JP3969120B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3969120B2 JP3969120B2 JP2002049839A JP2002049839A JP3969120B2 JP 3969120 B2 JP3969120 B2 JP 3969120B2 JP 2002049839 A JP2002049839 A JP 2002049839A JP 2002049839 A JP2002049839 A JP 2002049839A JP 3969120 B2 JP3969120 B2 JP 3969120B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction force
- steering
- motor current
- sampled
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータの制御により車両の操舵特性を変更可能な車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操作部材の操作に応じた操舵用モータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることで操舵特性を変更可能な車両の操舵装置が提案されている。そのような操舵装置として、操作部材を車輪に機械的に連結しない所謂ステアバイワイヤシステムを採用したものと機械的に連結したものとがある。ステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、ステアリングホイールを模した操作部材を車輪に機械的に連結することなく、操舵用モータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達し、その伝達に際して操舵用モータを制御することで操作量と転舵量との比を変更している。また、操作部材を車輪に機械的に連結した操舵装置においては、ステアリングホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出力シャフトに遊星ギヤ機構等の伝達比可変機構を介して伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構成するリングギヤ等を駆動する操舵用モータを制御することで操作量と転舵量との比を変更している。
【０００３】
ステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、車輪と路面との間の摩擦に基づく操舵抵抗やセルフアライニングトルクは操作部材に伝達されない。また、ステアリングホイールと車輪とが伝達比可変機構を介して機械的に連結されている操舵装置においては、その操舵抵抗やセルフアライニングトルクは操作部材の操作量に対応しない。そのため、ドライバーに適正な操舵フィーリングを与える手段が必要になる。
【０００４】
そこで、その操作部材を中立位置へ復帰させる方向に作用する反力を発生する操作用アクチュエータを設け、ドライバーに操舵フィーリングを与えている。すなわち、車輪に路面側から作用する力に対応する値を求め、その力に対応する操作反力が発生するように操作用アクチュエータを制御している（特開平１０−２１７９８８）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、操作用アクチュエータの操作反力を路面側から作用する力にのみ対応させた場合、車両運転条件を操作反力に直接的に反映させることができないため、操縦性能の向上を十分に図ることができないという問題がある。
【０００６】
また、操作用アクチュエータにより付与される操作反力を、舵角のような車両運転条件に応じて設定することが提案されている。しかし、操作反力を車両運転条件にのみ対応させた場合、悪路における凹凸、障害物、突起、段差の存在により路面から車輪に作用する路面反力の変動を操作反力に反映させることができない。そのため、ドライバーが路面状況を把握できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操作部材と、その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用モータと、その操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、その操作部材の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータと、その操舵用モータと操作用アクチュエータの制御系とを備え、その操舵用モータは、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が変化するように制御可能とされ、その操作用アクチュエータは、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように制御可能とされている車両の操舵装置において、車両運転条件に相関する基本操作反力目標値を求める手段と、その操舵用モータのモータ電流を検出する手段と、その検出されたモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値を求める手段とが設けられ、その求めた基本操作反力目標値と付加操作反力目標値との和に対応する操作反力を発生するように、前記操作用アクチュエータが制御可能とされていることを特徴とする。
この構成によれば、操作用アクチュエータが発生する操作反力は、車両運転条件に相関する基本操作反力目標値と、路面から車輪に作用する力の変動に対応して変動するモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値との和に対応する。これにより、操作反力を路面から車輪に作用する力の変動に応じて変動させてドライバーに路面状況を把握させることができ、且つ、車両運転条件を直接的に反映した操作反力を付与できる。さらに、その付加操作反力目標値は操舵用モータのモータ電流の変化加速度に比例するので、車輪に路面から作用する力の路面状況に応じた変動を的確かつ迅速に反映することができる。
【０００９】
その付加操作反力目標値の大きさは基本操作反力目標値の大きさよりも小さく設定されるのが好ましい。これにより、操作反力に対する路面から車輪に作用する力の変動の影響が過大になるのを防止し、車両運転条件を反映した操作反力を付与できる。
【００１０】
その付加操作反力目標値は、設定周波数を超える高周波成分を除去されたモータ電流の変化加速度に比例するのが好ましい。これにより、モータ電流の高周波成分の変化加速度に比例する操作反力がドライバーに作用することはなく、ドライバーに不快感を与えるのを防止できる。
その設定周波数を変更する手段を備えるのが好ましい。その設定周波数を高くすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作反力を作用させることができる。一方、その設定周波数を低くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさを好みや道路状況に応じて変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、その設定周波数を変更する請求項３に記載の車両の操舵装置。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、その設定周波数を自動的に変更することができる。すなわち、路面から車輪に作用する力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことから設定周波数を低くし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時は設定周波数を高くすることができる。
【００１１】
そのモータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比を変更する手段を備えるのが好ましい。その比を大きくすることで操作反力を大きくし、その比を小さくすることで操作反力を小さくすることができる。すなわち、道路状況や好みに応じてドライバーに認識させる操作反力の大きさを変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのモータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比を変更するのが好ましい。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、その比を自動的に変更することができる。すなわち、その力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからその比を大きくし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はその比を小さくする。
