轉(zhuǎn)輪控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)輪控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中公開了如下一種技術(shù):為了順利通過彎道處，在轉(zhuǎn)彎過程中，曲率越大，使與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)地施加于方向盤的轉(zhuǎn)輪反力越小。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-78938號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]發(fā)明要解決的問題
[0005]然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于與自校準(zhǔn)扭矩相對的轉(zhuǎn)輪反力特性發(fā)生變化，因此存在給駕駛員帶來不適感覺的問題。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減輕給駕駛員帶來的不適感覺的轉(zhuǎn)輪控制裝置。_7] 用于解決問題的方案
[0008]在本發(fā)明中，計算曲率越大則越大的偏移量，在將自校準(zhǔn)扭矩和轉(zhuǎn)輪反力設(shè)為坐標(biāo)軸的坐標(biāo)上設(shè)定自校準(zhǔn)扭矩越大則轉(zhuǎn)輪反力越大的轉(zhuǎn)輪反力特性，使該轉(zhuǎn)輪反力特性在坐標(biāo)上向與自校準(zhǔn)扭矩相同符號的方向偏移偏移量。此時，車輛的橫向加速度的絕對值越大，越抑制偏移量的增加。
[0009]發(fā)明的效果
[0010]因此，能夠在維持轉(zhuǎn)輪反力特性的狀態(tài)下變更轉(zhuǎn)輪反力，從而能夠減輕給駕駛員帶來的不適感覺。
【附圖說明】
[0011]圖1是表示實施例1的車輛的轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
[0012]圖2是轉(zhuǎn)向控制部19的控制框圖。
[0013]圖3是轉(zhuǎn)輪反力控制部20的控制框圖。
[0014]圖4是干擾抑制指令轉(zhuǎn)向角運算部32的控制框圖。
[0015]圖5是與橫擺角相應(yīng)的推斥力運算部37的控制框圖。
[0016]圖6是與橫向位置相應(yīng)的推斥力運算部38的控制框圖。
[0017]圖7是表示橫擺角F/B控制和橫向位置F/B控制的控制區(qū)域的圖。
[0018]圖8是表示正行駛于高速公路的直線道路的車輛受到單次的橫風(fēng)的情況下的橫擺角變化的時間圖。
[0019]圖9是表示在正行駛于高速公路的直線道路的車輛受到連續(xù)的橫風(fēng)的情況下未實施橫向位置F/B控制時的橫擺角變化和橫向位置變化的時間圖。
[0020]圖10是表示在正行駛于高速公路的直線道路的車輛受到連續(xù)的橫風(fēng)的情況下實施了橫向位置F/B控制時的橫擺角變化和橫向位置變化的時間圖。
[0021]圖11是橫向力偏移部34的控制框圖。
[0022]圖12是示出表示與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力扭矩的轉(zhuǎn)輪反力特性向與自校準(zhǔn)扭矩相同的方向偏移的狀態(tài)的圖。
[0023]圖13是表示方向盤的轉(zhuǎn)輪角與駕駛員的轉(zhuǎn)輪扭矩的關(guān)系的特性圖。
[0024]圖14是表示通過使表示與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力扭矩的轉(zhuǎn)輪反力特性向與自校準(zhǔn)扭矩相同的方向偏移而表示方向盤的轉(zhuǎn)輪角與駕駛員的轉(zhuǎn)輪扭矩的關(guān)系的特性發(fā)生了變化的狀態(tài)的圖。
[0025]圖15是轉(zhuǎn)輪反力扭矩偏移部36的控制框圖。
