CN102076549A

CN102076549A - 转向控制装置

Info

Publication number: CN102076549A
Application number: CN2009801251521A
Authority: CN
Inventors: 藤田好隆; 广濑太郎; 特厄拉瓦特·林皮邦滕
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-08-25
Also published as: DE112009005462B8; US20120029772A1; DE112009005462T8; CN102076549B; DE112009005462B4; WO2011024259A1; JPWO2011024259A1; DE112009005462T5; JP5146540B2; US8594888B2

Abstract

本发明提供一种转向控制装置(100)，在具备可使前轮及后轮独立地转向的转向机构(200)的车辆(10)中，控制转向机构以抑制车辆的运行情况。转向控制装置具备控制单元，控制转向机构以使前轮的转向角和后轮的转向角成为反相且使前轮的转向角速度比后轮的转向角速度高。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及在具备可使前后轮转向的四轮转向(4Wheel Steering：4WS)机构的车辆中控制前后轮的转向的转向控制装置的技术领域。

背景技术

作为该种转向控制装置，已知在具备4WS机构的车辆中使后轮相对于前轮反相转向的装置(例如参照专利文献1及2)。

例如在专利文献1中，公开了在车辆转弯初始时使后轮相对于前轮过渡性地反相转向的技术。例如在专利文献2中，公开了对于用于控制前后轮的转向角的传递函数，通过以删除二次项而仅含有一次项的方式进行近似，实现系统的简单化的技术。

专利文献1：(日本)特开平5-139325号公报

专利文献2：(日本)特开平3-67782号公报

在如上所述的相对于前轮使后轮反相转向的情况中，例如以在车辆行驶中，在左右轮产生制动力的差等情况下，以产生与在车辆上产生的横摆力矩及横向力稳定地平衡的横摆力矩及横向力的方式，计算前后轮的目标转向角，且以达到该目标转向角的方式分别控制前后轮时，则起因于前轮侧和后轮侧的响应特性的差异等引起的前后轮的转向角在直至达到目标转向角的过渡期间中不能保持横摆力矩或者横向力的平衡，存在车辆的稳定性可能恶化的技术性问题点。

发明内容

本发明是鉴于例如上述的现有问题点而做出的，课题在于提供一种在具备4WS机构的车辆中可提高在转向控制的过渡期间中的车辆的稳定性的转向控制装置。

本发明的第一转向控制装置是为了解决上述课题，一种转向控制装置，在具备可使前轮及后轮独立地转向的转向机构的车辆中，控制所述转向机构以抑制所述车辆的运行情况，其中，具备控制单元，控制所述转向机构以使所述前轮的转向角和所述后轮的转向角成为反相且使所述前轮的转向角速度比所述后轮的转向角速度高。

本发明的第一转向控制装置，设置在具备可使前轮及后轮独立地转向的例如四轮转向(4WS)机构等转向机构的车辆上，控制转向机构以抑制该车辆的运行情况(例如，在该车辆上产生目标横摆力矩及目标横向力中至少一种)。

根据本发明的第一转向控制装置，在其动作时，以所述前轮的转向角和所述后轮的转向角成为反相的方式，利用控制单元控制转向机构，由此抑制车辆的运行情况。

在本发明中，特别地，控制单元控制转向机构以使所述前轮的转向角速度比后轮的转向角速度高。因此，能够抑制或者防止起因于前轮侧和后轮侧的响应特性的差异等引起的在转向控制的过渡期间(例如直至前轮及后轮分别成为目标前轮转向角及目标后轮转向角的过渡期间)中车辆的稳定性恶化。换言之，在本发明中，特别地，由于控制单元控制转向机构以使后轮转向的后轮转向角速度(或者也可称为“后轮转向速度”)比前轮转向的前轮转向角速度(或者也可称为“前轮转向速度”)低，因此能够抑制由于使后轮转向而在车辆上产生不必要的横摆力矩或者横向力，进而能够提高在转向控制的过渡期间中的车辆的稳定性。