【００１２】
その検出されたモータ電流は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流の平均変化速度としてモータ電流の変化速度が求められ、その求められたモータ電流の変化速度は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度の平均変化速度としてモータ電流の変化加速度が求められ、その前者の設定数を変更する手段が設けられているのが好ましい。そのサンプリングする検出電流の設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする検出電流の設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさと、道路状況に応じて認識させる操作反力の大きさを、好みや道路状況に応じて変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのサンプリングする検出電流の設定数を変更するのが好ましい。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、そのサンプリングする検出電流の設定数を変更することができる。すなわち、その力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからサンプリングする検出電流の設定数を多くし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はサンプリングする検出電流の設定数を少なくする。
【００１３】
その検出されたモータ電流は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流の平均変化速度としてモータ電流の変化速度が求められ、その求められたモータ電流の変化速度は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度の平均変化速度としてモータ電流の変化加速度が求められ、その前者の設定数を変更する手段が設けられているのが好ましい。そのサンプリングする変化速度の設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作部材の操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする変化速度の設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさと、道路状況に応じて認識させる操作反力の大きさを、好みや道路状況に応じて変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのサンプリングする変化速度の設定数を変更するのが好ましい。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、そのサンプリングする変化速度の設定数を変更することができる。すなわち、その力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからサンプリングする変化速度の設定数を多くし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はサンプリングする変化速度の設定数を少なくする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材１と、その操作部材１の操作に応じて駆動される操舵用モータ２と、その操舵用モータ２の動きを、その操作部材１を前部左右車輪４に機械的に連結することなく、舵角変化が生じるように前部左右車輪４に伝達する機構としてステアリングギヤ３とを備える。
【００１５】
操舵用モータ２は、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、その操舵用モータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機構により構成されている。そのステアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達され、車輪４のトー角が変化する。そのステアリングギヤ３は、公知のものを用いることができ、操舵用モータ２の動きを舵角が変化するように前部左右車輪４に伝達できれば構成は限定されない。操舵用モータ２が駆動されていない状態では、前部左右車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１６】
操作部材１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。その回転シャフト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフトが一体化されている。その操作用アクチュエータ１９は操作部材１の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する。その操作用アクチュエータ１９は直流ブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００１７】
操作部材１の操作量として中立位置からの操作角δｈを検出する角度センサ１１が設けられている。車輪４の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ１３が設けられ、本実施形態では、その舵角δとして車輪４の転舵量に対応するステアリングロッド７の移動量を検出する。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられている。操舵用モータ２のモータ電流を検出する電流センサ１８が設けられている。操作部材１の操作反力に対応する操作トルクＴｈとして回転シャフト１０により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ４４が設けられている。その角度センサ１１、舵角センサ１３、速度センサ１４、電流センサ１８、およびトルクセンサ４４は、コンピュータにより構成される制御装置２０に接続される。その電流センサ１８と制御装置２０との間にはローパスフィルタ１７が介在し、モータ電流の設定周波数を超える検出値が除去される。
【００１８】
制御装置２０は駆動回路２２を介して操舵用モータ２を制御する制御系を構成する。例えば制御装置２０は、操作部材１の操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ* との間の予め定められた関係を記憶し、目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差をなくすように駆動回路２２を介して操舵用モータ２の駆動信号を出力する。その操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ* との間の関係は、例えば車速Ｖが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。これにより、操舵用モータ２の動きを車輪４に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材１の操作量と車輪４の転舵量との比を変化させることが可能とされている。操作部材１の操作量に対する車輪４の転舵量の比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用モータ２の制御方法は、操作部材１の操作量と車輪４の転舵量との比が変化するように制御可能であれば特に限定されるものではない。
【００１９】
制御装置２０は、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように駆動回路２３を介して操作用アクチュエータ１９を制御する制御系を構成する。本実施形態では、その運転条件は操作角δｈとされ、制御装置２０は操作角δｈに相関する基本操作反力目標値として目標操作トルクＴｈ* を演算する。例えば図２に示す操作角δｈと目標操作トルクＴｈ* との関係を制御装置２０は記憶し、その記憶した関係と検出操作角δｈとから目標操作トルクＴｈ* を演算する。なお、車両運転条件は操作角δｈに限定されず、例えば操作角δｈと車速Ｖとに目標操作トルクＴｈ* が相関するようにしてもよく、車両運転条件に応じて操作反力が変化することでドライバーに適正な操作反力を付与できればよい。
【００２０】
