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JP7626976B2 - Vehicle steering guide torque control device - Google Patents
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Description

本発明は、自動車などの車両のための操舵ガイドトルク制御装置に係る。 The present invention relates to a steering guide torque control device for vehicles such as automobiles.

自動車などの車両のための操舵反力トルク制御装置として、例えば下記の特許文献1に記載されているように、外部センサの検出結果に基づいてドライバーの適正操舵操作量を予測し、適正操舵操作量の予測時刻に対応するドライバーの操舵操作量が適正操舵操作量範囲内にないときには、操舵操作量が適正操舵操作量範囲内へ至るまでの操舵反力トルクを従来よりも大きくするよう構成された操舵反力トルク制御装置が知られている。 As a steering reaction torque control device for vehicles such as automobiles, for example, as described in Patent Document 1 below, a steering reaction torque control device is known that predicts the appropriate steering operation amount of the driver based on the detection results of an external sensor, and when the steering operation amount of the driver corresponding to the predicted time of the appropriate steering operation amount is not within the appropriate steering operation amount range, the steering reaction torque is increased more than before until the steering operation amount comes into the appropriate steering operation amount range.

操舵反力トルクは、操舵操作量が適正操舵操作量範囲内から該範囲外へ変化するときには、操舵操作に抗する操舵反力トルクとして作用し、操舵操作量が適正操舵操作量範囲外から該範囲内へ至るときには、操舵操作を促す操舵トルクとして作用する。よって、下記の特許文献1に記載されている操舵反力トルク制御装置は、操舵ガイドトルク制御装置と呼ばれてもよい。 The steering reaction torque acts as a steering reaction torque that resists steering operation when the steering operation amount changes from within the appropriate steering operation amount range to outside the range, and acts as a steering torque that encourages steering operation when the steering operation amount changes from outside the appropriate steering operation amount range to within the range. Therefore, the steering reaction torque control device described in the following Patent Document 1 may be called a steering guide torque control device.

操舵ガイドトルク制御装置として、カメラセンサにより検出された車両の前方の走行路のカーブの曲率に基づいて、車両をカーブに沿って走行させるための目標操舵角を演算し、先読み時間前に演算した目標操舵角と実際の操舵角との偏差に基づいて該偏差を低減する目標操舵ガイドトルクを演算し、操舵ガイドトルクが目標操舵ガイドトルクになるようにトルク付与装置を制御する操舵ガイドトルク制御装置が知られている。 A steering guide torque control device is known that calculates a target steering angle for driving the vehicle along a curve based on the curvature of the curve on the road ahead of the vehicle detected by a camera sensor, calculates a target steering guide torque that reduces the deviation between the target steering angle calculated before the look-ahead time and the actual steering angle, and controls a torque applying device so that the steering guide torque becomes the target steering guide torque.

上述のような操舵反力トルク制御装置及び操舵ガイドトルク制御装置によれば、車両が走行路のカーブを走行する際に、実際の操舵角が目標操舵角になるようにドライバーが操舵操作することを促すことができる。 The above-described steering reaction torque control device and steering guide torque control device can encourage the driver to steer the vehicle so that the actual steering angle becomes the target steering angle when the vehicle is traveling around a curve on a road.

特開2019-209844号公報JP 2019-209844 A

〔発明が解決しようとする課題〕
車両が走行路のカーブを走行する際には、車両がカーブから出る際の操舵操作は、適切な操舵操作に比して遅れ易い。上記特許文献1に記載された従来の操舵ガイドトルク制御装置においては、先読み時間は一定である。そのため、操舵操作が遅れると、カーブの曲率に基づいて演算される目標操舵角と実際の操舵角との偏差が大きくなり、操舵ガイドトルクが過大になることに起因して、ドライバーは切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚えることがある。
[Problem to be solved by the invention]
When a vehicle travels along a curve in a road, the steering operation when the vehicle exits the curve is likely to be delayed compared to an appropriate steering operation. In the conventional steering guide torque control device described in the above-mentioned Patent Document 1, the look-ahead time is constant. Therefore, if the steering operation is delayed, the deviation between the target steering angle calculated based on the curvature of the curve and the actual steering angle becomes large, and the steering guide torque becomes excessive, which may cause the driver to feel uncomfortable as if he or she is being forced to steer back.

車両が走行路のカーブの出口に差し掛かると、車両がカーブの出口に差し掛かる前の状況に比して、カメラセンサにより検出可能な車両の前方の走行路の距離が大きくなるので、カメラセンサの検出結果に基づいて演算されるカーブの曲率の減少率が大きくなる。そのため、カーブの曲率に基づいて演算される目標操舵角と実際の操舵角との偏差が大きくなり、操舵ガイドトルクが過大になることに起因して、ドライバーは切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚えることがある。 When a vehicle approaches the exit of a curve on a road, the distance of the road ahead of the vehicle that can be detected by the camera sensor becomes greater compared to the situation before the vehicle approached the exit of the curve, and the rate of decrease in the curvature of the curve calculated based on the detection results of the camera sensor becomes greater. As a result, the deviation between the target steering angle calculated based on the curvature of the curve and the actual steering angle becomes greater, and the steering guide torque becomes excessive, which can give the driver an uncomfortable feeling as if he or she is being forced to steer back.

本発明の主要な課題は、車両が走行路のカーブの出口に差し掛かる状況において、操舵ガイドトルクが過大になり、ドライバーが切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚える虞が低減されるよう改良された操舵ガイドトルク制御装置を提供することである。 The main objective of the present invention is to provide an improved steering guide torque control device that reduces the risk of the steering guide torque becoming excessive when the vehicle is approaching the exit of a curve on the road, causing the driver to feel uncomfortable as if he or she is being forced to steer back.

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、ドライバーにより操舵操作される操舵入力部材(ステアリングホイール20)と、操舵入力部材に与えられる操舵操作量(操舵角θ)に応じて転舵輪(前輪28FL及び28FR)を転舵する転舵装置(18)と、操舵入力部材に操舵ガイドトルク(Tsg)を付与するトルク付与装置(反力アクチュエータ24)と、トルク付与装置を制御する制御ユニット(14)と、車両の前方の走行路のカーブの曲率を検出する検出装置(カメラセンサ46)と、を含む車両用操舵ガイドトルク制御装置(10)が提供される。
[Means for solving the problems and effects of the invention]
According to the present invention, there is provided a steering guide torque control device (10) for a vehicle, which includes a steering input member (steering wheel 20) that is steered by a driver, a steering device (18) that steers the steered wheels (front wheels 28FL and 28FR) in accordance with the steering operation amount (steering angle θ) applied to the steering input member, a torque application device (reaction force actuator 24) that applies a steering guide torque (Tsg) to the steering input member, a control unit (14) that controls the torque application device, and a detection device (camera sensor 46) that detects the curvature of a curve on the road ahead of the vehicle.

制御ユニット(14)は、検出装置により検出されたカーブの曲率に基づいて、車両(50)をカーブに沿って走行させるための目標操舵操作量(目標操舵角θt)を演算し(S50~S80)、予め設定された先読み時間(Δt)前に演算した目標操舵操作量と実際の操舵操作量(操舵角θ)との偏差に基づいて該偏差を低減する目標操舵ガイドトルク(Tsgt)を演算し(S90、S100)、操舵ガイドトルクが目標操舵ガイドトルクになるようにトルク付与装置(反力アクチュエータ24)を制御する(S110~S130)よう構成され、更に、制御ユニットは、車両がカーブの出口に差し掛かっていると判定したときには、先読み時間を低減する(S10~S40)。 The control unit (14) is configured to calculate a target steering operation amount (target steering angle θt) for driving the vehicle (50) along the curve based on the curvature of the curve detected by the detection device (S50 to S80), calculate a target steering guide torque (Tsgt) that reduces the deviation between the target steering operation amount calculated a preset look-ahead time (Δt) before and the actual steering operation amount (steering angle θ) based on the deviation (S90, S100), and control the torque application device (reaction force actuator 24) so that the steering guide torque becomes the target steering guide torque (S110 to S130), and further reduce the look-ahead time when the control unit determines that the vehicle is approaching the exit of the curve (S10 to S40).

