される。 In FIG. 6, the characteristics of ATRQ1base (FIG. 6 (a)), the characteristics of gain GN1 (FIG. 6 (b)), and the characteristics of gain GN2 (FIG. 6 (c)) are shown from the upper stage to the lower stage.
図6(a)は、本発明に係る「第2特性」の一例であり、図6(a)において、アシストトルクATRQ1の基本値ATRQ1baseは、操舵角δに対応付けられて設定され、その軌跡は、図示PRF_ATRQ1baseとなる。即ち、基本値ATRQ1baseは、ほぼゼロとみなし得る程度に小さい、図示操舵角δ1(即ち、本発明に係る「開始操舵角」の一例)から、操舵角δ2(δ2>δ1)までの操舵角範囲で設定される。また、その最大値は、ATRQ1basemaxを採る。尚、最大値ATRQ1basemaxは、概ね4〜5N・m程度の値に設定される。 FIG. 6A is an example of the “second characteristic” according to the present invention. In FIG. 6A, the basic value ATRQ1base of the assist torque ATRQ1 is set in association with the steering angle δ, and its locus Is PRF_ATRQ1base shown in the figure. That is, the basic value ATRQ1base is small enough to be regarded as almost zero, and the steering angle range from the illustrated steering angle δ1 (that is, an example of the “starting steering angle” according to the present invention) to the steering angle δ2 (δ2> δ1). Set by. The maximum value is ATRQ1basemax. The maximum value ATRQ1basemax is set to a value of about 4 to 5 N · m.
図6(b)において、ゲインGN1は、車両10の駆動トルクDrtrqに対するゲインGNの特性であり、その軌跡は図示PRF_GN1によって表される。即ち、ゲインGN1は、駆動トルクDrtrq1(少なくとも前述したDrtrqth以上の値を採る)以上の範囲で設定され、Drtrq1からDrtrq2(Drtrq2>Drtrq1)までの範囲でリニアに上昇し、Drtrq2において、最大値GN1max(例えば、1である)を採る。
In FIG. 6B, the gain GN1 is a characteristic of the gain GN with respect to the driving torque Drtrq of the
図6(c)において、ゲインGN2は、車両Vに対するゲインGNの特性であり、その軌跡は図示PRF_GN2によって表される。即ち、ゲインGN2は、極低車速である車速V1(少なくとも前述したVth以上の値を採る)以上Vmax(Vmax>V1)の範囲で設定され、V1からV2(V2>V1)までの範囲では最大値GN2max(例えば、1である)を採り、V2以上の範囲でリニアに減少するように設定される。これらの諸特性に従えば、上記(1)式に従って算出されるアシストトルクATRQ1は、最大値として概ねATRQ1basemax近傍の値を採り、駆動トルクDrtrq及び車速Vに応じて補正される値となる。 In FIG. 6C, the gain GN2 is a characteristic of the gain GN with respect to the vehicle V, and the locus thereof is represented by the illustrated PRF_GN2. That is, the gain GN2 is set in the range of Vmax (Vmax> V1) above the vehicle speed V1 (at least a value equal to or greater than Vth described above), which is an extremely low vehicle speed, and is the maximum in the range from V1 to V2 (V2> V1). A value GN2max (for example, 1) is taken and set so as to decrease linearly within a range of V2 or more. According to these characteristics, the assist torque ATRQ1 calculated according to the above equation (1) takes a value approximately in the vicinity of ATRQ1basemax as the maximum value, and is a value that is corrected according to the drive torque Drtrq and the vehicle speed V.
次に、操舵時N戻し制御の詳細について説明する。操舵時N戻し制御が実行される場合、ECU100は、モータ17から出力すべき操舵時アシストトルクATRQ2(以下、適宜「アシストトルクATRQ2」と称する)を算出し、当該アシストトルクATRQ2が出力されるようにモータ17の制御系を制御する。アシストトルクATRQ2は、下記(2)式に従って算出される。
Next, details of the steering N return control will be described. When the steering N return control is executed, the
ATRQ2=ATRQ2base×GN1×GN2・・・(2)
ここで、ATRQ2baseは、アシストトルクATRQ2の基本値であり、GN1及びGN2は、夫々アシストトルクATRQ2の基本値ATRQ2baseを補正するためのゲインである。
ATRQ2 = ATRQ2base × GN1 × GN2 (2)
Here, ATRQ2base is a basic value of the assist torque ATRQ2, and GN1 and GN2 are gains for correcting the basic value ATRQ2base of the assist torque ATRQ2, respectively.
