CN115009287A - 车速计算装置和用于车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了车速计算装置和用于车辆的控制装置。一种车速计算装置包括车速计算单元(200),该车速计算单元(200)被配置成计算通过估计作为车辆实际行驶的速度的车体速度而获得的控制车速,作为用于控制车载装置的状态变量,该车载装置被配置成进行操作以实现设置在车辆中的各种功能。车速计算单元(200)被配置成包括:提取功能,其从多个车轮的车轮速度当中,提取从被假定为在下述影响可能小的状态下旋转的至少一个车轮获得的至少一个车轮速度,该影响引起与车体速度的差;以及计算功能,其基于通过提取功能提取的至少一个车轮速度来计算控制车速。
Description
技术领域
本发明涉及车速计算装置和用于车辆的控制装置。
背景技术
设置在车辆中的各种功能包括例如使车辆的转向轮转向的功能。日本未审查专利申请公开第2020-69862号(JP 2020-69862 A)公开了线控转向的转向操纵系统作为用于实现使车辆的转向轮转向的功能的装置。
在JP 2020-69862 A中描述的转向操纵系统包括控制转向操纵系统的操作的控制装置。这样的控制装置被配置成基于从车辆获得的各种信息当中的车速(在下文中称为“控制车速”)来控制转向操纵系统的操作。在控制装置中,控制车速被获得为从设置在车辆中的前轮传感器获得的转向轮的车轮速度的平均值。
发明内容
在此,在JP 2020-69862 A中,如上所述获得的控制车速用于车辆中的各种控制以及转向操纵系统的操作的控制。通常在车辆中获得的控制车速是通过估计作为车辆实际行驶的速度的车体速度获得的。因此,车体速度和通过估计车体速度获得的控制车速可能根据从其获得控制车速的车轮的旋转状态而彼此不同。
例如,可以使用在获得控制车速时执行过滤处理的方法来减小车体速度与控制车速之间的差。在车体速度与控制车速之间的差相对大的情况下,该方法是有效的,但是在该差相对小的情况下,该方法降低了在使用控制车速的车辆中的各种控制中跟随控制车速的变化的能力。即,在减小车体速度与控制车速之间的差与抑制在使用控制车速的车辆中的各种控制中跟随控制车速的变化的能力的降低之间存在折衷关系。
根据本发明的一个方面,提供了一种车速计算装置,该车速计算装置包括车速计算单元,该车速计算单元被配置成计算通过估计作为车辆实际行驶的速度的车体速度获得的控制车速,作为用于控制车载装置的状态变量,该车载装置被配置成进行操作以实现设置在车辆中的各种功能。车速计算单元被配置成包括:提取功能,其从多个车轮的多个车轮速度当中,提取从被假定为在下述影响可能小的状态下旋转的至少一个车轮获得的至少一个车轮速度,该影响引起与车体速度的差;以及计算功能,其基于通过提取功能提取的至少一个车轮速度来计算控制车速。
利用该配置,在计算控制车速时积极考虑至少一个车轮速度。从在存在引起与车体速度的差的大的影响和小的影响的状态下旋转的多个车轮当中,从被假定为在引起与车体速度的差的影响可能小的状态下旋转的至少一个车轮获得至少一个车轮速度。这通过车速计算单元的提取功能来实现。因此,减小由车速计算单元的功能计算的控制车速与车体速度之间的差,使得该差变小。即,例如,不需要采用在获得控制车速时执行过滤处理的方法来减小车体速度与控制车速之间的差。在这种情况下,可以实现减小车体速度与控制车速之间的差以及抑制在使用控制车速的车辆中的各种控制中跟随控制车速的变化的能力的降低中的两者。
在此,从处于滑移状态的车轮获得的车轮速度可能大于从不处于滑移状态的车轮获得的车轮速度,在该滑移状态下,车轮相对于地面接触表面空转作为车轮的旋转状态,并且从处于滑移状态的车轮获得的车轮速度与车体速度不同的可能性高。另一方面,在多个车轮速度的值根据其大小进行分类的情况下被分类为小值的车轮速度是从处于滑移状态的车轮获得的值的可能性低。
因此,在根据该方面的车速计算装置中,提取功能可以被配置成提取在多个车轮速度的值根据其大小进行分类的情况下被分类为至少一个小值的至少一个车轮速度。
利用该配置,例如,即使在多个车轮包括处于滑移状态的车轮的情况下,在计算控制车速时也可以积极考虑从不处于滑移状态的至少一个车轮获得的至少一个车轮速度。这对于减小车体速度与控制车速之间的差是有效的。
在此,从处于作为车轮的旋转状态的锁定状态的车轮获得的车轮速度可能小于从不处于锁定状态的车轮获得的车轮速度,并且从处于锁定状态的车轮获得的车轮速度与车体速度不同的可能性高。另一方面,在车辆的设计中预先确定多个车轮当中不太可能落入锁定状态的至少一个车轮。
因此,在根据该方面的车速计算装置中,提取功能可以被配置成提取在车辆的设计中被确定为不太可能落入锁定状态的至少一个车轮的至少一个车轮速度,多个车轮中的每个车轮的锁定状态是甚至在车辆行驶的情况下车轮也不相对于地面接触表面旋转的状态。
利用该配置,例如,即使在多个车轮包括处于锁定状态的车轮的情况下,在计算控制车速时也可以积极考虑从不处于锁定状态的至少一个车轮获得的至少一个车轮速度。这对于减小车体速度与控制车速之间的差是有效的。
在根据该方面的车速计算装置中,提取功能可以包括:提取在多个车轮速度的值根据其大小进行分类的情况下被分类为至少一个小值的至少一个车轮速度的第一提取功能,以及提取在车辆的设计中被确定为不太可能落入锁定状态的至少一个车轮的至少一个车轮速度的第二提取功能。车速计算单元可以被配置成基于根据由第一提取功能提取的至少一个车轮速度获得的第一车速和根据由第二提取功能提取的至少一个车轮速度获得的第二车速中的至少一个车速来计算控制车速。
利用该配置,例如,在假定存在处于滑移状态的车轮的情况下,可以基于第一车速计算控制车速,并且在假定存在处于锁定状态的车轮的情况下,可以基于第二车速计算控制车速。因此,可以有效地减小车体速度与控制车速之间的差。
在根据该方面的车速计算装置中,车速计算单元可以被配置成还包括:车速分配功能,其以预定分配比例对包括通过第一提取功能获得的第一车速和通过第二提取功能获得的第二车速的多个车速求和。车速分配功能可以包括:根据车辆的加速-减速状态改变分配比例的功能,以及在改变分配比例时逐渐改变分配比例的功能。
利用该配置,由于车轮落入滑移状态或锁定状态的可能性根据车辆的加速-减速状态而改变,因此根据车辆的加速-减速状态改变分配比例。在实际改变分配比例时,作为计算的结果获得的控制车速可能在分配比例的改变之前与分配比例的改变之后之间突然改变。利用上述配置,即使在改变分配比例的情况下,也可以抑制作为计算的结果获得的控制车速在分配比例的改变之前与分配比例的改变之后之间的突然改变。
根据该方面的车速计算装置可以用于车辆的控制装置,该控制装置被配置成使用通过车速计算装置获得的控制车速来控制车载装置的操作。在这种情况下,可以设置用于车辆的控制装置,该控制装置可以实现减小车体速度与控制车速之间的差以及抑制在使用控制车速的车辆中的各种控制中跟随控制车速的变化的能力的降低中的两者。
利用根据本发明的方面的车速计算装置和用于车辆的控制装置,可以实现减小车体速度与控制车速之间的差以及抑制在使用控制车速的车辆中的各种控制中跟随控制车速的变化的能力的降低中的两者。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义,其中相似的附图标记表示相似的元件,并且在附图中:
图1是示意性地示出线控转向的转向操纵系统的配置的图;
图2是示出转向操纵控制装置的功能的框图;
图3是示出转向操纵侧控制单元中的转向操纵力计算单元的功能的框图;
图4是示出转向操纵侧控制单元中的轴向力计算单元的功能的框图;
图5是示出转向侧控制单元中的限制处理单元的功能的框图;
图6是示出转向侧控制单元中的小齿轮角度反馈控制单元的功能的框图;
图7是示出根据第一实施方式的转向侧控制单元中的车速计算单元的功能的框图;
图8是示出根据第一实施方式的车速计算单元中的第一车速计算单元的功能的框图;
图9是示出根据第一实施方式的车速计算单元中的第二车速计算单元的功能的框图;
图10是示出根据第二实施方式的车速计算单元的第一车速计算单元中的异常车轮速度替换单元的功能的框图。
具体实施方式
第一实施方式
下面将参照附图描述根据第一实施方式的车速计算装置和用于车辆的控制装置。如图1中所示,根据该实施方式的转向操纵系统2被配置为线控转向的转向操纵系统。转向操纵系统2包括转向操纵控制装置1,该转向操纵控制装置1是用于车辆的控制装置并且被配置成控制转向操纵系统2的操作。转向操纵系统2包括由驾驶员使用方向盘3进行转向操纵的转向操纵机构4和根据由驾驶员输入至转向操纵机构4的转向操纵操作使左右转向轮5L和5R转向的转向机构6。转向轮5L和5R是布置在车辆的前侧的左前轮和右前轮。根据该实施方式的转向操纵系统2具有转向操纵机构4与转向机构6之间的动力传递路径通常被机械切断的结构。在该实施方式中,转向操纵系统2——即转向操纵机构4和转向机构6——是被配置成操作以实现设置在车辆中的各种功能的车载装置的示例。
转向操纵机构4包括转向操纵轴11和转向操纵侧致动器12。转向操纵轴11连接至方向盘3。转向操纵侧致动器12包括转向操纵侧电机13和减速机构14。转向操纵侧电机13经由转向操纵轴11向方向盘3施加作为抵抗转向操纵的力的转向操纵反作用力。转向操纵侧电机13例如经由包括蜗杆和蜗轮的减速机构14连接至转向操纵轴11。
