JP4269451B2

JP4269451B2 - Vehicle steering control device

Info

Publication number: JP4269451B2
Application number: JP33623899A
Authority: JP
Inventors: 巡児河室; 隆博小城; 守弘松田; 慎利中津
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: JP2001138936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドル操作に対する転舵輪の転舵動作を制御する車両用操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操舵ハンドルの操舵速度が大の場合には、運転者がより早く車両を回頭させたい状況であり、このような要求に応じた操舵制御装置の一例が例えば特開昭４８−９４１２２号に開示されている。この操舵制御装置では、操舵ハンドルの操舵角速度のｎ乗に比例する制御量をアクチュエータに与えて、転舵輪の転舵角を制御することで、車両の応答性を高めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようないわゆる微分ステア制御を採用した場合、操舵角速度が増加すると、これに応じて微分ステア制御に応じた制御量も増加することとなり、この増加した制御量に応じてアクチュエータが駆動される。従って、操舵ハンドルを、細かく、かつ、素早く、振動的に往復動させるような操作を行った場合などに、操舵角速度に応じた制御量の影響を受けて、通常の制御時に比べてアクチュエータがより動作する傾向となり、その反力が操舵ハンドル側に伝達され、運転者に操舵違和感を与えるおそれがあった。このような現象は、外乱によって操舵角速度の変化が激しい悪路走行時や、フラッタ振動の発生時などにも、同様に起こり得る。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、微分ステア制御に伴ってアクチュエータが駆動されることで、運転者に与え得る操舵違和感を低減する車両用操舵制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる車両用操舵制御装置は、ハンドル操作に対する転舵輪の転舵動作を制御する操舵制御装置であって、操舵ハンドルの操舵角を検知する検知手段と、転舵輪を転舵駆動する駆動手段と、検知手段の検知結果をもとに、操舵角に応じて設定する第１目標制御量と、操舵角速度に応じて設定する第２目標制御量とをもとに、駆動手段に対する制御量を設定する設定手段とを備えており、設定手段は、操舵角速度の変化状態に応じて、第２目標制御量を抑制する補正手段を備えて構成する。
【０００６】
操舵状態として、例えば微小舵角範囲内で切り返し操作を頻繁に行った場合などには、操舵角速度が増加した場合であっても、補正手段によって第２目標制御量が抑制されるため、微分ステア制御に伴う制御量の増加が抑えられる。これにより、操舵ハンドルの切り返し時に操舵ハンドル側に伝達されていた、駆動手段の動作にともなう反力が低減される。
【０００７】
請求項２にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１の車両用操舵制御装置において、補正手段は、操舵周波数が所定周波数以上となった場合に、第２目標制御量を抑制する。
【０００８】
操舵周波数が増加するような状況下では、操舵ハンドルを、細かく、かつ、素早く、振動的に往復動させるような操作が想定されるため、このような場合に、操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制させ、微分ステア制御に伴う制御量の増加を抑える。
【０００９】
なお、「操舵周波数が所定周波数以上となった場合」は、「操舵方向が反転する時間間隔が所定のしきい値より低下した場合」、「所定時間内に操舵方向が反転した回数が所定のしきい値より増加した場合」、などと実質的に同一の判断条件であるため、これらの判断条件も含むものとする。
【００１０】
請求項３にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１の車両用操舵制御装置において、補正手段は、操舵周波数が所定周波数以上となった場合に、第２目標制御量を零に設定する。
【００１１】
操舵周波数が所定周波数以上となった場合には、第２目標制御量を零に設定してもよく、この処理により、操舵角速度が増大した場合には、実質的に微分ステア制御が禁止される。
【００１２】
請求項４にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１の車両用操舵制御装置において、補正手段は、第２目標制御量が変化し得る変化率を規定しており、操舵周波数が所定周波数以上となった場合に、設定手段によって設定される第２目標制御量がこの変化率を超える場合には、この変化率で制限された制御量を第２目標制御量として設定する。
【００１３】
補正手段によって、第２目標制御量の変化率に制限を加えることで、操舵角速度が大きく変化した場合にも、第２目標制御量の変化を抑制することができる。
【００１４】
請求項５にかかる車両用操舵制御装置は、請求項４の車両用操舵制御装置において、補正手段は、設定手段で設定される第２目標制御量が大きいほど、変化率が小さくなるように、この変化率を可変設定する。
【００１５】
補正手段によって、第２目標制御量が大きいほど、変化率が小さくなるように設定することで、第２目標制御量によって奏される微分ステア制御の効果を、より速やかに抑制させることができる。
【００１６】
請求項６にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１の車両用操舵制御装置において、補正手段は、操舵角加速度が所定値以上となった場合に、第２目標制御量を抑制する。
【００１７】
路面凹凸等の影響によって車両走行中に操舵ハンドルが動かされる場合がある。このような車両走行中の外乱に起因した、運転者にとって不意の操舵入力は、一般に操舵角の変化範囲は小さいものの、その間に操舵角速度が大きく変化する状態となる。設定手段では、操舵角速度に応じた第２目標制御量を設定するので、第１目標制御量のみを設定する場合に比べ、このような車両走行中の外乱による影響が大きく現れてしまい、不要に駆動手段が駆動される結果、駆動手段からの反力が増加し、運転者に与える操舵違和感が大きくなるおそれがある。そこで、操舵角速度の変化が所定値以上となった場合、すなわち操舵角加速度が所定値以上となった場合には、補正手段によって、操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制させ、第２目標制御量に起因した駆動手段の不要な動作分を抑制する。
【００２０】
請求項７にかかる車両用操舵制御装置は、ハンドル操作に対する転舵輪の転舵動作を制御する操舵制御装置であって、操舵ハンドルの操舵角を検知する検知手段と、転舵輪を転舵駆動する駆動手段と、検知手段の検知結果をもとに、操舵角に応じて設定する第１目標制御量と、操舵角速度に応じて設定する第２目標制御量とをもとに、駆動手段に対する制御量を設定する設定手段とを備えており、設定手段は、低車速域において第２目標制御量が取り得る最大値が、中車速域に比べてより小さな値となるように、車速に応じて最大値を設定すると共に、設定した最大値をもとに、設定手段で設定された第２目標制御量の大きさを制限する補正手段を備えて構成する。
【００２１】
このような補正手段を備えることで、低車速域では、操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量をより速やかに抑制させて、駆動手段から操舵ハンドル側へ伝達される反力を抑制すると共に、操舵ハンドルが振動的に駆動される現象を抑え、また、中車速域では、第２目標制御量によって奏される微分ステア制御の効果が十分に発揮される。
【００２２】
請求項８にかかる車両用操舵制御装置は、ハンドル操作に対する転舵輪の転舵動作を制御する操舵制御装置であって、操舵ハンドルの操舵角を検知する検知手段と、転舵輪を転舵駆動する駆動手段と、検知手段の検知結果をもとに、操舵角に応じて設定する第１目標制御量と、操舵角速度に応じて設定する第２目標制御量とをもとに、駆動手段に対する制御量を設定する設定手段とを備えており、設定手段は、路面状態が不良と判断した場合に、第２目標制御量を抑制する補正手段を備えて構成する。
【００２３】
路面状態が不良の場合には、路面から転舵輪に作用する外力が外乱として操舵ハンドルに作用し、操舵角、操舵角速度の変化として検知される。設定手段では、第２目標制御量を設定するので、第１目標制御量のみを設定する場合に比べてこの路面状態による影響がより大きくなり、不要に駆動手段が駆動され、駆動手段からの反力が増加し、運転者に与える操舵違和感をより大きくするおそれがある。そこで、路面状態が不良と判断した場合に、補正手段によって操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制させ、第２目標制御量に起因した駆動手段の不要な動作分を抑制することで、操舵ハンドル側に伝達されていた、駆動手段の動作にともなう反力を低減させる。
【００２４】
