JP6330393B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の従来技術では、操向輪の転舵量に基づいて、運転操作が不安定な状態にあるか否かを判定する。そして、運転操作が不安定な状態にあると判定すると、操舵量に対する転舵量の比率(以下、「転舵比」とも呼ぶ)を低減する。これにより、特許文献1に記載の技術では、運転者に対して適正な転舵比とするようになっている。
本発明は、上記のような点に着目し、より適切な転舵比を設定可能な車両用操舵装置を提供することを課題とする。
(構成)
図1に示すように、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール2(以下、「操舵操作子」とも呼ぶ)、ステアリングシャフト3、操向輪4L、4R、ナックルアーム5、タイロッド6、ラック&ピニオン7、ピニオンシャフト8、及び転舵モータ9を備える。
ステアリングホイール2(操舵操作子)は、ステアリングシャフト3に連結されている。また、操向輪4L、4Rは、ナックルアーム5、タイロッド6、及びラック&ピニオン7を順に介して、ピニオンシャフト8に連結されている。転舵モータ9は、後述するコントローラ12からの転舵指令に従って、ピニオンシャフト8を回転駆動する。これにより、転舵モータ9は、ピニオンシャフト8、ラック&ピニオン7、タイロッド6、及びナックルアーム5を介して、転舵指令に応じた転舵角δに操向輪4L、4Rを転舵する。
また、車両用操舵装置1は、操舵量検出部10、及び転舵角検出部11を備える。
操舵量検出部10は、ステアリングホイール2の操舵量(操舵角θ)を検出する。そして、操舵量検出部10は、検出結果をコントローラ12に出力する。操舵量検出部10としては、例えば、ステアリングシャフト3の回転角を検出するセンサを採用できる。
転舵角検出部11は、操向輪4R、4Lの転舵角δを検出する。そして、転舵角検出部11は、検出結果をコントローラ12に出力する。
コントローラ12は、A/D(Analog to Digital)変換回路、D/A(Digital to Analog)変換回路、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)等から構成した集積回路を備える。ROMは、各種処理を実現する1または2以上のプログラムを記憶している。CPUは、ROMが記憶している1または2以上のプログラムに従って各種処理(例えば、不適合度合算出処理)を実行する。そして、CPUは、図2に示すように、不適合度合算出部12a、転舵比設定部12b、及び操向輪転舵部12cを実現する。不適合度合算出処理の詳細については後述する。
具体的には、不適合度合算出部12aは、転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac、操舵量推定部12ad、操舵量差度数分布算出部12ae、及び操舵量不適合度合算出部12afを備える。
転舵角円滑値δn-tildeは、量子化ノイズの影響を低減するために、3個の隣接した転舵角δnの平均値として以下の(式2)から算出する。
l=round(0.15/Ts) ・・・(式3)
転舵角差度数分布算出部12abは、転舵角検出部11が検出した転舵角δ(以下、「転舵角δn」とも呼ぶ)と転舵角推定部12aaが推定した転舵角(転舵角推定値δn-hat)との差(以下、「転舵角予測誤差」とも呼ぶ)δeの度数分布(以下、「転舵角差度数分布」とも呼ぶ)を算出する。具体的には、転舵角差度数分布算出部12abは、実際の転舵角δnと転舵角推定値δn-hatとに基づき、以下の(式4)に従って転舵角予測誤差δeを算出する。そして、転舵角差度数分布算出部12abは、算出した転舵角予測誤差δeをコントローラ12の図示しないメモリ(例えば、RAM)に蓄積する。
具体的には、転舵角不適合度合算出部12acは、転舵角差度数分布算出部12abが算出した転舵角差度数分布(確率pi)に基づき、以下の(式5)に従って転舵角エントロピーHpδを算出する。そして、転舵角不適合度合算出部12acは、算出した転舵角エントロピーHpδを転舵角不適合度合いとする。これにより、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)は、転舵角差度数分布の尖度が低いほど大きくなる。
操舵量円滑値θn-tildeは、量子化ノイズの影響を低減するために、3個の隣接した操舵量(操舵角θn)の平均値として以下の(式7)から算出する。
l=round(0.15/Ts) ・・・(式8)
操舵量差度数分布算出部12aeは、操舵量検出部10が検出した操舵量(操舵角θ(以下、「操舵角θn」とも呼ぶ))と操舵量推定部12adが推定した操舵量(操舵量推定値θn-hat)との差(以下、「操舵量予測誤差」とも呼ぶ)θeの度数分布(以下、「操舵量差度数分布」とも呼ぶ)を算出する。具体的には、操舵量差度数分布算出部12aeは、実際の操舵量(操舵角θn)と操舵量推定値θn-hatとに基づき、以下の(式9)に従って操舵量予測誤差θeを算出する。そして、操舵量差度数分布算出部12aeは、算出した操舵量予測誤差θeをコントローラ12のメモリに蓄積する。
具体的には、操舵量不適合度合算出部12afは、操舵量差度数分布算出部12aeが算出した操舵量差度数分布(確率qi)に基づき、以下の(式10)に従って操舵量エントロピーHpθを算出する。そして、操舵量不適合度合算出部12afは、算出した操舵量エントロピーHpθを転舵角不適合度合いとする。これにより、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)は、操舵量差度数分布の尖度が低いほど大きくなる。
