CN108698631B - 动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力转向装置，其具有：转向轴(10)，其具有输入轴(11)、经由第一扭杆(12)与输入轴连接的中间轴(13)、和经由第二扭杆(14)与中间轴连接的输出轴(15)；空心电动机(30)，其对中间轴施加旋转力；控制装置(60)，其具备微型计算机；其中，在控制装置具备：输出轴旋转角推定部(63)，其基于输入轴旋转角(θh)及中间轴旋转角(θm)的信号、第一扭杆的扭转弹簧常数(g1)、第二扭杆的扭转弹簧常数(g2)，推定输出轴旋转角(θg)；电动机驱动控制部(69)，其基于输出轴旋转角，控制空心电动机。

Description

动力转向装置

技术领域

本发明涉及通过液压进行转向辅助的可自动转向的动力转向装置，其中，基于驾驶员的转向扭矩或电动机的驱动扭矩对旋转阀进行开闭，从而给排上述液压。

背景技术

作为现有的可自动转向的动力转向装置，例如已知有以下专利文献1中记载的装置。

对其进行简要说明，该动力转向装置是齿轮齿条式的液压动力转向装置，其中，在与方向盘连接的输入轴的下端侧外周部、在该输入轴和经由扭杆与该输入轴可相对旋转地连结的输出轴之间设有旋转阀，并且在上述输入轴的上端侧外周部，安装有空心电动机。并且，基于扭矩传感器的检测结果及车速传感器等的输出信号，可进行转向辅助控制及自动驾驶控制，其中，上述扭矩传感器由第一旋转变压器和第二旋转变压器构成，该第一旋转变压器设于输入轴的外周并检测该输入轴的旋转角，该第二旋转变压器设于输出轴的外周并检测该输出轴的旋转角。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2005－96767号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，上述现有的动力转向装置中，例如在上述第二旋转变压器的角度检测功能失效的情况下，不能正确地通过扭矩传感器进行扭矩的检测，有可能不能适当地进行基于该检测结果的转向辅助控制及自动驾驶控制。

本发明是着眼于该技术上的课题而提出的，其目的在于，提供能够以不依赖于输出轴侧的传感器的方式取得输出轴的旋转角的动力转向装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的特征在于，具有：转向轴，其具有输入轴、中间轴和输出轴，该输入轴随着方向盘的转向操作而旋转，该中间轴经由第一扭杆与上述输入轴连接，该输出轴经由第二扭杆与上述中间轴连接；液压执行机构，其具有由活塞分隔成的一对压力室；转换机构，其将上述转向轴的旋转运动转换为上述活塞的移动方向运动，并且将上述方向盘的转向操作传递至转向轮；控制阀，其根据上述第二扭杆的扭转量及扭转方向，选择性地向上述一对压力室供给从搭载于车辆上的泵供给的动作液；电动机，其对上述中间轴施加旋转力；控制单元，其具备微型计算机；输出轴旋转角推定部，其设于上述控制单元，且基于上述输入轴的旋转角的信号、上述中间轴的旋转角的信号、第一扭杆的扭转弹簧常数及上述第二扭杆的扭转弹簧常数，推定上述输出轴的旋转角；电动机驱动控制部，其设于上述控制单元，且基于上述输出轴的旋转角，驱动控制上述电动机。

发明效果

根据本发明，能够以不依赖于输出轴侧的传感器的方式取得输出轴的旋转角。

附图说明

图1是表示本发明的动力转向装置的概略图；

图2是同一动力转向装置的纵剖面图；

图3是表示本发明第一实施方式的控制装置的运算电路结构的控制框图；

图4是表示本实施方式的输出轴旋转角推定部的详细的框图；

图5是表示本实施方式的转向意图判断部的转向意图判断处理的流程图；

图6是表示本发明第二实施方式的控制装置的运算电路结构的控制框图；

图7是表示第二实施方式的转向意图判断部的干扰判断处理的流程图；

图8是表示第二实施方式的变形例的转向意图判断部的干扰判断处理的流程图；

图9是表示第三实施方式的转向意图判断部的自动驾驶判断处理的流程图；

图10是表示第四实施方式的控制装置的运算电路结构的控制框图；

图11是表示第五实施方式的动力转向装置的概略图；

图12是表示第五实施方式的控制装置的运算电路结构的控制框图；

图13是表示第六实施方式的控制装置的运算电路结构的控制框图；

图14是表示第七实施方式的控制装置的运算电路结构的控制框图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的动力转向装置的实施方式进行说明。需要说明的是，下述的实施方式中，表示如下例：将该动力转向装置用作大型车辆等所使用的整体式动力转向装置。

图1是表示上述整体式动力转向装置的概略图，图2是上述动力转向装置的纵剖面图。需要说明的是，以下，将各图中的转向轴10的旋转轴Z方向中的与方向盘1联接的一侧设为“一端”、与活塞16联接的一侧设为“另一端”进行说明。

该动力转向装置主要包括：转向轴10，其一端侧面向壳体20外且与方向盘1联接，另一端侧收纳于壳体20内；动力转向装置主体(以下，简称为“装置主体”)DB，其具备传递机构即齿扇轴17和液压执行机构即转向动力缸18，该齿扇轴17的一端侧与一对转向轮2R、2L联接，且该齿扇轴17用于随着在所述转向轴10的另一端侧外周设置的后述活塞16的轴向移动进行转向，该转向动力缸18通过在壳体20内滑动自如地被收纳的大致筒状的活塞16分隔成一对压力室即第一、第二压力室P1、P2而构成、且用于生成对转向扭矩进行辅助的辅助扭矩；电动机即空心电动机30，其以后述转子31嵌装于转向轴10的外周的形式设置，对该转向轴10施加旋转扭矩，由此用于转向辅助及自动驾驶等；控制单元即控制装置(ECU)60，其由微型计算机等电子器件构成，基于转向状况等，对空心电动机30进行驱动控制。

上述转向轴10包括：输入轴11，其一端侧与方向盘1联接，用于驾驶员的转向扭矩输入；中间轴13，其一端侧经由第一扭杆12可相对旋转地与输入轴11连结，并且用于在外周连结的空心电动机30的驱动扭矩输入；输出轴15，其一端侧经由第二扭杆14可相对旋转地与中间轴13连结，将自该中间轴13输入的转向扭矩经由转换机构即滚珠丝杠机构24输出到活塞16。需要说明的是，关于上述滚珠丝杠机构24，其包括：作为丝杠的上述输出轴15，其在另一端侧的外周部形成有螺旋槽即滚珠槽24a；作为螺母的上述活塞16，其设于该输出轴15的外周侧，在内周部形成有与上述滚珠槽24a对应的螺旋槽即滚珠槽24b；多个滚珠24c，其设于该活塞16与输出轴15之间。

并且，就上述输入轴11而言，其另一端部插入并收纳于在中间轴13的一端侧穿设的开口凹部13a内，被在其重合部之间夹装的作为轴承的滚针轴承Bn旋转自如地支承。另一方面，上述中间轴13插入并收纳于在输出轴15的一端侧扩径部穿设的开口凹部15a内，在其重合部的两轴13、15之间构成有作为控制阀的公知的旋转阀19，该旋转阀19根据由该两轴13、15的相对旋转角导出的第二扭杆14的扭转量及扭转方向，向第一、第二压力室P1、P2选择性地供给由搭载于车辆上的泵3供给的动作液。需要说明的是，上述泵3构成为如下发动机驱动泵，即，由车辆的发动机来驱动，将储液罐4内的动作液吸入并排出到旋转阀19。

