转轮控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转轮控制装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了如下一种技术:为了在弯道时顺利地通过，在转弯过程中，曲率越大则使与自校准扭矩相应地施加于方向盘的转轮反作用力越小。
[0003]专利文献1:日本特开平11-78938号公报
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题
[0005]然而，在上述现有技术中存在以下问题:曲率越大则与保舵扭矩的变化相对的转轮角的变动越大，因此车辆对转轮扭矩的灵敏度变高，驾驶员难以进行前进路线修正。
[0006]本发明的目的在于提供一种能够实现使转弯中的驾驶员容易进行前进路线修正的转轮控制装置。
_7] 用于解决问题的方案
[0008]在本发明中，根据与转向部机械地分离的转轮部的转轮量来控制转向部的转向量，在基于自校准扭矩越大则转轮反作用力越大的与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性来对转轮部施加与自校准扭矩相应的转轮反作用力时，白线的曲率越大则使转轮反作用力特性中的与自校准扭矩的变化量相对的转轮反作用力的变化量越大。
[0009]发明的效果
[0010]由此，曲率越大则与保舵扭矩的变化相对的转轮角的变动越小，因此车辆对转轮扭矩的灵敏度被抑制得低，能够实现使转弯中的驾驶员容易进行前进路线修正。
【附图说明】
[0011]图1是表示实施例1的车辆的转轮系统的系统图。
[0012]图2是转向控制部19的控制框图。
[0013]图3是转轮反作用力控制部20的控制框图。
[0014]图4是干扰抑制指令转向角运算部32的控制框图。
[0015]图5是与横摆角相应的推斥力运算部37的控制框图。
[0016]图6是与横向位置相应的推斥力运算部38的控制框图。
[0017]图7是表示横摆角F/B控制和横向位置F/B控制的控制区域的图。
[0018]图8是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到单次的横风的情况下的横摆角变化的时间图。
[0019]图9是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到连续的横风的情况下未实施横向位置F/B控制时的横摆角变化以及横向位置变化的时间图。
[0020]图10是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到连续的横风的情况下实施了横向位置F/B控制时的横摆角变化以及横向位置变化的时间图。
[0021]图11是横向力偏移部34的控制框图。
[0022]图12是示出表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向与自校准扭矩相同的方向偏移后的状态的图。
[0023]图13是表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性图。
[0024]图14是示出由于表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向与自校准扭矩相同的方向偏移而表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性发生变化的状态的图。
[0025]图15是转轮反作用力扭矩偏移部36的控制框图。
[0026]图16是与偏尚余量时间相应的反作用力运算部39的控制框图。
[0027]图17是与横向位置相应的反作用力运算部40的控制框图。
[0028]图18是示出表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移后的状态的图。
[0029]图19是表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性图。
[0030]图20是示出由于表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移而表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性发生变化的状态的图。
[0031]附图标记说曰月
[0032]1:转轮部；2:转向部；3:备用离合器；4:SBW控制器；5FL、5FR:左右前轮；6:方向盘；7:柱轴；8:反作用力马达；9:转轮角传感器；11:小齿轮轴；12:转轮齿轮；13:转向马达；14:转向角传感器；15:齿条齿轮；16:齿条；17:摄像机；18:车速传感器；19:转向控制部；19a:加法器；20:转轮反作用力控制部；20a:减法器；20b:加法器；20c:加法器；21:影像处理部；22:电流驱动器；23:电流驱动器；24:导航系统；31:指令转向角运算部；32:干扰抑制指令转向角运算部；32a:横摆角运算部；32b:曲率运算部；32c:横向位置运算部；32d:加法器；32e:目标横摆力矩运算部；32f:目标横摆加速度运算部；32g:目标横摆率运算部；32h:指令转向角运算部；321:限幅处理部；33:横向力运算部；34:横向力偏移部;34a:曲率运算部;34b:上下限限幅器;34c:SAT增益运算部;34d:乘法器;34e:限幅处理部；35:SAT运算部；36:转轮反作用力扭矩偏移部；36a:横摆角运算部；36b:横向位置运算部；36c:反作用力选择部；36d:限幅处理部；37:与横摆角相应的推斥力运算部；37a:上下限限幅器:37b:横摆角F/B增益乘法部；37c:车速校正增益乘法部；37d:曲率校正增益乘法部；37e:乘法器；38:与横向位置相应的推斥力运算部；38a:减法器；38b:上下限限幅器；38c:距离校正增益乘法部；38d:横向位置F/B增益乘法部；38e:车速校正增益乘法部；38f:曲率校正增?