CN111717271A - 转向装置 - Google Patents

转向装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111717271A
CN111717271A CN202010192812.6A CN202010192812A CN111717271A CN 111717271 A CN111717271 A CN 111717271A CN 202010192812 A CN202010192812 A CN 202010192812A CN 111717271 A CN111717271 A CN 111717271A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steering
axial force
motor
obstacle
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010192812.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111717271B (zh
Inventor
并河勋
安乐厚二
柿本祐辅
工藤佳夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp, Toyota Motor Corp filed Critical JTEKT Corp
Publication of CN111717271A publication Critical patent/CN111717271A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111717271B publication Critical patent/CN111717271B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0469—End-of-stroke control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/029—Steering assistants using warnings or proposing actions to the driver without influencing the steering system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0496—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures by using a temperature sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种转向装置。该转向装置(10)包括：机构，其被配置成使车辆的转动轮(16)转向；马达，其被配置成生成施加至该机构的驱动力；以及控制器(50)，其被配置成根据转向状态控制马达。控制器(50)包括判定电路(85)，该判定电路(85)被配置成至少基于供给至马达的电流的值和车速来判定转动轮(16)中的一个是否与障碍物接触。控制器(50)被配置成在转动轮(16)中的一个与障碍物接触时向驾驶员通知转动轮(16)中的一个与障碍物接触。

Description

转向装置
技术领域
本发明涉及转向装置。
背景技术
存在所谓的方向盘与转动轮之间的动力传递被分离的线控转向装置。转向装置具有反作用力马达和转动马达。反作用力马达是施加至转向轴的转向反作用力的产生源。转动马达是使转动轮转向的转动力的产生源。当车辆行驶时，转向装置的控制器通过控制给反作用力马达的电力供应来产生转向反作用力，同时通过控制给转动马达的电力供应来使转动轮转向。
在转向装置中，可能存在难以使转动轮朝向转向增加侧转向的情况，诸如在静态转向时转动轮中的一个与路缘石接触的情况。在这样的情况下，转向装置的控制器倾向于执行使得转动轮的转向角跟随方向盘的转向角的控制。因此，有可能向转动马达供应过大的电流，从而导致转动马达或其驱动电路过热。
因此，例如，日本专利申请公开号2006-111099(JP2006-111099A)中的控制器在预定的判定条件成立时判定转动轮中的一个与障碍物接触。判定条件包括供应给转动马达的实际电流值等于或大于电流阈值的状态持续了规定时间。当判定转动轮中的一个与障碍物接触时，控制器执行预定控制以抑制转动马达的过热并向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触。
当判定转动轮中的一个与障碍物接触时，控制器根据转向角将供应至转动马达的电流量改变为小于正常电流量的值。因此，抑制了转动马达的过热。当判定转动轮中的一个与障碍物接触时，控制器控制反作用力马达以生成对应于转动轮的命令转向角与实际转向角之间的偏差的转向反作用力。这使得可以通过转向反作用力的变化来向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触。
发明内容
确实，当转动轮中的一个与障碍物接触时，JP2006-111099A中的控制器能够抑制转动马达的过热，并且向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触。然而，由于JP2006-111099A中的控制器被配置成通过转向反作用力的变化来向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触，因此对驾驶员驾驶车辆施加了一些影响。因此，希望检查用于检测转动轮中的一个与障碍物接触的适当时机，或者用于向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触的适当时机。
本发明能够在适当时机检测转动轮中的一个与障碍物接触。
本发明的一方面涉及一种转向装置。该转向装置包括：机构；马达；以及控制器。该机构被配置成使车辆的转动轮转向。马达被配置成生成施加至该机构的驱动力。控制器被配置成根据转向状态控制马达。控制器包括判定电路，该判定电路被配置成至少基于供应给马达的电流的值和车速来判定转动轮中的一个是否与障碍物接触。控制器被配置成在转动轮中的一个与障碍物接触时向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触。
当转动轮中的一个与障碍物接触时，转动轮不能执行转向。由于马达的操作也受到限制，所以马达的负荷增加，从而导致供应给马达的电流增加。因此，该配置使得可以基于供应给马达的电流的值来判定转动轮中的一个是否与障碍物接触。也采用车速作为用于判定转动轮中的一个是否与障碍物接触的判定条件之一。因此，可以在与车速对应的适当时机检测转动轮中的一个与障碍物接触。也可以在与车速对应的适当时机向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触。
在转向装置中，判定电路可以将车速处于低速范围且低于车速阈值的事实用作用于判定转动轮中的一个与障碍物接触的一个条件。
车速处于低速范围的事实表明车辆处于足以判定转动轮中的一个是否与障碍物接触的行驶状态。车速处于低速范围的事实表明车辆处于足以向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触的行驶状态。