また、転舵比設定部12bは、操舵量不適合度合算出部12afが出力した操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が予め定めた第2閾値Hpθo以上であるか否かを判定する。第2閾値Hpθoとしては、例えば、複数の運転者の様々な転舵比Gでの操舵量(操舵角θ)に基づき、運転者毎に該運転者に最適な転舵比Gでの操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)を算出し、算出した操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)の平均値を算出し、算出した平均値の1.5倍した値を採用できる。
δ*=θ×G ………(11)
なお、第1実施形態では、ステアリングホイール2と操向輪4L、4Rとを機械的に分離し、検出された操舵量(操舵角θ)に対して操向輪4L、4Rを転舵させる転舵指令を変更することで、転舵比Gを可変とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、ステアリングホイール2と操向輪4L、4Rとを可変ギアを介して接続し、可変ギアのギア比を変更することで、転舵比Gを可変とする構成としてもよい。
次に、コントローラ12が実行する不適合度合算出処理について説明する。不適合度合算出処理は、予め設定した制御周期(例えば、100ミリ秒毎)で実施する。
図6に示すように、ステップS101では、コントローラ12は、操舵量検出部10が出力した操舵量(操舵角θ)、及び転舵角検出部11が出力した転舵角δを取得する。
続いてステップS102に移行して、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)は、ステップS101で取得した転舵角δに基づいて転舵角エントロピーHpδを算出する。転舵角エントロピーHpδは、運転者に対して転舵比Gが適正値よりも大きいほど大きくなる。続いて、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)は、算出した転舵角エントロピーHpδを転舵角不適合度合いとする。また、コントローラ12(操舵量推定部12ad、操舵量差度数分布算出部12ae、操舵量不適合度合算出部12af)は、ステップS101で取得した操舵量(操舵角θ)に基づいて操舵量エントロピーHpθを算出する。操舵量エントロピーHpθは、運転者に対して転舵比Gが適正値よりも小さいほど大きくなる。続いて、コントローラ12(操舵量推定部12ad、操舵量差度数分布算出部12ae、操舵量不適合度合算出部12af)は、算出した操舵量エントロピーHpθを操舵量不適合度合いとする。
ステップS107では、コントローラ12(転舵比設定部12b)は、ステップS104またはS105で設定した転舵比設定用ゲインKに基づき、以下の(式12)に従って転舵比Gを算出した後、ステップS101に移行する。
G=K×Go ………(12)
次に、第1実施形態の車両用情報提供装置を搭載した車両の動作について説明する。
運転者に対して転舵比Gが大きく、カーブ進入時に、一発で舵が決まらず、微修正が発生したとする。そして、転舵角差度数分布の尖度が低減し、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)が、第1閾値Hpδoよりも大きい転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)を算出したとする(図6のステップS101、S102)。すると、コントローラ12(転舵角不適合度合算出部12ac)が、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が第1閾値Hpδo以上であると判定する(図6のステップS103「Yes」)。
より具体的には、第1実施形態では、過去の転舵角δに基づいて、操舵操作子(ステアリングホイール2)が滑らかに操舵されたと仮定した場合の現在の転舵角(転舵角推定値δn-hat)を推定する。続いて、検出した転舵角δと、推定した転舵角(転舵角推定値δn-hat)との差(転舵角予測誤差δe)の度数分布(転舵角差度数分布)を算出する。続いて、コントローラ12は、算出した転舵角差度数分布に基づいて、転舵比Gの不適合度合い(転舵角不適合度合い)を算出する。続いて、算出した転舵角不適合度合いが第1閾値Hpδo以上である場合に、転舵比Gを低減する。それゆえ、運転者に対して転舵比Gが大きいと、カーブ進入時に一発で舵が決まらず、微修正が発生し、転舵角差度数分布の尖度が低減し、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が増大する。そして、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が第1閾値Hpδo以上になると、転舵比Gを低減する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
