转轮控制装置的制造方法_4

文档序号:8416929阅读:来源:国知局
值设为1000N,变化率的上限设为600N/s。
[0142][与曲率相应的反力偏移控制作用]
[0143]关于与曲率相应的反力偏移控制,白线的曲率越大则求出的横向力偏移量越大,从轮胎横向力中减去该横向力偏移量。由此,如图12所示那样,白线的曲率越大,则表示与由SAT运算部35运算出的轮胎横向力相应的转轮反力扭矩即与自校准扭矩相应的转轮反力扭矩的转轮反力特性越向与自校准扭矩相同符号的方向偏移。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。
[0144]以往,在将转轮部与转向部机械地分离的SBW系统中,设定模拟与传统的转轮装置中的自校准扭矩相应的转轮反力的转轮反力特性,根据该转轮反力特性对方向盘施加了转轮反力,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大。
[0145]在此,考虑在转弯过程中驾驶员为了进行路线修正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的状态将保舵扭矩减少到T 2时,转轮角成为θ2,由于转轮角的减少而前轮5L、5R的转向角变小。此时,根据上述SBW系统中的转轮反力特性,弯道的曲率越大,与保舵扭矩的变化相对地转轮角变动越大。也就是说,存在如下问题:弯道的曲率越大,车辆针对转轮扭矩的灵敏度越高,因此越难以进行路线修正。
[0146]与此相对地,在实施例1的与曲率相应的反力偏移控制中,白线的曲率越大,使表示与自校准扭矩相应的转轮反力扭矩的转轮反力特性越向与自校准扭矩相同符号的方向偏移,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的方向偏移,从特性A变化为特性B。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,因此驾驶员将保舵扭矩减少到T4,即使在保舵扭矩的减少量△1'3_4与图13所示的现有技术的减少量ATV2相同的情况下,转轮角的减少量△ θ η也比现有技术的减少量△ Θ"小。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,从而能够降低车辆针对转轮扭矩的灵敏度,因此能够使车辆的运动状态变化变慢,从而驾驶员容易地进行路线修正。另外,由于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T3(CT1),因此能够减轻转弯时的驾驶员的转轮负担。
[0147]以往,已知如下一种技术:为了减轻转弯时的驾驶员的转轮负担,白线的曲率越大,使转轮反作用力特性的斜率越小。但是在该现有技术中,曲率越大,与操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。也就是说,通过使转轮反作用力特性与白线的曲率相应地向与自校准扭矩相同方向偏移,能够实现兼顾减轻转弯时的驾驶员的转轮负担与容易进行前进路线修正。
[0148][转轮反力扭矩偏移部]
[0149]图15是转轮反力扭矩偏移部36的控制框图。
[0150]横摆角运算部36a运算前方注视点处的横摆角。通过根据由摄像机17拍摄到的行驶道路的影像来运算横摆角,能够简单且高精度地检测横摆角。白线可以使用左右任一个白线。
[0151]横向位置运算部36b分别运算相对于前方注视点处的左右白线的横向位置和相对于当前位置处的左右白线的横向位置。在此,横向位置运算部36b在本车越过白线移动到相邻的行驶车道的情况下、即在进行了车道变更的情况下,替换相对于当前位置处的左右白线的横向位置。也就是说,将到达白线前的相对于左白线的横向位置设为到达白线后的相对于右白线的横向位置,将到达白线前的相对于右白线的横向位置设为到达白线后的相对于左白线的横向位置。此外,在车道变更到车道宽度不同的行驶车道的情况下,将车道变更后的行驶车道的车道宽度W2除以车道变更前的行驶车道的车道宽度W1而得到的值W2/W1乘以替换后的横向位置来校正横向位置。在此,从导航系统24获取各行驶车道的车道宽度信息。
[0152]与偏离余量时间相应的反力运算部39根据车速、横摆角以及前方注视点处的相对于左右白线的横向位置来运算与偏离余量时间相应的反力。在后面详细记述与偏离余量时间相应的反力运算部39。
[0153]与横向位置相应的反力运算部40根据当前位置处的相对于左右白线的横向位置运算与横向位置相应的反力。在后面详细记述与横向位置相应的反力运算部40。
[0154]反力选择部36c选择与偏离余量时间相应的反力和与横向位置相应的反力中的绝对值较大的一方作为转轮反力扭矩偏移量。
[0155]限幅处理部36d对转轮反力扭矩偏移量的最大值和变化率的上限进行限制。例如最大值设为2Nm,变化率的上限设为lONm/s。
[0156]图16是与偏尚余量时间相应的反力运算部39的控制框图。
[0157]乘法器39a将横摆角乘以车速求出车辆的横向速度。
[0158]除法器39b将前方注视点处的相对于左白线的横向位置除以横向速度求出相对于左白线的偏离余量时间。
[0159]除法器39c将前方注视点处的相对于右白线的横向位置除以横向速度求出相对于右白线的偏离余量时间。
[0160]偏离余量时间选择部39d选择相对于左右白线的偏离余量时间中的较短的一方作为偏尚余量时间。
