CN1717354A - 电动式动力转向装置用控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动式动力转向装置用控制装置。防止产生不必要的转矩转向减轻转矩，并且不拘泥于路面状况而产生与实际的转矩转向对应的最适合的转矩转向减轻转矩。根据掌舵转矩(Ts)和车速(V)来计算基本辅助转矩(Tab)(S20～40)，根据制动压差(ΔP)和减速度(Gbx)来计算转矩转向减轻转矩(Tats)，使其随左右轮的制动压差(ΔP)的大小变大、车辆的减速度(Gbx)变高而变大(S50～100)，根据基本辅助转矩(Tab)和转矩转向减轻转矩(Tats)的和来控制辅助转矩(S110，120)，在左右轮的制动压差(ΔP)的大小为基准值(ΔPo)以下、车辆的减速度(Gbx)为下限基准值(Gbx1)以下或上限基准值(Gbx2)以上时，把转矩转向减轻转矩(Tats)设为0(S70，80，100)。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的电动式动力转向装置，具体涉及电动式动力转向装置用控制装置。
背景技术
在汽车等车辆中，作为通过给予掌舵辅助转矩来减轻驾驶者的掌舵负担的电动式动力转向装置用控制装置之一，以前公知的是例如特开2001-80535号公报中记载的电动式动力转向装置用控制装置，它构成为：根据推定的左右轮的制动力差，控制电动式动力转向装置，产生转矩转向(トルクステア)减轻转矩，以促进向抵消车辆在左右路面的摩擦系数不同的所谓跨行路(またぎ路)上行驶时左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵。
按照该电动式动力转向装置用控制装置，控制电动式动力转向装置，产生转矩转向减轻转矩，以促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵，因而与不进行该控制的情况相比，能够提高车辆的直进行驶性和车辆的行驶稳定性。
发明内容
发明打算解决的课题
但是，左右轮的制动力差所引起的转矩转向并不是单由所推定的左右轮的制动力差决定的，一般随路面的摩擦系数变高而变大，因而在不考虑路面状况的如上所述的以前的电动式动力转向装置用控制装置中，不能根据路面状况的不同而产生与实际的转矩转向对应的最适合的转矩转向减轻转矩，这是存在的问题。
还有，左右轮的制动力差一般通过左右轮的制动压差来判断，不过，有时由于压力传感器的检测误差及制动压和制动力之间的关系的偏差等所引起的左右轮的制动力差，尽管车辆应该抑制的程度的转矩转向没有产生，但不必要地控制电动式动力转向装置，产生不必要的转矩转向减轻转矩。
另外，例如车辆在跨行路上行驶，应该减轻左右轮的制动力差所引起的车辆工况的变化时，控制电动式动力转向装置，从而产生促进向减轻左右轮的制动力差所引起的车辆工况的变化的方向的掌舵的工况变化减轻转矩，在这种情况下，也同样存在上述问题。
发明的公开
本发明是鉴于在控制电动式动力转向装置，产生促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向或减轻左右轮的制动力差所引起的车辆工况的变化的方向的掌舵的制动力差影响减轻转矩的情况下的如上所述的问题而作出的，本发明的主要课题是，除所推定的左右轮的制动力差之外，还考虑路面状况，从而防止产生不必要的制动力差影响减轻转矩，并且不拘泥于路面状况而产生与实际的转矩转向及工况变化对应的最适合的制动力差影响减轻转矩。
上述主要的课题由本发明的电动式动力转向装置用控制装置来解决，按照本发明，电动式动力转向装置用控制装置，控制电动式动力转向装置，以产生制动力差影响减轻转矩，该制动力差影响减轻转矩用于促进向减轻左右轮的制动力差对车轮的影响的方向的掌舵，其特征在于，按照左右轮的制动力差和路面状况来控制制动力差影响减轻转矩。
按照上述构成，按照左右轮的制动力差和路面状况来控制制动力差影响减轻转矩，因而能够不拘泥于路面状况而产生与实际的转矩转向及车辆工况的变化对应的最适合的制动力差影响减轻转矩，这样，与只按照左右轮的制动力差来控制转矩转向减轻转矩的以前的电动式动力转向装置用控制装置的情况相比，能够合理控制制动力差影响减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，制动力差影响减轻转矩是促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩。
