JP2010105566A - Vehicle control characteristic changing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置の車両制御特性変更方法に関する。 The present invention relates to a vehicle control characteristic changing method of a vehicle control device.
操舵装置の操舵ハンドルを操作した運転経験の差に応じて変化する物理量に基づいて、操舵特性に対する運転者の慣れ度合いを決定し、決定した慣れ度合いに応じて操舵特性を変更する車両用操舵装置が、例えば下記特許文献1に開示されている。 A vehicle steering apparatus that determines a driver's familiarity with respect to a steering characteristic based on a physical quantity that changes according to a difference in driving experience of operating a steering wheel of the steering apparatus, and changes the steering characteristic according to the determined familiarity However, it is disclosed in, for example, Patent Document 1 below.
また、使用者の特性を判断した判断結果に基づいて、使用者の特性に併せて制御装置の制御特性を変化させる総合的な制御方法が、下記特許文献2に開示されている。
車両の運転者の操作慣れと操作適応力とに基づいて、車両制御特性を変更する場合に、さらに効率的かつ運転者が違和感を感じないように連続的に車両制御特性を変更することに対し、さらなる検討の余地があった。 When the vehicle control characteristics are changed based on the driver's familiarity with operation and adaptability, the vehicle control characteristics are continuously changed so that the driver does not feel uncomfortable. There was room for further study.
本発明は、上述の問題点に鑑み為されたものであって、車両の運転者が違和感を感じない連続的な制御変更となる車両制御特性変更方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control characteristic changing method that is a continuous control change in which a driver of the vehicle does not feel uncomfortable.
本発明の車両制御特性変更方法は、運転者による車両操作の入力を検出する車両操作入力検出部と、車両操作入力検出部に入力された車両操作の入力を周波数解析する車両操作入力周波数解析部と、を備える車両制御装置の車両制御特性変更方法であって、車両操作入力周波数解析部が、車両操作入力検出部で検出された操作入力から、所定の閾値周波数より小さい第一FF周波数成分割合(λ1)を算出する第一周波数解析工程と、第一周波数解析工程の後、車両操作入力検出部で検出された操作入力から、所定の閾値周波数より小さい第二FF周波数成分割合(λ2)を算出する第二周波数解析工程と、第二FF周波数成分割合(λ2)と第一FF周波数成分割合(λ1)との差(Δλ)と、第二FF周波数成分割合(λ2)と、に基づいて変更後の車両制御装置の制御特性を決定する工程とを有する。 A vehicle control characteristic changing method according to the present invention includes a vehicle operation input detection unit that detects a vehicle operation input by a driver, and a vehicle operation input frequency analysis unit that performs frequency analysis of the vehicle operation input input to the vehicle operation input detection unit. A vehicle control characteristic changing method for a vehicle control device comprising: a first FF frequency component ratio that is smaller than a predetermined threshold frequency by the vehicle operation input frequency analysis unit from an operation input detected by the vehicle operation input detection unit After the first frequency analysis step for calculating (λ1) and the operation input detected by the vehicle operation input detection unit after the first frequency analysis step, a second FF frequency component ratio (λ2) smaller than a predetermined threshold frequency is calculated. Based on the second frequency analysis step to be calculated, the difference (Δλ) between the second FF frequency component ratio (λ2) and the first FF frequency component ratio (λ1), and the second FF frequency component ratio (λ2). And a step of determining the control characteristics of the vehicle control apparatus Sarago.
この発明により、車両の運転者が違和感を感じない連続的な制御変更となる車両制御特性変更方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a vehicle control characteristic changing method that is a continuous control change in which the driver of the vehicle does not feel uncomfortable.
図1は、実施形態にかかる車両操舵装置の車両制御特性変更方法を説明するフロー図である。以下、図1に示す各ステップごとに順次、車両制御特性変更方法について説明する。 FIG. 1 is a flowchart for explaining a vehicle control characteristic changing method of the vehicle steering apparatus according to the embodiment. Hereinafter, the vehicle control characteristic changing method will be described in order for each step shown in FIG.
(ステップS100)
イグニションが、オンになればステップS110へと進む。
(Step S100)
If the ignition is turned on, the process proceeds to step S110.
(ステップS110)
運転操作の慣れ度合いと運転者の適応力とを判断するための第一回目の測定を開始する。すなわち、操舵入力、例えば操舵角、操舵角速度、操舵トルク等の値を検知センサにより検知する。
(Step S110)
The first measurement for determining the familiarity of driving operation and the adaptability of the driver is started. That is, a steering input, for example, a value such as a steering angle, a steering angular velocity, and a steering torque is detected by a detection sensor.
(ステップS120)
測定時間(T)が所定の測定基準時間(T0)よりも大きく、かつ運転操作量(Q)が所定の基準運転操作量(Q0)よりも大きいか否かを判断する。測定時間(T)が所定の測定基準時間(T0)よりも大きく、かつ運転操作量(Q)が所定の基準運転操作量(Q0)よりも大きければ、ステップS130へと進む。また、測定時間(T)が所定の測定基準時間(T0)よりも大きくなく、かつ運転操作量(Q)が所定の基準運転操作量(Q0)よりも大きくなければ、ステップS120で待機する。
(Step S120)
It is determined whether the measurement time (T) is longer than a predetermined measurement reference time (T0) and the driving operation amount (Q) is larger than a predetermined reference driving operation amount (Q0). If the measurement time (T) is larger than the predetermined measurement reference time (T0) and the driving operation amount (Q) is larger than the predetermined reference driving operation amount (Q0), the process proceeds to step S130. If the measurement time (T) is not longer than the predetermined measurement reference time (T0) and the driving operation amount (Q) is not larger than the predetermined reference driving operation amount (Q0), the process stands by in step S120.
