專利名稱：轉(zhuǎn)向控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具備可使前后輪轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向(4Wheel Steering :4WS)機(jī)構(gòu)的 車輛中控制前后輪的轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向控制裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為該種轉(zhuǎn)向控制裝置，已知在具備4WS機(jī)構(gòu)的車輛中使后輪相對于前輪反相轉(zhuǎn) 向的裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1及2)。例如在專利文獻(xiàn)1中，公開了在車輛轉(zhuǎn)彎初始時使后輪相對于前輪過渡性地反相 轉(zhuǎn)向的技術(shù)。例如在專利文獻(xiàn)2中，公開了對于用于控制前后輪的轉(zhuǎn)向角的傳遞函數(shù)，通過 以刪除二次項而僅含有一次項的方式進(jìn)行近似，實現(xiàn)系統(tǒng)的簡單化的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開平5-139325號公報專利文獻(xiàn)2 (日本)特開平3-67782號公報在如上所述的相對于前輪使后輪反相轉(zhuǎn)向的情況中，例如以在車輛行駛中，在左 右輪產(chǎn)生制動力的差等情況下，以產(chǎn)生與在車輛上產(chǎn)生的橫擺力矩及橫向力穩(wěn)定地平衡的 橫擺力矩及橫向力的方式，計算前后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角，且以達(dá)到該目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的方式分別 控制前后輪時，則起因于前輪側(cè)和后輪側(cè)的響應(yīng)特性的差異等引起的前后輪的轉(zhuǎn)向角在直 至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的過渡期間中不能保持橫擺力矩或者橫向力的平衡，存在車輛的穩(wěn)定性 可能惡化的技術(shù)性問題點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于例如上述的現(xiàn)有問題點(diǎn)而做出的，課題在于提供一種在具備4WS機(jī) 構(gòu)的車輛中可提高在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中的車輛的穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)向控制裝置。本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置是為了解決上述課題，一種轉(zhuǎn)向控制裝置，在具備可 使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛中，控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制所述車輛的運(yùn)行 情況，其中，具備控制單元，控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使所述前輪的轉(zhuǎn)向角和所述后輪的轉(zhuǎn)向角 成為反相且使所述前輪的轉(zhuǎn)向角速度比所述后輪的轉(zhuǎn)向角速度高。本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置，設(shè)置在具備可使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的例如四輪 轉(zhuǎn)向(4WS)機(jī)構(gòu)等轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛上，控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制該車輛的運(yùn)行情況(例如，在該 車輛上產(chǎn)生目標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種)。根據(jù)本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置，在其動作時，以所述前輪的轉(zhuǎn)向角和所述后輪 的轉(zhuǎn)向角成為反相的方式，利用控制單元控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由此抑制車輛的運(yùn)行情況。在本發(fā)明中，特別地，控制單元控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使所述前輪的轉(zhuǎn)向角速度比后輪 的轉(zhuǎn)向角速度高。因此，能夠抑制或者防止起因于前輪側(cè)和后輪側(cè)的響應(yīng)特性的差異等引 起的在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間(例如直至前輪及后輪分別成為目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪 轉(zhuǎn)向角的過渡期間)中車輛的穩(wěn)定性惡化。換言之，在本發(fā)明中，特別地，由于控制單元控 制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使后輪轉(zhuǎn)向的后輪轉(zhuǎn)向角速度(或者也可稱為“后輪轉(zhuǎn)向速度”)比前輪轉(zhuǎn)向
