【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵装置に関し、特に、ハンドル（ステアリングホイール）等の操作素子の方位指示角で車両の進行方位角を制御するようにしたステアバイワイヤ式の操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハンドル等の操作素子の操舵角、すなわち方位指示角で車両の進行方位角を制御するようにした操舵装置については特許文献１に記載の装置が知られている。そして、さらにハンドルの操作に対して車両の向きをより追従性よく、かつ、安定に制御する操舵装置として、特許文献２に記載の装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−８６２２２号公報
【特許文献２】
特開平６−９２２５０号公報
【０００４】
特許文献１に記載の操舵装置は、操向輪（転舵輪）をアクチュエータが転舵する動力舵取手段を有する操舵装置において、運転者の操作により所定の絶対方位を基準とする車両の進行方位角を指示する操向指示手段と、所定の絶対方位を基準とする車両進行角を検出する進行方向検知手段と、操向指示手段および進行方向検知手段の出力信号に基づき操向指示手段に指示された進行方位角と進行方向検知手段により検出された車両進行角との偏差がゼロになるように動力舵取手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００５】
特許文献２に記載の操舵装置は、車両の基準方向に対する進行方向変化量を指示する操向指示手段と、車両の進行方向変化量を検出する進行方向検知手段と、操向指示手段から入力された進行方向変化量と進行方向検知手段で検出された車両の進行方向変化量との方位角偏差がゼロになるよう操舵機構を制御する制御手段を備えた操舵装置において、制御手段は、方位角偏差に基づいて舵角に係る信号を出力する舵角指定手段を備えるとともに、この舵角指定手段は車速の増加に伴い出力する舵角を減少するよう構成したことを特徴としている。
【０００６】
上記特許文献１および特許文献２に記載された従来の技術は、運転者の操舵角（方位指示角）に対し、所定の絶対方位を基準とする車両の進行方位角もしくは所定の絶対方位に対する進行方向との偏差がゼロになるように舵取手段を制御するものである。
【０００７】
図７は、特許文献１と特許文献２に記載される従来の操舵装置における制御装置のブロック構成図である。制御装置１００は、方位角入力部（操作素子）１０１と方位指示角検出部１０２と反力発生モータ１０３と電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０４と舵角発生モータ１０５と車両１０６と積分要素１０７からなる。また、電子制御ユニット１０４は、方位指示角対応部（方位指示角ゲイン）１０８と、偏差演算部１０９と実舵角演算部１１０と実舵角モータ駆動部１１１と車両進行方位角演算部１１２と、反力演算部１１３と、反力モータ駆動部１１４とからなる。さらに、車両１０６には、車速検出部１１５と、ヨーレート検出部１１６と、進行方向検出部１１７とを備えている。
【０００８】
方位角入力部１０１は、ハンドル（ステアリングホイール）等の操作素子であり、運転者によりその操作素子を操作することにより目標方位角を入力するものである。例えば、操作素子がハンドルの場合には、運転者によってハンドルを回転させることにより、その回転させた角度により目標方位角を入力する。方位指示角検出部１０２は、方位角入力部１０１から運転者により入力された目標方位角を検出し、ハンドル操舵角θに係る信号１０２ｓを電子制御ユニット１０４の方位指示角対応部１０８に入力する。反力発生モータ１０３は、電子制御ユニット１０４により制御され、方位角入力部１０１に反力を与えるものである。
【０００９】
電子制御ユニット１０４は、方位指示角検出部１０２から入力されたハンドル操舵角θに係る信号１０２ｓと車両１０６の車速検出部１１５から入力される車速Ｖに係る信号１１５ｓと車両１０６の進行方向検出部１１７から入力される進行方向（ヨー角）ψに係る信号１１７ｓに基づいて舵角発生モータ駆動信号１１１ｓを出力し、舵角発生モータ１０５を駆動する。また、電子制御ユニット１０４は、ハンドル操舵角θに係る信号１０２ｓと車速Ｖに係る信号１１５ｓに基づいて、反力発生モータ１０３を駆動する反力発生モータ駆動信号を出力する。
【００１０】
この制御装置により運転者が方位角入力部１０１から目標方位角を入力することにより、舵角発生モータ１０５が作動し、実舵角が車両１０６に与えられて車両１０６の進行方向が変化し、その変化に対応するヨーレートが生ずる。そして、車両１０６の進行方向の変化を積分項１０７で積分した形で得られ、その値に基づいて車両の方位角が制御される。
【００１１】
電子制御ユニット１０４の方位指示角対応部１０８は、方位指示角検出部１０２で検出したハンドル操舵角θに係る信号１０２ｓに基づいて方位角目標値Ｋ・θに係る信号１０８ｓを出力するもので、ハンドル操舵角θと方位角目標値Ｋ・θとの比率Ｋを任意に設定できるよう構成している。
【００１２】
比率Ｋを１．０に設定した場合、ハンドル操舵角θと方位角目標値Ｋ・θは等しくなる。すなわち、方位角入力部（ハンドル）１０１を１８０度回転させた場合、現在の車両の進行方位が北向きであれば方位角目標値Ｋ・θは南向きへ変更される。比率Ｋを０．５に設定した場合、方位角入力部（ハンドル）１０１を右方向へ１８０度回転させると、方位角目標値Ｋ・θは車両の進行方向に対して右方向へ９０度（例えば進行方向北向きから東向きに）変化する。
【００１３】
車両進行方位角演算部１１２は、進行方向検出部１１７から出力されるヨーレートを積分した値であるヨー角ψに係る信号１１７ｓと車速検出部１１５から得られた車速Ｖに係る信号１１５ｓに基づいて得られた車両の現在の進行方位Ｋｎ・ψに係る信号１１２ｓを出力する。
【００１４】
偏差演算部１０９は、方位指示角対応部１０８から出力される方位角目標値Ｋ・θに係る信号１０８ｓと、車両進行方位角演算部１１２から出力される車両の現在の進行方位Ｋｎ・ψに係る信号１１２ｓとから方位角偏差Ｅ（Ｅ＝Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ）を求め、方位角偏差Ｅに係る信号１０９ｓを実舵角演算部１１０へ供給する。
【００１５】
実舵角演算部１１０は、方位角偏差Ｅに係る信号１０９ｓと、車速検出部１１５で検出した車速Ｖに係る信号１１５ｓとに基づいて、実舵角δに係る信号１１０ｓを出力する。この実舵角演算部１１０は、例えばＲＯＭ等を用い、各方位角偏差Ｅと各車速Ｖとに対応して予め設定した実舵角δを格納した変換テーブルで構成している。なお、この実舵角演算部１１０は、予め登録した関数式等に基づいて実舵角δを演算して出力する構成としてもよい。
【００１６】
実舵角モータ駆動部１１１は、実舵角演算部１１０から出力される実舵角δに係る信号１１０ｓに基づいて、舵角発生モータ１０５を駆動する舵角発生モータ駆動信号１１１ｓを出力するよう構成している。舵角発生モータ１０５はギア機構等を備え、直流モータに供給するモータ電流の極性と電流値に基づいて車両の操舵角を制御する構成の場合、実舵角モータ駆動部１１１は、実舵角δに対応して予め設定した極性で予め設定したモータ電流を供給する。舵角発生モータ１０５がパルスモータ等を用いて構成されている場合、実舵角モータ駆動部１１１は、正転または逆転パルスを必要数供給するよう構成する。
【００１７】
反力演算部１１３は、方位角偏差Ｅに係る信号１０９ｓと車速Ｖに係る信号１１５ｓとに基づいて、反力トルク目標値Ｔに係る信号１１３ｓを出力する。この反力演算部１１３は、例えばＲＯＭ等を用い、各方位角偏差Ｅと各車速Ｖとに対応して予め設定した反力トルク目標値Ｔを格納した変換テーブルで構成している。なお、この反力演算部１１３は、予め登録した関数式等に基づいて反力トルク目標値Ｔを演算して出力する構成としてもよい。
【００１８】
反力モータ駆動部１１４は、反力演算部１１３から出力される反力トルク目標値Ｔに係る信号１１３ｓに基づいて反力発生モータを駆動する反力発生モータ駆動信号１１４ｓを出力する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術による制御方法は、操作素子から入力された方位指示角に対して生じる車両の挙動からヨーレートジャイロ（ヨーレート検出部）によりヨー角速度（ヨーレート）を検出し、その値を積分してヨー角度ψを求め、方位指示角とヨー角度の偏差がゼロとなるように制御するものであり、車両の操縦を容易にするものであるが、旋回中は常に操作素子を操作し、ハンドルを回し続けることが前提となる。
【００２０】
上記のことを説明するために、図８〜図１０により従来からの通常のハンドルを持つ車両と、特許文献１と特許文献２に記載されたハンドル（従来型方位ハンドル）を持つ車両でのカーブを曲がるときのハンドル回転角度とハンドル回転速度とタイヤ舵角とヨーレートの時間変化を示す。従来からの通常のハンドルでは、図８（ａ）の曲線Ｂで示すカーブにさしかかった点Ａにおいて、ハンドルを回転し始め、図８（ｃ）の曲線ｃ１に示すようにハンドル回転角度は増加させ、そのとき、ハンドル回転速度は図８（ｂ）の直線ｂ１で示すある値を持ち、タイヤ舵角とヨーレートがそれぞれ図８（ｄ）の直線ｄ１、図８（ｅ）の直線ｅ１で示すように増加する。図８（ａ）の曲線Ｂで示すカーブを曲がっているときには、図８（ｃ）の直線ｃ２で示すようにハンドル回転角度は一定値であり、そのとき、ハンドル回転速度は図８（ｂ）の直線ｂ２で示すようにゼロであり、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ図８（ｄ）の直線ｄ２と図８（ｅ）の直線ｅ２で示すように一定である。図８（ａ）の曲線Ｂで示すカーブから点ｃで直進になるとき、図８（ｃ）の直線ｃ３で示すようにハンドル回転角度をゼロになるように回転させる。そのとき、ハンドル回転速度は図８（ｂ）の直線ｂ３で示すように直線ｂ１で示す値とは逆の符号を持つ値であり、また、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ図８（ｄ）の直線ｄ３、図８（ｅ）の直線ｅ３で示すようにゼロまで減少する。
【００２１】
一方、特許文献１と特許文献２で記載されたハンドル（従来型方位ハンドル）では、図９（ａ）の曲線Ｂで示すカーブにさしかかった点Ａにおいて、ハンドルを回転し始め、図９（ｃ）の曲線ｃ１０に示すように徐々に回転角度は増加させ、そのとき、図９（ｂ）の直線ｂ１０で示すようにハンドル回転速度はある値を持ち、タイヤ舵角とヨーレートもそれぞれ図９（ｄ）の直線ｄ１０、図９（ｅ）の直線ｅ１０で示すようにある一定の値を保つ。図９の曲線Ｂで示すカーブを曲がっているときには、図９（ｃ）の曲線ｃ１０で示すようにハンドル回転角度を増加させ続け、そのとき、ハンドル回転速度は直線ｂ１０で示すように一定値であり、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ直線ｄ１０と直線ｅ１０で示すように一定である。図９（ａ）の曲線Ｂで示すカーブから点ｃで直進になるとき、ハンドルの回転を止め、図９（ｃ）の直線Ｃ１１で示すようにハンドル回転角度を一定値に保つ。そのとき、ハンドル回転速度は図９（ｂ）のｂ１１で示すようにゼロとなり、また、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ直線ｄ１１と直線ｅ１１で示すようにゼロとなる。
【００２２】
従来型方位ハンドルによれば、旋回途中に操作素子操作（ハンドル転舵）を停止すると、方位指示角はゼロとなるため、車両進行方位角演算部１１２から出力される値もゼロとなる。従ってタイヤ実舵角はゼロ（中立位置）となるように制御される。その結果、急激に車両の挙動が変化し、車両は旋回停止（直進状態）となる。例えば、図９（ａ）の曲線Ｂで示すカーブの途中（点Ｄ）でハンドル回転角度を一定としたとする。これは、図９（ｃ）の直線ｃ１２で示す。このとき、ハンドル回転速度は直線ｂ１２で示すようにゼロとなり、タイヤ舵角は直線ｄ１２のようにゼロとなり、ヨーレートも直線ｅ１２で示すようにゼロとなり、そのときの、車両の軌跡は図９（ａ）の直線Ｅのように直進する。
