CN1962340A - 车辆转向控制装置及车辆转向控制方法 - Google Patents

车辆转向控制装置及车辆转向控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1962340A
CN1962340A CNA2006101451028A CN200610145102A CN1962340A CN 1962340 A CN1962340 A CN 1962340A CN A2006101451028 A CNA2006101451028 A CN A2006101451028A CN 200610145102 A CN200610145102 A CN 200610145102A CN 1962340 A CN1962340 A CN 1962340A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steering
bearing circle
torque
turns
control apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101451028A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100491178C (zh
Inventor
柴田宪治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN1962340A publication Critical patent/CN1962340A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100491178C publication Critical patent/CN100491178C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0472—Controlling the motor for damping vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

计算齿轮轴(34)的角速度与方向盘(14)的角速度之比Kst(S120到S160)。计算角速度比Kst和齿轮轴(34)的转向扭矩Tm的乘积作为传递到方向盘(14)的转向扭矩Tst(S170)。计算由于转向轮转动角可变装置(30)的致动而传递到方向盘(14)的转向扭矩ΔTst，其为从转向扭矩Tst减去转向扭矩Tm所获得的值(S180)。控制电动转向控制设备(54)以产生对应于转向扭矩ΔTst的减小转向扭矩波动的辅助扭矩(S190，S240到S260)。

Description

车辆转向控制装置及车辆转向控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆转向控制装置和一种车辆转向控制方法。更具体地，本发明涉及一种具有转向传递比可变装置和产生转向辅助扭矩的动力转向设备的车辆转向控制装置；该转向传递比可变装置对从转向输入设备到转向轮的传递的转向传递比进行改变；以及涉及一种车辆转向控制方法。
背景技术
作为诸如机动车之类车辆的一种转向控制装置，例如已知在日本专利申请公开号：JP-A-9-254804中所公开了一种转向控制装置，其在一个具有产生转向辅助扭矩的动力转向设备的车辆中，检测转向扭矩和转向轴的旋转角度，并基于转向扭矩和转向轴的旋转角度控制辅助扭矩，以抑制由于转向轴的接头造成的转向反作用力的改变，因此抑制了由转向扭矩的波动而造成的转向感的变差。
此转向控制装置能够抑制由于通过接头传递的、与转向轴的旋转相关的扭矩的改变而产生的转向反作用力的改变，因此能够抑制由转向扭矩的波动所造成的转向感的变差。
对于诸如机动车之类的车辆的转向控制装置，公知的转向控制装置装备有转向传递比可变装置，其通过改变转向轮转动机构侧转向轴相对于方向盘侧转向轴的相对旋转角度而改变从方向盘到转向轮的传递的转向传递比。
在装备有转向传递比可变装置的转向控制装置中，由于通过接头传递的扭矩的改变而造成的转向反作用力的变化被由转向传递比可变装置造成的转向轮转动机构侧转向轴相对于方向盘侧转向轴的相对旋转角度的变化而放大，同时转向反作用力与方向盘的旋转角度的相位关系也因此改变。
在不具有如上所述的转向传递比可变装置的车辆转向控制装置中，不考虑与转向传递比可变装置的致动相关联的转向反作用力变化和相位变化的放大作用。因此，如果将上述的转向传递比可变装置应用到此转向控制装置中，不能有效地抑制转向反作用力的改变，而且，转向反作用力会增大或者转向反作用力在某些情况下会不自然地改变。
进而，如果为了抑制前述的转向反作用力的增大或者不自然的改变而检测转向扭矩并将基于所检测的转向扭矩对辅助扭矩的控制中的控制增益设定得高，由于普通转向操作造成的转向扭矩的辅助扭矩就会变得过大，导致转向感变差。
发明内容
本发明的目的在于通过控制辅助扭矩，重点是转向反作用力的改变或者其相位改变的放大作用，来抑制由于与传递扭矩的波动相关联的转向反作用力的改变或相位的改变的放大及由于转向传递比可变装置的致动所造成的转向反作用力的增大或者不正常的改变，其中所述传递扭矩是通过装备有转向传递比可变装置的车辆中的万向节进行传递的。
本发明的第一方面涉及一种车辆的转向控制装置，包括：转向传递***，其将方向盘的旋转运动传递到转动转向轮的转向轮转动机构；设置在所述转向传递***中部的万向节；设置在所述转向传递***中部的转向传递比可变装置，用于通过改变转向轮转动机构侧转向轴与方向盘侧转向轴的相对旋转角度而改变从所述方向盘到所述转向轮的转向传递比；和产生转向辅助扭矩的动力转向设备。所述车辆转向控制装置的特征在于包括控制设备，所述控制设备用于基于所述方向盘的旋转角度和所述相对旋转角度计算用于减小传递到所述方向盘的转向扭矩波动的减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量，并用于基于所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量控制所述动力转向设备。