上述壳体20由第一壳体21和第二壳体22构成，第一壳体21呈一端侧开口且另一端侧封闭而成的大致筒状，且用于划分成第一、第二压力室P1、P2，第二壳体22以将该第一壳体21的一端开口部封闭的方式设置，且在内部收纳旋转阀19，上述第一、第二壳体21、22彼此通过在规定的周向位置配置的未图示的多个螺栓而联接。

在上述第一壳体21的内部设有缸构成部21a和轴收纳部21b，缸构成部21a沿着转向轴10的旋转轴Z方向而形成，轴收纳部21b以与该缸构成部21a大致正交的方式、且以一部分面向缸构成部21a的方式形成，在上述缸构成部21a内，收纳有输出轴15的另一端侧及与其外周联接的活塞16，从而由该活塞16分隔成一端侧的第一压力室P1和另一端侧的第二压力室P2，在上述轴收纳部21b内，收纳有轴向一端侧与活塞16联接、且另一端侧经由未图示的转向臂与转向轮2R、2L联接的齿扇轴17。

在上述活塞16及齿扇轴17的各外周部，设有可相互啮合的齿部16a、17a，形成如下结构：通过该两齿部16a、17a啮合，齿扇轴17随着活塞16的轴向移动而转动，由此，上述转向臂沿车身宽度方向被拉伸，从而转向轮2R、2L的朝向改变。需要说明的是，这时成为将第一压力室P1内的动作液导向轴收纳部21b的结构，由此，用于上述两齿部16a、17a之间的润滑。

在上述第二壳体22的内周侧，从一端侧向另一端侧沿着旋转轴Z方向台阶缩径状地贯通形成有供上述重合的两轴13、15插通的轴插通孔22a。并且，在一端侧的大径部设有旋转自如地支承输出轴15的轴承Bb。另一方面，在另一端侧的小径部设有导入口26、给排口27和排出口28，导入口26与上述泵3连通，给排口27将由该导入口26导入的液压向上述各压力室P1、P2进行给排，排出口28将通过该给排口27从上述各压力室P1、P2排出的动作液向储液罐4排出。需要说明的是，上述给排口27经由在输出轴15的一端侧扩径部设置的第一给排通道L1与第一压力室P1连通，并且经由在第一壳体21内部设置的第二给排通道L2等与第二压力室P2连通。

根据上面这种结构，就上述动力转向装置而言，操纵方向盘1进行转向时，由泵3压送的动作液经由旋转阀19供给到与转向方向相应的一方侧的压力室P1、P2，并且从另一方侧的压力室P1、P2向储液罐4排出与上述供给量对应的动作液(余量)，活塞16由该液压驱动，其结果，对齿扇轴17施加以该活塞16上作用的液压为基础的辅助扭矩。

上述空心电动机30是三相交流式的无刷电动机，其具备：电机组件，其由电动机转子31和电动机定子32构成，该电动机转子31经由大致筒状的结合部件33可一体旋转地外嵌于面向壳体20外的中间轴13的外周部，该电动机定子32隔开规定间隙地配置于该电动机转子31的外周侧、且与外部的控制装置60电连接；大致筒状的电动机壳体40，其在一端侧收纳电机组件，另一端侧经由过渡部件23固定于壳体20(第二壳体22)；第一轴承B1及第二轴承B2，其收纳保持于该电动机壳体40内，分别旋转自如地支承上述结合部件33的一端侧及另一端侧；第一旋转角传感器即第一旋转变压器51，其配设在成为上述电机组件的一端侧的电动机壳体40的一端侧，用于检测输入轴11的旋转角；第二旋转角传感器即第二旋转变压器52，其配设在成为上述电机组件的另一端侧的电动机壳体40的另一端侧，用于检测中间轴13的旋转角；罩部件34，其将电动机壳体40的一端侧开口部封闭，由此保护以上述第一旋转变压器51为首的内置部件；密封部件35，其将该罩部件34与输入轴11之间液密地密封。

上述电动机壳体40由铝合金等规定的金属材料一分为二地构成，其由第一电动机壳体41和第二电动机壳体42构成，其中，第一电动机壳体41形成为筒状部，其在一端侧的内周部收纳第一轴承B1及第一旋转变压器51，并且在另一端侧收纳上述电机组件；第二电动机壳体42将该第一电动机壳体41的另一端侧开口部封闭，且在内周部收纳第二轴承B2及第二旋转变压器52。

上述第一旋转变压器51由第一旋转变压器转子53和第一旋转变压器定子54构成，第一旋转变压器转子53可一体旋转地嵌装于输入轴11的外周，第一旋转变压器定子54配置于该第一旋转变压器转子53的外周侧而检测第一旋转变压器转子53的旋转位置。并且，上述第一旋转变压器定子54经由第一传感器输出布线57与控制装置60电连接，由此将上述检测结果输出到控制装置60。

上述第二旋转变压器52由第二旋转变压器转子55和第二旋转变压器定子56构成，第二旋转变压器转子55可一体旋转地嵌装于结合部件33的外周，第二旋转变压器定子56配置于该第二旋转变压器转子55的外周侧而检测第二旋转变压器转子55的旋转位置。需要说明的是，关于该第二旋转变压器52，通过检测与中间轴13同步旋转的结合部件33的旋转角，也能够对电动机转子31的旋转位置进行检测。

并且，上述第二旋转变压器定子56经由第二传感器输出布线58与控制装置60电连接，由此将上述检测结果输出到控制装置60。

上述控制装置60进行诸如转向辅助控制及自动驾驶控制等各种控制处理，其中，转向辅助控制是根据驾驶员的手动转向操纵的状态，驱动控制空心电动机30；自动驾驶控制是在泊车及车道保持等时，基于来自各种传感器及雷达、摄像头、和规定的驾驶信息掌握单元(未图示)的信息，驱动控制空心电动机30。

图3是表示上述控制装置60的运算电路结构的控制框图。

上述控制装置60主要包括：直行判断部61，其判断车辆是否处于直行中；方向盘绝对转角推定部62，其在该直行判断部61判断为处于直行中时，以这时的第一旋转变压器51的检测值为基准，推定方向盘1的方向盘绝对转角即输入轴旋转角θh；输出轴旋转角推定部63，其根据输入轴旋转角θh等，推定输出轴15的旋转角的信号即输出轴旋转角θg；转向扭矩运算部64，其运算输入到方向盘1的转向扭矩Tr；自动驾驶时扭矩指令运算部65，其运算自动驾驶时的电动机扭矩指令值即自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊；手动驾驶时扭矩指令运算部66，其运算手动驾驶时的电动机扭矩指令值即手动驾驶时扭矩指令值Tm(manual)＊；转向意图判断部67，其判断自动驾驶时驾驶员有无转向意图；自动/手动驾驶切换判定部68，其用于自动驾驶和手动驾驶的切换；电动机驱动控制部69，其基于电动机扭矩指令值Tm(auto)＊或Tm(manual)＊，驱动控制空心电动机30。

上述直行判断部61基于控制装置60所获取的车辆速度Vs、一对转向轮2R、2L的旋转速度差Rd及由转向扭矩运算部64算出的转向扭矩Tr，判断车辆是否处于直行中。

更详细来说，上述直行判断部61仅在如下情况下判断为处于直行中：车辆速度Vs在预设的规定值以上、且一对转向轮2R、2L的旋转速度差Rd在接近0的规定值以下、且转向扭矩Tr在接近0的规定值以下。然后，将上述判断结果输出到方向盘绝对转角推定部62。

上述方向盘绝对转角推定部62如下进行学习：将从直行判断部61输入了表示车辆处于直行中的信号时的第一旋转变压器51的检测值作为方向盘1的中立位置、即输入轴旋转角θh为0度的基准位置。然后，基于自该基准位置起的第一旋转变压器51的检测值的的变动量、即输入轴11的旋转量，推定与转向轮2R、2L的转向角相当的方向盘1的方向盘绝对转角即输入轴旋转角θh。需要说明的是，这时，基于第一旋转变压器51和第二旋转变压器52的相对旋转角对第二旋转变压器52的检测值进行修正，对于中间轴旋转角θm也可得到其绝对角。

上述输出轴旋转角推定部63中，根据输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm、以及通过将电动机驱动控制部69的后述三相转两相转换器71导出的q轴电动机实际电流Iq乘以规定的扭矩常数而得到的电动机扭矩Tm，基于以下所示的输出轴旋转角θg的推定运算式(后述的式(6))，推定输出轴旋转角θg(参照图4)。

以下，表示该输出轴旋转角θg的推定运算式的导出过程。

首先，上述输出轴旋转角θg是从中间轴旋转角θm减去第二扭杆14的扭转角所得的值，因而，在将第二扭杆14的扭力矩设为ΔT2、第二扭杆14的扭转弹簧常数设为g2的情况下，该输出轴旋转角θg可由下式(1)表示。

[式1]

上述第二扭杆14的扭力矩ΔT2通过如下方式求出：从转向扭矩Th和电动机扭矩Tm之和中减去传动扭矩Tg，其中，转向扭矩Th是作用于比该第二扭杆14更靠上游侧(方向盘1侧)的扭矩、即在输入轴11上产生的扭矩；电动机扭矩Tm是空心电动机30施加于中间轴13上的扭矩；传动扭矩Tg是作用于比第二扭杆14更靠下游侧的扭矩、即跟随基于上述各扭矩Th、Tm进行旋转的中间轴13旋转从而在输出轴15上产生的扭矩。即，上述扭力矩ΔT2可由下式(2)表示。

[式2]

ΔT2＝Th+Tm-Tg (2)

这里，对上述第一扭杆12的扭力矩ΔT1进行考虑时，该扭力矩ΔT1可通过从作用于比第一扭杆12更靠上游侧的转向扭矩Th减去作用于比第一扭杆12更靠下游侧的电动机扭矩Tm和传动扭矩Tg而求出，其可由下式(3)表示。

[式3]

ΔT1＝Th-Tm-Tg (3)

根据该式(2)和式(3)，上述第二扭杆14的扭力矩ΔT2也可由下式(4)表示。

[式4]

ΔT2＝ΔT1+2Tm (4)

这里，基于输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm、以及第一扭杆12的扭转弹簧常数g1，上述第一扭杆12的扭力矩ΔT1也可由下式(5)表示。

[式5]

ΔT1＝g1×(θh-θm) (5)

然后，使式(4)及式(5)的内容反映到上述式(1)上，由此可得到输出轴旋转角θg的推定运算式即下式(6)。

[式6]

这里，根据上式(6)，由于第一、第二扭杆12、14的扭转弹簧常数g1、g2是已知值，因而，只要得到输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm及电动机扭矩Tm，即可推定输出轴旋转角θg。

以上述方式，上述输出轴旋转角推定部63中，基于获取的输入轴旋转角θh、中间轴旋转角θm及电动机扭矩Tm的信号，推定输出轴旋转角θg。

上述转向扭矩运算部64中，将输入轴旋转角θh与中间轴旋转角θm之差(第一旋转变压器51的检测值与第二旋转变压器52的检测值之差)乘以第一扭杆12的扭转弹簧常数g1，由此算出驾驶员输入到方向盘1的转向扭矩Tr。

上述自动驾驶时扭矩指令运算部65根据转向角指令θs＊和转向角推定值θs，运算自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊，其中，转向角指令θs＊是基于上述各种传感器及雷达、摄像头、和规定的驾驶信息掌握单元取得的信息，由不同于控制装置60的控制单元等算出；转向角推定值θs是基于由输出轴旋转角推定部63推定出的输出轴旋转角θg而算出。

上述手动驾驶时扭矩指令运算部66基于由转向扭矩运算部64运算出的转向扭矩Tr和车辆速度Vs，运算手动驾驶时扭矩指令值Tm(manual)＊。

就上述转向意图判断部67而言，在自动驾驶时，其根据输入轴旋转角θh、中间轴旋转角θm、输出轴旋转角θg的信号、或基于转向角指令θs＊而算出的电动机旋转角控制目标θm＊等，判断驾驶员有无转向意图，而在本实施方式中，其基于输入轴旋转角θh及中间轴旋转角θm的信号，进行转向意图判断。

这里，将自动驾驶时即方向盘1上没有来自驾驶员的输入时的输入轴旋转角θh及中间轴旋转角θm的相位、和驾驶员转动了方向盘1时的输入轴旋转角θh及中间轴旋转角θm的相位进行比较，此时，在转向轴10的结构上来说，由于前者是空心电动机30为主进行转向操作，因而，输入轴11以其被中间轴13带动的形式进行转动，中间轴旋转角θm的相位超前于输入轴旋转角θh的相位，而另一方面，由于后者是空心电动机30的输入被驾驶员的输入超过(盖写)，因而，中间轴13以其被输入轴11带动的形式进行转动，输入轴旋转角θh的相位超前于中间轴旋转角θm的相位。

鉴于此，上述转向意图判断部67在输入轴旋转角θh的相位超前于中间轴旋转角θm的相位的情况下，判断为驾驶员具有转向意图，具体来说，基于以下图5中表示的流程图，进行转向意图判断。

需要说明的是，以下，关于输入轴旋转角θh及中间轴旋转角θm的信号之类的各种旋转角信号、根据该旋转角信号而导出的角速度等，在向想要使转向轮2R、2L向右侧转向的方向作用的情况下，显示正值，在向想要使其向左侧转向的方向作用的情况下，显示负值，并以此为例进行说明。

即，本实施方式的转向意图判断部67的转向意图判断流程中，首先，通过与转向扭矩运算部64同样的方法，运算转向扭矩Tr(步骤S101)，判断该转向扭矩Tr是否在规定值Tx以上(步骤S102)。这里，在判断为否的情况下，判断为驾驶员没有转向意图(步骤S109)，并结束转向意图判断处理，而另一方面，在判断为是的情况下，分别将输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm对时间进行微分，由此算出输入轴角速度Δθh和中间轴角速度Δθm(步骤S103、S104)，之后移至步骤S105。

在步骤S105及后述的步骤S107中，判断输入轴旋转角θh的相位是否超前于中间轴旋转角θm的相位。

也就是说，在上述步骤S105中，基于驾驶员对方向盘1的转向操作，判断向该方向盘1输入的输入轴角速度Δθh是否大于0、且是否大于从空心电动机30向中间轴13输入的中间轴角速度Δθm，即，判断输入轴旋转角θh的相位相对于中间轴旋转角θm的相位是否向旋转轴Z的右转方向超前，在判断为是的情况下，判断为驾驶员以转向意图对方向盘1进行了右转转向操纵(步骤S106)，结束转向意图判断处理，而另一方面，在判断为否的情况下，移至步骤S107。然后，在步骤S107中，判断输入轴角速度Δθh是否小于0、且是否小于中间轴角速度Δθm，即，判断输入轴旋转角θh的相位相对于中间轴旋转角θm的相位是否向旋转轴Z的左转方向超前，在判断为是的情况下，判断为驾驶员以转向意图对方向盘1进行了左转转向操纵(步骤S108)，而另一方面，在判断为否的情况下，判断为驾驶员没有转向意图(步骤S109)，分别结束转向意图判断处理。

上述自动/手动驾驶切换判定部68基本上是在未输入请求自动驾驶的信号SigA的情况下设为手动驾驶，在输入有信号SigA的情况下设为自动驾驶，但是，即使在输入有信号SigA的情况下，当转向意图判断部67判断为驾驶员具有转向意图时，也切换到手动驾驶。

上述电动机驱动控制部69中，首先，通过电流指令运算部70，根据电动机扭矩指令值Tm＊(自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊或手动驾驶时扭矩指令值Tm(manual)＊)、和基于从第二旋转变压器52输出的空心电动机30(中间轴13)的旋转角即中间轴旋转角θm而算出的电动机转速Nm，运算d轴、q轴电流指令值Id＊、Iq＊。另外，与此同时，上述电动机驱动控制部69中，通过三相转两相转换器71，根据从对流经空心电动机30的实际电流进行检测的电动机电流检测部72u、72v输出的u相、v相电动机实际电流Iu、Iv和中间轴旋转角θm，得到d轴、q轴电动机实际电流Id、Iq。

接着，上述电动机驱动控制部69在算出d轴、q轴电动机实际电流Id、Iq跟随d轴、q轴电流指令值Id＊、Iq＊所需的值、即、算出d轴电流指令值Id＊与d轴电动机实际电流Id之差及q轴电流指令值Iq＊与q轴电动机实际电流Iq之差后，对其加以PI控制，由此得到d轴、q轴电压指令值Vd＊、Vq＊。然后，通过两相转三相转换器73，根据上述d轴、q轴电压指令值Vd＊、Vq＊和中间轴旋转角θm，算出U相、V相、W相电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊后，通过PWM转换器74，将这些电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊从模拟波形转换为PWM波形，并输出到逆变电路75，经由该逆变电路75对空心电动机30进行驱动控制。

〔本实施方式的作用效果〕

就上述现有的动力转向装置那样的在输出轴侧具有对该输出轴的旋转角进行检测的旋转变压器的动力转向装置而言，如上所述，在输出轴侧的旋转变压器的角度检测功能失效的情况下，有可能不能适当地进行转向助力控制、自动驾驶控制，除此之外，由于上述旋转变压器和电动机必然配置在分开的位置，因而，将上述旋转变压器和电动机连接时的电线的长度长，有可能招致该电线的布线作业的复杂化及布局性的下降。

另外，对于输入轴侧的旋转变压器和输出轴侧的旋转变压器的相对角度的校准也是，必须在上述动力转向装置的装配完成以后进行，因而也有可能招致制造工序的复杂化。

进一步地，在本实施方式那样的整体式动力转向装置中，输出轴被液压室包围，因而，在构造上难以在上述输出轴侧设置旋转变压器。另外，即使想要根据齿扇轴的旋转角来推定上述输出轴的旋转角，也会因为上述齿扇轴具有比上述输出轴大的传动比而角度分辨率低，因而，难以精度良好地算出上述输出轴的旋转角。

与此相对，本实施方式的动力转向装置中，将转向轴10形成为输入轴11和中间轴13及输出轴15由两个扭杆12、14联接而成的结构，并且，在输入轴11和中间轴13上分别设置第一、第二旋转变压器51、52。另外，能够通过控制装置60中设置的输出轴旋转角推定部63，根据由第一、第二旋转变压器51、52检测的输入轴旋转角θh及中间轴旋转角θm的信号、和第一、第二扭杆12、14的扭转弹簧常数g1、g2，推定输出轴15的旋转角即输出轴旋转角θg。由此，本实施方式中，即使在输出轴15侧未设置旋转变压器等传感器，也能够通过控制装置60进行利用了输出轴旋转角θg的自动驾驶控制。

因此，本实施方式中，能够抑制上述电线的增长导致的布线作业的复杂化及布局性的下降之类的问题，另外，由于上述第一、第二旋转变压器51、52均收纳于空心电动机30内，因而，能够在上述动力转向装置的装配之前进行彼此相对位置的校准。进一步地，即使是本实施方式那样的整体式动力转向装置，也能够容易取得输出轴旋转角θg。

另外，本实施方式中，在控制装置60设置转向意图判断部67，且能够通过该转向意图判断部67来判断自动驾驶时驾驶员有无转向意图，因而，在判断为没有转向意图的情况下，能够继续自动驾驶控制，在判断为具有转向意图的情况下，能够进行立即切换到手动驾驶之类的顺畅的驾驶状态的切换控制。

进一步地，本实施方式中，将诸如驾驶员对方向盘1进行转向操作时输入轴旋转角θh的相位超前于中间轴旋转角θm的相位那样的转向轴10的结构上的特性用于转向意图判断部67进行转向意图判断的判断基准，因而，能够以高精度判断驾驶员有无转向意图。

另外，本实施方式中，能够通过直行判断部61和方向盘绝对转角推定部62，根据第一旋转变压器51的检测值算出方向盘1的方向盘绝对转角即输入轴旋转角θh，因而，无需使用方向盘绝对转角传感器来检测上述方向盘绝对转角，故而能够削减零部件数量，由此实现制造成本的削减。

进一步地，本实施方式中，将以包围中间轴13的方式设置的空心电动机30用作供转向辅助及自动驾驶等的电动机，因而，与使用经由减速器等向中间轴13传递旋转力的电动机的情况相比，能够实现上述动力转向装置的小型化。

而本实施方式那样的将滚珠丝杠机构24用于输出轴15与活塞16之间的动力传递的动力转向装置通常来说，大多搭载于卡车或巴士之类的大型且大重量的车辆上。根据本实施方式，对于这种大型且大重量的车辆也能够加上自动驾驶等转向辅助功能，因而，能够飞跃性地提升这些车辆的安全性。

需要说明的是，本实施方式中，将上述转向意图判断部67构成为基于输入轴旋转角θh及中间轴旋转角θm的信号来判断驾驶员有无转向意图，但是，即使将上述中间轴旋转角θm替换为输出轴15的旋转角即输出轴旋转角θg，也同样能够进行转向意图判断。

另外，本实施方式中，向方向盘绝对转角推定部62输入第一旋转变压器51的检测值从而直接算出输入轴旋转角θh，但是，也可以向方向盘绝对转角推定部62输入第二旋转变压器52的检测值，从而先将中间轴旋转角θm设为绝对角，再根据该中间轴旋转角θm，基于第一、第二旋转变压器51、52的相对旋转角，间接算出方向盘绝对转角即输入轴旋转角θh。

〔第二实施方式〕

图6所示的本发明的第二实施方式中，除具有上述第一实施方式的结构以外，还在转向意图判断部67增加判断有无路面振动等来自路面的干扰的功能，并且，在控制装置60设置干扰修正处理部76，该干扰修正处理部76基于转向意图判断部67的判断结果来修正自动驾驶时扭矩指令值Tm(Auto)＊。需要说明的是，本实施方式中，对于与上述第一实施方式相同的结构，赋予同一标记，由此省略具体的说明(以下在各实施方式中相同)。

即，本实施方式的转向意图判断部67在自动驾驶时进行基于输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm的转向意图判断，除此以外，还基于输入轴旋转角θh、中间轴旋转角θm、输出轴旋转角θg及电动机旋转角控制目标θm＊，按照下图7所示的流程图，进行有无来自路面的干扰的判断。

即，本流程中，首先，基于输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm，运算转向扭矩Tr(步骤S201)，判断该转向扭矩Tr是否在规定值Tx以上(步骤S202)。这里，在判断为否的情况下，判断为未产生来自路面的干扰(步骤S210)，结束转向意图判断部67的处理，而另一方面，在判断为是的情况下，将输入轴旋转角θh和输出轴旋转角θg及电动机旋转角控制目标θm＊分别对时间进行微分，由此算出输入轴角速度Δθh和输出轴角速度Δθg及电动机角速度控制目标Δθm＊(步骤S203～S205)后，移至步骤S206。

在步骤S206中，判断是否处于输出轴角速度Δθg小于0且小于输入轴角速度Δθh的状态、即输出轴旋转角θg的相位相对于输入轴旋转角θh的相位向旋转轴Z的左转方向超前的状态，并且，判断输出轴15的旋转方向和空心电动机30的驱动方向是否不一致、即输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊的正负符号是否不一致(Δθg×Δθm＊＜0)。这里，在判断为是的情况下，判断为虽然驾驶员没有转向意图而通过空心电动机30继续自动驾驶，但处于如下状态，即，由于来自路面的干扰，输出轴15与空心电动机30的驱动方向相反地，向使转向轮2R、2L向左侧转向的方向旋转，也就是说，输出轴15受干扰的影响而相对于旋转轴Z左转旋转(步骤S207)，结束干扰判断处理，而另一方面，在判断为否的情况下，接着移至步骤S208。

在步骤S208中，判断是否处于输出轴角速度Δθg大于0且大于输入轴角速度Δθh的状态、即输出轴旋转角θg的相位相对于输入轴旋转角θh的相位向旋转轴Z的右转方向超前的状态，并且，判断输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊的正负符号是否不一致(Δθg×Δθm＊＜0)。这里，在判断为是的情况下，判断为虽然驾驶员没有转向意图而通过空心电动机30继续自动驾驶，但处于如下状态，即，由于来自路面的干扰，输出轴15与空心电动机30的驱动方向相反地，向使转向轮2R、2L向右侧转向的方向旋转，也就是说，输出轴15受干扰的影响而相对于旋转轴Z右转旋转(步骤S209)，而另一方面，在判断为否的情况下，判断为未产生来自路面的干扰(步骤S210)，分别结束干扰判断处理。

上述干扰修正处理部76在转向意图判断部67判断为在输出轴15上产生向右转方向的干扰的情况下，以输出轴15的向左转方向的转向扭矩增大的方式，修正自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊，另一方面，在转向意图判断部67判断为在输出轴15上产生向左转方向的干扰的情况下，以输出轴15的向右转方向的转向扭矩增大的方式，修正自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊。即，上述干扰修正处理部76对自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊加以修正，以消除在输出轴15上产生的干扰的影响。需要说明的是，关于这时用于修正自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊的修正值，可以使用预先通过车辆试验等求出的固定值，还可以使用根据中间轴旋转角θm与输出轴旋转角θg的相位差等而算出的变量值。

因此，根据本实施方式，显然可得到与上述第一实施方式同样的作用效果，且将转向意图判断部67构成为也可对来自路面的干扰进行判别，因而，在自动驾驶时输出轴旋转角θg等上出现了变动的情况下，能够判别这是基于驾驶员的转向意图的变动，还是由来自路面的干扰的影响引起的变动。由此，能够抑制将上述来自路面的干扰的影响误认为驾驶员的转向意图而将驾驶状态从自动驾驶突然切换到手动驾驶之类的不良情况，能够提升车辆的安全性。

另外，本实施方式中，在控制装置60设置干扰修正处理部76，通过该干扰修正处理部76，能够抑制自动驾驶时的来自路面的干扰的影响，因而，能够进一步提升该自动驾驶的稳定性。

图8中，作为上述第二实施方式的变形例，局部变更了转向意图判断部67的干扰判断处理的流程内容。

即，图8所示的变形例的流程中，取消上述第二实施方式的步骤S203，并且，将步骤S206及步骤S208分别替换为后述的步骤S211及步骤S212。

在步骤S211中，判断输出轴15的旋转方向和空心电动机30的驱动方向是否一致、即输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊的正负符号是否一致(θg×θm＊＞0)，并且，判断是否处于输出轴角速度Δθg小于0且小于电动机角速度控制目标Δθm＊的状态、即输出轴旋转角θg的相位相对于电动机旋转角控制目标θm＊的相位(空心电动机30的旋转角的相位)向旋转轴Z的左转方向超前的状态，在判断为是的情况下，移至步骤S207，另一方面，在判断为否的情况下，移至步骤S210。

另外，在步骤S212中，判断输出轴15的旋转方向和空心电动机30的驱动方向是否一致、即输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊的正负符号是否一致(θg×θm＊＞0)，并且，判断是否处于输出轴角速度Δθg大于0且大于电动机角速度控制目标Δθm＊的状态、即输出轴旋转角θg的相位相对于电动机旋转角控制目标θm＊的相位向旋转轴Z的右转方向超前的状态，在判断为是的情况下，移至步骤S209，另一方面，在判断为否的情况下，移至步骤S210。

因此，该变形例中也是，由于能够通过转向意图判断部67来判断有无来自路面的干扰，因而能够得到与上述第二实施方式同样的作用效果。

〔第三实施方式〕

本发明的第三实施方式中，在转向意图判断部67增加主动判断是否正在进行自动驾驶控制的功能，图9是表示该判断处理的流程图。

即，本流程中，首先，基于输入轴旋转角θh和中间轴旋转角θm，运算转向扭矩Tr(步骤S301)，判断该转向扭矩Tr是否在规定值Tx以上(步骤S302)。这里，在判断为否的情况下，不进行自动驾驶控制的动作判断而结束处理，另一方面，在判断为是的情况下，将输出轴旋转角θg和电动机旋转角控制目标θm＊分别对时间进行微分，由此算出输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊(步骤S303、S304)后，移至步骤S305。

在步骤S305中，判断输出轴15的旋转方向和空心电动机30的驱动方向是否一致、即输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊的正负符号是否一致(θg×θm＊＞0)，并且，判断是否处于电动机角速度控制目标Δθm＊小于0且小于输出轴角速度Δθg的状态、即电动机旋转角控制目标θm＊的相位相对于输出轴旋转角θg的相位向旋转轴Z的左转方向超前的状态。这里，在判断为是的情况下，判断为处于自动驾驶状态、即输出轴15通过空心电动机30的旋转力正常地被驱动进行旋转的状态(步骤S306)，自动驾驶控制的动作判断处理结束，另一方面，在判断为否的情况下，移至步骤S307。

在步骤S307中，判断输出轴角速度Δθg和电动机角速度控制目标Δθm＊的正负符号是否一致(θg×θm＊＞0)，并且，判断是否处于电动机角速度控制目标Δθm＊大于0且大于输出轴角速度Δθg的状态、即电动机旋转角控制目标θm＊的相位是否相对于输出轴旋转角θg的相位向旋转轴Z的右转方向超前的状态。这里，在判断为是的情况下，判断为处于自动驾驶状态、即输出轴15通过空心电动机30的旋转力正常地被驱动进行旋转的状态，处理结束(步骤S308)，另一方面，在判断为否的情况下，判断为处于自动驾驶以外的动作中(步骤S309)，处理结束。

因此，根据本实施方式，显然可得到与上述第一实施方式同样的作用效果，且通过转向意图判断部67，不仅能够判断驾驶员有无转向意图，还能够主动判断是否正在进行自动驾驶控制，因而，能够以更高精度进行对应于不同状况的自动驾驶和手动驾驶的切换。

〔第四实施方式〕

图10所示的本发明的第四实施方式中，能够根据转向动力缸18生成的液压扭矩来调节空心电动机30的输出。

即，本实施方式的控制装置60除具备上述第一实施方式的结构以外，还具备：供给液量运算部77，其推定从泵3向旋转阀19供给的动作液的液量即泵排出量P；液压执行机构扭矩运算部78，其基于该供给液量运算部77推定出的动作液的油量等，推定转向动力缸18生成的液压扭矩Tp。

由于泵3是由车辆的发动机来驱动的发动机驱动泵，因而，上述供给液量运算部77基于发动机转速Ne，推定泵3的泵排出量P。更具体来说，上述供给液量运算部77将发动机转速Ne乘以发动机与泵之间的传动比G1和泵固有排出量d1后，将由此得到的值传到根据泵3的规格而设定的调节流量限制器79，推定泵排出量P。

上述液压执行机构扭矩运算部78中，首先，从中间轴旋转角θm减去输出轴旋转角θg，由此得到旋转阀19的阀作用角Δθr。然后，根据该阀作用角Δθr和由供给液量运算部77推定出的泵排出量P，参照预设的辅助压推定映像图80，算出辅助压推定值Pow。

接着，上述液压执行机构扭矩运算部78中，将辅助压推定值Pow乘以转向动力缸18的缸截面面积Ss、从齿扇轴17的旋转中心至活塞16的齿接触面的距离PCR、活塞16与齿扇轴17之间的传动比G2，由此得到液压扭矩Tp。需要说明的是，此时得到的液压扭矩Tp仅仅是具有大小的标量值，因而，通过基于阀作用角Δθr判定液压扭矩Tp的作用方向的方向判定部81，将其加上正负符号。然后，将加上了该正负符号的液压扭矩Tp乘以基于车辆试验等预先设定的修正系数，由此算出最终的液压扭矩Tp。

另外，本实施方式的电动机驱动控制部69在自动驾驶时，获取从自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊减去液压扭矩Tp得到的值作为电动机扭矩指令值Tm＊，进行空心电动机30的驱动控制，其中，自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊从自动驾驶时扭矩指令运算部65输出，液压扭矩Tp由液压执行机构扭矩运算部78算出。

因此，根据本实施方式，能够通过由转向动力缸18生成的液压扭矩Tp和由空心电动机30输出的驱动扭矩的协同控制，进行自动驾驶，因而，即使在例如发动机转速Ne低且不能确保液压扭矩Tp的情况下，也能够通过增大空心电动机30的驱动扭矩来维持转向助力。另外，在另一方面，也能够抑制在自动驾驶时被赋予多余的转向助力，因而，能够提升自动驾驶时转向的正确性，并且能够降低电力及油压的损失，从而实现节能化。

进一步地，本实施方式中，由于泵3是发动机驱动泵，且将供给液量运算部77构成为基于发动机转速Ne来推定泵排出量P，因而，能够精度良好地检测该泵排出量P。其结果，能够以更高精度进行基于转向动力缸18和空心电动机30的自动驾驶的协同控制。

〔第五实施方式〕

图11及图12所示的本发明的第五实施方式中，将上述第四实施方式的泵3从发动机驱动泵变更为由泵驱动用电动机82来驱动的电动泵83，并且，基于转向动力缸18生成的液压扭矩Tp对泵驱动用电动机82进行驱动控制。

图11是表示本实施方式的动力转向装置的概略图。

即，就本实施方式的电动泵83而言，与不同于控制装置60的另一控制单元即泵ECU84电连接的泵驱动用电动机82基于从泵ECU84输出的指令电压进行旋转驱动，由此发挥泵作用。

上述泵ECU84基于用于将电动泵83的泵排出量P设为目标值的流量控制信号SigP，生成上述指令电压，本实施方式中，由控制装置60生成该流量控制信号SigP。

图12是表示本实施方式的控制装置60的运算电路结构的控制框图。

即，本实施方式的控制装置60中，除具备上述第四实施方式的结构以外，还具备流量控制信号生成部85，该流量控制信号生成部85基于由液压执行机构扭矩运算部78推定出的液压扭矩Tp，生成流量控制信号SigP，并将该流量控制信号SigP向泵ECU84输出。

该流量控制信号生成部85基本上仅基于液压扭矩Tp来生成流量控制信号SigP，但在特定的状况下，将液压扭矩Tp和修正值进行加减运算后，生成流量控制信号SigP。

例如，就上述流量控制信号生成部85而言，在自动驾驶时的转向量小、旋转阀19的阀作用角Δθr小的情况下，也就是说，即使电动泵83排出了大量动作液，其大部分也不用于生成液压扭矩Tp，而是向储液罐4排出，该情况下，通过对液压扭矩Tp进行减法修正，生成如下流量控制信号SigP：相较于通常工况进一步抑制泵排出量P。由此，用于自动驾驶的扭矩中，液压扭矩Tp减小，而以弥补该扭矩减小的形式，空心电动机30的驱动扭矩上升。

另外，上述流量控制信号生成部85在空心电动机30基于高速旋转驱动而过热的情况等下，通过对液压扭矩Tp进行加法修正，生成如下流量控制信号SigP：相较于通常工况进一步增大泵排出量P。由此，用于自动驾驶的扭矩中，液压扭矩Tp所占的比例增大，空心电动机30的驱动扭矩减小。

这样，上述流量控制信号生成部85在空心电动机30或电动泵83中的任一方工况不佳或在效率上劣化的情况下，降低该一方的扭矩输出分配率，并升高另一方的扭矩输出分配率。

需要说明的是，本实施方式的液压执行机构扭矩运算部78从泵ECU84直接取得泵排出量P的信息，并基于该泵排出量P的信息，推定辅助压推定值Pow。

向旋转阀19排出动作液的泵是发动机驱动泵时，与旋转阀19的阀作用角Δθr的大小无关，始终根据发动机转速Ne来排出动作液，因而，在例如发动机转速Ne为高速、且阀作用角Δθr很小的情况下，上述发动机驱动泵排出的动作液不用于生成液压扭矩Tp，而是向储液罐4排出，有可能招致泵效率变差。

与此相对，本实施方式中，由于采用电动泵83作为上述泵，并且基于流量控制信号生成部85根据液压扭矩Tp生成的流量控制信号SigP，驱动控制该电动泵83，因而，能够抑制电动泵83排出多余的动作液，能够提升泵效率。

另外，本实施方式中，由于以如下方式构成流量控制信号生成部85，即，在判断为空心电动机30或电动泵83中的任一方工况不佳或低效的情况下，降低该一方的扭矩输出分配率，并升高另一方的扭矩输出分配率，因而，既能够实现设备的保护，又能够实现效率良好的控制。

需要说明的是，本实施方式中，将由泵驱动用电动机82驱动的电动泵83用作上述泵，但是，也可以替代性地采用可通过电磁螺线管来调节动作液的排出量的变量泵。该情况下也是，基于流量控制信号生成部85根据液压扭矩Tp生成的流量控制信号SigP来驱动电磁螺线管，从而可得到同样的作用效果。