【００２３】
また、図１０は、旋回中に操作素子操作を急激に止め、従来型方位ハンドルで修正操舵を行った場合の車両の軌跡と、操作素子操作速度と操作素子の操作量とタイヤ舵角とヨーレートの時間変化を示す。曲線Ｂの軌跡に沿った変化は図９で示したものと同様なので説明を省略する。曲線Ｂで示すカーブの途中の点Ｆで、図１０（ｃ）で示すように操作素子の操作量の変化をゼロとし、直線ｃ２０に沿った変化をすると、図１０（ｂ）で示すように操作速度は直線ｂ２０で示すようにゼロで一定となり、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ図１０（ｄ）の直線ｄ２０、図１０（ｅ）の直線ｅ２０で示すようにゼロで一定となる。そのとき、図１０（ａ）に示すように車両の軌跡は、直線Ｇのように走向する。そして、操作素子の操作量を変化させ続ける図９（ｃ）で示す曲線ｃ１０の変化での車両の軌跡である曲線Ｂからずれる。路面を逸脱せずに旋回を行うためには、図１０（ａ）の点Ｈにさしかかったときに、図１０（ｃ）の曲線ｃ２１で示すような操作量で操作素子をより素早く動かし、図１０（ｄ）の曲線ｄ２２で示すようにタイヤに舵角を発生させ、急激に旋回を行う必要がある。このときのヨーレートの時間変化は、曲線ｅ２２で示し、また、操作速度は、図１０（ｂ）の曲線ｂ２２で示す。このように、車両の進行方向を決めるヨー角は、ヨーレートの積分であるため、短時間で操作素子の操作を実行する必要がある。このときの車両の軌跡は図１０（ａ）の曲線Ｉで示す。
【００２４】
上記のように、従来型方位ハンドルでは、旋回中に操作素子の操作を突然止めた場合、すなわち、方位指示角が突然ゼロとなった場合には、その制御則から、車両の進行方位角もゼロとなるように、タイヤの実舵角がゼロとなるように制御されるため、車両の旋回挙動が急激に変化して修正操舵が必要になったり、運転者の意図するコースに対してずれが生じる問題がある。
【００２５】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、方位指示角の入力が突然無くなった場合（ゼロになった場合）に、車両挙動の急激な変化や、コースズレを抑制し、操縦性を向上させる操舵装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る操舵装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００２７】
第１の操舵装置（請求項１に対応）は、操作素子と転舵輪とが機械的に分離されて、転舵輪を転舵する駆動手段と、車両の挙動度合いを検知する検知手段と、操作素子の操舵角と車両の進行方位角とが一致するように駆動手段の動作を制御する制御手段を備える操舵装置において、検知手段から出力される挙動度合いに係る信号に応じて駆動手段に与えられる舵角信号を補正する舵角補正手段を備えたことで特徴づけられる。
【００２８】
第１の操舵装置によれば、検知手段から出力される挙動度合いに係る信号に応じて駆動手段に与えられる舵角信号を補正する舵角補正手段を備えたため、旋回途中に操作素子操作を停止し方位指示角がゼロとなった場合でも、その時の方位指示角と、操作素子操作速度演算部と、舵角検出部と、舵角速度演算部と、車速演算部によって把握された各値と、車両状態（ヨーレート、横加速度等）によって、方位指示角が運転者の意思に反してゼロとなったのかを判断し、車両の挙動が急激に変化しないように、タイヤの舵角を適度に発生させるので、車両の挙動が急激に変化するときや、コースズレを抑制することができる。また、舵角補正手段である補助舵角演算部からの指令により、補助舵角が発生しているため、運転者が操作素子操作を再開した後の操作負担が減少し、操縦性を向上できる。
【００２９】
第２の操舵装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは検知手段は、車速とヨーレートと横加速度と舵角と舵角速度と方位指示角と操作素子操作速度のうちの少なくとも１つを検知することで特徴づけられる。
【００３０】
第２の操舵装置によれば、検知手段は、車速とヨーレートと横加速度と舵角と舵角速度と方位指示角と操作素子操作速度のうちの少なくとも１つを検知するため、車両の挙動度合いを正確に検知することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態に係る操舵装置の模式構造図である。操舵装置１０は、方位角入力部（操作素子（ハンドル））１１に連結された操舵軸１２に介設された方位指示角検出部１３ならびに反力発生モータ１４とトルクセンサ１５と、車速検出部１６と、進行方向検出部１７、車両運動状態検出部１８と、舵角発生モータ１９と舵角検出部２０と、タイヤ（転舵輪）２１と電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２とからなる。操舵軸１２は、図示しない車体等に回転自在に指示している。
【００３３】
方位角入力部（操作素子）１１は、ハンドル（ステアリングホイール）等の操作素子であり、運転者によりその操作素子を操作することにより目標方位角を入力するものである。例えば、操作素子がハンドルの場合には、運転者によってハンドルを回転させることにより、その回転させた角度により目標方位角を入力する。
【００３４】
方位指示角検出部１３は、方位角入力部（操作素子）１１から運転者により入力された目標方位角を検出し、ハンドル操舵角θに係る信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２に入力する。すなわち、ロータリエンコーダ等を用いて、操舵軸１２の回転を検出することで、方位角入力部１１の所定位置からの目標方位角に係る信号１３ｓをＥＣＵ２２へ供給するよう構成している。なお、方位指示角θは、前述の所定位置を例えば北等の絶対方位、もしくは、現在の車両の進行方位等として、この方位を基準とする方位角度を表す。
【００３５】
反力発生モータ１４は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２により制御され、方位角入力部１１に反力を与えるもので、反力発生モータ１４には、図示しないギア機構等が備えられ、ＥＣＵ２２から供給されるモータ電流１４ａの大きさに応じた操舵反力を与えるよう構成している。
【００３６】
トルクセンサ１５は、操作素子１１から入力される操舵トルクを検出し、操舵トルク信号をＥＣＵ２２に出力する。
【００３７】
車速検出部１６は、車速Ｖに係る信号１６ｓをＥＣＵ２２へ供給している。進行方向検出部１７はヨーレートジャイロ等により検出したヨーレイトγを積分したヨー角ψに係る信号１７ｓをＥＣＵ２２へ入力している。
【００３８】
車両運動状態検出部１８は、ヨーレートや横加速度、車速等の車両運動状態に関する信号をＥＣＵ２２へ入力するものである。
【００３９】
舵角発生モータ１９は、ＥＣＵ２２から出力される操舵駆動信号１９ｂに基づいて転舵輪（タイヤ）２１を操舵するよう構成している。
【００４０】
舵角検出部２０は、実舵角を検出し、実舵角に係る信号をＥＣＵ２２に出力するものである。
【００４１】
そして、ＥＣＵ２２は、操舵角θに係る信号１３ｓと、ヨー角ψに係る信号１７ｓ、ならびに、車速Ｖに係る信号１６ｓと車両運動状態に係る信号を入力として、反力発生モータの電流の極性ならびに電流値を制御して操作素子（ハンドル）１１に操舵反力を与えるとともに、図２に示すように、舵角発生モータを制御し方位指示角θに対応して車両の方位角ψを制御するよう構成している。
【００４２】
図２は、本実施形態の操舵装置における制御装置の第１の具体例のブロック構成図である。操舵装置１０における制御装置１０ａは、方位角入力部（操作素子）１１と方位指示角検出部１３と反力発生モータ１４と電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２と舵角発生モータ１９と舵角検出部２０と車両２４と積分要素２５からなる。また、電子制御ユニット２２は、方位指示角対応部（方位指示角ゲイン）２６と、偏差演算部２７と実舵角演算部２８と実舵角モータ駆動部２９と車両進行方位角演算部３０と、反力演算部３１と、反力モータ駆動部３２と、操作素子操作速度演算部３３と、舵角速度演算部３４と、補助舵角演算部３５と、加算演算部３６とからなる。さらに、車両２４には、車速検出部１６と、進行方向検出部１７とヨーレート検出部３８と横加速度検出部３９を備えている。そして、補助舵角演算部３５と、加算演算部３６とから車速、ヨーレート、横加速度、舵角、舵角速度、方位指示角、操作素子操作速度からなる車両の挙動度合いを検知し、挙動度合いに応じて舵角を補正する舵角補正部４０を構成している。
【００４３】
方位角入力部１１は、ハンドル等の操作素子であり、運転者によりその操作素子を操作することにより目標方位角を入力するものである。例えば、操作素子がハンドルの場合には、運転者によってハンドルを回転させることにより、その回転させた角度により目標方位角を入力する。方位指示角検出部１３は、方位角入力部１１から運転者により入力された目標方位角を検出し、ハンドル操舵角θに係る信号１３ｓを電子制御ユニット２２の方位指示角対応部２６に入力する。反力発生モータ１４は、電子制御ユニット２２により制御され、方位角入力部１１に反力を与えるものである。
【００４４】
電子制御ユニット２２は、方位指示角検出部１３から入力されたハンドル操舵角θに係る信号１３ｓと舵角検出部２０から入力される舵角δに係る信号２０ｓと車両２４の車速検出部１６から入力される車速Ｖに係る信号１６ｓと車両２４の進行方向検出部１７から入力される進行方向（ヨー角）と横加速度検出部３９から入力される横加速度信号に基づいて舵角発生モータ駆動信号２９ｓを出力し、舵角発生モータ１９を駆動する。また、電子制御ユニット２２は、ハンドル操舵角θに係る信号１３ｓと車速Ｖに係る信号１６ｓに基づいて、反力発生モータ１４を駆動する反力発生モータ駆動信号３２ｓを出力する。
【００４５】
この操舵装置１０により運転者が方位角入力部１１から目標方位角を入力することにより、舵角発生モータ１９が作動し、実舵角が車両２４に与えられて車両２４の進行方向が変化し、その変化に対応するヨーレートと横加速度が生ずる。そして、車両２４の進行方向の変化を積分項２５で積分した形で、車両の方位角が制御される。
【００４６】
電子制御ユニット２２の方位指示角対応部２６は、方位指示角検出部１３で検出したハンドル操舵角θに係る信号１３ｓに基づいて方位角目標値Ｋ・θに係る信号２６ｓを出力するもので、ハンドル操舵角θと方位角目標値Ｋ・θとの比率Ｋを任意に設定できるよう構成している。
【００４７】
比率Ｋを１．０に設定した場合、ハンドル操舵角θと方位角目標値Ｋ・θは等しくなる。すなわち、方位角入力部（ハンドル）１１を１８０度回転させた場合、現在の車両の進行方位が北向きであれば方位角目標値Ｋ・θは南向きへ変更される。比率Ｋを０．５に設定した場合、方位角入力部（ハンドル）１１を右方向へ１８０度回転させると、方位角目標値Ｋ・θは車両の進行方向に対して右方向へ９０度（例えば進行方向北向きから東向きに）変化する。
【００４８】
車両進行方位角演算部３０は、進行方向検出部１７から出力されるヨーレイトγを積分して得られたヨー角度ψに係る信号１７ｓと車速検出部１６から得られた車速Ｖに係る信号１６ｓに基づいて得られた車両の現在の進行方位Ｋｎ・ψに係る信号３０ｓを出力する。
【００４９】
操作素子操作速度演算部３３は、方位指示角検出部１３から出力される方位指示角θを微分した値に係る信号３３ｓを出力する。
【００５０】
舵角速度演算部３４は、舵角検出部２０から出力される舵角を微分した値である舵角速度に係る信号３４ｓを出力する。
【００５１】
