CN106553689B - 车辆用的估计舵角算出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆用的估计舵角算出装置，即使因车辆的加速、减速而车轮打滑或抱死，也能抑制估计舵角的精度降低。若在转弯中进行加速，则驱动轮即前轮(WFL、WFR)的轮胎抓地力变大，前轮(WFL、WFR)的车轮速度差(ωfl‑ωfr)变小，相对于实际舵角(θact)的估计舵角(θes)处于变小的倾向，但通过对应于加速器开度(Ap)来增加相对于估计舵角(θes)的后轮侧的第2贡献率(R2)(特性206)，减小前轮侧的第1贡献率(R1)(特性204)，从而能抑制所述倾向导致的估计舵角(θes)的精度降低。

Description

车辆用的估计舵角算出装置

技术领域

本发明涉及基于车辆的车轮速度来算出所述车辆的估计舵角的车辆用的估计舵角算出装置。

背景技术

在专利文献1所公开的电动助力转向装置的控制舵角运算部中，对使用前轮侧的左右轮的车轮速度而估计出的操向轮(转向轮)的第1估计舵角和使用后轮侧的左右轮的车轮速度而估计出的所述操向轮的第2估计舵角取平均，来求取平均估计舵角(专利文献1的第28页的(6)式)。

另外，在专利文献1中，记载了成为算出所述第1估计舵角和所述第2估计舵角的基础的基于Ackermann-Jeantaud理论的数式(专利文献1的第4页的(1)式以及(2)式、图18)。

专利文献

专利文献1：国际公开WO2011/048702号

在专利文献1中，记载了通过使用平均估计舵角，能够形成即使车轮速度的任一者为异常也难以受到该异常的影响的强健的冗余***(专利文献1的第28页)。

但是，在因车辆的加速、减速而车轮打滑(空转)或抱死从而在所述第1估计舵角以及所述第2估计舵角中发生错乱的情况下，用所述平均估计舵角就不再能保证精度，关于这一点，专利文献1并未提及，有改良的余地。

发明内容

本发明考虑这样的课题而提出，其目的在于，提供一种车辆用的估计舵角算出装置，即使因车辆的加速、减速而车轮打滑或抱死，在所述第1估计舵角以及所述第2估计舵角中发生了错乱，也能提高估计舵角的精度(抑制估计舵角的精度降低)。

本发明所涉及的车辆用的估计舵角算出装置具备：前轮车轮速度差算出部，其检测车辆的左右前轮的各车轮速度，算出所述左右前轮的前轮车轮速度差；后轮车轮速度差算出部，其检测所述车辆的左右后轮的各车轮速度，算出所述左右后轮的后轮车轮速度差；第1估计舵角算出部，其基于所述前轮车轮速度差来算出第1估计舵角；第2估计舵角算出部，其基于所述后轮车轮速度差来算出第2估计舵角；加速器开度传感器，其检测所述车辆的加速器开度；和估计舵角算出部，其算出所述车辆的估计舵角，所述估计舵角算出部基于所述加速器开度来算出所述第1估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角，并且基于所述加速器开度来算出所述第2估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角，将所述第1贡献份额估计舵角和所述第2贡献份额估计舵角合成而算出所述车辆的估计舵角。

根据本发明，基于加速器开度对基于前轮车轮速度左右差的第1估计舵角和基于后轮车轮速度左右差的第2估计舵角进行加权并合成，从而算出估计舵角，因此能抑制因以加速时的轮胎打滑(车轮打滑)为原因的车轮速度的错乱而导致的估计舵角的精度降低。

在该情况下，所述加速器开度越大，则所述估计舵角算出部使第1估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角越小，并且使第2估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角越大，由此能防止加速时的控制输出值即估计舵角的骤变(失控)。

本发明所涉及的车辆用的估计舵角算出装置具备：前轮车轮速度差算出部，其检测车辆的左右前轮的各车轮速度，算出所述左右前轮的前轮车轮速度差；后轮车轮速度差算出部，其检测所述车辆的左右后轮的各车轮速度，算出所述左右后轮的后轮车轮速度差；第1估计舵角算出部，其基于所述前轮车轮速度差来算出第1估计舵角；第2估计舵角算出部，其基于所述后轮车轮速度差来算出第2估计舵角；加速器开度变化量检测部，其检测所述车辆的加速器开度变化量；和估计舵角算出部，其算出所述车辆的估计舵角，所述估计舵角算出部基于所述加速器开度变化量来算出所述第1估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角，并且基于所述加速器开度变化量来算出所述第2估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角，将所述第1贡献份额估计舵角和所述第2贡献份额估计舵角合成而算出所述车辆的估计舵角。

根据本发明，基于加速器开度变化量对基于前轮车轮速度左右差的第1估计舵角和基于后轮车轮速度左右差的第2估计舵角进行加权并合成，从而算出估计舵角，因此能抑制因以加速时的轮胎打滑(车轮打滑)为原因的车轮速度的错乱而导致的估计舵角的精度降低。

在该情况下，加速器开度变化量越大，则所述估计舵角算出部使第1估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角越小，并且使第2估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角越大，由此能防止加速时的控制输出值即估计舵角的骤变(失控)。