上記の構成によれば、検出装置により検出されたカーブの曲率に基づいて、車両をカーブに沿って走行させるための目標操舵操作量が演算され、予め設定された先読み時間前に演算された目標操舵操作量と実際の操舵操作量との偏差に基づいて該偏差を低減する目標操舵ガイドトルクが演算され、操舵ガイドトルクが目標操舵ガイドトルクになるようにトルク付与装置が制御される。よって、操舵入力部材に目標操舵操作量と実際の操舵操作量との偏差を低減する操舵ガイドトルクが操舵入力部材に付与されるので、実際の操舵操作量が車両をカーブに沿って走行させるための目標操舵操作量に近づくようドライバーが操舵操作することを促すことができる。 According to the above configuration, a target steering operation amount for driving the vehicle along the curve is calculated based on the curvature of the curve detected by the detection device, a target steering guide torque is calculated based on the deviation between the target steering operation amount calculated before a preset look-ahead time and the actual steering operation amount, and the torque applying device is controlled so that the steering guide torque becomes the target steering guide torque. Therefore, since a steering guide torque that reduces the deviation between the target steering operation amount and the actual steering operation amount is applied to the steering input member, the driver can be encouraged to steer so that the actual steering operation amount approaches the target steering operation amount for driving the vehicle along the curve.

更に、上記の構成によれば、車両がカーブの出口に差し掛かっていると判定されたときには、先読み時間が低減される。よって、操舵操作が適切な操舵操作に比して遅れたり、カメラセンサの検出結果に基づいて演算されるカーブの曲率の減少率が大きくなっても、先読み時間が低減されない場合に比して、目標操舵操作量と実際の操舵操作量との偏差が大きくなる虞を低減することができる。従って、目標操舵角と実際の操舵角との偏差が大きくなって操舵ガイドトルクが過大になることに起因して、ドライバーが切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚える虞を低減することができる。 Furthermore, according to the above configuration, when it is determined that the vehicle is approaching the exit of a curve, the look-ahead time is reduced. Therefore, even if the steering operation is delayed compared to an appropriate steering operation, or the rate of decrease in the curvature of the curve calculated based on the detection results of the camera sensor increases, the risk of the deviation between the target steering operation amount and the actual steering operation amount becoming large can be reduced compared to when the look-ahead time is not reduced. Therefore, it is possible to reduce the risk that the driver will feel uncomfortable as if he or she is being forced to steer back due to the deviation between the target steering angle and the actual steering angle becoming large and the steering guide torque becoming excessive.

なお、本願において、「車両がカーブの出口に差し掛かっている」とは、カーブの曲率が最大の領域からカーブの曲率が0になる領域へ向けて車両が走行していることを意味する。 In this application, "the vehicle is approaching the exit of a curve" means that the vehicle is traveling from the area where the curvature of the curve is at its maximum toward the area where the curvature of the curve is zero.

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。 In the above description, in order to aid in understanding the present invention, the reference numerals used in the embodiments described below are enclosed in parentheses with respect to the configuration of the invention corresponding to the embodiments. However, each component of the present invention is not limited to the components of the embodiments corresponding to the reference numerals enclosed in parentheses. Other objects, other features, and associated advantages of the present invention will be easily understood from the description of the embodiments of the present invention described below with reference to the drawings.

操舵反力トルク制御装置として構成された車両用操舵支援トルク制御装置の実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of a vehicle steering assist torque control device configured as a steering reaction torque control device; 撮影基準位置などを説明するためのである。This is to explain the shooting reference position, etc. 実施形態における操舵反力トルクの制御ルーチンを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a control routine for steering reaction torque in the embodiment. 実施形態において車両が走行路のカーブの出口に差し掛かっているか否かを判別する要領を説明するための図である。4 is a diagram for explaining a method for determining whether or not a vehicle is approaching the exit of a curve on a road in an embodiment. FIG. 従来の操舵支援トルク制御装置における操舵支援トルクの制御の第一の問題点を説明するための図である。1 is a diagram for explaining a first problem in the control of steering assist torque in a conventional steering assist torque control device. FIG. 従来の操舵支援トルク制御装置における操舵支援トルクの制御の第二の問題点を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a second problem of the control of the steering assist torque in the conventional steering assist torque control device. 実施形態により得られる作用効果を説明するための図である。10A to 10C are diagrams for explaining the effects obtained by the embodiment. 第一の変形例における操舵反力トルクの制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a main part of a control routine for steering reaction torque in a first modified example. 第一の変形例により得られる作用効果を説明するための図である。13A to 13C are diagrams for explaining the effects obtained by the first modified example. 第二の変形例における操舵反力トルクの制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a main part of a control routine for steering reaction torque in a second modified example. 第二の変形例により得られる作用効果を説明するための図である。13A to 13C are diagrams for explaining the effects obtained by the second modified example.

以下に添付の図を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.

<構成>
実施形態にかかる車両用操舵ガイドトルク制御装置10は、図1に示されているように、ステアバイワイヤ式の操舵装置12と、これを制御する電子制御ユニット14とを含む操舵反力トルク制御装置として構成され、車両50に適用されている。これ以降「電子制御ユニット」は「ECU」と表記される。
<Configuration>
As shown in Fig. 1, a vehicle steering guide torque control device 10 according to an embodiment is configured as a steering reaction torque control device including a steer-by-wire type steering device 12 and an electronic control unit 14 that controls the steering device, and is applied to a vehicle 50. Hereinafter, "electronic control unit" will be abbreviated as "ECU."

操舵装置12は、機械的に互いに接続されていない操舵入力装置16及び転舵装置18を含んでいる。操舵入力装置16は、ステアリングホイール20と、ステアリングホイールの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角検出装置22と、ステアリングホイールに操舵反力トルクTreを付与する反力アクチュエータ24と、を含んでいる。 The steering device 12 includes a steering input device 16 and a turning device 18 that are not mechanically connected to each other. The steering input device 16 includes a steering wheel 20, a steering angle detection device 22 that detects the rotation angle of the steering wheel as a steering angle θ, and a reaction force actuator 24 that applies a steering reaction torque Tre to the steering wheel.

ステアリングホイール20は、図示されていないドライバーにより操舵操作される操舵入力部材であり、操縦捍のような形態をなしていてもよい。反力アクチュエータ24は電動機を含み、該電動機の回転軸26はステアリングホイール20と一体的に連結されている。操舵角検出装置22は電動機に内蔵されたロータリエンコーダであってもよい。 The steering wheel 20 is a steering input member that is steered by a driver (not shown) and may have a shape similar to a control stick. The reaction force actuator 24 includes an electric motor, and the rotating shaft 26 of the electric motor is integrally connected to the steering wheel 20. The steering angle detection device 22 may be a rotary encoder built into the electric motor.

転舵装置18は、転舵トルクTstを受けて転舵輪である左右の前輪28FL及び28FRを転舵するよう構成された転舵機構30と、転舵機構に転舵トルクを付与する転舵アクチュエータ32と、転舵輪の舵角δを検出する舵角検出装置34と、を含んでいる。 The steering device 18 includes a steering mechanism 30 configured to receive steering torque Tst and steer the left and right front wheels 28FL and 28FR, which are steerable wheels, a steering actuator 32 that imparts steering torque to the steering mechanism, and a steering angle detection device 34 that detects the steering angle δ of the steerable wheels.

図示の実施形態においては、転舵機構30は、ラックバー36及びピニオンシャフト38を有するラックアンドピニオン装置40を含んでいる。ピニオンシャフト38は、図には示されていないが、ラックバー36のラック歯と噛合するピニオンを有し、ピニオンシャフト38の回転運動はラックバー36の往復運動に変換され、ラックバー36の往復運動はピニオンシャフト38の回転運動に変換される。なお、転舵機構は当技術分野において公知の任意の構造を有していてよい。 In the illustrated embodiment, the steering mechanism 30 includes a rack and pinion device 40 having a rack bar 36 and a pinion shaft 38. Although not shown in the figure, the pinion shaft 38 has a pinion that meshes with the rack teeth of the rack bar 36, and the rotational motion of the pinion shaft 38 is converted into the reciprocating motion of the rack bar 36, and the reciprocating motion of the rack bar 36 is converted into the rotational motion of the pinion shaft 38. The steering mechanism may have any structure known in the art.

