JP4238582B2

JP4238582B2 - Vehicle steering control device

Info

Publication number: JP4238582B2
Application number: JP2003013540A
Authority: JP
Inventors: 裕介加藤; 敏明笠原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004224159A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのないステアバイワイヤーシステムによる車両用操舵制御装置の操舵反力制御技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのないステアバイワイヤーシステムにおいては、機械的な制限を設けていないと、ステアリングホイールは転舵輪の可動範囲以上に操舵できてしまう。
【０００３】
これに対し、部品点数を増やさず、つまり、機械的な制限を付加することなく、ステアリングホイールを転舵輪の可動範囲以上に操舵させないように制限する方法として、従来の車両用操舵制御装置は、ステアリングホイールを操舵することにより求められる目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上の場合（例えば、ステアリングホイールが転舵輪の可動範囲以上に操舵された場合）、操舵反力アクチュエータから予め定める操作阻止反力を発生させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８７３０８号公報（第１頁、図２）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用操舵制御装置にあっては、転舵輪の可動範囲限界付近において、ある操舵角度を境にそれ以上操舵された場合には一気に大きな操舵反力を発生させ、それ未満では通常制御時の操舵反力を発生させる構成となっていたため、運転者がステアリングホイールに切り増し方向の操舵トルクを加えていると、ステアリングホイールには、転舵輪の可動範囲限界付近のある操舵角度を境として、その角度以上では操舵反力により切り戻し方向へ、その角度未満では切り増し方向へトルクが加わる。そのため、ステアリングホイールは、転舵輪の可動範囲限界付近でトルクの向きが交互に変わる振動を発生してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、転舵輪の可動範囲限界付近でのステアリング操作手段の振動を抑えることができると共に、操舵角度が可動範囲限界であることを運転者が容易に認識することができる車両用操舵制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、
ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのない操舵機構と、
ステアリング操舵角に応じて車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
ステアリング操舵方向とは逆向きに作用する操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
ステアリング操舵角を検出するステアリング操舵角検出手段を設け、
前記操舵反力制御手段は、ステアリング操舵角が所定の操舵角度から車輪の転舵角の可動限界角度に対応した限界ステアリング操舵角であるリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力を操舵反力の限界であるリミット反力まで急激に増加させる操舵制限反力制御部を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、操舵反力制御手段の操舵制限反力制御部において、ステアリング操舵角が所定の操舵角度からリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力をリミット反力まで急激に増加させるようにしたため、転舵輪の可動範囲限界付近でのステアリング操作手段の振動を抑えることができると共に、操舵角度が可動範囲限界であることを運転者が容易に認識することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実現する実施の形態を、図面に記載の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングホイール、２は操舵角度を検出する舵角センサ（ステアリング操舵角検出手段）、３はステアリングホイール１に操舵反力を発生させる反力アクチュエータ、４は反力アクチュエータ３の駆動モータ、５は反力アクチュエータ３の駆動モータ４を駆動する駆動回路であり、これらの構成により運転者により操作されるステアリング操舵系が構成される。
【００１１】
図１において、６は転舵輪１１を転舵する転舵アクチュエータ８の駆動モータ７を駆動する駆動回路、７は転舵輪１１を転舵する転舵アクチュエータ８の駆動モータ、８は転舵輪１１を転舵する転舵アクチュエータ、９は転舵アクチュエータ８の転舵角度を検出する角度センサであり、これらの構成により転舵アクチュエータ８により転舵輪１１を転舵する車輪転舵系が構成される。
【００１２】
すなわち、前記ステアリング操舵系と前記車輪転舵系とは、機械的に連結することのない操舵機構を採用している。
【００１３】
図１において、１０はステアリングホイール１に発生させる操舵反力のトルク演算及び転舵輪１１を転舵する転舵アクチュエータ８の角度演算を行う操舵制御装置である。
【００１４】
前記操舵制御装置１０は、運転者のステアリングホイール１に対する操舵量を舵角センサ２により検出し、転舵輪１１の転舵角が検出したステアリング操舵角に応じた目標転舵角度になるように転舵アクチュエータ８の制御量演算を行う。制御量演算結果は、例えば、モータ駆動トルクに応じた電圧値として駆動回路６に出力され、駆動回路６は入力された電圧値に応じて駆動モータ７を駆動する。さらに、駆動モータ７が駆動されることにより転舵アクチュエータ８が転舵輪１１を転舵し、その転舵角度は角度センサ９により検出され、操舵制御装置１０に入力される。操舵制御装置１０は、先ほど演算した目標転舵角度と角度センサ９により検出された実転舵角度との偏差が無くなるように駆動モータ７をフィードバック制御により駆動する（転舵角制御手段）。
【００１５】