ここで、図7を参照し、ATRQ2base、GN1及びGN2の詳細について説明する。ここに、図7は、ATRQ2base、GN1及びGN2の特性を概念的に表してなる模式図である。尚、同図において、図6と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。 Here, details of ATRQ2base, GN1, and GN2 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram conceptually showing the characteristics of ATRQ2base, GN1, and GN2. In the figure, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 6, and the description thereof will be omitted as appropriate.
図7において、上段から下段にかけて、ATRQ2baseの特性(図7(a))、ゲインGN1の特性(図7(b))、及びゲインGN2の特性(図7(c))が示される。図7より明らかな通り、ゲインGN1の特性(図7(b))及びゲインGN2の特性(図7(c))は、夫々図6と同等であり、即ち、夫々PRF_GN1及びPRF_GN2によって、その特性が表される。 In FIG. 7, the characteristics of ATRQ2base (FIG. 7 (a)), the characteristics of gain GN1 (FIG. 7 (b)), and the characteristics of gain GN2 (FIG. 7 (c)) are shown from the upper stage to the lower stage. As is clear from FIG. 7, the characteristics of the gain GN1 (FIG. 7 (b)) and the characteristics of the gain GN2 (FIG. 7 (c)) are the same as those in FIG. 6, that is, the characteristics by PRF_GN1 and PRF_GN2, respectively. Is represented.
一方で、図7(a)には、本発明の「第1特性」の一例である、アシストトルクATRQ2の基本値ATRQ2baseの特性が表される。図7(a)において、アシストトルクATRQ2の基本値ATRQ1baseは、操舵角δに対応付けられて設定され、その軌跡は、図示PRF_ATRQ2baseとなる。即ち、基本値ATRQ2baseには、図6(a)に示される基本値ATRQ1baseと較べて大きな不感帯が設定されており、図示操舵角δ3(δ3>δ1であり、δ3は、即ち、本発明に係る「開始操舵角」の他の一例)から、操舵角δ4(δ4>δ3)までの操舵角範囲で設定される。また、その最大値は、ATRQ2basemaxを採る。尚、最大値ATRQ2basemaxは、概ね0.3〜0.4N・m程度の値に設定されており、アシストトルクATRQ1の基本値ATRQ1baseと較べて十分に小さく設定されている。 On the other hand, FIG. 7A shows a characteristic of the basic value ATRQ2base of the assist torque ATRQ2, which is an example of the “first characteristic” of the present invention. In FIG. 7A, the basic value ATRQ1base of the assist torque ATRQ2 is set in association with the steering angle δ, and the locus thereof becomes the illustrated PRF_ATRQ2base. That is, the basic value ATRQ2base has a larger dead band than the basic value ATRQ1base shown in FIG. 6A, and the illustrated steering angle δ3 (δ3> δ1 is satisfied, that is, δ3 is related to the present invention. It is set in a steering angle range from “another example of“ starting steering angle ”) to a steering angle δ4 (δ4> δ3). The maximum value is ATRQ2basemax. The maximum value ATRQ2basemax is set to a value of about 0.3 to 0.4 N · m, and is set sufficiently smaller than the basic value ATRQ1base of the assist torque ATRQ1.
