JP4410630B2 - Vehicle steering device - Google Patents

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Description

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

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

また、下記特許文献2には、操舵トルクおよびハンドル操舵角を検出し、操舵トルクおよびハンドル操舵角の増加に従って増加する2つの転舵角をそれぞれ計算し、これらの計算した両転舵角を加算した転舵角に前輪を転舵するようにした操舵装置が示されている。この操舵装置においては、車速も検出して、この検出車速により前記両転舵角を補正して、転舵特性を車速に応じて変更するようにしている。
特開2000−85604号公報 特開平11−124047号公報
Further, in Patent Document 2 below, the steering torque and the steering angle of the steering wheel are detected, two turning angles that increase as the steering torque and the steering wheel steering angle increase are calculated, and these calculated turning angles are added. A steering device is shown in which the front wheels are steered at the steered angle. In this steering apparatus, the vehicle speed is also detected, the both turning angles are corrected based on the detected vehicle speed, and the turning characteristics are changed according to the vehicle speed.
JP 2000-85604 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-124047

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

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

また、上記従来の装置においては、特に、車両が低速で走行(移動)している場合には、運転者が車両の旋回に起因した横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率を知覚できない場合がある。この場合には、前輪の転舵角が人間の知覚し得ない物理量であるため、運転者は、これまでの経験に基づき操舵ハンドルを操作する必要がある。また、特に、従来からの機械的に連結された操舵装置が搭載された車両からステアリングバイワイヤ方式の操舵装置が搭載された車両に乗り換えた場合には、その操舵特性が習得できていない。このため、運転者の知覚特性と操舵特性間にて違和感が生じ、車両の運転が難しくなる。   In the above-described conventional device, in particular, when the vehicle is traveling (moving) at a low speed, the driver may not be able to perceive the lateral acceleration, the yaw rate, and the turning curvature caused by the turning of the vehicle. In this case, since the turning angle of the front wheels is a physical quantity that cannot be perceived by humans, the driver needs to operate the steering wheel based on the experience so far. In particular, when a vehicle equipped with a conventional mechanically-coupled steering device is switched to a vehicle equipped with a steering-by-wire steering device, the steering characteristics cannot be acquired. For this reason, a sense of incongruity occurs between the driver's perceptual characteristics and the steering characteristics, making it difficult to drive the vehicle.

さらに、上記従来の装置においても、検出車速および検出ハンドル操舵角を用いて計算した目標ヨーレートと、検出した実ヨーレートとの差に応じて決定転舵角を補正するようにしているが、これは車両の挙動状態を考慮した転舵角の単なる補正であって、操舵ハンドルの操作により運転者が知覚するであろうヨーレートに応じて転舵角を決定しているわけではない。したがって、この場合も、運転者の操舵操作に対して決定される転舵角は運転者の知覚特性に合わせて決められたものではなく、車両の運転を難しくしていた。   Further, in the above-described conventional device, the determined turning angle is corrected according to the difference between the target yaw rate calculated using the detected vehicle speed and the detected steering wheel angle, and the detected actual yaw rate. The steering angle is simply corrected in consideration of the behavior state of the vehicle, and the steering angle is not determined according to the yaw rate that the driver will perceive by operating the steering wheel. Therefore, in this case as well, the turning angle determined for the driver's steering operation is not determined in accordance with the driver's perceptual characteristics, making it difficult to drive the vehicle.

本発明者等は、上記問題に対処するために、運転者による操舵ハンドルの操作に対して、人間の知覚特性に合わせて車両を操舵することができる車両の操舵装置の研究に取り組んだ。このような人間の知覚特性に関し、ウェーバー・ヘフナー(Weber-Fechner)の法則によれば、人間の感覚量は与えられた刺激の物理量の対数に比例すると言われている。言い換えれば、人間の操作量に対して人間に与えられる刺激の物理量を指数関数的に、または、べき乗関数的に変化させれば、操作量と物理量との関係を人間の知覚特性に合わせることができる。本発明者等は、このウェーバー・ヘフナーの法則を車両の操舵操作に適用し、次のようなことを発見した。   In order to cope with the above problem, the present inventors have worked on research on a vehicle steering apparatus that can steer a vehicle in accordance with human perceptual characteristics in response to an operation of a steering wheel by a driver. Regarding such human perceptual characteristics, according to Weber-Fechner's law, it is said that the human sensory quantity is proportional to the logarithm of the physical quantity of the given stimulus. In other words, if the physical quantity of a stimulus given to a human being is changed exponentially or exponentially with respect to the human operating quantity, the relationship between the operating quantity and the physical quantity can be matched to the human perceptual characteristics. it can. The present inventors applied the Weber-Hefner's law to the steering operation of the vehicle, and discovered the following.

車両の運転にあたっては、操舵ハンドルの操作によって車両は旋回し、この車両の旋回によって横加速度、ヨーレート、旋回曲率などの車両の運動状態量が変化し、運転者はこの車両の運動状態量を触覚および視覚により感じ取るものである。したがって、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作に対して、運転者が知覚し得る車両の運動状態量を指数関数的またはべき乗関数的に変化させるようにすれば、運転者は、知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作して車両を運転できることになる。   When driving the vehicle, the vehicle turns by operating the steering handle, and the vehicle's motion state quantities such as lateral acceleration, yaw rate, and turning curvature change as the vehicle turns. And it feels more visually. Therefore, if the vehicle motion state quantity that can be perceived by the driver is changed exponentially or by a power function in response to the driver's operation on the steering wheel, the driver can adjust to the perceptual characteristics. The vehicle can be driven by operating the steering wheel.

本発明は、上記発見に基づくもので、その目的は、人間の知覚特性に合わせて車両を操舵することにより車両の運転を易しくするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置を提供することにある。   The present invention is based on the above discovery, and an object of the present invention is to provide a steering-by-wire vehicle steering device that facilitates driving of the vehicle by steering the vehicle in accordance with human perceptual characteristics.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記検出された操作入力値を用いて計算する運動状態量計算手段と、前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の第1転舵角を、前記計算された指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量を用いて計算する第1転舵角計算手段と、前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値と比例関係にある前記転舵輪の第2転舵角を計算する第2転舵角計算手段と、前記第1転舵角計算手段により計算された第1転舵角と前記第2転舵角計算手段により計算された第2転舵角との比率を車両の走行距離が小さいときに前記第2転舵角の比率を大きくして変更するとともに、同変更した比率に基づいて第1転舵角と第2転舵角を加算して転舵角を計算する比率変更手段と、前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a steering handle operated by a driver to steer a vehicle, a steering actuator for turning a steered wheel, and an operation of the steering handle. A steering-by-wire vehicle steering apparatus comprising: a steering control device that drives and controls the steering actuator to steer the steered wheels; and the steering control device is operated by a driver's operation input to the steering handle. An operation input value detecting means for detecting a value and a vehicle motion state that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle, and is in a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation input value for the steering wheel. A motion state quantity calculating means for calculating a predicted motion state quantity of the vehicle using the detected operation input value, and the vehicle moves with the calculated expected motion state quantity. First turning angle calculation means for calculating a first turning angle of the steered wheels necessary for the purpose using the calculated expected motion state quantity in the exponential relationship or power relationship, and the operation input value detection A second turning angle calculation means for calculating a second turning angle of the steered wheel that is proportional to the operation input value detected by the means, and a first turning angle calculated by the first turning angle calculation means. the ratio rate of the second turning angle with increasing the ratio of the second turning angle is changed when the running distance of the vehicle is small that is calculated by the second turning angle calculating means, and the modified Ratio changing means for calculating the turning angle by adding the first turning angle and the second turning angle based on the ratio, and controlling the turning actuator according to the calculated turning angle to control the turning. The steering wheel is constituted by a steering control means for steering the steered wheel to the calculated steering angle.

この場合、車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記比率変更手段は、前記車速検出手段により検出された車速に応じて前記比率を変更するものであって、前記検出された車速が小さいときに前記第2転舵角の比率を大きくするとよい。また、前記第2転舵角計算手段は、前記車速検出手段により検出された車速が所定の車速未満のときには、前記操舵ハンドルの中立位置近傍における第2転舵角を、前記比例関係に基づいて計算される第2転舵角の前記操作入力値に対する変化量に比して小さな変化量となる所定の関係に基づいて計算するとよい。そして、前記第2転舵角計算手段が利用する前記所定の関係は、前記操作入力値と予め定めた指数関係であるとよい。 In this case, includes a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of vehicles, the ratio changing means is for changing the ratio in accordance with the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the detected vehicle speed When the ratio is small, the ratio of the second turning angle may be increased. In addition, the second turning angle calculation means calculates the second turning angle near the neutral position of the steering handle based on the proportional relationship when the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is less than a predetermined vehicle speed. It is good to calculate based on the predetermined relationship which becomes a small variation | change_quantity compared with the variation | change_quantity with respect to the said operation input value of the calculated 2nd steering angle. The predetermined relationship used by the second turning angle calculation means may be a predetermined exponent relationship with the operation input value.

また、本発明の他の特徴は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に対して指数関係にあり、前記操舵ハンドルに付与される第1操作力を計算する第1操作力計算手段と、前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に対して比例関係にあり、前記操舵ハンドルに付与される第2操作力を計算する第2操作力計算手段と、前記第1操作力計算手段により計算された第1操作力と前記第2操作力計算手段により計算された第2操作力との比率を前記操舵ハンドルに対する操作入力値が小さいときに前記第2操作力の比率を大きくして変更するとともに、同変更した比率に基づいて第1操作力と第2操作力を加算して前記操舵ハンドルに付与される操作力を計算する比率変更手段と、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに付与される操作力と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記計算された操作力を用いて計算する運動状態量計算手段と、前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の転舵角を、前記計算された指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことにもある。 Another feature of the present invention is that a steering handle operated by a driver to steer the vehicle, a steering actuator for turning a steered wheel, and the steering according to an operation of the steering handle. In a steering-by-wire vehicle steering apparatus including a steering control device that drives and controls an actuator to steer a steered wheel, the steering control device detects an operation input value of a driver for the steering handle. An operation input value detection means; a first operation force calculation means for calculating a first operation force applied to the steering wheel, which is exponentially related to the operation input value detected by the operation input value detection means; A second operating force calculation unit that calculates a second operating force that is proportional to the operation input value detected by the operation input value detection unit and that is applied to the steering wheel; The first operating force and the second operating force ratio between the second operating force calculated by said second operating force calculating means when the operation input value for the steering wheel is small, which is calculated by the first operating force calculation means A ratio changing means for calculating the operating force applied to the steering wheel by adding the first operating force and the second operating force based on the changed ratio, and turning the vehicle Representing the motion state of the vehicle that can be perceived by the driver in relation to the vehicle, and the predicted motion state amount of the vehicle having a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation force applied to the steering wheel. The motion state quantity calculating means for calculating using the operation force, and the turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the calculated expected motion state quantity are the calculated exponential relation or power relation. Ah Steering angle calculation means for calculating using the predicted motion state quantity, and a steering wheel for controlling the steering actuator according to the calculated steering angle to steer the steered wheel to the calculated steering angle. It is also composed of rudder control means.

この場合、車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記比率変更手段は、前記車速検出手段により検出された車速に応じて前記比率を変更するものであって、前記検出された車速が小さいときに前記第2操作力の比率を大きくするとよい。また、前記第2操作力計算手段は、前記操舵ハンドルの中立位置近傍における第2操作力を、前記比例関係に基づいて計算される第2操作力の前記操作入力値に対する変化量に比して小さな変化量となる所定の関係に基づいて計算するとよい。そして、前記第2操作力計算手段が利用する前記所定の関係は、前記操作入力値と予め定めた指数関係であるとよい。 In this case, includes a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of vehicles, the ratio changing means is for changing the ratio in accordance with the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the detected vehicle speed When the ratio is small, the ratio of the second operating force may be increased. Further, the second operating force calculation means compares the second operating force in the vicinity of the neutral position of the steering wheel with a change amount of the second operating force calculated based on the proportional relationship with respect to the operation input value. It is good to calculate based on the predetermined relationship which becomes a small change amount. The predetermined relationship used by the second operating force calculation means may be a predetermined exponent relationship with the operation input value.

また、本発明の他の特徴は、操作入力値検出手段を、例えば、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとともに、前記運動状態量計算手段を、前記検出された変位量を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換する操作力変換手段と、前記変換された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段とで構成するとよい。また、操作入力値検出手段を、例えば、前記操舵ハンドルに入力された操作力を検出して出力する操作力センサで構成するとともに、前記運動状態量計算手段を、前記検出された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段で構成するとよい。   Another feature of the present invention is that the operation input value detecting means is constituted by, for example, a displacement amount sensor for detecting the displacement amount of the steering handle, and the motion state amount calculating means is the detected displacement amount. It is good to comprise the operation force conversion means which converts into the operation force given to the steering wheel, and the movement state quantity conversion means which converts the converted operation force into the expected movement state quantity. Further, the operation input value detection means is constituted by, for example, an operation force sensor that detects and outputs an operation force input to the steering handle, and the motion state quantity calculation means is configured to use the detected operation force as the operation force. It is good to comprise at the exercise state quantity conversion means which converts into an estimated exercise state quantity.

また、これらの場合、見込み運動状態量は、例えば、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つである。また、この車両の操舵装置において、さらに、操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けておくとよい。   In these cases, the expected motion state quantity is, for example, any one of the lateral acceleration, the yaw rate, and the turning curvature of the vehicle. Further, in this vehicle steering device, a reaction force device for applying a reaction force to the operation of the steering wheel may be further provided.

上記のように構成した本発明においては、操舵ハンドルに入力された操作入力値(例えば、操舵角や操作力)が、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量(横加速度、ヨーレート、旋回曲率など)に変換される。そして、この変換された見込み運動状態量に基づいて同見込み運動状態量で車両が運動するために必要な転舵輪の第1転舵角が計算されるとともに、前記操作入力値に対して比例関係にある第2転舵角が計算される。そして、車速や走行距離に応じて第1転舵角と第2転舵角との比率が変更されて転舵角が計算され、この計算された転舵角に転舵輪が転舵される。   In the present invention configured as described above, an operation input value (for example, a steering angle or an operation force) input to the steering wheel represents a motion state of the vehicle that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle. Thus, it is converted into a predicted motion state quantity (lateral acceleration, yaw rate, turning curvature, etc.) of the vehicle that has a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation input value for the steering wheel. Then, the first turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the expected movement state quantity is calculated based on the converted expected movement state quantity, and is proportional to the operation input value. The second turning angle at is calculated. Then, the ratio between the first turning angle and the second turning angle is changed according to the vehicle speed and the travel distance, the turning angle is calculated, and the steered wheels are steered to the calculated turning angle.

この比率の変更に際して、車速が大きい場合や走行距離が多く運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得した場合には、第1転舵角の比率を大きくすることにより、転舵輪が第1転舵角に転舵される。したがって、第1転舵角によって車両が旋回すると、運転者には、この旋回により、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込み運動状態量が与えられる。そして、この見込み運動状態量は操舵ハンドルへの操作入力値、言い換えると、操作入力値に対して指数関数的またはべき乗関数的に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドルを操作できる。なお、横加速度およびヨーレートについては、運転者が車両内の各部位との接触により触覚的に感じ取ることができる。また、旋回曲率については、運転者が車両の視野内の状況の変化により視覚的に感じ取ることができる。その結果、本発明によれば、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作できるので、車両の運転が簡単になる。   When changing the ratio, when the vehicle speed is high or the mileage is large and the driver has sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, the ratio of the first turning angle is increased so that the steered wheels become the first one. It is steered to the steered angle. Therefore, when the vehicle turns at the first turning angle, the driver is given the expected motion state quantity as the “physical quantity of the applied stimulus” according to the Weber-Hefner law. The expected motion state quantity changes exponentially or exponentially with respect to the operation input value to the steering wheel, in other words, the operation input value. The steering wheel can be operated while perceiving the amount of motion state. The lateral acceleration and yaw rate can be sensed tactilely by the driver in contact with each part in the vehicle. Further, the turning curvature can be visually perceived by the driver due to changes in the situation within the field of view of the vehicle. As a result, according to the present invention, the driver can operate the steering wheel in accordance with human perceptual characteristics, so that driving of the vehicle is simplified.

また、比率の変更に際して、車速が小さい場合や走行距離が少なく運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得していない場合には、第2転舵角の比率を大きくすることにより、転舵輪が第2転舵角に転舵される。したがって、第2転舵角によって車両が旋回すると、運転者は、操舵ハンドルに対する操舵入力値(例えば、操舵角や操作力)と比例する転舵角にて車両を旋回させることができるため、操舵特性の習得が不十分であっても、従来の機械的に連結された操舵装置での経験に基づいて簡単に車両を旋回させることができる。   Further, when changing the ratio, when the vehicle speed is low or the mileage is short and the driver has not sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, the ratio of the second turning angle is increased to increase the turning wheel. Is steered to the second steered angle. Therefore, when the vehicle turns at the second turning angle, the driver can turn the vehicle at a turning angle proportional to a steering input value (for example, a steering angle or an operating force) to the steering handle. Even if the acquisition of characteristics is insufficient, the vehicle can be easily turned based on experience with a conventional mechanically coupled steering device.

また、特に、車速が所定の車速未満のときには、例えば、所定の指数関数に従って操舵ハンドルの中立位置近傍における第2転舵角の操作入力値に対する変化量を小さくすることにより、転舵輪の左右方向への振動を防止することができる。すなわち、操舵ハンドルの中立位置近傍にて操作入力値と比例関係にある第2転舵角の変化量が大きい場合には、滑らかに転舵輪を直進位置に戻すことができない。このため、運転者が操舵ハンドルを中立位置に戻したときには、転舵輪が急峻に直進位置へ転舵される場合がある。この場合には、転舵輪が直進位置を跨いで転舵する可能性があり、その結果、転舵輪が直進位置近傍で左右に振動し、その後、振動が止まるようになる。これに対し、操作入力値に対する第2転舵角の変化量を小さくすることにより、操舵ハンドルを中立位置に戻した際に転舵輪を滑らかに(緩やかに)直進位置に転舵することができるため、転舵輪の左右方向への振動を効果的に防止することができる。   In particular, when the vehicle speed is less than a predetermined vehicle speed, for example, by reducing the amount of change with respect to the operation input value of the second turning angle near the neutral position of the steering wheel according to a predetermined exponential function, Can be prevented from vibrating. That is, when the amount of change in the second turning angle that is proportional to the operation input value is large near the neutral position of the steering wheel, the steered wheels cannot be smoothly returned to the straight running position. For this reason, when the driver returns the steering handle to the neutral position, the steered wheel may be steered to the straight position suddenly. In this case, there is a possibility that the steered wheel steers across the straight traveling position. As a result, the steered wheel vibrates to the left and right in the vicinity of the straight traveling position, and then the vibration stops. On the other hand, by reducing the amount of change in the second turning angle with respect to the operation input value, the steered wheels can be smoothly (slowly) steered to the straight running position when the steering handle is returned to the neutral position. Therefore, vibration in the left-right direction of the steered wheels can be effectively prevented.

また、上記のように構成した本発明においては、操舵ハンドルに入力された操舵角に基づいて、指数関係にある第1操作力と比例関係にある第2操作力が計算され、車速や入力された操舵角に応じて第1操作力と第2操作力との比率が変更されて操作力が計算される。この計算された操作力は、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量(横加速度、ヨーレート、旋回曲率など)に変換される。そして、この変換された見込み運動状態量に基づいて同見込み運動状態量で車両が運動するために必要な転舵輪の転舵角が計算され、この計算された転舵角に転舵輪が転舵される。   Further, in the present invention configured as described above, based on the steering angle input to the steering wheel, the second operating force that is proportional to the first operating force that is in the exponential relationship is calculated, and the vehicle speed and the input are input. The operation force is calculated by changing the ratio of the first operation force and the second operation force according to the steering angle. This calculated operating force represents the vehicle motion state that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle, and the expected motion of the vehicle that has a predetermined exponential or exponential relationship with the operation input value to the steering wheel. It is converted into a state quantity (lateral acceleration, yaw rate, turning curvature, etc.). Then, the turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the expected motion state quantity is calculated based on the converted expected motion state quantity, and the steered wheels are steered to the calculated turning angle. Is done.

このため、車速が大きい場合や操舵角が大きい場合において、第1操作力の比率を大きくすることにより、操作力は操舵角に対して指数関数的に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った状態で操舵ハンドルを操作できる。したがって、運転者は、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として指数関数的に変化する操作力を知覚しながら操舵ハンドルを操作できるので、車両の運転が簡単になる。   For this reason, when the vehicle speed is high or the steering angle is large, by increasing the ratio of the first operating force, the operating force changes exponentially with respect to the steering angle. The steering wheel can be operated in a state that matches human perception characteristics. Accordingly, the driver can operate the steering wheel while perceiving the operating force that changes exponentially as the “physical quantity of the applied stimulus” according to the Weber-Hefner law, and thus the driving of the vehicle is simplified.

ここで、同一の操舵角における第1操作力と第2操作力の大きさを考える。今、第1操作力と第2操作力が、操舵角の大きさに対して共に車両の予め設定された最大の操作力まで変化可能とすると、比例関係と指数関係の差異により、第2操作力は第1操作力以上の大きさとなる。したがって、例えば、第1操作力と第2操作力とに基づいてそれぞれ計算される見込み運動状態量は、第2操作力に基づいて計算された場合には第1操作力に基づいて計算された場合よりも大きくなり、結果として転舵角も大きく計算される。言い換えると、操舵角に対する操作力を大きくすることにより、運転者が要求する転舵輪の転舵角まで早く(すなわち転舵遅れなく)転舵することができる。このため、車速が小さい場合や操作入力値(例えば、操舵角)が小さい場合において、第2操作力の比率を大きくすることにより、転舵遅れ時間を小さくすることができ、機械的に連結された従来の操舵装置に近い操舵特性を得ることができる。したがって、運転者は、操舵特性の習得が不十分であっても、従来の機械的に連結された操舵装置での経験に基づいて簡単に車両を旋回させることができる。   Here, the magnitudes of the first operating force and the second operating force at the same steering angle are considered. Assuming that the first operating force and the second operating force can be changed up to the maximum preset operating force of the vehicle with respect to the magnitude of the steering angle, the second operating force The force is greater than the first operating force. Therefore, for example, the expected motion state quantities calculated based on the first operating force and the second operating force are calculated based on the first operating force when calculated based on the second operating force. As a result, the turning angle is also calculated to be larger. In other words, by increasing the operating force with respect to the steering angle, it is possible to turn quickly (that is, without turning delay) to the turning angle of the steered wheels requested by the driver. For this reason, when the vehicle speed is low or the operation input value (for example, the steering angle) is small, the steering delay time can be reduced by increasing the ratio of the second operation force, and the mechanical connection is established. Steering characteristics close to those of the conventional steering device can be obtained. Therefore, the driver can easily turn the vehicle based on the experience with the conventional mechanically connected steering device even if the acquisition of the steering characteristics is insufficient.

また、例えば、所定の指数関数に従って操舵ハンドルの中立位置近傍における第2操作力の操作入力値に対する変化量を小さくすることにより、操舵ハンドルの回動方向への振動を防止することができる。すなわち、操舵ハンドルの中立位置近傍にて、操作入力値と比例関係にある第2操作力の変化量が大きい場合には、滑らか(緩やかに)に操舵ハンドルを中立位置に戻すことができない。このため、運転者が操舵ハンドルを中立位置に戻したときには、操舵ハンドルが急峻に中立位置へ回動される場合がある。この場合には、操舵ハンドルが中立位置を跨いで回動する可能性があり、その結果、操舵ハンドルが中立位置近傍で左右に振動し、その後、振動が止まるようになる。これに対し、中立位置近傍にて操作入力値に対する第2操作力の変化量を小さくすることにより、操舵ハンドルを滑らかに中立位置に戻すことができるため、操舵ハンドルの回動方向への振動を効果的に防止することができる。   Further, for example, by reducing the amount of change with respect to the operation input value of the second operating force in the vicinity of the neutral position of the steering wheel according to a predetermined exponential function, vibration in the turning direction of the steering wheel can be prevented. That is, if the amount of change in the second operating force that is proportional to the operation input value is large near the neutral position of the steering wheel, the steering wheel cannot be smoothly (gradually) returned to the neutral position. For this reason, when the driver returns the steering wheel to the neutral position, the steering wheel may be suddenly turned to the neutral position. In this case, there is a possibility that the steering handle rotates over the neutral position. As a result, the steering handle vibrates left and right in the vicinity of the neutral position, and then the vibration stops. On the other hand, by reducing the amount of change in the second operating force with respect to the operation input value near the neutral position, the steering handle can be smoothly returned to the neutral position. It can be effectively prevented.

また、本発明の他の特徴は、前記構成にさらに、見込み運動状態量と同一種類であって車両の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、前記計算された見込み運動状態量と前記検出された実運動状態量との差に応じて前記計算された転舵角を補正する補正手段とを設けたことにある。これによれば、転舵輪は、前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な転舵角にさらに正確に転舵されることになる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に正確に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドルを操作できるようになるので、車両の運転がさらに簡単になる。   In addition, another feature of the present invention is that, in addition to the above-described configuration, the motion state quantity detecting means for detecting an actual motion state quantity that is the same type as the expected motion state quantity and represents the actual motion state of the vehicle, and the calculation. And a correction means for correcting the calculated turning angle in accordance with a difference between the estimated motion state quantity and the detected actual motion state quantity. According to this, the steered wheels are steered more accurately to the steered angle required for the vehicle to move with the calculated expected motion state quantity. As a result, the driver can operate the steering wheel while perceiving the amount of motion state that accurately matches the human perceptual characteristics, so that the driving of the vehicle is further simplified.

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

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

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

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

操舵角センサ31は、操舵入力軸12に組み付けられて、操舵ハンドル11の中立位置からの回転角を検出して操舵角θとして出力する。転舵角センサ32は、転舵出力軸22に組み付けられて、転舵出力軸22の中立位置からの回転角を検出して実転舵角δ(左右前輪FW1,FW2の転舵角に対応)として出力する。なお、操舵角θおよび実転舵角δは、中立位置を「0」とし、左方向の回転角を正の値で表すとともに、右方向の回転角を負の値でそれぞれ表す。車速センサ33は、車速Vを検出して出力する。横加速度センサ34は、車両の実横加速度Gを検出して出力する。なお、実横加速度Gも、左方向の加速度を正で表し、右方向の加速度を負で表す。   The steering angle sensor 31 is assembled to the steering input shaft 12, detects the rotation angle from the neutral position of the steering handle 11, and outputs it as the steering angle θ. The steered angle sensor 32 is assembled to the steered output shaft 22, detects the rotational angle from the neutral position of the steered output shaft 22, and corresponds to the actual steered angle δ (the steered angle of the left and right front wheels FW1, FW2). ) Is output. Note that the steering angle θ and the actual turning angle δ are represented by setting the neutral position to “0”, the left rotation angle as a positive value, and the right rotation angle as a negative value. The vehicle speed sensor 33 detects and outputs the vehicle speed V. The lateral acceleration sensor 34 detects and outputs the actual lateral acceleration G of the vehicle. The actual lateral acceleration G also represents leftward acceleration as positive and rightward acceleration as negative.

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

次に、上記のように構成した第1実施形態の動作について、電子制御ユニット35内にてコンピュータプログラム処理により実現される機能を表す図2の機能ブロック図を用いて説明する。電子制御ユニット35は、操舵ハンドル11への反力付与を制御するための反力制御部40と、操舵ハンドル11の回動操作に基づいて運転者の感覚特性に対応した左右前輪FW1,FW2の目標転舵角δdを決定するための感覚適合制御部50と、目標転舵角δdに基づいて左右前輪FW1,FW2を転舵制御するための転舵制御部60とからなる。   Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described with reference to the functional block diagram of FIG. 2 showing functions realized by computer program processing in the electronic control unit 35. The electronic control unit 35 includes a reaction force control unit 40 for controlling the application of the reaction force to the steering handle 11, and the left and right front wheels FW1 and FW2 corresponding to the driver's sensory characteristics based on the turning operation of the steering handle 11. A sensory adaptation control unit 50 for determining the target turning angle δd and a steering control unit 60 for controlling the steering of the left and right front wheels FW1, FW2 based on the target turning angle δd.

運転者によって操舵ハンドル11が回動操作されると、操舵角センサ31によって操舵ハンドル11の回転角である操舵角θが検出されて、同検出された操舵角θを反力制御部40および感覚適合制御部50にそれぞれ出力する。反力制御部40においては、運転者によって操舵ハンドル11が回動操作されると、前記検出操舵角θの絶対値が大きくなる回動操作(以下、この回動操作を切込み操作という)がされている場合には反力トルクTzfを計算し、前記検出操舵角θの絶対値が小さくなる回動操作(以下、この回動操作を戻し操作という)がされている場合には反力トルクTzrを計算する。   When the steering handle 11 is turned by the driver, the steering angle sensor 31 detects the steering angle θ, which is the rotation angle of the steering handle 11, and uses the detected steering angle θ as the reaction force control unit 40 and the sense. Each is output to the matching control unit 50. In the reaction force control unit 40, when the steering handle 11 is turned by the driver, a turning operation that increases the absolute value of the detected steering angle θ (hereinafter, this turning operation is referred to as a cutting operation) is performed. The reaction force torque Tzf is calculated when the detected steering angle θ is smaller, and the reaction force torque Tzr is calculated when the rotation operation in which the absolute value of the detected steering angle θ is reduced (hereinafter, this rotation operation is referred to as a return operation). Calculate

ここで、切込み操作と戻し操作の検出について説明しておく。今、操舵ハンドル11が右方向へ回動されている場合を考えると、操舵角センサ31から出力された検出操舵角θは負の値となっている。この状態において、操舵ハンドル11が回動されたときに、検出操舵角θの時間微分値θ’が負の値であれば運転者によって切込み操作がされていると検出し、前記微分値θ’が正の値であれば運転者によって戻し操作がされていると検出する。一方、操舵ハンドル11が左方向へ回動されている場合を考えると、操舵角センサ31から出力された検出操舵角θは正の値となっている。この状態において、操舵ハンドル11が回動されたときに、検出操舵角θの時間微分値θ’が正の値であれば運転者によって切込み操作がされていると検出し、前記微分値θ’が負の値であれば運転者によって戻し操作がされていると検出する。   Here, the detection of the cutting operation and the return operation will be described. Now, considering the case where the steering handle 11 is turned rightward, the detected steering angle θ output from the steering angle sensor 31 is a negative value. In this state, when the steering handle 11 is turned, if the time differential value θ ′ of the detected steering angle θ is a negative value, it is detected that the driver has performed a cutting operation, and the differential value θ ′. If is a positive value, it is detected that a return operation has been performed by the driver. On the other hand, when the case where the steering handle 11 is rotated to the left is considered, the detected steering angle θ output from the steering angle sensor 31 is a positive value. In this state, when the steering handle 11 is turned, if the time differential value θ ′ of the detected steering angle θ is a positive value, it is detected that the driver has performed a cutting operation, and the differential value θ ′. If is a negative value, it is detected that a return operation has been performed by the driver.

また、切込み操作と戻し操作の検出に際しては、後に詳述するように、検出した切込み操作または戻し操作に応じて反力付与制御処理や目標転舵角決定処理などの計算処理を切り替えて実行するために、切込み操作と戻し操作間に不感帯が設けられる。すなわち、運転者によって切込み操作または戻し操作がされると同時にこれらの操作を検出するようにすると、例えば、運転者が微調整のために操舵ハンドル11を左右方向へ回動した場合であっても、その都度計算処理が切り替わることになる。このように、計算処理が頻繁に切り替わることにより、例えば、運転者が操舵ハンドル11を介して知覚する反力が変動するなどの問題が生じる。これに対して、切込み操作と戻し操作の検出に関して不感帯を設けることによって、運転者の微調整などに起因して切込み操作または戻し操作が頻繁に検出されることを防止することができ、上記問題は解決される。ここで、不感帯としては、例えば、切込み操作および戻し操作を検出するまでの検出時間を採用することができ、この検出時間は切込み操作の検出時間に対して戻し時間の検出時間を長く設定するとよい。これにより、特に、戻し操作に伴って、後述する反力トルクTzrの計算頻度を低下させ、操舵ハンドル11を介して、運転者が覚える違和感を低減することができる。   Further, when detecting the cutting operation and the returning operation, as will be described in detail later, calculation processing such as reaction force application control processing and target turning angle determination processing is switched and executed in accordance with the detected cutting operation or returning operation. Therefore, a dead zone is provided between the cutting operation and the returning operation. That is, if the driver performs a cutting operation or a return operation and simultaneously detects these operations, for example, even when the driver rotates the steering handle 11 in the left-right direction for fine adjustment. Each time, the calculation process is switched. As described above, when the calculation process is frequently switched, there arises a problem that, for example, the reaction force perceived by the driver via the steering wheel 11 varies. On the other hand, by providing a dead zone for the detection of the cutting operation and the returning operation, it is possible to prevent the cutting operation or the returning operation from being frequently detected due to the fine adjustment of the driver. Is solved. Here, as the dead zone, for example, a detection time until the cutting operation and the return operation are detected can be adopted, and the detection time may be set longer than the detection time of the cutting operation. . Thereby, in particular, the calculation frequency of a reaction force torque Tzr, which will be described later, is reduced along with the return operation, and the uncomfortable feeling that the driver learns via the steering handle 11 can be reduced.

次に、変位−トルク変換部41の計算について、切込み操作された場合から具体的に説明する。変位−トルク変換部41は、操舵ハンドル11の検出操舵角θの絶対値が正の所定の操舵角θz未満であれば下記式1に従って操舵角θの一次関数である反力トルクTzfを計算し、検出操舵角θの絶対値が正の所定の操舵角θz以上であれば下記式2に従って操舵角θの指数関数である反力トルクTzfを計算する。ここで、下記式1の一次関数と下記式2の指数関数とは操舵角θzにて連続的に接続されるものであり、例えば、下記式2の指数関数における操舵角θzでの原点「0」を通る接線を下記式1の一次関数として採用することができる。なお、下記式1に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「0」のときに反力トルクTzfが「0」となり、かつ、下記式2の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tzf=a1・θ (|θ|<θz) …式1
Tzf=To・exp(K1・θ) (θz≦|θ|) …式2
Next, the calculation of the displacement-torque conversion unit 41 will be specifically described from the case where the cutting operation is performed. If the absolute value of the detected steering angle θ of the steering handle 11 is less than the positive predetermined steering angle θz, the displacement-torque conversion unit 41 calculates a reaction force torque Tzf that is a linear function of the steering angle θ according to the following equation 1. If the absolute value of the detected steering angle θ is equal to or greater than the positive predetermined steering angle θz, the reaction force torque Tzf that is an exponential function of the steering angle θ is calculated according to the following equation 2. Here, the linear function of the following formula 1 and the exponential function of the following formula 2 are continuously connected at the steering angle θz. For example, the origin “0” at the steering angle θz in the exponential function of the following formula 2 Can be employed as a linear function of Equation 1 below. The following formula 1 is not limited to a linear function, and the reaction torque Tzf is “0” when the steering angle θ is “0”, and continuously with the exponential function of the following formula 2. Various functions can be employed as long as they are connected functions.
Tzf = a1 ・ θ (| θ | <θz)… Formula 1
Tzf = To ・ exp (K1 ・ θ) (θz ≦ | θ |)

一方、戻し操作された場合には、変位−トルク変換部41は、操舵ハンドル11の検出操舵角θの絶対値が正の所定の操舵角θz未満であれば下記式3に従って操舵角θの一次関数である反力トルクTzrを計算し、検出操舵角θの絶対値が正の所定の操舵角θz以上であれば下記式4に従って操舵角θの指数関数である反力トルクTzrを計算する。この戻し操作における下記式3の一次関数と下記式4の指数関数も、上述した切込み操作の前記式1,2と同様に、操舵角θzにて連続的に接続されるものであり、例えば、下記式4の指数関数における操舵角θzでの原点「0」を通る接線を下記式3の一次関数として採用することができる。なお、この場合も、下記式3に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「0」のときに反力トルクTzrが「0」となり、かつ、下記式4の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tzr=a2・θ−Mh1 (|θ|<θz) …式3
Tzr=To・exp(K1・θ)−Mh1 (θz≦|θ|) …式4
On the other hand, when the return operation is performed, the displacement-torque conversion unit 41 determines that the primary value of the steering angle θ according to the following equation 3 if the absolute value of the detected steering angle θ of the steering handle 11 is less than the positive predetermined steering angle θz. A reaction force torque Tzr, which is a function, is calculated. If the absolute value of the detected steering angle θ is greater than or equal to a predetermined positive steering angle θz, a reaction force torque Tzr that is an exponential function of the steering angle θ is calculated according to the following equation 4. The linear function of the following formula 3 and the exponential function of the following formula 4 in this return operation are also continuously connected at the steering angle θz, as in the above-described formulas 1 and 2 of the cutting operation. A tangent line passing through the origin “0” at the steering angle θz in the exponential function of the following formula 4 can be adopted as a linear function of the following formula 3. Also in this case, the following equation 3 is not limited to a linear function, and the reaction torque Tzr becomes “0” when the steering angle θ is “0”, and the exponential function of the following equation 4 Various functions can be adopted as long as the functions are continuously connected to each other.
Tzr = a2 ・ θ−Mh1 (| θ | <θz) Equation 3
Tzr = To ・ exp (K1 ・ θ) −Mh1 (θz ≦ | θ |) Equation 4

ここで、前記式1中のa1および前記式3中のa2は上述した一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式2,4中のTo,K1はともに定数であり、特に定数Toは運転者が知覚し得る最小操舵トルクである。なお、定数K1に関しては後述する感覚適合制御部50の説明時に詳しく説明する。また、前記式1〜4中の操舵角θは、前記検出操舵角θの絶対値を表しているものとし、検出操舵角θが正であれば定数a1,a2および定数Toを負の値とするとともに、検出操舵角θが負であれば定数a1,a2および定数Toを前記負の定数a1,a2および定数Toと同じ絶対値を有する正の値とする。   Here, a1 in the formula 1 and a2 in the formula 3 are constants representing the slope of the linear function described above. In addition, To and K1 in the equations 2 and 4 are both constants. In particular, the constant To is the minimum steering torque that can be perceived by the driver. The constant K1 will be described in detail when explaining the sensory adaptation control unit 50 described later. Further, the steering angle θ in the equations 1 to 4 represents the absolute value of the detected steering angle θ. If the detected steering angle θ is positive, the constants a1 and a2 and the constant To are set to negative values. If the detected steering angle θ is negative, the constants a1 and a2 and the constant To are positive values having the same absolute value as the negative constants a1 and a2 and the constant To.

さらに、前記式3,4中のMh1は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される反力トルクTzfと反力トルクTzrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh1は、ある操舵角θが検出された時点における切込み操作時の反力トルクTzfと戻し操作時の反力トルクTzrとの比率に基づいて決定され、下記式5のように表される。
Mh1=np・(Kp・Tzf) …式5
ただし、前記式5中のKpは後述する反力トルクTzfに対する最小変化感度(ウェーバー比)であり、npは最小変化感度に対する所定の係数である。
Further, Mh1 in the equations 3 and 4 indicates that the calculated reaction force torque Tzf and reaction force torque Tzr are continuously obtained when the turning operation of the steering handle 11 by the driver is changed from the cutting operation to the returning operation. In other words, the hysteresis term is used to construct a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation. This hysteresis term Mh1 is determined based on the ratio of the reaction force torque Tzf during the cutting operation and the reaction force torque Tzr during the return operation at the time when a certain steering angle θ is detected, and is expressed by the following equation (5). The
Mh1 = np · (Kp · Tzf) ... Formula 5
However, Kp in Equation 5 is a minimum change sensitivity (Weber ratio) with respect to a reaction torque Tzf described later, and np is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity.

このように、ヒステリシス項Mh1が計算されることにより、前記式1または式2に従って計算された反力トルクTzfと前記式3または式4に従って計算された反力トルクTzrとが連続的に繋がるため、切込み操作から戻し操作にスムーズに変えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。また、前記式5に従ってヒステリシス項Mh1が計算されることにより、切込み操作から戻し操作に変わった時点における操舵角θが維持されるため、切込み操作における操舵ハンドル11の回動量と戻し操作における操舵ハンドル11の回動量を略同一とすることができ、特に、戻し操作時の操舵ハンドル11の収束性を良好に確保することができる。なお、本実施形態においては、ヒステリシス項Mh1を前記式5のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。   Since the hysteresis term Mh1 is calculated in this way, the reaction force torque Tzf calculated according to the equation 1 or 2 and the reaction force torque Tzr calculated according to the equation 3 or 4 are continuously connected. The driver can smoothly change from the cutting operation to the returning operation, and the driver does not feel uncomfortable. Since the hysteresis term Mh1 is calculated according to the above equation 5, the steering angle θ at the time when the cutting operation is changed to the returning operation is maintained. The amount of rotation of the steering wheel 11 can be made substantially the same, and in particular, the convergence of the steering handle 11 during the return operation can be ensured satisfactorily. In the present embodiment, the hysteresis term Mh1 is derived so as not to include the steering angle θ as shown in Equation 5, but instead of or in addition, for example, the hysteresis term Mh1 includes the steering angle θ. It is also possible to derive so as to depend on the steering angle θ.

さらに、検出操舵角θが操舵角θz未満のときに、前記式1および前記式3に従って反力トルクTzfおよび反力トルクTzrが計算されることにより、操舵ハンドル11が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式1および前記式3は、原点「0」を通る関数であるため、反力トルクTzfと反力トルクTzrが非連続となることが防止される。具体的に説明すると、今、例えば、運転者が操舵ハンドル11を右方向へ操舵角θz以上に切込み操作し、その後、左方向(すなわち中立位置方向)へ戻し操作した場合を考える。このとき、操舵ハンドル11の左方向への戻し操作に伴って検出操舵角θの絶対値が減少し、操舵角θz未満では、変位−トルク変換部41は前記式3に従って反力トルクTzrを計算する。そして、検出操舵角θの絶対値が「0」となるすなわち操舵ハンドル11が中立位置まで回動されると、変位−トルク変換部41は反力トルクTzrを「0」と計算する。   Further, when the detected steering angle θ is less than the steering angle θz, the reaction force torque Tzf and the reaction force torque Tzr are calculated according to the above formulas 1 and 3, whereby the steering handle 11 rotates across the neutral position. Even when the operation is performed, since the equations 1 and 3 are functions passing through the origin “0”, the reaction force torque Tzf and the reaction force torque Tzr are prevented from becoming discontinuous. Specifically, for example, consider a case where the driver performs a turning operation of the steering handle 11 to the right by the steering angle θz or more and then returns to the left (that is, the neutral position). At this time, the absolute value of the detected steering angle θ decreases with the return operation of the steering handle 11 to the left, and the displacement-torque conversion unit 41 calculates the reaction force torque Tzr according to Equation 3 below the steering angle θz. To do. When the absolute value of the detected steering angle θ becomes “0”, that is, when the steering handle 11 is turned to the neutral position, the displacement-torque converter 41 calculates the reaction torque Tzr as “0”.

この中立位置を越えてさらに操舵ハンドル11が左方向へ回動されると左方向への切込み操作となるので、変位−トルク変換部41は前記式1に従って「0」から一次関数的に変化する反力トルクTzfを計算する。このとき、戻し操作の反力トルクTzrを計算する前記式3と切込み操作の反力トルクTzfを計算する前記式1とは、ともに原点「0」を通る関数であるため、戻し操作(または切込み操作)から切込み操作(または戻し操作)に変わる場合において、計算される反力トルクTzrと反力トルクTzfが非連続となることがない。したがって、操舵ハンドル11が中立位置を跨って操作される場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに反力トルクTzf,Tzrを操舵ハンドル11に付与することができて、運転者は違和感を覚えることがない。また、前記式1,3に従って反力トルクTzf,Tzrを「0」に収束させることができるため、操舵ハンドル11の中立位置近傍すなわち操舵角θが「0」近傍での回動方向への振動の発生を防止することができる。なお、反力トルクTzfまたは反力トルクTzrの計算においては、前記式1〜式5の演算に代えて、操舵角θに対する反力トルクTzf,Tzrを記憶した図3に示すような特性の変換テーブルを用いて計算するようにしてもよい。   When the steering handle 11 is further rotated leftward beyond this neutral position, a leftward cutting operation is performed, so that the displacement-torque conversion unit 41 changes from “0” in a linear function according to the above equation 1. Calculate reaction torque Tzf. At this time, since the equation 3 for calculating the reaction force torque Tzr for the return operation and the equation 1 for calculating the reaction force torque Tzf for the cutting operation are both functions passing through the origin “0”, the returning operation (or the cutting) In the case of changing from an operation) to a cutting operation (or a return operation), the calculated reaction force torque Tzr and reaction force torque Tzf do not become discontinuous. Therefore, when the steering handle 11 is operated across the neutral position, in other words, even when the detected steering angle θ is reversed between positive and negative, the reaction torques Tzf and Tzr can be applied to the steering handle 11 very smoothly. The driver never feels uncomfortable. Further, the reaction torques Tzf and Tzr can be converged to “0” according to the above formulas 1 and 3, so that the vibration in the turning direction near the neutral position of the steering handle 11, that is, when the steering angle θ is near “0”. Can be prevented. In the calculation of the reaction force torque Tzf or the reaction force torque Tzr, the characteristic conversion as shown in FIG. 3 in which the reaction force torques Tzf and Tzr with respect to the steering angle θ are stored in place of the calculation of the equations 1-5. You may make it calculate using a table.

この計算された反力トルクTzfまたは反力トルクTzrは、駆動制御部42に供給される。駆動制御部42は、駆動回路36から反力アクチュエータ13内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに反力トルクTzfまたは反力トルクTzrに対応した駆動電流が流れるように駆動回路36をフィードバック制御する。この反力アクチュエータ13内の電動モータの駆動制御により、同電動モータは、操舵入力軸12を介して操舵ハンドル11に反力トルクTzfまたは反力トルクTzrを付与する。   The calculated reaction force torque Tzf or reaction force torque Tzr is supplied to the drive control unit 42. The drive control unit 42 receives a drive current that flows from the drive circuit 36 to the electric motor in the reaction force actuator 13, and the drive circuit so that a drive current corresponding to the reaction force torque Tzf or the reaction force torque Tzr flows to the electric motor. 36 is feedback controlled. By driving control of the electric motor in the reaction force actuator 13, the electric motor applies a reaction force torque Tzf or a reaction force torque Tzr to the steering handle 11 via the steering input shaft 12.

したがって、運転者は、例えば、中立位置から操舵ハンドル11を切込み操作することにより、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには前記式1に従って計算された一次関数的に変化する反力トルクTzfを感じながら、また、検出操舵角θが操舵角θz以上のときには前記式2に従って計算された指数関数的に変化する反力トルクTzfを感じながら、操舵ハンドル11を回動操作することになる。一方、運転者は、例えば、検出操舵角θが操舵角θz以上の操舵位置から操舵ハンドル11を戻し操作することにより、前記式5に従ってヒステリシス項Mh1が計算されるとともに前記式4に従って計算された指数関数的に変化する反力トルクTzrを感じながら、また、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには前記式5に従ってヒステリシス項Mh1が計算されるとともに前記式3に従って計算された一次関数的に変化する反力トルクTzrを感じながら、操舵ハンドル11を回動操作することになる。   Therefore, for example, when the driver turns the steering handle 11 from the neutral position, when the detected steering angle θ is less than the steering angle θz, the reaction force torque Tzf that changes in a linear function calculated according to the equation 1 is used. While feeling, and when the detected steering angle θ is equal to or larger than the steering angle θz, the steering handle 11 is turned while feeling the reaction force torque Tzf that changes exponentially calculated according to the above equation 2. On the other hand, for example, when the driver returns the steering handle 11 from a steering position where the detected steering angle θ is equal to or greater than the steering angle θz, the hysteresis term Mh1 is calculated according to the equation 5 and calculated according to the equation 4. While sensing the reaction force torque Tzr that varies exponentially, and when the detected steering angle θ is less than the steering angle θz, the hysteresis term Mh1 is calculated according to the above equation 5 and linearly calculated according to the above equation 3. The steering handle 11 is turned while feeling the changing reaction force torque Tzr.

このように、運転者は、操舵ハンドル11から前記計算された反力トルクTzfまたは反力トルクTzrを感じながら、言い換えれば、これらの反力トルクTzfまたは反力トルクTzrに等しい操舵トルクを操舵ハンドル11に加えながら、操舵ハンドル11を回動操作する。このとき、検出操舵角θが操舵角θz以上では、操舵角θと反力トルクTzfまたは反力トルクTzrとの関係が上述したウェーバー・ヘフナーの法則に従うものであるので、運転者は、操舵ハンドル11から人間の知覚特性に合った感覚を受けながら、操舵ハンドル11を回動操作できる。   In this way, the driver feels the calculated reaction force torque Tzf or reaction force torque Tzr from the steering handle 11, in other words, applies a steering torque equal to these reaction force torque Tzf or reaction force torque Tzr to the steering handle. 11, the steering handle 11 is rotated. At this time, when the detected steering angle θ is equal to or larger than the steering angle θz, the relationship between the steering angle θ and the reaction force torque Tzf or the reaction force torque Tzr follows the above-mentioned Weber-Hefner law. The steering handle 11 can be rotated while receiving a sense from 11 that matches human perception characteristics.

一方、感覚適合制御部50に入力された操舵角θは、運転者によって切込み操作されているときには、変位−トルク変換部51が前記式1,2と同様な下記式6,7に従って操舵トルクTdfを計算する。また、運転者によって戻し操作されているときには、変位−トルク変換部51が前記式3,4と同様な下記式8,9に従って操舵トルクTdrを計算する。これら操舵トルクTdf,Tdrの計算においても、式6,8に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「0」のときに操舵トルクTdf,Tdrが「0」となり、かつ、式7,9の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tdf=a1・θ (|θ|<θz) …式6
Tdf=To・exp(K1・θ) (θz≦|θ|) …式7
Tdr=a2・θ−Mh1 (|θ|<θz) …式8
Tdr=To・exp(K1・θ)−Mh1 (θz≦|θ|) …式9
On the other hand, when the steering angle θ input to the sensory adaptation control unit 50 is being turned by the driver, the displacement-torque conversion unit 51 performs steering torque Tdf according to the following formulas 6 and 7 similar to the above formulas 1 and 2. Calculate Further, when the driver is performing a return operation, the displacement-torque converter 51 calculates the steering torque Tdr according to the following equations 8 and 9 similar to the equations 3 and 4. Also in the calculation of the steering torques Tdf and Tdr, Equations 6 and 8 are not limited to linear functions. When the steering angle θ is “0”, the steering torques Tdf and Tdr are “0”, and As long as the functions are continuously connected to the exponential functions of Equations 7 and 9, various functions can be adopted.
Tdf = a1 · θ (| θ | <θz) (6)
Tdf = To · exp (K1 · θ) (θz ≦ | θ |) Equation 7
Tdr = a2 ・ θ−Mh1 (| θ | <θz)… Equation 8
Tdr = To · exp (K1 · θ) −Mh1 (θz ≦ | θ |) Equation 9

この場合も、前記式6中のa1および前記式8中のa2は上述した一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式7,9中のTo,K1は、前記式2,4と同様な定数である。また、前記式6〜9中の操舵角θは、前記検出操舵角θの絶対値を表しているものであるが、検出操舵角θが正であれば定数a1,a2および定数Toを正の値とするとともに、検出操舵角θが負であれば定数a1,a2および定数Toを前記正の定数a1,a2および定数Toと同じ絶対値を有する負の値とする。さらに、前記式8,9中のMh1は、前記式3,4と同様に、切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh1も、ある操舵角θが検出された時点における切込み操作時の操舵トルクTdfと戻し操作時の操舵トルクTdrとの比率に基づいて決定され、下記式10のように表される。
Mh1=np・(Kp・Tdf) …式10
ただし、前記式5と同様に、前記式10中のKpは操舵トルクTdfに対する最小変化感度(ウェーバー比)であり、npは最小変化感度に対する所定の係数である。
Also in this case, a1 in the equation 6 and a2 in the equation 8 are constants representing the slope of the linear function described above. In addition, To and K1 in the expressions 7 and 9 are constants similar to the expressions 2 and 4. Further, the steering angle θ in the equations 6 to 9 represents the absolute value of the detected steering angle θ. If the detected steering angle θ is positive, the constants a1 and a2 and the constant To are positive. If the detected steering angle θ is negative, the constants a1 and a2 and the constant To are negative values having the same absolute value as the positive constants a1 and a2 and the constant To. Further, Mh1 in the equations 8 and 9 is a hysteresis term for constituting a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation, as in the equations 3 and 4. This hysteresis term Mh1 is also determined based on the ratio between the steering torque Tdf at the time of the cutting operation and the steering torque Tdr at the time of the return operation at the time when a certain steering angle θ is detected, and is expressed by the following equation (10).
Mh1 = np · (Kp · Tdf) Equation 10
However, as in Equation 5, Kp in Equation 10 is the minimum change sensitivity (Weber ratio) with respect to the steering torque Tdf, and np is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity.

この操舵トルクTdf,Tdrの計算においても、上述した反力トルクTzf,Tzrの計算と同様に、前記式10に従ってヒステリシス項Mh1が計算されることにより、前記式6,7に従って計算された操舵トルクTdfと前記式8,9に従って計算された操舵トルクTdrとが連続的に繋がるため、切込み操作から戻し操作にスムーズに変えることができる。また、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには、前記式6および前記式8に従って操舵トルクTdfおよび操舵トルクTdrが計算されるため、これら操舵トルクTdf,Tdrを「0」に収束させることができるとともに、中立位置を跨いで操舵ハンドル11が回動されても操舵トルクTdfと操舵トルクTdrを連続的(スムーズ)に変更することができる。なお、この場合も、前記式6〜10の演算に代えて、操舵角θに対する操舵トルクTdfおよび操舵トルクTdrを記憶した図3に示すような特性の変換テーブルを用いて、操舵トルクTdf,Tdrを計算するようにしてもよい。   Also in the calculation of the steering torques Tdf and Tdr, as in the calculation of the reaction force torques Tzf and Tzr described above, the hysteresis term Mh1 is calculated according to the above equation 10, so that the steering torque calculated according to the above equations 6 and 7 is obtained. Since Tdf and the steering torque Tdr calculated according to the equations 8 and 9 are continuously connected, the cutting operation can be smoothly changed to the returning operation. Further, when the detected steering angle θ is less than the steering angle θz, the steering torque Tdf and the steering torque Tdr are calculated according to the equations 6 and 8, so that the steering torques Tdf and Tdr can be converged to “0”. In addition, the steering torque Tdf and the steering torque Tdr can be changed continuously (smoothly) even if the steering handle 11 is rotated across the neutral position. In this case as well, instead of the calculations of the above formulas 6 to 10, the steering torques Tdf and Tdr are converted using the characteristic conversion table shown in FIG. 3 in which the steering torque Tdf and the steering torque Tdr with respect to the steering angle θ are stored. May be calculated.

このように計算された操舵トルクTdf,Tdrは、トルク−横加速度変換部52に供給される。なお、トルク−横加速度変換部52は、変位−トルク変換部51から供給される操舵トルクTdf,Tdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては操舵トルクTdf,Tdrをまとめて操舵トルクTdとして説明する。トルク−横加速度変換部52は、運転者が操舵ハンドル11の切込み操作により見込んでいる見込み横加速度Gdfを下記式11,12に従って計算し、戻し操作により見込んでいる見込み横加速度Gdrを下記式13,14に従って計算する。   The steering torques Tdf and Tdr calculated in this way are supplied to the torque-lateral acceleration conversion unit 52. The torque-lateral acceleration conversion unit 52 performs the calculation described later in the same manner regardless of the steering torques Tdf and Tdr supplied from the displacement-torque conversion unit 51. The torques Tdf and Tdr will be collectively described as the steering torque Td. The torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates the expected lateral acceleration Gdf that the driver expects by the turning operation of the steering wheel 11 according to the following equations 11 and 12, and calculates the expected lateral acceleration Gdr that is expected by the return operation by the following equation 13: , 14 according to the calculation.

このとき、トルク−横加速度変換部52は、見込み横加速度Gdf,Gdrを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式11,13に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式12,14に従って計算する。ここで、下記式11または式13は操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「0」のときに見込み横加速度Gdf,Gdrが「0」となる関数である。また、下記式12,14は操舵トルクTdのべき乗関数であり、下記式11,13と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
Gdf=b1・Td (|Td|<Tg) …式11
Gdf=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式12
Gdr=b2・Td−Mh2 (|Td|<Tg) …式13
Gdr=C・(Td−Mh2)K2 (Tg≦|Td|) …式14
At this time, the torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates the expected lateral accelerations Gdf and Gdr according to the following formulas 11 and 13 if the absolute value of the steering torque Td is less than the positive predetermined value Tg, and the absolute value of the steering torque Td. If the value is equal to or greater than the positive predetermined value Tg, the calculation is performed according to the following equations 12 and 14. Here, the following Expression 11 or Expression 13 is a linear function expression of the steering torque Td, and is a function in which the expected lateral accelerations Gdf and Gdr are “0” when the steering torque Td is “0”. Further, the following formulas 12 and 14 are power functions of the steering torque Td, and are continuously connected to the following formulas 11 and 13 at a predetermined value Tg.
Gdf = b1 · Td (| Td | <Tg) Equation 11
Gdf = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 12
Gdr = b2 · Td−Mh2 (| Td | <Tg) Equation 13
Gdr = C · (Td−Mh2) K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 14

ただし、前記式11中のb1および前記式13中のb2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式12,14中のC,K2は定数である。また、前記式11〜14中の操舵トルクTdは前記式6〜10を用いて計算した操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)の絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数b1,b2および定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数b1,b2および定数Cを前記正の定数b1,b2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。   However, b1 in the formula 11 and b2 in the formula 13 are constants representing the slope of a linear function, and C and K2 in the formulas 12 and 14 are constants. Further, the steering torque Td in the equations 11 to 14 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the equations 6 to 10 (that is, the steering torques Tdf and Tdr), and the calculated steering torque. If Td is positive, the constants b1, b2 and constant C are positive values. If the calculated steering torque Td is negative, the constants b1, b2 and constant C are changed to the positive constants b1, b2 and constant C. A negative value having the same absolute value as

また、前記式13,14中のMh2は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される見込み横加速度Gdfと見込み横加速度Gdrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh2は、ある操舵トルクTdが供給された時点における切込み操作時の見込み横加速度Gdfと戻し操作時の見込み横加速度Gdrとの比率に基づいて決定され、下記式15のように表される。
Mh2=nq・(Kq・Td) …式15
ただし、前記式15中のKqは後述する操舵トルクTdに対する最小変化感度(ウェーバー比)であり、nqは最小変化感度に対する所定の係数である。なお、本実施形態においては、ヒステリシス項Mh2を前記式15のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
Further, Mh2 in the above formulas 13 and 14 indicates that the expected lateral acceleration Gdf and the expected lateral acceleration Gdr are continuously calculated when the turning operation of the steering handle 11 by the driver is changed from the cutting operation to the returning operation. In other words, the hysteresis term is used to construct a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation. This hysteresis term Mh2 is determined based on the ratio between the expected lateral acceleration Gdf at the time of the cutting operation and the expected lateral acceleration Gdr at the time of the return operation at the time when a certain steering torque Td is supplied, and is expressed as the following Expression 15. The
Mh2 = nq · (Kq · Td) Equation 15
In Equation 15, Kq is a minimum change sensitivity (Weber ratio) with respect to a steering torque Td described later, and nq is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity. In the present embodiment, the hysteresis term Mh2 is derived so as not to include the steering angle θ as shown in the above formula 15. However, instead of or in addition to this, for example, the hysteresis term Mh2 includes the steering angle θ. It is also possible to derive so as to depend on the steering angle θ.

このように、ヒステリシス項Mh2が計算されることにより、前記式11または式12に従って計算された見込み横加速度Gdfと前記式13または式14に従って計算された見込み横加速度Gdrとが連続的に繋がるため、見込み横加速度Gdfから見込み横加速度Gdrへ、逆に、見込み横加速度Gdrから見込み横加速度Gdfへスムーズに切り替えることができる。また、前記式15に従ってヒステリシス項Mh2が計算されることにより、切込み操作と戻し操作間の変更時点における見込み横加速度Gdf,Gdrが維持される。このため、後述するように、見込み横加速度Gdf,Gdrに基づいて計算される補正目標転舵角δdaに転舵された左右前輪FW1,FW2は、例えば、道路から入力される外乱などによって、その実転舵角δが変化することを防止することができ、運転者が見込んだ車両の挙動を維持することができる。   Since the hysteresis term Mh2 is calculated in this way, the expected lateral acceleration Gdf calculated according to Equation 11 or Equation 12 and the expected lateral acceleration Gdr calculated according to Equation 13 or Equation 14 are continuously connected. , The expected lateral acceleration Gdf can be smoothly switched to the expected lateral acceleration Gdr, and conversely, the expected lateral acceleration Gdr can be smoothly switched to the expected lateral acceleration Gdf. Further, by calculating the hysteresis term Mh2 in accordance with Equation 15, the expected lateral accelerations Gdf and Gdr at the time of change between the cutting operation and the returning operation are maintained. Therefore, as will be described later, the left and right front wheels FW1 and FW2 steered to the corrected target turning angle δda calculated based on the expected lateral accelerations Gdf and Gdr are, for example, caused by disturbances input from the road. It is possible to prevent the turning angle δ from changing, and to maintain the behavior of the vehicle as expected by the driver.

さらに、操舵トルクTdが所定値Tg未満のときに、前記式11および前記式13に従って見込み横加速度Gdfおよび見込み横加速度Gdrが計算されることにより、操舵ハンドル11が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式11および前記式13は、原点「0」を通る関数であるため、見込み横加速度Gdfと見込み横加速度Gdrが非連続となることが防止される。   Further, when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected lateral acceleration Gdf and the expected lateral acceleration Gdr are calculated according to the above equations 11 and 13, whereby the steering handle 11 is turned over the neutral position. Even in this case, since the expression 11 and the expression 13 are functions passing through the origin “0”, the expected lateral acceleration Gdf and the expected lateral acceleration Gdr are prevented from becoming discontinuous.

すなわち、所定値Tg未満においては、前記式11および前記式13は、ともに原点「0」を通る関数である。このため、運転者が見込み横加速度を、例えば、右方向から左方向へ変化する横加速度を見込んだとすれば、トルク−横加速度変換部52は、前記式13に従って一次関数的に「0」に収束する見込み横加速度Gdrを計算するとともに前記式11に従って「0」から一次関数的に増大する見込み横加速度Gdfを計算する。したがって、見込み横加速度Gdfと見込み横加速度Gdrは、「0」で連続となり、見込み横加速度の知覚方向が変化する場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに見込み横加速度Gdf,Gdrを切り替えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式11〜式15の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み横加速度Gdf,Gdrを記憶した図4に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込み横加速度Gdf,Gdrを計算するようにしてもよい。   In other words, when the value is less than the predetermined value Tg, both the expression 11 and the expression 13 are functions passing through the origin “0”. For this reason, if the driver expects the expected lateral acceleration, for example, a lateral acceleration that changes from the right direction to the left direction, the torque-lateral acceleration conversion unit 52 is linearly “0” according to the equation (13). And the expected lateral acceleration Gdf that increases linearly from “0” according to the above equation 11 is calculated. Therefore, the expected lateral acceleration Gdf and the expected lateral acceleration Gdr are continuous at “0”, and when the perceived direction of the expected lateral acceleration changes, in other words, even when the detected steering angle θ reverses positively and negatively, the expected lateral acceleration Gdf The lateral acceleration Gdf, Gdr can be switched, and the driver does not feel uncomfortable. In this case as well, instead of the calculations of Equations 11 to 15, the expected lateral acceleration Gdf, Gdf, Gdr, which stores the expected lateral acceleration Gdf, Gdr with respect to the steering torque Td, is stored. Gdr may be calculated.

ここで、切込み操作時に適用される前記式12について説明しておく。なお、戻し操作時に適用される前記式14については、前記式12における操舵トルクTdが操舵トルク(Td−Mh2)で表されること以外同様に構成されているため前記式12を詳細に説明することにより、その説明を省略する。前記式7を用いて操舵トルクTdを消去すると、下記式16に示すようになる。
Gdf=C・(To・exp(K1・θ))K2=C・ToK2・exp(K1・K2・θ)=Go・exp(K1・K2・θ) …式16
前記式16において、Goは定数C・ToK2であり、式16は、運転者による操舵ハンドル11の操舵角θに対して見込み横加速度Gdfが指数関数的に変化していることを示す。なお、前記式14も前記式9を用いて上記した式12から式16への変形と同様に変形することにより、操舵角θに対して見込み横加速度Gdrが指数関数的に変化する。そして、この見込み横加速度Gdfは、車内の所定部位への運転者の体の一部の接触によって運転者が知覚し得る物理量であり、前述したウェーバー・ヘフナーの法則に従ったものである。したがって、操舵トルクTdが所定値Tg以上のときに、運転者が、この見込み横加速度Gdfに等しい横加速度を知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができれば、操舵ハンドル11の回動操作と車両の操舵との関係を人間の知覚特性に対応させることができる。
Here, Formula 12 applied at the time of the cutting operation will be described. The expression 14 applied during the return operation is configured in the same manner except that the steering torque Td in the expression 12 is expressed by the steering torque (Td−Mh2), so the expression 12 will be described in detail. Therefore, the description is omitted. When the steering torque Td is eliminated using the equation 7, the following equation 16 is obtained.
Gdf = C · (To · exp (K1 · θ)) K2 = C · To K2 · exp (K1 · K2 · θ) = Go · exp (K1 · K2 · θ)
In Expression 16, Go is a constant C · To K2 , and Expression 16 indicates that the expected lateral acceleration Gdf varies exponentially with respect to the steering angle θ of the steering wheel 11 by the driver. Note that the expected lateral acceleration Gdr changes exponentially with respect to the steering angle θ by modifying the equation 14 using the equation 9 in the same manner as the transformation from the equation 12 to the equation 16 described above. The expected lateral acceleration Gdf is a physical quantity that can be perceived by the driver when a part of the body of the driver touches a predetermined part in the vehicle, and follows the Weber-Hefner law described above. Accordingly, if the driver can turn the steering handle 11 while perceiving a lateral acceleration equal to the expected lateral acceleration Gdf when the steering torque Td is equal to or greater than the predetermined value Tg, the turning operation of the steering handle 11 is performed. And the vehicle steering can be made to correspond to human perceptual characteristics.

このように、前記式12(すなわち前記式16)に示された見込み横加速度Gdfは操舵ハンドル11の操作量である操舵角θに対して指数関数的に変化するものであるので、人間の知覚特性に合ったものである。さらに、運転者による操舵ハンドル11の回動操作にとって最も簡単な方法は操舵ハンドル11を一定速度ω(θ=ω・t)で回動することであり、この回動操作によれば、見込み横加速度Gdfは下記式17に示すように時間tに対して指数関数的に変化する。したがって、これからも、前記見込み横加速度Gdfに等しい横加速度を知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができれば、運転者の操舵ハンドル11の回動操作が簡単になることがわかる。
Gdf=Go・exp(K0・ω・t) …式17
ただし、K0は、K0=K1・K2の関係にある定数である。
Thus, the expected lateral acceleration Gdf shown in the equation 12 (that is, the equation 16) changes exponentially with respect to the steering angle θ, which is the operation amount of the steering wheel 11, and thus human perception. It suits the characteristics. Furthermore, the simplest method for the turning operation of the steering handle 11 by the driver is to turn the steering handle 11 at a constant speed ω (θ = ω · t). The acceleration Gdf changes exponentially with respect to time t as shown in the following equation (17). Therefore, it will be understood that if the steering handle 11 can be rotated while perceiving a lateral acceleration equal to the expected lateral acceleration Gdf, the driver can easily rotate the steering handle 11.
Gdf = Go · exp (K0 · ω · t) (Equation 17)
However, K0 is a constant having a relationship of K0 = K1 · K2.

また、前記式11に示されるように、操舵トルクTdが所定値Tg未満である場合、見込み横加速度Gdfは一次関数的に変化する。これは、操舵トルクTdが所定値Tg未満のとき、すなわち操舵角θが「0」近傍(操舵ハンドル11の中立位置近傍)に保たれる場合において、前記式12,14に従って見込み横加速度Gdf,Gdrを計算した場合には、見込み横加速度Gdf,Gdrが「0」に収束せず、これは現実的でない。しかしながら、前述のように、操舵ハンドル11が中立位置近傍、すなわち操舵トルクTdが所定値Tg未満であれば、見込み横加速度Gdf,Gdrを前記式11,13に従って計算することにより、操舵ハンドル11が中立位置方向へ回動された場合には、見込み横加速度Gdf,Gdrが「0」に収束するため、この問題は解決される。   Further, as shown in Equation 11, when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected lateral acceleration Gdf changes in a linear function. This is because when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, that is, when the steering angle θ is maintained near “0” (near the neutral position of the steering wheel 11), the expected lateral acceleration Gdf, When Gdr is calculated, the expected lateral accelerations Gdf and Gdr do not converge to “0”, which is not realistic. However, as described above, if the steering handle 11 is in the vicinity of the neutral position, that is, if the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected lateral acceleration Gdf, Gdr is calculated according to the above formulas 11 and 13, whereby the steering handle 11 is Since the expected lateral accelerations Gdf and Gdr converge to “0” when rotated in the neutral position direction, this problem is solved.

次に、前記式1〜16で用いたパラメータK1,K2,C(所定値K1,K2,C)の決め方について説明しておく。なお、このパラメータK1,K2,Cの決め方についての説明では、前記式1〜16の操舵トルクTdf,Tdrおよび見込み横加速度Gdf,Gdrについては、操舵トルクTおよび横加速度Gとして扱う。前述したウェーバー・ヘフナーの法則によれば、「人間の知覚できる最小の物理量変化ΔSとその時点での物理量Sとの比ΔS/Sは、物理量Sの値によらず一定となり、その比ΔS/Sをウェーバー比という」ことになっている。本発明者等は、操舵トルクおよび横加速度に関し、前記ウェーバー・ヘフナーの法則が成立することを確認するとともに、ウェーバー比を決定するために、次のような実験を、男女、年齢、車両の運転歴などの異なる種々の人間に対して行った。   Next, how to determine the parameters K1, K2, and C (predetermined values K1, K2, and C) used in Expressions 1 to 16 will be described. In the description of how to determine the parameters K1, K2, and C, the steering torques Tdf and Tdr and the expected lateral accelerations Gdf and Gdr in the expressions 1 to 16 are handled as the steering torque T and the lateral acceleration G. According to the Weber-Hefner law described above, “the ratio ΔS / S between the minimum physical quantity change ΔS perceivable by humans and the physical quantity S at that time is constant regardless of the value of the physical quantity S, and the ratio ΔS / S is called the Weber ratio. The present inventors confirmed that the above-mentioned Weber-Hefner's law is established with respect to steering torque and lateral acceleration, and in order to determine the Weber ratio, the following experiments were conducted for men and women, age, and driving of the vehicle. I went to various people with different histories.

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

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

一方、前記式7を微分するとともに、同微分した式において式7を考慮すると、下記式18が成立する。
ΔT=To・exp(K1・θ)・K1・Δθ=T・K1・Δθ …式18
この式18を変形するとともに、前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT/TをKtとすると、下記式19が成立する。
K1=ΔT/(T・Δθ)=Kt/Δθ …式19
On the other hand, when the equation 7 is differentiated and the equation 7 is considered in the differentiated equation, the following equation 18 is established.
ΔT = To · exp (K1 · θ) · K1 · Δθ = T · K1 · Δθ
When the equation 18 is modified and the Weber ratio ΔT / T related to the steering torque obtained by the experiment is set to Kt, the following equation 19 is established.
K1 = ΔT / (T · Δθ) = Kt / Δθ Equation 19

また、最大操舵トルクをTmaxとすれば、前記式7より下記式20が成立する。
Tmax=To・exp(K1・θmax) …式20
この式20を変形すれば、下記式21が成立する。
K1=log(Tmax/To)/θmax …式21
そして、前記式19および式21から下記式22が導かれる。
Δθ=Kt/K1=Kt・θmax/log(Tmax/To) …式22
この式22において、Ktは操舵トルクTのウェーバー比であり、θmaxは操舵角の最大値であり、Tmaxは操舵トルクの最大値であり、Toは人間が知覚し得る最小操舵トルクに対応するものであり、これらの値Kt,θmax,Tmax,Toはいずれも実験およびシステムによって決定される定数であるので、前記微分値Δθは前記式22を用いて計算される。そして、この微分値Δθとウェーバー比Ktを用いて、前記式19に基づいて所定値(係数)K1も計算できる。
If the maximum steering torque is Tmax, the following equation 20 is established from the above equation 7.
Tmax = To · exp (K1 · θmax) ... Equation 20
If the equation 20 is modified, the following equation 21 is established.
K1 = log (Tmax / To) / θmax Equation 21
Then, the following equation 22 is derived from the equations 19 and 21.
Δθ = Kt / K1 = Kt · θmax / log (Tmax / To)
In Equation 22, Kt is the Weber ratio of the steering torque T, θmax is the maximum value of the steering angle, Tmax is the maximum value of the steering torque, and To corresponds to the minimum steering torque that can be perceived by humans. Since these values Kt, θmax, Tmax, and To are all constants determined by experiments and systems, the differential value Δθ is calculated using the equation (22). A predetermined value (coefficient) K1 can also be calculated based on the equation 19 using the differential value Δθ and the Weber ratio Kt.

また、前記式12を微分するとともに、同微分した式において式12を考慮すると、下記式23が成立する。
ΔG=C・K2・TK2-1・ΔT=G・K2・ΔT/T …式23
この式23を変形し、かつ前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT/TをKtとするとともに、横加速度に関するウェーバー比ΔF/FをKaとすると下記式24,25が成立する。
ΔG/G=K2・ΔT/T …式24
K2=Ka/Kt …式25
この式25において、Ktは操舵トルクに関するウェーバー比であるとともに、Kaは横加速度に関するウェーバー比であって、共に定数として与えられるものであるので、これらのウェーバー比Kt,Kaを用いて、前記式25に基づいて係数K2も計算できる。
Further, when differentiating the expression 12 and considering the expression 12 in the differentiated expression, the following expression 23 is established.
ΔG = C · K2 · T K2-1 · ΔT = G · K2 · ΔT / T Equation 23
When Expression 23 is modified and the Weber ratio ΔT / T related to the steering torque obtained by the experiment is set to Kt and the Weber ratio ΔF / F related to the lateral acceleration is set to Ka, the following Expressions 24 and 25 are established.
ΔG / G = K2 · ΔT / T Equation 24
K2 = Ka / Kt ... Formula 25
In this equation 25, Kt is the Weber ratio related to the steering torque, and Ka is the Weber ratio related to the lateral acceleration, both of which are given as constants. Therefore, using these Weber ratios Kt and Ka, the above equation is used. Based on 25, the coefficient K2 can also be calculated.

また、横加速度の最大値をGmaxとし、操舵トルクの最大値をTmaxとすれば、前記式12から下記式26が導かれる。
C=Gmax/TmaxK2 …式26
そして、この式26においては、GmaxおよびTmaxは実験及びシステムによって決定される定数であり、かつK2は前記式25によって計算されるものであるので、定数(係数)Cも計算できる。
If the maximum value of the lateral acceleration is Gmax and the maximum value of the steering torque is Tmax, the following expression 26 is derived from the expression 12.
C = Gmax / Tmax K2 Equation 26
In Equation 26, Gmax and Tmax are constants determined by experiments and systems, and K2 is calculated by Equation 25. Therefore, a constant (coefficient) C can also be calculated.

以上のように、操舵角θの最大値θmax、操舵トルクTの最大値Tmax、横加速度Gの最大値Gmax、最小操舵トルクTo,最小感知横加速度Go,操舵トルクTに関するウェーバー比Kt、および横加速度に関するウェーバー比Kaを、実験およびシステムによって決定すれば、前記式1〜16における係数K1、K2,Cを予め計算により決定しておくことができる。したがって、変位−トルク変換部41,51およびトルク−横加速度変換部52においては、前記式1〜16を用いて、運転者の知覚特性に合った反力トルクTzf,Tzr、操舵トルクTdf,Tdrおよび見込み横加速度Gdf,Gdrを計算できる。   As described above, the maximum value θmax of the steering angle θ, the maximum value Tmax of the steering torque T, the maximum value Gmax of the lateral acceleration G, the minimum steering torque To, the minimum sensed lateral acceleration Go, the Weber ratio Kt regarding the steering torque T, and the lateral If the Weber ratio Ka relating to acceleration is determined by experiments and systems, the coefficients K1, K2, and C in the equations 1 to 16 can be determined in advance by calculation. Accordingly, in the displacement-torque conversion units 41 and 51 and the torque-lateral acceleration conversion unit 52, the reaction force torques Tzf and Tzr, the steering torques Tdf and Tdr that match the driver's perceptual characteristics using the equations 1-16. And the expected lateral acceleration Gdf, Gdr can be calculated.

ふたたび、図2の説明に戻ると、トルク−横加速度変換部52にて計算された見込み横加速度Gdf,Gdrは、転舵角変換部53に供給される。なお、転舵角変換部53は、トルク−横加速度変換部52から供給される見込み横加速度Gdf,Gdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては見込み横加速度Gdf,Gdrをまとめて見込み横加速度Gdとして説明する。転舵角変換部53は、見込み横加速度Gdを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の第1転舵角としての目標転舵角δdを計算するとともに、後述する補償目標転舵角δdhを計算するものである。そして、転舵角変換部53は、図5に示すように車速Vに応じて変化して見込み横加速度Gdに対する目標転舵角δdの変化特性を表すテーブルを有する。   Returning to the description of FIG. 2 again, the expected lateral accelerations Gdf and Gdr calculated by the torque-lateral acceleration conversion unit 52 are supplied to the turning angle conversion unit 53. In addition, in the following description, the turning angle conversion unit 53 performs the calculation described later in the same manner regardless of the expected lateral acceleration Gdf, Gdr supplied from the torque-lateral acceleration conversion unit 52. The estimated lateral acceleration Gdf and Gdr are collectively described as the estimated lateral acceleration Gd. The turning angle conversion unit 53 calculates a target turning angle δd as a first turning angle of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected lateral acceleration Gd, and a compensated target turning angle δdh described later. Is calculated. And the turning angle conversion part 53 has a table which shows the change characteristic of the target turning angle (delta) d with respect to estimated lateral acceleration Gd which changes according to the vehicle speed V, as shown in FIG.

このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪FW1,FW2の転舵角δと横加速度Gとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部53は、このテーブルを参照して、前記入力した見込み横加速度Gdと車速センサ33から入力した検出車速Vとに対応した目標転舵角δdを計算する。また、前記テーブルに記憶されている横加速度G(見込み横加速度Gd)と目標転舵角δdはいずれも正であるが、トルク−横加速度変換部52から供給される見込み横加速度Gdが負であれば、出力される目標転舵角δdも負となる。   This table is a set of data collected by running the vehicle while changing the vehicle speed V and actually measuring the turning angle δ and the lateral acceleration G of the left and right front wheels FW1, FW2. Then, the turning angle conversion unit 53 refers to this table and calculates a target turning angle δd corresponding to the input expected lateral acceleration Gd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. The lateral acceleration G (expected lateral acceleration Gd) and the target turning angle δd stored in the table are both positive, but the expected lateral acceleration Gd supplied from the torque-lateral acceleration converting unit 52 is negative. If so, the output target turning angle δd is also negative.

なお、目標転舵角δdは下記式27に示すように車速Vと横加速度Gの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式27の演算の実行によっても計算することができる。
δd=L・(1+A・V2)・Gd/V2 …式27
ただし、前記式27中のLはホイールベース長を示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
Since the target turning angle δd is a function of the vehicle speed V and the lateral acceleration G as shown in the following equation 27, it can be calculated by executing the calculation of the following equation 27 instead of referring to the table. it can.
δd = L · (1 + A · V 2 ) · Gd / V 2 Equation 27
However, L in the formula 27 is a predetermined value indicating the wheelbase length, and A is a predetermined value.

このように、運転者が操舵ハンドル11を介して知覚する反力トルクTz(操舵トルクTd)に基づいて見込んだ見込み横加速度Gdを発生させるように目標転舵角δdを計算することにより、運転者は、自身が見込んだ見込み横加速度Gdを知覚して操舵ハンドル11を操作することができる。このため、運転者の操舵感覚に適合した状態で車両を走行させることができるため、ステアリングバイワイヤ方式の転舵装置を搭載した車両の運転が簡単になる。   Thus, by calculating the target turning angle δd so as to generate the expected lateral acceleration Gd based on the reaction force torque Tz (steering torque Td) perceived by the driver via the steering handle 11, the driving is calculated. The person can operate the steering wheel 11 while perceiving the expected lateral acceleration Gd expected by the person. For this reason, since the vehicle can be driven in a state adapted to the driver's steering sensation, the driving of the vehicle equipped with the steering-by-wire type steering device is simplified.

ところで、例えば、車庫入れ時の低速走行などの車両が低速で走行している場合には、運転者は、操舵ハンドル11の回動操作によって見込んだ見込み横加速度Gdを知覚しない場合がある。このように、車両が低速で走行(移動)している場合には、運転者は、単に操舵ハンドル11の回動ストロークすなわち操舵角θに基づいて車両を旋回させる。そして、この旋回に際しては、操舵ハンドル11の操舵角θに対して実転舵角δが比例する関係とすることによって、例えば、操舵角θに対する実転舵角δを大きくすることができて、人間の操舵感覚に適合した状態とすることができる。   By the way, for example, when the vehicle is traveling at a low speed, such as a low-speed traveling at the time of entering the garage, the driver may not perceive the expected lateral acceleration Gd expected by the turning operation of the steering handle 11. Thus, when the vehicle is traveling (moving) at a low speed, the driver simply turns the vehicle based on the rotation stroke of the steering handle 11, that is, the steering angle θ. In this turning, the actual turning angle δ can be increased with respect to the steering angle θ, for example, by making the actual turning angle δ proportional to the steering angle θ of the steering handle 11. It can be in a state suitable for human steering feeling.

言い換えれば、車両が低速で走行(移動)している場合には、上述したように、操舵角θに対して指数関数的に変化する操舵トルクTd(反力トルクTz)に基づき見込み横加速度Gdが計算され、同決定された見込み横加速度Gdに基づいて目標転舵角δdが決定されると、運転者はより大きな操舵角θまで操舵ハンドル11を回動しなければ車両を希望する方向へ旋回させることができず違和感を覚える場合がある。一方で、この運転者が覚える違和感は、上記したステアリングバイワイヤ方式の操舵装置を搭載した車両に乗り換えた当初に感じる可能性が高く、同操舵装置の操舵特性に慣れるすなわち操舵特性を習得することにより徐々に解消されると考えられる。   In other words, when the vehicle is traveling (moving) at a low speed, as described above, the expected lateral acceleration Gd based on the steering torque Td (reaction torque Tz) that changes exponentially with respect to the steering angle θ. When the target turning angle δd is determined based on the determined expected lateral acceleration Gd, the driver must move the steering wheel 11 to a larger steering angle θ in the desired direction. You may not be able to turn, and you may feel uncomfortable. On the other hand, there is a high possibility that the driver feels a sense of incongruity when he / she changes to a vehicle equipped with the steering-by-wire steering device described above. It is thought that it will be gradually resolved.

このため、本発明者等は、車両が低速で走行(移動)している場合や運転者による操舵装置の操舵特性の習得具合に応じて、より適切な実転舵角δが得られるように、上記式27により計算される目標転舵角δdを補償して補償目標転舵角δdhを計算する関数(以下、この関数を転舵角補償関数という)を導入するようにした。以下、この転舵角補償関数について詳細に説明する。この転舵角補償関数は、車両の車速Vの大きさと運転者の操舵特性習得具合に基づいて補償目標転舵角δdhを計算するものであり、下記式28によって表される。
δdh=KRt10・(KRt00・δd+KRt01・(δl/θmax)・θ)+KRt11・((δl/θmax)・θ) …式28
ただし、KRt00,KRt01, KRt10およびKRt11は所定の補正係数である。そして、補正係数KRt00と補正係数KRt01間には下記式29に示す関係が成立し、補正係数KRt10と補正係数KRt11間には下記式30に示す関係が成立する。
KRt00+KRt01=1 …式29
KRt10+KRt11=1 …式30
For this reason, the present inventors can obtain a more appropriate actual turning angle δ when the vehicle is traveling (moving) at a low speed or according to how the driver learns the steering characteristics of the steering device. In addition, a function for calculating the compensated target turning angle δdh by compensating the target turning angle δd calculated by the above equation 27 (hereinafter, this function is referred to as a turning angle compensation function) is introduced. Hereinafter, the turning angle compensation function will be described in detail. This turning angle compensation function calculates a compensation target turning angle δdh based on the magnitude of the vehicle speed V of the vehicle and how the driver acquires steering characteristics, and is expressed by the following equation (28).
δdh = KRt10 ・ (KRt00 ・ δd + KRt01 ・ (δl / θmax) ・ θ) + KRt11 ・ ((δl / θmax) ・ θ)
However, KRt00, KRt01, KRt10 and KRt11 are predetermined correction coefficients. The relationship shown in the following equation 29 is established between the correction coefficient KRt00 and the correction coefficient KRt01, and the relationship shown in the following equation 30 is established between the correction coefficient KRt10 and the correction coefficient KRt11.
KRt00 + KRt01 = 1 ... Formula 29
KRt10 + KRt11 = 1 ... Equation 30

ここで、特に、補正係数KRt01と補正係数KRt11については、補正係数KRt01が車速特性を補正する係数であり、補正係数KRt11が運転者の操舵特性習得具合を補正する係数であって、それぞれ図6(a),(b)に示すような特性を有する。具体的に説明すると、補正係数KRt01は、図6(a)に示すように、車速センサ33によって検出された車速Vに応じて変化する特性を有しており、所定の車速未満においてその値が「1」とされ、所定の車速以上においてその値が「0」まで変化する補正係数である。一方、補正係数KRt11は、図6(b)に示すように、値「1」から所定の設定値に応じて一様に値「0」まで減少する特定を有して変化する補正係数である。ここで、所定の設定値としては、例えば、図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされたときの走行距離などを採用することができ、走行距離が大きくなるほど、運転者は操舵装置の操舵特性に慣れているすなわち操舵特性を習得しているとみなすことができる。そして、この場合には、補正係数KRt11は走行距離が大きくなるに伴ってその値「0」まで一様に減少する。   Here, in particular, with regard to the correction coefficient KRt01 and the correction coefficient KRt11, the correction coefficient KRt01 is a coefficient for correcting the vehicle speed characteristics, and the correction coefficient KRt11 is a coefficient for correcting the driver's steering characteristic acquisition level, respectively. It has the characteristics shown in (a) and (b). Specifically, as shown in FIG. 6A, the correction coefficient KRt01 has a characteristic that changes according to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, and the value is less than a predetermined vehicle speed. The correction coefficient is “1”, and the value changes to “0” at a predetermined vehicle speed or higher. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the correction coefficient KRt11 is a correction coefficient that changes with a specification that uniformly decreases from a value “1” to a value “0” according to a predetermined set value. . Here, as the predetermined set value, for example, a travel distance when an ignition switch (not shown) is turned on can be adopted, and the driver becomes accustomed to the steering characteristics of the steering device as the travel distance increases. That is, it can be regarded that the steering characteristic is acquired. In this case, the correction coefficient KRt11 uniformly decreases to the value “0” as the travel distance increases.

また、前記式28中のδlは、路面の摩擦係数μにおいて取り得る最大の横加速度Gdμを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の目標転舵角であり、車速Vと横加速度Gの関数である下記式31に従って計算される。
δl=L・(1+A・V2)・Gdμ/V2 …式31
ただし、この式31においても、前記式27と同様にLはホイールベース長を示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。また、路面の摩擦係数μは、周知の方法、例えば、検出された各車輪のスリップ率などに基づいて計算されるとよい。さらに、車速Vに関しては、車両の加速時における車輪のスリップによる影響や車速センサ33の断線の影響を小さくするために、例えば、車速Vの変化勾配を制限するためのフィルタを設けるようにするとよい。
Further, δl in the equation 28 is a target turning angle of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary to generate the maximum lateral acceleration Gdμ that can be taken with the friction coefficient μ of the road surface. It is calculated according to the following equation 31 which is a function.
δl = L · (1 + A · V 2 ) · Gdμ / V 2 Equation 31
However, also in Expression 31, L is a predetermined value indicating the wheelbase length, and A is a predetermined value, as in Expression 27. The road surface friction coefficient μ may be calculated based on a known method, for example, based on the detected slip ratio of each wheel. Further, with respect to the vehicle speed V, for example, a filter for limiting the change gradient of the vehicle speed V may be provided in order to reduce the influence of wheel slip and the disconnection of the vehicle speed sensor 33 during acceleration of the vehicle. .

そして、補償目標転舵角δdhは、検出された車速Vや運転者の操舵特性習得具合に応じて前記式28に従い次のように計算される。すなわち、車速Vが大きくかつ設定値(走行距離)が大きい場合には、補正係数KRt01は図6(a)に示すようにその値が「0」とされるとともに、補正係数KRt11も図6(b)に示すようにその値が「0」とされる。このため、前記式29,30に従い、補正係数KRt00はその値が「1」となり、補正係数KRt10もその値が「1」となる。これにより、前記式28に基づく補償目標転舵角δdhは、前記式27に従って計算される目標転舵角δdと等しくなり、上述したウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を得ることができて、運転が簡単になる。   Then, the compensation target turning angle δdh is calculated as follows according to the equation 28 according to the detected vehicle speed V and the driver's steering characteristic acquisition level. That is, when the vehicle speed V is high and the set value (travel distance) is large, the correction coefficient KRt01 is set to “0” as shown in FIG. 6A, and the correction coefficient KRt11 is also shown in FIG. The value is set to “0” as shown in b). Therefore, according to the equations 29 and 30, the value of the correction coefficient KRt00 is “1”, and the value of the correction coefficient KRt10 is “1”. Thereby, the compensated target turning angle δdh based on the equation 28 becomes equal to the target turning angle δd calculated according to the equation 27, and the steering characteristic according to the above-mentioned Weber-Hefner law can be obtained. , Driving becomes easy.

また、車速Vが小さくかつ設定値(走行距離)が極めて小さい場合には、補正係数KRt01は図6(a)に示すようにその値が「1」とされるとともに、補正係数KRt11も図6(b)に示すようにその値が略「1」とされる。このため、前記式29,30に従い、補正係数KRt00はその値が「0」となり、補正係数KRt10もその値が「0」となる。これにより、前記式28に基づく補償目標転舵角δdhは、第2転舵角としての(δl/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の回動ストロークに基づいて低速にて車両を旋回させる場合でも、操舵角θに対する実転舵角δが大きなるため、人間の操舵感覚に適合した状態で操舵ハンドル11を回動することができる。そして、走行距離が極めて少なく運転者の操舵特性習得具合が未だ不十分であっても、操舵角θに対して比例する関係とすることにより、運転者は違和感を覚えることなく極めて容易に車両を旋回させることができる。   When the vehicle speed V is low and the set value (travel distance) is extremely small, the correction coefficient KRt01 is set to “1” as shown in FIG. 6A, and the correction coefficient KRt11 is also set in FIG. As shown in (b), the value is substantially “1”. Therefore, according to the equations 29 and 30, the value of the correction coefficient KRt00 is “0”, and the value of the correction coefficient KRt10 is “0”. As a result, the compensation target turning angle δdh based on the equation 28 becomes (δl / θmax) · θ as the second turning angle, which is proportional to the steering angle θ. Accordingly, even when the driver turns the vehicle at a low speed based on the rotation stroke of the steering handle 11, the actual steering angle δ with respect to the steering angle θ is large, so that the driver can steer in a state suitable for human steering feeling. The handle 11 can be rotated. Even if the driving distance is very small and the driver's steering characteristics are still insufficient, the vehicle can be driven very easily without feeling uncomfortable by making the relationship proportional to the steering angle θ. Can be swiveled.

また、車速Vが大きくかつ設定値(走行距離)が極めて小さい場合、または、車速Vが小さくかつ設定値(走行距離)が大きい場合にも、前記式28に基づく補償目標転舵角δdhは、(δl/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。したがって、運転者は、低速にて操舵ハンドル11の回動ストロークに基づいて車両を旋回させる場合でも、補償目標転舵角δdhが操舵角θに比例するため、人間の操舵感覚に適合した状態で操舵ハンドル11を回動することができる。特に、補正係数KRt11は、車両の走行距離に応じてその値が「1」から「0」へ一様に減少するため、運転者の操舵特性習得具合に応じて、前記式28中のKRt11・((δl/θmax)・θ)項が「0」に減少する。このため、運転者は、操舵装置の操舵特性を十分に習得した後において、車速Vが大きい場合にはウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を知覚し、車速Vが小さい場合には操舵角θに対して比例関係にある操舵特性を知覚するようになる。したがって、いずれの車速域であっても、良好な操舵特性を得ることができて、運転を簡単にすることができる。   Further, when the vehicle speed V is large and the set value (travel distance) is extremely small, or when the vehicle speed V is small and the set value (travel distance) is large, the compensation target turning angle δdh based on the equation 28 is (δl / θmax) · θ, which is proportional to the steering angle θ. Therefore, even when the driver turns the vehicle based on the rotation stroke of the steering handle 11 at a low speed, the compensated target turning angle δdh is proportional to the steering angle θ, so that the driver is in a state suitable for a human steering sense. The steering handle 11 can be rotated. In particular, the value of the correction coefficient KRt11 is uniformly reduced from “1” to “0” according to the travel distance of the vehicle. Therefore, depending on how the driver acquires the steering characteristics, KRt11 · The ((δl / θmax) · θ) term decreases to “0”. For this reason, after fully learning the steering characteristics of the steering device, the driver perceives the steering characteristics according to Weber-Hefner's law when the vehicle speed V is high, and the steering angle when the vehicle speed V is low. A steering characteristic proportional to θ is perceived. Therefore, good steering characteristics can be obtained in any vehicle speed range, and driving can be simplified.

さらに、車速Vがある程度大きくかつ設定値(走行距離)がある程度大きな場合には、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値が、それぞれ「1」〜「0」(「0」〜「1」)の間で変化する。これにより、前記式28に従って計算される補償目標転舵角δdhは、前記式27に従って計算される目標転舵角δdよりも大きな値とされる。したがって、運転者は、車速Vおよび操舵特性習得具合に応じた最適な操舵特性を得ることができて、運転を簡単にすることができる。   Further, when the vehicle speed V is large to some extent and the set value (travel distance) is large to some extent, the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 have values of “1” to “0” (“0” to “1”, respectively). )). Thereby, the compensated target turning angle δdh calculated according to the equation 28 is set to a value larger than the target turning angle δd calculated according to the equation 27. Therefore, the driver can obtain the optimum steering characteristics according to the vehicle speed V and the learning characteristics of the steering characteristics, and can simplify the driving.

上記のように計算された補償目標転舵角δdhは、転舵制御部60の転舵角補正部61に供給される。転舵角補正部61は、トルク−横加速度変換部52から見込み横加速度Gdを入力するとともに、横加速度センサ34によって検出された実横加速度Gをも入力しており、下記式32の演算を実行して入力した補償目標転舵角δdhを補正し、補正目標転舵角δdaを計算する。
δda=δdh+K3・(Gd−G) …式32
ただし、係数K3は予め決められた正の定数であり、実横加速度Gが見込み横加速度Gdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実横加速度Gが見込み横加速度Gdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み横加速度Gdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角がより精度よく確保される。
The compensation target turning angle δdh calculated as described above is supplied to the turning angle correction unit 61 of the turning control unit 60. The turning angle correction unit 61 receives the expected lateral acceleration Gd from the torque-lateral acceleration conversion unit 52 and also the actual lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 34, and calculates the following equation 32. The compensation target turning angle δdh input after execution is corrected, and the corrected target turning angle δda is calculated.
δda = δdh + K3 · (Gd−G) Equation 32
However, the coefficient K3 is a positive constant determined in advance, and when the actual lateral acceleration G is less than the expected lateral acceleration Gd, the coefficient K3 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle Δda becomes larger. When the actual lateral acceleration G exceeds the expected lateral acceleration Gd, the correction target turning angle δda is corrected to be smaller. By this correction, the turning angles of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected lateral acceleration Gd are more accurately ensured.

この計算された補正目標転舵角δdaは、駆動制御部62に供給される。駆動制御部62は、転舵角センサ32によって検出された実転舵角δを入力し、左右前輪FW1,FW2が補正目標転舵角δdaに転舵されるように転舵アクチュエータ21内の電動モータの回転をフィードバック制御する。また、駆動制御部62は、駆動回路37から同電動モータに流れる駆動電流も入力し、転舵トルクに対応した大きさの駆動電流が同電動モータに適切に流れるように駆動回路37をフィードバック制御する。この転舵アクチュエータ21内の電動モータの駆動制御により、同電動モータの回転は、転舵出力軸22を介してピニオンギア23に伝達され、ピニオンギア23によりラックバー24を軸線方向に変位させる。そして、このラックバー24の軸線方向の変位により、左右前輪FW1,FW2は補正目標転舵角δdaに転舵される。   The calculated corrected target turning angle δda is supplied to the drive control unit 62. The drive control unit 62 inputs the actual turning angle δ detected by the turning angle sensor 32, and electrically drives the turning actuator 21 so that the left and right front wheels FW1, FW2 are turned to the corrected target turning angle δda. Feedback control of motor rotation. The drive control unit 62 also inputs a drive current that flows from the drive circuit 37 to the electric motor, and feedback-controls the drive circuit 37 so that a drive current having a magnitude corresponding to the steering torque appropriately flows to the electric motor. To do. By the drive control of the electric motor in the steering actuator 21, the rotation of the electric motor is transmitted to the pinion gear 23 via the steering output shaft 22, and the rack bar 24 is displaced in the axial direction by the pinion gear 23. Then, due to the displacement of the rack bar 24 in the axial direction, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered to the corrected target turning angle δda.

上記作動説明からも理解できるように、上記第1実施形態によれば、操舵ハンドル11に対する運転者の操作入力値としての操舵角θは変位−トルク変換部51によって操舵トルクTdfまたはヒステリシス項Mh1が付与された操舵トルクTdrに変換される。また、変換された操舵トルクTdf,Tdrはトルク−横加速度変換部52によって見込み横加速度Gdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込み横加速度Gdrに変換される。そして、転舵角変換部53は、車速Vや設定値(走行距離)に応じて、比率としての補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値を適宜変更し、見込み横加速度Gdf,Gdrの発生に必要な目標転舵角δdと操舵角θに対して比例する(δl/θmax)・θからなる補償目標転舵角δdhを計算する。この計算された補償目標転舵角δdhは、転舵角補正部61により補正目標転舵角δdaに補正され、駆動制御部62により左右前輪FW1,FW2は補正目標転舵角δdaに転舵される。   As can be understood from the above description of the operation, according to the first embodiment, the steering angle θ as the operation input value of the driver with respect to the steering handle 11 is obtained by the steering torque Tdf or the hysteresis term Mh1 by the displacement-torque converter 51. It is converted into the applied steering torque Tdr. The converted steering torques Tdf and Tdr are converted by the torque-lateral acceleration conversion unit 52 into the expected lateral acceleration Gdr to which the expected lateral acceleration Gdf or the hysteresis term Mh2 is given. Then, the turning angle conversion unit 53 appropriately changes the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 as ratios according to the vehicle speed V and the set value (travel distance), and the expected lateral accelerations Gdf, Gdr A compensation target turning angle Δdh consisting of (Δl / θmax) · θ proportional to the steering angle θ required for generation and the steering angle θ is calculated. The calculated compensation target turning angle δdh is corrected to the corrected target turning angle δda by the turning angle correction unit 61, and the left and right front wheels FW1, FW2 are turned to the corrected target turning angle δda by the drive control unit 62. The

そして、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値の変更に際して、車速Vが大きい場合や走行距離が多く運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得した場合には、例えば、目標転舵角δdの比率を大きくするすなわち補正係数KRt00,KRt11を「1」とすることにより、転舵輪が目標転舵角δdに基づく補正目標転舵角δdaに転舵される。したがって、この補正目標転舵角δdaによって車両が旋回すると、運転者には、この旋回により、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込み横加速度Gdf,Gdrが与えられる。そして、この見込み横加速度Gdf,Gdrは操舵ハンドル11に付与した操舵トルクTd(反力トルクTz)に対してべき乗関数的(式12を式16に変形することにより操舵角θに対して指数関数的)に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドル11を操作できる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル11を操作できるので、車両の運転が簡単になる。   Then, when changing the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11, when the vehicle speed V is large or the mileage is large and the driver has sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, for example, target steering By increasing the ratio of the angle δd, that is, by setting the correction coefficients KRt00 and KRt11 to “1”, the steered wheels are steered to the corrected target turning angle δda based on the target turning angle δd. Therefore, when the vehicle turns with the corrected target turning angle δda, the driver is given the expected lateral accelerations Gdf and Gdr as “physical quantities of the given stimulus” according to the Weber-Hefner's law. . The expected lateral accelerations Gdf and Gdr are exponential functions with respect to the steering angle θ by transforming Expression 12 into Expression 16 with respect to the steering torque Td (reaction torque Tz) applied to the steering wheel 11. Therefore, the driver can operate the steering wheel 11 while perceiving a motion state amount that matches human perceptual characteristics. As a result, the driver can operate the steering handle 11 in accordance with human perceptual characteristics, and thus driving of the vehicle is simplified.

また、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値の変更に際して、車速Vが小さい場合や走行距離が少なく運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得していない場合には、例えば、(δl/θmax)・θの比率を大きくするすなわち補正係数KRt01,KRt11を「1」とすることにより、転舵輪が(δl/θmax)・θに基づく補正目標転舵角δdaに転舵される。したがって、この補正目標転舵角δdaによって車両が旋回すると、運転者は、操舵ハンドル11に対する操舵角θと比例する転舵角にて車両を旋回させることができるため、操舵特性の習得が不十分であっても、従来の機械的に連結された操舵装置での経験に基づいて簡単に車両を旋回させることができる。   Further, when changing the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11, when the vehicle speed V is low or the mileage is short and the driver has not sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, for example, ( By increasing the ratio of δl / θmax) · θ, that is, by setting the correction coefficients KRt01 and KRt11 to “1”, the steered wheels are steered to the corrected target turning angle δda based on (δl / θmax) · θ. Therefore, when the vehicle turns with the corrected target turning angle δda, the driver can turn the vehicle at a turning angle proportional to the steering angle θ with respect to the steering handle 11, and thus the steering characteristics are not sufficiently learned. Even so, the vehicle can be easily turned based on experience with a conventional mechanically coupled steering device.

上記第1実施形態においては、車両が低速走行(移動)する場合や操舵特性習得具合が不十分である場合に運転者の覚える違和感を解消するために、目標転舵角δdを補償する転舵角補償関数を導入し、運転者が入力した操舵角θに対して比例の関係を有する補償目標転舵角δdhを計算するように実施した。これにより、運転者の操舵ハンドル11の回動ストロークに対して車両がリニアな操舵特性に従って旋回するため、車両が低速で移動する場合や操舵特性習得具合が不十分であっても、運転者が違和感を覚えないようにした。   In the first embodiment, the steering that compensates the target turning angle δd in order to eliminate the uncomfortable feeling that the driver learns when the vehicle travels (moves) at low speed or when the steering characteristic is not sufficiently learned. An angle compensation function was introduced, and the compensation target turning angle δdh having a proportional relationship with the steering angle θ input by the driver was calculated. As a result, the vehicle turns according to the linear steering characteristics with respect to the rotation stroke of the steering handle 11 of the driver, so that even if the vehicle moves at a low speed or the steering characteristics are not sufficiently learned, I didn't feel uncomfortable.

ところで、上述した運転者の違和感は、運転者が大きな実転舵角を必要とする場合において、操舵ハンドル11の操舵角θに対する実転舵角δが発生するまでの時間遅れによっても感じられる場合がある。すなわち、上記第1実施形態における目標転舵角δdは、前記式27に従って、操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)に対してべき乗関数的(指数関数的)に変化する見込み横加速度Gd(すなわち見込み横加速度Gdf,Gdr)に基づいて計算される。さらに、操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)は、所定値Tg以上において、前記式7,9に従って、運転者による操作入力値としての操舵角θに対して指数関数的に変化するように計算される。このため、運転者が大きな実転舵角を必要とする場合には、従来の機械的に連結された操舵装置に比して、より多く操舵ハンドル11を回動しなければならず、このことによって運転者は違和感を覚えることがある。したがって、運転者による操作入力値としての操舵角θに対して操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)を、特に低速走行(移動)の際に、大きくするようにすれば、運転者が必要としている実転舵角δを発生させるまでの時間遅れを小さくすることができる。以下、上記第1実施形態の第1変形例について詳細に説明する。   By the way, when the driver needs a large actual turning angle, the driver may feel a sense of discomfort as described above due to a time delay until the actual turning angle δ with respect to the steering angle θ of the steering wheel 11 is generated. There is. In other words, the target turning angle δd in the first embodiment described above is the expected lateral acceleration Gd (exponential function) that changes exponentially with respect to the steering torque Td (that is, the steering torque Tdf, Tdr) according to the equation 27. That is, it is calculated based on the expected lateral acceleration (Gdf, Gdr). Further, the steering torque Td (steering torques Tdf, Tdr) is calculated so as to change exponentially with respect to the steering angle θ as the operation input value by the driver according to the expressions 7 and 9 above the predetermined value Tg. Is done. For this reason, when the driver needs a large actual turning angle, the steering handle 11 must be rotated more than the conventional mechanically connected steering device. Depending on the driver, the driver may feel uncomfortable. Therefore, if the steering torque Td (steering torque Tdf, Tdr) is increased with respect to the steering angle θ as an operation input value by the driver, particularly when driving at low speed (moving), the driver needs The time delay until the actual turning angle δ is generated can be reduced. Hereinafter, a first modification of the first embodiment will be described in detail.

この第1変形例においては、変位−トルク変換部51からトルク−横加速度変換部52に供給される第1操作力としての操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)を大きく補償して補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)を計算する関数(以下、トルク補償関数という)を導入する。以下、このトルク補償関数について詳細に説明する。このトルク補償関数は、車両の車速Vの大きさと操舵角θの変化特性に基づいて補償操舵トルクTdhを計算するものであり、切込み操作時においては下記式33によって表され、戻し操作時においては下記式34によって表される。
Tdfh=KRs10・(KRs00・Tdf+KRs01・(Tmax/θmax)・θ)+KRs11・(Tmax/θmax)・θ …式33
Tdrh=KRs10・(KRs00・Tdr+KRs01・(Tmax/θmax)・θ)+KRs11・(Tmax/θmax)・θ …式34
ただし、KRs00,KRs01, KRs10およびKRs11は所定の補正係数である。そして、補正係数KRs00と補正係数KRs01間には下記式35に示す関係が成立し、補正係数KRs10と補正係数KRs11間には下記式36に示す関係が成立する。
KRs00+KRs01=1 …式35
KRs10+KRs11=1 …式36
In this first modification, the steering torque Td (steering torque Tdf, Tdr) as the first operating force supplied from the displacement-torque converter 51 to the torque-lateral acceleration converter 52 is largely compensated to compensate the steering torque. A function for calculating Tdh (compensated steering torque Tdfh, Tdrh) (hereinafter referred to as a torque compensation function) is introduced. Hereinafter, the torque compensation function will be described in detail. This torque compensation function calculates a compensation steering torque Tdh based on the magnitude of the vehicle speed V of the vehicle and the change characteristic of the steering angle θ, and is expressed by the following equation 33 at the time of the cutting operation, and at the time of the return operation. It is represented by the following formula 34.
Tdfh = KRs10 • (KRs00 • Tdf + KRs01 • (Tmax / θmax) • θ) + KRs11 • (Tmax / θmax) • θ
Tdrh = KRs10 • (KRs00 • Tdr + KRs01 • (Tmax / θmax) • θ) + KRs11 • (Tmax / θmax) • θ
However, KRs00, KRs01, KRs10 and KRs11 are predetermined correction factors. The relationship shown in the following equation 35 is established between the correction coefficient KRs00 and the correction coefficient KRs01, and the relationship shown in the following equation 36 is established between the correction coefficient KRs10 and the correction coefficient KRs11.
KRs00 + KRs01 = 1 ... Formula 35
KRs10 + KRs11 = 1 ... Formula 36

ここで、特に、補正係数KRs01と補正係数KRs11については、補正係数KRs01が車速特性に基づく操舵遅れ特性を補正する係数であり、補正係数KRs11が操舵角θの変化特性を補正する係数であって、それぞれ図7(a),(b)に示すような特性を有する。具体的に説明すると、補正係数KRs01は、図7(a)に示すように、車速センサ33によって検出された車速Vに応じて変化する特性を有しており、所定の車速未満においてその値が「1」とされ、所定の車速以上においてその値が所定値まで変化する補正係数である。一方、補正係数KRs11は、図7(b)に示すように、運転者により入力された操舵角θが所定の操舵角θz未満ではその値が「1」とされ、所定の操舵角θz以上ではその値が所定値まで変化する補正係数である。なお、前記所定値は、その値が「0」〜「1」の間の数値として設定されるとよい。ここで、所定の操舵角θz未満において補正係数KRs11を「1」とするのは、所定の操舵角θz未満では、前記式6,8に従い、操舵トルクTdf,Tdrが一次関数的に変化するためである。   Here, in particular, regarding the correction coefficient KRs01 and the correction coefficient KRs11, the correction coefficient KRs01 is a coefficient for correcting the steering delay characteristic based on the vehicle speed characteristic, and the correction coefficient KRs11 is a coefficient for correcting the change characteristic of the steering angle θ. These have the characteristics shown in FIGS. 7A and 7B, respectively. More specifically, as shown in FIG. 7A, the correction coefficient KRs01 has a characteristic that changes according to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, and the value is less than a predetermined vehicle speed. A correction coefficient that is “1” and that changes to a predetermined value at a predetermined vehicle speed or higher. On the other hand, as shown in FIG. 7B, the correction coefficient KRs11 is “1” when the steering angle θ input by the driver is less than the predetermined steering angle θz, and is greater than or equal to the predetermined steering angle θz. A correction coefficient whose value changes to a predetermined value. The predetermined value may be set as a numerical value between “0” and “1”. Here, the reason why the correction coefficient KRs11 is set to “1” when the angle is less than the predetermined steering angle θz is that the steering torques Tdf and Tdr change in a linear function according to the formulas 6 and 8 below the predetermined steering angle θz. It is.

そして、補償操舵トルクTdhは、検出された車速Vや操舵角θに応じて前記式33,34に従い次のように計算される。すなわち、車速Vが大きくかつ操舵角θが操舵角θz以上である場合には、補正係数KRs01は図7(a)に示すようにその値が所定値とされるとともに、補正係数KRs11も図7(b)に示すようにその値が所定値とされる。このため、前記式35,36に従い、補正係数KRs00および補正係数KRs10が決定される。これにより、変位−トルク変換部51からトルク−横加速度変換部52に供給される補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)は、運転者により操舵ハンドル11を介して入力される操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)よりも大きくなるように補償されて計算されるため、運転者が必要としている実転舵角δを発生させるまでの時間遅れを小さくすることができる。   The compensated steering torque Tdh is calculated as follows according to the equations 33 and 34 in accordance with the detected vehicle speed V and the steering angle θ. That is, when the vehicle speed V is high and the steering angle θ is equal to or greater than the steering angle θz, the correction coefficient KRs01 is set to a predetermined value as shown in FIG. As shown in (b), the value is set to a predetermined value. For this reason, the correction coefficient KRs00 and the correction coefficient KRs10 are determined according to the expressions 35 and 36. Thereby, the compensation steering torque Tdh (compensation steering torque Tdfh, Tdrh) supplied from the displacement-torque conversion unit 51 to the torque-lateral acceleration conversion unit 52 is the steering torque Td input by the driver via the steering handle 11. Since the calculation is compensated to be larger than (steering torque Tdf, Tdr), the time delay until the actual turning angle δ required by the driver is generated can be reduced.

また、車速Vが小さくかつ操舵角θが操舵角θz未満である場合には、補正係数KRs01は図7(a)に示すようにその値が「1」とされるとともに、補正係数KRs11も図7(b)に示すようにその値が「1」とされる。このため、前記式35,36に従い、補正係数KRs00はその値が「0」となり、補正係数KRs10もその値が「0」となる。これにより、前記式33,34に基づく補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)は、第2操作力としての(Tmax/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。この比例関係が得られることにより、例えば、最大操舵角θmaxまで操舵ハンドル11を回動する場合において、最大操舵トルクTmaxを発生させるまでの時間を短縮することができる。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の操舵角θに対して実転舵角δをリニアに変化させることができ、人間の知覚特性に合った操舵特性を得ることができる。これにより、運転者は、違和感を覚えることなく極めて容易に車両を旋回させることができる。   When the vehicle speed V is small and the steering angle θ is less than the steering angle θz, the correction coefficient KRs01 is set to “1” as shown in FIG. 7A, and the correction coefficient KRs11 is also shown in the figure. The value is set to “1” as shown in FIG. Therefore, the value of the correction coefficient KRs00 becomes “0” and the value of the correction coefficient KRs10 also becomes “0” in accordance with the above equations 35 and 36. As a result, the compensated steering torque Tdh (compensated steering torque Tdfh, Tdrh) based on the equations 33 and 34 is (Tmax / θmax) · θ as the second operating force, and is proportional to the steering angle θ. . By obtaining this proportional relationship, for example, when the steering handle 11 is rotated to the maximum steering angle θmax, it is possible to shorten the time until the maximum steering torque Tmax is generated. Therefore, the driver can linearly change the actual turning angle δ with respect to the steering angle θ of the steering handle 11, and can obtain a steering characteristic that matches human perception characteristics. Thereby, the driver can turn the vehicle very easily without feeling uncomfortable.

上記のように計算された補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)は、トルク−横加速度変換部52に供給される。トルク−横加速度変換部52は、供給された補償操舵トルクTdhを利用して、前記式11〜15に従って見込み横加速度Gd(見込み横加速度Gdf,Gdr)を計算する。なお、この場合においても、図4に示した特性の変換テーブルを用いて、見込み横加速度Gd(見込み横加速度Gdf,Gdr)を計算することが可能である。そして、計算された見込み横加速度Gdは、転舵角変換部53に供給され、前記式27に従って目標転舵角δdが計算され、同計算された目標転舵角δdは転舵制御部60の転舵角補正部61によって補正されて補正目標転舵角δdaが計算される。したがって、見込み横加速度Gd(見込み横加速度Gdf,Gdr)が補償操舵トルクTdhに基づいて計算されるため、操舵遅れが解消され、上記第1実施形態と同様に運転者が覚える違和感を解消することができる。   The compensated steering torque Tdh (compensated steering torque Tdfh, Tdrh) calculated as described above is supplied to the torque-lateral acceleration converter 52. The torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates the expected lateral acceleration Gd (expected lateral acceleration Gdf, Gdr) according to the above equations 11 to 15 using the supplied compensation steering torque Tdh. Even in this case, the expected lateral acceleration Gd (expected lateral acceleration Gdf, Gdr) can be calculated using the conversion table having the characteristics shown in FIG. Then, the calculated expected lateral acceleration Gd is supplied to the turning angle conversion unit 53, the target turning angle δd is calculated according to the equation 27, and the calculated target turning angle δd is calculated by the turning control unit 60. The correction target turning angle δda is calculated by being corrected by the turning angle correction unit 61. Therefore, since the expected lateral acceleration Gd (expected lateral acceleration Gdf, Gdr) is calculated based on the compensated steering torque Tdh, the steering delay is eliminated, and the uncomfortable feeling felt by the driver as in the first embodiment is eliminated. Can do.

次に、操舵ハンドル11の操作入力値として操舵トルクTを利用するようにした上記第1実施形態の第2変形例について説明する。この第2変形例においては、図1に破線で示すように、操舵入力軸12に組み付けられて操舵ハンドル11に入力された操舵トルクを検出するとともに、同検出された操舵トルクを操舵トルクTとして検出する操舵トルクセンサ38を備えている。他の構成については上記第1実施形態と同じであるが、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムは上記第1実施形態の場合と若干異なる。   Next, a second modification of the first embodiment in which the steering torque T is used as the operation input value of the steering handle 11 will be described. In the second modified example, as indicated by a broken line in FIG. 1, the steering torque assembled to the steering input shaft 12 and input to the steering handle 11 is detected, and the detected steering torque is used as the steering torque T. A steering torque sensor 38 for detection is provided. Other configurations are the same as those in the first embodiment, but the computer program executed by the electronic control unit 35 is slightly different from that in the first embodiment.

この第2変形例の場合には、前記コンピュータプログラムを表す図2の機能ブロック図において、変位−トルク変換部51は設けられておらず、トルク−横加速度変換部52が、上記第1実施形態における変位−トルク変換部51にて計算される操舵トルクTdf,Tdrに代えて、操舵トルクセンサ38によって検出された操舵トルクTを用いて見込み横加速度Gdf,Gdrを計算する。すなわち、操舵トルクセンサ38から出力される操舵トルクTは、入力された操舵トルクに対し、切込み操作または戻し操作に応じて前記式6〜10と同様に計算が実行されて出力され、前記式11〜16と同様の計算を実行して見込み横加速度Gdf,Gdrを決定する。なお、この場合も、前記式11〜16の演算の実行に代え、図4に示す特性を表すテーブルを用いて見込み横加速度Gdf,Gdrを計算するようにしてもよい。また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記第1実施形態の場合と同じである。   In the case of this second modification, in the functional block diagram of FIG. 2 representing the computer program, the displacement-torque conversion unit 51 is not provided, and the torque-lateral acceleration conversion unit 52 is used in the first embodiment. The estimated lateral accelerations Gdf and Gdr are calculated using the steering torque T detected by the steering torque sensor 38 instead of the steering torques Tdf and Tdr calculated by the displacement-torque converter 51 in FIG. That is, the steering torque T output from the steering torque sensor 38 is calculated and output in the same manner as in the equations 6 to 10 according to the cutting operation or the return operation with respect to the input steering torque. The calculation similar to ˜16 is executed to determine the expected lateral accelerations Gdf and Gdr. In this case as well, the expected lateral accelerations Gdf and Gdr may be calculated using a table representing the characteristics shown in FIG. The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the first embodiment.

この第2変形例によれば、操舵ハンドル11に対する運転者の操作入力値としての操舵トルクTがトルク−横加速度変換部52によって見込み横加速度Gdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込み横加速度Gdrに変換され、転舵角変換部53、転舵角補正部61および駆動制御部62により、左右前輪FW1,FW2は見込み横加速度Gdf,Gdrの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。そして、この場合も、操舵トルクTは運転者が操舵ハンドル11から知覚し得る物理量であるとともに、操舵トルクTに対して見込み横加速度Gdf,Gdrはべき乗関数的(式12を式16に変形することにより、また、同様に式14を変形することにより指数関数的)に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル11を回動操作できる。したがって、この変形例においても、上記第1実施形態の場合と同様に、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った横加速度を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル11を回動操作して、車両を旋回させることができるので、上記第1実施形態の場合と同様な効果が期待される。   According to the second modification, the steering torque T as the driver's operation input value for the steering handle 11 is changed to the expected lateral acceleration Gdr to which the expected lateral acceleration Gdf or the hysteresis term Mh2 is given by the torque-lateral acceleration conversion unit 52. The left and right front wheels FW1 and FW2 are steered to the corrected target turning angle δda necessary for generating the expected lateral accelerations Gdf and Gdr by the turning angle conversion unit 53, the turning angle correction unit 61, and the drive control unit 62. The Also in this case, the steering torque T is a physical quantity that can be perceived by the driver from the steering wheel 11, and the expected lateral accelerations Gdf and Gdr with respect to the steering torque T are exponential functions (formula 12 is transformed into formula 16). Therefore, the driver changes the expression 14 in an exponential manner in the same manner, so that the driver feels the reaction force according to Weber-Hefner's law, and the steering wheel 11 according to the human perceptual characteristic. Can be rotated. Therefore, also in this modified example, as in the case of the first embodiment, the driver rotates the steering handle 11 according to the human perceptual characteristics while feeling the lateral acceleration according to the Weber-Hefner's law. Since the vehicle can be turned, the same effect as in the case of the first embodiment is expected.

さらに、上記第1実施形態による車両の操舵制御と、前記第2変形例による車両の操舵制御とを切り替え可能にしてもよい。すなわち、操舵角センサ31と操舵トルクセンサ38の両方を備え、上記第1実施形態のように変位−トルク変換部51にて計算される操舵トルクTdを用いて見込み横加速度Gdを計算する場合と、操舵トルクセンサ38によって出力された操舵トルクTを用いて見込み横加速度Gdを計算する場合とを切り替えて利用可能とすることもできる。この場合、前記切り替えを、運転者の意思により、または車両の運動状態に応じて自動的に切り替えるようにするとよい。   Furthermore, the vehicle steering control according to the first embodiment and the vehicle steering control according to the second modification may be switchable. That is, both the steering angle sensor 31 and the steering torque sensor 38 are provided, and the estimated lateral acceleration Gd is calculated using the steering torque Td calculated by the displacement-torque conversion unit 51 as in the first embodiment. It is also possible to switch between the case where the expected lateral acceleration Gd is calculated using the steering torque T output by the steering torque sensor 38 and to make it usable. In this case, the switching may be performed automatically according to the driver's intention or according to the motion state of the vehicle.

また、上記第1実施形態においては、転舵角補正部61が、見込み横加速度Gdと実横加速度Gとの差Gd−Gに応じて目標転舵角δdを補正するようにした。しかし、これに代え、または加えて、転舵角補正部61が、見込み横加速度Gdに対応した見込みヨーレートγdと実ヨーレートγとの差γd−γに応じて目標転舵角δdを補正するようにしてもよい。この場合、見込みヨーレートγdを、見込み横加速度Gdおよび車速Vを用いて下記式37の演算により計算する。
γd=Gd/V …式37
In the first embodiment, the turning angle correction unit 61 corrects the target turning angle δd according to the difference Gd−G between the expected lateral acceleration Gd and the actual lateral acceleration G. However, instead or in addition, the turning angle correction unit 61 corrects the target turning angle δd according to the difference γd−γ between the expected yaw rate γd corresponding to the expected lateral acceleration Gd and the actual yaw rate γ. It may be. In this case, the expected yaw rate γd is calculated by the calculation of Expression 37 below using the expected lateral acceleration Gd and the vehicle speed V.
γd = Gd / V Equation 37

そして、この計算した見込みヨーレートγdと、図1に破線で示すようにヨーレートセンサ39によって検出された実ヨーレートγとを用いた下記式38に基づいて補正目標転舵角δdaを計算するようにすればよい。
δda=δd+K4・(γd−γ) …式38
ただし、係数K4は予め決められた正の定数であり、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込みヨーレートγdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角がより精度よく確保される。
Then, the corrected target turning angle δda is calculated based on the following equation 38 using the calculated expected yaw rate γd and the actual yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 39 as indicated by a broken line in FIG. That's fine.
δda = δd + K4 · (γd−γ) Equation 38
However, the coefficient K4 is a predetermined positive constant, and when the actual yaw rate γ is less than the expected yaw rate γd, the coefficient K4 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle δda becomes larger. Further, when the actual yaw rate γ exceeds the expected yaw rate γd, the correction target turning angle δda is corrected to be smaller. By this correction, the turning angles of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected yaw rate γd are more accurately ensured.

b.第2実施形態
上記第1実施形態においては、反力トルクTzf,Tzrを前記式1〜式5に従って計算し、操舵トルクTdf,Tdrを前記式6〜式10に従って計算するように実施した。すなわち、操舵ハンドル11の操舵角θが所定の操舵角θz未満では反力トルクTzf,Tzrおよび操舵トルクTdf,Tdrを原点「0」を通る一次関数式(前記式1,3,6および式8)に従って計算し、所定の操舵角θz以上ではウェーバー・ヘフナーの法則に基づく指数関数式(前記式2,4,7および式9)に従って計算するように実施した。特に、中立位置近傍の反力トルクTzf,Tzrおよび操舵トルクTdf,Tdrを一次関数式に従って計算することにより、操舵ハンドル11の回動方向への振動を効果的に防止できる。すなわち、一次関数式の傾きa1,a2の大きさによって決定される反力トルクTzf,Tzrおよび操舵トルクTdf,Tdrにより操舵ハンドル11を中立位置に維持することができ、回動方向への振動を効果的に防止できる。さらに、前記一次関数式と前記指数関数式とは、所定の操舵角θzにて連続的に接続するように実施した。これにより、運転者が知覚する反力トルクTzf,Tzrおよび運転者が操舵ハンドル11に付与する操舵トルクTdf,Tdrが一次関数的な変化から指数関数的な変化、または、指数関数的な変化から一次関数的な変化へと切り替わるときであっても、運転者は違和感を覚えることがない。
b. Second Embodiment In the first embodiment, the reaction force torques Tzf and Tzr are calculated according to the equations 1 to 5, and the steering torques Tdf and Tdr are calculated according to the equations 6 to 10. That is, when the steering angle θ of the steering wheel 11 is less than the predetermined steering angle θz, the reaction force torques Tzf, Tzr and the steering torques Tdf, Tdr are linear function equations that pass through the origin “0” (the aforementioned equations 1, 3, 6, and 8). ), And in accordance with the exponential function formula (the above formulas 2, 4, 7 and 9) based on Weber-Hefner's law at a predetermined steering angle θz or more. In particular, by calculating the reaction force torques Tzf, Tzr and the steering torques Tdf, Tdr in the vicinity of the neutral position according to a linear function equation, vibration in the turning direction of the steering handle 11 can be effectively prevented. In other words, the steering handle 11 can be maintained at the neutral position by the reaction force torques Tzf and Tzr and the steering torques Tdf and Tdr determined by the magnitudes of the gradients a1 and a2 of the linear function equation, and vibration in the rotational direction can be generated. It can be effectively prevented. Furthermore, the linear function formula and the exponential function formula were implemented so as to be continuously connected at a predetermined steering angle θz. As a result, the reaction force torques Tzf and Tzr perceived by the driver and the steering torques Tdf and Tdr applied by the driver to the steering wheel 11 are changed from a linear function change to an exponential function change or an exponential function change. Even when switching to a linear function change, the driver does not feel discomfort.

ところで、上記第1実施形態におけるウェーバー・ヘフナーの法則に基づく指数関数式は、上述したように、前記式21により計算される定数K1に依存して決定される指数関数式であり、同定数K1は車両の操舵システム(例えば、最大操舵角θmaxなど)に基づいて決定される。したがって、車両の操舵システムによっては、指数関数式によって計算される反力トルクTzf,Tzrおよび操舵トルクTdf,Tdrの値を大きくすることが可能であり、その結果、この指数関数式に対して一次関数式を所定の操舵角θzにて連続的に接続した場合には、接続される一次関数式の傾き(すなわち傾きa1,a2)が大きくなる。このため、運転者は、操舵ハンドル11の中立位置から回動操作を開始したときには、より大きな反力トルクTzf,Tzrを知覚しながら、言い換えれば、より大きな操舵トルクTdf,Tdrを操舵ハンドル11に付与しながら回動操作する必要がある。   By the way, the exponential function formula based on the Weber-Hefner law in the first embodiment is an exponential function formula determined depending on the constant K1 calculated by the formula 21 as described above, and the identification number K1. Is determined based on a vehicle steering system (for example, a maximum steering angle θmax). Therefore, depending on the steering system of the vehicle, it is possible to increase the values of the reaction torques Tzf and Tzr and the steering torques Tdf and Tdr calculated by the exponential function formula. When the function formulas are continuously connected at a predetermined steering angle θz, the slopes (ie, the slopes a1 and a2) of the connected linear function formulas become large. For this reason, when the driver starts the turning operation from the neutral position of the steering handle 11, the driver perceives larger reaction force torques Tzf and Tzr, in other words, applies larger steering torques Tdf and Tdr to the steering handle 11. It is necessary to rotate while applying.

また、より大きな反力トルクTzf,Tzrが操舵ハンドル11に付与されることにより、例えば、操舵ハンドル11が若干量だけ回動されたときには、より大きな反力トルクによって中立位置方向に戻されるため、回動方向への振動が発生しやすくなる。このことは、特に、車両が低速で走行していて、運転者が操舵ハンドル11を大きく回動操作するときに顕著に知覚される。そこで、中立位置からの操舵ハンドル11の回動操作を容易とするとともに、中立位置近傍における操舵ハンドル11の回動方向への振動を防止できる第2実施形態について以下に詳細に説明する。なお、この第2実施形態においては、その構成が上記第1実施形態と同様であり、変位−トルク変換部41,51による反力トルクTzf,Tzrおよび操舵トルクTdf,Tdrの計算式のみが異なる。したがって、構成に関する詳細な説明は省略する。   Further, since the larger reaction force torques Tzf and Tzr are applied to the steering handle 11, for example, when the steering handle 11 is turned by a slight amount, the steering wheel 11 is returned to the neutral position direction by the larger reaction force torque. Vibration in the rotation direction is likely to occur. This is particularly noticeable when the vehicle is traveling at a low speed and the driver rotates the steering handle 11 greatly. Therefore, a second embodiment that facilitates the turning operation of the steering handle 11 from the neutral position and can prevent vibration in the turning direction of the steering handle 11 near the neutral position will be described in detail below. In the second embodiment, the configuration is the same as that of the first embodiment, and only the calculation formulas of the reaction force torques Tzf and Tzr and the steering torques Tdf and Tdr by the displacement-torque converters 41 and 51 are different. . Therefore, the detailed description regarding a structure is abbreviate | omitted.

この第2実施形態においても、運転者によって操舵ハンドル11が回動操作されると、操舵角センサ31によって操舵ハンドル11の回転角である操舵角θが検出されて、同検出された操舵角θを反力制御部40および感覚適合制御部50にそれぞれ出力する。そして、反力制御部40の変位−トルク変換部41は、運転者によって操舵ハンドル11が切込み操作されていれば下記式39に従って反力トルクTzfを計算し、戻し操作されていれば下記式40に従って反力トルクTzrを計算する。
Tzf=KRs0・To・exp(K1・θ)+KRs1・(KRm0・To・(exp(K1・θ)−1)+KRm1・(Tmax/θmax)・θ) …式39
Tzf=KRs0・(To・exp(K1・θ)−Mh1)+KRs1・(KRm0・(To・(exp(K1・θ)−1)−Mh1)+KRm1・(Tmax/θmax)・θ) …式40
ただし、前記式39,40中のKRs0,KRs1,KRm0およびKRm1は所定の係数(重み係数)であり、前記式40中のMh1は上記第1実施形態と同様にヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。
Also in the second embodiment, when the steering handle 11 is turned by the driver, the steering angle sensor 31 detects the steering angle θ that is the rotation angle of the steering handle 11, and the detected steering angle θ. Are output to the reaction force control unit 40 and the sensory adaptation control unit 50, respectively. Then, the displacement-torque conversion unit 41 of the reaction force control unit 40 calculates the reaction force torque Tzf according to the following equation 39 if the steering handle 11 is turned by the driver, and if the return operation is performed, the following equation 40 is obtained. The reaction torque Tzr is calculated according to
Tzf = KRs0 ・ To ・ exp (K1 ・ θ) + KRs1 ・ (KRm0 ・ To ・ (exp (K1 ・ θ) −1) + KRm1 ・ (Tmax / θmax) ・ θ)
Tzf = KRs0 • (To • exp (K1 • θ) −Mh1) + KRs1 • (KRm0 • (To • (exp (K1 • θ) −1) −Mh1) + KRm1 • (Tmax / θmax) • θ)
However, KRs0, KRs1, KRm0, and KRm1 in the equations 39 and 40 are predetermined coefficients (weighting factors), and Mh1 in the equation 40 is a hysteresis for configuring the hysteresis characteristics as in the first embodiment. Term.

ここで、係数KRs0と係数KRs1間には下記式41に示す関係が成立し、係数KRm0と係数KRm1間には下記式42に示す関係が成立する。
KRs0+KRs1=1 …式41
KRm0+KRm1=1 …式42
そして、係数KRs0と係数KRm0は、車速センサ33によって検出された車速Vに応じて、図8(a),(b)に示すような変化特性を有する。具体的に説明すると、係数KRs0は、図8(a)に示すように、検出車速Vが所定の車速V1未満においてその値が「0」とされ、所定の車速V1以上で所定の車速V2未満においてその値が「1」まで変化し、所定の車速V2以上でその値が「1」とされる係数(重み係数)である。一方、係数KRm0は、図8(b)に示すように、検出車速Vが所定の車速V1未満においてその値が「1」とされ、所定の車速V1以上で所定の車速V2未満においてその値が「0」まで変化し、所定の車速V2以上でその値が「0」とされる係数(重み係数)である。
Here, the relationship shown in the following equation 41 is established between the coefficient KRs0 and the coefficient KRs1, and the relationship shown in the following equation 42 is established between the coefficient KRm0 and the coefficient KRm1.
KRs0 + KRs1 = 1 ... Formula 41
KRm0 + KRm1 = 1 ... Formula 42
The coefficient KRs0 and the coefficient KRm0 have change characteristics as shown in FIGS. 8A and 8B according to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33. Specifically, as shown in FIG. 8A, the coefficient KRs0 is “0” when the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed V1, and is equal to or higher than the predetermined vehicle speed V1 and less than the predetermined vehicle speed V2. Is a coefficient (weighting coefficient) at which the value changes to “1” and the value is set to “1” at a predetermined vehicle speed V2 or higher. On the other hand, as shown in FIG. 8B, the coefficient KRm0 is “1” when the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed V1, and the value is greater than or equal to the predetermined vehicle speed V1 and less than the predetermined vehicle speed V2. This is a coefficient (weighting coefficient) that changes to “0” and that is set to “0” when the vehicle speed is V2 or higher.

このように、係数KRs0および係数KRm0が検出車速Vに応じて変化することにより、前記式39または前記式40に従って計算される反力トルクTzfまたは反力トルクTzrは以下のようになる。すなわち、検出車速Vが所定の車速V1未満であれば係数KRs0が「0」に設定され、前記式41に従って係数KRs1は「1」に設定される。一方、検出車速Vが所定の車速V1未満であれば係数KRm0が「1」に設定され、前記式42に従って係数KRm1は「0」に設定される。これにより、検出車速Vが所定の車速V1未満(低速走行時)においては、前記式39,40がそれぞれ下記式43,44に示すようになり、同式43,44に従って反力トルクTzf,Tzrが計算される。
Tzf=To・(exp(K1・θ)−1) …式43
Tzr=To・(exp(K1・θ)−1)−Mh1 …式44
前記式43,44に従って計算される反力トルクTzf,Tzrは、操舵ハンドル11の操舵角θが「0」すなわち中立位置であれば「0」と計算される。また、中立位置から操舵ハンドル11を切込み操作するとき、または、中立位置方向へ戻し操作するときには、中立位置近傍で付与される反力トルクTzf,Tzrが指数関数的に緩やかに変化し、操舵ハンドル11に付与される反力トルクTzf,Tzrは小さくなる。
Thus, when the coefficient KRs0 and the coefficient KRm0 change according to the detected vehicle speed V, the reaction force torque Tzf or the reaction force torque Tzr calculated according to the equation 39 or the equation 40 is as follows. That is, if the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed V1, the coefficient KRs0 is set to “0”, and the coefficient KRs1 is set to “1” according to the equation 41. On the other hand, if the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed V1, the coefficient KRm0 is set to “1”, and the coefficient KRm1 is set to “0” according to the equation 42. As a result, when the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed V1 (during low speed driving), the equations 39 and 40 are expressed by the following equations 43 and 44, respectively, and the reaction force torques Tzf and Tzr according to the equations 43 and 44 Is calculated.
Tzf = To · (exp (K1 · θ) −1) Equation 43
Tzr = To · (exp (K1 · θ) −1) −Mh1 Equation 44
The reaction force torques Tzf and Tzr calculated according to the equations 43 and 44 are calculated to be “0” if the steering angle θ of the steering wheel 11 is “0”, that is, the neutral position. Further, when the steering handle 11 is turned from the neutral position or returned to the neutral position, the reaction force torques Tzf and Tzr applied in the vicinity of the neutral position change exponentially and gradually. The reaction torques Tzf and Tzr imparted to 11 are reduced.

このため、操舵ハンドル11の中立位置では反力トルクTzf,Tzrが付与されないことに加えて、中立位置近傍での反力トルクTzf,Tzrの変化量(上記第1実施形態における一次関数式の傾きa1,a2に相当)が小さく(緩やかに)なることにより、操舵ハンドル11の回動方向への振動を防止することができる。また、中立位置から切込み操作を開始するときには運転者の知覚する反力トルクTzfが小さくなるため、運転者が操舵ハンドル11に付与する操舵トルクも小さくなる。したがって、車両の操舵システムに従って定数K1が大きく設定された場合であっても、運転者は極めて容易に操舵ハンドル11を回動操作することができる。   For this reason, in addition to the reaction force torques Tzf and Tzr being not applied at the neutral position of the steering wheel 11, the amount of change in the reaction force torques Tzf and Tzr near the neutral position (the slope of the linear function equation in the first embodiment). The vibration in the turning direction of the steering handle 11 can be prevented by reducing (equivalently a1 and a2). Further, when the cutting operation is started from the neutral position, the reaction force torque Tzf perceived by the driver is reduced, so that the steering torque applied to the steering handle 11 by the driver is also reduced. Therefore, even when the constant K1 is set to be large according to the vehicle steering system, the driver can turn the steering handle 11 very easily.

また、検出車速Vが所定の車速V2以上であれば係数KRs0が「1」に設定され、前記式41に従って係数KRs1は「0」に設定される。これにより、検出車速Vが所定の車速V2以上(高速走行時)においては、前記式39,40がそれぞれ下記式45,46に示すようになり、同式45,46に従って反力トルクTzf,Tzrが計算される。
Tzf=To・exp(K1・θ) …式45
Tzr=To・(exp(K1・θ)−Mh1) …式46
前記式45,46に従って計算される反力トルクTzf,Tzrは、上記第1実施形態と同様に、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて計算されるものである。これにより、高速走行時においては、運転者は人間の知覚特性に合った状態で操舵ハンドル11を回動操作することができる。また、高速走行時において、前記式45,46に従って計算される反力トルクTzf,Tzrは、操舵ハンドル11が中立位置すなわち操舵角θが「0」であれば、Toとして計算される。このように、中立位置にある操舵ハンドル11に対して反力トルクToが付与されることにより、高速走行時の車両の直進安定性を良好に確保することができる。
If the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined vehicle speed V2, the coefficient KRs0 is set to “1”, and the coefficient KRs1 is set to “0” according to the equation 41. As a result, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined vehicle speed V2 (during high-speed driving), the equations 39 and 40 are expressed by the following equations 45 and 46, respectively, and the reaction force torques Tzf and Tzr Is calculated.
Tzf = To · exp (K1 · θ)… Formula 45
Tzr = To · (exp (K1 · θ) −Mh1) Equation 46
The reaction torques Tzf and Tzr calculated according to the equations 45 and 46 are calculated based on Weber-Hefner's law, as in the first embodiment. As a result, during high-speed traveling, the driver can turn the steering handle 11 in a state that matches human perceptual characteristics. Further, the reaction force torques Tzf and Tzr calculated according to the equations 45 and 46 during high speed traveling are calculated as To if the steering wheel 11 is in the neutral position, that is, the steering angle θ is “0”. In this way, by applying the reaction force torque To to the steering handle 11 in the neutral position, it is possible to satisfactorily ensure the straight running stability of the vehicle during high speed traveling.

すなわち、中立位置にて反力トルクToが付与されることによって、操舵ハンドル11は、中立位置から僅かに左右方向に回動されると、付与されている反力トルクToによって中立位置方向へ戻される。これにより、例えば、運転者の意図しない操舵ハンドル11の左右方向への回動が生じた場合には、操舵ハンドル11は自動的に中立位置に戻される。また、中立位置にある操舵ハンドル11は、反力トルクToによりその状態が維持される。したがって、高速走行時の車両の直進安定性を良好に確保することができる。   That is, when the reaction force torque To is applied at the neutral position, the steering handle 11 is returned to the neutral position direction by the applied reaction force torque To when the steering handle 11 is slightly rotated in the left-right direction from the neutral position. It is. Thereby, for example, when the steering handle 11 is turned in the left-right direction which is not intended by the driver, the steering handle 11 is automatically returned to the neutral position. Further, the steering handle 11 in the neutral position is maintained in the state by the reaction force torque To. Therefore, it is possible to satisfactorily ensure the straight running stability of the vehicle when traveling at high speed.

また、検出車速Vが所定の車速V1以上で所定の車速V2未満であるときには、係数KRs0,KRs1,KRm0およびKRm1が「0」〜「1」(「1」〜「0」)の間で連続的に変化する。これにより、検出車速Vが所定の車速V1以上で所定の車速V2未満(中速走行時)においては、前記式39,40に従って、反力トルクTzf,Tzrが計算される。このように、前記式39,40の係数KRs0, KRs1, KRm0および KRm1が連続的に変化、言い換えれば、前記式39,40の各項の重みが連続的に変化することにより、運転者は違和感を覚えることなく操舵ハンドル11を回動操作できる。これについて以下に具体的に説明する。   When the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined vehicle speed V1 and lower than the predetermined vehicle speed V2, the coefficients KRs0, KRs1, KRm0 and KRm1 are continuously between “0” to “1” (“1” to “0”). Changes. Thus, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined vehicle speed V1 and lower than the predetermined vehicle speed V2 (during medium speed traveling), the reaction force torques Tzf and Tzr are calculated according to the above formulas 39 and 40. In this way, the coefficients KRs0, KRs1, KRm0 and KRm1 of the equations 39 and 40 change continuously, in other words, the weight of each term of the equations 39 and 40 changes continuously, so that the driver feels uncomfortable. The steering handle 11 can be turned without having to remember. This will be specifically described below.

まず、係数KRm0および係数KRm1の変化に伴う反力トルクTzf,Tzrの変化について説明する。検出車速Vが所定の車速V1以上に増加すると、図8(b)に示すように、係数KRm0の値が「1」から「0」に向けて減少するとともに、前記式42に従って、係数KRm1が「0」から「1」に向けて増加する。これにより、検出車速Vの増加に伴い、反力トルクTzf,Tzrは、前記式39,40中のTo・(exp(K1・θ)−1)またはTo・((exp(K1・θ)−1)−Mh1)の重みが連続的に小さくなるとともに、(Tmax/θmax)・θの重みが連続的に大きくなって計算される。   First, changes in reaction force torques Tzf and Tzr accompanying changes in coefficient KRm0 and coefficient KRm1 will be described. When the detected vehicle speed V increases to a predetermined vehicle speed V1 or more, the coefficient KRm0 decreases from “1” to “0” as shown in FIG. It increases from “0” to “1”. Thus, as the detected vehicle speed V increases, the reaction force torques Tzf and Tzr are expressed as To · (exp (K1 · θ) -1) or To · ((exp (K1 · θ) − 1) The weight of −Mh1) is continuously reduced, and the weight of (Tmax / θmax) · θ is continuously increased.

次に、係数KRs0および係数KRs1の変化に伴う反力トルクTzf,Tzrの変化について説明する。検出車速Vが所定の車速V1以上に増加すると、図8(a)に示すように、係数KRs0の値が「0」から「1」に向けて増加するとともに、前記式41に従って、係数KRs1の値が「1」から「0」に向けて減少する。これにより、検出車速Vの増加に伴い、反力トルクTzf,Tzrに対し、前記式39,40中のKRm0・To・(exp(K1・θ)−1)+KRm1・(Tmax/θmax)・θまたはKRm0・(To・(exp(K1・θ)−1)−Mh1)+KRm1・(Tmax/θmax)・θの重みが連続的に小さくなるとともに、To・exp(K1・θ)またはTo・exp(K1・θ)−Mh1の重みが連続的に大きくなって計算される。   Next, changes in reaction torques Tzf and Tzr accompanying changes in coefficient KRs0 and coefficient KRs1 will be described. When the detected vehicle speed V increases to a predetermined vehicle speed V1 or more, as shown in FIG. 8A, the value of the coefficient KRs0 increases from “0” to “1”, and the coefficient KRs1 The value decreases from “1” to “0”. Thereby, as the detected vehicle speed V increases, KRm0 · To · (exp (K1 · θ) −1) + KRm1 · (Tmax / θmax) · θ in the above equations 39 and 40 with respect to the reaction force torques Tzf and Tzr. Or the weight of KRm0 · (To · (exp (K1 · θ) -1) -Mh1) + KRm1 · (Tmax / θmax) · θ decreases continuously and To · exp (K1 · θ) or To · exp The weight is calculated by increasing the weight of (K1 · θ) −Mh1 continuously.

このように、中速走行時において、係数KRs0,KRs1,KRm0およびKRm1が連続的に変化する(詳しくは、係数KRs0,KRm1が増大する)ことにより、低速走行時に前記式43,44に従って計算される反力トルクTzf,Tzrと高速走行時に前記式45,46に従って計算される反力トルクTzf,Tzrとが連続的に変更される。したがって、前記式39,40の各項の重みすなわち係数KRs0,KRs1,KRm0およびKRm1が検出車速Vに応じて連続的に変化し、また運転者の操舵ハンドル11の回動操作量すなわち操舵角θの変化に基づいて反力トルクTzf,Tzrを計算することにより、運転者は、中速走行時の操舵ハンドル11の回動操作において、違和感を覚えることなくスムーズに回動操作することができる。   As described above, the coefficients KRs0, KRs1, KRm0, and KRm1 continuously change during medium speed traveling (specifically, the coefficients KRs0 and KRm1 increase), and thus are calculated according to the above equations 43 and 44 during low speed traveling. The reaction force torques Tzf, Tzr and the reaction force torques Tzf, Tzr calculated according to the above formulas 45, 46 during high speed running are continuously changed. Therefore, the weights of the terms of the equations 39 and 40, that is, the coefficients KRs0, KRs1, KRm0, and KRm1 continuously change according to the detected vehicle speed V, and the amount of turning operation of the steering wheel 11 by the driver, that is, the steering angle θ. By calculating the reaction force torques Tzf and Tzr based on the change in the driving force, the driver can smoothly rotate the steering handle 11 without feeling uncomfortable in the rotating operation of the steering handle 11 when traveling at a medium speed.

そして、この第2実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、上記計算された反力トルクTzfまたは反力トルクTzrは、駆動制御部42に供給される。そして、駆動制御部42は、駆動回路36から反力アクチュエータ13内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに反力トルクTzfまたは反力トルクTzrに対応した駆動電流が流れるように駆動回路36をフィードバック制御する。これにより、運転者は、上述したような反力トルクTzf,Tzrを操舵ハンドル11を介して知覚することができる。   Also in the second embodiment, the calculated reaction force torque Tzf or reaction force torque Tzr is supplied to the drive control unit 42 as in the first embodiment. And the drive control part 42 inputs the drive current which flows into the electric motor in the reaction force actuator 13 from the drive circuit 36, and the drive current corresponding to reaction force torque Tzf or reaction force torque Tzr flows into the same electric motor. The drive circuit 36 is feedback controlled. Accordingly, the driver can perceive the reaction torques Tzf and Tzr as described above via the steering handle 11.

一方、感覚適合制御部50に入力された操舵角θは、運転者によって切込み操作されているときには、変位−トルク変換部51が前記式39と同様な下記式47に従って操舵トルクTdfを計算する。また、運転者によって戻し操作されているときには、変位−トルク変換部51が前記式40と同様な下記式48に従って操舵トルクTdrを計算する。
Tdf=KRs0・To・exp(K1・θ)+KRs1・(KRm0・To・(exp(K1・θ)−1)+KRm1・(Tmax/θmax)・θ) …式47
Tdf=KRs0・(To・exp(K1・θ)−Mh1)+KRs1・(KRm0・(To・(exp(K1・θ)−1)−Mh1)+KRm1・(Tmax/θmax)・θ) …式48
ただし、前記式47,48中のKRs0,KRs1,KRm0およびKRm1も前記式39,40と同様な検出車速Vに応じて変化する所定の係数(重み係数)であり、前記式48中のMh1は上記第1実施形態と同様にヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。
On the other hand, when the steering angle θ input to the sensory adaptation control unit 50 is turned by the driver, the displacement-torque conversion unit 51 calculates the steering torque Tdf according to the following equation 47 similar to the equation 39. Further, when the driver is performing a return operation, the displacement-torque converter 51 calculates the steering torque Tdr according to the following equation 48 similar to the equation 40.
Tdf = KRs0 · To · exp (K1 · θ) + KRs1 · (KRm0 · To · (exp (K1 · θ) -1) + KRm1 · (Tmax / θmax) · θ)
Tdf = KRs0 ・ (To ・ exp (K1 ・ θ) −Mh1) + KRs1 ・ (KRm0 ・ (To ・ (exp (K1 ・ θ) −1) −Mh1) + KRm1 ・ (Tmax / θmax) ・ θ)
However, KRs0, KRs1, KRm0 and KRm1 in the equations 47 and 48 are also predetermined coefficients (weighting factors) that change according to the detected vehicle speed V similar to the equations 39 and 40, and Mh1 in the equation 48 is It is a hysteresis term for constituting a hysteresis characteristic as in the first embodiment.

この操舵トルクTdf,Tdrの計算においても、上述した反力トルクTzf,Tzrの計算と同様に、前記式41,42に従って係数KRs0,KRs1,KRm0およびKRm1が計算される。これにより、操舵トルクTdf,Tdrは、低速走行時において原点「0」を通る指数関数(前記式43,44に相当)に従って計算され、高速走行時においてウェーバー・ヘフナーの法則に基づく指数関数(前記式45,46に相当)に従って計算される。そして、中速走行時においては、係数KRs0,KRs1,KRm0およびKRm1が連続的に変化する(詳しくは、係数KRs0,KRm1が増大する)ことにより、変位−トルク変換部51は、前記式47,48に従って低速走行時に計算される操舵トルクTdf,Tdrと高速走行時に計算される操舵トルクTdf,Tdrとを連続的に変更して計算する。   Also in the calculation of the steering torques Tdf and Tdr, the coefficients KRs0, KRs1, KRm0, and KRm1 are calculated according to the equations 41 and 42 as in the calculation of the reaction force torques Tzf and Tzr described above. As a result, the steering torques Tdf and Tdr are calculated according to an exponential function (corresponding to the equations 43 and 44) passing through the origin “0” during low-speed traveling, and an exponential function based on the Weber-Hefner law (described above) during high-speed traveling. (Corresponding to equations 45 and 46). When the vehicle travels at medium speed, the coefficients KRs0, KRs1, KRm0, and KRm1 continuously change (specifically, the coefficients KRs0, KRm1 increase). 48, the steering torques Tdf and Tdr calculated during low speed running and the steering torques Tdf and Tdr calculated during high speed running are continuously changed.

このように計算された操舵トルクTdf,Tdrは、上記第1実施形態と同様に、トルク−横加速度変換部52に供給される。そして、トルク−横加速度変換部52は、供給された操舵トルクTdf,Tdrに基づき、下記式49,50に従って見込み横加速度Gdf,Gdrを計算する。
Gdf=C・TdfK2 …式49
Gdr=C・(Tdr−Mh2)K2 …式50
ただし、前記式49,50は上記第1実施形態の前記式12,14と同様に構成されるものであり、前記式50中のMh2は上記第1実施形態と同様な切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。そして、トルク−横加速度変換部52は、前記式49,50に従い見込み横加速度Gdf,Gdrを計算すると、転舵角変換部53に供給する。このように、転舵角変換部53は、トルク−横加速度変換部52から見込み横加速度Gdf,Gdrが供給されると、上記第1実施形態と同様に、補償目標転舵角δdhを計算する。
The steering torques Tdf and Tdr calculated in this way are supplied to the torque-lateral acceleration conversion unit 52 as in the first embodiment. Then, the torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates expected lateral accelerations Gdf, Gdr according to the following formulas 49, 50 based on the supplied steering torques Tdf, Tdr.
Gdf = C ・ Tdf K2 ... Formula 49
Gdr = C ・ (Tdr−Mh2) K2 (Formula 50)
However, the formulas 49 and 50 are configured in the same manner as the formulas 12 and 14 in the first embodiment, and Mh2 in the formula 50 is the same between the cutting operation and the return operation as in the first embodiment. This is a hysteresis term for configuring the hysteresis characteristic. Then, the torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates the expected lateral accelerations Gdf and Gdr according to the formulas 49 and 50, and supplies them to the turning angle conversion unit 53. As described above, when the expected lateral accelerations Gdf and Gdr are supplied from the torque-lateral acceleration conversion unit 52, the turning angle conversion unit 53 calculates the compensated target turning angle δdh as in the first embodiment. .

以上の説明からも理解できるように、この第2実施形態によれば、車速が所定の車速V1未満のときには、前記式43,44に示した指数関数に従って操舵ハンドル11の中立位置近傍における反力トルクTzf,Tzr(操舵トルクTdf,Tdr)の操舵角θに対する変化量を小さくすることにより、操舵ハンドル11の回動方向への振動を防止することができる。すなわち、中立位置近傍にて操舵角θに対する反力トルクTzf,Tzr(操舵トルクTdf,Tdr)の変化量を小さくすることにより、操舵ハンドル11を滑らかに中立位置に戻すことができるため、操舵ハンドル11の回動方向への振動を効果的に防止することができる。   As can be understood from the above description, according to the second embodiment, when the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed V1, the reaction force in the vicinity of the neutral position of the steering wheel 11 according to the exponential function shown in the equations 43 and 44. By reducing the amount of change of the torque Tzf, Tzr (steering torque Tdf, Tdr) with respect to the steering angle θ, it is possible to prevent the steering handle 11 from vibrating in the rotational direction. That is, the steering handle 11 can be smoothly returned to the neutral position by reducing the amount of change in the reaction torque Tzf, Tzr (steering torque Tdf, Tdr) with respect to the steering angle θ in the vicinity of the neutral position. 11 can be effectively prevented from vibrating in the rotating direction.

c.第3実施形態
上記第1実施形態の第1変形例においては、転舵角変換部53が転舵角補償関数により目標転舵角δdを補償して補償目標転舵角δdhを計算するように実施した。これにより、車速Vが小さい場合には、補償目標転舵角δdhが操舵角θに対して比例する関係となり、操舵特性習得具合が未だ不十分な運転者であっても違和感を覚えることなく極めて容易に車両を旋回させることができるようにした。
c. Third Embodiment In the first modification of the first embodiment, the turning angle conversion unit 53 calculates the compensated target turning angle δdh by compensating the target turning angle δd with the turning angle compensation function. Carried out. As a result, when the vehicle speed V is small, the compensated target turning angle δdh is proportional to the steering angle θ, and even if the driver is still insufficient in learning the steering characteristics, the driver feels uncomfortable. The vehicle can be turned easily.

ところで、上記第1実施形態において、車速Vが小さい場合に計算される補償目標転舵角δdhは(δl/θmax)・θで表される一次関数式であり、車両の操舵システムにより決定される操舵角θの最大値θmaxに依存する。したがって、最大値θmaxが小さく設定された車両の操舵システムにおいては、上記一次関数式の傾きすなわちδl/θmaxが大きくなり、その結果、補償目標転舵角δdhの変化量が急峻となる場合がある。また、一次関数式の傾きが大きくなることにより、例えば、運転者の戻し操作に応じて左右前輪FW1,FW2が直進位置方向に戻されるときに、左右前輪FW1,FW2が左右方向に振動する場合があり、これにより、直進位置付近での直進安定性が悪化する場合がある。そこで、直進位置付近の補償目標転舵角δdhの変化量を緩やかとする第3実施形態について以下に詳細に説明する。なお、この第3実施形態においても、その構成が上記第1実施形態と同様であり、転舵角変換部53による補償目標転舵角δdhの計算式のみが異なる。したがって、構成に関する詳細な説明を省略する。   By the way, in the first embodiment, the compensation target turning angle δdh calculated when the vehicle speed V is low is a linear function equation represented by (δl / θmax) · θ, and is determined by the steering system of the vehicle. It depends on the maximum value θmax of the steering angle θ. Therefore, in the vehicle steering system in which the maximum value θmax is set small, the slope of the linear function equation, that is, δl / θmax increases, and as a result, the amount of change in the compensation target turning angle δdh may become steep. . Further, when the slope of the linear function formula increases, for example, when the left and right front wheels FW1 and FW2 vibrate in the left and right direction when the left and right front wheels FW1 and FW2 are returned in the straight travel position direction according to the driver's return operation. As a result, the straight running stability near the straight running position may deteriorate. Accordingly, a third embodiment in which the amount of change in the compensation target turning angle δdh near the straight traveling position is moderately described below. The configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the calculation formula of the compensation target turning angle δdh by the turning angle conversion unit 53 is different. Therefore, detailed description regarding the configuration is omitted.

この第3実施形態においては、トルク−横加速度変換部52から上記第1実施形態の第1変形例と同様に計算された見込み横加速度Gdf,Gdrが転舵角変換部53に供給される。転舵角変換部53は、供給された見込み横加速度Gdf,Gdrに基づいて、前記式27に従って目標転舵角δdを計算する。そして、転舵角変換部53は、下記式51に従って計算した目標転舵角δdを補償し、補償目標転舵角δdhを計算する。
δdh=KRt0・δd+KRt1・(KRm00・(exp(KRM・θ)−1)+KRm01・(δmax/θmax)・θ) …式51
ただし、KRt0,KRt1,KRm00およびKRm01は所定の補正係数である。そして、補正係数KRt0と補正係数KRt1間には下記式52に示す関係が成立し、補正係数KRm00と補正係数KRm01間には下記式53に示す関係が成立する。
KRt0+KRt1=1 …式52
KRm00+KRm01=1 …式53
また、前記式51中のδmaxは左右前輪FW1,FW2が転舵し得る最大値であり、KRMは所定の定数である。
In the third embodiment, the expected lateral accelerations Gdf and Gdr calculated from the torque-lateral acceleration conversion unit 52 in the same manner as the first modification of the first embodiment are supplied to the turning angle conversion unit 53. The turning angle conversion unit 53 calculates the target turning angle δd according to the equation 27 based on the supplied expected lateral accelerations Gdf and Gdr. Then, the turning angle conversion unit 53 compensates the target turning angle δd calculated according to the following formula 51, and calculates the compensated target turning angle δdh.
δdh = KRt0 ・ δd + KRt1 ・ (KRm00 ・ (exp (KRM ・ θ) −1) + KRm01 ・ (δmax / θmax) ・ θ)
However, KRt0, KRt1, KRm00, and KRm01 are predetermined correction coefficients. The relationship shown in the following formula 52 is established between the correction coefficient KRt0 and the correction coefficient KRt1, and the relationship shown in the following formula 53 is established between the correction coefficient KRm00 and the correction coefficient KRm01.
KRt0 + KRt1 = 1 ... Formula 52
KRm00 + KRm01 = 1 ... Formula 53
Further, δmax in the formula 51 is the maximum value that the left and right front wheels FW1, FW2 can steer, and KRM is a predetermined constant.

ここで、特に、補正係数KRt0と補正係数KRm00については、補正係数KRt0が車速特性を補正する係数であり、補正係数KRm00が車両の転舵特性を補正する係数であって、それぞれ図9(a),(b)に示すような特性を有する。具体的に説明すると、補正係数KRt0は、図9(a)に示すように、車速センサ33によって検出された車速Vに応じて変化する特性を有しており、所定の車速未満においてその値が「0」とされ、所定の車速以上においてその値が「1」まで変化する補正係数である。一方、補正係数KRm00は、図9(b)に示すように、操舵角センサ31によって検出された操舵角θに応じて変化する特性を有している。すなわち、所定の操舵角θ1未満においてその値が「1」とされ、所定の操舵角θ1以上で所定の操舵角θ2未満においてその値が「0」まで変化し、所定の操舵角θ2以上でその値が「0」とされる補正係数である。   Here, in particular, with regard to the correction coefficient KRt0 and the correction coefficient KRm00, the correction coefficient KRt0 is a coefficient for correcting the vehicle speed characteristic, and the correction coefficient KRm00 is a coefficient for correcting the steering characteristic of the vehicle. ) And (b). More specifically, as shown in FIG. 9A, the correction coefficient KRt0 has a characteristic that changes according to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, and the value is less than a predetermined vehicle speed. This is a correction coefficient that is set to “0” and that changes to “1” at a predetermined vehicle speed or higher. On the other hand, the correction coefficient KRm00 has a characteristic that changes according to the steering angle θ detected by the steering angle sensor 31, as shown in FIG. 9B. That is, when the steering angle is less than the predetermined steering angle θ1, the value is “1”. When the steering angle is greater than the predetermined steering angle θ1 and less than the predetermined steering angle θ2, the value changes to “0”. This is a correction coefficient whose value is “0”.

そして、補償目標転舵角δdhは、検出車速Vに応じて、前記式51に従い次のように計算される。すなわち、検出車速Vが所定の車速未満である場合には、補正係数KRt0が「0」に設定され、前記式52に従って補正係数KRt1は「1」に設定される。これにより、検出車速Vが所定の車速未満においては、前記式51が下記式54に示すようになり、同式54に従って補償目標転舵角δdhが計算される。
δdh=KRm00・(exp(KRM・θ)−1)+KRm01・(δmax/θmax)・θ …式54
また、検出車速Vが所定の車速未満である状態において、操舵ハンドル11の操舵角θが所定の操舵角θ1未満である場合には、補正係数KRm00が「1」とされるとともに前記式53に従って補正係数KRm01が「0」とされる。このため、前記式54が下記式55に示すようになり、同式55に従って補償目標転舵角δdhが計算される。
δdh=exp(KRM・θ)−1) …式55
前記式55に従って計算される補償目標転舵角δdhは、操舵ハンドル11の操舵角θが「0」(中立位置)であれば、「0」(直進位置)と計算される。また、操舵ハンドル11が中立位置近傍にて切込み操作または戻し操作されるときには、補償目標転舵角δdhは指数関数的に緩やかに変化する。このため、左右前輪FW1,FW2の直進位置付近での補償目標転舵角δdhの変化量(上記第1実施形態における一次関数式の傾きδl/θmaxに相当)が小さく(緩やかに)なることにより、左右前輪FW1,FW2の直進位置付近における左右方向への振動を防止することができる。
Then, the compensation target turning angle δdh is calculated according to the equation 51 according to the detected vehicle speed V as follows. That is, when the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed, the correction coefficient KRt0 is set to “0”, and the correction coefficient KRt1 is set to “1” according to the equation 52. As a result, when the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed, the equation 51 is expressed by the following equation 54, and the compensated target turning angle δdh is calculated according to the equation 54.
δdh = KRm00 · (exp (KRM · θ) −1) + KRm01 · (δmax / θmax) · θ Equation 54
When the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed and the steering angle θ of the steering wheel 11 is less than the predetermined steering angle θ1, the correction coefficient KRm00 is set to “1” and according to the above equation 53. The correction coefficient KRm01 is set to “0”. Therefore, the formula 54 is represented by the following formula 55, and the compensation target turning angle δdh is calculated according to the formula 55.
δdh = exp (KRM · θ) −1) Equation 55
The compensated target turning angle δdh calculated according to the equation 55 is calculated as “0” (straight forward position) when the steering angle θ of the steering wheel 11 is “0” (neutral position). When the steering handle 11 is turned or returned in the vicinity of the neutral position, the compensation target turning angle δdh changes gently exponentially. Therefore, the amount of change in the compensation target turning angle δdh (corresponding to the slope δl / θmax of the linear function equation in the first embodiment) near the straight position of the left and right front wheels FW1, FW2 is small (slowly). Further, it is possible to prevent left and right front-wheel FW1 and FW2 vibrations in the left-right direction in the vicinity of the rectilinear position.

また、検出車速Vが所定の車速未満である場合において、操舵ハンドル11の操舵角θが所定の操舵角θ2以上である場合には、補正係数KRm00が「0」とされるとともに前記式53に従って補正係数KRm01が「1」とされる。このため、前記式54が下記式56に示すようになり、同式56に従って補償目標転舵角δdhが計算される。
δdh=(δmax/θmax)・θ …式56
前記式56に従って計算される補償目標転舵角δdhは、上記第1実施形態の第1変形例と同様に、操舵角θに対して比例する関係となる。この比例関係が得られることにより、運転者は、操舵ハンドル11の操舵角θに対して実転舵角δをリニアに変化させることができ、人間の知覚特性に合った操舵特性を得ることができる。したがって、運転者は、違和感を覚えることなく極めて容易に車両を旋回させることができる。
When the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed and the steering angle θ of the steering wheel 11 is equal to or larger than the predetermined steering angle θ2, the correction coefficient KRm00 is set to “0” and according to the above equation 53. The correction coefficient KRm01 is set to “1”. For this reason, the equation 54 is expressed by the following equation 56, and the compensation target turning angle δdh is calculated according to the equation 56.
δdh = (δmax / θmax) · θ Equation 56
The compensation target turning angle δdh calculated according to the equation 56 is proportional to the steering angle θ, as in the first modification of the first embodiment. By obtaining this proportional relationship, the driver can linearly change the actual turning angle δ with respect to the steering angle θ of the steering handle 11, and obtain a steering characteristic that matches human perception characteristics. it can. Therefore, the driver can turn the vehicle very easily without feeling uncomfortable.

