車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種尤其無需增加復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或控制，在彎道入口處能夠以同樣的感覺進(jìn)行朝各個(gè)方向的轉(zhuǎn)向，而且能夠減少方向盤修正操縱等操作且無別扭感的車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置?；谲囁賄和方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts設(shè)定基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb，從直行行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，根據(jù)前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑R和方向盤操縱速度（dδH/dt），計(jì)算出朝著降低朝向方向盤操縱方向的基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值︱Tb︱的方向進(jìn)行校正而使得對方向盤操縱角δH的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置的基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量△Ta，將基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb用基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量△Ta進(jìn)行校正之后作為控制量（輔助轉(zhuǎn)矩Ta）輸出給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部（12a）。
【專利說明】車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明特別涉及在彎道入口實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)牟倏v感覺的車輛動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前為止，針對車輛，已經(jīng)提出有利用動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生多樣的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩而進(jìn)行方向盤操縱輔助操作的方向盤操縱輔助裝置，且這種方向盤操縱輔助裝置已經(jīng)實(shí)用化。例如，日本特開2008-44531號(hào)公報(bào)（以下,稱為專利文獻(xiàn)I)中公開了這樣一種方向盤操縱輔助裝置：在根據(jù)車輛所行駛的行駛道路的形狀計(jì)算方向盤操縱目標(biāo)值并按照其方向盤操縱目標(biāo)值進(jìn)行方向盤操縱輔助操作的方向盤操縱輔助裝置中，判定車輛是否在行駛道路的彎道入口處行駛，當(dāng)判定為在行駛道路的彎道入口處行駛時(shí)，與在彎道入口以外的地方行駛的情形相比，增大方向盤操縱目標(biāo)值，以抑制彎道入口處的方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)增量的滯后。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-44531號(hào)公報(bào)
[0006]通常，在車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，因?yàn)榭紤]從方向盤至轉(zhuǎn)向車輪為止的機(jī)構(gòu)部件的組成、來自輪胎側(cè)的反向輸入、振動(dòng)等而設(shè)定的摩擦力等因素，在方向盤操縱中立位置附近，在由方向盤產(chǎn)生的方向盤轉(zhuǎn)角和實(shí)際舵角之間存在不靈敏區(qū)。在該不靈敏區(qū)中，由方向盤產(chǎn)生的方向盤轉(zhuǎn)角實(shí)際存在的位置，根據(jù)來自路面的外部干擾等也會(huì)相對變化，因此駕駛者只有開始進(jìn)行方向盤操縱才能知道其位置。例如，當(dāng)駕駛者想要向左轉(zhuǎn)彎，從而將方向盤向左轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，如果在不靈敏區(qū)的右側(cè)存在由方向盤產(chǎn)生的方向盤轉(zhuǎn)角，則在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)感覺手上的感覺較微弱，因此會(huì)存在方向盤打得過大的傾向。如此將方向盤打得過大的情況下，為了修正舵角，需要朝相反方向卸力。對此，當(dāng)在不靈敏區(qū)的左側(cè)存在由方向盤產(chǎn)生的方向盤轉(zhuǎn)角時(shí)，相反地存在在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中方向盤打得過小的傾向。為了改善這種由存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的不靈敏區(qū)所引起的方向盤操縱感覺的差異問題，可以考慮提高接頭的剛性，或者減小齒輪嚙合間隙，但是這會(huì)影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的振動(dòng)、噪音等性能。另外，也可以考慮附加轉(zhuǎn)向的復(fù)位控制等方法，但是會(huì)產(chǎn)生跨越中立位置操縱方向盤時(shí)如何確保舵力變化的連續(xù)性等新的課題。前述的專利文獻(xiàn)I中所公開的方向盤操縱輔助控制是抑制車道保持控制中的彎道入口處的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)增量的滯后，不能用來改善如上所述的在彎道入口處由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在不靈敏區(qū)而引起的方向盤操縱感覺的別扭感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，尤其其目的在于提供無需增加復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或控制，在彎道入口處能夠以同樣的感覺進(jìn)行朝各個(gè)方向的轉(zhuǎn)向，而且能夠減少方向盤修正操縱等操作且無別扭感的車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置。
