车辆用行驶控制装置、车辆用行驶控制方法

申请号 CN201380070215.4 申请日 2013-12-19 公开(公告)号 CN104918836B 公开(公告)日 2016-08-24
申请人 日产自动车株式会社; 发明人 铃木拓;
摘要 抑制因中立 位置 偏移导致的 稳定性 控制的错误动作。在通过驾驶员的转向操作来使 转向轴 (12)旋转的 转轮 输入机构(StIN)与通过小 齿轮 轴(18)的旋转来使 车轮 转向的转向输出机构(StOUT)之间插入安装将转向轴(12)与 小齿轮 轴(18)以能够断开和连接的方式连结的 离合器 (19)。另外,设置能够对转向输出机构施加转向 力 的第一转向 马 达(M1)和第二转向马达(M2),在将离合器(19)断开的状态下,对第一转向马达(M1)和第二转向马达(M2)进行驱动控制以实现与驾驶员的转向操作相应的车轮的转向 角 (θw)。而且,使得在发生了转向轴(12)的中立位置与小齿轮轴(18)的中立位置不同的中立位置偏移的期间(不是fn=0时)难以进行稳定性控制。
权利要求

1.一种车辆用行驶控制装置,其特征在于,具备:
转弯行为检测部,其检测车辆的转弯行为;
目标转弯行为设定部,其设定车辆的目标转弯行为;
制动控制部,其在由上述转弯行为检测部检测出的转弯行为与由上述目标转弯行为设定部设定的目标转弯行为的偏差大于预先决定的阈值时,根据上述偏差来进行用于控制行驶的制动力控制;
转轮机构,其由驾驶员进行转轮操作;
转向机构,其使车轮转向;
离合器,其能够将上述转轮机构与上述转向机构断开和连接;
转向致动器,其能够对上述转向机构施加转向力;
转轮控制部,其在将上述离合器断开的状态下,根据驾驶员的转轮操作来设定上述车轮的目标转向,根据上述目标转向角来对上述转向致动器进行驱动控制;以及转向角检测部,其检测上述车轮的转向角,
其中,上述制动力控制部使发生了上述目标转向角与上述转向角不同的位置偏移的期间的上述阈值比未发生上述位置偏移时的上述阈值大。
2.根据权利要求1所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
在发生了上述位置偏移时,上述转轮控制部对上述转向致动器进行驱动控制以消除上述位置偏移。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
上述制动力控制部根据上述偏差来至少产生左右车轮的制动力差。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
在点火开关从开启变为关闭的时间点的上述转轮机构的转轮角与之后点火开关初次从关闭变为开启的时间点的上述转轮机构的转轮角不同的情况下,上述制动力控制部使上述阈值变大直到上述转轮控制部消除上述位置偏移为止。
5.根据权利要求3所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
在点火开关从开启变为关闭的时间点的上述转轮机构的转轮角与之后点火开关初次从关闭变为开启的时间点的上述转轮机构的转轮角不同的情况下,上述制动力控制部使上述阈值变大直到上述转轮控制部消除上述位置偏移为止。
6.根据权利要求1或2所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
上述转轮控制部在点火开关开启时,在将上述离合器断开的状态下,根据上述目标转向角来对上述转向致动器进行驱动控制,在点火开关关闭时,在将上述离合器接合的状态下,停止上述转向致动器的驱动控制。
7.根据权利要求3所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
上述转轮控制部在点火开关开启时,在将上述离合器断开的状态下,根据上述目标转向角来对上述转向致动器进行驱动控制,在点火开关关闭时,在将上述离合器接合的状态下,停止上述转向致动器的驱动控制。
8.根据权利要求4所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
上述转轮控制部在点火开关开启时,在将上述离合器断开的状态下,根据上述目标转向角来对上述转向致动器进行驱动控制,在点火开关关闭时,在将上述离合器接合的状态下,停止上述转向致动器的驱动控制。
9.根据权利要求5所述的车辆用行驶控制装置,其特征在于,
上述转轮控制部在点火开关开启时,在将上述离合器断开的状态下,根据上述目标转向角来对上述转向致动器进行驱动控制,在点火开关关闭时,在将上述离合器接合的状态下,停止上述转向致动器的驱动控制。
10.一种车辆用行驶控制方法,检测车辆的转弯行为,设定车辆的目标转弯行为,在上述转弯行为与上述目标转弯行为的偏差大于预先决定的阈值时,根据上述偏差来进行用于控制行驶的制动力控制,该车辆用行驶控制方法的特征在于,
在由驾驶员进行转轮操作的转轮机构与使车轮转向的转向机构之间插入安装能够将上述转轮机构与上述转向机构断开和连接的离合器,
设置能够对上述转向机构施加转向力的转向致动器,
根据驾驶员的转轮操作来设定上述车轮的目标转向角,根据上述目标转向角来对上述转向致动器进行驱动控制,
检测上述车轮的转向角,
使发生了上述目标转向角与上述转向角不同的位置偏移的期间的用于进行上述制动力控制的上述阈值比未发生上述位置偏移时的上述阈值大。

说明书全文

车辆用行驶控制装置、车辆用行驶控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车辆用行驶控制装置以及车辆用行驶控制方法。

背景技术

[0002] 在专利文献1中记载了搭载有备用的离合器的线控转向技术。在线控转向中,在将离合器断开的状态下,根据方向盘转轮来控制车轮的转向角,在将点火开关关闭之后,将离合器接合。
[0003] 专利文献1:日本特开2011-5933号公报

发明内容

[0004] 发明要解决的问题
[0005] 另外,如果在将点火开关关闭之后且离合器实际被接合之前的期间内进行转向操作,则转轮角与转向角的关系发生变化,有时会导致发生位置偏移(中立位置偏移)。在该情况下,在使点火开关再次开启后修正转轮角与转向角的关系。然而,在转轮角与转向角的关系得到修正之前,例如可能会发生尽管使车辆直行但转轮角却大于0那样的状况,因此有可能导致用于使车辆的转弯行为与目标转弯行为一致的制动控制的错误动作。
[0006] 本发明的课题在于抑制因位置偏移导致的制动力控制的错误动作。
[0007] 用于解决问题的方案
[0008] 本发明的一个方式所涉及的转向控制装置检测车辆的转弯行为,设定车辆的目标转弯行为,在转弯行为与目标转弯行为的偏差大于预先决定的阈值时,根据该偏差来进行用于控制行驶的制动力控制。另外,在由驾驶员进行转轮操作的转轮机构与使车轮转向的转向机构之间插入安装能够将转轮机构与转向机构断开和连接的离合器。另外,设置能够对转向机构施加转向力的转向致动器,在将离合器断开的状态下,根据驾驶员的转轮操作来设定车轮的目标转向角,根据该目标转向角来对转向致动器进行驱动控制。而且,检测车轮的转向角,使发生了目标转向角与转向角不同的位置偏移的期间的用于进行制动力控制的阈值变大。
[0009] 发明的效果
[0010] 根据本发明,在发生了位置偏移的期间、即无法将车辆的转弯行为与目标转弯行为适当地进行比较的状况下,使用于进行制动力控制的阈值变大,因此变得难以进行制动力控制。因而,能够抑制因位置偏移导致的制动力控制的错误动作。附图说明
[0011] 图1是转向装置的概要结构图。
[0012] 图2是表示中立位置偏移检测处理的流程图
[0013] 图3是表示中立位置偏移校正处理的流程图。
[0014] 图4是稳定性控制的系统结构图。