按照上述构成，制动力差影响减轻转矩是促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩，根据左右轮的制动力差和路面状况来控制转矩转向减轻转矩，因而能够不拘泥路面状况，产生与实际的转矩转向对应的最适合的转矩转向减轻转矩，能够合理控制转矩转向减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，制动力差影响减轻转矩是促进向抵消左右轮的制动力差所引起的车辆工况的变化的方向的掌舵的工况变化减轻转矩。
按照上述构成，制动力差影响减轻转矩是促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的工况变化减轻转矩，根据左右轮的制动力差和路面状况来控制工况变化减轻转矩，因而能够不拘泥路面状况，产生与实际的转矩转向对应的最适合的工况变化减轻转矩，能够合理控制工况变化减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，路面状况是路面的摩擦系数。
按照上述构成，路面状况是路面的摩擦系数，因而能够不拘泥于路面的摩擦系数而产生与实际的转矩转向及车辆工况的变化对应的最适合的制动力差影响减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，根据车辆的减速度来判断路面状况。
按照上述构成，根据车辆的减速度来判断路面状况，因而能够容易地判断与路面的摩擦系数对应的路面状况，并且能够不拘泥于路面的摩擦系数而产生与实际的转矩转向及车辆工况的变化对应的最适合的制动力差影响减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，车辆的减速度小时，与车辆的减速度大时相比，减小制动力差影响减轻转矩的大小。
按照上述构成，车辆的减速度小时，与车辆的减速度大时相比，减小制动力差影响减轻转矩，因而在路面的摩擦系数低、车辆的减速度小的状况下能够防止制动力差影响减轻转矩的大小变得过剩，并且在路面的摩擦系数高、车辆的减速度大的状况下能够确实产生必要的大小的制动力差影响减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，至少根据左右前轮的制动力差来判断左右轮的制动力差。
一般就给予转矩转向及车辆工况的变化的左右轮的制动力差而言，左右前轮的制动力差比左右后轮的制动力差大。按照上述构成，至少根据左右前轮的制动力差来判断左右轮的制动力差，因而能够确实且有效地减轻转矩转向及车辆工况的变化。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，根据左右前轮的制动力差和与左右前轮的制动力差相比而减轻了加权的左右后轮的制动力差的和，来判断左右轮的制动力差。
按照上述构成，根据左右前轮的制动力差和与左右前轮的制动力差相比而减轻了加权的左右后轮的制动力差的和，来判断左右轮的制动力差，因而能够进一步确实且有效地减轻转矩转向及车辆工况的变化。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，在至少对一个车轮进行防滑控制的状况下，根据左右轮的制动力差和路面状况，来控制制动力差影响减轻转矩。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，随路面的摩擦系数高的一侧的路面的摩擦系数增高而加大制动力差影响减轻转矩的大小。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，至少根据对一个车轮进行防滑控制的状况下的车辆的减速度来判断路面状况。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，车辆的减速度为下限基准值以下时，把制动力差影响减轻转矩控制为0。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，车辆的减速度为上限基准值以上时，把制动力差影响减轻转矩控制为0。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，至少根据左右前轮的制动压差来判断左右轮的制动力差。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，根据左右前轮的制动压差和与左右前轮的制动压差相比而减轻了加权的左右后轮的制动压差的和，来判断左右轮的制动力差。
还有，按照本发明，在上述构成中可以构成为，至少根据掌舵转矩来计算基本辅助转矩，至少根据基本辅助转矩和制动力差影响减轻转矩的和来计算目标辅助转矩，根据目标辅助转矩来控制电动式动力转向装置。
附图说明
图1是表示本发明的电动式动力转向装置用控制装置的一个实施例的概略构成图。
