CN111422244A - 转向控制器和转向控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供了一种转向控制器和转向控制方法。转向控制器被配置成执行第一操作处理，所述第一操作处理用于当没有从转向控制器的外部输入角度命令值时计算与转向侧操作量对应的第一扭矩命令值，并且操作电机的驱动电路以将电机的扭矩调整为第一扭矩命令值。转向控制器还被配置成执行第二操作处理，所述第二操作处理用于当从转向控制器的外部输入角度命令值时计算与转向侧操作量和角度侧操作量中的至少角度侧操作量对应的第二扭矩命令值，并且操作电机的驱动电路以将电机的扭矩调整为第二扭矩命令值。

Description

转向控制器和转向控制方法

技术领域

本公开内容涉及用于操作包含电机并且使转向轮转向的转向致动器 的转向控制器和转向控制方法。

背景技术

日本特许专利公布第2004-203089号描述了操作作为用于使转向轮 转向的动力源的电机的转向控制器的示例。转向控制器执行将驾驶员的 转向扭矩的检测值调整为目标转向扭矩的反馈控制。基于用于该反馈控 制的操作量来操作电机。

近年来，考虑了诸如高级驾驶员辅助系统(ADAS)的辅助驾驶员驾 驶的驾驶辅助系统的建立。然而，在上述转向控制器中，即使将转向角 的命令值作为辅助驾驶的驾驶辅助命令值从外部赋予，也难以使电机根 据转向角的命令值进行操作。

发明内容

提供本发明内容来以简化形式引入在下面的具体实施方式中进一步 描述的一系列概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特 征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

现在将描述本公开内容的示例。

示例1：提供了一种用于操作包含电机并且使转向轮转向的转向致动 器的转向控制器。转向控制器被配置成执行转向侧操作量计算处理、角 度侧操作量计算处理、第一操作处理以及第二操作处理，所述转向侧操 作量计算处理用于基于由驾驶员输入的转向扭矩计算转向侧操作量，所 述转向侧操作量是用于使转向轮转向的电机的操作量并且能够被转换成 电机所需的扭矩，所述角度侧操作量计算处理用于在从转向控制器的外 部输入角度命令值时计算角度侧操作量，所述角度命令值用于辅助驾驶 员的驾驶并且是能够被转换成转向轮的转向角度的可转换角度的命令 值，所述角度侧操作量用于将可转换角度调整为角度命令值并且能够被 转换成电机所需的扭矩，所述第一操作处理用于在没有从转向控制器的 外部输入角度命令值时计算与转向侧操作量对应的第一扭矩命令值，并 且操作电机的驱动电路以将电机的扭矩调整为第一扭矩命令值，所述第 二操作处理用于当从转向控制器的外部输入角度命令值时计算与转向侧 操作量和角度侧操作量中的至少角度侧操作量对应的第二扭矩命令值， 并且操作电机的驱动电路以将电机的扭矩调整为第二扭矩命令值。

当执行第一操作处理以将电机的扭矩调整为与转向侧操作量对应的 第一扭矩命令值时，即使从转向控制器的外部输入角度命令值，也难以 根据角度命令值改变对电机的扭矩的调整。在上述配置中，执行角度侧 操作量计算处理以计算用于将可转换角度调整为角度命令值的角度侧操 作量。此外，执行第二操作处理以根据角度侧操作量来操作驱动电路。 这允许根据角度命令值来调节电机的扭矩。由此，可以根据辅助驾驶的 命令值的输入来操作电机。

示例2：在根据示例1的转向控制器中，第二操作处理包括用于操作 电机的驱动电路以将电机的扭矩调整为与转向侧操作量和角度侧操作量 两者对应的第二扭矩命令值的处理。

在上述配置中，当从转向控制器的外部输入角度命令值时，执行第 二操作处理以将电机的扭矩调整为与转向侧操作量和角度侧操作量两者 对应的第二扭矩命令值。这使得能够将电机的扭矩调整为其中与驾驶员 的转向意图对应的扭矩与来自外部的用于辅助驾驶的扭矩重叠的值。

示例3：在根据示例1或2的转向控制器中，第二操作处理包括用于 改变下述增益中的至少一个的改变处理：指示转向侧操作量影响第二扭 矩命令值的程度的增益，或者指示角度侧操作量影响第二扭矩命令值的 程度的增益。

在上述配置中，执行改变处理以允许是否优先考虑用于支持由驾驶 员进行的驾驶或转向的命令值的变化。

示例4：在根据示例1至3中的任一个所述的转向控制器中，转向侧 操作量用于将转向扭矩调整为目标扭矩的反馈控制。

在上述配置中，执行将转向扭矩调整为目标扭矩的反馈控制。因此， 与不执行反馈控制时相比，改善目标扭矩的可控性。这改善驾驶员的转 向感觉。

示例5：在根据示例4所述的转向控制器中，转向控制器被配置成执 行用于计算目标扭矩的目标扭矩计算处理，并且目标扭矩计算处理包括 通过将转向侧操作量和转向扭矩中的每一个转换成作用在同一对象上的 力来获得转换量，以及基于转换量之和来计算目标扭矩。