[0015] 图5是电子控制节气的系统结构图。
[0016] 图6是制动致动器的概要结构图。
[0017] 图7是表示稳定性控制处理的流程图。

具体实施方式

[0018] 以下,基于附图来说明本发明的实施方式。
[0019] <<第一实施方式>>
[0020] <<结构>>
[0021] 首先,说明线控转向的构造。
[0022] 图1是转向装置的概要结构图。
[0023] 方向盘11与转向轴12连结,车轮(转向轮)13L和13R依次经由转向节臂14、转向横拉杆15、齿条轴16以及小齿轮17而与第一小齿轮轴18连结。转向轴12和第一小齿轮轴18经由离合器19以能够切换成连接或断开的状态连结。
[0024] 在此,位于离合器19的输入侧的方向盘11和转向轴12是通过驾驶员的转向操作使转向轴12旋转的转轮输入机构StIN。另外,位于离合器19的输出侧的转向节臂14、转向横拉杆15、齿条轴16、小齿轮17以及第一小齿轮轴18是通过第一小齿轮轴18的旋转使车轮13L和13R转向的转向输出机构StOUT。
[0025] 因而,在将离合器19连接(接合)的状态下,当使方向盘11旋转时,转向轴12、离合器19以及第一小齿轮轴18旋转。第一小齿轮轴18的旋转运动通过齿条轴16和小齿轮17而被转换为转向横拉杆15的进退运动,进而通过转向节臂14来使车轮13L和13R转向。
[0026] 离合器19包括非励磁接合型的电磁离合器。即,在电磁线圈非励磁时,例如通过凸轮滚柱机构使滚柱啮合输入轴的凸轮面与输出轴的外轮之间,由此将输入轴与输出轴接合。另一方面,在对电磁线圈进行励磁时,通过电枢的吸引来解除滚柱在输入轴的凸轮面与输出轴的外轮之间的啮合,由此将输入轴与输出轴断开。
[0027] 齿条轴16沿车体左右方向(车宽方向)延伸,在其一方侧(在此为车体右侧)形成有齿条齿轮(齿)31,使小齿轮17啮合于该齿条齿轮31。通过保持机构来调整齿条齿轮31与小齿轮17的啮合状态。
[0028] 第一小齿轮轴18包括离合器侧的输入轴和小齿轮侧的输出轴,在其输出轴上,例如经由蜗轮蜗杆32连结有第一转向达M1。在第一转向马达M1上设置有检测马达旋转角的旋转变压器33。
[0029] 蜗轮蜗杆32包括与第一小齿轮轴18连结的蜗轮和与第一转向马达M1连结的蜗杆,使蜗杆轴与蜗轮轴斜交。这是为了使与第一小齿轮轴18的轴垂直的方向上的模变小。
[0030] 使蜗轮蜗杆32的蜗杆的螺旋角大于静止角(摩擦角),使得蜗轮通过蜗杆的旋转而旋转,还使得蜗杆通过蜗轮的旋转而旋转、即能够进行逆驱动。
[0031] 在第一小齿轮轴18中的输入轴与输出轴之间设置有扭矩传感器34。
[0032] 上述的小齿轮17、第一小齿轮轴18的输出轴、蜗轮蜗杆32、第一转向马达M1、旋转变压器33以及扭矩传感器34被构成为一体化后的复合部件(组件),将该复合部件设为第一致动器A1。第一致动器A1与电动动力转向装置的结构部件通用。
[0033] 根据第一致动器A1,当在将离合器19断开的状态下驱动第一转向马达M1时,第一小齿轮轴18通过蜗轮蜗杆32而旋转,因此车轮13L和13R的转向角根据第一转向马达M1的旋转角发生变化。因而,在将离合器19断开后,通过根据驾驶员的转向操作对第一转向马达M1进行驱动控制,能够以线控转向功能实现期望的转向控制特性。
[0034] 并且,当在将离合器19连接的状态下驱动第一转向马达M1时,马达扭矩经由蜗轮蜗杆32被传递至第一小齿轮轴18。因而,在将离合器19连接后,通过根据驾驶员的转向操作来对第一转向马达M1进行驱动控制,能够实现减轻驾驶员的操作负担的期望的辅助特性。
[0035] 在齿条轴16的另一方侧(在此为车体左侧),经由小齿轮35连结有第二小齿轮轴36。即,在齿条轴16的另一方侧(在此为车体左侧)形成有齿条齿轮(齿)37,使小齿轮35啮合于该齿条齿轮37。通过保持机构来调整齿条齿轮37与小齿轮35的啮合状态。
[0036] 在第二小齿轮轴36上,例如经由蜗轮蜗杆38连结有第二转向马达M2。第二转向马达M2是与第一转向马达M1相同类型的马达。在第二转向马达M2上设置有检测马达旋转角的旋转变压器39。
[0037] 蜗轮蜗杆38包括与第二小齿轮轴36连结的蜗轮和与第二转向马达M2连结的蜗杆,使蜗杆轴与蜗轮轴斜交。这是为了使与第二小齿轮轴36垂直的方向上的模块变小。
[0038] 使蜗轮蜗杆38的蜗杆的螺旋角大于静止角(摩擦角),使得蜗轮通过蜗杆的旋转而旋转,还使得蜗杆通过蜗轮的旋转而旋转、即能够进行逆驱动。
[0039] 上述的小齿轮35、第二小齿轮轴36的输出轴、蜗轮蜗杆38、第二转向马达M2以及旋转变压器39被构成为一体化后的复合部件(组件),将该复合部件设为第二致动器A2。
[0040] 根据第二致动器A2,当在将离合器19断开的状态下驱动第二转向马达M2时,第二小齿轮轴36通过蜗轮蜗杆38而旋转,因此车轮13L和13R的转向角根据第二转向马达M2的旋转角发生变化。因而,在将离合器19断开后,通过根据驾驶员的转向操作对第二转向马达M2进行驱动控制,能够以线控转向功能实现期望的转向控制特性。
[0041] 在转向轴12上连结有反作用力马达51。反作用力马达51具备与转向轴12一同旋转的转子和与该转子对置地固定于壳体的定子。例如通过嵌入模具将沿圆周方向等间隔地排列的磁体固定于转子芯来形成转子。将卷绕有线圈的芯沿圆周方向等间隔地排列并通过例如烧嵌固定于壳体来形成定子。在反作用力马达51上设置有检测马达旋转角的旋转变压器52。
[0042] 在转向轴12上设置有转轮角传感器53。
[0043] 根据反作用力马达51,当在将离合器19断开的状态下驱动反作用力马达51时,马达扭矩被传递至转向轴12。因而,在将离合器19断开后执行了线控转向时,通过根据从路面受到的反作用力对反作用力马达51进行驱动控制,来实现针对驾驶员的转向操作施加操作反作用力的期望的反作用力特性。
[0044] 以上为转向装置的构造。
[0045] 接着,说明控制系统的结构。
[0046] 在本实施方式中,具备第一转向控制器(转向ECU1)71、第二转向控制器(转向ECU2)72以及反作用力控制器(反作用力ECU)73。各控制器包括例如微计算机。
[0047] 第一转向控制器71被输入来自旋转变压器33、扭矩传感器34以及转轮角传感器53的信号,经由驱动电路对第一转向马达M1进行驱动控制。第二转向控制器72被输入来自旋转变压器39和转轮角传感器53的信号,经由驱动电路对第二转向马达M2进行驱动控制。反作用力控制器73被输入来自旋转变压器52和转轮角传感器53的信号,经由驱动电路对反作用力马达51进行驱动控制。
[0048] 旋转变压器33检测第一转向马达M1的马达旋转角θm1。该旋转变压器33在定子线圈被输入励磁信号时,从转子线圈输出与转子的旋转角相应的检测信号。第一转向控制器71通过信号处理电路来向定子线圈输出励磁信号,并且根据从转子线圈输入的检测信号的振幅调制来判断第一转向马达M1的马达旋转角θm1。此外,第一转向控制器71将右转弯设为正值来进行处理,将左转弯设为负值来进行处理。
[0049] 同样地,由第二转向控制器72通过旋转变压器39来检测第二转向马达M2的马达旋转角θm2,由反作用力控制器73通过旋转变压器52来检测反作用力马达51的马达旋转角θr。
[0050] 扭矩传感器34检测被输入到第一小齿轮轴18的扭矩Ts。该扭矩传感器34例如通过霍尔元件来检测插入安装在第一小齿轮轴18的输入侧与输出侧之间的扭力杆的扭转角,将由于多极磁体与磁轭的相对角度位移而发生的磁通密度的变化转换为电信号后输出到第一转向控制器71。第一转向控制器71根据所输入的电信号来判断扭矩Ts。此外,第一转向控制器71将驾驶员的右转轮设为正值来进行处理,将左转轮设为负值来进行处理。