また、一方において、転舵アクチュエータ８の作動状況、あるいは、ステアリングホイール１の操舵角度、車両の速度等に応じて、ステアリングホイール１に与えるべき操舵反力が操舵制御装置１０により演算され、駆動回路５に、例えば、モータトルクに応じた電圧値として出力される。駆動回路５は入力された電圧値に応じて駆動モータ４を駆動し、反力アクチュエータ３を介してステアリングホイール１に操舵反力を発生させる（操舵反力制御手段）。
【００１６】
次に、作用を説明する。
【００１７】
［操舵反力制御処理］
図２は操舵制御装置１０にて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００１８】
ステップＳ１では、舵角センサ２により検出した操舵角度が制限反力開始角度を超えているか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ２へ移行し、Noの場合はステップＳ７へ移行する。
ここで、「制限反力」とは、リミット反力より低くリミット角度に達する直前の操舵反力をいい、制限反力の値を予めきめたとき、通常反力から制限反力まで直線の傾きで増加する操舵反力増加特性により、「制限反力開始角度」が決められる。
【００１９】
ステップＳ２では、舵角センサ２により検出した操舵角度がリミット角度以上であるか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ６へ移行し、Noの場合はステップＳ３へ移行する。
ここで、「リミット角度」とは、車輪の転舵角の限界角度に対応した限界ステアリング操舵角をいい、「リミット反力」とは、リミット角度での操舵反力の限界をいう。
【００２０】
ステップＳ３では、ステアリングホイール１の回転がリミット角度からの切り戻し方向であるか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ５へ移行し、Noの場合はステップＳ４へ移行する。
【００２１】
ステップＳ４では、ステップＳ３にてステアリング操作が切り増し方向であると判断された場合、下記の▲１▼式に基づく出力反力、つまり、
出力反力＝通常反力＋{(操舵角度−制限反力開始角度)/(リミット角度−制限反力開始角度)}×(制限反力−通常反力) ...▲１▼
を得る指令を駆動回路５に出力する。
【００２２】
ステップＳ５では、ステップＳ３にてステアリング操作がリミット角度からの切り戻し方向であると判断された場合、下記の▲２▼式に基づく出力反力、つまり、出力反力＝通常反力＋{(操舵角度−制限反力開始角度)/(リミット角度−制限反力開始角度)}×(リミット反力−通常反力) ...▲２▼
を得る指令を駆動回路５に出力する。
【００２３】
ステップＳ６では、ステップＳ２にて操舵角度がリミット角度以上であると判断された場合、リミット反力を得る指令を駆動回路５に出力する。
【００２４】
ステップＳ７では、ステップＳ１にて操舵角度が制限反力開始角度以下であると判断された場合、通常制御での操舵反力を得る指令を駆動回路５に出力する。
【００２５】
［操舵反力制御作用］
操舵角度が制限反力開始角度以下の時には、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ７において、通常制御での操舵反力を得る指令が駆動回路５に出力される。
【００２６】
ステアリングホイール１への切り増し操作により、操舵角度が制限反力開始角度を超えると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む流れとなり、ステップＳ４において、上記▲１▼式に基づく出力反力を得る指令が駆動回路５に出力される。
【００２７】
さらに、ステアリングホイール１に対し切り増し操作を行うことにより、操舵角度がリミット角度に達すると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ６へと進む流れとなり、ステップＳ６において、リミット反力を得る指令が駆動回路５に出力される。
【００２８】
その後、ステアリングホイール１の回転がリミット角度からの切り戻し方向になると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５へと進む流れとなり、ステップＳ５において、上記▲２▼式に基づく出力反力を得る指令が駆動回路５に出力される。
【００２９】
そして、ステアリングホイール１の切り戻しにより操舵角度が制限反力開始角度以下になると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ７において、通常制御での操舵反力を得る指令が駆動回路５に出力される。
【００３０】
［操舵制限反力制御作用］
従来の車両用操舵制御装置は、転舵輪の可動範囲限界付近において、図３に示すように、リミット角度を境にそれ以上操舵された場合には一気に大きな操舵反力を発生させ、それ未満では通常制御時の操舵反力を発生させる構成となっていたため、本来は転舵輪の可動範囲限界角度でステアリングホイールがそれ以上回転するのを止めたいだけであるにもかかわらず、リミット角度以上で急激に大きな反力が発生するのでステアリングホイールは切り戻し方向へ戻される。運転者がステアリングホイールに切り増し方向の操舵トルクを加えていると、ステアリングホイールには、転舵輪の可動範囲限界付近のある操舵角度を境として、図６に示すように、その角度以上では操舵反力により切り戻し方向へ、その角度未満では切り増し方向へ交互に向きが反対のトルクが加わる。そのため、ステアリングホイールは、転舵輪の可動範囲限界付近で振動を発生してしまう。
【００３１】
これに対し、第１実施例の車両用操舵制御装置では、ステップＳ３にてステアリングホイール１が中立点から切り増し方向に操舵されていると判断すると、ステップＳ４へ進み、図５に示すように、通常制御時の反力と制限反力を結ぶ傾きとそのときの操舵角から求められる操舵反力を出力する（上記▲１▼式）。よって、ステアリングホイール１を切り増していった場合、この傾きに応じて反力トルクは制限反力開始角度から徐々に増加してゆき、操舵されているステアリングホイール１の回転速度を抑える。この結果、操舵されているステアリングホイール１の回転速度がリミット角度になるまで抑えられること無く、リミット角度になったら一気に最大反力が与えられ、反力アクチュエータが発生する切り戻し方向の大きなトルク発生によるステアリングホイール１の振動を抑えることができる。
【００３２】
そのままステアリングホイール１を切り増してステアリングホイール１の操舵角度がリミット角度以上になると、ステップＳ２からステップＳ６へと進み、図５に示すように、リミット反力を発生させる。よって、運転者は切り増し操作時における制限反力からリミット反力への操舵反力の立ち上がり変化をステアリングホイール１を介して感じることができ、この結果、その操舵角度が可動範囲限界であることを容易に認識することができる。
