JP2000229579A - アクティブ操舵システムを有する車両の操舵反力の低減方法及びそのためのアクティブ操舵システム - Google Patents
アクティブ操舵システムを有する車両の操舵反力の低減方法及びそのためのアクティブ操舵システムInfo
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- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
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- Transportation (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 重畳トランスミッションを有するアクティブ
操舵システムにおいて，モータの高い操作速度を維持し
た状態で，電動サーボモータが発生するトルクに起因す
る操舵反力を回避あるいは許容限度まで低減させる。 【解決手段】 重畳トランスミッションを有するアクテ
ィブ操舵システムにおいて，第１の認識工程で付加操舵
角の目標値に飛躍が発生したか否かを認識し，付加操舵
角の目標値に飛躍が発生したことが第１の認識工程で認
識された場合に，第２の認識工程で走行動力学的に危険
な状況が存在するか否かを認識し，第２の認識工程の結
果に応じて電動サーボモータから重畳トランスミッショ
ンに伝達される操作トルク強度を，走行動力学的に危険
でない状況では操作トルクを低減させ，走行動力学的に
危険な状況では増大させる。
操舵システムにおいて，モータの高い操作速度を維持し
た状態で，電動サーボモータが発生するトルクに起因す
る操舵反力を回避あるいは許容限度まで低減させる。 【解決手段】 重畳トランスミッションを有するアクテ
ィブ操舵システムにおいて，第１の認識工程で付加操舵
角の目標値に飛躍が発生したか否かを認識し，付加操舵
角の目標値に飛躍が発生したことが第１の認識工程で認
識された場合に，第２の認識工程で走行動力学的に危険
な状況が存在するか否かを認識し，第２の認識工程の結
果に応じて電動サーボモータから重畳トランスミッショ
ンに伝達される操作トルク強度を，走行動力学的に危険
でない状況では操作トルクを低減させ，走行動力学的に
危険な状況では増大させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，アクティブ操舵シ
ステムを有する車両のステアリングホイール反力の低減
方法及びそのためのアクティブ操舵システムに関し，さ
らに詳細には，運転者がステアリングホイールに設定す
るステアリングホイール角に対し，電動サーボモータの
駆動により重畳トランスミッションが付加操舵角を重畳
するアクティブ操舵システムを有する車両の操舵反力の
低減方法，及び，そのためのアクティブ操舵システムに
関する。
ステムを有する車両のステアリングホイール反力の低減
方法及びそのためのアクティブ操舵システムに関し，さ
らに詳細には，運転者がステアリングホイールに設定す
るステアリングホイール角に対し，電動サーボモータの
駆動により重畳トランスミッションが付加操舵角を重畳
するアクティブ操舵システムを有する車両の操舵反力の
低減方法，及び，そのためのアクティブ操舵システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるアクティブ操舵システム
は，ドイツ公開公報第ＤＥ−ＯＳ４０３１３１６号から
既知であり，添付図面の図３に概略的に示す。かかるア
クティブ操舵システムでは，運転者がステアリングホイ
ール２１を介して調整するステアリングホイール角δＬ
が，重畳トランスミッション２２の入力に印加される。
さらに，走行状況と周囲状況に関する信号に基づいて，
開ループ制御／閉ループ制御ユニット３７が付加操舵角
δＭを算出し，電動サーボモータ２３に対して相応する
駆動電流を供給する。
は，ドイツ公開公報第ＤＥ−ＯＳ４０３１３１６号から
既知であり，添付図面の図３に概略的に示す。かかるア
クティブ操舵システムでは，運転者がステアリングホイ
ール２１を介して調整するステアリングホイール角δＬ
が，重畳トランスミッション２２の入力に印加される。
さらに，走行状況と周囲状況に関する信号に基づいて，
開ループ制御／閉ループ制御ユニット３７が付加操舵角
δＭを算出し，電動サーボモータ２３に対して相応する
駆動電流を供給する。
【０００３】付加操舵角δＭは，重畳トランスミッショ
ン２２の他の入力に印加される。重畳トランスミッショ
ン２２の出力側には，操舵車輪２５ａ，２５ｂに対する
重畳操舵角δＬ’が発生するので，この重畳操舵角は，
ステアリングホイールで調整されるステアリングホイー
ル角δＬとは無関係に変化させることができる。
ン２２の他の入力に印加される。重畳トランスミッショ
ン２２の出力側には，操舵車輪２５ａ，２５ｂに対する
重畳操舵角δＬ’が発生するので，この重畳操舵角は，
ステアリングホイールで調整されるステアリングホイー
ル角δＬとは無関係に変化させることができる。
【０００４】ステアリングギアボックス２４では，重畳
操舵角δＬ’を相応するステアリングシャフト２６の運
動に変換する。図示の装置によれば，走行動力学，走行
安全性及び車両特性を改良する種々の機能を実現するこ
とができる。しかしながら，サーボステアリングなどの
パワーアシスト機能は，上記方法により達成することが
できない。即ち，運転者が設定するステアリングホイー
ル角δＬは変化されず，ステアリングホイールはその位
置に維持される。
