專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置。更特別地，本發(fā)明涉及一種 車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，該裝置控制一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元，用于相對(duì)于一個(gè) 轉(zhuǎn)向輸入單元而自動(dòng)地使轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)向，另外還控制一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力 產(chǎn)生單元，用于根據(jù)車(chē)輛的工作狀態(tài)而產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力，所述的 車(chē)輛具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元和轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元。
背景技術(shù)：
作為一種汽車(chē)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，如日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 5-77751所公開(kāi)的，有一種這樣的轉(zhuǎn)向控制裝置，該裝置進(jìn)行主動(dòng)轉(zhuǎn)向 控制，用于自動(dòng)地使轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)向，另外進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助力控制，用于 平衡通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向車(chē)輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向的反作用力。日本 專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2000-229579公開(kāi)了一種用于減少主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中產(chǎn) 生的轉(zhuǎn)向反作用力的控制。根據(jù)上述相關(guān)技術(shù)中的轉(zhuǎn)向控制裝置，由于通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制而 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向車(chē)輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向的反作用力被平衡，主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制所產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)向反作用力的波動(dòng)就會(huì)被衰減，從而改善了轉(zhuǎn)向感覺(jué)。但是，在進(jìn) 行基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)，若通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē) 輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，位于主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸出側(cè)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 摩擦力作用方向也發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)向反作用力突然變化。因此， 從這方面來(lái)說(shuō)，在轉(zhuǎn)向過(guò)程中有產(chǎn)生不愉快感覺(jué)的問(wèn)題。此外，總所周知，需要計(jì)算一個(gè)包含轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的慣性項(xiàng)、阻尼項(xiàng)、 彈簧項(xiàng)和摩擦項(xiàng)的前饋控制量，作為一個(gè)平衡轉(zhuǎn)向反作用力的控制量， 另外基于該前饋控制量和基于轉(zhuǎn)向力矩的反饋控制量的總和，通過(guò)控 制動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元而進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助力控制。但是，由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的摩 擦力大小和產(chǎn)生時(shí)間不能夠精確地計(jì)算得到，即使包含摩擦項(xiàng)的前饋 控制量也不能防止由于在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中摩擦力的作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)而使 轉(zhuǎn)向反作用力突然變化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，該裝置能夠通過(guò)減少轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)中摩擦力作用方向的逆轉(zhuǎn)對(duì)轉(zhuǎn)向反作用力的影響，而進(jìn)一步改善轉(zhuǎn) 向感覺(jué)。作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種具有以下結(jié)構(gòu)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控 制裝置。該車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置包含一個(gè)轉(zhuǎn)向輸入單元，該單元由駕駛 員操作， 一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元，該單元相對(duì)于轉(zhuǎn)向輸入單元而自動(dòng)地使 轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)向，還有一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元，該單元用于產(chǎn)生一個(gè) 轉(zhuǎn)向輔助力。若在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元和 轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元的至少一個(gè)所進(jìn)行的轉(zhuǎn)向控制就會(huì)被改變，以衰 減駕駛員必需的操縱力的波動(dòng)，這種波動(dòng)是由于轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向 方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)而引起的。另外也提供了根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置。該 車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置包含一個(gè)由駕駛員操縱的轉(zhuǎn)向輸入單元， 一個(gè)相對(duì) 于轉(zhuǎn)向輸入單元而自動(dòng)地使轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)向的自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元， 一個(gè)產(chǎn)生 轉(zhuǎn)向輔助力的轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元，以及一個(gè)控制器，該控制器在自 動(dòng)轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)，改變由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元和轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn) 生單元的至少一個(gè)所進(jìn)行的轉(zhuǎn)向控制，以衰減駕駛員必需的操縱力的 波動(dòng)，這種波動(dòng)是由于轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)而引起的。根據(jù)上述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，若在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向車(chē)輪 的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元和轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元中 的至少一個(gè)所進(jìn)行的轉(zhuǎn)向控制就會(huì)被改變，以衰減駕駛員必需的操縱 力的波動(dòng)，這種波動(dòng)是由于轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)而引起 的。因此，駕駛員所必需的操縱力的波動(dòng)——這種波動(dòng)是由于轉(zhuǎn)向車(chē) 輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的——就會(huì)得到衰減，從而使駕駛員感 覺(jué)到的轉(zhuǎn)向力矩的波動(dòng)也得到衰減。因此，轉(zhuǎn)向感覺(jué)得到改善。相比于在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向沒(méi)有發(fā)生逆轉(zhuǎn)的情 況，若所述的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 向輔助力會(huì)增大。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，若在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生 逆轉(zhuǎn)，相比于轉(zhuǎn)動(dòng)方向沒(méi)有發(fā)生逆轉(zhuǎn)的情況，轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元所 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助力會(huì)增大。因此，由于轉(zhuǎn)向輔助力的增大，相對(duì)于自 動(dòng)轉(zhuǎn)向單元而位于轉(zhuǎn)向車(chē)輪一側(cè)上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向 反力的增大就會(huì)被減小，從而使得在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng) 方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)向反作用力可以可靠地被抑制。在這種情況下，適當(dāng)?shù)那闆r是估計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn) 時(shí)間區(qū)，由轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助力可以在該逆轉(zhuǎn)時(shí)間 區(qū)中增大。此外，在這種情況下，該逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)可以被估計(jì)為一個(gè)包含轉(zhuǎn)動(dòng) 方向?qū)嶋H發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)期的時(shí)間區(qū)。此外在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)向輸入單元的操縱速度和轉(zhuǎn)向車(chē)輪通過(guò) 自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度大小相等、正負(fù)相反(假定向左或向右為 正)時(shí)，該時(shí)刻可以被估計(jì)為轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)嶋H發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)刻。此外，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)向力矩和計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助力，從而目標(biāo)轉(zhuǎn)向 輔助力與轉(zhuǎn)向力矩之間的比率在逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)中要大于正常狀態(tài)中的比 值，由轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助力可以增大。