转向侧操作量可以被转换成电机所需的扭矩。因此，转向侧操作量 和转向扭矩确定了从车辆施加以使转向轮转向的力。该力确定侧向力。 改善驾驶员的转向感觉所需的目标扭矩倾向于由侧向力确定。因此，在 上述配置中，基于总和来确定目标扭矩有助于目标扭矩计算处理的设计。

示例6：在根据示例1至5中任一项所述的转向控制器中，所述转向 控制器被配置成执行第三操作处理，所述第三操作处理用于计算与转向 侧操作量而不是角度侧操作量对应的第三扭矩命令值并且操作电机的驱 动电路以在转向扭矩的绝对值大于或等于预定值的情况下即使当从转向 控制器的外部输入角度命令值时也将电机的扭矩调整为第三扭矩命令 值。

在上述配置中，当转向扭矩变得过大时，即使当从转向控制器的外 部输入角度命令值时也将电机的扭矩调整为由转向侧操作量确定的第三 扭矩命令值。因此，当驾驶员在很大程度上转动方向盘以避免紧急情况 等时，能够辅助驾驶员进行想要的转向。

根据以下详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将是明显的。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的电动助力转向装置的图。

图2是示出由第一实施方式的转向控制器执行的处理的框图。

图3是示出由第一实施方式的转向控制器执行的处理的过程的流程 图。

图4是示出由第二实施方式的转向控制器执行的处理的过程的流程 图。

在整个附图和详细说明中，相同的附图标记指代相同的元件。附图 可能未按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相关 尺寸、比例和描绘可能被夸大。

具体实施方式

该描述提供了对所述的方法、装置和/或系统的全面理解。所述的方 法、装置和/或系统的修改和等同内容对于本领域的技术人员是明显的。 操作的序列是示例性的，并且如对于本领域的普通技术人员明显的那样, 除了必须以一定顺序发生的操作以外，操作的序列可以被改变。可以省 略对本领域的技术人员而言公知的功能和构造的描述。

示例性实施方式可以具有不同的形式，并且不限于所述的示例。然 而，所述的示例是彻底和完整的，并且将本公开内容的全部范围传达给 本领域的技术人员。

第一实施方式

现在将参照附图描述根据第一实施方式的转向控制器40。

如图1所示，电动助力转向装置10包括：转向机构20，其基于由驾 驶员对方向盘22执行的操作来使转向轮12转向；以及转向致动器30， 其电动地使转向轮12转向。

转向机构20包括方向盘22、固定至方向盘22的转向轴24以及齿条 齿轮机构27。转向轴24包括：耦接至方向盘22的柱轴24a、耦接至柱 轴24a的下端的中间轴24b，以及耦接至中间轴24b的下端的小齿轮轴 24c。小齿轮轴24c的下端通过齿条齿轮机构27与齿条轴26耦接。齿条 齿轮机构27包括小齿轮轴24c和齿条轴26。齿条轴26的相对端通过拉 杆28分别耦接至左右转向轮12。因此，齿条齿轮机构27将方向盘22 的旋转(即，转向轴24的旋转)转换成齿条轴26在轴向方向上的往复 运动。往复运动从耦接至齿条轴26的相对端的拉杆28传递至转向轮12， 从而改变转向轮12的转向角度。齿条轴26的轴向方向对应于图1中的 侧向方向。

转向致动器30与转向机构20共享齿条轴26。此外，转向致动器30 包括电机32、逆变器33、滚珠丝杠机构34和皮带减速驱动器36。电机 32是使转向轮12转向的动力的生成器。在本实施方式中，作为电机32 的例示是三相表面永磁同步马达(SPMSM)。滚珠丝杠机构34被布置 在齿条轴26的周围并且耦接至齿条轴26。皮带减速驱动器36将电机32 的输出轴32a的旋转力传递到滚珠丝杠机构34。滚珠丝杠机构34和皮带 减速驱动器36将电机32的输出轴32a的旋转力转换成使齿条轴26在轴 向方向上往复运动的力。施加到齿条轴26的轴向力使转向轮12转向。

转向控制器40控制转向轮12。转向控制器40操作转向致动器30 以控制作为每个转向轮12的控制量的转向角。当控制该控制量时，转向 控制器40参考由各种传感器检测到的状态量。状态量包括由扭矩传感器 50检测到的转向扭矩Th以及由车辆速度传感器52检测到的车辆速度V。 转向扭矩Th由驾驶员通过方向盘22输入。状态量还包括由旋转角度传感器54检测到的输出轴32a的旋转角度θm，并且包括流过电机32的电 流iu、电流iv和电流iw。可以基于由逆变器33的每个支路的分流电阻 器引起的电压降来检测电流iu、电流iv和电流iw。

