JP2002137750A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents
車両の操舵制御装置Info
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Abstract
位置制御するシステムにおいて、ドライバーが据え切り
状態のまま操舵ハンドルを保持した場合においても転舵
モータの温度上昇を抑制する。 【解決手段】 この発明の車両の操舵制御装置12で
は、操舵ハンドル3の操作量に基づいて転舵輪1,2の
目標転舵角を算出し、また転舵輪1,2の転舵負荷を検
出あるいは推定し、当該転舵負荷を減少させるように目
標転舵角を補正して最終目標転舵角とし、この最終目標
転舵角に転舵輪の転舵角が一致するように転舵モータ
5,6を駆動制御する。これにより、操舵ハンドル3の
操作量にかかわらず転舵負荷を減少させることができ、
転舵モータの温度上昇を抑制することができる。
Description
置に関する。
的に分離された転舵輪を駆動するために転舵モータを備
え、操舵ハンドルの操舵角に対応する転舵角となるよう
に転舵モータを駆動して転舵輪を転舵する車両の操舵制
御装置として、特開平10‐310074号公報に記載
されたものが知られている。
モータに加わる負荷を軸力センサを用いることなく検出
する目的で、転舵モータに流れる電流を電流センサによ
って検出することによって転舵負荷を検出し、この検出
された転舵負荷に基づいて操舵軸へ加える操舵反力を制
御するものである。
操舵ハンドルの回転伝達系と機械的に分離された転舵輪
を転舵モータで転舵する車両の操舵制御装置では、ドラ
イバーが車両の停止状態で操舵を行った場合(つまり、
据え切りを行った場合)には、図10に示すように、転
舵輪100のタイヤにねじれが生じ、接地面の向きAと
転舵輪100の向きB(転舵角δf又はδr)とにずれ
(ねじれ角ν)が生じる。
据え切りを行った後にドライバーが操舵反力に抗して操
舵ハンドルを保持したままである場合、転舵輪100の
ねじれ角νと釣り合うために必要となる転舵負荷によっ
て転舵モータに電流を流し続ける現象が起こり、転舵モ
ータの温度上昇が問題となる。
解決するためにされたものであって、車両の転舵輪の転
舵角を転舵モータによって制御するシステムにおいて、
ドライバーが据え切り状態のまま操舵ハンドルを保持し
ている場合においても転舵モータの温度上昇を抑制する
ことができる車両の操舵制御装置を提供することを目的
とする。
ハンドルと機械的に分離された転舵輪を駆動するための
転舵モータを備え、前記操舵ハンドルの操舵角に対応す
る転舵角が得られるように前記転舵モータを駆動して前
記転舵輪を転舵する車両の操舵制御装置において、前記
操舵ハンドルの操作量に基づいて前記転舵輪の目標転舵
角を算出する目標転舵角算出手段と、前記転舵輪の転舵
負荷を検出あるいは推定する転舵負荷検出手段と、前記
転舵負荷検出手段の出力する転舵負荷を減少させるよう
に、前記目標転舵角算出手段の出力する目標転舵角を補
正する転舵角補正手段と、前記転舵角補正手段によって
補正された最終目標転舵角に前記転舵輪の転舵角が一致
するように前記転舵モータを駆動制御する転舵角制御手
段とを備えたものである。
制御装置において、前記転舵負荷検出手段が、前記転舵
輪のねじれによって生じる転舵角を復元させる力と釣り
合うための転舵負荷を検出することを特徴とするもので
ある。
の操舵制御装置において、前記転舵角補正手段が、前記
転舵輪の方向を接地面の方向に近づけるように目標転舵
角の補正を行なうことを特徴とするものである。
操舵制御装置において、前記転舵角補正手段が、車両が
ほぼ停止状態で操舵を停止したときには、前記転舵輪の
転舵負荷が所定量以下になるように前記目標転舵角を補
正すると共に、車両が走行を開始したときには前記目標
転舵角の補正量を0に戻すことを特徴とするものであ
る。
操舵制御装置において、前記転舵角補正手段によって前
記目標転舵角算出手段の出力する目標転舵角を補正した
後の最終目標転舵角と関係付けられている前記操舵ハン
ドルの目標操舵角と前記操舵ハンドルの実際の操舵角と
の差分を算出する操舵角差分算出手段と、前記操舵ハン
ドルの操舵角の差分に基づいて当該操舵ハンドルに対す
る操舵反力を発生させる操舵反力発生手段とを備えたも
のである。
に分離された前後輪を共に転舵輪として前後輪それぞれ
を独立に駆動する転舵モータを備え、前記操舵ハンドル
の操舵角に対応する転舵角が得られるように前記前後輪
それぞれの転舵モータを駆動する車両の操舵制御装置に