上述した(1)式に従ってモータ17からアシストトルクATRQ1が出力される結果、手放しN戻し制御が実行される場合には、極めて小さい操舵角から比較的大きいアシストトルクATRQ1が出力され、トルクステアによってステアリングホイール11が操作された場合に、ステアリングホイール11が迅速にニュートラルポジションに復帰せしめられる。或いは、トルクステアの発生自体が抑制され、運転者の意思に反してステアリングホイール11が操作される事態が防止される。即ち、手放し状態における急加速時には、ステアリングホイール11がニュートラルポジション又はニュートラルポジション近傍に固定される。従って、トルクステアの発生時であっても車両10の走安性が低下することがなく、また快適性が低下することもない。
As a result of outputting the assist torque ATRQ1 from the motor 17 in accordance with the above-described equation (1), when hand-release N return control is executed, a relatively large assist torque ATRQ1 is output from an extremely small steering angle, and steering is performed by torque steer. When the wheel 11 is operated, the steering wheel 11 is quickly returned to the neutral position. Or generation | occurrence | production itself of a torque steer is suppressed and the situation where the steering wheel 11 is operated contrary to a driver | operator's intention is prevented. That is, at the time of sudden acceleration in the released state, the steering wheel 11 is fixed at the neutral position or near the neutral position. Therefore, even when torque steer occurs, the running performance of the
尚、本実施形態では、手放し時アシストトルクATRQ1が出力される際には、EPS200のベース特性が切り替えられ、手放し時アシストトルクATRQ1がより効果的に付与される構成となっている。この際、ECU100は、EPS200の慣性補償制御と粘性補償制御を実行することによって、当該ベース特性を切り替えている。即ち、ECU100は、当該ベース特性の切り替え時に、ステアリングホイール11の慣性(所謂ハンドル慣性)を低下させた後に、ダンピング量を増加させ粘性を増加させる。このような粘性補償と慣性補償によるベース特性の切り替えにより、手放し時アシストトルクATRQ1によって効果的にステアリングホイール11の挙動を制御することが可能となる。
In the present embodiment, when the release assist torque ATRQ1 is output, the base characteristic of the
一方、上述した(2)式に従ってモータ17からアシストトルクATRQ2が出力される結果、操舵時N戻し制御が実行される場合には、手放しN戻し制御と較べて大きな不感帯の効果により、ステアリングホイール11の操作が過度にアシストされている感覚を排除しつつ、運転者の操舵トルクを手放しN戻し制御時と較べて大きな舵角範囲で補うことが可能となり、違和感の発生による快適性の低下を抑制しつつ、走安性の向上を図ることが可能となる。 On the other hand, when the steering torque N return control is executed as a result of the output of the assist torque ATRQ2 from the motor 17 in accordance with the above-described equation (2), the steering wheel 11 has a larger dead zone effect than the hand-release N return control. This eliminates the feeling that the operation of the vehicle is excessively assisted and allows the driver to release the steering torque and compensate for a larger steering angle range than during N-return control. However, it becomes possible to improve the driving performance.
ここで、手放し時N戻し制御と、操舵時N戻し制御とでは、例えば最大値及び操舵角範囲等、付与特性が大きく異なるため、一方の制御から他方の制御に切り替わる際に何らの対策も施されない場合には、運転者に制御の切り替わりがトルクショックとして知覚され快適性が大きく低下する可能性がある。このような快適性の低下は、操舵時N戻し制御から手放し時N戻し制御に切り替わる場合よりも、手放し時N戻し制御から操舵時N戻し制御へ切り替わる場合に顕著に発生し易い。そこで、トルクステア抑制処理においては、係る手放し時N戻し制御から操舵時N戻し制御への制御の切り替わり時における当該トルクショックの低減を図られ、快適性の維持が実現されている。 Here, the N return control at the time of hand release and the N return control at the time of steering are greatly different in imparting characteristics such as the maximum value and the steering angle range, and therefore, any countermeasure is taken when switching from one control to the other control. If not, the driver may perceive the switching of the control as a torque shock and the comfort may be greatly reduced. Such a decrease in comfort is more likely to occur when switching from the hand-released N return control to the steering-time N return control than when switching from the steering-time N return control to the hand-released N return control. Therefore, in the torque steer suppression process, the torque shock is reduced when the control is switched from the hand-released N return control to the steering N return control, and the maintenance of comfort is realized.
