轉(zhuǎn)向控制裝置及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】轉(zhuǎn)向控制裝置及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
[0001]在2014年3月20日提出的日本專利申請(qǐng)2014-059201的說明書、附圖及摘要作為參照而包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及在轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向控制中反映駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的想法的轉(zhuǎn)向控制
目.ο
【背景技術(shù)】
[0003]在下述的日本特開2004-175122中公開了如下的技術(shù):根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)角的時(shí)間微分值(轉(zhuǎn)向角速度)與轉(zhuǎn)向扭矩之積進(jìn)行累計(jì)而得到的功來檢測(cè)駕駛員對(duì)方向盤的操作狀態(tài)(是轉(zhuǎn)向狀態(tài)，是撒手狀態(tài)，還是保舵狀態(tài)等)，使用該檢測(cè)結(jié)果來進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。
[0004]上述日本特開2004-175122的技術(shù)通過這樣的轉(zhuǎn)向控制而在該轉(zhuǎn)向控制中反映了駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的想法，但是對(duì)于車輛的轉(zhuǎn)向特性未作充分考慮。因此，在該技術(shù)中，駕駛員無法得到與車輛的轉(zhuǎn)向特性對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向感，有可能未在轉(zhuǎn)向控制中充分反映駕駛員的想法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種能夠?qū)嵤┓从沉笋{駛員的想法的轉(zhuǎn)向控制的轉(zhuǎn)向控制裝置。
[0006]本發(fā)明的第一方式涉及轉(zhuǎn)向控制裝置。所述轉(zhuǎn)向控制裝置的特征在于，包括:轉(zhuǎn)角檢測(cè)部，檢測(cè)駕駛員對(duì)方向盤的轉(zhuǎn)向操作時(shí)的轉(zhuǎn)角；校正轉(zhuǎn)角算出部，算出根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向特性對(duì)由所述轉(zhuǎn)角檢測(cè)部檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)角進(jìn)行非線性校正后的校正轉(zhuǎn)角；第一轉(zhuǎn)向參數(shù)算出部，算出所述轉(zhuǎn)向操作時(shí)的轉(zhuǎn)向角速度與轉(zhuǎn)向扭矩之積作為第一轉(zhuǎn)向參數(shù)；第二轉(zhuǎn)向參數(shù)算出部，算出所述校正轉(zhuǎn)角與所述轉(zhuǎn)向操作時(shí)的所述轉(zhuǎn)向扭矩的時(shí)間微分值之積作為第二轉(zhuǎn)向參數(shù)；轉(zhuǎn)向功率算出部，基于所述第一轉(zhuǎn)向參數(shù)和所述第二轉(zhuǎn)向參數(shù)，算出表示駕駛員對(duì)所述方向盤的轉(zhuǎn)向方式的轉(zhuǎn)向功率；及控制量算出部，基于所述轉(zhuǎn)向功率，算出轉(zhuǎn)向裝置的促動(dòng)器的目標(biāo)控制量。
[0007]在上述方式中，可以的是，所述校正轉(zhuǎn)角算出部在檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值大于第一角度的情況下，與該轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值為該第一角度以下的情況相比，減小與所述轉(zhuǎn)角的每單位時(shí)間的變化量相對(duì)的所述校正轉(zhuǎn)角的每單位時(shí)間的變化量。
[0008]在上述方式中，可以的是，所述校正轉(zhuǎn)角算出部在檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值大于第一角度的情況下，使所述校正轉(zhuǎn)角恒定為所述第一角度的校正轉(zhuǎn)角。