3的前輪轉(zhuǎn)向角速度(或者也可稱為“前輪轉(zhuǎn)向速度”)低，因此能夠抑制由于使后輪轉(zhuǎn)向而 在車輛上產(chǎn)生不必要的橫擺力矩或者橫向力，進(jìn)而能夠提高在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中的車 輛的穩(wěn)定性。如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置，例如在具備四輪轉(zhuǎn)向(4WS)機(jī)構(gòu) 等轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛中，能夠提高在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中的車輛的穩(wěn)定性。在本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置的一方式中，還具備目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元，特定所 述前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及所述后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即與所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向 角反相的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，以抑制所述車輛的運(yùn)行情況，，所述控制單元控制所述轉(zhuǎn)向機(jī) 構(gòu)，以使所述前輪以所述前輪轉(zhuǎn)向角速度達(dá)到所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角且使所述后輪以比所述 前輪轉(zhuǎn)向角速度低的后輪轉(zhuǎn)向角速度達(dá)到所述目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角。根據(jù)該方式，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，以抑 制車輛的運(yùn)行情況(例如，在由于在車輛的左輪和右輪產(chǎn)生制動力差而在車輛上產(chǎn)生橫擺 力矩的情況下，在車輛上產(chǎn)生與所述力矩平衡的目標(biāo)橫擺力矩)?？刂茊卧刂妻D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以 使前輪及后輪分別達(dá)到目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角。在該方式中，特別地，控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使前輪以前輪轉(zhuǎn)向角速度達(dá)到目標(biāo)前 輪轉(zhuǎn)向角且使以后輪以比前輪轉(zhuǎn)向角速度低的后輪轉(zhuǎn)向角速度達(dá)到目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角。因 此，能夠可靠地抑制或者防止起因于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的前輪側(cè)和后輪側(cè)的響應(yīng)特性的差異等引 起的在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中車輛的穩(wěn)定性惡化。在本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置的其它方式中，還具備目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度特定單元， 根據(jù)所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及所述目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，特定所述前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度即目標(biāo) 前輪轉(zhuǎn)向角速度及所述后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度即目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角速度；及目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度 更新單元，降低所述目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角速度并與該降低的速度量相對應(yīng)地增加所述目標(biāo)前輪 轉(zhuǎn)向角速度。根據(jù)該方式，利用目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度特定單元特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角速度及目標(biāo)后輪 轉(zhuǎn)向角速度，以抑制車輛的運(yùn)行情況，并利用目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度更新單元更新該特定的目標(biāo) 前輪轉(zhuǎn)向角速度及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角速度。在該方式中，特別地，由于目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度更新單元使目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角速度降低 并與該降低的速度量相對應(yīng)地增加目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角速度，因此，能夠可靠地抑制或者防止 起因于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的前輪側(cè)和后輪側(cè)的響應(yīng)特性的差異等引起的在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間 中車輛的穩(wěn)定性惡化。在本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置的其它方式中，所述控制單元控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)， 以使所述后輪轉(zhuǎn)向角速度為上限值以下且使所述前輪轉(zhuǎn)向角速度與所述后輪轉(zhuǎn)向角速度 超過所述上限值的量相對應(yīng)地增加。根據(jù)該方式，由于利用控制單元控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使后輪轉(zhuǎn)向角速度為上限值以 下，因此，能夠可靠地抑制或者防止由于后輪以比上限值高的轉(zhuǎn)向角速度進(jìn)行轉(zhuǎn)向而在車 輛上產(chǎn)生不必要的橫擺力矩或者橫向力。進(jìn)而，由于利用控制單元控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使所述 前輪轉(zhuǎn)向角速度與后輪轉(zhuǎn)向角速度超過所述上限值的量相對應(yīng)地增加，因此能夠在車輛上 更可靠地產(chǎn)生目標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種，能夠可靠地抑制車輛的運(yùn)行情況。 這些結(jié)果是，能夠進(jìn)一步提高在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中車輛的穩(wěn)定性。
