CN114194281A - 转向操纵装置 - Google Patents

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高岛亨
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JTEKT Corp
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Abstract

一种转向操纵装置(10)，包括转向轴(31)、转向电机(32)和控制装置(36)，控制装置(36)控制转向电机(32)使得能够转换为转向轮(12)的转向角的角度跟随根据方向盘(11)的转向操纵状态计算的目标角度。控制装置(36)执行校正目标角度的校正处理。控制装置(36)校正目标角度，使得在车辆停止状态或极低速状态中的任一状态下目标角度朝向角度区域的界限值增加时，随着目标角度接近角度区域的界限值，目标角度的增加的程度变慢。

Description

转向操纵装置
技术领域
本发明涉及车辆的转向操纵装置。
背景技术
存在动力传递在方向盘与转向轮之间分开的所谓的线控转向操纵装置。例如，日本未审查专利申请公开第2014-133521号(JP 2014-133521A)中描述的转向操纵装置包括反作用力电机和转向电机，该反作用力电机是要施加到转向操纵轴的转向操纵反作用力的产生源，转向电机是用于使转向轮转向的转向力的产生源。在车辆行驶时，转向操纵装置的控制装置通过反作用力电机的电力供应控制生成转向操纵反作用力，并通过转向电机的电力供应控制使转向轮转向。
发明内容
常规地，在包括JP 2014-133521 A中的转向操纵装置的一般线控转向操纵装置中，当驾驶员操作方向盘时，在保持由转向电机产生的转向力与在转向轴中产生的轴向力之间的力平衡的同时，使转向轮转向。
然而，在产生超过转向电机可以产生的最大转向力的轴向力的情况下，难以根据车辆的轴向力特征保持由转向电机产生的转向力与作用在转向轴上的轴向力之间的力平衡。因此，担心难以根据方向盘的转向操纵状态使转向轮平稳地转向。
例如，在车辆停止状态下使转向轮转向的所谓的静态转向操纵的情况下，容易产生较高的轴向力。然而，根据车辆的轴向力特征，可能会出现以下现象。即，在执行静态转向操纵时转向轮不移动，并且在由于车辆启动而导致轴向力减小后转向轮开始移动。担心驾驶员对这种现象的发生有一种陌生感。
本发明使得可以使转向轮更平稳地转向。
本发明的一个方面是一种转向操纵装置。该转向操纵装置包括：转向轴，其被配置成使车辆的转向轮转向，其中，在转向轴与方向盘之间动力传递是分离的；转向电机，其被配置成产生转向力，该转向力是施加至转向轴以使转向轮转向的扭矩；以及控制装置，其被配置成控制转向电机，使得能够转换为转向轮的转向角的角度跟随根据方向盘的转向操纵状态计算的目标角度。控制装置被配置成执行如下校正处理：校正目标角度使得目标角度是能够保持力平衡的角度区域内的角度，力平衡是转向电机能够产生的最大转向力与在转向轴中产生的轴向力之间的平衡。控制装置被配置成校正目标角度，使得在车辆停止状态或极低速状态中的任一状态下目标角度朝向角度区域的界限值增加时，随着目标角度接近角度区域的界限值，目标角度的增加的程度变慢。
通过上述配置，目标角度被校正成使得目标角度是可以保持转向电机可以产生的最大转向力与转向轴中产生的轴向力之间的力平衡的角度区域内的角度。因此，避免目标角度落在可以保持转向电机的转向力与转向轴中产生的轴向力之间的力平衡的角度区域之外。即，可以避免产生超过转向电机可以产生的最大转向力的轴向力的情况。因此，可以根据方向盘的转向操纵状态使转向轮更平稳地转向。
担心驾驶员对与目标角度的校正处理的执行相关联的车辆行为有陌生感。陌生感可能会很强烈，特别是在容易出现大转向的情况的车辆停止状态或极低速状态下。
在这点上，利用上述转向操纵装置，当在车辆停止状态或极低速状态下目标角度朝向变得难以保持转向电机的转向力与轴向力之间的力平衡的角度区域的界限值增加时，目标角度被校正成使得随着目标角度接近所述界限值，目标角度的增加的程度变慢。由于目标角度朝向所述界限值更缓慢地变化，所以可以减少驾驶员对所述车辆行为的陌生感。
在转向操纵装置中，控制装置可以被配置成设置限制目标角度的变化范围的限制值。控制装置可以被配置成设置限制值，使得在车辆停止状态或极低速状态中的任一状态下，随着目标角度的增加，限制值的增加相对于目标角度的增加的比率逐渐减小。
利用上述配置，可以通过用限制值限制目标角度来校正目标角度。
