CN110077455A - 转向操纵控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制方向盘被从转向操纵极限返回时的转向操纵感的降低的转向操纵控制装置。在转向操纵控制装置(1)中，以具备转向操纵侧马达(14)的电动转向式转向操纵装置为控制对象，控制转向操纵侧马达(14)的动作，其中，上述转向操纵侧马达(14)使对方向盘赋予的转向操纵反作用力产生，上述转向操纵控制装置(1)具备角速度控制电路(69)，该角速度控制电路(69)在方向盘的转向操纵角(θh)到达虚拟齿条端，且方向盘被朝向转向操纵中立转回的情况下，对转向操纵侧马达(14)进行反馈控制，以使基于转向操纵角(θh)运算出的转向操纵速度与目标转向操纵速度一致，该目标转向操纵速度是转向操纵速度的目标值且根据转向操纵角设定。

Description

转向操纵控制装置

相关申请的交叉引用

本申请主张于2018年1月26日提出的日本专利申请2018-011980号的优先权，并在此引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及转向操纵控制装置。

背景技术

以往，已知有一种转向操纵控制装置，该转向操纵控制装置在方向盘被朝向齿条轴到达齿条端的转向操纵极限转动时，使马达产生使方向盘的转向操纵速度减速的转矩(日本特开2008－49914号公报)。因此，能够缓和齿条轴到达齿条端时的冲击。

然而，在保持着方向盘的转向操纵速度未被充分减速的状态到达齿条端的情况下，存在方向盘因到达齿条端时的冲击的反作用力而被返回的情况。在该情况下，方向盘被从转向操纵极限返回时的转向操纵速度成为所谓的趋势。即，存在方向盘的转向操纵感因方向盘的返回方式而降低的情况。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够抑制方向盘被从转向操纵极限返回时的转向操纵感的降低的转向操纵控制装置。

本发明的一个方式是一种转向操纵控制装置，以具备致动器的转向操纵装置为控制对象，控制上述致动器的动作，其中，上述致动器使对方向盘赋予的转矩产生，

该转向操纵控制装置具备角速度控制电路，该角速度控制电路在上述方向盘的转向操纵角达到该转向操纵角的转向操纵极限，且上述方向盘被从该转向操纵极限返回的情况下，对上述致动器进行反馈控制，以使基于能够换算为上述转向操纵角的旋转轴的旋转角运算出的该旋转角的角速度与目标角速度一致，其中，该目标角速度是上述角速度的目标值，且根据上述旋转角设定。

根据该结构，在方向盘被从转向操纵极限返回时，对致动器进行反馈控制，以使角速度与根据旋转角设定的目标角速度一致。因此，在方向盘被从转向操纵极限返回时进行控制，以使方向盘的转向操纵速度不会成为趋势。因此，能够抑制方向盘被从转向操纵极限返回时的转向操纵感的降低。

本发明的另一方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中具备反作用力控制电路，该反作用力控制电路控制上述致动器，以使得上述转向操纵角越接近上述转向操纵极限，上述方向盘越难以被朝向上述转向操纵极限转动。

根据该结构，由于方向盘难以被朝向转向操纵极限转动，所以能够缓和方向盘到达转向操纵极限时的冲击。进而，由于该冲击被缓和，所以能够抑制方向盘因该冲击而开始被返回时的转向操纵速度。因此，能够进一步抑制方向盘被从转向操纵极限返回时的转向操纵感的降低。

本发明的又一方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中，上述角速度控制电路在上述方向盘被朝向上述转向操纵极限转动的情况下，对上述致动器进行反馈控制，以使上述角速度与目标角速度一致，其中，该目标角速度是上述角速度的目标值，且根据上述旋转角设定。

根据该结构，不光方向盘被从转向操纵极限返回时，在方向盘被朝向转向操纵极限转动时也能够通过角速度控制电路控制致动器，以使方向盘的转向操纵速度不成为趋势。因此，能够更优选地抑制方向盘的转向操纵感的降低。

本发明的又一其他方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中，还具备返回判定电路，该返回判定电路根据对上述方向盘赋予的转向操纵转矩以及上述角速度判定是否是上述方向盘被从上述转向操纵极限返回的状态，其中，上述转向操纵转矩在上述方向盘被向转向操纵方向中的第一方向转向操纵时为正值，在上述方向盘被向转向操纵方向中的第二方向转向操纵时为负值，上述返回判定电路在上述转向操纵转矩和上述角速度相乘的结果为负值时，判定为是上述方向盘被从上述转向操纵极限返回的状态，上述角速度控制电路以由上述返回判定电路判定为是上述方向盘被从上述转向操纵极限返回的状态为条件，实施上述反馈控制。

根据该结构，在是方向盘被从转向操纵极限返回的状态时，角速度控制电路实施反馈控制。即，没有方向盘被朝向转向操纵极限转动的情况下的由角速度控制电路进行的反馈控制的介入，而能够在更自然的方向盘的转向操纵速度中，抑制方向盘被从转向操纵极限返回时的转向操纵感的降低。

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，本发明上述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，

图1是电动转向式转向操纵装置的简要结构图。

图2是转向操纵控制装置的第一实施方式的框图。

图3是第一实施方式的目标转向操纵角设定电路的框图。

图4是第一实施方式的角速度控制电路的框图。

图5是第二实施方式的转向操纵控制装置的角速度控制电路的框图。

图6是第三实施方式的转向操纵控制装置的角速度控制电路的框图。

图7是第四实施方式的转向操纵控制装置的框图。

图8是变形例的电动转向式转向操纵装置的简要结构图。

具体实施方式

以下，对本发明的转向操纵控制装置的第一实施方式进行说明。如图1所示，转向操纵控制装置1以具备转向操纵侧致动器13的电动转向式转向操纵装置2为控制对象，其中，该转向操纵侧致动器13使作为对方向盘11赋予的转矩的转向操纵反作用力产生。电动转向式转向操纵装置2具备由驾驶员转向操纵的转向操纵装置3、和根据由驾驶员进行的转向操纵装置3的转向操纵使转向轮4转向的转向装置5。电动转向式转向操纵装置2是具有转向操纵装置3和转向装置5之间机械分离的结构的无链接的电动转向式转向操纵装置。

