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車両用操作反力制御装置

国内特許コード P140010352
整理番号 06196
掲載日 2014年2月27日
出願番号 特願2007-141473
公開番号 特開2008-296605
登録番号 特許第4941659号
出願日 平成19年5月29日(2007.5.29)
公開日 平成20年12月11日(2008.12.11)
登録日 平成24年3月9日(2012.3.9)
発明者
  • 山田 直樹
  • 辻 敏夫
  • 田中 良幸
  • 神田 龍馬
出願人
  • マツダ株式会社
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 車両用操作反力制御装置
発明の概要 【課題】運転者毎の個人差に合わせて車両の操作機構の反力を得ることにより運転負担をより軽減することが出来る車両用操作反力制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、車両用操作反力制御装置であって、運転者の人間系力学特性と操作機構の機械系力学特性との系全体の力学特性を設定する系全体力学特性設定手段と、系全体の力学特性に含まれる所定の評価指標の値を定める評価指標値設定手段と、運転者の人間系力学特性の値を定める人間系力学特性値設定手段と、運転者の力学特性値とを系全体の力学特性に入力すると共に、評価指標値設定手段により定められた評価指標値が得られるように系全体の力学特性における操作機構の機械系力学特性の値を定める機械系力学特性値設定手段と、この機械系力学特性値設定手段により定められた操作機構の機械系力学特性の値に基づいて操作機構の操作反力を制御する操作反力制御手段と、を有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



従来、主にステアリングホイール等の車両の操作機構について、車速や路面状況に応じて操舵反力を付与するもの(特許文献1)や、車速とタイヤ切れ角の目標値と実際値との偏差により目標操舵反力を定め、その目標操舵反力が得られるように操舵反力を付与するもの(特許文献2)が知られている。





【特許文献1】

開平11-078947号公報

【特許文献2】

開2004-210024号公報

産業上の利用分野



本発明は、車両用制御装置に係り、特に、車両の操作機構の操作反力を制御する車両用操作反力制御装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
車両の操作機構の操作反力を制御する車両用操作反力制御装置であって、
運転者の人間系力学特性と上記操作機構の機械系力学特性との系全体の力学特性を設定する系全体力学特性設定手段と、
この系全体力学特性設定手段により設定された系全体の力学特性に含まれる所定の評価指標の値を定める評価指標値設定手段と、
上記運転者の人間系力学特性の値を定める人間系力学特性値設定手段と、
この人間系力学特性値設定手段により定められた運転者の力学特性値を上記系全体の力学特性に入力すると共に、上記評価指標値設定手段により定められた評価指標値が得られるように上記系全体の力学特性における上記操作機構の機械系力学特性の値を定める機械系力学特性値設定手段と、
この機械系力学特性値設定手段により定められた上記操作機構の機械系力学特性の値に基づいて上記操作機構の操作反力を制御する操作反力制御手段と、
を有し、
上記人間系力学特性は上記運転者の慣性(Mh)、粘性(Bh)、剛性(Kh)で表される機械インピーダンス特性であり、上記機械系力学特性は上記操作機構の慣性(Ms)、粘性(Bs)、剛性(Ks)で表される機械インピーダンス特性であり、上記評価指標は、上記系全体の力学特性を上記運転者の慣性(Mh)、粘性(Bh)、剛性(Kh)及び上記操作機構の慣性(Ms)、粘性(Bs)、剛性(Ks)をパラメータとする人間系と機械系の1自由度の並列モデルで表現して得られる減衰係数ζであることを特徴とする車両用操作反力制御装置。

【請求項2】
上記減衰係数ζは、上記車両の車速に応じて異なる値に設定される請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項3】
上記系全体は、腕とステアリングの系、或いは、脚とペダルの系、或いは、腕とレバーの系である請求項1又は請求項2に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項4】
上記減衰係数ζは、上記腕とステアリングの系、或いは、脚とペダルの系、或いは、腕とレバーの系のそれぞれに応じて異なる値に設定される請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項5】
上記系全体は、運転者の腕とステアリング機構の系であり、上記機械系力学特性値設定手段は、上記減衰係数ζが所定の値となるような上記ステアリング機構の慣性(Ms)、粘性(Bs)、剛性(Ks)の値を定め、上記操作反力制御手段は、それらの機械インピーダンス特性となるような反力を電動パワーステアリングモータに発生させる請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項6】
上記ステアリング機構はステアバイワイヤ機構である請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項7】
上記系全体は、運転者の脚とブレーキペダル機構との系であり、上記機械系力学特性値設定手段は、上記減衰係数ζが所定の値となるような上記ブレーキペダル機構の慣性(Ms)、粘性(Bs)、剛性(Ks)を定め、上記操作反力制御手段は、それらの機械インピーダンス特性となるような反力を上記ブレーキペダル機構の反力発生モータに発生させる請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項8】
上記系全体は、運転者の脚とアクセルペダル機構との系であり、上記機械系力学特性値設定手段は、上記減衰係数ζが所定の値となるような上記アクセルペダル機構の慣性(Ms)、粘性(Bs)、剛性(Ks)を定め、上記操作反力制御手段は、それらの機械インピーダンス特性となるような反力を上記アクセルペダル機構の反力発生モータに発生させる請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項9】
上記系全体は、運転者の腕とシフトレバー機構との系であり、上記機械系力学特性値設定手段は、上記減衰係数ζが所定の値となるような上記シフトレバー機構の慣性(Ms)、粘性(Bs)、剛性(Ks)を定め、上記操作反力制御手段は、それらの機械インピーダンス特性となるような反力を上記シフトレバーの反力発生モータに発生させる請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項10】
上記系全体は、運転者の腕とステアリング機構との系であり、上記人間系力学特性により定められる上記運転者の慣性(Mh)、粘性(Bh)、剛性(Kh)は、それぞれ、操舵角(θ)が大きい程慣性(Mh)が小さくなり、操舵トルク(τ)が大きい程粘性(Bh)が小さくなり、操舵トルク(τ)が大きい程剛性(Kh)が大きくなる請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項11】
上記評価指標設定手段により定められる上記減衰係数ζは、操舵開始時に小さい値に設定され、操舵が進むと大きい値に設定される請求項に記載の車両用操作反力制御装置。

【請求項12】
上記評価指標設定手段により定められる上記減衰係数ζは、操舵角(θ)の値に応じて変化するように設定される請求項に記載の車両用操作反力制御装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007141473thum.jpg
出願権利状態 登録


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