請求項９にかかる車両用操舵制御装置は、ハンドル操作に対する転舵輪の転舵動作を制御する操舵制御装置であって、操舵ハンドルの操舵角を検知する検知手段と、転舵輪を転舵駆動する駆動手段と、検知手段の検知結果をもとに、操舵角に応じて設定する第１目標制御量と、操舵角速度に応じて設定する第２目標制御量とをもとに、駆動手段に対する制御量を設定する設定手段とを備えており、設定手段は、フラッタ振動の発生を検知した場合に、第２目標制御量を抑制する補正手段を備えて構成する。
【００２５】
フラッタ振動が発生すると、操舵角、操舵角速度の変化として検知される。設定手段では、第２目標制御量を設定するので、第１目標制御量のみを設定する場合に比べてこのフラッタ振動による影響がより大きくなり、不要に駆動手段を駆動させ、運転者に与える操舵違和感をより大きくするおそれがある。そこで、フラッタ振動を直接的に検知した場合や、例えば車速などからフラッタ振動が発生しやすい状況を検知した場合に、補正手段によって操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制させ、第２目標制御量に起因した駆動手段の動作分を抑制する。これにより、操舵ハンドル側に伝達されていた、駆動手段の動作にともなう反力を低減させる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００２７】
図１に第１の実施形態にかかる操舵装置の構成を示す。
【００２８】
入力軸２０と出力軸４０とは伝達比可変機構３０を介して連結されており、入力軸２０には操舵ハンドル１０が連結されている。出力軸４０は、ラックアンドピニオン式のギヤ装置５０を介してラック軸５１に連結されており、ラック軸５１の両側には転舵輪ＦＷが連結されている。
【００２９】
また、操舵ハンドル１０の操舵角が入力軸２０の作動角に対応するため、入力軸２０には、入力軸２０の作動角としての操舵角θｈを検出する操舵角センサ２１を設けている。
【００３０】
伝達比可変機構３０は、入力軸２０と出力軸４０とを連結する所定のギヤ機構を介して連結し、このギヤ機構を、例えばサーボモータで構成するアクチュエータ３１で駆動することで、入力軸２０−出力軸４０間の伝達比を変化させる機構となっている。このアクチュエータ３１には、アクチュエータ３１の作動角（入力軸２０に対する差動角）θｍを検出する作動角センサ３２を備えており、検出された作動角θｍは操舵制御装置７０に与えられる。
【００３１】
ここで出力軸４０の作動角を出力角θｐとすると、操舵角θｈ、作動角θｍ、出力角θｐの関係を（１）式で示す関係とすると、操舵角θｈ、出力角θｐ、伝達比Ｇの関係は（２）式で規定されるため、（１）式及び（２）式より、アクチュエータ３１の作動角θｍは（３）式で示すことができる。
【００３２】
θｐ＝θｈ＋θｍ …（１）
θｐ＝Ｇ・θｈ …（２）
θｍ＝（Ｇ―１）・θｈ …（３）
従って（３）式に基づいて、設定された伝達比Ｇをもとに操舵角θｈに応じてアクチュエータ３１の作動角θｍを制御することで、入力軸２０−出力軸４０間の伝達比制御を行うことができる。なお、出力角θｐは、ラック軸５１のストローク位置に対応し、さらにラック軸５１のストローク位置は転舵輪ＦＷの転舵角に対応するため、操舵角θｈ及び作動角θｍを検出することで（１）式より出力角θｐを検知することができ、この検知した出力角θｐをもとに転舵輪ＦＷの転舵角が検知可能となっている。
【００３３】
伝達比可変機構３０の駆動制御は操舵制御装置７０によって実施される。操舵制御装置７０には、操舵角センサ２１、作動角センサ３２の他、車両の速度を検出する車速センサ６０の各検出信号が与えられ、操舵制御装置７０はこれらの信号をもとに伝達比Ｇを設定すると共に、伝達比Ｇ及び操舵角θｈに応じて設定される制御信号Ｉｓをアクチュエータ３１に対して出力する処理を繰り返し、伝達比可変機構３０の駆動制御を実施している。
【００３４】
ここで、操舵制御装置７０で実施される制御処理について、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００３５】
このフローチャートはイグニションスイッチのオン操作によって起動する。まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記す。）１０２に進み、操舵角センサ２１で検出された操舵角θｈ、作動角センサ３２で検出されたアクチュエータ３１の作動角θｍ、車速センサ６０で検出された車速Ｖをそれぞれ読み込む。
【００３６】
続くＳ１０４では、図３に示す車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を示すマップから、Ｓ１０２で読み込んだ車速Ｖをもとにマップ検索し、車速Ｖに応じた伝達比Ｇを設定する。
【００３７】
続くＳ２００では、微分ステア分の制御量を設定するための微分角度Θの設定処理を実行する。なお、微分角度Θは、操舵角速度に対応するアクチュエータ３１の目標作動角の増分であり、具体的な設定処理については後に説明する。
【００３８】
続くＳ１０６では、Ｓ１０２で読み込んだ操舵角θｈ、Ｓ１０４で設定した伝達比Ｇ及びＳ２００で設定した微分角度Θをもとに、下記（４）式よりアクチュエータ３１の目標作動角θｍｍを設定する。
【００３９】
θｍｍ＝（Ｇ―１）・（θｈ＋Θ） …（４）
なお（４）式より、θｍｍ＝（Ｇ―１）・θｈ＋（Ｇ―１）・Θとなり、この右辺第１項が第１目標制御量であり、右辺第２項が第２目標制御量となる。
【００４０】
続くＳ１０８では、Ｓ１０６で設定された目標作動角θｍｍと、Ｓ１０２で読み込まれた作動角θｍとの角度偏差ｅを、ｅ＝θｍｍ−θｍとして設定する。
【００４１】
続くＳ１１０では、オーバーシュートすることなく偏差ｅを０にするように、アクチュエータ３１を制御する制御信号Ｉｓを決定する。この処理の一例としては、Ｉｓ＝Ｃ（ｓ）・ｅの演算式に基づいて、ＰＩＤ制御のパラメータを適切に設定することにより制御信号Ｉｓを決定することができる。なお、式中の（ｓ）はラプラス演算子である。
【００４２】
続くＳ１１２では、Ｓ１１０で決定された制御信号Ｉｓをアクチュエータ３１に出力し、制御信号Ｉｓに応じてアクチュエータ３１を駆動する。
【００４３】
この後、Ｓ１１４において、Ｓ１０２で読み込んだ操舵角θｈを前回操舵角θholdとして記憶した後、Ｓ１１６に進み、イグニションスイッチ（ＩＧ）がオフ操作されたかを判断し、「Ｎｏ」の場合にはＳ１０２に戻り、Ｓ１１６で「Ｙｅｓ」と判断されるまで、前述したＳ１０２以降の処理が繰り返し実行される。
【００４４】
次に、微分角度Θの設定処理について図４のフローチャートに沿って説明する。
【００４５】
まずＳ２０２では、Ｓ１０２で読み込んだ操舵角θｈと前回のルーチンにおけるＳ１１４で記憶した前回操舵角θholdとの偏差と、操舵角θｈの検出時間間隔をもとに、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔを演算する。なお、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔは、操舵角速度を検出するセンサによって直接検出しても良い。
【００４６】
続くＳ２０４では、例えば図５に示すマップをもとに、Ｓ２０２で求めた操舵角速度ｄθｈ／ｄｔに応じた微分値αを設定する。なお、微分値αは、α＝ｄθｈ／ｄｔとして、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔの値をそのまま設定しても良い。
【００４７】
続くＳ２０６では、図６に示すマップをもとに、この時点での操舵周波数ｆに応じたゲインＴｓを設定し、続くＳ２０８では、微分角度ΘをΘ＝Ｔｓ・αとして設定する。
【００４８】
操舵ハンドル１０を細かく、素早く往復動させるほど、操舵周波数ｆの値が増加するため、図６のマップをもとに設定されるゲインＴｓの値がより小さくなる。従って、操舵ハンドル１０を細かく、素早く往復動させるほど、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔに応じて設定される微分角度Θが抑制されるため、微分ステア制御に伴う制御量の増加が抑えられる。この作用により、アクチュエータ３１から操舵ハンドル１０側に伝達される反力を低減させることができる。
【００４９】
また、ゲインＴｓは、図７に示すように、操舵周波数ｆが所定のしきい値ｆｓ未満では一定値とし、しきい値ｆｓ以上ではＴｓ＝０に設定することもできる。さらに、車速Ｖに応じて車両の応答性が変化することから、このしきい値ｆｓの値も、図８のマップに示すように、車速Ｖに応じて変化させることも可能である。これは微分ステア制御による車両応答性の向上は、特に中車速域で重視されるためであり、図８に示すように中車速域におけるしきい値ｆｓをより高い操舵周波数に設定することで、中車速域において微分ステア制御の効果を必要以上に低減させることが防止できる。
【００５０】
なお、操舵周波数ｆを例に説明したが、操舵周波数ｆは、操舵方向が反転する時間間隔（反転周期τ）、或いは、所定時間内に操舵方向が反転した回数（反転回数Ｎ）などと同様に取り扱うことができる。具体例として、図６のマップに対応して、反転周期τに応じてゲインＴｓを設定する場合のマップを図９に、反転回数Ｎに応じてゲインＴｓを設定する場合のマップを図１０にそれぞれ示しておく。
【００５１】
第２の実施形態について説明する。
【００５２】
ゲインＴｓを固定値とした場合には、例えば微分角度Θの変化率に制限を加えることで、第１の実施形態と同様の効果が得られる。この場合の微分角度Θの設定処理（Ｓ２００）を図１１のフローチャートに沿って説明する。
【００５３】