在转向装置中，该机构可以包括：转向轴，其被配置成与方向盘的操作协同地旋转；以及转动轴，其被配置成使得转动轴与方向盘之间的动力传递被分离。马达可以包括：反作用力马达，其被配置成基于根据转向状态计算出的第一命令值来生成转向反作用力；以及转动马达，其作为基于根据转向状态计算出的第二命令值来生成转动力的马达。转向反作用力可以是施加至转向轴并且在与转向方向相反的方向上的转矩。转动力可以是施加至转动轴以使转动轮转向的转矩。
在转向装置中，控制器可以包括限制轴向力计算电路，该限制轴向力计算电路被配置成在判定电路判定转动轮中的一个与障碍物接触时，计算限制轴向力作为用于向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触的控制。限制轴向力可以是转动轴的要反映在用于反作用力马达的第一命令值上的轴向力以虚拟地限制方向盘的操作。
利用该配置，当转动轮中的一个与障碍物接触时，用于虚拟地限制方向盘的操作的限制轴向力被反映在用于反作用力马达的第一命令值上。因此，驾驶员感觉到作为转向反作用力的撞击感。通过经由方向盘的响应感，驾驶员可以识别转动轮中的一个与障碍物接触的情况。也可以虚拟地限制驾驶员对方向盘的操作。
在转向装置中，控制器可以包括理想轴向力计算电路、估计轴向力计算电路和分配计算电路。理想轴向力计算电路可以被配置成基于与转动轮的转向操作协同地旋转的旋转部件的目标旋转角，来计算作为转动轴的理想轴向力的理想轴向力。估计轴向力计算电路可以被配置成基于反映车辆行为、路面状态或转向状态的转动马达的电流值，来将转动轴的轴向力计算为估计轴向力。分配计算电路可以被配置成通过根据车辆行为、路面状态或转向状态混合估计轴向力和理想轴向力，来将所混合的轴向力计算为转动轴的要反映在用于反作用力马达的第一命令值上的轴向力。分配计算电路可以被配置成在判定电路判定转动轮中的一个与障碍物接触时，将转动轴的要反映在用于反作用力马达的第一命令值上的轴向力从所混合的轴向力切换为估计轴向力，作为用于向驾驶员通知转动轮中的一个与障碍物接触的控制。
利用该配置，当转动轮中的任何一个都不与障碍物接触时，所混合的轴向力被反映在用于反作用力马达的第一命令值上，其中，通过根据车辆行为等来混合基于旋转部件的目标旋转角的理想轴向力和基于转动马达的电流值的估计轴向力来获得所混合的轴向力。因此，反作用力马达生成与所混合的轴向力对应的驱动力。与此相反，当转动轮中的一个与障碍物接触时，真正的估计轴向力被反映在用于反作用力马达的第一命令值上。由于估计轴向力反映车辆行为、路面状态或转向状态，因此反作用力马达生成与当转动轮中的一个与障碍物接触时作用在转动轴上的轴向力对应的驱动力。因此，由于驾驶员通过方向盘感觉到作为转向反作用力的撞击感，因此驾驶员可以识别出转动轮中的一个与障碍物接触的情况。
本发明中的转向装置可以在适当的时机检测转动轮中的一个与障碍物接触。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：
图1是安装有转向控制器的第一实施方式的线控转向装置的框图；
图2是第一实施方式中的控制器的控制框图；
图3是第一实施方式中的目标舵角计算电路的控制框图；
图4是第一实施方式中的车辆模型的控制框图；以及
图5是第二实施方式中的车辆模型的控制框图。
具体实施方式
下面将描述转向控制器应用于线控转向装置的第一实施方式。
如图1所示，车辆的转向装置10包括与方向盘11耦接的转向轴12。转向装置10包括沿车辆宽度方向(图1中的宽度方向)延伸的转动轴14。转动轴14的两端分别通过拉杆15与左右转动轮16耦接。当转动轴14线性移动时，转动轮16的转向角θw改变。转向轴12和转动轴14构成转向机构。
转向装置10具有作为用于生成转向反作用力的配置的反作用力马达31、减速机构32、旋转角传感器33和转矩传感器34。顺便提及，转向反作用力是指沿与驾驶员对方向盘11的操纵方向相反的方向作用的力(转矩)。将转向反作用力施加至方向盘11可以给予驾驶员适度的响应感。
反作用力马达31是转向反作用力的产生源。采用例如三相(U，V，W)无刷马达作为反作用力马达31。反作用力马达31(具体而言其旋转轴)通过减速机构32与转向轴12耦接。反作用力马达31的转矩作为转向反作用力施加于转向轴12。
旋转角传感器33设置在反作用力马达31中。旋转角传感器33检测反作用力马达31的旋转角θa。反作用力马达31的旋转角θa用于计算舵角(转向角)θs。反作用力马达31和转向轴12通过减速机构32互锁。因此，在反作用力马达31的旋转角θa与转向轴12的旋转角(引申开来，作为方向盘11的旋转角的舵角θs)之间存在关联。因此，可以基于反作用力马达31的旋转角θa来计算舵角θs。
转矩传感器34检测通过方向盘11的转动操作施加至转向轴12的转向转矩Th。转矩传感器34设置在转向轴12的更靠近方向盘11一侧而非减速机构32的部分中。
转向装置10具有作为如下配置的转动马达41、减速机构42和旋转角传感器43，该配置用于生成作为用于使转动轮16转向的动力的转动力。
转动马达41是转动力的产生源。采用例如三相无刷马达作为转动马达41。转动马达41(具体而言，其旋转轴)通过减速机构42与小齿轮轴44耦接。小齿轮轴44具有与转动轴14的齿条齿14b啮合的小齿轮齿44a。通过小齿轮轴44将转动马达41的转矩作为转动力施加于转动轴14。转动轴14根据转动马达41的旋转而沿着车辆宽度方向(图中的宽度方向)移动。
旋转角传感器43设置在转动马达41中。旋转角传感器43检测转动马达41的旋转角θb。顺便提及，转向装置10包括小齿轮轴13。小齿轮轴13被设置为与转动轴14正交。小齿轮轴13具有与转动轴14的齿条齿14a啮合的小齿轮齿13a。设置小齿轮轴13的原因是为了与小齿轮轴44一起将转动轴14支承在壳体(省略图示)内。更具体地，转向装置10包括支承机构(省略图示)，该支承机构支承转动轴14以使其能够沿轴向方向移动，同时将转动轴14压向小齿轮轴13、44。因此，转动轴14被支承在壳体内。然而，可以提供不使用小齿轮轴13的其他支承机构以将转动轴14支承在壳体内。
转向装置10还包括控制器50。控制器50基于各种传感器的检测结果来控制反作用力马达31和转动马达41。除了前面提及的旋转角传感器33、转矩传感器34和旋转角传感器43之外，传感器还包括车速传感器501。车速传感器501设置在车辆中以检测作为车辆的行驶速度的车速V。
控制器50执行反作用力控制，该反作用力控制通过对反作用力马达31的驱动控制来生成与转向转矩Th对应的转向反作用力。控制器50基于转向转矩Th和车速V计算目标转向反作用力，并且基于计算出的目标转向反作用力、转向转矩Th和车速V来计算方向盘11的目标舵角(目标转向角)。控制器50通过舵角θs的被执行使得实际舵角θs跟随目标舵角的反馈控制来计算舵角校正量。控制器50然后通过将计算出的舵角校正量与目标转向反作用力相加来计算转向反作用力命令值。控制器50向反作用力马达31供应生成与转向反作用力命令值对应的转向反作用力所需的电流。
控制器50执行转向控制，该转向控制用于根据转向状态通过对转动马达41的驱动控制使转动轮16转向。控制器50基于由旋转角传感器43检测到的转动马达41的旋转角θb来计算作为小齿轮轴44的实际旋转角的小齿轮角θp。小齿轮角θp是反映转动轮16的转向角θw的值。控制器50使用前面提到的目标转向角来计算目标小齿轮角。然后，控制器50获得目标小齿轮角与实际小齿轮角θp之间的偏差，并且控制给转动马达41的电力供应以便消除该偏差。
下面将详细描述控制器50。如图2所示，控制器50具有执行反作用力控制的反作用力控制电路50a和执行转向控制的转向控制电路50b。
