转向控制装置与方法

专利名称：转向控制装置与方法
转向控制装置与方法
背景技术：
本发明涉及车辆转向控制技术领域，尤其涉及电子转向控制系统。
如在日本Kokai专利申请号Hei 10[1998]- 217988中描述的传统 线控转向系统中，计算与检测到的路面反作用力成比例的转向反作用 力校正量，并将该转向反作用力校正量加到转向反作用力中，以便将 路面状况传递给驾驶员。
但是，在现有技术的车辆转向装置中，例如，当车辆进行L形 转弯而要求方向盘能够迅速响应时，或当方向盘回正(turnback)时 由于路面不平整而导致传递来自路面的冲击力的情况下，将会突然地 产生瞬时转向力，该产生的转向力可能会妨碍方向盘的回正，这是我 们所不希望的。
在日本Kokai专利申请号Heil0[1998]-217988所述的车辆转向 装置中，特别地，在转向力计算单元中，根据转向力传感器检测到的 结果，计算施加于转向柱(转向轴)的转向力(T)。同时，计算在 所施加转向力(T)方向上用以使转向轴转动的控制量(aT)(相当 于转向力传动比系数)。
然而，在该传统的车辆转向装置中，是将由转向反作用力传感 器测得的路面反作用力传递至转向反作用力上的，例如，当车辆进行 L形转弯时要求方向盘能够迅速回正时，如果由于路面不平整(如坑 洞)造成轮胎下陷，则因来自转向反作用力传感器的信号而会妨碍对 方向盘的快速操作，这是我们所不希望的(参见图7)。若未应用本 发明的实施例，则会发生这种情况，这是这样的原因造成的即，由 于加上转向反作用力以消除来自路面的影响，所以转向力会突然增 大，这使得驾驶员难以进行快速反应。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种在车辆中使用的转向控制装 置，所述车辆具有接收转向输入的方向盘，以及根据方向盘的位置使 车轮在路面上进行转向的电子控制转向单元。该转向控制装置包括 反作用力装置，其与方向盘接合，并且响应控制信号以向方向盘施加 转向反作用力；以及控制器，其适于根据方向盘的运动与路面反作用 力而产生控制信号。当所述方向盘转向时，控制器根据所述路面反作 用力改变控制信号以增大所述转向反作用力，并且当所述方向盘回正 时，控制器根据所述路面反作用力改变控制信号以减小所述转向反作 用力。
根据本发明的另一方面，提供一种用于控制车辆转向的方法， 所述车辆具有方向盘和反作用力装置，所述反作用力装置响应转向力
控制信号以向所述方向盘施加转向反作用力。所述方法包括如下步 骤根据路面反作用力与增益计算所述转向力控制信号；判断所述方 向盘处于转向状态还是回正状态；以及当所述方向盘处于转向状态时 将所述增益设为较高值。


此处参考附图进行说明，在各附图中相同的参考标号表示相同 的部分，其中-
图l为根据本发明第一实施例的车辆转向系统的示意性系统图。 图2A为根据本发明第一实施例的车辆转向装置的离合器的详 细剖视图。
图2B为根据本发明第一实施例的车辆转向装置的电缆柱(cable column)的详细剖视图。
图2C为根据本发明第一实施例的车辆转向装置的转矩传感器 的详细剖视图。
图3为根据本发明第一实施例的路面反作用力反馈增益(Gf) 的设定方法的流程图。
图4为与路面反作用力(F)对应的路面反作用力反馈增益(Gf)的曲线图。
图5为与转向角速度de/dt对应的变量Li的曲线图。 图6为与车辆速度(V)对应的变量L2的曲线图。 图7为在方向盘的转向和回正操作中与转向角对应的转向力的 曲线图。
图8为根据本发明第一实施例的在方向盘的转向和回正操作中 与转向角对应的转向力的曲线图。
