JP2006015794A - 反力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両の運転者により操作されるステアリングホイールに作用させるべき反力成分を制御する反力制御装置において、ステアリングホイールに作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ16と、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ18と、ヨーレートセンサ18の検出値が大きいほど前記反力成分を大きく設定し且つ操舵トルクセンサ16の検出値が大きいほど前記反力成分を小さく設定する反力補正部33と、を備える。
【選択図】 図2
Description
そこで、この発明は、高G旋回中などに必要以上に操舵力が増大しないようにして、良好な操舵フィーリングを得ることができる反力制御装置を提供するものである。
このように構成することにより、基本的には車両挙動が大きいほど操作子に作用する反力成分を大きく設定することができ、しかも、操舵トルクの大きいとき(例えば、車両における横加速度が大きいとき)には、操作子に作用する反力成分を小さく設定することが可能になる。
このように構成することにより、高車速では比較的に操舵トルクの小さいときから反力成分を小さく設定することが可能になり、低車速では比較的に操舵トルクが大きくなるまで反力成分を大きく設定することが可能になる。
請求項2に係る発明によれば、車速に応じた反力成分の設定が可能になるので、操舵フィーリングが更に向上する。
初めに、図1を参照して、電動式パワーステアリング装置の構成を説明する。電動式パワーステアリング装置は手動操舵力発生機構1を備えており、この手動操舵力発生機構1は、ステアリングホイール(操作子)3に一体結合されたステアリングシャフト4が、ユニバーサルジョイントを有する連結軸5を介してラック&ピニオン機構のピニオン6に連結されて構成されている。ピニオン6は、車幅方向に往復動し得るラック軸7のラック7aに噛合し、ラック軸7の両端には、タイロッド8,8を介して転舵輪としての左右の前輪9,9が連結されている。この構成により、ステアリングホイール3の操舵時に通常のラック&ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪9,9を転舵させて車両の向きを変えることができる。ラック軸7とタイロッド8,8は転舵機構を構成する。
また、車体の適所には、車両のヨーレート(車両挙動)を検出するためのヨーレートセンサ(ヨーレート検出手段、車両挙動検出手段)18と、車速に対応した電気信号を出力する車速センサ19とが取り付けられている。ヨーレートセンサ18は検出したヨーレートに対応する電気信号を、車速センサ19は車速に対応した電気信号を、それぞれステアリング制御装置20に出力する。
ステアリング制御装置20は、ベース電流決定部31、イナーシャ補正部32、反力補正部(反力成分制御手段)33を備えている。
ベース電流決定部31においては、操舵トルクセンサ16および車速センサ19の出力信号に基づき、ベース電流テーブル(図示略)を参照して、操舵トルクと車速に応じたベース電流値が決定される。ここで、ベース電流テーブルは、操舵トルクが大きくなるにしたがってベース電流が大きくなり、車速が大きくなるにしたがってベース電流が小さくなるように設定されている。
イナーシャ補正部32においては、ベース電流決定部31で決定したベース電流に対し、電動機10の慣性マス補償が行われる。
したがって、この実施例の電動パワーステアリング装置においては、反力補正部33において設定される補正電流は操舵アシスト力に対する反力成分ということができ、ベース電流決定部31において設定されるベース電流はこの反力成分を相殺する前の操舵アシスト力ということができる。
反力補正部33は、ダンパ補正部34とヨーレート反力補正部35とからなる。
ダンパ補正部34は操舵速度に基づいて第1反力補正電流を算出し、前記慣性マス補償後の電流から第1反力補正電流を減算する。
ヨーレート反力補正部35における第2反力補正電流Im2の算出について詳述する。ヨーレート補正電流算出部36において、ヨーレートセンサ18の出力信号に基づき、ヨーレート補正電流テーブル(図示略)を参照して、基準ヨーレート補正電流Imbを算出する。ここで、ヨーレート補正電流テーブルは、ヨーレートが大きくなるにしたがって基準ヨーレート補正電流Imbが大きくなるように(換言すると、反力成分が大きくなるように)設定されている。
そして、操舵トルクセンサ16で検出した操舵トルクからオフセットトルクを減算してレシオ算出用の操舵トルク(以下、オフセット操舵トルクと称す)を求め、操舵トルクレシオテーブル38を参照して、オフセット操舵トルクに応じたレシオRを算出する。なお、操舵トルクからオフセットトルクを減算した値(すなわち、オフセット操舵トルク)が負の場合は、オフセット操舵トルクを「0」とする。
操舵トルクレシオテーブル38は、オフセット操舵トルクがT1よりも小さい領域ではレシオRが1.0で一定であり、オフセット操舵トルクがT1以上T2以下ではオフセット操舵トルクが増加するにしたがってレシオRが徐々に低下していき、オフセット操舵トルクがT2以上になるとレシオRが下限値RL(1.0>RL>0)で一定になるように設定されている。