另外，“所述后輪轉(zhuǎn)向角速度超過所述上限值的量”，是指由于控制后輪的轉(zhuǎn)向角 以使后輪轉(zhuǎn)向角速度成為上限值以下，后輪的轉(zhuǎn)向角相對于目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角速度不足的 量。在該方式中，控制單元將后輪轉(zhuǎn)向角相對于目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角不足的量換算成前輪的轉(zhuǎn) 向角，以前輪的轉(zhuǎn)向角僅增加該換算的轉(zhuǎn)向角的量的方式使前輪轉(zhuǎn)向角速度增加。在本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)向控制裝置的其它方式中，所述控制單元控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以 在所述車輛上產(chǎn)生抑制所述車輛的運(yùn)行情況的目標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種。根據(jù)該方式，通過在車輛上產(chǎn)生目標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種，能夠抑 制車輛的運(yùn)行情況。本發(fā)明的第二轉(zhuǎn)向控制裝置是為了解決所述課題，一種轉(zhuǎn)向控制裝置，在具備可 使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛中，控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制所述車輛的運(yùn)行 情況，具備目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元，特定所述前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及所述后 輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即與所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角反相的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角；目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元， 通過減小所述特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角并且增加所述特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角來更新所述特 定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角；及控制單元，根據(jù)所述更新的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及 目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的第二轉(zhuǎn)向控制裝置，設(shè)置在具備可使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的例如四輪 轉(zhuǎn)向(4WS)機(jī)構(gòu)等的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛上，控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制該車輛的運(yùn)行情況(例如，在 該車輛上產(chǎn)生目標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種)。根據(jù)本發(fā)明的第二轉(zhuǎn)向控制裝置，在其動作時，利用目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元特定目 標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角以抑制該車輛的運(yùn)行情況(例如根據(jù)抑制車輛的運(yùn)行情 況的目標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種)。利用目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元更新該特定的目 標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，根據(jù)該更新的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，利用 控制單元控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明中，特別地，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元通過使所特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小 并且使特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角增大，從而更新所特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向 角。例如，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元通過減小由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元所特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角 并且與該目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角的減小量相對應(yīng)地增加由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元所特定的目標(biāo)前 輪轉(zhuǎn)向角，從而更新目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角。