(ステップS130)
運転者による車両操作慣れ指標となるFF操作成分の割合(λ1)と、FB操作成分の割合(1−λ1)とを算出する。FF操作成分の割合(λ1)は、運転者による操舵入力(例えば、操舵角、操舵角速度、操舵トルク等)を周波数解析し、所定の閾値周波数よりも小さい周波数のパワースペクトル密度である。また、FB操作成分の割合(1−λ1)は、運転者による操舵入力(例えば、操舵角、操舵角速度、操舵トルク等)を周波数解析し、所定の閾値周波数よりも大きい周波数のパワースペクトル密度である。
(Step S130)
The ratio (λ1) of the FF operation component, which is a vehicle operation familiarity index by the driver, and the ratio (1-λ1) of the FB operation component are calculated. The ratio (λ1) of the FF operation component is a power spectrum density of a frequency smaller than a predetermined threshold frequency by frequency analysis of a steering input (for example, steering angle, steering angular velocity, steering torque, etc.) by the driver. Further, the ratio (1-λ1) of the FB operation component is obtained by frequency analysis of a steering input (for example, steering angle, steering angular velocity, steering torque, etc.) by the driver, and a power spectral density having a frequency larger than a predetermined threshold frequency. is there.
ここで、図2(a)は、運転者による車両操舵の操作入力の時間変化を概念的に示す図である。また、図2(b)は、運転者による車両操舵の操作入力に対し、基準運転操作量(Q0)相当分について周波数解析した結果を示す概念図である。 Here, FIG. 2A is a diagram conceptually showing a time change of the operation input of the vehicle steering by the driver. FIG. 2B is a conceptual diagram showing the result of frequency analysis for the amount corresponding to the reference driving operation amount (Q0) with respect to the operation input of the vehicle steering by the driver.
図2(b)に示すように、所定の閾値周波数をω0(v)として、周波数が所定の閾値周波数をω0(v)より大きいか否かにより、FF操作成分の割合(λ1)とFB操作成分の割合(1−λ1)とを弁別する。なお、所定の閾値周波数をω0(v)は、車速に依存してその値が決定されるものとする。FF操作成分の割合(λ1)は、例えば周波数が所定の閾値周波数をω0(v)より小さい領域について積分した面積比により求めてもよい。 As shown in FIG. 2B, the ratio (λ1) of the FF operation component and the FB operation are determined depending on whether or not the predetermined threshold frequency is ω0 (v) and the frequency is greater than ω0 (v). The ratio of components (1-λ1) is discriminated. Note that the value of the predetermined threshold frequency ω0 (v) is determined depending on the vehicle speed. The ratio (λ1) of the FF operation component may be obtained by, for example, an area ratio obtained by integrating a predetermined threshold frequency with respect to a region smaller than ω0 (v).
(ステップS140)
運転操作の慣れ度合いと運転者の適応力とを判断するための第二回目の測定を開始する。すなわち、操舵入力、例えば操舵角、操舵角速度、操舵トルク等の値を検知センサにより検知する。
(Step S140)
The second measurement for determining the familiarity of the driving operation and the adaptability of the driver is started. That is, a steering input, for example, a value such as a steering angle, a steering angular velocity, and a steering torque is detected by a detection sensor.
(ステップS150)
測定時間(T)が所定の測定基準時間(T0)よりも大きく、かつ運転操作量(Q)が所定の基準運転操作量(Q0)よりも大きいか否かを判断する。測定時間(T)が所定の測定基準時間(T0)よりも大きく、かつ運転操作量(Q)が所定の基準運転操作量(Q0)よりも大きければ、ステップS160へと進む。また、測定時間(T)が所定の測定基準時間(T0)よりも大きくなく、かつ運転操作量(Q)が所定の基準運転操作量(Q0)よりも大きくなければ、ステップS150で待機する。
(Step S150)
It is determined whether the measurement time (T) is longer than a predetermined measurement reference time (T0) and the driving operation amount (Q) is larger than a predetermined reference driving operation amount (Q0). If the measurement time (T) is larger than the predetermined measurement reference time (T0) and the driving operation amount (Q) is larger than the predetermined reference driving operation amount (Q0), the process proceeds to step S160. If the measurement time (T) is not longer than the predetermined measurement reference time (T0) and the driving operation amount (Q) is not larger than the predetermined reference driving operation amount (Q0), the process stands by in step S150.
(ステップS160)
運転者による車両操作慣れ指標となるFF操作成分の割合(λ2)と、FB操作成分の割合(1−λ2)とを算出する。FF操作成分の割合(λ2)は、運転者による操舵入力(例えば、操舵角、操舵角速度、操舵トルク等)を周波数解析し、所定の閾値周波数よりも小さい周波数のパワースペクトル密度である。また、FB操作成分の割合(1−λ2)は、運転者による操舵入力(例えば、操舵角、操舵角速度、操舵トルク等)を周波数解析し、所定の閾値周波数よりも大きい周波数のパワースペクトル密度である。
(Step S160)
The ratio (λ2) of the FF operation component that is a vehicle operation familiarity index by the driver and the ratio (1-λ2) of the FB operation component are calculated. The ratio (λ2) of the FF operation component is a power spectrum density of a frequency smaller than a predetermined threshold frequency by frequency analysis of a steering input (for example, steering angle, steering angular velocity, steering torque, etc.) by the driver. Further, the ratio (1-λ2) of the FB operation component is obtained by frequency analysis of a steering input (for example, steering angle, steering angular velocity, steering torque, etc.) by the driver, and a power spectral density having a frequency larger than a predetermined threshold frequency. is there.