图9为示出用于设定(YD)的曲线图。 图IO为示出用于设定(Gy)的曲线图。
图ll为根据本发明第二实施例的在方向盘的转向和回正操作中 与转向角对应的转向力的曲线图。
图12为示出根据本发明第三实施例的路面反作用力反馈增益 (Gf)的设定方法的流程图。
图13为与横摆率vi/和转向角对应的转动极限判断的曲线图。
具体实施例方式
图1为示出根据本发明第一实施例的车辆转向装置的总体系统 图。图2 A 2C分别为根据本发明第一实施例的车辆转向装置的离 合器、电缆柱(cable column)以及转矩传感器的各部分详细剖视图。 该车辆转向装置包括反作用力装置、辅助装置、电子控制转向装置和
控制器。
反作用力装置具有转向角传感器1、编码器2、转矩传感器3和 反作用力电动机5。
转向角传感器1是用于检测方向盘6的角度位置的装置。该转 向角传感器l设于连接电缆柱7与方向盘6的柱轴8a上。BP，转向 角传感器1置于方向盘6与转矩传感器3之间，并且不受因转矩传感 器3的扭转而引起的角度变化的影响，从而转向角传感器1可检测转 向角。在转向角传感器1中采用绝对型解析装置或类似装置(图中未 示出)。
转矩传感器3构成双系统，并且置于转向角传感器1和反作用力电动机5之间。该双系统由两个转矩传感器即转矩传感器3和转矩 传感器12组成。图2C是示出转矩传感器单元的详图。每一个转矩 传感器3具有沿轴线方向延伸的扭杆、与扭杆一端连接并与扭杆同
轴的第一轴、与扭杆另一端连接并与扭杆和第一轴同轴的第二轴、固 定于第一轴的第一磁性体、固定于第二轴的第二磁性体、面向第一磁 性体与第二磁性体的线圈、以及与第一磁性体和第二磁性体共同形成 磁路的第三磁性体。扭杆扭转，使得第一磁性体和第二磁性体之间发 生相对位移，引起线圈电感变化，转矩传感器根据电感检测出扭矩， 从而输出信号。
反作用力电动机5是用于向方向盘6施加反作用力的反作用力 致动器。反作用力电动机5由单转子/单定子型电动机构成，柱轴8a 作为其旋转轴。该电动机的外壳固定于车体上的适当位置处。另外， 采用无刷电动机作为反作用力电动机5，并具有与无刷电动机一起使 用所需要的编码器2和霍尔IC(图中未示出)。如果仅采用霍尔IC， 尽管可以驱动用于产生电动机转矩的电动机，但输出转矩可能有小幅 波动，这样使得转向反作用力感较差。为了进行更平稳的反作用力控 制，将编码器2置于柱轴8a的轴上以控制电动机。结果，可以降低
转矩的小幅波动，这样转向反作用力感得到改善。作为可选方式，也 可以采用解析装置替代编码器2。
辅助装置由电缆柱7与离合器9组成。离合器9置于柱轴8a与 带轮轴8b之间。在本发明第一实施例中的离合器9采用电磁离合器。 图2A为示出了离合器9的详图。当接通电磁离合器的电源时，离合 器9产生磁通量0。此时，由于电枢克服板簧的回复力而被磁吸附到 转子的电刷上，所以，使得作为输入轴的柱轴8a与作为输出轴的带 轮轴8b互相连接。然后，当方向盘6转动时，方向盘6的转动力由 离合器9传递至电缆柱7的带轮上，从而使得电缆柱7的带轮转动。 当电缆柱7的带轮转动时，电缆柱7的带轮的转动力由离合器9传递 至方向盘6上。另外，当断开电磁线圈的电源时，磁通量0)消失， 电枢由于板簧的回复力而与转子分离。即，因为通过改变电磁线圈所 产生的磁通量O而使吸附力发生变化，所以，可以任意设定离合器9的转矩传递容量。此外，也可采用接通电源时使离合器释放的方式。 电缆柱7是这样的机械式后备机构即，该电缆柱迂回以避免 与位于反作用力装置和转向装置之间的部件干涉，并且起到传递转矩 的柱轴的作用。图2B为示出电缆柱单元的详图。在电缆柱7的结构