舵角補正部４０の補助舵角演算部３５は、舵角速度演算部３４から出力される舵角速度に係る信号３４ｓと、舵角検出部２０から出力される舵角に係る信号２０ｓと、車速検出部１６から出力される車速Ｖに係る信号１６ｓと、横加速度検出部３９から出力される横加速度Ｇに係る信号３９ｓと、ヨーレート検出部３８から出力されるヨーレートγに係る信号３８ｓと、操作素子操作速度演算部３３から出力される操作素子操作速度ＶＨに係る信号３３ｓと、方位指示角検出部１３から出力される方位指示角θに係る信号１３ｓを入力とし、それらの信号に基づいて補正信号を出力する。例えば、この補助舵角演算部３５は、予め登録した関数式等に基づいて補正値を演算して出力する構成としている。なお、ＲＯＭ等を用い、各舵角速度と各舵角と各車速と各横加速度と各ヨーレートと各操作素子操作速度と各方位指示角とに対応して予め設定した補正値を格納した変換テーブルで構成してもよい。
【００５２】
加算演算部３６は、車両進行方位角演算部３０から出力される車両の現在の進行方位Ｋｎ・ψに係る信号３０ｓに補助舵角演算部３５から出力される補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）に係る信号を加算し補正進行方位角（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ））を求め、補正進行方位角（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ））に係る信号３６ｓを偏差演算部２７へ供給する。
【００５３】
偏差演算部２７は、方位指示角対応部２６から出力される方位角目標値Ｋ・θに係る信号２６ｓと、加算演算部３６から出力される車両の現在の補正した進行方位（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ））に係る信号３６ｓとの方位角偏差Ｅを求め、方位角偏差Ｅ（Ｅ＝Ｋ・θ−（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）））に係る信号２７ｓを実舵角演算部２８へ供給する。
【００５４】
実舵角演算部２８は、方位角偏差Ｅに係る信号２７ｓと、車速検出部１６で検出した車速Ｖに係る信号１６ｓとに基づいて、実舵角δに係る信号２８ｓを出力する。この実舵角演算部２８は、例えばＲＯＭ等を用い、各方位角偏差Ｅと各車速Ｖとに対応して予め設定した実舵角δを格納した変換テーブルで構成している。なお、この実舵角演算部２８は、予め登録した関数式等に基づいて実舵角δを演算して出力する構成としてもよい。
【００５５】
実舵角モータ駆動部２９は、実舵角演算部２８から出力される操舵目標値δに係る信号２８ｓに基づいて、舵角発生モータ１９を駆動する操舵駆動信号２９ｓを出力するよう構成している。舵角発生モータ１９はギア機構等を備え、直流モータに供給するモータ電流の極性と電流値に基づいて車両の操舵角を制御する構成の場合、実舵角モータ駆動部２９は、実舵角δに対応して予め設定した極性で予め設定したモータ電流を供給する。舵角発生モータ１９がパルスモータ等を用いて構成されている場合、実舵角モータ駆動部２９は、正転または逆転パルスを必要数供給するよう構成する。
【００５６】
反力演算部３１は、方位角偏差Ｅに係る信号２７ｓと車速Ｖに係る信号１６ｓとに基づいて、反力トルク目標値Ｔに係る信号３１ｓを出力する。この反力演算部３１は、例えばＲＯＭ等を用い、各方位角偏差Ｅと各車速Ｖとに対応して予め設定した反力トルク目標値Ｔを格納した変換テーブルで構成している。なお、この反力演算部３１は、予め登録した関数式等に基づいて反力トルク目標値Ｔを演算して出力する構成としてもよい。
【００５７】
反力モータ駆動部３２は、反力演算部３１から出力される反力トルク目標値Ｔに基づいて反力発生モータ１４を駆動する反力発生モータ駆動信号３２ｓを出力する。
【００５８】
図３は、補助舵角演算部３５の具体例を示す構成図である。補助舵角演算部３５は、ＥＣＵ２２内に設けられ、ＣＰＵ４５とメモリ４６を備えた構成となっている。メモリ４６には、操作素子操作速度記憶領域４７と車速記憶領域４８とヨーレート記憶領域４９と横加速度記憶領域５０とタイヤ舵角速度記憶領域５１と補正舵角演算プログラム記憶領域５２が設けられている。
【００５９】
また、入力インターフェース部５３と出力インターフェース部５４とＣＰＵ４５とメモリ４６は、バス５５，５６，５７により接続されている。入力インターフェース部５３には、舵角速度演算部３４から出力される舵角速度に係る信号３４ｓと、舵角検出部２０から出力される舵角に係る信号２０ｓと、車速検出部１６から出力される車速Ｖに係る信号１６ｓと、横加速度検出部３９から出力される横加速度に係る信号３９ｓと、ヨーレート検出部３８から出力されるヨーレートに係る信号３８ｓと、操作素子操作速度演算部３３から出力される操作素子操作速度に係る信号３３ｓと、方位指示角検出部１３から出力される方位指示角θに係る信号１３ｓが入力され、出力インターフェース部５４からは、補正値に係る信号（補正信号）３５ｓが出力される。
【００６０】
操作素子操作速度記憶領域４７は、入力インターフェース部５３から入力される操作素子操作速度に係る信号３３ｓを記憶させる領域である。車速記憶領域４８は、入力インターフェース部５３から入力される車速Ｖに係る信号１６ｓを記憶させる領域である。ヨーレート記憶領域４９は、入力インターフェース部５３から入力されるヨーレートに係る信号を記憶させる領域である。横加速度記憶領域５０は、入力インターフェース部５３から入力される横加速度に係る信号３９ｓを記憶させる領域である。補正舵角演算プログラム記憶領域５２は、補助舵角演算を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。
【００６１】
図４は、補助舵角演算プログラムに基づく処理のフローチャートである。イグニッションスイッチがオンされ、プログラムがスタートすると、まず、演算で必要となるパラメータＮ１，Ｎ２，Ｎ３を初期値０とし、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を初期値Ｋ１０，Ｋ２０，Ｋ３０とする（ステップＳＴ１０）。この初期値Ｋ１０，Ｋ２０，Ｋ３０は、０より大きく１以下の値で適当に設定する。また、車速記憶領域４８、ヨーレート記憶領域４９、横加速度記憶領域５０、操作素子操作速度記憶領域４７を初期化する（ステップＳＴ１１）。補助舵角演算部３５の入力インターフェース部５３を通して操作素子操作速度に係る信号３３ｓが入力される（ステップＳＴ１２）。ＣＰＵ４５は、入力された操作素子操作速度に係る信号３３ｓから操作素子操作速度がゼロかどうか判断する（ステップＳＴ１３）。もし、操作素子操作速度がゼロでないならば、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３をゼロとし（ステップＳＴ１４）、入力インターフェース部５３を通して入力される車速Ｖに係る信号１６ｓと、ヨーレートγに係る信号３８ｓと、横加速度Ｇに係る信号３９ｓと、操作素子操作速度ＶＨに係る信号３３ｓを、それぞれ車速記憶領域４８、ヨーレート記憶領域４９、横加速度記憶領域５０、操作素子操作速度記憶領域４７に更新し記憶する（ステップＳＴ１５）。次に、パラメータＫ１，Ｋ２，Ｋ３にゼロを代入する（ステップＳＴ１６）。ＣＰＵ４５は、Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖを演算する（ステップＳＴ１７）。次に、ＣＰＵ４５は、その演算結果を出力インターフェース５４を通して出力する（ＳＴ１８）。もし、ステップＳＴ１３で操作素子操作速度がゼロの場合、ＣＰＵ４５は、操作素子操作速度記憶領域４７に記憶されている操作素子操作速度に係る信号３３ｓを読み出し、今回入力された操作素子操作速度と記憶されていた前回の操作素子操作速度との差ＤＶＨを演算する（ステップＳＴ１９）。次に、ＣＰＵ４５は、その差ＤＶＨと所定値記憶領域に記憶された所定値ＶＶより大きいかどうか判断する（ステップＳＴ２０）。もし、その値が所定値ＶＶよりも小さければ、ステップＳＴ１４を実行する。ステップＳＴ２０で、もし、差ＤＶＨが所定値ＶＶよりも大きいならば、Ｋ１（Ｋ１＝Ｋ１０・ｅｘｐ（−Ｎ１）），Ｋ２（Ｋ２＝Ｋ２０・ｅｘｐ（−Ｎ２）），Ｋ３（Ｋ３＝Ｋ３０・ｅｘｐ（−Ｎ３））を演算する（ステップＳＴ２１）。
【００６２】
次に、（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）を演算する（ステップＳＴ２２）。そして、その値を出力インターフェース部５４を通して出力する（ステップＳＴ２３）。その後、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３のそれぞれに１を加算し（ステップＳＴ２４）、ステップＳＴ１２に戻る。この動作を、イグニッションスイッチがオンである限り所定の時間間隔で繰り返し実行する。
【００６３】
以上の動作により補正舵角を的確に算出し、その補正舵角信号３５ｓを加算演算部３６に出力する。それにより、（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ））が計算され、偏差演算部により、方位角偏差Ｅ（Ｅ＝Ｋ・θ−（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）））が演算され、実舵角演算部により、実舵角δ（δ＝Ｋｓ（Ｋ・θ−（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）））が演算され、モータが制御される。
【００６４】
その結果、方位指示角の入力が突然無くなった場合（ゼロになった場合）に、補正舵角演算部３５により演算された補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）に基づいて、車両挙動の急激な変化や、コースズレを抑制し、操縦性を向上させる。
【００６５】
次に、本実施形態に係る操舵装置による作用を図５で示すカーブを実際に曲がるときの動作により説明する。
【００６６】
本実施形態に係る操舵装置でのハンドルでは、図５（ａ）の曲線Ｂで示すカーブにさしかかった点Ａにおいて、図９と図１０で示した従来型方位ハンドルと同様ハンドルを回転し始め、図５（ｃ）の曲線ｃ３０に示すように徐々に回転角度は増加させ、そのとき、ハンドル回転速度は図５（ｂ）の曲線ｂ３０で示すある値を持ち、タイヤ舵角とヨーレートもそれぞれ図５（ｄ）の曲線ｄ３０と図５（ｅ）の曲線ｅ３０で示すように、ある一定の値を保つ。カーブを曲がっているときには、曲線ｃ３０で示すようにハンドル回転角度を増加させ続け、そのとき、ハンドル回転速度は図５（ｂ）の直線ｂ３０で示すように一定値であり、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ図５（ｄ）の曲線ｄ３０と図５（ｅ）の曲線ｅ３０で示すように、一定である。このとき補正舵角演算部３５での処理は、図４で示したフローチャートにおいて、ステップＳＴ１３の判断で操作素子操作速度がゼロではないので、ステップＳＴ１４からのフローを実行する。
【００６７】
図５に示すような円旋回中に、方位角入力手段（操作素子）により指示された方位指示角θの増加が急激にゼロになった場合、例えば、図５（ａ）の点Ｃで方位指示角の増加を急激にゼロとすると、操作素子操作速度演算部３３により図４で示した処理フローチャートのステップＳＴ２０において、所定値ＶＶより今回入力された操作素子操作速度と記憶されていた前回の操作素子操作速度との差ＤＶＨが大きいことからハンドルの回転速度が急激に変化したことを検出し、その時の方位指示角と、操作素子操作速度演算部３３と、舵角検出部２０と、舵角速度演算部３４と、車速検出部１６によって把握された各値と、車両状態値（ヨーレートγ、横加速度Ｇ等）に基づいて補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）が出力される。
【００６８】