更に、転舵機構30はタイロッド42L及び42Rを含み、タイロッド42L及び42Rの内端はそれぞれラックバー36の左右の先端に枢着されている。タイロッド42L及び42Rの外端は、図には示されていないが、前輪28FL及び28FRのナックルアームに枢着されている。転舵アクチュエータ32は電動機を含み、該電動機の回転軸はピニオンシャフト38と一体的に連結されている。 Furthermore, the steering mechanism 30 includes tie rods 42L and 42R, the inner ends of which are pivotally attached to the left and right ends of the rack bar 36, respectively. Although not shown in the figure, the outer ends of the tie rods 42L and 42R are pivotally attached to the knuckle arms of the front wheels 28FL and 28FR. The steering actuator 32 includes an electric motor, the rotating shaft of which is integrally connected to the pinion shaft 38.

よって、転舵機構30は、ピニオンシャフト38にて転舵アクチュエータ32からの転舵トルクを受けて前輪28FL及び28FRを転舵するよう構成されている。ピニオンシャフト38の回転角度φ(図示せず)と前輪28FL及び28FRの舵角δとの間には一定の関係がある。よって、図示の実施形態においては、舵角検出装置34はピニオンシャフト38又は転舵アクチュエータ32の電動機の回転軸の回転角度φを検出することにより前輪28FL及び28FRの舵角δを検出する。 The steering mechanism 30 is configured to receive steering torque from the steering actuator 32 at the pinion shaft 38 to steer the front wheels 28FL and 28FR. There is a certain relationship between the rotation angle φ (not shown) of the pinion shaft 38 and the steering angle δ of the front wheels 28FL and 28FR. Therefore, in the illustrated embodiment, the steering angle detection device 34 detects the steering angle δ of the front wheels 28FL and 28FR by detecting the rotation angle φ of the pinion shaft 38 or the rotating shaft of the electric motor of the steering actuator 32.

図1には詳細に示されていないが、ECU14は、マイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいる。マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、及びインターフェース(I/F)などを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。 Although not shown in detail in FIG. 1, the ECU 14 includes a microcomputer and a drive circuit. The microcomputer has a CPU, ROM, RAM, an interface (I/F), and the like, and has a typical configuration in which these are connected to each other by a bidirectional common bus.

ECU14には、操舵角検出装置22により検出された操舵角θを示す信号が入力され、舵角検出装置34により検出された前輪28FL及び28FRの舵角δを示す信号が入力される。更に、車速センサ44により検出された車速Vを示す信号が入力され、カメラセンサ46により取得された車両12の前方の車線の白線情報を示す信号が入力される。車速センサ44は、例えば車輪速度に基づいて車速Vを検出する。 The ECU 14 receives a signal indicating the steering angle θ detected by the steering angle detection device 22, and a signal indicating the steering angle δ of the front wheels 28FL and 28FR detected by the steering angle detection device 34. In addition, the ECU 14 receives a signal indicating the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 44, and a signal indicating the white line information of the lane ahead of the vehicle 12 acquired by the camera sensor 46. The vehicle speed sensor 44 detects the vehicle speed V based on, for example, the wheel speed.

図3に示されているように、カメラセンサ46は、車両50のフロントガラス50aの内面の上方部に固定され、車両50の基準位置である重心48から前方へ距離Lca(正の定数)の撮影基準位置Pcaを中心に車両12の前方の画像を撮影する。距離Lcaを必要に応じて撮影基準Lcaと呼ぶ。車両50の基準位置は、前輪28FL及び28FRの位置、前後輪の中間位置などであってもよい。 As shown in FIG. 3, the camera sensor 46 is fixed to the upper part of the inner surface of the windshield 50a of the vehicle 50, and captures an image of the front of the vehicle 12, centered on a photographing reference position Pca that is a distance Lca (a positive constant) forward from the center of gravity 48, which is the reference position of the vehicle 50. The distance Lca is referred to as the photographing reference Lca as necessary. The reference position of the vehicle 50 may be the position of the front wheels 28FL and 28FR, a midpoint between the front and rear wheels, etc.

ECU14は、操舵ギヤ比Rstを標準の操舵ギヤ比Rstnに設定して操舵角検出装置22により検出される操舵角θに基づいて転舵アクチュエータ32を制御する。よって、前輪28FL及び28FRの舵角δはθ/Rstnになるよう制御される。なお、操舵角θ及び舵角δは、車両50が直進状態にあるときに0になり、車両50が左旋回するときに正の値になる。また、標準の操舵ギヤ比Rstnは、車速Vが高いほど大きくなるよう予め設定された正の値であるが、正の定数であってもよい。 The ECU 14 sets the steering gear ratio Rst to a standard steering gear ratio Rstn and controls the steering actuator 32 based on the steering angle θ detected by the steering angle detection device 22. Thus, the steering angle δ of the front wheels 28FL and 28FR is controlled to be θ/Rstn. The steering angle θ and the steering angle δ are 0 when the vehicle 50 is traveling straight, and are positive values when the vehicle 50 turns left. The standard steering gear ratio Rstn is a positive value that is preset to increase as the vehicle speed V increases, but may be a positive constant.

更に、ECU14は、操舵角θ、操舵角θの微分値及び操舵角θの二階微分値に基づいて、ステアリングホイール20に付与されるべき基本操舵反力トルクTrebを演算する。基本操舵反力トルクTrebは、車速Vが高いほど大きくなるよう、車速に応じて可変設定される。なお、基本操舵反力トルクTrebは、当技術分野において公知の任意の要領にて制御されてよい。例えば、基本操舵反力トルクTrebは、ステアリングホイールが機械的に転舵輪に接続され、パワーステアリング装置により操舵アシストトルクが付与される車両において、ドライバーがステアリングホイールを介して感じる操舵トルクに対応するトルクであってよい。 Furthermore, the ECU 14 calculates a basic steering reaction torque Treb to be applied to the steering wheel 20 based on the steering angle θ, the derivative of the steering angle θ, and the second derivative of the steering angle θ. The basic steering reaction torque Treb is variably set according to the vehicle speed so that it increases as the vehicle speed V increases. The basic steering reaction torque Treb may be controlled in any manner known in the art. For example, the basic steering reaction torque Treb may be a torque corresponding to the steering torque felt by the driver through the steering wheel in a vehicle in which the steering wheel is mechanically connected to the steered wheels and a steering assist torque is applied by a power steering device.

また、ECU14は、後に詳細に説明するように、車両50が走行路のカーブを走行する際のドライバーの操舵をガイドする目標操舵ガイドトルクTsgtを演算する。更に、ECU14は、反力アクチュエータ24により発生されステアリングホイール20に付与される操舵反力トルクTreが、基本操舵反力トルクTrebと目標操舵ガイドトルクTsgtとの和である目標操舵反力トルクTretになるよう、反力アクチュエータ24を制御する。よって、反力アクチュエータ24は、目標操舵ガイドトルクTsgtに対応する操舵ガイドトルクTsgをステアリングホイール20に付与するトルク付与装置として機能する。なお、目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさは、基本操舵反力トルクTrebの大きさの10分の1程度である。 As will be described in detail later, the ECU 14 also calculates a target steering guide torque Tsgt that guides the driver's steering when the vehicle 50 travels around a curve on a road. Furthermore, the ECU 14 controls the reaction force actuator 24 so that the steering reaction torque Tre generated by the reaction force actuator 24 and applied to the steering wheel 20 becomes the target steering reaction torque Tret, which is the sum of the basic steering reaction torque Treb and the target steering guide torque Tsgt. Thus, the reaction force actuator 24 functions as a torque applying device that applies a steering guide torque Tsg corresponding to the target steering guide torque Tsgt to the steering wheel 20. The magnitude of the target steering guide torque Tsgt is approximately one tenth of the magnitude of the basic steering reaction torque Treb.

なお、目標操舵ガイドトルクTsgtは、実際の操舵角θが目標操舵角θtから離れるようドライバーが操舵する際には、操舵を抑制する方向に作用し、実際の操舵角θが目標操舵角θtに近づくようドライバーが操舵する際には、操舵を促進する方向に作用する。よって、目標操舵ガイドトルクTsgtは、実際の操舵角θが目標操舵角θtになるようドライバーの操舵をガイドする。 The target steering guide torque Tsgt acts in a direction that inhibits steering when the driver steers so that the actual steering angle θ moves away from the target steering angle θt, and acts in a direction that promotes steering when the driver steers so that the actual steering angle θ moves closer to the target steering angle θt. Therefore, the target steering guide torque Tsgt guides the driver's steering so that the actual steering angle θ becomes the target steering angle θt.

