转向操纵装置的制作方法

文档序号:18358925发布日期:2019-08-06 23:32阅读:212来源:国知局
转向操纵装置的制作方法

本申请主张于2018年1月29日提出的日本专利申请no.2018-012598的优先权,并在此引用包含其说明书、附图和摘要在内的全部内容。

本发明涉及转向操纵装置。



背景技术:

在日本特开2015-48034号公报中公开了一种技术,涉及自动驾驶装置,能够将驾驶模式切换为自动驾驶模式和手动驾驶模式,在自动驾驶模式中,不依赖驾驶操作而对车辆进行转向操纵等,在手动驾驶模式中,根据驾驶操作而对车辆进行转向操纵等。

另一方面,公知有转向操纵部件与转向机构不机械式地连结的所谓线控转向式的转向操纵装置。例如,在日本特开2006-224804号公报中,公开了一种线控转向式的转向操纵装置,具备反作用力驱动装置,该反作用力驱动装置检测施加于转向操纵部件的转向操纵扭矩和作用于转向轮的路面反作用力,并将与检测出的转向操纵扭矩和路面反作用力对应的转向操纵反作用力施加于转向操纵部件。另外,在日本特开2002-193111号公报中公开了一种技术,在使用者为了除车辆的驾驶以外的目的而利用车内时,将转向操纵部件收纳在收纳位置。

本发明人进行了如下尝试:在使用线控转向式的转向操纵装置的车辆中,在自动驾驶中,将转向操纵部件收纳在(退避至)与手动驾驶中的转向操纵部件的位置不同的收纳位置(退避位置)。在这种情况下,担忧如果从反作用力驱动装置对退避至退避位置的转向操纵部件施加转向操纵反作用力,则尽管不转向操纵,由于转向操纵部件动作,所以也会给看到此的乘客不适感。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提供一种转向操纵装置,在自动驾驶中,能够抑制基于反作用力驱动装置的转向操纵部件动作。

本发明的转向操纵装置具备:模式输入装置,其输入基于乘客的操作的手动驾驶模式以及不基于上述乘客的操作的自动驾驶模式;转向操纵部件,其在上述手动驾驶模式中位于操作位置,且在上述自动驾驶模式中位于与上述操作位置不同的规定的退避位置;反作用力驱动装置,其对上述转向操纵部件施加反作用力;转向驱动装置,其将转向轮转向;移动驱动装置,其使上述转向操纵部件在上述操作位置与上述退避位置之间移动;模式切换电路,其基于向上述模式输入装置的输入来切换上述手动驾驶模式和上述自动驾驶模式;移动控制电路,其在已切换为上述手动驾驶模式的情况下,将上述转向操纵部件向上述操作位置移动,在向上述自动驾驶模式被切换的情况下,将上述转向操纵部件向上述退避位置移动;反作用力控制电路,其在上述手动驾驶模式中,基于上述转向操纵部件的转向操纵信息以及上述转向驱动装置的转向信息,来控制上述反作用力驱动装置;以及动作限制电路,其在上述自动驾驶模式中,限制基于上述反作用力驱动装置的上述转向操纵部件的动作。

根据本发明的转向操纵装置,动作限制电路在自动驾驶模式中限制转向操纵部件的动作。由此,转向操纵装置能够抑制在退避位置配置的转向操纵部件被反作用力驱动装置驱动而动作。其结果是,转向操纵装置能够防止因在退避位置配置的转向操纵部件动作而给予乘客p不适感。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述,本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚,其中,相同的附图标记表示相同的要素,其中,

图1a是表示使用本发明的一个实施方式的转向操纵装置的车辆的车室内的图,示出转向操纵部件位于操作位置的状态。

图1b是表示车辆的车室内的图,示出转向操纵部件位于退避位置的状态。

图2是表示转向操纵装置的结构的图。

图3是表示转向马达和反作用力马达的结构的图。

图4是控制单元的模块结构图。

图5是转向控制电路的模块结构图。

图6是反作用力控制电路的模块结构图。

图7是作为变形例的反作用力控制电路的模块结构图。

图8是表示通过控制单元执行的转向操纵部件移动处理的流程图。

图9是表示动作限制电路进行的转向操纵部件的动作限制的具体例子的表。

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的转向操纵装置。首先,参照图1a和图1b简要说明使用本发明的一个实施方式的转向操纵装置100的车辆1。

如图1a和图1b所示,作为使车辆1行驶的驾驶模式,车辆1具备基于乘客p的操作的手动驾驶模式和不基于乘客p的操作的自动驾驶模式。在手动驾驶模式中,基于乘客p对转向操纵部件sw的转向操纵将转向轮33(参照图2)转向,与此相对,在自动驾驶模式中,基于例如车辆1的行驶状况、道路状况、预先设定的往目的地的路线等,车辆1自动进行转向轮33的转向。