実施形態においては、FF操作成分の割合(λ2)が大きい程、運転者による車両操舵が慣れているものと判断する。 In the embodiment, it is determined that the driver is more accustomed to steering the vehicle as the ratio (λ2) of the FF operation component is larger.
図2(b)に示すように、所定の閾値周波数をω0(v)として、周波数が所定の閾値周波数をω0(v)より大きいか否かにより、FF操作成分の割合(λ2)とFB操作成分の割合(1−λ2)とを弁別する。また、所定の閾値周波数をω0(v)は、車速に依存してその値が決定されるものとする。 As shown in FIG. 2B, the ratio (λ2) of the FF operation component and the FB operation are determined depending on whether or not the predetermined threshold frequency is ω0 (v) and the frequency is higher than the predetermined threshold frequency ω0 (v). The ratio of components (1-λ2) is discriminated. The value of the predetermined threshold frequency ω0 (v) is determined depending on the vehicle speed.
(ステップS170)
車両の運転手の操作適応力の指標となる慣れ指標の差(Δλ)を算出する。すなわち、適応力指標(Δλ)=(λ2−λ1)である。
(Step S170)
A difference (Δλ) in the familiarity index that is an index of the operation adaptability of the driver of the vehicle is calculated. That is, the adaptive power index (Δλ) = (λ2−λ1).
(ステップS180)
慣れ指標(λ2)と、適応力指標(Δλ)と、に応じて新しい車両制御特性を算出する。
(Step S180)
A new vehicle control characteristic is calculated according to the familiarity index (λ2) and the adaptive power index (Δλ).
(ステップS190)
車両制御特性をステップS180で算出した新しい車両制御特性に変更する。ここでは、適応力指標が大きい程、少ない操作入力で変更するものとする。すなわち、適応力指標が大きければ、基準運転操作量(Q0)をより小さな値とすることができる。
(Step S190)
The vehicle control characteristic is changed to the new vehicle control characteristic calculated in step S180. Here, it is assumed that the larger the adaptive power index is, the smaller the operation input is. That is, if the adaptive power index is large, the reference driving operation amount (Q0) can be set to a smaller value.
車両制御特性を変更する方法について、簡単に説明する。 A method for changing the vehicle control characteristics will be briefly described.
fを特性変更中の車両特性とし、f0を特性変更前の車両特性とし、f′を変更後の車両特性とし、Qを運転者による運転操作量、Q1を変更基準運転操作量であるものとすると、下記式(1)のようになる。 f is the vehicle characteristic during the characteristic change, f0 is the vehicle characteristic before the characteristic change, f 'is the vehicle characteristic after the change, Q is the driving operation amount by the driver, and Q1 is the changed reference driving operation amount. Then, the following formula (1) is obtained.
上述のように車両制御特性を変更することで、運転者が操作に対する適応力を有する程、少ない操作入力で車両制御特性を変更させることができる。また、上述の車両制御特性変更方法においては、変更基準運転操作量(Q1)を第一回目の測定から算出されたFF操作成分の割合(λ1)に逆比例するように設定するものとする。 By changing the vehicle control characteristics as described above, the vehicle control characteristics can be changed with fewer operation inputs as the driver has an adaptability to the operation. In the vehicle control characteristic changing method described above, the change reference driving operation amount (Q1) is set to be inversely proportional to the ratio (λ1) of the FF operation component calculated from the first measurement.
変更基準運転操作量(Q1)を第一回目の測定から算出されたFF操作成分の割合(λ1)に逆比例するように設定することで、当初から車両特性に適応して運転できるような適応力の高い運転者の変更基準運転操作量(Q1)と、適応力の低い運転者の変更基準運転操作量(Q1)と、を異なる値とすることができるものとなる。 By adapting the changed reference driving operation amount (Q1) to be inversely proportional to the ratio (λ1) of the FF operation component calculated from the first measurement, it is possible to adapt to the vehicle characteristics from the beginning. The change reference driving operation amount (Q1) of the driver with high power and the change reference driving operation amount (Q1) of the driver with low adaptability can be set to different values.
車両運動や小舵角ステアなどの運転操作に関する特性は、その特性に対する慣れだけではなく、個々の運転手が有する運転技量によっても求められる特性が異なる。上述した車両制御特性変更方法は、指標化した慣れと、運転技量の一つである指標化した適応力と、を用いて、それらに応じた車両特性を再構築するだけではなく、車両運転者の適応力に基づいて、現在の特性から再構築された特性に、違和感を低減させて連続的にかつ効率的に遷移させる方法を提案するものである。 The characteristics relating to the driving operation such as the vehicle motion and the small steering angle steer are not only familiar to the characteristics but also required characteristics depending on the driving skill possessed by each driver. The vehicle control characteristic changing method described above uses not only the indexed habituation and the indexed adaptability that is one of the driving skills, but also reconstructs the vehicle characteristics according to them, as well as the vehicle driver. The present invention proposes a method for continuously and efficiently transitioning to a characteristic reconstructed from the current characteristic on the basis of the adaptive power of the system while reducing a sense of incongruity.
なお、運転者の車両操舵慣れ度合いに応じて、車両の運転をし易くするように操舵制御特性を変更することは、例えば特開2008−87533号公報にも開示されている。車両操舵装置を典型例とする車両制御装置の構成については、既に当業者に周知であるものと考えられるが、以下にその構成概要と動作概要とを例示して説明することとする。 Note that changing the steering control characteristics so as to facilitate the driving of the vehicle according to the driver's familiarity with the steering of the vehicle is also disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-87533. The configuration of the vehicle control device, which is a vehicle steering device as a typical example, is considered to be well known to those skilled in the art, but the configuration overview and the operation overview will be described below as an example.