まず、先に説明した図４のフローチャートにおける、Ｓ２０２、Ｓ２０４及びＳ２０８を実施した後、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０では、微分角度Θの補正条件が成立したかを判断する。この補正条件としては、「操舵周波数ｆが所定周波数以上であるか」、「反転周期τが所定周期以下であるか」、「一定時間内における反転回数Ｎが所定回数以上であるか」などをもとに判断する。
【００５４】
Ｓ２１０で「Ｎｏ」と判断された場合には、通常の操舵状態とみなし、Ｓ２１２に進んで先のＳ２０８で設定した微分角度Θをそのまま設定する。
【００５５】
Ｓ２１０で「Ｙｅｓ」と判断された場合には、Ｓ２１４に進み、Ｓ２０８で設定された微分角度Θと、前回のルーチンで設定された微分角度Θoldとの偏差ΔΘ＝Θ−Θoldが、しきい値Ｓ以上であるかを判断する。
【００５６】
Ｓ２１４で「Ｎｏ」と判断された場合には、操舵ハンドル１０を細かく往復動させるような操舵状態となっているものの、微分角度Θの変化率が小さいため、先のＳ２１２に進み、Ｓ２０８で設定された微分角度Θをそのまま設定する。
【００５７】
これに対し、Ｓ２１４で「Ｙｅｓ」と判断された場合には、操舵ハンドル１０を細かく往復動させ、かつ、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔの変化が大きい操舵状態であり、この場合にはＳ２１６に進んで、前回のルーチンで設定された微分角度Θoldに対して所定値βを加算した値を微分角度Θとして設定する。
【００５８】
そして、Ｓ２１２或いはＳ２１６を経た後、Ｓ２１８に進み、今回のルーチンで設定した微分角度ΘをΘoldとして記憶した後、このルーチンを終了する。
【００５９】
このような処理により、操舵ハンドル１０を細かく、素早く往復動させるようなハンドル操作を行った場合には、微分角度Θの変化分が所定値βに制限されることとなり、この作用により微分ステア制御に伴う制御量の増加が抑制される。
【００６０】
また、Ｓ２１６における所定値βは、図１２に示すように、Ｓ２０８において制限なしに設定される微分角度Θと微分角度Θoldとの偏差ΔΘの大きさに応じて設定することもできる。図１２では、偏差ΔΘが大きいほど所定値βの値を小さく設定しており、このように偏差ΔΘの大きさに応じて所定値βの値を設定することで、所定値βを固定値とした場合に比べて、微分角度Θによる作用をより速やかに抑制させることができる。なお、この処理は、所定値βを固定値とし、図１３に示すマップをもとに、ゲインＴｓを偏差ΔΘに応じて可変設定することでも、同様に実施できる。
【００６１】
第３の実施形態について説明する。
【００６２】
先の図３に示すように、低車速ほど伝達比Ｇの値をより大きな値に設定し、操舵状態に応じて設定される目標作動角θｍｍを増加させることで、車両の回頭性・応答性を高めている。この影響で、特に停止車速付近では、アクチュエータ３１から操舵ハンドル１０側へ伝達される反力が増加し、また、操舵ハンドル１０が振動的に駆動され易い。そして、微分ステア制御に伴ってさらに第２目標制御量が設定されることで、この傾向が助長される。一方、第２目標制御量を設定する微分ステア制御では車両応答性の向上は特に中車速域で重視される。そこで、これらの点を考慮して、先のＳ２００で実施する微分角度Θの設定処理例を図１４のフローチャートに沿って説明する。
【００６３】
まず、先に説明したＳ２０２、Ｓ２０４と同様に、Ｓ２２２、Ｓ２２４を実施した後、Ｓ２２６に進み、図１５に示すマップをもとに、Ｓ１０２で読み込まれた車速Ｖに応じたゲインＴｓを設定する。そして、続くＳ２２８では、Ｓ２２４で設定された微分値αと、Ｓ２２６で設定されたゲインＴｓとを用いて、微分角度ΘをΘ＝Ｔｓ・αとして設定する。
【００６４】
図１５に示すマップでは、低車速域、高車速域でのゲインＴｓが、中車速域に比べて小さな値に設定され、特に車速Ｖ＝０付近ではゲインＴｓが十分に小さな値となり、設定される微分角度Θの大きさが抑制される。このため、微分角度Θを設定することでアクチュエータ３１から操舵ハンドル１０側へ伝達される反力を十分に抑制することができ、また、停止車速付近で操舵ハンドル１０が振動的に駆動される現象を助長するような作用が抑えられる。そして、中車速域では、微分ステア制御の効果を十分に発揮させることができる。
【００６５】
また、ゲインＴｓを固定値とした場合には、微分値αが取り得る最大値を規定し、この最大値を図１６に示すように車速Ｖに応じて変化させることでも、同様な効果が発揮される。この場合、先の図５に示したマップは図１７で示すようになり、車速Ｖに応じてマップが切り替わることになる。この場合、低車速では微分値αの値が二点鎖線で示す最大値に制限され、車速Ｖの増加に伴って一点鎖線で示す最大値まで増加し、中車速域では実線で示す最大値まで増加する。さらに車速Ｖが高車速となるに連れて、微分値αの最大値は、一点鎖線から二点鎖線で示す範囲に次第に制限されることになる。
【００６６】
第４の実施形態について説明する。
【００６７】
路面状態が不良の場合には、路面から転舵輪ＦＷに作用する外力（外部入力）が外乱として操舵ハンドル１０に作用し、操舵角θｈ、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔの変化として検知される。微分ステア制御では、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔに応じた微分角度Θを設定するので、操舵角θｈのみに基づいて目標作動角θｍｍを設定する場合に比べてこの路面状態による影響がより大きくなり、不要にアクチュエータ３１が駆動され、アクチュエータ３１の動作による反力が増加するなどによって、運転者に与える操舵違和感をより大きくするおそれがある。そこで、この点を考慮して、先に説明した図２のフローチャートにおいて、図１８に示す処理を追加する。すなわち、Ｓ１０４を実施した後に、Ｓ３００で示す路面状態判定処理を実施し、その結果、路面状態が良と判断された場合には、Ｓ２００に進んで前述したような微分角度Θの設定処理に移行する。そして、Ｓ３００で路面状態が不良と判断された場合には、Ｓ３０２に進んで微分角度Θ＝０に設定し、この後Ｓ１０６の処理に進む。
【００６８】
このように、Ｓ３００において路面状態が不良と判断される間は、微分角度Θ＝０に設定されるため、実質的に微分ステア制御が禁止されることとなる。これにより、路面状態が不良と判断される状況下では、微分角度Θが設定されることに伴う、アクチュエータ３１の不要な動作を抑制させることができる。
【００６９】
なお、路面状態が不良と判断された場合に、微分角度Θ＝０に設定する場合を例示したが、この例に限定するものではなく、例えば路面状態の不良程度が大きいほど、微分角度Θの値をより小さく設定してもよい。
【００７０】
また、路面状態の判定手法は特に限定するものではなく、例えば（ａ）４輪の各車輪速度を検出し、各車輪速度のばらつき程度が大である場合、（ｂ）操舵ハンドル１０の保舵時にアクチュエータ３１の作動角θｍが振動的に変化する場合、（ｃ）車高の変化幅又は車高の変化速度が大の場合、（ｄ）車両に作用する上下方向の加速度が大の場合などに、路面状態が不良であると判断し、該当しない場合には路面状態が良であると判断する。
【００７１】
第５の実施形態について説明する。
【００７２】
第４の実施形態で説明したように、路面凹凸等の影響によって路面から転舵輪ＦＷに作用する外力が、操舵ハンドル１０に作用する場合がある。このような外乱となるような、運転者にとって不意の操舵入力は、一般に、操舵角θｈの変化範囲は小さく、操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²が大きな値を示す（操舵角速度ｄθｈ／ｄｔの変化が大きい）特性を有している。前述したように、微分ステア制御では、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔに応じた微分角度Θを設定するので、操舵角θｈのみに基づいて目標作動角θｍｍを設定する場合に比べてこの外乱による影響が大きくなり、不要にアクチュエータ３１が駆動されてしまう。そこで、この点を考慮して、先に説明した図２のフローチャートにおけるＳ２００として、図１９に示す処理を実行する。
【００７３】
図１９において、まずＳ２３２では、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔを演算する。例えば、Ｓ１０２で読み込んだ操舵角θｈと前回のルーチンにおけるＳ１１４で記憶した前回操舵角θholdとの偏差、及び、操舵角θｈの検出時間間隔をもとに操舵角速度ｄθｈ／ｄｔを算出する。
【００７４】
続くＳ２３４では、図２０に示すマップをもとに、Ｓ１０２で読み込んだ車速Ｖに応じたゲインＴｓを設定する。
【００７５】
続くＳ２３６では、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔの変化状態を示す操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²を演算する。この場合、例えば、今回のルーチンにおけるＳ２３２で求めた操舵角速度ｄθｈ／ｄｔと、前回のルーチンにおけるＳ２３２で求めた操舵角速度ｄθｈ／ｄｔとの偏差、及びこの間の時間間隔をもとに、操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²を求める。
【００７６】
