專利名稱：車輛轉(zhuǎn)向控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，更具體涉及用來減輕因車輛驅(qū)動軸的布置和特征產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)和瞬時扭力轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來說，在轉(zhuǎn)向輪用作驅(qū)動輪的車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備中，轉(zhuǎn)向力或轉(zhuǎn)向保持力會響應(yīng)驅(qū)動力的變化而變化的這種現(xiàn)象稱為扭力轉(zhuǎn)向，該扭力轉(zhuǎn)向期望受到抑制。例如，對應(yīng)于美國專利No.6,154,696的日本專利公開公報No.11-129927公開了一種車輛，該車輛裝備有電動轉(zhuǎn)向裝置和用于獨立控制(或分配)左右車輪之間的牽引力和/或制動力的扭矩分配裝置，用以改善其操縱性和穩(wěn)定性。在美國專利No.6,154,696中公開了一種轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)用于在裝備有電動轉(zhuǎn)向裝置和用于獨立控制左右車輪的牽引力和/或制動力的扭矩分配裝置的車輛中控制扭力轉(zhuǎn)向，其包括扭矩差輸入單元，用于接收對應(yīng)于左右車輪之間的牽引力和/或制動力的差的扭矩差信號；扭力轉(zhuǎn)向消除轉(zhuǎn)向扭矩確定單元，用于產(chǎn)生所需的扭力轉(zhuǎn)向消除轉(zhuǎn)向扭矩信號以消除因左右車輪之間的牽引力和/或制動力的差所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩；以及驅(qū)動電路，用于根據(jù)扭力轉(zhuǎn)向消除轉(zhuǎn)向扭矩信號向電動轉(zhuǎn)向裝置供應(yīng)電流。
此外，根據(jù)日本專利公開公報No.2005-170116，提出了一種裝置來解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，該問題是，僅當左右車輪之間產(chǎn)生力差——即在左右車輪之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)動差——時才執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向消除控制。也就是說，提出了一種轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，其中，不是通過左右車輪之間的轉(zhuǎn)動差，而是通過監(jiān)測左右驅(qū)動軸之間的傳遞扭矩差——該傳遞扭矩差會導(dǎo)致扭力轉(zhuǎn)向、檢測或估計要消除扭力轉(zhuǎn)向的發(fā)動機扭矩、以及通過存儲左右驅(qū)動軸之間的傳遞扭矩差相對于發(fā)動機扭矩的關(guān)系的存儲電路獲得扭力轉(zhuǎn)向的估計值，來消除因左右驅(qū)動軸之間的傳遞扭矩差產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向。關(guān)于其轉(zhuǎn)向輪用作其驅(qū)動輪的車輛，根據(jù)日本專利公開公報No.5-77653，提出了用于將驅(qū)動力分配到四輪驅(qū)動系統(tǒng)車輛的左右車輪的驅(qū)動力分配裝置等。
然而，如日本專利公開公報No.2005-170116所述，根據(jù)基于左右驅(qū)動軸之間的傳遞扭矩差相對于發(fā)動機扭矩的關(guān)系的補償，仍然無法充分地減輕后面所述的瞬時扭力轉(zhuǎn)向。
在下文中，將分析產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向的原因。扭力轉(zhuǎn)向是指這樣一種現(xiàn)象，其中根據(jù)發(fā)動機前置的前輪驅(qū)動車輛(所謂的FF車輛)或者其轉(zhuǎn)向輪用作其驅(qū)動輪的四輪驅(qū)動車輪，當車輛加速時，方向盤由轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，即轉(zhuǎn)向輪使方向盤轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象。至于產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向的原因，主要產(chǎn)生于“驅(qū)動軸的恒速萬向節(jié)的彎曲角度”和“當提供主銷偏置距時左右車輪之間的驅(qū)動力的差”。
首先將以(1)解釋“因驅(qū)動軸的恒速萬向節(jié)的彎曲角度導(dǎo)致的扭力轉(zhuǎn)向”。關(guān)于驅(qū)動軸和車輪之間的關(guān)系，假定提供驅(qū)動軸的恒速萬向節(jié)的彎曲角度θ，如圖17所示，若驅(qū)動軸傳遞的驅(qū)動扭矩表示為“Tdrv”，根據(jù)如下方程(1)得到用于轉(zhuǎn)向車輪的第二力偶矩MzMz＝Tdrv·tan(θ/2) -------(1)在圖18中，根據(jù)其轉(zhuǎn)向輪用作其驅(qū)動輪的車輛，公開了包括其轉(zhuǎn)向裝置的一部分以清楚表示其前視圖和俯視圖之間的關(guān)系。即，在圖18中，根據(jù)帶有設(shè)置在車輛的移動方向的橫向的發(fā)動機EG和變速器TR的車輛，為了在發(fā)動機室中獲得利用率更高的空間，驅(qū)動軸DS1和DS2的長度和布置在橫向上不對稱。因此，在連接到驅(qū)動輪的驅(qū)動軸的萬向節(jié)的彎曲角度在左右車輪WH1和WH2之間不同的情況下，將產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)向車輪的力矩Mz，或者稱為轉(zhuǎn)向扭矩，從而在左右車輪WH1和WH2之間產(chǎn)生差別，由此當車輛加速時通過轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向方向盤的扭力轉(zhuǎn)向。由此，因驅(qū)動軸的恒速萬向節(jié)的彎曲角度導(dǎo)致的扭力轉(zhuǎn)向被稱為穩(wěn)態(tài)扭力轉(zhuǎn)向。