转向操纵装置3具备作为以能够一体旋转的方式固定方向盘11的旋转轴的转向轴12、以及对转向轴12赋予转向操纵反作用力的转向操纵侧致动器13。转向操纵侧致动器13具备成为驱动源的转向操纵侧马达14、以及对转向操纵侧马达14的旋转减速并传递至转向轴12的转向操纵侧减速器15。

在方向盘11连结有螺旋电缆装置21。螺旋电缆装置21具备固定于方向盘11的第一壳体22、固定于车体的第二壳体23、固定于第二壳体23并且收容于被第一壳体22以及第二壳体23划分出的空间的筒状部件24、以及缠绕于筒状部件24的螺旋电缆25。在筒状部件24中插入有转向轴12。螺旋电缆25是连接包含被固定于方向盘11的喇叭开关的各种开关26、以及固定于车体的车载电源27等的电气布线。而且，螺旋电缆25的长度被设定为比各种开关26与车载电源27之间的距离充分长，在与该长度相应的范围内允许方向盘11的旋转。

转向装置5具备第一小齿轮轴31、与第一小齿轮轴31连结的齿条轴32、以及以能够往复运动的方式收容齿条轴32的齿条壳体33。第一小齿轮轴31和齿条轴32以规定的交叉角配置。通过形成于第一小齿轮轴31的第一小齿轮齿31a与形成于齿条轴32的第一齿条齿32a啮合而构成第一齿条小齿轮机构34。通过第一齿条小齿轮机构34，齿条轴32被支承为其轴向一端侧能够往复运动。在齿条轴32的两端，经由球节35连结有转向横拉杆36，转向横拉杆36的前端与组装有转向轮4的未图示的转向节连结。

另外，转向装置5具备第二小齿轮轴42、以及经由第二小齿轮轴42向齿条轴32赋予使转向轮4转向的转向力的转向侧致动器41。转向侧致动器41具备成为驱动源的转向侧马达43、以及使转向侧马达43的旋转减速并传递至第二小齿轮轴42的转向侧减速器44。第二小齿轮轴42和齿条轴32以规定的交叉角配置。通过将形成于第二小齿轮轴42的第二小齿轮齿42a与形成于齿条轴32的第二齿条齿32b啮合而构成第二齿条小齿轮机构45。

在像这样构成的电动转向式转向操纵装置2中，根据由驾驶员进行的方向盘11的操作，通过转向侧致动器41旋转驱动第二小齿轮轴42，该旋转通过第二齿条小齿轮机构45被转换为齿条轴32的轴向的往复运动。进而，转向轮4的转向角被变更。

转向操纵控制装置1与转向操纵侧致动器13以及转向侧致动器41连接，并控制它们的工作。此外，转向操纵控制装置1具备未图示的中央处理装置(CPU)、存储器，通过CPU每隔规定的运算周期执行存储器中存储的程序，来执行各种控制。

在转向操纵控制装置1，连接有检测车辆的车速SPD的车速传感器51、以及检测对转向轴12赋予的转向操纵转矩Trq的转矩传感器52。转矩传感器52设置于转向轴12中的比与转向操纵侧减速器15的连结部分靠方向盘11侧。另外，在转向操纵控制装置1，连接有检测转向操纵侧马达14的旋转角θs作为表示转向操纵装置3的转向操纵量的检测值的转向操纵侧旋转角传感器53、以及检测转向侧马达43的旋转角θt作为表示转向装置5的转向量的检测值的转向侧旋转角传感器54。而且，转向操纵控制装置1基于车速SPD、转向操纵转矩Trq以及旋转角θs、θt的各种状态量控制转向操纵侧马达14以及转向侧马达43的工作。此外，转向操纵转矩Trq以及旋转角θs、θt在向第一方向(在本实施方式中，为右方)转向操纵方向盘11的情况下检测为正值，在向第二方向(在本实施方式中，为左方)转向操纵方向盘11的情况下检测为负值。

对转向操纵控制装置1的电气结构进行说明。如图2所示，转向操纵控制装置1具备输出转向操纵侧马达控制信号Ms的转向操纵侧控制电路61、以及基于转向操纵侧马达控制信号Ms向转向操纵侧马达14供给驱动电力的转向操纵侧驱动电路62。另外，转向操纵控制装置1具备输出转向侧马达控制信号Mt的转向侧控制电路63、以及基于转向侧马达控制信号Mt向转向侧马达43供给驱动电力的转向侧驱动电路64。此外，本实施方式的转向操纵侧驱动电路62以及转向侧驱动电路64采用具有多个开关元件的公知的PWM逆变器。转向操纵侧马达控制信号Ms以及转向侧马达控制信号Mt为规定转向操纵侧驱动电路62以及转向侧驱动电路64的各开关元件的导通/截止状态的栅极导通/截止信号。转向操纵控制装置1每隔规定的运算周期执行在以下说明的各控制块所示的各运算处理，并生成转向操纵侧马达控制信号Ms以及转向侧马达控制信号Mt。而且，通过转向操纵侧马达控制信号Ms以及转向侧马达控制信号Mt被输出至转向操纵侧驱动电路62以及转向侧驱动电路64，各开关元件导通/截止，从而分别从车载电源27向转向操纵侧马达14以及转向侧马达43供给驱动电力。由此，控制转向操纵侧致动器13以及转向侧致动器41的工作。