【００３３】
次に、この最大反力によりステアリングホイール１が今度は切り戻し方向へ回転してゆくと、操舵角度がリミット開度未満で、かつ、制限反力開始角度より大きい場合、ステップＳ３からステップＳ５へと進み、図５に示すように、リミット反力と通常制御時の反力を結ぶ傾きとそのときの操舵角から求められる操舵反力を出力する（上記▲２▼式）。
【００３４】
例えば、図４に示すように、切り増し時も切り戻し時も同じ操舵反力特性を与える場合には、リミット角度から僅かに切り戻されると操舵反力がリミット反力から制限反力まで低下するというように大きく操舵反力が変化し、ステアリングホイール１の振動を確実に抑えることができない。
【００３５】
これに対し、図５に示すように、リミット角度に向かう切り増し時の操舵反力とリミット角度からの切り戻し時の操舵反力とにヒステリシスを設けることにより、リミット角度から切り戻されても操舵反力の変化が小さく、ステアリングホイール１の振動を解消することができる。
【００３６】
また、切り増し時に徐々に操舵反力を増加させることで、ステアリングホイール１の回転速度を抑え、最大反力によるステアリングホイール１の戻し量を少なくできるので、ヒステリシス幅を小さくすることができる。なお、ヒステリシス幅が大きいとヒステリシスがリミット角度付近に存在することを運転者に強く認識されてしまい、従来の機械的連結構成によるステアリングシステムとの違和感を与えてしまうので、ヒステリシスの幅は小さい方がよい。
【００３７】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３８】
(1) ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのない操舵機構と、ステアリング操舵角に応じて車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、ステアリング操舵方向とは逆向きに作用する操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、を備えた車両用操舵制御装置において、ステアリング操舵角を検出する角度センサ２を設け、前記操舵反力制御手段は、ステアリング操舵角が所定の操舵角度からリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力をリミット反力まで急激に増加させる操舵制限反力制御部を有するため、転舵輪１１の可動範囲限界付近でのステアリングホイール１の振動を抑えることができると共に、操舵角度が可動範囲限界であることを運転者が容易に認識することができる。
【００３９】
(2) 前記操舵制限反力制御部は、ステアリング操舵角がリミット角度まで増加するときの操舵反力増加特性と、ステアリング操舵角がリミット角度から減少するときの操舵反力減少特性と、にヒステリシスを持たせたため、リミット角度から切り戻されても操舵反力の変化が小さく抑えられ、ステアリングホイール１の振動を解消することができる。
【００４０】
(3) 前記操舵制限反力制御部は、制限反力開始角度からリミット角度までのステアリング操舵角の増加に対し通常反力から制限反力まで直線の傾きで増加する操舵反力増加特性と、リミット角度から制限反力開始角度までのステアリング操舵角の減少に対しリミット反力から通常反力までの直線の傾きで減少する操舵反力減少特性と、により操舵制限反力を制御するようにしたため、可動範囲限界域におけるヒステリシス幅を小さくすることができ、この結果、従来の機械的連結構成によるステアリングシステムに対して運転者が持つシステム違和感を緩和することができる。
【００４１】
以上、本発明の車両用操舵制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４２】
例えば、第１実施例では、操舵制限反力制御部において、直線の傾きで増加する操舵反力増加特性と直線の傾きで減少する操舵反力減少特性とを用いる例を示したが、曲線の傾きで増加する操舵反力増加特性と曲線の傾きで減少する操舵反力減少特性とを用いるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置における操舵制御装置にて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】従来例の車両用操舵制御装置における反力トルク特性を示す図である。
【図４】切り増し時と切り戻し時にヒステリシスを持たせない比較例の車両用操舵制御装置における反力トルク特性を示す図である。
【図５】第１実施例の車両用操舵制御装置における反力トルク特性を示す図である。
【図６】従来例の車両用操舵制御装置におけるステアリングホイールの振動説明図である。
【符号の説明】
１ステアリングホイール
２舵角センサ（ステアリング操舵角検出手段）
３反力アクチュエータ
４駆動モータ
５駆動回路
６駆動回路
７駆動モータ
８転舵アクチュエータ
９角度センサ
１０操舵制御装置
１１転舵輪[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the field of steering reaction force control of a vehicle steering control device using a steer-by-wire system that does not mechanically connect a steering steering system and a wheel steering system.
[0002]
[Prior art]
In a steer-by-wire system that does not mechanically connect the steering system and the wheel steering system, the steering wheel can be steered beyond the movable range of the steered wheels unless a mechanical restriction is provided.
[0003]