図3は、実施形態に係るステアリングバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置100を概略的に示す図である。操舵装置100は、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を転舵するために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル11を備える。操舵ハンドル11は操舵入力軸12の上端に固定され、操舵入力軸12の下端は電動モータおよび減速機構からなる反力アクチュエータ13に接続される。反力アクチュエータ13は、運転者の操舵ハンドル11の回動操作に対して反力を付与する。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a
また、操舵装置100は、電動モータおよび減速機構からなる転舵アクチュエータ21を備えている。転舵アクチュエータ21による転舵力は、転舵出力軸22、ピニオンギア23およびラックバー24を介して左右前輪FW1,FW2に伝達される。上述の構成により、転舵アクチュエータ21からの回転力は転舵出力軸22を介してピニオンギア23に伝達され、ピニオンギア23の回転によりラックバー24が軸線方向に変位して、このラックバー24の軸線方向の変位により、左右前輪FW1,FW2は左右に転舵される。
Further, the
反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、操舵角センサ31、転舵角センサ32、車速センサ33、横加速度センサ34およびヨーレートセンサ35を備える。操舵角センサ31は、操舵入力軸12に組み付けられ、操舵ハンドル11の中立位置からの回転角を検出して操舵角θとして出力する。
An electric control device that controls the operation of the
転舵角センサ32は、転舵出力軸22に組み付けられ、転舵出力軸22の中立位置からの回転角を検出して実転舵角δ(左右前輪FW1,FW2の転舵角に対応)として出力する。ここで、中立位置とは、車両が直進状態を維持するための操舵ハンドル11、操舵入力軸12、転舵出力軸22および左右前輪FW1,FW2の作動位置であるものとする。また、操舵角θおよび転舵角δは、中立位置を「0」とし、左方向の回転角を正の値で表すとともに、右方向の回転角を負の値でそれぞれ表すものとする。
The turning
車速センサ33は、車速Vを検出して出力する。横加速度センサ34は、車両の実横加速度Gを検出して出力する。ヨーレートセンサ35は、車両の実ヨーレートγを検出して出力する。なお、実横加速度Gおよび実ヨーレートγも、左方向の加速度およびヨーレートを正の値で表し、右方向の加速度およびヨーレートを負の値で表すものとする。
The
センサ31〜35は、電子制御ユニット36に接続される。電子制御ユニット36は、CPU、EEPROM、RAM、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主たる構成部品とする。また、電子制御ユニット36は、後述するプログラムを含む各種プログラムを実行することにより、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動をそれぞれ制御する。
The
電子制御ユニット36の出力側には、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21を駆動するための駆動回路37,38がそれぞれ接続されている。駆動回路37,38内には、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21内の電動モータに流れる駆動電流を検出するための電流検出器37a,38aが設けられる。電流検出器37a,38aによって検出された駆動電流は、両電動モータの駆動を制御するため、電子制御ユニット36にフィードバックされる。
Drive
ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置100は、操舵入力軸12の回転に対して転舵出力軸22を相対的に回転可能な操舵装置100である。次に、操舵装置100の動作について説明する。一般的に、操舵入力軸と転舵出力軸とが相対回転しない通常の操舵装置100の操作経験の長い運転者がステアリングバイワイヤ方式の操舵装置100を操作する場合、これら操舵装置100における操舵ハンドルの操作と反力特性および転舵特性との関係を表す操舵特性の違いに慣れる必要がある。そして、この操舵特性の違いに慣れる度合い(以下、慣れ度合いという)は、運転者によって個別に異なる。
The steering-by-
このため、電子制御ユニット36は、運転者の慣れ度合いを考慮してステアリングバイワイヤ方式の操舵特性を適宜変更するために、図4に示す操舵特性変更プログラムを実行する。そこで、この操舵特性変更プログラムを具体的に説明する。電子制御ユニット36は、図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされると、操舵特性変更プログラムを所定の短時間の経過ごとに繰り返し実行する。
For this reason, the
(ステップS10)
電子制御ユニット36は、操舵特性変更プログラムの実行を開始する。
(Step S10)
The
(ステップS11)
電子制御ユニット36は、センサ31〜35によって検出されたそれぞれの検出値を入力する。
(Step S11)
The
(ステップS12)
電子制御ユニット36は、乗車した運転者の操舵特性に対する慣れ度合いを表す慣れ度合い係数Nk_0を推定して決定する。ただし、慣れ度合い係数Nk_0は、「0」から「1」まで変化する変数であり、乗車した運転者が操舵特性に不慣れなほど「0」に近い値に決定され、運転者が操舵特性に慣れているほど「1」に近い値に決定されるものとする。
(Step S12)
The
ここで、電子制御ユニット36は、運転者が操舵装置100を操作して車両を運転した走行距離および走行時間や、車両旋回時における操舵ハンドル11の修正回動操作回数、操舵ハンドル11の回動操作に伴う車両の挙動変化量など、主として運転者の運転経験に関連する物理量に総合的に基づいて慣れ度合い係数Nk_0を推定して決定する。
Here, the
操舵装置100が搭載された車両を運転した走行距離および走行時間が短いほど、旋回時における操舵ハンドル11の修正回動操作回数が多いほど、あるいは、車両の挙動変化量が大きいほど、操舵特性に慣れていないものと推定される。
Steering characteristics are improved as the travel distance and travel time of the vehicle on which the
