(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-19
(45)【発行日】2023-01-27
(54)【発明の名称】補正装置及び補正方法
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20230120BHJP
B62D 5/06 20060101ALI20230120BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20230120BHJP
【FI】
B62D6/00
B62D5/06 B
B62D5/04
(21)【出願番号】P 2018175358
(22)【出願日】2018-09-19
【審査請求日】2021-08-31
(73)【特許権者】
【識別番号】519193460
【氏名又は名称】クノールブレムゼステアリングシステムジャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086232
【氏名又は名称】小林 博通
(74)【代理人】
【識別番号】100092613
【氏名又は名称】富岡 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100205682
【氏名又は名称】高嶋 一彰
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 輝彦
【審査官】神田 泰貴
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/025788(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/159107(WO,A1)
【文献】国際公開第2016/132854(WO,A1)
【文献】特開2015-006816(JP,A)
【文献】特開2010-143242(JP,A)
【文献】特開2008-184049(JP,A)
【文献】特開2006-264622(JP,A)
【文献】特開2003-063432(JP,A)
【文献】特開2003-026028(JP,A)
【文献】独国特許出願公開第102006051990(DE,A1)
【文献】米国特許出願公開第2004/0188169(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 6/00
B62D 5/06
B62D 5/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
運転者による車両の操舵を油圧により補助する油圧アシスト力を発生させる油圧アシスト部と、前記操舵をモータにより補助するモータアシスト力を発生させるモータアシスト部とを有するアシスト部を備えた前記車両における、運転者による前記車両の操舵力を特定する操舵力特定部と、
前記車両の操舵を補助するモータアシスト力を発生させるモータに対する当該モータアシスト力の指示値を取得する指示値取得部と、
前記油圧アシスト部において前記操舵力の値と前記指示値とを合計した入力値に対して実際に出力されるアシスト力と、当該入力値に対して予め規定されているアシスト力との
差分を示す差分アシスト力
を特定し、前記指示値を、特定した差分アシスト力と、前記指示値
が示すモータアシスト力と
の2つのアシスト力を合計した合計アシスト力を前記モータが出力するときの指示値に補正し、補正後
の指示値を出力する補正部と、
を備える補正装置。
【請求項2】
前記指示値は、前記モータアシスト力の値を示すトルク指示値であり、
前記補正部は、
前記差分アシスト力を示す差分トルク値を、前記指示値取得部が取得した前記トルク指示値
に加算することにより、前記トルク指示値を、前記合計アシスト力を前記モータが出力するときの指示値に補正する、
請求項1に記載の補正装置。
【請求項3】
複数の前記入力値としての入力トルク値のそれぞれと、当該入力トルク値に対応する前記差分トルク値とを関連付けた補正マップ情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正部は、前記補正マップ情報において前記入力トルク値に関連付けられた前記差分トルク値を特定し、前記トルク指示値に前記差分トルク値を加算することにより前記トルク指示値を補正する、
請求項2に記載の補正装置。
【請求項4】
予め計測された前記油圧アシスト部の入出力特性を示す情報と、前記油圧アシスト部の予め規定されている入出力特性を示す情報とに基づいて前記補正マップ情報を生成して前記記憶部に記憶させる生成部をさらに備える、
請求項3に記載の補正装置。
【請求項5】
前記油圧アシスト部に供給される駆動油の流量を特定する流量特定部をさらに備え、
前記補正部は、前記流量特定部が特定した前記駆動油の流量にさらに基づいて前記指示値を補正する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の補正装置。
【請求項6】
運転者による車両の操舵を油圧により補助する油圧アシスト力を発生させる油圧アシスト部と、前記操舵をモータにより補助するモータアシスト力を発生させるモータアシスト部とを有するアシスト部を備えた前記車両に搭載されたコンピュータが
、
前記運転者による前記車両の操舵力を特定するステップと、
