CN112498468A - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向控制装置。一种转向控制装置(1)，包括电子控制单元。该电子控制单元被配置成：检测绝对转向角；计算电流指令值；控制电机的驱动以使得供应至电机的实际电流值达到电流指令值；存储与绝对转向角相关的端部位置对应角；在端部分离角等于或小于预定角度时，执行用于校正电流指令值的端部接触缓和控制以使得调节端部分离角的减小；以及在端部分离角等于或小于预定角度时，计算电流指令值以使得不通过端部接触缓和控制来调节端部分离角的增大。

Description

转向控制装置

技术领域

本发明涉及转向控制装置。

背景技术

在相关技术中，包括以电机作为驱动源的致动器的电动助力转向系统(EPS)作为车辆转向系统而被熟知。存在作为这样的EPS的一种EPS：该EPS获取方向盘的转向角作为包括大于360°的范围的绝对角，并且基于该转向角执行各种类型的控制。作为这样的控制的示例，例如，日本专利第5962881号(JP 5962881B)公开了执行用于缓和(作为齿条轴的端部的齿条端部与齿条壳体接触的)所谓的端部接触的影响的端部接触缓和控制。在JP5962881 B所描述的EPS中，通过基于转向角将与从电机输出的电机转矩的目标值相对应的电流指令值限制成等于或小于限制值来缓和端部接触的影响。

发明内容

在相关技术的配置中，在执行端部接触缓和控制时，基于转向角设定限制值，但是未考虑转向方向。因此，在方向盘转向至齿条端部位置(在该齿条端部位置处齿条轴的运动通过端部接触而被调节)附近的状态下，除了执行转动转向的情况以外，即使在执行回转转向的情况下，也对电流指令值进行限制。结果，当在齿条端部位置附近执行回转转向时，从电机输出的电机转矩不足，并且因此存在所谓的卡勾(hooked)感和转向感劣化的担忧。

本发明提供了一种能够抑制转向感劣化的转向控制装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制转向系统的转向控制装置，该转向系统包括壳体、容置在壳体中用于往复运动的转动轴以及致动器，该致动器使用电机作为驱动源来施加用于使与转动轴连接的转动轮转动的电机转矩。转向控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被配置成：检测绝对转向角，该绝对转向角是旋转轴的旋转角，所述旋转轴的旋转角能够转换成转动轮的转动角并且被表示为包括大于360°的范围的绝对角；计算与从电机输出的电机转矩的目标值相对应的电流指令值；控制电机的驱动以使得供应至电机的实际电流值达到电流指令值；存储端部位置对应角，该端部位置对应角是指示端部位置的角并且与绝对转向角相关，其中，在端部位置处转动轴的运动通过转动轴与壳体接触的端部接触来调节；在指示绝对转向角距端部位置对应角的距离的端部分离角等于或小于预定角度时，执行用于校正电流指令值的端部接触缓和控制以使得调节端部分离角的减小；以及在端部分离角等于或小于预定角度时，计算电流指令值以使得不通过端部接触缓和控制来调节端部分离角的增大。

利用该配置，在端部分离角等于或小于预定角度时，计算电流指令值以使得不通过端部接触缓和控制来调节端部分离角的增大。因此，例如，由于当在端部位置附近执行回转转向时电机转矩不太可能不足，因此不容易引起卡勾感，并且可以抑制转向感的劣化。

在这方面，电子控制单元可以被配置成：在端部分离角等于或小于预定角度时，计算基于端部分离角的减小而减小的转向角限制值；通过将电流指令值的绝对值限制为转向角限制值来执行端部接触缓和控制；在端部分离角等于或小于预定角度时，计算基于端部分离角的减小而增大的角度限制分量；基于通过从电机的额定电流中减去角度限制分量获得的预调整转向角限制值来计算转向角限制值；以及在端部分离角等于或小于预定角度并且端部分离角增大时，将转向角限制值的绝对值设定为额定电流。

利用该配置，在执行端部接触缓和控制以使得电流指令值被限定成等于或小于转向角限制值的情况下，在端部分离角等于或小于预定角度并且端部分离角增大时，将转向角限制值的绝对值设定为额定电流。因此，电流指令值的绝对值不受限制，并且端部分离角的增大未被适当地调节。

在这方面，在用于使电机生成用于使转动轮转向左侧和右侧中的一侧的电机转矩的电流指令值的符号被限定为正并且用于使电机生成用于使转动轮转向另一侧的电机转矩的电流指令值的符号被限定为负时，电子控制单元可以被配置成在以下情况下将转向角限制值的绝对值设定为额定电流：转动轮转向所述一侧，端部分离角等于或小于预定角度，并且校正前的电流指令值小于正的预调整转向角限制值；并且在以下情况下将转向角限制值的绝对值设定为预调整转向角限制值：转动轮转向所述一侧，端部分离角等于或小于预定角度，并且校正前的电流指令值等于或大于正的预调整转向角限制值；并且电子控制单元可以被配置成在以下情况下将转向角限制值的绝对值设定为额定电流：转动轮转向所述另一侧，端部分离角等于或小于预定角度，并且校正前的电流指令值大于负的预调整转向角限制值；并且在以下情况下将转向角限制值的绝对值设定为预调整转向角限制值：转动轮转向所述另一侧，端部分离角等于或小于预定角度，并且校正前的电流指令值等于或小于负的预调整转向角限制值。