图2是表示实施例中的掌舵辅助转矩控制的主程序的流程图。
图3是表示掌舵转矩Ts和基本辅助转矩Tab′之间的关系的图表。
图4是表示车速V和车速系数Kv之间的关系的图表。
图5是表示左右轮的制动压差ΔP和转矩转向减轻转矩Tats(粗线)及工况变化减轻转矩Tavb(细线)之间的关系的图表。
具体实施方式
以下参照附图，通过优选实施例详细说明本发明。
实施例1
图1是表示本发明的电动式动力转向装置用控制装置的一实施例的概略构成图。
图1中，10FL和10FR分别表示作为车辆12的从驱动轮的左右前轮，10RL和10RR分别表示作为车辆12的驱动轮的左右后轮。也作为掌舵轮的左右前轮10FL和10FR由响应驾驶者进行的转向盘14的转舵而被驱动的齿条-齿轮式的电动式动力转向装置16通过转向横拉杆18L和18R来掌舵。
在图示的实施例中，电动式动力转向装置16是齿条同轴型的电动式动力转向装置，由电子控制装置20来控制。电动式动力转向装置16具有电动机22和把电动机22的旋转转矩变换为齿杆24往返移动的方向的力的例如圆头螺栓式的变换机构26，产生相对于支架28驱动齿杆24的辅助转舵力，从而产生减轻驾驶者的掌舵负担的掌舵辅助转矩。
各车轮的制动力通过制动装置30的油压回路32控制轮缸34FR、34FL、34RR、34RL的制动压来控制。虽然未图示，不过，油压回路32包括贮存器、油泵、各种阀装置等，各轮缸的制动压通常由按照驾驶者进行的制动踏板36的踏下操作而被驱动的主缸38来控制，或根据需要由电子控制装置40来控制。另外，电子控制装置40在某个车轮的制动打滑过大时，按该技术领域中公知的要领来对该车轮的制动压进行增减控制，从而进行减轻制动打滑的防滑控制(ABS控制)。
转向轴42上设有检测掌舵转矩Ts的转矩传感器46，车辆12上设有检测车速V的车速传感器48和检测车辆前后加速度Gx的前后加速度传感器50。还有，在各车轮上设有把轮缸34FR、34FL、34RR、34RL内的压力作为制动压Pi来检测的压力传感器52i(i＝fl，fr，rl，rr)。另外，转矩传感器46以车辆左转动方向为正来检测掌舵转矩Ts，前后加速度传感器50以车辆的加速方向为正来检测车辆前后加速度Gx。
如图所示，表示由转矩传感器46检测出的掌舵转矩Ts的信号、表示由车速传感器48检测出的车速V的信号、表示由前后加速度传感器50检测出的前后加速度Gx的信号输入到电子控制装置20。表示由压力传感器52i检测出的各车轮的制动压Pi的信号经过电子控制装置40输入到电子控制装置20。另外，图中未详细表示，不过，电子控制装置20和40具有例如CPU、ROM、RAM和输入输出端口装置，包括通过双向共用总线把它们互相连接起来的一般构成的微电脑。
电子控制装置20按照图2所示的流程图，根据掌舵转矩Ts和车速V，计算为减轻驾驶者的掌舵负担的基本辅助转矩Tab，还有，根据左右轮的制动压差ΔP，计算促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩Tats，根据作为基本辅助转矩Tab和转矩转向减轻转矩Tats的和的目标辅助转矩Ta，来控制电动式动力转向装置16的辅助转矩。
该电子控制装置20根据左右轮的制动压差ΔP的和车辆的减速度Gbx来计算转矩转向减轻转矩Tats，使得左右轮的制动压差ΔP的大小越大，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大，并且基于作为路面的摩擦系数μ的指标值的车辆前后加速度Gx的车辆的减速度Gbx(＝-Gx)越大，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大。
电子控制装置20，在左右轮的制动压差ΔP的大小为基准值ΔPo(正的定数)以下，车辆的减速度Gbx为下限基准值Gbx1以下或上限基准值Gbx2以上时，把转矩转向减轻转矩Tats设为0，使得不产生促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩Tats。
其次，参照图2所示的流程图来说明图示的实施例中的掌舵辅助转矩控制。另外，图2所示的流程图的控制从未图示的点火开关的闭合开始，到点火开关开启为止，按各预定的时间反复进行。
首先，在步骤10中，进行表示掌舵角θ的信号等的读入，在步骤20中，根据掌舵转矩Ts，按照图3所示的图表中对应的曲线来计算基本辅助转矩Tab′，使得掌舵转矩Ts的大小越大，基本辅助转矩Tab′就越大，在步骤30中，根据车速V，按照图4所示的图表中对应的曲线来计算车速系数Kv，使得车速V越高，车速系数Kv就越小，在步骤40中，以车速系数Kv和基本辅助转矩Tab′的积来计算补正后的基本辅助转矩Tab。
