CN106965852A - 转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够进一步缓和把持把手时的拘束感的转向装置。转向ECU(40)具有推定把手角运算电路(41)、偏差量运算电路(42)、自动转向操作转矩指令值运算电路(43)、以及把手角指令值运算电路(44)。推定把手角运算电路(41)基于转向操作角(θ1)来运算推定把手角(θ2e)。偏差量运算电路(42)基于转向操作角(θ1)、转向操作角偏差(dθs)、以及推定把手角(θ2e)来运算偏差量(dθg)。把手角指令值运算电路(44)运算把手角指令值(θg＊)，该把手角指令值(θg*)是把手角(θ2)、以及偏差量(dθg)的和。

Description

转向装置

本申请主张于2015年9月11日提出的日本专利申请2015-179712号的优先权，并在此引用其包括的说明书、附图以及摘要。

技术领域

本发明涉及转向装置。

背景技术

在日本专利第5369694号所示的转向操作装置中，作为在驾驶员与系统之间交换驾驶员的意图和系统的意图的工具，在转向盘(操纵杆)上述设置有把手。该转向操作装置的ECU在假定的运行轨迹(系统的意图)上有可能产生危险时，通过使把手振动来向驾驶员通知危险。

但是，在日本专利第5369694号的转向操作装置中，若驾驶员在把持把手的状态下对转向盘进行旋转操作，则伴随转向盘的旋转，驾驶员手腕感到拘束感。然后，为了缓和该拘束感，而对驾驶员产生伴随转向盘的旋转使把手旋转的工作量。另外，在通过自动转向操作控制变更了转向盘的转向操纵角的情况下，也同样地驾驶员手腕感到拘束感，所以产生用于缓和该拘束感的工作量。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供能够更加缓和把持把手时的拘束感的转向装置。

本发明的一方式的转向装置具备：转向操作部，被驾驶员旋转操作；转向操作机构，与上述转向操作部的操作连动地变更转向轮的转向角；旋转角传感器，检测上述转向操作部的旋转角即转向操作角；转向促动器，产生用于赋予给上述转向操作机构的使上述转向轮转向的动力；把手，安装于上述转向操作部，且具有与上述转向操作部的旋转轴不平行的旋转轴；把手旋转角传感器，检测上述把手的旋转角即把手角；把手促动器，对上述把手赋予旋转转矩；以及控制装置，执行自动转向操作控制和把手控制，上述自动转向操作控制根据车辆的行驶状态以及上述转向操作角控制上述转向促动器来使上述转向轮转向，上述把手控制根据上述转向操作角以及上述把手角控制上述把手促动器来使上述把手旋转。

上述控制装置在自动转向操作控制的执行中，在上述把手控制的执行时根据上述转向操作角、以及上述把手角，运算适合把持上述把手的上述把手角的目标值即把手角指令值，为了使上述把手角跟随该把手角指令值，控制上述把手促动器的驱动。

根据该构成，控制装置伴随转向操作部的转向操作角的变化来运算适合把持把手的把手角指令值，并使把手角跟随把手角指令值，从而能够更加缓和驾驶员把持把手时的拘束感。因此，驾驶员可以不使把手伴随转向操作部的旋转而旋转，减少了驾驶员的麻烦。

本发明的其它方式，在上述方式的转向装置中，优选上述控制装置在执行上述自动转向操作控制时控制上述转向促动器的驱动，以使车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差消除。

根据该构成，控制转向促动器以使车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差消除，从而车辆以更接近车辆作为目标的运行轨迹的状态运行。

本发明的又一其它方式，在上述方式的转向装置中，优选上述控制装置具有：推定把手角运算电路，基于上述转向操作角与根据上述转向操作角推定出的上述把手的旋转角即推定把手角之间的恒定的关系，根据上述转向操作角运算上述推定把手角；修正值运算电路，根据上述恒定的关系基于第一推定把手角与第二推定把手角的差运算用于修正通过上述把手旋转角传感器检测到的把手角的修正值，上述第一推定把手角根据车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差以及上述转向操作角的和运算出，上述第二推定把手角根据上述转向操作角运算出；以及把手角指令值运算电路，运算把手角指令值，该把手角指令值是上述检测到的把手角和上述修正值的和。

根据该构成，运算第一推定把手角与第二推定把手角的差作为修正值，使把手角跟随把手角与修正值的和即把手角指令值，从而即使自动转向操作中的转向操作部的旋转等转向操作部的转向操作角的变化被赋予给驾驶员，也能够更加缓和驾驶员把持把手时的拘束感。另外，驾驶员能够继续识别车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的偏差。即，把手促动器基于该修正值使把手旋转，从而即使是在驾驶员把持了把手的状态下通过上述控制装置而转向操作部被旋转的情况，驾驶员继续把持把手也变得容易，并且驾驶员能够识别与作为目标的运行轨迹的偏差。

本发明的又一其它方式，在上述方式的转向装置中，也可以具有检测上述把手的把手转矩的把手转矩传感器，上述控制装置具有超控运算处理电路，该超控运算处理电路基于通过上述把手转矩传感器检测到的把手转矩运算基于驾驶员的意图的上述把手的操作量即意图量把手角，上述修正值运算电路基于第一推定把手角与上述第二推定把手角的差运算针对上述检测到的把手角的临时修正值，并通过根据上述转向操作角向该临时修正值加减上述意图量把手角来运算上述修正值。

