CN118524961A - 转向操纵控制装置以及转向操纵控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转向操纵控制装置以及转向操纵控制方法。转向操纵控制装置(1)具备:反作用力指令值运算部(61),其构成为以反映基于操作杆(11)的操作量(θl)运算的反作用力成分(Fa)的方式来运算操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值(T*);以及控制信号生成部(63),其构成为基于反作用力指令值(T*),生成使上述操作单元(4)动作的控制信号。上述反作用力指令值运算部(61)构成为执行以下处理,判定检测上述操作量(θl)被保持为恒定的保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理,以及在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值(T*)的运算模式切换为保持时运算模式的运算模式切换处理。上述保持时运算模式构成为上述反作用力成分(Fa)相对于上述操作量(θl)不变化的范围亦即盲区(R)比通常时运算模式大。
Description
技术领域
本发明涉及转向操纵控制装置以及转向操纵控制方法。
背景技术
以往,存在将供方向盘连结的操作单元与使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的电动转向式的转向操纵装置。例如,如专利文献1所记载的那样,控制这样的转向操纵装置的转向操纵控制装置根据车辆的行驶状况,来改变转向轮的转向角与方向盘的转向操纵角的角度比。
在专利文献2中公开了作为驾驶员操作的操作部件,除了方向盘之外或代替之,采用了操纵杆的技术。对这样的操纵杆的操作施加与其操作量对应的反作用力转矩。
专利文献1:日本特开2021-30837号公报
专利文献2:日本特开平8-34353号公报
如上述那样,在施加与操纵杆的操作量对应的反作用力转矩的情况下,例如操纵杆的操作量被驾驶员保持为恒定,从而施加与该操作量对应的反作用力转矩的状态被保持。在该情况下,由驾驶员通过操纵杆来保持施加反作用力转矩的状况。即、驾驶员在将操纵杆的操作量保持为恒定的情况下,需要对操纵杆持续地施加与反作用力转矩对应的力。这成为驾驶员的负担。
发明内容
在本发明的一个实施方式中,提供一种控制车辆的转向操纵装置的转向操纵控制装置。上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造。上述转向操纵控制装置具备:反作用力指令值运算部,其构成为以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值;以及控制信号生成部,其构成为基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号。上述反作用力指令值运算部作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式。上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式。上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式。上述反作用力指令值运算部构成为执行以下处理:判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理。上述保持时运算模式构成为上述反作用力成分相对于上述操作量不变化的范围亦即盲区比上述通常时运算模式大。
在本发明的其它实施方式中,提供一种控制车辆的转向操纵装置的转向操纵控制装置。上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造。上述转向操纵控制装置具备:反作用力指令值运算部,其构成为以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值;以及控制信号生成部,其构成为基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号。上述反作用力指令值运算部作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式。上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式。上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式。上述反作用力指令值运算部构成为执行以下处理:判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理。上述通常时运算模式以及上述保持时运算模式的各个具有上述反作用力成分相对于上述操作量的关系。上述保持时运算模式的上述关系的原点构成为与上述通常时运算模式的上述关系的原点相比,向判定为上述保持条件成立时的上述操作量侧偏移。
在本发明的另一个实施方式中,提供一种控制车辆的转向操纵装置的转向操纵控制方法。上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造。上述转向操纵控制方法包含以下步骤:以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值的步骤;以及基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号的步骤。运算上述反作用力指令值的步骤,作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式。上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式。上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式。运算上述反作用力指令值的步骤包含:判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理。上述保持时运算模式构成为上述反作用力成分相对于上述操作量不变化的范围亦即盲区比上述通常时运算模式大。
在本发明的其它实施方式中,提供一种控制车辆的转向操纵装置的转向操纵控制方法。上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造。上述转向操纵控制方法包含以下步骤:以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值的步骤;以及基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号的步骤。运算上述反作用力指令值的步骤,作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式。上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式。上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式。运算上述反作用力指令值的步骤包含:判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理。上述通常时运算模式以及上述保持时运算模式的各个具有上述反作用力成分相对于上述操作量的关系。上述保持时运算模式的上述关系的原点构成为与上述通常时运算模式的上述关系的原点相比,向判定为上述保持条件成立时的上述操作量侧偏移。
