專利名稱：車輛轉向控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車輛轉向控制裝置。更特別地，本發(fā)明涉及一種車輛轉向控制裝置，該裝置控制一個自動轉向單元，用于相對于一個轉向輸入單元而自動地使轉向車輪轉向，另外還控制一個轉向輔助力產生單元，用于根據車輛的工作狀態(tài)而產生一個轉向輔助力，所述的車輛具有自動轉向單元和轉向輔助力產生單元。
背景技術：
作為一種汽車的車輛轉向控制裝置，如日本專利申請公報No.5-77751所公開的，有一種這樣的轉向控制裝置，該裝置進行主動轉向控制，用于自動地使轉向車輪轉向，另外進行轉向輔助力控制，用于平衡通過主動轉向控制而產生的轉向車輪自動轉向的反作用力。日本專利申請公報No.2000-229579公開了一種用于減少主動轉向系統(tǒng)中產生的轉向反作用力的控制。
根據上述相關技術中的轉向控制裝置，由于通過主動轉向控制而產生的轉向車輪自動轉向的反作用力被平衡，主動轉向控制所產生的轉向反作用力的波動就會被衰減，從而改善了轉向感覺。但是，在進行基于主動轉向控制的自動轉向時，若通過自動轉向而轉動的轉向車輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉，位于主動轉向機構輸出側的轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向也發(fā)生逆轉，從而使轉向反作用力突然變化。因此，從這方面來說，在轉向過程中有產生不愉快感覺的問題。
此外，總所周知，需要計算一個包含轉向系統(tǒng)的慣性項、阻尼項、彈簧項和摩擦項的前饋控制量，作為一個平衡轉向反作用力的控制量，另外基于該前饋控制量和基于轉向力矩的反饋控制量的總和，通過控制動力轉向單元而進行轉向輔助力控制。但是，由于轉向系統(tǒng)中的摩擦力大小和產生時間不能夠精確地計算得到，即使包含摩擦項的前饋控制量也不能防止由于在轉向系統(tǒng)中摩擦力的作用方向發(fā)生逆轉而使轉向反作用力突然變化。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種車輛轉向控制裝置，該裝置能夠通過減少轉向系統(tǒng)中摩擦力作用方向的逆轉對轉向反作用力的影響，而進一步改善轉向感覺。
作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有以下結構的車輛轉向控制裝置。該車輛轉向控制裝置包含一個轉向輸入單元，該單元由駕駛員操作，一個自動轉向單元，該單元相對于轉向輸入單元而自動地使轉向車輪轉向，還有一個轉向輔助力產生單元，該單元用于產生一個轉向輔助力。若在自動轉向中轉向方向發(fā)生逆轉，由自動轉向單元和轉向輔助力產生單元的至少一個所進行的轉向控制就會被改變，以衰減駕駛員必需的操縱力的波動，這種波動是由于轉向車輪的實際轉向方向發(fā)生逆轉而引起的。
另外也提供了根據本發(fā)明另一方面的一種車輛轉向控制裝置。該車輛轉向控制裝置包含一個由駕駛員操縱的轉向輸入單元，一個相對于轉向輸入單元而自動地使轉向車輪轉向的自動轉向單元，一個產生轉向輔助力的轉向輔助力產生單元，以及一個控制器，該控制器在自動轉向中轉向方向發(fā)生逆轉時，改變由自動轉向單元和轉向輔助力產生單元的至少一個所進行的轉向控制，以衰減駕駛員必需的操縱力的波動，這種波動是由于轉向車輪的實際轉向方向發(fā)生逆轉而引起的。
根據上述的車輛轉向控制裝置，若在自動轉向中轉向的轉向車輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉，由自動轉向單元和轉向輔助力產生單元中的至少一個所進行的轉向控制就會被改變，以衰減駕駛員必需的操縱力的波動，這種波動是由于轉向車輪的實際轉向方向發(fā)生逆轉而引起的。因此，駕駛員所必需的操縱力的波動——這種波動是由于轉向車輪的轉動方向發(fā)生逆轉而產生的——就會得到衰減，從而使駕駛員感覺到的轉向力矩的波動也得到衰減。因此，轉向感覺得到改善。
相比于在自動轉向中轉向車輪的實際轉動方向沒有發(fā)生逆轉的情況，若所述的轉動方向發(fā)生逆轉，由轉向輔助力產生單元所產生的轉向輔助力會增大。
根據上述的結構，若在自動轉向中轉向車輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉，相比于轉動方向沒有發(fā)生逆轉的情況，轉向輔助力產生單元所產生的轉向輔助力會增大。因此，由于轉向輔助力的增大，相對于自動轉向單元而位于轉向車輪一側上的轉向系統(tǒng)的摩擦力所產生的轉向反力的增大就會被減小，從而使得在自動轉向中轉向車輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉時轉向反作用力可以可靠地被抑制。
在這種情況下，適當的情況是估計一個轉動方向發(fā)生逆轉的逆轉時間區(qū)，由轉向輔助力產生單元產生的轉向輔助力可以在該逆轉時間區(qū)中增大。
此外，在這種情況下，該逆轉時間區(qū)可以被估計為一個包含轉動方向實際發(fā)生逆轉的時期的時間區(qū)。
此外在這種情況下，當轉向輸入單元的操縱速度和轉向車輪通過自動轉向而轉動的轉動速度大小相等、正負相反(假定向左或向右為正)時，該時刻可以被估計為轉動方向實際發(fā)生逆轉的時刻。
此外，通過檢測轉向力矩和計算目標轉向輔助力，從而目標轉向輔助力與轉向力矩之間的比率在逆轉時間區(qū)中要大于正常狀態(tài)中的比值，由轉向輔助力產生單元產生的轉向輔助力可以增大。
此外，適當的做法是估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛的行駛狀態(tài)不穩(wěn)定，計算出通過轉動轉向車輪而穩(wěn)定車輛行駛狀態(tài)的目標自動轉向量，至少要根據該目標自動轉向量而控制自動轉向單元，預測目標自動轉向量的變化，并根據該目標自動轉向量的預測變化以及實際變化而估計一個逆轉時間區(qū)。
此外，在上述的車輛轉向控制裝置中，若轉向車輪通過自動轉向而轉動的實際轉動方向發(fā)生逆轉，適當的做法是使由自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量減小，從而防止實際轉動方向發(fā)生逆轉。
