JP2009029399A - Steering device, steering reaction force simulating device, and steering reaction force setting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a vibration level when the vibration occurs in a steering wheel when the hysteresis is given to the steering reaction force characteristic when the steering wheel is additionally turned and when the steering wheel is returned. <P>SOLUTION: If the additionally turning/returning direction of a steering wheel is changed when a steering reaction force command value Tp* is on a second characteristic line (for example, B, D), an inclination of the steering reaction force command value Tp* is increased from K2 to K1. If a steering angle θh reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic line with the second characteristic line, when the steering reaction force command value Tp* is on the first characteristic line (for example, A2), the inclination of the steering reaction force command value Tp* is decreased from K1 to K2. If the steering reaction force command value Tp* is in a set range in a vicinity of 0 when the steering reaction force command value Tp* is on the first characteristic line, the inclination on the first characteristic line is set to be K3 which is smaller than K1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵装置、操舵反力模擬装置、及び操舵反力設定方法に関し、詳しくは、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵装置及び操舵反力模擬装置と、ハンドルの操作に応じた操舵反力を設定する操舵反力設定方法に関する。   The present invention relates to a steering device, a steering reaction force simulation device, and a steering reaction force setting method. More specifically, the present invention relates to a steering device and a steering reaction force simulation device that output a steering reaction force according to the operation of the steering wheel. The present invention relates to a steering reaction force setting method for setting a corresponding steering reaction force.

従来、この種の操舵装置としては、下記特許文献1に開示されているように、ハンドルの操舵角とハンドルの切り増し切り戻しの判定結果とに基づいてヒステリシス特性をもって操舵反力を設定するものが提案されている。ここでのヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きK1で変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きK1よりも小さい第2の傾きK2で変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが第2の傾きK2から第1の傾きK1に変化し、操舵角に対する操舵反力が第1の特性上にある場合に操舵角が第1の特性と第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが第1の傾きK1から第2の傾きK2に変化する特性である。この操舵装置では、第1の傾きK1の値を大きくすることで、剛性(ばね定数)の高いばね要素によってクーロン摩擦を近似したヒステリシスを操舵反力特性に与え、操舵速度に依存しないヒステリシス特性を再現している。   Conventionally, as this type of steering device, as disclosed in Patent Document 1 below, a steering reaction force is set with hysteresis characteristics based on the steering angle of the steering wheel and the determination result of the steering wheel turning back and forth. Has been proposed. The hysteresis characteristic here is the first characteristic in which the steering reaction force changes with the first inclination K1 with respect to the change in the steering angle, and the steering reaction force with respect to the change in the steering angle with respect to the first inclination K1. And a second characteristic that changes with a small second inclination K2, and when the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic, the steering angle is increased and the return direction is changed. When the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination K2 to the first inclination K1 and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle is the first characteristic and the second characteristic. When the angle corresponding to the intersection with is reached, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the first inclination K1 to the second inclination K2. In this steering apparatus, by increasing the value of the first inclination K1, a hysteresis that approximates Coulomb friction is given to the steering reaction force characteristic by a spring element having a high rigidity (spring constant), and the hysteresis characteristic that does not depend on the steering speed is obtained. It is reproduced.

特許第3889916号公報Japanese Patent No. 3889916

上記の操舵装置において、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサの最小分解能が十分に高くない場合は、ハンドルに自励振動が発生しやすくなり、自励振動のレベルが増大すると、運転者に不快感・違和感を与えることになる。例えばハンドルの手放し時に自励振動が発生しやすくなる。ヒステリシス特性における第1の傾きK1の値を小さくすることで、自励振動のレベルを低減することが可能となるが、その反面、クーロン摩擦によるヒステリシス特性が十分に得られず、操舵フィーリングが低下するというトレードオフの関係となる。   In the above steering device, when the minimum resolution of the steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel is not sufficiently high, self-excited vibration is likely to be generated in the steering wheel. It will make you feel uncomfortable and uncomfortable. For example, self-excited vibration is likely to occur when the handle is released. By reducing the value of the first slope K1 in the hysteresis characteristic, the level of self-excited vibration can be reduced, but on the other hand, the hysteresis characteristic due to Coulomb friction cannot be sufficiently obtained, and the steering feeling is reduced. This is a trade-off relationship of lowering.

本発明は、ハンドルの切り増し時と切り戻し時の操舵反力特性にヒステリシスを持たせる場合において、ハンドルの手放し時に発生するハンドル振動のレベルを抑制することを目的とする。   It is an object of the present invention to suppress the level of steering wheel vibration that occurs when the steering wheel is released when hysteresis is given to the steering reaction force characteristics when the steering wheel is increased and turned back.

本発明に係る操舵装置、操舵反力模擬装置、及び操舵反力設定方法は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The steering device, the steering reaction force simulation device, and the steering reaction force setting method according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係る操舵装置は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する車載用の操舵装置であって、前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、を備え、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、前記目標操舵反力設定手段は、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に前記目標操舵反力が0付近の設定範囲内にあるときは、前記第1の特性における操舵角に対する操舵反力の傾きを、前記第1の傾きより小さい第3の傾きに設定することを要旨とする。   The steering device according to the present invention is a vehicle-mounted steering device that outputs a steering reaction force corresponding to the operation of the steering wheel, and is based on the steering angle detection means that detects the steering angle of the steering wheel, and the detected steering angle. The target steering reaction force is set with a hysteresis characteristic based on the determination result by the increase / return determination unit and the detected steering angle. Target steering reaction force setting means, and steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output, and the hysteresis characteristic is in response to a change in steering angle. A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination; and a second characteristic in which the steering reaction force changes with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in steering angle. Including a steering reaction force with respect to a steering angle. When the direction of the additional turning back of the steering wheel changes in the case of the characteristic, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination to the first inclination, and the steering reaction force with respect to the steering angle. When the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is the first characteristic. The target steering reaction force setting means has a characteristic in which the target steering reaction force is near zero when the steering reaction force with respect to a steering angle is on the first characteristic. When it is within the set range, the gist is to set the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle in the first characteristic to a third inclination smaller than the first inclination.

本発明の一態様では、前記操舵角検出手段は、操舵角を所定の分解能Δθhで検出する手段であり、前記設定範囲は、前記第3の傾きをK3とすると、K3×Δθhをその上限とし、−K3×Δθhをその下限とする範囲であることが好適である。この態様では、前記目標操舵反力設定手段は、K3×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第3の傾きK3を設定することが好適である。   In one aspect of the present invention, the steering angle detecting means is means for detecting a steering angle with a predetermined resolution Δθh, and the setting range has K3 × Δθh as its upper limit, where the third inclination is K3. , −K3 × Δθh is preferably in the range of the lower limit. In this aspect, it is preferable that the target steering reaction force setting means sets the third inclination K3 so that the value of K3 × Δθh is smaller than the allowable vibration value that changes according to the vibration frequency of the steering wheel. is there.

本発明の一態様では、ハンドルの操作者により操作され、前記第3の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第3の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第3の傾きを設定することが好適である。   In one aspect of the present invention, the apparatus further includes an inclination setting receiving unit that is operated by an operator of a handle and receives an operation input related to the setting of the third inclination, and the target steering reaction force setting unit is based on the inclination setting receiving unit. It is preferable to set the third inclination based on an operation input related to the setting of the third inclination.

また、本発明に係る操舵装置は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵装置であって、前記ハンドルの操舵角を所定の分解能Δθhで検出する操舵角検出手段と、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、を備え、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、前記目標操舵反力設定手段は、前記第1の傾きをK1とすると、K1×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第1の傾きK1を設定することを要旨とする。   Further, the steering device according to the present invention is a steering device that outputs a steering reaction force according to the operation of the steering wheel, the steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel with a predetermined resolution Δθh, and the detection Target increase / return determination means for determining whether the steering wheel is increased or decreased based on the steering angle, and the target steering with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / return determination determination means and the detected steering angle A target steering reaction force setting means for setting a reaction force; and a steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output. A first characteristic in which a steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change, and a second characteristic in which a steering reaction force changes with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in steering angle. Characteristics, and operation with respect to the steering angle. When the steering reaction force is on the second characteristic and the direction of turning and turning back the steering wheel changes, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination to the first inclination. When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, when the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic, the steering with respect to the steering angle is performed. The reaction force inclination changes from the first inclination to the second inclination, and the target steering reaction force setting means has a value of K1 × Δθh of the steering wheel when the first inclination is K1. The gist is to set the first inclination K1 so as to be smaller than the allowable vibration value that changes in accordance with the vibration frequency.

また、本発明に係る操舵装置は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵装置であって、前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、を備え、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、ハンドルの操作者により操作され、前記第1の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第1の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第1の傾きを設定することを要旨とする。   The steering device according to the present invention is a steering device that outputs a steering reaction force according to the operation of the steering wheel, and is based on the steering angle detection means that detects the steering angle of the steering wheel and the detected steering angle. A target steering reaction force is set with hysteresis characteristics based on the increase / return determination unit for determining whether the steering wheel is increased or returned, and the determination result of the increase / return determination unit and the detected steering angle. Target steering reaction force setting means, and steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output, and the hysteresis characteristic is steered with respect to a change in steering angle. A first characteristic in which the reaction force changes with a first inclination; and a second characteristic in which the steering reaction force changes with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in steering angle. , The steering reaction force with respect to the steering angle is When the direction of the additional turning back of the steering wheel changes in the case of the characteristic, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination to the first inclination, and the steering reaction force with respect to the steering angle. When the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is the first characteristic. A tilt change receiving unit that is operated by a handle operator and receives an operation input related to the setting of the first tilt, and further includes a target steering reaction force setting unit. The gist is that the first inclination is set based on an operation input related to the setting of the first inclination by the inclination setting receiving means.

また、本発明に係る操舵反力模擬装置は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵反力模擬装置であって、前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、を備え、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、前記目標操舵反力設定手段は、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に前記目標操舵反力が0付近の設定範囲内にあるときは、前記第1の特性における操舵角に対する操舵反力の傾きを、前記第1の傾きより小さい第3の傾きに設定することを要旨とする。   The steering reaction force simulation device according to the present invention is a steering reaction force simulation device that outputs a steering reaction force according to an operation of a steering wheel, a steering angle detection unit that detects a steering angle of the steering wheel, and the detection A turn-up / back-off judging means for judging whether the steering wheel is turned up or down based on the steering angle, and a target having a hysteresis characteristic on the basis of the result of judgment by the turn-up / back-back judging means and the detected steering angle. Target steering reaction force setting means for setting a steering reaction force; and steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output. A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the second angle, and a second characteristic in which the steering reaction force changes with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in steering angle. And steering with respect to the steering angle When the force is on the second characteristic and the direction of the additional turning back of the steering wheel changes, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination to the first inclination, When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, when the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic, the steering reaction force with respect to the steering angle The target steering reaction force setting means is configured to change the target steering when the steering reaction force with respect to a steering angle is on the first characteristic. When the reaction force is within a set range near 0, the gist is to set the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle in the first characteristic to a third inclination smaller than the first inclination.

