CN107826163B - 转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供转向操纵装置，能够抑制驾驶员超过假想的转向操纵极限位置的转向操纵。基本电流指令值运算电路基于转向操纵转矩以及车速运算基本电流指令值。表示假想的转向操纵极限位置的常量的目标转向操纵角值存储于存储器。将目标转向角值附近且比其值小的值设为转向角阈值时，第一修正值运算电路在转向操纵角为转向操纵角阈值以上时，为了使转向操纵反作用力急剧地增大而运算第一修正值。第二修正值运算电路在转向操纵角为转向操纵角阈值以上时，为了使转向角与目标转向角值一致而运算第二修正值。利用第一修正值及第二修正值对基本电流指令值进行修正。由此抑制驾驶员超过目标转向操纵角值那样的方向盘的转向操纵。

Description

转向操纵装置

技术领域

本发明涉及转向操纵装置。

本发明将在2016年9月16日提交的日本专利申请No.2016-181541以及2016年12月13日提交的日本专利申请No.2016-241541的公开内容，包括其说明书、附图以及摘要，通过引用全部并入本文中。

背景技术

以往，如日本特开2015－20506号公报所记载那样，介绍了设定假想的齿条端的转向装置。上述的转向装置具有对车辆的转向操纵机构赋予转矩的马达、和控制马达的驱动的控制装置。控制装置基于由转矩传感器检测出的转向操纵转矩以及由车速传感器检测出的车速来运算基本电流指令值。另外，控制装置基于由转向操纵角传感器检测出的转向角来运算修正值。修正值是为了对转向轴赋予转向操纵反作用力而对基本电流指令值进行修正的修正成分。控制装置在转向角达到转向角阈值以后，使修正值急剧地增大，以便转向操纵反作用力急剧地变大。

通过成为上述结构，为了驾驶员较难将方向盘操作到转向角阈值以上，能够在转向角阈值的附近设定假想的转向操纵极限位置。

然而，在上述结构的转向装置中，由于使用根据转向角所决定的修正值来修正基本电流指令值，所以若例如由驾驶员赋予给方向盘的转向操纵转矩过大，则方向盘有可能被操作超过目标的假想的转向操纵极限位置。

发明内容

本发明的目的之一在于提供能够抑制超过假想的转向操纵极限位置那样的驾驶员的转向操纵的转向操纵装置。

本发明的一个方式的转向操纵装置具备产生赋予给车辆的转向操纵机构的转矩的马达、和基于根据表示方向盘的操作状态的状态量所运算的指令值来控制上述马达的驱动的控制装置，其中，上述控制装置具有：基本指令值运算电路，基于上述状态量来运算上述指令值的基本的控制成分亦即基本指令值；第一修正值运算电路，在上述方向盘的转向操纵角值达到被规定为假想的转向操纵极限位置的目标转向操纵角值的附近的阈值时，对用于使由上述马达产生的转向操纵反作用力增加的控制成分亦即第一修正值进行运算；第二修正值运算电路，在上述转向操纵反作用力被增加时，对使上述转向操纵角值与上述目标转向操纵角值一致的控制成分亦即第二修正值进行运算；以及加法运算电路，通过将上述基本指令值、上述第一修正值、以及上述第二修正值相加来运算上述指令值。

在通过驾驶员的方向盘的操作，方向盘到达了假想的转向操纵极限位置的附近的情况下，通过第一修正值运算电路以使抵抗方向盘的操作的力增加的方式对第一修正值进行运算，并利用该第一修正值对基本指令值进行修正。因此，在转向操纵极限位置的附近，驾驶员较难将方向盘操作到假想的转向操纵极限位置以上。因此，能够在转向操纵极限位置的附近假想地使驾驶员的方向盘的操作停止。然而，若驾驶员对方向盘赋予的转向操纵转矩过大，则方向盘有可能超过转向操纵极限位置被操作。

对于这一点，根据上述结构，设定被规定为假想的转向操纵极限位置的目标转向操纵角值，通过第二修正值运算电路对使方向盘的转向操纵角值与目标转向操纵角值一致那样的修正值亦即第二修正值进行运算，并通过该第二修正值对基本指令值进行修正。因此，即使方向盘的操作超过转向操纵极限位置也利用由第二修正值运算电路运算出的第二修正值对基本指令值进行修正，所以能够抑制超过假想的转向操纵极限位置那样的驾驶员的转向操纵。

本发明的其它方式优选在上述方式的转向操纵装置中，上述目标转向操纵角值被设定为与上述方向盘以及转向轮的至少一方的机械转向操纵极限位置对应的转向操纵角值的附近的值、且比与上述方向盘以及上述转向轮的至少一方的机械转向操纵极限位置对应的转向操纵角值小的值，上述阈值被设定为上述目标转向操纵角值附近的值、且比上述目标转向操纵角值小的值。

本发明的另一方式优选在上述方式的控制装置中，具有阈值可变设定电路，上述方向盘的转向操纵角速度越快，上述阈值可变设定电路将上述阈值设定得越小。在上述结构中，通过阈值可变设定电路，根据方向盘的转向操纵角速度来改变阈值。详细而言，对于阈值，方向盘的转向操纵角速度越快，越小地设定阈值。因此，在第一修正值运算电路中方向盘的转向操纵角速度越快运算第一修正值的时机越早，所以能够抑制在方向盘的转向操纵角速度的势头下超过假想的转向操纵极限位置地被操作。