乘法部；38g:乘法器；39:与偏尚余星时间相应的反作用力运算部；39a:乘法器；39b:除法器；39c:除法器；39d:偏尚余星时间选择部；39e:与偏尚余星时间相应的反作用力运算部；40:与横向位置对应的反作用力运算部；40a:减法器；40b:减法器；40c:横向位置偏差选择部；40d:与横向位置偏差相应的反作用力运算部。
【具体实施方式】
[0033](实施例1)
[0034][系统结构]
[0035]图1是表示实施例1的车辆的转轮系统的系统图。
[0036]实施例1的转轮装置采用了如下的线控转轮系统(SBW):以转轮部1、转向部2、备用离合器3、SBff控制器4为主要结构，且接收驾驶员的转轮输入的转轮部I与使左右前轮(转向轮)5FL、5FR转动的转向部2机械地分离。
[0037]转轮部I具备方向盘6、柱轴7、反作用力马达8以及转轮角传感器9。
[0038]柱轴7与方向盘6 —体地旋转。
[0039]反作用力马达8例如是无刷马达，是输出轴与柱轴7同轴的同轴马达，该反作用力马达8根据来自SBW控制器4的指令向柱轴7输出转轮反作用力扭矩。
[0040]转轮角传感器9检测柱轴7的绝对旋转角、即方向盘6的转轮角。
[0041]转向部2具备小齿轮轴11、转轮齿轮12、转向马达13以及转向角传感器14。
[0042]转轮齿轮12是齿条齿轮式的转轮齿轮，与小齿轮轴11的旋转相应地使前轮5L、5R转动。
[0043]转向马达13例如是无刷马达，其输出轴经由未图示的减速器与齿条齿轮15连接，根据来自SBW控制器4的指令向齿条16输出用于使前轮5转动的转向扭矩。
[0044]转向角传感器14检测转向马达13的绝对旋转角。在此，转向马达13的旋转角与前轮5的转向角始终存在唯一确定的相关关系，因此能够根据转向马达13的旋转角检测前轮5的转向角。以下只要没有特别地记载，就设为根据转向马达13的旋转角计算出前轮5的转向角。
[0045]备用离合器3设置于转轮部I的柱轴7与转向部2的小齿轮轴11之间，通过备用离合器3的分离来将转轮部I与转向部2机械地分离，通过备用离合器3的接合来将转轮部I与转向部2机械地连接。
[0046]除了上述转轮角传感器9和转向角传感器14的信号被输入到SBW控制器4以外，由摄像机17拍摄到的本车辆前方的行驶道路的影像和由车速传感器18检测出的车速(车身速度)也被输入到SBW控制器4。
[0047]SBW控制器4具有控制前轮5FL、5FR的转向角的转向控制部19、控制对柱轴7施加的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力控制部20以及影像处理部21。
[0048]转向控制部19基于各输入信息来生成指令转向角，并将生成的指令转向角向电流驱动器22输出。
[0049]电流驱动器22通过使由转向角传感器14检测出的实际转向角与指令转向角一致的角度反馈来控制向转向马达13输出的指令电流。
[0050]转轮反作用力控制部20基于各输入信息来生成指令转轮反作用力扭矩，并将生成的指令转轮反作用力扭矩向电流驱动器23输出。
[0051]电流驱动器23通过使根据反作用力马达8的电流值估计的实际转轮反作用力扭矩与指令转轮反作用力扭矩一致的扭矩反馈来控制向反作用力马达8输出的指令电流。
[0052]影像处理部21通过从由摄像机17拍摄到的本车辆前方的行驶道路的影像提取边缘等的图像处理来识别行驶车道左右的白线(行驶道路区分线)。
[0053]除此之外，在SBW系统发生故障时，SBff控制器4将备用离合器3接合来将转轮部I与转向部2机械地连结，从而能够通过方向盘6的转轮来使齿条16进行轴向移动。此时，也可以进行通过转向马达13的辅助扭矩来辅助驾驶员的转轮力的、相当于电动动力转轮系统的控制。
[0054]对于上述SBW系统，也可以设为将各传感器、各控制器、各马达设置多个的冗余系统。另外，还可以将转向控制部19与转轮反作用力控制部20分开设置。
[0055]在实施例1中，为了降低驾驶员的修正转轮量和减轻驾驶员的转轮负担，实施稳定性控制和修正转轮降低控制。
[0056]稳定性控制以针对干扰(横风、路面凹凸、车辙、路面倾斜等)提高车辆的稳定性为目的，进行两种反馈(F/B)控制。
[0057]1.横摆角F/B控制
[0058]根据白线与本车辆行进方向所成的角度、即横摆角来校正转向角，以使由干扰产生的横摆角减小。
[0059]2.横向位置F/B控制
[0060]根据到白线的距离(横向位置)来校正转向角，以使由干扰产生的横摆角的积分值即横向位置变化减少。
[0061]修正转轮降低控制是以针对驾驶员的转轮输入来提高车辆的稳定性为目的，进行三种反作用力偏移控制。
[0062]1.与横向位置相应的反作用力偏移控制
[0063]根据横向位置使与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，来抑制在驾驶员进行了跨越转轮角中立位置的修正转轮时转轮扭矩的符号发生反转。
[0064]2.与偏尚余量时间相应的反作用力偏移控制
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