JP2006130940A - ステアバイワイヤシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のステアバイワイヤシステム10によれば、路面反力に応じて決定される第1の操舵反力構成値Hc1と、ハンドル又は転舵輪の操転舵位置に応じて決定される第2の操舵反力構成値Hc2との両方から、それぞれ重み付けゲインG1,G2を介して操舵反力指令値Hを生成し、重み付けゲインの配分を路面の状況に応じて適宜変更する。
【選択図】 図17
Description
一方、特許文献1に例示される従来のステアバイワイヤ方式1では、このような摩擦に起因するハンドル戻り悪化の現象は生じないが、その反面、従来車両の操舵システムが有している、路面反力に直接対応した操舵反力が得られず、ドライバに路面状況が伝達されないという問題がある。
この従来のステアバイワイヤ方式1の問題を解決するための従来例としては、特許文献2の請求項2に記載されているように、従来のステアバイワイヤ方式1による操舵反力に対して、従来のステアバイワイヤ方式2による路面外乱を反映した操舵反力を加える手法がある。しかしながら、この従来例では、従来のステアバイワイヤ方式1,2による操舵反力を単純に加算しただけであるので、両者の特徴が十分活かされず、従来車両の操舵システムと比較すると操舵フィーリングが劣っていた。
請求項1の構成によれば、路面反力に応じて決定される第1の操舵反力構成値Hc1と、ハンドル又は転舵輪の操転舵位置に応じて決定される第2の操舵反力構成値Hc2との両方から、それぞれ重み付けゲインG1,G2を介して操舵反力指令値Hを生成するので、路面反力に直接対応した操舵反力を重み付けゲインG1を介して与えることにより、路面反力に含まれる路面の状況に関する情報を適度に運転者に伝達すると共に、第2の操舵反力構成値Hc2によって、摩擦の影響を受けずにハンドルを中立位置に戻すことが可能となる。さらに、路面反力に含まれる路面の状況に関する情報の伝達量はゲインG1により調整可能であり、情報伝達量を多くしたい場合はゲインG1を大きくし、伝達量を減らして路面に対するハンドルを不感にしたい場合はG1を小さな値にすればよい。
請求項2の構成によれば、請求項1に記載のステアバイワイヤシステムにおいて、操舵反力構成値Hは第1の操舵反力構成値Hc1による路面反力に直接対応した操舵反力を主体とし、第2の操舵反力構成値Hc2はハンドル戻りを円滑に実行するための最小限の操舵反力を与える役割を受け持つように構成されているので、良好なハンドル戻りを確保しつつ、路面反力に直接対応した操舵反力を主体とした、従来車両と同等の操舵フィーリングを得ることができる。
請求項3の構成によれば、第1及び第2の操舵反力構成値Hc1,Hc2に対するゲインG1,G2の重み付け配分を車両の挙動、又は、路面状態に応じて適宜変更する構成にすることができる。
請求項4の構成によれば、車両の上下方向の加速度又はサスペンションの変動が大きくなった場合に、第1のゲインG1が小さくなり、操舵反力指令値Hのうち第1の操舵反力構成値Hc1(路面反力に応じて決定される値)に対する重み付けが小さくなる。これにより、路面の凹凸による振動が、操舵反力指令値Hに反映されることが規制され、運転者がハンドルを通して振動を受け難くなり、快適な操舵フィーリングを提供することが可能になる。
請求項5の構成によれば、車両の上下方向の加速度又はサスペンションの変動が大きくなった場合に、第1のゲインG1が大きくなり、操舵反力指令値Hのうち第1の操舵反力構成値Hc1(路面反力に応じて決定される値)に対する重み付けが大きくなる。これにより、運転者にハンドルを通して路面の凹凸に関する情報を伝えることができる。
操転舵位置を検出するための操転舵位置検出手段は、ハンドル又は転舵輪の舵角を操転舵位置として検出する構成であってもよいし、請求項6の発明のように、1対の転舵輪の間に差し渡された転舵輪間シャフトの直動位置を操転舵位置として検出するような構成であってもよい。
請求項7乃至10の構成によれば、操転舵位置と操転舵位置の時間微分値、あるいは操転舵位置と車速、あるいは操転舵位置と操転舵位置の時間微分値と車速によって、第2の操舵反力構成値Hc2を操転舵位置だけでなく、運転者の操舵状態や車両の走行状態に応じてきめ細かく設定することが可能となり、第1の操舵反力構成値Hc1による操舵反力成分がゲインG1によって小さく抑えられている場合に、運転者に適切な操舵反力を与えることができる。
以下、本発明の一実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。図1には、本発明に係るステアバイワイヤシステム10の全体構成が示されている。このステアバイワイヤシステム10では、ハンドル11と転舵輪50,50とが機械的に切り離されている。まずは、転舵輪50,50側の部品に関して説明する。1対の転舵輪50,50の間には、転舵輪間シャフト16が差し渡され、その転舵輪間シャフト16の両端に連結されたタイロッド17,17が各転舵輪50,50に連結されている。
本実施形態は、図12〜図17に示されており、前記第1実施形態とは第2の構成値決定処理(S200)と指令値生成処理(S300)の構成が異なる。以下、第1実施形態と異なる構成に関してのみ説明する。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
Hc2=K(V)・q1・X+D(V)・q2・(dx/dt) ・・・・(5)
