JP4556665B2

JP4556665B2 - 車両用操舵制御装置

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Publication number: JP4556665B2
Application number: JP2004374634A
Authority: JP
Inventors: 裕之古性
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006182052A

Description

本発明は、ハンドルへの操作を入力する操舵入力機構と、操向輪を転舵する操向輪転舵機構との間を機械的に非連結とした、いわゆるステア・バイ・ワイヤ方式による車両用操舵制御装置の技術分野に属する。

従来の車両用操舵制御装置としては、操舵角に応じて算出される操舵反力Ｆ1に係数K1を乗じた値と、横加速度による反力分とヨーレートによる反力分の線形和により算出される操舵反力Ｆ2に係数K2を乗じた値と、操舵速度に応じて算出される操舵反力Ｆ3に係数K3を乗じた値と、の和（K1×Ｆ1＋K2×Ｆ2＋K3×Ｆ3）を反力アクチュエータの出力とすることにより、車速の高低にかかわらず好適な操舵反力を発生させ、良好な操舵フィーリングの確保を図っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１７５８５３号公報

しかしながら、上記従来の車両用操舵制御装置にあっては、所定の操舵周波数帯域で反力抜け（手応えの低下）が発生するという問題があった。すなわち、操舵トルクに対する操舵角の周波数特性（ゲイン）が最大値（極大点）付近の周波数では、定常状態（極低周波数）よりもゲインが大きく、少ない操舵トルクで定常状態と同じ操舵角が得られるため、反力抜けが発生する。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、反力抜けの発生を防止でき、良好な操舵感を得られる反力制御を実現できる車両用操舵制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の車両用操舵制御装置では、
ハンドルへの操作を入力する操舵入力機構と、操向輪を転舵する操向輪転舵機構との間を機械的に非連結とし、
前記操舵入力機構に設けられた反力アクチュエータと、前記操向輪転舵機構に設けられた転舵アクチュエータと、を制御する転舵制御手段を有する車両用操舵制御装置において、
車両挙動状態量を検出する車両挙動状態量検出手段と、
前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
を備え、
前記転舵制御手段は、前記車両挙動状態量と、前記操舵角と、操舵トルクに対する操舵角の周波数に応じた伝達関数とに基づいて前記反力アクチュエータの出力を決定し、
前記伝達関数を、そのゲインが最大となる周波数近傍におけるゲインの最大値が、前記車両挙動状態量のみに基づいて前記反力アクチュエータの出力が決定される場合における前記伝達関数のゲインの最大値よりも小さくなるような特性に設定したことを特徴とする。

本発明にあっては、ゲインが最大となる周波数近傍におけるゲインの最大値が小さくなるように反力アクチュエータの伝達関数を設定することにより、周波数特性のゲインの最大値付近に発生する反力抜けを防止でき、良好な操舵感が得られる反力制御を実現できる。

以下に、本発明の車両用操舵制御装置を実現するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のステア・バイ・ワイヤシステムの構成図である。
実施例１のステア・バイ・ワイヤシステムは、ハンドル１と、操舵角センサ（操舵角検出手段）２と、反力アクチュエータ３と、前輪（操向輪）４と、ステアリングギヤ機構５と、転舵アクチュエータ６と、ラック軸力センサ（車両挙動状態量検出手段）７と、転舵角センサ８と、制御コントローラ（転舵制御手段）９と、ヨーレートセンサ（車両挙動状態量検出手段）１０と、横加速度センサ（車両挙動状態量検出手段）１１と、を備えている。

反力アクチュエータ３は、例えば、減速機付きの電動モータが用いられ、この反力アクチュエータ３の出力である反力トルクと、ドライバによる操舵トルクによりハンドル１が回転する。実施例１では、ドライバがハンドル１に加えるトルクを操舵トルクと呼称し、操舵トルクと反力トルクの和をステアリングトルクと呼称する。よって、ステアリングトルクは、ハンドル１に加わる外部トルクの和とみなすことができる。

転舵アクチュエータ６は、例えば、減速機付きの電動モータが用いられ、この転舵アクチュエータ６の出力はステアリングギヤ機構５を介して前輪４を転舵させる。転舵に伴うラック軸力（路面反力）は、ラック軸力センサ７により検出される。

ヨーレートセンサ１０は、車両の重心を通る鉛直線のまわりの回転角の変化速度であるヨーレート（ヨー角速度）を検出する。横加速度センサ１１は、車両の横方向加速度を検出する。