[0009]在上述方式中，可以的是，所述校正轉(zhuǎn)角算出部在檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值為比所述第一角度小的第二角度以下的情況下，與大于該第二角度且為該第一角度以下的情況相比，減小與所述轉(zhuǎn)角的每單位時(shí)間的變化量相對(duì)的所述校正轉(zhuǎn)角的每單位時(shí)間的變化量。
[0010]在上述方式中，可以的是，所述校正轉(zhuǎn)角算出部將相對(duì)于所述轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的變化特性或相對(duì)于該轉(zhuǎn)角的向轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向力的變化特性加入考慮，來算出所述校正轉(zhuǎn)角。
[0011]本發(fā)明的第二方式涉及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)角檢測(cè)部，檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)角；轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)部，檢測(cè)所述方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩；ECU，通過對(duì)所述轉(zhuǎn)角非線性地進(jìn)行校正來算出校正轉(zhuǎn)角，并且算出所述轉(zhuǎn)角的角速度與所述轉(zhuǎn)向扭矩之積即第一轉(zhuǎn)向參數(shù)，算出所述校正轉(zhuǎn)角與所述轉(zhuǎn)向扭矩的時(shí)間微分值之積即第二轉(zhuǎn)向參數(shù)，算出基于所述第一轉(zhuǎn)向參數(shù)和所述第二轉(zhuǎn)向參數(shù)的轉(zhuǎn)向功率，基于所述轉(zhuǎn)向功率算出目標(biāo)控制量；及轉(zhuǎn)向輔助部，基于所述目標(biāo)控制量使所述方向盤產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0012]在上述第二方式中，可以的是，所述ECU在所述轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值大于第一角度的情況下，與該轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值為所述第一角度以下的情況相比，通過以使與所述轉(zhuǎn)角的每單位時(shí)間的變化量相對(duì)的所述校正轉(zhuǎn)角的每單位時(shí)間的變化量減小的方式進(jìn)行校正，來算出所述校正轉(zhuǎn)角。
[0013]本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制裝置及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基于轉(zhuǎn)向功率來算出轉(zhuǎn)向裝置的促動(dòng)器(轉(zhuǎn)向輔助部)的目標(biāo)控制量，因此能夠?qū)嵤┓从沉笋{駛員的轉(zhuǎn)向操作的想法的控制。
【附圖說明】
[0014]以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)上和工業(yè)上的意義，附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的構(gòu)件，其中，
[0015]圖1是表示適用本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制裝置的轉(zhuǎn)向裝置的一例的圖。
[0016]圖2是說明轉(zhuǎn)向E⑶的運(yùn)算處理的圖。
[0017]圖3是表示轉(zhuǎn)角與校正轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系映射的一例的圖。
[0018]圖4是表示轉(zhuǎn)角與校正轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系映射的一例的圖。
[0019]圖5是表示轉(zhuǎn)角與校正轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系映射的一例的圖。