〔第六实施方式〕

图13所示的本发明的第六实施方式中，在上述第五实施方式的控制装置60还具备对以车辆上装载的货物的重量为基础的对车辆的负荷即载荷M进行推定的负荷推定部即载荷推定部86。

上述载荷推定部86从中间轴旋转角θm减去输出轴旋转角θg，由此得到旋转阀19的阀作用角Δθr。然后，根据该阀作用角Δθr和车辆速度Vs，参照预设的载荷推定映像图87，推定载荷M。

另外，上述载荷推定部86在由上述推定处理得到的载荷M在规定值以上的情况下，通过输出修正部88，对用于驱动空心电动机30进行旋转的自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊、用于驱动泵驱动用电动机82进行旋转的流量控制信号SigP进行适当增量修正。

需要说明的是，虽未图示，但上述载荷推定部86在由上述推定处理得到的载荷M在规定值以上的情况下，将该信息向牵引力控制器、ESC控制器等发送，从而可进行诸如转弯时降低车速而抑制转向不足之类的各种协同控制。

已知有如下情形：通常，车辆的载荷M大时，不能得到与液压扭矩Tp及空心电动机30的驱动扭矩相匹配的转向角，自动驾驶时的动作不稳定。

与此相对，本实施方式中，在控制装置60设置推定载荷M的载荷推定部86，并且，在该载荷推定部86推定出的载荷M在规定值以上的情况下，对液压扭矩Tp及空心电动机30的驱动扭矩进行增量修正，因而，能够抑制自动驾驶时随着载荷M增大所产生的动作不稳定化，能够实现与该载荷M相适应的转向控制。

〔第七实施方式〕

图14所示的本发明的第七实施方式中，在上述第五实施方式的控制装置60还具备对以路面阻力μ为基础的对车辆的负荷进行推定的负荷推定部即路面阻力推定部89。

上述路面阻力推定部89根据一对转向轮2R、2L的旋转速度差Rd，基于预设的车辆侧偏角计算映像图90，算出车辆侧偏角θc，从输出轴旋转角θg减去车辆侧偏角θc，由此得到转向轮侧偏角θw后，根据该转向轮侧偏角θw，基于预设的路面阻力推定映像图91，推定路面阻力μ。

另外，上述路面阻力推定部89在由上述推定处理得到的路面阻力μ在规定值以上的情况下，通过输出修正部92，对用于驱动空心电动机30进行旋转的自动驾驶时扭矩指令值Tm(auto)＊、用于驱动泵驱动用电动机82进行旋转的流量控制信号SigP进行适当增量修正。

需要说明的是，虽未图示，但上述路面阻力推定部89将由上述推定处理得到的路面阻力μ向牵引力控制器、ESC控制器等发送，实现与该各控制器等的协同，从而能够提升车辆的稳定性。

已知有如下情形：通常，路面阻力μ大时，不能得到与液压扭矩Tp、空心电动机30的驱动扭矩相匹配的转向角，自动驾驶时的动作不稳定。

与此相对，本实施方式中，在控制装置60设置推定路面阻力μ的路面阻力推定部89，并且，在该路面阻力推定部89推定出的路面阻力μ在规定值以上的情况下，对液压扭矩Tp、空心电动机30的驱动扭矩进行增量修正，因而，能够抑制随着路面阻力μ增大所产生的自动驾驶时动作的不稳定化，能够实现与该路面阻力μ相适应的转向控制。

本发明不限于上述实施方式中例示的结构，除上述整体式动力转向装置以外，也可以适用于例如普通乘用车等中使用的齿轮齿条式的动力转向装置等，只要具备上述第一、第二扭杆12、14及空心电动机30等之类的本发明的发明特定事项即可。

另外，本发明中，通过输出轴旋转角推定部63推定输出轴旋转角θg，从而可不依赖传感器地得到输出轴旋转角θg，但显然，也可以将本发明适用于设有检测输出轴旋转角θg或转向角的传感器的动力转向装置。在这种情况下，将由上述输出轴旋转角推定部63推定的输出轴旋转角θg用作上述传感器的功能失效时的后备，从而可提升失效保护性，或者是，基于上述传感器检测到的输出轴旋转角θg和由上述输出轴旋转角推定部63推定的输出轴旋转角θg这两者来驱动空心电动机30，可提升该空心电动机30的控制精度。

需要说明的是，上述各实施方式中，由输出轴旋转角推定部63推定出的输出轴旋转角θg主要用于自动驾驶控制，但显然，也可以将该推定出的输出轴旋转角θg适用于手动驾驶控制。

作为基于以上说明的各实施方式的动力转向装置，例如可考虑下述方面。

动力转向装置在其一方面中，具有：转向轴，其具有输入轴、中间轴和输出轴，该输入轴随着方向盘的转向操作而旋转，该中间轴经由第一扭杆与上述输入轴连接，该输出轴经由第二扭杆与上述中间轴连接；液压执行机构，其具有由活塞分隔成的一对压力室；转换机构，其将上述转向轴的旋转运动转换为上述活塞的移动方向运动，并且将上述方向盘的转向操作传递至转向轮；控制阀，其根据上述第二扭杆的扭转量及扭转方向，选择性地向上述一对压力室供给从搭载于车辆上的泵供给的动作液；电动机，其对上述中间轴施加旋转力；控制单元，其具备微型计算机；输出轴旋转角推定部，其设于上述控制单元，且基于上述输入轴的旋转角的信号、上述中间轴的旋转角的信号、第一扭杆的扭转弹簧常数及上述第二扭杆的扭转弹簧常数，推定上述输出轴的旋转角；电动机驱动控制部，其设于上述控制单元，且基于上述输出轴的旋转角，驱动控制上述电动机。

