转向意向确定装置、车辆控制装置、转向辅助装置和转向辅助系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种确定驾驶员的转向意向的转向意向确定装置，和一种基于驾驶员的转向意向而执行在车辆侧上控制的车辆控制装置。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，已知基于确定的驾驶员的转向状态(打舵转向状态、回舵转向状态或转向保持状态)而在车辆侧上执行控制的技术。例如，日本专利申请公开N0.2004-175122公开了一种根据通过对转向操作期间的转向角度的时间微分值(转向角速度)和转向扭矩的乘积积分获得的功率确定关于转向盘的驾驶员转向状态，以及通过使用该确定的结果执行转向控制的技术。下文日本专利申请公开N0.6-219312公开了一种用于当转向扭矩的一阶导数和二阶导数每个都等于或小于预定值时，就确定驾驶员的转向状态为转向保持状态的技术。
[0003]当执行转向操作时，驾驶员在转向状态后具有转向意向(执行打舵转向意图、执行回舵转向的意图或执行转向保持的意图)。因而，在所确定的转向状态的改变定时与他或她的转向意向的改变定时不同的情况下，驾驶员可能对通过根据该转向状态执行的在车辆侧上的控制感觉不适。期望精确地确定驾驶员的转向意向，以便抑制这种不适感。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种能够精确地确定驾驶员的转向意向的转向意向确定装置、一种车辆控制装置、一种转向辅助装置和一种转向辅助系统。
[0005]本发明的第一方面涉及一种转向意向确定装置。该转向意向确定装置包括:转向类型辨别值计算单元，其被配置成基于在驾驶员在转向盘上转向操作期间的转向角速度和转向扭矩的乘积，以及在转向操作期间的转向扭矩的时间微分值和转向角度的乘积，计算表示驾驶员对转向盘的转向类型的转向类型辨别值；以及转向意向确定单元，其被配置成在转向类型辨别值等于或大于预定值的情况下确定驾驶员具有打舵转向意向，在转向类型辨别值小于预定值并且转向角速度的绝对值小于预定角速度的情况下确定驾驶员具有转向保持意向，并且在转向类型辨别值小于预定值并且转向角速度的绝对值等于或大于预定角速度的情况下确定驾驶员具有回舵转向意向。
[0006]本发明的第二方面涉及一种车辆控制装置。该车辆控制装置，包括:转向类型辨别值计算单元，其被配置成基于在驾驶员在转向盘上转向操作期间的转向角速度和转向扭矩的乘积，以及在转向操作期间的转向扭矩的时间微分值和转向角度的乘积，计算表示驾驶员对转向盘的转向类型的转向类型辨别值；转向意向确定单元，其被配置成在转向类型辨别值等于或大于预定值的情况下确定驾驶员具有打舵转向意向，在转向类型辨别值小于预定值并且转向角速度的绝对值小于预定角速度的情况下确定驾驶员具有转向保持意向，并且在转向类型辨别值小于预定值并且转向角速度的绝对值等于或大于预定角速度的情况下确定驾驶员具有回舵转向意向；以及车辆控制单元，其被配置成基于确定的驾驶员的转向意向执行在车辆侧上的控制。
[0007]本发明的第三方面涉及一种转向辅助装置。该转向辅助装置包括:ECU，其被配置成基于转向盘的转向角速度和关于转向盘的转向扭矩的乘积，以及转向盘的转向角度和关于转向盘的转向扭矩的时间微分值的乘积计算辨别值，并且基于该辨别值计算辅助扭矩；以及转向辅助单元，其被配置成基于该辅助扭矩辅助转向盘。