[0020]圖6是表示轉(zhuǎn)角與校正轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系映射的一例的圖。
[0021]圖7是表示轉(zhuǎn)向特性參數(shù)與特性可變?cè)鲆娴膶?duì)應(yīng)關(guān)系映射的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，基于附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制裝置的實(shí)施例。需要說明的是，本發(fā)明并不由該實(shí)施例限定。
[0023]基于圖1至圖4，說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制裝置的實(shí)施例。
[0024]本實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置具備進(jìn)行與后述的轉(zhuǎn)向控制相關(guān)的運(yùn)算處理的電子控制裝置(以下，稱為“轉(zhuǎn)向ECU”)1(圖1)。
[0025]關(guān)于該轉(zhuǎn)向E⑶I的控制對(duì)象即轉(zhuǎn)向裝置10，與轉(zhuǎn)向裝置20 —起進(jìn)行說明。
[0026]轉(zhuǎn)向裝置10具備方向盤11和與該方向盤11連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸(以下，稱為“轉(zhuǎn)向軸”)12，將該轉(zhuǎn)向軸12的旋轉(zhuǎn)扭矩向轉(zhuǎn)向裝置20傳遞。
[0027]該轉(zhuǎn)向裝置20以與駕駛員對(duì)方向盤11的轉(zhuǎn)角Θ s對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向角使轉(zhuǎn)向輪W轉(zhuǎn)向。該轉(zhuǎn)向裝置20具備將從轉(zhuǎn)向裝置10傳遞的旋轉(zhuǎn)扭矩轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向力(軸力)的齒輪機(jī)構(gòu)21。例如，該齒輪機(jī)構(gòu)21是基于未圖示的齒條齒輪、齠輪的所謂齒條&齠輪機(jī)構(gòu)。該齒輪機(jī)構(gòu)21經(jīng)由左右各自的系桿22將轉(zhuǎn)向力向轉(zhuǎn)向輪W傳遞，由此使該轉(zhuǎn)向輪W轉(zhuǎn)向。
[0028]本實(shí)施例的轉(zhuǎn)向裝置10構(gòu)成作為對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行輔助的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS:ElectronicPowerSteering)裝置。例如，在該轉(zhuǎn)向裝置10中，作為與該輔助相關(guān)的轉(zhuǎn)向控制，實(shí)施輔助控制、減振控制等。該輔助控制、減振控制通過轉(zhuǎn)向輔助部13產(chǎn)生的扭矩來實(shí)施。
[0029]該轉(zhuǎn)向輔助部13被設(shè)置作為轉(zhuǎn)向裝置10的促動(dòng)器，具備電動(dòng)機(jī)13a和減速機(jī)13b。減速機(jī)13b例如由2個(gè)齒輪構(gòu)成，一方的齒輪固定于同心的轉(zhuǎn)向軸12，另一方的齒輪固定于電動(dòng)機(jī)13a的輸出軸。該轉(zhuǎn)向輔助部13經(jīng)由減速機(jī)13b而將電動(dòng)機(jī)13a的輸出扭矩向轉(zhuǎn)向軸12傳遞，由此使該轉(zhuǎn)向軸12產(chǎn)生扭矩。即，轉(zhuǎn)向輔助部13使與轉(zhuǎn)向軸12連結(jié)的方向盤11產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩。該電動(dòng)機(jī)13a的動(dòng)作由轉(zhuǎn)向ECUl的輔助控制部控制。
[0030]輔助控制是如下控制:使與駕駛員的轉(zhuǎn)向方向(轉(zhuǎn)向軸12的旋轉(zhuǎn)方向)相同方向的轉(zhuǎn)向輔助扭矩作用于轉(zhuǎn)向軸12，由此減輕駕駛員對(duì)方向盤11的操作力。
