CN102282057B

CN102282057B - 用于车辆的转向控制设备

Info

Publication number: CN102282057B
Application number: CN200980154546.XA
Authority: CN
Inventors: 仁木惠太郎; 国弘洋司; 铃木善昭
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: WO2010082394A1; JP2010162918A; DE112009004369B4; US8738230B2; CN102282057A; US20110257845A1; DE112009004369T5; DE112009004369T8; JP5282889B2

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的转向控制设备。协调控制增益计算部分(61)计算适当地控制车辆的行驶行为所需的协调控制最终控制转矩T_C，并且基于该转矩T_C的大小来判定协调控制增益Kg。仲裁要求判定部分(62)基于该转矩T_C的大小来判定仲裁要求标识FRG_A以及被输出以适当地控制车辆的行驶行为的标识FRG_L的值。基于标识FRE_A的值和通过使用增益Kg来判定的协调控制仲裁转矩Tr的大小，仲裁部分(63)选择将转矩T_C或转矩Tr输出为仲裁后控制转矩T_F。仲裁后驱动控制部分(64)将与所判定的转矩T_F相对应的电流供应到电动机。

Description

用于车辆的转向控制设备

技术领域

本发明涉及用于车辆的转向控制设备(下文中，称作“车辆转向控制设备”)，包括由驾驶员操作的方向盘、用于提供用于操作方向盘的预定力的力提供装置以及用于控制力提供装置的工作的操作控制装置。

背景技术

传统地，已经知道了在日本专利申请公报(公开)No.2006-224750中公开的车辆转向设备。该传统的车辆转向设备包括车道保持辅助控制部分，其检测车辆正在其上行驶的道路的车道并且自动地控制车辆的转向以使得车辆沿着车道行驶；以及横摆率反作用力控制部分，其根据车辆的横摆率来控制转向反作用力。在车辆转向设备将其操作模式从其中横摆率反作用力控制部分进行工作的普通控制模式转换为其中车道保持辅助控制部分工作的车道保持辅助控制模式时，车辆转向设备将其工作模式经由过渡模式转换，以不对于驾驶员给予不自然的转向感受。在该过渡模式中，车辆转向设备随着时间的经过而逐渐地减小从横摆率反作用力控制部分输出的横摆率反作用力目标电流，并且随着时间的经过而逐渐地增加从车道保持辅助控制部分输出的车道保持辅助目标电流。

此外，已经传统地知道了在日本专利申请公报(公开)No.H6-206564中公开的车辆转向设备。传统的车辆转向设备包括控制切换装置，其用于减轻在车辆的操作在状态反馈控制与另一个第二控制之间切换时产生在车辆中的振动，其中状态反馈控制用于在前轮被转向以使得横摆率与目标值相一致时控制在车辆中产生的横摆率。在对控制进行切换时，这种控制切换装置将控制制的变量中的最大改变值限制到更小的值。

发明内容

附带地，在上述传统的设备中，在转换操作或控制模式时，避免了瞬时切换或者伴随着控制变量的大的改变而发生的切换，以不对于驾驶员给予不自然的转向感受。然而，在对方向盘的操作提供的力进行切换时，需要时间以减小通过在切换之前采用的控制而产生的转向反作用力(如在日本专利申请公报No.2006-224750中公开的设备中)或者在限制转向反作用力的最大改变值的同时减小转向反作用力(如在日本专利申请公报No.H6-206564中公开的设备中)。因此，在转换之后执行的控制包含时间延迟，使得传统的设备不能够在适当的时机对方向盘的操作提供力。因此，在通过控制模式的转换来对方向盘的操作提供力的情况下，已经期待不仅防止对于驾驶员提供不自然的感觉还使得能够快速地转换控制模式。

所完成的本发明已经解决了上述问题，并且其目的是提供这样一种车辆转向控制设备，其可以快速地转换用于方向盘操作的力，而不对于驾驶员给予不自然的感觉。

为了完成上述目的，本发明提供了一种用于车辆的转向控制设备，包括由驾驶员操作的方向盘、用于对方向盘的操作提供预定力的力提供装置、以及用于控制力提供装置的操作的操作控制装置。转向控制设备包括：第一控制变量输入装置，其用于输入从控制车辆的行驶行为的设备输出的第一控制变量，第一控制变量被用来对方向盘的操作提供第一力以校正车辆的行驶行为；第二控制变量计算装置，其用于计算第二控制变量，第二控制变量被用来对方向盘的操作提供第二力，以减小由驾驶员施加到方向盘的操作力或抵抗操作力；增益计算装置，其用于计算随着由第一控制变量输入装置输入的第一控制变量的增加而减小并随着所输入的第一控制变量的减小而增加的增益，增益改变由第二控制变量计算装置计算的第二控制变量的大小；仲裁装置，其用于在根据由增益计算装置计算的增益而减小的第二控制变量的大小变得小于预先设定的预定容许值时，禁止根据增益而变化的第二控制变量的输出并允许第一控制变量的输出，并且用于在根据增益而增加的第二控制变量的大小小于预定容许值时，允许根据增益而变化的第二控制变量的输出并禁止第一控制变量的输出；以及操作装置，其用于通过使用被仲裁装置允许输出的、第一控制变量或者根据增益而变化的第二控制变量来操作力提供装置。

在这种情况下，优选地，第二控制变量的大小通过与增益计算装置计算的增益相乘而变化。

此外，优选地，操作控制装置还包括仲裁判定装置，其用于将由第一控制变量输入装置输入的第一控制变量的大小与预先设定的预定判定值相比较，并且在第一控制变量的大小大于预定判定值时，判定为使第一控制变量的输出优先于根据所计算的增益而变化的第二控制变量的输出的仲裁是有必要的；并且在仲裁判定装置判定为仲裁是有必要的并且根据增益而减小的第二控制变量的大小小于预先设定的预定容许值时，仲裁装置禁止根据增益而变化的第二控制变量的输出并允许第一控制变量的输出，并且在仲裁判定装置判定为仲裁是没有必要的并且根据增益而增加的第二控制变量的大小小于容许值时，仲裁装置允许根据增益而变化的第二控制变量的输出并禁止第一控制变量的输出。

在这种情况下，优选地，用于控制车辆的行驶行为的设备输出第一控制变量以及要求输出第一控制变量的要求信息；并且在由第一控制变量输入装置输入的第一控制变量的大小大于预定判定值时或者在由第一控制变量输入装置输入要求信息时，仲裁判定装置判定为使第一控制变量的输出优先于根据增益而变化的第二控制变量的输出的仲裁是有必要的。

此外，优选地用于控制车辆的行驶行为的设备是行为控制设备和车道保持辅助设备中的至少一者，行为控制设备校正由于对车辆制动或驱动而产生的行为的混乱，由此使车辆的行驶姿势稳定，车道保持辅助设备辅助驾驶员对方向盘的操作，以为了使车辆沿着位于车辆前方的道路部分的形状行驶。