如以上说明，根据本发明的第一转向控制装置，例如在具备四轮转向(4WS)机构等转向机构的车辆中，能够提高在转向控制的过渡期间中的车辆的稳定性。

在本发明的第一转向控制装置的一方式中，还具备目标转向角特定单元，特定所述前轮的目标转向角即目标前轮转向角及所述后轮的目标转向角即与所述目标前轮转向角反相的目标后轮转向角，以抑制所述车辆的运行情况，，所述控制单元控制所述转向机构，以使所述前轮以所述前轮转向角速度达到所述目标前轮转向角且使所述后轮以比所述前轮转向角速度低的后轮转向角速度达到所述目标后轮转向角。

根据该方式，目标转向角特定单元特定目标前轮转向角及目标后轮转向角，以抑制车辆的运行情况(例如，在由于在车辆的左轮和右轮产生制动力差而在车辆上产生横摆力矩的情况下，在车辆上产生与所述力矩平衡的目标横摆力矩)。控制单元控制转向机构以使前轮及后轮分别达到目标前轮转向角及目标后轮转向角。

在该方式中，特别地，控制所述转向机构以使前轮以前轮转向角速度达到目标前轮转向角且使以后轮以比前轮转向角速度低的后轮转向角速度达到目标后轮转向角。因此，能够可靠地抑制或者防止起因于转向机构中的前轮侧和后轮侧的响应特性的差异等引起的在转向控制的过渡期间中车辆的稳定性恶化。

在本发明的第一转向控制装置的其它方式中，还具备：目标转向角速度特定单元，根据所述目标前轮转向角及所述目标后轮转向角，特定所述前轮的目标转向角速度即目标前轮转向角速度及所述后轮的目标转向角速度即目标后轮转向角速度；及目标转向角速度更新单元，降低所述目标后轮转向角速度并与该降低的速度量相对应地增加所述目标前轮转向角速度。

根据该方式，利用目标转向角速度特定单元特定目标前轮转向角速度及目标后轮转向角速度，以抑制车辆的运行情况，并利用目标转向角速度更新单元更新该特定的目标前轮转向角速度及目标后轮转向角速度。

在该方式中，特别地，由于目标转向角速度更新单元使目标后轮转向角速度降低并与该降低的速度量相对应地增加目标前轮转向角速度，因此，能够可靠地抑制或者防止起因于转向机构中的前轮侧和后轮侧的响应特性的差异等引起的在转向控制的过渡期间中车辆的稳定性恶化。

在本发明的第一转向控制装置的其它方式中，所述控制单元控制所述转向机构，以使所述后轮转向角速度为上限值以下且使所述前轮转向角速度与所述后轮转向角速度超过所述上限值的量相对应地增加。

根据该方式，由于利用控制单元控制转向机构以使后轮转向角速度为上限值以下，因此，能够可靠地抑制或者防止由于后轮以比上限值高的转向角速度进行转向而在车辆上产生不必要的横摆力矩或者横向力。进而，由于利用控制单元控制转向机构以使所述前轮转向角速度与后轮转向角速度超过所述上限值的量相对应地增加，因此能够在车辆上更可靠地产生目标横摆力矩及目标横向力中至少一种，能够可靠地抑制车辆的运行情况。这些结果是，能够进一步提高在转向控制的过渡期间中车辆的稳定性。

另外，“所述后轮转向角速度超过所述上限值的量”，是指由于控制后轮的转向角以使后轮转向角速度成为上限值以下，后轮的转向角相对于目标后轮转向角速度不足的量。在该方式中，控制单元将后轮转向角相对于目标后轮转向角不足的量换算成前轮的转向角，以前轮的转向角仅增加该换算的转向角的量的方式使前轮转向角速度增加。

在本发明的第一转向控制装置的其它方式中，所述控制单元控制所述转向机构以在所述车辆上产生抑制所述车辆的运行情况的目标横摆力矩及目标横向力中至少一种。

根据该方式，通过在车辆上产生目标横摆力矩及目标横向力中至少一种，能够抑制车辆的运行情况。

本发明的第二转向控制装置是为了解决所述课题，一种转向控制装置，在具备可使前轮及后轮独立地转向的转向机构的车辆中，控制所述转向机构以抑制所述车辆的运行情况，具备：目标转向角特定单元，特定所述前轮的目标转向角即目标前轮转向角及所述后轮的目标转向角即与所述目标前轮转向角反相的目标后轮转向角；目标转向角更新单元，通过减小所述特定的目标后轮转向角并且增加所述特定的目标前轮转向角来更新所述特定的目标前轮转向角及目标后轮转向角；及控制单元，根据所述更新的目标前轮转向角及目标后轮转向角控制所述转向机构。