根據上述的結構，若轉向車輪通過自動轉向而轉動的實際轉動方向發(fā)生逆轉，由自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量就會減小，從而防止轉向車輪的轉動方向發(fā)生逆轉。因此，可以可靠地防止了轉向反作用力的突然變化，轉向反作用力的這種突然變化是由于相對于自動轉向單元而位于轉向車輪一側上的轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向發(fā)生逆轉、以及由于由自動轉向所轉動的轉向車輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉而引起的。
在這種情況下，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，相比于車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況，適當的做法是使自動轉向單元如此自動地轉動轉向車輪穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，并減小由自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量。
根據上述的結構，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，相比于車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況，自動轉向單元就會如此自動地轉動轉向車輪穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，并減小由自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量。因此，由自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量的減小就會防止車輛行駛狀態(tài)的穩(wěn)定性受到嚴重的干擾。這樣，相對于自動轉向量沒有減小的情況，這種情況可以更可靠地穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)。
此外在這種情況下，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性較高，自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量也可以不減小。
此外，在上述的車輛轉向控制裝置中，適當的做法是估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性較高，計算出通過轉動轉向車輪而穩(wěn)定車輛行駛狀態(tài)的目標自動轉向量，至少要根據該目標自動轉向量而控制自動轉向單元，根據轉向操作量的變化率的符號與轉向操作量的變化率與目標自動轉向量的變化率的總和的符號之間的關系而判定通過自動轉向而轉動的轉向車輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉的情況。
此外，通過估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性較高，計算出通過轉動轉向車輪而穩(wěn)定車輛行駛狀態(tài)的目標自動轉向量，根據該目標自動轉向量而計算出目標自動轉向量的變化率，至少根據該目標自動轉向量的變化率而控制自動轉向單元，并減小目標自動轉向量的變化率，由此可以使由上述自動轉向單元轉動的轉向車輪的自動轉向量減小。
在這種情況下，該目標自動轉向量的變化率可以減小到一個不允許轉向車輪轉向的值。
此外，在上述的車輛轉向控制裝置中，適當的做法是檢測轉向力矩，根據該轉向力矩而計算出一個目標轉向輔助力，并至少根據該目標轉向輔助力而控制轉向輔助力產生單元。
此外，在上述的車輛轉向控制裝置中，適當的做法是估計車輛的行駛狀態(tài)，若車輛的行駛狀態(tài)不穩(wěn)定則計算出可以通過轉動轉向車輪而穩(wěn)定車輛行駛狀態(tài)的目標自動轉向量，并至少根據該目標自動轉向量而控制自動轉向單元。


通過閱讀下述本發(fā)明典型實施例的詳細說明而將會更好地理解本發(fā)明上述的目的、特點、優(yōu)點，技術和工業(yè)意義，其中這些詳細說明和附圖結合，其中圖1是根據本發(fā)明第一個實施例的一種車輛轉向控制裝置的原理框圖，該車輛轉向控制裝置被應用于一臺半自動轉向控制的車輛上，該車輛具有一個自動轉向單元和一個電子動力轉向單元；圖2是一張目標自動轉向量計算控制程序的流程圖，該控制程序由第一個實施例中的轉向控制單元執(zhí)行；圖3是一張顯示橫擺角速度差Δγ和目標相對轉角θrt之間的關系的圖表；圖4是一張輔助轉向力矩控制程序的流程圖，該控制程序由第一個實施例的電子動力轉向控制單元執(zhí)行；圖5是一張逆轉時間區(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，用于判定轉向系統(tǒng)中的摩擦力的作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)；圖6A至6C的圖表每張對應一個車速范圍，顯示了轉向力矩Ts和輔助轉向力矩Tab在正常狀態(tài)控制圖(實線)和逆轉狀態(tài)控制圖(虛線)中的關系；圖7是輔助轉向力矩控制程序的流程圖，該控制程序由本發(fā)明的第二個實施例的電子動力轉向控制單元執(zhí)行；圖8是一張顯示車速V、轉向力矩Ts以及輔助轉向力矩Tab在正常狀態(tài)控制圖中的關系的圖表；圖9是一張顯示車速V、轉向力矩Ts以及輔助轉向力矩Tab在逆轉狀態(tài)控制圖中的關系的圖表；圖10的圖表顯示了符號變化轉向角速度-θsd、實際相對角速度θrd以及預測相對角速度θrad的變化例子，同時也顯示了標志符Fa和Fb的變化；
圖11是一張目標自動轉向量計算控制程序的流程圖，該程序由根據本發(fā)明第三個實施例的一種車輛轉向控制裝置的轉向控制單元所執(zhí)行；以及圖12是一張目標自動轉向量計算控制程序的流程圖，該程序由根據本發(fā)明第四個實施例的一種車輛轉向控制裝置的轉向控制單元所執(zhí)行。
具體實施例方式
在下面的說明中，將結合典型實施例而對本發(fā)明進行詳細的說明。
圖1是根據本發(fā)明的一種車輛轉向控制裝置的原理框圖，該車輛轉向控制裝置被應用于一臺半自動轉向控制的車輛上，該車輛具有一個自動轉向單元和一個電子動力轉向單元。