また、本発明に係る操舵反力模擬装置は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵反力模擬装置であって、前記ハンドルの操舵角を所定の分解能Δθhで検出する操舵角検出手段と、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、を備え、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、前記目標操舵反力設定手段は、前記第1の傾きをK1とすると、K1×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第1の傾きK1を設定することを要旨とする。   The steering reaction force simulation device according to the present invention is a steering reaction force simulation device that outputs a steering reaction force according to the operation of the steering wheel, and detects a steering angle of the steering wheel with a predetermined resolution Δθh. Based on the detected steering angle, a turning increase / return determining means for determining whether the steering wheel is increased or decreased based on the detected steering angle, a determination result by the increased / returned switching determination means, and the detected steering angle. A target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics, and a steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output. The characteristics include a first characteristic in which a steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in steering angle, and a second inclination in which the steering reaction force with respect to a change in steering angle is smaller than the first inclination. A second characteristic that changes at When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle changes from the first inclination to the second inclination, and the target steering reaction force setting means has a value of K1 × Δθh, where K1 is the first inclination. The gist of the invention is to set the first inclination K1 so that is smaller than the allowable vibration value that changes in accordance with the vibration frequency of the steering wheel.

また、本発明に係る操舵反力模擬装置は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵反力模擬装置であって、前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、を備え、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、ハンドルの操作者により操作され、前記第1の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第1の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第1の傾きを設定することを要旨とする。   The steering reaction force simulation device according to the present invention is a steering reaction force simulation device that outputs a steering reaction force according to an operation of a steering wheel, a steering angle detection unit that detects a steering angle of the steering wheel, and the detection A turn-up / back-off judging means for judging whether the steering wheel is turned up or down based on the steering angle, and a target having a hysteresis characteristic on the basis of the result of judgment by the turn-up / back-back judging means and the detected steering angle. Target steering reaction force setting means for setting a steering reaction force; and steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output. A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the second angle, and a second characteristic in which the steering reaction force changes with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in steering angle. And steering with respect to the steering angle When the force is on the second characteristic and the direction of the additional turning back of the steering wheel changes, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination to the first inclination, When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, when the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic, the steering reaction force with respect to the steering angle A tilt setting receiving means that is operated by an operator of a handle and receives an operation input related to the setting of the first tilt, wherein the tilt of the first tilt is changed from the first tilt to the second tilt. The gist of the target steering reaction force setting means is to set the first inclination based on an operation input related to the setting of the first inclination by the inclination setting receiving means.

また、本発明に係る操舵反力設定方法は、車両のハンドルの操作に応じた操舵反力を設定する操舵反力設定方法であって、前記ハンドルの操舵角に基づいてハンドルの切り増しか切り戻しかを判定し、該判定結果と前記ハンドルの操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって操舵反力を設定する操舵反力設定方法において、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵反力が0付近の設定範囲内にあるときは、前記第1の特性における操舵角に対する操舵反力の傾きを、前記第1の傾きより小さい第3の傾きに設定することを要旨とする。   The steering reaction force setting method according to the present invention is a steering reaction force setting method for setting a steering reaction force according to an operation of a steering wheel of a vehicle, wherein only the steering wheel is increased based on the steering angle of the steering wheel. In the steering reaction force setting method of determining whether to return and setting a steering reaction force with a hysteresis characteristic based on the determination result and the steering angle of the steering wheel, the hysteresis characteristic is a steering reaction force against a change in the steering angle. A first characteristic that changes with a first inclination, and a second characteristic that a steering reaction force changes with a second inclination that is smaller than the first inclination with respect to a change in steering angle. When the steering reaction force with respect to the angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel turning back and forth changes, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the second inclination to the first inclination. To the steering angle When the steering reaction force is on the first characteristic, when the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is When the steering reaction force is within the set range near 0 when the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first property, the characteristic changes from the first inclination to the second inclination. The gist is to set the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle in the first characteristic to a third inclination smaller than the first inclination.

また、本発明に係る操舵反力設定方法は、ハンドルの操作に応じた操舵反力を設定する操舵反力設定方法であって、前記ハンドルの操舵角を所定の分解能Δθhで検出し、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しか切り戻しかを判定し、該判定結果と前記ハンドルの操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって操舵反力を設定する操舵反力設定方法において、前記ヒステリシス特性は、操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、前記第1の傾きをK1とすると、K1×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第1の傾きK1を設定することを要旨とする。   The steering reaction force setting method according to the present invention is a steering reaction force setting method for setting a steering reaction force according to the operation of the steering wheel, wherein the steering angle of the steering wheel is detected with a predetermined resolution Δθh, and the detection is performed. In the steering reaction force setting method for determining whether the steering wheel is increased or returned based on the steering angle, and setting the steering reaction force with a hysteresis characteristic based on the determination result and the steering angle of the steering wheel, the hysteresis characteristic Is a first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a second inclination in which the steering reaction force is smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. And when the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic, the steering reaction force slope with respect to the steering angle is changed From the second slope When the steering angle is changed to the first inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. Is a characteristic in which the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle changes from the first inclination to the second inclination. When the first inclination is K1, the value of K1 × Δθh is the vibration frequency of the steering wheel. The gist of the present invention is to set the first slope K1 so as to be smaller than the allowable vibration value that changes according to the above.

本発明によれば、ハンドルの切り増し時と切り戻し時の操舵反力特性にヒステリシスを持たせる場合において、ハンドルの手放し時に発生するハンドル振動のレベルを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the level of handle vibration that occurs when the handle is released when hysteresis is provided to the steering reaction force characteristics when the handle is increased and returned.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係る操舵装置20の概略構成を示す図である。本実施形態に係る操舵装置20は、車両に搭載されるものであり、図示するように、運転者により操作されるハンドル22と、ハンドル22の角度(操舵角)を検出する操舵角センサ24と、ハンドル22のトルク(操舵反力)を検出するトルクセンサ26と、運転者によるハンドル22の操作に応じてハンドル22にトルクを作用させることでハンドル22の操舵反力を模擬する反力モータ40と、ハンドル22の操舵角に応じて操舵輪30,32の切り角を変更するための出力トルクを減速機34を介してラック36に伝達して操舵輪30,32へ出力する転舵モータ42と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット50と、を備える。
Embodiment 1”
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a steering device 20 according to Embodiment 1 of the present invention. A steering device 20 according to the present embodiment is mounted on a vehicle. As shown in the figure, a steering wheel 22 operated by a driver, a steering angle sensor 24 for detecting an angle (steering angle) of the steering wheel 22, and A torque sensor 26 for detecting the torque (steering reaction force) of the handle 22 and a reaction force motor 40 for simulating the steering reaction force of the handle 22 by applying a torque to the handle 22 in accordance with the operation of the handle 22 by the driver. And a steering motor 42 that transmits an output torque for changing the turning angle of the steering wheels 30 and 32 according to the steering angle of the steering wheel 22 to the rack 36 via the reduction gear 34 and outputs the output torque to the steering wheels 30 and 32. And an electronic control unit 50 for controlling the entire apparatus.

電子制御ユニット50は、CPU52を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したROM54と、一時的にデータを記憶するRAM56と、入出力ポート(図示せず)と、を備える。この電子制御ユニット50には、操舵角センサ24からの操舵角θh、トルクセンサ26からのトルクTh、及び車速センサ58からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット50からは、反力モータ40及び転舵モータ42への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。   The electronic control unit 50 is configured as a microprocessor centered on a CPU 52, and includes a ROM 54 that stores a processing program, a RAM 56 that temporarily stores data, and an input / output port (not shown). A steering angle θh from the steering angle sensor 24, a torque Th from the torque sensor 26, a vehicle speed V from the vehicle speed sensor 58, and the like are input to the electronic control unit 50 through an input port. Further, the electronic control unit 50 outputs drive signals to the reaction force motor 40 and the steering motor 42 through the output port.

図2は、操舵装置20の電子制御ユニット50が操舵反力指令値Tp*を演算する操舵反力指令値演算ブロック60として動作するときの制御ブロックを例示する説明図である。図示するように、操舵反力指令値演算ブロック60は、入力した操舵角θhに基づいてハンドル22の切り増しと切り戻しとを判定する切り増し切り戻し判定部62と、切り増し切り戻し判定部62の判定結果と操舵角θhと車速Vとに基づいて操舵反力指令値Tp*を演算する操舵反力指令値演算部66と、を有する。電子制御ユニット50では、この操舵反力指令値演算ブロック60により演算された操舵反力指令値Tp*とトルクセンサ26により検出されるトルクThとに基づいてハンドル22に作用する操舵反力が操舵反力指令値Tp*となるよう反力モータ40を駆動制御する。ただし、ここでは、トルクセンサ26を用いずに操舵反力指令値Tp*のみに基づいて反力モータ40を駆動制御してもよい。なお、操舵角θhは、操舵角センサ24により所定の分解能(最小分解能)Δθhで検出される。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a control block when the electronic control unit 50 of the steering device 20 operates as the steering reaction force command value calculation block 60 for calculating the steering reaction force command value Tp *. As shown in the drawing, the steering reaction force command value calculation block 60 includes an additional switching / returning determination unit 62 that determines whether the steering wheel 22 is increased or decreased based on the input steering angle θh, and an additional switching / returning determination unit. And a steering reaction force command value calculation unit 66 for calculating the steering reaction force command value Tp * based on the determination result of 62, the steering angle θh, and the vehicle speed V. In the electronic control unit 50, the steering reaction force acting on the handle 22 is steered based on the steering reaction force command value Tp * calculated by the steering reaction force command value calculation block 60 and the torque Th detected by the torque sensor 26. The reaction force motor 40 is driven and controlled so that the reaction force command value Tp * is obtained. However, here, the reaction force motor 40 may be driven and controlled based only on the steering reaction force command value Tp * without using the torque sensor 26. The steering angle θh is detected by the steering angle sensor 24 with a predetermined resolution (minimum resolution) Δθh.

操舵反力指令値演算ブロック60における切り増し切り戻し判定部62では、操舵角センサ24により検出される操舵角θhに基づいて、ハンドル22が切り増し状態にあるか切り戻し状態にあるかが判定される。より具体的には、前回入力した操舵角θhと今回入力した操舵角θhとの差の符号、すなわち正負により切り増しか切り戻しかが判定される。   The increase / return determination unit 62 in the steering reaction force command value calculation block 60 determines whether the handle 22 is in the increased state or the reverted state based on the steering angle θh detected by the steering angle sensor 24. Is done. More specifically, the sign of the difference between the steering angle θh input last time and the steering angle θh input this time, that is, whether it is increased or decreased is determined by positive / negative.

操舵反力指令値演算部66では、切り増し切り戻し判定部62の判定結果と操舵角θhと車速Vとに基づいてハンドル22に作用する操舵反力が図3に例示するようなヒステリシス特性を持つように操舵反力指令値Tp*を演算する。図3中、横軸は操舵角θhであり、縦軸は操舵反力Tpである。図3に例示するヒステリシス特性は、操舵角θhの変化に対して操舵反力Tpが傾きK1で変化する特性線A,C(第1の特性線)と、操舵角θhの変化に対して操舵反力Tpが傾きK2(K2<K1)で変化する特性線B,D(第2の特性線)とを含む特性である。また、図3において、特性線(直線)Bの切片はT0であり、特性線(直線)Dの切片は−T0である。以下、操舵反力指令値演算部66が操舵反力指令値Tp*を演算する処理について説明する。なお、操舵反力指令値Tp*は、ハンドル22を右に回転させたときと左に回転させたときとで符号が異なるだけで同様に演算されるから、操舵角θhが正の方向(実施形態ではハンドル22を左に回転したとき)について説明する。また、説明の容易のために、車速Vを用いずに操舵反力指令値Tp*を演算する処理について説明する。   In the steering reaction force command value calculation unit 66, the steering reaction force acting on the steering wheel 22 based on the determination result of the increase / cutback determination unit 62, the steering angle θh, and the vehicle speed V exhibits a hysteresis characteristic as illustrated in FIG. 3. The steering reaction force command value Tp * is calculated so as to hold. In FIG. 3, the horizontal axis is the steering angle θh, and the vertical axis is the steering reaction force Tp. The hysteresis characteristics illustrated in FIG. 3 are characteristic lines A and C (first characteristic lines) in which the steering reaction force Tp changes with a slope K1 with respect to changes in the steering angle θh, and steering with respect to changes in the steering angle θh. This is a characteristic including the characteristic lines B and D (second characteristic line) in which the reaction force Tp changes with the inclination K2 (K2 <K1). In FIG. 3, the intercept of the characteristic line (straight line) B is T0, and the intercept of the characteristic line (straight line) D is -T0. Hereinafter, processing in which the steering reaction force command value calculation unit 66 calculates the steering reaction force command value Tp * will be described. The steering reaction force command value Tp * is calculated in the same way except that the sign differs between when the handle 22 is rotated to the right and when the handle 22 is rotated to the left. In the embodiment, the case where the handle 22 is rotated to the left will be described. For ease of explanation, a process for calculating the steering reaction force command value Tp * without using the vehicle speed V will be described.

