CN101421146A - 转向控制装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆转向控制装置，其包括转向单元，该转向单元与接收转向操纵输入的转向操纵单元机械分离，并且根据转向操纵输入以使转向轮进行转向。该车辆转向控制装置还包括：反作用力电动机，其用于向该转向操纵单元施加与转向单元的转向状态对应的转向反作用力；放手检测传感器，其用于检测转向操纵单元是否处于放手状态；转向反作用力校正单元，在检测出处于放手状态时，其减小来自非放手状态下的转向反作用力。

Description

转向控制装置与方法

背景技术

本发明涉及车辆转向控制的领域，尤其涉及电子(“线控转向”)转向控制系统。

在线控转向系统中，转向反作用力传感器置于转向横拉杆上，并且将该转向反作用力传感器检测到的路面反作用力加到转向反作用力转矩上，以使得路面对轮胎的作用力的影响可反映在转向反作用力转矩上。

在线控转向系统中，为了可靠地将路面感传递给驾驶员，将与路面反作用力对应的控制量加到转向反作用力转矩上。例如，在日本Kokai专利申请No.10[1998]-217988中所描述的技术中，在转向操纵力计算单元中，根据转向操纵力传感器检测到的结果，计算施加于转向轴的转向操纵力T。同时，计算在所施加转向操纵力(T)的方向上用以使转向轴转动的控制量(aT)。在转向反作用力计算单元中，根据转向反作用力传感器检测到的结果，计算施加于转向轴的转向反作用力F。在转向轴电动机控制电路中，根据转向操纵力计算单元与转向反作用力计算单元所得到的这些结果，利用以下公式计算转向轴的转动控制量Mm，并将与该转动控制量Mm对应的反作用力控制信号输出至转向轴电动机中。在下式中，Gm表示用于指示输出信号的增益的增益系数，所述公式是：

Mm＝Gm·(aT—F)

发明内容

然而，如果在转向操纵时将转动控制量Mm设定为适当的数值，则当驾驶员的手从方向盘上拿开时，方向盘可能超过中立位置从而出现超调。

本发明公开了这样一种用于控制车辆转向轮的车辆转向控制装置，包括：转向操纵单元，其用于接收转向操纵输入；转向单元，其与该转向操纵单元机械分离，并且根据转向操纵输入以使转向轮进行转向；转向反作用力施加装置，其用于向转向操纵单元施加与转向单元的转向状态对应的转向反作用力；放手检测传感器，其适于检测转向操纵单元是处于放手状态还是处于非放手状态；转向反作用力校正单元，在检测出处于放手状态时，其适于减小非放手状态下的转向反作用力。

此外，还公开了一种用于控制车辆转向轮的方法，该方法包括：根据借助于转向操纵单元输入的转向操纵输入，使转向轮进行转向；机械地分离转向单元与转向操纵单元；向转向操纵单元施加与转向单元的转向状态对应的转向反作用力；检测转向操纵单元是处于非放手状态还是处于放手状态；以及当检测出处于放手状态时，减小放手状态下的转向反作用力。