中，其端部固定在巻轴22上的两根内部电缆沿互相相反的方向缠绕 在这两个巻轴22之上，并且这两根内部电缆插入其中的外管的两端 固定于这两个巻轴的外壳上。
转向装置包括编码器10、转向角传感器11、转矩传感器12、转 向电动机14、转向单元(转向车轮转向单元)15和两个转向车轮16、 16'。
转向角传感器11与转矩传感器12安装于小齿轮轴17上，该小 齿轮轴17的一端连接电缆柱7的带轮，其另一端形成小齿轮。可以 使用用于检测轴的旋转速度的绝对型解析装置或类似装置作为转向 角传感器ll。另外，如同转矩传感器3—样，转矩传感器12也构成 双系统，用以根据电感变化而检测出转矩。转向角传感器ll设于电 缆柱7侧，转矩传感器12设于转向单元15顶ij。结果，当转向角传感 器11检测转向角时，其不受转矩传感器12的扭转而引起的角度变化 的影响。
转向电动机14具有这样的结构g卩，与蜗轮啮合的小齿轮设置 于电动机轴上，该蜗轮设于小齿轮轴17的转向角传感器11与转矩传 感器12的中间位置上，这样，在电动机转动时将转向转矩施加于小 齿轮轴17上。转向电动机14构成具有单转子/双定子结构的双系统。 转向电动机14为无刷电动机，其构成第一和第二转向电动机14。相 似地，与反作用力电动机5—样，由于转向电动机14是无刷电动机， 所以需使用编码器IO和霍尔IC (图中未示出)。
转向单元15具有这样的结构g卩，左右转向车轮16和16'随 小齿轮轴17的转动而转动。该转向单元15具有形成与小齿轮轴 17的小齿轮啮合且插入齿条管15a的齿条的齿条轴15b、与沿车辆左 右两个方向延伸的齿条轴15b的两端结合的转向横拉杆15c、 15c'、 以及一端与转向横拉杆15c、15c'结合且另一端与转向车轮16与16'结合的转向节臂15d、 15d'。
控制器具有这样的双系统设计g卩，该双系统包括两个电源18、
18'，以及执行处理与算术运算的两个控制器19、 19'。
控制器19、 19'接收来自以下部件检测到的信号反作用力装
置的转向角传感器l、编码器2、转矩传感器3、霍尔IC、以及转向 装置的编码器IO、转向角传感器ll、转矩传感器12、霍尔IC和车 辆速度传感器21 (车速检测装置)。
根据各传感器的检测值，控制器19设定反作用力电动机5与转 向电动机14的控制量，控制并驱动各电动机5、 14。另外，在正常 的系统条件下，控制器19释放离合器9。在系统异常的条件下，系 统接合离合器9，以实现方向盘6与转向车轮16、 16'之间的机械连 接。
通过控制器19，采用下式1设定反作用力电动机5的控制量 (Th)，以便计算反作用力电动机的控制量。
Th = KpXe + GfXF... (1)
此处，(Kp)代表转向角反馈增益，e代表转向角，(Gf)代
表路面反作用力反馈增益，(F)代表路面反作用力。公式右侧第一
项是根据转向角e设定的转向反作用力的控制量，公式右侧第二项是 根据路面反作用力(F)设定的控制量，这样可以在转向反作用力中 反映出路面对轮胎作用力的影响。
此处，路面反作用力反馈增益(Gf)随转向状态的变化而变化， 即，路面反作用力反馈增益(Gf)作为转向状态的函数而变化。该 路面反作用力反馈增益(Gf)的数值设定为这样S卩，在方向盘转 向的情况下，通过适当的转向反作用力感将路面感传递给驾驶员。在 方向盘回正操作时，将路面反作用力反馈量设为较小，从而使得方向 盘不受过大冲击力等的妨碍。
路面反作用力反馈增益(Gf)如下所示 Gf (Low) 二(Low) …方向盘回正操作时
Gf (High) =(High) ...方向盘转向操作时