接下來將以(2)解釋“當提供主銷偏置距時因在左右車輪之間的驅(qū)動力的差導(dǎo)致的扭力轉(zhuǎn)向”。如圖18所示，轉(zhuǎn)向輪WH1和WH2設(shè)置有能夠被轉(zhuǎn)向的主銷KP1和KP2，并且轉(zhuǎn)向中心TC——即主銷軸線和路面的交點——沒有對應(yīng)于驅(qū)動力的施力點DP的位置，從而在這兩點之間存在距離，即主銷偏置距KPo，而在圖18中的KPc表示車輪中心主銷偏置距。在存在主銷偏置距KPo的情況下，當車輪加速而向轉(zhuǎn)向輪WH1和WH2施加驅(qū)動力時，產(chǎn)生了用于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向輪的扭矩，即轉(zhuǎn)向扭矩，該轉(zhuǎn)向扭矩可通過[驅(qū)動力]×[主銷轉(zhuǎn)矩]得到。若左右車輪WH1和WH2之間的驅(qū)動力彼此相等，轉(zhuǎn)向扭矩將被消除，從而將不會產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向。然而，若左右車輪WH1和WH2之間的驅(qū)動力彼此不同，將產(chǎn)生“通過轉(zhuǎn)向輪(左右車輪)轉(zhuǎn)向方向盤的扭力轉(zhuǎn)向”。
關(guān)于在(2)中描述的左右車輪之間驅(qū)動力彼此不同的情況，可考慮到下列三種情況(2-a)“因驅(qū)動軸的特征導(dǎo)致的左右車輪之間驅(qū)動力差”在驅(qū)動軸DS1和DS2之間存在特征差異時，在傳遞扭矩時將產(chǎn)生瞬時(動態(tài))差異。即使在驅(qū)動軸DS1和DS2由相同材料制成、并且形成有相同截面面積的情況下，如果其長度彼此不同，它們的扭轉(zhuǎn)剛度將彼此不同。因此，當車輛快速加速時，施加到由相對較短以提供相對較高的扭轉(zhuǎn)剛度的驅(qū)動軸連接的車輪的驅(qū)動力將以輕微的延遲快速增加。相反，施加到由相對較長以提供相對較低的扭轉(zhuǎn)剛度的驅(qū)動軸連接的車輪的驅(qū)動力將逐漸增加。因此，將在左右車輪之間產(chǎn)生瞬時驅(qū)動力差，由此產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向，該扭力轉(zhuǎn)向被稱為瞬時扭力轉(zhuǎn)向。
(2-b)“因牽引力控制導(dǎo)致的左右車輪之間的驅(qū)動力差”若制動扭矩根據(jù)牽引力控制施加到一個車輪上，對應(yīng)于制動扭矩施加到另一個車輪上的驅(qū)動力將增加。特別是，在牽引力控制在所謂的μ分離路面——該路面與左右車輪之間的摩擦系數(shù)不同——上執(zhí)行時，在左右車輪之間將產(chǎn)生很大的驅(qū)動力差。
(2-c)“因驅(qū)動力分配裝置導(dǎo)致的左右車輪之間的驅(qū)動力差”在左右車輪之間設(shè)置驅(qū)動力分配裝置的情況下，將在左右車輪之間產(chǎn)生驅(qū)動力差。至于驅(qū)動力分配裝置，例如，如同上述日本專利公開公報No.5-77653所公開的那樣，已知電動控制的驅(qū)動力分配裝置和用于機械地限制其差的驅(qū)動力分配裝置，例如粘性耦合裝置等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，當加速操作等于或大于預(yù)定值時，該轉(zhuǎn)向控制設(shè)備通過簡單裝置來有效地減輕扭力轉(zhuǎn)向，特別是，有效地減輕因驅(qū)動軸的特征——例如驅(qū)動軸的扭轉(zhuǎn)剛度差——而在左右車輪之間產(chǎn)生的驅(qū)動力差導(dǎo)致的瞬時扭力轉(zhuǎn)向。
為了達到上述和其他目的，為車輛提供了轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，該車輛具有用于轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向輪的方向盤、用于產(chǎn)生動力的動力源和用于將動力傳遞到轉(zhuǎn)向輪的驅(qū)動軸，轉(zhuǎn)向輪用作車輛的驅(qū)動輪。該設(shè)備包括加速操作檢測裝置，用于檢測車輛駕駛員的加速操作量；和轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置，用于控制方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，并且當加速操作檢測裝置檢測的加速操作量等于或大于預(yù)定值時向方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩，以減輕因驅(qū)動軸的特征而在方向盤上瞬時產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置可以脈沖波形的方式提供扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
轉(zhuǎn)向控制設(shè)備可進一步包括加速操作速度檢測裝置，用于計算加速操作量隨時間的變化以提供加速操作速度，并且轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置可適于基于由加速操作檢測裝置檢測的加速操作量和由加速操作速度檢測裝置檢測的加速操作速度中的至少一個來確定脈沖波形的形狀。
在轉(zhuǎn)向控制設(shè)備中，車輛可包括設(shè)置在動力源和驅(qū)動軸之間的變速器，并且當變速器的減速齒輪比小于預(yù)定比時，轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置可以禁止向方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