根據(jù)這樣更新后的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向 角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角由控制單元控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由此與根據(jù)更新前的(即，由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角 特定單元特定的)目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的情況相比，使后輪轉(zhuǎn) 向的后輪轉(zhuǎn)向角速度降低，使前輪轉(zhuǎn)向的前輪轉(zhuǎn)向角速度升高。因此，能夠抑制或者防止起因于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的前輪側(cè)和后輪側(cè)的響應(yīng)特性的差異等 引起的在直至前輪及后輪分別達(dá)到目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角的過渡期間(即，轉(zhuǎn) 向控制的過渡期間)中車輛的穩(wěn)定性惡化。換言之，在本發(fā)明中，特別地，由于控制單元根 據(jù)由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元更新的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以使后 輪轉(zhuǎn)向角速度比前輪轉(zhuǎn)向角速度低，因此能夠抑制由于使后輪轉(zhuǎn)向而在車輛上產(chǎn)生不必要 的橫擺力矩或橫向力，進(jìn)而能夠提高在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中的車輛的穩(wěn)定性。如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的第二轉(zhuǎn)向控制裝置，在具備例如四輪轉(zhuǎn)向(4WS)機(jī)構(gòu) 等轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛中，能夠提高在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間中的車輛的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的第二轉(zhuǎn)向控制裝置的一方式中，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元與使所述特 定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小的量相對應(yīng)地增加所述特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角。根據(jù)該方式，在轉(zhuǎn)向控制的過渡期間，例如能夠更可靠地在車輛上產(chǎn)生目標(biāo)橫擺 力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種，能夠可靠地抑制車輛的運(yùn)行情況。因此，能夠進(jìn)一步提高在 轉(zhuǎn)向控制的過渡期間的車輛的穩(wěn)定性。所述的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元與使所述特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小的量對應(yīng)地增 加所述特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角的方式中，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元根據(jù)控制函數(shù)決定使所 述特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小的量，所述控制函數(shù)包含在所述車輛上產(chǎn)生的橫向力相對于 所述前輪的轉(zhuǎn)向角的傳遞函數(shù)和在所述車輛上產(chǎn)生的橫向力相對于所述后輪的轉(zhuǎn)向角的 傳遞函數(shù)之比刪除了二次項后的數(shù)式。在該情況下，能夠使例如作為計算機(jī)系統(tǒng)的一部分構(gòu)成的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元 的、用于決定使由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元所特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小的量的計算量。因此， 能夠由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元迅速地決定使由目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元所特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向 角減小的量。進(jìn)而，能夠簡化該轉(zhuǎn)向控制裝置的構(gòu)成。從下面說明的實施方式可明了本發(fā)明的作用及其它的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是概念性地表示本實施方式的車輛的構(gòu)成的塊狀圖；圖2是概念性地表示由于產(chǎn)生制動力左右差而在車輛上產(chǎn)生力矩的示意圖；圖3是用于說明目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角β r的示意圖；圖4是用于說明本實施方式的轉(zhuǎn)向控制的塊狀線圖；圖5是表示在本實施方式的轉(zhuǎn)向控制中的、前輪目標(biāo)轉(zhuǎn)向角及后輪目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的 歷時變化的曲線圖。標(biāo)號說明10 車輛100 ECU200四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)210方向盤220轉(zhuǎn)向軸240轉(zhuǎn)向角傳感器250前輪用促動器260前輪用轉(zhuǎn)向軸270后輪用促動器280后輪用轉(zhuǎn)向軸Fl左前輪Fr右前輪Rl左后輪Rr右后輪