在圖1中，標號10FL和10FR分別表示車輛12的左前輪和右前輪，而標號10RL和10RR分別表示車輛12的左后輪和右后輪。左前輪和右前輪10FL和10FR為轉向車輪，由一個齒輪齒條式的電子動力轉向單元16通過一個齒條18和轉向拉桿20L和20R所轉動。該電子動力轉向單元響應于駕駛員對方向盤14的操縱而被驅動。
在圖中所示的實施例中，該電子動力轉向單元16具有一個電機22和一個轉換機構24。該轉換機構24被設計為滾珠絲杠式，將電機22的轉動力矩轉換為齒條18的往復力。該電子動力轉向單元16產生一個輔助轉向力，用于驅動齒條18相對于外殼26而運動，從而作用為一個輔助轉向力產生單元，以減輕駕駛員轉向所需的努力。在這應當注意的是該輔助轉向力產生單元可以采用當前技術領域中任何已知的結構。
方向盤14可驅動地通過作為第一轉向軸的一個上轉向軸28A、一個轉動角變化單元30、作為第二轉向軸的一個下轉向軸28B以及一個萬向節(jié)32而連接到電子動力轉向單元16的一個齒輪軸34上。在圖中所示的實施例中，該轉動角變化單元30包含一個電機36，用于輔助轉動和驅動。電機36在外殼36A的一側上與上轉向軸28A的下端連接，而在轉子36B的一側上與下轉向軸28B的上端連接。
通過這種方式，該轉動角變化單元30可轉動地驅動第二轉向軸相對于第一轉向軸而運動，從而作用為一個自動轉向單元，以相對于方向盤14而輔助地轉動和驅動作為轉向輪的左前輪和右前輪10FL和10FR。
特別地，在正常狀態(tài)下，一個保持電流流經電機36，以防止外殼36A和轉子36B相對轉動，從而使轉動角變化單元30將下轉向軸28B相對于上轉向軸28A的角度(下文中將簡稱為“相對轉角”)保持為0。另一方面，在自動轉向狀態(tài)下，電機36主動地使下轉向軸28B相對于上轉向軸28A而轉動，從而不依賴駕駛員的轉向操作而自動地使左前輪和右前輪10FL和10FR轉向。
上轉向軸28A上有一個轉向角傳感器40和一個力矩傳感器42。轉向角傳感器40檢測上轉向軸的轉動角，作為轉向角θs。力矩傳感器42檢測轉向力矩Ts。下轉向軸28B上有一個轉向角傳感器44，用于檢測下轉向軸28B的轉動角，作為左前輪和右前輪的實際轉向角θa。從傳感器40、42和44的輸出被輸入到一個轉向控制單元46中。由車速傳感器48檢測的指示車速V的信號以及由橫擺角速度傳感器50檢測的指示車輛橫擺角速度γ的信號也被輸入到該轉向控制單元46中。
指示轉向角θa的一個信號和指示車速V的一個信號也從轉向控制單元46中輸入到一個可變轉動角控制單元52中，用于控制轉動角變化單元30。一個指示轉向力矩Ts的信號和指示車速V的信號也從該轉向控制單元46中輸入到一個電子動力轉向(電子PS)控制單元54中，用于控制電子動力轉向單元16。由轉向角傳感器44檢測的指示轉向角θa的信號被用于在自動轉向完成后使左前輪和右前輪10FL和10FR的直行位置與方向盤14的中性位置一致。
如后面將要說明的，轉向控制單元46計算車輛的一個目標橫擺角速度γt，并計算下轉向軸28B相對于上轉向軸28A的一個目標相對轉角θr，作為轉動角變化單元30的一個目標自動轉向量，即，用于減小目標橫擺角速度γt和由橫擺角速度傳感器50檢測到的車輛橫擺角速度γ之間的差Δγ。然后，該轉向控制單元46輸出一個指示目標相對轉角θr的指令信號到可變轉動角控制單元52中。
轉向控制單元46根據該目標相對轉角θr而計算一個修正的轉向力矩Te，用于平衡通過由轉動角變化單元30的操作而進行的自動轉向而傳遞到轉向輪14的反作用力矩。然后，該轉向控制單元46輸出一個指示該修正轉向力矩Te的指令信號到電子動力轉向控制單元54中。
當駕駛員進行正常的轉向操作時，可變轉動角控制單元52使轉動角變化單元30的相對轉角保持為O。若指示目標相對轉角θr的信號從轉向控制單元46中被輸入到該可變轉動角控制單元52中，該可變轉動角控制單元52就根據該目標相對轉角θr而控制轉動角變化單元30的電機36，使得下轉向軸28B相對于上轉向軸28A而轉動目標相對轉角θr。左前輪和右前輪10FL和10FR從而自動地轉向，而車輛的橫擺角速度差Δγ減小。這樣，正在轉彎中的車輛的行駛穩(wěn)定性得到了改善。
電子動力轉向控制單元54根據轉向力矩Ts和車速V而計算出一個輔助轉向力矩Tab，以減輕駕駛員為轉向所做的努力。該電子動力轉向控制單元54計算該輔助轉向力矩Tab和從轉向控制單元46輸入的經過修正的轉向力矩Te的總和，作為目標輔助轉向力矩Ta。另外，該電子動力轉向控制單元54根據該目標輔助轉向力矩Ta而控制電子動力轉向單元16的電機22。該電子動力轉向控制單元54從而輔助了駕駛員的轉向操作，并平衡了在自動轉向中由轉動角變化單元30的操作而產生的反作用力矩。
特別地，如后面將要說明的，轉向控制單元46估計出通過自動轉向而轉動的前輪的轉動方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域，并相比于正常狀態(tài)下的輔助轉向力矩，在該逆轉時間區(qū)域中增大由電子動力轉向單元16所產生的輔助轉向力矩。該轉向控制單元46從而在通過自動轉向而轉動的前輪的轉動方向發(fā)生逆轉時減小了轉向力矩的變化量，防止了轉向力矩的突然變化，并改善了轉向感覺。
雖然在圖1中沒有詳細描述，但轉向控制單元46、可變轉動角控制單元52以及電子動力轉向控制單元54每一個都具有一個CPU、一個ROM、一個RAM以及一個輸入/輸出單元。轉向控制單元46、可變轉動角控制單元52以及電子動力轉向控制單元54每一個都由一個驅動電路和一個微型計算機所組成，其中在該微型計算機中，CPU、ROM、RAM和輸入/輸出單元都通過雙向總線而相互連接。轉向角傳感器40和44、力矩傳感器42以及橫擺角速度傳感器50都基于車輛向左轉的轉向量為正的假設而分別檢測轉向角θs和θa、轉向力矩Ts以及橫擺角速度γ。
下面，將結合如圖2所示的流程圖而詳細說明由轉向控制單元46執(zhí)行的目標自動轉向量計算控制程序?；谌鐖D2所示的流程圖的該控制通過關閉點火開關(圖中沒有示意)而開始，并以預定的時間間隔而重復執(zhí)行。
首先在步驟10，一個指示轉向角θs之類的信號被讀入。然后在步驟20，(i)在該轉向角θs的基礎上計算出前輪的實際轉向角δ，(ii)根據如下公式(1)而計算出車輛的一個目標橫擺角速度γt，以及(iii)計算出目標橫擺角速度γt和檢測的橫擺角速度γ之間的差值Δγ(＝γt-γ)。在公式(1)中，H和Kh分別代表車輛的輪距和穩(wěn)定性因子。
γt＝V×δ/{(1+Kh×V2)×H}…(1)在步驟30，在橫擺角速度差Δγ的基礎上，通過對應于如圖3圖表所示的圖而計算出轉動角變化單元30的一個目標自動轉向量，即，下轉向軸28B相對于上轉向軸28A的目標相對轉角θrt。
