CN103648889B - 转向系统、转向控制装置及转向控制方法 - Google Patents

Abstract

转向系统（1）包括：转向部件（5），转向部件（5）设置在车辆上且用于转向操作；致动器（9），致动器（9）辅助转向部件（5）的转向操作；和转向控制装置（11），所述转向控制装置（11）执行返回操作辅助控制，在所述返回操作辅助控制中，致动器（9）被控制以辅助用于使转向部件（5）返回到中立位置的返回操作，返回操作对应于用于使转向部件（5）从中立位置转动的转动操作，所述转向控制装置（11）基于所述转动操作时所述转向部件（5）的转向操作量确定在执行所述返回操作辅助控制时的返回操作时间。

Description

转向系统、转向控制装置及转向控制方法

技术领域

本发明涉及一种转向系统、一种转向控制装置及一种转向控制方法。

背景技术

例如，日本专利申请公开第2007-099053号（JP2007-099053A）描述作为现有转向系统或转向控制装置的、用于电动转向系统的控制装置。用于电动转向系统的控制装置将由马达产生的转向辅助力传递到转向机构以减少转向力。用于电动转向系统的控制装置包括：检测转向轴的转向角的转向角传感器；检测施加到转向轴的转向转矩的转矩传感器；检测车辆速度的车辆速度检测单元；以及基于转向角、转向角速度、转向转矩和车辆速度来控制马达的控制单元。

顺便提及，在JP2007-099053A中描述的上述用于电动转向系统的控制装置中，控制单元具有方向盘返回控制功能，并通过方向盘返回控制功能基于转向角校正转向感。然而，例如，转向感的进一步改进是期望的。

发明内容

本发明提供能够改进转向感的转向系统、转向控制装置及转向控制方法。

本发明的第一方面涉及转向系统。所述转向系统包括：转向部件，所述转向部件设置在车辆上并且所述转向部件用于转向操作；致动器，所述致动器辅助所述转向部件的转向操作；以及转向控制装置，所述转向控制装置执行返回操作辅助控制，在所述返回操作辅助控制中，所述致动器被控制以辅助用于使所述转向部件返回到中立位置的返回操作，所述返回操作对应于用于使所述转向部件从所述中立位置转动的转动操作，并且所述转向控制装置基于在所述转向操作时所述转向部件的转向操作量确定在执行所述返回操作辅助控制时的返回操作时间。

另外，在上述转向系统中，在所述返回操作辅助控制中，在所述返回操作时间的终点处，所述转向控制装置可以完成到达基于所述转向部件的中立位置的目标返回位置的返回操作。

另外，在上述转向系统中，在所述转动操作时所述转向部件的转向操作量可以是在所述转动操作的终点处的所述转向部件的转向操作量或在对应于所述转动操作的返回操作的起点处的所述转向部件的转向操作量。

另外，在上述转向系统中，当在中断所述返回操作之后恢复所述返回操作时，所述转向控制装置可以基于所恢复的返回操作的起点处的所述转向部件的转向操作量确定所述返回操作时间。

另外，在上述转向系统中，所述转向控制装置可以在所述返回操作时间以及基于所述返回操作时间的返回操作速度的基础上执行所述返回操作辅助控制，并且所述返回操作速度的速度模式使得所述返回操作速度的绝对值随所述返回操作时间的推移增大，然后在经过峰值之后减小。

另外，在上述转向系统中，所述返回操作速度对所述返回操作时间的所述速度模式可以满足以下条件中的至少一个：i）在所述返回操作速度的绝对值的除最大值之外的局部最大值与所述返回操作速度的绝对值的局部最小值之间的偏差小于或等于第一预定值，ii）从所述返回操作时间的起点到所述返回操作时间的终点的基于所述返回操作时间和返回操作速度的操作量大于或等于第二预定值，iii）所述操作量落在预定范围内，iv）在所述返回操作速度的绝对值的最大值与在所述返回操作时间的起点或所述返回操作时间的终点处的返回操作速度的绝对值之间的偏差大于或等于第三预定值，以及v）所述返回操作速度的绝对值是最大值所在的峰值点处于包括所述返回操作时间的起点和所述返回操作时间的终点之间的中间点的预定时段内。

另外，在上述转向系统中，所述转向控制装置可以在所述返回操作辅助控制中的所述转向部件的目标转向位置相对于所述转向部件的中立位置的容许范围的基础上改变所述返回操作时间。

另外，在上述转向系统中，所述转向控制装置可以在所述转动操作的转动操作时间的基础上改变所述返回操作时间。

另外，在上述转向系统中，所述转向控制装置可以在所述车辆的车辆速度的基础上改变所述返回操作时间。

另外，在上述转向系统中，所述转向控制装置可以在所述车辆的运行状态的基础上改变所述返回操作时间。

本发明的第二方面涉及一种转向控制装置。所述转向控制装置包括：控制单元，所述控制单元执行返回操作辅助控制，在所述返回操作辅助控制中辅助设置在车辆上并用于所述转向操作的转向部件的转向操作的致动器被控制以辅助用于使所述转向部件返回到中立位置的返回操作，所述返回操作对应于用于使所述转向部件从所述中立位置转动的转动操作；以及操作时间计算单元，所述操作时间计算单元在所述转向操作时的所述转向部件的转向操作量的基础上确定在执行所述返回操作辅助控制时的返回操作时间。

本发明的第三方面涉及一种转向控制方法。所述转向控制方法包括：执行返回操作辅助控制，在所述返回操作辅助控制中辅助设置在车辆上并用于所述转向操作的转向部件的转向操作的致动器被控制以辅助用于使所述转向部件返回到中立位置的返回操作，所述返回操作对应于用于使所述转向部件从所述中立位置转动的转动操作，以及在所述转向操作时的所述转向部件的转向操作量的基础上确定在执行所述返回操作辅助控制时的返回操作时间。

根据本发明的方面转向系统、转向控制装置及转向控制方法有利的是能够改进转向感。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特点、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是其上安装根据第一实施例的转向系统的车辆的示意图；

图2是示出根据第一实施例的转向系统的示意性构造的示意性透视图；

图3是示出根据第一实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图；

图4是示出与返回操作时间关联的费兹（Fitts's）定律的示意图；

图5是示出根据第一实施例的在与返回操作的时间关联的费兹定律中到达时间、操作距离和容许范围之间的关系的示例的曲线图；

图6是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的示例的曲线图；

图7是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的条件的示意曲线图；

图8是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的条件的示意曲线图；

图9是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的条件的示意曲线图；

图10是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的条件的示意曲线图；

图11是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的条件的示意曲线图；

图12是示出根据第一实施例的由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图；

图13是示出根据第一实施例的转向系统的操作的时序图；

图14是示出根据第一实施例的转向系统的操作的时序图；

图15是示出根据第二实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图；

图16是示出根据第二实施例的在与返回操作时间关联的费兹定律相关方程中在返回操作时间、转向角和驾驶状态系数之间的关系的示例的曲线图；

图17是示出根据第二实施例的由提取单元提取的单位动作的示例的曲线图；

图18是示出根据第二实施例的由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图；

图19是示出根据第三实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图；

图20是示出根据第三实施例的在与返回操作时间关联的费兹定律相关方程中的返回操作时间、转向角和车辆速度系数之间的关系的示例的曲线图；

图21是示出根据第三实施例的由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图；

图22是示出根据第四实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图；

图23是示出根据第四实施例的在与返回操作时间关联的费兹定律相关方程中的返回操作时间、转向角和SPI系数之间的关系的示例的曲线图；以及

图24是示出根据第四实施例的由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细描述本发明的实施例。注意，本发明的方面并不限于这些实施例。此外，在下面的实施例中描述的构成要素包括本领域的技术人员容易替换的构成要素或基本上等价的构成要素。

第一实施例

图1是其上安装根据第一实施例的转向系统的车辆的示意图。图2是示出根据第一实施例的转向系统的示意性构造的示意性透视图。图3是示出根据第一实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图。图4是示出与返回操作时间关联的费兹定律的示意图。图5是示出根据第一实施例的在与返回操作时间关联的费兹定律中到达时间、操作距离和容许范围之间的关系的示例的曲线图。图6是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的示例的曲线图。图7、图8、图9、图10和图11是示出根据第一实施例的与返回操作速度关联的钟形曲线速度模式的条件的示意曲线图。图12是示出根据第一实施例的由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图。图13是示出根据第一实施例的转向系统的操作的时序图。图14是示出根据第一实施例的转向系统的操作的时序图。

本实施例被应用到车辆，并且例如被构造成根据费兹定律使用钟形速度模型执行所谓的方向盘返回操作辅助控制（返回操作辅助控制）。然后，在本实施例中，例如，通过这样做，方向盘返回操作时间（返回操作时间）和方向盘返回操作的速度轨迹（返回操作速度的速度模式）与人的操作特性（例如，操作节奏）匹配，从而允许驾驶员通过沿方向盘（转向部件）移动手自然进行方向盘返回操作。通过这样做，改进转向感。

具体而言，如图1所示，根据本实施例的转向系统1被安装在车辆2上。转向系统1用来转动车辆2的方向盘。车辆2包括左前轮3FL、右前轮3FR、左后轮3RL和右后轮3RR作为车轮3。由行驶驱动源（马达）如内燃机4产生的动力被施加到为驱动轮的车轮3（例如，左前轮3FL和右前轮3FR）以于车轮3在路面上的台面上产生驱动力[N]。通过这样做，车辆2能够行驶。此外，驾驶员使作为转向部件的方向盘5转动以使被转向的车轮3（例如，左前轮3FL和右前轮3FR）转动。通过这样做，车辆2能够转动。

注意，车辆2被构造成所谓的前轮驱动车辆，其中由内燃机4产生的动力被传输到左前轮3FL和右前轮3FR然后在左前轮3FL和右前轮3FR处产生驱动力；但是，车辆2可以被构造成具有除前轮驱动系统之外的驱动系统，如后轮驱动系统和四轮驱动系统。在后轮驱动系统中，在左后轮3RL和右后轮3RR处产生驱动力。在四轮驱动系统中，在所有车轮3处产生驱动力。此外，行驶驱动源可以不是内燃机4。例如，行驶驱动源可以是电动马达或者内燃机4和电动马达两者。