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。首先，參照圖1對適用本實施方式的轉(zhuǎn)向控制裝置的車輛的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1是概念性地表示本實施方式的車輛的構(gòu)成的塊狀圖。另外，在圖1中，主要表 示了本實施方式的車輛的與本實施方式的轉(zhuǎn)向控制裝置相關(guān)的部分的構(gòu)成。在圖1中，本實施方式的車輛10具備左前輪Fl及右前輪Fr(以下將它們適當(dāng)?shù)?稱為“前輪F”)、左后輪Rl及右后輪Rr (以下將它們適當(dāng)?shù)胤Q為“后輪R”)、四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 200、及 ECU100。ECU100 % CPU (Central Processing Unit) > ROM (Read Only Memory) > R RAM (Random Access Memory)，為可控制車輛10的整體動作的構(gòu)成的電子控制單元，作為 本發(fā)明的“轉(zhuǎn)向控制裝置”的一個例子發(fā)揮作用。另外，ECU100雖然是作為本發(fā)明的“控制 單元”、“目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元”及“目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元”的各自的一個例子發(fā)揮作用的一 體的電子控制單元，但本發(fā)明的這些各單元的物理、機(jī)械及電氣性構(gòu)成并不限定于此，例如 也可以構(gòu)成為多個ECU、各種處理單元、各種控制器或者微型計算機(jī)裝置等各種計算機(jī)系統(tǒng)寸。四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)200為本發(fā)明的“轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)”的一個例子，具備方向盤210、轉(zhuǎn)向軸 220、轉(zhuǎn)向角傳感器240、前輪用促動器250、前輪用轉(zhuǎn)向軸260、后輪用促進(jìn)器270、及后輪用 轉(zhuǎn)向軸280，構(gòu)成為可獨(dú)立地使前輪F及后輪R轉(zhuǎn)向。方向盤210構(gòu)成為可由駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向輸入的物理性的轉(zhuǎn)向單元。轉(zhuǎn)向軸220為一端部與方向盤210連結(jié)且與方向盤210的旋轉(zhuǎn)連動而可旋轉(zhuǎn)地構(gòu) 成的軸體。轉(zhuǎn)向角傳感器240構(gòu)成為可檢測作為方向盤210的轉(zhuǎn)向量的轉(zhuǎn)向角的傳感器。 轉(zhuǎn)向角傳感器240和ECU100電連接，所檢測出的轉(zhuǎn)向角成為在一定或者不定的周期內(nèi)由 E⑶100把握的構(gòu)成。前輪用促動器250構(gòu)成為通過使將左前輪Fl及右前輪Fr相互連結(jié)的前輪用轉(zhuǎn)向 軸260沿圖中左右方向運(yùn)動，可使前輪F轉(zhuǎn)向。前輪用促動器250和E⑶100電連接，前輪 F的轉(zhuǎn)向角成為由ECU100控制的構(gòu)成。另外，若進(jìn)行補(bǔ)充，前輪用促動器250在由ECU100 進(jìn)行的控制下，對前輪用轉(zhuǎn)向軸260沿圖中左右方向施加驅(qū)動力。前輪用轉(zhuǎn)向軸260向左 右方向位移后，經(jīng)由拉桿及轉(zhuǎn)向節(jié)等與前輪用轉(zhuǎn)向軸260連結(jié)的左前輪Fl及右前輪Fr沿 同一方向旋轉(zhuǎn)。后輪用促進(jìn)器270構(gòu)成為，通過使將左后輪Rl及右后輪Rr相互連結(jié)的后輪用轉(zhuǎn) 向軸280沿圖中左右方向運(yùn)動，可使后輪R轉(zhuǎn)向。后輪用促進(jìn)器270和E⑶100電連接，后輪 R的轉(zhuǎn)向角成為由E⑶100控制的構(gòu)成。另外，若進(jìn)行補(bǔ)充，后輪用促進(jìn)器270在由E⑶100 進(jìn)行控制下，對后輪用轉(zhuǎn)向軸280沿圖中左右方向施加驅(qū)動力。后輪用轉(zhuǎn)向軸280向左右 方向位移后，經(jīng)由拉桿及轉(zhuǎn)向節(jié)等與后輪用轉(zhuǎn)向軸280連結(jié)的左前輪Fl及右前輪Fr沿同 一方向旋轉(zhuǎn)。接著，參照圖2至圖4對作為本實施方式的轉(zhuǎn)向控制裝置發(fā)揮作用的E⑶100的轉(zhuǎn) 向控制進(jìn)行說明。以下，以如下情況為例進(jìn)行說明由于在左輪(即，左前輪Fl及左后輪Rl)和右輪(即，右前輪Fr及右后輪Rr)路面狀況不同，在左輪和右輪的制動力產(chǎn)生偏差的情況中的由 ECU100進(jìn)行的轉(zhuǎn)向控制。另外，以下，將在左輪和右輪產(chǎn)生的制動力的差適宜地稱為“制動
力左右差”。圖2是概念性地表示由于產(chǎn)生制動力左右差而在車輛上產(chǎn)生的力矩的示意圖。在圖2中，在車輛10的行駛中，通過駕駛員進(jìn)行制動操作，制動力Fl_Fx作用于左 前輪Fl，制動力Fr_Fx作用于右前輪Fr，制動力Rl_Fx作用于左后輪Rl，制動力Rr_Fx作用 于右后輪Rr時，制動力左右差A(yù)Fx可以用以下的式(1)表示。另外，在圖2中，以作用于 右輪的制動力Fr_Fx及Rr_Fx比作用于左輪的制動力Fl_Fx及Rl_Fx大的情況為例子進(jìn)行 表不。AFx = (Fr_Fx+Rr_Fx) - (Fl_Fx+Rl_Fx)... (1)另外，由該制動力左右差A(yù)Fx產(chǎn)生繞車輛10的重心G的力矩Mb可以用以下的式 (2)表示。Mb = Δ Fx/ (Tread/2)... (2)在此，Tread為左輪和右輪之間的距離。圖3是用于說明目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角β r的示意圖。在圖3中，E⑶100消除由制動力左右差A(yù)Fx產(chǎn)生的力矩Mb，且以在車輛10上不 產(chǎn)生橫向力的方式特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·。具體而言，目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角β r由以下的式(3)及(4)特