在转向操纵装置中，控制装置可以被配置成设置要从根据方向盘的转向操纵状态计算的目标角度中减去的减去值，使得在车辆停止状态或极低速状态中的任一状态下目标角度朝向角度区域的界限值增加时，随着目标角度接近角度区域的界限值，目标角度的增加的程度变慢。
利用上述配置，可以通过从目标角度减去该减去值来校正目标角度。在转向操纵装置中，当限制值为第一限制值时，控制装置可以被配置成当车辆并非处于车辆停止状态或极低速状态中的任一状态时，使用第二限制值而不是第一限制值来限制目标角度的变化范围，第二限制值是基于角度区域的界限值设置的固定值，并且控制装置可以被配置成通过对第一限制值或第二限制值执行渐变处理来随着时间逐渐改变第一限制值或第二限制值。
利用上述配置，当用于限制目标角度的限制值在第一限制值与第二限制值之间切换时，避免了用于限制目标角度的限制值快速变化。因此，可以避免目标角度快速变化。
在转向操纵装置中，在车辆具有自动驾驶控制功能的情况下，控制装置可以被配置成当自动驾驶控制功能处于开启状态时，无论车速的值如何，都不执行校正处理。
当在执行目标角度的校正处理的情况下执行自动驾驶控制时，担心自动驾驶控制的适当执行受到阻碍。在这点上，利用上述配置，当自动驾驶控制功能处于开启状态时，无论车速的值如何，都不执行目标角度的校正处理。因此，目标角度的校正处理妨碍了自动驾驶控制的执行。在由于产品规格等要求不妨碍自动驾驶控制的执行的情况下，可以满足该要求。
在转向操纵装置中，控制装置可以被配置成当车速状态不正常时，或者当在车辆具有辅助车辆的向后移动操作的后退引导监视功能的情况下档位处于倒档范围时，无论车速的值如何，都不执行校正处理。
在车速状态不正常的情况下，当基于异常车速执行目标角度的校正处理时，担心校正处理反而会给驾驶员带来陌生感。在这点上，利用上述配置，在车速状态不正常的情况下，无论车速的值如何，都不执行目标角度的校正处理。因此，可以避免给驾驶员带来陌生感。
此外，取决于产品规格等，在车辆中设置辅助车辆的向后移动操作的后退引导监视功能。在基于该功能在极低速状态下执行车辆的向后移动操作的情况下，在车厢中的显示器上显示的车辆的预期路径线(预期轨迹线)由于在向后移动操作时执行目标角度的校正处理而根据车速改变，担心校正处理反而会给驾驶者带来陌生感。对此，利用上述转向操纵装置，在档位处于倒档范围的情况下，即在执行车辆的向后移动操作的情况下，无论车速的值如何，都不执行目标角度的校正处理。因此，可以避免给驾驶员带来陌生感。
利用本发明的转向操纵装置，可以使转向轮更平稳地转向。
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，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示出转向操纵装置的实施方式的配置图；
图2是实施方式中的控制装置的框图；
图3是示出实施方式中的转向控制单元的一部分的框图；以及
图4是示出实施方式中的目标小齿轮角与限制值之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面将描述实施转向操纵装置的实施方式。如图1中所示，车辆的转向操纵装置10包括：反作用力单元20，其将转向操纵反作用力施加至车辆的方向盘11；以及转向单元30，其使车辆的转向轮12转向。转向操纵反作用力是在与驾驶员操作方向盘11的方向相反的方向上作用的扭矩。通过将转向操纵反作用力施加到方向盘11，可以给予驾驶员适度的手部响应感。
反作用力单元20包括方向盘11所联接的转向操纵轴21、反作用力电机22、减速器23、旋转角传感器24、扭矩传感器25和反作用力控制单元27。
反作用力电机22是转向操纵反作用力的产生源。例如采用三相无刷电机作为反作用力电机22。反作用力电机22通过减速器23与转向操纵轴21联接。由反作用力电机22产生的扭矩作为转向操纵反作用力被施加至转向操纵轴21。
旋转角传感器24设置在反作用力电机22上。旋转角传感器24检测反作用力电机22的旋转角θa。扭矩传感器25设置在转向操纵轴21上的减速器23与方向盘11之间的部分处。扭矩传感器25检测通过方向盘11的旋转操作而施加到转向操纵轴21的转向操纵扭矩Th。
反作用力控制单元27基于通过旋转角传感器24检测到的反作用力电机22的旋转角θa来计算转向操纵角θs，该转向操纵角θs是转向操纵轴21的旋转角。反作用力控制单元27基于与方向盘11的转向操纵中立位置对应的反作用力电机22的旋转角θa(以下称为“电机中立点”)对旋转数进行计数。反作用力控制单元27通过计算整合角度并且将计算出的整合角度乘以基于减速器23的减速比的转换因数来计算方向盘11的转向操纵角θs，其中，该整合角度是使用电机中立点作为原点对旋转角θa进行整合所得到的角度。电机中立点作为转向操纵角中立点信息存储在反作用力控制单元27中。
