转轮控制装置的制造方法_3

文档序号:8366793阅读:来源:国知局
造成的影响的方法,已知如下的装置和系统:在通常的转轮装置中对转轮系统施加用于抑制干扰的转向扭矩,在SBW系统中对方向盘施加促进用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分。另外,在这些以往的转轮装置中,产生转轮反作用力的变动,因此对驾驶员施加不适感。
[0116]与此相对地,在包含实施例1的横摆角F/B控制的稳定性控制中,着眼于方向盘6与前轮5L、5R被机械地分离的SBW系统的特征、即能够相互独立地控制方向盘6和前轮5L、5R这一点,基于将与转轮角和车速相应的SBW指令转向角加上与横摆角相应的干扰抑制指令转向角而得到的指令转向角,来控制前轮5L、5R的转向角,另一方面基于转轮角和车速来估计轮胎横向力,基于与估计出的轮胎横向力和车速相应的指令转轮反作用力来控制转轮反作用力。
[0117]S卩,直接对前轮5L、5R施加作为干扰抑制成分的转向角,因此不需要施加促进用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分。并且,施加与根据转轮角估计出的轮胎横向力相应的转轮反作用力,由此由用于抑制干扰的转向产生的轮胎横向力的变动不会反映为转轮反作用力,因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。在以往的SBW系统中,根据由传感器检测出的齿条轴力、转向角来估计轮胎横向力,施加了与估计出的轮胎横向力相应的转轮反作用力。因此,由用于抑制干扰的转向产生的轮胎横向力的变动必然会反映为转轮反作用力,从而对驾驶员施加不适感。在实施例1中,仅由驾驶员的转轮产生的轮胎横向力反映为转轮反作用力,转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动,因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
[0118]在此,在直接对前轮5L、5R施加作为干扰抑制成分的转向角的情况下,存在转轮角和转向角的中立偏离的问题,但在实施例1中,在通常的转轮装置中,将干扰抑制指令转向角设定在与方向盘6处于转轮角中立位置附近的移动的角度范围(左右各3° )时的该移动范围对应的前轮5FL、5FR的转向角范围内(左右各0.2° )。与转弯时相比,在直行时由干扰引起的横摆角更为显著,在直行时,转轮角位于转轮角中立位置附近。也就是说,横摆角F/B控制下的转向角的校正几乎都在转轮角中立位置附近实施,因此通过将伴随干扰抑制指令转向角的施加而引起的转轮角和转向角的中立偏移量抑制在方向盘的移动的范围内,能够抑制伴随中立位置偏离而产生的不适感。
[0119]另外,将干扰抑制指令转向角限制在左右各0.2°的范围内,因此即使在稳定性控制中,驾驶员也能够通过转轮输入使车辆的行进方向变为期望的方向。也就是说,相对于通过驾驶员的转轮输入而产生的转向角的变化量,由干扰抑制指令转向角获得的转向角的校正量甚少,因此不会妨碍驾驶员的转轮,能够针对干扰实现车辆的稳定性的提高。
[0120]以往,作为控制车辆的横向运动的控制,已知车道偏离防止控制和车道保持控制,其中,在该车道偏离防止控制中,当检测到车辆存在偏离行驶车道的倾向时,对车辆施加用于避免偏离的横摆力矩,在该车道保持控制中,对车辆施加横摆力矩以使车辆在行驶车道的中央附近行驶。另外,在车道偏离防止控制的情况下,是具有控制介入的阈值的控制,在行驶车道的中央附近控制不发挥作用,因此不能针对干扰来确保车辆的稳定性。另外,即使在驾驶员欲使车辆靠近行驶车道的一端的情况下也因阈值进行控制介入,因此会使驾驶员感到麻烦。另一方面,在车道保持控制的情况下,是具有目标位置(目标线路)的控制,虽然能够针对干扰确保车辆的稳定性,但不能使车辆在偏离目标线路的线路上行驶。除此之外,会由于判断为驾驶员减小方向盘的把持力以及手放开的状态而解除控制,因此驾驶员需要始终以固定以上的力把持方向盘,驾驶员的转轮负担大。