操舵角δＬ’を相応するステアリングシャフト２６の運
動に変換する。図示の装置によれば，走行動力学，走行
安全性及び車両特性を改良する種々の機能を実現するこ
とができる。しかしながら，サーボステアリングなどの
パワーアシスト機能は，上記方法により達成することが
できない。即ち，運転者が設定するステアリングホイー
ル角δＬは変化されず，ステアリングホイールはその位
置に維持される。
【０００５】重畳トランスミッション２２では，固定の
回転トルク比あるいはパワー比を伴って，自由な回転数
あるいは速度が機械的出力に対して加算される。かかる
電動サーボモータから出力されるトルクは，ステアリン
グホイール２１を支持することにより，ステアリングギ
アボックス２４の方向に伝達されなければならない。
回転トルク比あるいはパワー比を伴って，自由な回転数
あるいは速度が機械的出力に対して加算される。かかる
電動サーボモータから出力されるトルクは，ステアリン
グホイール２１を支持することにより，ステアリングギ
アボックス２４の方向に伝達されなければならない。
【０００６】かかるトルクが，ステアリングホイール２
１で全く支持されない場合あるいは一部しか支持されな
い場合には，車輪２５ａ，２５ｂが回動せずにステアリ
ングホイール２１が回動を開始する。従って，電動サー
ボモータ２３の介入中は，運転者はステアリングホイー
ル２１から手を離すことができない。
１で全く支持されない場合あるいは一部しか支持されな
い場合には，車輪２５ａ，２５ｂが回動せずにステアリ
ングホイール２１が回動を開始する。従って，電動サー
ボモータ２３の介入中は，運転者はステアリングホイー
ル２１から手を離すことができない。
【０００７】運転者が支持するステアリングホイール２
１に対して反力を与えるモータトルクは，電動サーボモ
ータ２３の加速度あるいは現存の質量慣性に従う。支持
されるトルクは，所定以上の大きさになると運転者に感
知され，運転者は車両走行に違和感を覚える。従来の操
舵システムでは極めて良好であった運転者の操舵感覚
を，重畳トランスミッションを有する電子操舵システム
を使用することで悪化させてはならない。
１に対して反力を与えるモータトルクは，電動サーボモ
ータ２３の加速度あるいは現存の質量慣性に従う。支持
されるトルクは，所定以上の大きさになると運転者に感
知され，運転者は車両走行に違和感を覚える。従来の操
舵システムでは極めて良好であった運転者の操舵感覚
を，重畳トランスミッションを有する電子操舵システム
を使用することで悪化させてはならない。
【０００８】したがって，走行動力学的に危険な走行状
況を補正するために，電子操舵システムが作動する場合
には，必要な付加操舵角δＭを短時間で発生させること
が必要である。かかる理由により，付加操舵角を発生さ
せる電動サーボモータを，急速に高回転数で回転させな
ければならない。このモータ回転数ｎｍｏｔは，モータ
トルクｍｍｏｔの時間積分と質量慣性Ｊにより重み付け
され，以下の式により算出される。
況を補正するために，電子操舵システムが作動する場合
には，必要な付加操舵角δＭを短時間で発生させること
が必要である。かかる理由により，付加操舵角を発生さ
せる電動サーボモータを，急速に高回転数で回転させな
ければならない。このモータ回転数ｎｍｏｔは，モータ
トルクｍｍｏｔの時間積分と質量慣性Ｊにより重み付け
され，以下の式により算出される。
【０００９】
【数１】
【００１０】上式では，電動サーボモータ２３が急速に
高い回転数に到達するために，与えられた慣性質量Ｊで
高いトルクを発生しなければならないことが示される。
このように，高いモータトルクによりモータを急加速す
ることが可能となるが，この高いモータトルクは上記操
舵反力を発生して運転者の走行感覚に対して悪影響を与
えるので，特に必要としない状況では，このような高い
モータトルクの発生を回避しなければならない。しかし
ながら，その一方で，必要時に高いトルクが得られるよ
うに，モータ寸法を設計しなければならない。
高い回転数に到達するために，与えられた慣性質量Ｊで
高いトルクを発生しなければならないことが示される。
このように，高いモータトルクによりモータを急加速す
ることが可能となるが，この高いモータトルクは上記操
舵反力を発生して運転者の走行感覚に対して悪影響を与
えるので，特に必要としない状況では，このような高い
モータトルクの発生を回避しなければならない。しかし
ながら，その一方で，必要時に高いトルクが得られるよ
うに，モータ寸法を設計しなければならない。
【００１１】次に，付加操舵角δＭの飛躍に対するモー
タの応答特性を図４に基づいて説明する。図４は，制御
入力の飛躍（即ち，付加操舵角δＭの飛躍）に対するモ
ータの応答特性を表すシミュレーション結果を示すグラ
フ図である。なお，図示のシミュレーション結果は，Ｐ
Ｄ制御する閉ループ制御回路に基づくものである。
タの応答特性を図４に基づいて説明する。図４は，制御
入力の飛躍（即ち，付加操舵角δＭの飛躍）に対するモ
ータの応答特性を表すシミュレーション結果を示すグラ
フ図である。なお，図示のシミュレーション結果は，Ｐ
Ｄ制御する閉ループ制御回路に基づくものである。
【００１２】図４において，符号Ａは，制御入力（即ち
目標角）の時間的推移を示す（ＬＲ度）。符号Ｂは，実
際角の時間的推移を示す（ＬＲ度）。符号Ｃは，モータ
回転数の時間的推移を示す（ｌ／ｓ）。符号Ｄは，ステ
アリングシャフトに作用するモータトルクの時間推移を
示す（Ｎｍ）。
目標角）の時間的推移を示す（ＬＲ度）。符号Ｂは，実
際角の時間的推移を示す（ＬＲ度）。符号Ｃは，モータ