おいて、前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前後
輪それぞれの目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段
と、前記前後輪それぞれの転舵負荷を検出あるいは推定
する転舵負荷検出手段と、前記転舵負荷検出手段の出力
する転舵負荷を減少させるように、前記目標転舵角算出
手段の出力する目標転舵角を補正する転舵角補正手段
と、前記転舵角補正手段によって補正された最終目標転
舵角に前記前後輪それぞれの転舵角が一致するように前
記転舵モータを駆動制御する転舵角制御手段と、前記転
舵角補正手段によって前後輪それぞれの目標転舵角を補
正したことによる車両の旋回半径の変化量あるいは目標
転舵角を補正した後の前後輪それぞれの最終目標転舵角
に対応した旋回半径を算出する旋回半径算出手段と、前
記旋回半径の変化量あるいは旋回半径と関係付けられて
いる前記操舵ハンドルの目標操舵角と実際の操舵角との
差分を算出する操舵角差分算出手段と、前記操舵ハンド
ルの操舵角差分に基づいて操舵反力を発生させる操舵反
力生成手段とを備えたものである。
に分離された前後輪を共に転舵輪として前後輪それぞれ
を独立に駆動する転舵モータを備え、前記操舵ハンドル
の操舵角に対応する転舵角が得られるように前記前後輪
それぞれの転舵モータを駆動する車両の操舵制御装置に
おいて、前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前後
輪それぞれの目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段
と、前記前後輪それぞれの転舵負荷を検出あるいは推定
する転舵負荷検出手段と、前記転舵負荷検出手段の出力
する転舵負荷を減少させるように、前記目標転舵角算出
手段の出力する目標転舵角を補正する転舵角補正手段
と、前記転舵角補正手段によって補正された最終目標転
舵角に前記前後輪それぞれの転舵角が一致するように前
記転舵モータを駆動制御する転舵角制御手段と、前記転
舵角補正手段によって前後輪それぞれの目標転舵角を補
正したことによる車両の姿勢角の変化量あるいは目標転
舵角を補正した後の前後輪それぞれの最終目標転舵角に
対応した姿勢角を算出する旋回半径算出手段と、前記姿
勢角の変化量あるいは姿勢角と関係付けられている前記
操舵ハンドルの目標操舵角と実際の操舵角との差分を算
出する操舵角差分算出手段と、前記操舵ハンドルの操舵
角差分に基づいて操舵反力を発生させる操舵反力生成手
段とを備えたものである。
の操舵制御装置において、前記転舵角補正手段が、接地
面の方向を転舵輪の方向に近づけるように目標転舵角の
補正を行うことによって転舵負荷を減少させることを特
徴とするものである。
車両の操舵制御装置において、前記転舵角補正手段が、
車両がほぼ停止状態で操舵を停止したときには、前記転
舵輪の転舵負荷を一時的に増加させる方向に前記目標転
舵角を補正すると共に、その後にその補正量を0に戻す
ことを特徴とするものである。
の操舵制御装置において、前記転舵角補正手段が、前記
転舵角の補正によって車両の揺れを誘発しないように所
定の変化速度内で連続的に補正量を算出することを特徴
とするものである。
は、操舵ハンドルの操作量に基づいて転舵輪の目標転舵
角を算出し、また転舵輪の転舵負荷を検出あるいは推定
し、当該転舵負荷を減少させるように目標転舵角を補正
して最終目標転舵角とし、この最終目標転舵角に転舵輪
の転舵角が一致するように転舵モータを駆動制御する。
された場合にも、転舵負荷を減少させるように最終目標
転舵角を補正するので、操舵ハンドルの操作量にかかわ
らず転舵負荷を減少させることができ、転舵モータの温
度上昇を抑制することができる。
は、転舵輪のねじれによって生じる転舵角を復元させる
力と釣り合うための転舵負荷を検出し、当該転舵負荷を
減少させるように目標転舵角を補正し、この最終目標転
舵角に転舵輪の転舵角が一致するように転舵モータを駆
動制御するので、車両停止状態において操舵を行う、い
わゆる据え切りを行った場合の転舵負荷を検出して、当
該据え切り時の転舵負荷を減少させ、転舵モータの温度
上昇を抑制することができる。
は、転舵輪の方向を接地面の方向に近づけるように目標
転舵角の補正を行い、この最終目標転舵角に転舵輪の転
舵角が一致するように転舵モータを駆動制御するので、
据え切り状態でドライバーが操舵ハンドルを保持してい
る場合に転舵輪のねじれによって生じる転舵角を復元さ
せる力を徐々に減少させることができ、転舵モータの温
度上昇を抑制することができる。