On the other hand, as a method for limiting the steering wheel so as not to be steered beyond the movable range of the steered wheels without increasing the number of parts, that is, without adding a mechanical limit, the conventional vehicle steering control device, When the deviation between the target turning angle obtained by steering the steering wheel and the actual turning angle is greater than or equal to a predetermined value (for example, when the steering wheel is steered beyond the movable range of the steered wheels), the steering reaction force actuator From the above, a predetermined operation prevention reaction force is generated (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-87308 (first page, FIG. 2).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional vehicle steering control device, a large steering reaction force is generated when the steering wheel is further steered at a certain steering angle in the vicinity of the limit of the movable range of the steered wheels. Since the steering reaction force is generated at the time of control, when the driver applies a steering torque in the increasing direction to the steering wheel, the steering wheel has a certain steering angle near the limit of the movable range of the steered wheels. As a boundary, torque is applied in the direction of turning back by the steering reaction force above the angle, and in the direction of increasing the turning angle below the angle. For this reason, the steering wheel has a problem that it generates vibrations in which the direction of the torque is alternately changed near the limit of the movable range of the steered wheels.
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and can suppress the vibration of the steering operation means near the movable range limit of the steered wheels and makes it easy for the driver that the steering angle is the movable range limit. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering control device that can be recognized easily.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention,
A steering mechanism that does not mechanically connect the steering system and the wheel steering system;
A turning angle control means for controlling the turning angle of the wheel according to the steering angle,
Steering reaction force control means for controlling a steering reaction force acting in a direction opposite to the steering direction,
In a vehicle steering control device comprising:
A steering steering angle detecting means for detecting a steering angle is provided;
The steering reaction force control means responds to an increase in steering steering angle until the steering steering angle reaches a limit angle that is a limit steering steering angle corresponding to a movable limit angle of a wheel turning angle from a predetermined steering angle. A steering limit reaction force control unit that increases the steering reaction force with a slope of a straight line or a curve and rapidly increases the steering reaction force to the limit reaction force that is the limit of the steering reaction force when the steering angle reaches the limit angle. It is characterized by having.