[0121]与此相对地,实施例1的横摆角F/B控制不具有控制介入的阈值,因此能够通过无缝控制来针对干扰始终确保稳定性。并且,由于不具有目标位置,因此驾驶员能够使车辆按喜好的线路行驶。除此之外,即使在轻轻地把持方向盘6的情况下也不会解除控制,因此能够减轻驾驶员的转轮负担。
[0122]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,设为车辆在行驶车道的中央附近行驶。当车辆受到连续的横风而产生横摆角时,虽然通过横摆角F/B控制来降低横摆角,但车辆受到连续的干扰而发生横滑。由于横摆角F/B控制是使横摆角减小的控制,在横摆角为零的情况下不进行转向角的校正,因此不能使由干扰产生的横摆角的积分值即横向位置变化直接减少。此外,通过将与横摆角相应的推斥力设为较大的值,能够间接地抑制横向位置变化(抑制横摆角的积分值的增加),但为了避免对驾驶员施加不适感,将干扰抑制指令转向角的最大值限制在左右各0.2。以内,因此仅通过横摆角F/B控制难以有效地抑制车辆的横滑。并且,需要在驾驶员感觉到横摆角变化之前使横摆角收敛,因此将用于求出与横摆角相应的推斥力的横摆角F/B增益设为尽可能大的值,与此相对地,如果保持原样则车辆会发生振动,因此利用上下限限幅器37a将与横摆角F/B增益相乘的横摆角限制在上限(1° )以下。即,与横摆角相应的推斥力是与小于实际的横摆角的横摆角对应的推斥力,因此基于这一点可知,仅通过横摆角F/B控制难以有效地抑制车辆的横滑。
[0123]因此,在实施例1的稳定性控制中,导入横向位置F/B控制来抑制由于恒定的干扰而导致车辆横滑。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,在横向位置F/B控制中,在行驶车道中央附近行驶过程中的车辆受到连续的横风而发生横滑,当到白线的距离为横向位置阈值以下时,运算与横向位置变化(?横摆角积分值)相应的推斥力。在干扰抑制指令转向角运算部32中运算基于横向推斥力的干扰抑制指令转向角,来校正SBW指令转向角,该横向推斥力是将与横向位置相应的推斥力和与横摆角相应的推斥力相加而得到的。即,在横向位置F/B控制中,利用与横向位置相应的干扰抑制指令转向角来校正SBW指令转向角,因此能够使由恒定的干扰导致的横向位置变化直接减少,能够抑制车辆的横滑。换句话说,能够使进行横摆角F/B控制的车辆的行驶位置返回到作为横向位置F/B控制的不灵敏区的行驶车道中央附近。
[0124]如上所述,关于实施例1的稳定性控制,通过横摆角F/B控制使由瞬时的干扰导致的横摆角变化减少,通过横向位置F/B控制使由恒定的干扰导致的横摆角积分值(横向位置变化)减少,由此针对瞬时的干扰和恒定的干扰均能够提高车辆的稳定性。
[0125]并且,关于实施例1的稳定性控制,将通过控制(施加干扰抑制指令转向角)而产生的车辆运动状态限制在驾驶员觉察不到、且不妨碍由驾驶员的转轮产生的车辆运动状态变化的程度,并且通过控制而产生的自校准扭矩的变化没有反映为转轮反作用力,因此能够以使驾驶员意识不到正处于稳定性控制的状态来实施该控制。由此,能够模拟针对干扰如同具有稳定性优良的车身品质的车辆的动作。
[0126]此外,用于在横向位置F/B控制中求出与横向位置相应的推斥力的横向位置F/B增益被设定为小于横摆角F/B增益的值。原因在于,如上所述,关于横摆角F/B控制,需要在驾驶员感觉到由瞬时的干扰导致的横摆角的变化之前使横摆角收敛,并要求高响应性,与此相对地,关于横向位置F/B控制,因为要求阻止横向位置变化的增加以及由于累积横摆角积分值而导致横向位置发生变化要花费时间,所以不需要横摆角F/B控制那种程度的响应性。除此之外,原因还在于,如果假设横向位置F/B增益增大,则随着干扰的大小使控制量大幅变动,对驾驶员施加不适感。