本发明所涉及的车辆用的估计舵角算出装置具备：前轮车轮速度差算出部，其检测车辆的左右前轮的各车轮速度，算出所述左右前轮的前轮车轮速度差；后轮车轮速度差算出部，其检测所述车辆的左右后轮的各车轮速度，算出所述左右后轮的后轮车轮速度差；第1估计舵角算出部，其基于所述前轮车轮速度差来算出第1估计舵角；第2估计舵角算出部，其基于所述后轮车轮速度差来算出第2估计舵角；制动器踏力检测部，其检测所述车辆的制动器踏力；和估计舵角算出部，其算出所述车辆的估计舵角，所述估计舵角算出部基于所述制动器踏力来算出所述第1估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角，并且基于所述制动器踏力来算出所述第2估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角，将所述第1贡献份额估计舵角和所述第2贡献份额估计舵角合成而算出所述车辆的估计舵角。

根据本发明，基于制动器踏力对基于前轮车轮速度左右差的第1估计舵角和基于后轮车轮速度左右差的第2估计舵角进行加权并合成，因此能抑制因以减速时的车轮抱死等为原因的车轮速度的错乱而导致的估计舵角的精度降低。

在该情况下，制动器踏力越大，则所述估计舵角算出部使第1估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角越小，并且使第2估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角越大，因此能防止减速时的控制输出值即估计舵角的骤变(失控)。

发明效果

根据本发明，即使因车辆的加速、减速而车轮打滑或抱死，从而在第1估计舵角以及第2估计舵角中发生错乱，也能提高估计舵角的精度(抑制估计舵角的精度降低)。即，即使车辆加速、减速，也能保证估计舵角的准确性。

附图说明

图1是组装有本发明的第1实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置的电动助力转向装置的简要构成图。

图2是用于说明Ackermann-Jeantaud理论的变量的、各车轮以公共的转弯中心进行转弯的车辆的俯视示意图。

图3A是以前轮车轮速度左右差为变量的第1估计舵角的特性图。图3B是以后轮车轮速度左右差为变量的第2估计舵角的特性图。

图4A是表示Ackermann率相对于车轮转角的变化的特性图。

图4B是表示第1估计舵角相对于实际舵角的精度随着Ackermann率的降低而变低的说明图。

图5是转弯时相对于实际舵角后轮侧的估计舵角比前轮侧的估计舵角有所延迟的说明图。

图6是表示第1实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置的主要部分的估计舵角算出部的构成的框图。

图7是用于说明第1实施方式、第1实施方式的变形例以及第2实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置的动作的流程图。

图8是表示第1实施方式的变形例所涉及的车辆用的估计舵角算出装置的主要部分的估计舵角算出部的构成的框图。

图9是组装有本发明的第2实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置的电动助力转向装置的简要构成图。

图10是表示第2实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置的主要部分的估计舵角算出部的构成的框图。

标号说明

10、10A、10B 电动助力转向装置

12 方向盘

14 转向轴

22 齿条/小齿轮机构

26 车轮速度传感器

27 减速机构

28 加速器开度传感器

30 电动机

54、54A、54B 估计舵角算出部

100、100A、100B 估计舵角算出装置

具体实施方式

以下，针对本发明所涉及的车辆用的估计舵角算出装置举出合适的实施方式，参考附图来进行说明。

[第1实施方式]

图1是组装有本发明的第1实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100的电动助力转向装置(EPS装置)10的简要构成图。

搭载于车辆(未图示)的电动助力转向装置10构成为对与方向盘12连结的转向轴14赋予对驾驶者所给出的操向转矩进行辅助的转矩(辅助转矩)。

转向轴14的上端与方向盘12连结，在下端安装小齿轮16。配置有设有与该小齿轮16啮合的齿条18的齿条轴20。

由小齿轮16和齿条18形成齿条/小齿轮机构22。在齿条轴20的两端设置横拉杆24，在各横拉杆24的外侧端安装前轮(操向轮且驱动轮)WF(左前轮WFL和右前轮WFR)。另外，虽未图示，但后轮(从动轮)WR(左后轮WRL和右后轮WRR)安装在后轮车轴的两端。

对于转向轴14，经由动力传递机构即减速机构27设置电动机(无电刷电动机或电刷电动机)30。电动机30输出用于辅助所述操向转矩的旋转力。该旋转力作为上述辅助转矩，经由减速机构27而增力，并赋予给转向轴14。

在转向轴14还设置操向转矩传感器32。操向转矩传感器32在驾驶者操作方向盘12而产生的所述操向转矩施加到转向轴14时，检测施加到转向轴14的该操向转矩的大小和方向，输出与检测到的操向转矩的大小相应的电信号即操向转矩Ts和方向。操向转矩传感器32例如利用扭力杆来构成。另外，在以下的说明中，为了避免烦杂，设操向转矩Ts中还包含了操向方向。

在电动助力转向装置10的搭载车辆上进一步搭载各种传感器，将检测并输出与该车辆的行驶速度对应的电信号即车速Vs的车速传感器36设置在未图示的变速器等中。

另外，在4轮的各车轮(左前轮WFL、右前轮WFR、左后轮WRL、以及右后轮WRR)分别安装车轮速度传感器26(左前轮车轮速度传感器26fl、右前轮车轮速度传感器26fr、左后轮车轮速度传感器26rl、右后轮车轮速度传感器16rr)，分别检测并输出车轮速度ω(左前轮车轮速度ωfl、右前轮车轮速度ωfr、左后轮车轮速度ωrl、右后轮车轮速度ωrr)。

进一步地，在未图示的节气门设置有检测并输出基于驾驶者对加速器踏板(未图示)的操作而被控制的节气门的开度(称作加速器开度Ap)的加速器开度传感器28。

进而，另外，在电动机30安装有检测并输出电动机旋转速度(旋转数)Nm和电动机的旋转方向的解算器等旋转数传感器38。

进而，另外，电动助力转向装置10具备：分别具有ECU(电子控制单元)等控制装置的通常EPS控制部50、EPS反作用力控制部52、估计舵角算出部54和电动机驱动控制部56。