回転数の時間的推移を示す（ｌ／ｓ）。符号Ｄは，ステ
アリングシャフトに作用するモータトルクの時間推移を
示す（Ｎｍ）。
【００１３】図４に示すように，電動サーボモータの実
際角（曲線Ｂ）は，約２００ｍｓ後に，曲線Ａに示す目
標値に到達する。このとき，曲線Ｃに示すように，モー
タは最大回転数に到達する。一方，電動サーボモータが
ステアリングシャフトにもたらすトルクは，曲線Ｄに示
すように，５０Ｎｍよりも高いピーク値に達する。この
高いトルクピークは，運転者に明確に感知され車両走行
中に違和感を覚える。
際角（曲線Ｂ）は，約２００ｍｓ後に，曲線Ａに示す目
標値に到達する。このとき，曲線Ｃに示すように，モー
タは最大回転数に到達する。一方，電動サーボモータが
ステアリングシャフトにもたらすトルクは，曲線Ｄに示
すように，５０Ｎｍよりも高いピーク値に達する。この
高いトルクピークは，運転者に明確に感知され車両走行
中に違和感を覚える。
【００１４】次に，図５に基づいて，従来における一般
的な目標角速度の勾配制限方法を説明する。図５は，目
標角速度を４．３５ｒａｄ／ｓに勾配制限した制御入力
飛躍に対するモータの応答特性を示すグラフ図である。
的な目標角速度の勾配制限方法を説明する。図５は，目
標角速度を４．３５ｒａｄ／ｓに勾配制限した制御入力
飛躍に対するモータの応答特性を示すグラフ図である。
【００１５】図５に示すように，目標角速度の勾配を制
限することにより，制御入力「付加操舵角δＭの目標
値」は，ランプ形状に上昇する。このように，目標角速
度の勾配を制限することにより，図４と比較して，モー
タトルクが大幅に低減されることがわかる（曲線Ｄ）。
限することにより，制御入力「付加操舵角δＭの目標
値」は，ランプ形状に上昇する。このように，目標角速
度の勾配を制限することにより，図４と比較して，モー
タトルクが大幅に低減されることがわかる（曲線Ｄ）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
目標角速度の勾配を制限する方法では，図５に示すよう
に，モータは最大回転数には到達せずに（曲線Ｃ），目
標値に到達するまでに約４００ｍｓを要する（曲線
Ｂ）。このように，従来の方法では，モータにより迅速
に目標値に到達できないという問題がある。
目標角速度の勾配を制限する方法では，図５に示すよう
に，モータは最大回転数には到達せずに（曲線Ｃ），目
標値に到達するまでに約４００ｍｓを要する（曲線
Ｂ）。このように，従来の方法では，モータにより迅速
に目標値に到達できないという問題がある。
【００１７】したがって，本発明の課題は，重畳トラン
スミッションを有するアクティブ操舵システムにおい
て，電動サーボモータが発生するトルクに起因する操舵
反力を回避しあるいは許容限度まで低減させる一方，モ
ータの高い操作速度を維持することが可能な新規かつ改
良された車両の操舵反力の低減方法及びそのためのアク
ティブ操舵システムを提供することにある。
スミッションを有するアクティブ操舵システムにおい
て，電動サーボモータが発生するトルクに起因する操舵
反力を回避しあるいは許容限度まで低減させる一方，モ
ータの高い操作速度を維持することが可能な新規かつ改
良された車両の操舵反力の低減方法及びそのためのアク
ティブ操舵システムを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１に記載の発明のように，運転者がステアリ
ングホイールに設定するステアリングホイール角に対
し，電動サーボモータの駆動により重畳トランスミッシ
ョンが付加操舵角を重畳するアクティブ操舵システムを
有する車両において，前記付加操舵角の目標値に飛躍が
発生したか否かを認識する第１の認識工程と，前記付加
操舵角の目標値に飛躍が発生したことが前記第１の認識
工程で認識された場合に，走行動力学的に危険な状況が
存在するか否かを認識する第２の認識工程と，前記電動
サーボモータから前記重畳トランスミッションに伝達さ
れる操作トルク強度を，前記第２の認識工程の結果に応
じて，前記走行動力学的に危険でない状況では低減さ
せ，前記走行動力学的に危険な状況では増大させるよう
に制御する制御工程と，を有することを特徴とする車両
の操舵反力の低減方法が提供される。
に，請求項１に記載の発明のように，運転者がステアリ
ングホイールに設定するステアリングホイール角に対
し，電動サーボモータの駆動により重畳トランスミッシ
ョンが付加操舵角を重畳するアクティブ操舵システムを
有する車両において，前記付加操舵角の目標値に飛躍が
発生したか否かを認識する第１の認識工程と，前記付加
操舵角の目標値に飛躍が発生したことが前記第１の認識
工程で認識された場合に，走行動力学的に危険な状況が
存在するか否かを認識する第２の認識工程と，前記電動
サーボモータから前記重畳トランスミッションに伝達さ
れる操作トルク強度を，前記第２の認識工程の結果に応
じて，前記走行動力学的に危険でない状況では低減さ
せ，前記走行動力学的に危険な状況では増大させるよう
に制御する制御工程と，を有することを特徴とする車両
の操舵反力の低減方法が提供される。
【００１９】本項記載の発明では，走行動力学的に危険
でない状況では，電動サーボモータは極端に急加速せず
に介入するので，運転者が感知しない程度までモータト
ルクを低減することができる。一方，危険な状況におい
ては，必要となるモータの高い操作速度を維持した状態
で，運転者が感知しない程度まで電動サーボモータの発
生トルクを制限することができる。このように，ステア
リングシャフトに伝達されるトルクを，状況に応じて可