轉(zhuǎn)向控制設(shè)備還可包括用于檢測車輛速度的車速檢測裝置，并且當由車速檢測裝置檢測的車速大于預(yù)定速度時，轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置可禁止向方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
在轉(zhuǎn)向控制設(shè)備中，轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置可適于沿著方向盤右轉(zhuǎn)操作和左轉(zhuǎn)操作的方向中的事先由驅(qū)動軸的特征限定的一個方向向方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
在上述轉(zhuǎn)向控制設(shè)備中，轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置可適于控制由方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，并且在車輛啟動的情況下，當由加速操作檢測裝置檢測的加速操作量等于或大于預(yù)定值時，向方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩，以減輕因驅(qū)動軸的特征在方向盤上瞬時產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向。


參考附圖，上述目的和下列說明將很清楚，其中類似的附圖標記表示類似的元件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備的示意框圖；圖2是具有根據(jù)本發(fā)明實施方式的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備的車輛的示意框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的轉(zhuǎn)向控制示例的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式用于計算扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩目標值的示例的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式的扭力轉(zhuǎn)向減輕控制起始條件的示例的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方式的扭力轉(zhuǎn)向減輕控制起始條件的另一個示例的流程圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于提供扭力轉(zhuǎn)向減輕控制區(qū)的映射的示例的圖表；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于提供扭力轉(zhuǎn)向減輕控制區(qū)的映射的另一個示例的圖表；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于提供扭力轉(zhuǎn)向減輕控制區(qū)的映射的又一個示例的圖表；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于提供扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩目標值的映射的示例的圖表；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩目標值的脈沖波形的參數(shù)的圖表；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于基于加速操作量提供脈沖波形的各參數(shù)的映射的示例的圖表；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于基于加速操作量提供脈沖波形的各參數(shù)的映射的示例的圖表；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于基于加速操作速度提供脈沖波形的各參數(shù)的映射的示例的圖表；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式用于基于加速操作速度提供脈沖波形的各參數(shù)的映射的示例的圖表；圖16是根據(jù)本發(fā)明實施方式的扭力轉(zhuǎn)向減輕控制終止條件的示例的流程圖；圖17是示出根據(jù)傳統(tǒng)車輛驅(qū)動軸和驅(qū)動輪之間的關(guān)系的立體圖；以及圖18是以轉(zhuǎn)向輪作為驅(qū)動輪的車輛中的包括轉(zhuǎn)向裝置的部分的前視圖和俯視圖。
具體實施例方式
參考圖1，圖中概略示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，該轉(zhuǎn)向控制設(shè)備例如安裝在圖2所示的車輛中。即，該設(shè)備安裝在車輛中，該車輛包括方向盤SW，其適于轉(zhuǎn)向用作轉(zhuǎn)向輪的車輪WHfr和WHfl；用作產(chǎn)生動力的動力源的發(fā)動機EG；以及驅(qū)動軸DSfr和DSfl，其適于向車輪WHfr和WHfl傳遞動力，車輪WHfr和WHfl也用作驅(qū)動輪。該設(shè)備包括轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置，其中方向盤SW的方向盤扭矩(簡稱轉(zhuǎn)向扭矩)Ts由圖1所示的轉(zhuǎn)向扭矩檢測裝置M1檢測，并且基于檢測結(jié)果，用作協(xié)助動力轉(zhuǎn)向控制以減少通過車輛駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力的輔助扭矩的扭矩目標值通過用于確定動力轉(zhuǎn)向輔助扭矩目標值的確定裝置M2計算，從而輸出輔助扭矩的目標值Tps。