此外，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ枪烙?jì)出車(chē)輛的行駛狀態(tài)，若車(chē)輛的行駛狀態(tài) 不穩(wěn)定，計(jì)算出通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪而穩(wěn)定車(chē)輛行駛狀態(tài)的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn) 向量，至少要根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量而控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元，預(yù)測(cè)目標(biāo) 自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化，并根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的預(yù)測(cè)變化以及實(shí)際變 化而估計(jì)一個(gè)逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)。此外，在上述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置中，若轉(zhuǎn)向車(chē)輪通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向 而轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ鞘褂勺詣?dòng)轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn) 動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量減小，從而防止實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，若轉(zhuǎn)向車(chē)輪通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方 向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量就會(huì)減小， 從而防止轉(zhuǎn)向車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，可以可靠地防止了轉(zhuǎn) 向反作用力的突然變化，轉(zhuǎn)向反作用力的這種突然變化是由于相對(duì)于 自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元而位于轉(zhuǎn)向車(chē)輪一側(cè)上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力作用方向發(fā) 生逆轉(zhuǎn)、以及由于由自動(dòng)轉(zhuǎn)向所轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生 逆轉(zhuǎn)而引起的。在這種情況下，若車(chē)輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，相比于車(chē)輛 行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ鞘棺詣?dòng)轉(zhuǎn)向單元如 此自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪穩(wěn)定車(chē)輛的行駛狀態(tài)，并減小由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單 元轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，若車(chē)輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，相比于車(chē) 輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況，自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元就會(huì)如此自動(dòng)地 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪穩(wěn)定車(chē)輛的行駛狀態(tài)，并減小由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn)動(dòng)的 轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量。因此，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自 動(dòng)轉(zhuǎn)向量的減小就會(huì)防止車(chē)輛行駛狀態(tài)的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重的干擾。這 樣，相對(duì)于自動(dòng)轉(zhuǎn)向量沒(méi)有減小的情況，這種情況可以更可靠地穩(wěn)定
車(chē)輛的行駛狀態(tài)。此外在這種情況下，若車(chē)輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性較高，自動(dòng)轉(zhuǎn)向 單元轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量也可以不減小。此外，在上述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置中，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ枪烙?jì)出車(chē)輛 的行駛狀態(tài)，若車(chē)輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性較高，計(jì)算出通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向 車(chē)輪而穩(wěn)定車(chē)輛行駛狀態(tài)的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，至少要根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng) 轉(zhuǎn)向量而控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元，根據(jù)轉(zhuǎn)向操作量的變化率的符號(hào)與轉(zhuǎn)向 操作量的變化率與目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率的總和的符號(hào)之間的關(guān)系 而判定通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的情 況。此外，通過(guò)估計(jì)出車(chē)輛的行駛狀態(tài)，若車(chē)輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性 較高，計(jì)算出通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪而穩(wěn)定車(chē)輛行駛狀態(tài)的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向 量，根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量而計(jì)算出目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率，至少 根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率而控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元，并減小目標(biāo)自 動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率，由此可以使由上述自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向車(chē)輪 的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量減小。在這種情況下，該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率可以減小到一個(gè)不允 許轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)向的值。此外，在上述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置中，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ菣z測(cè)轉(zhuǎn)向力 矩，根據(jù)該轉(zhuǎn)向力矩而計(jì)算出一個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助力，并至少根據(jù)該目 標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助力而控制轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元。此外，在上述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置中，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ枪烙?jì)車(chē)輛的 行駛狀態(tài)，若車(chē)輛的行駛狀態(tài)不穩(wěn)定則計(jì)算出可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪 而穩(wěn)定車(chē)輛行駛狀態(tài)的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，并至少根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向
量而控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元。


通過(guò)閱讀下述本發(fā)明典型實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明而將會(huì)更好地理解本 發(fā)明上述的目的、特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)和工業(yè)意義，其中這些詳細(xì)說(shuō)明 和附圖結(jié)合，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的原理 框圖，該車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置被應(yīng)用于一臺(tái)半自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的車(chē)輛上， 該車(chē)輛具有一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元和一個(gè)電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元；圖2是一張目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算控制程序的流程圖，該控制程序 由第一個(gè)實(shí)施例中的轉(zhuǎn)向控制單元執(zhí)行；圖3是一張顯示橫擺角速度差A(yù)Y和目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert之間的關(guān)系的圖表；圖4是一張輔助轉(zhuǎn)向力矩控制程序的流程圖，該控制程序由第一 個(gè)實(shí)施例的電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元執(zhí)行；圖5是一張逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)判定程序的流程圖，該判定程序在圖4中 的步驟120中執(zhí)行，用于判定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的摩擦力的作用方向發(fā)生逆 轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)；圖6A至6C的圖表每張對(duì)應(yīng)一個(gè)車(chē)速范圍，顯示了轉(zhuǎn)向力矩Ts 和輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab在正常狀態(tài)控制圖(實(shí)線(xiàn))和逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖(虛 線(xiàn))中的關(guān)系；圖7是輔助轉(zhuǎn)向力矩控制程序的流程圖，該控制程序由本發(fā)明的 第二個(gè)實(shí)施例的電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元執(zhí)行；圖8是一張顯示車(chē)速V、轉(zhuǎn)向力矩Ts以及輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab在正 常狀態(tài)控制圖中的關(guān)系的圖表；圖9是一張顯示車(chē)速V、轉(zhuǎn)向力矩Ts以及輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab在逆 轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖中的關(guān)系的圖表；圖10的圖表顯示了符號(hào)變化轉(zhuǎn)向角速度-esd、實(shí)際相對(duì)角速度erd 以及預(yù)測(cè)相對(duì)角速度erad的變化例子，同時(shí)也顯示了標(biāo)志符Fa和Fb 的變化；