[0026]圖16是與偏尚余量時間相應(yīng)的反力運算部39的控制框圖。
[0027]圖17是與橫向位置相應(yīng)的反力運算部40的控制框圖。
[0028]圖18是示出表示與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力扭矩的轉(zhuǎn)輪反力特性向轉(zhuǎn)輪反力扭矩的絕對值變大的方向偏移的狀態(tài)的圖。
[0029]圖19是表示方向盤的轉(zhuǎn)輪角與駕駛員的轉(zhuǎn)輪扭矩的關(guān)系的特性。
[0030]圖20是表示通過使表示與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力扭矩的轉(zhuǎn)輪反力特性向轉(zhuǎn)輪反力扭矩的絕對值變大的方向偏移而表示方向盤的轉(zhuǎn)輪角與駕駛員的轉(zhuǎn)輪扭矩的關(guān)系的特性發(fā)生了變化的狀態(tài)的圖。
[0031]圖21是表示實施例1的橫向力偏移部中的限幅處理部內(nèi)的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
[0032]圖22是計算實施例1的橫向力偏移部中的增加側(cè)比率限幅值的對應(yīng)圖。
[0033]圖23是表示在實施例1的轉(zhuǎn)輪控制裝置中具有比較大的曲率的彎道連續(xù)時的狀態(tài)的概要圖。
[0034]附圖標(biāo)記說曰月
[0035]1:轉(zhuǎn)輪部；2:轉(zhuǎn)向部；3:備用離合器；4:SBW控制器；5FL、5FR:左右前輪；6:方向盤；7:柱軸；8 ??反力馬達(dá);9:轉(zhuǎn)輪角傳感器；11:小齒輪軸；12:轉(zhuǎn)輪齒輪；13:轉(zhuǎn)向馬達(dá)；14:轉(zhuǎn)向角傳感器；15:齒條齒輪；16:齒條;17:攝像機(jī)；18:車速傳感器；19:轉(zhuǎn)向控制部；19a:加法器；20:轉(zhuǎn)輪反力控制部；20a:減法器；20b:加法器；20c:加法器；21:影像處理部；22:電流驅(qū)動器；23:電流驅(qū)動器；24:導(dǎo)航系統(tǒng)；31:指令轉(zhuǎn)向角運算部；32:干擾抑制指令轉(zhuǎn)向角運算部；32a:橫擺角運算部；32b:曲率運算部；32c:橫向位置運算部；32d:加法器；32e:目標(biāo)橫擺力矩運算部；32f:目標(biāo)橫擺加速度運算部；32g:目標(biāo)橫擺率運算部；32h:指令轉(zhuǎn)向角運算部；321:限幅處理部；33:橫向力運算部；34:橫向力偏移部；34a:曲率運算部;34b:上下限幅器；34c:SAT增益運算部;34d:乘法器；34e:限幅處理部;35:SAT運算部；36:轉(zhuǎn)輪反力扭矩偏移部；36a:橫擺角運算部；36b:橫向位置運算部；36c:反力選擇部；36d:限幅處理部；37:與橫擺角相應(yīng)的推斥力運算部；37a:上下限幅器；37b:橫擺角F/B增益乘法部；37c:車速校正增益乘法部；37d:曲率校正增益乘法部；37e:乘法器；38:與橫向位置相應(yīng)的推斥力運算部；38a:減法器；38b:上下限幅器；38c:距離校正增益乘法部；38d:橫向位置F/B增益乘法部；38e:車速校正增益乘法部；38f:曲率校正增益乘法部；38g:乘法器；39:與偏離余量時間相應(yīng)的反力運算部；39a:乘法器；39b:除法器；39c:除法器；39d:偏尚余量時間選擇部；39e:與偏尚余量時間相應(yīng)的反力運算部；40:與橫向位置相應(yīng)的反力運算部；40a:減法器；40b:減法器；40c:橫向位置偏差選擇部；40d:與橫向位置偏差相應(yīng)的反力運算部。
【具體實施方式】
[0036][實施例1]
[0037][系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0038]圖1是表示實施例1的車輛的轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
