专利名称：车辆的转向感改进装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于通过车轮驱动力的操作来改进通过来自动力源的驱动力驱动车轮而可行驶的车辆的转向感的装置。
背景技术：
车辆的转向感通常通过转向力相对于驾驶者进行的转向输入(转向角)如何来得到。在转向力过轻的情况下，转向输入(转向角)有过大的趋势，由此，车辆行动比驾驶者预期的行动大，驾驶者得不到与车辆的一体感及安心感，经常不可避免地进行转向修正。在转向力过重的情况下，特别是在长距离的驾驶中，驾驶操作长时间需要大的力， 给予驾驶者疲劳感。因此，在相对于转向输入(转向角)的转向力需要适当的重量，且转向力为适当的重量的情况下，驾驶者能得到与车辆的一体感及安心感，通过转向感的提高，可以进行顺畅的转向操作，不需要进行转向修正，并且转向操作不会重，也不会给予驾驶者疲劳感。为提高转向感，通常使用以下的方法。S卩，在转向系统为液压式动力转向的情况下，将响应与转向负荷相对应的相对旋转，进行开度变化的阀的开度变化特性设为转向感如车辆所需要的那样的规格。另外，在转向系统为电动式动力转向的情况下，将动力辅助(辅助)转向力的电动机的辅助转矩特性设为转向感如车辆所需要的那样的控制方式。但是，在液压式动力转向的情况下，要使阀开度特性如规定那样，需要进行构成零件的规格变更等。在电动式动力转向的情况下，为了使辅助电动机转矩特性如规定那样，需要进行辅助电动机的规格变更。这些都会产生成本高的问题。作为提高转向感的其它对策，目前提案有例如专利文献I中记载的技术。该提案技术中，检测车辆的横向加速度，计算与该横向加速度相对应的最适当的转向力即动力转向的辅助转矩，通过该辅助转矩相应地辅助驾驶者的转向力，使驾驶者感觉到的转向力为与横向加速度相对应的最适当的转向力。但是，专利文献I中记载的提案技术中，检测车辆的横向加速度的装置不可缺少，在产生成本高之类的问题这点上与对液压式动力转向或电动式动力转向进行的所述常规的对策没有大的差异。因此，期望不需要进行动力转向构成零件的规格变更，或者不需要横向加速度检测装置的新的装置，可改进转向感的装置的出现。专利文献I :(日本)特开2005 - 343302号公报
发明内容
本发明如NTT发行的文献“利用知觉的非线形性的非接地型力觉界面”所示，人手的触觉在大的力和小的力周期性输入时，作为整体强烈地感到大的力，从这样的观点考虑，另外，基于在转向中使车轮驱动力增减时，驱动力的增大带来转向力的增大，增大的驱动力的减少带来来自转向力的增大值的降低的实际认识，将该设想具体化，提案有车辆的转向感改进装置，即通过在转向中反复增减车轮驱动力使转向力进行增减，将驾驶者进行转向操作中的手感觉到的转向力以不产生上述的成本高因素的方式廉价地设为适当的重量，从而改进转向感。
本发明的车辆的转向感改进装置中，在可通过来自动力源的驱动力来驱动车轮而行驶的车辆设有转向检测装置，其对操纵车辆的转向轮的转向的情况进行检测；驱动力增减装置，其在由该转向检测装置检测到在转向中期间，反复增减向所述车轮的驱动力。根据这种本发明的车辆的转向感改进装置，由于在转向中反复增减向车轮的驱动力，因此，可以使转向力以与驱动力增减周期相同的周期进行增减。驾驶者在反复增减转向力的情况下，强烈感觉到周期性增减的转向力中大的一方的转向力，因此，仅通过驱动力增减周期的设定，可以将驾驶者转向操作中的手感觉到的转向力的重量设定为不如目前那样成本高的廉价的适当的重量，从而可以改进转向感。
图I是表示具备本发明一实施例的转向感改进装置的车辆的驱动系及其控制系的概略系统图；图2是表示图I的电动机控制器执行的转向感改进控制程序的流程图；图3是图2的转向感改进控制的动作时间图；图4是表示转向轮的轮胎接地面的诸元素的说明图；图5是将执行图2的控制程序时的转向力相对于转向角的变化特性与未执行该控制程序时的特性相比进行表示的转向力变化特性图；图6是将执行图2的控制程序而通过模拟郊外路的试验场的实际行驶得到的转向力的相对于横向加速度的变化特性与未执行该控制程序时的特性相比进行表示的转向力变化时间图；图7是将执行图2的控制程序而通过模拟郊外路的试验场的实际行驶得到的转向力的相对于偏航的变化特性与未执行该控制时的特性相比进行表示的转向力变化时间图。