在步驟40，根據下面的公式(2)而計算出一個修正的轉向力矩Te，作為用于平衡由轉動角變化單元30通過自動轉向而產生的反作用力矩的前饋控制量。
Te＝Iθrtdd+Cθrtd+Kθrt…(2)在這應當注意的是I表示從轉動角變化單元30到車輪的轉向系統(tǒng)的轉動慣量，C表示從轉動角變化單元30到車輪的轉向系統(tǒng)的阻尼系數，K表示從轉動角變化單元30到車輪的轉向系統(tǒng)的彈性模量，而θrtd和θrtdd分別表示目標相對轉動角θrt的一次微分和二次微分。
在步驟50，一個指示目標相對轉角θrt的指令信號被傳遞到可變轉動角控制單元52中。在步驟60，一個指示修正的轉向力矩Te的指令信號被傳遞給電子動力轉向控制單元54。
雖然在圖中沒有顯示，可變轉角控制單元52一旦從轉向控制單元46中接收到指示目標相對轉角θrt的指令信號，就會通過控制電機36而使下轉向軸28B相對上轉向軸28A轉動目標相對轉角θrt。這樣，左前輪和右前輪10FL和10FR就會自動轉向。
下面，將結合如圖4所示的流程圖而對第一個實施例中電子動力轉向控制單元54所執(zhí)行的一個輔助轉向力控制程序進行說明。基于如圖4所示的流程圖的該控制同樣也是通過關閉點火開關(圖中沒有顯示)而開始，并以預定的時間間隔而重復執(zhí)行。
首先在步驟110，一個指示由轉矩傳感器42檢測的轉向力矩Ts的信號被讀入。然后，在步驟120中，程序根據在下文將詳細說明的如圖5所示的流程圖而判斷是否已經進入到轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的逆轉時間區(qū)域中。若在步驟120的判斷結果為負，程序就會轉到步驟150。另一方面，若在步驟120的判斷結果為正，程序就會轉到步驟160。
在步驟150，根據車速V，一個對應于如圖6A至6C中的實線所示的一個圖表的正常狀態(tài)控制圖被選中。在步驟160，根據轉向力矩Ts和車速V，一個對應于如圖6A至6C中的虛線所示的一個圖表的逆轉狀態(tài)控制圖被設定并被選中。
在這種情況下，與逆轉狀態(tài)控制圖類似，對應于由如圖6A至6C中實線所示的一個圖表的正常狀態(tài)控制圖首先根據車速V而被選中。若此時假設轉向力矩Ts等于Tsi，逆轉狀態(tài)控制圖就會被設定成經過轉向力矩Ts等于Tsi且輔助轉向力矩Tab等于Tabi的那點，而關于轉向力矩Ts的輔助轉向力矩Tab的斜率大于正常狀態(tài)控制圖中對應的斜率。
在步驟170，根據轉向力矩Ts，從在步驟150或160中選中的圖，計算出一個輔助轉向力矩Tab，作為減輕駕駛員轉向努力的一個反饋控制量。從圖6A至6C中可以看出，不管正常狀態(tài)控制圖還是逆轉狀態(tài)控制圖被選中，輔助轉向力矩Tab都會被計算成其隨著轉向力矩Ts增大而增大，而在假定轉向力矩Ts恒定時，其隨著車速的增大而減小。
在步驟180，一個從轉向控制單元46中輸入、指示修正的轉向力矩Te的信號被讀入。在步驟190，計算出電子動力轉向單元16的一個目標輔助轉向力矩Ta，作為輔助轉向力矩Tab和修正轉向力矩Te的總和。在步驟200，根據該目標輔助轉向力矩Ta，計算出電子動力轉向單元16的一個目標驅動電流，用于驅動電機22，根據該目標驅動電流而控制電機22。
下面將結合如圖5所示的流程圖而對一個判定轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域的程序，即，在上述步驟120中執(zhí)行的程序而進行說明。
若假定θr(＝θa-θs)代表轉動角變化單元30的實際相對角度，可建立如下所示的公式(3)。若假設θsd、θad和θrd分別代表轉向角速度、實際轉向角速度和實際相對角速度，可建立如下所示的公式(4)。當前輪通過轉動角變化單元30進行的自動轉向而發(fā)生轉動方向逆轉時，實際轉向角速度為零?？梢詮南旅娴墓?4)中確定出前輪通過自動轉向而轉動方向發(fā)生逆轉的時間，作為如下所示公式(5)建立的一個時間，即，轉向角速度θsd和實際相對角速度θrd大小相等且符號相反的時間。這個判定與轉向的方向即轉向角速度θsd的符號無關。
θs+θr＝θa…(3)θsd+θrd＝θad…(4)θsd＝-θrd…(5)在步驟122，首先計算出一個轉向角速度θsd，例如，作為臨時對轉向角θs進行微分而獲得的一個值，然后計算出實際相對角速度θrd，作為臨時對轉動角變化單元30的實際相對轉角θr進行微分而獲得的一個值。
在步驟124，根據如下所示的公式(6)而計算出轉動角變化單元30的一個預定的相對角速度θrad。在公式(6)中，θrdd代表通過對轉動角變化單元30的實際相對角度θr進行兩次微分而獲得的一個值，而Tm代表轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向發(fā)生逆轉之前和之后的一個目標浮動時間。
θrad＝θrd+θrdd×Tm…(6)在步驟126中，程序判斷轉向角速度θsd和實際相對角速度θrd的乘積是否為負，即，轉向角速度θsd和實際相對角速度θrd的符號是否相反。若在步驟126中的判斷結果為負，程序就會立即轉到步驟132。另一方面，若在步驟126中的判斷結果為正，程序就會轉到步驟128。
在步驟128中，程序判斷轉向角速度θsd的絕對值是否小于實際相對角速度θrd的絕對值。若在步驟128的判斷結果為正，在步驟130中標志符Fa就被設定為1。若在步驟128中的判斷結果為負，在步驟132中標志符Fa就被重設為0。
在步驟134中，程序判斷轉向角速度θsd和預測的相對角速度θrad的乘積是否為負，即，轉向角速度θsd和預測的相對角速度θrad的符號是否相反。若在步驟134中的判斷結果為負，程序就會立即轉到步驟140。另一方面，若在步驟134中的判斷結果為正，程序就會轉到步驟136。
在步驟136中，程序判斷轉向角速度θsd的絕對值是否小于預測相對角速度θrad的絕對值。若在步驟136的判斷結果為正，在步驟138中標志符Fb就被設定為1。另一方面，若在步驟136中的判斷結果為負，在步驟140中標志符Fb就被重設為0。
在步驟142中，程序判斷標志符Fa和Fb是否一致。若在步驟142中的判斷結果為負，程序就會判定已經進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，然后程序和轉到步驟160。另一方面，若步驟142中的判斷結果為正，程序就會轉到步驟144。