続くＳ２３８では、図２１に示すマップをもとに、Ｓ２３６で求めた操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²に応じたゲイン係数γを設定する。図２１のマップは、操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²が予め規定した所定値ｇｔｈ以上となると、操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²の増加と共に、ゲイン係数γが減少傾向となるように規定しており、この所定値ｇｔｈの値は、路面凹凸等の外乱によって生じ得る操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²のしきい値として予め規定した値である。
【００７７】
そして続くＳ２４０では、微分角度ΘをΘ＝γ・Ｔｓ・ｄθｈ／ｄｔとして設定する。
【００７８】
従って、路面凹凸等の外乱の影響により、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔが大きく変化した場合にも、操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²の増加と共にゲイン係数γがより小さな値に設定されるため、外乱の影響による微分角度Θの増加を抑制することができる。
【００７９】
第６の実施形態について説明する。
【００８０】
操舵ハンドル１０が周方向に振動するフラッタ振動が発生すると、操舵角θｈ、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔの変化として検知され、微分ステア制御では、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔに応じた微分角度Θを設定するので、操舵角θｈのみに基づいて目標作動角θｍｍを設定する場合に比べてこのフラッタ振動による影響がより大きくなり、不要にアクチュエータ３１が駆動され、アクチュエータ３１の動作による反力が増加するなどによって、運転者に与える操舵違和感をより大きくするおそれがある。また、フラッタ振動は所定の車速Ｖで発生し易くなり、発生し易い車速Ｖは車両に応じて決まる。
【００８１】
そこで、例えば先に説明した図１４のフローチャートにおけるＳ２２８では、図２２に示すマップをもとに車速Ｖに応じたゲインＴｓを設定する。図２２のマップは、フラッタ振動が発生し易い車速Ｖの付近では、設定されるゲインＴｓの値が減少するように規定しており、これにより、設定される微分角度Θの値が抑制されるため、フラッタ振動による影響で設定される微分角度Θを抑制でき、フラッタ振動が発生しやすい状況下では、微分角度Θが設定されることに伴う、アクチュエータ３１の不要な動作を抑制させることができる。
【００８２】
また、発生したフラッタ振動を検出し、その結果に応じてゲインＴｓを設定することもできる。例えば、フラッタ振動が発生しつつある状況では、検出される操舵ハンドル１０の操舵角θｈも振動的に変化するため、例えば図２３に示すマップをもとに、操舵角θｈの振動周波数に応じてゲインＴｓを設定する。図２３のマップでは、操舵角θｈの振動周波数が増加し、フラッタ振動の振動周波数に近づくに連れてゲインＴｓの値が小さくなるように規定している。
【００８３】
また、フラッタ振動によって操舵角θｈが振動する状況では、アクチュエータ３１も同様に振動的に回転するため、操舵角θｈに代えて、アクチュエータ３１の作動角θｍの振動周波数に応じてゲインＴｓを設定することもできる。さらにフラッタ振動によって操舵角θｈが振動する状況では、操舵トルクも同様に振動的に変化する状態となるため、トルクセンサで検出した操舵トルクの振動周波数に応じてゲインＴｓを設定することもできる。
【００８４】
以上説明した各実施形態では、ゲインＴｓ、微分値α、微分角度Θの変化を抑制させる処理、すなわち目標作動角θｍｍの変化を抑制する処理について説明したが、図２のフローチャートを例にすると、Ｓ１０８で設定する、目標作動角θｍｍと作動角θｍとの偏差ｅに着目し、この偏差ｅの変化を抑制する処理として実施することも可能であるが、各実施形態で説明した処理と実質的に同様な処理となるため、説明は省略する。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１にかかる車両用操舵制御装置によれば、操舵角速度の変化状態に応じて、操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制する補正手段を備えるので、切り返し操作を頻繁に行った場合などには、操舵角速度が増加しても第２目標制御量の増加が抑制されるため、微分ステア制御に伴う制御量の増加が抑えられ、操舵ハンドルの切り返し時に操舵ハンドル側に伝達されていた、駆動手段の動作に伴う反力を抑制させ、運転者に与え得る操舵違和感を低減することが可能となる。
【００８７】
請求項７にかかる車両用操舵制御装置によれば、低車速域において第２目標制御量が取り得る最大値が、中車速域に比べてより小さな値となるように、車速に応じて最大値を設定すると共に、設定した最大値をもとに、設定手段で設定された第２目標制御量の大きさを制限する補正手段を備えるので、請求項６の補正手段に比べ、第２目標制御量をより速やかに抑制させることができる。
【００８８】
請求項８にかかる車両用操舵制御装置によれば、路面状態が不良と判断した場合に、操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制する補正手段を備えるので、路面状態が不良の場合には、第２目標制御量に起因した駆動手段の不要な動作分を抑制させることが可能となり、これにより、操舵ハンドル側に伝達されていた、駆動手段の動作にともなう反力を低減させることができる。
【００８９】
請求項９にかかる車両用操舵制御装置によれば、フラッタ振動の発生を検知した場合に、操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制する補正手段を備えるので、フラッタ振動が発生しやすい状況を検知した場合に、補正手段によって操舵角速度に応じて設定される第２目標制御量を抑制させ、第２目標制御量に起因した駆動手段の動作分を抑制することが可能となり、これにより、操舵ハンドル側に伝達されていた、駆動手段の動作にともなう反力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態にかかる操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態にかかる操舵制御装置で実行される処理を示すフローチャートである。
【図３】車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を規定したマップである。
【図４】微分角度Θの設定処理を示すフローチャートである。
【図５】操舵角速度ｄθｈ／ｄｔと微分値αとの関係を規定したマップである。
【図６】操舵周波数ｆとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図７】操舵周波数ｆとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図８】ゲインＴｓ＝０に設定する操舵周波数ｆのしきい値ｆｓと車速Ｖとの関係を規定したマップである。
【図９】操舵方向の反転周期τとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図１０】操舵方向の反転回数ＮとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図１１】第２の実施形態にかかる微分角度Θの設定処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１１における偏差ΔΘと所定値βとの関係を規定したマップである。
【図１３】図１１における偏差ΔΘとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図１４】第４の実施形態にかかる微分角度Θの設定処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１４における車速ＶとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図１６】車速Ｖと微分値αの最大値との関係を規定したマップである。
【図１７】図１６に応じて微分値αの最大値を可変設定した場合における、操舵角速度ｄθｈ／ｄｔと微分値αとの関係を示すマップである。
【図１８】第４の実施形態にかかる処理につき、図２のフローチャートの追加分となる処理を示す図である。
【図１９】第５の実施形態にかかる微分角度Θの設定処理を示すフローチャートである。
【図２０】車速ＶとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図２１】操舵角加速度ｄ²θｈ／ｄｔ²とゲイン係数γとの関係を規定したマップである。
【図２２】第６の実施形態にかかる車速ＶとゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【図２３】第６の実施形態にかかる操舵角θｈの振動周波数とゲインＴｓとの関係を規定したマップである。
【符号の説明】
１０…操舵ハンドル、２１…操舵角センサ、３０…伝達比可変機構、
３１…アクチュエータ、３２…作動角センサ、６０…車速センサ
７０…操舵制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering control device that controls a turning operation of a steered wheel in response to a steering operation.