制御装置２０は、操舵用モータ２のモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値を求める。すなわち、電流センサ１８による検出電流Ｉは設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流Ｉの平均変化速度としてモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔが求められる。その求められたモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔは設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度ｄＩ／ｄｔの平均変化速度としてモータ電流の変化加速度ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 が求められる。そして、付加操作反力目標値として目標付加トルクδＴｈ* がδＴｈ* ＝Ｋ・ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 の関係式から求められる。そのサンプリングする検出電流Ｉの設定数は、制御装置２０に接続された調節スイッチ４０の操作により変更可能とされている。ここでＫは比例定数である。比例定数Ｋは制御装置２０に接続された調節スイッチ４１の操作により無段階あるいは多段階に変更可能とされている。すなわち、モータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比が変更可能とされている。また、ローパスフィルタ１７が電流センサ１８と制御装置２０との間に介在することから、その目標付加トルクδＴｈ* は、設定周波数を超える高周波成分を除去されたモータ電流の変化加速度に比例する。その設定周波数は、制御装置２０に接続された調節スイッチ４２の操作により無段階あるいは多段階に変更可能とされている。その目標付加トルクδＴｈ* の大きさは目標操作トルクＴｈ* の大きさよりも小さくなるように設定され、目標操作トルクＴｈ* の大きさの例えば数％程度になるように設定される。制御装置２０は、目標操作トルクＴｈ* と目標付加トルクδＴｈ* との和に対応する操作反力を発生するように操作用アクチュエータ１９を制御する。
【００２１】
図３のフローチャートを参照して制御装置２０による操舵用モータ２と操作用アクチュエータ１９の制御手順を説明する。
まず、各センサによる検出値を読み込み（ステップＳ１）、検出車速Ｖと検出操作角δｈと記憶した関係とから目標舵角δ* を演算し（ステップＳ２）、その目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差を低減するように操舵用モータ２を制御する（ステップＳ３）。また、操作角δｈに相関する目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ４）、目標付加トルクδＴｈ* を演算し（ステップＳ５）、その目標操作トルクＴｈ* と目標付加トルクδＴｈ* との和と検出操作トルクＴｈとの偏差を低減するように操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップＳ６）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ７）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００２２】
上記実施形態の車両の操舵装置によれば、操作用アクチュエータ１９の発生する操作反力は、車両運転条件に相関する目標操作トルクＴｈ* と、路面から車輪４に作用する力の変動に対応して変動する操舵用モータ２のモータ電流の変化加速度ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 に比例する目標付加トルクδＴｈ* との和に対応する。これにより、操作部材１の操作反力を路面から車輪４に作用する力の変動に応じて変動させてドライバーに路面状況を把握させることができ、且つ、車両運転条件を直接的に反映した操作反力を付与できる。さらに、その目標付加トルクδＴｈ* は操舵用モータ２のモータ電流の変化加速度ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 に比例するので、車輪４に路面から作用する力の路面状況に応じた変動を的確かつ迅速に反映することができる。また、ローパスフィルタ１７によりモータ電流の設定周波数を超える検出値が除去されるので、モータ電流の高周波成分の変化加速度に比例する操作反力がドライバーに作用することはなく、ドライバーに不快感を与えるのを防止できる。その設定周波数を高くすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作部材の操作反力を作用させることができる。一方、その設定周波数を低くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさを好みや道路状況に応じて変化させることができる。また、目標付加トルクδＴｈ* を演算するための比例定数Ｋを変更することで、その操作反力の大きさを好みや道路状況に応じて変化させることができる。さらに、その目標付加トルクδＴｈ* の演算のためにサンプリングする検出電流Ｉの設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする検出電流Ｉの設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。
【００２３】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では制御装置２０に接続された調節スイッチ４０の操作により、目標付加トルクδＴｈ* を演算するためにサンプリングする検出電流Ｉの設定数を変更可能としている。これに代えて、変形例として、サンプリングするモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を変更可能としてもよい。そのサンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作部材の操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。
【００２４】
また、上記実施形態や変形例では調節スイッチ４０の操作によりサンプリングする検出電流Ｉあるいはモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数が変更可能とされ、調節スイッチ４１の操作により比例定数Ｋが変更可能とされ、調節スイッチ４２の操作によりモータ電流から除去する高周波成分の設定周波数が変更可能とされている。これに代えて、制御装置２０により検出電流Ｉの設定数、変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数、比例定数Ｋ、および設定周波数の中の少なくとも一つを自動的に変更可能としてもよい。すなわち、車輪４に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、その検出電流Ｉの設定数、変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数、比例定数Ｋ、および設定周波数の中の少なくとも一つを変更する。その路面側から作用する力の変動量に対応する値としては、例えば直近のモータ電流Ｉや舵角δの設定値からの変動量を用いることができる。また、車輪４と車体との間のサスペンションを構成する吸振部材の振幅を検出する変位センサを設け、その変位センサにより検出した直近の振幅の設定値からの変動量を、路面側から作用する力の変動量に対応する値として用いてもよい。そして制御装置２０により、その路面から車輪４に作用する力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからその設定周波数を低くし、比例定数Ｋを大きくし、サンプリングする検出電流Ｉの設定数を多くし、サンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を多くする。一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はその設定周波数を高くし、比例定数Ｋを小さくし、サンプリングする検出電流Ｉの設定数を少なくし、サンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を少なくする。
【００２５】
