JP5697966B2 - ステアバイワイヤの操舵反力制御装置 - Google Patents
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Description
操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて前記操舵反力モータの操舵反力を制御する操舵反力制御部14を設ける。
転舵機構6の正入力と逆入力における伝達効率が異なる場合、転舵反力推定に用いる係数を正入力時と逆入力時で変更することにより、転舵反力を精度良く推定することができる。
推定された転舵反力を、カットオフ周波数を変更できるローパスフィルタ26に通し、暫定操舵反力目標値を生成する。推定転舵反力が小さい場合にはカットオフ周波数を低くし、推定転舵反力が大きい場合にはカットオフ周波数を高くする。これにより、手放し時における振動を抑制できると共にクイックな操舵反力が得られる。
前記操舵反力制御部14は、例えば、暫定操舵反力目標値に摩擦項、粘性項、および慣性項を加え、操舵反力目標値を生成する。この場合に、正入力の場合にのみ摩擦成分を付与する。これにより、ハンドルを中立位置から切り始めた際に、速やかに摩擦成分が付与され、操舵初期の操舵反力の手応え感を実現できる。逆入力の場合には摩擦成分を付与しないため、手放し時に於ける戻り位置のオフセットは生じない。
また、前記操舵反力制御部14は、操舵反力目標値に加える粘性項の係数が、前記入力正逆判定部の判定結果が逆入力の場合に、正入力の場合より大きい値に設定されるのが良い。
さらに、前記操舵反力制御部14は、転舵反力が大きいほど前記粘性項の係数が小さく設定されるのが良い。
逆入力の場合には粘性項の係数を正入力の場合より大きく設定することで、中立周りでの振動を抑えることができるとともに、正入力時の操舵反力が大きくなり過ぎる違和感を防ぐことができる。
前記転舵反力検出手段が、転舵モータのトルク及び転舵変位量から、定められた推定式に従って転舵反力を推定するものであって、前記正逆対応処理部は、前記入力正逆判定部で判定された正入力または逆入力によって、前記推定式における転舵反力を推定する係数を変更する機能を有するものとした場合は、転舵機構の正入力と逆入力における伝達効率が異なる場合に、転舵反力推定に用いる係数を正入力時と逆入力時で変更することにより、転舵反力を精度良く推定することができる。
A,I,c:係数、
である。
暫定操舵反力目標値演算部24は、カットオフ周波数の変更可能なローパスフィルタ26を有していて、転舵反力検出手段18で検出された転舵反力(転舵反力推定値)Fh をローパスフィルタ26に通して得られた転舵反力を、目標操舵反力Paの基本値、すなわち暫定操舵反力目標値Paaとする。
なお、転舵反力検出手段18による式(1)の演算は1kHz(1msec周期)で演算しており、その結果(デジタル信号波形)が、カットオフ周波数可変のローパスフィルタ26(カットオフ周波数は30Hz〜0.5Hz程度)に入力される。前記ローパスフィルタ23もソフトウェアによるデジタルフィルタである。これらの演算には例えばSHマイコンを用いる。
また、転舵モータ7の発生トルクTm をトルク検出手段9で検出し、かつ転舵速度および転舵加速度を回転検出手段10で検出して転舵反力検出手段18に読み込む。転舵モータトルクTm に高周波の成分が含まれている場合は、ローパスフィルタ23を通すことで、高周波成分が除去される(S2)。転舵速度は転舵モータ回転角度θの微分値であり、転舵加速度は転舵モータ回転角度θの2回微分値であり、回転検出手段10からは転舵モータ回転角度θを読み込んで、転舵反力検出手段18より、転舵モータ回転角度θから転舵速度および転舵加速度を計算する。
このとき、カットオフ周波数変更手段27は、入力される推定転舵反力Fhが小さい場合にはカットオフ周波数を低くし、推定転舵反力が大きい場合にはカットオフ周波数を高くする。これにより、ステアリングホイール3の手放し時における振動を抑制できると共にクイックな操舵反力を得られる。推定転舵反力Fhが大きいか小さいかの基準、およびカットオフ周波数をどの値にするかは、シミュレーション等により任意に設計して定めれば良い。
また、カットオフ周波数変更手段27は、切替え操作手段28の操作によってカットオフ周波数を切り替え可能としてあり、この切り替えにより、ドライバーの好みに合わせて操舵フィーリングを変更できる。
a:摩擦項
b:粘性項の係数
d:慣性項の係数
摩擦項、粘性項、および慣性項a,b,dは、適宜設定して定められる。
粘性項の係数bは、例えば図5に示すように、荷重つまり転舵反力Fhが大きいほど小さくしてもよい。このように設定すると、転舵反力Fhが小さい場合に大きな粘性成分を付与することが出来る。図5の例では、転舵反力Fhが0から一定の値までは、転舵反力Fhが大きくなるに従って粘性成分(粘性項の係数b)が小さくなるようにし、上記一定の値以上では一定となるように定めている。
2…タイロッド間シャフト
3…ステアリングホイール
4…操舵反力モータ
5…操舵角センサ
6…転舵機構
7…転舵モータ
8…位置センサ
9…トルク検出手段
10…回転角度検出手段
12…ステアリング制御手段
13…転舵制御部
14…操舵反力制御部
15…他のセンサ類
17…操舵反力目標値演算部
18…転舵反力検出手段
18A…転舵反力検出手段
19…操舵方向検出手段
21…入力正逆判定部
22…正逆対応処理部
24…暫定操舵反力目標値演算部
25…別項加算部
26…カットオフ周波数可変のローパスフィルタ
28…切替え操作手段
Claims (10)