具体实施例方式下面，基于附图所示的实施例对本发明的实施方式进行详细说明。(构成)图I表示具备本发明一实施例的转向感改进装置的车辆的驱动系及其控制系。本实施例中，图I的车辆为驱动也作为转向轮的左右前轮1L、1R而可行驶的电动车。在驱动这些左右前轮1L、1R时，通过电动机(动力源)2经由减速器(包含差速齿轮装置)进行该左右转向轮1L、1R的驱动。在进行电动机2的驱动力控制时，电动机控制器4通过逆变器6将作为电源的蓄电池5的电力进行直流/交流变换，另外，通过将该交流电力在逆变器6的控制下向电动机2供给，以使电动机2的转矩与电动机控制器4的运算结果(目标电动机转矩)一致的方式进行该电动机2的控制。
此外，在电动机控制器4的运算结果(目标电动机转矩)为电动机2要求再生制动作用的负极性的结果的情况下，电动机控制器4经由逆变器6对电动机2赋予发电负荷，此时，将电动机2通过再生制动作用发电的电力利用逆变器6进行交流/直流变换，向蓄电池5充电。向电动机控制器4输入来自检测作为电动车的对地速度的车速V的车速传感器7的信号、来自检测与驾驶操作相对应的加速器开度(电动机要求负荷)Θ的加速器开度传感器8的信号、来自检测驾驶者操纵左右前轮(转向轮)1L、1R时操作的方向盘(未图示)的转向角δ的转向角传感器9的信号、来自检测电动机2的电流(图I中由于为由U相、V相、W相构成的三相交流，所以为电流iu、iv、iw)的电流传感器10的信号，作为用于运算上述的目标电动机转矩(目标驱动力)的信息。电动机控制器4根据这些输入信息生成控制电动机2的PWM信号，根据该PWM信号通过驱动电路生成逆变器6的驱动信号。逆变器6例如由每相为两个的开关元件(例如IGBT等的功率半导体元件)构成，通过根据驱动信号对开关元件进行开/关(0N/0FF)，将由蓄电池5供给的直流电流变换、逆变换成交流，向电动机2供给所希望的电流。电动机2通过由逆变器6供给的交流电流产生驱动力，并通过减速器3向左右前轮(左右转向轮)1L、1R传递驱动力。另外，在车辆行驶中，在电动机2与左右前轮1L、1R连动的所谓逆驱动时，通过对电动机2施加发电负荷并对电动机2进行再生制动作用，再生车辆的动能并对蓄电池5蓄电。(车辆的转向感改进控制)电动机控制器4执行图2所示的控制程序，并经由电动机2的驱动力控制如下进行车辆的转向感改进控制。在步骤S 11中，读入转向角δ，在步骤S12中，根据转向角δ的绝对值I δ |是否为I δ I >0 (实际上代替该“0”，考虑到不灵敏带的转向判定用的设定值)，判定是进行操纵左右前轮1L、IR的转向的转向时、还是未进行操纵左右前轮1L、IR的转向的非转向中。因此，步骤S 11及步骤S12相当于本发明的转向检测装置。此外，在是否进行转向的判定时，代替上述，也可以基于各车轮的车轮速度，根据左右前轮1L、1R的车轮速差、或左右后轮(未图示)的车轮速差、或左右前轮1L、1R的平均车轮速和左右后轮(未图示)的平均车轮速之间的前后车轮速差是否为转向判定值以上，进行该转向判定。在步骤S12判定为非转向中时，不需要进行车辆的转向感改进控制，因此，使控制返回步骤S11，反复执行步骤S12的转向开始判定并待机，直至开始进行转向。在步骤S 12判定为进行了转向的转向开始时，应开始进行车辆的转向感改进控制，因此，在步骤S13之后进行控制，如下进行经由电动机2的驱动力控制的车辆的转向感改进控制。在步骤S13中，检查测量距转向开始时的经过时间的计时器TM是否为表示设定时间 TMls 之前(0〈TM〈TMls)。