在这种情况下，优选地，第一控制变量是从行为控制设备输出并被用来对方向盘的操作提供力以为了校正在车辆中产生的行为的混乱的控制变量和从车道保持辅助设备输出并被用来对方向盘的操作提供力以为了辅助方向盘的操作的控制变量之和。

此外，优选地第二控制变量计算装置计算用来对方向盘的操作提供第二力以为了防止方向盘在操作方向上的振动和在车辆中产生的横摆振动变得彼此反相和共振的第二控制变量。

在这种情况下，优选地，第二控制变量计算装置计算用来对方向盘的操作提供第二力以为了减小方向盘的操作量的变化与施加到方向盘的操作力的变化之间的相位差的第二控制变量。

通过这种构造，即使在下述两个状态同时发生的情况下，操作控制装置可以防止第一力与第二力彼此干涉，这两个状态是：基于从控制的行驶行为的设备(例如，行为控制设备、车道保持辅助设备等)输出的第一控制变量来对方向盘的操作提供第一力以校正车辆的行驶行为的状态；以及，基于所计算的第二控制变量来提供第二力以减小由驾驶员施加到方向盘的操作力或抵抗该操作力。具体地，操作控制装置计算随着第一控制变量的大小增加而减小并随着第一控制变量减小而增加的增益。因此，操作控制装置可以迅速地改变第二控制变量的大小(通过使用所计算的增益(例如，通过与增益相乘)而改变)，使得第二控制变量的大小的改变与第一控制变量的大小的改变相匹配。

通过上述操作，在第一控制变量的大小增加的状态下，根据减小的增益而改变的第二控制变量的大小可以被迅速地减小。因此，可以优选地对方向盘的操作提供基于第一控制变量的第一力。同时，在第一控制变量的大小减小的状态下，根据增加的增益而改变的第二控制变量的大小可以被迅速地增加。因此，可以优选地对方向盘的操作提供基于按照增益而改变的第二控制变量的第二力。因此，这种增益的使用能够使得第二控制变量的大小的改变与第一控制变量的大小的改变相匹配，由此使得可以在没有时间延迟并且不引起干涉的情况下转换对方向盘的操作提供的力。

此外，在这种情况下，通过逐一根据增益而改变的第二控制变量的大小和其大小改变的趋势(减小趋势或增加趋势)，可以禁止或允许根据增益改变的第二控制变量的输出，即，在根据增益改变的第二控制变量小于预定容许值时，可以允许或禁止第一控制变量的输出。通过这种控制，驾驶员更不会由于力的改变而经由方向盘感受到不自然的感觉，否则，力的改变会在从输出根据增益改变的第二控制变量的状态向输出第一控制变量的状态转换时发生或者在从输出第一控制变量的状态向输出根据增益改变的第二控制变量的状态转换时发生。

此外，在第一控制变量的大小大于预定判定值时，即，在必须对于方向盘的旋转操作提供第一力以校正车辆行为的情况下，操作控制装置可以判定进行用于使得第一控制变量的输出优先于根据增益改变的第二控制变量的仲裁的必要性，以有效地防止第一控制变量与根据增益改变的第二控制变量之间发生干涉。在根据增益改变的第二控制变量的大小小于预定容许值的情况下，操作控制装置可以在判定为有必要进行仲裁时允许第一控制变量的输出而不是经改变的第二控制变量的输出，并且在判定为没必要进行仲裁时允许经改变的第二控制变量的输出而不是第一控制变量的输出。通过这种操作，操作控制装置可以优选地输出第一控制变量，同时可靠地防止第一控制变量与根据增益改变的第二控制变量之间发生干涉。

在这种情况下，在要求输出第一控制变量的要求信息与第一控制变量一同输出的情况下，可以通过使用要求信息来判定仲裁的必要性。如上所述，通过使用要求信息，操作控制装置可以优选地输出第一控制变量，同时可靠地防止第一控制变量与根据增益改变的第二控制变量之间发生干涉。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的转向控制设备所应用的电动转向设备的示意图。

图2是示出了转向扭矩T与目标辅助扭矩Tas之间的关系的图。

图3是示出了车速V与车速依赖系数Kv1之间的关系的图。

图4是示出了车速V与车速依赖系数Kv2之间的关系的图。

图5是示出了在同时提供冲突扭矩的情况下扭矩变化的示意图。

图6是功能地表示由图1的转向ECU执行的计算机程序处理(仲裁处理)的功能框图。

图7是示出了协调控制最终控制转矩T_C与协调控制增益Kg之间的关系的图。

具体实施方式

现在将会参照附图详细描述根据本发明的实施例的转向控制设备。图1示意性地示出了根据本发明的实施例的转向控制设备所应用的电动转向设备。

该电动转向设备具有方向盘11，其由驾驶员转动以将左前轮FW1和右前轮FW2(它们是转向轮)转向。该方向盘11被固定到转向轴12的上端，并且转向轴12的下端被连接到转向齿轮单元20。

转向齿轮单元20是这样的齿轮单元，其例如采用齿条-齿轮机构并且被设计为使得一体地组装到转向轴12的下端的小齿轮21的旋转被传递到齿条22。此外，转向齿轮单元20包括电动机23，其产生用于减小由驾驶员借助于转动方向盘11而输入的转向转矩T的转矩(下文中，该转矩将被称作“辅助转矩Ta”)并且也沿着与转向转矩T的方向相反的方向产生近似等于转向转矩T的转矩(下文中，该转矩将会被称作“反作用转矩Tz”)。注意，在以下描述中，电动机23将会被称作“EPS电动机23”。该EPS电动机23被组装，以使得其将所产生的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz传递给齿条22。

借助于这种构造，从方向盘11输入到转向轴12的转向转矩T被经由小齿轮21传递给齿条22，并且由EPS电动机23产生的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz被传递给齿条22。齿条22根据所传递的转矩而沿着轴向移动，由此使得连接到齿条22的相反末端的左前轮FW1和右前轮FW2被向左或向右转向。

之后，将会描述控制EPS电动机23的工作的电子控制设备30。电子控制设备30包括车速传感器31、转向角传感器32、转向转矩传感器33、横向加速度传感器34和横摆率传感器35。

车速传感器31检测车辆的速度V并且输出表示所检测到的车速V的信号。安装到转向轴12中的转向角传感器32检测方向盘11的旋转量；(即，转向轴12的旋转量)，并且输出表示所检测到的旋转量的信号来作为转向角θ。注意，在方向盘11位于其中性位置时，转向角θ为“0”。在方向盘11从中性位置逆时针旋转时，转向角θ取正值，并且在方向盘11从中性位置顺时针旋转时，转向角θ取负值。安装到转向轴12的转向转矩传感器33检测施加到轴12的转向转矩T并且输出表示所检测到的转向转矩T的信号。在转向轴12位于中性位置时，转向转矩T为“0”。在转矩相对于车辆的前进方向沿着逆时针方向施加到转向轴12时，转向转矩T取正值，并且，在转矩相对于车辆的前进方向沿着顺时针方向施加到转向轴12时，转向转矩T取负值。