然后，根据本实施例的转向系统1是利用电动马达的动力辅助车辆2的转向力的所谓的电动转向系统（EPS）等。转向系统1驱动电动马达等，因此能够获得基于从驾驶员施加到作为转向部件的方向盘5的转向力的转向辅助力从而辅助使得方向盘5转向时的驾驶员。

如图2所示，根据本实施例的转向系统1包括方向盘5、转向轴（除非另有规定以下简称为“轴”）6、小齿轮-齿条机构（除非另有规定以下简称为“齿轮机构”）7、一对左右转向横拉杆8、作为致动器的EPS装置9、状态检测装置10和作为转向控制装置的EPS控制装置11。

方向盘5在绕转动轴线X1的方向上是可转动的，并且设置在车辆2的驾驶员座椅处。驾驶员使方向盘5绕转动轴线X1转动从而有可能执行转向操作。驾驶员使方向盘5转动从而有可能转动作为车辆2的转向轮的左前轮3FL和右前轮3FR。也就是说，其上安装转向系统1的车辆2被构造成使方向盘5由驾驶员操作以转动左前轮3FL和右前轮3FR。

轴6作为方向盘5的转动轴部。轴6的一端联接到方向盘5。轴6的另一端联接到齿轮机构7。也就是说，方向盘5经由轴6连接到齿轮机构7。在驾驶员使方向盘5转动时轴6可在绕其中心轴线的方向上与方向盘5一体地转动。在此，轴6被划分成多个部件，如上轴，中轴和下轴。

齿轮机构7以机械方式使轴6联接到一对转向横拉杆8。例如，齿轮机构7具有所谓的小齿轮-齿条齿轮机构。由于齿轮机构的动作，齿轮机构7将在绕轴6的中心轴线的方向上的转动运动转化为在一对转向横拉杆8的横向方向（典型地，对应于车辆2的车辆宽度方向）上的直线运动。

一对转向横拉杆8的近端部均联接到齿轮机构7。作为一对转向横拉杆8的远端部的横拉杆端部12分别经由转向节臂（未示出）联接到转向轮，也就是左前轮3FL和右前轮3FR。也就是，方向盘5经由轴6、齿轮机构7和转向横拉杆8等联接到左前轮3FL和右前轮3FR。

EPS装置9是在使方向盘5转向时辅助驾驶员的致动器。EPS装置9输出转向辅助力（辅助转矩）用于辅助由驾驶员输入到方向盘5的转向力（转向转矩）。换句话说，EPS装置9通过使用电动马达等驱动作为车辆2的转向轮的左前轮3FL和右前轮3FR从而支持驾驶员的转向操作。EPS装置9将辅助转矩施加到轴6以辅助驾驶员的转向操作。此外，EPS装置9能够基于方向盘5的转向角调节施加到轴6的转矩。这里，辅助转矩用于辅助与由驾驶员输入到方向盘5的转向力相对应的转向转矩。

这里，EPS装置9包括：马达13和减速齿轮14。马达13作为电动马达。例如，根据本实施例的EPS装置9是柱EPS移动装置，其中马达13设置在轴6如中轴上，也就是所谓的柱辅助型辅助机构。

马达13是被供给电力以产生转动动力（马达转矩）的柱辅助电动马达。通过这样做，产生转向辅助力（辅助转矩）。马达13经由减速齿轮14等连接到轴6，使得动力能传递，并经由减速齿轮14等将转向辅助力施加到轴6。减速齿轮14在降低速度的同时将马达13的转动动力传递到轴6。

在EPS装置9中，随着马达13被驱动以转动，由马达13产生的转动动力经由减速齿轮14传递到轴6。通过这样做，进行转向辅助。此时，由马达13产生的转动动力通过减速齿轮14降低速度并增大扭矩，然后被传递到轴6。EPS装置9电连接到EPS控制装置11（后述），且马达13被控制。

状态检测装置10检测其上安装转向系统1的车辆2的状态，并且被构造成包括各种传感器等。状态检测装置10电连接到EPS控制装置11，并且能够相互交换信息如检测信号、驱动信号和控制指令。例如，状态检测装置10包括转矩传感器15、转向角传感器16和车辆速度传感器17等。转矩传感器15检测施加到方向盘5的转矩。转向角传感器16检测为方向盘5的转动角的转向角。车辆速度传感器17检测其上安装转向系统1的车辆2的车辆速度。

EPS控制装置11控制EPS装置9。EPS控制装置11是主要由公知的包括CPU、ROM、RAM和接口的微型计算机形成的电子电路。EPS装置9和上述状态检测装置10的各种传感器电连接到EPS控制装置11。与来自各种传感器的检测结果相对应的电气信号被输入到EPS控制装置11。EPS控制装置11在输入检测结果的基础上将驱动信号输出到EPS装置9以控制EPS装置9。注意，例如，EPS控制装置11被构造成电连接到控制其上安装转向系统1的车辆2的各部分的ECU并经由ECU交换信息如检测信号、驱动信号和控制指令，或可以与ECU一体构造。

例如，EPS控制装置11基于例如由转矩传感器15检测的转矩来控制EPS装置9，EPS装置9调节施加到轴6的辅助转矩。EPS控制装置11调节辅助电流，所述辅助电流是供给到EPS装置9的马达13的供给电流。通过这样做，马达13的输出被调节，从而调节辅助转矩。这里，辅助电流是如下的供给电流，其具有使得EPS装置9能够产生所需的预定辅助转矩的幅度。

EPS控制装置11基本控制马达13以使EPS装置9基于在由转矩传感器15检测到的转矩的基础上的转向转矩的辅助转矩（辅助控制）。在此时，在转向系统1中，由驾驶员输入到方向盘5的转向转矩和通过由EPS控制装置11执行的控制由EPS装置9在转向转矩的基础上产生的辅助转矩EPS等均被施加到轴6。然后，在转向系统1中，当转向力和转向辅助力从轴6经由齿轮机构7施加到转向横拉杆8时，转向横拉杆8通过具有与转向转矩和辅助转矩相对应的幅度的轴向力在横向方向上移位以使作为转向轮的左前轮3FL和右前轮3FR转动。此外，在此时，从EPS装置9施加到轴6的转向辅助力（辅助转矩）也被施加到随轴6一体转动的方向盘5。

其结果是，上述构造的转向系统1能够利用由驾驶员输入到方向盘5的转向力和由EPS装置9产生的转向辅助力转动左前轮3FL和右前轮3FR。通过这样做，可以辅助驾驶员的转向操作，可以降低驾驶员在转向操作时的负担。

然后，此外，根据本实施例的EPS控制装置11控制EPS装置9使得可以执行作为返回操作辅助控制的方向盘返回操作辅助控制（除非另有规定以下简称为“方向盘返回控制”）。方向盘返回控制是用于使方向盘5朝向中立位置顺利返回的控制，并且更具体地是用于辅助用于使方向盘5朝向中立位置返回的返回操作的控制。

这里，方向盘5的中立位置是方向盘5的转向角为0°的位置。也就是，用于使方向盘5返回的返回操作是用于使方向盘5转动以接近中立位置的转向操作，也就是，在使转向角即方向盘5的转动角朝向0°返回的方向上的转向操作。用于使方向盘5返回的返回操作典型地与用于使方向盘5从中立位置转动的转动操作相对应地执行。用于使方向盘5转动的转动操作是用于使方向盘5转动离开中立位置的转向操作，也就是说，用于使方向盘5从中立位置在左右方向中的任一个方向上转动的转向操作。也就是说，用于使方向盘5转动的转动操作是用于使转向角也就是方向盘5的转动角从0°在左右方向中的任一个方向上改变的转向操作。典型情况下，用于使方向盘5返回的返回操作是用于使位于预定转动位置的方向盘5通过转动操作朝向中立位置返回的转向操作。

在方向盘返回控制中，EPS装置9能够调节方向盘返回转矩，使得EPS控制装置11调节供给到马达13的供给电流（辅助电流）。方向盘返回转矩是在方向盘返回控制中由EPS装置9施加到轴6且通过延伸部施加到方向盘5以使方向盘5返回到中立位置的辅助转矩。方向盘返回转矩在供给到马达13的供给电流的基础上被调节。也就是说，方向盘返回转矩是在使方向盘5朝向中立位置返回的方向上的辅助转矩。例如，当驾驶员通过转动操作使方向盘5在相对于中立位置的向右转动方向上转向时，方向盘返回转矩是用于使方向盘5在朝向中立位置的向左转动方向上转动的转矩。

例如，当方向盘5的转向角不在中立位置附近且由驾驶员进行返回操作时或当方向盘5的转向角不在中立位置且几乎不由驾驶员进行方向盘5的操作时（当转向转矩接近零时），EPS控制装置11执行方向盘返回控制。在方向盘返回控制中，EPS控制装置11基于具有使方向盘5顺利返回到中立位置所需的大小和方向的方向盘返回转矩将供给电流供给到马达13并使EPS装置9产生方向盘返回转矩。通过这样做，EPS控制装置11能够允许驾驶员自然执行用于使方向盘5返回的返回操作，所以可以改进转向感。

然后，根据本实施例的EPS控制装置11在转向操作时方向盘5的转向角的基础上确定在执行方向盘返回控制时的返回操作时间从而改善转向感。换句话说，EPS控制装置11执行方向盘返回控制，在所述方向盘返回控制中EPS装置9在基于方向盘5的转向角的返回操作时间的基础上被控制以辅助用于使方向盘5朝向中立位置返回的返回操作。此外，EPS控制装置11在返回操作时间和基于返回操作时间的返回操作速度的基础上执行方向盘返回控制。

这里，返回操作时间是EPS装置9在使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员的时间段（时段）。返回操作速度是EPS装置9辅助用于使方向盘5返回的返回操作的操作速度，且是通过由EPS装置9产生的方向盘返回转矩引起的方向盘5的转向速度（角速度）。此外，方向盘5的转向角对应于方向盘5的转向操作量，典型情况下，对应于在驾驶员的转向操作中方向盘5从中立位置的转向操作量。

