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_2

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轮机构,其具有齿条和小齿轮(未示出)。齿轮机构21通过经相应的右拉杆和左拉杆22将转弯力传递至前轮Wf而使前轮Wf转弯。
[0049]前轮转向角度可变装置30是一种关于转向盘11的转向角度Θ s的变化量而改变前轮Wf的转弯特征的装置,并且例如被布置在所谓的可变齿轮比转向(VGRS)系统中。特别地,前轮转向角度可变装置30是一种能够关于转向角度Θ s的变化量而调节前轮转向角度Θ Wf变化量的装置。前轮转向角度可变装置30能够通过使用前轮Wf的转弯特征的变化,关于转向角度Θs的变化量改变车辆的转弯状态量的变化量。例如,转弯状态量为在车体中产生的横摆率γ,以及车体偏滑角β。
[0050]在前轮转向角度可变装置30中设置齿轮比可变单元31,其改变转向盘11和前轮Wf之间的转向齿轮比(Θ s/ Θ Wf)。齿轮比可变单元31通过关于转向轴12的旋转角度(转向角度9s)改变输出轴32的旋转角度而改变转向齿轮比。输出轴32连接至前轮转弯装置20的齿轮机构21。例如,齿轮比可变单元31配备有电动机和齿轮组(未示出),并且通过齿轮组将转向轴12连接至输出轴32。前轮转弯特征控制单元被布置在前轮转弯ECU 2中。前轮转弯特征控制单元通过控制齿轮比可变单元31的电动机而改变转向齿轮比,并且关于转向角度Θ s的变化量而在前轮Wf的转弯特征上执行控制(下文称为“前轮转弯特征控制”)。
[0051]这里,前轮转弯特征控制单元能够关于转向角度Θ s的增量提高转弯状态量的增量,并且通过在打舵转向期间,例如,比在中性转向状态时关于转向角度Θ s的增量更大地提高前轮转向角度Θ Wf的增量而控制车辆在过转向侧上的转向特征(转弯特征)。前轮转弯特征控制单元能够关于转向角度Θ S的增量减小转弯状态量的增量,并且通过在打舵转向期间比在中性转向状态时关于转向角度Θ S的增量更大地减小前轮转向角度0wf的增量而控制车辆在欠转向侧上的转向特征。因而,能够说前轮转弯特征控制单元起控制车辆的转向特征的转向特征控制单元的作用。
[0052]在前轮转弯ECU 2中布置前轮转弯特征计算单元,其关于转向角度Θ s的变化量计算前轮转向角度Θ wf的目标变化量(即目标转向齿轮比)。基于关于转向角度0S的变化量的转弯状态量的目标变化量确定目标转向齿轮比。在该实施例中,通过车辆控制ECU 4的转弯特征计算单元计算关于转向角度Θs的变化量的转弯状态量的目标变化量。因而,前轮转弯特征计算单元能够基于例如从车辆控制ECU 4接收的关于转向角度Θ s的变化量的转弯状态量的目标变化量的信息,执行对目标转向齿轮比的计算。
[0053]这里,使转向角度Θ s从转向盘11的中性位置(转向角度Θ s = O)增大至右和左其中任一侧的转向操作将被称为打舵转向,并且使转向角度Θ s从打舵状态朝着中性位置减小的转向操作将被称为回舵转向。同样地,这里将把打舵状态和转向盘11保持在中性位置的状态称为转向保持。
[0054]这里,可通过改变关于转向角度Θ s的前轮转向角度Θ wf的增益而执行改变前轮转弯特征(车辆的转向特征)。另外,可通过改变关于转向角度Θ s的微分转向增益(下文描述)而执行改变前轮转弯特征(车辆的转向特征)。另外,可通过改变关于转向角度9 s的前轮转向角度Θ Wf的缓冲控制量而执行改变前轮转弯特征(车辆的转向特征)。