ハンドル22の切り始めの操舵角θhが値0から操舵角センサ24の最小分解能Δθh増加したときには、傾きK3(K3<K1)の勾配で操舵反力指令値Tp*を増加させる。即ち、次式(1)として操舵反力指令値Tp*を演算するのである。   When the steering angle θh at the start of turning of the steering wheel 22 increases from the value 0 to the minimum resolution Δθh of the steering angle sensor 24, the steering reaction force command value Tp * is increased at a gradient of the gradient K3 (K3 <K1). That is, the steering reaction force command value Tp * is calculated as the following equation (1).

Tp*=K3・Δθh (1)   Tp * = K3 · Δθh (1)

さらに、ハンドル22が切り増しされ、操舵角θhが角度Δθhから傾きK1の直線上で直線Bと交差する角度θ1に至るまでは、操舵角θhと操舵反力Tpとを横軸と縦軸としたときの座標上で傾きK1で点(Δθh,K3・Δθh)を通る直線の関係として操舵反力指令値Tp*を演算する。即ち、次式(2)として操舵反力指令値Tp*を演算するのである。   Further, until the steering wheel 22 is increased and the steering angle θh reaches the angle θ1 intersecting the straight line B on the straight line of the inclination K1 from the angle Δθh, the steering angle θh and the steering reaction force Tp are expressed on the horizontal axis and the vertical axis. The steering reaction force command value Tp * is calculated as a straight line relationship passing through the point (Δθh, K3 · Δθh) with the inclination K1 on the coordinates at the time. That is, the steering reaction force command value Tp * is calculated as the following equation (2).

Tp*=K3・Δθh+K1・(θh−Δθh) (2)   Tp * = K3 · Δθh + K1 · (θh−Δθh) (2)

操舵角θhが角度θ1を超えた後の切り増しのときには、操舵角θhが最小分解能Δθhずつ切り増しが行われる毎に次式(3)で計算されるΔTずつ加算する。即ち、最小分解能Δθhのn倍だけ切り増しされたときは、式(4)により操舵反力指令値Tp*を演算する。   When the steering angle θh is increased after exceeding the angle θ1, every time the steering angle θh is increased by the minimum resolution Δθh, ΔT calculated by the following equation (3) is added. That is, when it is increased by n times the minimum resolution Δθh, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the equation (4).

ΔT=K2・Δθh (3)
Tp*=K3・Δθh+K1・(θ1−Δθh)+n・ΔT
=K2・(θ1+n・Δθh)+T0 (4)
T0=(K1−K2)・θ1−(K1−K3)・Δθh
ΔT = K2 · Δθh (3)
Tp * = K3 · Δθh + K1 · (θ1−Δθh) + n · ΔT
= K2 · (θ1 + n · Δθh) + T0 (4)
T0 = (K1-K2) · θ1- (K1-K3) · Δθh

最小分解能Δθhずつ操舵角θhが増加したときの操舵反力指令値Tp*が設定される様子を図4に示す。図示するように、操舵角θhが角度θ1を越えた後は、演算された操舵反力指令値Tp*は、傾きK2の直線B(第2の特性線)上の値となる。   FIG. 4 shows how the steering reaction force command value Tp * is set when the steering angle θh increases by the minimum resolution Δθh. As shown in the figure, after the steering angle θh exceeds the angle θ1, the calculated steering reaction force command value Tp * is a value on the straight line B (second characteristic line) of the slope K2.

操舵角θhが角度θ1より大きな角度θ2の状態からハンドル22が切り戻されたときには、操舵反力指令値Tp*は次式(5)を満たすまで次式(6)に従って傾きK1の勾配で減少する。なお、式(6)は、角度θ2の状態から最小分解能Δθhのn倍だけ切り戻しされたときの操舵反力指令値Tp*を示している。   When the steering wheel 22 is turned back from the state where the steering angle θh is larger than the angle θ1, the steering reaction force command value Tp * decreases with the gradient of the inclination K1 according to the following equation (6) until the following equation (5) is satisfied. To do. Equation (6) represents the steering reaction force command value Tp * when the angle θ2 is switched back by n times the minimum resolution Δθh.

|Tp*|≦K3・Δθh (5)
Tp*=K3・Δθh+K1・(θ1−Δθh)
+K2・(θ2−θ1)−K1・n・Δθh (6)
| Tp * | ≦ K3 · Δθh (5)
Tp * = K3 · Δθh + K1 · (θ1−Δθh)
+ K2 · (θ2−θ1) −K1 · n · Δθh (6)

切り戻しが判定される直前の操舵反力指令値Tp*は、前述の切り増しの演算により図4における特性線B上のポイントB2の値となっている。切り戻しが開始されると、式(6)により操舵反力指令値Tp*は計算され、操舵反力指令値Tp*は、図4におけるポイントB2を通る傾きK1の特性線A2(第1の特性線)上の値となる。そして、操舵角θhが特性線A2上において特性線Bとの交点B2から式(5)を満たすまで、式(6)により操舵反力指令値Tp*が演算される。このように、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*が第2の特性線(例えば特性線B)上にある場合にハンドル22の切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵反力指令値Tp*が第1の特性線(例えば特性線A2)上の値となり、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*の傾きがK2からK1に変化(増大)する。ここでの傾きK2の特性線Bは、切り増し時の操舵反力特性に相当し、傾きK1の特性線A2は、クーロン摩擦に対応する操舵反力を与えるための操舵反力特性に相当する。傾きK1の値を大きくすることで、剛性(ばね定数)の高いばね要素によってクーロン摩擦を近似したヒステリシスを得ることができる。   The steering reaction force command value Tp * immediately before the determination of switching back is the value of the point B2 on the characteristic line B in FIG. When the switchback is started, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the equation (6), and the steering reaction force command value Tp * is calculated by the characteristic line A2 (first first) of the slope K1 passing through the point B2 in FIG. (Characteristic line). Then, the steering reaction force command value Tp * is calculated from the expression (6) until the steering angle θh satisfies the expression (5) from the intersection B2 with the characteristic line B on the characteristic line A2. As described above, when the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh is on the second characteristic line (for example, the characteristic line B), the steering reaction force is changed when the direction of the additional turning back of the steering wheel 22 is changed. The command value Tp * becomes a value on the first characteristic line (for example, the characteristic line A2), and the inclination of the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh changes (increases) from K2 to K1. Here, the characteristic line B of the inclination K2 corresponds to the steering reaction force characteristic at the time of addition, and the characteristic line A2 of the inclination K1 corresponds to the steering reaction force characteristic for applying the steering reaction force corresponding to the Coulomb friction. . By increasing the value of the slope K1, it is possible to obtain a hysteresis approximating Coulomb friction by a spring element having a high rigidity (spring constant).

式(5)が成立してからハンドル22がさらに切り戻しされたときには、操舵角θhが最小分解能Δθhの2倍(2・Δθh)切り戻しされるまでは(式(5)が成立する間は)、傾きK3(K3<K1)の勾配で操舵反力指令値Tp*を減少させる。このように、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*が第1の特性線(例えば特性線A,A2,C)上にある場合に操舵反力指令値Tp*が0付近の設定範囲内にあるときは、第1の特性線における傾き(操舵角θhに対する操舵反力Tpの傾き)をK1より小さいK3に設定する。ここでの設定範囲については、例えば図4に示すように、−K3×Δθhを下限としK3×Δθhを上限とする範囲とすることができる。   When the steering wheel 22 is further turned back after the expression (5) is established, until the steering angle θh is turned back twice the minimum resolution Δθh (2 · Δθh) (while the expression (5) is satisfied). ), The steering reaction force command value Tp * is decreased at a gradient of inclination K3 (K3 <K1). As described above, when the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh is on the first characteristic line (for example, the characteristic lines A, A2, and C), the steering reaction force command value Tp * is within the set range near 0. Is set to K3, which is smaller than K1, in the inclination (the inclination of the steering reaction force Tp with respect to the steering angle θh) in the first characteristic line. For example, as shown in FIG. 4, the setting range here may be a range in which −K3 × Δθh is the lower limit and K3 × Δθh is the upper limit.

さらに、ハンドル22が切り戻しされたときには、操舵角θhが特性線A2上において直線Dとの交点D2に到達するのに要する角度だけ小さくなるまで、操舵反力指令値Tp*は次式(7)に従って傾きK1の勾配で減少する。式(7)において、θ3は、特性線A2上において操舵反力指令値Tp*が0になるときの角度(図4参照)である。   Further, when the steering wheel 22 is turned back, the steering reaction force command value Tp * is expressed by the following equation (7) until the steering angle θh is reduced by an angle required to reach the intersection D2 with the straight line D on the characteristic line A2. ) In accordance with the slope of the slope K1. In Equation (7), θ3 is an angle (see FIG. 4) when the steering reaction force command value Tp * is 0 on the characteristic line A2.

Tp*=−K3・Δθh−K1・(θ3−Δθh−θh) (7)   Tp * = − K3 · Δθh−K1 · (θ3−Δθh−θh) (7)

次に、操舵角θhが、図4における特性線A2と特性線Dとの交点D2に相当する角度θ4まで切り戻されたときを考える。この角度θ4から更に切り戻しがなされると、操舵角θhが最小分解能Δθhずつ切り戻しが行われる毎に前述の式(3)で計算されるΔTずつ減算する。即ち、角度θ3から最小分解能Δθhのm倍だけ切り戻されたときは、次式(8)により操舵反力指令値Tp*が演算されるのである。   Next, consider the case where the steering angle θh is cut back to an angle θ4 corresponding to the intersection D2 of the characteristic line A2 and the characteristic line D in FIG. When further turning back is performed from this angle θ4, every time the steering angle θh is turned back by the minimum resolution Δθh, ΔT calculated by the above equation (3) is subtracted. That is, when the angle θ3 is switched back by m times the minimum resolution Δθh, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the following equation (8).