前記車両の操舵を補助するモータアシスト力を発生させるモータに対する当該モータアシスト力の指示値を取得するステップと、
前記油圧アシスト部において前記操舵力の値と前記指示値とを合計した入力値に対して実際に出力されるアシスト力と、当該入力値に対して予め規定されているアシスト力との
差分を示す差分アシスト力
を特定し、前記指示値を、特定した差分アシスト力と、
前記指示値が示すモータアシスト力と
の2つのアシスト力を合計した合計アシスト力を前記モータが出力するときの指示値に補正し、補正後
の指示値を出力する
ステップと、
を
実行する補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、操舵を補助するモータに対するアシスト力の指示値を補正する補正装置及び補正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の操舵補助を行うパワーステアリングユニットが知られている。例えば、特許文献1には、車両が走行車線を逸脱することを防止するように、油圧により操舵軸にアシスト力を付与するパワーステアリングユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、油圧により操舵補助を行う複数のパワーステアリングユニットにおいて、パワーステアリングユニットへの入力値と、アシスト力との関係を示す入出力特性のばらつきが大きいという問題がある。これにより、車線維持制御等の自動運転を行う場合に、正確な制御が行えないという問題がある。
【0005】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、パワーステアリングユニットに適切なアシスト力を出力させることができる補正装置及び補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の態様に係る補正装置は、運転者による車両の操舵を油圧により補助する油圧アシスト力を発生させる油圧アシスト部と、前記操舵をモータにより補助するモータアシスト力を発生させるモータアシスト部とを有するアシスト部を備えた前記車両における、運転者による前記車両の操舵力を特定する操舵力特定部と、前記車両の操舵を補助するモータアシスト力を発生させるモータに対する当該モータアシスト力の指示値を取得する指示値取得部と、前記指示値取得部が取得した前記指示値を、前記油圧アシスト部において前記操舵力の値と前記指示値とを合計した入力値に対して実際に出力されるアシスト力と、当該入力値に対して予め規定されているアシスト力との差分アシスト力と、当該指示値に基づくモータアシスト力とを合計した合計アシスト力を前記モータが出力するときの指示値に補正し、補正後の前記指示値を出力する補正部と、を備える。
【0007】
前記指示値は、前記モータアシスト力の値を示すトルク指示値であり、前記補正部は、前記指示値取得部が取得した前記トルク指示値を、当該トルク指示値に、前記差分アシスト力を示す差分トルク値を加算した値に補正してもよい。
【0008】
前記補正装置は、複数の前記入力値としての入力トルク値のそれぞれと、当該入力トルク値に対応する前記差分トルク値とを関連付けた補正マップ情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記補正部は、前記補正マップ情報において前記入力トルク値に関連付けられた前記差分トルク値を特定し、前記トルク指示値に前記差分トルク値を加算することにより前記トルク指示値を補正してもよい。
【0009】
前記補正装置は、予め計測された前記油圧アシスト部の入出力特性を示す情報と、前記油圧アシスト部の予め規定されている入出力特性を示す情報とに基づいて前記補正マップ情報を生成して前記記憶部に記憶させる生成部をさらに備えてもよい。
【0010】
前記補正装置は、前油圧アシスト部に供給される駆動油の流量を特定する流量特定部をさらに備え、前記補正部は、前記流量特定部が特定した前記駆動油の流量にさらに基づいて前記指示値を補正してもよい。
【0011】
本発明の第2の態様に係る補正方法は、運転者による車両の操舵を油圧により補助する油圧アシスト力を発生させる油圧アシスト部と、前記操舵をモータにより補助するモータアシスト力を発生させるモータアシスト部とを有するアシスト部を備えた前記車両に搭載されたコンピュータが実行する、前記運転者による前記車両の操舵力を特定するステップと、前記車両の操舵を補助するモータアシスト力を発生させるモータに対する当該モータアシスト力の指示値を取得するステップと、取得された前記指示値を、前記油圧アシスト部において前記操舵力の値と前記指示値とを合計した入力値に対して実際に出力されるアシスト力と、当該入力値に対して予め規定されているアシスト力との差分アシスト力と、当該指示値に基づくモータアシスト力とを合計した合計アシスト力を前記モータが出力するときの指示値に補正し、補正後の前記指示値を出力する補正部と、を備える。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、パワーステアリングユニットに適切なアシスト力を出力させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本実施形態に係る補正装置の概要を説明するための図である。
【
図2】本実施形態に係る補正装置に係る車両の構成を模式的に示す図である。
