車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪控制裝置和車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種利用將駕駛員操作的操作部與使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向部機(jī)械地分離的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪控制裝置和車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，存在如下的轉(zhuǎn)輪控制裝置:在將方向盤(pán)(steering wheel)與轉(zhuǎn)向輪之間的扭矩傳遞路徑機(jī)械地分離的狀態(tài)下，對(duì)轉(zhuǎn)向馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向成與方向盤(pán)的操作相應(yīng)的角度(目標(biāo)轉(zhuǎn)向角)。
[0003]這樣的轉(zhuǎn)輪控制裝置一般是形成被稱為線控轉(zhuǎn)向(SBW)的系統(tǒng)(SBW系統(tǒng))的裝置，例如有專利文獻(xiàn)I所記載的裝置。在該SBW系統(tǒng)中，根據(jù)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)輪角計(jì)算前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角，來(lái)控制轉(zhuǎn)向馬達(dá)，并且根據(jù)計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角控制反作用力馬達(dá)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-5933號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0006]在上述專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，在為了實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)增加操作時(shí)的目標(biāo)響應(yīng)而使轉(zhuǎn)向角的相位相對(duì)于轉(zhuǎn)輪角的相位超前的情況下，在偏轉(zhuǎn)返回操作時(shí)，由于相位超前的過(guò)剩效果而導(dǎo)致給駕駛員帶來(lái)不自然感。
[0007]因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)理想的轉(zhuǎn)輪感的車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪控制裝置和車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪控制方法。
_8] 用于解決問(wèn)題的方案
[0009]為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方式是在檢測(cè)出由駕駛員對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行的偏轉(zhuǎn)返回操作時(shí)，與檢測(cè)出由駕駛員對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行的偏轉(zhuǎn)增加操作時(shí)相比降低針對(duì)轉(zhuǎn)輪輸入的轉(zhuǎn)向輸出的響應(yīng)性。
[0010]發(fā)明的效果
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明，在轉(zhuǎn)向控制中，與偏轉(zhuǎn)增加操作時(shí)的轉(zhuǎn)向響應(yīng)相比能夠使偏轉(zhuǎn)返回操作時(shí)的轉(zhuǎn)向響應(yīng)延遲。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)在偏轉(zhuǎn)增加操作中無(wú)響應(yīng)延遲而在偏轉(zhuǎn)返回操作中方向盤(pán)自然地返回這樣的理想的轉(zhuǎn)輪感。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是具備本實(shí)施方式的車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪裝置的車(chē)輛的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是轉(zhuǎn)向控制和反作用力控制的控制框圖。
[0014]圖3是微分轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)關(guān)系的例子。
[0015]圖4是說(shuō)明本實(shí)施方式的動(dòng)作的圖。
[0016]圖5是表示轉(zhuǎn)向控制的其它例子的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0018](第一實(shí)施方式)
[0019](結(jié)構(gòu))
[0020]圖1是具備本實(shí)施方式的車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪裝置的車(chē)輛的整體結(jié)構(gòu)圖。該車(chē)輛用轉(zhuǎn)輪裝置是將方向盤(pán)I與使前輪(轉(zhuǎn)向輪)2轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3機(jī)械地?cái)嚅_(kāi)的所謂的線控轉(zhuǎn)向(SBff)系統(tǒng)。
[0021]該車(chē)輛具備反作用力馬達(dá)5。反作用力馬達(dá)5設(shè)置于支承方向盤(pán)I的柱軸4上。另外，該車(chē)輛具備旋轉(zhuǎn)角傳感器6、轉(zhuǎn)輪扭矩傳感器7以及反作用力馬達(dá)角度傳感器8。旋轉(zhuǎn)角傳感器6檢測(cè)柱軸4的旋轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)輪扭矩傳感器7基于柱軸4的扭轉(zhuǎn)角檢測(cè)轉(zhuǎn)輪扭矩。反作用力馬達(dá)角度傳感器8檢測(cè)反作用力馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)角度。
[0022]該車(chē)輛還具備第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b。第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b設(shè)置在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3中，對(duì)小齒輪軸13a、13b分別施加使前輪2轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向扭矩。
