JP2005335587A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ステアリングギア機構13のラック軸に作用する軸力を検出する軸力センサ12と、この軸力センサ12の出力Fから第1所定周波数以下の周波数を抽出する低カットオフ周波数フィルター10kと、を設け、操舵反力装置用コントローラ10は、車両運転状態(車速V,ステアリングホイール角θs)と低カットオフ周波数フィルター10kの出力FLとに応じて、モータ制御指令値Tmsを設定する。
【選択図】 図1
Description
車両の転舵輪を転舵させる舵取り機構と、
前記転舵輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
前記舵取り機構と機械的に切り離された操舵手段と、
この操舵手段に操舵反力を発生させる操舵反力用アクチュエータと、
この操舵反力用アクチュエータに対し操舵反力指令値を出力する操舵反力制御手段と、
を有する車両用操舵装置において、
路面から転舵輪に入力される路面入力トルクを検出する路面入力トルク検出手段と、
この路面入力トルク検出手段の出力から第1所定周波数以下の周波数を抽出する低カットオフ周波数フィルターと、
を設け、
前記操舵反力制御手段は、車両運転状態と低カットオフ周波数フィルターの出力とに応じて、前記操舵反力指令値を設定することを特徴とする。
図1は実施例1の車両用操舵装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体構成図、図2は実施例1の車両用操舵装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
まず、ステアバイワイヤシステムは、操舵反力用コントローラ10と操舵反力用アクチュエータ2を有する操舵反力側と、転舵装置用コントローラ17と転舵用アクチュエータ6を有する転舵側と、に分けられる。
まず、操舵反力装置用コントローラ10は、操舵入力相当分トルクTsの算出部と、転舵出力相当分トルクTfの算出部と、過渡的に変化する路面μ相当分トルクToの算出部と、第1リミッター処理部10pと第2リミッター処理部10qと、を有して構成されている。
Ts=Ta+Tas=Ka・θs+Ks・dθs/dt
θts=|θta−θt|
Tf=Tfa+Tfas=Kfa・θts+Kfs・dθts/dt
To=Kfo×(FH−FL)
Tc=Ts+Tf
ここで、リミット値Lsは、車速Vとステアリングホイール角θsより、ステアリングホイール角θsやステアリングホイール角速度dθs/dtが大きくなっても操舵反力が大きくなり過ぎないように設定し、加えて、定常的な路面μ変化分を操舵力に与えるように、軸力Fの低周波成分FLより設定する。
ここで、リミット値Lmは、操舵反力用アクチュエータ2の定格以上とならないように設定する。
[路面μ相当分トルク算出]
路面μ相当分トルクToの算出部では、図5(a)に示すような軸力センサ12の出力である軸力Fを、低カットオフ周波数フィルター10kに通過させることで、図5(b)に示すようなFLが得られる。また、軸力Fを高カットオフ周波数フィルター10jに通過させることで、図5(c)に示すような成分FHが得られる。
図6は実施例1装置の操舵反力装置用コントローラ10で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。
ステアリングホイール角θsが転舵側変位部材の変位可能量によって決められる最大値θmax未満の場合には、図6のフローチャートにおいて、ステップ6-1→ステップ6-2→ステップ6-3→ステップ6-6→ステップ6-7→ステップ6-8→ステップ6-9へと進み、ステップ6-9では、ステップ6-7で得られた角度項トルクTaとステップ6-8で得られた角速度項トルクTasとを加算して操舵入力相当分トルクTsが算出される。
実施例1の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
[操舵反力制御処理]
図10は、実施例2装置の操舵反力装置用コントローラ10で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り、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップ10-2〜ステップ10-15は、図6のステップ6-2〜ステップ6-15と同一処理を実行し、ステップ10-18〜ステップ10-20は、図6のステップ6-20〜ステップ6-22と同一処理を実行するため説明を省略し、実施例1と異なるステップについてのみ説明する。
ステアリングホイール角θsが転舵側変位部材の変位可能量によって決められる最大値θmax未満の場合には、図10のフローチャートにおいて、ステップ10-1→ステップ10-2→ステップ10-3→ステップ10-6→ステップ10-7→ステップ10-8→ステップ10-9→ステップ10-10→ステップ10-11→ステップ10-12→ステップ10-13→ステップ10-14→ステップ10-15へと進み、ステップ10-15では、ステップ10-9で得られた操舵入力相当分トルクTsとステップ10-14で得られた転舵出力相当分トルクTfとを足し合わせてTcが算出される。
実施例2の車両用操舵装置にあっては、実施例1の効果(1)〜(4)に加え、下記に列挙する効果が得られる。
2 操舵反力用アクチュエータ
3 操舵反力装置
4,5 転舵輪
6 転舵用アクチュエータ
7 転舵装置
8 ステアリングコラムシャフト
9 操舵反力用モータ角センサ
10 操舵反力装置用コントローラ
11 車速センサ
12 軸力センサ
13 ステアリングギア機構
14,15 動作変換機構
16 転舵用モータ角センサ
17 転舵装置用コントローラ
17a モデルマッチング補償器
17b 外乱補償器
17c 差分器
17d 電流リミッター
18 双方向通信線
Claims (7)
- 車両の転舵輪を転舵させる舵取り機構と、
前記転舵輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
前記舵取り機構と機械的に切り離された操舵手段と、
この操舵手段に操舵反力を発生させる操舵反力用アクチュエータと、
この操舵反力用アクチュエータに対し操舵反力指令値を出力する操舵反力制御手段と、
を有する車両用操舵装置において、
路面から転舵輪に入力される路面入力トルクを検出する路面入力トルク検出手段と、
この路面入力トルク検出手段の出力から第1所定周波数以下の周波数を抽出する低カットオフ周波数フィルターと、
を設け、
前記操舵反力制御手段は、車両運転状態と低カットオフ周波数フィルターの出力とに応じて、前記操舵反力指令値を設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記路面入力トルク検出手段の出力から第1所定周波数よりも高い第2所定周波数以下の周波数を抽出する高カットオフ周波数フィルターを設け、
前記操舵反力制御手段は、車両運転状態と、高カットオフ周波数フィルターの出力と低カットオフ周波数フィルターの出力との差とに応じて、前記操舵反力指令値を設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1または請求項2に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵反力制御手段は、操舵角が最大操舵角に達したときには、操舵角を最大操舵角で一定にするとともに、操舵反力がパルス的に大きくなるように前記操舵反力指令値を設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵反力用アクチュエータは、クラッチ付きモータであることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
前記路面入力トルク検出手段は、前記舵取り機構のラック軸に入力される軸力を検出する軸力検出手段であることを特徴とする車両用操舵装置。 - 車両の転舵輪を転舵させる舵取り機構と、
前記転舵輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
前記舵取り機構と機械的に切り離された操舵手段と、
この操舵手段に操舵反力を発生させる操舵反力用アクチュエータと、
この操舵反力用アクチュエータに対し操舵反力指令値を出力する操舵反力制御手段と、
を有する車両用操舵装置において、
前記転舵角制御手段は、外乱推定器を備え、
前記操舵反力制御手段は、車両運転状態と前記外乱推定器の推定値とに応じて、前記操舵反力指令値を設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項6に記載の車両用操舵装置において、
前記外乱推定器は、モデル化誤差や外乱の影響を最小限に抑制するロバストモデルマッチング手法で用いられるロバスト補償器であることを特徴とする車両用操舵装置。
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