本发明的再一方式优选在上述方式的控制装置中，具有回轮判定电路，上述回轮判定电路根据上述方向盘的上述转向操纵角值的变化、以及作为上述状态量的转向操纵转矩的变化来判定上述方向盘是否处于回轮状态，在上述回轮判定电路判定为上述方向盘处于回轮状态的情况下，上述第二修正值被设定为零。

根据上述构成，通过回轮判定电路判定方向盘是否被从转向操纵极限位置侧朝向转向操纵中立位置操作。回轮判定电路在判定为方向盘正在被转回的情况下，将第二修正值设定为零。因此，在方向盘正在被转回的情况下，能够将第二修正值设定为零。因此，不会妨碍驾驶员的从方向盘的转向操纵极限位置侧朝向转向操纵中立位置的操作。

本发明的再一方式优选在上述方式的控制装置中，具有偏差判定电路，上述偏差判定电路判定是否满足上述转向操纵角值为上述阈值以上、且上述目标转向操纵角值与上述转向操纵角值的差值亦即第一偏差大于规定值这个条件，在上述偏差判定电路判定为满足条件的情况下，上述第二修正值被设定为零。

根据上述结构，认为阈值可变设定电路较很少会发生因某些运算错误而将阈值设定为小于假定的值。例如考虑阈值过小、且方向盘的转向操纵角值大于其阈值的状态。该情况下，假设第二修正值运算电路在方向盘的转向操纵角值成为阈值以上时对第二修正值进行运算时，第二修正值运算电路有可能比假定早地运算第二修正值。即，无论是否是方向盘不在转向操纵极限位置附近、即所谓转向操纵角值还小于本来应该有的阈值的情况，都通过第二修正值运算电路运算第二修正值，修正基本电流指令值。因此，无论是否是方向盘的操作位置不在转向操纵极限位置的附近的情况，方向盘都有可能自动地被急剧转到目标转向操纵角值。

对于这一点，根据上述的转向操纵装置，偏差判定电路在判定为目标转向操纵向角与转向操纵角值的差值亦即第一偏差的大小大于规定值的情况下，将第二修正值设定为零。因此，能够抑制方向盘被从不在转向操纵极限位置附近的状态急剧地操作到假想的转向操纵极限位置。

本发明的再一方式是电动助力转向装置，包括：上述任一项所述的转向操纵装置；以及将上述方向盘的旋转运动机械地传递至转向轮的轴亦即转向轴，上述状态量包括施加给上述方向盘的转向操纵转矩。

根据本发明的转向操纵装置，能够抑制驾驶员超过假想的转向操纵极限位置那样的转向操纵。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的实施方式进行描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其中：

图1是转向操纵装置的一个实施方式中的示意图。

图2是第一实施方式的转向操纵装置其控制装置的功能框图。

图3是表示第一实施方式的控制装置对基本电流指令值运算时所利用的转向操纵转矩与基本电流指令值的关系的图。

图4是表示由一个实施方式的控制装置运算第一修正值时所利用的转向操纵角与第一修正值的关系的图。

图5是表示第一实施方式的第二修正值运算电路的功能框图。

图6是第二实施方式的转向操纵装置其控制装置的功能框图。

图7是第二实施方式中的阈值运算电路的功能框图。

图8是第二实施方式中的第二修正值运算电路的功能框图。

图9是第二实施方式中的回轮判定电路的控制流程图。

图10是第二实施方式中的偏差判定电路的控制流程图。

具体实施方式

以下，对将本发明的转向操纵装置具体化为转向柱助力式的电动动力转向装置(以下，简称为EPS)的一个实施方式进行说明。

如图1所示，EPS1具备转向操纵机构2、辅助转矩赋予机构3、控制装置5、以及各种传感器。转向操纵机构2基于用户的方向盘20的操作来使转向轮4转向。转向操纵机构2具备与方向盘20一体旋转的转向轴21。转向轴21具有与方向盘20连结的转向柱轴21a、与转向柱轴21a的下端部连结的中间轴21b、以及与中间轴21b的下端部连结的小齿轮轴21c。小齿轮轴21c的下端部经由齿条和小齿轮机构22与齿条轴23连结。齿条和小齿轮机构22由小齿轮轴21c中的设置有小齿轮齿的部分以及齿条轴23中的设置有齿条齿的部分构成。因此，转向轴21的旋转运动经由齿条和小齿轮机构22而转换为齿条轴23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23的两端连结的横拉杆24分别传递至左右的转向轮4，从而转向轮4的转向角变化。

辅助转矩赋予机构3具有与转向柱轴21a连接的减速机构31、和具有旋转轴的马达30。马达30的旋转轴的旋转力经由减速机构31而传递至转向柱轴21a。马达30用作辅助方向盘20的操作的辅助转矩的产生源。作为马达30，例如采用3相无刷马达。

各种传感器是以检测方向盘20的操作量、车辆的状态量为目的设置。例如作为各种传感器，有转向操纵角传感器6、转矩传感器7、车速传感器8、以及旋转角传感器9。

转向操纵角传感器6被设置在转向柱轴21a中的方向盘20与辅助转矩赋予机构3之间。转向操纵角传感器6周期性地检测用户操作方向盘20所产生的转向柱轴21a的旋转角(转向操纵向角θs)。转矩传感器7被设置在转向柱轴21a中的转向操纵角传感器6与辅助转矩赋予机构3之间。转矩传感器7周期性地检测用户操作方向盘20而在转向轴21产生的作为状态量的转向操纵转矩Th。另外，在本实施方式中，对于转向角θs的正负符号，以方向盘20的中立位置为基准，将方向盘20的右转方向规定为正、将左转方向规定为负。另外，对于转向操纵转矩Th的正负符号，将方向盘20的右转方向的转向操纵转矩规定为正、将左转方向的转向操纵转矩规定为负。车速传感器8检测车辆的车速V。旋转角传感器9被设置在马达30，对马达30的旋转轴的旋转角度θm进行检测。