したがって、電子制御ユニット36は、例えば、現在の車両の走行距離や走行時間、旋回時における操舵ハンドル11の修正回動操作回数、前記ステップS11にて横加速度センサ34およびヨーレートセンサ35から入力した実横加速度Gおよび実ヨーレートγの変化量などに基づき、慣れ度合い係数Nk_0を推定して決定する。
Therefore, the
(ステップS13)
電子制御ユニット36は、ステップS11にて操舵角センサ31から入力した検出操舵角θの絶対値が減少する状態、言い換えれば、操舵ハンドル11が切戻し操作状態であるか否かを判定する。検出操舵角θの絶対値が減少していれば、ステップS14に進む。また、検出操舵角θの絶対値が減少していなければ、ステップS15に進む。
(Step S13)
The
(ステップS14)
電子制御ユニット36は、ステップS12にて決定した慣れ度合い係数Nk_0を切戻し操作状態に対応して補正する。具体的には、操舵装置100のように、操舵入力軸12に対して転舵出力軸22が相対的に回転可能である場合には、操舵入力軸12の回転量と転舵出力軸22の回転量との比(例えば、ギア比)を適宜変更することができる。
(Step S14)
The
これにより、操舵ハンドル11の回動操作量に対して左右前輪FW1,FW2の転舵量を変更して車両を容易に旋回させたり、旋回挙動を安定化させたりすることができる。このような転舵特性においては、特に、操舵ハンドル11を切戻し操作したときには、左右前輪FW1,FW2の転舵動作が速やかになる場合があり、その結果、ステアリングバイワイヤ方式における操舵特性に慣れた運転者であっても、左右前輪FW1,FW2の転舵動作に違和感を覚える可能性がある。
Thereby, the turning amount of the left and right front wheels FW1, FW2 can be changed with respect to the turning operation amount of the
従って、電子制御ユニット36は、操舵ハンドル11が切戻し操作状態にあるときには、ステップS12にて決定した慣れ度合い係数Nk_0の値が小さくなるように補正した補正慣れ度合い係数Nk_1を設定する。
Therefore, the
(ステップS15)
電子制御ユニット36は、以降の各ステップ処理に対応させるために、ステップS12にて決定した慣れ度合い係数Nk_0を補正慣れ度合い係数Nk_1として決定する。
(Step S15)
The
(ステップS16)
電子制御ユニット36は、ステップS12にて決定した慣れ度合い係数Nk_0に応じて左右前輪FW1,FW2を転舵させるために、例えば、べき乗関数的に変化する目標転舵角δdを下記式(2)に従って計算する。
(Step S16)
In order to steer the left and right front wheels FW1, FW2 in accordance with the familiarity degree coefficient Nk_0 determined in step S12, the
δd=(1/Kg)・a・θI …式(2)
ただし、前記式(2)中のaは、ステップS11にて車速センサ33から入力した検出車速Vに応じて変化する車速係数であり、検出車速Vが小さい範囲内で「1」よりも大きく、検出車速Vが大きい範囲内で「1」よりも小さく、検出車速Vの増加に伴って「1」を挟んで非線形に減少する特性を有するものとする。なお、車速係数aとしては、操舵入力軸12の回転量に対する転舵出力軸22の回転量の比、例えば、伝達比やギア比などを採用することも可能である。
δd = (1 / Kg) · a · θI (2)
However, a in the formula (2) is a vehicle speed coefficient that changes according to the detected vehicle speed V input from the
また、前記式(2)中のθは、前記ステップS11にて操舵角センサ31から入力した検出操舵角θの絶対値を表しており、検出操舵角θが正の値であれば車速係数aを正の値とするとともに検出操舵角θが負の値であれば車速係数aの値を前記正の値と同じ絶対値を有する負の値とする。さらに、前記式(2)中のIは、べき指数を表す定数であり、「1」よりも大きな値に設定されるものである。
In the equation (2), θ represents the absolute value of the detected steering angle θ input from the
また、前記式(2)中のKgは、ステップS12にて決定した慣れ度合い係数Nk_0に応じて変化する転舵量補正係数であり、慣れ度合い係数Nk_0が小さくなるのに伴ってすなわち運転者が操舵特性に不慣れなほど大きな値Kg0まで変化し、慣れ度合い係数Nk_0が大きくなるのに伴ってすなわち運転者が操舵特性に慣れるほど小さな値(例えば、「1」)に変化する特性を有するものとする。 Further, Kg in the formula (2) is a turning amount correction coefficient that changes in accordance with the familiarity degree coefficient Nk_0 determined in step S12. That is, as the familiarity degree coefficient Nk_0 becomes smaller, that is, the driver As the steering characteristics become unfamiliar, it changes to a large value Kg0, and as the familiarity degree coefficient Nk_0 increases, that is, it has a characteristic that changes to a small value (for example, “1”) as the driver gets used to the steering characteristics. To do.
このように転舵量補正係数Kgが慣れ度合い係数Nk_0に応じて変化することにより、運転者によるステアリングバイワイヤ方式の操舵特性の慣れ具合に応じて、左右前輪FW1,FW2を転舵させることができる。 Thus, by changing the steering amount correction coefficient Kg according to the familiarity degree coefficient Nk_0, the left and right front wheels FW1 and FW2 can be steered according to the familiarity of the steering characteristics of the steering-by-wire system by the driver. .
ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に不慣れな運転者すなわち慣れ度合い係数Nk_0が「0」に近い値に決定されている場合には、転舵量補正係数Kgは大きな値に設定される。これにより、運転者による操舵ハンドル11の回動操作より詳しくは検出操舵角θの変化に対してべき乗関数的に変化する目標転舵角δdの値が相対的に小さく計算され、この結果、左右前輪FW1,FW2を緩やかに転舵させることができる。したがって、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に慣れていない運転者であっても、容易に車両を旋回させることができる。 When the driver who is unfamiliar with the steering characteristics of the steering-by-wire system, that is, when the familiarity degree coefficient Nk_0 is determined to be a value close to “0”, the turning amount correction coefficient Kg is set to a large value. As a result, the value of the target turning angle δd that changes in a power function with respect to the change in the detected steering angle θ is calculated to be relatively smaller than the turning operation of the steering handle 11 by the driver. The front wheels FW1 and FW2 can be gently steered. Therefore, even a driver who is not familiar with steering characteristics of the steering-by-wire system can easily turn the vehicle.
また、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に慣れた運転者すなわち慣れ度合い係数Nk_0が「1」に近い値に決定されている場合には、転舵量補正係数Kgは小さな値に設定される。これにより、べき乗関数的に変化する目標転舵角δdの値が相対的に大きく計算され、この結果、左右前輪FW1,FW2を速やかに転舵させることができる。 When the driver who is used to the steering characteristics of the steering-by-wire system, that is, the familiarity degree coefficient Nk_0 is determined to be a value close to “1”, the turning amount correction coefficient Kg is set to a small value. As a result, the value of the target turning angle δd that changes in a power function is calculated to be relatively large. As a result, the left and right front wheels FW1, FW2 can be quickly turned.
したがって、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に慣れた運転者である場合には、例えば、低速域において小さな操舵ハンドル11の回動操作量で車両を容易に旋回させることができる。 Therefore, when the driver is accustomed to the steering characteristics of the steering-by-wire system, for example, the vehicle can be easily turned with a small turning amount of the steering handle 11 in the low speed range.
(ステップS17)
電子制御ユニット36は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対する左右前輪FW1,FW2の転舵動作の応答性を、前記ステップS14またはステップS15にて決定した補正慣れ度合い係数Nk_1の値に応じて変更する。すなわち、電子制御ユニット36は、駆動回路38内に設けられるソフトフィルタの時定数τを補正慣れ度合い係数Nk_1の値に応じて変更する。ここで、時定数τは、補正慣れ度合い係数Nk_1の値が小さくなるのに伴って大きな値τ0まで変化し、補正慣れ度合い係数Nk_1の値が大きくなるに伴って小さな値に変化する特性を有するものとする。
(Step S17)
The
電子制御ユニット36は、補正慣れ度合い係数Nk_1が小さい、すなわち、運転者がステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に不慣れであれば、時定数τを大きな値に設定する。これにより、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に応じて駆動制御される転舵アクチュエータ21(より詳しくは電動モータ)の作動開始時期を若干遅らせることができ、左右前輪FW1,FW2の転舵動作の応答性を鈍くすることができる。
The
したがって、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に不慣れな運転者が比較的速く操舵ハンドル11を回動操作した場合であっても、左右前輪FW1,FW2の急激な転舵動作が抑制され、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に起因する車両の挙動乱れを良好に抑制することができる。
Therefore, even when a driver unfamiliar with the steering characteristics of the steering-by-wire method turns the steering handle 11 relatively quickly, the abrupt turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2 is suppressed, and the steering by the driver It is possible to satisfactorily suppress the vehicle behavior disturbance caused by the turning operation of the
一方、電子制御ユニット36は、補正慣れ度合い係数Nk_1が大きい、すなわち、運転者がステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に慣れていれば、時定数τを小さな値に設定する。これにより、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対する転舵アクチュエータ21(より詳しくは電動モータ)の作動開始時期を早くすることができ、左右前輪FW1,FW2の転舵動作の応答性を機敏にすることができる。
On the other hand, the
したがって、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に慣れた運転者は、自身の操舵ハンドル11の回動操作に応じて車両をきびきびと旋回させることができる。
Therefore, a driver who is used to the steering characteristics of the steering-by-wire system can turn the vehicle crisply in accordance with the turning operation of his / her
(ステップS18)
電子制御ユニット36は、ステップS14またはステップS15にて決定した補正慣れ度合い係数Nk_1の値に応じて運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対して付与する目標反力トルクTzを下記式(3)に従って計算する。
(Step S18)
The
Tz=Ks・Ts+Kf・Tf+Kr・Tr …式(3)
ただし、前記式(3)中のTsは前記ステップS11にて操舵角センサ31から入力した検出操舵角θの大きさに応じて変化するバネ項成分トルクを表し、Tfは検出操舵角θの時間微分値dθ/dt(以下、この微分値を操舵角速度dθ/dtという)の大きさに応じて変化する摩擦項成分トルクを表し、Trは操舵角速度dθ/dtの大きさに応じて変化する粘性項成分トルクを表す。
Tz = Ks · Ts + Kf · Tf + Kr · Tr (3)
However, Ts in the equation (3) represents a spring term component torque that changes in accordance with the magnitude of the detected steering angle θ input from the
ここで、バネ項成分トルクTs、摩擦項成分トルクTfおよび粘性項成分トルクTrについて簡単に説明しておく。バネ項成分トルクTsは検出操舵角θに比例するものであり、電子制御ユニット36は、所定の変換テーブルを用いて、検出操舵角θに対するバネ項成分トルクTsを計算する。摩擦項成分トルクTfは操舵角速度dθ/dtの大きさに依存するとともにヒステリシス特性を有するものであり、電子制御ユニット36は、所定の変換テーブルを用いて、操舵角速度dθ/dtに対する摩擦項成分トルクTfを計算する。粘性項成分トルクTrは操舵角速度dθ/dtに比例するものであり、電子制御ユニット36は、所定の変換テーブルを用いて、操舵角速度dθ/dtに対する粘性項成分トルクTrを計算する。
Here, the spring term component torque Ts, the friction term component torque Tf, and the viscosity term component torque Tr will be briefly described. The spring term component torque Ts is proportional to the detected steering angle θ, and the
また、前記式(3)中の係数Ks,Kf,Krは、ステップS14またはステップS15にて決定した補正慣れ度合い係数Nk_1に応じて変化する補正係数である。具体的には、補正係数Ksは、バネ成分項トルクTsを補正するための補正係数であり、補正慣れ度合い係数Nk_1が小さくなるのに伴って大きな値Ks0まで変化し、補正慣れ度合い係数Nk_1が大きくなるのに伴って小さな値に変化する特性を有するものとする。 Further, the coefficients Ks, Kf, Kr in the equation (3) are correction coefficients that change in accordance with the correction familiarity degree coefficient Nk_1 determined in step S14 or step S15. Specifically, the correction coefficient Ks is a correction coefficient for correcting the spring component term torque Ts, and changes to a large value Ks0 as the correction habituation degree coefficient Nk_1 decreases, and the correction habituation degree coefficient Nk_1 It is assumed that it has a characteristic that changes to a smaller value as it increases.