[0127][横向力偏移部]
[0128]图11是横向力偏移部34的控制框图。
[0129]曲率运算部34a运算前方注视点处的白线的曲率。
[0130]上下限限幅器34b对车速实施上下限限幅处理。
[0131]SAT增益运算部34c基于限幅处理后的车速来运算与车速相应的SAT增益。将SAT增益设为车速越大则增益越大的特性,并设定上限。
[0132]乘法器34d将SAT增益乘以曲率来求出横向力偏移量。
[0133]限幅处理部34e对横向力偏移量的最大值和变化率的上限进行限制。例如,将最大值设为1000N,将变化率的上限设为600N/S。
[0134][与曲率相应的反作用力偏移控制作用]
[0135]关于与曲率相应的反作用力偏移控制,白线的曲率越大,求出的横向力偏移量越大,将轮胎横向力减去该横向力偏移量。由此,如图12所示,白线的曲率越大,表示与由SAT运算部35运算出的轮胎横向力相应的转轮反作用力扭矩、即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越向与自校准扭矩相同符号方向偏移。此外,图12是右弯道的情况,在左弯道的情况下,向与图12相反的方向偏移。
[0136]以往,在转轮部和转向部被机械地分离的SBW系统中,设定为模拟通常的转轮装置中的与自校准扭矩相应的转轮反作用力的转轮反作用力特性,基于该转轮反作用力特性对方向盘施加转轮反作用力,此时,方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系为如图13所示那样的特性A。即,转轮角的绝对值越大,转轮扭矩的绝对值越大,与转轮角的绝对值大时相比,在转轮角的绝对值小时与转轮角的变化量相对的转轮扭矩的变化量越大。
[0137]在此,考虑在转弯过程中驾驶员为了修正前进路线而改变保舵扭矩的情况。在图13中,当驾驶员从以保舵扭矩T1保持转轮角Θ I的状态起使保舵扭矩减少至T 2时,转轮角变为Θ 2,由于转轮角的减小使前轮5L、5R的转向角变小。此时,根据上述SBW系统的转轮反作用力特性,弯道的曲率越大,相对于保舵扭矩的变化,转轮角越大幅地变动。也就是说,弯道的曲率越大,车辆对转轮扭矩的灵敏度越高,因此存在难以修正前进路线的问题。
[0138]与此相对地,在与实施例1的曲率相应的反作用力偏移控制中,白线的曲率越大,使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越向与自校准扭矩相同符号方向偏移,由此表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图14所示那样向与转轮角相同符号方向偏移,从特性A向特性B变化。由此,白线的曲率越大,与保舵扭矩的变化量相对的转轮角的变化量越小,因此即使设为驾驶员使保舵扭矩减少至T4,使保舵扭矩的减少量ΔΤ3_4与图13所示的现有技术的减少量Δ T卜2相同的情况下,转轮角的减少量Δ Θ H也小于现有技术的减少量△ Θ卜2。也就是说,弯道的曲率越大,能够使与保舵扭矩的变化相对的转轮角的变动越小,能够降低车辆对转轮扭矩的灵敏度,因此使车辆的运动状态变化变慢,能够使驾驶员容易地修正前进路线。另外,与现有技术相比能够减小用于维持转轮角Θ i的保舵扭矩T 3(〈1\),因此能够减轻转弯时的驾驶员的转轮负担。
[0139]以往,已知如下一种技术:为了减轻转弯时
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