JP7491325B2 - 車両操舵システム及び車両操舵方法 - Google Patents
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Description
また、電子制御ユニットは、スリップ率の絶対値が閾値より大きいことを含む作動条件が成立する場合に車両安定化制御を実行する。そして、電子制御ユニットは、当該作動条件が成立している期間中に、当該作動条件の成立時点と比べて第1比率を減少させ且つ第2比率を増加させる。
さらに、第1比率と第2比率とをスリップ率に基づいて変更しつつ上記作動条件が成立している期間中に当該作動条件の成立時点と比べて第1比率を減少させ且つ第2比率を増加させる場合、電子制御ユニットは、スリップ率の絶対値の増加に伴って増加するように演算される第2比率と、当該作動条件の成立中に増加するように演算される第2比率とを調停し、調停後の第2比率及び当該調停後の第2比率から特定される第1比率に従って配分される第1転舵軸力及び第2転舵軸力に基づく操舵反力が生成されるように反力アクチュエータを制御する。
また、車両操舵方法は、スリップ率の絶対値が閾値より大きいことを含む作動条件が成立する場合に車両安定化制御を実行することと、当該作動条件が成立している期間中に、当該作動条件の成立時点と比べて第1比率を減少させ且つ第2比率を増加させることと、を含む。
さらに、第1比率と第2比率とをスリップ率に基づいて変更しつつ上記作動条件が成立している期間中に当該作動条件の成立時点と比べて第1比率を減少させ且つ第2比率を増加させる場合、車両操舵方法は、スリップ率の絶対値の増加に伴って増加するように演算される第2比率と当該作動条件の成立中に増加するように演算される第2比率とを調停することと、調停後の第2比率及び当該調停後の第2比率から特定される第1比率に従って配分される第1転舵軸力及び第2転舵軸力に基づく操舵反力が生成されるように反力アクチュエータを制御することと、をさらに含む。
1-1.車両操舵システムの構成例
図1は、実施の形態1に係る車両操舵システム10の構成の一例を示す図である。車両操舵システム10は、車両1に適用されている。車両1は、4つの車輪2を備える。以下の説明では、前輪をまとめて2Fと称し、後輪をまとめて2Rと称する場合もある。一例として、車両1は、駆動装置(例えば、電動機)3によって前輪2Fが駆動される前輪駆動方式の車両である。ただし、本開示に係る「車両操舵システム」が適用される「車両」は、例えば、後輪駆動方式又は4輪駆動方式の車両であってもよい。また、本開示に係る「車両」の転舵輪は、前輪に限られず、4輪であってもよい。
図2は、車両操舵システム10において実行される制御の概要を表したブロック図である。車両操舵システム10の制御は、「転舵制御」と「操舵反力制御」とを含む。また、図2に示す例のように、車両操舵システム10の制御は「可変ギヤ比制御」を含んでいてもよい。
転舵制御において、ECU30は、転舵輪2Fの(実)転舵角δが目標転舵角δtに近づくように転舵アクチュエータ22を制御する。ECU30は、基本的には、操舵角センサによって検出される操舵部材12の操舵角θに応じた目標転舵角δtを演算する。操舵角θに対する目標転舵角δtの特性は、一定であってもよいが、例えば可変ギヤ比制御によって可変とされてもよい。なお、図1に示す車両操舵システム10では、上述のように、転舵装置20は操舵部材12から機械的に分離されている。このため、車両操舵システム10における可変ギヤ比制御は、操舵角θに対する転舵角δの仮想的なギヤ比(角度比)を可変とするものである。当該仮想的なギヤ比は、例えば、車速V等のパラメータに応じて可変される。
操舵反力制御において、ECU30は、反力アクチュエータ14を制御することによって、操舵部材12に付与される操舵反力(操舵反力トルク)Trを制御する。具体的には、操舵反力制御に関し、ECU30は、角度軸力演算部40と、電流軸力演算部42と、操舵反力演算部44とを含む。
Trt=α×T2+(1-α)×T1 ・・・(1)
実施の形態1の操舵反力制御では、ECU30は、車輪2(タイヤ)のスリップ率Sに基づいて配分比率αを変更(制御)する。
S=(Vw-V)/V ・・・(2)