反作用力控制单元27通过反作用力电机22的驱动控制来执行产生与转向操纵扭矩Th对应的转向操纵反作用力的反作用力控制。反作用力控制单元27基于通过扭矩传感器25检测到的转向操纵扭矩Th计算目标转向操纵反作用力，并且基于计算的目标转向操纵反作用力和转向操纵扭矩Th计算方向盘11的目标转向操纵角。反作用力控制单元27评估基于反作用力电机22的旋转角θa计算出的转向操纵角θs与目标转向操纵角之间的差，并控制至反作用力电机22的电力的供应使得该差被消除。反作用力控制单元27使用通过旋转角传感器24检测到的反作用力电机22的旋转角θa对反作用力电机22执行矢量控制。
转向单元30包括转向轴31、转向电机32、减速器33、小齿轮轴34、旋转角传感器35和转向控制单元36。转向轴31沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)延伸。左右转向轮12通过拉杆13与转向轴31的两端联接。
转向电机32是转向力的生成源。例如采用三相无刷电机作为转向电机32。转向电机32通过减速器33与小齿轮轴34联接。小齿轮轴34的小齿轮齿34a与转向轴31的齿条齿31a啮合。由转向电机32生成的扭矩作为转向力通过小齿轮轴34被施加至转向轴31。转向轴31响应于转向电机32的旋转而沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)移动。通过转向轴31的移动，改变转向轮12的转向角θw。
旋转角传感器35设置在转向电机32上。旋转角传感器35检测转向电机32的旋转角θb。转向控制单元36通过转向电机32的驱动控制执行根据转向操纵状态使转向轮12转向的转向控制。转向控制单元36基于通过旋转角传感器35检测到的转向电机32的旋转角θb来计算小齿轮角θp，该小齿轮角θp是小齿轮轴34的旋转角。此外，转向控制单元36使用由反作用力控制单元27计算的目标转向操纵角来计算作为小齿轮轴34的目标旋转角的目标小齿轮角。从实现预定转向操纵角度比的观点来计算小齿轮轴34的目标旋转角。转向控制单元36评估小齿轮轴34的目标小齿轮角与实际小齿轮角θp之间的差，并且控制至转向电机32的电力的供应，使得该差被消除。转向控制单元36使用通过旋转角传感器35检测到的转向电机32的旋转角θb来控制转向电机32的矢量控制。
接下来，将详细描述反作用力控制单元27。如图2所示，反作用力控制单元27包括转向操纵角计算单元51、转向操纵反作用力命令值计算单元52和通电控制单元53。
转向操纵角计算单元51基于通过旋转角传感器24检测到的反作用力电机22的旋转角θa来计算方向盘11的转向操纵角θs。转向操纵反作用力命令值计算单元52基于转向操纵扭矩Th和车速V来计算转向操纵反作用力命令值T*。转向操纵反作用力命令值计算单元52计算转向操纵反作用力命令值T*，使得随着转向操纵扭矩Th的绝对值越大以及车速V越低，转向操纵反作用力命令值T*的绝对值越大。稍后将详细描述转向操纵反作用力命令值计算单元52。
通电控制单元53向反作用力电机22提供与转向操纵反作用力命令值T*对应的电力。具体地，通电控制单元53基于转向操纵反作用力命令值T*来计算用于反作用力电机22的电流命令值。此外，通电控制单元53通过设置在至反作用力电机22的电力供应路径上的电流传感器54检测在所述电力供应路径上产生的实际电流Ia的值。电流Ia的值是供应至反作用力电机22的实际电流的值。然后，通电控制单元53评估电流命令值与实际电流Ia的值之间的偏差，并控制至反作用力电机22的电力的供应，使得该偏差被消除。由此，反作用力电机22生成与转向操纵反作用力命令值T*对应的扭矩。可以为驾驶员提供与路面反作用力相对应的适度的手部响应感。
接下来，将详细描述转向控制单元36。如图2所示，转向控制单元36包括小齿轮角计算单元61、目标小齿轮角计算单元62、小齿轮角反馈控制单元63和通电控制单元64。
小齿轮角计算单元61基于通过旋转角传感器35检测到的转向电机32的旋转角θb来计算小齿轮角θp，该小齿轮角θp是小齿轮轴34的实际旋转角。转向电机32和小齿轮轴34通过减速器33协调。因此，在转向电机32的旋转角θb与小齿轮角θp之间存在相关性。使用该相关性，可以根据转向电机32的旋转角θb估计小齿轮角θp。此外，小齿轮轴34与转向轴31啮合。因此，在小齿轮角θp与转向轴31的移动量之间存在相关性。即，小齿轮角θp是反映转向轮12的转向角θw的值。