接下来，对转向操纵侧控制电路61进行说明。

转向操纵侧控制电路61被输入有车速SPD、转向操纵转矩Trq以及旋转角θs。另外，转向操纵侧控制电路61被输入有由设置于转向操纵侧驱动电路62与转向操纵侧马达14的马达线圈之间的连接线65的电流传感器66检测出的转向操纵侧马达14的电流值Is。转向操纵侧控制电路61基于车速SPD、转向操纵转矩Trq、旋转角θs以及电流值Is的各种状态量生成转向操纵侧马达控制信号Ms并输出。此外，转向操纵侧马达14采用三相无刷马达。因此，本来连接线65分别与转向操纵侧马达14的各相的马达线圈连接，但为了便于说明，一并图示为一个。

转向操纵侧控制电路61具备运算目标转向操纵角θh^*的目标转向操纵角设定电路71、基于目标转向操纵角θh^*运算转向操纵侧目标电流值Is^*的转向操纵侧目标电流值运算电路72、以及基于转向操纵侧目标电流值Is^*生成转向操纵侧马达控制信号Ms的转向操纵侧马达控制信号生成电路73。另外，转向操纵侧控制电路61具备基于转向操纵侧马达14的旋转角θs运算方向盘11的转向操纵角θh的转向操纵角运算电路74。进一步，转向操纵侧控制电路61具备基于转向操纵角θh运算修正转矩Tω^*的角速度控制电路69。转向操纵角运算电路74例如通过从方向盘11的转向操纵中立计数转向操纵侧马达14的转速，将所输入的旋转角θs换算为超过360°的范围的绝对角并获取。而且，转向操纵角运算电路74通过对换算为该绝对角的旋转角乘以基于转向操纵侧减速器15的旋转速度比的换算系数Ks来运算转向操纵角θh。此外，转向操纵角θh是技术方案上的旋转角的一个例子，在以方向盘11的转向操纵中立为基准向第一方向(在本实施方式中，为右方)转向操纵的情况下检测为正值，在向第二方向(在本实施方式中，为左方)转向操纵方向盘11的情况下检测为负值。另外，所谓的转向操纵中立是车辆直行时的方向盘11的位置。另外，目标转向操纵角θh^*是转向操纵角θh的目标值。

如图3所示，目标转向操纵角设定电路71具备输入有转向操纵转矩Trq的输入转矩基础成分运算电路81、运算使转向操纵反作用力增加的反作用力成分Fie的反作用力控制电路82、以及运算目标转向操纵角θh^*的目标转向操纵角运算电路83。转向操纵转矩Trq的绝对值越大，输入转矩基础成分运算电路81运算具有更大的绝对值的输入转矩基础成分(反作用力基础成分)Tb^*。输入转矩基础成分Tb^*被输出至加法器84。在加法器84中，通过对输入转矩基础成分Tb^*加上转向操纵转矩Trq来运算输入转矩Trq^*。

反作用力控制电路82通过基于目标转向操纵角θh^*参照该图所示的映射来运算反作用力成分Fie。在映射中，设定有阈值角度θen，在目标转向操纵角θh^*的绝对值为阈值角度θen以下的情况下，运算0作为反作用力成分Fie，若目标转向操纵角θh^*超过阈值角度θen，则运算绝对值大于0的反作用力成分Fie。此外，反作用力成分Fie被设定为若目标转向操纵角θh^*增大到超过阈值角度θen的程度，则成为大到在人力的作用下无法进一步转动转向操纵的绝对值。换言之，反作用力成分Fie为方向盘11越接近转向操纵极限，方向盘11越难以被朝向转向操纵极限转动的成分。

本实施方式的阈值角度θen在与转向装置5的机械结构的关系中，被设定为相对于设定在比机械的齿条端靠转向操纵中立侧的虚拟齿条端，进一步位于转向操纵中立侧规定角度的虚拟齿条端附近的转向对应角θp的值，其中，上述机械的齿条端通过球节35抵接于齿条壳体33来限制齿条轴32的轴向的移动。另外，阈值角度θen在与转向操纵装置3的机械结构的关系中，被设定在比可被螺旋电缆装置21允许的最大限度的方向盘11的转向操纵角θh靠转向操纵中立侧。换句话说，在本实施方式的电动转向式转向操纵装置2中，在假设虚拟齿条端附近被设定为转向装置5的转向角限度，并且与可被螺旋电缆装置21允许的最大限度的方向盘11的转向操纵角θh对应的位置被设定为转向操纵装置3的转向角限度，且第一小齿轮轴31与转向轴12连结的情况下，转向轮4在转向操纵装置3的转向角极限之前达到转向角限度。此外，虚拟齿条端是转向操纵极限的一个例子。

在加减法器85中，与由反作用力控制电路82运算出的反作用力成分Fie一起被输入有输入转矩Trq^*以及由角速度控制电路69运算出的修正转矩Tω^*。在加减法器85中，对从输入转矩Trq^*中减去反作用力成分Fie所得的值加上修正转矩Tω^*所得的修正输入转矩Trq^**被输出至目标转向操纵角运算电路83。