ハンドル１、操舵角センサ２、反力アクチュエータ３によりハンドル１への操作を入力する操舵入力機構Ａが構成され、ステアリングギヤ機構５、転舵アクチュエータ６により前輪４を転舵する操向輪転舵機構Ｂが構成されている。そして、操舵入力機構Ａと、操向輪転舵機構Ｂとは、機械的に非連結となっている。

図２は、制御コントローラ９のソフトウェア構成を示すブロック図である。
制御コントローラ９は、転舵角制御部９１と反力制御部９２から構成されている。

転舵角制御部９１は、目標転舵角算出部９１ａと、転舵角サーボ制御部９１ｂとを備えている。目標転舵角算出部９１ａは、操舵角センサ２により検出された操舵角θに応じて目標転舵角δ^*を算出する。転舵角サーボ制御部９１ｂは、転舵角センサ８により検出される実転舵角δが目標転舵角δ^*に一致するように、転舵アクチュエータ６を制御する。

反力制御部９２は、目標反力トルク生成部９２ａと、反力アクチュエータ制御部９２ｂとを備えている。目標反力トルク生成部９２ａは、車両挙動状態量であるヨーレートセンサ１０により検出されたヨーレートφ、横加速度センサにより検出された横加速度Ygまたはラック軸力センサ７により検出されたラック軸力と、操舵角センサ２により検出された操舵角θとに基づいて、目標反力トルクＦを生成する。

反力アクチュエータ制御部９２ｂは、目標反力トルクを出力するように、反力アクチュエータ３の電流値または電圧値を制御する。

次に、作用を説明する。
［目標転舵角算出］
目標転舵角算出部９１ａでは、目標転舵角δ^*を、下記の式(1)を用いて生成する。
δ^*＝（Ｇ_ff(s)・θ）／ns …(1)
ここで、nsはステアリングギヤ比を表している。Ｇ_ff(s)は定常ゲインが１の伝達関数を表す。括弧内のｓはラプラス演算子を表し、Ｇ_ffが動特性を持つことを意味する。

一般的に、この動特性を適切に設定することにより、ステアリングレスポンスが向上することが知られている。また、低速での取り回しを向上させるため、車速によりステアリングギヤ比nsを変化させることも知られている。

［目標反力トルク生成］
目標反力トルク生成部９２ａでは、目標反力トルクＦを、下記の式(2)を用いて生成する。
Ｆ＝Ｋ・Ｘ_vehicle＋（Ｇ_dm(s)・Ｇ_ff(s)・Ｇ_yy(s)）・θ／ns …(2)
ここで、
Ｋはゲイン
Ｘ_vehicleは車両挙動状態量（ラック軸力やヨーレート等）
Ｇ_dm(s)は、転舵角δに対するＫ・Ｘ_vehicleの伝達関数
である。

上記式(2)において、右辺第１項は車両挙動を感知するために必要な項であり、特開２００３−１７５８５３号公報に記載された、K2×Ｆ2（横加速度とヨーレートの反力分）に相当する。

また、第２項中のＧ_yy(s)は、下記の式(3)で計算される。
Ｇ_yy(s)＝ns・Ｇ_dm(s)^-1・Ｇ_ff(s)^-1・Ｄ ^* (s) ^-1・Ｇ(s)^-1・（Ｄ ^* (s)−Ｇ(s)）−１ …(3)
ここで、Ｄ^*(s)は、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の操舵トルクに対する操舵角θの伝達関数を求め、ゲインが最大（極大）となる周波数近傍のゲインを小さくしたときの伝達関数である。
また、Ｇ(s)は、ステアリングトルク（操舵トルクと反力トルクの和）に対する操舵角の伝達関数であり、このＧ(s)は、粘性やフリクションが無いと近似した場合には、下記の式(4)で表される。
Ｇ(s)＝1／（Ih・s²）…(4)
ここで、Ihはハンドル慣性モーメント、sはラプラス演算子である。

［反力抜け防止作用］
実施例１では、図３に示すように、操舵トルクｔに対する操舵角θの周波数応答のゲインの最大値（極大値）が、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした時の最大値よりも小さくなるように、Ｄ^*(s)を設定する。