[0002]
[Prior art]
When the steering speed of the steering wheel is high, the driver wants to turn the vehicle faster, and an example of a steering control device that meets such a demand is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 48-94122. ing. In this steering control device, the responsiveness of the vehicle is improved by giving a control amount proportional to the nth power of the steering angular velocity of the steering wheel to the actuator to control the turning angle of the steered wheels.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When such so-called differential steer control is employed, when the steering angular velocity increases, the control amount corresponding to the differential steer control also increases accordingly, and the actuator is driven in accordance with the increased control amount. Therefore, when the steering wheel is operated finely, quickly, and reciprocally in a vibration manner, the actuator is more affected by the control amount according to the steering angular velocity than in normal control. There is a tendency to operate, the reaction force is transmitted to the steering wheel side, and the driver may feel uncomfortable with steering. Such a phenomenon can occur in the same way when traveling on rough roads where the change in the steering angular velocity is severe due to disturbance, or when flutter vibration occurs.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering control device that reduces an uncomfortable feeling of steering that can be given to a driver by driving an actuator with differential steer control. Is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The steering control device for a vehicle according to claim 1 is a steering control device that controls the turning operation of the steered wheels in response to the steering operation, and detects the steering angle of the steering handle and steers the steered wheels. Based on the detection result of the drive means and the detection means, the control for the drive means is performed based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. Setting means for setting the amount, and the setting means comprises correction means for suppressing the second target control amount in accordance with the change state of the steering angular velocity.
[0006]
As the steering state, for example, when the turning operation is frequently performed within a small steering angle range, the second target control amount is suppressed by the correcting means even if the steering angular velocity is increased. An increase in the control amount accompanying the control can be suppressed. As a result, the reaction force accompanying the operation of the drive means, which has been transmitted to the steering wheel side when the steering wheel is turned back, is reduced.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle steering control apparatus according to the first aspect, the correction means suppresses the second target control amount when the steering frequency is equal to or higher than a predetermined frequency.
[0008]
In a situation where the steering frequency increases, an operation that makes the steering handle reciprocate finely, quickly, and vibrationally is assumed. In such a case, the steering wheel is set according to the steering angular velocity. The second target control amount is suppressed, and an increase in the control amount accompanying differential steer control is suppressed.
[0009]
Note that “when the steering frequency is equal to or higher than the predetermined frequency” means “when the time interval at which the steering direction is reversed falls below a predetermined threshold value”, “when the number of times the steering direction is reversed within the predetermined time is Since the determination conditions are substantially the same as “when increased from the threshold value”, these determination conditions are also included.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle steering control apparatus according to the first aspect, the correction means sets the second target control amount to zero when the steering frequency becomes equal to or higher than a predetermined frequency.
[0011]
When the steering frequency is equal to or higher than the predetermined frequency, the second target control amount may be set to zero. When the steering angular velocity increases by this process, the differential steer control is substantially prohibited. .
[0012]
The vehicle steering control device according to claim 4 is the vehicle steering control device according to claim 1, wherein the correction means defines a rate of change at which the second target control amount can change, When the steering frequency exceeds the specified frequency, When the second target control amount set by the setting means exceeds the change rate, the control amount limited by the change rate is set as the second target control amount.
[0013]
By limiting the change rate of the second target control amount by the correcting means, it is possible to suppress the change of the second target control amount even when the steering angular velocity changes greatly.
[0014]
The vehicle steering control device according to claim 5 is the vehicle steering control device according to claim 4, wherein the correction means is configured such that the rate of change decreases as the second target control amount set by the setting means increases. This change rate is variably set.
[0015]
By setting the change rate to be smaller as the second target control amount is larger by the correction means, the effect of differential steer control exerted by the second target control amount can be suppressed more quickly.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle steering control apparatus according to the first aspect, the correction means suppresses the second target control amount when the steering angular acceleration becomes a predetermined value or more.
[0017]
The steering handle may be moved while the vehicle is traveling due to the influence of road surface unevenness. Steering input unexpected to the driver due to such disturbance during traveling of the vehicle generally has a small change range of the steering angle, but the steering angular velocity changes greatly during that time. Since the setting means sets the second target control amount in accordance with the steering angular velocity, the influence due to such disturbance during traveling of the vehicle appears more greatly than in the case where only the first target control amount is set. As a result of driving the driving means, the reaction force from the driving means increases, and there is a risk that the feeling of steering discomfort given to the driver will increase. Therefore, when the change in the steering angular velocity becomes a predetermined value or more, that is, when the steering angular acceleration becomes a predetermined value or more, the correction unit suppresses the second target control amount set according to the steering angular velocity. In addition, an unnecessary operation amount of the driving unit due to the second target control amount is suppressed.
[0020]
Claim 7 The steering control device for a vehicle according to the present invention is a steering control device that controls the turning operation of the steered wheels in response to a steering operation, and includes a detection unit that detects a steering angle of the steering handle, and a drive unit that drives the steered wheels to steer. Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is set based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. Setting means, and the setting means sets the maximum value according to the vehicle speed so that the maximum value that the second target control amount can take in the low vehicle speed range is smaller than that in the middle vehicle speed range. In addition to the setting, the correction means is configured to limit the magnitude of the second target control amount set by the setting means based on the set maximum value.
[0021]
By providing such a correction means, in the low vehicle speed range, the second target control amount set according to the steering angular velocity is more quickly suppressed, and the reaction force transmitted from the drive means to the steering wheel side is suppressed. In addition, the phenomenon in which the steering wheel is driven in a vibrational manner is suppressed, and the effect of differential steer control exerted by the second target control amount is sufficiently exhibited in the middle vehicle speed range.
[0022]
Claim 8 The steering control device for a vehicle according to the present invention is a steering control device that controls the turning operation of the steered wheels in response to a steering operation, and includes a detection unit that detects a steering angle of the steering handle, and a drive unit that drives the steered wheels to steer. Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is set based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. And a setting unit configured to include a correction unit that suppresses the second target control amount when the road surface state is determined to be defective.
[0023]
When the road surface condition is poor, an external force acting on the steered wheels from the road surface acts on the steering wheel as a disturbance, and is detected as a change in steering angle and steering angular velocity. Since the setting means sets the second target control amount, the influence of the road surface condition is greater than when only the first target control amount is set, and the driving means is driven unnecessarily, and the reaction from the driving means. This may increase the force and increase the steering discomfort given to the driver. Therefore, when it is determined that the road surface state is poor, the second target control amount set according to the steering angular velocity is suppressed by the correction unit, and unnecessary operation of the driving unit due to the second target control amount is suppressed. Thus, the reaction force transmitted to the steering handle side and accompanying the operation of the driving means is reduced.
[0024]
Claim 9 The steering control device for a vehicle according to the present invention is a steering control device that controls the turning operation of the steered wheels in response to a steering operation, and includes a detection unit that detects a steering angle of the steering handle, and a drive unit that drives the steered wheels to steer. Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is set based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. And a setting unit configured to include a correction unit that suppresses the second target control amount when occurrence of flutter vibration is detected.
[0025]
When flutter vibration occurs, it is detected as a change in steering angle and steering angular velocity. Since the setting means sets the second target control amount, the influence of the flutter vibration becomes larger than when only the first target control amount is set, and the driving means is driven unnecessarily, and the steering given to the driver. There is a risk of a greater sense of discomfort. Therefore, when the flutter vibration is detected directly or when a situation in which flutter vibration is likely to occur is detected from the vehicle speed or the like, for example, the second target control amount set according to the steering angular velocity is suppressed by the correcting means, The amount of operation of the drive means due to the second target control amount is suppressed. As a result, the reaction force transmitted to the steering handle side and accompanying the operation of the driving means is reduced.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0027]
FIG. 1 shows a configuration of a steering apparatus according to the first embodiment.
[0028]
The input shaft 20 and the output shaft 40 are connected via a transmission ratio variable mechanism 30, and the steering handle 10 is connected to the input shaft 20. The output shaft 40 is connected to a rack shaft 51 via a rack and pinion gear device 50, and steered wheels FW are connected to both sides of the rack shaft 51.
[0029]
Further, since the steering angle of the steering handle 10 corresponds to the operating angle of the input shaft 20, the input shaft 20 is provided with a steering angle sensor 21 that detects the steering angle θh as the operating angle of the input shaft 20.
