CN102756754B - 车辆综合控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可高精度抑制随着左右轮差动限制机构工作而产生的转向扭矩变化，消除驾驶员操作方向盘时的不适感，可同时实现行驶可靠性和稳定性的车辆综合控制装置。其具有：根据上述左右前轮的转速差，对电子控制式的左右轮差动限制机构(81)的约束力矩控制量成比例且由约束力矩比例控制机构(201)向操舵力控制机构输出的附加扭矩、与由操舵反作用力反馈控制机构(204)输出至操舵力控制机构的位于将计算出的操舵系统反作用力抵消的方向上的附加扭矩之间的比例进行切换的第一前轮左右速度差补偿系数规定机构(202)、第二前轮左右速度差补偿系数规定机构(205)、第一乘法处理机构(203)、第二乘法处理机构(206)及加法机构(207)。

Description

车辆综合控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆综合控制装置，其能够抑制在车辆姿态不稳定的状况下进行车辆行驶时、例如右前轮和左前轮的路面摩擦系数不同的恶劣路面上的左右轮差动限制机构工作时转向扭矩(steeringtorque)变化所导致的方向盘失控(steering pull)现象的发生，提高车辆的行驶性能和稳定性。

背景技术

近年来，在车辆的动力转向装置中，作为基于驾驶员的方向盘操作的转向扭矩的辅助，采用了通过利用电动马达的作用力附加有助于方向盘操作的转向辅助扭矩，从而能够控制操舵力的作为转向辅助机构的电动动力转向装置。

该电动动力转向装置与油压动力转向装置等相比，由于电动马达的阻抗等而使得摩擦力变大，方向盘难以回正到中立位置，因而，提出了在操作方向盘时利用操舵车轮的左右车轮的速度差，对电动动力转向装置进行控制，在使方向盘回正到中立位置的方向上施加转向助力的技术。

在致力于提高车辆的行驶性能的具有左右轮差动限制机构的车辆中，在转弯行驶中或左右轮胎在路面摩擦不同的μ型对分路面上行驶中等的左右轮差动限制机构工作的情况下，有可能发生方向盘失控，给驾驶员造成方向盘操作时的不适感。

因此，作为使用了这样的左右轮差动限制机构的车辆中的操舵力控制机构，提出了以下的结构：即，根据左右轮差动限制机构工作时的约束力矩分量来控制作为转向辅助机构的电动动力转向装置，从而抑制转向扭矩变化造成的方向盘失控现象的发生，消除驾驶员操作方向盘时的不适感(参照日本专利第3401336号公报)。

但是，实际的转向扭矩变化并非与左右轮差动限制机构的约束力矩成比例，而是与左右轮的驱动力差成比例。因此，当按照上述现有技术那样与左右轮差动限制机构的约束力矩成比例地执行控制时，其控制量会变得过剩或者变得不足。而在左右轮差动限制机构处于锁止状态(ロツク状態)即左右直接联接的状态下，存在着转向扭矩的变化方向不明或变化量不明、利用作为转向辅助装置的电动动力转向装置进行控制将变得困难等在消除驾驶员操作方向盘时的不适感方面不充分的问题。

另外，对普通的机械式左右轮差动限制机构所产生的转向扭矩变化进行推定很困难，同时，也难以利用电动动力转向装置抑制转向扭矩变化。

另一方面，假定是可自由控制左右轮差动限制机构的约束力矩的电子式前部左右轮差动限制机构，则通过应用能容易推定左右轮差动限制机构所产生的转向扭矩变化的左右轮差动限制机构的控制逻辑，将能够高精度推定转向扭矩变化。

发明内容

本发明是鉴于这样的状况而提出的发明，其目的在于提供一种能够高精度抑制随着左右轮差动限制机构工作而产生的转向扭矩变化，消除驾驶员的操作方向盘时的不适感，即使在易于打滑的路面上也能够实现安全且强有力的起步的车辆综合控制装置。

本发明的一技术方案为一种车辆综合控制装置，其具有：控制左右前轮的约束力矩的电子控制式左右轮差动限制机构；用于附加转向助力的操舵力控制机构；以及用于检测上述左右前轮的转速差的车轮速度差检测机构，其特征在于，上述车辆综合控制装置具有：约束力矩比例控制机构，其将与上述电子控制式左右轮差动限制机构的约束力矩控制量成比例的比例转向助力输出至上述操舵力控制机构，以作为上述转向助力附加到与由上述车轮速度差检测机构检测出的上述左右前轮的转速差对应的方向；操舵反作用力反馈控制机构，其计算操舵系统反作用力，将用于抵消上述操舵系统反作用力的反作用力抵消转向助力输出至上述操舵力控制机构，以作为上述转向助力附加到使上述操舵系统反作用力抵消的方向上；以及切换机构，其根据上述左右前轮的转速差，切换上述转向助力中上述比例转向助力与上述反作用力抵消转向助力的比例。