根据该构成，基于伴随驾驶员操作把手而产生的把手转矩运算意图量把手角，并使用意图量把手角来运算修正值，从而也考虑意图量把手角运算出把手角指令值，所以能够更加抑制驾驶员无意识的把手的操作。

本发明的又一其它方式，在上述方式的转向装置中，也可以具有检测上述把手的把手转矩的把手转矩传感器，上述控制装置具有超控运算处理电路，该超控运算处理电路运算车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差中驾驶员的意图量的差，并基于通过上述把手转矩传感器检测到的把手转矩运算基于驾驶员的意图的上述把手的操作量即意图量把手角，上述修正值运算电路基于第一推定把手角与上述第二推定把手角之差运算上述修正值，该第一推定把手角基于上述恒定的关系根据车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差、上述转向操作角、以及上述意图量的差的和被运算出。

根据该构成，基于伴随驾驶员操作把手而产生的把手转矩运算意图量把手角以及意图量之差，并使用意图量把手角以及意图量之差来运算修正值，从而也考虑意图量把手角以及意图量的差运算出把手角指令值，所以能够更加高精度地反映驾驶员的意图。

本发明的又一其它方式，在上述方式的转向装置中，也可以上述控制装置运算车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差中驾驶员的意图量的差，根据车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹之差、以及上述驾驶员的意图量的差的总和运算上述转向促动器的动力的指令值。

根据该构成，也考虑驾驶员的意图量来运算转向促动器的动力的指令值，从而能够执行自动转向操作控制，并且基于把手的操作反映与驾驶员的意思对应的手动转向操作控制。因此，控制装置能够与通过操作把手而检测到的驾驶员的意图对应地执行自动转向操作控制。

根据本发明的转向装置，能够更加缓和把持把手时的拘束感。

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，本发明的上述和后述的特征以及优点会变得更加清楚，相似标号表示本发明相似的要素，其中：

图1是针对第一实施方式的转向装置表示其概略结构的结构图。

图2A是第一实施方式的转向装置的转向盘以及把手的概略图。

图2B是其他的实施方式的转向装置的转向盘以及把手的概略图。

图3A是对第一实施方式的转向装置表示其转向盘以及把手的把持状态的概略图。

图3B是对第一实施方式的转向装置表示其转向盘以及把手的把持状态的概略图。

图4是对第一实施方式的转向装置表示转向ECU的概略结构的框图。

图5是针对第一实施方式的转向装置表示转向操作角与推定把手角的关系的图表。

图6是第一实施方式的转向装置的用于运算偏差量的图表。

图7A是针对第一实施方式的转向装置表示把手控制的控制顺序的流程图。

图7B是针对第一实施方式的转向装置表示自动转向操作控制的控制顺序的流程图。

图8是对第二实施方式的转向装置表示转向ECU的概略结构的框图。

图9是第二实施方式的超控处理的示意图。

图10是表示把手转矩与驾驶员意图量把手角的关系的图表。

图11是表示把手转矩与驾驶员意图量转向操作角偏差的关系的图表。

图12第二实施方式的转向装置的用于运算修正后的偏差量的图表。

图13是针对第二实施方式的转向装置表示由超控运算处理电路进行的运算的处理顺序的流程图。

图14A是针对第二实施方式的转向装置表示其把手的控制顺序的流程图。

图14B是针对第二实施方式的转向装置表示自动转向操作控制的控制顺序的流程图。

图15是针对其他的实施方式的转向装置表示转向ECU的概略结构的框图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式进行说明。如图1所示，自动转向操作装置1具备：基于驾驶员的转向盘10的操作使转向轮15转向的转向操作机构2、辅助驾驶员的转向操作的转向促动器3、上位ECU30、以及转向ECU40。

转向操作机构2具备转向盘10以及与转向盘10一体旋转的转向轴11。转向轴11具有：与转向盘10连结的柱轴11a、与柱轴11a的下端部连结的中间轴11b、以及与中间轴11b的下端部连结的小齿轮轴11c。小齿轮轴11c的下端部经由齿条小齿轮机构13与齿条轴12连结。因此，在转向操作机构2中，转向轴11的旋转运动经由由设置于小齿轮轴11c的前端的小齿轮齿和形成于齿条轴12的齿条齿构成的齿条小齿轮机构13被转换成齿条轴12的轴向(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴12的两端连结的转向横拉杆14分别被传递至左右的转向轮15，从而变更转向轮15的转向角。

转向促动器3设置于齿条轴12。转向促动器3由作为辅助转向操作的力的产生源的马达20、一体安装于齿条轴12的周围的滚珠丝杠机构22、以及将马达20的旋转轴21的旋转力传递到滚珠丝杠机构22的减速机构23构成。转向促动器3经由减速机构23以及滚珠丝杠机构22将马达20的旋转力转换为齿条轴12的轴向的往复直线运动，并通过对齿条轴12赋予其轴向的力来辅助驾驶员的转向操作。