第1実施形態は、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ12は、操舵操作子(ステアリングホイール2)の操舵量(操舵角θ)、及び操向輪4L、4Rの転舵角δの少なくとも一方に基づいて、運転者に対して適正な転舵比G(操舵量(操舵角θ)に対する操向輪4L、4Rの転舵角δの比率)と実際の転舵比Gとの乖離度合いを表す転舵比の不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ、操舵量エントロピーHpθ)を算出する。そして、コントローラ12は、算出した不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ、操舵量エントロピーHpθ)が小さくなる方向に転舵比Gを修正する。
このような構成によれば、例えば、運転者に対して適正な転舵比Gよりも実際の転舵比Gが小さく、転舵比Gの不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が大きい場合に、転舵比Gを低減できる。また、運転者に対して適正な転舵比Gよりも実際の転舵比Gが大きく、転舵比Gの不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が大きい場合に、転舵比Gを増大できる。そのため、より適切な転舵比Gを設定できる。
このような構成によれば、運転者に対して転舵比Gが大きいと、カーブ進入時に一発で舵が決まらず、微修正が発生し、転舵角差度数分布の尖度が低減し、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が増大する。そして、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が第1閾値Hpδo以上になると、転舵比Gを低減する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
このような構成によれば、運転者に対して転舵比Gが小さいと、操舵角θが増大し、ステアリングホイール2を持つ手が不安定になったり、操舵力が増加したりし、操舵角差度数分布の尖度が低減し、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が増大する。そして、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が第2閾値Hpθo以上になると、転舵比Gを増大する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
このような構成によれば、ステアリングエントロピー法を用いて転舵角不適合度合いを設定するので、転舵角不適合度合いをより適切に算出できる。
(5)コントローラ12は、操舵量差度数分布に基づき、ステアリングエントロピー法を用いてステアリングエントロピー値(操舵量エントロピーHpθ)を算出し、算出した操舵量エントロピーHpθを操舵量不適合度合いとする。
このような構成によれば、ステアリングエントロピー法を用いて操舵量不適合度合いを設定するので、操舵量不適合度合いをより適切に算出できる。
このような構成によれば、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が第1閾値Hpδo以上である間は、転舵比Gを随時低減できる。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
(7)コントローラ12は、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が第2閾値Hpθo以上になると、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が第2閾値Hpθoより小さくなるまで、転舵比Gを徐々に増大させる。
このような構成によれば、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が第2閾値Hpθo以上である間は、転舵比Gを随時増大できる。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
次に、本発明に係る第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第2実施形態は、転舵比Gを低減するたびに、転舵比Gの不適合度合い(転舵角不適合度合い)を算出する点、及び転舵比Gを増大するたびに、転舵比Gの不適合度合い(操舵量不適合度合い)を算出する点が第1実施形態と異なる。
具体的には、第2実施形態は、図7に示すように、不適合度合算出部12a(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac、操舵量推定部12ad、操舵量差度数分布算出部12ae、操舵量不適合度合算出部12af)、及び転舵比設定部12bの内容が異なる。また、第2実施形態は、図8に示すように、図3のステップS101〜ステップS107に代えてステップS201〜S210を設けた点が異なっている。
転舵角不適合度合判定部12baは、不適合度合算出部12a(転舵角不適合度合算出部12ac)が転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)を算出するたびに、今回算出した転舵角不適合度合い(最新の転舵角エントロピーHpδ)が前回算出した転舵角不適合度合い(1つ前の転舵角エントロピーHpδ)よりも小さいか否かを判定する。転舵比低減部12bbは、転舵角不適合度合判定部12baが今回算出した転舵角不適合度合い(最新の転舵角エントロピーHpδ)が前回算出した転舵角不適合度合い(1つ前の転舵角エントロピーHpδ)よりも小さいと判定した場合に、転舵比Gを低減する。