[0051] 转轮角传感器53例如包括旋转编码器,检测转向轴12的转轮角θs。该转轮角传感器53通过两个光电晶体管来检测圆板状的标尺与转向轴12一同旋转时透过标尺的狭缝的光,将伴随着转向轴12的旋转而产生的脉冲信号输出到各控制器。各控制器根据所输入的脉冲信号来判断转向轴12的转轮角θs。此外,各控制器将右转弯设为正值来进行处理,将左转弯设为负值来进行处理。
[0052] 此外,各控制器彼此通过通信线74以能够相互通信的方式连接。即,例如构建出利用CSMA/CA方式的多路通信(CAN:Controller Area Network,控制器局域网)、Flex Ray(日语:フレックスレイ)等车载通信网络(车载LAN)标准的通信路径。
[0053] 各控制器通过通信线75而与离合器19连接。该通信线75是输出能够将离合器19切换为连接和断开中的某一方的离合器控制信号的通信路径。离合器控制信号是用于将离合器19断开的信号,在各控制器输出了离合器控制信号时,离合器19被断开,当某一个控制器停止输出离合器控制信号时,离合器19被连接。
[0054] 以上为控制系统的结构。
[0055] 接着,说明控制模式。
[0056] 在本实施方式中,有2马达SBW模式(2M-SBW)、2马达EPS模式(2M-EPS)、1马达SBW模式(1M-SBW)、1马达EPS模式(1M-EPS)以及手动转向模式(MS)。
[0057] 2马达SBW模式是通过两个马达来执行线控转向控制的模式,2马达EPS模式是通过两个马达来执行电动动力转向控制的模式。另外,1马达SBW模式是仅通过一个马达来执行线控转向控制的模式,1马达EPS模式是仅通过一个马达来执行电动动力转向控制的模式。而且,手动转向模式是所有转向控制都中止的模式。
[0058] [2马达SBW模式]
[0059] 在2马达SBW模式中,在输出离合器控制信号而将离合器19断开的状态下,通过第一转向控制器71对第一转向马达M1进行驱动控制并且通过第二转向控制器72对第二转向马达M2进行驱动控制,来执行转向角控制。即,第一转向马达M1和第二转向马达M2相协作,分担输出所需要的转向力。另一方面,通过反作用力控制器73对反作用力马达51进行驱动控制,来执行反作用力控制。由此,以线控转向功能而实现期望的转向特性,并且实现良好的操作感。
[0060] 第一转向控制器71和第二转向控制器72设定针对转轮角θs的目标转向角θw*,并且估计实际的转向角θw。然后,被输入马达旋转角θm1和θm2,利用例如鲁棒模型匹配方法等对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制,使得实际的转向角θw与目标转向角θw*一致。
[0061] 例如根据车速V来进行目标转向角θw*的设定。即,在静止状态的转向时、低速行驶时,为了减轻驾驶员的操作负担而以能够用小的转轮角θs获得大的转向角θw的方式来设定目标转向角θw*。另外,在高速行驶时,为了抑制过于敏感的车辆行为而确保行驶稳定性,以能够抑制相对于转轮角θs的变化的转向角θw的变化的方式来设定目标转向角θw*。
[0062] 根据转轮角θs、马达旋转角θm1、马达旋转角θm2等来进行实际转向角θw的估计。
[0063] 反作用力控制器73设定与在转向操作时从路面受到的反作用力相当的目标反作用力扭矩Tr*,对反作用力马达51进行驱动控制使得反作用力马达51的扭矩与该目标反作用力扭矩Tr*一致。
[0064] 例如根据转轮角θs、第一转向马达M1中流动的电流Im1、第二转向马达M2中流动的电流Im2等来进行目标反作用力扭矩Tr*的设定。
[0065] [2马达EPS模式]
[0066] 在2马达EPS模式中,在停止输出离合器控制信号而将离合器19连接的状态下,通过第一转向控制器71对第一转向马达M1进行驱动控制并且通过第二转向控制器72对第二转向马达M2进行驱动控制,来执行辅助控制。由此,将转向系统机械连结而确保直接的转向操作性,并且还以电动动力转向功能减轻驾驶员的操作负担。
[0067] 第一转向控制器71和第二转向控制器72设定目标辅助扭矩Ta*,对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制使得第一转向马达M1的扭矩与该目标辅助扭矩Ta*一致。
[0068] 例如根据车速V来进行目标辅助扭矩Ta*的设定。即,在静止状态的转向时、低速行驶时,为了减轻驾驶员的操作负担而设定大的目标辅助扭矩Ta*。另外,在高速行驶时,为了抑制过于敏感的车辆行为而确保行驶稳定性,设定小的目标辅助扭矩Ta*。
[0069] 另一方面,在2马达EPS模式中,反作用力马达51的中继电路被切断。即,这是为了在驾驶员进行转向操作且通过第一转向控制器71对第一转向马达M1进行驱动控制并通过第二转向控制器72对第二转向马达M2进行驱动控制时,通过转向轴12的旋转来驱动反作用力马达51,由此避免反作用力马达51自身成为负荷。
[0070] [1马达SBW模式]
[0071] 在1马达SBW模式中,在输出离合器控制信号来将离合器19断开且不通过第一转向控制器71进行第一转向马达M1的驱动控制(非驱动)的状态下,通过第二转向控制器72对第二转向马达M2进行驱动控制来执行转向角控制。即,第二转向马达M2独自输出所需要的转向力。另一方面,通过反作用力控制器73对反作用力马达51进行驱动控制来执行反作用力控制。由此,以线控转向功能实现期望的转向特性,并且实现良好的操作感。
[0072] 目标转向角θw*的设定、第二转向马达M2的控制方法以及目标反作用力扭矩Tr*的设定、反作用力马达51的控制方法与2马达SBW模式相同。
[0073] 另一方面,在1马达SBW模式中,第一转向马达M1的中继电路被切断,第一转向马达M1从电路中断开。即,这是为了在通过第二转轮控制器72对第二转向马达M2进行驱动控制时,通过齿条轴16的进退来驱动第一转向马达M1,由此避免第一转向马达M1自身成为负荷。
[0074] [1马达EPS模式]
[0075] 在1马达EPS模式中,在停止输出离合器控制信号而将离合器19连接且不通过第二转向控制器72进行第二转向马达M2的驱动控制(非驱动)的状态下,通过第一转向控制器71对第一转向马达M1进行驱动控制来执行辅助控制。由此,将转向系统机械连结而确保直接的转向操作性,并且还以电动动力转向功能减轻驾驶员的操作负担。
[0076] 目标辅助扭矩Ta*的设定、第一转向马达M1的控制方法与2马达EPS模式相同。
[0077] 另一方面,在1马达EPS模式中,第二转向马达M2的中继电路被切断,第二转向马达M2从电路中断开。即,这是为了在驾驶员进行转向操作且通过第一转向控制器71对第一转向马达M1进行驱动控制时,通过齿条轴16的进退来驱动第二转向马达M2,由此避免第二转向马达M2自身成为负荷。按照同样的宗旨,反作用力马达51的中继电路也被切断,反作用力马达51从电路中断开。即,在驾驶员进行转向操作且通过第一转向控制器71对第一转向马达M1进行驱动控制时,通过转向轴12的旋转来驱动反作用力马达51,由此避免反作用力马达51自身成为负荷。
[0078] [手动转向模式]
[0079] 在手动转向模式中,在停止输出离合器控制信号而将离合器19连接的状态下,不通过第一转向控制器71进行第一转向马达M1的驱动控制(非驱动)且不通过第二转向控制器72进行第二转向马达M2的驱动控制(非驱动)。也就是说,各控制器的所有转向控制都中止。由此,将转向系统机械连结而确保直接的转向操作性。