另外,在转向操纵部件sw设置有输入手动驾驶模式和自动驾驶模式中的任意驾驶模式的模式输入装置2(参照图4),乘客p能够通过向模式输入装置2输入来切换驾驶模式。此外,在本实施方式中,说明向模式输入装置2的输入通过乘客p的操作来进行的情况,但向模式输入装置2的输入也可以在预先确定的规定条件成立了的情况下车辆1自动进行。例如,车辆1也可以监视其行驶状态、驾驶员的状况等,在判断为规定条件已成立的情况下,或者在判断为规定条件不再成立的情况下,车辆1自动进行向模式输入装置2的输入,切换驾驶模式。

并且,如图1a所示,车辆1在手动驾驶模式中,将转向操纵部件sw配置在乘客p容易操作的操作位置。另一方面,如图1b所示,车辆1在自动驾驶模式中,将转向操纵部件sw配置在位置与操作位置不同且乘客p难以接触的退避位置。此时,对于车辆1而言,在手动驾驶模式中,乘客p容易操作转向操纵部件sw,且在自动驾驶模式中,能够有效利用车辆1的车室内的空间。

接着,参照图2说明转向操纵装置100的简要结构。如图2所示,转向操纵装置100主要具备转向操纵机构10、中间轴20、转向机构30和控制单元40。对于转向操纵装置100而言,采用了在中间轴20中转向操纵机构10与转向机构30的机械式的连结被解除了的所谓线控转向系统。

转向操纵机构10主要具备转向操纵部件sw、连结转向操纵部件sw与中间轴20的转向操纵轴部件11、移动驱动装置12(参照图4)和反作用力驱动装置13。

转向操纵轴部件11具备输入转向操纵轴11a、输出转向操纵轴11b和扭杆11c。输入转向操纵轴11a的一端侧与转向操纵部件sw连结为能够一体旋转,输入转向操纵轴11a的轴向另一端侧经由扭杆11c与输出转向操纵轴11b连结。扭杆11c与输入转向操纵轴11a和输出转向操纵轴11b的扭矩差相应地扭转。

另外,输入转向操纵轴11a形成为能够伸缩。即,输入转向操纵轴11a在操作位置成为伸长了的状态,与此相对,在退避位置成为缩短了的状态。移动驱动装置12是通过使输入转向操纵轴11a伸缩而使转向操纵部件sw移动的促动器。即,在使转向操纵部件sw向退避位置移动时,车辆1驱动移动驱动装置12使输入转向操纵轴11a缩短。另一方面,在使转向操纵部件sw向操作位置移动时,车辆1驱动移动驱动装置12使输入转向操纵轴11a伸长。

此外,在本实施方式中,虽然车辆1设置为通过使输入转向操纵轴11a伸缩而使转向操纵部件sw能够在操作位置与退避位置之间移动,但不限定于此。例如,车辆1也可以设置为能够屈曲输入转向操纵轴11a,在操作位置,使输入转向操纵轴11a为直线状,且在退避位置,使输入转向操纵轴11a为屈曲了的状态,由此使转向操纵部件sw能够在操作位置与退避位置之间移动。

反作用力驱动装置13在手动驾驶模式中,将朝向与转向操纵部件sw的转向操纵方向反向的反作用力(反作用力扭矩)经由转向操纵轴部件11施加于转向操纵部件sw。反作用力驱动装置13主要具备反作用力马达14和减速装置15。反作用力马达14是施加于转向操纵部件sw的反作用力的驱动源,减速装置15将反作用力马达14的输出旋转减速并输出至转向操纵轴部件11。

中间轴20具备第一轴部件21、第二轴部件22和驱动力传递装置23。第一轴部件21经由万向联轴器24与转向操纵轴部件11连结。第二轴部件22经由万向联轴器25与转向机构30连结。驱动力传递装置23夹装于第一轴部件21与第二轴部件22之间。在中间轴20中,第一轴部件21和第二轴部件22未机械式地连结,驱动力传递装置23进行第一轴部件21与第二轴部件22之间的旋转力的传递及切断。

此外,在手动驾驶模式的通常驾驶时和自动驾驶模式中,驱动力传递装置23切断旋转力在第一轴部件21与第二轴部件22之间的传递。另一方面,在车辆处在点火/断开的状态时、线控转向系统产生故障时等紧急情况时,驱动力传递装置23在第一轴部件21与第二轴部件22之间传递旋转力。

转向机构30主要具备小齿轮轴31、转向轴部件32、转向轮33和转向驱动装置34。小齿轮轴31的轴向一端侧经由万向联轴器25与第二轴部件22连结,在小齿轮轴31的轴向另一端侧形成有小齿轮31a。在转向轴部件32形成有与小齿轮31a啮合的齿条32a,转向轴部件32的轴向两端经由一对横拉杆35和一对转向节臂36与转向轮33连结。转向机构30通过使转向轴部件32向轴向(车宽方向)移动而使转向轮33的转向角δ变化。