また、第2実施形態では、ステップS201では、コントローラ12は、操舵量検出部10が出力した操舵量(操舵角θ)、及び転舵角検出部11が出力した転舵角δを取得する。
続いてステップS204では、コントローラ12は、操舵量検出部10が出力した操舵量(操舵角θ)、及び転舵角検出部11が出力した転舵角δを取得する。
ステップS207では、コントローラ12(転舵比設定部12b、転舵比増大部12bd)は、転舵比設定用ゲインKを遷移時間tlim1の間にΔK(正値)増大する。続いて、コントローラ12(転舵比設定部12b、転舵比増大部12bd)は、増大した転舵比設定用ゲインKに基づき、上記(式12)に従って転舵比Gを算出する。これにより、コントローラ12(転舵比設定部12b)は、転舵比Gを(ΔK×Go)増大する。
続いてステップS209に移行して、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)は、ステップS208で取得した転舵角δ、つまり、転舵比Gの増大後に転舵角検出部11が検出した転舵角δに基づいて転舵角エントロピーHpδを算出する。続いて、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)は、算出した転舵角エントロピーHpδを転舵角不適合度合いとする。これにより、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)は、転舵比設定部12bが転舵比Gを増大するたびに、転舵比Gの増大後に転舵角検出部11が検出した転舵角δに基づき、転舵角不適合度合いを算出する。
なお、その他の構成は第1実施形態と同様である。
次に、第2実施形態の車両用情報提供装置を搭載した車両の動作について説明する。
まず、コントローラ12(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac)が、操舵量(操舵角θ)、及び転舵角δに基づいて、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)、及び操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)を算出する(図8のステップS201、S202)。続いて、コントローラ12(転舵比設定部12b、転舵比低減部12bb)が、転舵比設定用ゲインKをΔK(正値)低減する(図8のステップS203)。続いて、コントローラ12(転舵比設定部12b)が、低減した転舵比設定用ゲインKを基本ゲインGoに乗算して転舵比Gを算出する(図8のステップS203)。続いて、コントローラ12(操向輪転舵部12c)が、算出した転舵比G、操舵量検出部10が検出した操舵量(操舵角θ)に基づいて転舵角目標値δ*を算出する。続いて、コントローラ12(操向輪転舵部12c)が、算出した転舵角目標値δ*、及び転舵角δに基づいて転舵指令を転舵モータ9に出力する。そして、転舵モータ9は、転舵角目標値δ*と実際の転舵角δとの差が設定値(0.5[deg])以下になるように操向輪4L、4Rを転舵する。これにより、操向輪4L、4Rの転舵角δは、操舵量(操舵角θ)の転舵比G(=K×Go)倍になり、ΔK×Go低減する。
第2実施形態では、図7の転舵角不適合度合判定部12baが転舵角不適合度合判定部を構成する。以下同様に、図7の転舵比低減部12bbが転舵比低減部を構成する。また、図7の操舵量不適合度合判定部12bcが操舵量不適合度合判定部を構成する。さらに、図7の転舵比増大部12bdが転舵比増大部を構成する。
第2実施形態は、第1実施形態の効果(1)に加え、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ12は、転舵比Gを低減するたびに、転舵比Gの低減後に転舵角δに基づき、転舵比Gの不適合度合い(転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ))を算出する。続いて、コントローラ12は、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)を算出するたびに、今回算出した転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が前回算出した転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)よりも小さいか否かを判定する。続いて、コントローラ12は、今回算出した転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が前回算出した転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)よりも小さいと判定した場合に、転舵比Gを低減する。
このような構成によれば、転舵比Gを低減したときに、転舵角不適合度合い(転舵角エントロピーHpδ)が低減した場合に、転舵比Gがより適切なものに修正されたと判定し、転舵比Gの低減を繰り返す。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
