CN103935394B - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

提供具备驾驶的舒适性和安全性的两面的转向控制装置。具有：异常判定部（62），判定转矩传感器（10）输出的操舵转矩和电流指令部（20）输出的电流指令值的关系是否异常；宽限时间选择部（61），基于车速信息输出部（3）输出的车辆的行驶速度，选择宽限时间；以及禁止信号输出部（63），基于异常判定部（62）和宽限时间选择部（61）的输出，输出禁止电动机的驱动的信号，在异常判定部（62）的判定结果成为异常的时间超过了由宽限时间选择部（61）选择的宽限时间的情况下，禁止信号输出部（63）禁止电动机的驱动。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及转向控制装置，特别是涉及检测提供给转向（steering）的操舵转矩，控制在驱动转向的电动机中流过的电流的转向控制装置。

背景技术

以往，已知一种电动助力转向控制装置，其具备检测由车的司机提供给转向系统的操舵转矩的转矩传感器、和用于去除高频分量的低通滤波器。在该电动助力转向控制装置中，基于来自转矩传感器以及低通滤波器的输出，求得提供对于由司机提供的操舵转矩的操舵辅助力的驱动电动机的驱动电流。

例如，在专利文献1中，公开了一种电动助力转向控制装置，其目的在于，解除在检测到操舵转矩的异常之后不久电流指令值就剧烈地变化从而导致车辆变得不稳定的情况。该电动助力转向控制装置具备检测转向的操舵转矩的转矩传感器、去除来自转矩传感器的输出的高频分量的低通滤波器、以及基于来自低通滤波器的输出来计算电流指令值的转矩指令计算部等。在检测到操舵转矩的异常的情况下，该电动助力转向控制装置使低通滤波器的时间常数变大。

此外，以往，已知基于检测由车辆的司机提供给转向系统的操舵转矩的转矩传感器、和检测车速的车速传感器，控制在驱动电动助力转向装置的电动机中流过的电流。

在该电动助力转向装置中，虽然司机将方向盘向右旋转，但若电动机被控制为支援左旋转的方向，则由于与司机的意思相反，因此使司机感到不协调感。作为产生这样的异常的理由，考虑基于操舵转矩来运算用于驱动电动机的指令电流的CPU的异常。作为对该异常的对策，已知在转矩传感器的输出的方向与指令电流的目标值的方向或在电动机中流过的电流的方向不一致的情况下，停止电动机的驱动的技术。

例如，在专利文献2中，公开了一种电动助力转向装置，其目的在于，即使是在进行阻尼（damping）控制等情况下，也高精度地进行异常判定，在异常时可靠地禁止电动机的驱动。该电动助力转向装置具备控制电动机的控制部件、和在异常时禁止电动机的驱动的驱动禁止部件。驱动禁止部件判定操舵转矩的大小以及方向和电动机电流的大小以及方向是否满足规定的禁止条件，累积满足规定的禁止条件的时间，在累积时间成为规定时间以上的情况下，禁止电动机的驱动。

此外，在专利文献3中，公开了一种电动助力转向装置，其目的在于，防止转向的不自然的举动。该电动助力转向装置将操舵转矩和电动机电流的组合的点坐标与宽限时间设定图对照而决定宽限时间。然后，电动助力转向装置在与被决定的宽限时间对应的区域中点坐标继续存在宽限时间时判断为电动机驱动停止，从而停止被驱动控制的电动机的驱动。

此外，在专利文献4中，公开了一种电动助力转向装置，其目的在于，即使是在车速快时也较早地检测异常状态，停止操舵辅助。该电动助力转向装置具备表示电流目标值和操舵转矩的对应关系的辅图（Assist map），参照该辅图输出电流目标值。然后，电动助力转向装置具备包含用于停止操舵辅助的条件作为规定的驱动禁止区域的驱动禁止图，参照该驱动禁止图判定是否停止操舵辅助。然后，该电动助力转向装置仅在车速大且电动机电流的检测值小时，选择包含比较宽的驱动禁止区域的驱动禁止图，在电流目标值和操舵转矩与被选择的驱动禁止图所示的条件一致的情况下使电动机停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2009－132344号公报

专利文献2：（日本）特开2002－059855号公报

专利文献3：（日本）特开2008－238843号公报

专利文献4：（日本）特开2006－051912号公报

然而，如专利文献1所公开的那样，已知对转矩传感器的输出实施低通滤波器处理。由此，从转矩传感器的输出中去除高频分量，也减轻在电动机中流过的电流的高频分量。因此，也减轻来自方向盘的振动，提高驾驶的舒适性。

但是，需要低通滤波器处理的运算时间，从而可能会产生以下的不利影响。例如，在司机将方向盘突然从右方向左方转动的情况下，直至经过低通滤波器处理的运算所需的时间为止，电动机向支援右旋的方向旋转。另一方面，由于实际的方向盘由司机向左旋转，因此虽然短时间但电动机的旋转方向与方向盘的旋转方向相反。若这样，则CPU判定为在基于操舵转矩运算指令电流的过程中产生了异常，从而停止电动机的驱动。因此，司机突然不能接受电动助力转向的操舵支援，从而导致产生不协调感。

这样的状况在车速低的状态下比较易于发生。例如，由于进入车库或纵向停车时有将方向盘向左右快速转动的情况，因此操舵转矩和指令电流易于变为异常的状态，虽然短时间但电动机的旋转方向与方向盘的旋转方向变得相反的次数也易于增加。在该电动机的旋转方向与方向盘的旋转方向变得相反的情况下，为了旋转方向盘，需要比通常更强的力。但是，由于车速低，因此不易发生这种情况导致的事故。此外，即使假设真的在CPU中产生了暂时的异常，也因车速低所以不易发生事故。从而，在车速低的情况下，从驾驶的舒适性的观点出发，优选即使在操舵转矩和指令电流的关系为异常的状态下也不立刻停止电动机的驱动。

另一方面，在车速高的情况下与此相反，将方向盘快速转动的机会少，操舵转矩和指令电流不易成为异常的状态。因此，优选在操舵转矩和指令电流成为了异常的状态的情况下，立刻停止电动机的驱动。此外，从安全性的观点出发，优选真的在CPU中发生了异常的情况下，也立刻停止电动机的驱动。

发明内容

鉴于以上内容，本发明提供具备驾驶的舒适性和安全性的两面的转向控制装置。

为了解决上述课题，提供一种转向控制装置，具有：滤波器部，从检测在车辆中搭载的操舵装置的操舵转矩的转矩传感器的输出中去除高频分量；电流指令部，基于车辆的行驶速度和滤波器部的输出，输出电流指令值；驱动控制部，基于电流指令值，控制用于辅助操舵装置的操舵的电动机的驱动；以及驱动禁止部，基于转矩传感器的输出、电流指令值、以及车辆的行驶速度，将禁止电动机的驱动的信号输出至驱动控制部，其特征在于，驱动禁止部具有：异常判定部，判定转矩传感器的输出和电流指令值的关系是否异常；宽限时间选择部，基于车辆的行驶速度选择宽限时间；以及禁止信号输出部，基于异常判定部和宽限时间选择部的输出，将禁止电动机的驱动的信号输出至驱动控制部，在异常判定部的判定结果成为异常的时间超过了由宽限时间选择部选择的宽限时间的情况下，禁止信号输出部向驱动控制部输出禁止电动机的驱动的信号。

通过这样，能够提供具备驾驶的舒适性和安全性的两面的转向控制装置。

进而，宽限时间选择部的特征也可以在于，在车辆的行驶速度为规定值以上的情况下，选择短的宽限时间。

通过这样，能够提供更强化了驾驶的安全性的转向控制装置。

此外，为了解决上述课题，提供一种转向控制装置，具有：滤波器部，从检测在车辆中搭载的操舵装置的操舵转矩的转矩传感器的输出中去除高频分量；电流指令部，基于车辆的行驶速度和滤波器部的输出，输出电流指令值；驱动控制部，基于电流指令值，控制用于辅助操舵装置的操舵的电动机的驱动；以及驱动禁止部，基于转矩传感器的输出、电流指令值、以及所述操舵装置的角速度，将禁止电动机的驱动的信号输出至驱动控制部，其特征在于，驱动禁止部具有：异常判定部，判定转矩传感器的输出和电流指令值的关系是否异常；宽限时间选择部，基于操舵装置的角速度选择宽限时间；以及禁止信号输出部，基于异常判定部和宽限时间选择部的输出，将禁止电动机的驱动的信号输出至驱动控制部，在异常判定部的判定结果成为异常的时间超过了由宽限时间选择部选择的宽限时间的情况下，禁止信号输出部向驱动控制部输出禁止电动机的驱动的信号。

通过这样，能够提供具备驾驶的舒适性和安全性的两面的转向控制装置。

如上说明，根据本发明，能够提供具备驾驶的舒适性和安全性的两面的转向控制装置。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的第一实施例的转向控制装置的框图。

图2是表示本发明所涉及的第一实施例的转向控制装置中的控制步骤的流程图。

图3是本发明所涉及的第一实施例的转向控制装置中的判定图。

图4是表示本发明所涉及的第二实施例的转向控制装置的框图。

图5是表示本发明所涉及的第二实施例的转向控制装置中的控制步骤的流程图。

标号说明

1 转向控制装置

2 操舵装置

3 车速信息输出部

10 转矩传感器

20 电流指令部

30 驱动控制部

40 舵角传感器

50 滤波器部

60 驱动禁止部

61 宽限时间选择部

62 异常判定部

63 禁止信号输出部

70 舵角微分部

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明所涉及的各实施例。

＜第一实施例＞

图1是本实施例中的转向控制装置1的框图。转向控制装置1从检测由车的司机提供给操舵装置2的操舵转矩的转矩传感器10取得操舵转矩的信息，从检测并输出车的行驶速度的车速信息输出部3取得车速的信息。然后，转向控制装置1基于来自转矩传感器10以及车速信息输出部3的信息，为了提供对于由司机提供的操舵转矩的操舵支援，控制用于驱动操舵装置2的电动机的电流。

转向控制装置1具备电流指令部20、驱动控制部30、滤波器部50、以及驱动禁止部60。滤波器部50是从转矩传感器10的输出中去除高频分量而仅使低频分量通过的具有规定的常数的低通滤波器。由此，从方向盘传至司机的振动被减轻，驾驶的舒适性提高。通过了滤波器部50的操舵转矩的信息被输出至电流指令部20。

电流指令部20基于车速信息输出部3输出的车的行驶速度、滤波器部50输出的操舵转矩，计算并输出电流指令值。电流指令部20的电流指令值的计算方法考虑各种方法。例如，也可以是，电流指令部20保持能够驱动与行驶速度和操舵转矩对应的转矩辅助力的电流值，在将行驶速度从车速信息输出部3取得、且将操舵转矩从滤波器部50取得时，将与这些对应的电流值作为指令值而输出。电流指令部20输出的电流指令值被输出至驱动控制部30和驱动禁止部60。

驱动控制部30基于电流指令值，控制用于辅助操舵装置2的操舵的电动机的驱动。即，驱动控制部30通过电流指令值，驱动用于辅助操舵装置2的转向的操舵的电动机，对司机进行操舵支援。

驱动禁止部60通过基于转矩传感器10输出的操舵转矩、电流指令部20输出的电流指令值、以及车速信息输出部3输出的行驶速度，将禁止电动机的驱动的信号输出至驱动控制部30，从而控制驱动控制部30。驱动禁止部60具有宽限时间选择部61、异常判定部62、以及禁止信号输出部63。

宽限时间选择部61基于车速信息输出部3输出的车辆的行驶速度，选择宽限时间。此外，异常判定部62判定作为转矩传感器10的输出的操舵转矩和电流指令部20输出的电流指令值的关系是否异常。宽限时间的选择方法和是否异常的判定方法如后述。

禁止信号输出部63基于异常判定部62和宽限时间选择部61的输出，将禁止用于驱动操舵装置2的电动机的驱动的信号输出至驱动控制部30。更具体而言，在异常判定部62的判定结果成为异常的时间超过了由宽限时间选择部61选择的宽限时间的情况下，禁止信号输出部63向驱动控制部30输出用于禁止电动机的驱动的信号。

参照图2，更详细地说明驱动禁止部60的功能。首先，各种传感器在S100中读入输入值。具体而言，车辆所具备的车速信息输出部3读入车辆的行驶速度，转矩传感器10读入操舵装置2的操舵转矩。接着，滤波器部50在S102中进行从读入的操舵转矩的信息中去除高频分量的滤波器处理。然后，电流指令部20在S104中基于车速信息输出部3输出的车的行驶速度、和滤波器部50输出的操舵转矩，计算电流指令值。

接着，驱动禁止判定在S106中被进行。该驱动禁止判定的细节在S150～S168中说明。首先，在驱动禁止判定中，宽限时间选择部61在S150中从车速信息输出部3读入行驶速度。接着，宽限时间选择部61在S152中判断该行驶速度是否为规定值以上。该规定值被规定为司机有时通过方向盘将操舵装置2大幅转向左或右的行驶速度，例如，是0～5Km/小时的值。

在行驶速度为规定值以上的情况下，宽限时间选择部61在S154中选择第一宽限时间，在小于规定值的情况下，在S156中选择第二宽限时间。另外，第一宽限时间被设定为比第二宽限时间短。即，在行驶速度为规定值以上的情况下，宽限时间选择部61将宽限时间设定得短，在行驶速度小于规定值的情况下，将宽限时间设定得长。通过这样，能够提供更强化了驾驶的安全性的转向控制装置。

接着，异常判定部62在S158中读入转矩传感器10输出的操舵转矩，在S160中读入电流指令部20输出的电流指令值。然后，异常判定部62在S162中判定读入的操舵转矩和电流指令值是否在驱动禁止判定值的区域内。

在此，参照图3所示的判定图，说明判定是否在驱动禁止判定值的区域内的方法。该判定图是将作为用于禁止操舵支援的条件的驱动禁止条件表示为操舵转矩和电流指令值的关系的表。在该判定图中，被表示为驱动禁止判定区域的区域是表示是对于操舵转矩不希望的电流指令值的情况的区域。即，驱动禁止判定区域被设定为在每进行操舵支援时进行惯性控制等各种控制，但即使考虑这些，若不大幅转动方向盘则进入的可能性也低的区域。具体而言，驱动禁止判定区域是操舵转矩的绝对值为规定的值以上和/或电流指令值的绝对值为规定的值以上的区域。

此外，在该判定图中还记载了将行驶速度（车速）作为参数而表示操舵转矩和电流指令值的关系的表。被设定为行驶速度越小且滤波器部50的输出的绝对值越大则电流指令值的绝对值越大。由此，车越慢且方向盘越重时，由于电流指令值越大，因此支援操舵的力变大，司机变得容易进行操舵操作。另外，在滤波器部50的输出的绝对值是不需要操舵支援的程度的小值时，对应的电流指令值为零。此外，若操舵转矩的绝对值变为规定以上的值，则由于电流指令值不成比例增加而成为一定的值，因此不进行那么大的操舵支援。另外，这些表预先被保持在规定的存储区域中。

