用于车辆动力转向的控制装置制造方法及图纸

一种新颖的用于车辆动力转向装置或系统的控制装置得到改善，即使当ＶＳＣ作用的情况下也能提供优越的转向收敛性，同时保证正常情况下的转向平稳性。在该控制装置中，通过动力转向装置而被加在转向力矩上的总修正力矩的目标值，是基于转向辅助力矩（根据至少一个转向力矩而计算得出）、转向收敛力矩（根据转向速度而计算得出）、以及特性恶化抑制力矩而计算得出，该特性恶化抑制力矩用于抑制不必要的转向运动，这种不必要的转向运动在车辆发生过多转向或不足转向时会引起车辆特性的进一步恶化。在这种计算中，当预定条件得到满足时，总修正力矩目标值中的车辆特性恶化抑制力矩目标值的贡献量得到补偿，使之高于总修正力矩目标值中的转向收敛力矩目标值的贡献量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制装置，用于控制安装在车辆(例如，汽车)上的动力转向装置，更明确地，涉及一种控制由动力转向装置产生的扭矩和/或力，用于辅助驾驶员的转向操作以及稳定车辆的特性。
技术介绍
在一种装备于车辆上的现代动力转向系统中，用于辅助驾驶员的转向操作而作用在转向轮上的力矩/力是基于车辆运行条件的参数——如车速——而受到控制的。到目前为止，除了具有减小转动转向轮所需力矩(转向力矩)的作用之外，动力转向系统及其控制装置被设计成很多形式，为驾驶员在驾驶车辆的过程中提供舒适性和安全性。在某些动力转向系统中，受到控制而在与方向盘旋转速度(方向盘转动角的变化率)相反的方向上增加或减小的力矩用于提供给转向机构而驱动转向轮，也作为决定于转向力矩的转向辅助力矩。这种力矩，通常被称作为“阻尼控制力矩”或“转向汇合力矩”，用于抑制方向盘的惯性转动或角动量，而改善“转向收敛特性”，换言之，控制转向角而防止过度转向以及/或者转向系统的波动，或者稳定转向系统的角位置，而防止方向盘在转动或释放时车体发生左右摇晃。设计用于产生这种阻尼控制力矩的电子动力转向系统(EPS)的实施例，可以参见日本专利No.2568817以及日本专利No.63-291769。在这些公开的专利中，用于电动马达以驱动齿条-齿轮机构的齿条的一个输入当前值，是基于目标转向辅助力矩值和目标阻尼控制力矩值的和而决定的，所述的转向辅助力矩值和目标阻尼控制力矩值，分别作为转向力矩和转向角速度的函数而计算得出，并使用车速进行优化。由于通过阻尼控制力矩的应用而改善了转向收敛特性，车辆的行驶方向得以平稳地固定，从而改善了行驶车辆的直线行驶稳定能力。但是，过大的阻尼控制力矩会使方向盘的转动平稳性变坏。若由于阻尼控制力矩的过分作用而使转动方向盘所需的转向力矩过大，当驾驶员想相对快速地或连续地转动方向盘时，他就会觉得这种操作十分沉重。因此，为了保证驾驶以及/或转向的舒适性，应当同时考虑驾驶员的操作而对阻尼控制力矩进行控制。另外，当车辆的特性变坏，即，发生过度转向或不足转向，车体的强烈往复偏转运动会使转向轮和方向盘不稳定，极大地使转向收敛性变差。虽然车辆稳定控制系统(VSC)——假如装备在车辆上——可以产生“抗自旋”或“抗飘出”横摆力矩，以抑制有害的横摆运动，但在转向轮的角位置容易发生波动时，VSC也会变得无效。另外，在发生过度转向或不足转向时，由于强烈的路面反作用以及驾驶员的恐慌转向动作而引起的不必要的转向运动会进一步使车辆特性变坏。为了在车辆特性出现恶化的情况下恢复转向收敛性，需要在转向轮上产生一个较大的力矩，以抵消它们不必要的转动。但是这种力矩对于在正常行驶条件下转向平稳所需的阻尼控制力矩来说又是太大了。到目前为止，在阻尼控制力矩的传统控制策略中，很少考虑到为了在车辆特性恶化的条件下恢复转向收敛性而所需的较大力矩。因此，用于动力转向系统的控制装置可以结合转向收敛的力矩控制，特别是在车辆特性恶化的条件下，而得到更加适当的改善。对于这种控制装置，在正常行驶的条件下也可以保证转向的平稳性。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种新颖的用于车辆动力转向装置或系统的控制装置，经过改善的该控制装置，不管车辆特性是否出现恶化，或者车辆是否装备有VSC，都可以提供更理想的转向收敛特性，同时又能够保证在正常行驶条件(车辆特性没有恶化的情况)下的转向平稳性。装备有该创新控制装置的该车辆，具有一个方向盘(驾驶盘)，转向轮，一个用于驱动转向轮转过一个预定角度的动力转向装置，以及至少一个监测车辆特性条件的传感器。该动力转向装置在转向轮上施加一个力矩，根据该创新控制装置确定出的一个目标值以及由驾驶员施加在方向盘上的转向力矩而控制转向轮的转向角。