以上，虽然对本发明优选实施例进行了描述，但是本发明不仅限于实施例1-4。只要不背离本发明的本质，可以对本发明进行多种修改。

附图说明

此处说明参考附图，在各附图中，相同的参考标号是指相同的部分，其中：

图1为示出根据本发明第一实施例的车辆转向控制装置的总体系统图；

图2为示出由根据第一实施例的控制器执行的路面反作用力增益的设定控制处理的流程图；

图3为用于设定与方向盘侧的各转矩传感器的数值对应的路面反作用力系数D的曲线图；

图4为用于设定与转向角对应的转向角增益的曲线图；

图5为用于设定与转向角加速度对应的转向角加速度增益的曲线图；

图6为用于设定与转向角速度对应的转向角速度增益的曲线图；

图7为用于设定非放手状态下与路面反作用力对应的路面反作用力增益的曲线图；

图8为示出现有技术中的放手状态下的超调(overshoot)问题的曲线图；

图9A为示出在非放手状态下相对于转向角的转向反作用力转矩的曲线图；

图9B为示出在放手状态下相对于转向角的转向反作用力转矩的曲线图；

图10为示出第一实施例中的在放手状态下防止发生超调的方法的曲线图；

图11为示出由第二实施例中的控制器执行的转向角增益的设定控制处理的流程图；

图12为用于设定第二实施例中的转向角系数以及设定第三实施例中的转向角加速度系数的曲线图；以及

图13为用于设定第四实施例中的转向角速度系数的曲线图。

具体实施方式

在下文所述的实施例中，可通过与路面反作用力对应的转向反作用力转矩以给驾驶员提供可靠的路面感。另外，由于将驾驶员的手从方向盘拿开的状态下(以下称之为“放手状态”)的转向反作用力转矩设定为比驾驶员的手未从方向盘拿开的状态下(以下简之为“未放手状态”)的转向反作用力转矩小，所以可以实现适当的方向盘复原性，从而防止出现超调。

图1所示为示出第一实施例的车辆转向控制装置的总体系统图。

第一实施例中的车辆转向控制装置包括转向操纵装置、后备装置、转向装置和控制器。

转向操纵单元包括转向角传感器1(用于检测转向角的装置)、编码器2、转矩传感器3(用于检测转向转矩的装置)和反作用力电动机5(用于施加转向反作用力的装置)。

转向角传感器1用于检测方向盘6的角度位置。该转向角传感器1设于连接电缆柱(cable column)7与方向盘6的柱轴8a之上。即，转向角传感器1置于方向盘6与转矩传感器3之间，由于不受因转矩传感器3的扭转而引起的角度变化的影响，所以转向角传感器1可检测转向角。在转向角传感器1中采用绝对型解析装置(图中未示出)或类似装置。

转矩传感器3构成双系统，并且置于转向角传感器1和反作用力电动机5之间。每一个转矩传感器3具有：沿轴向延伸的扭杆、与扭杆的一端连接且与扭杆同轴的第一轴、与扭杆的另一端连接且与扭杆及第一轴同轴的第二轴、固定在第一轴上的第一磁性体、固定在第二轴上的第二磁性体、面向第一磁性体与第二磁性体的线圈，以及包围所述线圈且与第一磁性体和第二磁性体共同形成磁路的第三磁性体。扭杆扭转，使得第一磁性体和第二磁性体之间发生相对位移，引起线圈电感变化，转矩传感器3根据电感检测出扭矩，从而输出信号。

反作用力电动机5是向方向盘6施加反作用力的反作用力致动器。该反作用力电动机5由单转子/单定子型电动机构成，并且柱轴8a作为其旋转轴。另外，反作用力电动机5的外壳固定于车体的适当位置处。采用无刷电动机作为反作用力电动机5，并具有与无刷电动机一起使用所需的编码器2和霍尔IC(图中未示出)。此处，如果仅采用霍尔IC，尽管可驱动用于产生电动机转矩的电动机，但输出转矩可能有小幅波动，这样使得转向反作用力感较差。为了进行更平稳的反作用力控制，将编码器2置于柱轴8a上以控制电动机。结果，可以减小转矩的小幅波动，从而使转向反作用力感得到改善。另外，也可以采用解析装置替代编码器2。

后备装置由电缆柱7与离合器9组成。离合器9置于柱轴8a与带轮轴8b之间；在本发明第一实施例中采用电磁离合器。当离合器9接合之后，离合器9连接作为输入轴的柱轴8a与作为输出轴的带轮轴8b。离合器9将来自方向盘6的转向转矩机械地传递至转向单元15上。

电缆柱7是这样的机械式后备机构：即，在离合器9接合时，该电缆柱迂回以避免与位于反作用力装置和转向装置之间的部件干涉，并且起到传递转矩的柱轴作用。在电缆柱7的结构中，其端部固定在卷轴上的两根内部电缆以互相相反的方向缠绕在这两个卷轴之上，并且这两根内部电缆插入其中的外管的两端固定于这两个卷轴的外壳上。

转向装置包括编码器10、转向角传感器11、转矩传感器12(用于检测路面反作用力的装置)、转向电动机14、转向单元15和转向轮16、16′。

转向角传感器11与转矩传感器12安装于小齿轮轴17上，该小齿轮轴17的一端连接电缆柱7的带轮，其另一端形成小齿轮。可以使用用于检测轴的旋转速度的绝对型解析装置或类似装置作为转向角传感器11。另外，如同转矩传感器3一样，转矩传感器12也构成双系统，用以根据电感变化而检测出转矩。转向角传感器11设于电缆柱7侧，转矩传感器12设于转向单元15侧。结果，当转向角传感器11检测转向角时，其不受转矩传感器12的扭转而引起的角度变化的影响。。