附图说明

图1是表示具有本发明第一实施方式的车辆综合控制装置的车辆的结构的简要结构图。

图2是表示本发明第一实施方式中的车辆综合控制装置的结构的框图。

图3是表示本发明第一实施方式的车辆综合控制装置中的补偿系数k1的特性的说明图。

图4是表示本发明第一实施方式的车辆综合控制装置中的补偿系数k2的特性的说明图。

图5是表示用于对本发明实施方式中的左右轮差动限制机构的约束力矩TL进行计算的驱动扭矩比例控制和转速差比例控制的特性图。

图6是表示以软件实现本发明第一实施方式的车辆综合控制装置中所切换的约束力矩比例控制的一例时的动作的流程图。

图7是表示以软件实现本发明第一实施方式的车辆综合控制装置中的操舵反作用力反馈控制一例时的动作的流程图。

图8是表示本发明第二实施方式的车辆综合控制装置的结构的框图。

图9是本发明第二实施方式的车辆综合控制装置中的与约束力矩相应的变量图的说明图。

图10是表示本发明第二实施方式的车辆综合控制装置中的与前部左右轮差转速微分值相应的变量图的说明图。

图11是表示本发明第二实施方式的车辆综合控制装置中的与切换重叠区域的约束力矩相应的变量图的说明图。

图12是表示本发明第二实施方式的车辆综合控制装置中的与切换重叠区域的前部左右轮差转速微分值相应的变量图的说明图。

图13是本发明实施方式的车辆综合控制装置中仅实施约束力矩比例控制时的附加扭矩的示意图。

图14是表示本发明实施方式的车辆综合控制装置中仅实施操舵反作用力反馈控制时的附加扭矩的示意图。

图15是表示本发明的实施方式的车辆综合控制装置中的约束力矩比例控制与操舵反作用力反馈控制同时发挥作用时的附加扭矩的示意图。

具体实施方式

第一实施方式

以下，对本发明的第一实施方式进行说明。

图1是表示具有该实施方式的车辆综合控制装置的车辆1的结构的简要结构图。在图1中，车辆1具有左前轮11、右前轮12、左后轮13以及右后轮14。左前轮11和右前轮12为车辆1的操舵车轮，其借助转向横拉杆21与电动动力转向装置22相连接。

电动动力转向装置22(操舵力控制机构)具有转向齿轮箱31、转向轴32、方向盘33和电动马达34。

在转向齿轮箱31中，经由转向轴32连接有方向盘33。

并且，将驾驶员对方向盘33的操作通过转向轴32传递到转向齿轮箱31。

进而，通过转向齿轮箱31使拉杆21动作，并使左前轮11以及右前轮12的朝向发生变化。

换言之，用于操纵操舵车轮(左前轮11、右前轮12)的操舵系统构成为：包括转向齿轮箱31、转向轴32、方向盘33。

另外，电动马达34设于转向齿轮箱31，将电动马达34的旋转输入转向齿轮箱31，产生了相应于方向盘33操作的转向助力。

即，由电动马达34将转向助力附加到操舵系统。

另外，转向扭矩传感器91是用于检测随着驾驶员对方向盘的操作而产生的转向扭矩的传感器，其安装在转向轴32上。

另外，在左前轮11、右前轮12、左后轮13以及右后轮14中，设置有用于对各车轮施加制动力的制动器41、42、43、44。

制动器41对左前轮11施加制动力，制动器42对右前轮12施加制动力，制动器43对左后轮13施加制动力，制动器44对右后轮14施加制动力。

各制动器41、42、43、44利用由装载于车辆上的制动器油压单元51所供给的油压，控制施加于左前轮11、右前轮12，左后轮13以及右后轮14上的制动力。

在左前轮11、右前轮12、左后轮13以及右后轮14中，分别设有用于检测各车轮的车轮速度的车轮速度传感器。

车轮速度传感器61为用于检测左前轮11的车轮速度(转速)的传感器。车轮速度传感器62为用于检测右前轮12的车轮速度(转速)的传感器。车轮速度传感器63为用于检测左后轮13的车轮速度(转速)的传感器。车轮速度传感器64为用于检测右后轮14的车轮速度(转速)的传感器。

经由具有左右轮差动限制机构81的前差速器82，将驱动力传递到左前轮11以及右前轮12。左前轮11与驱动轴83相连接，而右前轮12与驱动轴84连接。利用经由具有左右轮差动限制机构81的前差速器82传递至驱动轴83和驱动轴84的驱动力，左前轮11和右前轮12被驱动旋转。

左右轮差动限制机构81是能够自由控制约束力矩的电子控制式前部左右轮差动限制机构。该左右轮差动限制机构81根据内置的未图示的电磁离合器的接合状态，产生限制左右驱动轴83、84相对旋转的扭矩，由此将差动限制力作用到左前轮11与右前轮12之间。

控制装置90通过调节励磁电流来控制上述电磁离合器的离合状态，由此控制利用左右轮差动限制机构81的约束力矩。且控制装置90根据通过与制动系统ECU72的通信而输入的由车轮速度传感器61、62检测出的各车轮速度，计算左右前轮的转速差，执行对朝向对应于该转速差的方向的与利用左右轮差动限制机构81的约束力矩成比例的比例转向助力进行计算的约束力矩比例控制。并且，根据经由与转向ECU71的通信而输入的由转向扭矩传感器91检测出的转向扭矩传感器值Ts、基于电动动力转向装置22的电动马达34的转向辅助扭矩Te以及基于左右轮差动限制机构81的约束力矩等，执行对朝向抵消操舵系统反作用力的方向的反作用力抵消转向助力进行计算的操舵反作用力反馈控制。为了使电动动力转向装置22(操舵力控制机构)产生这些转向助力，控制装置90借助通信给予转向ECU71指示，由此高精度抑制随着左右轮差动限制机构81工作而产生的转向扭矩变化，消除了驾驶员操作方向盘时的不适感，实现了使行驶可靠性和稳定性提高的姿态稳定化控制。