Tp*=−T0+K2・(θ4−m・Δθh) (8)   Tp * = − T0 + K2 · (θ4−m · Δθh) (8)

最小分解能Δθhずつ操舵角θhが減少したときの操舵反力指令値Tp*が設定される様子を図4に示す。図示するように、操舵角θhが角度θ4から減少した後は、演算された操舵反力指令値Tp*は、傾きK2の直線D(第2の特性線)上の値となる。このように、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*が第1の特性線(例えば特性線A2)上にある場合に操舵角θhが第1の特性線と第2の特性線との交点に相当する角度(例えば特性線A2と特性線Dとの交点D2に相当する角度θ4)に到達したときは、操舵反力指令値Tp*が第2の特性線(例えば特性線D)上の値となり、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*の傾きがK1からK2に変化(減少)する。ここでの傾きK2の特性線Dは、切り戻し時の操舵反力特性に相当する。本実施形態では、操舵角θhと切り増し切り戻しの判定結果とに基づいて操舵反力指令値Tp*を設定することで、ヒステリシス特性における現在の状態(操舵角θh及び操舵反力Tpが特性線A,B,C,Dのどの位置にあるか)を的確に把握しながら、操舵速度に依存しないクーロン摩擦によるヒステリシス特性を再現することができる。   FIG. 4 shows how the steering reaction force command value Tp * is set when the steering angle θh decreases by the minimum resolution Δθh. As shown in the figure, after the steering angle θh is decreased from the angle θ4, the calculated steering reaction force command value Tp * is a value on the straight line D (second characteristic line) of the slope K2. Thus, when the steering reaction force command value Tp * for the steering angle θh is on the first characteristic line (for example, characteristic line A2), the steering angle θh is the intersection of the first characteristic line and the second characteristic line. Is reached (for example, the angle θ4 corresponding to the intersection D2 between the characteristic line A2 and the characteristic line D), the steering reaction force command value Tp * is on the second characteristic line (for example, the characteristic line D). The slope of the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh changes (decreases) from K1 to K2. The characteristic line D of the inclination K2 here corresponds to the steering reaction force characteristic at the time of switching back. In the present embodiment, the steering reaction force command value Tp * is set based on the steering angle θh and the determination result of the additional turning back, whereby the current state of the hysteresis characteristic (the steering angle θh and the steering reaction force Tp are characteristic). It is possible to reproduce the hysteresis characteristic due to Coulomb friction that does not depend on the steering speed while accurately grasping the positions of the lines A, B, C, and D).

操舵角センサ24の最小分解能Δθhが十分に高くない場合は、ハンドル22に自励振動が発生しやすくなり、自励振動のレベルが増大すると、運転者に不快感・違和感を与えることになる。特に、ハンドル22の手放し状態や軽く手を添えて保舵している状態等の操舵反力Tpの絶対値が小さく0付近であるときに自励振動が発生しやすくなる。そこで、本実施形態では、操舵反力指令値演算部66は、操舵反力指令値Tp*が0付近の設定範囲内(例えば−K3×Δθh≦Tp*≦K3×Δθh)にあるときは、第1の特性線(例えば特性線A,A2,C)における傾き(操舵角θhに対する操舵反力Tpの傾き)をK1より小さいK3に設定する。これによって、操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動のレベルを抑制する。一方、操舵反力指令値Tp*が0付近の設定範囲から外れているときは、操舵反力指令値演算部66は、第1の特性線における傾きをK1に設定する。   When the minimum resolution Δθh of the steering angle sensor 24 is not sufficiently high, self-excited vibration is likely to occur in the steering wheel 22, and when the level of the self-excited vibration increases, the driver feels uncomfortable and uncomfortable. In particular, self-excited vibration is likely to occur when the absolute value of the steering reaction force Tp is small and close to 0, such as when the handle 22 is released or when the steering wheel 22 is lightly held. Therefore, in the present embodiment, the steering reaction force command value calculation unit 66 determines that the steering reaction force command value Tp * is within a setting range near 0 (for example, −K3 × Δθh ≦ Tp * ≦ K3 × Δθh). The inclination (inclination of the steering reaction force Tp with respect to the steering angle θh) in the first characteristic line (for example, characteristic lines A, A2, and C) is set to K3 smaller than K1. This suppresses the level of self-excited vibration of the handle 22 that occurs when the steering reaction force Tp is near zero. On the other hand, when the steering reaction force command value Tp * is out of the setting range near 0, the steering reaction force command value calculation unit 66 sets the slope of the first characteristic line to K1.

操舵角θhが角度θ2の状態から運転者がハンドル22を手放した場合、操舵角θhは、次式(9)で表されるハンドル22の運動方程式に従って角度θ3(図4参照)に収束する。ただし、操舵角θhに対する操舵反力Tpの傾き(剛性)K1は大きい値であるため、ハンドル22には振動が発生する。なお、式(9)において、Jhはハンドル22の慣性モーメント、chはハンドル22の粘性摩擦係数である。   When the driver releases the handle 22 when the steering angle θh is the angle θ2, the steering angle θh converges to the angle θ3 (see FIG. 4) according to the equation of motion of the handle 22 expressed by the following equation (9). However, since the inclination (rigidity) K1 of the steering reaction force Tp with respect to the steering angle θh is a large value, the handle 22 vibrates. In equation (9), Jh is the moment of inertia of the handle 22, and ch is the viscous friction coefficient of the handle 22.

Figure 2009029399
Figure 2009029399

角度θ3の近傍における剛性(操舵角θhに対する操舵反力Tpの傾き)をK1のままに設定した場合は、図5に示すように、操舵反力指令値Tp*の最小単位K1・Δθhが大きくなり、操舵角θhが制御によるハンチングを起こし、ハンドル22の振動が減衰しにくくなる。これに対して本実施形態では、角度θ3の近傍(例えばθ3−Δθhを下限としθ3+Δθhを上限とする範囲)における剛性、つまり操舵角θhに対する操舵反力Tpの傾きがK1より小さいK3に設定されるため、図6に示すように、操舵反力指令値Tp*の最小単位をK3・Δθhに小さくすることができる。その結果、操舵角θhが制御によるハンチングを起こすことなく、ハンドル22の振動を速やかに抑制することができる。さらに、操舵反力指令値Tp*の最小単位が小さいため、運転者がハンドル22に触れているときもハンドル22のトルク変動が気にならないという効果も生じる。そのためには、トルク変動分K3・Δθhが運転者の感じることができるトルク変動より小さくなるように傾きK3の値を設定することが好ましい。一方、操舵反力指令値Tp*が0付近から外れているときは、操舵角θhに対する操舵反力Tpの傾きがK3より大きいK1に設定されるため、ハンドル22を操作する運転者は、クーロン摩擦による摩擦感を十分に感じることができる。なお、操舵角θhが角度θ4の状態から運転者がハンドル22を手放した場合も、前述の式(9)の運動方程式に従って操舵角θhが角度θ3に収束し、図6と同様の振動抑制効果が得られる。   When the stiffness in the vicinity of the angle θ3 (the inclination of the steering reaction force Tp with respect to the steering angle θh) is set to K1, the minimum unit K1 · Δθh of the steering reaction force command value Tp * is large as shown in FIG. Therefore, the steering angle θh causes hunting by the control, and the vibration of the handle 22 becomes difficult to attenuate. On the other hand, in this embodiment, the rigidity in the vicinity of the angle θ3 (for example, the range in which θ3−Δθh is the lower limit and θ3 + Δθh is the upper limit), that is, the inclination of the steering reaction force Tp with respect to the steering angle θh is set to K3 smaller than K1. Therefore, as shown in FIG. 6, the minimum unit of the steering reaction force command value Tp * can be reduced to K3 · Δθh. As a result, the vibration of the handle 22 can be quickly suppressed without causing the hunting by the control of the steering angle θh. Further, since the minimum unit of the steering reaction force command value Tp * is small, there is an effect that the torque fluctuation of the steering wheel 22 is not concerned even when the driver is touching the steering wheel 22. For this purpose, it is preferable to set the value of the slope K3 so that the torque fluctuation K3 · Δθh is smaller than the torque fluctuation that the driver can feel. On the other hand, when the steering reaction force command value Tp * deviates from the vicinity of 0, the inclination of the steering reaction force Tp with respect to the steering angle θh is set to K1, which is larger than K3. A feeling of friction due to friction can be sufficiently felt. Even when the driver releases the steering wheel 22 from the state where the steering angle θh is the angle θ4, the steering angle θh converges to the angle θ3 according to the equation of motion of the above equation (9), and the vibration suppressing effect similar to FIG. Is obtained.

以上説明したように、本実施形態によれば、操舵速度に依存しないクーロン摩擦によるヒステリシス特性を再現することができるとともに、ハンドル22の手放し状態等においてハンドル22に自励振動が生じたときの振動レベルを速やかに抑制することができる。その結果、良好な操舵フィーリングを得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to reproduce the hysteresis characteristic due to Coulomb friction that does not depend on the steering speed, and vibration when self-excited vibration occurs in the handle 22 when the handle 22 is released. The level can be quickly suppressed. As a result, a good steering feeling can be obtained.

また、本実施形態では、運転者が不快に感じるトルク振動振幅よりもトルク変動分K3・Δθhが若干小さくなるように傾きK3の値を設定することもできる。ただし、人間のトルク振動知覚特性は振動周波数に応じて変化し、運転者が不快に感じるトルク振動振幅は振動周波数に応じて変化する。そこで、操舵反力指令値演算部66は、トルク変動分K3・Δθhがハンドル22の振動周波数に応じて変化する振動許容値TLよりも小さくなるように傾きK3の値を決定する。以下、その場合の処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。   In the present embodiment, the value of the slope K3 can be set so that the torque variation K3 · Δθh is slightly smaller than the torque vibration amplitude that the driver feels uncomfortable. However, human torque vibration perception characteristics change according to the vibration frequency, and the torque vibration amplitude that the driver feels uncomfortable changes according to the vibration frequency. Therefore, the steering reaction force command value calculation unit 66 determines the value of the inclination K3 so that the torque fluctuation amount K3 · Δθh is smaller than the allowable vibration value TL that changes according to the vibration frequency of the handle 22. Hereinafter, the process in that case will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図7に示すフローチャートのステップS101では、傾きK3の初期値が設定される。ここでは、傾きK3の初期値を十分な摩擦感が得られる高い値に設定し、例えば50〜100N・m/deg程度の値に設定することができる。ステップS102では、操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動のトルク振幅と周波数が演算される。ハンドル22の自励振動のトルク振幅は、K3・Δθhで表される。ハンドル22の自励振動の周波数はハンドル22の共振周波数で表すことができ、ハンドル22の共振周波数(角周波数)ωは以下の式(10)で表される。式(10)において、Jhはハンドル22の慣性モーメントである。式(10)に示すように、ハンドル22の共振周波数(自励振動の周波数)は、傾きK3の値に応じて変化する。   In step S101 of the flowchart shown in FIG. 7, an initial value of the slope K3 is set. Here, the initial value of the slope K3 can be set to a high value that provides a sufficient feeling of friction, and can be set to a value of about 50 to 100 N · m / deg, for example. In step S102, the torque amplitude and frequency of the self-excited vibration of the handle 22 that occurs when the steering reaction force Tp is near zero are calculated. The torque amplitude of the self-excited vibration of the handle 22 is represented by K3 · Δθh. The frequency of the self-excited vibration of the handle 22 can be expressed by the resonance frequency of the handle 22, and the resonance frequency (angular frequency) ω of the handle 22 is expressed by the following equation (10). In Expression (10), Jh is the moment of inertia of the handle 22. As shown in Expression (10), the resonance frequency (the frequency of self-excited vibration) of the handle 22 changes according to the value of the slope K3.