[0023]另外，該車(chē)輛具備第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)角度傳感器10a、10b以及第一、第二輪胎橫向力傳感器12a、12b。第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)角度傳感器10a、1b檢測(cè)第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b的旋轉(zhuǎn)角度作為前輪2相對(duì)于直行狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)角即轉(zhuǎn)向角。第一、第二輪胎橫向力傳感器12a、12b檢測(cè)從前輪2向齒條11的軸方向輸入的力作為前輪2的橫向力。此外，第一轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a經(jīng)由小齒輪軸13a和齒條11與前輪2機(jī)械地連接，第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9b經(jīng)由小齒輪軸13b和齒條11與前輪2機(jī)械地連接。因此，能夠通過(guò)檢測(cè)第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)檢測(cè)前輪2的轉(zhuǎn)向角。
[0024]第一、第二、第三控制器14、15、16控制反作用力馬達(dá)5和第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b ο
[0025]第二控制器15被輸入來(lái)自旋轉(zhuǎn)角傳感器6的柱軸旋轉(zhuǎn)角、來(lái)自轉(zhuǎn)輪扭矩傳感器7的轉(zhuǎn)輪扭矩、來(lái)自反作用力馬達(dá)角度傳感器8的反作用力馬達(dá)角度以及來(lái)自第一、第二輪胎橫向力傳感器12a、12b的輪胎橫向力。另外，第二控制器15還經(jīng)由未圖示的CAN通信線路被輸入車(chē)輪速度等車(chē)輛信息。
[0026]而且，第二控制器15根據(jù)來(lái)自反作用力馬達(dá)角度傳感器8的反作用力馬達(dá)角度、來(lái)自CAN通信線路的車(chē)速生成前輪2的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角，并將其發(fā)送至第一、第三控制器14、16。第一控制器14向第一轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a輸出用于消除從第二控制器15輸入的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角與第一轉(zhuǎn)向馬達(dá)角度傳感器1a所檢測(cè)出的前輪2的實(shí)際轉(zhuǎn)向角之間的偏差的指示電流，來(lái)控制轉(zhuǎn)向角。第三控制器16向第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9b輸出用于消除從第二控制器15輸入的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角與第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)角度傳感器1b所檢測(cè)出的前輪2的實(shí)際轉(zhuǎn)向角之間的偏差的指示電流，來(lái)控制轉(zhuǎn)向角。
[0027]另外，第二控制器15根據(jù)來(lái)自反作用力馬達(dá)角度傳感器8的反作用力馬達(dá)角度、來(lái)自第一、第二輪胎橫向力傳感器12a、12b的輪胎橫向力、第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b的電流值以及來(lái)自CAN通信線路的車(chē)速，生成對(duì)方向盤(pán)I施加的目標(biāo)轉(zhuǎn)輪反作用力。而且，第二控制器15向反作用力馬達(dá)5輸出用于消除基于所生成的目標(biāo)轉(zhuǎn)輪反作用力的目標(biāo)電流與由檢測(cè)供給至反作用力馬達(dá)5的電流的電流傳感器(未圖示)檢測(cè)出的實(shí)際電流之間的偏差的指示電流，來(lái)控制轉(zhuǎn)輪反作用力。
[0028]第一、第二、第三控制器14、15、16被從電池17供給電源。另外，第一、第二、第三控制器14、15、16經(jīng)由通信線路18彼此共享輸入輸出信息。即使在第二控制器15發(fā)生了故障的情況下，也能夠通過(guò)余下的第一、第三控制器14、16的一方生成目標(biāo)轉(zhuǎn)向角和目標(biāo)轉(zhuǎn)輪反作用力，來(lái)通過(guò)這兩個(gè)第一、第三控制器14、16繼續(xù)進(jìn)行第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b以及反作用力馬達(dá)5的控制。
[0029]第二控制器15在第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b兩方都發(fā)生了故障的情況下、或者在反作用力馬達(dá)5發(fā)生了故障的情況下，通過(guò)備用離合器等來(lái)將柱軸4和小齒輪軸13機(jī)械地連結(jié)。由此，駕駛員能夠進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)輪。
[0030]此外，第二控制器15在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通時(shí)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角傳感器6所檢測(cè)出的柱軸旋轉(zhuǎn)角，使柱軸4的旋轉(zhuǎn)角度與空擋位置(對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)向角為零的位置)一致。
[0031]圖2是本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向控制的控制框圖。
[0032]下面，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，除了需要對(duì)各個(gè)分別進(jìn)行說(shuō)明的情況以外，將第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)9a、9b稱為轉(zhuǎn)向馬達(dá)9，將第一、第二轉(zhuǎn)向馬達(dá)角度傳感器10a、1b稱為轉(zhuǎn)向馬達(dá)角度傳感器10，將第一、第二、第三控制器14、15、16稱為控制器15。
[0033]控制器15具備轉(zhuǎn)向控制部19和轉(zhuǎn)輪反作用力控制部20。
[0034]轉(zhuǎn)向控制部19具有目標(biāo)轉(zhuǎn)向角生成部19a和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部19b。
[0035]目標(biāo)轉(zhuǎn)向角生成部19a具有穩(wěn)定轉(zhuǎn)向控制量運(yùn)算部19aa、轉(zhuǎn)輪角速度運(yùn)算部19ab、偏轉(zhuǎn)增加/偏轉(zhuǎn)返回判定部19ac、微分轉(zhuǎn)向控制量運(yùn)算部19ad、增益乘法部19ae以及加法部19af。
[0036]穩(wěn)定轉(zhuǎn)向控制量運(yùn)算部19aa運(yùn)算與轉(zhuǎn)輪角相應(yīng)的控制量即穩(wěn)定轉(zhuǎn)向控制量。根據(jù)作為駕駛員對(duì)方向盤(pán)I的輸入角度的轉(zhuǎn)輪角和車(chē)速，參照可變齒輪比對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)計(jì)算穩(wěn)定轉(zhuǎn)向控制量。
[0037