利用该配置，通过考虑校正前的电流指令值的符号和预调整转向角限制值的符号来执行量值比较，即使基于状态量例如转向转矩未直接判定出是执行转动转向还是回转转向，也可以容易地将转向角限制值的绝对值设定为与转向相对应的适当的值。

在这方面，电子控制单元可以被配置成：将一侧端部分离角和另一侧端部分离角与预设的端部分离角阈值进行比较，所述一侧端部分离角指示在所述一侧上绝对转向角距端部位置对应角的距离，所述另一侧端部分离角指示在所述另一侧上绝对转向角距端部位置对应角的距离；在一侧端部分离角的绝对值小于端部分离角阈值时判定转动轮转向所述一侧；以及在另一侧端部分离角的绝对值小于端部分离角阈值时判定转动轮转向所述另一侧。

利用该配置，可以基于一个方向端部分离角的绝对值和另一个方向端部分离角的绝对值来容易地判定转动轮转动的方向。

根据本发明，可以抑制转向感的劣化。

附图说明

下面将参照附图来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，在附图中相似的附图标记表示相似的元素，并且其中：

图1是示意地示出电动助力转向系统的构造的图；

图2是示出转向控制装置的框图；

图3是示出限制值设定单元的框图；

图4是示出与转向角限制值调整单元中的转向角限制值的调整关联的处理流程的流程图；以及

图5是示出绝对转向角与转向角限制值之间的关系的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述根据本发明的实施方式的转向控制装置。如图1所示，作为要由转向控制装置1控制的转向系统的电动助力转向系统(EPS)2包括转向机构5，该转向机构5基于驾驶员对方向盘3的操作来使转动轮4转动。EPS 2包括EPS致动器6，EPS致动器6是向转向机构5施加用于辅助转向操作的辅助力的致动器。

转向机构5包括：转向轴11，方向盘3固定至转向轴11；齿条轴12，齿条轴12是连接至转向轴11的转动轴；齿条壳体13，齿条壳体13是齿条轴12被插入其中以进行往复运动的壳体；以及齿条与齿轮机构14，其将转向轴11的旋转转换至齿条轴12。转向轴11具有其中柱轴15、中间轴16和齿轮轴17从方向盘3所在的一侧顺序连接的构造。

齿条轴12和齿轮轴17以预定的交叉角设置在齿条壳体13中。齿条与齿轮机构14具有其中形成在齿条轴12上的齿条齿12a和形成在齿轮轴17上的齿轮齿17a彼此啮合的构造。拉杆19经由齿条端部18可旋转地连接至齿条轴12的两端，齿条端部18由设置在每个轴端部处的球窝接头形成。拉杆19的末端与转动轮4装配至的转向节(未示出)连接。因此，在EPS 2中，基于转向操作的转向轴11的旋转通过齿条与齿轮机构14被转换成齿条轴12的沿轴向方向的运动，并且该沿轴向方向的运动经由拉杆19被传递至转向节，从而改变了转动轮4的转动角——即，车辆的行驶方向。

齿条轴12的在其处齿条端部18与齿条壳体13的左端部接触的位置是在其处方向盘可以被最大地转向右侧的位置，并且该位置与作为右侧端部位置的齿条端部位置相对应。齿条轴12的在其处齿条端部18与齿条壳体13的右端部接触的位置是在其处方向盘可以被最大地转向左侧的位置，并且该位置与作为左侧端部位置的齿条端部位置相对应。

EPS致动器6包括作为驱动源的电机21和减速齿轮机构22例如蜗杆和蜗轮。电机21经由减速齿轮机构22连接至柱轴15。EPS致动器6通过使用减速齿轮机构22使电机21的旋转减速并且将该减速的旋转传递至柱轴15来将电机转矩作为辅助力施加至转向机构5。根据该实施方式，采用三相无刷电机作为电机21。

转向控制装置1连接至电机21并且控制电机21的操作。转向控制装置1包括未示出的中央处理单元(CPU)和存储器，并且每逢预定的计算周期，CPU执行存储在存储器中的程序。因此，各种类型的控制被执行。也就是说，转向控制装置1包括电子控制单元(ECU)。

检测车辆的车辆速度SPD的车辆速度传感器31和检测根据驾驶员的转向施加至转向轴11的转向转矩Th的转矩传感器32连接至转向控制装置1。检测电机21的旋转角θm作为360°的范围内的相对角的旋转传感器33连接至转向控制装置1。转向转矩Th和旋转角θm在方向盘转向右侧时被检测为正值并且在方向盘转向左侧时被检测为负值。转向控制装置1通过基于指示从传感器输入的状态量的信号向电机21供应驱动电力来控制EPS致动器6的操作——即，向转向机构5施加的辅助力，使得齿条轴12能够往复运动。