[0031]在此，要返回中立位置(轉(zhuǎn)向角O)的力(自動(dòng)回正扭矩產(chǎn)生的復(fù)原力或路面反力等)作用于轉(zhuǎn)向狀態(tài)的轉(zhuǎn)向輪W。并且，該力作為將轉(zhuǎn)向操作時(shí)的方向盤11壓回的方向的力發(fā)揮作用。因此，僅使轉(zhuǎn)向輔助扭矩作用的話，在方向盤11的返回操作時(shí)，返回感增強(qiáng)，方向盤11的收斂性(使方向盤11向中立位置收斂的性質(zhì))可能會(huì)下降。因此，該轉(zhuǎn)向裝置10與輔助控制一起實(shí)施減振控制。
[0032]減振控制是如下控制:產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)向裝置10的粘性特性所對(duì)應(yīng)的衰減進(jìn)行模擬的減振力，通過該減振力來抑制方向盤11的轉(zhuǎn)向角速度0S’。即，該減振控制通過產(chǎn)生這樣的減振力，來實(shí)現(xiàn)方向盤11的收斂性的確保、轉(zhuǎn)向操作時(shí)的手感(返回感)的賦予。
[0033]轉(zhuǎn)向ECUl具備輔助量算出部、減振量算出部、控制量算出部。
[0034]輔助量算出部算出輔助控制中的基本輔助控制量。該基本輔助控制量是轉(zhuǎn)向輔助扭矩的基準(zhǔn)值，基于轉(zhuǎn)向操作時(shí)的對(duì)方向盤11的轉(zhuǎn)向扭矩Ts和車速V來算出。該轉(zhuǎn)向扭矩Ts由扭矩檢測(cè)部31檢測(cè)。扭矩檢測(cè)部31是配置在轉(zhuǎn)向軸12上的例如解析傳感器等，能夠檢測(cè)扭矩的大小和扭矩相對(duì)于方向盤11的中立位置的朝向。而且，車速V由車速檢測(cè)部32檢測(cè)。車速檢測(cè)部32利用例如對(duì)動(dòng)力傳遞裝置(圖示省略)中的變速機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)傳感器、對(duì)車輪速度進(jìn)行檢測(cè)的車輪速傳感器等。
[0035]減振量算出部算出用于校正基本輔助控制量的減振控制中的減振補(bǔ)償量Τω。該減振補(bǔ)償量Τω是與減振力的目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)衰減扭矩，基于轉(zhuǎn)向操作時(shí)的轉(zhuǎn)向角速度Θ s’和車速V來算出。該轉(zhuǎn)向角速度Θ s’是由轉(zhuǎn)角檢測(cè)部33檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向操作時(shí)的轉(zhuǎn)角Θ s的時(shí)間微分值。轉(zhuǎn)角檢測(cè)部33是檢測(cè)轉(zhuǎn)向軸12的旋轉(zhuǎn)角作為轉(zhuǎn)角Θ s的角度傳感器，能夠檢測(cè)角度和相對(duì)于方向盤11的中立位置的轉(zhuǎn)向方向。需要說明的是，轉(zhuǎn)向角速度0 s’也可以由轉(zhuǎn)向角速度檢測(cè)部檢測(cè)。具體而言，減振量算出部算出轉(zhuǎn)向操作時(shí)的轉(zhuǎn)向角速度Θ S越大而越能夠抑制該轉(zhuǎn)向角速度Θ s(即越能夠阻礙方向盤11的旋轉(zhuǎn))的減振補(bǔ)償量Τω (圖2)。
[0036]控制量算出部算出基本輔助控制量與減振補(bǔ)償量Τω之和，并將該和作為使轉(zhuǎn)向軸12產(chǎn)生的扭矩的目標(biāo)控制量。該目標(biāo)控制量是使轉(zhuǎn)向軸12產(chǎn)生的目標(biāo)輔助扭矩(=轉(zhuǎn)向輔助扭矩的基準(zhǔn)值+目標(biāo)衰減扭矩)，是利用減振補(bǔ)償量T ω對(duì)基本輔助控制量進(jìn)行校正而得到的。
[0037]輔助控制部基于該目標(biāo)控制量來控制電動(dòng)機(jī)13a，使轉(zhuǎn)向軸12產(chǎn)生目標(biāo)輔助扭矩，由此實(shí)施輔助控制和減振控制。由此，在該轉(zhuǎn)向裝置10中，駕駛員越使方向盤11快速地旋轉(zhuǎn)，而且，通過自動(dòng)回正扭矩等越使轉(zhuǎn)向輪W快速地返回中立位置(方向盤11越快速地返回中立位置)，越抑制其動(dòng)作，因此方向盤11的收斂性提高。
[0038]然而，駕駛員的轉(zhuǎn)向操作大體可以分為主動(dòng)轉(zhuǎn)向和被動(dòng)轉(zhuǎn)向這2個(gè)方式。該主動(dòng)轉(zhuǎn)向是駕駛員有意而積極(主動(dòng)地)進(jìn)行的轉(zhuǎn)向方式。而且，被動(dòng)轉(zhuǎn)向是主動(dòng)轉(zhuǎn)向以外的轉(zhuǎn)向方式。具體而言，是對(duì)應(yīng)于自動(dòng)回正扭矩產(chǎn)生的復(fù)原力等向方向盤11的傳