実施形態においては、ECU14は、カメラセンサ46により取得された車両50の前方の車線の白線情報に基づいて、撮影基準位置Pcaを中心とする領域について走行路のカーブ曲率ρcaを演算し、RAMに保存する。よって、カメラセンサ46及びECU14は、撮影基準位置Pcaを中心とする領域について走行路のカーブ曲率ρcaを検出する検出装置として機能する。 In this embodiment, the ECU 14 calculates the curve curvature ρca of the road for the area centered on the shooting reference position Pca based on the white line information of the lane ahead of the vehicle 50 acquired by the camera sensor 46, and stores the calculated value in RAM. Therefore, the camera sensor 46 and the ECU 14 function as a detection device that detects the curve curvature ρca of the road for the area centered on the shooting reference position Pca.

更に、ECU14は、RAMから先読み時間Δtに対応するカーブ曲率ρcaを先読みのカーブ曲率ρpreとして読み出し、そのカーブ曲率ρpreに基づいて目標操舵角θtを演算し、目標操舵角θtと実際の操舵角θとの偏差Δθに基づいて、操舵ガイドトルクTsgを演算する。目標操舵角θtは、車両50をカーブに沿って走行させるための操舵角である。なお、実施形態においては、車両50が左旋回する方向の曲率が正である。 Furthermore, the ECU 14 reads out from the RAM the curve curvature ρca corresponding to the look-ahead time Δt as the look-ahead curve curvature ρpre, calculates the target steering angle θt based on the curve curvature ρpre, and calculates the steering guide torque Tsg based on the deviation Δθ between the target steering angle θt and the actual steering angle θ. The target steering angle θt is a steering angle for driving the vehicle 50 along a curve. In this embodiment, the curvature in the direction in which the vehicle 50 turns left is positive.

カーブ曲率ρca[1/m]は、下記の式(1)に従って演算される。なお、下記の式(1)において、Vは車速[m/s]であり、ρは車両50の重心48における走行路のカーブ曲率[1/m]である。よって、ρは、車両50が図1に示された距離Lcaを走行するに要する時間Lca/V前に演算されRAMに保存されたカーブ曲率ρcaである。Δρは、時間Lca/V前に演算されRAMに保存されたカーブ曲率ρcaの変化率[1/m/m]、即ちカーブ曲率の単位距離当りの変化量である。
ρca=ρ+VΔtΔρ …(1)
The curve curvature ρca [1/m] is calculated according to the following formula (1). In the following formula (1), V is the vehicle speed [m/s], and ρ0 is the curve curvature [1/m] of the road at the center of gravity 48 of the vehicle 50. Therefore, ρ0 is the curve curvature ρca calculated and stored in the RAM a time Lca/V before it takes the vehicle 50 to travel the distance Lca shown in Fig. 1. Δρ is the rate of change [1/m/m] of the curve curvature ρca calculated and stored in the RAM a time Lca/V before, i.e., the amount of change in the curve curvature per unit distance.
ρca=ρ 0 +VΔtΔρ…(1)

図1に示されているように、車両50の重心48と先読み位置Ppreとの間の距離(先読み距離)Lpreは、撮影基準距離Lcaよりも小さい。なお、先読み距離Lpreは一定でなくてもよい。以上の説明から解るように、カーブ曲率ρpreは、先読み位置Ppreにおけるカーブ曲率、即ち車両50の重心48が先読み時間Δt後に到達する位置におけるカーブ曲率である。 As shown in FIG. 1, the distance (read-ahead distance) Lpre between the center of gravity 48 of the vehicle 50 and the look-ahead position Ppre is smaller than the shooting reference distance Lca. Note that the look-ahead distance Lpre does not have to be constant. As can be seen from the above explanation, the curve curvature ρpre is the curve curvature at the look-ahead position Ppre, i.e., the curve curvature at the position where the center of gravity 48 of the vehicle 50 reaches after the look-ahead time Δt.

目標操舵角θt[deg]は、下記の式(2)に従って演算される。なお、下記の式(2)において、Rstは前述のように操舵ギヤ比であり、Aは車両50のスタビリティファクタ[deg/(m2/s2)]であり、Lwは車両50のホイールベースである。スタビリティファクタA及びホイールベースLwは、車両50の仕様により定まる既知の一定値である。
θt=Rst(1+AV)ρpreLw …(2)
The target steering angle θt [deg] is calculated according to the following formula (2): In the following formula (2), Rst is the steering gear ratio as described above, A is the stability factor [deg/( m2 / s2 )] of the vehicle 50, and Lw is the wheelbase of the vehicle 50. The stability factor A and the wheelbase Lw are known constant values determined by the specifications of the vehicle 50.
θt=Rst(1+ AV2 )ρpreLw…(2)

<操舵反力トルクの制御ルーチン>
次に、実施形態の操舵反力トルクの制御ルーチンについて説明する。ECU14のCPUは、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、図3のフローチャートに示された操舵反力トルクの制御ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。なお、図3のフローチャートに対応する制御プログラムは、ECU14のROMに格納されている。
<Steering reaction torque control routine>
Next, a control routine for steering reaction torque according to the embodiment will be described. When an ignition switch (not shown) is on, the CPU of the ECU 14 executes a control routine for steering reaction torque shown in the flowchart of Fig. 3 every time a predetermined time elapses. The control program corresponding to the flowchart of Fig. 3 is stored in the ROM of the ECU 14.

まず、ステップS10においては、CPUは、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっているか否かを判別する。CPUは、肯定判別をしたときには、制御をステップS40へ進め、否定判別をしたときには、ステップS20において、先読み時間Δtを標準先読み時間Δtsに設定する。標準先読み時間Δtsは一定であってよい。 First, in step S10, the CPU determines whether the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road. If the CPU determines yes, the control proceeds to step S40, and if the CPU determines no, in step S20, the CPU sets the look-ahead time Δt to the standard look-ahead time Δts. The standard look-ahead time Δts may be constant.

実施形態においては、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっているか否かの判別は、以下の要領にて行われる。なお、この判別は、例えばカーブ曲率ρca、カーブ曲率ρpre又は操舵角θなどに基づいて当技術分野において公知の任意の要領にて行われてよい。また、この判別は、GPSによる位置情報とナビゲーション装置の地図情報とに基づいて、カーブの曲率が減少する状況を判定することにより行われてもよい。 In an embodiment, whether or not the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road is determined as follows. This determination may be made in any manner known in the art, for example, based on the curve curvature ρca, the curve curvature ρpre, or the steering angle θ. This determination may also be made by determining a situation in which the curvature of the curve is decreasing, based on position information from a GPS and map information from a navigation device.

説明を簡単化するために、図4の最上段に示されているように、走行路の曲率が台形状に変化する場合、即ち、車両50が一定の曲率の領域とその前後の緩和曲線の領域とを含むカーブを走行する場合について説明する。図4において、実線は車両50の重心48における曲率ρを示し、破線は先読み位置Ppreにおける曲率ρpreを示しており、一点鎖線は撮影基準位置Pcaにおける曲率ρcaを示している。αは曲率の大小を判定するための基準値である。なお、基準値αは、定数であってもよいが、曲率ρpre又はPcaの増大率が基準値以下になったときのそれぞれ曲率ρpre又はPcaの値に基づいて該値よりも小さい値に設定されてもよい。 For the sake of simplicity, the case will be described in which the curvature of the road changes into a trapezoidal shape, i.e., the vehicle 50 travels along a curve including a region of constant curvature and transition curve regions before and after the region, as shown in the top row of Fig. 4. In Fig. 4, the solid line indicates the curvature ρ0 at the center of gravity 48 of the vehicle 50, the dashed line indicates the curvature ρpre at the pre-reading position Ppre, and the dashed line indicates the curvature ρca at the photographing reference position Pca. α is a reference value for determining the magnitude of the curvature. The reference value α may be a constant, or may be set to a value smaller than the value of the curvature ρpre or Pca when the rate of increase of the curvature ρpre or Pca becomes equal to or smaller than the reference value.

