JP4193594B2

JP4193594B2 - Vehicle steering control device

Info

Publication number: JP4193594B2
Application number: JP2003160781A
Authority: JP
Inventors: 晴彦佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2004359129A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の運転操作性を向上させるため、走行環境に対応して操舵ギヤ比を変化させる車両用操舵制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
走行環境に対応して操舵ギヤ比を変化させる車両用操舵制御装置としては、例えば、ナビゲーションから得られるコーナーの回転半径に応じて操舵ギヤ比を補正するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３１０１４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、コーナー毎に走行回転半径Ｒに応じて操舵ギヤ比を変化させるため、コーナーが連続する走行シーンにおいて、１つ前のコーナーとこれから走行するコーナーとの走行回転半径の差が大きい場合、運転者が違和感を感じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、コーナーが連続する走行シーンにおいて、運転者が感じる違和感を低減できる車両用操舵制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、前輪舵角に対する操舵角度の伝達比である操舵ギヤ比を任意に変更可能な操舵ギヤ比可変手段と、これから走行するコーナーの走行軌道を検出する走行軌道検出手段と、検出された走行軌道の走行回転半径を推定する走行回転半径推定手段と、推定された走行回転半径に比例して予め設定された理想操舵ギヤ比に基づいて、操舵ギヤ比を設定する操舵ギヤ比設定手段と、設定された操舵ギヤ比に基づき、前記操舵ギヤ比可変手段に対し操舵ギヤ比を変化させる制御指令を出力する操舵ギヤ比制御手段と、を備えた車両用操舵制御装置において、複数個先までの各コーナーにおける理想操舵ギヤ比と操舵ギヤ比の偏差と、各コーナーの操舵ギヤ比と１つ前のコーナーの操舵ギヤ比の偏差とを共に小さくするよう、操舵ギヤ比を補正する操舵ギヤ比補正手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、「理想操舵ギヤ比」とは、コーナーの走行回転半径に対し、運転者が最も操作しやすいと考えられる最適な操舵ギヤ比をいう。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、複数個先までの各コーナーの理想操舵ギヤ比と操舵ギヤ比の偏差、及び各コーナーの操舵ギヤ比と１つ前のコーナーの操舵ギヤ比の偏差が共に小さくなるように操舵ギヤ比を補正するため、コーナーが連続する走行シーンにおいて、運転者が感じる違和感を低減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は、第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図であり、ナビゲーション手段（走行軌道検出手段）１と、操舵ギヤ比可変手段２と、操舵ギヤ比制御手段３とを主要な構成とする。
【００１１】
前記ナビゲーション手段１は、自車位置座標・進行方向の検出を行い、内部に持っている道路形状の座標データから進行方向にあるコーナーの走行車線中央の回転半径Ｒと、コーナー間の直線部Ｌの距離を算出する。ここでは、現在の車両位置から３つ先までのコーナーの走行回転半径Ｒ及びコーナーの間の直線部の距離Ｌを操舵ギヤ比制御手段３に出力するものとする。現在の車両位置から１つ先のコーナー（以下コーナー１）の走行回転半径をＲ1、２つ先のコーナー（以下コーナー２）の走行回転半径をＲ2、３つ先のコーナー（以下コーナー３）の走行回転半径をＲ3とし、コーナー１の手前の直線部の距離をＬ1、コーナー２の手前の直線部の距離をＬ2、コーナー３の手前の直線部の距離をＬ3とする。以下の説明では、これらをまとめてコーナーｉにおける走行回転半径をＲi、コーナーｉ手前の直線部の距離をＬiとする。
【００１２】
前記操舵ギヤ比可変手段２は、例えば、モータと減速機等により構成され、上端位置にステアリングホイール４が取り付けられたアッパコラムシャフト５とパワーステアリング機構６に連結されるロアコラムシャフト７との間の位置に配置される。この操舵ギヤ比可変手段２は、アッパコラムシャフト５を介して入力される回転を可変ギヤ比により減速してロアコラムシャフト７へ出力するもので、これにより、前輪８の転舵角に対するステアリングホイール４の操舵角の伝達比である操舵ギヤ比を任意に変更する。操舵ギヤ比は、この値が小さいほど運転者にとってはステアリング操作応答がクイックとなる。一方、操舵ギヤ比が大きいほどステアリング操作応答はスローとなる。
【００１３】
前記操舵ギヤ比制御手段３は、検出された走行回転半径Ｒ及びコーナーの間の直線部の距離Ｌiに応じて操舵ギヤ比を決定し、操舵ギヤ比可変手段２に対し、操舵ギヤ比を変化させる制御指令を出力する。
【００１４】
第１実施例では、１つ先のコーナーの操舵ギヤ比の算出を行う際、そのコーナーの走行回転半径Ｒiだけでなく、前後のコーナーの走行回転半径Ｒiや直線部の距離Ｌiを考慮することにより、急激にコーナーの走行回転半径Ｒiが前のコーナーに対して変化した場合でも、運転者が違和感を感じないような操舵ギヤ比の決定を行う。
【００１５】
なお、１つのコーナーを単独で見た場合、走行回転半径Ｒに対する運転者が操作しやすい最適な操舵ギヤ比は、一意的に決めることができる。以下これを理想操舵ギヤ比と呼ぶ。
【００１６】
走行回転半径Ｒiと理想操舵ギヤ比（以下コーナーiの場合をＧriとする）との関係を図２に示す。上限値Ｇrhと下限値Ｇrlの間で走行回転半径Ｒiと理想操舵ギヤ比Ｇriは比例の関係にある。前のコーナーに対して操舵ギヤ比の変化量が小さい場合は、図２に示した関係を用いて操舵ギヤ比を算出するが、前のコーナーに対して操舵ギヤ比の変化量が大きい場合は、次に述べる考え方で補正を行う。
【００１７】
まず、操舵ギヤ比変化に対して運転者が違和感を感じ始める操舵ギヤ比変化の所定値をＧlimとする。この違和感は２種類考えられる。１つは、前のコーナーとこれから走行するコーナーで操舵ギヤ比が変化（この値を操舵ギヤ比変化差とする）することに起因する違和感（以下、変化差違和感）である。もう１つは、前述の理想操舵ギヤ比Ｇriとずれている（この値を操舵ギヤ比理想誤差とする）ことに対する違和感（以下、理想誤差違和感）である。