通常EPS控制部50如众所周知的那样，基于操向转矩Ts和车速Vs来算出目标支援电流值Itar，并输出给加法运算器55的一个输入端子。

EPS反作用力控制部52如公知的那样，基于车速Vs、车轮速度ω、估计舵角θes和横摆率传感器58以及横加速度传感器(未图示)的各输出，来算出对驾驶者的方向盘12的操作赋予反作用力的反作用力电流值(补正电流值)Icor，并输出给加法运算器55的另一个输入端子。

加法运算器55算出目标支援电流值Itar与反作用力电流值Icor的合成电流值即目标电动机电流值(补正后的目标支援电流值)Isystar，并输出给电动机驱动控制部56。

电动机驱动控制部56基于目标电动机电流值Isystar来驱动控制电动机30。

在该情况下，通常EPS控制部50还取入流过电动机30的电流Im，通过对电动机驱动控制部56进行反馈控制，以使得成为目标支援电流值Itar，从而能够利用与目标电动机电流值Isystar对应的电动机30的辅助转矩通过减速机构27以及转向轴14来准确地支援驾驶者的方向盘12的操作。

另一方面，在根据车轮速度传感器26的输出以及横摆率传感器58的输出即横摆率Yr等检测到例如前轮WFL、WFR发生了打滑的转向不足的情况下，EPS反作用力控制部52基于车辆的舵角(后述的估计舵角θes)和车速Vs，输出用于使要转弯的方向的方向盘12的操作沉重从而使驾驶者难以将方向盘转足的反作用力电流值即补正支援电流值Icor。

另外，在根据车轮速度传感器26的输出以及横摆率传感器58的输出即横摆率Yr等而检测到后轮WRL、WRR发生了打滑的过度转向的情况下，EPS反作用力控制部52基于车辆的舵角(估计舵角θes)和车速Vs，输出用于使与要转弯的方向相反的方向的操作轻松的反作用力电流值即补正支援电流值Icor，以使得驾驶者能将方向盘12快速向与要转弯的方向相反的方向操作(所谓的反向转向)。

具备EPS反作用力控制部52的电动助力转向装置10有时也被称作运动自适应EPS装置。

如此，在电动助力转向装置10中，在想要使EPS反作用力控制部52动作时，需要车辆的舵角。

[估计舵角算出部54的说明]

接下来，说明为了降低成本而在不使用舵角传感器的情况下对车辆的操向轮(在本实施方式中为前轮WFL、WFR)的舵角进行估计的本实施方式的主要部分所涉及的估计舵角算出部54。

<前提条件的说明>

首先，说明用于算出车辆的估计舵角θes的前提条件(i)～(vi)。

(i)基于前轮WFL、WFR以及后轮WRL、WRR的车轮速度左右差ωfl-ωfr、wrl-ωrr，根据Ackermann-Jeantaud理论来估计车辆的估计舵角θes。

图2是用于说明Ackermann-Jeantaud理论的变量的、各车轮WFL、WFR、WRL、WRR以公共的转弯中心O进行转弯的车辆的俯视示意图。

Ackermann-Jeantaud理论的前提是：通过使车辆转弯时的操向轮(本实施方式中为前轮WFL、WFR)的转角αr、αl相比于外侧车轮(图2示例中为左前轮WFL)在内侧车轮(图2示例中为右前轮WFR)更大，从而使前后4车轮WFL、WFR、WRL、WRR的转弯中心O为同一点。

根据车辆的轴距L和轮距E，Ackermann理论曲线如公知的那样以(1)式来表现。

E/L＝(1/tanαl)-(1/tanαr)...(1)

在此，tanαl＝L/Rrl、tanαr＝L/Rrr。

根据Ackermann-Jeantaud理论，基于前轮WFL、WFR的车轮速度左右差(前轮车轮速度左右差)ωfl-ωfr，如(2)式所示那样算出换算成绕转向轴14的舵角θ，换言之，算出基于前轮车轮速度左右差ωfl-ωfr的车辆的操向轮即前轮WFL、WFR的舵角(也称作实际舵角θact)的估计舵角(也称作第1估计舵角)θ1f。

另外，基于后轮WRL、WRR的车轮速度左右差(后轮车轮速度左右差)ωrl-ωrr，如(3)式所示那样算出换算成绕转向轴14的舵角θ，换言之，算出基于后轮车轮速度左右差ωrl-ωrr的车辆的操向轮即前轮WFL、WFR的舵角(实际舵角θact)的估计舵角(称作第2估计舵角)θ2r。

θ1f＝(1/2)×arcsin[(4L/E){(ωfl-ωfr)/(ωfl+ωfr)}] (2)

θ2r＝arctan[(2L/E){(ωrl-ωrr)/(ωrl+ωrr)}] (3)

其中，

θ1f：第1估计舵角(前轮侧估计舵角)

θ2r：第2估计舵角(后轮侧估计舵角)

L：轴距

E：轮距

ωfl：左前轮车速

ωfr：右前轮车速

ωrl：左后轮车速

ωrr：右后轮车速。

图3A表示通过(2)式得到的以前轮车轮速度左右差ωfl-ωfr为变量的第1估计舵角θ1f的特性191，图3B表示通过(3)式得到的以后轮车轮速度左右差ωrl-ωrr为变量的第2估计舵角θ2r的特性192。