ω=(K3/Jh)0.5 (10) ω = (K3 / Jh) 0.5 (10)

ステップS103では、ステップS102で演算された自励振動の周波数ωにおいて、自励振動のトルク振幅K3・Δθhが振動許容値TLよりも小さいか否かが判定される。運転者が不快に感じるトルク振動振幅はハンドル22の振動周波数に応じて変化するため、ここでの振動許容値TLは、運転者がトルク振動を不快に感じる閾値として自励振動の周波数に応じて設定され、例えば図8に示すように周波数重み付けされた特性を有する。ここでの周波数重み付けとしては、例えばISO5349−1「手腕振動の測定規格」に開示されている周波数重み付けを用いることができる。また、被験者の官能評価実験で得られた結果から、振動許容値TLの周波数特性(周波数重み付け)を設定することもできる。より具体的には、振幅が0から徐々に大きくなる正弦波トルクを評価入力としてハンドルに与えることで運転者(被験者)に提示し、その提示された評価入力(正弦波トルク)を運転者が初めて不快に感じた時点での正弦波トルクの振幅値を周波数を変化させながら各周波数毎に調べ、各周波数毎の正弦波トルク振幅値から振動許容値TLの周波数特性(周波数重み付け)を求めることもできる。図8に示すような振動許容値TLの周波数特性は、電子制御ユニット50内の記憶装置に予め記憶される。操舵反力指令値演算部66は、この記憶された振動許容値TLの周波数特性において、与えられた自励振動の周波数ωに対応する振動許容値TLよりもトルク振幅K3・Δθhが小さいか否かを判定する。例えば図8の点P1に示すように、トルク振幅K3・Δθhの値が自励振動の周波数ωに対応する振動許容値TL以上である場合(ステップS103の判定結果がNOの場合)は、ステップS104において傾きK3の値を現在値よりも小さい値に変更し、ステップS102に戻る。一方、例えば図8の点P2に示すように、トルク振幅K3・Δθhの値が自励振動の周波数ωに対応する振動許容値TLよりも小さい場合(ステップS103の判定結果がYESの場合)は、ステップS105において、傾きK3の値が現在値に決定される。なお、図7のフローチャートの処理については、操舵反力指令値Tp*を演算する処理を開始する前に予め行うこともできるし、操舵反力指令値Tp*を演算する処理の実行中に行うこともできる。   In step S103, it is determined whether or not the torque amplitude K3 · Δθh of the self-excited vibration is smaller than the allowable vibration value TL at the frequency ω of the self-excited vibration calculated in step S102. Since the torque vibration amplitude that the driver feels uncomfortable changes according to the vibration frequency of the handle 22, the allowable vibration value TL here corresponds to the self-excited vibration frequency as a threshold value that makes the driver feel uncomfortable with the torque vibration. For example, it has a frequency weighted characteristic as shown in FIG. As frequency weighting here, for example, frequency weighting disclosed in ISO 5349-1 “Measurement standard for hand-arm vibration” can be used. Moreover, the frequency characteristic (frequency weighting) of the allowable vibration value TL can also be set from the result obtained in the sensory evaluation experiment of the subject. More specifically, by giving a sine wave torque whose amplitude gradually increases from 0 to the steering wheel as an evaluation input, it is presented to the driver (subject), and the driver gives the presented evaluation input (sine wave torque). The amplitude value of the sine wave torque at the time when the user feels uncomfortable for the first time is examined for each frequency while changing the frequency, and the frequency characteristic (frequency weighting) of the allowable vibration value TL is obtained from the sine wave torque amplitude value for each frequency. You can also. The frequency characteristics of the allowable vibration value TL as shown in FIG. 8 are stored in advance in a storage device in the electronic control unit 50. The steering reaction force command value calculation unit 66 determines whether or not the torque amplitude K3 · Δθh is smaller than the vibration allowable value TL corresponding to the given frequency ω of the self-excited vibration in the stored frequency characteristic of the vibration allowable value TL. Determine whether. For example, as indicated by a point P1 in FIG. 8, when the value of the torque amplitude K3 · Δθh is equal to or greater than the vibration allowable value TL corresponding to the frequency ω of the self-excited vibration (when the determination result in step S103 is NO), In S104, the value of the slope K3 is changed to a value smaller than the current value, and the process returns to Step S102. On the other hand, when the value of the torque amplitude K3 · Δθh is smaller than the allowable vibration value TL corresponding to the frequency ω of the self-excited vibration (when the determination result in step S103 is YES), for example, as indicated by a point P2 in FIG. In step S105, the value of the slope K3 is determined as the current value. Note that the processing in the flowchart of FIG. 7 can be performed in advance before the processing for calculating the steering reaction force command value Tp * is started, or is performed during the processing for calculating the steering reaction force command value Tp *. You can also.

図7のフローチャートの処理によれば、自励振動のトルク振幅K3・Δθhが運転者にとって不快に感じる閾値よりもわずかに小さい値になるように、傾きK3の値が決定される。したがって、操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動レベルをクーロン摩擦による摩擦感を損なわずに抑制することができる。   According to the process of the flowchart of FIG. 7, the value of the slope K3 is determined so that the torque amplitude K3 · Δθh of the self-excited vibration becomes a value slightly smaller than a threshold that makes the driver feel uncomfortable. Therefore, the self-excited vibration level of the handle 22 generated when the steering reaction force Tp is close to 0 can be suppressed without impairing the feeling of friction due to Coulomb friction.

また、本実施形態では、図9に示すように、傾きK3の設定に関する運転者の操作入力を受け付ける傾き設定受付部65を設け、操舵反力指令値演算部66は、傾き設定受付部65による傾きK3の設定に関する操作入力に基づいて傾きK3の値を決定することもできる。ここでの傾き設定受付部65については、例えば、傾きK3の値を変更するために運転者により操作されるスイッチや目盛調節ダイヤルを含んで構成することができ、スイッチや目盛調節ダイヤルの操作状態に応じた傾きK3の目標値を示す信号を電子制御ユニット50(操舵反力指令値演算部66)へ出力する。そして、操舵反力指令値演算部66は、傾きK3の値を、傾き設定受付部65からの傾きK3の目標値に一致するように設定する。この構成例によれば、運転者は、クーロン摩擦による摩擦感を損なわず、且つ操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動を不快に感じないように、傾きK3の値を調節することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, an inclination setting reception unit 65 that receives a driver's operation input related to the setting of the inclination K3 is provided, and the steering reaction force command value calculation unit 66 is based on the inclination setting reception unit 65. The value of the inclination K3 can also be determined based on an operation input related to the setting of the inclination K3. The inclination setting accepting unit 65 here can be configured to include, for example, a switch or a scale adjustment dial operated by the driver to change the value of the inclination K3. Is output to the electronic control unit 50 (steering reaction force command value calculator 66). Then, the steering reaction force command value calculation unit 66 sets the value of the inclination K3 so as to match the target value of the inclination K3 from the inclination setting reception unit 65. According to this configuration example, the driver does not lose the feeling of friction due to Coulomb friction, and does not feel uncomfortable the self-excited vibration of the handle 22 that occurs when the steering reaction force Tp is near zero. The value can be adjusted.

「実施形態2」
次に、本発明の実施形態2に係る操舵装置20について説明する。本実施形態では、操舵反力指令値演算部66は、切り増し切り戻し判定部62の判定結果と操舵角θhと車速Vとに基づいてハンドル22に作用する操舵反力が図10に例示するようなヒステリシス特性を持つように操舵反力指令値Tp*を演算する。図10中、横軸は操舵角θhであり、縦軸は操舵反力Tpである。図10に例示するヒステリシス特性も、操舵角θhの変化に対して操舵反力Tpが傾きK1で変化する直線A,C(第1の特性線)と、操舵角θhの変化に対して操舵反力Tpが傾きK2(K2<K1)で変化する直線B,D(第2の特性線)とを含む特性である。また、図10において、直線Bの切片はT0であり、直線Dの切片は−T0である。以下、操舵反力指令値演算部66が操舵反力指令値Tp*を演算する処理について説明する。以下の説明でも、操舵角θhが正の方向(実施形態ではハンドル22を左に回転したとき)について説明し、車速Vを用いずに操舵反力指令値Tp*を演算する処理について説明する。
Embodiment 2”
Next, the steering device 20 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the present embodiment, the steering reaction force command value calculation unit 66 illustrates the steering reaction force acting on the steering wheel 22 based on the determination result of the additional increase / return determination unit 62, the steering angle θh, and the vehicle speed V in FIG. The steering reaction force command value Tp * is calculated so as to have such hysteresis characteristics. In FIG. 10, the horizontal axis represents the steering angle θh, and the vertical axis represents the steering reaction force Tp. The hysteresis characteristic illustrated in FIG. 10 also includes the straight lines A and C (first characteristic lines) in which the steering reaction force Tp changes with the inclination K1 with respect to the change in the steering angle θh, and the steering reaction with respect to the change in the steering angle θh. This is a characteristic including straight lines B and D (second characteristic lines) in which the force Tp changes with a slope K2 (K2 <K1). In FIG. 10, the intercept of the straight line B is T0, and the intercept of the straight line D is -T0. Hereinafter, processing in which the steering reaction force command value calculation unit 66 calculates the steering reaction force command value Tp * will be described. Also in the following description, the direction in which the steering angle θh is positive (when the steering wheel 22 is rotated to the left in the embodiment) will be described, and the processing for calculating the steering reaction force command value Tp * without using the vehicle speed V will be described.

ハンドル22の切り始めの操舵角θhが値0から傾きK1の直線上で直線Bと交差する角度θ1に至るまでは、操舵角θhと操舵反力Tpとを横軸と縦軸としたときの座標上で傾きK1で原点を通る直線の関係として操舵反力指令値Tp*を演算する。即ち、次式(11)として操舵反力指令値Tp*を演算するのである。   When the steering angle θh at the start of turning of the steering wheel 22 reaches the angle θ1 that intersects the straight line B on the straight line with the inclination K1 from the value 0, the steering angle θh and the steering reaction force Tp are set as the horizontal axis and the vertical axis. A steering reaction force command value Tp * is calculated as a straight line relationship passing through the origin with an inclination K1 on the coordinates. That is, the steering reaction force command value Tp * is calculated as the following equation (11).

Tp*=K1・θh (11)   Tp * = K1 · θh (11)

操舵角θhが角度θ1を超えた後の切り増しのときには、操舵角θhが最小分解能Δθhずつ切り増しが行われる毎に次式(12)で計算されるΔTずつ加算する。即ち、最小分解能Δθhのn倍だけ切り増しされたときは、式(13)により操舵反力指令値Tp*を演算する。   When the steering angle θh is increased after exceeding the angle θ1, every time the steering angle θh is increased by the minimum resolution Δθh, ΔT calculated by the following equation (12) is added. That is, when it is increased by n times the minimum resolution Δθh, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the equation (13).

ΔT=K2・Δθh (12)
Tp*=K1・θ1+n・ΔT
=K2・(θ1+n・Δθh)+(K1−K2)・θ1 (13)
ΔT = K2 · Δθh (12)
Tp * = K1 · θ1 + n · ΔT
= K2 · (θ1 + n · Δθh) + (K1−K2) · θ1 (13)

最小分解能Δθhずつ操舵角θhが増加したときの操舵反力指令値Tp*が設定される様子を図11に示す。図示するように、操舵角θhが角度θ1を越えた後は、演算された操舵反力指令値Tp*は、傾きK2の直線B(第2の特性線)上の値となる。なお、式(13)中の右辺第2項の(K1−K2)・θ1は、図10における直線Bの切片T0となっている。   FIG. 11 shows how the steering reaction force command value Tp * is set when the steering angle θh increases by the minimum resolution Δθh. As shown in the figure, after the steering angle θh exceeds the angle θ1, the calculated steering reaction force command value Tp * is a value on the straight line B (second characteristic line) of the slope K2. Note that (K1−K2) · θ1 in the second term on the right side in the equation (13) is the intercept T0 of the straight line B in FIG.