控制装置5获取来自各种传感器的输出，并基于该输出来控制马达30的驱动。如图2所示，控制装置5具备将从车载蓄电池等电源(电源电压+Vb)供给的直流电力转换为三相(U相、V相、W相)的交流电力的逆变器电路50、将用于对逆变器电路50进行PWM(脉冲宽度调制)驱动的控制信号输出给逆变器电路50的微机51、以及存储器59。

逆变器电路50基于来自微机51的控制信号(PWM驱动信号)将从电源供给的直流电力转换为三相交流电力。该三相交流电力经由供电线WL被供给给马达30。在供电线WL上设置有检测马达30的各相电流值I的电流传感器52。电流传感器52的输出被微机51获取。另外，在图2中，为了便于说明，将各相的供电线WL以及各相的电流传感器52分别集中为一个来进行图示。

在存储器59中存储有用于微机51驱动马达30而执行的程序。另外，在存储器59中也存储作为表示使方向盘20的操作停止的位置的目标转向操纵角值的目标转向操纵角值θE。目标转向操纵角值θE被设定为接近方向盘20以及转向轮4无法进一步机械操作时转向操纵角θs的上限值且比该上限值小的值。即，目标转向操纵角值θE表示假想的转向操纵极限位置上的转向操纵角θs的目标值。目标转向操纵角值θE为常量，在设计车辆时，研究方向盘20的操作量等确定目标转向操纵角值θE。另外，假想的转向操纵极限位置被设置在比方向盘20以及转向轮4的机械转向操纵极限位置靠近前。在假想的转向操纵极限位置的附近，使马达30的输出减少，加重驾驶员经由方向盘20受到的转向操纵感，从而使驾驶员意识到方向盘20的操作位置达到了假想的转向操纵极限位置的附近。

微机51通过执行存储在存储器59中的程序来控制马达30的驱动。微机51基于由各种传感器检测出的转向操纵角θs、转向操纵转矩Th、车速V、旋转角度θm、各相电流值I、以及目标转向操纵角值θE来生成用于驱动马达30的控制信号。微机51通过将生成的控制信号输出给逆变器电路50来对逆变器电路50进行PWM驱动。

接下来，对微机51进行详述。如图2所示，微机51具备电流指令值运算电路53、和控制信号生成电路54。电流指令值运算电路53基于转向操纵转矩Th、车速V、转向操纵角θs、以及目标转向操纵角值θE来运算电流指令值。电流指令值是应供给给马达30的电流的目标值，分别示出d/q坐标系中的d轴上的电流指令值以及q轴上的电流指令值。其中，q轴电流指令值Iq＊是使马达30产生的辅助转矩的目标值。另外，d轴电流指令值Id＊被固定为零。

电流指令值运算电路53具有作为基本指令值运算电路的基本电流指令值运算电路55、第一修正值运算电路56、第二修正值运算电路57、以及加法运算电路58。基本电流指令值运算电路55基于转向操纵转矩Th以及车速来运算q轴电流指令值Iq＊的基础成分亦即基本电流指令值Ias＊。基本电流指令值Ias＊是与辅助驾驶员对方向盘20的操作的辅助转矩对应的基本指令值。

如图3所示，基本电流指令值运算电路55具有表示转向操纵转矩Th、车速V、和基本电流指令值Ias＊的关系的图。如该图所示，转向操纵转矩Th的绝对值越大，车速V越慢，基本电流指令值运算电路55将基本电流指令值Ias＊的绝对值设定为越大的值。

如图2所示，第一修正值运算电路56基于由转向操纵角传感器6检测出的转向操纵角θs来运算第一修正值Ira＊。第一修正值Ira＊是为了对转向轴21赋予转向操纵反作用力而对基本电流指令值Ias＊进行修正的修正成分。转向操纵反作用力是指抵抗方向盘20的操作的力。

如图4所示，第一修正值运算电路56具有表示转向操纵角θs与第一修正值Ira＊的关系的图。如该图所示，第一修正值运算电路56针对转向操纵角θs设定有转向操纵角阈值θth。转向操纵角阈值θth基于即将达到方向盘20的假想的转向操纵极限位置亦即目标转向操纵角值θE之前的转向操纵角θs来设定。即，转向操纵角阈值θth的绝对值被设定为接近目标转向操纵角值θE的绝对值且比目标转向操纵角值θE的绝对值小的值。

第一修正值运算电路56在转向操纵角θs的绝对值小于转向操纵角阈值θth的情况下，将第一修正值Ira＊设为零。第一修正值运算电路56在转向操纵角θs的绝对值为转向操纵角阈值θth以上时，相对于转向操纵角θs的绝对值的增大而使第一修正值Ira＊急剧地增大。第一修正值Ira＊被设定为与转向操纵角θs的正负符号相反的符号。即，以在方向盘20到达到转向操纵极限位置的附近的情况下，使由基本电流指令值运算电路55运算的基本电流指令值Ias＊的绝对值减少，将转向操纵反作用力赋予给转向轴21的方式设定第一修正值Ira＊。