そして、加算演算部３６において、補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）とＫｎ・ψが加算される。操作素子操作速度がゼロである限り、図４で示したフローチャートのステップＳＴ１３で判断され、ステップＳＴ１９以降が繰り返し、実行され、ステップＳＴ２１により、徐々にＫ１，Ｋ２，Ｋ３が減少して補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）が決定され、その補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）に基づいて偏差演算部２７において、方位角偏差Ｅ（Ｅ＝Ｋ・θ−（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）））が演算され、実舵角演算部２８において、実舵角δ（δ＝Ｋｓ（Ｋ・θ−（Ｋｎ・ψ＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）））を決定、発生させ、これにより車両の運動状態を滑らかに変化させ急激な挙動の変化を抑制する。
【００６９】
それにより、操作素子操作量θが図５（ｃ）の直線ｃ３１のように増加がゼロになった場合、図５（ｄ）の曲線ｄ３１に示すように、実舵角δは徐々に減少し、また、図５（ｅ）の曲線ｅ３１に示すようにヨーレートγも徐々に減少する。そして、図５（ａ）の曲線Ｉに示すように急激な挙動の変化を抑制することができる。
【００７０】
その後、運転者が操作を再開始した場合（方位指示角検出部により方位指示角の入力を検出した場合）には、補正舵角演算部３５での処理フローチャートにおいてステップＳＴ１３で操作素子操作速度がゼロでないことを判断し、ステップＳＴ１４からの処理が実行され、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３がゼロとされ、方位指示角を優先した制御を行う。その時の舵角は図５（ｃ）の曲線ｃ３３で示され、また、操舵角速度は図５（ｂ）の曲線ｂ３３で示すように、従来の操作に比べて操作負担は減少する。また、舵角δとヨーレートγの変化もそれぞれ図５（ｄ）の曲線ｄ３３と図５（ｅ）の曲線ｅ３３に示すように急激な変化は抑制される。
【００７１】
このように、本実施形態に係る操舵装置は、方位指示角の入力が突然無くなった場合（ゼロになった場合）に、補正値により車両挙動の急激な変化や、コースズレを抑制し、操縦性を向上させる。また、これにより、運転者が再操作後の操作素子の操作量は少なくてすむ。さらに、本発明による操作素子は切り戻し操作のいらない操作素子全てに適用できる。例えば、ハンドル以外には操縦桿や釦などが上げられる。
【００７２】
次に、本実施形態に係る操舵装置における制御装置の第２の具体例を説明する。第２の具体例では、第１の具体例における偏差演算部２７への入力と加算演算部３６への配置が異なるものであり、それ以外は、同様の構成となっている。図６は、本実施形態に係る操舵装置の第２の具体例のブロック構成図である。偏差演算部６０と加算演算部６１以外は、第１の具体例で説明した図２での符号と同様の符号を付して説明は省略する。そして、補助舵角演算部３５と加算演算部６１により、舵角補正部６２を構成する。
【００７３】
偏差演算部６０は、方位指示角対応部２６から出力される方位角目標値ｋ・θに係る信号２６ｓと、車両進行方位角演算部３０から出力される車両の現在の進行方位Ｋｎ・ψに係る信号３０ｓとの方位角偏差Ｅを求め、方位角偏差Ｅ（Ｅ＝Ｋ・θ−Ｋｎ・ψに係る信号６０ｓを実舵角演算部２８へ供給する。
【００７４】
加算演算部６１は、実舵角演算部２８から出力される実舵角δ（δ＝Ｋｓ（Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ））に係る信号２８ｓに補助舵角演算部３５から出力される補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）に係る信号３５ｓを加算し補正実舵角δ’を求め、補正実舵角δ’（δ’＝Ｋｓ（Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ）＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ））に係る信号６１ｓを実舵角モータ駆動部２９へ供給する。
【００７５】
次に、本実施形態に係る操舵装置による作用を図５で示すカーブを実際に曲がるときの動作により説明する。
【００７６】
本実施形態に係る操舵装置でのハンドルでは、図５（ａ）の曲線Ｂで示すカーブにさしかかった点Ａにおいて、図９と図１０で示した従来型方位ハンドルと同様ハンドルを回転し始め、図５（ｃ）の曲線ｃ３０に示すように徐々に回転角度は増加させ、そのとき、ハンドル回転速度は図５（ｂ）の曲線ｂ３０で示すある値を持ち、タイヤ舵角とヨーレートもそれぞれ図５（ｄ）の曲線ｄ３０と図５（ｅ）の曲線ｅ３０で示すように、ある一定の値を保つ。カーブを曲がっているときには、曲線ｃ３０で示すようにハンドル回転角度を増加させ続け、そのとき、ハンドル回転速度は図５（ｂ）の直線ｂ３０で示すように一定値であり、タイヤ舵角とヨーレートはそれぞれ図５（ｄ）の曲線ｄ３０と図５（ｅ）の曲線ｅ３０で示すように、一定である。このとき補正舵角演算部３５での処理は、図４で示したフローチャートにおいて、ステップＳＴ１３の判断で操作素子操作速度がゼロではないので、ステップＳＴ１４からのフローを実行する。
【００７７】
図５に示すような円旋回中に、方位角入力手段（操作素子）により指示された方位指示角θの増加が急激にゼロになった場合、例えば、図５（ａ）の点Ｃで方位指示角の増加をゼロとすると、操作素子操作速度演算部３３により図４で示した処理フローチャートのステップ２０において、所定値ＶＶより今回入力された操作素子操作速度と記憶されていた前回の操作素子操作速度との差ＤＶＨが大きいことからハンドルの回転速度が急激に変化したことを検出し、その時の方位指示角と、操作素子操作速度演算部３３と、舵角検出部と、舵角速度演算部と、車速検出部によって把握された各値と、車両状態値（ヨーレート、横加速度等）に基づいて補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）が出力される。
【００７８】
そして、偏差演算部において、（Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ）が演算され、実舵角演算部において、（Ｋｓ・（Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ））が演算され、加算演算部において、補正値（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ）と（Ｋｓ・（Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ））が加算され、補正実舵角δ’（δ’＝Ｋｓ・（Ｋ・θ−Ｋｎ・ψ）＋（Ｋ１・γ＋Ｋ２・Ｇ＋Ｋ３・Ｖ））が発生される。これにより車両の運動状態を滑らかに変化させ急激な挙動の変化を抑制する。
【００７９】
それにより、操作素子操作量θが図５（ｃ）の曲線ｃ３１のように増加がゼロになった場合、図５（ｄ）の曲線ｄ３１に示すように、実舵角δは徐々に減少し、また、図５（ｅ）の曲線ｅ３１に示すようにヨーレートγも徐々に減少する。そして、図５（ａ）の曲線Ｉに示すように急激な挙動の変化を抑制することができる。
【００８０】
その後、運転者が操作を再開始した場合（方位指示角検出部により方位指示角の入力を検出した場合）には、補正舵角演算部３５での処理フローチャートにおいてステップＳＴ１３で操作素子操作速度がゼロでないことを判断し、ステップＳＴ１４からの処理が実行され、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３がゼロとされ、方位指示角を優先した制御を行う。その時の舵角は図５（ｃ）の曲線ｃ３３で示され、また、操舵角速度は図５（ｂ）の曲線ｂ３３で示すように、従来の操作に比べて操作負担は減少する。また、舵角δとヨーレートγの変化もそれぞれ図５（ｄ）の曲線ｄ３３と図５（ｅ）の曲線ｅ３３に示すように急激な変化は抑制される。
【００８１】
このように、本実施形態に係る操舵装置は、方位指示角の入力が突然無くなった場合（ゼロになった場合）に、車両挙動の急激な変化や、コースズレを抑制し、操縦性を向上させる。また、これにより、運転者が再操作後の操作素子の操作量は少なくてすむ。さらに、本発明による操作素子は切り戻し操作のいらない操作素子全てに適用できる。例えば、ハンドル以外には操縦桿や釦などが上げられる。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００８３】
検知手段から出力される挙動度合いに係る信号に応じて駆動手段に与えられる舵角信号を補正する舵角補正手段を備えたため、旋回途中に操作素子操作を停止し方位指示角がゼロとなった場合でも、その時の方位指示角と、操作素子操作速度演算手段と、舵角検出手段と、舵角速度演算手段と、車速演算手段によって把握された各値と、車両状態（ヨーレート、横加速度等）によって、方位指示角が運転者の意思に反してゼロとなったのかを判断し、車両の挙動が急激に変化しないように、タイヤの舵角を適度に発生させるので、車両の挙動が急激に変化するときや、コースズレを抑制するようになり前述した問題点が解決させる。また、補助舵角演算手段からの指令により、補助舵角が発生しているため、運転者が操作素子操作を再開した後の操作負担が減少し、操縦性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る操舵装置の模式構造図である。
【図２】本実施形態の操舵装置における制御装置の第１の具体例のブロック構成図である。
【図３】補助舵角演算部の具体例を示す構成図である。
【図４】補助舵角演算プログラムに基づく処理フローチャートである。
【図５】本実施形態に係る操舵装置でのハンドルでのカーブにさしかかったときの（ａ）車両の軌跡と（ｂ）ハンドル角と（ｃ）ハンドルの回転速度（ｄ）舵角と（ｅ）ヨー角速度の変化を示す図である。
【図６】本実施形態の操舵装置における制御装置の第２の具体例のブロック構成図である。
【図７】従来の操舵装置における制御装置の第２の具体例のブロック構成図である。
【図８】従来の通常の操舵装置でのハンドルでのカーブにさしかかったときの（ａ）車両の軌跡と（ｂ）ハンドル角と（ｃ）ハンドルの回転速度（ｄ）舵角と（ｅ）ヨー角速度の変化を示す図である。
【図９】従来形方位ハンドルを有する操舵装置でのハンドルでのカーブにさしかかったときの（ａ）車両の軌跡と（ｂ）ハンドル角と（ｃ）ハンドルの回転速度（ｄ）舵角と（ｅ）ヨー角速度の変化を示す図である。
【図１０】従来形方位ハンドルを有する操舵装置でのハンドルでのカーブにさしかかったときの（ａ）車両の軌跡と（ｂ）ハンドル角と（ｃ）ハンドルの回転速度（ｄ）舵角と（ｅ）ヨー角速度の変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ 操舵装置
１１ 操作素子
１２ 回転軸
１３ 方位指示角検出部
１４ 反力発生モータ
１５ トルクセンサ
１６ 車速検出部
１７ 進行方向検出部
１８ 車両運動状態検出部
１９ 舵角発生モータ
２０ 舵角検出部
２１ タイヤ
２２ ＥＣＵ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering device, and more particularly, to a steer-by-wire steering device in which a traveling azimuth angle of a vehicle is controlled by an azimuth indicating angle of an operation element such as a steering wheel (steering wheel).