は、車両がほぼ停止状態で操舵を停止したときには、転
舵輪の転舵負荷を所定量以下にするように目標転舵角を
補正すると共に、車両が走行を開始したときには目標転
舵角の補正量を0に戻し、この最終目標転舵角に転舵輪
の転舵角が一致するように転舵モータを駆動制御する。
操舵ハンドルを保持している場合に転舵輪のねじれによ
って生じる転舵角を復元させる力を所定量だけ減少させ
ることができ、結果的に転舵負荷を所定量だけ減少させ
ることができ、ひいては転舵モータの温度上昇を抑制す
ることができる。さらに、車両が走行を開始した場合に
は、操舵ハンドルの操舵角に基づいた所望の転舵角の関
係へ移行することができる。
は、目標転舵角を補正した後の最終目標転舵角と関係付
けられている操舵ハンドルの目標操舵角と実際の操舵角
との差分に基づいて当該操舵ハンドルに対する操舵反力
を発生させるので、据え切り時にドライバーが操舵ハン
ドルを保持する力を緩めた場合には、転舵負荷を減少さ
せるための転舵角の補正に対して、操舵ハンドルの操舵
角と転舵輪の転舵角との関係に応じて操舵ハンドルの操
舵角を変化させることができ、転舵角の補正を行う前後
で操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との関係を一
定に保持することができる。また、転舵角の補正をドラ
イバーに認識させることができ、走行を開始した場合に
操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との関係が変化
することによる違和感をなくすことができる。
は、操舵ハンドルの操作量に基づいて前後輪それぞれの
目標転舵角を算出し、また前後輪それぞれの転舵負荷を
検出あるいは推定し、前後輪それぞれの転舵負荷を減少
させるように目標転舵角を補正し、この補正された最終
目標転舵角に前後輪それぞれの転舵角が一致するように
転舵モータを駆動制御する。これと共に、前後輪の目標
転舵角を補正したことによる車両の旋回半径の変化量あ
るいは目標転舵角を補正した後の前後輪の最終目標転舵
角に対応した旋回半径を算出し、この旋回半径の変化量
あるいは旋回半径と関係付けられている操舵ハンドルの
目標操舵角と実際の操舵角との差分を算出し、この操舵
角の差分に基づいて操作ハンドルに操舵反力を発生させ
る。
れ独立に転舵モータで駆動制御するシステムにおいて、
据え切り時にドライバーが操舵ハンドルを保持する力を
緩めた場合に、前輪と後輪の転舵負荷を減少させるため
の転舵角補正に伴う車両旋回半径の変化に応じて操舵ハ
ンドルの操舵角を変化させ、転舵角の補正に伴う旋回半
径の変化を操舵ハンドルの操舵角の変化としてドライバ
ーに認識させることができ、走行を開始した場合に操舵
ハンドルの操舵角と旋回半径の関係が変化することによ
る違和感をなくすことができる。
は、操舵ハンドルの操作量に基づいて前後輪それぞれの
目標転舵角を算出し、また前後輪それぞれの転舵負荷を
検出あるいは推定し、この転舵負荷を減少させるように
目標転舵角を補正し、補正された最終目標転舵角に前後
輪それぞれの転舵角が一致するように転舵モータを駆動
制御する。また前輪と後輪の目標転舵角を補正したこと
による車両の姿勢角の変化量あるいは目標転舵角を補正
した後の前輪と後輪の最終目標転舵角に対応した姿勢角
を算出し、姿勢角の変化量あるいは姿勢角と関係付けら
れている操舵ハンドルの目標操舵角と実際の操舵角との
差分を算出し、操舵ハンドルの操舵角の差分に基づいて
操舵反力を発生させる。
れ独立に転舵モータで制御するシステムにおいて、据え
切り時にドライバーが操舵ハンドルを保持する力を緩め
た場合には、前輪と後輪の転舵負荷を減少させるための
転舵角補正に伴う車両の姿勢角の変化に応じて操舵ハン
ドルの操舵角を変化させ、転舵角の補正に伴う車両の姿
勢角の変化を操舵ハンドルの操舵角の変化としてドライ
バーに認識させることができ、走行を開始した場合に操
舵ハンドルの操舵角と車両の姿勢角の関係が変化するこ
とによる違和感をなくすことができる。
は、接地面の方向を転舵輪の方向に近づけるように目標
転舵角の補正を行うことによって転舵負荷を減少させ、
転舵モータの温度上昇を抑制することができる。
は、車両がほぼ停止状態で操舵を停止したときには、転
舵輪の転舵負荷を一時的に増加させる方向に目標転舵角
を補正すると共に、その後にその補正量を0に戻すの
で、車両停止状態で操舵を停止したときにドライバーが
操舵ハンドルを一定の操舵角に保持していも、転舵負荷
を減少するように転舵角を補正することができ、転舵モ
ータの温度上昇を抑制することができる。また、ドライ
バーが操舵ハンドルを保持した場合においても、転舵角