Hc2=K(V)・θ1+D(V)・q2・(dx/dt) ・・・・・・(6)
Hc2=K(V)・q1・X+D(V)・ω ・・・・・・・・・(7)
11 ハンドル
16 転舵輪間シャフト
19 転舵モータ
24 ボールネジ機構
27 車速センサ
31 反力モータ
40 制御装置
41 転舵モータ駆動回路
42 反力モータ駆動回路
50 転舵輪
H 操舵反力指令値
Hc1 第1の操舵反力構成値
Hc2 第2の操舵反力構成値
Claims (10)
- 車両のハンドルと1対の転舵輪との間を機械的に切り離し、前記ハンドルの操作に応じて転舵モータにより前記転舵輪を転舵すると共に、前記ハンドルの操作に対する操舵反力を反力モータにより発生させるステアバイワイヤシステムにおいて、
前記転舵輪が路面から受ける路面反力を検出するための路面反力検出手段と、
前記路面反力検出手段が検出した前記路面反力に応じて、第1の操舵反力構成値Hc1を決定する第1の構成値決定手段と、
前記ハンドル又は前記転舵輪が中立点からオフセットした操転舵位置を検出するための操転舵位置検出手段と、
前記操転舵位置検出手段が検出した前記操転舵位置に応じて、第2の操舵反力構成値Hc2を決定する第2の構成値決定手段と、
第1のゲインをG1とし、
第2のゲインをG2とし、
所定の定数をCとし、
G1≦C,G2≦C,G1+G2=C
を満たすように前記第1及び第2のゲインG1,G2を決定し、
かつ、それら第1及び第2のゲインG1,G2を用いて、前記反力モータに前記操舵反力を発生させるための操舵反力指令値Hを、
H=G1・Hc1+G2・Hc2
より生成する指令値生成手段とが備えられたことを特徴とするステアバイワイヤシステム。 - 前記第2の操舵反力構成値Hc2は、前記操転舵位置が所定の範囲を超える場合に一定値となると共に、
前記指令値生成手段は、前記第1及び第2のゲインG1,G2を
G1=G2=1として、
前記操舵反力指令値Hを、前記第1及び第2の操舵反力構成値Hc1,Hc2を用いて、次式
H=Hc1+Hc2
より生成することを特徴とする請求項1に記載のステアバイワイヤシステム。 - 前記指令値生成手段は、前記第1及び第2のゲインG1,G2を、前記車両の挙動、又は、路面状態に応じて変更するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のステアバイワイヤシステム。
- 前記車両の上下方向の加速度、又は、前記車両に備えたサスペンションの変動を検出する車両挙動検出手段を備え、
前記指令値生成手段は、前記車両挙動検出手段が検出した前記車両の上下方向の加速度又は前記サスペンションの変動が大きくなるに従って、前記第1のゲインG1を小さくするように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のステアバイワイヤシステム。 - 前記車両の上下方向の加速度、又は、前記車両に備えたサスペンションの変動を検出する車両挙動検出手段を備え、
前記指令値生成手段は、前記車両挙動検出手段が検出した前記車両の上下方向の加速度又は前記サスペンションの変動が大きくなるに従って、前記第1のゲインG1を大きくするように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のステアバイワイヤシステム。 - 前記一対の転舵輪の間には、転舵輪間シャフトが差し渡され、
前記転舵輪間シャフトと前記転舵モータとの間には、前記転舵モータの出力回転を、前記転舵輪間シャフトの直動運動に変換するためのラックアンドピニオン機構又はボールネジ機構が備えられ、
前記操転舵位置検出手段は、前記転舵輪間シャフトの直動位置を前記操転舵位置として検出するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のステアバイワイヤシステム。 - 前記第2の構成値決定手段は、前記操転舵位置と、前記操転舵位置の時間微分値とに応じて前記第2の操舵反力構成値を決定するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のステアバイワイヤシステム。
- 前記第2の構成値決定手段は、前記操転舵位置と、車速とに応じて前記第2の操舵反力構成値を決定するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のステアバイワイヤシステム。
- 前記第2の構成値決定手段は、前記操転舵位置と、前記操転舵位置の時間微分値と、車速とに応じて前記第2の操舵反力構成値を決定するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のステアバイワイヤシステム。
- 前記車速と第1係数とを予め対応させた第1データマップと、
前記車速と第2係数とを予め対応させた第2データマップとを備え、
前記操転舵位置をθとし、
前記操転舵位置の時間微分値をωとし、
前記車速をVとし、
前記車速Vから決定される前記第1係数をK(V)とし、
前記車速Vから決定される前記第2係数をD(V)とし、
前記第2の操舵反力構成値をHc2とすると、
前記第2の構成値決定手段は、次式、
Hc2=K(V)・θ+D(V)・ω
、によって前記操舵反力構成値Hc2を決定するように構成されたことを特徴とする請求項9に記載のステアバイワイヤシステム。
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