CN104648472A - 动力转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动力转向装置。该动力转向装置在电源接通时执行普通模式处理，基于普通模式用的旋转速度映射表(M1)来设定目标旋转速度Vm＊。在执行普通模式处理时，若满足检测车速V在规定值α以下，并且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β以上，并且检测转向操作角速度的绝对值|ωh|在规定值γ以下这样的第一模式切换条件，则基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表(M2)来设定目标旋转速度Vm＊。

Description

动力转向装置
本申请主张于2013年11月22日提出的日本专利申请2013-242096号的优先权，并在此引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及动力转向装置。
背景技术
以往已知有通过向与齿轮齿条机构等转向机构连结的动力缸供给来自液压泵的工作油来辅助转向盘的操作的动力转向装置。例如参照日本特开平11－321674号公报。在这样的动力转向装置中，作为液压泵的驱动源，例如有使用由三相无刷马达构成的电动马达的情况。该情况下，以电动马达以与转向盘的转向操作角速度相应的目标旋转速度旋转的方式控制向电动马达供给的驱动电力。
在上述的现有装置中，在从齿条球关节机构的切回时，若转向操作角速度增加，则电动马达的目标旋转速度也随之变化为大的值。由此，电动马达的旋转速度上升，所以超调量变大。其结果，液压泵的工作噪音变大。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够在齿条球关节机构附近使液压泵的工作噪音降低的动力转向装置。
作为本发明的一方式的动力转向装置包括：电动马达；液压泵，被电动马达驱动，并产生转向操作辅助力；以及控制器，控制上述电动马达，上述控制器包括：第一控制器，基于转向操作角速度和车速来控制上述电动马达的旋转速度；第二控制器，基于转向操作角来控制上述电动马达的旋转速度；以及切换器，在车速在第一阈值以下并且转向操作角的绝对值在第二阈值以上的情况下，将控制方式从通过上述第一控制器进行的旋转速度控制切换至通过上述第二控制器进行的旋转速度控制。
在上述方式的动力转向装置中，在车速在第一阈值以下并且转向操作角的绝对值在第二阈值以上的情况下，能够将控制方式从通过基于转向操作角速度以及车速的第一控制器进行的旋转速度控制切换至通过基于转向操作角的第二控制器进行的旋转速度控制。由此，在转向操作角为齿条球关节机构附近的角度的情况下，与通过第一控制器进行旋转速度控制的情况相比，能够较低地设定电动马达的目标旋转速度。由此，即使在从齿条球关节机构的切回时，转向操作角速度增加，也能够抑制电动马达的目标旋转速度随之变化为大的值。由此，能够抑制超调量变大，所以能够在齿条球关节机构附近使液压泵的工作噪音降低。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征、优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的动力转向装置的概要结构的示意图。
图2是表示ECU的电气结构的概要图。
图3是表示普通模式用的旋转速度映射表M1的内容例的示意图。
图4是表示齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2的内容例的示意图。
图5是用于说明目标旋转速度设定部的动作的一个例子的流程图。
图6是用于说明目标旋转速度设定部的动作的其他例子的流程图。
图7是用于说明目标旋转速度设定部的动作的又一其他例子的流程图。
图8是表示齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3的内容例的示意图。
图9是用于说明目标旋转速度设定部的动作的又一其他例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的动力转向装置的概要结构的示意图。
将动力转向装置1与车辆的转向机构2相关联地设置，动力转向装置1用于向该转向机构2赋予转向操作辅助力。转向机构2具备：作为操作部件的转向盘3，为了车辆的操纵转向而由驾驶员操作；转向轴4，与转向盘3连结；小齿轮轴5，经由液压控制阀14与转向轴4的前端部连结，该小齿轮轴5具有小齿轮6；以及作为转向轴的齿条轴7，具有与小齿轮6啮合的齿条7a，该齿条轴7向车辆的左右方向延伸。
在齿条轴7的两端分别连结有横拉杆8，该横拉杆8分别与支承左右的转向轮9、10的转向节臂11连结。转向节臂11被以能够绕主销12转动的方式设置。
若操作转向盘3而使转向轴4旋转，则该旋转通过小齿轮6以及齿条7a转换为沿齿条轴7的轴向的直线运动。该直线运动被转换为转向节臂11绕主销12的旋转运动，由此，左右的转向轮9、10被转向。
液压控制阀14是旋转阀，液压控制阀14由与转向轴4连接的套筒阀体(未图示)、与小齿轮轴5连接的轴阀体(未图示)、以及连结两阀体的扭杆(未图示)构成。扭杆根据施加至转向盘3的转向操作转矩的方向以及大小而产生扭曲，液压控制阀14的开度根据该扭杆的扭曲的方向以及大小而变化。
该液压控制阀14与向转向机构2赋予转向操作辅助力的动力缸15连接。动力缸15具有与齿条轴7一体地设置的活塞16、以及通过该活塞16间隔形成的一对气缸室17、18。各气缸室17、18分别经由对应的油路19、20与液压控制阀14连接。