(ii)由于前轮车轮速度左右差ωfl-ωfr与方向盘12的操作(转向)同时产生，因此从前轮WFL、WFR估计出的估计舵角(第1估计舵角θ1f)相对于车辆的实际舵角θact的响应性良好。

(iii)对于前轮WFL、WFR来说，由于车轮转角在转向的同时形成，因此前轮车轮速度左右差ωfl-ωfr成为较大的值，第1估计舵角θ1f的精度变高。

(iv)但是，从图4A的表示Ackermann率相对于车轮转角的变化的特性194(根据车种而不同)可知，对于前轮WFL、WFR来说，随着变成大舵角，由于悬架几何结构(suspensiongeometry)的影响而偏离Ackermann理论曲线(Ackermann率降低)。为此，如图4B所示，第1估计舵角θ1f相对于实际舵角θact的精度随着Ackermann率的降低而从虚线所示的特性196如实线所示的特性198那样变低。

(v)如图5所示那样，由于实际在转弯开始后才产生后轮车轮速度ωrl、ωrr的左右差ωrl-ωrr，因此后轮侧的第2估计舵角θ2r的特性212与前轮侧的第1估计舵角θ1f的特性210相比，相对于实际舵角θact的响应性降低(响应延迟)。

(vi)由于如在车辆的转弯中进行拖拉那样会产生后轮车轮速度ωrl、ωrr的左右差ωrl-ωrr，因此后轮侧的第2估计舵角θ2r与前轮侧的第1估计舵角θ1f相比，精度变低。

图6是表示第1实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100的主要部分的估计舵角算出部54的构成的框图。

估计舵角算出部54具备：前轮车轮速度差算出部102、前轮车轮速度和算出部103、后轮车轮速度差算出部122、后轮车轮速度和算出部123、第1估计舵角算出部104、第2估计舵角算出部124、加速器开度传感器28(参考图1)和加权合成部110。

加权合成部110由第1贡献率算出部106、乘法运算器108、第2贡献率算出部126、乘法运算器128和加法运算器112构成。

接下来，参考图7的流程图来说明第1实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100的动作。另外，流程图所涉及的程序的执行主体是估计舵角算出装置100的CPU(未图示)。

在车辆的行驶中，在步骤S1，由车轮速度传感器26检测并输出4轮车轮速度ω(前轮车轮速度ωfl、右前轮车轮速度ωfr、左后轮车轮速度ωrl、右后轮车轮速度ωrr)，并取入到估计舵角算出部54。

在步骤S2，前轮车轮速度差算出部102算出左右前轮WFL、WFR的车轮速度差ωfl-ωfr，并输出给第1估计舵角算出部104。另外，在步骤S2，前轮车轮速度和算出部103算出左右前轮WFL、WFR的车轮速度和ωfl+ωfr，并输出给第1估计舵角算出部104。进而，在步骤S2，后轮车轮速度差算出部122算出左右后轮WRL、WRR的车轮速度差ωrl-ωrr，并输出给第2估计舵角算出部124。进而，另外，在步骤S2，后轮车轮速度和算出部123算出左右后轮WRL、WRR的车轮速度和ωrl+ωrr，并输出给第2估计舵角算出部124。

在步骤S3，由加速器开度传感器28检测加速器开度Ap，并取入到第1贡献率算出部106以及第2贡献率算出部126。

在步骤S4，第1估计舵角算出部104基于(2)式来算出第1估计舵角θ1f。第2估计舵角算出部124基于(3)式来算出第2估计舵角θ2r。

在步骤S5，由第1贡献率算出部106基于加速器开度Ap并参考特性204来算出第1贡献率R1，并且由第2贡献率算出部126基于加速器开度Ap并参考特性206来算出第2贡献率R2。另外，在本实施方式中，第1贡献率R1与第2贡献率R2的关系成为R1+R2＝1(100[％])。

在步骤S6，由乘法运算器108将第1估计舵角θ1f与第1贡献率R1相乘来算出补正后的第1贡献份额估计舵角θ1fc(θ1fc＝θ1f×R1)。另外，由乘法运算器128将第2估计舵角θ2r与第2贡献率R2相乘来算出补正后的第2贡献份额估计舵角θ2rc(θ2rc＝θ2r×R2＝θ2r×(1-R1))。

在步骤S7，由加法运算器112将第1贡献份额估计舵角θ1fc和第2贡献份额估计舵角θ2rc相加来算出车辆的估计舵角θes(θes＝θ1fc+θ2rc)。

第1实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100如以上那样动作，算出车辆的估计舵角θes，并输出给EPS反作用力控制部52。

以下，简单说明电动助力转向装置10的动作，EPS反作用力控制部52基于车速Vs、车轮速度ω、估计舵角θes和横摆率传感器58以及横加速度传感器(未图示)的各输出来求取车辆的举动(转弯方向、打滑的车轮、发生转向不足以及发生过度转向等)，算出使驾驶者要转动的方向的施加给方向盘12的反作用力减小、使反方向的反作用力增大的补正支援电流值Icor，并提供给加法运算器55的另一个端子。

另外，根据估计舵角θes来算出车辆的旋转半径Rf(参考图2，将估计舵角θes代入到以估计舵角θes为变量的按每个车种来预先求取的函数即Rf＝Rf(θes))，算出圆周2π·Rf。通过用圆周2π·Rf[m]除以车速Vs[m/s]来算出绕圆周2πRf一周所花费的时间。