如图2A所示，转向盘10以及转向轴11以可一体旋转的方式安装。因此，转向盘10的旋转轴(第一旋转轴)与转向轴11的旋转轴同轴，转向盘10的转向操纵角与作为转向轴11的旋转角的转向操作角θ1相等。

在转向盘10上设置有把手10a、以及对把手10a赋予旋转力的把手促动器10b。另外，把手10a分别安装于转向盘10中驾驶员用双手把持的部分。驾驶员经由把手10a来把持转向盘10。把手10a以能够相对于转向盘10旋转的方式安装于转向盘10。把手10a的旋转轴与转向盘10以及转向轴11的旋转轴不平行地设置。把手10a以沿着转向盘10的切线方向延伸的旋转轴(第二旋转轴)为中心旋转。第一旋转轴与第二旋转轴不平行地设置，是互不相同的轴。通过从把手促动器10b对把手10a赋予了旋转力(旋转转矩)，从而变更了作为把手10a的旋转角的把手角θ2。此外，作为把手促动器10b，例如采用了马达。另外，在把手10a上设置有把手旋转角传感器51以及把手转矩传感器52。把手旋转角传感器51检测作为把手10a的旋转角的把手角θ2。把手转矩传感器52检测随着驾驶员的把手操作而赋予给把手10a的把手转矩Th。

如图1所示，上位ECU30为了执行自动转向操作，而生成针对转向ECU40的开始触发器trig。另外，上位ECU30基于通过转向角传感器50以及视觉传感器53检测到的转向操作角θ1以及横摆角θ3，运算转向操作角偏差dθs。

转向角传感器50设置于柱轴11a。转向角传感器50检测与驾驶员的转向操作连动的转向轴11的旋转角即转向操作角θ1。视觉传感器53例如使用了照相机。视觉传感器53基于获取到的车辆周边的信息运算横摆角θ3。横摆角θ3是转向轮15相对于车辆的前进方向的角度(转向角)，例如表示车辆相对于道路的相对方向。

转向ECU40基于设置于车辆的各种传感器(转向角传感器50等)的检测结果、及从上位ECU30获取到的开始触发器trig以及转向操作角偏差dθs来控制马达20。即，转向ECU40基于各种传感器的输出来设定目标的旋转力，并控制供给至马达20的电流以使实际的旋转力成为目标的旋转力。

图2A所示，在不进行转向盘10的操作只把持着把手10a时，驾驶员很少会感觉把手10a的把持为负担。这是因为不存在驾驶员的手腕的拘束感。

但是，如图3B所示，随着进行转向盘10的操作，将把手10a用与图2A相同的握法进行把持成为负担。这是因为驾驶员感到手腕的拘束感。另外，并不局限于驾驶员操作转向盘10的情况，在通过自动转向操作控制变更了转向盘10的转向操纵角的情况下驾驶员也同样地感到手腕的拘束感。

因此，转向ECU40通过控制把手促动器10b来使把手10a旋转。转向ECU40控制把手促动器10b以使把手10a伴随转向盘10的旋转而向减少驾驶员的手腕的拘束感的方向旋转。即，转向ECU40基于各种传感器(转向角传感器50以及视觉传感器53)的输出，设定目标的把手角，并控制供给至马达20的电流以使实际的把手角成为目标的把手角。此外，在存在转向操纵角的变化包括零的微小的转向操纵角的变更的情况下，也可以例外地不使把手促动器10b驱动，而成为能够将把手促动器10b自由旋转的状态。该自由旋转例如能够使用后述的强制地关闭开始触发器的切断信号产生器(未图示)来实现。

接着，对转向ECU40进行详细的说明。

如图4所示，转向ECU40具有推定把手角运算电路41、偏差量运算电路42、自动转向操作转矩指令值运算电路43、以及把手角指令值运算电路44。此外，上位ECU30具有运算转向操作角偏差dθs的转向操作角偏差运算电路31。转向操作角偏差运算电路31基于通过转向角传感器50以及视觉传感器53检测到的转向操作角θ1以及横摆角θ3，运算转向操作角偏差dθs。转向操作角偏差dθs是转向操作角θ1与横摆角θ3之差，是车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹之差。

推定把手角运算电路41基于通过转向角传感器50检测到的转向操作角θ1运算推定把手角θ2e。推定把手角θ2e是与转向操作角θ1对应的应有的把手角。所谓应有的把手角是指在转向盘10被转向操作的情况下，驾驶员也容易继续把持把手10a的把手角。

偏差量运算电路42运算作为修正值的偏差量dθg。偏差量运算电路42从转向角传感器50获取转向操作角θ1，从转向操作角偏差运算电路31获取转向操作角偏差dθs，从推定把手角运算电路41获取推定把手角θ2e。偏差量运算电路42基于转向操作角θ1、转向操作角偏差dθs、以及推定把手角θ2e来运算偏差量dθg。然而，为了在驾驶员的手腕的拘束感随着转向操作角θ1的变化而变化时，驾驶员也容易地继续把持把手10a，希望抑制为了减少拘束感而转动手腕。因此，为了从现在的把手角θ2向能够减少驾驶员的手腕的拘束感的程度的目标的把手角(正确地说是把手角指令值θg*)变化，运算把手角θ2与把手角指令值θg*的差量值即偏差量dθg。