【
図3】本実施形態に係る車両ECUの構成を模式的に示す図である。
【
図4】本実施形態に係る油圧アシスト部の入出力特性の一例を示す図である。
【
図5】本実施形態に係る補正マップ情報の一例を示す図である。
【
図6】本実施形態に係る車両ECUにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【
図7】本実施形態に係る補正処理に係る処理の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
<補正装置の概要>
図1は、本実施形態に係る補正装置の概要を説明するための図である。補正装置は車両Vに搭載される。限定はしないが、補正装置は、バスやトラック等の大型の車両Vに好適に用いられる。以下本明細書では、車両Vがバスやトラック等の大型の車両Vであることを前提に説明する。
【0015】
車両Vは、アシスト部としてのパワーステアリングユニットを有しており、車両Vの運転者が車両Vに設けられているステアリング1を操舵することにより発生した操舵力に対し、油圧による油圧アシスト力及びモータによるモータアシスト力を発生させることにより、操舵補助を実現する。また、車両Vは、車両Vを車線内に維持して走行させるレーンキープアシスト(LKAS:Lane Keeping Assistance System)等の制御に応じて、油圧アシスト力及びモータアシスト力を発生させることにより、操舵補助を実現する。
【0016】
ここで、パワーステアリングユニットにおける油圧アシスト部は、個体差が大きく、入出力特性のばらつきが大きいという問題がある。これに対し、本実施形態に係る補正装置は、油圧アシスト部の入出力特性のばらつきを抑制するようにモータアシスト力を発生させることにより、パワーステアリングユニットに適切なアシスト力を出力させ、LKAS等の正確な制御を実現する。
【0017】
<補正装置に係る車両Vの構成>
図2は、本実施形態に係る補正装置に係る車両Vの構成を模式的に示す図である。
図2に示すように、車両Vは、ステアリング1と、ステアリングシャフト2と、パワーステアリングユニット3と、補正装置としての車両ECU(Electronic Control Unit)10とを備える。
【0018】
ステアリングシャフト2は、一端がステアリング1に接続されているとともに、他端がスタブシャフト(不図示)を介して、パワーステアリングユニット3のパワーシリンダ部34の入力軸に接続されている。ステアリングシャフト2は、ステアリング1に付与された操舵トルクをパワーシリンダ部34に伝達する。
【0019】
パワーステアリングユニット3は、トルクセンサ31と、モータ32と、モータECU33と、パワーシリンダ部34と、ポンプユニット35とを備える。
トルクセンサ31は、ステアリングシャフト2に設けられており、ステアリングシャフト2に付与される操舵力としての操舵トルクを検出する。
【0020】
モータ32は、ステアリングシャフト2に取り付けられている。モータ32は、モータECU33から供給される電力で回転駆動することにより、ステアリングシャフト2にモータアシスト力(アシストトルク)を付与して運転者の操舵操作を補助する。
モータECU33は、車両ECU10から出力されるモータアシスト力の指示値に基づいてモータ32を回転させることにより、モータアシスト力を発生させる。
【0021】
パワーシリンダ部34及びポンプユニット35は、油圧によるアシスト力である油圧アシスト力を発生させる油圧アシスト部として機能する。パワーシリンダ部34は、車両Vの操舵輪(不図示)に駆動力を伝達する。ポンプユニット35は、車両ECU10の制御の下、ステアリング1の動きや車両Vと車線との位置関係によってパワーシリンダ部34に供給される駆動油の流量を制御することにより、パワーシリンダ部34に伝達される操舵力と同方向の力である油圧アシスト力をパワーシリンダ部34に伝達する。
【0022】
車両ECU10は、補正装置として機能する他、撮像装置(不図示)が撮像した車両Vが走行する道路の写真及び速度センサ(不図示)が検出した車両Vの速度に基づいて、例えば、車両Vが車線内の走行を維持するためのアシスト力を特定する。車両ECU10は、パワーステアリングユニット3が備えるモータECU33、ポンプユニット35を制御して、特定したアシスト力を発生させる。
【0023】
上述したように、パワーステアリングユニット3の油圧アシスト部は、入出力特性のばらつきが大きいという問題がある。車両ECU10は、補正装置として機能し、油圧アシスト部の入出力特性のばらつきを抑制するようにモータアシスト力をモータ32に発生させる。
【0024】
<車両ECU10の機能構成>
図3は、本実施形態に係る車両ECU10の構成を模式的に示す図である。なお、
図3では、補正装置に関する機能のみ示し、車両ECU10が備えるその他の機能については説明を省略する。
図3に示すように、車両ECU10は、記憶部11と、制御部12とを備える。
【0025】
記憶部11は、例えば、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)である。記憶部11は、制御部12を機能させるための各種のプログラムを記憶する。
【0026】