[0008]本發(fā)明的車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置的一方面具備：基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定單元，按照車輛的駕駛狀態(tài)將方向盤操縱轉(zhuǎn)矩的輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定為基本輔助轉(zhuǎn)矩；行駛道路形狀識(shí)別單元，識(shí)別前方行駛道路的形狀；輔助轉(zhuǎn)矩校正單元，至少基于所述前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑，當(dāng)從直行行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，朝著降低朝向方向盤操縱方向的所述基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值的方向進(jìn)行校正，使得對方向盤操縱角的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置；轉(zhuǎn)向控制單元，對致動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，該致動(dòng)器利用所述經(jīng)校正的基本輔助轉(zhuǎn)矩對方向盤操縱轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輔助。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置，尤其無需增加復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或控制，在彎道入口處能夠以同樣的感覺進(jìn)行朝各個(gè)方向的轉(zhuǎn)向，而且能夠減少方向盤修正操縱等操作且無別扭感。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖I為涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成說明圖。
[0011]圖2為涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方向盤操縱控制部的功能模塊圖。
[0012]圖3為涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制程序的流程圖。
[0013]圖4為涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算程序的流程圖。
[0014]圖5為示出涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基本輔助轉(zhuǎn)矩的特性之一例的說明圖。
[0015]圖6為涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算的說明圖。
[0016]圖7為涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算的說明圖，圖7(a)示出在前方轉(zhuǎn)彎的左轉(zhuǎn)彎的一例，圖7 (b)示出計(jì)算出的1/R的一例，圖7 (c)示出計(jì)算出的方向盤操縱速度的一例，圖7 Cd)示出計(jì)算出的基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量的一例。
[0017]圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式改變的對方向盤操縱角的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩特性的說明圖。
[0018]符號(hào)說明：
[0019]I:電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置
[0020]4:方向盤
[0021]5:小齒輪軸
[0022]11 :輔助傳遞機(jī)構(gòu)
[0023]12:電動(dòng)機(jī)
[0024]12a:電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部
[0025]20:方向盤操縱控制部
[0026]21 :基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定部(基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定單元）
[0027]22 :基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部(輔助轉(zhuǎn)矩校正單元）
[0028]22a :轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算部
[0029]22b :方向盤操縱速度計(jì)算部
[0030]22c :轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部
[0031]22d :基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部
[0032]23 :輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部(輔助轉(zhuǎn)矩校正單元、轉(zhuǎn)向控制單元）
[0033]31 :車速傳感器
[0034]32:方向盤操縱角傳感器[0035]33 :方向盤操縱轉(zhuǎn)矩傳感器
[0036]34 :前方環(huán)境識(shí)別裝置(行駛道路形狀識(shí)別單元）
[0037]34a :攝像機(jī)