圖11是一張目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算控制程序的流程圖，該程序由根 據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的轉(zhuǎn)向控制單元所執(zhí) 行；以及圖12是一張目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算控制程序的流程圖，該程序由根 據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的轉(zhuǎn)向控制單元所執(zhí) 行。
具體實(shí)施方式
在下面的說(shuō)明中，將結(jié)合典型實(shí)施例而對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 [第一個(gè)實(shí)施例]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的原理框圖，該車(chē)輛 轉(zhuǎn)向控制裝置被應(yīng)用于一臺(tái)半自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的車(chē)輛上，該車(chē)輛具有一 個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元和一個(gè)電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元。在圖1中，標(biāo)號(hào)IOFL和IOFR分別表示車(chē)輛12的左前輪和右前 輪，而標(biāo)號(hào)IORL和IORR分別表示車(chē)輛12的左后輪和右后輪。左前 輪和右前輪IOFL和IOFR為轉(zhuǎn)向車(chē)輪，由一個(gè)齒輪齒條式的電子動(dòng)力 轉(zhuǎn)向單元16通過(guò)一個(gè)齒條18和轉(zhuǎn)向拉桿20L和20R所轉(zhuǎn)動(dòng)。該電子 動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元響應(yīng)于駕駛員對(duì)方向盤(pán)14的操縱而被驅(qū)動(dòng)。在圖中所示的實(shí)施例中，該電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16具有一個(gè)電機(jī) 22和一個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)24。該轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)24被設(shè)計(jì)為滾珠絲杠式，將電機(jī) 22的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)換為齒條18的往復(fù)力。該電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16產(chǎn)生 一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力，用于驅(qū)動(dòng)齒條18相對(duì)于外殼26而運(yùn)動(dòng)，從而作用 為一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力產(chǎn)生單元，以減輕駕駛員轉(zhuǎn)向所需的努力。在這應(yīng) 當(dāng)注意的是該輔助轉(zhuǎn)向力產(chǎn)生單元可以采用當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域中任何已知 的結(jié)構(gòu)。方向盤(pán)14可驅(qū)動(dòng)地通過(guò)作為第一轉(zhuǎn)向軸的一個(gè)上轉(zhuǎn)向軸28A、 一 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30、作為第二轉(zhuǎn)向軸的一個(gè)下轉(zhuǎn)向軸28B以及一個(gè) 萬(wàn)向節(jié)32而連接到電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16的一個(gè)齒輪軸34上。在圖中 所示的實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30包含一個(gè)電機(jī)36，用于輔助轉(zhuǎn) 動(dòng)和驅(qū)動(dòng)。電機(jī)36在外殼36A的一側(cè)上與上轉(zhuǎn)向軸28A的下端連接， 而在轉(zhuǎn)子36B的一側(cè)上與下轉(zhuǎn)向軸28B的上端連接。通過(guò)這種方式，該轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)向軸相 對(duì)于第一轉(zhuǎn)向軸而運(yùn)動(dòng)，從而作用為一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元，以相對(duì)于方 向盤(pán)14而輔助地轉(zhuǎn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)作為轉(zhuǎn)向輪的左前輪和右前輪10FL和 IOFR。特別地，在正常狀態(tài)下， 一個(gè)保持電流流經(jīng)電機(jī)36，以防止外殼 36A和轉(zhuǎn)子36B相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30將下轉(zhuǎn)向軸28B 相對(duì)于上轉(zhuǎn)向軸28A的角度(下文中將簡(jiǎn)稱(chēng)為"相對(duì)轉(zhuǎn)角")保持為O。 另一方面，在自動(dòng)轉(zhuǎn)向狀態(tài)下，電機(jī)36主動(dòng)地使下轉(zhuǎn)向軸28B相對(duì)于 上轉(zhuǎn)向軸28A而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不依賴(lài)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作而自動(dòng)地使左前 輪和右前輪IOFL和IOFR轉(zhuǎn)向。上轉(zhuǎn)向軸28A上有一個(gè)轉(zhuǎn)向角傳感器40和一個(gè)力矩傳感器42。 轉(zhuǎn)向角傳感器40檢測(cè)上轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角，作為轉(zhuǎn)向角es。力矩傳感器 42檢測(cè)轉(zhuǎn)向力矩Ts。下轉(zhuǎn)向軸28B上有一個(gè)轉(zhuǎn)向角傳感器44，用于檢 測(cè)下轉(zhuǎn)向軸28B的轉(zhuǎn)動(dòng)角，作為左前輪和右前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角0a。從 傳感器40、 42和44的輸出被輸入到一個(gè)轉(zhuǎn)向控制單元46中。由車(chē)速 傳感器48檢測(cè)的指示車(chē)速V的信號(hào)以及由橫擺角速度傳感器50檢測(cè) 的指示車(chē)輛橫擺角速度Y的信號(hào)也被輸入到該轉(zhuǎn)向控制單元46中。指示轉(zhuǎn)向角ea的一個(gè)信號(hào)和指示車(chē)速v的一個(gè)信號(hào)也從轉(zhuǎn)向控制單元46中輸入到一個(gè)可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52中，用于控制轉(zhuǎn)動(dòng)角變 化單元30。 一個(gè)指示轉(zhuǎn)向力矩Ts的信號(hào)和指示車(chē)速V的信號(hào)也從該 轉(zhuǎn)向控制單元46中輸入到一個(gè)電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向(電子PS)控制單元54 中，用于控制電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16。由轉(zhuǎn)向角傳感器44檢測(cè)的指示轉(zhuǎn)向角9a的信號(hào)被用于在自動(dòng)轉(zhuǎn)向完成后使左前輪和右前輪10FL和 10FR的直行位置與方向盤(pán)14的中性位置一致。如后面將要說(shuō)明的，轉(zhuǎn)向控制單元46計(jì)算車(chē)輛的一個(gè)目標(biāo)橫擺角 速度yt，并計(jì)算下轉(zhuǎn)向軸28B相對(duì)于上轉(zhuǎn)向軸28A的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn) 角6r，作為轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，g卩，用于減小 目標(biāo)橫擺角速度yt和由橫擺角速度傳感器50檢測(cè)到的車(chē)輛橫擺角速度 Y之間的差A(yù)Y。然后，該轉(zhuǎn)向控制單元46輸出一個(gè)指示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角 er的指令信號(hào)到可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52中。轉(zhuǎn)向控制單元46根據(jù)該目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角er而計(jì)算一個(gè)修正的轉(zhuǎn)向 力矩Te，用于平衡通過(guò)由轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的操作而進(jìn)行的自動(dòng)轉(zhuǎn)向 而傳遞到轉(zhuǎn)向輪14的反作用力矩。然后，該轉(zhuǎn)向控制單元46輸出一 個(gè)指示該修正轉(zhuǎn)向力矩Te的指令信號(hào)到電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54中。當(dāng)駕駛員進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)向操作時(shí)，可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52使轉(zhuǎn)動(dòng) 角變化單元30的相對(duì)轉(zhuǎn)角保持為0。若指示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角0r的信號(hào)從 轉(zhuǎn)向控制單元46中被輸入到該可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52中，該可變轉(zhuǎn) 動(dòng)角控制單元52就根據(jù)該目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角er而控制轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30 的電機(jī)36，使得下轉(zhuǎn)向軸28B相對(duì)于上轉(zhuǎn)向軸28A而轉(zhuǎn)動(dòng)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn) 角0r。左前輪和右前輪IOFL和IOFR從而自動(dòng)地轉(zhuǎn)向，而車(chē)輛的橫擺 角速度差A(yù)y減小。這樣，正在轉(zhuǎn)彎中的車(chē)輛的行駛穩(wěn)定性得到了改善。電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩Ts和車(chē)速V而計(jì)算出一 個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab，以減輕駕駛員為轉(zhuǎn)向所做的努力。該電子動(dòng)力轉(zhuǎn) 向控制單元54計(jì)算該輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab和從轉(zhuǎn)向控制單元46輸入的 經(jīng)過(guò)修正的轉(zhuǎn)向力矩Te的總和，作為目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta。另外，該 電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54根據(jù)該目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta而控制電子動(dòng) 力轉(zhuǎn)向單元16的電機(jī)22。該電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54從而輔助了駕
駛員的轉(zhuǎn)向操作，并平衡了在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中由轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的操作 而產(chǎn)生的反作用力矩。