即ち、図2に戻り、手放し時N戻し制御が実行された場合、ECU100は、運転者による操舵入力がなされた否かを判別する(ステップS400)。係る判別は、操舵入力判定処理の結果に基づいて行われる。ここで、図8を参照し、操舵入力判定処理の詳細について説明する。ここに、図8は、操舵入力判定処理のフローチャートである。
That is, returning to FIG. 2, when the N release return control is executed, the
図8において、ECU100は、操舵トルクMTの絶対値が所定の閾値MTth3以上であるか否かを判別する(ステップS410)。ここで、閾値MTth3は、手放し時N戻し制御からの切り替えであることに鑑みれば、少なくとも手放し状態の判別に係る閾値MTth1よりも大きい値に設定される。尚、本実施形態では、閾値MTth3は、操舵時N戻し制御の実行が許可される閾値MTth2よりも大きい値に設定されている。操舵トルクMTの絶対値が閾値MTth3未満である場合(ステップS410:NO)、ECU100は、操舵入力が無い旨の判別を行う(即ち、図2のステップS400における「NO」の分岐に相当)。
In FIG. 8, the
一方、操舵トルクMTの絶対値が閾値MTth3以上である場合(ステップS410:YES)、ECU100は、操舵角速度ωの絶対値が所定の閾値ωth3以上であるか否かを判別する(ステップS420)。ここで、閾値ωth3は、操舵時N戻し制御の実行が許可される閾値ωth2よりも大きい値に設定されている。操舵角速度ωの絶対値が閾値ωth3未満である場合(ステップS420:NO)、ECU100は、操舵入力が無い旨の判別を行う(即ち、図2のステップS400における「NO」の分岐に相当)。
On the other hand, when the absolute value of the steering torque MT is greater than or equal to the threshold MTth3 (step S410: YES), the
一方、操舵角速度ωの絶対値が閾値ωth3以上である場合(ステップS420:YES)、ECU100は、操舵角δの絶対値が所定の閾値δth3以上であるか否かを判別する(ステップS430)。ここで、閾値δth3は、操舵時N戻し制御の実行が許可される閾値δth3よりも大きい値に設定されている。操舵角δの絶対値が閾値δth3未満である場合(ステップS430:NO)、ECU100は、操舵入力が無い旨の判別を行う(即ち、図2のステップS400における「NO」の分岐に相当)。
On the other hand, when the absolute value of the steering angular velocity ω is greater than or equal to the threshold ωth3 (step S420: YES), the
他方、操舵角δの絶対値が閾値δth3以上である場合(ステップS430:YES)、ECU100は、操舵入力有る旨の判別を行う(即ち、図2のステップS400における「YES」の分岐に相当)。このように、操舵入力判定処理においては、操舵トルクMT、操舵角速度ω及び操舵角δに基づいて、運転者による操舵入力の有無に係る判別が行われる構成となっている。
On the other hand, when the absolute value of the steering angle δ is equal to or greater than the threshold value δth3 (step S430: YES), the
図2に戻り、当該操舵入力がなされない旨の判別がなされた場合(ステップS400:NO)、ECU100は処理をステップS100に戻すと共に、手放し時N戻し制御の実行中に操舵入力がなされた旨の判別がなされた場合(ステップS400:YES)には、当該操舵入力が切り込み操作に対応するものであるか否かを判別する(ステップS12)。ここで、操舵入力が切り込み操作であるか否かは、操舵トルクMT、操舵角速度ω、及び操舵角δに基づいて行われ、これら各指標値が夫々相互に同符号である場合には、切り込み操作が行われている旨の判別がなされる構成となっている。一方、操舵トルクMT、操舵角速度ω及び操舵角δが異符号である場合には、運転者による操舵入力が切り戻し操作である旨の判別がなされる構成となっている。
Returning to FIG. 2, if it is determined that the steering input is not made (step S400: NO), the
ECU100は、操舵入力が切り込み操作である場合(ステップS12:YES)、切り込み時切り替え制御を実行する(ステップS13)と共に、操舵入力が切り戻し操作である場合(ステップS12:NO)、切り戻し時切り替え制御を実行する(ステップS14)。
When the steering input is a cutting operation (step S12: YES), the
切り込み時切り替え制御において、ECU100は、下記(3)式に従って切り替え時アシストトルクATRQ3(以下、適宜「アシストトルクATRQ3」と称する)を算出し、当該ATRQ3が出力されるようにモータ17の制御系を制御する。
In the switching control at the time of cutting, the
ATRQ3=GN3×GN4×ATRQ2・・・(3)
ここで、GN3及びGN4は、前述した操舵時N戻し制御におけるアシストトルクATRQ2を補正するためのゲインである。また、この際、手放し時N戻し制御に係るアシストトルクATRQ1はゼロに制御される。即ち、切り込み操作では、運転者の意思で切り込み方向にステアリングホイール11が操作されているのであり、ステアリングホイール11をニュートラルポジションに誘うアシストトルクATRQ1は、かえって運転者に違和感を与えかねないのである。
ATRQ3 = GN3 × GN4 × ATRQ2 (3)
Here, GN3 and GN4 are gains for correcting the assist torque ATRQ2 in the above-described steering N return control. At this time, the assist torque ATRQ1 related to the N release return control is controlled to zero. That is, in the cutting operation, the steering wheel 11 is operated in the cutting direction by the driver's intention, and the assist torque ATRQ1 that invites the steering wheel 11 to the neutral position may give the driver a sense of incongruity.