转向机构6包括第一小齿轮轴21、作为转向轴的齿条轴22以及齿条壳体23。第一小齿轮轴21和齿条轴22以预定的交叉角度连接。通过使形成在小齿轮轴21中的小齿轮齿21a和形成在齿条轴22中的齿条齿22a彼此啮合来配置齿条和小齿轮机构24。即,小齿轮轴21是可以将其旋转角转换成转向轮5L和5R的转向角的旋转轴的示例。齿条壳体23容纳齿条和小齿轮机构24。小齿轮轴21的与连接至齿条轴22的一侧相对的一端从齿条壳体23突出。齿条轴22的两端分别在轴向方向上从齿条壳体23的两端突出。横拉杆26分别经由齿条端25连接至齿条轴22的端,所述齿条端25中的每个齿条端由球接头形成。横拉杆26的远端分别连接至转向节(未示出),左右转向轮5L和5R分别装配至转向节。
转向机构6包括转向侧致动器31。转向侧致动器31包括转向侧电机32、传动机构33和转换机构34。转向侧电机32经由传动机构33和转换机构34向齿条轴22施加用于使转向轮5L和5R转向的转向力。转向侧电机32经由例如由带传动机构形成的传动机构33将旋转传递至转换机构34。传动机构33经由例如由滚珠丝杠机构形成的转换机构34将转向侧电机32的旋转转换成齿条轴22的往复运动。
在具有上述配置的转向操纵系统2中,根据驾驶员对方向盘的操作,将电机扭矩作为转向力从转向侧致动器31施加至齿条轴22,由此改变转向轮5L和5R的转向角。此时,作为抵抗驾驶员的转向操纵的力的转向操纵反作用力被从转向操纵侧致动器12施加至方向盘3。即,在转向操纵系统2中,通过作为从转向操纵侧致动器12施加的电机扭矩的转向操纵反作用力来改变转向操纵方向盘3所需的转向操纵扭矩Th。
设置小齿轮轴21的原因是齿条轴22与小齿轮轴21一起被支承在齿条壳体23中。即,通过设置在转向操纵系统2中的支承机构(未示出),齿条轴22被支承成可在其轴向方向上移动并且被压向小齿轮轴21。因此,齿条轴22被支承在齿条壳体23中。可以设置在不使用第一小齿轮轴21的情况下将齿条轴22支承在齿条壳体23中的另一支承机构。
转向操纵系统2的电气配置
如图1中所示,转向操纵侧电机13和转向侧电机32连接至转向操纵控制装置1。转向操纵控制装置1通过控制作为电机13和电机32的控制值的电流的供应来控制电机13和电机32的操作。
扭矩传感器41、转向操纵侧旋转角传感器43和转向侧旋转角传感器44连接至转向操纵控制装置1。扭矩传感器41检测转向操纵扭矩Th,该转向操纵扭矩Th是指示根据驾驶员的转向操纵施加至转向操纵轴11的扭矩的值。扭矩传感器41设置在转向操纵轴11上比减速机构14更靠近方向盘3的位置处。扭矩传感器41基于设置在转向操纵轴11的中间部分中的扭杆42的扭转量来检测转向操纵扭矩Th。例如,在执行向右转向操纵时,转向操纵扭矩Th被检测为正值,而在执行向左转向操纵时,转向操纵扭矩Th被检测为负值。
转向操纵侧旋转角传感器43将作为转向操纵侧电机13的旋转轴的角度的旋转角θa检测为360°范围内的角度。转向操纵侧旋转角传感器43设置在转向操纵侧电机13中。转向操纵侧电机13的旋转角θa用于计算转向操纵角θs。转向操纵侧电机13和转向操纵轴11经由减速机构14彼此结合地操作。因此,转向操纵侧电机13的旋转角θa与转向操纵轴11的旋转角或作为方向盘3的旋转角的转向操纵角θs具有相关性。因此,可以基于转向操纵侧电机13的旋转角θa计算转向操纵角θs。例如,在执行向右转向操纵时,旋转角θa被检测为正值,而在执行向左转向操纵时,旋转角θa被检测为负值。
转向侧旋转角传感器44将作为转向侧电机32的旋转轴的角度的旋转角θb检测为360°范围内的角度。转向侧旋转角传感器44设置在转向侧电机32中。转向侧电机32的旋转角θb用于计算小齿轮角θp。转向侧电机32和小齿轮轴21经由传动机构33、转换机构34以及齿条和小齿轮机构24彼此结合地操作。因此,转向侧电机32的旋转角θb和作为小齿轮轴21的旋转角的小齿轮角θp具有相关性。因此,可以基于转向侧电机32的旋转角θb计算小齿轮角θp。小齿轮轴21与齿条轴22啮合。因此,小齿轮角θp和齿条轴22的移动的量具有相关性。即,小齿轮角θp是反映作为转向轮5R和5L的转向角的转向机构6的状态的值。在执行向右转向操纵时,旋转角θb被检测为正值,而在执行向左转向操纵时,旋转角θb被检测为负值。
制动控制装置45经由未示出的车载网络例如CAN连接至转向操纵控制装置1。制动控制装置45与转向操纵控制装置1分开设置在车辆中。制动控制装置45控制安装在车辆中的制动装置(未示出)的操作。左前轮速度传感器47l和右前轮速度传感器47r连接至制动控制装置45。
左前轮速度传感器47l检测作为左前轮的转向轮5L的左前轮速度Vfl。右前轮速度传感器47r检测作为右前轮的转向轮5R的右前轮速度Vfr。前轮速度传感器47l和47r是设置在轮毂单元中的传感器轮毂,所述轮毂单元是被配置成相对于车体支承转向轮5L和5R使得转向轮5L和5R可旋转的轴承单元(未示出)。
左后轮速度传感器48l和右后轮速度传感器48r连接至制动控制装置45。左后轮速度传感器48l检测设置在车辆的后侧的右后轮和左后轮(未示出)当中的左后轮的左后轮速度Vrl。右后轮速度传感器48r检测设置在车辆的后侧的右后轮和左后轮(未示出)当中的右后轮的右后轮速度Vrr。后轮速度传感器48l和48r是设置在轮毂单元中的传感器轮毂,所述轮毂单元是被配置成相对于车体支承后轮使得后轮可旋转的轴承单元(未示出)。根据该实施方式的转向操纵系统2安装在具有所谓的FR系统的车辆中,在FR系统中,使用由安装在车辆的前侧的驱动源例如引擎或电机生成的动力来生成用于旋转地驱动右后轮和左后轮的驱动扭矩。即,右后轮和左后轮是被驱动以生成车辆行驶所需的驱动力的驱动轮。
车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr被输入至制动控制装置45。制动控制装置45被配置成将车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr输出至转向操纵控制装置1。
停车灯开关49连接至制动控制装置45。在检测到安装在车辆中的制动踏板Bp的操作的情况下,制动控制装置45控制安装在车辆的后部的停车灯的接通/断开状态,使得停车灯通过接通停车灯开关49而处于接通状态。在未检测到制动踏板Bp的操作的情况下,制动控制装置45控制停车灯的接通/断开状态,使得停车灯通过断开停车灯开关49而处于断开状态。制动控制装置45生成停车灯信号S作为指示停车灯的接通/断开状态的信息。停车灯信号S是指示制动踏板Bp是否正被操作——即车辆是否处于车辆的加速-减速状态当中的减速状态——的信息。在停车灯开关49接通的情况下,制动控制装置45生成指示接通状态的停车灯信号S。在停车灯开关49断开的情况下,制动控制装置45生成指示断开状态的停车灯信号S。制动控制装置45被配置成向转向操纵控制装置1输出停车灯信号S。
转向操纵控制装置1的功能
转向操纵控制装置1包括未示出的中央处理单元(CPU)和存储器,并且CPU以预定操作周期的间隔执行存储在存储器中的程序。因此,执行各种处理。
在图2中示出了由转向操纵控制装置1执行的一些处理。图2中所示的处理是通过使CPU执行存储在存储器中的程序而实现的一些处理。图2示出了所实现的每种处理。
如图2中所示,转向操纵控制装置1包括控制对转向操纵侧电机13的电力供应的转向操纵侧控制单元50。转向操纵侧控制单元50包括转向操纵侧电流传感器54。转向操纵侧电流传感器54检测从在转向操纵侧控制单元50与转向操纵侧电机13的相电机线圈之间的连接线中流动的转向操纵侧电机13的相电流的值获得的转向操纵侧实际电流值Ia。转向操纵侧电流传感器54获得连接至被设置成对应于转向操纵侧电机13的逆变器(未示出)中的每个开关元件的源极侧的分流电阻器的电压降作为电流。在图2中,为了便于描述的目的,共同示出了相连接线和相电流传感器中的每个相连接线和相电流传感器中的一个。
转向操纵控制装置1包括控制对转向侧电机32的电力供应的转向侧控制单元60。转向侧控制单元60包括转向侧电流传感器66。转向侧电流传感器66检测从在转向侧控制单元60与转向侧电机32的相电机线圈之间的连接线中流动的转向侧电机32的相电流的值获得的转向侧实际电流值Ib。转向侧电流传感器66获得连接至被设置成对应于转向侧电机32的逆变器(未示出)中的每个开关元件的源极侧的分流电阻器的电压降作为电流。在图2中,为了便于描述,共同示出了相连接线和相电流传感器中的每个相连接线和相电流传感器中的一个。
转向操纵控制装置1包括车速计算单元200。车速计算单元200将控制车速V计算为通过估计作为车辆实际行驶的速度的车体速度而获得的车速。车体速度也可以说是由车辆的乘员感测到的速度。车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr以及停车灯信号S被输入至车速计算单元200。车速计算单元200基于车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr以及停车灯信号S计算控制车速V。稍后将详细描述车速计算单元200的功能。将所获得的控制车速V作为用于控制转向操纵系统2的操作的一个状态变量输出至转向操纵侧控制单元50和转向侧控制单元60。在该实施方式中,车速计算单元200被实现为转向侧控制单元60的一个功能。在该实施方式中,转向侧控制单元60对应于车速计算装置。即,包括转向侧控制单元60的转向操纵控制装置1对应于车速计算装置。