转向控制器40能够经由通信线路62执行与上部ECU 60的通信。上 部ECU 60具有将用于辅助驾驶员的驾驶的命令值输出至转向控制器40 的功能。即，来自作为转向控制器40外部的上部ECU 60的、辅助驾驶 员驾驶的命令值被输入到转向控制器40。

转向控制器40包括CPU 42、ROM 44和外围电路46。CPU 42、ROM 44和外围电路46通过通信线48彼此连接。外围电路46包括各种电路， 例如，生成指定内部操作的时钟信号的电路、电源电路和复位电路。

图2示出了由转向控制器40执行的处理的一部分。图2的处理通过 由CPU 42执行存储在ROM 44中的程序来实现。

基目标扭矩计算处理M10是用于基于稍后描述的轴向力Taf来计算 基目标扭矩Thb*的处理。基目标扭矩Thb*是目标扭矩Th*的基值，该目 标扭矩Th*应当由驾驶员经由方向盘22输入到转向轴24。

轴向力Taf是沿轴向方向施加到齿条轴26的力。轴向力Taf具有与 作用在每个转向轮12上的侧向力对应的量。因此，可以从轴向力Taf获 得侧向力。期望使用侧向力来确定应当由驾驶员经由方向盘22输入到转 向轴24的扭矩。因此，基目标扭矩计算处理M10根据从轴向力Taf获得 的侧向力来计算基目标扭矩Thb*。

更具体地，即使轴向力Taf的绝对值相同，基目标扭矩计算处理M10 仍将基目标扭矩Thb*的绝对值计算成在车辆速度V低时比车辆速度V 高时更小。例如，这可以在将映射数据预先存储在ROM 44中的状态下 通过CPU 42经由映射计算来获得基目标扭矩Thb*来实现。

映射数据是指输入变量的离散值以及与输入变量的值对应的输出变 量的值的数据集。在ROM 44中存储的映射数据中，轴向力Taf或横向 加速度是根据轴向力Taf和车速V获得的。

例如，当输入变量的值与映射数据上的输入变量的值中的一个匹配 时，映射计算将映射数据的对应输出变量的值用作计算结果。当输入变 量的值与映射数据上的输入变量的任何值都不匹配时，将通过对映射数 据中包括的输出变量的多个值进行插值而获得的值用作计算结果。

迟滞处理M14是用于基于作为小齿轮轴24c的旋转角度的小齿轮角 度θp来计算和输出迟滞校正量Thys的处理，该迟滞校正量Thys用于校 正基目标扭矩Thb*。小齿轮角度θp是能够被转换成每个转向轮12的转 向角度的可转换角度。更具体地，迟滞处理M14包括用于计算迟滞校正 量Thys以使得目标扭矩Th*的绝对值在使方向盘22转向时比在使方向 盘22返回时大的处理。例如，迟滞处理M14基于小齿轮角θp的变化， 将方向盘22的转向时间段与返回时间段区分开。迟滞处理M14包括用 于根据车辆速度V可变地设置迟滞校正量Thys的处理。

加法处理M12是用于通过将迟滞校正量Thys与基目标扭矩Thb*相 加来计算目标扭矩Th*的处理。

扭矩反馈处理M16是用于计算转向侧操作量Ts0*的处理，该转向侧 操作量Ts0*是用于将转向扭矩Th调整为目标扭矩Th*的反馈控制的操作 量。转向侧操作量Ts0*包括用于将转向扭矩Th调整成目标扭矩Th*的反 馈控制的操作量，即反馈操作量。例如，当转向扭矩Th和目标扭矩Th* 二者都为正并且转向扭矩Th大于目标扭矩Th*时，反馈操作量用于增大电机32的所需扭矩的绝对值。在本实施方式中，转向侧操作量Ts0*是与 电机32的所需扭矩对应的量，并且还是被转换为施加到转向轴24的扭 矩的量。

轴向力计算处理M18是用于通过将转向扭矩Th与转向侧操作量 Ts0*相加来计算轴向力Taf的处理。转向扭矩Th是被施加到转向轴24 的扭矩。因此，在本实施方式中，轴向力Taf是通过将施加在齿条轴26 的轴向方向上的力转换成施加到转向轴24的扭矩而获得的值。

积分处理M20是用于计算电机32的旋转角度θm的积分值Inθ的处 理。在本实施方式中，当车辆直行时，将转向轮12的转向角度设置为0， 并且当转向角度为0时，积分值Inθ被设置为0。转换处理M22是用于 通过将积分值Inθ除以从转向轴24到电机32的减速比Km来计算小齿 轮角度θp的处理。