[0161]与偏离余量时间相应的反力运算部39e根据偏离余量时间运算与偏离余量时间相应的反力。与偏尚余量时间相应的反力具有如下特性:与偏尚余量时间成反比例(与偏离余量时间的倒数成比例)且在3秒以上大致变为零。
[0162]图17是与横向位置相应的反力运算部40的控制框图。
[0163]减法器40a从预先设定的目标左横向位置(例如90cm)减去相对于左车道的横向位置求出相对于左车道的横向位置偏差。
[0164]减法器40b从预先设定的目标右横向位置(例如90cm)减去相对于右车道的横向位置求出相对于右车道的横向位置偏差。
[0165]横向位置偏差选择部40c选择相对于左右车道的横向位置偏差中的较大的一方作为横向位置偏差。
[0166]与横向位置偏差相应的反力运算部40d根据横向位置偏差运算与横向位置相应的反力。与横向位置相应的反力设为如下特性并设定上限,该特性为:横向位置偏差越大则与横向位置相应的反力越大。
[0167][与横向位置相应的反力偏移控制作用]
[0168]关于与横向位置相应的反力偏移控制,将与横向位置相应的反力作为转轮反力扭矩偏移量来与转轮反力扭矩相加。由此,如图18所示那样,到白线的距离越短,则表示与自校准扭矩相应的转轮反力扭矩的转轮反力特性越向转轮反力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外,图18是接近右车道的情况,在接近左车道的情况下,向与图18相反的方向偏移。
[0169]在此,在以往的转轮反力控制中,考虑由于驾驶员的不经意向右方向的偏转操作而车辆的行驶位置向右侧偏移之后驾驶员通过修正转轮而将行驶位置返回到行驶车道中央附近的情况。将驾驶员不经意进行操作时的转轮角和转轮扭矩设为图19的特性A上的点位置。特性A与图13同样地设为表示设定了模拟传统的转轮装置得到的转轮反力特性时的转轮角与转轮扭矩的关系的特性。为了使行驶位置从该状态返回到行驶车道中央附近,需要使前轮向左转,因此驾驶员在向转轮角中立位置的回转操作之后进行从转轮角中立位置起的偏转操作,使方向盘与想要的角度θ5—致。此时,在上述现有技术中,由于转轮角中立位置(转轮角零点)与转轮扭矩中立位置(转轮扭矩零点)一致,因此需要在到达转轮角中立位置之前使转轮扭矩减少、如果超过转轮角中立位置则需要使转轮扭矩增加。也就是说,在进行越过转轮角中立位置的修正转轮的情况下,转轮扭矩的符号反转,驾驶员控制力的方向切换,并且与其它的转轮角区域相比,转轮扭矩中立位置附近,与转轮扭矩的变化量相对的转轮角的变化量显著较小,因此驾驶员的转轮负担大,难以将方向盘控制成想要的角度Θ 5。由此,存在如下问题:车辆的行驶位置容易过分偏转,从而导致修正转轮量的增大。
[0170]与此相对地,在实施例1的与横向位置相应的反力偏移控制中,到白线的距离越短,使与自校准扭矩相应的转轮反力扭矩越向转轮反力扭矩的绝对值变大的方向偏移,由此表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图20所示那样向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移,随着到白线的距离变短,从特性A连续地向特性C变化。此时,为了维持转轮角,需要增加转轮扭矩,如果转轮扭矩固定,则方向盘6 —点点地被返回到转轮角中立位置(点P1^点P2),因此能够抑制由于驾驶员的不经意的偏转操作而车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面,在驾驶员维持转轮角的情况下,转轮角和转轮扭矩从点P1向点P 3移动。在驾驶员从该状态进行修正转轮的情况下,在特性C中转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转侧偏移,因此在从转轮角中立位置起的偏转操作时,在到达转轮扭矩中立位置之前的期间转轮扭矩的符号不反转。因此,驾驶员使转轮扭矩减少,在方向盘6为想要的角度时,仅通过阻止方向盘6的旋转就能够控制前轮5L、5R的转向角。也就是说,实施例1的与横向位置相应的反力偏移控制由于驾驶员控制力的方向不容易切换,因此驾驶员能够容易地进行修正转轮。其结果,由于车辆的行驶位置不容易过分偏转,因此能够降低修正转轮量。
[0171]以往,已知如下技术:为了抑制由于驾驶员的不经意的操作而行驶位置偏移,越靠近白线则使转轮反力越大,但是在该现有技术中,只是越靠近则对方向盘施力,由于转轮反力特性中的转轮扭矩中立位置始终与转轮角中立位置一致,因此在越过转轮角中立位置的修正转轮中,转轮扭矩的符号反转,不能减轻驾驶员的转轮负担。也就是说,到白线的距离越短,使与自校准扭矩相应的转轮反力扭矩越向转轮反力扭矩的绝对值变大的方向偏移,由此能够实现兼顾抑制行驶位置的偏移与减轻驾驶员的转轮负担。
[0172]另外,在实施例1的与横向位置相应的反力偏移控制中,由于到白线的距离越短则使偏移量越大,因此到白线的距离越短,使转轮扭矩中立位置越向远离转轮角中立位置的位置偏移。在驾驶员进行将车辆的行驶位置返回到行驶车道中央附近的修正转轮的情况下,越接近白线,越需要增大从转轮角中立位置起的偏转增加操作量。此时,当转轮扭矩中立位置相对于转轮角中立位置的偏移量小时,在方向盘变为想要的角度之前有可能转轮扭矩越过中立位置而转
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