如图2所示，第二修正值运算电路57基于由转向操纵角传感器6检测出的转向操纵角θs以及存储器59中所存储的目标转向操纵角值θE来运算第二修正值Irb＊。第二修正值Irb＊是为了在方向盘20的转向操纵极限位置附近，使转向操纵角θs与目标转向操纵角值θE一致而对基本电流指令值Ias＊进行修正的修正值。例如，第二修正值运算电路57执行PID控制。

如图5所示，第二修正值运算电路57具有减法器57a、修正成分运算电路57b、修正增益运算电路57c、以及乘法器57d。减法器57a获取转向操纵角θs以及目标转向操纵角值θE，并对它们的差值亦即第一偏差Δθ进行运算。

修正成分运算电路57b获取由减法器57a运算出的第一偏差Δθ，并对临时修正值Irb1＊进行运算。此时，修正成分运算电路57b为了使获取到的第一偏差Δθ消失，即，对临时修正值Irb1＊进行运算以使转向操纵角θs接近目标转向操纵角值θE。

修正增益运算电路57c基于转向操纵角θs来运算修正增益K1。修正增益运算电路57c具有表示转向操纵角θs与修正增益K1的关系的图。修正增益运算电路57c针对转向操纵角θs设置有转向操纵角阈值θth。此处，转向操纵角阈值θth是与通过第一修正值运算电路56设定的值相同的值。修正增益运算电路57c在转向操纵角θs的绝对值小于转向操纵角阈值θth的情况下，将修正增益K1设为零。修正增益运算电路57c在转向操纵角θs的绝对值大于转向操纵角阈值θth的情况下，将修正增益K1设为1。

乘法器57d将由修正成分运算电路57b运算出的临时修正值Irb1＊、和由修正增益运算电路57c运算出的修正增益K1相乘，运算第二修正值Irb＊。

此处，对设定修正增益K1的功能上的意义进行说明。例如考虑在第二修正值运算电路57不具有修正增益K1的运算功能的情况下，在方向盘20的操作位置不是转向操纵极限位置的附近的情况下，即，由转向操纵角传感器6检测出的转向操纵角θs小于转向操纵角阈值θth，到假想的转向操纵极限位置充分有富余的时候。该情况下，由第二修正值运算电路57的修正成分运算电路57b运算出的临时修正值Irb1＊保持原样地被用作第二修正值Irb＊，对基本电流指令值Ias＊进行修正。因此，无论方向盘20的操作位置是否到达转向操纵极限位置的附近，方向盘20都有可能被自动地转到目标转向角值θE。因此，优选由第二修正值运算电路57运算出的第二修正值Irb＊仅在方向盘20的操作位置为转向操纵极限位置的附近时，即由转向操纵角传感器6检测出的转向操纵角θs为转向操纵角阈值θth以上时使用。因此，优选修正增益K1在转向操纵角θs小于转向操纵角阈值θth时设定为零，而在转向操纵角θs为转向操纵角阈值θth以上时设定为1。

如图2所示，加法运算电路58通过将由基本电流指令值运算电路55运算出的基本电流指令值Ias＊、由第一修正值运算电路56运算出的第一修正值Ira＊、以及由第二修正值运算电路57运算出的第二修正值Irb＊相加来运算q轴电流指令值Iq＊。

控制信号生成电路54基于d轴电流指令值Id＊、q轴电流指令值Iq＊、各相电流值I、以及旋转角度θm来执行d/q坐标系中的电流反馈控制，从而生成控制信号。详细而言，控制信号生成电路54基于旋转角度θm将各相电流值I映射到d/q坐标上，从而对d/q坐标系中的马达30的实际电流值亦即d轴电流值以及q轴电流值进行运算。控制信号生成电路54为了使d轴电流值追随于d轴电流指令值Id＊，还使q轴电流值追随于q轴电流指令值Iq＊而分别进行电流反馈控制，从而生成控制信号。通过将该控制信号输出给逆变器电路50而对马达30供给与控制信号对应的驱动电力。因此，马达30产生与q轴电流指令值Iq＊对应的辅助转矩。

以下，对本实施方式所涉及的EPS1的作用进行说明，并说明其效果。(1)例如在若驾驶员向右转动操作方向盘20而对方向盘20赋予右转方向的转向操纵转矩，即正的转向操纵转矩Th，则如图3所示，控制装置5运算与转向操纵转矩Th对应的正值的基本电流指令值Ias＊，进而运算正值的q轴电流指令值Iq＊。由此从马达30对转向轴21赋予与q轴电流指令值Iq＊对应的正的辅助转矩，即右转方向的辅助转矩，辅助驾驶员对方向盘20的操作。

而且，若转向操纵角θs达到转向操纵角阈值θth，则如图4所示，控制装置5使第一修正值Ira＊朝向负的方向急剧地增大。因此，q轴电流指令值Iq＊，进而马达30输出的辅助转矩也急剧地减少。由于伴随着该辅助转矩的急剧减少，驾驶员从方向盘20受到的转向操纵反作用力急剧地变大，所以驾驶员难以超过转向操纵角阈值θth将方向盘20向右转方向操作。驾驶员通过在转向操纵角阈值θth的附近对操作方向盘20无法继续前行的尽头感，能够意识到方向盘20的操作位置到达了假想的转向操纵极限位置的附近。此处，尽头感表示，在转向操纵角阈值θth的附近，驾驶员想要操作方向盘20超过转向操纵角阈值θth时会感觉到非常重。