自动转向操作转矩指令值运算电路43基于转向操作角偏差量dθs运算在自动转向操作时马达20应该赋予的转矩的指令值即自动转向操作转矩指令值Tm*。具体而言，如下式(1)所示，自动转向操作转矩指令值运算电路43通过对转向操作角偏差dθs乘以预先决定的系数a来运算自动转向操作转矩指令值Tm*。

Tm*＝a·dθs (1)

把手角指令值运算电路44基于把手角θ2以及偏差量dθg运算把手角指令值θg*。把手角指令值θg*是把手促动器10b变更把手10a的把手角θ2时的目标值。具体而言，把手角指令值θg*通过下式(2)被运算出。

θg*＝θ2+dθg (2)

此外，正确地说，通过把手角指令值θg*被输入至未图示的电流指令值运算电路，从而为了使实际的把手角θ2接近把手角指令值θg*而进行了反馈控制，与由此生成的电流指令值对应的电流被供给至把手促动器10b。

接着，对由推定把手角运算电路41进行的推定把手角θ2e的运算进行详细的说明。

如图5的图表所示，推定把手角运算电路41从表示预先被映射的转向操作角θ1与推定把手角θ2e的关系的多个曲线中选择一个，并根据该选择出的曲线运算推定把手角θ2e。该曲线具有转向操作角θ1越大，推定把手角θ2e越呈指数函数性地单调增加的特性。例如，在选择由实线表示的曲线的情况下，在通过转向角传感器50检测到的转向操作角θ1是转向操作角θ1a时，推定把手角θ2e被运算为推定把手角θ2ea。此外，表示被映射的转向操作角θ1与推定把手角θ2e的关系的曲线例如根据车速、驾驶员的体格等选择出最合适的曲线。例如，驾驶员的体格越大，选择倾斜度越大的曲线(图中的左上的曲线)。

接着，对由偏差量运算电路42进行的偏差量dθg的运算进行详细的说明。如图6的图表所示，偏差量运算电路42利用在图5的图表中选择出的曲线来运算偏差量dθg。在图6的图表中，也在横轴绘制有转向操作角θ1，在纵轴绘制有推定把手角θ2e。因为车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹之间存在差，所以偏差量运算电路42通过将转向操作角θ1和转向操作角偏差dθs相加来运算目标转向操作角θs。该目标转向操作角θs被绘制在横轴上。然后，偏差量运算电路42通过从选择出的曲线读取与目标转向操作角θs对应的把手角来运算目标把手角θg。然后，偏差量运算电路42如下式(3)所示那样运算目标把手角θg与推定把手角θ2e之差即偏差量dθg。

dθg＝θg－θ2e (3)

接着，对由转向ECU40进行的把手控制的处理顺序进行说明。如图7A的流程图所示，首先，转向ECU40判定是否获取到开始触发器trig(步骤S1)。在未获取到开始触发器trig的情况下(步骤S1的否)，反复进行步骤S1直至获取到开始触发器trig为止。在获取到开始触发器trig的情况下(步骤S1为是)，转向ECU40获取转向操作角θ1、把手角θ2、以及转向操作角偏差dθs(步骤S2)。

接着，转向ECU40判定转向操作角偏差dθs的绝对值是否大于阈值(步骤S3)。阈值被设定为例如能够清楚地判定为车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的轨迹偏移的程度的值。比较转向操作角偏差dθs的绝对值和阈值来判定它们的大小关系是因为，在车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的轨迹之间没有差异，两者几乎一致这样的情况下，不需要运算偏差量dθg。

在转向操作角偏差dθs的绝对值大于阈值的情况下(步骤S3的是)，转向ECU40(推定把手角运算电路41)获取转向操作角θ1，并运算推定把手角θ2e(步骤S4)。

然后，转向ECU40(偏差量运算电路42)基于获取到的转向操作角θ1、转向操作角偏差dθs、以及推定把手角θ2e来运算偏差量dθg(步骤S5)。

最后，转向ECU40(把手角指令值运算电路44)运算把手角指令值θg*(步骤S6)。把手角指令值θg*是把手角θ2与偏差量dθg之和。偏差量dθg基于转向操作角θ1的变化、基于转向操作角θ1推定出的把手角即推定把手角θ2e的变化、以及基于车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的轨迹的差运算出的转向操作角偏差dθs的变化而被运算出。通过运算把手角指令值θg*，能够使把手角θ2随着转向操作角θ1变化而变化。通过控制把手促动器10b以使把手角θ2接近把手角指令值θg*，从而抑制了由于驾驶员无意识的把手10a的操作而造成的把手角θ2的变更。

在转向操作角偏差dθs的绝对值不大于阈值的情况下(在步骤S3为否)，ECU40(偏差量运算电路42)将偏差量dθg设为零(步骤S7)。在转向操作角偏差dθs的绝对值小于阈值的情况下，车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的轨迹几乎一致。该情况下，认为由于手的振动、来自路面的逆输入引起的微振动，而使车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的轨迹偏移，所以不需要运算偏差量dθg。