附图说明
图1是第一实施方式的转向操纵装置以及控制该转向操纵装置的转向操纵控制装置的结构简图。
图2是图1的转向操纵控制装置的框图。
图3是图2的反作用力转矩指令值运算的框图。
图4A是表示图1的转向操纵控制装置具有的通常时映射表的一个例子的图,图4B是表示图1的转向操纵控制装置具有的保持时映射表的一个例子的图。
图5是表示图2的反作用力转矩指令值运算部的角度轴向力运算部的处理步骤的一个例子的流程图。
图6是表示图2的保护处理部的保护处理的处理步骤的一个例子的流程图。
图7A是表示第二实施方式的转向操纵控制装置具有的通常时映射表的一个例子的图,图7B是表示第二实施方式的转向操纵控制装置具有的保持时映射表的一个例子的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,结合附图来说明转向操纵控制装置的第一实施方式。
(整体结构)
如图1所示,转向操纵控制装置1控制电动转向式的转向操纵装置2。转向操纵装置2根据驾驶员的操作,使转向轮3转向,由此改变车辆的行进方向。转向操纵装置2具备由驾驶员操作的操作单元4、以及使转向轮3转向的转向单元5。转向操纵装置2具有将操作单元4与转向单元5之间的动力传递路机械地分离的构造。
操作单元4具备由驾驶员操作的操作杆11、以及将操作杆11支承为能够倾动的基座12。本实施方式的基座12将操作杆11支承为能够沿车辆的横向、即左右方向倾动,操作杆11通过驾驶员的操作而沿左右方向倾动。即、驾驶员的操作量由操作杆11的倾斜角(以下,称为杆倾角θl)表示。在其它实施方式中,基座12将操作杆11以向车辆的前后方向倾动的方式支承。
在图示的例子中,操作单元4具备检测杆倾角θl的倾斜角传感器13。杆倾角θl虽将操作杆11的右方向的倾动检测为正值,将操作杆11的左方向的倾动检测为负值,但也可以相反。
另外,操作单元4具备施加克服驾驶员对操作杆11的操作的力亦即操作反作用力的反作用力促动器15。在图示的例子中,反作用力促动器15具备反作用力马达16、以及将反作用力马达16的转矩传递至操作杆11的连杆机构17。连杆机构17例如将多个齿轮和旋转轴连接而构成。反作用力促动器15将反作用力马达16的旋转向连杆机构17传递,通过由该连杆机构17转换为与操作杆11对应的动作,而对操作杆11施加操作反作用力亦即反作用力转矩。
转向单元5具备:小齿轮轴21、与小齿轮轴21连结的齿条轴22、以能够往复移动的方式收纳齿条轴22的齿条外壳23、以及具有小齿轮轴21以及齿条轴22的齿条和小齿轮机构24。齿条和小齿轮机构24通过形成于小齿轮轴21的小齿轮齿21a和形成于齿条轴22的齿条齿22a啮合而构成。由此,小齿轮轴21根据齿条轴22的往复移动而旋转。在齿条轴22的两端经由球接头25连结有转向横拉杆26。转向横拉杆26的前端与组装有转向轮3的未图示的转向节连结。
另外,转向单元5具备对齿条轴22施加使转向轮3转向的力亦即转向力的转向促动器31。在图示的例子中,转向促动器31具备转向马达32、以及将转向马达32的转矩传递至齿条轴22的动力传递机构33。动力传递机构33具备传动带机构34、以及滚珠丝杠机构35。转向促动器31将转向马达32的旋转经由传动带机构34向滚珠丝杠机构35传递,由滚珠丝杠机构35转换为齿条轴22的往复移动,从而对转向轮3施加转向力。
在这样构成的转向操纵装置2中,根据驾驶员对操作杆11的操作从转向促动器31施加转向力。由此,齿条轴22往复移动,改变转向轮3的转向角θi。即、转向促动器31根据驾驶员的操作使转向轮3转向。此时,从反作用力促动器15对操作杆11施加克服驾驶员的操作的反作用力。即、在转向操纵装置2中,通过从反作用力促动器15施加的反作用力转矩,来改变操作杆11的操作所需的驾驶员的力。
转向操纵控制装置1与反作用力马达16以及转向马达32连接,并控制反作用力马达16以及转向马达32的动作。向转向操纵控制装置1输入各种传感器的检测结果。各种传感器例如包含上述倾斜角传感器13、车速传感器41、旋转角传感器42、加速度传感器43以及横摆率传感器44。车速传感器41检测车辆的行驶速度亦即车速V。旋转角传感器42以360°范围内的相对角检测转向马达32的旋转轴的旋转角θt。本实施方式的加速度传感器43检测车辆的横向加速度GY。在其它实施方式中,加速度传感器也可以检测将上下方向的加速检测为正或者负的值的上下加速度GZ。另外,检测上下加速度GZ的加速度传感器也可以分别与转向操纵控制装置1连接。横摆率传感器44检测车辆的横摆率γ。这些各种传感器的检测结果是状态变量的一个例子。而且,转向操纵控制装置1基于所输入的状态变量,来控制转向马达32的动作。
(转向操纵控制装置1)
以下,详细说明转向操纵控制装置1的结构。
如图2所示,转向操纵控制装置1具备微机51、驱动电路52以及驱动电路53。微机51输出控制信号Ms以及控制信号Mt。驱动电路52基于控制信号Ms向反作用力马达16供给电力。驱动电路53基于控制信号Mt向转向马达32供给电力。
作为处理电路的微机51能够由(1)根据计算机程序(软件)动作的一个以上的处理器、(2)执行各种处理中的至少一部分的处理的专用集成电路(ASIC)等一个以上的专用硬件电路、或者(3)它们的组合构成。处理器包含CPU以及RAM及ROM等存储器,存储器存储有构成为使CPU执行处理的程序代码或者指令。存储器即非暂时计算机可读介质包含由通用或者专用的计算机可访问的所有可利用介质。由微机51进行的各种控制通过以每个规定的运算周期CPU执行存储于存储器的程序而被执行。
驱动电路52以及驱动电路53例如采用了具有FET、IGBT等多个开关元件的典型的PWM逆变器。控制信号Ms以及控制信号Mt是规定各开关元件的导通或截止状态的栅极导通或截止信号。
从微机51向驱动电路52输出控制信号Ms,由此从车载电源向反作用力马达16供给与控制信号Ms对应的电力。由此,反作用力马达16旋转,如上述那样,对操作杆11施加反作用力转矩。这样,转向操纵控制装置1通过向反作用力马达16的电力供给,控制反作用力马达16产生的马达转矩,对操作杆11施加反作用力转矩。另外,从微机51向驱动电路53输出控制信号Mt,由此从车载电源向转向马达32供给与控制信号Mt对应的电力。由此,转向马达32旋转,如上述那样,对转向轮3施加转向力。这样,转向操纵控制装置1通过向转向马达32的电力供给,控制转向马达32产生的马达转矩,使转向轮3转向。
(微机51)
以下,详细说明微机51的结构。
微机51通过以下的各控制块以规定的运算周期为单位执行运算处理,输出控制信号Ms以及控制信号Mt。向微机51输入上述车速V、杆倾角θl、旋转角θt、横向加速度GY以及横摆率γ。微机51基于上述各种状态变量生成并输出控制信号Ms以及控制信号Mt。