然而，在第一修正值运算电路56中，对根据转向操纵角θs决定的第一修正值Ira＊进行图运算(Map calculation)，所以若例如驾驶员对方向盘20赋予的转向操纵转矩Th过大，则方向盘20有可能超过假想的转向操纵极限位置。

对于这一点，第二修正值运算电路57在转向操纵角θs达到转向操纵角阈值θth以后，为了使当前的方向盘20的转向操纵角θs追随于假想的转向操纵极限位置处的转向操纵角θs的目标值亦即目标转向操纵角值θE，即，使超过了假想的转向操纵极限位置的转向操纵角θs与目标转向操纵角值θE一致而对第二修正值Irb＊进行运算。由于使用该第二修正值Irb＊来修正基本电流指令值Ias＊，所以能够抑制驾驶员超过假想的转向操纵极限位置那样的转向操纵。另外，在将方向盘20向左转向操作时也是同样的作用。

以下，对转向操纵装置的第二实施方式进行说明。本实施方式的转向操纵装置基本上具有与先前的图1～5所示的第一实施方式相同的结构。但是，第一实施方式中的转向操纵角阈值θth的设定方法、以及第二修正值运算电路57的结构不同。因此，对于与第一实施方式相同的结构，标注同一符号，其详细的说明省略。

如图6所示，电流指令值运算电路53具有阈值运算电路60。阈值运算电路60根据转向操纵角θs来设定转向操纵角阈值θth。第一修正值运算电路56基于转向操纵角阈值θth以及转向操纵角θs来运算第一修正值Ira＊。

如图7所示，阈值运算电路60具有转向操纵角速度运算电路60a以及阈值可变设定电路60b。转向操纵角速度运算电路60a基于转向操纵角θs来运算转向操纵角速度ω。转向操纵角速度ω是每个方向盘20的单位时间的转向操纵角速度。阈值可变设定电路60b基于由转向操纵角速度运算电路60a运算出的转向操纵角速度ω来运算转向操纵角阈值θth。另外，阈值可变设定电路60b具有表示转向操纵角速度ω与转向操纵角阈值θth的关系的关系图60c。如该关系图60c所示，转向操纵角阈值θth在其上限值θmax以及下限值θmin之间设定转向操纵角阈值θth。阈值可变设定电路60b在转向操纵角速度ω为包含0的一定范围时，将转向操纵角阈值θth设定为上限值θmax。转向操纵角速度ω的绝对值越大，阈值可变设定电路60b将转向操纵角阈值θth的绝对值设定为越小的值。阈值可变设定电路60b在转向操纵角速度ω达到规定值以后，将转向操纵角阈值θth设定为下限值θmin。

上限值θmax是方向盘20在假想的转向操纵极限位置附近以规定的转向操纵角速度ω朝向目标转向操纵角值θE被转向操纵时，方向盘20的转向操纵角θs不超过目标转向操纵角值θE的观点下设定的。其理由是因为转向操纵角阈值θth基于达到目标转向操纵角值θE之前的转向操纵角θs来设定的，但在设定成更接近目标转向操纵角值θE的值时，通过由第一修正值运算电路56运算出的第一修正值Ira＊无法对方向盘20赋予足够的转向操纵反作用力，按照规定的转向操纵角速度ω，方向盘20的转向操纵角θs有可能超过目标转向操纵角值θE。

下限值θmin是在通过第一修正值运算电路56运算第一修正值Ira＊的时机不过早的观点下设定的。其理由是因为在方向盘20的转向操纵角速度ω越快越使转向操纵角阈值θth较小的情况下，在转向操纵中立位置附近有可能通过第一修正值Ira＊对方向盘20赋予转向操纵反作用力。另外，只要变更转向操纵角阈值θth，第一修正值Ira＊的变化相对于转向操纵角θs的变化的比例便与图4所示的第一实施方式相同。

如图8所示，第二修正值运算电路57基于转向操纵角阈值θth、转向操纵角θs、转向操纵转矩Th、以及目标转向操纵角值θE来运算第二修正值Irb＊。第二修正值运算电路57具有回轮判定电路57e、偏差判定电路57f、以及乘法器57g。另外，第二修正值运算电路57的修正增益运算电路57c基于由阈值运算电路60运算出的转向操纵角阈值θth、和转向操纵角θs来运算修正增益K1。

回轮判定电路57e基于转向操纵角θs以及转向操纵转矩Th来判定是否驾驶员正从转向操纵极限位置侧朝向转向操纵中立位置操作方向盘20(以后称为“回轮”)，并对作为判定结果的修正增益K4进行运算。

偏差判定电路57f存储有转向操纵角阈值θth中的上限值θmax以及下限值θmin、和目标转向操纵角值θE与下限值θmin的差值亦即第二偏差Δθ2的绝对值。偏差判定电路57f基于第一偏差Δθ、目标转向操纵角值θE、转向操纵角θs、转向操纵角阈值θth、上限值θmax、下限值θmin、和第二偏差Δθ2，判定是否可以将由修正成分运算电路57b运算出的临时修正值Irb1＊用作第二修正值Irb＊，并对作为判定结果的修正增益K3进行运算。