其中(Low) 、 (High)根据以下说明的曲线图(图4)确定，但也可以是预设常数。
另外，在公式(1)右侧，可以根据转向角速度de/dt和转向角 加速度cPe/dP设定控制值。此时，反作用力电动机5的控制量(Th)
根据下式2确定
Th = KpX6 + KdXd,+ KddXd2,2 + GfXF... (2) 此处，Kd与Kdd为预设常数。
下面，讨论路面反作用力反馈增益的设定。图3为示出路面反 作用力反馈增益(Gf)的设定方法的流程图。将在下面对各步骤进 行详述。
在步骤S1中，读取转向角传感器1的信号，然后流程转入步骤S2。
在步骤S2中，由步骤Sl中读入的传感器信号，计萼转向角与 转向角速度(相当于转向角速度检测装置)，并判断方向盘是否处于 回正状态(相当于转向回正判断装置)。若判断结果为YES，则转 入步骤S3;若判断结果为NO，则转入步骤S4。
在步骤S3中，将路面反作用力反馈增益(Gf)设定为Low (相 当于转向反作用力校正装置)，并返回。
在步骤S4中，将路面反作用力反馈增益(Gf)设定为High， 并返回。
图4为用于设定与路面反作用力(F)对应的路面反作用力反馈 增益(Gf)的曲线图。在方向盘回正(Low)的情况下，与方向盘转 向(High)的情况相比，将相对于路面反作用力F的路面反作用力 反馈增益(Gf)设为较小的值。
下面，将讨论设定与转向状态所对应的控制量。当有必要快速 回正方向盘时，为确保第一实施例中驾驶员回正方向盘的操作不受妨 碍，当转向角速度de/dt增加时，降低路面反作用力的反馈量。 路面反作用力反馈增益(Gf)变为如下所示-Gf (Low)=(Low) XL1 ...方向盘回正操作时
Gf (High)= (High) ...方向盘转向操作时
此处，(LI)根据图5所示的曲线图确定。在图5所示的曲线图中，(li)在车辆高速行驶时转向角速度de/dt发生频率高的范围 内具有最大值i，并且该数值Li随着转向角速度de/dt的增大而减小。 当转向角速度de/dt达到紧急避让操作区域时，数值Li达到最小值，
艮卩Ll min。
下面将讨论设定与车辆速度对应的控制量。在第一实施例中， 因为当车辆速度(V)下降时方向盘快速回正情况出现较多，所以， 在低速区域，将方向盘回正操作时的路面反作用力反馈量设定为较小 值。即，车辆速度越高，相对于方向盘的操作，车辆行驶状况更为灵 敏，这样即使在方向盘回正操作时，仍需要进行路面反作用力反馈。 另一方面，在低速区域中的转向区，要求方向盘具有平稳的操作性。 因此，考虑到这种情况，当车辆速度(V)较低时方向盘回正的情况 下，将路面反作用力反馈量设定为较小。
因此，路面反作用力反馈增益(Gf)变为如下所示 Gf (Low) =(Low) XL1XL2 …方向盘回正操作时
Gf (High) =(High) …方向盘转向操作时
此处，(L2)根据图6所示的曲线图确定。在图6所示的曲线 图中，(L2)与车辆速度V成比例的增加。并且这样设定L2的数值 即，当车辆在交通流量高的区域行驶而车辆速度(V)达到发生频率 高的区域时，将L2的值设定为1。
在转向反作用力计算单元中，将设置于转向齿条两端的转向反 作用力传感器的检测结果(Fl) 、 (F2)的平均值作为施加于转向 轴(小齿轮轴)的转向反作用力(F)。在转向轴电动机控制电路中， 根据这些计算结果，利用下式(3)计算出转向轴的转动控制量(Mm)， 并且将与转向轴的转动控制量Mm对应的反作用力控制信号输出至 转向轴电动机中。
Mm = GmX(aT —F) ... (3)