然后，转向ECU40(把手角指令值运算电路44)运算把手角指令值θg*(步骤S6)，结束处理。因为把手角指令值θg*通过把手角θ2以及偏差量dθg的和被运算出，所以把手角指令值θg*为与把手角θ2相等的值。因此，把手角θ2被维持现状。

此外，该图7A的流程图所涉及的处理被反复执行。接着，对由转向ECU40进行的自动转向操作控制的处理顺序进行说明。

如图7B的流程图所示，首先，转向ECU40判定是否获取到开始触发器trig(步骤S11)。在未获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S11为否)，反复进行步骤S11直至获取到开始触发器trig为止。在获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S11为是)，转向ECU40获取转向操作角偏差dθs(步骤S12)。然后，转向ECU40运算自动转向操作转矩指令值Tm*(步骤S13)。

对本实施方式的效果进行说明。

(1)转向ECU40通过使把手10a的把手角θ2随着转向盘10的转向操作角θ1的变化而变化，从而在驾驶员在相同的位置继续把持把手10a的情况下也缓和了手腕的拘束感。因此，在驾驶员把持把手10a的状态下对转向盘10进行转向操作的情况下，也不需要驾驶员为了缓和拘束感而对把手10a换手，或者为了缓和拘束感而使把手10a旋转。因此，减少了驾驶员的工作量。

此外，在本实施方式的情况下，在不进行把手10a的操作时，通过运算自动转向操作转矩指令值Tm*来继续进行自动转向操作。

(2)转向ECU40执行使把手角θ2接近把手角指令值θg*的控制。由此，不需要驾驶员为了减少手腕的拘束感而亲自操作把手10a。例如，随着转向盘10的转向操作，驾驶员的手腕感到拘束感，但通过把手角θ2以减少驾驶员的手腕的拘束感的方式随着转向操作角θ1的变化自动地变化，从而能够抑制亲自调整把手角θ2的工作量。

(3)在把手角指令值运算电路44中，把手角指令值θg*被运算为把手角θ2以及偏差量dθg的和，从而能够始终通过某个把手角指令值θg*来控制把手10a。例如仅用偏差量dθg运算把手角指令值θg*的情况下，在把手角θ2与推定把手角θ2e之差和偏差量dθg相抵消时，尽管存在转向操作角偏差dθs，也考虑用于控制把手角θ2的指令值被运算为零。

＜第二实施方式＞

接着对转向装置的第二实施方式进行说明。本实施方式的自动转向操作装置1具有基本上与图1所示的第一实施方式相同的构成。这里，以与第一实施方式的不同为中心进行说明。此外，在第二实施方式中，通过在自动转向操作中介入驾驶员的操作，来进行自动转向操作和手动转向操作共存的所谓的超控处理。

如图8所示，转向ECU40除了具有推定把手角运算电路41、偏差量运算电路42、自动转向操作转矩指令值运算电路43、以及把手角指令值运算电路44以外，还具有超控运算处理电路45。超控运算处理电路45为了进一步考虑驾驶员的意图(例如喜好)来执行自动转向操作而设置。

如图9所示，例如在避免车辆与障碍物碰撞的自动转向操作中，上位ECU30认为沿由实线表示的路径A前进而避免车辆与障碍物的碰撞。但是，应该既有驾驶员例如想沿由虚线表示的路径B前进避免障碍物的情况，也有驾驶员想沿由虚线表示的路径C前进避免障碍物的情况。

认为沿路径B前进时的驾驶员的意图是避免障碍物时尽量不想延伸到相邻的车道。认为沿路径C前进时的驾驶员的意图是想从容地避免障碍物。这样，为了执行更加反映驾驶员的意图的自动转向操作而进行超控运算处理。

如图8所示，超控运算处理电路45具有驾驶员意图量把手角运算电路45a和驾驶员意图量转向操作角偏差运算电路45b。

驾驶员意图量把手角运算电路45a基于通过把手转矩传感器52检测到的把手转矩Th，运算驾驶员意图量把手角θ2d。

如图10的图表所示，随着把手转矩Th变大，驾驶员意图量把手角θ2d变大。基于该关系，运算出与把手转矩Th对应的驾驶员意图量把手角θ2d。在把手转矩Th大于阈值的情况下，如图中实线所表示那样，把手转矩Th和驾驶员意图量把手角θ2d具有单调增加的比例关系。作为一个例子，具有驾驶员意图量把手角θ2d相对于把手转矩Th的增加呈指数函数性地增加的关系。在把手转矩Th小于阈值的情况下，按道理来说也如图中虚线所表示那样，把手转矩Th和驾驶员意图量把手角θ2d呈单调增加的比例关系。但是，在本实施方式中，在把手转矩Th小于阈值的情况下，如图中实线所表示那样，不管把手转矩Th如何，驾驶员意图量把手角θ2d始终是零。此外，该把手转矩Th由绝对值记载。

驾驶员意图量转向操作角偏差运算电路45b基于通过把手转矩传感器52检测到的把手转矩Th，运算驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd。

