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):為了在彎道時(shí)順利地通過，在轉(zhuǎn)彎過程中，曲率越大則使與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)地施加于方向盤的轉(zhuǎn)輪反作用力越小。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-78938號(hào)公報(bào)

【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)中存在以下問題:曲率越大則與保舵扭矩的變化相對(duì)的轉(zhuǎn)輪角的變動(dòng)越大，因此車輛對(duì)轉(zhuǎn)輪扭矩的靈敏度變高，駕駛員難以進(jìn)行前進(jìn)路線修正。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)使轉(zhuǎn)彎中的駕駛員容易進(jìn)行前進(jìn)路線修正的轉(zhuǎn)輪控制裝置。
_7] 用于解決問題的方案
[0008]在本發(fā)明中，根據(jù)與轉(zhuǎn)向部機(jī)械地分離的轉(zhuǎn)輪部的轉(zhuǎn)輪量來控制轉(zhuǎn)向部的轉(zhuǎn)向量，在基于自校準(zhǔn)扭矩越大則轉(zhuǎn)輪反作用力越大的與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反作用力特性來對(duì)轉(zhuǎn)輪部施加與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反作用力時(shí)，白線的曲率越大則使轉(zhuǎn)輪反作用力特性中的與自校準(zhǔn)扭矩的變化量相對(duì)的轉(zhuǎn)輪反作用力的變化量越大。
[0009]發(fā)明的效果
[0010]由此，曲率越大則與保舵扭矩的變化相對(duì)的轉(zhuǎn)輪角的變動(dòng)越小，因此車輛對(duì)轉(zhuǎn)輪扭矩的靈敏度被抑制得低，能夠?qū)崿F(xiàn)使轉(zhuǎn)彎中的駕駛員容易進(jìn)行前進(jìn)路線修正。
【附圖說明】
[0011]圖1是表示實(shí)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)輪反作用力控制部20的控制框圖。
[0014]圖4是干擾抑制指令轉(zhuǎn)向角運(yùn)算部32的控制框圖。
[0015]圖5是與橫擺角相應(yīng)的推斥力運(yùn)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(yùn)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是表示在高速公路的直線道路上行駛過程中的車輛受到單次的橫風(fēng)的情況下的橫擺角變化的時(shí)間圖。
[0019]圖9是表示在高速公路的直線道路上行駛過程中的車輛受到連續(xù)的橫風(fēng)的情況下未實(shí)施橫向位置F/B控制時(shí)的橫擺角變化以及橫向位置變化的時(shí)間圖。
[0020]圖10是表示在高速公路的直線道路上行駛過程中的車輛受到連續(xù)的橫風(fēng)的情況下實(shí)施了橫向位置F/B控制時(shí)的橫擺角變化以及橫向位置變化的時(shí)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)輪反作用力扭矩的轉(zhuǎn)輪反作用力特性向與自校準(zhǔn)扭矩相同的方向偏移后的狀態(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是示出由于表示與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩的轉(zhuǎn)輪反作用力特性向與自校準(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)生變化的狀態(tài)的圖。
[0025]圖15是轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩偏移部36的控制框圖。
[0026]圖16是與偏尚余量時(shí)間相應(yīng)的反作用力運(yùn)算部39的控制框圖。
[0027]圖17是與橫向位置相應(yīng)的反作用力運(yùn)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)輪反作用力扭矩的轉(zhuǎn)輪反作用力特性向轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩的絕對(duì)值變大的方向偏移后的狀態(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)系的特性圖。
[0030]圖20是示出由于表示與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩的轉(zhuǎn)輪反作用力特性向轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩的絕對(duì)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)生變化的狀態(tài)的圖。
[0031]附圖標(biāo)記說曰月
[0032]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:反作用力馬達(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)輪反作用力控制部；20a:減法器；20b:加法器；20c:加法器；21:影像處理部；22:電流驅(qū)動(dòng)器；23:電流驅(qū)動(dòng)器；24:導(dǎo)航系統(tǒng)；31:指令轉(zhuǎn)向角運(yùn)算部；32:干擾抑制指令轉(zhuǎn)向角運(yùn)算部；32a:橫擺角運(yùn)算部；32b:曲率運(yùn)算部；32c:橫向位置運(yùn)算部；32d:加法器；32e:目標(biāo)橫擺力矩運(yùn)算部；32f:目標(biāo)橫擺加速度運(yùn)算部；32g:目標(biāo)橫擺率運(yùn)算部；32h:指令轉(zhuǎn)向角運(yùn)算部；321:限幅處理部；33:橫向力運(yùn)算部；34:橫向力偏移部;34a:曲率運(yùn)算部;34b:上下限限幅器;34c:SAT增益運(yùn)算部;34d:乘法器;34e:限幅處理部；35:SAT運(yùn)算部；36:轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩偏移部；36a:橫擺角運(yùn)算部；36b:橫向位置運(yùn)算部；36c:反作用力選擇部；36d:限幅處理部；37:與橫擺角相應(yīng)的推斥力運(yùn)算部；37a:上下限限幅器: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(yùn)算部；38a:減法器；38b:上下限限幅器；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?乘法部；38g:乘法器；39:與偏尚余星時(shí)間相應(yīng)的反作用力運(yùn)算部；39a:乘法器；39b:除法器；39c:除法器；39d:偏尚余星時(shí)間選擇部；39e:與偏尚余星時(shí)間相應(yīng)的反作用力運(yùn)算部；40:與橫向位置對(duì)應(yīng)的反作用力運(yùn)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)的反作用力運(yùn)算部。
【具體實(shí)施方式】
[0033](實(shí)施例1)