转向操纵侧控制单元50
转向操纵扭矩Th、控制车速V、旋转角θa、转向侧实际电流值Ib以及稍后将描述的目标小齿轮角θp*被输入至转向操纵侧控制单元50。转向操纵侧控制单元50基于转向操纵扭矩Th、控制车速V、旋转角θa、转向侧实际电流值Ib和目标小齿轮角θp*来控制对转向操纵侧电机13的电力供应。
转向操纵侧控制单元50包括转向操纵角计算单元51、目标反作用扭矩计算单元52和电源控制单元53。旋转角θa被输入至转向操纵角计算单元51。转向操纵角计算单元51例如通过对转向操纵侧电机13从转向操纵中立点的旋转的数目进行计数来将旋转角θa转换成包括超过360度的范围的范围内的总角度,该转向操纵中立点是车辆直线向前移动时的方向盘3的位置。转向操纵角计算单元51通过将通过转换获得的总角度与基于减速机构14的转速比的转换因子相乘来计算转向操纵角θs。将所计算的转向操纵角θs输出至目标反作用扭矩计算单元52。转向操纵角θs被输出至转向侧控制单元60,即,稍后将描述的转向操纵角度比改变控制单元62。
转向操纵扭矩Th、控制车速V、转向侧实际电流值Ib、转向操纵角θs以及稍后将描述的目标小齿轮角θp*被输入至目标反作用扭矩计算单元52。目标反作用扭矩计算单元52基于转向操纵扭矩Th、控制车速V、转向侧实际电流值Ib、转向操纵角θs和目标小齿轮角θp*计算目标反作用扭矩Ts*,该目标反作用扭矩Ts*是要由转向操纵侧电机13生成的用于方向盘3的转向操纵反作用力的目标反作用控制值。
具体地,目标反作用扭矩计算单元52包括转向操纵力计算单元55和轴向力计算单元56。转向操纵扭矩Th、控制车速V和转向操纵角θs被输入至转向操纵力计算单元55。转向操纵力计算单元55基于转向操纵扭矩Th、控制车速V和转向操纵角θs计算转向操纵力Tb*。
具体地,如图3中所示,转向操纵力计算单元55包括基本控制值计算单元71和补偿值计算单元72。转向操纵扭矩Th和控制车速V被输入至基本控制值计算单元71。基本控制值计算单元71基于转向操纵扭矩Th和控制车速V计算基本控制值I1*。基本控制值I1*是与方向盘3的转向操纵相关联地计算的控制值。基本控制值I1*是转向操纵力Tb*的基本分量,并且被设置成使得方向盘3的转向操纵指示期望的特性。例如,考虑到作为基本控制值I1*的变化相对于转向操纵扭矩Th的变化的比率的辅助梯度,基本控制值计算单元71计算基本控制值I1*,使得基本控制值I1*的绝对值随着转向操纵扭矩Th的绝对值变得更大并且随着控制车速V变得更小而变得更大。所获得的基本控制值I1*被输出至加法器73。
转向操纵扭矩Th、控制车速V和转向操纵角θs被输入至补偿值计算单元72。补偿值计算单元72基于转向操纵扭矩Th、控制车速V和转向操纵角θs计算将在下面描述的返回补偿值I2*、滞后补偿值I3*、阻尼补偿值I4*和惯性补偿值I5*。除了上述补偿值I2*至I5*之外,虽然图中未示出,但是各种补偿值还包括用于执行相位补偿使得转向操纵扭矩Th的相位延迟的相位延迟补偿值以及用于执行相位补偿使得基本控制值I1*的相位提前的相位提前补偿值。相位延迟补偿值用于调整辅助梯度。相位提前补偿值用于通过抑制谐振特性来稳定系统。各种补偿值是用于执行补偿使得基于基本控制值I1*实现的方向盘3的操作指示期望的特性的补偿值。
补偿值计算单元72包括返回补偿值计算单元81、滞后补偿值计算单元82、阻尼补偿值计算单元83和惯性补偿值计算单元84。转向操纵扭矩Th、控制车速V、转向操纵角θs和通过对转向操纵角θs进行微分从微分器85获得的转向操纵速度ωs被输入至返回补偿值计算单元81。返回补偿值计算单元81基于转向操纵扭矩Th、控制车速V、转向操纵角θs和转向操纵速度ωs计算返回补偿值I2*。返回补偿值I2*用于针对方向盘3返回至转向操纵中立位置的返回操作执行补偿。方向盘3的返回操作与转向轮5L和5R的自回正扭矩相关联,并且自回正扭矩的过量和不足由返回补偿值I2*补偿。返回补偿值I2*用于生成在方向盘3返回至转向操纵中立位置的方向上的扭矩。所获得的返回补偿值I2*被输出至加法器73。
控制车速V和转向操纵角θs被输入至滞后补偿值计算单元82。滞后补偿值计算单元82基于控制车速V和转向操纵角θs计算滞后补偿值I3*。滞后补偿值I3*用于执行补偿使得由于方向盘3的操作时的摩擦引起的滞后特性被优化。由于方向盘3的操作时的摩擦引起的滞后特性与安装有转向操纵系统2的车辆的机械摩擦分量相关联,并且通过利用滞后补偿值I3*进行补偿来优化由于机械摩擦分量引起的滞后特性。滞后补偿值I3*具有相对于转向操纵角θs的变化的滞后特性。所获得的滞后补偿值I3*被输出至加法器73。
控制车速V和转向操纵速度ωs被输入至阻尼补偿值计算单元83。阻尼补偿值计算单元83基于控制车速V和转向操纵速度ωs计算阻尼补偿值I4*。阻尼补偿值I4*用于执行补偿使得减小在方向盘3中生成的微小振动。在方向盘3中生成的微小振动的减小与转向操纵系统2的粘性分量——特别是转向侧致动器31的粘性分量——相关联,并且通过利用阻尼补偿值I4*进行补偿来减小方向盘3中的微小振动。阻尼补偿值I4*用于生成在与此时生成转向操纵速度ωs的方向相反的方向上的扭矩。所获得的阻尼补偿值I4*被输出至加法器73。
控制车速V和通过对转向操纵速度ωs进行微分从微分器86获得的转向操纵加速度αs被输入至惯性补偿值计算单元84。惯性补偿值计算单元84基于控制车速V和转向操纵加速度αs计算惯性补偿值I5*。惯性补偿值I5*用于执行补偿使得抑制在方向盘3的转向操纵开始时的被卡住的感觉和在转向操纵结束时的流动感(flow feeling)(过冲(overshoot))。方向盘3的转向操纵开始时的被卡住的感觉和转向操纵结束时的流动感(过冲)的抑制与转向操纵系统2的惯性分量相关联,并且通过利用惯性补偿值I5*进行补偿来抑制在方向盘3的转向操纵开始时的被卡住的感觉和转向操纵结束时的流动感(过冲)。惯性补偿值I5*用于在转向操纵加速度αs的绝对值增大的情况下例如在方向盘3的转向操纵开始时,生成在生成转向操纵加速度αs的方向上的扭矩,并且在转向操纵加速度αs的绝对值减小的情况下例如在方向盘3的转向操纵结束时,生成在与生成转向操纵加速度αs的方向相反的方向上的扭矩。所获得的惯性补偿值I5*被输出至加法器73。
加法器73通过将补偿值I2*至I5*与基本控制值I1*相加来计算转向操纵力Tb*。除了补偿值I2*至I5*之外,例如相位延迟补偿值或相位提前补偿值也被与基本控制值I1*相加并反映在其中。所获得的转向操纵力Tb*被输出至减法器57。转向操纵力Tb*在与驾驶员的转向操纵方向相同的方向上作用。转向操纵力Tb*被计算为具有扭矩的维度(N·m)的值。
如图2中所示,控制车速V、转向侧实际电流值Ib和稍后将描述的目标小齿轮角θp*被输入至轴向力计算单元56。轴向力计算单元56基于控制车速V、转向侧实际电流值Ib和目标小齿轮角θp*计算经由转向轮5L和5R作用在齿条轴22上的轴向力F。
具体地,如图4中所示,轴向力计算单元56包括角度轴向力计算单元91、电流轴向力计算单元92和轴向力分配比例计算单元93。稍后将描述的目标小齿轮角θp*和控制车速V被输入至角度轴向力计算单元91。角度轴向力计算单元91基于目标小齿轮角θp*和控制车速V计算角度轴向力Fr。角度轴向力Fr是任意设置的车辆的模型限定的轴向力的理想值。角度轴向力Fr被计算为不反映路面信息的轴向力。路面信息是诸如不影响车辆在横向方向上的行为的细微不平或影响车辆在横向方向上的行为的阶梯形部分的信息。例如,角度轴向力计算单元91计算角度轴向力Fr,使得其绝对值随着目标小齿轮角θp*的绝对值增大而增大。角度轴向力计算单元91计算角度轴向力Fr,使得其绝对值随着控制车速V增大而增大。角度轴向力Fr被计算为具有扭矩的维度(N·m)的值。所获得的角度轴向力Fr被输出至乘法器94。
转向侧实际电流值Ib被输入至电流轴向力计算单元92。电流轴向力计算单元92基于转向侧实际电流值Ib计算电流轴向力Fi。电流轴向力Fi是实际作用在操作以使转向轮5L和5R转向的齿条轴22上的轴向力——即,实际传递至齿条轴22的轴向力——的估计值。电流轴向力Fi例如被计算为反映路面信息的轴向力。例如,基于由转向侧电机32施加至齿条轴22的扭矩和与经由转向轮5L和5R施加至齿条轴22的力相对应的扭矩平衡的假定,电流轴向力计算单元92计算电流轴向力Fi,使得电流轴向力Fi的绝对值随着转向侧实际电流值Ib的绝对值增大而增大。电流轴向力Fi被计算为具有扭矩的维度(N·m)的值。所获得的电流轴向力Fi被输出至乘法器95。