转向驱动装置34具备转向马达37(参照图3)、减速装置、滚珠丝杠装置(未图示)等。转向驱动装置34通过将转向马达37的输出旋转转换为转向轴部件32向轴向的力(轴力)并将其施加于转向轴部件32而使转向轴部件32向轴向移动。

此外,在旋转力能够在第一轴部件21与第二轴部件22之间传递的状态下,通过对转向操纵部件sw进行转向操纵,转向操纵装置100能够直接改变转向轮33的转向角δ。此时,若转向操纵部件sw被操作,则施加于转向操纵部件sw的转向操纵扭矩经由转向操纵轴部件11和中间轴20传递至小齿轮轴31。若小齿轮轴31通过传递来的转向操纵扭矩旋转,则该小齿轮轴31的旋转力向转向轴部件32朝向轴向的力转换。由此,转向轴部件32向轴向移动,使转向轮33的转向角变化。

在驾驶模式设定为自动驾驶模式时,控制单元40进行车辆1的行驶控制。另外,在驾驶模式设定为手动驾驶模式时,在旋转力在第一轴部件21与第二轴部件22之间的传递已被切断的状态下,控制单元40进行转向马达37和反作用力马达14的驱动控制。

具体而言,控制单元40基于从检测转向操纵部件sw的转向操纵角θh的转向操纵角传感器51和检测车速v的车速传感器52输出的检测信号,而设定目标转向角δ*。而且,控制单元40基于已设定的目标转向角δ*和从检测转向轮33的转向角δ的转向角传感器53输出的检测信号,而驱动控制转向马达37。另外,控制单元40基于从转向操纵角传感器51、和检测施加于转向操纵轴部件11的扭杆11c的转向操纵扭矩ta的扭矩传感器54等输出的检测信号等,而驱动控制反作用力马达14。

这里,参照图3说明反作用力马达14和转向马达37。如图3所示,反作用力马达14和转向马达37是三相无刷马达,具备作为磁场的转子101和包含u相、v相和w相的定子绕组102、103、104在内的定子105。此外,反作用力马达14和转向马达37所使用的三相无刷马达可以是在转子101的外部对置配置有定子105的内转子型的马达,也可以是在筒状的转子101的内部对置配置有定子105的外转子型的马达。

对于三相的定子绕组102、103、104的方向,定义了采用u轴、v轴和w轴的三相固定坐标(uvw坐标系)。另外,定义了两相旋转坐标系(dq坐标系,实际旋转坐标系),其中,d轴(磁极轴)取转子101的磁极方向,q轴(扭矩轴)取在转子101的旋转平面内与d轴成直角的方向。dq坐标系是与转子101一体旋转的旋转坐标系。在dq坐标系中,由于仅q轴电流有助于转子101的扭矩产生,所以将d轴电流设为0,将q轴电流根据所希望的扭矩来控制即可。转子101的旋转角(电角,以下称为转子角θs)是d轴相对于u轴的旋转角。dq坐标系是根据转子角θs的实际旋转坐标系。通过使用该转子角θs,能够进行uvw坐标系与dq坐标系之间的坐标转换。

接下来,参照图4说明控制单元40的电气结构。如图4所示,控制单元40主要具备微机41、转向马达驱动电路42、转向马达电流检测器43、反作用力马达驱动电路44、反作用力马达电流检测器45、模式切换电路46和自动驾驶执行电路47。

微机41由cpu和存储器(rom、ram、非易失性存储器等)构成。微机41主要具备移动控制电路48、动作限制电路49、轴力运算电路50、转向控制电路60和反作用力控制电路80。在驾驶模式被切换了时,移动控制电路48驱动控制移动驱动装置12,使转向操纵部件sw向操作位置或者退避位置移动。在驾驶模式为自动驾驶模式时,动作限制电路49限制转向操纵部件sw的动作。基于转向马达37的电流值、包含转向角δ在内的转向轮33的转向信息、以及偏航率和横向加速度等车辆状态量,轴力运算电路50运算从转向驱动装置34施加于转向轴部件32的轴力。

转向控制电路60驱动控制转向马达37来设定转向轮33的转向角δ。具体而言,转向控制电路60基于从反作用力控制电路80给予的转向操纵角θh、通过车速传感器52检测的车速v、通过转向角传感器53检测的转向角δ、检测转向马达37的旋转角的转向马达旋转角传感器55的输出信号和通过转向马达电流检测器43检测的电流值,来控制转向马达驱动电路42。

反作用力控制电路80驱动控制反作用力马达14来设定施加于转向操纵轴部件11的反作用力扭矩。具体而言,反作用力控制电路80基于从转向控制电路60给予的转向侧目标转向操纵角θht*、检测反作用力马达14的旋转角的反作用力马达旋转角传感器56的输出信号和通过反作用力马达电流检测器45检测的电流值,来控制反作用力马达驱动电路44。