変に制限することができる。この結果，運転者は，良好
な車両走行感覚で，車両走行の安全性も確保することが
できる。
でない状況では，電動サーボモータは極端に急加速せず
に介入するので，運転者が感知しない程度までモータト
ルクを低減することができる。一方，危険な状況におい
ては，必要となるモータの高い操作速度を維持した状態
で，運転者が感知しない程度まで電動サーボモータの発
生トルクを制限することができる。このように，ステア
リングシャフトに伝達されるトルクを，状況に応じて可
変に制限することができる。この結果，運転者は，良好
な車両走行感覚で，車両走行の安全性も確保することが
できる。
【００２０】また，請求項２に記載の発明のように，前
記電動サーボモータの前記トルク制御は，電動サーボモ
ータに供給されるモータ電流強度を制限することにより
実行される如く構成すれば，モータ電流強度に比例して
発生するトルクを，モータ電流の強さを予め設定された
値に制限するので，電動サーボモータが必要なトルクを
越えないことが保証される。
記電動サーボモータの前記トルク制御は，電動サーボモ
ータに供給されるモータ電流強度を制限することにより
実行される如く構成すれば，モータ電流強度に比例して
発生するトルクを，モータ電流の強さを予め設定された
値に制限するので，電動サーボモータが必要なトルクを
越えないことが保証される。
【００２１】また，請求項３に記載の発明のように，前
記第２の認識工程は，複数の異なる走行動力学的に危険
な状況を識別する識別工程を有し，前記制御工程は，前
記識別工程で識別された走行状況の危険性に比例してモ
ータ電流強度を累進的に増大させる如く構成すれば，例
えばハンドルをとられた場合，あるいは左右車輪が異な
る摩擦値で制動される場合（μ−スプリット制動）など
の走行状況の危険性がより高い場合には，危険性に応じ
て累進的に高いトルクを発生させることができるので，
車両走行の安全性をより一層確保することができる。
記第２の認識工程は，複数の異なる走行動力学的に危険
な状況を識別する識別工程を有し，前記制御工程は，前
記識別工程で識別された走行状況の危険性に比例してモ
ータ電流強度を累進的に増大させる如く構成すれば，例
えばハンドルをとられた場合，あるいは左右車輪が異な
る摩擦値で制動される場合（μ−スプリット制動）など
の走行状況の危険性がより高い場合には，危険性に応じ
て累進的に高いトルクを発生させることができるので，
車両走行の安全性をより一層確保することができる。
【００２２】また，上記課題を解決するために，請求項
４に記載の発明のように，運転者が調整するステアリン
グホイール角に対し，車両状況あるいは周囲状況により
定められるパラメータに従って，電動サーボモータ及び
重畳トランスミッションが付加操舵角を重畳する開ルー
プ制御／閉ループ制御ユニットを有するアクティブ操舵
システムであって，前記開ループ制御／閉ループ制御ユ
ニットは，電流制御／制限ユニットを有し，前記電流制
御／制限ユニットは，車両内センサ及び／又は車両内の
他の制御装置から供給される信号により前記開ループ制
御／閉ループ制御ユニットが算出した走行状況の危険性
に応じて，前記電動サーボモータに供給するモータ電流
強度を可変制限することを特徴とするアクティブ操舵シ
ステムが提供される。
４に記載の発明のように，運転者が調整するステアリン
グホイール角に対し，車両状況あるいは周囲状況により
定められるパラメータに従って，電動サーボモータ及び
重畳トランスミッションが付加操舵角を重畳する開ルー
プ制御／閉ループ制御ユニットを有するアクティブ操舵
システムであって，前記開ループ制御／閉ループ制御ユ
ニットは，電流制御／制限ユニットを有し，前記電流制
御／制限ユニットは，車両内センサ及び／又は車両内の
他の制御装置から供給される信号により前記開ループ制
御／閉ループ制御ユニットが算出した走行状況の危険性
に応じて，前記電動サーボモータに供給するモータ電流
強度を可変制限することを特徴とするアクティブ操舵シ
ステムが提供される。
【００２３】本項記載の発明では，走行動力学的に危険
でない状況では，電動サーボモータは極端に急加速せず
に介入するので，運転者が感知しない程度までモータト
ルクを低減することができる。一方，危険な状況におい
ては，必要となるモータの高い操作速度を維持した状態
で，運転者が感知しない程度まで電動サーボモータの発
生トルクを制限することができる。このように，ステア
リングシャフトに伝達されるトルクを，状況に応じて可
変に制限することができる。この結果，運転者は，良好
な車両走行感覚で，車両走行の安全性も確保することが
できる。
でない状況では，電動サーボモータは極端に急加速せず
に介入するので，運転者が感知しない程度までモータト
ルクを低減することができる。一方，危険な状況におい
ては，必要となるモータの高い操作速度を維持した状態
で，運転者が感知しない程度まで電動サーボモータの発
生トルクを制限することができる。このように，ステア
リングシャフトに伝達されるトルクを，状況に応じて可
変に制限することができる。この結果，運転者は，良好
な車両走行感覚で，車両走行の安全性も確保することが
できる。
【００２４】また，請求項５に記載の発明のように，前
記開ループ制御／閉ループ制御ユニットは，前記付加操
舵角の前記目標値に飛躍が発生したか否かを認識し，か
つ前記付加操舵角の前記目標値に飛躍が発生したことを
認識した場合に走行動力学的に危険な状況が存在するか
否かを認識する手段を有し，前記手段は，車両モデル及
び／又は周囲モデルを有する如く構成すれば，特に，第