ここで、操舵トルクｔを入力、車両挙動状態量Ｘ _vehicleを出力とするシステムのブロック線図を図４に示す。図４から明らかなように、上述の式(2)と、下記の式(5)，(6)の関係式が成立する。
θ＝Ｇ(s)・ｕ …(5)
ｕ＝ｔ＋Ｆ …(6)
ここで、
Ｆは反力トルク（＝反力アクチュエータ３の出力）
ｕはステアリングトルク（操舵トルクｔと反力トルクＦの和）
ｔは操舵トルク（＝ドライバがハンドル１に加えるトルク）
である。

上記式(5)，(6)および式(2)，(3)より、操舵トルクｔに対する操舵角θの伝達特性は、下記の式(7)となる。
θ＝Ｄ^*(s)・ｔ …(7)

よって、図３が操舵トルクｔに対する操舵角θの伝達特性を表すことを意味する。すなわち、最大値が反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした時の最大値よりも小さくなるようにＤ^*(s)を設定することにより、ハンドル抜けが防止され、良好な操舵感が得られることになる。

以下に、式(7)の導出方法を補足する。
式(2)は、Ｇ_dm(s)の定義および式(3)より、下記の式(8)のように変形される。

…(8)

これを式(5)，(6)に代入する。
θ＝Ｇ(s)・（ｔ＋Ｆ）
＝Ｇ(s)・｛ｔ＋Ｄ^*(s)^-1・Ｇ(s)^-1・（Ｄ^*(s)−Ｇ(s)）θ｝
＝Ｇ(s)・ｔ＋Ｄ^*(s)^-1・（Ｄ^*(s)−Ｇ(s)）θ
＝Ｇ(s)・ｔ＋θ−Ｄ^*(s)^-1・Ｇ(s)・θ …(9)

この式(9)を整理することにより、操舵トルクｔに対する操舵角θの伝達特性を示す上述の式(7)が得られる。

［極大点付与作用］
次に、Ｄ^*(s)の設定例を、図５に示す。
図５中の点線は、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleと設定した時の操舵トルクに対する操舵角の伝達特性を表している。

図５において、Ｄ^*(s)の特性は、下記の式(10)で表される。
Ｄ^*(s)＝｛w_n／（s²＋２ζ・w_n＋w_n ²）｝・Ｄ₀ …(10)
ただし、
w_nは、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の、操舵トルクｔに対する操舵角θの周波数特性の共振周波数
Ｄ₀は、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の、操舵トルクｔに対する操舵角θの周波数特性の定常ゲイン
ζは、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の、操舵トルクｔに対する操舵角θの周波数特性のゲイン最大値をＧ_maxとしたとき、Ｄ^*(s)のゲイン最大値がＧ_maxより小さくなるような減衰係数
である。

図５中の複数の実線は、減衰係数ζを変化させた時のＤ^*(s)を示している。減衰係数ζを所定範囲内で変化させても、ゲインが極大となる周波数帯域以外のゲイン特性はほとんど変化しない、逆に述べると、反力抜けが生じる周波数帯域のみ、その特性を補正できる。そして、図５から解るように、減衰係数ζを大きくするに連れて、極大値は減少し、所定値以上では極大値が存在しなくなる。すなわち、反力抜けは発生しなくなる。

ここで、減衰係数ζを１とした場合、周波数応答では、低周波の部分は、１次遅れの特性を示し、高周波の部分では、２次遅れの特性が現れる。よって、減衰係数ζを１とすることによって、Ｄ^*(s)のゲインにピーク（極大値）が発生しなくなるため、反力抜けの発生を防止できる。

また、反力抜けが発生していた従来車両に慣れ親しんできたドライバが違和感を覚えないように、ある程度の極大を残すことも考えられる。この場合には、減衰係数ζをゼロよりも大きく１よりも小さな値とすることで、Ｄ^*(s)のゲインにピークを作ることができる。よって、減衰係数ζを１よりも小さな値に設定することによって、反力抜けを生じさせない理想特性と、車両挙動状態量を反力トルクとしてドライバに伝える従来特性の融合とを効果的に実現することができる。

［操舵角に基づく反力トルク補正作用］
式(2)に示した目標反力トルクＦの生成式において、右辺の第２項は、定常状態ではゼロである（図５から解るように、式(2)による反力と従来の反力トルクＦ＝Ｋ・Ｘ_vehicleの定常項は同じである。よって、それらの差である第２項の定常ゲインはゼロである。）。