【００１８】
これら２つの違和感は、両者共違和感を感じ始める値はどちらも所定値Ｇlimで同じであるが、変化差違和感は所定値Ｇlim以内ではほとんど感じず、所定値Ｇlim以上では急激に感じる特徴がある。一方、理想誤差違和感はＧlim以内では違和感ではなく、操作性の良し悪しとして感じていると考えられる。また、操舵ギヤ比理想誤差が極めて小さい場合は、操舵ギヤ比変化の差が大きい場合でも違和感を感じづらいという特徴がある。
【００１９】
第１実施例では、前のコーナーに対して操舵ギヤ比の変化量が大きいコーナー、つまり操舵ギヤ比変化差が所定値Ｇlimより大きいコーナーがあった場合、運転者の違和感が最小になるよう、操舵ギヤ比に対して補正を行うことを特徴としている。
【００２０】
さらに、コーナーの操舵ギヤ比の算出を行う際、理想操舵ギヤ比Ｇriに対して操舵ギヤ比変化差の大きいコーナーの操舵ギヤ比変化差を小さくするよう、前後のコーナーの操舵ギヤ比を理想操舵ギヤ比から補正するものである。ここで、前後のコーナーとは、現在位置の１つ前から３つ先までのコーナーとする。
【００２１】
図３に、各コーナーの記号を示す。前述したように現在の車両位置から１つ先のコーナーをコーナー１、２つ先のコーナーをコーナー２、３つ先のコーナーをコーナー３とする。また、１つ前のコーナーをコーナー０とする。ここで、コーナーｉにおける理想操舵ギヤ比をＧri、補正した後の最終的なギヤ比を補正操舵ギヤ比Ｇi、コーナーｉの手前の直線部の距離をＬiとする。
【００２２】
基本的なロジックは、前述の運転者の違和感の発生構造を考慮し、前記操舵ギヤ比理想誤差（＝｜Ｇri−Ｇi｜,i＝1〜3）及び操舵ギヤ比変化差（＝｜Ｇi−Ｇi-1｜,i＝1〜3）がＧlim以内で、かつ下記の式(1)で表す評価指標値Ｑが最小となるＧ1，Ｇ2，Ｇ3を求めるものである。計算手法は数値探索法とする。
評価指標値Q=Kd*Qd+Ke*Qe …(1)
【００２３】
ここで、Ｋd、Ｋeは一定値の重み係数、Ｑdは変化差指標値、Ｑeは理想誤差指標値であり、下記の式(2),(3)を用いて計算する。
Qd＝K1*（G1-G0）²+K2*（G2-G1）²+K3*（G3-G2）² …(2)
Qe＝K1*（Gr1-G1）²+K2*（Gr2-G2）²+K3*（Gr3-G3）² …(3)
【００２４】
変化差指標値Ｑdは、３つのコーナーにおける操舵ギヤ比変化差の大きさを総合して表すものであり、理想誤差指標値Ｑeは３つのコーナーにおける操舵ギヤ比理想誤差の大きさを総合して表すものである。ここでＫ1，Ｋ2，Ｋ3はコーナー毎の重みであり、図４に示す値とする。これは、コーナー１のギヤ比を決めるに当たって、現在位置に近いコーナーの特性をより優先させるものである。また、Ｋd、Ｋeは操舵ギヤ比変化差と操舵ギヤ比理想誤差の配分を示す重み係数であり、ここではＫd＜Ｋｅとなる値とする。これは、前述のように操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜と操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜が共に所定値Ｇlim以内では、操舵ギヤ比理想誤差の方が操作しやすさを決める比重が大きいためである。
【００２５】
以上述べた計算方法では、操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜及び操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が所定値Ｇlim以内となる操舵ギヤ比Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3が存在することが前提となっている。しかしながら、操舵ギヤ比変化差が極めて大きいコーナーが存在する場合や、操舵ギヤ比変化差が大きいコーナーが連続する場合等は、前述の条件を満たす操舵ギヤ比Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3が存在しない。この場合は、前述の条件の中で、操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が所定値Ｇlim以内という条件を廃止し、操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜が所定値Ｇlim以内という条件のみで探索計算を行うものとする。これは、前述のように操舵ギヤ比理想誤差が小さい場合は、操舵ギヤ比変化差が大きい場合でも違和感を感じづらいという特徴があるためである。
【００２６】
しかしながら、例えばナビゲーション手段１による走行回転半径Ｒiの推定誤差や、運転者の好みや運転スタイルの違いにより、計算上の操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜がゼロでも、操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が極めて大きい場合は違和感を感じる可能性がある。そこで、これを少しでも補償するため、前のコーナーと次のコーナーの直線部の距離Ｌiが長い場合は、多めに操舵ギヤ比変化差｜Ｇi-1−Ｇi｜をとっても良いという条件を変化差指標値Ｑdを求める式に入れ込む。具体的には、前述の式(2)を以下の式(2)'に置き換えるものとする。
Qd＝Kl1*K1*(G1-G0)²+Kl2*K2*(G2-G1)²+Kl3*K3*(G3-G2)² …(2)'
【００２７】
ここでＫl1、Ｋl2、Ｋl3は距離補正係数と呼び、直線部の距離Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3から導出する。図５にＬiと距離補正係数Ｋliの関係を示す。直線部距離Ｌiが小さい場合は、運転者に前のコーナーの感覚が強く残っているため、Ｋliは1.0、つまり補正を行わないものとする。直線部距離Ｌiが大きいほどＫliは小さくなり、式(2)'で見ればその操舵ギヤ比変化差の項の評価指標値Ｑにおける重みが小さくなる。
【００２８】
［操舵ギヤ比制御処理］
図６は、第１実施例の操舵ギヤ比制御手段３にて実行される操舵ギヤ比制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００２９】
ステップＳ１０１では、重み係数Ｋd，Ｋe、コーナー０の補正操舵ギヤ比Ｇ０、ギヤ比制限値Ｇlim、直線時操舵ギヤ比Ｇstの初期設定を実施し、ステップＳ１０２へ移行する。
【００３０】
ステップＳ１０２では、ナビゲーション手段１より自車位置及び進行方向コーナー位置を検出し、ステップＳ１０３へ移行する。
【００３１】