乘法器57g针对乘法器57d中的临时修正值Irb1＊与修正增益K1的相乘结果乘以修正增益K3和修正增益K4，对第二修正值Irb＊进行运算。

接下来，对回轮判定电路57e中的方向盘20的回轮判定方法进行说明。回轮判定电路57e对通过转向操纵角传感器6周期性地检测出的转向操纵角θs的变化、以及通过转矩传感器7周期性地检测出的转向操纵转矩Th的变化进行监视。具体而言，回轮判定电路57e针对检测出的转向操纵角θs以及转向操纵转矩Th，对最新周期的绝对值从前次周期的绝对值开始是变大了(此后的变化为正)还是变小了(此后的变化为负)进行监视。另外，前次周期表示紧接着最新周期之前的周期。

此处，例如在转向操纵角θs的变化为正、以及转向操纵转矩Th的变化为正的情况下，方向盘20从转向操纵中立位置侧朝向转向操纵极限位置旋转。在转向操纵角θs的变化为负、以及转向操纵转矩Th的变化为负的情况下，方向盘20从转向操纵极限值侧朝向转向操纵中立位置旋转。

回轮判定电路57e在转向操纵角θs的变化为负、且转向操纵转矩Th的变化为负的情况下判定为方向盘20被回轮操作。

在转向操纵角θs的变化为负、且转向操纵转矩Th的变化为负时判定为方向盘20被回轮操作的理由是因为仅通过转向操纵角θs或者转向操纵转矩Th有可能无法准确地实施回轮判定。例如考虑仅使用转向操纵角θs来进行回轮判定的情况。该情况下，因路面状况，有可能从转向轮4经由齿条轴23或者转向轴21向方向盘20传递微小的振动。因该微小的振动，会反复产生方向盘20左右方向上的微小的旋转，无论驾驶员是否对方向盘20实施回轮操作，回轮判定电路57e仍有可能判定为正对方向盘20进行回轮操作。因此，回轮判定电路57e在转向操纵角θs的变化为负、且转向操纵转矩Th的变化为负的情况下判定为方向盘20被回轮操作。

接下来，对回轮判定电路57e的控制流程进行说明。如图9所示，回轮判定电路57e获取转向角θs以及转向操纵转矩Th(步骤91)。回轮判定电路57e判定转向角θs的变化是否是负(步骤92)。在转向角θs的变化为正的情况下，将修正增益K4设定为1(步骤93)。回轮判定电路57e在转向角θs的变化为负的情况下，作为下一个步骤，判定转向操纵转矩Th的变化是否是负(步骤94)。如果转向操纵转矩Th的变化不是负，则回轮判定电路57e将修正增益K4设定为1(步骤S93)。回轮判定电路57e在转向操纵转矩Th的变化为负的情况下，将修正增益K4设定零(步骤S95)。将修正增益K4设为零表示回轮判定电路57e判定为方向盘20被回轮。

接下来，利用偏差判定电路57f的控制流程进行说明。如图10所示，偏差判定电路57f获取第一偏差Δθ、转向操纵角阈值θth、以及转向操纵角θs(步骤S101)。偏差判定电路57f判定转向操纵角阈值θth是否是下限值θmin以上且上限值θmax以下的值(步骤S102)。在偏差判定电路57f判定为转向角阈值θth是下限值θmin以上且上限值θmax以下的值的情况下，作为下一个步骤，将修正增益K3设定为1(步骤S103)。在偏差判定电路57f判定为步骤102中的转向操纵角阈值θth不是下限值θmin以上且上限值θmax以下的值的情况下，作为下一个步骤，判定由减法器57a运算出的第一偏差Δθ的绝对值是否大于偏差判定电路57f中所存储的作为规定值的第二偏差Δθ2的绝对值(步骤S104)。偏差判定电路57f在判定为第一偏差Δθ的绝对值大于第二偏差Δθ2的绝对值的情况下，将修正增益K3设定为零(步骤S105)。偏差判定电路57f在判定为第一偏差Δθ的绝对值不大于第二偏差Δθ2的绝对值的情况下，将修正增益K3设定为1(步骤S103)。另外，第一偏差Δθ的绝对值大于第二偏差Δθ2的绝对值表示转向操纵角θs小于转向操纵角阈值θth的下限值θmin。

此处，对设定修正增益K3、K4的功能意义进行说明。例如考虑在第二修正值运算电路57不具有回轮判定电路57e以及偏差判定电路57f的情况下，在方向盘20的操作位置为转向操纵极限位置的附近的情况下，即，由转向操纵角传感器6检测出的转向操纵角θs为转向操纵角阈值θth以上，处于目标转向操纵角值θE的附近的情况。在驾驶员将方向盘20从转向操纵极限位置的附近朝向转向操纵中立位置回轮时，由第二修正值运算电路57的修正成分运算电路57b运算出的临时修正值Irb1＊保持原样地被用作第二修正值Irb＊，对基本电流指令值Ias＊进行修正。因此，无论方向盘20是否要从转向操纵极限位置的附近朝向转向操纵中立位置被回轮，方向盘20都有可能被自动地转到目标转向操纵角值θE。因此，在方向盘20的操作处于回轮状态时，优选由第二修正值运算电路57运算出的第二修正值Irb＊为零。因此，优选修正增益K4在方向盘20被回轮时为零，在方向盘20被朝向转向操纵极限位置操作时设定为1。