制御部12は、図示しないCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部12は、記憶部11に記憶されているプログラムを実行することにより、生成部121、指示値取得部122、操舵力特定部123、流量特定部124、及び補正部125として機能する。
【0027】
生成部121は、モータアシスト力の指示値を補正するための補正マップ情報を生成する。ここで、モータアシスト力の指示値は、具体的には、モータアシスト力の値を示すトルク指示値である。補正マップ情報は、トルク指示値と操舵力を示すトルク値とを合計した入力トルク値と、トルク指示値に対して加算する補正トルク値とを関連付けた情報である。補正トルク値は、油圧アシスト部への当該入力トルク値に対して実際に出力される出力トルク値と、当該入力トルク値に対して予め規定されている出力トルク値との差分を示す差分トルク値である。
【0028】
モータECU33には、車両Vの出荷時に工場等で予め計測された、油圧アシスト部が複数の所定の油圧アシスト力を発生させたときの、油圧アシスト部への入力トルク値を示す入出力特性情報が記憶されている。
【0029】
図4は、本実施形態に係る油圧アシスト部の入出力特性の一例を示す図である。
図4に示す油圧アシスト部の入出力特性は、ある車両に搭載されたパワーステアリングユニット3が有する油圧アシスト部の入出力特性を示すものである。油圧アシスト部の入出力特性のばらつきが大きいため、複数のパワーステアリングユニット3のそれぞれが有する油圧アシスト部の入出力特性が、
図4に示す入出力特性に一致しないことがある。モータECU33には、入出力特性情報として、油圧アシスト部の入出力特性を示すと所定の出力トルク値と、当該所定の出力トルク値が出力されるときの入力トルク値との関係を示す情報を複数(例えば
図4に示す6つの点を示す情報)記憶している。ここで、操舵力が小さい場合に、精度良くアシスト力を出力させることが好ましいことから、操舵力(入力値)が小さい付近の複数の出力トルク値を所定の出力トルク値とすることが好ましい。
【0030】
生成部121は、例えば、車両VのイグニッションキーがONになったことに応じて、モータECU33に記憶されている入出力特性情報を取得する。そして、生成部121は、当該入出力特性情報と、パワーステアリングユニット3に対して予め規定されている入出力特性を示す情報とに基づいて、補正マップ情報を生成する。
【0031】
例えば、生成部121は、予め規定されている入出力特性を参照し、モータECU33から取得した入出力特性情報が示す所定の出力トルク値が出力されるときの入力トルク値に対して予め規定されている出力トルク値を特定する。そして、所定の出力トルク値と、予め規定されている出力トルク値との差分である差分トルク値を、当該入力トルク値と関連付けて補正マップ情報を生成する。生成部121は、入出力特性情報に含まれていない入力トルク値と、当該入力トルク値に対応する差分トルク値との関係を、入出力特性情報に含まれている複数の入力トルク値と、当該差分トルク値との関係に基づいて線形補完することにより特定し、補正マップ情報を生成する。生成部121は、生成した補正マップ情報を記憶部11に記憶させる。
【0032】
このようにすることで、車両ECU10は、車両VのイグニッションキーがONになったことに応じて、補正マップ情報を生成するので、車両Vの検査等が行われ、モータECU33に記憶されている入出力情報が変更された場合であっても、当該入出力情報に対応した補正マップ情報を記憶部11に記憶させることができる。
【0033】
図5は、本実施形態に係る補正マップ情報の一例を示す図である。上述したように、パワーステアリングユニット3の入出力特性のばらつきが大きいため、複数のパワーステアリングユニット3のそれぞれの補正マップ情報は、それぞれ異なるものとなる。
【0034】
指示値取得部122は、車両Vの操舵を補助するモータアシスト力を発生させるモータ32に対する、当該モータアシスト力の指示値としてのトルク指示値を取得する。例えば、車両ECU10の制御部12は、レーンキープアシストを行う車両制御部(不図示)が設けられており、指示値取得部122は、当該車両制御部から出力されたトルク指示値を取得する。
【0035】
操舵力特定部123は、トルクセンサ31が検出した操舵トルクの値を取得することにより、運転者による車両Vの操舵力を特定する。
流量特定部124は、パワーステアリングユニット3に設けられ、ポンプユニット35からパワーシリンダ部34に供給される駆動油の流量を特定する。例えば、流量特定部124は、車両制御部からポンプユニット35に出力される、パワーシリンダ部34に供給される駆動油の流量の指示値を取得することにより、当該駆動油の流量を特定する。
【0036】
補正部125は、指示値取得部122が取得した指示値を、油圧アシスト部において操舵力の値と当該指示値とを合計した入力値に対して実際に出力されるアシスト力と、当該入力値に対して予め規定されているアシスト力との差分アシスト力と、当該指示値に基づくモータアシスト力とを合計した合計アシスト力をモータ32が出力するときの指示値に補正し、補正後の指示値を出力する。
【0037】
具体的には、補正部125は、操舵力特定部123が特定した操舵力の値に、指示値取得部122が取得したトルク指示値を加算したトルク値を入力トルク値として算出する。そして、補正部125は、記憶部11に記憶されている補正マップ情報において、当該入力トルク値に関連付けられた差分トルク値を特定する。補正部125は、指示値取得部122が取得したトルク指示値に当該差分トルク値を加算することによりトルク指示値を補正する。このように、補正部125は、補正マップ情報を参照して得られる差分トルク値を、指示値取得部122が取得したトルク指示値に加算するという簡単な処理によりトルク指示値を補正することができる。