因而，估计横摆率Yres通过以下的(4)式算出，通过对估计横摆率Yres和从横摆率传感器58输出的横摆率(实际横摆率)Yr进行比较，从而能求取车辆的举动。

Yres＝360[deg]/2πRf[m]/Vs[m/s]

＝(360·Vs/2πRf)[deg/s]...(4)

[第1实施方式的总结]

上述第1实施方式所涉及的车辆的估计舵角算出装置100具备：前轮车轮速度差算出部102，其检测车辆的左右前轮WFL、WFR的各车轮速度ωfl、ωfr，算出左右前轮WFL、WFR的前轮车轮速度差ωfl-ωfr；后轮车轮速度差算出部122，其检测所述车辆的左右后轮WRL、WRR的各车轮速度ωrl、ωrr，算出所述左右后轮WRL、WRR的后轮车轮速度差ωrl-ωrr；第1估计舵角算出部104，其基于前轮车轮速度差ωfl-ωfr来算出第1估计舵角θ1f；第2估计舵角算出部124，其基于后轮车轮速度差ωrl-ωrr来算出第2估计舵角θ2r；加速器开度传感器28，其检测所述车辆的加速器开度Ap；和估计舵角算出部54，其算出所述车辆的估计舵角θes。

并且，估计舵角算出部54基于加速器开度Ap来算出第1估计舵角θ1f相对于所述车辆的估计舵角θes的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc，并且基于加速器开度Ap来算出第2估计舵角θes相对于所述车辆的估计舵角θes的贡献份额即第2贡献份额估计舵角θ2rc，由加法运算器112将第1贡献份额估计舵角θ1fc和第2贡献份额估计舵角θ2rc合成而算出所述车辆的估计舵角θes。

根据该第1实施方式的估计舵角算出装置100，基于加速器开度Ap对前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f和后轮侧WRL、WRR的第2估计舵角θ2r进行加权并合成，从而算出估计舵角θes，因此能抑制因以急加速时的车轮打滑(空转)为原因的车轮速度ω(ωfl、ωfr、ωrl、ωrr)的错乱而导致的估计舵角θes的误估计。

实际上，若在转弯中进行加速，则驱动轮即前轮WFL、WFR的驱动力变大，前轮WFL、WFR的车轮速度ωfl、ωfr的左右差即车轮速度差ωfl-ωfr变小，其结果是，相对于实际舵角θact的估计舵角θes处于变小的倾向。在该情况下，通过对应于加速器开度Ap使相对于估计舵角θes的后轮WRL、WRR侧的第2贡献率R2增加，使前轮WFL、WFR侧的第1贡献率R1减小，从而能抑制该倾向导致的舵角误估计。

在该情况下，估计舵角算出装置100如图6中第1贡献率算出部106的方框中描绘的特性204所示那样，加速器开度Ap越变大就使第1贡献率R1越小，从而使前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1fc的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc越小。另一方面，如第2贡献率算出部106的方框中描绘的特性206所示那样，加速器开度Ap越变大就使后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角θ2r的贡献份额即第2贡献份额估计舵角θ2rc越大。

为此，能防止以急加速时的前轮WFL、WFR的轮胎打滑为原因的控制输出值即估计舵角θes的骤变(失控)。

同样地，在急加速转弯时，由于荷重小的内轮(图2中为右前轮WFR)侧易于打滑(空转)，因此虽然有可能成为与实际舵角θact为相反相位的估计舵角θes，但能抑制因该可能性导致的舵角误估计。

进一步地，对于直线行进中的急加速来说，虽然因前轮WFL、WFR的轮胎抓地力降低而受到道路的摩擦系数等外部干扰的影响，从而易于牵涉到舵角误估计，但该舵角误估计也能得到抑制。

如以上说明的那样，在该第1实施方式的估计舵角算出装置100中，在加速时的前轮WFL、WFR的轮胎打滑发生、轮胎抓地力降低时，不是从基于前轮WFL、WFR的第1估计舵角θ1f完全切换到第2估计舵角θ2r，而是对应于加速器开度Ap来对前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f和后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角θ2r进行加权并相加，且在相加时，如参考图6中的特性204、206所说明的那样，对应于加速器开度Ap的增加使加权(第1贡献率R1和第2贡献率R2)逐渐从前轮WFL、WFR侧移转到后轮WRL、WRR侧，因此能兼顾估计舵角θes的响应性和精度。并且，由于使加权逐渐变更，因此能防止控制输出值即估计舵角θes的骤变(失控)。

实际上，虽然特性204、206根据车种来设定最佳值，但是例如在加速器开度Ap为Ap＝20[％]的情况下，估计舵角θes设为θes＝θ1f×0.8(＝R1)+θ2rc×0.2(＝R2)，例如在加速器开度Ap为Ap＝80[％]的情况下，估计舵角θes设为θes＝θ1f×0.2(＝R1)+θ2rc×0.8(＝R2)。

[第1实施方式的变形例]

图8是表示第1实施方式的变形例所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100A的主要部分的估计舵角算出部54A的构成的框图。另外，将搭载了估计舵角算出装置100A的电动助力转向装置称作电动助力转向装置10A(参考图1)。

在该变形例的估计舵角算出装置100A中，与第1实施方式的估计舵角算出装置100的构成相比较，在设置有加速器开度变化量检测部114这点上不同。

加速器开度变化量检测部114算出(检测)由加速器开度传感器28检测到的加速器开度Ap的时间变化量(称作加速器开度变化量或加速器开度微分值)Ap′＝dAp/dt[％/s]，并作为变量输出给第1以及第2贡献率算出部106A、126A。