这里，在方向盘返回控制中EPS控制装置11在返回操作时间的终点处完成到达基于方向盘5的中立位置的目标返回位置的返回操作。也就是，EPS控制装置11在返回操作时间的终点处结束方向盘返回控制。上述目标返回位置被设置在包括从方向盘5的中立位置的容许偏差的预定范围内。

另外，例如，当驾驶员在返回操作时间的中间中断用于使方向盘5返回的返回操作时，EPS控制装置11允许中断。在这之后，当再次执行返回操作时，EPS控制装置11在基于在该时间点处的转向角的返回操作时间的基础上执行方向盘返回控制。也就是说，当返回操作被中断然后再恢复时，EPS控制装置11在于所恢复的返回操作的起点处的转向角的基础上改变返回操作时间。

更具体地，如图3所示，EPS控制装置11被构造成包括处理单元18、存储单元19和输入/输出单元20。处理单元18执行各种处理。存储单元19存储控制车辆2的各部分的计算机程序等。驱动车辆2的各部分的驱动电路（未示出）和各种传感器连接到输入/输出单元20。处理单元18、存储单元19和输入/输出单元20相互连接，并且能够彼此交换信号。于是，EPS控制装置11在处理单元18中在功能概念上包括操作时间计算单元21、操作速度设定单元22、EPS控制单元23和确定单元24。

操作时间计算单元21在方向盘5的转向角的基础上计算在执行方向盘返回控制时的返回操作时间。操作时间计算单元21典型在于转动操作时的转向角的基础上计算返回操作时间。根据本实施例的EPS控制装置11使用所谓的费兹定律来在转动操作时方向盘5的转向角的基础上设置返回操作时间。

这里，费兹定律是对在机器交互中人的操作特性进行建模的定律，典型地是在人将操作点移动到目标点的操作中在距目标点的距离和目标点的大小的基础上确定操作点到达目标点所需的时间段的定律。例如，如图4所示，费兹定律方程可以由使用在从起点到目标点的操作距离D、相对于最终位置的偏差的容许范围W以及操作点到达目标点所需的到达时间t之间的函数的数学表达式（1）表达。典型情况下，到达时间t对应于完成操作所花费的平均时间，操作距离D对应于从起点到对象的中心（目标点）的距离，容许范围W对应于在操作方向上测量的对象的宽度。图5示出由费兹定律方程确定的在[到达时间t]和[操作距离D/容许范围W]之间的关系的示例。如图5所示，[到达时间t]随[操作距离D/容许范围W]的增大而延长。

t≈log(D/W)  （1）

当上述费兹定律应用到根据本实施例的转向系统1中的方向盘返回控制时，在表达费兹定律方程的数学表达式（1）中，返回操作时间对应于到达时间t，对应于方向盘5自中立位置（目标点）的操作量的转向角对应于操作距离D，方向盘5的目标返回位置相对于中立位置的容许范围对应于容许范围W。

操作时间计算单元21使用表达费兹定律方程的数学表达式（1）在转向角和目标返回位置相对于中立位置的容许范围的基础上来计算返回操作时间，并确定所计算的操作时间作为在方向盘返回控制中使用的返回操作时间。目标返回位置的容许范围可以在实际车辆评估等的基础上预先设定。操作时间计算单元21典型在作为转动操作时的转向角的、在转动操作的终点的转向角或在对应于转动操作的返回操作的起点的转向角的基础上计算返回操作时间。通过这样做，操作时间计算单元21能够在转向角的基础上、更具体地说在作为在转动操作时的转向角的在转动操作的终点的转向角或在对应返回操作的起点的转向角的基础上，改变返回操作时间。在这种情况下，返回操作时间当转向角的绝对值相对大时相对延长，当转向角的绝对值相对小时相对减少。

另外，操作时间计算单元21能够在于方向盘返回控制中所需的控制精度、转向感等的基础上适当地改变目标返回位置的容许范围，然后计算返回操作时间。通过这样做，操作时间计算单元21能够在方向盘5的目标返回位置在方向盘返回控制中相对于中立位置的容许范围的基础上改变返回操作时间。在这种情况下，返回操作时间当容许范围相对宽时相对减少，当容许范围相对窄时相对延长。

因此，操作时间计算单元21使用上述表达费兹定律方程的数学表达式（1）以从方向盘5的转向角和目标返回位置的容许范围来计算返回操作时间。通过这样做，方向盘返回控制中的返回操作时间可以被设置在与人的操作特性（例如，转向节奏）相匹配的时间段。也就是，操作时间计算单元21能够在于对应于待被控制的返回操作的转动操作的终点的转向角或待被控制的返回操作的起点的转向角的基础上将在方向盘返回控制中的返回操作时间设置成与人的操作特性相匹配的时间段。

另外，当返回操作被中断和返回操作被恢复时，操作时间计算单元21使用表达费兹定律方程的数学表达式（1）在所恢复的返回操作的起点处的转向角的基础上来计算返回操作时间。其结果是，操作时间计算单元21也能够将在用于在一度中断之后恢复的返回操作的方向盘返回控制中使用的返回操作时间设置成与人的操作特性相匹配的时间段。

随后，操作速度设定单元22在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间的基础上设定返回操作速度。操作速度设定单元22在方向盘5的转向角和返回操作时间的基础上设定返回操作速度。典型情况下，操作速度设定单元22设定返回操作速度使得用于使方向盘5返回到基于中立位置的目标返回位置的返回操作在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间的终点处完成。例如，操作速度设定单元22设定返回操作速度使得返回操作速度对于返回操作时间的积分值等于基于在转动操作的终点处的转向角或在返回操作的起点处的转向角的操作量。通过这样做，EPS控制装置11能够在返回操作时间的终点处完成用于使方向盘5返回到基于中立位置的目标返回位置的返回操作。

此外，这里，期望的是操作速度设定单元22将在方向盘返回控制中的返回操作速度设定成一种速度模式使得返回操作在返回操作时间的终点完成且返回操作速度的绝对值随返回操作时间的推移增大且在经过峰值之后降低。换句话说，期望的是操作速度设定单元22将在方向盘返回控制中的返回操作速度设定成一种速度模式使得返回操作速度的绝对值相对于返回操作时间形成凸状。此外，如图6所示，进一步期望的是操作速度设定单元22将返回操作速度的速度模式设定成所谓的钟形曲线速度模式（钟形速度模型），其中返回操作速度的绝对值最大的峰值点tmax位于返回操作时间的起点t11和结束的点t12之间的中央部。

图6所示的钟形曲线速度模式典型是基于所谓的最小冲击模型的速度模式。钟形曲线速度模式对应于为在运动中的加速度的微分值的冲击如转向操作最小的速度轨迹，并对应于理论上显示由人进行的平滑运动的最佳轨迹。在最小冲击模型中，运动如转向操作可近似为由从运动的开始到结束的冲击的平方的积分（评估函数）获得的量最小的速度轨迹。由最小冲击模型获得的速度轨迹是这样的速度轨迹使得力的变化尽可能减少并对应于具有尽可能小的力变化的平滑运动。由该模型获得的速度模式（速度轨迹）典型是速度在中间点最大的上述钟形曲线速度模式。

具体而言，期望的是操作速度设定单元22将返回操作速度对返回操作时间的速度模式设定成钟形曲线速度模式使得返回操作在返回操作时间的终点完成并满足以下五个条件（A）至（E）中的至少一个。

（A）在所述返回操作速度的绝对值的除最大值之外的局部最大值与所述返回操作速度的绝对值的局部最小值之间的偏差小于或等于第一预定值。

（B）从所述返回操作时间的起点到所述返回操作时间的终点的基于所述返回操作时间和返回操作速度的操作量（操作移动量）大于或等于第二预定值。

（C）所述操作量（操作移动量）落在预定范围内。

（D）在所述返回操作速度的绝对值的最大值与在所述返回操作时间的起点或所述返回操作时间的终点的返回操作速度的绝对值之间的偏差大于或等于第三预定值。

（E）所述返回操作速度的绝对值是最大值所在的峰值点处于包括在所述返回操作时间的起点和所述返回操作时间的终点之间的中间点的预定时段内。

如图7所示，满足条件（A）的速度模式50典型是不具有超过对应于第一预定值的预定深度的谷（底）的速度模式。换句话说，满足条件（A）的速度模式50是如下的速度模式，其中当存在两个局部最大值时不存在等于或小于对应于第一预定值的、相对于较小的局部最大值的预定比率Ca的局部最小值（底）。第一预定值或预定比率Ca可在实际车辆评估等的基础上被提前设定使得在方向盘返回控制中的返回操作速度形成平滑速度模式。注意，图7所示的速度模式51示出不满足条件（A）的速度模式的示例，在条件（A）中，在所述返回操作速度的绝对值的除最大值之外的局部最大值与所述返回操作速度的绝对值的局部最小值之间的偏差小于或等于第一预定值。

如图8所示，满足条件（B）的速度模式52典型是这样的速度模式使得从返回操作时间的起点到终点的基于返回操作时间和返回操作速度的操作量（操作移动量）也就是例如由速度模式波形定义的区域Sb大于或等于基于第二预定值的阈值Cb。第二预定值或阈值Cb可以在实际车辆评估等的基础上预先设定使得在方向盘返回控制中的返回操作速度形成平滑速度模式。

如图9所示，满足条件（C）的速度模式53典型是这样的速度模式使得速度模式波形的峰形的锐度是适当的锐度。满足条件（C）的速度模式53是例如这样的速度模式使得速度模式波形的对应于操作量（操作移动量）的面积Sc落在基于预定范围的从下限值Ccmin到上限值Ccmax的范围内。此外，而且，换句话说，满足条件（C）的速度模式53是这样的速度模式使得由速度模式波形限定且对应于操作量（操作移动量）的面积Sc相对于被形成为接触返回操作时间的起点和终点以及返回操作速度的绝对值的最大值的四边形S的比率落在基于预定范围的预定比率内。为操作量（操作移动量）设定的预定范围、下限值Ccmin、上限值Ccmax或预定比率范围可以基于实际车辆评估等被预先设定使得在方向盘返回控制中的返回操作速度形成平滑速度模式。注意，图9所示的速度模式54示出面积Sc小于下限值Ccmin且不满足条件（C）的速度模式的示例。在这种情况下，速度模式趋于形成具有过度尖锐的峰形的速度模式波形。此外，图9所示的速度模式55示出面积Sc超过上限值Ccmax且不满足条件（C）的速度模式的示例。在这种情况下，速度模式趋于形成具有不充分的尖锐峰形的速度模式波形。