[0030]
The transmission ratio variable mechanism 30 is connected via a predetermined gear mechanism that connects the input shaft 20 and the output shaft 40, and this gear mechanism is driven by an actuator 31 configured by, for example, a servo motor, whereby the input shaft 20. A mechanism for changing the transmission ratio between the output shafts 40. The actuator 31 is provided with an operating angle sensor 32 that detects an operating angle (differential angle with respect to the input shaft 20) θm of the actuator 31, and the detected operating angle θm is given to the steering control device 70.
[0031]
Here, if the operating angle of the output shaft 40 is the output angle θp, the relationship among the steering angle θh, the operating angle θm, and the output angle θp is expressed by the equation (1), the steering angle θh, the output angle θp, and the transmission ratio G Is defined by equation (2), the operating angle θm of the actuator 31 can be expressed by equation (3) from equations (1) and (2).
[0032]
θp = θh + θm (1)
θp = G · θh (2)
θm = (G−1) · θh (3)
Accordingly, the transmission ratio control between the input shaft 20 and the output shaft 40 is performed by controlling the operating angle θm of the actuator 31 according to the steering angle θh based on the set transmission ratio G based on the equation (3). It can be carried out. Since the output angle θp corresponds to the stroke position of the rack shaft 51 and the stroke position of the rack shaft 51 corresponds to the turning angle of the steered wheels FW, the steering angle θh and the operating angle θm are detected ( The output angle θp can be detected from the equation (1), and the turning angle of the steered wheels FW can be detected based on the detected output angle θp.
[0033]
The drive control of the transmission ratio variable mechanism 30 is performed by the steering control device 70. In addition to the steering angle sensor 21 and the operating angle sensor 32, each detection signal of the vehicle speed sensor 60 that detects the vehicle speed is given to the steering control device 70, and the steering control device 70 transmits the transmission ratio based on these signals. In addition to setting G, the process of outputting the control signal Is set according to the transmission ratio G and the steering angle θh to the actuator 31 is repeated, and the drive control of the transmission ratio variable mechanism 30 is performed.
[0034]
Here, the control process performed by the steering control device 70 will be described along the flowchart of FIG.
[0035]
This flowchart is activated by turning on the ignition switch. First, the process proceeds to step (hereinafter, “S”) 102, the steering angle θh detected by the steering angle sensor 21, the operating angle θm of the actuator 31 detected by the operating angle sensor 32, and the vehicle speed sensor 60. Each detected vehicle speed V is read.
[0036]
In subsequent S104, a map search is performed based on the vehicle speed V read in S102 from the map showing the relationship between the vehicle speed V and the transmission ratio G shown in FIG. 3, and the transmission ratio G corresponding to the vehicle speed V is set.
[0037]
In the subsequent S200, the differential angle Θ setting process for setting the control amount for the differential steer is executed. The differential angle Θ is an increment of the target operating angle of the actuator 31 corresponding to the steering angular velocity, and specific setting processing will be described later.
[0038]
In subsequent S106, based on the steering angle θh read in S102, the transmission ratio G set in S104, and the differential angle Θ set in S200, the target operating angle θmm of the actuator 31 is set from the following equation (4).
[0039]
θmm = (G−1) · (θh + Θ) (4)
From equation (4), θmm = (G−1) · θh + (G−1) · Θ, where the first term on the right side is the first target control amount, and the second term on the right side is the second target control amount. Become.
[0040]
In subsequent S108, the angle deviation e between the target operating angle θmm set in S106 and the operating angle θm read in S102 is set as e = θmm−θm.
[0041]
In subsequent S110, the control signal Is for controlling the actuator 31 is determined so that the deviation e is set to 0 without overshooting. As an example of this process, the control signal Is can be determined by appropriately setting a parameter for PID control based on an arithmetic expression of Is = C (s) · e. Note that (s) in the formula is a Laplace operator.
[0042]
In subsequent S112, the control signal Is determined in S110 is output to the actuator 31, and the actuator 31 is driven in accordance with the control signal Is.
[0043]
Thereafter, in S114, the steering angle θh read in S102 is stored as the previous steering angle θhold, and then the process proceeds to S116 to determine whether or not the ignition switch (IG) is turned off. Returning to S <b> 116, the processes after S <b> 102 are repeated until “Yes” is determined in S <b> 116.
[0044]
Next, the setting process of the differential angle Θ will be described along the flowchart of FIG.
[0045]
First, in S202, the steering angular velocity dθh / dt is calculated based on the deviation between the steering angle θh read in S102 and the previous steering angle θhold stored in S114 in the previous routine and the detection time interval of the steering angle θh. The steering angular velocity dθh / dt may be directly detected by a sensor that detects the steering angular velocity.
[0046]
In subsequent S204, for example, based on the map shown in FIG. 5, the differential value α corresponding to the steering angular velocity dθh / dt obtained in S202 is set. As the differential value α, α = dθh / dt, and the value of the steering angular velocity dθh / dt may be set as it is.
[0047]
In the subsequent S206, the gain Ts corresponding to the steering frequency f at this time is set based on the map shown in FIG. 6, and in the subsequent S208, the differential angle Θ is set as Θ = Ts · α.
[0048]
As the steering handle 10 is reciprocated more quickly and quickly, the value of the steering frequency f increases, and therefore the value of the gain Ts set based on the map of FIG. 6 becomes smaller. Accordingly, as the steering handle 10 is reciprocated more quickly and quickly, the differential angle Θ set in accordance with the steering angular velocity dθh / dt is suppressed, so that an increase in the control amount associated with the differential steer control can be suppressed. By this action, the reaction force transmitted from the actuator 31 to the steering handle 10 side can be reduced.
[0049]
Further, as shown in FIG. 7, the gain Ts can be a constant value when the steering frequency f is less than a predetermined threshold fs, and can be set to Ts = 0 when the steering frequency f is equal to or higher than the threshold fs. Furthermore, since the responsiveness of the vehicle changes according to the vehicle speed V, the value of the threshold value fs can also be changed according to the vehicle speed V as shown in the map of FIG. This is because improvement in vehicle responsiveness by differential steer control is particularly important in the middle vehicle speed range, and by setting the threshold value fs in the middle vehicle speed range to a higher steering frequency as shown in FIG. It is possible to prevent the differential steer control effect from being reduced more than necessary in the middle vehicle speed range.
[0050]
The steering frequency f has been described as an example, but the steering frequency f is the same as the time interval (reversal period τ) at which the steering direction is reversed, or the number of times the steering direction is reversed within a predetermined time (the number N of reversals). Can be handled. As a specific example, FIG. 9 shows a map when the gain Ts is set according to the inversion period τ, and FIG. 10 shows a map when the gain Ts is set according to the number of inversions N, corresponding to the map of FIG. Each is shown.
[0051]
A second embodiment will be described.
[0052]
When the gain Ts is a fixed value, for example, by limiting the rate of change of the differential angle Θ, the same effect as in the first embodiment can be obtained. The differential angle Θ setting process (S200) in this case will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0053]
First, after performing S202, S204, and S208 in the flowchart of FIG. 4 described above, the process proceeds to S210. In S210, it is determined whether the correction condition for the differential angle Θ is satisfied. The correction conditions include “whether the steering frequency f is equal to or greater than a predetermined frequency”, “whether the reversal period τ is equal to or smaller than a predetermined period”, “whether the reversal number N within a predetermined time is equal to or greater than a predetermined number” Judge based.
[0054]
If “No” is determined in S210, it is regarded as a normal steering state, the process proceeds to S212, and the differential angle Θ set in the previous S208 is set as it is.
[0055]
If “Yes” is determined in S210, the process proceeds to S214, and the difference ΔΘ = Θ−Θold between the differential angle Θold set in S208 and the differential angle Θold set in the previous routine is a threshold value. It is judged whether it is S or more.
[0056]
If “No” is determined in S214, the steering wheel 10 is in a steering state in which the steering wheel 10 is finely reciprocated. However, since the rate of change of the differential angle Θ is small, the process proceeds to S212 and set in S208. The differential angle Θ thus set is set as it is.
[0057]
On the other hand, if “Yes” is determined in S214, the steering wheel 10 is reciprocated finely and the steering angular velocity dθh / dt is in a large steering state. In this case, the process proceeds to S216. A value obtained by adding a predetermined value β to the differential angle Θold set in the previous routine is set as the differential angle Θ.
[0058]
Then, after S212 or S216, the process proceeds to S218, the differential angle Θ set in the current routine is stored as Θold, and then this routine is terminated.