在第1以及第2贡献率算出部106A、126A的特性204A、206A中，变量成为加速器开度变化量Ap′。

该第1实施方式的变形例所涉及的车辆的估计舵角算出装置100A的动作仅是上述图7的流程图的步骤S3的在加速器开度Ap的检测时算出(检测)加速器开度变化量Ap′这点不同，因此援用图7的流程图简略进行说明。

第1实施方式的变形例所涉及的车辆的估计舵角算出装置100A具备：前轮车轮速度差算出部102，其检测车辆的左右前轮WFL、WFR的各车轮速度ωfl、ωfr(步骤S1)，算出左右前轮WFL、WFR的前轮车轮速度差ωfl-ωfr(步骤S2)；后轮车轮速度差算出部122，其检测所述车辆的左右后轮WRL、WRR的各车轮速度ωrl、ωrr(步骤Si)，算出所述左右后轮WRL、WRR的后轮车轮速度差ωrl-ωrr(步骤S2)；第1估计舵角算出部104，其基于前轮车轮速度差ωfl-ωfr来算出第1估计舵角θ1f(步骤S4)；第2估计舵角算出部124，其基于后轮车轮速度差ωrl-ωrr来算出第2估计舵角θ2r(步骤S4)；加速器开度变化量检测部114，其检测所述车辆的加速器开度变化量Ap′(步骤S3)；和估计舵角算出部54A，其算出所述车辆的估计舵角θes(步骤S7)。

并且，估计舵角算出部54A执行如下处理：基于加速器开度变化量Ap′并参考特性204A来算出第1贡献率R1，进而算出第1估计舵角θ1f相对于所述车辆的估计舵角θes的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc(θ1fc＝θ1f×R1)(步骤S5、S6)，并且基于加速器开度变化量Ap′并参考特性206A来算出第2贡献率R2，进而算出第2估计舵角θes相对于所述车辆的估计舵角θes的贡献份额即第2贡献份额估计舵角θ2rc(θ2rc＝θ2r×R2)(步骤S5、S6)，由加法运算器112将第1贡献份额估计舵角θ1fc和第2贡献份额估计舵角θ2rc合成而算出所述车辆的估计舵角θes(θes＝θ1fc+θ2rc)(步骤S7)。

根据该第1实施方式的变形例的估计舵角算出装置100A，基于加速器开度变化量Ap′对前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f和后轮侧WRL、WRR的第2估计舵角θ2r进行加权并合成，来算出估计舵角θes，因此能抑制因以急加速时的轮胎打滑为原因的车轮速度ω(ωfl、ωfr、ωrl、ωrr)的错乱而导致的估计舵角θes的误估计。

实际上，若在转弯中进行加速，则驱动轮即前轮WFL、WFR的驱动力变大，前轮WFL、WFR的车轮速度ωfl、ωfr的左右差即车轮速度差ωfl-ωfr变小，其结果是，相对于实际舵角θact的估计舵角θes处于变小的倾向。在该情况下，对应于加速器开度Ap而增加相对于估计舵角θes的后轮WRL、WRR侧的第2贡献率R2，减小前轮WFL、WFR侧的第1贡献率R1，由此能抑制因该倾向导致的舵角误估计。

在该情况下，估计舵角算出装置100A如图8中第1贡献率算出部106A的方框中描绘的特性204A所示那样，加速器开度变化量Ap′越变大则使前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1fc的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc越小，从而使前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1fc的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc越小。另一方面，如第2贡献率算出部106A的方框中描绘的特性206A所示那样，加速器开度变化量Ap′越变大则使后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角θ2r的贡献份额即第2贡献份额估计舵角θ2rc越大。为此，能防止以急加速时的前轮WFL、WFR的轮胎打滑为原因的控制输出值即估计舵角θes的骤变(失控)。

同样地，在急加速转弯时，由于荷重小的内轮侧易于打滑(空转)，因此虽然有可能成为与实际舵角θact为相反相位的估计舵角θes，但能抑制因该可能性导致的舵角误估计。

进而，对于直线行进中的急加速来说，虽然因前轮WFL、WFR的轮胎抓地力降低而受到道路的摩擦系数等外部干扰的影响，从而易于牵涉到舵角误估计，但该舵角误估计也能得到抑制。

如以上说明的那样，在该第1实施方式的变形例的估计舵角算出装置100A中，在加速时的前轮WFL、WFR的轮胎打滑、轮胎抓地力的降低时，不是从前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f完全切换到第2估计舵角θ2r，而是对应于加速器开度变化量Ap′来对前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f和后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角θ2r进行加权并相加，且在相加时，如参考图8中的特性204A、206A所说明的那样，对应于加速器开度变化量Ap′而使加权(第1贡献率R1和第2贡献率R2)逐渐从前轮WFL、WFR侧移转到后轮WRL、WRR侧，因此能兼顾估计舵角θes的响应性和精度。并且，由于使加权逐渐变更，因此能防止控制输出值即估计舵角θes的骤变(失控)。

实际上，虽然特性204A、206A根据车种来设定最佳值，但是例如在加速器开度变化量Ap′为Ap′＝20[％/s]的情况下，估计舵角θes设为θes＝θ1f×0.8(＝R1)+02rc×0.2(＝R2)，例如在加速器开度变化量Ap′为Ap′＝80[％/s]的情况下，估计舵角θes设为θes＝θ1f×0.2(＝R1)+θ2rc×0.8(＝R2)。