図４の変形例に示すように、操作部材であるステアリングホイールＨが車輪（図示省略）に機械的に連結され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる操舵装置１０１に本発明を適用してもよい。そのステアリングホイールＨの操作に応じた入力シャフト１０２の回転は、回転伝達機構１３０により出力シャフト１１１に伝達され、その出力シャフト１１１の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤ（図示省略）により伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。その回転伝達機構１３０の構成要素を操舵用モータ１３９により駆動することで、そのモータ１３９の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。その入力シャフト１０２と出力シャフト１１１は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング１０７、１０８、１１２、１１３を介してハウジング１１０により支持されている。その回転伝達機構１３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊星ギヤ１３３をキャリア１３４により保持する。そのサンギヤ１３１は、入力シャフト１０２の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア１３４は、出力シャフト１１１に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ１３２は、入力シャフト１０２を囲むホルダー１３６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダー１３６は、入力シャフト１０２を囲むようにハウジング１１０に固定された筒状部材１３５によりベアリング１０９を介して支持されている。そのホルダー１３６の外周にウォームホイール１３７が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール１３７に噛み合うウォーム１３８がハウジング１１０により支持されている。そのウォーム１３８がハウジング１１０に取り付けられたモータ１３９により駆動される。そのステアリングホイールＨの中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータ１１９が設けられている。その操舵用モータ１３９の制御系と操作用アクチュエータ１１９の制御系を上記実施形態と同様の制御装置とセンサとにより構成することで、本発明を適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の車両の操舵装置によれば、アクチュエータにより操作部材の操作反力を付与する際にドライバーに路面状況を把握させ、且つ、車両運転条件に適した操作反力の付与による操縦性能の向上を図ることができ、しかも、路面状況の変動を的確かつ迅速に反映した操作反力を付与でき、さらにドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさや路面状況の操作反力への反映の程度をドライバーの好みや道路状況に応じて調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の車両の操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の車両の操舵装置における操作角と目標操作トルクとの関係を示す図
【図３】本発明の実施形態の車両の操舵装置における制御装置による操舵用モータと操作用アクチュエータの制御手順を示すフローチャート
【図４】本発明の変形例の車両の操舵装置の構成説明図
【符号の説明】
１ 操作部材
２ 操舵用モータ
３ ステアリングギヤ
４ 車輪
１８ 電流センサ
１９、１１９ 操作用アクチュエータ
２０ 制御装置
４０、４１、４２ 調節スイッチ
１３９ モータ
Ｈ ステアリングホイール
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータの制御により車両の操舵特性を変更可能な車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操作部材の操作に応じた操舵用モータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることで操舵特性を変更可能な車両の操舵装置が提案されている。そのような操舵装置として、操作部材を車輪に機械的に連結しない所謂ステアバイワイヤシステムを採用したものと機械的に連結したものとがある。ステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、ステアリングホイールを模した操作部材を車輪に機械的に連結することなく、操舵用モータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達し、その伝達に際して操舵用モータを制御することで操作量と転舵量との比を変更している。また、操作部材を車輪に機械的に連結した操舵装置においては、ステアリングホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出力シャフトに遊星ギヤ機構等の伝達比可変機構を介して伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構成するリングギヤ等を駆動する操舵用モータを制御することで操作量と転舵量との比を変更している。
【０００３】
ステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、車輪と路面との間の摩擦に基づく操舵抵抗やセルフアライニングトルクは操作部材に伝達されない。また、ステアリングホイールと車輪とが伝達比可変機構を介して機械的に連結されている操舵装置においては、その操舵抵抗やセルフアライニングトルクは操作部材の操作量に対応しない。そのため、ドライバーに適正な操舵フィーリングを与える手段が必要になる。
【０００４】
そこで、その操作部材を中立位置へ復帰させる方向に作用する反力を発生する操作用アクチュエータを設け、ドライバーに操舵フィーリングを与えている。すなわち、車輪に路面側から作用する力に対応する値を求め、その力に対応する操作反力が発生するように操作用アクチュエータを制御している（特開平１０−２１７９８８）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、操作用アクチュエータの操作反力を路面側から作用する力にのみ対応させた場合、車両運転条件を操作反力に直接的に反映させることができないため、操縦性能の向上を十分に図ることができないという問題がある。
【０００６】
また、操作用アクチュエータにより付与される操作反力を、舵角のような車両運転条件に応じて設定することが提案されている。しかし、操作反力を車両運転条件にのみ対応させた場合、悪路における凹凸、障害物、突起、段差の存在により路面から車輪に作用する路面反力の変動を操作反力に反映させることができない。そのため、ドライバーが路面状況を把握できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操作部材と、その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用モータと、その操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、その操作部材の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータと、その操舵用モータと操作用アクチュエータの制御系とを備え、その操舵用モータは、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が変化するように制御可能とされ、その操作用アクチュエータは、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように制御可能とされている車両の操舵装置において、車両運転条件に相関する基本操作反力目標値を求める手段と、その操舵用モータのモータ電流を検出する手段と、その検出されたモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値を求める手段とが設けられ、その求めた基本操作反力目標値と付加操作反力目標値との和に対応する操作反力を発生するように、前記操作用アクチュエータが制御可能とされていることを特徴とする。
この構成によれば、操作用アクチュエータが発生する操作反力は、車両運転条件に相関する基本操作反力目標値と、路面から車輪に作用する力の変動に対応して変動するモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値との和に対応する。これにより、操作反力を路面から車輪に作用する力の変動に応じて変動させてドライバーに路面状況を把握させることができ、且つ、車両運転条件を直接的に反映した操作反力を付与できる。さらに、その付加操作反力目標値は操舵用モータのモータ電流の変化加速度に比例するので、車輪に路面から作用する力の路面状況に応じた変動を的確かつ迅速に反映することができる。