ステップＳ１０３では、検出された自車位置及び進行方向コーナー位置に基づいて、自車がコーナーに差し掛かったかどうかを判断する。YESの場合にはステップＳ１０４へ移行し、NOの場合にはステップＳ１０８へ移行する。
【００３２】
ステップＳ１０４では、ナビゲーション手段１より３つ先までのコーナーの走行回転半径Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3と、コーナー手前の直線部距離Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3を検出し、ステップＳ１０５へ移行する（走行回転半径推定手段，直線部距離検出手段に相当）。
【００３３】
ステップＳ１０５では、図２よりＲ1，Ｒ2，Ｒ3から走行回転半径Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3に対する理想操舵ギヤ比Ｇr1，Ｇr2，Ｇr3を算出し、ステップＳ１０６へ移行する。
【００３４】
ステップＳ１０６では、図４より位置補正係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を算出し、ステップＳ１０７へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１０７では、操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜及び操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が所定値Ｇlim以下となる操舵ギヤ比Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3が存在するかどうかを判断する。YESの場合にはステップＳ１０９へ移行し、NOの場合にはステップＳ１１０へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１０８では、操舵ギヤ比可変手段２に対し、操舵ギヤ比Ｇstとなるよう制御指令を出力し、ステップＳ１１４へ移行する。
【００３７】
ステップＳ１０９では、前述の式(1),(2),(3)からから求める評価指標値Ｑを最小にする操舵ギヤ比Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3を求め、ステップＳ１１１へ移行する。
【００３８】
ステップＳ１１０では、探索条件を操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜がＧlim以下の条件で、式(1),(2),(3)から求める変化差指標値Ｑを最小にする操舵ギヤ比Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3を求め、ステップＳ１１１へ移行する。なお、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１０が操舵ギヤ比補正手段に相当する。
【００３９】
ステップＳ１１１では、操舵ギヤ比可変手段２に対し、操舵ギヤ比がＧ1となるよう制御指令を出力し、ステップＳ１１２へ移行する。
【００４０】
ステップＳ１１２では、Ｇ0＝Ｇ1とし、ステップＳ１１３へ移行する。
【００４１】
ステップＳ１１３では、コーナー１を走行中であるかどうかを判断する。YESの場合にはステップＳ１１４へ移行し、NOの場合にはステップＳ１１３を繰り返す。
【００４２】
ステップＳ１１４では、イグニッションキースイッチがOFFであるかどうかを判断する。YESの場合には本制御を終了し、NOの場合にはステップＳ１０２へ移行する。
【００４３】
すなわち、第１実施例の車両用操舵制御装置にあっては、運転者の違和感に影響を与える操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜及び操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が所定値Ｇlim以下となるように操舵ギヤ比を補正するため、コーナーが連続する走行シーンにおいて、運転者が感じる違和感を低減できる（請求項１に対応）。
【００４４】
評価指標値Ｑが最小となるようにＧ1，Ｇ2，Ｇ3を補正するため、急激にコーナーの走行回転半径が前のコーナーに対して変化した場合でも、運転者が感じる違和感を低減できる（請求項２に対応）。
【００４５】
操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜と操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が共に所定値Ｇlim以下となるＧ1，Ｇ2，Ｇ3が存在するとき、操舵ギヤ比を補正することとしたため、操舵ギヤ比変化差がそれほど大きくないコーナーが連続する走行シーンにおいて、運転者が感じる違和感を低減できる（請求項３に対応）。
【００４６】
所定値Ｇlimを、運転者が操舵ギヤ比に対して違和感を感じ始める操舵ギヤ比値としたため、操舵ギヤ比を運転者が感じる操舵ギヤ比よりも小さくできる（請求項４に対応）。
【００４７】
操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜と操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が共に所定値Ｇlim以下となるＧ1，Ｇ2，Ｇ3が存在しないときは、操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜が所定値Ｇlim以内の場合に操舵ギヤ比を補正することにより、操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が極めて大きいコーナーが存在する場合や、操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜が大きいコーナーが連続する場合でも、操舵ギヤ比理想誤差｜Ｇri−Ｇi｜をより小さくすることで運転者が感じる違和感を低減できる（請求項５に対応）。
【００４８】
コーナー手前の直線部の距離Ｌiが長いほど、図５に基づいて操舵ギヤ比変化差｜Ｇi−Ｇi-1｜の評価指標値Ｑを補正する距離補正係数Ｋliを大きくしたため、コーナー間の距離に応じた操舵ギヤ比の補正を行うことができる（請求項６に対応）。
【００４９】
理想誤差指標値Ｑeの重み係数Ｋeを変化差指標値Ｑdの重み係数Ｋdよりも大きく設定したため、変化差指標値Ｑdよりも操作しやすさを決める比重が大きな理想誤差指標値Ｑeを大きくすることで運転者の感じる違和感をより低減できる（請求項７に対応）。
【００５０】