另一方面，車輛駕駛員的加速操作由加速操作檢測裝置M3檢測，從而輸出加速操作量Ap。該加速操作量Ap可在車輛駕駛員的加速操作和用于產(chǎn)生動力的動力源的輸入之間的任何部分檢測。例如，如果直接檢測車輛駕駛員的操作，則加速器踏板的操作量用作加速操作量Ap。并且，如果檢測動力源的輸入，則用于汽油機的節(jié)氣門開度、用于柴油機的燃料噴射量或者用于電動馬達的驅(qū)動電流或電壓用作加速操作量Ap。因此，只要能夠通過上述在信息源中分類的裝置檢測信息，除上述來源之外的任何裝置都可用作加速操作檢測裝置。因此，基于由加速操作檢測裝置M3檢測的結(jié)果，通過確定裝置M4判斷是否要施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
根據(jù)確定裝置M4，當加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1時，可允許施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。或者，在基于加速操作量Ap計算出加速操作速度dAp之后，當加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1以及加速操作速度dAp等于或大于預(yù)定速度dAp1時，允許施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。這是因為，只要加速操作的變化逐漸變化，將不會在驅(qū)動軸之間產(chǎn)生瞬時驅(qū)動力差，即使加速操作量大，由此將不會產(chǎn)生瞬時扭力轉(zhuǎn)向。
然后，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts由用于確定扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的確定裝置M5確定。如下所述，確定扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts，以提供脈沖波形。該脈沖波形可以作為預(yù)先設(shè)定的固定形式提供。此外，該脈沖波形可基于加速操作量Ap和加速操作速度dAp中至少一個提供為可變形式。因此，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts疊加到如上所述提供給動力轉(zhuǎn)向控制的輔助扭矩的目標值Tps，并且電動馬達MT由馬達驅(qū)動控制裝置M6控制。
此外，如圖1中點劃線所示，該設(shè)備可設(shè)置有變速器狀態(tài)檢測裝置M7，以提供如圖2所示的變速器TR的減速齒輪比Rt，用于確定裝置M4做出判斷。由于動力源(發(fā)動機EG)產(chǎn)生的動力通過變速器TR的減速齒輪比即[齒輪比]×[最后的減速比]放大，因此當變速器TR的齒輪比Rt小時，傳遞到驅(qū)動軸的驅(qū)動扭矩將不會變得過大而產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向。因此，在變速器TR的齒輪比Rt小于預(yù)定比Rt1時，即使加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1，也會禁止施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩，由此限制轉(zhuǎn)向扭矩的不必要變化。此外，當車速增加時，變速器升檔，從而降低減速齒輪比，可提供如圖1中點劃線表示的車速檢測裝置M8，由此在車速Vx變得大于預(yù)定速度Vx1時，會禁止施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
轉(zhuǎn)向控制設(shè)備安裝在圖2所示的車輛中，并且發(fā)動機EG與變速器TR橫向安裝在發(fā)動機室內(nèi)。在變速器TR中，設(shè)置了差動裝置DF，用于將發(fā)動機EG產(chǎn)生的動力分配到車輪WHfr和WHfl，車輪WHfr和WHfl用作轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動輪。在車輛中，用于控制發(fā)動機EG的電子發(fā)動機控制單元ECU1、用于控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子轉(zhuǎn)向控制單元ECU2、用于控制變速器的電子變速器控制單元ECU3以及用于控制制動系統(tǒng)(BRK等)的電子制動控制單元ECU4通過通信總線彼此連接，從而傳感器信號和用于每個控制單元的信息可一起提供。發(fā)動機EG設(shè)置有用于控制發(fā)動機輸出的節(jié)氣門TH。節(jié)氣門TH的開度通過節(jié)氣門致動器TA調(diào)節(jié)，并且其節(jié)氣門開度Tk通過節(jié)氣門傳感器TK檢測。另外，設(shè)置發(fā)動機速度傳感器EK來檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速EK。并且，車輛駕駛員的加速要求通過加速器踏板傳感器AP檢測，作為加速器踏板(未示出)的操作量Ap。因此，基于例如加速器踏板的操作量Ap、發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ek和節(jié)氣門開度Tk等檢測結(jié)果，節(jié)氣門致動器TA由電子發(fā)動機控制單元ECU1控制。根據(jù)本實施方式，車輛設(shè)置有作為動力源的汽油機EG，然而可使用產(chǎn)生動力的已知動力源，包括例如柴油機等內(nèi)燃機、用于電動車輛(簡稱“EV”)的電動馬達和用于混合動力車輛(簡稱“HEV”)的它們的組合。
另一方面，關(guān)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，基于由轉(zhuǎn)向扭矩傳感器TS檢測的結(jié)果來控制施加到方向盤SW的轉(zhuǎn)向扭矩。實踐中，電子轉(zhuǎn)向控制單元ECU2構(gòu)造成響應(yīng)于由轉(zhuǎn)向扭矩傳感器TS檢測的轉(zhuǎn)向扭矩Ts來控制電動馬達MT。此外，其可構(gòu)造成在考慮到車速Vx的情況下來控制電動馬達MT。該控制即所謂的動力轉(zhuǎn)向控制，可稱為電動轉(zhuǎn)向控制，因為使用了電動馬達MT。