定，可以用式(5)及(6)表示。Mb = 2 · Kf · β f · Lf-2 · Kr ·β r · Lr ... (3)Kf · β f+Kr · β r = 0... (4)β f = -Mb/ {2 · (L · Kf)}... (5)β r = Mb/ {2 · (L · Kr)}... (6)在此，Kf為前輪F的輪胎偏轉(zhuǎn)剛度，Kr為后輪R的輪胎偏轉(zhuǎn)剛度，Lf為前輪用轉(zhuǎn) 向軸260和重心G之間的距離，Lr為后輪用轉(zhuǎn)向軸280和重心G之間的距離，L為前輪用轉(zhuǎn) 向軸260和后輪用轉(zhuǎn)向軸280之間的距離。另外，式L = Lf+Lr成立。上述式(3)是表示通過前輪F及后輪R分別達(dá)到目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角i3f及目標(biāo)后輪 轉(zhuǎn)向角β r而產(chǎn)生的橫擺力矩與由制動力左右差A(yù)Fx產(chǎn)生的力矩Mb平衡的情況的運(yùn)動方 程式。另外，上述式(4)是表示通過前輪F及后輪R分別達(dá)到目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角i3f及目標(biāo) 后輪轉(zhuǎn)向角β r，在車輛10上產(chǎn)生的橫向力(或者輪胎偏轉(zhuǎn)剛度)為零的運(yùn)動方程式。艮口， 在本實施方式中，將與由制動力左右差A(yù)Fx產(chǎn)生的力矩Mb平衡的力矩(即，和力矩Mb大 小相同且反向的力矩)作為目標(biāo)橫擺力矩，且將零作為目標(biāo)橫向力，由ECU100特定目標(biāo)前 輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角i3r。即，由E⑶100特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪 轉(zhuǎn)向角βι·以抑制由制動力左右差A(yù)Fx引起的車輛的運(yùn)行情況。另外，如后所述，E⑶100 更新該特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·。如上述式(5)及(6)所示，目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角M及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角β r互相為反 相。即，如圖3所示，前輪F和后輪R按照相對于行進(jìn)方向互相沿相反方向旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行 轉(zhuǎn)向。圖4是用于說明作為本實施方式的轉(zhuǎn)向控制裝置發(fā)揮作用的由ECU進(jìn)行的轉(zhuǎn)向控
8制的塊狀線圖。在圖4中，E⑶100將與由制動力左右差A(yù)Fx產(chǎn)生的力矩Mb平衡的力矩作為目標(biāo) 橫擺力矩，特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β ·及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·。具體而言，ECU100根據(jù)分別相 對于力矩Mb的比例要素Κ2及Κ3特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角i3f及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·。在此， 比例要素Κ2及Κ3用以下式(7)及⑶表示。Κ2 =-1/(2 · Kf · L)... (7)Κ3 = 1/(2 · Kr · L)... (8)換言之，比例要素Κ2為表示目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角相對于上述式(5)中的力矩Mb的 比的比例常數(shù)，比例要素Κ3為表示目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角i3r相對于上述式子(6)中的力矩Mb的 比的比例常數(shù)。即，E⑶100將與由制動力左右差A(yù)Fx產(chǎn)生的力矩Mb平衡的力矩作為目標(biāo) 橫擺力矩，首先，根據(jù)上述式(5)及(6)，特定目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β ·及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·。在本實施方式中，特別地，ECU100通過減小目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·來更新目標(biāo)后輪 轉(zhuǎn)向角Pr(使更新后的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角為)，通過增大目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β ·來更新 目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f(使更新后的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角β f')。具體而言，E⑶100將目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角β r通過用如以下的式子(9)所示的傳遞函 數(shù)P(S)表示的過濾器進(jìn)行更新而成為目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角βι·'。另外，傳遞函數(shù)P(s)為本發(fā) 明的“控制函數(shù)”的一個例子。后面敘述關(guān)于傳遞函數(shù)P (s)的導(dǎo)出方法。另外，式βι·'= P(S) · βΓ 成立。[數(shù)學(xué)式1]
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)向控制裝置，在具備可使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛中，控制 所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制所述車輛的運(yùn)行情況，所述轉(zhuǎn)向控制裝置的特征在于，具備控制單元，控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使所述前輪的轉(zhuǎn)向角和所述后輪的轉(zhuǎn)向角成為反 相且使所述前輪的轉(zhuǎn)向角速度比所述后輪的轉(zhuǎn)向角速度高。