図4の最上段及び第2段に示されているように、曲率ρcaが基準値α以下であり且つ曲率ρが基準値α以上であるときに、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別される(出口判定)。よって、時点t1から時点t2まで、ステップS10の判別が肯定判別になる。 4, when the curvature ρ is equal to or smaller than the reference value α and the curvature ρ is equal to or larger than the reference value α, it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of the curve on the road (exit determination). Therefore, from time t to time t, the determination in step S10 is positive.

ステップS40においては、CPUは、先読み時間Δtを、修正係数Kaと標準先読み時間Δtsとの積KaΔtsに設定することにより、先読み時間Δtを低減する。なお、修正係数Kaは、0以上で1よりも小さい正の定数、例えば0~0.8であってよい。 In step S40, the CPU reduces the look-ahead time Δt by setting the look-ahead time Δt to the product KaΔts of the correction coefficient Ka and the standard look-ahead time Δts. Note that the correction coefficient Ka may be a positive constant greater than or equal to 0 and less than 1, for example, between 0 and 0.8.

よって、図4の例の場合、第3段に示されているように、先読み時間Δtは、時点t1以前及び時点t2以降は、標準先読み時間Δtsに設定され、時点t1から時点t2までは、修正係数Kaと標準先読み時間Δtsとの積KaΔtsに設定される。 Therefore, in the example of Figure 4, as shown in the third row, the look-ahead time Δt is set to the standard look-ahead time Δts before time t1 and after time t2, and is set to the product KaΔts of the correction coefficient Ka and the standard look-ahead time Δts from time t1 to time t2.

ステップS50においては、CPUは、カメラセンサ46により取得された車両12の前方の車線の白線情報に基づいて、撮影基準位置Pcaを中心とする領域についてカーブ曲率の変化率Δρを演算し、RAMに保存する。 In step S50, the CPU calculates the rate of change Δρ of the curve curvature for the area centered on the shooting reference position Pca based on the white line information of the lane ahead of the vehicle 12 acquired by the camera sensor 46, and stores this in the RAM.

ステップS60においては、上記式(1)に従って、撮影基準位置Pcaを中心とする領域について走行路のカーブ曲率ρcaを演算し、RAMに保存する。なお、制御を開始してから時間Lca/Vが経過するまでの間は、カーブ曲率ρcaは0に設定されてよい。 In step S60, the curve curvature ρca of the road is calculated for the area centered on the shooting reference position Pca according to the above formula (1) and stored in RAM. Note that the curve curvature ρca may be set to 0 until the time Lca/V has elapsed since the control was started.

ステップS70においては、CPUは、先読み時間Δt前に演算されRAMに保存されたカーブ曲率ρcaを、先読み位置Ppreにおけるカーブ曲率ρpreとしてRAMから読み出す。 In step S70, the CPU reads out from the RAM the curve curvature ρca that was calculated before the look-ahead time Δt and stored in the RAM as the curve curvature ρpre at the look-ahead position Ppre.

よって、車両50がカーブの出口に差し掛かっていないときには、標準先読み時間Δts前に演算されRAMに保存されたカーブ曲率ρcaがカーブ曲率ρpreとしてRAMから読み出される。従って、カーブ曲率ρpreは、図4の最下段において破線にて示されているように減少する。これに対し、車両50がカーブの出口に差し掛かっているときには、修正係数Kaと標準先読み時間Δtsとの積KaΔtsの時間前に演算されRAMに保存されたカーブ曲率ρcaがカーブ曲率ρpreとしてRAMから読み出される。従って、カーブ曲率ρpreは、図4の最下段において二点鎖線にて示されているように減少する。 Therefore, when the vehicle 50 is not approaching the exit of the curve, the curve curvature ρca calculated and stored in the RAM before the standard look-ahead time Δts is read out from the RAM as the curve curvature ρpre. Therefore, the curve curvature ρpre decreases as shown by the dashed line at the bottom of Figure 4. In contrast, when the vehicle 50 is approaching the exit of the curve, the curve curvature ρca calculated and stored in the RAM before the time KaΔts, which is the product of the correction coefficient Ka and the standard look-ahead time Δts, is read out from the RAM as the curve curvature ρpre. Therefore, the curve curvature ρpre decreases as shown by the two-dot chain line at the bottom of Figure 4.

ステップS80においては、CPUは、車速V及び先読み位置Ppreにおけるカーブ曲率ρpreに基づいて、上記式(2)に従って、車両50が走行路のカーブを走行するための目標操舵角θtを演算する。 In step S80, the CPU calculates the target steering angle θt for the vehicle 50 to travel around the curve of the road, based on the vehicle speed V and the curve curvature ρpre at the predicted position Ppre, in accordance with the above formula (2).

ステップS90においては、CPUは、操舵角検出装置22により検出された実際の操舵角θと目標操舵角θtとの偏差θ-θtである操舵角の偏差Δθを演算する。 In step S90, the CPU calculates the steering angle deviation Δθ, which is the deviation θ-θt between the actual steering angle θ detected by the steering angle detection device 22 and the target steering angle θt.

ステップS100においては、CPUは、正の変換係数Ksと操舵角の偏差Δθとの積KsΔθとして、車両50が走行路のカーブを走行する際のドライバーの操舵をガイドする目標操舵ガイドトルクTsgtを演算する。 In step S100, the CPU calculates the target steering guide torque Tsgt, which guides the driver's steering when the vehicle 50 travels around a curve in the road, as the product KsΔθ of the positive conversion coefficient Ks and the steering angle deviation Δθ.

ステップS110においては、CPUは、操舵角θ、操舵角θの微分値及び操舵角θの二階微分値及び車速Vに基づいて、当技術分野において公知の任意の要領にて、ステアリングホイール20に付与されるべき基本操舵反力トルクTrebを演算する。 In step S110, the CPU calculates the basic steering reaction torque Treb to be applied to the steering wheel 20 based on the steering angle θ, the derivative of the steering angle θ, the second derivative of the steering angle θ, and the vehicle speed V in any manner known in the art.

ステップS120においては、CPUは、基本操舵反力トルクTrebと目標操舵ガイドトルクTsgtとの和Treb+Tsgtとして目標操舵反力トルクTretを演算する。 In step S120, the CPU calculates the target steering reaction torque Tret as the sum Treb + Tsgt of the basic steering reaction torque Treb and the target steering guide torque Tsgt.

ステップS130においては、CPUは、反力アクチュエータ24により発生される操舵反力トルクTreが目標操舵反力トルクTretになるよう、反力アクチュエータ24を制御する。よって、目標操舵反力トルクTretに対応する操舵反力トルクがステアリングホイール20に付与されることにより、目標操舵ガイドトルクTsgtに対応する操舵ガイドトルクTsgがステアリングホイール20に付与される。 In step S130, the CPU controls the reaction force actuator 24 so that the steering reaction torque Tre generated by the reaction force actuator 24 becomes the target steering reaction torque Tret. Therefore, a steering reaction torque corresponding to the target steering reaction torque Tret is applied to the steering wheel 20, and a steering guide torque Tsg corresponding to the target steering guide torque Tsgt is applied to the steering wheel 20.

<従来技術における操舵ガイドトルクの制御とその問題点>
実施形態の作動及び効果の理解が容易になるよう、実施形態の作動及び効果の説明に先立って、図5及び図6を参照して、前述の特許文献1に記載された装置のような従来の操舵ガイドトルク制御装置における操舵ガイドトルクの制御とその問題点について説明する。
<Steering guide torque control and its problems in the prior art>
In order to facilitate understanding of the operation and effects of the embodiment, prior to describing the operation and effects of the embodiment, the control of steering guide torque and its problems in a conventional steering guide torque control device such as the device described in the aforementioned Patent Document 1 will be described with reference to Figures 5 and 6.

車両50が走行路のカーブを走行する場合には、車両50がカーブ走行状態から直進走行状態へ移行するときに、ドライバーの戻し操舵が遅れ易い。図5の上段において、実線はドライバーの戻し操舵が遅れない場合の実際の操舵角θの変化を示し、破線はドライバーの戻し操舵が遅れる場合の実際の操舵角θの変化を示している。更に、図5の上段において、一点鎖線は、先読み時間Δtにて先読みされたカーブ曲率に基づいて演算される目標操舵角θtの変化を示している。 When the vehicle 50 travels along a curve in the road, the driver's return steering is likely to be delayed when the vehicle 50 transitions from a curved state to a straight-ahead state. In the upper part of FIG. 5, the solid line shows the change in the actual steering angle θ when the driver's return steering is not delayed, and the dashed line shows the change in the actual steering angle θ when the driver's return steering is delayed. Furthermore, in the upper part of FIG. 5, the dashed line shows the change in the target steering angle θt calculated based on the curve curvature predicted in advance at the prediction time Δt.