[0034][系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0035]圖1是表示實(shí)施例1的車輛的轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
[0036]實(shí)施例1的轉(zhuǎn)輪裝置采用了如下的線控轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)(SBW):以轉(zhuǎn)輪部1、轉(zhuǎn)向部2、備用離合器3、SBff控制器4為主要結(jié)構(gòu)，且接收駕駛員的轉(zhuǎn)輪輸入的轉(zhuǎn)輪部I與使左右前輪(轉(zhuǎn)向輪)5FL、5FR轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向部2機(jī)械地分離。
[0037]轉(zhuǎn)輪部I具備方向盤6、柱軸7、反作用力馬達(dá)8以及轉(zhuǎn)輪角傳感器9。
[0038]柱軸7與方向盤6 —體地旋轉(zhuǎn)。
[0039]反作用力馬達(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)，該反作用力馬達(dá)8根據(jù)來自SBW控制器4的指令向柱軸7輸出轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩。
[0040]轉(zhuǎn)輪角傳感器9檢測(cè)柱軸7的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角、即方向盤6的轉(zhuǎn)輪角。
[0041]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。
[0042]轉(zhuǎn)輪齒輪12是齒條齒輪式的轉(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)動(dòng)。
[0043]轉(zhuǎn)向馬達(dá)13例如是無刷馬達(dá)，其輸出軸經(jīng)由未圖示的減速器與齒條齒輪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)動(dòng)的轉(zhuǎn)向扭矩。
[0044]轉(zhuǎn)向角傳感器14檢測(cè)轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角。在此，轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的旋轉(zhuǎn)角與前輪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(cè)前輪5的轉(zhuǎn)向角。以下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(jì)算出前輪5的轉(zhuǎn)向角。
[0045]備用離合器3設(shè)置于轉(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。
[0046]除了上述轉(zhuǎn)輪角傳感器9和轉(zhuǎn)向角傳感器14的信號(hào)被輸入到SBW控制器4以外，由攝像機(jī)17拍攝到的本車輛前方的行駛道路的影像和由車速傳感器18檢測(cè)出的車速(車身速度)也被輸入到SBW控制器4。
[0047]SBW控制器4具有控制前輪5FL、5FR的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向控制部19、控制對(duì)柱軸7施加的轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩的轉(zhuǎn)輪反作用力控制部20以及影像處理部21。
[0048]轉(zhuǎn)向控制部19基于各輸入信息來生成指令轉(zhuǎn)向角，并將生成的指令轉(zhuǎn)向角向電流驅(qū)動(dòng)器22輸出。
[0049]電流驅(qū)動(dòng)器22通過使由轉(zhuǎn)向角傳感器14檢測(cè)出的實(shí)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輸出的指令電流。
[0050]轉(zhuǎn)輪反作用力控制部20基于各輸入信息來生成指令轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩，并將生成的指令轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩向電流驅(qū)動(dòng)器23輸出。
[0051]電流驅(qū)動(dòng)器23通過使根據(jù)反作用力馬達(dá)8的電流值估計(jì)的實(shí)際轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩與指令轉(zhuǎn)輪反作用力扭矩一致的扭矩反饋來控制向反作用力馬達(dá)8輸出的指令電流。
[0052]影像處理部21通過從由攝像機(jī)17拍攝到的本車輛前方的行駛道路的影像提取邊緣等的圖像處理來識(shí)別行駛車道左右的白線(行駛道路區(qū)分線)。
[0053]除此之外，在SBW系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，SBff控制器4將備用離合器3接合來將轉(zhuǎn)輪部I與轉(zhuǎn)向部2機(jī)械地連結(jié)，從而能夠通過方向盤6的轉(zhuǎn)輪來使齒條16進(jìn)行軸向移動(dòng)。此時(shí)，也可以進(jìn)行通過轉(zhuǎn)向馬達(dá)13的輔助扭矩來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)輪力的、相當(dāng)于電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的控制。
[0054]對(duì)于上述SBW系統(tǒng)，也可以設(shè)為將各傳感器、各控制器、各馬達(dá)設(shè)置多個(gè)的冗余系統(tǒng)。另外，還可以將轉(zhuǎn)向控制部19與轉(zhuǎn)輪反作用力控制部20分開設(shè)置。
[0055]在實(shí)施例1中，為了降低駕駛員的修正轉(zhuǎn)輪量和減輕駕駛員的轉(zhuǎn)輪負(fù)擔(dān)，實(shí)施穩(wěn)定性控制和修正轉(zhuǎn)輪降低控制。
[0056]穩(wěn)定性控制以針對(duì)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)行兩種反饋(F/B)控制。
[0057]1.橫擺角F/B控制
[0058]根據(jù)白線與本車輛行進(jìn)方向所成的角度、即橫擺角來校正轉(zhuǎn)向角，以使由干擾產(chǎn)生的橫擺角減小。
[0059]2.橫向位置F/B控制
[0060]根據(jù)到白線的距離(橫向位置)來校正轉(zhuǎn)向角，以使由干擾產(chǎn)生的橫擺角的積分值即橫向位置變化減少。
[0061]修正轉(zhuǎn)輪降低控制是以針對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)輪輸入來提高車輛的穩(wěn)定性為目的，進(jìn)行三種反作用力偏移控制。
[0062]1.與橫向位置相應(yīng)的反作用力偏移控制
[0063]根據(jù)橫向位置使與自校準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反作用力特性向轉(zhuǎn)輪反作用力的絕對(duì)值變大的方向偏移，來抑制在駕駛員進(jìn)行了跨越轉(zhuǎn)輪角中立位置的修正轉(zhuǎn)輪時(shí)轉(zhuǎn)輪扭矩的符號(hào)發(fā)生反轉(zhuǎn)。
[0064]2.與偏尚余量時(shí)間相應(yīng)的反作用力偏移控制
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