控制车速V被输入至轴向力分配比例计算单元93。轴向力分配比例计算单元93基于控制车速V计算轴向力分配增益Di。轴向力分配增益Di是在角度轴向力Fr和电流轴向力Fi以分配比例求和以获得轴向力F的情况下电流轴向力Fi的分配比例。轴向力分配比例计算单元93包括轴向力分配增益映射,在该轴向力分配增益映射中限定了控制车速V与轴向力分配增益Di之间的关系。轴向力分配比例计算单元93使用映射并使用控制车速V作为输入来计算轴向力分配增益Di。将电流轴向力Fi与所获得的轴向力分配增益Di相乘,并作为从乘法器95获得的最终电流轴向力Fim输出至加法器98。减法器96通过从存储在存储单元97中的“1”中减去轴向力分配增益Di来计算轴向力分配增益Dr。所获得的轴向力分配增益Dr被输出至乘法器94。轴向力分配增益Dr是在获得轴向力F时角度轴向力Fr的分配比例。即,计算轴向力分配增益Dr,使得与轴向力分配增益Di的总和为“1(100%)”。分配比例包括零值的概念,其中角度轴向力Fr和电流轴向力Fi中的仅一个被分配给轴向力F。存储单元97是未示出的存储器的预定存储区域。
将由角度轴向力计算单元91获得的角度轴向力Fr与所获得的轴向力分配增益Dr相乘,并作为由乘法器94获得的最终角度轴向力Frm输出至加法器98。加法器98通过将角度轴向力Frm与电流轴向力Fim相加(即,通过将角度轴向力Frm与电流轴向力Fim求和)来计算轴向力F。轴向力F作用在与驾驶员的转向操纵方向相反的方向上。轴向力F被计算为具有扭矩的维度(N·m)的值。所获得的轴向力F被输出至减法器57。减法器57通过从转向操纵力Tb*中减去轴向力F来计算目标反作用扭矩Ts*。所获得的目标反作用扭矩Ts*被输出至电源控制单元53。
如图2中所示,目标反作用扭矩Ts*、旋转角θa和转向操纵侧实际电流值Ia被输入至电源控制单元53。电源控制单元53基于目标反作用扭矩Ts*计算用于转向操纵侧电机13的电流命令值Ia*。电源控制单元53计算电流命令值Ia*与通过基于旋转角θa对转向操纵侧实际电流值Ia进行转换而获得的d-q坐标系上的电流值之间的差,并且控制对转向操纵侧电机13的电力供应使得该差被抵消。转向操纵侧电机13生成与目标反作用扭矩Ts*相对应的扭矩。因此,可以给予驾驶员适当的响应感。
转向侧控制单元60
转向侧控制单元60包括小齿轮角计算单元61、转向操纵角度比改变控制单元62、限制处理单元63、小齿轮角反馈控制单元(图2中的“小齿轮角反馈控制单元”)64、电源控制单元65和车速计算单元200。
旋转角θb被输入至小齿轮角计算单元61。小齿轮角计算单元61例如通过对转向侧电机32从齿条中立位置开始的旋转的数目进行计数,将旋转角θb转换成包括超过360度的范围的范围内的总角度,该齿条中立位置是车辆直线向前行驶时齿条轴22的位置。小齿轮角计算单元61通过将通过转换获得的总角度与基于传动机构33的减速比、转换机构34的导程以及齿条和小齿轮机构24的转速比的转换因子相乘来计算小齿轮角θp。以这种方式获得的小齿轮角θp被输出至小齿轮角反馈控制单元64。
控制车速V和转向操纵角θs被输入至转向操纵角度比改变控制单元62。转向操纵角度比改变控制单元62通过将调整值与转向操纵角θs相加来计算预限制目标小齿轮角θpb*。预限制目标小齿轮角θpb*是最终目标小齿轮角θp*的基本分量。转向操纵角度比改变控制单元62根据控制车速V改变用于改变转向操纵角度比的调整值,该转向操纵角度比是目标小齿轮角θpb*与转向操纵角θs的比。例如,调整值被改变成使得目标小齿轮角θpb*相对于转向操纵角θs的变化在控制车速V小的情况下比控制车速V大的情况下更大。在转向操纵角θs与目标小齿轮角θpb*之间存在相关性。基于目标小齿轮角θp*控制小齿轮角θp,其中目标小齿轮角θpb*用作目标小齿轮角θp*的基本分量。因此,在转向操纵角θs与小齿轮角θp之间也存在相关性。所获得的目标小齿轮角θpb*被输出至限制处理单元63。
控制车速V和目标小齿轮角θpb*被输入至限制处理单元63。具体地,如图5中所示,限制处理单元63包括限制值计算单元101和保护处理单元102。
控制车速V被输入至限制值计算单元101。限制值计算单元101基于控制车速V计算针对目标小齿轮角θpb*的限制值θL。目标小齿轮角θpb*的变化的范围由限制值θL限制。限制值θL基于根据车辆的轴向力特性被确定成维持转向侧电机32的最大输出与作用在齿条轴22上的轴向力之间的平衡的角度的限制值来设置。在使转向轮5L和5R转向时作用在齿条轴22上的轴向力根据控制车速V而不同。例如,限制值计算单元101计算限制值θL,使得在使转向轮5L和5R转向时作用在齿条轴22上的轴向力在控制车速V相对高的情况下可能比控制车速V相对低的情况下更小的情况下,该限制值θL的绝对值随着控制车速V增大而减小。所获得的限制值θL被输出至保护处理单元102。
目标小齿轮角θpb*和限制值θL被输入至保护处理单元102。保护处理单元102执行限制处理,使得基于限制值θL将目标小齿轮角θpb*限制于限制值θL。即,保护处理单元102将目标小齿轮角θpb*与限制值θL进行比较,并且在目标小齿轮角θpb*的绝对值大于限制值θL的情况下,保护处理单元102将通过将目标小齿轮角θpb*的绝对值限制为限制值θL而获得的值而不是目标小齿轮角θpb*计算为最终目标小齿轮角θp*。在目标小齿轮角θpb*的绝对值等于或小于极限值θL的情况下,保护处理单元102将由转向操纵角度比改变控制单元62获得的目标小齿轮角θpb*没有任何改变地计算为最终目标小齿轮角θp*。所获得的最终目标小齿轮角θp*被输出至小齿轮角反馈控制单元64。目标小齿轮角θp*被输出至转向操纵侧控制单元50,即,轴向力计算单元56。
如图2中所示,控制车速V、目标小齿轮角θp*和小齿轮角θp被输入至小齿轮角反馈控制单元64。具体地,如图6中所示,小齿轮角反馈控制单元64包括比例分量计算单元111、积分分量计算单元112和微分分量计算单元113。
控制车速V和通过从目标小齿轮角θp*减去小齿轮角θp而从减法器114获得的角度差Δθp被输入至比例分量计算单元111。比例分量计算单元111使用比例增益计算单元121计算比例增益Kp。比例增益计算单元121基于控制车速V计算比例增益Kp。使用乘法器122将角度差Δθp与所获得的比例增益Kp相乘以获得比例分量Tp,并且比例分量Tp被输出至加法器115。
控制车速V和角度差Δθp被输入至积分分量计算单元112。积分分量计算单元112使用积分增益计算单元131计算积分增益Ki。积分增益计算单元131基于控制车速V计算积分增益Ki。使用乘法器132将角度差Δθp与所获得的积分增益Ki相乘以获得积分基本分量Tib,并且积分基本分量Tib被输出至加法器133。加法器133计算通过将先前的积分分量Ti(-)与在该运算周期中计算的积分基本分量Tib相加而获得的积分值,作为积分分量Ti。先前的积分分量Ti(-)是通过重复执行直到前一计算周期计算的积分基本分量Tib的加法而获得的积分值。所获得的积分分量Ti被输出至加法器115。
控制车速V和角度差Δθp被输入至微分分量计算单元113。微分分量计算单元113使用微分增益计算单元141计算微分增益Kd。使用乘法器142将角速度差Δωp与所获得的微分增益Kd相乘以获得微分分量Td,并且微分分量Td被输出至加法器115。通过使用微分器143对角度差Δθp进行微分来获得角速度差Δωp。
加法器115通过对比例分量Tp、积分分量Ti和微分分量Td求和来计算转向力命令值Tt*。所获得的转向力命令值Tt*被输出至电源控制单元65。
转向力命令值Tt*、旋转角θb和转向侧实际电流值Ib被输入至电源控制单元65。电源控制单元65基于转向力命令值Tt*计算用于转向侧电机32的电流命令值Ib*。电源控制单元65计算电流命令值Ib*与通过基于旋转角θb对转向侧实际电流值Ib进行转换获得的d-q坐标系上的电流值之间的差,并且控制对转向侧电机32的电力供应使得该差被抵消。因此,转向侧电机32旋转与转向力命令值Tt*相对应的角度。
车速计算单元200
下面将详细描述车速计算单元200的功能。如图7中所示,车速计算单元200包括第一车速计算单元201、第二车速计算单元202和车速分配比例计算单元203。
车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr被输入至第一车速计算单元201。具体地,如图8中所示,第一车速计算单元201包括第一最大值计算单元211、第二最大值计算单元212、第一最小值计算单元213、第二最小值计算单元214、第三最小值计算单元215、第三最大值计算单元216和第四最小值计算单元217。
前轮速度Vfl和Vfr被输入至第一最大值计算单元211。第一最大值计算单元211执行计算,使得前轮速度Vfl和Vfr中较大的一个被提取为前轮最大值Vfmax。前轮最大值Vfmax是右前轮的车轮速度和左前轮的车轮速度当中的最大值。所获得的前轮最大值Vfmax被输出至第三最小值计算单元215。
后轮速度Vr1和Vrr被输入至第二最大值计算单元212。第二最大值计算单元212执行计算,使得后轮速度Vr1和Vrr中较大的一个被提取为后轮最大值Vrmax。后轮最大值Vrmax是右后轮的车轮速度和左后轮的车轮速度当中的最大值。所获得的后轮最大值Vrmax被输出至第三最小值计算单元215。
前轮速度Vfl和Vfr被输入至第一最小值计算单元213。第一最小值计算单元213执行计算,使得前轮速度Vfl和Vfr中较小的一个被提取为前轮最小值Vfmin。前轮最小值Vfmin是右前轮的车轮速度和左前轮的车轮速度当中的最小值。所获得的前轮最小值Vfmin被输出至第三最大值计算单元216。