[第2实施方式]

图9是组装有本发明的第2实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100B的电动助力转向装置(EPS装置)10B的简要构成图。

图10是表示第2实施方式所涉及的车辆用的估计舵角算出装置100B的主要部分的估计舵角算出部54B的构成的框图。

在图9、图10所示的构成要素中，对与图1、图2所示的构成要素相同的要素标注同一标号，省略其详细的说明。

在图9、图10中，取代图1的加速器开度传感器28而设置制动器液压传感器29。制动器液压传感器29设置于主缸(未图示)，将驾驶者等对制动器踏板(未图示)的踏力(制动器踏力)检测为制动器液压(以下也称作制动器踏力)Pb[kPa]，并输出给构成估计舵角算出部54B(图9)的第1贡献率算出部106B(图10)以及第2贡献率算出部126B(图10)。

在第1以及第2贡献率算出部106B、126B的特性204B、206B中，变量成为制动器踏力Pb。

该第2实施方式所涉及的车辆的估计舵角算出装置100B的动作仅在取代上述图7的流程图的步骤S3的加速器开度Ap的检测而检测制动器踏力Pb这点上不同，因此援用图7的流程图来简略说明。

第2实施方式所涉及的车辆的估计舵角算出装置100B具备：前轮车轮速度差算出部102，其检测车辆的左右前轮WFL、WFR的各车轮速度ωfl、ωfr(步骤S1)，算出所述左右前轮WFL、WFR的前轮车轮速度差ωfl-ωfr(步骤S2)；后轮车轮速度差算出部122，其检测所述车辆的左右后轮WRL、WRR的各车轮速度ωrl、ωrr(步骤S1)，算出所述左右后轮WRL、WRR的后轮车轮速度差ωrl-ωrr(步骤S2)；第1估计舵角算出部104，其基于前轮车轮速度差ωfl-ωfr来算出第1估计舵角θ1f(步骤S4)；第2估计舵角算出部124，其基于后轮车轮速度差ωrl-ωrr来算出第2估计舵角θ2r(步骤S4)；制动器液压传感器29，其检测所述车辆的制动器踏力(制动器液压)Pb(步骤S3)，作为制动器踏力检测部；和估计舵角算出部54B，其算出所述车辆的估计舵角θes。

估计舵角算出部54B执行如下处理：基于制动器踏力Pb并参考特性204B来算出第1贡献率R1(步骤S5)，进而算出第1估计舵角θ1f相对于所述车辆的估计舵角θes的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc(θ1fc＝θ1f×R2)(步骤S6)，并且基于制动器踏力Pb并参考特性206B来算出第2贡献率R2(步骤S5)，进而算出第2估计舵角θ2r相对于所述车辆的估计舵角θes的贡献份额即第2贡献份额估计舵角θ2rc(θ2rc＝θ2r×R2)(步骤S6)，由加法运算器112将第1贡献份额估计舵角θ1fc和第2贡献份额估计舵角θ2rc合成而算出所述车辆的估计舵角θes(θes＝θ1fc+θ2rc)(步骤S7)。

根据该第2实施方式的估计舵角算出装置100B，基于制动器踏力Pb对前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f和后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角θ2r进行加权并合成，来算出估计舵角θes，因此能抑制因以急减速时的车轮抱死等为原因的车轮速度ω(ωfl、ωfr、ωrl、ωrr)的错乱而导致的估计舵角θes的误估计。

实际上，若在转弯中进行减速，则前轮WFL、WFR的轮胎成为抱死倾向，前轮车轮速度wfl、wfr的左右差即前轮车轮速度差wfl-wfr变小，其结果是，相对于实际舵角θact的估计舵角θes处于变小的倾向。在该情况下，对应于制动器踏力Pb而增加相对于估计舵角θes的后轮WRL、WRR侧的第2贡献率R2，减小前轮WFL、WFR侧的第1贡献率R1，由此能抑制因该倾向导致的舵角误估计。

在该情况下，估计舵角算出装置100B如图10中第1贡献率算出部106B的方框中描绘的特性204B所示那样，制动器踏力Pb越变大则使第1贡献率R1越小，从而使前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f的贡献份额即第1贡献份额估计舵角θ1fc越小。另一方面，如第2贡献率算出部126B的方框中描绘的特性206B所示那样，由于使后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角θ2r的贡献份额即第2贡献份额估计舵角θ2rc变大，因此能防止以急减速时的前轮WFL、WFR的轮胎抱死、震颤(抖动)为原因的控制输出值即估计舵角θes的骤变(失控)。

同样在急减速转弯时，虽然由于荷重小的内轮侧易于抱死，因此也有相对于实际舵角θact成为过大的估计舵角θes的可能性，但是因该可能性导致的舵角误估计能够得到抑制。

即，在本第2实施方式的估计舵角算出装置100B中，在减速时的前轮WFL、WFR的轮胎抱死、震颤发生时，不是从前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f完全切换到第2估计舵角θ2r，而是在对应于制动器踏力Pb对前轮WFL、WFR侧的第1估计舵角θ1f和后轮WRL、WRR侧的第2估计舵角02r加权并相加时，对应于制动器踏力Pb逐渐将加权从前轮WFL、WFR侧变更到后轮WRL、WRR侧，因此能兼顾估计舵角θes的响应性和精度。由于使加权逐渐变更，因此能防止控制输出值即估计舵角θes的骤变(失控)。