在上述动力转向装置的优选方面中，上述动力转向装置具有转向意图判断部，该转向意图判断部设于上述控制单元，且基于上述输入轴的旋转角的信号、上述中间轴的旋转角的信号、上述输出轴的旋转角的信号、或上述电动机的旋转角的信号，判断驾驶员有无转向意图。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，当上述输入轴的旋转角的相位超前于上述中间轴的旋转角的相位或上述输出轴的旋转角的相位时，上述转向意图判断部判断为驾驶员具有转向意图。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，在上述输出轴的旋转角的相位超前于上述输入轴的旋转角的相位、且上述输出轴的旋转方向和上述电动机的驱动方向不一致时，上述转向意图判断部判断为上述输出轴的旋转是由来自路面的干扰引起的。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，在上述输出轴的旋转方向和上述电动机的驱动方向一致、且上述输出轴的旋转角的相位超前于上述电动机的旋转角的相位时，上述转向意图判断部判断为上述输出轴的旋转是由来自路面的干扰引起的。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，在上述输出轴的旋转方向和上述电动机的驱动方向一致、且上述电动机的旋转角的相位超前于上述输出轴的旋转角的相位时，上述转向意图判断部判断为上述输出轴的旋转是由上述电动机的旋转力引起的。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，在上述输出轴的旋转角的相位超前于上述输入轴的旋转角的相位或上述电动机的旋转角的相位时，上述转向意图判断部判断为上述输出轴的旋转是由来自路面的干扰的影响引起的，上述电动机驱动控制部对上述电动机进行驱动控制，以抑制由干扰引起的上述输出轴的旋转。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述控制单元具有供给液量运算部和液压执行机构扭矩运算部，该供给液量运算部推定从上述泵供给至上述控制阀的动作液的液量；该液压执行机构扭矩运算部基于上述中间轴的旋转角的信号、上述输出轴的旋转角的信号及上述动作液的液量，推定上述液压执行机构的产生扭矩。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述泵是由车辆的发动机驱动的发动机驱动泵，上述动作液的液量基于上述发动机的转速进行推定。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述泵是由泵驱动用电动机驱动的电动泵、或可由电磁螺线管调节动作液的排出量的变量泵，上述泵驱动用电动机或上述电磁螺线管基于上述液压执行机构的产生扭矩被驱动控制。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述控制单元对上述电动机的驱动扭矩与上述液压执行机构的产生扭矩的大小的比例进行调节，基于该调节的结果，驱动控制上述电动机、以及上述电动泵或上述电磁螺线管。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述电动机基于上述液压执行机构的产生扭矩被驱动控制。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述控制单元具有负荷推定部，该负荷推定部基于上述中间轴的旋转角的信号、上述输出轴的旋转角的信号及车辆速度，推定车辆上载货的重量。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述控制单元具有负荷推定部，该负荷推定部基于上述输出轴的旋转角的信号及一对上述转向轮彼此的旋转速度差，推定路面阻力。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述控制单元具有转向扭矩运算部、直行判断部和方向盘绝对转角推定部，该转向扭矩运算部基于上述输入轴的旋转角的信号、上述中间轴的旋转角的信号及上述第一扭杆的扭转弹簧常数，运算转向扭矩；该直行判断部基于车辆速度、一对上述转向轮彼此的旋转速度差及上述转向扭矩，判定车辆是否处于直行中；该方向盘绝对转角推定部基于从上述直行判断部判断为处于直行中的状态起的上述输入轴的旋转量或上述中间轴的旋转量，推定与上述转向轮的转向角相当的上述方向盘的方向盘绝对转角。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述转换机构是由设于上述输出轴的丝杠、以包围上述丝杠的方式形成为筒状且在内周侧形成有螺旋槽的螺母、和设于上述丝杠与上述螺母之间的多个滚珠构成的滚珠丝杠机构。

另一优选方面中，在上述动力转向装置的任一方面的基础上，上述电动机是以包围上述中间轴的方式设置的空心电动机。

Claims (17)

1.一种动力转向装置，其特征在于，具有：

转向轴，其具有输入轴、中间轴和输出轴，该输入轴随着方向盘的转向操作而旋转，该中间轴经由第一扭杆与所述输入轴连接，该输出轴经由第二扭杆与所述中间轴连接；

液压执行机构，其具有由活塞分隔成的一对压力室；

转换机构，其将所述转向轴的旋转运动转换为所述活塞的移动方向运动，并且将所述方向盘的转向操作传递至转向轮；

控制阀，其根据所述第二扭杆的扭转量及扭转方向，选择性地向所述一对压力室供给从搭载于车辆上的泵供给的动作液；

电动机，其对所述中间轴施加旋转力；

控制单元，其具备微型计算机；

输出轴旋转角推定部，其设于所述控制单元，且基于所述输入轴的旋转角的信号、所述中间轴的旋转角的信号、第一扭杆的扭转弹簧常数及所述第二扭杆的扭转弹簧常数，推定所述输出轴的旋转角；

电动机驱动控制部，其设于所述控制单元，且基于所述输出轴的旋转角，驱动控制所述电动机。

2.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

具有转向意图判断部，该转向意图判断部设于所述控制单元，且基于所述输入轴的旋转角的信号、所述中间轴的旋转角的信号、所述输出轴的旋转角的信号、或所述电动机的旋转角的信号，判断驾驶员有无转向意图。

3.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，

当所述输入轴的旋转角的相位超前于所述中间轴的旋转角的相位或所述输出轴的旋转角的相位时，所述转向意图判断部判断为驾驶员具有转向意图。

4.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，

在所述输出轴的旋转角的相位超前于所述输入轴的旋转角的相位、且所述输出轴的旋转方向和所述电动机的驱动方向不一致时，所述转向意图判断部判断为所述输出轴的旋转是由来自路面的干扰引起的。

5.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，

在所述输出轴的旋转方向和所述电动机的驱动方向一致、且所述输出轴的旋转角的相位超前于所述电动机的旋转角的相位时，所述转向意图判断部判断为所述输出轴的旋转是由来自路面的干扰引起的。

6.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，

在所述输出轴的旋转方向和所述电动机的驱动方向一致、且所述电动机的旋转角的相位超前于所述输出轴的旋转角的相位时，所述转向意图判断部判断为所述输出轴的旋转是由所述电动机的旋转力引起的。

7.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，

在所述输出轴的旋转角的相位超前于所述输入轴的旋转角的相位或所述电动机的旋转角的相位时，所述转向意图判断部判断为所述输出轴的旋转是由来自路面的干扰的影响引起的，

所述电动机驱动控制部对所述电动机进行驱动控制，以抑制由干扰引起的所述输出轴的旋转。

8.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有供给液量运算部和液压执行机构扭矩运算部，该供给液量运算部推定从所述泵供给至所述控制阀的动作液的液量；该液压执行机构扭矩运算部基于所述中间轴的旋转角的信号、所述输出轴的旋转角的信号及所述动作液的液量，推定所述液压执行机构的产生扭矩。

9.如权利要求8所述的动力转向装置，其特征在于，

所述泵是由车辆的发动机驱动的发动机驱动泵，所述动作液的液量基于所述发动机的转速进行推定。

10.如权利要求8所述的动力转向装置，其特征在于，

所述泵是由泵驱动用电动机驱动的电动泵、或可由电磁螺线管调节动作液的排出量的变量泵，

所述泵驱动用电动机或所述电磁螺线管基于所述液压执行机构的产生扭矩被驱动控制。

11.如权利要求10所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元对所述电动机的驱动扭矩与所述液压执行机构的产生扭矩的大小的比例进行调节，基于该调节的结果，驱动控制所述电动机、以及所述电动泵或所述电磁螺线管。

12.如权利要求8所述的动力转向装置，其特征在于，

所述电动机基于所述液压执行机构的产生扭矩被驱动控制。

13.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有负荷推定部，该负荷推定部基于所述中间轴的旋转角的信号、所述输出轴的旋转角的信号及车辆速度，推定车辆上载货的重量。

14.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有负荷推定部，该负荷推定部基于所述输出轴的旋转角的信号及一对所述转向轮彼此的旋转速度差，推定路面阻力。

15.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有转向扭矩运算部、直行判断部和方向盘绝对转角推定部，该转向扭矩运算部基于所述输入轴的旋转角的信号、所述中间轴的旋转角的信号及所述第一扭杆的扭转弹簧常数，运算转向扭矩；该直行判断部基于车辆速度、一对所述转向轮彼此的旋转速度差及所述转向扭矩，判定车辆是否处于直行中；该方向盘绝对转角推定部基于从所述直行判断部判断为处于直行中的状态起的所述输入轴的旋转量或所述中间轴的旋转量，推定与所述转向轮的转向角相当的所述方向盘的方向盘绝对转角。

16.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述转换机构是由设于所述输出轴的丝杠、以包围所述丝杠的方式形成为筒状且在内周侧形成有螺旋槽的螺母、和设于所述丝杠与所述螺母之间的多个滚珠构成的滚珠丝杠机构。

17.如权利要求16所述的动力转向装置，其特征在于，

所述电动机是以包围所述中间轴的方式设置的空心电动机。

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