以上説明したように、実施の形態1に係る操舵反力制御によれば、スリップ率Sに基づいて配分比率αが変更される。このように配分比率αの変更のためにスリップ率Sを用いることにより、ECU30は、車両1が直進状態にある時に取得されるスリップ率Sを利用して路面情報を取得できる。そして、ECU30は、直進状態において、スリップ率Sに応じた配分比率αに変更しておくことができる(ステップS102参照)。つまり、直進状態からの操舵に備えて、事前に配分比率αを路面状況に応じて適切に変更しておくことが可能となる。このことは、車両1の直進状態からの操舵初期における運転者による路面状況の把握を容易にすることにつながる。
実施の形態2においても、ECU30は、配分比率αをスリップ率Sに基づいて変更することにより、本開示に係る第1転舵軸力の「第1比率」と第2転舵軸力の「第2比率」とを「車輪のスリップ率」に基づいて変更する。実施の形態2は、スリップ率Sに基づいて配分比率αを変更する具体的な手法において、実施の形態1と相違している。
具体的には、実施の形態2では、スリップ率Sの絶対値が閾値より大きいことを作動条件として含む「車両安定化制御A」を実行する。車両安定化制御Aは、例えば、トラクション制御(TRC:Traction Control)である。TRCは、車両1の発進時又は加速時の駆動輪(前輪)2Fの空転を抑えるために実行される。TRCの作動条件は、駆動輪2Fのスリップ率S(正の値)が閾値TH1を上回る時に成立する。その結果、TRCが作動する(ONとなる)。TRCは、スリップ率Sが閾値TH1を超えた駆動輪2F(制御対象輪)のスリップ率Sが目標スリップ率にまで低下するように、当該制御対象輪のトルクを制御する。このトルクの制御は、駆動装置3のトルクを下げたり、制御対象輪に制動力を付与したりすることによって行うことができる。これにより、制御対象輪の空転が抑制される。TRCは、制御対象輪のスリップ率Sが上記閾値TH1よりも小さい閾値TH2を下回る時に解除される(OFFとされる)。
以上説明したように、実施の形態2に係る操舵反力制御によっても、スリップ率Sに基づいて配分比率αが変更されることになる。より具体的には、車両安定化制御Aの作動条件が成立しているためにスリップ率Sの絶対値が閾値より大きい状況下において、配分比率αが増加される。これにより、低μ路の走行時等において車両安定化制御Aが作動している期間(t1-t2)中に直進状態からの操舵がなされた際に、運転者は、電流軸力T2の配分比率αが高められた操舵反力Trを操舵部材12を介して速やかに受け取ることができる。このため、運転者は、当該操舵反力Trを利用して路面状況を速やかに把握できるようになる。
図7は、実施の形態2の変形例に係るスリップ率Sに基づく配分比率αの変更の一例を説明するためのタイムチャートである。図7に示す例では、ECU30は、車両安定化制御Aの作動条件が成立している期間(t1-t2)に続く所定期間Δtにおいて、車両安定化制御AがOFFとなった時点t2の値(例えば、最大値)で配分比率αを保持している。すなわち、当該所定期間Δtにおいて、電流軸力T2の第2比率(配分比率α)及び角度軸力T1の第1比率(配分比率(1-α))が一定に保持される。
3-1.目標操舵反力Trtの演算の他の例
図9は、他の実施の形態に係る目標操舵反力Trtの演算に関するECU30の機能ブロック図である。図9に示す例では、上述した実施の形態1又は2においてスリップ率Sに基づいて変更される配分比率αは、「第1の配分比率α1」と称される。図9中の第1の配分比率演算部50は、実施の形態1又は2の手法に従ってスリップ率Sに基づく第1の配分比率α1を演算する機能ブロックに相当する。
Trt=αarb×T2+(1-αarb)×T1 ・・・(3)
また、実施の形態1に係る配分比率αの演算手法と、実施の形態2に係る配分比率αの演算手法とが組み合わされてもよい。具体的には、実施の形態1に係る演算手法に従ってスリップ率Sの絶対値の増加に伴って増加するように演算される配分比率αを、ここでは「配分比率αe1」と称する。実施の形態2に係る演算手法に従って車両安定化制御Aの作動条件の成立中に増加するように演算される配分比率αを、ここでは「配分比率αe2」と称する。ECU30は、これらの配分比率αe1と配分比率αe2とを、例えば、図9に示す第1の配分比率α1と第2の配分比率α2との調停と同様の手法で調停して、調停後の配分比率αarb’を算出してもよい。そして、ECU30は、例えば調停後の配分比率αarbを用いる例と同様の手法で、調停後の配分比率αarb’を用いて目標操舵反力Trtを演算してもよい。さらには、ECU30による配分比率の調停は、3通りの配分比率、すなわち、配分比率αe1と配分比率αe2と第2の配分比率α2(図9参照)とを対象として同様に行われてもよい。