下面将描述转向控制装置1的配置。如图2所示，转向控制装置1包括输出电机控制信号Sm的微型计算机41和基于电机控制信号Sm向电机21供应驱动电力的驱动电路42。在该实施方式中，采用包括多个开关元件例如FET的已知的PWM(脉宽调制)逆变器作为驱动电路42。从微型计算机41输出的电机控制信号Sm限定了开关元件的接通状态和断开状态。因此，响应于电机控制信号Sm将开关元件接通和断开，并且按照相对电机线圈的电力供应模式进行切换，从而将车载电源43的DC电力转换成三相驱动电力并且输出至电机21。

下面将描述的控制块通过由微型计算机41执行的计算机程序来实现，每逢预定采样周期就检测状态量，并且每逢预定计算周期就执行分配至以下控制块的计算处理。

车辆速度SPD、转向转矩Th和电机21的旋转角θm被输入至微型计算机41。由电流传感器44检测的电机21的相电流值Iu、Iv和Iw和由电压传感器45检测的车载电源43的电源电压Vb也被输入至微型计算机41。在驱动电路42与每个相的电机线圈之间的连接线46中设置有电流传感器44。车载电源43与驱动电路42之间的连接线47中设置有电压传感器45。在图2中，出于方便描述的目的，示出了各相的各电流传感器44中的一个和各相的各连接线46中的一个。微型计算机41基于输入状态量来输出电机控制信号Sm。

具体地，微型计算机41包括计算电流指令值Id^*和Iq^*的电流指令值计算单元51、基于电流指令值Id^*和Iq^*输出电机控制信号Sm的电机控制信号生成单元52、以及检测绝对转向角θs的绝对转向角检测单元53。

车辆速度SPD、转向转矩Th和绝对转向角θs被输入至电流指令值计算单元51。电流指令值计算单元51基于输入状态量来计算电流指令值Id^*和Iq^*。电流指令值Id*和Iq*是要供应至电机21的电流的目标值，并且分别是d/q坐标系中的d轴上的电流指令值和q轴上的电流指令值。其中，q轴电流指令值Iq*表示从电机21输出的电机转矩的目标值。在该实施方式中，d轴电流指令值Id^*基本上固定为零。例如，电流指令值Id*和Iq*在辅助转向右侧时具有正值，并且在辅助转向左侧时具有负值。

电流指令值Id*和Iq*，相电流值Iu、Iv和Iw以及电机21的旋转角θm被输入至电机控制信号生成单元52。电机控制信号生成单元52通过基于输入的状态量在d/q坐标系中执行电流反馈控制来生成电机控制信号Sm。

具体地，电机控制信号生成单元52通过基于旋转角θm将相电流值Iu、Iv和Iw映射到d/q坐标系上来计算d/q坐标系中的作为电机21的实际电流值的d轴电流值Id和q轴电流值Iq。电机控制信号生成单元52通过执行电流反馈控制使得d轴电流值Id跟随d轴电流指令值Id*并且q轴电流值Iq跟随q轴电流指令值Iq*来生成电机控制信号Sm。

电机控制信号生成单元52将生成的电机控制信号Sm输出至驱动电路42。因此，通过将基于电机控制信号Sm的驱动电力供应至电机21，并且从电机21输出基于q轴电流指令值Iq*的电机转矩，将辅助力施加至转向机构5。

旋转角θm输入至绝对转向角检测单元53。绝对转向角检测单元53基于旋转角θm来检测被表示为包括大于360°的范围的绝对角的绝对电机角。在该实施方式中的绝对转向角检测单元53例如以在车载电源43被更换之后首次接通启动开关例如点火开关时的旋转角θm作为原点，对电机21的旋转速度进行积分(integrate)，并且基于积分的旋转速度和旋转角θm来检测绝对电机角。然后，绝对转向角检测单元53基于减速齿轮机构22的减速齿轮比，通过将绝对电机角乘以转换因子来检测指示转向轴11的转向角的绝对转向角θs。在根据该实施方式的转向控制装置1中，当启动开关断开时，监测电机21的旋转，并且始终对电机21的旋转速度进行积分。因此，即使在已经更换了车载电源43之后第二次或更晚地接通启动开关时，绝对转向角θs的原点也与首次接通启动开关时设置的原点相同。

由于如以上所描述的转动轮4的转动角通过转向轴11的旋转而变化，因此绝对转向角θs指示能够转换成转动轮4的转动角的旋转轴的旋转角。绝对电机角和绝对转向角θs在它们是从原点转向右侧的角时具有正值，并且在它们是从原点转向左侧的角时具有负值。

下面将详细描述电流指令值计算单元51的配置。电流指令值计算单元51包括辅助指令值计算单元61，辅助指令值计算单元61计算作为q轴电流指令值Iq^*的基础分量的辅助指令值Ias^*。电流指令值计算单元51还包括限制值设定单元62和保护处理单元63，限制值设定单元62设定作为q轴电流指令值Iq^*的绝对值的上限的限制值Ig，保护处理单元63将辅助指令值Ias^*的绝对值限制成等于或小于限制值Ig。存储器64连接至限制值设定单元62。

转向扭矩Th和车辆速度SPD被输入至辅助指令值计算单元61。辅助指令值计算单元61基于转向转矩Th和车辆速度SPD来计算辅助指令值Ias^*。具体地，在转向转矩Th的绝对值变大并且车辆速度SPD变低时，辅助指令值计算单元61将辅助指令值Ias*计算成具有更大的绝对值。辅助指令值Ias*的绝对值被计算成等于或小于额定电流Ir，该额定电流Ir是与预先设定为可以从电机21输出的电机转矩的转矩相对应的最大电流。计算出的辅助指令值Ias*被输出至保护处理单元63。