根据上述构造，提供了将方向盘的旋转传递到转动转向轮的转向轮转动机构的所述转向传递***，万向节设置在所述转向传递***的中部。进而，转向传递比可变装置设置在所述转向传递***的中部，通过改变转向轮转动机构侧转向轴与方向盘侧转向轴的相对旋转角度而改变从所述方向盘到所述转向轮的转向传递比。还设置了产生转向辅助扭矩的动力转向设备。在此转向控制装置中，基于所述方向盘的旋转角度和相对旋转角度计算用来减小传递到方向盘的转向扭矩的波动的减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量，并基于所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量控制所述动力转向设备。因此，所述转向控制装置能够抑制由于与万向节传递的扭矩的波动和转向传递比可变装置的致动相关联的、转向反作用力的改变或其相位的改变的放大作用所导致的转向反作用力的增大或者不正常改变。
在上述车辆转向控制装置中，所述万向节可以包括位于所述转向传递比可变装置的方向盘侧处的第一万向节，和位于所述转向传递比可变装置的转向轮转动机构侧处的第二万向节。
根据上述的构造，由于所述万向节包括位于所述转向传递比可变装置的方向盘侧处的第一万向节，和位于所述转向传递比可变装置的转向轮转动机构侧处的第二万向节，在所述第一和第二万向节设置在该转向传递***中部的情况下，所述转向控制装置能够抑制由于转向反作用力的改变或其相位的改变的放大作用所导致的转向反作用力的增大或者不正常改变。
所述车辆转向控制装置可以具有如下构造，其中所述转向轮转动机构包括齿条齿轮式转向装置，其具有通过所述第二万向节耦接所述转向轮转动机构侧转向轴的齿轮轴，所述控制设备基于所述方向盘的旋转角度和相对旋转角度计算所述齿轮轴的角速度和所述方向盘的角速度之比，并检测所述齿轮轴的转向扭矩，并基于所述角速度比和所述齿轮轴的转向扭矩计算减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量。
根据上述构造，由于所述转向轮转动机构包括齿条齿轮式转向装置，其具有通过所述第二万向节耦接到所述转向轮转动机构侧转向轴的齿轮轴，所述控制设备基于所述方向盘的旋转角度和相对旋转角度计算所述齿轮轴的角速度和所述方向盘的角速度之比，并检测所述齿轮轴的转向扭矩，并基于所述角速度比和所述齿轮轴的转向扭矩计算减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量，所述减小转向扭矩波动的的转向辅助扭矩控制量能够被作为一个与从齿轮轴传递到方向盘的、同时被放大且相位改变了的转向扭矩相应的一个值而被精确计算。
此外，在所述车辆转向控制装置中，所述控制设备可以计算所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量和用于减少与方向盘的转向操作相关联的转向扭矩的所述基本转向辅助扭矩之和作为最终转向辅助扭矩，并可以基于所述最终转向辅助扭矩控制所述动力转向设备。
此外，在所述车辆转向控制装置中，所述动力转向设备是电动转向设备。
此外，在所述车辆转向控制装置中，所述动力转向设备是齿条同轴式电动转向设备。
在所述车辆转向控制装置中，所述控制设备可以基于所述角速度之比和所述齿轮轴的转向扭矩计算从所述齿轮轴传递到所述方向盘的放大了的转向扭矩，并可以基于放大了的转向扭矩和所述齿轮轴的转向扭矩之间的差值计算所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量。
在所述车辆转向控制装置中，所述控制设备可以计算在转向传递比可变装置的所述方向盘侧处的转向轴的角速度与所述方向盘的所述角速度之比作为第一角速度比，并可以计算所述齿轮轴的角速度与在转向传递比可变装置的所述转向轮转动机构侧处的转向轴的角速度之比作为第二角速度比，并可以计算所述第一角速度比和所述第二角速度比的乘积作为所述齿轮轴的所述角速度与所述方向盘的所述角速度之比。
附图说明
从以下参照附图对优选实施方式的描述，本发明的前述和进一步的目的、特征和优点会变得清晰，其中相同的标号用于表示相同的元件，其中：
图1是示出应用到装备有电动转向设备的车辆的本发明的车辆转向控制装置的一个实施方式的概略构造示意图；
图2以概略图的方式示出了图1所示的转向***的立体图；
图3A是示出上万向节相对于转向轮的参考位置的提前角的解释性示意图，图3B是示出下万向节相对于上万向节的提前角的解释性示意图；
图4是示出在转向轮转动角可变装置的相对旋转角度为0的情况下(虚线)和转向轮转动角可变装置致动的情况下(实线)，转向角θ和传递到方向盘的转向扭矩之间的关系的图表；
图5是示出由在该实施方式中的转向控制设备实现的转向传递比控制程序的流程图；
图6是示出由在该实施方式中的转向控制设备实现的减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩计算控制程序的流程图；
图7是示出由在该实施方式中的电动转向控制设备实现的转向辅助扭矩控制程序的流程图；
图8是示出在车速V和目标速度增加率Kvgt之间的关系的图表；
图9是示出转向扭矩Ts和基本辅助扭矩Tab’之间的关系的图表；以及
图10是示出车速V和车速系数Kv之间的关系的图表。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是示出应用于装备有电动转向设备的车辆的本发明的车辆转向控制装置的一个实施方式的概略构造示意图；图2是以概略图的方式示出了图1所示的转向***的立体图。
在图1中，车辆12具有左侧前轮10FL、右侧前轮10FR、左侧后轮10RL和右侧后轮10RR。左、右侧前轮10FL，10FR是由齿条齿轮式电动转向设备16通过齿条18和拉杆20L、20R进行转动的转向轮，该电动转向设备16响应于驾驶员对方向盘14的操作而被驱动。
在附图所示的实施方式中，所述电动转向设备16是齿条共轴型电动转向设备，其具有电动马达22和诸如滚珠螺杆式的转换机构24，其将电动马达22的旋转扭矩转换为在齿条18的往复运动方向上的力。因而，电动转向设备16通过产生相对于外壳26相对地驱动齿条18的辅助转向力起到减轻驾驶员转向负担的辅助转向力产生装置的作用。另外，辅助转向力产生装置可以具有现有技术中的任何构造。
方向盘14由主转向轴28A、上万向节32A、上中间轴28B、转向轮转动角可变装置30、下中间轴28C和下万向节32B驱动地连接到电动转向设备16的齿轮轴34。在附图所示的实施方式中，主转向轴28A刚性地耦接到方向盘14。转向轮转动角可变装置30在其外壳36A侧处刚性地耦接到上中间轴28B的下端部。为了辅助车轮的转向驱动，转向轮转动角可变装置30包括电动马达36，其在转子36B侧处刚性地耦接到下中间轴28C的上端。