[0008]本发明的第四方面涉及一种转向辅助系统。该转向辅助系统包括:计算单元，其被配置成基于转向盘的转向角速度和关于转向盘的转向扭矩的乘积，以及转向盘的转向角度和关于转向盘的转向扭矩的时间微分值的乘积计算辨别值；转向确定单元，其被配置成基于辨别值确定转向类型；以及装置，其被配置成基于由转向确定单元确定的转向类型，执行在车辆侧上的控制，其中转向类型包括转向盘打舵的第一转向类型、保持转向盘的转向角度的第二转向类型和转向盘回舵的第三转向类型，并且该转向确定单元在辨别值等于或大于预定值的情况下确定转向类型为第一转向类型，在辨别值小于预定值并且转向角速度的绝对值小于预定值的情况下确定转向类型为第二转向类型，并且在辨别值小于预定值并且转向角速度的绝对值等于或大于预定值的情况下确定转向类型为第三转向类型。
[0009]在上述方面中，转向意向确定单元在确定驾驶员具有转向保持意向的情况下，如果转向角度的绝对值小于预定角度就可确定驾驶员的转向意向为在直线行驶期间的转向保持意向，并且如果转向角度的绝对值等于或大于预定角度，就可确定驾驶员的转向意向是在转弯期间的转向保持意向。
[0010]在上述方面中，与在确定驾驶员的转向意向是转向保持意向的情况相比，在确定驾驶员的转向意向是打舵转向意向的情况下，可允许相对于转向角度的变化量的转弯状态量的变化量更大。
[0011 ] 在上述方面中，车辆侧控制单元可在确定驾驶员的转向意向是回舵转向意向的情况下，根据相对于在从转向保持意向转变为回舵转向意向的时间点处的转向角度的转弯状态量和车辆特性，设置相对于转向角度的变化量的转弯状态量的变化量。
[0012]在上述方面中，车辆侧控制单元与在确定驾驶员的转向意向是打舵转向意向的情况下相比，在确定驾驶员的转向意向是转向保持意向的情况下，可允许电动转向装置的辅助扭矩更大。
[0013]在上述方面中，车辆侧控制单元可在确定驾驶员的转向意向是回舵转向意向的情况下，根据相对于在从转向保持意向转变为回舵转向意向的时间点处的转向角度的转弯状态量和车辆特性，设置相对于转向角度的变化量的电动转向装置的辅助扭矩的变化量。
[0014]根据上述方面，能够提供能够精确地确定驾驶员的转向意向的转向意向确定装置、车辆控制装置、转向辅助装置和转向辅助系统。
【附图说明】
[0015]下面将参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同标识符指示相同元件，并且其中:
[0016]图1是例示根据本发明的转向意向确定装置和车辆控制装置所应用的车辆示例的图不;
[0017]图2是示出转向意向确定的方框图；
[0018]图3是示出转向意向确定的流程图；
[0019]图4是示出转向意向确定的特定示例的流程图；
[0020]图5是例示左转弯期间的驾驶员的转向意向的过渡示例的图示；
[0021]图6是例示左转弯期间基于转向扭矩和转向角度之间的对应关系的驾驶员的转向意向的过渡示例的图示；
[0022]图7是涉及辅助控制的方框图；
[0023]图8是示出辅助控制的流程图；
[0024]图9是示出辅助控制期间关于转向扭矩的转向角度的增益特征的图示；
[0025]图10是示出辅助控制期间关于转向扭矩的转向角度的相位特征的图示；
[0026]图11是涉及前轮转弯特征控制(转向特征控制)的方框图；
[0027]图12是示出前轮转弯特征控制(转向特征控制)的流程图；
[0028]图13是例示在前轮转弯特征控制期间的打舵转向意图时以及转向保持意图时的齿轮比图谱示例的图示；
[0029]图14是例示在前轮转弯特征控制期间的打舵转向意图时以及转向保持意图时的微分增益图谱示例的图示；
[0030]图15是示出在前轮转弯特征控制期间相对于转向角度的横摆率(yawrate)的增益特征的图示；
[0031]图16是示出在前轮转弯特征控制期间相对于转向角度的横摆率的相位特征的图示;
[0032]图17是例示在前轮转弯特征控制期间回舵转向意向时相对于转向角度的目标前轮转向角度的特征示例的图示；
[0033]图18是例示在前轮转弯特征控制期间回舵转向意向时相对于转向角度的目标前轮转向角度的特征示例的图示；