[0059]
As a result of such processing, when a steering operation is performed to reciprocate the steering handle 10 finely and quickly, the amount of change in the differential angle Θ is limited to a predetermined value β, and this action causes differential steer control. An increase in the control amount associated with is suppressed.
[0060]
Further, as shown in FIG. 12, the predetermined value β in S216 can be set according to the magnitude of the deviation ΔΘ between the differential angle Θ and the differential angle Θold set without restriction in S208. In FIG. 12, the larger the deviation ΔΘ is, the smaller the predetermined value β is set. Thus, by setting the predetermined value β according to the magnitude of the deviation ΔΘ, the predetermined value β is set as a fixed value. Compared with the case, the action by the differential angle Θ can be suppressed more quickly. This process can be similarly performed by setting the predetermined value β as a fixed value and variably setting the gain Ts according to the deviation ΔΘ based on the map shown in FIG.
[0061]
A third embodiment will be described.
[0062]
As shown in FIG. 3, the transmission ratio G is set to a larger value as the vehicle speed is lower, and the target operating angle θmm set according to the steering state is increased, so that the turning performance and responsiveness of the vehicle are increased. Is increasing. Due to this influence, particularly in the vicinity of the stop vehicle speed, the reaction force transmitted from the actuator 31 to the steering handle 10 side increases, and the steering handle 10 is easily driven in a vibrational manner. And this tendency is promoted by setting the 2nd target controlled variable further with differential steer control. On the other hand, in differential steer control that sets the second target control amount, emphasis is placed on improving vehicle responsiveness, particularly in the middle vehicle speed range. In view of these points, an example of the differential angle Θ setting process performed in S200 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0063]
First, similarly to S202 and S204 described above, after performing S222 and S224, the process proceeds to S226, and the gain Ts corresponding to the vehicle speed V read in S102 is set based on the map shown in FIG. . In the subsequent S228, the differential angle Θ is set as Θ = Ts · α using the differential value α set in S224 and the gain Ts set in S226.
[0064]
In the map shown in FIG. 15, the gain Ts in the low vehicle speed range and the high vehicle speed range is set to a smaller value than that in the middle vehicle speed range, and the gain Ts is set to a sufficiently small value especially near the vehicle speed V = 0. The magnitude of the differential angle Θ is suppressed. Therefore, the reaction force transmitted from the actuator 31 to the steering handle 10 can be sufficiently suppressed by setting the differential angle Θ, and the steering handle 10 is driven in a vibrational manner near the stop vehicle speed. The action which promotes is suppressed. In the middle vehicle speed range, the effect of differential steer control can be sufficiently exerted.
[0065]
Further, when the gain Ts is a fixed value, the same effect can be obtained by defining the maximum value that the differential value α can take and changing the maximum value according to the vehicle speed V as shown in FIG. Is done. In this case, the map shown in FIG. 5 is as shown in FIG. 17, and the map is switched according to the vehicle speed V. In this case, the differential value α is limited to the maximum value indicated by the two-dot chain line at the low vehicle speed, increases to the maximum value indicated by the one-dot chain line as the vehicle speed V increases, and reaches the maximum value indicated by the solid line in the middle vehicle speed range. To increase. Further, as the vehicle speed V becomes higher, the maximum value of the differential value α is gradually limited to the range indicated by the alternate long and short dash line.
[0066]
A fourth embodiment will be described.
[0067]
When the road surface condition is poor, an external force (external input) that acts on the steered wheels FW from the road surface acts on the steering handle 10 as a disturbance, and is detected as a change in the steering angle θh and the steering angular velocity dθh / dt. In the differential steer control, the differential angle Θ is set according to the steering angular velocity dθh / dt, so that the influence of this road surface condition is greater than in the case where the target operating angle θmm is set based only on the steering angle θh, which is unnecessary. When the actuator 31 is driven and the reaction force due to the operation of the actuator 31 increases, there is a possibility that the steering discomfort given to the driver is further increased. In consideration of this point, the process shown in FIG. 18 is added to the flowchart of FIG. 2 described above. That is, after performing S104, the road surface state determination process shown in S300 is performed. As a result, when the road surface state is determined to be good, the process proceeds to S200 and the process proceeds to the setting process of the differential angle Θ as described above. To do. If it is determined in S300 that the road surface condition is poor, the process proceeds to S302 where the differential angle Θ = 0 is set, and then the process proceeds to S106.
[0068]
Thus, while the road surface condition is determined to be poor in S300, the differential angle Θ = 0 is set, so that the differential steer control is substantially prohibited. Thereby, under the situation where the road surface condition is determined to be poor, it is possible to suppress unnecessary operation of the actuator 31 due to the setting of the differential angle Θ.
[0069]
Although the case where the differential angle Θ is set to 0 when the road surface state is determined to be bad is illustrated, the present invention is not limited to this example. For example, the greater the degree of road surface failure, the greater the differential angle Θ. The value may be set smaller.
[0070]
The road surface condition determination method is not particularly limited. For example, (a) when the wheel speeds of the four wheels are detected and the variation degree of the wheel speeds is large, (b) the steering wheel 10 is held. Sometimes when the operating angle θm of the actuator 31 changes in vibration, (c) when the change width or the change speed of the vehicle height is large, (d) when the vertical acceleration acting on the vehicle is large, etc. On the other hand, it is determined that the road surface state is bad, and when the road surface state is not applicable, it is determined that the road surface state is good.
[0071]
A fifth embodiment will be described.
[0072]
As described in the fourth embodiment, an external force that acts on the steered wheel FW from the road surface due to the influence of road surface unevenness or the like may act on the steering handle 10. A steering input unexpected to the driver that causes such a disturbance generally has a small change range of the steering angle θh, and the steering angular acceleration d. ² θh / dt ² Has a large value (the change in the steering angular velocity dθh / dt is large). As described above, in the differential steer control, the differential angle Θ is set according to the steering angular velocity dθh / dt, so that the influence of this disturbance is larger than when the target operating angle θmm is set based only on the steering angle θh. Thus, the actuator 31 is driven unnecessarily. In view of this point, the process shown in FIG. 19 is executed as S200 in the flowchart of FIG. 2 described above.
[0073]
In FIG. 19, first, in S232, the steering angular velocity dθh / dt is calculated. For example, the steering angular velocity dθh / dt is calculated based on the deviation between the steering angle θh read in S102 and the previous steering angle θhold stored in S114 in the previous routine, and the detection time interval of the steering angle θh.
[0074]
In subsequent S234, the gain Ts corresponding to the vehicle speed V read in S102 is set based on the map shown in FIG.
[0075]
In subsequent S236, the steering angular acceleration d indicating the change state of the steering angular velocity dθh / dt ² θh / dt ² Is calculated. In this case, for example, based on the deviation between the steering angular velocity dθh / dt obtained in S232 in the current routine and the steering angular velocity dθh / dt obtained in S232 in the previous routine, and the time interval therebetween, the steering angular acceleration d ² θh / dt ² Ask for.
[0076]
In subsequent S238, the steering angular acceleration d determined in S236 based on the map shown in FIG. ² θh / dt ² A gain coefficient γ corresponding to is set. The map in FIG. 21 shows the steering angular acceleration d. ² θh / dt ² Is equal to or greater than a predetermined value gth defined in advance, the steering angular acceleration d ² θh / dt ² As the gain increases, the gain coefficient γ is regulated to decrease. The predetermined value gth is a steering angular acceleration d that can be caused by disturbance such as road surface unevenness. ² θh / dt ² Is a value defined in advance as a threshold value.
[0077]
In subsequent S240, the differential angle Θ is set as Θ = γ · Ts · dθh / dt.
[0078]
Therefore, even when the steering angular velocity dθh / dt changes greatly due to the influence of disturbance such as road surface unevenness, the steering angular acceleration d ² θh / dt ² As the gain increases, the gain coefficient γ is set to a smaller value, so that an increase in the differential angle Θ due to the influence of disturbance can be suppressed.
[0079]
A sixth embodiment will be described.
[0080]
When flutter vibration that causes the steering handle 10 to vibrate in the circumferential direction is generated, it is detected as a change in the steering angle θh and the steering angular velocity dθh / dt, and in the differential steering control, the differential angle Θ is set according to the steering angular velocity dθh / dt. As compared with the case where the target operating angle θmm is set based only on the steering angle θh, the influence of the flutter vibration becomes larger, the actuator 31 is driven unnecessarily, and the reaction force due to the operation of the actuator 31 increases. There is a risk that the steering discomfort given to the driver may be further increased. Further, flutter vibration is likely to occur at a predetermined vehicle speed V, and the vehicle speed V that is likely to be generated is determined according to the vehicle.