转向电动机14具有这样的结构：即，与蜗轮啮合的小齿轮设置于电动机轴上，该蜗轮设于小齿轮轴17的转向角传感器11与转矩传感器12的中立位置上，这样，在电动机为ON时将转向转矩施加于小齿轮轴17上。转向电动机14构成具有单转子/双定子的双系统。转向电动机14为无刷电动机，其构成第一和第二转向电动机14。相似地，与反作用力电动机5一样，由于转向电动机14是无刷电动机，所以需使用编码器10和霍尔IC(图中未示出)。

转向单元15具有这样的结构：即，左右转向轮16和16′随小齿轮轴17的转动而转动。该转向单元15具有：形成与小齿轮轴17的小齿轮啮合且插入齿条管15a的齿条的齿条轴15b、与沿车辆左右两个方向延伸的齿条轴15b的两端结合的转向横拉杆15c、15c′、以及一端与转向横拉杆15c、15c′结合且另一端与转向轮16与16′结合的转向节臂15d、15d′。

控制器具有这样的双系统结构：即，该双系统包括两个电源18、18′，以及执行处理与算术运算的两个控制器19、19′。

控制器19接收由以下部件检测到的信号：转向操纵装置的转向角传感器1、编码器2、转矩传感器3、霍尔IC，以及转向装置的编码器10、转向角传感器11、转矩传感器12、霍尔IC和车辆速度传感器21。

根据各传感器的检测值，控制器19设定反作用力电动机5与转向电动机14的控制量，控制并驱动各电动机5、14。另外，在系统正常的情况下，控制器19释放离合器9。在系统发生异常的情况下，系统使离合器9结合，以实现方向盘6与路面转向轮16、16′之间的机械连接。

以下讨论反作用力电动机控制量的设定。在控制器19中，采用下式1设定反作用力电动机5的控制量Th。

Th＝Kp×θ+Kd×dθ/dt+Kdd×d²θ/dt²+D×Kf×F  ...(1)

此处，θ表示转向角，Kp表示转向角增益，Kd表示转向角速度增益，Kdd表示转向角加速度反馈增益，D表示路面反作用力系数，Kf表示路面反作用力增益。

在式1中，公式右边第一、第二、第三项是根据转向角θ设定的转向反作用力的控制量，公式右边第四项是根据路面反作用力F设定的控制量，这样可使路面对轮胎作用的力的影响反映在转向反作用力转矩上。另外，根据转向角传感器1的检测值计算转向角加速度d²θ/dt²与转向角速度dθ/dt(相当于加速度检测装置与转向角检测装置)。

下面对与放手状态对应的控制量的设定进行说明。在式1中，路面反作用力增益Kf的值根据转向状态而变化，该路面反作用力增益Kf是根据路面反作用力来确定转向反作用力转矩反映量的。图2为示出由第一实施例的控制器19执行的路面反作用力增益Kf的设定控制处理的流程图。

在步骤S1中，读取各传感器信号，然后流程转入步骤S2。在步骤S2中，根据步骤S1中由方向盘侧的转矩传感器3读取的传感器信号，判断系统是否处于放手状态(相当于放手状态检测装置)。若判断结果为YES，则转入步骤S4；若判断结果为NO，则转入步骤S3。当转矩传感器3的传感器信号小于预定值时，则判断系统处于放手状态。在此，该预定值是指转矩传感器3的磁滞特性，并且该预定值是在转矩输入相当于零时的磁滞范围中设定的。

在步骤S3中，由于已在S2步骤中确定系统未处于放手状态，所以将路面反作用力增益Kf设定为预定的High值(相当于转向反作用力校正装置)，然后流程返回。

在步骤S4中，由于已在S2步骤中确定系统处于放手状态，所以将路面反作用力增益Kf设定为比High值小的预定Low值，然后流程返回。

换言之，在放手状态下，由于将路面反作用力增益Kf设定为较小值，并且使得基于路面反作用力F的控制量变小，所以可以实现适当的方向盘复原性。另一方面，在非放手状态下，由于将路面反作用力增益Kf设定为较大值，并且使得基于路面反作用力F的控制量变大，所以可以获得适当的转向反作用力。