式(2)の第２項は、従来の反力トルクに対する補正となっているが、それが働くのは操舵角θが変化した時のみであり、それは操舵角θに基づいて構成される。その結果、補正は車両挙動状態量センサ（ヨーレートセンサ１０、横加速度センサ１１またはラック軸力センサ７）を用いないため、これら車両挙動状態量センサの検出エラーに起因する補正異常が生じない。操舵角θを検出する操舵角センサ２は、エンコーダ等を用いてディジタルに検出できるため、ノイズが無く、また車両挙動変化に伴うオフセットも生じないため、より正確な補正が実現される。

車両挙動状態量センサの検出エラーを例示すると、例えば、ヨーレートセンサ１０では、車両挙動によっては重心点周りの本来のヨーレート以外が検出される可能性がある。また、横加速度センサ１１では、路面カントでオフセットが生じる。

より理解を深めるために、反力値は理論上（センサの測定誤差は無い意味）では一致するものの、その構成法が異なる例を、以下に示す。式(2)を変形すると、下記の式(11)が得られる。
Ｆ＝｛ns・Ｇ_dm(s)^-1・Ｇ_ff(s)^-1・Ｄ^*(s)^-1・Ｇ(s)^-1・（Ｄ^*(s)−Ｇ(s)）｝・Ｋ・Ｘ_vehicle …(11)

すなわち、反力トルクＦは車両挙動状態量のみにより生成され、操舵トルクｔに対する操舵角θの伝達関数は、式(2)の反力式の場合と同じくＤ^*(s)である。しかしながら、この構成では車両挙動Ｘ_vehicleのセンサ検出エラーが反力に反映される。

以下に、式(11)の導出方法を補足する。
式(2)、Ｇ_dm(s)の定義および式(3)より、Ｆは下記の式(12)のように表現される。

…(12)

結論は、操舵トルクｔに対する操舵角θの伝達関数が共にＤ ^* (s)となる式(2)と式(11)の反力生成式において、車両挙動状態量に依存せず、操舵角のみに基づく式(2)が望ましいということである。

また、式(3)から明らかなように、ステア・バイ・ワイヤのステアリングギヤ比の過渡制御Ｇ_ff(s)を設定しても反力抜けが生じないことも効果の一つである。

［従来車両の課題］
特開２００３-１７５８５３号公報に記載の技術は、ステア・バイ・ワイヤ動作時に車速の高低にかかわらず好適な反力トルクを発生させることにより、良好な操舵フィーリングを確保することを狙いとしている。さらに詳細に述べると、以下のようになる。

反力トルクＦは、下記の式(13)で表される。
Ｆ＝K1・F1＋K2・F2＋K3・F3 …(13)
ここで、反力トルクＦとは、ドライバがハンドルを操舵するとき、手応え感や路面インフォメーションを感じるために、反力アクチュエータが発生させるトルクである。

これらの準備の元、式(13)に現れる変数を説明する。
F1は操舵角に応じて算出される反力トルク、F2は横加速度Ygとヨーレートφに応じて算出される反力トルク、F3はドライバの運転操作（操舵角速度もしくは操舵角加速度等の操舵の動き）に応じて算出される反力トルク、K1〜K3は補正ゲインである。

K2・F2はステア・バイ・ワイヤを搭載しない一般の車両の路面反力に相当するものであり、ドライバが車両挙動を感知するのに必須な項である。別の言い方を借りれば、ステアリング機構に要求される"ステアリングインフォメーション"を実現している項と言える。

上記従来技術が問題としていることは、ヨーレートセンサ、もしくは横加速度センサの分解能や、路面カントによる横加速度センサのずれに起因するK2・F2の劣化、それに伴う操舵フィーリングの悪化である。そして、この従来技術では、横加速度Ygの検出値と推定値の偏差に応じて、係数K1〜K3の大きさを補正し、良好な操舵フィーリングを確保するものである。

しかしながら、上記従来技術の制御では、所定の操舵周波数帯域では反力が抜ける、別な言い方をすれば、手応えが低下する問題があった。図６に、反力の発生メカニズムを示す操舵系全体のシステムを図示する。図６の反力制御ブロックが、上述の式(13)を表している。

操舵トルクに対する操舵角の周波数特性（ゲイン）を図７に示す。図７において、仕様１はヨーレートφの定数倍を反力トルクとする仕様、仕様２は仕様１に対し、K1の割合を大きくした仕様、仕様３は仕様１に対し、K3の割合を大きくした仕様である。いずれの仕様とも、ゲインの極大点が存在する。

ゲインの極大点では、定常状態（極低周波域）よりもゲインが大きいため、少ない操舵トルクで同じ操舵角が得られる。その結果、反力抜けが発生する。極大点は、車両挙動に伴う反力K2・F2により発生する。