此外，當車輛加速時，例如，產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，其中車輪WHfr和WHfl受迫轉(zhuǎn)向方向盤SW。如下所述，通過電動馬達MT提供了用于減輕扭力轉(zhuǎn)向現(xiàn)象的扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。用于減輕扭力轉(zhuǎn)向的控制稱為“扭力轉(zhuǎn)向減輕控制”。在變速器TR中，設(shè)置了檢測齒輪比Rt的齒輪位置傳感器GP，齒輪比輸出到電子變速器控制單元ECU3。至于變速器TR，可使用已知的例如手動變速器、自動變速器、無級變速器(CVT)等。由于電子制動控制單元ECU4連接到其中饋給由輪速傳感器WS檢測到的輪速的通信總線，可基于檢測到的輪速計算車速Vx。
接下來將參考如圖3所示的流程圖解釋如上所構(gòu)造的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備的操作。首先，程序在步驟101對系統(tǒng)進行初始化，并且在步驟102讀取各種傳感器檢測的信號和通信總線中的通信信號。然后，程序前進到步驟103，在此信號通過濾波等進行處理。接下來，在步驟104，基于轉(zhuǎn)向扭矩Ts計算針對動力轉(zhuǎn)向控制提供的輔助扭矩的目標值Tps。然后，程序前進到步驟105，在此計算扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts，這在后面將參考圖4進行解釋。程序再前進到步驟106，在此扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts疊加到輔助扭矩的目標值Tps，從而基于疊加結(jié)果計算輸入電動馬達MT的電流指令值。然后在步驟107中基于電流指令值來控制電動馬達MT。
上述扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值根據(jù)如圖4所示的流程圖計算。首先，在步驟201判斷扭力轉(zhuǎn)向減輕控制是否在執(zhí)行。若判斷沒有執(zhí)行該控制，程序前進到步驟202，在此判斷扭力轉(zhuǎn)向減輕控制是否開始。這里，如果加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1，就確定扭力轉(zhuǎn)向減輕控制開始。如果在步驟202確定不需要扭力轉(zhuǎn)向減輕控制，程序前進到步驟204，在此扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts設(shè)定為零(0)。相反，如果確定需要扭力轉(zhuǎn)向減輕控制，程序前進到步驟205，在此計算扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts。
另一方面，如果執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制，程序從步驟201前進到步驟203，在此判斷扭力轉(zhuǎn)向減輕控制是否終止。若確定扭力轉(zhuǎn)向減輕控制沒有終止，程序前進到步驟205，在此計算扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。并且，如果滿足扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的終止條件，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值在步驟204設(shè)定為零。
在步驟202使用的扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的開始條件根據(jù)如圖5所示的流程圖判斷。首先，在步驟301，車輛駕駛員的加速器踏板的加速操作的讀取量Ap，即加速操作量Ap，與預(yù)定量Ap1相比較。如果確定加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1，程序前進到步驟302，在此加速操作速度dAp——加速操作量Ap隨時間的變化——與預(yù)定速度dAp1相比較。如果在步驟302確定加速操作速度dAp等于或大于預(yù)定速度dAp1，程序前進到步驟303，在此變速器TR的齒輪比Rt與預(yù)定比Rt1相比較。因此，如果在步驟303確定變速器TR的齒輪比Rt等于或大于預(yù)定比Rt1，程序前進到步驟304，在此獲得扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。
另一方面，如果在步驟301確定加速操作量Ap小于預(yù)定量Ap1，大驅(qū)動扭矩將不會傳遞到驅(qū)動軸DS1和DS2，從而將不會導(dǎo)致瞬時扭力轉(zhuǎn)向。因此，不執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制，程序返回圖4所示的程序。另外，如果在步驟302確定加速操作速度dAp小于預(yù)定速度dAp1，由此提供漸進的加速操作，將不會導(dǎo)致瞬時扭力轉(zhuǎn)向，從而將不執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。此外，隨著動力源產(chǎn)生的驅(qū)動力根據(jù)減速齒輪比增加，若變速器TR的齒輪比Rt小于預(yù)定比Rt1，傳遞到驅(qū)動軸的驅(qū)動扭矩將變小，從而將不會導(dǎo)致瞬時扭力轉(zhuǎn)向。因此，將不執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。