转向ECU71具有作为操舵力控制功能的将用于减轻驾驶员的转向扭矩的由电动动力转向装置22所产生的转向助力利用电动马达34附加到上述操舵系统的基本功能。并且，通过与控制装置90的通信来控制本实施方式的电动动力转向装置22(操舵力控制机构)。

制动系统ECU72通过对制动器油压单元51控制来实现制动车辆1时的ABS(Anti-10ck Brake System：防抱死刹车系统)功能。

在由制动系统ECU72实现ABS功能时，基于由车轮速度传感器61、62、63、64检测出的各车轮速度，检测车辆1紧急制动时的低μ型路面上的各车轮的抱死状态，对制动器油压单元51进行控制，在避免出现这样的抱死状态的同时，利用制动器41、42、43、44将最适制动力施加到车轮上。

控制系统ECU73进行高效的发动机控制。

控制装置90、转向ECU71、制动系统ECU72和控制系统ECU73为计算机，由RAM、ROM等存储装置、中央处理装置、计时器、I/O通信口等输入输出装置和各种接口等构成。而且，制动系统ECU72借助上述输入输出装置与车轮速度传感器61、62、63、64连接。并且具有用于执行控制装置90和转向ECU71、制动系统ECU72、控制系统ECU73之间的各种数据的信息接收发送的通信功能。

图2是表示本实施方式中的车辆综合控制装置的结构的框图。图2所示的车辆综合控制装置通过执行构成于控制装置90、存储在控制装置90的存储装置中的软件程序进行指示转向ECU71的附加扭矩的计算。

该车辆综合控制装置如图2所示，具备约束力矩比例控制机构201、第一前轮左右速度差补偿系数规定机构202、第一乘法处理机构203、操舵反作用力反馈控制机构204、第二前轮左右速度差补偿系数规定机构205、第二乘法处理机构206和加法机构207。

约束力矩比例控制机构201对与约束力矩的控制量成比例的作为比例转向助力的附加扭矩Tc进行计算。在此假定LSD约束力弱、产生了左前轮与右前轮的前轮左右速度差的模式。

第一前轮左右速度差补偿系数规定机构(第一补偿系数规定机构)202在根据前轮左右速度差，补偿上述附加扭矩Tc的同时，设定在与前轮左右速度差相应的方向上具有符号的补偿系数k1。

图3为表示补偿系数k1的特性的说明图。该补偿系数k1具有在前轮左右速度差为±a的范围内时为零、在前轮左右速度差为+a～+b的范围内时以一定的斜率从零变化到+1、而在前轮左右速度差为超出+b的范围时(+b以上的范围、或大于+b的范围)为+1的特性；并具有前轮左右速度差在-a～-b的范围内时以与上述斜率同样的斜率从零变化到-1、在前轮左右速度差为超出-b的范围(-b以下的范围、或小于-b的范围)时为-1的特性。

第一乘法处理机构203执行使用由第一前轮左右速度差补偿系数规定机构202设定的补偿系数k1对约束力矩比例控制机构201的约束力矩比例控制中的附加扭矩Tc进行补偿的乘法处理，即，进行(扭矩Tc×补偿系数k1)的计算，将由补偿系数k1补偿的作为附加扭矩Tc的补偿附加扭矩，作为与约束力矩比例控制相关的附加扭矩Tw输出。

操舵反作用力反馈控制机构204计算操舵系统反作用力，并计算作为与其抵消的反作用力抵消转向助力的附加扭矩Cc。假定了LSD约束力强的状态的受锁定的模式。

第二前轮左右速度差补偿系数规定机构(第二补偿系数规定机构)205根据前轮左右速度差，设定用于补偿附加扭矩Cc的补偿系数k2。

图4是表示补偿系数k2的特性的说明图。该补偿系数k2具有在前轮左右速度差±a的范围内时为+1、在前轮左右速度差为+a～+b的范围内时以一定的斜率从+1变化至零、在前轮左右速度差为超出+b的范围时(+b以上的范围、或大于+b的范围)为零的特性；并具有在前轮左右速度差为-a～-b的范围内时以与上述斜率呈逆极性的斜率从+1变化至零、且在前轮左右速度差为超出-b的范围(-b以下的范围、或小于-b的范围)时为零的特性。即，补偿系数k2的特性相对于补偿系数k1特性具有逆相位的特性。另外，附加扭矩Cc以相对于补偿系数k1的特性呈逆相位的补偿系数k2的特性进行补偿。

第二乘法处理机构(第二补偿机构)206执行使用由第二前轮左右速度差补偿系数规定机构205设定的补偿系数k2对操舵反作用力反馈控制机构204的操舵反作用力反馈控制中的附加扭矩Cc进行补偿的乘法处理，即，进行(附加扭矩Cc×补偿系数k2)的计算，将由补偿系数k2补偿的作为附加扭矩Cc的补偿附加扭矩作为与操舵反作用力反馈控制相关的附加扭矩Ta3输出。