[0038]34b :攝像機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0040]圖I中，符號(hào)I表示電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置I中，轉(zhuǎn)向軸2通過轉(zhuǎn)向柱3旋轉(zhuǎn)自如地支撐于未圖示的車體框架，轉(zhuǎn)向軸2的一端朝駕駛席側(cè)延伸，另一端朝發(fā)動(dòng)機(jī)艙側(cè)延伸。轉(zhuǎn)向軸2的駕駛席側(cè)端部上固定設(shè)置有方向盤4,轉(zhuǎn)向軸2的朝發(fā)動(dòng)機(jī)艙側(cè)延伸的端部上連接設(shè)置有小齒輪軸5。
[0041]發(fā)動(dòng)機(jī)艙中配設(shè)有朝車寬方向延伸的轉(zhuǎn)向齒輪箱6，齒條軸7往復(fù)移動(dòng)自如地插入貫穿支撐于該轉(zhuǎn)向齒輪箱6。該齒條軸7上形成的齒條(未圖示)與小齒輪軸5上形成的小齒輪(未圖示）嚙合，由此形成齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)。
[0042]另外，齒條軸7的左右兩端分別從轉(zhuǎn)向齒輪箱6的端部突出，且在端部經(jīng)由拉桿8連接設(shè)置前轉(zhuǎn)向節(jié)9。該前轉(zhuǎn)向節(jié)9支撐作為轉(zhuǎn)向車輪的左右輪10L、10R，使左右輪10L、IOR轉(zhuǎn)動(dòng)自如，并經(jīng)由轉(zhuǎn)向銷(未圖示）轉(zhuǎn)向自如地支撐于車體框架。
[0043]因此，若操作方向盤4而轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸2、小齒輪軸5，則根據(jù)該小齒輪軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條軸7沿左右方向移動(dòng)，根據(jù)該移動(dòng)前轉(zhuǎn)向節(jié)9以轉(zhuǎn)向銷(未圖示)為中心旋轉(zhuǎn)，使得左右輪10LU0R朝左右方向轉(zhuǎn)向。
[0044]另外，電動(dòng)機(jī)12經(jīng)由輔助傳遞機(jī)構(gòu)11連接設(shè)置于小齒輪軸5，通過該電動(dòng)機(jī)12來輔助施加到方向盤4的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩。利用后述的方向盤操縱控制部20中設(shè)定的控制量(本實(shí)施方式中為輔助轉(zhuǎn)矩Ta)，經(jīng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部12a對電動(dòng)機(jī)12進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在此，控制量也可以是對應(yīng)于輔助轉(zhuǎn)矩Ta的電流值。
[0045]方向盤操縱控制部20上連接有檢測車速V的車速傳感器31、檢測方向盤操縱角(當(dāng)前的方向盤操縱產(chǎn)生的方向盤轉(zhuǎn)過的角度）S H的方向盤操縱角傳感器32、檢測施加到方向盤4的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩傳感器33、處理來自立體攝像機(jī)組合的圖像信息而識(shí)別前方的行駛道路形狀的作為行駛道路形狀識(shí)別單元的前方環(huán)境識(shí)別裝置34。
[0046]立體攝像機(jī)組合由使用固體攝像器件的一組攝像機(jī)34a、34b (左右攝像機(jī)）構(gòu)成，各攝像機(jī)34a、34b分別在車廂內(nèi)的頂棚前方以一定的基線長度進(jìn)行安裝，從不同的視角對車外對象進(jìn)行立體攝像，將圖像數(shù)據(jù)輸出給前方環(huán)境識(shí)別裝置34。
[0047]前方環(huán)境識(shí)別裝置34具有對立體攝像機(jī)組合所拍攝的圖像進(jìn)行高速處理的圖像處理引擎，并構(gòu)成為基于該圖像處理引擎的輸出結(jié)果和本車的行駛信息(本車車速V等行駛信息)進(jìn)行識(shí)別處理的處理單元。該前方環(huán)境識(shí)別裝置34中的立體攝像機(jī)組合的圖像處理，例如可以按照如下方式進(jìn)行。
[0048]S卩，前方環(huán)境識(shí)別裝置34首先針對立體攝像機(jī)組合所拍攝的本車的行進(jìn)方向的一組立體圖像對，從對應(yīng)位置的偏移量求出距離信息，生成距離圖像。而且，基于該數(shù)據(jù)，進(jìn)行眾所周知的分組處理，并與預(yù)先儲(chǔ)存的三維道路形狀數(shù)據(jù)、側(cè)壁數(shù)據(jù)、立體物數(shù)據(jù)等框(窗口）進(jìn)行比較，提取出白線數(shù)據(jù)、沿著道路存在的護(hù)欄、緣石等側(cè)壁數(shù)據(jù)的同時(shí)，將立體物分類為車輛、橫穿行人、其他立體物等種類而進(jìn)行提取。如圖6所示，這些數(shù)據(jù)作為以本車作為原點(diǎn)、以本車的前后方向作為Z軸、以本車的寬度方向作為X軸的坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，白線數(shù)據(jù)、沿道路存在的護(hù)欄、緣石等側(cè)壁數(shù)據(jù)、以及立體物的種類、與本車的距離、速度(距離的時(shí)間微分值+本車速度V)、加速度(速度的時(shí)間微分值)、中心位置、兩端位置等作為立體物信息輸出到方向盤操縱控制部20。此時(shí)，特別是關(guān)于道路形狀，例如將連接左白線與右白線之間的中央部分的曲線（或直線）估計(jì)為本車的前方行駛道路而輸出到方向盤操縱控制部20。在此，在本實(shí)施方式中，是基于來自立體攝像機(jī)組合的圖像信息識(shí)別本車的前方行駛道路的形狀，但是除此之外還能夠適用于基于來自單鏡頭攝像機(jī)、彩色攝像機(jī)的圖像信息進(jìn)行識(shí)別的車輛駕駛輔助裝置，而且在這種攝像機(jī)上組合毫米波雷達(dá)、車輛間通信等其他識(shí)別傳感器也是可以適用的，這是不言自明的。另外，也可以基于根據(jù)以公知的導(dǎo)航裝置為基礎(chǔ)而得到的地圖信息、由導(dǎo)航裝置形成的引導(dǎo)路線信息、由公共通訊設(shè)施(infrastructure)提供的地圖信息的道路形狀來進(jìn)行識(shí)別。