特別地，如后面將要說(shuō)明的，轉(zhuǎn)向控制單元46估計(jì)出通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn) 向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域，并相比于正常狀態(tài)下的輔助轉(zhuǎn)向力矩，在該逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中增大由電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16 所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)向力矩。該轉(zhuǎn)向控制單元46從而在通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn) 動(dòng)的前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)減小了轉(zhuǎn)向力矩的變化量，防止了轉(zhuǎn) 向力矩的突然變化，并改善了轉(zhuǎn)向感覺(jué)。
雖然在圖1中沒(méi)有詳細(xì)描述，但轉(zhuǎn)向控制單元46、可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控 制單元52以及電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54每一個(gè)都具有一個(gè)CPU、 一 個(gè)ROM、 一個(gè)RAM以及一個(gè)輸入/輸出單元。轉(zhuǎn)向控制單元46、可變 轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52以及電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54每一個(gè)都由一個(gè)驅(qū) 動(dòng)電路和一個(gè)微型計(jì)算機(jī)所組成，其中在該微型計(jì)算機(jī)中，CPU、ROM、 RAM和輸入/輸出單元都通過(guò)雙向總線(xiàn)而相互連接。轉(zhuǎn)向角傳感器40 和44、力矩傳感器42以及橫擺角速度傳感器50都基于車(chē)輛向左轉(zhuǎn)的 轉(zhuǎn)向量為正的假設(shè)而分別檢測(cè)轉(zhuǎn)向角0s和ea、轉(zhuǎn)向力矩Ts以及橫擺角 速度y。
下面，將結(jié)合如圖2所示的流程圖而詳細(xì)說(shuō)明由轉(zhuǎn)向控制單元46 執(zhí)行的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算控制程序?；谌鐖D2所示的流程圖的該 控制通過(guò)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(圖中沒(méi)有示意)而開(kāi)始，并以預(yù)定的時(shí)間間 隔而重復(fù)執(zhí)行。
首先在步驟io， 一個(gè)指示轉(zhuǎn)向角es之類(lèi)的信號(hào)被讀入。然后在步 驟20， (i)在該轉(zhuǎn)向角es的基礎(chǔ)上計(jì)算出前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角s, (ii)根據(jù)如下公式(1)而計(jì)算出車(chē)輛的一個(gè)目標(biāo)橫擺角速度Yt，以及(iii)計(jì)算出 目標(biāo)橫擺角速度yt和檢測(cè)的橫擺角速度y之間的差值δy (yt - y)。在公 式(1)中，H和Kh分別代表車(chē)輛的輪距和穩(wěn)定性因子。 <formula>formula see original document page 14</formula>1)在步驟30，在橫擺角速度差A(yù)Y的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)應(yīng)于如圖3圖表 所示的圖而計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，即，下 轉(zhuǎn)向軸28B相對(duì)于上轉(zhuǎn)向軸28A的目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert。在步驟40，根據(jù)下面的公式(2)而計(jì)算出一個(gè)修正的轉(zhuǎn)向力矩 Te，作為用于平衡由轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的反作用 力矩的前饋控制量。<formula>formula see original document page 14</formula>(2)在這應(yīng)當(dāng)注意的是I表示從轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30到車(chē)輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，C表示從轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30到車(chē)輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的阻尼系 數(shù)，K表示從轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30到車(chē)輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的彈性模量，而0rtd 和9rtdd分別表示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角ert的一次微分和二次微分。在步驟50， 一個(gè)指示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角0rt的指令信號(hào)被傳遞到可變轉(zhuǎn) 動(dòng)角控制單元52中。在步驟60， 一個(gè)指示修正的轉(zhuǎn)向力矩Te的指令 信號(hào)被傳遞給電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54。雖然在圖中沒(méi)有顯示，可變轉(zhuǎn)角控制單元52 —旦從轉(zhuǎn)向控制單元 46中接收到指示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert的指令信號(hào)，就會(huì)通過(guò)控制電機(jī)36 而使下轉(zhuǎn)向軸28B相對(duì)上轉(zhuǎn)向軸28A轉(zhuǎn)動(dòng)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert。這樣，左 前輪和右前輪IOFL和IOFR就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向。下面，將結(jié)合如圖4所示的流程圖而對(duì)第一個(gè)實(shí)施例中電子動(dòng)力 轉(zhuǎn)向控制單元54所執(zhí)行的一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力控制程序進(jìn)行說(shuō)明?；谌?圖4所示的流程圖的該控制同樣也是通過(guò)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(圖中沒(méi)有顯 示)而開(kāi)始，并以預(yù)定的時(shí)間間隔而重復(fù)執(zhí)行。
首先在步驟110， 一個(gè)指示由轉(zhuǎn)矩傳感器42檢測(cè)的轉(zhuǎn)向力矩Ts 的信號(hào)被讀入。然后，在步驟120中，程序根據(jù)在下文將詳細(xì)說(shuō)明的 如圖5所示的流程圖而判斷是否已經(jīng)進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力作用方 向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中。若在步驟120的判斷結(jié)果為負(fù)，程序 就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟150。另一方面，若在步驟120的判斷結(jié)果為正，程序就 會(huì)轉(zhuǎn)到步驟160。在步驟150,根據(jù)車(chē)速V， 一個(gè)對(duì)應(yīng)于如圖6A至6C中的實(shí)線(xiàn)所 示的一個(gè)圖表的正常狀態(tài)控制圖被選中。在步驟160，根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩 Ts和車(chē)速V， 一個(gè)對(duì)應(yīng)于如圖6A至6C中的虛線(xiàn)所示的一個(gè)圖表的逆 轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖被設(shè)定并被選中。在這種情況下，與逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖類(lèi)似，對(duì)應(yīng)于由如圖6A至6C 中實(shí)線(xiàn)所示的一個(gè)圖表的正常狀態(tài)控制圖首先根據(jù)車(chē)速V而被選中。 若此時(shí)假設(shè)轉(zhuǎn)向力矩Ts等于Tsi，逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖就會(huì)被設(shè)定成經(jīng) 過(guò)轉(zhuǎn)向力矩Ts等于Tsi且輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab等于Tabi的那點(diǎn)，而關(guān)于 轉(zhuǎn)向力矩Ts的輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab的斜率大于正常狀態(tài)控制圖中對(duì)應(yīng)的 斜率。在步驟170，根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩Ts，從在步驟150或160中選中的圖， 計(jì)算出一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab，作為減輕駕駛員轉(zhuǎn)向努力的一個(gè)反饋控 制量。從圖6A至6C中可以看出，不管正常狀態(tài)控制圖還是逆轉(zhuǎn)狀態(tài) 控制圖被選中，輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab都會(huì)被計(jì)算成其隨著轉(zhuǎn)向力矩Ts 增大而增大，而在假定轉(zhuǎn)向力矩Ts恒定時(shí)，其隨著車(chē)速的增大而減小。在步驟180， 一個(gè)從轉(zhuǎn)向控制單元46中輸入、指示修正的轉(zhuǎn)向力 矩Te的信號(hào)被讀入。在步驟190，計(jì)算出電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16的一個(gè) 目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta，作為輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab和修正轉(zhuǎn)向力矩Te的總 和。在步驟200,根據(jù)該目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta，計(jì)算出電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向 單元16的一個(gè)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電流，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)22,根據(jù)該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電流