【０００９】
その付加操作反力目標値の大きさは基本操作反力目標値の大きさよりも小さく設定されるのが好ましい。これにより、操作反力に対する路面から車輪に作用する力の変動の影響が過大になるのを防止し、車両運転条件を反映した操作反力を付与できる。
【００１０】
その付加操作反力目標値は、設定周波数を超える高周波成分を除去されたモータ電流の変化加速度に比例するのが好ましい。これにより、モータ電流の高周波成分の変化加速度に比例する操作反力がドライバーに作用することはなく、ドライバーに不快感を与えるのを防止できる。
その設定周波数を変更する手段を備えるのが好ましい。その設定周波数を高くすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作反力を作用させることができる。一方、その設定周波数を低くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさを好みや道路状況に応じて変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、その設定周波数を変更する請求項３に記載の車両の操舵装置。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、その設定周波数を自動的に変更することができる。すなわち、路面から車輪に作用する力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことから設定周波数を低くし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時は設定周波数を高くすることができる。
【００１１】
そのモータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比を変更する手段を備えるのが好ましい。その比を大きくすることで操作反力を大きくし、その比を小さくすることで操作反力を小さくすることができる。すなわち、道路状況や好みに応じてドライバーに認識させる操作反力の大きさを変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのモータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比を変更するのが好ましい。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、その比を自動的に変更することができる。すなわち、その力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからその比を大きくし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はその比を小さくする。
【００１２】
その検出されたモータ電流は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流の平均変化速度としてモータ電流の変化速度が求められ、その求められたモータ電流の変化速度は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度の平均変化速度としてモータ電流の変化加速度が求められ、その前者の設定数を変更する手段が設けられているのが好ましい。そのサンプリングする検出電流の設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする検出電流の設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさと、道路状況に応じて認識させる操作反力の大きさを、好みや道路状況に応じて変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのサンプリングする検出電流の設定数を変更するのが好ましい。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、そのサンプリングする検出電流の設定数を変更することができる。すなわち、その力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからサンプリングする検出電流の設定数を多くし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はサンプリングする検出電流の設定数を少なくする。
【００１３】
その検出されたモータ電流は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流の平均変化速度としてモータ電流の変化速度が求められ、その求められたモータ電流の変化速度は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度の平均変化速度としてモータ電流の変化加速度が求められ、その前者の設定数を変更する手段が設けられているのが好ましい。そのサンプリングする変化速度の設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作部材の操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする変化速度の設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさと、道路状況に応じて認識させる操作反力の大きさを、好みや道路状況に応じて変化させることができる。
その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのサンプリングする変化速度の設定数を変更するのが好ましい。これにより、車輪に路面側から作用する力の変動量に応じて、そのサンプリングする変化速度の設定数を変更することができる。すなわち、その力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからサンプリングする変化速度の設定数を多くし、一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はサンプリングする変化速度の設定数を少なくする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材１と、その操作部材１の操作に応じて駆動される操舵用モータ２と、その操舵用モータ２の動きを、その操作部材１を前部左右車輪４に機械的に連結することなく、舵角変化が生じるように前部左右車輪４に伝達する機構としてステアリングギヤ３とを備える。
【００１５】
操舵用モータ２は、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、その操舵用モータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機構により構成されている。そのステアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達され、車輪４のトー角が変化する。そのステアリングギヤ３は、公知のものを用いることができ、操舵用モータ２の動きを舵角が変化するように前部左右車輪４に伝達できれば構成は限定されない。操舵用モータ２が駆動されていない状態では、前部左右車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１６】
操作部材１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。その回転シャフト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフトが一体化されている。その操作用アクチュエータ１９は操作部材１の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する。その操作用アクチュエータ１９は直流ブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００１７】
操作部材１の操作量として中立位置からの操作角δｈを検出する角度センサ１１が設けられている。車輪４の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ１３が設けられ、本実施形態では、その舵角δとして車輪４の転舵量に対応するステアリングロッド７の移動量を検出する。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられている。操舵用モータ２のモータ電流を検出する電流センサ１８が設けられている。操作部材１の操作反力に対応する操作トルクＴｈとして回転シャフト１０により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ４４が設けられている。その角度センサ１１、舵角センサ１３、速度センサ１４、電流センサ１８、およびトルクセンサ４４は、コンピュータにより構成される制御装置２０に接続される。その電流センサ１８と制御装置２０との間にはローパスフィルタ１７が介在し、モータ電流の設定周波数を超える検出値が除去される。