目标小齿轮角计算单元62基于由转向操纵角计算单元51计算出的转向操纵角θs来计算目标小齿轮角θp *。在该实施方式中，目标小齿轮角计算单元62将目标小齿轮角θp *设置为与转向操纵角θs相同的值。即，作为转向操纵角θs与转向角θw之间的比率的转向操纵角度比是“1:1”。
目标小齿轮角计算单元62可以将目标小齿轮角θp *设置为与转向操纵角θs不同的值。即，目标小齿轮角计算单元62例如根据车辆行驶状态诸如车速V设置作为转向角θw与转向操纵角θs之比的转向操纵角度比，并且根据设置的转向操纵角度比计算目标小齿轮角θp *。目标小齿轮角计算单元62计算目标小齿轮角θp*，使得随着车速V越低，转向角θw相对于转向操纵角θs越大，并且使得随着车速V越高，转向角θw相对于转向操纵角θs越小。为了实现根据车辆行驶状态设置的转向操纵角度比，目标小齿轮角计算单元62计算转向操纵角θs的校正角，并根据设置的转向操纵角度比通过将计算出的校正角与转向操纵角θs相加来计算目标小齿轮角θp*。
小齿轮角反馈控制单元63获取由目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *和由小齿轮角计算单元61计算出的实际小齿轮角θp。小齿轮角反馈控制单元63通过用于使实际小齿轮角θp跟随目标小齿轮角θp *的小齿轮角θp的反馈控制来计算针对由转向电机32产生的扭矩的扭矩命令值Tp *。
通电控制单元64向转向电机32提供与扭矩命令值Tp *对应的电力。具体地，通电控制单元64基于扭矩命令值Tp*来计算用于转向电机32的电流命令值。此外，通电控制单元64通过设置在至转向电机32的电力供应路径上的电流传感器65检测在该电力供应路径上产生的实际电流Ib的值。电流Ib的值是提供给转向电机32的实际电流的值。然后，通电控制单元64评估电流命令值与实际电流Ib的值之间的偏差，并控制至转向电机32的电力的供应，使得该偏差被消除。由此，转向电机32旋转与扭矩命令值Tp*对应的角度。
在线控转向操纵装置10中，在驾驶员操作方向盘11的情况下，在保持由转向电机32产生的转向力与作用在转向轴31上的轴向力之间的力平衡的同时，使转向轮12转向。然而，在产生超过转向电机32可以产生的最大转向力的轴向力的情况下，难以保持由转向电机32产生的转向力与作用在转向轴31上的轴向力之间的力平衡。因此，担心难以根据方向盘11的转向操纵状态使转向轮12平稳地转向。
因此，在本实施方式中，采用以下配置作为转向控制单元36，以使转向轮12更平稳地转向，同时避免产生超过转向电机32可以产生的最大转向力(下文中称为“转向电机32的最大输出”)的轴向力的情况。
如图2中的双点划线所示，转向控制单元36包括校正处理单元66。校正处理单元66设置在目标小齿轮角计算单元62与小齿轮角反馈控制单元63之间的计算路径上。
校正处理单元66根据车辆的轴向力特征校正目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *，使得要供应至小齿轮角反馈控制单元63的最终目标小齿轮角θp *是能够保持转向电机32的最大输出与轴向力之间的力平衡的角度区域内的角度。
如图3所示，校正处理单元66包括限制值计算单元71、确定单元72、切换处理单元73、渐变处理单元74和保护处理单元75。限制值计算单元71获取目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *和通过车速传感器检测到的车速V，并且基于所获取的目标小齿轮角θp *和车速V计算针对目标小齿轮角θp *的限制值θL1。目标小齿轮角θp *的变化范围受限制值θL1限制。例如，限制值θL1是基于角度的界限值设置的，所述界限值使得能够在车速V是极低速区域中的速度的情况下，根据车辆的轴向力特征保持转向电机32的最大输出与轴向力之间的平衡。例如，极低速区域中的速度为等于或低于5km/h的速度。
在车辆停止状态下使转向轮12转向的静态转向操纵时的转向力或在车速V为极低速区域内的速度的情况下使转向轮12转向时的轴向力远大于在车速V为超出极低速区域的速度的情况下使转向轮12转向时的轴向力。换言之，在车速V为超出极低速区域的速度的情况下使转向轮12转向时的轴向力远小于在车速为极低速区域内的速度的情况下使转向轮12转向时的轴向力。
限制值计算单元71使用定义了目标小齿轮角θp *与限制值θL1之间的关系的映射来计算限制值θL1。例如，该映射是根据如下观点来设置的：在车辆停止状态的情况下或在车速V为在极低速区域内的速度的情况下，将目标小齿轮角θp *限制为能够根据车辆的轴向力特征保持转向电机32的最大输出与轴向力之间的力平衡的角度区域内的角度。