转向马达驱动电路42是向转向马达37供电的倒相电路,通过微机41控制。转向马达电流检测器43检测在转向马达37流动的马达电流。反作用力马达驱动电路44是向反作用力马达14供电的倒相电路,通过微机41控制。反作用力马达电流检测器45检测在反作用力马达14流动的马达电流。

基于向模式输入装置2的输入,模式切换电路46将驾驶模式切换为手动驾驶模式或者自动驾驶模式。自动驾驶执行电路47在自动驾驶模式中执行车辆1的行驶控制。另外,自动驾驶执行电路47基于来自模式切换电路46的指令,在驾驶模式已切换为自动驾驶模式的情况下,开始车辆1的行驶控制,在驾驶模式已切换为手动驾驶模式的情况下,结束车辆1的行驶控制。

接下来,参照图5说明转向控制电路60的结构。如图5所示,转向控制电路60具备转向侧目标转向操纵角运算电路61、目标转向角设定电路62、角度偏差运算电路63、目标角速度运算电路64、角速度运算电路65、角速度偏差运算电路66、目标电流运算电路67、旋转角运算电路68、uvw/dq转换电路69、电流偏差运算电路70、目标电压运算电路71、dq/uvw转换电路72和pwm控制电路73。

转向侧目标转向操纵角运算电路61基于通过反作用力控制电路80运算出的转向操纵角θh(转向操纵部件sw的旋转角)和通过车速传感器52检测的车速v,来运算转向操纵部件sw的旋转角(转向操纵角)的目标值即转向侧目标转向操纵角θht*。例如,转向侧目标转向操纵角运算电路61使用规定的传递函数来运算与车速v和转向操纵角θh对应的转向侧目标转向操纵角θht*。

目标转向角设定电路62基于转向侧目标转向操纵角θht*设定转向角的目标值即目标转向角δ*。角度偏差运算电路63运算目标转向角设定电路62已设定的目标转向角δ*与转向角传感器53检测出的转向角δ的角度偏差δδ(=δ*-δ)。这样,转向控制电路60在转向马达37的驱动控制(以下称为转向控制)之中进行基于目标转向角设定电路62和角度偏差运算电路63的角度反馈控制。

目标角速度运算电路64进行针对角度偏差运算电路63运算出的角度偏差δδ的运算(例如pi(比例积分)运算),运算转向角速度的目标值即目标转向角速度ωt*。角速度运算电路65对通过转向角传感器53检测出的转向角δ进行时间微分,通过运算求出转向角δ的转向角速度ωt。角速度偏差运算电路66运算目标角速度运算电路64运算出的目标转向角速度ωt*与角速度运算电路65运算出的转向角速度ωt的角速度偏差δωt(=ωt*-ωt)。这样,转向控制电路60在转向控制之中进行基于目标角速度运算电路64和角速度偏差运算电路66的角速度反馈控制。

目标电流运算电路67进行针对角速度偏差运算电路66运算出的角速度偏差δωt的运算(例如pi运算),运算在dq坐标系的坐标轴应流动的电流的目标值即目标电流。具体而言,目标电流运算电路67运算目标d轴电流id*和目标q轴电流iq*(以下,在统称时,将它们统称为目标两相电流idq*)。而且,目标电流运算电路67运算目标q轴电流iq*作为有效值,另一方面,将目标d轴电流id*设为0。

基于转向马达旋转角传感器55的输出信号,旋转角运算电路68运算转向马达37的转子101的旋转角(电角,转子角θs)。uvw/dq转换电路69将转向马达电流检测器43检测出的u相电流iu、v相电流iv和w相电流iw(以下,在统称时,将它们称为三相检测电流iuvw)转换为dq坐标系的两相检测电流id和iq(以下,在统称时,将它们称为两相检测电流idq)。此外,在uvw/dq转换电路69的坐标转换中,使用旋转角运算电路68运算出的转子角θs。

电流偏差运算电路70运算目标电流运算电路67运算出的目标两相电流idq*与从uvw/dq转换电路69给予的两相检测电流idq的偏差。另外,电流偏差运算电路70运算d轴检测电流id相对于目标d轴电流id*的偏差、和q轴检测电流iq相对于目标q轴电流iq*的偏差。目标电压运算电路71进行针对电流偏差运算电路70运算出的电流偏差的运算,生成应施加于转向马达37的目标两相电压vdq*(目标d轴电压vd*和目标q轴电压vq*)。这样,转向控制电路60在转向控制之中进行基于目标电流运算电路67和电流偏差运算电路70的电流反馈控制。

dq/uvw转换电路72将目标两相电压vdq*转换为目标三相电压vuvw*。在该坐标转换中,使用旋转角运算电路68运算出的转子角θs。目标三相电压vuvw*由目标u相电压vu*、目标v相电压vv*和目标w相电压vw*构成。pwm控制电路73生成与目标u相电压vu*、目标v相电压vv*和目标w相电压vw*分别对应的负载的u相pwm控制信号、v相pwm控制信号和w相pwm控制信号,并将其供给至转向马达驱动电路42。