【００１８】
制御装置２０は駆動回路２２を介して操舵用モータ２を制御する制御系を構成する。例えば制御装置２０は、操作部材１の操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ* との間の予め定められた関係を記憶し、目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差をなくすように駆動回路２２を介して操舵用モータ２の駆動信号を出力する。その操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ* との間の関係は、例えば車速Ｖが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。これにより、操舵用モータ２の動きを車輪４に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材１の操作量と車輪４の転舵量との比を変化させることが可能とされている。操作部材１の操作量に対する車輪４の転舵量の比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用モータ２の制御方法は、操作部材１の操作量と車輪４の転舵量との比が変化するように制御可能であれば特に限定されるものではない。
【００１９】
制御装置２０は、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように駆動回路２３を介して操作用アクチュエータ１９を制御する制御系を構成する。本実施形態では、その運転条件は操作角δｈとされ、制御装置２０は操作角δｈに相関する基本操作反力目標値として目標操作トルクＴｈ* を演算する。例えば図２に示す操作角δｈと目標操作トルクＴｈ* との関係を制御装置２０は記憶し、その記憶した関係と検出操作角δｈとから目標操作トルクＴｈ* を演算する。なお、車両運転条件は操作角δｈに限定されず、例えば操作角δｈと車速Ｖとに目標操作トルクＴｈ* が相関するようにしてもよく、車両運転条件に応じて操作反力が変化することでドライバーに適正な操作反力を付与できればよい。
【００２０】
制御装置２０は、操舵用モータ２のモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値を求める。すなわち、電流センサ１８による検出電流Ｉは設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流Ｉの平均変化速度としてモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔが求められる。その求められたモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔは設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度ｄＩ／ｄｔの平均変化速度としてモータ電流の変化加速度ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 が求められる。そして、付加操作反力目標値として目標付加トルクδＴｈ* がδＴｈ* ＝Ｋ・ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 の関係式から求められる。そのサンプリングする検出電流Ｉの設定数は、制御装置２０に接続された調節スイッチ４０の操作により変更可能とされている。ここでＫは比例定数である。比例定数Ｋは制御装置２０に接続された調節スイッチ４１の操作により無段階あるいは多段階に変更可能とされている。すなわち、モータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比が変更可能とされている。また、ローパスフィルタ１７が電流センサ１８と制御装置２０との間に介在することから、その目標付加トルクδＴｈ* は、設定周波数を超える高周波成分を除去されたモータ電流の変化加速度に比例する。その設定周波数は、制御装置２０に接続された調節スイッチ４２の操作により無段階あるいは多段階に変更可能とされている。その目標付加トルクδＴｈ* の大きさは目標操作トルクＴｈ* の大きさよりも小さくなるように設定され、目標操作トルクＴｈ* の大きさの例えば数％程度になるように設定される。制御装置２０は、目標操作トルクＴｈ* と目標付加トルクδＴｈ* との和に対応する操作反力を発生するように操作用アクチュエータ１９を制御する。
【００２１】
図３のフローチャートを参照して制御装置２０による操舵用モータ２と操作用アクチュエータ１９の制御手順を説明する。
まず、各センサによる検出値を読み込み（ステップＳ１）、検出車速Ｖと検出操作角δｈと記憶した関係とから目標舵角δ* を演算し（ステップＳ２）、その目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差を低減するように操舵用モータ２を制御する（ステップＳ３）。また、操作角δｈに相関する目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ４）、目標付加トルクδＴｈ* を演算し（ステップＳ５）、その目標操作トルクＴｈ* と目標付加トルクδＴｈ* との和と検出操作トルクＴｈとの偏差を低減するように操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップＳ６）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ７）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００２２】
上記実施形態の車両の操舵装置によれば、操作用アクチュエータ１９の発生する操作反力は、車両運転条件に相関する目標操作トルクＴｈ* と、路面から車輪４に作用する力の変動に対応して変動する操舵用モータ２のモータ電流の変化加速度ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 に比例する目標付加トルクδＴｈ* との和に対応する。これにより、操作部材１の操作反力を路面から車輪４に作用する力の変動に応じて変動させてドライバーに路面状況を把握させることができ、且つ、車両運転条件を直接的に反映した操作反力を付与できる。さらに、その目標付加トルクδＴｈ* は操舵用モータ２のモータ電流の変化加速度ｄ2 Ｉ／ｄｔ2 に比例するので、車輪４に路面から作用する力の路面状況に応じた変動を的確かつ迅速に反映することができる。また、ローパスフィルタ１７によりモータ電流の設定周波数を超える検出値が除去されるので、モータ電流の高周波成分の変化加速度に比例する操作反力がドライバーに作用することはなく、ドライバーに不快感を与えるのを防止できる。その設定周波数を高くすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作部材の操作反力を作用させることができる。一方、その設定周波数を低くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができる。すなわち、ドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさを好みや道路状況に応じて変化させることができる。また、目標付加トルクδＴｈ* を演算するための比例定数Ｋを変更することで、その操作反力の大きさを好みや道路状況に応じて変化させることができる。さらに、その目標付加トルクδＴｈ* の演算のためにサンプリングする検出電流Ｉの設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする検出電流Ｉの設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。