本发明的第二转向控制装置，设置在具备可使前轮及后轮独立地转向的例如四轮转向(4WS)机构等的转向机构的车辆上，控制转向机构以抑制该车辆的运行情况(例如，在该车辆上产生目标横摆力矩及目标横向力中至少一种)。

根据本发明的第二转向控制装置，在其动作时，利用目标转向角特定单元特定目标前轮转向角及目标后轮转向角以抑制该车辆的运行情况(例如根据抑制车辆的运行情况的目标横摆力矩及目标横向力中至少一种)。利用目标转向角更新单元更新该特定的目标前轮转向角及目标后轮转向角，根据该更新的目标前轮转向角及目标后轮转向角，利用控制单元控制转向机构。

在本发明中，特别地，目标转向角更新单元通过使所特定的目标后轮转向角减小并且使特定的目标前轮转向角增大，从而更新所特定的目标前轮转向角及目标后轮转向角。例如，目标转向角更新单元通过减小由目标转向角特定单元所特定的目标后轮转向角并且与该目标后轮转向角的减小量相对应地增加由目标转向角特定单元所特定的目标前轮转向角，从而更新目标前轮转向角及目标后轮转向角。根据这样更新后的目标前轮转向角及目标后轮转向角由控制单元控制转向机构，由此与根据更新前的(即，由目标转向角特定单元特定的)目标前轮转向角及目标后轮转向角控制转向机构的情况相比，使后轮转向的后轮转向角速度降低，使前轮转向的前轮转向角速度升高。

因此，能够抑制或者防止起因于转向机构的前轮侧和后轮侧的响应特性的差异等引起的在直至前轮及后轮分别达到目标前轮转向角及目标后轮转向角的过渡期间(即，转向控制的过渡期间)中车辆的稳定性恶化。换言之，在本发明中，特别地，由于控制单元根据由目标转向角更新单元更新的目标前轮转向角及目标后轮转向角控制转向机构，以使后轮转向角速度比前轮转向角速度低，因此能够抑制由于使后轮转向而在车辆上产生不必要的横摆力矩或横向力，进而能够提高在转向控制的过渡期间中的车辆的稳定性。

如以上说明，根据本发明的第二转向控制装置，在具备例如四轮转向(4WS)机构等转向机构的车辆中，能够提高在转向控制的过渡期间中的车辆的稳定性。

在本发明的第二转向控制装置的一方式中，所述目标转向角更新单元与使所述特定的目标后轮转向角减小的量相对应地增加所述特定的目标前轮转向角。

根据该方式，在转向控制的过渡期间，例如能够更可靠地在车辆上产生目标横摆力矩及目标横向力中至少一种，能够可靠地抑制车辆的运行情况。因此，能够进一步提高在转向控制的过渡期间的车辆的稳定性。

所述的目标转向角更新单元与使所述特定的目标后轮转向角减小的量对应地增加所述特定的目标前轮转向角的方式中，所述目标转向角更新单元根据控制函数决定使所述特定的目标后轮转向角减小的量，所述控制函数包含在所述车辆上产生的横向力相对于所述前轮的转向角的传递函数和在所述车辆上产生的横向力相对于所述后轮的转向角的传递函数之比删除了二次项后的数式。

在该情况下，能够使例如作为计算机系统的一部分构成的目标转向角更新单元的、用于决定使由目标转向角特定单元所特定的目标后轮转向角减小的量的计算量。因此，能够由目标转向角特定单元迅速地决定使由目标转向角特定单元所特定的目标后轮转向角减小的量。进而，能够简化该转向控制装置的构成。

从下面说明的实施方式可明了本发明的作用及其它的优点。

附图说明

图1是概念性地表示本实施方式的车辆的构成的块状图；

图2是概念性地表示由于产生制动力左右差而在车辆上产生力矩的示意图；

图3是用于说明目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr的示意图；

图4是用于说明本实施方式的转向控制的块状线图；

图5是表示在本实施方式的转向控制中的、前轮目标转向角及后轮目标转向角的历时变化的曲线图。

标号说明

10车辆

100 ECU

200四轮转向机构

210方向盘

220转向轴

240转向角传感器

250前轮用促动器

260前轮用转向轴

270后轮用促动器

280后轮用转向轴

Fl左前轮

Fr右前轮

Rl左后轮

Rr右后轮

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，参照图1对适用本实施方式的转向控制装置的车辆的构成进行说明。