の補正後は操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との
関係を保持することができ、走行開始した場合に操舵ハ
ンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との関係が変化するこ
とによる違和感をなくすことができる。加えて、前輪と
後輪の転舵角をそれぞれ独立に転舵モータで制御するシ
ステムにおいても同様の効果が得られる。
舵角の補正によって車両の揺れを誘発しないように所定
の変化速度内で連続的に転舵角を補正するので、転舵モ
ータの温度上昇を抑制することができ、その上に乗員の
乗り心地を悪化させることもない。
基づいて詳説する。図1は本発明の第1の実施の形態の
車両の操舵制御装置の構成を示している。本実施の形態
では、前輪1、後輪2は共に転舵輪として操舵ハンドル
3の操舵角に応じて互いに逆向きにそれぞれの所定の転
舵角だけ変化するように制御される。例えば、操舵ハン
ドル3が右に操舵された場合、前輪1は右方向に所定の
転舵角だけ駆動され、後輪には逆に左方向に所定の転舵
角だけ駆動される。操舵角センサ4は操舵ハンドル3の
左右の操舵角を検出する。この操舵角センサ4は、例え
ばエンコーダ式のセンサを使用して操舵軸の回転量を検
出する。前輪転舵モータ5は前輪1を転舵する。前輪舵
角センサ6は、前輪1の転舵角を検出する。後輪転舵モ
ータ7は後輪2を転舵し、後輪舵角センサ8は後輪2の
転舵角を検出する。これらの前輪舵角センサ6、後輪舵
角センサ8は、例えばエンコーダ式のセンサを使用し、
ステアリングシャフトの回転量を検出する。
ものである。ヨーレートセンサ10は車両11のヨーレ
ートを検出する。
で構成されており、外部との情報の入出力を制御するI
/Oインターフェイス、諸演算を実行するCPU、制御
プログラムや各種の固定データを記憶するROM、そし
てプログラム実行中に一時的にデータを記憶するRAM
を備えている。駆動回路13は操舵制御装置12の指令
に基づき前輪転舵モータ5、後輪転舵モータ7各々を駆
動するものである。
機能について図2に基づいて説明する。図2は、この操
舵制御装置12のROMに組み込まれた制御プログラム
が実行する諸機能をブロックに分けて示したものであ
る。この操舵制御装置12が実行する操舵制御機能は、
目標転舵角算出部21、転舵角制御部22、転舵負荷検
出部23、転舵角補正部24、旋回半径算出部25、操
舵反力生成部26から構成される。
の操舵角に基づいて所定の関係となるように前輪1と後
輪2の目標転舵角を算出する。そのためにまず、操舵ハ
ンドル3の操舵角δsを操舵角センサ4の出力に基づい
て演算し、操舵角δsに基づいて前輪1の目標転舵角δ
f1と後輪2の目標転舵角δr1を算出する。例えば、
前輪1の目標転舵角δf1を操舵角δsのk倍(例え
ば、k=40/540とし、操舵角540°で転舵角4
0°)の関係とし、また、後輪2の目標転舵角δr1を
操舵角δsの−k/2倍に等しくする。すなわち、前輪
1に対して後輪2を逆相に転舵するのである。
1,δr1との関係は上記に限定されるものではない。
角の制御を行う。前輪舵角センサ6の出力によって前輪
転舵角δfを算出し、後輪舵角センサ8によって後輪転
舵角δrを算出する。そして目標転舵角算出部21が出
力し、転舵角補正部24によって補正された前輪最終目
標転舵角δf2及び後輪最終目標転舵角δr2と実際の
転舵角δf,δrとの差分に応じて前輪1及び後輪2の
転舵モータ5,7の電流指令If* とIr* を演算し、
転舵モータ5,7に対して与えて転舵角のフィードバッ
ク制御を行う。このフィードバック制御には、PID制
御やモデル規範型制御が一般的に用いられる。
には、前後輪の転舵モータ5,7の電流指令値や実際の
電流値、転舵モータ5,7の出力トルクの検出値を用い
る方法や、ステアリングラックに軸圧センサなどを取り
付けて転舵軸力を検出する方法などを採用することがで
きるが、ここでは転舵モータ5,7の電流指令値I
f * ,Ir* に基づいて転舵負荷の検出(推定)を行う
場合について説明する。そのためには、まず転舵負荷、
すなわち転舵モータ5,7の電流指令値If* ,Ir*
に基づいて転舵輪である前輪1、後輪2それぞれのねじ
れ角νf,νrの大きさを推定する。これは、転舵輪
1,2のねじれ角νf,νrの大きさに対する転舵モー
タ5,7の電流指令値If* ,Ir* の変化を車両11
において計測し、テーブルデータとして予めROMに記
憶させておき、これにより転舵輪1,2のねじれ角ν
f,νrを推定する。なお、このテーブルデータでは、