なお、図5及び図6及び後述の図7、図9及び図11においては、目標操舵角θtの大きさは実際の操舵角θの大きさと同一である。しかし、実際の操舵角θが一定である保舵中に操舵角θが切り増し方向へ増大することが抑制されるよう、目標操舵角θtは、その大きさが実際の操舵角θの大きさよりも小さくなるように演算されてよい。 In addition, in Figures 5 and 6 and Figures 7, 9, and 11 described below, the magnitude of the target steering angle θt is the same as the actual steering angle θ. However, the target steering angle θt may be calculated to be smaller than the actual steering angle θ so that the steering angle θ is prevented from increasing in the direction of turning the steering wheel while the actual steering angle θ is held constant.

操舵角検出装置22により検出された操舵角θと目標操舵角θtとの偏差θ-θtである操舵角の偏差Δθに基づいて演算される操舵ガイドトルクTsgは、図5の下段に示されているように変化する。なお、図5及び図6に示された例において、時間軸に対し下側の操舵ガイドトルクTsgは、切り込み操舵をガイドするトルクであり、時間軸に対し上側の操舵ガイドトルクTsgは、切り戻し操舵をガイドするトルクである。このことは、後述の図7、図9及び図11においても同様である。 The steering guide torque Tsg, which is calculated based on the steering angle deviation Δθ, which is the deviation θ-θt between the steering angle θ detected by the steering angle detection device 22 and the target steering angle θt, changes as shown in the lower part of Figure 5. Note that in the examples shown in Figures 5 and 6, the steering guide torque Tsg on the lower side of the time axis is a torque that guides turning-in steering, and the steering guide torque Tsg on the upper side of the time axis is a torque that guides turning-back steering. This is also true in Figures 7, 9, and 11, which will be described later.

従来の操舵ガイドトルク制御装置においては、先読み時間Δtは一定である。そのため、車両50がカーブ走行状態から直進走行状態へ移行するときにドライバーの戻し操舵が遅れると、図5の上段において破線にて示されているように、実際の操舵角θと目標操舵角θtとの偏差Δθが大きくなる。その結果、図5の下段の実線と破線との比較から解るように、目標操舵ガイドトルクTsgtが過大になることにより、切り戻し方向に作用する操舵ガイドトルクTsgが過大になり、ドライバーは切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚えることがある(第一の問題点)。 In conventional steering guide torque control devices, the look-ahead time Δt is constant. Therefore, if the driver's return steering is delayed when the vehicle 50 transitions from a curved driving state to a straight driving state, the deviation Δθ between the actual steering angle θ and the target steering angle θt becomes large, as shown by the dashed line in the upper part of Figure 5. As a result, as can be seen from a comparison of the solid line and dashed line in the lower part of Figure 5, the target steering guide torque Tsgt becomes excessive, causing the steering guide torque Tsg acting in the return direction to become excessive, and the driver may feel uncomfortable as if he or she is being forced to perform return steering (first problem).

また、車両50がカーブ走行状態から直進走行状態へ移行するときには、カメラセンサ46は、カーブ走行時に比して遠くの白線を検出し得るようになるので、先読みされるカーブ曲率ρca及びρpreの減少率が大きくなる。そのため、図6の上段において一点鎖線にて示されているように、カーブ曲率ρpreに基づいて演算される目標操舵角θtの大きさの減少率が大きくなり、実際の操舵角θと目標操舵角θtとの偏差Δθが大きくなる。その結果、図6の下段の実線と破線との比較から解るように、切り戻し方向に作用する目標操舵ガイドトルクTsgtが過大になり、ドライバーは切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚えることがある(第二の問題点)。 In addition, when the vehicle 50 transitions from a curved state to a straight-ahead state, the camera sensor 46 can detect white lines that are farther away than when the vehicle 50 is curved, so the rate of decrease in the predicted curve curvatures ρca and ρpre increases. Therefore, as shown by the dashed line in the upper part of FIG. 6, the rate of decrease in the magnitude of the target steering angle θt calculated based on the curve curvature ρpre increases, and the deviation Δθ between the actual steering angle θ and the target steering angle θt increases. As a result, as can be seen from a comparison of the solid line and the dashed line in the lower part of FIG. 6, the target steering guide torque Tsgt acting in the return direction becomes excessive, and the driver may feel uncomfortable as if he or she is being forced to steer back (second problem).

なお、図6においても、破線はドライバーの戻し操舵が遅れる場合の実際の操舵角θの変化を示している。従って、図6においては、上述の第一及び第二の問題点の両方が図示されている。 In Figure 6, the dashed line also shows the change in the actual steering angle θ when the driver's return steering is delayed. Therefore, Figure 6 illustrates both the first and second problems mentioned above.

<実施形態の作動及び効果>
実施形態によれば、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていないと判別されると、先読み時間Δtが標準先読み時間Δtsに設定される(ステップS10、S20)。これに対し、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別されると、先読み時間Δtが修正係数Kaと標準先読み時間Δtsとの積KaΔtsに設定されることにより低減される(ステップS10、S40)。
<Operation and Effects of the Embodiment>
According to the embodiment, when it is determined that the vehicle 50 is not approaching the exit of the curve on the road, the look-ahead time Δt is set to the standard look-ahead time Δts (steps S10, S20). On the other hand, when it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of the curve on the road, the look-ahead time Δt is reduced by being set to the product KaΔts of the correction coefficient Ka and the standard look-ahead time Δts (steps S10, S40).

実際の操舵角θ及び目標操舵角θtが図5及び図6と同様に変化する状況を示す図7の上段において、二点鎖線は、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別され、標準先読み時間Δtsが低減されたときの目標操舵角θtの変化を示している。なお、一点鎖線は、図5と同様に、標準先読み時間Δtsが低減されていないときの目標操舵角θtの変化を示している。 In the upper part of Figure 7, which shows the situation in which the actual steering angle θ and the target steering angle θt change in the same way as in Figures 5 and 6, the two-dot chain line shows the change in the target steering angle θt when it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road and the standard look-ahead time Δts is reduced. Note that the one-dot chain line shows the change in the target steering angle θt when the standard look-ahead time Δts is not reduced, as in Figure 5.

車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別され、先読み時間Δtが低減されると、ドライバーの戻し操舵が遅れる場合にも、操舵角θと目標操舵角θtとの偏差Δθも小さくなる。よって、図7の中段に示されているように、操舵角の偏差Δθに基づいて演算される目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさも小さくなる。従って、切り戻し方向に作用する操舵ガイドトルクTsgを低減することができるので、ドライバーが切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚える虞を低減することができる。 When it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road and the look-ahead time Δt is reduced, the deviation Δθ between the steering angle θ and the target steering angle θt also becomes smaller, even if the driver's return steering is delayed. Therefore, as shown in the middle part of Figure 7, the magnitude of the target steering guide torque Tsgt calculated based on the steering angle deviation Δθ also becomes smaller. Therefore, since the steering guide torque Tsg acting in the return direction can be reduced, the risk of the driver feeling uncomfortable as if he or she is being forced to perform return steering can be reduced.

図7の下段において、一点鎖線は実施形態における目標操舵反力トルクTretを示し、実線は基本操舵反力トルクTrebを示している。更に、破線は先読み時間Δtが低減されない場合の目標操舵反力トルクTretを示している。車両50の旋回開始時には目標操舵反力トルクTretが切り込み方向に作用するので、ドライバーの切り込み操舵を促進するよう操舵のガイドを行うことができる。なお、この作用効果は、実施形態の場合だけでなく、先読み時間Δtが低減されない場合にも得られる。 In the lower part of Figure 7, the dashed line indicates the target steering reaction torque Tret in the embodiment, and the solid line indicates the basic steering reaction torque Treb. Furthermore, the dashed line indicates the target steering reaction torque Tret when the look-ahead time Δt is not reduced. When the vehicle 50 starts to turn, the target steering reaction torque Tret acts in the turning direction, so that steering guidance can be performed to encourage the driver to turn the wheel. Note that this effect can be obtained not only in the embodiment, but also when the look-ahead time Δt is not reduced.