而控制電機(jī)22。下面將結(jié)合如圖5所示的流程圖而對(duì)一個(gè)判定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作 用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域的程序，即，在上述步驟120中執(zhí)行的程 序而進(jìn)行說(shuō)明。若假定6r (= 0a - es)代表轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的實(shí)際相對(duì)角度，可 建立如下所示的公式(3)。若假設(shè)9sd、 6ad和erd分別代表轉(zhuǎn)向角速 度、實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度和實(shí)際相對(duì)角速度，可建立如下所示的公式(4)。 當(dāng)前輪通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30進(jìn)行的自動(dòng)轉(zhuǎn)向而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)方向逆轉(zhuǎn) 時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度為零?？梢詮南旅娴墓?4)中確定出前輪通過(guò) 自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間，作為如下所示公式(5)建立的 一個(gè)時(shí)間，g口，轉(zhuǎn)向角速度esd和實(shí)際相對(duì)角速度0rd大小相等且符號(hào)相反的時(shí)間。這個(gè)判定與轉(zhuǎn)向的方向即轉(zhuǎn)向角速度esd的符號(hào)無(wú)關(guān)。 es + er = ea... (3)6sd + erd = 9ad ... (4) esd = -9rd ... (5)在步驟122，首先計(jì)算出一個(gè)轉(zhuǎn)向角速度esd，例如，作為臨時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向角es進(jìn)行微分而獲得的一個(gè)值，然后計(jì)算出實(shí)際相對(duì)角速度erd，作為臨時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的實(shí)際相對(duì)轉(zhuǎn)角er進(jìn)行微分而獲得的一個(gè)值。在步驟124，根據(jù)如下所示的公式(6)而計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元 30的一個(gè)預(yù)定的相對(duì)角速度erad。在公式(6)中，erdd代表通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn) 動(dòng)角變化單元30的實(shí)際相對(duì)角度er進(jìn)行兩次微分而獲得的一個(gè)值，而 Tm代表轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)之前和之后的一個(gè)目標(biāo) 浮動(dòng)時(shí)間。Grad = 9rd + 9rddxTm ... (6)
在步驟126中，程序判斷轉(zhuǎn)向角速度9sd和實(shí)際相對(duì)角速度erd的 乘積是否為負(fù)，即，轉(zhuǎn)向角速度6sd和實(shí)際相對(duì)角速度erd的符號(hào)是否 相反。若在步驟126中的判斷結(jié)果為負(fù)，程序就會(huì)立即轉(zhuǎn)到步驟132。 另一方面，若在步驟126中的判斷結(jié)果為正，程序就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟128。在步驟128中，程序判斷轉(zhuǎn)向角速度esd的絕對(duì)值是否小于實(shí)際相 對(duì)角速度erd的絕對(duì)值。若在步驟128的判斷結(jié)果為正，在步驟130中 標(biāo)志符Fa就被設(shè)定為1。若在步驟128中的判斷結(jié)果為負(fù)，在步驟132 中標(biāo)志符Fa就被重設(shè)為0。在步驟134中，程序判斷轉(zhuǎn)向角速度0sd和預(yù)測(cè)的相對(duì)角速度erad 的乘積是否為負(fù)，即，轉(zhuǎn)向角速度6sd和預(yù)測(cè)的相對(duì)角速度erad的符號(hào) 是否相反。若在步驟134中的判斷結(jié)果為負(fù)，程序就會(huì)立即轉(zhuǎn)到步驟 140。另一方面，若在步驟134中的判斷結(jié)果為正，程序就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟 136。在步驟136中，程序判斷轉(zhuǎn)向角速度0sd的絕對(duì)值是否小于預(yù)測(cè)相 對(duì)角速度0rad的絕對(duì)值。若在步驟136的判斷結(jié)果為正，在步驟138 中標(biāo)志符Fb就被設(shè)定為1。另一方面，若在步驟136中的判斷結(jié)果為 負(fù)，在步驟140中標(biāo)志符Fb就被重設(shè)為0。在步驟142中，程序判斷標(biāo)志符Fa和Fb是否一致。若在步驟142 中的判斷結(jié)果為負(fù)，程序就會(huì)判定已經(jīng)進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方 向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域中，然后程序和轉(zhuǎn)到步驟160。另一方面，若步 驟142中的判斷結(jié)果為正，程序就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟144。在步驟144中，程序判斷標(biāo)志符Fa和Fb從不一致轉(zhuǎn)變到一致的 期間是否經(jīng)過(guò)了該目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm。若在步驟144中的判斷結(jié)果為正， 程序就會(huì)判定還沒(méi)有進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間 區(qū)域中，然后程序轉(zhuǎn)到步驟150。另一方面，若步驟144中的判斷結(jié)果 為負(fù)，程序就會(huì)判定已經(jīng)進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的 時(shí)間區(qū)域中，然后程序轉(zhuǎn)到步驟160。因此，根據(jù)圖中所示的實(shí)施例，在步驟20和30中計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角 變化單元30的一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，g口，下轉(zhuǎn)向軸28B相對(duì)于上轉(zhuǎn)向 軸28A的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert，作為令左前輪和右前輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向而使 車(chē)輛的橫擺角速度Y等于目標(biāo)橫擺角速度Yt并允許車(chē)輛穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的一個(gè) 目標(biāo)控制量。這樣，在步驟40中，就可以計(jì)算出一個(gè)修正的轉(zhuǎn)向力矩 Te，用于平衡通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30產(chǎn)生的反作用力矩。然后在步驟120至170，計(jì)算出一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab，作為用于 減輕駕駛員轉(zhuǎn)向努力的一個(gè)反饋控制量。在步驟180和190，計(jì)算出電 子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16的一個(gè)目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta，作為輔助轉(zhuǎn)向力矩 Tab和修正轉(zhuǎn)向力矩Te的總和。在步驟200，根據(jù)該目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力 矩Ta而對(duì)電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16的電機(jī)22進(jìn)行控制。在這種情況下，若在步驟120中判斷出還沒(méi)有進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩 擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域中，在步驟150和170就會(huì)從正常 狀態(tài)控制圖中計(jì)算出一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab。另一方面，若在步驟120 中判斷出已經(jīng)進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域 中，在步驟160就會(huì)設(shè)定逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖，并從該圖中計(jì)算出一個(gè)輔 助轉(zhuǎn)向力矩Tab。這樣，相比于正常狀態(tài)的情況，輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab 與轉(zhuǎn)向力矩Ts之間的比值就會(huì)增大，而目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta也就增 大。因此，不管駕駛員向哪個(gè)方向?qū)?chē)輛實(shí)施轉(zhuǎn)向，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦 力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)候，駕駛員實(shí)施轉(zhuǎn)向所需的力就會(huì)減小，從 而改善轉(zhuǎn)向感覺(jué)。根據(jù)圖中所示的實(shí)施例，與逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖類(lèi)似，對(duì)應(yīng)于由如圖 6A至6C中實(shí)線(xiàn)所示的圖表的正常狀態(tài)控制圖首先根據(jù)車(chē)速V而被選 中。若此時(shí)假設(shè)轉(zhuǎn)向力矩Ts等于Tsi，逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖就會(huì)被設(shè)定成:
經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向力矩Ts等于Tsi且輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab等于Tabi的那點(diǎn)，而關(guān) 于轉(zhuǎn)向力矩Ts的輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab的斜率大于正常狀態(tài)控制圖中對(duì)應(yīng) 的斜率。這樣，由于圖的變換，輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab就可以被防止突然 發(fā)生變化。因此，與下面將要說(shuō)明的本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的情況相 比，在本實(shí)施例中能夠更理想地改善轉(zhuǎn)向感覺(jué)。圖7是由根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置中的電子 動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元所執(zhí)行的輔助轉(zhuǎn)向力矩控制程序的流程圖。參照?qǐng)D 7，要注意的是，那些與如圖4所示的相同的步驟用相同的數(shù)字表示。在第二個(gè)實(shí)施例中，若在步驟120中判斷出還沒(méi)有進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域中，在步驟S150中就會(huì)根據(jù)車(chē) 速V而從對(duì)應(yīng)圖8所示的圖表的多個(gè)正常狀態(tài)控制圖中選出一個(gè)用于 計(jì)算輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab的圖。若在步驟120中判斷出已經(jīng)進(jìn)入到轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域中，在步驟160中就會(huì)根據(jù) 車(chē)速V而從對(duì)應(yīng)圖9所示的圖表的多個(gè)正常狀態(tài)控制圖中選出一個(gè)用 于計(jì)算輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab的圖。在第二個(gè)實(shí)施例中輔助轉(zhuǎn)向力矩控制程序的其他步驟，目卩，步驟 120和170至200，以及由轉(zhuǎn)向控制單元執(zhí)行的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算控 制程序的步驟(圖2)，都完全與在上述的第一個(gè)實(shí)施例中的情況那樣 以相同的方式實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)圖中所示的第二個(gè)實(shí)施例，若在轉(zhuǎn)向力矩Ts為恒定時(shí) 進(jìn)入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中，輔助轉(zhuǎn) 向力矩Tab就會(huì)被計(jì)算成一個(gè)比在正常狀態(tài)下的力矩更大的值，而目 標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta也隨之增大。因此，與上述第一個(gè)實(shí)施例的情況類(lèi) 似，不管駕駛員向哪個(gè)方向令車(chē)輛轉(zhuǎn)向，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向 發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)候，駕駛員所需的轉(zhuǎn)向力的變化量可以減小，因而能夠
改善轉(zhuǎn)向感覺(jué)。