转向轮转动角可变装置30旋转地相对于上中间轴28B驱动下中间轴28C。因而，通过控制下中间轴28C和上中间轴28B的相对旋转角度(简称为“相对旋转角度”)，转向轮转动角可变装置30起到转向传递比可变装置的作用，其辅助性地相对于方向盘14对作为转向轮的左右前轮10FL，10FR进行转动，从而改变从方向盘14到左右前轮10FL、10FR的转向传递比。
如图2的概略图所示，上万向节32A是十字接头，其具有十字件60、设置在主转向轴28A的下端部并支承十字件60的一个轴部分绕其轴线62旋转的上耳轴64、和设置在上中间轴28B的上端部并支承十字件60的另一个轴部分绕其轴线66旋转的下耳轴68。
同样地，下万向节32B是十字接头，其具有十字件70、设置在下中间轴28C的下端部并支承十字件70的一个轴部分绕其轴线72旋转的上耳轴74、和设置在齿轮轴34的上端部并支承十字件70的另一个轴部分绕其轴线76旋转的下耳轴78。
在此说明书中，方向盘14的旋转角度，即转向角，用θ表示，上万向节32A的输入旋转角度和角速度分别用θ1和ω1表示。下万向节32B的输入旋转角度和角速度分别用θ2和ω2表示。在主转向轴28A和上中间轴28B之间的交角用φ1表示，在下中间轴28C和齿轮轴34之间的交角用φ2表示。
此外，如图3A所示，在沿主转向轴28A轴线的视图中，用α1表示上万向节32A的轴线62相对于方向盘14的参考位置(中间位置)的提前角。此外，如图3B所示，在沿下中间轴28C的轴线的视图中，用α2表示下万向节32B的轴线72相对于上万向节32A的轴线76的提前角。
上万向节32A的输入旋转角度θ1用如下的表达式1表示，角速度ω2和角速度ω1之比ω2/ω1用如下的表达式2表示。
θ1＝θ+α1…(表达式1)
ω2/ω1＝cosφ1(1-sin2θ1·sin2φ1)…(表达式2)
此外，下万向节32B的输入旋转角度θ2用如下的表达式3表示。其中转向轮转动角可变装置30的速度增加率用Kvg表示，转向轮转动角可变装置30的相对旋转角度，即下中间轴28C与上中间轴28B的相对旋转角度θre是Kvg·θ。因此，下中间轴28C的旋转角度θ3用如下的表达式4表示，齿轮轴34的角速度ω4与下中间轴28C的角速度ω3之比ω4/ω3用如下的表达式5表示。
θ2＝tan-1(tanθ·cosφ1)…(表达式3)
θ3＝θ2+α2+θre＝θ2+α2+Kvg·θ…(表达式4)
ω4/ω3＝cosφ2/(1-sin2θ3·sin2φ2)…(表达式5)
因此，齿轮轴34的角速度与方向盘14的角速度之比Kst用以下表达式6表示。
Kst＝(ω2/ω1)·(ω4/ω3)…(表达式6)
此外，齿轮轴34的角速度ω4用如下的表达式7表示。其中齿轮轴34的转向扭矩用Tm表示，传递给方向盘14的转向扭矩Tst用如下的表达式8表示。
ω4＝Kst·ω1…(表达式7)
Tst＝Kst·Tm…(表达式8)
如图4所示，假设当无论转向角θ为何，转向轮转动角可变装置30的相对转动角θre为0时，传递给方向盘14的转向扭矩Tsto根据如虚线所示的转向角θ波动，在转向轮转动角可变装置30的相对转动角θre(＝Kvg·θ)随着转向角θ改变的情况下，传递给方向盘14的转向扭矩Tst根据表达式8以如实线所示的大幅度波动。同时，转向角θ的相位变得与齿轮轴34的转向扭矩Tm的相位不同。因此，由于转向扭矩的这种改变，驾驶员在转向操作期间感觉到的转向感变差。
从前述的说明中可以理解，电动转向设备16和拉杆20L、20R构成了对转向轮进行转动的转向轮转动机构。此外，主转向轴28A、上中间轴28B、下中间轴28C和齿轮轴34构成将方向盘的旋转传递到转向轮转动机构的转向传递***。上万向节32A是第一十字接头，下万向节32B是第二十字接头。
在附图所示的实施方式中，主转向轴28A设置有检测主转向轴的旋转角度即转向角θ的转向角传感器40，和检测其转向扭矩Ts的扭矩传感器42。转向轮转动角可变装置30设置有检测其相对旋转角度θre的旋转角传感器44，齿轮轴34设置有检测其转向扭矩Tm的扭矩传感器46。这些传感器的输出被提供到转向控制设备48。由车速传感器50检测到的表示车速V的信号也输入到转向控制设备48。
转向控制设备48基于车速V计算转向轮转动角可变装置30的目标速度增加率Kvgt，并以目标速度增加率Kvgt和转向角θ的乘积计算转向轮转动角可变装置30的目标相对旋转角度θret，并将表示目标相对旋转角度θret的信号输出到转向轮转动角可变控制设备52。然后，转向轮转动角可变控制设备52控制电动马达36，使得转向轮转动角可变装置30的相对旋转角度θre与目标相对旋转角度θret变得相等，因而控制转向传递比。
此外，转向控制设备48根据表达式8计算传递到方向盘14的转向扭矩Tst，并计算转向扭矩Tst和齿轮轴34的转向扭矩Tm之间的偏差ΔTst。基于转向扭矩的偏差ΔTst，转向控制设备48计算减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast以减少转向扭矩的偏差ΔTst。然后，转向控制设备48将表示减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast的信号输出到电动转向(电PS)控制设备54。
电动转向(电PS)控制设备54基于由扭矩传感器42检测的转向扭矩Ts和车速V计算基本转向辅助扭矩Tab，并计算基本转向辅助扭矩Tab和减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast之和作为最终目标转向辅助扭矩Tat。然后，电动转向(电PS)控制设备54控制电动转向设备16使得转向辅助扭矩Ta与最终目标转向扭矩Tat变得相等。
虽然在图1中未详细示出，每个转向控制设备48、转向轮转动角可变控制设备52和电动转向控制设备54可以由具有通过双向公共总线互连的CPU、ROM、RAM和输入/输出端口装置以及一个驱动电路的计算机组成。此外，转向角传感器40、旋转角传感器44和扭矩传感器42、46分别地检测转向角θ、相对旋转角度θre和转向扭矩Ts，在车辆左转的情况下，每个值为正值。
接着，参照图5所示的流程图描述由此实施方式中的转向控制设备实现的转向传递比控制程序。根据图5所示的流程图的控制由关闭点火开关(未示出)开始，并以预定的时间重复执行。
首先，在步骤10中，读入由转向角传感器40检测到的表示转向角θ的信号及其他信号。在步骤20中，基于车速V，从对应于图8所示图表的对应关系计算出转向轮转动角可变装置30的目标速度增加率Kvgt。在步骤30中，计算转向轮转动角可变装置30的目标相对旋转角度θret，其为目标速度增加率Kvgt和转向角θ的乘积。在步骤40中，将表示目标相对旋转角度θret的信号输出到转向轮转动角可变控制设备52。
此外，转向轮转动角可变控制设备52控制转向轮转动角可变装置30的电动马达36，从而转向轮转动角可变装置30的相对旋转角度θre与目标相对旋转角度θret变得相等，因此转向轮转动角可变装置30的速度增加率控制为目标速度增加率Kvgt。
接着，参照图6所示的流程图描述由该实施方式的转向控制设备实现的减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩计算控制程序。根据图6所示的流程图的控制由关闭点火开关(未示出)开始，并以预定的时间重复执行。
首先，在步骤110中，读入由扭矩传感器46等检测到的表示转向扭矩Tm的信号和其它信号。在步骤120中，根据表达式1计算上万向节32A的输入旋转角度θ1，根据表达式2计算下万向节32B的输入旋转角度速度ω2与上万向节32A的输入旋转角度速度ω1之比ω2/ω1。
在步骤130中，根据表达式3计算下万向节32B的输入旋转角度θ2。在步骤140中，根据表达式4计算下中间轴28C的旋转角度θ3。在步骤150中，根据表达式5计算齿轮轴34的角速度ω4与下中间轴28C的角速度ω3之比ω4/ω3。
在步骤160中，根据表达式6计算齿轮轴34的角速度与方向盘14的角速度之比Kst。在步骤170中，根据表达式8以角速度比Kst和齿轮轴34的转向扭矩Tm的乘积计算传递到方向盘14的转向扭矩Tst(估计值)。
在步骤180中，根据如下的表达式9计算由于转向轮转动角可变装置30的致动而传递到方向盘14的转向扭矩ΔTst，其为从传递到方向盘14的转向扭矩Tst中减去齿轮轴34的转向扭矩Tm所获得的值。在步骤190中，将转向扭矩的偏差ΔTst作为减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast输出到电动转向控制设备54。
ΔTst＝Tst-Tm…(表达式9)
接着，参照图7中示出的流程图描述由本实施方式中的电动转向控制设备完成的转向辅助扭矩控制程序。此外，根据图7的流程图的控制也是由关闭点火开关(未示出)开始，并以预定的时间重复执行。
首先，在步骤210中，读入由扭矩传感器42检测到的表示转向扭矩Ts的信号及其它信号。在步骤220中，基于转向扭矩Ts，从对应于图9所示的图表的对应关系中计算基本辅助扭矩Tab’，使得随着转向扭矩Ts的值变大，基本辅助扭矩Tab’的值也变大。
在步骤230中，基于车速V，从对应于图10所示图表的对应关系中计算车速系数Kv，使得随着车速V的变大，车速系数Kv变小。然后，由车速系数Kv和基本辅助扭矩Tab’的乘积计算校正后的基本转向辅助扭矩Tab。
在步骤240中，计算校正后基本转向辅助扭矩Tab和减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast之和作为最终目标转向辅助扭矩Tat。在步骤250中，根据如下的表达式10计算用于将转向辅助扭矩Ta变成最终目标转向辅助扭矩Tat的电动马达22的目标输出扭矩Tet，其中Kps是从齿轮轴34上的扭矩到电动转向设备16的电动马达22的扭矩的转换系数。在步骤260中，控制电动转向设备16的电动马达22从而电动马达22的输出扭矩Te变得与目标输出扭矩Tet相等。
Tet＝Kps·Tat…(表达式10)
因而，根据附图所示的实施方式，在步骤120中，计算下万向节32B的输入旋转角度速度ω2与上万向节32A的输入旋转角度速度ω1之比ω2/ω1。在步骤130到150中，计算齿轮轴34的角速度ω4与下中间轴28C的角速度ω3之比ω4/ω3。在步骤160中，计算齿轮轴34的角速度与方向盘14的角速度之比Kst。
然后，在步骤170中，计算传递到方向盘14的转向扭矩Tst，其为角速度比Kst和齿轮轴34的转向扭矩Tm的乘积。在步骤180中，计算由于转向轮转动角可变装置30的致动而传递到方向盘14的转向扭矩ΔTst，其为从传递到方向盘14的转向扭矩Tst减去齿轮轴34的转向扭矩Tm所获得的值。此转向扭矩ΔTst作为减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast输出到电动转向控制设备54。
此外，在步骤220中，计算通过减小转向反作用力而减小驾驶员的转向负担的校正后基本转向辅助扭矩Tab。在步骤240中，计算校正后基本转向辅助扭矩Tab和减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast之和作为最终目标转向辅助扭矩Tat。在步骤250中，计算用于将转向辅助扭矩Ta变成最终目标转向辅助扭矩Tat的电动马达22的目标输出扭矩Tet。在步骤260中，控制电动转向设备16的电动马达22使得电动马达22的输出扭矩Te变得与目标输出扭矩Tet相等。
因此，根据附图所示的实施方式，由于减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast抵消了传递到方向盘14的、由转向轮转动角可变装置30的致动而放大了并且相位改变了的转向扭矩ΔTst，所以可以可靠地和有效地防止因转向轮转动角可变装置30的致动而造成的传递到方向盘14的转向反作用力的大的波动，从而防止了转向感的变差。
特别地，根据附图所示的实施方式，在步骤220中，计算根据转向扭矩Ts和车速V计算通过减少转向反作用力而减少驾驶员的转向负担的校正后的基本转向辅助扭矩Tab，在步骤240中，计算校正后基本转向辅助扭矩Tab和减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast之和作为最终目标转向辅助扭矩Tat。因此，可以可靠地和有效地防止因转向轮转动角可变装置30的致动而造成的传递到方向盘14的转向反作用力的大的波动，从而防止转向感变差，同时根据转向扭矩Ts和车速V适当地减小转向反作用力而减轻驾驶员的转向负担。
在图4所示的示例中，根据减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast，传递到方向盘14的转向反作用力变得与转向扭矩Tsto近似，因此不能抵消转向扭矩Tsto。但是，转向扭矩Tsto的幅度小。此外，根据附图所示的实施方式，对应于转向扭矩Tsto的转向反作用力向方向盘14的传递受到基本转向辅助扭矩Tab有效地抑制。
虽然以上参照具体实施方式对本发明进行了详细的说明，本发明不限于上述的实施方式。相反，在本发明的范围内还可以有各种其他的实施方式，这对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
例如，虽然在前述的实施方式中，基于目标速度增加率Kvgt和转向角θ计算转向轮转动角可变装置30的目标相对旋转角度θret，可作的修改为基于目标转向传递比或者目标转向传动比和转向角θ计算目标相对旋转角度θret。
进一步的，在前述的实施方式中，在转向***中设置有作为第一十字接头的上万向节32A和作为第二十字接头的下万向节32B，在上万向节32A和下万向节32B之间设置转向轮转动角可变装置30。但是，本发明还可以应用到在转向***中仅有一个十字接头的车辆中。
此外，在前述的实施方式中，在步骤220中，基于转向扭矩Ts计算基本辅助扭矩Tab’，以车速系数Kv和基本辅助扭矩Tab’的乘积计算校正后的基本转向辅助扭矩Tab，计算基本转向辅助扭矩Tab和减小转向扭矩波动的目标转向辅助扭矩Tast之和作为最终目标转向辅助扭矩Tat。但是，用现有技术中的任何方式可以计算用于减少与转向相关的转向反作用力的基本转向辅助扭矩Tab。
此外，在上述实施方式中，转向轮转动角可变装置30由转向轮转动角可变控制设备52控制，电动转向设备16由电动转向控制设备54控制，转向轮转动角可变控制设备52和电动转向控制设备54由转向控制设备48控制。但是，这些控制设备中的至少两个可以集成为一个控制设备。

Claims (14)

1.一种车辆转向控制装置，包括：
转向传递***，其将方向盘(14)的旋转传递到对转向轮(10FL、10FR)进行转动的转向轮转动机构；
万向节，其设置在所述转向传递***中部；
转向传递比可变装置(30)，其设置在所述转向传递***中部，用于通过改变转向轮转动机构侧转向轴与方向盘侧转向轴(28A)的相对旋转角度而改变从所述方向盘(14)到所述转向轮(10FL、10FR)的转向传递比；和
产生转向辅助扭矩的动力转向设备(16)；
所述车辆转向控制装置的特征在于包括控制设备(48)，所述控制设备用于基于所述方向盘(14)的旋转角度和所述相对旋转角度计算减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量，所述控制量用于减小传递到所述方向盘(14)的转向扭矩波动，并且所述控制设备用于基于所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量控制所述动力转向设备(16)。
2.如权利要求1所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述万向节包括：
第一万向节(32A)，位于所述转向传递比可变装置(30)的方向盘(14)侧；以及
第二万向节(32B)，位于所述转向传递比可变装置(30)的转向轮转动机构侧。
3.如权利要求2所述的车辆转向控制装置，其特征在于：
所述转向轮转动机构包括齿条齿轮式转向设备，其具有通过所述第二万向节耦接到所述转向轮转动机构侧转向轴的齿轮轴；和
所述控制设备(48)基于所述方向盘(14)的所述旋转角度和所述相对旋转角度计算所述齿轮轴的角速度与所述方向盘(14)的角速度之比，检测所述齿轮轴的转向扭矩，并基于所述角速度之比和所述齿轮轴的所述转向扭矩计算所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量。
4.如权利要求1所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述万向节设置在所述方向盘侧转向轴和所述转向传递比可变装置(30)之间。
5.如权利要求2所述的车辆转向控制装置，其特征在于：
所述第一万向节(32A)设置在所述方向盘侧转向轴和所述转向传递比可变装置(30)之间；以及
所述第二万向节(32B)设置在所述转向传递比可变装置(30)和所述转向轮转动机构之间。
6.如权利要求1到5中任一项所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述转向传递比可变装置(30)设置在所述方向盘侧转向轴和所述转向轮转动机构之间。
7.如权利要求1到6中任一项所述的车辆转向控制装置，其特征在于所述转向传递比可变装置(30)基于车辆的车速改变所述转向传递比。
8.如权利要求1所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述万向节是十字接头。
9.如权利要求2所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述第一万向节和所述第二万向节(32A、32B)是十字接头。
10.如权利要求1所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述控制设备(48)基于与所述方向盘(14)的转向操作相关的所述转向扭矩计算基本辅助扭矩；基于车辆的车速和所述基本辅助扭矩计算基本转向辅助扭矩；计算传递到所述方向盘(14)的所述转向扭矩和所述基本转向辅助扭矩之和，作为最终目标转向辅助扭矩；基于所述最终目标转向辅助扭矩计算所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量；并基于所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量控制所述动力转向设备(16)。
11.如权利要求1所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述动力转向设备(16)是电动转向设备。
12.如权利要求1所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述动力转向设备(16)是齿条同轴式电动转向设备。
13.如权利要求3所述的车辆转向控制装置，其特征在于，所述控制设备(48)计算方向盘侧转向轴的角速度与所述方向盘(14)的角速度之比作为第一角速度比，计算所述齿轮轴的角速度与所述转向轮转动机构侧转向轴的角速度之比作为第二角速度比，并计算所述第一角速度比和所述第二角速度比的乘积，作为所述齿轮轴的角速度与所述方向盘(14)的角速度之比。
14.一种车辆转向控制方法，其特征在于包括：
检测转向轮转动机构侧转向轴与设置在转向传递***中部的方向盘侧转向轴的相对旋转角度，所述转向传递***将方向盘(14)的旋转传递到对转向轮(10FL、10FR)进行转动的转向轮转动机构；
基于所述方向盘(14)的旋转角度和所述相对旋转角度，计算减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量，其用于减小传递到所述方向盘(14)的转向扭矩的波动，和
基于所述减小转向扭矩波动的转向辅助扭矩控制量控制转向辅助扭矩。
CNB2006101451028A 2005-11-11 2006-11-10 车辆转向控制装置及车辆转向控制方法 Expired - Fee Related CN100491178C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005327296 2005-11-11
JP2005327296A JP4254777B2 (ja) 2005-11-11 2005-11-11 車輌用操舵制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1962340A true CN1962340A (zh) 2007-05-16
CN100491178C CN100491178C (zh) 2009-05-27

Family

ID=38039589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101451028A Expired - Fee Related CN100491178C (zh) 2005-11-11 2006-11-10 车辆转向控制装置及车辆转向控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7721841B2 (zh)
JP (1) JP4254777B2 (zh)
CN (1) CN100491178C (zh)
DE (1) DE102006035422B4 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101941459A (zh) * 2010-07-06 2011-01-12 南京航空航天大学 依靠电机进行变传动比控制的电动助力转向***及控制方法
CN102574540A (zh) * 2009-10-02 2012-07-11 蒂森克鲁伯普雷斯塔股份公司 用于电动伺服转向器的安全装置
CN102612456A (zh) * 2010-04-14 2012-07-25 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
CN102050146B (zh) * 2009-10-30 2013-01-16 北汽福田汽车股份有限公司 汽车转向操纵机构、转向传动等速性的改善方法以及汽车
CN104276155A (zh) * 2014-08-20 2015-01-14 浙江科技学院 一种基于左右电动轮差动\制动控制的电动汽车控制方法
CN104010919B (zh) * 2011-12-21 2016-08-24 丰田自动车株式会社 转向装置
CN107848573A (zh) * 2015-06-30 2018-03-27 日立汽车***株式会社 动力转向装置的控制装置以及动力转向装置
CN110536824A (zh) * 2017-04-18 2019-12-03 雷诺两合公司 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
CN112074449A (zh) * 2018-03-20 2020-12-11 感知知识产权有限公司 用于控制车辆转向的方法和***
CN113998002A (zh) * 2021-12-06 2022-02-01 上海洛轲智能科技有限公司 电子辅助转向***的控制方法、装置和控制器

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5098341B2 (ja) * 2007-01-17 2012-12-12 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
US7900743B2 (en) * 2007-06-22 2011-03-08 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Electric power steering system for vehicle and utility vehicle therewith
JP5092603B2 (ja) * 2007-07-20 2012-12-05 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP4606476B2 (ja) * 2008-04-08 2011-01-05 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置
JP5171487B2 (ja) * 2008-09-02 2013-03-27 本田技研工業株式会社 ステアリング装置
US8589027B2 (en) * 2010-12-02 2013-11-19 Furuno Electric Company Limited Steering assist system and method using autopilot device
EP2692611B1 (en) * 2011-03-29 2017-08-02 JTEKT Corporation Electric power steering apparatus
US8897966B2 (en) 2011-05-12 2014-11-25 Carlos A. Saez Methods and apparatus for variable reduced effort steering in electric steering systems
KR101349464B1 (ko) 2012-07-05 2014-01-09 현대자동차주식회사 상용 하이브리드 전동 조향장치 및 이의 제어를 통한 성능 및 연비 개선방법
JP5942726B2 (ja) * 2012-09-18 2016-06-29 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP6086205B2 (ja) 2012-12-12 2017-03-01 株式会社ジェイテクト 位相差検出装置およびそれを備えた回転角検出装置
JP6024970B2 (ja) * 2012-12-12 2016-11-16 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置およびそれを備えた電動パワーステアリング装置
JP6024969B2 (ja) 2012-12-12 2016-11-16 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置およびそれを備えた電動パワーステアリング装置
JP6024971B2 (ja) 2012-12-12 2016-11-16 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置
JP6040778B2 (ja) * 2013-01-11 2016-12-07 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
JP6028577B2 (ja) * 2013-01-11 2016-11-16 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
JP6160221B2 (ja) * 2013-05-13 2017-07-12 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
JP2014227042A (ja) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社ジェイテクト パワーステアリング装置
KR102200097B1 (ko) * 2015-10-30 2021-01-07 현대자동차주식회사 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템 및 방법
KR20170125541A (ko) 2016-05-04 2017-11-15 주식회사 만도 차량 토크 변화 감지를 통한 경사각 인식 시스템 및 방법
JP2024016531A (ja) * 2022-07-26 2024-02-07 株式会社ジェイテクト 転舵制御装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09254804A (ja) 1996-03-22 1997-09-30 Unisia Jecs Corp パワーステアリング装置
US6186267B1 (en) * 1997-03-22 2001-02-13 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for operating a steering system for a motor vehicle
DE19751137B4 (de) 1997-03-22 2007-08-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug
DE10013711A1 (de) * 2000-03-20 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Servounterstütztes Lenksystem eines Kraftfahrzeugs
JP2002127917A (ja) 2000-10-25 2002-05-09 Nissan Motor Co Ltd 舵角比可変操舵装置
JP4710202B2 (ja) * 2001-08-31 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 電動式パワーステアリング装置
EP1628869B1 (de) * 2003-05-23 2008-10-01 Continental Teves AG & Co. oHG Überlagerungslenkung
DE102004009816A1 (de) 2004-02-28 2005-09-15 Zf Lenksysteme Gmbh Lenksystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahen zum Betrieb des Lenksystems
JP4285310B2 (ja) * 2004-04-16 2009-06-24 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵装置
US7530422B2 (en) * 2004-09-17 2009-05-12 Delphi Technologies, Inc. Force and position control for active front steering
JP2006150994A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Fuji Kiko Co Ltd 差動歯車装置を用いた可変操舵角機構

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102574540A (zh) * 2009-10-02 2012-07-11 蒂森克鲁伯普雷斯塔股份公司 用于电动伺服转向器的安全装置
CN102574540B (zh) * 2009-10-02 2015-09-16 蒂森克虏伯普利斯坦有限公司 用于电动伺服转向器的安全装置
CN102050146B (zh) * 2009-10-30 2013-01-16 北汽福田汽车股份有限公司 汽车转向操纵机构、转向传动等速性的改善方法以及汽车