在步骤50中，例如根据主缸压力Pm是否为基准值以上的判断，进行是否由驾驶者进行制动操作的判断，即进行是否为制动中的判断，作出否定判断时就进入步骤90，作出肯定判断时就进入步骤60。
在步骤60中，例如以左右前轮的制动压的差Pfl-Pfr来计算左右轮的制动压差ΔP。另外，把左右轮的制动压差ΔP对左右后轮的制动压差的加权设为Kr(例如0.5这样比0大比1小的正值)，左右轮的制动压差ΔP也可以按照下式1，以对左右前轮的制动压差减轻了左右后轮的制动压差的加权的它们的加权和来计算。
ΔP＝Pfl-Pfr+Kr(Prl-Prr)……(1)
在步骤70中，进行是否至少对一个车轮进行着防滑的判断，作出否定判断时进入步骤90，作出肯定判断时进入步骤80。
在步骤80中，进行车辆的减速度Gbx(＝-Gx)是否比下限基准值Gbx1大、比上限基准值Gbx2小的判断，作出否定判断时在步骤90中把转矩转向减轻转矩Tats设为0，作出肯定判断时进入步骤100。
另外，下限基准值Gbx1在重力加速度为g时为-0.2g程度的值，是下述基准值，该基准值用于防止由于压力传感器的检测误差及制动压和制动力之间的关系的偏差等所引起的左右轮的制动力差，尽管车辆应该抑制的程度的转矩转向及工况变化没有产生，但不必要地控制电动式动力转向装置，产生不必要的转矩转向减轻转矩。还有，上限基准值Gbx2是下述基准值，该基准值用于防止在产生了高的减速度的状况下左右轮的制动力差没有变大，而在该状况下根据左右轮的制动力差不必要地控制电动式动力转向装置，产生不必要的转矩转向减轻转矩。
在步骤100中，根据左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx，按照与图5中粗线所示的图表中对应的曲线来计算转矩转向减轻转矩Tats，使得左右轮的制动压差ΔP的大小越大，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大，并且车辆的减速度Gbx越高，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大。
在步骤110中，以基本辅助转矩Tab和转矩转向减轻转矩Tats的和来计算目标辅助转矩Ta，在步骤120中，进行掌舵辅助转矩控制，把与目标辅助转矩Ta对应的控制信号输出到电动机22，由此减轻驾驶者所需的掌舵力，根据需要产生促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩。
这样，按照图示的实施例，在步骤20～40中，根据掌舵转矩Ts和车速V来计算基本辅助转矩Tab，使得掌舵转矩Ts的大小越大，且车速V越高，其大小就越小，在步骤50～100中，根据左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx来计算转矩转向减轻转矩Tats，在步骤110和120中，根据作为基本辅助转矩Tab和转矩转向减轻转矩Tats的和的目标辅助转矩Ta来控制电动式动力转向装置16的辅助转矩。
在这种情况下，根据左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx来计算转矩转向减轻转矩Tats，使得左右轮的制动压差ΔP的大小越大，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大，并且作为路面的摩擦系数的指标值的车辆的减速度Gbx越高，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大，车辆的减速度Gbx随路面的摩擦系数变高而变高，因而路面的摩擦系数越高、左右轮的制动力差所引起的转矩转向的大小越大，就使转矩转向减轻转矩Tats的大小越大。
因此，能够防止在路面的摩擦系数低、车辆的减速度小的状况下转矩转向减轻转矩的大小变得过剩，并且能够在路面的摩擦系数高、车辆的减速度大的状况下确实产生所需的大小的转矩转向减轻转矩，与只按照左右轮的制动力差来控制转矩转向减轻转矩的以前的电动式动力转向装置用控制装置的情况相比，能够合理控制转矩转向减轻转矩。
特别是按照图示的实施例，转矩转向减轻转矩Tats按车辆的减速度Gbx越高，转矩转向减轻转矩Tats的大小就越大那样来计算，结果，根据车辆的减速度Gbx来判断路面的摩擦系数，因而就容易判断与路面的摩擦系数对应的路面状况。
还有，按照图示的实施例，不但在左右轮的制动压差ΔP的大小为基准值ΔPo以下的情况下，而且在车辆的减速度Gbx在下限基准值Gbx1以下或上限基准值Gbx2以上时，都把转矩转向减轻转矩Tats设为0，不产生转矩转向减轻转矩Tats，因而能够确实防止在尽管实际的转矩转向不高，但由于压力传感器52i的检测误差等，左右轮的制动压差ΔP的大小为基准值ΔPo以上的状况下，不必要地产生转矩转向减轻转矩Tats。