如之后将描述的，除了辅助指令值Ias*以外，还将由限制值设定单元62设定的限制值Ig输入至保护处理单元63。在输入的辅助指令值Ias*的绝对值等于或小于限制值Ig时，保护处理单元63将辅助指令值Ias*的值作为q轴电流指令值Iq*输出至电机控制信号生成单元52。另一方面，在输入的辅助指令值Ias*的绝对值大于限制值Ig时，保护处理单元63将通过将辅助指令值Ias*的绝对值限制为限制值Ig而获得的值作为q轴电流指令值Iq*输出至电机控制信号生成单元52。

额定电流Ir、端部位置对应角θs_le和θs_re等存储在存储器64中。左侧端部位置对应角θs_le是与左侧齿条端部位置对应的绝对转向角θs，右侧端部位置对应角θs_re是与右侧齿条端部位置对应的绝对转向角θs。端部位置对应角θs_le和θs_re例如通过基于驾驶员的转向执行的适当学习来设定。

下面将描述限制值设定单元62的配置。绝对转向角θs、车辆速度SPD、电源电压Vb、辅助指令值Ias*、额定电流Ir和端部位置对应角θs_le与θs_re被输入至限制值设定单元62。限制值设定单元62基于输入的状态量来设定限制值Ig。

具体地，如图3所示，限制值设定单元62包括基于绝对转向角θs计算转向角限制值Ien的转向角限制值计算单元71、基于电源电压Vb计算作为另一限制值的电压限制值Ivb的电压限制值计算单元72、以及选择转向角限制值Ien和电压限制值Ivb中较小者的最小值选择单元73。

绝对转向角θs、车辆速度SPD、辅助指令值Ias*、额定电流Ir以及端部位置对应角θs_le和θs_re被输入至转向角限制值计算单元71。如后面将描述的，在指示绝对转向角θs距左侧端部位置对应角θs_le和右侧端部位置对应角θs_re的最小距离的端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，转向角限制值计算单元71基于输入的状态量来计算随着端部分离角Δθ的减小而减小的转向角限制值Ien。计算出的转向角限制值Ien被输出至最小值选择单元73。

电源电压Vb被输入至电压限制值计算单元72。电压限制值计算单元72在电源电压Vb的绝对值等于或小于预设电压阈值Vth时将电压限制值Ivb计算成比用于供应额定电流Ir的额定电压小。具体地，在电源电压Vb的绝对值等于或小于电压阈值Vth时，电压限制值计算单元72将电压限制值Ivb计算成具有随着电源电压Vb的绝对值的减小而较小的绝对值。计算出的电压限制值Ivb被输出至最小值选择单元73。

最小值选择单元73选择转向角限制值Ien和电压限制值Ivb中的较小者作为限制值Ig，并且将所选择的限制值输出至保护处理单元63。通过将转向角限制值Ien作为限制值Ig输出至保护处理单元63，q轴电流指令值Iq^*的绝对值被限制于转向角限制值Ien。因此，在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，通过基于端部分离角Δθ的减小来减小q轴电流指令值Iq*的绝对值来执行用于缓和端部接触的影响的端部接触缓和控制。在该实施方式中的电流指令值计算单元51将q轴电流指令值Iq*校正成使得q轴电流指令值Iq*的绝对值被限制成等于或小于限制值Ig。如以上所描述的，由于将辅助指令值Ias*作为q轴电流指令值Iq*的基础分量输入至保护处理单元63，因此辅助指令值Ias*对应于校正前的电流指令值。

通过将电压限制值Ivb作为限制值Ig输出至保护处理单元63，q轴电流指令值Iq*的绝对值被限制于电压限制值Ivb。因此，在电源电压Vb的绝对值等于或小于电压阈值Vth时，执行用于随着电源电压Vb的绝对值的减小而减小q轴电流指令值Iq*的绝对值的电源保护控制。

下面将详细描述转向角限制值计算单元71的配置。转向角限制值计算单元71包括：端部分离角计算单元81，其计算端部分离角Δθ；以及角度限制分量计算单元82，其计算作为基于端部分离角Δθ而确定的电流限制的角度限制分量Iga，并且转向角限制值计算单元71通过从额定电流Ir中减去角度限制分量Iga来计算预调整转向角限制值Ienb。转向角限制值计算单元71还包括转向角限制值调整单元83，转向角限制值调整单元83基于预调整转向角限制值Ienb来计算转向角限制值Ien。

具体地，绝对转向角θs以及端部位置对应角θs_le和θs_re被输入至端部分离角计算单元81。端部分离角计算单元81计算作为最新的计算周期中的绝对转向角θs与左侧端部位置对应角θs_le之间的差的左侧端部分离角Δθl和作为最新的计算周期中的绝对转向角θs与右侧端部位置对应角θs_re之间的差的右侧端部分离角Δθr。然后，端部分离角计算单元81将右侧端部分离角Δθr和左侧端部分离角Δθl中的绝对值较小的端部分离角作为端部分离角Δθ输出至角度限制分量计算单元82。

端部分离角计算单元81通过将右侧端部分离角Δθr和左侧端部分离角Δθl的绝对值与预设端部分离角阈值Δθth进行比较来设定指示这样的位置的转向角位置标记F的值：在该位置处，方向盘3被转向。端部分离角阈值Δθth指示用于判定方向盘3是向右侧和左侧中的哪一侧转向的阈值，并且被设定成数百度的大值。

具体地，在右侧端部分离角Δθr的绝对值小于端部分离角阈值Δθth时，端部分离角计算单元81将转向角位置标记F的值设定为“1”，“1”指示方向盘3沿正方向转向，即，转动轮4沿正方向转动。在左侧端部分离角Δθl的绝对值小于端部分离角阈值Δθth时，端部分离角计算单元81将转向角位置标记F的值设定为“2”，“2”指示方向盘3沿负方向转向，即，转动轮4沿负方向转动。在右侧端部分离角Δθr等于或大于端部分离角阈值Δθth并且左侧端部分离角Δθl等于或大于端部分离角阈值Δθth时，端部分离角计算单元81将转向角位置标记F的值设定为“0”，“0”指示方向盘3位于中立位置附近。

端部分离角Δθ和车辆速度SPD被输入至角度限制分量计算单元82。角度限制分量计算单元82包括限定了端部分离角Δθ和车辆速度SPD与角度限制分量Iga之间的关系的映射，并且参考该映射来计算与端部分离角Δθ和车辆速度SPD相对应的角度限制分量Iga。

在该映射中，角度限制分量Iga被设定成与端部分离角Δθ从零状态起的增大成比例地减小，在端部分离角Δθ为预定角度θ1时达到零，并且在端部分离角Δθ大于预定角度θ1时为零。在该映射中，还设定了其中端部分离角Δθ为负的区域，并且角度限制分量Iga在端部分离角Δθ变得小于零时与端部分离角Δθ的减小成比例地增大，并且在角度限制分量Iga变成额定电流Ir之后保持恒定。映射中的负区域被假定为：在EPS 2在齿条端部18与齿条壳体13接触的状态下执行更大程度的转动转向而弹性变形的情况下电机21旋转的程度。预定角度θ1被设定成指示接近端部位置对应角θs_le和θs_re的范围的小角。也就是说，角度限制分量Iga在绝对转向角θs从端部位置对应角θs_le和θs_re向转向的中立位置转变时被设定成减小，并且在绝对转向角θs更接近转向的中立位置而非在端部位置对应角θs_le和θs_re附近时被设定为零。

在该映射中，角度限制分量Iga被设定成在其中端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1的区域中随着车辆速度SPD的增加而减小。具体地，在车辆速度SPD处于低速区域时，角度限制分量Iga被设定为大于零，并且在车辆速度SPD处于中速或高速区域时，角度限制分量Iga被设定为零。

计算出的角度限制分量Iga被输出至减法器84。除了角度限制分量Iga以外，额定电流Ir也被输入至减法器84。转向角限制值计算单元71将通过在减法器84中从额定电流Ir中减去角度限制分量Iga获得的值作为预调整转向角限制值Ienb输出至转向角限制值调整单元83。转向角限制值调整单元83通过调整预调整转向角限制值Ienb来计算转向角限制值Ien，并且将转向角限制值Ien输出至最小值选择单元73。

下面将详细描述转向角限制值调整单元83的配置。除了预调整转向角限制值Ienb以外，辅助指令值Ias*也被输入至转向角限制值调整单元83。在向右侧——即，沿正方向——执行转向时，转向角限制值调整单元83将辅助指令值Ias*与带有正号的预调整转向角限制值Ienb(以下称作正的预调整转向角限制值Ienb)进行比较。在辅助指令值Ias*小于正的预调整转向角限制值Ienb时，转向角限制值调整单元83将转向角限制值Ien的绝对值设定成额定电流Ir。另一方面，在辅助指令值Ias*等于或大于正的预调整转向角限制值Ienb时，转向角限制值调整单元83在没有任何改变的情况下将转向角限制值Ien的绝对值设定成预调整转向角限制值Ienb。

在向左侧——即，沿负方向——执行转向时，转向角限制值调整单元83将辅助指令值Ias*与带有负号的预调整转向角限制值Ienb(以下称作负的预调整转向角限制值Ienb)进行比较。在辅助指令值Ias*等于或小于负的预调整转向角限制值Ienb时，转向角限制值调整单元83在没有任何改变的情况下将转向角限制值Ien的绝对值设定成预调整转向角限制值Ienb。另一方面，在辅助指令值Ias*大于负的预调整转向角限制值Ienb时，转向角限制值调整单元83将转向角限制值Ien的绝对值设定成额定电流Ir。

在沿正方向执行转向时，可以确定：在辅助指令值Ias*具有正值时执行其中端部分离角Δθ减小的转动转向，并且在辅助指令值Ias*具有负值时执行端部分离角Δθ增大的回转转向。因此，在辅助指令值Ias*小于正的预调整转向角限制值Ienb时执行转动转向和回转转向之一，并且在辅助指令值Ias*等于或大于正的预调整转向角限制值Ienb时执行转动转向。换言之，在沿正方向执行转向以及执行回转转向时，辅助指令值Ias*小于正的预调整转向角限制值Ienb。

类似地，在沿负方向执行转向时，可以确定：在辅助指令值Ias*具有负值时执行其中端部分离角Δθ减小的转动转向，并且在辅助指令值Ias*具有正值时执行其中端部分离角Δθ增大的回转转向。因此，在辅助指令值Ias*小于或等于负的预调整转向角限制值Ienb时，执行转动转向，并且在辅助指令值Ias*大于负的预调整转向角限制值Ienb时，执行转动转向和回转转向之一。换言之，在沿负方向执行转向以及执行回转转向时，辅助指令值Ias*大于负的预调整转向角限制值Ienb。

也就是说，该实施方式中的转向角限制值调整单元83至少在执行回转转向时将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir。因此，在不执行电源保护控制并且转向角限制值Ien为限制值Ig时，在没有任何改变的情况下将辅助指令值Ias*作为q轴电流指令值Iq*输出，并且即使在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，也不执行通过端部接触缓和控制对q轴电流指令值Iq*的校正。在执行电源保护控制并且电压限制值Ivb是限制值Ig时，即使端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1并且执行了回转转向，q轴电流指令值Iq*也会受到限制。

具体地，如图4的流程图所示，在获取各种状态量时(步骤101)，转向角限制值调整单元83判定转向角位置标记F是否被设定为“1”，即，是否向右侧执行转向(步骤102)。当转向角位置标记F被设定为“1”时(步骤S102：是)，判定辅助指令值Ias*是否小于正的预调整转向角限制值Ienb(步骤103)。在辅助指令值Ias*小于正的预调整转向角限制值Ienb时(步骤103：是)，将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir(步骤104)。另一方面，在辅助指令值Ias*等于或大于正的预调整转向角限制值Ienb时(步骤103：否)，将转向角限制值Ien的绝对值设定为预调整转向角限制值Ienb(步骤105)。

在转向角位置标记F未被设定为“1”时(步骤102：否)，转向角限制值调整单元83判定转向角位置标记F是否被设定为“2”，即，是否向左侧执行转向(步骤106)。当转向角位置标记F被设定为“2”时(步骤S106：是)，判定辅助指令值Ias*是否等于或小于负的预调整转向角限制值Ienb(步骤107)。在辅助指令值Ias*等于或小于负的预调整转向角限制值Ienb时(步骤107：是)，在步骤105中将转向角限制值Ien的绝对值设定为预调整转向角限制值Ienb。另一方面，在辅助指令值Ias*大于负的预调整转向角限制值Ienb时(步骤107：否)，在步骤104中将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir。

在步骤106中判定转向角位置标记F未被设定为“2”时，即，在转向角位置标记F被设定为“0”并且方向盘3位于中立位置附近时(步骤106：否)，转向角限制值调整单元83不执行随后的处理。

下面将描述该实施方式中的操作。如图5所示，考虑到关于绝对转向角θs的转向方向来设定转向角限制值Ien。在该图中，通过虚线指示预调整转向角限制值Ienb。当在图中绘制了辅助指令值Ias*时，其中转向角限制值Ien的绝对值为额定电流Ir的区域被示出为画了阴影线。

例如，假设通过向右侧转向来使端部分离角Δθ变成等于或小于预定角度θ1，并且通过进一步执行转动转向来使辅助命令值Ias*的绝对值变成大于预调整转向角限制值Ienb的预定值Ias1。在这种情况下，转向角限制值Ien的绝对值变为小于预定值Ias1的预调整转向角限制值Ienb，并且q轴电流指令值Iq*的绝对值被限制为转向角限制值Ien。因此，缓和了端部接触的影响。

此处，假设辅助指令值Ias*的符号为负，并且通过在由于向右侧转向而使端部分离角Δθ变成等于或小于预定角度θ1之后执行回转转向，辅助指令值Ias*的绝对值变成比预调整转向角限制值Ienb大的预定角度“Ias1”。在不考虑转向方向来计算转向角限制值Ien的比较示例中，由于转向角限制值Ien的绝对值为预调整转向角限制值Ienb，因此q轴电流指令值Iq*的绝对值被限制为小于预定值Ias1的转向角限制值Ien。因此，辅助力可能不足，并且可能产生卡勾感。

在这方面，在该实施方式中，在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1并且执行回转转向时，转向角限制值Ien的绝对值为额定电流Ir，并且因此q轴电流指令值Iq*的绝对值不限于预定值Ias1。因此，由于向转向机构5施加了足够的辅助力，因此不易产生卡勾感。

下面将描述该实施方式的优点。在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，电流指令值计算单元51将q轴电流指令值Iq*计算成使得不通过端部接触缓和控制来调节端部分离角Δθ的增大。因此，例如，由于在从齿条端部位置附近执行回转转向时施加至转向机构5的辅助力不容易不足，因此不太可能产生卡勾感并且可以抑制转向感的劣化。

电流指令值计算单元51通过将q轴电流指令值Iq*的绝对值限制为转向角限制值Ien来执行端部接触缓和控制。转向角限制值计算单元71在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1并且执行其中端部分离角Δθ增大的回转转向时将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir。因此，在不执行电源保护控制时，q轴电流指令值Iq*的绝对值不受限制，并且端部分离角Δθ的增大未被适当地调节。

在转动轮4向右侧转动并且端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，转向角限制值计算单元71在辅助指令值Ias*小于正的预调整转向角限制值Ienb时将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir，并且在辅助指令值Ias*等于或大于正的预调整转向角限制值Ienb时将转向角限制值Ien的绝对值设定为预调整转向角限制值Ienb。在转动轮4向左侧转动并且端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1时，转向角限制值调整单元83在辅助命令值Ias*等于或大于负的预调整转向角限制值Ienb时将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir，并且在辅助指令值Ias*小于负的预调整转向角限制值Ienb时将转向角限制值Ien的绝对值设定为预调整转向角限制值Ienb。以此方式，例如，即使基于状态量如转向转矩Th未直接判定出是执行回转转向还是转动转向，转向角限制值计算单元71也可以通过考虑符号将辅助指令值Ias*与预调整转向角限制值Ienb进行比较来容易地将转向角限制值Ien的绝对值设定为与转向相对应的适当值。

转向角限制值计算单元71将右侧端部分离角Δθr的绝对值和左侧端部分离角Δθl的绝对值与端部分离角阈值Δθth进行比较，在右侧端部分离角Δθr的绝对值小于端部分离角阈值Δθth时判定转动轮4转向右侧，并且在左侧端部分离角Δθl的绝对值小于端部分离角阈值Δθth时判定转动轮4转向左侧。因此，可以基于右侧端部分离角Δθr和左侧端部分离角Δθl的绝对值来容易地判定转动轮4转动的方向。

该实施方式可以被如下修改。除非出现技术冲突，否则该实施方式和以下修改示例可以彼此组合。在上面的实施方式中，基于右侧端部分离角Δθr和左侧端部分离角Δθl的绝对值来判定转动轮4转动的方向，但是本发明不限于此，并且可以例如基于绝对转向角θs来判定转动轮4转动的方向。

在上面的实施方式中，在辅助指令值Ias*小于正的转向角限制值Ien时，即使在其中执行向右侧的转动转向并且尚未执行回转转向的状态下，转向角限制值Ien的绝对值也被设定为额定电流Ir。然而，本发明不限于此，并且除了判定辅助指令值Ias*是否小于正的预调整转向角限制值Ienb以外，还可以判定辅助指令值Ias*的符号是否为负，并且仅在辅助指令值Ias*的符号为负时才可以将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir。利用该配置，在将转向角限制值Ien用作限制值Ig时的q轴电流指令值Iq*的绝对值具有与以上实施方式中的量值相同的量值。

类似地，在向左侧执行转向时，除了判定辅助命令值Ias*是否等于或大于负的预调整转向角限制值Ienb以外，还判定辅助命令值Ias*的符号是否为正，并且仅在辅助指令值Ias*的符号为正时才可以将转向角限制值Ien的绝对值设定为额定电流Ir。

在上面的实施方式中，当向右侧执行转向时，在辅助指令值Ias*小于正的预调整转向角限制值Ienb时，转向角限值Ien的绝对值被设定为额定电流Ir，但是本发明不限于此，并且在未调节端部分离角Δθ的增大时，转向角限制值Ien的绝对值可以被设定为小于额定电流Ir的值。类似地，当向左侧执行转向时，在辅助指令值Ias*等于或大于负的预调整转向角限制值Ienb时，可以将转向角限制值Ien的绝对值设定为小于额定电流Ir的值。

在上面的实施方式中，通过即使点火开关断开也监测电机21的旋转，始终对电机21的从原点起的旋转速度进行积分并且检测绝对电机角和绝对转向角θs。然而，本发明不限于此，并且例如，可以设置将转向角检测为绝对角的转向传感器，可以基于由转向传感器检测的转向角和减速齿轮机构22的减速齿轮比来对电机21从原点起的旋转速度进行积分，并且可以检测绝对电机角和绝对转向角θs。

在上面的实施方式中，通过将辅助命令值Ias*限制为转向角限制值Ien来执行端部接触缓和控制，但是本发明不限于此，并且可以例如通过将随着其接近齿条端部位置而增大的转向反作用力分量——即，具有与辅助命令值Ias*的符号相反的符号的分量——添加至辅助命令值Ias*来执行端部接触缓和控制。利用该配置，在端部分离角Δθ等于或小于预定角度θ1并且执行其中端部分离角Δθ增大的回转转向时，可以例如通过将转向反作用力分量基本设定为零来实现与上面的实施方式中的操作和优点相同的操作和优点。

在以上实施方式中，对辅助指令值Ias*执行保护处理，但是本发明不限于此，并且例如，可以对通过使用基于通过对转向转矩Th进行微分而获得的转矩微分值的补偿值来校正辅助命令值Ias*而获得的值执行保护处理。利用该配置，通过校正辅助指令值Ias*而获得的值对应于校正之前的电流指令值。

在以上实施方式中，限制值设定单元62包括基于电源电压Vb计算电压限制值Ivb的电压限制值计算单元72，但是本发明不限于此，并且除了电压限制值计算单元72以外或替代电压限制值计算单元72，还可以设置基于另一状态量计算另一限制值的另一计算单元。可以采用其中限制值设定单元62不包括电压限制值计算单元72并且在没有任何改变的情况下将转向角限制值Ien设定为限制值Ig的配置。

在以上实施方式中，将通过从额定电流Ir中减去角度限制分量Iga而获得的值用作预调整转向角限制值Ienb，但是本发明不限于此，并且也可以将通过从额定电流Ir中减去角度限制分量Iga和根据电机角速度确定的电流限制值而获得的值用作预调整转向角限制值Ienb。

在以上实施方式中，转向控制装置1控制其中EPS致动器6向柱轴15施加电机转矩的类型的EPS 2，但是本发明不限于此，例如，转向控制装置1可以控制其中经由滚珠丝杠螺母将电机转矩施加至齿条轴12的类型的转向系统。不限于EPS，转向控制装置1还可以控制线控转向型转向装置，在该线控转向型转向装置中，切断由驾驶员操作的转向单元与使转动轮转动的转动单元之间的动力传递，并且可以如在该实施方式中那样对设置在转动单元中的转动致动器的电机的转矩指令值或q轴电流指令值执行端部接触缓和控制。

Claims (4)

1.一种控制转向系统的转向控制装置(1)，所述转向系统包括：壳体；容置在所述壳体中用于往复运动的转动轴；以及致动器，所述致动器使用电机作为驱动源来施加用于使与所述转动轴连接的转动轮转动的电机转矩，所述转向控制装置(1)的特征在于，包括：

电子控制单元，

其中，所述电子控制单元被配置成：

检测绝对转向角，所述绝对转向角是旋转轴的旋转角，所述旋转轴的旋转角能够被转换成所述转动轮的转动角并且被表示为包括大于360°的范围的绝对角；

计算与从所述电机输出的电机转矩的目标值相对应的电流指令值；

控制所述电机的驱动，以使得供应至所述电机的实际电流值达到所述电流指令值；

存储端部位置对应角，所述端部位置对应角是指示端部位置的角并且与所述绝对转向角相关，其中，在所述端部位置处，所述转动轴的运动通过所述转动轴与所述壳体接触的端部接触来调节；

在指示所述绝对转向角距所述端部位置对应角的距离的端部分离角等于或小于预定角度时，执行用于校正所述电流指令值的端部接触缓和控制以使得调节所述端部分离角的减小；以及

在所述端部分离角等于或小于所述预定角度时，计算所述电流指令值以使得不通过所述端部接触缓和控制来调节所述端部分离角的增大。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成：

在所述端部分离角等于或小于所述预定角度时，计算基于所述端部分离角的减小而减小的转向角限制值；

通过将所述电流指令值的绝对值限制为所述转向角限制值来执行所述端部接触缓和控制；

在所述端部分离角等于或小于所述预定角度时，计算基于所述端部分离角的减小而增大的角度限制分量；

基于通过从所述电机的额定电流中减去所述角度限制分量而获得的预调整转向角限制值来计算所述转向角限制值；以及

在所述端部分离角等于或小于所述预定角度并且所述端部分离角增大时，将所述转向角限制值的绝对值设定为所述额定电流。

3.根据权利要求2所述的转向控制装置(1)，其特征在于：在用于使所述电机生成用于使所述转动轮转向左侧和右侧中的一侧的电机转矩的电流指令值的符号被限定为正并且用于使所述电机生成用于使所述转动轮转向另一侧的电机转矩的电流指令值的符号被限定为负时，

所述电子控制单元被配置成在以下情况下将所述转向角限制值的绝对值设定为所述额定电流：所述转动轮转向所述一侧，所述端部分离角等于或小于所述预定角度，并且校正前的所述电流指令值小于正的预调整转向角限制值；并且在以下情况下将所述转向角限制值的绝对值设定为所述预调整转向角限制值：所述转动轮转向所述一侧，所述端部分离角等于或小于所述预定角度，并且校正前的所述电流指令值等于或大于所述正的预调整转向角限制值；以及

所述电子控制单元被配置成在以下情况下将所述转向角限制值的绝对值设定为所述额定电流：所述转动轮转向所述另一侧，所述端部分离角等于或小于所述预定角度，并且校正前的所述电流指令值大于负的预调整转向角限制值；并且在以下情况下将所述转向角限制值的绝对值设定为所述预调整转向角限制值：所述转动轮转向所述另一侧，所述端部分离角等于或小于所述预定角度，并且校正前的所述电流指令值等于或小于所述负的预调整转向角限制值。

4.根据权利要求3所述的转向控制装置(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置成：

将一侧端部分离角和另一侧端部分离角与预设的端部分离角阈值进行比较，所述一侧端部分离角指示在所述一侧上所述绝对转向角距所述端部位置对应角的距离，所述另一侧端部分离角指示在所述另一侧上所述绝对转向角距所述端部位置对应角的距离；

在所述一侧端部分离角的绝对值小于所述端部分离角阈值时判定所述转动轮转向所述一侧；以及

在所述另一侧端部分离角的绝对值小于所述端部分离角阈值时判定所述转动轮转向所述另一侧。

Images