電流指令値If* ,Ir* の増加に対してねじれ角ν
f,νrが増加する関係になる。また、転舵負荷の推定
においては、転舵負荷の車速による補正(車速が大きく
なるほど転舵負荷を減少させる)や路面摩擦係数による
補正(路面摩擦係数が小さいほど転舵負荷を減少させ
る)、車両重量による補正(車両重量が大きくなるほど
転舵負荷を増加させる)を行って転舵輪1,2のねじれ
角νf,νrを推定してもよい。
標転舵角算出部21が出力する目標転舵角δf1,δr
1を、ねじれ角を減少させる方向にねじれ角νf,νr
の大きさだけ補正し、最終目標転舵角δf2,δr2に
して転舵角制御部22に入力させる。すなわち、図3に
おいて前輪1と後輪2の目標転舵角δf1,δr1をそ
れぞれδf2,δr2へ変化させるのである。なお、こ
の転舵角の補正に関しては、車両11の揺れを誘発しな
いように変化速度に制限をかけるようにしてもよい。こ
の変化速度の制限値は、乗員に与える乗り心地を基準に
実験的に求めておき、制限値を車速に応じて設定するも
のとする。
21が算出し、転舵角補正部24によって補正された最
終目標転舵角δf2,δr2に基づいて車両11の旋回
半径を算出する。すなわち、数2式に基づいて旋回半径
Rを算出するのである。
速センサ9が計測する車速、Lはホイールベース、δf
2は前輪1に対する転舵角補正後の最終目標転舵角、δ
r2は後輪2に対する最終目標転舵角である。なお、転
舵角の補正に伴う旋回半径の変化量ΔRを算出してもよ
い。そしてその場合には、転舵角補正前の前輪1と後輪
2の目標転舵角δf1,δr1に基づいて旋回半径R1
を算出し、また転舵角補正後の最終目標転舵角δf2,
δr2に基づいて旋回半径R2を算出し、さらにこれら
R1,R2の差分によって転舵角の補正に伴う旋回半径
の変化量ΔRを算出する。
対する反力モータ14に所定の操舵反力を発生させるも
のであり、発生させる操舵反力δs* の大きさは次のよ
うにして算出する。つまり、前述の補正後の最終目標転
舵角δf2,δr2における旋回半径R2を実現するた
めの操舵角δs* を数3式を解くことによって算出す
る。
半径R2を実現するための操舵角δs* と実際の操舵角
δsとの差分Δδs* を、次の数4式によって算出す
る。
s* 、すなわち、操舵ハンドル3の目標変化量に対して
反力モータ14の電流指令値を定める予めROMに記憶
されているテーブルを参照して、この目標変化量Δδs
* に対応する反力モータ14の電流指令値Ih* を求め
る。この電流指令値Ih* は図1に示す操舵制御装置1
2から反力モータ14に出力され、操舵ハンドル3に操
舵反力を発生させる。
の操舵制御装置の動作を、図5に示したフローチャート
に基づいて説明する。まず目標転舵角算出部21におい
て操舵ハンドル3に対する操舵角センサ4から操舵角δ
sを入力し、目標転舵角算出処理を行い、前後輪1,2
に対する目標転舵角δf1,δr1を算出する(ステッ
プS1,S2)。
の車速信号Vに基づき、車両11がほぼ停止状態にあ
り、かつ操舵停止状態にあるかどうかを判断する(ステ
ップS3)。ここで車両11がほぼ停止状態でありかつ
操舵停止状態である場合とは、車速が例えば2km/h
以下で、かつ操舵ハンドル3の操舵角変化量の絶対値を
積分した値の上昇が所定時間に所定範囲内(例えば1秒
間で10°以下)であることをいう。
止状態でかつ操舵停止状態であると判断された場合に
は、ステップS4に進み、転舵負荷検出部23において
前輪1と後輪2のねじれ角νf,νrの推定を行う。
れ角νf,νrを用いて目標転舵角の補正値Δf,Δr
を求めて出力し、目標転舵角算出部21から出力される
目標転舵角δf1,δr1に加算することによって転舵
角制御部22と旋回半径算出部25とに最終目標転舵角
δf2,δr2を入力する。転舵角制御部22は入力さ
れる最終目標転舵角δf2,δr2と、前輪舵角センサ
6から入力される前輪転舵角δf、後輪舵角センサ8か
ら入力される後輪転舵角δrとを用いて転舵モータ5,
7に対する電流指令値If* ,Ir* を求め、これらの
前輪1と後輪2の転舵角のフィードバック制御を行う
(ステップS5)。
最終目標転舵角δf2,δr2を用いて旋回半径Rを算
出する(ステップS6)。そして操舵反力生成部26
は、旋回半径算出部26から入力される旋回半径Rを用
いて必要な操舵反力Δδs* を算出し、この操舵反力に
対応する反力モータ14の電流指令値Ih* を求め、反
力モータ14を駆動して操舵ハンドル3の操舵反力を制
御する(ステップS7)。
示すように、時刻t1で操舵停止した場合に、時刻t2