[0081]
Therefore, for example, in S228 in the flowchart of FIG. 14 described above, the gain Ts corresponding to the vehicle speed V is set based on the map shown in FIG. The map of FIG. 22 specifies that the value of the set gain Ts decreases near the vehicle speed V at which flutter vibration is likely to occur, thereby suppressing the value of the set differential angle Θ. Therefore, the differential angle Θ set by the influence of flutter vibration can be suppressed, and unnecessary operations of the actuator 31 associated with the setting of the differential angle Θ can be suppressed under circumstances where flutter vibration is likely to occur. .
[0082]
It is also possible to detect the generated flutter vibration and set the gain Ts according to the result. For example, in a situation where flutter vibration is occurring, the detected steering angle θh of the steering wheel 10 also changes in a vibrational manner, so that, for example, according to the vibration frequency of the steering angle θh based on the map shown in FIG. Set the gain Ts. The map of FIG. 23 specifies that the value of the gain Ts decreases as the vibration frequency of the steering angle θh increases and approaches the vibration frequency of flutter vibration.
[0083]
Further, in a situation where the steering angle θh vibrates due to flutter vibration, the actuator 31 also rotates in a similar manner. Therefore, instead of the steering angle θh, the gain Ts is set according to the vibration frequency of the operating angle θm of the actuator 31. You can also Further, in a situation where the steering angle θh vibrates due to flutter vibration, the steering torque is similarly changed in a vibrational manner, so that the gain Ts can be set according to the vibration frequency of the steering torque detected by the torque sensor.
[0084]
In each of the embodiments described above, the process for suppressing the change in the gain Ts, the differential value α, and the differential angle Θ, that is, the process for suppressing the change in the target operating angle θmm has been described. Focusing on the deviation e between the target operating angle θmm and the operating angle θm set in S108, it can be implemented as a process for suppressing the change of the deviation e, but is substantially the same as the process described in each embodiment. Since this is the same process, the description is omitted.
[0085]
【The invention's effect】
According to the vehicle steering control device of the first aspect, since the correction means for suppressing the second target control amount set according to the steering angular velocity is provided according to the change state of the steering angular velocity, the turning operation is frequently performed. In such a case, since the increase in the second target control amount is suppressed even if the steering angular velocity increases, the increase in the control amount accompanying the differential steer control is suppressed, and is transmitted to the steering wheel side when the steering wheel is turned back. It is possible to suppress the reaction force that accompanies the operation of the driving means, and to reduce the uncomfortable feeling of steering that can be given to the driver.
[0087]
Claim 7 According to the vehicle steering control apparatus according to the present invention, the maximum value is set according to the vehicle speed so that the maximum value that the second target control amount can take in the low vehicle speed range is smaller than that in the medium vehicle speed range. In addition, since the correction means for limiting the magnitude of the second target control amount set by the setting means based on the set maximum value is provided, the second target control amount can be further increased as compared with the correction means of claim 6. It can be quickly suppressed.
[0088]
Claim 8 According to the vehicle steering control device according to the present invention, when the road surface condition is determined to be poor, the vehicle is provided with the correction means for suppressing the second target control amount set according to the steering angular velocity. It is possible to suppress the unnecessary movement of the driving means due to the second target control amount, thereby reducing the reaction force that is transmitted to the steering handle side and accompanies the operation of the driving means. it can.
[0089]
Claim 9 According to the vehicle steering control device according to the present invention, when the occurrence of flutter vibration is detected, the correction means for suppressing the second target control amount set according to the steering angular velocity is provided, so that flutter vibration is likely to occur. Is detected, the second target control amount set according to the steering angular velocity by the correction means can be suppressed, and the operation of the driving means due to the second target control amount can be suppressed. The reaction force transmitted to the steering handle side and accompanying the operation of the driving means can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a steering apparatus according to each embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a process executed by the steering control device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a map defining the relationship between vehicle speed V and transmission ratio G.
FIG. 4 is a flowchart showing processing for setting a differential angle Θ.
FIG. 5 is a map that defines the relationship between the steering angular velocity dθh / dt and the differential value α.
FIG. 6 is a map that defines the relationship between the steering frequency f and the gain Ts.
FIG. 7 is a map that defines the relationship between the steering frequency f and the gain Ts.
FIG. 8 is a map that defines the relationship between the threshold fs of the steering frequency f set to gain Ts = 0 and the vehicle speed V;
FIG. 9 is a map that defines the relationship between the steering direction reversal period τ and the gain Ts.
FIG. 10 is a map that defines the relationship between the number N of reversals in the steering direction and the gain Ts.
FIG. 11 is a flowchart showing processing for setting a differential angle Θ according to the second embodiment.
12 is a map that defines the relationship between the deviation ΔΘ and the predetermined value β in FIG. 11;
13 is a map defining the relationship between the deviation ΔΘ and the gain Ts in FIG.
FIG. 14 is a flowchart showing a differential angle Θ setting process according to the fourth embodiment.
15 is a map defining the relationship between the vehicle speed V and the gain Ts in FIG.
FIG. 16 is a map that defines the relationship between the vehicle speed V and the maximum value of the differential value α.
17 is a map showing the relationship between the steering angular velocity dθh / dt and the differential value α when the maximum value of the differential value α is variably set according to FIG.
FIG. 18 is a diagram showing processing that is added to the flowchart of FIG. 2 for processing according to the fourth embodiment.
FIG. 19 is a flowchart showing a differential angle Θ setting process according to the fifth embodiment.
FIG. 20 is a map that defines the relationship between the vehicle speed V and the gain Ts.
FIG. 21 shows steering angular acceleration d. ² θh / dt ² And a gain coefficient γ.
FIG. 22 is a map defining the relationship between the vehicle speed V and the gain Ts according to the sixth embodiment.
FIG. 23 is a map defining the relationship between the vibration frequency of the steering angle θh and the gain Ts according to the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
10 ... steering handle, 21 ... steering angle sensor, 30 ... transmission ratio variable mechanism,
31 ... Actuator, 32 ... Operating angle sensor, 60 ... Vehicle speed sensor
70 ... Steering control device

Claims

A steering control device for controlling a turning operation of a steered wheel in response to a steering operation,
Detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
Drive means for steering the steered wheels;
Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is determined based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. Setting means for setting,
The vehicle steering control apparatus, wherein the setting unit includes a correcting unit that suppresses the second target control amount in accordance with a change state of the steering angular velocity.

The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the correction unit suppresses the second target control amount when a steering frequency becomes equal to or higher than a predetermined frequency.

2. The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the correction unit sets the second target control amount to zero when a steering frequency becomes equal to or higher than a predetermined frequency.

The correction means defines a change rate at which the second target control amount can change, and when the steering frequency becomes equal to or higher than a predetermined frequency, the second target control amount set by the setting means changes. The vehicle steering control device according to claim 1, wherein when the obtained change rate is exceeded, the control amount limited by the change rate is set as the second target control amount.

5. The vehicle steering control device according to claim 4, wherein the correction means variably sets the change rate so that the change rate decreases as the second target control amount set by the setting unit increases.

2. The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the correction unit suppresses the second target control amount when a steering angular acceleration becomes a predetermined value or more. 3.

A steering control device for controlling a turning operation of a steered wheel in response to a steering operation,
  Detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
  Drive means for steering the steered wheels;
  Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is determined based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. Setting means for setting,
  The setting means includes
  The maximum value is set according to the vehicle speed so that the maximum value that the second target control amount can take in the low vehicle speed range is smaller than the medium vehicle speed range, and the set maximum value is also set. And a vehicle steering control device comprising correction means for limiting the magnitude of the second target control amount.

A steering control device for controlling a turning operation of a steered wheel in response to a steering operation,
  Detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
  Drive means for steering the steered wheels;
  Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is determined based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. Setting means for setting,
  The vehicle steering control device includes a correction unit that suppresses the second target control amount when the setting unit determines that the road surface state is poor.

A steering control device for controlling a turning operation of a steered wheel in response to a steering operation,
  Detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
  Drive means for steering the steered wheels;
  Based on the detection result of the detection means, the control amount for the drive means is determined based on the first target control amount set according to the steering angle and the second target control amount set according to the steering angular velocity. Setting means for setting,
  The vehicle steering control device includes a correction unit that suppresses the second target control amount when the setting unit detects occurrence of flutter vibration.