理想誤差指標値Ｑeと変化差指標値Ｑdのコーナー毎の重み係数Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3をＫ1＞Ｋ２＞Ｋ3としたため、現在位置に近いコーナーの特性をより優先させることで運転者の感じる違和感をより低減できる（請求項８に対応）。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を第１実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は第１実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
【００５２】
例えば、第１実施例では、現在位置の１つ前から３つ先までのコーナーの走行回転半径を対象としてコーナーの操舵ギヤ比を設定したが、操舵ギヤ比制御手段３の計算能力に応じて、より先方のコーナーまで対象に含めても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。
【図２】走行回転半径Ｒiと理想操舵ギヤ比Ｇriとの関係を示す図である。
【図３】各コーナーにおける記号の説明図である。
【図４】位置補正係数Ｋiの設定例である。
【図５】直線部の距離Ｌiと距離補正係数Ｋliの関係を示す図である。
【図６】第１実施例の操舵ギヤ比制御手段にて実行される操舵ギヤ比制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ナビゲーション手段
２操舵ギヤ比可変手段
３操舵ギヤ比制御手段
４ステアリングホイール
５アッパコラムシャフト
６パワーステアリング機構
７ロアコラムシャフト
８前輪[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering control device that changes a steering gear ratio corresponding to a traveling environment in order to improve driving operability of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a vehicle steering control device that changes a steering gear ratio in accordance with a traveling environment, for example, a device that corrects a steering gear ratio in accordance with a corner turning radius obtained from navigation is known (see Patent Document 1). ).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-310146
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, since the steering gear ratio is changed according to the running rotation radius R for each corner, in the running scene where the corners are continuous, the running rotation between the previous corner and the corner to be run from now on. If the difference in radius is large, the driver may feel uncomfortable.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering control device that can reduce a sense of incongruity felt by a driver in a traveling scene in which corners are continuous.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a steering gear ratio variable means capable of arbitrarily changing a steering gear ratio, which is a transmission ratio of a steering angle to a front wheel steering angle, and a traveling track for detecting a traveling track of a corner to be traveled from now on A steering gear ratio is set based on a detection means, a traveling rotation radius estimating means for estimating a traveling rotation radius of the detected traveling track, and an ideal steering gear ratio set in advance in proportion to the estimated traveling rotation radius. And a steering gear ratio control means for outputting a control command for changing the steering gear ratio to the steering gear ratio variable means based on the set steering gear ratio. In the apparatus, the ideal steering gear ratio and the steering gear ratio deviation at each corner up to a plurality of points, and the steering gear ratio at each corner and the steering gear ratio deviation at the previous corner are both reduced. As, characterized in that a steering gear ratio correcting means for correcting the steering gear ratio.
[0007]
Here, the “ideal steering gear ratio” means an optimum steering gear ratio that is considered to be most easily operated by the driver with respect to the cornering turning radius.
[0008]
【The invention's effect】
Therefore, in the vehicle steering control device of the present invention, the ideal steering gear ratio and the deviation of the steering gear ratio of each corner up to a plurality of points ahead, the steering gear ratio of each corner and the steering gear of the previous corner Since the steering gear ratio is corrected so that both of the deviations in the ratio become small, it is possible to reduce the uncomfortable feeling felt by the driver in a traveling scene in which corners are continuous.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a vehicle steering control device of the present invention will be described based on a first example shown in the drawings.
[0010]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering control apparatus according to a first embodiment. A navigation means (traveling track detection means) 1, a steering gear ratio variable means 2, and a steering gear ratio control means 3 are mainly used. The configuration is as follows.
[0011]
The navigation means 1 detects the vehicle position coordinates and the traveling direction, and based on the road shape coordinate data stored therein, the turning radius R at the center of the traveling lane of the corner in the traveling direction and the straight line portion L between the corners. The distance is calculated. Here, it is assumed that the running rotation radius R of the corner from the current vehicle position to three points ahead and the distance L of the straight line portion between the corners are output to the steering gear ratio control means 3. The running radius of the next corner (hereinafter referred to as corner 1) is R1, the running radius of the second corner (hereinafter referred to as corner 2) is R2, and the third corner (hereinafter referred to as corner 3) from the current vehicle position. The running rotation radius is R3, the distance of the straight line portion before corner 1 is L1, the distance of the straight line portion before corner 2 is L2, and the distance of the straight line portion before corner 3 is L3. In the following description, these are collectively referred to as Ri for the running rotation radius at corner i and Li for the distance of the straight line portion before corner i.
[0012]
The steering gear ratio variable means 2 is composed of, for example, a motor and a speed reducer, and is between an upper column shaft 5 having a steering wheel 4 attached to an upper end position and a lower column shaft 7 connected to the power steering mechanism 6. It is arranged at the position. The steering gear ratio variable means 2 decelerates the rotation input through the upper column shaft 5 by the variable gear ratio and outputs it to the lower column shaft 7, whereby the steering wheel with respect to the turning angle of the front wheels 8. The steering gear ratio which is the transmission ratio of the steering angle of 4 is arbitrarily changed. The smaller the value of the steering gear ratio, the quicker the steering operation response for the driver. On the other hand, the greater the steering gear ratio, the slower the steering operation response.
[0013]
The steering gear ratio control means 3 determines the steering gear ratio according to the detected traveling radius R and the distance Li of the straight line portion between the corners, and changes the steering gear ratio with respect to the steering gear ratio variable means 2. The control command to be output is output.
[0014]
In the first embodiment, when calculating the steering gear ratio of the next corner, not only the traveling rotation radius Ri of the corner but also the traveling rotation radius Ri of the front and rear corners and the distance Li of the straight portion are taken into consideration. Thus, the steering gear ratio is determined so that the driver does not feel uncomfortable even when the cornering rotation radius Ri suddenly changes with respect to the previous corner.
[0015]
When one corner is viewed alone, the optimum steering gear ratio that is easy for the driver to operate with respect to the traveling rotation radius R can be uniquely determined. Hereinafter, this is referred to as an ideal steering gear ratio.
[0016]
FIG. 2 shows the relationship between the running rotation radius Ri and the ideal steering gear ratio (hereinafter, corner i is referred to as Gri). Between the upper limit value Grh and the lower limit value Grl, the running rotation radius Ri and the ideal steering gear ratio Gri are in a proportional relationship. When the change amount of the steering gear ratio is small with respect to the previous corner, the steering gear ratio is calculated using the relationship shown in FIG. 2, but when the change amount of the steering gear ratio is large with respect to the previous corner, Then, correction is performed based on the concept described below.
[0017]
First, let Glim be a predetermined value of the change in the steering gear ratio at which the driver begins to feel uncomfortable with the change in the steering gear ratio. There are two types of discomfort. One is an uncomfortable feeling (hereinafter referred to as an uncomfortable change difference) caused by a change in the steering gear ratio (this value is referred to as a steering gear ratio change difference) between the previous corner and the corner from which the vehicle will travel. The other is a sense of incongruity (hereinafter referred to as an ideal error incongruity) with respect to deviation from the above-mentioned ideal steering gear ratio Gri (this value is referred to as a steering gear ratio ideal error).
[0018]
These two discomforts are the same at the predetermined value Glim, and the values at which both begin to feel discomfort are the same at the predetermined value Glim, but the difference in discomfort is hardly felt within the predetermined value Glim, and is suddenly felt above the predetermined value Glim. On the other hand, it is thought that the ideal error discomfort is felt as good or bad in operability, not in discomfort within Glim. Further, when the steering gear ratio ideal error is extremely small, there is a feature that it is difficult to feel a sense of incongruity even when the difference in change in the steering gear ratio is large.
[0019]
In the first embodiment, when there is a corner where the change amount of the steering gear ratio is larger than that of the previous corner, that is, a corner where the difference in change of the steering gear ratio is larger than the predetermined value Glim, the driver's uncomfortable feeling is minimized. It is characterized by correcting the steering gear ratio.
[0020]
Furthermore, when calculating the steering gear ratio of the corner, the steering gear ratio of the front and rear corners is ideally steered so as to reduce the difference in the steering gear ratio change of the corner where the steering gear ratio change difference is larger than the ideal steering gear ratio Gri. This is corrected from the gear ratio. Here, the front and rear corners are corners from the previous one to the third ahead of the current position.
[0021]
FIG. 3 shows symbols for each corner. As described above, the first corner from the current vehicle position is corner 1, the second corner is corner 2, and the third corner is corner 3. Also, let the previous corner be corner 0. Here, it is assumed that the ideal steering gear ratio at the corner i is Gri, the final gear ratio after correction is the corrected steering gear ratio Gi, and the distance between the straight portions before the corner i is Li.
[0022]
The basic logic is based on the driver's unnatural feeling generation structure, and the steering gear ratio ideal error (= | Gri-Gi |, i = 1 to 3) and the steering gear ratio change difference (= | Gi- G1, G2, and G3 are determined so that the evaluation index value Q expressed by the following formula (1) is the minimum, and Gi-1 |, i = 1 to 3) is within Glim. The calculation method is a numerical search method.
Evaluation index value Q = Kd * Qd + Ke * Qe (1)
[0023]
Here, Kd and Ke are constant weighting factors, Qd is a change difference index value, and Qe is an ideal error index value, which are calculated using the following equations (2) and (3).
Qd = K1 * (G1-G0) ² + K2 * (G2-G1) ² + K3 * (G3-G2) ² … (2)
Qe = K1 * (Gr1-G1) ² + K2 * (Gr2-G2) ² + K3 * (Gr3-G3) ² … (3)
[0024]
The change difference index value Qd comprehensively represents the magnitude of the steering gear ratio change difference at the three corners, and the ideal error index value Qe represents the magnitude of the steering gear ratio ideal error at the three corners. It represents. Here, K1, K2, and K3 are the weights for each corner, and are the values shown in FIG. This prioritizes the characteristics of the corner close to the current position in determining the gear ratio of corner 1. Kd and Ke are weighting coefficients indicating the distribution of the steering gear ratio change difference and the steering gear ratio ideal error, and are set to values where Kd <Ke. As described above, when the steering gear ratio change difference | Gi−Gi−1 | and the steering gear ratio ideal error | Gri−Gi | are both within the predetermined value Glim, the steering gear ratio ideal error is easier to operate. This is because the specific gravity for determining is large.
[0025]
In the calculation method described above, there is a steering gear ratio G1, G2, G3 in which the steering gear ratio ideal error | Gri−Gi | and the steering gear ratio change difference | Gi−Gi−1 | are within the predetermined value Glim. It is a premise. However, there are no steering gear ratios G1, G2, and G3 that satisfy the above-described conditions when there is a corner having a very large difference in steering gear ratio change or when corners having a large difference in steering gear ratio change continue. In this case, the condition that the steering gear ratio change difference | Gi−Gi−1 | is within the predetermined value Glim is abolished and the steering gear ratio ideal error | Gri−Gi | is within the predetermined value Glim. It is assumed that search calculation is performed only under conditions. This is because, as described above, when the steering gear ratio ideal error is small, it is difficult to feel a sense of discomfort even when the steering gear ratio change difference is large.
[0026]
However, even if the calculated steering gear ratio ideal error | Gri−Gi | is zero due to, for example, an estimation error of the traveling rotation radius Ri by the navigation means 1 or a difference in the driver's preference or driving style, the difference in steering gear ratio change | When Gi−Gi−1 | is extremely large, there is a possibility that the user feels uncomfortable. Therefore, in order to compensate for this as much as possible, when the distance Li between the previous corner and the straight portion of the next corner is long, the condition that the steering gear ratio change difference | Gi-1−Gi | The index value Qd is entered into the formula for obtaining. Specifically, the above equation (2) is replaced with the following equation (2) ′.
Qd = Kl1 * K1 * (G1-G0) ² + Kl2 * K2 * (G2-G1) ² + Kl3 * K3 * (G3-G2) ² … (2) '
[0027]
Here, Kl1, Kl2, and Kl3 are called distance correction coefficients and are derived from the distances L1, L2, and L3 of the straight line portion. FIG. 5 shows the relationship between Li and the distance correction coefficient Kli. When the straight portion distance Li is small, the driver has a strong sense of the previous corner, so Kli is 1.0, that is, no correction is performed. The larger the straight line distance Li, the smaller the Kli, and the weight in the evaluation index value Q of the term of the steering gear ratio change difference becomes smaller as seen from the equation (2) ′.
[0028]
[Steering gear ratio control processing]
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the steering gear ratio control process executed by the steering gear ratio control means 3 of the first embodiment, and each step will be described below.
[0029]
In step S101, initial settings of the weighting factors Kd and Ke, the corrected steering gear ratio G0 for the corner 0, the gear ratio limit value Glim, and the linear steering gear ratio Gst are performed, and the process proceeds to step S102.
[0030]
In step S102, the vehicle position and the traveling direction corner position are detected from the navigation means 1, and the process proceeds to step S103.
[0031]
In step S103, based on the detected vehicle position and the traveling direction corner position, it is determined whether the vehicle has reached the corner. If YES, the process proceeds to step S104, and if NO, the process proceeds to step S108.
[0032]
In step S104, the cornering rotation radii R1, R2, and R3 of three corners ahead of the navigation means 1 and the straight portion distances L1, L2, and L3 before the corner are detected, and the process proceeds to step S105 (running rotation radius estimation). Equivalent to the straight line distance detection means).
[0033]
In step S105, the ideal steering gear ratios Gr1, Gr2, and Gr3 with respect to the running rotational radii R1, R2, and R3 are calculated from R1, R2, and R3 from FIG. 2, and the process proceeds to step S106.
[0034]
In step S106, position correction coefficients K1, K2, and K3 are calculated from FIG. 4, and the process proceeds to step S107.
[0035]
In step S107, it is determined whether or not there are steering gear ratios G1, G2, and G3 at which the steering gear ratio ideal error | Gri-Gi | and the steering gear ratio change difference | Gi-Gi-1 | . If YES, the process proceeds to step S109, and if NO, the process proceeds to step S110.
[0036]
In step S108, a control command is output to the steering gear ratio variable means 2 so as to become the steering gear ratio Gst, and the process proceeds to step S114.
[0037]
In step S109, steering gear ratios G1, G2, and G3 that minimize the evaluation index value Q obtained from the above-described equations (1), (2), and (3) are obtained, and the process proceeds to step S111.
[0038]
In step S110, the steering gear ratio that minimizes the change difference index value Q obtained from the equations (1), (2), and (3) under the search condition that the steering gear ratio ideal error | Gri−Gi | is Glim or less. G1, G2, and G3 are obtained, and the process proceeds to step S111. Steps S106 to S110 correspond to steering gear ratio correction means.
[0039]
In step S111, a control command is output to the steering gear ratio variable means 2 so that the steering gear ratio becomes G1, and the process proceeds to step S112.
[0040]
In step S112, G0 = G1, and the process proceeds to step S113.
[0041]
In step S113, it is determined whether the vehicle is traveling in corner 1. If YES, the process proceeds to step S114. If NO, step S113 is repeated.
[0042]
In step S114, it is determined whether or not the ignition key switch is OFF. If YES, this control is terminated, and if NO, the process proceeds to step S102.
[0043]
That is, in the vehicle steering control apparatus of the first embodiment, the steering gear ratio ideal error | Gri-Gi | and the steering gear ratio change difference | Gi-Gi-1 | that affect the driver's uncomfortable feeling are predetermined. Since the steering gear ratio is corrected so as to be equal to or less than the value Glim, it is possible to reduce a sense of incongruity felt by the driver in a traveling scene in which corners are continuous (corresponding to claim 1).
[0044]
Since G1, G2, and G3 are corrected so that the evaluation index value Q is minimized, even if the cornering turning radius suddenly changes with respect to the previous corner, the uncomfortable feeling felt by the driver can be reduced. 2).
[0045]
Since the steering gear ratio ideal error | Gri−Gi | and the steering gear ratio change difference | Gi−Gi−1 | both have G1, G2, and G3 that are less than or equal to the predetermined value Glim, the steering gear ratio is corrected. In a traveling scene in which corners where the difference in steering gear ratio change is not large are continuous, it is possible to reduce a sense of incongruity felt by the driver (corresponding to claim 3).
[0046]
Since the predetermined value Glim is a steering gear ratio value at which the driver begins to feel uncomfortable with the steering gear ratio, the steering gear ratio can be made smaller than the steering gear ratio that the driver feels (corresponding to claim 4).
[0047]
Steering gear ratio ideal error | Gri- When there is no G1, G2, G3 where the steering gear ratio ideal error | Gri-Gi | and the steering gear ratio change difference | Gi-Gi-1 | By correcting the steering gear ratio when Gi | is within the predetermined value Glim, there is a corner where the steering gear ratio change difference | Gi-Gi-1 | is very large, or the steering gear ratio change difference | Gi-Gi. Even when corners with a large -1 | continue, the uncomfortable feeling felt by the driver can be reduced by making the steering gear ratio ideal error | Gri-Gi | smaller.
[0048]
The distance correction coefficient Kli for correcting the evaluation index value Q of the steering gear ratio change difference | Gi-Gi-1 | based on FIG. The corresponding steering gear ratio can be corrected (corresponding to claim 6).