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873 discloses a steering device that controls the traveling azimuth angle of a vehicle using a steering angle of an operation element such as a steering wheel, that is, an azimuth instruction angle. A steering device described in Patent Literature 2 is known as a steering device that more stably controls the direction of the vehicle with respect to steering wheel operation.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-86222
[Patent Document 2]
JP-A-6-92250
[0004]
The steering device described in Patent Document 1 is a steering device having a power steering unit in which a steering wheel (steered wheel) is steered by an actuator. Steering instructing means for instructing an angle, traveling direction detecting means for detecting a vehicle traveling angle based on a predetermined absolute azimuth, and instructing the steering instructing means based on output signals of the steering instructing means and traveling direction detecting means And control means for controlling the power steering means so that the deviation between the detected traveling azimuth angle and the vehicle traveling angle detected by the traveling direction detection means becomes zero.
[0005]
The steering device described in Patent Literature 2 is input from steering instruction means for instructing the amount of change in the traveling direction of the vehicle with respect to the reference direction, traveling direction detecting means for detecting the amount of change in the traveling direction of the vehicle, and steering instruction means. A steering device having control means for controlling a steering mechanism such that an azimuth deviation between the traveling direction change amount detected by the traveling direction detection unit and the traveling direction change amount detected by the traveling direction detection unit becomes zero. A steering angle designating means for outputting a signal related to the steering angle based on the deviation is provided, and the steering angle designating means is configured to decrease the outputted steering angle with an increase in the vehicle speed.
[0006]
The conventional techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a traveling azimuth of a vehicle based on a predetermined absolute azimuth or a traveling in a predetermined absolute azimuth with respect to a driver's steering angle (azimuth indicating angle). The steering means is controlled so that the deviation from the direction becomes zero.
[0007]
FIG. 7 is a block diagram of a control device in a conventional steering device described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2. The control device 100 includes an azimuth input unit (operation element) 101, an azimuth pointing angle detection unit 102, a reaction force generation motor 103, an electronic control unit (ECU) 104, a steering angle generation motor 105, a vehicle 106, and an integration element 107. . The electronic control unit 104 includes an azimuth indicating angle corresponding unit (azimuth indicating angle gain) 108, a deviation calculating unit 109, an actual steering angle calculating unit 110, an actual steering angle motor driving unit 111, and a vehicle traveling azimuth calculating unit 112. , A reaction force calculation unit 113 and a reaction force motor drive unit 114. Further, the vehicle 106 includes a vehicle speed detection unit 115, a yaw rate detection unit 116, and a traveling direction detection unit 117.
[0008]
The azimuth input unit 101 is an operation element such as a steering wheel (steering wheel), and inputs a target azimuth by operating the operation element by a driver. For example, when the operating element is a steering wheel, the driver rotates the steering wheel, and inputs a target azimuth angle based on the rotated angle. The azimuth pointing angle detection unit 102 detects a target azimuth angle input by the driver from the azimuth angle input unit 101, and inputs a signal 102s relating to the steering wheel steering angle θ to the azimuth pointing angle corresponding unit 108 of the electronic control unit 104. . The reaction force generation motor 103 is controlled by the electronic control unit 104 and applies a reaction force to the azimuth input unit 101.
[0009]
The electronic control unit 104 includes a signal 102 s related to the steering wheel steering angle θ input from the azimuth indicating angle detection unit 102, a signal 115 s related to the vehicle speed V input from the vehicle speed detection unit 115 of the vehicle 106, and a traveling direction detection unit for the vehicle 106. A steering angle generation motor drive signal 111 s is output based on a signal 117 s relating to the traveling direction (yaw angle) 入 力 input from 117 to drive the steering angle generation motor 105. Further, the electronic control unit 104 outputs a reaction force generation motor drive signal for driving the reaction force generation motor 103 based on the signal 102 s related to the steering wheel steering angle θ and the signal 115 s related to the vehicle speed V.
[0010]
When the driver inputs a target azimuth angle from the azimuth input unit 101 by this control device, the steering angle generation motor 105 operates, the actual steering angle is given to the vehicle 106, and the traveling direction of the vehicle 106 changes. A yaw rate corresponding to the change is generated. Then, a change in the traveling direction of the vehicle 106 is obtained in a form integrated by the integration term 107, and the azimuth of the vehicle is controlled based on the value.
[0011]
The azimuth pointing angle corresponding unit 108 of the electronic control unit 104 outputs a signal 108s related to the azimuth target value K · θ based on the signal 102s related to the steering wheel steering angle θ detected by the azimuth pointing angle detection unit 102. The ratio K between the steering wheel steering angle θ and the azimuth target value K · θ can be set arbitrarily.
[0012]
When the ratio K is set to 1.0, the steering wheel steering angle θ becomes equal to the azimuth target value K · θ. That is, when the azimuth input unit (handle) 101 is rotated by 180 degrees, if the current heading of the vehicle is north, the azimuth target value K · θ is changed to south. When the ratio K is set to 0.5 and the azimuth input unit (handle) 101 is rotated 180 degrees to the right, the azimuth target value K · θ becomes 90 degrees to the right with respect to the traveling direction of the vehicle ( For example, the traveling direction changes from north to east.
[0013]
The vehicle traveling azimuth calculation unit 112 is based on a signal 117s related to the yaw angle あ る, which is a value obtained by integrating the yaw rate output from the traveling direction detection unit 117, and a signal 115s related to the vehicle speed V obtained from the vehicle speed detection unit 115. The signal 112s relating to the current traveling direction Kn · ψ of the obtained vehicle is output.
[0014]
The deviation calculator 109 calculates the signal 108 s related to the azimuth target value K · θ output from the azimuth pointing angle corresponding unit 108 and the current travel azimuth Kn · ψ of the vehicle output from the vehicle travel azimuth calculator 112. An azimuth deviation E (E = KＫθ-Knψ) is obtained from the signal 112s and a signal 109s relating to the azimuth deviation E is supplied to the actual steering angle calculation unit 110.
[0015]
The actual steering angle calculation unit 110 outputs a signal 110s related to the actual steering angle δ based on the signal 109s related to the azimuth angle deviation E and the signal 115s related to the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection unit 115. The actual steering angle calculation unit 110 is constituted by a conversion table that stores a preset actual steering angle δ corresponding to each azimuth angle deviation E and each vehicle speed V using, for example, a ROM. The actual steering angle calculation unit 110 may be configured to calculate and output the actual steering angle δ based on a function formula or the like registered in advance.
[0016]
The actual steering angle motor drive unit 111 outputs a steering angle generation motor drive signal 111s for driving the steering angle generation motor 105 based on the signal 110s related to the actual steering angle δ output from the actual steering angle calculation unit 110. Make up. The steering angle generating motor 105 includes a gear mechanism and the like, and in a configuration in which the steering angle of the vehicle is controlled based on the polarity and the current value of the motor current supplied to the DC motor, the actual steering angle motor driving unit 111 A preset motor current is supplied with a preset polarity corresponding to δ. When the steering angle generating motor 105 is configured using a pulse motor or the like, the actual steering angle motor driving unit 111 is configured to supply a required number of forward or reverse rotation pulses.
[0017]
The reaction force calculation unit 113 outputs a signal 113s relating to the reaction torque target value T based on the signal 109s relating to the azimuth deviation E and the signal 115s relating to the vehicle speed V. The reaction force calculation unit 113 is constituted by a conversion table storing a reaction force target value T set in advance corresponding to each azimuth angle deviation E and each vehicle speed V using a ROM or the like, for example. Note that the reaction force calculation unit 113 may be configured to calculate and output the reaction force torque target value T based on a function formula or the like registered in advance.
[0018]
The reaction force motor drive section 114 outputs a reaction force generation motor drive signal 114s for driving the reaction force generation motor based on the signal 113s related to the reaction force target value T output from the reaction force calculation section 113.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
The control method according to the prior art detects a yaw angular velocity (yaw rate) by a yaw rate gyro (yaw rate detection unit) from a behavior of a vehicle generated with respect to an azimuth indicating angle input from an operation element, integrates the value, and integrates the yaw angle ψ And control so that the deviation between the azimuth indicating angle and the yaw angle becomes zero, which facilitates the steering of the vehicle.However, always operate the operating element and keep turning the steering wheel while turning. Is assumed.
[0020]
In order to explain the above, FIGS. 8 to 10 show curves of a vehicle having a conventional normal handle and a vehicle having a handle (conventional directional handle) described in Patent Documents 1 and 2. 5 shows changes over time of a steering wheel rotation angle, a steering wheel rotation speed, a tire steering angle, and a yaw rate when turning. In the conventional ordinary handle, the handle starts to be rotated at a point A which is approaching the curve B shown in FIG. 8A, and the handle rotation angle is increased as shown by the curve c1 in FIG. 8C. At that time, the steering wheel rotation speed has a certain value shown by a straight line b1 in FIG. 8B, and the tire steering angle and the yaw rate are respectively shown by a straight line d1 in FIG. 8D and a straight line e1 in FIG. 8E. To increase. When the curve B shown in FIG. 8A is curved, the steering wheel rotation angle is constant as shown by a straight line c2 in FIG. 8C, and at that time, the steering wheel rotation speed is as shown in FIG. The tire steering angle and the yaw rate are constant as shown by the straight line d2 in FIG. 8D and the straight line e2 in FIG. 8E, respectively. When the vehicle goes straight ahead at the point c from the curve B shown in FIG. 8A, the steering wheel is rotated so that the handle rotation angle becomes zero as shown by a straight line c3 in FIG. 8C. At this time, the steering wheel rotation speed is a value having a sign opposite to the value shown by the straight line b1 as shown by a straight line b3 in FIG. 8B, and the tire steering angle and the yaw rate are respectively shown in FIG. As shown by a straight line d3 and a straight line e3 in FIG.
[0021]
On the other hand, in the handle (conventional directional handle) described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, at a point A approaching a curve indicated by a curve B in FIG. 9) gradually increases the rotation angle as shown by the curve c10. At that time, the steering wheel rotation speed has a certain value as shown by the straight line b10 in FIG. As shown by a straight line d10 in d) and a straight line e10 in FIG. 9E, a constant value is maintained. When the curve B shown in FIG. 9 is bent, the steering wheel rotation angle is continuously increased as shown by a curve c10 in FIG. 9C, and at that time, the steering wheel rotation speed is a constant value as shown by a straight line b10. The tire steering angle and the yaw rate are constant as shown by the straight line d10 and the straight line e10, respectively. When the vehicle goes straight ahead at the point c from the curve B shown in FIG. 9A, the rotation of the handle is stopped, and the handle rotation angle is kept at a constant value as shown by a straight line C11 in FIG. 9C. At that time, the steering wheel rotation speed becomes zero as shown by b11 in FIG. 9B, and the tire steering angle and the yaw rate become zero as shown by the straight lines d11 and e11, respectively.