实际上，虽然特性204B、206B根据车种来设定最佳值，但是例如在制动器踏力Pb为Pb＝20[％]的情况下，估计舵角θes设为θes＝θ1f×0.8+θ2rc×0.2，例如在制动器踏力Pb为Pb＝80[％]的情况下，估计舵角θes设为θes＝θ1f×0.2+θ2rc×0.8。

另外，本发明并不限于上述的实施方式，而能够基于本说明书的记载内容，例如如以下的(a)、(b)、(c)等说明的那样采用各种构成。

(a)可以代替制动器踏力Pb，基于制动器踏力Pb的变化量(微分值dPb/dt)来算出估计舵角θes。

(b)可以将估计舵角算出装置100(图6)、100A(图8)、100B(图10)搭载于具备舵角传感器的车辆，作为所述舵角传感器的冗余***(i.探测到舵角传感器的故障的情况下的代替装置；ii与由舵角传感器检测的舵角相比较的舵角传感器的故障探测)来使用，谋求可靠性的更进一步的提高。

(c)在上述的实施方式中，将基于加速器踏板(未图示)的操作而被控制的节气门(调节阀)的开度作为加速器开度Ap，但本发明并不限于内燃机车辆，该加速器开度Ap还能运用在基于加速器踏板(未图示)的操作来控制电动机(未图示)的驱动转矩的电动车辆(包括燃料电池车辆)等中，这点自不必说。当然，还能运用在对加速器开度Ap进行自动控制的自动驾驶车辆中。

Claims (6)

1.一种车辆用的估计舵角算出装置，其特征在于，具备：

前轮车轮速度差算出部，其检测车辆的左右前轮的各车轮速度，算出所述左右前轮的前轮车轮速度差；

后轮车轮速度差算出部，其检测所述车辆的左右后轮的各车轮速度，算出所述左右后轮的后轮车轮速度差；

第1估计舵角算出部，其基于所述前轮车轮速度差来算出第1估计舵角；

第2估计舵角算出部，其基于所述后轮车轮速度差来算出第2估计舵角；

加速器开度传感器，其检测所述车辆的加速器开度；和

估计舵角算出部，其算出所述车辆的估计舵角，

所述估计舵角算出部基于所述加速器开度来算出第1贡献率，基于所述第1贡献率和所述第1估计舵角来算出所述第1估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角，并且基于所述加速器开度来算出第2贡献率，基于所述第2贡献率和所述第2估计舵角来算出所述第2估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角，将所述第1贡献份额估计舵角和所述第2贡献份额估计舵角合成而算出所述车辆的估计舵角。

2.根据权利要求1所述的车辆用的估计舵角算出装置，其特征在于，

所述加速器开度越大，则所述估计舵角算出部使所述第1贡献份额估计舵角越小，并且使所述第2贡献份额估计舵角越大。

3.一种车辆用的估计舵角算出装置，其特征在于，具备：

前轮车轮速度差算出部，其检测车辆的左右前轮的各车轮速度，算出所述左右前轮的前轮车轮速度差；

后轮车轮速度差算出部，其检测所述车辆的左右后轮的各车轮速度，算出所述左右后轮的后轮车轮速度差；

第1估计舵角算出部，其基于所述前轮车轮速度差来算出第1估计舵角；

第2估计舵角算出部，其基于所述后轮车轮速度差来算出第2估计舵角；

加速器开度变化量检测部，其检测所述车辆的加速器开度变化量；和

估计舵角算出部，其算出所述车辆的估计舵角，

所述估计舵角算出部基于所述加速器开度变化量来算出第1贡献率，基于所述第1贡献率和所述第1估计舵角来算出所述第1估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角，并且基于所述加速器开度变化量来算出第2贡献率，基于所述第2贡献率和所述第2估计舵角来算出所述第2估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角，将所述第1贡献份额估计舵角和所述第2贡献份额估计舵角合成而算出所述车辆的估计舵角。

4.根据权利要求3所述的车辆用的估计舵角算出装置，其特征在于，

所述加速器开度变化量越大，则所述估计舵角算出部使所述第1贡献份额估计舵角越小，并且使所述第2贡献份额估计舵角越大。

5.一种车辆用的估计舵角算出装置，其特征在于，具备：

前轮车轮速度差算出部，其检测车辆的左右前轮的各车轮速度，算出所述左右前轮的前轮车轮速度差；

后轮车轮速度差算出部，其检测所述车辆的左右后轮的各车轮速度，算出所述左右后轮的后轮车轮速度差；

第1估计舵角算出部，其基于所述前轮车轮速度差来算出第1估计舵角；

第2估计舵角算出部，其基于所述后轮车轮速度差来算出第2估计舵角；

制动器踏力检测部，其检测所述车辆的制动器踏力；和

估计舵角算出部，其算出所述车辆的估计舵角，

所述估计舵角算出部基于所述制动器踏力来算出第1贡献率，基于所述第1贡献率和所述第1估计舵角来算出所述第1估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第1贡献份额估计舵角，并且基于所述制动器踏力来算出第2贡献率，基于所述第2贡献率和所述第2估计舵角来算出所述第2估计舵角相对于所述车辆的估计舵角的贡献份额即第2贡献份额估计舵角，将所述第1贡献份额估计舵角和所述第2贡献份额估计舵角合成而算出所述车辆的估计舵角。

6.根据权利要求5所述的车辆用的估计舵角算出装置，其特征在于，

所述制动器踏力越大，则所述估计舵角算出部使所述第1贡献份额估计舵角越小，并且使所述第2贡献份额估计舵角越大。