[0049]
Since the weighting factor Ke of the ideal error index value Qe is set larger than the weighting coefficient Kd of the change difference index value Qd, the ideal error index value Qe having a larger specific gravity that determines the ease of operation than the change difference index value Qd is increased. Therefore, it is possible to further reduce the uncomfortable feeling felt by the driver (corresponding to claim 7).
[0050]
Since the weighting factors K1, K2, and K3 for each corner of the ideal error index value Qe and the change difference index value Qd are set to K1>K2> K3, the driver feels uncomfortable by giving priority to the corner characteristics closer to the current position. This can be further reduced (corresponding to claim 8).
[0051]
The embodiment of the present invention has been described based on the first example. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the first example, and the design can be changed without departing from the gist of the invention. Is included in the present invention.
[0052]
For example, in the first embodiment, the steering gear ratio of the corner is set with respect to the cornering rotation radius of the corner from the previous one to the third ahead of the current position, but depending on the calculation capability of the steering gear ratio control means 3 , You may include even the far corner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering control apparatus according to a first embodiment;
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a running rotation radius Ri and an ideal steering gear ratio Gri.
FIG. 3 is an explanatory diagram of symbols at each corner.
FIG. 4 is a setting example of a position correction coefficient Ki.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a distance Li of a straight line portion and a distance correction coefficient Kli.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of steering gear ratio control processing executed by the steering gear ratio control means of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Navigation means 2 Steering gear ratio variable means 3 Steering gear ratio control means 4 Steering wheel 5 Upper column shaft 6 Power steering mechanism 7 Lower column shaft 8 Front wheel

Claims

Steering gear ratio variable means capable of arbitrarily changing the steering gear ratio, which is a transmission ratio of the steering angle to the front wheel steering angle,
Traveling trajectory detection means for detecting the traveling trajectory of the corner to travel from now on,
A running rotation radius estimating means for estimating a running rotation radius of the detected running track;
Steering gear ratio setting means for setting a steering gear ratio based on an ideal steering gear ratio set in advance in proportion to the estimated traveling rotation radius;
Steering gear ratio control means for outputting a control command for changing the steering gear ratio to the steering gear ratio variable means based on the set steering gear ratio;
In a vehicle steering control device comprising:
Steering gear ratio is corrected to reduce both the ideal steering gear ratio and the steering gear ratio deviation at each corner up to multiple points, and the steering gear ratio at each corner and the steering gear ratio deviation at the previous corner. A steering control device for a vehicle, characterized in that a steering gear ratio correcting means is provided.

The vehicle steering control device according to claim 1,
The steering gear ratio correcting means includes an integrated value of deviations between the ideal steering gear ratio and the steering gear ratio at each corner up to a plurality of points, and a deviation between the steering gear ratio at each corner and the steering gear ratio at the previous corner. A steering control device for a vehicle, wherein the steering gear ratio is corrected based on a combination of steering gear ratios at each corner that minimizes an evaluation index value obtained by adding the integrated values.

The vehicle steering control device according to claim 1 or 2,
The steering gear ratio correction means has a deviation between an ideal steering gear ratio and a steering gear ratio at each of a plurality of corners up to a predetermined value, and the steering gear ratio at each corner and the steering gear at the previous corner. A steering control device for a vehicle, wherein the steering gear ratio is corrected when the deviation of the ratio is equal to or less than a predetermined value.

In the vehicle steering control device according to claim 3,
The vehicle steering control apparatus according to claim 1, wherein the predetermined value is a steering gear ratio value at which the driver starts to feel uncomfortable with respect to the change in the steering gear ratio.

In the vehicle steering control device according to claim 3 or 4,
The steering gear ratio correction means has a deviation between an ideal steering gear ratio and a steering gear ratio at each of a plurality of corners up to a predetermined value, and the steering gear ratio at each corner and the steering gear at the previous corner. A vehicle that corrects a steering gear ratio when only a deviation between an ideal steering gear ratio and a steering gear ratio is not more than a predetermined value when there is no steering gear ratio at which the ratio deviation is not more than a predetermined value. Steering control device.

The vehicle steering control device according to any one of claims 2 to 5,
Providing a straight part distance detecting means for detecting the distance of the straight part between the corners up to the plurality of points;
The steering gear ratio correction means performs weighting according to the distance of the straight line portion before the corner when integrating the steering gear ratio of each corner and the deviation of the steering gear ratio of the previous corner. A vehicle steering control device.

The vehicle steering control device according to any one of claims 2 to 6,
The steering gear ratio correction means distributes the integrated value of the deviation between the ideal steering gear ratio and the steering gear ratio with respect to the evaluation index value, and adds the deviation between the steering gear ratio of each corner and the steering gear ratio of the previous corner. A vehicle steering control device that performs weighting so as to be larger than a value distribution.

The vehicle steering control device according to any one of claims 2 to 7,
The vehicle steering control device, wherein the steering gear ratio correction means performs weighting according to the order of corners from the current position.