JP4640220B2 - 車両用ステアリングシステム - Google Patents
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Description
車輪を転舵する転舵装置と、
それぞれが、動力源を有し、その動力源が制御されることによって前記1対の操作部材の各々に対して、その各々をその各々に対して設定された復帰力基準操作位置に復帰させる力である復帰力を付与する1対の復帰力付与装置と、
(a)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された転舵基準操作位置からの操作量に基づく転舵量成分の和に基づいて車輪の目標転舵量を決定するとともに、車輪の転舵量が目標転舵量となるように前記転舵装置を制御する転舵制御部と、(b)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された復帰力基準操作位置からの操作量に基づいて復帰力を決定するとともに、その復帰力を発揮するように前記1対の復帰力付与装置の各々の動力源を制御する復帰力制御部とを有する制御装置と
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記制御装置が、(A)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく転舵量成分の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される操舵ゲインと、(B)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく復帰力の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される復帰力ゲインとの少なくとも一方を変更可能に構成された車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、前記1対の操作部材の各々が前記一方側領域に位置する場合に、前記他方側領域に位置する場合に比較して小さな値となるようにされた(4)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、前記1対の操作部材の各々の位置が前記一方端に近いほど小さくなるようにされ、かつ、前記他方端に近いほど大きくなるようにされた(4)項または(5)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の各々が前記一方側領域に位置する場合に、前記他方側領域に位置する場合に比較して大きな値となるようにされた(4)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の各々の位置が前記一方端に近いほど大きくなるようにされ、かつ、前記他方端に近いほど小さくなるようにされた(4)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
左右に並んで配設されて、それぞれが、概して前後方向、概して上下方向、あるいは、それらの中間的な傾斜方向に延びる軌道に沿って操作可能な1対のハンドルとされ、
右側のハンドルの運転者に近づく方向への操作と左側のハンドルの運転者から離れる方向への操作との各々が、車両が右旋回する方向の車輪の転舵に対応する方向である右旋回対応方向への操作となり、右側のハンドルの運転者から離れる方向への操作と左側のハンドルの運転者に近づく方向への操作との各々が、左旋回する方向の車輪の転舵に対応する方向である左旋回対応方向への操作となるようにされ、かつ、
それぞれのハンドルの操作において、運転者に近づく方向の操作が前記一方端に向かう方向の操作として、運転者から離れる方向の操作が前記他方端に向かう方向の操作として設定された(4)項ないし(9)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
左右に並んで配設されて、それぞれが、概ね左右方向に傾倒可能とされることで円弧状の軌道に沿って操作可能な1対のジョイスティックとされ、
それぞれの右方向への操作が車両が右旋回する方向の車輪の転舵に対応する右旋回対応方向への操作となり、左方向への操作が左旋回する方向の車輪の転舵に対応する方向である左旋回対応方向への操作となるようにされ、かつ、
それぞれのジョイスティックの操作において、他方のジョイスティックから離れる方向の操作が前記一方端に向かう方向の操作として、他方のジョイスティックに近づく方向の操作が前記他方端に向かう方向の操作として設定された(4)項ないし(9)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、前記1対の操作部材の各々の操作速度が高い場合に、低い場合に比較して大きな値とされた(21)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、
前記1対の操作部材の各々がそれらに対応する前記軌道の一方端に近い領域である一方側領域に位置する場合に、他方端に近い領域である他方側領域に位置する場合に比較して小さな値とされ、
前記1対の操作部材の各々の操作速度が高い場合に、前記一方側領域に位置する場合の値が、前記他方側領域に位置する場合の値に近づくように変更される(22)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、前記操作部材の他方が操作されていない場合に、操作されている場合に比較して大きな値とされた(31)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、