２の認識工程を実行する際に，車両モデル及び／又は周
囲モデルを使用して実行することができる。
記開ループ制御／閉ループ制御ユニットは，前記付加操
舵角の前記目標値に飛躍が発生したか否かを認識し，か
つ前記付加操舵角の前記目標値に飛躍が発生したことを
認識した場合に走行動力学的に危険な状況が存在するか
否かを認識する手段を有し，前記手段は，車両モデル及
び／又は周囲モデルを有する如く構成すれば，特に，第
２の認識工程を実行する際に，車両モデル及び／又は周
囲モデルを使用して実行することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好適な実施の形態
について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。
尚，以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び
構成を有する構成要素については，同一符号を付するこ
とにより，重複説明を省略する。
について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。
尚，以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び
構成を有する構成要素については，同一符号を付するこ
とにより，重複説明を省略する。
【００２６】（第１の実施の形態）以下，図１を参照し
ながら，第１の実施の形態について説明する。図１は，
本実施形態にかかるアクティブ操舵システムの機能ブロ
ック回路図である。
ながら，第１の実施の形態について説明する。図１は，
本実施形態にかかるアクティブ操舵システムの機能ブロ
ック回路図である。
【００２７】図１に示すように，車両３５のステアリン
グホィール３１で設定され，ステアリングホイールシャ
フト（図示せず）を介して重畳トランスミッション３２
の入力側に作用するステアリングホイール角δＬは，ス
テアリングホイールシャフトに接続されるステアリング
ホイール角センサ３８により検出され，開ループ制御／
閉ループ制御ユニット３７の入力側に供給される。重畳
トランスミッション３２の出力側には，重畳された操舵
角δＬ’が出力され，ステアリングギアボックス３４に
供給される。
グホィール３１で設定され，ステアリングホイールシャ
フト（図示せず）を介して重畳トランスミッション３２
の入力側に作用するステアリングホイール角δＬは，ス
テアリングホイールシャフトに接続されるステアリング
ホイール角センサ３８により検出され，開ループ制御／
閉ループ制御ユニット３７の入力側に供給される。重畳
トランスミッション３２の出力側には，重畳された操舵
角δＬ’が出力され，ステアリングギアボックス３４に
供給される。
【００２８】車両内に設置される他のセンサ３６は，ス
テアリングギアボックス３４が発生する前車輪の実際操
舵角δＶ，走行速度あるいは他の車両状況と周囲状況を
検出し，同様に，開ループ制御／閉ループ制御ユニット
３７の入力に供給する。
テアリングギアボックス３４が発生する前車輪の実際操
舵角δＶ，走行速度あるいは他の車両状況と周囲状況を
検出し，同様に，開ループ制御／閉ループ制御ユニット
３７の入力に供給する。
【００２９】この開ループ制御／閉ループ制御ユニット
３７は，電動サーボモータ３３に供給されるモータ電流
強度ｉｍｏｔを（特に走行状況の危険性に応じて）可変
に制御する電流制御／制限ユニット３９を有する。この
走行状況の危険性は，開ループ制御／閉ループ制御ユニ
ット３７が供給する信号及び必要に応じてメモリ４０に
格納される車両モデル及び／又は周囲モデルを使用して
算出される。したがって，開ループ制御／閉ループ制御
ユニット３７は，制御入力が飛躍的な場合に電動サーボ
モータにより伝達される車両の操舵反力を低減する手段
を有する。
３７は，電動サーボモータ３３に供給されるモータ電流
強度ｉｍｏｔを（特に走行状況の危険性に応じて）可変
に制御する電流制御／制限ユニット３９を有する。この
走行状況の危険性は，開ループ制御／閉ループ制御ユニ
ット３７が供給する信号及び必要に応じてメモリ４０に
格納される車両モデル及び／又は周囲モデルを使用して
算出される。したがって，開ループ制御／閉ループ制御
ユニット３７は，制御入力が飛躍的な場合に電動サーボ
モータにより伝達される車両の操舵反力を低減する手段
を有する。
【００３０】開ループ制御／閉ループ制御ユニット３７
が有する上記手段は，まず，付加操舵角δＭの目標値あ
るいは制御入力の飛躍が発生したか否かを認識する第１
の認識工程を実行する。次いで，第２の認識工程で，第
１の認識工程の結果として付加操舵角の目標値の飛躍が
発生したことが認識された場合に，走行動力学的に危険
な状況が存在するか否かを認識する。
が有する上記手段は，まず，付加操舵角δＭの目標値あ
るいは制御入力の飛躍が発生したか否かを認識する第１
の認識工程を実行する。次いで，第２の認識工程で，第
１の認識工程の結果として付加操舵角の目標値の飛躍が
発生したことが認識された場合に，走行動力学的に危険
な状況が存在するか否かを認識する。
【００３１】開ループ制御／閉ループ制御ユニット３７
は，電流制御／制限ユニット３９に信号を供給し，かか
る信号により走行状況に応じた制限が実行される。電動
サーボモータ３３から重畳トランスミッション３２に伝
達される操作トルク強度は，第２の認識工程の結果に応
じて，走行動力学的に危険のない状況では低減し，走行
動力学的に危険な状況で増大させるように制御する。