[0055]后轮转弯装置40是能够使作为转弯轮的后轮Wr转弯的装置。例如,后轮转弯装置40是布置在所谓的后轮转向(主动后轮转向(ARS)和动态后轮转向(DRS))系统等等中的装置。后轮转弯装置40配备有产生转弯力(轴向力)的转弯力产生机构41。转弯力产生机构41例如配备有电动机和齿轮组(未示出),并且通过经相应的右和左拉杆42将使用电动机的功率产生的转向力(轴向力)传递给后轮Wr而使后轮Wr转弯。另外,转弯力产生机构41能够将后轮Wr的转向方向转变为关于前轮Wf的转弯方向的相同相位或相反相位。后轮转弯控制单元被布置在后轮转弯E⑶3中。后轮转弯控制单元通过控制转弯力产生机构41的电动机而在后轮Wr上执行转弯控制(下文称为“后轮转弯控制”)。
[0056]在该车辆中,前轮Wf和后轮Wr都转弯,并且因而与当仅前轮Wf转弯时相比,能够改变关于转向角度ΘS的转弯状态量的变化量。例如,后轮转弯控制单元能够通过针对关于前轮Wf的转弯方向的相反相位使后轮Wr转弯,而控制车辆在过转向侧上的转向特征。另外,后轮转弯控制单元能够通过针对关于前轮Wf的转弯方向的相同相位使后轮Wr转弯,而控制车辆在欠转向侧上的转向特征。因而,能够说后轮转弯控制单元起控制车辆的转向特征的转向特征控制单元的作用。
[0057]在后轮转弯ECU 3中布置后轮控制量计算单元,其计算目标后轮转向角度Θ wrt(包括相位方向)。基于关于转向角度Θ s的变化量的转弯状态量的目标变化量确定目标后轮转向角度0wrt。因而,后轮控制量计算单元能够基于从车辆控制ECU 4接收的关于转向角度Θ s的变化量的转弯状态量的目标变化量,执行目标后轮转向角度0wrt的计笪并ο
[0058]这里,可通过改变关于转向角度Θ s的后轮转向角度Θ wrt的增益,执行改变车辆转向特征。另外,可通过改变关于转向角度Θs的微分增益(下文描述)执行改变转向特征。
[0059]在该车辆中,基于关于转向角度Θ s的改变量的转弯状态量的目标改变量,计算目标转向齿轮比和目标后轮转向角度0wrt,并且能够通过彼此结合地使用对转向齿轮比的控制以及对后轮转向角度Qwrt和后轮Wr的相位方向的控制,改变关于转向角度0S的改变量的转弯状态量的改变量。
[0060]在上述转向装置10的辅助控制中,驾驶员可能感觉到不适转向感,除非精确地反映在驾驶员的转向状态中示出的意向(下文称为“转向意向”)。另外,前轮转向角度可变装置30和后轮转弯装置40对车辆的转向特征的控制可能导致驾驶员感觉不适的车辆行为,除非高响应性和精确性地反映驾驶员的转向意向。因而,期望精确领会驾驶员的转向意向,以便消除或降低不适感。根据本实施例的车辆控制装置配备有确定驾驶员的转向意向的转向意向确定装置。
[0061]驾驶员的转向状态涉及打舵转向状态、回舵转向状态和转向保持状态。因而,驾驶员的转向意向被大致分为执行打舵转向的意向(下文称为“打舵转向意向”)、执行回舵转向的意向(下文称为“回舵转向意向”),以及执行转向保持的意向(下文称为“转向保持意向”)。
[0062]在本实施例中,由转向ECU I执行涉及转向意向确定装置的计算处理。在转向ECUI中布置有确定驾驶员的转向类型的转向类型确定单元,以及确定驾驶员的转向意向的转向意向确定单元。
[0063]驾驶员的转向类型能够大致分为两种类型,一种是主动转向,一种是被动转向。
[0064]主动转向是驾驶员有意执行的强制(主动)转向操作。特别地,打舵转向对应于主动转向。
[0065]被动转向是不同于主动转向的一种转向类型。特别地,被动转向是当外部力,诸如可归因于前轮Wf的自回正扭矩的恢复力和路面输入被传递给转向盘11时,驾驶员执行的转向保持。换句话说,被动转向是被执行以便在转弯期间保持转向角度Θ s恒定(转弯半径不变)的转向保持,以及被执行以便在转向盘11的中性位置处保持直线行驶状态的转向保持。另外,被动转向包括在不传递外部力的情况下,处于转向盘11的中性位置处的转向保持。被动转向包括依赖于自回正扭矩的恢复力而由驾驶员执行的回舵转向。