前記1対の操作部材の各々がそれらに対応する前記軌道の一方端に近い領域である一方側領域に位置する場合に、他方端に近い領域である他方側領域に位置する場合に比較して小さな値とされ、
前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、前記一方側領域に位置する場合の値が、前記他方側領域に位置する場合の値に近づくように変更される(32)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、操作されている場合に比較して小さな値とされた(31)項ないし(33)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
その復帰力ゲインが、
前記1対の操作部材の各々がそれらに対応する前記軌道の一方端に近い領域である一方側領域に位置する場合に、他方端に近い領域である他方側領域に位置する場合に比較して大きな値とされ、
前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、前記一方側領域に位置する場合の値が、前記他方側領域に位置する場合の値に近づけられる(34)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、操作されている場合に比較して大きな値とされた(31)項ないし(33)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
当該ステアリングシステムが、前記1対の操作部材の両方がその各々に対して設定された基準操作位置に位置する状態から、それら1対の操作部材の一方のみが操作された場合に、それら1対の操作部材の他方が操作されていない状態であると判定するものである(31)項ないし(36)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
その操舵ゲインが、車両走行速度が低い場合に、高い場合に比較して大きな値とされた(41)項に記載の車両用ステアリングシステム。
その復帰力ゲインが、車両走行速度が低い場合に、高い場合に比較して小さな値とされた(41)項または(42)項に記載の車両用ステアリングシステム。
1.ステアリングシステムの構成
図1に、第1実施例のステアリングシステムの全体構成を模式的に示す。当該ステアリングシステムは、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムであり、操作装置10と、転舵装置12とが機械的に分離され、それぞれが操作部材である1対のハンドル14R,14L(以下、「ハンドル14」と総称する場合がある)に加えられる操作力によらずに、転舵装置12に設けられた駆動源の駆動力によって車輪16を転舵するステアリングシステムである。また、本ステアリングシステムは、1対のハンドル14が互いに独立して操作可能とされた独立操作型のシステムである。
以上のように説明した構造の本ステアリングシステムは、制御装置としてのステアリング電子制御ユニット100(以下、「ECU100」と呼ぶ場合がある)によって制御される。ECU100は、コンピュータ102を主体とするものであり、先に述べた転舵量センサ40,1対の操作角センサ72、および車両走行速度v(以下、「車速v」と略す場合がある)を検出するための車速センサ104等の各種センサが接続されている。また、ECU100は、転舵装置12の転舵モータ24,操作装置10が備える1対の復帰力付与装置70の各々のモータ60が、自身の有する駆動回路(ドライバ)に接続されており、それらの動作の制御を行うものとされている。ECU100のコンピュータには、後に説明する復帰力制御プログラム、転舵制御プログラム、ステアリングシステムの制御に関する各種のデータ等が記憶されている。
θ*=GSR・δR+GSL・δL
ここで、GSR,GSLはハンドル14の各々に対応した操舵ゲインであり、その操作ゲインに操作角を乗じたものがハンドル14の各々に対応する転舵量成分である。なお、それら操舵ゲインGSR,GSLは、種々のパラメータに基づいて決定されるのであるが、その詳細については後述する。次いで、転舵量センサ40の検出信号に基づいて実際の転舵量θが取得され、目標転舵量θ*と実転舵量θとの転舵量偏差Δθ(=θ*−θ)が認定され、その転舵量偏差Δθが0となるように、転舵モータ24への供給電流ISが決定される。そして、その決定された供給電流ISに関する指令が駆動回路であるインバータに送信され、そのインバータによってその電流ISが、転舵モータ24に供給される。
GSR=KS・αSR・βS
GSL=KS・αSL・βS
ここで、KSは、操作角から転舵量に換算するためのゲインである。
αSR=1−γ・(1−αSR)
αSL=1−γ・(1−αSL)
このように、運転者に近づく方向に回動させた方のハンドル14に対応する第1変数が、操作速度が高くなるほど、大きくなるように変更されるのである。例えば、右側ハンドル14Rの操作速度の大きさがω0の場合、あるいは、左側ハンドル14Rの操作速度の大きさがω0の場合における第1変数αSR,αSLを図5(a),図5(b)に一点鎖線で示している。
FR=GFR・δR
ここで、GFRは復帰力ゲインであり、後に詳しく説明するが、1対のハンドル14の各々が操作されているか否かと、車速vとに基づいて決定される。次いで、その決定された復帰力FRを発揮するように、モータ60Rへの供給電流IHRが決定されるのである。また、左側のハンドル14Lに対しても同様の制御が行われ、操作角センサ72Lによって検出されたδLに基づいて復帰力FLが決定され、その復帰力FLを発揮するように、モータ60Lへの供給電流IHLが決定される。ちなみに、本実施例においては、復帰力に応じた電力が決定されるのであり、モータを定電圧で制御するため、ECU100は、モータへの供給電流が決定されるようになっている。そして、その決定された供給電流IHR,IHLに関する指令が駆動回路であるインバータに送信され、そのインバータによってその電流IHR,IHLが、モータ60R,60Lに供給される。