在步驟144中，程序判斷標志符Fa和Fb從不一致轉變到一致的期間是否經過了該目標浮動時間Tm。若在步驟144中的判斷結果為正，程序就會判定還沒有進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，然后程序轉到步驟150。另一方面，若步驟144中的判斷結果為負，程序就會判定已經進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，然后程序轉到步驟160。
因此，根據圖中所示的實施例，在步驟20和30中計算出轉動角變化單元30的一個目標自動轉向量，即，下轉向軸28B相對于上轉向軸28A的一個目標相對轉角θrt，作為令左前輪和右前輪自動轉向而使車輛的橫擺角速度γ等于目標橫擺角速度γt并允許車輛穩(wěn)定轉向的一個目標控制量。這樣，在步驟40中，就可以計算出一個修正的轉向力矩Te，用于平衡通過自動轉向由轉動角變化單元30產生的反作用力矩。
然后在步驟120至170，計算出一個輔助轉向力矩Tab，作為用于減輕駕駛員轉向努力的一個反饋控制量。在步驟180和190，計算出電子動力轉向單元16的一個目標輔助轉向力矩Ta，作為輔助轉向力矩Tab和修正轉向力矩Te的總和。在步驟200，根據該目標輔助轉向力矩Ta而對電子動力轉向單元16的電機22進行控制。
在這種情況下，若在步驟120中判斷出還沒有進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，在步驟150和170就會從正常狀態(tài)控制圖中計算出一個輔助轉向力矩Tab。另一方面，若在步驟120中判斷出已經進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，在步驟160就會設定逆轉狀態(tài)控制圖，并從該圖中計算出一個輔助轉向力矩Tab。這樣，相比于正常狀態(tài)的情況，輔助轉向力矩Tab與轉向力矩Ts之間的比值就會增大，而目標輔助轉向力矩Ta也就增大。因此，不管駕駛員向哪個方向對車輛實施轉向，在轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時候，駕駛員實施轉向所需的力就會減小，從而改善轉向感覺。
根據圖中所示的實施例，與逆轉狀態(tài)控制圖類似，對應于由如圖6A至6C中實線所示的圖表的正常狀態(tài)控制圖首先根據車速V而被選中。若此時假設轉向力矩Ts等于Tsi，逆轉狀態(tài)控制圖就會被設定成經過轉向力矩Ts等于Tsi且輔助轉向力矩Tab等于Tabi的那點，而關于轉向力矩Ts的輔助轉向力矩Tab的斜率大于正常狀態(tài)控制圖中對應的斜率。這樣，由于圖的變換，輔助轉向力矩Tab就可以被防止突然發(fā)生變化。因此，與下面將要說明的本發(fā)明的第二個實施例的情況相比，在本實施例中能夠更理想地改善轉向感覺。
圖7是由根據本發(fā)明第二個實施例的車輛轉向控制裝置中的電子動力轉向控制單元所執(zhí)行的輔助轉向力矩控制程序的流程圖。參照圖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字表示。
在第二個實施例中，若在步驟120中判斷出還沒有進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，在步驟S150中就會根據車速V而從對應圖8所示的圖表的多個正常狀態(tài)控制圖中選出一個用于計算輔助轉向力矩Tab的圖。若在步驟120中判斷出已經進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，在步驟160中就會根據車速V而從對應圖9所示的圖表的多個正常狀態(tài)控制圖中選出一個用于計算輔助轉向力矩Tab的圖。
在第二個實施例中輔助轉向力矩控制程序的其他步驟，即，步驟120和170至200，以及由轉向控制單元執(zhí)行的目標自動轉向量計算控制程序的步驟(圖2)，都完全與在上述的第一個實施例中的情況那樣以相同的方式實現。
因此，根據圖中所示的第二個實施例，若在轉向力矩Ts為恒定時進入到轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的逆轉時間區(qū)域中，輔助轉向力矩Tab就會被計算成一個比在正常狀態(tài)下的力矩更大的值，而目標輔助轉向力矩Ta也隨之增大。因此，與上述第一個實施例的情況類似，不管駕駛員向哪個方向令車輛轉向，在轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時候，駕駛員所需的轉向力的變化量可以減小，因而能夠改善轉向感覺。
特別地，根據圖中所示的第二個實施例，在步驟160中預設的逆轉狀態(tài)控制圖中的一個根據車速V而被選中。在這種情況下，由于此時逆轉狀態(tài)控制圖不是根據轉向力矩Ts設定的，因此，與上述第一個實施例的情況相比，在這可以更加容易地計算出一個用于逆轉狀態(tài)控制的輔助轉向力矩Tab。
根據圖中所示的第一和第二個實施例，轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域被設定在自動轉向方向實際逆轉的時間周圍，而輔助轉向力矩Ta在整個逆轉時間區(qū)域中都增大。因此，對比于下面的這種情況——其中判定出自動轉向的方向已經發(fā)生逆轉，而從判定出逆轉的時刻開始目標輔助轉向力矩Ta已經增大了一段預定的時間——在這，轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉時駕駛員所需的轉向力的變化量可以更可靠地得到減小，沒有響應延遲。
特別地，根據圖中所示的第一和第二個實施例，在圖5所示的流程圖中的步驟124中計算出轉動角變化單元30的一個預測的相對角速度θrad。在步驟126至132，根據轉向角速度θsd和轉動角變化單元30的實際相對角速度θrd而判斷出自動轉向的方向發(fā)生逆轉。在步驟134至140，根據轉向角速度θsd和轉動角變化單元30的預測相對角速度θrad，比實際逆轉提前了目標浮動時間Tm而預先判斷出自動轉向方向發(fā)生逆轉的情況。
在步驟142和144，在預測地判定自動轉向方向的逆轉的時刻與判定從自動轉向方向實際逆轉后經過了目標浮動時間Tm的時刻之間的這個時間區(qū)域被設定成轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的逆轉時間區(qū)域。然后，做出步驟120中的判定。