此外,转向马达驱动电路42由与u相、v相和w相对应的三相倒相电路构成。若构成该倒相电路的功率元件通过pwm控制信号控制,则与目标三相电压vuvw*相当的电压施加于转向马达37的各相的定子绕组102、103、104。而且,转向马达电流检测器43检测转向马达37的uvw坐标系的三相检测电流iuvw(u相电流iu、v相电流iv和w相电流iw)。

接下来,参照图6说明反作用力控制电路80的一个例子。如图6所示,反作用力控制电路80具备旋转角运算电路81、转向操纵角运算电路82、角速度运算电路83、反作用力侧目标转向操纵角设定电路84、角度偏差运算电路85、目标角速度运算电路86、角速度偏差运算电路87、目标电流运算电路88、uvw/dq转换电路89、电流偏差运算电路90、目标电压运算电路91、dq/uvw转换电路92和pwm控制电路93。

基于反作用力马达旋转角传感器56的输出信号,旋转角运算电路81运算反作用力马达14的转子101的电角θr和机械角θm。转向操纵角运算电路82通过反作用力马达14的转子101的机械角θm除以减速装置15的减速比运算转向操纵角θh。在本实施方式中,转向操纵角运算电路82运算转向操纵轴部件11从其中立位置(基准位置)向正反两方向的旋转量(旋转角),例如,将从中立位置向右方的旋转量例如作为正值输出,将从中立位置向左方的旋转量作为负值输出。角速度运算电路83对转向操纵角运算电路82运算出的转向操纵角θh进行时间微分,运算转向操纵角θh的角速度(转向操纵角速度)ωh。

反作用力侧目标转向操纵角设定电路84基于转向控制电路60的转向侧目标转向操纵角运算电路61运算出的转向侧目标转向操纵角θht*,来设定转向操纵部件sw的旋转角的目标值即反作用力侧目标转向操纵角θhr*。在本实施方式中,反作用力侧目标转向操纵角设定电路84将转向侧目标转向操纵角运算电路61运算出的转向侧目标转向操纵角θht*设定为反作用力侧目标转向操纵角θhr*。角度偏差运算电路85运算反作用力侧目标转向操纵角设定电路84已设定的反作用力侧目标转向操纵角θhr*与转向操纵角运算电路82运算出的转向操纵角θh的角度偏差δθh(=θhr*-θh)。这样,反作用力控制电路80在后述的反作用力控制之中进行基于反作用力侧目标转向操纵角设定电路84和角度偏差运算电路85的角度反馈控制。

目标角速度运算电路86进行针对角度偏差运算电路85运算出的角度偏差δθh的运算(例如pi运算),运算转向操纵角速度的目标值即目标转向操纵角速度ωh*。角速度偏差运算电路87运算目标角速度运算电路86运算出的目标转向操纵角速度ωh*与角速度运算电路83运算出的转向操纵角速度ωh的角速度偏差δωh(=ωh*-ωh)。这样,反作用力控制电路80在反作用力马达14的驱动控制(以下称为反作用力控制)之中进行基于目标角速度运算电路86和角速度偏差运算电路87的角速度反馈控制。

目标电流运算电路88进行针对角速度偏差运算电路87运算出的角速度偏差δωh的运算(例如pi运算),运算在dq坐标系的坐标轴应流动的电流的目标值即目标电流。具体而言,目标电流运算电路88运算目标d轴电流id*和目标q轴电流iq*(以下,在统称时,将它们称为目标两相电流idq*)。目标电流运算电路88运算目标q轴电流iq*作为有效值,另一方面,将目标d轴电流id*设为0。

uvw/dq转换电路89将反作用力马达电流检测器45检测出的uvw坐标系的三相检测电流iuvw(u相电流iu、v相电流iv和w相电流iw)转换为dq坐标系的两相检测电流id和iq(以下,在统称时,将它们称为两相检测电流idq)。此外,在坐标转换中,使用旋转角运算电路81运算出的电角θr。