は，電流制御／制限ユニット３９に信号を供給し，かか
る信号により走行状況に応じた制限が実行される。電動
サーボモータ３３から重畳トランスミッション３２に伝
達される操作トルク強度は，第２の認識工程の結果に応
じて，走行動力学的に危険のない状況では低減し，走行
動力学的に危険な状況で増大させるように制御する。
【００３２】開ループ制御／閉ループ制御ユニット３７
に付設されているメモリ４０には，第２の認識工程を実
行する際に使用される車両モデル及び／又は周囲モデル
を格納することができる。
に付設されているメモリ４０には，第２の認識工程を実
行する際に使用される車両モデル及び／又は周囲モデル
を格納することができる。
【００３３】上記のように，モータトルクｍｍｏｔの制
御は，電動サーボモータに供給される電流強度を制御す
ることにより実行する。なお，このとき，開ループ制御
／閉ループ制御ユニット３７は，複数の異なる走行動力
学的に危険な状況を識別し，走行状況の危険性に応じて
モータ電流強度を累進的に増大するように形成するのが
好ましい。
御は，電動サーボモータに供給される電流強度を制御す
ることにより実行する。なお，このとき，開ループ制御
／閉ループ制御ユニット３７は，複数の異なる走行動力
学的に危険な状況を識別し，走行状況の危険性に応じて
モータ電流強度を累進的に増大するように形成するのが
好ましい。
【００３４】本実施形態にかかる方法により，走行動力
学的に危険のない状況では，電動サーボモータが介入す
る際のモータトルクは，運転者に感知されない程度まで
低減される。これは，重畳トランスミッションを有する
アクティブ操舵システムは，走行動力学的に危険のない
状況においては，モータを極端に急加速する必要がない
ので，低減したモータトルクでも十分に対応できる。
学的に危険のない状況では，電動サーボモータが介入す
る際のモータトルクは，運転者に感知されない程度まで
低減される。これは，重畳トランスミッションを有する
アクティブ操舵システムは，走行動力学的に危険のない
状況においては，モータを極端に急加速する必要がない
ので，低減したモータトルクでも十分に対応できる。
【００３５】一方，走行動力学的に危険な状況において
は，より高いモータトルクが許容される。許容されるモ
ータトルクは，状況の危険性の増大に伴って累進的に上
昇する。例えばハンドルをとられた場合，あるいは左右
車輪が異なる摩擦値で制動される場合（μ−スプリット
制動）などの危険な状況では，必要なモータの高い操作
速度を維持した状態で，電動サーボモータが発生するト
ルクが運転者に感知されないように制限される。
は，より高いモータトルクが許容される。許容されるモ
ータトルクは，状況の危険性の増大に伴って累進的に上
昇する。例えばハンドルをとられた場合，あるいは左右
車輪が異なる摩擦値で制動される場合（μ−スプリット
制動）などの危険な状況では，必要なモータの高い操作
速度を維持した状態で，電動サーボモータが発生するト
ルクが運転者に感知されないように制限される。
【００３６】電動サーボモータが発生するトルクｍ
ｍｏｔは，次式に示すようにモータ電流強度ｉｍｏｔに
比例する。 ｍｍｏｔ＝ｋ・ｉｍｏｔ なお，ｋは定数である。
ｍｏｔは，次式に示すようにモータ電流強度ｉｍｏｔに
比例する。 ｍｍｏｔ＝ｋ・ｉｍｏｔ なお，ｋは定数である。
【００３７】上式から明らかなように，モータ電流強度
を予め設定された値に制限することにより，電動サーボ
モータが必要なトルクを越えないことが保証される。モ
ータ電流の制限は，例えば可変の目標値制限を有する電
流制御／制限ユニットなどの好適な手段により実現する
ことができる。
を予め設定された値に制限することにより，電動サーボ
モータが必要なトルクを越えないことが保証される。モ
ータ電流の制限は，例えば可変の目標値制限を有する電
流制御／制限ユニットなどの好適な手段により実現する
ことができる。
【００３８】次に，図２に基づいて，モータの応答特性
について説明する。図２は，従来技術で示した図４及び
図５と同様に，本実施形態にかかる制御入力の飛躍に対
するモータ応答特性を示す。
について説明する。図２は，従来技術で示した図４及び
図５と同様に，本実施形態にかかる制御入力の飛躍に対
するモータ応答特性を示す。
【００３９】図２において，曲線Ａは，目標角の時間的
推移を示す（ＬＲ度）。曲線Ｂは，実際角の時間的推移
を示す（ＬＲ度）。曲線Ｃは，モータ回転数の時間的推
移を示す（ｌ／ｓ）。曲線Ｄは，ステアリングシャフト
に伝達されるモータトルクの時間的推移を示す（Ｎ
ｍ）。
推移を示す（ＬＲ度）。曲線Ｂは，実際角の時間的推移
を示す（ＬＲ度）。曲線Ｃは，モータ回転数の時間的推
移を示す（ｌ／ｓ）。曲線Ｄは，ステアリングシャフト
に伝達されるモータトルクの時間的推移を示す（Ｎ
ｍ）。
【００４０】図２に示すように，左右のモータトルク
は，各々２５Ｎｍに制限される（曲線Ｄ）。このステア
リングシャフトに伝達されるトルク及びそれに伴う操舵
反力は，従来の電動サーボモータの操舵反力（図４中の
曲線Ｄ）と比較して，略半分程度まで低減される。
は，各々２５Ｎｍに制限される（曲線Ｄ）。このステア
リングシャフトに伝達されるトルク及びそれに伴う操舵
反力は，従来の電動サーボモータの操舵反力（図４中の
曲線Ｄ）と比較して，略半分程度まで低減される。
【００４１】さらに，モータの実際角（曲線Ｂ）は，略
２２０ｍｓ後には，目標値（曲線Ａ）に到達する。この
電動サーボモータが目標値に到達するまでの到達時間
は，目標角速度を制限しない電動サーボモータの場合
（図４中の曲線Ｂ）と比較して，略同一程度に速い。一