例如，圖10的圖表顯示了轉向角速度-θsd、實際相對角速度θrd和預測相對角速度θrad的符號變化例子，以及標志符Fa和Fb的變化例子。如圖10所示，預測相對角速度θrad在相位上比實際相對角速度θrd提前一個目標浮動時間Tm。
在圖10中假設了在時刻t1時預測相對角速度θrad變得比改變符號的轉向角速度-θsd大，而在時刻t2時實際相對角速度θrd變得比改變符號的轉向角速度-θsd大，而在時刻t4時預測相對角速度θrad變得比改變符號的轉向角速度-θsd小，在時刻t5時實際相對角速度θrd變得比改變符號的轉向角速度-θsd小。
在這種情況下，實際變化標志符Fa和預測變化標志符Fb一直指示為0，直到時刻t1。但是，預測變化標志符Fb在時刻t1時變?yōu)?，實際變化標志符Fa在時刻t2變?yōu)?。此外，預測變化標志符Fb在時刻t4時變?yōu)?，實際變化標志符Fa在時刻t5變?yōu)?。
在時刻t1到時刻t2的區(qū)域中，實際變化標志符Fa和預測變化標志符Fb不一致，這樣在步驟142中的判斷結果為負，因而判定出已經進入到逆轉時間區(qū)域中。在經過了目標浮動時間Tm之后的時刻t2到時刻t3的區(qū)域中，在步驟142和144中的判斷結果分別為正和為負，因而判定出已經進入到逆轉時間區(qū)域中。
同理，在時刻t4到時刻t5的區(qū)域中，實際變化標志符Fa和預測變化標志符Fb不一致，這樣在步驟142中的判斷結果為負，因而判定出已經進入到逆轉時間區(qū)域中。在經過了目標浮動時間Tm之后的時刻t5到時刻t6的區(qū)域中，在步驟142和144中的判斷結果分別為正和為負，因而判定出已經進入到逆轉時間區(qū)域中。
因此，逆轉時間區(qū)域被設定成在自動轉向方向發(fā)生逆轉的時刻t2和t5周圍，長度為目標浮動時間Tm的兩倍。這樣，輔助轉向力矩Ta就可以在自動轉向方向實際逆轉時的一段預定時間內可靠地增大，因而使在轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉時駕駛員所需的轉向力的變化量能夠可靠地被減小，而沒有響應延遲。
圖11是由根據本發(fā)明的第三個實施例的車輛轉向控制裝置的轉向控制單元所執(zhí)行的一個目標自動轉向量計算控制程序的流程圖?；谌鐖D11所示的流程圖的這種控制也是通過關閉點火開關(圖中沒有顯示)而開始，并以預定的時間間隔重復執(zhí)行。
在第三個實施例中，首先在步驟310，一個指示轉向角θs或類似的信號被讀入。在步驟320，如在上述的第一個和第二個實施例中的類似，計算出車輛的一個目標橫擺角速度γt，以及計算出該目標橫擺角速度γt和檢測到的橫擺角速度γ之間的差Δγ(＝γt-γ)。
在步驟330，根據如下所示的公式(7)，在橫擺角速度差Δγ的基礎上，計算出轉動角變化單元30的一個目標自動轉向量，即，下轉向軸28B相對于上轉向軸28A而轉動的一個目標相對轉角θrt。在公式(7)中，N代表轉向傳動比。
θrt＝Δγ(1+KhV2)N×H/V…(7)在步驟340，根據如下所示的公式(8)，計算出轉動角變化單元30的一個臨時目標相對轉動角速度θrtdp。在公式(8)中，ΔT表示如圖11的流程圖所示的循環(huán)時間。
θrtdp＝θrt/ΔT…(8)在步驟350中，程序判斷橫擺角速度差Δγ的絕對值是否大于一個參考值A(一個正的常數)，即，車輛的不穩(wěn)定程度是否增大。若步驟350的判斷結果為正，程序就會立即轉到步驟380。另一方面，若步驟350的判斷結果為負，程序就會轉到步驟360。
在步驟360中，程序判斷轉向角速度θsd和轉向角速度θsd與臨時目標相對轉動角速度θrtdp的和的乘積是否為負，即，轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向是否正在發(fā)生逆轉。若步驟360的判斷結果為正，在步驟370中就會把轉動角變化單元30的一個目標相對轉動角速度θrtd設定成改變符號的轉向角速度-θsd。另一方面，若步驟360的判斷結果為負，在步驟380中就會把轉動角變化單元30的一個目標相對轉動角速度θrtd設定成臨時目標相對轉動角速度θrtdp。
步驟390和410分別與上述的第一和第二個實施例中的步驟40和60同樣的方式執(zhí)行。在步驟400中，一個指示目標相對轉動角速度θrtd的指令信號被傳遞到可變轉動角控制單元52中。該可變轉動角控制單元52進行這樣的控制，使得轉動角變化單元30的相對轉動角速度變得與目標相對轉動角速度θrtd相等。
根據第三個實施例，在步驟320中計算出一個橫擺角速度差Δγ。然后在步驟330中，計算出轉動角變化單元30的一個目標相對轉角θrt，用于穩(wěn)定車輛的轉動狀態(tài)。然后在步驟340中，計算出轉動角變化單元30的一個臨時目標相對轉動角速度θrtdp。然后在步驟S350中，程序判斷車輛的轉動狀態(tài)是否為不穩(wěn)定。然后在步驟S360中，程序判斷通過自動轉向的前輪的實際轉動方向是否相對于轉向操作的方向而發(fā)生逆轉。然后，若步驟350和360的判斷結果分別為負和為正，程序就會轉到步驟370。另一方面，若步驟350和360的判斷結果分別為正和為負，程序就會轉到步驟380。
因此，在車輛轉動狀態(tài)不穩(wěn)定的時候若通過自動轉向的前輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉，轉動角變化單元30的一個目標相對轉動角速度θrtd就會減小并在步驟370中被設定為改變符號的轉向角速度-θsd。這樣，轉向角速度θsd和目標相對轉動角速度θrtd的和為零，使得前輪不會轉動。這樣，通過自動轉向而轉動的前輪的實際轉動方向就被防止發(fā)生逆轉，而轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向也被防止發(fā)生逆轉。因此，駕駛員所需的轉向力就被防止突然發(fā)生變化，從而改善了轉向感覺。
另外，根據圖中所示的第三個實施例，當車輛的不穩(wěn)定程度較高，若把更多的重點放在車輛的穩(wěn)定性上，而非轉向感覺的改善上，在步驟350中的判斷結果為正。然后在步驟380中，轉動角變化單元30的目標相對角速度θrtd沒有被減小，而被設定為臨時目標相對轉動角速度θrtdp。因此，轉動角變化單元30的相對轉角θr被可靠地控制為等于目標相對轉角θrt，因此車輛的穩(wěn)定性可以有效地得到改善。
特別地，根據圖中所示的第三個實施例，即使步驟350的判斷結果為負，只要步驟360的判斷結果為負，程序就會轉到步驟380。因此，在車輛的轉動狀態(tài)較為穩(wěn)定時，若通過自動轉向而轉動的前輪的實際轉動方向沒有逆轉，轉動角變化單元30的目標相對轉動角速度θrtd沒有被減小，而被設定為臨時目標相對轉動角速度θrtdp。因此，車輛的轉動狀態(tài)可以被有效地防止變得不穩(wěn)定。