如图4所示，映射ML的特征如下。即，如特征线L1所示，随着目标小齿轮角θp *的绝对值从“0”增加，限制值θL1朝向限制值θL1的最大值θmax逐渐增加。然而，随着目标小齿轮角θp *的绝对值增加，限制值θL1的增加相对于目标小齿轮角θp *的绝对值的增加的比率(特征线L1的斜率)逐渐变小。即，随着目标小齿轮角θp *的绝对值的增加，限制值θL1的增加相对于目标小齿轮角θp *的绝对值的增加的梯度变得平缓。最大值θmax基于使得能够根据车辆的轴向力特征保持转向电机32的最大输出与轴向力之间的平衡的角度的界限值来设置。此外，最大值θmax根据车速V设置。
如特征线L0所示，与限制值θL1相对于目标小齿轮角θp *的绝对值的增加线性增加的情况相比，限制值θL1随着目标小齿轮角θp *的绝对值的增加而较慢地增加，然后限制值θL1达到最大值θmax。
确定单元72确定当前情况是否是限制值计算单元71计算出的限制值θL1应该被启用的情况或者限制值θL1应该被禁用的情况。确定单元72获取——作为指示通过车速传感器检测出的车速V是否正常的车速状态的电信号的——车速状态信号S1作为反映车辆的行驶状态的状态变量。例如，当检测到车速传感器的异常或故障时，确定车速V不正常。此外，确定单元72获取作为指示车辆的当前档位的电信号的档位状态信号S2。档位状态信号S2用于确定是否执行车辆的向后移动操作。此外，确定单元72获取作为指示自动驾驶控制功能处于开启状态还是关闭状态的电信号的自动驾驶状态信号S3。除了驾驶辅助控制功能诸如停车辅助功能之外，自动驾驶控制功能还包括允许并非由驾驶员执行转向操纵的自主驾驶的自动驾驶控制功能。
确定单元72基于车辆状态信号S1、档位状态信号S2和自动驾驶状态信号S3设置标志F的值。具体地，当确定满足以下描述的所有三个条件(a)、(b)和(c)时，确定单元72将标志F的值设置为“1”。此外，当确定不满足三个条件(a)、(b)和(c)中的至少一个时，确定单元72将标志F的值设置为“0”。
(a)自动驾驶控制功能的操作状态不是开启状态。
(b)档位不在倒档范围(R档范围)内。
(c)车速状态正常。
切换处理单元73获取限制值计算单元71计算出的限制值θL1和存储在转向控制单元36的存储装置中的是固定值的限制值θL0。限制值θL0基于使得能够根据车辆的轴向力特征保持转向电机32的最大输出与轴向力之间的平衡的角度的界限值来设置。限制值θL0可以被设置为与上述最大值θmax相同的值。
切换处理单元73根据由确定单元72设置的标志F的值来选择限制值θL1和限制值θL0之一作为预限制值θL2。当标志F的值为“1”时，切换处理单元73选择限制值θL1作为预限制值θL2。当标志F的值为“0”时，切换处理单元73选择限制值θL0作为预限制值θL2。
渐变处理单元74获取由切换处理单元73选择的预限制值θL2。渐变处理单元74通过执行针对预限制值θL2随着时间的渐变处理，即用于随着时间逐渐改变预限制值θL2的处理，来计算最终限制值θL3。可以采用低通滤波器作为渐变处理单元74。
保护处理单元75获取由目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *和由渐变处理单元74计算出的最终限制值θL3。保护处理单元75基于最终限制值θL3执行针对目标小齿轮角θp *的限制处理。即，保护处理单元75将目标小齿轮角θp *的绝对值与限制值θL3进行比较。在目标小齿轮角θp *的绝对值大于限制值θL3的情况下，保护处理单元75将目标小齿轮角θp *的绝对值限制为限制值θL3。限制处理之后的目标小齿轮角θp *被作为最终目标小齿轮角θp *供应至小齿轮角反馈控制单元63。在目标小齿轮角θp *的绝对值是等于或小于限制值θL3的值的情况下，保护处理单元75将由目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *作为最终目标小齿轮角θp *供应至小齿轮角反馈控制单元63。
利用该实施方式，可以获得以下描述的效果。目标小齿轮角θp *被校正成使得目标小齿轮角θp *是在可以根据车辆的轴向力特征保持转向电机32的最大输出与轴向力之间的力平衡的角度区域内的角度。因此，避免目标小齿轮角θp *处于难以保持转向电机的转向力与轴向力之间的力平衡的角度区域，即避免目标小齿轮角θp *成为难以使转向轮12平稳地转向的角度。因此，可以避免产生超过转向电机32可以产生的最大转向力的轴向力的情况。因此，可以根据方向盘11的转向操纵状态使转向轮12平稳地转向。