[0039]實施例1的轉(zhuǎn)輪裝置采用了如下的線控轉(zhuǎn)向(SBW)系統(tǒng):將轉(zhuǎn)輪部1、轉(zhuǎn)向部2、備用離合器3、SBff控制器4作為主要的結(jié)構(gòu)，且接受駕駛員的轉(zhuǎn)輪輸入的轉(zhuǎn)輪部I與使左右前輪(轉(zhuǎn)向輪)5FL、5FR轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向部2機(jī)械地分離。
[0040]轉(zhuǎn)輪部I具備方向盤6、柱軸7、反力馬達(dá)8以及轉(zhuǎn)輪角傳感器9。
[0041]柱軸7與方向盤6 —體地旋轉(zhuǎn)。
[0042]反力馬達(dá)8例如是無刷馬達(dá)，是輸出軸與柱軸7同軸的同軸馬達(dá)，根據(jù)來自SBW控制器4的指令向柱軸7輸出轉(zhuǎn)輪反力扭矩。
[0043]轉(zhuǎn)輪角傳感器9檢測柱軸7的絕對旋轉(zhuǎn)角、即方向盤6的轉(zhuǎn)輪角。
[0044]轉(zhuǎn)向部2具備小齒輪軸11、轉(zhuǎn)輪齒輪12、轉(zhuǎn)向馬達(dá)13以及轉(zhuǎn)向角傳感器14。
[0045]轉(zhuǎn)輪齒輪12是齒條和小齒輪式的轉(zhuǎn)輪齒輪，與小齒輪軸11的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)地使前輪5L、5R轉(zhuǎn)向。
[0046]轉(zhuǎn)向馬達(dá)13例如是無刷馬達(dá)，輸出軸通過未圖示的減速機(jī)與齒條齒輪15連接，根據(jù)來自SBW控制器4的指令向齒條16輸出用于使前輪5轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向扭矩。
[0047]轉(zhuǎn)向角傳感器14檢測轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的絕對旋轉(zhuǎn)角。在此，轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的旋轉(zhuǎn)角和前輪5的轉(zhuǎn)向角始終存在唯一確定的相關(guān)關(guān)系，因此能夠根據(jù)轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的旋轉(zhuǎn)角檢測前輪5的轉(zhuǎn)向角。在下面只要沒有特別地記載，就設(shè)為根據(jù)轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的旋轉(zhuǎn)角計算出前輪5的轉(zhuǎn)向角。
[0048]備用離合器3被設(shè)置在轉(zhuǎn)輪部I的柱軸7與轉(zhuǎn)向部2的小齒輪軸11之間，通過備用離合器3的分離來將轉(zhuǎn)輪部I與轉(zhuǎn)向部2機(jī)械地分離，通過備用離合器3的接合來將轉(zhuǎn)輪部I與轉(zhuǎn)向部2機(jī)械地連接。
[0049]除了對SBW控制器4輸入上述轉(zhuǎn)輪角傳感器9和轉(zhuǎn)向角傳感器14的信號以外，對SBW控制器4還輸入由攝像機(jī)17拍攝到的本車前方的行駛道路的影像和由車速傳感器18檢測出的車速(車體速度)。
[0050]SBW控制器4具有對前輪5FL、5FR的轉(zhuǎn)向角進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)向控制部19、對施加于柱軸7的轉(zhuǎn)輪反力扭矩進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)輪反力控制部(轉(zhuǎn)輪反力控制單元、控制器)20以及影像處理部21。
[0051]轉(zhuǎn)向控制部19根據(jù)各輸入信息生成指令轉(zhuǎn)向角，將所生成的指令轉(zhuǎn)向角向電流驅(qū)動器22輸出。