电流偏差运算电路90运算目标电流运算电路88运算出的目标两相电流idq*与从uvw/dq转换电路89给予的两相检测电流idq的偏差。具体而言,电流偏差运算电路90运算d轴检测电流id相对于目标d轴电流id*的偏差、和q轴检测电流iq相对于目标q轴电流iq*的偏差。目标电压运算电路91进行针对电流偏差运算电路90运算出的电流偏差的运算(例如pi运算),并生成应施加于反作用力马达14的目标两相电压vdq*(目标d轴电压vd*和目标q轴电压vq*)。这样,反作用力控制电路80在反作用力控制之中进行基于目标电流运算电路88和电流偏差运算电路90的电流反馈控制。

dq/uvw转换电路92将目标两相电压vdq*转换为目标三相电压vuvw*。在该坐标转换中,使用旋转角运算电路81运算出的电角θr。目标三相电压vuvw*由目标u相电压vu*、目标v相电压vv*和目标w相电压vw*构成。pwm控制电路93生成与目标u相电压vu*、目标v相电压vv*和目标w相电压vw*分别对应的负载的u相pwm控制信号、v相pwm控制信号和w相pwm控制信号,并将其供给至反作用力马达驱动电路44。

此外,反作用力马达驱动电路44由与u相、v相和w相对应的三相倒相电路构成,构成该倒相电路的功率元件通过从pwm控制电路93给予的pwm控制信号控制,由此与目标三相电压vuvw*相当的电压施加于反作用力马达14的各相的定子绕组102、103、104。

接下来,参照图7说明作为反作用力控制电路80的变形例的反作用力控制电路180。与图6所示的反作用力控制电路80比较,图7所示的反作用力控制电路180省略了目标角速度运算电路86和角速度偏差运算电路87,另一方面,追加地具备目标转向操纵扭矩运算电路94和扭矩偏差运算电路95。这里,针对与图6所示的反作用力控制电路80相同的部分,省略其说明。

目标转向操纵扭矩运算电路94基于轴力运算电路50运算出的轴力,来设定转向操纵扭矩的目标值即目标转向操纵扭矩ta*。在驾驶模式为手动驾驶模式时,扭矩偏差运算电路95运算目标转向操纵扭矩运算电路94已设定的目标转向操纵扭矩ta*与通过扭矩传感器54检测出的转向操纵扭矩ta的扭矩偏差δta(=ta*-ta)。即,变形例中的反作用力控制电路180进行基于目标转向操纵扭矩运算电路94和扭矩偏差运算电路95的扭矩反馈控制。

这样,在驾驶模式为手动驾驶模式时,反作用力控制电路180基于转向操纵部件sw的转向操纵信息进行反作用力控制。另一方面,在驾驶模式为自动驾驶模式时,在车辆1中,乘客p不对转向操纵部件sw转向操纵,不产生转向操纵扭矩。

因此,控制单元40基于轴力运算电路50依据转向轮33的转向信息运算出的值,来导出假想的转向操纵扭矩ta,扭矩偏差运算电路95运算已导出的假想的转向操纵扭矩ta与目标转向操纵扭矩ta*的扭矩偏差δta。此时,即便在驾驶模式为自动驾驶模式时,反作用力控制电路180也能以与手动驾驶模式的情况相同的方法进行反作用力马达驱动电路44的控制,因此能够将反作用力控制电路180的控制简化。

而且,目标电流运算电路88基于扭矩偏差运算电路95运算出的扭矩偏差δta与角度偏差运算电路85运算出的角度偏差δθh,来运算在dq坐标系的坐标轴应流动的电流的目标值即目标电流。

这里,如上所述,在不对转向操纵部件sw转向操纵的自动驾驶模式中,控制单元40基于通过运算得到的假想的转向操纵扭矩ta控制反作用力马达驱动电路44。因此,即便在转向操纵部件sw退避至退避位置的状态下,控制单元40也能进行基于反作用力控制电路80、180的反作用力控制。关于该点,在驾驶模式为自动驾驶模式时,如果反作用力控制电路80、180进行与手动驾驶模式时相同的反作用力控制,则从反作用力驱动装置13对转向操纵轴部件11施加反作用力扭矩。其结果是,尽管乘客p未对转向操纵部件sw转向操纵,转向操纵部件sw仍被反作用力驱动装置13驱动而动作。

与此相对,在驾驶模式从手动驾驶模式向自动驾驶模式被切换了时,动作限制电路49限制转向操纵部件sw的动作。以下,说明动作限制电路49进行的转向操纵部件sw的动作限制的具体例子。

这里,参照图8所示的流程图说明通过控制单元40执行的转向操纵部件移动处理。该转向操纵部件移动处理是在驾驶模式被切换了时所进行的处理,根据驾驶模式使转向操纵部件sw移动至操作位置或者退避位置。

如图8所示,控制单元40判定是否存在向模式输入装置2的输入(s1)。然后,如果不存在向模式输入装置2的输入(s1:否),则控制单元40反复执行s1的处理。与此相对,在存在了向模式输入装置2的输入时(s1:是),驾驶模式的切换通过模式切换电路46执行(s2)。