图1是概念性地表示本实施方式的车辆的构成的块状图。另外，在图1中，主要表示了本实施方式的车辆的与本实施方式的转向控制装置相关的部分的构成。

在图1中，本实施方式的车辆10具备左前轮Fl及右前轮Fr(以下将它们适当地称为“前轮F”)、左后轮Rl及右后轮Rr(以下将它们适当地称为“后轮R”)、四轮转向机构200、及ECU100。

ECU100具备CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及RAM(Random Access Memory)，为可控制车辆10的整体动作的构成的电子控制单元，作为本发明的“转向控制装置”的一个例子发挥作用。另外，ECU100虽然是作为本发明的“控制单元”、“目标转向角特定单元”及“目标转向角更新单元”的各自的一个例子发挥作用的一体的电子控制单元，但本发明的这些各单元的物理、机械及电气性构成并不限定于此，例如也可以构成为多个ECU、各种处理单元、各种控制器或者微型计算机装置等各种计算机系统等。

四轮转向机构200为本发明的“转向机构”的一个例子，具备方向盘210、转向轴220、转向角传感器240、前轮用促动器250、前轮用转向轴260、后轮用促进器270、及后轮用转向轴280，构成为可独立地使前轮F及后轮R转向。

方向盘210构成为可由驾驶员进行转向输入的物理性的转向单元。

转向轴220为一端部与方向盘210连结且与方向盘210的旋转连动而可旋转地构成的轴体。

转向角传感器240构成为可检测作为方向盘210的转向量的转向角的传感器。转向角传感器240和ECU100电连接，所检测出的转向角成为在一定或者不定的周期内由ECU100把握的构成。

前轮用促动器250构成为通过使将左前轮Fl及右前轮Fr相互连结的前轮用转向轴260沿图中左右方向运动，可使前轮F转向。前轮用促动器250和ECU100电连接，前轮F的转向角成为由ECU100控制的构成。另外，若进行补充，前轮用促动器250在由ECU100进行的控制下，对前轮用转向轴260沿图中左右方向施加驱动力。前轮用转向轴260向左右方向位移后，经由拉杆及转向节等与前轮用转向轴260连结的左前轮Fl及右前轮Fr沿同一方向旋转。

后轮用促进器270构成为，通过使将左后轮Rl及右后轮Rr相互连结的后轮用转向轴280沿图中左右方向运动，可使后轮R转向。后轮用促进器270和ECU100电连接，后轮R的转向角成为由ECU100控制的构成。另外，若进行补充，后轮用促进器270在由ECU100进行控制下，对后轮用转向轴280沿图中左右方向施加驱动力。后轮用转向轴280向左右方向位移后，经由拉杆及转向节等与后轮用转向轴280连结的左前轮Fl及右前轮Fr沿同一方向旋转。

接着，参照图2至图4对作为本实施方式的转向控制装置发挥作用的ECU100的转向控制进行说明。

以下，以如下情况为例进行说明：由于在左轮(即，左前轮Fl及左后轮Rl)和右轮(即，右前轮Fr及右后轮Rr)路面状况不同，在左轮和右轮的制动力产生偏差的情况中的由ECU100进行的转向控制。另外，以下，将在左轮和右轮产生的制动力的差适宜地称为“制动力左右差”。

图2是概念性地表示由于产生制动力左右差而在车辆上产生的力矩的示意图。

在图2中，在车辆10的行驶中，通过驾驶员进行制动操作，制动力Fl_Fx作用于左前轮Fl，制动力Fr_Fx作用于右前轮Fr，制动力Rl_Fx作用于左后轮Rl，制动力Rr_Fx作用于右后轮Rr时，制动力左右差ΔFx可以用以下的式(1)表示。另外，在图2中，以作用于右轮的制动力Fr_Fx及Rr_Fx比作用于左轮的制动力Fl_Fx及Rl_Fx大的情况为例子进行表示。

ΔFx＝(Fr_Fx+Rr_Fx)-(Fl_Fx+Rl_Fx)…(1)