[0080] 在手动转向模式中,第一转向马达M1的中继电路和第二转向马达M2的中继电路被切断,第一转向马达M1和第二转向马达M2从电路中断开。即,在驾驶员进行转向操作时,通过齿条轴16的进退来驱动第一转向马达M1和第二转向马达M2,由此避免第一转向马达M1和第二转向马达M2自身成为负荷。按照同样的宗旨,反作用力马达51的中继电路也被切断,反作用力马达51从电路中断开。即,在驾驶员进行转向操作时,通过转向轴12的旋转来驱动反作用力马达51,由此避免反作用力马达51自身成为负荷。
[0081] 以上为控制模式的概要。
[0082] 接着,说明自动防故障。
[0083] 各控制器分别进行自身的控制系统是否存在异常的自我诊断,根据该诊断的结果来切换控制模式。即,第一转向控制器71进行第一转向控制器71自身是否存在异常、具有扭矩传感器34的第一致动器A1是否存在异常以及配线系统是否存在异常的诊断。另外,第二转向控制器72进行第二转向控制器72自身是否存在异常、不具有扭矩传感器的第二致动器A2是否存在异常以及配线系统是否存在异常的诊断。另外,反作用力控制器73进行反作用力控制器73自身是否存在异常、反作用力马达51是否存在异常以及配线系统是否存在异常的诊断。
[0084] 首先,在第一转向控制器71的控制系统、第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统都正常的情况下,成为2马达SBW模式。但是,在第一转向马达M1和第二转向马达M2电压时、过热时、将点火开关开启的启动时(离合器19被断开之前)、转向角θw达到了最大转向角的端部抵接时等,作为临时措施而转变为2马达EPS模式。
[0085] 另一方面,在第一转向控制器71的控制系统、第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统中的至少一个控制系统发生了异常的情况下,切换为1马达SBW模式、1马达EPS模式以及手动转向(MS)模式中的某一个模式。
[0086] 首先,存在第二转向控制器72的控制系统和反作用力控制器73的控制系统正常、第一转向控制器71的控制系统发生了异常的情况。在该情况下,仅第一致动器A1的线控转向功能、电动动力转向功能发生了异常,第二致动器A2的线控转向功能、反作用力马达51的反作用力生成功能被维持,因此设为1马达SBW模式。
[0087] 另外,存在第一转向控制器71的控制系统和反作用力控制器73的控制系统正常、第二转向控制器72的控制系统发生了异常的情况。在该情况下,仅第二致动器A2的线控转向功能产生了异常,第一致动器A1的电动动力转向功能被维持,因此设为1马达EPS模式。
[0088] 另外,存在第一转向控制器71的控制系统和二转向控制器72的控制系统正常、反作用力控制器73的控制系统发生了异常的情况。在该情况下,仅反作用力马达51的反作用力生成功能发生了异常,第一致动器A1的电动动力转向功能被维持,因此设为1马达EPS模式。
[0089] 另外,存在第一转向控制器71的控制系统正常、第二转向控制器72的控制系统和反作用力控制器73的控制系统发生了异常的情况。在该情况下,仅第二致动器A2的线控转向功能和反作用力马达51的反作用力生成功能发生了异常,第一致动器A1的电动动力转向功能被维持,因此设为1马达EPS模式。
[0090] 另外,存在反作用力控制器73的控制系统正常、第一转向控制器71的控制系统和第二转向控制器72的控制系统发生了异常的情况。在该情况下,反作用力马达51的反作用力生成功能被维持,但是第一致动器A1的线控转向功能、电动动力转向功能以及第二致动器A2的线控转向功能发生了异常,因此设为手动转向模式。
[0091] 另外,存在第二转向控制器72的控制系统正常、第一转向控制器71的控制系统和反作用力控制器73的控制系统发生了异常的情况。在该情况下,第二致动器A2的线控转向功能被维持,但是第一致动器A1的线控转向功能、电动动力转向功能以及反作用力马达51的反作用力生成功能发生了异常,因此设为手动转向模式。
[0092] 而且,存在第一转向控制器71的控制系统、第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统都发生了异常的情况。在该情况下,第一致动器A1的线控转向功能、电动动力转向功能、第二致动器A2的线控转向功能以及反作用力马达51的反作用力生成功能都发生了异常,因此设为手动转向模式。
[0093] 以上为自动防故障的概要。
[0094] 接着,说明控制模式的转变。
[0095] 首先,在第一转向控制器71的控制系统、第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统都正常的情况下,基本上为2马达SBW模式。另外,在第一转向马达M1和第二转向马达M2低电压时、过热时、将点火开关开启的启动时(离合器19被断开之前)、转向角θw达到了最大转向角的端部抵接时等,作为临时措施而转变为2马达EPS模式。然后,在第一转向马达M1和第二转向马达M2的低电压、过热被消除、或者离合器19被断开、或者转向角θ变小时,转变为2马达SBW模式。这样,只要第一转向控制器71的控制系统、第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统都正常地工作,就在2马达SBW模式与2马达EPS模式之间转变。
[0096] 另外,在从2马达SBW模式的状态起作为一次故障而第一转向控制器71的控制系统发生了异常的情况下,转变为1马达SBW模式。然后,在从1马达SBW模式的状态起作为二次故障而第二转向控制器72的控制系统和反作用力控制器73的控制系统中的至少一方发生了异常的情况下,转变为手动转向模式。这样,不会从2马达SBW模式不经由1马达SBW模式而直接转变为手动转向模式,而是根据故障等级阶段性地转变控制模式,从而实现冗余化。
[0097] 另外,在从2马达SBW模式的状态起作为一次故障而第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统中的至少一方发生了异常的情况下,转变为1马达EPS模式。然后,在从1马达EPS模式的状态起作为二次故障而第一转向控制器71的控制系统发生了异常的情况下,转变为手动转向模式。这样,不会从2马达SBW模式不经由1马达EPS模式而直接转变为手动转向模式,而是根据故障等级阶段性地转变控制模式,从而实现冗余化。
[0098] 另外,在从作为临时措施而处于2马达EPS模式的状态起作为一次故障而第二转向控制器72的控制系统以及反作用力控制器73的控制系统中的至少一方发生了异常的情况下,转变为1马达EPS模式。然后,在从1马达EPS模式的状态起作为二次故障而第一转向控制器71的控制系统发生了异常的情况下,转变为手动转向模式。这样,不会从2马达SBW模式不经由1马达EPS模式而直接转变为手动转向模式,而是根据故障等级阶段性地转变控制模式,从而实现冗余化。
[0099] 此外,在从作为临时措施而处于2马达EPS模式的状态起第一转向控制器71的控制系统发生了异常的情况下,不能向1马达EPS模式转变,因此直接转变为手动转向模式。
[0100] 以上为控制模式的转变。
[0101] 接着,说明线控转向的基本的控制处理。
[0102] 在线控转向控制处理中,通过第一转向控制器71、第二转向控制器72以及反作用力控制器73分别单独地进行运算,在各控制器的运算结果一致时,允许执行驱动控制。此外,如上所述,管理第一转向马达M1的驱动控制的是第一转向控制器71,管理第二转向马达M2的驱动控制的是第二转向控制器72,管理反作用力马达51的驱动控制的是反作用力控制器73。
[0103] 首先,在点火开关关闭时,离合器19接合。然后,在点火开关开启时,将离合器19断开,执行2马达SBW模式。
