车辆用转向系统的制作方法

1.本发明涉及搭载于车辆并使左右车轮独立地转向的转向系统。


背景技术：

2.在能够使左右车轮独立地转向的转向系统(以下，有时称为“左右独立转向型转向系统”)中，例如，如下述专利文献所记载的那样，存在根据车辆的行驶速度(以下，有时称为“车速”)来变更左右车轮的转向量之比(以下，有时称为“转向量比”)的技术。详细而言，在车速高的情况下，按照左右车轮的转向量相等的平行几何，在车速低的情况下，按照转弯外轮的转向量比转弯内轮的转向量小的阿克曼几何，使左右车轮转向，平衡良好地确保转弯稳定性和小转弯性。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019－171908号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.在根据车速来变更左右车轮的转向量比的情况下，在车辆加速或减速时，在该加速或减速的程度大的情况下，由于该转向量较大地变化，预测会给驾驶者带来伴随举动的变化的不适感。因此，通过实施改良，能够提高左右独立转向型转向系统的实用性。本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种实用性高的车辆用转向系统。
8.用于解决课题的技术方案
9.为了解决上述课题，本发明的车辆用转向系统具备：一对车轮转向装置，使左右车轮相互独立地转向；及控制器，控制该一对车轮转向装置，该车辆用转向系统的特征在于，
10.所述控制器构成为基于车速来变更左右车轮的转向量之比即转向量比，并且基于车速的变化的程度来限制所述转向量比的变更速度。
11.发明效果
12.根据上述本发明的车辆用转向系统(以下，有时简称为“转向系统”)，由于基于车速的变化的程度来限制转向量比的变更速度，因此能够抑制给驾驶者带来伴随举动的变化的不适感的情况。其结果是，本发明的转向系统成为实用性高的转向系统。
13.【发明的方式】
14.车轮的“转向量”可以认为是从直行时的位置起的角度变化、即转向角。在该意义上，左右车轮的“转向量比”可以认为是转向角比，转向量比大可以定义为左右车轮的转向量之差大，转向量比小可以定义为左右车轮的转向量之差小。根据该定义，“基于车速的转向量比的变更”例如能够以车速越高则左右车轮的转向量之差越小的方式进行。具体而言，转向量比可以为后面详细说明的按照阿克曼率的比。进一步而言，转向量比可以以左右车轮中的成为转弯外轮的车轮的转向量为左右车轮中的成为转弯内轮的车轮的转向量以下
的方式设定。
15.作为具体的方式，本发明的转向系统例如也可以构成为，基于转向请求来决定左右车轮中的一个车轮的转向量，并基于所决定的左右车轮中的所述一个车轮的转向量和基于车速所设定的转向量比来决定左右车轮中的另一个车轮的转向量。并且，在采用这样的结构的情况下，只要基于车速的变化的程度来限制左右车轮中的所述另一个车轮的转向量相对于左右车轮中的所述一个车轮的转向量的变化，从而限制转向量比的变更速度即可。
[0016]“车速的变化的程度”可以认为是每单位时间的车速的变化、即车速的变化速度。作为标识车速的变化的程度的参数，例如考虑在车辆产生的前后方向的加速度(在处于加速中的情况下为正值，在处于减速中的情况下是减速度，为负值)、即车辆的前后加速度、施加于车辆的制动驱动力(是包含加速的情况下的驱动力和减速的情况下的制动力的概念)。本发明中的转向量比的变更速度的限制只要基于这些参数进行即可。
[0017]
若鉴于抑制给驾驶者带来的不适感的上述效果，则希望在车速的变化的程度高的情况下，与低的情况相比，使转向量比的变更速度的限制较大。另外，例如，也可以在车速的变化的程度超过所设定的第一程度时，将转向量比固定，接着，在成为设定得比第一程度低的第二程度以下时，允许设定变更速度以下的转向量比的变更。
附图说明
[0018]
图1是表示搭载有第一实施例的车辆用转向系统的车辆的整体结构的示意图。
[0019]
图2是表示组装有构成第一实施例的车辆用转向系统的车轮转向装置的车轮配设模块的立体图。
[0020]
图3是对左右车轮的转向量比进行说明的图表。
[0021]
图4是用于说明对第一实施例的车辆用转向系统中的左右车轮的转向量比的变更速度的限制的图表。
[0022]
图5是表示第一实施例的车辆用转向系统中的相对于车速的变化的、车轮的转向量的变化的图表。
[0023]
图6是在第一实施例的车辆用转向系统中执行的转向总括控制程序的流程图。
[0024]
图7是在第一实施例的车辆用转向系统中执行的车轮转向程序的流程图。
[0025]
图8是在第一实施例的车辆用转向系统中执行的转向总括控制程序之中执行的转向角比决定子例程的流程图。
[0026]
图9是表示第二实施例的车辆用转向系统中的相对于车速的变化的、车轮的转向量的变化的图表。
[0027]
图10是在第二实施例的车辆用转向系统中执行的转向总括控制程序之中执行的转向角比决定子例程的流程图。
具体实施方式
[0028]
以下，参照附图对作为用于实施本发明的方式的本发明的实施例即车辆用转向系统进行详细说明。另外，本发明除了下述实施例以外，以上述[发明的方式]一项所记载的方式为首，能够以基于本领域技术人员的知识实施各种变更、改良所得的各种方式来实施。
[0029]
【实施例1】
[0030]
[a]搭载有车辆用转向系统的车辆的整体结构
[0031]
如图1示意性所示，第一实施例的转向系统搭载于具有左右前轮10fl、10fr及左右后轮10rl、10rr的车辆。左右前轮10fl、10fr为驱动轮且为转向轮。另外，在不需要区分左右前轮10fl、10fr的情况下，将它们统称为前轮10f，在不需要区分左右后轮10rl、10rr的情况下，将它们统称为后轮10r，在不需要区分前轮10f、后轮10r的情况下，有时仅统称为车轮10。
[0032]
本转向系统是所谓的线控转向型的转向系统，构成为包括：一对车轮转向装置12，该一对车轮转向装置12为了使两个前轮10f相互独立地转向而相对于这些前轮10f分别设置；操作装置14，用于受理驾驶者的操作；一对转向电子控制单元(以下，有时简称为“转向ecu”)16，用于对一对车轮转向装置12分别进行控制；及操作电子控制单元(以下，有时简称为“操作ecu”)18，用于控制操作装置14并且将转向ecu16总括。关于本转向系统的结构及控制，将在后面详细说明，但可以认为由两个转向ecu16和操作ecu18构成了该转向系统的控制器。
[0033]
另外，在本车辆搭载有车辆驱动系统，该车辆驱动系统具备分别设置于两个前轮10f并通过电动马达对各个前轮进行旋转驱动的一对车轮驱动单元20。车辆驱动系统具备：加速踏板22，作为由驾驶者操作的加速操作部件；加速操作量传感器24，用于检测加速踏板22的操作量；及车辆驱动电子控制单元(以下，有时简称为“驱动ecu”)26，基于由所述加速操作量传感器24检测出的加速操作量来控制一对车轮驱动单元20的动作。车辆驱动系统具有一般的结构，进行一般的控制，因此省略对车辆驱动系统的结构及控制的说明。
[0034]
而且，在该车辆设有液压式的制动系统。制动系统具备：制动踏板30，作为由驾驶者操作的制动操作部件；主缸32，与制动踏板30连结；工作液供给装置34，具有由泵等构成的液压源并对工作液进行加压；四个制动装置36，分别设置于四个车轮，并用于通过来自工作液供给装置34的工作液的压力对各个车轮进行制动；及制动电子控制单元(以下有时称为“制动ecu”)38，控制工作液供给装置34的工作。制动系统是所谓的线控制动型的系统，制动ecu38基于由制动操作量传感器40检测出的制动踏板30的操作量即制动操作量，控制从工作液供给装置34向各车轮10的制动装置36供给的工作液的压力，由此控制施加于该车辆的制动力。制动系统具有一般的结构，进行一般的控制，因此省略对制动系统的结构及控制的说明。
[0035]
在车辆设有can(car area network or controllable area network：汽车局域网或可控局域网)44，在该can44连接有两个转向ecu16、操作ecu18、驱动ecu26、制动ecu38。这些ecu16、18、26、38一边经由can44相互通信，一边执行各自应进行的控制。顺便提及，这些ecu16、18、26、38中的每一个均包括具有cpu、rom、ram等的计算机和用于基于该计算机的指令来驱动构成元件(例如，电动马达、阀、泵等)的驱动器(驱动电路)而构成。另外，在车辆设有前后加速度传感器46，该前后加速度传感器46用于检测在该车辆产生的前后方向的加速度即前后加速度，另外，相对于各个后轮10r设有车轮速度传感器48，该车轮速度传感器48用于检测该各个后轮10r的车轮转速(以下有时称为“车轮速度”)v
w
。这些前后加速度传感器46、车轮速度传感器48也与can44连接。
[0036]
[b]车辆用转向系统的硬件结构
[0037]
本实施例的车辆用转向系统的一对车轮转向装置12分别组装于车轮配设模块50。
在车轮配设模块50也组装有上述车辆驱动系统的一对车轮驱动单元20中的一个和制动系统的四个制动装置36中的一个。如图2所示，车轮配设模块(以下，有时仅简称为“模块”)50是用于将安装有轮胎10a的车轮10b配设于车身的模块。可以将车轮10b自身认为是车轮，但在本实施例中，为了方便，将安装有轮胎10a的车轮10b称为车轮10。
[0038]
若在说明模块50的结构的同时对本转向系统的车轮转向装置12进行说明，则配设于本模块50的上述车轮驱动单元20具有：外壳20a；内置于外壳20a的作为驱动源的电动马达及对该电动马达的旋转进行减速的减速器(均省略图示)；及安装车轮10b的车轴轮毂(在图中被隐藏而看不到)。车轮驱动单元20配置于车轮10b的轮辋的内侧，被称为所谓的轮内马达单元。由于车轮驱动单元20具有公知的构造，因此省略对其构造的说明。
[0039]
模块50包括麦弗逊型悬架装置(也称为“麦弗逊支柱型”)而构成。在该悬架装置中，车轮驱动单元20的外壳20a作为将车轮以能够旋转的方式进行保持的托架发挥功能，进一步而言，外壳20a作为车轮转向装置12中的转向节发挥功能，允许相对于车身的上下移动。因此，悬架装置包括作为悬架臂的下臂52、车轮驱动单元20的外壳20a、减震器54和悬架弹簧56而构成。
[0040]
由于悬架装置本身是一般的构造，因此，若简单地进行说明，则下臂52是被称为所谓的l臂的形状，基端部在车辆前后方向上分为两个部分，下臂52在该基端部，经由第一衬套58、第二衬套60，以能够绕臂转动轴线ll转动的方式支承于车身的纵梁(省略图示)。车轮驱动单元20的外壳20a在其下部经由作为第一接头的臂连结用球窝接头62(以下，有时称为“第一接头62”)，以能够转动的方式与下臂52的前端部连结。
[0041]
减震器54的下端部固定地支承于车轮驱动单元20的外壳20a，减震器54的上端部经由上支承件64支承于车身的轮胎外壳的上部。悬架弹簧56的上端部也经由上支承件64支承于车身的轮胎外壳的上部，悬架弹簧56的下端部由呈凸缘状设置于减震器54的下支承件54a支承。即，悬架弹簧56和减震器54在下臂52与车身之间相互并列地配设。
[0042]
如上所述，本模块50具有制动装置36，该制动装置36是包括圆盘转子66和制动钳68而构成的盘式制动装置，所述圆盘转子66与车轮10b一起安装于车轴轮毂并与车轮10一起旋转，所述制动钳68跨越该圆盘转子66而保持于车轮驱动单元20的外壳20a。虽然省略详细的说明，但该制动钳68具有作为摩擦部件的制动垫和液压式的缸，制动装置36构成为，依赖于从工作液供给装置34供给到液压缸的工作液的压力将制动垫压贴于圆盘转子66，由此产生用于止住车轮10的旋转的制动力。
[0043]
车轮转向装置12是单轮独立转向装置，用于仅使左右一对车轮10中的一个车轮与另一个车轮独立地转向，大致包括如下构件而构成：如之前说明的那样作为转向节发挥功能的车轮驱动单元20的外壳20a(以下，在作为车轮转向装置12的构成元件进行处理的情况下，有时称为“转向节20a”)；在接近下臂52的基端部的位置处配设于下臂52的转向致动器70；及将该转向致动器70与转向节20a连结的横拉杆72。
[0044]
转向致动器70包括：作为驱动源的电动马达即转向马达70a；对转向马达70a的旋转进行减速的减速器70b；及通过经由减速器70b后的转向马达70a的旋转而被转动并作为转向摇臂发挥功能的致动器臂70c。横拉杆72的基端部经由作为第二接头的杆基端部连结用球窝接头74(以下，有时称为“第二接头74”)与致动器臂70c连结，横拉杆72的前端部经由作为第三接头的杆前端部球窝接头76(以下，有时称为“第三接头76”)与转向节20a所具有
的转向节臂20b连结。
[0045]
在本车轮转向装置12中，将上述上支承件64的中心与第一接头62的中心连结的线成为主销轴线kp。通过使转向马达70a动作，如图中粗箭头所示，转向致动器70所具有的致动器臂70c绕致动器轴线al转动。该转动由横拉杆72传递，使转向节20a绕主销轴线kp转动。即，如图中粗箭头所示，车轮10被转向。根据这样的构造，在本车轮转向装置12中，具备动作转换机构78，该动作转换机构78包括致动器臂70c、横拉杆72、转向节臂20b等，将转向马达70a的旋转动作转换为车轮10的转向动作。
[0046]
车轮转向装置12的转向致动器70配置于下臂52。因此，能够简便地进行模块50向车身的组装作业。简言之，仅将下臂52的基端部安装于车身的纵梁，并将上支承件64安装于车身的轮胎外壳的上部，就能够将悬架装置、制动装置、车轮转向装置搭载于车辆。即，本模块50为在相对于车辆的搭载性方面优异的模块。
[0047]
操作装置14具有线控转向型的转向系统中的一般构造，若简单地进行说明，则如图1所示，包括如下构件而构成：作为由驾驶者进行转向操作的转向操作部件的方向盘80；用于将该方向盘80的旋转角即转向操作角作为转向操作部件的从直行状态位置起的操作量进行检测的转向传感器82；及对方向盘80施加操作反作用力的反作用力施加装置84。反作用力施加装置84包括作为力源的电动马达即反作用力马达84a及用于将反作用力马达84a的力传递到方向盘80的减速器84b而构成。
[0048]
[c]车辆用转向系统的控制
[0049]
i)基本控制
[0050]
在本转向系统中，操作ecu18决定左前轮10fl的目标转向角ψ
l
*和右前轮10fr的目标转向角ψ
r
*作为各前轮10f的转向量的目标，基于这些目标转向角ψ
l
*、ψ
r
*，一对转向ecu16分别控制与自身对应的车轮转向装置12，来使左前轮10fl、右前轮10fr以各自的转向角ψ
l
、ψ
r
成为目标转向角ψ
l
*、ψ
r
*的方式转向。
[0051]
若详细地进行说明，则操作ecu18基于转向请求、即由转向传感器82取得的转向操作角δ，决定在车身中想要实现的车身滑移角β
s
即目标车身滑移角β
s
*。顺便提及，在本车辆正在进行自动驾驶的情况下，从自动驾驶系统(省略图示)经由can44发送关于目标车身滑移角β
s
*的信息作为转向请求。操作ecu18基于目标车身滑移角β
s
*，决定左右前轮10fl、10fr中的哪一个成为转弯外轮(距离转弯中心远的一侧的车轮，以下，有时称为“转弯外轮10fo”)，哪一个成为转弯内轮(靠近转弯中心的一侧的车轮，以下，有时称为“转弯内轮10fi”)。
[0052]
操作ecu18决定作为左右前轮10fl、10fr各自的转向角ψ
l
、ψ
r
的目标的目标转向角ψ
l
*、ψ
r
*，但在本转向系统中，为了根据车速v变更作为左右车轮的转向量之比(转向量比)的“转向角ψ
l
、ψ
r
之比”(以下，有时称为“转向角比”)r，操作ecu18根据基于车速v预先设定的转向角比r来决定目标转向角ψ
l
*、ψ
r
*。
[0053]
这里，参照图3对转向角比r进行详细说明。如果将转弯外轮10fo的转向角定义为ψ
o
、将转弯内轮10fi的转向角定义为ψ
i
，则转向角比r例如可以定义为r＝ψ
o
/ψ
i
。
[0054]
图3(a)示意性地示出了按照所谓的平行几何的转向状态，在该转向状态下，大致而言，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
和转弯内轮10fi的转向角ψ
i
彼此相等，转向角比r为“1”。转弯内轮10fi的朝向相对于将转弯中心tc与转弯内轮10fi的接地面的中心c
i
连结的线成直
角，但转弯外轮10fo的朝向相对于将转弯中心tc与转弯外轮10fo的接地面的中心c
o
连结的线不成直角。另外，在本转向系统中，为了方便，处理为转弯内轮10fi的转向角ψ
i
与车身滑移角β
s
相等。
[0055]
与此相对，图3(b)示意性地示出了按照所谓的阿克曼几何形状的转向状态，大致而言，转弯内轮10fi的朝向相对于将转弯中心tc与转弯内轮10fi的接地面的中心c
i
连结的线成直角，并且转弯外轮10fo的朝向相对于将转弯中心tc与转弯外轮10fo的接地面的中心c
o
连结的线成直角。因此，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
比转弯内轮10fi的转向角ψ
i
小，转向角比r为该转向状态时的特定值即阿克曼转向角比r
a
。
[0056]
阿克曼率a在按照平行几何形状的转向状态下可以认为是0％，在按照阿克曼几何形状的转向状态下可以认为是100％。顺便提及，阿克曼率a与转向角比r之间的关系能够用下式表示。
[0057]
a＝(1
‑
r)/(1
‑
r
a
)
×
100％
[0058]
若阿克曼率a高，则能够抑制车辆转弯过程中的轮胎10a的滑移，由此能够抑制轮胎10a的磨损、轮胎10a产生的尖鸣声(提示)。另一方面，若阿克曼率a低，则车辆的转弯性能提高。简而言之，车辆的行驶是轻快的(运动型的)。鉴于这些情况，在本转向系统中，操作ecu18根据车速v来变更转向角比r，以变更阿克曼率a。
[0059]
图3(c)是表示车速v与转向角比r之间的关系的图表，如该图表所示，操作ecu18将转向角比r设定成，随着车速v变高，转弯内轮10fi的转向角ψ
i
与转弯外轮10fo的转向角ψ
o
之差变小，反过来说，车速v越低，转弯内轮10fi的转向角ψ
i
与转弯外轮10fo的转向角ψ
o
之差越大。详细而言，在车速v为下限车速v
l
(例如20km/h)以下的情况下，将转向角比r设定为阿克曼转向角比r
a
，在车速v为上限车速v
u
(例如100km/h)以上的情况下，将转向角比r设定为1，在车速v为下限车速v
l
与上限车速v
u
之间的情况下，将转向角比r设定成随着车速v变高，从阿克曼转向角比r
a
向1靠近。
[0060]
操作ecu18基于上述的目标车身滑移角β
s
*，按照下式决定转弯内轮10fi的目标转向角ψ*即目标内轮转向角ψ
i
*。
[0061]
ψ
i
*＝β
s
*
[0062]
基于该目标内轮转向角ψ
i
*和车速v，参照如图3(c)所示的映射数据来确定转向角比r，然后，基于该确定的转向角比r和转弯内轮10fi的目标内轮转向角ψ
i
*，按照下式决定转弯外轮10fo的目标转向角ψ
o
*即目标外轮转向角ψ
o
*。
[0063]
ψ
o
*＝ψ
i
*
×
r
[0064]
另外，操作ecu18基于依据于车轮驱动单元20的驱动马达的转速的前轮10f各自的车轮速度v
w
、和依据于车轮速度传感器48的检测的后轮10r各自的车轮速度v
w
，来确定车速v。
[0065]
在左前轮10fl为转弯外轮10fo的情况下，操作ecu18将左前轮10fl的目标转向角ψ*即左轮目标转向角ψ
l
*决定为ψ
o
*，将右前轮10fr的目标转向角ψ*即右轮目标转向角ψ
r
*决定为ψ
i
*，在右前轮10fr为转弯外轮10fo的情况下，操作ecu18将左轮目标转向角ψ
l
*决定为ψ
i
*，将右轮目标转向角ψ
r
*决定为ψ
o
*。操作ecu18将关于所决定的目标转向角ψ
l
*、ψ
r
*的信息经由can44分别发送到与左右前轮10f对应的两个转向ecu16。
[0066]
各转向ecu16控制与自身对应的车轮转向装置12，以使与自身对应的前轮10f的转
向角ψ成为发送来的目标转向角ψ*。若详细地进行说明，则由于车轮转向装置12不具有用于直接检测车轮10的转向角ψ的转向角传感器，因此在本转向系统中，利用车轮10的转向角ψ与转向马达70a的旋转角(以下，有时称为“马达旋转角”)θ之间存在特定关系的情况，转向ecu16基于转向马达70a的马达旋转角θ，来控制转向致动器70产生的转向力。由于转向致动器70产生的转向力与转向马达70a产生的转矩即转向转矩tq等效，因此，具体而言，转向ecu16基于转向马达70a的马达旋转角θ来决定应该由转向马达70a产生的转向转矩tq即目标转向转矩tq*。顺便一提，马达旋转角θ可以认为是从车辆直行时的状态起的马达轴的位移角，超过360
°
而累积。
[0067]
如果对目标转向转矩tq*的决定进行具体说明，则转向ecu16针对各前轮10f，基于上述目标转向角ψ*来决定马达旋转角θ的目标即目标马达旋转角θ*。转向马达70a是无刷dc马达，为了切换向自身的电流供给中的相而具有马达旋转角传感器(例如，霍尔ic、旋转变压器等)。转向ecu16基于该马达旋转角传感器的检测，掌握了以基准马达旋转角为基准的当前时间点的马达旋转角θ即实际马达旋转角θ。转向ecu16求出实际马达旋转角θ相对于目标马达旋转角θ*的偏差即马达旋转角偏差δθ，并基于该马达旋转角偏差δθ(＝θ*
‑
θ)，按照下式来决定目标转向转矩tq*。
[0068]
tq*＝g
p
·
δθ g
d
·
(dδθ/dt) g
i
·
∫δθdt
[0069]
另外，上述式子是按照基于马达旋转角偏差δθ的反馈控制规则的式子，第一项、第二项、第三项分别是比例项、微分项、积分项，g
p
、g
d
、g
i
分别是比例增益、微分增益、积分增益。
[0070]
转向转矩tq与向转向马达70a供给的供给电流i具有特定的关系。换言之，由于转向转矩tq依赖于转向马达70a发挥的力，因此转向转矩tq与供给电流i大致成比例关系。据此，转向ecu16基于所决定的目标转向转矩tq*来决定向转向马达70a供给的供给电流i的目标即目标供给电流i*，并将该目标供给电流i*供给到转向马达70a。
[0071]
ii)对转向角比的变更的限制和转向角的变化的状况
[0072]
根据上述的基本控制，简而言之，根据车速v来变更左右前轮10f的转向角比r。例如，在制动时、加速时，存在车速v大幅变化的情况，在车速v的变化速度高的情况下，转向角比r的变更速度也变高，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
会比较快地变化。该转向角ψ
o
的变化成为作用于车辆的横向力的非预期的变化，导致车辆的举作的紊乱、给驾驶者带来不适感。因此，在本转向系统中，对转向角比r的变更设置了限制。
[0073]
详细地进行说明，若将变更转向角比r的速度定义为转向角比变更速度δr，则在本转向系统中，操作ecu18以转向角比变更速度δr不超过变更速度限制值δr
lim
的方式决定转向角比r，并基于如此决定的转向角比r，来决定转弯外轮10fo的目标转向角。
[0074]
具体而言，如后所述，操作ecu18以恒定的时间间隔执行转向总括控制程序，每执行一次该程序，就决定转向角比r。如之前所说明的那样，操作ecu18基于目标内轮转向角ψ
i
*、车速v，参照上述映射数据来决定转向角比r，该转向角比r是成为临时的转向角比的标准转向角比r
s
。操作ecu18将通过前次执行该程序而最终决定的转向角比r确定为前次转向角比r
pre
，并将标准转向角比r
s
相对于该前次转向角比r
pre
的差分确定为程序的每执行时间间隔的转向角比r的变化量、即转向角比变更速度δr。操作ecu18在该转向角比变更速度δr的绝对值超过上述变更速度限制值δr
lim
的情况下，对转向角比r的变更施加限制。详细而
言，将转向角比变更速度δr抑制在变更速度限制值δr
lim
以内。
[0075]
在本转向系统中，操作ecu18基于由配设于车辆的前后加速度传感器46检测出的前后加速度gx，参照图4的图表所示的映射数据来决定变更速度限制值δr
lim
。前后加速度gx在为正值的情况下，表示车辆处于加速中，在为负值的情况下，表示车辆处于减速中。从该图表可知，变更速度限制值δr
lim
在加速时、减速时都被设定为前后加速度gx的绝对值越大则越小。即，越是急加速、急减速，则对转向角比r的变更的限制越大。
[0076]
具体而言，操作ecu18在转向角比变更速度δr的绝对值为变更速度限制值δr
lim
以下的情况下，维持该转向角比变更速度δr。与此相对，在转向角比变更速度δr的绝对值超过变更速度限制值δr
lim
的情况下，在加速时，将转向角比变更速度δr置换为变更速度限制值δr
lim
，在减速时，将转向角比变更速度δr置换为使变更速度限制值δr
lim
的符号反转后的值。操作ecu18通过将这样维持或置换后的转向角比变更速度δr与上述的前次转向角比r
pre
相加，来决定本次执行该程序时的转向角比r。
[0077]
如上所述的转向角比变更速度δr的限制下的车身滑移角β
s
为恒定时的、相对于车速v的变化的、转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化如图5所示的图表所示。在从比上限车速v
u
高的车速v起以比较大的减速度gx减速，即施加比较大的制动力，而经过上限车速v
u
达到第一速度v1时，即，在从时刻t1到时刻t2的期间，在没有上述限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较大，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化梯度比较大。与此相对，在存在上述限制的情况下，转向角比变更速度δr的绝对值比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化、即转向角比r的变化比较平缓。然后，从时刻t2起，在以比较小的减速度gx经过下限车速v
l
而使车辆停车时，在没有限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在车速v达到下限车速v
l
之前、即在t3之前，比较平缓地变化。即使在存在限制的情况下，转向角比变更速度δr的绝对值也比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在比时刻t3晚的时刻t4之前，比较平缓地变化。
[0078]
同样地，在从比下限车速v
l
低的车速v起以比较大的加速度gx加速，即施加比较大的驱动力，而经过下限车速v
l
达到第二速度v2时，即，在从时刻t5到时刻t6的期间，在没有上述限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较大，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化梯度比较大。与此相对，在存在上述限制的情况下，转向角比变更速度δr的绝对值比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化、即转向角比r的变化比较平缓。然后，从时刻t6起，在以比较小的加速度gx经过上限车速v
u
而使车速v上升时，在没有限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在车速v达到上限车速v
u
之前、即在t7之前，比较平缓地变化。即使在存在限制的情况下，转向角比变更速度δr的绝对值也比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
在比时刻t7晚的时刻t8之前，比较平缓地变化。
[0079]
如上所述，通过基于前后加速度gx进行转向角比变更速度δr的限制，无论在减速时车速v较大地变化，还是在加速时车速v较大地变化，转向角比r均平缓地变化。因此，能够有效地抑制车辆的举动的紊乱、给驾驶者带来不适感的情况。
[0080]
iii)控制流程
[0081]
以上所说明的本转向系统的控制通过操作ecu18的计算机以短的时间间隔(例如
几msec～几十msec)反复执行将流程图示于图6的转向总括控制程序、各转向ecu16的计算机以短的时间间隔(例如几msec～几十msec)反复执行将流程图示于图7的车轮转向程序来进行。以下，通过说明按照这些程序的流程图的处理，来简单地说明该转向系统的控制的流程。
[0082]
在按照转向总括控制程序的处理中，首先，在步骤1(以下简称为“s1”，其他步骤也同样)中，判定是否处于自动驾驶中。如果未处于自动驾驶中，则在s2中，通过转向传感器82的检测来取得转向操作角δ，并在s3中，基于该转向操作角δ来决定目标车身滑移角β
s
*。如果处于自动驾驶中，则在s4中，基于来自自动驾驶系统的信息来取得目标车身滑移角β
s
*。
[0083]
接着，在s5中，基于目标车身滑移角β
s
*、详细而言基于其符号，来决定左右前轮10fl、10fr中的哪一个为转弯外轮10fo、哪一个为转弯内轮10fi。然后，在s6中，将目标车身滑移角β
s
*决定为目标内轮转向角ψ
i
*。
[0084]
在接下来的s7中，进行决定转向角比r的转向角比决定处理。该转向角比决定处理通过执行将流程图示于图8的转向角比决定子例程来进行。在按照该子例程的处理中，首先，在s21中，基于各车轮10的车轮速度v
w
来确定当前时间点的车速v。在接下来的s22中，基于该车速v和所决定的目标内轮转向角ψ
i
*，参照如图3(c)所示的映射数据来决定上述的标准转向角比r
s
，在s23中，确定在前次执行该程序时最终决定的转向角比r即前次转向角比r
pre
。然后，在s24中，通过从所决定的标准转向角比r
s
中减去前次转向角比r
pre
，来决定该程序的每执行时间间隔的转向角比r的变化量、即转向角比变更速度δr。
[0085]
在接下来的s25中，基于通过前后加速度传感器46的检测而取得的前后加速度gx，参照如图4所示的映射数据，来决定变更速度限制值δr
lim
，在s26中，判定所决定的转向角比变更速度δr的绝对值是否大于变更速度限制值δr
lim
。在转向角比变更速度δr的绝对值大于变更速度限制值δr
lim
的情况下，在s27中，判定前后加速度gx的符号。即，判定前后加速度gx的值是否表示处于加速中。在处于加速中的情况(也包括维持车速v的情况)下，在s28中，转向角比变更速度δr被限制为变更速度限制值δr
lim
，在处于减速中的情况下，在s29中，转向角比变更速度δr被限制为使变更速度限制值δr
lim
的符号反转后的值。在s26中判定为转向角比变更速度δr的绝对值为变更速度限制值δr
lim
以下的情况下，转向角比变更速度δr被维持为在s24中所决定的值。
[0086]
基于如上决定的转向角比变更速度δr，在s30中，通过对前次转向角比r
pre
加上该转向角比变更速度δr，来决定本次执行该程序时的转向角比r，在s31中，将该转向角比r设为下次执行该程序时的前次转向角比r
pre
。
[0087]
在按照子例程的处理结束后，基于通过该处理如上述那样所决定的转向角比r，在s8中，决定目标外轮转向角ψ
o
*。在接下来的s9中，判定左前轮10fl是否为转弯外轮，在左前轮10fl为转弯外轮的情况下，在s10中，将左轮目标转向角ψ
l
*设为目标外轮转向角ψ
o
*，将右轮目标转向角ψ
r
*设为目标内轮转向角ψ
i
*，在左前轮10fl不为转弯外轮的情况下，在s11中，将左轮目标转向角ψ
l
*设为目标内轮转向角ψ
i
*，将右轮目标转向角ψ
r