担心驾驶员对与目标小齿轮角θp *的校正处理的执行相关联的车辆行为有陌生感。陌生感可能会很强烈，特别是在容易出现大转向的情况的车辆停止状态或极低速状态下。在这点上，在本实施方式中，在车辆停止状态或极低速状态下，随着目标小齿轮角θp *的绝对值增加，限制值θL1的增加相对于目标小齿轮角θp *的绝对值的增加的梯度变得更平缓。因此，通过限制值θL1限制的目标小齿轮角θp *的绝对值朝向最大值θMAX更缓慢增加。因此，可以减少驾驶员对所述车辆行为的陌生感。
切换处理单元73在极低速区域的情况下选择限制值计算单元71计算出的限制值θL1作为预限制值θL2，在中速区域或高速区域的情况下选择是固定值的限制值θL0作为预限制值θL2。即，预限制值θL2取决于车速在限制值θL1与限制值θL0之间切换。在这种情况下，取决于目标小齿轮角θp *的值，限制值θL1与限制值θL0之间可能存在大的差。在这种情况下，担心由于预限制值θL2的快速变化，最终目标小齿轮角θp *的值快速变化。在这方面，在本实施方式中，对切换处理单元73选择的预限制值θL2执行渐变处理。因此，在预限制值θL2在限制值θL1与限制值θL0之间切换的情况下，避免了预限制值θL2的快速变化以及进一步避免了最终目标小齿轮角θp *的值的快速变化。
取决于产品规格等，要求在自动驾驶控制功能处于开启状态的情况下不妨碍自动驾驶控制的执行。即，用于自动驾驶控制的控制装置将作为要与目标小齿轮角或当前目标小齿轮角相加的角度的附加角度设置为例如用于使车辆在目标车道上行驶的命令值。在这种情况下，当基于映射ML的限制值θL1被选择为预限制值θL2时，担心由用于自动驾驶控制的控制装置设置的目标小齿轮角被基于映射ML的限制值θL1限制。在这点上，在自动驾驶控制功能的操作状态为开启状态的情况下，确定单元72确定当前情况为限制值计算单元71计算出的限制值θL1应该被禁用的情况。因此，在自动驾驶控制功能处于开启状态的情况下，即使车速V是极低速区域内的速度，也不执行通过利用基于映射ML的限制值θL1的限制处理对目标小齿轮角θp *的校正处理。由此，可以避免阻碍自动驾驶控制的执行。
在车速状态不正常的情况下，当基于异常车速V执行利用限制值θL1的限制处理时，担心限制处理反而会给驾驶员带来陌生感。在这点上，在车速状态不正常的情况下，确定单元72确定当前情况是限制值计算单元71计算出的限制值θL1应该被禁用的情况。因此，在车速状态不正常的情况下，即使车速V为极低速区域内的速度，也不执行通过利用基于映射ML的限制值θL1的限制处理对目标小齿轮角θp *的校正处理。由此，可以避免给驾驶员带来陌生感。
在某些情况下，根据产品规格等提供所谓的后退引导监视功能。后退引导监视功能是如下功能：通过将摄像装置附接到后部并且在车厢中的显示器上显示由摄像装置拍摄的图像和车辆的预期路径线(预期轨迹线)，辅助如通过在车库中停车和平行停车所例示的车辆的向后移动操作。在基于该功能在极低速区域时执行向后移动操作的情况下，在向后移动操作时执行利用限制值θL1的限制处理时，车辆的预期路径线等根据车速V而变化，并且担心限制处理反而会给驾驶员带来陌生感。在这点上，在档位处于倒档范围的情况下，即在执行车辆的向后移动操作的情况下，确定单元72确定当前情况是由限制值计算单元71计算出的限制值θL1应该被禁用的情况。因此，在档位处于倒档范围的情况下，即使车速V是极低速区域内的速度，也不执行通过利用基于映射ML的限制值θL1的限制处理对目标小齿轮角θp *的校正处理。由此，能够避免给驾驶员带来陌生感。
其他实施方式
该实施方式可以在被如下修改时执行。在本实施方式中，目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *通过被最终限制值θL3限制而被校正。然而，目标小齿轮角θp *可以被如下校正。即，目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *根据车速而偏移。例如，在极低速区域中，从目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *中减去减去值θoff，以获得与图4中的曲线图中的特征线L1所示的限制值θL1针对目标小齿轮角θp *的变化特征相同的特征(见表达式(1))。减去值θoff根据目标小齿轮角计算单元62计算出的目标小齿轮角θp *而变化。
θp *(最终)＝θp *-θoff (1)
在本实施方式中，确定单元72基于是否满足上述三个条件(a)、(b)、(c)来确定当前情况是否是限制值计算单元71计算出的限制值θL1应该被启用的情况或者限制值θL1应该被禁用的情况，但所述确定不限于此。例如，可以采用三个条件(a)、(b)和(c)中的一个或两个，并且可以基于是否满足这些条件来执行所述确定。即使在这种情况下，也可以获得与实施方式相对应的一致效果。