盡管如上所述在步驟303中基于減速齒輪比做出判斷，但是如果車速增加，變速器TR將升檔，轉(zhuǎn)換為較低的減速齒輪比。因此，替代在步驟303執(zhí)行的過程的是，如果車速Vx大于預(yù)定速度Vx1，將構(gòu)造成禁止扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。
同時，當車輛已經(jīng)啟動，類似地導(dǎo)致因驅(qū)動軸的特征產(chǎn)生的瞬時扭力轉(zhuǎn)向。因此，如圖6所示，可構(gòu)造成當車輛已經(jīng)啟動時，即當車速Vx接近零(0)時，執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。即，如果在步驟401確定車速Vx接近零，程序前進到步驟402，在此加速操作量Ap與預(yù)定量Ap1相比較。若確定加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1，程序前進到步驟403，在此加速操作速度dAp與預(yù)定速度dAp1相比較。因此，如果確定加速操作速度dAp等于或大于預(yù)定速度dAp1，程序前進到步驟404，在此扭力轉(zhuǎn)向減輕控制將開始。相反，如果在步驟401-403提供的條件沒有滿足，將不執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。
在步驟301和302，以及步驟402和403，扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的開始條件設(shè)定為加速操作量Ap≥Ap1，并且加速操作速度dAp≥dAp1。因此，執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的區(qū)域?qū)?yīng)于圖7中斜線表示的區(qū)域。步驟302或步驟403可省略，并且可針對扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的開始條件提供加速操作量Ap≥預(yù)定量Ap1。然后，在此情況下，執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的區(qū)域?qū)?yīng)圖8中斜線表示的區(qū)域。此外，如圖9所示，基于加速操作量Ap和加速操作速度dAp之間的關(guān)系，可提供如圖9所示的執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的區(qū)域，其中Ap1c和dAp1c是作為參照的預(yù)定值。在加速操作量Ap＜Ap0c或者加速操作速度dAp＜dAp0c的情況下，可提供在圖9中由斜線表示的死區(qū)用于禁止扭力轉(zhuǎn)向減輕控制。
在圖4的步驟205中使用的扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts如圖10所示那樣設(shè)定。首先，當加速操作量Ap等于或大于開始控制的閾值A(chǔ)p1時，即在時間“t11”處，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts以脈沖波形的方式輸出。用于扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的時間序列脈沖波形確定為事先確定的固定的脈沖波。由于其中驅(qū)動輪受迫轉(zhuǎn)向方向盤的扭力轉(zhuǎn)向現(xiàn)象產(chǎn)生于驅(qū)動軸的特征，該現(xiàn)象僅在左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)方向中的一個方向上發(fā)生，因此扭力轉(zhuǎn)向的大小和方向可事先注意到。因此，即使扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的波形固定，也可以有效地減輕扭力轉(zhuǎn)向，然而扭力轉(zhuǎn)向無法徹底消除。扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值的波形可設(shè)定為如圖10所示的矩形波形式(a)、三角形波形式(b)或梯形波形式(c)，或者可設(shè)定為使用函數(shù)或映射的波形(未示出)。
或者，根據(jù)動力源的特征，可以有這樣一種情況，其中從車輛駕駛員的加速至動力源輸出驅(qū)動力將需要一定的時間延遲期間。因此，類似于圖10中斜線所示的脈沖形式，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts可設(shè)定為在其等于或大于開始控制的閾值A(chǔ)p1之后以預(yù)定時間的延遲tdly輸出。因此，扭力轉(zhuǎn)向減輕控制可與傳遞到驅(qū)動軸的驅(qū)動力的正時同時執(zhí)行。此外，為了合適地消除扭力轉(zhuǎn)向，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的波形可設(shè)置成根據(jù)加速操作量Ap和加速操作速度dAp中至少一個變化。即，如圖11所示，脈沖波形的輸出時間Tpls、扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的增大梯度KTup、扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的最大值Ttsm、最大值的保持時間Thld以及扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的減小梯度KTdwn中至少多于一個可設(shè)定為根據(jù)加速操作量Ap和加速操作速度dAp中至少一個變化。
然后，為了更合適地減輕瞬時扭力轉(zhuǎn)向，如圖12和13所示，通過根據(jù)加速操作量Ap設(shè)定每個參數(shù)，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts可如下所述根據(jù)加速操作量Ap確定。下列(A)、(B)、(C)和(D)分別對應(yīng)于圖12和13中沿著坐標軸所示的參數(shù)(A)、(B)、(C)和(D)。盡管在圖12中沿著坐標軸所示的參數(shù)的比例彼此不同，但是其與加速操作量Ap的相對關(guān)系相同，因此三個圖在一起繪出，然而該圖不表示比例相同。
(A)如果加速操作量Ap較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的增大梯度KTup可設(shè)定為較大，由此快速增加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
(B)如果加速操作量Ap較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的最大值Ttsm可設(shè)定為較大，由此提供更大的扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
(C)如果加速操作量Ap較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的最大值Ttsm的保持時間Thld可設(shè)定為較長，由此充分地提供扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
(D)如果加速操作量Ap較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的減小梯度KTdwn可設(shè)定為較小，由此逐漸減小扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
類似地，為了更合適地減輕瞬時扭力轉(zhuǎn)向，如圖14和15所示，通過根據(jù)加速操作量Ap設(shè)定每個參數(shù)，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts可如下所述根據(jù)加速操作速度dAp確定。下列(a)、(b)、(c)和(d)分別對應(yīng)于圖14和15中沿著坐標軸所示的參數(shù)(a)、(b)、(c)和(d)。關(guān)于在圖14中沿著坐標軸線的參數(shù)，其并不表示比例相同，類似于圖12。
(a)如果加速操作速度dAp較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的增大梯度KTup可設(shè)定為較大，由此快速增加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
(b)如果加速操作速度dAp較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的最大值Ttsm可設(shè)定為較大，由此提供更大的扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
(c)如果加速操作速度dAp較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的最大值Ttsm的保持時間Thld可設(shè)定為較長，由此充分地提供扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
(d)如果加速操作速度dAp較大，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的減小梯度KTdwn可設(shè)定為較小，由此逐漸減小扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
接下來，根據(jù)圖16中所示的流程圖確定在圖4的步驟203中使用的扭力轉(zhuǎn)向減輕控制的終止條件。首先，在步驟501中判斷扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts是否為零。在扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts在開始控制的時間處給定的其脈沖波形中為零的情況下，即使加速操作量Ap等于或大于預(yù)定量Ap1，程序也前進到步驟504，在此扭力轉(zhuǎn)向減輕控制終止。在扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts的脈沖波形沒有變?yōu)榱愕那闆r下，如果在步驟502確定加速操作量Ap小于預(yù)定量Ap2從而車輛的加速狀態(tài)下降，或者如果在步驟503確定變速器TR已經(jīng)升檔從而減速齒輪比Rt變得小于預(yù)定比Rt2，那么程序前進到步驟504，在此扭力轉(zhuǎn)向減輕控制終止。在這些終止條件已經(jīng)滿足的情況下，扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩的目標值Tts不必快速降低。相反，可提供設(shè)定其減小梯度快速減小的閾值，由此可避免抵達方向盤SW的轉(zhuǎn)向扭矩的快速變化。
根據(jù)如上所述的實施方式，車輛駕駛員的加速操作量通過加速器踏板AP的操作量檢測，而加速操作可在車輛駕駛員的加速操作和用于產(chǎn)生驅(qū)動力的動力源的輸入之間的任何部分中檢測。因此，加速操作不限于加速器踏板的操作。例如，車輛駕駛員的加速操作可通過節(jié)氣門開度、燃料噴射量、電動馬達的驅(qū)動電流或電壓等來檢測。
驅(qū)動軸DS1和DS2的特征可事先檢測。因此，如果車輛駕駛員的加速操作等于或大于預(yù)定值，用于減輕由驅(qū)動軸的特征之間的差引起的瞬時扭力轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向扭矩可施加到驅(qū)動輪。結(jié)果，當車輛加速時，可減少車輛駕駛員的轉(zhuǎn)向差異感。由于施加到方向盤的扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩在固定的波形中確定，或者根據(jù)加速操作可變，所以無需估計施加到車輪的驅(qū)動力。此外，由于當執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制時考慮變速器的齒輪比，因此當不需要時將不施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩，由此車輛駕駛員將不產(chǎn)生差異感。
通過如上所述減輕的瞬時扭力轉(zhuǎn)向，可有效地減輕當車輛加速時轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向方向盤的扭力轉(zhuǎn)向。或者，由于瞬時扭力轉(zhuǎn)向主要在車輛開始加速時產(chǎn)生，因此通過在車輛開始加速時，即在車速接近零并且加速操作等于或大于預(yù)定值時，執(zhí)行扭力轉(zhuǎn)向減輕控制，可減輕因驅(qū)動軸的特征產(chǎn)生的瞬時扭力轉(zhuǎn)向。
權(quán)利要求
1.一種車輛轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，所述車輛具有用于轉(zhuǎn)向所述車輛的轉(zhuǎn)向輪的方向盤、用于產(chǎn)生動力的動力源和用于將動力傳遞到所述轉(zhuǎn)向輪的驅(qū)動軸，所述轉(zhuǎn)向輪用作所述車輛的驅(qū)動輪，所述轉(zhuǎn)向控制設(shè)備包括加速操作檢測裝置，用于檢測車輛駕駛員的加速操作量；和轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置，用于控制所述方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，并且當由所述加速操作檢測裝置檢測到的加速操作量等于或大于預(yù)定值時向所述方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩，以減輕因所述驅(qū)動軸的特征而在所述方向盤上瞬時產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置以脈沖波形的方式提供扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，還包括加速操作速度檢測裝置，用于計算加速操作量隨時間的變化以提供加速操作速度，其中所述轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置基于由所述加速操作檢測裝置檢測到的加速操作量和由所述加速操作速度檢測裝置檢測到的加速操作速度中的至少一個來確定脈沖波形的形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，其中所述車輛包括設(shè)置在所述動力源和所述驅(qū)動軸之間的變速器，并且當所述變速器的減速齒輪比小于預(yù)定比時，所述轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置禁止向所述方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，還包括用于檢測所述車輛的速度的車速檢測裝置，其中當由所述車速檢測裝置檢測到的車速大于預(yù)定速度時，所述轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置禁止向所述方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置沿著所述方向盤的右轉(zhuǎn)操作和左轉(zhuǎn)操作的方向中的事先由所述驅(qū)動軸的特征限定的一個方向向所述方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。
7.一種車輛轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，所述車輛具有用于轉(zhuǎn)向所述車輛的轉(zhuǎn)向輪的方向盤、用于產(chǎn)生動力的動力源和用于將動力傳遞到所述轉(zhuǎn)向輪的驅(qū)動軸，所述轉(zhuǎn)向輪用作所述車輛的驅(qū)動輪，所述轉(zhuǎn)向控制設(shè)備包括加速操作檢測裝置，用于檢測車輛駕駛員的加速操作量；和轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置，用于控制所述方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，并且在所述車輛已經(jīng)啟動的情況下，當由所述加速操作檢測裝置檢測到的加速操作量等于或大于預(yù)定值時向所述方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩，以減輕因所述驅(qū)動軸的特征而在所述方向盤上瞬時產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向。
全文摘要
提供了一種車輛轉(zhuǎn)向控制設(shè)備，該車輛具有用于轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向輪的方向盤、用于產(chǎn)生動力的動力源和用于將動力傳遞到轉(zhuǎn)向輪的驅(qū)動軸，所述轉(zhuǎn)向輪用作所述車輛的驅(qū)動輪。該轉(zhuǎn)向控制設(shè)備包括加速操作檢測裝置，用于檢測車輛駕駛員的加速操作量；和轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置，用于控制方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，并且向方向盤施加扭力轉(zhuǎn)向減輕扭矩。當由加速操作檢測裝置檢測的加速操作量等于或大于預(yù)定值時，該轉(zhuǎn)向扭矩控制裝置適于減輕因驅(qū)動軸的特征而在方向盤上瞬時產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向。
文檔編號B62D6/00GK101088829SQ200710110768
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者安井由行, 兒玉博之, 淺野憲司, 加藤平久 申請人:株式會社愛德克斯