详细地说,微机51具备生成并生成控制信号Ms的反作用力控制部60、以及生成并输出控制信号Mt的转向控制部70。反作用力控制部60具备反作用力转矩指令值运算部61、保护处理部62以及控制信号生成部63。转向控制部70具备转向对应角运算部71、目标转向对应角运算部72以及控制信号生成部73。
(反作用力控制部60)
向反作用力转矩指令值运算部61输入车速V、杆倾角θl、横向加速度GY、横摆率γ以及转向实际电流值It。反作用力转矩指令值运算部61基于这些各种状态变量,运算作为反作用力转矩的指令值亦即反作用力指令值的反作用力转矩指令值T*。转向实际电流值It是可从与转向马达32对应地设置的驱动电路53得到的信息。驱动电路53具有未图示的电流传感器。电流传感器检测能够从在驱动电路53、与转向马达32的各相的马达线圈之间的连接线中流动的转向马达32的各相的电流值得到的转向实际电流值It。电流传感器例如在驱动电路53含有的PWM逆变器中,取得与开关元件各自的源极侧连接的分流电阻的电压下降来作为电流。反作用力转矩指令值运算部61的反作用力转矩指令值T*的运算处理将在后述。
详细地说,如图3所示,反作用力转矩指令值运算部61具有角度轴向力运算部81、电流轴向力运算部82以及分配轴向力运算部83。
向角度轴向力运算部81输入车速V、杆倾角θl、横向加速度GY以及横摆率γ。角度轴向力运算部81基于这些各种状态变量,来运算角度轴向力Fa。角度轴向力Fa是由任意设定的车辆的模型规定的轴向力的理想值。角度轴向力Fa是没有反映路面信息的轴向力。路面信息包含没有对车辆的横向的举动造成影响的微小凹凸、对车辆的横向的举动造成影响的台阶等信息。角度轴向力运算部81例如以杆倾角θl的绝对值越大则角度轴向力Fa的绝对值越大的方式进行运算。另外,角度轴向力运算部81例如以随着车速V变大而角度轴向力Fa的绝对值变大的方式进行运算。角度轴向力Fa具有转矩的维(N/m)。另外,角度轴向力运算部81在运算角度轴向力Fa的过程中,运算后述的保持FLG。关于由角度轴向力运算部81进行的角度轴向力Fa的运算处理将在后述。角度轴向力Fa被向分配轴向力运算部83输出。保持FLG被向保护处理部62输出。在本实施方式中,角度轴向力Fa是反作用力成分的一个例子。即、角度轴向力运算部81执行的运算处理相当于反作用力成分运算处理。
向电流轴向力运算部82输入转向实际电流值It。电流轴向力运算部82基于转向实际电流值It来运算电流轴向力Fb。电流轴向力Fb是为了进行使转向轮3转向的动作而实际作用于齿条轴22的轴向力,即、是实际上传递给齿条轴22的轴向力的推断值。电流轴向力Fb是反映了上述路面信息的轴向力。例如,电流轴向力运算部82假定为由转向马达32对齿条轴22施加的转矩、和与通过转向轮3施加给齿条轴22的力对应的转矩相互平衡,来运算电流轴向力Fb。即、电流轴向力运算部82以转向实际电流值It的绝对值越大则电流轴向力Fb的绝对值越大的方式进行运算。电流轴向力Fb具有转矩的维(N/m)。电流轴向力Fb被向分配轴向力运算部83输出。在本实施方式中,电流轴向力Fb是反作用力成分的一个例子。即、电流轴向力运算部82执行的运算处理相当于反作用力成分运算处理。
向分配轴向力运算部83输入车速V、角度轴向力Fa以及电流轴向力Fb。分配轴向力运算部83基于这些各种状态变量,来运算反作用力转矩指令值T*。分配轴向力运算部83通过以规定的分配比率将角度轴向力Fa和电流轴向力Fb相加,来运算反作用力转矩指令值T*。即、分配轴向力运算部83、即反作用力转矩指令值运算部61以将角度轴向力Fa和电流轴向力Fb反映于反作用力转矩指令值T*的方式来运算反作用力转矩指令值T*。分配轴向力运算部83基于车速V,调整角度轴向力Fa和电流轴向力Fb的分配比率。分配轴向力运算部83例如车速V越大,使角度轴向力Fa的分配比率越小并使电流轴向力Fb的分配比率越大。反作用力转矩指令值T*被向保护处理部62输出。在本实施方式中,分配轴向力运算部83执行的运算处理相当于反作用力指令值运算处理。
返回图2的说明,向保护处理部62输入车速V、横向加速度GY、横摆率γ、保持FLG、反作用力转矩指令值T*以及差量ΔT*。保护处理部62基于这些各种状态变量,来运算保护处理后的反作用力转矩指令值Tg*。差量ΔT*是通过减法器64得到的值。向减法器64输入在这次周期中运算出的这次值亦即反作用力转矩指令值T*、以及在这次周期之前的周期(前一个周期)中运算出前次值亦即保护处理后的反作用力转矩指令值Tg*。之前周期的反作用力转矩指令值Tg*由前次值保持部65保持。减法器64通过从反作用力转矩指令值T*减去之前周期的反作用力转矩指令值Tg*,来运算差量ΔT*。
保护处理部62以将差量ΔT*限制在差量上限值ΔT*lim以下的方式,运算限制了反作用力转矩指令值T*的保护处理后的反作用力转矩指令值Tg*。差量上限值ΔT*lim是根据车速V、横向加速度GY以及横摆率γ设定的值。关于由保护处理部62进行的反作用力转矩指令值Tg*的保护处理将在后述。反作用力转矩指令值Tg*被向控制信号生成部63输出。
向控制信号生成部63输入反作用力转矩指令值Tg*。控制信号生成部63基于该状态变量,生成控制信号Ms。控制信号生成部63基于反作用力转矩指令值Tg*,执行F/B运算,由此运算目标反作用力转矩。作为一个例子,虽对F/B运算采用了PID控制运算,但并不限于此,也可以是PI控制运算等。而且,控制信号生成部63使用任意的公知技术,生成使反作用力马达16产生该目标反作用力转矩那样的控制信号Ms。
如上述那样,用于F/B运算的反作用力转矩指令值Tg*被限制为差量ΔT*是差量上限值ΔT*lim以下。即、控制信号生成部63以抑制反作用力转矩的突变的方式生成控制信号Ms。
(转向控制部70)
向转向对应角运算部71输入旋转角θt。转向对应角运算部71例如计算从中点的转向马达32的转速,将中点设为零值来累计旋转角θt,由此运算累计角。而且,转向对应角运算部71通过对该累计角乘以基于传动带机构34的减速比、滚珠丝杠机构35的导程以及齿条和小齿轮机构24的旋转速度比的换算系数,来运算转向对应角θp。转向对应角θp经由减法器74被向控制信号生成部73输出。在本实施方式中,转向对应角θp相当于小齿轮轴21的旋转角亦即小齿轮角,中点是车辆前进时的小齿轮轴21的旋转角。如上述那样,小齿轮轴21根据齿条轴22的往复移动而旋转,所以小齿轮轴21的旋转角、即转向对应角θp相当于能够换算为转向轮3的转向角θi的可换算值的实际值亦即转向对应值,转向对应角运算部71相当于转向对应值运算部。
向目标转向对应角运算部72输入车速V以及杆倾角θl。目标转向对应角运算部72基于这些各种状态变量,来运算转向对应角θp的目标值亦即目标转向对应角θp*。目标转向对应角θp*经由减法器74被向控制信号生成部73输出。在本实施方式中,目标转向对应角θp*相当于能够换算为转向轮3的转向角θi的可换算值的目标值亦即目标转向对应值,目标转向对应角运算部72相当于目标转向对应值运算部。
向控制信号生成部73输入偏差Δθp。偏差Δθp是通过减法器74得到的值。向减法器74输入目标转向对应角θp*以及转向对应角θp。减法器74通过从目标转向对应角θp*减去转向对应角θp,来运算偏差Δθp。