另外，由该制动力左右差ΔFx产生绕车辆10的重心G的力矩Mb可以用以下的式(2)表示。

Mb＝ΔFx/(Tread/2) …(2)

在此，Tread为左轮和右轮之间的距离。

图3是用于说明目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr的示意图。

在图3中，ECU100消除由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb，且以在车辆10上不产生横向力的方式特定目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr。

具体而言，目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr由以下的式(3)及(4)特定，可以用式(5)及(6)表示。

Mb＝2·Kf·βf·Lf-2·Kr·βr·Lr …(3)

Kf·βf+Kr·βr＝0 …(4)

βf＝-Mb/{2·(L·Kf)} …(5)

βr＝Mb/{2·(L·Kr)} …(6)

在此，Kf为前轮F的轮胎偏转刚度，Kr为后轮R的轮胎偏转刚度，Lf为前轮用转向轴260和重心G之间的距离，Lr为后轮用转向轴280和重心G之间的距离，L为前轮用转向轴260和后轮用转向轴280之间的距离。另外，式L＝Lf+Lr成立。

上述式(3)是表示通过前轮F及后轮R分别达到目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr而产生的横摆力矩与由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb平衡的情况的运动方程式。另外，上述式(4)是表示通过前轮F及后轮R分别达到目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr，在车辆10上产生的横向力(或者轮胎偏转刚度)为零的运动方程式。即，在本实施方式中，将与由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb平衡的力矩(即，和力矩Mb大小相同且反向的力矩)作为目标横摆力矩，且将零作为目标横向力，由ECU100特定目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr。即，由ECU100特定目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr以抑制由制动力左右差ΔFx引起的车辆的运行情况。另外，如后所述，ECU100更新该特定的目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr。

如上述式(5)及(6)所示，目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr互相为反相。即，如图3所示，前轮F和后轮R按照相对于行进方向互相沿相反方向旋转的方式进行转向。

图4是用于说明作为本实施方式的转向控制装置发挥作用的由ECU进行的转向控制的块状线图。

在图4中，ECU100将与由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb平衡的力矩作为目标横摆力矩，特定目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr。具体而言，ECU100根据分别相对于力矩Mb的比例要素K2及K3特定目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr。在此，比例要素K2及K3用以下式(7)及(8)表示。

K2＝-1/(2·Kf·L) …(7)

K3＝1/(2·Kr·L) …(8)

换言之，比例要素K2为表示目标前轮转向角βf相对于上述式(5)中的力矩Mb的比的比例常数，比例要素K3为表示目标后轮转向角βr相对于上述式子(6)中的力矩Mb的比的比例常数。即，ECU100将与由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb平衡的力矩作为目标横摆力矩，首先，根据上述式(5)及(6)，特定目标前轮转向角βf及目标后轮转向角βr。

在本实施方式中，特别地，ECU100通过减小目标后轮转向角βr来更新目标后轮转向角βr(使更新后的目标后轮转向角为βr′)，通过增大目标前轮转向角βf来更新目标前轮转向角βf(使更新后的目标前轮转向角βf′)。

具体而言，ECU100将目标后轮转向角βr通过用如以下的式子(9)所示的传递函数P(s)表示的过滤器进行更新而成为目标后轮转向角βr′。另外，传递函数P(s)为本发明的“控制函数”的一个例子。后面叙述关于传递函数P(s)的导出方法。另外，式βr′＝P(s)·βr成立。

[数学式1]

P (s) = \frac{Kr - Kf}{Kr} \cdot \frac{1}{1 + \frac{Kf}{Kr} \cdot \frac{G 2 (s)}{G 1 (s)}}

…(9)

在此，s为拉普拉斯算子，G1(s)为横向力Gy相对于前轮转向角δf的传递函数，G2(s)为横向力Gy相对于后轮转向角δr的传递函数。传递函数G1(s)及G2(s)分别用以下的式(10)及(11)表示。

[数学式2]

G 1 (s) = \frac{Gy}{δf} =

\frac{V \cdot (2 \cdot Kf \cdot s^{2} + \frac{4}{V} \cdot L \cdot Lr \cdot Kf \cdot s + 4 \cdot L \cdot Kf \cdot Kr)}{m \cdot V \cdot I \cdot s^{2} + {2 \cdot m \cdot ({Lf}^{2} \cdot Kf + {Lr}^{2} \cdot Kr) + 2 \cdot I \cdot (Kf + Kr)} \cdot s + {\frac{4}{V} \cdot L^{2} \cdot Kf \cdot Kr - 2 \cdot m \cdot V \cdot (Lf \cdot Kf - Lr \cdot Kr)}}