GFR=KF・αFR・βF
GFL=KF・αFL・βF
ここで、KFは、操作角から復帰力に換算するためのゲインである。
本ステアリングシステムの制御は、図12にフローチャートを示す転舵制御プログラムと、図14にフローチャートを示す復帰力制御プログラムとが実行されることによって行われる。それらの制御プログラムは、ECU100が有するコンピュータ102に格納されており、イグニッションスイッチがON状態とされた後、短い時間間隔(例えば、数msec〜数十msec)をおいて繰り返し実行される。以下に、それらの制御の流れを、フローチャートを参照しつつ、詳しく説明する。
図17に、第2実施例のステアリングシステムの全体構成を模式的に示す。本実施例のシステムも、第1実施例のシステムと同様に、独立操作型で、かつ、ステアバイワイヤ型のシステムであり、それのハード構成が、操作装置を除いて、第1実施例のシステムと同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するものとする。
Claims (10)
- それぞれが、設定された軌道に沿って互いに独立して操作可能とされた1対の操作部材と、
車輪を転舵する転舵装置と、
それぞれが、動力源を有し、その動力源が制御されることによって前記1対の操作部材の各々に対して、その各々をその各々に対して設定された復帰力基準操作位置に復帰させる力である復帰力を付与する1対の復帰力付与装置と、
(a)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された転舵基準操作位置からの操作量に基づく転舵量成分の和に基づいて車輪の目標転舵量を決定するとともに、車輪の転舵量が目標転舵量となるように前記転舵装置を制御する転舵制御部と、(b)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された復帰力基準操作位置からの操作量に基づいて復帰力を決定するとともに、その復帰力を発揮するように前記1対の復帰力付与装置の各々の動力源を制御する復帰力制御部とを有する制御装置と
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記1対の操作部材が、
左右に並んで配設されて、それぞれが、前後方向、上下方向、あるいは、それらの中間的な傾斜方向に延びる軌道に沿って操作可能な1対のハンドルとされ、
右側のハンドルの運転者に近づく方向への操作と左側のハンドルの運転者から離れる方向への操作との各々が、車両が右旋回する方向の車輪の転舵に対応する方向である右旋回対応方向への操作となり、右側のハンドルの運転者から離れる方向への操作と左側のハンドルの運転者に近づく方向への操作との各々が、左旋回する方向の車輪の転舵に対応する方向である左旋回対応方向への操作となるようにされ、かつ、
それぞれのハンドルの操作において、運転者に近づく方向の操作が前記軌道の一方端に向かう方向の操作として、運転者から離れる方向の操作が前記軌道の他方端に向かう方向の操作として設定され、
前記制御装置が、(A)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく転舵量成分の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される操舵ゲインと、(B)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく復帰力の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される復帰力ゲインとの少なくとも一方を、前記1対の操作部材の各々の操作位置に応じて、前記1対の操作部材の各々の前記一方端に向かう操作の目標転舵量の決定における寄与度が前記他方端に向かう操作の目標転舵量の決定における寄与度に比較して低くなるように、前記1対の操作部材の各々がそれらに対応する前記軌道の一方端に近い領域である一方側領域に位置する場合と、他方端に近い領域である他方側領域に位置する場合とで、互いに異なる大きさに変更可能に構成された車両用ステアリングシステム。 - それぞれが、設定された軌道に沿って互いに独立して操作可能とされた1対の操作部材と、
車輪を転舵する転舵装置と、
それぞれが、動力源を有し、その動力源が制御されることによって前記1対の操作部材の各々に対して、その各々をその各々に対して設定された復帰力基準操作位置に復帰させる力である復帰力を付与する1対の復帰力付与装置と、
(a)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された転舵基準操作位置からの操作量に基づく転舵量成分の和に基づいて車輪の目標転舵量を決定するとともに、車輪の転舵量が目標転舵量となるように前記転舵装置を制御する転舵制御部と、(b)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された復帰力基準操作位置からの操作量に基づいて復帰力を決定するとともに、その復帰力を発揮するように前記1対の復帰力付与装置の各々の動力源を制御する復帰力制御部とを有する制御装置と
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記1対の操作部材が、