反作用力控制电路50a具有目标转向反作用力计算电路51、目标舵角计算电路52、舵角计算电路53、舵角反馈控制电路54、加法器55和通电控制电路56。
目标转向反作用力计算电路51基于转向转矩Th和车速V来计算目标转向反作用力T1 *。目标转向反作用力计算电路51计算随着转向转矩Th的绝对值越大并且车速V越低变为较大值(绝对值)的目标转向反作用力Tl *。
目标舵角计算电路52使用目标转向反作用力T1 *、转向转矩Th和车速V来计算方向盘11的目标舵角θ*。目标舵角计算电路52具有用于基于输入转矩确定理想舵角(转向角)的理想模型，该输入转矩被定义为目标转向反作用力T1 *和转向转矩Th的总和。在理想模型中，假设转向装置在方向盘11与转动轮16之间具有机械耦接，则通过实验等预先模拟根据输入转矩的与理想转向角对应的舵角。目标舵角计算电路52通过将目标转向反作用力T1 *和转向转矩Th相加来获得输入转矩，并且基于理想模型根据输入转矩来计算目标舵角θ*(目标转向角)。
舵角计算电路53基于由旋转角传感器33检测到的反作用力马达31的旋转角θa计算方向盘11的实际舵角θs。舵角反馈控制电路54通过舵角θs的使得实际舵角θs跟随目标舵角θ*的反馈控制来计算舵角校正量T2 *。加法器55将舵角校正量T2 *与目标转向反作用力T1 *相加以计算转向反作用力命令值T*。
通电控制电路56将与转向反作用力命令值T*对应的电力供应给反作用力马达31。具体地，通电控制电路56基于转向反作用力命令值T*来计算用于反作用力马达31的电流命令值。通电控制电路56还通过设置在去往反作用力马达31的供电路径中的电流传感器57来检测在供电路径中生成的实际电流值Ia。电流值Ia是供应给反作用力马达31的实际电流的值。通电控制电路56然后获得电流命令值与实际电流值Ia之间的偏差，并控制给该反作用力马达31的电力供应以便消除偏差(电流Ia的反馈控制)。因此，反作用力马达31生成与转向反作用力命令值T*对应的转矩。这使得可以给予驾驶员与路面反作用力对应的适度的响应感。
如图2所示，转向控制电路50b包括小齿轮角计算电路61、限制控制电路62、小齿轮角反馈控制电路63和通电控制电路64。
小齿轮角计算电路61基于由旋转角传感器43检测到的转动马达41的旋转角θb计算作为小齿轮轴44的实际旋转角的小齿轮角θp。如前面所示，转动马达41和小齿轮轴44通过减速机构42互锁。因此，转动马达41的旋转角θb与小齿轮角θp之间存在关联。利用该关联，可以根据转动马达41的旋转角θb获得小齿轮角θp。此外，如前所述，小齿轮轴44与转动轴14啮合。因此，在小齿轮角θp与转动轴14的移动量之间也存在关联。简言之，小齿轮角θp是反映转动轮16的转向角θw的值。
限制控制电路62根据例如转动马达41的发热状态来计算用于限制供应给转动马达41的电流量的限值Ilim。就保护转动马达41免受过热而言，将该限值Ilim设置为供应至转动马达41的电流量的上限值。当由设置在去往转动马达41的供电路径附近的温度传感器62a检测到的转动马达41的温度Tm(估计温度)超过温度阈值时，限制控制电路62计算限值Ilim。例如，随着转动马达41的温度越高，将限值Ilim设置为较小的值。
小齿轮角反馈控制电路63将由目标舵角计算电路52计算出的目标舵角θ*接受为目标小齿轮角θp *。小齿轮角反馈控制电路63还接受由小齿轮角计算电路61计算出的实际小齿轮角θp。小齿轮角反馈控制电路63通过小齿轮角θp的使得实际小齿轮角θp跟随目标小齿轮角θp *(这里其等于目标舵角θ*)的反馈控制(PID控制)来计算小齿轮角命令值Tp *。
通电控制电路64将与小齿轮角命令值Tp *对应的电力供应给转动马达41。具体地，通电控制电路64基于小齿轮角命令值TP *来计算用于转动马达41的电流命令值。通电控制电路64还通过设置在去往转动马达41的供电路径中的电流传感器64a来检测在该供电路径中生成的实际电流值Ib。电流值Ib是供应给转动马达41的实际电流的值。然后，通电控制电路64获得电流命令值与实际电流值Ib之间的偏差，并且控制给转动马达41的电力供应以消除偏差(电流Ib的反馈控制)。因此，转动马达41旋转与小齿轮角命令值Tp *对应的角度。
当限制控制电路62计算出限值Ilim时，通电控制电路64根据限值Ilim限制供应给转动马达41的电流量(由转动马达41产生的转矩)。通电控制电路64将要供应给转动马达41的电流的绝对值与限值Ilim进行比较。当要供应给转动马达41的电流的绝对值大于限值Ilim时，通电控制电路64将要供应给转动马达41的电流的绝对值限制为限值Ilim。结果，由转动马达41产生的转矩被限制为与限值Ilim对应的转矩。当要供应给转动马达41的电流的绝对值等于或小于限值Ilim时，通电控制电路64将通过电流值Ib的反馈控制而计算出的原始电流(在没有任何变化的情况下)供应给转动马达41。由转动马达41产生的转矩不受限制。
下面将详细描述目标舵角计算电路52。如前所述，目标舵角计算电路52根据理想模型基于输入转矩来计算目标舵角θ*，该输入转矩是目标转向反作用力T1 *与转向转矩Th的总和。在理想模型中，由以下表达式(1)表示作为要施加至转向轴12的转矩的输入转矩Tin *：
Tin *＝Jθ*”+Cθ*'+Kθ* (1)
其中，“J”是方向盘11和转向轴12的惯性矩，“C”是与转动轴14相对于壳体等的摩擦力对应的粘度系数(摩擦系数)，并且“K”是方向盘11和转向轴12分别被视为弹簧时的弹簧系数。
如表达式(1)所示，输入转矩Tin *是通过将以下值相加而获得的：目标舵角θ*的二阶时间微分值θ*”乘以惯性矩J的值、目标舵角θ*的一阶时间微分值θ*'乘以粘度系数C的值以及目标舵角θ*乘以弹簧系数K的值。目标舵角计算电路52根据基于表达式(1)的理想模型来计算目标舵角θ*。
如图3所示，基于表达式(1)的理想模型被分为转向模型71和车辆模型72。根据转向装置10的组成构件例如转向轴12和反作用力马达31的特性来调整转向模型71。转向模型71包括加法器73、减法器74、惯性模型75、第一积分器76、第二积分器77和粘度模型78。
加法器73通过将目标转向反作用力T1 *和转向转矩Th相加来计算输入转矩Tin *。减法器74通过从由加法器73计算出的输入转矩Tin *中减去稍后所述的粘度分量Tvi *和弹簧分量Tsp *中的每一个来计算最终输入转矩Tin。
惯性模型75用作与表达式(1)中的惯性项对应的惯性控制计算电路。惯性模型75通过将由减法器74计算出的最终输入转矩Tin *与惯性矩J的倒数相乘来计算舵角加速度α*。
第一积分器76通过对由惯性模型75计算出的舵角加速度α*进行积分来计算舵角速度ω*。第二积分器77通过对由第一积分器76计算出的舵角速度ω*进行进一步积分来计算目标舵角θ*。目标舵角θ*是根据转向模型71的方向盘11(转向轴12)的理想旋转角。
粘度模型78用作与表达式(1)的粘度项对应的粘度控制计算电路。粘度模型78通过将由第一积分器76计算出的舵角速度ω*乘以粘度系数C来计算输入转矩Tin *的粘度分量Tvi *。
根据安装有转向装置10的车辆的特性来调整车辆模型72。通过诸如悬架和车轮定位的规格以及转动轮16的抓地力(摩擦力)之类的元素来确定影响转向特性的车辆侧的特性。车辆模型72用作与表达式(1)的弹簧项对应的弹簧特性控制计算电路。车辆模型72通过将由第二积分器77计算出的目标舵角θ*乘以弹簧系数K来计算输入转矩Tin *的弹簧分量Tsp *(转矩)。
在如此配置的目标舵角计算电路52中，分别对转向模型71的惯性矩J和黏度系数C以及车辆模型72的弹簧系数K进行调整。因此，可以直接调整输入转矩Tin *与目标舵角θ*之间的关系，从而实现期望的转向特性。