角度侧操作量计算处理M30是用于计算角度侧操作量Tt0*的处理， 该角度侧操作量Tt0*是用于将小齿轮角度θp调整为小齿轮角度命令值 θp*的操作量。小齿轮角度命令值θp*是从上部ECU 60输入的角度命令 值。在本实施方式中，角度侧操作量Tt0*是与电机32的所需扭矩对应的 量，并且还是被转换为施加到转向轴24的扭矩的量。

角度侧操作量计算处理M30包括估计干扰扭矩Tld的干扰观测器 M32。干扰扭矩Tld是影响小齿轮角度θp的扭矩的不同于角度侧操作量 Tt*的扭矩，角度侧操作量Tt*是通过经由稍后将描述的处理对角度侧操 作量Tt0*进行校正而获得的。例如，干扰扭矩Tld包括转向扭矩Th和转 向侧操作量Ts0*。

在本实施方式中，干扰扭矩Tld被转换成被添加到转向轴24的扭矩。 干扰观察器M32使用被转换成转向轴24的扭矩的角度侧操作量Tt*通过 以下表达式(c1)来估计干扰扭矩T1d。

J·θp*”＝Tt*+Tld (c1)

更具体地，在本实施方式中，干扰观察器M32使用具有三行和一列 的矩阵L通过以下表达式(c2)来计算干扰扭矩Tld和估计值θpe，其中 该矩阵L指定小齿轮角θp的估计值θpe、角度侧操作量Tt*和观测器增 益l1、l2和l3。

微分计算处理M34是用于通过对小齿轮角度命令值θp*进行微分来 计算小齿轮角速度命令值的处理。

反馈项计算处理M36是用于计算反馈操作量Ttfb的处理，该反馈操 作量Ttfb是将具有小齿轮角度命令值θp*与所估计的值θpe之间的差作 为输入的比例元素的输出值与将具有差的微分值作为输入的微分元素的 输出值之和。

二阶微分处理M38是用于计算小齿轮角度命令值θp*的二阶时间微 分值的处理。前馈项计算处理M40是用于通过将二阶微分处理M38的输 出值乘以惯性系数J来计算前馈操作量Ttff的处理。二自由度操作量计 算处理M42是用于通过从反馈操作量Ttfb和前馈操作量Ttff之和中减去 干扰扭矩T1d来计算角度侧操作量Tt0*的处理。

转向侧增益处理M50是用于输出转向侧操作量Ts*的处理，该转向 侧操作量Ts*是通过将转向侧操作量Ts0*乘以转向侧增益Ks而获得的 值。转向侧增益Ks具有大于或等于0并且小于或等于1的值。

角度侧增益处理M52是用于输出角度侧操作量Tt*的处理，该角度 侧操作量Tt*是通过将角度侧操作量Tt0*乘以角度侧增益Kt而获得的值。 角度侧增益Kt具有大于或等于0并且小于或等于1的值。

加法处理M54是用于通过将转向侧操作量Ts*与角度侧操作量Tt* 相加来计算电机32的所需扭矩Td的处理。

转换处理M56是用于通过将所需扭矩Td除以减速比Km来将所需 扭矩Td转换成作为用于电机32的扭矩的命令值的扭矩命令值Tm*的处 理。

操作信号生成处理M58是用于生成并输出逆变器33的操作信号MS 的处理，该操作信号MS用于将由电机32输出的扭矩调整为扭矩命令值 Tm*。操作信号MS实际上是逆变器33的每个支路的操作信号。

图3示出了用于设定转向侧增益Ks和角度侧增益Kt的处理的过程。 转向侧增益Ks指示转向侧操作量Ts0*对扭矩命令值Tm*的影响程度。 角度侧增益Kt指示角度侧操作量Tt0*对扭矩命令值Tm*的影响程度。例 如，图3所示的处理由CPU 42以预定间隔重复执行存储在ROM 44中的 程序来执行。在以下描述中，每个步骤的编号由字母S及其后的数字表示。

在图3所示的一系列处理中，CPU 42首先确定ADAS标记F是否为 1(S10)。当ADAS标记F为1时，ADAS标记F指示从上部ECU 60 输入小齿轮角度命令值θp*。当ADAS标记F为0时，ADAS标记F指 示不从上部ECU 60输入小齿轮角度命令值θp*。

当确定ADAS标记F为0(S10：否)时，CPU 42确定当前时间点 是否为将不存在小齿轮角度命令值θp*的输入的状态转换为存在小齿轮 角度命令值θp*的输入的状态时的时间点(S12)。在执行图3所示的一 系列处理之前未输入小齿轮角度命令值θp*并且在执行这些处理的当前 时刻输入小齿轮角度命令值θp*的情况下，当前时间点是已经进行了转换 时的时间点(S12：是)。在这种情况下，CPU 42将1代入ADAS标记 F(S14)。CPU 42将1代入转向侧增益Ks并且还将1代入角度侧增益Kt(S16)。