このような構成によれば、転舵比Gを増大したときに、操舵量不適合度合い(操舵量エントロピーHpθ)が低減した場合に、転舵比Gがより適切なものに修正されたと判定し、転舵比Gの増大を繰り返す。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
次に、本発明に係る第3実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第3実施形態は、第1実施形態において、転舵角エントロピーHpδに代えて操向輪4L、4Rの切り返し回数を用いるとともに、操舵量エントロピーHpθに代えて操舵操作子(ステアリングホイール2)の切り返し回数を用いる点が第1実施形態と異なる。
具体的には、第3実施形態は、図9に示すように、転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac、操舵量推定部12ad、操舵量差度数分布算出部12ae、及び操舵量不適合度合算出部12afに代えて、操向輪切返回数検出部12ag、転舵角不適合度合判定実行部12ah、操舵子切返回数検出部12ai、及び操舵量不適合度合判定実行部12ajを備える。また、第3実施形態は、第1実施形態とは、転舵比設定部12bの内容が異なる。
操舵子切返回数検出部12aiは、操舵量検出部10が検出した操舵量(操舵角θ)に基づいて、ステアリングホイール2の切り返し回数を検出する。ステアリングホイール2の切り返し回数としては、例えば、図10(b)に示すように、設定時間ΔT前から現在までのΔT間に予め定めた閾値Δθ以上の切り返しを行った回数をカウントする。すなわち、切り返し開始時の操舵量(操舵角θ)と切り返し終了時の操舵量(操舵角θ)との差が閾値Δθ以上である切り返しを行った回数をカウントする。また、閾値Δθは、手動操作において運転者が操作可能な最小角度よりも大きい値(例えば、2[deg])とする。
なお、その他の構成は第1実施形態と同様である。
転舵比設定部12bは、転舵角不適合度合判定実行部12ahが不適合度合いが高いと判定した場合に、転舵比Gを低減する。また、転舵比設定部12bは、操舵量不適合度合判定実行部12ajが不適合度合いが高いと判定した場合に、転舵比Gを増大する。
第3実施形態では、図9の操向輪切返回数検出部12agが操向輪切返回数検出部を構成する。以下同様に、図9の転舵角不適合度合判定実行部12ahが転舵角不適合度合判定実行部を構成する。また、図9の操舵子切返回数検出部12aiが操舵子切返回数検出部を構成する。さらに、図9の操舵量不適合度合判定実行部12ajが操舵量不適合度合判定実行部を構成する。
第3実施形態は、第1実施形態の効果(1)に加え、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ12は、転舵角δに基づいて、操向輪4L、4Rの切り返し回数を検出する。続いて、コントローラ12は、検出した切り返し回数が設定閾値以上である場合に、転舵比Gの不適合度合いが高いと判定する。続いて、コントローラ12は、不適合度合いが高いと判定した場合に、転舵比Gを低減する。
このような構成によれば、運転者に対して転舵比Gが大きいと、カーブ進入時に一発で舵が決まらず、微修正が発生し、操向輪4L、4Rの切り返し回数が増大する。そして、操向輪4L、4Rの切り返し回数が設定閾値以上になると、転舵比Gを低減する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
このような構成によれば、運転者に対して転舵比Gが小さいと、操舵量(操舵角θ)が増大し、操舵操作子(ステアリングホイール2)を持つ手が不安定になったり、操舵力が増加したりし、操向輪4L、4Rの切り返し回数が増大する。そして、操向輪4L、4Rの切り返し回数が設定閾値以上になると、転舵比Gを増大する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
なお、第3実施形態では、第1実施形態において、転舵角エントロピーHpδ及び操舵量エントロピーHpθに代えて操向輪4L、4Rの切り返し回数及び操舵操作子(ステアリングホイール2)の切り返し回数を用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第2実施形態において、転舵角エントロピーHpδに代えて操向輪4L、4Rの切り返し回数を用いるとともに、操舵量エントロピーHpθに代えて操舵操作子(ステアリングホイール2)の切り返し回数を用いる構成としてもよい。
また、不適合度合算出部12a(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、及び転舵角不適合度合算出部12ac)が、転舵比設定部12bが転舵比Gを増大するたびに、転舵比Gの増大後に操舵量検出部10が検出した操舵量(操舵角θ)に基づき、操向輪4L、4Rの切り返し回数を検出する。そして、不適合度合算出部12a(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、及び転舵角不適合度合算出部12ac)が、検出した切り返し回数を操舵量不適合度合いとして設定する。
なお、その他の構成は第2実施形態と同様である。
本変形例は、第2実施形態の効果(1)(2)に加え、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ12は、転舵比Gを低減するたびに、転舵比Gの低減後に検出した転舵角δに基づき、操向輪4L、4Rの切り返し回数を検出する。続いて、コントローラ12は、検出した切り返し回数を転舵角不適合度合いとする。