后轮速度Vrl和Vrr被输入至第二最小值计算单元214。第二最小值计算单元214执行计算,使得后轮速度Vrl和Vrr中较小的一个被提取为后轮最小值Vrmin。后轮最小值Vrmin是右后轮的车轮速度和左后轮的车轮速度当中的最小值。所获得的后轮最小值Vrmin被输出至第三最大值计算单元216。
车轮最大值Vfmax和Vrmax被输入至第三最小值计算单元215。第三最小值计算单元215执行计算,使得车轮最大值Vfmax和Vrmax中较小的一个被提取为第一车轮速度中间值Vmid1。第一车轮速度中间值Vmid1是包括右前轮和左前轮以及右后轮和左后轮的四个车轮的车轮速度当中具有第二大大小或第三大大小的中间值。即,第一车轮速度中间值Vmid1是通过从四个车轮的车轮速度中排除最大值和最小值而获得的值。所获得的第一车轮速度中间值Vmid1被输出至第四最小值计算单元217。
车轮最小值Vfmin和Vrmin被输入至第三最大值计算单元216。第三最大值计算单元216执行计算,使得车轮最小值Vfmin和Vrmin中较大的一个被提取为第二车轮速度中间值Vmid2。第二车轮速度中间值Vmid2是四个车轮的车轮速度当中具有第二大大小或第三大大小的中间值。即,第二车轮速度中间值Vmid2是通过从四个车轮的车轮速度中排除最大值和最小值而获得的值。所获得的第二车轮速度中间值Vmid2被输出至第四最小值计算单元217。
车轮速度中间值Vmid1和Vmid2被输入至第四最小值计算单元217。第四最小值计算单元217执行计算,使得车轮速度中间值Vmid1和Vmid2中较小的一个被提取为第一车速V1。第一车速V1是四个车轮的车轮速度中具有第三大大小的中间值。所获得的第一车速V1被输出至乘法器206。
在存在由于车辆的加速而相对于地面接触表面空转的车轮的情况下——即在存在处于滑移状态的车轮的情况下,四个车轮的车轮速度当中具有第一大大小和第二大大小的车轮速度中的每个车轮速度更可能是从处于滑移状态的车轮获得的信息。这是因为,在存在处于滑移状态的车轮的情况下,处于滑移状态的车轮的数目不是一个而是一对右前轮和左前轮或一对右后轮和左后轮处于滑移状态的可能性高。另一方面,例如,即使在一些车轮的旋转状态是滑移状态的情况下,具有第三大大小的车轮速度更可能是从不处于滑移状态的车轮获得的信息。即,具有第三大大小的车轮速度不太可能是从处于滑移状态的车轮获得的值。具有第三大大小的车轮速度是接近四个车轮的车轮速度的平均值的值。在这种情况下,在不存在处于滑移状态的车轮的情况下,具有第三大大小的车轮速度与车体速度的差小于具有第四大大小的车轮速度与车体速度的差。在该实施方式中,作为具有第三大大小的车轮速度获得的第一车速V1是具有以下功能的值:在一些车轮的旋转状态被假定为滑移状态的情况下,减小与车体速度的差。
在该实施方式中,在第一车速计算单元201中,提取四个车轮的车轮速度当中具有第三大大小的车轮速度对应于提取功能,即第一提取功能。在第一车速计算单元201中,计算四个车轮的车轮速度当中具有第三大大小的车轮速度作为第一车速V1对应于计算功能。
后轮速度Vr1和Vrr被输入至第二车速计算单元202。具体地,如图9中所示,从四个车轮的车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr当中提取的两个车轮的后轮速度Vrl和Vrr被输入至第二车速计算单元202。第二车速计算单元202计算后轮相加值Vadd,该后轮相加值Vadd是通过将后轮速度Vrl和Vrr求和从加法器221获得的后轮速度Vrl和Vrr的相加值(总和值)。使用增益乘法器222将所获得的后轮相加值Vadd乘以预定增益“0.5(1/2)”,并作为第二车速V2输出至乘法器207。即,第二车速V2被计算为后轮速度Vr1和Vrr的平均值。
从车辆的行驶稳定性的观点来看,四个车轮当中的右后轮和左后轮在车辆的设计中被预先确定为不太可能处于所谓的锁定状态的车轮。锁定状态是车轮由于车辆的制动而相对于地面接触表面不旋转的状态。即,例如,即使在一些车轮的旋转状态是锁定状态的情况下,从右后轮和左后轮获得的车轮速度更可能是从不处于锁定状态的车轮获得的信息。即,从右后轮和左后轮获得的车轮速度不太可能是从处于锁定状态的车轮获得的值。在这种情况下,除非所有四个车轮都处于锁定状态,否则从右后轮和左后轮获得的车轮速度与车体速度的差很小。在该实施方式中,从右后轮和左后轮获得的第二车速V2是具有以下功能的值:在一些车轮的旋转状态被假定为锁定状态的情况下,减小与车体速度的差。
在该实施方式中,在第二车速计算单元202中,输入从在车辆的设计中被确定为不太可能落入锁定状态的右后轮和左后轮获得的并从四个车轮的车轮速度当中提取的后轮速度Vrl和Vrr对应于提取功能,即,第二提取功能。在第二车速计算单元202中,将四个车轮的车轮速度当中的后轮速度Vr1和Vrr的平均值计算为第二车速V2对应于计算功能。
如图7中所示,车速分配比例计算单元203包括车速增益计算单元204和逐渐改变处理单元205。停车灯信号S被输入至车速增益计算单元204。车速增益计算单元204基于停车灯信号S计算基本车速分配增益Dv2b。车速增益计算单元204在停车灯信号S指示接通状态的情况下将基本车速分配增益Dv2b计算为“1(100%)”,并且在停车灯信号S指示断开状态的情况下将基本车速分配增益Dv2b计算为“0(0%)”。所获得的基本车速分配增益Dv2b由逐渐改变处理单元205进行逐渐改变处理。
具体地,在基本车速分配增益Dv2b在“1”与“0”之间切换的情况下,逐渐改变处理单元205对基本车速分配增益Dv2b执行相对于时间的逐渐改变处理。在基本车速分配增益Dv2b在“1”与“0”之间切换的情况下,逐渐改变处理单元205获得在切换之前计算的基本车速分配增益Dv2b与在切换之后计算的基本车速分配增益Dv2b之间的差,即,逐渐改变处理单元205获得“1”并将该差计算为偏移值。在这种情况下,逐渐改变处理单元205通过将切换后的基本车速分配增益Dv2b向切换前的基本车速分配增益Dv2b移位偏移值来计算已经经历逐渐改变处理的车速分配增益Dv2。然后,逐渐改变处理单元205执行改变车速分配增益Dv2的逐渐改变处理,使得车速分配增益Dv2在切换之后通过随着时间推移逐渐减小偏移值而变成原始值。因此,即使在基本车速分配增益Dv2b在“1”与“0”之间切换的情况下,也抑制了车速分配增益Dv2的突然改变。在基本车速分配增益Dv2b未在“1”与“0”之间切换并且不存在偏移值的情况下,逐渐改变处理单元205将由车速增益计算单元204计算的基本车速分配增益Dv2b计算为已经经历逐渐改变处理的车速分配增益Dv2。在通过以分配比例对第一车速V1和第二车速V2求和来获得控制车速V的情况下,车速分配增益Dv2用作第二车速V2的分配比例。
使用乘法器207将第二车速V2与所获得的车速分配增益Dv2相乘,并作为最终第二车速V2m输出至加法器208。减法器209通过从存储在存储单元210中的“1”中减去车速分配增益Dv2来计算车速分配增益Dv1。车速分配增益Dv1是在获得控制车速V的情况下的第一车速V1的分配比例。即,车速分配增益Dv1被计算成使得与车速分配增益Dv2的总和变为“1(100%)”。该实施方式中的分配比例包括零值的概念,其中第一车速V1和第二车速V2中的仅一个被分配给控制车速V。
具体地,关于车速分配增益Dv1和Dv2,在停车灯信号S指示接通状态的情况下,车速分配增益Dv2为“1”并且车速分配增益Dv1为“0”。在停车灯信号S指示接通状态的车辆的减速状态下,一些车轮的旋转状态可以被假定为锁定状态。即,在假定一些车轮的旋转状态是锁定状态的情况下,这意味着仅将第二车速V2分配(分派)给控制车速V,即,不分配(不分派)第一车速V1。
另外,关于车速分配增益Dv1和Dv2,在停车灯信号S指示断开状态的情况下,车速分配增益Dv2为“0”并且车速分配增益Dv1为“1”。在停车灯信号S指示断开状态的车辆处于包括加速状态而不是减速状态的状态的情况下,一些车轮的旋转状态可以被假定为滑移状态。即,在假定一些车轮的旋转状态是滑移状态的情况下,这意味着仅将第一车速V1分配(分派)给控制车速V,即,不分配(不分派)第二车速V2。
使用乘法器206将第一车速V1与所获得的车速分配增益Dv1相乘,并作为最终第一车速V1m输出至加法器208。存储单元210是未示出的存储器的预定存储区域。
加法器208通过将第二车速V2m与第一车速V1m相加来计算控制车速V。所获得的控制车速V被输出至转向操纵角度比改变控制单元62、限制处理单元63和小齿轮角反馈控制单元64。控制车速V被输出至转向操纵侧控制单元50,即转向操纵力计算单元55和轴向力计算单元56。
下面将描述该实施方式的操作。根据该实施方式,在计算控制车速V时积极考虑以下车轮速度,所述车轮速度是从在存在引起与车体速度的差的大的影响和小的影响的状态下旋转的四个车轮当中从假定为在引起与车体速度的差的影响可能小的状态下旋转的车轮获得。这通过车速计算单元200的第一车速计算单元201和第二车速计算单元202的功能来实现。