2 車輪
2F 前輪(転舵輪;駆動輪)
2R 後輪(転動輪)
3 駆動装置
10 車両操舵システム
12 操舵部材
14 反力アクチュエータ
16 ステアリングシャフト
20 転舵装置
22 転舵アクチュエータ
24 転舵軸
30 電子制御ユニット(ECU)
32 プロセッサ
34 記憶装置
36 センサ類
Claims (4)
- 少なくとも転舵輪を含む車輪を備える車両に適用される車両操舵システムであって、
前記転舵輪から機械的に分離された操舵部材と、
前記操舵部材に操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
前記転舵輪を転舵する転舵装置と、
電子制御ユニットと、
を備え、
前記電子制御ユニットは、
前記操舵部材の操舵量に基づく目標転舵角に従って前記転舵装置を制御し、
前記目標転舵角に応じた第1転舵軸力と、前記転舵装置の出力電流又は出力トルクに応じた第2転舵軸力とに基づく操舵反力が生成されるように前記反力アクチュエータを制御し、
前記車輪のスリップ率の絶対値の増加に伴い、前記操舵反力に配分される前記第1転舵軸力の第1比率を減少させ且つ前記操舵反力に配分される前記第2転舵軸力の第2比率を増加させ、
前記スリップ率の絶対値が閾値より大きいことを含む作動条件が成立する場合に車両安定化制御を実行し、
前記作動条件が成立している期間中に、前記作動条件の成立時点と比べて前記第1比率を減少させ且つ前記第2比率を増加させるものであって、
前記第1比率と前記第2比率とを前記スリップ率に基づいて変更しつつ前記作動条件が成立している前記期間中に前記作動条件の前記成立時点と比べて前記第1比率を減少させ且つ前記第2比率を増加させる場合、前記電子制御ユニットは、
前記スリップ率の絶対値の増加に伴って増加するように演算される前記第2比率と、前記作動条件の成立中に増加するように演算される前記第2比率とを調停し、
調停後の前記第2比率及び前記調停後の前記第2比率から特定される前記第1比率に従って配分される前記第1転舵軸力及び前記第2転舵軸力に基づく操舵反力が生成されるように前記反力アクチュエータを制御する
車両操舵システム。 - 請求項1に記載の車両操舵システムであって、
前記電子制御ユニットは、前記作動条件が成立している前記期間に続く所定期間において、前記作動条件が不成立となった時点の前記第1比率及び前記第2比率を保持する
車両操舵システム。 - 請求項1又は2に記載の車両操舵システムであって、
前記スリップ率は、前記転舵輪のスリップ率である
車両操舵システム。 - 少なくとも転舵輪を含む車輪を備える車両に適用され、前記転舵輪から機械的に分離された操舵部材に操舵反力を付与する反力アクチュエータと、前記転舵輪を転舵する転舵装置と、を制御する車両操舵方法であって、
前記操舵部材の操舵量に基づく目標転舵角に従って前記転舵装置を制御することと、
前記目標転舵角に応じた第1転舵軸力と、前記転舵装置の出力電流又は出力トルクに応じた第2転舵軸力とに基づく操舵反力が生成されるように前記反力アクチュエータを制御することと、
前記車輪のスリップ率の絶対値の増加に伴い、前記操舵反力に配分される前記第1転舵軸力の第1比率を減少させ且つ前記操舵反力に配分される前記第2転舵軸力の第2比率を増加させることと、
前記スリップ率の絶対値が閾値より大きいことを含む作動条件が成立する場合に車両安定化制御を実行することと、
前記作動条件が成立している期間中に、前記作動条件の成立時点と比べて前記第1比率を減少させ且つ前記第2比率を増加させることと、
を含み、
前記第1比率と前記第2比率とを前記スリップ率に基づいて変更しつつ前記作動条件が成立している前記期間中に前記作動条件の前記成立時点と比べて前記第1比率を減少させ且つ前記第2比率を増加させる場合、前記車両操舵方法は、
前記スリップ率の絶対値の増加に伴って増加するように演算される前記第2比率と、前記作動条件の成立中に増加するように演算される前記第2比率とを調停することと、
調停後の前記第2比率及び前記調停後の前記第2比率から特定される前記第1比率に従って配分される前記第1転舵軸力及び前記第2転舵軸力に基づく操舵反力が生成されるように前記反力アクチュエータを制御することと、
をさらに含む
車両操舵方法。
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