*设为目标外轮转向角ψ
o
*。然后，在s12中，将关于如此决定的左轮目标转向角ψ
l
*、右轮目标转向角ψ
r
*的信息分别发送到与左前轮10fl、右前轮10fr对应的转向ecu16。
[0088]
在按照由各转向ecu16执行的车轮转向程序的处理中，在s41中，从操作ecu18接收关于相应的前轮10f的目标转向角ψ*的信息，在s42中，基于该目标转向角ψ*，来决定转向马
达70a的目标马达旋转角θ*。在接下来的s43中，取得转向马达70a的实际的旋转角即实际马达旋转角θ，在s44中，决定实际马达旋转角θ相对于目标马达旋转角θ*的偏差即马达旋转角偏差δθ。在接下来的s45中，基于该马达旋转角偏差δθ，按照上述式子决定目标转向转矩tq*，在s46中，基于该目标转向转矩tq*来决定应向转向马达70a供给的电流即目标供给电流i*。然后，在s47中，基于该目标供给电流i*向转向马达70a供给电流。
[0089]
【实施例2】
[0090]
第二实施例的车辆用转向系统与第一实施例的车辆用转向系统在硬件结构上相同，与前轮10f的转向相关的控制仅在对转向角比r的变更的限制上不同。鉴于此，对第二实施例的转向系统的说明仅对于对转向角比r的变更的限制进行。
[0091]
在第一实施例的转向系统中，操作ecu18基于检测出的前后加速度gx来决定变更速度限制值δr
lim
，并将转向角比变更速度δr抑制在该变更速度限制值δr
lim
以内，由此对转向角比r的变更施加限制。与此相对，在本第二实施例的转向系统中，操作ecu18基于制动操作及加速操作，详细而言，基于作为制动踏板30的操作量的制动操作量ε
b
及作为加速踏板22的操作量的加速操作量ε
a
，来推定对车辆施加的制动力f
b
及驱动力f
d
(以下，有时统称为“制动驱动力f”)，并基于该制动驱动力f，对转向角比r的变更施加限制。
[0092]
详细而言，操作ecu18在推定出的制动力f
b
超过被设定为比较大的值的第一设定制动力f
b1
时、及推定出的驱动力f
d
超过被设定为比较大的值的第一设定驱动力f
d1
时(以下，有时统称为“在制动驱动力f超过第一设定制动驱动力f1时”)，认定为车速v的变化的程度超过第一程度，将转向角比r的值固定。接着，在推定出的制动力f
b
成为被设定为比第一设定制动力f
b1
小的值的第二设定制动力f
b2
以下时、及推定出的驱动力f
d
成为被设定为比第一设定驱动力f
d1
小的值的第二设定驱动力f
d2
以下时(以下，有时统称为“在制动驱动力f成为第二设定制动驱动力f2以下的情况下”)，认定为车速v的变化的程度成为被设定得比第一程度低的第二程度以下，允许作为设定变更速度的固定的变更速度限制值δr
lim
(严格地说是
‑
δr
lim
)以下的转向角比r的变更。即，使转向角比r比较平缓地接近标准转向角比r
s
。顺带提及，变更速度限制值δr
lim
也可以在车辆加速时和减速时设定为不同的值。
[0093]
如上所述的转向角变更速度δr的限制下的车身滑移角β
s
为恒定时的、相对于车速v的变化的转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化如图9所示的图表所示。在从比上限车速v
u
高的车速v起通过比较大的制动操作而使车辆减速，即对车辆施加比较大的制动力，而经过上限车速v
u
达到速度v1时，即，在从时刻t1到时刻t2的期间，在没有上述限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较大，即，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化梯度比较大。与此相对，在存在上述限制的情况下，由于所施加的制动力f
b
比第一设定制动力f
b1
大，因此转向角比r、即转弯外轮10fo的转向角ψ
o
不变化。从时刻t2起，在松开制动操作而使施加的制动力f
b
小于第二设定制动力f
b2
的状态下，车辆经过下限车速v
l
而停车时，在没有限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在车速v达到下限车速v
l
之前、即在时刻t3之前，比较平缓地变化。即使在存在限制的情况下，转向角比变更速度δr也比较低而为变更速度限制值
‑
δr
lim
，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在比t3晚的时刻t4之前，比较平缓地变化。
[0094]
同样地，在从比下限车速v
l
低的车速v起通过比较大的加速操作而使车辆加速，即施加比较大的驱动力，而经过下限车速v
l
达到速度v2时，即，在从时刻t5到时刻t6的期间，在
没有上述限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr比较高，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
的变化梯度比较大。与此相对，在存在上述限制的情况下，由于所施加的驱动力f
d
比第一设定驱动力f
d1
大，因此转向角比r、即转弯外轮10fo的转向角ψ
o
不变化。然后，从时刻t6起，在松开加速操作而使施加的驱动力f
d
小于第二设定驱动力f
d2
的状态下，车速v经过上限车速v
u
而上升时，在没有限制的情况下，如虚线所示，转向角比变更速度δr的绝对值比较小，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在车速v达到上限车速v
u
之前、即在时刻t7之前，比较平缓地变化。即使在存在限制的情况下，转向角比变更速度δr也比较低而为δr
lim
，转弯外轮10fo的转向角ψ
o
即转向角比r在比时刻t7晚的时刻t8之前，比较平缓地变化。
[0095]
如上所述，通过基于推定出的制动驱动力f进行转向角比变更速度δr的限制，无论在减速时车速v较大地变化，还是在加速时车速v较大地变化，转向角比r均平缓地变化。因此，在本实施例的转向系统中，也能够有效地抑制车辆的举动的紊乱、给驾驶者带来不适感的情况。
[0096]
在本第二实施例的转向系统中，操作ecu18也反复执行将流程图示于图6的转向总括控制程序，但该程序仅是s7的转向角比决定处理、即转向角比决定子例程与在第一实施例的转向系统中执行的转向总括控制程序不同。在本第二实施例的转向系统中执行的转向角比决定子例程将流程图示于图10，在以下的说明中，仅简单地说明按照该流程图的处理的流程。
[0097]
在按照在第二实施例的转向系统中执行的转向角比决定子例程的处理中，首先，在s51中，基于各车轮10的车轮速度v
w
来确定当前时间点的车速v。在接下来的s52中，基于该车速v和所决定的目标内轮转向角ψ
i
*，参照如图3(c)所示的映射数据来决定上述的标准转向角比r
s
，在s53中，确定在前次执行该程序时最终决定的转向角比r即前次转向角比r
pre
。然后，在s54中，通过从所决定的标准转向角比r
s
中减去前次转向角比r
pre
，来决定该程序的每执行时间间隔的转向角比r的变化量、即转向角比变更速度δr。
[0098]
在接下来的s55中，基于由制动操作量传感器40检测出的制动操作量ε
b
或由加速操作量传感器24检测出的加速操作量ε
a
，来推定施加于车辆的制动力f
b
或驱动力f
d
(即制动驱动力f)，在s56中，判定大制动驱动力标志fl的值是否为“1”。大制动驱动力标志fl是初始值为“0”，且在对车辆施加比较大的制动力f
b
或比较大的驱动力f
d
而转向角比r固定时，换言之，在禁止转向角比r的变更时，值为“1”的标志。
[0099]
在大制动驱动力标志fl不为“1”的情况下，在s57中，判定制动驱动力f是否大于第一设定制动驱动力f1。在制动驱动力f大于第一设定制动驱动力f1的情况下，在s58中将大制动驱动力标志fl设为“1”，并在s59中将转向角比变更速度δr的值设为“0”。即，禁止转向角比r的变更，换言之，转向角比r被固定为当前时间点的值。
[0100]
在s56中判定为大制动驱动力标志fl已经为“1”的情况下，跳过s57、s58，在s59中将转向角比变更速度δr的值维持为“0”。在s57中判定为制动驱动力f不大于第一设定制动驱动力f1的情况下，维持在s54中所决定的转向角比变更速度δr的值。
[0101]
在接下来的s60中，判定制动驱动力f是否为被设定得比第一设定制动驱动力f1小的第二设定制动驱动力f2以下。在制动驱动力f为第二设定制动驱动力f2以下的情况下，在s61中将大制动驱动力标志fl复位为“0”。然后，在接下来的s62中，判定转向角比变更速度δr的绝对值是否大于变更速度限制值δr
lim
。在转向角比变更速度δr的绝对值大于变更
速度限制值δr
lim
的情况下，在s63中，基于制动驱动力f来判断是处于制动中还是处于驱动中(加速中)，在处于驱动中的情况下，在s64中，将转向角比变更速度δr限制为变更速度限制值δr
lim
，在处于制动中的情况下，在s65中，将转向角比变更速度δr限制为使变更速度限制值δr
lim
的符号反转后的值。在转向角比变更速度δr的绝对值为变更速度限制值δr
lim
以下的情况下，不进行针对转向角比变更速度δr的限制。在s60中判定为制动驱动力f不为第二设定制动驱动力f2以下的情况下，当大制动驱动力标志fl的值为“1”时，转向角比变更速度δr的值维持为“0”。另一方面，在大制动驱动力标志fl的值为“0”时，维持在s54中所决定的转向角比变更速度δr的值。
[0102]
然后，在s66中，将如上述那样决定的转向角比变更速度δr与前次转向角比r
pre
相加，来决定转向角比r，在s67中，将所决定的该转向角比r作为下次执行该程序时的前次转向角比r
pre
。
[0103]
标号说明
[0104]
10：车轮；12：车轮转向装置；14：操作装置；16：转向电子控制单元(转向ecu)〔控制器〕；18：操作电子控制单元(操作ecu)〔控制器〕；20：车轮驱动单元；36：制动装置；46：前后加速度传感器；50：车轮配设模块；52：下臂；70：转向致动器；70a：转向马达；72：横拉杆；78：动作转换机构；80：方向盘〔转向操作部件〕；82：转向传感器；ψ：车轮的转向角〔转向量〕；ψ
o
：转弯外轮转向角；ψ
i
：转弯内轮转向角；r：转向角比〔转向量之比〕；δr：转向角比变更速度；δr
lim
：变更速度限制值；v：车辆行驶速度(车速)；v
l
：下限车速；v
u
：上限车速；gx：前后加速度；f：制动驱动力；f1：第一设定制动驱动力；f2：第二设定制动驱动力。