操舵角θhが角度θ1より大きな角度θ2の状態からハンドル22が切り戻されたときには、次式(14)により操舵反力指令値Tp*は演算される。   When the steering wheel 22 is turned back from the state where the steering angle θh is larger than the angle θ1, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the following equation (14).

Tp*=K1・θh−(K1−K2)・(θ2−θ1) (14)   Tp * = K1 · θh− (K1−K2) · (θ2−θ1) (14)

切り戻しが判定される直前の操舵反力指令値Tp*は、前述の切り増しの演算により図11における直線B上のポイントB2の値となっている。切り戻しが開始されると、式(14)により操舵反力指令値Tp*は計算され、操舵反力指令値Tp*は、図11におけるポイントB2を通る傾きK1の直線A2(第1の特性線)上の値となる。そして、操舵角θhが直線A2上において直線Bとの交点B2から直線Dとの交点D2に到達するのに要する角度だけ小さくなるまで、式(14)により操舵反力指令値Tp*が演算される。このように、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*が第2の特性線(例えば直線B)上にある場合にハンドル22の切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵反力指令値Tp*が第1の特性線(例えば直線A2)上の値となり、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*の傾きがK2からK1に変化(増大)する。   The steering reaction force command value Tp * immediately before the determination of switching back is the value of the point B2 on the straight line B in FIG. When the switchback is started, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the equation (14), and the steering reaction force command value Tp * is a straight line A2 (first characteristic) of the slope K1 passing through the point B2 in FIG. Value on line). Then, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the equation (14) until the steering angle θh becomes smaller by the angle required to reach the intersection D2 with the straight line D from the intersection B2 with the straight line B on the straight line A2. The As described above, when the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh is on the second characteristic line (for example, the straight line B), the steering reaction force command is changed when the direction of the additional turning back of the handle 22 is changed. The value Tp * becomes a value on the first characteristic line (for example, the straight line A2), and the inclination of the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh changes (increases) from K2 to K1.

次に、操舵角θhが、図11における直線A2と直線Dとの交点D2に相当する角度θ3まで切り戻されたときを考える。この角度θ3から更に切り戻しがなされると、操舵角θhが最小分解能Δθhずつ切り戻しが行われる毎に前述の式(12)で計算されるΔTずつ減算する。即ち、角度θ3から最小分解能Δθhのm倍だけ切り戻されたときは、次式(15)により操舵反力指令値Tp*が演算されるのである。   Next, a case where the steering angle θh is cut back to an angle θ3 corresponding to the intersection D2 between the straight line A2 and the straight line D in FIG. When further turning back is performed from this angle θ3, every time the steering angle θh is turned back by the minimum resolution Δθh, ΔT calculated by the above equation (12) is subtracted. That is, when the angle θ3 is switched back by m times the minimum resolution Δθh, the steering reaction force command value Tp * is calculated by the following equation (15).

Tp*=−T0+K2・(θ3−m・Δθh) (15)   Tp * = − T0 + K2 · (θ3−m · Δθh) (15)

最小分解能Δθhずつ操舵角θhが減少したときの操舵反力指令値Tp*が設定される様子を図11に示す。図示するように、操舵角θhが角度θ3から減少した後は、演算された操舵反力指令値Tp*は、傾きK2の直線D(第2の特性線)上の値となる。このように、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*が第1の特性線(例えば直線A2)上にある場合に操舵角θhが第1の特性線と第2の特性線との交点に相当する角度(例えば直線A2と直線Dとの交点D2に相当する角度θ3)に到達したときは、操舵反力指令値Tp*が第2の特性線(例えば直線D)上の値となり、操舵角θhに対する操舵反力指令値Tp*の傾きがK1からK2に変化(減少)する。   FIG. 11 shows how the steering reaction force command value Tp * is set when the steering angle θh decreases by the minimum resolution Δθh. As shown in the drawing, after the steering angle θh is decreased from the angle θ3, the calculated steering reaction force command value Tp * becomes a value on the straight line D (second characteristic line) of the slope K2. Thus, when the steering reaction force command value Tp * with respect to the steering angle θh is on the first characteristic line (for example, the straight line A2), the steering angle θh is at the intersection of the first characteristic line and the second characteristic line. When the corresponding angle (for example, the angle θ3 corresponding to the intersection D2 of the straight line A2 and the straight line D) is reached, the steering reaction force command value Tp * becomes a value on the second characteristic line (for example, the straight line D), and the steering is performed. The inclination of the steering reaction force command value Tp * with respect to the angle θh changes (decreases) from K1 to K2.

例えばハンドル22の切り始めや手放し状態や軽く手を添えて保舵している状態等、操舵反力Tpの絶対値が小さく0付近であるときには、操舵角θhのわずかな変化によって、操舵角センサ24の最小分解能Δθhに応じたK1・Δθh(操舵反力指令値Tp*の最小単位)のトルク変動が生じる。このような操舵角θhの変化は、運転者の操舵操作によるものもあるが、上記のトルク変動によってハンドル22が動かされる場合もある。トルク変動によってハンドル22が動かされる場合には、操舵反力Tpが0付近で操舵角θhが制御によるハンチングを起こし、ハンドル22に自励振動が発生する。傾きK1の値を大きく設定すると、クーロン摩擦による摩擦感を運転者に十分に与えることができるものの、操舵反力指令値Tp*の最小単位K1・Δθhが大きくなる。そのため、操舵角θhが制御によるハンチングを起こしたときの自励振動のトルク振幅も大きくなり、運転者に不快感・違和感を与えることになる。そこで、本実施形態では、運転者が不快に感じるトルク振動振幅よりもトルク変動K1・Δθhが若干小さくなるように傾きK1の値を設定する。ただし、運転者が不快に感じるトルク振動振幅は振動周波数に応じて変化するため、操舵反力指令値演算部66は、トルク変動K1・Δθhがハンドル22の振動周波数に応じて変化する振動許容値TLよりも小さくなるように傾きK1の値を決定する。以下、その場合の処理について、図12に示すフローチャートを用いて説明する。   For example, when the absolute value of the steering reaction force Tp is small and close to 0, such as when the steering wheel 22 starts to be turned, when the handle 22 is released, or when the steering wheel is kept lightly attached, the steering angle sensor is detected by a slight change in the steering angle θh. A torque fluctuation of K1 · Δθh (minimum unit of the steering reaction force command value Tp *) corresponding to the minimum resolution Δθh of 24 occurs. Such a change in the steering angle θh may be caused by a driver's steering operation, but the handle 22 may be moved by the above torque fluctuation. When the handle 22 is moved by torque fluctuation, the steering angle θh causes hunting by control when the steering reaction force Tp is near 0, and self-excited vibration is generated in the handle 22. If the value of the inclination K1 is set to be large, the driver can be given a sufficient feeling of friction due to Coulomb friction, but the minimum unit K1 · Δθh of the steering reaction force command value Tp * becomes large. For this reason, the torque amplitude of the self-excited vibration when the steering angle θh causes hunting by the control also increases, and the driver feels uncomfortable and uncomfortable. Therefore, in this embodiment, the value of the slope K1 is set so that the torque fluctuation K1 · Δθh is slightly smaller than the torque vibration amplitude that the driver feels uncomfortable. However, since the torque vibration amplitude that the driver feels uncomfortable changes according to the vibration frequency, the steering reaction force command value calculation unit 66 determines that the torque variation K1 · Δθh varies according to the vibration frequency of the steering wheel 22. The value of the slope K1 is determined so as to be smaller than TL. Hereinafter, the process in that case will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図12に示すフローチャートのステップS201では、傾きK1の初期値が設定される。ここでは、傾きK1の初期値を十分な摩擦感が得られる高い値に設定し、例えば50〜100N・m/deg程度の値に設定することができる。ステップS202では、操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動のトルク振幅と周波数が演算される。ハンドル22の自励振動のトルク振幅は、K1・Δθhで表される。ハンドル22の自励振動の周波数はハンドル22の共振周波数で表すことができ、ハンドル22の共振周波数(角周波数)ωは以下の式(16)で表される。式(16)に示すように、ハンドル22の共振周波数(自励振動の周波数)は、傾きK1の値に応じて変化する。   In step S201 of the flowchart shown in FIG. 12, an initial value of the slope K1 is set. Here, the initial value of the inclination K1 can be set to a high value that provides a sufficient friction feeling, and can be set to a value of, for example, about 50 to 100 N · m / deg. In step S202, the torque amplitude and frequency of the self-excited vibration of the handle 22 that occurs when the steering reaction force Tp is near zero are calculated. The torque amplitude of the self-excited vibration of the handle 22 is represented by K1 · Δθh. The frequency of the self-excited vibration of the handle 22 can be expressed by the resonance frequency of the handle 22, and the resonance frequency (angular frequency) ω of the handle 22 is expressed by the following equation (16). As shown in Expression (16), the resonance frequency of the handle 22 (the frequency of self-excited vibration) changes according to the value of the slope K1.

ω=(K1/Jh)0.5 (16) ω = (K1 / Jh) 0.5 (16)

ステップS203では、ステップS202で演算された自励振動の周波数ωにおいて、自励振動のトルク振幅K1・Δθhが振動許容値TLよりも小さいか否かが判定される。ここでの振動許容値TLも、図7のフローチャートのステップS103と同様に、運転者がトルク振動を不快に感じる閾値として自励振動の周波数に応じて設定され、例えば図8に示すように周波数重み付けされた特性を有する。ここでの周波数重み付けについても、例えばISO5349−1「手腕振動の測定規格」に開示されている周波数重み付けを用いることもできるし、被験者の官能評価実験で得られた周波数重み付けを用いることもできる。操舵反力指令値演算部66は、電子制御ユニット50内の記憶装置に記憶された振動許容値TLの周波数特性において、与えられた自励振動の周波数ωに対応する振動許容値TLよりもトルク振幅K1・Δθhが小さいか否かを判定する。例えば図8の点P1に示すように、トルク振幅K1・Δθhの値が自励振動の周波数ωに対応する振動許容値TL以上である場合(ステップS203の判定結果がNOの場合)は、ステップS204において傾きK1の値を現在値よりも小さい値に変更し、ステップS202に戻る。一方、例えば図8の点P2に示すように、トルク振幅K1・Δθhの値が自励振動の周波数ωに対応する振動許容値TLよりも小さい場合(ステップS203の判定結果がYESの場合)は、ステップS205において、傾きK1の値が現在値に決定される。なお、図12のフローチャートの処理についても、操舵反力指令値Tp*を演算する処理を開始する前に予め行うこともできるし、操舵反力指令値Tp*を演算する処理の実行中に行うこともできる。   In step S203, it is determined whether or not the torque amplitude K1 · Δθh of the self-excited vibration is smaller than the allowable vibration value TL at the frequency ω of the self-excited vibration calculated in step S202. The vibration allowable value TL here is also set according to the frequency of the self-excited vibration as a threshold value that makes the driver feel uncomfortable with the torque vibration, similarly to step S103 in the flowchart of FIG. 7, for example, as shown in FIG. Has weighted characteristics. Regarding the frequency weighting here, for example, the frequency weighting disclosed in ISO 5349-1 “Measurement standard of hand-arm vibration” can be used, or the frequency weighting obtained in the sensory evaluation experiment of the subject can also be used. The steering reaction force command value calculation unit 66 has a torque characteristic higher than the vibration allowable value TL corresponding to the given frequency ω of the self-excited vibration in the frequency characteristic of the vibration allowable value TL stored in the storage device in the electronic control unit 50. It is determined whether or not the amplitude K1 · Δθh is small. For example, as shown at a point P1 in FIG. 8, when the value of the torque amplitude K1 · Δθh is equal to or greater than the vibration allowable value TL corresponding to the frequency ω of the self-excited vibration (when the determination result in step S203 is NO), In S204, the value of the slope K1 is changed to a value smaller than the current value, and the process returns to Step S202. On the other hand, for example, as indicated by a point P2 in FIG. 8, when the value of the torque amplitude K1 · Δθh is smaller than the allowable vibration value TL corresponding to the frequency ω of the self-excited vibration (when the determination result in step S203 is YES). In step S205, the value of the slope K1 is determined as the current value. Note that the processing of the flowchart of FIG. 12 can also be performed in advance before starting the processing of calculating the steering reaction force command value Tp *, or performed during the processing of calculating the steering reaction force command value Tp *. You can also.