在此,从处于作为车轮的旋转状态的滑移状态的车轮获得的车轮速度可能大于从不处于滑移状态的车轮获得的车轮速度,并且从处于滑移状态的车轮获得的车轮速度与车体速度不同的可能性高。另一方面,在四个车轮的车轮速度的值根据其大小进行分类的情况下被分类为小值——即,具有第三大大小和第四大大小——的车轮速度是从处于滑移状态的车轮获得的值的可能性低。
因此,第一车速计算单元201被配置成计算通过提取四个车轮的车轮速度当中具有第三大大小的车轮速度获得的第一车速V1。在车辆处于包括加速状态而不是减速状态的状态的情况下,通过车速计算单元200将所获得的第一车速V1反映在控制车速V中。在这种情况下,假定一些车轮的旋转状态是滑移状态,可以减小车体速度与控制车速V之间的差。
例如,从处于作为车轮的旋转状态的锁定状态的车轮获得的车轮速度可能小于从不处于锁定状态的车轮获得的车轮速度,并且从处于锁定状态的车轮获得的车轮速度与车体速度不同的可能性高。另一方面,从车辆的行驶稳定性的观点来看,两个后轮被确定为在车辆的设计中不太可能处于锁定状态的车轮。
因此,第二车速计算单元202被配置成计算通过提取四个车轮的车轮速度当中的右后轮和左后轮的车轮速度而获得的第二车速V2。在车辆处于减速状态的情况下,通过车速计算单元200将所获得的第二车速V2反映在控制车速V中。在这种情况下,假定一些车轮的旋转状态是锁定状态,可以减小车体速度与控制车速V之间的差。
下面将描述该实施方式的优点。(1-1)根据该实施方式的车速计算单元200不需要采用在获得控制车速V时执行过滤处理的方法作为减小车体速度与控制车速V之间的差的方法。在这种情况下,可以实现减小车体速度与控制车速V之间的差以及抑制在使用控制车速V的车辆中的各种控制中跟随控制车速V的变化的能力的降低中的两者。
(1-2)第一车速计算单元201被配置成提取四个车轮的车轮速度当中具有第三大大小的车轮速度。因此,即使在一些车轮当中存在处于滑移状态的车轮的情况下,也可以在计算控制车速V时积极考虑从不处于滑移状态的车轮获得的车轮速度。这对于减小车体速度与控制车速V之间的差是有效的。
(1-3)第二车速计算单元202被配置成提取四个车轮当中右后轮和左后轮的车轮速度。因此,即使在一些车轮当中存在处于锁定状态的车轮的情况下,也可以在计算控制车速V时积极考虑从不处于锁定状态的车轮获得的车轮速度。这对于减小车体速度与控制车速V之间的差是有效的。
(1-4)车速计算单元200被配置成通过将由第一车速计算单元201获得的第一车速V1和由第二车速计算单元202获得的第二车速V2以分配比例求和来计算控制车速V。因此,在假定存在处于滑移状态的车轮的情况下,可以基于第一车速V1计算控制车速V,并且在假定存在处于锁定状态的车轮的情况下,可以基于第二车速V2计算控制车速V。因此,可以有效地减小车体速度与控制车速V之间的差。
(1-5)存在处于滑移状态或锁定状态的车轮的可能性根据车辆是否处于减速状态而改变,并且车速计算单元200被配置成根据车辆是否处于减速状态而改变分配比例。在实际改变分配比例时,作为计算的结果获得的控制车速V可能在分配比例的改变之前与改变之后之间突然改变。因此,车速计算单元200采用在车速分配比例计算单元203中设置逐渐改变处理单元205的配置。在这种情况下,即使在改变分配比例时,也可以抑制作为计算的结果获得的车速在改变之前与改变之后之间的突然改变。
(1-6)根据该实施方式的车速计算单元200被实现为被配置成使用控制车速V来控制转向操纵系统2的操作的转向操纵控制装置1的功能。在这种情况下,可以实现减小车体速度与控制车速V之间的差以及抑制在使用控制车速V的转向操纵控制装置1中的各种控制中跟随控制车速V的变化的能力的降低中的两者。
第二实施方式
下面将参照附图描述根据第二实施方式的车速计算装置和用于车辆的控制装置。下面将主要描述与第一实施方式的不同之处。与第一实施方式中相同的元件将由相同的附图标记表示,并且将省略其重复描述。
在该实施方式中,添加了指示车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr中的每个车轮速度的有效性的信息,即,指示车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr中的每个车轮速度是否异常的信息。例如,在车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr被输出至转向操纵控制装置1的情况下,在存在异常值时,制动控制装置45输出异常信号Se作为指示哪个值异常的信息。在这种情况下,在车轮速度传感器47l、47r、48l和48r中的任何车轮速度传感器具有通过与先前值比较不可能的值时,制动控制装置45生成异常信号Se。确定车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr中的每个车轮速度是否异常可以被实现为车速计算单元200的功能。在这种情况下,可以删除与异常信号Se相关联的配置。
第一车速计算单元201
具体地,如图10中所示,第一车速计算单元201除了第一实施方式中的上述配置之外,还包括异常车轮速度替换单元218。
车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr以及异常信号Se被输入至异常车轮速度替换单元218。在指示车轮速度Vfl、Vfr、Vrl和Vrr中的任何车轮速度异常的异常信号Se被输入的情况下,异常车轮速度替换单元218执行利用预定的固定值Re替换异常车轮速度的替换处理。固定值Re被设置为在车轮速度范围内绝对值最大的最大值的负值。即,固定值Re表示小于任何其他车轮速度的值,即,四个车轮的车轮速度当中的最小值。在这种情况下,异常车轮速度替换单元218基于异常信号Se将针对异常车轮速度的固定值Re输出至第一最大值计算单元211、第二最大值计算单元212、第一最小值计算单元213和第二最小值计算单元214。
例如,在基于异常信号Se异常的车轮速度是右后轮的车轮速度Vrr的情况下,异常车轮速度替换单元218将固定值Re作为后轮速度Vrr的值输出至第一最大值计算单元211、第二最大值计算单元212、第一最小值计算单元213和第二最小值计算单元214。在这种情况下,防止第二最大值计算单元212将作为四个车轮的车轮速度当中的最小值的固定值Re的后轮速度Vrr计算为后轮最大值Vrmax。另一方面,第二最小值计算单元214将作为四个车轮的车轮速度当中的最小值的固定值Re的后轮速度Vrr计算为后轮最小值Vrmin。在此,防止第三最大值计算单元216将作为后轮速度Vrr的后轮最小值Vrmin计算为第二车轮中间值Vmid2。
根据该实施方式,实现了与第一实施方式中的操作和优点类似的操作和优点。根据该实施方式,另外实现了以下优点。(2-1)防止第一车速计算单元201在第一车速V1中反映基于异常信号Se的异常的车轮速度。这对于减小车体速度与控制车速V之间的差是有效的。
(2-2)在该实施方式中,第二车速计算单元202可以被配置成实现与异常车轮速度替换单元218的功能相同的功能。例如,后轮速度Vrl和Vrr以及异常信号Se被输入至第二车速计算单元202。在这种情况下,第二车速计算单元202可以被配置成利用除了基于异常信号Se的异常的车轮速度之外的车轮速度的值的平均值来替换后轮速度Vr1和Vrr的平均值。因此,防止第二车速计算单元202在第二车速V2中反映基于异常信号Se的异常的车轮速度。
上述实施方式可以修改如下。除非出现技术冲突,否则可以将以下实施方式组合在一起。在上述实施方式中,输入至车速计算单元200的停车灯信号S可以适当地利用状态变量来替换,只要该状态变量与车辆的减速状态具有相关性。状态变量的示例包括车辆的速度方面的变化率ΔV。通过对直到前一计算周期计算的控制车速V进行微分来获得车辆的速度方面的变化率ΔV。状态变量的示例包括在车辆中生成的纵向加速度Cx和垂直加速度Cz。如图1中的双点划线所示,纵向加速度Cx和垂直加速度Cz是作为来自设置在车辆中的加速度传感器230例如陀螺仪传感器的检测的结果而获得的。状态变量的示例包括基于作用在转向轮5L和5R上的力计算的纵向载荷Fxl和Fxr、垂直载荷Fzl和Fzr、俯仰力矩MFyl和Mfyr以及滚转力矩MFzl和MFzr。如图1中的双点划线所示,纵向载荷Fxl和Fxr、垂直载荷Fzl和Fzr、俯仰力矩MFyl和MFyr以及滚转力矩MFzl和MFzr是作为来自被实现为与转向轮5L和5R相对应的传感器轮毂的一个功能的左前轮胎力传感器231l和右前轮胎力传感器231r的检测的结果而获得的。这同样适用于作为作用在左后轮和右后轮上的力的纵向载荷Rx1和Rxr、垂直载荷Rz1和Rzr、俯仰力矩MRy1和MRyr以及滚转力矩MRz1和MRzr。如图1中的双点划线所示,纵向载荷Rx1和Rxr、垂直载荷Rz1和Rzr、俯仰力矩MRy1和MRyr以及滚转力矩MRz1和MRzr是作为来自被实现为与左后轮和右后轮相对应的传感器轮毂的一个功能的左后轮胎力传感器2321和右后轮胎力传感器232r的检测的结果而获得的。状态变量的示例包括安装在车辆中的制动踏板Bp的操作信号Sb或制动压力Pb。如图1中的实线所示,从与制动踏板Bp的操作相关联地变化的信息中获得操作信号Sb或制动压力Pb。可以使用各种状态变量来确定车辆是否处于减速状态。