此处，(Gm)表示输出信号的增益的增益系数。 在第一实施例的转向装置中，由于方向盘回正操作时使得路面
反作用力反馈增益(Gf)较小，所以，即使由于路面不平整而引起 路面反作用力瞬间增大，也可以抑制该冲击所带来的转向力变化。因此，可以缓解妨碍方向盘的快速操作的问题(参见图8)，这样驾驶 员能够将方向盘平稳地回正至中间位置。
另外，当转向角速度de/dt值较高时，路面反作用力反馈增益
(Gf)变小。因此，在快速回正的情况下，可以抑制冲击所带来的 转向力变化，从而不妨碍驾驶员的更快速的回正操作。此外，当车辆
速度(V)值较低时，路面反作用力反馈增益(Gf)变小。因此，可
同时实现低速区域中良好的方向盘的操作性和高速区域中良好的车 辆行驶稳定性。
下面，将说明本发明第一实施例的车辆转向装置的效果。在该
车辆转向装置中，接收转向输入的方向盘6与使转向车轮16、 16' 转向的转向单元15在机械上是分离的，并且对方向盘6施加与路面 反作用力F对应的转向反作用力校正量(GfXF)。该车辆转向装置 包括以下部件转向/回正判断装置，其用于判断方向盘6的转向或 回正；以及转向反作用力校正装置，其使得路面反作用力反馈增益 (Gf)在方向盘6回正时比方向盘6最初转向时小。这样，可以抑 制因来自路面的冲击所引起的转向力变化，也可以降低方向盘不起作 用的可能性。
由于转向反作用力校正装置在方向盘6的转向角速度de/dt较高 的情况下使得路面反作用力反馈增益(Gf)较小，所以，可确保不 妨碍驾驶员更快速地回正方向盘6。
由于转向反作用力校正装置在车辆速度V较低的情况下使得路 面反作用力反馈增益(Gf)较小，所以，可以反馈高速区域中的路 面反作用力，同时可以改善低速区域中的方向盘回正的操作性。
在本发明第二实施例中，路面反作用力反馈量根据车辆状态量 进行改变。由于第二实施例的结构与图1与图2所示的第一实施例相 同，因此这里不再重复进行说明。
此外，控制量是根据车辆状态量进行设定的。如果在方向盘回 正操作时将路面反作用力反馈量设定为较小值，则整体的转向反作用 力变得太小。在这种情况下，计算横摆率作为车辆状态量(相当于车 辆状态量检测装置)。同时，也计算相当于或小于路面反作用力反馈量的增益常数(Gy)以及路面反作用力反馈量的减少量(YD)。并 且将该减少量YD加到反作用力电动机5的控制量上，从而可以避免 转向反作用力变得太小。
在第二实施例中，在式2的右侧，根据表示车辆行驶状况的横 摆率vi/设定并相加以得到控制量。因此，反作用力电动机5的控制 量(Th)可由下式(4)表示。
Th= Kpx0+Kdxd,+ Kddxd26/dt2 + Kyxv|/+ GfxF... (4)
下面将讨论计算横摆率的方法。横摆率xi/可以借助于转向角e 和车辆速度(v)以及车辆运动的数学运算，使用下式5而得到。
{Gx n2xTr(s+l/Tr)xe} / (s2+ 2—s+m2) ... (5) G = {l/(l+AxV2)} x(V/L) Tr = (2LrxKr) / (mxLfxV) A = - (m/2L2)x{(LfxKf - LrxKr) x (kfxKr)} 此处，Lf代表重心与前轴之间的距离，Lr代表重心与后齿条之 间的距离，Kf代表前轮拐弯力，Kr代表后轮拐弯力，m代表车辆重 量，s代表拉普拉斯(Laplace)运算符。
于是，将由式5所得到的数值作为横摆率v的估算值。 利用车辆速度(V)，使得下式6中的横向加速度(Yg)与横
摆率(\|/)之间的关系成立。
Yg-vpV …(6) 另外，就路面反作用力(F)而言，当车辆进行无外部干扰的稳 定状态的圆周转动时，下式7的关系成立。