在步骤S13判定为(0〈TM〈TMls)的期间，即从图3的转向开始时tl判定为设定时间TMls内的期间，在步骤S14，对根据车速V及加速器开度APO并基于预定的电动机转矩图求出的电动机2的目标电动机转矩乘以图3中转矩波形所示的转向开始瞬时tl之后的驱动转矩修正量Δ Tm,进行修正目标电动机转矩的电动机转矩增大修正。此外，本说明书中称作“目标电动机转矩”并非是指如上述根据车速V及加速器开度APO求出的仅驾驶者的要求转矩，在与驾驶者的要求不同的要因(车辆的动作控制或牵引力控制)而有驱动力控制要求的情况下，包含通过该驱动力控制要求进行修正后的目标电动机转矩，即包含根据车辆的运行状态求出的所有的目标电动机转矩。在下一步骤S15中，根据转向角绝对值I δ I是否为I δ I >0，检查步骤S12的转向开始判定时tl以后是否还在继续转向的转向中。因此，步骤S15与步骤Sll及步骤S12—同构成本发明的转向检测装置。
在步骤S 15判定为转向中的期间，使控制返回步骤Sll及步骤S12，但由于在转向中，所以控制从步骤S12进入步骤S13。在步骤S13判定为(0〈TM〈TMls)的期间，即从图3的转向开始时tl经过了设定时间TMls的瞬时t2之前的期间，继续沿在步骤S 14进行的图3的转矩波形的电动机转矩增大修正。在步骤313中，在判定为不是(0〈了1〈了1118)的情况下，即图3中从转向开始时11经过了设定时间TMls的瞬时t2以后，使控制依次进入步骤S 16 步骤S17，结束在步骤S14的电动机转矩增大修正，并移至以下的电动机转矩修正控制。在步骤S16中，进行使电动机2的上述的目标电动机转矩仅减少图3的瞬时t2之后的驱动转矩修正量(-ATm)来进行修正目标电动机转矩的电动机转矩减少修正。该电动机转矩减少修正在图3的瞬时t2和从该瞬时t2经过设定时间TM2s的瞬时t3之间进行,驱动转矩减少修正量(一 Δ Tm)与上述的驱动转矩增大修正量ATm为绝对值相同的值。但是，电动机转矩减少修正时间TM2s比上述的电动机转矩增大修正时间TMls短。在步骤S16的电动机转矩减少修正结束时(图3的瞬时t3)执行的步骤S 17中，进行使电动机2的上述的目标电动机转矩仅增大图3的瞬时t3之后的驱动转矩修正量ATm来修正目标电动机转矩的、电动机转矩增大修正。该电动机转矩增大修正在图3的瞬时t3和从该瞬时t3经过与步骤S 14中相同的设定时间TMls的瞬时t4之间进行。在步骤S 17进行了电动机转矩增大修正后，在步骤S15中，根据转向角绝对值Iδ I是否为I δ I >0，检查步骤S17中的电动机转矩增大修正结束后的图3的瞬时t4以后是否还在继续转向的转向中。在步骤S 15判定为转向中的期间，使控制返回步骤Sll及步骤S12，但由于在转向中，所以控制从步骤S12进入步骤S13，该步骤S13与现在的TM ^ TMls相呼应，使控制依次进入步骤S16及步骤S17。因此，如果在图3的瞬时t4以后也继续转向，则电动机2的目标电动机转矩反复进行减少修正(步骤S16)及增大修正(步骤S 17)该瞬时t4以后表示的驱动转矩修正量(-ΔTm、 ΔTm),。而且，在驾驶者使方向盘返回中立位置并停止转向时，步骤S15中如下进行控制，即，通过转向角绝对值I 5 I =O判定转向结束，脱离图2的环路，因此，不进行对于电动机2的目标电动机转矩的上述的减少修正(步骤S16)及增大修正(步骤S17)，电动机2输出目标电动机转矩。通过上述的图2的转向感改进控制，电动机2的转矩在图3的转向开始时tl以后的转向中，相比目标电动机转矩，反复增减图3的转矩增减量波形所示的量。首先，在从图3的转向开始时tl到经过设定时间TMls的瞬时t2的期间，电动机2的转矩在步骤S14被控制为仅比目标电动机转矩增大了图3的转矩增减量波形表示的量Λ Tm的值。其次，在从图3的电动机转矩增大修正结束时t2到经过设定时间TM2s的瞬时t3的期间，电动机2的转矩在步骤S 16被控制为比目标电动机转矩减少了图3的转矩增减量波形所示的量(一 ΔΤπι)的值。