横向加速度传感器34检测车辆的横向加速度G并且输出表示所检测到的横向加速度G的信号。横摆率传感器35检测车辆的横摆率γ，并且输出表示所检测到的横摆率γ的信号。当相对于车辆的前进方向产生向左的加速度或横摆率时，横向加速度G和横摆率γ中的每一者都取正值，当相对于车辆的前进方向产生向右的加速度或横摆率时，横向加速度G和横摆率γ中的每一者都取负值。

这些传感器31到35连接到转向电子控制单元36(下文中简称做“转向ECU 36”)。转向ECU 36主要由包括CPU、ROM、RAM灯的微计算机构成。转向ECU 36通过执行程序来控制EPS电动机23的操作，以由此产生辅助转矩Ta或反作用转矩Tz。为了控制EPS电动机23，用于驱动EPS电动机23的驱动电路37连接到转向ECU 36的输出侧。驱动电路37包括用于检测流动通过EPS电动机23的驱动电流的电流检测器37a。由电流检测器37a检测的驱动电流被反馈给转向ECU 36，以控制EPS电动机23的驱动。

作为用于适当地控制车辆的形式行为的设备，行为控制设备40和车道保持辅助设备50(下文中简称做“LKA设备50”)被经由预定的通信线路连接到电子控制设备30(更具体地，转向ECU 36)。注意，通过操作未示出的转换开关，驾驶员可以使行为控制设备40和LKA设备50有效或者无效。因为这些设备40和50的具体操作不直接涉及本发明，所以它们的构造将会被简单地描述。

行为控制设备40执行适合于以协调的方式操作未示出的、安装到车辆上的发动机、制动设备等的协调控制，以适当地校正通过驾驶员在行驶期间通过制动或者驾驶而产生的行为的混乱。为了执行这种协调控制，行为控制设备40包括主要由包括CPU、ROM、RAM等的微计算机构成的电子控制单元41。电子控制单元41通过使用例如由转向角传感器32检测到的实际转向角θ来计算由处于行驶状态的车辆产生的目标横摆率γd，并且将所计算的目标横摆率γd与由横摆率传感器35检测到的实际横摆率γ相比较。基于比较的结果，电子控制单元41以协调的方式控制用于调整发动机的输出的致动器的操作(节气门制动器)以及用于调整制动设备的制动力的致动器(制动致动器)，使得实际横摆率γ与目标横摆率γd一致。

除了以协调的方式控制这些致动器的操作之外，电子控制单元41计算实现实际横摆率γ与目标横摆率γd一致所需的左前轮FW1和右前轮FW2的转向量(即，方向盘11由驾驶员转动的两(目标转向角θd))。电子控制单元41之后将所计算的目标转向角θd与由转向角传感器32检测的实际转向角θ相比较。基于比较结果，电子控制单元41计算辅助扭矩Ta或者反作用转矩Tz，EPS电动机23必须向方向盘11的旋转操作提供这些扭矩，以使得实际转向角θ与目标转向角θd一致(在以下描述中，这些转矩将会被分别称作“辅助转矩Ta_K”和“反作用转矩Tz_K”)。电子控制单元41要求转向ECU 36输出所计算的辅助转矩Ta_K和反作用转矩Tz_K。在以下描述中，在执行协调控制时由电子控制单元41要求输出的辅助转矩Ta_K和反作用转矩Tz_K可以被整体称作“协调控制转矩T_K”。

LAK设备50判定道路位于车辆前方的部分的形状，并且执行适合于辅助由驾驶员进行的方向盘11的旋转操作的辅助控制，以使得车辆可以在沿着路的形状的同时适当地行驶。为了执行这种辅助控制，LKA设备50包括主要由包括CPU、ROM、RAM等的微计算机构成的电子控制单元51。该电子控制单元51例如从安装到车辆上的未示出的导航设备获取与位于车辆前方的道路部分的形状相关的信息。此外，电子控制单元从未示出的图像处理设备获取关于车道的宽度、车辆相对于车道中心的车辆横向位置和摄像机相对于车道的横摆角、摄像机的间距角(它们例如是通过图像处理而获得的)，其中，该图像处理设备被安装到车辆上并安装有拍摄车辆周围的摄像机。

电子控制单元51通过使用这些所需的信息条目来判定位于车辆前方的道路部分的形状，并且判定车辆是否在沿着道路形状的同时行驶，例如，车辆是否沿着车道的中央行驶。在判定结果表示车辆接近车道的边缘时，电子控制单元51促使驾驶员旋转方向盘11，以使得车辆返回到车道的中央。此时，电子控制单元51计算辅助转矩Ta或反作用转矩Tz(在以下说明书中，这些扭矩将会被分别称作“辅助转矩Ta_L”和“反作用转矩Tz_L”)，EPS电动机23必须提供这样的转矩，以辅助驾驶员来转动方向盘11。

电子控制单元51要求转向ECU 36输出辅助转矩Ta_L和反作用转矩Tz_L。注意，在以下描述中，由电子控制单元51在执行辅助控制时要求其输出辅助转矩Ta_L和反作用转矩Tz_L，可以被一同称作“辅助控制转矩T_L”。如下文中所描述的，在电子控制单元51要求转向辅助装置输出要求时，电子控制单元51向转向ECU 36输出转向辅助要求标记。

之后，描述了如上所述地构造的实施例的操作。如上所述，转向ECU36可以产生辅助转矩Ta或反作用转矩Tz，以对由驾驶员通过控制EPS电动机23的驱动来对方向盘11的旋转操作进行辅助。首先，将会具体描述在通常状态下由转向ECU 36执行的普通控制，以使得EPS电动机23产生辅助转矩Ta。

在由驾驶员旋转方向盘11时，转向ECU 36计算目标辅助转矩Tad，以减小与该旋转操作相关的负担。即，为了计算目标辅助转矩Tad，转向EDU 36从车速传感器31接收所检测到的车速V，并且从转向转矩传感器33接收所检测到的转向转矩T。

之后，转向ECU 36通过参照特征映射来判定目标辅助转矩Tad，其中特征映射表示目标辅助转矩Tad随着所检测到的转向转矩T而变化。目标辅助转矩Tad具有变化的特性，使得目标辅助转矩Tad：在所检测到的转向转矩T的绝对值相对较小时为“0”，由此确保了方向盘11的操作；随着所检测到的转向转矩T的绝对值而增加；并且在所检测到转向转矩T的绝对值变得比预定值更大时取恒定的值。此外，如图2所示，目标辅助转矩Tad随着所检测到的车速V增加而减小，并且随着所检测到的车速V减小而增加。转向ECU 36通过参照特性映射来判定与所检测到的转向转矩T相对应的目标辅助转矩。

在如上所述地确定目标辅助转矩Tad之后，转向ECU 36经由驱动电路37向EPS电动机23提供预先设置为与所判定的目标辅助转矩Tad相对应的驱动电流。此时，转向ECU 36从电流检测器37a接收表示流动到EPS电动机23的驱动电流的信号，并且对驱动电路37进行反馈控制，使得流动到EPS电动机23的驱动电流的大小变得等于目标辅助转矩Tad。通过控制EPS电动机23的驱动，电动机23产生等于目标辅助转矩Tad的辅助转矩Ta，并且所产生的辅助转矩Ta被传递给方向盘11。因此，驾驶员可以利用小的转向转矩T来非常容易地旋转方向盘11。