目标转向操纵角运算电路83利用对修正输入转矩Trq^**和目标转向操纵角θh^*建立关系的模型方程，来运算目标转向操纵角θh^*。该模型方程在方向盘11和转向轮4机械连结的结构中，规定并表示伴随着方向盘11的旋转而旋转的旋转轴的转矩与旋转角的关系，使用将电动转向式转向操纵装置2的摩擦等模型化而成的粘性系数C、将电动转向式转向操纵装置2的惯性模型化而成的惯性系数J来表示。此外，粘性系数C以及惯性系数J根据车速SPD被可变地设定。

如图2所示，转向操纵侧目标电流值运算电路72被输入有在减法器75中从目标转向操纵角θh^*中减去转向操纵角θh所得的角度偏差Δθh。转向操纵侧目标电流值运算电路72运算与转向操纵侧马达14产生的转向操纵反作用力对应的驱动电流的目标值亦即转向操纵侧目标电流值Is^*，作为用于基于角度偏差Δθh将转向操纵角θh反馈控制为目标转向操纵角θh^*的控制量。

转向操纵侧马达控制信号生成电路73被输入有转向操纵侧目标电流值Is^*、旋转角θs、以及电流值Is。转向操纵侧马达控制信号生成电路73通过基于这些各状态量执行dq坐标系中的电流反馈控制来运算向转向操纵侧驱动电路62输出的转向操纵侧马达控制信号Ms。由此，与转向操纵侧马达控制信号Ms相应的驱动电力从转向操纵侧驱动电路62被输出至转向操纵侧马达14，来控制转向操纵侧马达14的工作。

接下来，对转向侧控制电路63进行说明。转向侧控制电路63被输入有旋转角θt以及目标转向操纵角θh^*。另外，转向侧控制电路63被输入有由设置在转向侧驱动电路64与转向侧马达43的马达线圈之间的连接线67的电流传感器68检测的转向侧马达43的电流值It。转向侧控制电路63基于旋转角θt、目标转向操纵角θh^*以及电流值It的各种状态量生成转向侧马达控制信号Mt并输出。此外，转向侧马达43采用三相无刷马达。因此，本来连接线67分别与转向侧马达43的各相的马达线圈连接，但为了便于说明，一并图示为一个。

转向侧控制电路63具备基于目标转向操纵角θh^*运算转向侧目标电流值It^*的转向侧目标电流值运算电路102、以及基于转向侧目标电流值It^*生成转向侧马达控制信号Mt的转向侧马达控制信号生成电路103。另外，转向侧控制电路63具备基于转向侧马达43的旋转角θt运算能够换算为转向轮4的转向角的旋转轴亦即第一小齿轮轴31的转向对应角θp的转向对应角运算电路101。转向侧控制电路63例如通过计数从转向操纵中立的转向侧马达43的转速，将所输入的旋转角θt换算为超过360°的范围的绝对角并获取。而且，转向对应角运算电路101对换算为该绝对角的旋转角乘以基于转向侧减速器44的旋转速度比、以及第一齿条小齿轮机构34和第二齿条小齿轮机构45的旋转速度比的换算系数Kt来运算转向对应角θp。换句话说，转向对应角θp与假定为第一小齿轮轴31与转向轴12机械连结的情况下的方向盘11的转向操纵角θh基本一致。

转向侧目标电流值运算电路102被输入有在减法器104中从目标转向操纵角θh^*中减去转向对应角θp所得的角度偏差Δθp。而且，转向侧目标电流值运算电路102运算与转向侧马达43产生的转向力对应的驱动电流的目标值亦即转向侧目标电流值It^*，作为用于基于角度偏差Δθp将转向对应角θp反馈控制为目标转向操纵角θh^*的控制量。换句话说，在本实施方式中，转向对应角θp的目标值与转向操纵角θh的目标值亦即目标转向操纵角θh^*相等，并将转向操纵角θh与转向对应角θp之比亦即转向角比设定为恒定。

转向侧马达控制信号生成电路103被输入有转向侧目标电流值It^*、旋转角θt、以及电流值It。转向侧马达控制信号生成电路103通过基于转向侧目标电流值It^*、旋转角θt以及电流值It的各种状态量实施dq坐标系中的电流反馈控制，来生成向转向侧驱动电路64输出的转向侧马达控制信号Mt。由此，与转向侧马达控制信号Mt相应的驱动电力被从转向侧驱动电路64输出至转向侧马达43，来控制转向侧马达43的工作。

在这里，在上述的电动转向式转向操纵装置2中，在方向盘11的目标转向操纵角θh^*超过阈值角度θen且方向盘11被进一步朝向虚拟齿条端转动的情况下，由于通过反作用力控制电路82运算具有大于0的绝对值的反作用力成分Fie，所以难以朝向虚拟齿条端转动方向盘11。但是，根据方向盘11的转向操纵状况，认为方向盘11到达虚拟齿条端。因此，认为在方向盘11因到达虚拟齿条端时的冲击的反作用力被返回时出现反弹感，方向盘11的转向操纵感降低。在本实施方式中，作为用于抑制该反弹感的结构，在转向操纵控制装置1设置有角速度控制电路69。

如图4所示，角速度控制电路69被输入有转向操纵角θh。角速度控制电路69运算用于对转向操纵侧马达14进行反馈控制的修正转矩Tω^*，以使作为根据转向操纵角θh运算出的角速度的转向操纵速度ωh与作为转向操纵速度ωh的目标值亦即目标角速度的目标转向操纵速度ωh^*一致。角速度控制电路69具备根据转向操纵角θh运算用于运算目标转向操纵速度ωh^*的增益K的增益运算电路91、通过对转向操纵角θh进行微分来运算转向操纵速度ωh的微分器92、以及运算修正转矩Tω^*的修正转矩运算电路93。