【００２３】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では制御装置２０に接続された調節スイッチ４０の操作により、目標付加トルクδＴｈ* を演算するためにサンプリングする検出電流Ｉの設定数を変更可能としている。これに代えて、変形例として、サンプリングするモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を変更可能としてもよい。そのサンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を少なくすることで、路面上の石や穴等の障害物が小さい場合でも、その障害物を反映した操作部材の操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的大きくすることができる。一方、そのサンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を多くすることで、路面上の石や穴等の障害物が大きい場合にのみ、その障害物を反映した操作反力を作用させることができ、また、操作反力を比較的小さくすることができる。
【００２４】
また、上記実施形態や変形例では調節スイッチ４０の操作によりサンプリングする検出電流Ｉあるいはモータ電流の変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数が変更可能とされ、調節スイッチ４１の操作により比例定数Ｋが変更可能とされ、調節スイッチ４２の操作によりモータ電流から除去する高周波成分の設定周波数が変更可能とされている。これに代えて、制御装置２０により検出電流Ｉの設定数、変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数、比例定数Ｋ、および設定周波数の中の少なくとも一つを自動的に変更可能としてもよい。すなわち、車輪４に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、その求めた力の変動量に対応する値に応じて、その検出電流Ｉの設定数、変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数、比例定数Ｋ、および設定周波数の中の少なくとも一つを変更する。その路面側から作用する力の変動量に対応する値としては、例えば直近のモータ電流Ｉや舵角δの設定値からの変動量を用いることができる。また、車輪４と車体との間のサスペンションを構成する吸振部材の振幅を検出する変位センサを設け、その変位センサにより検出した直近の振幅の設定値からの変動量を、路面側から作用する力の変動量に対応する値として用いてもよい。そして制御装置２０により、その路面から車輪４に作用する力の変動量が設定値よりも大きい時は路面状況が悪いことからその設定周波数を低くし、比例定数Ｋを大きくし、サンプリングする検出電流Ｉの設定数を多くし、サンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を多くする。一方、その力の変動量が設定値よりも小さい時はその設定周波数を高くし、比例定数Ｋを小さくし、サンプリングする検出電流Ｉの設定数を少なくし、サンプリングする変化速度ｄＩ／ｄｔの設定数を少なくする。
【００２５】
図４の変形例に示すように、操作部材であるステアリングホイールＨが車輪（図示省略）に機械的に連結され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる操舵装置１０１に本発明を適用してもよい。そのステアリングホイールＨの操作に応じた入力シャフト１０２の回転は、回転伝達機構１３０により出力シャフト１１１に伝達され、その出力シャフト１１１の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤ（図示省略）により伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。その回転伝達機構１３０の構成要素を操舵用モータ１３９により駆動することで、そのモータ１３９の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。その入力シャフト１０２と出力シャフト１１１は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング１０７、１０８、１１２、１１３を介してハウジング１１０により支持されている。その回転伝達機構１３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊星ギヤ１３３をキャリア１３４により保持する。そのサンギヤ１３１は、入力シャフト１０２の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア１３４は、出力シャフト１１１に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ１３２は、入力シャフト１０２を囲むホルダー１３６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダー１３６は、入力シャフト１０２を囲むようにハウジング１１０に固定された筒状部材１３５によりベアリング１０９を介して支持されている。そのホルダー１３６の外周にウォームホイール１３７が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール１３７に噛み合うウォーム１３８がハウジング１１０により支持されている。そのウォーム１３８がハウジング１１０に取り付けられたモータ１３９により駆動される。そのステアリングホイールＨの中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータ１１９が設けられている。その操舵用モータ１３９の制御系と操作用アクチュエータ１１９の制御系を上記実施形態と同様の制御装置とセンサとにより構成することで、本発明を適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の車両の操舵装置によれば、アクチュエータにより操作部材の操作反力を付与する際にドライバーに路面状況を把握させ、且つ、車両運転条件に適した操作反力の付与による操縦性能の向上を図ることができ、しかも、路面状況の変動を的確かつ迅速に反映した操作反力を付与でき、さらにドライバーに操作反力として認識させる路面の障害物の大きさや路面状況の操作反力への反映の程度をドライバーの好みや道路状況に応じて調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の車両の操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の車両の操舵装置における操作角と目標操作トルクとの関係を示す図
【図３】本発明の実施形態の車両の操舵装置における制御装置による操舵用モータと操作用アクチュエータの制御手順を示すフローチャート
【図４】本発明の変形例の車両の操舵装置の構成説明図
【符号の説明】
１ 操作部材
２ 操舵用モータ
３ ステアリングギヤ
４ 車輪
１８ 電流センサ
１９、１１９ 操作用アクチュエータ
２０ 制御装置
４０、４１、４２ 調節スイッチ
１３９ モータ
Ｈ ステアリングホイール
Claims (10)
- 操作部材と、
その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用モータと、
その操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、
その操作部材の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータと、
その操舵用モータと操作用アクチュエータの制御系とを備え、
その操舵用モータは、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が変化するように制御可能とされ、
その操作用アクチュエータは、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように制御可能とされている車両の操舵装置において、
車両運転条件に相関する基本操作反力目標値を求める手段と、
その操舵用モータのモータ電流を検出する手段と、
その検出されたモータ電流の変化加速度に比例する付加操作反力目標値を求める手段とが設けられ、
その求めた基本操作反力目標値と付加操作反力目標値との和に対応する操作反力を発生するように、前記操作用アクチュエータが制御可能とされていることを特徴とする車両の操舵装置。 - その付加操作反力目標値は、設定周波数を超える高周波成分を除去されたモータ電流の変化加速度に比例する請求項１に記載の車両の操舵装置。
- その設定周波数を変更する手段を備える請求項２に記載の車両の操舵装置。
- その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、
その求めた力の変動量に対応する値に応じて、その設定周波数を変更する請求項３に記載の車両の操舵装置。 - そのモータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比を変更する手段を備える請求項１〜４の中の何れかに記載の車両の操舵装置。
- その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、