- 転舵用のタイロッド間シャフトと機械的に連結されていないステアリングホイールに対し、操舵角を検出する操舵角センサと、操舵反力を与える操舵反力モータとが設けられ、前記操舵角センサの検出した操舵角を基に、車両に装備された他のセンサ類からの運転状態検出信号と合わせて転舵角の指令信号を生成し、タイロッド間シャフトを駆動する転舵機構の転舵モータを制御するステアリング制御手段を有するステアバイワイヤ式操舵装置において、
操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて前記操舵反力モータの操舵反力を制御する操舵反力制御部を設け、 前記転舵機構に作用する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段とを設け、前記操舵反力制御部は、定められた規則に従って前記操舵モータの操舵反力の目標値を演算する操舵目標値演算部と、前記操舵方向検出手段で検出される操舵方向が前記転舵反力検出手段で検出される転舵反力の方向と異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する入力正逆判定部と、前記入力正逆判定部の判定結果となる正逆に応じて前記操舵目標値演算部による演算内容を変更する正逆対応処理部とを有し、
前記転舵反力検出手段が、転舵モータのトルク及び転舵変位量から、定められた推定式に従って転舵反力を推定するものであり、前記正逆対応処理部は、前記入力正逆判定部で判定された正入力または逆入力によって、前記推定式における転舵反力を推定する係数を変更する機能を有する
ことを特徴とするステアバイワイヤの操舵反力制御装置。 - 請求項1において、前記操舵方向検出手段が前記操舵角センサであるステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 請求項1において、前記転舵反力検出手段で検出された転舵反力の検出信号を通過させるフィルタとして、カットオフ周波数の変更可能なローパスフィルタを設け、このローパスフィルタ通して得られた転舵反力を、前記操舵目標値演算部は目標操舵反力の基本値とするステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 請求項3において、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、転舵反力が大きい時には高く、小さい時には低く設定されたステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 請求項3または請求項4において、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を、切替え操作手段からの入力で変更することにより、ドライバーの好みに合わせて操舵フィーリングを変更できるようにするカットオフ周波数変更手段を設けたステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 転舵用のタイロッド間シャフトと機械的に連結されていないステアリングホイールに対し、操舵角を検出する操舵角センサと、操舵反力を与える操舵反力モータとが設けられ、前記操舵角センサの検出した操舵角を基に、車両に装備された他のセンサ類からの運転状態検出信号と合わせて転舵角の指令信号を生成し、タイロッド間シャフトを駆動する転舵機構の転舵モータを制御するステアリング制御手段を有するステアバイワイヤ式操舵装置において、
操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて前記操舵反力モータの操舵反力を制御する操舵反力制御部を設け、 前記転舵機構に作用する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段とを設け、前記操舵反力制御部は、定められた規則に従って前記操舵モータの操舵反力の目標値を演算する操舵目標値演算部と、前記操舵方向検出手段で検出される操舵方向が前記転舵反力検出手段で検出される転舵反力の方向と異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する入力正逆判定部と、前記入力正逆判定部の判定結果となる正逆に応じて前記操舵目標値演算部による演算内容を変更する正逆対応処理部とを有し、
前記操舵反力制御部は、前記入力正逆判定部の判定結果が正入力の場合には操舵反力目標値に摩擦成分を付与し、逆入力の場合には付与しないものとしたステアバイワイヤの操舵反力制御装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記操舵反力制御部は、前記入力正逆判定部の判定結果が正入力の場合には操舵反力目標値に摩擦成分を付与し、逆入力の場合には付与しないものとしたステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 請求項6または請求項7において、前記操舵反力制御部は、転舵反力が大きいほど前記摩擦成分を小さく設定したものであるステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項において、前記操舵反力制御部は、操舵反力目標値に加える粘性項の係数が、前記入力正逆判定部の判定結果が逆入力の場合に、正入力の場合より大きい値に設定されたステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
- 請求項9において、前記操舵反力制御部は、転舵反力が大きいほど前記粘性項の係数が小さく設定されたステアバイワイヤの操舵反力制御装置。
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