增益运算电路91基于转向操纵角θh并通过参照该图所示的映射来运算增益K。在映射中，设定有与反作用力控制电路82相同的阈值角度θen。映射具有在转向操纵角θh的绝对值为阈值角度θen以下时增益K是恒定的，随着转向操纵角θh的绝对值从阈值角度θen朝向与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre，增益K缓缓地变小的特性。因此，增益运算电路91在转向操纵角θh的绝对值为阈值角度θen以下的情况下，运算1作为增益K，在转向操纵角θh超过阈值角度θen的情况下，运算比1小的值作为增益K，在转向操纵角θh为与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre的情况下，运算0作为增益K。

修正转矩运算电路93被输入有角速度偏差Δωh，其中，该角速度偏差Δωh通过在减法器95中从目标转向操纵速度ωh^*中减去转向操纵速度ωh来运算，上述目标转向操纵速度ωh^*通过由乘法器94对增益K和转向操纵速度ωh相乘来运算。修正转矩运算电路93基于角速度偏差Δωh运算与从转向操纵侧马达14产生的转矩对应的修正转矩Tω^*，以使转向操纵速度ωh与目标转向操纵速度ωh^*一致。此外，由于增益K根据转向操纵角θh的绝对值来设定，所以在转向操纵角θh的绝对值为阈值角度θen以下的情况下，对于目标转向操纵速度ωh^*也运算出与转向操纵速度ωh等同的值，在转向操纵角θh的绝对值超过阈值角度θen的情况下，运算为目标转向操纵速度ωh^*的绝对值缓缓地减小，在转向操纵角θh为与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre的情况下，运算出0作为目标转向操纵速度ωh^*。

在这里，对增益K的特性在技术上的意义进行说明。增益K被设定为在虚拟齿条端附近(阈值角度θen和与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre之间的区域)方向盘11被朝向虚拟齿条端转动的情况下，转向操纵速度ωh缓缓地减小。另外，增益K被设定为将目标转向操纵速度ωh^*设定为成为在方向盘11因到达虚拟齿条端而被返回的情况下，能够通过电动转向式转向操纵装置2的转向操纵侧减速器15等的齿轮的摩擦抑制反弹感的程度的转向操纵速度ωh。即，使用本实施方式的增益K运算出的修正转矩Tω^*被设定为在虚拟齿条端附近，方向盘11被朝向虚拟齿条端转动的情况下，以转向操纵速度ωh缓缓地减小的方式使转向操纵侧马达14产生的转矩。另外，修正转矩Tω^*被设定为在因方向盘11到达虚拟齿条端而方向盘11被返回的情况下，以转向操纵速度ωh充分减小到能够通过转向操纵侧减速器15等的齿轮的摩擦抑制反弹感的程度的方式使转向操纵侧马达14产生的转矩。

对本实施方式的作用以及效果进行说明。

(1)在方向盘11被从虚拟齿条端返回时对转向操纵侧致动器13进行反馈控制，以使转向操纵速度ωh与目标转向操纵速度ωh^*一致。因此，控制为在方向盘11被从虚拟齿条端返回时方向盘11的转向操纵速度ωh不会成为趋势。具体而言，在本实施方式中，由于通过角速度控制电路69控制转向操纵侧致动器13以减小方向盘11到达虚拟齿条端而被返回时的转向操纵速度ωh，所以能够抑制方向盘11的反弹感。因此，能够抑制方向盘11被从虚拟齿条端返回时的转向操纵感的降低。

(2)由于方向盘11难以朝向虚拟齿条端转动，所以能够缓和方向盘11到达虚拟齿条端时的冲击。进而，由于该冲击被缓和，所以能够抑制因该冲击而方向盘11开始被返回时的转向操纵速度ω。因此，能够进一步抑制方向盘11被从虚拟齿条端返回时的转向操纵感的降低。

(3)不光是方向盘11被从虚拟齿条端返回时，在方向盘11被朝向虚拟齿条端转动时也能够通过角速度控制电路69控制转向操纵侧致动器13(转向操纵侧马达14)，使得方向盘11的转向操纵速度ω不会成为趋势。因此，能够更优选地抑制方向盘11的转向操纵感的降低。

以下，对转向操纵控制装置的第二实施方式进行说明。第二实施方式与第一实施方式相同，能够抑制方向盘11被从虚拟齿条端返回时的反弹感。与第一实施方式的不同点在于仅在方向盘11被从虚拟齿条端返回时实施由角速度控制电路69进行的转向操纵侧致动器13的反馈控制的点，主要对该点进行说明。此外，对于与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记进行说明。

如图5所示，角速度控制电路69还具备返回判定电路96。返回判定电路96被输入有转向操纵速度ωh以及转向操纵转矩Trq。返回判定电路96在方向盘11被转回时输出1，在方向盘11被转动时输出0，并在乘法器97中乘以角速度偏差Δωh。即，角速度控制电路69以通过返回判定电路96判定为方向盘11被转回为条件进行反馈控制。

在这里，对由返回判定电路96进行的方向盘11的转动以及返回的判定进行说明。考虑方向盘11例如以转向操纵中立为基准向第一方向(在本实施方式中，为右方)转向操纵的状态。即，考虑转向操纵转矩Trq的值为正值时。若在该状态下方向盘11例如被朝向虚拟齿条端转动，则转向操纵角θh以转向操纵中立为基准向第一方向增大。即，由微分器92运算出的转向操纵速度ωh为正值。因此，转向操纵转矩Trq以及转向操纵速度ωh相乘的结果为正值。另外，在方向盘11例如因到达虚拟齿条端而被返回的情况下，为了维持朝向虚拟齿条端转动方向盘11的状态，转向操纵转矩Trq为正值，但由于方向盘11被从虚拟齿条端返回所以转向操纵角θh的绝对值变小。即，由微分器92运算出的转向操纵速度ωh为负值。因此，转向操纵转矩Trq以及转向操纵速度ωh相乘的结果为负值。