[0049]方向盤操縱控制部20構(gòu)成為：基于車速V和方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts設(shè)定基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb，從直行行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，根據(jù)前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑R和方向盤操縱速度（dSH/dt)，計(jì)算出朝著降低朝向方向盤操縱方向的基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值I Tb I的方向進(jìn)行校正而使得對方向盤操縱角δ H的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置的基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta，將基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb用基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量Λ Ta進(jìn)行校正之后作為控制量(輔助轉(zhuǎn)矩Ta)輸出給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部12a。在此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，例如將左轉(zhuǎn)彎方向用符號(hào)“ + ”表示，將右轉(zhuǎn)彎方向用符號(hào)“一”表示。以下雖無特別說明，但是始終是考慮這兩個(gè)方向而進(jìn)行控制。
[0050]因此，如圖2所示，方向盤操縱控制部20主要由基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定部21、基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部22、輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部23構(gòu)成。
[0051]基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定部21從車速傳感器31接收車速V，從方向盤操縱轉(zhuǎn)矩傳感器33接收方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts。而且，例如參照圖5所示的事先通過實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等設(shè)定的映射關(guān)系，基于車速V和方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts設(shè)定基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb，輸出到輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部23。在此，上述的基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb的設(shè)定僅是一個(gè)示例，也可以利用公知的基于其他參數(shù)的映射關(guān)系、計(jì)算式、不同特性的映射關(guān)系、計(jì)算式進(jìn)行設(shè)定。如此，基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定部21作為基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定單元而設(shè)置。
[0052]基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部22基于前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑R判定從直行行駛狀態(tài)向轉(zhuǎn)彎行駛的轉(zhuǎn)換狀況，當(dāng)從直行行駛狀態(tài)向轉(zhuǎn)彎行駛轉(zhuǎn)換時(shí)，基于前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑R和方向盤操縱速度（dSH/dt)，計(jì)算出朝著降低朝向方向盤操縱方向的基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值I Tb I的方向進(jìn)行校正而使得對方向盤操縱角δ H的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置的基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta，主要由轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算部22a、方向盤操縱速度計(jì)算部22b、轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部22c、基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部22d構(gòu)成。
[0053]轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算部22a從前方環(huán)境識(shí)別裝置34接收所識(shí)別的行駛道路的坐標(biāo)位置。而且，計(jì)算出前方注視距離(本車速度V ·設(shè)定時(shí)間）Zs處的轉(zhuǎn)彎半徑Rs，輸出給轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部22c、基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部22d。在此，如圖6所示，若將前方行駛道路的預(yù)先設(shè)定的距離Zs的坐標(biāo)設(shè)為（Xs，Zs)，例如可以通過下式（I)計(jì)算出前方注視距離(本車速度V ·設(shè)定時(shí)間）Zs處的轉(zhuǎn)彎半徑Rs。
[0054]Rs= (Xs2+Zs2) / (2 · Xs) (I)