液压控制阀14夹装于通过循环槽21以及转向操作辅助力产生用的液压泵22的油循环路23的中途部。液压泵22例如由齿轮泵构成，液压泵22被电动马达24驱动而抽出存积于循环槽21的工作油并供给至液压控制阀14。剩余的工作油从液压控制阀14经由油循环路23归还至循环槽21。
电动马达24以单向地旋转驱动的方式来驱动液压泵22。具体而言，电动马达24的输出轴与液压泵22的输入轴连结，通过使电动马达24的输出轴旋转来使液压泵22的输入轴旋转，从而实现液压泵22的驱动。
在向扭杆施加了一方方向的扭曲的情况下，液压控制阀14经由油路19、20中的一方向动力缸15的气缸室17、18中的一方供给工作油，并且使另一方的工作油返回至循环槽21。另外，在向扭杆施加了另一方方向的扭曲的情况下，液压控制阀14经由油路19、20中的另一方向气缸室17、18中的另一方供给工作油，并且使一方的工作油返回至循环槽21。
在几乎未向扭杆施加扭曲的情况下，液压控制阀14成为所说的平衡状态，动力缸15的两气缸室17、18因转向操作中立而维持为等压，工作油在油循环路23内循环。若液压控制阀14的两阀体通过转向操作而相对旋转，则向动力缸15的两气缸室17、18的任意一个供给工作油，活塞16沿车宽方向(车辆的左右方向)移动。由此，对齿条轴7作用转向操作辅助力。
电动马达24由三相无刷马达构成，并被作为马达控制装置的电子控制单元(ECU)40控制。在ECU40上连接有转向操作角传感器31、旋转角传感器32以及车速传感器33。
转向操作角传感器31检测由驾驶员操作的转向盘3的转向操作角θh。在该实施方式中，转向操作角传感器31检测来自转向轴4的中立位置的转向轴4的正反两方向的旋转量(旋转角)，转向操作角传感器31将从中立位置向右方向的旋转量例如作为正值输出，将从中立位置向左方向的旋转量例如作为负值输出。
旋转角传感器32检测电动马达24的转子的旋转角，旋转角传感器32例如由旋转变压器构成。车速传感器33检测车辆的速度。
图2是表示ECU40的电气结构的概要图。
ECU40具备微型计算机41以及驱动电路(逆变器电路)42，驱动电路42被微型计算机41控制，并向电动马达24供给电力。
微型计算机41具备CPU以及存储器(ROM、RAM、非易失性存储器43等)，微型计算机41通过执行规定的程序来作为多个功能处理部发挥作用。该多个功能处理部包括转向操作角速度运算部51、目标旋转速度设定部52、旋转角运算部53、旋转速度运算部54、速度偏差运算部55、PI控制部56以及PWM控制部57。
转向操作角速度运算部51通过对转向操作角传感器31的输出值进行时间微分来运算转向操作角速度ωh。转向操作角速度运算部51也可以设置于车辆侧的ECU。目标旋转速度设定部52设定电动马达24的旋转速度(＝液压泵22的旋转速度)的目标值亦即目标旋转速度Vm＊。在该实施方式中，马达控制模式有普通模式和齿条球关节机构模式，在普通模式和齿条球关节机构模式之间，目标旋转速度Vm＊的设定方法不同。所谓齿条球关节机构模式是转向操作角为齿条位于齿条球关节机构附近时对应的角度并且在满足了规定条件的情况下应用的控制模式。在该实施方式中，上述规定条件是车速在规定速度以下并且转向操作角速度的绝对值在规定值以下。
在普通模式时，目标旋转速度设定部52基于通过转向操作角速度运算部51运算出的转向操作角速度(检测转向操作角速度)ωh和通过车速传感器33检测出的车速(检测车速)V来设定目标旋转速度Vm＊。更具体而言，在普通模式时，目标旋转速度设定部52使用存储了针对转向操作角速度ωh以及车速V的目标旋转速度Vm＊的映射表(以下称为普通模式用的旋转速度映射表M1)来设定与检测转向操作角速度ωh以及检测车速V相应的目标旋转速度Vm＊。普通模式用的旋转速度映射表M1存储于非易失性存储器43。
图3是表示普通模式用的旋转速度映射表M1的内容例的示意图。目标旋转速度Vm＊的单位是[rpm]。图3的相邻的列之间以及相邻的行之间的目标旋转速度Vm＊能够通过线性插值求出。由图3可知，在普通模式时，按照原则，检测转向操作角速度ωh的绝对值越大越将目标旋转速度Vm＊设定为大的值，检测车速V越大越将目标旋转速度Vm＊设定为小的值。
在齿条球关节机构模式时，目标旋转速度设定部52基于通过转向操作角传感器31检测出的转向操作角(检测转向操作角)θh来设定目标旋转速度Vm＊。更具体而言，在齿条球关节机构模式时，目标旋转速度设定部52使用存储了针对转向操作角θh的目标旋转速度Vm＊的映射表(以下称为齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2)来设定与检测转向操作角θh相应的目标旋转速度Vm＊。齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2存储于非易失性存储器43。
图4是表示齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2的内容例的示意图。目标旋转速度Vm＊的单位是[rpm]。图4的相邻的列之间的目标旋转速度Vm＊能够通过线性插值求出。由图4可知，在齿条球关节机构模式时，按照原则，检测转向操作角θh的绝对值越大越将目标旋转速度Vm＊设定为小的值。并且，在齿条球关节机构模式时，在转向操作角为齿条处于更加靠近齿条球关节机构的位置时对应的角度的情况下，与普通模式时相比，较小地设定目标旋转速度Vm＊。
因此，即使在从齿条球关节机构的切回时，转向操作角速度急剧地增加，也能够抑制电动马达24的目标旋转速度急剧地变化为大的值。由此，能够抑制超调量变大，所以在齿条球关节机构附近能够降低液压泵22的工作噪音。
旋转角运算部53基于旋转角传感器32的输出信号来运算电动马达24的转子的旋转角θe、θm。θe是电角度，θm是机械角。通过旋转角运算部53运算出的转子旋转角θe被赋予至PWM控制部57。通过旋转角运算部53运算出的转子旋转角θm被赋予至旋转速度运算部54。旋转速度运算部54通过对通过旋转角运算部53运算出的转子旋转角θm进行时间微分来运算电动马达24的旋转速度Vm。