特別地，根據(jù)圖中所示的第二個(gè)實(shí)施例，在步驟160中預(yù)設(shè)的逆 轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖中的一個(gè)根據(jù)車(chē)速V而被選中。在這種情況下，由于此 時(shí)逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖不是根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩TS設(shè)定的，因此，與上述第一個(gè) 實(shí)施例的情況相比，在這可以更加容易地計(jì)算出一個(gè)用于逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制的輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab。
根據(jù)圖中所示的第一和第二個(gè)實(shí)施例，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向 發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域被設(shè)定在自動(dòng)轉(zhuǎn)向方向?qū)嶋H逆轉(zhuǎn)的時(shí)間周?chē)?，?輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta在整個(gè)逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中都增大。因此，對(duì)比于下面的 這種情況——其中判定出自動(dòng)轉(zhuǎn)向的方向已經(jīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，而從判定出 逆轉(zhuǎn)的時(shí)刻開(kāi)始目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta已經(jīng)增大了一段預(yù)定的時(shí)間—— 在這，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)駕駛員所需的轉(zhuǎn)向力的變 化量可以更可靠地得到減小，沒(méi)有響應(yīng)延遲。
特別地，根據(jù)圖中所示的第一和第二個(gè)實(shí)施例，在圖5所示的流 程圖中的步驟124中計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)預(yù)測(cè)的相對(duì)角速 度erad。在步驟126至132，根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度9sd和轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30 的實(shí)際相對(duì)角速度erd而判斷出自動(dòng)轉(zhuǎn)向的方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。在步驟134 至140，根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度esd和轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的預(yù)測(cè)相對(duì)角速度 9rad，比實(shí)際逆轉(zhuǎn)提前了目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm而預(yù)先判斷出自動(dòng)轉(zhuǎn)向方向 發(fā)生逆轉(zhuǎn)的情況。在步驟142和144，在預(yù)測(cè)地判定自動(dòng)轉(zhuǎn)向方向的逆轉(zhuǎn)的時(shí)刻與 判定從自動(dòng)轉(zhuǎn)向方向?qū)嶋H逆轉(zhuǎn)后經(jīng)過(guò)了目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm的時(shí)刻之間 的這個(gè)時(shí)間區(qū)域被設(shè)定成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)時(shí) 間區(qū)域。然后，做出步驟120中的判定。
例如，圖10的圖表顯示了轉(zhuǎn)向角速度-esd、實(shí)際相對(duì)角速度erd
和預(yù)測(cè)相對(duì)角速度erad的符號(hào)變化例子，以及標(biāo)志符Fa和Fb的變化 例子。如圖10所示，預(yù)測(cè)相對(duì)角速度erad在相位上比實(shí)際相對(duì)角速度 0rd提前一個(gè)目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm。在圖10中假設(shè)了在時(shí)刻tl時(shí)預(yù)測(cè)相對(duì)角速度erad變得比改變符 號(hào)的轉(zhuǎn)向角速度-esd大，而在時(shí)刻t2時(shí)實(shí)際相對(duì)角速度erd變得比改 變符號(hào)的轉(zhuǎn)向角速度-esd大，而在時(shí)刻t4時(shí)預(yù)測(cè)相對(duì)角速度erad變得比改變符號(hào)的轉(zhuǎn)向角速度-esd小，在時(shí)刻t5時(shí)實(shí)際相對(duì)角速度erd變 得比改變符號(hào)的轉(zhuǎn)向角速度-esd小。在這種情況下，實(shí)際變化標(biāo)志符Fa和預(yù)測(cè)變化標(biāo)志符Fb —直指 示為O，直到時(shí)刻tl。但是，預(yù)測(cè)變化標(biāo)志符Fb在時(shí)刻tl時(shí)變?yōu)?， 實(shí)際變化標(biāo)志符Fa在時(shí)刻t2變?yōu)?。此外，預(yù)測(cè)變化標(biāo)志符Fb在時(shí) 刻t4時(shí)變?yōu)?，實(shí)際變化標(biāo)志符Fa在時(shí)刻t5變?yōu)?。在時(shí)刻tl到時(shí)刻t2的區(qū)域中，實(shí)際變化標(biāo)志符Fa和預(yù)測(cè)變化標(biāo) 志符Fb不一致，這樣在步驟142中的判斷結(jié)果為負(fù)，因而判定出已經(jīng) 進(jìn)入到逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中。在經(jīng)過(guò)了目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm之后的時(shí)刻t2到 時(shí)刻t3的區(qū)域中，在步驟142和144中的判斷結(jié)果分別為正和為負(fù)， 因而判定出已經(jīng)進(jìn)入到逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中。同理，在時(shí)刻t4到時(shí)刻t5的區(qū)域中，實(shí)際變化標(biāo)志符Fa和預(yù)測(cè) 變化標(biāo)志符Fb不一致，這樣在步驟142中的判斷結(jié)果為負(fù)，因而判定 出已經(jīng)進(jìn)入到逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中。在經(jīng)過(guò)了目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm之后的時(shí)刻 t5到時(shí)刻t6的區(qū)域中，在步驟142和144中的判斷結(jié)果分別為正和為 負(fù)，因而判定出已經(jīng)進(jìn)入到逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域中。因此，逆轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)域被設(shè)定成在自動(dòng)轉(zhuǎn)向方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)刻t2 和t5周?chē)?，長(zhǎng)度為目標(biāo)浮動(dòng)時(shí)間Tm的兩倍。這樣，輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta 就可以在自動(dòng)轉(zhuǎn)向方向?qū)嶋H逆轉(zhuǎn)時(shí)的一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)可靠地增大，因
而使在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)駕駛員所需的轉(zhuǎn)向力的變 化量能夠可靠地被減小，而沒(méi)有響應(yīng)延遲。[第三個(gè)實(shí)施例]圖11是由根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的轉(zhuǎn) 向控制單元所執(zhí)行的一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算控制程序的流程圖?；?于如圖11所示的流程圖的這種控制也是通過(guò)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(圖中沒(méi)有 顯示)而開(kāi)始，并以預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行。在第三個(gè)實(shí)施例中，首先在步驟310， 一個(gè)指示轉(zhuǎn)向角0S或類(lèi)似 的信號(hào)被讀入。在步驟320,如在上述的第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例中的類(lèi) 似，計(jì)算出車(chē)輛的一個(gè)目標(biāo)橫擺角速度yt,以及計(jì)算出該目標(biāo)橫擺角速度yt和檢測(cè)到的橫擺角速度Y之間的差A(yù)y (= yt - y)。在步驟330，根據(jù)如下所示的公式(7)，在橫擢角速度差A(yù)y的基 礎(chǔ)上，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，g卩，下轉(zhuǎn)向 軸28B相對(duì)于上轉(zhuǎn)向軸28A而轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角9rt。在公式(7) 中，N代表轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比。0rt = AY(l+KhV2)NxH/V ... (7)在步驟340,根據(jù)如下所示的公式(8)，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元 30的一個(gè)臨時(shí)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度6rtdp。在公式(8)中，AT表示如 圖11的流程圖所示的循環(huán)時(shí)間。ertdp = 6rt/AT ... (8)在步驟350中，程序判斷橫擺角速度差A(yù)y的絕對(duì)值是否大于一個(gè) 參考值A(chǔ) (—個(gè)正的常數(shù))，即，車(chē)輛的不穩(wěn)定程度是否增大。若步 驟350的判斷結(jié)果為正，程序就會(huì)立即轉(zhuǎn)到步驟380。另一方面，若步 驟350的判斷結(jié)果為負(fù)，程序就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟360。
在步驟36o中，程序判斷轉(zhuǎn)向角速度esd和轉(zhuǎn)向角速度esd與臨時(shí)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertdp的和的乘積是否為負(fù)，g卩，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力 作用方向是否正在發(fā)生逆轉(zhuǎn)。若步驟360的判斷結(jié)果為正，在步驟370 中就會(huì)把轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertd設(shè)定成改 變符號(hào)的轉(zhuǎn)向角速度-0sd。另一方面，若步驟360的判斷結(jié)果為負(fù)， 在步驟380中就會(huì)把轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 6rtd設(shè)定成臨時(shí)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertdp。步驟390和410分別與上述的第一和第二個(gè)實(shí)施例中的步驟40和 60同樣的方式執(zhí)行。在步驟400中， 一個(gè)指示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertd 的指令信號(hào)被傳遞到可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52中。該可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單 元52進(jìn)行這樣的控制，使得轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變 得與目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertd相等。根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例，在步驟320中計(jì)算出一個(gè)橫擺角速度差A(yù)Y。 然后在步驟330中，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert， 用于穩(wěn)定車(chē)輛的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。