如图11的图表所示，随着把手转矩Th变大，驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd变大。在把手转矩Th大于阈值的情况下，如图中实线所表示那样，把手转矩Th和驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd具有单调增加的比例关系。作为一个例子，具有驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd相对于把手转矩Th的增加呈指数函数性地增加的关系。在把手转矩Th小于阈值的情况下，如图中实线所表示那样，不管把手转矩Th如何，驾驶员意图量转向操作角偏差dθs始终是零。此外，该把手转矩Th由绝对值记载。

接着，对由偏差量运算电路42进行的偏差量dθg*的运算进行说明。如图12所示，偏差量运算电路42基于转向操作角θ1、驾驶员意图量把手角θ2d、驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd、转向操作角偏差dθs、以及推定把手角θ2e来运算偏差量dθg*。首先，偏差量运算电路42通过进行与第一实施方式中的图6所涉及的处理相同的处理，来运算与目标转向操作角θs对应的目标把手角θg，并根据目标把手角θg与推定把手角θ2e之差运算偏差量dθg。偏差量运算电路42为了反映驾驶员的意图，进一步使用驾驶员意图量把手角θ2d以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd来修正偏差量dθg。

具体而言，在自动转向操作的转向操作方向与驾驶员的转向操作方向相反(例如图9的路径B)的情况下，偏差量运算电路42通过获取偏差量dθg与驾驶员意图量把手角θ2d的差量，来运算修正后的偏差量dθg*。因此，修正后的偏差量dθg*由下式(4)表示。此外，图12的图表图示该情况。

dθg*＝θg－θ2e－θ2d (4)

另外，在自动转向操作的转向操作方向和驾驶员的转向操作方向相同(例如图9的路径C)的情况下，偏差量运算电路42通过获取偏差量dθg与驾驶员意图量把手角θ2d之和，来运算修正后的偏差量dθg*。因此，修正后的偏差量dθg*由下式(5)表示。

dθg*＝θg－θ2e+θ2d (5)

另外，偏差量运算电路42通过获取转向操作角偏差dθs与驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd的和或者差量，来运算修正后的转向操作角偏差dθs*。

自动转向操作转矩指令值运算电路43基于转向操作角偏差dθs以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd，运算自动转向操作时马达20应该赋予的转矩的指令值即自动转向操作转矩指令值Tm*。具体而言，如下式(6)所示，通过对转向操作角偏差dθs以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd的和乘以预先规定的系数a，来运算自动转向操作转矩指令值Tm*。

Tm*＝a(dθs+dθsd) (6)

把手角指令值运算电路44基于把手角θ2、偏差量dθg*、以及驾驶员意图量把手角θ2d来运算把手角指令值θg*。具体而言，把手角指令值θg*由下式(7)运算。

θg*＝θ2+dθg*+θ2d (7)

接着，对由超控运算处理电路45进行的运算的处理顺序进行说明。如图13的流程图所示，首先，超控运算处理电路45判定是否获取到开始触发器trig(步骤S21)。在未获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S21为否)，超控运算处理电路45反复进行步骤S21直至获取到开始触发器trig。在获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S21为是)，超控运算处理电路45获取通过把手转矩传感器52检测到的把手转矩Th(步骤S22)。

接着，超控运算处理电路45判定把手转矩Th是否大于阈值(步骤S23)。此外，阈值是预先规定的值，为判断驾驶员是否操作了把手10a的基准。

在把手转矩Th大于阈值的情况下(在步骤S23为是)，超控运算处理电路45运算驾驶员意图量把手角θ2d(步骤S24)，接下来，运算驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd(步骤S25)。之后，超控运算处理电路45结束处理。

在把手转矩Th不大于阈值的情况(在步骤S23为否)，超控运算处理电路45将驾驶员意图量把手角θ2d运算为零(步骤S26)，接下来，将驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd运算为零(步骤S27)。之后，超控运算处理电路45结束处理。是因为认为在该情况下，通过来自路面的反作用力等产生把手转矩Th，并不是通过驾驶员的意图产生把手转矩Th。

接着，对由转向ECU40进行的把手控制的处理顺序进行说明。如图14A所示，首先，转向ECU40判定是否获取到开始触发器trig(步骤S31)。在未获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S31为否)，转向ECU40反复进行步骤S31直至获取到开始触发器trig为止。在获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S31为是)，转向ECU40获取转向操作角θ1、把手角θ2、转向操作角偏差dθs、以及把手转矩Th(步骤S32)。

接着，转向ECU40判定转向操作角偏差dθs的绝对值是否大于阈值(步骤S33)。

在转向操作角偏差dθs的绝对值大于阈值的情况下(在步骤S33为是)，转向ECU40(推定把手角运算电路41)运算推定把手角θ2e(步骤S34)。

接着，转向ECU40(驾驶员意图量把手角运算电路45a)运算驾驶员意图量把手角θ2d(步骤S35)。

然后，转向ECU40(偏差量运算电路42)基于转向操作角θ1、转向操作角偏差dθs、推定把手角θ2e、以及驾驶员意图量把手角θ2d，来运算修正后的偏差量dθg*(步骤S36)。

最后，转向ECU40(把手角指令值运算电路44)运算把手角指令值θg*(步骤S37)，结束处理。此外，在之前的步骤S33中，在转向操作角偏差dθs的绝对值不大于阈值的情况下(在步骤S33为否)，转向ECU40(偏差量运算电路42)将修正后的偏差量dθg*运算为零(步骤S38)，结束处理。