傾きK1の値を大きく設定した場合は、図13に示すように、操舵反力指令値Tp*の最小単位Tmin=K1・Δθhが大きくなり、操舵角θhが制御によるハンチングを起こし、ハンドル22の自励振動が減衰しにくくなる。これに対して図12のフローチャートの処理によれば、図14に示すように、操舵反力指令値Tp*の最小単位Tmin=K1・Δθhを小さくすることができるので、操舵角θhが制御によるハンチングを起こすのを抑制してハンドル22の自励振動を抑制することができる。そして、自励振動のトルク振幅K1・Δθhが運転者にとって不快に感じる閾値よりもわずかに小さい値になるように傾きK1の値が決定されるため、操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動レベルをクーロン摩擦による摩擦感を損なわずに抑制することができる。   When the value of the inclination K1 is set large, as shown in FIG. 13, the minimum unit Tmin = K1 · Δθh of the steering reaction force command value Tp * becomes large, the steering angle θh causes hunting by the control, and the steering wheel 22 The self-excited vibration is difficult to attenuate. On the other hand, according to the process of the flowchart of FIG. 12, as shown in FIG. 14, the minimum unit Tmin = K1 · Δθh of the steering reaction force command value Tp * can be reduced, so that the steering angle θh is controlled. Hunting can be suppressed and self-excited vibration of the handle 22 can be suppressed. Then, since the value of the slope K1 is determined so that the torque amplitude K1 · Δθh of the self-excited vibration is slightly smaller than the threshold that makes the driver feel uncomfortable, it occurs when the steering reaction force Tp is near zero. The self-excited vibration level of the handle 22 can be suppressed without impairing the feeling of friction due to Coulomb friction.

また、本実施形態でも、図9に示すように、傾きK1の設定に関する運転者の操作入力を受け付ける傾き設定受付部65を設け、操舵反力指令値演算部66は、傾き設定受付部65による傾きK1の設定に関する操作入力に基づいて傾きK1の値を決定することもできる。ここでの傾き設定受付部65についても、例えば、傾きK1の値を変更するために運転者により操作されるスイッチや目盛調節ダイヤルを含んで構成することができ、スイッチや目盛調節ダイヤルの操作状態に応じた傾きK1の目標値を示す信号を電子制御ユニット50(操舵反力指令値演算部66)へ出力する。そして、操舵反力指令値演算部66は、傾きK1の値を、傾き設定受付部65からの傾きK1の目標値に一致するように設定する。この構成例によれば、運転者は、クーロン摩擦による摩擦感を損なわず、且つ操舵反力Tpが0付近のときに発生するハンドル22の自励振動を不快に感じないように、傾きK1の値を調節することができる。   Also in the present embodiment, as shown in FIG. 9, an inclination setting reception unit 65 that receives a driver's operation input related to the setting of the inclination K <b> 1 is provided, and the steering reaction force command value calculation unit 66 is based on the inclination setting reception unit 65. The value of the inclination K1 can also be determined based on the operation input related to the setting of the inclination K1. The inclination setting accepting unit 65 here can also be configured to include, for example, a switch or a scale adjustment dial operated by the driver to change the value of the inclination K1, and the operation state of the switch or the scale adjustment dial. Is output to the electronic control unit 50 (steering reaction force command value calculator 66). Then, the steering reaction force command value calculation unit 66 sets the value of the inclination K1 so as to match the target value of the inclination K1 from the inclination setting reception unit 65. According to this configuration example, the driver does not lose the feeling of friction due to Coulomb friction and does not feel uncomfortable with the self-excited vibration of the handle 22 that occurs when the steering reaction force Tp is near zero. The value can be adjusted.

以上の説明では、説明の容易のために、車速Vを考慮せずに操舵反力指令値Tp*を演算するものとした。ただし、実施形態1,2に係る操舵装置20では、図3,4,10,11における特性線A,A2,Cの傾きK1や特性線B,Dの傾きK2、及び切片T0,−T0を車速Vに応じて変更するものとして操舵反力指令値Tp*を演算することができる。   In the above description, for easy explanation, the steering reaction force command value Tp * is calculated without considering the vehicle speed V. However, in the steering device 20 according to the first and second embodiments, the inclination K1 of the characteristic lines A, A2, and C, the inclination K2 of the characteristic lines B and D, and the intercepts T0 and -T0 in FIGS. The steering reaction force command value Tp * can be calculated as changing according to the vehicle speed V.

実施形態1,2に係る操舵装置20では、操舵反力指令値Tp*のヒステリシス特性として図3,10における平行四辺形を描く特性を例示して説明したが、操舵角θhと操舵反力指令値Tp*との関係にヒステリシス特性が得られればよく、図15,16に例示するような種々の形状を描くものとしてもよい。また、ヒステリシス特性における傾きK1,K2についても、必ずしも一定値である必要はなく、操舵角θhに応じて変化させることも可能である。   In the steering device 20 according to the first and second embodiments, the characteristic of drawing the parallelogram in FIGS. 3 and 10 has been described as the hysteresis characteristic of the steering reaction force command value Tp *. However, the steering angle θh and the steering reaction force command are illustrated. As long as the hysteresis characteristic is obtained in relation to the value Tp *, various shapes as illustrated in FIGS. 15 and 16 may be drawn. Further, the slopes K1 and K2 in the hysteresis characteristic do not necessarily have to be constant values, and can be changed according to the steering angle θh.

また、実施形態1,2に係る操舵装置20では、演算した操舵反力指令値Tp*に基づいて反力モータ40を駆動制御するものとしたが、図17に例示する制御ブロックに示すように、操舵角θhの時間微分である操舵角速度にダンパゲインを乗じた値を操舵反力指令値Tp*に加算し、この値に基づいて反力モータ40を駆動制御するものとしてもよい。こうすれば、ハンドル22から手を離したときの平衡点への収束特性を向上させることができる。   Further, in the steering apparatus 20 according to the first and second embodiments, the reaction force motor 40 is driven and controlled based on the calculated steering reaction force command value Tp *. However, as shown in the control block illustrated in FIG. Alternatively, a value obtained by multiplying the steering angular velocity, which is a time derivative of the steering angle θh, by a damper gain may be added to the steering reaction force command value Tp *, and the reaction force motor 40 may be driven and controlled based on this value. In this way, the convergence characteristic to the equilibrium point when the hand is released from the handle 22 can be improved.

また、実施形態1,2に係る操舵装置20では、反力モータ40のトルクによりハンドル22に操舵反力を与えるものとしたが、モータ以外のアクチュエータを用いてハンドル22に操舵反力を与えることもできる。   In the steering device 20 according to the first and second embodiments, the steering reaction force is applied to the handle 22 by the torque of the reaction motor 40. However, the steering reaction force is applied to the handle 22 using an actuator other than the motor. You can also.

以上の実施形態1,2の説明では、本発明を車載用の操舵装置20に適用した場合について説明した。ただし、本発明をドライビングシミュレータ等において用いられる操舵反力模擬装置に適用することも可能である。その場合は、以上の実施形態1または実施形態2で説明したハンドル22と操舵角センサ24と反力モータ40と電子制御ユニット50とを含んで実施形態1または実施形態2に係る操舵反力模擬装置を構成することができる。   In the above description of the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to the vehicle-mounted steering device 20 has been described. However, the present invention can also be applied to a steering reaction force simulator used in a driving simulator or the like. In that case, the steering reaction force simulation according to the first or second embodiment including the handle 22, the steering angle sensor 24, the reaction force motor 40, and the electronic control unit 50 described in the first or second embodiment. A device can be configured.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明の実施形態1,2に係る操舵装置20の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of steering device 20 concerning Embodiments 1 and 2 of the present invention. 本発明の実施形態1,2に係る操舵装置20の電子制御ユニット50が操舵反力指令値Tp*を演算する操舵反力指令値演算ブロック60として動作するときの制御ブロックを例示する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a control block when the electronic control unit 50 of the steering device 20 according to the first and second embodiments of the present invention operates as a steering reaction force command value calculation block 60 that calculates a steering reaction force command value Tp *. is there. 操舵角θhと操舵反力Tpとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between steering angle (theta) h and steering reaction force Tp. 操舵角θhから操舵反力指令値Tp*が演算される様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a mode that steering reaction force command value Tp * is calculated from steering angle (theta) h. 第1の特性線の傾きをK1に維持した場合におけるハンドル22の振動特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration characteristic of the handle | steering-wheel 22 when maintaining the inclination of a 1st characteristic line at K1. 本発明の実施形態1に係る操舵装置20におけるハンドル22の振動特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration characteristic of the handle | steering-wheel 22 in the steering apparatus 20 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る操舵装置20において電子制御ユニット50により実行される処理を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining processing executed by the electronic control unit 50 in the steering device 20 according to the first embodiment of the present invention. 振動許容値TLの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of vibration allowable value TL. 変形例の制御ブロックの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the control block of a modification. 操舵角θhと操舵反力Tpとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between steering angle (theta) h and steering reaction force Tp. 操舵角θhから操舵反力指令値Tp*が演算される様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a mode that steering reaction force command value Tp * is calculated from steering angle (theta) h. 本発明の実施形態2に係る操舵装置20において電子制御ユニット50により実行される処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process performed by the electronic control unit 50 in the steering apparatus 20 which concerns on Embodiment 2 of this invention. 第1の特性線の傾きK1を大きい値に設定した場合におけるハンドル22の振動特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration characteristic of the handle | steering-wheel 22 in case the inclination K1 of a 1st characteristic line is set to a big value. 本発明の実施形態2に係る操舵装置20におけるハンドル22の振動特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration characteristic of the handle | steering-wheel 22 in the steering apparatus 20 which concerns on Embodiment 2 of this invention. 変形例のヒステリシス特性の形状の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the shape of the hysteresis characteristic of a modification. 変形例のヒステリシス特性の形状の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the shape of the hysteresis characteristic of a modification. 変形例の制御ブロックの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the control block of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

20 操舵装置、22 ハンドル、24 操舵角センサ、26 トルクセンサ、30,32 操舵輪、34 減速機、36 ラック、40 反力モータ、42 転舵モータ、50 電子制御ユニット、52 CPU、54 ROM、56 RAM、58 車速センサ、60 操舵反力指令値演算ブロック、62 切り増し切り戻し判定部、65 傾き設定受付部、66 操舵反力指令値演算部。   20 Steering device, 22 Handle, 24 Steering angle sensor, 26 Torque sensor, 30, 32 Steering wheel, 34 Reducer, 36 Rack, 40 Reaction force motor, 42 Steering motor, 50 Electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, 58 Vehicle speed sensor, 60 Steering reaction force command value calculation block, 62 Increase / return switching determination unit, 65 Inclination setting reception unit, 66 Steering reaction force command value calculation unit