[0022]
According to the conventional azimuth steering wheel, if the operation element operation (steering wheel steering) is stopped during turning, the azimuth indicating angle becomes zero, and the value output from the vehicle traveling azimuth calculating unit 112 also becomes zero. Therefore, the tire actual steering angle is controlled to be zero (neutral position). As a result, the behavior of the vehicle rapidly changes, and the vehicle stops turning (straight running state). For example, it is assumed that the handlebar rotation angle is constant in the middle of the curve (point D) shown by the curve B in FIG. This is indicated by a straight line c12 in FIG. At this time, the steering wheel rotation speed becomes zero as shown by the straight line b12, the tire steering angle becomes zero as shown by the straight line d12, and the yaw rate also becomes zero as shown by the straight line e12. Go straight along the straight line E in a).
[0023]
FIG. 10 shows the trajectory of the vehicle, the operation element operation speed, the operation amount of the operation element, the tire steering angle, and the yaw rate when the operation of the operation element is suddenly stopped during turning and corrective steering is performed with the conventional direction steering wheel. Of FIG. The change along the locus of the curve B is the same as that shown in FIG. At a point F in the middle of the curve B, the change in the operation amount of the operation element is set to zero as shown in FIG. 10C and the change along the straight line c20 is obtained as shown in FIG. 10B. The operation speed is constant at zero as indicated by a straight line b20, and the tire steering angle and the yaw rate are constant at zero as indicated by a straight line d20 in FIG. 10D and a straight line e20 in FIG. 10E. At this time, the trajectory of the vehicle runs along a straight line G as shown in FIG. Then, it deviates from the curve B which is the trajectory of the vehicle in the change of the curve c10 shown in FIG. 9C in which the operation amount of the operation element is continuously changed. In order to make a turn without deviating from the road surface, when approaching the point H in FIG. 10A, the operation element is moved more quickly by an operation amount as indicated by a curve c21 in FIG. As shown by a curve d22 in FIG. 10 (d), it is necessary to generate a steering angle on the tire and turn sharply. The time change of the yaw rate at this time is indicated by a curve e22, and the operation speed is indicated by a curve b22 in FIG. As described above, since the yaw angle that determines the traveling direction of the vehicle is an integral of the yaw rate, it is necessary to execute the operation of the operation element in a short time. The trajectory of the vehicle at this time is shown by a curve I in FIG.
[0024]
As described above, in the conventional azimuth steering wheel, when the operation of the operation element is suddenly stopped during turning, that is, when the azimuth indicating angle suddenly becomes zero, the traveling azimuth angle of the vehicle is also determined from the control law. Since the actual steering angle of the tire is controlled to be zero so that it becomes zero, the turning behavior of the vehicle suddenly changes and corrective steering is required, or deviation from the course intended by the driver There is a problem that occurs.
[0025]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problem and to suppress a sudden change in vehicle behavior and a course deviation when the input of the azimuth indicating angle suddenly disappears (when it becomes zero), thereby improving maneuverability. It is to provide a steering device.
[0026]
Means and action for solving the problem
The steering device according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.
[0027]
The first steering device (corresponding to claim 1) includes: a driving unit that steers the steered wheels by mechanically separating the operating element and the steered wheels; a detecting unit that detects a degree of behavior of the vehicle; In a steering device including a control unit that controls the operation of the driving unit so that the steering angle of the element and the traveling azimuth angle of the vehicle match, the steering unit is provided to the driving unit in accordance with a signal related to the degree of behavior output from the detection unit. It is characterized by having a steering angle correction means for correcting a steering angle signal.
[0028]
According to the first steering apparatus, since the steering device includes the steering angle correction unit that corrects the steering angle signal given to the driving unit in accordance with the signal related to the degree of behavior output from the detection unit, the operation of the operation element is stopped during turning. Even when the azimuth indicating angle becomes zero, the azimuth indicating angle at that time, the operating element operation speed calculating unit, the steering angle detecting unit, the steering angular speed calculating unit, and each value grasped by the vehicle speed calculating unit, Judgment is made based on the vehicle state (yaw rate, lateral acceleration, etc.) as to whether the azimuth indicating angle has become zero against the driver's intention, and the steering angle of the tire is appropriately generated so that the behavior of the vehicle does not suddenly change Therefore, when the behavior of the vehicle changes abruptly, or a course deviation can be suppressed. Further, since the auxiliary steering angle is generated by a command from the auxiliary steering angle calculation unit as the steering angle correction means, the operation burden after the driver resumes the operation of the operation element is reduced, and the maneuverability can be improved. .
[0029]
In the second steering device (corresponding to claim 2), in the above-described configuration, preferably, the detection means preferably includes at least one of a vehicle speed, a yaw rate, a lateral acceleration, a steering angle, a steering angle speed, an azimuth instruction angle, and an operation element operation speed. It is characterized by detecting one.
[0030]
According to the second steering device, the detecting unit detects at least one of the vehicle speed, the yaw rate, the lateral acceleration, the steering angle, the steering angular speed, the azimuth instruction angle, and the operation element operation speed, and thus determines the degree of behavior of the vehicle. It can be detected accurately.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0032]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of a steering device according to an embodiment of the present invention. The steering device 10 includes an azimuth indicating angle detection unit 13 provided on a steering shaft 12 connected to an azimuth input unit (operation element (handle)) 11, a reaction force generation motor 14, a torque sensor 15, a vehicle speed detection unit. 16, a traveling direction detecting unit 17, a vehicle motion state detecting unit 18, a steering angle generating motor 19, a steering angle detecting unit 20, a tire (steered wheel) 21, and an electronic control unit (ECU) 22. The steering shaft 12 is rotatably instructed to a vehicle body or the like (not shown).
[0033]
The azimuth input unit (operation element) 11 is an operation element such as a steering wheel (steering wheel), and inputs a target azimuth by operating the operation element by a driver. For example, when the operating element is a steering wheel, the driver rotates the steering wheel, and inputs a target azimuth angle based on the rotated angle.
[0034]
The azimuth indicating angle detection unit 13 detects a target azimuth angle input by the driver from the azimuth input unit (operation element) 11 and inputs a signal related to the steering wheel steering angle θ to the electronic control unit (ECU) 22. That is, by detecting the rotation of the steering shaft 12 using a rotary encoder or the like, a signal 13s relating to the target azimuth from a predetermined position of the azimuth input unit 11 is supplied to the ECU 22. The azimuth indicating angle θ represents an azimuth angle with the above-mentioned predetermined position as an absolute azimuth such as, for example, north, or the current traveling azimuth of the vehicle.
[0035]
The reaction force generation motor 14 is controlled by an electronic control unit (ECU) 22 to apply a reaction force to the azimuth input unit 11. The reaction force generation motor 14 includes a gear mechanism (not shown) and the like. The configuration is such that a steering reaction force corresponding to the magnitude of the supplied motor current 14a is given.
[0036]
The torque sensor 15 detects a steering torque input from the operation element 11 and outputs a steering torque signal to the ECU 22.
[0037]
The vehicle speed detection unit 16 supplies a signal 16s relating to the vehicle speed V to the ECU 22. The traveling direction detecting unit 17 inputs to the ECU 22 a signal 17s relating to the yaw angle し た obtained by integrating the yaw rate γ detected by the yaw rate gyro or the like.
[0038]
The vehicle motion state detection unit 18 inputs a signal relating to a vehicle motion state such as a yaw rate, a lateral acceleration, and a vehicle speed to the ECU 22.
[0039]
The steering angle generation motor 19 is configured to steer a steered wheel (tire) 21 based on a steering drive signal 19 b output from the ECU 22.
[0040]
The steering angle detector 20 detects an actual steering angle and outputs a signal related to the actual steering angle to the ECU 22.
[0041]
Then, the ECU 22 receives the signal 13s relating to the steering angle θ, the signal 17s relating to the yaw angle ψ, the signal 16s relating to the vehicle speed V and the signal relating to the vehicle motion state as inputs, and determines the polarity of the current of the reaction force generating motor and A current value is controlled to apply a steering reaction force to the operation element (handle) 11, and as shown in FIG. 2, a steering angle generation motor is controlled to control the azimuth angle ψ of the vehicle in accordance with the azimuth instruction angle θ. It is configured as follows.
[0042]
FIG. 2 is a block diagram of a first specific example of the control device in the steering device of the present embodiment. The control device 10a of the steering device 10 includes an azimuth input unit (operation element) 11, an azimuth instruction angle detection unit 13, a reaction force generation motor 14, an electronic control unit (ECU) 22, a steering angle generation motor 19, and a steering angle detection unit. 20, a vehicle 24 and an integration element 25. The electronic control unit 22 includes an azimuth indicating angle corresponding unit (azimuth indicating angle gain) 26, a deviation calculating unit 27, an actual steering angle calculating unit 28, an actual steering angle motor driving unit 29, and a vehicle traveling azimuth calculating unit 30. , A reaction force calculation unit 31, a reaction force motor drive unit 32, an operation element operation speed calculation unit 33, a steering angle speed calculation unit 34, an auxiliary steering angle calculation unit 35, and an addition calculation unit 36. Further, the vehicle 24 includes a vehicle speed detector 16, a traveling direction detector 17, a yaw rate detector 38, and a lateral acceleration detector 39. Then, from the auxiliary steering angle calculation unit 35 and the addition calculation unit 36, the behavior degree of the vehicle including the vehicle speed, the yaw rate, the lateral acceleration, the steering angle, the steering angle speed, the azimuth instruction angle, and the operation element operation speed is detected. The steering angle correction unit 40 that corrects the steering angle accordingly.
[0043]
The azimuth input unit 11 is an operation element such as a steering wheel, and inputs a target azimuth by operating the operation element by a driver. For example, when the operating element is a steering wheel, the driver rotates the steering wheel, and inputs a target azimuth angle based on the rotated angle. The azimuth indicating angle detection unit 13 detects a target azimuth angle input by the driver from the azimuth angle inputting unit 11 and inputs a signal 13s related to the steering wheel steering angle θ to the azimuth indicating angle corresponding unit 26 of the electronic control unit 22. . The reaction force generating motor 14 is controlled by the electronic control unit 22 and applies a reaction force to the azimuth input unit 11.
[0044]
The electronic control unit 22 receives a signal 13 s related to the steering wheel steering angle θ input from the azimuth indicating angle detection unit 13, a signal 20 s related to the steering angle δ input from the steering angle detection unit 20, and the vehicle speed detection unit 16 of the vehicle 24. A steering angle generation motor drive signal based on the input signal 16s relating to the vehicle speed V, the traveling direction (yaw angle) input from the traveling direction detector 17 of the vehicle 24, and the lateral acceleration signal input from the lateral acceleration detector 39. 29s is output, and the steering angle generation motor 19 is driven. The electronic control unit 22 outputs a reaction force generation motor drive signal 32s for driving the reaction force generation motor 14 based on the signal 13s relating to the steering wheel steering angle θ and the signal 16s relating to the vehicle speed V.
[0045]
When the driver inputs a target azimuth from the azimuth input unit 11 using the steering device 10, the steering angle generation motor 19 is operated, and the actual steering angle is given to the vehicle 24, and the traveling direction of the vehicle 24 changes. , A yaw rate and a lateral acceleration corresponding to the change are generated. The azimuth of the vehicle is controlled in such a manner that the change in the traveling direction of the vehicle 24 is integrated by the integration term 25.