[0034]图19是例示在前轮转弯特征控制期间回舵转向意向时相对于转向角度的目标前轮转向角度的特征示例的图示；
[0035]图20是例示在前轮转弯特征控制期间回舵转向意向时相对于转向角度的目标前轮转向角度的特征示例的图示；
[0036]图21是例示在前轮转弯特征控制期间回舵转向意向时相对于转向角度的目标前轮转向角度的特征示例的图示；
[0037]图22是涉及后轮转弯控制(转向特征控制)的方框图；
[0038]图23是涉及后轮转弯控制(转向特征控制)的流程图；以及
[0039]图24是例示后轮转弯控制期间打舵转向意图时以及转向保持意图时的后轮偏滑角(slip angle)图谱的示例的图示。
【具体实施方式】
[0040]下面将参考附图详细地描述根据本发明的转向意向确定装置和车辆控制装置的实施例。本发明不限于这些实施例。
[0041][实施例]将基于图1至24描述根据本发明的转向意向确定装置和车辆控制装置的实施例。
[0042]首先将描述转向意向确定装置和车辆控制装置所应用的车辆示例。如图1中所示，该车辆具有转向E⑶1、前轮转弯E⑶2、后轮转弯E⑶3和车辆控制E⑶4。转向E⑶I是执行涉及转向装置10的控制的计算处理的电子控制装置。前轮转弯ECU 2是执行涉及前轮转向角度可变装置30的控制的计算处理的电子控制装置，前轮转向角度可变装置30布置在转向装置10和前轮转弯装置20之间。后轮转弯ECU 3是执行涉及后轮转弯装置40的控制的计算处理的电子控制装置。车辆控制ECU 4是在车辆中执行全面计算处理的电子控制装置。
[0043]转向装置10是当驾驶员使车辆的转弯轮转弯时使用的装置。转向装置10具有转向盘11，以及连接至转向盘11的旋转轴(下文称为“转向轴”)12。
[0044]根据该实施例的转向装置10被配置成辅助驾驶员的转向操作的电动转向(EPS)装置。因而，转向装置10能够在转向操作期间，通过允许辅助扭矩作用在转向轴12上而执行降低驾驶员的转向盘11操作力的辅助控制。
[0045]当执行辅助控制时，执行各种类型的补偿控制，以便给予驾驶员适当的转向感。补偿控制的示例包括缓冲控制、摩擦控制和返回控制。缓冲控制是在转向操作期间，通过使用缓冲扭矩(补偿扭矩)，抑制转向盘11的转向角速度Θ S’而补偿转向盘11的转向，以及补偿响应感觉(返回感)的控制。摩擦控制是通过使用摩擦扭矩(补偿扭矩)而补偿摩擦力的控制，以便抑制由于例如在转向装置10的滑动部分处的摩擦导致的转向感退化。返回控制是通过使用返回扭矩(补偿扭矩)将转向盘11平缓地返回至中性位置(转向角度0S=O)的控制。
[0046]在转向装置10中，例如，通过将每个补偿扭矩叠加在参考扭矩上，并且将其设为辅助扭矩的目标值(下文称为“目标辅助扭矩”)而执行辅助控制。在转向ECU I中布置计算目标辅助扭矩的辅助扭矩计算单元。
[0047]当执行辅助控制时，转向辅助单元13产生辅助扭矩。被布置成转向装置10的致动器的转向辅助单元13例如具有电动机和减速器(未示出)。例如，减速器具有多个齿轮，并且其中一个齿轮被固定至同心转向轴12，并且另一个齿轮被固定至电动机的输出轴。转向辅助单元13通过经减速器将电动机的输出扭矩输出至转向轴12而在转向轴12中产生辅助扭矩。电动机的运行受转向ECU I的辅助控制单元的控制。
[0048]前轮转弯装置20使作为转弯轮的前轮Wf以转弯角度(下文称为“前轮转向角度”)Θ Wf转向，其对应于前轮转向角度可变装置30的输出轴32 (下文描述)的旋转角度。输出轴32通过齿轮比可变单元31 (下文描述)连接至转向轴12。前轮转弯装置20配备有齿轮机构21，其将输出轴32传递的旋转扭矩转变为转弯力(轴向力)。例如，齿轮机构21是所谓的齿条和小齿