考虑方向盘11例如以转向操纵中立为基准向第二方向(在本实施方式中，为左方)转向操纵的状态。即，考虑转向操纵转矩Trq的值为负值时。若在该状态下方向盘11例如被朝向虚拟齿条端转动，则转向操纵角θh以转向操纵中立为基准向第二方向增大。即，由微分器92运算出的转向操纵速度ωh为负值。因此，转向操纵转矩Trq以及转向操纵速度ωh相乘的结果为正值。另外，在方向盘11例如因到达虚拟齿条端而被返回的情况下，为了维持朝向虚拟齿条端转动方向盘11的状态，转向操纵转矩Trq为负值，但由于方向盘11被从虚拟齿条端返回所以转向操纵角θh的绝对值增大。即，由微分器92运算出的转向操纵速度ωh为正值。因此，转向操纵转矩Trq以及转向操纵速度ωh相乘的结果为负值。

即，返回判定电路96在转向操纵转矩Trq以及转向操纵速度ωh相乘的结果为正的情况下，判定是朝向虚拟齿条端转动方向盘11的状态，在转向操纵转矩Trq以及转向操纵速度ω相乘的结果为负的情况下判定是方向盘11被从虚拟齿条端返回的状态。

根据本实施方式，除了上述(1)、(2)的效果以外，还可得到以下的效果。

(4)在是方向盘11被从虚拟齿条端返回的状态时，角速度控制电路69实施反馈控制。即，没有方向盘11被朝向虚拟齿条端转动的情况下的由角速度控制电路69进行的反馈控制的介入，能够在更自然的方向盘11的转向操纵速度ω中，抑制方向盘11被从虚拟齿条端返回时的转向操纵感的降低。

以下，对转向操纵控制装置的第三实施方式进行说明。本实施方式与第一以及第二实施方式相同，能够抑制方向盘11被从虚拟齿条端返回时的反弹感。与第二实施方式的不同点在于根据转向操纵角θh直接设定目标转向操纵速度ωh^*的点，主要对这一点进行说明。此外，对于与第一以及第二实施方式相同的结构标注相同的附图标记进行说明。

如图6所示，在角速度控制电路69中，第一以及第二实施方式的增益运算电路91被替换为目标转向操纵速度运算电路111。目标转向操纵速度运算电路111基于转向操纵角θh并通过参照该图所示的映射来运算目标转向操纵速度ωh^*。映射在转向操纵角θh为正值的情况下目标转向操纵速度ωh^*被设定为正值，在转向操纵角θh为负值的情况下目标转向操纵速度ωh^*被设定为负值。在映射中，设定有与反作用力控制电路82相同的阈值角度θen。映射具有在转向操纵角θh的绝对值为阈值角度θen以下时目标转向操纵速度ωh^*的绝对值是恒定的，随着转向操纵角θh的绝对值从阈值角度θen朝向与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre，目标转向操纵速度ωh^*的绝对值缓缓地减小的特性。因此，目标转向操纵速度运算电路111在转向操纵角θh的绝对值为阈值角度θen以下的情况下，运算绝对值ωc作为目标转向操纵速度ωh^*，在转向操纵角θh超过阈值角度θen的情况下，运算比绝对值ωc小的值作为目标转向操纵速度ωh^*，在转向操纵角θh为与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre的情况下，运算0作为目标转向操纵速度ωh^*。

在这里，目标转向操纵速度ωh^*与第一以及第二实施方式相同，被设定为在虚拟齿条端附近，在方向盘11被从虚拟齿条端返回的情况下，能够通过电动转向式转向操纵装置2的转向操纵侧减速器15等的齿轮的摩擦抑制反弹感的转向操纵速度ωh。

以下，对转向操纵控制装置的第四实施方式进行说明。本实施方式与第一、第二以及第三实施方式相同，能够抑制方向盘11被从虚拟齿条端返回时的反弹感。与第一、第二以及第三实施方式的不同点在于转向操纵控制装置1的控制对象是转向操纵装置3与转向装置5之间被机械连结的电动助力转向转向操纵装置的点，主要对这一点进行说明。此外，对于与上述的实施方式相同的结构标注相同的附图标记进行说明。

如图7所示，转向操纵控制装置1代替转向操纵侧马达14，控制使对方向盘11赋予的辅助转矩产生的辅助马达124的工作。

转向操纵控制装置1具备辅助转矩基础成分运算电路121和电流指令值运算电路122。辅助转矩基础成分运算电路121被输入有转向操纵转矩Trq以及车速SPD。辅助转矩基础成分运算电路121基于转向操纵转矩Trq以及车速SPD运算辅助转矩基础成分Ta1^*。

角速度控制电路69基于转向操纵角θh运算修正转矩Tω^*。在这里，角速度控制电路69也可以应用第一、第二以及第三实施方式中的角速度控制电路69的任意一个。反作用力控制电路82根据转向操纵角θh运算反作用力成分Fie。本实施方式中的反作用力成分Fie是使辅助力减少的成分。换言之，反作用力成分Fie是方向盘11越接近虚拟齿条端，方向盘11越难以被朝向转向操纵极限转动的成分。

通过利用加减法器123对辅助转矩基础成分Ta1^*加上修正转矩Tω^*，并减去反作用力成分Fie来运算修正辅助转矩Ta^*。在电流指令值运算电路122中，基于修正辅助转矩Ta^*运算用于驱动辅助马达124的目标电流指令值I^*。基于该目标电流指令值I^*控制上述的转向操纵侧马达控制信号生成电路73以及转向操纵侧驱动电路62，进而控制辅助马达124的工作。这样的电动助力转向转向操纵装置也能够得到与第一、第二以及第三实施方式相同的效果。