[0104] 在线控转向中,针对转向操作设定与从路面受到的反作用力相当的目标反作用力扭矩,根据用于实现该目标反作用力扭矩的电流指令值来对反作用力马达51进行驱动控制。在此,例如根据转轮角θs、车速V、转向角θw、第一转向马达M1中流动的电流Im1、第二转向马达M2中流动的电流Im2等来判断从路面受到的反作用力。另外,设定针对转轮角θs的目标转向角,根据用于实现该目标转向角的电流指令值来对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制。在此,例如根据转轮角θs和同车速V相应的转角比来设定目标转向角。
[0105] 以上为线控转向的基本的控制处理。
[0106] 接着,说明线控转向中的中立位置偏移。
[0107] 当在转向轴12与小齿轮轴18被断开的状态下操作方向盘11且将第一转向马达M1和第二转向马达M2双方事先设为非驱动状态时,转向轴12的旋转角与小齿轮轴18的旋转角发生变化。即,转向轴12的中立位置和小齿轮轴18的中立位置发生了偏移,称之为中立位置偏移。由于如上述那样在点火开关关闭时离合器19接合,因此,此时,即使进行了转向操作,转向轴12的中立位置与小齿轮轴18的中立位置也不会发生偏移。然而,在使点火开关从开启变为关闭时,从向离合器19输出接合指令起直到离合器19实际被接合为止存在少许的时间延迟。当在该期间进行了转向操作时,有时会发生中立位置偏移,需要在线控转向启动后校正该中立位置偏移。
[0108] 在线控转向处理中,在使点火开关从关闭变为开启时,首先执行中立位置偏移检测处理。在启动时,通过第一转向控制器71、第二转向控制器72以及反作用力控制器73仅执行一次该中立位置偏移检测处理。
[0109] 在此,说明中立位置偏移检测处理。
[0110] 图2是表示中立位置偏移检测处理的流程图。
[0111] 首先,在步骤S101中,读入使点火开关从开启变为关闭的时间点的结束时转轮角θs(z)和使点火开关从关闭变为开启的时间点的启动时转轮角θs(n)。此外,在使点火开关从开启变为关闭的时间点,将结束时转轮角θs(z)预先存储到非易失性的存储器中。
[0112] 在接下来的步骤S102中,计算结束时转轮角θs(z)与启动时转轮角θs(n)的差Δθs(=|θs(z)-θs(n)|)。
[0113] 在接下来的步骤S103中,判定差Δθs是否大于预先决定的阈值θ1。该阈值θ1是用于判定在点火开关被关闭后是否进行了转向操作的阈值,因此,例如是2[deg]左右的比较小的值。在此,在判定结果为Δθs≤θ1时,判定为未转动方向盘11,转移至步骤S104。另一方面,在判定结果为Δθs>θ1时,判定为转动了方向盘11,转移至步骤S105。
[0114] 在步骤S104中,在将检测标志复位为fn=0后返回规定的主程序。在fn=0时,检测标志表示不存在发生中立位置偏移的可能性(或可能性低)。
[0115] 在步骤S105中,将检测标志设置为fn=1后返回规定的主程序。在fn=1时,检测标志表示存在发生中立位置偏移的可能性(或可能性高)。此外,在后述的稳定性控制中使用检测标志fn。
[0116] 以上为中立位置偏移检测处理。
[0117] 接着,说明中立位置偏移的校正处理。
[0118] 图3是表示中立位置偏移校正处理的流程图。
[0119] 首先,在步骤S111中,判定横摆率的绝对值|γ|是否小于预先决定的阈值γth。该阈值γth是用于判断车辆是否近似直行的值,例如为0.4[deg/s]左右。在此,在判定结果为|γ|≥γth时,车辆没有直行,判断为不是中立位置偏移的校正时机,转移至步骤S112。另一方面,在判定结果为|γ|<γth时,判断为车辆近似直行,转移至步骤S113。
[0120] 在步骤S112中,清空计时器TC后返回规定的主程序。
[0121] 在步骤S113中,判定车速V是否大于预先决定的阈值Vth。该阈值Vth是用于判断车辆是否超过了低速区域的值,例如为20km/h左右。在此,在判定结果为V≤Vth时,车辆停止或者处于低速区域,判断为不是中立位置偏移的校正时机,转移至步骤S112。另一方面,在判定结果为V>Vth时,判断为车辆处于超过了低速区域的行驶状态,转移至步骤S114。
[0122] 在步骤S114中,判定转轮角速度的绝对值|dθ|是否小于预先决定的阈值dθth。该阈值dθth是用于判断驾驶员是否大致进行了保持的值,例如为10[deg/s]左右。在此,在判定结果为|dθ|≥dθth时,驾驶员未进行保持,判断为不是中立位置偏移的校正时机,转移至步骤S112。另一方面,在判定结果为|dθ|<dθth时,判断为驾驶员进行了保持,转移至步骤S114。
[0123] 在步骤S115中,使计时器TC增计时。
[0124] 在接下来的步骤S116中,判定计时器TC是否比预先决定的时间Tth长。该时间Tth例如为3[sec]左右。在此,在判定结果为TC≤Tth时,判断为不存在驾驶员保持近似直线行驶状态的可能性,直接返回规定的主程序。另一方面,在判定结果为TC>Tth时,驾驶员保持近似直线行驶状态,判断为是中立位置偏移的校正时机,转移至步骤S117。
[0125] 在步骤S117中,判定转轮角θs与转向角θw的中立位置偏移量Δθ(=θs-θw)是否大于预先决定的阈值θ2。该阈值θ2例如为6[deg]左右。在此,在判定结果为Δθ≤θ2时,判断为未产生中立位置偏移或者即使产生了中立位置偏移也处于能够允许的范围内,转移至步骤S118。另一方面,在判定结果为Δθ>θ2时,判断为产生了中立位置偏移,转移至步骤S119。
[0126] 在步骤S118中,将检测标志复位为fn=0后返回规定的主程序。
[0127] 在步骤S119中,实施中立位置偏移的校正处理后返回规定的主程序。
[0128] 在中立位置偏移的校正处理中,首先设定校正角,该校正角用于降低同转轮角θs相应的目标转向角与实际转向角之间的偏离。然后,根据该校正角来校正电流指令值,根据校正后的电流指令值对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制,由此逐渐地消除中立位置偏移。
[0129] 以上为中立位置偏移的校正处理。
[0130] 接着,说明稳定性控制。
[0131] 稳定性控制是指在路面容易打滑或进行了障碍物的紧急避让而检测出后轮的侧滑倾向(转向过度)、前轮的侧滑倾向(转向不足)时,通过发动机控制和制动器控制来提高转弯行驶时的稳定性。该稳定性控制被称为VDC(Veh icle Dynamics Control:车辆动态控制)、ESC(Electric Stability Control:电子稳定性控制)等。
[0132] 在此,说明稳定性控制的概要结构。
[0133] 图4是稳定性控制的系统结构图。
[0134] 在稳定性控制中,VDC控制器81(VDC-ECU)根据来自各种传感器的检测值来执行稳定性控制。各种传感器例如包括车轮速度传感器82、横摆率传感器83、加速度传感器84等。另外,VDC控制器81经由通信线74而与第一转向控制器71、第二转向控制器72、反作用力控制器73等其它控制器以能够相互通信的方式连接而还被输入例如转轮角信号。
[0135] 车轮速度传感器82检测各车轮的车轮速度VwFL~VwRR。该车轮速度传感器82例如通过检测电路来检测传感器转子的磁力线,将伴随传感器转子的旋转而发生的磁场的变化转换为电流信号后输出到VDC控制器81。VDC控制器81根据所输入的电流信号来判断车轮速度VwFL~VwRR。