此外，根据转向模型71和车辆模型72基于输入转矩Tin *计算出的目标舵角θ*被用作目标小齿轮角θp *。执行反馈控制使得实际小齿轮角θp与目标小齿轮角θp *相匹配。如前所述，小齿轮角θp与转动轮16的转向角θw之间存在关联。因此，对应于输入转矩Tin *的转动轮16的转向操作也取决于转向模型71和车辆模型72。简言之，车辆的转向感取决于转向模型71和车辆模型72。因此，调节转向模型71和车辆模型72使得可以实现期望的转向感。
然而，在如此配置的控制器50中，转向反作用力(通过转向获得的响应感)仅对应于目标舵角θ*。换句话说，转向反作用力未反映车辆行为或路面状态(例如路面的打滑度)。因此，驾驶员难以通过转向反作用力来识别车辆行为或路面状态。在这些情况下，在本实施方式中，鉴于解决这样的问题，车辆模型72被配置为如下所示。
如图4所示，车辆模型72包括理想轴向力计算电路81、估计轴向力计算电路82、轴向力分配计算电路83、虚拟齿条端轴向力计算电路84、判定电路85、限制轴向力计算电路86、最大值选择电路87和转换电路88。
理想轴向力计算电路81基于目标小齿轮角θp *计算理想轴向力F1，该理想轴向力F1是通过转动轮16作用在转动轴14上的轴向力的理想值。理想轴向力计算电路81使用存储在控制器50的存储装置中的理想轴向力映射图来计算理想轴向力F1。理想轴向力映射图是将目标小齿轮角θp *作为横轴并且将理想轴向力F1作为纵轴的映射图。该映射图根据车速V定义目标小齿轮角θp *与理想轴向力F1之间的关系。理想轴向力映射图具有以下特性。随着目标小齿轮角θp *的绝对值变大并且车速V变低，理想轴向力F1被设置为具有更大的绝对值。随着目标小齿轮角θp *的绝对值变大，理想轴向力F1的绝对值线性增加。理想轴向力F1被设置为具有与目标小齿轮角θp *的符号(正负)相同的符号。
估计轴向力计算电路82基于转动马达41的电流值Ib来计算作用在转动轴14上的估计轴向力F2(路面反作用力)。此处，转动马达41的电流值Ib随着目标小齿轮角θp *与实际小齿轮角θp之间的差而变化，该差是在与路面状态对应的干扰(路面摩擦阻力)作用于转动轮16时产生的。简言之，转动马达41的电流值Ib反映了作用在转动轮16上的实际路面反作用力。因此，可以基于转动马达41的电流值Ib来计算反映路面状态的影响的轴向力。通过将转动马达41的电流值Ib乘以作为与车速V对应的系数的增益来获得估计轴向力F2。
轴向力分配计算电路83将理想轴向力F1和估计轴向力F2乘以分别针对理想轴向力F1和估计轴向力F2设置的分配比率(增益)，并且将所得到的值相加以获得混合轴向力F3。根据反映车辆行为、路面状态或转向状态的各种类型的状态量来设置分配比率。替选地，可以仅基于作为车辆的状态量之一的车速V来设置分配比率。在这种情况下，随着车速V更高，理想轴向力F1的分配比率被设置为较大，而估计轴向力F2的分配比率被设置为较小。随着车速V更低，理想轴向力F1的分配比率被设置为较小，而估计轴向力F2的分配比率被设置为较大。
虚拟齿条端轴向力计算电路84基于作为虚拟齿条端角的目标小齿轮角θp *(目标舵角θ*)来计算用于虚拟地限制方向盘11的操作范围的虚拟齿条端轴向力F4。基于如下观点来计算虚拟齿条端轴向力F4：当方向盘11的操作位置接近其操作范围的限制位置时以及当转动轴14接近其物理可移动范围的限制位置时，由反作用力马达31在与转向方向相反的方向上产生的转矩(转向反作用力转矩)急剧增加。方向盘11的操作范围的限制位置例如通过设置在方向盘11中的螺旋线缆的长度来确定。转动轴14的物理操作范围的限制位置是转动轴14的移动范围由于发生“端部抵接”而被物理限制于的位置，该“端部抵接”是转动轴14的端部(齿条端)与未示出的壳体抵接的现象。
虚拟齿条端轴向力计算电路84利用存储在控制器50的存储装置中的虚拟齿条端映射图来计算虚拟齿条端轴向力F4。虚拟齿条端映射图是将目标小齿轮角θp *作为横轴并且将虚拟齿条端轴向力F4作为纵轴的映射图。该映射图定义了目标小齿轮角θp *与虚拟齿条端轴向力F4之间的关系。虚拟齿条端映射图具有以下特征。直到目标小齿轮角θp *的绝对值达到以“0”为基准的端部判定阈值，虚拟齿条端轴向力F4保持在作为与转向中性位置或转动中性位置对应的中性角的“0”。一旦目标小齿轮角θp *的绝对值达到端部判定阈值，就产生虚拟齿条端轴向力F4，并且虚拟齿条端轴向力F4朝着绝对值增加的方向迅速增加。
顺便提及，虚拟齿条端轴向力F4被设置为具有与目标小齿轮角θp *的符号(正负)相同的符号。当方向盘11达到操作范围的限制位置时，基于舵角θs的接近值来设置端部判定阈值，或者当转动轴14达到可移动范围的限制位置时，基于小齿轮角θp的接近值来设置端部判定阈值。
判定电路85判定转动轮16中的一个是否与障碍物(例如路缘石)接触。当以下四个判定条件A1至A4全部成立时，判定电路85判定转动轮16中的一个与障碍物(例如路缘石)接触：
│Δθp(＝│θp *-θp│)│>θth (A1)
│Ib│>Ith (A2)
│ωp│<ωth (A3)
│V│<Vth (A4)
在判定条件A1中，“θp *”是目标小齿轮角，并且“θp”是实际小齿轮角。在该条件中，“Δθp”是通过从目标小齿轮角θp *减去实际小齿轮角θp而获得的角度偏差。同样在该条件中，“θth”是角度偏差阈值。基于以下观点来设置角度偏差阈值θth。当转动轮16中的一个与障碍物接触时，难以使转动轮16朝向转向增加侧转向。当在该状态下使方向盘11朝向转向增加侧转向时，目标舵角θ*(并且扩展开来，目标小齿轮角θp *)响应于转向而增大，而转向角θw(并且扩展开来，小齿轮角θp)保持在恒定值处。因此，当试图在转动轮16中的一个与障碍物接触时使转动轮16更多地转向时，目标舵角θ*与目标小齿轮角θp *之间的偏差增加更多。因此，可以说随着角度偏差Δθp的绝对值越大，转动轮16中的一个与障碍物接触的可能性越高。因此，角度偏差Δθp是指示转动轮16中的一个与障碍物接触的状况的确定程度的值。基于该观点，考虑到由旋转角传感器43的噪声等引起的公差，通过实验或模拟来设置角度偏差阈值θth。
在判定条件A2中，“Ib”是转动马达41的电流值Ib，“Ith”是电流阈值。基于以下观点来设置电流阈值Ith。当试图在转动轮16中的一个与障碍物接触时使转动轮16更多地转向时，转动马达41的电流值Ib的绝对值增加更多。因此，可以说，随着转动马达41的电流值Ib的绝对值越大，转动轮16中的一个与障碍物接触的可能性越高。因此，转动马达41的电流值Ib也是指示转动轮16中的一个与障碍物接触的确定程度的值。基于该观点，通过实验或模拟来设置电流阈值Ith。
在判定条件A3中，“ωp”是小齿轮角速度。小齿轮角速度是通过对目标小齿轮角θp *或小齿轮角θp进行微分而获得的。在该条件下，“ωth”是角速度阈值。基于以下观点来设置角速度阈值ωth。即，难以在转动轮中的一个与障碍物接触时使转动轮16转向。因此，可以说随着转动轮16的转向速度(并且扩展开来，小齿轮角速度ωp的绝对值)越小，转动轮16中的一个与障碍物接触的可能性越高。因此，小齿轮角速度ωp是指示转动轮16中的一个与障碍物接触的状况的确定程度的值。基于该观点，考虑到由旋转角传感器43的噪声等引起的公差，通过实验或模拟来设置角速度阈值ωth。
在判定条件A4中，“V”是车速。在该条件中，“Vth”是在判定车辆是否以低速行驶时用作标准的车速阈值。基于低速范围(0km/h至小于40km/h)中的车速V来设置车速阈值Vth。例如，车速阈值Vth被设置为“40km/h”。车速阈值Vth是基于判定转动轮16中的一个是否与障碍物接触的观点而设置的，并且扩展开来，车速阈值Vth是基于如后面所述车辆的行驶状态是否足以通过迅速改变转向反作用力来向驾驶员通知转动轮16中的一个与障碍物接触的观点而设置的。