で前輪1と後輪2の推定されるねじれ角νf,νrを0
とするように目標転舵角をδf1,δr1→δf2,δ
r2に補正し、さらに操舵ハンドル3の操舵角δsを補
正後の最終目標転舵角によって定まる旋回半径と関係付
けられた操舵角に補正することにより、その後の時刻t
3で前輪1と後輪2のねじれ角が0とすることができる
のである。
操舵ハンドルの操舵操作により転舵輪の向きと接地面の
向きとにずれが生じた状態でドライバーが操舵ハンドル
をその操舵角で保持したままにしていても、転舵輪の向
きを接地面の向きと一致するように短時間内に自動的に
補正することができ、転舵モータに転舵電流が流れ続け
ることにより温度上昇するのを抑制することができる。
1,δr1の補正による旋回半径の変化ΔR(=R2−
R1)に基づいて操舵ハンドル3の目標変化量Δδs*
を算出したが、これに代えて、転舵角の補正による車両
の姿勢角の変化に基づいて操舵ハンドル3の目標変化量
を算出し、前輪1と後輪2の転舵角に対する車両11の
姿勢角の関係をあらかじめ計算あるいは実測によって求
めてROM又はRAMにマップデータとして記憶させて
おき、補正後の目標転舵角に基づいて転舵角補正後の車
両の姿勢角を算出し、他方、操舵ハンドル3の操舵角に
対する車両の姿勢角も計算あるいは実測において求めて
マップデータとして同様に記憶させておき、転舵角補正
後の車両の姿勢角に基づいて操舵ハンドル3の操舵角を
算出し、実際の操舵ハンドルの操舵角との差分でΔδs
* 、すなわち操舵ハンドル3の目標変化量を算出するよ
うにしてもよい。
揺れを誘発しないように変化速度に制限をかけるのが好
ましい。この場合の変化速度の制限値は、乗員の乗り心
地を基準に実験的に求めておく。また目標転舵角の補正
は、操舵が停止してから所定時間を経過した後に所定周
期毎に実行してもよく、あるいは操舵が停止した時点で
行ってもよい。
操舵制御装置について、図7〜図9に基づいて説明す
る。第2の実施の形態の特徴は、ドライバーが据え切り
する場合に、接地面の向きに対して転舵輪の向きがずれ
ることを見越して、操舵ハンドルの操舵角に対応して転
舵輪を通常よりも大きめの転舵角で転舵し、結果的に接
地面の向きに転舵輪の向きを一致させることにより、転
舵モータに電流が流れる時間を短くし、その温度上昇を
抑制する点にある。
置のハードウェア構成は図1に示した第1の実施の形態
のものと共通する。そして第2の実施の形態における操
舵制御装置12の機能的構成は図7に示すものであっ
て、目標転舵角算出部21、転舵角制御部22、転舵負
荷検出部23、転舵角補正部24から構成されている。
そしてこれらのうち、目標転舵角算出部21、転舵角制
御部22、転舵負荷検出部23は第1の実施の形態と同
一の演算処理を実行する。
部24は、目標転舵角算出部21が出力する目標転舵角
δf1,δr1に対して次の処理によって補正を行い、
転舵角制御部22に入力する。すなわち、車速センサ9
からの車速信号Vと操舵角センサ4からの操舵角δsと
に基づいて車両11がほぼ停止状態であり、かつ操舵が
停止した状態であることを検出したら、転舵負荷が大き
くなる方向に転舵負荷検出部23の算出したねじれ角ν
f,νrの大きさだけ一時的に、例えば0、5秒間だけ
目標転舵角δf1,δr1の補正を行い、その後、目標
転舵角δf1,δr1に対する補正を0にする。
角δf1,δr1が操舵ハンドル3の操舵角δsの変化
に対してオーバーシュートするように補正してもよく、
その場合、位相進みフィルタを用いて目標転舵角の補正
を行う。さらにその場合、オーバーシュート量は転舵負
荷、すなわちねじれ角に応じて変化させることができ
る。
制御処理を、図8のフローチャートに基づいて説明す
る。まず第1の実施の形態と同様に目標転舵角算出部2
1において目標転舵角算出処理を行い、前後輪1,2に
対する目標転舵角δf1,δr2を算出する(ステップ
S11,S12)。
ぼ停止状態にあり、かつ操舵停止状態にあるかどうかを
判断する(ステップS13)。ここで車両11がほぼ停
止状態でありかつ操舵停止状態である場合とは、例え
ば、車速が2km/h以下で、かつ操舵ハンドル3の操
舵角変化量の絶対値を積分した値の上昇が1秒間で10
°以下であることをいう。
停止状態でかつ操舵停止状態であると判断された場合に
は、ステップS14に進み、転舵負荷検出部23におい
て前輪1と後輪2のねじれ角νf,νrの推定を行う。
そして転舵角補正部24が、これらのねじれ角νf,ν
rを用いて目標転舵角の補正値Δf(=νf),Δr
(=νr)を求めて一時的に出力し、目標転舵角算出部
21から出力される目標転舵角δf1,δr1に加算す