根据产品规格等，可以采用不包括渐变处理单元74的配置作为校正处理单元66。反作用力控制单元27和转向控制单元36可以构成单一的控制装置。
在实施方式中，采用动力传递在转向操纵轴21与转向轮12之间分离的所谓的无连接件结构作为车辆的转向操纵装置10。然而，可以采用动力传递可以通过离合器在转向操纵轴21与转向轮12之间分离的结构。当离合器断开时，动力传递在方向盘11与转向轮12之间分离。当离合器连接时，动力传递在方向盘11与转向轮12之间进行。

Claims (6)

1.一种转向操纵装置(10)，其特征在于包括：
转向轴(31)，被配置成使车辆的转向轮(12)转向，其中，在所述转向轴(31)与方向盘(11)之间动力传递是分离的；
转向电机(32)，被配置成产生转向力，所述转向力是施加至所述转向轴(31)以使所述转向轮(12)转向的扭矩；以及
控制装置(36)，被配置成控制所述转向电机(32)，使得能够转换为所述转向轮(12)的转向角的角度跟随根据所述方向盘(11)的转向操纵状态计算的目标角度，其中：
所述控制装置(36)被配置成执行如下校正处理：校正所述目标角度使得所述目标角度是能够保持力平衡的角度区域内的角度，所述力平衡是所述转向电机(32)能够产生的最大转向力与在所述转向轴(31)中产生的轴向力之间的平衡；以及
所述控制装置(36)被配置成：校正所述目标角度，使得在车辆停止状态或极低速状态中的任一状态下所述目标角度朝向所述角度区域的界限值增加时，随着所述目标角度接近所述角度区域的界限值，所述目标角度的增加的程度变慢。
2.根据权利要求1所述的转向操纵装置(10)，其特征在于：
所述控制装置(36)被配置成设置限制所述目标角度的变化范围的限制值；以及
所述控制装置(36)被配置成设置所述限制值，使得在所述车辆停止状态或所述极低速状态中的任一状态下，随着所述目标角度的增加，所述限制值的增加相对于所述目标角度的增加的比率逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的转向操纵装置(10)，其特征在于，所述控制装置(36)被配置成设置要从根据所述方向盘(11)的转向操纵状态计算的目标角度中减去的减去值，使得在所述车辆停止状态或所述极低速状态中的任一状态下所述目标角度朝向所述角度区域的界限值增加时，随着所述目标角度接近所述角度区域的界限值，所述目标角度的增加的程度变慢。
4.根据权利要求2所述的转向操纵装置(10)，其特征在于，当所述限制值为第一限制值时，所述控制装置(36)被配置成当所述车辆并非处于所述车辆停止状态或所述极低速状态中的任一状态时，使用第二限制值而不是所述第一限制值来限制所述目标角度的变化范围，所述第二限制值是基于所述角度区域的界限值设置的固定值，并且所述控制装置(36)被配置成通过对所述第一限制值或所述第二限制值执行渐变处理来随着时间逐渐改变所述第一限制值或所述第二限制值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转向操纵装置(10)，其特征在于，在所述车辆具有自动驾驶控制功能的情况下，所述控制装置(36)被配置成当所述自动驾驶控制功能处于开启状态时，无论车速的值如何，都不执行所述校正处理。
6.根据权利要求5所述的转向操纵装置(10)，其特征在于，所述控制装置(36)被配置成：当车速状态不正常时，或者当在所述车辆具有辅助所述车辆的向后移动操作的后退引导监视功能的情况下档位处于倒档范围时，无论所述车速的值如何，都不执行所述校正处理。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220127647A (ko) * 2021-03-11 2022-09-20 현대자동차주식회사 차량용 조향 보조 장치 및 그 제어방법
DE102022209589B3 (de) * 2022-09-13 2024-03-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire Lenksystems eines Kraftfahrzeugs

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2998928B2 (ja) * 1997-07-14 2000-01-17 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