例如，假设车辆以中速范围(40km/h至小于60km/h)或高速范围(60km/h或更大)中的车速V行驶的情况。在这种情况下，如果驾驶员被通知转动轮16中的一个与障碍物接触，则可以假设驾驶员并非足够的镇静来及时或成功地执行操作来避开障碍物。鉴于这些情况，当车辆以中速范围或高速范围中的车速V行驶时，向驾驶员通知转动轮16中的一个与障碍物接触的必要性是低的。在这种情况下，判定转动轮16中的一个是否与障碍物接触本身可能失去其重要性。因此，在本实施方式中，将车辆以低车速范围中的车速V行驶的状态设置为用于判定转动轮16中的一个是否与障碍物接触的判定条件之一。
判定电路85根据关于转动轮16中的一个是否与障碍物接触的判定结果来设置标志Fo的值。当判定转动轮16中的一个没有与障碍物接触时，即当四个判定条件A1至A4中的至少一个条件不成立时，判定电路85将标志Fo的值设置为“0”。当判定转动轮16中的一个与障碍物接触时，即当所有四个判定条件A1至A4均成立时，判定电路85将标志Fo的值设置为“1”。
在转动轮16中的一个与障碍物接触的情况下，限制轴向力计算电路86计算用于限制向与障碍物接触的一侧转向的限制轴向力F5。限制轴向力计算电路86基于判定电路85的判定结果(即标志Fo的值)识别计算限制轴向力F5的必要性。当标志Fo的值为“0”时，限制轴向力计算电路86不计算限制轴向力F5。当标志Fo的值为“1”时，限制轴向力计算电路86计算限制轴向力F5。
限制轴向力计算电路86基于由舵角计算电路53计算出的舵角θs和由小齿轮角计算电路61计算出的小齿轮角θp来计算限制轴向力F5。当计算限制轴向力F5时，限制轴向力计算电路86通过从舵角θs中减去小齿轮角θp来计算舵角θs与小齿轮角θp之间的差(角度偏差)。限制轴向力计算电路86然后使用存储在控制器50的存储装置中的限制轴向力映射图来计算限制轴向力F5。限制轴向力映射图是将舵角θs与小齿轮角θp之间的差的绝对值作为横轴并且将限制轴向力F5作为纵轴的映射图。该映射图定义了舵角θs与小齿轮角θp之间的差与限制轴向力F5之间的关系。
例如，限制轴向力映射图具有以下特性。即，当舵角θs与小齿轮角θp之间的差的绝对值在从“0”至差阈值的范围内时，限制轴向力F5相对于舵角θs与小齿轮角θp之间的差的绝对值的增加而逐渐增加。一旦舵角θs与小齿轮角θp之间的差的绝对值达到差阈值，则限制轴向力F5相对于舵角θs与小齿轮角θp之间的差的绝对值的增加而迅速增加。
顺便提及，差阈值是大到足以判定转动轮16中的一个与障碍物接触的值。该值是通过实验或模拟而设置的。限制轴向力F5是基于产生转向反作用力的观点而设置的，该转向反作用力足够大以使得在舵角θs与小齿轮角θp之间的差的绝对值达到差阈值之后驾驶员难以向与障碍物接触的一侧转向。
除了舵角θs与小齿轮角θp之间的差之外，限制轴向力计算电路86还可以考虑转动马达41的电流值Ib和小齿轮角速度ωp来计算限制轴向力F5。更具体地，基于舵角θs与小齿轮角θp之间的差、转动马达41的电流值Ib和小齿轮角速度ωp，限制轴向力计算电路86综合考虑转动轮16中的一个与障碍物接触的情况的确定程度，并且根据该程度计算限制轴向力F5。
限制轴向力计算电路86可以基于目标舵角θ*与小齿轮角θp之间的差代替舵角θs与小齿轮角θp之间的差来计算限制轴向力F5。目标舵角θ*与小齿轮角θp之间的差也是指示转动轮16中的一个与障碍物接触的状况的确定程度的值。限制轴向力计算电路86可以基于目标舵角θ*与通过将小齿轮角θp乘以规定的转换系数而获得的转向角之间的差(代替舵角θs与小齿轮角θp之间的差)来计算限制轴向力F5。
最大值选择电路87接受由轴向力分配计算电路83计算出的所混合的轴向力F3、由虚拟齿条端轴向力计算电路84计算出的虚拟齿条端轴向力F4和由限制轴向力计算电路86计算出的限制轴向力F5。最大值选择电路87从所接受的所混合的轴向力F3、虚拟齿条端轴向力F4和限制轴向力F5中选择绝对值最大的轴向力。最大值选择电路87将从所混合的轴向力F3、虚拟齿条端轴向力F4和限制轴向力F5中选择的轴向力设置为用于针对输入转矩Tin *计算弹簧分量Tsp *的最终轴向力Fsp。
转换电路88基于由最大值选择电路87设置的最终轴向力Fsp针对输入转矩Tin*来计算(转换)弹簧分量Tsp *。当最大值选择电路87将所混合的轴向力F3设置为最终轴向力Fsp，基于最终轴向力Fsp的弹簧分量Tsp *被反映在输入转矩Tin *上。因此，可以将与车辆行为或路面状态对应的转向反作用力施加至方向盘11。由于驾驶员通过方向盘11感觉到转向反作用力作为响应感，所以驾驶员可以识别车辆行为或路面状态。
当最大值选择电路87将虚拟齿条端轴向力F4设置为最终轴向力Fsp时，基于最终轴向力Fsp的弹簧分量Tsp *被反映在输入转矩Tin *上，这导致转向反作用力的迅速增加。这使得驾驶员难以沿舵角的绝对值增加的方向操作方向盘11。因此，由于驾驶员感觉到作为转向反作用力的撞击感(响应感)，因此驾驶员能够识别出方向盘11达到虚拟操作范围的限制位置。
当最大值选择电路87将限制轴向力F5设置为最终轴向力Fsp时，基于最终轴向力Fsp的弹簧分量Tsp *被反映在输入转矩Tin *上，这导致转向反作用力的迅速增加。这使得驾驶员难以沿与障碍物接触的转动轮16的方向操作方向盘11。因此，由于驾驶员感觉到作为转向反作用力的撞击感，因此驾驶员能够识别出转动轮16与诸如路缘石的障碍物接触的情况。
因此，通过控制器50对反作用力马达31和转动马达41的控制，车辆行为、路面状态、方向盘11的转向状态或转动轮16的转向状态可以通过经由方向盘11的转向反作用力传递给驾驶员。
因此，第一实施方式可以提供以下功能和效果。控制器50采用车速V作为用于判定转动轮16中的一个是否与诸如路缘石的障碍物接触的判定条件之一。因此，可以在与车速V对应的适当时机检测转动轮16中的一个与障碍物接触。还可以在与车速V相对应的适当时机、通过经由方向盘11的转向反作用力向驾驶员通知转动轮16中的一个与障碍物接触。
控制器50通过改变转向反作用力来向驾驶员通知转动轮16中的一个与障碍物接触。因此，对驾驶员驾驶车辆施加了一些影响。例如，由于控制器50基于舵角θs与小齿轮角θp之间的差来迅速地增加转向反作用力，因此难以朝与障碍物接触的一侧操作方向盘11。因此，取决于车速V，可能存在转向反作用力的快速改变是不期望的一些行驶状态，尽管是为了向驾驶员通知转动轮16中的一个与障碍物接触而进行所述快速改变。这样的行驶状态的示例可以包括车辆以中速或高速行驶的状态。因此，低速范围中的车速V适合作为用于判定转动轮16中的一个是否与障碍物接触的条件之一。低速范围中的车速V也是适于通过迅速增加转向反作用力来向驾驶员通知转动轮16中的一个与障碍物接触的行驶状态。
下面将描述转向控制器的第二实施方式。本实施方式在配置方面基本上与前面所述的图1至图3所示的第一实施方式类似。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，采用了被配置成没有限制轴向力计算电路86的车辆模型72。
如图5所示，目标舵角计算电路52包括理想轴向力计算电路81、估计轴向力计算电路82、轴向力分配计算电路83、虚拟齿条端轴向力计算电路84、判定电路85、最大值选择电路87和转换电路88。当判定电路85判定转动轮16中的一个与障碍物接触时，即，当标志Fo的值为“1”时，轴向力分配计算电路83将估计轴向力F2代替所混合的轴向力F3供应给最大值选择电路87，而不考虑车辆行为、路面状态或转向状态。
