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I中，公開了一種根據(jù)由駕駛員輸入到方向盤的轉(zhuǎn)輪扭矩的符號來施加輔助扭矩的電動動力轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)。
[0003]專利文獻1:日本特開2010-188825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)中存在以下問題:由于轉(zhuǎn)輪角中立位置與轉(zhuǎn)輪扭矩中立位置一致，因此在駕駛員為了使靠近車道的一端的車輛返回到車道中央而進行跨越轉(zhuǎn)輪角中立位置的修正轉(zhuǎn)輪的情況下，轉(zhuǎn)輪扭矩的符號反轉(zhuǎn)，駕駛員控制力的方向發(fā)生切換，因此駕駛員的轉(zhuǎn)輪負擔(dān)大。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供如下一種轉(zhuǎn)輪控制裝置:能夠減輕駕駛員為了使靠近車道的一端的車輛返回到車道中央而進行修正轉(zhuǎn)輪時的轉(zhuǎn)輪負擔(dān)。
_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，在以自校準扭矩和轉(zhuǎn)輪反作用力為坐標(biāo)軸的坐標(biāo)上設(shè)定自校準扭矩越大則轉(zhuǎn)輪反作用力越大的轉(zhuǎn)輪反作用力特性，在基于該轉(zhuǎn)輪反作用力特性對轉(zhuǎn)輪部施加與自校準扭矩相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪反作用力時，使轉(zhuǎn)輪反作用力特性在坐標(biāo)上向如下方向偏移，該方向為白線與本車輛行進方向所成的角度即橫擺角的積分值越大則轉(zhuǎn)輪反作用力的絕對值越大的方向。
[0009]發(fā)明的效果
[0010]由此，轉(zhuǎn)輪扭矩中立位置與轉(zhuǎn)輪角中立位置相比向偏轉(zhuǎn)增加側(cè)偏移，因此能夠抑制修正轉(zhuǎn)輪時的轉(zhuǎn)輪扭矩的符號的反轉(zhuǎn)。其結(jié)果，駕駛員控制力的方向不易切換，因此能夠減輕駕駛員的轉(zhuǎn)輪負擔(dān)。
【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)的情況下未實施橫向位置F/B控制時的橫擺角變化以及橫向位置變化的時間圖。
[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)的情況下實施了橫向位置F/B控制時的橫擺角變化以及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是與偏尚余量時間相應(yīng)的反作用力運算部39的控制框圖。
[0027]圖17是與橫向位置相應(yīng)的反作用力運算部40的控制框圖。
[0028]圖18是示出表示與自校準扭矩相應(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]圖21是表示實施例2的車輛的轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
[0032]圖22是輔助扭矩控制部28的控制框圖。
[0033]圖23是輔助扭矩偏移部42的控制框圖。
[0034]圖24是示出表示與轉(zhuǎn)輪扭矩相應(yīng)的輔助扭矩的輔助扭矩特性向輔助扭矩的絕對值變小的方向偏移后的狀態(tài)的圖。
[0035]附圖標(biāo)記說曰月
[0036]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；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；14:轉(zhuǎn)向角傳感器；15:齒條齒輪；16:齒條；17:攝像機；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)動器；23:電流驅(qū)動器；24:導(dǎo)航系統(tǒng)；25:EPS控制器；26:扭矩傳感器；27 ??動力轉(zhuǎn)輪馬達;28:輔助扭矩控制部；28a:減法器；29:電流驅(qū)動器；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)輪反作用力扭矩偏移部；36a:橫擺角運算部；36b:橫向位置運算部；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:曲率校正增益乘法部；38g:乘法器；39:與偏離余量時間相應(yīng)的反作用力運算部；39a:乘法器；39b:除法器；39c:除法器；39d:偏離余量時間選擇部；39e:與偏離余量時間相應(yīng)的反作用力運算部；40:與橫向位置對應(yīng)的反作用力運算部；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)的反作用力運算部；41:輔助扭矩運算部；42:輔助扭矩偏移部；42c:反作用力選擇部。
【具體實施方式】
[0037](實施例1)
[0038][系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0039]圖1是表示實施例1的車輛的轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
[0040]實施例1的轉(zhuǎn)輪裝置采用了如下的線控轉(zhuǎn)輪(SBW)系統(tǒng):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)向的轉(zhuǎn)向部2機械地分離。
[0041]轉(zhuǎn)輪部I具備方向盤6、柱軸7、反作用力馬達8以及轉(zhuǎn)輪角傳感器9。
[0042]柱軸7與方向盤6 —體地旋轉(zhuǎn)。
[0043]反作用力馬達8例如是無刷馬達，是輸出軸與柱軸7同軸的同軸馬達，該反作用力馬達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。
[0044]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。
[0045]轉(zhuǎn)向部2具備小齒輪軸11、轉(zhuǎn)輪齒輪12、轉(zhuǎn)向馬達13以及轉(zhuǎn)向角傳感器14。
[0046]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)向。
[0047]轉(zhuǎn)向馬達13例如是無刷馬達，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)向的轉(zhuǎn)向扭矩。
[0048]轉(zhuǎn)向角傳感器14檢測轉(zhuǎn)向馬達13的絕對旋轉(zhuǎn)角。在此，轉(zhuǎn)向馬達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13的旋轉(zhuǎn)角檢測前輪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13的旋轉(zhuǎn)角計算出前輪5的轉(zhuǎn)向角。
[0049]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機械地連接。
[0050]除了上述轉(zhuǎn)輪角傳感器9的信號和轉(zhuǎn)向角傳感器14的信號被輸入到SBW控制器4以外，由攝像機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檢測出的車速(車身速度)也被輸入到SBW控制器4。
[0051]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(轉(zhuǎn)輪反作用力控制單元、控制器)20以及影像處理部21。
[0052]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)動器22輸出。
[0053]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13輸出的指令電流。
[0054]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)動器23輸出。
[0055]電流驅(qū)動器23通過使根據(jù)反作用力馬達8的電流值估計的實際轉(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8輸出的指令電流。
[0056]影像處理部21通過從由攝像機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別行駛車道左右的白線(行駛道路區(qū)分線)。
[0057]除此之外，在SBW系統(tǒng)發(fā)生故障時，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進行軸向移動。此時，也可以進行通過轉(zhuǎn)向馬達13的輔助扭矩來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)輪力的、相當(dāng)于電動動力轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的控制。
[0058]對于上述SBW系統(tǒng)，也可以設(shè)為將各傳感器、各控制器、各馬達設(shè)置多個的冗余系統(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。
[0059]在實施例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)輪負擔(dān)，實施穩(wěn)定性控制和修正轉(zhuǎn)輪降低控制。
[0060]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，進行兩種反饋(F/B)控制。
[0061]1.橫擺角F/B控制
[0062]根據(jù)白線與本車輛行進方向所成的角度、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。
[0063]2.橫向位置F/B控制
[0064]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