CN102612456A (zh) * 2010-04-14 2012-07-25 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
CN102612456B (zh) * 2010-04-14 2014-12-31 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
CN101941459A (zh) * 2010-07-06 2011-01-12 南京航空航天大学 依靠电机进行变传动比控制的电动助力转向***及控制方法
CN104010919B (zh) * 2011-12-21 2016-08-24 丰田自动车株式会社 转向装置
CN104276155B (zh) * 2014-08-20 2017-10-24 浙江科技学院 一种基于左右电动轮差动/制动控制的电动汽车控制方法
CN104276155A (zh) * 2014-08-20 2015-01-14 浙江科技学院 一种基于左右电动轮差动\制动控制的电动汽车控制方法
CN107848573A (zh) * 2015-06-30 2018-03-27 日立汽车***株式会社 动力转向装置的控制装置以及动力转向装置
CN107848573B (zh) * 2015-06-30 2019-12-13 日立汽车***株式会社 动力转向装置的控制装置以及动力转向装置
CN110536824A (zh) * 2017-04-18 2019-12-03 雷诺两合公司 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
CN110536824B (zh) * 2017-04-18 2022-06-24 雷诺两合公司 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
CN112074449A (zh) * 2018-03-20 2020-12-11 感知知识产权有限公司 用于控制车辆转向的方法和***
CN112074449B (zh) * 2018-03-20 2024-03-01 感知知识产权有限公司 用于控制车辆转向的方法和***
CN113998002A (zh) * 2021-12-06 2022-02-01 上海洛轲智能科技有限公司 电子辅助转向***的控制方法、装置和控制器
CN113998002B (zh) * 2021-12-06 2022-11-08 上海洛轲智能科技有限公司 电子辅助转向***的控制方法、装置和控制器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006035422A1 (de) 2007-06-14
US20070107977A1 (en) 2007-05-17
JP2007131214A (ja) 2007-05-31
DE102006035422B4 (de) 2015-03-05
JP4254777B2 (ja) 2009-04-15
CN100491178C (zh) 2009-05-27
US7721841B2 (en) 2010-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100491178C (zh) 车辆转向控制装置及车辆转向控制方法
JP3705227B2 (ja) 車輌用自動操舵装置
CN102762434B (zh) 车辆行驶控制装置
US8504243B2 (en) Vehicular steering apparatus and control method thereof
US7792619B2 (en) Electrically driven power steering system for vehicle
US6186267B1 (en) Method and apparatus for operating a steering system for a motor vehicle
EP3756976B1 (en) Motor control apparatus including steering angle calculation apparatus
WO2011161779A1 (ja) 車両走行制御装置
US7100733B2 (en) Method to initialize steering wheel in a steer-by-wire system
US20050016791A1 (en) Steering control system
US20240157996A1 (en) Steering device
US9481391B2 (en) Electric power steering apparatus
US20080059026A1 (en) Vehicle steering control system
US20030042067A1 (en) Electric power steering device and control method thereof
JP2002012159A (ja) 車輌用自動操舵装置
JP3862000B2 (ja) 車輌用自動操舵装置
JP2003261053A (ja) 車輌用自動操舵装置
JP3880380B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
US20080190687A1 (en) Vehicle steering apparatus
KR100651144B1 (ko) 자동차의 능동 전륜 조향장치 및 그 제어 방법
CN101827742B (zh) 用于车辆的动力转向装置
JP4715472B2 (ja) 車輌の操舵制御装置
JP4349092B2 (ja) 車両のパワーステアリング制御装置
JP4631649B2 (ja) 車輌用操舵制御装置
JP2012214156A (ja) 車両用操舵装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090527

Termination date: 20151110

EXPY Termination of patent right or utility model