方，従来の目標角速度を４．３５ｒａｄ／ｓまでに制限
した場合の到達時間（図５中曲線Ｂ）と比較して，略半
分程度まで短縮される。
２２０ｍｓ後には，目標値（曲線Ａ）に到達する。この
電動サーボモータが目標値に到達するまでの到達時間
は，目標角速度を制限しない電動サーボモータの場合
（図４中の曲線Ｂ）と比較して，略同一程度に速い。一
方，従来の目標角速度を４．３５ｒａｄ／ｓまでに制限
した場合の到達時間（図５中曲線Ｂ）と比較して，略半
分程度まで短縮される。
【００４２】以上，本発明に係る好適な実施の形態につ
いて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において，各種の修正例及び変更例を想定し得
るものであり，それらの修正例及び変更例についても本
発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
いて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において，各種の修正例及び変更例を想定し得
るものであり，それらの修正例及び変更例についても本
発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００４３】
【発明の効果】走行動力学的に危険でない状況では，極
端に急加速せずに電動サーボモータが介入するので，運
転者に感知されない程度までモータトルクを低減するこ
とができる。このように，ステアリングシャフトに伝達
されるトルクを，状況に応じて可変に制限することがで
きる。この結果，運転者は，良好な車両走行感覚を得た
状態で，車両走行の安全性を確保することができる。
端に急加速せずに電動サーボモータが介入するので，運
転者に感知されない程度までモータトルクを低減するこ
とができる。このように，ステアリングシャフトに伝達
されるトルクを，状況に応じて可変に制限することがで
きる。この結果，運転者は，良好な車両走行感覚を得た
状態で，車両走行の安全性を確保することができる。
【図１】本実施形態にかかるアクティブ操舵システムの
機能ブロック回路である。
機能ブロック回路である。
【図２】電動サーボモータのトルク制限した電動サーボ
モータの制御入力飛躍に対する応答特性を示すグラフ図
である。
モータの制御入力飛躍に対する応答特性を示すグラフ図
である。
【図３】従来のアクティブ操舵システムのブロック回路
図である。
図である。
【図４】従来の勾配制限しない電動サーボモータの制御
入力飛躍に対する応答特性を示すグラフ図である。
入力飛躍に対する応答特性を示すグラフ図である。
【図５】従来の勾配制限した電動サーボモータの制御入
力飛躍に対する応答特性を示すグラフ図である。
力飛躍に対する応答特性を示すグラフ図である。
３１ ステアリングホイール ３２ 重畳トランスミッション ３３ 電動サーボモータ δＬ ステアリングホイール角 δＭ 付加操舵角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー ミュンツ ドイツ連邦共和国 71254 ディツィンゲ ン， オプストヴィーゼンヴェーク ９
Claims (5)
- 【請求項１】 運転者がステアリングホイールに設定す
るステアリングホイール角に対し，電動サーボモータの
駆動により重畳トランスミッションが付加操舵角を重畳
するアクティブ操舵システムを有する車両において，前
記付加操舵角の目標値に飛躍が発生したか否かを認識す
る第１の認識工程と，前記付加操舵角の目標値に飛躍が
発生したことが前記第１の認識工程で認識された場合
に，走行動力学的に危険な状況が存在するか否かを認識
する第２の認識工程と，前記電動サーボモータから前記
重畳トランスミッションに伝達される操作トルク強度
を，前記第２の認識工程の結果に応じて，前記走行動力
学的に危険でない状況では低減させ，前記走行動力学的
に危険な状況では増大させるように制御する制御工程
と，を有することを特徴とする車両の操舵反力の低減方
法。 - 【請求項２】 前記電動サーボモータの前記トルク制御
は，前記電動サーボモータに供給されるモータ電流強度
を制限することにより実行されることを特徴とする請求
項１に記載の車両の操舵反力の低減方法。 - 【請求項３】 前記第２の認識工程は，複数の異なる走
行動力学的に危険な状況を識別する識別工程を有し，前
記制御工程は，前記識別工程で識別された走行状況の危
険性に応じて前記モータ電流強度を累進的に増大させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵反力の低
減方法。 - 【請求項４】 運転者が調整するステアリングホイール
角に対し，車両状況あるいは周囲状況により定められる
パラメータに従って，電動サーボモータ及び重畳トラン
スミッションが付加操舵角を重畳する開ループ制御／閉
ループ制御ユニットを有するアクティブ操舵システムで
あって，前記開ループ制御／閉ループ制御ユニットは，
電流制御／制限ユニットを有し，前記電流制御／制限ユ
ニットは，車両内センサ及び／又は車両内の他の制御装
置から供給される信号により前記開ループ制御／閉ルー
プ制御ユニットが算出した走行状況の危険性に応じて，
前記電動サーボモータに供給するモータ電流強度を可変
制限することを特徴とするアクティブ操舵システム。 - 【請求項５】 前記開ループ制御／閉ループ制御ユニッ
トは，前記付加操舵角の前記目標値に飛躍が発生したか
否かを認識し，かつ前記付加操舵角の前記目標値に飛躍
が発生したことを認識した場合に走行動力学的に危険な