このような構成によれば、転舵比Gを低減したときに、操向輪4L、4Rの切り返し回数が低減した場合に、転舵比Gがより適切なものに修正されたと判定し、転舵比Gの低減を繰り返す。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
(2)コントローラ12は、転舵比Gを増大するたびに、転舵比Gの増大後に検出した操舵量(操舵角θ)に基づき、ステアリングホイール2の切り返し回数を検出する。続いて、コントローラ12は、検出した切り返し回数を操舵量不適合度合いとする。
このような構成によれば、転舵比Gを増大したときに、操向輪4L、4Rの切り返し回数が低減した場合に、転舵比Gがより適切なものに修正されたと判定し、転舵比Gの増大を繰り返す。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
次に、本発明に係る第4実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第4実施形態は、第1実施形態において、転舵角エントロピーHpδに代えて転舵角δの高周波成分の振幅を用いるとともに、操舵量エントロピーHpθに代えて操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅を用いる点が第1実施形態と異なる。
具体的には、第3実施形態は、図11に示すように、転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、転舵角不適合度合算出部12ac、操舵量推定部12ad、操舵量差度数分布算出部12ae、及び操舵量不適合度合算出部12afに代えて、転舵角高周波振幅検出部12ak、転舵角不適合度合判定実行部12al、操舵量高周波振幅検出部12am、及び操舵量不適合度合判定実行部12anを備える。また、第3実施形態は、第1実施形態とは、転舵比設定部12bの内容が異なる。
なお、その他の構成は第1実施形態と同様である。
第4実施形態では、図11の転舵角高周波振幅検出部12akが転舵角高周波振幅検出部を構成する。以下同様に、図11の転舵角不適合度合判定実行部12alが転舵角不適合度合判定実行部を構成する。また、図11の操舵量高周波振幅検出部12amが操舵量高周波振幅検出部を構成する。さらに、図11の操舵量不適合度合判定実行部12anが操舵量不適合度合判定実行部を構成する。
第4実施形態は、第1実施形態の効果(1)に加え、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ12は、転舵角δの高周波成分の振幅を検出する。続いて、コントローラ12は、検出した高周波成分の振幅が設定値以上である場合に、転舵比Gの不適合度合いが高いと判定する。続いて、コントローラ12は、不適合度合いが高いと判定した場合に、転舵比Gを低減する。
このような構成によれば、運転者に対して転舵比Gが大きいと、カーブ進入時に一発で舵が決まらず、微修正が発生し、転舵角δの高周波成分の振幅が増大する。そして、コントローラ12は、転舵角δの高周波成分の振幅が設定閾値以上になると、転舵比Gを低減する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
このような構成によれば、運転者に対して転舵比Gが小さいと、操舵角θが増大し、操舵操作子(ステアリングホイール2)を持つ手が不安定になったり、操舵力が増加したりし、操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅が増大する。そして、操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅が設定閾値以上になると、転舵比Gを増大する。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
なお、第4実施形態では、第1実施形態において、転舵角エントロピーHpδ及び操舵量エントロピーHpθに代えて転舵角δの高周波成分の振幅及び操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅を用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第2実施形態において、転舵角エントロピーHpδに代えて転舵角δの高周波成分の振幅(例えば、分散)を用いるとともに、操舵量エントロピーHpθに代えて操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅を用いる構成としてもよい。
具体的には、不適合度合算出部12a(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、及び転舵角不適合度合算出部12ac。図7参照)が、転舵比設定部12bが転舵比Gを低減するたびに、転舵比Gの低減後に転舵角検出部11が検出した転舵角δに基づき、転舵角δの高周波成分の振幅を検出する。そして、不適合度合算出部12a(転舵角推定部12aa、転舵角差度数分布算出部12ab、及び転舵角不適合度合算出部12ac)は、検出した転舵角δの高周波成分の振幅を転舵角不適合度合いとして設定する。