【0038】
ここで、パワーステアリングユニット3の入出力特性は、駆動油の流量によって変化する。したがって、補正部125は、流量特定部124が特定した流量にさらに基づいて、トルク指示値を補正する。例えば、補正部125は、流量特定部124が特定した流量に対応する係数値を算出し、差分トルク値に当該計数値を乗算することにより、差分トルク値を補正する。そして、補正部125は、指示値取得部122が取得したトルク指示値に、補正後の差分トルク値を加算することによりトルク指示値を補正する。このようにすることで、車両ECU10は、駆動油の流量により変化する油圧アシスト部の入出力特性に対応してトルク指示値を補正することができる。
【0039】
<車両ECU10における処理の流れ>
続いて、
図6を参照しながら、車両ECU10における処理の流れについて説明する。
図6は、本実施形態に係る車両ECU10における処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、イグニッションキーがONになったことに応じて開始されるものとする。
【0040】
まず、生成部121は、モータECU33から、パワーステアリングユニット3の入出力特性情報を取得する(S1)。
続いて、生成部121は、取得した入出力特性情報に基づいて補正マップ情報を生成し、生成した補正マップ情報を記憶部11に記憶させる(S2)。
【0041】
続いて、操舵力特定部123は、運転者による車両Vの操舵力を特定する(S3)。
続いて、指示値取得部122は、モータ32に発生させるアシスト力の値を示すトルク指示値を取得する(S4)。
続いて、流量特定部124は、ポンプユニット35からパワーシリンダ部34に供給される駆動油の流量を特定する(S5)。ここで、S3からS5の処理は、
図6に示す順序とは異なる順序で実行されてもよいし、並列して実行されてもよい。
【0042】
続いて、補正部125は、S4において取得されたトルク指示値を補正する補正処理を実行する(S6)。補正処理に係る処理の流れについては、
図7において説明する。
続いて、補正部125は、補正後のトルク指示値をモータECUに出力する(S7)。
続いて、制御部12は、イグニッションキーがOFFであるか否かを判定する(S8)。制御部12は、イグニッションキーがOFFであると判定すると、本フローチャートに係る処理を終了し、イグニッションキーがONであると判定するとS3に処理を移す。
【0043】
<補正部125の処理の流れ>
続いて、補正部125が実行する補正処理に係る処理の流れについて説明する。
図7は、本実施形態に係る補正処理に係る処理の流れを説明する図である。なお、記憶部11には、補正マップ情報が記憶されているものとする。
まず、補正部125は、操舵力特定部123が特定した操舵力を示す値に、指示値取得部122が取得したトルク指示値を加算した値を入力トルク値とする(S61)。
【0044】
続いて、補正部125は、記憶部11に記憶されている補正マップ情報を参照し、入力トルク値に関連付けられている差分トルク値を特定する(S62)。
続いて、補正部125は、流量特定部124が特定した駆動油の流量値に基づいて、差分トルク値を補正するための係数を算出する(S63)。ここで、S63の処理は、S61及びS62の処理の前に実行されてもよいし、S61及びS62の処理と並列して実行されてもよい。
【0045】
続いて、補正部125は、S62において特定された差分トルク値と、S63において算出された係数とを乗算することにより、差分トルク値を補正する(S64)。
続いて、補正部125は、指示値取得部122が取得したトルク指示値に補正後の差分トルク値を加算することにより、トルク指示値を補正する(S65)。
【0046】
<本実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態に係る車両ECU10は、モータ32に発生させるモータアシスト力の指示値を、油圧アシスト部において、操舵力と当該指示値とを合計した入力値に対して実際に出力されるアシスト力と、当該入力値に対して予め規定されているアシスト力との差分アシスト力と、当該指示値に基づくモータアシスト力とを合計した合計アシスト力をモータが出力するときの指示値に補正し、補正後の指示値をパワーステアリングユニット3のモータECU33に出力する。このようにすることで、車両ECU10は、パワーステアリングユニット3において適切なアシスト力を出力させることができる。
【0047】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【0048】
1・・・ステアリング
2・・・ステアリングシャフト
3・・・パワーステアリングユニット
31・・・トルクセンサ
32・・・モータ
33・・・モータECU
34・・・パワーシリンダ部
35・・・ポンプユニット
10・・・車両ECU
11・・・記憶部
12・・・制御部
121・・・生成部
122・・・指示値取得部
123・・・操舵力特定部
124・・・流量特定部
125・・・補正部
V・・・車両