[0136] 横摆率传感器83检测车体的横摆率γ。该横摆率传感器83被设置在成为簧上部分的车体上,例如通过交流电压使包含晶音叉的振子振动,然后将由于角速度输入时的科氏力而产生的振子的变形量转换为电信号后输出到VDC控制器81。VDC控制器81根据所输入的电信号来判断车辆的横摆率γ。此外,VDC控制器81将右转弯设为正值来进行处理,将左转弯设为负值来进行处理。
[0137] 加速度传感器84检测车辆前后方向的加减速度。该加速度传感器84例如以静电电容的变化来检测可动电极相对于固定电极的位置位移,转换为与加减速度及方向成比例的电压信号后输出到VDC控制器81。VDC控制器81根据所输入的电压信号来判断加减速度。此外,VDC控制器81将加速设为正值来进行处理,将减速设为负值来进行处理。
[0138] VDC控制器81执行稳定性控制处理,经由驱动力控制装置85来控制驱动力并且经由制动控制装置86来控制制动力,使得车辆的转弯行为与目标转弯行为一致。
[0139] 驱动力控制装置85控制旋转驱动源的驱动力。例如,如果旋转驱动源是发动机,则通过调整节气的开度、燃料喷射量、点火时期等来控制发动机输出(转速、发动机扭矩)。如果旋转驱动源是马达,则经由逆变器来控制马达输出(转速、马达扭矩)。
[0140] 作为驱动力控制装置85的一例,说明对节气阀的开度进行控制的电子控制节气门的结构。
[0141] 图5是电子控制节气门的系统结构图。
[0142] 在吸气管路41(例如进气歧管)内轴支承有沿径向延伸的节气门轴42,在该节气门轴42上固定有具有比吸气管路41的内径小的直径的圆盘状的节气阀43。另外,在节气门轴42上,经由减速机44连结有节气门马达45。
[0143] 因而,在使节气门马达45旋转来使节气门轴42的旋转角变化时,节气阀43将吸气管路41内关闭或打开。即,在节气阀43的面方向沿着与吸气管路41的轴垂直的方向时,节气门开度为全闭位置,在节气阀43的面方向沿着吸气管路41的轴方向时,节气门开度为全开位置。此外,在节气门马达45、马达驱动系统、加速踏板传感器46系统、节气门传感器49系统等发生了异常的情况下,对节气门轴42机械地施加向打开方向的力使得节气阀43从全闭位置打开规定量。
[0144] 设加速踏板传感器46为双系统,检测加速踏板47的踩踏量(操作量)即踏板开度PPO。加速踏板传感器46例如是电位计,将加速踏板47的踏板开度转换为电压信号后输出到发动机控制器48。发动机控制器48根据所输入的电压信号来判断加速踏板47的踏板开度PPO。
[0145] 设节气门传感器49为双系统,检测节气阀43的节气门开度SPO。该节气门传感器49例如是电位计,将节气阀43的节气门开度转换为电压信号后输出到发动机控制器48。发动机控制器48根据所输入的电压信号来判断节气阀43的节气门开度SPO。此外,在节气阀43处于全闭位置时,节气门开度SPO为0%,在节气阀43位于全开位置时,节气门开度SPO为100%。
[0146] 发动机控制器48通常根据踏板开度PPO来设定目标节气门开度SPO*,根据该目标节气门开度SPO*与实际的节气门开度SPO的偏差ΔPO来设定马达控制量。而且,将该马达控制量转换为占空比,利用脉冲状的电流值对节气门马达45进行驱动控制。另外,发动机控制器48在接收到来自控制器的驱动指令时,优先执行该驱动指令来对节气门马达45进行驱动控制。例如在接收到降低驱动力的驱动指令时,对与踏板开度PPO相应的目标节气门开度SPO*进行减少校正来对节气门马达45进行驱动控制。
[0147] 以上为驱动力控制装置85的说明。
[0148] 接着,说明制动控制装置86。
[0149] 制动控制装置86控制各车轮的制动力。例如通过在制动防抱死控制(ABS)、牵引力控制(TCS)等中使用的制动致动器来控制设置于各车轮的轮缸的液压。
[0150] 作为制动控制装置86的一例,说明制动致动器的结构。
[0151] 图6是制动致动器的概要结构图。
[0152] 制动致动器87插入安装在主缸88与各轮缸89FL~89RR之间。
[0153] 主缸88是根据驾驶员的踏板踏力生成两个系统的液压的串列式,采用了将主侧传递给左前轮的轮缸89FL和右后轮的轮缸89RR、将副侧传递给右前轮的轮缸89FR和左后轮的轮缸89RL的对角分路方式。
[0154] 各轮缸89FL~89RR内置于利用制动垫片夹压转子盘来产生制动力的盘式制动器、将制动片按压于刹车鼓的内周面来产生制动力的鼓式制动器
[0155] 主侧具备第一闸阀61A、进给阀62FL(62RR)、蓄能器63、排出阀64FL(64RR)、第二闸阀65A、66以及减振室67。
[0156] 第一闸阀61A是能够关闭主缸88与轮缸89FL(89RR)之间的流路的常开型的阀。进给阀62FL(62RR)是能够关闭第一闸阀61A与轮缸89FL(89RR)之间的流路的常开型的阀。蓄能器63连通在轮缸89FL(89RR)与进给阀62FL(62RR)之间。排出阀64FL(64RR)是能够打开轮缸89FL(89RR)与蓄能器63之间的流路的常闭型的阀。第二闸阀65A是能够打开将主缸88与第一闸阀61A之间同蓄能器63与排出阀64FL(64RR)之间连通的流路的常闭型的阀。泵66将吸入侧连通在蓄能器63与排出阀64FL(64RR)之间,并且将吐出侧连通在第一闸阀61A与进给阀62FL(62RR)之间。减振室67设置于泵66的吐出侧,抑制所吐出的制动液的脉动,使踏板振动减弱。
[0157] 另外,副侧也与主侧同样地具备第一闸阀61B、进给阀62FR(62RL)、蓄能器63、排出阀64FR(64RL)、第二闸阀65B、泵66以及减振室67。
[0158] 第一闸阀61A/61B、进给阀62FL~62RR、排出阀64FL~64RR以及第二闸阀65A/65B分别是2口2位切换单螺线管弹簧移位式的电磁操作阀。另外,构成为第一闸阀61A/61B和进给阀62FL~62RR以非励磁的正常位置打开流路,排出阀64FL~64RR和第二闸阀65A/65B以非励磁的正常位置关闭流路。
[0159] 另外,蓄能器63包括使压缩弹簧与缸体的活塞对置的弹簧型的蓄能器。
[0160] 另外,泵66包括能够与负荷压力无关地确保大致固定的吐出量的齿轮泵、活塞泵等容积式的泵。
[0161] 根据上述结构,当以主侧为例进行说明时,在第一闸阀61A、进给阀62FL(62RR)、排出阀64FL(64RR)以及第二闸阀65A都处于非励磁的正常位置时,来自主缸88的液压被直接传递给轮缸89FL(89RR),形成常规制动。
[0162] 另外,即使制动踏板处于非操作状态,也在使进给阀62FL(62RR)和排出阀64FL(64RR)处于非励磁的正常位置的状态下对第一闸阀61A进行励磁将其关闭,并且对第二闸阀65A进行励磁将其打开,并且驱动泵66,由此经由第二闸阀65A吸入主缸88的液压,将吐出的液压经由进给阀62FL(62RR)传递至轮缸89FL(89RR)来进行增压
[0163] 另外,在第一闸阀61A、排出阀64FL(64RR)以及第二闸阀65A处于非励磁的正常位置时,当对进给阀62FL(62RR)进行励磁将其关闭时,从轮缸89FL(89RR)向主缸88和蓄能器63的各个流路被切断,轮缸89FL(89RR)的液压被保持。
[0164] 并且,在第一闸阀61A和第二闸阀65A处于非励磁的正常位置时,当对进给阀62FL(62RR)进行励磁将其关闭并且对排出阀64FL(64RR)进行励磁将其打开时,轮缸89FL(89RR)的液压流入蓄能器63而被减压。流入蓄能器63的液压被泵66吸入,返回到主缸88。
[0165] 关于副侧,常规制动/增压/保持/减压的动作也与上述主侧的动作相同,因此省略其详细说明。
[0166] 制动控制器68通过对第一闸阀61A/61B、进给阀62FL~62RR、排出阀64FL~64RR、第二闸阀65A/65B以及泵66进行驱动控制,来对各轮缸89FL~89RR的液压进行增压/保持/减压。