そして、基準ヨーレート補正電流算出部36で算出した基準ヨーレート補正電流Imbに、操舵トルクレシオテーブル38から算出したレシオRを乗じて得た積を第2反力補正電流Im2とする(Im2=Imb・R)。
特に、この実施例では、操舵トルクと横加速度の相関関係に着目し、横加速度の代わりに操舵トルクを用いているので、横加速度センサを用いずに済み、装置構成の簡略化が可能である。
操舵トルクレシオテーブル38においてオフセット操舵トルクがT1以下の領域ではレシオRが『1.0』に設定されており、したがって、この領域に対応する操舵トルクはヨーレートに基づく反力成分の設定に影響を及ぼさない。言ってみれば、T1以下のオフセット操舵トルク領域は不感帯である。
一方、オフセットトルクは車速に応じて設定される変数であるため、操舵トルクが同じであっても車速に応じてオフセット操舵トルクは変化することとなる。図3(A)、(B)は、横軸を操舵トルクとして示すレシオ特性図であり、図3(A)は車速が高い場合、図3(B)は車速が低い場合を示している。このようにオフセット操舵トルクを用いることにより、車速に応じて前記不感帯を可変にすることができる。つまり、低車速における不感帯(図3(B)参照)を高車速における不感帯(図3(A)参照)よりも大きくすることができる。
これにより、高車速では比較的に操舵トルクの小さいときから、ヨーレートに基づく反力成分に対する低減作用が発揮されることとなり、低車速では比較的に操舵トルクが大きくなるまで、ヨーレートに基づく反力成分に対する低減作用を生じにくくすることができる。このようにすると、例えば、低速で交差点を曲がるときなどにおいて、電動機10による補助操舵力を小さくすることができ、ステアリングホイール3を戻り易くすることができる。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、この発明に係る反力制御装置は、前述した実施例の電動パワーステアリング装置への適用に限るものではなく、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムの車両用操舵装置(SBW)、アクティブ・ステアリング・システムの車両用操舵装置、バリアブル・ギヤ・レシオ・ステアリング・システムの車両用操舵装置(VGS)にも適用可能である。
なお、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムとは、操作子と転舵機構とが機械的に分離されていて、操作子に反力を作用させる反力モータと、転舵機構に設けられて転舵輪を転舵させる力を発生させるステアリングモータとを備えた操舵システムである。
アクティブ・ステアリング・システムとは、前輪舵角および後輪舵角を運転者のステアリング操作や車両の運動状況に応じて制御する操舵システムである。
バリアブル・ギヤ・レシオ・ステアリング・システムとは、操舵角の大きさに応じてステアリング・ギヤ・レシオを変更可能な操舵システムである。
16 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)
18 ヨーレートセンサ(ヨーレート検出手段、車両挙動検出手段)
33 反力補正部(反力成分制御手段)
Claims (2)
- 車両の運転者により操作される操作子に作用させるべき反力成分を制御する反力制御装置において、
前記操作子に作用する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記車両の挙動を検出する車両挙動検出手段と、
前記車両挙動検出手段の検出値が大きいほど前記反力成分を大きく設定し且つ前記操舵トルク検出手段の検出値が大きいほど前記反力成分を小さく設定する反力成分制御手段と、
を備えることを特徴とする反力制御装置。 - 前記反力成分制御手段は、前記反力成分の設定に影響を与えない操舵トルク領域を有し、該操舵トルク領域は車速が大きいほど大きいことを特徴とする請求項1に記載の反力制御装置。
Priority Applications (3)
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Cited By (2)
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CN101863283A (zh) * | 2009-04-20 | 2010-10-20 | 福特全球技术公司 | 电动转向中解耦转向齿条力干扰的***和方法 |
JP2013147182A (ja) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | 車両制御装置 |
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2004
- 2004-06-30 JP JP2004193011A patent/JP3929998B2/ja not_active Expired - Lifetime
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