ることによって転舵角制御部22と旋回半径算出部25
とに最終目標転舵角δf2,δr2を入力する。転舵角
制御部22は入力される最終目標転舵角δf2,δr2
と、前輪舵角センサ6から入力される前輪転舵角δf、
後輪舵角センサ8から入力される後輪転舵角δrとを用
いて転舵モータ5,7に対する電流指令値If* ,Ir
* を求め、これらの前輪1と後輪2の転舵角のフィード
バック制御を行う。そして一定時間、上述した例では
0、5秒間が経過すると、目標転舵角δf1,δr1に
対する補正を0にする(ステップS15)。
示すように、時刻t1で操舵停止した場合に、時刻t2
で前輪1と後輪2の目標転舵角δf1,δr1を、推定
されるねじれ角νf,νrの大きさだけ大きくなるよう
に補正して最終目標転舵角δf2,δr2とし、その
後、時刻t3で転舵角の補正量を0とする。
操舵ハンドル3の操舵角にかかわらず、転舵角の補正に
よって時刻t4では前輪1と後輪2のねじれ角がほぼ0
となり、転舵モータ5,7に流れる電流がほぼ0とな
り、モータ温度が上昇するのを効果的に抑制することが
できる。
転舵角の補正には、車両11の揺れを誘発しないように
変化速度に制限をかけるのが好ましい。この場合の変化
速度の制限値は、乗員の乗り心地を基準に実験的に求め
ておく。また目標転舵角の補正は操舵が停止してから所
定時間を経過した後に所定周期毎に実行してもよく、あ
るいは操舵が停止した時点で行ってもよい。
すブロック図。
の機能構成を示すブロック図。
標転舵角との関係を示すグラフ。
変化量と反力モータの電流指令値との関係を示すグラ
フ。
チャート。
ングチャート。
置の機能構成を示すブロック図。
フローチャート。
ングチャート。
生のメカニズムを示す説明図。
Claims (10)
- 【請求項1】 操舵ハンドルと機械的に分離された転舵
輪を駆動するための転舵モータを備え、前記操舵ハンド
ルの操舵角に対応する転舵角が得られるように前記転舵
モータを駆動して前記転舵輪を転舵する車両の操舵制御
装置において、 前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記転舵輪の目標
転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、 前記転舵輪の転舵負荷を検出あるいは推定する転舵負荷
検出手段と、 前記転舵負荷検出手段の出力する転舵負荷を減少させる
ように、前記目標転舵角算出手段の出力する目標転舵角
を補正する転舵角補正手段と、 前記転舵角補正手段によって補正された最終目標転舵角
に前記転舵輪の転舵角が一致するように前記転舵モータ
を駆動制御する転舵角制御手段とを備えて成る車両の操
舵制御装置。 - 【請求項2】 前記転舵負荷検出手段は、前記転舵輪の
ねじれによって生じる転舵角を復元させる力と釣り合う
ための転舵負荷を検出することを特徴とする請求項1に
記載の車両の操舵制御装置。 - 【請求項3】 前記転舵角補正手段は、前記転舵輪の方
向を接地面の方向に近づけるように目標転舵角の補正を
行なうことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の
操舵制御装置。 - 【請求項4】 前記転舵角補正手段は、車両がほぼ停止
状態で操舵を停止したときには、前記転舵輪の転舵負荷
が所定量以下になるように前記目標転舵角を補正すると
共に、車両が走行を開始したときには前記目標転舵角の
補正量を0に戻すことを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の車両の操舵制御装置。 - 【請求項5】 前記転舵角補正手段によって前記目標転
舵角算出手段の出力する目標転舵角を補正した後の最終
目標転舵角と関係付けられている前記操舵ハンドルの目
標操舵角と前記操舵ハンドルの実際の操舵角との差分を
算出する操舵角差分算出手段と、 前記操舵ハンドルの操舵角の差分に基づいて当該操舵ハ
ンドルに対する操舵反力を発生させる操舵反力発生手段
とを備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
記載の車両の操舵制御装置。 - 【請求項6】 操舵ハンドルと機械的に分離された前後
輪を共に転舵輪として前後輪それぞれを独立に駆動する
転舵モータを備え、前記操舵ハンドルの操舵角に対応す
る転舵角が得られるように前記前後輪それぞれの転舵モ
ータを駆動する車両の操舵制御装置において、 前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前後輪それぞ