如图10所示，满足条件（D）的速度模式56是这样的速度模式使得返回操作速度的绝对值的最大值（峰值）与在返回操作时间的起点或终点的返回操作速度的绝对值相比足够高。满足条件（D）的速度模式56是例如这样的速度模式使得返回操作速度的绝对值的最大值相对于返回操作速度在返回操作时间的起点的绝对值和返回操作速度在返回操作时间的终点的绝对值中较大的一个的比率大于或等于基于第三预定值的预定比率Cd。为区别设定的第三预定值或预定比率Cd可以基于实际车辆评估等被预先设定使得在方向盘返回控制中的返回操作速度形成平滑速度模式。

如图11所示，满足条件（E）的速度模式57是这样的速度模式使得返回操作速度的绝对值最大所在的峰值点存在于在返回操作时间的起点和终点之间的中央附近。满足条件（E）的速度模式57是例如这样的速度模式使得当返回操作时间的起点是[0]且返回操作时间的终点是[1]时，峰值点tmax位于将[0.5]设为中心的预定时段Ce内。预定时段Ce可以基于实际车辆评估等被预先设定使得在方向盘返回控制中的返回操作速度形成平滑速度模式。注意，图11所示的速度模式58示出峰值点tmax位于预定时段Ce以外的速度模式的示例。

更加期望的是返回操作速度的速度模式是满足五个条件（A）至（E）中的多个条件的模式。最期望的是操作速度设定单元22将返回操作速度对于返回操作时间的速度模式设定成这样的模式使得返回操作在返回操作时间的终点完成并且满足上述所有五个条件（A）至（E）。通过这样做，操作速度设定单元22能够将返回操作速度的速度模式设定成上述的适当的钟形曲线速度模式使得返回操作在返回操作时间的终点完成。

因此，操作速度设定单元22将返回操作速度的速度模式（速度轨迹）设定成如上所述的钟形曲线速度模式从而可以将在方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成与人的操作特性相匹配的速度模式。也就是说，操作速度设定单元22能够在返回操作时间的基础上将在方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成这样的速度模式使得返回操作在返回操作时间的终点完成，此外，方向盘5可以随着人的操作特性顺利返回到中立位置。

然后，EPS控制单元（或控制单元）23在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间和由操作速度设定单元22设定的返回操作速度的基础上控制EPS装置9。EPS控制单元23在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间和由操作速度设定单元22设定的返回操作速度的基础上计算供给到马达13的目标供给电流（辅助电流）。供给马达13的目标供给电流被设定成可以实现如上所述计算和设定的返回操作时间和返回操作速度的值。然后，EPS控制单元23在计算出的目标供给电流的基础上将电流供给马达13以执行方向盘返回控制。通过这样做，EPS装置9产生方向盘返回转矩使得返回操作在返回操作时间的终点完成并且在此过程中返回操作速度的速度模式形成钟形曲线速度模式。

确定单元24在于转向系统1中执行的控制中进行各种确定。

接下来，将参考图12所示的流程图描述由EPS控制装置11执行的控制的示例。注意，控制程序以数百微秒至数十毫秒的控制间隔重复执行（下文中，同样的情况也适用于下面的描述中）。

最初，EPS控制装置11的确定单元24在由状态检测装置10检测的各种结果的基础上进行方向盘返回操作确定，并且确定用于使方向盘5返回的返回操作是否由驾驶员执行（ST1）。例如，确定单元24能够在由转矩传感器15检测的转向转矩T和对应于由转向角传感器16检测的转向角的差分值的转向速度ω的基础上确定用于使方向盘5返回的返回操作是否由驾驶员执行。典型情况下，当T×ω<0（|ω|≥预定值）满足时，确定单元24被允许确定用于使方向盘5返回的返回操作由驾驶员进行。注意，确定单元24并不限于这种构造；方向盘返回操作确定可以在由转向角传感器16检测的转向角θ的基础上进行。在这种情况下，当转向角θ的绝对值从增大状态或恒定保持状态变化为减少状态（即，转向速度的符号ω反转）时，确定单元24被允许确定用于使方向盘5返回的返回操作由驾驶员进行。

当确定单元24确定用于使方向盘5返回的返回操作不执行（在ST1中否）时，EPS控制装置11结束当前控制周期并进入下一个控制周期。

当确定单元24确定用于使方向盘5返回的返回操作被执行（在ST1中是）时，EPS控制装置11的操作时间计算单元21在由转向角传感器16检测的转向角的基础上计算方向盘返回控制中的返回操作时间（ST2）。操作时间计算单元21使用表示费兹定律方程的数学表达式（1）在于转动操作的终点的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点的转向角的基础上计算返回操作时间。

随后，EPS控制装置11的操作速度设定单元22将在方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成以下速度模式，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点完成，且所述速度模式是在由操作时间计算单元21在ST2中计算的返回操作时间的基础上的钟形曲线，并且EPS控制装置11的操作速度设定单元22将速度模式作为钟形目标速度计算出（ST3）。

然后，EPS控制装置11的EPS控制单元23在由操作时间计算单元21在ST2中计算的返回操作时间和由操作速度设定单元22在ST3中计算的钟形目标速度的基础上计算供给马达13的目标供给电流（辅助电流）作为方向盘返回操作辅助计算，并在计算的目标供给电流的基础上将电流供给马达13（ST4）。然后，EPS控制单元23结束当前控制周期，并前进到下一个控制周期。

接着，将参照图13和图14所示的时序图对转向系统1的操作的示例进行说明。注意，在图13中，横轴表示时间，纵轴表示转向角（从中立位置的操作量）。在图14中，横轴表示时间，纵轴表示返回操作速度。

例如，图13中的实线L11示出以下情况，在该情况中在由驾驶员在从时间t21到时间t22的转动操作时间T11期间执行用于使方向盘5转动的转动操作之后，转向角保持恒定，在这之后，用于使方向盘5返回的返回操作在时间t23开始。在这种情况下，在上面构造的转向系统1中，EPS控制装置11（操作时间计算单元21）使用上述表示费兹定律方程的数学表达式（1）在于转动操作的终点t22的转向角D1或于返回操作的起点t23的转向角D1的基础上来计算在方向盘返回控制中的返回操作时间T12。在方向盘返回控制中的返回操作时间T12在这种情况下是从时间t23到时间24的时段。

另一方面，例如，图13中的长短交替点划线L12示出以下情况，在该情况下在由驾驶员在从时间t21到时间t22的转动操作时间T11期间执行用于使方向盘5转动的转动操作之后，进一步转动操作被执行直到时间t23，在此之后，用于使方向盘5返回的返回操作在时间t23开始。在这种情况下，在上面构造的转向系统1中，EPS控制装置11（操作时间计算单元21）使用上述表示费兹定律方程的数学表达式（1）在为转动操作的终点还为返回操作的起点的t23处的转向角D2的基础上来计算在方向盘返回控制中的返回操作时间T13。在方向盘返回控制中的返回操作时间T13在这种情况下是从时间t23到时间t25的时段，且是长于返回操作时间T12的时段。

因此，根据本实施例的转向系统1能够在方向盘5的转向角的基础上将在执行方向盘返回控制时的返回操作时间适当地改变并确定成与人的操作特性相匹配的时段。然后，在转向系统1中，基于在方向盘5的转向角的基础上改变的返回操作时间，EPS控制装置11在返回操作时间的终点处使得用于使方向盘5返回的返回操作完成到基于中立位置的目标返回位置。

因此，如图14中的实线L21所示，转向系统1例如能够在从时间t31到时间t32的返回操作时间T21期间执行方向盘返回控制，在时间t31返回操作时间在方向盘5的转向角的基础上随着人的操作特性改变。因此，例如，与如由图14的虚线L22所示的、返回操作时间不在方向盘5的转向角的基础上设定且方向盘返回控制以简单地固定设定的返回操作速度执行的情况比较，转向系统1能够防止相反于驾驶员的感觉的方向盘返回控制不自然的延长（方向盘返回控制以虚线L22执行直至时间t33）或方向盘返回控制不自然的缩短。通过这样做，能够改进转向感。

然后，在此时，在转向系统1中，如图14中的实线L21所示，EPS控制装置11（操作速度设定单元22）将返回操作速度对于返回操作时间T21的速度模式设定成以下速度模式，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点在完成，且所述速度模式是钟形曲线速度模式。通过这样做，转向系统1能够在以下速度模式中执行方向盘返回控制，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点完成且方向盘5可以随人的操作特性顺利地返回到中立位置。因此，例如，如由图14中的长短交替的点划线L23所示，转向系统1能够在返回操作中抑制相对于驾驶员的感觉的返回操作速度不自然的过度陡峭或返回操作速度过慢。通过这样做，能够进一步改善转向感。

也就是，上述转向系统1能够在用于使方向盘5返回的返回操作中以与人的操作特性相匹配的返回操作时间和返回操作速度辅助驾驶员，并能够基于转动操作时的转向角设定转向感。更具体地，根据本实施例的转向系统1能够以符合费兹定律的钟形速度模型执行方向盘返回控制，所以可以改进转向感。

另外，在转向系统1中，当返回操作被中断然后返回操作被恢复时，EPS控制装置11（操作时间计算单元21）使用表达费兹定律方程的数学表达式（1）在于所恢复的返回操作的起点处的转向角的基础上来计算返回操作时间。因此，对于在一度中断之后恢复的返回操作，转向系统1也能够在用于使方向盘5返回的返回操作中以与人的操作特性相匹配的返回操作时间和返回操作速度辅助驾驶员，因此可以改进转向感。

根据上述实施例的转向系统1包括方向盘5、EPS装置9和EPS控制装置11。方向盘5设置在车辆2上并可以转向。EPS装置9辅助用于使方向盘5转向的转向操作。EPS控制装置11控制EPS装置9。EPS控制装置11能够执行方向盘返回控制（返回操作辅助控制）用于辅助与用于使方向盘5从中立位置转动的转动操作对应的、用于使方向盘5朝向中立位置返回的返回操作。EPS控制装置11在方向盘5在转动操作时的转向角的基础上确定在执行方向盘返回控制时的返回操作时间。因此，转向系统1和EPS控制装置11能够在于转动操作时的转向角的基础上执行与人的操作特性相匹配的方向盘返回控制。因此，可以在用于使方向盘5返回的返回操作中随人的操作特性（转向节奏）辅助驾驶员。通过这样做，可以改进转向感。

第二实施例

图15是示出根据第二实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图。图16是示出根据第二实施例的在与返回操作时间关联的费兹定律相关方程中在返回操作时间、转向角和驾驶状态系数之间的关系的示例的曲线图。图17是示出根据第二实施例的由提取单元提取的单位动作的示例的曲线图。图18是示出根据第二实施例的由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图。根据第二实施例的转向系统和转向控制装置不同于第一实施例的那些转向系统和转向控制装置之处在于返回操作时间在转动操作的转动操作时间的基础上改变。除此之外，相同的附图标记表示与上述实施例相同的部件、操作和有益效果，以及重复描述尽可能省略（同样也适用于后述的实施例）。

图15所示的根据本实施例的转向系统201包括作为转向控制装置的EPS控制装置211。根据本实施例的EPS控制装置211在对应转动操作的转动操作时间的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间。

这里，上述费兹定律方程往往在驾驶员的驾驶状态的基础上变化。例如当驾驶员快速执行操作时对于恒定的操作量（操作距离）的操作时间（到达时间）往往相对短。另一方面，当驾驶员缓慢进行操作时对于恒定的操作量的操作时间相对长。于是，在费兹定律中，当驾驶员的驾驶状态基本相当时，在操作量和操作时间之间的关系往往由基本基于驾驶员的驾驶状态由具体费兹定律相关方程确定。

费兹定律相关方程可以由数学表达式（2）表示，数学表达式（2）利用例如使操作点移动到目标点所需的到达时间t、从起点到目标点的操作距离D和基于驾驶员的驾驶状态的驾驶状态系数a之间的函数。在数学表达式（2）中，“X”是在实际车辆评估等的基础上确定的适当值。此外，驾驶状态系数a当驾驶员的驾驶状态处于执行相对快速的操作的状态时相对减小，且当驾驶员的驾驶状态处于执行相对缓慢的操作的状态时相对增大。

t≈a·D^X  （2）

当上述费兹定律相关方程被应用到转向系统201中的方向盘返回控制时，如在应用费兹定律方程的情况那样，返回操作时间对应于到达时间t，与方向盘5从中立位置（目标点）的操作量相对应的转向角对应于操作距离D。

图16示出由为数学表达式（2）的费兹定律相关方程确定的[返回操作时间（≈到达时间）]、[转向角≈操作距离（从中立位置的操作量]和[驾驶状态系数a]之间的关系的示例。如图16所示，[返回操作时间]随[转向角]增大而延长，并随[驾驶状态系数a]增大而延长。因此，返回操作时间当驾驶员的驾驶状态处于执行相对快速的操作的状态时变短，当驾驶员的驾驶状态处于执行相对缓慢的操作的状态时变得相对长。

EPS控制装置211在执行方向盘返回控制时的驾驶员的驾驶状态的基础上选择费兹定律相关方程，并在选择的费兹定律相关方程的基础上根据转向角计算返回操作时间。然后，这里，EPS控制装置211选择费兹定律相关方程，费兹定律相关方程用于在驾驶员的驾驶状态的基础上计算与在执行方向盘返回控制时的返回操作时间，所述驾驶员的驾驶状态基于与在方向盘返回控制中待被控制的返回操作对应的驾驶员的转动操作。注意，上述费兹定律相关方程例如以如数学表达式（2）表示的数学模型或如图16所示的映射形式预先存储在存储单元19中。

具体而言，在EPS控制装置211中，处理单元18在功能概念上除了操作时间计算单元21、操作速度设定单元22、EPS控制单元23和确定单元24之外还包括提取单元225以及选择单元226。

提取单元225从在返回操作之前的转动操作期间的转动操作速度的速度模式提取与上述钟形曲线速度模式相适合的一个速度模式。钟形曲线速度模式对应于在以恒定节奏完成一个操作中的情况中的速度模式。相反，通常情况下操作速度的速度模式在驾驶员以恒定操作节奏执行操作的情况下也就是在恒定操作状态中变成钟形曲线速度模式；而操作速度的速度模式在操作节奏由于一些干扰因素等瞬间变化的情况下落在钟形外面且往往变成非钟形曲线的速度模式。非钟形曲线速度模式受干扰因素等的影响，所以其往往不是准确结合驾驶员的驾驶状态的速度模式。

这里，提取单元225从在转动操作期间的转动操作速度的速度模式分离出非钟形曲线速度模式然后提取形成钟形曲线速度模式的转动操作速度的速度模式，从而排除上述干扰因素。然后，如下文将描述的那样，EPS控制装置211以由提取单元225从在转动操作期间的转动操作速度的速度模式提取出的钟形曲线速度模式在驾驶员的驾驶状态的基础上执行方向盘返回控制。

具体来说，提取单元225起初将驾驶员的转动操作分割成分别对应于一个操作的单位动作。提取单元225识别转动操作中的转动操作速度的速度模式的波形的分割，并检测转动操作中的单位动作。驾驶员的驾驶操作典型由分别具有如上所述的钟形曲线速度模式的组合形成，而每个动作的持续时间往往根据符合基于驾驶员的驾驶状态的费兹定律相关方程的基本操作节奏（转向节奏）。

这里，提取单元225可以使用基于例如转动操作速度、转动操作速度的绝对值、转动操作速度的速度模式的波形等的各种条件作为用于检测转动操作中的单位动作的分割识别条件以识别转动操作速度的速度模式的波形的分割，然后根据转动操作速度的速度模式自动检测转动操作中的单位动作。

然后，提取单元225识别转动操作速度的速度模式的波形的分割，并确定所检测到的单位动作中的每个中的转动操作速度的速度模式是否满足钟形曲线速度模式适合条件从而确定在每个单位动作中的速度模式是否匹配钟形曲线速度模式。用于钟形曲线速度模式的适合条件可以应用上述五个条件（A）至（E）。然而，在这种情况下，条件被应用到转动操作而不是返回操作。当每个单位动作中的转动操作速度的速度模式满足五个条（A）至（E）件中的至少一个、理想的是满足多个条件且最理想的是满足所有五个条件时，提取单元225确定在单位动作中的转动操作速度的速度模式匹配钟形曲线速度模式。然后，提取单元225从转动操作期间的转动操作速度的速度模式提取适合于钟形曲线速度模式的、单位动作中的转动操作速度的速度模式。

在这种情况下，有效率的是提取单元225被构造成不断更新进行关于条件（A）至（E）的确定所需的、操作速度的速度模式的波形形状信息（如波形的起点、峰高、峰位置和存在或不存在底等）。此外，提取单元225可以通过对速度模式波形的面积进行积分基于转动操作时间和从转动操作时间的起点到终点的转动操作速度来计算操作量（操作移动量）。注意，提取单元225并不限于此构造；提取单元225可以通过计算在操作移动量的数据，典型是由转向角传感器16检测到的转向角（从中立位置的操作量）的基础上的在操作的起点的转向角和在操作的终点的转向角之间的差异来计算上述操作量（操作移动量）。

图17是示出由提取单元225从操作速度的速度模式提取的单位动作的示例的曲线图。在图17中，横轴表示时间，纵轴表示转向角（从中立位置的操作量）和操作速度。在曲线图中，宽线部分表示作为分割被识别的点。

在图17的示例中，具有钟形曲线速度模式的四个单位动作A1、A2、A3和A4作为在转动操作中的单位动作被间歇检测，并且在此之后，具有钟形曲线速度模式的三个单位动作B1、B2和B3作为对应于转动操作的返回操作中的单位动作被间歇检测。如上所述被提取的单位动作中的每个中的转动操作速度的速度模式是钟形曲线速度模式。因此，在每个单位动作中的操作速度和转向角（从中立位置的操作量）之间的关系是符合基于驾驶状态的特定费兹定律相关方程的关系。

接着，选择单元226选择用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。选择单元226基于在于由提取单元225从转动操作中提取的单位动作中的每个中的钟形曲线速度模式（下文中，在适当的情况下简称为“所提取的钟形速度模式”）中出现的驾驶员的驾驶状态选择费兹定律相关方程（或对应于方程的映射，同样的情况也适用于下面的描述中），从而使驾驶员的驾驶状态结合到之后其后执行的方向盘返回控制中。

更具体地，选择单元226基于在于紧接返回操作之前的转动操作中的最后的单位动作（例如，在图17的示例中的单位动作A4）中的提取的钟形速度模式的基础上的驾驶状态选择费兹定律相关方程。

选择单元226可以使用由提取单元225提取的所提取的钟形速度模式本身。这里，选择单元226使用接近于所提取的钟形速度模式的基准钟形速度模式。选择单元226在波形的宽度和峰值等的基础上从存储在存储单元19中的多种类型的基准钟形速度模式之中选择与所提取的钟形速度模式具有高一致度的基准钟形速度模式。通过这样做，选择单元226能够在选择在驾驶员的驾驶状态的基础上的费兹定律相关方程时进一步抑制干扰因素等的影响。

选择单元226根据所选择的基准钟形速度模式计算基准转动操作时间和基准操作量。基准转动操作时间对应于基准钟形速度模式的横轴的长度，即，从基于基准钟形速度模式的操作的起点到终点的时段。基准转动操作时间是基于在于紧接返回操作之前的转动操作中的最后的单位动作中的转动操作时间的时段。基准操作量对应于基准钟形速度模式波形的面积（通过相对于基准转动操作时间对转动操作速度进行积分获得的值）。这里所计算的基准转动操作时间和基准操作量之间的关系基本上是符合基于驾驶员的驾驶状态的特定费兹定律相关方程的关系。

选择单元226将所计算的基准转动操作时间和基准操作量代入基于人的操作节奏的、由数学表达式（2）表达的费兹定律相关方程，从而例如利用由数学表达式（2）表达的费兹定律相关方程在基准转动操作时间和基准操作量的基础上计算驾驶状态系数a。然后，选择单元226选择基于所计算的驾驶状态系数a的费兹定律相关方程作为用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。这样选择的费兹定律相关方程是基于在紧接返回操作之前的最后的转动操作的转动操作时间的方程，更具体地，是基于在最后的转动操作时的驾驶员的驾驶状态的方程。换句话说，选择单元226能够在于紧接返回操作之前的最后的转动操作的转动操作时间，更具体地在最后的转动操作时的驾驶员的驾驶状态的基础上来改变用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。

操作时间计算单元21使用由选择单元226选择的费兹定律相关方程来计算在于转动操作的终点的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点的转向角的基础上的返回操作时间，然后将所计算的返回操作时间确定为在方向盘返回控制中使用的返回操作时间。操作速度设定单元22将在方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成以下速度模式，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点完成，且所述速度模式具有在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间的基础上的钟形曲线速度模式。然后，EPS控制单元23在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间和由操作速度设定单元22设定的返回操作速度的速度模式的基础上计算供给马达13的目标供给电流（辅助电流），然后在所计算的目标供给电流的基础上将电流供给到马达13以执行方向盘返回控制。

接下来，将参考图18所示的流程图描述由EPS控制装置21执行的控制的示例。

最初，EPS控制装置211的提取单元225加载对应于由转向角传感器16检测的转向角的差分值的转动操作速度（转向速度）（ST31）。

随后，提取单元225使用各种条件来识别转动操作速度的速度模式的波形的分割，根据转动操作速度的速度模式自动检测在转动操作中的单位动作，并且关于钟形速度模式适合性进行确定以确定转动操作的单位动作中的转动操作速度的速度模式是否满足钟形曲线速度模式适合条件（ST32）。当提取单元225确定在转动操作的单位动作中的转动操作速度的速度模式不满足钟形曲线速度模式适合条件（ST32中否）时，提取单元225结束当前控制周期并前进到下一个控制周期。

在关于钟形速度模式适合性的确定中，当提取单元225确定在转动操作的单位动作中的转动操作速度的速度模式满足钟形曲线速度模式适合条件时（ST32中是），提取单元225从转动操作中的转动操作速度的速度模式提取与钟形曲线速度模式相适合的单位动作中的转动操作速度的速度模式。然后，EPS控制装置211的选择单元226选择接近于所提取的钟形速度模式的基准钟形速度模式（ST33）。

接下来，选择单元226在所选择的基准钟形速度模式的基础上计算基准转动操作时间和基准操作量（ST34）。

然后，选择单元226根据所计算的基准转动操作时间和基准操作量计算驾驶状态系数a，并选择基于所计算的驾驶状态系数a的费兹定律相关方程作为用于计算在方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程（ST35）。

随后，EPS控制装置211的操作时间计算单元21在由转向角传感器16检测的转向角的基础上计算方向盘返回控制中的返回操作时间（ST36）。操作时间计算单元21利用由选择单元226选择的费兹定律相关方程来计算在于转动操作的终点处的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点处的转向角的基础上的返回操作时间。

随后，EPS控制装置211的设定单元22将方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成以下速度模式，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点处完成且所述速度模式是在由操作时间计算单元21在ST36中计算的返回操作时间的基础上的钟形曲线速度模式，并且所述设定单元22计算速度模式作为钟形目标速度（ST37）。

随后，EPS控制装置211的确定单元24在由状态检测装置10检测的各种结果的基础上进行方向盘返回操作确定，并且确定用于使方向盘5返回的返回操作是否由驾驶员执行（ST38）。当确定单元24确定用于使方向盘5返回的返回操作不被执行时（ST38中否），EPS控制装置211结束当前控制周期并前进到下一个控制周期。

当确定单元24确定用于使方向盘5返回的返回操作被执行时（ST38中是），EPS控制装置211的EPS控制单元23在于ST36中由操作时间计算单元21计算的返回操作时间和于ST37中由操作速度设定单元22计算的钟形目标速度的基础上计算供给马达13的目标供给电流（辅助电流）作为方向盘返回操作辅助计算，并在计算的目标供给电流的基础上将电流供给马达13（ST39）。然后，EPS控制单元23结束当前控制周期并前进到下一个控制周期。

这样构造的转向系统201在于返回操作之前的转动操作的转动操作时间（这里，基于转动操作时间的基准转动操作时间）的基础上选择用于计算在于转动操作中的驾驶员的驾驶状态的基础上的方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程，并利用选择的费兹定律相关方程计算返回操作时间。通过这样做，转向系统201能够在转动操作中的转动操作时间的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间。其结果是，转向系统201能够在返回操作之前的转动操作时在用于使方向盘5返回的返回操作中随驾驶员的驾驶状态辅助驾驶员。通过这样做，例如，当驾驶员相对迅速地进行转动操作且转动操作速度相对高时，转向系统201相对增大返回操作速度使得可以辅助驾驶员以使用于使方向盘5返回的返回操作也是类似的相对快速的操作。此外，另一方面，当驾驶员相对缓慢地进行转动操作且转动操作速度相对低时，转向系统201相对降低返回操作速度使得可以辅助驾驶员以使用于使方向盘5返回的返回操作类似地是相对缓慢的操作。例如，当转动操作时间短且转动操作速度高时转向系统201能够在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员使方向盘5快速返回到中立位置；而当转动操作时间长且转动操作速度低时转向系统201能够在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员使方向盘5缓慢返回到中立位置。

另外，在转向系统201中，当返回操作被中断然后返回操作被恢复时，EPS控制装置211（操作时间计算单元21）连续使用上述费兹定律相关方程以在于所恢复的返回操作的起点处的转向角的基础上来计算返回操作时间。因此，同样对于在一度中断之后恢复的返回操作，转向系统201也能够在用于使方向盘5返回的返回操作中以与在转动操作时的驾驶员的驾驶状态相匹配的返回操作时间和返回操作速度辅助驾驶员，因此可以改进转向感。

因此，根据上述实施例的转向系统201和EPS控制装置211能够在于转动操作时的转向角的基础上执行与人的操作特性相匹配的方向盘返回控制。因此，可以在用于使方向盘5返回的返回操作中随人的操作特性（转向节奏）辅助驾驶员。通过这样做，可以改进转向感。

于是，利用根据上述实施例的转向系统201和EPS控制装置211，返回操作时间在转动操作中的转动操作时间的基础上改变。因此，转向系统201和EPS控制系统211能够在用于使方向盘5返回的返回操作中随在于返回操作之前的转动操作时的驾驶员的驾驶状态辅助驾驶员。通过这样做，可以进一步改进转向感。

第三实施例

图19是示出根据第三实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图。图20是示出根据第三实施例在与返回操作时间关联的费兹定律相关方程中在返回操作时间、转向角和车辆速度系数之间的关系的示例的曲线图。图21是示出根据第三实施例由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图。根据第三实施例的转向系统和转向控制装置不同于第一实施例和第二实施例的那些转向系统和转向控制装置之处在于返回操作时间在车辆的车辆速度的基础上改变。

根据图19所示的本实施例的转向系统301包括作为转向控制装置的EPS控制装置311。根据本实施例的EPS控制装置311在车辆2的车辆速度的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间。

转向系统301使用由下面的数学表达式（3）表达的费兹定律相关方程来计算在方向盘返回控制中的返回操作时间。在数学表达式（3）中，“t”表示使操作点移动到目标点所需的到达时间，“D”表示从起点到目标点的操作距离，“X”是在实际车辆评估等的基础上确定的适当值，且“b”表示基于车辆速度的车辆速度系数。车辆速度系数b当车辆2的车辆速度相对高时相对减小，且当车辆2的车辆速度相对低时相对增大。注意，车辆速度系数b还与上面描述的驾驶员的驾驶状态或驾驶状态系数a关联，可被视为随驾驶状态系数a变化的参数或替代驾驶状态系数a的参数。例如，当车辆速度系数b相对小时（也就是，当车辆2的车辆速度相对高时），往往处于其中驾驶员进行相对快速的操作的驾驶状态；而当车辆速度系数b相对大时（也就是，当车辆2的车辆速度相对低时），往往处于其中驾驶员进行相对缓慢的操作的驾驶状态。

t≈b·D^X  （3）

当上述费兹定律相关方程被应用到根据本实施例的转向系统301中的方向盘返回控制时，如在应用费兹定律方程的情况那样，返回操作时间对应于到达时间t，与方向盘5从中立位置（目标点）的操作量相对应的转向角对应于操作距离D。

图20示出由为数学表达式（3）的费兹定律相关方程确定的[返回操作时间（≈到达时间）]、[转向角≈操作距离（从中立位置的操作量]和[车辆速度系数b]之间的关系的示例。如图20所示，[返回操作时间]随[转向角]增大而延长，并随[车辆速度系数b]增大而延长。因此，返回操作时间当车辆速度相对高时变短，当车辆速度相对低时相对延长。

EPS控制装置311在执行方向盘返回控制时的车辆速度的基础上选择费兹定律相关方程，并在选择的费兹定律相关方程的基础上根据转向角计算返回操作时间。注意，上述费兹定律相关方程例如以如数学表达式（3）表示的数学模型或如图20所示的映射形式预先存储在存储单元19中。

具体而言，在EPS控制装置311中，处理单元18在功能概念上除了操作时间计算单元21、操作速度设定单元22、EPS控制单元23和确定单元24之外还包括车辆速度加载单元325以及选择单元326。

车辆速度加载单元325加载由车辆速度传感器17检测的车辆2的车辆速度。

选择单元326选择用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。选择单元326在由车辆速度加载单元325加载的车辆2的车辆速度的基础上选择费兹定律相关方程（或对应于方程的映射，同样的情况也适用于下面的描述中），从而使车辆2的车辆速度结合到之后执行的方向盘返回控制中。

更具体地，例如，选择单元326使车辆2的车辆速度乘以预定的系数来计算基于车辆速度的车辆速度系数b。然后，选择单元326选择基于所计算的车辆速度系数b的费兹定律相关方程作为用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。这样选择的费兹定律相关方程是基于车辆2的车辆速度的方程。换句话说，选择单元326能够在车辆2的车辆速度的基础上改变用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。

操作时间计算单元21使用由选择单元326选择的费兹定律相关方程来计算在于转动操作的终点处的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点处的转向角的基础上的返回操作时间，然后将所计算的返回操作时间确定为在方向盘返回控制中使用的返回操作时间。操作速度设定单元22将在方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成以下速度模式，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点处完成，且所述速度模式具有在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间的基础上的钟形曲线速度模式。然后，EPS控制单元23在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间和由操作速度设定单元22设定的返回操作速度的速度模式的基础上计算供给马达13的目标供给电流（辅助电流），然后在所计算的目标供给电流的基础上将电流供给到马达13以执行方向盘返回控制。

接下来，将参考图21所示的流程图描述由EPS控制装置311执行的控制的示例。

最初，EPS控制装置311的车辆速度加载单元325加载由车辆速度传感器17检测的车辆2的车辆速度（ST41）。

然后，选择单元326选择基于车辆速度的费兹定律相关方程作为用于在由车辆速度加载单元325加载的车辆速度的基础上计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程（ST42）。

随后，EPS控制装置311的操作时间计算单元21在由转向角传感器16检测的转向角的基础上计算方向盘返回控制中的返回操作时间（ST36）。操作时间计算单元21利用由选择单元326选择的费兹定律相关方程来计算在于转动操作的终点处的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点处的转向角的基础上的返回操作时间。之后的处理类似于在上述实施例中描述的ST37到ST39的处理，所以省略其说明。

这样构造的转向系统301在车辆2的车辆速度的基础上选择用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程，然后利用选择的费兹定律相关方程计算返回操作时间。通过这样做，转向系统301能够在车辆2的车辆速度的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间。其结果是，转向系统301能够基于车辆2的车辆速度在用于使方向盘5返回的返回操作中随人的操作特性辅助驾驶员。通过这样做，例如，当车辆速度相对高时（例如，当往往在其中驾驶员进行相对快速的操作的驾驶状态时），转向系统301相对增大返回操作速度使得可以在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员以进行相对快速的操作。此外，另一方面，当车辆速度相对低时（例如，当往往在其中驾驶员进行相对缓慢的操作的驾驶状态时），转向系统301相对降低返回操作速度，使得可以在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员以进行相对缓慢的操作。即，当车辆速度高时转向系统301能够在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员使方向盘5快速返回到中立位置；而当车辆速度低时转向系统301能够在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员使方向盘5缓慢返回到中立位置。

因此，根据上述实施例的转向系统301和EPS控制装置311能够在于转动操作时的转向角的基础上执行与人的操作特性相匹配的方向盘返回控制。因此，可以在用于使方向盘5返回的返回操作中随人的操作特性（转向节奏）辅助驾驶员。通过这样做，可以改进转向感。

于是，利用根据上述实施例的转向系统301和EPS控制装置311，返回操作时间在车辆2的车辆速度的基础上改变。因此，转向系统301和EPS控制系统311能够在用于使方向盘5返回的返回操作中基于车辆2的车辆速度随人的操作特征辅助驾驶员。通过这样做，可以进一步改进转向感。

第四实施例

图22是示出根据第四实施例的EPS控制装置的示意构造的示意性框图。图23是示出根据第四实施例在与返回操作时间关联的费兹定律相关方程中在返回操作时间、转向角和SPI系数之间的关系的示例的曲线图。图24是示出根据第四实施例由EPS控制装置执行的控制的示例的流程图。根据第四实施例的转向系统和转向控制装置不同于第一实施例、第二实施例和第三实施例的那些转向系统和转向控制装置之处在于返回操作时间在车辆的行驶状态的基础上改变。

图22所示的根据本实施例的转向系统401包括作为转向控制装置的EPS控制装置411。根据本实施例的EPS的控制装置411在车辆2的行驶状态的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间。根据本实施例的EPS控制装置411在运动指标SPI的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间，运动指标SPI是将驾驶员的意图表示为随车辆2的行驶状态变化的参数的指标。

这里，运动指标SPI是表示车辆2的行驶状态的指标，并且是例如基于在施加到车辆2的车身的多个方向上的加速度的基础上确定的合成加速度（合力加速度）的指标。运动指标SPI随合成加速度增大而增大。也就是说，这里车辆2的行驶状态是由车辆2的纵向加速度、横向加速度、横摆加速度或侧倾加速度或者这些加速度的合成表示的状态。例如，当使车辆2以目标速度行驶或在目标方向上行驶时或者当在受到行驶环境如路面的影响之后使车辆2的动作返回到原来的状态时，在多个方向上的加速度一般施加到车辆2的车身，所以运动指标SPI这里理所当然在一定程度上结合了行驶状态和驾驶定向。

转向系统401使用由下面的数学表达式（4）表达的费兹定律相关方程来计算在方向盘返回控制中的返回操作时间。在数学表达式（4）中，“t”表示使操作点移动到目标点所需的到达时间，“D”表示从起点到目标点的操作距离，“X”是在实际车辆评估等的基础上确定的适当值，且“c”表示基于运动指标SPI的SPI系数。SPI系数c当运动指标SPI相对大时相对减小，且当运动指标SPI相对小时相对增大。注意，SPI系数c还与上面描述的驾驶员的驾驶状态或驾驶状态系数a关联，可被视为随驾驶状态系数a变化的参数或替代驾驶状态系数a的参数。例如，当SPI系数c相对小时（也就是，当运动指标SPI相对大时），往往处于运动行驶定向强并且驾驶员进行相对快速的操作的驾驶状态；而当SPI系数c相对大时（也就是，当SPI相对小时），往往处于非运动行驶定向而是通常行驶定向强且驾驶员进行相对缓慢的操作的驾驶状态。

t≈c·D^X  （4）

当上述费兹定律相关方程被应用到转向系统401中的方向盘返回控制时，如在应用费兹定律方程的情况那样，返回操作时间对应于到达时间t，与方向盘5从中立位置（目标点）的操作量相对应的转向角对应于操作距离D。

图23示出由为数学表达式（4）的费兹定律相关方程确定的[返回操作时间（≈到达时间）]、[转向角≈操作距离（从中立位置的操作量]和[SPI系数c]之间的关系的示例。如图23所示，[返回操作时间]随[转向角]增大而延长，并随[SPI系数c]增大而延长。因此，返回操作时间当运动指标SPI相对大时减小，当运动指标SPI相对低时相对延长。

EPS控制装置411在执行方向盘返回控制时在运动指标SPI的基础上选择费兹定律相关方程，并在选择的费兹定律相关方程的基础上根据转向角计算返回操作时间。注意，上述费兹定律相关方程例如以如数学表达式（4）表示的数学模型或如图23所示的映射形式预先存储在存储单元19中。

具体而言，在EPS控制装置411中，处理单元18在功能概念上除了操作时间计算单元21、操作速度设定单元22、EPS控制单元23和确定单元24之外还包括SPI计算单元425以及选择单元426。

SPI计算单元425计算运动指标SPI，其是表示驾驶员的意图的指标。运动指标SPI典型是作为在多个方向上的加速度（理想的是其绝对值）的合成得到的指标，并且为与在行驶方向中的动作显著关联的加速度的纵向加速度和横向加速度的合成加速度是运动指标SPI的示例。运动指标SPI例如可以是为纵向加速度和横向加速度的两个方向上的加速度的绝对值的合成加速度，由加速度的平方之和的平方根所表示的加速度等。例如，当使用纵向加速度Gx和横向加速度Gy时，运动指标SPI可以由[SPI=（Gx²+Gy²）^1/2]计算。在本实施例中的状态检测装置10被构造成还包括加速度传感器418，加速度传感器418检测被施加到车辆2的车身的纵向加速度和横向加速度。这里，SPI计算单元425使用上述数学表达式在由加速度传感器418检测到的纵向加速度和横向加速度的基础上计算运动指数SPI。

注意，SPI计算单元425可以在如上所述计算的运动指标SPI上执行各种校正处理。这样计算的运动指标SPI是所谓的瞬时SPI，瞬时SPI是在于车辆2的行驶期间的每个瞬间获得的在各个方向上的加速度的基础上计算的指标。与之相比，SPI计算单元425在运动指标SPI上执行校正处理以计算所谓的指令SPI，指令SPI是被构造成当车辆2的行驶状态在使瞬时SPI增大的方向上改变时立即增大且随自在车辆2的行驶状态在使瞬时SPI减小的方向上改变的延迟而减小的指标，并且SPI计算单元425可以将指令SPI设定为实际使用的运动指标SPI。指令SPI设定在瞬时SPI的局部最大值，并且，例如，被构造成保持最后的值直到满足基于时间的推移等的预定条件。在这种情况下，指令SPI迅速向增大侧变化，但相对缓慢地向减少侧变化。

选择单元426选择用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。选择单元426在由SPI计算单元425计算的运动指标SPI的基础上选择费兹定律相关方程（或对应于方程的映射，同样的情况也适用于下面的描述中），从而使运动指标SPI结合到之后执行的方向盘返回控制中。

更具体地，例如，选择单元426使由SPI计算单元425计算的运动指标SPI乘以预定的系数来计算基于运动指标SPI的SPI系数c。然后，选择单元426选择基于所计算的SPI系数c的费兹定律相关方程作为用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。这样选择的费兹定律相关方程是基于运动指标SPI的方程。换句话说，选择单元426能够在运动指标SPI的基础上改变用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。

操作时间计算单元21使用由选择单元426选择的费兹定律相关方程来计算在于转动操作的终点处的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点时的转向角的基础上的返回操作时间，然后将所计算的返回操作时间确定为在方向盘返回控制中使用的返回操作时间。操作速度设定单元22将在方向盘返回控制中的返回操作速度的速度模式设定成以下速度模式，在所述速度模式中返回操作在返回操作时间的终点处完成，且所述速度模式具有在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间的基础上的钟形曲线速度模式。然后，EPS控制单元23在由操作时间计算单元21计算的返回操作时间和由操作速度设定单元22设定的返回操作速度的速度模式的基础上计算供给马达13的目标供给电流（辅助电流），然后在所计算的目标供给电流的基础上将电流供给到马达13以执行方向盘返回控制。

接下来，将参考图24所示的流程图描述由EPS控制装置411执行的控制的示例。

最初，EPS控制装置411的SPI计算单元425计算是表示驾驶员的意图的指标的运动指标SPI（ST51）。SPI计算单元425利用上述数学表达式在由加速度传感器418检测的纵向加速度和横向加速度的基础上计算运动指标SPI。

然后，选择单元426选择基于运动指标SPI的费兹定律相关方程作为用于在由SPI计算单元425计算的运动指标SPI的基础上计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程（ST52）。

随后，EPS控制装置411的操作时间计算单元21在由转向角传感器16检测的转向角的基础上计算方向盘返回控制中的返回操作时间（ST36）。操作时间计算单元21利用由选择单元226选择的费兹定律相关方程来计算在于转动操作的终点处的转向角或于对应于转动操作的返回操作的起点时的转向角的基础上的返回操作时间。之后的处理类似于在上述实施例中描述的ST37到ST39的处理，所以省略其说明。

这样构造的转向系统401在车辆2的行驶状态这里是为在车辆2的行驶状态的基础上变化的参数的运动指标SPI的基础上选择用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程，然后利用选择的费兹定律相关方程计算返回操作时间。通过这样做，转向系统401能够在基于车辆2的行驶状态变化的运动指标SPI的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间。其结果是，转向系统401能够基于运动指标SPI在用于使方向盘5返回的返回操作中随人的操作特性辅助驾驶员。通过这样做，例如，当运动指标SPI相对大也就是合成加速度高且例如运动行驶定向强时（当往往在驾驶员进行相对快速的操作的驾驶状态时），转向系统401相对增大返回操作速度，使得可以在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员以进行相对快速的操作。此外，另一方面，当运动指标SPI相对小也就是合成加速度低且例如非运动行驶定向而是通常行驶定向强时（当往往在驾驶员进行相对缓慢的操作的驾驶状态时），转向系统401相对降低返回操作速度使得可以在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员以进行相对缓慢的操作。也就是，当运动指标SPI大且运动行驶定向强时转向系统401能够在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员使方向盘5快速返回到中立位置；而当运动指标SPI小且通常行驶定向强时转向系统401能够在用于使方向盘5返回的返回操作中辅助驾驶员使方向盘5缓慢返回到中立位置。

因此，根据上述实施例的转向系统401和EPS控制装置411能够在于转动操作时的转向角的基础上执行与人的操作特性相匹配的方向盘返回控制。因此，可以在用于使方向盘5返回的返回操作中随人的操作特性（转向节奏）辅助驾驶员。通过这样做，可以改进转向感。

于是，利用根据上述实施例的转向系统401和EPS控制装置411，返回操作时间在车辆2的行驶状态的基础上改变。因此，转向系统401和EPS控制系统411能够在用于使方向盘5返回的返回操作中基于车辆2的行驶状态随人的操作特性辅助驾驶员。通过这样做，可以进一步改进转向感。

注意，在上述描述中，EPS控制装置411在为将驾驶员的意图表示为基于车辆2的行驶状态变化的参数的指标的运动指标SPI的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间；然而，EPS控制装置411并不限于这种构造。EPS控制装置411可以例如在作为车辆2的行驶状态而非运动指标SPI的以下各项的基础上改变方向盘返回控制中的返回操作时间：另一个致动器的设定模式；由导航系统、周边环境信息采集装置或可以由驾驶员改变的模式改变开关获得的车辆1的周边行驶环境信息（例如，车辆2的当前位置信息、地图信息（道路坡度信息、路面状况信息、道路形状信息、车辆速度限制信息和道路弯曲信息等）、基础设施信息（交通信号信息、施工和交通管制信息、交通拥堵信息和紧急车辆信息）以及在车辆2的前方行驶的前方车辆的有关信息（速度信息和当前位置信息等））等。也就是，EPS控制装置411可以在另一个致动器的设定模式、车辆2的周边行驶环境信息或可以由驾驶员改变的模式改变开关的基础上改变用于计算方向盘返回控制中的返回操作时间的费兹定律相关方程。同样在这种情况下，转向系统401和EPS控制装置411能够在用于使方向盘5返回的返回操作中基于车辆2的行驶状态随人的操作特性（转向节奏）辅助驾驶员。通过这样做，可以进一步改善转向感。

注意，根据本发明的方面转向系统和转向控制装置并不限于上述实施例；它们可以在所附权利要求的范围内以各种形式修改。根据本发明的方面的转向系统和转向控制装置在适当情况下可以通过上面描述的实施例的构成要素的组合实现。

在上面的描述中，转向控制装置使用所谓的费兹定律来在于转动操作时的转向部件的转向角的基础上计算返回操作时间；然而，本发明的方面不局限于该构造。转向控制装置只需要在于转动操作时的转向部件的转向角的基础上确定返回操作时间，只需要利用各种方法在于转动操作时的转向部件的转向操作量的基础上计算返回操作时间作为以下时段，在所述时段期间，转向部件可以平稳地返回到中立位置。

在上述的说明中，转向控制装置将返回操作速度对返回操作时间的速度模式设定为所谓的钟形曲线速度模式；但是，本发明的方面并不限于此构造。

在上述说明中，转向系统是柱辅助型柱EPS装置；但是，转向系统并不限于该构造。例如，转向系统可以被应用到任何类型，如小齿轮辅助型和齿条辅助型。

上面所述的转向系统和转向控制装置可以应用到所谓的线控转向的转向系统。在这种情况下，转向系统是被形成使得转向部件（例如，方向盘5）和转向轮在结构上分离。于是，在线控转向的转向系统中，当转向部件由驾驶员操作时，转向部件的操作量由传感器等检测，转向控制装置在检测的操作量的基础上驱动转向致动器以将预定的转动力施加到转向轮从而转动转向轮。当上述转向系统和转向控制装置被应用到这样的线控转向的转向系统时，转向系统和转向控制装置控制辅助转向部件上的转向操作的致动器（例如，使用转向致动器）使其可以执行返回操作辅助控制，所述返回操作辅助控制用于辅助用于使转向部件返回到中立位置的返回操作，所述返回操作对应于用于使转向部件从中立位置转动的转动操作。转向系统和转向控制装置在于转动操作时的转向部件的转向角的基础上确定在执行返回操作辅助控制时的返回操作时间。通过这样做，可以改进转向感。

Claims (11)

1.一种转向系统，其特征在于包括：

转向部件，所述转向部件设置在车辆上，并且所述转向部件用于转向操作；

致动器，所述致动器辅助所述转向部件的所述转向操作；以及

转向控制装置，所述转向控制装置执行返回操作辅助控制，在所述返回操作辅助控制中，所述致动器被控制以辅助用于使所述转向部件返回到中立位置的返回操作，所述返回操作对应于用于使所述转向部件从所述中立位置转动的转动操作，并且所述转向控制装置基于在所述转动操作时的所述转向部件的转向操作量来确定在执行所述返回操作辅助控制时的返回操作时间。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其中，在所述返回操作辅助控制中，在所述返回操作时间的终点处，所述转向控制装置完成到基于所述转向部件的中立位置的目标返回位置的所述返回操作。

3.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，所述转向控制装置基于在所述转动操作时的所述转向部件的所述转向操作量来改变所述返回操作时间，在所述转动操作时的所述转向部件的所述转向操作量是在所述转动操作的终点处的所述转向部件的转向操作量，或者是在与所述转动操作相对应的所述返回操作的起点处的所述转向部件的转向操作量。

4.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，当在中断所述返回操作之后恢复所述返回操作时，所述转向控制装置基于在恢复的返回操作的起点处的所述转向部件的转向操作量来改变所述返回操作时间。

5.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，所述转向控制装置基于所述返回操作时间和基于所述返回操作时间的返回操作速度来执行所述返回操作辅助控制，并且，所述返回操作速度具有速度模式，使得所述返回操作速度的绝对值随所述返回操作时间的流逝而增大，然后在经过峰值之后减小。

6.根据权利要求5所述的转向系统，其中，所述返回操作速度相对于所述返回操作时间的所述速度模式满足以下条件中的至少一个条件：

i)在所述返回操作速度的绝对值的除最大值之外的极大值与所述返回操作速度的绝对值的极小值之间的偏差小于或等于预先设定的第一预定值；

ii)从所述返回操作时间的起点到所述返回操作时间的终点的基于所述返回操作时间和所述返回操作速度的操作量大于或等于预先设定的第二预定值；

iii)所述操作量落在预先设定的预定范围内；

iv)在所述返回操作速度的绝对值的最大值与在所述返回操作时间的起点或所述返回操作时间的终点处的所述返回操作速度的绝对值之间的偏差大于或等于预先设定的第三预定值；以及

v)所述返回操作速度的绝对值是最大值的峰值点位于预先设定的预定时段内，所述预定时段包括所述返回操作时间的起点和所述返回操作时间的终点之间的中间点。

7.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，所述转向控制装置基于在所述返回操作辅助控制中所述转向部件的目标返回位置相对于所述转向部件的中立位置的容许范围来改变所述返回操作时间。

8.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，所述转向控制装置基于所述转动操作的转动操作时间来改变所述返回操作时间。

9.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，所述转向控制装置基于所述车辆的车辆速度来改变所述返回操作时间。

10.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，所述转向控制装置基于所述车辆的行驶状态来改变所述返回操作时间。

11.一种转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置执行返回操作辅助控制，在所述返回操作辅助控制中，辅助转向部件的转向操作的致动器被控制以辅助用于使所述转向部件返回到中立位置的返回操作，所述返回操作对应于用于使所述转向部件从所述中立位置转动的转动操作，其中所述转向部件设置在车辆上并且用于所述转向操作，并且所述转向控制装置基于在所述转动操作时的所述转向部件的转向操作量来确定在执行所述返回操作辅助控制时的返回操作时间。