この理由を説明する。図８に、操舵角や操舵角速度のみに基づいて反力を構成した時の、操舵トルクに対する操舵角の周波数応答（ゲイン）を示す。図８に示すように、極大点は存在せず、反力抜けが生じていないことが解る。ただし、この結果、ドライバは反力から車両挙動を感じることができなくなる。

［実施例１の操舵制御作用］
これに対し、実施例１では、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の操舵トルクに対する操舵角θの伝達関数を求め、ゲインが極大となる周波数近傍のゲインを小さくしたときの伝達関数Ｄ^*(s)に基づいて、反力アクチュエータ３の反力トルクＦを決定することにより、周波数特性のゲインの極大点付近に発生する反力抜けを防止している。

さらに、実施例１では、伝達関数Ｄ^*(s)を式(10)に示した２次遅れ特性とし、式(10)の減衰係数ζを０<ζ<１に設定している。これにより、伝達関数Ｄ^*(s)に極大点が設定されるため、反力抜けを防止しつつ、ドライバに反力トルクＦとして車両挙動を伝えることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) ハンドル１への操作を入力する操舵入力機構Ａと、前輪４を転舵する操向輪転舵機構Ｂとの間を機械的に非連結とし、操舵入力機構Ａに設けられた反力アクチュエータ３と、操向輪転舵機構Ｂに設けられた転舵アクチュエータ６と、を制御する制御コントローラ９を有する車両用操舵制御装置において、ヨーレートφを検出するヨーレートセンサ１０、横加速度Ygを検出する横加速度センサ１１または路面反力を検出するラック軸力センサ７と、ハンドル１の操舵角を検出する操舵角センサ２と、を備え、制御コントローラ９は、ヨーレートφおよび横加速度Ygと操舵トルクに対する操舵角θの周波数特性に応じた伝達関数Ｄ^*(s)に基づいて反力トルクＦを決定し、伝達関数Ｄ^*(s)を、そのゲインが最大となる周波数近傍におけるゲインの最大値が、車両挙動状態量（ヨーレートφ，横加速度Yg等）のみに基づいて決定される場合の伝達関数Ｋ・Ｘ_vehicleのゲインの最大値よりも小さくなるような特性に設定したため、ハンドル抜けを防止でき、良好な操舵感が得られる。

(2) 伝達関数Ｄ^*(s)を、２次遅れ特性とするため、伝達関数Ｄ^*(s)のゲインに極大値（ピーク）を設定でき、ハンドル抜けを防止しつつ、車両挙動状態量を反力としてドライバへ伝えることができる。

(3) 伝達関数Ｄ^*(s)を、減衰係数ζに基づいて設定するため、減衰係数ζを可変することにより、所望の周波数応答を設定することができる。

(4) 減衰係数ζを、ゼロよりも大きく１よりも小さな値に設定することにより、伝達関数Ｄ^*(s)が２次遅れ特性となるため、反力抜けを生じさせない理想特性と、車両挙動状態量を反力トルクとしてドライバに伝える従来特性の融合とを効果的に実現することができる。

(5) 減衰係数ζを、１とした場合には、伝達関数Ｄ^*(s)が１次遅れ特性となり、極大値（ピーク）が無くなるため、反力抜けを最も効果的に防止できる。

(6) 反力アクチュエータ３の反力トルクＦを、式(2)で表される特性に設定したため、反力トルクＦの補正が車両挙動状態量（ヨーレートφ，横加速度Yg等）に依存されず、車両挙動状態量を検出するセンサ（ヨーレートセンサ１０，横加速度センサ１１等）の検出エラーや車両挙動変化に伴うオフセットが生じず、より正確な補正が実現される。

(7) 伝達関数Ｄ^*(s)を、式(10)で表される２次遅れ特性に設定したため、減衰係数ζを０<ζ<１とした場合には、伝達関数Ｄ^*(s)のゲインに極大値（ピーク）を設定され、ハンドル抜けを防止しつつ、車両挙動状態量を反力としてドライバへ伝えることができる。また、減衰係数ζを１とした場合には、極大値（ピーク）が無くなり、反力抜けを最も効果的に防止できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