速度偏差运算部55对通过目标旋转速度设定部52设定的目标旋转速度Vm＊和通过旋转速度运算部54运算出的电动马达24的旋转速度Vm的偏差ΔVm(＝Vm＊－Vm)进行运算。
PI控制部56对通过速度偏差运算部55运算出的旋转速度偏差ΔVm进行PI运算。即，由速度偏差运算部55以及PI控制部56构成用于将电动马达24的旋转速度Vm诱导为目标旋转速度Vm＊的速度反馈控制器。PI控制部56通过对旋转速度偏差ΔVm进行PI运算来运算应施加至电动马达24的控制电压值。
PWM控制部57基于通过PI控制部56运算出的控制电压值和通过旋转角运算部53运算出的转子旋转角θe来生成驱动信号，并将驱动信号供给至驱动电路42。由此，与通过PI控制部56运算出的控制电压值相应的电压被从驱动电路42施加至电动马达24。
图5是用于说明目标旋转速度设定部的动作的一个例子的流程图。图5的处理每隔规定的运算周期反复执行。
目标旋转速度设定部52辨别模式标志FMODE的值是否为0(步骤S1)。如上所述，马达控制模式有普通模式和齿条球关节机构模式。模式标志FMODE是用于存储当前设定的控制模式的标志。在当前设定的控制模式为普通模式的情况下，模式标志FMODE的值为0。在当前设定的控制模式为齿条球关节机构模式的情况下，模式标志FMODE的值为1。模式标志FMODE的初始值为0。
在模式标志FMODE的值为0的情况下，即，在控制模式为普通模式的情况下(步骤S1：是)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足第一模式切换条件(步骤S2)。第一模式切换条件是检测车速V在规定值α(α＞0)以下，且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β(β＞0)以上，且检测转向操作角速度的绝对值|ωh|在规定值γ(γ＞0)以下这样的条件。上述规定值α例如被设定为1km～10km的范围内的速度。上述规定值β例如被设定为400deg～最大舵角deg的范围内的角度。上述规定值γ例如被设定为150deg/s～300deg/s的范围内的转向操作角速度。
在步骤S2中，在辨别为不满足第一模式切换条件的情况下(步骤S2：否)，目标旋转速度设定部52基于普通模式用的旋转速度映射表M1(参照图3)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S3)。即，目标旋转速度设定部52使用普通模式用的旋转速度映射表M1来设定与检测转向操作角速度ωh以及检测车速V相应的目标旋转速度Vm＊。然后，结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S2中，在辨别为满足第一模式切换条件的情况下(步骤S2：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从普通模式切换至齿条球关节机构模式而将模式标志FMODE的值设定为1(步骤S4)。然后，目标旋转速度设定部52基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2(参照图4)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S5)。即，目标旋转速度设定部52使用齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2来设定与检测转向操作角θh相应的目标旋转速度Vm＊。然后，结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S1中，在辨别为模式标志FMODE的值为1的情况下，即，在辨别为控制模式为齿条球关节机构模式的情况下(步骤S1：否)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足第二模式切换条件(步骤S6)。第二模式切换条件是检测车速V大于规定值α，或者检测转向操作角的绝对值|θh|小于规定值β，或者检测转向操作角速度的绝对值|ωh|大于规定值γ这样的条件。
在步骤S6中，在辨别为不满足第二模式切换条件的情况下(步骤S6：否)，目标旋转速度设定部52基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2(参照图4)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S5)。然后，结束当前运算周期的处理。
在步骤S6中，在辨别为满足第二模式切换条件的情况下(步骤S6：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从齿条球关节机构模式切换至普通模式而将模式标志FMODE的值设定为0(步骤S7)。然后，目标旋转速度设定部52基于普通模式用的旋转速度映射表M1(参照图3)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S3)。然后，结束当前运算周期的处理。
在电源接通时，执行步骤S1、S2以及S3的处理(普通模式处理)，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。
在执行普通模式处理时，若满足第一模式切换条件，则在步骤S2中为是。因此，在步骤S4中将模式标志FMODE的值设定为1之后，移至步骤S5，基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S1、S6以及S5的处理(齿条球关节机构模式处理)。