また、補正係数Kfは、摩擦成分項トルクTfを補正するための補正係数であり、補正慣れ度合い係数Nk_1が小さくなるのに伴って大きな値Kf0までに変化し、補正慣れ度合い係数Nk_1が大きくなるのに伴って小さな値に変化する特性を有するものとする。さらに、補正係数Krは、粘性成分項トルクTrを補正するための補正係数であり、補正慣れ度合い係数Nk_1が小さくなるのに伴って大きな値Kr0までに変化し、補正慣れ度合い係数Nk_1が大きくなるのに伴って小さな値に変化する特性を有するものとする。 Further, the correction coefficient Kf is a correction coefficient for correcting the friction component term torque Tf, and changes to a large value Kf0 as the correction familiarity degree coefficient Nk_1 decreases, and the correction familiarity degree coefficient Nk_1 increases. It shall have the characteristic which changes to a small value with. Further, the correction coefficient Kr is a correction coefficient for correcting the viscous component term torque Tr, and changes to a large value Kr0 as the correction familiarity degree coefficient Nk_1 decreases, and the correction familiarity degree coefficient Nk_1 increases. It shall have the characteristic which changes to a small value with.
電子制御ユニット36は、ステップS14またはステップS15にて決定した補正慣れ度合い係数Nk_1に応じた目標反力トルクTzを計算する。すなわち、電子制御ユニット36は、補正慣れ度合い係数Nk_1が小さければ、補正係数Ks,Kf,Krを大きな値に設定して、前記式(3)に従って計算される目標反力トルクTzを大きくする。これにより、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に不慣れな運転者による操舵ハンドル11の大きな回動操作を抑制することができる。
The
一方、電子制御ユニット36は、補正慣れ度合い係数Nk_1が大きければ、補正係数Ks,Kf,Krを小さな値に設定して、前記式(3)に従って計算される目標反力トルクTzを小さくする。これにより、ステアリングバイワイヤ方式の操舵特性に慣れた運転者は、操舵ハンドル11を軽快に回動操作することができる。
On the other hand, if the correction familiarity degree coefficient Nk_1 is large, the
(ステップS19)
電子制御ユニット36は、前記ステップS16にて計算した目標転舵角δd、前記ステップS17にて設定した時定数τおよび前記ステップS18にて計算した目標反力トルクTzに基づいて、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動を制御する。以下、反力制御から具体的に説明する。
(Step S19)
Based on the target turning angle δd calculated in step S16, the time constant τ set in step S17, and the target reaction torque Tz calculated in step S18, the
電子制御ユニット36は、駆動回路37内に設けられた電流検出器37aから反力アクチュエータ13内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに目標反力トルクTzに対応した駆動電流が流れるように駆動回路37をフィードバック制御する。この反力アクチュエータ13内の電動モータの駆動制御により、同電動モータは、操舵入力軸12を介して操舵ハンドル11に目標反力トルクTzに対応した反力を付与する。
The
次に、転舵制御を具体的に説明する。電子制御ユニット36は、転舵角センサ32によって検出された実転舵角δを入力し、転舵出力軸22がステップS16にて計算した目標転舵角δdに回転するように、転舵アクチュエータ21内の電動モータの回転をフィードバック制御する。このとき、電子制御ユニット36は、駆動回路38内に設けられた電流検出器38aから転舵アクチュエータ21内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに転舵力に対応した大きさの駆動電流が適切に流れるように駆動回路38をフィードバック制御する。
Next, turning control will be specifically described. The
また、電子制御ユニット36は、ステップS17にて設定した駆動回路38内に設けられたソフトフィルタの時定数τに基づいて転舵アクチュエータ21内の電動モータが駆動力を発生するように駆動回路38を制御する。これにより、転舵出力軸22に一体的に組み付けられたピニオンギア23が回転し、このピニオンギア23の回転によってラックバー24が軸線方向に変位する。そして、このラックバー24の軸線方向への変位により、左右前輪FW1,FW2は目標転舵角δdに対応して転舵される。
The
電子制御ユニット36が反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動を制御することにより、反力アクチュエータ13は、補正慣れ度合い係数Nk_1(すなわち慣れ度合い係数Nk_0)に応じて適切な反力を運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対して付与することができる。
When the
また、転舵アクチュエータ21は、慣れ度合い係数Nk_0に応じて適切に左右前輪FW1,FW2を転舵させることができる。したがって、操舵装置100、すなわち操舵入力軸12と転舵出力軸22とが相対回転可能な操舵装置100が搭載された車両を運転する場合には、運転者の操舵特性に対する慣れ度合いに応じた最適な転舵特性および反力特性を提供することができ、運転者は、乗り換えに伴う違和感を覚えることなく、極めて簡単に車両を運転することができる。
Further, the steering
(ステップS20)
電子制御ユニット36は、操舵特性変更プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短時間の経過後、電子制御ユニット36は、ふたたび、ステップS10に戻り、操舵特性変更プログラムに実行を開始して、慣れ度合い係数Nk_0(補正慣れ度合い係数Nk_1)に応じて、反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21を作動させる。
(Step S20)
The
操舵装置100を運転する場合、操舵ハンドル11を操作した経験の差、より具体的には、この操舵装置100の搭載された車両を運転した走行距離や走行時間など運転経験の差に応じて変化する物理量としての、操舵ハンドル11の修正回動操作回数や横加速度G、ヨーレートγの変化量などに基づいて、操舵特性に対する運転者の慣れ度合い係数Nk_0を決定することができる。
When driving the
そして、この決定した慣れ度合い係数Nk_0に応じて、運転者が操舵特性に対して不慣れであれば、操舵ハンドル11の大きな操作を抑制するために大きな反力トルクTzを付与する反力特性に変更したり、左右前輪FW1,FW2が緩やかに転舵する転舵特性に変更したりすることができる。
Then, according to the determined familiarity coefficient Nk_0, if the driver is unfamiliar with the steering characteristic, the reaction force characteristic is changed to apply a large reaction force torque Tz to suppress a large operation of the