更に、先読み時間Δtが低減されない場合には、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっている状況において、目標操舵反力トルクTretが切り戻し方向に増大するのに対し、実施形態の場合には、目標操舵反力トルクTretは実質的に切り戻し方向に増大しない。よって、ドライバーが切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚える虞を低減することができることが解る。 Furthermore, if the look-ahead time Δt is not reduced, when the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, the target steering reaction torque Tret increases in the return direction, whereas in the embodiment, the target steering reaction torque Tret does not substantially increase in the return direction. Therefore, it can be seen that it is possible to reduce the risk that the driver feels uncomfortable as if he or she is being forced to perform return steering.

なお、実施形態によれば、操舵ガイドトルクTsgの大きさは、速やかに増大する状況から実質的に一定又は僅かに減少する状況を経て速やかに減少する。よって、操舵ガイドトルクTsgの大きさが、速やかに増大する状況から速やかに減少する状況へ変化する後述の第一の変形例の場合に比して、ドライバーが操舵ガイドトルクTsgの大きさの増減変化に起因する異和感を覚える虞を低減することができる。 According to the embodiment, the magnitude of the steering guide torque Tsg is rapidly decreased after passing through a state in which the torque increases rapidly and remains substantially constant or slightly decreases. Therefore, compared to the case of the first modified example described below in which the magnitude of the steering guide torque Tsg changes from a state in which the torque increases rapidly to a state in which the torque decreases rapidly, it is possible to reduce the risk that the driver will feel a sense of discomfort due to the increase or decrease in the magnitude of the steering guide torque Tsg.

[第一の変形例]
図8は、第一の変形例における操舵反力トルクの制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。
[First Modification]
FIG. 8 is a flow chart showing a main part of a control routine for the steering reaction torque in the first modified example.

第一の変形例においては、CPUは、ステップS10において、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別したときには、ステップS30において、修正係数Kaが、1+Kaf-ΔKaに設定される。なお、Kafは、修正係数Kaの前回値であり、制御の開始時及びカーブ曲率ρpre又は目標操舵角θtが0であるときに0に初期化される。ΔKaは、例えば0.001~0.01程度の正の定数である。更に、1+Kaf-ΔKaが負の値になるときには、修正係数Kaは0に設定される。 In the first modified example, when the CPU determines in step S10 that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, in step S30, the correction coefficient Ka is set to 1 + Kaf - ΔKa. Note that Kaf is the previous value of the correction coefficient Ka, and is initialized to 0 when control starts and when the curve curvature ρpre or the target steering angle θt is 0. ΔKa is a positive constant, for example, about 0.001 to 0.01. Furthermore, when 1 + Kaf - ΔKa becomes a negative value, the correction coefficient Ka is set to 0.

第一の変形例によれば、修正係数Kaは1から漸次減少するので、先読み時間Δtは標準先読み時間Δtsから漸次減少する。従って、カーブ曲率ρpreに基づいて演算される目標操舵角θt(二点鎖線)は、先読み時間Δtが標準先読み時間Δtsであるときの目標操舵角θt(一点鎖線)が減少を開始する時点において減少を開始するが、減少率は一点鎖線の目標操舵角θtの減少率よりも小さい。 According to the first modified example, the correction coefficient Ka gradually decreases from 1, so the look-ahead time Δt gradually decreases from the standard look-ahead time Δts. Therefore, the target steering angle θt (two-dot chain line) calculated based on the curve curvature ρpre starts to decrease at the time when the target steering angle θt (one-dot chain line) starts to decrease when the look-ahead time Δt is the standard look-ahead time Δts, but the rate of decrease is smaller than the rate of decrease of the target steering angle θt of the one-dot chain line.

よって、図9の下段に示されているように、操舵角の偏差Δθに基づいて演算される目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさも小さくなる。従って、切り戻し方向に作用する操舵ガイドトルクTsgを低減することができるので、ドライバーが切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚える虞を低減することができる。 As a result, as shown in the lower part of Figure 9, the magnitude of the target steering guide torque Tsgt calculated based on the steering angle deviation Δθ also decreases. This reduces the steering guide torque Tsg acting in the return direction, reducing the risk that the driver will feel uncomfortable as if he or she is being forced to perform return steering.

また、図9の下段と図7の中段との比較から解るように、実施形態の場合に比して、目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさの最大値及び目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさが増大する際の増大率を低減することができる。従って、実施形態の場合に比して、切り戻し方向に作用する操舵ガイドトルクTsgの大きさ及び増大率を低減することができる。 In addition, as can be seen from a comparison between the lower part of FIG. 9 and the middle part of FIG. 7, the maximum value of the target steering guide torque Tsgt and the rate of increase when the target steering guide torque Tsgt increases can be reduced compared to the embodiment. Therefore, the magnitude and rate of increase of the steering guide torque Tsg acting in the return direction can be reduced compared to the embodiment.

[第二の変形例]
図10は、第二の変形例における操舵反力トルクの制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。
[Second Modification]
FIG. 10 is a flow chart showing a main part of a control routine for the steering reaction torque in the second modified example.

第二の変形例においては、CPUは、ステップS10において、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別したときには、ステップS35において、修正係数Kaが、Kab+Kaf-ΔKaに設定される。なお、Kaf及びΔKaは、第一の変形例と同一であり、Kab+Kaf-ΔKaが負の値になるときには、修正係数Kaは0に設定される。Kabは、例えば0.2~0.8程度の基本修正係数である。なお、第二の変形例におけるΔKaは、第一の変形例におけるΔKaよりも大きくてよい。 In the second modified example, when the CPU determines in step S10 that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, in step S35, the correction coefficient Ka is set to Kab + Kaf - ΔKa. Note that Kaf and ΔKa are the same as in the first modified example, and when Kab + Kaf - ΔKa is a negative value, the correction coefficient Ka is set to 0. Kab is a basic correction coefficient of, for example, about 0.2 to 0.8. Note that ΔKa in the second modified example may be larger than ΔKa in the first modified example.

第二の変形例によれば、修正係数KaはKabから漸次減少するので、先読み時間ΔtはKabと標準先読み時間Δtsとの積KabΔtsから漸次減少する。従って、カーブ曲率ρpreに基づいて演算される目標操舵角θt(二点鎖線)は、先読み時間Δtが標準先読み時間Δtsであるときの目標操舵角θt(一点鎖線)が減少を開始する時点よりも遅い時点において減少を開始し、減少率は一点鎖線の目標操舵角θtの減少率よりも小さい。 According to the second modified example, the correction coefficient Ka gradually decreases from Kab, so the look-ahead time Δt gradually decreases from the product KabΔts of Kab and the standard look-ahead time Δts. Therefore, the target steering angle θt (two-dot chain line) calculated based on the curve curvature ρpre starts to decrease at a time later than the time when the target steering angle θt (one-dot chain line) starts to decrease when the look-ahead time Δt is the standard look-ahead time Δts, and the rate of decrease is smaller than the rate of decrease of the target steering angle θt of the one-dot chain line.

よって、図11の下段に示されているように、操舵角の偏差Δθに基づいて演算される目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさも小さくなる。従って、切り戻し方向に作用する操舵ガイドトルクTsgを低減することができるので、ドライバーが切り戻し操舵を強要されているような異和感を覚える虞を低減することができる。 As a result, as shown in the lower part of Figure 11, the magnitude of the target steering guide torque Tsgt calculated based on the steering angle deviation Δθ also decreases. This reduces the steering guide torque Tsg acting in the return direction, reducing the risk that the driver will feel uncomfortable as if he or she is being forced to perform return steering.

また、図11の下段と図7の中段及び図9の下段との比較から解るように、実施形態の場合に比して、目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさの最大値及び目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさが増大する際の増大率を低減することができる。従って、実施形態の場合に比して、切り戻し方向に作用する操舵ガイドトルクTsgの大きさ及び増大率を低減することができる。 In addition, as can be seen from a comparison of the bottom part of FIG. 11 with the middle part of FIG. 7 and the bottom part of FIG. 9, the maximum value of the magnitude of the target steering guide torque Tsgt and the rate of increase when the magnitude of the target steering guide torque Tsgt increases can be reduced compared to the embodiment. Therefore, the magnitude and rate of increase of the steering guide torque Tsg acting in the return direction can be reduced compared to the embodiment.