附带地，在驾驶员沿着转向方向过度地旋转方向盘11时，车辆转向(横摆)比期望更大的量。在这种情况下，驾驶员试图通过将过度旋转的方向盘11朝向中性位置(即，沿着反转向方向)旋转来抑制所产生的车辆的过度横摆动作。

在重复沿着转向方向和反转向方向的转向操作时，在方向盘11的转向角θ的变化与转向转矩T的变化之间产生相位差，并且方向盘11开始沿着旋转方向振动。如果沿着旋转方向的方向盘11的振动和在车辆中产生的横摆的振动变得彼此反相并且谐振(所谓的耦合)，那么车辆曲折前进。因此，在其中驾驶员的旋转操作使得方向盘11沿着旋转方向振动的状态下，即，在驾驶员的旋转操作使得方向盘11转过头之后，转向ECU36计算使得方向盘11的振动收敛的目标收敛辅助转矩Tas。将会具体描述用于计算目标收敛辅助转矩Tas并驱动EPS电动机23的控制(下文中，该控制将会被称作“耦合补偿控制”)。

在耦合补偿控制中，为了计算目标收敛辅助转矩Tas，转向ECU 36首先设置车速依赖系数Kv1和Kv2，其根据由车速传感器31检测的车速V而改变。车速依赖系数Kv1和Kv2可以通过使用表示车辆在平面中的运动的运动方程来获得。

具体地，车辆的运动方程主要由以下的公式1到4表示。

I·γ′＝Ff·Lf-Fr·Lr 公式1

m·V·(β′+γ)＝Ff+Fr 公式2

Ff＝2·Kf·(δ-β-Lf·γ/N) 公式3

Fr＝2·Kf·(-β-Lf·γ/N) 公式4

在公式1到4中，I表示车辆的惯性力矩，Lf表示左前轮FW1和右前轮FW2之间的距离，Lr表示未示出的后轮的轴与车辆的质心之间的距离，Lt表示轨迹，β表示车辆的偏离角，Kf表示左前轮FW1和右前轮FW2的回转能，Kr表示后轮的回转能，Ff表示左前轮FW1和右前轮FW2的横向力并且Fr表示后轮的横向力。即，公式1中的γ’表示横摆率γ的一阶微分值，公式2中的m表示车辆质量，并且公式3中的δ表示左前轮FW1和右前轮FW2的转向角。

此外，一般来说，驾驶员经由方向盘11向转向轴12施加转矩。因此，以下公式5成立。

Ih·δ″+Ch·δ′+Ff·Lt＝Th 公式5

在公式5中，Ih表示左前轮FW1和右前轮FW2的惯性力矩，Ch表示粘度系数并且Th表示输入转矩。即，公式5中的δ”表示左前轮FW1和右前轮FW2的转向角的二阶微分值，并且δ’表示左前轮FW1和右前轮FW2的转向角的一阶微分值。

当在重视对车辆中产生的横摆振动进行抑制的状态下通过使用公式1到5来获得公式5的右侧的值作为目标收敛辅助转矩Tas的情况下，可以基于后轮的横向力Fr和后轮的横向力Fr的微分值dFr来获得或设置目标收敛辅助转矩Tas。具体地，目标收敛辅助转矩Tas被设置为通过将后轮的横向力Fr乘以系数A而获得的值与通过将后轮的横向力Fr的微分值dFr与系数B相乘而获得的值相加的总和。因为这些系数A和B分别对应于车速依赖系数Kv1和车速依赖系数Kv2，所以目标收敛辅助转矩Tas可以由以下公式6表示。

Tas＝Kv1·Fr+Kv2·dFr 公式6

以此方式获得的车速依赖系数Kv1和车速依赖系数Kv2具有变化特性，使得它们随着车速V而改变，如图3和图4所示。具体地，如图3所示，车速依赖系数Kv1在车辆被中性地转向的车速Vc处反转符号或极性。具体地，当车速低于车速Vc时，车速依赖系数Kv1取正值，并且当车速高于车速Vc时，车速依赖系数Kv1取负值。这表示，在车速等于或高于车速Vc时，因为车辆趋向于过度转向，所以为了减轻过度转向的趋势(即，为了抑制车辆中产生的横摆振动)，将目标收敛辅助转矩Tas(反作用转矩Tz)设置为使其沿着与驾驶员旋转方向盘11的方向相反的方向施加。即，其示出了目标收敛辅助转矩Tas被设置为这样的值：其抑制驾驶员旋转方向盘11的操作，来由此稳定车辆的行为。

如上所述，可以通过上述公式6计算目标收敛辅助转矩Tas。然而，根据车辆的行为，直接使用根据公式6计算的目标收敛辅助转矩Tas可能使得车辆的行为劣化。因此，在本实施例中，根据以下因素计算目标收敛辅助转矩Tas。

具体地，考虑纵向加速度系数Ka、差路面系数Kb和悬架系数Kc，其中，纵向加速度系数Ka按照沿着车辆的前后方向(纵向)产生的加速度的大小而变化，差路面系数Kb根据车辆是否在差路面(例如，低摩擦系数的路面、颠簸路面等)上行驶而变化，悬架系数Kc由于车辆的悬架设备的阻尼力的变化而改变。因此，通过使用系数K1来计算目标收敛辅助转矩Tas，可以抑制车辆中产生的横摆振动，而不是的车辆的行为劣化，其中系数K1是通过将车速依赖系数Kv1与纵向加速度系数Ka、差路面系数Kb和悬架系数Kc相乘而获得的。即，在这种情况下，基于上述公式6并根据以下公式7来计算目标收敛辅助转矩Tas。

Tas＝K1·Fr+Kv2·dFr 公式7

在根据公式7完成目标收敛辅助转矩Tas的计算之后，转向ECU 36经由驱动电路37向EPS电动机23施加驱动电流，其中驱动电流被预先计算以对应于所计算的目标收敛辅助转矩Tas。此时，转向ECU 36从电流检测器37a接收表示流向EPS电动机23的驱动电流的信号，并且对驱动电路37进行反馈控制，使得流向EPS电动机23的驱动电流的大小变得等于目标收敛辅助转矩Tas。

借助于EPS电动机23的驱动控制，电动机23产生于目标收敛辅助转矩Tas相一致的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz，并且所产生的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz被传递给方向盘11。因此，即使在方向盘11被转过头的情况下，也可以防止沿着旋转方向的方向盘11的振动与产生在车辆中的横摆振动相互耦合。即，可以有效地使得沿着旋转方向的方向盘11的振动收敛并且有效地使得产生在车辆中的横摆振动收敛。

附带地，当转向ECU 36在驾驶员已经激活了行为控制设备40和LKA设备50的状态下执行如上所述的耦合补偿控制时，在一些情况下可能同时存在对方向盘11的旋转操作提供辅助转矩Ta的要求以及对方向盘11的旋转操作提供反作用转矩Tz的要求。现在对其进行具体说明。这里，假设这样的情况：转向ECU 36执行耦合补偿控制并且对于由驾驶员进行的方向盘11的旋转操作提供与目标收敛辅助转矩Tas相对应的辅助转矩Ta。

