JP4446871B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。
δd=θ/D …式1
このように、目標転舵角δdを計算すると、転舵角演算部61は、同計算した目標転舵角δdを駆動制御部63に出力する。
δda=δ+n・G …式2
ただし、式2中のnは、検出された実横加速度Gの大きさに応じて変化する係数である。この式2によれば、検出転舵角δは横加速度センサ54によって検出された実横加速度Gの大きさに応じて補正されるため、車両の運動状態を反映した補正転舵角δdaを計算することができる。そして、転舵角補正部71は、補正転舵角δdaを計算すると、同補正転舵角δdaを転舵角−横加速度変換部72に出力する。
Gd=V2/(L・(1+A・V2))・δda …式3
ただし、前記式2中のLは車両のホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは車両の運動性能を示す予め決められた所定値である。
Tz=To (|Gd|<Go) …式4
Tz=C・GdK (Go≦|Gd|) …式5
ただし、式5中のC,Kは定数である。また、前記式5中の見込み横加速度Gdは前記車両モデルを表すテーブルまたは前記式3を用いて計算した見込み横加速度Gdの絶対値を表しているものであり、前記計算した見込み横加速度Gdが正であれば定数Cを負の値とするとともに、前記計算した見込み横加速度Gdが負であれば定数Cを前記負の定数Cと同じ絶対値を有する正の値とする。
Gd=C1・TzK1 …式6
ただし、式6中のC1,K1は定数である。また、前記式6中の見込み横加速度Gdは前記式5と同様に前記式3を用いて計算した見込み横加速度Gdの絶対値を表している。そして、前記式6を変形すると下記式7になる。
Tz=(Gd/C1)1/K1=(1/C1)1/K1・Gd1/K1 …式7
ここで、上述したように、C1,K1は定数であるため、前記式7中の1/C1は定数であり、1/K1も定数である。このことから、1/C1を定数Cとし、1/K1を定数Kとすれば、前記式5が成立することが理解できる。
ΔT=C・K・GK-1・ΔG=T・K・ΔG/G …式8
この式8を変形し、かつ、前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT/TをKtとするとともに、横加速度に関するウェーバー比ΔF/FをKaとすると下記式9,10が成立する。
ΔT/T=K・ΔG/G …式9
K=Kt/Ka …式10
この式10において、Ktは操舵トルクに関するウェーバー比であるとともに、Kaは横加速度に関するウェーバー比であって、共に定数として与えられるものであるので、これらのウェーバー比Kt,Kaを用いて係数Kを計算できる。
C=Tmax/GmaxK …式11
そして、この式11においては、GmaxおよびTmaxは実験およびシステムによって決定される定数であり、かつ、定数Kは前記式10によって計算されるものであるので、定数(係数)Cも計算できる。
上記第1実施形態においては、車両モデルとして、転舵角δから横加速度Gに変換する車両モデルを採用し、この車両モデルに従って補正転舵角δdaから変換した見込み横加速度Gdとべき乗関係にある反力トルクTzを計算するように実施した。このように、転舵角から車両の運動状態量を表す横加速度に変換する車両モデルに代えて、転舵角から車両の運動状態量を表すヨーレートに変換する車両モデルを採用して実施することも可能である。以下、この第2実施形態について説明する。
γd=V/(L・(1+A・V2))・δda …式12
ただし、前記式12中のLは上記第1実施形態と同様な車両のホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは上記第1実施形態と同様な車両の運動性能を表す予め決められた所定値である。
Tz=To (|γd|<γo) …式13
Tz=C・γdK (γo≦|γd|) …式14
上記第1実施形態においては、車両モデルとして、転舵角δから横加速度Gに変換する車両モデルを採用し、この車両モデルに従って補正転舵角δdaから変換した見込み横加速度Gdとべき乗関係にある反力トルクTzを計算するように実施した。このように、転舵角から車両の運動状態量を表す横加速度に変換する車両モデルに代えて、転舵角から車両の運動状態量を表す旋回曲率に変換する車両モデルを採用して実施することも可能である。以下、この第3実施形態について説明する。
ρd=1/(L・(1+A・V2))・δda …式15
ただし、前記式15中のLは上記第1実施形態と同様な車両のホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは上記第1実施形態と同様な車両の運動性能を表す予め決められた所定値である。
Tz=To (|ρd|<ρo) …式16
Tz=C・ρdK (ρo≦|ρd|) …式17
Claims (5)
- 車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、同操舵ハンドルに反力を付与する反力アクチュエータと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記反力アクチュエータを駆動制御して反力を付与するとともに前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
前記操作入力値検出手段により検出された操作入力値に基づいて前記転舵輪の転舵角を決定するとともに、同決定した転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を決定した転舵角に転舵する転舵アクチュエータ制御手段と、
前記計算された転舵輪の転舵角と予め定めた第1の関係にあって、運転者が知覚し得る車両の運動状態量を表していて前記転舵輪の転舵角により車両に発生することが見込まれる車両の見込み運動状態量を、前記計算された転舵輪の転舵角を用いて計算する運動状態量計算手段と、
前記計算された車両の見込み運動状態量と予め定めた第2の関係にあって、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作力に関する予め定められたウェーバー比を前記車両の運動状態量に関する予め定められたウェーバー比で除算した値を指数とする前記車両の見込み運動状態量のべき乗関数として定義される、運転者が前記操舵ハンドルを介して知覚する反力を、前記計算された車両の見込み運動状態量を用いて計算する反力計算手段と、
前記計算された反力を発生させるために、前記反力アクチュエータを制御して前記操舵ハンドルに同計算された反力を付与する反力制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。 - 前記転舵アクチュエータ制御手段は、
前記操作入力値検出手段によって検出された操作入力値に対して所定の伝達比となる転舵角を決定し、同決定した転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を決定した転舵角に転舵する請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。 - 前記見込み運動状態量は、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一方である請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
- 前記第1の関係は、車両の車速に応じて前記転舵輪の転舵角に対する前記車両の見込み運動状態量の大きさが変化する関係である請求項1に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
- 前記操作入力値検出手段は、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成される請求項1ないし請求項4のうちのいずれか一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
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