F ^ Yg …(7)
于是，可得到如下关系
F oc \p v ... (7)' 从如图9中所示的曲线图中读取与vi/x(V)对应的(Tf)的High' 值与Low'值，方向盘回正操作时的路面反作用力反馈量的减少量 (YD)变为读取下式8所示(相当于转向反作用力校正值估算装置)。 YD=TfXHigh' —TfXLow' ... (8) 将预设增益常数Gy乘以(YD)所得到的数值加到反作用力电动机5的控制量(Th)上。
此处，(Gy) = (Gf)(参见图10)。
但是本发明并不限于此。例如，也可釆用Gy-AGf，其中，在高 速区域中A4，速度下降时(A)取较小的值。 另外，如上所述，(YD)也可以为
YD = TfxHigh' —TfxLow' xLlxL2 ... (8)'
图11所示为本发明第二实施例(实线)与第一实施例(虚线)
的方向盘回正操作进行比较的示意图。与第一实施例不同，由于在第 二实施例中将相当于路面反作用力反馈量的(YD)加到转向力上。 因此，当路面反作用力变化而未影响横向加速度和横摆作用时，可以 减小由于冲击而引起的转向力变化，并且也可以防止转向力变得太
以下将对第二实施例的车辆转向装置的效果进行说明。除第一 实施例中所说明的效果之外，第二实施例还获得如下效果即，由于
本发明第二实施例的车辆转向装置具有转向反作用力校正值估算装
置，该转向反作用力校正值估算装置根据横摆率vi/对相当于路面反 作用力反馈量的减少量(YD)进行估算，并且转向反作用力校正装 置加上与横摆率v(/对应的转向反作用力的量(GyxYD)。因此，可 以减小转向力的变化，同时也可以防止转向力变得太小。
第三实施例为这样的实例即，当车辆处于转动极限区域时对 路面反作用力反馈量进行校正的实例。在这种情况下，转动极限或转 动极限区域是指轮胎发生横向滑动的状态。此外，由于第三实施例的 结构与图1所示第一实施例相同，所以此处将不再进行详述。
以下将对第三实施例中的路面反作用力反馈增益的设定进行说 明。图12所示为根据第三实施例的路面反作用力反馈增益(Gf)的 设定方法的流程图。以下将对各步骤进行说明。
在步骤Sll中，读取来自转向角传感器11的信号与来自车辆速 度传感器21的信号，然后流程转入步骤S12。
在步骤S12中，由步骤Sll中读入的转向车轮16， 16'的转向 角、车辆速度V以及车辆横摆率vi/等信号，参照图13所示的曲线图判断车辆是否处于转动极限区域(相当于转动极限判断装置)。若判
断结果为YES，则转入步骤S13，若判断结果为NO，则转入步骤S14。 在步骤S13中，将路面反作用力反馈增益(Gf)设定为(High)， 此后流程返回。在步骤S14中，通过在方向盘转向/回正操作中改变 路面反作用力反馈增益(Gf)以进行连续控制，然后流程返回。
此处将对第三实施例的回正操作加以讨论。当车辆处于转动极 限区域时，驾驶员通过校正转向从而校正车辆行驶状况。此时，以高 频率且小幅增量/减量地进行方向盘6的转向/回正。在这种情况下， 将路面反作用力反馈量传递至驾驶员的方案可使驾驶员能够更为轻 松地校正车辆行驶状况。
因此，在本发明第三实施例中，当车辆处于转动极限区域时， 由于可以解除路面反作用力反馈量的校正控制，所以可以将与车辆行 驶状况对应的转向反作用力传递给操作者。因此，随着路面反作用力 反馈量的下降，可以不妨碍操作者进行转向校正。
在第三实施例中，除第一实施例中所讨论的效果之外，所述车
辆转向装置还获得以下附加效果g卩，所述车辆转向装置具有转动极
限区域判断装置，该转动极限区域判断装置用于根据转向车轮16、