在执行齿条球关节机构模式处理时，若满足第二模式切换条件，则在步骤S6中为是。在步骤S7中将模式标志FMODE的值设定为0之后，移至步骤S3，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S1、S2以及S3的处理(普通模式处理)。
在图5的步骤S2使用的第一模式切换条件也可以是检测车速V在规定值α(α＞0)以下，并且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β(β＞0)以上这样的条件。该情况下，在图5的步骤S6使用的第二模式切换条件为检测车速V大于规定值α，或者检测转向操作角的绝对值|θh|小于规定值β这样的条件。
图6是用于说明目标旋转速度设定部的动作的其他例子的流程图。
图6的处理每隔规定的运算周期反复执行。
在上述的图5的动作例中，一旦切换控制模式，则为了设定目标旋转速度而使用的旋转速度映射表被立即切换。与此相对，在图6的动作例中进行如下的处理这一点与图5的动作例不同，即，在控制模式的切换时按照原则设定控制模式切换期间，并在该控制模式切换期间使目标旋转速度逐渐地接近控制模式切换后的目标旋转速度。
目标旋转速度设定部52辨别模式标志FMODE的值是否为0(步骤S11)。模式标志FMODE是用于存储当前设定的控制模式的标志。在当前设定的控制模式为普通模式的情况下，模式标志FMODE的值为0，在当前设定的控制模式为齿条球关节机构模式的情况下，模式标志FMODE的值为1。模式标志FMODE的初始值为0。
在模式标志FMODE的值为0的情况下，即，在控制模式为普通模式的情况下(步骤S11：是)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足第一模式切换条件(步骤S12)。第一模式切换条件是检测车速V在规定值α(α＞0)以下，并且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β(β＞0)以上，并且检测转向操作角速度的绝对值|ωh|在规定值γ(γ＞0)以下这样的条件。
在步骤S12中，在辨别为不满足第一模式切换条件的情况下(步骤S12：否)，目标旋转速度设定部52辨别切换期间中标志FSW是否被复位(FSW＝0)(步骤S13)。切换期间中标志FSW是用于存储是否为控制模式切换期间中的标志，若不是控制模式切换期间中则切换期间中标志FSW被复位(FSW＝0)，若是控制模式切换期间中则切换期间中标志FSW被置“1”(FSW＝1)。切换期间中标志FSW在初始状态下被复位。
在切换期间中标志FSW被复位(FSW＝0)的情况下(步骤S13：是)，目标旋转速度设定部52移至步骤S14。在步骤S14中，目标旋转速度设定部52使用与当前设定的控制模式对应的旋转速度映射表来设定目标旋转速度Vm＊。具体而言，若模式标志FMODE的值为0(普通模式)，则目标旋转速度设定部52基于普通模式用的旋转速度映射表M1(参照图3)来设定目标旋转速度Vm＊。目标旋转速度设定部52使用普通模式用的旋转速度映射表M1来设定与检测转向操作角速度ωh以及检测车速V相应的目标旋转速度Vm＊。
另一方面，若模式标志FMODE的值为1(齿条球关节机构模式)，则目标旋转速度设定部52基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2(参照图4)来设定目标旋转速度Vm＊。即，目标旋转速度设定部52使用齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2来设定与检测转向操作角θh相应的目标旋转速度Vm＊。若进行了步骤S14的处理，则目标旋转速度设定部52结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S12中，在辨别为满足第一模式切换条件的情况下(步骤S12：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从普通模式切换至齿条球关节机构模式而将模式标志FMODE的值设定为1(步骤S15)。并且，目标旋转速度设定部52将切换期间中标志FSW置“1”(FSW＝1)(步骤S16)。并且，目标旋转速度设定部52将用于测量在控制模式切换期间的经过时间的作为经过时间测量用计数器使用的变量KSW设定为0(步骤S17)。并且，目标旋转速度设定部52对用于存储控制模式切换期间的变量TSW设定第一规定时间T1(步骤S18)。第一规定时间T1例如被设定为100msec～1000msec的范围内的时间。然后，目标旋转速度设定部52移至步骤S13，辨别切换期间中标志FSW是否被复位(FSW＝0)。
该情况下，由于切换期间中标志FSW被置“1”(FSW＝1)，所以目标旋转速度设定部52从步骤S13移至步骤S19。在步骤S19中，目标旋转速度设定部52计算控制模式切换期间中的目标旋转速度X。若将当前设定的目标旋转速度设为A，将控制模式切换后的目标旋转速度设为B，将运算周期设为Δt[msec]，将控制模式切换期间的剩余时间设为Trest(＝TSW－KSW·Δt)[msec]，则控制模式切换期间中的目标旋转速度X基于下式(1)计算。应予说明，KSW·Δt是控制模式切换期间开始后的经过时间。
X＝A－[{(A－B)/Trest}×Δt]      (1)
在控制模式切换后的控制模式为齿条球关节机构模式的情况下，控制模式切换后的目标旋转速度B根据齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2和检测转向操作角θh求出。在控制模式切换后的控制模式为普通模式的情况下，控制模式切换后的目标旋转速度B根据普通模式用的旋转速度映射表M1、检测转向操作角速度ωh以及检测车速V求出。