在s2的处理后,控制单元40判定切换后的驾驶模式是否为自动驾驶模式(s3)。然后,如果驾驶模式为自动驾驶模式(s3:是),则控制单元40判定自动驾驶是否已经开始(s4)。其结果是,如果自动驾驶未开始(s4:否),则控制单元40反复执行s4的处理。另一方面,如果自动驾驶开始(s4:是),则移动控制电路48驱动移动驱动装置12,使转向操纵部件sw从操作位置向退避位置移动(s5)。

这里,在从基于模式输入装置2进行输入至开始通过自动驾驶执行电路47对车辆1进行行驶控制为止的期间,为了确保安全,车辆1需要预先为能够执行乘客p对转向操纵部件sw的转向操纵的状态。因此,在自动驾驶执行电路47基于来自模式切换电路46的指令开始了车辆1的行驶控制之后,控制单元40开始转向操纵部件sw的移动。

在s5的处理后,控制单元40进行动作限制电路49对转向操纵部件sw的动作限制(s6),结束本转向操纵部件移动处理。这样,若驾驶模式切换为自动驾驶模式,则控制单元40使转向操纵部件sw向退避位置移动,并且限制转向操纵部件sw的动作。

此外,在本实施方式中,说明了在开始基于移动控制电路48的转向操纵部件sw(s5)的移动之后进行基于动作限制电路49的转向操纵部件sw的动作限制(s6)的情况,但也可以在开始基于移动控制电路48的转向操纵部件sw(s5)的移动之前进行基于动作限制电路49的转向操纵部件sw的动作限制(s6)。此时,在车辆1中,能够防止转向操纵部件sw在移动中动作。另外,在开始转向操纵部件sw的移动之后进行转向操纵部件sw的动作限制时,对转向操纵部件sw的动作进行限制可以在转向操纵部件sw的移动中进行,也可以在转向操纵部件sw的移动结束之后进行。此时,车辆1能够快速开始转向操纵部件sw的移动。

另一方面,在s3的处理中,在切换后的驾驶模式不是自动驾驶模式时,即,是手动驾驶模式时(s3:否),移动控制电路48驱动移动驱动装置12使转向操纵部件sw从退避位置向操作位置移动(s7)。之后,动作限制电路49解除转向操纵部件sw的动作限制(s8),控制单元40结束本转向操纵部件移动处理。此外,在这种情况下,在开始基于移动控制电路48的转向操纵部件sw(s7)的移动之前,控制单元40仍可以解除基于动作限制电路49的转向操纵部件sw的动作限制(s8)。另外,在s8的处理结束之后,控制单元40结束基于自动驾驶执行电路47的行驶控制。

接着,参照图9说明基于动作限制电路49的转向操纵部件sw的动作限制的具体例子。

例如,如图9所示的模式1那样,在自动驾驶模式中,动作限制电路49停止基于反作用力控制电路80、180的反作用力控制。具体而言,反作用力控制电路80、180基于来自动作限制电路49的指令停止对反作用力马达14的供电,成为对转向操纵轴部件11不施加反作用力扭矩的状态。

除此之外,在模式1中,动作限制电路49通过对在转向操纵装置100设置的限制装置(未图示)发送指令或者进行驱动/控制,机械地限制转向操纵部件sw的动作,抑制转向操纵部件sw的摆动。此外,作为限制装置,例示出把持在退避位置配置的转向操纵部件sw的限制装置、将多个棒状部件插通于转向操纵部件sw来限制转向操纵部件sw的摆动的限制装置、在转向操纵轴部件11设置的公知的转向操纵部件锁止装置等。

另外,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中基于来自动作限制电路49的指令,代替停止反作用力控制,而进行转向操纵部件sw不动作那样的反作用力控制。

例如,如图9所示的模式2那样,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中进行施加于转向操纵轴部件11的反作用力扭矩(向反作用力马达14供给的电流)成为规定值以下(成为比执行通常的反作用力控制时的反作用力扭矩小的值以下,包含0)那样的反作用力控制。由此,反作用力控制电路80、180在自动驾驶模式中,能够成为对转向操纵轴部件11实质上不施加反作用力扭矩的状态。

另外,如图9所示的模式3那样,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,将在反作用力侧目标转向操纵角设定电路84中设定的反作用力侧目标转向操纵角θhr*固定为0。由此,反作用力控制电路80、180能够在转向操纵部件sw的转向操纵角θh为中立的状态下限制转向操纵部件sw的动作。此时,在车辆1中,例如,在转向操纵部件sw为非圆形时,在转向操纵角θh为中立的状态下使转向操纵部件sw向退避位置移动,由此能够缩小设置为退避位置的空间。另外,此时,即便不通过限制装置机械地限制转向操纵部件sw的动作,转向操纵装置100也能抑制转向操纵部件sw的摆动。