总修正力矩的目标值(TMT)，用于通过动力转向装置而加在转向力矩的总力矩，根据下列至少三个目标力矩而计算得出至少基于转向力矩计算得出的转向辅助力矩(SAT)；至少基于转向速度(转向角的变化率)计算得出的转向收敛力矩(SCT)；以及用于抑制不必要的转向运动的特性恶化抑制力矩(BDST)。在传统的系统中，很少有针对车辆过多转向或不足转向所引起的转向收敛性恶化的情况而采取有效的措施。但在该创新装置中，BDST通过动力转向装置而作用在转向轮上，用于即使在车辆特性已经恶化的情况下也能恢复或者保持理想的转向收敛特性。然后，通过BDST的作用而抑制或消除转向轮不必要的转向角波动，用于抑制特性恶化的VSC的作用也会变得更加有效。另外，由于通常用于在过多转向或不足转向的情况下抑制不必要的转向运动所需的力矩过大，不适用于正常条件下的SCT，因此，仅在满足一定的条件下，才对TMT目标值的BDST的贡献量作补偿，使其高于TMT目标值的SCT贡献量，这样就保证了驾驶员转动方向盘的平稳性。因此，目标BDST的值可以设定得比目标SCT值大。考虑到BDST会降低转向的平稳性，为了在适当的时机施加BDST，开启并增大TMT中的BDST贡献量的预定条件需要在指示车辆特性恶化的一个指示值超过一个基准值时才被判断满足。对于这样的一个指示值，更特别地，更有利的是使用一个指示车辆过多转向或者不足转向程度的一个指示值。众所周知，结合VSC可以很成功地判断出车辆的特性情况。因此，在VSC中应用的这种标准可以有利地被用来在转向角发生不必要的波动以及车辆特性有发生恶化的可能时作用BDST，同时可以维持正常条件下的转向平稳性。例如，上述用于这种功能的指示值可以是车体的一个实际横摆率与目标横摆率之间的差。在判断是否满足预定的条件时，优选地也参考车辆的速度。当车速较低时，由于车辆特性恶化而引起的转向收敛性变差的可能也相对较低。这样，为了避免在不是很必要的时候作用BDST，仅在车速超过一个车速基准值的情况下当指示值超过基准值时，才判断该预定条件被满足，这样就可以避免BDST错误地降低转向平稳性。但是，相对于需要SCT的条件，真正需要BDST的条件应当更快速地被修正。因此，如果满足预定条件，相对SCT，BDST可以在一个更低的车速下作用。另外，理想的情况是在车辆特性高度恶化之前就作用BDST，这样可以避免为了修正转向收敛性而需要更大的力矩。因此，优选地，上述的基准值应当设定为与特性控制的开启(通过对车轮控制制动和驱动力)同时或之前指示值超过该基准值。另一方面，即使当预定条件不满足的时候，优选地，TMT目标值中的BDST目标值贡献量也在一段预定的时间内保持高于TMT目标值中的SCT目标值贡献量。在某些条件下，例如，有可能车辆特性是在过多转向和不足转向之间变换，或者是在相反两侧(左和右)的过多转向之间变换。在这些情况下，即使不中断BDST的作用，设定用于增大BDST贡献的预定条件也即时或临时地转变为不满足。这样，高的BDST的贡献可以如上述那样得以保持。在一个实施例中，当预定条件不满足时，TMT目标值是基于SAT和SCT的目标值而计算得出，而当预定条件满足时，TMT目标值是基于SAT和BDST的目标值而计算得出。在另一个实施例中，TMT目标值可以是基于SAT以及SCT和BDST的加权和而计算得出，其中，随着指示特性恶化的指示值的增大，BDST的加权也可以相对SCT的加权而增大，结果是可以在BDST和SCT之间平稳地变换。S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆的电子驱动动力转向装置的装置，该装置根据至少一个转向力矩而计算出转向辅助力矩的一个目标值；根据至少一个转向速度而计算出转向收敛力矩的一个目标值；根据至少转向辅助力矩和转向收敛力矩的目标值而计算出用动力转向装置产生的总修正力矩的一个目标值；并根据该目标总修正力矩对动力转向装置进行控制；其特征在于，该装置进一步计算出在车辆发生过多转向或不足转向时车辆特性恶化抑制力矩的一个目标值，该车辆特性恶化抑制力矩用于抑制引起车辆特性恶化的转向运动，并在满足一个预定条件时，补偿总修正力矩目标值中的车辆特性恶化抑制力矩目标值的贡献量，使之高于总修正力矩目标值中的转向收敛力矩目标值的贡献量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：土屋义明，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]