なお、その他の構成は第2実施形態と同様である。
本変形例は、第2実施形態の効果(1)(2)に加え、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ12は、転舵比Gを低減するたびに、転舵比Gの低減後に検出した転舵角δに基づき、転舵角δの高周波成分の振幅を検出する。続いて、コントローラ12は、検出した転舵角δの高周波成分の振幅を転舵角不適合度合いとする。
このような構成によれば、転舵比Gを低減したときに、転舵角δの高周波成分の振幅が低減した場合に、転舵比Gがより適切なものに修正されたと判定し、転舵比Gの低減を繰り返す。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
(2)コントローラ12は、転舵比Gを増大するたびに、転舵比Gの増大後に検出した操舵量(操舵角θ)に基づき、操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅を検出する。続いて、コントローラ12は、検出した高周波成分の振幅を操舵量不適合度合いとする。
このような構成によれば、転舵比Gを増大したときに、操舵量(操舵角θ)の高周波成分の振幅が低減した場合に、転舵比Gがより適切なものに修正されたと判定し、転舵比Gの増大を繰り返す。これにより、より適切な転舵比Gを設定できる。
10 操舵量検出部
11 転舵角検出部
12a 不適合度合算出部
12aa 転舵角推定部
12ab 転舵角差度数分布算出部
12ac 転舵角不適合度合算出部
12ad 操舵量推定部
12ae 操舵量差度数分布算出部
12af 操舵量不適合度合算出部
12ag 操向輪切返回数検出部
12ah 転舵角不適合度合判定実行部
12ai 操舵子切返回数検出部
12aj 操舵量不適合度合判定実行部
12ak 転舵角高周波振幅検出部
12al 転舵角不適合度合判定実行部
12am 操舵量高周波振幅検出部
12an 操舵量不適合度合判定実行部
12b 転舵比設定部
12ba 転舵角不適合度合判定部
12bb 転舵比低減部
12bc 操舵量不適合度合判定部
12bd 転舵比増大部
12c 操向輪転舵部
Claims (17)
- 運転者が操舵操作可能な操舵操作子と、
前記操舵操作子の操舵量に対する操向輪の転舵角の比率である転舵比と、操舵量とによって決定される転舵角に前記操向輪を転舵する操向輪転舵部と、
前記操舵量を検出する操舵量検出部と、
前記転舵角を検出する転舵角検出部と、
前記操舵量検出部が検出した操舵量に基づいて、前記運転者に対して適正な前記転舵比と実際の前記転舵比との乖離度合いを表す前記転舵比の不適合度合いを算出する不適合度合算出部と、
前記不適合度合算出部が算出した前記転舵比の不適合度合いが予め定めた閾値以上である場合に、前記転舵比を増大する転舵比設定部とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、
前記転舵角検出部が検出した過去の転舵角を用いて、前記操舵操作子が滑らかに操舵されたと仮定した場合の現在の転舵角を推定する転舵角推定部と、
前記転舵角検出部が検出した転舵角と前記転舵角推定部が推定した転舵角との差の度数分布である転舵角差度数分布を算出する転舵角差度数分布算出部と、
前記転舵角差度数分布算出部が算出した転舵角差度数分布の尖度が小さいほど、前記転舵比の不適合度合いを表す転舵角不適合度合いを大きな値とする転舵角不適合度合算出部とを備え、
前記転舵比設定部は、前記転舵角不適合度合算出部が算出した転舵角不適合度合いが予め定めた第1閾値以上である場合に、前記転舵比を低減することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、
前記操舵量検出部が検出した過去の操舵量を用いて、前記操舵操作子が滑らかに操舵されたと仮定した場合の現在の操舵量を推定する操舵量推定部と、
前記操舵量検出部が検出した操舵量と前記操舵量推定部が推定した操舵量との差の度数分布である操舵量差度数分布を算出する操舵量差度数分布算出部と、
前記操舵量差度数分布算出部が算出した操舵量差度数分布の尖度が小さいほど、前記転舵比の不適合度合いを表す操舵量不適合度合いを大きな値とする操舵量不適合度合算出部とを備え、
前記転舵比設定部は、前記操舵量不適合度合算出部が算出した操舵量不適合度合いが予め定めた第2閾値以上である場合に、前記転舵比を増大することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用操舵装置。 - 前記転舵角不適合度合算出部は、前記転舵角差度数分布算出部が算出した転舵角差度数分布に基づき、ステアリングエントロピー法を用いてステアリングエントロピー値を算出し、算出したステアリングエントロピー値を転舵角不適合度合いとすることを特徴とする請求項2に記載の車両用操舵装置。
- 前記操舵量不適合度合算出部は、前記操舵量差度数分布算出部が算出した操舵量差度数分布に基づき、ステアリングエントロピー法を用いてステアリングエントロピー値を算出し、算出したステアリングエントロピー値を操舵量不適合度合いとすることを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵装置。
- 前記転舵比設定部は、前記転舵角不適合度合算出部が算出した転舵角不適合度合いが前記第1閾値以上になると、該転舵角不適合度合いが前記第1閾値より小さくなるまで、前記転舵比を徐々に低減させることを特徴とする請求項2または4に記載の車両用操舵装置