加法机构207对使用补偿系数k1进行了补偿的约束力矩比例控制中的附加扭矩Tw与使用补偿系数k2进行了补偿的操舵反作用力反馈控制中的附加扭矩Ta3执行加法处理，并输出包括由上述补偿系数k1加权的约束力矩比例控制中的附加扭矩Tw和由上述补偿系数k2加权的操舵反作用力反馈控制中的附加扭矩Ta3的附加扭矩。即，根据左前轮与右前轮之间的前轮左右速度差，改变电动动力转向装置22所产生的转向助力中的作为上述比例转向助力的转向助力和作为上述反作用力抵消转向助力的转向助力之间的比例。

将该附加扭矩指示给转向ECU71，通过未图示的接口来控制电动马达34，产生对应于方向盘33的操作的转向助力。

在该姿态稳定化控制中，在处于车辆1的姿态不稳定这样的特定运转状况下，当左右轮差动限制机构81工作时，可高精度推定随着左右轮差动限制机构81工作而产生的转向扭矩变化，消除驾驶员转向操作时的不适感。

在制动系统ECU72中的ABS功能中，基于各车轮速度传感器61、62、63、64所检测出各车轮的车轮速度，计算左前轮11、右前轮12、左后轮13以及右后轮14的滑移率，控制由制动器油压单元51向各制动器41、42、43、44供给的油压，以使所计算出的滑移率为最适值。

图5是表示该实施方式的车辆综合控制装置中用于计算所切换的左右轮差动限制机构81的约束力矩TL的驱动扭矩比例控制和转速差比例控制的特性图。与发动机的驱动扭矩成比例地计算驱动扭矩比例控制中的约束力矩，与左右前轮的转速差成比例地计算转速差比例控制中的约束力矩，并将左右轮差动限制机构81的约束力矩TL作为驱动扭矩比例控制中的约束力矩和转速差比例控制中的约束力矩的输出合计值进行计算。将图5的特性图中的数据作为驱动扭矩比例约束力矩表和转速差比例约束力矩表置于控制装置90中。

接着，对动作进行说明。

在本实施方式中，根据前轮左右速度差变更约束力矩比例控制中的比例转向助力与操舵反作用力反馈控制中的反作用力抵消转向助力之间的比例，上述比例转向助力是与约束力矩的控制量成比例的施加于与前轮左右速度差对应的方向的附加扭矩；反作用力抵消转向助力是用于抵消操舵系统反作用力的施加于使上述操舵系统反作用力抵消的方向的附加扭矩。

即，在产生了前轮左右速度差的情况下，适合约束力矩比例控制，而在不产生前轮左右速度差的情况下，适合操舵反作用力反馈控制。

因此，根据阈值来规定前轮左右速度差产生范围和不产生前轮左右速度差的范围。并且，根据检测出的前轮左右速度差落入什么范围来改变约束力矩比例控制中的比例转向助力和操舵反作用力反馈控制中的反作用力抵消转向助力之间的比例。

或者，改变约束力矩比例控制中的比例转向助力与操舵反作用力反馈控制中的反作用力抵消转向助力的加权，圆滑改变约束力矩比例控制中的比例转向助力与操舵反作用力反馈控制中的反作用力抵消转向助力之间的比例。

其结果为，能够高精度抑制随着左右轮差动限制机构工作而发生的转向扭矩变化，消除驾驶员的操作方向盘时的不适感，在易于打滑的路面上也能实现安全而强有力的起步。

以下，参照图2，对该实施方式中的车辆综合控制装置的动作进行说明。

在该车辆综合控制装置中，以由第一前轮左右速度差补偿系数规定机构202设定的补偿系数k1来补偿由约束力矩比例控制机构201计算的附加扭矩Tc，在前轮左右速度差超出+b且向正方向变大的情况下(+b以上的范围、或大于+b的范围)，或者在超出-b且向负方向变大的情况下(-b以下的范围、或小于-b的范围)，将控制从操舵反作用力反馈控制切换至约束力矩比例控制，以仅适用约束力矩比例控制。

另外，以由第二前轮左右速度差补偿系数规定机构205设定的补偿系数k2来补偿由操舵反作用力反馈控制机构204计算的附加扭矩Cc，在前轮左右速度差为±a的范围内的情况下，将控制从约束力矩比例控制切换到操舵反作用力反馈控制，以仅适用操舵反作用力反馈控制。

约束力矩比例控制机构201计算与约束力矩的控制量成比例的附加扭矩Tc。

第一前轮左右速度差补偿系数规定机构202对具有如图3所示的特性补偿系数k1进行设定。该补偿系数k1具有在前轮左右速度差为±a的范围内时为零、在前轮左右速度差为+a～+b的范围内时以一定的斜率从零变化到+1、并且在前轮左右速度差为超出+b的范围(+b以上的范围、或大于+b的范围)时为+1的特性；而且还具有前轮左右速度差-a～-b的范围内时以与上述斜率同样的斜率从零变化到-1、并且在前轮左右速度差为超出-b的范围(-b以下的范围、或小于-b的范围)时为-1的特性。