另外,如图9所示的模式4那样,反作用力控制电路80、180也可以在驾驶模式向自动驾驶模式切换了时,将在反作用力侧目标转向操纵角设定电路84中设定的反作用力侧目标转向操纵角θhr*固定在保持驾驶模式被切换了的时刻的反作用力侧目标转向操纵角θhr*,固定在反作用力侧目标转向操纵角设定电路84中设定的反作用力侧目标转向操纵角θhr*。此时,能够在转向操纵部件sw的转向操纵角θh维持为驾驶模式被切换了的时刻的角度的状态下,限制转向操纵部件sw的动作。另外,此时,即便不通过限制装置机械地限制转向操纵部件sw的动作,转向操纵装置100也能抑制转向操纵部件sw的摆动。

另外,如图9所示的模式5那样,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,进行使u相电流iu、v相电流iv和w相电流iw恒定而以规定的角度固定转子101的旋转角的锁止通电,由此限制转向操纵部件sw的动作。并且,如图9所示的模式6那样,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,进行将通电的相固定为u相、v相和w相中的任意相的相固定通电,由此限制转向操纵部件sw的动作。另外,在这些情况下,即便不通过限制装置机械地限制转向操纵部件sw的动作,转向操纵装置100也能抑制转向操纵部件sw的摆动。

另外,如图9所示的模式7那样,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,基于来自动作限制电路49的指令,使在通过电流偏差运算电路90运算电流偏差时所使用的增益(gain),为规定值以下(为比执行通常的反作用力控制时所使用的增益小的值以下,包含0)。相同地,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,基于来自动作限制电路49的指令,使在通过角度偏差运算电路85运算角度偏差δθh时所使用的增益、在通过角速度偏差运算电路87运算角速度偏差δωh时所使用的增益/或者在通过扭矩偏差运算电路95运算扭矩偏差δta时所使用的增益为规定值以下。

即,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式时,在反作用力控制之中所执行的角度反馈控制、角速度反馈控制、电流反馈控制和扭矩反馈控制中的任意控制中使增益为0或者规定值以下。由此,反作用力控制电路80、180在自动驾驶模式中能够成为对转向操纵轴部件11几乎不施加反作用力扭矩的状态。

另外,如图9所示的模式8那样,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,基于动作限制电路49的指令,与电流偏差运算电路90的运算结果无关地使电流偏差为规定值以下(为比执行通常的反作用力控制时的偏差小的值以下,包含0)。相同地,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式中,基于动作限制电路49的指令,与角度偏差运算电路85、角速度偏差运算电路87或者扭矩偏差运算电路95的运算结果无关地使角度偏差δθh、角速度偏差δωh或者扭矩偏差δta为规定值以下。

即,反作用力控制电路80、180也可以在自动驾驶模式时,在反作用力控制之中所执行的角度反馈控制、角速度反馈控制、电流反馈控制和扭矩反馈控制中的任意控制中,使电流偏差、角度偏差δθh、角速度偏差δωh和扭矩偏差δta为0或者规定值以下。由此,反作用力控制电路80、180在自动驾驶模式中能够成为对转向操纵轴部件11几乎不施加反作用力扭矩的状态。

如以上说明那样,动作限制电路49在自动驾驶模式中限制转向操纵部件sw的动作。由此,转向操纵装置100能够抑制在退避位置配置的转向操纵部件被反作用力驱动装置驱动而动作。其结果是,转向操纵装置100能够防止因在退避位置配置的转向操纵部件sw动作而给予乘客p不适感。另外,对于转向操纵装置100而言,例如,在转向操纵部件sw为非圆形时、转向操纵部件sw在使转向操纵轴部件11屈曲的状态下配置在退避位置时等,能够防止因在退避位置配置的转向操纵部件sw动作从而转向操纵部件sw与乘客p、在车室内设置的其他装置等接触。

以上,基于上述实施方式说明了本发明,但本发明不受上述实施方式任何限定,能够容易推断出,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行各种变形改进。

例如,在上述实施方式中示出一个例子,即,通过转向控制电路60驱动控制转向马达37,通过反作用力控制电路80、180驱动控制反作用力马达14。例如,通过反作用力控制电路在反作用力控制之中所执行的角度反馈控制、角速度反馈控制、电流反馈控制和扭矩反馈控制的组合和顺序是任意的。

此外,在反作用力控制电路包含上述4个反馈控制中的2个以上的反馈控制时,优选反作用力控制电路在自动驾驶模式中,使最后进行的反馈控制(在图6等的模块结构图中反作用力马达14在顺序上最接近的反馈控制,在上述实施方式中为电流反馈控制)的增益或者电流偏差为0或者规定值以下。此时,反作用力控制电路能够使反作用力扭矩更接近0。

在上述实施方式中,中间轴20具备驱动力传递装置23,该驱动力传递装置23在第一轴部件21与第二轴部件22之间传递以及切断旋转力,但中间轴20也可以不具备驱动力传递装置23。此时,在使转向操纵部件sw向退避位置移动时,能够提高设计的自由度。

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