控制信号生成部73基于该状态变量,生成控制信号Mt。控制信号生成部73通过基于偏差Δθp,执行F/B运算,来运算目标转向转矩。作为一个例子,虽对F/B运算采用了PID控制运算,但并不限于此,也可以是PI控制运算等。而且,F/B控制部使用任意的公知技术,生成使转向马达32产生该目标转向转矩那样的控制信号Mt。
(反作用力转矩指令值运算部61)
详细说明反作用力转矩指令值运算部61的反作用力转矩指令值T*的运算处理。
反作用力转矩指令值运算部61以将角度轴向力运算部81运算的角度轴向力Fa、电流轴向力运算部82运算的电流轴向力Fb通过分配轴向力运算部83反映于反作用力转矩指令值T*的方式,来运算反作用力转矩指令值T*。即、反作用力转矩指令值运算部61通过角度轴向力运算部81的运算处理来运算角度轴向力Fa。
详细地说,如图3所示,角度轴向力运算部81执行判定保持条件是否成立的保持状态判定处理、以及判定解除条件是否成立的解除条件判定处理。如后所述,保持条件是用于判定是否是将相对于操作杆11的操作量的反作用力转矩指令值T*的运算模式切换为保持时运算模式的状况的条件。保持条件以能够检测将作为操作量的杆倾角θl保持为恒定的保持状态的观点而设定。例如,保持状态还包含使操作杆11倾动并保持的状态。解除条件是在切换为保持时运算模式之后,用于判定是否是将相对于操作杆11的操作量的反作用力转矩指令值T*的运算模式切换为通常时运算模式的状况的条件。解除条件以能够检测没有将作为操作量的杆倾角θl保持为恒定的非保持状态的观点而设定。
角度轴向力运算部81在与保持条件以及解除条件的成立状态对应的保持时运算模式或者通常时运算模式中,执行基于杆倾角θl以及车速V,来运算角度轴向力Fa的处理。角度轴向力运算部81在角度轴向力Fa的运算处理开始后,在保持条件成立之前,执行通常时运算模式的处理。另一方面,角度轴向力运算部81在保持条件成立以后,执行保持时运算模式的处理。另外,角度轴向力运算部81在从保持条件没有成立到解除条件成立的期间,执行保持时运算模式的处理。角度轴向力运算部81在从保持条件没有成立到解除条件成立以后,执行通常时运算模式的处理。
如图2所示,反作用力转矩指令值运算部61具备存储器61a。存储器61a存储有作为在运算反作用力转矩指令值T*时使用的运算信息的多个映射表90。映射表90包含角度轴向力运算部81运算角度轴向力Fa时使用的通常时映射表91以及保持时映射表92。通常时映射表91是在通常时运算模式的运算时使用的通常时运算信息。保持时映射表92是在保持时运算模式的运算时使用的保持时运算信息。
如图4A以及图4B所示,通常时映射表91以及保持时映射表92表示杆倾角θl与车速V角度轴向力Fa的关系。即、通常时映射表91以及保持时映射表92是表示角度轴向力Fa相对于杆倾角θl以及车速V的关系的三维映射表。在图示的例子中,通常时映射表91以及保持时映射表92均在杆倾角θl是零值的情况下,角度轴向力Fa是零值。而且,通常时映射表91以及保持时映射表92均设定为杆倾角θl的绝对值越大,则角度轴向力Fa的绝对值越大。另外,通常时映射表91以及保持时映射表92均设定为车速V越大,则角度轴向力Fa的绝对值越大。而且,保持时映射表92具有即使杆倾角θl变化而角度轴向力Fa的绝对值也被维持为零值的盲区R。通常时映射表91没有角度轴向力Fa相对于杆倾角θl的变化的盲区。即、在保持时映射表92中,盲区R的范围设定为比通常时映射表91中的即使杆倾角θl变化而角度轴向力Fa的绝对值也被维持为零值的范围大。另外,保持时映射表92中的角度轴向力Fa的绝对值在维持了通常时映射表91所设定的趋势的状态下,设定为以向图中的右侧亦即正值侧偏移盲区R的量的方式滑动了的值。由此,保持时映射表92中的角度轴向力Fa的绝对值在任意的杆倾角θl以及车速V下,比通常时映射表91中的角度轴向力Fa的绝对值小。即、反映保持时映射表92中的角度轴向力Fa而得到的反作用力转矩指令值T*的绝对值比反映通常时映射表91中的角度轴向力Fa而得到的反作用力转矩指令值T*的绝对值小。
角度轴向力运算部81在通常时运算模式中,通过参照通常时映射表91,来运算与杆倾角θl以及车速V对应的角度轴向力Fa。另一方面,角度轴向力运算部81在保持时运算模式中,通过参照保持时映射表92,来运算与杆倾角θl以及车速V对应的角度轴向力Fa。即、角度轴向力运算部81切换在通常时运算模式中和保持时运算模式中使用的映射表。由此,角度轴向力运算部81在保持时运算模式中,运算比通过通常时运算模式运算出的角度轴向力Fa小的绝对值的角度轴向力Fa。即、反作用力转矩指令值运算部61在保持时运算模式中,运算比通过通常时运算模式运算出的反作用力转矩指令值T*小的绝对值的反作用力转矩指令值T*。
角度轴向力运算部81作为表示保持条件以及解除条件的成立状态的信息而设定保持FLG。保持FLG在保持条件成立的情况下,被设定为“1”。保持FLG在被设定为“1”的状态下,在保持条件没有成立之后而解除条件成立的情况下,被设定为“0(零)”。另一方面,保持FLG在被设定为“1”的状态下,在保持条件没有成立的情况下,在解除条件成立之前的期间,被设定为“1”。
(关于保持条件以及解除条件)
角度轴向力运算部81在下述条件成立的情况下,判定为保持条件成立。
(a1)操作杆11的操作速度ωl小于保持时阈值ωltha。
保持时阈值ωltha是能够判定为驾驶员保持着操作杆11的范围的值。保持时阈值ωltha基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,作为变化的值而被运算。本实施方式的角度轴向力运算部81通过将杆倾角θl微分,来运算操作速度ωl。在其它实施方式中,也可以设为通过在操作单元4设置速度传感器,从该速度传感器检测操作速度ωl的结构。
如(a1)那样,保持条件包含基于表示操作杆11的操作量的变化状态的操作量参数与阈值的大小比较的结果的条件。保持条件的阈值基于表示车辆的行驶状态的行驶参数来运算。在(a1)中,车速V、横向加速度GY以及横摆率γ是行驶参数。
角度轴向力运算部81在下述条件成立的情况下,判定为解除条件成立。
(b1)操作杆11的操作速度ωl是解除时阈值ωlthb以上。
解除时阈值ωlthb是能够判定为驾驶员保持着操作杆11的范围的值。解除时阈值ωlthb基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,运算为变化的值。解除时阈值ωlthb的绝对值设定为比保持时阈值ωltha的绝对值大。即、在解除时阈值ωlthb与保持时阈值ωltha之间包含不属于任何一方的中间值。这些中间值是在对保持FLG设定了“1”的状态下,在保持条件没有成立的情况下,能够判定解除条件成立之前的期间的值。
如(b1)那样,解除条件包含基于表示操作杆11的操作量的变化状态的操作量参数与阈值的大小比较的结果的条件。解除条件的阈值基于表示车辆的行驶状态的行驶参数而运算。在(b1)中,车速V、横向加速度GY以及横摆率γ是行驶参数。
(关于角度轴向力Fa的运算)
根据图5所示的流程图来说明在反作用力转矩指令值运算部61中,角度轴向力运算部81运算角度轴向力Fa的处理步骤的一个例子。