…(10)

[数学式3]

G 2 (s) = \frac{Gy}{δf} =

\frac{V \cdot (2 \cdot Kr \cdot s^{2} + \frac{4}{V} \cdot L \cdot Lr \cdot Kf \cdot s + 4 \cdot L \cdot Kf \cdot Kr)}{m \cdot V \cdot I \cdot s^{2} + {2 \cdot m \cdot ({Lf}^{2} \cdot Kf + {Lr}^{2} \cdot Kr) + 2 \cdot I \cdot (Kf + Kr)} \cdot s + {\frac{4}{V} \cdot L^{2} \cdot Kf \cdot Kr - 2 \cdot m \cdot V \cdot (Lf \cdot Kf - Lr \cdot Kr)}}

…(11)

在此，m为车辆重量，V为车速，I为横摆角惯性力矩。

进而，ECU100通过使目标前轮转向角βf按照更新前后的目标后轮转向角的差值(即，目标后轮转向角βr和βr′的差值)而增大，进行更新而成为目标前轮转向角βf′。具体而言，如用图4所示的块状线图表示的那样，根据以下的式(12)进行更新。

βf′＝βf+K4·(βr-βr′)＝{K2+K4·(1-P(s))·K3}·Mb

…(12)

在此，比例要素K4用下面的式(13)表示。

K4＝-Kr/Kf …(13)

比例要素K4用前轮F和后轮R的轮胎偏转刚度的比表示，用于将更新前后的目标后轮转向角的差变换成向目标前轮转向角追加的转向角。

ECU100控制四轮转向机构200，以使前轮F和后轮R分别达到如此更新后的目标前轮转向角βf′及目标后轮转向角βr′。

在此，参照上述式(9)对上述的传递函数P(s)的导出方法进行说明。

在参照图4的上述的转向控制中，由前轮转向角产生的横向力Gyf及由后轮转向角产生的横向力Gyr分别用以下的式(14)及(15)表示。

Gyf＝(K2+K4·(1-P(s))·K3)·G1(s)·Mb…(14)

Gyr＝K3·P(s)·G2(s)·Mb …(15)

另外，此时在车辆10上产生的横向力Gy为横向力Gyf和横向力Gyr之和，用以下的式(16)表示。

Gy＝Gyf+Gyr …(16)

另一方面，假设车辆10为仅使前轮F转向的两轮转向(2WS)的情况下，那么使前轮转向时在车辆10上产生的横向力Gy2ws用以下的式(17)表示，以产生与由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb平衡的力矩。

Gy2ws＝K1·G1(s)·Mb …(17)

在此，K1用以下的式(18)表示。

K1＝-(Kf+Kr)/(2·L·Kf·Kr) …(18)

在本实施方式中，在车辆10上产生的横向力Gy作为和横向力Gy2ws相等的横向力导出传递函数P(s)。即，作为Gyf+Gyr＝Gy2ws，根据上述式(14)～(18)，能够将传递函数P(s)像上述式(9)那样导出。

接着，参照图5对由ECU100进行的转向控制加以说明。

图5是表示本实施方式的转向控制中的前轮目标转向角及后轮目标转向角的历时变化的一个例子的曲线图。

在图5中，曲线L_βf表示目标前轮转向角βf的历时变化的一个例子，曲线L_βr表示目标后轮转向角βr的历时变化的一个例子。另外，在图5中，直线L_βf0及直线L_βr0分别表示，假设参照图4在上述的转向控制中，用传递函数P(s)表示的过滤器及没有比例要素K4的情况中的目标前轮转向角及目标后轮转向角(即，用上述式(5)表示的目标前轮转向角βf(以下，适宜地称为“稳定目标前轮转向角βf0”)以及用上述式(6)表示的目标后轮转向角βr(以下，适宜地称为“稳定目标后轮转向角βr0”)。稳定目标前轮转向角βf0及稳定目标后轮转向角βr0分别为可实现在车辆10上产生的力矩及横向力的稳定的平衡的目标前轮转向角及目标后轮转向角。另外，图5中的期间T1为考虑了转向控制的开始时的前轮促动器250和后轮促进器270的开始时间等的迟延期间。