。 - 前記転舵比設定部は、前記操舵量不適合度合算出部が算出した操舵量不適合度合いが前記第2閾値以上になると、該操舵量不適合度合いが前記第2閾値より小さくなるまで、前記転舵比を徐々に増大させることを特徴とする請求項3または5に記載の車両用操舵装置。
- 前記不適合度合算出部は、前記転舵比設定部が前記転舵比を低減するたびに、前記転舵比の低減後に前記転舵角検出部が検出した転舵角に基づき、前記転舵比の不適合の度合いを表す転舵角不適合度合いを算出し、
前記転舵比設定部は、
前記不適合度合算出部が転舵角不適合度合いを算出するたびに、今回算出した転舵角不適合度合いが前回算出した転舵角不適合度合いよりも小さいか否かを判定する転舵角不適合度合判定部と、
前記転舵角不適合度合判定部が今回算出した転舵角不適合度合いが前回算出した転舵角不適合度合いよりも小さいと判定した場合に、前記転舵比を低減する転舵比低減部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、前記転舵比設定部が前記転舵比を増大するたびに、前記転舵比の増大後に前記操舵量検出部が検出した操舵量に基づき、前記転舵比の不適合の度合いを表す操舵量不適合度合いを算出し、
前記転舵比設定部は、
前記不適合度合算出部が操舵量不適合度合いを算出するたびに、今回算出した操舵量不適合度合いが前回算出した操舵量不適合度合いよりも小さいか否かを判定する操舵量不適合度合判定部と、
前記操舵量不適合度合判定部が今回算出した操舵量不適合度合いが前回算出した操舵量不適合度合いよりも小さいと判定した場合に、前記転舵比を増大する転舵比増大部とを備えることを特徴とする請求項1または8に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、
前記転舵角検出部が検出した転舵角に基づいて、前記操向輪の切り返し回数を検出する操向輪切返回数検出部と、
前記操向輪切返回数検出部が検出した前記切り返し回数が設定閾値以上である場合に、前記転舵比の不適合度合いが高いと判定する転舵角不適合度合判定実行部とを備え、
前記転舵比設定部は、前記転舵角不適合度合判定実行部が前記不適合度合いが高いと判定した場合に、前記転舵比を低減することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、
前記操舵量検出部が検出した操舵量に基づいて、前記操舵操作子の切り返し回数を検出する操舵子切返回数検出部と、
前記操舵子切返回数検出部が検出した前記切り返し回数が設定閾値以上である場合に、前記転舵比の不適合度合いが高いと判定する操舵量不適合度合判定実行部とを備え、
前記転舵比設定部は、前記操舵量不適合度合判定実行部が前記不適合度合いが高いと判定した場合に、前記転舵比を増大することを特徴とする請求項1または10に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、前記転舵比設定部が前記転舵比を低減するたびに、前記転舵比の低減後に前記転舵角検出部が検出した転舵角に基づき、前記操向輪の切り返し回数を検出し、検出した前記切り返し回数を前記転舵角不適合度合いとすることを特徴とする請
求項8に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、前記転舵比設定部が前記転舵比を増大するたびに、前記転舵比の増大後に前記操舵量検出部が検出した操舵量に基づき、前記操舵操作子の切り返し回数を検出し、検出した前記切り返し回数を前記操舵量不適合度合いとすることを特徴とする請求項9に記載の車両用操舵装置。
- 前記不適合度合算出部は、
前記転舵角検出部が検出した転舵角の高周波成分の振幅を検出する転舵角高周波振幅検出部と、
前記転舵角高周波振幅検出部が検出した前記高周波成分の振幅が設定値以上である場合に、前記転舵比の不適合度合いが高いと判定する転舵角不適合度合判定実行部とを備え、
前記転舵比設定部は、前記転舵角不適合度合判定実行部が前記不適合度合いが高いと判定した場合に、前記転舵比を低減することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、
前記操舵量検出部が検出した操舵量の高周波成分の振幅を検出する操舵量高周波振幅検出部と、
前記操舵量高周波振幅検出部が検出した前記高周波成分の振幅が設定値以上である場合に、前記転舵比の不適合度合いが高いと判定する操舵量不適合度合判定実行部とを備え、
前記転舵比設定部は、前記操舵量不適合度合判定実行部が前記不適合度合いが高いと判定した場合に、前記転舵比を増大することを特徴とする請求項1または12に記載の車両用操舵装置。 - 前記不適合度合算出部は、前記転舵比設定部が前記転舵比を低減するたびに、前記転舵比の低減後に前記転舵角検出部が検出した転舵角に基づき、転舵角の高周波成分の振幅を検出し、検出した転舵角の高周波成分の振幅を前記転舵角不適合度合いとすることを特徴とする請求項8に記載の車両用操舵装置。
- 前記不適合度合算出部は、前記転舵比設定部が前記転舵比を増大するたびに、前記転舵比の増大後に前記操舵量検出部が検出した操舵量に基づき、操舵量の高周波成分の振幅を検出し、検出した操舵量の高周波成分の振幅を前記操舵量不適合度合いとすることを特徴とする請求項9に記載の車両用操舵装置。
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