[0055]方向盤操縱速度計(jì)算部22b從方向盤操縱角傳感器32接收方向盤操縱角δ H，通過對該方向盤操縱角S H進(jìn)行微分處理而計(jì)算出方向盤操縱速度（dSH/dt)，輸出到基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部22d。
[0056]轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部22c從轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算部22a接收轉(zhuǎn)彎半徑Rs。而且，例如對（Ι/Rs)進(jìn)行根據(jù)預(yù)定時(shí)間常數(shù)的低通濾波的濾波處理，除去噪聲、誤差，進(jìn)而進(jìn)行絕對值處理等，計(jì)算出轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值Dj，輸出到基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部22d。
[0057]基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算單元22d從轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算部22a接收轉(zhuǎn)彎半徑Rs，從方向盤操縱速度計(jì)算部22b接收方向盤操縱速度（d δ H/dt)，從轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部22c接收轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值Dj。而且，按照如下方式計(jì)算基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Δ Ta，輸出到輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部23。具體來講，根據(jù)下式（2)計(jì)算第一計(jì)算值xl。
[0058]xl= I Kl · (1/R) I - I K2 · Cd δ H/dt) I (2)
[0059]在此，Kl、K2是預(yù)先設(shè)定的常數(shù)。
[0060]而且，對該第一計(jì)算值xl，執(zhí)行根據(jù)下式（3)、（4)、（ 5)的飽和函數(shù)處理，求出第二計(jì)算值x2。
[0061]xl ^ Ctl ：x2=Ctl (3)
[0062]xl ^ O ：x2=0 (4)
[0063]xl為上述以外的值：x2=xl (5)
[0064]在此，Ctl是預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等設(shè)定的常數(shù)。
[0065]另一方面，基于（Ι/Rs)，進(jìn)行根據(jù)下式（6)、（7)、（8)的符號(hào)處理，計(jì)算出表示轉(zhuǎn)彎方向的第三計(jì)算值x3。
[0066]SIGN (1/Rs) > O ：x3= + I (6)
[0067]SIGN (1/Rs) < 0 ：x3= - I (7)
[0068]1/Rs=0 ：x3=0 (8)
[0069]在此，SIGN(1/Rs)表示 1/Rs 的符號(hào)。
[0070]將第二計(jì)算值x2和第三計(jì)算值x3相乘,計(jì)算出第四計(jì)算值x4= (χ2 · x3)。
[0071]而且，按照轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值Dj，根據(jù)下式（9)、（10)，設(shè)定基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta。
[0072]Dj ( Ct2 (轉(zhuǎn)向前的直行狀態(tài)）：Δ Ta=x4 (9)
[0073]Dj > Ct2 (無法視為轉(zhuǎn)向前的直行狀態(tài)時(shí)）：Λ Ta=O (10)
[0074]在此，Ct2為預(yù)先根據(jù)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等設(shè)定的常數(shù)。
[0075]即，基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta是從直行行駛狀態(tài)向轉(zhuǎn)彎行駛轉(zhuǎn)換時(shí)朝著降低朝向方向盤操縱方向的基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值I Tb I的方向進(jìn)行校正而使得對方向盤操縱角δ H的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置，因此在第一計(jì)算值xl中，如式（2)所示，減去表示方向盤操縱過程的I Κ2 · Cd δ H/dt) I運(yùn)算項(xiàng)而進(jìn)行計(jì)算。
[0076]另外，本控制歸根結(jié)底是通過方向盤操縱特性的中立位置附近的不靈敏區(qū)寬度中的控制將對方向盤操縱角δ H的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置，因此成為如同通過式（3)、（4)、(5)的飽和函數(shù)計(jì)算的第二計(jì)算值χ2那樣的收斂的值。[0077]輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部23從基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定部21接收基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb，從基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部22的基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部22d接收基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量Λ Ta。而且，例如根據(jù)下式（11 )，用基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量Λ Ta校正基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb后作為控制量(輔助轉(zhuǎn)矩Ta)輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部12a。