然后在步驟340中，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單 元30的一個(gè)臨時(shí)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertdp。然后在步驟S350中，程 序判斷車(chē)輛的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)是否為不穩(wěn)定。然后在步驟S360中，程序判斷 通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向的前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否相對(duì)于轉(zhuǎn)向操作的方向而發(fā) 生逆轉(zhuǎn)。然后，若步驟350和360的判斷結(jié)果分別為負(fù)和為正，程序 就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟370。另一方面，若步驟350和360的判斷結(jié)果分別為正 和為負(fù)，程序就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟380。因此，在車(chē)輛轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)不穩(wěn)定的時(shí)候若通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向的前輪的實(shí) 際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ertd就會(huì)減小并在步驟370中被設(shè)定為改變符號(hào)的轉(zhuǎn)向角速度-esd。這樣，轉(zhuǎn)向角速度esd和目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertd的和為零，使得前輪不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向就被防止 發(fā)生逆轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力作用方向也被防止發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，
駕駛員所需的轉(zhuǎn)向力就被防止突然發(fā)生變化，從而改善了轉(zhuǎn)向感覺(jué)。另外，根據(jù)圖中所示的第三個(gè)實(shí)施例，當(dāng)車(chē)輛的不穩(wěn)定程度較高， 若把更多的重點(diǎn)放在車(chē)輛的穩(wěn)定性上，而非轉(zhuǎn)向感覺(jué)的改善上，在步驟350中的判斷結(jié)果為正。然后在步驟380中，轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的 目標(biāo)相對(duì)角速度ertd沒(méi)有被減小，而被設(shè)定為臨時(shí)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 0rtdp。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的相對(duì)轉(zhuǎn)角er被可靠地控制為等于目 標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角ert,因此車(chē)輛的穩(wěn)定性可以有效地得到改善。特別地，根據(jù)圖中所示的第三個(gè)實(shí)施例，即使步驟350的判斷結(jié) 果為負(fù)，只要步驟360的判斷結(jié)果為負(fù)，程序就會(huì)轉(zhuǎn)到步驟380。因此， 在車(chē)輛的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)較為穩(wěn)定時(shí)，若通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的實(shí)際 轉(zhuǎn)動(dòng)方向沒(méi)有逆轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertd沒(méi) 有被減小，而被設(shè)定為臨時(shí)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertdp。因此，車(chē)輛的 轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)可以被有效地防止變得不穩(wěn)定。[第四個(gè)實(shí)施例]圖12是由根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置的 轉(zhuǎn)向控制單元所執(zhí)行的一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量計(jì)算程序的流程圖。參照 圖12，要注意的是那些與如圖ll所示相同的步驟被標(biāo)以相同的數(shù)字。在第四個(gè)實(shí)施例中，除了對(duì)應(yīng)于上述第三個(gè)實(shí)施例的步驟350之 外，其他的步驟被以與第三個(gè)實(shí)施例的相同的方式執(zhí)行。根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例，若步驟360的判斷結(jié)果為正，即，若判定出 通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向 而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向就會(huì)可靠地被防止發(fā)生逆轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)的摩擦力作用方向也會(huì)由于前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向的逆轉(zhuǎn)而可靠地被 防止發(fā)生逆轉(zhuǎn)。駕駛員所需的轉(zhuǎn)向力從而被防止突然變化，從而改善 了轉(zhuǎn)向感覺(jué)。另外，相比于上述第三個(gè)實(shí)施例的情況，在這自動(dòng)轉(zhuǎn)向
的控制也可以更加容易地進(jìn)行。特別地，根據(jù)上述的第三和第四個(gè)實(shí)施例，在步驟340中，根據(jù) 目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ert而計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的一個(gè)臨時(shí)目標(biāo) 相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ertdp。在步驟360中，程序在轉(zhuǎn)動(dòng)角速度esd和該臨時(shí) 目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度0rtdp的基礎(chǔ)上，判斷出通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前 輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，相比于根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度6sd和實(shí)際相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度erd而做出判斷的這種情況，在這可以提前判斷出通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，減 小自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的控制可以更加有效地進(jìn)行，而沒(méi)有響應(yīng)延遲。雖然在這結(jié)合了特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但很 明顯，對(duì)于那些本領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明并不被限制于 上述的實(shí)施例中，因此在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以有其他的實(shí)施例。例如，在上述的實(shí)施例中，圖中的一個(gè)被這樣選中，其中使得輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab與轉(zhuǎn)向力矩Ts之間的比率隨著修正轉(zhuǎn)向力矩Te的增 大而增大，即，隨著自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制量的增大而增大。但是，只要輔助 轉(zhuǎn)向力矩Tab是從一個(gè)圖中計(jì)算得出，其中輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab與轉(zhuǎn)向 力矩Ts之間的比率在自動(dòng)轉(zhuǎn)向過(guò)程中要大于在非自動(dòng)轉(zhuǎn)向過(guò)程的比 率，適當(dāng)?shù)氖侵挥幸粋€(gè)圖可供自動(dòng)轉(zhuǎn)向選擇。在上述的實(shí)施例中，指示目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角9r的指令信號(hào)被輸出到可 變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52中，而指示目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta的指令信號(hào)被 輸出到電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54中。但是，被輸出到可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制 單元52中的指令信號(hào)也可以作為對(duì)應(yīng)于上述的目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角er的一個(gè) 值，而指示用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)36的一個(gè)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電流。此外，被輸出到電 子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54中的指令信號(hào)也可以作為對(duì)應(yīng)于上述的目標(biāo)輔 助轉(zhuǎn)向力矩Ta的一個(gè)值，而指示用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)22的一個(gè)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電 流。
在上述的實(shí)施例中，用于平衡通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的自動(dòng)轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的反作用力矩的修正轉(zhuǎn)向力矩Te是根據(jù)上述的公式(2)而計(jì) 算得出的。但是，該修正轉(zhuǎn)向力矩Te也可以是根據(jù)當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域中任 一種已知的方法而計(jì)算得出。特別地，若被輸出到可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單 元52中的指令信號(hào)是對(duì)應(yīng)于目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角er的一個(gè)值、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī) 36的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，該修正轉(zhuǎn)向力矩Te可以被修改成在用于驅(qū)動(dòng)電 機(jī)36的該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電流的基礎(chǔ)上而計(jì)算得出。在上述的實(shí)施例中，作為一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生裝置的該電子動(dòng)力 轉(zhuǎn)向單元16位于關(guān)于作為一個(gè)輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的 轉(zhuǎn)向輪一側(cè)。但是，該轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生裝置也可以位于關(guān)于該輔助轉(zhuǎn) 動(dòng)裝置的方向盤(pán)的一側(cè)。在上述的實(shí)施例中，作為一個(gè)用于平衡通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的 自動(dòng)轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的反作用力矩的前饋控制量的修正轉(zhuǎn)向力矩Te被計(jì)算 出，作為用于減輕駕駛員轉(zhuǎn)向努力的一個(gè)反饋控制量的輔助轉(zhuǎn)向力矩 Tab是在轉(zhuǎn)向力矩Ts和車(chē)速V的基礎(chǔ)上被計(jì)算得出，而電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向 單元16的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向力矩Ta被計(jì)算為輔助轉(zhuǎn)向力矩Tab和修正轉(zhuǎn) 向力矩Te兩者的和。但是，上述的前饋控制量也可以被省略。在上述的實(shí)施例中，當(dāng)駕駛員進(jìn)行一個(gè)正常的轉(zhuǎn)向操作時(shí)，可變 轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52將轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30的相對(duì)轉(zhuǎn)角保持為0。但是， 在正常轉(zhuǎn)向操作時(shí)，若沒(méi)有進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30可以被 用于作為一個(gè)符合車(chē)輛行駛情況的傳動(dòng)比變換單元，例如，使得下轉(zhuǎn) 向軸28B的轉(zhuǎn)角與上轉(zhuǎn)向軸28A的轉(zhuǎn)角之間的比率隨著車(chē)速的增大而 減小。在上述的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向量是用于減小車(chē)輛實(shí)際橫 擺角速度與車(chē)輛目標(biāo)橫擺角速度之間的差的一個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)向量。但是，