[0008]
【The invention's effect】
Therefore, in the vehicle steering control device according to the present invention, the steering limiting reaction force control unit of the steering reaction force control means controls the steering steering angle until the steering steering angle reaches a limit angle from a predetermined steering angle. In response to the increase, the steering reaction force is increased by a slope of a straight line or curve, and when the steering angle reaches the limit angle, the steering reaction force is increased rapidly to the limit reaction force. Thus, the driver can easily recognize that the steering angle is within the movable range limit.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for realizing a vehicle steering control device of the present invention will be described based on examples described in the drawings.
[0010]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering control apparatus according to a first embodiment. In FIG. 1, 1 is a steering wheel, 2 is a steering angle sensor (steering steering angle detecting means) that detects a steering angle, 3 is a reaction force actuator that generates a steering reaction force on the steering wheel 1, and 4 is a reaction force actuator 3. A drive motor 5 is a drive circuit for driving the drive motor 4 of the reaction force actuator 3, and a steering steering system operated by the driver is constituted by these configurations.
[0011]
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a drive circuit that drives a drive motor 7 of a steered actuator 8 that steers the steered wheel 11, 7 denotes a drive motor of the steered actuator 8 that steers the steered wheel 11, and 8 denotes a steered wheel 11. A steered actuator 9 for steering is an angle sensor for detecting the steered angle of the steered actuator 8, and the wheel steered system for steering the steered wheels 11 by the steered actuator 8 is configured by these structures.
[0012]
That is, the steering system and the wheel turning system employ a steering mechanism that is not mechanically connected.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a steering control device that calculates the torque of the steering reaction force generated in the steering wheel 1 and calculates the angle of the steered actuator 8 that steers the steered wheels 11.
[0014]
The steering control device 10 detects a steering amount of the driver with respect to the steering wheel 1 by the steering angle sensor 2, and turns the steering wheel 11 so that the turning angle of the steered wheels 11 becomes a target turning angle corresponding to the detected steering steering angle. A control amount calculation of the rudder actuator 8 is performed. The control amount calculation result is output to the drive circuit 6 as a voltage value corresponding to the motor drive torque, for example, and the drive circuit 6 drives the drive motor 7 according to the input voltage value. Further, when the drive motor 7 is driven, the steered actuator 8 steers the steered wheel 11, and the steered angle is detected by the angle sensor 9 and input to the steering control device 10. The steering control device 10 drives the drive motor 7 by feedback control so that there is no deviation between the target turning angle calculated earlier and the actual turning angle detected by the angle sensor 9 (turning angle control means).
[0015]
On the other hand, a steering reaction force to be applied to the steering wheel 1 is calculated by the steering control device 10 according to the operating state of the steering actuator 8, or the steering angle of the steering wheel 1, the speed of the vehicle, etc. 5 is output as a voltage value corresponding to the motor torque, for example. The drive circuit 5 drives the drive motor 4 according to the input voltage value, and generates a steering reaction force on the steering wheel 1 via the reaction force actuator 3 (steering reaction force control means).
[0016]
Next, the operation will be described.
[0017]
[Steering reaction force control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the steering reaction force control process executed by the steering control device 10, and each step will be described below.
[0018]
In step S1, it is determined whether or not the steering angle detected by the steering angle sensor 2 exceeds the limit reaction force start angle. If Yes, the process proceeds to step S2, and if No, the process proceeds to step S7.
Here, “restricted reaction force” refers to the steering reaction force immediately before reaching the limit angle lower than the limit reaction force. When the limit reaction force value is determined in advance, the slope of the straight line from the normal reaction force to the limit reaction force The “restricted reaction force start angle” is determined by the steering reaction force increase characteristic that increases in step.
[0019]
In step S2, it is determined whether or not the steering angle detected by the rudder angle sensor 2 is equal to or greater than the limit angle. If Yes, the process proceeds to step S6, and if No, the process proceeds to step S3.
Here, “limit angle” means a limit steering steering angle corresponding to the limit angle of the turning angle of the wheel, and “limit reaction force” means a limit of the steering reaction force at the limit angle.