在将利用约束力矩比例控制机构201的附加扭矩Tc与利用第一乘法处理机构203由第一前轮左右速度差补偿系数规定机构202设定的补偿系数k1进行乘法处理的结果为：在前轮左右速度差为±a的范围内，由第一乘法处理机构203输出的附加扭矩Tw为零；在前轮左右速度差为+a～+b的范围内，该附加扭矩Tw在与前轮左右速度差对应的方向，以一定的斜率从零变化到与约束力矩的控制量成比例的值。而在前轮左右速度差为超出+b的范围时(+b以上的范围、或大于+b的范围)，该附加扭矩Tw成为与约束力矩控制量成比例的前轮左右速度差对应的方向的附加扭矩。另外，在前轮左右速度差为-a～-b的范围内，该附加扭矩Tw以前轮左右速度差以与+a～+b的范围内同样的斜率在对应于前轮左右速度差的方向，从零变化到与约束力矩的控制量成比例的值。而且，在前轮左右速度差为超出-b的范围(-b以下的范围、或小于-b的范围)时，该附加扭矩Tw形成为对应于与约束力矩的控制量成比例的前轮左右速度差的方向的附加扭矩。另外，操舵反作用力反馈控制机构204计算操舵系统反作用力，并计算将其抵消的附加扭矩Cc。

第二前轮左右速度差补偿系数规定机构205对具有如图4所示的特性的补偿系数k2进行设定。该补偿系数k2具有与上述补偿系数k1的特性呈逆相位的特性；且该系数具有在前轮左右速度差为±a的范围内时为+1、在前轮左右速度差为+a～+b的范围内时以一定的斜率(与上述补偿系数k1为+a～+b的范围内的斜率相反)从+1变化到零、而在前轮左右速度差为超出+b的范围(+b以上的范围、或大于+b的范围)时为零的特性；而且还具有在前轮左右速度差为-a～-b的范围内以与+a～+b的范围的上述斜率呈逆极性的斜率从+1变化到零、在前轮左右速度差为超出-b的范围(-b以下的范围、或小于-b的范围)时为零的特性。

在将由操舵反作用力反馈控制机构204计算的附加扭矩Cc与利用第二乘法处理机构206由第二前轮左右速度差补偿系数规定机构205设定的补偿系数k2进行乘法处理的结果为：在前轮左右速度差为±a的范围内，由第二乘法处理机构206输出的附加扭矩Ta3成为与将操舵系统反作用力抵消的方向上的操舵系统反作用力对应的附加扭矩；在前轮左右速度差为+a～+b的范围内，该附加扭矩Ta3根据前轮左右速度差以一定的斜率从与将操舵系统反作用力抵消的方向上的操舵系统反作用力相应的值变化到零。且在前轮左右速度差为超出+b的范围(+b以上的范围、或大于+b的范围)时，该附加扭矩Ta3为零。而在前轮左右速度差在-a～-b的范围内，则该附加扭矩Ta3以与前轮左右速度差为+a～+b的范围内呈逆极性的斜率从与将操舵系统反作用力抵消的方向上的操舵系统反作用力对应的值变化到零。且在前轮左右速度差在超出-b的范围(-b以下的范围、或小于-b的范围)时，该附加扭矩Ta3为零。

加法机构207对由第一乘法处理机构203输出且由补偿系数k1执行了补偿的附加扭矩Tw、和由第二乘法处理机构206输出且由补偿系数k2执行了补偿的附加扭矩Ta3进行加法处理的结果为：在前轮左右速度差为±a的范围内，使得从加法机构207输出的附加扭矩为与利用操舵反作用力反馈控制机构204的将操舵系统反作用力抵消的方向上的操舵系统反作用力对应的附加扭矩。而在前轮左右速度差超过±b的范围(+b以上的范围或者-b以下的范围、或者大于+b的范围或小于-b的范围)时，该附加扭矩为与利用约束力矩比例控制机构201的与约束力矩的控制量成比例的与前轮左右速度差对应的方向上的附加扭矩。另外，在前轮左右速度差分别为-a～-b的范围以及+a～+b的范围内，利用操舵反作用力反馈控制机构204且与将操舵系统反作用力抵消的方向上的操舵系统反作用力相对应的附加扭矩、和利用约束力矩比例控制机构201且与约束力矩的控制量成比例的附加扭矩之间的比例成为与前轮左右速度差相应的附加扭矩。即，使得利用操舵反作用力反馈控制机构204且与将操舵系统反作用力抵消的方向上的操舵系统反作用力相对应的附加扭矩、和利用约束力矩比例控制机构201且与约束力矩的控制量成比例的附加扭矩之间的比例根据前轮左右速度差而变更。

图6是表示由软件实现该实施方式的车辆综合控制装置中所切换的约束力矩比例控制的一例时的动作的流程图。以下，对按照该流程图在该车辆综合控制装置中将控制切换至约束力矩比例控制的动作进行说明。

在该约束力矩比例控制中，首先，对由车轮速度传感器61检测出的左前轮11的车轮速度(转速)与由车轮速度传感器62检测出的右前轮12的车轮速度(转速)之间的车轮速度差进行计算，并对基于左右轮差动限制机构81的约束力矩TL进行读入(步骤S1)。