轉(zhuǎn)向輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向量也可以是用于使車(chē)輛沿著一條巡航線(xiàn)路而行駛的一個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)向量，如日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 11-73597所公開(kāi)的。若通 過(guò)激光雷達(dá)或類(lèi)似的方法而檢測(cè)到車(chē)輛前方有障礙，轉(zhuǎn)向輪的該目標(biāo) 轉(zhuǎn)向量可以是用于避開(kāi)車(chē)輛前方障礙的一個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)向量，例如，如日 本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 10-31799所公開(kāi)的。另外，轉(zhuǎn)向輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向量 也可以是不同于上述的任何一種目標(biāo)轉(zhuǎn)向量。在上述的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元30由可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元 52所控制，電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元16由電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54所控制， 而可變轉(zhuǎn)動(dòng)角控制單元52和電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元54由轉(zhuǎn)向控制單 元46所控制。但是，將這些控制單元中的至少兩個(gè)集成為一個(gè)控制單 元也是可以的。雖然上面結(jié)合了典型實(shí)施例而對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解 的是本發(fā)明并不受限于這些典型實(shí)施例或結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明旨在囊 括各種各樣的改動(dòng)和等價(jià)的布置。另外，雖然上述的典型實(shí)施例的各 種元件以各種組合和結(jié)構(gòu)而展示，這些都是典型的，但是其他的組合 和結(jié)構(gòu)，包括更多、更少或僅有一個(gè)元件的，也是在本發(fā)明的精神和 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于包括 一個(gè)轉(zhuǎn)向輸入單元(14),該單元由駕駛員操作； 一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30)，該單元使轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)相對(duì)于轉(zhuǎn)向輸入單元(14)而自動(dòng)地轉(zhuǎn)向；以及一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元(16)，該單元產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力，其中若判定出通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)，則由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30) 轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量被減小，以防止通過(guò)自動(dòng) 轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，以衰減 駕駛員所需的操作力的波動(dòng)，這種波動(dòng)是由于轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR) 的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其中 檢測(cè)出一個(gè)轉(zhuǎn)向力矩，根據(jù)該轉(zhuǎn)向力矩而計(jì)算出一個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助力，以及 至少根據(jù)該目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助力而對(duì)轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生單元(16)進(jìn)行 控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其中若車(chē)輛(12)行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，相比于車(chē)輛(12)行 駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向 輪(IOFL， 10FR)的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的減小量被減小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其中若車(chē)輛(12)行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30) 轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)的自動(dòng)轉(zhuǎn)向量不被減小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其中估計(jì)出車(chē)輛(12)的行駛狀態(tài)，若車(chē)輛(12)行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，則計(jì)算出一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪(10FL, 10FR)而穩(wěn)定車(chē)輛(12)的行 駛狀態(tài)，至少根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量而控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30)， 根據(jù)轉(zhuǎn)向操作量的變化率的符號(hào)和轉(zhuǎn)向操作量的變化率與目標(biāo)自 動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率的和的符號(hào)之間的關(guān)系，對(duì)通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的 轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)的情況作出判定。
6. —種車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于包括 一個(gè)轉(zhuǎn)向輸入單元(14)，該單元由駕駛員操作；以及 一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30)，該單元使轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)相對(duì)于轉(zhuǎn)向輸入單元(14)而自動(dòng)地轉(zhuǎn)向；其中若判定出通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30) 進(jìn)行的轉(zhuǎn)向控制被改變，以衰減駕駛員所需的操作力的波動(dòng)，這種波 動(dòng)是由于轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，其中，通過(guò)估計(jì)出車(chē)輛(12)的行駛狀態(tài)，若車(chē)輛(12)行駛狀 態(tài)的不穩(wěn)定性較高，則計(jì)算出通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪(IOFL， 10FR)而穩(wěn) 定車(chē)輛(12)行駛狀態(tài)的目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量，根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量而 計(jì)算出目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率，至少根據(jù)該目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化 率而控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30)，并減小目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率，由 此使由上述自動(dòng)轉(zhuǎn)向單元(30)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向車(chē)輪(IOFL， 10FR)的自 動(dòng)轉(zhuǎn)向量減小。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，其中 目標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)向量的變化率被減小到不允許轉(zhuǎn)向輪(IOFL， 10FR)轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)值。
全文摘要
本發(fā)明的車(chē)輛轉(zhuǎn)向控制裝置，能夠通過(guò)減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力作用方向的逆轉(zhuǎn)對(duì)轉(zhuǎn)向反作用力的影響而改善轉(zhuǎn)向感覺(jué)。計(jì)算出允許車(chē)輛穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)動(dòng)角變化單元的一個(gè)目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角，在該目標(biāo)相對(duì)轉(zhuǎn)角的基礎(chǔ)上，車(chē)輛的前輪通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，若判定出已經(jīng)進(jìn)入到由于通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)的時(shí)間區(qū)域中，就會(huì)設(shè)定一個(gè)逆轉(zhuǎn)狀態(tài)控制圖，并根據(jù)該圖而計(jì)算出一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向力矩。這樣，相比于正常狀態(tài)，輔助轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向力矩之間的比率就會(huì)增大，從而使輔助轉(zhuǎn)向力矩增大。
文檔編號(hào)B62D6/00GK101121417SQ200710139940
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2004年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者橫田尚大 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社