[0052]電流驅(qū)動器22通過使由轉(zhuǎn)向角傳感器14檢測出的實際轉(zhuǎn)向角與指令轉(zhuǎn)向角一致的角度反饋，來控制向轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的指令電流。
[0053]轉(zhuǎn)輪反力控制部20根據(jù)各輸入信息生成指令轉(zhuǎn)輪反力扭矩，將所生成的指令轉(zhuǎn)輪反力扭矩向電流驅(qū)動器23輸出。
[0054]電流驅(qū)動器23通過使基于反力馬達(dá)8的電流值估計出的實際轉(zhuǎn)輪反力扭矩與指令轉(zhuǎn)輪反力扭矩一致的扭矩反饋，來控制向反力馬達(dá)8的指令電流。
[0055]影像處理部21通過從由攝像機(jī)17拍攝到的本車前方的行駛道路的影像提取邊緣等圖像處理來識別行駛車道左右的白線(行駛道路區(qū)分線)。
[0056]另外，SBW控制器4在SBW系統(tǒng)故障時，將備用離合器3結(jié)合來將轉(zhuǎn)輪部I與轉(zhuǎn)向部2機(jī)械地連接，能夠通過方向盤6的轉(zhuǎn)輪來進(jìn)行齒條16的軸向移動。此時，也可以通過轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的輔助扭矩進(jìn)行對駕駛員的轉(zhuǎn)輪力進(jìn)行輔助的、相當(dāng)于電動動力轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的控制。
[0057]在上述SBW系統(tǒng)中，也可以設(shè)為將各傳感器、各控制器、各馬達(dá)設(shè)置多個的冗余系統(tǒng)。另外，也可以使轉(zhuǎn)向控制部19和轉(zhuǎn)輪反力控制部20相獨立。
[0058]在實施例1中，為了降低駕駛員的修正轉(zhuǎn)輪量和減輕轉(zhuǎn)輪負(fù)擔(dān)，實施穩(wěn)定性控制和修正轉(zhuǎn)輪降低控制。
[0059]穩(wěn)定性控制以針對干擾(橫風(fēng)、路面凹凸、車轍、路面傾斜等)提高車輛的穩(wěn)定性為目的，進(jìn)行兩個反饋(F/B)控制。
[0060]1.橫擺角F/B控制
[0061]根據(jù)白線與本車行進(jìn)方向所形成的角度即橫擺角來校正轉(zhuǎn)向角，使由于干擾而產(chǎn)生的橫擺角減少。
[0062]2.橫向位置F/B控制
[0063]根據(jù)到白線的距離(橫向位置)校正轉(zhuǎn)向角，使由于干擾而產(chǎn)生的橫擺角的積分值即橫向位置變化減少。
[0064]修正轉(zhuǎn)輪降低控制以針對駕駛員的轉(zhuǎn)輪輸入提高車輛的穩(wěn)定性為目的，進(jìn)行三個反力偏移控制。
[0065]1.與橫向位置相應(yīng)的反力偏移控制
[0066]與橫向位置相應(yīng)地使與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力特性向轉(zhuǎn)輪反力的絕對值變大的方向偏移，抑制在駕駛員進(jìn)行了越過轉(zhuǎn)輪角中立位置的修正轉(zhuǎn)輪時轉(zhuǎn)輪扭矩的符號反轉(zhuǎn)。
[0067]2.與偏尚余量時間相應(yīng)的反力偏移控制
[0068]與偏離余量時間(到白線的到達(dá)時間)相應(yīng)地、使與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力特性向轉(zhuǎn)輪反力的絕對值變大的方向偏移，抑制在駕駛員進(jìn)行越過轉(zhuǎn)輪角中立位置的修正轉(zhuǎn)輪時轉(zhuǎn)輪扭矩的符號反轉(zhuǎn)。
[0069]3.與曲率相應(yīng)的反力偏移控制
[0070]與白線的曲率相應(yīng)地、使與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反力特性向與自校準(zhǔn)扭矩相同符號的方向偏移，降低轉(zhuǎn)彎時駕駛員的保舵力，并且抑制相對于保舵力變化的保舵角變化。
[0071][轉(zhuǎn)向控制部]
[0072]圖2是轉(zhuǎn)向控制部19的控制框