此外，上述的各实施方式能够以以下的方式变更并实施。本实施方式以及以下的变形例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合实施。

在第二以及第三实施方式中，也可以在返回判定电路96中，根据转向操纵角θh和转向操纵转矩Trq的微分值来判定方向盘11是否被转回。另外，在上述的各实施方式中，作为方向盘11的转向操纵方向将第一方向设为右方，将第二方向设为左方，但也可以将第一方向设为左方，将第二方向设为右方。

在第一、第二以及第三实施方式中，若目标转向操纵角θh^*超过阈值角度θen，则转向操纵反作用力基于反作用力成分Fie增大，但例如也可以向反作用力控制电路82输入转向操纵角θh、转向对应角θp，在转向操纵角θh、转向对应角θp超过阈值角度θen的情况下通过反作用力成分Fie使转向操纵反作用力增大。另外，例如也可以在目标转向对应角或者转向对应角θp超过阈值角度θen的情况下基于反作用力成分Fie使转向操纵反作用力增大。另外，在第四实施方式中也相同，也可以在转向对应角θp超过阈值角度θen的情况下运算使辅助力减少的反作用力成分Fie。此外，所谓的目标转向对应角是在使转向角比可变设定的情况下基于目标转向操纵角θh^*设定的转向对应角θp的目标值。

进一步，在第一、第二以及第三实施方式中，也可以采用使转向操纵角θh与转向对应角θp的转向角比可变的结构。在该情况下，也可以对目标转向操纵角θh^*以及转向操纵角θh的任意一方、和目标转向对应角以及转向对应角θp的任意一方的大小进行比较，在较大的一方超过阈值角度θen的情况下通过反作用力成分Fie使转向操纵反作用力增大。

在第一、第二以及第三实施方式中，将阈值角度θen设定为虚拟齿条端附近的转向对应角θp的值。但是，并不局限于此，例如也可以在虚拟齿条端附近的转向对应角θp的绝对值大于转向操纵装置3的转向角限度下的转向操纵角θh的绝对值的情况下，将阈值角度θen设定为位于比转向操纵装置3的转向角限度靠转向操纵中立侧的转向操纵角θh。

在上述的各实施方式中，也可以省略反作用力控制电路82。在这样的情况下，由于为没有虚拟齿条端的状态，所以也可以如以下那样变更转向操纵极限。在第一、第二以及第三实施方式中，在省略反作用力控制电路82，没有虚拟齿条端的状态下，没有方向盘11以及转向轴12的转向操纵极限。因此，对转向操纵装置3的转向轴12，设置机械限制该旋转的旋转限制部。旋转限制部规定根据电动转向式转向操纵装置2的产品规格设定的方向盘11的转速。在该情况下，将到达成为方向盘11的转速的极限的转向操纵端，旋转被旋转限制部限制的位置设为转向操纵极限。此时，转向操纵极限被设定为比与可被螺旋电缆装置21允许的最大限度的方向盘11的转向操纵角θh对应的位置靠转向操纵中立侧，即转向操纵端附近。

在第四实施方式中，在省略反作用力控制电路82，没有虚拟齿条端的状态下，将与通过球节35与齿条壳体33抵接而齿条轴32的轴向的移动被限制的机械的齿条端对应的位置设为转向操纵极限。

在上述的各实施方式中，可以通过例如设置于转向轴12的转向角传感器直接检测转向操纵角θh，另外也可以通过例如设置于第一小齿轮轴31的转向角传感器直接检测转向对应角θp。

在第一、第二以及第三实施方式中，将成为转向操纵控制装置1的控制对象的电动转向式转向操纵装置2设为具有将转向操纵装置3和转向装置5分离而成的结构的无链接的电动转向式转向操纵装置，但也可以为能够通过离合器将转向操纵装置3和转向装置5机械连结的电动转向式转向操纵装置。

例如，如图8所示，在转向操纵装置3与转向装置5之间设置有离合器131。离合器131经由输入侧中间轴132与转向轴12连结，并且经由输出侧中间轴133与第一小齿轮轴31连结。而且，通过根据来自转向操纵控制装置1的控制信号，离合器131成为分离状态，从而电动转向式转向操纵装置2成为电动转向模式，通过离合器131成为紧固状态，从而电动转向式转向操纵装置2成为电动动力转向模式。

在第二以及第三实施方式中，由返回判定电路96输出的0或者1的输出值通过乘法器97乘以角速度偏差Δωh，但例如也可以乘以修正转矩Tω^*。

在第一、第二以及第三实施方式中，在转向操纵侧目标电流值运算电路72中，基于角度偏差Δθh运算转向操纵侧目标电流值Is^*，但并不限于此。例如，也可以向转向操纵侧目标电流值运算电路72进一步输入由目标转向操纵角设定电路71运算出的输入转矩基础成分(反作用力基础成分)Tb^*，运算转向操纵侧目标电流值Is^*。具体而言，转向操纵侧目标电流值运算电路72基于角度偏差Δθh运算用于使转向操纵角θh与目标转向操纵角θh^*一致的转矩修正值。转向操纵侧目标电流值运算电路72对所输入的输入转矩基础成分Tb^*加上转矩修正值来运算新修正输入转矩。转向操纵侧目标电流值运算电路72基于新修正输入转矩运算转向操纵侧目标电流值Is^*。