[0078]Ta=Tb +Δ Ta (11)
[0079]如此，基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部22具備輔助轉(zhuǎn)矩校正單元的功能，輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部23具有輔助轉(zhuǎn)矩校正單元、轉(zhuǎn)向控制單元的功能。
[0080]接下來，利用圖3、圖4的流程圖說明上述的方向盤操縱控制部20中執(zhí)行的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制。
[0081]首先，在步驟（以下，簡稱S)101中，讀入必要的參數(shù)，即車速V、方向盤操縱角δΗ、方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts、前方的行駛道路形狀的坐標(biāo)等。
[0082]接著，進(jìn)入S102，在基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定部21中，如上所述參照預(yù)先設(shè)定的映射關(guān)系(例如，圖5所示)，基于車速V和方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts設(shè)定基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb。
[0083]接著，進(jìn)入S103，在基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部22中，按照后述的圖4的流程圖計(jì)算基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量Λ Ta。
[0084]然后，進(jìn)入S104，在輔助轉(zhuǎn)矩計(jì)算部23中，根據(jù)前述的式（11)，計(jì)算輔助轉(zhuǎn)矩Ta，輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部12a并退出程序。
[0085]在上述的S103中執(zhí)行的基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量Λ Ta的計(jì)算，如圖4的流程圖所示，首先在S201中在基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量設(shè)定部22的轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算部22a中，根據(jù)前述的式(I )，計(jì)算前方注視距離Zs處的轉(zhuǎn)彎半徑Rs。
[0086]接下來，進(jìn)入S202，在方向盤操縱速度計(jì)算部22b中，通過對方向盤操縱角δ H進(jìn)行微分處理來計(jì)算方向盤操縱速度（d δ H/dt)。
[0087]接著，進(jìn)入S203，在轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部22c中，對（1/Rs)進(jìn)行根據(jù)預(yù)定時(shí)間常數(shù)的低通濾波的濾波處理，除去噪聲、誤差，進(jìn)而進(jìn)行絕對值處理等，計(jì)算出轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值Dj。
[0088]然后，進(jìn)入S204，在基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量計(jì)算部22d中，根據(jù)前述的式（2)?（10)，計(jì)算基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta并退出程序。
[0089]如此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，基于車速V和方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts設(shè)定基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb，從直行行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，根據(jù)前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑R和方向盤操縱速度（dSH/dt)，計(jì)算出朝著降低朝向方向盤操縱方向的基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值I Tb I的方向進(jìn)行校正而使得對方向盤操縱角δ H的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩Ts的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置的基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta，將基本輔助轉(zhuǎn)矩Tb用基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量ATa進(jìn)行校正之后作為控制量(輔助轉(zhuǎn)矩Ta)輸出給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部12a。因此，尤其無需增加復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或控制，在彎道入口處能夠以同樣的感覺進(jìn)行朝各個(gè)方向的轉(zhuǎn)向，而且能夠減少方向盤修正操縱等操作且無別扭感。