接着，对由转向ECU40进行的自动转向操作控制的处理顺序进行说明。如图14B所示，首先，转向ECU40判定是否获取到开始触发器trig(步骤S41)。在未获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S41为否)，转向ECU40反复进行步骤S41直至获取到开始触发器trig为止。在获取到开始触发器trig的情况下(在步骤S41为是)，转向ECU40(自动转向操作转矩指令值运算电路43)获取转向操作角偏差dθs(步骤S42)。

接着，转向ECU40(驾驶员意图量转向操作角偏差运算电路45b)运算驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd(步骤S43)。然后，转向ECU40(自动转向操作转矩指令值运算电路43)运算自动转向操作转矩指令值Tm*(步骤S44)，结束处理。

对本实施方式的效果进行说明。

(1)转向ECU40通过运算把手角指令值θg*以及自动转向操作转矩指令值Tm*，在自动转向操作中驾驶员操作了把手10a的情况下，能够反映驾驶员的意图地执行使自动转向操作和手动转向操作共存的超控处理。首先，通过使把手角θ2跟随把手角指令值θg*，从而抑制了驾驶员无意识的把手10a的操作。而且，若转向ECU40检测到驾驶员的把手10a的操作(把手转矩Th大于阈值)，则使用驾驶员意图量把手角θ2d以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd，来运算自动转向操作转矩指令值Tm*以及把手角指令值θg*。自动转向操作转矩指令值Tm*基于转向操作角偏差dθs以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd被运算出，所以能够根据驾驶员的把手10a的操作来执行自动转向操作。即，能够根据驾驶员的喜好调整车辆作为目标的运行路径。

另外，因为抑制了驾驶员为了缓和手腕的拘束感而无意识地操作把手10a，所以在如第一实施方式那样不积极地操作把手10a的情况下，不执行超控处理。此外，在该情况下，仅执行自动转向操作即可。

(2)转向ECU40的把手角指令值运算电路44也考虑运算驾驶员意图量把手角θ2d来运算把手角指令值θg*，所以能够更可靠地抑制驾驶员无意识的把手10a的操作。

此外，各实施方式也可以如下那样变更。此外，以下的其他的实施方式在技术上不矛盾的范围内，能够相互组合。

在各实施方式中，使用视觉传感器53来检测横摆角θ3，但并不局限于此。例如，既可以从设置于车辆的横摆角传感器的信息检测横摆角θ3，也可以从GPS传感器的信息检测横摆角θ3。另外，也可以代替横摆角θ3，从GPS传感器的信息、视觉传感器53检测车辆的行进方向、车辆的周边信息。例如，在无法识别道路的白线信息等的情况下，检测行进方向相对于车辆的直行方向倾斜多少程度即可。

在各实施方式中，转向角传感器50设置于柱轴11a，但并不局限于此。例如，既可以设置于转向盘10，也可以设置于中间轴11b，还可以设置于小齿轮轴11c。

在各实施方式中，转向操作角偏差运算电路31设置于上位ECU30，但并不局限于此。例如，如图15所示，转向操作角偏差运算电路31也可以设置于转向ECU40。

在各实施方式中，偏差量运算电路42在转向操作角偏差dθs小于阈值的情况下，将偏差量dθg或者偏差量dθg*运算为零，但并不局限于此。即，偏差量运算电路42即使在转向操作角偏差dθs小于阈值的情况下，也基于转向操作角θ1、转向操作角偏差dθs、以及推定把手角θ2e来运算偏差量dθg或者偏差量dθg*。该情况下，图7A的步骤S3、S7以及、图14A的步骤S33、S38的处理可以不进行。

在各实施方式中，在把手转矩Th小于阈值的情况下，将驾驶员意图量把手角θ2d以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd运算为零，但并不局限于此。即，即使在把手转矩Th小于阈值的情况下，也可以基于把手转矩Th来运算驾驶员意图量把手角θ2d以及驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd。该情况下，图13的步骤S23、S26、S27的处理可以不进行。另外，在图10以及图11中的把手转矩Th小于阈值的区域中，把手转矩Th和驾驶员意图量把手角θ2d或者驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd的关系使用由虚线表示的曲线即可。

在各实施方式中，把手10a具有把手转矩传感器52，但并不局限于此。例如，在如第一实施方式那样不执行超控运算处理的情况下，也可以不设置把手转矩传感器52。另外，并不局限于把手转矩传感器52，只要能够检测驾驶员操作了把手10a的情况，可以是任何部件，例如也可以是压力传感器。该情况下，根据驾驶员把持把手10a时的压力的大小，反映驾驶员的意图地执行使自动转向操作和手动转向操作共存的超控处理。

在各实施方式中，在图5中，预先从表示被映射的转向操作角θ1和推定把手角θ2e的关系的多个曲线选择一个，但并不局限于此。即，也可以与车速、驾驶员的体格无关地预先设定一个曲线。另外，也可以预先不准备多个映射，根据驾驶员的把持状态、转向操作时的癖好等，实时地规定转向操作角θ1和推定把手角θ2e。

在各实施方式中，预先从表示被映射的转向操作角θ1和推定把手角θ2e的关系的多个曲线中根据车速、驾驶员的体格等选择一个，但并不局限于此。例如，也可以选择距离绘制转向操作角θ1和把手角θ2时的1点最近的曲线。

在第二实施方式中，偏差量运算电路42通过根据目标把手角θg与推定把手角θ2e之差加减驾驶员意图量把手角θ2d来运算偏差量dθg*，但并不局限于此。例如，首先偏差量运算电路42通过对目标转向操作角θs加减驾驶员意图量转向操作角偏差dθsd来运算转向操作角，并使用被运算出的转向操作角、以及转向操作角θ1与推定把手角θ2e的关系来运算修正后的目标把手角。接着，基于该修正后的目标把手角与推定把手角θ2e之差来运算偏差量dθg*。这样，也可以运算偏差量dθg*。

在各实施方式中，如图2A所示，把手10a安装于作为转向操作部的转向盘10，但与转向操作部的形状无关。如图2B所示，例如在转向轴11的端部设置有作为转向操作部的轴10c。轴10c设置于与转向轴11正交的方向。轴10c与转向轴11一体地旋转。另外，把手10d、10e分别设置于轴10c的两端部。把手10d、10e以能够以轴10c为中心旋转的方式设置。这些把手10d、10e既可以向相互相同的方向旋转，也可以向相互相反的方向旋转。

各实施方式的转向装置可以是任何类型的转向装置。例如，既可以是将马达20的旋转转矩赋予给转向轴11的类型的转向装置，也可以是马达20与齿条轴12同轴组装的类型的转向装置。另外，也可以是转向盘10和齿条轴12机械式分离的电动转向(SBW)。

Claims (6)

1.一种转向装置，具备：

转向操作部，被驾驶员旋转操作；

转向操作机构，与所述转向操作部的操作连动地变更转向轮的转向角；

旋转角传感器，检测所述转向操作部的旋转角即转向操作角；

转向促动器，产生用于赋予给所述转向操作机构的使所述转向轮转向的动力；

把手，安装于所述转向操作部，且具有与所述转向操作部的旋转轴不平行的旋转轴，

把手旋转角传感器，检测所述把手的旋转角即把手角；

把手促动器，对所述把手赋予旋转转矩；以及

控制装置，执行自动转向操作控制和把手控制，所述自动转向操作控制根据车辆的行驶状态以及所述转向操作角控制所述转向促动器来使所述转向轮转向，所述把手控制根据所述转向操作角以及所述把手角控制所述把手促动器来使所述把手旋转，

所述控制装置在自动转向操作控制的执行中，在所述把手控制的执行时根据所述转向操作角、以及所述把手角，运算适合把持所述把手的所述把手角的目标值即把手角指令值，为了使所述把手角跟随该把手角指令值，控制所述把手促动器的驱动。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述控制装置在执行所述自动转向操作控制时，控制所述转向促动器的驱动，以使车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差消除。

3.根据权利要求1或者2所述的转向装置，其中，

所述控制装置具有：

推定把手角运算电路，基于所述转向操作角与根据所述转向操作角推定出的所述把手的旋转角即推定把手角之间的恒定的关系，根据所述转向操作角运算所述推定把手角；

修正值运算电路，根据所述恒定的关系基于第一推定把手角与第二推定把手角的差来运算用于修正通过所述把手旋转角传感器检测到的把手角的修正值，所述第一推定把手角根据车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差以及所述转向操作角的和运算出，所述第二推定把手角根据所述转向操作角运算出；以及

把手角指令值运算电路，运算所述把手角指令值，所述把手角指令值是所述检测到的把手角与所述修正值的和。

4.根据权利要求3所述的转向装置，其中，

所述转向装置具有检测所述把手的把手转矩的把手转矩传感器，

所述控制装置具有超控运算处理电路，该超控运算处理电路基于通过所述把手转矩传感器检测到的把手转矩运算基于驾驶员的意图的所述把手的操作量即意图量把手角，

所述修正值运算电路基于所述第一推定把手角与所述第二推定把手角的差运算针对所述检测到的把手角的临时修正值，并通过根据所述转向操作角向该临时修正值加减所述意图量把手角来运算所述修正值。

5.根据权利要求3所述的转向装置，其中，

所述转向装置具有检测所述把手的把手转矩的把手转矩传感器，

所述控制装置具有超控运算处理电路，该超控运算处理电路运算车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差中驾驶员的意图量的差，并基于通过所述把手转矩传感器检测到的把手转矩运算基于驾驶员的意图的所述把手的操作量即意图量把手角，

所述修正值运算电路基于第一推定把手角与所述第二推定把手角的差运算所述修正值，该第一推定把手角基于所述恒定的关系根据车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差、所述转向操作角、以及所述意图量的差的和被运算出。

6.根据权利要求4或者5所述的转向装置，其中，

所述控制装置运算车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差中驾驶员的意图量的差，

根据车辆作为目标的运行轨迹与车辆实际运行的运行轨迹的差、以及所述驾驶员的意图量的差的总和运算所述转向促动器的动力的指令值。