在这种情况下，如果驾驶员试图对在路面上行驶的车辆进行制动并且在这条路上车辆的左右轮对于路面具有不同的摩擦系数的话(即，在割裂μ路上)，左右轮由于其间摩擦系数的差异而产生不同的制动力，由此在车辆中产生横摆率γ。因此，为了消除所产生的横摆率γ，行为控制设备40的电子控制单元41可以计算对方向盘11的旋转操作提供的反作用转矩Tz_K，并且要求转向ECU 36输出所计算的反作用转矩Tz_K。此外，如果车辆在已经产生横摆率γ的状态下已经从车道的中心移开并且接近车道的边缘的话，为了辅助驾驶员旋转方向盘11，LKA设备50的电子控制单元51可以计算对方向盘11的旋转操作提供的反作用转矩Tz_L，并且要求转向ECU 36输出所计算的反作用转矩Tz_L。

之后，相反，假设这样的情况：转向ECU 36执行耦合补偿控制并且对用于方向盘11的驾驶员旋转操作提供目标收敛辅助转矩Tas。在这种情况下，如果由于驾驶员试图对在割裂μ路上行驶的车辆进行制动而在车辆中产生横摆率γ，为了消除所产生的横摆率γ，行为控制设备40的电子控制单元41可以计算对方向盘11的旋转操作提供的辅助转矩Ta_K，并且要求转向ECU 36输出所计算的辅助转矩Ta_K。此外，如果车辆在已经产生横摆率γ的状态下已经从车道的中心移开并且接近车道的边缘的话，为了辅助驾驶员来旋转方向盘11，LKA设备50的电子控制单元51可以计算对方形盘11的旋转操作提供的辅助转矩Ta_L，并且要求转向ECU 36输出经计算的辅助转矩Ta_L。

即，在转向ECU 36执行耦合补偿控制的情况下，行为控制设备40执行协调控制，并且同时LKA设备50执行辅助控制，可能存在转向ECU36试图对方向盘11的旋转操作提供彼此抵触(干涉)的辅助转矩Ta和反作用转矩Tz的情况。在彼此抵触的辅助转矩Ta和反作用转矩Tz被同时提供时，如图5所示，举例来说，由行为控制设备40和LKA设备50要求的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz减小，由此可能消除适当地保持车辆的行为的效果。

同时，在这种情况下，如果转向ECU 36对方向盘11的旋转操作提供与目标收敛辅助转矩Tas相对应的转矩的状态被瞬间转换为提供由电子控制单元41、51要求的转矩的状态，驾驶员可以通过方向盘11感受到与这种转换相关的转矩变化，由此使得驾驶员感觉到不自然的感觉。此外，如果目标收敛辅助转矩Tas随着时间的经过而减小并且由电子控制单元41、51要求的转矩随着时间的经过而增加以抑制由于转矩变化而产生的不自然的感觉，那么在将要对方向盘11的旋转操作提供的转矩进行的转换中产生时间延迟。在这种情况下，不能够在适当的时机对方向盘11的旋转操作提供转矩，并且可能消除了适当地保持车辆的行驶行为的效果。

因此，当转向ECU 36在转向ECU 36在耦合补偿控制下输出收敛辅助转矩Tas时从电子控制单元41、51接收转矩输出要求的情况下，转向ECU 36执行仲裁处理。之后，将会参照图6的功能框图描述这种仲裁处理，图6表示在转向ECU 36中借助于计算机程序处理而实现的功能。

转向ECU 36包括仲裁处理部分60，其执行在不向驾驶员提供不自然的感觉的状态下快速地转换对方向盘11的旋转操作提供的转矩的仲裁处理。该仲裁处理部分60由协调控制增益计算部分61、仲裁要求判定部分62、仲裁部分63和仲裁后驱动控制部分64构成。之后，将会首先描述协调控制增益计算部分61。

协调控制增益计算部分61根据从行为控制设备40的电子控制单元41输出的协调控制转矩T_K和从LKA设备50的电子控制单元51输出的辅助控制转矩T_L的大小来计算协调控制增益Kg，其中协调控制增益Kg判定与仲裁处理相关的目标收敛辅助转矩Tas的大小。即，在以下描述中，其大小在仲裁处理中根据协调控制增益Kg而变化的目标收敛转矩Tas将会被称作为“协调控制仲裁转矩Tr”。

具体地，协调控制增益计算部分61接收协调控制转矩T_K和辅助控制转矩T_L。协调控制增益计算部分61之后通过将协调控制转矩T_K和辅助控制转矩T_L相加到一起来计算协调控制最终控制转矩T_C。随后，协调控制增益计算部分61在使用所计算的协调控制最终控制转矩T_C的绝对值的同时参照图7中示出的增益映射，来由此判定协调控制增益Kg。如通过图7很明显地，协调控制增益Kg随着协调控制最终转矩T_C的绝对值增加而从“1”变到“0”。协调控制增益计算部分61之后将所计算的协调控制最终控制转矩T_C提供给仲裁要求判定部分62和仲裁部分63，并且将所判定的协调控制增益Kg提供给仲裁部分63。

基于行为控制设备40的电子控制单元41是否发出用于输出协调控制转矩T_K的要求以及LKA设备50的电子控制单元51是否发出用于输出辅助控制转矩T_L的要求，仲裁要求判定部分62判定是否要求仲裁，并且改变仲裁要求标识FRG_A，该仲裁要求标识FRG_A表示是否允许或禁止协调控制仲裁转矩Tr的输出。在以下描述中，由行为控制设备40的电子控制单元41执行的协调控制和由LKA设备50的电子控制单元51执行的辅助控制将会被一同称作“协调辅助控制”。允许协调控制仲裁转矩Tr的输出意味着从借助于协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态转换到借助于耦合补偿控制来给方向盘11的旋转操作提供转矩的状态。同时，禁止协调控制仲裁转矩Tr的输出意味着从借助于耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态转换到借助于协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态。

仲裁要求判定部分62从LKA设备50的电子控制单元51和协调控制增益计算部分61的协调控制最终控制转矩T_C接收转向辅助要求标识FRG_L。仲裁要求判定部分62之后判定是否满足条件，即，转向辅助要求标识FRG_L是否被设置为表示不要求转向辅助的“0”并且协调控制最终控制转矩T_C的绝对值小于预先设置的仲裁要求判定转矩To的值。注意，仲裁要求判定转矩To的值被预先设置为使得驾驶员更不可能经由方向盘11感觉到转矩变化的小值。

具体地，在转向辅助要求标识FRG_L被设置为“0”并且协调控制最终控制转矩T_C的绝对值小于仲裁要求判定转矩To的值时，满足以上条件。因此，仲裁要求判定部分62判定仲裁是不必要的。在这种情况下，仲裁要求判定部分62将转向辅助要求标识FRG_L的值设置为表示不要求转向辅助的“0”。仲裁要求判定部分62向仲裁部分63提供被设置为“0”的仲裁要求标识FRG_A。