在上述实施方式中,车速计算单元200可以具有确定车辆是否处于加速状态——即,车辆是否正被驱动——的功能,而不是确定车辆是否处于减速状态的功能。在这种情况下,例如,可以向车速计算单元200——即车速增益计算单元204——输入安装在车辆中的加速器踏板Ap的操作信号Sa或加速器操作量Oa而不是停车灯信号S。如图1中的双点划线所示,操作信号Sa或加速器操作量Oa从与加速器踏板Ap相关联地变化的信息中获得。例如,在由操作信号Sa或加速器操作量Oa指示的值指示车辆处于加速状态的情况下,车速增益计算单元204可以将基本车速分配增益Dv2b计算为“零”。在由操作信号Sa或加速器操作量Oa指示的值指示车辆处于包括减速状态而不是加速状态的状态的情况下,车速增益计算单元204可以将基本车速分配增益Dv2b计算为“1(100%)”。在该实施方式中,操作信号Sa或加速器操作量Oa可以适当地利用与车辆的加速状态具有相关性的状态变量来替换。状态变量的示例包括车辆的控制车速V的变化率ΔV。状态变量的示例包括在车辆中生成的纵向加速度Cx和垂直加速度Cz。状态变量的示例包括基于作用在转向轮5L和5R上的力计算的纵向载荷Fxl和Fxr、垂直载荷Fzl和Fzr、俯仰力矩MFyl和MFyr以及滚转力矩MFzl和MFzr。这同样适用于作为作用在左后轮和右后轮上的力的纵向载荷Rx1和Rxr、垂直载荷Rz1和Rzr、俯仰力矩MRy1和MRyr以及滚转力矩MRz1和MRzr。状态变量的示例包括安装在车辆中的变速器TM的输出速度Vtm与基于后轮速度Vrl和Vrr获得的车轮速度之间的差。如图1中的双点划线所示,从与安装在车辆中的变速器TM的操作相关联地变化的信息中获得输出速度Vtm,使得用于使车辆行驶的动力被传递至作为驱动轮的右后轮和左后轮。可以使用各种状态变量来确定车辆是否处于加速状态。根据该实施方式的车速计算单元200除了具有确定车辆是否处于加速状态的功能之外,还可以具有确定车辆是否处于减速状态的功能,这已经在上面在上述实施方式等中进行了描述。
在上述实施方式中,例如,无论转向操纵机构4的状态如何,即,无论驾驶员的转向操纵如何,制动控制装置45可以执行用于改变车辆中生成的横摆率Y的控制,作为基于控制车速V的控制。例如,可以将通过转向操纵控制装置1的车速计算单元200的功能获得的控制车速V输入至制动控制装置45。在该实施方式中,制动控制装置45对应于用于车辆的控制装置。制动装置对应于车载装置。基于控制车速V的控制可以是用于使右后轮和左后轮转向的后轮转向装置的控制。在这种情况下,后轮转向装置对应于车载装置。
在上述实施方式中,制动控制装置45可以被配置成具有车速计算单元200的功能。在这种情况下,可以从转向操纵控制装置1中删除车速计算单元200的功能,并且可以经由制动控制装置45输入控制车速V。在该实施方式中,制动控制装置45对应于车速计算装置。
在上述实施方式中,车速计算单元200的功能可以被实现为转向操纵侧控制单元50的功能。在车速计算单元200的功能被实现为转向操纵控制装置1的功能的情况下,该功能可以被实现为除了控制单元50和60之外的控制单元的功能。车速计算单元200的功能可以被实现为除了转向操纵控制装置1和制动控制装置45之外的控制装置的功能。
在上述实施方式中,可以从车速计算单元200中删除逐渐改变处理单元205的功能。在这种情况下,车速计算单元200可以被配置成根据停车灯信号S计算第一车速V1和第二车速V2中的一个车速作为控制车速V。因此,可以从车速计算单元200中删除车速增益计算单元204的功能以及逐渐改变处理单元205的功能。
在第一实施方式中,第一车速计算单元201可以提取四个车轮的车轮速度当中第四大车轮速度,即,最小的车轮速度。在这种情况下,也可以实现与第一实施方式中的(1-1)至(1-6)相同的优点。
在第一实施方式中,在存在处于滑移状态的车轮并且处于滑移状态的车轮被假定为一个车轮的情况下,第一车速计算单元201可以提取四个车轮的车轮速度当中的第二大车轮速度。在这种情况下,第一车速计算单元201可以被配置成包括提取车轮速度中间值Vmid1和Vmid2中的较大值作为第一车速V1的最大值计算单元,而不是第四最小值计算单元217。
在上述实施方式中,第二车速计算单元202可以计算后轮速度Vr1和Vrr中的一个作为第二车速V2,而不是后轮速度Vr1和Vrr的平均值。
在第一实施方式中,车速计算单元200具有第一车速计算单元201和第二车速计算单元202中的至少一个功能。例如,可以从车速计算单元200中删除第二车速计算单元202,并且可以将第一车速V1计算为控制车速V。在这种情况下,可以实现在计算控制车速V时从不处于滑移状态的车轮获得的值的至少有效反映。可以从车速计算单元200中删除第一车速计算单元201,并且可以将第二车速V2计算为控制车速V。在这种情况下,可以实现在计算控制车速V时从不处于锁定状态的车轮获得的值的至少有效反映。这同样适用于第二实施方式。
在第二实施方式中,固定值Re可以适当地利用以下值来替换,只要可以防止该值被第一车速计算单元201提取为第一车速V1。例如,可以防止被第一车速计算单元201提取为第一车速V1的值可以是通过利用负值或零值简单地替换此时的实际车轮速度而获得的值。
在上述实施方式中,只要使用与方向盘3的操作相关联的至少一个状态变量来计算基本控制值I1*,基本控制值计算单元71就可以不使用控制车速V并且可以使用其他元素的组合。上述实施方式中的转向操纵扭矩Th可以不被用作与方向盘3的操作相关联的状态变量。
在上述实施方式中,转向操纵侧控制单元50可以使用通过执行扭矩反馈控制计算的值作为转向操纵力Tb*来计算目标反作用扭矩Ts*,该扭矩反馈控制用于使转向操纵扭矩Th与基于转向操纵扭矩Th和/或轴向力F计算的目标转向操纵扭矩相匹配。在这种情况下,可以基于控制车速V改变用于扭矩反馈控制的比例分量、积分分量和/或微分分量。
在上述实施方式中,补偿值计算单元72可以计算补偿值I2*至I5*中的至少一个补偿值。只要至少使用转向操纵角θs和转向操纵速度ωs来计算返回补偿值I2*,返回补偿值计算单元81就可以不使用控制车速V或转向操纵扭矩Th并且可以使用其他元素的组合。只要至少使用转向操纵角θs来计算滞后补偿值I3*,滞后补偿值计算单元82就可以不使用控制车速V并且可以使用诸如转向操纵扭矩Th的其他元素的组合。考虑到相对于转向操纵速度ωs的滞后特性,滞后补偿值计算单元82可以使用转向操纵速度ωs而不是转向操纵角θs来计算滞后补偿值I3*。只要至少使用转向操纵速度ωs来计算阻尼补偿值I4*,阻尼补偿值计算单元83就可以不使用控制车速V并且可以使用诸如转向操纵扭矩Th的其他元素的组合。只要至少使用转向操纵加速度αs来计算惯性补偿值I5*,惯性补偿值计算单元84就可以不使用控制车速V并且可以使用诸如转向操纵扭矩Th的其他元素的组合。
在上述实施方式中,只要至少使用目标小齿轮角θp*来计算角度轴向力Fr,角度轴向力计算单元91就可以不使用控制车速V并且可以使用其他元素的组合。角度轴向力计算单元91可以使用小齿轮角θp而不是目标小齿轮角θp*。
在上述实施方式中,只要至少使用转向侧实际电流值Ib来计算电流轴向力Fi,电流轴向力计算单元92就可以使用诸如控制车速V的其他元素的组合。电流轴向力计算单元92可以使用所获得的电流命令值而不是转向侧实际电流值Ib来消除与通过基于旋转角θb对转向侧实际电流值Ib进行转换而获得的d-q坐标系上的电流值的差。
在上述实施方式中,代替控制车速V或除了控制车速V之外,轴向力分配比例计算单元93可以使用另一元素例如小齿轮角θp、目标小齿轮角θp*、转向操纵角θs或通过对小齿轮角θp进行微分而获得的转向速度来计算轴向力分配增益Di。
在上述实施方式中,可以从轴向力计算单元56中删除角度轴向力计算单元91或电流轴向力计算单元92。在这种情况下,可以删除轴向力分配比例计算单元93。由角度轴向力计算单元91计算的角度轴向力Fr或由电流轴向力计算单元92计算的电流轴向力Fi被输出至减法器57。
在上述实施方式中,除了角度轴向力计算单元91和电流轴向力计算单元92之外,轴向力计算单元56还可以具有计算用于将转向机构6的状态传递给驾驶员的轴向力的功能。转向机构6的状态可以是例如已经达到方向盘3的转向操纵极限——即转向轮5L和5R的转向极限——的状态。转向机构6的状态可以是例如基于方向盘3的转向操纵状态与转向轮5L和5R的转向状态之间的转向操纵角度比的关系偏离(变化)的状态。
在上述实施方式中,转向操纵角度比改变控制单元62可以通过对通过将调整值和转向操纵角θs相加计算的目标小齿轮角执行频率特性的调整来计算预限制目标小齿轮角θpb*。在这种情况下,频率特性的调节状态可以根据控制车速V而改变。
在上述实施方式中,转向操纵角度比改变控制单元62除了根据控制车速V之外,还可以根据基于来自加速度传感器230的检测的结果计算的横摆率Y、横向加速度Cy等来改变用于改变转向操纵角度比的调整值。
在上述实施方式中,转向侧控制单元60可以包括限制处理单元,该限制处理单元执行限制处理,使得通过对目标小齿轮角θpb*进行微分获得的目标小齿轮角速度受限制值限制。在这种情况下,限制处理单元根据控制车速V改变目标小齿轮角速度的限制值。