在第一、第二以及第三实施方式中，也可以使在增益运算电路91以及目标转向操纵速度运算电路111中设定的阈值角度θen不与反作用力控制电路82的阈值角度θen一致而适当地移位。例如，也可以使在增益运算电路91以及目标转向操纵速度运算电路111中设定的阈值角度更接近与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre。另外，也可以从与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre朝向转向操纵中立移位。

另外，增益运算电路91以及目标转向操纵速度运算电路111根据转向操纵角θh运算增益K或者目标转向操纵速度ωh^*，但并不限于此。例如，也可以根据将旋转角θs、θt以转向操纵中立为基准换算而成的转向操纵侧马达14的绝对角、或者转向侧马达43的绝对角、或者目标转向操纵角θh^*来运算增益K或者目标转向操纵速度ωh^*。在该情况下，例如，将增益K变得比1小或目标转向操纵速度ωh^*开始小于绝对值ωc的转向操纵侧马达14的绝对角、或者转向侧马达43的绝对角、或者目标转向操纵角θh^*的阈值角度适当地变更为与转向操纵角θh的阈值角度θen对应的值。另外，上述的转向操纵侧马达14的绝对角或者转向侧马达43的绝对角也可以由绝对角传感器来检测。

进一步，增益运算电路91以及目标转向操纵速度运算电路111的增益K以及目标转向操纵速度ωh^*的特性也可以不限于图5和图6所示的特性而进行变更。例如，也可以设定为进一步增大虚拟齿条端附近(阈值角度θen和与虚拟齿条端对应的转向操纵角θre之间的区域)的增益K以及目标转向操纵速度ωh^*的变化角度，且在方向盘11被转动到虚拟齿条端时，转向操纵速度ωh更早地变小。

在上述的各实施方式中，角速度控制电路69进行反馈控制，使得转向操纵速度ωh与目标转向操纵速度ωh^*一致，但并不限于此。例如，角速度控制电路69也可以进行反馈控制，以使作为基于转向操纵侧马达14的旋转轴的旋转角θs运算出的角速度的马达角速度ωm与作为马达角速度ωm的目标值亦即目标角速度的目标马达角速度ωm^*一致。目标马达角速度ωm^*例如通过上述的增益K乘以马达角速度ωm来决定。

在第一、第二以及第三实施方式中，使用通过目标转向操纵角运算电路83对修正输入转矩Trq^**和目标转向操纵角θh^*建立关系的模型方程，但具体而言，在本模型方程中，使用对目标转向操纵角θh^*进行微分而获得的目标转向操纵速度。在第一、第二以及第三实施方式的角速度控制电路69中，通过对由增益运算电路91运算出的增益K乘以转向操纵速度ω，来运算目标转向操纵速度ωh^*、或者通过映射运算目标转向操纵速度ωh^*，但也可以基于模型方程所使用的目标转向操纵速度与转向操纵速度ω的角速度偏差来运算修正转矩Tω^*。

另外，作为模型方程，也可以使用根据悬架、孔对准等的规格决定的弹簧系数Kd的、所谓的添加弹簧项建模而成的模型方程。

在上述的各实施方式中，角速度控制电路69设置于转向操纵侧控制电路61，但并不局限于此，也可以将角速度控制电路69分开设置于转向操纵侧控制电路61以及转向侧控制电路63。另外，也可以将角速度控制电路69设置于转向侧控制电路63。进一步，在使用上述的变形例的模型方程的情况下，也可以在目标转向操纵角运算电路83设置角速度控制电路69。

在第一、第二以及第三实施方式中，通过第一齿条小齿轮机构34，齿条轴32被支承为其轴向一端侧能够往复运动，但例如，也可以省略第一小齿轮轴31，并省略第一齿条小齿轮机构34。在该情况下，也可以在齿条壳体33的内部设置支承齿条轴的齿条衬套等。

Claims (4)

1.一种转向操纵控制装置，以具备致动器的转向操纵装置为控制对象，控制上述致动器的动作，其中，上述致动器使对方向盘赋予的转矩产生，

该转向操纵控制装置具备角速度控制电路，该角速度控制电路在上述方向盘的转向操纵角达到该转向操纵角的转向操纵极限，且上述方向盘被从该转向操纵极限返回的情况下，对上述致动器进行反馈控制，以使基于能够换算为上述转向操纵角的旋转轴的旋转角运算出的该旋转角的角速度与目标角速度一致，其中，该目标角速度是上述角速度的目标值，且根据上述旋转角设定。

2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，

具备反作用力控制电路，该反作用力控制电路控制上述致动器，以使得上述转向操纵角越接近上述转向操纵极限，上述方向盘越难以被朝向上述转向操纵极限转动。

3.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置，其中，

上述角速度控制电路在上述方向盘被朝向上述转向操纵极限转动的情况下，对上述致动器进行反馈控制，以使上述角速度与目标角速度一致，其中，该目标角速度是上述角速度的目标值，且根据上述旋转角设定。

4.根据权利要求1或2所述的转向操纵控制装置，其中，

还具备返回判定电路，该返回判定电路根据对上述方向盘赋予的转向操纵转矩以及上述角速度判定是否是上述方向盘被从上述转向操纵极限返回的状态，其中，上述转向操纵转矩在上述方向盘被向转向操纵方向中的第一方向转向操纵时为正值，在上述方向盘被向转向操纵方向中的第二方向转向操纵时为负值，

上述返回判定电路在上述转向操纵转矩和上述角速度相乘的结果为负值时，判定为是上述方向盘被从上述转向操纵极限返回的状态，

上述角速度控制电路以由上述返回判定电路判定为是上述方向盘被从上述转向操纵极限返回的状态为条件，实施上述反馈控制。