[0090]利用圖7說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基本輔助轉(zhuǎn)矩校正量Λ Ta的計(jì)算示例。例如，如圖7 (a)所示，從直行路左拐的時(shí)候，此時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑R的倒數(shù)（1/R)如圖7 (b)所示。在此，前方注視距離Zs處的（1/R)如實(shí)線所示，本車位置處的（1/R)如虛線所示。另夕卜，此時(shí)的方向盤操縱速度（dS H/dt)的計(jì)算結(jié)果如圖7 (c)所示。而且，基于這些轉(zhuǎn)彎半徑R的倒數(shù)（1/R)、方向盤操縱速度（d δ H/dt)的基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta，尤其根據(jù)前述的式（3)、（4)、（5)的飽和函數(shù)處理被限制在O和Ctl之間，進(jìn)而進(jìn)行根據(jù)式（6)、（7)、（8)的根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向的符號(hào)處理，計(jì)算結(jié)果如圖7 (d)所示。
[0091]S卩，如圖8 (a)所示，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，在方向盤操縱中立位置附近，方向盤產(chǎn)生的方向盤轉(zhuǎn)角和實(shí)際舵角之間存在不靈敏區(qū)。因此，在彎道跟前的直行路上行駛時(shí)，即使橫擺率為0，方向盤轉(zhuǎn)角也不一定為O。例如，圖7 (a)所示，在進(jìn)入左彎道之前的直行時(shí)的舵角，因剛好之前的方向盤操縱或外部干擾，可能取得特性I (圖8 (a)中的點(diǎn)劃線)、特性II (圖8 (a)中的雙點(diǎn)劃線）中的任意一個(gè)特性。
[0092]當(dāng)不靈敏區(qū)偏左時(shí)，如圖8 (b)的IIa的特性(點(diǎn)劃線)所示，在向左打方向盤時(shí)舵力被卸去，可能會(huì)發(fā)生方向盤4打得過大的問題。此時(shí)，如果事先知道向左打方向盤4，則如圖8 (b)的IIb的特性(雙點(diǎn)劃線）所示，設(shè)為進(jìn)行偏右的方向盤操縱時(shí)的特性狀態(tài)。
[0093]換言之，在直行時(shí)，如果將輔助轉(zhuǎn)矩偏置為方向盤或?qū)嶋H舵不能動(dòng)的程度，則方向盤操縱中立位置的不靈敏區(qū)在不靈敏區(qū)寬度不變的情況下左右偏置。不僅如此，如果駕駛者將進(jìn)行用于維持直行的修正舵作為前提，則能夠維持直行的方向盤操縱中立位置的不靈敏區(qū)減少。一般地，從人體工學(xué)來看，比起施力，人更不擅長卸力，因此通過利用基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量Λ Ta校正輔助轉(zhuǎn)矩，從如特性IIa的特性校正為如特性IIb的特性，將方向盤操縱中立位置的不靈敏區(qū)朝轉(zhuǎn)向時(shí)使復(fù)位的修正舵減少的方向減少，由此降低駕駛者的駕駛負(fù)荷，能夠以同樣的感覺進(jìn)行從直行路朝各個(gè)方向的轉(zhuǎn)向，而且能夠減少方向盤修正操縱等操作且無別扭感。
[0094]需要說明的是，在本實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值計(jì)算部22c中計(jì)算轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值Dj，通過比較該轉(zhuǎn)向前直行狀態(tài)判定值Dj和常數(shù)Ct2 (參照式（9)、
(10))來判定轉(zhuǎn)向前的直行狀態(tài)，但是也可以通過轉(zhuǎn)彎指示燈開關(guān)的接通操作來進(jìn)行判定。
[0095]另外，本發(fā)明歸根結(jié)底是從直行路向彎道轉(zhuǎn)換時(shí)的輔助轉(zhuǎn)矩的校正控制，因此例如也可以當(dāng)橫擺率和橫向加速度的絕對值超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，禁止輔助轉(zhuǎn)矩的校正。
【權(quán)利要求】
1.車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于具備： 基本輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定單元，按照車輛的駕駛狀態(tài)將方向盤操縱轉(zhuǎn)矩的輔助轉(zhuǎn)矩設(shè)定為基本輔助轉(zhuǎn)矩； 行駛道路形狀識(shí)別單元，識(shí)別前方行駛道路的形狀； 輔助轉(zhuǎn)矩校正單元，至少基于所述前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑，當(dāng)從直行行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，朝著降低朝向方向盤操縱方向的所述基本輔助轉(zhuǎn)矩的絕對值的方向進(jìn)行校正，使得對方向盤操縱角的方向盤操縱轉(zhuǎn)矩的特性朝方向盤操縱方向的相反側(cè)偏置； 轉(zhuǎn)向控制單元，對致動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，該致動(dòng)器利用所述經(jīng)校正的基本輔助轉(zhuǎn)矩對方向盤操縱轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輔助。
2.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于所述輔助轉(zhuǎn)矩校正單元基于所述前方行駛道路的轉(zhuǎn)彎半徑和方向盤操縱速度計(jì)算所述基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正量，并對所述基本輔助轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正。
3.如權(quán)利要求I或2所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于當(dāng)橫擺率和橫向加速度中的至少一個(gè)的絕對值超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，所述輔助轉(zhuǎn)矩校正單元禁止所述基本輔助轉(zhuǎn)矩的校正。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK103569194SQ201310319553
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】江副志郎 申請人:富士重工業(yè)株式會(huì)社