接着，判定上述计算车轮速度差是否超过左右车轮速度差阈值±β(步骤S2)。该左右车轮速度差阈值β为相当于图3所示的±a的值。其结果为：当判定上述计算出的车轮速度差不超过左右车轮速度差阈值±β(+β以下或-β以上)时，将电动动力转向装置22所产生的作为转向助力的附加扭矩Tw设定为零(步骤S6)。

另一方面，在步骤S2中，当判定上述计算出的车轮速度差超过了左右车轮速度差阈值±β的范围(大于+β或者小于-β)时，即，当判定上述车轮速度差超过了±a的范围(大于+a或者小于-a)时，进入步骤S3。

产生左右轮差时的转向扭矩变化能够作为与上述约束力矩TL成比例的值进行计算，转向扭矩变化Tc作为比例常数×约束力矩TL进行计算求得。接着，根据上述车轮速度差，将与转向扭矩变化Tc成比例且由电动动力转向装置22产生的作为转向助力的附加扭矩Tw通过补偿系数k1×转向扭矩变化Tc进行计算求得(步骤S3)，执行用于实现上述计算求得的附加扭矩Tw的附加扭矩控制(步骤S4)。这样，根据该实施方式，就能够在产生了左右轮差的状态下，高精度地抑制随着左右轮差动限制机构81工作而发生的转向扭矩变化。

图7是表示在该实施方式的车辆综合控制装置中以软件实现所切换的操舵反作用力反馈控制的一例时的动作的流程图。以下，按照该流程图，对在该车辆综合控制装置中将控制切换至操舵反作用力反馈控制时的操舵反作用力反馈控制的动作进行说明。

首先，控制装置90读入由转向ECU71通过通信接收到的转向扭矩传感器值Ts、利用电动动力转向装置22控制而附加的转向辅助扭矩Te、以及由控制装置90计算的车速Vb、基于左右轮差动限制机构81的约束力矩TL(步骤S101)。转向扭矩传感器值Ts为由转向扭矩传感器91检测出的转向扭矩传感器值，即，由驾驶员操作方向盘而施加的转向扭矩。转向辅助扭矩Te是利用电动动力转向装置22的附加扭矩控制而附加的基本扭矩。车速Vb是基于通过与制动系统ECU72的通信而输入的由车轮速度传感器61、62、63、64检测出的各车轮速度而计算出的车速。基于左右轮差动限制机构81的约束力矩TL根据驱动扭矩比例控制和转速差比例控制，由控制装置90计算得出。

接着，执行与Ta0(＝Ts+Te)，即，作为转向扭矩传感器值Ts与转向辅助扭矩Te的相加值的操舵反作用力Ta0相应的附加扭矩Ta1的控制(步骤S102)。在该附加扭矩Ta1的控制中，执行基于操舵反作用力Ta0的比例控制，求出附加扭矩，使操舵反作用力Ta0变为零。而且，在驾驶员将手从方向盘离开的状态下的转向扭矩传感器值Ts较小的情况下，为了达到效果，不仅进行比例控制，还进行积分控制，从而求出附加扭矩Ta1，使操舵反作用力Ta0变为零(步骤S103)。即，Ta1＝Kp×Ta0+Ki×∫(Ta0+Ti)dt。

随着LSD工作而变化的操舵反作用力变化在左右车轮速度有差异的情况下最大，其值为与LSD约束力矩TL成比例的Tlim。即，最大操舵力变化量在变换系数为KL时，Tlim＝KL×TL，(步骤S104)。因此，以Tlim来限制附加扭矩Ta1。在将以Tlim限制附加扭矩Ta1时的附加扭矩设为Ta2时，此时的附加扭矩Ta2成为Ta2＝M1N(Tlim，|Ta1|)×sgn(Ta1)(步骤S105)。

接着，以车速Vb为基础，参照了用于将车速Vb与增益Gv之间的关系规定为增益Gv随着车速Vb升高而下降的表TBL，求出与车速Vb相对应的附加扭矩控制的增益Gv(步骤S 106)。并且，将增益Gv乘以经步骤S105求出的Ta2，计算出与车速Vb对应的附加扭矩Ta3(步骤S107)，执行用于实现经上述计算求出的附加扭矩Ta3的附加扭矩控制(步骤S108)。这样，根据该实施方式，在优先考虑恶劣路面行驶可靠性，预先提高LSD的约束力的功能中，具有能够提供在恶劣路况下的μ型对分路面上起步时、或在滑移后的左右轮差收敛状况下，左右轮处于直接联接状态的状态下时，尽管操舵反作用力降低，但是能够抑制操舵反作用力发生大的变化，并能够实现兼有行驶可靠性和稳定性的操舵力控制装置的效果。

如上所述，根据该实施方式，根据阈值规定了产生前轮左右速度差的范围和不产生前轮左右速度差的范围，基于检测出的前轮左右速度差落入何种范围，变更约束力矩比例控制中的比例转向助力和操舵反作用力反馈控制中的反作用力抵消转向助力之间的比例。