[0066]转向类型确定单元能够基于涉及转向操作的功率P (下文称为“转向功率”)的值,确定驾驶员的转向类型是否为主动转向或被动转向。转向功率P是表示关于转向盘11的驾驶员转向类型的转向类型辨别值,并且基于涉及转向角度Θ S的参数,以及涉及转向操作期间的转向扭矩Ts的参数计算。涉及转向角度Θ S的参数涉及转向角度Θ S自身,以及为转向角度Θ s的时间微分值的转向角速度Θ s’。涉及转向扭矩Ts的参数涉及转向扭矩Ts自身,以及转向扭矩Ts的时间微分值Ts’ (下文称为“转向扭矩微分值”)。
[0067]如图2和下文方程I至3所示,通过使用第一转向功率Pl和第二转向功率P2计算转向功率P。第一转向功率Pl是转向操作期间的转向角速度0S’和转向扭矩Ts的乘积。第二转向功率P2是转向操作期间的转向角度Θ s和转向扭矩微分值Ts’的乘积。方程3中的“a”和“b”为系数。换句话说,基于转向操作期间的转向角速度Θ s’和转向扭矩Ts的乘积,以及转向操作期间的转向角度Θ s和转向扭矩微分值Ts’的乘积计算转向功率P。在转向ECU I中布置计算转向功率P的转向功率计算单元(转向类型辨别值计算单元)。
[0068]Pl = Θ s,*Ts...(1)P2 = Θ s*Ts,...(2) P = a*Pl+b*P2...(3)
[0069]转向角度0S由转向角度检测单元51检测。转向角度检测单元51是检测作为转向角度Θ s的转向轴12的旋转角度的角度传感器。转向角度检测单元51能够检测相对于转向盘11的中性位置的转向角度Θ s的方向以及转向角度Θ So可作为由转向角度检测单元51检测的转向角度Θ s的时间微分值获得转向角速度Θ s’,并且可通过使用转向角速度检测单元(未示出)检测转向角速度Θ s’。转向扭矩Ts由转向扭矩检测单元52检测。转向扭矩检测单元52例如可为旋转传感器,其被布置在转向轴12上,并且不仅能够检测扭矩的幅值,而且也能够检测相对于转向轴11的中性位置的扭矩方向。
[0070]转向类型确定单元能够例如在转向功率P等于或大于预定值PO的情况下确定转向为主动转向,并且能够例如在转向功率P小于预定值PO的情况下确定转向为被动转向。基于先前执行的实验或模拟设置预定值PO。
[0071]因而,能够在转向功率P等于或大于预定值PO的情况下确定驾驶员的转向状态为打舵转向状态,并且因而能够确定驾驶员的转向意向为打舵转向意向。因而,转向意向确定单元能够在转向功率P等于或大于预定值PO的情况下确定驾驶员具有打舵转向意向。
[0072]在转向功率P小于预定值PO的情况下,驾驶员的转向状态被确定为回舵转向状态和转向保持状态其中任一个,并且因而确定驾驶员的转向意向为回舵转向意向和转向保持意向其中任一个。然而,仅通过转向功率P,不能确定驾驶员的转向意向是否为回舵转向意向或转向保持意向。这里能够在结合例如转向角度ΘS的信息使用转向功率P的情况下,在一定程度上确定驾驶员的转向意向是否为回舵转向意向或转向保持意向。然而,在该确定期间,难以在逐次的基础上,在转向操作的每次定时精确地确定转向意向。
[0073]转向意向确定单元在被动转向期间,通过使用转向操作期间的转向角速度0S’和转向功率P精确地确定驾驶员的转向意向。特别地,在转向功率P小于预定值PO并且转向角速度Θ S’的绝对值小于预定角速度Θ sO’的情况下,确定驾驶员具有转向保持意向。在转向功率P小于预定值PO,并且转向角速度Θ s’的绝对值等于或大于预定角速度Θ s0’的情况下,确定驾驶员具有回舵转向意向。可基于先前执行的实验或模拟设置预定角速度Θ sO’。在该示例中,当转向角速度Θ s’的绝对值增大并且达到预定角速度Θ s0’时,转向保持就转变为回舵转向。
[0074]当执行这种转向意向确定时,转向ECU I要求针对如图3中的流程图例示的确定(步骤STl)的必需的信息。该必需信息涉及转向角度Θ S、转向角速度Θ S’、转向扭矩Ts和转向扭矩微分值Ts’。
[0075]转向功率计算单元对转向角度Θ S、转向角速度Θ s’、转向扭矩Ts和转向扭矩微分值Ts’每个都执行噪声
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