左右に並んで配設されて、それぞれが、左右方向に傾倒可能とされることで円弧状の軌道に沿って操作可能な1対のジョイスティックとされ、
それぞれの右方向への操作が車両が右旋回する方向の車輪の転舵に対応する右旋回対応方向への操作となり、左方向への操作が左旋回する方向の車輪の転舵に対応する方向である左旋回対応方向への操作となるようにされ、かつ、
それぞれのジョイスティックの操作において、他方のジョイスティックから離れる方向の操作が前記軌道の一方端に向かう方向の操作として、他方のジョイスティックに近づく方向の操作が前記軌道の他方端に向かう方向の操作として設定され、
前記制御装置が、(A)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく転舵量成分の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される操舵ゲインと、(B)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく復帰力の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される復帰力ゲインとの少なくとも一方を、前記1対の操作部材の各々の操作位置に応じて、前記1対の操作部材の各々の前記一方端に向かう操作の目標転舵量の決定における寄与度が前記他方端に向かう操作の目標転舵量の決定における寄与度に比較して低くなるように、前記1対の操作部材の各々がそれらに対応する前記軌道の一方端に近い領域である一方側領域に位置する場合と、他方端に近い領域である他方側領域に位置する場合とで、互いに異なる大きさに変更可能に構成された車両用ステアリングシステム。 - 前記制御装置が、少なくとも前記操舵ゲインを変更可能に構成され、
その操舵ゲインが、前記1対の操作部材の各々が前記一方側領域に位置する場合に、前記他方側領域に位置する場合に比較して小さな値となるようにされた請求項1または請求項2に記載の車両用ステアリングシステム。 - 前記制御装置が、少なくとも前記復帰力ゲインを変更可能に構成され、
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の各々が前記一方側領域に位置する場合に、前記他方側領域に位置する場合に比較して大きな値となるようにされた請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。 - 前記制御装置が、前記操舵ゲインと前記復帰力ゲインとの少なくとも一方を、前記1対の操作部材の各々の操作速度に応じて変更するようにされた請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
- 前記制御装置が、前記操舵ゲインと前記復帰力ゲインとの少なくとも一方を、前記1対の操作部材の他方が操作されている場合と操作されていない場合とで変更するようにされた請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
- 前記制御装置が、少なくとも前記操舵ゲインを変更可能に構成され、
その操舵ゲインが、前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、操作されている場合に比較して大きな値とされた請求項6に記載の車両用ステアリングシステム。 - 前記制御装置が、少なくとも前記復帰力ゲインを変更可能に構成され、
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、操作されている場合に比較して小さな値とされた請求項6または請求項7に記載の車両用ステアリングシステム。 - 前記制御装置が、少なくとも前記復帰力ゲインを変更可能に構成され、
その復帰力ゲインが、前記1対の操作部材の他方が操作されていない場合に、操作されている場合に比較して大きな値とされた請求項6または請求項7に記載の車両用ステアリングシステム。 - それぞれが、設定された軌道に沿って互いに独立して操作可能とされた1対の操作部材と、
車輪を転舵する転舵装置と、
それぞれが、動力源を有し、その動力源が制御されることによって前記1対の操作部材の各々に対して、その各々をその各々に対して設定された復帰力基準操作位置に復帰させる力である復帰力を付与する1対の復帰力付与装置と、
(a)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された転舵基準操作位置からの操作量に基づく転舵量成分の和に基づいて車輪の目標転舵量を決定するとともに、車輪の転舵量が目標転舵量となるように前記転舵装置を制御する転舵制御部と、(b)前記1対の操作部材の各々のその各々に対して設定された復帰力基準操作位置からの操作量に基づいて復帰力を決定するとともに、その復帰力を発揮するように前記1対の復帰力付与装置の各々の動力源を制御する復帰力制御部とを有する制御装置と
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記制御装置が、(A)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく転舵量成分の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される操舵ゲインと、(B)前記1対の操作部材の各々の操作量に基づく復帰力の決定においてそれら1対の操作部材の各々に対応して設定される復帰力ゲインとの少なくとも一方を、前記1対の操作部材の他方が操作されている場合と操作されていない場合とで変更可能に構成された車両用ステアリングシステム。
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