在上述实施方式中,小齿轮角反馈控制单元64中的比例分量计算单元111可以基于控制车速V来改变比例分量计算单元111的输出与输入的关系,以而不是使用比例增益Kp基于控制车速V来改变比例分量Tp。积分分量计算单元112可以基于控制车速V来改变积分分量计算单元112的输出与输入的关系,而不是使用积分增益Ki基于控制车速V来改变积分分量Ti。微分分量计算单元113可以基于控制车速V来改变微分分量计算单元113的输出与输入的关系,而不是使用微分增益Kd基于控制车速V来改变微分分量Td。
在上述实施方式中,小齿轮角反馈控制单元64执行使用比例分量Tp、积分分量Ti和微分分量Td的PID控制作为角度反馈控制,但是本发明不限于此,并且例如可以执行PI控制。可以适当地修改小齿轮角反馈控制单元64的执行模式。
在上述实施方式中,逐渐改变处理单元205可以具有下述功能:将偏移值逐渐减小根据车辆状态变化的值,而不是随着时间推移逐渐减小偏移值。车辆状态包括例如:在使用车速分配增益Dv2被切换之前的车速分配增益Dv2时获得的控制车速V、在使用车速分配增益Dv2被切换之后的车速分配增益Dv2时获得的控制车速V、以及车速分配增益Dv2被切换之前与被切换之后之间的控制车速V之间的差。车辆状态包括例如与车辆的加速-减速状态具有相关性的状态变量。车辆状态包括例如作为来自加速度传感器230的检测的结果而获得的车辆中的横向加速度Cy。车辆状态包括例如作为来自前轮轮胎力传感器231l和231r的检测的结果而获得的横向载荷Fyl和Fyr、滚转力矩MFzl和MFzr以及横摆力矩MFxl和MFxr。这同样适用于作为来自后轮轮胎力传感器232l和232r的检测的结果而获得的横向载荷Ryl和Ryr、滚转力矩MRzl和MRzr以及横摆力矩MRxl和MRxr。车辆状态包括例如基于来自加速度传感器230的检测的结果计算的横摆率Y。车辆状态包括例如滑移角SA,该滑移角SA是基于来自加速度传感器230的检测的结果计算的转向轮5L和5R的横向滑移角。可以使用各种车辆状态将偏移值逐渐减小根据车辆状态变化的值。
在上述实施方式中,逐渐改变处理单元205可以具有下述功能:将偏移值逐渐减小根据转向操纵状态变化的值,而不是随着时间推移逐渐减小偏移值。转向操纵状态包括例如转向操纵角θs。转向操纵状态包括例如目标转向操纵角,该目标转向操纵角是基于转向操纵扭矩Th计算的转向操纵角θs的目标值。转向操纵状态包括例如通过基于转向操纵角θs和转向操纵扭矩Th估计转向操纵角θs而获得的估计转向操纵角。转向操纵状态包括例如驾驶支持控制值Ad*,该驾驶支持控制值Ad*用于在执行驾驶支持控制时提供改变转向轮5L和5R的转向角的指令。如图1中的双点划线所示,驾驶支持控制值Ad*从与转向操纵控制装置1分开设置在车辆中的驾驶支持控制装置233获得。驾驶支持控制装置233控制转向机构6——即,转向操纵系统2——的操作,使得可以执行用于提高车辆的舒适性的各种驾驶支持。驾驶支持包括防止车辆的车道偏离、支持紧急避让以及车辆停车时的替选驾驶。转向操纵状态包括例如转向操纵速度ωs、通过对目标转向操纵角进行微分获得的目标转向操纵速度、通过对估计转向操纵角进行微分获得的估计转向操纵速度、以及通过对驾驶支持控制值Ad*进行微分获得的驾驶支持控制值的变化率。转向操纵状态包括例如转向操纵扭矩Th。转向操纵状态包括例如通过基于转向操纵角θs和转向操纵扭矩Th估计转向操纵扭矩Th而获得的估计转向操纵扭矩。转向操纵状态包括例如通过对转向操纵扭矩Th进行微分获得的转向操纵扭矩微分值和通过对估计转向操纵扭矩进行微分获得的估计转向操纵扭矩微分值。可以使用各种转向操纵状态将偏移值逐渐减小根据转向操纵状态变化的值。
在上述实施方式中,逐渐改变处理单元205可以具有下述功能:将偏移值逐渐减小根据转向状态变化的值,而不是随着时间推移逐渐减小偏移值。转向状态包括例如转向轮5L和5R的转向角以及小齿轮角θp。如图1中的双点划线所示,作为来自检测齿条轴22的轴向位移X的行程传感器234的检测的结果,获得转向轮5L和5R的转向角。转向状态包括例如目标小齿轮角θp*和在计算目标小齿轮角θp*的过程中获得的角度,例如目标小齿轮角θpb*。转向状态包括例如驾驶支持控制值Ad*。转向状态包括例如通过对小齿轮角θp进行微分获得的小齿轮角速度、通过对目标小齿轮角θp*进行微分获得的目标小齿轮角速度或在计算目标小齿轮角θp*的过程中获得的角度、以及通过对驾驶支持控制值Ad*进行微分获得的驾驶支持控制值的变化率。可以使用各种转向状态将偏移值逐渐减小根据转向状态变化的值。
在上述实施方式中,考虑到根据转向操纵扭矩Th的转向操纵轴11的扭转,转向操纵角计算单元51可以通过扭转的加/减将扭转反映在旋转角θa中来计算转向操纵角θs。
在上述实施方式中,来自转向操纵传感器的检测的结果可以用作转向操纵角θs,转向操纵传感器设置在转向操纵轴11中使得可以检测到转向操纵轴11的旋转角。在上述实施方式中,转向侧电机32可以采用例如转向侧电机32与齿条轴22同轴布置的构造,或者转向侧电机32经由蜗杆和蜗轮连接至小齿轮轴的构造,小齿轮轴和齿条轴22构成齿条和小齿轮机构。
在上述实施方式中,转向操纵控制装置1可以被配置为处理电路,该处理电路包括(1)根据计算机程序(软件)操作的一个或更多个处理器,(2)执行各种处理中的至少一些处理的一个或更多个专用硬件电路例如专用集成电路(ASIC),或(3)其组合。处理器包括CPU和存储器例如RAM和ROM,并且存储器存储被配置成使CPU执行处理的程序代码或命令。存储器——即,非暂态计算机可读介质——包括可以由通用计算机或专用计算机访问的所有可用介质。这同样适用于制动控制装置45。
在上述实施方式中,转向操纵系统2采用转向操纵机构4和转向机构6通常彼此机械地断开的无连杆结构,但是本发明不限于此,并且转向操纵系统可以采用转向操纵机构4和转向机构6可以通过离合器机械地断开的结构。转向操纵系统2可以是施加作为用于辅助驾驶员的转向操纵的力的辅助力的电动助力转向操纵系统。在这种情况下,方向盘3经由转向操纵轴11机械地连接至小齿轮轴21。
安装有根据上述实施方式的转向操纵系统2的车辆可以采用所谓的FF系统,在该FF系统中由安装在车辆的前侧的驱动源生成用于旋转地驱动右前轮和左前轮的驱动扭矩。在这种情况下,右前轮和左前轮是驱动轮。安装有转向操纵系统2的车辆可以采用所谓的四轮驱动系统,在该四轮驱动系统中,使用由安装在车辆的前侧的驱动源生成的动力来生成用于单独地旋转地驱动四个车轮的驱动扭矩。在这种情况下,四个车轮中的每个车轮都是驱动轮。在安装有转向操纵系统2的车辆中,安装有用于生成驱动扭矩的驱动源的位置,例如在车辆的纵向方向上的后侧或中央,没有特别限制。
Claims (6)
1.一种车速计算装置,其特征在于,包括:
车速计算单元(200),其被配置成计算通过估计作为车辆实际行驶的速度的车体速度而获得的控制车速,作为用于控制车载装置的状态变量,所述车载装置被配置成进行操作以实现设置在所述车辆中的各种功能,
其中,所述车速计算单元(200)被配置成包括:
提取功能,其从多个车轮的多个车轮速度当中,提取从被假定为在下述影响可能小的状态下旋转的至少一个车轮获得的至少一个车轮速度,所述影响引起与所述车体速度的差;以及
计算功能,其基于通过所述提取功能提取的至少一个车轮速度来计算所述控制车速。
2.根据权利要求1所述的车速计算装置,其特征在于,所述提取功能被配置成提取在所述多个车轮速度的值根据所述多个车轮速度的值的大小进行分类的情况下被分类为至少一个小值的至少一个车轮速度。
3.根据权利要求2所述的车速计算装置,其特征在于,所述提取功能被配置成提取在所述车辆的设计中被确定为不太可能落入锁定状态的至少一个车轮的至少一个车轮速度,所述多个车轮中的每个车轮的锁定状态是甚至在所述车辆正在行驶的情况下该车轮也不相对于地面接触表面旋转的状态。
4.根据权利要求3所述的车速计算装置,其特征在于,所述提取功能包括:提取在所述多个车轮速度的值根据所述多个车轮速度的值的大小进行分类的情况下被分类为所述至少一个小值的至少一个车轮速度的第一提取功能,以及提取在所述车辆的设计中被确定为不太可能落入所述锁定状态的至少一个车轮的至少一个车轮速度的第二提取功能,以及
其中,所述车速计算单元(200)被配置成基于根据由所述第一提取功能提取的至少一个车轮速度获得的第一车速和根据由所述第二提取功能提取的至少一个车轮速度获得的第二车速中的至少一个车速来计算所述控制车速。
5.根据权利要求4所述的车速计算装置,其特征在于,所述车速计算单元(200)被配置成还包括:车速分配功能,其以预定的分配比例对包括通过所述第一提取功能获得的第一车速和通过所述第二提取功能获得的第二车速的多个车速进行求和;以及
其中,所述车速分配功能包括:根据所述车辆的加速-减速状态改变所述分配比例的功能,以及在改变所述分配比例时逐渐改变所述分配比例的功能。
6.一种用于车辆的控制装置,其特征在于,包括根据权利要求1至5中任一项所述的车速计算装置,其中,所述控制装置被配置成使用通过所述车速计算装置获得的控制车速来控制所述车载装置的操作。
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