例如，在控制模式切换期间的剩余时间Trest为500[msec]，运算周期Δt为8[msec]，当前设定的目标旋转速度A为4000[rpm]，控制模式切换后的目标旋转速度B为1600[rpm]的情况下，控制模式切换期间中的目标旋转速度X为3961.6[rpm]。
接下来，目标旋转速度设定部52使经过时间测量用计数器的计数值KSW仅增加1(步骤S20)。然后，目标旋转速度设定部52辨别控制模式切换期间开始后的经过时间KSW·Δt是否在控制模式切换期间的设定值TSW以上(步骤S21)。在经过时间KSW·Δt小于控制模式切换期间的设定值TSW的情况下(步骤S21：否)，目标旋转速度设定部52辨别为控制模式切换期间尚未结束，并将在上述步骤S19中计算出的控制模式切换期间中的目标旋转速度X设定为目标旋转速度Vm＊(步骤S22)。然后，结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S21中，在辨别为经过时间KSW·Δt在控制模式切换期间的设定值TSW以上的情况下(步骤S21：是)，目标旋转速度设定部52辨别为控制模式切换期间结束，将切换期间中标志FSW复位(FSW＝0)(步骤S23)。之后，目标旋转速度设定部52移至步骤S14，基于与当前设定的控制模式相应的旋转速度映射表来设定目标旋转速度Vm＊。然后，结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S11中，在辨别为模式标志FMODE的值为1的情况下，即，在辨别为控制模式为齿条球关节机构模式的情况下(步骤S11：否)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足检测转向操作角速度的绝对值|ωh|大于规定值γ这样的第三模式切换条件(步骤S24)。在不满足第三模式切换条件的情况下(步骤S24：否)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足检测车速V大于规定值α或者检测转向操作角的绝对值|θh|小于规定值β这样的第四模式切换条件(步骤S27)。在不满足第四模式切换条件的情况下(步骤S27：否)，移至步骤S13。
在上述步骤S24中，在辨别为满足第三模式切换条件的情况下(步骤S24：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式切换至普通模式而将模式标志FMODE的值设定为0(步骤S25)。在满足第三模式切换条件的情况下，转向操作角速度的绝对值大，所以假定为是需要大的转向操作辅助力的状态。因此，为了立即将控制模式切换至普通模式，目标旋转速度设定部52将切换期间中标志FSW复位(FSW＝0)(步骤S26)。然后，移至步骤S13。该情况下，由于在步骤S13中辨别为是，所以进入步骤S14，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm*。
在上述步骤S27中，在辨别为满足第四模式切换条件的情况下(步骤S27：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从齿条球关节机构模式切换至普通模式而将模式标志FMODE的值设定为0(步骤S28)。目标旋转速度设定部52将切换期间中标志FSW置“1”(FSW＝1)(步骤S29)。目标旋转速度设定部52将用于测量在控制模式切换期间的经过时间的作为经过时间测量用计数器使用的变量KSW设定为0(步骤S30)。目标旋转速度设定部52对用于存储控制模式切换期间的变量TSW设定第二规定时间T2(步骤S31)。第二规定时间T2例如被设定为500msec～1000msec的范围内的时间。然后，目标旋转速度设定部52移至步骤S13，辨别切换期间中标志FSW是否被复位(FSW＝0)。该情况下，由于切换期间中标志FSW被置“1”(FSW＝1)，所以目标旋转速度设定部52从步骤S13移至步骤S19。
在电源接通时，执行步骤S11、S12、S13以及S14的处理(普通模式处理)，并基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。
在执行普通模式处理时，若满足第一模式切换条件，则在步骤S12中为是，所以在进行了步骤S15～S18的处理之后移至步骤S13。该情况下，在步骤S13中为否，所以进行步骤S19～S22的处理。因此，将在步骤S19中计算出的控制模式切换期间中的目标旋转速度X设定为目标旋转速度Vm＊。之后，若在直至控制模式切换期间结束的期间内不满足第三模式切换条件以及第四模式切换条件的任意一个条件，则执行步骤S11、S24、S27、S13、S19～S22的处理，直至控制模式切换期间结束。
若控制模式切换期间结束，则在步骤S21中为是，所以从步骤S23移至S14，基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M2来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S11、S24、S27、S13以及S14的处理(齿条球关节机构模式处理)。
在执行齿条球关节机构模式处理时，若满足第三模式切换条件，则在步骤S24中为是，所以在进行了步骤S25以及S26的处理之后移至步骤S13。该情况下，由于在步骤S13中为是，所以移至步骤S14，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。