れの目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、 前記前後輪それぞれの転舵負荷を検出あるいは推定する
転舵負荷検出手段と、 前記転舵負荷検出手段の出力する転舵負荷を減少させる
ように、前記目標転舵角算出手段の出力する目標転舵角
を補正する転舵角補正手段と、 前記転舵角補正手段によって補正された最終目標転舵角
に前記前後輪それぞれの転舵角が一致するように前記転
舵モータを駆動制御する転舵角制御手段と、 前記転舵角補正手段によって前後輪それぞれの目標転舵
角を補正したことによる車両の旋回半径の変化量あるい
は目標転舵角を補正した後の前後輪それぞれの最終目標
転舵角に対応した旋回半径を算出する旋回半径算出手段
と、 前記旋回半径の変化量あるいは旋回半径と関係付けられ
ている前記操舵ハンドルの目標操舵角と実際の操舵角と
の差分を算出する操舵角差分算出手段と、 前記操舵ハンドルの操舵角差分に基づいて操舵反力を発
生させる操舵反力生成手段とを備えて成る車両の操舵制
御装置。 - 【請求項7】 操舵ハンドルと機械的に分離された前後
輪を共に転舵輪として前後輪それぞれを独立に駆動する
転舵モータを備え、前記操舵ハンドルの操舵角に対応す
る転舵角が得られるように前記前後輪それぞれの転舵モ
ータを駆動する車両の操舵制御装置において、 前記操舵ハンドルの操作量に基づいて前記前後輪それぞ
れの目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、 前記前後輪それぞれの転舵負荷を検出あるいは推定する
転舵負荷検出手段と、 前記転舵負荷検出手段の出力する転舵負荷を減少させる
ように、前記目標転舵角算出手段の出力する目標転舵角
を補正する転舵角補正手段と、 前記転舵角補正手段によって補正された最終目標転舵角
に前記前後輪それぞれの転舵角が一致するように前記転
舵モータを駆動制御する転舵角制御手段と、 前記転舵角補正手段によって前後輪それぞれの目標転舵
角を補正したことによる車両の姿勢角の変化量あるいは
目標転舵角を補正した後の前後輪それぞれの最終目標転
舵角に対応した姿勢角を算出する旋回半径算出手段と、 前記姿勢角の変化量あるいは姿勢角と関係付けられてい
る前記操舵ハンドルの目標操舵角と実際の操舵角との差
分を算出する操舵角差分算出手段と、 前記操舵ハンドルの操舵角差分に基づいて操舵反力を発
生させる操舵反力生成手段とを備えて成る車両の操舵制
御装置。 - 【請求項8】 前記転舵角補正手段は、接地面の方向を
転舵輪の方向に近づけるように目標転舵角の補正を行う
ことによって転舵負荷を減少させることを特徴とする請
求項1又は2に記載の車両の操舵制御装置。 - 【請求項9】 前記転舵角補正手段は、車両がほぼ停止
状態で操舵を停止したときには、前記転舵輪の転舵負荷
を一時的に増加させる方向に前記目標転舵角を補正する
と共に、その後にその補正量を0に戻すことを特徴とす
る請求項1,2又は8に記載の車両の操舵制御装置。 - 【請求項10】 前記転舵角補正手段は、前記転舵角の
補正によって車両の揺れを誘発しないように所定の変化
速度内で連続的に補正量を算出することを特徴とする請
求項1〜9のいずれかに記載の車両の操舵制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000336034A JP4759799B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 車両の操舵制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010264833A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
US20160375933A1 (en) * | 2013-12-06 | 2016-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Parking assist system |
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-
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- 2000-11-02 JP JP2000336034A patent/JP4759799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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