还有，按照图示的实施例，转矩转向减轻转矩Tats在至少对一个车轮进行防滑控制的状况下，根据左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx来计算，因而与不考虑是否进行防滑控制的情况相比，能够正确地按照路面的摩擦系数来控制转矩转向减轻转矩Tabts。
以上，就特定的实施例详细说明了本发明，不过，本发明并不限于上述实施例，在本发明的范围内，可以有其它各种实施例，这对本领域人员来说是明显的。
例如，在上述实施例中，作为促进向减轻左右轮的制动力差对车辆的影响的方向的掌舵的制动力差影响减轻转矩，是根据左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx来计算促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩Tats，不过，制动力差影响减轻转矩也可以改为，根据例如图5中细线所示的左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx，以促进向减轻左右轮的制动力差所引起的车辆工况的变化的方向的掌舵的工况变化减轻转矩Tavb代替转矩转向减轻转矩Tats来计算。
还有，在上述实施例中，左右轮的制动压差ΔP根据压力传感器所检测的左右轮的制动压来计算，不过，也可以改为，根据对轮缸的油的给排来推定各车轮的制动压Pi，根据所推定的左右轮的制动压来计算。
还有，在上述实施例中，在车辆的减速度Gbx比下限基准值Gbx1大、比上限基准值Gbx2小的情况下，根据左右轮的制动压差ΔP和车辆的减速度Gbx来计算转矩转向减轻转矩Tats，不过，车辆的减速度Gbx是否比上限基准值Gbx2小的判断可以省略。
还有，在上述实施例中，左右轮的制动压差ΔP的基准值ΔPo与路面的摩擦系数、因而与车辆的减速度Gbx无关，是一定的，不过，也可以改为，按照路面的摩擦系数或车辆的减速度Gbx而可变设定，使其随路面的摩擦系数变高、车辆的减速度Gbx变高而变小。
还有，在上述实施例中，目标辅助转矩Ta以基本辅助转矩Tab和转矩转向减轻转矩Tats的和来计算，不过，也可以改为，以基本辅助转矩Tab和转矩转向减轻转矩Tats再加上例如使转向系的收束性提高的阻尼转矩那样的其它控制转矩后的值，来计算目标辅助转矩Ta。
再有，在上述各实施例中，车辆是后轮驱动车，不过，本发明所适用的车辆也可以是前轮驱动车和四轮驱动车，还有，只要能任意控制掌舵辅助转矩，电动式动力转向装置可以是该技术领域中公知的任意的构成。
Claims (8)
1.一种电动式动力转向装置用控制装置，控制电动式动力转向装置，以产生制动力差影响减轻转矩，所述制动力差影响减轻转矩用于促进向减轻左右轮的制动力差对车轮的影响的方向的掌舵，其特征在于，按照左右轮的制动力差和路面状况来控制制动力差影响减轻转矩。
2.根据权利要求1所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，制动力差影响减轻转矩是促进向抵消左右轮的制动力差所引起的转矩转向的方向的掌舵的转矩转向减轻转矩。
3.根据权利要求1所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，制动力差影响减轻转矩是促进向抵消左右轮的制动力差所引起的车辆工况的变化的方向的掌舵的工况变化减轻转矩。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，路面状况是路面的摩擦系数。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，根据车辆的减速度来判断路面状况。
6.根据权利要求5所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，车辆的减速度小时，与车辆的减速度大时相比，减小制动力差影响减轻转矩的大小。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，至少根据左右前轮的制动力差来判断左右轮的制动力差。
8.根据权利要求7所述的电动式动力转向装置用控制装置，其特征在于，根据左右前轮的制动力差和与左右前轮的制动力差相比而减轻了加权的左右后轮的制动力差的和，来判断左右轮的制动力差。
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