[0020]
In step S3, it is determined whether or not the rotation of the steering wheel 1 is in the return direction from the limit angle. If Yes, the process proceeds to step S5, and if No, the process proceeds to step S4.
[0021]
In step S4, when it is determined in step S3 that the steering operation is in the increasing direction, the output reaction force based on the following equation (1), that is,
Output reaction force = Normal reaction force + {(Steering angle−Limit reaction force start angle) / (Limit angle−Limit reaction force start angle)} × (Limit reaction force−Normal reaction force) ... ▲ 1 ▼
Is output to the drive circuit 5.
[0022]
In step S5, when it is determined in step S3 that the steering operation is in the return direction from the limit angle, the output reaction force based on the following equation (2), that is, output reaction force = normal reaction force + {( Steering angle-Limit reaction force start angle) / (Limit angle-Limit reaction force start angle)} x (Limit reaction force-Normal reaction force) ... ▲ 2 ▼
Is output to the drive circuit 5.
[0023]
In step S6, if it is determined in step S2 that the steering angle is equal to or greater than the limit angle, a command for obtaining a limit reaction force is output to the drive circuit 5.
[0024]
In step S <b> 7, when it is determined in step S <b> 1 that the steering angle is equal to or less than the limit reaction force start angle, a command for obtaining the steering reaction force in the normal control is output to the drive circuit 5.
[0025]
[Steering reaction force control action]
When the steering angle is equal to or less than the limit reaction force start angle, the flow proceeds from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG. 2, and a command for obtaining the steering reaction force in the normal control is output to the drive circuit 5 in step S7. The
[0026]
When the steering angle exceeds the limit reaction force start angle due to the operation of increasing the steering wheel 1, the flow proceeds to step S1, step S2, step S3, step S4 in the flowchart of FIG. A command for obtaining an output reaction force based on the formula (1) is output to the drive circuit 5.
[0027]
Further, when the steering angle reaches the limit angle by performing an additional operation on the steering wheel 1, the flow proceeds from step S1 to step S2 to step S6 in the flowchart of FIG. A command to obtain force is output to the drive circuit 5.
[0028]
Thereafter, when the rotation of the steering wheel 1 is changed to the return direction from the limit angle, the flow proceeds from step S1 to step S2 to step S3 to step S5 in the flowchart of FIG. A command for obtaining an output reaction force based on the above is output to the drive circuit 5.
[0029]
Then, when the steering angle becomes equal to or less than the limit reaction force start angle by turning back the steering wheel 1, the flow proceeds from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG. 2, and in step S7, the steering reaction force in the normal control is determined. A command to be obtained is output to the drive circuit 5.
[0030]
[Steering limit reaction force control action]
As shown in FIG. 3, the conventional vehicle steering control device generates a large steering reaction force at a stroke when the steering wheel is steered beyond the limit angle as shown in FIG. Since it was configured to generate a steering reaction force during normal control, it was originally intended only to stop the steering wheel from rotating beyond the limit range of the steered wheel range, but suddenly above the limit angle. Since a large reaction force is generated in the steering wheel, the steering wheel is returned to the cut-back direction. When the driver applies steering torque in the direction of increasing to the steering wheel, the steering wheel is steered above that angle as shown in FIG. 6 at a certain steering angle near the limit of the movable range of the steered wheels. Due to the reaction force, torque in the opposite direction is applied alternately in the cut-back direction and, if the angle is less than that angle, in the additional direction. For this reason, the steering wheel generates vibrations near the limit of the movable range of the steered wheels.
[0031]
On the other hand, in the vehicle steering control apparatus of the first embodiment, if it is determined in step S3 that the steering wheel 1 is steered in the direction of increasing from the neutral point, the process proceeds to step S4, as shown in FIG. The steering reaction force obtained from the inclination connecting the reaction force and the limiting reaction force during normal control and the steering angle at that time is output (the above equation (1)). Therefore, when the steering wheel 1 is increased, the reaction force torque gradually increases from the limit reaction force start angle in accordance with this inclination, and the rotational speed of the steering wheel 1 being steered is suppressed. As a result, the rotation speed of the steering wheel 1 being steered is not suppressed until the limit angle is reached, and when the limit angle is reached, the maximum reaction force is applied all at once, and a large torque is generated in the reverse direction generated by the reaction force actuator. The vibration of the steering wheel 1 due to can be suppressed.