DE10121873B4 (de) * 2001-05-05 2009-07-30 Sauer-Danfoss Holding Aps Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs
JP4379261B2 (ja) 2004-08-30 2009-12-09 日産自動車株式会社 車両用操舵装置
JP5171487B2 (ja) * 2008-09-02 2013-03-27 本田技研工業株式会社 ステアリング装置
JP5392550B2 (ja) 2009-05-13 2014-01-22 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
DE102010003658B4 (de) * 2010-04-06 2014-03-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lenksystem eines Kraftfahrzeugs
CN102320326B (zh) 2011-07-08 2012-09-26 吉林大学 用于汽车线控转向系统的控制方法
JP6028575B2 (ja) 2013-01-11 2016-11-16 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
JP6213233B2 (ja) 2013-12-26 2017-10-18 日産自動車株式会社 操舵制御装置
JP2015231786A (ja) 2014-06-10 2015-12-24 株式会社ジェイテクト 自動操舵装置
KR102213685B1 (ko) 2014-09-23 2021-02-09 현대모비스 주식회사 차량의 능동조향장치
JP2017024683A (ja) 2015-07-28 2017-02-02 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
US10351168B2 (en) * 2016-07-28 2019-07-16 Nsk Ltd. Electric power steering apparatus
US10780915B2 (en) * 2016-12-07 2020-09-22 Steering Solutions Ip Holding Corporation Vehicle steering system having a user experience based automated driving to manual driving transition system and method
DE102017220158A1 (de) 2017-11-13 2019-05-16 Robert Bosch Gmbh Positionierung des Lenkrads im automatisierten Fahrbetrieb bei Steer-by-Wire-Lenksystemen
JP2019127214A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社ジェイテクト 転舵制御装置
JP7102749B2 (ja) * 2018-01-29 2022-07-20 株式会社ジェイテクト 操舵装置
DE102018204081B4 (de) * 2018-03-16 2022-01-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eines Fahrzeugs
US20190367083A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-05 Jtekt Corporation Steering control apparatus
KR102552925B1 (ko) * 2018-07-20 2023-07-10 에이치엘만도 주식회사 스티어 바이 와이어 시스템의 제어 장치 및 방법
JP2020069862A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP7293855B2 (ja) * 2019-05-15 2023-06-20 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置

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