图13是表示该车辆综合控制装置仅实施了约束力矩比例控制时的附加扭矩的示意图。图14是表示该车辆综合控制装置仅实施了操舵反作用力反馈控制时的附加扭矩的示意图。图15是表示该车辆综合控制装置中的约束力矩比例控制与操舵反作用力反馈控制同时发挥作用时的附加扭矩的示意图。通过使约束力矩比例控制与操舵反作用力反馈控制同时发挥作用，具有能够提供可高精度地抑制随着左右轮差动限制机构的工作而发生的转向扭矩变化，消除驾驶员操作方向盘时的不适感，在易于打滑的路面上也能够实现安全且强有力的起步的操舵力控制装置的效果。

即，如图13所示，在仅实施约束力矩比例控制的情况下，当左右前轮处于直接联接状态时，无法判别前轮的驱动力差的方向，且无法判别附加转向助力的方向，因此，需要防止约束力矩TL仅成为转速差比例控制中的约束力矩，以致左右前轮变为直接联接状态。因此，当前轮车速差收敛时，由于约束力矩TL也减小，因此，起步性能降低。

如图14所示，在仅实施操舵反作用力反馈控制的情况下，约束力矩TL成为转速差比例控制中的约束力矩之外，还成为驱动扭矩比例控制中的约束力矩，即使前轮车速差收敛，约束力矩TL也不减小，能够确保起步性，但是会因操舵反作用力降低而产生不适感。另外，在现实中，需要防止正常路面的起步中操舵反作用力的降低，且需要检测车轮滑移，根据是否检测出滑移来切换积分增益Ki，但是在恶劣路况下的μ型对分路面等情况下不进行上述滑移检测时，将导致起步性能降低。

如图15所示，在约束力矩比例控制与操舵反作用力反馈控制同时发挥功能的情况下，在初期的车轮滑移时，通过约束力矩比例控制，在不会发生操舵的不适感的前提下抑制了扭矩转向。另外，在因LSD约束而将车轮锁定后，操舵反作用力反馈控制发挥作用，将操舵反作用力的降低抑制在最小限度，从而确保起步性能。

另外，根据该实施方式，在将控制切换为约束力矩比例控制时，将与左右前轮的驱动力差成比例的比例转向助力附加到电动动力转向装置的转向扭矩上，将能够高精度地抑制随着左右轮差动限制机构81的工作而发生的转向扭矩变化。

另外，根据该实施方式，并没有将约束力矩TL限定于转速差比例控制的约束力矩等的制约，因此，能够在不牺牲起步性能下抑制易于打滑的路面上的扭矩转向，并能减少操舵不适感。另外，可实现在正常路面上也无操舵不适感的起步。

另外，为了提高μ型对分路面上的起步性能和加速性能，在装载着作为用于抑制左右任一轮空转的机构的LSD(Limited SlipDifferential：限滑差速器)的车中，在μ型对分路面上起步时，有时会发生与LSD非装载车相比更大的方向盘失控，但通过将本发明应用到这样的LSD装载车中，将达到能够同时实现μ型对分路面上的起步性能及加速性能与车辆的稳定性的效果。

(第二实施方式)

在第一实施方式中，采用了由第一前轮左右速度差补偿系数规定机构202设定的补偿系数对约束力矩比例控制中的附加扭矩进行补偿，由第二前轮左右速度差补偿系数规定机构205设定的补偿系数对操舵反作用力反馈控制中的附加扭矩进行补偿的结构。在本实施方式中，使用切换系数k代替补偿系数，切换作为约束力矩比例控制中的比例转向助力的附加扭矩与作为操舵反作用力反馈控制中的反作用力抵消转向助力的附加扭矩之间的比例。

图8是表示该实施方式的车辆综合控制装置的结构的框图。在图8中，对与图2同样或相当的部位标注同一符号，并省略了其说明。

在该实施方式中，使用了以切换系数k进行加权的第一加权机构212和以切换系数(1-|k|)进行加权的第二加权机构215，由第一加权机构212以切换系数k对约束力矩比例控制中的附加扭矩进行加权，而且，由第二加权机构215以切换系数(1-|k|)对操舵反作用力反馈控制中的附加扭矩进行加权。在前部左右轮差转速≥0的情况下，将切换系数k设定为0≤k＝(前部左右轮差转速-a)/(b-a)≤1。另外，在前部左右轮差转速＜0的情况下，将切换系数k设定为-1≤k＝(前部左右轮差转速+a)/(b-a)≤0。在上式中，a表示切换开始前部左右轮差转速，b表示切换结束前部左右轮差转速，b-a表示切换重叠区域。但是0＜a＜b。

此外，a、b可以为定值，也可使用图9、图10、图11和图12所示的附图，采用基于约束力矩或前部左右轮差转速微分值的变量。

图9是表示基于约束力矩的变量图的说明图。图10是表示基于前部左右轮差转速微分值的变量图的说明图。图11表示基于切换重叠区域的约束力矩的变量图的说明图。图12是表示基于切换重叠区域的前部左右轮差转速微分值的变量图的说明图。