如该图所示,角度轴向力运算部81若取得各种状态变量(步骤101),则运算操作杆11的操作速度ωl(步骤102)。接着,角度轴向力运算部81判定保持条件是否成立(步骤103)。在步骤103中,角度轴向力运算部81基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,运算保持时阈值ωltha,并判定操作速度ωl是否小于保持时阈值ωltha。
角度轴向力运算部81在由于操作速度ωl小于保持时阈值ωltha而判定保持条件成立的情况下(步骤103:是),将“1”设定为保持FLG(步骤104)。接着,角度轴向力运算部81使用保持时映射表92来运算角度轴向力Fa(步骤105),结束处理。步骤103的处理相当于保持状态判定处理,步骤104的处理相当于运算模式切换处理。
另一方面,角度轴向力运算部81在由于操作速度ωl是保持时阈值ωltha以上而判定保持条件不成立的情况下(步骤103:否),判定保持FLG是否是“1”(步骤106)。角度轴向力运算部81在保持FLG是“1”的情况下(步骤106:是),判定解除条件是否成立(步骤107)。在步骤107中,角度轴向力运算部81基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,运算解除时阈值ωlthb,并判定操作速度ωl是否是解除时阈值ωlthb以上。而且,角度轴向力运算部81在由于操作速度ωl不是解除时阈值ωlthb以上而判定解除条件不成立的情况下(步骤107:否),移至步骤105的处理,进行对应的处理。
另一方面,角度轴向力运算部81在由于操作速度ωl是解除时阈值ωlthb以上而判定解除条件成立的情况下(步骤107:是),将“0(零)”设定为保持FLG(步骤108)。接着,角度轴向力运算部81使用通常时映射表91来运算角度轴向力Fa(步骤109),结束处理。步骤103、106、107的处理相当于解除状态判定处理,步骤108的处理相当于运算模式切换处理。
(保护处理部62)
对由保护处理部62进行的反作用力转矩指令值Tg*的保护处理进行说明。
如图2所示,保护处理部62执行基于差量ΔT*的绝对值,限制反作用力转矩指令值T*的保护处理。另外,是否执行保护处理的执行条件包含基于差量ΔT*与差量上限值ΔT*lim的大小比较的结果的条件。另外,保护处理部62执行基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,来运算差量上限值ΔT*lim的上限值运算处理。
本实施方式的保护处理部62在上限值速度运算处理中,根据车辆的行驶状态来运算差量上限值ΔT*lim。
详细而言,有时通过角度轴向力运算部81的运算模式发生变化,而反作用力转矩指令值T*变化。基于这样的状况,保护处理部62在通常时运算模式与保持时运算模式之间切换运算模式时,运算与车辆的行驶条件对应的差量上限值ΔT*lim。保护处理部62基于保持FLG,来判定是否在通常时运算模式和保持时运算模式之间切换了运算模式。
保护处理部62在判定为在通常时运算模式和保持时运算模式之间切换了运算模式的情况下,基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,来运算差量上限值ΔT*lim。而且,例如保护处理部62具备表示车速V、横向加速度GY,横摆率γ以及差量上限值ΔT*lim的关系的映射表或者函数式,通过参照该映射表或者函数式,来运算差量上限值ΔT*lim。
保护处理部62在保护处理中,进行输入的差量ΔT*的绝对值与差量上限值ΔT*lim的大小比较。保护处理部62在差量ΔT*的绝对值是差量上限值ΔT*lim以下的情况下,将输入的反作用力转矩指令值T*直接作为保护处理后的反作用力转矩指令值Tg*向控制信号生成部63输出。另一方面,保护处理部62在差量ΔT*的绝对值比差量上限值ΔT*lim大的情况下,将通过限制输入的反作用力转矩指令值T*的绝对值而得到的值作为保护处理后的反作用力转矩指令值Tg*向控制信号生成部63输出。该情况下的反作用力转矩指令值Tg*的符号被维持为输入的反作用力转矩指令值T*的符号,反作用力转矩指令值Tg*绝对值被限制为通过对之前周期的反作用力转矩指令值Tg*加上差量上限值ΔT*lim而得到的值。
本实施方式的保护处理部62在判定为没有切换运算模式的情况下,将输入的反作用力转矩指令值T*直接作为保护处理后的反作用力转矩指令值Tg*向控制信号生成部63输出。然而,在其它实施方式中,在这样的情况下,也可以在保护处理中,进行输入的差量ΔT*的绝对值与差量上限值ΔT*lim的大小比较,根据该结果来限制输入的反作用力转矩指令值T*的绝对值。
(关于保护处理)
保根据图6所示的流程图来说明护处理部62对反作用力转矩指令值T*进行保护处理的处理步骤的一个例子。
如图6所示,保护处理部62取得各种状态变量(步骤201),取得保持FLG(步骤202)。接着,保护处理部62判定保持FLG是否变化(步骤203)。在步骤203中,保护处理部62判定在这次周期中取得的保持FLG的这次值是否与在之前周期(前一个周期)中取得的保持FLG的前次值不同。
保护处理部62在由于在这次周期中取得的保持FLG的值与在之前周期中取得的保持FLG的值不同而判定为保持FLG变化的情况下(步骤203:是),判定执行条件是否成立(步骤204)。在步骤204中,保护处理部62基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,运算差量上限值ΔT*lim,并判定差量ΔT*的绝对值是否是差量上限值ΔT*lim以下。
保护处理部62在由于差量ΔT*的绝对值是差量上限值ΔT*lim以下而判定执行条件成立的情况下(步骤204:是),将反作用力转矩指令值T*直接作为反作用力转矩指令值Tg*输出(步骤205),结束处理。
另一方面,保护处理部62在由于差量ΔT*的绝对值比差量上限值ΔT*lim大而判定执行条件不成立的情况下(步骤204:否),将通过限制反作用力转矩指令值T*的绝对值而得到的值作为反作用力转矩指令值Tg*输出(步骤206),结束处理。在步骤206中,保护处理部62维持反作用力转矩指令值T*的符号,并且将绝对值限制为通过对之前周期的反作用力转矩指令值Tg*加上差量上限值ΔT*lim而得到的值。在本实施方式中,步骤205、206的处理相当于保护处理。
接下来,对本实施方式的作用以及效果进行说明。
(1-1)反作用力转矩指令值运算部61通过操作杆11的操作量被驾驶员保持为恒定,在保持条件成立的情况下,执行用于切换为保持时运算模式的运算模式切换处理。由此,在操作杆11的操作量被驾驶员保持为恒定的情况下,与通常时运算模式相比,与操作量对应的反作用力转矩的绝对值变小。在该情况下,驾驶员在将操作杆11的操作量保持为恒定的情况下,与非保持状态相比,对操作杆11持续施加的力变小。这对减少驾驶员的负担是有效的。
(1-2)反作用力转矩指令值运算部61在保持条件成立的情况下,通过运算模式切换处理将运算角度轴向力Fa时使用的映射表在与通常时运算模式之间进行切换。由此,反作用力转矩指令值运算部61在操作杆11的操作量被驾驶员保持为恒定的情况下,与通常时运算模式相比,能够容易运算绝对值小的值来作为与操作量对应的反作用力转矩。
(1-3)反作用力转矩指令值运算部61基于表示操作杆11的操作量的变化状态的操作速度ωl与保持时阈值ωltha的大小比较的结果来判定保持条件的成立与否。这对将切换为保持时运算模式的状况最佳化是有效的。
(1-4)反作用力转矩指令值运算部61基于表示车辆的行驶状态的车速V、横向加速度GY以及横摆率γ来运算保持时阈值ωltha。这对将切换为保持时运算模式的状况最佳化是有效的。
(1-5)反作用力转矩指令值运算部61通常将与车种等无关而能够从任何车辆取得的信息亦即车速V、横向加速度GY以及横摆率γ用于保持条件的成立与否的判定。在该情况下,关于转向操纵控制装置1的结构,能够抑制为了实现保持条件的成立与否的判定所需的改变的规模。
(1-6)保护处理部62能够通过保护处理将反作用力转矩指令值T*的变化量限制在差量上限值ΔT*lim以下。由此,在切换为保持时运算模式的情况下,反作用力转矩指令值T*的突变被抑制。因此,在切换为保持时运算模式的情况下,能够抑制给驾驶员带来不适感的情况。这对切换为通常时运算模式的情况也相同。
(1-7)保护处理部62基于表示车辆的行驶状态的车速V、横向加速度GY以及横摆率γ,来运算差量上限值ΔT*lim。由此,在切换为保持时运算模式的情况下,能够适当地抑制对驾驶员带来不适感的情况。这对切换为通常时运算模式的情况也相同。
(1-8)反作用力转矩指令值运算部61在保持时运算模式中,以比通常时运算模式小的方式来运算角度轴向力Fa以及电流轴向力Fb中的角度轴向力Fa的绝对值。在该情况下,电流轴向力Fb能够作为不需要的反作用力成分而抽出,其绝对值比非保持状态小。这对使反作用力转矩指令值T*最佳化是有效的。
(第二实施方式)
接下来,结合附图来进行说明转向操纵控制装置的第二实施方式。此外,为了便于说明,对与上述第一实施方式相同的结构标注与上述第一实施方式相同的附图标记,并省略其说明。
如图7A以及图7B所示,本实施方式的通常时映射表93以及保持时映射表94中的通常时映射表93是与上述第一实施方式通常时映射表91相同的结构。另一方面,保持时映射表94能够根据保持操作杆11的状况而与上述第一实施方式的保持时映射表92不同的结构。
详细而言,保持时映射表94设定为判定保持条件成立时的杆倾角θl亦即保持时倾角θlh的绝对值成为与通常时映射表93的原点对应的点。即、保持时映射表94中的角度轴向力Fa的绝对值在维持了通常时映射表93所设定的趋势的状态下,设定为以向图中的右侧亦即正值侧偏移保持时倾角θlh的绝对值的量的方式滑动了的值。在该情况下,保持时映射表94中的从零值到保持时倾角θlh的范围相当于角度轴向力Fa的绝对值相对于杆倾角θl的变化而被维持为零值的盲区。即、在本实施方式的结构中,在判定保持条件成立的情况下,角度轴向力Fa没有反映于反作用力转矩指令值T*。而且,在本实施方式的结构中,关于角度轴向力Fa的盲区的范围根据保持时倾角θlh的大小而变化。
而且,在图5所示的步骤105中,角度轴向力运算部81将步骤103:判定为是时的杆倾角θl作为保持时倾角θlh来运算。角度轴向力运算部81使用设定为保持时倾角θlh的绝对值成为与通常时映射表93的原点对应的点的保持时映射表94来运算角度轴向力Fa。根据这样的本实施方式,实现与上述第一实施方式相同的作用以及效果。
(其它实施方式)
上述各实施方式能够如下那样改变来实施。上述各实施方式以及以下的变形例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
·在上述第一实施方式中,通常时映射表91也可以具有角度轴向力Fa相对于杆倾角θl的变化的盲区。这关于上述第二实施方式的通常时映射表93也相同。
·在上述第一实施方式中,保持时映射表92也可以具有与通常时映射表91所设定的趋势不同的趋势。在该情况下,在保持时映射表92中,角度轴向力Fa的绝对值只要构成为以任意的杆倾角θl以及车速V,都比通常时映射表91中的角度轴向力Fa的绝对值小即可。这关于上述第二实施方式的保持时映射表94也相同。
·在上述第二实施方式中,保持时映射表94也可以设定为与通常时映射表93的原点对应的点与判定保持条件成立时的杆倾角θl亦即保持时倾角θlh的绝对值接近。另外,保持时映射表94也可以设定为与通常时映射表93的原点对应的点超过判定保持条件成立时的杆倾角θl亦即保持时倾角θlh的绝对值。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61也可以省略运算电流轴向力Fb的结构。在该情况下,角度轴向力Fa被作为反作用力转矩指令值T*而运算。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61也可以在保持时运算模式中,以比通常时运算模式小的方式运算角度轴向力Fa以及电流轴向力Fb双方的绝对值。另外,反作用力转矩指令值运算部61也可以在保持时运算模式中,以比通常时运算模式小的方式运算电流轴向力Fb的绝对值。在该情况下,反作用力转矩指令值运算部61也可以省略运算角度轴向力Fa的结构。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61也可以代替电流轴向力Fb,运算能够基于车速V、横向加速度GY以及横摆率γ运算的车辆状态量轴向力。另外,反作用力转矩指令值运算部61也可以代替电流轴向力Fb,运算考虑了作用于转向轮3的轮胎力而得到的轮胎轴向力。也能够将车辆状态量轴向力以及轮胎轴向力与角度轴向力Fa以及电流轴向力Fb相加来使用。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61也可以设为基于车速V、杆倾角θl以及转向实际电流值It,来运算反作用力转矩指令值T*的结构。在该情况下,为了运算反作用力转矩指令值T*而使用的映射表只要是表示反作用力转矩指令值T*相对于杆倾角θl、车速V以及转向实际电流值It的关系的映射表即可。
·在上述各实施方式中,在保护处理部62中,在运算差量上限值ΔT*lim时,可以进使用车速V,也可以仅使用横向加速度GY,也可以仅使用横摆率γ。另外,在差量上限值ΔT*lim的运算中,可以使用车速V以及横向加速度GY,也可以使用车速V以及横摆率γ,也可以使用横向加速度GY以及横摆率γ。另外,在差量上限值ΔT*lim的运算中,也可以代替使用车速V、横向加速度GY以及横摆率γ而使用其它要素,也可以组合使用其它要素。其它要素例如考虑了车辆的上下加速度GZ。例如,在使用车辆的上下加速度GZ的情况下,作为判定保持条件的成立与否时的条件,除了(a1)的条件之外,也可以设定判定车辆是否在坎坷的道路上行驶的条件。在该情况下,反作用力转矩指令值运算部61例如只要将车速V是速度阈值以上、且上下加速度GZ是倾斜判定阈值以下的情况设为条件,来判定保持条件的成立即可。倾斜判定阈值是能够判定为车辆在坎坷的道路上行驶的范围的值,并被预先设定为负值。
·在上述各实施方式中,差量上限值ΔT*lim也可以是固定值。
·在上述各实施方式中,也可以是从反作用力控制部60删除保护处理部62的结构。