在S162中判定为操舵转矩和电流指令值处于上述的判定图所示的驱动禁止判定区域内的情况下，异常判定部62在S164中进一步判断是否从进入驱动禁止判定区域内起经过了S154或者S156中选择的宽限时间。然后，在异常判定部62判断为经过了宽限时间的情况下，禁止信号输出部63在S168中对驱动控制部30发出驱动禁止命令。即，在异常判定部62的判定结果成为异常的时间超过了由宽限时间选择部61选择的宽限时间的情况下，驱动禁止部60的禁止信号输出部63禁止电动机的驱动。

另一方面，在S162中判定为操舵转矩和电流指令值未处于上述的判定图所示的驱动禁止判定区域内的情况下，异常判定部62在S166中复位从进入驱动禁止判定区域内起的经过时间的计数。司机通过转向控制装置1接受与行驶速度相应的适当的操舵支援。

此外，在S164中判断为从进入驱动禁止判定区域内起未经过S154或者S156中选择的宽限时间的情况下，异常判定部62不发出驱动禁止命令。然后，异常判定部62继续计时，同时处理前进。

在进行了上述的S150～S168即S106的驱动禁止判定后，在S108中，检验是否发出了驱动禁止的命令。在禁止信号输出部63未发出驱动禁止命令的情况下，驱动控制部30在S110中驱动用于驱动操舵装置2的电动机。在发出了驱动禁止命令的情况下，驱动控制部30停止电动机的驱动。之后，控制被返回调用侧。由此，即使操舵转矩的大小以及方向和电流指令值的大小以及方向的关系处于驱动禁止判定区域内，也能够通过设置与行驶速度相应的宽限时间，从而进行与行驶速度相应的异常判定。其结果，能够提供具备与行驶速度相应的驾驶的舒适性和安全性的两面的转向控制装置1。

在现有技术中，已知对转矩传感器的输出实施低通滤波器处理的情况。由此从转矩传感器的输出中去除高频分量，也减轻在电动机中流过的电流的高频分量。因此也减轻来自方向盘的振动，驾驶的舒适性提高。

但是，需要低通滤波器处理的运算时间，从而可能会产生以下的不利影响。例如，司机将方向盘突然从右方向左方转动的情况下，直至经过低通滤波器处理的运算所需的时间为止，电动机向支援右旋的方向旋转。另一方面，由于实际的方向盘由用户向左旋转，因此虽然短时间但电动机的旋转方向与方向盘的旋转方向相反。若这样，则CPU判定为在基于操舵转矩来运算指令电流的过程中产生了异常，从而停止电动机的驱动。因此，司机突然不能接受电动助力转向的操舵支援，从而导致产生不协调感。

这样的状况在车速低的状态下比较易于发生。例如，由于进入车库或纵向停车时有将方向盘向左右快速转动的情况，因此操舵转矩和指令电流易于变为异常的状态，虽然短时间但电动机的旋转方向与方向盘的旋转方向变得相反的次数也易于增加。在该电动机的旋转方向与方向盘的旋转方向变得相反的情况下，为了旋转方向盘，需要比通常更强的力。但是，由于车速低，因此不易发生这种情况导致的事故。此外，即使假设真的在CPU中产生暂时的异常，也因车速低所以不易发生事故。从而，从驾驶的舒适性的观点出发，优选在车速低的情况下，即使是在操舵转矩和指令电流的关系为异常的状态下也不立刻停止电动机的驱动。

另一方面，在车速高的情况下与此相反，将方向盘快速转动的机会少，操舵转矩和指令电流不易成为异常的状态。因此，优选在操舵转矩和指令电流成为了异常的状态的情况下，立刻停止电动机的驱动。此外，从安全性的观点出发，优选真的在CPU中发生了异常的情况下，也立刻停止电动机的驱动。

＜第二实施例＞

图4是表示本实施例中的转向控制装置1a的框图。另外，为了避免重复记载，以与第一实施例不同的部分为中心进行记载。在第一实施例中，被输入到宽限时间选择部61的是从车速信息输出部3a输出的车的行驶速度，但在本实施例中，是从舵角微分部70a输出的角速度。

在应用本实施例的车辆中，除了对于操舵装置2a的转矩传感器10a之外，还具备检测方向盘的旋转角度的舵角传感器40a。舵角微分部70a为了得到该舵角传感器40a检测到的方向盘旋转角度的速度而计算微分值，输出方向盘的角速度（旋转的舵角速度）。宽限时间选择部61a基于该角速度来选择宽限时间。这以外的结构要素与第一实施例相同。

图5是表示本实施例的转向控制装置1a中的控制步骤的流程图，但与图4的说明相同，为了避免重复记载，以与第一实施例不同的部分为中心进行记载。在第一实施例中，在S150中读入车速，在S152中判断车的行驶速度是否为规定值以上，但在本实施例中，在S250中读入方向盘的角速度（旋转的舵角速度），在S252中判断该角速度是否为规定值以上。这以外的步骤与第一实施例相同。

该规定值被规定为司机有时通过方向盘将操舵装置2大幅转向左或右的角速度，例如，是6～20弧度/秒的值。通过这样，能够提供具备驾驶的舒适性和安全性的双面的转向控制装置1a。

另外，本发明不限定于例示的实施例，能够进行不脱离权利要求书的各项所记载的内容的范围的结构的实施。

Claims (3)

1.一种转向控制装置，具有：

滤波器部，从检测在车辆中搭载的操舵装置的操舵转矩的转矩传感器的输出中去除高频分量；

电流指令部，基于所述车辆的行驶速度和所述滤波器部的输出，输出电流指令值；

驱动控制部，基于所述电流指令值，控制用于辅助所述操舵装置的操舵的电动机的驱动；以及

驱动禁止部，基于所述转矩传感器的输出、所述电流指令值、以及所述车辆的行驶速度，将禁止所述电动机的驱动的信号输出至所述驱动控制部，

其特征在于，所述驱动禁止部具有：

异常判定部，判定所述转矩传感器的输出和所述电流指令值的关系是否异常；

宽限时间选择部，基于所述车辆的行驶速度，选择宽限时间；以及

禁止信号输出部，基于所述异常判定部和所述宽限时间选择部的输出，将禁止所述电动机的驱动的信号输出至所述驱动控制部，

在所述异常判定部的判定结果成为异常的时间超过了由所述宽限时间选择部选择的宽限时间的情况下，所述禁止信号输出部向所述驱动控制部输出禁止所述电动机的驱动的信号。

2.如权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

在所述车辆的行驶速度为规定值以上的情况下，所述宽限时间选择部选择第一宽限时间，在所述车辆的行驶速度小于规定值的情况下，所述宽限时间选择部选择第二宽限时间，

所述第一宽限时间被设定为比所述第二宽限时间短。

3.一种转向控制装置，具有：

滤波器部，从检测在车辆中搭载的操舵装置的操舵转矩的转矩传感器的输出中去除高频分量；

电流指令部，基于所述车辆的行驶速度和所述滤波器部的输出，输出电流指令值；

驱动控制部，基于所述电流指令值，控制用于辅助所述操舵装置的操舵的电动机的驱动；以及

驱动禁止部，基于所述转矩传感器的输出、所述电流指令值、以及所述操舵装置的角速度，将禁止所述电动机的驱动的信号输出至所述驱动控制部，

其特征在于，所述驱动禁止部具有：

异常判定部，判定所述转矩传感器的输出和所述电流指令值的关系是否异常；

宽限时间选择部，基于所述操舵装置的角速度，选择宽限时间；以及

禁止信号输出部，基于所述异常判定部和所述宽限时间选择部的输出，将禁止所述电动机的驱动的信号输出至所述驱动控制部，

在所述异常判定部的判定结果成为异常的时间超过了由所述宽限时间选择部选择的宽限时间的情况下，所述禁止信号输出部向所述驱动控制部输出禁止所述电动机的驱动的信号。