16'的转向角以及车辆横摆率V判断车辆是否处于转动极限区域。 当判断车辆处于转动极限区域时，转向反作用力校正装置不减小转向
反作用力校正量，从而通过减小路面反作用力反馈量，驾驶员的转向 校正操作将不受妨碍。
虽然已对上述实施例进行描述，以便更容易地理解本发明。但 本发明并不限于这些公开的实施例，相反，其本意是覆盖包括在所附 权利要求的精神与范围内的各种变形和等同装置，对所附权利要求的 范围作最广泛的解释，以便包括法律所允许的所有变形与等同结构。
例如，也可采用横向加速度作为车辆状态量。然而，由于通常 横摆率比横向速度变化更快，从系统响应的角度来看，优选地采用横 摆率。另外，在本发明第一实施例中，横摆率是利用式1进行计算的。 但是也可利用来自横摆率传感器的检测值进行计算。此外，控制器可 以包括分布于多个处理器之中的控制功能。本申请基于2004年12月2日提交的日本专利申请 No.2004-350371，该申请的全部内容在此以引用的方式并入本文。
权利要求
1. 一种在车辆中使用的转向控制装置，所述车辆具有接收转向输入的方向盘以及电子控制转向单元，所述电子控制转向单元根据所述方向盘的位置使车轮在路面上进行转向，所述转向控制装置包括反作用力装置，其与所述方向盘接合，并响应控制信号以向所述方向盘施加转向反作用力；以及控制器，其适于根据所述方向盘的运动与路面反作用力而产生控制信号，其中，所述控制器根据所述路面反作用力改变所述控制信号，以增大所述转向反作用力，并且所述控制器确定所述转向反作用力在所述方向盘转向时比所述方向盘回正时大。
2. 如权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述控制器对所 述方向盘的角速度作出响应，并且还适于将所述控制信号作为所述方 向盘角速度的函数进行改变。
3. 如权利要求2所述的转向控制装置，其中，在所述转向角速 度较高时，所述控制器改变所述控制信号以减小所述转向反作用力。
4. 如权利要求1所述的转向控制装置，还包括车辆速度传感器， 其中，所述控制器对所述车辆速度传感器作出响应，并且还适于将所 述控制信号作为车辆速度的函数进行改变。
5. 如权利要求3所述的转向控制装置，其中，在车辆速度较低 时，所述控制器改变所述控制信号以减小所述转向反作用力。
6. 如权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述控制器还适 于计算车辆状态量，并根据所述车辆状态量估算转向力校正值，所述 控制器将所述控制信号作为所述估算出的转向力校正值的函数进行 改变。
7. 如权利要求6所述的转向控制装置，其中，所述控制器改变所述控制信号，以使所述转向反作用力增加所述转向力校正值。
8. 如权利要求6所述的转向控制装置，其中，所述车辆状态量 是根据车辆速度与车辆横摆的信息进行计算的。
9. 如权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述控制器还适 于根据各车轮的角度以及车辆的横摆率判断车辆是否处于转动极限，并且当所述控制器确定车辆处于转动极限时，所述控制器不减小所述 转向反作用力。
10. —种车辆，包括(a) 方向盘，其接收来自操作者的转向输入；(b) 电子控制转向装置，其根据所述方向盘的位置使车轮在路面 上迸行转向；(c) 反作用力装置，其与所述方向盘接合，并且响应控制信号以 向所述方向盘施加转向反作用力；以及(d) 控制器，其适于根据所述方向盘的运动与路面反作用力而产 生控制信号，其中，当所述方向盘转向时，所述控制器根据所述路面 反作用力改变所述控制信号，以增大所述转向反作用力，并且当所述 方向盘回正时，所述控制器根据所述路面反作用力改变所述控制信号， 以减小所述转向反作用力。