状況が存在するか否かを認識する手段を有し，前記手段
は，車両モデル及び／又は周囲モデルを有することを特
徴とする請求項４に記載のアクティブ操舵システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999105433 DE19905433B4 (de) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | Aktives Lenksystem |
| DE19905433.9 | 1999-02-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000229579A true JP2000229579A (ja) | 2000-08-22 |
| JP4510976B2 JP4510976B2 (ja) | 2010-07-28 |
Family
ID=7897000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000032582A Expired - Fee Related JP4510976B2 (ja) | 1999-02-10 | 2000-02-10 | アクティブ操舵システムを有する車両の操舵反力の低減方法及びそのためのアクティブ操舵システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4510976B2 (ja) |
| DE (1) | DE19905433B4 (ja) |
| GB (1) | GB2346598B (ja) |
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| JP2003527999A (ja) * | 2000-03-20 | 2003-09-24 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 車両のサーボ支援される操舵システム |
| WO2004078560A1 (en) | 2003-03-06 | 2004-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular steering control apparatus |
| JP2005532217A (ja) * | 2002-07-05 | 2005-10-27 | コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト | オーバーライド操舵システムによって車両を操舵する方法 |
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| DE10142366B4 (de) | 2001-08-30 | 2018-06-21 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung für ein aktives Lenkungssystem |
| WO2005063547A1 (de) | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Continental Teves Ag & Co.Ohg | Verfahren zum lenken eines fahrzeugs und fahrzeuglenkung |
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| JPH035680U (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-21 | ||
| DE4031316C2 (de) * | 1990-10-04 | 2001-11-22 | Bosch Gmbh Robert | Motorbetriebenes Servolenksystem |
| JPH05105100A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-27 | Honda Motor Co Ltd | 車両の操舵装置 |
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-
1999
- 1999-02-10 DE DE1999105433 patent/DE19905433B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-01-21 GB GB0001259A patent/GB2346598B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-10 JP JP2000032582A patent/JP4510976B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| GB2346598A (en) | 2000-08-16 |
| DE19905433A1 (de) | 2000-08-17 |
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| GB2346598B (en) | 2003-02-26 |
| DE19905433B4 (de) | 2011-11-10 |
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