[0046]
The azimuth indicating angle corresponding unit 26 of the electronic control unit 22 outputs a signal 26 s related to the azimuth target value K · θ based on the signal 13 s related to the steering wheel steering angle θ detected by the azimuth indicating angle detecting unit 13. The ratio K between the steering wheel steering angle θ and the azimuth target value K · θ can be set arbitrarily.
[0047]
When the ratio K is set to 1.0, the steering wheel steering angle θ becomes equal to the azimuth target value K · θ. That is, when the azimuth input unit (handle) 11 is rotated by 180 degrees, if the current heading of the vehicle is north, the azimuth target value K · θ is changed to south. When the ratio K is set to 0.5 and the azimuth input unit (handle) 11 is rotated 180 degrees to the right, the azimuth target value K · θ becomes 90 degrees to the right with respect to the traveling direction of the vehicle ( For example, the traveling direction changes from north to east.
[0048]
The vehicle traveling azimuth calculating unit 30 converts a signal 17s related to the yaw angle ψ obtained by integrating the yaw rate γ output from the traveling direction detecting unit 17 and a signal 16s related to the vehicle speed V obtained from the vehicle speed detecting unit 16 into a signal 16s. A signal 30 s relating to the current traveling direction Kn · ψ of the vehicle obtained based on this is output.
[0049]
The operation element operation speed calculation unit 33 outputs a signal 33 s relating to a value obtained by differentiating the azimuth indicating angle θ output from the azimuth indicating angle detecting unit 13.
[0050]
The steering angular speed calculation unit 34 outputs a signal 34s relating to the steering angular speed which is a value obtained by differentiating the steering angle output from the steering angle detection unit 20.
[0051]
The auxiliary steering angle calculation unit 35 of the steering angle correction unit 40 includes a signal 34 s related to the steering angle speed output from the steering angle speed calculation unit 34, a signal 20 s related to the steering angle output from the steering angle detection unit 20, and vehicle speed detection. A signal 16 s related to the vehicle speed V output from the unit 16, a signal 39 s related to the lateral acceleration G output from the lateral acceleration detector 39, a signal 38 s related to the yaw rate γ output from the yaw rate detector 38, A signal 33s related to the operating element operating speed VH output from the operating speed calculating unit 33 and a signal 13s related to the azimuth indicating angle θ output from the azimuth indicating angle detecting unit 13 are input, and a correction signal is generated based on these signals. Is output. For example, the auxiliary steering angle calculator 35 is configured to calculate and output a correction value based on a function formula or the like registered in advance. A conversion table using a ROM or the like and storing correction values set in advance corresponding to each steering angular velocity, each steering angle, each vehicle speed, each lateral acceleration, each yaw rate, each operation element operation speed, and each azimuth instruction angle. May be configured.
[0052]
The addition operation unit 36 adds the correction value (K) output from the auxiliary steering angle operation unit 35 to the signal 30 s related to the current heading direction Kn · ψ of the vehicle output from the vehicle heading angle calculation unit 30. 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V) is added to correct the corrected azimuth angle (Kn · ψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V)), and the corrected advancing azimuth (Kn · ψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 (V) The signal 36s according to ()) is supplied to the deviation calculator 27.
[0053]
The deviation calculating unit 27 includes a signal 26 s related to the azimuth target value K · θ output from the azimuth indicating angle corresponding unit 26 and a current corrected traveling azimuth (Kn · ψ + ( K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V)) and the azimuth deviation E with respect to the signal 36s, and the azimuth deviation E (E = KＥθ- (Knψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 V) The signal 27s according to ()) is supplied to the actual steering angle calculating unit 28.
[0054]
The actual steering angle calculator 28 outputs a signal 28 s related to the actual steering angle δ based on the signal 27 s related to the azimuth angle deviation E and the signal 16 s related to the vehicle speed V detected by the vehicle speed detector 16. The actual steering angle calculation unit 28 is constituted by a conversion table storing a preset actual steering angle δ corresponding to each azimuth angle deviation E and each vehicle speed V using, for example, a ROM or the like. The actual steering angle calculator 28 may be configured to calculate and output the actual steering angle δ based on a function formula or the like registered in advance.
[0055]
The actual steering angle motor drive unit 29 is configured to output a steering drive signal 29s for driving the steering angle generation motor 19 based on a signal 28s related to the steering target value δ output from the actual steering angle calculation unit 28. I have. The steering angle generation motor 19 includes a gear mechanism and the like, and in the case of a configuration in which the steering angle of the vehicle is controlled based on the polarity and the current value of the motor current supplied to the DC motor, the actual steering angle motor driving unit 29 A preset motor current is supplied with a preset polarity corresponding to δ. When the steering angle generation motor 19 is configured using a pulse motor or the like, the actual steering angle motor drive unit 29 is configured to supply a required number of forward or reverse rotation pulses.
[0056]
The reaction force calculator 31 outputs a signal 31s related to the reaction torque target value T based on the signal 27s related to the azimuth deviation E and the signal 16s related to the vehicle speed V. The reaction force calculation unit 31 is constituted by a conversion table storing a reaction force torque target value T set in advance corresponding to each azimuth angle deviation E and each vehicle speed V, using, for example, a ROM. Note that the reaction force calculation unit 31 may be configured to calculate and output the reaction force torque target value T based on a function formula or the like registered in advance.
[0057]
The reaction force motor drive section 32 outputs a reaction force generation motor drive signal 32s for driving the reaction force generation motor 14 based on the reaction force target value T output from the reaction force calculation section 31.
[0058]
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a specific example of the auxiliary steering angle calculation unit 35. The auxiliary steering angle calculation unit 35 is provided in the ECU 22 and has a configuration including a CPU 45 and a memory 46. The memory 46 includes an operation element operation speed storage area 47, a vehicle speed storage area 48, a yaw rate storage area 49, a lateral acceleration storage area 50, a tire steering angular velocity storage area 51, and a corrected steering angle calculation program storage area 52.
[0059]
The input interface unit 53, the output interface unit 54, the CPU 45, and the memory 46 are connected by buses 55, 56, and 57. The input interface unit 53 includes a signal 34 s related to the steering angular speed output from the steering angular speed calculation unit 34, a signal 20 s related to the steering angle output from the steering angle detection unit 20, and the vehicle speed output from the vehicle speed detection unit 16. The signal 16s relating to V, the signal 39s relating to the lateral acceleration outputted from the lateral acceleration detector 39, the signal 38s relating to the yaw rate outputted from the yaw rate detector 38, and the signal outputted from the operation element operation speed calculator 33. A signal 33 s related to the operation element operation speed and a signal 13 s related to the azimuth indicating angle θ output from the azimuth indicating angle detecting unit 13 are input, and a signal (correction signal) 35 s related to the correction value is output from the output interface unit 54. Is output.
[0060]
The operation element operation speed storage area 47 is an area for storing a signal 33s related to the operation element operation speed input from the input interface unit 53. The vehicle speed storage area 48 is an area for storing a signal 16s relating to the vehicle speed V input from the input interface unit 53. The yaw rate storage area 49 is an area for storing a signal related to the yaw rate input from the input interface unit 53. The lateral acceleration storage area 50 is an area for storing a signal 39s relating to the lateral acceleration input from the input interface unit 53. The corrected steering angle calculation program storage area 52 is an area in which a processing program for performing an auxiliary steering angle calculation is stored.
[0061]
FIG. 4 is a flowchart of a process based on the auxiliary steering angle calculation program. When the ignition switch is turned on and the program starts, first, the parameter N required for the calculation is set. 1 , N 2 , N 3 With the initial value 0, and K 1 , K 2 , K 3 To the initial value K 10 , K 20 , K 30 (Step ST10). This initial value K 10 , K 20 , K 30 Is appropriately set to a value greater than 0 and equal to or less than 1. Further, the vehicle speed storage area 48, the yaw rate storage area 49, the lateral acceleration storage area 50, and the operation element operation speed storage area 47 are initialized (step ST11). A signal 33s relating to the operation element operation speed is input through the input interface unit 53 of the auxiliary steering angle calculation unit 35 (step ST12). The CPU 45 determines whether or not the operation element operation speed is zero based on the input signal 33s relating to the operation element operation speed (step ST13). If the operating speed of the operating element is not zero, N 1 , N 2 , N 3 Is set to zero (step ST14), a signal 16s relating to the vehicle speed V, a signal 38s relating to the yaw rate γ, a signal 39s relating to the lateral acceleration G, and a signal 33s relating to the operating element operation speed VH are inputted through the input interface unit 53. Are updated and stored in the vehicle speed storage area 48, the yaw rate storage area 49, the lateral acceleration storage area 50, and the operation element operation speed storage area 47, respectively (step ST15). Next, the parameter K 1 , K 2 , K 3 Is substituted for zero (step ST16). The CPU 45 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 Calculate V (step ST17). Next, the CPU 45 outputs the calculation result through the output interface 54 (ST18). If the operation element operation speed is zero in step ST13, the CPU 45 reads out the signal 33s relating to the operation element operation speed stored in the operation element operation speed storage area 47, and stores the currently input operation element operation speed and the stored value. A difference DVH from the previous operation element operation speed is calculated (step ST19). Next, the CPU 45 determines whether or not the difference DVH is larger than the predetermined value VV stored in the predetermined value storage area (step ST20). If the value is smaller than the predetermined value VV, step ST14 is executed. In step ST20, if the difference DVH is larger than the predetermined value VV, K 1 (K 1 = K 10 ・ Exp (-N 1 )), K 2 (K 2 = K 20 ・ Exp (-N 2 )), K 3 (K 3 = K 30 ・ Exp (-N 3 )) Is calculated (step ST21).
[0062]
Next, (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 V) is calculated (step ST22). Then, the value is output through the output interface unit 54 (step ST23). Then N 1 , N 2 , N 3 Is incremented by 1 (step ST24), and the process returns to step ST12. This operation is repeatedly performed at predetermined time intervals as long as the ignition switch is on.
[0063]
With the above operation, the corrected steering angle is accurately calculated, and the corrected steering angle signal 35s is output to the addition operation unit 36. Thereby, (Kn · ψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V)) is calculated and the azimuth deviation E (E = KＫθ- (Knψψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V))) is calculated, and the actual steering angle δ (δ = Ks (K · θ− (Kn · ψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 ・ V))) is calculated and the motor is controlled.
[0064]
As a result, when the input of the azimuth indicating angle suddenly disappears (when it becomes zero), the correction value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 -Based on V), abrupt changes in vehicle behavior and course deviation are suppressed, and maneuverability is improved.
[0065]
Next, the operation of the steering device according to the present embodiment will be described with reference to the operation when actually turning the curve shown in FIG.
[0066]
In the steering wheel of the steering device according to the present embodiment, at a point A approaching the curve indicated by the curve B in FIG. 5A, the steering wheel starts to rotate similarly to the conventional direction steering wheel illustrated in FIGS. As shown by a curve c30 in FIG. 5C, the rotation angle is gradually increased. At this time, the steering wheel rotation speed has a certain value shown by a curve b30 in FIG. 5B, and the tire steering angle and the yaw rate are also shown in FIG. As shown by the curve d30 in FIG. 5D and the curve e30 in FIG. 5E, a certain value is maintained. When the vehicle is turning, the steering wheel rotation angle is continuously increased as shown by a curve c30. At this time, the steering wheel rotation speed is a constant value as shown by a straight line b30 in FIG. Are constant as shown by a curve d30 in FIG. 5D and a curve e30 in FIG. 5E, respectively. At this time, in the processing in the correction steering angle calculation unit 35, in the flowchart shown in FIG. 4, since the operation element operation speed is not zero in the determination in step ST13, the flow from step ST14 is executed.