さらに、この変更した操舵特性に基づいて反力アクチュエータ13および転舵アクチュエータ21の作動を制御することができる。したがって、運転者の操舵特性に対する慣れ度合いに応じて適切な操舵特性を設定することができ、運転者は簡単に車両を運転することができる。
Furthermore, the operations of the
以上が、運転者の車両操舵慣れ度合いに応じて車両の運転をし易くするように、操舵制御特性を変更する操舵装置の構成概要と動作概要との例示及び動作処理の説明である。 The above is an example of the configuration overview and operation overview of the steering device that changes the steering control characteristics so as to facilitate the driving of the vehicle according to the degree of vehicle steering familiarity with the driver, and the description of the operation processing.
上述した車両制御特性の変更方法は、実施形態で説明した動作処理に限られるものではなく、開示した技術思想に基づき自明な範囲内で、適宜車両制御装置の構成とその制御特性変更の動作処理とを変更できるものであることは、当業者に容易に理解されるところである。また、本発明にかかる車両制御特性変更方法は、車両操舵装置に限定して適用されるものではなく、その他の車両制御装置に適用してもよいものである。 The method for changing the vehicle control characteristics described above is not limited to the operation processing described in the embodiment, and the configuration of the vehicle control device and the operation processing for changing the control characteristics are appropriately set within the obvious range based on the disclosed technical idea. It is easily understood by those skilled in the art that the above can be changed. Further, the vehicle control characteristic changing method according to the present invention is not limited to the vehicle steering device, but may be applied to other vehicle control devices.
11・・操舵ハンドル、12・・操舵入力軸、13・・反力アクチュエータ、21・・・転舵アクチュエータ、22・・転舵出力軸、23・・ピニオンギア、24・・ラックバー。 11 .... steering handle, 12 .... steering input shaft, 13 .... reaction actuator, 21 ... steering actuator, 22 .... steering output shaft, 23 ... pinion gear, 24 ... rack bar.
Claims (1)
前記車両操作入力検出部に入力された車両操作の入力を周波数解析する車両操作入力周波数解析部と、
を備える車両制御装置の車両制御特性変更方法において、
前記車両操作入力周波数解析部が、
前記車両操作入力検出部で検出された操作入力から、所定の閾値周波数より小さい第一FF周波数成分割合(λ1)を算出する第一周波数解析工程と、
前記第一周波数解析工程の後、前記車両操作入力検出部で検出された操作入力から、前記所定の閾値周波数より小さい第二FF周波数成分割合(λ2)を算出する第二周波数解析工程と、
前記第二FF周波数成分割合(λ2)と前記第一FF周波数成分割合(λ1)との差(Δλ)と、前記第二FF周波数成分割合(λ2)と、に基づいて、変更後の前記車両制御装置の制御特性を決定する工程と、
を有することを特徴とする車両制御特性変更方法。 A vehicle operation input detection unit for detecting an input of a vehicle operation by a driver;
A vehicle operation input frequency analysis unit for analyzing a frequency of a vehicle operation input input to the vehicle operation input detection unit;
In a vehicle control characteristic changing method of a vehicle control device comprising:
The vehicle operation input frequency analysis unit is
A first frequency analysis step of calculating a first FF frequency component ratio (λ1) smaller than a predetermined threshold frequency from the operation input detected by the vehicle operation input detection unit;
A second frequency analysis step of calculating a second FF frequency component ratio (λ2) smaller than the predetermined threshold frequency from the operation input detected by the vehicle operation input detection unit after the first frequency analysis step;
The vehicle after the change based on the difference (Δλ) between the second FF frequency component ratio (λ2) and the first FF frequency component ratio (λ1) and the second FF frequency component ratio (λ2). Determining the control characteristics of the control device;
A vehicle control characteristic changing method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008280412A JP2010105566A (en) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Vehicle control characteristic changing method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008280412A JP2010105566A (en) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Vehicle control characteristic changing method |
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JP2008280412A Pending JP2010105566A (en) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Vehicle control characteristic changing method |
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-
2008
- 2008-10-30 JP JP2008280412A patent/JP2010105566A/en active Pending
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