当转动轮16中的一个与障碍物接触时，转动轮16的转向操作受到限制，并且因此实际小齿轮角θp不能跟随目标小齿轮角θp *。因此，转动马达41的电流值Ib迅速增加。更具体地，转动马达41的电流值Ib，并且扩展开来，基于转动马达41的电流值Ib计算出的估计轴向力F2，反映了转动轮16中的一个与障碍物接触的情况。
因此，当最大值选择电路87将估计轴向力F2设置为最终轴向力Fsp时，基于最终轴向力Fsp的弹簧分量Tsp *被反映在输入转矩Tin *上，这导致转向反作用力的迅速增加。因此，由于驾驶员感觉到作为转向反作用力的撞击感，因此驾驶员能够识别出转动轮16中的一个与诸如路缘石的障碍物接触的情况。第二实施方式可以提供与第一实施方式的效果相同的效果。
第一实施方式和第二实施方式可以进行如下所示的修改。在第一实施方式中，将虚拟齿条端轴向力F4和限制轴向力F5分别提供给最大值选择电路87。然而，替代地可以采用以下配置。在该配置中，最大值选择电路87被设置为第一最大值选择电路，并且第二最大值选择电路被设置在从虚拟齿条端轴向力计算电路84和限制轴向力计算电路86至最大值选择电路87的计算路径中。第二最大值选择电路从虚拟齿条端轴向力F4和限制轴向力F5中选择具有最大绝对值的轴向力，并且将所选择的虚拟齿条端轴向力F4或限制轴向力F5设置为要提供给第一最大值选择电路87的轴向力。
在第一和第二实施方式中，可以通过包括加法器来代替最大值选择电路87来配置车辆模型72。加法器将所混合的轴向力F3、虚拟齿条端轴向力F4和限制轴向力F5相加以获得用于针对输入转矩Tin *计算弹簧分量Tsp *的最终轴向力Fsp。该配置还可以将所混合的轴向力F3、虚拟齿条端轴向力F4和限制轴向力F5反映在转向反作用力上。
在第一和第二实施方式中，目标转向反作用力计算电路51基于转向转矩Th和车速V来计算目标转向反作用力Tl *。然而，目标转向反作用力计算电路51可以仅基于转向转矩Th计算目标转向反作用力T1 *。
在第一和第二实施方式中，目标舵角计算电路52使用作为目标转向反作用力T1 *和转向转矩Th的总和的输入转矩Tin *来计算方向盘11的目标舵角θ*。然而，目标舵角计算电路52可以通过仅将转向转矩Th或目标转向反作用力T1 *用作输入转矩Tin *来计算方向盘11的目标舵角θ*。
在第一和第二实施方式中，理想轴向力计算电路81基于目标小齿轮角θp *和车速V来计算理想轴向力F1。然而，可以不基于车速V来计算理想轴向力F1。可以通过使用通过将目标小齿轮角θp *乘以规定的转换系数而获得的目标转向角代替目标小齿轮角θp *来计算理想轴向力F1。
在第一和第二实施方式中，估计轴向力计算电路82基于转动马达41的电流值Ib来计算估计轴向力F2。然而，估计轴向力计算电路82可以基于例如通过车载传感器检测到的横向加速度或横摆率来估计并计算作用在转动轴14上的轴向力。例如，可以通过将横向加速度乘以作为与车速V对应的系数的增益来获得估计轴向力。由于诸如路面摩擦阻力的路面状态或车辆行为被反映在横向加速度上，因此基于横向加速度计算出的估计轴向力反映了实际路面状态。还可以通过以下操作来获得估计轴向力：将通过对横摆率求微分而获得的横摆率微分值乘以作为与车速V对应的系数的车速增益。由于诸如路面摩擦阻力的路面状态或车辆行为也被反映在横摆率上，因此基于横摆率计算出的估计轴向力也反映了实际路面状态。估计轴向力计算电路82可以通过车载传感器检测作用在转动轴14上的轴向力，并且可以基于所检测到的轴向力来估计并计算作用在转动轴14上的轴向力。估计轴向力计算电路82可以通过车载传感器检测轮胎力，并且可以基于所检测到的轮胎力来估计并计算作用在转动轴14上的轴向力。
在第一和第二实施方式中，虚拟齿条端轴向力计算电路84可以使用舵角θs和小齿轮角θp代替目标舵角θ*和目标小齿轮角θp *来计算虚拟齿条端轴向力F4。在这种情况下，虚拟齿条端轴向力计算电路84从舵角θs和小齿轮角θp中选择具有较大绝对值的角度，并且将所选择的角度用作虚拟齿条端角θend来计算虚拟齿条端轴向力F4。
在第一和第二实施方式中，可以采用被配置成没有理想轴向力计算电路81和轴向力分配计算电路83的车辆模型72。在这种情况下，将由估计轴向力计算电路82计算出的估计轴向力F2按原样提供给最大值选择电路87。
在第一和第二实施方式中，可以采用被配置成没有虚拟齿条端轴向力计算电路84的车辆模型72。在第一和第二实施方式中，可以采用被配置成没有限制控制电路62和温度传感器62a的控制器50。
在第一和第二实施方式中，将四个判定条件A1至A4设置为用于判定转动轮16中的一个是否与障碍物接触的判定条件。然而，可以设置至少两个判定条件A2、A4。
在第一和第二实施方式中，控制器50通过将舵角校正量T2 *与目标转向反作用力T1 *相加来计算转向反作用力命令值T*。然而，舵角校正量T2 *可以用作转向反作用力命令值T*。在这种情况下，可以采用被配置成没有加法器55的控制器50。由目标转向反作用力计算电路51计算出的目标转向反作用力T1 *仅提供给目标舵角计算电路52。由舵角反馈控制电路54计算出的作为转向反作用力命令值T*的舵角校正量T2 *被提供给通电控制电路56。
在第一和第二实施方式中，离合器可以被设置在转向装置10中。在这种情况下，如由图1中的两点划线所示，转向轴12和小齿轮轴13通过离合器21耦接。将通过给励磁线圈的电力的接通和断开来连接和断开动力的电磁离合器用作离合器21。控制器50执行切换离合器21的连接和断开的连接和断开控制。当离合器21被断开时，方向盘11与转动轮16之间的动力传递被机械地断开。当离合器21被连接时，方向盘11与转动轮16之间的动力传递被机械地连接。
可以如下执行转动轮16中的一个与障碍物接触的通知。为了通知，转向装置10可以设置有机械地限制方向盘11的操作的限制机构。该限制机构在允许方向盘11的操作的第一状态与限制方向盘11的操作的第二状态之间切换。当检测到转动轮16中的一个与障碍物接触时，控制器50将限制机构的状态从第一状态切换至第二状态。当方向盘11的操作受到限制时，驾驶员可以识别出转动轮16中的一个与障碍物接触。

Claims (5)

1.一种转向装置(10)，其特征在于，包括：
机构，被配置成使车辆的转动轮(16)转向；
马达，被配置成生成施加至所述机构的驱动力；以及
控制器(50)，被配置成根据转向状态控制所述马达，其中：
所述控制器(50)包括判定电路(85)，所述判定电路被配置成至少基于供应给所述马达的电流的值和车速来判定所述转动轮(16)中的一个是否与障碍物接触；并且
所述控制器(50)被配置成在所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触时向驾驶员通知所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触。
2.根据权利要求1所述的转向装置(10)，其特征在于，所述判定电路(85)将所述车速处于低速范围的事实用作用于判定所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触的一个条件，其中，在所述低速范围中，所述车速小于车速阈值。
3.根据权利要求1或2所述的转向装置(10)，其特征在于：
所述机构包括：转向轴(12)，被配置成与方向盘(11)的操作协同地旋转；以及转动轴(14)，被配置成使得所述转动轴(14)与所述方向盘(11)之间的动力传递被分离；并且
所述马达包括：
反作用力马达(31)，被配置成基于根据所述转向状态计算出的第一命令值来生成转向反作用力，以及
转动马达(41)，所述转动马达(41)作为基于根据所述转向状态计算出的第二命令值来生成转动力的马达，所述转向反作用力是施加至所述转向轴(12)并且在与转向方向相反的方向上的转矩，所述转动力是施加至所述转动轴(14)以使所述转动轮(16)转向的转矩。
4.根据权利要求3所述的转向装置(10)，其特征在于，所述控制器(50)包括限制轴向力计算电路(86)，所述限制轴向力计算电路(86)被配置成在所述判定电路(85)判定所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触时，计算限制轴向力作为用于向所述驾驶员通知所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触的控制，所述限制轴向力是所述转动轴(14)的要反映在用于所述反作用力马达(31)的所述第一命令值上的轴向力以虚拟地限制所述方向盘(11)的操作。
5.根据权利要求3所述的转向装置(10)，其特征在于：
所述控制器(50)包括：
理想轴向力计算电路(81)，被配置成基于与所述转动轮(16)的转向操作协同地旋转的旋转部件的目标旋转角，来计算作为所述转动轴(14)的理想轴向力的理想轴向力，
估计轴向力计算电路(82)，被配置成基于反映车辆行为、路面状态或所述转向状态的所述转动马达(41)的电流值，来将所述转动轴(14)的轴向力计算为估计轴向力，以及
分配计算电路(83)，被配置成通过根据所述车辆行为、所述路面状态或所述转向状态混合所述估计轴向力和所述理想轴向力，来将所混合的轴向力计算为所述转动轴(14)的要反映在用于所述反作用力马达(31)的所述第一命令值上的轴向力；并且
所述分配计算电路(83)被配置成：在所述判定电路(85)判定所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触时，将所述转动轴(14)的要反映在用于所述反作用力马达(31)的所述第一命令值上的轴向力从所混合的轴向力切换为所述估计轴向力，作为用于向所述驾驶员通知所述转动轮(16)中的一个与所述障碍物接触的控制。
CN202010192812.6A 2019-03-19 2020-03-18 转向装置 Active CN111717271B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-050784 2019-03-19
JP2019050784A JP7376242B2 (ja) 2019-03-19 2019-03-19 操舵制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111717271A true CN111717271A (zh) 2020-09-29
CN111717271B CN111717271B (zh) 2023-09-22

Family

ID=69845179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010192812.6A Active CN111717271B (zh) 2019-03-19 2020-03-18 转向装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11702128B2 (zh)
EP (1) EP3712036B1 (zh)
JP (1) JP7376242B2 (zh)
CN (1) CN111717271B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117585056A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 中国第一汽车股份有限公司 转向车轮控制方法、车辆控制器及车辆

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7205344B2 (ja) * 2019-03-28 2023-01-17 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
CN114867652A (zh) * 2019-12-18 2022-08-05 日本精工株式会社 车辆用转向装置
DE102020212259A1 (de) * 2020-09-29 2022-03-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermittlung einer Zahnstangenkraft für ein Fahrzeuglenksystem
JP7498102B2 (ja) 2020-12-14 2024-06-11 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
DE102021201141A1 (de) * 2021-02-08 2022-08-11 Continental Automotive Gmbh Regelungseinrichtung und Verfahren zur Lenkwinkelregelung eines Fahrzeugs
WO2022190594A1 (ja) * 2021-03-10 2022-09-15 日立Astemo株式会社 ステアバイワイヤ式のステアリング装置
JP7502227B2 (ja) * 2021-04-14 2024-06-18 トヨタ自動車株式会社 ステアリングシステム

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003154950A (ja) * 2001-11-21 2003-05-27 Koyo Seiko Co Ltd 車両の操舵装置
DE10261001A1 (de) * 2002-12-24 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mit einer Servolenkvorrichtung
EP1470989A2 (en) * 2003-04-22 2004-10-27 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Steer-by-wire system and control program therefor
JP2005096725A (ja) * 2003-08-28 2005-04-14 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵制御装置
CN1769122A (zh) * 2004-10-13 2006-05-10 日产自动车株式会社 用于车辆的转向装置
CN101674965A (zh) * 2007-05-02 2010-03-17 丰田自动车株式会社 车辆行为控制装置
CN102233900A (zh) * 2010-04-21 2011-11-09 日产自动车株式会社 车辆用转向装置
CN102971200A (zh) * 2010-06-25 2013-03-13 丰田自动车株式会社 用于车辆的控制装置和控制方法
CN102991576A (zh) * 2007-08-02 2013-03-27 日产自动车株式会社 车辆转向控制装置和方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661191B2 (en) * 2002-01-30 2003-12-09 Visteon Global Technologies, Inc. Method and apparatus for compensating drive current for an electric motor vehicle steering system
US6926112B2 (en) 2003-10-16 2005-08-09 Visteon Global Technologies, Inc. End of travel system and method for steer by wire systems
JP4517810B2 (ja) 2004-10-13 2010-08-04 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置
JP4574407B2 (ja) * 2005-03-24 2010-11-04 本田技研工業株式会社 操舵装置
CN101868396B (zh) * 2007-11-19 2013-08-21 丰田自动车株式会社 车辆的转向控制装置
JP2011148408A (ja) 2010-01-22 2011-08-04 Fujitsu Ten Ltd 電動油圧式パワーステアリング制御装置
JP5942726B2 (ja) * 2012-09-18 2016-06-29 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
WO2014054476A1 (ja) * 2012-10-04 2014-04-10 日産自動車株式会社 操舵制御装置
EP2960139B1 (en) * 2013-02-21 2017-02-15 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicular steering control device, and vehicular steering control method
JP2016203668A (ja) * 2015-04-15 2016-12-08 日本精工株式会社 ステアリング装置
JP6740649B2 (ja) * 2016-03-15 2020-08-19 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP6915469B2 (ja) * 2017-05-26 2021-08-04 株式会社ジェイテクト 車両用制御装置
JP7323301B2 (ja) * 2019-02-27 2023-08-08 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003154950A (ja) * 2001-11-21 2003-05-27 Koyo Seiko Co Ltd 車両の操舵装置
DE10261001A1 (de) * 2002-12-24 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs mit einer Servolenkvorrichtung
EP1470989A2 (en) * 2003-04-22 2004-10-27 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Steer-by-wire system and control program therefor
JP2005096725A (ja) * 2003-08-28 2005-04-14 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵制御装置
CN1769122A (zh) * 2004-10-13 2006-05-10 日产自动车株式会社 用于车辆的转向装置
CN101674965A (zh) * 2007-05-02 2010-03-17 丰田自动车株式会社 车辆行为控制装置
CN102991576A (zh) * 2007-08-02 2013-03-27 日产自动车株式会社 车辆转向控制装置和方法
CN102233900A (zh) * 2010-04-21 2011-11-09 日产自动车株式会社 车辆用转向装置
CN102971200A (zh) * 2010-06-25 2013-03-13 丰田自动车株式会社 用于车辆的控制装置和控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117585056A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 中国第一汽车股份有限公司 转向车轮控制方法、车辆控制器及车辆
CN117585056B (zh) * 2024-01-18 2024-05-10 中国第一汽车股份有限公司 转向车轮控制方法、车辆控制器及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP7376242B2 (ja) 2023-11-08
US11702128B2 (en) 2023-07-18
CN111717271B (zh) 2023-09-22
EP3712036B1 (en) 2023-04-19
US20200298908A1 (en) 2020-09-24
EP3712036A1 (en) 2020-09-23
JP2020152174A (ja) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111717271B (zh) 转向装置
CN111619656B (zh) 转向系统
JP7387998B2 (ja) 操舵制御装置
EP3744614A1 (en) Steering apparatus
CN109895842B (zh) 用于电机驱动动力转向系统中的转向响应滞后减少的控制装置和方法
EP3744613B1 (en) Control device for steering apparatus
EP3715216B1 (en) Steering apparatus
US11524715B2 (en) Steering device
EP4011750B1 (en) Steering control device
EP3575184B1 (en) Steering control apparatus
CN114248832A (zh) 转向操纵控制装置
EP4124545B1 (en) Steering control device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Aichi Prefecture, Japan

Applicant after: JTEKT Corp.

Applicant after: Toyota Motor Corp.

Address before: Osaka City, Osaka of Japan

Applicant before: JTEKT Corp.

Applicant before: Toyota Motor Corp.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant