JP4456018B2 - Vehicle steering device - Google Patents

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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、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関する。   The present invention includes a steering handle operated by a driver to steer a vehicle, a steering actuator for steering a steered wheel, and driving control of the steering actuator according to the operation of the steering handle. The present invention relates to a steering apparatus for a steering-by-wire vehicle including a steering control device that steers steered wheels.

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, thereby dividing the front wheel A steering device is shown in which a turning angle (amount of rack shaft displacement) is calculated and the front wheels are turned to the calculated turning angle. Further, in this steering device, the steering response and followability of the front wheels are improved by correcting the calculated turning angle in accordance with the steering speed obtained by time-differentiating the detected steering angle. Further, by calculating the target yaw rate using the detected vehicle speed and the detected steering 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、運転者は違和感を覚えるとともに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, the steering control of these front wheels, although the mechanical connection between the conventional steering wheel and the steered wheels is removed, the steering method of the front wheel with respect to the steering wheel operation is as follows: The basic technical idea of determining the steering angle of the front wheels according to the force is exactly the same, and in these steering methods, the steering angle of the front wheels is not determined according to human sensory characteristics Therefore, the driver felt uncomfortable and 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り、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いため違和感を覚え、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, 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, and the turning angle that is directly determined by the driver's steering operation is the perceptual characteristic of the driver. Because it was not decided according to, it felt uncomfortable and this made it difficult to drive the vehicle.

また、上記従来のいずれの装置においても、検出ハンドル操舵角に応じて転舵アクチュエータが駆動することによって前輪が決定された転舵角まで転舵するようになっている。このとき、転舵アクチュエータの駆動に伴って前輪が決定された転舵角まで転舵するときの速度、すなわち転舵角を時間微分することにより求められる転舵角速度も、人間が知覚し得ない物理量である。したがって、転舵角速度を大きく設定することによって、運転者による操舵ハンドルの操作に対する前輪の転舵応答性が良好になるものの、例えば、高速走行時においては、運転者による急な操舵ハンドル操作に伴って車両の旋回挙動が不安定となる場合があり、車両の運転を難しくする可能性がある。   In any of the above-described conventional devices, the front wheel is steered to the determined steered angle by driving the steered actuator according to the detected steering angle. At this time, humans cannot perceive the speed at which the front wheels are steered to the steered angle determined by the driving of the steered actuator, that is, the steered angular speed obtained by time differentiation of the steered angle. It is a physical quantity. Therefore, by setting the turning angular speed to be large, the steering response of the front wheels to the steering wheel operation by the driver becomes good.For example, when driving at high speed, the steering wheel is suddenly operated by the driver. Thus, the turning behavior of the vehicle may become unstable, which may make 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操作量が変位の場合には指数関数的に、操作量がトルクの場合に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 is changed exponentially when the manipulated variable is a displacement, and if the manipulated variable is a torque, the physical quantity of the stimulus given to the human is changed exponentially. And the physical quantity can be matched to human perceptual characteristics. 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すなわち車両を旋回させることになる。   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 handle, that is, the vehicle is turned.

本発明は、上記発見に基づくもので、その目的は、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旋回させるとともに、車両の急激な旋回挙動変化を防止することにより、車両の運転を易しくした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 its purpose is to turn the vehicle in accordance with human perception characteristics in response to the operation of the steering wheel by the driver and to prevent a sudden change in the turning behavior of the vehicle. Another object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that facilitates driving of the vehicle.

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目標転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、前記転舵輪が前記計算された目標転舵角まで転舵する変化過程における前記転舵輪の転舵角速度を、車両が安定して旋回可能な最大の転舵角速度以下に制限する転舵角速度制限手段と、前記計算された目標転舵角および前記最大の転舵角速度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前記計算された目標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. A turning angle calculation means for calculating a target turning angle of the steered wheel necessary for the purpose using the calculated expected motion state quantity, and the steered wheel steers to the calculated target turning angle. A turning angular speed limiting means for limiting a turning angular speed of the steered wheels in a changing process to be equal to or less than a maximum turning angular speed at which the vehicle can stably turn, and the calculated target turning angle and the maximum turning angle. The present invention resides in that the steering actuator is configured to control the steering actuator according to the steering angular speed and to steer the steered wheel to the calculated target steered angle.

この場合、前記転舵角速度制限手段を、前記変化過程における前記転舵輪の転舵角速度を制限するための制限転舵角を、前記最大の転舵角速度を用いて計算する制限転舵角計算手段と、前記転舵角計算手段によって順次計算された前記変化過程における過渡的な転舵角の絶対値と、前記制限転舵角計算手段によって計算された制限転舵角の絶対値とを比較し、前記過渡的な転舵角の絶対値が前記制限転舵角の絶対値よりも大きければ同制限転舵角を前記変化過程にて前記転舵輪を転舵制御するための目標制御転舵角として決定するとともに、前記過渡的な転舵角の絶対値が前記制限転舵角の絶対値以下であれば同過渡的な転舵角を前記目標制御転舵角として決定する目標制御転舵角決定手段とで構成するとよい。   In this case, the turning angle speed limiting means calculates a restricted turning angle for limiting the turning angular speed of the steered wheels in the changing process using the maximum turning angular speed. And the absolute value of the transient turning angle in the changing process sequentially calculated by the turning angle calculation means and the absolute value of the limited turning angle calculated by the restriction turning angle calculation means. If the absolute value of the transitional turning angle is larger than the absolute value of the limited turning angle, the target control turning angle for controlling the turning of the steered wheels in the changing process using the limited turning angle. And determining the transitional turning angle as the target control turning angle if the absolute value of the transient turning angle is equal to or smaller than the absolute value of the limit turning angle. It is good to comprise with a determination means.

また、この場合、前記転舵制御装置を、さらに、前記転舵輪が前記転舵制御手段によって転舵されることにより、前記変化過程から前記目標転舵角で維持される維持過程へ移行するとき、または、同維持過程から前記変化過程に移行するときに、前記変化過程における前記転舵輪の転舵角の変化を時間に関してフィルタ処理して同転舵角を緩やかに変化させるフィルタ処理手段を設けて構成するとよい。ここで、前記フィルタ処理手段は、例えば、前記変化過程における前記転舵輪の転舵角の絶対値と前記目標転舵角の絶対値との差分が所定値未満であるときに、前記フィルタ処理を実行する。   Further, in this case, when the steered control device further shifts from the changing process to the maintaining process maintained at the target steered angle by the steered wheels being steered by the steered control means. Or, when shifting from the maintenance process to the change process, provided is a filter processing means for filtering the change of the turning angle of the steered wheels in the change process with respect to time and gradually changing the turning angle. It is good to configure. Here, for example, when the difference between the absolute value of the turning angle of the steered wheel and the absolute value of the target turning angle in the changing process is less than a predetermined value, the filter processing means performs the filtering process. Execute.

さらに、この場合、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、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ておくとよい。   Further, in this case, the expected motion state quantity is, for example, one of a lateral acceleration, a yaw rate, and a 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 handle may be further provided.

また、操作入力値検出手段を、例えば、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ことができ、この場合、運動状態量計算手段を、前記検出された変位量を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。   Further, the operation input value detecting means can be constituted by, for example, a displacement amount sensor for detecting the displacement amount of the steering handle. In this case, the motion state amount calculating means gives the detected displacement amount to the steering handle. It is good to comprise by the operation force conversion means which converts into the operation force to be performed, and the movement state amount conversion means which converts the converted operation force into the expected movement state amount.

また、操作入力値検出手段を、例えば、操舵ハンドルに付与される操作力を検出する操作力センサで構成することもでき、この場合には、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。そして、運動状態量変換手段は、操作力を同操作力とべき乗関係にある見込み運動状態量に変換するとよい。   Further, the operation input value detection means can be constituted by, for example, an operation force sensor that detects an operation force applied to the steering wheel. In this case, the motion state quantity calculation means is the detected operation force. It is good to comprise with the exercise state quantity conversion means which converts into the said estimated exercise state quantity. Then, the motion state quantity conversion means may convert the operating force into a predicted motion state quantity that is in a power relation with the operating force.

上記のように構成した本発明においては、まず、操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値が、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目標転舵角が計算されて、この計算された目標転舵角に転舵輪が転舵される。したがって、転舵輪の転舵によって車両が旋回すると、この旋回により、運転者には、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込み運動状態量が与えられる。そして、この見込み運動状態量は操舵ハンドルへの操作入力値に対して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。   In the present invention configured as described above, first, the operation input value of the driver with respect to the steering wheel represents the motion state of the vehicle that can be perceived by the driver in relation to the turning of the vehicle. 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 power relationship with the value. Then, based on the converted expected motion state quantity, a target turning angle of a steered wheel necessary for the vehicle to move with the expected motion state quantity is calculated, and the calculated turning angle is converted to the calculated target turning angle. The steering wheel is steered. Therefore, when the vehicle turns by turning the steered wheels, the driver is given the expected motion state quantity as the “physical quantity of the applied stimulus” according to the Weber-Hefner law. Since the expected motion state quantity changes exponentially or exponentially with respect to the operation input value to the steering wheel, the driver perceives the motion state quantity that matches human perception characteristics. While the steering wheel can be operated. The lateral acceleration and yaw rate can be sensed tactilely by the driver in contact with each part in the vehicle. Further, the turning curvature can be visually perceived by the driver due to changes in the situation within the field of view of the vehicle. As a result, 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、上記のように構成した本発明においては、転舵輪が計算された目標転舵角に転舵するように、転舵アクチュエータが駆動制御される。より詳しくは、操舵ハンドルに対する操作入力値と指数関係またはべき乗関係にある見込み運動状態量で車両が運動するために必要な目標転舵角となるように、転舵アクチュエータが駆動制御されて転舵輪が転舵される。このため、目標転舵角も操舵ハンドルに対する操作入力値に対して指数関係またはべき乗関係を有して計算される。これにより、例えば、運転者によって大きな操作入力値が入力された場合には、操作入力値の変化に対する目標転舵角の変化が大きくなり、車両の旋回挙動が急変して操舵安定性が悪化することが考えられる。しかしながら、転舵アクチュエータの駆動によって転舵輪が転舵するときの転舵角速度(例えば、転舵角を時間微分することにより求められる転舵角速度)は、車両が安定して旋回可能な最大の転舵角速度以下に制限されるため、転舵輪の急激な転舵が防止される。したがって、運転者による操舵ハンドルの操作に対して、常に安定した旋回挙動で車両を旋回させることができ、運転者は、良好な操舵安定性を知覚することができる。   Further, in the present invention configured as described above, the steered actuator is driven and controlled so that the steered wheels are steered to the calculated target steered angle. More specifically, the steered wheel is driven and controlled so that the steered actuator has a target steered angle required for the vehicle to move with an expected motion state quantity that is exponentially or exponentially related to an operation input value to the steering wheel. Is steered. Therefore, the target turning angle is also calculated with an exponential relationship or a power relationship with respect to the operation input value for the steering wheel. Thereby, for example, when a large operation input value is input by the driver, the change in the target turning angle with respect to the change in the operation input value becomes large, the turning behavior of the vehicle changes suddenly, and the steering stability deteriorates. It is possible. However, the turning angular speed when the steered wheels are steered by driving the steering actuator (for example, the turning angular speed obtained by differentiating the turning angle with respect to time) is the maximum turning speed at which the vehicle can stably turn. Since the speed is limited to the steering angular speed or less, the steered wheels can be prevented from turning suddenly. Therefore, the vehicle can always be turned with a stable turning behavior in response to the operation of the steering wheel by the driver, and the driver can perceive good steering stability.

より具体的には、転舵輪が目標転舵角まで転舵される変化過程において、目標転舵角まで指数関数的またはべき乗関数的に変化する過渡的な転舵角の絶対値と、前記最大の転舵角速度を用いて計算された制限転舵角の絶対値とが比較される。そして、過渡的な転舵角の絶対値が制限転舵角の絶対値よりも大きければ、変化過程にて転舵輪を制限転舵角に転舵することによって、車両の旋回挙動が急激に乱れることを防止することができる。このとき、転舵輪は、車両が安定して旋回可能な最大の転舵角速度によって転舵されるため、運転者の操舵ハンドル操作に対する転舵応答性は良好に確保できる。一方、過渡的な転舵角の絶対値が制限転舵角の絶対値以下であれば、変化過程にて転舵輪を過渡的な転舵角に転舵することによって、安定した車両の旋回挙動を確保することができるとともに、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。したがって、運転者は、操舵ハンドルの操作すなわち車両を旋回させるときに、車両の旋回挙動が不安定になることを気にすることなく運転することができるので、車両の運転が簡単になる。   More specifically, in the changing process in which the steered wheels are steered to the target steered angle, the absolute value of the transient steered angle that changes exponentially or exponentially to the target steered angle, and the maximum The absolute value of the limited turning angle calculated using the turning angular speed of If the absolute value of the transient turning angle is larger than the absolute value of the limited turning angle, the turning behavior of the vehicle is abruptly disturbed by turning the steered wheels to the limiting turning angle in the changing process. This can be prevented. At this time, since the steered wheels are steered at the maximum steered angular speed at which the vehicle can turn stably, the steerable response to the driver's steering wheel operation can be ensured satisfactorily. On the other hand, if the absolute value of the transitional turning angle is less than or equal to the absolute value of the limit turning angle, stable turning behavior of the vehicle can be achieved by turning the steered wheels to the transitional turning angle in the course of change. Can be ensured, and the steering wheel can be operated while perceiving an amount of motion state that matches human perception characteristics. Therefore, the driver can drive the vehicle without worrying that the turning behavior of the vehicle becomes unstable when operating the steering wheel, that is, turning the vehicle.

さらに、上記のように構成した本発明においては、転舵輪の転舵状態が変化過程から維持過程または維持過程から変化過程に移行するときに、特に、現在の転舵輪の転舵角の絶対値と目標転舵角の絶対値との差分が所定値未満であるときに、変化過程における転舵輪の転舵角がフィルタ処理される。このため、転舵輪の転舵状態の移行を極めてスムーズに行うことができる。これにより、変化過程(転舵輪の転舵動作状態)から維持過程(転舵輪の転舵停止状態)または維持過程から変化過程に急に移行することを効果的に防止することができる。このため、転舵輪の転舵状態の移行に伴う不要なヨーレートの発生を防止することができる。したがって、運転者は、車両の旋回挙動が不安定になることを気にすることなく運転することができるので、車両の運転が簡単になる。   Further, in the present invention configured as described above, when the turning state of the steered wheels shifts from the changing process to the maintaining process or from the maintaining process to the changing process, in particular, the absolute value of the current steered wheel turning angle. When the difference between the absolute value of the target turning angle and the target turning angle is less than a predetermined value, the turning angle of the steered wheels in the changing process is filtered. For this reason, the transition of the steered state of the steered wheels can be performed extremely smoothly. Accordingly, it is possible to effectively prevent a sudden transition from the change process (the steered wheel steering operation state) to the maintenance process (the steered wheel steer stop state) or the maintenance process to the change process. For this reason, generation | occurrence | production of the unnecessary yaw rate accompanying the transition of the steered state of a steered wheel can be prevented. Therefore, the driver can drive the vehicle without worrying about the unstable turning behavior of the vehicle, so that the driving of the vehicle is simplified.

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

この操舵装置は、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を転舵するために、運転者によって回動操作される操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、横加速度センサ34およびヨーレートセンサ35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, a lateral acceleration sensor 34, and a yaw rate sensor 35.

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、操舵ハンドル11の中立位置を「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。ヨーレートセンサ35は、車両の実ヨーレートγを検出して出力する。なお、実横加速度Gおよび実ヨーレートγ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 expressed by setting the neutral position of the steering wheel 11 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 yaw rate sensor 35 detects and outputs the actual yaw rate γ of the vehicle. Note that the actual lateral acceleration G and the actual yaw rate γ also represent the leftward acceleration as positive and the rightward acceleration as negative.

これらのセンサ31〜35は、電子制御ユニット36に接続されている。電子制御ユニット36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36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37,38がそれぞれ接続されている。駆動回路37,38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37a,38aが設けられている。電流検出器37a,38a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36にフィードバックされている。   These sensors 31 to 35 are connected to the electronic control unit 36. The electronic control unit 36 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 37 and 38 for driving the reaction force actuator 13 and the steering actuator 21 are connected to the output side of the electronic control unit 36, respectively. In the drive circuits 37 and 38, current detectors 37a and 38a for detecting a drive current flowing in the electric motors in the reaction force actuator 13 and the steering actuator 21 are provided. The drive current detected by the current detectors 37a and 38a is fed back to the electronic control unit 36 in order to control the drive of both electric motors.

次に、上記のように構成した実施形態の動作について、電子制御ユニット36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36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知覚特性に対応した左右前輪FW1,FW2の目標転舵角δroを計算するとともに同目標転舵角δroを補正して補正目標転舵角δdを決定するための感覚適合制御部50と、車両が安定して旋回できる最大の転舵角速度に基づき左右前輪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 embodiment configured as described above will be described with reference to the functional block diagram of FIG. 2 showing the functions realized by computer program processing in the electronic control unit 36. The electronic control unit 36 includes a reaction force control unit 40 for controlling the reaction force applied to the steering handle 11, and the left and right front wheels FW1 and FW2 corresponding to the driver's perceptual characteristics based on the turning operation of the steering handle 11. A sensory adaptation control unit 50 for calculating a target turning angle δro and correcting the target turning angle δro to determine a corrected target turning angle δd, and a maximum turning angular velocity at which the vehicle can stably turn. Based on the left and right front wheels FW1 and FW2, the steering control unit 60 controls the steering.

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目標反力トルクThf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目標反力トルクThrを計算する。なお、以下の説明においては、これらの目標反力トルクThf ,Thrをまとめて単に目標反力トルクThともいう。   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. Is calculated, the target reaction force torque Thf is calculated, and the target reaction force is calculated when a 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 the torque Thr. In the following description, these target reaction torques Thf and Thr are collectively referred to simply as target reaction torque Th.

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dθ/dtが負の値であれば運転者によって切込み操作されていると検出し、前記時間微分値dθ/dt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、前記時間微分値dθ/dt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、前記時間微分値dθ/dt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 rotated, if the time differential value dθ / dt of the detected steering angle θ is a negative value, it is detected that the driver has made a cutting operation, and the time differential value dθ If / dt 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 rotated, if the time differential value dθ / dt is a positive value, it is detected that the driver has performed a cutting operation, and the time differential value dθ / dt is If the value is negative, it is detected that the driver has performed a return operation.

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、運転者が微調整に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大きく変動するなどの問題を生じる。   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 these operations are detected at the same time that the driver performs a cutting operation or a return operation, 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, frequent switching of the calculation process causes a problem that, for example, the reaction force perceived by the driver via the steering wheel 11 varies greatly.

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。   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、操舵ハンドル11に付与する静的な反力トルクTzf,Tzrを計算する変位−トルク変換部41について説明する。まず、切込み操作されたときに計算される反力トルクTzf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 displacement-torque converter 41 that calculates the static reaction force torques Tzf and Tzr to be applied to the steering handle 11 will be described. First, the reaction torque Tzf calculated when the cutting operation is performed will be specifically described. 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. In addition, 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、言い換えれば、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。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は反力トルクTzfに対する最小変化感度(後述するトルクに関するウェーバー比に対応)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, it is a hysteresis term for configuring a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation. The hysteresis term Mh1 is determined based on the ratio of the reaction force torque Tzf at the time of the cutting operation and the reaction force torque Tzr at the time of the return operation at the time when a certain steering angle θ is detected, and is expressed as the following Expression 5. .
Mh1 = np · (Kp · Tzf) ... Formula 5
In Equation 5, Kp is a minimum change sensitivity with respect to the reaction force torque Tzf (corresponding to a Weber ratio related to torque 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、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。このため、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に示すように操舵角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。   Thus, by calculating the hysteresis term Mh1, the steering angle θ at the time when the cutting operation is changed to the returning operation is maintained. For this reason, the turning amount of the steering handle 11 in the cutting operation and the turning amount of the steering handle 11 in the returning operation can be made substantially the same, and in particular, the convergence of the steering handle 11 during the returning operation can be ensured satisfactorily. it can. In the present embodiment, the hysteresis term Mh1 is derived so as not to include the steering angle θ as shown in the formula 5, but instead of or in addition to this, for example, including 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または前記式3に従って反力トルクTzfまたは反力トルクTzrが計算される。これにより、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または前記式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が連続的に変化する。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 or the reaction force torque Tzr is calculated according to the equation 1 or the equation 3. As a result, even when the steering handle 11 is rotated across the neutral position, since the equation 1 or the equation 3 is a function passing through the origin “0”, the reaction force torque Tzf and the reaction force Torque Tzr changes continuously. 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が連続的に変化する。したがって、操舵ハンドル11が中立位置を跨って回動操作される場合、言い換えると、検出操舵角θの正負が逆転する場合であっても、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。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1〜5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。また、以下の説明においては、反力トルクTzfおよび反力トルクTzrをまとめて反力トルクTzともいう。   When the steering handle 11 is further rotated leftward beyond the neutral position, the leftward cutting operation is performed, so that the displacement-torque conversion unit 41 changes from “0” to a linear function according to the above equation 1. Calculate the reaction torque Tzf. At this time, since the equation 3 for calculating the reaction torque Tzr for the return operation and the equation 1 for calculating the reaction force torque Tzf for the cutting operation are both functions that pass through the origin “0”, the returning operation (or the cutting operation) ) To a cutting operation (or return operation), the calculated reaction force torque Tzr and reaction force torque Tzf change continuously. Accordingly, even when the steering handle 11 is turned over the neutral position, in other words, even when the detected steering angle θ is reversed, the reaction force torques Tzf and Tzr are applied to the steering handle 11 very smoothly. It can be granted and the driver does not feel uncomfortable. In the calculation of the reaction force torque Tzf or the reaction force torque Tzr, a characteristic conversion table 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 calculations of the above equations 1-5. You may make it calculate using. In the following description, reaction force torque Tzf and reaction force torque Tzr are collectively referred to as reaction force torque Tz.

このように計算された反力トルクTzは、トルク加算部42に供給される。トルク加算部42は、供給された反力トルクTzに対して、操舵システムから入力されるその他の反力トルクを合算して、運転者が操舵ハンドル11を介して知覚する目標反力トルクThを計算する。このため、トルク加算部42は、操舵角速度−摩擦トルク変換部43、操舵角速度−粘性トルク変換部44およびヨーレート−セルフアライメントトルク変換部45(以下、ヨーレート−SAT変換部45という)からそれぞれ計算された反力トルクを入力する。なお、これら各変換部43,44,45が計算する各反力トルクの計算方法については、本発明に直接関係しないため、その詳細な説明を省略して、以下に簡単に説明しておく。   The reaction force torque Tz calculated in this way is supplied to the torque addition unit 42. The torque addition unit 42 adds the other reaction force torque input from the steering system to the supplied reaction force torque Tz, and obtains the target reaction force torque Th that the driver perceives via the steering handle 11. calculate. Therefore, the torque adding unit 42 is calculated from the steering angular velocity-friction torque converting unit 43, the steering angular velocity-viscosity torque converting unit 44, and the yaw rate-self-alignment torque converting unit 45 (hereinafter referred to as the yaw rate-SAT converting unit 45). Input the reaction torque. In addition, since the calculation method of each reaction force torque which each of these conversion parts 43,44,45 calculates is not directly related to this invention, the detailed description is abbreviate | omitted and it demonstrates easily below.

操舵角速度−摩擦トルク変換部43は、操舵ハンドル11と他部材(例えば、ステアリングコラムなど)との間の摩擦に起因する摩擦トルクMtdnwを計算する。この摩擦トルクMtdnwは、運転者による操舵ハンドル11の回動操作速度すなわち検出操舵角θの時間微分値dθ/dt(以下、この時間微分値dθ/dtを操舵角速度dθ/dtという)の大きさに依存するとともにヒステリシス特性を有して計算される。このため、操舵角速度dθ/dtに対する摩擦トルクMtdnwは、図4に示すような特性の変換テーブルを用いて計算される。操舵角速度−粘性トルク変換部44は、操舵ハンドル11の回動操作に伴い発生する粘性トルクMtdを計算する。この粘性トルクMtdは、操舵角速度dθ/dtに比例して計算される。このため、操舵角速度dθ/dtに対する粘性トルクMtdは、図5に示すような特性の変換テーブルを用いて計算される。また、ヨーレート−SAT変換部45は、左右前輪FW1,FW2と路面間の摩擦に起因して、操舵ハンドル11に入力されるセルフアライメントトルクMsatを計算する。このヨーレート−SAT変換部45は、ヨーレートセンサ35によって検出された実ヨーレートγを入力し、同入力した実ヨーレートγに対するセルフアライメントトルクMsatを記憶した図6に示すような特性の変換テーブルを用いて計算する。   The steering angular velocity-friction torque converter 43 calculates a friction torque Mtdnw caused by friction between the steering handle 11 and another member (for example, a steering column). This friction torque Mtdnw is the magnitude of the rotational operation speed of the steering wheel 11 by the driver, that is, the time differential value dθ / dt of the detected steering angle θ (hereinafter, this time differential value dθ / dt is referred to as the steering angular velocity dθ / dt). And is calculated with hysteresis characteristics. Therefore, the friction torque Mtdnw with respect to the steering angular velocity dθ / dt is calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. The steering angular velocity-viscous torque converter 44 calculates a viscous torque Mtd that is generated when the steering handle 11 is turned. This viscous torque Mtd is calculated in proportion to the steering angular velocity dθ / dt. Therefore, the viscous torque Mtd with respect to the steering angular velocity dθ / dt is calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. Further, the yaw rate-SAT conversion unit 45 calculates the self-alignment torque Msat input to the steering wheel 11 due to the friction between the left and right front wheels FW1, FW2 and the road surface. The yaw rate-SAT conversion unit 45 inputs the actual yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 35, and uses a conversion table having characteristics as shown in FIG. 6 in which the self-alignment torque Msat with respect to the input actual yaw rate γ is stored. calculate.

このように計算された摩擦トルクMtdnw、粘性トルクMtdおよびセルフアライメントトルクMsatを入力すると、トルク加算部42は、前記供給された反力トルクTz(すなわち、反力トルクTzf,Tzr)に対して、入力した各反力トルクを合算する。これにより、トルク加算部42は、操舵ハンドル11に付与する反力として、切込み操作時には目標反力トルクThfを計算し、戻し操作時には目標反力トルクThrを計算する。そして、トルク加算部42は、計算した目標反力トルクTh(すなわち、目標反力トルクThf,Thr)を駆動制御部46に供給する。   When the friction torque Mtdnw, the viscous torque Mtd, and the self-alignment torque Msat calculated in this way are input, the torque adding unit 42 applies to the supplied reaction force torque Tz (that is, reaction force torques Tzf and Tzr). Add up the input reaction torques. As a result, the torque adding unit 42 calculates the target reaction force torque Thf during the cutting operation and the target reaction force torque Thr during the return operation as the reaction force applied to the steering handle 11. Then, the torque adding unit 42 supplies the calculated target reaction force torque Th (that is, the target reaction force torque Thf, Thr) to the drive control unit 46.

駆動制御部46は、駆動回路37から反力アクチュエータ13内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに目標反力トルクThに対応した駆動電流が流れるように駆動回路37をフィードバック制御する。この反力アクチュエータ13内の電動モータの駆動制御により、同電動モータは、操舵入力軸12を介して操舵ハンドル11に目標反力トルクThに対応した反力を付与する。   The drive control unit 46 inputs a drive current that flows from the drive circuit 37 to the electric motor in the reaction force actuator 13, and feedback-controls the drive circuit 37 so that a drive current corresponding to the target reaction force torque Th flows to the electric motor. To do. By the drive control of the electric motor in the reaction force actuator 13, the electric motor applies a reaction force corresponding to the target reaction force torque Th to the steering handle 11 via the steering input shaft 12.

これにより、運転者は、操舵ハンドル11から前記計算された目標反力トルクThに対応した反力を感じながら、言い換えれば、これらの目標反力トルクTh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、特に、検出操舵角θが所定の操舵角θz以上であれば、操舵角θと目標反力トルクTh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。   Thus, the driver feels a reaction force corresponding to the calculated target reaction torque Th from the steering handle 11, in other words, while applying a steering torque equal to the target reaction torque Th to the steering handle 11. The steering handle 11 is turned. At this time, in particular, if the detected steering angle θ is equal to or greater than the predetermined steering angle θz, the relationship between the steering angle θ and the target reaction force torque Th follows the above-mentioned Weber-Hefner law. The steering handle 11 can be rotated while receiving a sense suitable for human perception characteristics from 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の指数関数とそれぞれ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 Various functions can be adopted as long as the functions are continuously connected to the exponential functions of Equations 7 and 9, respectively.
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にように表される。
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 as the following Expression 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。これにより、前記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へスムーズに移行することができる。また、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには、前記式6または前記式8に従って操舵トルクTdfまたは操舵トルクTdrが計算される。このため、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。また、以下の説明においては、操舵トルクTdfおよび操舵トルクTdrをまとめて操舵トルクTdともいう。   Also in the calculation of the steering torques Tdf and Tdr, the hysteresis term Mh1 is calculated according to the above equation 10, as in the calculation of the reaction force torques Tzf and Tzr described above. As a result, the steering torque Tdf calculated according to the above-mentioned 6 and 7 and the steering torque Tdr calculated according to the above-mentioned formulas 8 and 9 are continuously connected, so that a smooth transition from the cutting operation to the returning operation can be achieved. Further, when the detected steering angle θ is less than the steering angle θz, the steering torque Tdf or the steering torque Tdr is calculated according to the equation 6 or the equation 8. Therefore, the steering torques Tdf and Tdr can be converged to “0”, and the steering torque Tdf and the steering torque Tdr are changed continuously (smoothly) even when the steering handle 11 is rotated across the neutral position. can do. 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. In the following description, the steering torque Tdf and the steering torque Tdr are collectively referred to as the steering torque Td.

このように計算された操舵トルクTd(すなわち操舵トルクTdf,Tdr)は、トルク−横加速度変換部52に供給される。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。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=c1・Td (|Td|<Tg) …式11
Gdf=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式12
Gdr=c2・Td−Mh2 (|Td|<Tg) …式13
Gdr=C・(Td−Mh2)K2 (Tg≦|Td|) …式14
The steering torque Td calculated in this way (that is, steering torque Tdf, Tdr) is supplied to the torque-lateral acceleration conversion unit 52. The torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates the expected lateral acceleration Gdf expected by the driver by the turning operation of the steering wheel 11 according to the following equations 11 and 12, and calculates the expected lateral acceleration Gdr expected by the return operation by the following equation 13: , 14 according to the calculation. 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 = c1 · Td (| Td | <Tg) Equation 11
Gdf = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 12
Gdr = c2 · Td−Mh2 (| Td | <Tg) Equation 13
Gdr = C · (Td−Mh2) K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 14

ただし、前記式11中のc1および前記式13中のc2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c1,c2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c1,c2および定数Cを前記正の定数c1,c2および定数Cと同じ絶対値を表す負の値とする。   However, c1 in the equation 11 and c2 in the equation 13 are constants representing the slope of a linear function, and C and K2 in the equations 12 and 14 are constants. Further, the steering torque Td in the expressions 11 to 14 represents the absolute value of the steering torque Td calculated using the expressions 6 to 10 (that is, the steering torques Tdf and Tdr). If the torque Td is positive, the constants c1, c2 and the constant C are positive values. If the calculated steering torque Td is negative, the constants c1, c2 and the constant C are changed to the positive constants c1, c2 and the constant. A negative value representing the same absolute value as C.

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は操舵トルクTdに対する最小変化感度(後述するトルクに関するウェーバー比に対応)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 with respect to the steering torque Td (corresponding to a Weber ratio related to torque 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。このため、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へスムーズに切り換えることができる。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δd(静的目標転舵角δro)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(セルフアライメントトルクの変動など)によって、その転舵角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。   In this way, by calculating the hysteresis term Mh2, the expected lateral acceleration Gdf calculated according to the equation 11 or 12 and the expected lateral acceleration Gdr calculated according to the equation 13 or 14 are continuously connected. Therefore, 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. For this reason, as will be described later, the left and right front wheels FW1 and FW2 steered to the corrected target turning angle δd (static target turning angle δro) calculated based on the expected lateral accelerations Gdf and Gdr are, for example, roads Therefore, it is possible to prevent the turning angle from changing due to disturbance (such as fluctuations in self-alignment torque) input from the vehicle, and it is possible to maintain the vehicle behavior 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、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を切り換えることができて、運転者は車両の挙動変化に関して違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式11〜15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7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。また、以下の説明においては、見込み横加速度Gdfおよび見込み横加速度Gdrをまとめて見込み横加速度Gdともいう。   That is, 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 set to “0” according to Equation 13 above. The expected lateral acceleration Gdr that converges is calculated, and the expected lateral acceleration Gdf that increases linearly from “0” is calculated according to the above equation 11. 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 with respect to changes in vehicle behavior. In this case as well, instead of calculating the above formulas 11 to 15, the expected lateral acceleration Gdf, Gdr is obtained by using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 7 in which the expected lateral acceleration Gdf, Gdr with respect to the steering torque Td is stored. May be calculated. In the following description, the expected lateral acceleration Gdf and the expected lateral acceleration Gdr are collectively referred to as the expected lateral acceleration Gd.

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ってその説明を省略する。前記式7を用いて操舵トルクTd(詳しくは操舵トルクTdf)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も上記式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Tdf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), and therefore the expression 12 will be described in detail. Thus, the description thereof is omitted. When the steering torque Td (specifically, the steering torque Tdf) is deleted using the expression 7, the following expression 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 in the same manner as the transformation from the equation 12 to the equation 16. 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 Tdf 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.

次に、上述したパラメータ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、操舵トルクTdf,Tdrおよび見込み横加速度Gdf,Gdrを操舵トルク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) described above 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 are treated 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、この調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となった。   Regarding the lateral acceleration, a wall member is provided on the side of the driver's seat, and a force sensor for detecting the pressing force of the human shoulder is assembled to the wall member to allow the human to grasp the steering handle and to the wall member force sensor. The contact force is applied to the wall member from the outside in the lateral direction with respect to the human and the wall is against the investigation 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17が成立する。
ΔT=To・exp(K1・θ)・K1・(dθ/dt)=T・K1・(dθ/dt) …式17
この式17を変形するとともに、前記実験により求めたトルクに関するウェーバー比ΔT/TをKtとすると、下記式18が成立する。
K1=ΔT/(T・(dθ/dt))=Kt/(dθ/dt) …式18
On the other hand, when the formula 7 is differentiated and the formula 7 is considered in the differentiated formula, the following formula 17 is established.
ΔT = To · exp (K1 · θ) · K1 · (dθ / dt) = T · K1 · (dθ / dt) Equation 17
When this equation 17 is modified and the Weber ratio ΔT / T related to the torque obtained by the above experiment is Kt, the following equation 18 is established.
K1 = ΔT / (T · (dθ / dt)) = Kt / (dθ / dt) Equation 18

また、最大操舵トルクをTmaxとすれば、前記式7より下記式19が成立する。
Tmax=To・exp(K1・θmax) …式19
この式19を変形すれば、下記式20が成立する。
K1=log(Tmax/To)/θmax …式20
そして、前記式18および式20から下記式21が導かれる。
dθ/dt=Kt/K1=Kt・θmax/log(Tmax/To) …式21
この式21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る。そして、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、操舵角速度dθ/dtは前記式21に従って計算できる。また、この操舵角速度dθ/dtとウェーバー比Ktを用いて、前記式18に基づき所定値(係数)K1も計算できる。
If the maximum steering torque is Tmax, the following equation 19 is established from the equation 7.
Tmax = To · exp (K1 · θmax) Equation 19
If this equation 19 is modified, the following equation 20 is established.
K1 = log (Tmax / To) / θmax Equation 20
Then, the following equation 21 is derived from the equations 18 and 20.
dθ / dt = Kt / K1 = Kt · θmax / log (Tmax / To) ... Equation 21
In Equation 21, 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. It is. Since these values Kt, θmax, Tmax, and To are all constants determined by experiments and the system, the steering angular velocity dθ / dt can be calculated according to the equation (21). Further, a predetermined value (coefficient) K1 can be calculated based on the equation 18 using the steering angular velocity dθ / dt 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22が成立する。
ΔG=C・K2・TK2-1・ΔT=G・K2・ΔT/T …式22
この式22を変形し、かつ前記実験により求めた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23,24が成立する。
ΔG/G=K2・ΔT/T …式23
K2=Ka/Kt …式24
この式24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(例えば、αやβ)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24に基づいて係数K2も計算できる。
In addition, when the formula 12 is differentiated and the formula 12 is considered in the differentiated formula, the following formula 22 is established.
ΔG = C · K2 · T K2-1 · ΔT = G · K2 · ΔT / T Equation 22
When Expression 22 is modified and the Weber ratio ΔT / T related to the torque obtained by the above experiment is Kt and the Weber ratio ΔF / F related to the lateral acceleration is Ka, the following Expressions 23 and 24 are established.
ΔG / G = K2 · ΔT / T Equation 23
K2 = Ka / Kt ... Formula 24
In Equation 24, 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 (for example, α and β). Therefore, these Weber ratios Kt, Using Ka, the coefficient K2 can also be calculated based on Equation 24 above.

さらに、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25が導かれる。
C=Gmax/TmaxK2 …式25
そして、この式25においては、GmaxおよびTmaxは実験およ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24によって計算されるものであるので、定数(係数)Cも計算できる。
Further, if the maximum value of the lateral acceleration is Gmax and the maximum value of the steering torque is Tmax, the following expression 25 is derived from the expression 12.
C = Gmax / Tmax K2 Equation 25
In Equation 25, Gmax and Tmax are constants determined by experiments and systems, and K2 is calculated by Equation 24. 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、前記パラメータ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1〜15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 experiment and system, the parameters K1, K2, and C 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 torques Tzf and Tzr and the steering torques Tdf and Tdr that match the driver's perceptual characteristics using the above equations 1 to 15. 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。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の目標転舵角δroを計算するものであり、図8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δro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を変化させながら操舵ハンドル11を一定の操舵角速度dθ/dtで回動操作することにより車両を定常円旋回走行させて、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δroを計算する。なお、計算される目標転舵角δroは、定常円旋回する車両について計算されるため、以下の説明においては、静的目標転舵角δroという。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)と静的目標転舵角δroはいずれも正であるが、転舵角変換部53から供給される見込み横加速度Gdが負であれば、出力される静的目標転舵角δroも負となる。   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. The turning angle conversion unit 53 calculates the target turning angle δro of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected lateral acceleration Gd, and changes according to the vehicle speed V as shown in FIG. And a table representing a change characteristic of the target turning angle δro with respect to the expected lateral acceleration Gd. This table causes the vehicle to run in a steady circular turn by turning the steering handle 11 at a constant steering angular velocity dθ / dt while changing the vehicle speed V, thereby turning the steering angle δ and lateral acceleration of the left and right front wheels FW1, FW2. G is a set of data collected by actually measuring G in advance. Then, the turning angle conversion unit 53 calculates a target turning angle δro corresponding to the input expected lateral acceleration Gd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33 with reference to this table. Since the calculated target turning angle δro is calculated for a vehicle that makes a steady circular turn, it will be referred to as a static target turning angle δro in the following description. Further, the lateral acceleration G (expected lateral acceleration Gd) and the static target turning angle δro stored in the table are both positive, but the expected lateral acceleration Gd supplied from the turning angle conversion unit 53 is negative. If so, the output static target turning angle δro is also negative.

なお、静的目標転舵角δroは車速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、定常円旋回する場合の車両運動方程式としての下記式26の演算の実行によっても計算することができる。
δro=L・(1+A・V2)・Gd/V2 …式26
ただし、前記式26中のLはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を示す予め決められた所定値である。
Since the static target turning angle δro is a function of the vehicle speed V and the lateral acceleration G, instead of referring to the table, the following equation 26 is calculated as a vehicle motion equation for steady circular turning Can also be calculated.
δro = L · (1 + A · V 2 ) · Gd / V 2 Equation 26
However, L in the formula 26 is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value indicating the motion performance of the vehicle.

前記式26に従って計算された静的目標転舵角δroは、転舵角補正部54に供給される。転舵角補正部54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も入力している。そして、転舵角補正部54は、下記式27の演算を実行して、入力した静的目標転舵角δroを補正し、左右前輪FW1,FW2を転舵させる目標転舵角としての補正目標転舵角δdを計算する。
δd=δro+K3・(Gd−G) …式27
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δd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δdの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み横加速度Gdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角がより精度よく計算される。
The static target turning angle δro calculated according to Equation 26 is supplied to the turning angle correction unit 54. The turning angle correction unit 54 receives the expected lateral acceleration Gd from the torque-lateral acceleration conversion unit 52 and also receives the actual lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 34. And the turning angle correction | amendment part 54 performs the calculation of following formula 27, correct | amends the static target turning angle (delta) ro input, and the correction target as a target turning angle which steers the right-and-left front wheel FW1, FW2. The turning angle δd is calculated.
δd = δro + K3 · (Gd−G) Equation 27
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 Δd increases. Further, when the actual lateral acceleration G exceeds the expected lateral acceleration Gd, the absolute value of the corrected target turning angle δd 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 calculated with higher accuracy.

上述したように計算された静的目標転舵角δroおよび補正目標転舵角δdは、転舵制御部60に供給される。転舵制御部60においては、勾配限界演算部61が、左右前輪FW1,FW2の転舵角速度を制限するための勾配制限目標転舵角δr1を計算するとともに、車両の旋回に伴う挙動変化を緩やかにするために目標制御転舵角としての目標転舵角δrを決定する。以下、この勾配限界演算部61の計算について詳細に説明する。   The static target turning angle δro and the corrected target turning angle δd calculated as described above are supplied to the turning control unit 60. In the turning control unit 60, the gradient limit calculating unit 61 calculates the gradient limiting target turning angle δr1 for limiting the turning angular speed of the left and right front wheels FW1 and FW2, and moderates the behavior change accompanying the turning of the vehicle. Therefore, the target turning angle δr as the target control turning angle is determined. Hereinafter, the calculation of the gradient limit calculation unit 61 will be described in detail.

運転者の見込んだ見込み横加速度Gdを実現するための左右前輪FW1,FW2の静的目標転舵角δroは、前記式26に従って計算することができる。このとき、見込み横加速度Gdの最大値をGmaxとし、この最大値Gmaxを発生するための転舵角をδmaxとすれば、前記式26は下記式28に示すように変形することができる。
δmax=L・(1+A・V2)・Gmax/V2 …式28
この式28によれば、運転者が見込む見込み横加速度Gdの最大値Gmaxを一定の値とした場合には、転舵角δmaxは検出車速Vに対する関数となり、検出車速Vが増大するに伴って転舵角δmaxは小さくなり、検出車速Vが減少するに伴って転舵角δmaxは大きくなる。言い換えれば、検出車速Vの増大に伴って、同一の見込み横加速度Gdを発生するための左右前輪FW1,FW2の転舵領域は小さくなり、検出車速Vの減少に伴って、同一の見込み横加速度Gdを発生するための左右前輪FW1,FW2の転舵領域は大きくなる。
The static target turning angle δro of the left and right front wheels FW1 and FW2 for realizing the expected lateral acceleration Gd expected by the driver can be calculated according to the equation 26. At this time, if the maximum value of the expected lateral acceleration Gd is Gmax and the turning angle for generating the maximum value Gmax is δmax, the equation 26 can be modified as shown in the following equation 28.
δmax = L · (1 + A · V 2 ) · Gmax / V 2 Equation 28
According to Expression 28, when the maximum value Gmax of the expected lateral acceleration Gd expected by the driver is set to a constant value, the turning angle δmax becomes a function with respect to the detected vehicle speed V, and as the detected vehicle speed V increases. The steered angle δmax decreases, and as the detected vehicle speed V decreases, the steered angle δmax increases. In other words, as the detected vehicle speed V increases, the steered area of the left and right front wheels FW1, FW2 for generating the same expected lateral acceleration Gd decreases, and as the detected vehicle speed V decreases, the same expected lateral acceleration The steering area of the left and right front wheels FW1, FW2 for generating Gd is increased.

また、前記式26によって表される静的目標転舵角δroは、前記式16を用いて変形することにより、下記式29に示すように、操舵角θとの関係として表すこともできる。
δro=(L・(1+A・V2)/V2)・Go・exp(K1・K2・θ) …式29
今、理解を容易とするために車速Vが一定の場合を考えると、前記式29によれば、静的目標転舵角δroは、操舵ハンドル11の操舵角θの変化に対して指数関数的に変化する。このため、静的目標転舵角δroは、操舵角θの変化に対して、下に凸となる非線形特性を有する。したがって、今、運転者が操舵ハンドル11を一定の操舵角速度dθ/dtで回動操作(以下、この回動操作を静的な回動操作という)した場合を考えると、操舵ハンドル11が中立位置近傍で回動操作されたときには操舵角θの変化に対する静的目標転舵角δroの変化が小さく、操舵ハンドル11が中立位置から離れた位置で回動操作されたときには操舵角θの変化に対する静的目標転舵角δroの変化が極めて大きくなる。
Further, the static target turning angle δro expressed by the equation 26 can be expressed as a relationship with the steering angle θ as shown in the following equation 29 by being transformed using the equation 16.
δro = (L · (1 + A · V 2 ) / V 2 ) · Go · exp (K1 · K2 · θ) Equation 29
Considering the case where the vehicle speed V is constant for easy understanding, the static target turning angle δro is exponential with respect to the change in the steering angle θ of the steering wheel 11 according to the equation 29. To change. Therefore, the static target turning angle δro has a non-linear characteristic that protrudes downward with respect to a change in the steering angle θ. Therefore, now considering the case where the driver rotates the steering handle 11 at a constant steering angular velocity dθ / dt (hereinafter, this rotating operation is referred to as a static rotating operation), the steering handle 11 is in the neutral position. When the turning operation is performed in the vicinity, the change in the static target turning angle δro with respect to the change in the steering angle θ is small, and when the steering handle 11 is turned at a position away from the neutral position, the static with respect to the change in the steering angle θ is reduced. The change in the target turning angle δro becomes extremely large.

このため、運転者が操舵ハンドル11を中立位置近傍で回動操作する場合には、操舵ハンドル11の回動操作に対して左右前輪FW1,FW2が緩慢に転舵するようになる。一方、運転者が操舵ハンドル11を中立位置近傍から離れた位置、特に、操舵ハンドル11を最大操舵角θmax近傍位置(以下、この近傍位置をエンド近傍位置という)で回動操作する場合には、操舵ハンドル11の回動操作に対して左右前輪FW1,FW2が急峻に転舵するようになる。   For this reason, when the driver rotates the steering handle 11 in the vicinity of the neutral position, the left and right front wheels FW1 and FW2 turn slowly with respect to the turning operation of the steering handle 11. On the other hand, when the driver rotates the steering handle 11 at a position away from the vicinity of the neutral position, in particular, the steering handle 11 is rotated at a position near the maximum steering angle θmax (hereinafter, this vicinity position is referred to as an end vicinity position). The left and right front wheels FW1, FW2 are steered sharply with respect to the turning operation of the steering handle 11.

そして、この静的目標転舵角δroの操舵角θに対する変化特性は、検出車速Vによっても変化する。すなわち、上述したように、前記式28によれば、同一の見込み横加速度Gd(最大値Gmax)を発生させる場合には、検出車速Vが増大するに伴って左右前輪FW1,FW2の転舵領域は小さくなり、検出車速Vが減少するに伴って左右前輪FW1,FW2の転舵領域は大きくなる。特に、検出車速Vが小さくなり転舵領域が大きくなる状況では、操舵ハンドル11がエンド近傍位置にて回動操作されると、操舵角θの変化に対して指数関数的に変化する静的目標転舵角δroの変化が極めて大きくなる。その結果、検出車速Vが減少するに伴って、操舵ハンドル11の回動操作に対して左右前輪FW1,FW2が急峻に転舵する傾向が強くなり、車両の挙動が乱れて運転が難しくなる。   The change characteristic of the static target turning angle δro with respect to the steering angle θ also changes depending on the detected vehicle speed V. That is, as described above, according to the equation 28, when the same expected lateral acceleration Gd (maximum value Gmax) is generated, the steered area of the left and right front wheels FW1, FW2 as the detected vehicle speed V increases. As the detected vehicle speed V decreases, the steered area of the left and right front wheels FW1, FW2 increases. In particular, in a situation where the detected vehicle speed V decreases and the steered region increases, a static target that changes exponentially with respect to a change in the steering angle θ when the steering handle 11 is turned near the end position. The change in the turning angle δro becomes extremely large. As a result, as the detected vehicle speed V decreases, the left and right front wheels FW1, FW2 tend to steer sharply with respect to the turning operation of the steering handle 11, and the behavior of the vehicle is disturbed, making driving difficult.

さらに、上述した静的目標転舵角δroの操舵角θに対する変化特性は、操舵ハンドル11の静的な回動操作の場合に比して、操舵角速度dθ/dtが変化する回動操作(以下、この回動操作を動的な回動操作という)された場合により顕著に現れる。以下、このことを詳細に説明する。   Furthermore, the change characteristic of the static target turning angle δro with respect to the steering angle θ described above is a turning operation (hereinafter referred to as “steering angular velocity dθ / dt”) that is different from that in the case of the static turning operation of the steering handle 11. This rotation operation appears more prominently when it is called a dynamic rotation operation. This will be described in detail below.

一般的に、運転者は、操舵ハンドル11の動的な回動操作によって車両を運転する。すなわち、運転者は、大きな操舵角速度dθ/dtで操舵ハンドル11の回動操作を開始し、小さな操舵角速度dθ/dtで操舵ハンドル11の回動操作を終了する。このとき、操舵角センサ31は、所定の短い時間間隔で操舵角θを検出して出力しているため、操舵ハンドル11の一連の回動操作において操舵角速度dθ/dtが変化する場合には、前記式29に従って検出操舵角θを用いて計算される静的目標転舵角δroが時系列的に離散した(不連続な)値となる。言い換えれば、操舵ハンドル11の一連の回動操作において操舵角速度dθ/dtが変化する場合には、計算される静的目標転舵角δroは、操舵角速度dθ/dtに対して動的に変化するようになる。   Generally, the driver drives the vehicle by a dynamic turning operation of the steering handle 11. That is, the driver starts the turning operation of the steering handle 11 at a large steering angular velocity dθ / dt, and ends the turning operation of the steering handle 11 at a small steering angular velocity dθ / dt. At this time, since the steering angle sensor 31 detects and outputs the steering angle θ at a predetermined short time interval, when the steering angular velocity dθ / dt changes in a series of turning operations of the steering handle 11, The static target turning angle δro calculated using the detected steering angle θ according to the equation 29 is a discrete (discontinuous) value in time series. In other words, when the steering angular velocity dθ / dt changes in a series of turning operations of the steering handle 11, the calculated static target turning angle δro dynamically changes with respect to the steering angular velocity dθ / dt. It becomes like this.

具体的に説明すると、上述したように、静的目標転舵角δroは操舵角θに対して指数関数的に変化するため、特に、操舵ハンドル11のエンド近傍位置において、操舵角速度dθ/dtが大きい場合には、微小な制御時間tあたりの静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtが大きくなり、時定数は小さくなる。一方、操舵角速度dθ/dtが小さい場合には、変化勾配値dδro/dtが小さくなり、時定数は大きくなる。このように、静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtは、操舵角速度dθ/dtの大きさに応じて異なる。ここで、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に応じて、左右前輪FW1,FW2が転舵アクチュエータ21の駆動によって転舵される。すなわち、転舵アクチュエータ21は、操舵ハンドル11の操舵角速度dθ/dtに応じて、左右前輪FW1,FW2をシステム上予め設定された限界の転舵角速度dδ/dt(以下、この転舵角速度を転舵性能限界速度dδ/dtという)以下で転舵する。このため、転舵アクチュエータ21は、操舵角速度dθ/dtの大きさに応じて変化する静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtに比して転舵性能限界速度dδ/dtが大きい場合には、左右前輪FW1,FW2を変化勾配値dδro/dtに対応した転舵角速度で転舵するようになる。一方、変化勾配値dδro/dtに比して転舵性能限界速度dδ/dtが小さい場合には、左右前輪FW1,FW2を転舵性能限界速度dδ/dtで転舵するようになる。このことを図9を用いて説明する。   More specifically, as described above, the static target turning angle δro changes exponentially with respect to the steering angle θ, and therefore the steering angular velocity dθ / dt particularly at the position near the end of the steering handle 11 is If it is large, the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro per minute control time t increases, and the time constant decreases. On the other hand, when the steering angular velocity dθ / dt is small, the change gradient value dδro / dt is small and the time constant is large. Thus, the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro differs depending on the magnitude of the steering angular velocity dθ / dt. Here, in the steering-by-wire type steering apparatus, the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered by driving the steered actuator 21 in accordance with the turning operation of the steering handle 11 by the driver. That is, the steering actuator 21 controls the left and right front wheels FW1 and FW2 according to the steering angular velocity dθ / dt of the steering handle 11 to a limit steering angular velocity dδ / dt (hereinafter referred to as the steering angular velocity) preset in the system. Steering is performed at a speed less than or equal to the steering performance limit speed dδ / dt. For this reason, the turning actuator 21 has a larger turning performance limit speed dδ / dt than the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro that changes in accordance with the magnitude of the steering angular speed dθ / dt. In this case, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered at a turning angular velocity corresponding to the change gradient value dδro / dt. On the other hand, when the turning performance limit speed dδ / dt is smaller than the change gradient value dδro / dt, the left and right front wheels FW1, FW2 are turned at the turning performance limit speed dδ / dt. This will be described with reference to FIG.

図9は、s点(時間t=0)にて操舵ハンドル11の切込み操作が開始され、所定の時間経過後に戻し操作される場合の転舵角δの変化を示している。今、運転者によって操舵角速度dθ/dtの大きい回動操作(以下、この回動操作を速い操舵という)がされた場合には、静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtは、図9中にて細い一点鎖線で示すように変化する。しかしながら、この変化勾配値dδro/dtは、転舵アクチュエータ21の転舵性能限界速度dδ/dtよりも大きな値を有しているため、転舵アクチュエータ21は左右前輪FW1,FW2を転舵性能限界速度dδ/dtで転舵する。したがって、この場合には、左右前輪FW1,FW2は、図9中にて太い一点鎖線で示すように、s点とa点を通る直線に従って静的目標転舵角δroに転舵される。   FIG. 9 shows a change in the turning angle δ when the turning operation of the steering handle 11 is started at the point s (time t = 0) and is returned after a predetermined time has elapsed. When the driver performs a turning operation with a large steering angular velocity dθ / dt (hereinafter, this turning operation is referred to as fast steering), the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro is: It changes as shown by a thin alternate long and short dash line in FIG. However, since the change gradient value dδro / dt has a larger value than the turning performance limit speed dδ / dt of the turning actuator 21, the turning actuator 21 sets the left and right front wheels FW1, FW2 to the turning performance limit. Turn at speed dδ / dt. Therefore, in this case, the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered to the static target turning angle δro according to a straight line passing through the points s and a as shown by the thick dashed line in FIG.

また、運転者によって操舵角速度dθ/dtが比較的大きい回動操作(以下、この回動操作を比較的速い操舵という)がされた場合には、静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtは、図9中にて細い実線で示すように変化する。この場合には、転舵アクチュエータ21は、図9中にて太い実線で示すように、d点までは静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtに対応した転舵角速度で左右前輪FW1,FW2を転舵し、その後b点まで転舵性能限界速度dδ/dtで左右前輪FW1,FW2を転舵する。さらに、運転者によって操舵角速度dθ/dtの小さい回動操作(以下、この回動操作を遅い操舵という)がされた場合には、転舵アクチュエータ21は、図9中にて太い破線で示すように、s点からc点まで変化勾配値dδro/dtに対応した転舵角速度で左右前輪FW1,FW2を転舵する。   When the driver performs a turning operation with a relatively large steering angular velocity dθ / dt (hereinafter, this turning operation is referred to as a relatively fast steering), the change gradient value dδro of the static target turning angle δro. / Dt changes as shown by a thin solid line in FIG. In this case, as shown by a thick solid line in FIG. 9, the steering actuator 21 has left and right front wheels at a turning angular velocity corresponding to the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro up to point d. FW1 and FW2 are steered, and then the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered to the point b at the steerability limit speed dδ / dt. Further, when the driver performs a turning operation with a small steering angular velocity dθ / dt (hereinafter, this turning operation is referred to as slow steering), the steered actuator 21 is indicated by a thick broken line in FIG. Further, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered from the point s to the point c at a turning angular velocity corresponding to the change gradient value dδro / dt.

このように、転舵アクチュエータ21は、転舵性能限界速度dδ/dt以下の転舵角速度によって、静的目標転舵角δroの変化勾配値dδro/dtに追従するように左右前輪FW1,FW2を転舵する。しかし、予め設定された転舵アクチュエータ21の転舵性能限界速度dδ/dtが大きい場合には、左右前輪FW1,FW2が急峻に転舵され、その結果、車両の旋回挙動言い換えれば操舵安定性が適正に確保できない場合がある。したがって、勾配限界演算部61は、車両の挙動を緩やかに変化させて運転者が見込んだ見込み横加速度Gdを発生させる、すなわち左右前輪FW1,FW2の転舵角速度を制限して目標転舵角δdまで緩やかに転舵させるための勾配制限目標転舵角δr1を計算する。以下、この勾配制限目標転舵角δr1の計算について詳細に説明する。   In this way, the steering actuator 21 moves the left and right front wheels FW1, FW2 so as to follow the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro with a turning angular speed equal to or less than the turning performance limit speed dδ / dt. Steer. However, when the preset turning performance limit speed dδ / dt of the turning actuator 21 is large, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered sharply. As a result, the turning behavior of the vehicle, in other words, steering stability is improved. There are cases where it cannot be secured properly. Therefore, the gradient limit calculation unit 61 gently changes the behavior of the vehicle to generate the expected lateral acceleration Gd anticipated by the driver, that is, limits the turning angular velocity of the left and right front wheels FW1 and FW2 and sets the target turning angle δd. The gradient limit target turning angle δr1 for gently turning to is calculated. Hereinafter, the calculation of the gradient limited target turning angle Δr1 will be described in detail.

勾配限界演算部61は、下記式30に従って勾配制限目標転舵角δr1を計算する。
δr1=δr1(n−1)+dδa/dt …式30
ここで、前記式30中のδr1(n−1)は、前回のプログラム実行時に計算された勾配制限目標転舵角δr1であり、dδa/dtは、左右前輪FW1,FW2を転舵するときに車両が安定して旋回できる最大の転舵角速度であって下記式31により表される。
dδa/dt<(dδ/dt)・Kd …式31
ただし、前記式31中のKdは所定の係数であり、1以下の正の係数である。なお、この係数Kdについては、車速Vの関数として計算してもよい。この場合、係数Kdは、車速Vの増加に伴って大きく変化し、車速Vの減少に伴って小さく変化する特性を有するとよい。これにより、車速Vの増加に伴って左右前輪FW1,FW2が俊敏に転舵されるとともに、車速Vの減少に伴って左右前輪FW1,FW2が緩やかに転舵されるようになる。
The gradient limit calculation unit 61 calculates the gradient limit target turning angle δr1 according to the following equation 30.
δr1 = δr1 (n−1) + dδa / dt Equation 30
Here, δr1 (n−1) in the equation 30 is the gradient limited target turning angle δr1 calculated at the time of the previous program execution, and dδa / dt is when turning the left and right front wheels FW1, FW2. This is the maximum turning angular velocity at which the vehicle can turn stably, and is expressed by the following equation (31).
dδa / dt <(dδ / dt) · Kd Equation 31
However, Kd in the formula 31 is a predetermined coefficient, which is a positive coefficient of 1 or less. The coefficient Kd may be calculated as a function of the vehicle speed V. In this case, the coefficient Kd may have a characteristic that changes greatly as the vehicle speed V increases and changes small as the vehicle speed V decreases. As a result, the left and right front wheels FW1 and FW2 are quickly steered as the vehicle speed V increases, and the left and right front wheels FW1 and FW2 are gradually steered as the vehicle speed V decreases.

そして、勾配限界演算部61は、前記式30,31に従って勾配制限目標転舵角δr1を計算すると、前記式26に従って計算された静的目標転舵角δroと比較し、補正目標転舵角δdまでの変化過程における目標転舵角δrを決定する。すなわち、勾配限界演算部61は、計算した勾配制限目標転舵角δr1が入力した静的目標転舵角δro以上であれば、静的目標転舵角δroを目標転舵角δrとして決定する。一方、勾配制限目標転舵角δr1が静的目標転舵角δro未満であれば、勾配制限目標転舵角δr1を目標転舵角δrとして決定する。   Then, when the gradient limit calculating unit 61 calculates the gradient limited target turning angle δr1 according to the equations 30 and 31, the gradient limit calculating unit 61 compares it with the static target turning angle δro calculated according to the equation 26, and the corrected target turning angle δd. The target turning angle δr in the changing process up to is determined. That is, the gradient limit calculation unit 61 determines the static target turning angle δro as the target turning angle δr if the calculated gradient limiting target turning angle δr1 is equal to or greater than the input static target turning angle δro. On the other hand, if the gradient restricted target turning angle Δr1 is less than the static target turning angle Δro, the gradient restricted target turning angle Δr1 is determined as the target turning angle Δr.

具体的に図10を用いて説明すると、勾配限界演算部61は、所定の制御時間t−1において、前記式26に従って計算された静的目標転舵角δro(n−1)を入力するとともに、前記式30,31に従って計算した勾配制限目標転舵角δr1(n−1)とを比較する。この比較において、静的目標転舵角δro(n−1)が勾配制限目標転舵角δr1(n−1)よりも大きければ、静的目標転舵角δro(t−1)の変化勾配値dδro/dtは、最大転舵角速度dδa/dtよりも大きい。このため、勾配限界演算部61は、静的目標転舵角δro(t−1)の変化勾配値dδro/dtを最大転舵角速度dδa/dtによって制限するために、制御時間t−1における目標転舵角δr(n−1)を勾配制限目標転舵角δr1(n−1)に決定する。同様にして、制御時間tにおける目標転舵角δrを勾配制限目標転舵角δr1に決定する。そして、このように決定された目標転舵角δrは、フィルタ処理演算部62に供給される。 Specifically, using FIG. 10, the gradient limit calculation unit 61 inputs the static target turning angle δro (n−1) calculated according to the equation 26 at a predetermined control time t−1. The gradient limited target turning angle δr1 (n−1) calculated in accordance with the equations 30 and 31 is compared. In this comparison, if the static target turning angle δro (n−1) is larger than the gradient limited target turning angle δr1 (n −1) , the change gradient value of the static target turning angle δro (t−1) dδro / dt is larger than the maximum turning angular velocity dδa / dt. Therefore, the gradient limit calculation unit 61 limits the change gradient value dδro / dt of the static target turning angle δro (t−1) by the maximum turning angular velocity dδa / dt, so that the target at the control time t−1 is set. The turning angle δr (n−1) is determined as the gradient limited target turning angle δr1 (n−1) . Similarly, the target turning angle Δr at the control time t is determined as the gradient limited target turning angle Δr1. The target turning angle δr determined in this way is supplied to the filter processing calculation unit 62.

フィルタ処理演算部62は、左右前輪FW1,FW2の転舵制御において、補正目標転舵角δdまでの変化過程から補正目標転舵角δdでの維持過程への移行に伴って発生する不要なヨーレートを抑制するために、目標転舵角δrをフィルタ処理する。具体的に説明すると、上述したように、運転者によって操舵ハンドル11が回動操作されると、左右前輪FW1,FW2は、図9に示すように、運転者が見込んだ見込み横加速度Gdを発生させるための補正目標転舵角δdまで転舵制御される。そして、図9中のa点,b点およびc点まで変化すると、左右前輪FW1,FW2の転舵動作は終了し、補正目標転舵角δdで維持される。このとき、a点,b点およびc点においては、左右前輪FW1,FW2の作動状態が停止状態に急変するため、運転者は不要なヨーレートを知覚する場合がある。このため、フィルタ処理演算部62は、左右前輪FW1,FW2の転舵角δ(すなわち、目標転舵角δr)が補正目標転舵角δdに到達する直前の転舵動作を緩やかにするために、下記式32に従って、補正目標転舵角δdまで変化する目標転舵角δrをフィルタ処理したフィルタ目標転舵角δrfを計算する。
δrf=δr(n−1)+B・(δd−δr(n−1)) …式32
ただし、前記式32中のBは、所定の定数である。
In the steering control of the left and right front wheels FW1 and FW2, the filter processing calculation unit 62 generates an unnecessary yaw rate that is generated in accordance with the transition from the changing process up to the corrected target turning angle δd to the maintaining process at the corrected target turning angle δd. In order to suppress this, the target turning angle δr is filtered. Specifically, as described above, when the steering handle 11 is turned by the driver, the left and right front wheels FW1 and FW2 generate the expected lateral acceleration Gd expected by the driver as shown in FIG. The steering is controlled up to the corrected target turning angle δd. And if it changes to the point a, b, and c in FIG. 9, the steering operation of the left and right front wheels FW1, FW2 is finished and maintained at the corrected target turning angle δd. At this time, at points a, b, and c, the operating state of the left and right front wheels FW1, FW2 suddenly changes to a stopped state, so the driver may perceive an unnecessary yaw rate. For this reason, the filter processing calculation unit 62 makes the turning operation immediately before the turning angle δ (that is, the target turning angle δr) of the left and right front wheels FW1, FW2 reaches the corrected target turning angle δd. According to the following equation 32, a filter target turning angle δrf obtained by filtering the target turning angle δr that changes to the corrected target turning angle δd is calculated.
δrf = δr (n−1) + B · (δd−δr (n−1) ) Equation 32
However, B in the formula 32 is a predetermined constant.

ここで、フィルタ処理演算部62は、転舵角センサ32から実転舵角δすなわち目標転舵角δrを入力しており、この実転舵角δと補正目標転舵角δdとの関係において下記式33が成立する場合に、目標転舵角δrをフィルタ処理する。
δd−δr<Ksf …式33
ここで、前記式33中のδdは前記式27に従って計算される補正目標転舵角であり、Ksfはフィルタ処理の開始点を決定するための所定の正の係数である。なお、この係数Ksfについても、車速Vの関数として計算してもよい。この場合、係数Ksfは、車速Vの増加に伴って大きく変化し、車速Vの減少に伴って小さく変化する特性を有するとよい。これにより、車速Vが変化した場合であっても、不要なヨーレートを効果的に抑制することができる。
Here, the filter processing calculation unit 62 inputs the actual turning angle δ, that is, the target turning angle δr from the turning angle sensor 32, and in the relationship between the actual turning angle δ and the corrected target turning angle δd. When the following equation 33 is satisfied, the target turning angle δr is filtered.
δd−δr <Ksf Equation 33
Here, δd in the equation 33 is a corrected target turning angle calculated according to the equation 27, and Ksf is a predetermined positive coefficient for determining the starting point of the filtering process. The coefficient Ksf may also be calculated as a function of the vehicle speed V. In this case, it is preferable that the coefficient Ksf has a characteristic that changes greatly as the vehicle speed V increases and changes slightly as the vehicle speed V decreases. Thereby, even when the vehicle speed V changes, an unnecessary yaw rate can be effectively suppressed.

このフィルタ処理演算部62の計算について具体的に図11を用いて説明すると、フィルタ処理演算部62は、転舵角センサ32から実転舵角δを入力する。そして、フィルタ処理演算部62は、前記式33に従って、補正目標転舵角δdと入力した実転舵角δすなわち目標転舵角δrとを比較する。この比較により、補正目標転舵角δdと入力した目標転舵角δrとの差分が所定の係数Ksf以上であれば、フィルタ処理演算部62は、目標転舵角δrが運転者の見込んだ見込み横加速度Gdを発生するための補正目標転舵角δdに未だ到達しないため、フィルタ処理を実行しない。したがって、フィルタ処理演算部62は目標転舵角δrをそのままフィルタ目標転舵角δrfとして後述する駆動制御部63に供給する。一方、フィルタ処理演算部62は、補正目標転舵角δdと入力した実転舵角δ(目標転舵角δr)との差分が所定の係数Ksf未満であれば、前記式33が成立する言い換えれば目標転舵角δrが補正目標転舵角δdに近づいているため、前記式32に従って目標転舵角δrをフィルタ処理してフィルタ目標転舵角δrfを計算する。これにより、左右前輪FW1,FW2の転舵作動において、補正目標転舵角δdまでの変化過程から補正目標転舵角δdでの維持過程へスムーズに移行させることができ、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に抑制することができる。   The calculation of the filter processing calculation unit 62 will be specifically described with reference to FIG. 11. The filter processing calculation unit 62 inputs the actual turning angle δ from the turning angle sensor 32. Then, the filter processing calculation unit 62 compares the corrected target turning angle δd with the input actual turning angle δ, that is, the target turning angle δr according to the equation 33. As a result of this comparison, if the difference between the corrected target turning angle δd and the input target turning angle δr is equal to or greater than the predetermined coefficient Ksf, the filter processing calculation unit 62 is expected to expect the target turning angle δr from the driver. Since the corrected target turning angle δd for generating the lateral acceleration Gd has not yet been reached, the filter process is not executed. Therefore, the filter processing calculation unit 62 supplies the target turning angle δr as it is to the drive control unit 63 described later as the filter target turning angle δrf. On the other hand, if the difference between the corrected target turning angle δd and the input actual turning angle δ (target turning angle δr) is less than the predetermined coefficient Ksf, the filter processing calculation unit 62 paraphrases the above Expression 33. For example, since the target turning angle δr is close to the corrected target turning angle δd, the target turning angle δr is filtered according to the equation 32 to calculate the filter target turning angle δrf. As a result, in the turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2, it is possible to smoothly shift from the changing process up to the corrected target turning angle δd to the maintaining process at the corrected target turning angle δd, and the driver does not need the yaw rate. Can be effectively suppressed.

そして、上述したように決定されたフィルタ目標転舵角δrfは、駆動制御部63に供給される。駆動制御部63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が目標転舵角δrf(目標転舵角δr)言い換えれば最大転舵角速度dδa/dt以下の転舵角速度によって補正目標転舵角δd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63は、駆動回路38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38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δdに転舵される。   Then, the filter target turning angle δrf determined as described above is supplied to the drive control unit 63. The drive control unit 63 inputs the actual turning angle δ detected by the turning angle sensor 32, and the left and right front wheels FW1, FW2 are the target turning angle δrf (target turning angle δr), in other words, the maximum turning angular velocity dδa / The rotation of the electric motor in the turning actuator 21 is feedback-controlled so that the turning is performed to the corrected target turning angle δd with a turning angular velocity of dt or less. The drive control unit 63 also receives a drive current flowing from the drive circuit 38 to the same electric motor, and feedback-controls the drive circuit 38 so that a drive current having a magnitude corresponding to the steering torque appropriately flows to the same 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. The left and right front wheels FW1, FW2 are steered to the corrected target turning angle δd by the displacement of the rack bar 24 in the axial direction.

上記説明からも理解できるように、この実施形態によれば、運転者の操舵ハンドル11の回動操作に応答して左右前輪FW1,FW2が転舵制御される際には、転舵制御部60によって最大転舵角速度dδa/dt以下の転舵角速度で転舵される。これにより、操舵ハンドル11の動的な回動操作に伴う左右前輪FW1,FW2の急峻な転舵が抑制されるとともに、左右前輪FW1,FW2の転舵作動状態が切り替わる際の無用なヨーレートの発生を抑制することができる。したがって、運転者は、操舵ハンドル11の回動操作に伴って車両の旋回挙動が不安定になることを気にすることなく運転することができて車両の運転が簡単になるとともに、常に良好な操舵安定性を知覚することができる。   As can be understood from the above description, according to this embodiment, when the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered in response to the turning operation of the steering handle 11 by the driver, the steered control unit 60 is used. Thus, the vehicle is steered at a turning angular velocity equal to or less than the maximum turning angular velocity dδa / dt. As a result, steep turning of the left and right front wheels FW1 and FW2 due to the dynamic turning operation of the steering handle 11 is suppressed, and unnecessary yaw rate is generated when the steering operation state of the left and right front wheels FW1 and FW2 is switched. Can be suppressed. Therefore, the driver can drive without worrying about the unstable turning behavior of the vehicle due to the turning operation of the steering handle 11, which makes the driving of the vehicle simple and always good. Steering stability can be perceived.

すなわち、図12にて一点鎖線で示すように、運転者が速い操舵によって操舵ハンドル11を回動操作した場合には、勾配限界演算部61によって目標転舵角δrとして前記式30に従って計算される勾配制限目標転舵角δr1が採用される。これにより、左右前輪FW1,FW2は最大転舵角速度dδa/dtで転舵される。このとき、前記式31中の所定の係数Kdを適宜設定することにより、左右前輪FW1,FW2の急峻な転舵を効果的に防止できる目標転舵角δrを決定することができるため、車両旋回時における安定した車両の挙動を確保することができる。また、フィルタ処理演算部62によってフィルタ処理されることにより、目標転舵角δrがa’点で補正目標転舵角δdとなるため、左右前輪FW1,FW2の転舵動作における作動状態と停止状態をスムーズに移行することができる。これにより、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に抑制することができる。したがって、運転者は、良好な操舵安定性を知覚することができる。   That is, as shown by the one-dot chain line in FIG. 12, when the driver rotates the steering handle 11 by fast steering, the gradient limit calculation unit 61 calculates the target turning angle δr according to the equation 30. The gradient limited target turning angle δr1 is adopted. Thereby, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered at the maximum steered angular velocity dδa / dt. At this time, by appropriately setting the predetermined coefficient Kd in the equation 31, the target turning angle δr that can effectively prevent the sharp turning of the left and right front wheels FW1 and FW2 can be determined. A stable vehicle behavior at the time can be ensured. Further, since the target turning angle δr becomes the corrected target turning angle δd at the point a ′ by being filtered by the filter processing calculation unit 62, the operating state and the stop state in the turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2 Can be smoothly transitioned. This effectively suppresses the driver from perceiving an unnecessary yaw rate. Therefore, the driver can perceive good steering stability.

また、図12にて実線で示すように、運転者が比較的速い操舵によって操舵ハンドル11を回動操作した場合には、勾配限界演算部61によってd’点までは目標転舵角δrとして静的目標転舵角δroが採用され、d’点から勾配制限目標転舵角δr1が採用されることにより、左右前輪FW1,FW2は最大転舵角速度dδa/dt以下で転舵される。このため、左右前輪FW1,FW2の急峻な転舵を効果的に防止でき、車両旋回時における安定した車両の挙動を確保することができる。また、この比較的速い操舵においても、フィルタ処理演算部62によってフィルタ処理されることにより、目標転舵角δrがb’点で補正目標転舵角δdとなるため、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に防止できる。したがって、この場合も、運転者は、良好な操舵安定性を知覚することができる。さらに、図12にて破線で示すように、運転者が遅い操舵によって操舵ハンドル11を回動操作した場合には、勾配限界演算部61によって目標転舵角δrとして静的目標転舵角δroが採用されるとともに、フィルタ処理演算部62によって目標転舵角δrがフィルタ処理される。これにより、目標転舵角δrがc’点で補正目標転舵角δdとなるため、車両旋回時における安定した車両の挙動を確保するとともに、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に防止することができる。   Further, as shown by a solid line in FIG. 12, when the driver rotates the steering handle 11 by relatively fast steering, the gradient limit calculation unit 61 statically sets the target turning angle δr up to the point d ′. The target steering angle δro is adopted and the gradient limited target turning angle δr1 is adopted from the point d ′, whereby the left and right front wheels FW1, FW2 are steered at a maximum turning angular velocity dδa / dt or less. For this reason, steep steering of the left and right front wheels FW1, FW2 can be effectively prevented, and stable vehicle behavior can be ensured when the vehicle turns. Further, even in this relatively fast steering, the target turning angle δr becomes the corrected target turning angle δd at the point b ′ by being filtered by the filter processing calculation unit 62, so that the driver can set an unnecessary yaw rate. Perception can be effectively prevented. Therefore, also in this case, the driver can perceive good steering stability. Furthermore, as indicated by a broken line in FIG. 12, when the driver rotates the steering handle 11 by slow steering, the gradient limit calculation unit 61 sets the static target turning angle δro as the target turning angle δr. In addition, the target turning angle δr is filtered by the filter processing calculation unit 62. Thereby, since the target turning angle δr becomes the corrected target turning angle δd at the point c ′, it is effective for the driver to perceive an unnecessary yaw rate while ensuring stable behavior of the vehicle at the time of vehicle turning. Can be prevented.

なお、上記説明においては、左右前輪FW1,FW2の転舵角δ(すなわち、目標転舵角δr)が補正目標転舵角δdに到達する直前の転舵作動を緩やかにすることを説明した。しかしながら、前記式32および式33から明らかなように、左右前輪FW1,FW2の転舵角δが補正目標転舵角δdで維持されている状態すなわち停止状態から操舵ハンドル11の戻し操作や切込み操作に伴って再び作動状態へ移行する場合においても、フィルタ処理演算部62は目標転舵角δrをフィルタ処理する。これにより、左右前輪FW1,FW2の転舵動作が停止状態(維持過程)から作動状態(変化過程)へ切り替わる場合であっても、スムーズに移行することができて、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に防止することができる。したがって、運転者は、良好な操舵安定性を知覚することができる。   In the above description, the turning operation immediately before the turning angle δ (that is, the target turning angle δr) of the left and right front wheels FW1 and FW2 reaches the corrected target turning angle δd has been described. However, as is apparent from the above equations 32 and 33, the steering wheel 11 is returned or cut from a state where the turning angle δ of the left and right front wheels FW1 and FW2 is maintained at the corrected target turning angle δd, that is, from a stopped state. Even when the operation state is shifted to the operating state again, the filter processing calculation unit 62 filters the target turning angle δr. As a result, even when the steering operation of the left and right front wheels FW1 and FW2 is switched from the stopped state (maintenance process) to the operating state (change process), the driver can smoothly shift the yaw rate that is unnecessary. Perception can be effectively prevented. Therefore, the driver can perceive good steering stability.

また、感覚適合制御部50においては、トルク−横加速度変換部52が操舵トルクTd(操舵トルクTdf,Tdr)に対して、べき乗関数的(または指数関数的)に変化する見込み横加速度Gdを計算する。これにより、左右前輪FW1,FW2の転舵によって車両が旋回すると、この旋回により、運転者には、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として見込み横加速度Gdが与えられる。そして、この見込み横加速度Gdは、操舵ハンドル11の操舵角θに対してべき乗関数的(または指数関数的)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。   In the sensory adaptation control unit 50, the torque-lateral acceleration conversion unit 52 calculates the expected lateral acceleration Gd that changes exponentially (or exponentially) with respect to the steering torque Td (steering torque Tdf, Tdr). To do. As a result, when the vehicle turns by turning the left and right front wheels FW1 and FW2, the driver is given the expected lateral acceleration Gd as the “physical quantity of the applied stimulus” according to the Weber-Hefner law. The expected lateral acceleration Gd changes exponentially (or exponentially) with respect to the steering angle θ of the steering wheel 11, so that the driver can determine the amount of motion state that matches human perception characteristics. The steering handle 11 can be operated while perceiving. 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.

次に、運動状態量としてヨーレートを採用するようにした上記実施形態の第1変形例について説明する。この第1変形例においては、電子制御ユニット36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は上記実施形態と同様に機能するが、上記実施形態のトルク−横加速度変換部52に代えてトルク−ヨーレート変換部55が設けられている。   Next, a first modification of the above embodiment in which the yaw rate is adopted as the motion state quantity will be described. In the first modification, the computer program executed by the electronic control unit 36 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 above embodiment, but a torque-yaw rate conversion unit 55 is provided instead of the torque-lateral acceleration conversion unit 52 in the above embodiment. ing.

このトルク−ヨーレート変換部55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1変形例においても、トルク−ヨーレート変換部55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−ヨーレート変換部55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34,35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36,37に従って計算する。ここで、下記式34または式36は上記実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数であって操舵トルクTdが「0」のときに見込みヨーレートγdf,γdrが「0」となる関数である。また、下記式35または式37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34,36と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
γdf=c1・Td (|Td|<Tg) …式34
γdf=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式35
γdr=c2・Td−Mh2 (|Td|<Tg) …式36
γdr=C・(Td−Mh2)K2 (Tg≦|Td|) …式37
ただし、前記式34中のc1および前記式34中のc2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式35,37中のC,K2は定数である。また、前記式34〜37中の操舵トルクTdは前記式6〜式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が負であれば定数c1,c2および定数Cを前記正の定数c1,c2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。
The torque-yaw rate conversion unit 55 is supplied with the steering torques Tdf and Tdr calculated from the displacement-torque conversion unit 51. In this first modification as well, the torque-yaw rate conversion unit 55 performs 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. The torque-yaw rate converter 55 calculates the expected yaw rate γdf that the driver expects by turning the steering wheel 11 according to the following equations 34 and 35, and the expected yaw rate γdr that is expected by the return operation according to the following equations 36 and 37. calculate. Here, the following Expression 34 or Expression 36 is a linear function of the steering torque Td as in the above embodiment, and is a function in which the expected yaw rates γdf and γdr are “0” when the steering torque Td is “0”. Further, the following formula 35 or 37 is a power function of the steering torque Td as in the above embodiment, and is continuously connected to the following formulas 34 and 36 at a predetermined value Tg.
γdf = c1 · Td (| Td | <Tg) Equation 34
γdf = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 35
γdr = c2 · Td−Mh2 (| Td | <Tg) Equation 36
γdr = C · (Td−Mh2) K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 37
However, c1 in the equation 34 and c2 in the equation 34 are constants representing the slope of the linear function, and C and K2 in the equations 35 and 37 are constants. Further, the steering torque Td in the equations 34 to 37 represents the absolute value of the steering torque Td (that is, the steering torques Tdf and Tdr) calculated by using the equations 6 to 10, and the calculated steering. If the torque Td is negative, the constants c1, c2 and the constant C are set to negative values having the same absolute value as the positive constants c1, c2 and the constant C.

また、前記式36,37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言い換えれば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に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38のように表される。
Mh2=nq・(Kq・Td) …式38
ただし、前記式38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、この第1変形例においても、ヒステリシス項Mh2を前記式38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 expressions 36 and 37 continuously connects the estimated yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr calculated when the turning operation of the steering handle 11 by the driver is changed from the cutting operation to the returning operation. Therefore, in other words, it is a hysteresis term in order to constitute a hysteresis characteristic between the cutting operation and the returning operation. This hysteresis term Mh2 is determined based on the ratio between 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 by the following equation 38.
Mh2 = nq · (Kq · Td) Equation 38
However, Kq in the equation 38 is a Weber ratio with respect to the steering torque Td, and nq is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity. In the first modified example, the hysteresis term Mh2 is derived without including the steering angle θ as in the equation 38, but instead of or in addition to this, for example, including 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34または式35に従って計算された見込みヨーレートγdfと前記式36または式37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。このため、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へスムーズに切り換えることができる。また、前記式38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δd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、その転舵角が変化することを防止でき、運転者が見込んだ車両の挙動を維持できる。   In this way, by calculating the hysteresis term Mh2, the expected yaw rate γdf calculated according to the equation 34 or 35 and the expected yaw rate γdr calculated according to the equation 36 or 37 are continuously connected. Therefore, it is possible to smoothly switch from the expected 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 38, the expected yaw rates γdf and γdr 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 δd calculated based on the expected yaw rates γdf and γdr are rotated by, for example, disturbance input from the road. It is possible to prevent the steering angle 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34および前記式36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。これにより、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34および前記式36は、原点「0」と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 above equations 34 and 36. As a result, even when the steering handle 11 is rotated across the neutral position, since the equation 34 and the equation 36 are functions passing through the origin “0”, the expected yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr Is prevented from becoming discontinuous.

すなわち、所定値Tg未満においては、前記式33および前記式35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として、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−ヨーレート変換部55は、前記式34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34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を切り換えることができて、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34〜38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14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。   In other words, when the value is less than the predetermined value Tg, both the expression 33 and the expression 35 are functions that pass through the origin “0”. For this reason, if the driver expects the yaw rate changing from the right direction to the left direction as the expected yaw rate, for example, the torque-yaw rate conversion unit 55 converges to “0” in a linear function according to the equation 34. The expected yaw rate γdr is calculated, and the expected yaw rate γdf that increases linearly from “0” according to the above equation 34 is calculated. Therefore, the expected yaw rate γdf and the expected yaw rate γdr are continuous at “0”, and when the perceived direction of the expected yaw rate changes, in other words, even when the detected steering angle θ reverses positive and negative, 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 34 to 38, the expected yaw rates γdf and γdr are calculated using a conversion table having characteristics as shown in FIG. 14 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55にて計算された見込みヨーレートγdf,γdrは、転舵角変換部56に供給される。なお、転舵角変換部56は、トルク−ヨーレート変換部55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56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の目標転舵角δroを計算するものであり、図15に示すように車速Vに応じて変化して見込みヨーレートγdに対する目標転舵角δro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を変化させながら操舵ハンドル11を一定の操舵角速度dθ/dtで回動操作することにより車両を定常円旋回させて、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56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とに対応した目標転舵角δroを計算する。なお、図15に示すテーブルを用いて計算される目標転舵角δroも、定常円旋回する車両について計算されるため、以下の説明においては、静的目標転舵角δroという。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)と静的目標転舵角δroはいずれも正であるが、トルク−ヨーレート変換部55から供給される見込みヨーレートγdが負であれば、出力される静的目標転舵角δroも負となる。   The expected yaw rates γdf and γdr calculated by the torque-yaw rate conversion unit 55 are supplied to the turning angle conversion unit 56. The steered angle conversion unit 56 executes the calculation described later in the same way regardless of the expected yaw rates γdf and γdr supplied from the torque-yaw rate conversion unit 55. γdf and γdr are collectively described as the expected yaw rate γd. The turning angle conversion unit 56 calculates the target turning angle δro of the left and right front wheels FW1 and FW2 necessary for generating the expected yaw rate γd, and changes according to the vehicle speed V as shown in FIG. A table representing a change characteristic of the target turning angle δro with respect to the expected yaw rate γd This table turns the steering wheel 11 at a constant steering angular velocity dθ / dt while changing the vehicle speed V, thereby turning the vehicle in a steady circle, turning the left and right front wheels FW1, FW2 turning angle δ, yaw rate γ, Is a set of data collected by actually measuring in advance. Then, the turning angle conversion unit 56 refers to this table and calculates a target turning angle δro corresponding to the input expected yaw rate γd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. Since the target turning angle δro calculated using the table shown in FIG. 15 is also calculated for a vehicle that makes a steady circular turn, it will be referred to as a static target turning angle δro in the following description. If the yaw rate γ (expected yaw rate γd) and the static target turning angle δro stored in the table are both positive, but the expected yaw rate γd supplied from the torque-yaw rate converting unit 55 is negative. The output static target turning angle δro is also negative.

なお、静的目標転舵角δroは車速Vとヨーレートγの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、定常円旋回する場合の車両運動方程式としての下記式39の演算の実行によっても計算することができる。
δro=L・(1+A・V2)・γd/V …式39
ただし、前記式39中のLはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を示す予め決められた所定値である。
Since the static target turning angle δro is a function of the vehicle speed V and the yaw rate γ, instead of referring to the table, by executing the calculation of the following equation 39 as a vehicle motion equation when making a steady circular turn Can also be calculated.
δro = L · (1 + A · V 2 ) · γd / V Equation 39
However, L in the formula 39 is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value indicating the motion performance of the vehicle.

前記式39に従って計算された静的目標転舵角δroは、転舵角補正部54に供給される。転舵角補正部54は、トルク−ヨーレート変換部55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35によって検出された実ヨーレートγも入力している。そして、転舵角補正部54は、上記実施形態と同様にして、下記式40の演算を実行して、入力した静的目標転舵角δroを補正し、補正目標転舵角δdを計算する。
δd=δro+K4・(γd−γ) …式40
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δdの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdを超える場合には、補正目標転舵角δdの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込みヨーレートγdに必要な左右前輪FW1,FW2の転舵角δがより精度よく確保される。
The static target turning angle δro calculated according to Equation 39 is supplied to the turning angle correction unit 54. The turning angle correction unit 54 receives the expected yaw rate γd from the torque-yaw rate conversion unit 55 and also receives the actual yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 35. Then, similarly to the above embodiment, the turning angle correction unit 54 executes the calculation of the following equation 40, corrects the input static target turning angle δro, and calculates the corrected target turning angle δd. .
δd = δro + K4 · (γd−γ) Equation 40
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 δd becomes larger. When the actual yaw rate γ exceeds the expected yaw rate γd, the absolute value of the corrected target turning angle δd is corrected to be smaller. By this correction, the turning angle δ of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected yaw rate γd is more accurately ensured.

このように計算された静的目標転舵角δroは、上記実施形態と同様に、転舵制御部60に供給される。これにより、勾配限界演算部61が、左右前輪FW1,FW2の転舵角速度を制限するための勾配制限目標転舵角δr1を計算するとともに、車両の旋回に伴う挙動変化を緩やかにするための目標転舵角δrを決定する。すなわち、この第1変形例においても、転舵アクチュエータ21が大きな転舵性能限界速度dδ/dtによって左右前輪FW1,FW2を転舵した場合には、車両の挙動を適正に確保できない場合がある。したがって、勾配限界演算部61は、左右前輪FW1,FW2を緩やかに転舵させるための勾配制限目標転舵角δr1を、前記式30,31に従って計算する。   The static target turning angle δro calculated in this way is supplied to the turning control unit 60 as in the above embodiment. As a result, the gradient limit calculation unit 61 calculates the gradient limit target turning angle δr1 for limiting the turning angular velocity of the left and right front wheels FW1, FW2, and the target for making the behavior change accompanying the turning of the vehicle moderate. Determine the turning angle δr. That is, also in this first modification, when the steering actuator 21 steers the left and right front wheels FW1, FW2 with a large steering performance limit speed dδ / dt, the behavior of the vehicle may not be ensured properly. Therefore, the gradient limit calculation unit 61 calculates the gradient limit target turning angle δr1 for gently turning the left and right front wheels FW1 and FW2 according to the equations 30 and 31.

そして、勾配限界演算部61は、前記式30,31に従って勾配制限目標転舵角δr1を計算すると、前記式39に従って計算された静的目標転舵角δroと比較し、目標転舵角δrを決定する。すなわち、勾配限界演算部61は、上記実施形態と同様に、勾配制限目標転舵角δr1が静的目標転舵角δro以上であれば、静的目標転舵角δroを目標転舵角δrとして決定する。一方、勾配制限目標転舵角δr1が静的目標転舵角δro未満であれば、勾配制限目標転舵角δr1を目標転舵角δrとして決定する。このように決定された目標転舵角δrは、フィルタ処理演算部62に供給される。   Then, when the gradient limit calculating unit 61 calculates the gradient limited target turning angle δr1 according to the equations 30 and 31, the gradient limit calculating unit 61 compares the target turning angle δr with the static target turning angle δro calculated according to the equation 39. decide. That is, as in the above embodiment, the gradient limit calculation unit 61 sets the static target turning angle δro as the target turning angle δr if the gradient limited target turning angle δr1 is equal to or larger than the static target turning angle δro. decide. On the other hand, if the gradient restricted target turning angle Δr1 is less than the static target turning angle Δro, the gradient restricted target turning angle Δr1 is determined as the target turning angle Δr. The target turning angle δr determined in this way is supplied to the filter processing calculation unit 62.

フィルタ処理演算部62は、上記実施形態と同様に、左右前輪FW1,FW2の転舵角δが補正目標転舵角δdに到達する直前の転舵作動を緩やかにするために、前記式32,33に従って目標転舵角δrをフィルタ処理してフィルタ目標転舵角δrfを計算する。すなわち、フィルタ処理演算部62は、転舵角センサ32から実転舵角δ(すなわち目標転舵角δr)を入力し、前記式33に従って、補正目標転舵角δdと入力した実転舵角δ(目標転舵角δr)とを比較する。この比較により、補正目標転舵角δdと目標転舵角δrとの差が所定の係数Ksf以上であれば、フィルタ処理演算部62は、目標転舵角δrが運転者の見込んだ見込みヨーレートγdを発生するための補正目標転舵角δdに未だ到達していないため、フィルタ処理を実行しない。したがって、フィルタ処理演算部62は目標転舵角δrをそのままフィルタ目標転舵角δrfとして駆動制御部63に供給する。一方、フィルタ処理演算部62は、補正目標転舵角δdと目標転舵角δrとの差が所定の係数Ksf未満であれば、前記式33が成立するため、前記式32に従って目標転舵角δrをフィルタ処理してフィルタ目標転舵角δrfを計算する。これにより、左右前輪FW1,FW2の転舵作動において、補正目標転舵角δdまでの変化過程から補正目標転舵角δdでの維持過程へスムーズに移行させることができ、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に低減することができる。   In the same manner as in the above embodiment, the filter processing calculation unit 62 is configured to reduce the turning operation immediately before the turning angle δ of the left and right front wheels FW1 and FW2 reaches the corrected target turning angle δd. The target turning angle δr is filtered according to 33 to calculate the filter target turning angle δrf. In other words, the filter processing calculation unit 62 receives the actual turning angle δ (that is, the target turning angle δr) from the turning angle sensor 32, and the actual turning angle that is input as the corrected target turning angle δd according to the equation 33. δ (target turning angle δr) is compared. As a result of this comparison, if the difference between the corrected target turning angle δd and the target turning angle δr is equal to or larger than the predetermined coefficient Ksf, the filter processing calculation unit 62 determines that the target turning angle δr is expected by the driver. Since the corrected target turning angle δd for generating the angle has not yet been reached, the filter process is not executed. Therefore, the filter processing calculation unit 62 supplies the target turning angle δr as it is to the drive control unit 63 as the filter target turning angle δrf. On the other hand, if the difference between the corrected target turning angle δd and the target turning angle δr is less than the predetermined coefficient Ksf, the filter processing calculation unit 62 holds the expression 33, and therefore the target turning angle according to the expression 32. The filter target turning angle δrf is calculated by filtering δr. As a result, in the turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2, it is possible to smoothly shift from the changing process up to the corrected target turning angle δd to the maintaining process at the corrected target turning angle δd, and the driver does not need the yaw rate. Can be effectively reduced.

また、電子制御ユニット36にて実行される他のプログラム処理については、上記実施形態の場合と同じである。そして、図13の機能ブロック図において、上記実施形態の図2と同じ符号を付してその説明を省略する。   Further, other program processes executed by the electronic control unit 36 are the same as those in the above embodiment. And in the functional block diagram of FIG. 13, the same code | symbol as FIG. 2 of the said embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

そして、上記説明した第1変形例においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。また、この第1変形例においては、左右前輪FW1,FW2の転舵によって車両が旋回すると、この旋回により、運転者には、前記ウェーバー・ヘフナーの法則により「与えられた刺激の物理量」として見込みヨーレートγdが与えられる。そして、操舵角θに対してべき乗関数的(または指数関数的)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。   And also in the 1st modification demonstrated above, the effect similar to the said embodiment can be anticipated. In the first modification, when the vehicle turns by turning the left and right front wheels FW1 and FW2, the turning is expected to give the driver a “physical quantity of the given stimulus” according to the Weber-Hefner law. The yaw rate γd is given. Since it changes exponentially with respect to the steering angle θ, the driver can operate the steering wheel 11 while perceiving a motion state quantity 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.

次に、上記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、旋回曲率を用いた上記実施形態の第2変形例について説明する。この第2変形例においても、車両の操舵装置が上記実施形態と同様に図1に示すように構成されている。ただし、電子制御ユニット36にて実行されるコンピュータプログラムが上記実施形態の場合とは若干異なる。   Next, a description will be given of a second modification of the above embodiment using a turning curvature instead of the lateral acceleration as the motion state quantity in the above embodiment. Also in the second modified example, the vehicle steering device is configured as shown in FIG. 1 as in the above embodiment. However, the computer program executed by the electronic control unit 36 is slightly different from that in the above embodiment.

この第2変形例においては、電子制御ユニット36にて実行されるコンピュータプログラムが図16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は上記実施形態と同様に機能するが、上記実施形態のトルク−横加速度変換部52に代えてトルク−旋回曲率変換部57が設けられている。   In the second modification, the computer program executed by the electronic control unit 36 is shown by the functional block diagram of FIG. In this case, the displacement-torque converter 51 functions in the sensory adaptation control unit 50 in the same manner as in the above embodiment, but a torque-turning curvature converter 57 is provided instead of the torque-lateral acceleration converter 52 in the above embodiment. ing.

このトルク−旋回曲率変換部57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2変形例においても、トルク−旋回曲率変換部57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−旋回曲率変換部57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旋回曲率ρdfを下記式41,42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43,44に従って計算する。   The torque-turning curvature conversion unit 57 is supplied with the steering torques Tdf and Tdr calculated from the displacement-torque conversion unit 51. In this second modified example, the torque-turning curvature converting unit 57 similarly performs the calculation described later regardless of the steering torque Tdf, Tdr supplied from the displacement-torque converting unit 51. Therefore, in the following description, the steering torques Tdf and Tdr are collectively described as the steering torque Td. Then, the torque-turning curvature conversion unit 57 calculates the expected turning curvature ρdf that the driver expects by the turning operation of the steering handle 11 in accordance with the following formulas 41 and 42, and the expected turning curvature ρdr that is expected by the return operation: Calculate according to equations 43 and 44.

このとき、トルク−旋回曲率変換部57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41,43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42,44に従って計算する。ここで、下記式41または式43は上記実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「0」のときに見込み旋回曲率ρdf,ρdrが「0」となる関数である。また、下記式42,44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41,43と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
ρdf=c1・Td (|Td|<Tg) …式41
ρdf=C・TdK2 (Tg≦|Td|) …式42
ρdr=c2・Td−Mh2 (|Td|<Tg) …式43
ρdr=C・(Td−Mh2)K2 (Tg≦|Td|) …式44
ただし、前記式41中のc1および前記式43中のc2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式42,44中のC,K2は定数である。また、前記式41〜44中の操舵トルクTdは前記式6〜式9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c1,c2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c1,c2および定数Cを前記正の定数c1,c2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。
At this time, the torque-turning curvature conversion unit 57 calculates the expected turning curvatures ρdf and ρdr according to the following formulas 41 and 43 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 42 and 44. Here, the following equation 41 or 43 is a linear function equation of the steering torque Td as in the above-described embodiment, and is a function in which the expected turning curvatures ρdf and ρdr are “0” when the steering torque Td is “0”. . The following formulas 42 and 44 are power functions of the steering torque Td as in the above embodiment, and are continuously connected to the following formulas 41 and 43 at a predetermined value Tg.
ρdf = c1 · Td (| Td | <Tg) Equation 41
ρdf = C · Td K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 42
ρdr = c2 · Td−Mh2 (| Td | <Tg) Equation 43
ρdr = C · (Td−Mh2) K2 (Tg ≦ | Td |) Equation 44
However, c1 in the equation 41 and c2 in the equation 43 are constants representing the slope of a linear function, and C and K2 in the equations 42 and 44 are constants. Further, the steering torque Td in the equations 41 to 44 represents the absolute value of the steering torque Td (that is, the steering torques Tdf and Tdr) calculated by using the equations 6 to 9, and the calculated steering torque. If the torque Td is positive, the constants c1, c2 and the constant C are positive values. If the calculated steering torque Td is negative, the constants c1, c2 and the constant C are changed to the positive constants c1, c2 and the constant. A negative value having the same absolute value as C.

また、前記式43,44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45にように表される。
Mh2=nq・(Kq・Td) …式45
ただし、前記式45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、この第2変形例においても、ヒステリシス項Mh2を前記式45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 equations 43 and 44 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 45. The
Mh2 = nq · (Kq · Td) Equation 45
In Equation 45, Kq is the Weber ratio with respect to the steering torque Td, and nq is a predetermined coefficient for the minimum change sensitivity. In the second modified example, the hysteresis term Mh2 is derived so as not to include the steering angle θ as in Expression 45, but instead of or in addition to this, for example, the steering angle θ is included. 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41または式42に従って計算された見込み旋回曲率ρdfと前記式43または式44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へスムーズに切り換えることができる。また、前記式45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δd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、その転舵角が変化することを防止でき、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 turning curvature ρdf calculated according to the equation 41 or 42 and the expected turning curvature ρdr calculated according to the equation 43 or 44 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 45, 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 δd calculated based on the expected turning curvatures ρdf and ρdr are caused by, for example, disturbance input from the road. It is possible to prevent the turning angle from changing, and to maintain the behavior of the vehicle 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41および前記式43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41および前記式43は、原点「0」と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が不連続となることが防止される。なお、この場合も、前記式41〜式45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17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。   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 equations 41 and 43, so that the steering handle 11 is turned over the neutral position. Even in this case, since the equation 41 and the equation 43 are functions passing through the origin “0”, the expected turning curvature ρdf and the expected turning curvature ρdr are prevented from becoming discontinuous. In this case as well, instead of the calculations of the equations 41 to 45, the expected turning curvature ρdf, using the conversion table having the characteristics as shown in FIG. ρdr may be calculated.

また、トルク−旋回曲率変換部57にて計算された見込み旋回曲率ρdf,ρdrは、転舵角変換部58に供給される。なお、転舵角変換部58は、トルク−旋回曲率変換部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58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δroを計算するものであり、図18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δro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を変化させながら操舵ハンドル11を一定の操舵角速度dθ/dtで回動操作することにより車両を定常円旋回させて、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58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δroを計算する。なお、図18に示すテーブルを用いて計算される目標転舵角δroも、定常円旋回する車両について計算されるため、以下の説明においては、静的目標転舵角δroともいう。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)と静的目標転舵角δroはいずれも正であるが、トルク−旋回曲率変換部57から供給される見込み旋回曲率ρdが負であれば、出力される静的目標転舵角δroも負となる。   The expected turning curvatures ρdf and ρdr calculated by the torque-turning curvature conversion unit 57 are supplied to the turning angle conversion unit 58. In addition, in the following description, the turning angle conversion unit 58 performs the calculation described later in the same manner regardless of the expected turning curvatures ρdf and ρdr supplied from the torque-turning curvature conversion unit 56. The expected turning curvatures ρdf and ρdr are collectively described as the expected turning curvature ρd. The turning angle conversion unit 58 calculates the target turning angle δro of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for generating the expected turning curvature ρd, and changes according to the vehicle speed V as shown in FIG. And a table representing a change characteristic of the target turning angle δro with respect to the expected turning curvature ρd. This table turns the steering wheel 11 at a constant steering angular velocity dθ / dt while changing the vehicle speed V, thereby turning the vehicle in a steady circle, turning the left and right front wheels FW1, FW2 turning angle δ and turning curvature ρ. Is a set of data collected by actually measuring in advance. Then, the turning angle conversion unit 58 refers to this table and calculates a target turning angle δro corresponding to the input expected turning curvature ρd and the detected vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 33. Since the target turning angle δro calculated using the table shown in FIG. 18 is also calculated for a vehicle that makes a steady circular turn, it is also referred to as a static target turning angle δro in the following description. Further, although the turning curvature ρ (expected turning curvature ρd) and the static target turning angle δro stored in the table are both positive, the expected turning curvature ρd supplied from the torque-turning curvature conversion unit 57 is If it is negative, the output static target turning angle δro is also negative.

なお、静的目標転舵角δroは車速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、定常円旋回する場合の車両運動方程式としての下記式46の演算の実行によっても計算することができる。
δro=L・(1+A・V2)・ρd …式46
ただし、前記式46中のLはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を示す予め決められた所定値である。
Since the static target turning angle δro is a function of the vehicle speed V and the turning curvature ρ, instead of referring to the table, the calculation of the following equation 46 is performed as a vehicle motion equation in a steady circular turning. Can also be calculated.
δro = L · (1 + A · V 2 ) · ρd Equation 46
However, L in the formula 46 is a predetermined value indicating the wheel base, and A is a predetermined value indicating the motion performance of the vehicle.

前記式46に従って計算された静的目標転舵角δroは、転舵角補正部54に供給される。この第2変形例における転舵角補正部54は、車速センサ33によって検出された車速Vおよびヨーレートセンサ35によって検出されたヨーレートγも入力する。そして、転舵角補正部54は、入力した車速Vおよびヨーレートγを用いて、下記式47の演算の実行により実旋回曲率ρを計算する。
ρ=G/V2またはρ=γ/V …式47
また、転舵角補正部54は、トルク−旋回曲率変換部57から見込み旋回曲率ρdを入力し、入力した見込み旋回曲率ρdと前記式47に従って計算した実旋回曲率ρとを用いて下記式48の演算を実行する。そして、転舵角補正部54は、前記入力した静的目標転舵角δroを補正して、補正目標転舵角δdを計算する。
δd=δd+K5・(ρd−ρ) …式48
ただし、係数K5は予め決められた正の定数であり、実旋回曲率ρが見込み旋回曲率ρdに満たない場合には、補正目標転舵角δdの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実旋回曲率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δdの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み旋回曲率ρd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 static target turning angle δro calculated according to the equation 46 is supplied to the turning angle correction unit 54. The turning angle correction unit 54 in the second modification also inputs the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 33 and the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 35. Then, the turning angle correction unit 54 calculates the actual turning curvature ρ by executing the calculation of the following equation 47 using the input vehicle speed V and yaw rate γ.
ρ = G / V 2 or ρ = γ / V Equation 47
Further, the turning angle correction unit 54 receives the expected turning curvature ρd from the torque-turning curvature converting unit 57, and uses the inputted expected turning curvature ρd and the actual turning curvature ρ calculated according to the equation 47, the following equation 48 Execute the operation. Then, the turning angle correction unit 54 corrects the input static target turning angle δro and calculates the corrected target turning angle δd.
δd = δd + K5 · (ρd−ρ) Equation 48
However, the coefficient K5 is a predetermined positive constant, and when the actual turning curvature ρ is less than the expected turning curvature ρd, the coefficient K5 is corrected so that the absolute value of the corrected target turning angle δd becomes larger. When the actual turning curvature ρ exceeds the expected turning curvature ρd, the absolute value of the corrected target turning angle δd is corrected to be smaller. By this correction, the turning angle δ of the left and right front wheels FW1, FW2 necessary for the expected turning curvature ρd is more accurately ensured.

このように計算された静的な目標転舵角δroは、上記実施形態と同様に、転舵角速度限界制御部60に供給される。これにより、勾配限界演算部61が、左右前輪FW1,FW2の転舵角速度を制限するための勾配制限目標転舵角δr1を計算するとともに、車両の旋回に伴う挙動変化を緩やかにするための目標転舵角δrを決定する。すなわち、この第2変形例においても、転舵アクチュエータ21が大きな転舵性能限界速度dδ/dtによって左右前輪FW1,FW2を転舵した場合には、車両の挙動を適正に確保できない場合がある。したがって、勾配限界演算部61は、運転者が見込んだ見込み旋回曲率ρdを確保するとともに、左右前輪FW1,FW2を緩やかに転舵させるための勾配制限目標転舵角δr1を、前記式30,31に従って計算する。   The static target turning angle δro calculated in this way is supplied to the turning angular velocity limit control unit 60 as in the above embodiment. As a result, the gradient limit calculation unit 61 calculates the gradient limit target turning angle δr1 for limiting the turning angular velocity of the left and right front wheels FW1, FW2, and the target for making the behavior change accompanying the turning of the vehicle moderate. Determine the turning angle δr. That is, also in the second modification, when the steering actuator 21 steers the left and right front wheels FW1 and FW2 with a large steering performance limit speed dδ / dt, the behavior of the vehicle may not be properly secured. Therefore, the gradient limit calculation unit 61 secures the expected turning curvature ρd expected by the driver and sets the gradient limit target turning angle δr1 for gently turning the left and right front wheels FW1 and FW2 in the above formulas 30 and 31. Calculate according to

そして、勾配限界演算部61は、前記式30,31に従って勾配制限目標転舵角δr1を計算すると、前記式46に従って計算された静的な目標転舵角δroと比較し、目標転舵角δrを決定する。すなわち、勾配限界演算部61は、上記実施形態と同様に、勾配制限目標転舵角δr1が静的目標転舵角δro以上であれば、静的目標転舵角δroを目標転舵角δrとして決定する。一方、勾配制限目標転舵角δr1が静的目標転舵角δro未満であれば、勾配制限目標転舵角δr1を目標転舵角δrとして決定する。このように決定された目標転舵角δrは、フィルタ処理演算部62に供給される。   Then, when the gradient limit calculating unit 61 calculates the gradient limited target turning angle δr1 according to the equations 30 and 31, it compares with the static target turning angle δro calculated according to the equation 46, and the target turning angle δr. To decide. That is, as in the above embodiment, the gradient limit calculation unit 61 sets the static target turning angle δro as the target turning angle δr if the gradient limited target turning angle δr1 is equal to or larger than the static target turning angle δro. decide. On the other hand, if the gradient restricted target turning angle Δr1 is less than the static target turning angle Δro, the gradient restricted target turning angle Δr1 is determined as the target turning angle Δr. The target turning angle δr determined in this way is supplied to the filter processing calculation unit 62.

フィルタ処理演算部62は、上記実施形態と同様に、左右前輪FW1,FW2の転舵角δが補正目標転舵角δdに到達する直前の転舵作動を緩やかにするために、前記式32,33に従って目標転舵角δrをフィルタ処理してフィルタ目標転舵角δrfを計算する。すなわち、フィルタ処理演算部62は、転舵角センサ32から実転舵角δ(すなわち目標転舵角δr)を入力し、前記式33に従って、補正目標転舵角δdと入力した実転舵角δ(目標転舵角δr)とを比較する。この比較により、補正目標転舵角δdと目標転舵角δrとの差が所定の係数Ksf以上であれば、フィルタ処理演算部62は、目標転舵角δrが運転者の見込んだ見込み旋回曲率ρdを発生するための補正目標転舵角δdに未だ到達していないため、フィルタ処理を実行しない。したがって、フィルタ処理演算部62は目標転舵角δrをそのままフィルタ目標転舵角δrfとして駆動制御部63に供給する。一方、フィルタ処理演算部62は、補正目標転舵角δdと目標転舵角δrとの差が所定の係数Ksf未満であれば、前記式33が成立するため、前記式32に従って目標転舵角δrをフィルタ処理してフィルタ目標転舵角δrfを計算する。これにより、左右前輪FW1,FW2の転舵作動において、補正目標転舵角δdまでの変化過程から補正目標転舵角δdでの維持過程へスムーズに移行させることができ、運転者が不要なヨーレートを知覚することを効果的に低減することができる。   In the same manner as in the above embodiment, the filter processing calculation unit 62 is configured to reduce the turning operation immediately before the turning angle δ of the left and right front wheels FW1 and FW2 reaches the corrected target turning angle δd. The target turning angle δr is filtered according to 33 to calculate the filter target turning angle δrf. In other words, the filter processing calculation unit 62 receives the actual turning angle δ (that is, the target turning angle δr) from the turning angle sensor 32, and the actual turning angle that is input as the corrected target turning angle δd according to the equation 33. δ (target turning angle δr) is compared. As a result of this comparison, if the difference between the corrected target turning angle δd and the target turning angle δr is equal to or greater than a predetermined coefficient Ksf, the filter processing calculation unit 62 calculates the expected turning curvature that the target turning angle δr is expected by the driver. Since the correction target turning angle δd for generating ρd has not yet been reached, the filtering process is not executed. Therefore, the filter processing calculation unit 62 supplies the target turning angle δr as it is to the drive control unit 63 as the filter target turning angle δrf. On the other hand, if the difference between the corrected target turning angle δd and the target turning angle δr is less than the predetermined coefficient Ksf, the filter processing calculation unit 62 holds the expression 33, and therefore the target turning angle according to the expression 32. The filter target turning angle δrf is calculated by filtering δr. As a result, in the turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2, it is possible to smoothly shift from the changing process up to the corrected target turning angle δd to the maintaining process at the corrected target turning angle δd, and the driver does not need the yaw rate. Can be effectively reduced.

また、電子制御ユニット36にて実行される他のプログラム処理については、上記実施形態の場合と同じである。そして、図16の機能ブロック図において、上記実施形態の図2と同じ符号を付してその説明を省略する。   Further, other program processes executed by the electronic control unit 36 are the same as those in the above embodiment. And in the functional block diagram of FIG. 16, the same code | symbol as FIG. 2 of the said embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

そして、上記説明した第2変形例においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。また、この第3変形例においては、左右前輪FW1,FW2の転舵によって車両が旋回すると、この旋回により、運転者には、前記ウェーバー・ヘフナーの法則により「与えられた刺激の物理量」として見込み旋回曲率ρdが与えられる。そして、操舵角θに対してべき乗関数的(または指数関数的)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。   And also in the 2nd modification demonstrated above, the effect similar to the said embodiment can be anticipated. In this third modification, when the vehicle turns by turning the left and right front wheels FW1 and FW2, the turn is expected to give the driver a “physical quantity of the given stimulus” according to the Weber-Hefner law. A turning curvature ρd is given. Since it changes exponentially with respect to the steering angle θ, the driver can operate the steering wheel 11 while perceiving a motion state quantity 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.

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第3変形例について説明する。この第3変形例においては、図1に破線で示すように、操舵入力軸12に組み付けられて操舵ハンドル11に付与された操舵トルクTを検出する操舵トルクセンサ39を備えている。他の構成については上記実施形態と同じであるが、電子制御ユニット36にて実行されるコンピュータプログラムは上記実施形態の場合とは若干異なる。   Next, a third modification example in which the steering torque T is used as the operation input value of the steering handle 11 will be described. In the third modified example, as shown by a broken line in FIG. 1, a steering torque sensor 39 that is assembled to the steering input shaft 12 and detects the steering torque T applied to the steering handle 11 is provided. Other configurations are the same as those in the above embodiment, but the computer program executed by the electronic control unit 36 is slightly different from that in the above embodiment.

この第3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Tdに代えて、操舵トルクセンサ39によって検出された操舵トルクTを用いた式11〜15の演算の実行により見込み横加速度Gdを計算する。なお、この場合も、式11〜15の演算の実行に代え、図7に示す特性を表すテーブルを用いて見込み横加速度Gdを計算するようにしてもよい。なお、電子制御ユニット36にて実行される他のプログラム処理については上記実施形態の場合と同じである。   In the case of the third modified example, 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 the displacement in the above embodiment. -Instead of the steering torque Td calculated by the torque conversion unit 51, the expected lateral acceleration Gd is calculated by executing the calculations of Expressions 11 to 15 using the steering torque T detected by the steering torque sensor 39. In this case as well, the expected lateral acceleration Gd may be calculated using a table representing the characteristics shown in FIG. Other program processes executed by the electronic control unit 36 are the same as those in the above embodiment.

この第3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Gdに変換される。変換された見込み横加速度Gdは、転舵角変換部53により静的目標転舵角δroとして決定され、転舵角補正部54によって補正目標転舵角δdに補正される。また、静的目標転舵角δroは勾配限界演算部61に供給され、同演算部61によって計算される勾配制限目標転舵角δr1と比較されて目標転舵角δrが決定される。決定された目標転舵角δrはフィルタ処理演算部62に供給され、同演算部62によってフィルタ処理されることによりフィルタ目標転舵角δrfが決定される。そして、駆動制御部63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が目標転舵角δrf言い換えれば最大転舵角速度dδa/dt以下の転舵角速度によって補正目標転舵角δd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。   According to the third modification, the steering torque T as the driver's operation input value for the steering handle 11 is converted into the expected lateral acceleration Gd by the torque-lateral acceleration conversion unit 52. The converted expected lateral acceleration Gd is determined as the static target turning angle δro by the turning angle conversion unit 53 and is corrected to the corrected target turning angle δd by the turning angle correction unit 54. The static target turning angle δro is supplied to the gradient limit calculation unit 61 and is compared with the gradient limit target turning angle δr1 calculated by the calculation unit 61 to determine the target turning angle δr. The determined target turning angle δr is supplied to the filter processing calculation unit 62, and is filtered by the calculation unit 62 to determine the filter target turning angle δrf. Then, the drive control unit 63 inputs the actual turning angle δ detected by the turning angle sensor 32, and the left and right front wheels FW1 and FW2 are turned at the target turning angle δrf, in other words, at the maximum turning angular velocity dδa / dt or less. The rotation of the electric motor in the turning actuator 21 is feedback-controlled so that the turning is performed to the corrected target turning angle δd by the angular velocity.

これにより、左右前輪FW1,FW2は目標転舵角δd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Gdはべき乗関数的(または指数関数的)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、この第3変形例においても、上記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、上記実施形態の場合と同様な効果が期待される。   Thereby, the left and right front wheels FW1, FW2 are steered to the target turning angle δd. In this case as well, the steering torque T is a physical quantity that can be perceived by the driver from the steering handle 11, and the expected lateral acceleration Gd changes exponentially with respect to the steering torque T. Therefore, the steering handle 11 can be turned according to human perceptual characteristics. Accordingly, also in this third modified example, as in the case of the above-described embodiment, the driver rotates the steering handle 11 according to the human perceptual characteristics while feeling the lateral acceleration according to the Weber-Hefner law, Since the vehicle can be turned, the same effect as in the above embodiment is expected.

さらに、上記実施形態による車両の操舵制御と、前記第3変形例による車両の操舵制御とを切り換え可能にしてもよい。すなわち、操舵角センサ31と操舵トルクセンサ39の両方を備え、上記実施形態のように変位−トルク変換部51にて計算される目標操舵トルクTdを用いて見込み横加速度Gdを計算する場合と、操舵トルクセンサ39によって検出された操舵トルクTを用いて見込み横加速度Gdを計算する場合とを切り換えて利用可能とすることもできる。この場合、前記切り換えを、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換えるようにするとよい。   Furthermore, the vehicle steering control according to the above embodiment and the vehicle steering control according to the third modification may be switchable. That is, when both the steering angle sensor 31 and the steering torque sensor 39 are provided and the expected lateral acceleration Gd is calculated using the target steering torque Td calculated by the displacement-torque conversion unit 51 as in the above embodiment, It is also possible to switch between the case where the expected lateral acceleration Gd is calculated using the steering torque T detected by the steering torque sensor 39 and to make it usable. In this case, the switching may be performed automatically according to the driver's intention or according to the motion state of the vehicle.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態および第1ないし第3変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   Furthermore, the implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiment and the first to third modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態および各変形例においては、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 embodiment and each modification, the steering handle 11 that is turned to steer the vehicle is used. However, instead of this, for example, a joystick-type steering handle that is linearly displaced may be used, or any other one that can be operated by the driver and instructed to steer the vehicle is used. May be.

また、上記実施形態および各変形例においては、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21を用いてラックバー24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。   Moreover, in the said embodiment and each modification, by rotating the steering output shaft 22 using the steering actuator 21, the left and right front wheels FW1 and FW2 were steered. However, instead of this, the left and right front wheels FW1, FW2 may be steered by linearly displacing the rack bar 24 using the steered actuator 21.

本発明の実施形態および各変形例に係る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 which concerns on embodiment and each modification of this invention. 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。It is a functional block diagram functionally showing the computer program processing performed in the electronic control unit of FIG. 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. 操舵角速度と摩擦トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering angular velocity and friction torque. 操舵角速度と粘性トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between steering angular velocity and viscous torque. ヨーレートとセルフアライメントトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a yaw rate and a self-alignment 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. 見込み横加速度と静的目標転舵角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a prospective lateral acceleration and a static target turning angle. 静的目標転舵角に従って左右前輪を転舵した場合における転舵角の操舵角速度に対する変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change with respect to the steering angular velocity of the steering angle at the time of turning left and right front wheels according to a static target turning angle. 変化過程における目標転舵角の決定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating determination of the target turning angle in a change process. 目標転舵角のフィルタ処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the filter process of a target turning angle. 目標転舵角の決定およびフィルタ処理の実行をした場合における転舵角の操舵角速度に対する変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change with respect to the steering angular velocity of the steering angle at the time of determining a target turning angle and performing filter processing. 本発明の第1変形例に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 9 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a first modification 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2変形例に係り、図1の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram functionally representing computer program processing executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to a second modification of the 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…左右前輪、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…ヨーレートセンサ、36…電子制御ユニット、39…操舵トルクセンサ、40…反力制御部、41…変位−トルク変換部、42…トルク加算部、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、53,56,58…転舵角変換部、54…転舵角補正部、55…トルク−ヨーレート変換部、57…トルク−旋回曲率変換部、60…転舵制御部、61…勾配限界演算部、62…フィルタ処理演算部、63…駆動制御部
FW1, FW2 ... front left and right wheels, 11 ... steering handle, 12 ... steering input shaft, 13 ... reaction force actuator, 21 ... steering actuator, 22 ... steering output shaft, 31 ... steering angle sensor, 32 ... steering angle sensor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 33 ... Vehicle speed sensor, 34 ... Lateral acceleration sensor, 35 ... Yaw rate sensor, 36 ... Electronic control unit, 39 ... Steering torque sensor, 40 ... Reaction force control part, 41 ... Displacement-torque conversion part, 42 ... Torque addition part, 50 ... sensory adaptation control unit, 51 ... displacement-torque conversion unit, 52 ... torque-lateral acceleration conversion unit, 53, 56, 58 ... turning angle conversion unit, 54 ... turning angle correction unit, 55 ... torque-yaw rate conversion unit , 57 ... torque-turning curvature conversion unit, 60 ... steering control unit, 61 ... gradient limit calculation unit, 62 ... filter processing calculation unit, 63 ... drive control unit

Claims (8)

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目標転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、
前記転舵輪が前記計算された目標転舵角まで転舵する変化過程における前記転舵輪の転舵角速度を、車両が安定して旋回可能な最大の転舵角速度以下に制限する転舵角速度制限手段と、
前記計算された目標転舵角および前記最大の転舵角速度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前記計算された目標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 turning angle calculation means for calculating a target 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;
Steering angular speed limiting means for limiting the steering angular speed of the steered wheels in a changing process in which the steered wheels steer to the calculated target steered angle to a maximum steered angular speed at which the vehicle can stably turn. When,
The steering control unit is configured to control the steering actuator in accordance with the calculated target turning angle and the maximum turning angular velocity to turn the steered wheels to the calculated target turning angle. A steering-by-wire vehicle steering apparatus characterized by the above.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵角速度制限手段を、
前記変化過程における前記転舵輪の転舵角速度を制限するための制限転舵角を、前記最大の転舵角速度を用いて計算する制限転舵角計算手段と、
前記転舵角計算手段によって順次計算された前記変化過程における過渡的な転舵角の絶対値と、前記制限転舵角計算手段によって計算された制限転舵角の絶対値とを比較し、前記過渡的な転舵角の絶対値が前記制限転舵角の絶対値よりも大きければ同制限転舵角を前記変化過程にて前記転舵輪を転舵制御するための目標制御転舵角として決定するとともに、前記過渡的な転舵角の絶対値が前記制限転舵角の絶対値以下であれば同過渡的な転舵角を前記目標制御転舵角として決定する目標制御転舵角決定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。
In the steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
The turning angular velocity limiting means,
Limiting turning angle calculation means for calculating a limiting turning angle for limiting the turning angular speed of the steered wheels in the changing process using the maximum turning angular speed;
Comparing the absolute value of the transient turning angle in the changing process sequentially calculated by the turning angle calculation means with the absolute value of the limiting turning angle calculated by the restricted turning angle calculation means, If the absolute value of the transient turning angle is larger than the absolute value of the limited turning angle, the limited turning angle is determined as a target control turning angle for turning control of the steered wheels in the changing process. In addition, if the absolute value of the transient turning angle is equal to or less than the absolute value of the limit turning angle, target control turning angle determination means for determining the transient turning angle as the target control turning angle A steering-by-wire vehicle steering apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵制御装置を、さらに、
前記転舵輪が前記転舵制御手段によって転舵されることにより、前記変化過程から前記目標転舵角で維持される維持過程へ移行するとき、または、同維持過程から前記変化過程に移行するときに、前記変化過程における前記転舵輪の転舵角の変化を時間に関してフィルタ処理して同転舵角を緩やかに変化させるフィルタ処理手段を設けて構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
The steering control device, and
When the steered wheel is steered by the steer control means, when the transition process shifts from the change process to the maintenance process maintained at the target turning angle, or when the transition process shifts from the maintenance process to the change process. Further, there is provided a filter processing means for filtering a change in the turning angle of the steered wheels in the changing process with respect to time so as to change the turning angle gradually. Steering device.
請求項3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、
前記フィルタ処理手段は、前記変化過程における前記転舵輪の転舵角の絶対値と前記目標転舵角の絶対値との差分が所定値未満であるときに、前記フィルタ処理を実行することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 3,
The filter processing means executes the filter processing when a difference between an absolute value of a turning angle of the steered wheels and an absolute value of the target turning angle in the changing process is less than a predetermined value. A steering-by-wire vehicle steering apparatus.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記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 apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
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 type vehicle steering apparatus characterized by comprising a quantity conversion means.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルに付与される操作力を検出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 apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
The operation input value detection means includes an operation force sensor that detects an operation force applied to the steering handle,
A steering-by-wire steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the motion state quantity calculating means comprises a motion state quantity conversion means for converting the detected operating force into the expected motion state quantity.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記見込み運動状態量は、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つであるステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
In the steering apparatus for a steering-by-wire vehicle according to claim 1,
The predicted motion state quantity is a steering-by-wire vehicle steering apparatus that is one of a lateral acceleration, a yaw rate, and a turning curvature of the vehicle.
請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、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。
The steering device for a steering-by-wire vehicle according to claim 1, further comprising:
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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