その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのモータ電流の変化加速度に対する付加操作反力目標値の比を変更する請求項５に記載の車両の操舵装置。 - その検出されたモータ電流は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流の平均変化速度としてモータ電流の変化速度が求められ、その求められたモータ電流の変化速度は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度の平均変化速度としてモータ電流の変化加速度が求められ、その前者の設定数を変更する手段が設けられている請求項１〜６の中の何れかに記載の車両の操舵装置。
- その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、
その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのサンプリングする検出電流の設定数を変更する請求項７に記載の車両の操舵装置。 - その検出されたモータ電流は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた検出電流の平均変化速度としてモータ電流の変化速度が求められ、その求められたモータ電流の変化速度は設定周期でサンプリングされ、設定数のサンプリングされた変化速度の平均変化速度としてモータ電流の変化加速度が求められ、その前者の設定数を変更する手段が設けられている請求項１〜６の中の何れかに記載の車両の操舵装置。
- その車輪に路面側から作用する力の変動量に対応する値を求める手段を備え、
その求めた力の変動量に対応する値に応じて、そのサンプリングする変化速度の設定数を変更する請求項９に記載の車両の操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002049839A JP3969120B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 車両の操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002049839A JP3969120B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 車両の操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003252224A JP2003252224A (ja) | 2003-09-10 |
| JP3969120B2 true JP3969120B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=28662251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002049839A Expired - Fee Related JP3969120B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 車両の操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3969120B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4608948B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2011-01-12 | 日産自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3580658B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2004-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
| JP3641735B2 (ja) * | 1997-09-16 | 2005-04-27 | 光洋精工株式会社 | 車両用操舵装置 |
-
2002
- 2002-02-26 JP JP2002049839A patent/JP3969120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003252224A (ja) | 2003-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4303689B2 (ja) | 修正混成フィルタを使用して電気支援モータを制御するための方法および装置 | |
| JP4299784B2 (ja) | 修正ブレンディングフィルタを使用した電動アシストモータを制御する方法および装置 | |
| JP5003944B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
| JP4294389B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
| JP3636926B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
| JP3975823B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
| KR20030030833A (ko) | 전동파워 스티어링 제어장치 | |
| JP2001030933A (ja) | 電気式パワーステアリング装置 | |
| JP3868287B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP3969120B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP3825297B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP4349092B2 (ja) | 車両のパワーステアリング制御装置 | |
| JP3685692B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
| JP3975777B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP3806555B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
| JP6252059B2 (ja) | ステアリング制御装置 | |
| JP3921394B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP3821703B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP3894765B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP4803338B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP3816800B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP2002264828A (ja) | ステアリング装置 | |
| JP2000289626A (ja) | ステアリング位置調整制御装置 | |
| JP2003182619A (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP4803337B2 (ja) | 車両の操舵装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070206 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070406 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070515 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070528 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3969120 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100615 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130615 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |