JP4747720B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
ステアリング系に操舵補助力を加える操舵力アクチュエータと、
タイヤ切れ角に対するハンドル角の比であるギヤ比を可変するギヤ比アクチュエータと、
ハンドル角に応じて車両に、該車両の安定挙動限界を越えた不安定挙動が発生したとき、車両挙動が安定する方向へ前記ギヤ比アクチュエータを駆動制御する操舵制御手段と、
を備えた車両用操舵装置において、
車両に発生する車両挙動状態量を検出する車両挙動状態量検出手段と、
前記ハンドル角と前記車両挙動状態量から車両の不安定量を算出する不安定量算出手段と、
を備え、
前記操舵制御手段は、前記不安定量が第1設定値以上のとき車両挙動が不安定となる方向へのハンドル操作を抑制する方向へ前記操舵力アクチュエータを駆動制御して前記操舵補助力を変更し、前記不安定量が前記第1設定値よりも大きな第2設定値以上のとき車両挙動が安定する方向へのギヤ比変更を行うことを特徴とする。
図1は、実施例1の車両用操舵装置の構成図である。
ドライバの舵取り操作用のハンドル1と、舵取り動作を行う舵取り機構2とを連結する操舵軸3に、ハンドル1に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ4と、ドライバの操舵力を補助するモータ(操舵力アクチュエータ)5とが配置されている。
ドライバによりハンドル1が操舵されると、ハンドル1と機械的に連結された操向輪10,11が操向される。このとき、トルクセンサ4に入力される捩れ方向の負荷は、操舵トルクとしてコントローラ13へ入力される。さらに、このコントローラ13には、車速センサ17等の信号が与えられる。
以上の構成および作用により、モータ5に電流が流れ、モータ5のアシストトルクによりドライバの操作負荷が低減される。
コントローラ13は、車速に応じてタイヤ角に対するハンドル角の比であるギヤ比を可変に制御する可変ギヤ比機構14も制御する。
目標ギヤ比演算部107では、車速に応じてギヤ比を変更する基準ギヤ比を算出する。ギヤ比は、一般的、車速が高くなるほどタイヤ角に対するハンドル角を大きく(以下ギヤ比を大きくする)。低速ではギヤ比を小さくし、例えば、駐停車時等のハンドル操作量が大きくなりがちな車速域では少ないハンドル操作量でタイヤが大きく動きやすくすることで、ドライバの操作負荷を低減する。一方、高速ではギヤ比を大きくし、例えば、高速走行時に微小なハンドル操作に対して車両が余り動かないようにすることで、直進安定性を向上させる。
[補正量算出ブロック]
不安定量算出部(不安定量算出手段)113では、車速、ハンドル角、車両挙動状態量から車両の不安定量(車両挙動の不安定の程度)を判断する。算出された不安定量に応じて補正量算出部114にて基本アシストを補正する補正量を算出し、さらに、車速による補正(車速補正部115)や転舵速度(転舵速補正部116)の補正を行い、加算器102にて基本アシストと本補正量が加算されてアシストモータ5を制御することになる。
図3は、実施例1の不安定量算出部113の制御ブロック図であり、不安定量算出部113は、車両モデル201と不安定量算出マップ202とを備えている。
続いて、図5(a),(b)のマップを用いて車両不安定挙動に応じたアシスト補正量およびギヤ比補正量の算出方法について説明する。
オーバーステア時の作用について図6を用いて説明する。
図6(a)のようにハンドル角がランプ状に入力されたとすると、実施例1の制御を行わない場合、車両は強オーバーステア状態になる。
続いて、アンダーステア時の作用について図7を用いて説明する。
図7(a)のようにハンドル角がランプ状に入力されたとすると、実施例1の制御を行わない場合は、アンダーステアが発生し車両はドリフトアウト状態になる。
実施例1の車両用操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
実施例2の車両用操舵装置にあっては、実施例1の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
実施例3の車両用操舵装置にあっては、実施例1の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
実施例4の車両用操舵装置にあっては、実施例1の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
実施例5の車両用操舵装置にあっては、実施例1の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜5に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1〜5に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
また、実施例1では、可変ギヤ比機構14のモータ制御を電流制御とした例を示したが、可変ギヤ比機構のギヤ比を直接計測してフィードバックしてもよい。
2舵取り機構
3 操舵軸
4 トルクセンサ
5 モータ
6 ピニオン
7 ラック
8,9 タイロッド
10,11車輪
12 減速器
13 コントローラ
14可変ギヤ比機構
15 モータ
16 エンコーダ
17 車速センサ
18 ヨーレートセンサ
20 バッテリ
Claims (8)
- ステアリング系に操舵補助力を加える操舵力アクチュエータと、
タイヤ切れ角に対するハンドル角の比であるギヤ比を可変するギヤ比アクチュエータと、
ハンドル角に応じて車両に、該車両の安定挙動限界を越えた不安定挙動が発生したとき、車両挙動が安定する方向へ前記ギヤ比アクチュエータを駆動制御する操舵制御手段と、
を備えた車両用操舵装置において、
車両に発生する車両挙動状態量を検出する車両挙動状態量検出手段と、
前記ハンドル角と前記車両挙動状態量から車両の不安定量を算出する不安定量算出手段と、
を備え、
前記操舵制御手段は、前記不安定量が第1設定値以上のとき車両挙動が不安定となる方向へのハンドル操作を抑制する方向へ前記操舵力アクチュエータを駆動制御して前記操舵補助力を変更し、前記不安定量が前記第1設定値よりも大きな第2設定値以上のとき車両挙動が安定する方向へのギヤ比変更を行うことを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵制御手段は、前記ハンドル角と前記車両挙動状態量の少なくとも一方に応じて前記操舵補助力を変更することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1または請求項2に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵制御手段は、前記ギヤ比に応じて前記操舵補助力を変更することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵制御手段は、前記操舵補助力を少なくとも2段階以上の多段階、または連続的に変化させることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
前記不安定量算出手段は、ステア状態に基づいて前記不安定量を算出し、かつ、アンダーステア状態の場合の不安定量よりもオーバーステア状態の場合の不安定量を大きく設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵制御手段は、車速が高くなるほど前記第1設定値と前記第2設定値との差を大きく設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵制御手段は、前記操舵量の変化速度が高くなるほど前記第1設定値と前記第2設定値との差を大きく設定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 車両に、該車両の安定挙動限界を越えた不安定挙動が発生したとき、タイヤ切れ角に対するハンドル角の比であるギヤ比を車両挙動が安定する方向へと変更する車両用操舵装置において、
前記ハンドル角と車両に発生する車両挙動状態量から車両の不安定量を算出し、前記不安定量が第1設定値以上のとき車両挙動が不安定となる方向へのハンドル操作を抑制する方向へ前記操舵補助力を変更し、前記不安定量が前記第1設定値よりも大きな第2設定値以上のとき車両挙動が安定する方向へのギヤ比変更を行うことを特徴とする車両用操舵装置。
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JP2004066873A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Advics:Kk | 車両の操舵装置 |
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