[0167] 此外,在本实施方式中,采用了将制动系统分割为左前/右后和右前/左后的对角分路方式,但是不限定于此,也可以采用分割为前左右和后左右的前后分路方式。
[0168] 另外,在本实施方式中,采用了弹簧式的蓄能器63,但不限定于此,只要能够暂时储存从各轮缸89FL~89RR抽出的制动液并高效地进行减压即可,因此可以是重锤式、气体压缩直压式、活塞式、金属波纹管式、隔膜式、气囊式、直列式等任意的形式。
[0169] 另外,在本实施方式中,构成为第一闸阀61A/61B和进给阀62FL~62RR以非励磁的正常位置打开流路、排出阀64FL~64RR和第二闸阀65A/65B以非励磁的正常位置关闭流路,但是不限定于此。总之,只要能够进行各阀的开闭即可,因此也可以使得第一闸阀61A/61B和进给阀62FL~62RR以励磁后的偏置位置打开流路、排出阀64FL~64RR和第二闸阀65A/65B以励磁后的偏置位置关闭流路。
[0170] 制动控制器68通常按照防滑控制、牵引力控制、稳定性控制来对制动致动器进行驱动控制,由此控制各轮缸89FL~89RR的液压。另外,制动控制器68在接收到来自控制器的驱动指令时,优先执行该驱动指令来对制动致动器进行驱动控制。例如在接收到使四个轮缸中的规定的轮缸增压的驱动指令时,对常规的目标液压进行增加校正来对制动致动器进行驱动控制。
[0171] 以上为制动控制装置86的说明。
[0172] 接着,说明由VDC控制器81执行的稳定性控制处理。
[0173] 图7是表示稳定性控制处理的流程图。
[0174] 首先,在步骤S131中,读入由横摆率传感器83检测出的实际的横摆率(实际横摆率)γ。
[0175] 在接下来的步骤S132中,根据车速V和转轮角θs来设定车辆的目标横摆率γ*。
[0176] 在接下来的步骤S133中,计算从目标横摆率γ*减去实际横摆率γ得到的横摆率偏差Δγ。
[0177] 在接下来的步骤S134中,判定检测标志是否被复位为fn=0。在此,在判定结果为fn=0时,判断为未发生中立位置偏移,转移至步骤S135。另一方面,在判定结果为fn=1时,判断为发生了中立位置偏移,转移至步骤S136。
[0178] 在步骤S135中,将预先决定的值Δγ1设定为针对横摆率偏差Δγ的阈值Δγth,之后转移至步骤S137。预先决定的值Δγ1是用于判断车辆是否为既没有转向过度倾向也没有转向不足倾向的近似中性转向的值。
[0179] 在步骤S136中,将在比Δγ1大的范围内预先决定的值Δγ2设定为针对横摆率偏差Δγ的阈值Δγth,之后转移至步骤S137。预先决定的值Δγ2被设定在比Δγ1大的范围内,因此容易判断为是中性转向,也就是说,难以判断为是转向过度倾向或者是转向不足倾向。
[0180] 在步骤S137中,判定横摆率偏差的绝对值|Δγ|是否大于阈值Δγth。在此,在判定结果为|Δγ|≤Δγth时,判断为车辆是既没有转向过度倾向也没用转向不足倾向的近似中性转向,使稳定性控制(VDC功能)成为非工作状态,就这样返回规定的主程序。另一方面,在判定结果为|Δγ|>Δγth时,判断为车辆处于转向过度倾向或转向不足倾向,转移至步骤S138。
[0181] 在步骤S138中,判定横摆率偏差Δγ是否小于0。在此,在判定结果为Δγ<0时,判断为实际横摆率γ相对于目标横摆率γ*而言过大、即处于转向过度(OS)倾向,转移至步骤S139。另一方面,在判定结果为Δγ>0时,判断为实际横摆率γ相对于目标横摆率γ*而言不足、即处于转向不足(US)倾向,转移至步骤S140。
[0182] 在步骤S139中,为了抑制车辆的转向过度倾向而进行稳定性控制(VDC功能),之后返回规定的主程序。具体地说,抑制发动机输出,并且通过转弯外侧的例如前后轮进行制动,产生向转弯外侧调头的围绕重心轴的力矩来抑制转向过度倾向。根据横摆率偏差Δγ与阈值Δγth的差来决定发动机输出的控制量、制动力的控制量。
[0183] 在步骤S140中,为了抑制车辆的转向不足倾向而进行稳定性控制(VDC功能),之后返回规定的主程序。具体地说,通过转弯内侧的例如后轮进行制动,产生向转弯内侧调头的围绕重心轴的力矩来抑制转向不足倾向。根据横摆率偏差Δγ与阈值Δγth的差来决定制动力的控制量。
[0184] 以上为稳定性控制处理。
[0185] <<作用>>
[0186] 接着,说明第一实施方式的作用。
[0187] 在本实施方式中,设置能够对转向输出机构StOUT施加驱动力的第一转向马达M1和第二转向马达M2,执行通过这两个马达使车轮13L和13R转向的2马达SBW模式。由此,能够以线控转向功能实现期望的转向特性。另外,通过设为通过两个马达使车轮13L和13R转向的结构,能够分担转向输出机构StOUT所需的驱动力。因而,与通过一个马达使车轮13L和13R转向的结构相比,能够抑制马达的大型化,布局性也优异。
[0188] 另外,在通过两个马达使车轮13L和13R转向的结构中,无论哪一方的控制系统发生了异常,都能够有效利用未发生异常的另一方的控制系统。即,作为针对仅某一方的控制系统发生了异常的一次故障的自动防故障,能够执行1马达SBW模式、1马达EPS模式。通过这样,无论哪一方的控制系统发生了异常,都能够通过有效利用未发生异常的另一方的控制系统来实现充分地发挥了设置两个马达的优点的自动防故障。另外,作为针对从针对一次故障的自动防故障后剩余的控制系统也发生了异常的二次故障的自动防故障,能够执行手动转向模式。由此,将转向系统机械连结,能够确保直接的转向操作性。
[0189] 另外,当在将点火开关关闭后且离合器19实际被接合之前的期间内进行转向操作时,转轮角θs与转向角θw的关系发生变化,有时会导致中立位置偏移。在该情况下,在使点火开关开启后修正转轮角θs与转向角θw的关系。然而,在转轮角θs与转向角θw的关系得到修正之前,例如可能会发生尽管使车辆直行但是转轮角θs却大于0那样的状况,因此有可能导致使车辆的转弯行为与目标转弯行为一致的稳定性控制的错误动作。
[0190] 因此,在使点火开关从关闭变为开启时,首先执行中立位置偏移检测处理。首先,读入使点火开关从开启变为关闭的时间点的结束时转轮角θs(z)和使点火开关从关闭变为开启的时间点的启动时转轮角θs(n)(步骤S101),计算结束时转轮角θs(z)与启动时转轮角θs(n)的差Δθs(=|θs(z)-θs(n)|)(步骤S102)。然后,在差Δθs大于预先决定的阈值θ1时(步骤S103的判定为“是”),判断为转动了方向盘11而有可能发生了中立位置偏移,将检测标志设置为fn=1(步骤S104)。
[0191] 另一方面,在稳定性控制中,检测实际横摆率γ(步骤S131),根据车速V和转轮角θs设定目标横摆率γ*(步骤S132)来计算这些目标横摆率γ*与实际横摆率γ的横摆率偏差Δγ(步骤S133)。然后,在横摆率偏差的绝对值|Δγ|为阈值Δγth以下时(步骤S137的判定为“否”),不进行稳定性控制。另一方面,在横摆率偏差的绝对值|Δγ|大于阈值Δγth时(步骤S137的判定为“是”),进行稳定性控制。
[0192] 具体地说,在横摆率偏差Δγ小于0时(步骤S138的判定为“是”),处于转向过度(OS)倾向,因此,抑制发动机输出,并且通过转弯外侧的例如前后轮进行制动,产生向转弯外侧调头的围绕重心轴的力矩来抑制转向过度倾向(步骤S139)。另一方面,在横摆率偏差Δγ大于0时(步骤S138的判定为“否”),处于转向不足(US)倾向,因此,通过转弯内侧的例如后轮进行制动,产生向转弯内侧调头的围绕重心轴的力矩来抑制转向不足倾向(步骤S140)。