圖12是由根據本發(fā)明第四個實施例的一種車輛轉向控制裝置的轉向控制單元所執(zhí)行的一個目標自動轉向量計算程序的流程圖。參照圖12，要注意的是那些與如圖11所示相同的步驟被標以相同的數字。
在第四個實施例中，除了對應于上述第三個實施例的步驟350之外，其他的步驟被以與第三個實施例的相同的方式執(zhí)行。
根據第四個實施例，若步驟360的判斷結果為正，即，若判定出通過自動轉向而轉動的前輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉，通過自動轉向而轉動的前輪的實際轉動方向就會可靠地被防止發(fā)生逆轉，而轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向也會由于前輪的實際轉動方向的逆轉而可靠地被防止發(fā)生逆轉。駕駛員所需的轉向力從而被防止突然變化，從而改善了轉向感覺。另外，相比于上述第三個實施例的情況，在這自動轉向的控制也可以更加容易地進行。
特別地，根據上述的第三和第四個實施例，在步驟340中，根據目標相對轉動角速度θrt而計算出轉動角變化單元30的一個臨時目標相對轉動角速度θrtdp。在步驟360中，程序在轉動角速度θsd和該臨時目標相對轉動角速度θrtdp的基礎上，判斷出通過自動轉向而轉動的前輪的實際轉動方向是否發(fā)生逆轉。因此，相比于根據轉向角速度θsd和實際相對轉動角速度θrd而做出判斷的這種情況，在這可以提前判斷出通過自動轉向而轉動的前輪的實際轉動方向是否發(fā)生逆轉。因此，減小自動轉向量的控制可以更加有效地進行，而沒有響應延遲。
雖然在這結合了特定的實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但很明顯，對于那些本領域中的熟練技術人員來說，本發(fā)明并不被限制于上述的實施例中，因此在本發(fā)明的范圍內還可以有其他的實施例。
例如，在上述的實施例中，圖中的一個被這樣選中，其中使得輔助轉向力矩Tab與轉向力矩Ts之間的比率隨著修正轉向力矩Te的增大而增大，即，隨著自動轉向控制量的增大而增大。但是，只要輔助轉向力矩Tab是從一個圖中計算得出，其中輔助轉向力矩Tab與轉向力矩Ts之間的比率在自動轉向過程中要大于在非自動轉向過程的比率，適當的是只有一個圖可供自動轉向選擇。
在上述的實施例中，指示目標相對轉角θr的指令信號被輸出到可變轉動角控制單元52中，而指示目標輔助轉向力矩Ta的指令信號被輸出到電子動力轉向控制單元54中。但是，被輸出到可變轉動角控制單元52中的指令信號也可以作為對應于上述的目標相對轉角θr的一個值，而指示用于驅動電機36的一個目標驅動電流。此外，被輸出到電子動力轉向控制單元54中的指令信號也可以作為對應于上述的目標輔助轉向力矩Ta的一個值，而指示用于驅動電機22的一個目標驅動電流。
在上述的實施例中，用于平衡通過轉動角變化單元30的自動轉向而產生的反作用力矩的修正轉向力矩Te是根據上述的公式(2)而計算得出的。但是，該修正轉向力矩Te也可以是根據當前技術領域中任一種已知的方法而計算得出。特別地，若被輸出到可變轉動角控制單元52中的指令信號是對應于目標相對轉角θr的一個值、用于驅動電機36的目標驅動電流時，該修正轉向力矩Te可以被修改成在用于驅動電機36的該目標驅動電流的基礎上而計算得出。
在上述的實施例中，作為一個轉向輔助力產生裝置的該電子動力轉向單元16位于關于作為一個輔助轉動裝置的轉動角變化單元30的轉向輪一側。但是，該轉向輔助力產生裝置也可以位于關于該輔助轉動裝置的方向盤的一側。
在上述的實施例中，作為一個用于平衡通過轉動角變化單元30的自動轉向而產生的反作用力矩的前饋控制量的修正轉向力矩Te被計算出，作為用于減輕駕駛員轉向努力的一個反饋控制量的輔助轉向力矩Tab是在轉向力矩Ts和車速V的基礎上被計算得出，而電子動力轉向單元16的目標輔助轉向力矩Ta被計算為輔助轉向力矩Tab和修正轉向力矩Te兩者的和。但是，上述的前饋控制量也可以被省略。
在上述的實施例中，當駕駛員進行一個正常的轉向操作時，可變轉動角控制單元52將轉動角變化單元30的相對轉角保持為0。但是，在正常轉向操作時，若沒有進行自動轉向，轉動角變化單元30可以被用于作為一個符合車輛行駛情況的傳動比變換單元，例如，使得下轉向軸28B的轉角與上轉向軸28A的轉角之間的比率隨著車速的增大而減小。
在上述的實施例中，轉向輪的目標轉向量是用于減小車輛實際橫擺角速度與車輛目標橫擺角速度之間的差的一個目標轉向量。但是，轉向輪的目標轉向量也可以是用于使車輛沿著一條巡航線路而行駛的一個目標轉向量，如日本專利申請公報No.11-73597所公開的。若通過激光雷達或類似的方法而檢測到車輛前方有障礙，轉向輪的該目標轉向量可以是用于避開車輛前方障礙的一個目標轉向量，例如，如日本專利申請公報No.10-31799所公開的。另外，轉向輪的目標轉向量也可以是不同于上述的任何一種目標轉向量。
在上述的實施例中，轉動角變化單元30由可變轉動角控制單元52所控制，電子動力轉向單元16由電子動力轉向控制單元54所控制，而可變轉動角控制單元52和電子動力轉向控制單元54由轉向控制單元46所控制。但是，將這些控制單元中的至少兩個集成為一個控制單元也是可以的。
雖然上面結合了典型實施例而對本發(fā)明加以說明，但是應當理解的是本發(fā)明并不受限于這些典型實施例或結構。相反，本發(fā)明旨在囊括各種各樣的改動和等價的布置。另外，雖然上述的典型實施例的各種元件以各種組合和結構而展示，這些都是典型的，但是其他的組合和結構，包括更多、更少或僅有一個元件的，也是在本發(fā)明的精神和范圍之內。
權利要求
1.一種車輛轉向控制裝置，其特征在于包括一個轉向輸入單元，該單元由駕駛員操作；一個自動轉向單元，該單元使轉向輪相對于轉向輸入單元而自動地轉向；以及一個轉向輔助力產生單元，該單元產生一個轉向輔助力，其中若判定出通過自動轉向轉動方向逆轉，由自動轉向單元和轉向輔助力產生單元的至少一個所進行的轉向控制被改變，以衰減駕駛員所需的操作力的波動，這種波動是由于轉向輪的實際轉動方向逆轉而產生的。
2.根據權利要求1的車輛轉向控制裝置，其中檢測出一個轉向力矩，根據該轉向力矩計算出一個目標轉向輔助力，以及至少根據該目標轉向輔助力而對轉向輔助力產生單元進行控制。
3.根據權利要求1或2的車輛轉向控制裝置，其中估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛的行駛狀態(tài)不穩(wěn)定，則計算出一個目標自動轉向量，用于通過轉動轉向輪而穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，以及至少根據該目標自動轉向量而對自動轉向單元進行控制。
4.根據權利要求1至3的任何一條的車輛轉向控制裝置，其中，若判定出通過自動轉向而轉動的轉向輪的實際轉動方向逆轉，與沒有發(fā)生逆轉的情況相比，由轉向輔助力產生單元產生的轉向輔助力被增大。
5.根據權利要求4的車輛轉向控制裝置，其中估計出轉動方向逆轉的一個逆轉時間區(qū)域，以及由轉向輔助力產生單元產生的一個轉向輔助力在該逆轉時間區(qū)域中被增大。
6.根據權利要求5的車輛轉向控制裝置，其中該逆轉時間區(qū)域被估計為這樣的一個時間區(qū)域，它包括轉動方向實際逆轉的時刻周圍的區(qū)域。
7.根據權利要求5或6的車輛轉向控制裝置，其中假定向左轉或向右轉的方向為正，當轉向輸入單元的操作速度和通過自動轉向而轉動的轉向輪的轉動速度大小相等而正負相反時，這個時刻被估計為轉動方向實際逆轉的時刻。
8.根據權利要求5至7的任一條的車輛轉向控制裝置，其中通過檢測到一個轉向力矩和計算出一個目標轉向輔助力，使目標轉向輔助力與轉向力矩之間的比率在逆轉時間區(qū)域中要大于在正常狀態(tài)下的比率，使得由轉向輔助力產生單元產生的轉向輔助力增大。
9.根據權利要求5至8的任一條的車輛轉向控制裝置，其中估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，則計算出一個目標自動轉向量，以通過轉動轉向輪而穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，至少根據該目標自動轉向量而控制自動轉向單元，預測出目標自動轉向量的變化，以及根據目標自動轉向量的預測變化和目標自動轉向量的實際變化而估計出一個逆轉時間區(qū)域。
10.根據權利要求1至3中任一條的車輛轉向控制裝置，其中若判斷出轉動方向正在被逆轉，由自動轉向單元轉向的轉向輪的一個自動轉向量被減小，以防止通過自動轉向而轉動的轉向輪的實際轉動方向發(fā)生逆轉。
11.根據權利要求10的車輛轉向控制裝置，其中若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，相比于車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況，由自動轉向單元轉向的轉向輪的自動轉向量的減小量被減小。
12.根據權利要求10的車輛轉向控制裝置，其中若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，由自動轉向單元轉向的轉向輪的自動轉向量不被減小。
13.根據權利要求1的車輛轉向控制裝置，其中估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，則計算出一個目標自動轉向量，以通過轉動轉向輪而穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，至少根據該目標自動轉向量而控制自動轉向單元，根據轉向操作量的變化率的符號和轉向操作量的變化率與目標自動轉向量的變化率的和的符號之間的關系，對通過自動轉向而轉動的轉向輪的實際轉動方向被逆轉的情況作出判定。
14.根據權利要求1的車輛轉向控制裝置，其中通過估計出車輛的行駛狀態(tài)，若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定性較高，則計算出通過轉動轉向車輪而穩(wěn)定車輛行駛狀態(tài)的目標自動轉向量，根據該目標自動轉向量而計算出目標自動轉向量的變化率，至少根據該目標自動轉向量的變化率而控制自動轉向單元，并減小目標自動轉向量的變化率，由此使由上述自動轉向單元轉向的轉向車輪的自動轉向量減小。
15.根據權利要求14的車輛轉向控制裝置，其中目標自動轉向量的變化率被減小到不允許轉向輪轉動的一個值。
16.一種車輛轉向控制裝置，包括一個轉向輸入單元，該單元由駕駛員操作；一個自動轉向單元，該單元使轉向輪相對于轉向輸入單元而自動地轉向；以及一個轉向輔助力產生單元，該單元產生一個轉向輔助力；以及一個控制器，該控制器判斷通過自動轉向的實際轉動方向是否逆轉，若判定出通過自動轉向的轉動方向被逆轉，改變由自動轉向單元和轉向輔助力產生單元的至少一個所進行的轉向控制，以衰減駕駛員所需的操作力的波動，這種波動是由于轉向輪的轉動方向發(fā)生逆轉而產生的。
17.根據權利要求16的車輛轉向控制裝置，其中若判斷出通過自動轉向而轉動的轉向輪的實際轉動方向被逆轉，相比于轉動方向沒有被逆轉的情況，該控制器增大由轉向輔助力產生單元產生的一個轉向輔助力。
18.根據權利要求16的車輛轉向控制裝置，其中若判斷出轉動方向正在被逆轉，該控制器減小通過自動轉向而轉動的轉向輪的自動轉向量，以防止通過自動轉向而轉動的轉向輪的實際轉動方向被逆轉。
19.根據權利要求18的車輛轉向控制裝置，其中自動轉向單元自動地轉向轉向輪以穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)；若車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較高，與車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定程度較低的情況相比，控制器減小通過自動轉向而轉向的轉向輪的自動轉向量的減小量。
全文摘要
通過減小轉向系統(tǒng)的摩擦力作用方向的逆轉對轉向反作用力的影響而改善轉向感覺。計算出允許車輛穩(wěn)定轉向的轉動角變化單元的一個目標相對轉角，在該目標相對轉角的基礎上，車輛的前輪通過自動轉向而轉動。但是，若判定出已經進入到由于通過自動轉向而轉動的前輪的轉動方向發(fā)生逆轉而導致的轉向系統(tǒng)摩擦力作用方向發(fā)生逆轉的時間區(qū)域中，就會設定一個逆轉狀態(tài)控制圖，并根據該圖而計算出一個輔助轉向力矩。這樣，相比于正常狀態(tài)，輔助轉向力矩與轉向力矩之間的比率就會增大，從而使輔助轉向力矩增大。
文檔編號B62D6/00GK1701018SQ200480000821
公開日2005年11月23日 申請日期2004年3月1日 優(yōu)先權日2003年3月6日
發(fā)明者橫田尚大 申請人:豐田自動車株式會社