JP7422014B2 - 操舵装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、車両の操舵装置10は、車両のステアリングホイール11に操舵反力を付与する反力ユニット20、および車両の転舵輪12,12を転舵させる転舵ユニット30を有している。操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール11の操作方向と反対方向へ向けて作用するトルクをいう。操舵反力をステアリングホイール11に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
トルクセンサ25は、ステアリングシャフト21における減速機構23とステアリングホイール11との間の部分に設けられている。トルクセンサ25は、ステアリングホイール11の回転操作を通じてステアリングシャフト21に加わる操舵トルクThを検出する。
転舵シャフト31は、車幅方向(図1中の左右方向)に沿って延びている。転舵シャフト31の両端には、それぞれタイロッド13,13を介して左右の転舵輪12,12が連結されている。
転舵制御部36は、転舵モータ32の駆動制御を通じて転舵輪12,12を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。転舵制御部36は、回転角センサ35を通じて検出される転舵モータ32の回転角θbに基づきピニオンシャフト34の回転角であるピニオン角θpを演算する。また、転舵制御部36は、反力制御部27により演算される目標操舵角あるいは操舵角θsを使用してピニオン角θpの目標値である目標ピニオン角を演算する。ただし、目標ピニオン角は、所定の舵角比を実現する観点に基づき演算される。転舵制御部36は、目標ピニオン角と実際のピニオン角θpとの差を求め、当該差を無くすように転舵モータ32に対する給電を制御する。転舵制御部36は、回転角センサ35を通じて検出される転舵モータ32の回転角θbを使用して転舵モータ32をベクトル制御する。
ただし、「θs0」は、前回、車両の電源がオフされる直前に記憶装置27aに格納された基準操舵角である。「θs」は、車両の電源がオンされた直後の操舵角である。操舵角θsの符号は、たとえばステアリングホイール11の操舵中立位置(θs=0°)を基準とする右操舵方向が負、左操舵方向が正である。
反力制御部27は、ずれ量Δθが角度しきい値θthよりも小さい値ではないとき(ステップS102でNO)、同期制御を実行する(ステップS104)。
転舵制御部36は、車両の電源がオフからオンへ切り替えられた場合、反力制御部27によりセットされるフラグFの値が初期値である「0」から「1」へ切り替わったことを契機として、つぎの処理を実行する。
図3(a)に示すように、車両の電源がオンされた直後、ステアリングホイール11は転舵輪12,12の転舵位置に対して時計方向(負方向)へ向けて角度しきい値θthよりも小さい値を有する角度αだけ回転した位置に保持されている。すなわち、転舵輪12,12の転舵位置に対するステアリングホイール11の回転位置のずれ量Δθは角度αである。この場合、ステアリングホイール11の同期制御は実行されず、操舵装置10の状態は通常の反力制御および転舵制御が実行可能な状態へ遷移する。その後、図3(b)に示すように、転舵輪12,12の転舵位置がステアリングホイール11の回転位置に同期される。ここでは、舵角比の値が「1」であるため、転舵輪12,12が角度αだけ時計方向へ向けて転舵される。
図4(a)に示すように、車両の電源がオンされた直後、ステアリングホイール11は転舵輪12,12の転舵位置に対して時計方向(負方向)へ向けて角度しきい値θthよりも大きい値を有する角度βだけ回転した位置に保持されている。すなわち、転舵輪12,12の転舵位置に対するステアリングホイール11の回転位置のずれ量Δθは角度βである。この場合、ステアリングホイール11の同期制御が実行される。図4(b)に示すように、同期制御の実行を通じて、ステアリングホイール11の回転位置が転舵輪12,12の転舵位置に同期される。ここでは、舵角比の値が「1」であるため、ステアリングホイール11がずれ量Δθである角度βだけ反時計方向へ向けて回転される。同期制御の実行が完了した後、操舵装置10の状態は通常の反力制御および転舵制御が実行可能な状態へ遷移する。
図5に示すように、転舵制御部36は、目標ピニオン角演算部41、ピニオン角演算部42、角度差演算部43、減算器44、ピニオン角フィードバック制御部45および通電制御部46を有している。
図5に示すように、角度差演算部43は、減算器51、前回値保持部52、スイッチ53、リリース量演算部54、および減算器55を有している。
第1のゲイン演算部61は、車速Vに基づき第1のゲインG1を演算する。第1のゲイン演算部61は、車速Vが「0」を起点として速くなるほど、より大きい値の第1のゲインG1を演算する。第1のゲイン演算部61は、車速Vが所定の車速しきい値に達した以降、車速Vにかかわらず第1のゲインG1の値を所定値(たとえば「1」)に設定する。車速しきい値は、停止している車両が発進したかどうかを判定する観点に基づき設定される。
車両の電源がオンされた場合、反力制御部27による初期動作の実行開始から実行完了までの期間、フラグFの値は「0」である。このため、スイッチ53は、減算器51により演算される角度差Δθpを選択する。また、車速Vおよび操舵角速度ωの値が「0」である場合、第1のゲインG1および第2のゲインG2の値は、いずれも「0」となる。リリース量θprの値も「0」となるため、スイッチ53により選択される角度差Δθp、ここでは減算器51により演算される角度差Δθpが最終的な角度差Δθpfとして使用される。すなわち、車両の電源がオンされた直後に減算器51が演算する角度差Δθpが保持される。