·在上述各实施方式中,反作用力控制部60的控制信号生成部63也可以在F/B运算时,对基于反作用力转矩指令值T*运算出的电流指令值、与反作用力马达16的实际电流值的偏差,执行保护处理。在该情况下,控制信号生成部63只要具有与保护处理部62对应的结构即可。例如,也可以代替向保护处理部62输入差量ΔT*,而向保护处理部62输入电流指令值与反作用力马达16的实际电流值的偏差。
·在上述各实施方式中,反作用力控制部60的反作用力转矩指令值运算部61也可以在运算角度轴向力Fa时,对这次周期的角度轴向力Fa与之前周期的角度轴向力Fa的偏差,执行保护处理。在该情况下,反作用力转矩指令值运算部61只要具有与保护处理部62对应的结构即可。例如,也可以代替向保护处理部62输入差量ΔT*,而向保护处理部62输入这次周期的角度轴向力Fa与之前周期的角度轴向力Fa的偏差。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61在运算保持时阈值ωltha时,可以仅使用车速V,也可以仅使用横向加速度GY,也可以仅使用横摆率γ。另外,在运算保持时阈值ωltha时,可以使用车速V以及横向加速度GY,也可以使用车速V以及横摆率γ,也可以使用横向加速度GY以及横摆率γ。另外,在运算保持时阈值ωltha时,也可以代替使用车速V、横向加速度GY以及横摆率γ而使用其它要素,也可以组合使用其它要素。其它要素例如考虑了车辆的上下加速度GZ。
·在上述各实施方式中,也可以从转向控制部70删除转向对应角运算部71。在该情况下,例如也可以从检测小齿轮轴21的旋转角的传感器输入该旋转角亦即转向对应角θp。该传感器也可以以超过360°的范围的绝对角来检测小齿轮轴21的旋转角。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61也可以在使用通常时映射表91、93运算角度轴向力Fa之后,通过修正该角度轴向力Fa,来运算保持时运算模式的角度轴向力Fa。在该情况下,能够删除保持时映射表92、94的结构。作为修正的方法,例如只要使使用通常时映射表91、93运算出的反作用力转矩指令值T*偏置即可。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61也可以具备两个以上的通常时映射表。例如,在具备第一通常时映射表以及第二通常时映射表的情况下,也可以通过驾驶员对车辆的操作来切换第一通常时映射表和第二通常时映射表。在该情况下,反作用力转矩指令值运算部61只要具备与第一通常时映射表以及第二通常时映射表对应的第一保持时映射表以及第二保持时映射表即可。
·在上述各实施方式中,通常时运算信息以及保持时运算信息也可以代替通常时映射表91、93以及保持时映射表92、94,例如是函数式。
·在上述各实施方式中,反作用力转矩指令值运算部61在判定保持条件的成立与否时,可以代替使用操作速度ωl而使用其它要素,也可以组合使用其它要素。其它要素例如考虑了操作速度ωl的变化量亦即操作加速度、转向对应角θp、转向对应角θp的变化量亦即转向速度等。
·在上述各实施方式中,操作杆11也可以具备检测驾驶员对该操作杆11的操作力的转矩传感器。在该情况下,转矩传感器的检测结果既能够在判定保持条件的成立与否时使用,也能够在运算反作用力转矩指令值T*时使用。
·在上述各实施方式中,保持时阈值ωltha以及解除时阈值ωlthb也可以设定为相同的值。即、(b1)的条件能够设为操作杆11的操作速度ωl是保持时阈值ωltha以上的内容。由此,图5所示的处理能够设为删除步骤104、106、107、108的处理,并在步骤103:否的情况下执行步骤109的处理的结构。在该情况下,图5所示的处理能够设为在步骤101的处理后执行步骤109的处理,在该步骤109处理后执行步骤103的处理的结构。而且,能够设为在步骤103:是的处理后,执行步骤105的处理的结构。
·在上述各实施方式中,保护处理部62的处理步骤并不限于图6所示的步骤,能够适当地改变。例如,也可以设为在步骤204:否的处理后执行步骤201的处理的结构。
·在上述各实施方式中,也可以基于反作用力马达16的旋转角,来检测杆倾角θl。
·在上述各实施方式中,能够换算为转向轮3的转向角θi的可换算值虽是小齿轮轴21的旋转角,但并不限于此,例如齿条轴22的行程量、或者转向角θi其本身也可以是可换算值。
·在上述各实施方式中,操作杆11虽被基座12支承为能够倾动,但并不限于此,例如也可以被基座12支承为能够滑动。在该情况下,驾驶员的操作量由操作杆11的滑动量表示。操作杆11除了控制转向轮3的转向角θi之外,也可以用于控制车辆的驱动/制动。
·在上述各实施方式中,操作单元4除了操作杆11之外,也可以具备由驾驶员操作的方向盘。转向操纵装置2虽是将操作单元4与转向单元5之间的动力传递分离的无链路的构造,但并不限于此。在具备方向盘的情况下,转向操纵装置2也可以是能够通过离合器将操作单元4与转向单元5之间的动力传递分离的构造。
·在上述各实施方式中,反作用力控制部60以及转向控制部70也可以是个别的处理电路。在该情况下,只要在操作单元4的反作用力促动器15设置有反作用力控制部60的处理电路即可。另外,只要在转向单元5的转向促动器31设置有转向控制部70的处理电路即可。
·在上述各实施方式中,转向促动器31虽将转向马达32的旋转经由传动带机构34向滚珠丝杠机构35传递,但并不限于此,例如也可以以将转向马达32的旋转经由齿轮机构向滚珠丝杠机构35传递的方式构成转向促动器31。另外,也可以以转向马达32使滚珠丝杠机构35直接旋转的方式构成转向促动器31。并且,也可以设为转向单元5具备第二齿条和小齿轮机构的结构,通过第二齿条和小齿轮机构将转向马达32的旋转转换为齿条轴22的往复移动,从而以对转向单元5施加转向力的方式构成转向促动器31。
(其它技术的思想)
接下来,下面追记能够从上述各实施方式以及变形例掌握的技术性思想。
(A)上述反作用力指令值运算部构成为执行在上述保持条件成立之后,判定解除上述保持时运算模式的解除条件是否成立的解除条件判定处理,上述运算模式切换处理也可以包含在上述解除条件成立的情况下,解除上述保持时运算模式,并切换为上述通常时运算模式的处理。
Claims (11)
1.一种转向操纵控制装置,其控制车辆的转向操纵装置,其中,
上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造,
上述转向操纵控制装置具备:
反作用力指令值运算部,其构成为以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值;以及
控制信号生成部,其构成为基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号,
上述反作用力指令值运算部作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式,
上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,
上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式,
上述反作用力指令值运算部构成为执行以下处理:
判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及
在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理,
上述保持时运算模式构成为上述反作用力成分相对于上述操作量不变化的范围亦即盲区比上述通常时运算模式大。
2.一种转向操纵控制装置,其控制车辆的转向操纵装置,其中,
上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造,
上述转向操纵控制装置具备:
反作用力指令值运算部,其构成为以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值;以及
控制信号生成部,其构成为基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号,
上述反作用力指令值运算部作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式,
上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,
上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式,
上述反作用力指令值运算部构成为执行以下处理:
判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及
在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理,
上述通常时运算模式以及上述保持时运算模式的各个具有上述反作用力成分相对于上述操作量的关系,
上述保持时运算模式的上述关系的原点构成为与上述通常时运算模式的上述关系的原点相比,向判定为上述保持条件成立时的上述操作量侧偏移。
3.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置,其中,
上述反作用力指令值运算部具备存储器,
上述存储器存储表示上述操作量与上述反作用力成分的关系的信息,且是在运算上述反作用力成分时使用的运算信息,
上述运算信息包含:在上述通常时运算模式中使用的通常时运算信息、以及在上述保持时运算模式中使用的保持时运算信息,
上述运算模式切换处理包含在上述保持条件成立的情况下,将上述运算信息切换为上述保持时运算信息的处理。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的转向操纵控制装置,其中,
上述保持条件包含基于表示上述操作量的变化状态的操作量参数与阈值的大小比较的结果的条件。
5.根据权利要求4所述的转向操纵控制装置,其中,
上述保持条件的上述阈值基于表示上述车辆的行驶状态的行驶参数来运算。
6.根据权利要求5所述的转向操纵控制装置,其中,
上述行驶参数包含车速、横向加速度以及横摆率中的至少一个。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的转向操纵控制装置,其具备:
减法器,其构成为运算上述反作用力指令值的前次值与这次值的差量;以及
保护处理部,其构成为执行基于上述差量,限制上述反作用力指令值的保护处理,
是否执行上述保护处理的执行条件包含基于上述差量与差量上限值的大小比较的结果的条件。
8.根据权利要求7所述的转向操纵控制装置,其中,
上述保护处理包含基于表示上述车辆的行驶状态的行驶参数来运算上述差量上限值的上限值运算处理。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的转向操纵控制装置,其中,
上述反作用力指令值运算部构成为执行以下处理:
作为上述反作用力成分来运算多个反作用力成分的反作用力成分运算处理;以及
以反映上述多个反作用力成分中的至少一个的方式来运算上述反作用力指令值的反作用力指令值运算处理,
上述保持时运算模式是在上述反作用力成分运算处理中,以比上述通常时运算模式小的方式,来运算上述至少一个上述反作用力成分的绝对值的模式。
10.一种转向操纵控制方法,其控制车辆的转向操纵装置,其中,
上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造,
上述转向操纵控制方法包含以下步骤:
以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值的步骤;以及
基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号的步骤,
运算上述反作用力指令值的步骤,作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式,
上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,
上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式,
运算上述反作用力指令值的步骤包含:
判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及
在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理,
上述保持时运算模式构成为上述反作用力成分相对于上述操作量不变化的范围亦即盲区比上述通常时运算模式大。
11.一种转向操纵控制方法,其控制车辆的转向操纵装置,其中,
上述转向操纵装置具有:构成为具有操作杆并且将与上述操作杆的操作量对应的操作反作用力对该操作杆施加的操作单元、与构成为使转向轮转向的转向单元之间的动力传递路分离的构造,
上述转向操纵控制方法包含以下步骤:
以反映基于从上述车辆得到的状态变量运算的反作用力成分的方式,来运算上述操作反作用力的指令值亦即反作用力指令值的步骤;以及
基于上述反作用力指令值,生成使上述操作单元动作的控制信号的步骤,
运算上述反作用力指令值的步骤,作为上述反作用力指令值的运算模式,包含保持时运算模式和通常时运算模式,
上述通常时运算模式是在没有将上述操作量保持为恒定的非保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,
上述保持时运算模式是在将上述操作量保持为恒定的保持状态下,运算上述反作用力指令值的模式,且是运算具有比由上述通常时运算模式运算的上述反作用力指令值小的绝对值的上述反作用力指令值的模式,
运算上述反作用力指令值的步骤包含:
判定检测上述保持状态的保持条件是否成立的保持状态判定处理;以及
在上述保持条件成立的情况下,将上述反作用力指令值的运算模式切换为上述保持时运算模式的运算模式切换处理,
上述通常时运算模式以及上述保持时运算模式的各个具有上述反作用力成分相对于上述操作量的关系,
上述保持时运算模式的上述关系的原点构成为与上述通常时运算模式的上述关系的原点相比,向判定为上述保持条件成立时的上述操作量侧偏移。
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