同时，在转向辅助要求标识FRG_L被设置为表示转向辅助是必要的“1”时，或者协调控制最终控制转矩T_C的绝对值大于仲裁要求判定转矩To，上述条件不满足。因此，仲裁要求判定部分62判定仲裁是必要的。在这种情况下，仲裁要求判定部分62将转向辅助要求标识FRG_L设置为表示转向辅助是必要的“1”。仲裁要求判定部分62之后向仲裁部分63提供被设置为“1”的仲裁要求标识FRG_A。

仲裁部分63判定从仲裁要求判定部分62提供的仲裁要求标识FR的设置值以及协调控制仲裁转矩Tr的大小，并且允许或禁止输出协调控制仲裁转矩Tr。对于这种控制，仲裁部分63首先根据以下公式8计算协调控制仲裁转矩Tr，即，通过将从协调控制增益计算部分61提供的协调控制增益Kg与目标收敛辅助转矩Tas相乘。

Tr＝Kg·Tas 公式8

随后，仲裁部分63判定以下条件(1)和条件(2)是否满足。即，条件(1)是从借助于耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态转换到借助于协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态的条件；并且条件(2)是从借助于协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态转换到借助于耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态的条件。

更具体地，条件(1)是使得仲裁要求标识FRG_A的设置值为“1”(即，仲裁是必要的)并且所计算的协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于预先设置的状态改变判定转矩Ts。此外，条件(2)是使得仲裁要求标识FRG_A的设置值为“0”(即，仲裁是不必要的)并且所计算的协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于预先设置的状态改变判定转矩Ts。因为条件(1)和(2)都包括所计算的协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于预先设置的状态改变判定转矩Ts的附加条件，所以可以防止对方向盘11的旋转操作提供的转矩由于状态变化而突然地改变。因此，状态改变判定转矩Ts的值被预先设置为较小的值，使得驾驶员几乎不会经由方向盘11感觉到转矩变化。

首先，将会描述对于是否满足条件(1)的判定。如上所述，通过将协调控制增益Kg与目标收敛辅助转矩Tas相乘来计算协调控制转矩Tr。因为随着协调控制最终控制转矩T_C的绝对值增加，协调控制增益Kg迅速地从“1”变化为“0”，所以协调控制仲裁转矩Tr随着协调控制最终控制转矩T_C的绝对值增加而改变为“0”。

因此，如果从仲裁要求判定部分62提供的仲裁要求标识FRG_A的设置值为“1”并且所计算的协调控制仲裁转矩Tr的绝对值大于预先设置的状态改变判定转矩Ts(协调控制仲裁转矩Tr的绝对值仍然较小)，仲裁部分63判定为条件(1)不被满足。在这种情况下，仲裁部分63允许输出协调控制仲裁转矩Tr，并且判定为将协调控制仲裁转矩Tr用作仲裁后控制转矩T_F，该仲裁后控制转矩T_F在仲裁处理下被提供给方向盘11的旋转操作。即，在这种情况下，仲裁部分63保持借助于耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态。

同时，随着协调控制最终控制转矩T_C的绝对值增加，协调控制仲裁转矩Tr迅速地改变为“0”。因此，即使在条件(1)不被满足的情况下，在仲裁要求标识FRG_A的设置值为“1”时，协调控制最终控制转矩T_C的绝对值迅速地增加，并且协调控制仲裁转矩Tr的绝对值迅速地变得比状态改变判定转矩Ts的值更小，由此迅速地满足条件(1)。在仲裁部分63判定条件(1)不满足时，仲裁部分63禁止输出协调控制仲裁转矩Tr，并且判定将协调控制最终控制转矩T_C用作仲裁后控制转矩T_F，该仲裁后控制转矩T_F在仲裁处理下被提供给方向盘11的旋转操作。换言之，在这种情况下，仲裁部分63实现了从借助于耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态转换到借助于协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态。

之后，将会们描述对于是否满足条件(2)的判定。在由行为控制设备40的电子控制单元41和LKA设备50的电子控制单元51执行的协调辅助控制结束时，其值被设置为“0”的仲裁要求标识FRG_A被从仲裁要求判定部分62提供给仲裁部分63。基于仲裁要求标识FRG_A的值，仲裁部分63判定是否满足条件(2)。即，在仲裁要求标识FRG_A的设置值为“0”并且所计算的协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于状态改变判定转矩Ts时，仲裁部分63判定为条件(2)满足。

注意，如上所述，在转向辅助要求标识FRG_L的值被设置为“0”并且协调控制最终控制转矩T_C的绝对值小于仲裁要求判定转矩To的值时，通过仲裁要求判定部分62将仲裁要求标识FRG_A的值设置为“0”。同时，通过将目标收敛辅助转矩Tas与协调控制增益Kg相乘来计算协调控制仲裁转矩Tr，其中该协调控制增益Kg被判定为对应于绝对值比仲裁要求判定转矩To的值小的协调控制最终控制转矩T_C。

因此，在协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于状态改变判定转矩Ts时，仲裁部分63允许输出协调控制仲裁转矩Tr，其中协调控制仲裁转矩Tr按照协调控制增益Kg(其随着协调控制最终控制转矩T_C的减小而增加)而增加，即，随着协调控制最终控制转矩T_C的绝对值减小而增加。换言之，仲裁部分63迅速地实现了从借助于协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态转换到借助于耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的状态。在条件(2)满足时，仲裁部分63判定为将协调控制仲裁转矩Tr用作仲裁后控制转矩T_F，该仲裁后控制转矩T_F在仲裁处理下被提供给方向盘11的旋转操作。

注意，以下是无论协调辅助是否完成，仲裁部分63在满足条件(2)时都判定为将协调控制仲裁转矩Tr用作仲裁后控制转矩T_F的原因。即，如上所述，当协调控制最终控制转矩T_C的绝对值小于仲裁要求判定转矩To的值时满足条件(2)。然而，在一些情况下，即使在已经满足条件(2)时，协调控制最终控制转矩T_C的绝对值仍然不为零。因此，在协调控制最终控制转矩T_C的绝对值变为“0”之前，仲裁部分63将通过目标收敛辅助转矩Tas与协调控制增益Kg相乘而获得的协调控制仲裁转矩Tr用作仲裁后控制转矩T_F。

同时，仲裁部分63在从仲裁要求判定部分62提供的仲裁要求标识FRG_A为“0”并且例如协调控制最终控制转矩T_C的绝对值变得非常小从而使得协调控制仲裁转矩Tr的绝对值比状态改变判定转矩Ts更大时，判定条件(2)不被满足。在这种情况下，仲裁部分63连续地禁止输出协调控制仲裁转矩Tr，并且判定为将协调控制最终控制转矩T_C用作仲裁后控制转矩T_F，该仲裁后控制转矩T_F在仲裁处理下被提供给方向盘11的旋转操作。注意，在这种情况下，在协调控制最终控制转矩T_C的绝对值变为“0”之后，仲裁部分63判定将协调控制仲裁转矩Tr用作仲裁后控制转矩T_F。