在图5中，在本实施方式中由于ECU100参照图4进行上述的转向控制，因此在转向控制的过渡期间，目标后轮转向角βr从比稳定目标后轮转向角βr0小的值朝向稳定目标后轮转向角βr0逐渐变大(参照曲线L_βr)，目标前轮转向角βf从比稳定目标前轮转向角βf0大的值朝向稳定目标前轮转向角βf0逐渐变小(参照曲线L_βf)。另外，在图5中，目标后轮转向角为了表示和目标前轮转向角反相而表示为负值。目标后轮转向角大(或者小)意味着其绝对值大(或者小)。

换言之，在本实施方式中，ECU100控制四轮转向机构200以使后轮R转向的后轮转向角速度相对降低，使前轮F转向的前轮转向角速度相对提高。

因此，能够抑制或者防止起因于四轮转向机构200中的前轮促动器250和后轮促进器270的响应特性的差异引起的直至前轮F和后轮R分别达到稳定目标前轮转向角βf0及稳定目标后轮转向角βr0的过渡期间(即，转向控制的过渡期间)中车辆10的稳定性恶化。例如，能够抑制或者防止起因于前轮促动器250和后轮促进器270的响应特性的差异引起的在后轮转向角速度比前轮转向角速度变高的情况等中，由于后轮R的转向，在与由制动力左右差ΔFx产生的力矩Mb相同的方向上产生不必要的力矩。

换言之，在本实施方式中，特别地，由于ECU100根据被更新的目标前轮转向角βf′及目标后轮转向角βr′以后轮转向角速度比前轮转向角速度低的方式控制四轮转角机构200，因此，能够抑制由于使后轮R转向而在车辆10上产生不必要的横摆力矩或者横向力，进而能够提高在转向控制的过渡期间中的车辆10的稳定性。

如以上的说明，根据本实施方式，在具备四轮转向机构200的车辆10中，能够提高在转向控制的过渡期间中的车辆10的稳定性。

<第一变形例>

在上述传递函数P(s)中也可以删除拉普拉斯算子的二次项。即，也可以如上述公式(9)所示那样，使传递函数P(s)所包含的用上述式(10)表示的传递函数G1(s)和用上述式(11)表示的传递函数G2(s)之比G1(s)/G2(s)如以下的式(19)那样进行近似。

[数学式4]

\frac{G 1 (s)}{G 2 (s)} = \frac{\frac{4}{V} \cdot L \cdot Lr \cdot Kf \cdot s + 4 \cdot L \cdot Kf \cdot Kr}{\frac{4}{V} \cdot L \cdot Lr \cdot Kf \cdot s - 4 \cdot L \cdot Kf \cdot Kr} \cdot \cdot \cdot (19)

在该情况下，能够减少由ECU100执行的目标前轮转向角及目标后轮转向角的更新的计算量，能够提高该更新的计算速度。这种计算速度的提高在实践上非常有利。

<第二变形例>

在图4中，ECU100也可以增加或者代替使用上述的传递函数P(s)及比例要素K4的目标前轮转向角及目标后轮转向角的更新，以后轮转向角速度为上限值以下的方式且以前轮转向角速度与后轮转向角速度超过其上限值的量相对应地增加的方式，进行目标前轮转向角及目标后轮转向角的更新。

在该情况下，由于是通过ECU100以后轮转向角速度成为上限值以下的方式控制四轮转向机构200，因此通过使后轮R以比上限值高的转向角速度进行转向，能够可靠地抑制或者防止在车辆10上产生不必要的横摆力矩或者横向力。进而，通过ECU100控制四轮转向机构200，以使前轮转向角速度与后轮转向角速度超过其上限值的量相对应地增加，因此能够在转向控制的过渡期间也更可靠地在车辆10上产生目标横摆力矩。因此，能够进一步提高在转向控制的过渡期间中的车辆10的稳定性。