[0032]
If the steering wheel 1 is increased as it is and the steering angle of the steering wheel 1 becomes equal to or larger than the limit angle, the process proceeds from step S2 to step S6, and a limit reaction force is generated as shown in FIG. Therefore, the driver can feel the rising change of the steering reaction force from the limit reaction force to the limit reaction force during the rounding operation through the steering wheel 1, and as a result, the steering angle is within the movable range limit. Can be easily recognized.
[0033]
Next, when the steering wheel 1 is rotated in the switchback direction by this maximum reaction force, if the steering angle is less than the limit opening and greater than the limit reaction force start angle, the process proceeds from step S3 to step S5. Then, as shown in FIG. 5, the steering reaction force obtained from the inclination connecting the limit reaction force and the reaction force during normal control and the steering angle at that time is output (the above equation (2)).
[0034]
For example, as shown in FIG. 4, when the same steering reaction force characteristic is given at the time of further increase and return, if the steering reaction force is slightly switched back from the limit angle, the steering reaction force decreases from the limit reaction force to the limit reaction force. As a result, the steering reaction force changes greatly, and the vibration of the steering wheel 1 cannot be reliably suppressed.
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 5, by providing hysteresis to the steering reaction force at the time of increase toward the limit angle and the steering reaction force at the time of return from the limit angle, it is possible to switch back from the limit angle. The change in the steering reaction force is small, and the vibration of the steering wheel 1 can be eliminated.
[0036]
Further, by gradually increasing the steering reaction force at the time of increasing the number of turns, the rotational speed of the steering wheel 1 can be suppressed, and the return amount of the steering wheel 1 due to the maximum reaction force can be reduced. If the hysteresis width is large, the driver will be strongly aware that the hysteresis exists in the vicinity of the limit angle, and will give a sense of incongruity with the steering system using the conventional mechanical connection configuration. Is good.
[0037]
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering control device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
[0038]
(1) a steering mechanism that does not mechanically connect the steering steering system and the wheel steering system, a steering angle control means that controls the steering angle of the wheel according to the steering steering angle, a steering steering direction, And a steering reaction force control means for controlling a steering reaction force acting in the opposite direction. The vehicle steering control apparatus includes an angle sensor 2 for detecting a steering angle, and the steering reaction force control means Until the steering angle reaches a limit angle from a predetermined steering angle, the steering reaction force is increased with a slope of a straight line or a curve as the steering steering angle increases, and when the steering angle reaches the limit angle, the steering reaction force is increased. Since the steering limiting reaction force control unit that rapidly increases the limit reaction force to the limit reaction force, vibration of the steering wheel 1 near the limit of the movable range of the steered wheels 11 can be suppressed. The driver can easily recognize that the steering angle is within the movable range limit.
[0039]
(2) The steering limiting reaction force control unit has hysteresis for a steering reaction force increasing characteristic when the steering angle increases to a limit angle and a steering reaction force decreasing characteristic when the steering angle decreases from the limit angle. Therefore, even if the angle is switched back from the limit angle, the change in the steering reaction force is suppressed to a small level, and the vibration of the steering wheel 1 can be eliminated.
[0040]
(3) The steering limiting reaction force control unit includes a steering reaction force increasing characteristic that increases with a linear inclination from a normal reaction force to a limiting reaction force with respect to an increase in steering steering angle from a limiting reaction force start angle to a limit angle, Steering limit reaction force is controlled by the steering reaction force reduction characteristic that decreases with the slope of the straight line from the limit reaction force to the normal reaction force against the decrease of the steering angle from the limit angle to the limit reaction force start angle. The hysteresis width in the movable range limit region can be reduced, and as a result, the driver's uncomfortable feeling with respect to the steering system with the conventional mechanical connection configuration can be reduced.
[0041]
As mentioned above, although the vehicle steering control apparatus of the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and each claim of the claims Design changes and additions are allowed without departing from the gist of the invention.
[0042]
For example, in the first embodiment, the steering restriction reaction force control unit uses the steering reaction force increase characteristic that increases with the straight line inclination and the steering reaction force decrease characteristic that decreases with the straight line inclination. A steering reaction force increasing characteristic that increases with an inclination and a steering reaction force decreasing characteristic that decreases with an inclination of a curve may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering control apparatus according to a first embodiment;
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a steering reaction force control process executed by the steering control device in the first embodiment device.