在借助于仲裁处理判定了仲裁后控制转矩T_F之后，仲裁部分63将所判定的仲裁后控制转矩T_F提供给仲裁后驱动控制部分64。仲裁后驱动控制部分64基于预先设置的关系(具体地，通过参照预先设置的映射)计算与所提供的仲裁后控制转矩T_F相对应的驱动电流。仲裁后驱动控制部分64之后将所计算的驱动电流经由驱动电路37供应给EPS电动机23。此时，仲裁后驱动控制部分64从电流探测器37a接收表示流向EPS电动机23的驱动电流的信号，并且对驱动电路37进行反馈控制，使得大小与仲裁后控制转矩T_F相对应的驱动电流适当地流向EPS电动机23。通过EPS电动机23的驱动控制，电动机23产生了与仲裁后控制转矩T_F相一致的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz，并且所产生的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz被传递给方向盘11。

如通过以上描述可以理解的，根据本实施例，即使在连续地发生作为基于从行为控制设备40和LKA设备50输出的协调控制最终控制转矩T_C(第一控制变量)的第一力的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz被提供给方向盘11的旋转操作以校正车辆的行驶行为的情况下，以及在作为基于所计算的目标收敛辅助转矩Tas(第二控制变量)的第二力的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz被提供给方向盘11的旋转操作的状态下，仲裁处理部分60可以防止这些转矩彼此干涉。

具体地，协调控制增益计算部分61计算协调控制增益Kg，其随着协调控制最终控制转矩T_C的大小(绝对值)增加而减小并且随着协调控制最终控制转矩T_C的大小减小而增加。随后，仲裁部分63通过将目标收敛辅助转矩Tas与协调控制增益Kg相乘来计算协调控制仲裁转矩Tr。因此，目标收敛辅助转矩Tas的大小按照协调控制增益Kg而变化，即，随着协调控制最终控制转矩T_C的大小(绝对值)改变，协调控制仲裁转矩Tr的大小(绝对值)可以迅速地改变。

因此，在协调控制最终控制转矩T_C的大小(绝对值)增加的状态下，由于减小的协调控制增益Kg，协调控制仲裁转矩Tr的大小(绝对值)可以快速地减小。因此，可以优选地提供基于协调控制最终控制转矩T_C的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz来用于方向盘11的旋转操作。同时，在协调控制最终控制转矩T_C的大小(绝对值)增加的状态下，由于增加的协调控制增益Kg，协调控制仲裁转矩Tr的大小(绝对值)可以快速地增加。因此，可以优选地提供基于协调控制仲裁转矩Tr的辅助转矩Ta或反作用转矩Tz来用于方向盘11的旋转操作。因此，通过使得协调控制仲裁转矩Tr的大小(绝对值)的变化与协调控制最终控制转矩T_C的大小的变化相匹配，可以在没有任何时间延迟的情况下转换对方向盘11的旋转操作提供的转矩。

此外，在这种情况下，通过注意协调控制仲裁转矩Tr的大小(绝对值)以及其大小改变的趋势(减小趋势或增加趋势)，可以在协调控制仲裁转矩Tr的大小小于状态改变判定转矩Ts时禁止或允许协调控制最终控制转矩T_C的输出。通过这种控制，驾驶员变得更不可能由于转矩改变而经由方向盘11感觉到不自然的感觉，其中转矩的这种改变在从输出协调控制仲裁转矩Tr的状态向输出协调控制最终控制转矩T_C的状态转换时发生，或者在从协调控制最终控制转矩T_C的状态向输出输出协调控制仲裁转矩Tr的状态转换时发生。

此外，在协调控制最终控制转矩T_C的大小(绝对值)大于仲裁要求判定转矩To的情况下，即，在必须对方向盘11的旋转操作提供辅助转矩Ta或反作用转矩Tz以校正车辆的行驶行为的情况下，仲裁要求判定部分62可以判定进行用于使得协调控制最终控制转矩T_C的输出优先于协调控制仲裁转矩Tr的仲裁的必要性，以有效地防止协调控制最终控制转矩T_C与协调控制仲裁转矩Tr之间发生干涉。在仲裁部分63接收设置为“1”的仲裁要求标识FRG_A(其表示在协调控制仲裁转矩Tr的大小小于状态改变判定转矩Ts时仲裁是有必要的)的情况下，仲裁部分63可以允许协调控制最终控制转矩T_C的输出，而不是协调控制仲裁转矩Tr的输出。同时，在仲裁部分63接收设置为“0”的仲裁要求标识FRG_A的情况下，仲裁部分63可以允许协调控制仲裁转矩Tr的输出，而不是协调控制最终控制转矩T_C的输出。通过这种操作，仲裁处理部分60可以优选地输出协调控制最终控制转矩T_C，同时可靠地防止协调控制最终控制转矩T_C与协调控制仲裁转矩Tr之间发生干涉。

在这种情况下，被设置为“1”以要求输出协调控制最终控制转矩T_C的转向辅助要求标识FRG_L被与协调控制最终控制转矩T_C一同输出。因此，也可以通过使用这种转向辅助要求标识FRG_L来判定仲裁的必要性。如上所述，通过使用转向辅助要求标识FRG_L，仲裁处理部分可以优选地输出协调控制最终控制转矩T_C，同时可靠地防止协调控制最终控制转矩T_C与协调控制仲裁转矩Tr之间发生干涉。

本发明不限于上述实施例，并且在不超出本发明的范围的情况下，各种修改都是可能的。

例如，在上述实施例中，仲裁处理部分60包括仲裁要求判定部分62。基于行为控制设备40的电子控制单元41是否要求输出协调控制转矩T_K以及LKA设备50的电子控制单元51是否要求输出辅助控制转矩T_L，仲裁要求判定部分62判定仲裁是否必要，并且改变表示协调控制仲裁转矩Tr的输出被允许或被禁止的仲裁要求标识FRG_A。基于从仲裁要求判定部分62提供的仲裁要求标识FRG_A，仲裁部分63允许或禁止协调控制仲裁转矩Tr的输出。

然而，如上所述，通过将目标收敛辅助转矩Tas与协调控制增益Kg相乘来获得协调控制仲裁转矩Tr，并且根据协调控制最终控制转矩T_C的改变(增加或减小)来将协调控制增益Kg设置为在0到1的范围内的值。因此，当协调控制最终控制转矩T_C增加时，协调控制仲裁转矩Tr减小，并且当协调控制最终控制转矩T_C减小时，协调控制仲裁转矩Tr增加。因此，仲裁要求判定部分62可以被省略，换言之，仲裁部分63可以被构造为不判定仲裁要求标识FRG_A的值。

即，在协调控制仲裁转矩Tr减小的情况下，即，协调控制最终控制转矩T_C的绝对值正在增加的情况下，仲裁部分63在协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于状态改变判定转矩Ts时禁止协调控制仲裁转矩Tr的输出。同时，在协调控制仲裁转矩Tr增加的情况下，即，协调控制最终控制转矩T_C的绝对值正在减小的情况下，仲裁部分63在协调控制仲裁转矩Tr的绝对值小于状态改变判定转矩Ts时允许协调控制仲裁转矩Tr的输出。通过这种操作，可以预期到与上述实施例类似的效果。