当确定ADAS标记F是1(S10：是)时，则CPU 42确定当前时间 点是否是当将存在小齿轮角度命令值θp*的输入的状态转换到不存在小 齿轮角度命令值θp*的输入的状态时的时间点(S18)。当确定当前时间 点不是已经进行了转换的时间点(S18：否)时，CPU 42进行到S16的 处理。

在执行图3所示的一系列处理之前输入了小齿轮角度命令值θp*并 且在执行这些处理的当前时刻没有输入小齿轮角度命令值θp*的情况下， 当前时间点是已经进行了转换时的时间点(S18：是)。在这种情况下， CPU 42将0代入ADAS标记F(S20)。当完成S20的处理并且在S12 的处理中做出否定确定时，CPU 42将1代入转向侧增益Ks并且还将0 代入角度侧增益Kt(S22)。

当完成步骤S16或S22的处理时，CPU 42暂时结束图3所示的一系 列处理。

现在将描述本实施方式的操作和优点。

在未从转向控制器40的外部的上部ECU 60向CPU 42输入小齿轮 角度命令值θp*时，CPU 42将电机32的扭矩调整为由用于将转向扭矩 Th调整为目标扭矩Th*的反馈控制所使用的转向侧操作量Ts0*确定的扭 矩命令值Tm*。因此，电机32的扭矩被调整成使得转向扭矩Th变为目 标扭矩Th*。这改善了转向感觉。

当从转向控制器40外部的上部ECU 60向CPU 42输入小齿轮角度 命令值θp*时，CPU 42将电机32的扭矩调整为扭矩命令值Tm*，该扭 矩命令值Tm*由转向侧操作量Ts0*和用于将小齿轮角度θp调整为小齿 轮角度命令值θp*的反馈控制所使用的角度侧操作量Tt0*之和确定。因 此，由于小齿轮角度θp被调整为跟随小齿轮角度命令值θp*，因此能够反映来自上部ECU 60的驾驶辅助。

当转向侧增益Ks和角度侧增益Kt两者为1时，由干扰观察器M32 估计的干扰扭矩Tld包括转向扭矩Th和转向侧操作量Ts0*。因此，例如 当小齿轮角度命令值θp*的二阶时间微分值不为零时，在二自由度操作量 计算处理M42中，从用于生成小齿轮角度θp的必要加速度的扭矩的前 馈操作量Ttff中至少减去转向扭矩Th和转向侧操作量Ts0*。

第二实施方式

现在将参照附图描述第二实施方式。将主要讨论与第一实施方式的 不同之处。

在上述第一实施方式中，当小齿轮角度命令值θp*从外部输入到转向 控制器40时，转向侧增益Ks和角度侧增益Kt两者被设置为1。在第二 实施方式中，增益根据情况而变化。

图4示出了本实施方式中用于设置转向侧增益Ks和角度侧增益Kt 的处理的过程。例如,图4所示的处理由CPU 42以预定间隔重复执行存 储在ROM 44中的程序来执行。在图4中，为了说明的目的，将相同的 步骤编号赋予与图3所示的处理对应的处理，并且省略说明。

在图4所示的一系列处理中，当完成S14的处理或在S18的处理中 作出否定确定时，CPU 42确定转向扭矩Th的绝对值是否小于预定值Tth (S24)。预定值Tth被设置为当驾驶员突然转动方向盘22以避免紧急 情况等时可能发生的转向扭矩Th的绝对值。当确定转向扭矩Th的绝对 值大于或等于预定值Tth时(S24：否)，CPU 42将1代入转向侧增益 Ks并且将0代入角度侧增益Kt以优先考虑驾驶员进行的转向(S22)。

在确定转向扭矩Th的绝对值小于预定值Tth(S24：是)时，CPU 42 确定小齿轮角度命令值θp*与小齿轮角度θp之差的绝对值是否小于预定 值Δθth(S26)。预定值Δθth被设置为大于当转向扭矩Th不是过大并且 由驾驶员执行的转向与由上部ECU 60所期望的转向没有较大偏差时可 能出现的小齿轮角度命令值θp与小齿轮角度θp之间的差的绝对值的最大值。当确定上述差值大于或等于预定值Δθth(S26：否)时，CPU 42 将大于0且小于1的预定值δ代入转向侧增益Ks并且将1代入角度侧增 益Kt(S28)。当在S26的处理中作出肯定的判断时，CPU 42进行到S16 的处理。

现在将描述本实施方式的操作和优点。

当转向扭矩Th变得过大时，即使从转向控制器40外部的上部ECU 60向CPU 42输入小齿轮角度命令值θp*，CPU 42也将转向侧增益Ks 设置为1并且将角度侧增益Kt设置为0。由此，CPU 42将电机32的扭 矩调整为由转向侧操作量Ts0*确定的扭矩命令值Tm*。因此，当驾驶员 在很大程度上转动方向盘22以避免紧急情况时，可以辅助驾驶员进行想 要的转向。

当转向扭矩Th并不过大并且小齿轮角度命令值θp*与小齿轮角度θp 彼此间偏差较大时，CPU 42将转向侧增益Ks设置为小于1的值，使得 角度侧操作量Tt0*主要地影响扭矩命令值Tm*。这导致容易使小齿轮角 度命令值θp*跟随小齿轮角度θp。

对应关系

上述实施方式中的项与上述发明内容中描述的项之间的对应关系如 下。在以下描述中，在发明内容中描述的示例中针对每个编号示出了对 应关系。

在示例1、2和4中，“转向侧操作量计算处理”对应于基目标扭矩 计算处理M10、加法处理M12、迟滞处理M14和扭矩反馈处理M16。“可 转换角度”对应于小齿轮角度θp。当角度侧增益Kt为0时，“第一操作 处理”对应于加法处理M54、转换处理M56以及操作信号生成处理M58。 当角度侧增益Kt为0时，“第一扭矩命令值”对应于扭矩命令值Tm*。 当角度侧增益Kt大于0时，“第二操作处理”对应于加法处理M54、转 换处理M56和操作信号生成处理M58。当角度侧增益Kt大于0时，“第 二扭矩命令值”对应于扭矩命令值Tm*。“驱动电路”对应于逆变器33。

在示例3中，“变化处理”与图4中响应于S26的处理S16和处理 S28对应。

在示例5中，“目标扭矩计算处理”对应于基目标扭矩计算处理M10、 加法处理M12和迟滞处理M14。

在示例6中，当在图4中的S24的处理中作出否定判断时，“第三 操作处理”对应于加法处理M54、转换处理M56和操作信号生成处理 M58，并且作为S22的处理的结果，转向侧增益Ks变为1并且角度侧增 益Kt变为0。当转向侧增益Ks为1并且角度侧增益Kt为0时，“第三 扭矩命令值”对应于扭矩命令值Tm*。

修改例

上述实施方式的特征中的至少一个可以进行如下修改。

变化的处理

当在图4中的S24的处理中作出否定确定时，不必将0代入角度侧 增益Kt。替代地，例如，可以将小于1且大于0的值代入角度侧增益Kt 中。

此外，转向侧增益Ks和角度侧增益Kt不是必须改变。例如，可以 执行用于将角度侧操作量Tt0*的绝对值设置为小于或等于保护值的保护 处理，并且当在图4中的S24的处理中做出否定确定时，可以执行用于 将角度侧操作量Tt0*的绝对值的保护值减小为小值的处理。由于该处理， 输入到加法处理M54并且在执行保护处理之后获得的角度侧操作量Tt0* 变为小于由角度侧操作量计算处理M30输出并且在执行保护处理之前获 得的角度侧操作量Tt0*。该减小相当于角度侧增益Kt从1变化至小于1 的值。

干扰观察器

例如，在上述实施方式的二自由度操作量计算处理M42中，不仅可 以从反馈操作量Ttfb与前馈操作量Ttff之和中减去干扰扭矩Tld，还可 以从该和中减去转向侧操作量Ts*，并且可以将用作干扰观测器M32的 输入的值从角度侧操作量Tt*变更为Tt*+Ts*。在这种情况下，干扰扭矩 Tld是影响小齿轮角度θp的扭矩的除了电机32的扭矩之外的扭矩。

替选地，例如，在上述实施方式的二自由度操作量计算处理M42中， 不仅可以从反馈操作量Ttfb与前馈操作量Ttff之和中减去干扰扭矩Tld， 还可以从该和中减去转向侧操作量Ts*和转向扭矩Th，并且可以将用作 干扰观测器M32的输入的值从角度侧操作量Tt*变更为Tt*+Ts*+Th。在 该情况下，干扰扭矩Tld是影响小齿轮角度θp的扭矩的除了电机32的扭矩与转向扭矩Th之和之外的扭矩。

不必以上述实施方式所示的方式来计算干扰扭矩Tld。例如，干扰扭 矩Tld可以通过从通过将惯性系数J乘以小齿轮角度命令值θp*的二阶时 间微分值而获得的值中减去角度侧操作量Tt*、转向侧操作量Ts*和转向 扭矩Th来计算。替选地，可以通过从通过将惯性系数J乘以小齿轮角度 θp的二阶时间微分值所获得的值中减去角度侧操作量Tt*、转向侧操作 量Ts*和转向扭矩Th来计算干扰扭矩Tld。作为另一选择，可以通过从 通过将惯性系数J乘以估计值θpe的二阶时间微分值所获得的值中减去 角度侧操作量Tt*、转向侧操作量Ts*和转向扭矩Th来计算干扰扭矩Tld。