更に、実施形態の場合と同様に、目標操舵ガイドトルクTsgtの大きさは、速やかに増大する状況から実質的に一定又は僅かに減少する状況を経て速やかに減少する。よって、操舵ガイドトルクTsgの大きさが、速やかに増大する状況から速やかに減少する状況へ変化する第一の変形例の場合に比して、ドライバーが操舵ガイドトルクTsgの大きさの増減変化に起因する異和感を覚える虞を低減することができる。 Furthermore, as in the embodiment, the magnitude of the target steering guide torque Tsgt goes from a state in which it increases quickly to a state in which it remains substantially constant or decreases slightly, and then decreases quickly. Therefore, compared to the first modified example in which the magnitude of the steering guide torque Tsg changes from a state in which it increases quickly to a state in which it decreases quickly, it is possible to reduce the risk that the driver will feel a sense of discomfort due to the increase or decrease in the magnitude of the steering guide torque Tsg.

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail above with respect to a specific embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it will be apparent to those skilled in the art that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

例えば、上述の実施形態及び第一及び第二の変形例においては、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別されると、先読み位置Ppreにおける曲率ρpreを求めるための先読み時間Δtが低減される。しかし、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別されると、先読み距離Lpreが標準の先読み距離Lprebよりも低減され、ステップ70において時間Lpre/V前に演算されRAMに保存されたカーブ曲率ρcaが、カーブ曲率ρpreとしてRAMから読み出されてもよい。 For example, in the above-described embodiment and the first and second modified examples, when it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, the look-ahead time Δt for determining the curvature ρpre at the look-ahead position Ppre is reduced. However, when it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, the look-ahead distance Lpre is reduced from the standard look-ahead distance Lpreb, and the curve curvature ρca calculated in step 70 a time Lpre/V ago and stored in RAM may be read out from the RAM as the curve curvature ρpre.

また、上述の実施形態及び第一及び第二の変形例においては、操舵ガイドトルク制御装置10は、ステアバイワイヤ式の操舵装置12を含む操舵反力トルク制御装置として構成されている。しかし、操舵ガイドトルク制御装置10は、ステアリングホイールと左右の前輪とが機械的に接続され、電動パワーステアリング装置を含む操舵反力トルク制御装置として構成されてもよい。その場合には、操舵トルク及び車速に基づいて演算される基本操舵アシストトルクTsabと目標操舵ガイドトルクTsgtとの和として目標操舵アシストトルクTsatが演算される。更に、電動パワーステアリング装置により発生される操舵アシストトルクTsaが目標操舵アシストトルクTsatになるように電動パワーステアリング装置が制御される。 In addition, in the above-described embodiment and the first and second modified examples, the steering guide torque control device 10 is configured as a steering reaction torque control device including a steer-by-wire steering device 12. However, the steering guide torque control device 10 may be configured as a steering reaction torque control device including an electric power steering device in which the steering wheel and the left and right front wheels are mechanically connected. In that case, the target steering assist torque Tsat is calculated as the sum of the basic steering assist torque Tsab and the target steering guide torque Tsgt, which are calculated based on the steering torque and the vehicle speed. Furthermore, the electric power steering device is controlled so that the steering assist torque Tsa generated by the electric power steering device becomes the target steering assist torque Tsat.

また、上述の実施形態においては、ステップS10における判別が肯定判別であるときに、ステップS40において先読み時間Δtが低減される。しかし、一旦ステップS10において肯定判別が行われると、ステップS10の判別が行われることなく、車両50のカーブ走行が終了するまで、例えば目標操舵角θtが0になるまで、先読み時間Δtが低減されてもよい。この構成によれば、カーブ曲率ρpreが0になる前に、ステップS10における判別が否定判別になり、先読み時間Δtが標準先読み時間Δtsになってカーブ曲率ρpreが急に0になることを防止することができる。 In the above embodiment, when the determination in step S10 is a positive determination, the look-ahead time Δt is reduced in step S40. However, once a positive determination is made in step S10, the look-ahead time Δt may be reduced without making the determination in step S10 until the vehicle 50 finishes traveling around the curve, for example, until the target steering angle θt becomes 0. With this configuration, it is possible to prevent the determination in step S10 from becoming a negative determination before the curve curvature ρpre becomes 0, causing the look-ahead time Δt to become the standard look-ahead time Δts, and causing the curve curvature ρpre to suddenly become 0.

また、上述の実施形態においては、修正係数Kaは、0以上で1よりも小さい正の定数である。しかし、修正係数Kaは、例えば目標操舵角θtの絶対値の最大値が大きいほど小さくなるよう、目標操舵角θtの絶対値の最大値に応じて可変設定されてもよい。 In the above embodiment, the correction coefficient Ka is a positive constant greater than or equal to 0 and less than 1. However, the correction coefficient Ka may be variably set according to the maximum absolute value of the target steering angle θt, for example, so that the correction coefficient Ka decreases as the maximum absolute value of the target steering angle θt increases.

更に、上述の実施形態及び第一及び第二の変形例においては、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっていると判別されると、先読み時間Δtが低減される。しかし、例えばドライバーの運転履歴が記録され、車両50が走行路のカーブの出口に差し掛かっている状況におけるドライバーの切り戻し操舵の遅れが小さいほど、先読み時間Δtの低減量が小さくされてもよく、ドライバーの切り戻し操舵の遅れが小さいときには、先読み時間Δtの低減が省略されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment and the first and second modified examples, when it is determined that the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, the look-ahead time Δt is reduced. However, for example, the driver's driving history is recorded, and the smaller the delay in the driver's return steering when the vehicle 50 is approaching the exit of a curve on the road, the smaller the reduction in the look-ahead time Δt may be, and when the delay in the driver's return steering is small, the reduction in the look-ahead time Δt may be omitted.

10…車両用操舵支援トルク制御装置、12…操舵装置、14…ECU、20…ステアリングホイール、22…操舵角検出装置、24…反力アクチュエータ、28FL,28FR…前輪、30…転舵機構、44…車速センサ、46…カメラセンサ、48…重心、50…車両 10...vehicle steering assist torque control device, 12...steering device, 14...ECU, 20...steering wheel, 22...steering angle detection device, 24...reaction force actuator, 28FL, 28FR...front wheels, 30...steering mechanism, 44...vehicle speed sensor, 46...camera sensor, 48...center of gravity, 50...vehicle

Claims (1)

ドライバーにより操舵操作される操舵入力部材と、前記操舵入力部材に与えられる操舵操作量に応じて転舵輪を転舵する転舵装置と、前記操舵入力部材に操舵ガイドトルクを付与するトルク付与装置と、前記トルク付与装置を制御する制御ユニットと、車両の前方の走行路のカーブの曲率を検出する検出装置と、を含む車両用操舵ガイドトルク制御装置において、
前記制御ユニットは、前記検出装置により検出されたカーブの曲率に基づいて、前記車両をカーブに沿って走行させるための目標操舵操作量を演算し、予め設定された先読み時間前に演算した目標操舵操作量と実際の操舵操作量との偏差に基づいて該偏差を低減する目標操舵ガイドトルクを演算し、操舵ガイドトルクが前記目標操舵ガイドトルクになるように前記トルク付与装置を制御するよう構成され、
更に、前記制御ユニットは、前記車両がカーブの出口に差し掛かっていると判定したときには、前記先読み時間を低減するよう構成された、車両用操舵ガイドトルク制御装置。
A steering guide torque control device for a vehicle includes a steering input member that is steered by a driver, a steering device that steers steered wheels in accordance with an amount of steering operation applied to the steering input member, a torque imparting device that imparts a steering guide torque to the steering input member, a control unit that controls the torque imparting device, and a detection device that detects a curvature of a curve on a road ahead of the vehicle,
the control unit is configured to calculate a target steering operation amount for causing the vehicle to travel along the curve based on a curvature of the curve detected by the detection device, calculate a target steering guide torque for reducing a deviation between the target steering operation amount calculated before a preset look-ahead time and an actual steering operation amount, and control the torque applying device so that the steering guide torque becomes the target steering guide torque;
The vehicle steering guide torque control device is further configured such that, when the control unit determines that the vehicle is approaching the exit of a curve, the control unit reduces the look-ahead time.
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