実施例１のステア・バイ・ワイヤシステムの構成図である。実施例１の制御コントローラ９のソフトウェア構成を示すブロック図である。実施例１の操舵トルクに対する操舵角の周波数特性図である。実施例１のシステムブロック線図である。実施例１の操舵トルクに対する操舵角の周波数特性を２次系にした場合の図である。従来の操舵系全体のシステムを示すブロック図である。従来の操舵トルクに対する操舵角の周波数特性図である。従来の操舵トルクに対する操舵角の周波数特性図である（車両挙動状態量を考慮しない場合）。

符号の説明

１ハンドル
２操舵角センサ（操舵角検出手段）
３反力アクチュエータ
４前輪（操向輪）
５ステアリングギヤ機構
６転舵アクチュエータ
７ラック軸力センサ（車両挙動状態量検出手段）
８転舵角センサ
９制御コントローラ（転舵制御手段）
９１転舵角制御部
９１ａ目標転舵角算出部
９１ｂ転舵角サーボ制御部
９２反力制御部
９２ａ目標反力トルク生成部
９２ｂ反力アクチュエータ制御部
１０ヨーレートセンサ（車両挙動状態量検出手段）
１１横加速度センサ（車両挙動状態量検出手段）

Claims

ハンドルへの操作を入力する操舵入力機構と、操向輪を転舵する操向輪転舵機構との間を機械的に非連結とし、
前記操舵入力機構に設けられた反力アクチュエータと、前記操向輪転舵機構に設けられた転舵アクチュエータと、を制御する転舵制御手段を有する車両用操舵制御装置において、
車両挙動状態量を検出する車両挙動状態量検出手段と、
前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
を備え、
前記転舵制御手段は、前記車両挙動状態量と、前記操舵角と、操舵トルクに対する操舵角の周波数に応じた伝達関数とに基づいて前記反力アクチュエータの出力を決定し、
前記伝達関数を、そのゲインが最大となる周波数近傍におけるゲインの最大値が、前記車両挙動状態量のみに基づいて前記反力アクチュエータの出力が決定される場合における前記伝達関数のゲインの最大値よりも小さくなるような特性に設定したことを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
前記伝達関数を、２次遅れ特性とすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項２に記載の車両用操舵制御装置おいて、
前記伝達関数を、減衰係数に基づいて設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項３に記載の車両用操舵制御装置において、
前記減衰係数を、ゼロよりも大きく１よりも小さな値に設定したことを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項３に記載の車両用操舵制御装置において、
前記減衰係数を、１としたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
前記反力アクチュエータの出力である反力トルクＦを、以下の式で表される特性に設定したことを特徴とする車両用操舵制御装置。
Ｆ＝Ｋ・Ｘ_vehicle＋Ｋ_θ(s)・θ
ただし、Ｋはゲイン、Ｘ_vehicleは車両挙動状態量、θは操舵角、sはラプラス演算子であり、Ｋ_θ(s)は以下の式、
Ｋ_θ(s)＝（Ｇ_dm(s)・Ｇ_ff(s)・Ｇ_yy(s)）／ns
ただし、
Ｇ_dm(s)は、転舵角δに対するＫ・Ｘ_vehicleの伝達関数
ns/Ｇ_ff(s)は、ステアリングギヤ比（操舵角θを転舵角δで除した値）
Ｇ_yy(s)＝ns・Ｇ_dm(s)^-1・Ｇ_ff(s)^-1・Ｄ(s)^*-1・Ｇ(s)^-1・（Ｄ(s)^*−Ｇ(s)）−１
Ｇ(s)は、ステアリングトルク（操舵トルクと反力トルクの和）に対する操舵角の伝達関数
Ｄ^*(s)は、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の操舵トルクに対する操舵角θの伝達関数を求め、その伝達関数のゲインが最大となる周波数近傍のゲインを小さくしたもの
である。
請求項２または請求項３に記載の車両用操舵制御装置において、
前記伝達関数をＤ^*(s)としたとき、この伝達関数Ｄ^*(s)を、以下の式で表される特性に設定したことを特徴とする車両用操舵制御装置。
Ｄ^*(s)＝｛w_n／（s²＋２ζ・w_n＋w_n ²）｝・Ｄ₀
ただし、
w_nは、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の、操舵トルクに対する操舵角θの周波数特性の共振周波数
Ｄ₀は、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の、操舵トルクに対する操舵角θの周波数特性の定常ゲイン
ζは、反力トルクＦをＫ・Ｘ_vehicleとした場合の、操舵トルクに対する操舵角θの周波数特性のゲイン最大値をＧ_maxとしたとき、Ｄ^*(s)のゲイン最大値がＧ_maxより小さくなるような値
である。