角度反馈处理

在上述实施方式中，基于小齿轮角度命令值θp*的二阶时间微分值来 计算前馈操作量Ttff。替代地，例如，可以基于小齿轮角度θp的二阶时 间微分值来计算前馈操作量Ttff。替选地，例如，也可以基于小齿轮角 度命令值θp*与小齿轮角度θp之间的差的二阶时间微分值来计算前馈操 作量Ttff。

输入到反馈项计算处理M36的反馈控制量不限于估计值θpe或估计 值θpe的一阶时间微分值。替代地，反馈控制量可以是小齿轮角度θp或 小齿轮角度θp的时间微分值。

反馈项计算处理M36不限于用于输出比例元件的输出值与微分元件 的输出值之和的处理。替代地，例如，反馈项计算处理M36可以是用于 输出比例元件的输出值的处理，或者可以是用于输出微分元件的输出值 的处理。替选地，反馈项计算处理M36可以是用于输出积分元件的输出 值与比例元件的输出值和微分元件的输出值中的至少一个的和的处理。

角度侧操作量计算处理

角度侧操作量计算处理M30不是必须包括反馈项计算处理M36或干 扰观测器M32。例如，角度侧操作量计算处理M30可以是用于将前馈操 作量Ttff设置为角度侧操作量Tt*的处理。

转向侧操作量计算处理

转向侧操作量计算处理不是必须是用于将转向侧操作量Ts*计算为 用于将转向扭矩Th调整为目标扭矩Th*的反馈控制的操作量的处理。例 如，转向侧操作量计算处理可以仅是用于将基于转向扭矩Th辅助转向的 辅助扭矩计算为转向侧操作量Ts*的处理。即使在这种情况下，通过使用 转向侧操作量Ts*来辅助转向轮12按照用户意图转向。因此，转向侧操 作量Ts*是用于使转向轮12转向的电机32的操作量。

可转换角度

在上述实施方式中，小齿轮角度θp用作可转换角度。替代地，例如， 可以将转向轮的转向角度用作可转换角度。

转向侧操作量

在上述实施方式中，转向侧操作量Ts*被转换成转向轴24的扭矩。 替代地，例如，也可以将转向侧操作量Ts*转换成电机32的扭矩。

角度侧操作量

在上述实施方式中，转向侧操作量Tt*被转换成转向轴24的扭矩。 替代地，例如，可以将角度侧操作量Tt*转换成电机32的扭矩。

目标扭矩计算处理

基目标扭矩计算处理M10不限于用于根据轴向力Taf和车辆速度V 计算基目标扭矩Thb*的处理。替代地，例如，基目标扭矩计算处理M10 可以是仅基于轴向力Taf来计算基目标扭矩Thb*的处理。

基目标扭矩Thb*不必使用迟滞校正量Thys来校正。

基目标扭矩

不必基于轴向力Taf来获得基目标扭矩Thb*。替代地，例如，可以 基于转向扭矩Th来计算辅助转向的辅助扭矩，并且可以基于辅助扭矩与 转向扭矩之和来计算基目标扭矩Thb*。

转向控制器

转向控制器不限于包括CPU 42和ROM 44并且执行软件处理的设 备。例如，可以提供执行在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部 分的专用硬件电路(例如ASIC)。即，转向控制器可以被修改为只要具 有以下(a)至(c)中的任一种配置即可。(a)包括下述的配置：根据 程序执行所有上述处理的处理器；以及存储该程序的程序存储设备(例 如，ROM)。(b)包括下述的配置：根据程序执行上述处理的一部分的 处理器和程序存储设备以及执行其余处理的专用硬件电路。(c)包括执 行所有上述处理的专用硬件电路的配置。可以提供均包括处理器和程序 存储设备的多个软件处理电路以及多个专用硬件电路。即，上述处理可 以以任何方式执行，只要处理由包括一个或更多个软件处理电路的集合 以及一个或更多个专用硬件电路的集合中的至少一种的处理电路执行即 可。

电机、驱动电路

电机不限于SPMSM，并且可以是内部永磁同步电机(IPMSM)。 替选地，电机不限于同步马达并且可以是感应电机。作为另一选择，例 如，电机可以是有刷直流电机。在这种情况下，仅需要采用H桥电路作 为驱动电路。