[0193] 此时,在检测标志为fn=0时(步骤S134的判定为“是”),设定常规的阈值Δγth(=Δγ1)(步骤S135)。另一方面,在检测标志为fn=1时(步骤S134的判定为“否”),设定比常规的Δγ1大的阈值Δγth(=Δγ2)(步骤S136)。即,在发生了中立位置偏移时,使阈值Δγth比未发生中立位置偏移时的阈值大,由此使得难以进行稳定性控制。在像这样发生了中立位置偏移的期间、即无法适当地将车辆的转弯行为与目标转弯行为进行比较的状况下,使得难以进行稳定性控制,因此能够抑制因中立位置偏移导致的稳定性控制的错误动作。
[0194] <<变形例>>
[0195] 在本实施方式中,将横摆率用作转弯行为,但不限定于此,例如也可以将车体侧滑角用作转弯行为。即,也可以设为如下结构:检测侧滑角,并且设定根据车速V和转轮角θs求出的标准侧滑角,在双方的偏差大于预先决定的阈值时,进行稳定性控制。
[0196] 在本实施方式中,设置有第一转向马达M1和第二转向马达M2这两个马达作为对转向输出机构StOUT施加驱动力的马达,但不限定于此,也可以仅设置一个马达。如果像这样减少对转向输出机构StOUT施加驱动力的马达的数量,则能够实现部件件数的削减。
[0197] 在本实施方式中,对转向致动器、反作用力致动器使用了电动马达,但不限定于此。即,只要能够对转向输出机构StOUT施加转向力、对转轮输入机构StIN施加转轮反作用力即可,能够使用螺线管、动力缸等任意的驱动元件。
[0198] <<对应关系>>
[0199] 以上,转轮输入机构StIN对应于“转轮机构”,转向输出机构StOUT对应于“转向机构”,转向轴12对应于“输入轴”,第一小齿轮轴18对应于“输出轴”。另外,第一转向马达M1和第二转向马达M2对应于“转向致动器”,第一转向控制器71、第二转向控制器72对应于“转轮控制部”。另外,步骤S133~S140的处理对应于“制动力控制部”,步骤S131的处理对应于“转弯行为检测部”,步骤S132的处理对应于“目标转弯行为设定部”。
[0200] <<效果>>
[0201] 接着,记述第一实施方式的主要部分的效果。
[0202] (1)本实施方式的车辆用行驶控制装置使得用于控制行驶的稳定性控制工作以使车辆的实际横摆率γ接近目标横摆率γ*。而且,具备通过驾驶员的转向操作来使转向轴12旋转的转轮输入机构StIN、通过小齿轮轴18的旋转来使车轮转向的转向输出机构StOUT以及将转向轴12与小齿轮轴18以能够断开和连接的方式连结的离合器19。具备能够对转向输出机构StOUT施加转向力的第一转向马达M1和第二转向马达M2,在将离合器19断开了的状态下,对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制以实现与驾驶员的转向操作相应的车轮的转向角θw。而且,将转向轴12的中立位置与小齿轮轴18的中立位置不同的情形定义为中立位置偏移,在发生了中立位置偏移的期间,使得难以进行稳定性控制。
[0203] 这样,在发生了中立位置偏移的期间、即无法适当地将车辆的转弯行为与目标转弯行为进行比较的状况下,使得难以进行稳定性控制,因此能够抑制因中立位置偏移导致的稳定性控制的错误动作。
[0204] (2)本实施方式的车辆用行驶控制装置检测车辆的实际横摆率γ,设定车辆的目标横摆率γ*。而且,在实际横摆率γ与目标横摆率γ*的偏差大于预先决定的阈值时,使得进行稳定性控制,在发生了中立位置偏移的期间,使阈值比未发生中立位置偏移时的阈值大,由此使得难以进行稳定性控制。
[0205] 这样,在发生了中立位置偏移的期间,使阈值比未发生中立位置偏移时的阈值大,由此能够容易地使得难以进行稳定性控制。
[0206] (3)本实施方式的车辆用行驶控制装置在由于线控转向而发生了中立位置偏移时,对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制来消除中立位置偏移。
[0207] 这样,通过对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制来消除中立位置偏移,不会始终处于发生了中立位置偏移的状态。因而,能够恢复为常规的稳定性控制。
[0208] (4)本实施方式的车辆用行驶控制装置至少产生左右车轮的制动力差,使得车辆的实际横摆率γ接近目标横摆率γ*。
[0209] 这样,通过利用左右车轮的制动力差,能够使车辆的实际横摆率γ容易地接近目标横摆率γ*。
[0210] (5)在点火开关从开启变为关闭的时间点的结束时转轮角θs(z)与之后点火开关初次从关闭变为开启的时间点的启动时转轮角θs(n)不同的情况下,本实施方式的车辆用行驶控制装置使得在转向控制部消除中立位置偏移之前难以进行稳定性控制。
[0211] 这样,通过将结束时转轮角θs(z)与启动时转轮角θs(n)进行比较,能够简单且容易地掌握是否发生了中立位置偏移。因而,能够迅速地抑制稳定性控制的工作。
[0212] (6)本实施方式的车辆用行驶控制装置通过线控转向,在点火开关开启时,在将离合器19断开的状态下,对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制以实现与驾驶员的转向操作相应的车轮的转向角θw。另外,在点火开关关闭时,在将离合器19接合的状态下,停止第一转向马达M1和第二转向马达M2的驱动控制。
[0213] 这样,在点火开关关闭时,通过将离合器19接合,能够将中立位置偏移的发生抑制到最小限度。
[0214] (7)在本实施方式的车辆用行驶控制方法中,进行用于控制行驶的稳定性控制以使车辆的实际横摆率γ接近目标横摆率γ*。而且,在通过驾驶员的转向操作来使转向轴12旋转的转轮输入机构StIN与通过小齿轮轴18的旋转来使车轮转向的转向输出机构StOUT之间插入安装将转向轴12与小齿轮轴18以能够断开和连接的方式连结的离合器19。而且,设置能够对转向输出机构施加转向力的第一转向马达M1和第二转向马达M2,在将离合器19断开的状态下,对第一转向马达M1和第二转向马达M2进行驱动控制以实现与驾驶员的转向操作相应的车轮的转向角θw。而且,将转向轴12的中立位置与小齿轮轴18的中立位置不同的情形定义为中立位置偏移,使得在发生了中立位置偏移的期间难以进行稳定性控制。
[0215] 这样,在发生了中立位置偏移的期间、即无法适当地将车辆的转弯行为与目标转弯行为进行比较的状况下,使得难以进行稳定性控制,因此能够抑制因中立位置偏移导致的稳定性控制的错误动作。
[0216] 以上,本申请主张优先权的日本特许出愿P2013-003883(2013年1月11日申请)的全部内容作为引用例包含在本说明书中。
[0217] 在此,参照有限数量的实施方式进行了说明,但是权利范围不限定于这些实施方式,基于上述公开的实施方式的改变对于本领域技术人员来说是不言而喻的。
[0218] 附图标记说明
[0219] 11:方向盘;12:转向轴;13L和13R:车轮;14:转向节臂;15:转向横拉杆;16:齿条轴;17:小齿轮;18:第一小齿轮轴;19:离合器;StIN:转轮输入机构;StOUT:转向输出机构;31:齿条齿轮;32:蜗轮蜗杆;M1:第一转向马达;33:旋转变压器;34:扭矩传感器;A1:第一致动器;35:小齿轮;36:第二小齿轮轴;37:齿条齿轮;38:蜗轮蜗杆;M2:第二转向马达;39:旋转变压器;A2:第二致动器;51:反作用力马达;52:旋转变压器;53:转轮角传感器;71:第一转向控制器;72:第二转向控制器;73:反作用力控制器;74:通信线;75:通信线;81:VDC控制器;82:车轮速度传感器;83:横摆率传感器;84:加速度传感器;85:驱动力控制装置;86:制动控制装置。
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