11. 如权利要求IO所述的转向控制装置，其中，所述控制器对 所述方向盘的角速度作出响应，并且还适于将所述控制信号作为所述 方向盘角速度的函数进行改变。
12. 如权利要求11所述的转向控制装置，其中，在所述转向角 速度较高时，所述控制器改变所述控制信号以减小所述转向反作用力。
13. 如权利要求IO所述的车辆转向控制装置，还包括车辆速度 传感器，其中，所述控制器对所述车辆速度传感器作出响应，并且还 适于将所述控制信号作为车辆速度的函数进行改变。
14. 如权利要求13所述的转向控制装置，其中，在车辆速度较 低时，所述控制器改变所述控制信号以减小所述转向反作用力。
15. 如权利要求IO所述的转向控制装置，其中，所述控制器还 适于计算车辆状态量，并根据所述车辆状态量估算转向力校正值，所 述控制器将所述控制信号作为所述估算出的转向力校正值的函数进 行改变。
16. 如权利要求15所述的转向控制装置，其中，所述控制器改 变所述控制信号，以使所述转向反作用力增加所述转向力校正值。
17. 如权利要求IO所述的车辆转向控制装置，其中，所述控制 器还适于根据各车轮的角度以及车辆横摆率判断车辆是否处于转动 极限，并且当所述控制器确定车辆处于转动极限时，所述控制器不减 小所述转向反作用力。
18. —种在车辆中使用的转向控制装置，所述车辆具有方向盘 和反作用力装置，所述反作用力装置响应转向力控制信号以向所述方 向盘施加转向反作用力，所述转向控制装置包括-转向力校正装置，其根据路面反作用力与增益计算所述转向力 控制信号；判断装置，其判断所述方向盘处于转向状态还是回正状态；以及控制装置，其当所述方向盘处于转向状态时将所述增益设为较高值。
19. 一种用于控制车辆转向的方法，所述车辆具有方向盘和反 作用力装置，所述反作用力装置响应转向力控制信号以向所述方向盘 施加转向反作用力，所述方法包括根据路面反作用力与增益计算所述转向力控制信号； 判断所述方向盘处于转向状态还是回正状态；以及 当所述方向盘处于转向状态时将所述增益设为较高值。
20. 如权利要求19所述的方法，还包括 确定所述方向盘的角速度；以及当所述方向盘的角速度较高时将所述增益设为较低值。
21. 如权利要求19所述的方法，还包括 确定车辆速度；以及当车辆速度较低时将所述增益设为较低值。
22. 如权利要求19所述的方法，还包括 计算车辆状态量；根据车辆状态量估算转向反作用力校正值；以及 将所述转向反作用力校正值加到所述转向力控制信号中。
23. 如权利要求19所述的方法，还包括 判断车辆是否处于转动极限；以及 当车辆处于转动极限时将所述增益设为预定较高值。
全文摘要
本发明公开一种车辆转向控制装置，在方向盘回正操作时，该车辆转向控制装置能够抑制伴随从路面传递而来的冲击所带来的转向力变化。该车辆转向控制装置是线控车辆转向装置，其中，方向盘接收转向输入，并将该转向输入电子传送至用于使车轮转向的转向单元中。并且，向方向盘施加与路面反作用力F对应的转向反作用力校正量(Gf×F)。另外，该装置包括用于检测方向盘的转向/回正状态的转向/回正传感器，并且在方向盘的回正过程中，使得路面反作用力反馈增益Gf比方向盘初始转向时小。
文档编号B62D119/00GK101421147SQ200580000897
公开日2009年4月29日 申请日期2005年12月1日 优先权日2004年12月2日
发明者原一男, 江口孝彰 申请人:日产自动车株式会社