Claims (14)

ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵装置であって、
前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、
前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、
該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、
を備え、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
前記目標操舵反力設定手段は、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に前記目標操舵反力が0付近の設定範囲内にあるときは、前記第1の特性における操舵角に対する操舵反力の傾きを、前記第1の傾きより小さい第3の傾きに設定する、操舵装置。
A steering device that outputs a steering reaction force according to the operation of a steering wheel,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
An increase / return determination means for determining whether to increase or decrease the steering wheel based on the detected steering angle;
Target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / decrease / return determination means and the detected steering angle;
Steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output;
With
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
The target steering reaction force setting means is configured to perform steering in the first characteristic when the target steering reaction force is within a set range near 0 when the steering reaction force with respect to a steering angle is on the first characteristic. A steering apparatus that sets a tilt of a steering reaction force with respect to an angle to a third tilt smaller than the first tilt.
請求項1に記載の操舵装置であって、
前記操舵角検出手段は、操舵角を所定の分解能Δθhで検出する手段であり、
前記設定範囲は、前記第3の傾きをK3とすると、K3×Δθhをその上限とし、−K3×Δθhをその下限とする範囲である、操舵装置。
The steering apparatus according to claim 1,
The steering angle detecting means is means for detecting the steering angle with a predetermined resolution Δθh,
The setting range is a steering apparatus in which the upper limit is K3 × Δθh and the lower limit is −K3 × Δθh, where K3 is the third inclination.
請求項2に記載の操舵装置であって、
前記目標操舵反力設定手段は、K3×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第3の傾きK3を設定する、操舵装置。
The steering apparatus according to claim 2,
The steering apparatus, wherein the target steering reaction force setting means sets the third inclination K3 so that a value of K3 × Δθh is smaller than an allowable vibration value that changes in accordance with a vibration frequency of the steering wheel.
請求項1または2に記載の操舵装置であって、
ハンドルの操作者により操作され、前記第3の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、
前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第3の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第3の傾きを設定する、操舵装置。
The steering apparatus according to claim 1 or 2,
A tilt setting receiving means that is operated by an operator of the handle and receives an operation input related to the setting of the third tilt;
The target steering reaction force setting means sets the third inclination based on an operation input related to the setting of the third inclination by the inclination setting reception means.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵装置であって、
前記ハンドルの操舵角を所定の分解能Δθhで検出する操舵角検出手段と、
該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、
前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、
該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、
を備え、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
前記目標操舵反力設定手段は、前記第1の傾きをK1とすると、K1×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第1の傾きK1を設定する、操舵装置。
A steering device that outputs a steering reaction force according to the operation of a steering wheel,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel with a predetermined resolution Δθh;
An increase / return determination means for determining whether to increase or decrease the steering wheel based on the detected steering angle;
Target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / decrease / return determination means and the detected steering angle;
Steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output;
With
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
The target steering reaction force setting means sets the first inclination K1 so that the value of K1 × Δθh is smaller than the allowable vibration value that changes according to the vibration frequency of the steering wheel, where the first inclination is K1. Steering device to set.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵装置であって、
前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、
前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、
該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、
を備え、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
ハンドルの操作者により操作され、前記第1の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、
前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第1の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第1の傾きを設定する、操舵装置。
A steering device that outputs a steering reaction force according to the operation of a steering wheel,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
An increase / return determination means for determining whether to increase or decrease the steering wheel based on the detected steering angle;
Target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / decrease / return determination means and the detected steering angle;
Steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output;
With
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
A tilt setting receiving means that is operated by an operator of the handle and receives an operation input related to the setting of the first tilt;
The target steering reaction force setting means sets the first inclination based on an operation input related to the setting of the first inclination by the inclination setting reception means.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵反力模擬装置であって、
前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、
前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、
該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、
を備え、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
前記目標操舵反力設定手段は、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に前記目標操舵反力が0付近の設定範囲内にあるときは、前記第1の特性における操舵角に対する操舵反力の傾きを、前記第1の傾きより小さい第3の傾きに設定する、操舵反力模擬装置。
A steering reaction force simulation device that outputs a steering reaction force according to a steering operation,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
An increase / return determination means for determining whether to increase or decrease the steering wheel based on the detected steering angle;
Target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / decrease / return determination means and the detected steering angle;
Steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output;
With
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
The target steering reaction force setting means is configured to perform steering in the first characteristic when the target steering reaction force is within a set range near 0 when the steering reaction force with respect to a steering angle is on the first characteristic. A steering reaction force simulation device that sets the inclination of the steering reaction force with respect to an angle to a third inclination smaller than the first inclination.
請求項7に記載の操舵反力模擬装置であって、
前記操舵角検出手段は、操舵角を所定の分解能Δθhで検出する手段であり、
前記設定範囲は、前記第3の傾きをK3とすると、K3×Δθhをその上限とし、−K3×Δθhをその下限とする範囲である、操舵反力模擬装置。
The steering reaction force simulator according to claim 7,
The steering angle detecting means is means for detecting the steering angle with a predetermined resolution Δθh,
The steering reaction force simulation device, wherein the setting range is a range in which the upper limit is K3 × Δθh and the lower limit is −K3 × Δθh, where K3 is the third inclination.
請求項8に記載の操舵反力模擬装置であって、
前記目標操舵反力設定手段は、K3×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第3の傾きK3を設定する、操舵反力模擬装置。
The steering reaction force simulator according to claim 8,
The target steering reaction force setting means sets the third inclination K3 so that the value of K3 × Δθh is smaller than a vibration allowable value that changes according to the vibration frequency of the steering wheel.
請求項7または8に記載の操舵反力模擬装置であって、
ハンドルの操作者により操作され、前記第3の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、
前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第3の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第3の傾きを設定する、操舵反力模擬装置。
The steering reaction force simulator according to claim 7 or 8,
A tilt setting receiving means that is operated by an operator of the handle and receives an operation input related to the setting of the third tilt;
The target steering reaction force setting means is a steering reaction force simulation device that sets the third inclination based on an operation input related to the setting of the third inclination by the inclination setting receiving means.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵反力模擬装置であって、
前記ハンドルの操舵角を所定の分解能Δθhで検出する操舵角検出手段と、
該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、
前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、
該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、
を備え、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
前記目標操舵反力設定手段は、前記第1の傾きをK1とすると、K1×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第1の傾きK1を設定する、操舵反力模擬装置。
A steering reaction force simulation device that outputs a steering reaction force according to a steering operation,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel with a predetermined resolution Δθh;
An increase / return determination means for determining whether to increase or decrease the steering wheel based on the detected steering angle;
Target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / decrease / return determination means and the detected steering angle;
Steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output;
With
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
The target steering reaction force setting means sets the first inclination K1 so that the value of K1 × Δθh is smaller than the allowable vibration value that changes according to the vibration frequency of the steering wheel, where the first inclination is K1. Steering reaction force simulation device to be set.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を出力する操舵反力模擬装置であって、
前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しと切り戻しとを判定する切増切戻判定手段と、
前記切増切戻判定手段による判定結果と前記検出された操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定手段と、
該設定された目標操舵反力が出力されるよう操舵反力を出力する操舵反力出力手段と、
を備え、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
ハンドルの操作者により操作され、前記第1の傾きの設定に関する操作入力を受け付ける傾き設定受付手段をさらに備え、
前記目標操舵反力設定手段は、前記傾き設定受付手段による第1の傾きの設定に関する操作入力に基づいて前記第1の傾きを設定する、操舵反力模擬装置。
A steering reaction force simulation device that outputs a steering reaction force according to a steering operation,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
An increase / return determination means for determining whether to increase or decrease the steering wheel based on the detected steering angle;
Target steering reaction force setting means for setting a target steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result by the increase / decrease / return determination means and the detected steering angle;
Steering reaction force output means for outputting a steering reaction force so that the set target steering reaction force is output;
With
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
A tilt setting receiving means that is operated by an operator of the handle and receives an operation input related to the setting of the first tilt;
The target steering reaction force setting means is a steering reaction force simulation device that sets the first inclination based on an operation input related to the setting of the first inclination by the inclination setting receiving means.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を設定する操舵反力設定方法であって、
前記ハンドルの操舵角に基づいてハンドルの切り増しか切り戻しかを判定し、
該判定結果と前記ハンドルの操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって操舵反力を設定する操舵反力設定方法において、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵反力が0付近の設定範囲内にあるときは、前記第1の特性における操舵角に対する操舵反力の傾きを、前記第1の傾きより小さい第3の傾きに設定する、操舵反力設定方法。
A steering reaction force setting method for setting a steering reaction force according to an operation of a steering wheel,
Based on the steering angle of the steering wheel, it is determined whether the steering wheel is increased or not,
In a steering reaction force setting method for setting a steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result and the steering angle of the steering wheel,
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic and the steering reaction force is within a set range near 0, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle in the first characteristic is set to the first characteristic. A steering reaction force setting method for setting a third inclination smaller than an inclination of 1.
ハンドルの操作に応じた操舵反力を設定する操舵反力設定方法であって、
前記ハンドルの操舵角を所定の分解能Δθhで検出し、該検出した操舵角に基づいてハンドルの切り増しか切り戻しかを判定し、
該判定結果と前記ハンドルの操舵角とに基づいてヒステリシス特性をもって操舵反力を設定する操舵反力設定方法において、
前記ヒステリシス特性は、
操舵角の変化に対して操舵反力が第1の傾きで変化する第1の特性と、操舵角の変化に対して操舵反力が前記第1の傾きよりも小さい第2の傾きで変化する第2の特性と、を含み、
操舵角に対する操舵反力が前記第2の特性上にある場合にハンドルの切り増し切り戻しの方向が変化したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第2の傾きから前記第1の傾きに変化し、操舵角に対する操舵反力が前記第1の特性上にある場合に操舵角が該第1の特性と前記第2の特性との交点に相当する角度に到達したときは、操舵角に対する操舵反力の傾きが前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する特性であり、
前記第1の傾きをK1とすると、K1×Δθhの値がハンドルの振動周波数に応じて変化する振動許容値よりも小さくなるように前記第1の傾きK1を設定する、操舵反力設定方法。
A steering reaction force setting method for setting a steering reaction force according to an operation of a steering wheel,
Detecting the steering angle of the steering wheel with a predetermined resolution Δθh, and determining whether the steering wheel is turned back or not based on the detected steering angle;
In a steering reaction force setting method for setting a steering reaction force with hysteresis characteristics based on the determination result and the steering angle of the steering wheel,
The hysteresis characteristic is
A first characteristic in which the steering reaction force changes with a first inclination with respect to a change in the steering angle, and a steering reaction force with a second inclination smaller than the first inclination with respect to a change in the steering angle. A second characteristic;
When the steering reaction force with respect to the steering angle is on the second characteristic and the direction of the steering wheel is increased and turned back, the inclination of the steering reaction force with respect to the steering angle is changed from the second inclination to the first inclination. When the steering angle changes to an inclination and the steering reaction force with respect to the steering angle is on the first characteristic, the steering angle reaches an angle corresponding to the intersection of the first characteristic and the second characteristic. The inclination of the steering reaction force with respect to an angle is a characteristic that changes from the first inclination to the second inclination,
A steering reaction force setting method, wherein the first inclination K1 is set so that a value of K1 × Δθh is smaller than a vibration allowable value that changes according to a vibration frequency of a steering wheel, where K1 is the first inclination.
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