另外，考虑因阈值可变设定电路60b的某些运算错误而导致转向操纵角阈值θth不会成为下限值θmin以上且上限值θmax以下的值。此处，例如考虑转向操纵角阈值θth小于下限值θmin、方向盘20的转向操纵角θs大于其转向操纵角阈值θth、且转向操纵角θs小于下限值θmin的状态。该情况下，修正增益运算电路57c有可能将修正增益K1设为1。即，无论方向盘20是否不在转向操纵极限位置附近的所谓转向操纵角θs小于转向操纵角阈值θth的下限值θmin，但由第二修正值运算电路57的修正成分运算电路57b运算出的临时修正值Irb1＊保持原样地被用作第二修正值Irb＊，对基本电流指令值Ias＊进行修正。因此，无论方向盘20的操作位置是否不在转向操纵极限位置的附近，但方向盘20都有可能被自动地转到目标转向操纵角值θE。因此，优选在由阈值运算电路60运算出的转向操纵角阈值θth不是下限值θmin以上且上限值θmax以下的值、且转向操纵角θs小于下限值θmin的情况下，将由第二修正值运算电路57运算出的第二修正值Irb＊设为零。因此，优选修正增益K3在转向操纵角阈值θth不是下限值θmin以上且上限值θmax以下的值的情况下，在第一偏差Δθ的绝对值大于第二偏差Δθ2的绝对值时设定为零，在第一偏差Δθ的绝对值不大于第二偏差Δθ2的绝对值时设定为1。

根据本实施方式，除了第一实施方式的效果还获得以下的效果。

(2)通过阈值运算电路60的阈值可变设定电路60b，根据方向盘20的转向操纵角速度ω来改变转向操纵角阈值θth。详细而言，在上限值θmax与下限值θmin之间的范围内，方向盘20的转向操纵角速度ω越快，转向操纵角阈值θth被设定得越小。因此，在第一修正值运算电路56中，方向盘20的转向操纵角速度ω越快，运算第一修正值Ira＊的时机越早，所以能够抑制在方向盘20的转向操纵角速度ω的势头下超过假想的转向操纵极限位置而被操作。

(3)回轮判定电路57e在判定为方向盘20被回轮操作的情况下，将修正增益K4设定为零。通过利用乘法器57g对乘法器57d的乘法计算结果乘以修正增益K4，从而第二修正值Irb＊成为零。因此，不会妨碍驾驶员对方向盘20的回轮操作。

(4)偏差判定电路57f在转向操纵角阈值θth不是下限值θmin以上且上限值θmax以下的值的情况下，判定为目标转向操纵角值θE与转向操纵角θs的差值亦即第一偏差Δθ的绝对值大于目标转向操纵角值θE与下限值θmin的差值亦即第二偏差Δθ2的绝对值时，将修正增益K3设为零。通过利用乘法器57g对乘法器57d的乘法计算结果乘以修正增益K3，从而第二修正值Irb＊成为零。因此，能够抑制方向盘20被从不在转向操纵极限位置附近的状态急剧地操作到假想的转向操纵极限位置。

另外，本实施方式可以在技术上不产生矛盾的范围中如以下那样变更。在第一以及第二实施方式，在第二修正值运算电路57的修正增益运算电路57c中使用了转向操纵角阈值θth，但并不限于此。例如作为针对修正增益运算电路57c所使用的转向操纵角θs的阈值，可以为比转向操纵角阈值θth大若干的值。在第一以及第二实施方式中，在驾驶员对方向盘20赋予的转向操纵转矩Th过大的情况下，马达30被控制为产生转向操纵反作用力。即，驾驶员对方向盘20赋予的转向操纵转矩Th超过方向盘20的假想的转向操纵极限位置而变大的时机为转向操纵角θs成为转向操纵角阈值θth以下时。即，由第二修正值运算电路57运算出的第二修正值Irb＊对基本电流指令值Ias＊进行修正的时机可以在转向操纵角θs达到转向操纵角阈值θth之后延迟若干。

在第一以及第二实施方式中，目标转向操纵角值θE被设定为接近方向盘20以及转向轮4不能够进一步机械操作时转向操纵角θs的上限值且比其上限值小的值，但并不限于此。例如也可以距离不能够进一步机械操作方向盘20以及转向轮4时转向操纵角θs的上限值有富余且较小地设定目标转向操纵角值θE。

考虑将第一以及第二实施方式的转向操纵装置应用于齿轮比可变系统(以后作为VGR系统)的情况。在VGR系统中，对方向盘20的转向操纵角θs与转向轮4的转向角之间的转角比被可变设定。考虑由于根据转向操纵角θs决定转角比，所以虽然转向轮4处于不能够进一步转向的极限位置，但方向盘20未达到假想的转向操纵极限位置的状况。此时，即使方向盘20被操作到达到假想的转向操纵极限位置，但由于转向轮4未进一步转向，所以有可能给驾驶员的转向操纵感带来不协调。因此，通过将目标转向操纵角值θE距离方向盘20以及转向轮4不能够进一步机械操作时转向角θs的上限值有富余且较小地设定，能够消除该不协调。另外，该情况下，目标转向操纵角值θE可以不是常量而是变量。通过将目标转向操纵角值θE设为变量，能够根据方向盘20的转向操纵角θs适当地让使方向盘20的操作停止的位置可变。

在第一以及第二实施方式中，将转向操纵装置具体化为电动动力转向装置来进行了说明，但也可以应用于线控转向系统。在线控转向系统中，将方向盘20与转向轮4之间的动力传递路径机械地分离。因此，为了对方向盘20的操作赋予响应感，所以对方向盘20赋予与转向角θs的绝对值对应的转向操纵反作用力。在本例中，控制装置5通过基本电流指令值运算电路55运算与辅助转矩对应的基本电流指令值Ias＊，以通过第一修正值运算电路56使马达30输出的辅助转矩急剧地减少的方式运算第一修正值Ira＊，使转向操纵反作用力产生。然而，在应用于线控转向系统的情况下，如果使用马达30作为反作用力马达，则通过基本电流指令值运算电路55运算与基本转向操纵反作用力对应的基本电流指令值，通过第一修正值运算电路56对表示赋予给转向轴21的基本转向操纵反作用力的增加量的第一修正值Ira＊进行运算。因此，优选使图4的图表所示的第一修正值Ira＊的符号与转向操纵角θs的符号相同。