さらに、検出車速Vが所定の車速未満である場合において、操舵ハンドル11の操舵角θが所定の操舵角θ1以上で所定の操舵角θ2未満である場合には、補正係数KRm00と補正係数KRm01が「1」〜「0」(「0」〜「1」)の間で連続的に変化する。このため、補償目標転舵角δdhは、前記式54に従って計算される。この場合には、操舵ハンドル11の操舵角θの変化に応じて、前記式55に従って計算される補償目標転舵角δdhと前記式56に従って計算される補償目標転舵角δdhとが連続的に変更される。このため、運転者は前記変更に伴う違和感を覚えることなく操舵ハンドル11を回動操作することができる。   Further, when the detected vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed, when the steering angle θ of the steering wheel 11 is not less than the predetermined steering angle θ1 and less than the predetermined steering angle θ2, the correction coefficient KRm00 and the correction coefficient KRm01 are It changes continuously between “1” to “0” (“0” to “1”). For this reason, the compensation target turning angle δdh is calculated according to the equation 54. In this case, according to the change of the steering angle θ of the steering wheel 11, the compensation target turning angle δdh calculated according to the equation 55 and the compensation target turning angle δdh calculated according to the equation 56 are continuously obtained. Be changed. For this reason, the driver can turn the steering handle 11 without feeling uncomfortable with the change.

一方、検出車速Vが所定の車速以上である場合には、補正係数KRt0が「1」に設定され、前記式52に従って補正係数KRt1は「0」に設定される。これにより、検出車速Vが所定の車速以上においては、補償目標転舵角δdhが見込み横加速度Gdf,Gdrを発生させるための目標転舵角δdと等しくなるため、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を知覚するようになる。したがって、高速走行時においては、運転者は人間の知覚特性に合った操舵特性を知覚しながら、容易に車両を旋回させることができる。   On the other hand, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the correction coefficient KRt0 is set to “1”, and the correction coefficient KRt1 is set to “0” according to the above equation 52. Thus, when the detected vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the compensated target turning angle δdh becomes equal to the target turning angle δd for generating the expected lateral accelerations Gdf and Gdr. The steering characteristics according to the above are perceived. Therefore, when driving at a high speed, the driver can easily turn the vehicle while perceiving a steering characteristic that matches the human perceptual characteristic.

以上の説明からも理解できるように、この第3実施形態においては、車速が所定の車速未満ときには、前記式55に示した指数関数に従って操舵ハンドル11の中立位置近傍における補償目標転舵角δdhの操舵角θに対する変化量を小さくすることにより、左右前輪FW1,FW2の左右方向への振動を防止することができる。すなわち、操舵角θに対する補償目標転舵角δdhの変化量を小さくすることにより、操舵ハンドルを中立位置に戻した際に左右前輪FW1,FW2を滑らかに(緩やかに)直進位置に転舵することができるため、左右前輪FW1,FW2の左右方向への振動を効果的に防止することができる。なお、上記第3実施形態においては、運転者がウェーバー・ヘフナーの法則に従って操舵ハンドル11を回動操作するステアリングバイワイヤ方式の操舵装置について詳細に説明したが、ウェーバー・ヘフナーの法則に因らない従来のステアリングバイワイヤ方式の操舵装置に適用して実施することも可能である。この場合においても、操舵ハンドルの中立位置近傍において、転舵輪(左右前輪FW1,FW2に相当)の転舵角を前記式78に従って緩やかに転舵させることにより、同様の効果が期待できる。   As can be understood from the above description, in the third embodiment, when the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed, the compensation target turning angle δdh in the vicinity of the neutral position of the steering wheel 11 is determined according to the exponential function shown in the equation 55. By reducing the amount of change with respect to the steering angle θ, it is possible to prevent the left and right front wheels FW1, FW2 from vibrating in the left-right direction. That is, by reducing the amount of change in the compensation target turning angle δdh with respect to the steering angle θ, the left and right front wheels FW1 and FW2 are smoothly and gently turned to the straight-ahead position when the steering handle is returned to the neutral position. Therefore, the left and right front wheels FW1, FW2 can be effectively prevented from vibrating in the left-right direction. In the third embodiment, the steering-by-wire type steering device in which the driver rotates the steering handle 11 according to the Weber-Hefner law has been described in detail. However, the conventional system does not depend on the Weber-Hefner law. The present invention can also be applied to a steering-by-wire steering apparatus. Even in this case, the same effect can be expected by gradually turning the turning angle of the steered wheels (corresponding to the left and right front wheels FW1 and FW2) according to the equation 78 in the vicinity of the neutral position of the steering handle.

d.第4実施形態
次に、上記第1実施形態における運動状態量としての横加速度に代えて、ヨーレートを用いた本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態においては、図1に破線で示すように、上記第1実施形態における横加速度センサ34に代えて、運転者が知覚し得る運動状態量である実ヨーレートγを検出して出力するヨーレートセンサ39を備えている。
d. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention using a yaw rate instead of the lateral acceleration as the motion state quantity in the first embodiment will be described. In the fourth embodiment, as indicated by a broken line in FIG. 1, instead of the lateral acceleration sensor 34 in the first embodiment, an actual yaw rate γ that is a motion state quantity that can be perceived by the driver is detected and output. A yaw rate sensor 39 is provided.

この第4実施形態においては、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムが図10の機能ブロック図により示されている。この場合、感覚適合制御部50において、変位−トルク変換部51は上記第1実施形態と同様に機能するが、上記第1実施形態のトルク−横加速度変換部52に代えてトルク−ヨーレート変換部54が設けられている。   In the fourth embodiment, the computer program executed by the electronic control unit 35 is shown by the functional block diagram of FIG. In this case, in the sensory adaptation control unit 50, the displacement-torque conversion unit 51 functions in the same manner as in the first embodiment, but instead of the torque-lateral acceleration conversion unit 52 in the first embodiment, a torque-yaw rate conversion unit. 54 is provided.

このトルク−ヨーレート変換部54は、変位−トルク変換部51から計算された操舵トルクTdf,Tdrが供給される。なお、この第4実施形態においても、トルク−ヨーレート変換部54は、変位−トルク変換部51から供給される操舵トルクTdf,Tdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては操舵トルクTdf,Tdrをまとめて操舵トルクTdとして説明する。そして、トルク−ヨーレート変換部54は、運転者が操舵ハンドル11の切込み操作により見込んでいる見込みヨーレートγdfを下記式57,58に従って計算し、戻し操作により見込んでいる見込みヨーレートγdrを下記式59,60に従って計算する。   The torque-yaw rate conversion unit 54 is supplied with the steering torques Tdf and Tdr calculated from the displacement-torque conversion unit 51. In the fourth embodiment as well, the torque-yaw rate conversion unit 54 executes the calculation described later in the same manner regardless of the steering torques Tdf, Tdr supplied from the displacement-torque conversion unit 51. In the following description, the steering torques Tdf and Tdr are collectively described as the steering torque Td. Then, the torque-yaw rate conversion unit 54 calculates the expected yaw rate γdf that the driver expects by the turning operation of the steering handle 11 according to the following equations 57 and 58, and calculates the expected yaw rate γdr that is expected by the return operation by the following equations 59, Calculate according to 60.

このとき、トルク−ヨーレート変換部54は、見込みヨーレートγdf,γdrを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式57,59に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式58,60に従って計算する。ここで、下記式57または式59は上記第1実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「0」のときに見込みヨーレートγdf,γdrが「0」となる関数である。また、下記式58,60は上記実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、下記式57,59と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
γdf=b1・Td (|Td|<Tg) …式57
γdf=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式58
γdr=b2・Td−Mh2 (|Td|<Tg) …式59
γdr=C・(Td−Mh2)K2 (Tg≦|Td|) …式60
At this time, the torque-yaw rate converter 54 calculates the expected yaw rates γdf and γdr according to the following formulas 57 and 59 if the absolute value of the steering torque Td is less than the positive predetermined value Tg, and the absolute value of the steering torque Td is If the positive predetermined value Tg or more, the calculation is performed according to the following equations 58 and 60. Here, the following expression 57 or 59 is a linear function expression of the steering torque Td as in the first embodiment, and the expected yaw rates γdf and γdr are “0” when the steering torque Td is “0”. is there. The following formulas 58 and 60 are power functions of the steering torque Td as in the above embodiment, and are continuously connected to the following formulas 57 and 59 at a predetermined value Tg.
γdf = b1 · Td (| Td | <Tg) Equation 57
γdf = C ・ Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 58
γdr = b2 · Td−Mh2 (| Td | <Tg)
γdr = C · (Td−Mh2) K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 60

ただし、前記式57中のb1および前記式59中のb2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式58,60中のC,K2は定数である。また、前記式57〜60中の操舵トルクTdは前記式6〜10を用いて計算した操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)の絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数b1,b2および定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数b1,b2および定数Cを前記正の定数b1,b2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。   However, b1 in the formula 57 and b2 in the formula 59 are constants representing the slope of a linear function, and C and K2 in the formulas 58 and 60 are constants. Further, the steering torque Td in the equations 57-60 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the equations 6-10 (that is, the steering torque Tdf, Tdr), and the calculated steering torque. If Td is positive, the constants b1, b2 and constant C are positive values. If the calculated steering torque Td is negative, the constants b1, b2 and constant C are changed to the positive constants b1, b2 and constant C. A negative value having the same absolute value as

また、前記式59,60中のMh2は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される見込みヨーレートγdfと見込みヨーレートγdrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh2は、ある操舵トルクTdが供給された時点における切込み操作時の見込みヨーレートγdfと戻し操作時の見込みヨーレートγdrとの比率に基づいて決定され、下記式61のように表される。
Mh2=nq・(Kq・Td) …式61
ただし、前記式61中のKqは操舵トルクTdに対するウェーバー比であり、nqは最小変化感度に対する所定の係数である。なお、本実施形態においても、ヒステリシス項Mh2を前記式61のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
Mh2 in the above formulas 59 and 60 continuously connects the calculated expected yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr when the turning operation of the steering handle 11 by the driver is changed from the cutting operation to the returning operation. That is, it is a hysteresis term for configuring a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation. This hysteresis term Mh2 is determined based on the ratio of the expected yaw rate γdf at the time of the cutting operation and the expected yaw rate γdr at the time of the return operation at the time when a certain steering torque Td is supplied, and is expressed as the following equation 61.
Mh2 = nq · (Kq · Td) ... Formula 61
In Equation 61, Kq is a Weber ratio with respect to the steering torque Td, and nq is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity. In this embodiment as well, the hysteresis term Mh2 is derived without including the steering angle θ as in the formula 61, but instead of or in addition, for example, the hysteresis term Mh2 includes the steering angle θ. It is also possible to derive so as to depend on the steering angle θ.

このように、ヒステリシス項Mh2が計算されることにより、前記式57または式58に従って計算された見込みヨーレートγdfと前記式59または式60に従って計算された見込みヨーレートγdrとが連続的に繋がるため、見込みヨーレートγdfから見込みヨーレートγdrへ、逆に、見込みヨーレートγdrから見込みヨーレートγdfへスムーズに切り替えることができる。また、前記式61に従ってヒステリシス項Mh2が計算されることにより、切り込み操作と戻し操作間の変更時点における見込みヨーレートγdf,γdrが維持される。このため、後述するように、見込みヨーレートγdf,γdrに基づいて計算される補正目標転舵角δdaに転舵された左右前輪FW1,FW2は、例えば、道路から入力される外乱などによって、その実転舵角δが変化することを防止することができ、運転者が見込んだ車両の挙動を維持することができる。   Thus, by calculating the hysteresis term Mh2, the expected yaw rate γdf calculated according to the equation 57 or 58 and the expected yaw rate γdr calculated according to the equation 59 or 60 are continuously connected. It is possible to smoothly switch from the yaw rate γdf to the expected yaw rate γdr, and conversely from the expected yaw rate γdr to the expected yaw rate γdf. Further, by calculating the hysteresis term Mh2 according to the equation 61, the expected yaw rates γdf and γdr at the time of change between the cutting operation and the return operation are maintained. Therefore, as will be described later, the left and right front wheels FW1, FW2 steered to the corrected target turning angle δda calculated based on the expected yaw rates γdf, γdr, The change in the steering angle δ can be prevented, and the behavior of the vehicle expected by the driver can be maintained.

さらに、操舵トルクTdが所定値Tg未満のときに、前記式57および前記式59に従って見込みヨーレートγdfおよび見込みヨーレートγdrが計算されることにより、操舵ハンドル11が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式57および前記式59は、原点「0」を通る関数であるため、見込みヨーレートγdfと見込みヨーレートγdrが非連続となることが防止される。   Further, when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr are calculated according to the equations 57 and 59, so that the steering handle 11 is rotated across the neutral position. Even in this case, since the expression 57 and the expression 59 are functions passing through the origin “0”, the expected yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr are prevented from becoming discontinuous.

すなわち、所定値Tg未満においては、前記式57および前記式59は、ともに原点「0」を通る関数である。このため、運転者が見込みヨーレートを、例えば、右方向から左方向へ変化するヨーレートを見込んだとすれば、トルク−横加速度変換部52は、前記式59に従って一次関数的に「0」に収束する見込みヨーレートγdrを計算するとともに前記式57に従って「0」から一次関数的に増大する見込みヨーレートγdfを計算する。したがって、見込みヨーレートγdfと見込みヨーレートγdrは、「0」で連続となり、見込みヨーレートの知覚方向が変化する場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに見込みヨーレートγdf,γdrを切り替えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式57〜61の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込みヨーレートγdf,γdrを記憶した図11に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込みヨーレートγdf,γdrを計算するようにしてもよい。   That is, when the value is less than the predetermined value Tg, both of the expressions 57 and 59 are functions that pass through the origin “0”. For this reason, if the driver expects the expected yaw rate, for example, a yaw rate that changes from the right to the left, the torque-lateral acceleration converter 52 converges to “0” in a linear function according to the equation 59 above. The expected yaw rate γdr is calculated, and the expected yaw rate γdf that increases linearly from “0” is calculated according to the equation 57. Therefore, the expected yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr are continuous at “0”, and the expected yaw rate γdf, γdr can be switched, and the driver does not feel uncomfortable. In this case as well, instead of calculating the equations 57 to 61, the expected yaw rates γdf and γdr are calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 11 storing the expected yaw rates γdf and γdr with respect to the steering torque Td. You may make it do.

また、トルク−ヨーレート変換部54にて計算された見込みヨーレートγdf,γdrは、転舵角変換部55に供給される。なお、転舵角変換部55は、トルク−ヨーレート変換部54から供給される見込みヨーレートγdf,γdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては見込みヨーレートγdf,γdrをまとめて見込みヨーレートγdとして説明する。転舵角変換部55は、見込みヨーレートγdを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の第1転舵角としての目標転舵角δdを計算するとともに、補償目標転舵角δdhを計算するものである。   The expected yaw rates γdf and γdr calculated by the torque-yaw rate conversion unit 54 are supplied to the turning angle conversion unit 55. The steered angle conversion unit 55 performs the calculation described later in the same manner regardless of the expected yaw rates γdf and γdr supplied from the torque-yaw rate conversion unit 54. γdf and γdr are collectively described as the expected yaw rate γd. The turning angle conversion unit 55 calculates the target turning angle δd as the first turning angle of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected yaw rate γd, and calculates the compensated target turning angle δdh. Is.

そして、転舵角変換部55は、図12に示すように車速Vに応じて変化して見込みヨーレートγdに対する目標転舵角δdの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪FW1,FW2の転舵角δとヨーレートγとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部55は、このテーブルを参照して、前記入力した見込みヨーレートγdと車速センサ33から入力した検出車速Vに対応した目標転舵角δdを計算する。また、前記テーブルに記憶されているヨーレートγ(見込みヨーレートγd)と目標転舵角δdはいずれも正であるが、トルク−ヨーレート変換部54から供給される見込みヨーレートγdが負であれば、出力される目標転舵角δdも負となる。   And the turning angle conversion part 55 has a table which changes according to the vehicle speed V and shows the change characteristic of the target turning angle (delta) d with respect to estimated yaw rate (gamma) d, as shown in FIG. This table is a set of data collected by running the vehicle while changing the vehicle speed V and actually measuring the turning angle δ and yaw rate γ of the left and right front wheels FW1, FW2. Then, the turning angle conversion unit 55 calculates the target turning angle δd corresponding to the input expected yaw rate γd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33 with reference to this table. Further, the yaw rate γ (expected yaw rate γd) and the target turning angle δd stored in the table are both positive, but if the expected yaw rate γd supplied from the torque-yaw rate converting unit 54 is negative, the output The target turning angle δd to be performed is also negative.

なお、目標転舵角δdは下記式62に示すように車速Vとヨーレートγの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式62の演算の実行によっても計算することができる。
δd=L・(1+A・V2)・γd/V …式62
ただし、前記式62においても、Lはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
Since the target turning angle δd is a function of the vehicle speed V and the yaw rate γ as shown in the following formula 62, it can be calculated by executing the calculation of the following formula 62 instead of referring to the table. .
δd = L · (1 + A · V 2 ) · γd / V Equation 62
However, also in the formula 62, L is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value.

このように、運転者が操舵ハンドル11を介して知覚する反力トルクTz(操舵トルクTd)に基づいて見込んだ見込みヨーレートγdを発生させるように目標転舵角δdを計算することにより、運転者は、自身が見込んだ見込みヨーレートγdを知覚して操舵ハンドル11を操作することができる。このため、運転者の操舵感覚に適合した状態で車両を走行させることができるため、ステアリングバイワイヤ方式の転舵装置を搭載した車両の運転が簡単になる。   Thus, by calculating the target turning angle δd so as to generate the expected yaw rate γd that is expected based on the reaction force torque Tz (steering torque Td) perceived by the driver via the steering handle 11, the driver Can perceive the expected yaw rate γd expected by the user and can operate the steering handle 11. For this reason, since the vehicle can be driven in a state adapted to the driver's steering sensation, the driving of the vehicle equipped with the steering-by-wire type steering device is simplified.

ところで、この第4実施形態においても、例えば、車庫入れ時の低速走行などの車両が低速で走行している場合には、運転者は、操舵ハンドル11の回動操作によって見込んだ見込みヨーレートγdを知覚しない場合がある。このように、車両が低速で走行(移動)している場合には、運転者は、単に操舵ハンドル11の回動ストロークすなわち操舵角θに基づいて車両を旋回させる。そして、この旋回に際しては、操舵ハンドル11の操舵角θに対して実転舵角δが比例する関係とすることによって、例えば、操舵角θに対する実転舵角δを大きくすることができて、人間の操舵感覚に適合した状態とすることができる。   By the way, also in the fourth embodiment, for example, when the vehicle is traveling at a low speed such as a low-speed traveling at the time of entering the garage, the driver uses the expected yaw rate γd estimated by the turning operation of the steering handle 11. May not perceive. Thus, when the vehicle is traveling (moving) at a low speed, the driver simply turns the vehicle based on the rotation stroke of the steering handle 11, that is, the steering angle θ. In this turning, the actual turning angle δ can be increased with respect to the steering angle θ, for example, by making the actual turning angle δ proportional to the steering angle θ of the steering handle 11. It can be in a state suitable for human steering feeling.

言い換えれば、車両が低速で走行(移動)している場合には、上述したように、操舵角θに対して指数関数的に変化する操舵トルクTd(反力トルクTz)に基づき見込みヨーレートγdが計算され、同決定された見込みヨーレートγdに基づいて目標転舵角δdが決定されると、運転者はより大きな操舵角θまで操舵ハンドル11を回動しなければ車両を希望する方向へ旋回させることができず違和感を覚える場合がある。一方で、この運転者が覚える違和感は、上記したステアリングバイワイヤ方式の操舵装置を搭載した車両に乗り換えた当初に感じる可能性が高く、同操舵装置の操舵特性に慣れるすなわち操舵特性を習得することにより徐々に解消されると考えられる。   In other words, when the vehicle is traveling (moving) at a low speed, as described above, the expected yaw rate γd is based on the steering torque Td (reaction torque Tz) that exponentially changes with respect to the steering angle θ. When the target turning angle δd is determined based on the calculated expected yaw rate γd, the driver turns the vehicle in a desired direction unless the steering wheel 11 is rotated to a larger steering angle θ. You may not be able to do so and feel uncomfortable. On the other hand, there is a high possibility that the driver feels a sense of incongruity when he / she changes to a vehicle equipped with the steering-by-wire steering device described above. It is thought that it will be gradually resolved.

このため、この第4実施形態においても上記第1実施形態と同様に、車両が低速で走行(移動)している場合や運転者による操舵装置の操舵特性の習得具合に応じて、より適切な実転舵角δが得られるように、転舵角補償関数を導入して前記式62により計算される目標転舵角δdを補償して補償目標転舵角δdhを計算する。以下、この転舵角補償関数について詳細に説明する。この転舵角補償関数も、上記第1実施形態と同様に車両の車速Vの大きさと運転者の操舵特性習得具合に基づいて補償目標転舵角δdhを計算するものであり、下記式63によって表される。
δh=KRt10・(KRt00・γd+KRt01・(δl/θmax)・θ)+KRt11・((δl/θmax)・θ) …式63
ただし、KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11は上記第1実施形態と同様な所定の補正係数である。そして、補正係数KRt00と補正係数KRt01間には下記式64に示す関係が成立し、補正係数KRt10と補正係数KRt11間には下記式65に示す関係が成立する。
KRt00+KRt01=1 …式64
KRt10+KRt11=1 …式65
For this reason, also in the fourth embodiment, as in the first embodiment, the vehicle is more appropriate in accordance with the case where the vehicle is traveling (moving) at a low speed or according to the degree of acquisition of the steering characteristics of the steering device by the driver. A compensated target turning angle δdh is calculated by introducing a turning angle compensation function to compensate for the target turning angle δd calculated by the equation 62 so that the actual turning angle δ can be obtained. Hereinafter, the turning angle compensation function will be described in detail. This turning angle compensation function also calculates the compensation target turning angle δdh based on the magnitude of the vehicle speed V of the vehicle and the driver's ability to acquire steering characteristics, as in the first embodiment. expressed.
δh = KRt10 · (KRt00 · γd + KRt01 · (δl / θmax) · θ) + KRt11 · ((δl / θmax) · θ) ... Equation 63
However, KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 are predetermined correction coefficients similar to those in the first embodiment. The relationship shown in the following equation 64 is established between the correction coefficient KRt00 and the correction coefficient KRt01, and the relationship shown in the following equation 65 is established between the correction coefficient KRt10 and the correction coefficient KRt11.
KRt00 + KRt01 = 1 ... Formula 64
KRt10 + KRt11 = 1 ... Formula 65

ここで、特に、補正係数KRt01と補正係数KRt11についても、上記第1実施形態と同様に、補正係数KRt01が車速特性を補正する係数であり、補正係数KRt11が運転者の操舵特性習得具合を補正する係数であって、それぞれ図6(a),(b)に示すような特性を有する。また、前記式63中のδlは、路面の摩擦係数μにおいて取り得る最大のヨーレートγdμを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の目標転舵角であり、車速Vとヨーレートγの関数である下記式66に従って計算される。
δl=L・(1+A・V2)・γdμ/V …式66
ただし、この式66においても、前記式62と同様にLはホイールベース長を示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
Here, in particular, as for the correction coefficient KRt01 and the correction coefficient KRt11, as in the first embodiment, the correction coefficient KRt01 is a coefficient for correcting the vehicle speed characteristic, and the correction coefficient KRt11 corrects the driver's steering characteristic acquisition level. These coefficients have the characteristics shown in FIGS. 6A and 6B, respectively. Further, δl in the equation 63 is a target turning angle of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the maximum yaw rate γdμ that can be taken with the friction coefficient μ of the road surface, and is a function of the vehicle speed V and the yaw rate γ. It is calculated according to a certain formula 66 below.
δl = L · (1 + A · V 2 ) · γdμ / V Equation 66
However, also in this equation 66, as in the above equation 62, L is a predetermined value indicating the wheelbase length, and A is a predetermined value.

そして、補償目標転舵角δdhは、検出された車速Vや運転者の操舵特性習得具合に応じて前記式63に従い次のように計算される。すなわち、車速Vが大きくかつ設定値(走行距離)が大きい場合には、補正係数KRt01は図6(a)に示すようにその値が「0」とされるとともに、補正係数KRt11も図6(b)に示すようにその値が「0」とされる。このため、前記式64,65に従い、補正係数KRt00はその値が「1」となり、補正係数KRt10もその値が「1」となる。これにより、前記式63に基づく補償目標転舵角δdhは、前記式62に従って計算される目標転舵角δdと等しくなり、上述したウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を得ることができて、運転が簡単になる。   Then, the compensation target turning angle δdh is calculated as follows according to the equation 63 in accordance with the detected vehicle speed V and the driver's steering characteristic acquisition level. That is, when the vehicle speed V is high and the set value (travel distance) is large, the correction coefficient KRt01 is set to “0” as shown in FIG. 6A, and the correction coefficient KRt11 is also shown in FIG. The value is set to “0” as shown in b). Therefore, the value of the correction coefficient KRt00 is “1” and the value of the correction coefficient KRt10 is “1” in accordance with the equations 64 and 65. Thereby, the compensated target turning angle δdh based on the equation 63 becomes equal to the target turning angle δd calculated according to the equation 62, and the steering characteristic according to the above-mentioned Weber-Hefner law can be obtained. , Driving becomes easy.

また、車速Vが小さくかつ設定値(走行距離)が極めて小さい場合には、補正係数KRt01は図6(a)に示すようにその値が「1」とされるとともに、補正係数KRt11も図6(b)に示すようにその値が略「1」とされる。このため、前記式64,65に従い、補正係数KRt00はその値が「0」となり、補正係数KRt10もその値が「0」となる。これにより、前記式63に基づく補償目標転舵角δdhは、第2転舵角としての(δl/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。したがって、運転者は、低速にて見込みヨーレートγdを知覚せずに操舵ハンドル11の回動ストロークに基づいて車両を旋回させる場合でも、操舵角θに対する実転舵角δが大きなるため、人間の操舵感覚に適合した状態で操舵ハンドル11を回動することができる。そして、走行距離が極めて少なく運転者の操舵特性習得具合が未だ不十分であっても、操舵角θに対して比例する関係とすることにより、運転者は違和感を覚えることなく極めて容易に車両を旋回させることができる。   When the vehicle speed V is low and the set value (travel distance) is extremely small, the correction coefficient KRt01 is set to “1” as shown in FIG. 6A, and the correction coefficient KRt11 is also set in FIG. As shown in (b), the value is substantially “1”. Therefore, according to the equations 64 and 65, the value of the correction coefficient KRt00 is “0”, and the value of the correction coefficient KRt10 is “0”. As a result, the compensation target turning angle δdh based on the equation 63 becomes (δl / θmax) · θ as the second turning angle, which is proportional to the steering angle θ. Therefore, even when the driver turns the vehicle based on the turning stroke of the steering handle 11 without perceiving the expected yaw rate γd at a low speed, the actual turning angle δ with respect to the steering angle θ is large. The steering handle 11 can be rotated in a state adapted to the steering sensation. Even if the driving distance is very small and the driver's steering characteristics are still insufficient, the vehicle can be driven very easily without feeling uncomfortable by making the relationship proportional to the steering angle θ. Can be swiveled.

また、車速Vが大きくかつ設定値(走行距離)が極めて小さい場合、または、車速Vが小さくかつ設定値(走行距離)が大きい場合にも、前記式63に基づく補償目標転舵角δdhは、(δl/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の回動ストロークに基づいて低速にて車両を旋回させる場合でも、操舵角θに対する実転舵角δが大きなるため、人間の操舵感覚に適合した状態で操舵ハンドル11を回動することができる。特に、補正係数KRt11は、車両の走行距離に応じてその値が「1」から「0」へ一様に減少するため、運転者の操舵特性習得具合に応じて、前記式45中のKRt11・((δl/θmax)・θ)項が「0」に減少する。このため、運転者は、操舵装置の操舵特性を十分に習得した後において、車速Vが大きい場合にはウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を知覚し、車速Vが小さい場合には操舵角θに対して比例関係にある操舵特性を知覚するようになる。したがって、いずれの車速域であっても、良好な操舵特性を得ることができて、運転を簡単にすることができる。   Further, when the vehicle speed V is large and the set value (travel distance) is extremely small, or when the vehicle speed V is small and the set value (travel distance) is large, the compensation target turning angle δdh based on the equation 63 is (δl / θmax) · θ, which is proportional to the steering angle θ. Accordingly, even when the driver turns the vehicle at a low speed based on the rotation stroke of the steering handle 11, the actual steering angle δ with respect to the steering angle θ is large, so that the driver can steer in a state suitable for human steering feeling. The handle 11 can be rotated. In particular, the value of the correction coefficient KRt11 is uniformly reduced from “1” to “0” according to the travel distance of the vehicle. Therefore, according to the driver's steering characteristic acquisition level, the correction coefficient KRt11 · The ((δl / θmax) · θ) term decreases to “0”. For this reason, after fully learning the steering characteristics of the steering device, the driver perceives the steering characteristics according to Weber-Hefner's law when the vehicle speed V is high, and the steering angle when the vehicle speed V is low. A steering characteristic proportional to θ is perceived. Therefore, good steering characteristics can be obtained in any vehicle speed range, and driving can be simplified.

さらに、車速Vがある程度大きくかつ設定値(走行距離)がある程度大きな場合には、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値が、それぞれ「1」〜「0」(「0」〜「1」)の間で変化する。これにより、前記式63に従って計算される補償目標転舵角δdhは、前記式62に従って計算される目標転舵角δdよりも大きな値とされる。したがって、運転者は、車速Vおよび操舵特性習得具合に応じた最適な操舵特性を得ることができて、運転を簡単にすることができる。   Further, when the vehicle speed V is large to some extent and the set value (travel distance) is large to some extent, the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 have values of “1” to “0” (“0” to “1”, respectively). )). Thus, the compensated target turning angle δdh calculated according to the equation 63 is set to a value larger than the target turning angle δd calculated according to the equation 62. Therefore, the driver can obtain the optimum steering characteristics according to the vehicle speed V and the learning characteristics of the steering characteristics, and can simplify the driving.

この計算された補償目標転舵角δdhは、転舵制御部60の転舵角補正部63に供給される。転舵角補正部63は、トルク−ヨーレート変換部54から見込みヨーレートγdを入力するとともに、ヨーレートセンサ39によって検出された実ヨーレートγをも入力しており、下記式67の演算を実行して、入力した補償目標転舵角δdhを補正して補正目標転舵角δdaを計算する。
δda=δd+K5・(γd−γ) …式67
ただし、係数K5は予め決められた正の定数であり、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込みヨーレートγdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角δがより精度よく確保される。
The calculated compensation target turning angle δdh is supplied to the turning angle correction unit 63 of the turning control unit 60. The turning angle correction unit 63 receives the expected yaw rate γd from the torque-yaw rate conversion unit 54 and also the actual yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 39, and executes the calculation of the following equation 67. The corrected target turning angle δda is calculated by correcting the input compensation target turning angle δdh.
δda = δd + K5 · (γd−γ) Equation 67
However, the coefficient K5 is a predetermined positive constant. When the actual yaw rate γ is less than the expected yaw rate γd, the coefficient K5 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle δda becomes larger. Further, when the actual yaw rate γ exceeds the expected yaw rate γd, the correction target turning angle δda is corrected to be smaller. By this correction, the turning angle δ of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected yaw rate γd is more accurately ensured.

また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記第1実施形態の場合と同じである。そして、図10の機能ブロック図において、上記第1実施形態の図2と同じ符号を付してその説明を省略する。   The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the first embodiment. In the functional block diagram of FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG.

そして、上記説明した第4実施形態においても、操舵ハンドル11に対する運転者の操作入力値としての操舵角θは変位−トルク変換部51によって操舵トルクTdfまたはヒステリシス項Mh1が付与された操舵トルクTdrに変換される。また、変換された操舵トルクTdf,Tdrはトルク−ヨーレート変換部54によって見込みヨーレートγdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込みヨーレートγdrに変換される。そして、転舵角変換部55は、車速Vや設定値(走行距離)に応じて、比率としての補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値を適宜変更し、見込みヨーレートγdf,γdrの発生に必要な目標転舵角δdと操舵角θに対して比例する(δl/θmax)・θからなる補償目標転舵角δdhを計算する。この計算された補償目標転舵角δdhは、転舵角補正部63により補正目標転舵角δdaに補正され、駆動制御部62により左右前輪FW1,FW2は補正目標転舵角δdaに転舵される。   Also in the fourth embodiment described above, the steering angle θ as an operation input value of the driver with respect to the steering handle 11 is changed to the steering torque Tdr to which the steering torque Tdf or the hysteresis term Mh1 is applied by the displacement-torque converter 51. Converted. Further, the converted steering torques Tdf and Tdr are converted by the torque-yaw rate conversion unit 54 into the expected yaw rate γdr to which the expected yaw rate γdf or the hysteresis term Mh2 is given. Then, the turning angle conversion unit 55 appropriately changes the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 as ratios according to the vehicle speed V and the set value (travel distance) to generate the expected yaw rates γdf and γdr. A compensation target turning angle δdh consisting of (δl / θmax) · θ proportional to the steering angle θ required for the above and the steering angle θ is calculated. The calculated compensation target turning angle δdh is corrected to the corrected target turning angle δda by the turning angle correction unit 63, and the left and right front wheels FW1, FW2 are turned to the corrected target turning angle δda by the drive control unit 62. The

そして、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値の変更に際して、車速Vが大きい場合や走行距離が多く運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得した場合には、例えば、目標転舵角δdの比率を大きくするすなわち補正係数KRt00,KRt11を「1」とすることにより、転舵輪が目標転舵角δdに基づく補正目標転舵角δdaに転舵される。したがって、この補正目標転舵角δdaによって車両が旋回すると、運転者には、この旋回により、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込みヨーレートγdf,γdrが与えられる。そして、この見込みヨーレートγdf,γdrは操舵ハンドル11に付与した操舵トルクTd(反力トルクTz)に対してべき乗関数的(式12を式16に変形と同様に式58,60を変形することにより指数関数的)に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドル11を操作できる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル11を操作できるので、車両の運転が簡単になる。   Then, when changing the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11, when the vehicle speed V is large or the mileage is large and the driver has sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, for example, target steering By increasing the ratio of the angle δd, that is, by setting the correction coefficients KRt00 and KRt11 to “1”, the steered wheels are steered to the corrected target turning angle δda based on the target turning angle δd. Therefore, when the vehicle turns with the corrected target turning angle δda, the driver is given the expected yaw rates γdf and γdr as the “physical quantities of the applied stimulus” according to the Weber-Hefner law. The expected yaw rates γdf and γdr are exponential functions with respect to the steering torque Td (reaction force torque Tz) applied to the steering wheel 11 (by transforming Equations 58 and 60 in the same manner as transforming Equation 12 into Equation 16). Therefore, the driver can operate the steering wheel 11 while perceiving a motion state amount that matches human perception characteristics. As a result, the driver can operate the steering handle 11 in accordance with human perceptual characteristics, and thus driving of the vehicle is simplified.

また、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値の変更に際して、車速Vが小さい場合や走行距離が少なく運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得していない場合には、例えば、(δl/θmax)・θの比率を大きくするすなわち補正係数KRt01,KRt11を「1」とすることにより、転舵輪が(δl/θmax)・θに基づく補正目標転舵角δdaに転舵される。したがって、この補正目標転舵角δdaによって車両が旋回すると、運転者は、操舵ハンドル11に対する操舵角θと比例する転舵角にて車両を旋回させることができるため、操舵特性の習得が不十分であっても、従来の機械的に連結された操舵装置での経験に基づいて簡単に車両を旋回させることができる。   Further, when changing the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11, when the vehicle speed V is low or the mileage is short and the driver has not sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, for example, ( By increasing the ratio of δl / θmax) · θ, that is, by setting the correction coefficients KRt01 and KRt11 to “1”, the steered wheels are steered to the corrected target turning angle δda based on (δl / θmax) · θ. Therefore, when the vehicle turns with the corrected target turning angle δda, the driver can turn the vehicle at a turning angle proportional to the steering angle θ with respect to the steering handle 11, and thus the steering characteristics are not sufficiently learned. Even so, the vehicle can be easily turned based on experience with a conventional mechanically coupled steering device.

また、上記第4実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、車両が低速走行(移動)する場合や操舵特性習得具合が不十分である場合に運転者の覚える違和感を解消するために、目標転舵角δdを補償する転舵角補償関数を導入し、運転者が入力した操舵角θに対して比例の関係を有する補償目標転舵角δdhを計算するように実施した。これにより、運転者の操舵ハンドル11の回動ストロークに対して車両がリニアな操舵特性に従って旋回するため、車両が低速で移動する場合や操舵特性習得具合が不十分であっても、運転者が違和感を覚えないようにした。   Also in the fourth embodiment, as in the first embodiment, in order to eliminate the uncomfortable feeling that the driver learns when the vehicle travels (moves) at a low speed or when the steering characteristics are not sufficiently learned. Then, a turning angle compensation function for compensating the turning angle δd was introduced, and the compensation turning angle δdh having a proportional relationship with the steering angle θ input by the driver was calculated. As a result, the vehicle turns according to the linear steering characteristics with respect to the rotation stroke of the steering handle 11 of the driver, so that even if the vehicle moves at a low speed or the steering characteristics are not sufficiently learned, I didn't feel uncomfortable.

ところで、上記第4実施形態においても、上述した運転者の違和感は、運転者が大きな実転舵角を必要とする場合において、操舵ハンドル11の操舵角θに対する実転舵角δが発生するまでの時間遅れによっても感じられる場合がある。すなわち、上記第4実施形態における目標転舵角δdは、前記式62に従って、操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)に対してべき乗関数的(指数関数的)に変化する見込みヨーレートγd(すなわち見込みヨーレートγdf,γdr)に基づいて計算される。さらに、操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)は、所定値Tg以上において、前記式7,9に従って、運転者による操作入力値としての操舵角θに対して指数関数的に変化するように計算される。このため、運転者が大きな実転舵角を必要とする場合には、従来の機械的に連結された操舵装置に比して、より多く操舵ハンドル11を回動しなければならず、このことによって運転者は違和感を覚える。したがって、この第4実施形態においても、運転者による操作入力値としての操舵角θに対して操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)を、特に低速走行(移動)の際に、大きくするようにすれば、運転者が必要としている実転舵角δを発生させるまでの時間遅れを小さくすることができる。以下、上記第4実施形態の変形例について詳細に説明する。   By the way, also in the said 4th Embodiment, until the actual turning angle (delta) with respect to steering angle (theta) with respect to the steering wheel 11 generate | occur | produces the driver's uncomfortable feeling mentioned above, when a driver | operator requires a big actual turning angle. It may be felt by the time delay. That is, the target turning angle δd in the fourth embodiment is an expected yaw rate γd (that is, exponential function) that changes exponentially with respect to the steering torque Td (ie, the steering torque Tdf, Tdr) according to the equation 62 (that is, Calculated based on the expected yaw rate (γdf, γdr). Further, the steering torque Td (steering torques Tdf, Tdr) is calculated so as to change exponentially with respect to the steering angle θ as the operation input value by the driver according to the expressions 7 and 9 above the predetermined value Tg. Is done. For this reason, when the driver needs a large actual turning angle, the steering handle 11 must be rotated more than the conventional mechanically coupled steering device. This makes the driver feel uncomfortable. Therefore, also in the fourth embodiment, the steering torque Td (steering torque Tdf, Tdr) is increased with respect to the steering angle θ as the operation input value by the driver, particularly during low-speed traveling (movement). Then, the time delay until the actual turning angle δ required by the driver is generated can be reduced. Hereinafter, modified examples of the fourth embodiment will be described in detail.

この第4実施形態に係る変形例においても、上記第1実施形態の第1実施形態と同様のトルク補償関数を導入し、変位−トルク変換部51からトルク−ヨーレート変換部54に供給される第1操作力としての操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)を大きく補償して補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)を計算する。   Also in the modification according to the fourth embodiment, a torque compensation function similar to that of the first embodiment of the first embodiment is introduced and supplied from the displacement-torque converter 51 to the torque-yaw rate converter 54. Compensation steering torque Tdh (compensation steering torque Tdfh, Tdrh) is calculated by greatly compensating steering torque Td (steering torque Tdf, Tdr) as one operating force.

そして、計算された補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)は、トルク−ヨーレート変換部54に供給される。トルク−ヨーレート変換部54は、供給された補償操舵トルクTdhを利用して、前記式57〜61に従って見込みヨーレートγd(見込みヨーレートγdf,γdr)を計算する。なお、この場合においても、図11に示した特性の変換テーブルを用いて、見込みヨーレートγd(見込みヨーレートγdf,γdr)を計算することが可能である。そして、計算された見込みヨーレートγdは、転舵角変換部55に供給され、前記式62に従って目標転舵角δdが計算され、同計算された目標転舵角δdは転舵制御部60の転舵角補正部63によって補正されて補正目標転舵角δdaが計算される。したがって、見込みヨーレートγd(見込みヨーレートγdf,γdr)が補償操舵トルクTdhに基づいて計算されるため、操舵遅れが解消され、上記第2実施形態と同様に運転者が覚える違和感を解消することができる。   The calculated compensated steering torque Tdh (compensated steering torque Tdfh, Tdrh) is supplied to the torque-yaw rate converter 54. The torque-yaw rate conversion unit 54 calculates the expected yaw rate γd (expected yaw rate γdf, γdr) according to the equations 57 to 61 using the supplied compensation steering torque Tdh. Also in this case, it is possible to calculate the expected yaw rate γd (expected yaw rate γdf, γdr) using the conversion table having the characteristics shown in FIG. Then, the calculated expected yaw rate γd is supplied to the turning angle conversion unit 55, and the target turning angle δd is calculated according to the equation 62, and the calculated target turning angle δd is changed to the turning of the turning control unit 60. The correction target turning angle δda is calculated by being corrected by the steering angle correction unit 63. Therefore, since the expected yaw rate γd (expected yaw rate γdf, γdr) is calculated based on the compensated steering torque Tdh, the steering delay is eliminated, and the uncomfortable feeling that the driver feels as in the second embodiment can be eliminated. .

e.第5実施形態
次に、上記第1実施形態における運動状態量としての横加速度に代えて、旋回曲率を用いた本発明の第5実施形態について説明する。この第5実施形態においても、上記第1実施形態と同様に図1に示すように構成されている。ただし、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムが上記第1実施形態の場合とは若干異なる。
e. Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention using a turning curvature instead of the lateral acceleration as the motion state quantity in the first embodiment will be described. The fifth embodiment is also configured as shown in FIG. 1 as in the first embodiment. However, the computer program executed by the electronic control unit 35 is slightly different from the case of the first embodiment.

この第5実施形態においては、電子制御ユニット35にて実行されるコンピュータプログラムが図13の機能ブロック図により示されている。この場合、感覚適合制御部50において、変位−トルク変換部51は上記第1実施形態と同様に機能するが、上記第1実施形態のトルク−横加速度変換部52に代えてトルク−曲率変換部56が設けられている。   In the fifth embodiment, the computer program executed by the electronic control unit 35 is shown by the functional block diagram of FIG. In this case, in the sensory adaptation control unit 50, the displacement-torque conversion unit 51 functions in the same manner as in the first embodiment, but instead of the torque-lateral acceleration conversion unit 52 in the first embodiment, a torque-curvature conversion unit. 56 is provided.

このトルク−曲率変換部56は、変位−トルク変換部51から計算された操舵トルクTdf,Tdrが供給される。なお、この第5実施形態においても、トルク−曲率変換部56は、変位−トルク変換部51から供給される操舵トルクTdf,Tdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては操舵トルクTdf,Tdrをまとめて操舵トルクTdとして説明する。そして、トルク−曲率変換部56は、運転者が操舵ハンドル11の切込み操作により見込み旋回曲率ρdfを下記式68,69に従って計算し、戻し操作により見込んでいる見込み旋回曲率ρdrを下記式70,71に従って計算する。   The torque-curvature conversion unit 56 is supplied with the steering torques Tdf and Tdr calculated from the displacement-torque conversion unit 51. In the fifth embodiment as well, the torque-curvature conversion unit 56 executes the calculation described later in the same manner regardless of the steering torque Tdf, Tdr supplied from the displacement-torque conversion unit 51. In the following description, the steering torques Tdf and Tdr are collectively described as the steering torque Td. Then, the torque-curvature conversion unit 56 calculates the expected turning curvature ρdf by the driver's turning operation of the steering handle 11 according to the following formulas 68 and 69, and calculates the expected turning curvature ρdr expected by the return operation by the following formulas 70 and 71. Calculate according to

このとき、トルク−曲率変換部56は、見込み旋回曲率ρdf,ρdrを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式68,70に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式69,71に従って計算する。ここで、下記式68または式70は上記第1実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「0」のときに見込み旋回曲率ρdf,ρdrが「0」となる関数である。また、下記式69,71は上記第1実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、下記式68,70と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
ρdf=b1・Td (|Td|<Tg) …式68
ρdf=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式69
ρdr=b2・Td−Mh2 (|Td|<Tg) …式70
ρdr=C・(Td−Mh2)K2 (Tg≦|Td|) …式71
At this time, the torque-curvature conversion unit 56 calculates the expected turning curvatures ρdf and ρdr according to the following formulas 68 and 70 if the absolute value of the steering torque Td is less than the positive predetermined value Tg, and the absolute value of the steering torque Td. If is a positive predetermined value Tg or more, calculation is performed according to the following formulas 69 and 71. Here, the following expression 68 or 70 is a linear function expression of the steering torque Td as in the first embodiment, and the functions for which the expected turning curvatures ρdf and ρdr are “0” when the steering torque Td is “0”. It is. The following formulas 69 and 71 are power functions of the steering torque Td as in the first embodiment, and are continuously connected to the following formulas 68 and 70 at a predetermined value Tg.
ρdf = b1 · Td (| Td | <Tg) Equation 68
ρdf = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 69
ρdr = b2 · Td−Mh2 (| Td | <Tg) Equation 70
ρdr = C · (Td−Mh2) K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 71

ただし、前記式68中のb1および前記式70中のb2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式69,71中のC,K2は定数である。また、前記式68〜71中の操舵トルクTdは前記式6〜10を用いて計算した操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)の絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数b1,b2および定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数b1,b2および定数Cを前記正の定数b1,b2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。   However, b1 in the formula 68 and b2 in the formula 70 are constants representing the slope of a linear function, and C and K2 in the formulas 69 and 71 are constants. The steering torque Td in the equations 68 to 71 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the equations 6 to 10 (that is, the steering torques Tdf and Tdr), and the calculated steering torque. If Td is positive, the constants b1, b2 and constant C are positive values. If the calculated steering torque Td is negative, the constants b1, b2 and constant C are changed to the positive constants b1, b2 and constant C. A negative value having the same absolute value as

また、前記式70,71中のMh2は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される見込み旋回曲率ρdfと見込み旋回曲率ρdrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh2は、ある操舵トルクTdが供給された時点における切込み操作時の見込み旋回曲率ρdfと戻し操作時の見込み旋回曲率ρdrとの比率に基づいて決定され、下記式72のように表される。
Mh2=nq・(Kq・Td) …式72
ただし、前記式72中のKqは操舵トルクTdに対するウェーバー比であり、nqは最小変化感度に対する所定の係数である。なお、本実施形態においても、ヒステリシス項Mh2を前記式72のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
Further, Mh2 in the above formulas 70 and 71 represents the calculated expected turning curvature ρdf and expected turning curvature ρdr continuously when the turning operation of the steering handle 11 by the driver is changed from the cutting operation to the returning operation. In other words, the hysteresis term is used to construct a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation. This hysteresis term Mh2 is determined based on the ratio of the expected turning curvature ρdf at the time of the cutting operation and the expected turning curvature ρdr at the time of the return operation at the time when a certain steering torque Td is supplied, and is expressed as the following Expression 72. The
Mh2 = nq · (Kq · Td) ... Formula 72
In the equation 72, Kq is a Weber ratio with respect to the steering torque Td, and nq is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity. In the present embodiment, the hysteresis term Mh2 is derived without including the steering angle θ as in the equation 72, but instead of or in addition, for example, the hysteresis term Mh2 includes the steering angle θ. It is also possible to derive so as to depend on the steering angle θ.

このように、ヒステリシス項Mh2が計算されることにより、前記式68または式69に従って計算された見込み旋回曲率ρdfと前記式70または式71に従って計算された見込み旋回曲率ρdrとが連続的に繋がるため、見込み旋回曲率ρdfから見込み旋回曲率ρdrへ、逆に、見込み旋回曲率ρdrから見込み旋回曲率ρdfへスムーズに切り替えることができる。また、前記式72に従ってヒステリシス項Mh2が計算されることにより、切り込み操作と戻し操作間の変更時点における見込み旋回曲率ρdf,ρdrが維持される。このため、後述するように、見込み旋回曲率ρdf,ρdrに基づいて計算される補正目標転舵角δdaに転舵された左右前輪FW1,FW2は、例えば、道路から入力される外乱などによって、その実転舵角δが変化することを防止することができ、運転者が見込んだ車両の挙動を維持することができる。   Since the hysteresis term Mh2 is thus calculated, the expected turning curvature ρdf calculated according to the equation 68 or 69 and the expected turning curvature ρdr calculated according to the equation 70 or 71 are continuously connected. Thus, it is possible to smoothly switch from the expected turning curvature ρdf to the expected turning curvature ρdr, and conversely from the expected turning curvature ρdr to the expected turning curvature ρdf. Further, by calculating the hysteresis term Mh2 according to the equation 72, the expected turning curvatures ρdf and ρdr at the time of change between the cutting operation and the returning operation are maintained. For this reason, as will be described later, the left and right front wheels FW1 and FW2 steered to the corrected target turning angle δda calculated based on the expected turning curvatures ρdf and ρdr are caused by, for example, a disturbance input from the road. It is possible to prevent the turning angle δ from changing, and to maintain the behavior of the vehicle as expected by the driver.

さらに、操舵トルクTdが所定値Tg未満のときに、前記式68および前記式70に従って見込み旋回曲率ρdfおよび見込み旋回曲率ρdrが計算されることにより、操舵ハンドル11が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式68および前記式70は、原点「0」を通る関数であるため、見込み旋回曲率ρdfと見込み旋回曲率ρdrが非連続となることが防止される。   Further, when the steering torque Td is less than the predetermined value Tg, the expected turning curvature ρdf and the expected turning curvature ρdr are calculated according to the formula 68 and the formula 70, so that the steering handle 11 is turned over the neutral position. Even in this case, since the expression 68 and the expression 70 are functions passing through the origin “0”, the expected turning curvature ρdf and the expected turning curvature ρdr are prevented from becoming discontinuous.

すなわち、所定値Tg未満においては、前記式68および前記式70は、ともに原点「0」を通る関数である。このため、運転者が見込み旋回曲率を、例えば、右方向から左方向へ変化する旋回曲率を見込んだとすれば、トルク−曲率変換部56は、前記式70に従って一次関数的に「0」に収束する見込み旋回曲率ρdrを計算するとともに前記式68に従って「0」から一次関数的に増大する見込み旋回曲率ρdfを計算する。したがって、見込み旋回曲率ρdfと見込み旋回曲率ρdrは、「0」で連続となり、見込み旋回曲率の知覚方向が変化する場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに見込み旋回曲率ρdf,ρdrを切り替えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式68〜式72の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み旋回曲率ρdf,ρdrを記憶した図14に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込み旋回曲率ρdf,ρdrを計算するようにしてもよい。   That is, when the value is less than the predetermined value Tg, both of the formula 68 and the formula 70 are functions that pass through the origin “0”. For this reason, if the driver expects the expected turning curvature to change from the right direction to the left direction, for example, the torque-curvature conversion unit 56 linearly becomes “0” according to the above equation 70. The convergent expected turning curvature ρdr is calculated, and the expected turning curvature ρdf that increases linearly from “0” according to the equation 68 is calculated. Therefore, the expected turning curvature ρdf and the expected turning curvature ρdr are continuous at “0”, and when the perceived direction of the expected turning curvature changes, in other words, even when the detected steering angle θ reverses positive and negative, it is expected to be extremely smooth. The turning curvature ρdf, ρdr can be switched, and the driver does not feel uncomfortable. In this case as well, instead of the calculation of the equations 68 to 72, the expected turning curvature ρdf, using the conversion table having the characteristics as shown in FIG. 14 storing the expected turning curvature ρdf, ρdr with respect to the steering torque Td. ρdr may be calculated.

また、トルク−曲率変換部56にて計算された見込み旋回曲率ρdf,ρdrは、転舵角変換部57に供給される。なお、転舵角変換部57は、トルク−曲率変換部56から供給される見込み旋回曲率ρdf,ρdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては見込み旋回曲率ρdf,ρdrをまとめて見込み旋回曲率ρdとして説明する。転舵角変換部57は、見込み旋回曲率ρdを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の目標転舵角δdを計算するとともに、補償目標転舵角δdhを計算するものである。   The expected turning curvatures ρdf and ρdr calculated by the torque-curvature conversion unit 56 are supplied to the turning angle conversion unit 57. The steered angle conversion unit 57 executes the calculation described later in the same way regardless of the expected turning curvatures ρdf and ρdr supplied from the torque-curvature conversion unit 56. The turning curvatures ρdf and ρdr are collectively described as the expected turning curvature ρd. The turning angle conversion unit 57 calculates the target turning angle δd of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected turning curvature ρd, and calculates the compensated target turning angle δdh.

そして、転舵角変換部57は、図15に示すように車速Vに応じて変化して見込み旋回曲率ρdに対する目標転舵角δdの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪FW1,FW2の転舵角δと旋回曲率ρとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部57は、このテーブルを参照して、前記入力した見込み旋回曲率ρdと車速センサ33から入力した検出車速Vとに対応した目標転舵角δdを計算する。また、前記テーブルに記憶されている旋回曲率ρ(見込み旋回曲率ρd)と目標転舵角δdはいずれも正であるが、転舵角変換部57から供給される見込み旋回曲率ρdが負であれば、出力される目標転舵角δdも負となる。   And the turning angle conversion part 57 has a table which changes according to the vehicle speed V, and shows the change characteristic of the target turning angle (delta) d with respect to estimated turning curvature (rho) d as shown in FIG. This table is a set of data collected by running the vehicle while changing the vehicle speed V and actually measuring the turning angle δ and the turning curvature ρ of the left and right front wheels FW1, FW2. Then, the turning angle conversion unit 57 refers to this table and calculates a target turning angle δd corresponding to the input expected turning curvature ρd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. The turning curvature ρ (expected turning curvature ρd) and the target turning angle δd stored in the table are both positive, but the expected turning curvature ρd supplied from the turning angle conversion unit 57 is negative. In this case, the output target turning angle δd is also negative.

なお、目標転舵角δdは下記式73に示すように車速Vと旋回曲率ρの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式73の演算の実行によっても計算することができる。
δd=L・(1+A・V2)・ρd …式73
ただし、前記式73においても、Lはホイールベース長を示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
Since the target turning angle δd is a function of the vehicle speed V and the turning curvature ρ as shown in the following equation 73, the target turning angle δd can be calculated by executing the operation of the following equation 73 instead of referring to the table. it can.
δd = L · (1 + A · V 2 ) · ρd Equation 73
However, also in the equation 73, L is a predetermined value indicating the wheelbase length, and A is a predetermined value.

このように、運転者が操舵ハンドル11を介して知覚する反力トルクTz(操舵トルクTd)に基づいて見込んだ見込み旋回曲率ρdを発生させるように目標転舵角δdを計算することにより、運転者は、自身が見込んだ見込み旋回曲率ρdを知覚して操舵ハンドル11を操作することができる。このため、運転者の操舵感覚に適合した状態で車両を走行させることができるため、ステアリングバイワイヤ方式の転舵装置を搭載した車両の運転が簡単になる。   In this way, by calculating the target turning angle δd so as to generate the expected turning curvature ρd based on the reaction force torque Tz (steering torque Td) perceived by the driver via the steering handle 11, driving is performed. The person can perceive the expected turning curvature ρd expected by the person and can operate the steering handle 11. For this reason, since the vehicle can be driven in a state adapted to the driver's steering sensation, the driving of the vehicle equipped with the steering-by-wire type steering device is simplified.

ところで、この第5実施形態においても、例えば、車庫入れ時の低速走行などの車両が低速で走行している場合には、運転者は、単に操舵ハンドル11の回動ストロークすなわち操舵角θに基づいて車両を旋回させる。そして、この旋回に際しては、操舵ハンドル11の操舵角θに対して実転舵角δが比例する関係とすることによって、例えば、操舵角θに対する実転舵角δを大きくすることができて、人間の操舵感覚に適合した状態とすることができる。   By the way, also in the fifth embodiment, for example, when the vehicle is traveling at a low speed such as a low-speed traveling at the time of entering the garage, the driver is simply based on the turning stroke of the steering handle 11, that is, the steering angle θ. Turn the vehicle. In this turning, the actual turning angle δ can be increased with respect to the steering angle θ, for example, by making the actual turning angle δ proportional to the steering angle θ of the steering handle 11. It can be in a state suitable for human steering feeling.

言い換えれば、車両が低速で走行(移動)している場合には、上述したように、操舵角θに対して指数関数的に変化する操舵トルクTd(反力トルクTz)に基づき見込み旋回曲率ρdが計算され、同決定された見込み旋回曲率ρdに基づいて目標転舵角δdが決定されると、運転者はより大きな操舵角θまで操舵ハンドル11を回動しなければ車両を希望する方向へ旋回させることができず違和感を覚える場合がある。一方で、この運転者が覚える違和感は、本発明に係るステアリングバイワイヤ方式の操舵装置を搭載した車両に乗り換えた当初に感じる可能性が高く、同操舵装置の操舵特性に慣れるすなわち操舵特性を習得することにより徐々に解消されると考えられる。   In other words, when the vehicle is traveling (moving) at a low speed, as described above, the expected turning curvature ρd based on the steering torque Td (reaction torque Tz) that changes exponentially with respect to the steering angle θ. When the target turning angle δd is determined based on the determined expected turning curvature ρd, the driver does not turn the steering handle 11 to a larger steering angle θ in the desired direction of the vehicle. You may not be able to turn, and you may feel uncomfortable. On the other hand, it is highly likely that the driver feels a sense of incongruity at the beginning of changing to a vehicle equipped with the steering-by-wire steering device according to the present invention, so that the driver gets used to the steering characteristic of the steering device, that is, acquires the steering characteristic. It is thought that it will be gradually solved.

このため、この第5実施形態においても上記第1実施形態と同様に、車両が低速で走行(移動)している場合や運転者による操舵装置の操舵特性の習得具合に応じて、より適切な実転舵角δが得られるように、転舵角補償関数を導入して、上記式73により計算される目標転舵角δdを補償して補償目標転舵角δdhを計算する。以下、この第5実施形態における転舵角補償関数について詳細に説明する。この転舵角補償関数も、上記第1実施形態と同様に車両の車速Vの大きさと運転者の操舵特性習得具合に基づいて補償目標転舵角δdhを計算するものであり、下記式74によって表される。
δh=KRt10・(KRt00・ρd+KRt01・(δl/θmax)・θ)+KRt11・((δl/θmax)・θ) …式74
ただし、KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11は上記第1実施形態と同様な所定の補正係数である。そして、補正係数KRt00と補正係数KRt01間には下記式75に示す関係が成立し、補正係数KRt10と補正係数KRt11間には下記式76に示す関係が成立する。
KRt00+KRt01=1 …式75
KRt10+KRt11=1 …式76
For this reason, in the fifth embodiment as well, as in the first embodiment, the vehicle is more appropriate in accordance with the case where the vehicle is traveling (moving) at a low speed or depending on how the driver acquires the steering characteristics of the steering device. In order to obtain the actual turning angle δ, the turning angle compensation function is introduced to compensate the target turning angle δd calculated by the above equation 73 to calculate the compensated target turning angle δdh. Hereinafter, the turning angle compensation function in the fifth embodiment will be described in detail. This turning angle compensation function also calculates the compensation target turning angle δdh based on the magnitude of the vehicle speed V of the vehicle and the driver's acquisition of steering characteristics as in the first embodiment. expressed.
δh = KRt10 · (KRt00 · ρd + KRt01 · (δl / θmax) · θ) + KRt11 · ((δl / θmax) · θ)
However, KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 are predetermined correction coefficients similar to those in the first embodiment. The relationship shown in the following formula 75 is established between the correction coefficient KRt00 and the correction coefficient KRt01, and the relationship shown in the following formula 76 is established between the correction coefficient KRt10 and the correction coefficient KRt11.
KRt00 + KRt01 = 1 ... Formula 75
KRt10 + KRt11 = 1 ... Formula 76

ここで、特に、補正係数KRt01と補正係数KRt11についても、上記第1実施形態と同様に、補正係数KRt01が車速特性を補正する係数であり、補正係数KRt11が運転者の操舵特性習得具合を補正する係数であって、それぞれ図6(a),(b)に示すような特性を有する。また、前記式74中のδlは、路面の摩擦係数μにおいて取り得る最大の旋回曲率ρdμを発生するのに必要な左右前輪FW1,FW2の目標転舵角であり、車速Vとヨーレートγの関数である下記式77に従って計算される。
δl=L・(1+A・V2)・ρdμ …式77
ただし、この式77においても、前記式73と同様にLはホイールベース長を示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
Here, in particular, as for the correction coefficient KRt01 and the correction coefficient KRt11, as in the first embodiment, the correction coefficient KRt01 is a coefficient for correcting the vehicle speed characteristic, and the correction coefficient KRt11 corrects the driver's steering characteristic acquisition level. These coefficients have the characteristics shown in FIGS. 6A and 6B, respectively. Further, δl in the equation 74 is a target turning angle of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the maximum turning curvature ρdμ that can be taken with the road friction coefficient μ, and is a function of the vehicle speed V and the yaw rate γ. Is calculated according to the following equation 77.
δl = L · (1 + A · V 2 ) · ρdμ Equation 77
However, in this formula 77 as well, as in the formula 73, L is a predetermined value indicating the wheelbase length, and A is a predetermined value.

そして、補償目標転舵角δdhは、検出された車速Vや運転者の操舵特性習得具合に応じて前記式74に従い次のように計算される。すなわち、車速Vが大きくかつ設定値(走行距離)が大きい場合には、補正係数KRt01は図6(a)に示すようにその値が「0」とされるとともに、補正係数KRt11も図6(b)に示すようにその値が「0」とされる。このため、前記式75,76に従い、補正係数KRt00はその値が「1」となり、補正係数KRt10もその値が「1」となる。これにより、前記式74に基づく補償目標転舵角δdhは、前記式73に従って計算される第1転舵角としての目標転舵角δdと等しくなり、上述したウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を得ることができて、運転が簡単になる。   Then, the compensation target turning angle δdh is calculated as follows according to the equation 74 according to the detected vehicle speed V and the driver's steering characteristic acquisition level. That is, when the vehicle speed V is high and the set value (travel distance) is large, the correction coefficient KRt01 is set to “0” as shown in FIG. 6A, and the correction coefficient KRt11 is also shown in FIG. The value is set to “0” as shown in b). Therefore, the value of the correction coefficient KRt00 is “1” and the value of the correction coefficient KRt10 is “1” in accordance with the formulas 75 and 76. Thereby, the compensation target turning angle δdh based on the equation 74 becomes equal to the target turning angle δd as the first turning angle calculated according to the equation 73, and the steering according to the above-mentioned Weber-Hefner law is performed. The characteristics can be obtained and the operation becomes simple.

また、車速Vが小さくかつ設定値(走行距離)が極めて小さい場合には、補正係数KRt01は図6(a)に示すようにその値が「1」とされるとともに、補正係数KRt11も図6(b)に示すようにその値が略「1」とされる。このため、前記式75,76に従い、補正係数KRt00はその値が「0」となり、補正係数KRt10もその値が「0」となる。これにより、前記式74に基づく補償目標転舵角δdhは、第2転舵角としての(δl/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の回動ストロークに基づいて低速にて車両を旋回させる場合でも、操舵角θに対する実転舵角δが大きなるため、人間の操舵感覚に適合した状態で操舵ハンドル11を回動することができる。そして、走行距離が極めて少なく運転者の操舵特性習得具合が未だ不十分であっても、操舵角θに対して比例する関係とすることにより、運転者は違和感を覚えることなく極めて容易に車両を旋回させることができる。   When the vehicle speed V is low and the set value (travel distance) is extremely small, the correction coefficient KRt01 is set to “1” as shown in FIG. 6A, and the correction coefficient KRt11 is also set in FIG. As shown in (b), the value is substantially “1”. Therefore, the value of the correction coefficient KRt00 is “0” and the value of the correction coefficient KRt10 is “0” in accordance with the formulas 75 and 76. Thus, the compensation target turning angle δdh based on the equation 74 is (δl / θmax) · θ as the second turning angle, and is in a relationship proportional to the steering angle θ. Accordingly, even when the driver turns the vehicle at a low speed based on the rotation stroke of the steering handle 11, the actual steering angle δ with respect to the steering angle θ is large, so that the driver can steer in a state suitable for human steering feeling. The handle 11 can be rotated. Even if the driving distance is very small and the driver's steering characteristics are still insufficient, the vehicle can be driven very easily without feeling uncomfortable by making the relationship proportional to the steering angle θ. Can be swiveled.

また、車速Vが大きくかつ設定値(走行距離)が極めて小さい場合、または、車速Vが小さくかつ設定値(走行距離)が大きい場合にも、前記式74に基づく補償目標転舵角δdhは、(δl/θmax)・θとなり、操舵角θに対して比例する関係となる。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の回動ストロークに基づいて低速にて車両を旋回させる場合でも、操舵角θに対する実転舵角δが大きなるため、人間の操舵感覚に適合した状態で操舵ハンドル11を回動することができる。特に、補正係数KRt11は、車両の走行距離に応じてその値が「1」から「0」へ一様に減少するため、運転者の操舵特性習得具合に応じて、前記式74中のKRt11・((δl/θmax)・θ)項が「0」に減少する。このため、運転者は、操舵装置の操舵特性を十分に習得した後において、車速Vが大きい場合にはウェーバー・ヘフナーの法則に従った操舵特性を知覚し、車速Vが小さい場合には操舵角θに対して比例関係にある操舵特性を知覚するようになる。したがって、いずれの車速域であっても、良好な操舵特性を得ることができて、運転を簡単にすることができる。   Further, when the vehicle speed V is large and the set value (travel distance) is extremely small, or when the vehicle speed V is small and the set value (travel distance) is large, the compensation target turning angle δdh based on the equation 74 is (δl / θmax) · θ, which is proportional to the steering angle θ. Accordingly, even when the driver turns the vehicle at a low speed based on the rotation stroke of the steering handle 11, the actual steering angle δ with respect to the steering angle θ is large, so that the driver can steer in a state suitable for human steering feeling. The handle 11 can be rotated. In particular, the correction coefficient KRt11 is uniformly reduced from “1” to “0” according to the travel distance of the vehicle. Therefore, the correction coefficient KRt11 in the equation 74 depends on how the driver acquires the steering characteristics. The ((δl / θmax) · θ) term decreases to “0”. For this reason, after fully learning the steering characteristics of the steering device, the driver perceives the steering characteristics according to Weber-Hefner's law when the vehicle speed V is high, and the steering angle when the vehicle speed V is low. A steering characteristic proportional to θ is perceived. Therefore, good steering characteristics can be obtained in any vehicle speed range, and driving can be simplified.

さらに、車速Vがある程度大きくかつ設定値(走行距離)がある程度大きな場合には、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値が、それぞれ「1」〜「0」(「1」〜「0」)の間で変化する。これにより、前記式74に従って計算される補償目標転舵角δdhは、前記式73に従って計算される目標転舵角δdよりも大きな値とされる。したがって、運転者は、車速Vおよび操舵特性習得具合に応じた最適な操舵特性を得ることができて、運転を簡単にすることができる。   Further, when the vehicle speed V is large to some extent and the set value (travel distance) is large to some extent, the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 have values of “1” to “0” (“1” to “0”, respectively). )). Thus, the compensated target turning angle δdh calculated according to the equation 74 is set to a value larger than the target turning angle δd calculated according to the equation 73. Therefore, the driver can obtain the optimum steering characteristics according to the vehicle speed V and the learning characteristics of the steering characteristics, and can simplify the driving.

この計算された補償目標転舵角δdhは、転舵制御部60の転舵角補正部64に供給される。転舵角補正部64は、トルク−旋回曲率変換部56から見込み旋回曲率ρdを入力するとともに、旋回曲率計算部65から実旋回曲率ρも入力する。旋回曲率計算部65は、横加速度センサ34によって検出された横加速度Gと、または、ヨーレートセンサ39によって検出されたヨーレートγと、車速センサ33によって検出された車速Vとを用いて、下記式78の演算の実行により実旋回曲率ρを計算して転舵角補正部64に出力する。
ρ=G/V2またはρ=γ/V …式78
The calculated compensation target turning angle δdh is supplied to the turning angle correction unit 64 of the turning control unit 60. The turning angle correction unit 64 receives the expected turning curvature ρd from the torque-turning curvature conversion unit 56 and also receives the actual turning curvature ρ from the turning curvature calculation unit 65. The turning curvature calculation unit 65 uses the lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 34, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 39, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33, and the following equation 78 By executing this calculation, the actual turning curvature ρ is calculated and output to the turning angle correction unit 64.
ρ = G / V 2 or ρ = γ / V Equation 78

そして、転舵角補正部64は、下記式79の演算を実行して、入力した補償目標転舵角δdhを補正して補正目標転舵角δdaを計算する。
δda=δdh+K7・(ρd−ρ) …式79
ただし、係数K7は予め決められた正の定数であり、実旋回曲率ρが見込み旋回曲率ρに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実旋回局率ρが見込み旋回曲率ρdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み旋回曲率ρdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角がより精度よく確保される。
Then, the turning angle correction unit 64 calculates the corrected target turning angle δda by correcting the input compensation target turning angle δdh by executing the following equation 79.
δda = δdh + K7 · (ρd−ρ) Equation 79
However, the coefficient K7 is a predetermined positive constant, and when the actual turning curvature ρ is less than the expected turning curvature ρ, the coefficient K7 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle δda becomes larger. When the actual turning station rate ρ exceeds the expected turning curvature ρd, the absolute value of the corrected target turning angle δda is corrected to be smaller. By this correction, the turning angles of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected turning curvature ρd are more accurately ensured.

また、電子制御ユニット35にて実行される他のプログラム処理については上記第1実施形態の場合と同じである。そして、図13の機能ブロック図において、上記第1実施形態の図2と同一の符号を付してその説明を省略する。   The other program processing executed by the electronic control unit 35 is the same as that in the first embodiment. And in the functional block diagram of FIG. 13, the same code | symbol as FIG. 2 of the said 1st Embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

そして、上記説明した第5実施形態においても、操舵ハンドル11に対する運転者の操作入力値としての操舵角θは変位−トルク変換部51によって操舵トルクTdfまたはヒステリシス項Mh1が付与された操舵トルクTdrに変換される。また、変換された操舵トルクTdf,Tdrはトルク−旋回曲率変換部56によって見込み旋回曲率ρdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込み旋回曲率ρdrに変換される。そして、転舵角変換部57は、車速Vや設定値(走行距離)に応じて、比率としての補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値を適宜変更し、見込み旋回曲率ρdf,ρdrの発生に必要な目標転舵角δdと操舵角θに対して比例する(δl/θmax)・θからなる補償目標転舵角δdhを計算する。この計算された補償目標転舵角δdhは、転舵角補正部63により補正目標転舵角δdaに補正され、駆動制御部62により左右前輪FW1,FW2は補正目標転舵角δdaに転舵される。   Also in the fifth embodiment described above, the steering angle θ as the operation input value of the driver with respect to the steering handle 11 is changed to the steering torque Tdr to which the steering torque Tdf or the hysteresis term Mh1 is given by the displacement-torque converter 51. Converted. The converted steering torques Tdf and Tdr are converted by the torque-turning curvature converting unit 56 into the expected turning curvature ρdr to which the expected turning curvature ρdf or the hysteresis term Mh2 is given. Then, the turning angle conversion unit 57 appropriately changes the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11 as ratios according to the vehicle speed V and the set value (travel distance), and the expected turning curvatures ρdf, ρdr A compensation target turning angle Δdh consisting of (Δl / θmax) · θ proportional to the steering angle θ required for generation and the steering angle θ is calculated. The calculated compensation target turning angle δdh is corrected to the corrected target turning angle δda by the turning angle correction unit 63, and the left and right front wheels FW1, FW2 are turned to the corrected target turning angle δda by the drive control unit 62. The

そして、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値の変更に際して、車速Vが大きい場合や走行距離が多く運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得した場合には、例えば、目標転舵角δdの比率を大きくするすなわち補正係数KRt00,KRt11を「1」とすることにより、転舵輪が目標転舵角δdに基づく補正目標転舵角δdaに転舵される。したがって、この補正目標転舵角δdaによって車両が旋回すると、運転者には、この旋回により、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込み旋回曲率ρdf,ρdrが与えられる。そして、この見込み旋回曲率ρdf,ρdrは操舵ハンドル11に付与した操舵トルクTd(反力トルクTz)に対してべき乗関数的(式12を式16に変形と同様に式69,71を変形することにより指数関数的)に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドル11を操作できる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル11を操作できるので、車両の運転が簡単になる。   Then, when changing the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11, when the vehicle speed V is large or the mileage is large and the driver has sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, for example, target steering By increasing the ratio of the angle δd, that is, by setting the correction coefficients KRt00 and KRt11 to “1”, the steered wheels are steered to the corrected target turning angle δda based on the target turning angle δd. Therefore, when the vehicle turns with this corrected target turning angle δda, the driver is given the expected turning curvatures ρdf and ρdr as the “physical quantities of the given stimulus” according to the Weber-Hefner law. . The expected turning curvatures ρdf and ρdr are exponential functions with respect to the steering torque Td (reaction torque Tz) applied to the steering wheel 11 (formulas 69 and 71 are transformed in the same way as transforming formula 12 into formula 16). Therefore, the driver can operate the steering wheel 11 while perceiving a motion state amount that matches human perception characteristics. As a result, the driver can operate the steering handle 11 in accordance with human perceptual characteristics, and thus driving of the vehicle is simplified.

また、補正係数KRt00,KRt01,KRt10およびKRt11の各値の変更に際して、車速Vが小さい場合や走行距離が少なく運転者が操舵装置の操舵特性を十分に習得していない場合には、例えば、(δl/θmax)・θの比率を大きくするすなわち補正係数KRt01,KRt11を「1」とすることにより、転舵輪が(δl/θmax)・θに基づく補正目標転舵角δdaに転舵される。したがって、この補正目標転舵角δdaによって車両が旋回すると、運転者は、操舵ハンドル11に対する操舵角θと比例する転舵角にて車両を旋回させることができるため、操舵特性の習得が不十分であっても、従来の機械的に連結された操舵装置での経験に基づいて簡単に車両を旋回させることができる。   Further, when changing the values of the correction coefficients KRt00, KRt01, KRt10, and KRt11, when the vehicle speed V is low or the mileage is short and the driver has not sufficiently mastered the steering characteristics of the steering device, for example, ( By increasing the ratio of δl / θmax) · θ, that is, by setting the correction coefficients KRt01 and KRt11 to “1”, the steered wheels are steered to the corrected target turning angle δda based on (δl / θmax) · θ. Therefore, when the vehicle turns with the corrected target turning angle δda, the driver can turn the vehicle at a turning angle proportional to the steering angle θ with respect to the steering handle 11, and thus the steering characteristics are not sufficiently learned. Even so, the vehicle can be easily turned based on experience with a conventional mechanically coupled steering device.

また、上記第5実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、車両が低速走行(移動)する場合や操舵特性習得具合が不十分である場合に運転者の覚える違和感を解消するために、目標転舵角δdを補償する転舵角補償関数を導入し、運転者が入力した操舵角θに対して比例の関係を有する補償目標転舵角δdhを計算するように実施した。これにより、運転者の操舵ハンドル11の回動ストロークに対して車両がリニアな操舵特性に従って旋回するため、車両が低速で移動する場合や操舵特性習得具合が不十分であっても、運転者が違和感を覚えないようにした。   Also in the fifth embodiment, as in the first embodiment, in order to eliminate the uncomfortable feeling that the driver learns when the vehicle travels (moves) at a low speed or when the steering characteristics are not sufficiently learned. Then, a turning angle compensation function that compensates the target turning angle δd was introduced, and the compensation target turning angle δdh having a proportional relationship with the steering angle θ input by the driver was calculated. As a result, the vehicle turns according to the linear steering characteristics with respect to the rotation stroke of the steering handle 11 of the driver, so that even if the vehicle moves at a low speed or the steering characteristics are not sufficiently learned, I didn't feel uncomfortable.

ところで、上記第5実施形態においても、上述した運転者の違和感は、運転者が大きな実転舵角を必要とする場合において、操舵ハンドル11の操舵角θに対する実転舵角δが発生するまでの時間遅れによっても感じられる場合がある。すなわち、上記第5実施形態における目標転舵角δdは、前記式73に従って、操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)に対してべき乗関数的(指数関数的)に変化する見込み旋回曲率ρd(すなわち見込み旋回曲率ρdf,ρdr)に基づいて計算される。さらに、操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)は、所定値Tg以上において、前記式7,9に従って、運転者による操作入力値としての操舵角θに対して指数関数的に変化するように計算される。このため、運転者が大きな実転舵角を必要とする場合には、従来の機械的に連結された操舵装置に比して、より多く操舵ハンドル11を回動しなければならず、このことによって運転者は違和感を覚える。したがって、この第5実施形態においても、運転者による操作入力値としての操舵角θに対して操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)を、特に低速走行(移動)の際に、大きくするようにすれば、運転者が必要としている実転舵角δを発生させるまでの時間遅れを小さくすることができる。以下、上記第5実施形態の変形例について詳細に説明する。   By the way, also in the said 5th Embodiment, the driver | operator's discomfort mentioned above is until the actual turning angle (delta) with respect to the steering angle (theta) of the steering wheel 11 generate | occur | produces, when a driver | operator requires a big actual turning angle. It may be felt by the time delay. That is, the target turning angle δd in the fifth embodiment is a predicted turning curvature ρd (exponentially) that changes exponentially with respect to the steering torque Td (ie, the steering torque Tdf, Tdr) according to the equation 73. That is, it is calculated based on the expected turning curvature (ρdf, ρdr). Further, the steering torque Td (steering torques Tdf, Tdr) is calculated so as to change exponentially with respect to the steering angle θ as the operation input value by the driver according to the expressions 7 and 9 above the predetermined value Tg. Is done. For this reason, when the driver needs a large actual turning angle, the steering handle 11 must be rotated more than the conventional mechanically coupled steering device. This makes the driver feel uncomfortable. Therefore, also in the fifth embodiment, the steering torque Td (steering torques Tdf, Tdr) is increased with respect to the steering angle θ as an operation input value by the driver, particularly during low-speed travel (movement). If so, the time delay until the actual turning angle δ required by the driver is generated can be reduced. Hereinafter, modified examples of the fifth embodiment will be described in detail.

この第5実施形態に係る変形例においても、上記第1実施形態の第1変形例と同様のトルク補償関数を導入して、変位−トルク変換部51からトルク−ヨーレート変換部54に供給される第1操作力としての操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)を大きく補償して補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)を計算する。   Also in the modification according to the fifth embodiment, the same torque compensation function as that of the first modification of the first embodiment is introduced and supplied from the displacement-torque conversion unit 51 to the torque-yaw rate conversion unit 54. The steering torque Td (steering torque Tdf, Tdr) as the first operating force is greatly compensated to calculate the compensated steering torque Tdh (compensated steering torque Tdfh, Tdrh).

そして、計算された補償操舵トルクTdh(補償操舵トルクTdfh,Tdrh)は、トルク−旋回曲率変換部56に供給される。トルク−旋回曲率変換部56は、供給された補償操舵トルクTdhを利用して、前記式74〜77に従って見込み旋回曲率ρd(見込み旋回曲率ρdf,ρdr)を計算する。なお、この場合においても、図14に示した特性の変換テーブルを用いて、見込み旋回曲率ρd(見込み旋回曲率ρdf,ρdr)を計算することが可能である。そして、計算された見込み旋回曲率ρdは、転舵角変換部57に供給され、前記式73に従って目標転舵角δdが計算され、同計算された目標転舵角δdは転舵制御部60の転舵角補正部64によって補正されて補正目標転舵角δdaが計算される。したがって、見込み旋回曲率ρd(見込み旋回曲率ρdf,ρdr)が補償操舵トルクTdhに基づいて計算されるため、操舵遅れが解消され、上記第5実施形態と同様に運転者が覚える違和感を解消することができる。   The calculated compensated steering torque Tdh (compensated steering torque Tdfh, Tdrh) is supplied to the torque-turning curvature converting unit 56. The torque-turning curvature conversion unit 56 calculates the expected turning curvature ρd (expected turning curvatures ρdf, ρdr) according to the equations 74 to 77 using the supplied compensation steering torque Tdh. Even in this case, the expected turning curvature ρd (expected turning curvatures ρdf, ρdr) can be calculated using the conversion table having the characteristics shown in FIG. Then, the calculated expected turning curvature ρd is supplied to the turning angle conversion unit 57, the target turning angle δd is calculated according to the equation 73, and the calculated target turning angle δd is calculated by the turning control unit 60. The correction target turning angle δda is calculated by being corrected by the turning angle correction unit 64. Therefore, since the expected turning curvature ρd (expected turning curvatures ρdf, ρdr) is calculated based on the compensated steering torque Tdh, the steering delay is eliminated, and the uncomfortable feeling that the driver learns as in the fifth embodiment is eliminated. Can do.

d.その他の変形例
さらに、本発明の実施にあたっては、上記第1ないし第5実施形態及びこれらの変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
d. Other Modifications Further, the present invention is not limited to the first to fifth embodiments and these modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. .

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

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

さらに、上記第1ないし第5実施形態及びこれらの変形例においては、人間が知覚し得る車両の運動状態量として、横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率をそれぞれ単独で用いるようにした。しかし、これらの車両の運動状態量を、運転者による選択操作により切り換え、または車両の走行状態に応じて自動的に切り換えて、車両の操舵制御を行なうようにしてもよい。車両の走行状態に応じて自動的に切り換える場合、例えば、車両の低速走行時には前記運動状態量として旋回曲率を用い、車両の中速走行時には前記運動状態量としてヨーレートを用い、かつ車両の高速走行時には前記運動状態量として横加速度を用いるようにする。これによれば、車両の走行状態に応じて適切な車両の操舵制御がなされ、車両の運転がより易しくなる。   Further, in the first to fifth embodiments and the modifications thereof, the lateral acceleration, the yaw rate, and the turning curvature are each independently used as the motion state quantity of the vehicle that can be perceived by humans. However, the vehicle steering control may be performed by switching the amount of motion state of these vehicles by a selection operation by the driver or by automatically switching according to the traveling state of the vehicle. When switching automatically according to the running state of the vehicle, for example, the turning curvature is used as the motion state quantity when the vehicle is running at low speed, the yaw rate is used as the motion state quantity when the vehicle is running at medium speed, and the vehicle is running at high speed. Sometimes, lateral acceleration is used as the motion state quantity. According to this, appropriate steering control of the vehicle is performed according to the running state of the vehicle, and the driving of the vehicle becomes easier.

本発明の第1ないし第3実施形態に共通の車両の操舵装置の概略図である。It is the schematic of the steering apparatus of the vehicle common to 1st thru | or 3rd embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. 操舵角と操舵トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering angle and a steering torque. 操舵トルクと見込み横加速度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque and estimated lateral acceleration. 見込み横加速度と目標転舵角の関係を示すグラフである。ュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。It is a graph which shows the relationship between a prospective lateral acceleration and a target turning angle. It is a functional block diagram functionally showing the computer program processing. (a)は補正係数KRt01の車速に対する変化を示し、(b)は補正係数KRt11の設定値(走行距離)に対する変化を示すグラフである。(A) is a graph showing the change of the correction coefficient KRt01 with respect to the vehicle speed, and (b) is a graph showing the change of the correction coefficient KRt11 with respect to the set value (travel distance). (a),(b)は本発明に係る変形例に関し、(a)は補正係数KRs01の車速に対する変化を示し、(b)は補正係数KRs11の操舵角に対する変化を示すグラフである。(A), (b) is related with the modification which concerns on this invention, (a) shows the change with respect to the vehicle speed of the correction coefficient KRs01, (b) is a graph which shows the change with respect to the steering angle of the correction coefficient KRs11. 本発明の第2実施形態に係り、(a)は係数KRs0の車速に対する変化を示し、(b)は係数KRm0の車速に対する変化を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing a change of the coefficient KRs0 with respect to the vehicle speed, and FIG. 5B is a graph showing a change of the coefficient KRm0 with respect to the vehicle speed according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係り、(a)は補正係数KRt0の車速に対する変化を示し、(b)は補正係数KRm00の操舵角に対する変化を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing a change of the correction coefficient KRt0 with respect to the vehicle speed, and FIG. 5B is a graph showing a change of the correction coefficient KRm00 with respect to the steering angle according to the third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a fourth embodiment of the present invention. 操舵トルクと見込みヨーレートの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque and estimated yaw rate. 見込みヨーレートと目標転舵角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an expected yaw rate and a target turning angle. 本発明の第5実施形態に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a fifth embodiment of the present invention. 操舵トルクと見込み旋回曲率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering torque and prospective turning curvature. 見込み旋回曲率と目標転舵角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a prospective turning curvature and a target turning angle.

符号の説明Explanation of symbols

FW1,FW2…前輪、11…操舵ハンドル、12…操舵入力軸、13…反力アクチュエータ、21…転舵アクチュエータ、22…転舵出力軸、31…操舵角センサ、32…転舵角センサ、33…車速センサ、34…横加速度センサ、35…電子制御ユニット、38…操舵トルクセンサ、39…ヨーレートセンサ、40…反力制御部、50…感覚適合制御部、51…変位−トルク変換部、52…トルク−横加速度変換部、53,55,57…転舵角変換部、54…トルク−ヨーレート変換部、56…トルク−旋回曲率変換部、60…転舵制御部、61,63,64…転舵角補正部
FW1, FW2 ... front wheels, 11 ... steering handle, 12 ... steering input shaft, 13 ... reaction actuator, 21 ... steering actuator, 22 ... steering output shaft, 31 ... steering angle sensor, 32 ... steering angle sensor, 33 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Vehicle speed sensor 34 ... Lateral acceleration sensor 35 ... Electronic control unit 38 ... Steering torque sensor 39 ... Yaw rate sensor 40 ... Reaction force control part 50 ... Sensory adaptation control part 51 ... Displacement-torque conversion part 52 ... torque-lateral acceleration conversion unit, 53, 55, 57 ... turning angle conversion unit, 54 ... torque-yaw rate conversion unit, 56 ... torque-turning curvature conversion unit, 60 ... steering control unit, 61, 63, 64 ... Steering angle correction unit

Claims (13)

車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記検出された操作入力値を用いて計算する運動状態量計算手段と、
前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の第1転舵角を、前記計算された指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量を用いて計算する第1転舵角計算手段と、
前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値と比例関係にある前記転舵輪の第2転舵角を計算する第2転舵角計算手段と、
前記第1転舵角計算手段により計算された第1転舵角と前記第2転舵角計算手段により計算された第2転舵角との比率を車両の走行距離が小さいときに前記第2転舵角の比率を大きくして変更するとともに、同変更した比率に基づいて第1転舵角と第2転舵角を加算して転舵角を計算する比率変更手段と、
前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
A steering wheel operated by a driver to steer the vehicle, a steering actuator for steering the steered wheel, and the steered actuator according to the operation of the steering handle to drive and control the steered wheel. In a steering device for a steering-by-wire vehicle equipped with a steering control device for steering, the steering control device,
An operation input value detecting means for detecting an operation input value of a driver for the steering wheel;
The estimated motion state quantity of the vehicle, which represents the motion state of the vehicle perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle and has a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation input value to the steering wheel, is detected. Motion state quantity calculating means for calculating using the manipulated input value;
A first turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the calculated expected motion state quantity is calculated using the calculated expected motion state quantity in the exponential relationship or power relationship. Turning angle calculation means,
Second turning angle calculation means for calculating a second turning angle of the steered wheels that is proportional to the operation input value detected by the operation input value detection means;
Wherein the ratio ratio of the second turning angle calculated by the first steering angle and the second steering angle calculating means is calculated by the first steering angle calculating means when the travel distance of the vehicle is smaller first thereby changing the ratio of 2 turning angle is increased to a ratio changing means for calculating a turning angle by adding the first turning angle and the second steering angle based on the ratio obtained by the change,
A steering-by-wire system comprising: a steering control unit configured to control the steering actuator according to the calculated turning angle and to turn the steered wheels to the calculated turning angle. Vehicle steering device.
車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、A steering wheel operated by a driver to steer the vehicle, a steering actuator for steering the steered wheel, and the steered actuator according to the operation of the steering handle to drive and control the steered wheel. In a steering device for a steering-by-wire vehicle equipped with a steering control device for steering, the steering control device,
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、An operation input value detecting means for detecting an operation input value of a driver for the steering wheel;
車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記検出された操作入力値を用いて計算する運動状態量計算手段と、The estimated motion state quantity of the vehicle, which represents the motion state of the vehicle perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle and has a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation input value to the steering wheel, is detected. Motion state quantity calculating means for calculating using the manipulated input value;
前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の第1転舵角を、前記計算された指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量を用いて計算する第1転舵角計算手段と、A first turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the calculated expected motion state quantity is calculated using the calculated expected motion state quantity in the exponential relationship or power relationship. Turning angle calculation means,
前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値と比例関係にある前記転舵輪の第2転舵角を計算する第2転舵角計算手段と、Second turning angle calculation means for calculating a second turning angle of the steered wheels that is proportional to the operation input value detected by the operation input value detection means;
車両の車速を検出する車速検出手段と、Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
前記第1転舵角計算手段により計算された第1転舵角と前記第2転舵角計算手段により計算された第2転舵角との比率を前記車速検出手段により検出された車速が小さいときに前記第2転舵角の比率を大きくして変更するとともに、同変更した比率に基づいて第1転舵角と第2転舵角を加算して転舵角を計算する比率変更手段と、The vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is small as a ratio between the first turning angle calculated by the first turning angle calculating means and the second turning angle calculated by the second turning angle calculating means. Sometimes the ratio of the second turning angle is increased and changed, and the ratio changing means for calculating the turning angle by adding the first turning angle and the second turning angle based on the changed ratio; ,
前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。A steering-by-wire system comprising: a steering control unit configured to control the steering actuator according to the calculated turning angle and to turn the steered wheels to the calculated turning angle. Vehicle steering device.
前記第2転舵角計算手段は、
前記車速検出手段により検出された車速が所定の車速未満のときには、前記操舵ハンドルの中立位置近傍における第2転舵角を、前記比例関係に基づいて計算される第2転舵角の前記操作入力値に対する変化量に比して小さな変化量となる所定の関係に基づいて計算する請求項に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The second turning angle calculation means includes
When the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is less than a predetermined vehicle speed, the operation input of the second turning angle calculated based on the proportional relationship is calculated based on the second turning angle near the neutral position of the steering handle. 3. A steering-by-wire vehicle steering apparatus according to claim 2 , wherein calculation is performed based on a predetermined relationship that results in a small change amount compared to a change amount with respect to the value.
前記第2転舵角計算手段が利用する前記所定の関係は、前記操作入力値と予め定めた指数関係である請求項に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。 4. The steering-by-wire vehicle steering apparatus according to claim 3 , wherein the predetermined relationship used by the second turning angle calculation means is a predetermined exponential relationship with the operation input value. 5. 車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に対して指数関係にあり、前記操舵ハンドルに付与される第1操作力を計算する第1操作力計算手段と、
前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に対して比例関係にあり、前記操舵ハンドルに付与される第2操作力を計算する第2操作力計算手段と、
前記第1操作力計算手段により計算された第1操作力と前記第2操作力計算手段により計算された第2操作力との比率を前記操舵ハンドルに対する操作入力値が小さいときに前記第2操作力の比率を大きくして変更するとともに、同変更した比率に基づいて第1操作力と第2操作力を加算して前記操舵ハンドルに付与される操作力を計算する比率変更手段と、
車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに付与される操作力と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記計算された操作力を用いて計算する運動状態量計算手段と、
前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の転舵角を、前記計算された指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、
前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
A steering wheel operated by a driver to steer the vehicle, a steering actuator for steering the steered wheel, and the steered actuator according to the operation of the steering handle to drive and control the steered wheel. In a steering device for a steering-by-wire vehicle equipped with a steering control device for steering, the steering control device,
An operation input value detecting means for detecting an operation input value of a driver for the steering wheel;
First operating force calculating means for calculating a first operating force applied to the steering wheel, which is exponentially related to the operation input value detected by the operation input value detecting means;
Second operating force calculation means that calculates a second operating force that is proportional to the operation input value detected by the operation input value detection means and that is applied to the steering wheel;
The ratio between the first operating force calculated by the first operating force calculating means and the second operating force calculated by the second operating force calculating means is the second operation when the operation input value for the steering wheel is small. A ratio changing means for increasing and changing the force ratio, and adding the first operating force and the second operating force based on the changed ratio to calculate the operating force applied to the steering wheel;
A vehicle motion state that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle, and a predicted motion state amount of the vehicle that is in a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation force applied to the steering handle, A motion state quantity calculating means for calculating using the calculated operation force;
Steering angle calculation for calculating the turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the calculated expected motion state quantity using the calculated expected motion state quantity in the calculated exponential relationship or power relationship Means,
A steering-by-wire system comprising: a steering control unit configured to control the steering actuator according to the calculated turning angle and to turn the steered wheels to the calculated turning angle. Vehicle steering device.
車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、A steering wheel operated by a driver to steer the vehicle, a steering actuator for steering the steered wheel, and the steered actuator according to the operation of the steering handle to drive and control the steered wheel. In a steering device for a steering-by-wire vehicle equipped with a steering control device for steering, the steering control device,
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、An operation input value detecting means for detecting an operation input value of a driver for the steering wheel;
前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に対して指数関係にあり、前記操舵ハンドルに付与される第1操作力を計算する第1操作力計算手段と、First operating force calculating means for calculating a first operating force applied to the steering wheel, which is exponentially related to the operation input value detected by the operation input value detecting means;
前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に対して比例関係にあり、前記操舵ハンドルに付与される第2操作力を計算する第2操作力計算手段と、Second operating force calculation means that calculates a second operating force that is proportional to the operation input value detected by the operation input value detection means and that is applied to the steering wheel;
車両の車速を検出する車速検出手段と、Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
前記第1操作力計算手段により計算された第1操作力と前記第2操作力計算手段により計算された第2操作力との比率を前記車速検出手段により検出された車速が小さいときに前記第2操作力の比率を大きくして変更するとともに、同変更した比率に基づいて第1操作力と第2操作力を加算して前記操舵ハンドルに付与される操作力を計算する比率変更手段と、When the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is small, the ratio between the first operating force calculated by the first operating force calculating means and the second operating force calculated by the second operating force calculating means is A ratio changing means for increasing and changing the ratio of the two operating forces, and adding the first operating force and the second operating force based on the changed ratio to calculate the operating force applied to the steering wheel;
車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに付与される操作力と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記計算された操作力を用いて計算する運動状態量計算手段と、A vehicle motion state that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle, and a predicted motion state amount of the vehicle that is in a predetermined exponential relationship or a power relationship with the operation force applied to the steering handle, A motion state quantity calculating means for calculating using the calculated operation force;
前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の転舵角を、前記計算された指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、Steering angle calculation for calculating the turning angle of the steered wheels necessary for the vehicle to move with the calculated expected motion state quantity using the calculated expected motion state quantity in the calculated exponential relationship or power relationship Means,
前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。A steering-by-wire system comprising: a steering control unit configured to control the steering actuator according to the calculated turning angle and to turn the steered wheels to the calculated turning angle. Vehicle steering device.
前記第2操作力計算手段は、
前記操舵ハンドルの中立位置近傍における第2操作力を、前記比例関係に基づいて計算される第2操作力の前記操作入力値に対する変化量に比して小さな変化量となる所定の関係に基づいて計算する請求項5または請求項6に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The second operating force calculation means includes
The second operating force in the vicinity of the neutral position of the steering wheel is based on a predetermined relationship in which the amount of change is smaller than the amount of change of the second operating force calculated based on the proportional relationship with respect to the operation input value. The steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 5 or 6 to be calculated.
前記第2操作力計算手段が利用する前記所定の関係は、前記操作入力値と予め定めた指数関係である請求項に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。 8. The steering-by-wire vehicle steering apparatus according to claim 7 , wherein the predetermined relationship used by the second operating force calculation means is a predetermined exponential relationship with the operation input value. 請求項1、2、5および6のうちのいずれか一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとともに、
前記運動状態量計算手段を、前記検出された変位量を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換する操作力変換手段と、前記変換された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段とで構成したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to any one of claims 1 , 2, 5, and 6 ,
The operation input value detection means includes a displacement amount sensor that detects the displacement amount of the steering wheel,
The motion state quantity calculating means includes an operation force conversion means for converting the detected displacement amount into an operation force applied to the steering handle, and an exercise state for converting the converted operation force into the expected motion state quantity. A steering-by-wire vehicle steering apparatus comprising a quantity conversion means.
請求項1、2、5および6のうちのいずれか一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルに入力された操作力を検出して出力する操作力センサで構成するとともに、
前記運動状態量計算手段を、前記検出された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段で構成したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to any one of claims 1 , 2, 5, and 6 ,
The operation input value detection means includes an operation force sensor that detects and outputs an operation force input to the steering handle, and
A steering-by-wire vehicle steering apparatus, wherein the motion state quantity calculating means is composed of motion state quantity conversion means for converting the detected operating force into the expected motion state quantity.
請求項1ないし10のうちのいずれ一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記見込み運動状態量は、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つであるステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to any one of claims 1 to 10 ,
The predicted motion state quantity is a steering-by-wire vehicle steering apparatus that is one of a lateral acceleration, a yaw rate, and a turning curvature of the vehicle.
請求項1ないし11のうちのいずれ一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、さらに、
前記計算した見込み運動状態量と同一種類であって車両の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、
前記計算された見込み運動状態量と前記検出された実運動状態量との差に応じて前記計算された転舵角を補正する補正手段とを設けたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
The steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to any one of claims 1 to 11 , further comprising:
A motion state quantity detection means for detecting an actual motion state quantity that is the same type as the calculated expected motion state quantity and represents the actual motion state of the vehicle;
A steering-by-wire type vehicle characterized by comprising correction means for correcting the calculated turning angle in accordance with a difference between the calculated expected motion state quantity and the detected actual motion state quantity. Steering device.
請求項1ないし12のうちのいずれ一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、さらに、
前記操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to any one of claims 1 to 12 ,
A steering-by-wire vehicle steering apparatus, comprising a reaction force device that applies a reaction force to the operation of the steering wheel.
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