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其中，還具備目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元，特定所述前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及所述后 輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即與所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角反相的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，以抑制所述車輛的運(yùn)行 情況，所述控制單元控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以使所述前輪以前輪轉(zhuǎn)向角速度達(dá)到所述目標(biāo)前輪 轉(zhuǎn)向角且使所述后輪以比所述前輪轉(zhuǎn)向角速度低的后輪轉(zhuǎn)向角速度達(dá)到所述目標(biāo)后輪轉(zhuǎn) 向角。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其中，還具備目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度特定單元，根據(jù)所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及所述目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角，特定所 述前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度即目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角速度及所述后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度即目標(biāo)后 輪轉(zhuǎn)向角速度；及目標(biāo)轉(zhuǎn)向角速度更新單元，降低所述目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角速度并與該降低的速度量相對應(yīng) 地增加所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角速度。
4.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其中，所述控制單元控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以使所述后輪轉(zhuǎn)向角速度為上限值以下且使所述前 輪轉(zhuǎn)向角速度與所述后輪轉(zhuǎn)向角速度超過所述上限值的量相對應(yīng)地增加。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其中，所述控制單元控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以在所述車輛上產(chǎn)生抑制所述車輛的運(yùn)行情況的目 標(biāo)橫擺力矩及目標(biāo)橫向力中至少一種。
6.一種轉(zhuǎn)向控制裝置，在具備可使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛中，控制 所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制所述車輛的運(yùn)行情況，所述轉(zhuǎn)向控制裝置的特征在于，具備目標(biāo)轉(zhuǎn)向角特定單元，特定所述前輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角即目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及所述后輪的目 標(biāo)轉(zhuǎn)向角即與所述目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角反相的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角；目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元，通過減小所述特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角并且增加所述特定的目標(biāo) 前輪轉(zhuǎn)向角來更新所述特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角；及控制單元，根據(jù)所述更新的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角及目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角控制所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其中，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元與使所述特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小的量相對應(yīng)地增加所 述特定的目標(biāo)前輪轉(zhuǎn)向角。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其中，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向角更新單元根據(jù)控制函數(shù)決定使所述特定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角減小的量， 所述控制函數(shù)包含在所述車輛上產(chǎn)生的橫向力相對于所述前輪的轉(zhuǎn)向角的傳遞函數(shù)和在 所述車輛上產(chǎn)生的橫向力相對于所述后輪的轉(zhuǎn)向角的傳遞函數(shù)之比刪除了二次項后的數(shù) 式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)向控制裝置(100)，在具備可使前輪及后輪獨(dú)立地轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(200)的車輛(10)中，控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以抑制車輛的運(yùn)行情況。轉(zhuǎn)向控制裝置具備控制單元，控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以使前輪的轉(zhuǎn)向角和后輪的轉(zhuǎn)向角成為反相且使前輪的轉(zhuǎn)向角速度比后輪的轉(zhuǎn)向角速度高。
文檔編號B62D117/00GK102076549SQ20098012515
公開日2011年5月25日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者廣瀨太郎, 特厄拉瓦特·林皮邦滕, 藤田好隆 申請人:豐田自動車株式會社