ここで、図9を参照し、ゲインGN3及びGN4の詳細について説明する。ここに、図9は、ゲインGN3及びゲインGN4の特性を概念的に表してなる模式図である。 Here, the details of the gains GN3 and GN4 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram conceptually showing the characteristics of the gain GN3 and the gain GN4.
図9において、ゲインGN3の特性は図9(a)に示され、その軌跡は、図示PRF_GN3として示される。即ち、ゲインGN3は、操舵角速度ωと対応付けられてなるゲインであり、操舵角速度ωがゼロからω1までの範囲でリニアに増加し、操舵角速度ωがω1よりも大きい範囲では、最大値GN3max(概ね1程度の値)で固定される。尚、操舵角速度ω1の値は、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、運転者の操舵操作とは逆方向に出力されることになるアシストトルクATRQ2による違和感の発生を、運転者の操舵操作によって実践上顕在化させることなく回避し得る値に設定されている。定性的には、ステアリングホイール11がゆっくり操作されている場合(操舵角速度ωが小さい場合に相当)には、運転者の操作感度が相対的に高いことに鑑みてゲインGN3を絞ることによってアシストトルクATRQ3が減少制御され、ステアリングホイール11が素早く操作されている場合(操舵角速度ωが大きい場合に相当)には、運転者の操作感度が相対的に低いことに鑑みてゲインGN3が絞られず、アシストトルクATRQ3はアシストトルクATRQ2に漸近する。また、ゲインGN4の特性は図9(b)に示され、その軌跡は、図示PRF_GN4として示される。即ち、ゲインGN4は、操舵トルク微分値DMTが増加するのに伴い最大値(概ね、1である)から曲線的に減少する。 In FIG. 9, the characteristics of the gain GN3 are shown in FIG. 9A, and the locus thereof is shown as PRF_GN3 in the drawing. That is, the gain GN3 is a gain associated with the steering angular velocity ω, increases linearly in the range from zero to ω1, and in the range where the steering angular velocity ω is larger than ω1, the maximum value GN3max ( It is fixed at a value of about 1). Note that the value of the steering angular velocity ω1 is, for example, experimentally, empirically, theoretically, or based on simulation in advance, and a sense of incongruity due to the assist torque ATRQ2 that is output in the opposite direction to the driver's steering operation. Is set to a value that can be avoided without causing it to become practically manifest by the driver's steering operation. Qualitatively, when the steering wheel 11 is operated slowly (corresponding to the case where the steering angular velocity ω is small), the assist torque is reduced by reducing the gain GN3 in view of the relatively high operation sensitivity of the driver. When ATRQ3 is controlled to decrease and the steering wheel 11 is operated quickly (corresponding to the case where the steering angular velocity ω is large), the gain GN3 is not reduced in view of the relatively low operation sensitivity of the driver, and the assist The torque ATRQ3 asymptotically approaches the assist torque ATRQ2. Further, the characteristic of the gain GN4 is shown in FIG. 9B, and the locus thereof is shown as PRF_GN4 in the drawing. That is, the gain GN4 is curvilinearly decreased from the maximum value (generally 1) as the steering torque differential value DMT increases.
このように、切り込み時切り替え制御では、操舵角速度ω及び操舵トルク微分値DMTに基づいて決定されるゲインGN3及びGN4によってアシストトルクATRQ2が補正され、モータ17から出力されるトルクが徐変されることによって、制御切り替え時における違和感の発生が抑制される。 Thus, in the switching control at the time of turning, the assist torque ATRQ2 is corrected by the gains GN3 and GN4 determined based on the steering angular velocity ω and the steering torque differential value DMT, and the torque output from the motor 17 is gradually changed. Therefore, the occurrence of uncomfortable feeling at the time of control switching is suppressed.
一方、切り戻し時切り替え制御において、ECU100は、下記(4)式に従って切り替え時アシストトルクATRQ4(以下、適宜「アシストトルクATRQ4」と称する)を算出し、当該ATRQ4が出力されるようにモータ17の制御系を制御する。
On the other hand, in the switching control at the time of switching back, the
ATRQ4=GN5×ATRQ1+ATRQ2・・・(4)
ここで、GN5は、前述した手放し時N戻し制御におけるアシストトルクATRQ1を補正するためのゲインである。ここで、図10を参照し、ゲインGN5の詳細について説明する。ここに、図10は、ゲインGN5の特性を概念的に表してなる模式図である。
ATRQ4 = GN5 × ATRQ1 + ATRQ2 (4)
Here, GN5 is a gain for correcting the assist torque ATRQ1 in the above-described N release return control. Here, the details of the gain GN5 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram conceptually showing the characteristic of the gain GN5.
図10において、ゲインGN5の特性は、図示PRF_GN5として示される。即ち、ゲインGN5は、操舵角速度ωと対応付けられてなるゲインであり、操舵角速度ωが増加するに連れ最大値(概ね、1である)から曲線的に減少する。従って、運転者がより速くステアリングホイール11を操作する程、アシストトルクATRQ4は操舵時アシストトルクATRQ2に漸近し、運転者に与えられる違和感が軽減される。 In FIG. 10, the characteristic of the gain GN5 is shown as PRF_GN5 in the figure. That is, the gain GN5 is a gain associated with the steering angular velocity ω, and decreases in a curve from the maximum value (generally 1) as the steering angular velocity ω increases. Therefore, as the driver operates the steering wheel 11 faster, the assist torque ATRQ4 gradually approaches the steering assist torque ATRQ2, and the uncomfortable feeling given to the driver is reduced.
このように、切り戻し時切り替え制御では、操舵角速度ωに基づいて決定されるゲインGN5によってアシストトルクATRQ1が補正され、モータ17から出力されるトルクが徐変されることによって、制御切り替え時における違和感の発生が抑制される。 As described above, in the switching control at the time of switching back, the assist torque ATRQ1 is corrected by the gain GN5 determined based on the steering angular velocity ω, and the torque output from the motor 17 is gradually changed. Is suppressed.
尚、切り込み時切り替え制御も、切り戻し時切り替え制御も、その実行期間は何ら限定されない。例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、制御切り替え時の違和感を払拭するのに十分な期間として適合された一定又は不定の期間について、当該切り替え制御がなされてもよいし、手放し時N戻し制御に従って出力されるアシストトルクATRQ1と操舵時N戻し制御に従って出力されるアシストトルクATRQ2との時間的な狭間に一度だけ当該切り替え制御に対応するアシストトルクが出力されてもよい。 In addition, the execution period of the switching control at the time of cutting and the switching control at the time of switching back is not limited at all. For example, based on experimental, empirical, theoretical, or simulation, the switching control is performed for a fixed or indefinite period that is adapted as a period sufficient to dispel the sense of incongruity at the time of control switching. Alternatively, the assist torque corresponding to the switching control is output only once during the time interval between the assist torque ATRQ1 output according to the N return control when released and the assist torque ATRQ2 output according to the N return control during steering. May be.
図2に戻り、切り込み時切り替え制御又は切り戻し時切り替え制御が行われると、ECU100は、処理をステップS100に戻し、一連の処理を繰り返す。本実施形態に係るトルクステア抑制処理は以上のようにして行われる。以上説明したように、本実施形態に係るトルクステア抑制処理によれば、トルクステアによるステアリングホイール11の戻り不良が、ステアリングホイール11が手放し状態であっても、保舵状態であっても補償され、車両10の走安性及び快適性が担保される。この際特に、手放し時N戻し制御から操舵時N戻し制御への切り替わり時には、モータ17から出力されるアシストトルクが、操舵角速度ω或いは操舵トルク微分値DMTに基づいて徐変され、当該切り替わり時に運転者に与えられ得る違和感の発生が抑制され、自然な操舵感覚が実現される。即ち、トルクステアによるステアリングホイールの操作を運転者の操舵状態によらずに効果的に収束させることが可能となるのである。
Returning to FIG. 2, when the switching control at the time of cutting or the switching control at the time of switching back is performed, the
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Is also included in the technical scope of the present invention.
FL、FR…車輪、10…車両、100…ECU、200…EPS、11…ステアリングホイール、12…ステアリングシャフト、13…ラックアンドピニオン機構、15…舵角センサ、16…トルクセンサ、17…モータ、18…前後Gセンサ、19…車速センサ、20…スロットル開度センサ、300…エンジン。 FL, FR ... wheels, 10 ... vehicle, 100 ... ECU, 200 ... EPS, 11 ... steering wheel, 12 ... steering shaft, 13 ... rack and pinion mechanism, 15 ... rudder angle sensor, 16 ... torque sensor, 17 ... motor, 18: Front / rear G sensor, 19: Vehicle speed sensor, 20 ... Throttle opening sensor, 300 ... Engine.
Claims (7)
前記車両が所定の加速状態にあるか否かを判別する判別手段と、
前記ステアリングホイールが人為的に操作されているか否かの二値状態を少なくとも含む前記ステアリングホイールの操作状態を特定する特定手段と、
前記車両が前記加速状態にある旨の判別がなされた場合に、前記特定された操作状態に基づいて、前記車輪に対し前記補助操舵力として前記ステアリングホイールを中立位置に向かわせる所定の収束操舵力が付与されるように前記補助操舵力付与手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。 A vehicle control device for controlling a vehicle provided with auxiliary steering force applying means capable of applying an auxiliary steering force for assisting a steering force applied to a wheel via a steering wheel,
Discriminating means for discriminating whether or not the vehicle is in a predetermined acceleration state;
A specifying means for specifying an operation state of the steering wheel including at least a binary state of whether or not the steering wheel is artificially operated;
When it is determined that the vehicle is in the acceleration state, a predetermined convergent steering force that directs the steering wheel toward the neutral position as the auxiliary steering force with respect to the wheel based on the specified operation state And a control means for controlling the auxiliary steering force application means so that the vehicle is given.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1, wherein the auxiliary steering force applying means includes an electric motor.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。 3. The vehicle control device according to claim 1, wherein the control unit controls the auxiliary steering force applying unit so that the convergent steering force is applied in accordance with a steering angle of the steering wheel. .
ことを特徴とする請求項3に記載の車両の制御装置。 The control means controls the auxiliary steering force applying means so that the convergent steering force is applied based on a basic characteristic of the convergent steering force set in advance in association with the steering angle. The vehicle control device according to claim 3.
ことを特徴とする請求項4に記載の車両の制御装置。 The control means controls the auxiliary steering force applying means based on a first characteristic set as at least a part of the basic characteristic when the steering wheel is artificially operated, and the steering When the wheel is not artificially operated, (i) the maximum value of the convergent steering force set as at least part of the basic characteristic is larger than the maximum value in the first characteristic, and ( ii) controlling the auxiliary steering force applying means based on a second characteristic in which a starting steering angle representing the steering angle at which the application of the convergent steering force is started is smaller than the starting steering angle in the first characteristic. The vehicle control device according to claim 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の車両の制御装置。 The control means controls the auxiliary steering force applying means so that the convergent steering force gradually changes when the basic characteristic is switched between the first characteristic and the second characteristic. The vehicle control device according to claim 5.
ことを特徴とする請求項6に記載の車両の制御装置。 The control means provides the auxiliary steering force application means so that the convergent steering force when the basic characteristic is switched is applied based on a time differential value of at least one of the steering angle and the steering torque of the steering wheel. The vehicle control device according to claim 6, wherein:
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