θp *=Δθp+θp …(B2)
θp *(最終)=θp *-Δθpf=(Δθp+θp)-Δθpf=θp …(B3)
つぎに、図6(a)に示すように、反力制御部27による初期動作の実行が完了したとき(時刻T1)、フラグFの値は「0」から「1」へ切り替わる。このため、スイッチ53は、前回値保持部52により保持されている最終的な角度差Δθpfとしての角度差Δθpを選択する。ここで、車速Vおよび操舵角速度ωの値が「0」である場合、図6(c)に示すように、第1のゲインG1および第2のゲインG2の値はいずれも「0」となる。このとき、図6(d)に示すように、リリース量θprの値も「0」となる。このため、スイッチ53により選択される角度差Δθp、ここでは前回値保持部52により保持されている角度差Δθpが最終的な角度差Δθpfとして使用される。すなわち、フラグFの値が「0」から「1」へ切り替わった直後の最終的な角度差Δθpf、ここでは車両の電源がオンされた直後に減算器51が演算する角度差Δθpが保持される。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)車両の電源がオンされた後、車両の発進およびステアリングホイール11の操舵のうち少なくとも一方が初めて行われるタイミングで転舵輪12,12の転舵位置がステアリングホイール11の回転位置に対応する位置に自動調節される。このため、停車状態あるいは無操舵状態で転舵位置の自動調節が行われる場合と比べて、転舵輪12,12の転舵位置の自動調節動作に対する運転者の違和感あるいはストレスを軽減することができる。
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・図1に二点鎖線で示すように、たとえば車室内に報知装置28が設けられる場合、反力制御部27は、報知装置28を通じて、ステアリングホイール11の位置調節の実行開始および実行完了を報知するようにしてもよい。報知装置28による報知動作としては、たとえば文字によるメッセージを表示させたり、音声によるメッセージを発したりすることが挙げられる。このようにすれば、運転者は、ステアリングホイール11が自動回転すること、および自動回転しているステアリングホイール11が自動停止することを認識することができるため、運転者に与える違和感が軽減される。また、転舵制御部36は、報知装置28を通じて、転舵位置の自動調節の実行開始および実行完了を報知するようにしてもよい。このようにすれば、運転者は、転舵位置の自動調節が行われていることを認識することができるため、運転者に与える違和感をより軽減することが可能である。
・反力制御部27および転舵制御部36を単一の制御装置として構成してもよい。
11…ステアリングホイール
12…転舵輪
21…ステアリングシャフト
22…反力モータ
27…制御装置を構成する反力制御部
31…転舵シャフト
36…制御装置を構成する転舵制御部
Claims (2)
- ステアリングホイールとの間の動力伝達が分離されるとともに車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトと、
前記転舵輪を転舵させるべく前記転舵シャフトに付与されるトルクである転舵力を発生する転舵モータと、
前記ステアリングホイールの操作に連動して回転するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトに付与される操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータと、
前記転舵モータおよび前記反力モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、車両の電源がオンされた後、車両の発進および前記ステアリングホイールの操舵のうち少なくとも一方が初めて行われた場合、前記ステアリングホイールの回転位置が前記転舵輪の転舵位置に対応する回転位置と異なる位置であるとき、前記転舵モータを通じて前記転舵輪の転舵位置を前記ステアリングホイールの回転位置に対応する位置へ補正するための処理を実行するように構成され、
前記制御装置は、車両の電源がオンされた場合、前記ステアリングホイールの回転位置が前記転舵輪の転舵位置に対応する正しい回転位置と異なる位置であるとき、前記正しい回転位置に対する前記ステアリングホイールの回転位置のずれ量を減少させるべく前記反力モータを通じて前記ステアリングホイールを回転させる補正処理を実行する機能を有し、
前記制御装置は、車両の電源がオンされた場合、前記ずれ量が定められた許容量以上であるときには前記補正処理を実行する一方、前記ずれ量が前記許容量未満であるときには前記補正処理を実行しないで前記転舵輪の転舵位置を前記ステアリングホイールの回転位置に対応する位置へ補正するための処理を実行する操舵装置。 - 前記制御装置は、前記転舵輪の転舵位置を前記ステアリングホイールの回転位置に対応する位置へ補正するための処理として、前記転舵輪の転舵位置が前記ステアリングホイールの回転位置に対応する位置へ向けて徐々に変化するように前記転舵モータを制御する請求項1に記載の操舵装置。
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