在执行齿条球关节机构模式处理时，若满足第四模式切换条件，则在步骤S27中为是，所以在进行了步骤S28～S31的处理之后移至步骤S13。该情况下，在步骤S13中为否，所以进行步骤S19～S22的处理。因此，将在步骤S19中计算出的控制模式切换期间中的目标旋转速度X设定为目标旋转速度Vm＊。之后，若在直至控制模式切换期间结束的期间内不满足第一模式切换条件，则执行步骤S11、S12、S13、S19～S22的处理，直至控制模式切换期间结束。
若控制模式切换期间结束，则在步骤S21中为是，所以从步骤S23移至S14，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S11、S12、S13以及S14的处理(普通模式处理)。
在图6的步骤S12中使用的第一模式切换条件也可以是检测车速V在规定值α(α＞0)以下，并且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β(β＞0)以上这样的条件。该情况下，省略图6的步骤S24～S26，在步骤S11为否的情况下移至步骤S27。
图7是用于说明目标旋转速度设定部的动作的又一其他例子的流程图。图7的处理每隔规定的运算周期反复执行。
图7的动作例与上述的图5的动作例类似。在图7中，对进行与图5所示的各步骤相同的处理的步骤标注与图5中相同的参照符号加以表示。
在图5的动作例中，第一模式切换条件以及第二模式切换条件包含与转向操作角速度ωh有关的条件，但在图7的动作例中，这些模式切换条件不包含与转向操作角速度ωh有关的条件。另外，在图5的动作例中使用的齿条球关节机构用的旋转速度映射表M2是存储了针对转向操作角θh的目标旋转速度Vm＊的映射表，但在图7的动作例中使用的齿条球关节机构用的旋转速度映射表M3是存储了针对转向操作角θh以及转向操作角速度ωh的目标旋转速度Vm＊的映射表。因此，在图7的动作例中，在齿条球关节机构模式时，基于齿条球关节机构用的旋转速度映射表M3和检测转向操作角θh以及检测转向操作角速度ωh来设定目标旋转速度Vm＊。
图8是表示齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3的内容例的示意图。目标旋转速度Vm＊的单位是[rpm]。图8的相邻的列之间以及相邻的行之间的目标旋转速度Vm＊能够通过线性插值求出。由图8可知，在齿条球关节机构模式时，按照原则，检测转向操作角θh的绝对值越大越将目标旋转速度Vm＊设定为小的值，检测转向操作角速度ωh的绝对值越大也将目标旋转速度Vm＊设定为大的值。另外，在齿条球关节机构模式时，在转向操作角为更加接近齿条球关节机构的角度的情况下，目标旋转速度Vm＊在普通模式时的目标旋转速度Vm＊以下。
因此，即使在从齿条球关节机构的切回时，转向操作角速度急剧地增加，也能够抑制电动马达24的目标旋转速度随之急剧地变化为大的值。由于能够抑制超调量变大，所以能够在齿条球关节机构附近使液压泵22的工作噪音降低。
返回至图7，目标旋转速度设定部52辨别模式标志FMODE的值是否为0(步骤S1)。模式标志FMODE是用于存储当前设定的控制模式的标志。在当前设定的控制模式为普通模式的情况下，模式标志FMODE的值为0。在当前设定的控制模式为齿条球关节机构模式的情况下，模式标志FMODE的值为1。模式标志FMODE的初始值为0。
在模式标志FMODE的值为0的情况下，即，在控制模式为普通模式的情况下(步骤S1：是)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足第一模式切换条件(步骤S2A)。第一模式切换条件是检测车速V在规定值α(α＞0)以下，并且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β(β＞0)以上这样的条件。上述规定值α例如被设定为1km～10km的范围内的速度。上述规定值β例如被设定为400deg～最大舵角deg的范围内的角度。
在步骤S2A中，在辨别为不满足第一模式切换条件的情况下(步骤S2A：否)，目标旋转速度设定部52基于普通模式用的旋转速度映射表M1(参照图3)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S3)。即，目标旋转速度设定部52使用普通模式用的旋转速度映射表M1来设定与检测转向操作角速度ωh以及检测车速V相应的目标旋转速度Vm＊。然后，结束在当前运算周期的处理。
在上述步骤S2A中，在辨别为满足第一模式切换条件的情况下(步骤S2A：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从普通模式切换至齿条球关节机构模式而将模式标志FMODE的值设定为1(步骤S4)。然后，目标旋转速度设定部52基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3(参照图8)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S5A)。即，目标旋转速度设定部52使用齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3来设定与检测转向操作角速度ωh以及检测转向操作角θh相应的目标旋转速度Vm＊。然后，结束在当前运算周期的处理。
在上述步骤S1中，在辨别为模式标志FMODE的值为1的情况下，即，在辨别为控制模式为齿条球关节机构模式的情况下(步骤S1：否)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足第二模式切换条件(步骤S6A)。第二模式切换条件是检测车速V大于规定值α或者检测转向操作角的绝对值|θh|小于规定值β这样的条件。
在步骤S6A中，在辨别为不满足第二模式切换条件的情况下(步骤S6A：否)，目标旋转速度设定部52基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3(参照图8)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S5A)。然后，结束在当前运算周期的处理。
在步骤S6A中，在辨别为满足第二模式切换条件的情况下(步骤S6A：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从齿条球关节机构模式切换至普通模式而将模式标志FMODE的值设定为0(步骤S7)。然后，目标旋转速度设定部52基于普通模式用的旋转速度映射表M1(参照图3)来设定目标旋转速度Vm＊(步骤S3)。然后，结束在当前运算周期的处理。
在电源接通时，执行步骤S1、S2A以及S3的处理(普通模式处理)，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。
在执行普通模式处理时，若满足第一模式切换条件，则在步骤S2A中为是。因此，在步骤S4中将模式标志FMODE的值设定为1之后移至步骤S5A，基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S1、S6A以及S5A的处理(齿条球关节机构模式处理)。
在执行齿条球关节机构模式处理时，若满足第二模式切换条件，则在步骤S6A中为是。因此，在步骤S7中将模式标志FMODE的值设定为0之后移至步骤S3，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S1、S2A以及S3的处理(普通模式处理)。
图9是用于说明目标旋转速度设定部的动作的又一其他例子的流程图。图9的处理每个规定的运算周期反复执行。
图9的动作例与上述的图6的动作例类似。在图9中，对进行与图6所示的各步骤相同的处理的步骤标注与图6中相同的参照符号加以表示。
在图9的动作例中，第一模式切换条件不包含与转向操作角速度ωh有关的条件这一点和在图9的动作例中使用的齿条球关节机构用的旋转速度映射表为图8所示的旋转速度映射表M3这一点与图6的动作例不同。
目标旋转速度设定部52辨别模式标志FMODE的值是否为0(步骤S11)。模式标志FMODE是用于存储当前设定的控制模式的标志。在当前设定的控制模式为普通模式的情况下，模式标志FMODE的值为0，在当前设定的控制模式为齿条球关节机构模式的情况下，模式标志FMODE的值为1。模式标志FMODE的初始值为0。
在模式标志FMODE的值为0的情况下，即，在控制模式为普通模式的情况下(步骤S11：是)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足第一模式切换条件(步骤S12A)。第一模式切换条件是检测车速V在规定值α(α＞0)以下，并且检测转向操作角的绝对值|θh|在规定值β(β＞0)以上这样的条件。
在步骤S12A中，在辨别为不满足第一模式切换条件的情况下(步骤S12A：否)，目标旋转速度设定部52辨别切换期间中标志FSW是否被复位(FSW＝0)(步骤S13)。切换期间中标志FSW是用于存储是否在控制模式切换期间中的标志，若不在控制模式切换期间中，则切换期间中标志FSW被复位(FSW＝0)，若在控制模式切换期间中，则切换期间中标志FSW被置“1”(FSW＝1)。切换期间中标志FSW在初始状态下被复位。
在切换期间中标志FSW被复位(FSW＝0)的情况下(步骤S13：是)，目标旋转速度设定部52移至步骤S14A。在步骤S14A中，目标旋转速度设定部52使用与当前设定的控制模式对应的旋转速度映射表来设定目标旋转速度Vm＊。具体而言，若模式标志FMODE的值为0(普通模式)，则目标旋转速度设定部52基于普通模式用的旋转速度映射表M1(参照图3)来设定目标旋转速度Vm＊。即，目标旋转速度设定部52使用普通模式用的旋转速度映射表M1来设定与检测转向操作角速度ωh以及检测车速V相应的目标旋转速度Vm＊。
若模式标志FMODE的值为1(齿条球关节机构模式)，则目标旋转速度设定部52基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3(参照图8)来设定目标旋转速度Vm＊。目标旋转速度设定部52使用齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3来设定与检测转向操作角θh以及检测转向操作角速度ωh相应的目标旋转速度Vm＊。若进行了步骤S14A的处理，则目标旋转速度设定部52结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S12A中，在辨别为满足第一模式切换条件的情况下(步骤S12A：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从普通模式切换至齿条球关节机构模式而将模式标志FMODE的值设定为1(步骤S15)。目标旋转速度设定部52将切换期间中标志FSW置“1”(FSW＝1)(步骤S16)。目标旋转速度设定部52将用于测量在控制模式切换期间的经过时间的作为经过时间测量用计数器使用的变量KSW设定为0(步骤S17)。并且，目标旋转速度设定部52对用于存储控制模式切换期间的变量TSW设定第一规定时间T1(步骤S18)。第一规定时间T1例如被设定为100msec～1000msec的范围内的时间。目标旋转速度设定部52移至步骤S13，辨别切换期间中标志FSW是否被复位(FSW＝0)。
该情况下，切换期间中标志FSW被置“1”(FSW＝1)，所以目标旋转速度设定部52从步骤S13移至步骤S19。在步骤S19中，目标旋转速度设定部52计算控制模式切换期间中的目标旋转速度X。基于上述的式(1)计算控制模式切换期间中的目标旋转速度X。
目标旋转速度设定部52使经过时间测量用计数器的计数值KSW仅增加1(步骤S20)。然后，目标旋转速度设定部52辨别控制模式切换期间开始后的经过时间KSW·Δt是否在控制模式切换期间的设定值TSW以上(步骤S21)。在经过时间KSW·Δt小于控制模式切换期间的设定值TSW的情况下(步骤S21：否)，目标旋转速度设定部52辨别为控制模式切换期间尚未结束，并将在上述步骤S19中计算出的控制模式切换期间中的目标旋转速度X设定为目标旋转速度Vm＊(步骤S22)。然后，结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S21中，在辨别为经过时间KSW·Δt在控制模式切换期间的设定值TSW以上的情况下(步骤S21：是)，目标旋转速度设定部52辨别为控制模式切换期间结束，并将切换期间中标志FSW复位(FSW＝0)(步骤S23)。之后，目标旋转速度设定部52移至步骤S14A，基于与当前设定的控制模式相应的旋转速度映射表来设定目标旋转速度Vm＊。然后，结束当前运算周期的处理。
在上述步骤S11中，在辨别为模式标志FMODE的值为1的情况下，即，在辨别为控制模式为齿条球关节机构模式的情况下(步骤S11：否)，目标旋转速度设定部52辨别是否满足检测车速V大于规定值α或者检测转向操作角的绝对值|θh|小于规定值β这样的第四模式切换条件(步骤S27)。在不满足第四模式切换条件的情况下(步骤S27：否)，移至步骤S13。
在上述步骤S27中，在辨别为满足第四模式切换条件的情况下(步骤S27：是)，目标旋转速度设定部52为了将控制模式从齿条球关节机构模式切换至普通模式而将模式标志FMODE的值设定为0(步骤S28)。目标旋转速度设定部52将切换期间中标志FSW置“1”(FSW＝1)(步骤S29)。目标旋转速度设定部52将用于测量在控制模式切换期间的经过时间的作为经过时间测量用计数器使用的变量KSW设定为0(步骤S30)。目标旋转速度设定部52对用于存储控制模式切换期间的变量TSW设定第二规定时间T2(步骤S31)。第二规定时间T2例如被设定为100msec～1000msec的范围内的时间。目标旋转速度设定部52移至步骤S13，辨别切换期间中标志FSW是否被复位(FSW＝0)。该情况下，由于切换期间中标志FSW被置“1”(FSW＝1)，所以目标旋转速度设定部52从步骤S13移至步骤S19。
在电源接通时，执行步骤S11、S12A、S13以及S14A的处理(普通模式处理)，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。
在执行普通模式处理时，若满足第一模式切换条件，则在步骤S12A中为是，所以在进行了步骤S15～S18的处理之后移至步骤S13。该情况下，在步骤S13中为否，所以进行步骤S19～S22的处理。因此，将在步骤S19中计算出的控制模式切换期间中的目标旋转速度X设定为目标旋转速度Vm＊。之后，若在直至控制模式切换期间结束的期间内不满足第四模式切换条件，则执行步骤S11、S27、S13、S19～S22的处理，直至控制模式切换期间结束。
若控制模式切换期间结束，则在步骤S21中为是，所以从步骤S23移至S14A，基于齿条球关节机构模式用的旋转速度映射表M3来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S11、S27、S13以及S14A的处理(齿条球关节机构模式处理)。
在执行齿条球关节机构模式处理时，若满足第四模式切换条件，则在步骤S27中为是，所以在进行了步骤S28～S31的处理之后移至步骤S13。该情况下，在步骤S13中为否，所以进行步骤S19～S22的处理。因此，将在步骤S19中计算出的控制模式切换期间中的目标旋转速度X设定为目标旋转速度Vm＊。之后，若在直至控制模式切换期间结束的期间内不满足第一模式切换条件，则执行步骤S11、S12A、S13、S19～S22的处理，直至控制模式切换期间结束。
若控制模式切换期间结束，则在步骤S21中为是，所以从步骤S23移至S14A，基于普通模式用的旋转速度映射表M1来设定目标旋转速度Vm＊。之后，执行步骤S11、S12A、S13以及S14A的处理(普通模式处理)。

Claims (3)

1.一种动力转向装置，包括：电动马达；液压泵，被所述电动马达驱动，并产生转向操作辅助力；以及控制器，控制所述电动马达，其特征在于，
所述控制器包括：
第一控制器，基于转向操作角速度和车速来控制所述电动马达的旋转速度；
第二控制器，基于转向操作角来控制所述电动马达的旋转速度；以及
切换器，在车速在第一阈值以下并且转向操作角的绝对值在第二阈值以上的情况下，将控制方式从通过所述第一控制器进行的旋转速度控制切换至通过所述第二控制器进行的旋转速度控制。
2.根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第二控制器以基于转向操作角和转向操作角速度来控制所述电动马达的旋转速度的方式构成。
3.根据权利要求1或者2所述的动力转向装置，其特征在于，
所述切换器构成为在车速在第一阈值以下，并且转向操作角的绝对值在第二阈值以上，并且转向操作角速度的绝对值在第三阈值以下的情况下，将控制方式从通过所述第一控制器进行的旋转速度控制切换至通过所述第二控制器进行的旋转速度控制。
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