[0067]
When the increase in the azimuth indicating angle θ specified by the azimuth input means (operation element) suddenly becomes zero during the circular turning as shown in FIG. 5, for example, the azimuth at the point C in FIG. Assuming that the increase in the instruction angle is suddenly reduced to zero, the operation element operation speed that has been stored this time from the predetermined value VV and stored in step ST20 of the processing flowchart shown in FIG. Since the difference DVH from the operation element operation speed is large, it is detected that the rotation speed of the steering wheel has changed abruptly, and the azimuth indicating angle at that time, the operation element operation speed calculation unit 33, the steering angle detection unit 20, the steering angle A correction value (K) based on each value obtained by the angular velocity calculation unit 34 and the vehicle speed detection unit 16 and a vehicle state value (yaw rate γ, lateral acceleration G, and the like). 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 ・ V) is output.
[0068]
Then, the correction value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 V) and Kn · ψ are added. As long as the operating speed of the operating element is zero, the determination is made in step ST13 of the flowchart shown in FIG. 4, and steps from step ST19 are repeated and executed. 1 , K 2 , K 3 Decreases and the correction value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 V) is determined and its correction value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 The azimuth deviation E (E = K · θ− (Kn · ψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V))) is calculated, and the actual steering angle calculating section 28 calculates the actual steering angle δ (δ = Ks (K · θ− (Kn · ψ + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 V))) is determined and generated, thereby smoothly changing the motion state of the vehicle and suppressing a sudden change in behavior.
[0069]
Accordingly, when the increase in the operation element operation amount θ becomes zero as indicated by the straight line c31 in FIG. 5C, the actual steering angle δ gradually decreases as indicated by the curve d31 in FIG. 5D. The yaw rate γ also gradually decreases as shown by a curve e31 in FIG. And, as shown by the curve I in FIG. 5A, a sudden change in the behavior can be suppressed.
[0070]
Thereafter, when the driver restarts the operation (when the input of the azimuth pointing angle is detected by the azimuth pointing angle detection unit), the operation element operation speed is reduced in step ST13 in the processing flowchart of the correction steering angle calculation unit 35. It is determined that it is not zero, the processing from step ST14 is executed, and K 1 , K 2 , K 3 Is set to zero, and control giving priority to the azimuth indicating angle is performed. The steering angle at that time is indicated by a curve c33 in FIG. 5C, and the steering angular speed is reduced as compared with the conventional operation, as indicated by a curve b33 in FIG. 5B. Also, the changes of the steering angle δ and the yaw rate γ are suppressed from abrupt changes as shown by a curve d33 in FIG. 5D and a curve e33 in FIG. 5E, respectively.
[0071]
As described above, the steering device according to the present embodiment suppresses a sudden change in vehicle behavior and a course deviation by the correction value when the input of the azimuth indicating angle suddenly disappears (when the input of the azimuth indicating angle becomes zero), thereby improving the maneuverability. Improve. In addition, the amount of operation of the operation element by the driver after re-operation can be reduced. Furthermore, the operating element according to the present invention can be applied to all operating elements that do not require a switchback operation. For example, a control stick, a button, or the like may be used in addition to the handle.
[0072]
Next, a second specific example of the control device in the steering device according to the present embodiment will be described. The second specific example is different from the first specific example in the input to the deviation calculation unit 27 and the arrangement in the addition calculation unit 36, and otherwise has the same configuration. FIG. 6 is a block diagram of a second specific example of the steering device according to the present embodiment. Components other than the deviation calculation unit 60 and the addition calculation unit 61 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 described in the first specific example, and description thereof is omitted. The steering angle correction unit 62 is configured by the auxiliary steering angle calculation unit 35 and the addition calculation unit 61.
[0073]
The deviation calculating unit 60 calculates a signal 26 s related to the azimuth target value k · θ output from the azimuth indicating angle corresponding unit 26 and the current traveling azimuth Kn · ψ of the vehicle output from the vehicle traveling azimuth calculating unit 30. The azimuth deviation E with respect to the signal 30s is obtained, and the signal 60s relating to the azimuth deviation E (E = K ・ θ-Knψ) is supplied to the actual steering angle calculator 28.
[0074]
The addition operation unit 61 corrects the signal 28s related to the actual steering angle δ (δ = Ks (K · θ−Kn · ψ)) output from the actual steering angle operation unit 28 and outputs the signal 28s from the auxiliary steering angle operation unit 35. Value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 The corrected actual steering angle δ ′ is obtained by adding the signal 35 s relating to V), and the corrected actual steering angle δ ′ (δ ′ = Ks (K · θ−Kn · ψ) + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 -The signal 61s according to (V)) is supplied to the actual steering angle motor drive unit 29.
[0075]
Next, the operation of the steering device according to the present embodiment will be described with reference to the operation when actually turning the curve shown in FIG.
[0076]
In the steering wheel of the steering device according to the present embodiment, at a point A approaching the curve indicated by the curve B in FIG. 5A, the steering wheel starts to rotate similarly to the conventional direction steering wheel illustrated in FIGS. As shown by a curve c30 in FIG. 5C, the rotation angle is gradually increased. At this time, the steering wheel rotation speed has a certain value shown by a curve b30 in FIG. 5B, and the tire steering angle and the yaw rate are also shown in FIG. As shown by the curve d30 in FIG. 5D and the curve e30 in FIG. 5E, a certain value is maintained. When the vehicle is turning, the steering wheel rotation angle is continuously increased as shown by a curve c30. At this time, the steering wheel rotation speed is a constant value as shown by a straight line b30 in FIG. Are constant as shown by a curve d30 in FIG. 5D and a curve e30 in FIG. 5E, respectively. At this time, in the processing in the correction steering angle calculation unit 35, in the flowchart shown in FIG. 4, since the operation element operation speed is not zero in the determination in step ST13, the flow from step ST14 is executed.
[0077]
When the increase in the azimuth indicating angle θ specified by the azimuth input means (operation element) suddenly becomes zero during the circular turning as shown in FIG. 5, for example, the azimuth at the point C in FIG. Assuming that the increase in the instruction angle is zero, the operation element operation speed that is input this time from the predetermined value VV and is stored by the operation element operation speed calculation unit 33 in step 20 of the processing flowchart shown in FIG. Since the difference DVH from the operation speed is large, it is detected that the rotation speed of the steering wheel has suddenly changed, and the azimuth indicating angle at that time, the operation element operation speed calculation unit 33, the steering angle detection unit, and the steering angle speed calculation unit , A correction value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 ・ V) is output.
[0078]
Then, (K · θ−Kn · ψ) is calculated in the deviation calculation unit, (Ks · (K · θ−Kn · ψ)) is calculated in the actual steering angle calculation unit, and the correction is performed in the addition calculation unit. Value (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 .V) and (Ks · (K · θ−Kn · ψ)) are added, and the corrected actual steering angle δ ′ (δ ′ = Ks · (K · θ−Kn · ψ) + (K 1 ・ Γ + K 2 ・ G + K 3 V)) is generated. Thereby, the motion state of the vehicle is smoothly changed, and a sudden change in the behavior is suppressed.
[0079]
As a result, when the increase in the operation element operation amount θ becomes zero as shown by the curve c31 in FIG. 5C, the actual steering angle δ gradually decreases as shown by the curve d31 in FIG. 5D. The yaw rate γ also gradually decreases as shown by a curve e31 in FIG. And, as shown by the curve I in FIG. 5A, a sudden change in the behavior can be suppressed.
[0080]
Thereafter, when the driver restarts the operation (when the input of the azimuth pointing angle is detected by the azimuth pointing angle detection unit), the operation element operation speed is reduced in step ST13 in the processing flowchart of the correction steering angle calculation unit 35. It is determined that it is not zero, the processing from step ST14 is executed, and K 1 , K 2 , K 3 Is set to zero, and control giving priority to the azimuth indicating angle is performed. The steering angle at that time is indicated by a curve c33 in FIG. 5C, and the steering angular speed is reduced as compared with the conventional operation, as indicated by a curve b33 in FIG. 5B. Also, the changes of the steering angle δ and the yaw rate γ are suppressed from abrupt changes as shown by a curve d33 in FIG. 5D and a curve e33 in FIG. 5E, respectively.
[0081]
As described above, the steering apparatus according to the present embodiment suppresses a sudden change in vehicle behavior and a course deviation when the input of the azimuth indicating angle suddenly disappears (when the input of the azimuth indicating angle becomes zero), and improves the maneuverability. . In addition, the amount of operation of the operation element by the driver after re-operation can be reduced. Furthermore, the operating element according to the present invention can be applied to all operating elements that do not require a switchback operation. For example, a control stick, a button, or the like may be used in addition to the handle.
[0082]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, the present invention has the following effects.
[0083]
Since the steering angle correction means for correcting the steering angle signal given to the driving means in accordance with the signal relating to the behavior degree output from the detection means was provided, the operation of the operation element was stopped during the turn, and the azimuth indicating angle became zero. Even in this case, the azimuth indicating angle at that time, the operating element operation speed calculating means, the steering angle detecting means, the steering angular speed calculating means, each value obtained by the vehicle speed calculating means, and the vehicle state (yaw rate, lateral acceleration, etc.) It is determined whether the azimuth indicating angle has become zero against the driver's intention and the steering angle of the tire is appropriately generated so that the behavior of the vehicle does not change suddenly, so the behavior of the vehicle suddenly When it changes, the course deviation is suppressed, and the above-mentioned problem is solved. Further, since the auxiliary steering angle is generated by a command from the auxiliary steering angle calculation means, the operation load after the driver resumes the operation of the operation element is reduced, and the maneuverability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of a steering device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a first specific example of a control device in the steering device of the present embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a specific example of an auxiliary steering angle calculation unit.
FIG. 4 is a processing flowchart based on an auxiliary steering angle calculation program.
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a vehicle trajectory, a steering wheel angle, a steering wheel rotation speed, and a steering wheel rotation speed when approaching a curve with a steering wheel in the steering system according to the embodiment; It is a figure which shows the change of the yaw angular velocity.
FIG. 6 is a block diagram of a second specific example of the control device in the steering device according to the present embodiment.
FIG. 7 is a block diagram of a second specific example of the control device in the conventional steering device.
8 (a) shows a trajectory of a vehicle, (b) a steering wheel angle, and (c) a rotation speed of a steering wheel when approaching a curve with a steering wheel of a conventional normal steering device; and (d) a steering angle and (e). It is a figure showing change of yaw angular velocity.
9 (a) shows the trajectory of the vehicle, (b) the steering wheel angle, and (c) the rotation speed of the steering wheel, (d) the steering angle and ( e) A diagram showing a change in the yaw angular velocity.
10 (a) shows the trajectory of the vehicle, (b) the steering wheel angle, (c) the rotation speed of the steering wheel, (d) the steering angle and ( e) A diagram showing a change in the yaw angular velocity.
[Explanation of symbols]
10 Steering device
11 Operation element
12 Rotary axis
13 Direction indication angle detection unit
14 Reaction Force Generating Motor
15 Torque sensor
16 Vehicle speed detector
17 Traveling direction detector
18 Vehicle motion state detector
19 Steering angle generation motor
20 Steering angle detector
21 tires
22 ECU