根据该实施方式，可获得与上述第一实施方式同样的效果。

根据本发明，能够提供如下的一种车辆综合控制装置，即，上述车辆综合控制装置构成为：约束力矩比例限制机构将与电子控制式左右轮差动限制机构的约束力矩的控制量成比例的比例转向助力输出至操舵力控制机构，以作为转向助力附加到与由车轮速度检测机构检测出的左右前轮的转速差对应的方向，并计算操舵系统反作用力；操舵反作用力反馈控制机构将用于抵消上述操舵系统反作用力的反作用力抵消转向助力输出至上述操舵力控制机构中，以作为转向助力作为附加到用于使上述操舵系统反作用力抵消的方向上；根据上述左右前轮的转速差，由切换机构切换上述转向助力中上述比例转向助力与上述反作用力抵消转向助力之间的比例。因此，可高精度地抑制随着左右轮差动限制机构工作而发生的转向扭矩变化，能够消除驾驶员操作方向盘时的操舵力控制机构的不适感，在易于打滑的路面上也能实现安全且强有力的起步。另外，能够在无需对电子控制式左右轮差动限制机构施加限制的情况下抑制扭矩转向。

根据本发明，具有可提供如下的一种车辆综合控制装置的效果，即，上述车辆综合控制装置构成为：与左右前轮的转速差对应地，由第一补偿系数规定机构规定对约束力矩比例控制机构所输出的比例转向助力进行补偿的补偿系数；根据与由上述第一补偿系数规定机构规定的补偿系数成为逆相位的特性，与上述左右前轮的转速差相对应地，由第二补偿系数规定机构规定对操舵反作用力反馈控制机构所输出的反作用力抵消转向助力进行补偿的补偿系数；第一补偿机构以由上述第一补偿系数规定机构所规定的补偿系数，对从上述约束力矩比例控制机构输出的上述比例转向助力进行补偿；第二补偿机构以由上述第二补偿系数规定机构所规定的补偿系数，对从上述操舵反作用力反馈控制机构输出的上述反作用力抵消转向助力进行补偿；加法机构将经上述第一补偿机构补偿的上述比例转向助力与经上述第二补偿机构补偿的上述反作用力抵消转向助力相加，作为由操舵力控制机构附加的转向助力输出。因此，可根据上述左右前轮的转速差来切换上述比例转向助力与上述反作用力抵消转向助力之间的比例，高精度地抑制随着左右轮差动限制机构工作而发生的转向扭矩变化，能够消除操舵力控制机构在驾驶员操作方向盘时的不适感，在易于打滑的路面上也能够实现安全且强有力的起步。

Claims (8)

1.一种车辆综合控制装置，其特征在于，具有：

控制左右前轮的约束力矩的电子控制式左右轮差动限制机构；

检测所述左右前轮的转速差的车轮速度差检测机构；

约束力矩比例控制机构，其对与所述左右轮差动限制机构的约束力矩控制量成比例、朝向与所述车轮速度差检测机构所检测出的所述左右前轮的转速差相应的方向的第一转向助力进行计算；

操舵反作用力反馈控制机构，其对与操舵系统反作用力相对应、朝向将所述操舵系统反作用力抵消的方向的第二转向助力进行计算；

产生包括所述第一转向助力和所述第二转向助力的转向助力的操舵力控制机构；和

切换机构，其根据所述左右前轮的转速差，切换所述转向助力中的所述第一转向助力和所述第二转向助力的比例。

2.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于，

所述切换机构具有：

第一补偿系数规定机构，其根据所述左右前轮的转速差，设定用于补偿所述第一转向助力的补偿系数；

第二补偿系数规定机构，其根据所述左右前轮的转速差，设定具有与由所述第一补偿系数规定机构设定的补偿系数的特性成为逆相位的特性的用于补偿所述第二转向助力的补偿系数；

第一补偿机构，其使用由所述第一补偿系数规定机构所设定的补偿系数对所述第一转向助力进行补偿；

第二补偿机构，其使用由所述第二补偿系数规定机构所设定的补偿系数对所述第二转向助力进行补偿；和

加法机构，其将由所述第一补偿机构进行了补偿的所述第一转向助力与由所述第二补偿机构进行了补偿的所述第二转向助力相加，并输出至所述操舵力控制机构。

3.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于，所述约束力矩包括：与发动机的驱动扭矩成比例的约束力矩；和与所述左右前轮的转速差成比例的约束力矩。

4.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于，所述第二转向助力通过对由驾驶员对转向机构的操作而产生的转向扭矩与施加于所述转向机构的操作的转向辅助扭矩的合计值进行比例控制以及积分控制而求出。

5.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于，当所述左右前轮的转速度差在第一预定值以下时，使得由所述第一补偿系数规定机构所设定的补偿系数为零，当所述左右前轮的转速差在第二预定值以上时，使得由所述第二补偿系数规定机构所设定的补偿系数为零。

6.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于，当所述左右前轮的转速差在第一预定值至第二预定值的范围内时，由所述第一补偿系数规定机构所设定的补偿系数从零变化至+1或从零变化至-1。

7.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于，当所述左右前轮的转速差在第一预定值至第二预定值的范围内时，由所述第二补偿系数规定机构所设定的补偿系数从+1变化至零。

8.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于，所述切换机构具有加权机构，所述加权机构以切换系数对所述转向助力中的所述第一转向助力与所述第二转向助力之间的比例进行加权。