下面讨论设定非放手状态下与转向转矩对应的控制量。在式1中，在非放手状态下，根据路面反作用力以确定转向反作用力转矩反映量的路面反作用力系数D随转向转矩变化而变化。

图3为示出用于设定与方向盘侧的转矩传感器3的数值对应的路面反作用力系数D的曲线图。路面反作用力系数D是这样设定的：即，其在与放手状态对应的转矩传感器值的范围内具有预定最小值，在非放手状态下，其随转矩传感器值的绝对值越大而具有越大的值。另外，为了防止转向反作用力转矩变得过大，当转矩传感器值的绝对值超过预定值时，将该路面反作用力系数D设定为预定最大值。

下面将讨论与转向操纵状态对应的控制量的设定。在式1中，转向角增益Kp根据转向角θ的变化而变化，该转向角增益Kp用于根据转向角θ以设定转向反作用力的控制量。如图4所示，转向角增益Kp这样设定：即，转向角θ的绝对值越大，该转向角增益Kp被设定为越大的值。另外，车辆速度越高，转向角增益Kp也被设定为越大的值。

此外，在式1中，转向角加速度增益Kdd根据转向角加速度d²θ/dt²的变化而变化，该转向角加速度增益Kdd用于根据转向角加速度d²θ/dt²以设定转向反作用力的控制量。如图5所示，转向角加速度增益Kdd这样设定：即，转向角加速度d²θ/dt²的绝对值越大，该转向角加速度增益Kdd被设定为越大的值。另外，车辆速度越高，转向角加速度增益Kdd也被设定为越大的值。

此外，在式1中，转向角速度增益Kd根据转向角速度dθ/dt的变化而变化，该转向角速度增益Kd用于根据转向角速度dθ/dt以设定转向反作用力的控制量。如图6所示，转向角速度增益Kd这样设定：即，转向角速度dθ/dt的绝对值越大，该转向角速度增益Kd被设定为越大的值。另外，车辆速度越高，转向角速度增益Kd也被设定为越大的值。

下面将讨论与路面反作用力对应的控制量的设定。在式1中，路面反作用力增益Kf不限于High值和Low值这两个值。另外，路面反作用力增益Kf也可以根据路面反作用力F变化而变化。在这种情况下，路面反作用力增益Kf这样设定：即，路面反作用力F的绝对值越大，路面反作用力增益Kf被设定为越大的值(参见图7)。

在传统的线控转向系统中，为了将路面感可靠地传递给驾驶员，将与路面反作用力对应的控制量加到转向反作用力转矩上。根据转向操纵力传感器的检测值，计算向转向轴施加的转向操纵力T。同时，计算在施加转向操纵力T的方向上用以使转向轴转动的控制量(aT)。在转向反作用力计算单元中，根据转向反作用力传感器的检测值，计算向转向轴施加的转向反作用力F。在转向轴电动机控制电路中，根据转向操纵力计算单元与转向反作用力计算单元的这些计算结果，利用以下公式计算转向轴的转动控制量Mm，并将与转动控制量Mm对应的反作用力控制信号输出至转向轴电动机中。在下式中，Gm表示用于指示输出信号的增益的增益系数，所述公式是：

Mm＝Gm×(aT—F)  ...(2)

但是，在现有技术中，如果进行转向操纵时将转动控制量Mm设定为适当的数值，则在驾驶员的手从方向盘上拿开的情况下，方向盘的复原力变得过大，这样方向盘会超过中立位置从而出现超调。

以下说明改变与放手/非放手状态对应的转向反作用力的方法。针对此问题，对于第一实施例的车辆转向控制装置，与放手状态相比，在非放手状态下减小与路面反作用力对应的转向反作用力转矩，可以解决该问题。

图9A为示出非放手状态下相对于转向角的转向反作用力转矩，图9B为示出在放手状态下相对于转向角的转向反作用力转矩。在非放手状态下，由于将路面反作用力增益Kf设定为High值，所以，即使方向盘处于回正状态，也可以将与转向角对应的转向反作用力转矩传递给驾驶员。

另一方面，在放手状态下，由于将路面反作用力增益Kf设定为Low值，所以，与非放手状态相比，在放手状态下与路面反作用力F对应的转向反作用力Kf×F小。因此，与非放手状态相比，放手状态下与转向角对应的转向反作用力转矩也小。如图10所示，由于可防止驾驶员的手松开方向盘之后产生超调，所以，在驾驶员的手松开起直到横摆速率、横向加速度以及其他车辆状态量变化的收敛为止的时间可比现有技术缩短(收敛时间为2秒)。

以下说明改变与转向转矩对应的转向反作用力的方法。在第一实施例中，在非放手状态下，由于转向转矩越大，转向反作用力转矩也越大。因此，在放手状态与非放手状态之间切换时，D可以平滑的变化，而不像系数Kf在Low值与High值之间的阶跃变化，这样，可以实现更为自然的方向盘复原性，并且可以获得良好的路面感的传递效果。

根据本发明第一实施例的车辆转向控制装置，可以获得以下的效果。由于该转向控制装置具有：转向装置，其与接收转向操纵输入的转向操纵装置机械分离，并且根据转向操纵输入而使转向轮16、16′转向；反作用力电动机5，其向转向操纵装置施加与转向装置的转向状态对应的转向反作用力；放手检测装置，其检测转向操纵装置是否处于放手状态；转向反作用力校正装置，当检测出处于放手状态时，其相对于非放手状态而减小转向反作用力。因此，可以实现放手状态下的适当的方向盘复原性，同时也可以将非放手状态下的路面感可靠地传递至驾驶员。

由于该转向控制装置具有用于检测路面反作用力F的转矩传感器12，并且反作用力电动机5施加与路面反作用力对应的转向反作用力Kf×F，当检测出处于放手状态时，转向反作用力校正装置将Kf设定为Low值，并减小与路面反作用力对应的转向反作用力。因此，在放手状态下，可以实现适当的方向盘复原性，并且在非放手状态下，可以将路面感确实地传递至驾驶员。

由于该转向控制装置具有用于检测转向转矩的转矩传感器3，并且当检测出未处于放手状态时，转向反作用力校正装置随着转向转矩变小而减小与路面反作用力对应的转向反作用力。因此，在放手状态与非放手状态之间切换时，可以实现平滑的切换，从而可以实现自然的方向盘复原性，并且可以获得良好的路面感的传递效果。

此外，第二实施例是这样的实例：即，根据转向角而改变转向反作用力转矩的反映量的实例。另外，由于第二实施例的结构与第一实施例相同，因此这里不再重复进行说明。

在第二实施例中，在控制器19中，根据下式3设定反作用力电动机5的控制量Th。

Th＝Kp×θ+Kd×dθ/dt+Kdd×d²θ/dt²+Kf×F  ...(3)

图11所示为第二实施例中的控制器19执行的转向角增益Kp的设定控制处理的流程图。另外，由于图11所示的步骤S11和S12与图2所示的步骤S1和S2相同，所以此处不再加以说明。

在步骤S13中，由于在步骤S12中已确定系统不处于放手状态，所以将转向角增益Kp设定为预定的High值(相当于转向反作用力校正装置)，然后流程返回。

在步骤S14中，由于在步骤S12中已确定系统处于放手状态，所以将转向角增益Kp设定为比High值小的预定的Low值，然后流程返回。

即，因为转向角增益Kp是使方向盘回正至中立点(中立位置)的弹性转矩成分，所以，在放手状态下，将该增益Kp设定为较小值以实现适当的方向盘复原性，从而防止方向盘超过中立点(即，不会出现超调)，而在非放手状态下，将该增益Kp设定为较大值，以便产生适当的转向反作用力转矩。

另外，作为另一种方法，也可以根据方向盘侧的转矩传感器3的检测值以改变Kp×θ。此时，根据下式4来计算反作用力电动机5的控制量Th。

Th＝A×Kp×θ+Kd×dθ/dt+Kdd×d²θ/dt²+D×Kf×F  ...(4)

此处，A是按转向转矩的绝对值而成比例设定的转向角系数。如图12所示，A在与放手状态对应的转矩传感器值的范围内具有预定最小值，并且随转矩传感器值的绝对值越大，A具有越大的值。另外，为了防止转向反作用力转矩变得过大，这样设定A：即，当转矩传感器值超过预定值时，将A设定为预定最大值。

由于根据式4设定控制量Th，并且可与转向转矩相对应以实现转向角系数A的平滑改变。因此，可实现更为自然的方向盘复原性和获得适当的转向反作用力转矩。另外，在转向角回复后方向盘6未回正至中立位置时，也可以增大Kp。

如第一实施例所述，通过减小放手状态下的弹性转矩成分Kp，可以减小方向盘复原时的超调量，并可以改善车辆行驶状况的收敛性。另外，当复原力不足时，方向盘6没有回正至中立点，并且存在残余转向角，也可以增大Kp以减少残余转向角。

根据本发明第二实施例的车辆转向控制装置，除第一实施例中所讨论的效果之外，还可以获得如下效果。

由于该转向控制装置具有用于检测转向角θ的转向角传感器1，并且反作用力电动机5施加与转向角θ对应的转向反作用力Kp×θ，当检测出处于放手状态时，转向反作用力校正装置减小与转向角θ对应的转向反作用力Kp×θ。因此，可减少放手状态下的超调量，并可以改善车辆行驶状况的收敛性。

第三实施例是这样的实例：即，在放手状态下，根据转向角加速度来改变转向反作用力转矩反映量的实例。由于第三实施例的结构与第一实施例相同，因此在此将不再进行说明。

在第三实施例中，在用于设定反作用力电动机5的控制量的式1中，使得转向角加速度增益Kdd在放手状态与非放手状态之间改变。在非放手状态下，将转向角加速度增益Kdd设定为预定的High值，在放手状态下，将转向角加速度增益Kdd设定为比High值小的Low值。

即，Kdd为惯性转矩成分。Kdd值越小，方向盘6的收敛频率越高。因此，在放手状态下，将Kdd设为较小，以便可以实现适当的方向盘复原性，在非放手状态下，将Kdd设为较大，以便可以获得适当的转向惯性感。

另外，作为另一种方法，也可以采用根据方向盘侧的转矩传感器3的检测值而改变Kdd×d²θ/dt²的方案。在这种情况下，根据下式5计算反作用力电动机5的控制量Th。

Th＝A×Kp×θ+Kd×dθ/dt+C×Kdd×d²θ/dt²+D×Kf×F  ...(5)

此处，C表示按转向转矩的绝对值而成比例设定的转向角加速度系数。如图12所示，转向角加速度系数C在与放手状态对应的转矩传感器值的范围内具有预定最小值。在非放手状态下，转矩传感器值的绝对值越大，C的值也越大。另外，为了防止转向反作用力转矩变得过大，这样设定C的值：即，当转矩传感器值超过预定值时，将C设定为预定最大值。

由于根据式5设定控制量Th，并且可以与转向转矩相对应而对转向角加速度系数C进行平滑的改变。因此，可以实现更为自然的方向盘复原性，并且可以获得适当的转向反作用力转矩。

根据本发明第三实施例的车辆转向控制装置，除第一实施例中所讨论的效果之外，还可以获得如下效果。

由于本发明第三实施例的转向控制装置具有用于检测转向角加速度的转向角加速度检测装置，并且反作用力电动机5施加与转向角加速度d²t/dt²对应的转向反作用力Kdd×d²t/dt²，当检测出处于放手状态时，转向反作用力校正装置使得与转向角加速度d²t/dt²对应的转向反作用力Kdd×d²t/dt²变小。因此，在放手状态下，方向盘6的收敛频率变高，并且收敛性也得到提高。

第四实施例为这样的实例：即，在放手状态下，根据转向角速度来改变转向反作用力转矩反映量的实例。另外，由于第四实施例的结构与第一实施例相同，因此在此将不再进行详述。

在第四实施例中，在用于设定反作用力电动机5的控制量的式1中，使得转向角速度增益Kd在放手状态与非放手状态之间改变。在非放手状态下，将转向角速度增益Kd设定为预定的High值，在放手状态下，将转向角速度增益Kd设定为比High值小的Low值。

即，Kd表示粘性转矩成分。该粘性转矩成分越大，在放手状态下方向盘6的收敛衰减越高。因此，在放手状态下，将该Kd的值设为较大，可以获得适当的方向盘复原性。在非放手状态下，将该Kd的值设为较小以实现适当的转向操纵粘性感。

另外，作为另一种方法，也可以与方向盘侧的转矩传感器3的检测值相对应而改变Kd×dθ/dt。在这种情况下，根据下式6计算反作用力电动机5的控制量Th。

Th＝A×Kp×θ+B×Kd×dθ/dt+C×Kdd×d²θ/dt²+D×Kf×F  ...(6)

此处，B表示按转向转矩的绝对值而成比例设定的转向角速度系数。如图13所示，转向角速度系数B这样设定：即，其在与放手状态对应的转矩传感器值的范围内具有预定最小值，并且在非放手状态下，转矩传感器值的绝对值越大，该转向角速度系数B的值越大。另外，为了防止转向反作用力转矩变得过大，当转矩传感器值超过预定值时，将该转向角速度系数B设定为预定最大值。

由于根据式6设定控制量Th，并且与转向转矩相对应而可使得转向角速度系数B平滑的改变。因此，可实现更为自然的方向盘复原性，并且可以获得适当的转向反作用力转矩。另外，在式6中，为了在放手状态下使转向角θ位于减小方向上，使得公式右边第二项的符号与其它项的符号相反。

根据本发明第四实施例的车辆转向控制装置，除第一实施例中所讨论的效果之外，还获得如下效果。

由于该转向控制装置具有用于检测转向角速度dθ/dt的转向角速度检测装置，并且反作用力电动机5施加与转向角速度dθ/dt对应的转向反作用力Kd×dθ/dt，当检测出处于放手状态时，转向反作用力校正装置将与转向角速度dθ/dt对应的转向反作用力设为小，所以，在放手状态下，可以增大方向盘6的收敛衰减，并且收敛性也得到改善。

以上，虽然对本发明优选实施例进行了描述，但是本发明不仅限于实施例1-4。只要不背离本发明的本质，可以对本发明进行多种修改。

本申请基于2004年12月14日提交的日本专利申请No.2004-361986，该专利申请的所有内容在此以引用的方式并入本文。

Claims (19)

1.一种在车辆中使用的转向控制装置，所述车辆具有接收转向操纵输入的方向盘以及电子控制转向单元，所述电子控制转向单元根据所述方向盘的位置使车轮在路面上进行转向，所述转向控制装置包括：

转向反作用力装置，其与所述方向盘连接，并且响应控制信号以向所述方向盘施加转向反作用力；

放手检测传感器，其适于产生指示所述方向盘是处于放手状态还是处于非放手状态的信号；以及

控制器，其适于根据所述放手检测传感器的信号改变所述控制信号，以便相对于在指示出处于非放手状态时所施加的转向反作用力，减少在指示出处于放手状态时所施加的转向反作用力。

2.如权利要求1所述的转向控制装置，还包括：

路面反作用力传感器，其适于产生指示路面反作用力的信号，其中，所述转向反作用力装置还适于施加与所指示的路面反作用力对应的转向反作用力，并且，当指示出处于放手状态时，所述控制器还适于减小与所指示的路面反作用力对应的转向反作用力。

3.如权利要求1所述的转向控制装置，还包括：

转向角检测传感器，其适于产生指示所述方向盘的转向角的信号，其中，所述转向反作用力装置还适于施加与所述转向角对应的转向反作用力，并且，当指示出处于放手状态时，所述控制器还适于减小与所指示的转向角对应的转向反作用力。

4.如权利要求1所述的转向控制装置，还包括：

转向角加速度检测传感器，其适于产生指示转向角加速度的信号，其中，所述转向反作用力装置还适于施加与所指示的转向角加速度对应的转向反作用力，并且，当指示出处于放手状态时，所述控制器还适于减小与所指示的转向角加速度对应的转向反作用力。

5.如权利要求1所述的转向控制装置，还包括：

转向角速度检测传感器，其适于产生指示转向角速度的信号，其中，所述转向反作用力装置还适于施加与所指示的转向角速度对应的转向反作用力，并且，当指示出处于放手状态时，所述控制器还适于减小与所指示的转向角速度对应的转向反作用力。

6.如权利要求1所述的转向控制装置，还包括：

转向转矩检测传感器，其适于产生指示转向转矩的信号，其中，当未指示出处于放手状态且所指示的转向转矩减小时，所述控制器还适于减小所述转向反作用力。

7.一种具有转向轮的车辆，包括：

转向操纵单元；

电子控制转向单元，其响应所述转向操纵单元，以根据所述转向操纵单元的位置而使所述转向轮进行转向；

转向反作用力施加装置，其适于向所述转向操纵单元施加转向反作用力；

放手检测传感器，其适于检测所述转向操纵单元是处于放手状态还是处于非放手状态；以及

转向反作用力校正单元，其适于：相对于在检测出处于非放手状态时所施加的转向反作用力，减小在检测出处于放手状态时所施加的转向反作用力。

8.如权利要求7所述的车辆，还包括：

路面反作用力传感器，其适于检测路面反作用力，其中，所述转向反作用力施加装置施加与所述路面反作用力对应的转向反作用力，并且，当所述转向操纵单元处于放手状态时，所述转向反作用力校正单元减小与所述路面反作用力对应的转向反作用力。

9.如权利要求7所述的车辆，还包括：

转向角检测传感器，其用于检测所述转向操纵单元的转向角，其中，所述转向反作用力施加装置施加与所述转向角对应的转向反作用力，并且，当检测出处于放手状态时，所述转向反作用力校正单元减小与所述转向角对应的转向反作用力。

10.如权利要求7所述的车辆，还包括：

转向角加速度检测传感器，其用于检测转向角加速度，其中，所述转向反作用力施加装置施加与所述转向角加速度对应的转向反作用力，并且，当检测出处于放手状态时，所述转向反作用力校正单元减小与所述转向角加速度对应的转向反作用力。

11.如权利要求7所述的车辆，还包括：

转向角速度检测传感器，其适于检测转向角速度，其中，所述转向反作用力施加装置施加与所述转向角速度对应的转向反作用力，并且，当检测出处于放手状态时，所述转向反作用力校正单元减小与所述转向角速度对应的转向反作用力。

12.如权利要求7所述的车辆，还包括：

转向转矩检测传感器，其适于检测转向转矩，其中，如果未检测出处于放手状态，则在所述转向转矩变小时，所述转向反作用力校正单元减小所述转向反作用力。

13.一种用于控制车辆的转向轮的车辆，包括：

转向装置，其响应转向操纵单元的转向操纵输入，以使所述转向轮进行转向；

施加装置，其向所述转向操纵单元施加转向反作用力；

检测装置，其检测所述转向操纵单元是处于非放手状态还是处于放手状态；以及

校正装置，当检测出处于放手状态时，其减小非放手状态下的转向反作用力。

14.一种用于控制车辆转向轮的方法，包括：

根据借助于转向操纵单元输入的转向操纵输入，使所述转向轮进行转向；

向所述转向操纵单元施加转向反作用力；

检测所述转向操纵单元是处于非放手状态还是处于放手状态；以及

相对于在检测出处于非放手状态时所施加的转向反作用力，减小在检测出处于放手状态时所施加的转向反作用力。

15.如权利要求14所述的方法，还包括：

检测路面反作用力；

向所述转向操纵单元施加与所述路面反作用力相对应的转向反作用力；以及

当检测出处于放手状态时，减小与所述路面反作用力对应的转向反作用力。

16.如权利要求14所述的方法，还包括：

检测转向角；

向所述转向操纵单元施加与所述转向角相对应的转向反作用力；以及

当检测出处于放手状态时，减小与所述转向角对应的转向反作用力。

17.如权利要求14所述的方法，还包括：

检测转向角加速度；

向所述转向操纵单元施加与所述转向角加速度相对应的转向反作用力；以及

当检测出处于放手状态时，减小与所述转向角加速度对应的转向反作用力。

18.如权利要求14所述的方法，还包括：

检测转向角速度；

向所述转向操纵单元施加与所述转向角速度相对应的转向反作用力；以及

当检测出处于放手状态时，减小与所述转向角速度对应的转向反作用力。

19.如权利要求14所述的方法，还包括：

检测转向转矩；

向所述转向操纵单元施加与所述转向转矩相对应的转向反作用力；以及

当检测出处于放手状态时，减小与所述转向转矩对应的转向反作用力。

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