转向致动器

转向致动器30不必是上述实施方式中示出的致动器。例如，转向致 动器30可以是包括除小齿轮轴24c之外的将电机32的动力传递到齿条 轴26的第二小齿轮轴的双小齿轮型。此外，在转向致动器30中，电机 32的输出轴32a可以机械地耦接至转向轴24。在这种情况下，转向致动 器30和转向机构20共享转向轴24和齿条齿轮机构27。

在不脱离权利要求书及其等同内容的主旨和范围的情况下，可以对 以上示例进行形式和细节上的各种改变。这些示例仅出于描述的目的， 而非出于限制的目的。在每个示例中对特征的描述被认为适用于在其他 示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行序列，以及/或者如果 不同地组合和/或由其他部件或其等同物来替代或补充所描述的系统、架 构、设备或电路中的部件，则可以实现合适的结果。本公开内容的范围 不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同方案限定。在权利要 求及其等同方案的范围内的所有变型都被包括在本公开内容中。

Claims (7)

1.一种用于操作转向致动器的转向控制器，所述转向致动器包含电机并且使转向轮转向，其中，所述转向控制器被配置成执行以下处理：

用于基于由驾驶员输入的转向扭矩来计算转向侧操作量的转向侧操作量计算处理，所述转向侧操作量是用于使转向轮转向的电机的操作量并且能够被转换成所述电机所需的扭矩；

用于当从所述转向控制器的外部输入角度命令值时计算角度侧操作量的角度侧操作量计算处理，所述角度命令值用于辅助驾驶员的驾驶，并且是能够被转换成转向轮的转向角度的可转换角度的命令值，所述角度侧操作量用于将所述可转换角度调整为所述角度命令值，并且能够被转换成所述电机所需的扭矩；

第一操作处理，其用于当没有从所述转向控制器的外部输入角度命令值时，计算与所述转向侧操作量对应的第一扭矩命令值，并且操作所述电机的驱动电路以将所述电机的扭矩调整为所述第一扭矩命令值；以及

第二操作处理，其用于当从所述转向控制器的外部输入角度命令值时，计算与所述转向侧操作量和所述角度侧操作量中的至少所述角度侧操作量对应的第二扭矩命令值，并且操作所述电机的驱动电路以将所述电机的扭矩调整为所述第二扭矩命令值。

2.根据权利要求1所述的转向控制器，其中，所述第二操作处理包括用于操作所述电机的驱动电路以将所述电机的扭矩调整为与所述转向侧操作量和所述角度侧操作量两者对应的第二扭矩命令值的处理。

3.根据权利要求1或2所述的转向控制器，其中，所述第二操作处理包括用于改变下述增益中的至少一个的改变处理：指示所述转向侧操作量影响第二扭矩命令值的程度的增益，或者指示所述角度侧操作量影响第二扭矩命令值的程度的增益。

4.根据权利要求1或2所述的转向控制器，其中，所述转向侧操作量用于将所述转向扭矩调整为目标扭矩的反馈控制。

5.根据权利要求4所述的转向控制器，其中，

所述转向控制器被配置成执行用于计算所述目标扭矩的目标扭矩计算处理，以及

所述目标扭矩计算处理包括：

通过将所述转向侧操作量和所述转向扭矩中的每一个转换成作用在同一对象上的力来获得转换量，以及

基于所述转换量之和来计算所述目标扭矩。

6.根据权利要求1或2所述的转向控制器，其中，所述转向控制器被配置成执行第三操作处理，所述第三操作处理用于计算与所述转向侧操作量而不是所述角度侧操作量对应的第三扭矩命令值，并且操作所述电机的驱动电路以在所述转向扭矩的绝对值大于或等于预定值的情况下、即使当从所述转向控制器的外部输入角度命令值时也将所述电机的扭矩调整为所述第三扭矩命令值。

7.一种用于操作转向致动器的转向控制方法，所述转向致动器包含电机并且使转向轮转向，所述转向控制方法包括：

基于由驾驶员输入的转向扭矩来计算转向侧操作量，所述转向侧操作量是用于使所述转向轮转向的电机的操作量，并且能够被转换成所述电机所需的扭矩；

当从外部输入角度命令值时计算角度侧操作量，所述角度命令值用于辅助驾驶员的驾驶，并且是能够被转换成所述转向轮的转向角度的可转换角度的命令值，所述角度侧操作量用于将所述可转换角度调整为所述角度命令值，并且能够被转换成所述电机所需的扭矩；

当没有从所述外部输入角度命令值时，计算与所述转向侧操作量对应的第一扭矩命令值，并且操作所述电机的驱动电路以将所述电机的扭矩调整为所述第一扭矩命令值；以及

当从所述外部输入角度命令值时，计算与所述转向侧操作量和所述角度侧操作量中的至少所述角度侧操作量对应的第二扭矩命令值，并且操作所述电机的驱动电路以将所述电机的扭矩调整为所述第二扭矩命令值。

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