通过这样操作，与本例同样地通过使转向操纵反作用力急剧地增大也来设定假想的转向操纵极限位置。另外，在本实施方式中，在假想的转向操纵极限位置的附近，使马达30的输出减少，使驾驶员经由方向盘20受到的转向操纵感变重，从而使驾驶员意识到方向盘20的操作位置到达了假想的转向操纵极限位置的附近。然而，在将转向操纵装置应用于线控转向系统的情况下，在假想的转向操纵极限位置的附近，使反作用力马达的输出增大，使驾驶员经由方向盘20受到的转向操纵感变重，从而使驾驶员意识到方向盘20的操作位置到达了假想的转向操纵极限位置的附近。

在第一以及第二实施方式中，通过转向操纵角传感器6检测转向操纵角θs，但并不限于此。例如控制装置5可以根据由旋转角传感器9检测出的旋转角度θm来运算转向操纵角θs。另外，此时，转向操纵角传感器6可以省略。

在第二实施方式中，在第二修正值运算电路57中设置回轮判定电路57e，但只要是控制装置5的内部则可以设置在任何的位置上。另外，回轮判定电路57e的修正增益K4与临时修正值Irb1＊相乘，但也可以与第二修正值Irb＊相乘。另外，也可以省略回轮判定电路57e。

在第二实施方式中，在第二修正值运算电路57中设置了偏差判定电路57f，但只要是控制装置5内的内部则可以设置在任何的位置上。另外，由偏差判定电路57f运算的修正增益K3与临时修正值Irb1＊相乘，但也可以与第二修正值Irb＊相乘。另外，也可以省略偏差判定电路57f。

在第二实施方式中，在电流指令值运算电路53中设置阈值可变设定电路60b，但只要是控制装置5的内部则可以设置在任何的位置上。另外，也可以省略阈值可变设定电路60b。

在第一实施方式中，在表示修正增益运算电路57c中的转向操纵角θs与修正增益K1的关系的图中设定转向操纵角阈值θth，但并不限于此。例如也可以使存储器59存储转向操纵角阈值θth，并输出给修正增益运算电路57c。然而，从存储器59对修正增益运算电路57c输出的转向操纵角阈值θth因某些理由而变得过小的时候很少。该情况下，优选将第二实施方式中的偏差判定电路57f设置于第二修正值运算电路57。另外，在第一实施方式中，在应用偏差判定电路57f时，偏差判定电路57f中所存储的第二偏差Δθ2的绝对值成为目标转向操纵角值θE与本来应从存储器59输出的正常的转向操纵角阈值θth的差值。

Claims (5)

1.一种转向操纵装置，具备产生赋予给车辆的转向操纵机构的转矩的马达、和基于根据表示方向盘的操作状态的状态量所运算的指令值来控制上述马达的驱动的控制装置，其中，

上述控制装置具有：

基本指令值运算电路，基于上述状态量来运算上述指令值的基本的控制成分亦即基本指令值；

第一修正值运算电路，在上述方向盘的转向操纵角值达到被规定为假想的转向操纵极限位置的目标转向操纵角值的附近的阈值时，对用于使由上述马达产生的转向操纵反作用力增加的控制成分亦即第一修正值进行运算；

第二修正值运算电路，在上述转向操纵反作用力被增加时，对使上述转向操纵角值与上述目标转向操纵角值一致的控制成分亦即第二修正值进行运算；以及

加法运算电路，通过将上述基本指令值、上述第一修正值、以及上述第二修正值相加来运算上述指令值，

上述目标转向操纵角值被设定为与上述方向盘以及转向轮的至少一方的机械转向操纵极限位置对应的转向操纵角值的附近的值、且比与上述方向盘以及上述转向轮的至少一方的机械转向操纵极限位置对应的转向操纵角值小的值，

上述阈值被设定为上述目标转向操纵角值附近的值、且比上述目标转向操纵角值小的值。

2.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其中，

上述控制装置具有阈值可变设定电路，上述方向盘的转向操纵角速度越快，上述阈值可变设定电路将上述阈值设定得越小。

3.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其中，

上述控制装置具有回轮判定电路，上述回轮判定电路根据上述方向盘的上述转向操纵角值的变化、以及作为上述状态量的转向操纵转矩的变化来判定上述方向盘是否处于回轮状态，

在上述回轮判定电路判定为上述方向盘处于回轮状态的情况下，上述第二修正值被设定为零。

4.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其中，

上述控制装置具有偏差判定电路，上述偏差判定电路判定是否满足上述转向操纵角值为上述阈值以上、且上述目标转向操纵角值与上述转向操纵角值的差值亦即第一偏差大于规定值这个条件，

在上述偏差判定电路判定为满足条件的情况下，上述第二修正值被设定为零。

5.一种电动助力转向装置，包括：

权利要求1所述的转向操纵装置；以及

将上述方向盘的旋转运动机械地传递至转向轮的轴亦即转向轴，其中，

上述状态量包括施加给上述方向盘的转向操纵转矩。

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