<第三变形例>

在图1及图5中，ECU100也可以根据稳定目标前轮转向角βf0及稳定目标后轮转向角βr0，特定目标前轮转向角速度及目标后轮转向角速度，之后使该特定的目标后轮转向角速度部分降低，使目标前轮转向角速度按照该降低的部分(即，降低的转向角速度量)增加。即，ECU100也可以根据稳定目标前轮转向角βf0及稳定目标后轮转向角βr0，特定目标前轮转向角速度及目标后轮转向角速度，之后将该特定的目标后轮转向角速度的一部分加在目标前轮转向角速度上(即，也可以对于特定的前轮侧及后轮侧的目标转向角速度，将后轮侧的一部分换算成前轮侧的目标转向角速度并转移至前轮侧，由此来更新前轮侧及后轮侧的目标转向角速度)。由此，以前轮及后轮中前轮比后轮高的转向角速度分别达到稳定目标前轮转向角βf0及稳定目标后轮转向角βr0的方式，通过ECU100控制四轮转向机构200。因此，能够抑制或者防止起因于四轮转向机构200中的前轮侧和后轮侧的响应特性的差异等引起的在转向控制的过渡期间中车辆10的稳定性恶化。

本发明不限定于上述的实施方式，在不违背从权利要求及整个说明书读取的发明的主旨或者思想的范围内可适当变更，伴随该种变更的转向控制装置也包含在本发明的技术范围内。

工业实用性

本发明可利用于在具备可使前轮及后轮转向的四轮转向机构的车辆中控制前后轮的转向的转向控制装置。

Claims

1.一种转向控制装置，在具备可使前轮及后轮独立地转向的转向机构的车辆中，控制所述转向机构以抑制所述车辆的运行情况，所述转向控制装置的特征在于，

具备控制单元，控制所述转向机构以使所述前轮的转向角和所述后轮的转向角成为反相且使所述前轮的转向角速度比所述后轮的转向角速度高。

2.如权利要求1所述的转向控制装置，其中，

还具备目标转向角特定单元，特定所述前轮的目标转向角即目标前轮转向角及所述后轮的目标转向角即与所述目标前轮转向角反相的目标后轮转向角，以抑制所述车辆的运行情况，

所述控制单元控制所述转向机构，以使所述前轮以前轮转向角速度达到所述目标前轮转向角且使所述后轮以比所述前轮转向角速度低的后轮转向角速度达到所述目标后轮转向角。

3.如权利要求1或2所述的转向控制装置，其中，还具备：

目标转向角速度特定单元，根据所述目标前轮转向角及所述目标后轮转向角，特定所述前轮的目标转向角速度即目标前轮转向角速度及所述后轮的目标转向角速度即目标后轮转向角速度；及

目标转向角速度更新单元，降低所述目标后轮转向角速度并与该降低的速度量相对应地增加所述目标前轮转向角速度。

4.如权利要求2所述的转向控制装置，其中，

所述控制单元控制所述转向机构，以使所述后轮转向角速度为上限值以下且使所述前轮转向角速度与所述后轮转向角速度超过所述上限值的量相对应地增加。

5.如权利要求1至3中任一项所述的转向控制装置，其中，

所述控制单元控制所述转向机构以在所述车辆上产生抑制所述车辆的运行情况的目标横摆力矩及目标横向力中至少一种。

6.一种转向控制装置，在具备可使前轮及后轮独立地转向的转向机构的车辆中，控制所述转向机构以抑制所述车辆的运行情况，所述转向控制装置的特征在于，具备：

目标转向角特定单元，特定所述前轮的目标转向角即目标前轮转向角及所述后轮的目标转向角即与所述目标前轮转向角反相的目标后轮转向角；

目标转向角更新单元，通过减小所述特定的目标后轮转向角并且增加所述特定的目标前轮转向角来更新所述特定的目标前轮转向角及目标后轮转向角；及

控制单元，根据所述更新的目标前轮转向角及目标后轮转向角控制所述转向机构。

7.如权利要求6所述的转向控制装置，其中，

所述目标转向角更新单元与使所述特定的目标后轮转向角减小的量相对应地增加所述特定的目标前轮转向角。

8.如权利要求7所述的转向控制装置，其中，

所述目标转向角更新单元根据控制函数决定使所述特定的目标后轮转向角减小的量，所述控制函数包含在所述车辆上产生的横向力相对于所述前轮的转向角的传递函数和在所述车辆上产生的横向力相对于所述后轮的转向角的传递函数之比删除了二次项后的数式。