然后，在从图3的电动机转矩减少修正结束时t3到经过设定时间TMls的瞬时t4的期间，电动机2的转矩在步骤S 17被控制为比目标电动机转矩增大了图3的转矩增减量波形所示的量Λ Tm的值。之后，通过反复执行步骤S16及步骤S 17，电动机2的转矩与瞬时t2 t4之间同样地被控制，反复减少及增大的图形。因此，步骤S14、步骤S16及步骤S17相当于本发明的驱动力增减装置。根据上述的电动机驱动力增减修正控制，如下可改进车辆的转向感。首先，如下说明上述的转向中的电动机转矩(车轮驱动力)的增减和转向力的关系O在轮胎接地面的诸元素为图4所示时的情况下，转向轮(前轮)1L、1R各自产生的旋转力矩M如下式可以通过由右边第一项的横向力σ y产生的旋转力矩减去右边第二项的驱动力σχ产生的旋转力矩的运算求出。式I
权利要求
1.一种车辆的转向感改进装置，该车辆可通过来自动力源的驱动力驱动车轮而行驶，其中，该转向感改进装置构成为具备 转向检测装置，其对操纵车辆的转向轮的转向中的情况进行检测； 驱动力增减装置，其在由该转向检测装置检测到在转向中期间，反复增减向所述车轮的驱动力。
2.如权利要求I所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述转向检测装置根据车辆的多个车轮间的转速差对进行所述转向的情况进行检测。
3.如权利要求I或2所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述驱动力增减装置至少包含使向所述车轮的驱动力增大的驱动力增大处理而进行向所述车轮的驱动力的反复增减。
4.如权利要求3所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述驱动力增减装置在进行向所述车轮的驱动力的反复增减时，首先进行所述驱动力增大处理。
5.如权利要求I 4中任一项所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述驱动力增减装置在进行向所述车轮的驱动力的反复增减时，使所述驱动力增大处理的时间比驱动力减少处理的时间长。
6.如权利要求5所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述驱动力增减装置将所述驱动力增大处理时间及驱动力减少处理时间的比例设定为与转向速度无关的一定的比例。
7.如权利要求I 6中任一项所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述驱动力的增减量为车辆的乘坐者不感觉到加减速的程度。
8.如权利要求I 7中任一项所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述驱动力增减装置在进行向所述车轮的驱动力的反复增减时，以根据车辆的运转状态求出的目标驱动力为基准，将向所述车轮的驱动力设定为比该目标驱动力大的值或比该目标驱动力小的值。
9.如权利要求I 8中任一项所述的车辆的转向感改进装置，其中， 所述车辆是由电动机担负驱动力的至少一部分的电动车辆， 所述驱动力增减装置经由所述电动机进行向所述车轮的驱动力的反复增减控制。
全文摘要
转向感改进装置在t1以后的转向中，依次进行设定时间TM1s中的电动机转矩增大修正和设定时间TM2s中的电动机转矩减少修正，使车轮驱动力以驾驶者不感觉到加减速的程度反复增减。车轮驱动力的反复增减产生作为转向齿条的推力增减量所示的转向力的增减。在转向力反复增减的情况下，驾驶者作为整体强烈感觉到大的一方(增大中)的转向力，因此，仅通过电动机转矩增减时间TM1s、TM2s的设定可以将驾驶者感觉到的转向力的重量设为适当的重量，从而改进转向感以使驾驶者具有与车辆的一体感及安心感。
文档编号B62D9/00GK102869556SQ20118002199
公开日2013年1月9日 申请日期2011年4月13日 优先权日2010年5月18日
发明者影山雄介, 加藤和人 申请人:日产自动车株式会社