在上述实施例中，已经描述了行为控制设备40和LKA设备50都工作的情况。然而，本发明可以应用到只有设备40和50中的一者工作的情况。即使在只有设备40和50中的一者工作的情况下，只要仲裁处理部分60以相同方式执行仲裁处理，就可以预期到与上述实施例类似的效果。注意，在这种情况下，仲裁要求判定部分62在只有行为控制设备40工作时可以省略判定转向辅助要求标识FRG_A的值的操作。

此外，在上述实施例中，仲裁处理部分60在通过耦合补偿控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的情况与通过协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的情况之间进行仲裁，并且将协调控制仲裁转矩Tr或协调控制最终控制转矩T_C用作仲裁后控制转矩T_F。本实施例可以被修改为使得仲裁处理部分60在通过上述普通控制(而不是耦合补偿控制)来对方向盘11的旋转操作提供转矩的情况与通过协调辅助控制来对方向盘11的旋转操作提供转矩的情况之间进行仲裁，并且将协调控制仲裁转矩Tr或协调控制最终控制转矩T_C用作仲裁后控制转矩T_F。

此外，在上述实施例中，本发明应用到被设计为方向盘11通过转向轴12直接连接到转向齿轮单元20的电动转向设备。然而，本发明可以应用到包括可变齿轮机构的电动转向设备，该可变齿轮机构可以改变方向盘11在旋转方向上的位移与在齿杆22在轴向上的位移之间的关系。注意，因为这种可变齿轮机构的结构和操作是公知的，这这里不会提供它们的详细描述。

这种电动转向设备与上述实施例中的电动转向设备的区别在于转向轴12是由可以与方向盘11一同旋转的转向输入轴和与转向齿轮单元20相连接的转向输出轴构成。可变齿轮机构将转向输入轴和转向输出轴彼此连接，并且改变转向输出轴的旋转量与转向输出轴的旋转量之间的关系。

即使在具有上述构造的电动转向设备中，在一些情况下，在同时执行耦合补偿控制和协调辅助控制的状态下，仍然同时发生对方向盘11的旋转操作提供辅助转矩Ta的要求和对方向盘11的旋转操作提供反作用转矩Tz的要求。在这种情况下，仲裁处理部分60以与上述实施例中相同的方式执行仲裁处理。因此，对方向盘11的旋转操作提供的转矩可以被迅速地转换，而不给驾驶员施加不自然的感觉，由此可以预期到与上述实施例类似的效果。

Claims

1.一种用于车辆的转向控制设备，包括由驾驶员操作的方向盘、用于对所述方向盘的操作提供预定力的力提供装置、以及用于控制所述力提供装置的操作的操作控制装置，所述转向控制设备的特征在于所述操作控制装置包括：

第一控制变量输入装置，其用于输入从控制所述车辆的行驶行为的设备输出的第一控制变量，所述第一控制变量被用来对所述方向盘的操作提供第一力以校正所述车辆的所述行驶行为；

第二控制变量计算装置，其用于计算第二控制变量，所述第二控制变量被用来对所述方向盘的操作提供第二力，以减小由所述驾驶员施加到所述方向盘的操作力或抵抗所述操作力；

增益计算装置，其用于计算随着由所述第一控制变量输入装置输入的所述第一控制变量的增加而减小并随着所输入的所述第一控制变量的减小而增加的增益，所述增益改变由所述第二控制变量计算装置计算的所述第二控制变量的大小；

仲裁装置，其用于在根据由所述增益计算装置计算的所述增益而减小的所述第二控制变量的大小变得小于预先设定的预定容许值时，禁止根据所述增益而变化的所述第二控制变量的输出并允许所述第一控制变量的输出，并且用于在根据所述增益而增加的所述第二控制变量的大小小于所述预定容许值时，允许根据所述增益而变化的所述第二控制变量的输出并禁止所述第一控制变量的输出；以及

操作装置，其用于通过使用被所述仲裁装置允许输出的所述第一控制变量或者被所述仲裁装置允许输出的根据所述增益而变化的所述第二控制变量来操作所述力提供装置。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向控制设备，其中，所述第二控制变量的大小通过与所述增益计算装置计算的所述增益相乘而变化。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的转向控制设备，其中，

所述操作控制装置还包括仲裁判定装置，其用于将由所述第一控制变量输入装置输入的所述第一控制变量的大小与预先设定的预定判定值相比较，并且在所述第一控制变量的大小大于所述预定判定值时，判定为使所述第一控制变量的输出优先于根据所计算的增益而变化的所述第二控制变量的输出的仲裁是有必要的；并且

在所述仲裁判定装置判定为所述仲裁是有必要的并且根据所述增益而减小的所述第二控制变量的大小小于预先设定的预定容许值时，所述仲裁装置禁止根据所述增益而变化的所述第二控制变量的输出并允许所述第一控制变量的输出，并且在所述仲裁判定装置判定为所述仲裁是没有必要的并且根据所述增益而增加的所述第二控制变量的大小小于所述容许值时，所述仲裁装置允许根据所述增益而变化的所述第二控制变量的输出并禁止所述第一控制变量的输出。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的转向控制设备，其中，

所述用于控制所述车辆的行驶行为的设备输出所述第一控制变量以及要求输出所述第一控制变量的要求信息；并且

在由所述第一控制变量输入装置输入的所述第一控制变量的大小大于所述预定判定值时或者在由所述第一控制变量输入装置输入所述要求信息时，所述仲裁判定装置判定为使所述第一控制变量的输出优先于根据所述增益而变化的所述第二控制变量的输出的仲裁是有必要的。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的转向控制设备，其中，

所述用于控制所述车辆的行驶行为的设备是行为控制设备和车道保持辅助设备中的至少一者，所述行为控制设备校正由于对车辆制动或驱动而产生的行为的混乱，由此使所述车辆的行驶姿势稳定，所述车道保持辅助设备辅助所述驾驶员对所述方向盘的操作，以为了使所述车辆沿着位于所述车辆前方的道路部分的形状行驶。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的转向控制设备，其中，所述第一控制变量是从所述行为控制设备输出并被用来对所述方向盘的操作提供力以为了校正在所述车辆中产生的行为的混乱的控制变量和从所述车道保持辅助设备输出并被用来对所述方向盘的操作提供力以为了辅助所述方向盘的操作的控制变量之和。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的转向控制设备，其中，所述第二控制变量计算装置计算用来对所述方向盘的操作提供所述第二力以为了防止所述方向盘在操作方向上的振动和在所述车辆中产生的横摆振动变得彼此反相和共振的第二控制变量。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的转向控制设备，其中，所述第二控制变量计算装置计算用来对所述方向盘的操作提供所述第二力以为了减小所述方向盘的操作量的变化与施加到所述方向盘的所述操作力的变化之间的相位差的第二控制变量。