FIG. 3 is a diagram showing reaction force torque characteristics in a conventional vehicle steering control device.
FIG. 4 is a diagram showing a reaction force torque characteristic in a vehicle steering control device of a comparative example in which hysteresis is not given at the time of additional cutting and at the time of switching back.
FIG. 5 is a diagram showing reaction force torque characteristics in the vehicle steering control apparatus according to the first embodiment;
FIG. 6 is a vibration explanatory diagram of a steering wheel in a conventional vehicle steering control device.
[Explanation of symbols]
1 Steering wheel 2 Steering angle sensor (steering angle detection means)
3 Reaction Force Actuator 4 Drive Motor 5 Drive Circuit 6 Drive Circuit 7 Drive Motor 8 Steering Actuator 9 Angle Sensor 10 Steering Control Device 11 Steering Wheel

Claims

ステアリング操舵系と車輪転舵系とを機械的に連結することのない操舵機構と、
ステアリング操舵角に応じて車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
ステアリング操舵方向とは逆向きに作用する操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
ステアリング操舵角を検出するステアリング操舵角検出手段を設け、
前記操舵反力制御手段は、ステアリング操舵角が所定の操舵角度から車輪の転舵角の可動限界角度に対応した限界ステアリング操舵角であるリミット角度に達する直前までは、ステアリング操舵角の増大に応じて操舵反力を直線あるいは曲線の傾きで増加させ、ステアリング操舵角がリミット角度に達すると、操舵反力を操舵反力の限界であるリミット反力まで急激に増加させる操舵制限反力制御部を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。A steering mechanism that does not mechanically connect the steering system and the wheel steering system;
A turning angle control means for controlling the turning angle of the wheel according to the steering angle,
Steering reaction force control means for controlling a steering reaction force acting in a direction opposite to the steering direction,
In a vehicle steering control device comprising:
A steering steering angle detecting means for detecting a steering angle is provided;
The steering reaction force control means responds to an increase in steering steering angle until the steering steering angle reaches a limit angle that is a limit steering steering angle corresponding to a movable limit angle of a wheel turning angle from a predetermined steering angle. A steering limit reaction force control unit that increases the steering reaction force with a slope of a straight line or a curve and rapidly increases the steering reaction force to the limit reaction force that is the limit of the steering reaction force when the steering angle reaches the limit angle. A vehicle steering control device comprising:

請求項１に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵制限反力制御部は、ステアリング操舵角がリミット角度まで増加するときの操舵反力増加特性と、ステアリング操舵角がリミット角度から減少するときの操舵反力減少特性と、にヒステリシスを持たせたことを特徴とする車両用操舵制御装置。The vehicle steering control device according to claim 1,
The steering limit reaction force control unit provides hysteresis to the steering reaction force increase characteristic when the steering angle increases to the limit angle and the steering reaction force decrease characteristic when the steering angle decreases from the limit angle. A vehicle steering control device characterized by the above.

請求項１または請求項２に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵制限反力制御部は、リミット反力より低くリミット角度に達する直前の操舵反力を制限反力というとき、制限反力開始角度からリミット角度までのステアリング操舵角の増加に対し通常反力から制限反力まで直線の傾きで増加する操舵反力増加特性と、リミット角度から制限反力開始角度までのステアリング操舵角の減少に対しリミット反力から通常反力までの直線の傾きで減少する操舵反力減少特性と、により操舵制限反力を制御することを特徴とする車両用操舵制御装置。In the vehicle steering control device according to claim 1 or 2,
When the steering reaction force immediately before reaching the limit angle lower than the limit reaction force is called the limit reaction force, the steering limit reaction force control unit is a normal reaction force against the increase of the steering steering angle from the limit reaction force start angle to the limit angle. Steering reaction force increase characteristic that increases with a straight slope from the limit reaction force to the limit reaction force, and a decrease in the steering steering angle from the limit angle to the limit reaction force start angle decreases with a straight slope from the limit reaction force to the normal reaction force A steering control device for a vehicle, wherein a steering limiting reaction force is controlled by a steering reaction force reduction characteristic.